JP3330078B2 - 成形加工性に優れたプレコートアルミニウム条材の製造方法 - Google Patents
成形加工性に優れたプレコートアルミニウム条材の製造方法Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は条材（コイル）の
状態で塗装した後、成形加工して建築用材、家電製品等
に使用される用途のプレコートアルミニウム条材の製造
方法に関するものである。なお、本明細書において「ア
ルミニウム」とは、工業用純アルミニウムだけでなく種
々の組成のアルミニウム合金を含むものとする。
状態で塗装した後、成形加工して建築用材、家電製品等
に使用される用途のプレコートアルミニウム条材の製造
方法に関するものである。なお、本明細書において「ア
ルミニウム」とは、工業用純アルミニウムだけでなく種
々の組成のアルミニウム合金を含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】成形加工して建築用材、家電製品等に用
いられる通常のアルミニウム材は条材の状態で「アルカ
リ脱脂−水洗−化成処理−水洗−乾燥−塗装−焼付け」
の工程で塗装処理した後、使用形態に基づいて成形加工
される、いわゆる、プレコートアルミニウム材が用いら
れることが多い。成形して形を作ってから塗装するのは
生産性が悪いので、厳しい成形加工を受ける部材以外に
はなるべくプレコートアルミニウム材が用いられる。こ
の工程中、塗装用下地処理にあたる化成処理としては、
リン酸クロメ−ト、クロム酸クロメ−ト等が一般的に行
われているが、最近では環境問題等からノンクロメ−ト
化の方向に移行しつつある。
いられる通常のアルミニウム材は条材の状態で「アルカ
リ脱脂−水洗−化成処理−水洗−乾燥−塗装−焼付け」
の工程で塗装処理した後、使用形態に基づいて成形加工
される、いわゆる、プレコートアルミニウム材が用いら
れることが多い。成形して形を作ってから塗装するのは
生産性が悪いので、厳しい成形加工を受ける部材以外に
はなるべくプレコートアルミニウム材が用いられる。こ
の工程中、塗装用下地処理にあたる化成処理としては、
リン酸クロメ−ト、クロム酸クロメ−ト等が一般的に行
われているが、最近では環境問題等からノンクロメ−ト
化の方向に移行しつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム条材の塗
装用下地処理として一般に用いられている、リン酸クロ
メ−ト、クロム酸クロメ−ト皮膜を施す方法は短時間で
皮膜が生成し、かつ成形加工無しの場合には塗膜密着性
及び耐食性に優れている。しかし、成形加工有りの場合
には、クロメ−ト皮膜自体が成形加工性が劣る為にアル
ミニウム材や塗膜の変形に追随できず、塗膜割れや塗膜
剥離が発生しやすい。更に近年クロムの有害性の問題か
らクロムの使用を規制する傾向にある。この発明は以上
の事情を背景としてなされたもので、塗装前処理として
の化成処理方法を工夫したプレコートアルミニウム条材
の製造方法を提供することを目的とするものである。な
お、成形してから塗装（ポストコート）する自動車ボデ
ィシート材等の成型前にアルカリと水に難溶性を示す金
属の無機化合物を懸濁液を用いて付着させ、擦りつける
ことによって該無機化合物粒子を少なくとも一部表面に
埋め込まれた状態とすることを特徴とするリン酸塩処理
用アルミニウム材の表面処理方法は本発明者らが既に出
願している。（特願平８−２８９１９９）
装用下地処理として一般に用いられている、リン酸クロ
メ−ト、クロム酸クロメ−ト皮膜を施す方法は短時間で
皮膜が生成し、かつ成形加工無しの場合には塗膜密着性
及び耐食性に優れている。しかし、成形加工有りの場合
には、クロメ−ト皮膜自体が成形加工性が劣る為にアル
ミニウム材や塗膜の変形に追随できず、塗膜割れや塗膜
剥離が発生しやすい。更に近年クロムの有害性の問題か
らクロムの使用を規制する傾向にある。この発明は以上
の事情を背景としてなされたもので、塗装前処理として
の化成処理方法を工夫したプレコートアルミニウム条材
の製造方法を提供することを目的とするものである。な
お、成形してから塗装（ポストコート）する自動車ボデ
ィシート材等の成型前にアルカリと水に難溶性を示す金
属の無機化合物を懸濁液を用いて付着させ、擦りつける
ことによって該無機化合物粒子を少なくとも一部表面に
埋め込まれた状態とすることを特徴とするリン酸塩処理
用アルミニウム材の表面処理方法は本発明者らが既に出
願している。（特願平８−２８９１９９）
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は下地処理と
してクロメ−ト皮膜を施したアルミニウム塗装条材の成
形加工性が劣るのは、クロメ−ト皮膜が連続した皮膜で
あるため、成形加工によるアルミニウム素材の伸びにク
ロメ−ト皮膜が追随できないからであると考えた。この
