JPS63145795A - アルミニウム又はアルミニウム合金の前処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金の前処理方
法に関する。

（従来の技術およびその問題点） アルミニウムは空気中で容易に酸化し、表面に酸化皮膜
を形成する。この自然酸化皮膜は本来耐食性を備えてい
゛る。しかしながら、自然酸化皮膜は通常極めて薄く、
かつ不均一であるｆこめ全体として耐食性が不足する。

従って、アルミニウム・又はアルミニウム合金は耐食性
や塗装の際の付ｎ性の向上の為に種々の前処理手段が施
されている。

アルミニウム又はアルミニウム合金の前処理方法として
陽極酸化（アルマイト）法および化成処理として水中で
アルミニラｌ、又はアルミニウム合金を処理するベーマ
イト（α−Ａ　（ｌ　ｔ　Ｏ３・１１２０）やバイヤラ
イト（β−Ａｆｆ２０３・３Ｈ２０）処理および酸性ク
ロメート処理等が一般に知られており、広く適用されて
いる。

陽極酸化の場合は、アルミニウムのオ質によっては均一
な皮膜形成ができにくいばかりでなく、特にアルミニウ
ムの鋳物、自動車用ホイールに使用されているＡ　ＣＡ
　Ｃ材は、アルカリエツチングや硫酸、リン酸浴での陽
極酸化では素材の光輝性が失なわれ、またグレーや黒色
の、クリアー塗装後乙残る着色が起る等の問題がある。

また、陽極酸化に用いられろ、施設の大型化や経済性の
点で問題点を有している。

化成処理の場合、ベーマイトやバイヤライト処理は耐食
性、あるいは低温密着性が悪く、特に糸さびか発生し易
い等の問題がある。また酸性クロメート処理は優れた防
錆性を有しているか、自動車用ホイール等の鋭いエツジ
部分を有する物品に使用した場合、シャープエツジ部分
から糸さびが発生する。

従って、これらの糸さびの発生を防止するために前処理
剤、塗料才九Ｊ二びこれらの使用条件が色々と検討され
てきたが１１：４足出来る総合的な解決手段が存在しな
かった。

（発明の経過） 本発明者等はこれらを解決すべく研究の結果、リン酸塩
水溶液中で小さな電気量でアルミニウムを処理すると、
極めて良好な結果かえられろことを見出し、既に特許出
願した。

この処理は糸さびの防止に極めて有効であるが、その他
の腐食の防止には更に改善すべき点、特に耐ツルトスプ
レー性が必ずしも充分でないことが解った。

本発明者等は上記処理法を更に改良し、糸さびの防止お
よび耐ツルトスブレー性の両者か改寿される方法を見出
した。

（発明の構成ン 即ち、本発明はリン酸塩および／またはホウ素化合物の
水溶液中でアルミニウム又はアルミニウム合金を陽極電
解処理し、水洗後火に重金属イオンを含有する水溶液で
後処理することを特徴とすルアルミニウム又はアルミニ
ウム合金の前処理方法に関する。

本発明に用いられろリン酸塩としては、リン酸アンモニ
ウム、リン酸カリウム、リン酸水素アンモニウムナトリ
ウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二カリウ
ム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン
酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、リン酸
二水素カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二
水素マンガン、リン酸二水素リチウム；ニリン酸塩とし
てはピロリン酸カリウム、ビロリン酸ナトリウム、ピロ
リン酸二水素ナトリウム：または三リン酸塩としてはト
リポリリン酸ナトリウム等が挙げられる。

本発明に使用するホウ素化合物の例としてはホウ砂、ホ
ウ酸等が挙げられる。

上記リン酸塩またはホウ素化合物を水、好ましくは純水
中に溶解することにより処理液が得られる。処理液中の
リン酸塩またはホウ素化合物の濃度は０．１−１０重量
％、好ましくは１〜５重量％である。０．１重量％以下
では電流量か少なくなり処理に時間かかかる。１０重量
％を越えると水洗水の汚染か著しく不経済である。処理
液コ）温度は５〜４０°Ｃ１好ましくは１５〜３０℃て
適当である。本発明の処理により若干の干渉色が現れろ
ことかあるが、クリアー塗装時には解消する。

陽極電解処理液中には必要に応して他の添加剤、例えば
チタン化合物、タンニン酸、クロム化り物やキレート化
合物等を添加してしよい。これらの添加爪は０．５〜５
ｉ１ｊｍ％てめろ。

