JPH11279770A

JPH11279770A - 耐水性と耐糸さび性に優れた輸送機用Ａｌ合金材

Info

Publication number: JPH11279770A
Application number: JP8395398A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Sato; 文博佐藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】リン酸塩処理＋ED塗装に代わりうる耐糸さび
性と耐水性の両者に優れた、塗装下地処理を施した輸送
機用Al合金材を提供する。【解決手段】 Al合金材1 表面に、Alの水和酸化物
と、Fe、Ni、Co、Znから選択される1 種以上の金属化合
物との複合皮膜2 と、この複合皮膜上に更に塗装皮膜5
が設けられるとともに、前記金属化合物のAlの水和酸化
物への含有量を、金属元素に換算して1.0 wt% 以上とす
ることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐水性と耐糸さび
性に優れた輸送機用Al合金材、特に自動車などの外板や
各種部材に使用されて好適な輸送機用Al合金材に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両や船舶やオートバイ或いは航空
機や自動車等の輸送機、その中でも、特に自動車車体に
用いられるコーティングとしては、材料をリン酸塩処理
した後、電気化学的な反応によるカチオン電着塗装、お
よび中塗り、上塗りのスプレー塗装(2コート 2ベーク)
が用いられてきた。

【０００３】この一連のコーティングは、従来から自動
車車体用の鋼板に対して用いられてきたものであるが、
近年では自動車の軽量化のために、アルミニウム合金
(以下、単にAl合金と言う) 板が用いられるようにな
り、この同じ一連のコーティングラインで、鋼板やAl合
金板が処理されている。

【０００４】しかし、これらリン酸塩処理されたAl合金
塗装板は、同じくコーティング処理された鋼板に比し
て、耐糸さび性に劣るという問題がある。この糸さび
は、Al合金塗装板の表面に糸状に延びるさびであり、Al
合金塗装板の外観を阻害するとともに、Al合金塗装板の
耐食性自体も劣化させる。

【０００５】したがって、Al合金塗装板の耐糸さび性を
向上させるために、このリン酸塩処理に代わる塗装下地
処理が望まれている。このため、このリン酸塩処理に代
わる塗装下地処理工程として、リン酸塩処理において、
150 〜500ppm程度のフリーFイオンを添加したり、リン
酸塩処理後にクロメート処理する技術も提案されてい
る。

【０００６】しかし、これらの耐糸さび性向上のための
処理は、Al合金板のみに必要であり、鋼板には不要な処
理であるので、前記一連のコーティングラインで、鋼板
とAl合金板とを処理する場合に、処理工程や条件の違い
が生じて、コーティングラインの処理効率を著しく阻害
する。また、これらの処理を行った場合、F イオンやCr
イオンを含む廃液の処理の問題もある。更に、これら、
F イオンやクロメート処理により、確実に、かつ再現性
良く、Al合金塗装板の耐糸さび性を向上させることは困
難であり、浴条件などの管理も困難であることから現実
的な方法とはいいがたい。

【０００７】このため、特開平05-70969号公報などで
は、Al合金板表面に、前記リン酸塩処理に代わる塗装下
地処理皮膜として、中性または弱アルカリ性浴で作られ
たベーマイト皮膜を50Å〜1.5 μm の厚さに設け、その
上に塗装膜を形成した、耐糸さび性に優れた自動車外板
用Al合金塗装板が提案されている。

【０００８】そして、同公報では、中性または弱アルカ
リ性浴で作られたベーマイト皮膜が、Al表面に均一で安
定な保護皮膜となり、Al合金板表面の耐食性を向上させ
ることが開示されている。そして、更に、塗装の下地処
理としても有効であり、ベーマイト皮膜に生じる微細な
孔が、その後に形成される塗膜界面との投錨( アンカ
ー) 効果を発揮して、塗膜の密着性も向上する旨記載さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの知見によれば、Al合金板表面に同じようにベーマ
イト皮膜を設け、カチオン電着塗装 (以下ED塗装と言
う) および中塗り、上塗りの塗装を行ったAl合金材にお
いて、輸送機用途に要求される耐水性の性能に、著しく
バラツキが生じることが判明した。即ち、Al合金板表面
にベーマイト皮膜を設けたとしても、耐水性に劣る場合
があり、このことが自動車用への適用の信頼性を低下さ
せることにつながっている。

