WO2015198726A1 - 高耐アルカリ性アルミニウム部材及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a member made of aluminum or aluminum alloy having excellent alkali resistance.
- Patent Documents 1 and 2 disclose a technique in which a silane coupling agent is applied onto an anodized film and then coated thereon.
- Patent Document 3 discloses a technique in which an anodized film is immersed in a mixed alcohol solution of alkoxysilane and HCl. However, the purpose of this technique is to fill SiO 2 in the fine pores of the anodized film, and it is not possible to form a coating layer on the anodized film.
- An object of the present invention is to provide an aluminum and aluminum alloy member having improved alkali resistance of an anodized film.
- the highly alkali-resistant aluminum member according to the present invention has an anodized film layer on the surface of aluminum or an aluminum alloy, and has a coating layer having a siloxane glass component of 90% by mass or more on the anodized film layer.
- the coating layer has a thickness of 0.5 to 5.0 ⁇ m and an adhesion amount of 0.4 to 5.0 g / m 2 .
- 90 mass% or more of the siloxane glass component means a coating layer in which the glass-like component having a Si—O—Si siloxane bond accounts for 90 mass% or more.
- a coating layer can be obtained by applying a high-concentration paint having an alkoxysiloxane compound of 50% by mass or more on the anodized film and drying it. Alkoxysiloxane is hydrolyzed on the coated surface and cured at room temperature.
- the siloxane glass component is 90% by mass or more, a transparent and hard coating layer is obtained.
- the siloxane glass component is further 95% by mass or more, the transparency is further increased.
- the anodized film when the anodized film is a sulfuric acid electrolytic film or an oxalic acid electrolytic film that has been subjected to hot water washing treatment or semi-sealing treatment, adhesion of the coating layer of siloxane glass is improved.
- the anodized film may be a colored film.
- the method for producing a highly alkali-resistant aluminum member according to the present invention comprises a step of forming an anodic oxide film having a thickness of 5 to 20 ⁇ m on the surface of aluminum or an aluminum alloy, and then a hot water of 70 to 85 ° C. for 5 to 30 minutes. It has a step of performing a hot water washing process or a semi-sealing process, and then applying and drying an alkoxysiloxane paint.
- the sulfuric acid electrolytic film refers to forming an anodic oxide film in a sulfuric acid aqueous solution
- the oxalic acid electrolytic film refers to an oxalic acid aqueous solution used as an electrolytic solution.
- coloring includes so-called secondary electrolytic coloring and dyeing.
- the aluminum or aluminum alloy member according to the present invention has a coating layer made of siloxane glass on the anodized film, it is excellent not only in corrosion resistance in an acidic environment but also in alkali resistance. Moreover, it is transparent and glossy, and can maintain the texture of the conventional anodized film and the metallic luster of the aluminum surface.
- the manufacture example of the aluminum or aluminum alloy member which concerns on this invention, and its evaluation result are demonstrated.
- the aluminum alloy extruded material was subjected to electrolytic treatment in an aqueous sulfuric acid solution, and an anodized film was formed according to a conventional method.
- the film thickness was 10 ⁇ m.
- it was immersed in warm water of 80 ° C. to 95 ° C. for 5 to 20 minutes.
- an alkoxysiloxane paint was applied and dried at room temperature.
- the product name “Top Notch Coat TN-7000” manufactured by JSP Co., Ltd. was used as the paint containing 50% by mass or more of the alkoxysiloxane used in the evaluation.
- coat changes thickness, The thickness of the glassy coating layer after drying was shown in the table
- targets for adhesion and alkali resistance were set as follows so that they could be applied to automobile exterior parts.
- ⁇ Adhesion> After immersing the test piece in pure water at 40 ° C. for 360 hours, a 1 mm square grid was put in the vitreous coating layer, and a peeling test using a cellophane tape was carried out.
- ⁇ Alkali resistance> The test piece was immersed in a 1 / 10N aqueous sodium hydroxide solution (20 ° C.) for 20 minutes, and then washed and dried. As a result, the case where no discoloration was observed was evaluated as “ ⁇ ”.
- Example 1 and Comparative Example 2 the adhesion was evaluated as “Good” as shown in Example 1 and Comparative Example 2 under conditions where hot water immersion after anodized film treatment was 80 ° C. ⁇ 5 minutes.
- the adhesion was insufficient. From this, the adhesiveness decreases as the degree of sealing of the anodized film progresses, so the level of hot water for the purpose of washing the acid remaining in the anodized film, or the case where the sealing does not progress completely. It can be said that the sealing level is good.
- the hot water washing treatment or semi-sealing treatment is preferably immersed in warm water at 70 to 85 ° C. for 5 to 30 minutes.
