JPH01246370A - アルミニウムの化成処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアルミニウムまたはその合金を迅速に化成処理
する方法に関する。

従来の技術 アルミニウムまたはその合金（以下単にアルミという）
はシート状や飲料缶等として用いられる。

缶の場合は、ドローイング・アンド・アイアニングと呼
ぶ引き抜き成形法より製造され、その際に用いられる潤
滑剤や成形油が缶の表面に付着し、また、アルミニウム
粉が容器の内壁に残存付着する。　このようなアルミの
脱脂、洗浄、化成処理方法としては以下の技術が提案さ
れている。

特公昭５３−２８２４５ではアルミの脱脂、洗浄方法と
して、 ＰＨが約１．０−１．８の 硫酸　約１〜１０　ｇ　／　ｉα、 フン化水素酸　約０．００５〜Ｏ−１ｇ／リットルを含
有する洗浄用水性液に温度　約４３〜５７で表面を接触
させることが； 特開昭５９−１３３３８２では、アルミ容器に化成被膜
を適用するため、容器の表面から油や屑その他の付着物
を浄化及びエツチングする方法として、実質的に 約６〜１　’）　ｇ／　７にのアルカリ金属水酸化物、
約３〜６　ｇ　／　ＸＺのキレート剤から成る希釈アル
カリ性水溶液を約２６〜５４°Ｃでスプレィして漬浄な
光輝表面を形成することが：特開昭５８−１０７８では
アルミ表面からアルミ細片を除去、溶解し且つ潤滑オイ
ルを洗浄するための洗汚水溶液として 約０５〜３　ｇ　／　７．Ｌのアルカリ金属水酸化物、
約１〜□　５　ｇ　／　ｉαのエチレンジアミンテトラ
酢酸のアルカリ金属塩、 および約０．１〜１０　ｇ　／　＝の界面活性剤及び、
アルミニウム金属イオン封鎖剤としてグルコン酸アルカ
リ金属塩他を含有する配合が；特公昭５６−３３４６８
では、アルミ上に沸巳水に対する黒色抵抗性を有する＞
ｔｉ面を与えるこ°とができるコーチングを形成するの
に有効な、ＰＨ１，５〜４．０゜ １０ＰＰＩ４以上のジルコニウム７チタニウムあるいは
これらの混合物、 １１０ＰＰ以上のホスフェートおよび有効弗化物を含有
する配合が開示されている。

発明が解決しようとする問題点 本発明は品質水準を保持したまま、生産性を向上せしめ
るために、脱脂、洗浄、化成処理などを従来よりも高速
化することにある。

問題点を解決するための手段 発明の構成 本発明はアルミにアルカリ金属水酸化物でＰＨを１１〜
１３に調整した ＰＯ４イオンとして　　　　１−１０ｇ／’メＬアルミ
ニウムキレート化剤　０．１〜３　ｇ　７７Ｚ界面活性
剤　　　　　　　　０．１〜５　ｇ　／　リットルを含
有する脱脂剤で脱脂を行い、次いでＰＨを１．５〜４．
０に調整した Ｚ　ｒイオン　０　、０１〜０−５　ｇ、’ｉαＰｏ４
イオン０　、０１〜０　、５　ｇ／　’ｒ’Ａ有効Ｆイ
オンＯ、ＯＯ１〜０　、０５　ｇ　／　’ｔ！Ｚを含有
する化成処理剤（Ａ）、または ＰＨを１，５〜４．０に調整しな ■イオン　　　０．０１〜１　ｇ　／　：αＺｒイオン
　　０　、０１〜０　、　”ｉ　ｒｒ　／　’１ｌＩＺ
Ｐ０４イオン　０．０１〜０．５に／”α有効Ｆイオン
　０．００１〜０．０５ｇ／ｉαを含有する化成処理剤
（Ｂ）を適用することを特徴とする化成処理方法である
。

本発明で用いる脱脂剤はアルカリ金属水酸化物でＰＨを
１１〜１３に調整しな ＰＯ４イオンとして　　　　１〜１０ｇ／′１４ｚアル
ミニウムキレート化剤　０．１〜３　ｇ　／′７Ｚ界面
活性剤　　　　　　　　０，１〜５ｇ／ンＺを含有する
脱脂剤が好適であり、 ＰＨを調整するアルカリ金属水酸化物としては水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が用いら
れる。

