JP5125284B2 - Aluminum coating material and manufacturing method thereof - Google Patents

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この発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材の表面に耐食性に優れた塗膜を有するアルミニウム塗装材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an aluminum coating material having a coating film excellent in corrosion resistance on the surface of an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy, and a method for producing the same .

アルミニウム材の耐食性処理にはクロメート処理やリン酸クロメート処理等のクロム系表面処理剤を用いる方法がよく知られており、これらの方法は現在でも広く行われている(特許文献1〜3参照)。
しかしながら、近年、環境負荷物質の使用を規制しようとする気運が世界的に高まってきており、例えばEUでは、廃自動車指令等により6価のクロムに関する法規制が始まっている。
Methods for using chromium surface treatment agents such as chromate treatment and phosphoric acid chromate treatment are well known for corrosion resistance treatment of aluminum materials, and these methods are still widely practiced (see Patent Documents 1 to 3). .
However, in recent years, there has been a global increase in the desire to regulate the use of environmentally hazardous substances. For example, in the EU, laws and regulations relating to hexavalent chromium have begun due to the directive on scrapped automobiles.

また、本発明者は、分子内に3つ以上の一級アルコール性水酸基を有する3価以上の多価アルコールを併用することにより、3価のクロム(硝酸クロム)を使用することを提案し(特許文献4参照)、更に、この3価のクロムについては、今のところ法規制はされていないが、加熱すると一部が6価のクロムに変化するという報告もあることから、アルミニウム材の表面にシリコン含有塗膜(シリコン元素を含む塗膜)を有し、6価及び3価のクロムを実質的に全く含まない、いわゆる「ノンクロム」であって環境に優しく、しかも、耐食性に優れたアルミニウム塗装材を開発して提案した(特許文献5参照)。   In addition, the inventor proposed that trivalent chromium (chromium nitrate) be used by using a trihydric or higher polyhydric alcohol having three or more primary alcoholic hydroxyl groups in the molecule (patent) Furthermore, although there is no legal regulation for this trivalent chromium at present, there is a report that a part of the trivalent chromium changes to hexavalent chromium when heated. Aluminum coating that has a silicon-containing coating (a coating that contains silicon element) and is substantially free of hexavalent and trivalent chromium, so-called “non-chromium” that is environmentally friendly and excellent in corrosion resistance A material was developed and proposed (see Patent Document 5).

更に、ノンクロメート型の被覆処理の例としては、亜鉛めっき鋼板等の金属板の表面に、特定の架橋樹脂マトリックス(A)50〜90質量%とコロイダルシリカ、リン酸及び酸化ニオブゾル等の無機防錆剤(B)10〜50質量%とを含む皮膜を形成することにり、ノンクロメート型で耐食性、耐アルカリ性、耐溶剤性、耐傷つき性及び密着性に優れた有機被覆処理金属板を提供することが提案されている(特許文献6参照)。   Furthermore, as an example of the non-chromate type coating treatment, the surface of a metal plate such as a galvanized steel plate is coated with 50 to 90% by mass of a specific cross-linked resin matrix (A) and an inorganic protection such as colloidal silica, phosphoric acid and niobium oxide sol. By forming a film containing 10-50% by mass of rusting agent (B), we provide a non-chromate organic coated metal plate with excellent corrosion resistance, alkali resistance, solvent resistance, scratch resistance and adhesion. It has been proposed (see Patent Document 6).

特開平1-299,877号公報JP-A-1-299,877 特公平02-42,389号公報Japanese Patent Publication No.02-42,389 特公平03-77,440号公報Japanese Patent Publication No. 03-77,440 特開2000-256,868号公報JP 2000-256,868 特開2004-283,824号公報JP 2004-283,824 特開2005-281,863号公報JP 2005-281,863 A

本発明者は、係るノンクロムで環境に優しくて優れた耐食性能を有する塗膜が形成されているアルミニウム塗装材について、更に検討を進めた結果、意外なことには、アルミニウム材の表面とこの塗膜との間に所定の珪素酸化物を所定のシリコン量及びシリコン含有率で含有すると共にリン酸由来のリン化合物を所定のリン量及びリン含有率で含有する皮膜(無機皮膜)を介在させることにより、得られたアルミニウム塗装材の耐食性能を顕著に向上せしめることが可能であることを見出し、本発明を完成した。 As a result of further investigation on an aluminum coating material in which a coating film having such an anti-chrome and environmentally friendly and excellent corrosion resistance is formed, the present inventor has unexpectedly found that the surface of the aluminum material and the coating material of this coating material A film (inorganic film) containing a predetermined silicon oxide at a predetermined silicon amount and silicon content and containing a phosphorus compound derived from phosphoric acid at a predetermined phosphorus content and phosphorus content is interposed between the film and the film. Thus, it was found that the corrosion resistance of the obtained aluminum coating material can be remarkably improved, and the present invention has been completed.

従って、本発明の目的は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材の表面に塗膜を有し、ノンクロムで環境に優しくて優れた耐食性能を発揮するアルミニウム塗装材を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an aluminum coating material that has a coating film on the surface of an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy, is non-chromium, and is environmentally friendly and exhibits excellent corrosion resistance.

すなわち、本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材の表面に、水分散性シリカとリン酸を含む皮膜形成処理液を塗布して形成され、珪素酸化物をシリコン量5〜200mg/m2 及びシリコン含有率25〜46.7重量%の範囲で含有すると共に、リン酸由来のリン化合物をリン量0.1〜20mg/m 2 及びリン含有率0.2〜10重量%の範囲で含有し、かつ、クロムを実質的に含まない無機皮膜を介して塗膜が形成されていることを特徴とするアルミニウム塗装材である。ここで、「クロムを実質的に含まない」とは、無機皮膜の蛍光X線分析でクロムが検出限界以下(通常、0.5mg/m2以下)であることを意味し、意識的にクロムを添加しないことを意味する。 That is, the present invention is formed by applying a film-forming treatment liquid containing water-dispersible silica and phosphoric acid to the surface of an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy , and silicon oxide has a silicon content of 5 to 200 mg / m 2. And a silicon content of 25 to 46.7% by weight and a phosphoric acid-derived phosphorus compound in a range of 0.1 to 20 mg / m 2 of phosphorus and 0.2 to 10% by weight of phosphorus. In addition, the aluminum coating material is characterized in that a coating film is formed through an inorganic film substantially not containing chromium. Here, “substantially free of chromium” means that chromium is below the detection limit (usually 0.5 mg / m 2 or less) in fluorescent X-ray analysis of inorganic coatings. Means not added.

本発明において、アルミニウム材としては、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる圧延材、押出形材、ダイカスト材、鋳物材等や、これらを適宜加工して得られる加工材、更にはこれらの材料を適宜組み合わせて得られる組合せ材等が挙げられる。   In the present invention, as an aluminum material, a rolled material made of aluminum or an aluminum alloy, an extruded shape material, a die-cast material, a cast material, a processed material obtained by appropriately processing these materials, and a combination of these materials as appropriate. The obtained combination material and the like can be mentioned.