- hot water of 75 to 85 ° C. is preferable.
- the target could not be cleared when the thickness of the glassy coating layer of Comparative Example 2 was 0.4 ⁇ m.
- the adhesion amount in this range was 0.4 to 5.0 g / m 2 .
- the sulfuric acid electrolytic film using an aqueous sulfuric acid solution was 10 ⁇ m.
- the film thickness is preferably in the range of 5 to 20 ⁇ m, and the oxalic acid electrolytic film having the same film thickness. It may be.
- the aluminum alloy material may be subjected to mechanical finishing such as buffing or chemical finishing such as chemical polishing or electrolytic polishing.
- the surface treatment according to the present invention is excellent in alkali resistance while maintaining the radiance.
- the anodized film may be colored by secondary electrolytic coloring or dyeing.
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Abstract
【課題】陽極酸化皮膜の耐アルカリ性を向上させたアルミニウム及びアルミニウム合金部材の提供を目的とする。 【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜層を有し、前記陽極酸化皮膜層の上に、シロキサンガラス成分が90質量%以上のコーティング層を有し、前記コーティング層は、厚み0.5~5.0μm,付着量0.4~5.0g/m2であることを特徴とする。
Description
本発明は、耐アルカリ性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる部材に関する。
アルミニウム又はアルミニウム合金は、そのままで外装部品として使用するには耐食性が不充分であることから、陽極酸化皮膜処理が行われている。
この種の陽極酸化皮膜は、酸性に対しての耐食性は相対的に優れるものの、アルカリ性に対しては表面が白化しやすく、例えば自動車等の外装部品に適用するには不充分であった。
建材の分野にあっては、陽極酸化皮膜を形成後に電着塗装を施すことで耐アルカリ性を向上させているが、この電着塗膜はキズ付きやすく、この種のアルミニウム材を自動車部品に用いると洗車時にキズが付き、剥がれやすい問題がある。
また、特許文献1,2には、陽極酸化皮膜の上にシランカップリング剤を塗布し、その上に塗装する技術を開示するが、ここでシランカップリング剤は、塗膜の密着性を向上させるのが目的であって、シランカップリング剤のみでは耐食性が不充分である。
特許文献3には、アルコキシシランとHClの混合アルコール溶液に陽極酸化皮膜を浸漬する技術を開示する。
しかし、同技術は陽極酸化皮膜の微細孔中にSiO2を充填させるのが目的であり、陽極酸化皮膜の上にコーティング層を形成できるものではない。
この種の陽極酸化皮膜は、酸性に対しての耐食性は相対的に優れるものの、アルカリ性に対しては表面が白化しやすく、例えば自動車等の外装部品に適用するには不充分であった。
建材の分野にあっては、陽極酸化皮膜を形成後に電着塗装を施すことで耐アルカリ性を向上させているが、この電着塗膜はキズ付きやすく、この種のアルミニウム材を自動車部品に用いると洗車時にキズが付き、剥がれやすい問題がある。
また、特許文献1,2には、陽極酸化皮膜の上にシランカップリング剤を塗布し、その上に塗装する技術を開示するが、ここでシランカップリング剤は、塗膜の密着性を向上させるのが目的であって、シランカップリング剤のみでは耐食性が不充分である。
特許文献3には、アルコキシシランとHClの混合アルコール溶液に陽極酸化皮膜を浸漬する技術を開示する。
しかし、同技術は陽極酸化皮膜の微細孔中にSiO2を充填させるのが目的であり、陽極酸化皮膜の上にコーティング層を形成できるものではない。
本発明は、陽極酸化皮膜の耐アルカリ性を向上させたアルミニウム及びアルミニウム合金部材の提供を目的とする。
本発明に係る高耐アルカリ性アルミニウム部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜層を有し、前記陽極酸化皮膜層の上に、シロキサンガラス成分が90質量%以上のコーティング層を有し、前記コーティング層は、厚み0.5~5.0μm,付着量0.4~5.0g/m2であることを特徴とする。
ここで、シロキサンガラス成分が90質量%以上とは、Si-O-Siシロキサン結合を有するガラス状の成分が90質量%以上占めるコーティング層であることをいう。
