JPH04210496A - アルミニウム材の表面処理方法 - Google Patents
アルミニウム材の表面処理方法Info
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- JPH04210496A JPH04210496A JP41014690A JP41014690A JPH04210496A JP H04210496 A JPH04210496 A JP H04210496A JP 41014690 A JP41014690 A JP 41014690A JP 41014690 A JP41014690 A JP 41014690A JP H04210496 A JPH04210496 A JP H04210496A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［（、） ００１１
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムまたはそ
の合金から成るアルミニウム材の表面処理方法に関し、
さらにはアルマイト皮膜とその上に施される有機材料と
の強固な付着力を発揮させるための表面処理に関する。 ［０００２］
の合金から成るアルミニウム材の表面処理方法に関し、
さらにはアルマイト皮膜とその上に施される有機材料と
の強固な付着力を発揮させるための表面処理に関する。 ［０００２］
【従来の技術】アルミニウムまたはその合金から成るア
ルミニウム材を硫酸、蓚酸、クロム酸等の水溶液系の電
解液中で陽極酸化処理して酸化皮膜を形成する方法は、
アルマイト処理として公知であり、航空機、光学機器、
建築材等の各種部品に広く用いられている。例えば、建
築材においては、陽極酸化処理した上に電着塗装を施し
て用いられる。航空機においては接着剤塗布用の下地処
理として陽極酸化皮膜が形成されている。 ［０００３］Ｌかしながらこのような用途にあっては、
いずれも表面処理されたアルミニウム材にその後の変形
加工などが行われないというのが前提になっている。ま
た、形成された皮膜上に接着剤あるいは塗膜が形成され
た状態においても、アルマイトのポアの底までは有機物
が満たされるわけではなく、より強固な接着力や密着力
が要求される用途には用いることが困難である。そのよ
うな用途の例として、塗装されたアルミニウム材を用い
た自動車車体が挙げられる。 （ｏ ｏ Ｏ４］
ルミニウム材を硫酸、蓚酸、クロム酸等の水溶液系の電
解液中で陽極酸化処理して酸化皮膜を形成する方法は、
アルマイト処理として公知であり、航空機、光学機器、
建築材等の各種部品に広く用いられている。例えば、建
築材においては、陽極酸化処理した上に電着塗装を施し
て用いられる。航空機においては接着剤塗布用の下地処
理として陽極酸化皮膜が形成されている。 ［０００３］Ｌかしながらこのような用途にあっては、
いずれも表面処理されたアルミニウム材にその後の変形
加工などが行われないというのが前提になっている。ま
た、形成された皮膜上に接着剤あるいは塗膜が形成され
た状態においても、アルマイトのポアの底までは有機物
が満たされるわけではなく、より強固な接着力や密着力
が要求される用途には用いることが困難である。そのよ
うな用途の例として、塗装されたアルミニウム材を用い
た自動車車体が挙げられる。 （ｏ ｏ Ｏ４］
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な観点にたってアルミニウムまたはアルミニウム合金か
ら成るアルミニウム材の塗装後の塗膜が密着力に優れ、
かつプレス成形等の加工に対しても強力な付着力を有す
る表面処理方法を提供することを目的とする。 ［０００５］
な観点にたってアルミニウムまたはアルミニウム合金か
ら成るアルミニウム材の塗装後の塗膜が密着力に優れ、
かつプレス成形等の加工に対しても強力な付着力を有す
る表面処理方法を提供することを目的とする。 ［０００５］
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ア
ルミニウム材をりン酸、クロム酸等の電解液を用いて陽
極酸化処理しポーラス型のアルマイト皮膜を形成した直
後に電解重合により高分子を生成する材料を溶解した液
中に浸漬し、アルマイト皮膜のポア部に高分子皮膜を形
成し封孔することを特徴とするアルミニウム材の表面処
理方法により達成される。 ［０００６１本発明の方法で用いられる電解重合用材料
とじては、陽極、陰極のいずれで重合するものでもよく
、好ましくは電子の引き抜き反応の発生する陽極での重
合が好ましい。具体的には、ビロール、チオフェン、フ
ェニレン、アセチレン、フェニルアセチレン等の導電性
