JP5149591B2

JP5149591B2 - 表面処理アルミニウム材料の製造方法

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Publication number: JP5149591B2
Application number: JP2007272611A
Authority: JP
Inventors: 恵太郎山口
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: JP2009097069A

Description

本発明は、塗装を施すアルミニウム製品に好適に用いられる表面処理アルミニウム材料の製造方法に関するものである。

電気製品、器物、装飾品、建材などに塗装して使用するアルミニウム製品に用いられるアルミニウム材やアルミニウム合金材には、密着性や耐食性を高めるため、様々な下地処理が行われている。たとえば、このような下地処理として、特許文献１、特許文献２において開示されているように、アルミニウム材料の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成する方法などがある。

しかしながら、単にアルミニウム材料の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成しただけでは、塗装材料との密着性において不十分となる場合があった。前記密着性が不十分な場合には、厳しい環境で使用したときの耐食性も不十分となり、製品の信頼性が損なわれる場合があった。
特開平８−２８３９９０号公報特開２００３−１４７５５０号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、密着性および耐食性に優れた無孔質陽極酸化皮膜を有する表面処理アルミニウム材料の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の表面処理アルミニウム材料の製造方法は、アルミニウム材料を電解液中で電解する電解処理工程を行うことにより、前記アルミニウム材料の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成する表面処理アルミニウム材料の製造方法において、前記電解処理工程は２回以上連続して行なうものであり、前記２回以上連続して行う電解処理工程は、電解液の液温を５０℃超とする高温電解処理工程と、電解液の液温を５０℃以下とする低温電解処理工程とを含み、前記高温電解処理工程と前記低温電解処理工程をこの順で連続して行うプロセスを少なくとも１回行うことを特徴とする。
また、前記２回以上連続して行う電解処理工程のうち、最初の電解処理工程を、高温電解処理工程とすることを特徴とする。
また、前記２回以上連続して行う電解処理工程のうち、最後の電解処理工程を、低温電解処理工程とすることを特徴とする。

本発明の表面処理アルミニウム材料の製造方法においては、前記電解処理工程のうち少なくとも１回の電解処理工程が、前記電解液としてｐＨ９以上のアルカリ性電解液を用いることが好ましい。

上記の構成によれば、密着性および耐食性に優れた無孔質陽極酸化皮膜を有する表面処理アルミニウム材料を製造することができる。

以下、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法の一例について図１を用いて説明する。まず、製造装置について説明する。

（製造装置）
図１に示すように、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造装置は、巻き出し機４と、１７個の搬送ロール３と、巻き取り機５と、電解液２で満たされた電解処理槽１と、給電ロール７と、直流電源Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_３、Ｅ_４と、不溶性の導電材料からなる陰極Ｃとから構成される。この製造装置の巻き出し機４に、ロール状のアルミニウム材料６がセットされ、引き出されたアルミニウム材料６が、連続的に、電解処理槽１で電解処理をされることにより、アルミニウム材料６の表面上に無孔質陽極酸化皮膜が形成され、最終的に表面処理アルミニウム材料が巻き取り機５で巻き取られる。

前記電解処理槽１は、前記製造装置の上流から下流へと直列に配置された４つの電解処理槽から構成されている。前記４つの電解処理槽は、それぞれ第１電解処理槽１ａ、第２電解処理槽１ｂ、第３電解処理槽１ｃ、第４電解処理槽１ｄと呼称し、示している。
前記４つの電解処理槽１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、互いに離間して配置されている。そのため、各電解処理槽１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを離間した距離ｄが、中断工程ｍａ、ｍｂ、ｍｃに対応する中断時間ｔに相当するようになっている。

前記直流電源Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_３、Ｅ_４の陽極側は、給電ロール７に接続し、前記給電ロール７を介して、前記アルミニウム材料６が各電解処理槽１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ内で陽極となるように接続されている。
一方、前記直流電源Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_３、Ｅ_４の陰極側は各電解処理槽１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ中に配置された不溶性の導電材料からなる陰極Ｃに接続されている。
そのため、前記直流電源Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_３、Ｅ_４の電圧Ｖ_ｋａ、Ｖ_ｋｂ、Ｖ_ｋｃ、Ｖ_ｋｄを調節することによって、前記電圧Ｖ_ｋａ、Ｖ_ｋｂ、Ｖ_ｋｃ、Ｖ_ｋｄを前記アルミニウム材料６からなる陽極と前記不溶性の導電材料からなる陰極Ｃとの間に印加することができる。

