JPH04337080A - アルミニウム塗装材の製造方法 - 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、下地処理を施された成
形加工用アルミニウム又はアルミニウム合金（以下単に
アルミニウムという）塗装材に関する。さらに詳しくは
、アルミニウムキャップ等の製造に使用され、絞り加工
や打抜き加工のような成形加工用に好適なアルミニウム
塗装材およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、成
形加工用アルミニウム塗装材は、脱脂したアルミニウム
素板に２〜７ｇ／ｍ２の厚さのサイズコートを施し、そ
のあとクリアニス等の塗膜（トップコート）を上乗せし
たのち、キャップ成形絞り加工によりアルミニウムキャ
ップ等に製品化されることが多かった。この場合にサイ
ズコートを施す目的は、その上に塗布形成される塗膜が
成形加工時に脆化し、その結果塗膜が剥離することを防
止することにある。しかしながら、このサイズコート法
はオーブンでの焼付を必要とするため、化成処理に比べ
てコスト面や生産性の面で不利な処理方法であった。

【０００３】また、成形加工用のサイズコートとしては
、成形絞り加工等のきびしい変形加工条件に耐えられる
ように変性ビニル系、エポキシエステル系などの樹脂あ
るいは塩化ビニル系−酢酸ビニル系の樹脂が使用されて
きたが、現在なおアルミニウム素板とトップコート塗膜
の密着性は必ずしも完全とは言えない状況にある。

【０００４】一方、現在実用化されているリン酸クロメ
ート処理やジルコニウム含有重合体皮膜等を形成させる
下地処理では、きびしい絞り加工によってトップコート
の剥離が起きるという問題点が解決されていない。従っ
て、本発明の目的は、コスト面と生産性の面で不利な点
を有する下地処理である従来のサイズコートを用いずに
、化成処理によってアルミニウム素板とトップコート塗
膜との密着性を強固にし、成形絞り加工時にトップコー
トの剥離が起きないアルミニウム塗装材およびその製造
方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
に鑑み鋭意研究の結果、アルミニウム素板の下地処理と
してリン酸クロメート処理とジルコニウム含有化成処理
とを組合せて行ったものに、塗膜を形成させることによ
り、成形絞り加工時のトップコート塗膜の密着強度が大
巾に向上し、剥離が完全に防止できることを見出し、本
発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、クロムイオンおよび
ジルコニウムイオンを含有する下地皮膜を有し、その上
に塗膜を形成してなることを特徴とするアルミニウム塗
装材、およびアルミニウム素板の下地処理として、クロ
ム含有液による化成処理とジルコニウム含有液による化
成処理を施し、その上に塗膜を形成することを特徴とす
るアルミニウム塗装材の製造方法を提供するものである
。

【０００７】本発明において形成される下地皮膜に所定
量のクロムイオンを含有させる。このような皮膜として
はリン酸クロメート皮膜があげられ、これはアルミニウ
ム材料を脱脂、水洗した後に市販のリン酸クロメート処
理剤により処理し、表面に形成させ、乾燥させて得るこ
とができる。この場合、皮膜中のクロムイオン付着量３
ｍｇ／ｍ２　未満では均一な表面皮膜が得られず、密着
性にムラを生じることがある。またクロムイオン量が増
加すると塗膜密着性が向上するが、あまり多くなりすぎ
ると皮膜が硬化し、成形加工時に皮膜が割れ密着性が劣
化するばかりでなく、板の切断加工時の切断刃の劣化も
きたす。したがって、１００ｍｇ／ｍ２　を越えないよ
うにするのが好ましい。