点、リン酸亜鉛皮膜を良く観察すると粒状の皮膜で個々
独立しており成形加工でのアルミニウム素材の伸びに追
随しやすくなることにより成形加工性が向上するものと
考えられる。ところが、アルミニウム材にはリン酸塩皮
膜が生成しにくく、処理時間を長くしないと必要な皮膜
量が確保できず生産性が劣ってしまう為にリン酸塩処理
はアルミニウムの塗装下地処理としてほとんど使用され
ていないのが現状である。近年自動車の軽量化に向けて
アルミニウム材料のリン酸塩処理性を向上させる対策と
して特開昭６１−１５７６９３号等においてアルミニウ
ム表面に亜鉛系のメッキを施してリン酸塩処理性を向上
させる方法が提案されている。しかし、メッキ処理を施
すことにより当然コストアップとなる。そこで本発明者
らは、アルミニウム条材のリン酸塩処理性の劣る理由を
リン酸塩処理前の表面調整に用いるリン酸塩皮膜生成の
核として働くといわれるチタンコロイドが付着しないた
めと考えチタンコロイドの代わりに金属の無機化合物の
微粒子を機械的に埋め込まれた状態にすることにより短
時間でアルミニウム表面にリン酸塩皮膜が生成すること
を見出し本発明に至った。
してクロメ−ト皮膜を施したアルミニウム塗装条材の成
形加工性が劣るのは、クロメ−ト皮膜が連続した皮膜で
あるため、成形加工によるアルミニウム素材の伸びにク
ロメ−ト皮膜が追随できないからであると考えた。この
点、リン酸亜鉛皮膜を良く観察すると粒状の皮膜で個々
独立しており成形加工でのアルミニウム素材の伸びに追
随しやすくなることにより成形加工性が向上するものと
考えられる。ところが、アルミニウム材にはリン酸塩皮
膜が生成しにくく、処理時間を長くしないと必要な皮膜
量が確保できず生産性が劣ってしまう為にリン酸塩処理
はアルミニウムの塗装下地処理としてほとんど使用され
ていないのが現状である。近年自動車の軽量化に向けて
アルミニウム材料のリン酸塩処理性を向上させる対策と
して特開昭６１−１５７６９３号等においてアルミニウ
ム表面に亜鉛系のメッキを施してリン酸塩処理性を向上
させる方法が提案されている。しかし、メッキ処理を施
すことにより当然コストアップとなる。そこで本発明者
らは、アルミニウム条材のリン酸塩処理性の劣る理由を
リン酸塩処理前の表面調整に用いるリン酸塩皮膜生成の
核として働くといわれるチタンコロイドが付着しないた
めと考えチタンコロイドの代わりに金属の無機化合物の
微粒子を機械的に埋め込まれた状態にすることにより短
時間でアルミニウム表面にリン酸塩皮膜が生成すること
を見出し本発明に至った。
【０００５】具体的には、請求項１の発明は、アルカリ
処理および／または酸洗処理の後、５≦ｐＨ≦９の水に
難溶性の金属の無機化合物粒子を０．０１〜５０wt.％
含有する懸濁液を付着させ、その後、擦りつけることに
よって該金属の無機化合物粒子を少なくとも一部表面に
埋め込まれた状態とし、その後リン酸塩処理と塗装処理
をすることを特徴とする成形加工性に優れた塗装用アル
ミニウム条材の前処理方法である。
処理および／または酸洗処理の後、５≦ｐＨ≦９の水に
難溶性の金属の無機化合物粒子を０．０１〜５０wt.％
含有する懸濁液を付着させ、その後、擦りつけることに
よって該金属の無機化合物粒子を少なくとも一部表面に
埋め込まれた状態とし、その後リン酸塩処理と塗装処理
をすることを特徴とする成形加工性に優れた塗装用アル
ミニウム条材の前処理方法である。
【０００６】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、金属の無機化合物として、酸化チタン、酸化マグネ
シウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化アルミニ
ウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化第二
鉄、酸化モリブデン、水酸化マグネシウム、水酸化ニッ
ケル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸亜
鉛、蓚酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸第二
鉄、珪酸カルシウム、リン酸水素マグネシウムから選ば
れた１種または２種以上を用いることを規定する。
て、金属の無機化合物として、酸化チタン、酸化マグネ
シウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化アルミニ
ウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化第二
鉄、酸化モリブデン、水酸化マグネシウム、水酸化ニッ
ケル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸亜
鉛、蓚酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸第二
