JP2002088483A - アルミニウム及びその合金の表面処理用組成物及び処理方法 - Google Patents
アルミニウム及びその合金の表面処理用組成物及び処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有害な６価クロムを使用することなくアルミ
ニウム及びその合金の表面処理に用いて耐食性等に優れ
た皮膜を形成させうる組成物を提供すること。 【構成】 水溶性の、有機燐酸エステル、バナジン酸塩
及び弗素化合物を含有するｐＨ２．５〜５．０の水溶液
よりなるアルミニウム及びその合金の表面処理用組成
物、及び表面処理方法。 【効果】 本発明の組成物でアルミニウム又はその合金
の表面を処理することによって耐食性及び塗膜の密着性
に優れた化成皮膜を形成させることができる。
ニウム及びその合金の表面処理に用いて耐食性等に優れ
た皮膜を形成させうる組成物を提供すること。 【構成】 水溶性の、有機燐酸エステル、バナジン酸塩
及び弗素化合物を含有するｐＨ２．５〜５．０の水溶液
よりなるアルミニウム及びその合金の表面処理用組成
物、及び表面処理方法。 【効果】 本発明の組成物でアルミニウム又はその合金
の表面を処理することによって耐食性及び塗膜の密着性
に優れた化成皮膜を形成させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム及び
その合金表面に優れた耐食性と塗膜密着性を付与するた
めの新規なアルミニウム及びその合金用表面処理液に関
するものである。本発明が特に効果的に適用できる分野
は、アルミニウム及びその合金製の構造材、自動車部
品、計器部品の表面処理である。
その合金表面に優れた耐食性と塗膜密着性を付与するた
めの新規なアルミニウム及びその合金用表面処理液に関
するものである。本発明が特に効果的に適用できる分野
は、アルミニウム及びその合金製の構造材、自動車部
品、計器部品の表面処理である。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム及びその合金用の表面処理
液はクロメート型と非クロメート型に大別できる。クロ
メート型の処理液の代表的なものとして、クロム酸クロ
メート化成処理液と燐酸クロメート化成処理液が挙げら
れる。このようなクロメート型の処理液により形成され
た化成皮膜は優れた耐食性と塗膜の密着性を有するもの
の、非常に有害な６価クロムを処理液中に含有している
ため、環境上の問題から６価クロムを全く含有しない処
理液の使用が望まれている。クロムを含有しない非クロ
メート型の表面処理液も上市されているが、その皮膜は
クロメート皮膜と比較して劣っている。
液はクロメート型と非クロメート型に大別できる。クロ
メート型の処理液の代表的なものとして、クロム酸クロ
メート化成処理液と燐酸クロメート化成処理液が挙げら
れる。このようなクロメート型の処理液により形成され
た化成皮膜は優れた耐食性と塗膜の密着性を有するもの
の、非常に有害な６価クロムを処理液中に含有している
ため、環境上の問題から６価クロムを全く含有しない処
理液の使用が望まれている。クロムを含有しない非クロ
メート型の表面処理液も上市されているが、その皮膜は
クロメート皮膜と比較して劣っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は有害な６価ク
ロムを用いることなくアルミニウム及びその合金の表面
に処理を行って、良好な塗膜性能を付与することの出来
る、非クロム化成処理液組成物、化成処理方法を提供す
ることを意図する。
ロムを用いることなくアルミニウム及びその合金の表面
に処理を行って、良好な塗膜性能を付与することの出来
る、非クロム化成処理液組成物、化成処理方法を提供す
ることを意図する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の技
術の抱える上記問題点を解決するための手段として、水
溶性有機燐酸エステル、バナジン酸塩、弗素化合物を含
んだｐＨ２．５〜５．０の表面処理液を用いて、表面を
清浄にしたアルミニウム及びその合金の表面を処理する
ことによって、その表面に耐食性と塗膜密着性に優れた
酸化アルミニウム、燐化合物を含む皮膜を形成させうる
ことを見出した。
術の抱える上記問題点を解決するための手段として、水