【００１０】この耐水性については、特に自動車などの
外板や各種部材に使用される輸送機用Al合金材には、使
用中の水分、中でも特に海水や塩水などに対する耐水性
が要求される。むしろ、この耐水性は、耐糸さび性より
も、輸送機用Al合金材の耐用年数の増大に大きく影響す
る点ではより重要である。そして、この耐水性は、特
に、海上や海岸など海水や塩水などの腐食雰囲気下で使
用される用途での、要求特性として重要である。

【００１１】また、本発明者らの知見によれば、ED塗装
によって、折角のベーマイト皮膜自体が劣化し、却っ
て、Al合金板表面の耐食性を低下させるとともに、Al合
金塗装板の耐糸さび性を劣化させる場合も生じる。

【００１２】一方、前記自動車車体に用いられるコーテ
ィングの中でも、リン酸塩処理後の塗装下地処理として
のED塗装は、コーティングのコストの中でも大きなウェ
イトを占めている。したがって、このED塗装を省略し
て、中塗り、上塗りのスプレー塗装(2コート 2ベーク)
などの塗装処理をしても、優れた耐糸さび性と耐水性を
発揮することができれば、大幅なコストの低減につなが
る利点がある。

【００１３】したがって、以上の点から、自動車などの
輸送機用Al合金材には、まず、Al合金塗装板として耐糸
さび性と耐水性の両者を兼備することが求められてい
る。そして、更に、自動車などの輸送機用Al合金材に
は、ED塗装を省略しても耐糸さび性と耐水性の両者を兼
備するAl合金塗装板、或いはリン酸塩処理＋ED塗装に代
わりうる耐糸さび性と耐水性の両者を兼備するAl合金塗
装板が求められている。にも拘らず、このようなAl合金
塗装板乃至リン酸塩処理＋ED塗装に代わりうる塗装下地
処理は、今まで無かったのが実情である。

【００１４】本発明はこ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、従来の輸送機用Al合金材の
問題点を解決し、リン酸塩処理＋ED塗装に代わりうる耐
糸さび性と耐水性の両者に優れた、塗装下地処理を施し
た輸送機用Al合金材を提供しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の要旨は、Al合金材表面に、Alの水和酸化物
と、Fe、Ni、Co、Znから選択される1 種以上の金属化合
物との複合皮膜が形成されるとともに、前記金属化合物
の複合皮膜への含有量を金属元素に換算して1.0 at% 以
上とし、更にこの複合皮膜上に塗装皮膜が設けられるこ
とである。

【００１６】このような本発明要旨とすることにより、
前記ベーマイト皮膜の問題点を解決し、耐糸さび性と耐
水性の両者を兼備させるとともに、前記リン酸塩処理に
代わりうる塗装下地処理を施した輸送機用Al合金材を提
供することができる。

【００１７】本発明者らは、前記ベーマイト皮膜につい
て、検討を重ねた結果、ベーマイトなどのAl₂O₃・XH₂O
で表されるAlの水和酸化物皮膜に、Fe、Ni、Co、Znから
選択される1 種以上の金属化合物を含ませる、即ち、皮
膜をAlの水和酸化物と前記金属化合物との複合乃至混合
皮膜とすると、Alの水和酸化物単味の皮膜の場合に比し
て、耐水性や耐糸さび性、更には全面腐食などの耐食性
が著しく優れることを知見した。

【００１８】前記Fe、Ni、Co、Znから選択される1 種以
上の金属化合物は、Alの水和酸化物皮膜の作製方法から
して、通常は、不純物のレベル以下でしかAlの水和酸化
物皮膜に含まれない。したがって、本発明では、前記金
属化合物を、Alの水和酸化物皮膜中に積極的に含ませ
て、Alの水和酸化物と前記金属化合物との複合乃至混合
皮膜とするところに特徴がある。