本発明によれば、上記陽極電解処理液中でアルミニウム
又はアルミニウム合金を陽極とし、２ｒ極との間に直流
電流を印加することによりアルミ表面に均一リン酸皮膜
が形成できろ。この場合、アルミニウムは光輝性を全く
失なわず、むしろ通電条件によっては干渉縞の美しい皮
膜が得られろ。

この皮膜は不導体と考えられ定電圧通電では時間とＪ（
に電流値か低ドして来る。ま几、定電流で通電すれば電
圧かに、５￥することからも皮膜か形成されていること
か解る。しかしなから、完全を絶縁体を形成しないｆこ
め、・ド発明の処理後に更に°Ｉａ青塗装により塗装皮
膜を形成することもできる。

陽極電解処理浴としては処理液のｐｉが３〜１２、好ま
しくは６〜ｌＯであるため、鉄製の容器が使用出来る。

また、通電方法は５０Ｖ〜３００Ｖの定電圧で３０秒〜
２０分電圧を印加する、好ましくは１００〜２５０ｖで
５〜ｌＯ分間の通電である。定電流通電の場合は０．２
〜５Ａ／１００ｃｒｔｒ”の電流密度で５秒〜１０分間
、好ましくは０．５〜２　Ａ／　１００ｃｍ”で３０秒
〜２分間、即ち、１．０〜３０００クーロン／ｃｙｔ”
、好ましくは１５〜２５０ク一ロン／ｃｍ”の電気量通
電する。

本発明では上記陽極電解処理された被塗物を水洗複重金
属イオンを含む水溶液中で後処理に付される。この後処
理に付される前の水洗は必要である。この水洗がなけれ
ば例えば後処理液に陽極電解処理液が混入し、後処理液
の安定性や効果を減少さ仕ろ。また、後処理でのムラを
生じさせろ。

水洗は単に水中に浸漬されるかまたは水を噴霧すること
により行ってもよい。

重金属イオンとは遷移金属および金属性典型元素のイオ
ンをいうが、好ましくはジルコニウムイオン、スズイオ
ン、ニッケルイオン等が挙げられろ。重金属イオンはま
たクロム酸イオンまたはタングステン酸イオンのような
原子団を含む。これらのイオンを水溶液中に放出する化
合物の具体的な例としては炭酸ジルコニウム、クロム酸
、硫酸スズ、硫酸ニッケル、タングステン酸および炭酸
ジルコニルアンモン（（Ｎ　ｔ［４）３　Ｚ　ｒｏ　Ｈ
（ＣＯ３）ｓ）等が挙げられる。重金属イオンは水溶液
中に０゜０１〜２モル％、好ましくは０．０５〜！モル
％の量で存在するのが好ましい。０．０１モル％以下で
あると処理時間か長くなる欠点を有し、２モル％を越え
ると仕上がりにムラが生しる等の欠点を有する。

後処理は重金属イオンを含０゛４−ろ水溶液中に単に浸
漬するのみでしよいが、好ましくは被塗物を陰極にして
陰極電解を行なうのが好ましい。陰極電解を行った場合
、耐ツルトスプレー性が著しく向上する。陰極電解はＩ
Ｏ〜３５０■の電圧を１０秒〜２０分、好ましくは１５
（１〜２５０Ｖで２〜５分行なわれろ。電流は直流か好
ましいが、交流またはパルス電圧を与えてもよい。

本発明によれば、陽極酸化により不導体被膜が彩成され
、次の後処理により被覆層が杉成されピンホール等がカ
バーされ有効な防錆、特に糸さび防止および耐ツルトス
プレー性が向上する。

（発明の効果） 本発明によれば、リン酸塩水溶液中で小さな電気量をア
ルミニウム又はアルミニウム合金に印加する簡単な処理
技術で、アルミニウム又はアルミニウム合金のさび、特
に糸さびを抑制できる。特に通電量が小さくて良いので
、設備の小型化および経費の削紘が図れる。また、後処
理を施すことにより耐ツルトスプレー性が著しく向上し
、総合的な防錆効果が高くなる。

