JP2001164378A - アルミニウムホイール用表面調整剤、その塗装方法および無着色アルミニウムホイール - Google Patents

アルミニウムホイール用表面調整剤、その塗装方法および無着色アルミニウムホイール

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賢太朗 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 着色しないほど低皮膜量のクロメート処理で
あっても、高い防錆性能を得ることができるアルミニウ
ムホイール用表面調整剤、この表面調整剤を用いた処理
を含む塗装方法および無着色アルミニウムホイールの提
供を目的とする。 【解決手段】脱脂処理済みのアルミニウムホイールを、
モリブデン酸類を0.01〜10質量%、硫酸を0.1
〜30質量%含み、pHが1未満かつモリブデン酸類と
硫酸との質量比が0.01〜1の表面調整剤水溶液で処
理し、水洗後、クロム皮膜量が1〜10mg/m2とな
るようにクロメート処理し、その後、水洗乾燥してクリ
アー塗装する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、着色しないほど低
皮膜量のクロメート処理であっても、高い防錆性能を得
ることができるアルミニウムホイール用表面調整剤、こ
の表面調整剤を用いた処理を含む塗装方法および無着色
アルミニウムホイールに関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムホイールは高い耐食性を必
要とするため、塗装下地用化成処理にはクロメートが好
ましく使用されてきた。しかし、アルミニウムホイール
生地の光輝性をそのまま生かすには、クロメート処理に
よる黄色の着色がネックである。そこで着色しない程度
にまでクロメートの皮膜量を減らすと、耐食性が低下す
るという問題があった。また、環境汚染を考慮すると、
クロムの使用量は少ないほど好ましい。
【0003】たとえば特開平7−18492号公報に記
載の発明では、アルミホイールの表面を 100μmR
max 以下に機械加工した後、6価クロムイオン2g
/リットル以上、硫酸イオン20〜2000ppmを含
有するpH0.6 〜1.7の酸性溶液を用い、0.5
〜15A/dm2 の電流密度で陰極電解処理してア
ルミホイールに無色クロメート皮膜を形成している。
【0004】また、特開平11−6078号公報に記載
の発明では、6価クロムイオン0.1〜0.5g/リッ
トル、フルオロジルコニウムイオンをZrとして0.0
1〜0.5g/リットル、フッ素イオンをFとして0.
1〜0.5g/リットル、水溶性珪素化合物をSiとし
て0.01〜0.1g/リットル含むpH1.5〜3.
0の化成処理液でアルミニウムホイールを無色クロメー
ト処理している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平7−184
92号公報の発明では好ましいクロム付着量の範囲が5
0〜250mg/m2と使用量が多い。また、特開平1
1−6078号公報の発明では実施例においてクロム付
着量が13〜15mg/m2と優秀であるが、環境対応
のためにはさらに減少させることが望ましい。
【0006】本発明は、着色しないほど低皮膜量のクロ
メート処理であっても、高い防錆性能を得ることができ
るアルミニウムホイール用表面調整剤、この表面調整剤
を用いた処理を含む塗装方法および無着色アルミニウム
ホイールの提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウムホ
イール用表面調整剤は、モリブデン酸類を0.01〜1
0質量%、硫酸を0.1〜30質量%含み、pHが1未
満かつ上記モリブデン酸類と硫酸との質量比(モリブデ
ン酸類/硫酸)が0.01〜1の水溶液である。
【0008】また、本発明のアルミニウムホイールの塗
装方法は、脱脂処理済みのアルミニウムホイールを上記
表面調整剤で処理し、水洗後、クロム皮膜量が1〜10
mg/m2となるようにクロメート処理し、その後、水
洗乾燥してクリアー塗装を行うものである。また本発明
の無着色アルミニウムホイールは上記方法によって塗装
されたアルミニウム生地の光輝性をそのまま生かしたホ
イールである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に述べ
る。本発明の表面調整剤は、モリブデン酸類を0.01
〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%、さらに好
ましくは0.1〜2質量%含有する。この含有量が0.
