JP2970352B2 - Aluminum having oxide coating and method for producing the same - Google Patents
Aluminum having oxide coating and method for producing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は例えば調理用の鍋等に使
用されているアルミニウムの耐食性の向上に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the improvement of the corrosion resistance of aluminum used for cooking pots, for example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、アルミニウムの防食のための表面
処理方法としては、アルミニウム表面を陽極酸化処理す
るアルマイト法、あるいはアルミニウム表面をベーマイ
ト化する方法等が利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a surface treatment method for preventing corrosion of aluminum, an alumite method in which an aluminum surface is anodized or a method in which an aluminum surface is made boehmite are used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法は以下
に示すような課題を有しているものである。アルマイト
法は、耐食性・硬度の点で非常に優れており、多くのア
ルミニウムの表面処理に用いられている。しかしこの処
理は、陽極酸化を必要としておりこれに使用される電力
とこの電気分解処理のための設備が大がかりなものとな
り、さらに硫酸を使用する関係で排水処理がまた大がが
りなものとなるものである。一方ベーマイト化する方法
は、電力・設備・排水処理上の課題を解決してはいる
が、ベーマイト層が多孔質であるために耐食性・硬度の
点で満足できないものとなっている。The above-mentioned conventional method has the following problems. The alumite method is extremely excellent in terms of corrosion resistance and hardness, and is used for surface treatment of many aluminum. However, this treatment requires anodic oxidation, and the electric power used for this treatment and the equipment for this electrolysis treatment become large-scale, and the wastewater treatment also becomes large due to the use of sulfuric acid. Things. On the other hand, the method of forming boehmite solves the problems of electric power, equipment, and wastewater treatment, but is not satisfactory in terms of corrosion resistance and hardness because the boehmite layer is porous.
【０００４】本発明はこのような従来の構成が有してい
る課題を解決しようとするものであって、耐食性・硬度
の高い酸化物皮膜を有するアルミニウムを提供すること
を第一の目的としているものである。An object of the present invention is to solve the problems of such a conventional structure, and has as its primary object to provide aluminum having an oxide film having high corrosion resistance and hardness. Things.
【０００５】また前記第一の目的に関連して、このよう
な酸化物被膜を有するアルミニウムの簡単な製造方法を
提供することを第二の目的としているものである。It is a second object of the present invention to provide a simple method for producing aluminum having such an oxide film in relation to the first object.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、アルミニウムの表面に表面
に形成したベーマイト層に、一般式X-(SiX2O)n-SiX
3（ｎ＝０，１，２，３，…，Ｘ：ハロゲン基）で示さ
れる化合物より形成したシロキサン結合を有する親水性
被膜を有するアルミニウムとするものである。The first object of the present invention for achieving the first object is to provide a boehmite layer formed on the surface of aluminum with a general formula X- (SiX 2 O) n- SiX
3 (n = 0, 1, 2, 3,..., X: halogen group) is an aluminum having a hydrophilic film having a siloxane bond formed from a compound represented by the formula:
【０００７】第二の目的を達成するための本発明の第二
手段は、アルミニウム表面に多孔質ベーマイト層を形成
するアルミニウムの表面処理工程と、多孔質ベーマイト
層表面と一般式X-(SiX2O)n-SiX3（ｎ＝０，１，２，
３，…，Ｘ：ハロゲン基）で示される化合物とを反応さ
せ親水性酸化物被膜を形成する工程とを有するアルミニ
ウム材料の製造法とするものである。A second means of the present invention for achieving the second object is a surface treatment step of aluminum for forming a porous boehmite layer on an aluminum surface, and a step of forming a porous boehmite layer on the surface of the porous boehmite layer by the general formula X- (SiX 2 O) n-SiX 3 (n = 0, 1, 2,
3, ..., X: halogen group) to form a hydrophilic oxide film.
【０００８】[0008]
【作用】本発明の第一の手段は、アルミニウム基材上に
形成した多孔質ベーマイト層に設けたシロキキサン化合
物を有する化学吸着膜が、多孔質ベーマイト層を封孔す
るように作用するもので、表面を繰り返し洗浄しても化
学吸着膜が剥離することがなく、また長期にわたってア
ルミニウムの耐食性と、多孔質ベーマイト層の高硬度が
維持でき、また基材感を損なうこともないものである。According to a first means of the present invention, a chemisorption film having a siloxane compound provided on a porous boehmite layer formed on an aluminum substrate acts so as to seal the porous boehmite layer. Even if the surface is repeatedly washed, the chemically adsorbed film does not peel off, the corrosion resistance of aluminum and the high hardness of the porous boehmite layer can be maintained for a long period, and the feeling of the base material is not impaired.
