JP2002194589A - アルミニウム材の化成処理方法 - Google Patents
アルミニウム材の化成処理方法Info
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- JP2002194589A JP2002194589A JP2000389158A JP2000389158A JP2002194589A JP 2002194589 A JP2002194589 A JP 2002194589A JP 2000389158 A JP2000389158 A JP 2000389158A JP 2000389158 A JP2000389158 A JP 2000389158A JP 2002194589 A JP2002194589 A JP 2002194589A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム材の表面にＴｉ系の化成皮膜を形
成する場合に、皮膜の割れや剥がれを生じることなく、
高付着量（厚膜）の化成皮膜を形成することができるア
ルミニウム材の化成処理方法を提供する。 【解決手段】Ｔｉ系化成処理液を用いてアルミニウム材
を化成処理し、その表面にＴｉ系皮膜を形成する。その
際、前記化成処理中にカソード電解処理を実施する。カ
ソード電解処理における電圧は１〜２０Ｖに設定するの
が良い。
成する場合に、皮膜の割れや剥がれを生じることなく、
高付着量（厚膜）の化成皮膜を形成することができるア
ルミニウム材の化成処理方法を提供する。 【解決手段】Ｔｉ系化成処理液を用いてアルミニウム材
を化成処理し、その表面にＴｉ系皮膜を形成する。その
際、前記化成処理中にカソード電解処理を実施する。カ
ソード電解処理における電圧は１〜２０Ｖに設定するの
が良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばアルミニ
ウム製の電子写真用感光体ドラムの下地皮膜の形成に用
いられるアルミニウム材の化成処理方法に関する。
ウム製の電子写真用感光体ドラムの下地皮膜の形成に用
いられるアルミニウム材の化成処理方法に関する。
【０００２】なお、この明細書において、アルミニウム
の語はアルミニウム及びその合金を含む意味で用いる。
の語はアルミニウム及びその合金を含む意味で用いる。
【０００３】
【従来の技術】電子写真感光体は、アルミニウム基体上
に感光層を形成したものであるが、基体表面に凹凸等の
機械的欠陥や化学的な不純物が存在すると感光層に乱れ
が生じて画像欠陥が発生しやすくなる。そのため、従来
よりアルミニウム基体表面にアルマイト皮膜、ベーマイ
ト皮膜、化成皮膜等の下地皮膜を形成するのが一般的で
ある。
に感光層を形成したものであるが、基体表面に凹凸等の
機械的欠陥や化学的な不純物が存在すると感光層に乱れ
が生じて画像欠陥が発生しやすくなる。そのため、従来
よりアルミニウム基体表面にアルマイト皮膜、ベーマイ
ト皮膜、化成皮膜等の下地皮膜を形成するのが一般的で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの下地処理のう
ち、Ｔｉ系の化成皮膜は、Ｔｉ付着量が２０ｍｇ／ｍ2
未満では下地皮膜として皮膜量が十分とはいえず、前述
の画像欠陥の発生を完全に防ぐことができない。そのた
め、Ｔｉ付着量が２０ｍｇ／ｍ2以上確保されること
で、下地皮膜としての機能を実現しうるものであるが、
以下の理由により、皮膜の付着量従ってＴｉ付着量を一
定以上大きくすることができないという問題があった。
ち、Ｔｉ系の化成皮膜は、Ｔｉ付着量が２０ｍｇ／ｍ2
未満では下地皮膜として皮膜量が十分とはいえず、前述
の画像欠陥の発生を完全に防ぐことができない。そのた
め、Ｔｉ付着量が２０ｍｇ／ｍ2以上確保されること
で、下地皮膜としての機能を実現しうるものであるが、
以下の理由により、皮膜の付着量従ってＴｉ付着量を一
定以上大きくすることができないという問題があった。
【０００５】すなわち、化成処理反応は処理液に含まれ