【００１９】そして、更に、本発明では、前記特開平05
-70969号公報で、実質的に必須として設けているED塗装
が、Alの水和酸化物皮膜自体を劣化させ、却って、Al合
金塗装板の耐糸さび性や耐水性を劣化させる結果となっ
ていることも知見した。これに対して、本発明の前記複
合皮膜は、このED塗装を使用しても、劣化することが無
く、Al合金塗装板の優れた耐糸さび性や耐水性を確保す
る。

【００２０】即ち、前記従来技術のようなED塗装は、Al
合金材を陰極として、陽極との間に直流電圧を印加さ
せ、正イオンに電離した塗料成分を電気泳動させること
により、Al合金材の表面に塗膜を形成する方法である。
このため、Al合金材が陰極となることにより、Al合金材
表面に水素が発生し、これにより、Al合金材表面のpHが
極端に上昇する結果、Al合金材表面の酸化皮膜が破壊
される、リン酸塩皮膜が破壊され、塗膜の密着性が低
下する、塗装後においてもアルカリ成分がAl合金材表
面に残留し、使用中に塗膜を透過した水分との反応によ
りAl合金材表面がアタックを受けるなどの理由により、
塗装を施した後においてもAl合金材の耐糸さび性などの
耐食性を劣化させる。

【００２１】したがって、本発明におけるAlの水和酸化
物皮膜の耐糸さび性や耐水性の性能を発揮させるために
は、ED塗装を施さず、電気化学反応を伴わない塗装皮膜
を施すことが好ましいが、電気化学反応を伴わない塗装
皮膜の下地塗装として、従来通り、ED塗装を施せること
も、本発明の別の利点である。

【００２２】なお、選択として、ED塗装を施さない場合
には、特に自動車車体に用いられるコーティングライン
から、リン酸塩処理とともにED塗装工程をも省略できる
効果をも有する。

【００２３】

【発明の実施の形態】まず、本発明に係る輸送機用Al合
金材の複合皮膜および塗装皮膜の基本構造を図1 に模式
的に示す。図1 において、本発明に係る輸送機用Al合金
材6 は、基本的に、Al合金材1 の表面に、Al₂O₃・XH₂O
で表されるAlの水和酸化物と、Fe、Ni、Co、Znから選択
される1 種以上の金属化合物との複合皮膜2 と、電気化
学反応を伴わない塗装皮膜5 が設けられている。そし
て、塗装皮膜5 は、例えば、中塗り3 、上塗り4 のスプ
レー塗装などの電気化学反応を伴わない塗膜(2コート 2
ベーク) からなる。

【００２４】Alの水和酸化物皮膜とは、一般式Al₂O₃・
XH₂Oで表され、Alの酸化物の水和反応により生成したAl
の水和酸化物の皮膜を言う。しかし、本発明におけるAl
の水和酸化物とは、Fe、Ni、Co、Znから選択される1 種
以上の金属化合物との複合皮膜であり、Alの水和酸化物
単体の場合の前記一般式Al₂O₃・XH₂Oで単純に表される
ものではない。したがって、水和の程度(Xの値) などに
よる水和酸化物の種類や、形態、結晶構造や結晶度など
が特に限定されるものではない。

【００２５】そして、これらの皮膜構造の同定は、前記
走査型電子顕微鏡による形態的な観察の他に、赤外線分
光分析法(FT −IR) で行うことができる。即ち、FT−IR
により、3000〜3700cm^-1付近に認められるAlO ←→H の
伸縮振動による吸収スペクトル、および1000〜1050cm^-1
付近に認められるAl←→OHの伸縮振動による吸収スペク
トル、更に800 〜600cm ^-1付近に認められるOAl ←→O
の伸縮振動による吸収スペクトルの、いずれか一つ以上
が認められることにより、本発明のAlの水和酸化物皮膜
の存在が確認される。また、Alの水和酸化物皮膜2 と、
塗膜5 の区別および膜厚の測定は、Al合金材の破面 (例
えばAl合金材の180 °曲げによる破面)を前記した走査
型電子顕微鏡による2 万倍以上の観察で行うことができ
る。なお、この倍率は、Alの水和酸化物の膜厚が薄くな
るに従い、より高倍率とする必要がある。また、この
他、X 線回折によってもAlの水和酸化物皮膜2 の同定が
可能であり、透過型電子顕微鏡によっても形態的な観察
が可能である。

