JP3200030B2 - アルミニウム表面処理剤および表面処理方法 - Google Patents

アルミニウム表面処理剤および表面処理方法

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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
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    • C23F1/20Acidic compositions for etching aluminium or alloys thereof

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムの表
面処理剤および表面処理方法に関する。特に押出加工時
に付いた表面のキズを目立たなくするための表面処理剤
および表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムサッシ等の一定断面を有す
るアルミニウム成形品は、一般に押出加工により得られ
る。そのため特有の細かいタテ筋が付加される。このよ
うなタテ筋はアルミニウム成形品を特徴づけるものであ
り、場合によっては敬遠されるが、多くの場合アルミニ
ウムらしさがあるとして受け入れられ、あるいはむしろ
好まれている。しかし押出加工工程ではアルミニウムが
まだ焼戻しされていないため、表面は十分な硬度を有し
ておらず、加工中に上記タテ筋とは別にしばしばより深
いキズが付く。このような深いキズは一般に横方向のキ
ズとして現れ、不規則なキズであるため、除かれなけれ
ばならない。
【0003】アルミニウム表面処理方法として、特公昭
53−47289号公報には清浄剤中にフッ化物を含有
する方法が開示されている。この方法によれば潤滑剤の
洗浄とアルミニウムの引き抜き加工により生成するスマ
ットと呼ばれる金属粒子を除くことができることが記載
されている。しかしキズの除去については何も触れられ
ていない。またこの発明では好ましいフッ化物として、
フッ化水素酸、フッ化アルカリ金属またはフッ化アルカ
リアンモニウム等を記載しているが、錯化合物は除去さ
れている。特公平3−52550号公報には硫酸とフッ
化水素酸および2-ブトキシエトキシ酢酸アルカリ金属
塩を含む洗浄用水性洗浄組成物が開示されており、深絞
りされた成型品から、加工により生成したアルミニウム
微粒子の溶解除去と潤滑剤を洗浄する方法が意図されて
いる。しかしこの特許にも錯フッ化物の使用は記載され
ておらず、またキズをなくすることに付いてもなんら記
載はない。
【0004】アルミニウムサッシで代表されるアルミニ
ウムの成形およびそれに続く表面処理は一般に図1に示
す工程によって行われている。押出加工等の熱間加工を
行う場合、成形操作を助け、またダイスおよび金属の表
面を保護するために有機の潤滑剤が塗布されるが、この
潤滑剤は加工および焼戻し工程の後もアルミニウムの表
面に残存しているため、まず脱脂工程でこれらの潤滑剤
が除去される。脱脂工程には酸が用いられ、主として硫
酸または硫酸と硝酸の混合物の浴にアルミニウムが浸漬
される。アルミニウムには次いでエッチングまたはスク
ラッチ処理が施される。エッチングを行うかスクラッチ
を行うかは、製品の用途により選択される。表面を光沢
仕上げする場合にはエッチングが施される。エッチング
は一般には5%カセイソーダに浸漬することによって行
われる。エッチング処理を受けたアルミニウム表面には
光沢が付与されるが、タテ筋も消えない代わりに、キズ
も残存している。スクラッチ工程は表面全体を白化する
ために用いれる。この方法によれば全体をぼかして艶消
し表面を作り出すことができ、キズを消すことができる
が、同時にタテ筋も消えてしまい、タテ筋だけを残すこ
とはできない。このように強い薬品処理を行うと深いキ
ズだけでなく、アルミニウムの特徴である上記タテ筋も
消失してしまう。タテ筋は残し、キズだけを消すことの
できる都合の良いアルミニウムの処理方法はこれまでの
ところ知られていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アル
ミニウム表面に付いたタテ筋を消すことなく、深いキズ
だけを消すことのできる表面処理剤およびこの表面処理
剤を用いたアルミニウムの表面処理方法を提供すること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、フッ素として
0.5〜10g/lの量の錯フッ化物、硫酸80〜150g/lおよび硝
酸4〜6g/lを含んでなり、アルミニウムの脱脂工程で使