るフッ素等のイオンとアルミニウム材が反応してアルミ
ニウムの溶解反応（アノード反応）と処理液に含まれる
水素イオンの還元反応（カソード反応）とが起こり、材
料近傍で局部電池を形成する。その結果、アルミニウム
材近傍でｐＨが上昇し、ｐＨがある臨界点に達すると不
溶性のＴｉ塩がアルミニウム材の表面に沈殿、析出して
化成皮膜が形成される。よって、アルミニウム材表面が
化成皮膜で被覆されるにつれてアルミニウム素地と化成
処理液との反応が起こりにくくなる。つまり、皮膜付着
量は処理時間に対して直線的に増加せず、処理時間の経
過に伴い付着量の増加が鈍化する。このため、処理時間
を長くしても高付着量の皮膜が得られないものであっ
た。
るフッ素等のイオンとアルミニウム材が反応してアルミ
ニウムの溶解反応（アノード反応）と処理液に含まれる
水素イオンの還元反応（カソード反応）とが起こり、材
料近傍で局部電池を形成する。その結果、アルミニウム
材近傍でｐＨが上昇し、ｐＨがある臨界点に達すると不
溶性のＴｉ塩がアルミニウム材の表面に沈殿、析出して
化成皮膜が形成される。よって、アルミニウム材表面が
化成皮膜で被覆されるにつれてアルミニウム素地と化成
処理液との反応が起こりにくくなる。つまり、皮膜付着
量は処理時間に対して直線的に増加せず、処理時間の経
過に伴い付着量の増加が鈍化する。このため、処理時間
を長くしても高付着量の皮膜が得られないものであっ
た。
【０００６】なお、処理時間を長くする以外にも、処理
温度、ｐＨ、液組成などを調整することで、付着量をあ
る程度は増加させることはできるが、上記と同じ理由に
より付着量の増大には限界がある。
温度、ｐＨ、液組成などを調整することで、付着量をあ
る程度は増加させることはできるが、上記と同じ理由に
より付着量の増大には限界がある。
【０００７】また、処理時間を長くすることは、皮膜の
割れや剥がれが生じ易くなるという欠点をも派生するも
のであった。
割れや剥がれが生じ易くなるという欠点をも派生するも
のであった。
【０００８】このような欠点は、アルミニウム製の電子
写真用感光体基体の表面にＴｉ系化成皮膜を形成する場
合だけに生じるものではなく、アルミニウム材の表面に
Ｔｉ系化成皮膜を形成する必要のあるすべての場合にお
いて生じるものであった。
写真用感光体基体の表面にＴｉ系化成皮膜を形成する場
合だけに生じるものではなく、アルミニウム材の表面に
Ｔｉ系化成皮膜を形成する必要のあるすべての場合にお
いて生じるものであった。
【０００９】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、アルミニウム材の表面にＴｉ
系の化成皮膜を形成する場合に、皮膜の割れや剥がれを
生じることなく、高付着量（厚膜）の化成皮膜を形成す
ることができるアルミニウム材の化成処理方法の提供を
目的とする。
てなされたものであって、アルミニウム材の表面にＴｉ
系の化成皮膜を形成する場合に、皮膜の割れや剥がれを
生じることなく、高付着量（厚膜）の化成皮膜を形成す
ることができるアルミニウム材の化成処理方法の提供を
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述したように、化成処
理時間が長くなるにつれ化成処理反応が進まなくなる原
因は、アルミニウム材が化成皮膜で覆われるにつれてア
ルミニウムの溶解とそれに伴う水素発生が起こらなくな
るためである。つまり、水素発生に伴うアルミニウム材
近傍のｐＨ上昇が起こらず、皮膜成分の沈殿、析出が起
こらないためである。
理時間が長くなるにつれ化成処理反応が進まなくなる原
因は、アルミニウム材が化成皮膜で覆われるにつれてア
ルミニウムの溶解とそれに伴う水素発生が起こらなくな
るためである。つまり、水素発生に伴うアルミニウム材
近傍のｐＨ上昇が起こらず、皮膜成分の沈殿、析出が起
こらないためである。
【００１１】そこで、本発明では、化成処理にカソード
電解処理を加えることで、前記課題を解決し得たもので
ある。
