JPH01306598A - フッ素樹脂塗装アルミニウム合金板の製造法 - 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 この発明は、両面のうち少なくとも片面にフッ素樹脂が
塗装されたフッ素樹脂塗装アルミニウム合金板の製造法
に関する。

この明細書において「％」は特に断らないかぎり「重量
％」を示すものとする。

従来の技術 フッ素樹脂は、非粘着性、耐薬品性、耐水性、耐水蒸気
性、耐油性、耐熱性等に優れているので、これらの性能
が要求される種々の製品、たとえば炊飯器、保温炊飯器
、保温ジャー、フライパン、ホットプレート、オーブン
皿および製氷皿等のコーテイング材として使用されてい
るが、このような製品は、フッ素樹脂が塗装されたフッ
素樹脂塗装アルミニウム合金板に成形加工を施すことに
よりつくられる。

従来、上記のようなフッ素樹脂塗装アルミニウム合金板
としては、Ａ３００４合金や、市販されているＡ　Ｉ　
−Ｍ　ｇ　−Ｍ　ｎ合金からなるアルミニウム合金板の
両面のうち少なくともいずれか一面に下地処理を施し、
この下地処理の施された面をフッ素樹脂塗膜で被覆する
ことにより製造されていた。そして、上記下地処理は、
サンドブラスティング法、プライマーコーティング法、
化学的または電気化学的エツチング法等により行なわれ
ていた。

発明が解決しようとする課題 ところが、サンドブラスティング法によれば、生じる凹
凸が粗く、フッ素樹脂塗膜と基板との密着性が悪くなる
という問題があった。プライマーコーティング法によれ
ば、水分、湿気等によってフッ素樹脂塗膜と基板との密
着力が悪くなるという問題があった。また、化学的エツ
チング法によれば、サンドブラスティング法における上
記問題を解決することができるが、Ａ３００４合金等の
従来から使用されていたアルミニウム合金を基板として
使用した場合、なおもフッ素樹脂塗膜と基板との密着性
が十分ではなく、この合金板からつくられた製品におい
て、フッ素樹脂塗膜と合金板とが剥離するおそれがあっ
た。さらに、従来の電気化学的エツチング法は、塩化物
などの電解質を含む溶液中で直流電流を通じて陽極処理
する方法であるが、この方法では、微細な四部が深く形
成される半面、アルミニウム合金板の表面全体に渡って
均一に形成されないで局部的に斑点状をなし、そのため
やはり塗膜の耐剥離性が十分ではなかった。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、従
来のものと比較して基板となるアルミニウム合金板とフ
ッ素樹脂塗膜との密着力の大きなフッ素樹脂塗装アルミ
ニウム合金板の製造法を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 この発明の１つのフッ素樹脂塗装アルミニウム合金板の
製造法は、鉄０．５〜３％を含み残部アルミニウムおよ
び不可避不純物よりなるアルミニウム合金板に、交流電
流と直流電流とを所要時間おきに交互に切替えて通電す
る交直併用流を用いて電解処理を施すことによって、そ
の両面のうち少なくともいずれか一面を微細な凹凸を有
する粗面とし、この粗面をフッ素樹脂塗膜で被覆するこ
とを特徴とするものであり、この発明の他の１つのフッ
素樹脂塗装アルミニウム合金板の製造法は、鉄０，５〜
３％、マグネシウム０，３〜３％を含み残部アルミニウ
ムおよび不可避不純物よりなるアルミニウム合金板に、
交流電流と直流電流とを所要時間おきに交互に切替えて
通電する交直併用流を用いて電解処理を施すことによっ
て、その両面のうち少なくともいずれか一面を微細な凹
凸を有する粗面とし、この粗面をフッ素樹脂塗膜で被覆
することを特徴とするものである。

上記において、フッ素樹脂を塗装すべき基板となるアル
ミニウム合金板として鉄０．５〜３％を含み残部アルミ
ニウムおよび不可避不純物よりなるアルミニウム合金板
を用いるのはつぎの理由による。

すなわち、下地処理を施したアルミニウム合金板とフッ
素樹脂との密着性を向上させるためにはフッ素樹脂を塗
装すべきアルミニウム合金板が上記電解処理によるエッ
チチングのさいに、条件（ａ）・・・エツチングにより
生じる凹凸における山と谷との距離が５〜５０μｍの 範　　　　　凹円にあること。

条件（ｂ）・・・エツチングによる粗面形態が微細な凹
凸となること。

条件（Ｃ）・・・はぼ均一にエツチングされること。

という３条件のすべてを満たすことが必要である。なぜ
ならば、エツチングにより生じる凹凸における山と谷と
の距離が５μｍ未満であると上記密着性が悪くなり、５
０μｍを越えるとフッ素樹脂が多く必要になるからであ
る。また、エツチングによる粗面形態が微細な凹凸とな
っていなければ上記密着性が悪くなるからである。