前記アルミニウム材料６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができ、特に限定されない。具体的には、例えば、純アルミ系の１０００系合金、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系の２０００系合金、Ａｌ−Ｍｎ系の３０００系合金、Ａｌ−Ｓｉ系の４０００系合金、Ａｌ−Ｍｇ系の５０００系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系の６０００系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系の７０００系合金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の８０００系合金などが用いられ、成形用合金、構造用合金、電気用合金、ＡＣ１Ａ，ＡＣ２Ａ，ＡＣ３Ａ，ＡＣ４Ｂなどの鋳造用合金などが用いられる。
また、アルミニウム材料としては、上記の合金に溶体化処理、時効処理などの種々の調質処理を施したものも用いることができる。さらに、これらのアルミニウム合金を表面にクラディングしたクラッド材も使用できる。また、予めプレス成形加工などを施した加工材であっても、未加工の板材、押出材、鋳造品であってもかまわない。本発明にあっては、これらの合金のなかでも、１０００系合金、３０００系合金、５０００系合金が好ましい。

前記アルミニウム材料６に対しては、電解処理工程を行う前に前処理を行なうことが望ましい。前記前処理は、前記アルミニウム材料６の表面に付着した油脂分を除去する処理、あるいは前記アルミニウム材料６の表面に形成された不均質な酸化物皮膜を除去する処理などを指し、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、前記アルミニウム材料６に対して、弱アルカリ性の脱脂液による脱脂処理を施したのち、水酸化ナトリウム水溶液でアルカリエッチングをし、硝酸水溶液中でデスマット処理を行う方法や、前記脱脂処理後に酸洗浄を行う方法などを適宜選択して用いることができる。

（製造方法）
次に、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法について、図１を用いて説明する。
本実施形態の製造方法は、電解処理工程を２回以上連続して行うものであり、本実施形態では、電解処理工程を４回にわたって行う例について説明する。ただし、本発明は、これに限られるものではない。電解処理工程は、前記製造装置の４つの電解処理槽１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにおいて、薄板、薄帯状、またはシート状のアルミニウム材料６を順次電解処理する工程である。

（電解処理工程）
前記電解処理工程は、アルミニウム材料６を電解液２中で電解処理することにより、アルミニウム材料６の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成する工程である。前記電解処理は、電解液２中で、アルミニウム材料６を陽極に接続し、不溶性の導電材料からなる陰極Ｃに接続し、電圧を印加し、直流電流を流すことにより行う。

前記無孔質陽極酸化皮膜は、先に述べた電解処理により、アルミニウム材料６の表面に形成されるアルミニウム酸化物からなる皮膜であって、前記皮膜表面に形成される孔の空孔率が５％以下であるものである。孔の空孔率が５％以下である皮膜では、孔の数が少ないか、もしくは孔径の大きさが小さいので、塗装材料との密着性を向上させることができる。
なお、前記空孔率とは、５万倍の倍率で透過電子顕微鏡を用いて陽極酸化皮膜の表面を観察したとき、観察できる孔の面積率のことである。

以下、各電解処理槽１ａ〜１ｄにおいて行われる処理をそれぞれ、第１電解処理工程ｋａ、第２電解処理工程ｋｂ、第３電解処理工程ｋｃ、および第４電解処理工程ｋｄという。
また、前記電解処理工程ｋには、中断工程ｍが挿入されていても良い。具体的には、第１〜第４の各電解処理工程ｋａ、ｋｂ，ｋｃ、ｋｄ間において、アルミニウム材料６に対して電解処理を行わない中断工程ｍａ、ｍｂ、ｍｃを設ける。
また、ここで、各電解処理工程ｋａ、ｋｂ，ｋｃ、ｋｄにおける電解液２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの液温はそれぞれＴ_ｋａ、Ｔ_ｋｂ、Ｔ_ｋｃ、Ｔ_ｋｄと設定されている。
本実施形態では、前半の電解処理工程の電解液２の液温を５０℃超とし、その後の電解処理工程の電解液２の液温を５０℃以下とすることが好ましい。

