JP2003253459A

JP2003253459A - 表面処理剤、表面処理方法、及び表面処理された製品

Info

Publication number: JP2003253459A
Application number: JP2002049753A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Anazawa; 靖穴沢; Shinichi Tanno; 信一丹野; Kenichiro Oshita; 賢一郎大下; Yukihiko Ayano; 雪彦綾野; Kenji Karube; 健志軽部
Original assignee: Kioritz Corp; Iwate Prefectural Government; Nihon Parkerizing Co Ltd
Current assignee: Kioritz Corp; Iwate Prefectural Government; Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP3682622B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マグネシウム合金とアルミニウム合金とが混
在した製品において、緻密で良好な皮膜を形成でき、す
なわちマグネシウム合金部材に対してもアルミニウム合
金部材に対しても耐蝕性や塗膜密着性に優れた皮膜を形
成できる技術を提供することである。【解決手段】アルミニウム合金材とマグネシウム合金
材とが混在した製品の表面処理剤であって、チタンイオ
ンと、フィチン酸と、硝酸イオンと、遊離フッ素イオン
とを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
材とマグネシウム合金材とが混在した製品の表面処理
剤、表面処理方法、及び表面処理された製品に関する。
特に、アルミニウム合金材とマグネシウム合金材とが混
在した製品において、いずれの合金表面にも良好な化成
皮膜が形成でき、耐蝕性と塗膜密着性とに優れたものと
なる技術に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、地球環境保全の
観点から、自動車、二輪自動車や自転車、各種家電製
品、更には航空機など様々な分野において、軽量性・リ
サイクル性に優れたアルミニウムやその合金（本明細書
では、単に、アルミニウム合金と称する。）並びにマグ
ネシウムやその合金（本明細書では、単に、マグネシウ
ム合金と称する。）を積極的に利用する動きが高まって
いる。例えば、自動車や二輪自動車の分野では、軽量・
燃費向上の観点から、これまで鉄を使用していた部材に
アルミニウム合金を、アルミニウム合金を使用していた
部材にマグネシウム合金を利用しようとする動きが増え
ている。又、ノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラ
等の家電製品の場合にあっても、その筐体として、従来
ではプラスチックが用いられて来たものの、プラスチッ
クよりも高強度でリサイクル性に優れたマグネシウム合
金を利用するケースが増えている。

【０００３】これらの製品の多くは、耐蝕性や美観の観
点から、種々の表面処理が施され、この後で塗装される
場合が多い。前記表面処理の目的は、材料表面に残存す
る油分などの汚染物を除去し、緻密で均一な化成皮膜を
形成し、優れた耐蝕性と塗膜密着性を付与することにあ
る。

【０００４】ところで、アルミニウム合金やマグネシウ
ム合金に対する表面処理技術として、これまで、多くの
発明が提案されており、又、実用化もされている。表面
処理剤としては、大別すると、６価クロムを含有するク
ロメート型のものと、６価クロムを含有しないノンクロ
メート型のものとが知られている。クロメート型の表面
処理剤は、ノンクロメート型のものに比べて安価で性能
的にも優れている等の利点を有しているものの、人体に
有害な６価クロムを含んでいると言う大きな問題を抱え
ている。この為、近年では、ノンクロメート型のものに
移行しつつある。

【０００５】以下では、主として、ノンクロメート型の
表面処理技術について説明する。

【０００６】アルミニウム合金に対するノンクロメート
型の表面処理技術としては、ジルコニウムイオン、リン
酸イオン、有効フッ素イオン、バナジウムイオンを含む
酸性水溶液を用いて処理する技術が提案（特開平１−２
４６３７０号公報）されている。又、硫酸第二鉄を含有
する水溶液、又は硫酸第二鉄と、硫酸、硝酸、リン酸の
いずれか一種または二種以上の無機酸を含有する水溶液
で処理する技術も提案（特開平６−３３２６６号公報）
されている。又、正リン酸、メタリン酸、ピロリン酸、
三リン酸、四リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン
酸、ヘテロポリリン酸の中の少なくとも一種を含む水溶
液で処理する技術が提案（特開平７−９０６１４号公
報）されている。又、ケイ酸塩を含む水溶液で５０℃以
上の温熱処理を行い、表面にＳｉ付着量で１〜２０ｍｇ
／ｍ^２の化成皮膜を形成する技術が提案（特開平８−１
４４０６４号公報）されている。

