JP2003160879A - 長期保管性および耐キズ付き性に優れたアルミニウム下地処理材の製造方法 - Google Patents
長期保管性および耐キズ付き性に優れたアルミニウム下地処理材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｃｒ等の有害重金属を含まず、塗料の塗膜密着
性および耐食性に優れ、長期保管による性能低下および
保管中のキズ付きの発生しにくい飲料缶または食缶用の
アルミニウム蓋材の製造方法を提供する。 【解決手段】アルミニウム材表面に、厚さ＝１〜２００
ｎｍで、かつ最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ
方向での最大濃度がＭｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１０
ｍａｓｓ％以下のＡｌおよびＯを主成分とする酸化皮膜
を設けた後、水分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下の油脂
を塗布し、直ちに表面同士を重ね合わせ、かつ重ねられ
た状態の油脂量を１〜２０ｍｇ／ｍ２の範囲とする。
性および耐食性に優れ、長期保管による性能低下および
保管中のキズ付きの発生しにくい飲料缶または食缶用の
アルミニウム蓋材の製造方法を提供する。 【解決手段】アルミニウム材表面に、厚さ＝１〜２００
ｎｍで、かつ最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ
方向での最大濃度がＭｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１０
ｍａｓｓ％以下のＡｌおよびＯを主成分とする酸化皮膜
を設けた後、水分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下の油脂
を塗布し、直ちに表面同士を重ね合わせ、かつ重ねられ
た状態の油脂量を１〜２０ｍｇ／ｍ２の範囲とする。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、飲料缶や食缶の缶
蓋用に適するアルミニウム塗装下地処理材に関し、特に
クロメート皮膜、ジルコニウム皮膜等の化成下地処理を
行わずに樹脂皮膜を塗装するアルミニウム材に関する。
蓋用に適するアルミニウム塗装下地処理材に関し、特に
クロメート皮膜、ジルコニウム皮膜等の化成下地処理を
行わずに樹脂皮膜を塗装するアルミニウム材に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム材は軽量で、適度な機械的
特性を有し、かつ美感、成形加工性、耐食性等に優れた
特徴を有しているため、各種容器類等に広く使われてい
る。例えば、食品のアルミニウム等容器は、アルミニウ
ムの優れた成形加工性を利用して、樹脂塗装を行った
後、絞り加工する方法等により成形されている。
特性を有し、かつ美感、成形加工性、耐食性等に優れた
特徴を有しているため、各種容器類等に広く使われてい
る。例えば、食品のアルミニウム等容器は、アルミニウ
ムの優れた成形加工性を利用して、樹脂塗装を行った
後、絞り加工する方法等により成形されている。
【０００３】その場合、成形加工を受けてもアルミニウ
ム表面と樹脂塗装との間の密着性を優れたものとするた
めに、アルミニウム表面に密着性向上効果の大きい下地
皮膜を予め施しておくことが一般的に行われている。こ
のため従来は、リン酸、クロム酸およびフッ酸を主成分
とする化成処理液でアルミニウム材を処理する、クロメ
ート処理が施されてきた。例えば特開平３−１７７５８
０号には下地皮膜としてクロム付着量を７〜２５ｍｇ／
ｍ２としたリン酸クロメート皮膜層を設けた樹脂塗装材
が提案されている。このようなクロメート処理は、製造
工程管理が容易でコストが安く、しかも性能が安定する
ため、広く用いられてきた。しかし近年、環境汚染、環
境破壊、健康に対する安全性、エネルギー需給等への関
心が急激に高まっており、クロムを使用しない処理が重
要視されるようになった。
ム表面と樹脂塗装との間の密着性を優れたものとするた
めに、アルミニウム表面に密着性向上効果の大きい下地
皮膜を予め施しておくことが一般的に行われている。こ
のため従来は、リン酸、クロム酸およびフッ酸を主成分
とする化成処理液でアルミニウム材を処理する、クロメ
ート処理が施されてきた。例えば特開平３−１７７５８
０号には下地皮膜としてクロム付着量を７〜２５ｍｇ／
ｍ２としたリン酸クロメート皮膜層を設けた樹脂塗装材
が提案されている。このようなクロメート処理は、製造
工程管理が容易でコストが安く、しかも性能が安定する
ため、広く用いられてきた。しかし近年、環境汚染、環
境破壊、健康に対する安全性、エネルギー需給等への関
心が急激に高まっており、クロムを使用しない処理が重
要視されるようになった。
【０００４】こうした背景から、クロム等の有害な金属
イオンを含まない化成処理液を塗布またはスプレー等で