ＰＨが１１未満であると脱脂性、脱スマッＩ・性が不十
分であり、また塗膜密着性が低下する。

また、ＰＨが１３を越えるとエツチング量が多くなりず
ぎ、外観不良（白化）および耐沸水黒変性も低下するた
め、好ましくない。

ＰＯ４イオンはＪｓ酸及びその塩、特にオルト燐酸塩が
好ましく例えば Ｎ　ａ　　Ｐ　Ｏ４、Ｎ　ａ　２　ＨＰ　Ｏ４，（ＮＨ
４）　　ＰＯ、Ｋ　　ＰＯ、に２ＨＰＯ４等であり、そ
の配合量はＰ０４換算で１　ｇ　／　ンＺ未満であると
外観が白化し、耐沸水黒変性も低下する。

また、’　Ｏｇ　／　＝を越えると塗膜との密着性が低
下し、浴の安定性も低下するので好ましくない。

アルミニウムキレート化剤として用いられるものはグル
コン酸、ヘプトン酸、エチレンジアミン四酢酸およびそ
の塩等であり、その配合量は０．１ｇ／°〆Ｌ未満であ
るとアルミニウムを溶解状態に保持する能力が低く、浴
の安定性も不十分でりある。　また、脱スマット性、塗
膜との密着性が低下する。

また、３　ｇ　／　リットルを越えてもそれ以上の効果
は認められず、経済性が低下する。

界面活性剤として用いられるものはノニオン系、アニオ
ン系、カチオン系いずれでも良いが、発泡性等を考慮す
るとノニオン系が好ましく、その配合量はＯ−１ｇ／７
Ｌ未満であると脱脂性、脱スマット性が低下し、また処
理物への油分の残留が多くなる為、その後の化成処理で
均一な皮膜が生成されず、耐沸水黒変性、塗膜との密着
性も低下する。

また、５ｇ／リットルを越えても、それ以上の効果は認
められず経済性および浴の発泡性、廃水処理性を考える
と５ｇ／リットルで十分である。

次に、化成処理剤（Ａ）はＰ）（が １．５〜４．０であることが好ましく、ＰＨが１．５未
満であるとアルミニウムのエツチング反応が大きくなり
すぎ皮膜が生成しにくくなりまた、４．０を越えるとＺ
　ｒ−Ａ　Ｉ　　Ｐ　Ｏ４の沈澱が生じやすく、また、
皮膜生成速度が遅くなり満足な皮膜が生成されない。

Ｚ「イオンの供給源としては、ＨＺｒＦ６、（ＮＨ）　
　ＺｒＦ　　、Ｎａ２ＺｒＦ６．Ｋ　　Ｚ　ｒ　Ｆ　　
、　Ｚ　ｒ　（Ｎ０３）　４、ＺｒＯ（Ｎｏ　　）　　
、Ｚｒ　（Ｎｏ４）２、Ｚ　ｒ　ＯＳ　０４等であり、
その配合量が０．０１ｇ７７７、未満であると満足な皮
膜が生成されない。

また、Ｏ−！５ｇ／ンχを越えると、それ以上の効果は
なく経済性が低下する。

ＰＯ４イオンの供給源としてはＨ３ＰＯ４、ＮａＨＰＯ
、（ＮＨ４）Ｈ２ＰＯ４等であり、その配合量はＱ　、
　Ｑ　ｌ　ｇ、、／　ＸＺ未満であると塗、膜との密＠
性か低下し、また、０．５ｇ／ＸＺ！−越えると耐沸水
黒変性、塗膜との密着性が低下するうえ、Ｚ　ｒ　、　
Ａ　Ｉ　　Ｐ　Ｏ４の沈澱を生成する恐れが生じるので
好ましくない。。

有効Ｆイオンの供給源としてはＨＦ、ＮＨ４Ｆ、ＮＨＨ
Ｆ　　、ＮａＦ、ＮａＨＦ２等であり、その配合量はＯ
、ＯＯ１ｇ　／　門未満であるとアルミニウムのエンチ
ング反応がほとんど起こらず、皮膜が生成しない。