01質量%未満では糸錆耐食性の効果がなく、10質量
%を超えるとスラッジが発生するおそれがあり、また耐
食性の効果が飽和するため不経済である。使用できるモ
リブデン酸類の例としては、モリブデン酸、モリブデン
酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン
酸カリウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マ
グネシウム、モリブデン酸リチウムが挙げられる。本発
明においてはモリブデン酸類の使用は必須であり、これ
を他の金属酸化物、たとえばタングステン酸や過マンガ
ン酸に替えても同様の効果を得ることはできない。
【0010】また硫酸は0.1〜30質量%、好ましく
は1〜20質量%含めるが、この硫酸量によってpHは
1未満、好ましくはpH0.3〜0.8に調整される。
このとき、モリブデン酸類と硫酸との質量比(モリブデ
ン酸類/硫酸)も0.01〜1、好ましくは0.05〜
0.5の範囲とする必要がある。pHが1以上の場合に
は、硫酸によるアルミニウム酸化膜除去が不十分とな
る。また質量比が0.01未満ではモリブデン酸類の濃
度が低すぎるため、アルミニウム表面のエッチング機能
が低下し、十分な糸錆耐食性を発現することができな
い。一方、質量比が1を超えると相対的に硫酸濃度が低
下してpHを1未満に保つことが困難となる。なお、硫
酸に代えてりん酸を使用すると、処理したアルミニウム
面にモリブデンが残り耐食性が悪くなるため好ましくな
い。
【0011】本発明の表面調整剤には、上記成分のほか
に種々の添加物を含有させることができる。その例とし
ては、ステンレス製の容器類の腐食防止用とエッチング
補助剤とを兼ねる硝酸等の無機酸、スラッジ抑制剤とし
て酢酸、ポリアクリル酸等の有機酸、浴老化により発生
するMo(IV)をMo(VI)に酸化するための過酸
化水素等の酸化剤、耐食性補助剤としてのセリウム、マ
ンガン等の金属イオンが挙げられる。
【0012】次に、本発明のアルミニウムホイールの塗
装方法を説明する。アルミニウムホイールは、まず表面
の汚れや油分を除去するために脱脂剤で処理しておく。
脱脂処理後水洗により脱脂剤を洗い流し、次に本発明の
表面調整剤でアルミニウムホイールを処理する。処理は
浸漬あるいはスプレーのどちらでも良いが、浸漬処理の
場合の浴温あるいはスプレー処理の場合の液温は20〜
80℃、望ましくは50〜70℃、浸漬時間またはスプ
レー時間は10〜600秒、望ましくは30〜300秒
である。温度が20℃未満であったり、処理時間が10
秒未満では、処理効果が低下して糸錆耐食性が不十分と
なる。また、80℃を超える温度での処理や600秒を
超える処理時間はエネルギーの浪費となる。
【0013】上記表面調整剤での処理後、水洗し、クロ
ム皮膜量が1〜10mg/m2となるようにクロメート
処理を行う。ここで使用できるクロメートとしては、従
来公知のCrO3と弗化水素とからなるか、これにK3
e(CN)6あるいはジルコン弗化水素酸(塩)等を加
えたクロメートタイプ、CrO3、弗化水素およびりん
酸からなるりん酸クロムタイプ等が挙げられる。上記方
法によって処理したアルミニウムホイールは、クロム皮
膜量が少ないためアルミニウム独特の銀光沢色を保って
いる。
【0014】次に、クロメート処理したアルミニウムホ
イールを十分洗浄し、乾燥させた後、クリアー塗装を施
す。このとき使用する塗料に制限はなく塗装方法として
も、スプレー、刷毛塗り、静電塗装、電着等何でもよい
が、クリアー粉体塗料を使用すれば厚塗りが可能であ
り、耐チッピング性が高まるため好ましい。このように
して形成された本発明の無着色アルミニウムホイール
は、アルミニウムホイール生地の光輝性を保ち、糸錆耐
食性に優れ、耐温水性も優秀なうえ、クロム皮膜量が低
いという利点を有している。
【0015】
【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて、本発明
をさらに具体的に説明する。なお、配合量は特に断りの
ないかぎり質量%を表す。
【0016】実施例1 表面調整剤 モリブデン酸アンモニウムを2%、硫酸を10%となる
量で脱イオン水中へ溶解させ、表面調整剤水溶液を調製
した。pHは0.6、モリブデン酸アンモニウムと硫酸
との質量比は0.2であった。処理、塗装試験 アルミニウムテストパネルA1100(日本テストパネ
ル製)を使用し、まず濃度3質量%の脱脂剤(「サーフ
クリーナー53」、日本ペイント社製)を入れた脱脂浴
中に45℃で30秒間浸漬して脱脂処理を行いその後水
洗した。次に、上記表面調整剤を入れた浴中に50℃で
30秒間浸漬して表面調整を行った。そして水洗後、