電解処理を加えることで、前記課題を解決し得たもので
ある。
【００１２】すなわちこの発明は、Ｔｉ系化成処理液を
用いてアルミニウム材を化成処理し、その表面にＴｉ系
皮膜を形成するに際し、前記化成処理中にカソード電解
処理を実施することを特徴とするアルミニウム材の化成
処理方法にある。
用いてアルミニウム材を化成処理し、その表面にＴｉ系
皮膜を形成するに際し、前記化成処理中にカソード電解
処理を実施することを特徴とするアルミニウム材の化成
処理方法にある。
【００１３】前記アルミニウム材の種類は特に限定され
ることはなく、ＪＩＳ Ａ３００３を始め、各種のもの
を用いればよい。
ることはなく、ＪＩＳ Ａ３００３を始め、各種のもの
を用いればよい。
【００１４】Ｔｉ系化成処理液の種類も、Ｔｉを含有す
る化成皮膜が形成されるものであれば特に限定されるこ
とはなく、例えばフィチン酸−Ｔｉ系、リン酸−Ｔｉ
系、タンニン酸−Ｔｉ系等の処理液を用いうるが、特に
好適なものとして、フィチン酸−Ｔｉ系の化成処理液を
挙げることができる。
る化成皮膜が形成されるものであれば特に限定されるこ
とはなく、例えばフィチン酸−Ｔｉ系、リン酸−Ｔｉ
系、タンニン酸−Ｔｉ系等の処理液を用いうるが、特に
好適なものとして、フィチン酸−Ｔｉ系の化成処理液を
挙げることができる。
【００１５】フィチン酸は下記構造式（Ｉ）で示される
有機リン酸であり、水溶液中でフッ化チタン酸（Ｈ2Ｔ
ｉＦ6）によって加水分解されて、フィチン酸−Ｔｉ系
化合物を形成する。
有機リン酸であり、水溶液中でフッ化チタン酸（Ｈ2Ｔ
ｉＦ6）によって加水分解されて、フィチン酸−Ｔｉ系
化合物を形成する。
【００１６】
【化１】
【００１７】化成処理は、フィチン酸およびフッ化チタ
ン酸を所定濃度の水溶液とし、さらにアンモニアでｐＨ
調整した処理液中に浸漬することにより行い、アルミ基
体表面にフィチン酸−Ｔｉ系化成皮膜を生成付着させ
て、これを下地層とする。浸漬後は、一般的な化成処理
と同様に乾燥等を行う。好ましい化成処理条件は下記の
とおりである。
ン酸を所定濃度の水溶液とし、さらにアンモニアでｐＨ
調整した処理液中に浸漬することにより行い、アルミ基
体表面にフィチン酸−Ｔｉ系化成皮膜を生成付着させ
て、これを下地層とする。浸漬後は、一般的な化成処理
と同様に乾燥等を行う。好ましい化成処理条件は下記の
とおりである。
【００１８】フィチン酸濃度：０．１〜１．０％ フッ化チタン酸（Ｈ2ＴｉＦ6）：濃度：０．１〜０．６
％ ｐＨ ：３〜５ 化成温度 ：２０〜５０℃ 浸漬時間 ：０．５〜５分 前記カソード電解処理は、化成処理液中においてアルミ
ニウム材を陰極として行う電解処理である。このカソー
ド電解処理により、アルミニウム材の表面で化成処理液
中の水素イオンの還元反応が起こって水素発生が促進さ
れ、アルミニウム材近傍のｐＨが上昇して皮膜成分の沈
殿析出が生じ、皮膜付着量ひいてはＴｉ付着量を大きく
することができる。
％ ｐＨ ：３〜５ 化成温度 ：２０〜５０℃ 浸漬時間 ：０．５〜５分 前記カソード電解処理は、化成処理液中においてアルミ
ニウム材を陰極として行う電解処理である。このカソー
ド電解処理により、アルミニウム材の表面で化成処理液
中の水素イオンの還元反応が起こって水素発生が促進さ
れ、アルミニウム材近傍のｐＨが上昇して皮膜成分の沈
殿析出が生じ、皮膜付着量ひいてはＴｉ付着量を大きく
することができる。
【００１９】前記カソード電解処理において、処理電圧
は１〜２０Ｖに設定するのがよい。１Ｖ未満では水素イ
オンの還元反応に乏しいものとなり、皮膜付着量を大き
くすることが困難になる。また、２０Ｖを越えても皮膜
付着量の増大効果が飽和するばかりか、エネルギの無駄
となる。特に好ましい電解電圧は２〜１０Ｖである。
は１〜２０Ｖに設定するのがよい。１Ｖ未満では水素イ
オンの還元反応に乏しいものとなり、皮膜付着量を大き
くすることが困難になる。また、２０Ｖを越えても皮膜
付着量の増大効果が飽和するばかりか、エネルギの無駄
となる。特に好ましい電解電圧は２〜１０Ｖである。