鉄、珪酸カルシウム、リン酸水素マグネシウムから選ば
れた１種または２種以上を用いることを規定する。
【０００７】
【発明の実施の形態】通常のリン酸塩処理工程はアルカ
リ脱脂−水洗−表面調整（浸漬またはスプレ−によるチ
タンコロイド付着）−リン酸塩処理−水洗−純水洗−乾
燥−塗装の工程を採る。アルミニウム条材は通常の表面
調整剤ではチタンコロイドの付着が少なくリン酸塩皮膜
がほとんど生成せず処理時間が１２０ｓｅｃ以上必要と
なる。そこで、この表面調整の代わりに５≦ｐＨ≦９の
水に難溶性の金属の無機化合物の微粒子を機械的にアル
ミニウム条材表面に一部埋め込まれた状態にするとこれ
がチタンコロイド以上のリン酸塩皮膜生成の核として作
用し、短時間でアルミニウム条材表面にリン酸塩皮膜を
生成できる。また、５≦ｐＨ≦９の水に溶けてイオン化
したりしては、金属の無機化合物の粒子としての作用と
考えられる、リン酸塩皮膜生成の核としての働きをしな
い。そこで、本発明で使用する金属の無機化合物は、５
≦ｐＨ≦９の水にも難溶性を示す必要がある。このよう
な特性を示す金属の無機化合物として、酸化チタン、酸
化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化
アルミニウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸
化第二鉄、酸化モリブデン、水酸化マグネシウム、水酸
化ニッケル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、蓚酸
マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸第二鉄、珪酸カ
ルシウム、リン酸水素マグネシウム等が挙げられ、これ
らの中から選ばれた１種で用いても、また２種以上を混
ぜ合わせて用いてもかまわない。なお、上記の中でリン
酸亜鉛の粒子が最も効果が大きい。
リ脱脂−水洗−表面調整（浸漬またはスプレ−によるチ
タンコロイド付着）−リン酸塩処理−水洗−純水洗−乾
燥−塗装の工程を採る。アルミニウム条材は通常の表面
調整剤ではチタンコロイドの付着が少なくリン酸塩皮膜
がほとんど生成せず処理時間が１２０ｓｅｃ以上必要と
なる。そこで、この表面調整の代わりに５≦ｐＨ≦９の
水に難溶性の金属の無機化合物の微粒子を機械的にアル
ミニウム条材表面に一部埋め込まれた状態にするとこれ
がチタンコロイド以上のリン酸塩皮膜生成の核として作
用し、短時間でアルミニウム条材表面にリン酸塩皮膜を
生成できる。また、５≦ｐＨ≦９の水に溶けてイオン化
したりしては、金属の無機化合物の粒子としての作用と
考えられる、リン酸塩皮膜生成の核としての働きをしな
い。そこで、本発明で使用する金属の無機化合物は、５
≦ｐＨ≦９の水にも難溶性を示す必要がある。このよう
な特性を示す金属の無機化合物として、酸化チタン、酸
化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化
アルミニウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸
化第二鉄、酸化モリブデン、水酸化マグネシウム、水酸
化ニッケル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、蓚酸
マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸第二鉄、珪酸カ
ルシウム、リン酸水素マグネシウム等が挙げられ、これ
らの中から選ばれた１種で用いても、また２種以上を混
ぜ合わせて用いてもかまわない。なお、上記の中でリン
酸亜鉛の粒子が最も効果が大きい。
【０００８】アルミニウム条材にアルカリ処理および／
または酸洗処理する理由は下記の通りである。アルミニ
ウム表面酸化膜を除去して活性なアルミニウム表面層を
出すことにより５≦ｐＨ≦９の水に難溶性の金属の無機
化合物の微粒子が付着し易くなり擦り付ける時間を短縮
できる。表面酸化皮膜が有ると硬い酸化皮膜を金属の無
機化合物の微粒子で擦りながら除去しないと金属の無機
化合物粒子が植え付けられにくく擦り付ける時間が長く
必要となる。また、酸化皮膜より柔らかい金属の無機化
合物粒子を付着させるのが難しくなる。更に酸化皮膜が
金属の無機化合物粒子を付着させた後に残っているとそ
の後リン酸塩処理しても皮膜が生成しない。アルカリ処
理には、一般市販の苛性ソ−ダ、リン酸ソ−ダ、珪酸ソ
−ダ系等の脱脂剤で濃度：０．５〜５％、温度：３０〜
８０℃で時間：５〜２０secの範囲で処理するのが好ま
しい。酸洗処理には、硝酸、硫酸、燐酸等で濃度：０．
５％〜２０％、温度：室温〜６０℃で時間：２〜１５se
cの範囲で処理するのが好ましい。またアルカリと酸処
理を順番に組み合わせても良い。要は上記のように酸化