【０００８】次に本発明において下地皮膜中に所定量の
ジルコニウムイオンを含有する。このジルコニウム含有
下地皮膜は、好ましくはクロム含有下地皮膜とは別に、
好ましくはその上に形成される。このジルコニウム皮膜
は一般にはアンモニウム・ジルコニウム・カーボネート
およびフルオロジルコネートのアルカリ金属塩もしくは
アンモニウム塩のような水溶性化合物を用いて形成され
る。またカルボキシル基を含有するジルコニウム含有重
合体としては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール
、セルローズのヒドロキシエーテルやエチレン無水マレ
イ酸やポリビニルピロリジンおよびポリビニルメチルエ
ーテルのジルコニウム塩があり、分散粒子型の重合体で
はジルコニウム含有アクリル共重合体ラテックス等もあ
る。この重合体を水系の溶剤に溶かした状態でアルミニ
ウム材の表面に塗り、その後オーブン等の加熱装置で乾
燥させる。これらのジルコニウム含有下地処理をクロム
含有下地皮膜上に施した場合、さきに処理したクロメー
ト皮膜の乾燥皮膜に見られるポーラスな皮膜構造の中に
浸け込みアルミニウム素板にまで浸透することができる
。

【０００９】このようにしてクロメート皮膜の中に浸透
したジルコニウムイオンは、その後乾燥させることによ
って、クロメート皮膜のポーラスな部分を例えばジルコ
ニウム重合体の皮膜が埋め込み皮膜そのものを強化する
とともにアルミニウム素板との塗装密着性を上昇させる
ものである。ここで皮膜中のジルコニウム含量は０．５
ｍｇ／ｍ２　以上５０ｍｇ／ｍ２　以下が望ましい。０
．５ｍｇ／ｍ２　未満ではクロメート皮膜のポーラスな
部分を十分に埋めつくせないため付加である。さらに５
０ｍｇ／ｍ２　を越えると、ジルコニウム皮膜が厚くな
りすぎ、成形加工時に皮膜が割れ、効果が弱まる。

【００１０】またクロムとジルコニウムの合計量は４〜
１３０ｍｇ／ｍ２　が好ましい。４ｍｇ／ｍ２未満では
アルミニウム表面の皮膜が不均一になり、１３０ｍｇ／
ｍ２　を越えると皮膜が厚く成形加工時の絞り比が低下
する。したがってクロムとジルコニウムの合計量を上記
範囲にすることによって皮膜は水や溶剤に不溶になり優
れた耐食性と下地処理としての塗膜密着性を向上させる
ことができる。

【００１１】このような下地処理により皮膜を形成させ
たのち、その上に通常の方法によりトップコートを形成
する。以上のように処理されたアルミニウム塗装材はコ
イルフォームで連続することを特徴とし、キャップ等の
成形絞り加工を受けるほかに引き裂き加工や再絞り加工
等の加工を施す用途であればどのような種類にも適用で
きる。このようにして得られたアルミニウム塗装材は、
表面のすべり性が良好で、優れた耐食性を持ち、耐熱特
性も良好であり、さらにはその後のトップニス工程での
スリップ傷を防止でき、ほかにアルミニウム板に直接印
刷しても、インキの付着性が良好である特徴をも持つ。

【００１２】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。 実施例 処理対象としてキャップ用アルミニウム材を用い、下記
の条件によって処理を施し、次いで塗装を施した。まず
キャップ用アルミニウム材（ＪＩＳ　　Ａ１１００Ｐ−
Ｈ２４、厚さ０．２５ｍｍ）を２％リドリン３２２（日
本ペイント製）でスプレー脱脂し、次いで水洗し、乾燥
した。続いて３０℃のアロジン４０１−４５（リン酸ク
ロム液、日本ペイント製、処方Ｂ）混浴に浸漬し、その
あと水洗、乾燥することによってクロメートの多孔性皮
膜をアルミニウム材の表面に形成した。さらに、ポリア
クリル酸１０ｇとアンモニウムジルコニウムカーボネー
ト６０ｇとを水１リットルに加え攪拌希釈した液（処方
Ｃ）を、温度２５℃でロールコーターでリン酸クロメー
ト皮膜上に塗布し、２２０℃で１０秒間乾燥して下地処
理としての化成処理を行った。なお上記の工程はコイル
フォームのアルミ材を使用して連続法で行った。