本発明において、アルミニウム材の表面に形成される無機皮膜は、珪素酸化物をシリコン量5mg/m2以上200mg/m2以下、好ましくは10mg/m2以上100mg/m2以下の範囲で含有することが必要である。この無機皮膜におけるシリコン量が5mg/m2より少ないと、耐糸錆性が劣るという問題があり、反対に、200mg/m2より多くなると、密着性が不良になるという問題が生じる。また、この無機皮膜は、より優れた耐食性能を達成するという観点から、好ましくは有機バインダー等の有機物質を実質的に含まないものであるのがよい。ここで、「有機物質を実質的に含まない」とは、蛍光X線分析において表面汚染で検出される微量の炭素量(C量)以下(通常10mg/m2以下)であり、意識的に有機バインダー等の有機物質を添加しないことを意味する。 In the present invention, the inorganic film formed on the surface of the aluminum material contains silicon oxide in a silicon amount of 5 mg / m 2 or more and 200 mg / m 2 or less, preferably 10 mg / m 2 or more and 100 mg / m 2 or less. It is necessary. If the amount of silicon in the inorganic coating is less than 5 mg / m 2 , there is a problem that the yarn rust resistance is inferior. On the other hand, if it exceeds 200 mg / m 2, there arises a problem that the adhesion is poor. In addition, this inorganic film is preferably substantially free of organic substances such as an organic binder from the viewpoint of achieving superior corrosion resistance. Here, “substantially free of organic substances” means a trace amount of carbon (C amount) or less (usually 10 mg / m 2 or less) detected by surface contamination in fluorescent X-ray analysis. This means that no organic substance such as an organic binder is added.

また、本発明の無機皮膜は、通常その膜厚が5nm以上500nm以下、好ましくは20nm以上300nm以下であるのがよく、また、この皮膜中のシリコン含有率が25重量%以上46.7重量%以下、好ましくは30重量%以上46.7重量%以下であるのがよい。この無機皮膜の膜厚が5nmより薄いと、耐糸錆性が不足する虞があり、反対に、500nmより厚くなると、密着性が不足する虞が生じる。また、皮膜中のシリコン含有率が25重量%より少ないと、耐糸錆性が劣るという問題が生じ、46.7重量%より多いと汎用的な原料では皮膜形成が難しくなりコストが高くなるという問題が生じる。   The inorganic coating of the present invention usually has a thickness of 5 nm to 500 nm, preferably 20 nm to 300 nm, and the silicon content in the coating is 25 wt% to 46.7 wt%. Hereinafter, it is preferably 30% by weight or more and 46.7% by weight or less. If the film thickness of the inorganic film is less than 5 nm, the yarn rust resistance may be insufficient. Conversely, if the film thickness is greater than 500 nm, the adhesion may be insufficient. In addition, if the silicon content in the film is less than 25% by weight, the problem of poor yarn rust resistance occurs, and if it exceeds 46.7% by weight, it is difficult to form a film with a general-purpose raw material and the cost increases. Problems arise.

更に、本発明の珪素酸化物を含有する無機皮膜は、水分散性シリカを原料として形成された皮膜であり、この水分散性シリカとしてはコロイダルシリカ、気相シリカ等があり、より好ましくはコロイダルシリカである。そして、コロイダルシリカとしては、特に限定されるものではないが、具体的には例えば、球状のコロイダルシリカとして、日産化学工業社製のスノーテックス-C、スノーテックス-O、スノーテックス-N、スノーテックス-S、スノーテックス-OL、スノーテックス-XS、スノーテックス-XL等があり、また、鎖状のコロイダルシリカとして、日産化学工業社製のスノーテックス-UP、スノーテックス-OUP等がある。また、気相シリカとしては、日本アエロジル社製のアエロジル130、アエロジル200、アエロジル200CF、アエロジル300、アエロジル300CF、アエロジル380、アエロジルMOX80等がある。 Furthermore, the inorganic film containing the silicon oxide of the present invention is a film formed using water-dispersible silica as a raw material , and examples of the water-dispersible silica include colloidal silica and vapor phase silica, and more preferably colloidal. Silica. The colloidal silica is not particularly limited. Specifically, for example, spherical colloidal silica includes SNOWTEX-C, SNOWTEX-O, SNOWTEX-N, SNOWTEX-N, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. There are Tex-S, Snowtex-OL, Snowtex-XS, Snowtex-XL, etc. Also, as chain colloidal silica, there are Snowtex-UP and Snowtex-OUP manufactured by Nissan Chemical Industries. Gas phase silica includes Aerosil 130, Aerosil 200, Aerosil 200CF, Aerosil 300, Aerosil 300CF, Aerosil 380, Aerosil MOX80, etc. manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.

更にまた、この無機皮膜には、より一層の耐食性の向上等を目的として、この無機皮膜を形成する皮膜形成処理際に、使用する皮膜形成処理液中に上記珪素酸化物に加えてリン酸を添加し、これによって無機皮膜中にリン化合物が添加される。添加されたリン酸は、皮膜形成処理時にアルミニウム材表面と反応し、リン酸アルミニウム等のリン酸塩を生成し、無機皮膜中にリン酸由来のリン化合物として含有される。この目的で無機皮膜中に添加されるリン化合物の添加量は、この皮膜中のリン量として0.1mg/m2以上20mg/m2以下、好ましくは0.5mg/m2以上10mg/m2以下であるのがよく、また、皮膜中のリン含有率として10重量%以下の範囲内であるのがよい。このリン化合物の添加量については、皮膜中のリン量が、0.1mg/m2未満であると、リン化合物添加の目的が達成されず、また、20mg/m2を超えて添加すると密着性不良という問題が生じ、また、皮膜中のリン含有率については、10重量%を超えると密着性が低下するという問題が生じる。 Furthermore, this inorganic film, for the purpose of more such further improve corrosion resistance, the time of the film formation process for forming the inorganic film, phosphoric acid in addition to the silicon oxide in the film forming solution to be used As a result , a phosphorus compound is added to the inorganic film. The added phosphoric acid reacts with the surface of the aluminum material during the film formation treatment to produce a phosphate such as aluminum phosphate, and is contained in the inorganic film as a phosphorus compound derived from phosphoric acid . The amount of phosphorus compound added to the inorganic film for this purpose is 0.1 mg / m 2 or more and 20 mg / m 2 or less, preferably 0.5 mg / m 2 or more and 10 mg / m 2 as the amount of phosphorus in the film. The phosphorus content in the film should be 10% by weight or less. Regarding the amount of phosphorus compound added, if the amount of phosphorus in the film is less than 0.1 mg / m 2 , the purpose of adding the phosphorus compound is not achieved, and if it exceeds 20 mg / m 2 , the adhesion is increased. The problem that it is defective arises, and if the phosphorus content in the film exceeds 10% by weight, there arises a problem that the adhesiveness is lowered.

この目的で皮膜形成処理液中に添加されるリン酸としては、特に限定されないが、好ましくは、例えばオルトリン酸、ホスホン酸、ピロリン酸、及びトリポリリン酸から選ばれた1種又は2種以上の混合物を挙げることができるThe phosphoric acid added to the film-forming treatment solution for this purpose is not particularly limited, but preferably, for example, one or a mixture of two or more selected from orthophosphoric acid, phosphonic acid, pyrophosphoric acid, and tripolyphosphoric acid . Can be mentioned.