溶性有機燐酸エステル、バナジン酸塩、弗素化合物を含
んだｐＨ２．５〜５．０の表面処理液を用いて、表面を
清浄にしたアルミニウム及びその合金の表面を処理する
ことによって、その表面に耐食性と塗膜密着性に優れた
酸化アルミニウム、燐化合物を含む皮膜を形成させうる
ことを見出した。
【０００５】本発明は、水溶性の、有機燐酸エステル、
バナジン酸塩及び弗素化合物を含有するｐＨ２．５〜
５．０の水溶液よりなるアルミニウム及びその合金の表
面処理用組成物及び処理方法に関する。
バナジン酸塩及び弗素化合物を含有するｐＨ２．５〜
５．０の水溶液よりなるアルミニウム及びその合金の表
面処理用組成物及び処理方法に関する。
【０００６】本発明における有機燐酸エステルとしては
例えば、フィチン酸、１−ヒドロキシエチリデン１，１
−ジホスホン酸等のアルミニウムイオンと水不溶性の塩
を形成する水溶性有機燐酸エステルが用いられる。
例えば、フィチン酸、１−ヒドロキシエチリデン１，１
−ジホスホン酸等のアルミニウムイオンと水不溶性の塩
を形成する水溶性有機燐酸エステルが用いられる。
【０００７】有機燐酸エステルとしてフィチン酸を用い
た場合、０．２〜２．５ｇ／Ｌの範囲の濃度にするのが
よく、０．２ｇ／Ｌ未満の場合、良好な化成皮膜が形成
されない。又２．５ｇ／Ｌを越えても良好な化成皮膜が
形成されるが、その効果は飽和し、処理液のコストが高
くなる。
た場合、０．２〜２．５ｇ／Ｌの範囲の濃度にするのが
よく、０．２ｇ／Ｌ未満の場合、良好な化成皮膜が形成
されない。又２．５ｇ／Ｌを越えても良好な化成皮膜が
形成されるが、その効果は飽和し、処理液のコストが高
くなる。
【０００８】バナジン酸塩としては、例えば、メタバン
ジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム等の水
溶性５価バナジウム化合物が挙げられ、０．１〜２．５
ｇ／Ｌ（バナジウムとして）の濃度範囲で用いるのがよ
い。濃度が０．１ｇ／Ｌ（バナジウムとして）未満の場
合は良好な化成皮膜が形成されない。又２．５ｇ／Ｌ
（バナジウムとして）を越えても良好な皮膜化成が得ら
れるが、その効果は飽和し処理液のコストが高くなる。
ジン酸アンモニウム、メタバナジン酸ナトリウム等の水
溶性５価バナジウム化合物が挙げられ、０．１〜２．５
ｇ／Ｌ（バナジウムとして）の濃度範囲で用いるのがよ
い。濃度が０．１ｇ／Ｌ（バナジウムとして）未満の場
合は良好な化成皮膜が形成されない。又２．５ｇ／Ｌ
（バナジウムとして）を越えても良好な皮膜化成が得ら
れるが、その効果は飽和し処理液のコストが高くなる。
【０００９】弗素化合物としては例えば、弗化アンモニ
ウム、弗化ナトリウム等の弗化物、硼弗化ナトリウム等
のテトラフロロ化合物、硅弗化ナトリウム等のヘキサフ
ロロ化合物等の水溶性弗素化合物が挙げられ、０．０３
〜１ｇ／Ｌ（弗素として）の範囲で用いるのがよい。
０．０３ｇ／Ｌ（弗素として）未満の場合、良好な化成
皮膜が形成されない。又１ｇ／Ｌ（弗素として）を越え
るとアルミニウム及びその合金の素地の腐食が過大にな
って良好な化成皮膜が形成されない。
ウム、弗化ナトリウム等の弗化物、硼弗化ナトリウム等
のテトラフロロ化合物、硅弗化ナトリウム等のヘキサフ
ロロ化合物等の水溶性弗素化合物が挙げられ、０．０３
〜１ｇ／Ｌ（弗素として）の範囲で用いるのがよい。
０．０３ｇ／Ｌ（弗素として）未満の場合、良好な化成
皮膜が形成されない。又１ｇ／Ｌ（弗素として）を越え
るとアルミニウム及びその合金の素地の腐食が過大にな
って良好な化成皮膜が形成されない。
【００１０】液のｐＨは２．５〜５．０範囲にあること
が好ましい。ｐＨ２．５未満の場合、良好な皮膜が形成
されない。又ｐＨ５．０を越えるとアルミニウム及びそ
の合金素地への腐食反応が殆ど生じなくなって、良好な
皮膜が形成されない。
が好ましい。ｐＨ２．５未満の場合、良好な皮膜が形成
されない。又ｐＨ５．０を越えるとアルミニウム及びそ
の合金素地への腐食反応が殆ど生じなくなって、良好な
皮膜が形成されない。
【００１１】ｐＨを上記の範囲に調整する際には、必要
に応じて例えば硝酸、弗化水素酸、及び硅弗化水素酸、
硼弗化水素酸等のフロロ錯体酸等の酸、又は例えばアン
モニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアル
カリを使用出来る。
