JP7152245B2 - アルミニウム合金板の洗浄方法 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用パネル材等に用いられるアルミニウム合金板の洗浄方法に関する。
従来、アルミニウム合金材は、自動車、船舶あるいは車両などの輸送機の外板や構造材あるいは部材、また家電製品の構造材あるいは部材、さらには屋根材などの建築、構造物の部材（建材）として使用され、特に、自動車のドアやフェンダーあるいはボンネットなどのパネル材として好適に使用されている。
自動車メーカーにおいて、自動車の一般的な生産工程は、以下のように行なわれている。まず、素材メーカーから納入されたアルミニウム合金板がプレス等により部品として成型され、その後、部品が接着、溶接または機械接合などにより接合され、車体が組み立てられる。そして、車体に脱脂処理、表面調整、化成処理、電着塗装、スプレー塗装、焼付処理が施され、エンジンのマウント、内装等を施し、自動車が生産される。
また、素材メーカーにおいて、前記した自動車パネル用途におけるアルミニウム合金板は、圧延等によって厚さ０．８～３．０ｍｍ程度に作製され、必要に応じて溶体化や焼鈍が施される。その後、脱脂性、化成処理性および接着性の向上のため、アルミニウム合金板の表面がＺｒ系またはＴｉＺｒ系の表面処理剤で表面処理される。
ここで、アルミニウム合金板を圧延する場合、摩擦熱や摩耗の抑制など、圧延性の向上のために圧延油が使用される。この圧延油の除去が不十分であると、アルミニウム合金板の溶体化、焼鈍、表面処理などの熱処理工程の際、アルミニウム合金板の表面への一部成分の残存によりスジ状の模様を形成し、最悪の場合、反応性にムラを生じ、例えば自動車パネル材として使用した場合、塗装外観が変化する。そのため、熱処理前にアルミニウム合金板の表面の圧延油を除去することが必要となる。
また、圧延時には摩耗粉が発生する。摩耗粉の除去が不十分であると、凝集物がアルミニウム合金板に押し込まれ、アルミニウム合金板表面の疵の原因となる。そのため、摩耗粉を除去することが必要となる。
このため、圧延油および摩耗粉の除去方法として、特許文献１には、空気を加圧溶解したアルカリ洗浄液を金属帯に噴射することを特徴とする金属帯の洗浄方法が提案されている。
このため、圧延油および摩耗粉の除去方法として、特許文献１には、空気を加圧溶解したアルカリ洗浄液を金属帯に噴射することを特徴とする金属帯の洗浄方法が提案されている。
しかしながら、従来の洗浄方法では、圧延油および摩耗粉の除去が不十分であるという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その課題は、圧延油および摩耗粉の除去性に優れたアルミニウム合金板の洗浄方法を提供することにある。
そこで、本発明は、このような問題を解決すべく創案されたもので、その課題は、圧延油および摩耗粉の除去性に優れたアルミニウム合金板の洗浄方法を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明に係る発明アルミニウム合金板の洗浄方法は、アルミニウム合金からなる圧延後のアルミニウム合金板を準備する準備工程と、前記準備工程の終了後に、前記アルミニウム合金板の表面にアルカリ液を接触させながらブラシロールで前記表面を洗浄するブラシ洗浄工程と、を含むこととする。
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、さらに、前記準備工程の終了後に、前記アルミニウム合金板を溶体化または焼鈍する熱処理工程と、前記アルミニウム合金板にアルカリ液を接触させて前記アルミニウム合金板の表面を洗浄するアルカリ洗浄工程と、前記アルミニウム合金板の表面に酸液を接触させて前記アルミニウム合金板の表面を洗浄する酸洗浄工程と、を含むことが好ましい。
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、前記準備工程に続いて、前記ブラシ洗浄工程と、前記熱処理工程と、前記アルカリ洗浄工程と、前記酸洗浄工程と、をこの順で行うことが好ましい。
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、前記準備工程に続いて、前記熱処理工程と、前記ブラシ洗浄工程と、前記アルカリ洗浄工程と、前記酸洗浄工程と、をこの順で行うことが好ましい。