さらに、エツチングが不均一であると平均高さ（エツチ
ングにより生じた高低差のある凸部のうちほぼそろって
いる凸部の高さをいう）より突出した凸部が発生し、そ
の上にフッ素樹脂を塗装すると、フッ素樹脂とアルミニ
ウム合金板との密着性が悪くなるとともに樹脂塗膜から
平均高さを越える凸部が露出したり、局部的に樹脂塗膜
が薄くなって樹脂塗膜形成後のピンホールが発生し、樹
脂塗膜表面の平滑性が阻害されるうえに、アルミニウム
合金板が直接水、水蒸気、油脂および薬品などに接触す
ることになって耐食性が悪くなるからである。

フッ素樹脂を塗装すべきアルミニウム合金板として、鉄
０．５〜３％を含み残部アルミニウムおよび不可避不純
物よりなるものを用いるのは、このアルミニウム合金板
が上記３つの条件（ａ）〜（Ｃ）をすべて満たしエツチ
ング特性が優れているからである。

上記において、鉄はこれをアルミニウム中に含有せしめ
ることにより、フッ素樹脂を塗装すべきアルミニウム合
金板に上記電解処理によるエツチングを施した際の合金
板が上記条件（ａ）（ｂ）　（ｅ）をすべて満たしうる
ようにさせる性質を有する。その理由は明確ではないが
、鉄は電位的にアルミニウムよりも貴であるとともに、
そのアルミニウムに対する固溶範囲が広いために、アル
ミニウム中にこれを含有せしめると、上記電解処理によ
るエツチングを施すことにより、合金板が上記条件（ａ
）　（ｂ）　（ｃ）を満たすようになるのであると考え
られる。しかしながら、その含有量が０，５％未満では
上記合金板が条件（ａ）（ｂ）（ｃ）を満たさなくなる
とともに結晶粒が粗大化し、エツチングしたときにエツ
チング模様が現われ商品価値をなくし、３％を越えると
粗大晶出物が生じ上記合金板が条件（ａ）　（ｂ）　（
ｃ）を満たさなくなる。したがって、鉄の含有量は０゜
５〜３％の範囲内で選ぶべきであるが、特に１％前後が
好ましい。

また、この発明のアルミニウム合金は、不可避不純物を
含んでいるが、この中でケイ素、銅およびマンガンは、
この種合金の性質に悪影響をおよぼすものであるため、
ケイ素０．１５％以下、銅およびマンガン３０．１％以
下とすることが好ましい。ケイ素の含有量が０．１５％
を越えると上記合金板が条件（ａ）　（ｂ）　（ｅ）を
満たさなくなるとともにフッ素樹脂塗装後上記合金板を
探しぼりで成形加工するときに耳高が高くなるおそれが
ある。銅の含有量が０．１％を越えると上記合金板の耐
食性が悪くなるおそれがある。マンガンの含有量が０．
１％を越えると上記合金板が条件（Ｃ）を満たさなくな
るとともに肌荒れしやすくなるおそれがある。したがっ
てこれら不純物の含有量は、ケイ素０．１５％以下、銅
０．１％以下およびマンガン０．１％以下にすることが
好ましい。

また、フッ素樹脂を塗装すべきアルミニウム合金板とし
て、鉄０．５〜３％、マグネシウム０．３〜３％を含み
残部アルミニウムおよび不可避不純物よりなるものを用
いると、このアルミニウム合金板の強度が大きくなるた
め上記３つの条件（ａ）　（ｂ）　（ｃ）を満たし、し
かもこのアルミニウム合金板にフッ素樹脂を塗装した後
、このフッ素樹脂塗装アルミニウム合金板を形成加工し
たさいにも基板となるアルミニウム合金板とフッ素樹脂
塗膜との密着力の低下を最小限に　□とどめつるフッ素
樹脂塗装アルミニウム合金板を得ることができる。アル
ミニウム合金板の強度が小さいと、フッ素樹脂塗装後成
形加工すると変形量が大きくなってフッ素樹脂塗膜との
密着力が低下するからである。上記マグネシウムの含有
量を０．３〜３％の範囲に限定したのは、０．３％未満
であると、アルミニウム合金板の強度を大きくする効果
は十分に得られず、３％を越えるとエツチングにより生
じる凹凸における山と谷との距離が小さくなりすぎて上
記条件（ａ）を満たさなくなるとともに強度が大きくな
りすぎて成形加工性が悪くなるからである。したがって
、マグネシウムの含有量は０．３〜３％の範囲内で選ぶ
べきである。

上記アルミニウム合金板に施される電解処理における交
流電流の電流密度は１〜２ＯＡ／ｄｍ２の範囲内にある
のがよい。その理由は、１Ａ　／　ｄ　ｍ　２未満では
緻密で微細なエツチング孔が得られないで荒い粗面とな
り、２　ＯＡ　／　ｄ　ｍ２を越えると電流がエツジ部
に集中してエツチングむらが生じるからである。その中
でも、最適電流密度は５〜１０　Ａ　／　ｄ　ｍ　２の
範囲である。

交流電流の各周期における通電時間は、０゜１〜１２０
秒の範囲内にあるのがよい。その理由は、０．１秒未満
では緻密かつ微細なエツチング孔が得られず、１２０秒
を越えるとエツチングむらが生じるからである。その中
でも、最適通電時間は０．５〜１秒である。