に応じて例えば硝酸、弗化水素酸、及び硅弗化水素酸、
硼弗化水素酸等のフロロ錯体酸等の酸、又は例えばアン
モニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアル
カリを使用出来る。
【００１２】又、化成皮膜を促進させるために、例えば
硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム等の硝酸アルカリ
塩、モリブデン酸、タングステン酸及びそれらの塩等の
酸化剤を併用することが出来る。
硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム等の硝酸アルカリ
塩、モリブデン酸、タングステン酸及びそれらの塩等の
酸化剤を併用することが出来る。
【００１３】本発明の表面処理液を用いて、アルミニウ
ム及びその合金を処理する場合、好ましい例として次に
示す工程で処理する。
ム及びその合金を処理する場合、好ましい例として次に
示す工程で処理する。
【００１４】表面脱脂洗浄→水洗→本発明処理液による
表面処理→水洗→脱イオン水洗→水切乾燥表面脱脂洗浄
は酸性又はアルカリ性のあるいは溶剤系のいずれの洗浄
剤でも行いうる。必要に応じて本発明処理液による処理
の前にアルカリ剤による表面エッチングの工程を挿入し
てもよい。
表面処理→水洗→脱イオン水洗→水切乾燥表面脱脂洗浄
は酸性又はアルカリ性のあるいは溶剤系のいずれの洗浄
剤でも行いうる。必要に応じて本発明処理液による処理
の前にアルカリ剤による表面エッチングの工程を挿入し
てもよい。
【００１５】又、本発明の表面処理液は温度４０〜７０
℃、時間１〜６分の条件下で、アルミニウム及びその合
金の表面に接触させるのが好ましい。
℃、時間１〜６分の条件下で、アルミニウム及びその合
金の表面に接触させるのが好ましい。
【００１６】処理液温度が４０℃未満の場合、処理液と
金属表面との反応が不十分であり良好な化成皮膜が形成
されない。又、７０℃を越えると化成皮膜は形成される
が、エネルギーコストが高くなり経済的でない。
金属表面との反応が不十分であり良好な化成皮膜が形成
されない。又、７０℃を越えると化成皮膜は形成される
が、エネルギーコストが高くなり経済的でない。
【００１７】処理時間が１分未満では、十分に反応せ
ず、良好な化成皮膜が形成されない。又、６分を越えて
も得られる化成皮膜の耐食性、塗膜密着性の向上は認め
られない。尚、本発明において表面処理液とアルミニウ
ム又はその合金との接触方式は、浸漬法、噴霧法いずれ
でも良い。
ず、良好な化成皮膜が形成されない。又、６分を越えて
も得られる化成皮膜の耐食性、塗膜密着性の向上は認め
られない。尚、本発明において表面処理液とアルミニウ
ム又はその合金との接触方式は、浸漬法、噴霧法いずれ
でも良い。
【００１８】
【実施例】実施例 アルミニウム板及びアルミニウム型
材を被処理材として下記のように処理した。 (1) アルミニウム板（１５０ｍｍ×７０ｍｍ×０．８ｍ
ｍ １０５０Ｐ市販品）は脱脂洗浄→水洗→表面処理→
水洗→脱イオン水洗→水切乾燥の工程で順次処理した。 (2) アルミニウム型材（押出成形加工品 ６０６３）は
脱脂洗浄→水洗→アルカリエッチング→水洗→中和→水
洗→表面処理→水洗→脱イオン水洗→水切乾燥の工程で
順次処理した。上記各工程においては以下の操作を行っ
た。
材を被処理材として下記のように処理した。 (1) アルミニウム板（１５０ｍｍ×７０ｍｍ×０．８ｍ
ｍ １０５０Ｐ市販品）は脱脂洗浄→水洗→表面処理→
水洗→脱イオン水洗→水切乾燥の工程で順次処理した。 (2) アルミニウム型材（押出成形加工品 ６０６３）は
脱脂洗浄→水洗→アルカリエッチング→水洗→中和→水
洗→表面処理→水洗→脱イオン水洗→水切乾燥の工程で
順次処理した。上記各工程においては以下の操作を行っ
た。
【００１９】「脱脂洗浄」では市販のアルカリ性洗浄剤
（アルキレンＦ５００Ｋ 貴和化学薬品株式会社製）の
３０ｇ／Ｌ溶液に被処理材を６０℃で５分間浸漬して行
った。「水洗」は水道水の流水中に被処理材を常温で３
０秒間浸漬し、その間軽く揺することにより行った。
（アルキレンＦ５００Ｋ 貴和化学薬品株式会社製）の
３０ｇ／Ｌ溶液に被処理材を６０℃で５分間浸漬して行
った。「水洗」は水道水の流水中に被処理材を常温で３
０秒間浸漬し、その間軽く揺することにより行った。