本発明係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、前記アルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ系合金またはＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金であることが好ましい。
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、アルカリ液とブラシロールを併用してアルミニウム合金板の表面を洗浄するブラシ洗浄工程を含むことによって、圧延油および摩耗粉の除去性が向上する。また、アルカリ液とブラシロールの併用によって、アルミニウム合金板とアルカリ液との接触時間を短くすることができる。そのため、アルミニウム合金板がアルカリ液によってエッチングされることがないため、変色やスマットの発生を抑制できる。
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法によれば、圧延油および摩耗粉の除去性に優れ、高い洗浄効果が得られる。
＜洗浄装置＞
まず、アルミニウム合金板の洗浄方法に用いられる洗浄装置について、図面を参照して説明する。
まず、アルミニウム合金板の洗浄方法に用いられる洗浄装置について、図面を参照して説明する。
図３に示すように、洗浄装置１００は、ブラシ洗浄装置２と、熱処理装置３と、アルカリ洗浄装置４と、酸洗浄装置５と、を備え、この順で配置される。洗浄装置１００は、アルミニウム合金板１の用途に応じて、表面処理装置６と、塗油装置７と、を備えてもよい。洗浄装置１００内への圧延後のアルミニウム合金板１の搬入は常用の繰出装置８によって行われ、洗浄されたアルミニウム合金板１の搬出は、常用の繰入装置１０によって行われる。
（ブラシ洗浄装置）
ブラシ洗浄装置２は、アルミニウム合金板１の表面から圧延油および摩耗粉を除去する装置で、スプレーノズル２２およびブラシロール２５を室内に配置した洗浄室２１と、タンク２３と、ろ過器２６と、を備える。
ブラシ洗浄装置２は、アルミニウム合金板１の表面から圧延油および摩耗粉を除去する装置で、スプレーノズル２２およびブラシロール２５を室内に配置した洗浄室２１と、タンク２３と、ろ過器２６と、を備える。
スプレーノズル２２は、アルカリ液２４をアルミニウム合金板１に吹きかけるもので、アルミニウム合金板１の上下方向に単数本または複数本、かつ、アルミニウム合金板１の流動方向に単数列または複数列で配置されることが好ましい。タンク２３は、スプレーノズル２２に供給されるアルカリ液２４を収容するもので、洗浄室２１外に配置されることが好ましい。ろ過器２６は、洗浄室２１に回収されたアルカリ液２４から摩耗粉をろ過するものである。なお、ろ過器２６でろ過されたアルカリ液２４は、タンク２３に戻される。また、スプレーノズル２２は、アルカリ液２４をブラシロール２５の前方でアルミニウム合金板１に吹きかけるパターンの他に、ブラシロール２５にアルカリ液２４を吹きかけてアルカリ液２４をブラシロール２５と一緒にアルミニウム合金板１に接触させるパターン、ブラシロール２５の後方からブラシロール２５とアルミニウム合金板１の接触部に斜めに吹きかけるパターンであってもよい。
ブラシロール２５は、アルミニウム合金板１の繰入繰出に使用されるロールに市販のブラシを取り付けたロールで、対面するロール間にアルミニウム合金板１を通過させることで、アルカリ液２４とブラシロール２５とで圧延油および摩耗粉を除去するものである。ブラシとしては、合成樹脂製ブラシが用いられ、特にナイロン樹脂製ブラシが好ましい。また、ブラシは、ナイロン樹脂製ブラシ内に砥材を含有させてもよい。ブラシは、繊維を異なる本数で束ねることで太さ・硬さの異なる毛を作製し、それらを任意の割合で織り込んだものでもよい。ブラシロール２５は、ロール表面にブラシを等間隔で設けたものが好ましい。
（熱処理装置）
熱処理装置３は、アルミニウム合金板１に、溶体化処理または焼鈍処理を施す加熱炉である。アルミニウム合金板１がＡｌ－Ｍｇ系合金（５０００系合金）からなる際に焼鈍処理が施され、アルミニウム合金板１がＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（６０００系合金）からなる際に溶体化処理が施される。
