JPS6043434B2 - アルミニウム表面に化成皮膜を形成する方法 - Google Patents
アルミニウム表面に化成皮膜を形成する方法Info
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- JPS6043434B2 JPS6043434B2 JP52096681A JP9668177A JPS6043434B2 JP S6043434 B2 JPS6043434 B2 JP S6043434B2 JP 52096681 A JP52096681 A JP 52096681A JP 9668177 A JP9668177 A JP 9668177A JP S6043434 B2 JPS6043434 B2 JP S6043434B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/60—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
- C23C22/66—Treatment of aluminium or alloys based thereon
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、アルミニウム表面に化成皮膜を形成する
方法に関する。
方法に関する。
この明細書において「アルミニウム」なる用語は、純
アルミニウムはもとより、少量の不純物を含む市販のア
ルミニウムやアルミニウムが大部分を占めるアルミニウ
ム合金をも含むものとする。
アルミニウムはもとより、少量の不純物を含む市販のア
ルミニウムやアルミニウムが大部分を占めるアルミニウ
ム合金をも含むものとする。
脱イオン水や蒸留水を用いてアルミニウムを加熱処理
すると、アルミニウム表面にベーマイト（Ａ１。Ｏ。・
ルＯ）皮膜が形成されることは古くからよく知られてい
るところである。そして最近では、脱イオン水や蒸留水
にアンモニアやアミン類のようなアルカリ性物質を少量
添加して微アルカリ性処理液を調製し、これを用いてベ
ーマイト皮膜を形成する方法が知られている。この方法
は、主に風呂釜やラジエーターに用いられるアルミニウ
Ａ製熱交換器に耐食処理として施され、またクロメート
法のように公害問題を生じるおそれがないためこれに代
つて塗装の下地処理にも利用されてきていた。 しかし
、ベーマイト処理やこれに類するアルカリ系処理は、高
温でかつ長時間行う必要があり、そのため耐食性能は良
好であつても、特に塗装用下地処理として行う場合には
、コイル処理やスプレー処理などの連続的皮膜形成処理
において作業性が劣り、さらに形成された塗膜の密着性
についても加工性等の点で問題があつて、十分な性能を
有していないものであつた。
すると、アルミニウム表面にベーマイト（Ａ１。Ｏ。・
ルＯ）皮膜が形成されることは古くからよく知られてい
るところである。そして最近では、脱イオン水や蒸留水
にアンモニアやアミン類のようなアルカリ性物質を少量
添加して微アルカリ性処理液を調製し、これを用いてベ
ーマイト皮膜を形成する方法が知られている。この方法
は、主に風呂釜やラジエーターに用いられるアルミニウ
Ａ製熱交換器に耐食処理として施され、またクロメート
法のように公害問題を生じるおそれがないためこれに代
つて塗装の下地処理にも利用されてきていた。 しかし
、ベーマイト処理やこれに類するアルカリ系処理は、高
温でかつ長時間行う必要があり、そのため耐食性能は良
好であつても、特に塗装用下地処理として行う場合には
、コイル処理やスプレー処理などの連続的皮膜形成処理
において作業性が劣り、さらに形成された塗膜の密着性
についても加工性等の点で問題があつて、十分な性能を
有していないものであつた。
また最近、リチウムを含むアルカリ水溶液を用い、かつ
同液中にアルミニウム化合物の沈澱物を存在させる処理
方法が提案された（特開昭４９−１０６４４７号参照）
。しかしこの方法はアルミニウム化合物の沈澱物を必須
とするものであるため、同沈澱物が処理すべきアルミニ
ウム材の表面に部分的に付着した。そのため３この付着
部分では皮膜の密着性が低下して、皮膜が全体に不均一
なものとなり、また付着部分が腐食をきたすおそれがあ
つた。またこの処理液はリチウムを主成分とするもので
あるため、高価なリチウムを１モル／ｅといつた高濃度
で含む必要があり、コスト的に不利なものであつた。こ
の発明は、上記の点に鑑みてなされ、上記欠点を克服す
ることを目的とするものであり、ベーマイト処理のよう