アルミニウム材表面に付着させた、いわゆるノンクロメ
ート皮膜と言われる下地処理アルミニウム材が提案され
ており、これらの処理液は有害な６価クロムを含まない
ことから、環境汚染や健康被害といった問題が著しく軽
減されている。しかし、これらの皮膜は成形加工後の塗
膜密着性やレトルト処理といった苛酷な条件下での耐食
性に問題を残しており、リン酸クロメート皮膜の性能レ
ベルに達していない。
イオンを含まない化成処理液を塗布またはスプレー等で
アルミニウム材表面に付着させた、いわゆるノンクロメ
ート皮膜と言われる下地処理アルミニウム材が提案され
ており、これらの処理液は有害な６価クロムを含まない
ことから、環境汚染や健康被害といった問題が著しく軽
減されている。しかし、これらの皮膜は成形加工後の塗
膜密着性やレトルト処理といった苛酷な条件下での耐食
性に問題を残しており、リン酸クロメート皮膜の性能レ
ベルに達していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】発明者らは、本発明に
先立ち、アルミニウム酸化皮膜の厚みおよび構成成分を
的確に制御することによって、重金属を含む化成皮膜を
付与しなくとも塗膜密着性に優れた材料を提供できるこ
とを発明した。（特願２００１−３１６７７６）。具体
的には、表面に厚さ＝１〜２００ｎｍで、かつ最表面〜
酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向での最大濃度がＭ
ｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１０ｍａｓｓ％以下のＡｌ
およびＯを主成分とする酸化皮膜を設けることにより、
塗料の塗膜密着性および耐食性に優れた缶蓋用アルミニ
ウム下地処理材を低コストで得ることができるものであ
る。
先立ち、アルミニウム酸化皮膜の厚みおよび構成成分を
的確に制御することによって、重金属を含む化成皮膜を
付与しなくとも塗膜密着性に優れた材料を提供できるこ
とを発明した。（特願２００１−３１６７７６）。具体
的には、表面に厚さ＝１〜２００ｎｍで、かつ最表面〜
酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向での最大濃度がＭ
ｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１０ｍａｓｓ％以下のＡｌ
およびＯを主成分とする酸化皮膜を設けることにより、
塗料の塗膜密着性および耐食性に優れた缶蓋用アルミニ
ウム下地処理材を低コストで得ることができるものであ
る。
【０００６】通常のアルミニウム缶蓋材では、連続処理
ラインによって酸化皮膜形成直後に樹脂塗料を塗布する
ため、酸化皮膜の物性は問題にならず、この発明は十分
実用的である。しかし、酸化皮膜のままの状態で客先に
納入し、客先で樹脂塗料を塗布する場合や、酸化皮膜形
成ラインと塗装ラインが分割されている場合など、酸化
皮膜形成から樹脂塗料塗布処理までが連続しない場合に
は、材料の長期保管性および耐キズ付き性が問題にな
る。すなわち、この酸化皮膜は反応活性が高く、空気中
の酸素や水分と反応して水酸化物等を生成し、皮膜中に
Ｈが増加して塗膜密着性および耐食性が劣化するので、
塗装前状態における長期保管性が極めて低い。加えて、
この酸化皮膜には潤滑作用が期待できないため、塗装前
状態のコイル状の材料を巻き取る際などに、材料表面同
士がこすれあい、キズが入りやすい。こうした事情か
ら、酸化皮膜形成〜塗装処理の不連続に耐える長期保管
性と、材料表面の耐キズ付き性を併せ持つ、化成皮膜を
持たないアルミニウム下地処理材の開発が望まれてい
た。
ラインによって酸化皮膜形成直後に樹脂塗料を塗布する
ため、酸化皮膜の物性は問題にならず、この発明は十分
実用的である。しかし、酸化皮膜のままの状態で客先に
納入し、客先で樹脂塗料を塗布する場合や、酸化皮膜形
成ラインと塗装ラインが分割されている場合など、酸化
皮膜形成から樹脂塗料塗布処理までが連続しない場合に
は、材料の長期保管性および耐キズ付き性が問題にな
る。すなわち、この酸化皮膜は反応活性が高く、空気中
の酸素や水分と反応して水酸化物等を生成し、皮膜中に
Ｈが増加して塗膜密着性および耐食性が劣化するので、
塗装前状態における長期保管性が極めて低い。加えて、
この酸化皮膜には潤滑作用が期待できないため、塗装前
状態のコイル状の材料を巻き取る際などに、材料表面同
士がこすれあい、キズが入りやすい。こうした事情か
ら、酸化皮膜形成〜塗装処理の不連続に耐える長期保管
性と、材料表面の耐キズ付き性を併せ持つ、化成皮膜を
持たないアルミニウム下地処理材の開発が望まれてい
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者らは、酸化皮膜の
保護方法を種々検討した結果、先の発明をさらに改良し
て、酸化皮膜の上に水分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下