【０００９】本発明の第二の手段は、多孔質ベーマイト
層を形成するためのアルミニウム表面処理工程を実行し
てから、化学吸着膜を設けるためのシロキサン化合物を
化学吸着させる工程を実行して、親水性酸化物被膜を有
するアルミニウムを簡単に製造できるものである。The second means of the present invention is to perform an aluminum surface treatment step for forming a porous boehmite layer, and then to chemically adsorb a siloxane compound for forming a chemisorption film, It can easily produce aluminum having a hydrophilic oxide film.
【００１０】[0010]
【実施例】（実施例１） 以下、本発明の親水性酸化物被膜を有するアルミニウム
およびその製造法の実施例について図１を用いて説明す
る。EXAMPLES (Example 1) Hereinafter, an example of aluminum having a hydrophilic oxide film of the present invention and a method for producing the same will be described with reference to FIG.
【００１１】図１の（ａ）に示すアルミニウム基材Ａと
してA1100を用い、これを１％トリエタノールアミン水
溶液に浸漬して、これを９５℃以上で３０分間煮沸する
ことで基材上に（ｂ）に示すように多孔質ベーマイト層
１を形成する。この多孔質ベーマイト層１を形成した基
材に、（ｃ）に示すように室温程度の温度の窒素雰囲気
下で、シロキサン化合物２を前記多孔質ベーマイト層１
に化学吸着させるものである。つまりシロキサン化合物
２として使用しているヘキサジクロロシロキサンとその
非水系溶媒として用いているクロロホルムを用いた１０
-2mol/lの溶液中に、前記基材を浸漬すると、シロキサ
ン化合物２と多孔質ベーマイト層１に吸着した水酸基３
もしくは水４とが反応するものである。こうして、シロ
キサン化合物２が多孔質ベーマイト層１に化学吸着され
るわけである。As shown in FIG. 1A, A1100 is used as an aluminum substrate A, which is immersed in a 1% aqueous solution of triethanolamine and boiled at 95 ° C. or higher for 30 minutes to form an aluminum substrate ( A porous boehmite layer 1 is formed as shown in b). The siloxane compound 2 was applied to the substrate on which the porous boehmite layer 1 was formed under a nitrogen atmosphere at about room temperature as shown in FIG.
Is to be chemically adsorbed. That is, hexadichlorosiloxane used as siloxane compound 2 and chloroform used as its non-aqueous solvent were used.
When the substrate is immersed in a solution of -2 mol / l, the siloxane compound 2 and the hydroxyl group 3 adsorbed on the porous boehmite layer 1
Alternatively, it reacts with water 4. Thus, the siloxane compound 2 is chemically adsorbed on the porous boehmite layer 1.
【００１２】この基材を水４に浸漬させると、（ｄ）に
示すように前記化学吸着したシロキサン化合物２上に水
酸基３もしくは水４が吸着する。When this base material is immersed in water 4, the hydroxyl group 3 or water 4 is adsorbed on the chemically adsorbed siloxane compound 2 as shown in FIG.
【００１３】これら一連の吸着操作を繰り返してシロキ
サン化合物を重合させると、化学吸着膜５が成長し、最
終的には（ｅ）に示すように多孔質ベーマイト層１を封
孔した酸化物被膜を有するアルミニウムができるもので
ある。When the series of adsorption operations are repeated to polymerize the siloxane compound, a chemically adsorbed film 5 grows, and finally, as shown in FIG. Can be made of aluminum.
【００１４】なお本実施例ではアルミニウム基材として
A1100を使用しているが、例えば純アルミニウムのA1000
系をはじめ、Ｍｎ含有アルミニウムのA3000系など一般
のアルミニウム基材の何れでもよいものである。またシ
ロキサン化合物２としては、吸着密度を高めるために一
般式 X-(SiX2O)n-SiX3（n=0,1,2,3・・・・。X=ハロケ゛ン基）に
示した直鎖状化合物が好ましい。また非水系溶媒として
は、前記シロキサン化合物と反応する活性水素を持たな
い有機溶媒であればよく、例えば前記シロキサン化合物
X-(SiX2O)n-SiX3に対しては、CHmX4-m（m=0,1,2,3）が
好ましい。In this embodiment, an aluminum substrate is used.