な高温処理を必要とせず、クロメート処理と同様２５℃
程度の常温処理が可能であり、しかも公害問題の生じる
おそれがないという特徴を有するものである。
同液中にアルミニウム化合物の沈澱物を存在させる処理
方法が提案された（特開昭４９−１０６４４７号参照）
。しかしこの方法はアルミニウム化合物の沈澱物を必須
とするものであるため、同沈澱物が処理すべきアルミニ
ウム材の表面に部分的に付着した。そのため３この付着
部分では皮膜の密着性が低下して、皮膜が全体に不均一
なものとなり、また付着部分が腐食をきたすおそれがあ
つた。またこの処理液はリチウムを主成分とするもので
あるため、高価なリチウムを１モル／ｅといつた高濃度
で含む必要があり、コスト的に不利なものであつた。こ
の発明は、上記の点に鑑みてなされ、上記欠点を克服す
ることを目的とするものであり、ベーマイト処理のよう
な高温処理を必要とせず、クロメート処理と同様２５℃
程度の常温処理が可能であり、しかも公害問題の生じる
おそれがないという特徴を有するものである。
すなわち、この発明は、アルミン酸塩を０．００１〜０
．５モル／ｆとリチウムまたはその塩を０．００５〜０
．２モル／ｅとキレート剤を含有しかつＰＨが８〜１３
の範囲に調整せられた皮膜形成処理液を用いてアルミニ
ウム表面を処理することを特徴とするアルミニウム表面
に化成皮膜を形成する方法である。
．５モル／ｆとリチウムまたはその塩を０．００５〜０
．２モル／ｅとキレート剤を含有しかつＰＨが８〜１３
の範囲に調整せられた皮膜形成処理液を用いてアルミニ
ウム表面を処理することを特徴とするアルミニウム表面
に化成皮膜を形成する方法である。
この発明の方法に適用されるアルミニウムの形態は特に
限定されず、その例としてはアルミニウム製の板材、押
出型材、アルミニウム粉体などが挙げられる。
限定されず、その例としてはアルミニウム製の板材、押
出型材、アルミニウム粉体などが挙げられる。
アルミン酸塩の例としては、アルミン酸ナトリウム、ア
ルミン酸カリウムなどが挙げられるが、これらのほか処
理液中でアルミン酸イオンとして存在するものであれば
よい。
ルミン酸カリウムなどが挙げられるが、これらのほか処
理液中でアルミン酸イオンとして存在するものであれば
よい。
リチウムの例としては、塩化物、ヨウ化物などのハロゲ
ン化リチウムや、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、シユウ酸塩
、硫酸塩などのリチウム塩が挙げられる。
ン化リチウムや、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、シユウ酸塩
、硫酸塩などのリチウム塩が挙げられる。
特に硝酸リチウム、塩化リチウム、酢酸リチウムを用い
た場合には均一で塗膜密着性および耐食性の優れた皮膜
が形成される。アルミン酸塩の含有量が０．００１〜０
．５モル／ｅの範囲に限定され、またリチウム塩の含有
量が０．００５〜０．２モル／ｅの範囲に限定される理
由は、各含有量がそれぞれ上記各範囲の下限未満である
場合には、化成皮膜の形成が十分に進まず、そのため塗
膜密着性および耐食性に優れた皮膜が得られず、また逆
に各含有量がそれぞれ上記各範囲の上限を越える場合に
は、「アルミン酸イオンの処理液中における安定性が低
下して水酸化アルミニウムの沈澱が生じ、」これが皮膜
表面に付着したりして塗膜の密着性を低下させるためで
ある。
た場合には均一で塗膜密着性および耐食性の優れた皮膜
が形成される。アルミン酸塩の含有量が０．００１〜０
．５モル／ｅの範囲に限定され、またリチウム塩の含有
量が０．００５〜０．２モル／ｅの範囲に限定される理
由は、各含有量がそれぞれ上記各範囲の下限未満である
場合には、化成皮膜の形成が十分に進まず、そのため塗
膜密着性および耐食性に優れた皮膜が得られず、また逆
に各含有量がそれぞれ上記各範囲の上限を越える場合に
は、「アルミン酸イオンの処理液中における安定性が低
下して水酸化アルミニウムの沈澱が生じ、」これが皮膜
表面に付着したりして塗膜の密着性を低下させるためで
ある。
特に好ましい含有量範囲はアルミン酸塩０．００５〜０
．１モル／′、リチウム塩０．００１〜０．１モル／′
である。この発明において、処理液成分としてアルミン
酸塩とリチウムまたはその塩は必須成分であるが、特に
アルミン酸塩の効果としては、生成皮膜の凝集力を向上
させ、塗膜密着性を著しく良好にすると同時に生成皮膜
の均一性を増し、皮膜成生処理の再現性を著しく良好に