高分子を形成するモノマー、及びそれらの誘導体が挙げ
られる。これらはいずれも有機溶剤中に溶解し、導電性
付与剤の添加のもとで電解重合反応を生起するものであ
るが、実用上はこれにこだわらずに広く材料を選ぶこと
が可能である。例えば、チオフェンの誘導体として３位
にＮＯ２、Ｃ０ＯＨ等の基を置換させたものなどが使用
可能であり、これらは水溶性のモルマーになる。 ［０００７］具体的に電解重合によって高分子を形成す
るにあたっては、陽極酸化皮膜のバリアー層を通して電
子、あるいは陽イオンをアルミニウム面まで到達させる
ことが必要であり、そのために要する電圧は１００〜数
１００■である。 ［０００８］！解重合の基材とし、ての陽極酸化皮膜に
ついては、特に制限を設けるものではないが、重合され
る有機物の重合度、分子量等により、ポアフィリングの
程度が左右されるので、重合条件を含めて最適なものを
選ぶことが出来る。後加工の観点からは、枝状にポアが
生成して有機物との密着面積が稼げるクロム酸陽極酸化
皮膜や、接着耐久性に優れるリン酸陽極酸化皮膜などが
好ましい。特にりン酸陽極酸化皮膜にあっては、ポアの
開口面積が大きく、後に電着塗装を施す際においても電
解重合高分子との強固な付着力が発揮される。 ［０００９１陽極酸化処理条件としては、通常、室温で
、電流密度１〜５Ａ／ｃ１ｏ２．処理時間１０〜６０ｍ
１ｎというのがよく用いられる条件であるが、アルミニ
ウム板のようにコイルで処理するものでは、いわゆる高
速陽極酸化処理が好ましい。条件としては、温度６０〜
９０℃、電流密度１０〜２０Ａ／ｄＩＩＩ２、処理時間
５〜３０ＳｅＣが一例としてあげられる。この処理条件
については、例えば特開昭６１−２５７４９７号公報に
記載のものがある。 ［００１０１
ルミニウム材をりン酸、クロム酸等の電解液を用いて陽
極酸化処理しポーラス型のアルマイト皮膜を形成した直
後に電解重合により高分子を生成する材料を溶解した液
中に浸漬し、アルマイト皮膜のポア部に高分子皮膜を形
成し封孔することを特徴とするアルミニウム材の表面処
理方法により達成される。 ［０００６１本発明の方法で用いられる電解重合用材料
とじては、陽極、陰極のいずれで重合するものでもよく
、好ましくは電子の引き抜き反応の発生する陽極での重
合が好ましい。具体的には、ビロール、チオフェン、フ
ェニレン、アセチレン、フェニルアセチレン等の導電性
高分子を形成するモノマー、及びそれらの誘導体が挙げ
られる。これらはいずれも有機溶剤中に溶解し、導電性
付与剤の添加のもとで電解重合反応を生起するものであ
るが、実用上はこれにこだわらずに広く材料を選ぶこと
が可能である。例えば、チオフェンの誘導体として３位
にＮＯ２、Ｃ０ＯＨ等の基を置換させたものなどが使用
可能であり、これらは水溶性のモルマーになる。 ［０００７］具体的に電解重合によって高分子を形成す
るにあたっては、陽極酸化皮膜のバリアー層を通して電
子、あるいは陽イオンをアルミニウム面まで到達させる
ことが必要であり、そのために要する電圧は１００〜数
１００■である。 ［０００８］！解重合の基材とし、ての陽極酸化皮膜に
ついては、特に制限を設けるものではないが、重合され
る有機物の重合度、分子量等により、ポアフィリングの
程度が左右されるので、重合条件を含めて最適なものを
選ぶことが出来る。後加工の観点からは、枝状にポアが
生成して有機物との密着面積が稼げるクロム酸陽極酸化
皮膜や、接着耐久性に優れるリン酸陽極酸化皮膜などが
好ましい。特にりン酸陽極酸化皮膜にあっては、ポアの
開口面積が大きく、後に電着塗装を施す際においても電
解重合高分子との強固な付着力が発揮される。 ［０００９１陽極酸化処理条件としては、通常、室温で
、電流密度１〜５Ａ／ｃ１ｏ２．処理時間１０〜６０ｍ
１ｎというのがよく用いられる条件であるが、アルミニ
ウム板のようにコイルで処理するものでは、いわゆる高
速陽極酸化処理が好ましい。条件としては、温度６０〜
９０℃、電流密度１０〜２０Ａ／ｄＩＩＩ２、処理時間
５〜３０ＳｅＣが一例としてあげられる。この処理条件
については、例えば特開昭６１−２５７４９７号公報に
記載のものがある。 ［００１０１
【作用］このような手段により陽極酸化皮膜のポア部分
をほぼ完全に埋め尽くすように有機物を電解重合によっ
て形成することにより、その上に形成される塗膜との密
着性を確保することに加え、ポアの側壁が完全に有機物
で覆われることにより、空気中の水分による水和酸化皮
膜の成長を抑えるとともに、プレス加工等の変形によっ
て、アルマイト皮膜を割れ等による塗膜接着力の低下を
抑制することが可能となる。 ［００１１１このような陽極酸化皮膜は前述のように予
め塗装した板材から組み立てる部品のみでなく、表面処