また、この無機皮膜には、上記珪素酸化物に加えて、必要により一層の耐食性の向上等を目的として、上記のリン化合物と同様にして無機化合物を添加してもよい。ここでいう無機化合物とは、上記の珪素酸化物やリン化合物以外の無機化合物のことであり、皮膜中の無機化合物の添加量は35重量%以下であることが好ましい。皮膜中の無機化合物の添加量が35重量%を超えると耐食性が低下する。皮膜形成処理液中に添加される無機化合物としては、例えば、アルミナゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル等の金属酸化物ゾルや、酸化亜鉛、酸化チタン、硫酸バリウム、アルミナ、カオリン、酸化鉄等の無機顔料を挙げることができる。   In addition to the silicon oxide, an inorganic compound may be added to the inorganic film in the same manner as the phosphorus compound, if necessary, for the purpose of further improving corrosion resistance. The term “inorganic compound” as used herein refers to an inorganic compound other than the above silicon oxide and phosphorus compound, and the amount of the inorganic compound added to the film is preferably 35% by weight or less. When the added amount of the inorganic compound in the film exceeds 35% by weight, the corrosion resistance is lowered. Examples of inorganic compounds added to the film-forming treatment liquid include metal oxide sols such as alumina sol, zirconia sol, and titania sol, and inorganic pigments such as zinc oxide, titanium oxide, barium sulfate, alumina, kaolin, and iron oxide. Can be mentioned.

本発明において、アルミニウム材の表面に無機皮膜を介して形成される塗膜については、特に限定されるものではなく、この塗膜を形成するための塗料としては、例えば、アクリル系塗料、ポリエステル系塗料、ウレタン系塗料、アクリルウレタン系、アクリルポリエステル系,エポキシ系塗料、フッ素系塗料、アクリルシリコン系塗料、ウレタンシリコン系塗料、アクリルウレタンシリコン系塗料、アルカリシリケート系塗料、コロイダルシリカ等を使用したシリカゾル系塗料、酸化チタン系塗料、セラミックス系塗料、本発明のシリコン含有塗料等を挙げることができ、有機系、無機系、有機・無機ハイブリッド系等のいずれの塗料であってもよい。   In the present invention, the coating film formed on the surface of the aluminum material via an inorganic film is not particularly limited. Examples of the coating material for forming this coating film include acrylic coatings and polyester coatings. Silica sol using paint, urethane paint, acrylic urethane, acrylic polyester, epoxy paint, fluorine paint, acrylic silicone paint, urethane silicone paint, acrylic urethane silicone paint, alkali silicate paint, colloidal silica, etc. Paints, titanium oxide paints, ceramic paints, silicon-containing paints of the present invention, and the like, and any paints such as organic paints, inorganic paints, and organic / inorganic hybrid paints may be used.

また、アルミニウム材の表面に無機皮膜を介して形成される塗膜は、シリコン元素(Si)を含むシリコン含有塗料を塗布して形成され、塗膜中にシリコン元素(Si)を含むシリコン含有塗膜であってもよく、このシリコン含有塗膜を形成するためのシリコン含有塗料についても、特に制限されるものではない。このシリコン含有塗料としては、具体的にはシロキサン結合を有するモノマー又はポリマーを含有する塗料、又は、アルコキシシラン及び/又はシラノール基を含有する塗料である。このような塗料の具体例としては、例えば、アクリルシリコン系塗料、ウレタンシリコン系塗料、アクリルウレタンシリコン系塗料、アルカリシリケート系塗料、シリカゾル系塗料、シリカ系塗料、セラミックス系塗料等を挙げることができ、また、塗料系としては、溶剤系、水系エマルジョン系、水系等の塗料を挙げることができるが、特に好ましくは、水系エマルジョン塗料である。   The coating film formed on the surface of the aluminum material through an inorganic film is formed by applying a silicon-containing paint containing silicon element (Si), and the silicon-containing coating containing silicon element (Si) in the coating film. It may be a film, and the silicon-containing paint for forming this silicon-containing coating film is not particularly limited. The silicon-containing paint is specifically a paint containing a monomer or polymer having a siloxane bond, or a paint containing an alkoxysilane and / or silanol group. Specific examples of such paints include acrylic silicone paints, urethane silicone paints, acrylic urethane silicone paints, alkali silicate paints, silica sol paints, silica paints, ceramic paints, and the like. Examples of the paint system include solvent-based, water-based emulsion, and water-based paints, and water-based emulsion paints are particularly preferable.

本発明において、アルミニウム材の表面に無機皮膜を介して形成される塗膜は、それ自体がアルミニウム塗装材の最外層表面を形成する上塗り塗膜であってもよいが、更にその上に上塗り塗膜を積層するためにプライマー層として機能するプライマー塗膜であってもよい。そして、無機皮膜の上に形成される塗膜の膜厚については、アルミニウム塗装材の使用目的等に応じて適宜選択されるものであるが、プライマー層として機能するプライマー塗膜の膜厚については、通常0.1μm以上20μm以下、好ましくは0.5μm以上15μm以下であるのがよく、0.1μmより薄いと十分な耐食性能が発揮されず、反対に、15μmより厚くなると上塗り塗膜との密着性が低下するという問題が生じる。   In the present invention, the coating film formed on the surface of the aluminum material through the inorganic film may be a top coating film that itself forms the outermost surface of the aluminum coating material. It may be a primer coating film that functions as a primer layer for laminating films. And about the film thickness of the coating film formed on the inorganic film, it is appropriately selected according to the purpose of use of the aluminum coating material, etc. In general, the thickness should be 0.1 μm or more and 20 μm or less, preferably 0.5 μm or more and 15 μm or less. If the thickness is less than 0.1 μm, sufficient corrosion resistance is not exhibited. The problem that adhesiveness falls arises.

そして、本発明の塗膜がプライマー層として用いられる場合、その塗膜の上に更に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜が形成されるが、ここで用いられる上塗り塗料についても特に制限はなく、例えば、アクリル系塗料、ポリエステル系塗料、ウレタン系塗料、アクリルウレタン系、アクリルポリエステル系、エポキシ系塗料、フッ素系塗料、アクリルシリコン系塗料、ウレタンシリコン系塗料、アクリルウレタンシリコン系塗料、アルカリシリケート系塗料、コロイダルシリカ等を使用したシリカゾル系塗料、酸化チタン系塗料、セラミックス系塗料、本発明のシリコン含有塗料等を挙げることができ、有機系、無機系、有機・無機ハイブリッド系等のいずれの塗料であってもよい。また、この上塗り塗膜については、単一層塗膜に限らず、二層以上の多層塗膜でもよく、更に、その膜厚については特に制限されないが通常は1〜100μmが好ましい。   And, when the coating film of the present invention is used as a primer layer, a top coating film is formed by further applying a top coating composition on the coating film, but there is no particular limitation on the top coating composition used here, For example, acrylic paint, polyester paint, urethane paint, acrylic urethane, acrylic polyester, epoxy paint, fluorine paint, acrylic silicone paint, urethane silicone paint, acrylic urethane silicone paint, alkali silicate paint And silica sol-based paints using colloidal silica, titanium oxide-based paints, ceramics-based paints, silicon-containing paints of the present invention, etc., and any of organic, inorganic, organic / inorganic hybrid paints, etc. There may be. Moreover, about this top coat film, not only a single layer coating film but a multilayer coating film of two or more layers may be used, and the film thickness is not particularly limited, but usually 1 to 100 μm is preferable.