A1100 is used, for example, pure aluminum A1000
Any of general aluminum base materials such as a system and an A3000 system of Mn-containing aluminum may be used. As the siloxane compound 2, a linear compound represented by the general formula X- (SiX2O) n-SiX3 (n = 0,1,2,3... X = halomethane group) in order to increase the adsorption density Is preferred. As the non-aqueous solvent, any organic solvent having no active hydrogen that reacts with the siloxane compound may be used.
For X- (SiX2O) n-SiX3, CHmX4-m (m = 0, 1, 2, 3) is preferable.
【００１５】以上のように本実施例によれば、従来のア
ルマイト処理が必要とした電気分解設備が必要でなく、
非常に簡単な装置でアルミニウムの表面処理を行うこと
ができるものである。また従って大量の電力を使用する
こともなく、排水処理設備についてもそれほど大がかり
なものは必要ではないものである。As described above, according to this embodiment, there is no need for the electrolysis equipment required for the conventional alumite treatment,
The surface treatment of aluminum can be performed with a very simple device. Therefore, a large amount of electric power is not used, and a large-scale wastewater treatment facility is not required.
【００１６】（実施例２） 本実施例では、実施例１で使用しているトリエタノール
アミンの濃度を変えて、実施例１と同様に吸着処理を５
回繰り返した酸化物被膜を有するアルミニウムを供試品
としているものである。また比較品として、無吸着処理
品すなわちベーマイト層のみのもの（トリエタノールア
ミン濃度１％）およびアルマイト処理品（膜厚８μｍ）
とを使用している。これらについて、耐食試験として沸
騰水浸漬、耐摩耗試験としてナイロンたわし摩耗試験を
行っている。この結果を表１・表２に示している。Example 2 In this example, the concentration of triethanolamine used in Example 1 was changed, and the adsorption treatment was performed 5 times in the same manner as in Example 1.
The test piece is aluminum having an oxide film that has been repeated several times. As a comparison product, a non-adsorption treatment product, ie, only a boehmite layer (triethanolamine concentration 1%) and an alumite treatment product (film thickness 8 μm)
And use. These were subjected to boiling water immersion as a corrosion resistance test and nylon scouring wear test as a wear resistance test. The results are shown in Tables 1 and 2.
【００１７】[0017]
【表１】 [Table 1]
【００１８】[0018]
【表２】 [Table 2]
【００１９】耐食性については、トリエタノールアミン
濃度１％のものが最も優れており、そのレベルは未処理
品に比べ大幅に向上し、アルマイト同等あるいはそれ以
上である。また、耐摩耗性もトリエタノールアミン濃度
１％のものが最も優れており、そのレベルは未処理品に
比べて向上している。しかし、アルマイトに比べるとや
や劣る結果となっている。As for the corrosion resistance, the one having a triethanolamine concentration of 1% is the best, and the level is greatly improved as compared with the untreated one, and is equal to or higher than alumite. In addition, the abrasion resistance is best when the concentration of triethanolamine is 1%, and the level is higher than that of the untreated product. However, the results are somewhat inferior to those of anodized aluminum.
【００２０】（実施例３） 本実施例では、実施例１の吸着処理の回数を変えた酸化
物被膜を有するアルミニウムを供試品としているもので
ある。比較品として、未吸着処理品（トリエタノールア
ミン濃度１％）およびアルマイト処理品（膜厚８μｍ）
を使用している。これらについて、耐食試験として沸騰
水浸漬、耐摩耗試験としてナイロンたわし摩耗試験を行
っているものである。この結果を表３・表４に示してい
る。(Embodiment 3) In this embodiment, aluminum having an oxide film obtained by changing the number of times of the adsorption treatment in Embodiment 1 is used as a sample. As comparison products, non-adsorbed treated product (triethanolamine concentration 1%) and alumite treated product (film thickness 8μm)
You are using These were subjected to boiling water immersion as a corrosion resistance test and nylon scouring wear test as a wear resistance test. The results are shown in Tables 3 and 4.
【００２１】[0021]
【表３】 [Table 3]
【００２２】[0022]
【表４】 [Table 4]
【００２３】耐食性については、吸着回数が多いものほ
ど優れているが、５回以上ではほとんど変わらない。こ
のレベルは未処理品に比べ大幅に向上しており、アルマ
イト同等あるいはそれ以上である。また耐摩耗性につい
ても同様に、吸着回数が多いものほど優れているが、５
回以上ではほとんど変わらない結果となっている。この
レベルは未処理品に比べて向上している。しかし、アル
マイトに比べればやや劣るものとなっている。With respect to the corrosion resistance, the greater the number of times of adsorption, the better, but it hardly changes after 5 times. This level is greatly improved compared to the untreated product, and is equal to or higher than alumite. Similarly, as for the abrasion resistance, the greater the number of times of adsorption, the better.