熱処理装置３は、アルミニウム合金板１に、溶体化処理または焼鈍処理を施す加熱炉である。アルミニウム合金板１がＡｌ－Ｍｇ系合金（５０００系合金）からなる際に焼鈍処理が施され、アルミニウム合金板１がＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（６０００系合金）からなる際に溶体化処理が施される。
（アルカリ洗浄装置）
アルカリ洗浄装置４は、アルミニウム合金板１の表面の圧延油を除去する装置で、アルミニウム合金板１の表面にアルカリ液４３を吹きかけるスプレーノズル４１と、アルカリ液４３を収容するタンク４２と、を備える。また、スプレーノズル４１は、アルミニウム合金板１の上下方向に単数本または複数本、かつ、アルミニウム合金板１の流動方向に単数列または複数列で配置される。アルカリ洗浄装置４は、アルミニウム合金板１を浸漬する図示しないアルカリ浴であってもよい。
アルカリ洗浄装置４は、アルミニウム合金板１の表面の圧延油を除去する装置で、アルミニウム合金板１の表面にアルカリ液４３を吹きかけるスプレーノズル４１と、アルカリ液４３を収容するタンク４２と、を備える。また、スプレーノズル４１は、アルミニウム合金板１の上下方向に単数本または複数本、かつ、アルミニウム合金板１の流動方向に単数列または複数列で配置される。アルカリ洗浄装置４は、アルミニウム合金板１を浸漬する図示しないアルカリ浴であってもよい。
（酸洗浄装置）
酸洗浄装置５は、アルミニウム合金板１の表面の酸化皮膜を除去する装置で、アルミニウム合金板１の表面に酸液５３を吹きかけるスプレーノズル５１と、酸液５３を収容するタンク５２と、を備える。また、スプレーノズル５１は、アルミニウム合金板１の上下方向に単数本または複数本、かつ、アルミニウム合金板１の流動方向に単数列または複数列で配置される。酸洗浄装置５は、アルミニウム合金板１を浸漬する図示しない酸浴であってもよい。
酸洗浄装置５は、アルミニウム合金板１の表面の酸化皮膜を除去する装置で、アルミニウム合金板１の表面に酸液５３を吹きかけるスプレーノズル５１と、酸液５３を収容するタンク５２と、を備える。また、スプレーノズル５１は、アルミニウム合金板１の上下方向に単数本または複数本、かつ、アルミニウム合金板１の流動方向に単数列または複数列で配置される。酸洗浄装置５は、アルミニウム合金板１を浸漬する図示しない酸浴であってもよい。
（表面処理装置）
表面処理装置６は、アルミニウム合金板１の使用時の脱脂性、化成処理性、接着性を向上させるために、Ｚｒ系、ＴｉＺｒ系の表面処理剤などを用いて、アルミニウム合金板１の表面に表面改質膜を形成させるための装置で、常用の装置が使用される。
表面処理装置６は、アルミニウム合金板１の使用時の脱脂性、化成処理性、接着性を向上させるために、Ｚｒ系、ＴｉＺｒ系の表面処理剤などを用いて、アルミニウム合金板１の表面に表面改質膜を形成させるための装置で、常用の装置が使用される。
（塗油装置）
塗油装置７は、アルミニウム合金板１を保管する際、表面状態が経時変化しないように、アルミニウム合金板１の表面に防錆油７３を塗布するための装置で、防錆油７３をアルミニウム合金板１の表面に吹きかけるスプレーノズル７１と、防錆油７３を収容するタンク７２と、を備える。また、スプレーノズル７１は、アルミニウム合金板１の上下方向に単数本または複数本、かつ、アルミニウム合金板１の流動方向に単数列または複数列で配置される。塗油装置７は、アルミニウム合金板１を浸漬する防錆油浴であってもよい。
塗油装置７は、アルミニウム合金板１を保管する際、表面状態が経時変化しないように、アルミニウム合金板１の表面に防錆油７３を塗布するための装置で、防錆油７３をアルミニウム合金板１の表面に吹きかけるスプレーノズル７１と、防錆油７３を収容するタンク７２と、を備える。また、スプレーノズル７１は、アルミニウム合金板１の上下方向に単数本または複数本、かつ、アルミニウム合金板１の流動方向に単数列または複数列で配置される。塗油装置７は、アルミニウム合金板１を浸漬する防錆油浴であってもよい。
図示しないが、洗浄装置１００は、ブラシ洗浄装置２の前方に、熱処理装置３を配置してもよい。また、洗浄装置１００は、アルカリ洗浄装置４、酸洗浄装置５の後方に、温水洗浄装置および乾燥機を配置し、乾燥機の後方に表面処理装置６、塗油装置７を配置してもよい。
＜洗浄方法＞
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法の実施形態について、図１、図２を参照して詳細に説明する。なお、洗浄装置の構成については、図３を参照する。
