JPH02225041A

JPH02225041A - アルミニウムの複合皮膜の形成法

Info

Publication number: JPH02225041A
Application number: JP4608689A
Authority: JP
Inventors: Masaji Saito; 斉藤　正次; Masaaki Yokochiyou; 横丁　正明; Yoshitaka Hiromae; 広前　義孝; Mitsuru Nakamura; 満中村
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-07

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の表面に耐食性、密着性、耐割れ
性に富み、外観の良好な複合皮膜な形成させる方法に関
する。

［従来の技術］最近アルミニウム及びアルミニウム合金（本明細書では
、以下両者を嗅にアルミニウムという、）は建材、エフ
ステリヤ、自動車、家具、家府電化製品その他店範囲の
分野に亙り、その軽量性、美麗さ、堅牢性、機能性等の
点から広く利用されている。４特に建材分野において屋
根材、カーテンウオール、サツシ、フェンス、車庫、エ
フステリヤなどへ広く用、いられている、これら屋外に
使用される製品は、その性質から半永久的に使用するこ
とを目的としているため９強い耐候性、耐食性が必要と
され、このため普通は陽ｌｉｔ酸化皮膜を施してその耐
食性を高めている。特に、より高度の耐食性を必要とさ
れる場合には、陽極酸化皮膜を厚くしたり、場合によっ
ては陽極酸化皮膜を付けた上に塗装を行なって複合皮膜
として使用していることも行なわれている。

この場合、複合皮膜は陽極酸化皮膜に封孔を施した後に
塗装するが、塗装焼付のため高温にすると陽極酸化皮膜
と割れ（クラック〕が発生するので美観のみならず耐食
性の点でも好ましくないため、低温の乾燥タイプの樹脂
を用いていた。したがって従来は、高温の焼付タイプの
樹脂は陽極酸化皮膜を３μｍ程度にして下池処理的な方
法としてしか用いられなかった。

従来、陽極酸化皮膜の上に塗装する複合皮膜は金属素地
を生かすためクリヤー塗装が多（、これが高温焼付塗装
をすると１通常の場合は陽極酸化盪封孔処理をするため
に、陽極酸化皮膜にクラックが発生し、長期間の耐食性
を失うと共に、クリヤー塗装のときはクラックが見える
ため美観が損なわれる。また、封孔処理をすると陽極酸
化皮膜ボア（細孔）が塞がれるために、表面の凹凸がな
くなり、アンカー効果がなくなるのと、陽極酸化皮膜の
表面層が水和されるために脆（なり、その上に塗装する
と当然塗賎密若性が劣ることになる。

塗ｉｌｌ！！着性は悪くなれば、長期間の耐食性も期待
できなくなり、更に塗装がはがれたりで美観が失われる
。

しかし、！４孔処理をしなければ陽極酸化皮膜の孔を塞
がないのでクラック発生対策・改菩の方向になる。また
、塗１１１Ｗ！着性についても、陽極酸化皮膜のボアが
塞がれないので、アンカー効果と陽極酸化皮膜表面に水
和物がないため脆くな（、塗膜密着性は良好になる。

しかし、陽極酸化処理後の水洗を十二分に行なわないと
ボアが塞カ１っていないので液が残り易く、陽極酸化処
理浴の液組成が陽極酸化皮膜表面に残存し、塗装した後
の表面外観に模様が生じ、商品価値を失い易い、たとえ
、耐薬品性のあるフッ素樹脂を塗装したとしても陽極酸
化後の水洗は十二分に行なわないと均一の塗装ができず
外観むらが生じる。

しかし、水洗を十二分に行なうのは、浄水を多量に使用
することになり経済面、生産効率の面で好ましくない。

［発明が解決しようとする課題１近年、建材の更なる耐食性向上が求められており、これ
らの問題に対して従来のウレタン系の樹脂等よりも更に
耐食性の良いフッ素樹脂の塗装ができ易くなったので、
フッ素樹脂を用いた複合皮膜が考えられるが、フッ素樹
脂の場合高温焼付タイプのため、陽極酸化皮膜のクラッ
ク防止のための改良が必要であった。