【００２６】また、Fe、Ni、Co、Znの金属化合物につい
ては、実施例にて詳述するX 線光電子分析法(XPS法) に
よる、各々の金属元素の結合エネルギー (各々の金属元
素のXPS スペクトル強度) の測定により、これら元素の
Alの水和酸化物皮膜中の同定や含有量の測定が可能であ
る。或いはX 線回折法によってもこれらの測定が可能で
ある。

【００２７】次に、Alの水和酸化物皮膜の金属化合物量
と耐食性との関係について、以下に説明する。本発明で
は、Fe、Ni、Co、Znから選択される1 種以上の金属化合
物との複合皮膜とし、前記金属化合物の複合皮膜への含
有量を、金属元素に換算して1.0 at% 以上とすることが
耐水性と耐糸さび性の向上のために必要である。

【００２８】まず、糸さび自体は、塗装皮膜5 の先端の
腐食部にいて、pHが約1 以下と極端に低下していくに従
い、塗装皮膜5 の腐食が進行していくものである。これ
に対し、Alの水和酸化物皮膜を、前記金属化合物との複
合皮膜とすることにより、Alの水和酸化物皮膜の場合に
比して、皮膜自体の組織が緻密化し、安定化される。し
たがって、この複合皮膜は耐酸性や耐アルカリ性が高く
なり、前記pHの低下や、糸さび周辺でのカソード反応に
よる逆にpHの上昇を抑制し、結果として、耐糸さび性や
耐食性が向上する。

【００２９】また、耐水性の劣化は、Alの水和酸化物
が、水分と反応することにより生じる。これに対し、Al
の水和酸化物を、前記金属化合物との複合皮膜とするこ
とにより、水分や海水、あるいは塩水などが、塗装皮膜
を浸透した際にも、Alの水和酸化物皮膜の、浸透した水
分や海水、あるいは塩水などとの化合性や反応性を低く
して、耐水性を向上させることができる。

【００３０】一方、前記金属化合物の複合皮膜への含有
量が、金属元素に換算して1.0 at%未満であると、前記
従来の特開平05−070969号のベーマイト皮膜と大差が無
いものになり、前記耐水性とともに耐糸さび性を向上さ
せる機能が不足乃至無くなり、および全面腐食性などの
他の耐食性が低下する。

【００３１】本発明で言う、Fe、Ni、Co、Znから選択さ
れる1 種以上の金属化合物は、これら金属の金属塩、例
えば、硫酸塩、炭酸塩、酸化物、水酸化物を用いること
が好ましい。これら金属の化合物であれば、Alの水和酸
化物に含有することによる耐食性や密着性などの皮膜特
性を阻害せず、また、Alの水和酸化物皮膜中に含ませ易
い。

【００３２】更に、本発明におけるAlの水和酸化物皮膜
の作製方法について説明する。これらFe、Ni、Co、Znか
ら選択される1 種以上の金属化合物のAlの水和酸化物皮
膜への導入方法は、Al合金材表面にAlの水和酸化物皮膜
を形成する際に用いる、前記高温水や水蒸気あるいはAl
合金表面にAlの酸化物層を設ける際の水溶液中に、これ
ら化合物を添加、溶解すれば、導入することが可能であ
る。したがって、水溶液中への溶解のし易さが、前記金
属化合物の前記Alの水和酸化物皮膜への含ませ易さへの
目安となる。

