JPH04103776A - 耐食性に優れた塗装ａ１またはａ１合金材 - 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、塗装後耐食性が良好であり自動車、車輌、家
庭電気製品等の外板材や建材等として有用な塗装Ａｌま
たはＡｌ合金材に関するものである。

［従来の技術］ 自動車や家庭用各種電気製品等の外板材等としては、従
来より防食対策として純ＺｎめっきやＺｎ合金めっきを
施したＺｎ系めっき鋼板が広く用いられている。ところ
が最近特に自動車分野において、燃費向上および排ガス
低減といった観点から軽量化の要請が高まり、こうした
要望に沿うものとしてＡｌまたはＡｌ合金（以下、Ａｌ
合金で代表する）が注目されている。Ａｌ合金材は軽量
であるばかりか、素材自体の耐食性が優れたものであり
、大いに期待されているが、外板材等として電着塗装等
を施した後の塗装後耐食性が意外に悪く、特に腐食環境
下では短期間のうちに糸錆が発生するという欠点がある
ため、必ずしも期待通りとは言えない。

糸錆の発生機構および成長機構については未だ完全に解
明されている訳ではないが、糸錆発生の主原因の１つは
Ａｌ合金に対する塗膜密着性不良にあると考えられてい
る。即ちＡｌ合金材の表面は緻密な酸化物よりなる不働
態皮膜で覆われているので、この上に塗料を塗布しても
Ａｌ合金素地との間に直接的な塗膜結合を形成するもの
とはならない。また鋼板等の塗装性改善法として汎用さ
れている燐酸塩処理をＡｌ合金材に施したとしても、Ａ
ｌ合金材表面に存在する不働態皮膜によって化成処理が
妨げられ、満足な燐酸塩皮膜は形成されない。

そこでこうした問題を解消するため、Ａｌ合金材の表面
にＺｎ系めっき等を施し、その上を燐酸塩処理すること
によって塗膜密着性を高める方法が提案され（特開昭６
１−１５７６９３号）、それなりの成果を得ている。と
ころがこの方法では、糸錆の発生時期は遅らせることが
できるものの、腐食環境下では比較的早い時期に塗膜膨
れが起こり、この部分が起点となって腐食が急速に進行
することが確認された。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであっ
て、その目的は、従来の塗装Ａｌ合金材に見られる糸錆
の問題を解消すると共に塗膜の膨れ現象を阻止すること
のできる耐食性の良好な塗装Ａｌ合金材を提供しようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明に係る塗装Ａｌ
合金材の構成は、ＡｌまたはＡｌ合金よりなる基地の表
面に、純Ｚｎまたは純Ｆｅよりなるめっきと燐酸塩との
反応によって生成した燐酸亜鉛及び／もしくは燐酸亜鉛
鉄よりなる皮膜のみが形成され、更にその上に塗装皮膜
を形成してなるところに要旨を有するものである。

［作用］ Ｚｎ系めっきは、元々鉄鋼材の耐食性を高める為の技術
として開発されたものであるが、他方前記公開公報（特
開昭６１−１５７６９３号）に開示された発明では、Ａ
ｌ合金材の燐酸塩処理性を高めて塗膜密着性を改善する
ための手段として利用されている。即ちＺｎ系めっき層
に期待される作用効果は後者ではかなり異なったものと
なっている。そこでめっき層の作用効果について追究し
たところ、鉄鋼材の場合は、Ｚｎ系めっきの後で燐酸塩
処理を行なった後においても、鉄鋼材の耐孔あき性を確
保するためにはＺｎ系めっき層を残存させることが必要
であるが、Ａｌ合金材の場合はそれ自身が優れた耐孔あ
き性を有しているので、塗膜密着性改善の為の燐酸塩処
理を施して密着性の完全が図られたならば、Ｚｎ系めっ
き層を残存させなければならないという必然性は殆んど
なく、むしろＺｎ系めっき層が残存すると腐食環境下で
Ｚｎ系めっき層自体の腐食反応を助長して、塗膜膨れの
原因になるので、Ｚｎ系めフき層は残存させない方が好
ましいことが明らかになってきた。

また鉄鋼材に適用する場合は、上記の様な理由から燐酸
塩処理後もＺｎ系めっき層を残す必要があり、そのため
めっき層自体の強度も考慮してやや硬質のＺｎ系合金め
っき材が汎用されている。