また別の対策として、陽極酸化皮膜の厚膜化が考えられ
ているが、この場合には厚膜にしたとき複合皮膜に要求
される性能としては塗装したときに陽極酸化皮膜に割れ
が生じないこと、塗膜密着性が良好なこと、複合皮膜に
塗装釘らが生じないこと、耐食性が良好なことが挙げら
れるが、陽極酸化皮膜は封孔しないと耐食性が期待でき
ず、塗装むらが生じて外観を悪化する。しかし封孔なす
ると、酸化皮膜はクラックを生じ易くまた表面が水和さ
れるので塗膜密着性が劣化するという相反する現象が起
こり、これらが同時に満足する処理方法が必要であり、
同時に満足する方法はなかった。

［課題を解決するための手段１本発明は、陽１１ｉｆｌＩ化皮膜を厚膜にしたとき、高
温焼付、特にフッ素樹脂を用いたときの複合皮膜に要求
される高耐食性、耐クラック性、良好な塗Ｍ４密着性、
むらのない塗装外観を満足するフッ素樹脂塗装法を提供
することにある。

本発明は陽極酸化処理を施したアルミニウムを６０℃以
上の上水又は純水で洗浄した後フッ素樹脂塗装をするア
ルミニウム複合皮膜を形成する方法である。

本発明で言う陽極酸化処理として使用する陽極酸化処理
浴としては、硫酸、しゅう酸、リン酸等であり、電流密
度は通常１−１．５Ａ／ｄが、高速で２．５＾／ｄｔｓ
”以上、直流又は交流の電流によって行なわれ、＠色の
場合は各種有機酸を使用してもよく、また二次電解、三
次電解してもよい。

陽極酸化後の水洗は重要であるが、常温での水洗は長時
間、多量の浄水（純水）を必要とし、経済性、能率の面
で問題がある。

洗浄能力を上げるには、液温を高くすれば良いが、液温
を高くすると水洗時で封孔することにな９１割れ、密着
性を阻害することになる。

しかし、式に示した範囲の封孔度であれば割れ、密着性
を阻害することがない、水洗の液温を高くすればするほ
ど洗浄能力が上り短時間で洗浄できる。

この洗浄は、まず水洗をしてから湯洗をすれば更に短時
間ですむ。

本発明では陽極酸化皮膜厚、陽極酸化後の洗浄と割れ１
表面外観、塗膜密着性の関係を把握し、陽極酸化皮膜が
厚くなるほど、封孔度（後に定義する。）が大きくなけ
ればならず、これが小さし）ときはクラックを生じ易い
、つまり封孔をしないときの方がクラックを生じないこ
とが確かめられた。

陽極酸化皮膜は、キャス試験で見るかぎり１１μｍ以上
なければならず、しかし２５μｍを超えても耐食性の効
果の向上もないところから１１〜２５μｍ位が経済的に
有効な範囲と考える。

洗浄に使用する水は上水又は純水が良いが、必要に応じ
封孔助剤を加えても良い。

水温は少なくとも６０℃以上が必要である。これ以下で
あるとどうしても陽極酸化浴が酸化皮膜ボア中に残り易
いためと思われる塗装後の表面にシミや模様が生じ易い
ので最低６０℃以上に保つべきである。

しかし、単に洗浄を充分にするために、高温において長
時間水洗することは、洗浄水の無駄よりも封孔を促進し
、せっかく被覆した酸化皮膜がクラックを生じ易くして
しまうので封孔度を見ながら水洗をする必要がある。

ここで封孔度とは、８５重量％の正リン酸３５ｍ２に無
水クロム酸２０ｇを加え、これに純水を加えてｌＩ２と
したリン酸りロムａ混液に、３８℃で１５分間浸漬し、
水洗、乾燥したものの重量減少で表し、ｌ、５　ｄｒａ
”当りの減少量をｍｇで表わしたＱの位がＱ　＞　３４．　ｌχ−１０２，：１（但し、χ：陽極酸化皮膜の厚さ（μｍ））であった場
合に陽極酸化皮膜のクラック発生がほとんと認められず
、塗膜の密着性に優れた接着力の劣るフッ素樹脂を得る
ことができるばかりでなく、極めて過酷なキャス試験で
も腐食が認められない優れた複合皮膜を形成することが
できることを見出したものである。

ここで使用するフッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニル
、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニル共重合体、ポリ
テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン
又はそれらと他の重合性モノマーとの共重合体等広く用
いることができる。