本発明のアルミニウム塗装材は、アルミニウム材の表面に、珪素酸化物を含有する皮膜形成処理液を塗布してシリコン量5〜200mg/m2 及びシリコン含有率25〜46.7重量%並びにリン酸由来のリン量0.1〜20mg/m 2 及びリン含有率0.2〜10重量%の無機皮膜を形成する皮膜形成処理を行い、次いで得られた無機皮膜の上に塗料を塗布して塗膜を形成することにより製造される。 The aluminum coating material of the present invention is obtained by applying a film forming treatment liquid containing silicon oxide to the surface of an aluminum material to obtain a silicon amount of 5 to 200 mg / m 2, a silicon content of 25 to 46.7% by weight, and phosphoric acid. A film forming treatment for forming an inorganic film having a phosphorus content of 0.1 to 20 mg / m 2 and a phosphorus content of 0.2 to 10% by weight is performed, and then a coating is applied on the obtained inorganic film. Manufactured by forming a film.

この本発明のアルミニウム塗装材の製造に際しては、好ましくは、皮膜形成処理に先駆けて、予めその表面に、脱脂や表面調整等を目的として、酸溶液、好ましくはpH6以下の酸溶液による酸処理、及び/又は、アルカリ溶液、好ましくはpH8以上のアルカリ溶液によるアルカリ処理からなる前処理を施してもよい。   In the production of the aluminum coating material of the present invention, preferably, prior to the film formation treatment, an acid treatment with an acid solution, preferably an acid solution having a pH of 6 or less, on the surface in advance for the purpose of degreasing or surface adjustment, And / or a pretreatment comprising an alkali treatment with an alkaline solution, preferably an alkaline solution having a pH of 8 or higher, may be applied.

ここで、この前処理に用いる酸溶液としては、例えば、市販の酸性脱脂剤で調製したもの、硫酸、硝酸、フッ酸、リン酸等の鉱酸や酢酸、クエン酸等の有機酸や、これらの酸を混合して得られた混合酸等の酸試薬を用いて調製したもの等を用いることができ、好ましくはpH6以下の酸溶液であるのがよく、また、アルカリ溶液としては、例えば、市販のアルカリ性脱脂剤により調製したもの、苛性ソーダ等のアルカリ試薬により調製したもの、又はこれらのものを混合して調製したもの等を用いることができ、好ましくはpH8以上のアルカリ溶液であるのがよい。   Here, examples of the acid solution used for this pretreatment include those prepared with commercially available acid degreasing agents, mineral acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid, organic acids such as acetic acid and citric acid, and the like. What was prepared using acid reagents, such as mixed acid obtained by mixing acid of this, etc. can be used, Preferably it is an acid solution below pH 6, and as an alkaline solution, for example, Those prepared with a commercially available alkaline degreasing agent, those prepared with an alkaline reagent such as caustic soda, or those prepared by mixing these materials can be used, and preferably an alkaline solution having a pH of 8 or more. .

また、前処理に用いる酸溶液及び/又はアルカリ溶液は珪素化合物を含有していてもよい。珪素化合物を含有する酸溶液及び/又はアルカリ溶液を用いて前処理を行うことにより、アルミニウム材の表面とその上に形成される無機皮膜との間の密着性がより強固になるという作用効果が期待される。このような珪素化合物を含有する酸溶液及び/又はアルカリ溶液としては、例えば、コロイダルシリカを含有する酸溶液やメタ珪酸ソーダ等の珪酸塩を含有するアルカリ溶液等を例示することができる。   Moreover, the acid solution and / or alkali solution used for pretreatment may contain a silicon compound. By performing the pretreatment using an acid solution and / or an alkali solution containing a silicon compound, there is an effect that the adhesion between the surface of the aluminum material and the inorganic film formed thereon becomes stronger. Be expected. Examples of the acid solution and / or alkali solution containing such a silicon compound include an acid solution containing colloidal silica and an alkali solution containing a silicate such as sodium metasilicate.

上記の酸溶液及び/又はアルカリ溶液を用いて行なう前処理の操作方法及び処理条件については、従来よりこの種の酸溶液又はアルカリ溶液を用いて行なわれている前処理の操作方法及び処理条件と同様でよく、例えば、浸漬法、スプレー法等の方法により、室温から90℃まで、好ましくは室温から70℃までの温度で、1工程1秒から15分程度、好ましくは5秒から10分程度の条件で行うのがよいが、より好ましくは、5秒から3分であるのがよい。   Regarding the operation method and treatment conditions of the pretreatment performed using the above acid solution and / or alkali solution, the operation method and treatment conditions of the pretreatment conventionally performed using this kind of acid solution or alkali solution, and For example, by a method such as dipping or spraying, the temperature is from room temperature to 90 ° C., preferably from room temperature to 70 ° C., one step for about 1 second to about 15 minutes, preferably about 5 seconds to about 10 minutes. However, it is preferable that the time is 5 seconds to 3 minutes.

なお、この酸溶液及び/又はアルカリ溶液を用いて行なう前処理において、アルミニウム材の表面は、エッチングされてもよく、また、されなくてもよい。
そして、アルミニウム材の表面に前処理を施した後は、必要により水洗処理してもよく、この水洗処理には工業用水、地下水、水道水、イオン交換水等を用いることができ、製造されるアルミニウム塗装材に応じて適宜選択される。更に、前処理されたアルミニウム材については、必要により乾燥処理されるが、この乾燥処理についても、室温で放置する自然乾燥でよいほか、エアーブロー、ドライヤー、オーブン等を用いて行う強制乾燥でもよい。
In the pretreatment performed using this acid solution and / or alkali solution, the surface of the aluminum material may or may not be etched.
And after pre-treating the surface of the aluminum material, it may be washed with water if necessary, and industrial water, ground water, tap water, ion-exchanged water, etc. can be used for this washing treatment and manufactured. It is suitably selected according to the aluminum coating material. Further, the pretreated aluminum material is subjected to a drying treatment if necessary. This drying treatment may be natural drying left at room temperature, or may be forced drying using an air blower, a dryer, an oven, or the like. .

次に、アルミニウム材の表面に、あるいは、必要により上記の酸処理及び/又はアルカリ処理による前処理が施されたアルミニウム材の表面に、好ましくはコロイダルシリカ等の水分散性シリカ及びリン酸を含有し、必要により更に所定の無機化合物が添加された皮膜形成処理液を塗布して、シリコン量5〜200mg/m2 及びシリコン含有率25〜46.7重量%並びにリン酸由来のリン量0.1〜20mg/m 2 及びリン含有率0.2〜10重量%の無機皮膜を形成する皮膜形成処理が施される。 Next, the surface of the aluminum material or, if necessary, the surface of the aluminum material pretreated by the acid treatment and / or alkali treatment, preferably contains water-dispersible silica such as colloidal silica and phosphoric acid . Then, if necessary, a film forming treatment solution to which a predetermined inorganic compound is added is applied, and the silicon amount is 5 to 200 mg / m 2 and the silicon content is 25 to 46.7% by weight. A film forming treatment for forming an inorganic film having 1 to 20 mg / m 2 and a phosphorus content of 0.2 to 10% by weight is performed.

