JPH0774458B2

JPH0774458B2 - 化成処理方法

Info

Publication number: JPH0774458B2
Application number: JP63075403A
Authority: JP
Inventors: 雄太郎生駒; 哲池田
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH01246369A

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またはその合金を迅速に化成処理
する方法に関する。

従来の技術アルミニウムまたはその合金（以下単にアルミという）
はシート状や飲料缶等として用いられる。

缶の場合は、ドローイング・アンド・アイアニングと呼
ぶ引き抜き成形法より製造され、その際に用いられる潤
滑剤や成形油が缶の表面に付着し、また、アルミニウム
粉が容器の内壁に残存付着する。このようなアルミの脱
脂、洗浄、化成処理方法としては以下の技術が提案され
ている。

特公昭53−28245ではアルミの脱脂、洗浄方法として、 pHが約1.0−1.8の硫酸約１〜10g/リットル、フッ化水素酸約0.005〜0.1g/リットルを含有する洗浄用水性液に温度約43〜57℃で表面を接
触させることが；特開昭59−133382では、アルミ容器に化成被膜を適用す
るため、容器の表面から油や屑その他の付着物を浄化及
びエッチングする方法として、実質的に約６〜12g/リットルのアルカリ金属水酸化物、約３〜6g/リットルのキレート剤から成る希釈アルカリ
性水溶液を約26〜54℃でスプレイして清浄な光輝表面を
形成することが；特開昭58−1078ではアルミ表面からアルミ細片を除去、
溶解し且つ潤滑オイルを洗浄するための洗浄水溶液とし
て約0.5〜3g/リットルのアルカリ金属水酸化物、約１〜5g/リットルのエチレンジアミンテトラ酢酸のア
ルカリ金属塩、および約0.1〜10g/リットルの界面活性剤及び、アルミニウム金属イオン封鎖剤としてグルコン酸
アルカリ金属塩他を含有する配合が；特公昭50−31102では被覆用溶液のすくい出しが大きい
条件下の彎曲形状アルミニウム物品表面の保護被覆方法
において、実質的に CrO₃として0.1〜2.4g/リットル、燐酸は75％燐酸として１〜15ml/リットル、弗化物はHFとして0.1〜1.5g/リットルからなる水溶液で該物品の表面を処理する方法、処理剤
などが開示されている。

発明が解決しようとする問題点本発明は従来の品質水準を保持したまま、生産性を向上
せしめるために、脱脂、洗浄、化成処理などを従来より
も高速化することにある。

問題点を解決するための手段発明の構成本発明はアルミニウムまたはその合金に、１〜10g/リッ
トルのPO₄イオンと、0.1〜3g/リットルのアルミニウム
キレート化剤と、0.1〜5g/リットルの界面活性剤とを含
有し、アルカリ金属水酸化物でpHを11〜13に調整した脱
脂剤を４〜８秒間スプレーすることにより脱脂を行い、
次いで（ｂ）0.5〜10g/リットルのCr⁶⁺イオンと、３〜60g/リ
ットルのPO₄イオンと、0.2〜3g/リットルの有効Ｆイオ
ンとを含有し、pHを3.0以下に調整した化成処理剤を３
〜７秒間スプレーすることを特徴とする化成処理方法で
ある。

本発明で用いる脱脂剤はアルカリ金属水酸化物でpHを11
〜13に調整した燐酸イオンとして１〜10g/リットルアルミニウムキレート化剤 0.1〜3g/リットル界面活性剤 0.1〜5g/リットルを含有する脱脂剤が好適であり、 pHを調整するアルカリ金属水酸化物としては水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が用いられ
る。