このようなコーティング層は、アルコキシシロキサン化合物が50質量%以上の高濃度の塗料を陽極酸化皮膜の上に塗布し、乾燥させることで得られる。
アルコキシシロキサンは、塗布面にて加水分解し、常温硬化する。
シロキサンガラス成分が90質量%以上占めると、透明で硬い皮膜層となる。
シロキサンガラス成分がさらに95質量%以上となると、より透明度が増す。
このようなコーティング層は、アルコキシシロキサン化合物が50質量%以上の高濃度の塗料を陽極酸化皮膜の上に塗布し、乾燥させることで得られる。
アルコキシシロキサンは、塗布面にて加水分解し、常温硬化する。
シロキサンガラス成分が90質量%以上占めると、透明で硬い皮膜層となる。
シロキサンガラス成分がさらに95質量%以上となると、より透明度が増す。
本発明において、陽極酸化皮膜は湯洗処理又は半封孔処理された硫酸電解皮膜又はシュウ酸電解皮膜であると、シロキサンガラスのコーティング層の密着性が向上する。
また、本発明においては、陽極酸化皮膜は着色皮膜であってよい。
また、本発明においては、陽極酸化皮膜は着色皮膜であってよい。
本発明に係る高耐アルカリ性アルミニウム部材の製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に厚み5~20μmの陽極酸化皮膜を形成するステップと、次に70~85℃の温水にて5~30分間の湯洗処理又は半封孔処理するステップと、次に、アルコキシシロキサン塗料を塗布及び乾燥するステップとを有することを特徴とする。
ここで、硫酸電解皮膜とは、硫酸水溶液中で陽極酸化皮膜を形成することをいい、シュウ酸電解皮膜とは、シュウ酸水溶液を電解液に用いたものをいう。
また、陽極酸化皮膜を形成した後に着色処理し、次に前記湯洗処理又は半封孔処理するステップを有するようにしてもよい。
着色には、いわゆる二次電解着色や染色が含まれる。
ここで、硫酸電解皮膜とは、硫酸水溶液中で陽極酸化皮膜を形成することをいい、シュウ酸電解皮膜とは、シュウ酸水溶液を電解液に用いたものをいう。
また、陽極酸化皮膜を形成した後に着色処理し、次に前記湯洗処理又は半封孔処理するステップを有するようにしてもよい。
着色には、いわゆる二次電解着色や染色が含まれる。
本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金部材は、陽極酸化皮膜の上にシロキサンガラスからなるコーティング層を有するので、酸性環境下における耐食性のみならず、耐アルカリ性にも優れる。
また、透明で艶があり、従来の陽極酸化皮膜の質感やアルミニウム表面の金属光沢を維持できる。
また、透明で艶があり、従来の陽極酸化皮膜の質感やアルミニウム表面の金属光沢を維持できる。
本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金部材の製造例及びその評価結果を説明する。
アルミニウム合金の押出材を硫酸水溶液中にて電解処理し、常法に従い陽極酸化皮膜を形成した。
皮膜の膜厚は、10μmであった。
次に図1の表に示すように80℃~95℃の温水に5~20min浸漬処理した。
上記の温水処理した後に乾燥させた後、アルコキシシロキサン塗料を塗布し、常温乾燥させた。
ここで、評価に用いたアルコキシシロキサンが50質量%以上含有する塗料は、株式会社ジェイ・エス・ピー社製の商品名「トップノッチコートTN-7000」を用いた。
なお、塗布する量は厚みを変化させ、乾燥した後のガラス質コーティング層の厚みを図1の表に示した。
アルミニウム合金の押出材を硫酸水溶液中にて電解処理し、常法に従い陽極酸化皮膜を形成した。
皮膜の膜厚は、10μmであった。
次に図1の表に示すように80℃~95℃の温水に5~20min浸漬処理した。
上記の温水処理した後に乾燥させた後、アルコキシシロキサン塗料を塗布し、常温乾燥させた。
ここで、評価に用いたアルコキシシロキサンが50質量%以上含有する塗料は、株式会社ジェイ・エス・ピー社製の商品名「トップノッチコートTN-7000」を用いた。
なお、塗布する量は厚みを変化させ、乾燥した後のガラス質コーティング層の厚みを図1の表に示した。
品質目標としては、自動車の外装部品に適用できるように密着性及び耐アルカリ性の目標を下記のとおり設定した。
<密着性>
試験片を40℃の純水に360時間浸漬した後に、ガラス質コーティング層に1mmマス目の碁盤目を入れ、セロハンテープによる剥がれ試験を実施し、剥がれ0/100を評価「○」とした。
<耐アルカリ性>
試験片を1/10Nの水酸化ナトリウム水溶液(20℃)に20分間浸漬し、その後洗浄乾燥した。
これにより、変色が認められないものを評価「○」とした。
<密着性>
試験片を40℃の純水に360時間浸漬した後に、ガラス質コーティング層に1mmマス目の碁盤目を入れ、セロハンテープによる剥がれ試験を実施し、剥がれ0/100を評価「○」とした。
<耐アルカリ性>
試験片を1/10Nの水酸化ナトリウム水溶液(20℃)に20分間浸漬し、その後洗浄乾燥した。
これにより、変色が認められないものを評価「○」とした。
図1の表に示した結果から、次のことが明らかになった。
(1)陽極酸化皮膜処理後の温水浸漬が80℃×5分の条件で実施例1,比較例2で示すように密着性が評価「○」となった。
これに対して温水浸漬90℃×20分では、比較例3に示すように密着性が不充分であった。
このことから、陽極酸化皮膜の封孔度が進行すると密着性が低下することから、陽極酸化皮膜中に残る酸の洗浄を目的とした湯洗レベル、又は封孔が完全に進行していない半封孔レベルが良いと言える。