しかしながらＡｌ合金材に適用する場合の如く、燐酸塩
処理によりＺｎ金属層を消失させてしまうという前提に
立フて考えると、めっき層については、燐酸塩処理性改
善効果を有するものでありさえすれば良く、強度等は特
に要求されない。その上めっき処理から燐酸塩処理まで
の間で行なわれることのあるプレス成形等を考慮すると
、めっき材としてはＺｎ合金めっき材よりも延性の良好
な純Ｚｎや純Ｆｅの方が好ましいと考えられる。

本発明は上記知見を基にしてなされたものであって、Ａ
ｌ合金板に比較的薄肉の純Ｚｎまたは純Ｆｅめっきを施
し、これを燐酸塩処理することによって純Ｚｎまたは純
Ｆｅめつき層のすべてを燐酸亜鉛（ホパイト）及び／又
は燐酸亜鉛鉄（ホスホフェライト）に変えてから塗装を
施すことにより、優れた塗膜密着性を確保すると共に、
該塗装Ａｌ合金材を腐食環境に曝らした場合でも塗膜膨
わが起こらず、優れた塗装後耐食性を有する塗装Ａｌ合
金材を提供するものである。

尚、燐酸塩化成処理剤は燐酸亜鉛や燐酸鉄などの燐酸塩
を主成分とし、これに遊離の燐酸や促進剤を加えたもの
であり、純Ｚｎめっき層は燐酸塩処理によって燐酸亜鉛
よりなる皮膜を形成し、方純Ｆｅめっき層は燐酸塩処理
によって燐酸亜鉛鉄または燐酸亜鉛鉄と燐酸亜鉛の混合
物よりなる皮膜を形成する。そして純Ｚｎまたは純Ｆｅ
めつき層のすべてを上記の様な燐酸塩に変えるには、Ｚ
ｎまたはＦｅめっき層の肉厚に応じて燐酸塩処理条件を
適宜調節すればよいが、通常の燐酸塩処理条件ですべて
を燐酸塩に変えるには、純Ｚｎまたは純Ｆｅめっき層を
０．９ｇ／ｍ２程度以下、より好ましくは０．８ｇ／ｍ
２程度以下に抑えておくのがよい。

いずれにしてもこれらの燐酸塩皮膜は、その上に塗布さ
れる塗膜に対して優れた密着性を示すものであり、且つ
Ａｌ合金材表面のめっき層は燐酸塩処理によってすべて
が燐酸亜鉛及び／もしくは燐酸亜鉛鉄に変わっておりめ
っき金属は残されていないので、従来の様に残存めっき
金属の腐食によって塗膜膨れを生ずる恐れもなく、塗装
後耐食性は非常に優れたものとなる。

燐酸塩皮膜の表面に塗布される塗料の種類は特に限定さ
れないが、優れた塗膜密着性を得るうえで特に好ましい
のは、分子中に水酸基やアミノ基等の極性基を有する樹
脂を主成分とするものであり、この様な樹脂塗料を使用
すると、塗料中の極性基と燐酸塩皮膜の間で水素結合が
形成され、高レベルの塗膜密着性が与えられる。かかる
樹脂塗料としては、エポキシ系樹脂塗料、アルキドメラ
ミン系樹脂塗料、アクリル系樹脂塗料、ポリブタジェン
系樹脂塗料等が例示され、中でもエポキシ系樹脂塗料お
よびアルキドメラミン系樹脂塗料は特に好ましいものと
して賞月される。

本発明が適用されるＡｌ合金材の形状は一切制限がなく
、最も汎用性の高い板材の他、線材、棒材、管材等にも
同様に適用することができる。

［実施例コ Ａｌ板またはＡｌ−Ｍｇ系もしくはＡｌ−３ｉ系のＡｌ
合金板に対し置換めっき法によって厚さ０．０５〜０：
工５μｍの純Ｚｎまたは純Ｆｅめっきを施し、次いで燐
酸塩処理を施すことによって、各めっき金属のすべてを
燐酸亜鉛及び／もしくは燐酸亜鉛鉄に変えた。尚燐酸塩
処理液としては日本パーカライジング社製の「パルボン
ドＵ」を使用し、ＡｌまたはＡｌ合金板に所定の前処理
（脱脂、洗浄）を施した後、浸漬法によって燐酸塩処理
を行なった。