【００１３】このようにして形成した皮膜を有する試料
に次のようにして塗装を施し、これについて下記２項目
について試験を行った。これを実験Ｎｏ．１とする。

【００１４】（１）塗装試験１（剥離強度）上記の手順
に従って製造したアルミニウム材を矩形（厚さ０．２５
ｍｍ×巾１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ）に切り取り、その化
成処理を施した面にエポキシフェノール樹脂系塗料を塗
布した試料を２枚作製し、２枚の塗布面を向かい合わせ
、両者の間にポリアミド系ホットメルトフィルムをはさ
み、２５０℃で１０分間加熱処理後Ｔ形剥離強度を測定
した。比較のために、従来のサイズコート（関西ペイン
ト製、ＸＪ−Ｃ１１９Ｆ、１８０℃×１０分焼付）だけ
を行った試料（実験Ｎｏ．２、処方Ａ）、リン酸クロメ
ート処理だけを行った試料（実験Ｎｏ．３、処方Ｂ）お
よびジルコニウム含有アクリル酸重合体だけの化成処理
を行った試料（実験Ｎｏ．４、処方Ｃ）をそれぞれ作成
し上記と同様にしてそれらのＴ形剥離強度も測定した。 結果を表１に示す。

【００１５】（２）塗装試験２（キャップ成形後のトッ
プコートの剥離の有無） 上記の下地処理までを施したアルミニウム材（表１に示
す下地処理材１〜４の処方の下地処理材）にトップコー
ト（関西ペイント製、５８−Ｌ３４４、エポキシフェノ
ール系樹脂、１９０℃×１０分間焼付）を施し、絞り比
２．０（ポンチ系３３ｍｍφ、ブランク系６６ｍｍφ）
でキャップ成形を行った。このキャップの最もきびしい
成形絞り加工を受けるキャップサイド面の剥離の有無を
目視判定し、その結果を表１に示した。

【００１６】表１から、従来のサイズコート（実験Ｎｏ
．２）、リン酸クロメート単独処理（実験Ｎｏ．３）、
ジルコニウム含有重合体単独処理（実験Ｎｏ．４）の従
来のアルミニウムの表面処理方法に対し、本発明のアル
ミニウム塗装材（実験Ｎｏ．１）は高いＴ形剥離強度を
有し、キャップ成形後トップコートの剥離が見られない
。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明のアルミニウム塗装材は、アルミ
ニウム基板とトップコートの塗膜密着性が従来のリン酸
クロメートまたはジルコニウム塩単独処理のものに比べ
て著しく向上し、成形後絞り加工後のトップコート塗膜
の剥離を有効に防止できる等、工業上、顕著な効果を奏
し、工業的利用価値は大きなものである。本発明の成形
加工用のアルミニウム材の製造方法によれば、生産性や
製造コストの面で問題点のあったサイズコートを使用す
ることなく、極めて塗膜の密着性の優れたアルミニウム
塗装板を得ることができる。また、本発明方法によれば
、コイルフォームのアルミニウム材の連続化成処理が行
えるようになる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下地皮膜にクロムイオン及びジルコニ
   ウムイオンを含有させ、この下地皮膜上に塗膜を形成し
   てなることを特徴とするアルミニウム塗装材。
2. 【請求項２】　　皮膜中にクロムイオンが３〜１００ｍ
   ｇ／ｍ２　、ジルコニウムイオンが０．５〜５０ｍｇ／
   ｍ２　で、かつクロムイオンとジルコニウムイオンの合
   計が４〜１３０ｍｇ／ｍ２　の範囲で含まれることを特
   徴とする請求項１記載のアルミニウム又はアルミニウム
   合金（以下単にアルミニウムという。）塗装材。
3. 【請求項３】　　下地処理としてアルミニウム材の表面
   をクロム含有液で化成処理したのち、ジルコニウム含有
   液で化成処理して皮膜を形成し、その上に塗装を行うこ
   とを特徴とするアルミニウム塗装材の製造方法。
4. 【請求項４】　　コイルフォームの連続処理で行われる
   ことを特徴とする請求項３記載の製造方法。