具体的には、電解液２の液温を５０℃超で行う高温電解処理と、電解液２の液温を５０℃以下で行う低温電解処理とをこの順で行うと良い。
たとえば、前記４つの電解処理工程ｋａ、ｋｂ、ｋｃ、ｋｄの電解液２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの液温Ｔ_ｋａ、Ｔ_ｋｂ、Ｔ_ｋｃ、Ｔ_ｋｄをそれぞれ６０℃、６０℃、３０℃、３０℃と設定することが好ましい。
前半の電解処理とは、たとえば、４つの電解処理槽のうち、第１電解処理槽を前半の電解処理槽としても良く、第１および第２の電解処理槽を前半の電解処理槽としてもよく、第１〜第３の電解処理槽を前半の電解処理槽としても良い。

前記高温電解処理工程の電解液２の液温は、５０℃超８０℃未満の高温とすることが好ましく、６０℃以上８０℃未満がより好ましい。液温が８０℃未満の場合には、前記電解液２が沸騰し、電解処理のための電解液２として使用できなくなるためである。
また、前記低温電解処理工程の電解液２の液温は、２０℃以上５０℃以下の低温とすることが好ましく、２０℃以上３０℃以下がより好ましい。液温が２０℃未満の場合には、電解液成分が析出する。

（第１電解処理工程ｋａ）
具体的には、まず、巻き出し機４にアルミニウム材料６をセットし、引き出しを開始する。引き出されたアルミニウム材料６は、搬送ロール３によって搬送される。
搬送された前記アルミニウム材料６について、第１電解処理槽１ａで１回目の電解処理工程ｋａがなされる。電解液２の液温は、Ｔ_ｋａに設定されている。その後、電解処理槽１ａから引き上げられ、１回目の中断工程ｍａがなされる。中断工程における中断時間ｔは、１．５秒とされており、以下各中断工程における中断時間ｔも１．５秒とされている。

前記中断工程ｍａは、電解処理を中断する中断時間ｔが０．３秒以上である中断工程であるが、より好ましくは０．８秒以上である。前記中断工程ｍａを行うことにより、電解処理工程によって形成した無孔質陽極酸化皮膜の表面状態を安定化させ、無孔質陽極酸化皮膜の表面を改質する効果を向上させることができる。たとえば、アルミニウム材料６の表面の局部的な発熱、または電解質アニオンの濃化を均一化することにより、表面状態を安定化し、次の電解処理槽での電解が均一に行われるようにすることができる。
前記中断時間ｔが０．３秒未満の場合には、電解処理工程によって形成した無孔質陽極酸化皮膜の表面状態が安定化することができず、欠陥部分を生じる場合がある。さらに、表面の一部に多孔質の酸化皮膜を形成する場合が発生する。
なお、前記中断時間ｔが３０秒を超える場合は、中断の効果はそれほど向上せず、製造に要する時間が長くなるため、製造コスト、生産効率等の面から見て好ましくない。

（第２電解処理工程ｋｂ）
さらに、前記中断工程ｍａがなされたアルミニウム材料６について、第２電解処理槽１ｂで２回目の電解処理工程ｋｂがなされる。電解液２の液温は、Ｔ_ｋｂに設定されている。その後、アルミニウム材料６は、電解処理槽１ｂから引き上げられ、２回目の中断工程ｍｂがなされる。

（第３電解処理工程ｋｃ）
さらに、前記中断工程ｍｂがなされたアルミニウム材料６について、第３電解処理槽１ｃで３回目の電解処理工程ｋｃがなされる。電解液２の液温は、Ｔ_ｋｃに設定されている。その後、アルミニウム材料６は、電解処理槽１ｃから引き上げられ、３回目の中断工程ｍｃがなされる。

（第４電解処理工程ｋｄ）
最後に、前記中断工程ｍｃがなされたアルミニウム材料６について、第４電解処理槽１ｄで４回目の電解処理工程ｋｄがなされる。電解液２の液温は、Ｔ_ｋｄに設定されている。その後、アルミニウム材料６は、電解処理槽１ｄから引き上げられ、搬送ロール３によって搬送された後、巻き取り機５で巻き取られ、表面処理アルミニウム材料として製造される。

以上の工程において、Ｔ_ｋｃをＴ_ｋｄより高くすれば良く、Ｔ_ｋｂをＴ_ｋｃより高くしても良く、Ｔ_ｋａをＴ_ｋｂより高くしても良い。Ｔ_ｋｃをＴ_ｋｄより高くする場合、Ｔ_ｋａ〜Ｔ_ｋｃは、それぞれ同じ温度でも異なる温度でもかまわない。同様に、Ｔ_ｋｂをＴ_ｋｃより高くする場合、Ｔ_ｋａ、Ｔ_ｋｂは、同じ温度でも異なる温度でも良く、Ｔ_ｋｃ、Ｔ_ｋｄも同じ温度でも異なる温度でも良い。Ｔ_ｋａをＴ_ｋｂより高くする場合は、Ｔ_ｋｂ〜Ｔ_ｋｄは、それぞれ同じ温度でも異なる温度でもかまわない。なお、最後の電解処理工程である第４電解処理工程の液温Ｔ_ｋｄは、５０℃以下とすることがより好ましい。