【００２０】化成処理の初期では、アルミニウムの溶解
とそれに伴う水素発生は十分に行われているから、水素
発生を促進するカソード電解処理を実施する必要はな
い。化成処理が進行して、化成処理の途中の皮膜生成速
度が遅くなった段階で、カソード電解処理を実施すれば
良い。具体的には、化成処理の開始後３０秒以後、好ま
しくは６０秒以後にカソード電解処理を実施するのが好
適である。勿論、化成処理の開始時点からカソード電解
処理を実施しても良い。
とそれに伴う水素発生は十分に行われているから、水素
発生を促進するカソード電解処理を実施する必要はな
い。化成処理が進行して、化成処理の途中の皮膜生成速
度が遅くなった段階で、カソード電解処理を実施すれば
良い。具体的には、化成処理の開始後３０秒以後、好ま
しくは６０秒以後にカソード電解処理を実施するのが好
適である。勿論、化成処理の開始時点からカソード電解
処理を実施しても良い。
【００２１】
【実施例】（実施例１）ＪＩＳ Ａ３００３からなるア
ルミニウム円筒管を用い、該アルミニウム材を非浸食タ
イプの脱脂剤で脱脂洗浄したのち、化成処理した。化成
処理液は、フィチン酸−Ｔｉ系の化成処理液であるパー
カーライジング社製ＣＴ３７５３液の６％希釈水溶液
に、アンモニアを添加してｐＨ３．８に調節したものを
使用した。この化成処理液中のフィチン酸濃度は０．２
％、フッ化チタン酸（Ｈ2ＴｉＦ6）濃度は０．３％とな
っている。そして、化成処理液を４２℃に保ち、前記ア
ルミニウム材を浸漬して化成処理を行った。
ルミニウム円筒管を用い、該アルミニウム材を非浸食タ
イプの脱脂剤で脱脂洗浄したのち、化成処理した。化成
処理液は、フィチン酸−Ｔｉ系の化成処理液であるパー
カーライジング社製ＣＴ３７５３液の６％希釈水溶液
に、アンモニアを添加してｐＨ３．８に調節したものを
使用した。この化成処理液中のフィチン酸濃度は０．２
％、フッ化チタン酸（Ｈ2ＴｉＦ6）濃度は０．３％とな
っている。そして、化成処理液を４２℃に保ち、前記ア
ルミニウム材を浸漬して化成処理を行った。
【００２２】この化成処理の開始と同時に、前記化成処
理液中でカソード電解処理を継続して行った。アノード
電極にはカーボンを用い、電圧３Ｖの定電圧電解により
行った。
理液中でカソード電解処理を継続して行った。アノード
電極にはカーボンを用い、電圧３Ｖの定電圧電解により
行った。
【００２３】そして、処理時間とＴｉ付着量、皮膜の割
れ、剥がれの関係を調べた。その結果を後掲の表１に示
す。また、処理時間とＴｉ付着量との関係を図１のグラ
フに示す。 （実施例２）カソード電解処理を、化成処理の開始後９
０秒経過した時点から開始した以外は、上記実施例１と
同一の条件で化成処理及びカソード電解処理を行った。
そのときの処理時間とＴｉ付着量、皮膜の割れ、剥がれ
の関係を表１に示す。 （比較例）カソード電解処理を行うことなく、実施例１
と同一の条件で化成処理のみを行った。そのときの処理
時間とＴｉ付着量、皮膜の割れ、剥がれの関係を表１に
示す。また、処理時間とＴｉ付着量との関係を図１のグ
ラフに示す。
れ、剥がれの関係を調べた。その結果を後掲の表１に示
す。また、処理時間とＴｉ付着量との関係を図１のグラ
フに示す。 （実施例２）カソード電解処理を、化成処理の開始後９
０秒経過した時点から開始した以外は、上記実施例１と
同一の条件で化成処理及びカソード電解処理を行った。
そのときの処理時間とＴｉ付着量、皮膜の割れ、剥がれ
の関係を表１に示す。 （比較例）カソード電解処理を行うことなく、実施例１
と同一の条件で化成処理のみを行った。そのときの処理
時間とＴｉ付着量、皮膜の割れ、剥がれの関係を表１に
示す。また、処理時間とＴｉ付着量との関係を図１のグ
ラフに示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１及び図１からわかるように、化成処理
のみでは、処理時間が長くなるにつれてＴｉ付着量が増
加しなくなり、３０ｍｇ／ｍ2 が限界である。しかも、
処理時間が長くなると、皮膜の割れや剥がれも生じるこ
