JPH04268078A - 自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車ボディの外板と
して使用するＡｌまたはＡｌ合金からなるＡｌ系板の塗
装前処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、車体の軽量化を図るため自動車ボ
ディの外板パネルを従来の冷延鋼板から軽量材質のＡｌ
系板に代える実用化研究が活発に進められている。通常
、自動車ボディ用に汎用されている冷延鋼板は塗装前に
耐食性を付与するためのリン酸塩による化成処理が施さ
れるが、Ａｌ系の板材を用いる場合にも同様の処理が必
要となる。ところが、Ａｌ系板に直接リン酸塩処理を施
すと、表面に形成されている緻密な酸化膜が妨害作用を
及ぼして処理効率を著しく低下させ、これに伴って糸錆
性に対する改善効果も小さくなる。そのうえ、Ａｌイオ
ンがリン酸塩処理液中に溶出して効力低下を来すため、
鋼板パーツを同時に処理するような際には全体のリン酸
塩皮膜形成が円滑に進まなくなる。

【０００３】このような問題点を解決するために、リン
酸塩処理をおこなう前に予め表面にＺｎ等の金属メッキ
層を形成したＡｌ系板が提案されている（特開昭６１−
１５７６９３号公報、特開昭６３−１５３２６２号公報
、特開昭６３−１６６９６４号公報）　。これら先行技
術においてＡｌ系板に予めＺｎメッキ層等を形成するた
めの主要な目的は、Ａｌ系板と鋼板、表面処理鋼板との
同時リン酸塩処理を可能にするとともに、Ａｌイオンの
溶出蓄積を防止して化成処理の効率を高める点にある。 そして、形成するＺｎメッキ層等は、リン酸塩処理後に
おいてＡｌ系板とリン酸塩皮膜との間に中間層として介
在することが重要な要件となっている。このため、Ｚｎ
メッキ層等は化成処理によって完全に溶解することのな
い十分な厚さに形成する必要があり、Ｚｎ皮膜量として
０．４　ｇ／ｍ２以上の限定が引かれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
らが詳細に検討したところ、上記のように皮膜量０．４
　ｇ／ｍ２以上のＺｎメッキ層を形成したＡｌ系板を自
動車ボディ材に適用しようとすると、化成処理後に残留
したＺｎ層が外面塗装後の耐食試験において膨れの原因
となることが解明された。

【０００５】本発明は、自動車ボディ用Ａｌ系板を対象
とする場合には予め形成するＺｎメッキ層を化成処理時
に溶解させることが塗装後の品質向上に有効であること
を確認して開発に至ったもので、その目的は塗装後にお
ける糸錆性を改善し、併せて膨れ現象を効果的に防止す
ることができる自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方
法を提供することにある。

【０００６】ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層は、密着性が
良好でムラが少なく、かつ付着量が適正であることが要
求されるが、亜鉛置換法によるＺｎメッキでは適正な目
付量を得るために極めて厳密な管理が必要となる。一方
、電気亜鉛／亜鉛合金メッキ法では、適正な目付量を得
ることは比較的容易であるものの、前処理の影響を受け
易く、前処理の状態によってはムラの発生や密着不良が
発生する。本発明の開発は、これら両メッキ法を併用し
、亜鉛置換により極薄のＺｎメッキ層を形成したのち電
気亜鉛／亜鉛合金メッキを施すと、前処理に影響されず
に密着性が良好でムラが少なく、かつ容易に適正な付着
量のＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を形成することができ
る事実の確証に基づいている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理
方法は、ＡｌまたはＡｌ合金板の表面を清浄化したのち
、亜鉛置換メッキ法および電気亜鉛メッキ法によりＺｎ
またはＺｎ合金メッキ層を形成する第１工程と、ついで
第１工程で形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層が溶解
する条件でリン酸亜鉛による化成処理を施す第２工程か
らなることを構成上の特徴とする。