用される処理剤であって、アルミニウム押出成形品表面
のタテ筋は残しタテ筋以外のキズを隠蔽するアルミニウ
ムの表面処理剤に関する。本発明の表面処理剤で処理す
ることにより、アルミニウムの押出成形品を特徴付ける
タテ筋を消すことなく、キズだけを目立たなくすること
ができる。
【0007】また本発明の表面処理方法によれば、従来
の表面処理工程を何ら手を加えることなく、従来の表面
処理工程に於ける脱脂工程に本発明の表面処理剤を用い
るだけで目的を達成することができる。即ち、従来脱脂
工程には図1に記載したように希硫酸が、またはこれに
硝酸を併用したものが用いられていた。例えば、代表的
な脱脂処理工程は80〜150g/lの硫酸と4〜6g
/lの硝酸を含む約45℃の処理液にアルミニウムを浸
漬するものであった。これにより脱脂は十分に可能であ
ったが、キズを目立たなくする効果はまったくなかっ
た。本発明は上記のような代表的脱脂処理浴に錯フッ化
物を添加したものであり、このような脱脂処理工程を通
すという表面処理方法によりアルミニウム表面のキズを
目立たなくすることができた。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の錯フッ化物としては、ケ
イフッ酸H2SiF6、ホウフッ化水素酸HBF4、ジル
コンフッ酸H2ZrF6およびチタンフッ酸H2TiF6
使用できる。これらは単独で使用してもよいし2種以上
を併用してもよい。またこれらと酸性フッ化ソーダNa
HF2や酸性フッ化アンモン(NH4)HF2等を併用して
もよい。特に好ましくはホウフッ化水素酸およびケイフ
ッ酸である。錯フッ化物の使用量は脱脂処理剤中フッ素
として0.5〜10g/l、好ましくは2〜8g/lと
なるように用いられる。フッ素濃度が0.5g/lより
低いとキズを目立たなくする効果が得られず、一方10
g/lより高濃度で使用するとタテ筋まで消え、表面の
金属光沢も失われるため製品としての価値が薄れ、いず
れも好ましくない。
【0009】また脱脂処理剤中には酸成分として硫酸が
用いられる。硫酸は通常脱脂処理剤として用いられるよ
うに80〜150g/lの量で用いられる。好ましくは
100〜120g/lである。酸成分は硫酸を単独で用
いてもよいが、更に硝酸を併用するのがより好ましい。
硫酸だけの場合には水腐食を生じて白い粉吹き現象が生
じる場合があるが、硝酸を使用するとその恐れもない。
硝酸の使用量は4〜6g/l、好ましくは4.5〜5.5
g/lである。
【0010】本発明の表面処理剤による脱脂処理工程
は、40〜50℃、好ましくは42〜48℃、とくに好
ましくは45℃である。また処理時間は3〜7分、好ま
しくは4〜6分である。脱脂処理は通常の脱脂処理と同
様、アルミニウムを脱脂処理液中に浸漬する方法が簡単
で且つ均一に処理が行われるために好ましい。
【0011】本発明の表面処理剤により効果が得られる
アルミニウムとしては各種のアルミニウム合金が適用で
きるが、特にアルミサッシ等に使用される6063で代
表される6000番台のアルミニウム合金に最適であ
る。
【0012】
【実施例】以下に、実施例により本発明をより具体的に
説明する。 〔アルミニウム表面のモデルキズの生成〕本発明で問題
としているキズの特徴を把握するため、キズをSEMを
用いて顕微鏡観察したところ、キズの深さは深いもので
10μmであった。種々の深さのキズを確実に再現する
ために、表面摩擦測定器HEIDEN-14型の種々の
荷重を載せて、荷重とキズの深さとの関係を把握した。
結果を表1に示した。
【表1】 測定条件は、移動速度:300mm/min、接触部:
5mmφ鋼球であった。
【0013】実施例 1 潤滑剤処理したタテ筋を有する70mm×150mmの
6063アルミニウム押出成形板に、上記の方法でモデ
ルのキズを付けた。モデルキズは100、200、30
0、400および500gの各荷重によりそれぞれ3本
ずつ付けた。このアルミニウム板を、硫酸濃度100g
/l、硝酸濃度5g/lおよびHBF4をフッ素として
2.0g/l濃度となるように加えた45℃の脱脂処理
液中に5分間浸漬した。5分間浸漬後、アルミニウム板
を取り出し、水洗、乾燥した後、重量測定および目視と
SEMによる外観観察を行った。重量減少を測定した結
果エッチング量は表面積当たりm2に換算して3.23g
/m2であった。またアルミニウム板の外観は、金属光
沢を保持しており、やや白色化しているが、製品外観と
しては問題がなかった。またSEMによるキズの観察を
行ったところ100〜500gの荷重によるキズはすべ
てがほとんど目立たなくなっていた。
【0014】実施例 2 実施例1においてHBF4の濃度をフッ素として0.5g