【０００７】マグネシウム合金に対するものとしては、
硝酸、硫酸およびリン酸の群の中から選択される少なく
とも一種を含む腐食液を塗布して耐蝕性保護皮膜を形成
する技術が提案（特開平５−５８０７３号公報）されて
いる。又、金属アルコキシド、金属アセチルアセテー
ト、金属カルボキシレートの群の中から選ばれる少なく
とも一種と、酸、アルカリ及びその塩類、又は水酸基、
カルボキシル基、アミノ基のいずれかを有する有機化合
物の群の中から選ばれる少なくとも一種を含む皮膜形成
助剤を用いる技術が提案（特開平９−２２８０６２号公
報）されている。又、マグネシウム合金の表面を有機酸
または有機酸の可溶性塩の水溶液で処理し、マグネシウ
ム合金表面に有機酸との難溶性塩を形成する技術が提案
（特開平９−２４１８６１号公報）されている。又、亜
鉛イオン、マンガンイオン、リン酸イオン、フッ素化合
物、皮膜形成助剤、ニッケルイオン、コバルトイオン、
銅イオンを含む水溶液で処理する技術が提案（特開平９
−２４３３８号公報）されている。又、マグネシウムベ
ース金属成形体を過マンガン酸またはマンガン酸の水溶
性塩の少なくとも一種を含む水溶液で処理する技術が提
案（特開平８−３５０７３号公報）されている。

【０００８】そして、アルミニウム合金に対しては上記
のようなアルミニウム合金用の表面処理技術を用いて処
理し、又、マグネシウム合金に対しては上記のようなマ
グネシウム合金用の表面処理技術を用いて処理すること
が考えられる。

【０００９】しかしながら、マグネシウム合金とアルミ
ニウム合金とが混在した製品において、アルミニウム合
金用の表面処理技術はマグネシウム合金に対しては良好
な化成皮膜を形成できず、逆に、マグネシウム合金用の
表面処理技術はアルミニウム合金に対しては良好な化成
皮膜を形成できない。その理由は、アルミニウム合金と
マグネシウム合金とでは、化学反応性が異なるからであ
ると考えられる。

【００１０】一般に、化成処理では、その反応機構から
も判る通り、表面のエッチングに追随して化成皮膜が形
成される。従って、良好な化成皮膜を形成させる為に
は、化成処理におけるエッチング量を適正範囲内にコン
トロールすることが重要である。エッチング量は材料の
イオン化傾向によって決まる。そして、マグネシウム合
金とアルミニウム合金とが混在した製品にあっては、イ
オン化傾向の大きなマグネシウムが優先的にエッチング
される。この為、マグネシウム合金部材とアルミニウム
合金部材とのエッチング量を共に適正化することは極め
て困難であり、良好な化成皮膜を形成できない。

【００１１】又、マグネシウム合金とアルミニウム合金
とが混在した製品から溶出する金属イオン（マグネシウ
ムイオンやアルミニウムイオン）も、化成処理性に悪影
響を及ぼす。すなわち、前記金属製品を連続的に表面処
理した場合、処理液中にアルミニウムイオンとマグネシ
ウムイオンとが同時に蓄積される。そして、これらのイ
オンは良好な化成皮膜の形成を妨害し、耐蝕性や塗膜密
着性を劣化せしめる。

【００１２】従って、本発明が解決しようとする第１の
課題は、マグネシウム合金とアルミニウム合金とが混在
した製品において、緻密で良好な皮膜を形成でき、すな
わちマグネシウム合金部材に対してもアルミニウム合金
部材に対しても耐蝕性や塗膜密着性に優れた皮膜を形成
できる技術を提供することである。

【００１３】第２の課題は、耐蝕性や塗膜密着性に優れ
た皮膜を、マグネシウム合金とアルミニウム合金とが混
在した製品に対して同時に形成できる技術を提供するこ
とである。

【００１４】第３の課題は、マグネシウム合金とアルミ
ニウム合金とが混在した製品から溶出するマグネシウム
イオンやアルミニウムイオンからの悪影響を小さくし、
耐蝕性や塗膜密着性に優れた皮膜を形成できる技術を提
供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する為
の検討が本発明者によって鋭意押し進められて行った結
果、チタンイオン、フィチン酸、硝酸イオン、及びフッ
素イオンを含有する表面処理剤を用いることによって、
前記課題を解決できることを見出すに至った。

【００１６】すなわち、前記の課題は、アルミニウム合
金材とマグネシウム合金材とが混在した製品の表面処理
剤であって、チタンイオンと、フィチン酸と、硝酸イオ
ンと、遊離フッ素イオンとを含有することを特徴とする
表面処理剤によって解決される。

【００１７】又、上記の表面処理剤を用いてアルミニウ
ム合金材とマグネシウム合金材とが混在した製品を処理
することを特徴とする表面処理方法によって解決され
る。

【００１８】特に、上記の表面処理剤を用いてアルミニ
ウム合金材とマグネシウム合金材とが混在した製品を同
時に処理することを特徴とする表面処理方法によって解
決される。