この皮膜形成処理液については、水溶液あるいはアルコール溶液が好ましく、必要によりアルコール、溶剤、表面調整剤等の有機物質を添加してもよい。ここで添加される有機物質については、好ましくは、無機皮膜の形成時に皮膜から気化して消失し、実質的に皮膜の構成成分として皮膜中に残留しないものであるのがよい。皮膜形成時に皮膜から気化して実質的に消失する有機物質としては、おおよその目安として、沸点150℃以下のものである。   The film forming treatment liquid is preferably an aqueous solution or an alcohol solution, and an organic substance such as an alcohol, a solvent, or a surface conditioner may be added as necessary. The organic substance added here is preferably one that vaporizes and disappears from the coating during the formation of the inorganic coating and does not substantially remain in the coating as a component of the coating. As an approximate standard, the organic substance that substantially disappears when vaporized from the film during film formation is one having a boiling point of 150 ° C. or lower.

アルミニウム材の表面に上記の皮膜形成処理液を塗布して無機皮膜を形成する皮膜形成処理の操作方法及び処理条件については、例えば、ロールコート法、スプレーコート法、浸漬法、バーコート法、静電塗装法等によるプレコート法であっても、また、スプレーコート法、スピンコート法、浸漬法、静電塗装法等によるポストコート法により、通常、室温から80℃まで、好ましくは室温から50℃までの温度範囲で、1工程1秒から10分程度、好ましくは2秒から5分程度の条件で行うのがよく、また、塗布後に必要により乾燥処理されるが、この乾燥処理についても、室温で放置する自然乾燥でよいほか、エアーブロー、ドライヤー、オーブン等を用いて行う強制乾燥でもよい。強制乾燥の場合は、室温〜250℃で1秒〜10分程度、好ましくは2秒から5分程度乾燥するのがよい。   Regarding the operation method and treatment conditions of the film formation treatment for forming the inorganic film by applying the above film formation treatment liquid on the surface of the aluminum material, for example, the roll coating method, spray coating method, dipping method, bar coating method, static coating method, etc. Even a pre-coating method such as an electrocoating method, or a post-coating method such as a spray coating method, a spin coating method, a dipping method, an electrostatic coating method or the like, usually from room temperature to 80 ° C., preferably from room temperature to 50 ° C. In the temperature range up to 1 second to about 10 minutes, preferably 2 seconds to 5 minutes, and after the coating, if necessary, the drying treatment is carried out at room temperature. In addition to natural drying, the forced drying may be performed using an air blower, a dryer, an oven, or the like. In the case of forced drying, it is preferable to dry at room temperature to 250 ° C. for about 1 second to 10 minutes, preferably about 2 seconds to 5 minutes.

以上のようにしてアルミニウム材の表面に所定の無機皮膜が形成された後、この無機皮膜の上に塗料を塗布して塗膜が形成される。この塗料の塗装方法については、例えばロールコート法、スプレーコート法、浸漬法、バーコート法、静電塗装法等によるプレコート法であっても、また、スプレーコート法、スピンコート法、浸漬法、静電塗装法等によるポストコート法であってもよい。そして、塗装後の乾燥処理についても、塗料に応じた乾燥方法を採用すればよく、例えば、エアーブロー、ドライヤー、オーブン等を用いて室温から300℃の範囲で5秒から24時間行う方法を例示することができる。   After a predetermined inorganic film is formed on the surface of the aluminum material as described above, a paint is applied on the inorganic film to form a coating film. As for the coating method of this paint, for example, a pre-coating method such as a roll coating method, a spray coating method, a dipping method, a bar coating method, an electrostatic coating method, etc., or a spray coating method, a spin coating method, a dipping method, A post-coating method such as an electrostatic coating method may be used. The drying process after painting may be performed by a drying method corresponding to the paint, for example, a method of performing air blowing, a dryer, an oven, etc. in the range of room temperature to 300 ° C. for 5 seconds to 24 hours. can do.

また、上記塗膜をプライマー層として用い、その上に上塗り塗膜を設ける場合についても、従来のプライマー層の上に上塗り塗料を塗布して上塗り塗膜を形成せしめる場合と変わりなく、例えば形成されたプライマー塗膜の上にロールコート法、スプレーコート法、浸漬法、バーコート法、静電塗装法等によるプレコート法や、スプレーコート法、スピンコート法、浸漬法、静電塗装法等によるポストコート法で上塗り塗料を塗布し、次いで上塗り塗料に応じた乾燥方法で乾燥すればよい。   In addition, when the above-mentioned coating film is used as a primer layer and a top coating film is provided thereon, it is not different from the case where a top coating film is formed on a conventional primer layer, for example, it is formed. Post-coating by roll coating method, spray coating method, dipping method, bar coating method, electrostatic coating method, etc., spray coating method, spin coating method, dipping method, electrostatic coating method, etc. A top coating material may be applied by a coating method, and then dried by a drying method corresponding to the top coating material.

本発明によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材の表面に塗膜を有し、クロムを実質的に含まないノンクロムで環境に優しくて優れた耐食性能を発揮するアルミニウム塗装材を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an aluminum coating material which has a coating film on the surface of an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy, is non-chromium substantially free of chromium, and is environmentally friendly and exhibits excellent corrosion resistance. Can do.

以下、実施例、参考例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described based on examples , reference examples, and comparative examples.

〔実施例2、5、8、9、13〜17、参考例1、3、4、6、7、10〜12、及び比較例1〜7〕
アルミニウム材として大きさ70mm×150mm×0.8mmのアルミニウム板(JIS 5052)を用意し、これら各実施例、各参考例、及び比較例1〜6のアルミニウム板について、以下のようにして前処理、無機皮膜形成、塗膜の形成を行なった。
[Examples 2, 5, 8, 9, 13 to 17, Reference Examples 1, 3, 4, 6, 7, 10 to 12, and Comparative Examples 1 to 7]
An aluminum plate (JIS 5052) having a size of 70 mm × 150 mm × 0.8 mm was prepared as an aluminum material, and the aluminum plates of these examples, reference examples, and comparative examples 1 to 6 were pretreated as follows. Inorganic film formation and coating film formation were performed.

〔前処理〕
参考例1及び11では、10wt%-硫酸水溶液中に40℃で3分間浸漬し、水洗し、乾燥させた。
〔Preprocessing〕
In Reference Examples 1 and 11, the sample was immersed in a 10 wt% sulfuric acid aqueous solution at 40 ° C. for 3 minutes, washed with water, and dried.

実施例2及び参考例12並びに比較例1では、10wt%-硫酸水溶液中に40℃で3分間浸漬し、水洗した後、5wt%-水酸化ナトリウム水溶液中に40℃で3分間浸漬し、水洗し、次いで10wt%-硫酸水溶液中に室温下で1分間浸漬し、水洗し、乾燥させた。 In Example 2, Reference Example 12 and Comparative Example 1, the sample was immersed in a 10 wt% -sulfuric acid aqueous solution at 40 ° C. for 3 minutes, washed with water, then immersed in a 5 wt% -sodium hydroxide aqueous solution at 40 ° C. for 3 minutes, and washed with water. Then, it was immersed in a 10 wt% -sulfuric acid aqueous solution at room temperature for 1 minute, washed with water and dried.

実施例17及び参考例3並びに比較例2では、30wt%-硝酸水溶液中に室温下で5分間浸漬し、水洗し、乾燥させた。 In Example 17 and Reference Example 3 and Comparative Example 2, they were immersed in a 30 wt% aqueous nitric acid solution at room temperature for 5 minutes, washed with water and dried.

実施例9、参考例4及び10では、2wt%-リン酸水溶液中に60℃30秒間浸漬し、水洗し、乾燥させた。 In Example 9 and Reference Examples 4 and 10, they were immersed in a 2 wt% -phosphoric acid aqueous solution at 60 ° C. for 30 seconds, washed with water, and dried.