皮膜が除去できていればよい。
または酸洗処理する理由は下記の通りである。アルミニ
ウム表面酸化膜を除去して活性なアルミニウム表面層を
出すことにより５≦ｐＨ≦９の水に難溶性の金属の無機
化合物の微粒子が付着し易くなり擦り付ける時間を短縮
できる。表面酸化皮膜が有ると硬い酸化皮膜を金属の無
機化合物の微粒子で擦りながら除去しないと金属の無機
化合物粒子が植え付けられにくく擦り付ける時間が長く
必要となる。また、酸化皮膜より柔らかい金属の無機化
合物粒子を付着させるのが難しくなる。更に酸化皮膜が
金属の無機化合物粒子を付着させた後に残っているとそ
の後リン酸塩処理しても皮膜が生成しない。アルカリ処
理には、一般市販の苛性ソ−ダ、リン酸ソ−ダ、珪酸ソ
−ダ系等の脱脂剤で濃度：０．５〜５％、温度：３０〜
８０℃で時間：５〜２０secの範囲で処理するのが好ま
しい。酸洗処理には、硝酸、硫酸、燐酸等で濃度：０．
５％〜２０％、温度：室温〜６０℃で時間：２〜１５se
cの範囲で処理するのが好ましい。またアルカリと酸処
理を順番に組み合わせても良い。要は上記のように酸化
皮膜が除去できていればよい。
【０００９】アルカリおよび／または酸洗処理後はなる
べく乾燥させずに濡れた状態のまま次の金属の無機化合
物粒子の付着の工程に移る。アルミニウム材の酸化皮膜
は、Ｍｇを含む材料ではＭｇＯが混在しているが、ほと
んどが、硬く、緻密なＡｌ2Ｏ3の皮膜であり、アルミニ
ウム合金マトリックスに比べて硬い。この硬い酸化皮膜
をアルカリあるいは酸処理により除去することによって
柔らかいアルミニウム合金マトリックスを表面を出すこ
とで燐酸亜鉛の微粒子が付着しやすくなる。アルカリあ
るいは酸洗処理後乾燥すると、短時間でアルミニウム表
面に硬く緻密なＡｌ2Ｏ3の自然酸化皮膜が生成してしま
いアルカリまたは酸洗処理した意味が減少してしまう。
また乾燥しない方がエネルギーと時間のセーブにもな
る。
べく乾燥させずに濡れた状態のまま次の金属の無機化合
物粒子の付着の工程に移る。アルミニウム材の酸化皮膜
は、Ｍｇを含む材料ではＭｇＯが混在しているが、ほと
んどが、硬く、緻密なＡｌ2Ｏ3の皮膜であり、アルミニ
ウム合金マトリックスに比べて硬い。この硬い酸化皮膜
をアルカリあるいは酸処理により除去することによって
柔らかいアルミニウム合金マトリックスを表面を出すこ
とで燐酸亜鉛の微粒子が付着しやすくなる。アルカリあ
るいは酸洗処理後乾燥すると、短時間でアルミニウム表
面に硬く緻密なＡｌ2Ｏ3の自然酸化皮膜が生成してしま
いアルカリまたは酸洗処理した意味が減少してしまう。
また乾燥しない方がエネルギーと時間のセーブにもな
る。
【００１０】その後、５≦ｐＨ≦９の水に難溶性の金属
の無機化合物粒子の最大粒径０．００１０〜１０μｍの
粒子が、少なくとも一部表面に埋め込まれた状態で、任
意の１００μｍ2で測定して被覆面積率２０〜８０％存
在するようにする。用いる５≦ｐＨ≦９の水に難溶性の
金属の無機化合物の粒径分布は広い範囲にまたがってい
ても良いが、粒径０．００１０〜１０μｍの粒子が上記
作用を発現すると考えられるので、少なくともアルミニ
ウム材の表面に一部埋め込まれた状態で存在する金属の
無機化合物は最大粒径０．００１０〜１０μｍの粒子が
好ましい。粒径が０．００１０μｍ未満だと、リン酸塩
皮膜生成の核としての働きをしない。粒径が１０μｍを
超えると、周りにリン酸塩皮膜が生成して粒状になりリ
ン酸塩皮膜の密着性を悪くすると共に塗装後の密着性及
び塗装後外観を悪くする。上記と同じ理由で金属の無機
化合物の粒径は０．００５０〜５μｍが好ましく、０．
０１００〜３μｍが更に好ましい。金属の無機化合物の
粒子の被覆率は任意の１００μｍ2で測定して２０〜８
０％が好ましい。２０％未満では、リン酸塩皮膜生成の
核としての働きが少なく充分な効果を発揮しない。一
方、金属の無機化合物の粒子の被覆率が８０％を超える
と、粒子が連続してしまい大きな塊になってしまい、リ
ン酸塩皮膜生成の核生成のサイト数が少なくなりすぎ
て、リン酸塩皮膜の生成を阻害する。
の無機化合物粒子の最大粒径０．００１０〜１０μｍの
粒子が、少なくとも一部表面に埋め込まれた状態で、任
意の１００μｍ2で測定して被覆面積率２０〜８０％存
在するようにする。用いる５≦ｐＨ≦９の水に難溶性の
金属の無機化合物の粒径分布は広い範囲にまたがってい
ても良いが、粒径０．００１０〜１０μｍの粒子が上記
作用を発現すると考えられるので、少なくともアルミニ
ウム材の表面に一部埋め込まれた状態で存在する金属の
無機化合物は最大粒径０．００１０〜１０μｍの粒子が
好ましい。粒径が０．００１０μｍ未満だと、リン酸塩
皮膜生成の核としての働きをしない。粒径が１０μｍを
超えると、周りにリン酸塩皮膜が生成して粒状になりリ
ン酸塩皮膜の密着性を悪くすると共に塗装後の密着性及
び塗装後外観を悪くする。上記と同じ理由で金属の無機