The result is almost the same for more than one time. This level is improved compared to the untreated product. However, it is slightly inferior to alumite.
【００２４】また以上の各実施例では、前記しているよ
うに多孔質ベーマイト層内にシロキサン結合という化学
結合で化学吸着膜を形成しているため、アルミニウム基
材が有している基材感を損なうこともないものである。In each of the above embodiments, as described above, since the chemically adsorbed film is formed in the porous boehmite layer by a chemical bond called a siloxane bond, the sense of the base material of the aluminum base material is obtained. Is not impaired.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明の第一の手段によれば、アルミニ
ウムの表面に表面に形成したベーマイト層に、一般式X-
(SiX2O)n-SiX3（ｎ＝０，１，２，３，…，Ｘ：ハロゲ
ン基）で示される化合物より形成したシロキサン結合を
有する親水性被膜を有する構成として、耐食性・硬度の
高い酸化物皮膜を有するアルミニウムを実現するもので
ある。According to the first means of the present invention, the boehmite layer formed on the surface of aluminum has the general formula X-
(SiX 2 O) n-SiX 3 (n = 0, 1, 2, 3,..., X: halogen group) is a composition having a hydrophilic coating having a siloxane bond formed from a compound represented by the following formula. This realizes aluminum having a high oxide film.
【００２６】また本発明の第二の手段は、アルミニウム
表面に多孔質ベーマイト層を形成するアルミニウムの表
面処理工程と、多孔質ベーマイト層表面と一般式X-(SiX
2O)n-SiX3（ｎ＝０，１，２，３，…，Ｘ：ハロゲン
基）で示される化合物とを反応させ酸化物被膜を形成す
る工程とを有するようにして、簡単な装置で、電力・設
備・排水処理上の問題の無いアルミニウム材料の製造法
を実現するものである。The second means of the present invention comprises a surface treatment step of aluminum for forming a porous boehmite layer on an aluminum surface, and a step of forming a porous boehmite layer on the surface of the aluminum by the general formula X- (SiX
2 O) reacting with a compound represented by n-SiX 3 (n = 0, 1, 2, 3,..., X: halogen group) to form an oxide film, Thus, it is possible to realize a method for manufacturing an aluminum material which has no problems in electric power, equipment, and wastewater treatment.
【図１】本発明の一実施例を示す酸化物被膜を有するア
ルミニウムの製造法を示す説明図FIG. 1 is an explanatory view showing a method for producing aluminum having an oxide film according to one embodiment of the present invention.
１ 多孔質ベーマイト層 ２ シロキサン化合物 ３ 水酸基 ４ 水 ５ 化学吸着膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous boehmite layer 2 Siloxane compound 3 Hydroxyl group 4 Water 5 Chemical adsorption film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 恒雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 曽我 眞守 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 尾崎 伸司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 小川 一文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−59331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−52369（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−100182（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Tsuneo Shibata 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. In-house (72) Inventor Shinji Ozaki 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Kazumi Ogawa 1006 Okadoma Kadoma, Kadoma City Osaka Pref. Document JP-A-5-59331 (JP, A) JP-A-61-52369 (JP, A) JP-A-3-100182 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 22/00-22/86
Claims (2)
ーマイト層に、一般式X-(SiX2O)n-SiX3（ｎ＝０，１，
２，３，…，Ｘ：ハロゲン基）で示される化合物より形
成したシロキサン結合を有する親水性被膜を有するアル
ミニウム。A boehmite layer formed on the surface of aluminum has a general formula X- (SiX 2 O) n-SiX 3 (n = 0,1,
2,3,..., X: a halogen group) and having a hydrophilic coating having a siloxane bond.
を形成するアルミニウムの表面処理工程と、多孔質ベー
マイト層表面と一般式X-(SiX2O)n-SiX3（ｎ＝０，１，
２，３，…，Ｘ：ハロゲン基）で示される化合物とを反
応させ親水性酸化物被膜を形成する工程とを有するアル
ミニウム材料の製造法。2. A surface treatment step of aluminum for forming a porous boehmite layer on an aluminum surface, and a step of forming a porous boehmite layer on the surface of the aluminum by the general formula X- (SiX 2 O) n-SiX 3 (n = 0, 1,
2,3, ..., X: halogen compound) to form a hydrophilic oxide film.
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| JP27832593A JP2970352B2 (en) | 1993-11-08 | 1993-11-08 | Aluminum having oxide coating and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPH07126857A JPH07126857A (en) | 1995-05-16 |
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