の油脂を塗布し、直ちに表面同士を重ね合わせる方法で
あって、重ねられた状態の油脂量を１〜２０ｍｇ／ｍ２
の範囲とすることにより、上記課題を解決できることを
見出した。すなわち本発明は、アルミニウム材表面に、
厚さ＝１〜２００ｎｍで、かつ最表面〜酸化皮膜／アル
ミ界面までの深さ方向での最大濃度がＭｇで５ｍａｓｓ
％以下、Ｈで１０ｍａｓｓ％以下のＡｌおよびＯを主成
分とする酸化皮膜があり、アルミニウム材同士が重ねら
れた状態でアルミニウム材表面に水分の含有量が１０ｍ
ａｓｓ％以下で油脂量が１〜２０ｍｇ／ｍ２の油膜が存
在することを特徴とする長期保管性および耐キズ付き性
に優れた缶蓋用アルミニウム下地処理材である。またア
ルミニウム材表面に、厚さ＝１〜２００ｎｍで、かつ最
表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向での最大濃
度がＭｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１０ｍａｓｓ％以下
のＡｌおよびＯを主成分とする酸化皮膜を設けた後、水
分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下の油脂を塗布し、直ち
に表面同士を重ね合わせ、かつ重ねられた状態の油脂量
が１〜２０ｍｇ／ｍ２の範囲であることを特徴とする長
期保管性および耐キズ付き性に優れた缶蓋用アルミニウ
ム下地処理材の製造方法である。
保護方法を種々検討した結果、先の発明をさらに改良し
て、酸化皮膜の上に水分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下
の油脂を塗布し、直ちに表面同士を重ね合わせる方法で
あって、重ねられた状態の油脂量を１〜２０ｍｇ／ｍ２
の範囲とすることにより、上記課題を解決できることを
見出した。すなわち本発明は、アルミニウム材表面に、
厚さ＝１〜２００ｎｍで、かつ最表面〜酸化皮膜／アル
ミ界面までの深さ方向での最大濃度がＭｇで５ｍａｓｓ
％以下、Ｈで１０ｍａｓｓ％以下のＡｌおよびＯを主成
分とする酸化皮膜があり、アルミニウム材同士が重ねら
れた状態でアルミニウム材表面に水分の含有量が１０ｍ
ａｓｓ％以下で油脂量が１〜２０ｍｇ／ｍ２の油膜が存
在することを特徴とする長期保管性および耐キズ付き性
に優れた缶蓋用アルミニウム下地処理材である。またア
ルミニウム材表面に、厚さ＝１〜２００ｎｍで、かつ最
表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向での最大濃
度がＭｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１０ｍａｓｓ％以下
のＡｌおよびＯを主成分とする酸化皮膜を設けた後、水
分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下の油脂を塗布し、直ち
に表面同士を重ね合わせ、かつ重ねられた状態の油脂量
が１〜２０ｍｇ／ｍ２の範囲であることを特徴とする長
期保管性および耐キズ付き性に優れた缶蓋用アルミニウ
ム下地処理材の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】缶用塗装材の母材には、機械的強
度、加工性を満足させるために２〜５ｍａｓｓ％程度の
Ｍｇを添加したアルミニウム合金（ＪＩＳ−５０２１、
５０５２、５０８２、５１８２等）が使われており、こ
れらの材料は、加熱−圧延時にアルミニウム材マトリク
ス中のＭｇが表面に偏析濃化することが知られている。
発明者らはＧＤＳ（グロー放電発光スペクトル）、オー
ジェといった解析機器を用い、酸化皮膜の深さ方向の元
素分布、いわゆるデプスプロファイルを詳細に調査し
た。その結果、各元素は酸化皮膜全体に均一に存在する
のではなく、また明確な二層を形成しているのでもな
く、各元素ごとの濃度分布が異なることを確認した。な
お、測定対象とした元素は、Ｈ，Ｃ，Ｏ，Ｍｇ，Ａｌ，
Ｍｎ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｚｎ，ＣｒおよびＺｒであり、以
後、各元素のｍａｓｓ％は、この１１元素を母集団とし
て議論するが、これらはアルミニウム材表面のほとんど
全てを網羅していると考えられるため、議論の一般性を
何ら損なうものではない。また、その深さ方向の測定精
度は１ｎｍの精度が十分に保証されるものである。
度、加工性を満足させるために２〜５ｍａｓｓ％程度の
Ｍｇを添加したアルミニウム合金（ＪＩＳ−５０２１、
５０５２、５０８２、５１８２等）が使われており、こ
れらの材料は、加熱−圧延時にアルミニウム材マトリク
ス中のＭｇが表面に偏析濃化することが知られている。
発明者らはＧＤＳ（グロー放電発光スペクトル）、オー
ジェといった解析機器を用い、酸化皮膜の深さ方向の元
素分布、いわゆるデプスプロファイルを詳細に調査し
た。その結果、各元素は酸化皮膜全体に均一に存在する
のではなく、また明確な二層を形成しているのでもな