化合物の粒径は０．００５０〜５μｍが好ましく、０．
０１００〜３μｍが更に好ましい。金属の無機化合物の
粒子の被覆率は任意の１００μｍ2で測定して２０〜８
０％が好ましい。２０％未満では、リン酸塩皮膜生成の
核としての働きが少なく充分な効果を発揮しない。一
方、金属の無機化合物の粒子の被覆率が８０％を超える
と、粒子が連続してしまい大きな塊になってしまい、リ
ン酸塩皮膜生成の核生成のサイト数が少なくなりすぎ
て、リン酸塩皮膜の生成を阻害する。
【００１１】このような表面状態を得るには具体的には
金属の無機化合物粒子を０．０１〜５０wt.％含有する
懸濁液を付着させ、その後、擦りつける。ただし、アル
カリあるいは酸洗処理後に乾燥させずに濡れた状態のま
まならば金属の無機化合物粒子を懸濁液にしなくてもそ
こそこ均一に被覆させることができる。
金属の無機化合物粒子を０．０１〜５０wt.％含有する
懸濁液を付着させ、その後、擦りつける。ただし、アル
カリあるいは酸洗処理後に乾燥させずに濡れた状態のま
まならば金属の無機化合物粒子を懸濁液にしなくてもそ
こそこ均一に被覆させることができる。
【００１２】金属の無機化合物粒子をアルミニウム材の
表面に一部埋め込まれた状態で任意の１００μｍ2で測
定して被覆率２０〜８０％存在させる方法は下記の通り
である。まず金属の無機化合物の懸濁液を付着させる。
これは、懸濁液をアルミニウム材にスプレイするか、ア
ルミニウム材を懸濁液中に浸漬することでおこなう。懸
濁液を用いて板表面に付着させることで、均一に付着さ
せることができる。金属の無機化合物粒子をアルミニウ
ム材の表面に懸濁液を用いず粉末のまま擦り付けると均
一に付着させることができないだけでなくアルミニウム
板表面に傷を付けてしまう。前述のように用いる金属の
無機化合物の粒径分布は広い範囲にまたがっていても良
いが、粒径０．００１０〜１０μｍの粒子が上記作用を
発現すると考えられるので、最大粒径０．００１〜１０
μｍの無機化合物粒子を懸濁させるのが好ましい。
表面に一部埋め込まれた状態で任意の１００μｍ2で測
定して被覆率２０〜８０％存在させる方法は下記の通り
である。まず金属の無機化合物の懸濁液を付着させる。
これは、懸濁液をアルミニウム材にスプレイするか、ア
ルミニウム材を懸濁液中に浸漬することでおこなう。懸
濁液を用いて板表面に付着させることで、均一に付着さ
せることができる。金属の無機化合物粒子をアルミニウ
ム材の表面に懸濁液を用いず粉末のまま擦り付けると均
一に付着させることができないだけでなくアルミニウム
板表面に傷を付けてしまう。前述のように用いる金属の
無機化合物の粒径分布は広い範囲にまたがっていても良
いが、粒径０．００１０〜１０μｍの粒子が上記作用を
発現すると考えられるので、最大粒径０．００１〜１０
μｍの無機化合物粒子を懸濁させるのが好ましい。
【００１３】その後、完全に乾燥させない状態で擦りつ
けることによって該金属の無機化合物粒子を少なくとも
一部埋め込まれた状態とする。完全に乾燥させない状態
で擦りつけることによって完全乾燥状態で擦りつけるの
にくらべ板表面に傷が付きにくくなる。なおこの明細書
において、「擦りつける」とは、機械的にこすって、粒
子をアルミニウム材表面に埋め込む操作をいう。具体的
には、ブラシロールを用いてのブラッシング、ゴムロー
ルやスポンジを用いての軽圧下、研磨布を用いてのバフ
研磨等が挙げられる。しかし、アルミニウム板表面に深
い傷を付けると成型時の破断原因となるので、こすった
際に残る痕跡深さは１０μｍ未満が好ましい。
けることによって該金属の無機化合物粒子を少なくとも
一部埋め込まれた状態とする。完全に乾燥させない状態
で擦りつけることによって完全乾燥状態で擦りつけるの
にくらべ板表面に傷が付きにくくなる。なおこの明細書
において、「擦りつける」とは、機械的にこすって、粒
子をアルミニウム材表面に埋め込む操作をいう。具体的
には、ブラシロールを用いてのブラッシング、ゴムロー
ルやスポンジを用いての軽圧下、研磨布を用いてのバフ
研磨等が挙げられる。しかし、アルミニウム板表面に深
い傷を付けると成型時の破断原因となるので、こすった
際に残る痕跡深さは１０μｍ未満が好ましい。
【００１４】用いる懸濁液には金属の無機化合物を０．
０１％〜５０％の濃度で含有させる。金属の無機化合物
の濃度が０．０１％未満では粒子被覆率が低くリン酸塩
皮膜生成核としての作用または、チタンコロイドの付着
促進の効果がない。濃度５０％超ではコスト高となるだ
けでなく粒子被覆率が高くなりすぎる。そこで、０．０
１％〜５０％の濃度とするが、同じ理由で０．１％〜１
０％であることがより好ましい。
０１％〜５０％の濃度で含有させる。金属の無機化合物
の濃度が０．０１％未満では粒子被覆率が低くリン酸塩
皮膜生成核としての作用または、チタンコロイドの付着
促進の効果がない。濃度５０％超ではコスト高となるだ
けでなく粒子被覆率が高くなりすぎる。そこで、０．０