【００１９】更には、上記表面処理した後、塗装するこ
とを特徴とする表面処理方法によって解決される。

【００２０】又、上記表面処理方法が施されてなること
を特徴とするアルミニウム合金材とマグネシウム合金材
とが混在した製品によって解決される。

【００２１】本発明において、硝酸イオンを用いるの
は、処理対象物である製品から溶出したマグネシウムイ
オンによる悪影響を防止する為である。すなわち、表面
処理剤中に含まれている硝酸イオンによって溶出したマ
グネシウムイオンを捕捉し、以ってマグネシウムイオン
による悪影響を防止する。この時、製品から溶出したマ
グネシウムイオンと硝酸イオンとが１：２〜１：５（モ
ル比）の割合であるよう硝酸イオン量をコントロールし
ていることが好ましい。これは、前記モル比が１：２未
満の小さ過ぎるものになると、処理液中にスラッジが発
生する傾向が有り、耐蝕性や塗膜密着性に優れた化成皮
膜が出来難くなるからである。逆に、１：５を越えて大
きなものになっても、処理性能上は問題ないものの、排
水処理コストが高くなるからである。より好ましくは、
１：２〜１：３（モル比）である。又、同様な理由か
ら、硝酸イオン含有量はＮＯ_３換算して０．１〜１０ｇ
／Ｌであることが好ましい。より好ましくは、０．１〜
６ｇ／Ｌである。硝酸イオンの供給源としては、一般的
には、ＨＮＯ_３である。尚、その塩を用いることも出来
る。

【００２２】本発明において、処理液中に蓄積したアル
ミニウムイオンに対しては、フッ素化合物で錯体化する
ことにより、その悪影響を防止する。この時、アルミニ
ウムイオンと化成処理液中の全フッ素とが１：２〜１：
５（モル比）の範囲内のものとなるように、かつ、遊離
フッ素イオンの濃度が０．０３〜０．３ｇ／Ｌの範囲内
のものとなるようにフッ素化合物の量をコントロールす
ることが好ましい。これは、前記モル比が１：２未満の
小さ過ぎたり、又、遊離フッ素イオンの濃度が０．０３
ｇ／Ｌ未満の小さ過ぎるものになると、処理液中にスラ
ッジが発生する傾向が有るからである。逆に、前記モル
比が１：５を越えて大きくなり過ぎたり、又、遊離フッ
素イオンの濃度が０．３ｇ／Ｌを越えて大きなものにな
ると、アルミニウム合金部材に対するエッチングが過多
になる傾向が有り、良好な化成皮膜の形成が妨げられ、
耐蝕性や塗膜密着性に優れた化成皮膜が出来難くなる。
より好ましくは、アルミニウムイオンと化成処理液中の
全フッ素とが１：３〜１：４（モル比）である。又、遊
離フッ素イオンの濃度が０．０３〜０．１ｇ／Ｌであ
る。フッ素イオンの供給源としては、ＨＦ，ＮａＦ，Ｋ
Ｆ，ＮＨ_４Ｆ，ＮＨ_４ＨＦ，Ｈ_２ＳｉＦ_６等が用いられ
る。

【００２３】本発明において、チタンイオン及びフィチ
ン酸を用いるのは、皮膜を形成する為である。すなわ
ち、アルミニウム合金に対しては、フィチン酸チタン、
フィチン酸アルミニウム、二酸化チタン、水酸化チタン
等の複合皮膜が形成される。マグネシウム合金に対して
は、フィチン酸チタン、フィチン酸マグネシウム、二酸
化チタン、水酸化チタン等の皮膜（特に、複合皮膜）が
形成される。そして、この皮膜、特に、複合皮膜は、耐
蝕性および塗膜密着性に優れている。フィチン酸含有量
は０．３〜６ｇ／Ｌ、更には１〜３ｇ／Ｌであることが
好ましい。又、チタンイオン含有量はＴｉ換算して０．
３〜６ｇ／Ｌ、更には１〜３ｇ／Ｌであることが好まし
い。これは、フィチン酸やチタンイオンの量が少な過ぎ
ると、緻密な皮膜が形成され難く、耐蝕性や塗膜密着性
に優れた皮膜となり難いからであ。逆に、フィチン酸や
チタンイオンの量が多すぎると、粗な皮膜が形成され易
く、耐蝕性や塗膜密着性に優れた皮膜となり難いからで
ある。チタンイオンの供給源としては、Ｈ_２ＴｉＦ_６，
ＬｉＴｉＦ_６，（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６，ＴｉＯＳＯ_４，
Ｔｉ（ＳＯ_４）_２等が用いられる。

【００２４】本発明の表面処理剤には好ましくは酸化剤
が含まれる。例えば、過酸化水素、過マンガン酸、亜硝
酸などの酸化剤が含まれる。すなわち、前記のような酸
化剤を添加しておくことによって、化成皮膜の析出効率
が向上する。含有量は、好ましくは０．１〜１ｇ／Ｌで
ある。