理した板をプレス成形し、さらに接着剤、溶接等で組み
立てる用途にも使用可能である。この理由は、ポアの内
面に形成された有機物皮膜は、アルマイト自身が大気中
の水分を吸収して密着性の劣る水和酸化物皮膜になって
いくのを抑制することができ、その結果自動車のように
多数の部材を組み付けて車体を形成する場合における、
部材の成形から組付けまでのリードタイムのばらつきに
よる品質の変化を抑える効果を有するからである。 ［００１２］さらに接着剤で部品を組みつける場合は、
有機物皮膜のない場合に比べ、元来粘度の大きな材料で
あることからポアの内面にまで接着剤が侵入していって
接着力を発揮することは期待すべくもないが、有機物皮
膜の存在によってプラスアルファの接着力を発揮するこ
とが可能となる。 ［００１３］電解重合高分１″−は電子伝導性を有する
高分子であることから、後に塗装を施す場合（、二おい
て電Ｗ塗畏が可能である。こｔｌは成形加工された部品
に適用する場合に大きなメリッ１へとなる。 ［００１４ｆｆ 【実施例］このような優れた性能を有する表面処理の効
果をより詳細に説明するために、以下実施例に基づいて
説明する。 ［００１５］実施例１ アルミニウム板としてＪＩＳ ５０５２を用い、アルカ
リ脱脂剤（ファインクリーナー３１．５９日本パー力ラ
うジング製）で脱脂しく６５℃、デイツプ、２分）、流
水で充分水洗したものを陽極酸化処理用の試料とした。 ［００１６３陽極酸化処理液は２５０ｇ／ １−のリン
酸水溶液を６５℃に加温し、白金板を陰極として２０Ａ
／ｄｍ”の電流密度で２０秒間処理を行った。処理液か
ら取り出した後、流水で水洗し、イオン交換水で水洗し
た後風乾した。 ［００１７１電解重合はビロール（０，３％）アセトニ
ｌ〜リル溶液（支持電解質としてＴＢＡＨ３％）をグロ
ーブボックス中、窒素雰囲気に保持し、電流密度３ ｍ
Ａ／ｄｍ２、通電時間５分で処理した。 ［００１８ｆｆできあがった表面処理塗膜の性能を評価
するために、接着剤を介して２枚の試験片を貼り合わせ
、剪断強度を測定した。具体的な試験条件としては、ア
ルミニウム板寸法−ｍ＝−１，２５ＸＬＯＯＸｌ、６脂
、接着層−ラップ長１２．５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ、
接着剤−−５Ｗ２２１４ （住友スリーエム製） 、
１７０℃、３０分焼付は硬化し、インス１〜ロンで引っ
張り速度５ｍｍ／ｍｉｎで測定を行った。比較用として
、アルマイト皮膜のみのもの、無処理のアルミニウム板
を同時に試験に供した。結果を表１に示す（いずれもｎ
＝５の平均）。この結果より本発明の効果が明らかに認
められた。 ［００１９１さらに他の評価方法として、表面処理した
アルミニウム板に塗装を施し、エリクセン試験機で５ｍ
ｍ押しだした後、カッターで基盤目の傷を入れ、セロテ
ープ剥離により塗膜密着性を評価した。塗料としてはプ
レヨ−１〜鋼版用として市販さねでいる用土塗料製の「
コイルコー１へ３１プライマ」 「コイルコーｈ７１０
Ｊをそれぞ′れバーコー１へ法により塗装し、熱風乾
燥オープンにて２３０Ｃ１１分焼き付は硬化させた。セ
ロテープ剥離試験の結果を表１に接着試験の結果と併せ
て示す。 ［００２０３ 【表１］ ［００２１３実施例２〜１０ 実施例１と同様の陽極酸化処理用試料を用い、陽極酸化
処理液は実施例２〜４ではリン酸水溶液、実施例５゜６
ではクロム酸水溶液、実施例７，８では硫酸水溶液、実
施例９，１０ではしゆう酸水溶液を用いた外は実施例１
と同様にして陽極酸化処理を行った。次いでそれぞれ表
２に示すモノマーを用いて同様の条件下で電解重合によ
り表面処理した。できあがった実施例２〜１０の表面処
理塗膜の性能を実施例１に準じて評価し結果を表２に示
す。 ［００２２］ 【表２】 ［００２３］
をほぼ完全に埋め尽くすように有機物を電解重合によっ
て形成することにより、その上に形成される塗膜との密
着性を確保することに加え、ポアの側壁が完全に有機物
で覆われることにより、空気中の水分による水和酸化皮
膜の成長を抑えるとともに、プレス加工等の変形によっ
て、アルマイト皮膜を割れ等による塗膜接着力の低下を
抑制することが可能となる。 ［００１１１このような陽極酸化皮膜は前述のように予
め塗装した板材から組み立てる部品のみでなく、表面処
理した板をプレス成形し、さらに接着剤、溶接等で組み
立てる用途にも使用可能である。この理由は、ポアの内
面に形成された有機物皮膜は、アルマイト自身が大気中
の水分を吸収して密着性の劣る水和酸化物皮膜になって
いくのを抑制することができ、その結果自動車のように
多数の部材を組み付けて車体を形成する場合における、
部材の成形から組付けまでのリードタイムのばらつきに