とがわかる。
のみでは、処理時間が長くなるにつれてＴｉ付着量が増
加しなくなり、３０ｍｇ／ｍ2 が限界である。しかも、
処理時間が長くなると、皮膜の割れや剥がれも生じるこ
とがわかる。
【００２６】これに対して、実施例１では、処理時間に
対してＴｉ付着量は直線的に増加し付着量が増大するこ
とがわかる。また、化成処理の途中からカソード電解処
理を行った実施例２も、実施例１と同じく処理時間に対
してＴｉ付着量は直線的に増加し付着量が増大すること
がわかる。ただし、実施例２の方が、化成処理の当初か
らカソード電解処理を行う実施例１よりも、電解時間を
短くできる利点がある。 （実施例３）カソード電解処理を、化成処理の開始後９
０秒経過した時点から開始するとともに、カソード電解
処理における電解電圧を１〜２０Ｖの範囲で変化させた
以外は、上記実施例１と同一の条件で化成処理及びカソ
ード電解処理を行った。そのときの処理時間とＴｉ付着
量、皮膜の割れ、剥がれの関係を表２に示す。
対してＴｉ付着量は直線的に増加し付着量が増大するこ
とがわかる。また、化成処理の途中からカソード電解処
理を行った実施例２も、実施例１と同じく処理時間に対
してＴｉ付着量は直線的に増加し付着量が増大すること
がわかる。ただし、実施例２の方が、化成処理の当初か
らカソード電解処理を行う実施例１よりも、電解時間を
短くできる利点がある。 （実施例３）カソード電解処理を、化成処理の開始後９
０秒経過した時点から開始するとともに、カソード電解
処理における電解電圧を１〜２０Ｖの範囲で変化させた
以外は、上記実施例１と同一の条件で化成処理及びカソ
ード電解処理を行った。そのときの処理時間とＴｉ付着
量、皮膜の割れ、剥がれの関係を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２からわかるように、電解電圧を１〜２
０Ｖに設定することにより、Ｔｉ付着量を増大できるこ
とがわかる。特に３Ｖ以上に設定した場合には付着量が
大きく増加し、電圧が大きくなるほど付着量が増えるこ
とがわかる。また、１０Ｖと２０Ｖでは付着量に大きな
差がなく、従って電圧は２０Ｖ以下特に１０Ｖ以下で良
く、２０Ｖを越えて電圧を大きくしても電気代や電源設
備などの点から実用的ではない。
０Ｖに設定することにより、Ｔｉ付着量を増大できるこ
とがわかる。特に３Ｖ以上に設定した場合には付着量が
大きく増加し、電圧が大きくなるほど付着量が増えるこ
とがわかる。また、１０Ｖと２０Ｖでは付着量に大きな
差がなく、従って電圧は２０Ｖ以下特に１０Ｖ以下で良
く、２０Ｖを越えて電圧を大きくしても電気代や電源設
備などの点から実用的ではない。
【００２９】
【発明の効果】この発明によれば、Ｔｉ系化成処理液を
用いてアルミニウム材を化成処理し、その表面にＴｉ系
皮膜を形成するに際し、前記化成処理中にカソード電解
処理を実施するから、Ｔｉ付着量で３０ｍｇ／ｍ2以上
という、化成処理のみでは得られなかった高付着量のＴ
ｉ系化成皮膜を得ることができる。しかも、化成処理の
みを行う場合よりも処理時間を短縮できるから、化成皮
膜の割れや剥がれを生じる危険性を低減することができ
る。
用いてアルミニウム材を化成処理し、その表面にＴｉ系
皮膜を形成するに際し、前記化成処理中にカソード電解
処理を実施するから、Ｔｉ付着量で３０ｍｇ／ｍ2以上
という、化成処理のみでは得られなかった高付着量のＴ
ｉ系化成皮膜を得ることができる。しかも、化成処理の
みを行う場合よりも処理時間を短縮できるから、化成皮
膜の割れや剥がれを生じる危険性を低減することができ
る。
【００３０】また、カソード電解処理の電圧を１〜２０
Ｖに設定した場合には、高付着量の化成皮膜を安定して
かつ効率的に得ることができる。
Ｖに設定した場合には、高付着量の化成皮膜を安定して
かつ効率的に得ることができる。
【００３１】また、カソード電解処理を、化成処理の開
始後３０秒以後に開始する場合には、無駄なカソード電
解処理の実施をなくすことができる。
始後３０秒以後に開始する場合には、無駄なカソード電