【００２５】本発明の表面処理剤には好ましくはキレー
ト剤が含まれる。例えば、エチレンジアミン四酢酸、ニ
トリロ三酢酸、グルコン酸ナトリウム、ヘプトグルコン
酸ナトリウム等のキレート剤が含まれる。すなわち、前
記のようなキレート剤を添加しておくことによって、製
品から溶出する鉄、銅、ニッケル等の重金属イオンが抑
制される。含有量は、好ましくは０．１〜１ｇ／Ｌであ
る。

【００２６】本発明において、処理剤のｐＨは２〜６で
あるのが好ましい。これは、ｐＨが２未満の低すぎるも
のであると、アルミニウム合金やマグネシウム合金に対
するエッチングが過ぎるものとなり、化成皮膜の生成効
率が低下し、又、スマットが皮膜中に多く介在する傾向
があり、耐蝕性や塗膜密着性が低下する傾向が認められ
たからである。逆に、ｐＨが６を越えて高すぎるもので
あると、エッチング不足となり、適正な皮膜付着量が得
られ難くなり、又、処理液の安定性が悪くなる傾向が認
められたからである。より好ましくは２．５〜４であ
る。ｐＨの調整には、硫酸、硝酸、フッ酸、ケイフッ化
水素酸、リン酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石
酸などの酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アン
モニア、炭酸ナトリウムなどのアルカリを適宜用いるこ
とによって行える。

【００２７】本発明の表面処理（化成処理）に先立って
製品表面に残存する油分などの汚染物を洗浄・除去する
ことが好ましい。洗浄剤として特別な制約は無いが、ア
ルカリ金属の水酸化物、リン酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩な
どのアルカリビルダーに界面活性剤を配合したものを用
いることが出来る。表面が強度に汚染されている場合に
は、アルカリ洗浄後に硫酸、硝酸、フッ酸、リン酸、有
機酸などによる酸洗浄を行う。

【００２８】化成処理後には、水洗、純水洗を行い、そ
して乾燥する。乾燥条件は、例えば８０〜１２０℃で２
〜１０分である。

【００２９】本発明において、化成皮膜付着量は、チタ
ン付着量に換算して１０〜３００ｍｇ／ｍ^２の範囲内で
あるのが好ましい。これは、付着量が１０ｍｇ／ｍ^２未
満の薄すぎる場合には、皮膜の耐蝕性が低下する傾向が
有るからによる。３００ｍｇ／ｍ^２を越えて厚すぎる場
合には、皮膜が粗いものになり、耐蝕性や塗膜密着性が
低下する傾向が有るからによる。尚、化成皮膜付着量
は、処理時間や処理液温度をコントロールすることによ
り制御できる。

【００３０】本発明の表面処理が行われた後、好ましく
は塗装処理が行われる。例えば、電着塗装、粉体塗装、
溶剤塗装、水系塗装などの塗装処理が行われる。特に、
電着塗装や粉体塗装が行われた場合には、耐蝕性が一段
と向上する。

【００３１】本発明において、アルミニウム合金材とマ
グネシウム合金材とが混在した製品とは、アルミニウム
合金が用いられて構成された部分とマグネシウム合金が
用いられて構成された部分とが一つの製品に共存してい
るものであれば良い。アルミニウム合金としては、如
何なるものでも良いが、例えばＡＤＣ１２，ＡＤＣ６，
ＡＤＣ３等の鋳造用アルミニウム合金、Ａ１０５０，Ａ
２０１４，Ａ３００４等の展伸用アルミニウム合金など
が挙げられる。マグネシウム合金としては、如何なるも
のでも良いが、例えばＡＺ９１，ＡＭ６０，ＺＫ５１，
ＺＫ６１等の鋳造用マグネシウム合金、ＡＺ３１，ＡＺ
６１，ＺＫ６１等の展伸用マグネシウム合金などが挙げ
られる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明になる表面処理（化成処
理）剤は、アルミニウム合金材とマグネシウム合金材と
が混在した製品の表面処理剤であって、チタンイオン
と、フィチン酸と、硝酸イオンと、遊離フッ素イオンと
を含有する。

【００３３】上記硝酸イオン含有量はＮＯ_３換算量で
０．１〜１０ｇ／Ｌであることが好ましい。より好まし
くは、０．１〜６ｇ／Ｌである。又、製品から溶出した
マグネシウムイオンと硝酸イオンとが１：２〜１：５
（モル比）の割合であるよう硝酸イオン量がコントロー
ルされていることが好ましい。より好ましくは、１：２
〜１：３（モル比）である。硝酸イオンの供給源として
は、一般的には、ＨＮＯ_３である。尚、その塩を用いる
ことも出来る。