【００３３】また、本発明におけるAlの水和酸化物と、
Fe、Ni、Co、Znから選択される1 種以上の金属化合物と
の複合皮膜の膜厚は、100 〜10000 Åとするのが好まし
い。総膜厚が100 Å未満では、耐糸さび性を含めた耐食
性が全般的に低下し、一方、総膜厚が10000 Åを越える
と、Alの水和酸化物皮膜のAl合金材や塗装皮膜との密着
性が低下して、却って、Alの水和酸化物皮膜や塗装皮膜
の剥離を生じ、耐水性や耐糸さび性を含めた耐食性が全
般的に低下してしまう可能性がある。

【００３４】本発明における、複合皮膜の作製方法は、
Fe、Ni、Co、Znから選択される1 種以上の金属化合物を
含む高温水や水蒸気を、Al合金材表面に接触させること
により形成可能である。より具体的には、Al合金材を輸
送機用に成形および溶接接合した後、成形材のAl合金表
面を、有機溶剤やアリカリ性溶液により、脱脂乃至洗浄
する前処理を行った後に、高温水や水蒸気に直接接触さ
せる方法、あるいは成形材のAl合金表面にAlの酸化物層
を設けた後で水和反応によりAlの水和酸化物皮膜に変換
する方法、更に、これらAlの水和酸化物皮膜を設けた後
に、加熱により水和量を調節する方法などが適宜選択さ
れる。しかし、いずれの場合にも、本発明の複合皮膜条
件を満足するように行うことが必要である。

【００３５】なお、素材の段階で本発明の複合皮膜を設
けた場合、次の成形や溶接接合の段階でAlの水和酸化物
皮膜が剥離乃至傷つく恐れがあるため、前記した通り、
Al合金材を輸送機用に成形および溶接接合した後、成形
材のAl合金表面に本発明の複合皮膜を設けることが好ま
しい。

【００３６】更に、本発明では、複合皮膜を設けたAl合
金成形材に、ED塗装を施さずに、直接非カチオン電着塗
装、即ち、静電塗装、アニオン電着塗装および電気化学
反応を伴わないスプレー塗装、ロール塗装、浸漬塗装か
ら選択された塗装を行うことが好ましい。前記従来技術
のように、Alの水和酸化物皮膜を設けた成形材にED塗装
などの、Al合金を陰極とした電気化学的な反応による塗
装では、塗装表面のpHが上昇し、複合皮膜がダメージを
受けて、溶解する現象が生じ、この溶解部分が起点とな
って、耐糸さび性が著しく劣化するし、また耐水性も劣
化する可能性がある。また、ED塗装を省略することによ
るコスト低減効果も無くなる。しかし、輸送機製造やコ
ーティングラインの都合により、ED塗装を省略できない
などの理由で、ED塗装を施す必要がある場合は、ED塗装
を施しても良い。

【００３７】次に、本発明における適用対象Al合金は、
JIS 5000系、JIS 6000系、JIS 7000系の成分規格のAl合
金が好ましい。しかし、このJIS 規格以外のAl合金で
も、輸送機用途の要求特性を満足するAl合金は、全て本
発明の適用対象となる。

【００３８】ただ、本発明に適用するAl合金材は、輸送
機用材であるので、基本要求特性として、強度や耐力な
どの機械的性質や加工性、溶接性を有していることが好
ましい。特に、用途によっては、高い強度と耐力を確保
する必要がある。この点、これらのAl合金の中でも、JI
S 5052、5652、5154、5254、5454、5083、5086、5456、
JIS 6061、6N01、6063、6151、JIS 7001、7N01、7003、
7050、7072、7075等が好ましい。特に、これらのAl合金
は、例えば、車両や航空機などの輸送機用としては、通
常の調質処理であるＯ材、溶体化処理材、H116材のいず
れかの強度で200N/mm²以上および耐力で 90N/mm²以上を
有している。また、塑性加工性や成形加工性や溶接性も
良く、無塗装で使用された場合にも優れた耐均一腐食性
を有して基本特性を満足している。