解処理の実施をなくすことができる。
【図１】実施例における化成処理時間とＴｉ付着量との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 圭子 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 Ｆターム(参考） 4K026 AA09 BA01 BB06 BB10 CA13 CA23 CA26 CA28 CA38 DA01
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｔｉ系化成処理液を用いてアルミニウム
材を化成処理し、その表面にＴｉ系皮膜を形成するに際
し、前記化成処理中にカソード電解処理を実施すること
を特徴とするアルミニウム材の化成処理方法。 - 【請求項２】 前記カソード電解処理における電圧が１
〜２０Ｖである請求項１に記載のアルミニウム材の化成
処理方法。 - 【請求項３】 前記カソード電解処理を、化成処理の初
期からまたは化成処理の開始後３０秒以後に開始する請
求項１または２に記載のアルミニウム材の化成処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389158A JP2002194589A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | アルミニウム材の化成処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389158A JP2002194589A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | アルミニウム材の化成処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002194589A true JP2002194589A (ja) | 2002-07-10 |
Family
ID=18855767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000389158A Pending JP2002194589A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | アルミニウム材の化成処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002194589A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011118588A1 (ja) | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 新日本製鐵株式会社 | 容器用鋼板及びその製造方法 |
| US8133594B2 (en) | 2010-06-04 | 2012-03-13 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet for container use |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000389158A patent/JP2002194589A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011118588A1 (ja) | 2010-03-23 | 2011-09-29 | 新日本製鐵株式会社 | 容器用鋼板及びその製造方法 |
| US8133594B2 (en) | 2010-06-04 | 2012-03-13 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet for container use |
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