【００３４】全フッ素の含有量は、アルミニウムイオン
と化成処理液中の全フッ素とが１：２〜１：５（モル
比）であることが好ましい。より好ましくは１：３〜
１：４（モル比）である。又、遊離フッ素イオンの濃度
が０．０３〜０．３ｇ／Ｌであることが好ましい。より
好ましくは０．０３〜０．１ｇ／Ｌである。フッ素イオ
ンの供給源としては、ＨＦ，ＮａＦ，ＫＦ，ＮＨ_４Ｆ，
ＮＨ_４ＨＦ，Ｈ_２ＳｉＦ_６等が用いられる。

【００３５】上記フィチン酸含有量は０．３〜６ｇ／
Ｌ、更には１〜３ｇ／Ｌであることが好ましい。又、チ
タンイオン含有量はＴｉ換算量で０．３〜６ｇ／Ｌ、更
には１〜３ｇ／Ｌであることが好ましい。チタンイオン
の供給源としては、例えばＨ_２ＴｉＦ_６，ＬｉＴｉ
Ｆ_６，（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６，ＴｉＯＳＯ_４，Ｔｉ（Ｓ
Ｏ_４）_２等が用いられる。

【００３６】本発明の表面処理剤は好ましくは酸化剤を
含む。例えば、過酸化水素、過マンガン酸、亜硝酸など
の酸化剤が含まれる。含有量は、好ましくは０．１〜１
ｇ／Ｌである。

【００３７】本発明の表面処理剤は好ましくはキレート
剤を含む。例えば、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ
三酢酸、グルコン酸ナトリウム、ヘプトグルコン酸ナト
リウム等のキレート剤が含まれる。含有量は、好ましく
は０．１〜１ｇ／Ｌである。

【００３８】処理液中の成分の濃度は従来慣用の方法で
測定する。すなわち、アルミニウムイオン濃度及びマグ
ネシウムイオン濃度については、原子吸光光度法を用
い、硝酸イオン濃度については、イオンクロマトグラフ
法を用い、フッ素イオン濃度については、フッ素蒸留法
によってフッ素イオンを抽出した後、イオンクロマトグ
ラフ法を用いて測定する。尚、いずれの成分も、予め、
既知で異なる濃度のサンプルを用いて測定強度−濃度の
検量線を作成し、次に、同様の条件で本発明の化成処理
液のものについて測定し、前記検量線を用いて濃度を求
める。

【００３９】本発明において、処理剤のｐＨは２〜６で
あるのが好ましい。より好ましくは２．５〜４である。
ｐＨの調整には、硫酸、硝酸、フッ酸、ケイフッ化水素
酸、リン酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸な
どの酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニ
ア、炭酸ナトリウムなどのアルカリを適宜用いることに
よって行える。

【００４０】本発明において、化成皮膜付着量は、チタ
ン付着量に換算して１０〜３００ｍｇ／ｍ^２の範囲内で
あるのが好ましい。

【００４１】皮膜付着量は従来慣用の方法で測定され
る。すなわち、既知で異なる付着量のサンプルを用いて
測定することにより強度（ｃｐｓ）−付着量の検量線を
作成し、次に同様の条件で本発明の化成処理したものか
らサンプルを切り出して測定し、前記検量線を用いて付
着量を求める。

【００４２】本発明になる表面処理方法は、上記の表面
処理剤を用いてアルミニウム合金材とマグネシウム合金
材とが混在した製品を処理する方法である。特に、上記
の表面処理剤を用いてアルミニウム合金材とマグネシウ
ム合金材とが混在した製品を同時に処理する方法であ
る。更には、上記表面処理した後、塗装する方法であ
る。例えば、電着塗装、粉体塗装、溶剤塗装、水系塗装
などの塗装処理が行われる。

【００４３】本発明の表面処理（化成処理）に先立って
製品表面に残存する油分などの汚染物を洗浄・除去する
ことが好ましい。洗浄剤として特別な制約は無いが、ア
ルカリ金属の水酸化物、リン酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩な
どのアルカリビルダーに界面活性剤を配合したものを用
いることが出来る。表面が強度に汚染されている場合に
は、アルカリ洗浄後に硫酸、硝酸、フッ酸、リン酸、有
機酸などによる酸洗浄を行う。化成処理後には、水洗、
純水洗を行い、そして乾燥する。乾燥条件は、例えば８
０〜１２０℃で２〜１０分である。