実施例5では、珪素化合物を含有する酸溶液として、日産化学工業製のスノーテックス-O(ST-O)を使用して調製した2重量%のコロイダルシリカを含有する5wt%-硝酸溶液に60℃30秒浸漬し、水洗し、乾燥させた。   In Example 5, a 60 wt% nitric acid solution containing 2 wt% colloidal silica prepared using Snowtex-O (ST-O) manufactured by Nissan Chemical Industries was used as an acid solution containing a silicon compound. It was soaked at 30 ° C. for 30 seconds, washed with water and dried.

実施例8、参考例6及び7、及び比較例3〜7では、珪素化合物を含有するアルカリ溶液として、メタ珪酸ナトリウムを含有する脱脂剤(脱脂剤A:日本ペイント社製商品名:サーフクリーナー155)の2重量%水溶液を用い、60℃で30秒間浸漬した後、水洗して乾燥させた。 In Example 8, Reference Examples 6 and 7, and Comparative Examples 3-7, as an alkaline solution containing a silicon compound, a degreasing agent containing sodium metasilicate (degreasing agent A: Nippon Paint Co., Ltd., trade name: Surf Cleaner 155 ) Was used for 30 seconds, and then washed with water and dried.

実施例13〜16では、珪素化合物を含有するアルカリ溶液として、メタ珪酸ナトリウムを含有する脱脂剤(脱脂剤B:日本ペイント社製商品名:サーフクリーナー53)の2重量%水溶液を用い、60℃で3分間浸漬した後、水洗して乾燥させた。   In Examples 13 to 16, a 2 wt% aqueous solution of a degreasing agent containing sodium metasilicate (degreasing agent B: product name: Surf Cleaner 53) containing sodium metasilicate was used as an alkaline solution containing a silicon compound, and the temperature was 60 ° C. After being immersed for 3 minutes, it was washed with water and dried.

〔皮膜形成処理〕
珪素酸化物を含有する処理液として、表1に示す水分散性シリカを含有する表2(各実施例及び各参考例)及び表3(比較例1〜6)に示す組成の皮膜形成処理液を用いた。
[Film formation treatment]
As a treatment liquid containing silicon oxide, a film-forming treatment liquid having the composition shown in Table 2 ( each Example and each Reference Example ) and Table 3 (Comparative Examples 1 to 6) containing water-dispersible silica shown in Table 1. Was used.

Figure 0005125284
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各実施例、各参考例、及び各比較例では、前処理後に、表2及び表3に示す組成の皮膜形成処理液をバーコーター#3で塗装し、200℃で1分間乾燥させた。 In each example, each reference example, and each comparative example , after the pretreatment, a film forming treatment liquid having the composition shown in Tables 2 and 3 was applied with a bar coater # 3 and dried at 200 ° C. for 1 minute.

この際に、実施例2、5、8、9、及び13〜17と比較例2及び5においては、水分散性シリカ以外に、表2及び表3に示す割合でリン酸(和光純薬工業社製の試薬特級:リン酸含有量85wt%)及び/又はリン酸アルミニウム(和光純薬工業社製の試薬化学用)を添加した。   At this time, in Examples 2, 5, 8, 9, and 13 to 17 and Comparative Examples 2 and 5, in addition to water-dispersible silica, phosphoric acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used at the ratios shown in Tables 2 and 3. A reagent special grade manufactured by the company (phosphoric acid content 85 wt%) and / or aluminum phosphate (for reagent chemistry manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added.

また、実施例5及び13〜15と、参考例11及び12と、比較例1、2及び6においては、水分散性シリカ以外に、アルミナゾル(日産化学工業製:アルミナゾル-100、固形分10wt%)又はジルコニアゾル(日産化学工業製、固形分30wt%)又はベーマイト(日産化学工業製:AS-100、固形分10wt%)を添加した。 In Examples 5 and 13 to 15 , Reference Examples 11 and 12, and Comparative Examples 1, 2, and 6, in addition to water-dispersible silica, alumina sol (manufactured by Nissan Chemical Industries: Alumina Sol-100, solid content 10 wt%) ) Or zirconia sol (manufactured by Nissan Chemical Industries, solid content 30 wt%) or boehmite (manufactured by Nissan Chemical Industries: AS-100, solid content 10 wt%).

更に、比較例6においては、この無機皮膜を形成するための皮膜形成処理を実施しなかった。   Furthermore, in Comparative Example 6, the film forming process for forming this inorganic film was not performed.

上記のようにして形成された各実施例、各参考例、及び各比較例の無機皮膜について、皮膜単位面積中に含有されるシリコン量(Si量:mg/m2)及びリン量(P量:mg/m2)をそれぞれ蛍光X線分析で測定した。測定には、99.999%の純アルミの板に各実施例、各参考例、及び各比較例の場合と同様の方法で無機皮膜を作製し、皮膜単位面積中に含有されるシリコン量(Si量:mg/m2)及びリン量(P量:mg/m2)を定量分析した。クロム(Cr)及びカーボン(C)に関しても同様に蛍光X線分析でクロム量(Cr量)及びカーボン量(C量)の定量分析を行い、検出されない(検出限界以下:Crの検出限界は0.5mg/m2であり、また、Cの検出限界は10mg/m2である。)ことを確認した。 The amount of silicon (Si amount: mg / m 2 ) and the amount of phosphorus (P amount) contained in the coating unit area for the inorganic coatings of Examples, Reference Examples, and Comparative Examples formed as described above. : Mg / m 2 ) was measured by X-ray fluorescence analysis. For the measurement, an inorganic film was prepared on a 99.999% pure aluminum plate in the same manner as in each example, each reference example, and each comparative example, and the amount of silicon contained in the film unit area ( Si amount: mg / m 2 ) and phosphorus amount (P amount: mg / m 2 ) were quantitatively analyzed. Similarly, for chromium (Cr) and carbon (C), the amount of chromium (Cr amount) and the amount of carbon (C amount) are quantitatively analyzed by fluorescent X-ray analysis, and they are not detected (below the detection limit: the detection limit of Cr is 0.5). It was mg / m 2 , and the detection limit of C was 10 mg / m 2 ).

更に、無機皮膜中のシリコン含有率(Si含有率:wt%)及びリン含有率(P含有率:wt%)については、珪素含有皮膜を形成する塗料を一定量分取し、200℃で5分間加熱後、形成された珪素含有皮膜の重量を測定し、化学分析により、Si量とP量とを定量分析し、含有率を求めた。   Furthermore, for the silicon content (Si content: wt%) and phosphorus content (P content: wt%) in the inorganic film, a certain amount of the coating material for forming the silicon-containing film was taken out at 200 ° C. After heating for a minute, the weight of the formed silicon-containing film was measured, and the amount of Si and the amount of P were quantitatively analyzed by chemical analysis to determine the content.

〔塗膜の形成〕
無機皮膜を介して形成される塗膜は、下記の表4に示す塗料を用いて形成した。シリコン含有塗膜の形成は、表4のシリコン含有塗料である塗料F、G、H、及びIを用いた。
[Formation of coating film]
The coating film formed through the inorganic film was formed using the paint shown in Table 4 below. For the formation of the silicon-containing coating film, paints F, G, H and I which are silicon-containing paints in Table 4 were used.