することなどが挙げられる。そして仮にアルミン酸塩を
含まない場合には、皮膜の凝集力が弱くて良好な密着性
が得られないのである。したがつて、処理液成分として
゛必須であるアルミン酸イオンおよびリチウムイオンを
安定に共存させ、凝集力の強い均一な皮膜を形成させる
ためには、処理液の安定性向上に効果のあるキレート剤
を添加する必要がある。このキレート剤の例としては、
シユウ酸等のカルボン酸類およびその塩類、クエン酸、
酒石酸等のオキシカルボン酸類およびその塩類、ＥＤＴ
Ａ等のポリアミノカルボン酸類およびその塩類、ソルビ
ツト、マンニット等の多価アルコール類、トリエタノー
ルアミン、モノエタノールアミン等のアミン類が挙げら
れる。キレート剤はアルミン酸塩およびリチウムまたは
その塩の安定性向上を図るものであるから、その添加量
は必然的にこれら物質の添加量に即応して決定される。
ＰＨの調整は、ＰＨ調整剤として適当な塩基性物質を処
理液に添加することによつて行われる。
．１モル／′、リチウム塩０．００１〜０．１モル／′
である。この発明において、処理液成分としてアルミン
酸塩とリチウムまたはその塩は必須成分であるが、特に
アルミン酸塩の効果としては、生成皮膜の凝集力を向上
させ、塗膜密着性を著しく良好にすると同時に生成皮膜
の均一性を増し、皮膜成生処理の再現性を著しく良好に
することなどが挙げられる。そして仮にアルミン酸塩を
含まない場合には、皮膜の凝集力が弱くて良好な密着性
が得られないのである。したがつて、処理液成分として
゛必須であるアルミン酸イオンおよびリチウムイオンを
安定に共存させ、凝集力の強い均一な皮膜を形成させる
ためには、処理液の安定性向上に効果のあるキレート剤
を添加する必要がある。このキレート剤の例としては、
シユウ酸等のカルボン酸類およびその塩類、クエン酸、
酒石酸等のオキシカルボン酸類およびその塩類、ＥＤＴ
Ａ等のポリアミノカルボン酸類およびその塩類、ソルビ
ツト、マンニット等の多価アルコール類、トリエタノー
ルアミン、モノエタノールアミン等のアミン類が挙げら
れる。キレート剤はアルミン酸塩およびリチウムまたは
その塩の安定性向上を図るものであるから、その添加量
は必然的にこれら物質の添加量に即応して決定される。
ＰＨの調整は、ＰＨ調整剤として適当な塩基性物質を処
理液に添加することによつて行われる。
ＰＨ調整剤の例としては水酸化リチウム、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウムなどの水酸化物やアンモニア水お
よび有機アミン類が挙げられる。有機アミン類などにつ
いては、処理液の安定性をはかるキレート剤とＰＨ調整
剤の両者の役割を兼ねそなえさせることも可能である。
ＰＨの値が８〜１３の範囲に限定される理由は、上記範
囲の下限未満では皮膜形成反応が十分に進行せず、また
逆に上記範囲の上限を越えると皮膜の形成よりもアルミ
ニウムの溶解の方が速く進行してしまつて皮膜が形成さ
れないからである。特に好ましいＰＨ範囲は１０〜１２
である。皮膜形成処理液を用いるアルミニウム表面の処
理は通常は処理液に処理すべきアルミニウムを浸漬する
方法により行われるが、その他、アルミニウム表面に処
理液をスプレーするか、またはハケなどで塗付ける方法
によつて行われてもよい。
ウム、水酸化カリウムなどの水酸化物やアンモニア水お
よび有機アミン類が挙げられる。有機アミン類などにつ
いては、処理液の安定性をはかるキレート剤とＰＨ調整
剤の両者の役割を兼ねそなえさせることも可能である。
ＰＨの値が８〜１３の範囲に限定される理由は、上記範
囲の下限未満では皮膜形成反応が十分に進行せず、また
逆に上記範囲の上限を越えると皮膜の形成よりもアルミ
ニウムの溶解の方が速く進行してしまつて皮膜が形成さ
れないからである。特に好ましいＰＨ範囲は１０〜１２
である。皮膜形成処理液を用いるアルミニウム表面の処
理は通常は処理液に処理すべきアルミニウムを浸漬する
方法により行われるが、その他、アルミニウム表面に処
理液をスプレーするか、またはハケなどで塗付ける方法
によつて行われてもよい。
処理時間は１Ｑ８〜３分間が好ましいが、この範囲外で
あつてももちろん良い。処理液の温度は特に限定はない
が、常温処理が可能であり、温度上昇により反応性が増
大するため、処理時間との関係で適宜選ばれる。特に２
５℃〜６０℃が好ましい。この発明により形成された化
成皮膜は、アルミン酸塩に由来するアルカリ金属とリチ
ウムとを含むＡｌ２Ｏ３・ＮＨ２Ｏ主体の皮膜である。
そしてこの皮膜は、その耐食性を一層向上させるために