また、０　、０５　ｇ　／　’ｌｌ′Ｚを越えると皮膜
生成速度よりもアルミニウムのエンチング反応の方が大
きくなって、皮膜が生成し難くなる。

また、皮膜が生成しても耐沸水黒変性、塗膜との密着性
が低下する。

次に、化成処理剤（Ｂ）はＰＨが１．５〜４．０である
ことが好ましく、ＰＨが１，５未満であるとアルミニウ
ムのエツチング反応の方が大きくなりすぎ、皮膜が生成
し難くなり、また、４゜０を越えるとＺｒ、■、Ａｌ−
ＰＯ４の沈澱が生じやすくなり、また、皮膜生成速度が
遅くなり、満足な皮膜が生成されない。

■イオンの供給源としては、Ｈ■０３、ＮＨＶＯ、Ｎａ
ＶＯ３等のバナジン酸及びその塩、硫酸バナジル、シュ
ウ酸バナジル等のバナジル塩、Ｖ　Ｆ　ｓのようなハロ
ゲン化物等であり、その配合量はｏ−ｏ１ｇ／’４＝未
溝であると耐沸水黒変性、塗膜密着性が不十分である。

また、ｌｉｒ／“αを越えてもそれ以上の効果が期待で
きない。

Ｚｒイオンの供給源としては、Ｈ２ＺｒＦ６、（ＮＨ）
　　ＺｒＦ　　、Ｎａ　　ＺｒＦ６．Ｋ　　Ｚ　ｒ　Ｆ
　　、Ｚ　ｒ　（Ｎ０３）　４、Ｚｒｏ　（Ｎｏ　　）
　　、Ｚｒ　（ＳＯ４）２、ＺｒＯ８０４等であり、そ
の配合量は０．０１ｇ／　ＸＺ未満であると満足な皮膜
が生成されない。

また、０．５ｇ／ＸＺｆ！：越えるとそれ以」二の効果
が期待できない。

Ｐｏ４イオンの供給源としては、Ｈ３ＰＯ４、ＮａＨｐ
ｏ　　、（ＮＨ）Ｈ２ＰＯ４等であり、その配合量は０
．０１ｇ／’ＸＺ未満であると塗膜との密着性が低下し
、また、０．５ｇ／７．Ｚを越えると耐沸水黒変性、塗
膜との密着性が低下するうえ、Ｚ　ｒ　、　Ｖ　、　Ａ
　Ｉ　　Ｐ　Ｏ４の沈澱を生成しやすくなる。　有効Ｆ
イオンの供給源としてはＨＦ、Ｎ　ＨＦ　、　Ｎ　ＨＨ
Ｆ　　、　Ｎ　ａ　Ｆ　、　Ｎ　ａ　ＨＦ　２等であり
、その配合量はＯ，００１ｇ／“７２未満であるとアル
ミニウムのエツチング反応がほとんど起こらず、皮膜が
生成しない。

また、０．０５ｇ／’Ｖχを越えると皮膜生成速度より
もアルミニウムのエツチング反応の方が大きくなって、
皮膜が生成し難くなる。

また、皮膜が生成しても耐沸水黒変性、塗膜との密着性
が低下する。

本発明方法が短時間処理を可能にした理由は、脱脂剤に
燐酸及びその塩を加え脱脂能力とエツチングのバランス
を取ったことにより、化成処理後の耐沸水黒変性、塗膜
との密着性が良好な表面を得ることかできる。　また、
化成処理を比教的ＰＨの低い領域で濃い濃度の化成処理
剤を適用することによるものと推定される。