【０００８】本発明の素材となるＡｌ系板は、Ａｌまた
はＡｌ合金の展伸材であればどのようなものでもよく、
材質やテンパー等には特に制約はない。

【０００９】第１工程は、Ａｌ系板の表面を例えば希硫
酸浸漬により清浄化したのち、亜鉛置換メッキ法を用い
てＺｎメッキ層を形成し、引き続き電気亜鉛メッキ法に
よりＺｎまたはＺｎ合金のメッキ層を形成するプロセス
である。亜鉛置換メッキはＡｌ系板を亜鉛置換処理浴に
浸漬する方法によっておこなわれるが、本発明の目的に
好適なメッキ浴の条件　（組成、温度）　は下記のとお
りである。 水酸化ナトリウム：　１０　〜３００　ｇ／ｌ　酸化亜
鉛：５〜５０　ｇ／ｌ 温　　度：２０℃ 該亜鉛置換メッキ法により形成するＺｎメッキ層は余り
厚くすると目付量のばらつきが大きくなるため、付着量
として０．５　ｇ／ｍ２以下の膜厚になるように設定す
ることが好ましい。また、本発明の目的に好適な電気亜
鉛メッキの条件は、下記のとおりである。 硫酸亜鉛（７水和物）：３００　ｇ／ｌ　硫酸ナトリウ
ム：５０　ｇ／ｌ ｐＨ：　１．６〜１．８　 温　　度：５０℃ 電流密度：５　Ａ／ｄｍ２ 通電時間：３〜１６秒

【００１０】電気亜鉛メッキが終了した段階で形成され
るＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の付着量は、第２工程の
リン酸亜鉛処理時で溶解されるエッチング量に等しいか
それ以下にする必要がある。この付着量がエッチング量
より上廻ると、リン酸亜鉛処理後にＺｎまたはＺｎ合金
皮膜が残存して膨れ欠陥の原因となる。ＺｎまたはＺｎ
合金メッキ層のエッチング量は、用いるリン酸亜鉛処理
剤の種類や処理の条件によって変動するが、処理剤の種
類や処理条件に拘わらず確実に全量溶解させるには最終
的なＺｎまたはＺｎ合金付着量の上限を０．３８　ｇ／
ｍ２　に留めておくことが好ましい。しかし、活性度の
高い処理剤、処理条件を適用する場合には、Ｚｎまたは
Ｚｎ合金の付着量が１．０　ｇ／ｍ２まで溶解させるこ
とができる。他方、ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の付着
量が０．０５　ｇ／ｍ２　未満になると、第２工程の化
成処理で十分な量のリン酸亜鉛皮膜が形成されなくなっ
て糸錆が発生し易くなる。 したがって、第１工程において形成するＺｎまたはＺｎ
合金メッキ層の付着量は、電気亜鉛メッキ法を終了した
時点で合計付着量が０．０５〜１．０　ｇ／ｍ２の範囲
、より安全には０．０５〜０．３８　ｇ／ｍ２　に設定
することが望ましい。

【００１１】第２工程は、第１工程で形成したＺｎまた
はＺｎ合金メッキ層が溶解する条件を適用してリン酸亜
鉛による化成処理を施すプロセスである。リン酸亜鉛処
理剤としては市販のものを使用することができるが、第
１工程により形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の付
着量に応じて活性度および処理条件を適宜に調整して化
成処理をおこなう必要がある。該第２工程において形成
するリン酸亜鉛皮膜は、　０．５〜３　ｇ／ｍ２　が適
正な皮膜量範囲である。

【００１２】上記の第１工程および第２工程を介して形
成されたリン酸亜鉛単独皮膜層を備えるＡｌ系板は、通
常の自動車ボディ塗装工程に移されて外面塗装が施され
る。

【００１３】

【作用】本発明によれば、第１工程において、操作が簡
便で密着性の良好な亜鉛置換メッキ法により前処理に影
響されることなしに極薄いＺｎメッキをおこない、その
上面に目付量の管理が容易な電気亜鉛メッキを施してＡ
ｌ系板の表面に平滑かつ均質で適正皮膜量のＺｎまたは
Ｚｎ合金メッキ層を形成し、化成処理の効率を高めて糸
錆の発生防止を図る。ついで、第２工程において第１工
程で形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層面にリン酸亜
鉛による化成処理を施すと、ＺｎまたはＺｎ合金メッキ
層が処理浴中に溶出して界面のｐＨが上昇し、この作用
でリン酸亜鉛皮膜の析出が発現する。この過程を通じて
Ｚｎの溶解機構を最大限に利用し、一旦形成したＺｎま
たはＺｎメッキ層を完全に溶解除去して最終的に膨れ現
象の発生を招くことのないリン酸亜鉛単独の皮膜層を形
成する。