は加圧蒸気で処理されることが好ましい。また、形成さ
れた皮膜の塗膜に対する密着性をさらに向上させるため
には、この発明の方法が施こされたアルミニウムをまず
１５０℃以上好ましくは３００′Ｃ付近で加熱処理し、
ついで、塗装を施すか、またはこの発明の施こされたア
ルミニウムにまず塗装を施こし、ついで、アルミニウム
を上記のように加熱処理するのがよい。こうして加熱処
理を施こすと密着性のみならす、化学皮膜自身の耐酸性
や耐塩基性などの耐薬品性も向上する。この発明は以上
のとおり構成されているので、従来のベーマイト処理お
よびリチウム塩を含むアルカリ系処理とは異なり、処理
時間の短縮およびｌ低温処理、特に常温における処理が
可能であつて、作業能率の向上を図ることが出来る。
あつてももちろん良い。処理液の温度は特に限定はない
が、常温処理が可能であり、温度上昇により反応性が増
大するため、処理時間との関係で適宜選ばれる。特に２
５℃〜６０℃が好ましい。この発明により形成された化
成皮膜は、アルミン酸塩に由来するアルカリ金属とリチ
ウムとを含むＡｌ２Ｏ３・ＮＨ２Ｏ主体の皮膜である。
そしてこの皮膜は、その耐食性を一層向上させるために
は加圧蒸気で処理されることが好ましい。また、形成さ
れた皮膜の塗膜に対する密着性をさらに向上させるため
には、この発明の方法が施こされたアルミニウムをまず
１５０℃以上好ましくは３００′Ｃ付近で加熱処理し、
ついで、塗装を施すか、またはこの発明の施こされたア
ルミニウムにまず塗装を施こし、ついで、アルミニウム
を上記のように加熱処理するのがよい。こうして加熱処
理を施こすと密着性のみならす、化学皮膜自身の耐酸性
や耐塩基性などの耐薬品性も向上する。この発明は以上
のとおり構成されているので、従来のベーマイト処理お
よびリチウム塩を含むアルカリ系処理とは異なり、処理
時間の短縮およびｌ低温処理、特に常温における処理が
可能であつて、作業能率の向上を図ることが出来る。
そして形成された化成皮膜は優れた耐食性を有し、また
特に塗装の下地皮膜として好適な性質を有するもので卒
る。またこの発明の方法においては、アルミン―塩は０
．００１〜０．５モル／′で含まれているため、処理液
中にイオン状態（アルミニウムイオンまたはその水和イ
オン、アルミン酸イオン）で溶存している。したがつて
アルミニウム水酸化物やアルミン酸塩の沈澱物は生じる
余地がなく、本明細書の冒頭において説萌したような沈
澱物によるトラブルをまねくおそれが全くなく、均一で
しかも耐食性のよい皮膜を形成することができる。また
この発明の方法では、処理液にキレート剤が含まれてい
るので、これがアルミン酸塩を安定性よく処理液に溶存
させる作用を果す。したがつてキレート剤の作用によつ
て沈澱物の生成は一層確実に阻止される。さらにこの発
明の方法では、リチウム塩の含有量は０．００５〜０．
２モル／ｅであるから、従来の方法におけるリチウム塩
含有量より少なくてよく、コスト的に有利である。以下
、この発明の実施例を示すが、もとよりこの発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。※１皮膜重量測
定・・・ＪＩＳＨ８６８Ｏ「陽極酸化皮膜
厚さ試験方法」における皮 膜
重量試験方法に準じて行 つた。
特に塗装の下地皮膜として好適な性質を有するもので卒
る。またこの発明の方法においては、アルミン―塩は０
．００１〜０．５モル／′で含まれているため、処理液
中にイオン状態（アルミニウムイオンまたはその水和イ
オン、アルミン酸イオン）で溶存している。したがつて
アルミニウム水酸化物やアルミン酸塩の沈澱物は生じる
余地がなく、本明細書の冒頭において説萌したような沈
澱物によるトラブルをまねくおそれが全くなく、均一で
しかも耐食性のよい皮膜を形成することができる。また
この発明の方法では、処理液にキレート剤が含まれてい
るので、これがアルミン酸塩を安定性よく処理液に溶存
させる作用を果す。したがつてキレート剤の作用によつ
て沈澱物の生成は一層確実に阻止される。さらにこの発
明の方法では、リチウム塩の含有量は０．００５〜０．
２モル／ｅであるから、従来の方法におけるリチウム塩
含有量より少なくてよく、コスト的に有利である。以下
、この発明の実施例を示すが、もとよりこの発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。※１皮膜重量測
定・・・ＪＩＳＨ８６８Ｏ「陽極酸化皮膜
厚さ試験方法」における皮 膜
重量試験方法に準じて行 つた。