【００４４】本発明になる製品は、アルミニウム合金材
とマグネシウム合金材とが混在した製品であって、上記
の表面処理方法が施されたものである。

【００４５】以下、具体的な実施例を挙げて説明する。

【００４６】

【実施例１】アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）ダイキャ
スト材（ＡＳＴＭ規格品、１００×１００×１ｍｍ）と
マグネシウム合金（ＡＺ９１Ｄ）ダイキャスト材（ＡＳ
ＴＭ規格品、１００×１００×１ｍｍ）とが混在した金
属製品を用意した。

【００４７】先ず、弱アルカリ脱脂剤（商標：ファイン
クリーナー３５９、日本パーカライジング社製、薬剤濃
度３０ｇ／Ｌ）を用い、前記金属製品を温度６０℃で２
分の条件で脱脂した。

【００４８】次に、温度４０℃で１分の条件で、下記の
組成の水溶液（化成処理液）を用いて化成処理した。

【００４９】〔処理液組成〕フィチン酸１．５ｇ／Ｌチタンイオン１．５ｇ／Ｌ硝酸イオン０．１ｇ／Ｌ遊離フッ素イオン（１０％ＨＦ水溶液で調整）０．１ｇ／Ｌアルミニウムイオン０マグネシウムイオン０ｐＨ（１０％ＮａＯＨ水溶液で調整）３．０このようにして形成された化成皮膜の厚さは、アルミニ
ウム合金ＡＤＣ１２部分については５１ｍｇ／ｍ^２（チ
タン付着量で示す）であり、マグネシウム合金ＡＺ９１
Ｄ部分については５３ｍｇ／ｍ^２（チタン付着量で示
す）であった。

【００５０】上記化成処理した後、カチオン電着塗装
（ＬＴ−２００Ｈ、関西ペイント社製、塗膜厚２０〜２
５μｍ）を行い、１５０℃で２０分の条件で乾燥した。

【００５１】

【実施例２】実施例１は未使用状態の処理液を用いて化
成処理したのであるが、本実施例は使用済みの処理液を
用いて化成処理した。すなわち、実施例１の化成処理に
よりアルミニウムイオンが０．１ｇ／Ｌ、マグネシウム
イオンが０．１５ｇ／Ｌの濃度になった老化液を用い、
実施例１と同様に行った。

【００５２】尚、化成処理液は、１０％ＨＦ水溶液を添
加して遊離フッ素イオン濃度を０．１ｇ／Ｌに、かつ、
アルミニウムイオンと全フッ素とのモル比が１：３とな
るように調整した。又、１０％硝酸水溶液を添加してマ
グネシウムイオンと硝酸イオンとのモル比が１：２とな
るように調整した。

【００５３】このようにして形成された化成皮膜の厚さ
は、アルミニウム合金ＡＤＣ１２部分については４８ｍ
ｇ／ｍ^２（チタン付着量で示す）であり、マグネシウム
合金ＡＺ９１Ｄ部分については５０ｍｇ／ｍ^２（チタン
付着量で示す）であった。

【００５４】

【実施例３】実施例２と同様に行った。但し、実施例１
の化成処理によりアルミニウムイオンが０．３ｇ／Ｌ、
マグネシウムイオンが０．４５ｇ／Ｌの濃度になった老
化液を用い、実施例２と同様に行った。

【００５５】尚、化成処理液は、１０％ＨＦ水溶液を添
加して遊離フッ素イオン濃度を０．１ｇ／Ｌに、かつ、
アルミニウムイオンと全フッ素とのモル比が１：３とな
るように調整した。又、１０％硝酸水溶液を添加してマ
グネシウムイオンと硝酸イオンとのモル比が１：２とな
るように調整した。

【００５６】このようにして形成された化成皮膜の厚さ
は、アルミニウム合金ＡＤＣ１２部分については４９ｍ
ｇ／ｍ^２（チタン付着量で示す）であり、マグネシウム
合金ＡＺ９１Ｄ部分については４８ｍｇ／ｍ^２（チタン
付着量で示す）であった。

【００５７】

【実施例４】実施例３の化成処理液に０．３ｇ／Ｌの割
合で酸化剤（過酸化水素）を添加したものを用いて、実
施例３と同様に行った。

【００５８】このようにして形成された化成皮膜の厚さ
は、アルミニウム合金ＡＤＣ１２部分については５５ｍ
ｇ／ｍ^２（チタン付着量で示す）であり、マグネシウム
合金ＡＺ９１Ｄ部分については５３ｍｇ／ｍ^２（チタン
付着量で示す）であった。

【００５９】

【実施例５】実施例３の化成処理液に０．３ｇ／Ｌの割
合でキレート剤（エチレンジアミン四酢酸）を添加した
ものを用いて、実施例３と同様に行った。

【００６０】このようにして形成された化成皮膜の厚さ
は、アルミニウム合金ＡＤＣ１２部分については５０ｍ
ｇ／ｍ^２（チタン付着量で示す）であり、マグネシウム
合金ＡＺ９１Ｄ部分については４９ｍｇ／ｍ^２（チタン
付着量で示す）であった。