/lとした以外は実施例1と同様にしてアルミニウム板
を脱脂処理した。エッチング量および外観観察の結果を
表2に示した。
【0015】実施例 3 実施例1においてHBF4の濃度をフッ素として10.0
g/lとした以外は実施例1と同様にしてアルミニウム
板を脱脂処理した。エッチング量および外観観察の結果
を表2に示した。
【0016】実施例 4 実施例1においてHBF4の代わりにH2SiF6を用い
た以外は実施例1と同様にしてアルミニウム板を脱脂処
理した。エッチング量および外観観察の結果を表2に示
した。
【0017】実施例 5 実施例2においてHBF4の代わりにH2SiF6を用い
た以外は実施例2と同様にしてアルミニウム板を脱脂処
理した。エッチング量および外観観察の結果を表2に示
した。
【0018】実施例 6 実施例3においてHBF4の代わりにH2SiF6を用い
た以外は実施例3と同様にしてアルミニウム板を脱脂処
理した。エッチング量および外観観察の結果を表2に示
した。実施例1〜6においてはタテ筋は十分残ってい
た。
【0019】
【表2】
【0020】比較例 1 実施例1において、錯フッ化物を加えなかった以外は実
施例1と同様にしてアルミニウム板を脱脂処理した。エ
ッチング量および外観観察の結果を表3に示した。
【0021】比較例 2 実施例1においてHBF4の濃度をフッ素として0.05
g/lとした以外は実施例1と同様にしてアルミニウム
板を脱脂処理した。エッチング量および外観観察の結果
を表3に示した。
【0022】比較例 3 実施例1においてHBF4の濃度をフッ素として12.0
g/lとした以外は実施例1と同様にしてアルミニウム
板を脱脂処理した。エッチング量および外観観察の結果
を表3に示した。タテ筋は消失していた。
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】脱脂工程の処理剤として本発明のアルミ
ニウム表面処理剤を使用することにより、従来の表面処
理工程を全く変更することなく、加工中に付いた好まし
からざるキズを目立たなくすることができる。しかも一
般には残しておくことが好まれるタテ筋は消すことなく
保持しておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 アルミニウムの成形とそれに続く代表的表面
処理工程図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 智志 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本 ペイント株式会社内 (56)参考文献 特表 平7−503998(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23G 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フッ素として0.5〜10g/lの量の錯フッ化
    、硫酸80〜150g/lおよび硝酸4〜6g/lを含んでなり、
    アルミニウムの脱脂工程で使用される処理剤であって、
    アルミニウム押出成形品表面のタテ筋は残しタテ筋以外
    のキズを隠蔽するアルミニウムの表面処理剤
  2. 【請求項2】錯フッ化物がケイフッ酸HSiF、ホ
    ウフッ化水素酸HBF、ジルコンフッ酸HZrF
    およびチタンフッ酸HTiFからなる群から選ばれ
    る1種または2種以上である請求項1記載の表面処理剤。
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US6833328B1 (en) * 2000-06-09 2004-12-21 General Electric Company Method for removing a coating from a substrate, and related compositions
JP5096652B2 (ja) * 2001-05-18 2012-12-12 原電事業株式会社 アルミニウム部材表面の処理剤及び処理方法
JP2003293174A (ja) * 2002-04-05 2003-10-15 Nippon Paint Co Ltd マグネシウム金属及び/又は合金用酸エッチング溶液及び表面処理方法
JP2005097715A (ja) * 2003-08-19 2005-04-14 Mitsubishi Chemicals Corp チタン含有層用エッチング液及びチタン含有層のエッチング方法
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