また、直流電流の電流密度は５〜５０Ａ／ｄｍ２の範囲
内にあるのがよい。その理由は、５Ａ　／　ｄ　ｍ　２
未満ではエツチング孔の深さが十分ではなく、５０Ａ／
ｄｍ２を越えると電源設備が大規模なものとなって設備
費が高くなる上に、電流がエツジ部に集中してエツチン
グむらが生じるからである。その中でも、最適電流密度
は１０〜２０Ａ／ｄｍ２の範囲である。

また、直流電流の各周期における通電時間は、０．１〜
１２０秒の範囲内にあるのがよい。その理由は、０．１
秒未満ではエツチング孔の深さが十分ではなく、１２０
秒を越えるとやはりエツチングむらが生じるからである
。その中でも、最適通電時間は２〜５秒である。

交流電流密度と直流電流密度との比は１：１〜１：１０
の範囲内に、また交流通電時間と直流通電時間との比も
１：１〜１：１０の範囲内にそれぞれあるのが′よい。

これらの比は、アルミニウム合金板の材質に応じて上記
範囲内から適宜選択される。

電解処理時間は、好ましくは３〜６分である。

なお、交流と直流との切替えのさいには、０゜１秒程度
の断続時間が生じるが、これはこの発明の効果にはなん
ら影響を与えない。

エツチングを施して粗面化したアルミニウム合金板への
フッ素樹脂の塗装は、従来公知の方法で行なう。またフ
ッ素樹脂の塗装は、エツチング処理後すぐに行なっても
よいし、またはエツチング処理を施して粗面化した部分
に化成処理、陽極酸化処理等の表面処理を施した後に行
なってもよい。

実　　施　　例 この発明の実施例を、以下比較例とともに説明する。

（以下余白） 第１表 第１表に示す５種のアルミニウム合金から通常の製法に
より縦１００　ｍｍｓ横１００　ｍｍｓ厚さ１ｍｍの板
を形成した後焼鈍した。つぎに各仮に常法通りの前処理
、すなわち３０容量％硝酸水溶液中に３分間浸漬するこ
とにより前処理を施した。

こうして前処理した各板を５　ｖ／ｖ％塩化アンモニウ
ム水溶液中に浸漬して陽極とし、カーボンを対極とし、
３５℃において、第２表に示す電流密度、各周期におけ
る通電時間および処理時間により直流電流と交流電流と
を交互に通電して各板に電解処理を施した。

こうしてエツチングされた板に四フッ化エチレン樹脂の
水性分散液を塗布し、３８０〜４゜０℃において焼き付
けを行ない、各板の表面に２５〜３０μの厚さの塗膜を
形成した。そして、塗膜を形成する前の各板の表面粗度
測定、フッ素樹脂塗装アルミニウム合金板の引張強さ測
定、成形加工前後のビーリング強度（フッ素樹脂塗膜の
合金板への密着力を現わす）測定、および塗膜表面の粗
度δ１１１定を行なった。得られた結果を第３表に示す
。

（以下余白） 第２表 第３表 第３表から明らかなように、この発明の方法で製造され
たフッ素樹脂塗装アルミニウム合金板は、従来のものに
比較して、アルミニウム合金板とフッ素樹脂塗膜との密
着力が極めて大きい。とくに第２の発明の方法で製造さ
れたフッ素樹脂塗装アルミニウム合金板は、成形加工後
におけるアルミニウム合金板とフッ素樹脂塗膜との密着
力の低下が小さい。

発明の効果 上述のように、この発明の方法によれば、アルミニウム
合金基板とフッ素樹脂塗膜との密着力が大きなフッ素樹
脂塗装アルミニウム合金板を得ることができる。また、
とくに第２の発明によれば、アルミニウム合金基板の強
度が向上し、製造されたフッ素樹脂塗装アルミニウム合
金板を成形加工するさいの変形量が小さくなって、成形
加工後のアルミニウム合金基板とフッ素樹脂塗膜との密
着力の低下を最小限にとどめることができる。

以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄０．５〜３％を含み残部アルミニウムおよび不可
   避不純物よりなるアルミニウム合金板に、交流電流と直
   流電流とを所要時間おきに交互に切替えて通電する交直
   併用流を用いて電解処理を施すことによって、その両面
   のうち少なくともいずれか一面を微細な凹凸を有する粗
   面とし、この粗面をフッ素樹脂塗膜で被覆することを特
   徴とするフッ素樹脂塗装アルミニウム合金板の製造法。 ２、鉄０．５〜３％、マグネシウム０．３〜３％を含み
   残部アルミニウムおよび不可避不純物よりなるアルミニ
   ウム合金板に、交流電流と直流電流とを所要時間おきに
   交互に切替えて通電する交直併用流を用いて電解処理を
   施すことによって、その両面のうち少なくともいずれ一
   面を微細な凹凸を有する粗面とし、この粗面をフッ素樹
   脂塗膜で被覆することを特徴とするフッ素樹脂塗装アル
   ミニウム合金板の製造法。