前記の脱脂剤や化成処理剤の処理条件は脱脂剤の場合、
５０〜８０℃で４〜・８秒間スプレーを継続することに
より行われ、その後水洗される。

また、化成処理剤の場合、３０〜６０°Ｃで３〜７秒間
スプレーを継続することにより行われ、その後水洗、純
水洗後乾燥されて塗装に供される。

以下余白 実施例 表１−１　脱脂条件 （以下の表中で配合量はｆｆ／ＸＺ） 以下余白 表１−２ 以下余白 表１−３ 表１−４ ン４二） キレート化剤　　Ａ＝ニブルコンソータＢ−ヘプトン酸
ソーダ 界面活性剤　Ｃ＝エマルゲン９１０ Ｄ−プルロニック［−６１ Ｅ−エマルゲン９１１ Ｆ＝ニアデカノール−７２２ Ｐｏ　ニリン酸ナトリウムで添加 ＰＨ：水酸化す）・リウムで調整 表２−１　化成条件 以下余白 表２−２ 表２−３ 以下余白 表２−４ 注）　　Ｖ　　　＝ＮＨＶＯ３で添加 Ｐ０４＝Ｈ３Ｐ０４で添加 有効Ｆ＝ＨＦで添加 Ｚｒ　　＝（ＮＨＺｒＦ６で添加 ＰＨ＝ＮＨ３水またはＨＮＯ３で調整 以下余白 試験結果 表３−１ 表３−２ 以下余白 表３−３ 比較例 表４−１　脱脂条件 （以下の表中で配合量はｇ／Ｘ−） 表４−２ 表・１−３ 表５−１　化成条件 （以下の表中で配合量はｇ／ンＺ） 表５−２ 以下余白 表５−３ 試験結果 表６−１ 以下余白 表６−２ 以下余白 Ｆ評価方法］ 外観 乾燥後の容器の光沢、（白さ）を目視判定◎　やや光沢
あり ○　光沢過剰　　；光沢あまりなし ×　光沢なし 脱スマット性 乾燥後の容器内面にテープを密着、剥離、汚染の程度に
応じて５段階評価 ◎　汚染なし ○　痕跡程度の汚染 八　保徴な汚染 ×　中等な汚染 ××　多大な汚染脱脂性 脱脂性 乾燥後の容器内面の残留油分（μｇ／缶）を測定し、残
留量に応じて５段階評価 ◎　１０未満 ０１０以上２０未満 △　２０以上３０未満 ×　３０以上４０未満 ××　４０以上耐沸水黒変性 耐沸水黒変性 水道水導水３０分後の黒変症（缶底） ◎　　まったく黒変なし Ｏごくわずかに黒変 Δ　　わずかに黒変 ×　　かなり黒変 ××　完全に黒変 塗膜密着性 容器内面にエポキシフェノール系塗「１　を塗付、焼付
屹燥（２１５°ＣＸ３分）して試料とし、水道水の導水
に６０分浸漬後、ゴバン目試験を行い残ったコマ数によ
り５段階評価 ◎　１００　　　　：　０　９０〜９９△　　８０〜８
９．Ｘ７０〜７９ ××　７０未満 発明の効果 本発明は過度のエツチングを防止することによリ、極め
て短時間で、１ヒ成処Ｊ１！！後の耐沸水黒変性、塗膜
との密着性が従来以上の品質を得ることかでき生産性を
大幅に向」−することができたちので、らる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アルミニウムまたはその合金にアルカリ金属水酸化
   物でＰＨを１１〜１３に調整したＰＯ＿４イオンとして
   １〜１０ｇ／リットルアルミニウムキレート化剤０．１
   〜３ｇ／リットル界面活性剤０．１〜５ｇ／リットルを
   含有する脱脂剤で脱脂を行い、 次いで ＰＨを１．５〜４．０に調整した Ｚｒイオン０．０１〜０．５ｇ／リットル ＰＯ＿４イオン０．０１〜０．５ｇ／リットル有効Ｆイ
   オン０．００１〜０．０５ｇ／リットルを含有する化成
   処理剤（Ａ）を適用することを特徴とする化成処理方法
   。 ２）アルミニウムまたはその合金にアルカリ金属水酸化
   物でＰＨを１１〜１３に調整したＰＯ＿４イオンとして
   １〜１０ｇ／リットルアルミニウムキレート化剤０．１
   〜３ｇ／リットル界面活性剤０．１〜５ｇ／リットル を含有する脱脂剤で脱脂を行い、次いで ＰＨを１．５〜４．０に調整した Ｖイオン０．０１〜１ｇ／リットル Ｚｒイオン０．０１〜０．５ｇ／リットル ＰＯ＿４イオン０．０１〜０．５ｇ／リットル有効Ｆイ
   オン０．００１〜０．０５ｇ／リットルを含有する化成
   処理剤（Ｂ）を適用することを特徴とする化成処理方法
   。