【００３９】更に、本発明に係るAl合金材は、常法によ
る圧延、押出、鍛造、鋳造等によって、板乃至型材とし
て製造される。即ち、成分規格範囲内に溶解調整された
アルミ合金溶湯を、例えば、連続鋳造圧延法、半連続鋳
造法（ＤＣ鋳造法）等の通常の溶解鋳造法を適宜選択し
て、鋳造する。次いで、このアルミ合金鋳塊に均質化熱
処理を施し、熱間圧延および荒焼鈍や中間焼鈍を必要に
より加えた冷間圧延−調質処理により板材製品とする
か、または押出加工−調質処理により型材製品とする。
また、その他鍛造などの成形加工を行って、製品形状と
しても良い。

【００４０】

【実施例１】次に、本発明の実施例を説明する。JIS 51
82、6022規格の組成のAl合金板材、JIS 6063規格の組成
のAl合金型材で、強度200N/mm²以上および耐力で 90N/m
m²以上を有するAl合金材を、各々自動車部材に成形後、
この成形材より、70×150mmのサイズの試験片を切り出
し、市販の弱アルカリ脱脂液にて浴温度70℃×1 分の脱
脂前処理を行った後、水道水およびイオン交換水にて水
洗した。その後、表1に示す条件にて、試験片のAl合金
表面に水和酸化物皮膜と、Fe、Ni、Co、Znから選択され
る1 種以上の金属化合物との複合皮膜を設けた。なお、
この複合皮膜は、表1 に示す条件にて、Fe、Ni、Co、Zn
の硫酸塩、リン酸塩および酢酸塩を各々含む水溶液に
て、試験片を処理して形成した。なお、表1 と表2 との
同一No. のものは各々対応している。また、表1 、2 に
示す発明例No.14 のみは試験片を溶接部分を含むものと
した。

【００４１】このAlの水和酸化物と金属塩との複合皮膜
をFT−IR法により同定した結果、3000〜3700cm^-1付近に
認められるAlO ←→H の伸縮振動による吸収スペクト
ル、および1050〜1100cm^-1付近に認められるAl←→OHの
伸縮振動による吸収スペクトル、更に800 〜600cm ^-1付
近に認められるOAl ←→O の伸縮振動による吸収スペク
トルのいずれかが認められることにより、Alの水和酸化
物皮膜の存在が確認された。また、XPS 法により、Fe、
Ni、Co、Znから選択された元素の、各々の結合エネルギ
ーの測定により、これら元素のAlの水和酸化物皮膜中の
量を測定した。

【００４２】Fe、Ni、Co、Znの金属化合物元素の、Alの
水和酸化物皮膜中の含有量の前記X線光電子分析法(XPS
法) による測定は、Alの水和酸化物皮膜を有するAl合金
材 (塗装前) を6mm ×6mm に切断した試験片を、皮膜の
厚み方向に対し皮膜の上方から30秒間隔で5 点のX 線の
照射を行い、その都度各元素のXPS スペクトルを測定し
た。そして、各元素のXPS スペクトル強度を感度補正し
た値から、皮膜中への導入各元素の総和のat% を求め
た。

【００４３】この皮膜中の導入各元素の総和のat% は、
皮膜中の導入各元素の感度補正後のXPS スペクトル強度
の総和を、皮膜中の導入各元素と皮膜中に多く含まれる
他の元素の感度補正後のXPS スペクトル強度の総和で割
ることによって得られる。皮膜中に多く含まれる他の元
素とは、皮膜主成分のAlやO 、Al合金材から皮膜中に実
質量混入する可能性のあるAl合金成分元素の内の含有量
の多いSi、Mgなどである。したがって、皮膜に必ず含ま
れる乃至含まれる可能性の高いこれら元素以外の元素に
ついては、Al合金材や皮膜処理条件により選択する。こ
の点、本実施例では、皮膜中の導入各元素の総和のat%
= (Fe 、Ni、Co、Znなどの皮膜中の導入各元素の感度補
正後のXPS スペクトル強度の総和)/ (Al、O 、Mg、Siな
どの皮膜主成分や皮膜中に実質量混入する可能性のある
元素の感度補正後のXPS スペクトル強度の総和＋Fe、N
i、Co、Znの各導入元素の感度補正後のXPS スペクトル
強度の総和) により、皮膜中の導入各元素の総和のat%
を求めた。そして、各皮膜の厚み方向における前記5 点
の皮膜中の導入各元素の総和のat% の平均含有量を求め
た。