く、各元素ごとの濃度分布が異なることを確認した。な
お、測定対象とした元素は、Ｈ，Ｃ，Ｏ，Ｍｇ，Ａｌ，
Ｍｎ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｚｎ，ＣｒおよびＺｒであり、以
後、各元素のｍａｓｓ％は、この１１元素を母集団とし
て議論するが、これらはアルミニウム材表面のほとんど
全てを網羅していると考えられるため、議論の一般性を
何ら損なうものではない。また、その深さ方向の測定精
度は１ｎｍの精度が十分に保証されるものである。
【０００９】Ｍｇは酸化皮膜全体に均一に存在するわけ
ではなく、また従来の２層構造モデルで示されるような
明確な層を形成しておらず、最表面よりやや深い部位が
最も濃化した濃度勾配を有して分布している。この時、
最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向でのＭｇ
の最大濃度が５ｍａｓｓ％以下となるよう調製した酸化
皮膜は、缶用塗料の塗膜とアルミニウム材の塗膜密着
性、特に、板厚減少を伴う強加工後の塗膜密着性が十分
高いのに対し、最大濃度が５ｍａｓｓ％を超えている
と、加工後の塗膜密着性が著しく低下することを見出し
た。その理由として、Ｍｇ化合物は純粋なアルミ酸化膜
との親和性に乏しく、Ｍｇ化合物／アルミ酸化膜の界面
から塗膜剥離しやすいためと考えられる。また、Ｍｇ化
合物は水への溶解度が高いので、多量に存在すると耐食
性をも低下させる。そしてそれらの悪影響は、深さ方向
でのＭｇの最大濃度が５ｍａｓｓ％を超えた時に顕著に
現れる。
ではなく、また従来の２層構造モデルで示されるような
明確な層を形成しておらず、最表面よりやや深い部位が
最も濃化した濃度勾配を有して分布している。この時、
最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向でのＭｇ
の最大濃度が５ｍａｓｓ％以下となるよう調製した酸化
皮膜は、缶用塗料の塗膜とアルミニウム材の塗膜密着
性、特に、板厚減少を伴う強加工後の塗膜密着性が十分
高いのに対し、最大濃度が５ｍａｓｓ％を超えている
と、加工後の塗膜密着性が著しく低下することを見出し
た。その理由として、Ｍｇ化合物は純粋なアルミ酸化膜
との親和性に乏しく、Ｍｇ化合物／アルミ酸化膜の界面
から塗膜剥離しやすいためと考えられる。また、Ｍｇ化
合物は水への溶解度が高いので、多量に存在すると耐食
性をも低下させる。そしてそれらの悪影響は、深さ方向
でのＭｇの最大濃度が５ｍａｓｓ％を超えた時に顕著に
現れる。
【００１０】また、主に水酸化物に由来するＨ（水素）
も、Ｍｇと同様に深さ方向に傾斜構造を有していた。そ
して、最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向で
の最大濃度が１０ｍａｓｓ％以下となるよう調製した
時、塗料の塗膜とアルミニウム材の加工後の塗膜密着性
が十分高いのに対し、最大濃度が１０ｍａｓｓ％を超え
ていると、加工後の塗膜密着性が低下することを見出し
た。その理由として、Ｈを含む化合物（水酸化Ａｌ，水
酸化Ｍｇ，他）はもろいので、缶蓋のような強加工を行
うと、Ｈを含む化合物を起点にして酸化皮膜が破壊され
るためと考えられる。そしてその悪影響は、Ｈの最大濃
度が１０ｍａｓｓ％を超えた時に顕著に現れる。なお、
上記のＭｇとＨの効果はどちらも大きいので、その最大
濃度は同時に規定されるべきであり、どちらか片方を規
定しただけでは十分な塗膜密着性を発揮することはでき
ない。これらの発明の範囲を図示すると、図１のとおり
である。
も、Ｍｇと同様に深さ方向に傾斜構造を有していた。そ
して、最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深さ方向で
の最大濃度が１０ｍａｓｓ％以下となるよう調製した
時、塗料の塗膜とアルミニウム材の加工後の塗膜密着性
が十分高いのに対し、最大濃度が１０ｍａｓｓ％を超え
ていると、加工後の塗膜密着性が低下することを見出し
た。その理由として、Ｈを含む化合物（水酸化Ａｌ，水
酸化Ｍｇ，他）はもろいので、缶蓋のような強加工を行
うと、Ｈを含む化合物を起点にして酸化皮膜が破壊され
るためと考えられる。そしてその悪影響は、Ｈの最大濃
度が１０ｍａｓｓ％を超えた時に顕著に現れる。なお、
上記のＭｇとＨの効果はどちらも大きいので、その最大
濃度は同時に規定されるべきであり、どちらか片方を規
定しただけでは十分な塗膜密着性を発揮することはでき
ない。これらの発明の範囲を図示すると、図１のとおり
である。
【００１１】以上のように、ＭｇおよびＨ濃度をそれぞ
れ規定した酸化皮膜をアルミニウム材表面に形成するこ
とにより、ＣｒやＺｒといった重金属を含む下地処理皮
膜を付与しなくとも、優れた塗膜密着性および耐食性が
得られる。
れ規定した酸化皮膜をアルミニウム材表面に形成するこ
とにより、ＣｒやＺｒといった重金属を含む下地処理皮
膜を付与しなくとも、優れた塗膜密着性および耐食性が
得られる。