前記電流としては、電流密度０．２〜２０Ａ／ｄｍ^２程度の直流電流を用いる。
前記電圧は、約５〜３００Ｖ、好ましくは約２０〜１００Ｖの範囲の電圧を用いる。直流電流を用いた場合、電圧１Ｖを印加して形成される無孔質陽極酸化皮膜の厚さが約１．４ｎｍとなる比例関係があるため、適切な膜厚の無孔質陽極酸化皮膜を形成するためには、前記範囲の印加電圧を用いるのが好ましい。
なお、電源装置などの点からは、１００Ｖ以下とすることが好ましく、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法においては、このような低電圧でも、密着性に優れた無孔質陽極酸化皮膜を形成することができる。
また、全ての電解処理工程の合計の電解時間は、数秒〜１０分程度とするのが好ましい。

（電解液２）
前記電解液２に用いる電解質としては、無孔質陽極酸化皮膜を生成する電解質であるホウ酸、ホウ酸塩（例えば、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウム、四ホウ酸ナトリウム等）、リン酸塩（例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム等）、アジピン酸塩（例えば、アジピン酸アンモニウム）、フタル酸塩（例えば、フタル酸水素カリウム）、ケイ酸塩（例えば、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウムマグネシウム、メタケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム等）、安息香酸塩（例えば、安息香酸アンモニウム）、酒石酸塩（例えば、酒石酸アンモニウム、酒石酸カリウム、酒石酸カリウムナトリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸水素カリウム）、マロン酸塩（例えば、マロン酸エチル）、クエン酸塩（例えば、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム）などの群から選ばれる１種または２種以上の電解質を溶解した水溶液などを用いることができる。
前記電解質のなかでもリン酸塩、ケイ酸塩が、形成する無孔質陽極酸化皮膜の性状、リン酸アニオンやケイ酸アニオンが皮膜表面に結合して、密着性や耐食性を向上したり、製造コストなどの点で好ましい。

電解液２は、ｐＨ９以上とすることが好ましい。より好ましくはｐＨ１０以上、さらに好ましくはｐＨ１１以上のアルカリ性電解液を用いることが望ましい。
電解液２としてｐＨ９以上のアルカリ性電解液を用いた場合には、無孔質陽極酸化皮膜の表面に局部的な溶解を生じさせることができ、また、無孔質陽極酸化皮膜の表面に水酸基あるいは電解質成分からなる反応基を形成することができる。先に述べた局部的な溶解や、表面に形成された反応基は、塗装材料との密着性を高めることができる。

なお、ｐＨ９以上とした電解液２を用いる電解処理工程は、少なくとも１回あればよく、残りの電解処理工程においては、ｐＨ２〜１２の電解液２を用いることができる。少なくとも１回このようなアルカリ性電解液で処理を行うことにより、前記表面改質効果を引き起こすことができるためである。なお、すべての電解処理工程において、このようなアルカリ性電解液を用いてもかまわない。

また、ｐＨ１３以上のアルカリ性電解液とすることは、無孔質陽極酸化皮膜の皮膜溶解を著しくし、塗装材料との密着性を悪化させるので好ましくない。
なお、前記電解液２は、前記電解質を溶解した水溶液に水酸化ナトリウムなどを添加することにより、アルカリ性の電解液に調整することができる。
さらに、前記電解液２中の電解質濃度は、２質量％から使用する電解質の飽和濃度の範囲内で選ぶことができる。