１％〜５０％の濃度とするが、同じ理由で０．１％〜１
０％であることがより好ましい。
【００１５】上記工程の後には常法に従って例えばリン
酸亜鉛処理等のリン酸塩処理を施す。なお、リン酸塩皮
膜の付着量としては０．５〜３ｇ／ｍ2 が好ましい。本
発明の処理をしたアルミニウム材は、リン酸塩の核発生
点が多くなるため、リン酸塩皮膜結晶サイズが８μｍ以
下で均一な皮膜が生成され、その後塗装して実用に供し
た場合の塗膜密着性に優れる。
酸亜鉛処理等のリン酸塩処理を施す。なお、リン酸塩皮
膜の付着量としては０．５〜３ｇ／ｍ2 が好ましい。本
発明の処理をしたアルミニウム材は、リン酸塩の核発生
点が多くなるため、リン酸塩皮膜結晶サイズが８μｍ以
下で均一な皮膜が生成され、その後塗装して実用に供し
た場合の塗膜密着性に優れる。
【００１６】その後、水洗、乾燥、してから塗装・焼付
けを行なう。本願明細書において、「塗装処理」とはこ
の「水洗、乾燥、塗装・焼付け」の一連の工程を含む用
語である。なお、水洗は、工業用水や水道水による水洗
の後さらに純水洗した方が塗装後の耐食性等の観点から
好ましい。塗装は下塗り＋上塗りの２段が好ましく、焼
付けは使用する塗料により２コ−ト２ベ−クまたは２コ
−ト１ベ−クの処理を行なえば良い。塗料系としては溶
剤系、水溶性のどの塗料系でも良く一般市販のエポキシ
系、アクリル系、ポリエステル系等が使用できる。また
塗膜には成形加工性向上のために潤滑剤を含有してもか
まわない。
けを行なう。本願明細書において、「塗装処理」とはこ
の「水洗、乾燥、塗装・焼付け」の一連の工程を含む用
語である。なお、水洗は、工業用水や水道水による水洗
の後さらに純水洗した方が塗装後の耐食性等の観点から
好ましい。塗装は下塗り＋上塗りの２段が好ましく、焼
付けは使用する塗料により２コ−ト２ベ−クまたは２コ
−ト１ベ−クの処理を行なえば良い。塗料系としては溶
剤系、水溶性のどの塗料系でも良く一般市販のエポキシ
系、アクリル系、ポリエステル系等が使用できる。また
塗膜には成形加工性向上のために潤滑剤を含有してもか
まわない。
【００１７】なおこの発明のプレコートアルミニウム材
の成分組成は、リン酸塩処理が施されて塗装の用途に使
用されるものであれば特に限定されず、工業用純アルミ
ニウムのほか、各種のアルミニウム合金を用いることが
できる。また素地のアルミニウム材自体の製造方法は特
に限定されず、鋳造、加熱、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍
などの通常の製造工程を経て必要な最終材厚とすれば良
い。
の成分組成は、リン酸塩処理が施されて塗装の用途に使
用されるものであれば特に限定されず、工業用純アルミ
ニウムのほか、各種のアルミニウム合金を用いることが
できる。また素地のアルミニウム材自体の製造方法は特
に限定されず、鋳造、加熱、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍
などの通常の製造工程を経て必要な最終材厚とすれば良
い。
【００１８】
【実施例】一般的に使用されるＪＩＳ−Ａ１０５０、３
１０５、５０５２材のアルミニウム材について、塗装帯
材の代わりに実験室的に板厚１ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長
さ３００ｍｍの大きさで塗装処理まで行いその後幅３０
ｍｍ、長さ１００ｍｍの大きさに切断し屈曲試験片とし
た。
１０５、５０５２材のアルミニウム材について、塗装帯
材の代わりに実験室的に板厚１ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長
さ３００ｍｍの大きさで塗装処理まで行いその後幅３０
ｍｍ、長さ１００ｍｍの大きさに切断し屈曲試験片とし
た。
【００１９】塗装処理までの条件は、アルカリ脱脂（サ
ーフクリーナー322N-8：日本ペイント製、２％溶液、７
０℃１５sec）→水洗→リン酸亜鉛懸濁液（関東化学製
粉末試薬「リン酸亜鉛」の５％懸濁液）に浸漬した後ナ
イロンブラシにて擦り付ける→リン酸亜鉛（PB-L3020：
日本パーカライジング製鋼板用化成液、４３℃×１５se
c、浸漬）→水洗→純水洗→乾燥→塗装（表２に示す樹
脂のプライマー、トップコート：バーコーターにて塗
装）→焼付け処理（塗膜厚３０μm）を行なった。比較
材としては、アルカリ脱脂（サーフクリーナー322N-8：
日本ペイント製、２％溶液、７０℃１５sec）→水洗→
リン酸クロメ−ト（アロジン407／アロジン47：日本パ
ーカライジング製：Cr付着量３０ｍｇ／ｍ2）→水洗→
純水洗→乾燥→塗装（表２に示す樹脂のプライマー、ト
ップコート:バーコーターにて塗装）→焼付け処理（塗
膜厚３０μm）を行なった。
ーフクリーナー322N-8：日本ペイント製、２％溶液、７
０℃１５sec）→水洗→リン酸亜鉛懸濁液（関東化学製