pHが11未満であると脱脂性、脱スマット性が不十分であ
り、また塗膜密着性が低下する。

また、pHが13を越えるとエッチング量が多くなりすぎ、
外観が光沢不良（白化）および耐沸水黒変性も低下する
ため、好ましくない。

脱脂剤におけるPO₄イオンの供給源としては燐酸及びそ
の塩、特にオルト燐酸塩が好ましく例えば Na₃PO₄、Na₂HPO₄、（NH₄）₃PO₄、K₃PO₄、K₂HPO₄等であ
り、その配合量はPO₄換算で1g/リットル未満であると外
観の光沢が不良となり、また白化し、耐沸水黒変性も低
下する。また、10g/リットルを越えると塗膜との密着性
が低下し、浴の安定性も低下するので好ましくない。ア
ルミニウムキレート化剤として用いられるものはグルコ
ン酸、ヘプトン酸、エチレンジアミン四酢酸およびその
塩等であり、その配合量は0.1g/リットル未満であると
アルミニウムを溶解状態に保持する能力が低く、浴の安
定性も不十分となり、脱スマット性、塗膜との密着性が
低下する。また、3g/リットルを越えてもそれ以上の効
果は認められず、経済性が低下する。

界面活性剤として用いられるものはノニオン系、アニオ
ン系、カチオン系いずれでも良いが、発泡性等を考慮す
るとノニオン系が好ましく、その配合量は0.1g/リット
ル未満であると脱脂性、脱スマット性が低下し、また処
理物への油分の残留が多くなる為、その後の化成処理で
均一な皮膜が生成されず、耐沸水黒変性、塗膜との密着
性も低下する。

また、5g/リットルを越えても、それ以上の効果は認め
られず経済性および浴の発泡性、廃水処理性が低下す
る。

６価のCrイオンの供給源としては、CrO₃、（NH₄）₂Cr
O₄、Na₂CrO₄、（NH₄）₂Cr₂O₇、Na₂Cr₂O₇等であり、0.5g
/リットル未満であると皮膜生成物速度が遅くなり、満
足な皮膜が生成されない。

また、10g/リットルを越えても、それ以上の効果はなく
経済性および廃水処理性が低下する。

化成処理剤におけるPO₄イオンの供給源としては、H₃P
O₄、NaH₂PO₄、（NH₄）H₂PO₄等であり、pHを3.0以下に調
整することを考えると、H₃PO₄の使用が好ましく、その
配合量は3g/リットル未満であると皮膜生成物速度が遅
くなり、満足な皮膜が生成されない。

また、60g/リットルを越えるとそれ以上の効果はなく経
済性が低下する。

有効Ｆイオンの供給源としてはHF、NH₄F、NH₄HF₂、Na
F、NaHF₂等であり、pHを3.0以下に調整することを考え
るとHFが好ましく、その配合量は0.2g/リットル未満で
あると皮膜生成物速度が遅くなり、満足な皮膜が生成さ
れない。

また、3g/リットルを越えるとアルミニウムのエッチン
グ反応の方が大きくなりすぎ、均一な皮膜が生成され
ず、耐沸水黒変性、塗膜との密着性が低下する。

尚、化成処理剤中で遊離せずフッ素イオンを放出しない
フッ素化合物は，有効フッ素イオンの供給源として不適
である。

本発明方法が短時間処理を可能にした理由は、脱脂剤に
燐酸を加え脱脂能力とエッチングのバランスを取ったこ
とにより、化成処理後の耐沸水黒変性、塗膜との密着性
に対しても良好な表面を得ることができる。また、比較
的pHの低い領域で濃い濃度の化成処理剤を適用すること
が効果あるものと推定される。

本発明の方法を適用することができるアルミニウム又は
その合金としては、アルミニウム、アルミニウム−銅合
金、アルミニウム−マンガン合金、アルミニウム−ケイ
素合金、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウ
ム−マグネシウム−ケイ素合金、アルミニウム−亜鉛合
金、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム合金などを挙げ
ることができ、板、棒、線、管などの任意の形で処理す
ることができる。特に、アルミニウム製飲料缶に好適で
ある。