よる品質の変化を抑える効果を有するからである。 ［００１２］さらに接着剤で部品を組みつける場合は、
有機物皮膜のない場合に比べ、元来粘度の大きな材料で
あることからポアの内面にまで接着剤が侵入していって
接着力を発揮することは期待すべくもないが、有機物皮
膜の存在によってプラスアルファの接着力を発揮するこ
とが可能となる。 ［００１３］電解重合高分１″−は電子伝導性を有する
高分子であることから、後に塗装を施す場合（、二おい
て電Ｗ塗畏が可能である。こｔｌは成形加工された部品
に適用する場合に大きなメリッ１へとなる。 ［００１４ｆｆ 【実施例］このような優れた性能を有する表面処理の効
果をより詳細に説明するために、以下実施例に基づいて
説明する。 ［００１５］実施例１ アルミニウム板としてＪＩＳ ５０５２を用い、アルカ
リ脱脂剤（ファインクリーナー３１．５９日本パー力ラ
うジング製）で脱脂しく６５℃、デイツプ、２分）、流
水で充分水洗したものを陽極酸化処理用の試料とした。 ［００１６３陽極酸化処理液は２５０ｇ／ １−のリン
酸水溶液を６５℃に加温し、白金板を陰極として２０Ａ
／ｄｍ”の電流密度で２０秒間処理を行った。処理液か
ら取り出した後、流水で水洗し、イオン交換水で水洗し
た後風乾した。 ［００１７１電解重合はビロール（０，３％）アセトニ
ｌ〜リル溶液（支持電解質としてＴＢＡＨ３％）をグロ
ーブボックス中、窒素雰囲気に保持し、電流密度３ ｍ
Ａ／ｄｍ２、通電時間５分で処理した。 ［００１８ｆｆできあがった表面処理塗膜の性能を評価
するために、接着剤を介して２枚の試験片を貼り合わせ
、剪断強度を測定した。具体的な試験条件としては、ア
ルミニウム板寸法−ｍ＝−１，２５ＸＬＯＯＸｌ、６脂
、接着層−ラップ長１２．５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ、
接着剤−−５Ｗ２２１４ （住友スリーエム製） 、
１７０℃、３０分焼付は硬化し、インス１〜ロンで引っ
張り速度５ｍｍ／ｍｉｎで測定を行った。比較用として
、アルマイト皮膜のみのもの、無処理のアルミニウム板
を同時に試験に供した。結果を表１に示す（いずれもｎ
＝５の平均）。この結果より本発明の効果が明らかに認
められた。 ［００１９１さらに他の評価方法として、表面処理した
アルミニウム板に塗装を施し、エリクセン試験機で５ｍ
ｍ押しだした後、カッターで基盤目の傷を入れ、セロテ
ープ剥離により塗膜密着性を評価した。塗料としてはプ
レヨ−１〜鋼版用として市販さねでいる用土塗料製の「
コイルコー１へ３１プライマ」 「コイルコーｈ７１０
Ｊをそれぞ′れバーコー１へ法により塗装し、熱風乾
燥オープンにて２３０Ｃ１１分焼き付は硬化させた。セ
ロテープ剥離試験の結果を表１に接着試験の結果と併せ
て示す。 ［００２０３ 【表１］ ［００２１３実施例２〜１０ 実施例１と同様の陽極酸化処理用試料を用い、陽極酸化
処理液は実施例２〜４ではリン酸水溶液、実施例５゜６
ではクロム酸水溶液、実施例７，８では硫酸水溶液、実
施例９，１０ではしゆう酸水溶液を用いた外は実施例１
と同様にして陽極酸化処理を行った。次いでそれぞれ表
２に示すモノマーを用いて同様の条件下で電解重合によ
り表面処理した。できあがった実施例２〜１０の表面処
理塗膜の性能を実施例１に準じて評価し結果を表２に示
す。 ［００２２］ 【表２】 ［００２３］
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば陽極酸化処理により作製したアルマイト皮膜のポア部
に、電解重合により有機物皮膜を形成することにより、
塗膜密着性、接召剤の接着強度に優れた表面処理皮膜を
提供することができ、プレコート材等の強加工に耐える
塗装下地６−シて、あるいは接着車体等の接着下地とじ
で好適な表向処理アルミニウム材を提供できるという効
果が得られる。
ば陽極酸化処理により作製したアルマイト皮膜のポア部
に、電解重合により有機物皮膜を形成することにより、
塗膜密着性、接召剤の接着強度に優れた表面処理皮膜を
提供することができ、プレコート材等の強加工に耐える
塗装下地６−シて、あるいは接着車体等の接着下地とじ
で好適な表向処理アルミニウム材を提供できるという効
果が得られる。
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウムあるいはアルミニウム合金か
ら成るアルミニウム材に表面処理を施す方法であって、
陽極酸化処理によりポーラス型のアルマイト皮膜を形成
した後、電解重合法によりポア部を有機物で封孔するこ