図１、図２に示すように、本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、準備工程Ｓ１と、ブラシ洗浄工程Ｓ２と、を含み、好ましくは、さらに熱処理工程Ｓ３と、アルカリ洗浄工程Ｓ４と、酸洗浄工程Ｓ５と、を含む。
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法の実施形態について、図１、図２を参照して詳細に説明する。なお、洗浄装置の構成については、図３を参照する。
図１、図２に示すように、本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、準備工程Ｓ１と、ブラシ洗浄工程Ｓ２と、を含み、好ましくは、さらに熱処理工程Ｓ３と、アルカリ洗浄工程Ｓ４と、酸洗浄工程Ｓ５と、を含む。
図１に示すように、本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、準備工程Ｓ１と、ブラシ洗浄工程Ｓ２と、熱処理工程Ｓ３と、アルカリ洗浄工程Ｓ４と、酸洗浄工程Ｓ５と、をこの順で行うことが好ましい。
また、図２に示すように、本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、準備工程Ｓ１と、熱処理工程Ｓ３と、ブラシ洗浄工程Ｓ２と、アルカリ洗浄工程Ｓ４と、酸洗浄工程Ｓ５と、をこの順で行うことが好ましい。以下、２つの洗浄方法の各工程について説明する。
また、図２に示すように、本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、準備工程Ｓ１と、熱処理工程Ｓ３と、ブラシ洗浄工程Ｓ２と、アルカリ洗浄工程Ｓ４と、酸洗浄工程Ｓ５と、をこの順で行うことが好ましい。以下、２つの洗浄方法の各工程について説明する。
（準備工程）
準備工程Ｓ１は、アルミニウム合金からなる圧延後のアルミニウム合金板１を準備する工程である。
ここで、アルミニウム合金は、アルミニウム合金板１の用途に応じて、ＪＩＳに規定される、または、ＪＩＳに近似する種々のアルミニウム合金から適宜選択される。例えば、アルミニウム合金は、純アルミニウム（１０００系）、Ａｌ－Ｍｎ系合金（３０００系）、Ａｌ－Ｓｉ系合金（４０００系）、Ａｌ－Ｍｇ系合金（５０００系）、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金（２０００系）、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（６０００系）、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金（７０００系）である。自動車パネル材に使用されるアルミニウム合金としては、Ａｌ－Ｍｇ系合金（５０００系）またはＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（６０００系）が好ましい。
準備工程Ｓ１は、アルミニウム合金からなる圧延後のアルミニウム合金板１を準備する工程である。
ここで、アルミニウム合金は、アルミニウム合金板１の用途に応じて、ＪＩＳに規定される、または、ＪＩＳに近似する種々のアルミニウム合金から適宜選択される。例えば、アルミニウム合金は、純アルミニウム（１０００系）、Ａｌ－Ｍｎ系合金（３０００系）、Ａｌ－Ｓｉ系合金（４０００系）、Ａｌ－Ｍｇ系合金（５０００系）、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金（２０００系）、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（６０００系）、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金（７０００系）である。自動車パネル材に使用されるアルミニウム合金としては、Ａｌ－Ｍｇ系合金（５０００系）またはＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（６０００系）が好ましい。
圧延後のアルミニウム合金板１は、常法により製造されたものである。例えば、アルミニウム合金板は、所定の成分組成に溶解調整されたアルミニウム合金溶湯を通常の溶解鋳造法で鋳造し、このアルミニウム合金鋳塊に均質化熱処理を施した後、熱間圧延および冷間圧延、必要により中間焼鈍を施して板材に製造されたものである。