まず、電解液２の液温を５０℃超の液温で電解処理する高温電解処理工程を行うことによって、無孔質陽極酸化皮膜の一部が形成されるとともに、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｔｉなどを含む晶析出物が除去されると考えられる。前記晶析出物の部分は、無孔質陽極酸化皮膜を形成するのが困難であり、欠陥部となりやすい。また、周辺部にバリヤー性の弱い部分を形成し、塗装材料との密着性を悪化させるとともに、耐食性を劣化させる。前記高温電解処理工程を行うことによって、前記晶析出物を溶解し、取り除くことができるものと考えられる。しかしながら、前記高温電解処理工程では、表面が多孔質化する場合がある。
そのため、次に、電解液２の液温を５０℃以下とする低温電解処理工程を行うことによって、無孔質陽極酸化皮膜の形成速度を抑えて成膜し、多孔質化した表面を無孔質化できるものと考えられる。そのことによって、アルミニウム材料６の表面を、塗装材料との密着性に優れた、均一で緻密な無孔質陽極酸化皮膜とすることが可能になる。

なお、電解液２の液温を５０℃超とする高温電解処理工程から、電解液２の液温を５０℃以下とする低温電解処理工程にするプロセスは、全電解処理工程ｋの中に少なくとも１つあれば良く、２つ以上あってもかまわない。
たとえば、Ｔ_ｋａ＝６０℃、Ｔ_ｋｂ＝３０℃、Ｔ_ｋｃ＝６０℃、Ｔ_ｋｄ＝３０℃のように電解液２の液温を設定し、２つの前記プロセスを有していてもかまわない。

なお、このようにして得られた表面処理アルミニウム材料について、さらに、前記製造方法を複数回行うことにより、表面状態をさらに改質した表面処理アルミニウム材料としても良い。
また、電解処理槽１の数に制限はない。

本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法は、前半で高温電解処理工程を行い、その後、低温電解処理工程を行う構成なので、まず、アルミニウム材料６表面のＦｅ、Ｓｉ、Ｔｉなどを含む晶析出物を、前半の高温電解処理工程によって溶解して、取り除き、次に、前記晶析出物は取り除かれたが、多孔質化した表面を、後半の低温電解処理工程によって無孔質表面へと修復することができる。

また、最終電解処理工程ｋｄが低温電解処理工程とすることによって、最終的に得られる表面処理アルミニウムの表面を、より緻密で均一な無孔質陽極酸化皮膜とすることができ、塗装材料との密着性を高め、その耐食性を向上させることができる。

本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法は、電解処理工程を２回以上行う構成なので、緻密で均一な無孔質陽極酸化皮膜を形成することができ、塗装材料との密着性を高め、その耐食性を向上させることができる。

本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法は、中断工程を行ってから電解処理工程を行う構成なので、無孔質陽極酸化皮膜の表面を改質する効果を向上させることができる。たとえば、アルミニウム材料６の表面の局部的な発熱、または電解質アニオンの濃化を均一化することにより、表面状態を安定化し、次の電解処理槽での電解が均一に行われるようにすることができる。

本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法は、電解液２としてｐＨ９以上のアルカリ性電解液を用いる構成なので、無孔質陽極酸化皮膜の表面に局部的な溶解を生じさせるとともに、水酸基もしくは電解質成分からなる反応基を形成することにより、塗装材料との密着性を高め、その耐食性を向上させることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
アルミニウム材料として幅１０００ｍｍ、厚み０．３ｍｍのＪＩＳ１１００アルミニウム合金条を用い、液温５０℃とした５％水酸化ナトリウム水溶液を用いて、１０秒間エッチング処理を行い、水で１０秒間洗浄したのち、室温の５％硝酸水溶液を用いて、１０秒間中和処理を行い、再び、水で１０秒間洗浄する前処理を行なった。

次いで、前記前処理を行ったアルミニウム合金条について、図１に示す製造装置を用いて２段階の電解処理を行い、無孔質陽極酸化皮膜を有する表面処理アルミニウム材料を得た。
前記２段階の電解処理においては、１回目の電解処理工程において、電解処理温度を７５℃の高温処理工程とし、２回目の電解処理工程において、電解処理温度を５０℃の低温処理工程とした。
前記電解処理の条件として、各槽の電流密度は３Ａ／ｄｍ^２、上限電圧は１００Ｖとした。また、中断工程における中断時間は、０．３秒とした。
なお、前記電解処理工程において用いた電解液は、２％リン酸ナトリウム水溶液と３％リン酸カリウム水溶液であり、水酸化ナトリウムを含有させることによって電解液をｐＨ９に調整した。

このようにして得られた表面処理アルミニウム材料の無孔質陽極酸化皮膜の耐食性、密着性および空孔率を、以下のようにして調べた。

（密着性および耐食性）
幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚み１ｍｍの表面処理アルミニウム材料に、アクリル系樹脂を５μｍの膜厚で塗装し、２６０℃で２０秒の焼付け処理を行った。このようなサンプルを２つ作成し、一つを密着性の評価に用い、もう一つを耐食性の評価に用いた。