【００４４】なお、これら元素のAlの水和酸化物皮膜中
の存在形態までは不明であるが、Alとの複合酸化物若し
くはこれに結合水の存在する状態で存在しているものと
推定される。更に、複合皮膜の膜厚は、Alの水和酸化物
皮膜 (試験片の断面) を10⁴〜10⁵ 倍の透過型電子顕微
鏡(SEM) による観察で求めた。これらの結果を表2 に示
す。

【００４５】この複合皮膜を設けたAl合金試験片表面
に、表2 に示すように、更にスプレー塗装法にて2 コー
ト2 ベーク塗装皮膜を設けた。より具体的には、中塗り
塗装として、30μm 厚さのポリエステルメラミン系塗装
皮膜を設けて、140 ℃×20分の焼き付けを行い、更に中
塗り塗装として、30μm 厚さのポリエステルメラミン系
塗装皮膜を設けて、140 ℃×20分の焼き付けを行った。

【００４６】比較のために、金属塩をAlの水和酸化物皮
膜中に含むものの、本発明の含有量1at%よりはずれる複
合皮膜を設け、スプレー塗装法にて2 コート2 ベーク塗
装皮膜を設けたAl合金試験片(No.9 、10、13) も作製し
た。

【００４７】なお、表1 の発明例12については、発明例
1 と同じ条件で本発明複合皮膜を設けたものの、本発明
複合皮膜自体の効果を見るため、スプレー塗装せずに後
述する耐食性試験を行った。そして、この発明例12と比
較するために、比較例13として、金属化合物を含有させ
ない以外は、発明例12と同じ条件で処理し、金属化合物
を含有させず従来のAlの水和酸化物のみを設けた例も、
同様にスプレー塗装せずに耐食性試験を行った。

【００４８】そして、これら発明例、比較例の塗装試験
片に、全て同じ条件で、耐糸さび評価試験、および耐水
性評価試験を行った。これらの評価結果も表2 に示す。
耐糸さび評価試験は、塗装試験片に一片が7cm のクロス
カットを施した後、35℃の3%HCl 水溶液に2 分間浸漬し
た後、次いで40℃、85%RH の恒温恒湿の雰囲気に1500時
間放置し、その後発生した糸さびの最大長さL(クロスカ
ットより垂直方向の距離) を測定した。そして、比較の
ために、Al合金試験片にリン酸塩処理およびED塗装皮
膜、更に同じ中塗り、上塗り塗装を施した従来の試験片
に発生した糸さびの最大長さL を1 とし、これとの比較
で、◎:L≦0.5 、○:0.5＜L ≦1 、×:1＜L と評価し
た。

【００４９】更に、耐水性評価試験は、試験片を、40℃
のイオン交換水に10日間浸漬した後、JIS の1mm 幅の碁
盤目テープ剥離試験し、塗膜の残存率を測定した。そし
て、塗膜が100%残存しているものを◎、 90%以上残存し
ているものを○、それ以下のものを×として評価した。

【００５０】表2 の結果から明らかな通り、発明例No.1
〜8 、11、12、14は、Al合金材表面のAlの水和酸化物皮
膜が、本発明の規定を満足するとともに、非ED塗装によ
る塗装皮膜が設けられているため耐水性と耐糸さび性の
両者に優れている。また、ED塗装による塗装皮膜が設け
られた発明例No.11 は、非ED塗装による塗装皮膜が設け
られた発明例No.1〜8 などよりも劣るものの、耐水性と
耐糸さび性の両者を有している。更に、スプレー塗装を
施していない発明例12も、塗装皮膜を設けていない分、
発明例No.1〜8 などよりも劣るものの、耐水性と耐糸さ
び性の両者を有している。