（ブラシ洗浄工程）
ブラシ洗浄工程Ｓ２は、ブラシ洗浄装置２を用いて、アルカリ液２４とブラシロール２５とでアルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。具体的には、ブラシ洗浄工程Ｓ２は、圧延後のアルミニウム合金板１の表面に、スプレーノズル２２からアルカリ液２４を吹きかけ、アルカリ液２４が塗られたアルミニウム合金板１を対面するブラシロール２５の間を通過させて、アルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。この工程で、アルカリ液２４とブラシロール２５とを併用して洗浄を行うことによって、アルミニウム合金板１の表面に付着した圧延油および摩耗粉が除去される。また、スプレーノズル２２からのアルカリ液２４の吹きかけは、ブラシロール２５の前方でアルミニウム合金板１に吹きかけるパターンの他に、ブラシロール２５にアルカリ液２４を吹きかけてアルカリ液２４をブラシロール２５と一緒にアルミニウム合金板１に接触させるパターン、ブラシロール２５の後方からブラシロール２５とアルミニウム合金板１の接触部に斜めに吹きかけるパターンであってもよい。なお、圧延油および摩耗粉は、アルミニウム合金板１の表面全体に付着し、摩耗粉の大きさは、数μｍ～数十μｍ程度である。
ブラシ洗浄工程Ｓ２は、ブラシ洗浄装置２を用いて、アルカリ液２４とブラシロール２５とでアルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。具体的には、ブラシ洗浄工程Ｓ２は、圧延後のアルミニウム合金板１の表面に、スプレーノズル２２からアルカリ液２４を吹きかけ、アルカリ液２４が塗られたアルミニウム合金板１を対面するブラシロール２５の間を通過させて、アルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。この工程で、アルカリ液２４とブラシロール２５とを併用して洗浄を行うことによって、アルミニウム合金板１の表面に付着した圧延油および摩耗粉が除去される。また、スプレーノズル２２からのアルカリ液２４の吹きかけは、ブラシロール２５の前方でアルミニウム合金板１に吹きかけるパターンの他に、ブラシロール２５にアルカリ液２４を吹きかけてアルカリ液２４をブラシロール２５と一緒にアルミニウム合金板１に接触させるパターン、ブラシロール２５の後方からブラシロール２５とアルミニウム合金板１の接触部に斜めに吹きかけるパターンであってもよい。なお、圧延油および摩耗粉は、アルミニウム合金板１の表面全体に付着し、摩耗粉の大きさは、数μｍ～数十μｍ程度である。
ここで、アルカリ液２４は、０．１～５．０質量％の炭酸ナトリウム溶液、０．１～５．０質量％の珪酸ナトリウム溶液、０．１～５．０質量％のリン酸ナトリウム溶液、０．０１～５．０質量％の水酸化ナトリウム溶液、または、前記溶液の２種以上を組み合わせた混合溶液等が好ましい。アルカリ液２４のｐＨは９～１３、温度は４０～７０℃であることが好ましい。アルカリ液２４のｐＨおよび温度が前記範囲であると、圧延油および摩耗粉の除去性が向上する。
洗浄時間は、アルミニウム合金板１がブラシロール２５を通過する時間で定義され、０．０１～３．０秒であることが好ましい。洗浄時間が前記範囲であれば、圧延油および摩耗粉の除去性が向上すると共に、アルカリ液２４の接触時間が長くなることによって発生するアルミニウム合金板１のエッチングがなくなり、変色やスマットの発生が抑制される。
（熱処理工程）
熱処理工程Ｓ３は、熱処理装置３を用いて、アルミニウム合金板１を熱処理としての溶体化または焼鈍する工程である。この工程で、溶体化処理または焼鈍処理を行うことによって、アルミニウム合金板１の成形性および強度を調整することが可能である。
熱処理工程Ｓ３は、熱処理装置３を用いて、アルミニウム合金板１を熱処理としての溶体化または焼鈍する工程である。この工程で、溶体化処理または焼鈍処理を行うことによって、アルミニウム合金板１の成形性および強度を調整することが可能である。