Figure 0005125284
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〔実施例2、5、13,14、16及び17、参考例1、3、4、6、7及び12、並びに比較例1〜4、6及び7〕
上記の前処理及び皮膜形成処理が行なわれた後の各実施例2、5、13,14、16及び17、参考例1、3、4、6、7及び12、並びに比較例1〜4、6及び7の各アルミニウム板について、下記の方法で塗膜を形成し、各試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。
[Examples 2, 5, 13, 14, 16 and 17 , Reference Examples 1, 3, 4, 6, 7 and 12, and Comparative Examples 1 to 4, 6 and 7]
Examples 2, 5, 13, 14, 16 and 17 after the above pretreatment and film formation treatment were performed , Reference Examples 1, 3, 4, 6, 7 and 12, and Comparative Examples 1 to 4, About each aluminum plate of 6 and 7, the coating film was formed with the following method and each test piece (aluminum coating material) was prepared.

参考例1では、塗料Aをバーコート塗装し、最高到達温度(PMT: Peak metal temperature)210℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚5μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Jをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚20μmの塗膜を形成し、参考例1の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 1, the coating material A was bar-coated, baked for 40 seconds at a peak metal temperature (PMT) of 210 ° C. and dried to form a coating film having a thickness of 5 μm. Next, paint J was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 20 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Reference Example 1 was prepared.

実施例2では、塗料Bをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、実施例2の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Example 2, paint B was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a 10 μm-thick film, and the test piece (aluminum coating material) of Example 2 was prepared. did.

参考例3では、塗料Cをバーコート塗装し、PMT210℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、参考例3の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 3, paint C was bar-coated, baked at PMT 210 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm. Next, the paint K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a 10 μm-thick coating film, and a test piece (aluminum coating material) of Reference Example 3 was prepared.

参考例4では、塗料Dをバーコート塗装し、PMT210℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚2μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Cをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、参考例4の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 4, the coating material D was bar-coated, baked at PMT 210 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 2 μm. Next, the paint C was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Reference Example 4 was prepared.

実施例5では、塗料Eをバーコート塗装し、PMT210℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚1μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Mをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚15μmの塗膜を形成し、実施例5の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Example 5, the coating material E was bar-coated, baked at PMT 210 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 1 μm. Next, the paint M was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a film thickness of 15 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Example 5 was prepared.

参考例6では、塗料Fをバーコート塗装し、PMT230℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚0.5μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚30μmの塗膜を形成し、参考例6の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 6, paint F was bar-coated, baked at PMT 230 ° C. for 40 seconds, and dried to form a coating film having a thickness of 0.5 μm. Next, the paint K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 30 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Reference Example 6 was prepared.

参考例7では、塗料Gをバーコート塗装し、PMT230℃で100秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚20μmの塗膜を形成し、参考例7の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 7, paint G was bar-coated, baked at PMT 230 ° C. for 100 seconds, dried to form a 20 μm-thick film, and the test piece (aluminum coating material) of Reference Example 7 was prepared. did.

参考例12では、塗料Fをバーコート塗装し、PMT230℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚5μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、参考例12の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 12, paint F was bar-coated, baked at PMT 230 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 5 μm. Next, the coating material K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Reference Example 12 was prepared.

実施例13では、塗料Cをバーコート塗装し、PMT220℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Lをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚20μmの塗膜を形成し、実施例13の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Example 13, the coating material C was bar-coated, baked at PMT 220 ° C. for 40 seconds, and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm. Subsequently, the coating material L was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 20 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Example 13 was prepared.

実施例14では、塗料Fをバーコート塗装し、PMT230℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚1μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Jをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚15μmの塗膜を形成し、実施例14の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Example 14, paint F was bar-coated, baked at PMT 230 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 1 μm. Next, the paint J was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a film thickness of 15 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Example 14 was prepared.

実施例16では、塗料Cをバーコート塗装し、PMT220℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Lをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚20μmの塗膜を形成し、実施例16の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Example 16, the coating material C was bar-coated, baked at PMT 220 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm. Subsequently, the coating material L was bar-coated, baked for 60 seconds at PMT 225 ° C. and dried to form a coating film having a thickness of 20 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Example 16 was prepared.

実施例17では、塗料Fをバーコート塗装し、PMT230℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚0.2μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、実施例17の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Example 17, paint F was bar-coated, baked at PMT 230 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 0.2 μm. Next, the paint K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Example 17 was prepared.

比較例1では、塗料Cをバーコート塗装し、PMT220℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、比較例1の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Comparative Example 1, paint C was bar-coated, baked at PMT 220 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm. Next, the paint K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Comparative Example 1 was prepared.

比較例2及び4では、塗料Dをバーコート塗装し、PMT220℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚5μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、比較例2及び4の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Comparative Examples 2 and 4, paint D was bar-coated, baked at PMT 220 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 5 μm. Next, paint K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a 10 μm-thick coating film, and test pieces (aluminum coating materials) of Comparative Examples 2 and 4 were prepared. .

比較例3では、塗料Gをバーコート塗装し、PMT230℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚2μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、比較例3の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Comparative Example 3, paint G was bar-coated, baked at PMT 230 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 2 μm. Next, the paint K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Comparative Example 3 was prepared.

比較例6及び7では、塗料Cをバーコート塗装し、PMT230℃で40秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、比較例6及び7の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Comparative Examples 6 and 7, paint C was bar-coated, baked at PMT 230 ° C. for 40 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm. Next, paint K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a 10 μm-thick coating film, and test pieces (aluminum coating materials) of Comparative Examples 6 and 7 were prepared. .

実施例8、9及び15、参考例10及び11、及び比較例5〕
実施例8では、塗料Hをスプレー塗装し、PMT170℃で20分間焼き付けて乾繰させ、膜厚30μmのシリコン含有塗膜を形成し、実施例8の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。
[ Examples 8, 9 and 15 , Reference Examples 10 and 11, and Comparative Example 5]
In Example 8, paint H was spray-coated, baked at PMT 170 ° C. for 20 minutes, and dried to form a silicon-containing coating film having a film thickness of 30 μm. Thus, a test piece (aluminum coating material) of Example 8 was prepared.

実施例9では、塗料Iをスプレー塗装し、PMT100℃で20分間焼き付けて乾繰させ、膜厚5μmのシリコン含有塗膜を形成した。次いで、塗料Kをバーコート塗装し、PMT225℃で60秒間の焼付け処理をして乾燥させ、膜厚10μmの塗膜を形成し、実施例9の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Example 9, the coating material I was spray-coated, baked at PMT 100 ° C. for 20 minutes, and dried to form a silicon-containing coating film having a thickness of 5 μm. Next, the coating material K was bar-coated, baked at PMT 225 ° C. for 60 seconds and dried to form a coating film having a thickness of 10 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Example 9 was prepared.

参考例10及び実施例15では、塗料Iをスプレー塗装し、PMT100℃で20分間焼き付けて乾繰させ、膜厚50μmのシリコン含有塗膜を形成し、参考例10及び実施例15の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 10 and Example 15, the paint I was spray-coated, baked at PMT 100 ° C. for 20 minutes, and dried to form a silicon-containing coating film having a thickness of 50 μm, and the specimens of Reference Example 10 and Example 15 ( Aluminum coating material) was prepared.