【００１２】なお、この酸化皮膜全体の厚みは１〜２０
０ｎｍが良い。１ｎｍ未満では酸化皮膜が少量のため、
むき出しのアルミニウム表面が出現するなどで、塗膜密
着性および耐食性が十分に発揮されない。一方、２００
ｎｍを超えると、酸化皮膜が多量のためもろくなり、コ
イル巻取りなどの材料変形や蓋加工などの強い加工に耐
えられず、酸化皮膜自身の微小なひび割れ（マイクロク
ラック）を引き起こし、やはり塗膜密着性が低下する。
０ｎｍが良い。１ｎｍ未満では酸化皮膜が少量のため、
むき出しのアルミニウム表面が出現するなどで、塗膜密
着性および耐食性が十分に発揮されない。一方、２００
ｎｍを超えると、酸化皮膜が多量のためもろくなり、コ
イル巻取りなどの材料変形や蓋加工などの強い加工に耐
えられず、酸化皮膜自身の微小なひび割れ（マイクロク
ラック）を引き起こし、やはり塗膜密着性が低下する。
【００１３】この条件を満たす酸化皮膜を得るには、一
例として、エッチング量が５０〜２００ｍｇ／ｍ２のア
ルカリ脱脂を行った後、ｐＨが４．０以下かつＡｌ，Ｍ
ｇイオン濃度がそれぞれ１ｍａｓｓ％以下の酸（希硫酸
など）にて酸洗浄を行う方法を挙げることができる。ア
ルカリ脱脂によるエッチング量が５０ｍｇ／ｍ2では均
質な酸化皮膜が形成されず、２００ｍｇ／ｍ2を超える
とアルミニウム板厚の精度に悪影響を及ぼす。また、酸
洗がＭｇの低減に寄与することは、主に自動車用アルミ
ニウム材の分野において公知であるが、ｐＨが４．０を
超えるとその効果が半減する。さらに本発明の特徴であ
る酸化皮膜中のＭｇおよびＨ濃度の規定にあたって、酸
洗浴中のＡｌイオン濃度が１ｍａｓｓ％を超えると表面
に水酸化Ａｌ等が残存するのでＨが、Ｍｇイオン濃度が
１ｍａｓｓ％を超えると表面にＭｇ化合物が析出するの
でＭｇが、それぞれ酸化皮膜中に濃縮するので好ましく
ない。
例として、エッチング量が５０〜２００ｍｇ／ｍ２のア
ルカリ脱脂を行った後、ｐＨが４．０以下かつＡｌ，Ｍ
ｇイオン濃度がそれぞれ１ｍａｓｓ％以下の酸（希硫酸
など）にて酸洗浄を行う方法を挙げることができる。ア
ルカリ脱脂によるエッチング量が５０ｍｇ／ｍ2では均
質な酸化皮膜が形成されず、２００ｍｇ／ｍ2を超える
とアルミニウム板厚の精度に悪影響を及ぼす。また、酸
洗がＭｇの低減に寄与することは、主に自動車用アルミ
ニウム材の分野において公知であるが、ｐＨが４．０を
超えるとその効果が半減する。さらに本発明の特徴であ
る酸化皮膜中のＭｇおよびＨ濃度の規定にあたって、酸
洗浴中のＡｌイオン濃度が１ｍａｓｓ％を超えると表面
に水酸化Ａｌ等が残存するのでＨが、Ｍｇイオン濃度が
１ｍａｓｓ％を超えると表面にＭｇ化合物が析出するの
でＭｇが、それぞれ酸化皮膜中に濃縮するので好ましく
ない。
【００１４】次に表面の油膜について説明する。本発明
においてはこの油膜が重要であり、適切な水分量を油を
適切な油膜量となるように制御することによって、優れ
た長期保管性および耐キズ性を得ることができる。
においてはこの油膜が重要であり、適切な水分量を油を
適切な油膜量となるように制御することによって、優れ
た長期保管性および耐キズ性を得ることができる。
【００１５】《油の水分量》酸化皮膜を酸素や水分から
保護し、さらに潤滑性を与えてキズ付きを防止するに
は、油脂類を塗布することが行われている。ただし、上
記課題を解決するためには、単に油脂を塗布するのでは
なく、その油脂に含まれる水分を１０ｍａｓｓ％以下に
する必要がある。すなわち、油脂に含まれる水分が１０
ｍａｓｓ％を超えた場合、その水分が酸化皮膜と反応
し、塗膜密着性および耐食性を低下させるので好ましく
ない。市販される潤滑油の中には、水と混合しエマルシ
ョンとして用いるものがあり、こうしたものは本発明に
適さない。また、水と混合しないタイプの潤滑油でも、
潤滑性向上のため成分中に界面活性剤を含む場合が多
く、こうした油脂を高温多湿環境下で保管すると、空気
中の水分を取り込むことがあるので、本発明を適用する
際には注意が必要である。
保護し、さらに潤滑性を与えてキズ付きを防止するに
は、油脂類を塗布することが行われている。ただし、上
記課題を解決するためには、単に油脂を塗布するのでは
なく、その油脂に含まれる水分を１０ｍａｓｓ％以下に
する必要がある。すなわち、油脂に含まれる水分が１０
ｍａｓｓ％を超えた場合、その水分が酸化皮膜と反応
し、塗膜密着性および耐食性を低下させるので好ましく
ない。市販される潤滑油の中には、水と混合しエマルシ
ョンとして用いるものがあり、こうしたものは本発明に
適さない。また、水と混合しないタイプの潤滑油でも、
潤滑性向上のため成分中に界面活性剤を含む場合が多
く、こうした油脂を高温多湿環境下で保管すると、空気
中の水分を取り込むことがあるので、本発明を適用する
際には注意が必要である。
【００１６】塗布する油脂は、缶蓋用などの食品関係の
用途の場合には、食品衛生上無害な植物油を原料とした
ものが好ましく用いられる。例えば、植物油から得られ
る有機エステル系の油脂で、高級脂肪酸（セバシン酸、
アジピン酸など）を高級アルコール（オクチルアルコー