前記の脱脂剤や化成処理剤の処理条件は脱脂剤の場合、
50〜80℃で４〜８秒間スプレーを継続することにより行
われ、その後水洗される。

また、化成処理剤の場合、30〜60℃で３〜７秒間スプレ
ーを継続することにより行われ、その後水洗、純水洗
後、乾燥されて塗装に供される。

実施例１〜14、比較例１〜14 アルミニウム板（JISA3004）に絞り−しごき加工を施し
て得られた缶本体を、表１−１、１−２、及び１−３で
示す組成の脱脂剤、及び条件でスプレー脱脂し、水洗
後、表２−１、２−２、及び２−３に示した組成の表面
処理浴、及び条件でスプレー処理した。次いで、水洗及
び脱イオン水による洗浄を行い、オーブン中で200℃で
乾燥した（実施例１〜14）。乾燥後の缶について、外
観、脱スマット、脱脂性、耐沸水黒変性及び塗料密着性
を測定し、評価した。結果を表３−１、３−２、及び３
−３に示す。

同様に、アルミニウム板（JISA3004）に絞り−しごき加
工を施して得られた缶本体を、表４−１、４−２、及び
４−３で示す組成の脱脂剤、及び条件でスプレー脱脂
し、水洗後、表５−１、５−２、及び５−３に示した組
成の表面処理浴、及び条件でスプレー処理した。次い
で、水洗及び脱イオン水による洗浄を行い、オーブン中
で200℃で乾燥した（比較例１〜14）。乾燥後の缶につ
いて、外観、脱スマット、脱脂性、耐沸水黒変性及び塗
料密着性を測定し、評価した。結果を表６−１、６−
２、及び６−３に示す。

評価方法外観乾燥後の容器の光沢、（白さ）を目視判定 ◎ やや光沢あり ○ 光沢過剰；光沢あまりなし × 光沢なし脱スマット性乾燥後の容器内面にテープを密着、剥離、汚染の程度に
応じて５段階評価 ◎ 汚染なし ○ 痕跡程度の汚染 △ 僅徴な汚染 × 中等な汚染 ×× 多大な汚染脱脂性乾燥後の容器内面の残留油分（μg/缶）を測定し、残留
量に応じて次の５段階に評価した。

◎ 10未満 ○ 10以上20未満 △ 20以上30未満 × 30以上40未満 ×× 40以上耐沸水黒変性水道水沸水30分後の黒変度（缶底） ◎ まったく黒変なし ○ ごくわずかに黒変 △ わずかに黒変 × かなり黒変 ×× 完全に黒変塗膜密着性乾燥後の容器内面にエポキシフェノール系塗料を塗付、
焼付乾燥この塗装缶を水道水沸水60分浸漬、ゴバン目試験残ったコマ数により５段階評価 ◎ 100 ○ 90〜99 △ 80〜89 × 70〜79 ×× 70未満発明の効果本発明は過度のエッチングを防止することにより、極め
て短時間で、化成処理後の耐沸水黒変性、塗膜との密着
性が従来以上の品質を得ることができ生産性を大幅に向
上することができたものである。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−1078（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−13583（ＪＰ，Ａ) 特公昭27−3405（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭47−47777（ＪＰ，Ｂ１) 最新めっき技術（加瀬敬年著、産業図書株式会社）Ｐ．73＜昭和58年11月30日初版発行＞

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）アルミニウムまたはその合金に、１
〜10g/リットルのPO₄イオンと、0.1〜3g/リットルのア
ルミニウムキレート化剤と、0.1〜5g/リットルの界面活
性剤とを含有し、アルカリ金属水酸化物でpHを11〜13に
調整した脱脂剤を４〜８秒間スプレーすることにより脱
脂を行い、次いで（ｂ）0.5〜10g/リットルのCr⁶⁺イオンと、３〜60g/リ
ットルのPO₄イオンと、0.2〜3g/リットルの有効Ｆイオ
ンとを含有し、pHを3.0以下に調整した化成処理剤を３
〜７秒間スプレーすることを特徴とする化成処理方法。