参考例11では、塗料Iをスプレー塗装し、PMT100℃で20分間焼き付けて乾繰させ、膜厚10μmのシリコン含有塗膜を形成し、参考例11の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。 In Reference Example 11, paint I was spray-coated, baked at PMT 100 ° C. for 20 minutes and dried to form a silicon-containing coating film having a thickness of 10 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Reference Example 11 was prepared.

比較例5では、塗料Iをスプレー塗装し、PMT100℃で20分間焼き付けて乾繰させ、膜厚50μmのシリコン含有塗膜を形成し、比較例5の試験片(アルミニウム塗装材)を調製した。   In Comparative Example 5, paint I was spray-coated, baked at PMT 100 ° C. for 20 minutes, and dried to form a silicon-containing coating film having a thickness of 50 μm, and a test piece (aluminum coating material) of Comparative Example 5 was prepared.

〔耐食性能試験〕
以上のようにして調製された各実施例、各参考例及び各比較例の試験片について、下記の塩水噴霧試験、耐糸錆性試験、及び沸騰水浸漬試験を行い、耐食性能を評価した。
[Corrosion resistance test]
About the test piece of each Example, each reference example, and each comparative example which were prepared as mentioned above , the following salt spray test, the yarn rust resistance test, and the boiling water immersion test were done, and corrosion resistance performance was evaluated.

塩水噴霧試験は、JIS K5600の方法でクロスカットを入れて1000hr実施した。1000hr後の塗膜で、カット部に腐食、フクレ等の発生が全く無く、カット部の密着性が良好なものを◎、カット部の腐食が1mm以内で、フクレが無く、密着性が良好なものを○、カット部の腐食が1mm以上、又は、フクレの発生、又は密着性が不良等の異常が発生したものを×として評価した。   The salt spray test was carried out for 1000 hours with a cross cut made according to the method of JIS K5600. The coating after 1000 hours has no generation of corrosion or blisters at the cut part, and the cut part has good adhesion, and the cut part has corrosion of 1 mm or less, no blister, and good adhesion. The evaluation was evaluated as “Good”, and “X” when the corrosion of the cut portion was 1 mm or more, or the occurrence of blistering or poor adhesion was observed.

耐糸錆性試験は、試験片に1片が7cmのクロスカットを入れ、35℃の3wt%-塩酸溶液に2分間浸漬し、40℃85%RHの恒温恒湿槽に1500時間(hr)静置した。この際に発生した最大系錆長さを測定し、1mm未満を◎、1mm以上2mm未満を○、2mm以上3mm未満を△、3mm以上を×として評価した。   In the yarn rust resistance test, a 7 cm crosscut is put into a test piece, immersed in a 3 wt% -hydrochloric acid solution at 35 ° C. for 2 minutes, and placed in a constant temperature and humidity bath at 40 ° C. and 85% RH for 1500 hours (hr). Left to stand. The maximum rust length generated at this time was measured, and the evaluation was evaluated as ◎ for less than 1 mm, ○ for 1 mm or more and less than 2 mm, △ for 2 mm or more and less than 3 mm, and × for 3 mm or more.

沸騰水浸漬試験は、試験片を沸騰水に5時間浸漬し、試験終了後に膨れ、剥がれ等をの異常を観察した後,二次物性として、塗膜の密着性を評価した。試験終了後の外観に異常のないものを○、膨れ、剥がれ等の異常を生じたものを×として評価した。二次物性は、JIS K5600の付着性(クロスカット法)の方法で、剥離が生じているクロスカット部の面積が5%以下(分類1以下)を◎、5%を超え15%以下を○、15%を超え35%以下を△、35%を超えるものを×とした。
塩水噴霧試験、耐糸錆性試験、及び沸騰水浸漬試験の結果を表5(各実施例及び各参考例)及び表6(各比較例)に示す。
In the boiling water immersion test, the test piece was immersed in boiling water for 5 hours, and after observing the abnormalities such as swelling and peeling after completion of the test, the adhesion of the coating film was evaluated as a secondary physical property. Evaluation was made with no abnormality in the appearance after completion of the test, and with X where abnormality such as swelling or peeling occurred. Secondary physical properties are JIS K5600 adhesion (cross-cut method). The cross-cut area where peeling occurs is 5% or less (category 1 or less) ◎ More than 5% and 15% or less ○ , More than 15% and 35% or less, and Δ, more than 35%.
The results of the salt spray test, the yarn rust resistance test, and the boiling water immersion test are shown in Table 5 ( each example and each reference example ) and Table 6 ( each comparative example ).

Figure 0005125284
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本発明のアルミニウム塗装材は、6価及び3価のクロムを実質的に全く含まない、いわゆるノンクロムでありながら、優れた耐食性能を有するものであり、環境に優しい材料であるので、広範囲の用途に安心して用いることができ、その工業的価値の高いものである。   The aluminum coating material of the present invention is a so-called non-chromium that contains substantially no hexavalent and trivalent chromium, and has excellent corrosion resistance, and is an environmentally friendly material. It can be used with peace of mind and has high industrial value.

Claims (3)

アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材の表面に、水分散性シリカとリン酸を含む皮膜形成処理液を塗布して形成され、珪素酸化物をシリコン量5〜200mg/m2 及びシリコン含有率25〜46.7重量%の範囲で含有すると共に、リン酸由来のリン化合物をリン量0.1〜20mg/m 2 及びリン含有率0.2〜10重量%の範囲で含有し、かつ、クロムを実質的に含まない無機皮膜を介して塗膜が形成されていることを特徴とするアルミニウム塗装材。 It is formed by applying a film-forming treatment solution containing water-dispersible silica and phosphoric acid to the surface of an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy . The silicon oxide is made of silicon in an amount of 5-200 mg / m 2 and silicon content of 25- 46.7% by weight , a phosphoric acid-derived phosphorus compound containing 0.1 to 20 mg / m 2 of phosphorus and a phosphorus content of 0.2 to 10% by weight, and chromium. An aluminum coating material, characterized in that a coating film is formed through an inorganic coating substantially not contained. 水分散性シリカがコロイダルシリカである請求項1に記載のアルミニウム塗装材。 The aluminum coating material according to claim 1 , wherein the water-dispersible silica is colloidal silica. アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム材の表面にクロムを実質的に含まない塗膜を有するアルミニウム塗装材の製造方法であり、上記アルミニウム材の表面に、水分散性シリカ及びリン酸を含有すると共にクロムを実質的に含まない皮膜形成処理液を塗布し、シリコン量5〜200mg/mA method for producing an aluminum coating material having a coating film substantially free of chromium on the surface of an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy, the surface of the aluminum material containing water-dispersible silica and phosphoric acid and chromium A film-forming treatment solution substantially free of silicon is applied, and the silicon amount is 5 to 200 mg / m. 22 及びシリコン含有率25〜46.7重量%であってリン量0.1〜20mg/mAnd a silicon content of 25 to 46.7% by weight and a phosphorus content of 0.1 to 20 mg / m 22 及びリン含有率0.2〜10重量%の範囲であり、かつ、クロムを実質的に含まない無機皮膜を形成し、次いでこの無機皮膜の上に前記塗膜を形成することを特徴とするアルミニウム塗装材の製造方法。And an inorganic film having a phosphorus content in the range of 0.2 to 10% by weight and substantially free of chromium, and then forming the film on the inorganic film. A manufacturing method of paint.
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