ルなど）でエステル化したもの、具体的には、ジ−２−
エチルヘキシルセバケートや、市販品のＤＯＳ−Ａ油、
ＤＯＡ油などを挙げることができる。
用途の場合には、食品衛生上無害な植物油を原料とした
ものが好ましく用いられる。例えば、植物油から得られ
る有機エステル系の油脂で、高級脂肪酸（セバシン酸、
アジピン酸など）を高級アルコール（オクチルアルコー
ルなど）でエステル化したもの、具体的には、ジ−２−
エチルヘキシルセバケートや、市販品のＤＯＳ−Ａ油、
ＤＯＡ油などを挙げることができる。
【００１７】《油膜量》酸化皮膜の塗膜密着性および耐
食性を最大限に発揮するためには、塗膜と酸化皮膜の間
に有機物が極力介在しないことが望ましい。なぜなら、
塗膜と酸化皮膜の界面における好ましい相互作用が、有
機物によって阻害されるためである。加えて、近年急速
に普及してきた水性塗料を塗装する場合、過度の有機物
の存在は、塗工時のハジキをまねく危険もある。そこ
で、重ねられた状態の油脂量を１〜２０ｍｇ／ｍ２の範
囲とすることによって、上記課題を全て満足できる。重
ねられた状態の油脂量が１ｍｇ／ｍ２未満では、油脂に
よる保護作用が十分に機能しないため、長期保管中に酸
化皮膜が劣化する上、取り扱いの際にキズも入りやす
い。また、２０ｍｇ／ｍ２を超えると、長期保管性は良
好であるが、塗料の塗膜密着性が低下し、特に水性塗料
においては、塗工時のハジキも発生しやすい。なお、重
ねられていない状態では、この油脂量の範囲で長期保管
中の酸化皮膜の劣化を防ぎきれない。こうした理由か
ら、塗布する油脂の量を最小限にする方法を模索した結
果、油脂の塗布後、直ちに表面同士を重ね合わせ、外気
と表面の接触を防ぐのが有効であることを見出した。表
面同士を重ね合わせる方法は、油脂の塗布直後にコイル
状に巻き取るのが生産効率の点で最も好適だが、切り揃
えて積み重ねる方法でも問題ない。巻き取る際は、コイ
ルの形態をなす程度にきつく張力がかけられていれば十
分である。なお、油脂塗布から重ね合わせまでの時間
は、コイル巻き取り、切り揃えともに数秒以内であるこ
とが強く推奨される。
食性を最大限に発揮するためには、塗膜と酸化皮膜の間
に有機物が極力介在しないことが望ましい。なぜなら、
塗膜と酸化皮膜の界面における好ましい相互作用が、有
機物によって阻害されるためである。加えて、近年急速
に普及してきた水性塗料を塗装する場合、過度の有機物
の存在は、塗工時のハジキをまねく危険もある。そこ
で、重ねられた状態の油脂量を１〜２０ｍｇ／ｍ２の範
囲とすることによって、上記課題を全て満足できる。重
ねられた状態の油脂量が１ｍｇ／ｍ２未満では、油脂に
よる保護作用が十分に機能しないため、長期保管中に酸
化皮膜が劣化する上、取り扱いの際にキズも入りやす
い。また、２０ｍｇ／ｍ２を超えると、長期保管性は良
好であるが、塗料の塗膜密着性が低下し、特に水性塗料
においては、塗工時のハジキも発生しやすい。なお、重
ねられていない状態では、この油脂量の範囲で長期保管
中の酸化皮膜の劣化を防ぎきれない。こうした理由か
ら、塗布する油脂の量を最小限にする方法を模索した結
果、油脂の塗布後、直ちに表面同士を重ね合わせ、外気
と表面の接触を防ぐのが有効であることを見出した。表
面同士を重ね合わせる方法は、油脂の塗布直後にコイル
状に巻き取るのが生産効率の点で最も好適だが、切り揃
えて積み重ねる方法でも問題ない。巻き取る際は、コイ
ルの形態をなす程度にきつく張力がかけられていれば十
分である。なお、油脂塗布から重ね合わせまでの時間
は、コイル巻き取り、切り揃えともに数秒以内であるこ
とが強く推奨される。
【００１８】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実
施の形態を具体的に説明する。アルミニウム材は全てＪ
ＩＳ５０２１合金（板厚０．２５ｍｍ、コイル状）を用
いた。酸化皮膜は、常法によりアルカリ脱脂（エッチン
グ量＝約１００ｍｇ／ｍ２）した後、５０℃の１％硫酸
（当社酸洗ラインにて一週間使用した液）に５秒間浸漬
し、常温の純水にて５秒間洗浄、１５０℃の熱風で３秒
間乾燥させることにより形成した。この板に表１に示す
油を静電塗油法により塗布し、連続的にコイル状に巻き
取り、あるいは板状に切り出して積み重ねた後、３ヶ月
間室内に放置した後にエポキシ樹脂を主成分とする水性
塗料を塗布量＝７ｇ／ｍｍ２、乾燥温度２５０℃の条件
で塗布・焼付した。
施の形態を具体的に説明する。アルミニウム材は全てＪ
ＩＳ５０２１合金（板厚０．２５ｍｍ、コイル状）を用
いた。酸化皮膜は、常法によりアルカリ脱脂（エッチン
グ量＝約１００ｍｇ／ｍ２）した後、５０℃の１％硫酸
（当社酸洗ラインにて一週間使用した液）に５秒間浸漬
し、常温の純水にて５秒間洗浄、１５０℃の熱風で３秒
間乾燥させることにより形成した。この板に表１に示す
油を静電塗油法により塗布し、連続的にコイル状に巻き
取り、あるいは板状に切り出して積み重ねた後、３ヶ月
間室内に放置した後にエポキシ樹脂を主成分とする水性