粉末試薬「リン酸亜鉛」の５％懸濁液）に浸漬した後ナ
イロンブラシにて擦り付ける→リン酸亜鉛（PB-L3020：
日本パーカライジング製鋼板用化成液、４３℃×１５se
c、浸漬）→水洗→純水洗→乾燥→塗装（表２に示す樹
脂のプライマー、トップコート：バーコーターにて塗
装）→焼付け処理（塗膜厚３０μm）を行なった。比較
材としては、アルカリ脱脂（サーフクリーナー322N-8：
日本ペイント製、２％溶液、７０℃１５sec）→水洗→
リン酸クロメ−ト（アロジン407／アロジン47：日本パ
ーカライジング製：Cr付着量３０ｍｇ／ｍ2）→水洗→
純水洗→乾燥→塗装（表２に示す樹脂のプライマー、ト
ップコート:バーコーターにて塗装）→焼付け処理（塗
膜厚３０μm）を行なった。
【００２０】試験はＪＩＳ Ｈ ４００１の６．４屈曲
試験に準じて行い、下記する塗膜割れと塗膜剥離につい
て観察した。 塗膜割れ 塗装済み試験片について１８０°曲げ試験を行って塗膜
割れ状態をル−ペ（１０倍）で評価した。曲げ試験は供
試材と同じ板厚のスペーサーを０，１，２，３枚挟んで
条件を変えた。 ○ 塗膜割れ発生無し △ 僅かに塗膜割れ発生 × 強い塗膜割れ発生
試験に準じて行い、下記する塗膜割れと塗膜剥離につい
て観察した。 塗膜割れ 塗装済み試験片について１８０°曲げ試験を行って塗膜
割れ状態をル−ペ（１０倍）で評価した。曲げ試験は供
試材と同じ板厚のスペーサーを０，１，２，３枚挟んで
条件を変えた。 ○ 塗膜割れ発生無し △ 僅かに塗膜割れ発生 × 強い塗膜割れ発生
【００２１】塗膜剥離 上記１８０°曲げ試験後、セロハン粘着テ−プを貼り付
けすぐにはがし塗膜剥離状態を目視にて評価した。 ○ 塗膜剥離発生無し △ 僅かに塗膜剥離発生 × 強い塗膜剥離発生
けすぐにはがし塗膜剥離状態を目視にて評価した。 ○ 塗膜剥離発生無し △ 僅かに塗膜剥離発生 × 強い塗膜剥離発生
【００２２】
【表１】
【００２３】結果を表１に示す。リン酸亜鉛懸濁液の濃
度が本願の範囲内の発明例は、曲げ加工成形での塗膜割
れ及び塗膜剥離の発生が無く良好な塗膜性能を示してい
る。なお、発明例と比較例１，２では表には示さないが
無機化合物の粒子径は０．００１〜１０μｍのものを用
いた。また、発明例では被覆率が２０〜８０％の範囲内
に入っていた。比較例１，２では被覆率が２０％を下回
っていた。リン酸亜鉛懸濁液の濃度が０．００５％と薄
い比較例１，２では、充分な燐酸亜鉛皮膜が生成しない
ため、曲げ成形加工で塗膜割れは発生しないが、セロハ
ン粘着テ−プ剥離で塗膜が剥離してしまう。更に従来の
リン酸クロメ−ト皮膜を施して塗装した比較例３〜６で
は、曲げ加工成形により塗膜割れと塗膜剥離が発生して
いる。
度が本願の範囲内の発明例は、曲げ加工成形での塗膜割
れ及び塗膜剥離の発生が無く良好な塗膜性能を示してい
る。なお、発明例と比較例１，２では表には示さないが
無機化合物の粒子径は０．００１〜１０μｍのものを用
いた。また、発明例では被覆率が２０〜８０％の範囲内
に入っていた。比較例１，２では被覆率が２０％を下回
っていた。リン酸亜鉛懸濁液の濃度が０．００５％と薄
い比較例１，２では、充分な燐酸亜鉛皮膜が生成しない
ため、曲げ成形加工で塗膜割れは発生しないが、セロハ
ン粘着テ−プ剥離で塗膜が剥離してしまう。更に従来の
リン酸クロメ−ト皮膜を施して塗装した比較例３〜６で
は、曲げ加工成形により塗膜割れと塗膜剥離が発生して
いる。
【００２４】
【発明の効果】この発明は、プレコートアルミニウム条
材の塗装前処理としての化成処理方法を、特定量の金属
の無機化合物粒子を含有する懸濁液を付着させ、その
後、擦りつけることによって該金属の無機化合物粒子を
少なくとも一部表面に埋め込まれた状態とし、それを核
として、その後リン酸塩処理をすることによって、成形
性に優れた粒状の皮膜であるリン酸塩皮膜を短時間に生
成させることができる。よって、成形加工に弱くかつ毒
性で問題があり使用が規制されつつあるクロメ−ト処理
を用いる必要がなくなる。また、プレコート条材なの
で、生産性も高く、塗装コストが安い。したがってこの
発明のプレコートアルミニウム条材は、成形加工して建
築用材、家電製品等に使用される用途に最適である。
材の塗装前処理としての化成処理方法を、特定量の金属
の無機化合物粒子を含有する懸濁液を付着させ、その
後、擦りつけることによって該金属の無機化合物粒子を
少なくとも一部表面に埋め込まれた状態とし、それを核
として、その後リン酸塩処理をすることによって、成形
性に優れた粒状の皮膜であるリン酸塩皮膜を短時間に生
成させることができる。よって、成形加工に弱くかつ毒
性で問題があり使用が規制されつつあるクロメ−ト処理
を用いる必要がなくなる。また、プレコート条材なの
で、生産性も高く、塗装コストが安い。したがってこの
発明のプレコートアルミニウム条材は、成形加工して建