【００６１】

【比較例１】実施例１で用いた化成処理剤の代わりに、
アルミニウム合金用のノンクロム化成剤（日本パーカラ
イジング社製のアロジン４０４（登録商標）、リン酸ジ
ルコニウム系化成剤、濃度：２０ｇ／Ｌ）を用いて同様
に行った。

【００６２】このようにして形成された化成皮膜の厚さ
は、アルミニウム合金ＡＤＣ１２部分については４２ｍ
ｇ／ｍ^２（ジルコニウム付着量で示す）であり、マグネ
シウム合金ＡＺ９１Ｄ部分については６９ｍｇ／ｍ
^２（ジルコニウム付着量で示す）であった。

【００６３】

【比較例２】実施例１で用いた化成処理剤の代わりに、
マグネシウム合金用のノンクロム化成剤（日本パーカラ
イジング社製のマグボンドＰ２０（登録商標）、リン酸
マンガン系化成剤、濃度：４０ｇ／Ｌ）を用いて同様に
行った。

【００６４】このようにして形成された化成皮膜の厚さ
は、アルミニウム合金ＡＤＣ１２部分については９２ｍ
ｇ／ｍ^２（マンガン付着量で示す）であり、マグネシウ
ム合金ＡＺ９１Ｄ部分については７８ｍｇ／ｍ^２（マン
ガン付着量で示す）であった。

【００６５】

【特性】上記各例の製品について、その耐蝕性、塗膜密
着性を調べたので、結果を下記の表に示す。

【００６６】［化成処理後耐蝕性評価］ＪＩＳＺ２
３７１に準じた塩水噴霧試験を行った。試験時間は４８
時間であり、耐蝕性を黙視により評価した。評価基準は
次の通りである。 ◎：腐食面積率１％未満 ○：腐食面積率１％以上３％未満 △：腐食面積率３％以上５％未満 ×：腐食面積率５％以上

【００６７】［塗装処理後耐蝕性評価］ＪＩＳＺ２
３７１に準じた塩水噴霧試験を行った。尚、予めクロス
カットを施したサンプルを７２０時間の試験に供し、試
験後のクロスカットからの片側膨れ幅で評価した。評価
基準は次の通りである。 ◎：クロスカットからの膨れ幅１ｍｍ未満 ○：クロスカットからの膨れ幅１ｍｍ以上３ｍｍ未満 △：クロスカットからの膨れ幅３ｍｍ以上５ｍｍ未満 ×：クロスカットからの膨れ幅５ｍｍ以上

【００６８】［塗膜密着性評価（碁盤目テープ剥離
法）］ＪＩＳＫ５４００に準じた碁盤目テープ剥離
試験を行った。ＮＴカッターで塗膜面上に１ｍｍ×１ｍ
ｍの碁盤目を１００個入れて評価した。評価基準は次の
通りである。 ◎：塗膜剥離なし ○：塗膜残存数９８／１００以上１００／１００未満 △：塗膜残存数９５／１００以上９８／１００未満 ×：塗膜残存数９５／１００未満

【００６９】［塗膜密着性評価（ＳＡＩＣＡＳ法）］表
面−界面物性解析装置（大日本プラスチック社製サイカ
スＡＮ型）を用い、塗膜の付着強度を測定した。本試験
の測定原理は、鋭利な切刃を用いて塗膜と素地の界面を
連続切削するもので、界面切削中の強度から単位面積当
たりの塗膜の付着強度を求めるものである。測定条件
は、塗膜の切削速度が２４０μｍ／ｍｉｎ、押込荷重
４．５〜１１．８Ｎ、切削幅０．４ｃｍである。評価基
準は次の通りである。 ◎：塗膜付着強度３．９２ｋＮ／ｍ以上 ○：塗膜付着強度１．９６ｋＮ／ｍ以上３．９２ｋＮ／
ｍ未満 △：塗膜付着強度１．５７ｋＮ／ｍ以上１．９６ｋＮ／
ｍ未満 ×：塗膜付着強度１．５７ｋＮ／ｍ未満

【００７０】表耐蝕性塗膜密着性化成皮膜塗膜碁盤目法ＳＡＩＣＡＳ法ＡｌＭｇＡｌＭｇＡｌＭｇＡｌＭｇ実施例１ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 実施例２ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 実施例３ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 実施例４ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 実施例５ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 比較例１ ◎ △ ◎ △ ◎ ○ ◎ △ 比較例２ × ◎ × ◎ ○ ◎ △ ◎ この表から判る通り、本発明の表面処理剤は、アルミニ
ウム合金部分においてもマグネシウム合金部分において
も、共に、耐蝕性および塗膜密着性に優れた化成皮膜が
形成できているのに対して、従来の表面処理剤は、アル
ミニウム合金部分において耐蝕性および塗膜密着性に優
れている場合には、マグネシウム合金部分において耐蝕
性および塗膜密着性が悪く、逆に、マグネシウム合金部
分において耐蝕性および塗膜密着性に優れている場合に
は、アルミニウム合金部分において耐蝕性および塗膜密
着性が悪く、本発明が奏するような特長が得られ無い。