前記サンプルの碁盤目試験を行うことにより、密着性評価試験を行った。剥離が３個であったので、○と評価した。
なお、１００枡中、剥離が０個のサンプルを◎、剥離が５個以下のサンプルを○、剥離が５個超のサンプルを×とする評価基準を用いている。

前記サンプルについて、ＪＩＳ規格の塩水噴霧試験を３００日間行った後、サンプルの腐食状態を観察した。腐食面積が３％であったので、○と評価した。
なお、全く腐食が見られなかったサンプルを◎、腐食面積が５％以下であったサンプルを○、腐食面積が５％超であったサンプルを×とする評価基準を用いている。

（空孔率）
幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚み１ｍｍの表面処理アルミニウム材料の無孔質陽極酸化皮膜の任意の表面を２０箇所、５万倍の倍率で透過電子顕微鏡を用いて観察し、孔の面積率を測定した。空孔率は、０．９％であった。

（実施例２〜６）
実施例２〜６についても、実施例１と同様に実験を行った。
実施例１〜６の実験条件および実験結果を、表１に示す。表１には、実施例１の結果を併せて示す。尚、表１のＮｏ．１〜６がそれぞれ、実施例１〜６に対応する。

表１から分かるように、実施例１〜６（表１のＮｏ．１〜６）において、密着性および耐食性は十分な結果を示した。

（比較例１、２）
比較例１、２については、低温電解処理をしなかった他は、実施例１と同様に実験を行った。
比較例１、２の実験条件および実験結果を、表２に示す。尚、表２のＮｏ．１〜２がそれぞれ、比較例１〜２に対応する。

表２から分かるように、低温電解処理をしなかった比較例１〜２（表２のＮｏ．１〜２）については、密着性および耐食性において不十分な結果を示した。

なお、表１および表２の空孔率が、５％以下であることから分かるように、実施例１〜６（表１のＮｏ．１〜６）および比較例１、２（表２のＮｏ．１〜２）で製造した表面処理アルミニウム材料の表面に形成した陽極酸化皮膜はすべて無孔質である。

本発明は、塗装を施すアルミニウム製品に好適に用いられる表面処理アルミニウム材料の製造方法に関するものであり、各種アルミニウム製品への塗装、樹脂ラミネート、接着されるアルミニウム材料の下地処理を必要とする産業において利用可能性がある。

本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法の一例を説明する図である。

符号の説明

１…電解処理槽、１ａ…第１電解処理槽、１ｂ…第２電解処理槽、１ｃ…第３電解処理槽、１ｄ…第４電解処理槽、２…電解液、３…搬送ロール、４…巻き出し機、５…巻き取り機、６…アルミニウム材料、７…給電ロール、ｋ…電解処理工程、ｋａ…１回目の電解処理工程、ｋｂ…２回目の電解処理工程、ｋｃ…３回目の電解処理工程、ｋｄ…４回目の電解処理工程、ｍ…中断工程、ｍａ…１回目の中断工程、ｍｂ…２回目の中断工程、ｍｃ…３回目の中断工程、Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_３、Ｅ_４…直流電源、Ｃ…不溶性の導電材料からなる陰極。

Claims

アルミニウム材料を電解液中で電解する電解処理工程を行うことにより、前記アルミニウム材料の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成する表面処理アルミニウム材料の製造方法において、
前記電解処理工程は２回以上連続して行なうものであり、
前記２回以上連続して行う電解処理工程は、電解液の液温を５０℃超とする高温電解処理工程と、電解液の液温を５０℃以下とする低温電解処理工程とを含み、
前記高温電解処理工程と前記低温電解処理工程をこの順で連続して行うプロセスを少なくとも１回行うことを特徴とする表面処理アルミニウム材料の製造方法。
前記２回以上連続して行う電解処理工程のうち、最初の電解処理工程を、高温電解処理工程とすることを特徴とする請求項１に記載の表面処理アルミニウム材料の製造方法。
前記２回以上連続して行う電解処理工程のうち、最後の電解処理工程を、低温電解処理工程とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理アルミニウム材料の製造方法。
前記電解処理工程のうち少なくとも１回の電解処理工程が、前記電解液としてｐＨ９以上のアルカリ性電解液を用いることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の表面処理アルミニウム材料の製造方法。