とを特徴とするアルミニウム材の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41014690A JPH04210496A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | アルミニウム材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41014690A JPH04210496A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | アルミニウム材の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04210496A true JPH04210496A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18519352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41014690A Pending JPH04210496A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | アルミニウム材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04210496A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017052738A1 (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | Apple Inc. | Anodic oxide based composite coatings of augmented thermal expansivity to eliminate thermally induced crazing |
| US10760176B2 (en) | 2015-07-09 | 2020-09-01 | Apple Inc. | Process for reducing nickel leach rates for nickel acetate sealed anodic oxide coatings |
| US11111594B2 (en) | 2015-01-09 | 2021-09-07 | Apple Inc. | Processes to reduce interfacial enrichment of alloying elements under anodic oxide films and improve anodized appearance of heat treatable alloys |
-
1990
- 1990-12-13 JP JP41014690A patent/JPH04210496A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11111594B2 (en) | 2015-01-09 | 2021-09-07 | Apple Inc. | Processes to reduce interfacial enrichment of alloying elements under anodic oxide films and improve anodized appearance of heat treatable alloys |
| US10760176B2 (en) | 2015-07-09 | 2020-09-01 | Apple Inc. | Process for reducing nickel leach rates for nickel acetate sealed anodic oxide coatings |
| WO2017052738A1 (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | Apple Inc. | Anodic oxide based composite coatings of augmented thermal expansivity to eliminate thermally induced crazing |
| US10711363B2 (en) | 2015-09-24 | 2020-07-14 | Apple Inc. | Anodic oxide based composite coatings of augmented thermal expansivity to eliminate thermally induced crazing |
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