築用材、家電製品等に使用される用途に最適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−265965（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−189882（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32583（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220647（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−49086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−156778（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 C23C 24/06
Claims (2)
- 【請求項１】アルカリ処理および／または酸洗処理の
後、５≦ｐＨ≦９の水に難溶性の金属の無機化合物粒子
を０．０１〜５０wt.％含有する懸濁液を付着させ、そ
の後、擦りつけることによって該金属の無機化合物粒子
を少なくとも一部表面に埋め込まれた状態としてから、
リン酸塩処理と塗装処理をすることを特徴とする成形加
工性に優れたプレコートアルミニウム条材の製造方法。 - 【請求項２】 金属の無機化合物が、酸化チタン、酸化
マグネシウム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化ア
ルミニウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化
第二鉄、酸化モリブデン、水酸化マグネシウム、水酸化
ニッケル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸
亜鉛、蓚酸マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸第二
鉄、珪酸カルシウム、リン酸水素マグネシウムから選ば
れた１種または２種以上であることを特徴とする請求項
１のプレコートアルミニウム条材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11617998A JP3330078B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 成形加工性に優れたプレコートアルミニウム条材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11617998A JP3330078B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 成形加工性に優れたプレコートアルミニウム条材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293474A JPH11293474A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3330078B2 true JP3330078B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=14680766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11617998A Expired - Fee Related JP3330078B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 成形加工性に優れたプレコートアルミニウム条材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3330078B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014182457A1 (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 3M Innovative Properties Company | Method of depositing titania on a substrate and composite article |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP11617998A patent/JP3330078B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11293474A (ja) | 1999-10-26 |
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