0.1%濃度のクロメート処理剤(「アルサーフ100
0」、日本ペイント社製)の浴中で40℃で1分浸漬し
て化成処理を行い、水洗後80℃で10分間乾燥した。
このときのクロム皮膜量は約5mg/m2であった。次
に粉体塗料(「パウダックスA400クリアー」、日本
ペイント製)をコロナ帯電式静電塗装法によって100
μの膜厚で塗装し、160℃で20分焼き付けて塗装板
を作成した。評価方法 作成した塗装板について下記評価を行った。その結果を
表1に示す。 <糸錆耐食性>塗装板の塗膜面にに鋭利なカッターナイ
フでクロスカットを入れ、JIS Z2371に準じた
塩水噴霧試験を24時間実施した後、温度40℃、相対
湿度70〜75%の湿潤雰囲気下に1000時間放置し
た。測定は、カット部からの最大腐食幅(カット部の片
側)によって行った。最大腐食幅が0.5mm以下であ
れば合格である。
【0017】<耐温水性>塗装板を50℃の脱イオン水
に120時間浸漬した後、24時間放置して乾燥を行っ
た。その後、カッターナイフを使用して塗膜面に、2m
mの間隔で碁盤目状に縦方向と横方向それぞれ11本ず
つ傷をつけて100個のマス目を作った。次に。透明粘
着テープ(「セロハンテープ」、ニチバン社製)を全て
のマス目を覆うように貼りつけた後垂直方向に剥がし、
塗膜の残っているマス目の数をカウントした。100目
中97目以上残っていれば合格である。
【0018】実施例2〜5 表面調整剤の組成中、モリブデン酸の種類、濃度、硫酸
の濃度、モリブデン酸類と硫酸との比率を変えた以外は
実施例1と同様にしてテストパネルを処理し、塗装板を
作成して評価を行った。組成および評価の結果を表1に
示す。
【0019】比較例1〜5 比較例1では表面調整工程を省き、比較例2ではモリブ
デン酸類を使用しない表面調整を行い、比較例3では硫
酸を使用しない表面調製を行い、比較例4ではモリブデ
ン酸類に代えてタングステン酸を使用し、比較例5では
モリブデン酸の濃度を0.005質量%とした以外は実
施例1と同様にしてテストパネルを処理し、塗装板を作
成して評価を行った。組成および評価の結果を表2に示
す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】表1および2の結果から明らかなように、
本実施例の組成の表面調整剤によって処理した塗装板
は、アルミニウムホイール用途に使用するに十分な糸錆
耐食性および耐温水性を有していた。
【0023】
【発明の効果】本発明のアルミニウムホイール用表面調
整剤はモリブデン酸類を特定の濃度および硫酸との質量
比で含み、pHを1未満としているため、通常の脱脂→
クロメート処理→塗装の工程中、脱脂の後にこの表面調
整剤による処理工程を追加すれば、製造されたアルミニ
ウムホイールは糸錆耐食性、耐温水性に優れたものとな
る。
【0024】上記表面調整後のアルミニウム表面を分析
してもモリブデンは検出限界以下であり、作用機構は解
明できていない。しかし硫酸がアルミニウム表面の酸化
膜を取り除くときにモリブデン酸が酸化剤として働いて
硫酸によるエッチングを補助している可能性があり、こ
れが理由でアルミニウム表面の活性が高まり、クロメー
ト処理による糸錆耐食性の効果を高めていると推測され
る。また、既述のようにタングステン酸、過マンガン酸
等の他の金属酸では効果が無かったことから、モリブデ
ン酸類は、酸化力に加えてエッチングを均一化させる機
能も有している可能性がある。
【0025】また、クロメート処理の際にクロム皮膜量
を1〜10mg/m2となるように低減させても、上記
性質は低下することがないため、光沢性の優れた無着色
アルミニウムホイールを製造することが可能である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モリブデン酸類を0.01〜10質量%、
    硫酸を0.1〜30質量%含み、pHが1未満かつ前記
    モリブデン酸類と硫酸との質量比(モリブデン酸類/硫
    酸)が0.01〜1の水溶液であることを特徴とするア
    ルミニウムホイール用表面調整剤。
  2. 【請求項2】脱脂処理済みのアルミニウムホイールを請
    求項1に記載の表面調整剤で処理し、水洗後、クロム皮
    膜量が1〜10mg/m2となるようにクロメート処理
    し、その後、水洗乾燥してクリアー塗装することを特徴
    とするアルミニウムホイールの塗装方法。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の方法により塗装されたこ
    とを特徴とする無着色アルミニウムホイール。
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