【００２０】「アルカリエッチング」は市販のアルカリ
エッチング剤（アルキレンＤ５００貴和化学薬品株式会
社製）の６０ｇ／Ｌ溶液に５０℃で２分間浸漬すること
により行った。「中和」は市販の硝酸の１０％水溶液を
用い常温で行った。「表面処理」は表１に示した液組成
の処理液を用い、同表記載の処理条件の下で処理材を処
理液に浸漬することにより行った。
エッチング剤（アルキレンＤ５００貴和化学薬品株式会
社製）の６０ｇ／Ｌ溶液に５０℃で２分間浸漬すること
により行った。「中和」は市販の硝酸の１０％水溶液を
用い常温で行った。「表面処理」は表１に示した液組成
の処理液を用い、同表記載の処理条件の下で処理材を処
理液に浸漬することにより行った。
【００２１】
【表１】
【００２２】「脱イオン水洗」では、脱イオン水（電気
伝導度１μＳ／ｃｍ以下）を常温下３０秒間噴霧器で噴
霧した。「水切乾燥」は熱風乾燥機を用いて１００℃で
５分間乾燥させた。
伝導度１μＳ／ｃｍ以下）を常温下３０秒間噴霧器で噴
霧した。「水切乾燥」は熱風乾燥機を用いて１００℃で
５分間乾燥させた。
【００２３】アルミニウム板（１０５０Ｐ）を上記の処
理工程で処理し、ただし表面処理工程は表１の試験例１
の処理液組成及び条件で表面処理を行ったものと、脱脂
洗浄（脱脂洗浄→水洗→水切乾燥）のみを行った材料の
表面状態を観察すると、表面処理を行ったものについて
は、明らかに化成皮膜が生成しているのが観察される
（図１〔脱脂洗浄処理品〕、図２〔皮膜化成処理品〕参
照）。又、表面処理を行ったものの表面を蛍光Ｘ線分析
で表面の元素を分析すると、表２の通りであった。この
ことより、化成皮膜成分は一部燐化合物を含んだ酸化ア
ルミニウムの皮膜と考えられる。
理工程で処理し、ただし表面処理工程は表１の試験例１
の処理液組成及び条件で表面処理を行ったものと、脱脂
洗浄（脱脂洗浄→水洗→水切乾燥）のみを行った材料の
表面状態を観察すると、表面処理を行ったものについて
は、明らかに化成皮膜が生成しているのが観察される
（図１〔脱脂洗浄処理品〕、図２〔皮膜化成処理品〕参
照）。又、表面処理を行ったものの表面を蛍光Ｘ線分析
で表面の元素を分析すると、表２の通りであった。この
ことより、化成皮膜成分は一部燐化合物を含んだ酸化ア
ルミニウムの皮膜と考えられる。
【００２４】
【表２】
【００２５】アルミニウム板（１０５０Ｐ）を下記に示
した試験例及び対照例で表面処理を実施し、その処理品
の耐食性を調べた結果は、表３の通りで、本発明の表面
処理液及び処理方法による化成皮膜の耐食性が有意であ
ることを示している。
した試験例及び対照例で表面処理を実施し、その処理品
の耐食性を調べた結果は、表３の通りで、本発明の表面
処理液及び処理方法による化成皮膜の耐食性が有意であ
ることを示している。
【００２６】
【表３】
【００２７】アルミニウム板（１０５０Ｐ）及びアルミ
ニウム型材（６０６３押出成形加工品）を下記に示した
試験例及び対照例で表面処理を実施した後、塗装を行
い、その塗膜性能を調べた結果は、表４の通りで、本発
明の表面処理液組成物及び処理方法による化成皮膜の塗
膜の密着性及び耐食性が有意であることを示している。
ニウム型材（６０６３押出成形加工品）を下記に示した
試験例及び対照例で表面処理を実施した後、塗装を行
い、その塗膜性能を調べた結果は、表４の通りで、本発
明の表面処理液組成物及び処理方法による化成皮膜の塗
膜の密着性及び耐食性が有意であることを示している。
【００２８】
【表４】
【図１】実施例においてアルミニウム板（１０５０Ｐ）
を単に脱脂洗浄した場合のアルミニウム板の表面のＳＥ
Ｍ写真である。
を単に脱脂洗浄した場合のアルミニウム板の表面のＳＥ
Ｍ写真である。
【図２】同上のアルミニウム板を本発明の組成物で処理
した場合のアルミニウム板の表面のＳＥＭ写真である。
した場合のアルミニウム板の表面のＳＥＭ写真である。
Claims (5)
- 【請求項１】 水溶性の、有機燐酸エステル、バナジン
酸塩及び弗素化合物を含有するｐＨ２．５〜５．０の水
溶液よりなるアルミニウム及びその合金の表面処理用組
成物。 - 【請求項２】 有機燐酸エステルがアルミニウムイオン
と水不溶性の塩を形成しうる請求項１記載の組成物。 - 【請求項３】 有機燐酸エステルがフィチン酸、１−ヒ
ドロキシエチリデン１，１−ジホスホン酸である請求項
１又は２記載の組成物。 - 【請求項４】 アンモニウムイオン及びアルカリ金属イ