よって、湯洗処理又は半封孔処理は、70~85℃の温水に5~30分間浸漬するのが好ましい。
なお、浸漬時間を5~20分間程度にするには、75~85℃の温水がよい。
(1)陽極酸化皮膜処理後の温水浸漬が80℃×5分の条件で実施例1,比較例2で示すように密着性が評価「○」となった。
これに対して温水浸漬90℃×20分では、比較例3に示すように密着性が不充分であった。
このことから、陽極酸化皮膜の封孔度が進行すると密着性が低下することから、陽極酸化皮膜中に残る酸の洗浄を目的とした湯洗レベル、又は封孔が完全に進行していない半封孔レベルが良いと言える。
よって、湯洗処理又は半封孔処理は、70~85℃の温水に5~30分間浸漬するのが好ましい。
なお、浸漬時間を5~20分間程度にするには、75~85℃の温水がよい。
次に耐アルカリ性については、比較例2のガラス質コーティング層の厚み0.4μmでは目標をクリアーすることができなかったから、このガラス質コーティング層は0.5~5.0μmの範囲がよい。
この範囲の付着量は、0.4~5.0g/m2であった。
この範囲の付着量は、0.4~5.0g/m2であった。
本実施例は、硫酸水溶液を用いた硫酸電解皮膜10μmであったが、自動車の外装部品として使用するには、皮膜厚さが5~20μmの範囲が好ましく、同様の膜厚のシュウ酸電解皮膜であってもよい。
また、アルミニウム合金素材は、バフ研磨等の機械的仕上げや化学研磨,電解研磨等の化学的仕上げが施されていてもよい。
このようにアルミニウム素材を光輝仕上げしてあると、本発明に係る表面処理にて光輝性を維持しつつ、耐アルカリ性に優れる。
また、陽極酸化皮膜に二次電解着色や染色により、着色を施してあってもよい。
また、アルミニウム合金素材は、バフ研磨等の機械的仕上げや化学研磨,電解研磨等の化学的仕上げが施されていてもよい。
このようにアルミニウム素材を光輝仕上げしてあると、本発明に係る表面処理にて光輝性を維持しつつ、耐アルカリ性に優れる。
また、陽極酸化皮膜に二次電解着色や染色により、着色を施してあってもよい。
Claims (3)
- アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜層を有し、
前記陽極酸化皮膜層の上に、シロキサンガラス成分が90質量%以上のコーティング層を有し、
前記コーティング層は、厚み0.5~5.0μm,付着量0.4~5.0g/m2であることを特徴とする高耐アルカリ性アルミニウム部材。 - 前記陽極酸化皮膜は湯洗処理又は半封孔処理された硫酸電解皮膜又はシュウ酸電解皮膜であることを特徴とする請求項1記載の高耐アルカリ性アルミニウム部材。
- 前記陽極酸化皮膜は着色皮膜であることを特徴とする請求項1又は2記載の高耐アルカリ性アルミニウム部材。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/386,408 US20170159200A1 (en) | 2014-06-25 | 2016-12-21 | Highly alkali-resistant aluminum member |
US16/158,875 US11035052B2 (en) | 2014-06-25 | 2018-10-12 | Highly alkali-resistant aluminum member |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014130188A JP5724021B1 (ja) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | 高耐アルカリ性アルミニウム部材及びその製造方法 |
JP2014-130188 | 2014-06-25 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US15/386,408 Continuation US20170159200A1 (en) | 2014-06-25 | 2016-12-21 | Highly alkali-resistant aluminum member |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2015198726A1 true WO2015198726A1 (ja) | 2015-12-30 |
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ID=53277955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/063478 WO2015198726A1 (ja) | 2014-06-25 | 2015-05-11 | 高耐アルカリ性アルミニウム部材及びその製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
US (2) | US20170159200A1 (ja) |
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WO (1) | WO2015198726A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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