【００１４】このような第１および第２工程の処理機構
を介して外面塗装後における糸錆ならびに膨れ現象の発
生は完全に防止され、自動車ボディ用Ａｌ系板として効
果的な塗装前処理が完結する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１〜２、比較例１〜３ （１）　第１工程 Ｍｇ４．５　％を含むＡｌ合金板の試験片（幅７０ｍｍ
、長さ１５０ｍｍ　、厚さ１ｍｍ）を、７０℃に加温さ
れた２％硫酸溶液に１分間浸漬して表面清浄化処理をお
こなった。清浄化処理した試験片を、水酸化ナトリウム
２００　ｇ／ｌ　と酸化亜鉛３０　ｇ／ｌの組成浴（２
０　℃）　に３秒間浸漬し、亜鉛置換メッキ法により付
着量０．１　ｇ／ｍ２のＺｎメッキ層を形成した。 ついで、試験片を硫酸亜鉛（７水和物）３００　ｇ／ｌ
　と硫酸ナトリウム５０　ｇ／ｌの組成からなるｐＨ　
１．６〜１．８　のメッキ浴（５０℃）　中で電流密度
５　Ａ／ｄｍ２により通電時間を５〜１６秒の範囲で変
化させて、電気亜鉛メッキ法により付着量が　０．２〜
１．５　ｇ／ｍ２のＺｎメッキ層を形成した。

【００１６】（２）　第２工程 第１工程でＺｎメッキ層を形成したＡｌ合金試験片を常
法により脱脂および表面調整したのち、市販のリン酸亜
鉛処理剤〔日本パーカライジング（株）製、パルボンド
　Ｌ−３０２０　〕を用い規定の処理条件に従って浸漬
処理を施してリン酸亜鉛皮膜を形成した。

【００１７】（３）　塗装後の評価 リン酸亜鉛皮膜を形成した試験片の表面に常法によりカ
チオン電着塗装、中塗塗装および上塗塗装を順次に施し
て、厚み　１００μｍ　の塗膜を形成した。得られた塗
装板につき糸錆試験および膨れ試験をおこない、その結
果を第２工程の電気亜鉛メッキ後における合計Ｚｎ付着
量、Ｚｎの残存状況および第２工程によるリン酸亜鉛皮
膜面の状況（目視、ＳＥＭ観察）と対比させ表１に示し
た。なお、糸錆試験と膨れ試験は次のようにしておこな
った。 糸錆試験：クロスカットに入れた試験片を２４時間塩水
噴霧をおこなったのち、温度５０℃、相対湿度（ＲＨ）
８０％の恒温槽に移して１０００時間保持し、糸錆の発
生状況を糸錆の総長で評価した。 膨れ試験：クロスカットに入れた試験片を、次の処理条
件で６０サイクルの劣化試験をおこない、膨れの状況　
（個数）　を観察した。 塩水噴霧　　　　６時間 乾　　燥　　　　　　５０℃、８時間 恒温恒湿　　　　５０℃、相対湿度（ＲＨ）８０％、１
０時間

【００１８】

【００１９】表１の結果から判るように、実施例１〜２
により第１工程のＺｎメッキ層を第２工程で溶解して形
成したリン酸亜鉛単独の皮膜面は極めて均一な組織を呈
しており、塗装後の糸錆や膨れ等の欠陥現象は全く認め
られていない。これに対し、第２工程後にＺｎメッキ層
が残存する比較例１および２では膨れが発生し、またＺ
ｎメッキ層を形成しなかった比較例３ではリン酸亜鉛皮
膜組織が不均一になるうえ糸錆の発生が認められた。

【００２０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の処理を適用すれ
ば外面塗装後における糸錆ならびに膨れ現象の発生を同
時に防止することができるから、自動車ボディ用Ａｌ系
板の塗装前処理として優れた効果が発揮される。そのう
え、第１工程におけるＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の形
成を亜鉛置換メッキ法と電気亜鉛メッキ法を併用してお
こなっているため、ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層が簡便
な操作で密着性がよく、また容易な目付量の管理下で付
着量の微調整が可能となるなど処理操作面の有利性がも
たらされる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＡｌまたはＡｌ合金板の表面を清浄化
   したのち、亜鉛置換メッキ法および電気亜鉛メッキ法に
   よりＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を形成する第１工程と
   、ついで第１工程で形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ
   層が溶解する条件でリン酸亜鉛による化成処理を施す第
   ２工程からなることを特徴とする自動車ボディ用Ａｌ系
   板の塗装前処理方法。
2. 【請求項２】　　第１工程における亜鉛置換メッキ法お
   よび電気亜鉛メッキ法により合計付着量が０．０５〜１
   ．０　ｇ／ｍ２のＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を形成す
   る請求項１記載の自動車用Ａｌ系板の塗装前処理方法。