熱処理としての溶体化処理は、溶け込んでいない元素を組織中に溶け込ませる加熱処理である。溶体化処理は、アルミニウム合金板１がＡｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金（２０００系）、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金（６０００系）、Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ系合金（７０００系）などの熱処理型アルミニウム合金からなる場合に行うものであり、６０００系であれば５００～５５０℃程度で行う。
熱処理としての焼鈍処理は、加工硬化分を部分的に除去する、あるいは組織を再結晶化させる加熱処理である。焼鈍処理は、アルミニウム合金板１が純アルミニウム（１０００系）、Ａｌ－Ｍｎ系合金（３０００系）、Ａｌ－Ｓｉ系合金（４０００系）、Ａｌ－Ｍｇ系合金（５０００系）などの非熱処理型アルミニウム合金からなる場合に行うものであり、５０００系であれば４００～５００℃程度で行う。
（アルカリ洗浄工程）
アルカリ洗浄工程Ｓ４は、アルカリ洗浄装置４を用いて、アルミニウム合金板１の表面にアルカリ液を接触させて、アルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。具体的には、アルカリ洗浄工程Ｓ４は、スプレーノズル４１からアルカリ液４３をアルミニウム合金板１に吹きかける工程であるが、図示しないアルカリ浴にアルミニウム合金板１を浸漬させてもよい。この工程で、アルカリ液４３を用いて洗浄を行うことによって、アルミニウム合金板１の表面に残存する圧延油が除去される。
アルカリ洗浄工程Ｓ４は、アルカリ洗浄装置４を用いて、アルミニウム合金板１の表面にアルカリ液を接触させて、アルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。具体的には、アルカリ洗浄工程Ｓ４は、スプレーノズル４１からアルカリ液４３をアルミニウム合金板１に吹きかける工程であるが、図示しないアルカリ浴にアルミニウム合金板１を浸漬させてもよい。この工程で、アルカリ液４３を用いて洗浄を行うことによって、アルミニウム合金板１の表面に残存する圧延油が除去される。
ここで、アルカリ液４３は、０．５～５．０質量％の炭酸ナトリウム溶液、０．５～５．０質量％の珪酸ナトリウム溶液、０．５～５．０質量％のリン酸ナトリウム溶液、０．１～１．０質量％の水酸化ナトリウム溶液、または、前記溶液の２種以上を組み合わせた混合溶液等が好ましい。アルカリ液４３のｐＨは９～１３、温度は４０～７０℃であることが好ましい。アルカリ液４３のｐＨおよび温度が前記範囲であると、圧延油の除去性が向上する。
（酸洗浄工程）
酸洗浄工程Ｓ５は、酸洗浄装置５を用いて、アルミニウム合金板１の表面に酸液５３を接触させて、アルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。具体的には、酸洗浄工程Ｓ５は、スプレーノズル５１から酸液５３をアルミニウム合金板１に吹きかける工程であるが、図示しない酸浴にアルミニウム合金板１を浸漬させてもよい。この工程では、酸液５３を用いて洗浄を行うことによって、アルミニウム合金板１の表面に形成された酸化皮膜が除去される。
酸洗浄工程Ｓ５は、酸洗浄装置５を用いて、アルミニウム合金板１の表面に酸液５３を接触させて、アルミニウム合金板１の表面を洗浄する工程である。具体的には、酸洗浄工程Ｓ５は、スプレーノズル５１から酸液５３をアルミニウム合金板１に吹きかける工程であるが、図示しない酸浴にアルミニウム合金板１を浸漬させてもよい。この工程では、酸液５３を用いて洗浄を行うことによって、アルミニウム合金板１の表面に形成された酸化皮膜が除去される。
ここで、酸液５３は、０．１～２０質量％の無機酸水溶液、例えば、硝酸水溶液、硫酸水溶液、フッ化水素酸などが好ましく、硝酸と硫酸とフッ化水素酸の混酸水溶液でもよい。また、酸液５３は、無機酸水溶液に微量の界面活性剤などを添加したものであってもよい。酸液５３のｐＨは１～４、温度は４０～７０℃であることが好ましい。酸液５３のｐＨおよび温度が前記範囲であると、酸化皮膜の除去性が向上する。
本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、前記工程に加えて、酸洗浄工程Ｓ５の終了後に表面処理工程、塗油工程などを行ってもよい。表面処理工程は、表面処理装置６を用いて、アルミニウム合金板１の表面に表面改質膜を常法で形成する工程である。塗油工程は、塗油装置７を用いて、アルミニウム合金板１の表面に防錆油を吹きかける工程である。また、塗油工程は、防錆油浴にアルミニウム合金板１を浸漬する工程であってもよい。