オンから選ばれた少なくとも１種を更に含有する請求項
１記載の組成物。 - 【請求項５】 アルミニウム又はその合金の表面を、有
機燐酸エステル、バナジン酸塩、弗素化合物を含有する
ｐＨ２．５〜５．０の水溶液に接触させて、その表面に
酸化アルミニウム及び燐化合物を含有する化成皮膜を形
成させることを特徴とするアルミニウム及びその合金の
化成処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000277435A JP2002088483A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | アルミニウム及びその合金の表面処理用組成物及び処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000277435A JP2002088483A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | アルミニウム及びその合金の表面処理用組成物及び処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002088483A true JP2002088483A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18762765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000277435A Pending JP2002088483A (ja) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | アルミニウム及びその合金の表面処理用組成物及び処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002088483A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102002698A (zh) * | 2010-11-29 | 2011-04-06 | 湘潭大学 | 一种镀镍电池钢壳防锈处理剂及其使用方法 |
| CN102534598A (zh) * | 2012-03-16 | 2012-07-04 | 广西民族大学 | 一种铝合金高性能三价铬杂化转化膜的制备方法及其成膜液 |
| CN104561974A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-04-29 | 无锡伊佩克科技有限公司 | 一种电镀锌钢板无铬钝化液及其制备方法 |
| KR20180002735A (ko) * | 2015-05-01 | 2018-01-08 | 노벨리스 인크. | 연속 코일 전처리 방법 |
| JP2020525642A (ja) * | 2017-06-27 | 2020-08-27 | バルク ケミカルズ，インコーポレイティド | 無機ノンクロム水性処理組成物および金属表面をコーティングするための方法 |
-
2000
- 2000-09-13 JP JP2000277435A patent/JP2002088483A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102534598B (zh) * | 2012-03-16 | 2013-12-18 | 广西民族大学 | 一种铝合金高性能三价铬杂化转化膜的制备方法及其成膜液 |
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| KR102206483B1 (ko) * | 2015-05-01 | 2021-01-22 | 노벨리스 인크. | 연속 코일 전처리 방법 |
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| JP2020525642A (ja) * | 2017-06-27 | 2020-08-27 | バルク ケミカルズ，インコーポレイティド | 無機ノンクロム水性処理組成物および金属表面をコーティングするための方法 |
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