【００７１】

【発明の効果】アルミニウム合金部分においてもマグネ
シウム合金部分においても、共に、耐蝕性および塗膜密
着性に優れた化成皮膜が形成できる。特に、アルミニウ
ム合金部分においてもマグネシウム合金部分に対して
も、一度の化成処理で、耐蝕性および塗膜密着性に優れ
た化成皮膜を同時に形成できる。更には、クロム化合物
を用いないので、環境上からも好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者穴沢靖岩手県盛岡市湯沢南二丁目13番20号 (72)発明者丹野信一東京都青梅市末広町一丁目７番地２株式会社共立内 (72)発明者大下賢一郎東京都中央区日本橋一丁目15番１号日本パーカライジング株式会社内 (72)発明者綾野雪彦東京都中央区日本橋一丁目15番１号日本パーカライジング株式会社内 (72)発明者軽部健志東京都中央区日本橋一丁目15番１号日本パーカライジング株式会社内Ｆターム(参考） 4K026 AA01 AA09 AA22 BB01 BB08 CA13 CA18 CA28 CA38 DA13 EA08 EB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金材とマグネシウム合金
材とが混在した製品の表面処理剤であって、チタンイオンと、フィチン酸と、硝酸イオンと、遊離フッ素イオンとを含有することを特徴とする表面処
理剤。
【請求項２】チタンイオン含有量がＴｉ換算量で０．
３〜６ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１の表面処
理剤。
【請求項３】フィチン酸含有量が０．３〜６ｇ／Ｌで
あることを特徴とする請求項１の表面処理剤。
【請求項４】硝酸イオン含有量がＮＯ_３換算量で０．
１〜１０ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１の表面
処理剤。
【請求項５】表面処理対象の製品から溶出したマグネ
シウムイオンと硝酸イオンとが１：２〜１：５（モル
比）の割合であるよう硝酸イオンを含有することを特徴
とする請求項１又は請求項４の表面処理剤。
【請求項６】遊離フッ素イオン含有量がＦ換算量で
０．０３〜０．３ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項
１の表面処理剤。
【請求項７】表面処理対象の製品から溶出したアルミ
ニウムイオンと全フッ素とが１：２〜１：５（モル比）
であるようＦ化合物を含有することを特徴とする請求項
１又は請求項６の表面処理剤。
【請求項８】更に酸化剤を含有することを特徴とする
請求項１〜請求項７いずれかの表面処理剤。
【請求項９】酸化剤含有量が０．１〜１ｇ／Ｌである
ことを特徴とする請求項８の表面処理剤。
【請求項１０】更にキレート剤を含有することを特徴
とする請求項１〜請求項９いずれかの表面処理剤。
【請求項１１】キレート剤含有量が０．１〜１ｇ／Ｌ
であることを特徴とする請求項１０の表面処理剤。
【請求項１２】ｐＨが２〜６であることを特徴とする
請求項１〜請求項１１いずれかの表面処理剤。
【請求項１３】請求項１〜請求項１２いずれかの表面
処理剤を用いてアルミニウム合金材とマグネシウム合金
材とが混在した製品を処理することを特徴とする表面処
理方法。
【請求項１４】請求項１〜請求項１２いずれかの表面
処理剤を用いてアルミニウム合金材とマグネシウム合金
材とが混在した製品を同時に処理することを特徴とする
表面処理方法。
【請求項１５】表面処理剤を用いて処理した後、塗装
することを特徴とする請求項１３又は請求項１４の表面
処理方法。
【請求項１６】表面処理対象の製品から溶出したマグ
ネシウムイオンと硝酸イオンとが１：２〜１：５（モル
比）の割合であるよう硝酸イオンの量を制御することを
特徴とする請求項１３〜請求項１５いずれかの表面処理
方法。
【請求項１７】表面処理対象の製品から溶出したアル
ミニウムイオンと全フッ素とが１：２〜１：５（モル
比）であるようにＦ化合物の量を制御することを特徴と
する請求項１３〜請求項１６いずれかの表面処理方法。
【請求項１８】アルミニウム合金材とマグネシウム合
金材とが混在した製品であって、請求項１３〜請求項１７いずれかの表面処理方法が施さ
れてなることを特徴とするアルミニウム合金材とマグネ
シウム合金材とが混在した製品。