なお、本発明に係るアルミニウム合金板の洗浄方法は、準備工程Ｓ１とブラシ洗浄工程Ｓ２との間に熱処理工程Ｓ３を行ってもよい。その場合、前記したように、熱処理工程Ｓ３では、準備工程Ｓ１で準備された圧延後のアルミニウム合金板１のアルミニウム合金が熱処理型アルミニウム合金である場合には溶体化処理を行い、非熱処理型アルミニウム合金である場合には焼鈍処理を行う。
次に、本発明の実施例について説明する。
常法により、厚さ１．０ｍｍのアルミニウムＪＩＳ合金である５１８２合金または６０１６合金からなる表面形態ＭＦ（Ｍｉｌｌ Ｆｉｎｉｓｈ）の供試材（Ｎｏ．１～１５）を作製した。なお、表面形態ＭＦは、通常の圧延ロールを使用した圧延板であることを示す。
常法により、厚さ１．０ｍｍのアルミニウムＪＩＳ合金である５１８２合金または６０１６合金からなる表面形態ＭＦ（Ｍｉｌｌ Ｆｉｎｉｓｈ）の供試材（Ｎｏ．１～１５）を作製した。なお、表面形態ＭＦは、通常の圧延ロールを使用した圧延板であることを示す。
作製した供試材（Ｎｏ．１～１５）について、図３に示すブラシ洗浄装置２を用いて、表２、表３に示す条件で洗浄した。なお、ブラシロールとしては、ナイロン製ブラシを備えた市販のロールを使用した。
洗浄された供試材（Ｎｏ．１～１５）について、以下の手順で圧延油および摩耗粉の除去性について評価した。その結果を表２、表３に示す。
洗浄された供試材（Ｎｏ．１～１５）について、以下の手順で圧延油および摩耗粉の除去性について評価した。その結果を表２、表３に示す。
（圧延油の除去性）
圧延油の除去性については、水濡れ面積率で評価した。
各供試材を、３０秒間水洗（流水）した後の供試材面積に対する水濡れ面積率（表裏の平均）を測定した（良好な程、高い数値となり、完全に水濡れする場合は１００％となる）。各供試材は、それぞれ３枚とし、水濡れ面積率は、これらの平均値とした。なお、水漏れ面積率が４０％以上のものを、圧延油の除去性が良好、４０％未満のものを、圧延油の除去性が不良とした。
圧延油の除去性については、水濡れ面積率で評価した。
各供試材を、３０秒間水洗（流水）した後の供試材面積に対する水濡れ面積率（表裏の平均）を測定した（良好な程、高い数値となり、完全に水濡れする場合は１００％となる）。各供試材は、それぞれ３枚とし、水濡れ面積率は、これらの平均値とした。なお、水漏れ面積率が４０％以上のものを、圧延油の除去性が良好、４０％未満のものを、圧延油の除去性が不良とした。
（摩耗粉の除去性）
摩耗粉の除去性については、摩耗粉量で評価した。
摩耗粉量としては、明度Ｌ値と摩耗粉量の相関式より求めた摩耗粉量計算値を使用した。相関式は、以下に示す方法で求めた。
摩耗粉の除去性については、摩耗粉量で評価した。
摩耗粉量としては、明度Ｌ値と摩耗粉量の相関式より求めた摩耗粉量計算値を使用した。相関式は、以下に示す方法で求めた。
常法により、表１に示すアルミニウム合金板からなる試験材（Ｎｏ．Ａ～Ｄ）を作製した。なお、表１において、表面形態ＥＤＴは、放電ダル（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｔｅｘｔｕｒｅｄ）加工ロールを使用した圧延板であることを示す。作製した試験材（Ｎｏ．Ａ～Ｄ）について、供試材（Ｎｏ．１～１５）と同様に、図３に示すブラシ洗浄装置２を用いて洗浄した。なお、洗浄液としては温度約７０℃の温水を使用し、ブラシロールとしてはナイロン製ブラシを備えた市販のロールを使用して約０．０４秒ブラッシングした。
洗浄された試験材（Ｎｏ．Ａ～Ｄ）について、試験材表面に市販のテープを貼り、摩耗粉をテープに転写させた後に剥がした。次に、白色の紙に摩耗粉を転写させたテープを三枚重ねて貼り付け、色差計を用いて白さの程度を明度Ｌ値で測定した。その結果を表１に示す。
明度Ｌ値を求めた試験材（Ｎｏ．Ａ～Ｄ）を用い、１００ｍｍ×１００ｍｍの範囲の試験材表面を、ヘキサンを染み込ませた４ｃｍ×４ｃｍの脱脂綿で１分間の拭取りを行うことで摩耗粉を採取した。摩耗粉を採取した脱脂綿を５０℃に加温した塩酸と硝酸の混合液に３０分間浸漬することで摩耗粉を溶解させ、抽出液をＩＣＰ発光分光分析によりアルミニウム摩耗粉量を定量した。その結果を表１に示す。測定した明度Ｌ値と定量した摩耗粉量より、相関式を求め、図４に示す。