場合によってはフッ素樹脂にフッ素樹脂の特性を失わな
い範囲で他のポリマーを混合して使用することも可能で
ある。

［作　用］耐食性を増すためには、陽極酸化皮膜を厚くすること、
封孔することを必要とするが、この操作は陽極酸化皮膜
のクラックの発生を誘発することは良く知られており、
封孔度を高めることは耐食性向上には効果がある反面、
表面が水和されるので塗膜密着性が劣るという相反する
性質があるが、本発明は陽極酸化皮膜の厚さと封孔度を
調節し、耐食性を高く維持しながら皮膜のクラックの発
生を抑え、更に洗浄の条件を特定することによって塗装
後の表面外観の模様の発生を防止することに成功したも
のである。

［実施例］（実施例１〜６）脱脂、エツチング及びスマット除去を施したアルミニウ
ム板１１００を液温２０℃、電流密度１　、　ＯＡ／ｄ
＋＋”　、　　１５％硫酸水溶液中で陽極酸化した後６
０℃以−Ｌの水で、水洗条件を変えて陽極酸化皮膜を作
成した。乾燥した後、フッ素樹脂（商品名Ｖフロン２０
０Ｇ、大日本塗料（株）製）をバーコード塗布し、１６
０℃（Ｍｅｔａｌ温度）×３０分の焼付処理をして、表
１のフッ素樹脂複合皮膜を作成した。

（比較例７〜１０１陽極酸化皮膜を形成させ売後、沸騰水に４５分浸漬させ
て封孔を充分にし乾燥させた後、フッ素樹脂（商品名Ｖ
フロン２０００．大日本塗料（株）製）を塗布したもの
とアクリル樹脂（商品名デュラクロン、大日本塗料Ｃ株
）製）を塗布したものの複合皮膜を作成した。

塗膜性能は次のように判定した。

１、塗装焼付処理後の塗装表面外観塗装焼付処理後の陽極酸化皮膜の割れを目視で評価した
。

２、塗装焼付処理後の陽極酸化皮膜の割れ塗装焼付処理
後の塗装表面外観を目視で評価した。

クラックの有無：有　×　　無　０３、試験後の外観導水試験後の外観試験片を沸騰水中で５時間煮沸し、水分を取り除いたあ
と、外観の変化を目視で評価した。

４、塗Ｉ！Ｉ密着性 ■　基盤目試験試験片に１ｍ’ｍの間隔でタテ、ヨコ１１本づつの素地
に達する線をひき、１００個の基盤口を作る。この上に
セロハン粘着テープをはりつけ、真上の方向に一気にひ
きはがし、基盤目の残った個数／１００によって密着性
を評価した。

０：ハガレなし　　　１００／１０００：　　ｔｐ　　　　　７０〜９９　／　１００Δ：　
　ＩＩ　　　　　４０　Ａ−６９／１００×：　〃　　
　　０〜３９／１００ ■　導水試験後の基盤目エリクセン試験試験片を沸騰水
中で５時間煮沸し、水分を取り除いた後、試験片に１ｍ
ｍの間隔でタテ、ヨコ１１本づつの素地に達する線をひ
き、１００個の基盤目を作る。エリクセン試験機にてｌ
　Ｏｍｍはり出し、この上にセロハン粘着テープをはり
っけ、真−Ｆの方向に一気にひきはがし、基盤目の残っ
た個数／１００によって宙着性を評価した。

５、耐食性耐食性はキャス試験（ＪＩＳ　Ｈ８６８１準拠）１００
０時間後の外観で評価した。

０：優　　　　○：良 Δ：使用に耐える △Ｘ：やや使用に耐久ないＸ：使用に耐えないフッ素樹脂複合皮膜の塗膜性能試験結果は表１に示す。

（以下余白）［発明の効果］本発明の方゛法を採用することにより、陽極酸化皮膜が
厚膜のとき１割れがなく、良好な密着性と良好な塗装外
観、及び長期耐食性を保持できる優れた複合皮膜が形成
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）陽極酸化処理を施したアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金を６０℃以上の上水又は純水で洗浄した後、
フッ素樹脂塗装を施すことを特徴とするアルミニウムの
複合皮膜の形成方法。
（２）陽極酸化皮膜厚は１１μｍ以上、２５μｍ以下で
あることを特徴とする請求項第１項に記載の方法。
（３）陽極酸化処理後の洗浄は、封孔度がＱ＞３４．１χ−１０２．３〔但し、χ：陽極酸化皮膜の厚さ（μｍ）、Ｑ：ｍｇ／
１．５ｄｍ＾２で表わす。〕ある請求項第１項及び第２項に記載の方法。