塗料を塗布量＝７ｇ／ｍｍ２、乾燥温度２５０℃の条件
で塗布・焼付した。
【００１９】
【表１】
【００２０】これらのサンプルに対し、以下のような評
価試験を実施した。 [キズ]材料を重ね合わせた際などに入った、長さ１０ｍ
ｍ以上のキズの個数を計数する。Ａ４サイズの材料５枚
の表裏で計数し、平均する。 [塗料ハジキ]塗料焼付後、塗料ハジキに由来する塗装ヌ
ケの個数を計数する。Ａ４サイズの材料５枚の片面（塗
装面）で計数し、平均する。 [レトルト密着性試験]加圧滅菌装置により、試験片を水
道水中にて１２５℃×３０分保持した後、ＪＩＳ−Ｋ５
４００に準拠した１ｍｍ角碁盤目試験を行う。 [３０％圧延密着性試験]圧延機により、３０％の板厚減
少となるまで圧延加工した後、ＪＩＳ−Ｋ５４００に準
拠した１ｍｍ角碁盤目試験を行う。 [モデルジュース耐食性試験]試験片に×型の切り込み
（各辺の長さ４０ｍｍ）を入れ、１．０ｍａｓｓ％クエ
ン酸一水和物＋０．５ｍａｓｓ％塩化ナトリウムの水溶
液に７０℃×７２時間浸漬し、腐食の発生度合いを評価
する。（◎：腐食なし，○：切り込みの一部に１ｍｍ以
下の腐食，△：切り込みの一部に１〜２ｍｍの腐食，△
×：切り込み全面に１〜２ｍｍの腐食，×：切り込み全
面に２ｍｍ以上の腐食）
価試験を実施した。 [キズ]材料を重ね合わせた際などに入った、長さ１０ｍ
ｍ以上のキズの個数を計数する。Ａ４サイズの材料５枚
の表裏で計数し、平均する。 [塗料ハジキ]塗料焼付後、塗料ハジキに由来する塗装ヌ
ケの個数を計数する。Ａ４サイズの材料５枚の片面（塗
装面）で計数し、平均する。 [レトルト密着性試験]加圧滅菌装置により、試験片を水
道水中にて１２５℃×３０分保持した後、ＪＩＳ−Ｋ５
４００に準拠した１ｍｍ角碁盤目試験を行う。 [３０％圧延密着性試験]圧延機により、３０％の板厚減
少となるまで圧延加工した後、ＪＩＳ−Ｋ５４００に準
拠した１ｍｍ角碁盤目試験を行う。 [モデルジュース耐食性試験]試験片に×型の切り込み
（各辺の長さ４０ｍｍ）を入れ、１．０ｍａｓｓ％クエ
ン酸一水和物＋０．５ｍａｓｓ％塩化ナトリウムの水溶
液に７０℃×７２時間浸漬し、腐食の発生度合いを評価
する。（◎：腐食なし，○：切り込みの一部に１ｍｍ以
下の腐食，△：切り込みの一部に１〜２ｍｍの腐食，△
×：切り込み全面に１〜２ｍｍの腐食，×：切り込み全
面に２ｍｍ以上の腐食）
【００２１】
【表２】
【００２２】発明例１は油の塗布後にコイル状に巻いて
板同士を重ねたもの、発明例２は板状に切り出して直ち
に積み重ねたものであり、発明例３は発明例１の塗布量
を変えたもの、また発明例４は市販ＤＯＳ−Ａ油に界面
活性剤を３ｍａｓｓ％、水分を７ｍａｓｓ％加えて、油
の水分量を本発明の範囲内で変化させたものである。表
２から明らかなように、本発明条件を満足するこれら発
明例１〜４は、いずれも各評価試験とも優秀な結果とな
った。これに対し、比較例１は市販エマルションタイプ
潤滑油（水分＝２２ｍａｓｓ％）を用いたもの、比較例
２は市販ＤＯＳ−Ａ油に界面活性剤を３ｍａｓｓ％、水
分を１５ｍａｓｓ％加えた油を用いたもので、塗布した
油脂に水分が多く含まれていたため、これが酸化皮膜の
塗膜密着性および耐食性を低下させた。比較例３は市販
ＤＯＳ−Ａ油を０．４ｍｇ／ｍ２塗布したもので、油脂
の量が少ないためキズが入り、比較例４は逆に２９ｍｇ
／ｍ２と油量が多すぎるため水性塗料のハジキが発生し
ている。また比較例５は、発明例２と同じ量の塗布だ
が、油の塗布後に重ねずに放置したために酸化皮膜の変
質が進み、塗膜密着性および耐食性が低下した。
板同士を重ねたもの、発明例２は板状に切り出して直ち
に積み重ねたものであり、発明例３は発明例１の塗布量
を変えたもの、また発明例４は市販ＤＯＳ−Ａ油に界面
活性剤を３ｍａｓｓ％、水分を７ｍａｓｓ％加えて、油
の水分量を本発明の範囲内で変化させたものである。表
２から明らかなように、本発明条件を満足するこれら発
明例１〜４は、いずれも各評価試験とも優秀な結果とな
った。これに対し、比較例１は市販エマルションタイプ
潤滑油（水分＝２２ｍａｓｓ％）を用いたもの、比較例
２は市販ＤＯＳ−Ａ油に界面活性剤を３ｍａｓｓ％、水
分を１５ｍａｓｓ％加えた油を用いたもので、塗布した
油脂に水分が多く含まれていたため、これが酸化皮膜の
塗膜密着性および耐食性を低下させた。比較例３は市販
ＤＯＳ−Ａ油を０．４ｍｇ／ｍ２塗布したもので、油脂
の量が少ないためキズが入り、比較例４は逆に２９ｍｇ
／ｍ２と油量が多すぎるため水性塗料のハジキが発生し
ている。また比較例５は、発明例２と同じ量の塗布だ
が、油の塗布後に重ねずに放置したために酸化皮膜の変
質が進み、塗膜密着性および耐食性が低下した。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｃｒ等
の有害重金属を含まず、塗料の塗膜密着性および耐食性
に優れ、しかも長期保管による性能低下および保管中の
キズ付きの発生しにくいアルミニウム材を提供すること
ができる。
の有害重金属を含まず、塗料の塗膜密着性および耐食性