次に、洗浄された供試材（Ｎｏ．１～１５）について、試験材（Ｎｏ．Ａ～Ｄ）と同様に摩耗粉を転写させたテープの明度Ｌ値を測定し、その明度Ｌ値から図４に示す相関式（明度Ｌ値を「ｙ」、摩耗粉量を「ｘ」とした際、ｙ＝－０．０２４ｘ＋８８．７０８）を用いて摩耗粉量を計算した。なお、アルミニウム摩耗粉量が６５ｍｇ／ｍ２以下のものを、摩耗粉の除去性が良好、６５ｍｇ／ｍ２を超えるものを、摩耗粉の除去性が不良とした。
表２の結果から、供試材Ｎｏ．１～５（実施例）は、本発明の要件を満足するため、圧延油の除去性が良好で、摩耗粉の除去性も良好であった。これに対し、供試材Ｎｏ．６は、アルカリ液を使用しているため、圧延油の除去性は良好であったが、ブラシロールを使用していないため、摩耗粉の除去性が不良であった。供試材Ｎｏ．７は、アルカリ液を使用しているが、ブラシロールを使用していないため、摩耗粉の除去性、および、圧延油の除去性が不良であった。供試材Ｎｏ．８は、アルカリ液およびブラシロールを使用していないため、摩耗粉の除去性、および、圧延油の除去性が不良であった。
表３の結果から、供試材Ｎｏ．９～１２（実施例）は、本発明の要件を満足するため、圧延油の除去性が良好で、摩耗粉の除去性も良好であった。これに対し、供試材Ｎｏ．１３は、ブラシロールを使用しているため、摩耗粉の除去性は良好であったが、アルカリ液を使用していないため、圧延油の除去性が不良であった。供試材Ｎｏ．１４は、アルカリ液を使用しているため、圧延油の除去性は良好であったが、ブラシロールを使用していないため、摩耗粉の除去性が不良であった。供試材Ｎｏ．１５は、アルカリ液を使用しているが、ブラシロールを使用していないため、摩耗粉の除去性、および、圧延油の除去性が不良であった。
１ アルミニウム合金板
２ ブラシ洗浄装置
２１ 洗浄室
２２ スプレーノズル
２３ タンク
２４ アルカリ液
２５ ブラシロール
３ 熱処理装置
４ アルカリ洗浄装置
４１ スプレーノズル
４２ タンク
４３ アルカリ液
５ 酸洗浄装置
５１ スプレーノズル
５２ タンク
５３ 酸液
６ 表面処理装置
７ 塗油装置
７１ スプレーノズル
７２ タンク
７３ 防錆油
８ 繰出装置
１０ 繰入装置
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ ブラシ洗浄工程
Ｓ３ 熱処理工程
Ｓ４ アルカリ洗浄工程
Ｓ５ 酸洗浄工程
２ ブラシ洗浄装置
２１ 洗浄室
２２ スプレーノズル
２３ タンク
２４ アルカリ液
２５ ブラシロール
３ 熱処理装置
４ アルカリ洗浄装置
４１ スプレーノズル
４２ タンク
４３ アルカリ液
５ 酸洗浄装置
５１ スプレーノズル
５２ タンク
５３ 酸液
６ 表面処理装置
７ 塗油装置
７１ スプレーノズル
７２ タンク
７３ 防錆油
８ 繰出装置
１０ 繰入装置
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ ブラシ洗浄工程
Ｓ３ 熱処理工程
Ｓ４ アルカリ洗浄工程
Ｓ５ 酸洗浄工程
Claims (4)
- アルミニウム合金からなる圧延後のアルミニウム合金板を準備する準備工程と、前記準備工程の終了後に、前記アルミニウム合金板の表面にアルカリ液を接触させながらブラシロールで前記表面を洗浄するブラシ洗浄工程と、前記ブラシ洗浄工程の終了後に、前記アルミニウム合金板を溶体化または焼鈍する熱処理工程と、を含むことを特徴とするアルミニウム合金板の洗浄方法。
- さらに、前記準備工程の終了後に、前記アルミニウム合金板にアルカリ液を接触させて前記アルミニウム合金板の表面を洗浄するアルカリ洗浄工程と、前記アルミニウム合金板の表面に酸液を接触させて前記アルミニウム合金板の表面を洗浄する酸洗浄工程と、を含む請求項１に記載のアルミニウム合金板の洗浄方法。
- 前記準備工程に続いて、前記ブラシ洗浄工程と、前記熱処理工程と、前記アルカリ洗浄工程と、前記酸洗浄工程と、をこの順で行うことを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金板の洗浄方法。
- 前記アルミニウム合金は、Ａｌ－Ｍｇ系合金またはＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金板の洗浄方法。
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