※２，ＡＩ−ポリエチレン
剥離強度 ・・・処理試料にポリエチレン
を、温度１９０℃、圧力５ｋｇ／Ｃｆｌｌ加
圧時間５分間ク 接着条件で溶融圧着
し、そ の後剥離角１８０度の剥離を
行つた。
を、温度１９０℃、圧力５ｋｇ／Ｃｆｌｌ加
圧時間５分間ク 接着条件で溶融圧着
し、そ の後剥離角１８０度の剥離を
行つた。
※３基盤目テスト・・処理試料に常乾アクリル樹
脂を塗布し、その塗装表面
に１ω個のクロスカットを 入れ
てセロテープによつて 剥離テストを
行い、剥れた 個数を調べた。
脂を塗布し、その塗装表面
に１ω個のクロスカットを 入れ
てセロテープによつて 剥離テストを
行い、剥れた 個数を調べた。
※４塩水噴霧試験・・・ＪＩＳＺ２３７ｌ「塩水噴霧試
験 方法」に準じて行つた。
験 方法」に準じて行つた。
Claims (1)
- １ アルミン酸塩を０．００１〜０．５モル／ｌとリチ
ウムまたはその塩を０．００５〜０．２モル／ｌとキレ
ート剤を含有しかつｐＨが８〜１３の範囲に調整せられ
た皮膜形成処理液を用いてアルニウム表面を処理するこ
とを特徴とするアルミニウム表面に化成皮膜を形成する
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52096681A JPS6043434B2 (ja) | 1977-08-11 | 1977-08-11 | アルミニウム表面に化成皮膜を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52096681A JPS6043434B2 (ja) | 1977-08-11 | 1977-08-11 | アルミニウム表面に化成皮膜を形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5431042A JPS5431042A (en) | 1979-03-07 |
| JPS6043434B2 true JPS6043434B2 (ja) | 1985-09-27 |
Family
ID=14171524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52096681A Expired JPS6043434B2 (ja) | 1977-08-11 | 1977-08-11 | アルミニウム表面に化成皮膜を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043434B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57165201A (en) * | 1981-04-03 | 1982-10-12 | Aika Kogyo Kk | Manufacture of plywood |
| JP3077193B2 (ja) * | 1990-11-23 | 2000-08-14 | 株式会社デンソー | アルミニウム表面に耐食性化成皮膜を形成する方法 |
| DE10314700A1 (de) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Behr Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung oberflächenmodifizierter Werkstücke |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49106447A (ja) * | 1973-02-16 | 1974-10-09 | ||
| JPS5044137A (ja) * | 1973-08-23 | 1975-04-21 |
-
1977
- 1977-08-11 JP JP52096681A patent/JPS6043434B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49106447A (ja) * | 1973-02-16 | 1974-10-09 | ||
| JPS5044137A (ja) * | 1973-08-23 | 1975-04-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5431042A (en) | 1979-03-07 |
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