【００５１】これに対し、金属塩を、Alの水和酸化物皮
膜中に含むものの、本発明の含有量1at%よりはずれる複
合皮膜を設けた後、非ED塗装による塗装皮膜を設けた比
較例No.9、10は、耐糸さび性および耐水性が著しく劣っ
ている。

【００５２】また、金属化合物を含有させない以外は、
発明例12と同じ条件で処理し、金属化合物を含有させず
従来のAlの水和酸化物のみを設けた比較例13は、同じく
スプレー塗装を施していない発明例12に比して、耐水性
と耐糸さび性ともに劣っている。よって、本発明複合皮
膜自体の、従来のAlの水和酸化物のみの皮膜に対する耐
水性と耐糸さび性の効果が裏付けられる。

【００５３】したがって、以上の事実から、耐水性と耐
糸さび性の両者に優れるための、本発明の複合皮膜と、
Fe、Ni、Co、Znから選択された元素量の臨界的な意義が
裏付けられる。また、ED塗装を施さずとも、またED塗装
よりも非ED塗装の方が耐水性と耐糸さび性に優れること
も裏付けられる。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、リン酸塩処理＋ED塗装
に代わりうる、耐糸さび性と耐水性の両者に優れた、耐
水性と耐糸さび性の両者に優れた輸送機用Al合金材を提
供することができる。したがって、Al合金材の機能を向
上させるとともに、用途を拡げることができる点で、多
大な工業的価値を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る輸送機用Al合金材のAlの水和酸化
物皮膜および塗装皮膜の基本構造を模式的に示す説明図
である。

【符号の説明】

1:Al合金材、2:Alの水和酸化物皮膜、 3: 中塗り、4:上
塗り、5:塗装皮膜、6:輸送機用Al合金材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 Al合金材表面に、Alの水和酸化物と、F
e、Ni、Co、Znから選択される1 種以上の金属化合物と
の複合皮膜が形成されるとともに、前記金属化合物の複
合皮膜への含有量を金属元素に換算して1.0 at% 以上と
し、更にこの複合皮膜上に塗装皮膜が設けられることを
特徴とする耐水性と耐糸さび性に優れた輸送機用Al合金
材。
【請求項２】前記複合皮膜の膜厚が100 〜10000 Åで
ある請求項１に記載の耐水性と耐糸さび性に優れた輸送
機用Al合金材。
【請求項３】前記塗装皮膜が、静電塗装、アニオン電
着塗装およびスプレー塗装、ロールコーター塗装、浸漬
塗装から選択された塗装皮膜である請求項１または２に
記載の耐水性と耐糸さび性に優れた輸送機用Al合金材。
【請求項４】前記Al合金材が強度で200N/mm²以上およ
び耐力で 90N/mm²以上を有する請求項１乃至３のいずれ
か１項に記載の耐水性と耐糸さび性に優れた輸送機用Al
合金材。
【請求項５】前記Al合金材が、輸送機用に成形および
溶接接合された後で前記Alの水和酸化物皮膜および塗装
皮膜を設けたものである請求項１乃至４のいずれか１項
に記載の耐水性と耐糸さび性に優れた輸送機用Al合金
材。
【請求項６】前記輸送機が自動車用である請求項１乃
至５のいずれか１項に記載の耐水性と耐糸さび性に優れ
た輸送機用Al合金材。
【請求項７】 Al合金材表面に、Alの水和酸化物と、F
e、Ni、Co、Znから選択される1 種以上の金属化合物と
の複合皮膜が形成されるとともに、前記金属化合物の複
合皮膜への含有量を金属元素に換算して1.0 at% 以上と
したAl合金材であって、塗装が施されて輸送機に用いら
れる耐水性と耐糸さび性に優れたAl合金材。