に優れ、しかも長期保管による性能低下および保管中の
キズ付きの発生しにくいアルミニウム材を提供すること
ができる。
【図１】本発明の元素の分布を示す模式図である。
Ｍｇ マグネシウム濃度
Ｈ 水素濃度
Ｃ 炭素濃度
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム材表面に、厚さ＝１〜２０
０ｎｍで、かつ最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深
さ方向での最大濃度がＭｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１
０ｍａｓｓ％以下のＡｌおよびＯを主成分とする酸化皮
膜があり、アルミニウム材同士が重ねられた状態でアル
ミニウム材表面に水分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下で
油脂量が１〜２０ｍｇ／ｍ２の油膜が存在することを特
徴とする長期保管性および耐キズ付き性に優れたアルミ
ニウム下地処理材。 - 【請求項２】 アルミニウム材表面に、厚さ＝１〜２０
０ｎｍで、かつ最表面〜酸化皮膜／アルミ界面までの深
さ方向での最大濃度がＭｇで５ｍａｓｓ％以下、Ｈで１
０ｍａｓｓ％以下のＡｌおよびＯを主成分とする酸化皮
膜を設けた後、水分の含有量が１０ｍａｓｓ％以下の油
脂を塗布し、直ちに表面同士を重ね合わせ、かつ重ねら
れた状態の油脂量が１〜２０ｍｇ／ｍ２の範囲であるこ
とを特徴とする長期保管性および耐キズ付き性に優れた
アルミニウム下地処理材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001358167A JP2003160879A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 長期保管性および耐キズ付き性に優れたアルミニウム下地処理材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001358167A JP2003160879A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 長期保管性および耐キズ付き性に優れたアルミニウム下地処理材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003160879A true JP2003160879A (ja) | 2003-06-06 |
Family
ID=19169391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001358167A Pending JP2003160879A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 長期保管性および耐キズ付き性に優れたアルミニウム下地処理材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003160879A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005065846A1 (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | 加工品の油剤付着方法 |
| JP2006200007A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Furukawa Sky Kk | 脱脂後水濡れ性及び接着性に優れた自動車ボディーシート用アルミニウム合金板 |
-
2001
- 2001-11-22 JP JP2001358167A patent/JP2003160879A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005065846A1 (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | 加工品の油剤付着方法 |
| CN100381215C (zh) * | 2004-01-08 | 2008-04-16 | 日本特殊陶业株式会社 | 在工件上涂附油剂的方法 |
| US7575782B2 (en) | 2004-01-08 | 2009-08-18 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for depositing oil agent on workpiece |
| JP2006200007A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Furukawa Sky Kk | 脱脂後水濡れ性及び接着性に優れた自動車ボディーシート用アルミニウム合金板 |
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