（実施例） 以下、実施例をあげて説明する。

実施例１ 市販のピロリン酸１重量部とホウ砂ｔｉ量部を純水９８
重量部に溶解した液を２Ｑ作成した、次に予め脱脂した
アルミニウム合金（Ａ　Ｃ４Ｃ）仮（３５ｘ４　Ｘ　１
００ｍ／ｍ）を前記水溶液に浸漬し陽極とした。対極と
の間に直流電圧２００■を印加して２分間通電した。こ
の間処理液温度を２５°Ｃに保持し、マグネチックスタ
ーラーで撹拌した。通電後、処理液からアルミニウム合
金板を引き上げ水道水で水洗後練水洗した。次に炭酸ジ
ルコアンセン１０重量部を純水９０正量部に溶解した液
に３０秒浸漬した。水道水で洗浄し８０〜１２０℃で１
０分間乾燥した。次にこの処理板に熱硬化型アクリル樹
脂クリヤーを塗装し焼付乾燥後糸さび試験および耐ツル
トスプレー性の試験を実施した。

結果を表−１に示す。

実施例２ 市販のピロリン酸２重Ｍ部を純水９８ｆｆｉ量部に溶解
した液を使用した以外は実施例１と同様の方法を実施し
た。結果を表−１に示す。

実施例３ 市販のホウ砂２重量部を純水９８重電部に溶解しに液を
使用した以外は実施例１と同様の方法を実施した。結果
を表−１に示す。

実施例４ 実施例１の通電後のアルミニウム合金板を５％クロム酸
水溶液中に１０秒浸漬した以外は実施例１と同様の方法
を実施した。結果を表−１に示す。

実施例５ 実施例１の通電後のアルミニウム合金板を１０％硫酸ス
ズ水溶液中に２分間浸漬した以外は実施例１と同様の方
法を実施した。結果を表−１に示す。

実施例６ 実施例１の通電後のアルミニウム合金板を１０％硫酸ニ
ッケル水溶液中に２分間浸漬した以外は実施例Ｉと同様
の方法を実施した。結果を表−１に示す。

実施例７ 実施例１の通電後のアルミニウム合金板を５％タングス
テン酸水溶液中に１０分間浸漬した以外は実施例１と同
様の方法を実施した。結果を表−１に示す。

実施例８〜１２ 実施例Ｉの通電後のアルミニウム合金板の各々を実施例
１および４〜７に使用した各々の水溶液中に各々浸漬し
該アルミニウム合金板を陰極にし、対極との間に直流電
圧をｔＯＶで２０分、次いで３５０Ｖ３０秒の条件で実
施した。結果を表−１に示す。

比較例１ 後処理を行なわない以外は実施例２と同様に処理を行っ
た。結果を表−１に示す。

比較例２ アルミニウム合金（ＡＣ４Ｃ）を公知の無水クロム酸（
５０００ｐｐｍ）で通電および後処理しない標準処理を
行った後、熱硬化型アクリル樹脂クリヤーを塗装し焼付
乾燥後糸サビ試験を実施した。結果を表−１に示す。

糸サビテスト方法： 塗装仮に十字のカット（素地まで到達）を入れ塩水噴霧
テストを・１８時間実施後相対湿度８０〜９０％、温度
４０°Ｃｉ、、：ｇ整した密閉容器に入れ、１８０時間
放置する。

耐ツルトスブレーテスト方法 ＪＩＳ、Ｚ−２３７１に基づいて行う。この場合、試験
板は予めクロスカットし、所定時間テスト後カットの片
側の錆やフクレ幅を測定する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リン酸塩および／またはホウ素化合物の水溶液中で
   アルミニウム又はアルミニウム合金を陽極電解処理し、
   水洗後更に重金属イオンを含有する水溶液で後処理する
   ことを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の
   前処理方法。 ２、リン酸塩がポリリン酸塩である第１項記載の方法。 ３、ホウ素化合物がホウ砂またはホウ酸である第１項記
   載の方法。 ４、リン酸塩またはホウ素化合物の濃度が水溶液中に０
   ．１〜１０重量％である第１項記載の方法。 ５、陽極電解処理の電気量が１．０〜３０００クーロン
   ／１００ｃｍ＾２である第１項記載の方法。 ６、後処理が浸漬または陰極電解により実施される第１
   項記載の方法。 ７、重金属イオンがジルコニウムイオン、クロム酸イオ
   ン、スズイオン、ニッケルイオンまたはタングステン酸
   イオンである第１項記載の方法。