得られた燐酸塩処理物の表面に、アルキドメラミン系樹
脂塗料を乾燥膜厚が約２０μｍとなる様に塗布し、乾燥
後１３０℃で２０分間焼付は処理を行なって塗装Ａｌま
たはＡｌ合金板を得た。

また比較例として、上記方法に準じて純Ｚｎまたは純Ｆ
ｅめっきを施し、その後めっき金属の一部が残る様に軽
度の燐酸塩処理を施した他は上記と同様にして塗装Ａｌ
またはＡｌ合金板を得た。

得られた各供試板について、下記の方法で耐糸錆性およ
び耐塗膜膨れ性を調べた。

（耐糸錆性） 各供試板の表面にクロスカットを入れ、［塩水噴霧：２
４ｈｒｌ−［湿潤試験＝８゜％ＲＨＸ５０℃ｘ１２０ｈ
ｒ］→［室温放置：２４ｈｒ］を１サイクルとして４サ
イクル繰り返した後、発生した糸錆の最大長さにより下
記の基準で評価した。

○：最大系錆長さ　＜　１　ａｍ △：最大系錆長さ　１〜４ｍｍ ×：最大系鎖長さ　４ｍｍ＜ （耐塗膜膨れ性） 各供試板の表面にクロスカットを入れ、塩水噴霧を８４
０時間行なった後クロスカット部からの最大膨れ幅を測
定し、下記の基準で評価した。

Ｏ・最大膨れ幅　＜　１　ｍｍ △：最大膨れ幅　１〜４ｍ＋ｎ ×：最大膨れ幅　４　ｍｍ＜ 結果は第１表に一括して示す通りであり、本発明の規定
要件を満たすＮｏ、１〜７は耐糸錆性、耐塗膜膨れ性と
もに良好である。しかしＺｎまたはＦｅめっきの後燐酸
塩処理を行なったものでも、基地表面にめっき金属が残
フているもの（Ｎｏ。

８．９，１０．１２）では、特に耐塗膜膨れ性が悪い。

またＮｏ、１１は燐酸塩処理を行なわなかったものであ
って、やはり耐塗膜膨れ性が劣悪であり、またＮｏ、１
３はめっき処理および燐酸塩処理のいずれも行なわなか
ったもので、耐糸錆性および耐塗膜膨れ性のいずれも不
良である。

第１，２図は、下記の基本構成からなる塗装Ａｌ合金板
について、燐酸塩皮膜の下層側に残存するめっき金属の
量が耐糸錆性および耐塗膜膨れ性にどの様な影響を与え
るかを調へた結果を示したものである。但しこの試験は
、摺動試験（伸び率５％、面圧２　ｋｇｆ／ｍｍ２）を
行なった後に塗装を施し、前述の方法に従って最大系鎖
長さおよび最大塗膜膨れ幅により評価した。

母材二＾１−Ｍｇ系合金板 めっき成分：純Ｚｎ、純Ｆｅ、　Ｚｎ−Ｆｅ合金燐酸塩
皮膜：ホパイト（約２．５ｇ／ｍ２）第１．２図からも
明らかである様に、燐酸塩処理後における純Ｚｎめフき
金属の残存量が多くなるほど耐糸錆性および耐塗膜膨れ
性は悪くなり、特に耐塗装膨れ性に与えるめっき金属残
存量の影響は顕著である。まためっき層がＺｎ−Ｆｅ金
属層を形成している場合には、耐糸錆性、耐塗膜膨れ性
が若干劣る。そして該めっき金属残存量を零とすること
により両性能を著しく高め得ることが分かる。

［発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されており、ＡｌまたはＡｌ合
金表面にめっきされた純ＺｎまたはＦｅのすべてを燐酸
塩処理によって燐酸塩皮膜に変えてからこの上に塗装す
ることにより、耐糸錆性および耐塗膜膨れ性の優秀な塗
装ＡｌまたはＡｌ合金材を提供し得ることになった。

【図面の簡単な説明】 第１．２図は、めっき層の残存量と耐糸錆性および耐塗
膜膨れ性の関係を示すグラフである。 第１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＡｌまたはＡｌ合金よりなる基地の表面に、純Ｚｎまた
   は純Ｆｅよりなるめっき金属と燐酸塩との反応によって
   生成した燐酸亜鉛及び／もしくは燐酸亜鉛鉄よりなる皮
   膜のみが形成され、更にその上に塗装皮膜を形成したも
   のであることを特徴とする耐食性に優れた塗装Ａｌまた
   はＡｌ合金材。