JPH01279788A - 耐系錆性に優れた自動車用Ａ▲ｌ▼合金塗装板の製造方法 - 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 この発明は自動車のボディパネル等に使用される塗装用
のＡｌ２合金板の処理方法、特に脱脂処理方法に関する
ものである。

従来の技術 従来一般に自動車のボディパネルとしては鋼板を用いる
のが通常であったが、最近では寒冷地における凍結防止
剤散布による腐食防止のための耐食性向上の要求や燃費
向上のための軽量化の要求がますます強くなってきてお
り、そこで例えばｚｎめつきやＺｎ合金めつき等の金属
めっきを施した表面処理鋼板や、薄くて強度の高い高張
力鋼板を自動車のボディパネルに適用することなどが進
められている。しかしながら鋼を素材としている限りは
、耐食性向上や軽量化も限界があるのが実状である。

そこで鋼板に代えて、別よりも材料特性として耐食性が
優れかつ軽量であるアルミニウム合金を自動車用ボディ
パネル等に適用することが考えられ、一部では実用化も
開始されている。

ところで自ｖＪ事のボディパネルは１Ｂを施して用いる
のが通常であり、アルミニウム合金板をボディパネルに
使用する場合、先ず前処理として板表面に付着している
圧延油や油脂類を除去するために脱脂処理を行ない、次
いで水洗した後塗膜の下地に対する密着性向上および塗
装下地の耐食性向上のために化成処理を行なって化成皮
膜を生成させ、その後電ｔｌ装を行ない、さらに中塗り
塗装および仕上塗り塗装を施すのが一般的である。ここ
で、従来アルミニウム合金板の脱脂処理にはアルカリ脱
脂処理液としてケイ酸ソーダ（Ｎａ２ＳｉＯ３）を用い
るのが一般的であり、また化成処理としてはクロメート
処理および／またはリン酸亜鉛処理を施して化成皮膜を
生成するのが一般的である。

発明が解決すべき問題点 アルミニウム合金はそれ自体で鋼よりも耐食性が優れて
おり、したがって塗装を施した板としてもアルミニウム
合金塗装板は鋼板塗装板より耐食性が優れてはいるが、
自動車用ボディパネルとして考慮した場合、アルミニウ
ム合金塗装板は未だ満足できる程度に耐食性が優れてい
るとは言えなかった。すなわち、自動車ボディパネルと
して使用した場合、凍結防止剤が散布された道路や海浜
地区など極めて苛酷な腐食環境下で長時間使用すれば、
アルミニウム合金塗装板であっても糸錆が発生し易く、
特に美的外観が強く求められる自動車用ボディパネルと
しては未だ耐食性が充分とは言い青なかったのだが実情
である。

そこでアルミニウム合金塗装板の耐食性、特に耐糸錆性
の向上を図る技術の開発が強く求められており、素材で
あるアルミニウム合金の成分面での改良や塗装下地皮膜
である化成皮膜についての改良、あるいは塗装技術、塗
料の改良などが試みられてはいるが、いずれもその効果
に限界があった。

ところで塗装前処理としての脱脂処理は、従来は要はア
ルミニウム合金板表面に付看している防錆油や圧延油等
の油脂類さえ除去できれば良いと考えられ、表面の油脂
類が完全に除去れるような脱脂処理であれば、塗装板の
ｒａ性を劣化させる要因は脱脂処理には特に存在しない
と考えられていた。しかしながら本発明者等がアルミニ
ウム合金板の脱脂処理について詳細に実験・検討を重ね
たところ、脱脂処理直後の板の表面状況が塗装板におけ
る系鋼の発生に大きく影響していることを見出し、この
弁明をなすに至ったのである。

したがってこの発明は、自動車のボディパネル等に使用
される塗装板とした状態で優れた耐糸錆性を示すことが
可能な、塗装用アルミニウム合金板を得るための処理方
法、特に脱脂処理方法を提供することを目的とするもの
である。

問題点を解決するための手段 この発明の請求項１記載の塗装用アルミニウム合金の処
理方法は、基本的には、塗装用へ１合金板に塗装を施す
前の前処理として脱脂処理を施すにあたり、へβ合金に
対するエツチング性を有する脱脂処理剤を用いて、へβ
合金板表面の酸化膜および表面不良部を除去することを
特徴とするものである。

ここで、上述の脱脂処理においては脱脂処理剤がエツチ
ング性を有するところから、Ａｌ合金板表面がエツチン
グされるが、そのエツチング深さは平均０．５ｍ以上と
することが好ましい。

またこの発明の請求項３記載の塗装用アルミニウム合金
処理方法は、塗装用人２合金板を常法により製造するに
あたり、その製造工程中における３００℃以上でかつ３
０分以上の熱処理をそれ以降行なわなくなった段階で、
Ａｌ合金に対するエツチング性を有する脱脂処理剤を用
いて脱脂処理を行ない、Ａｌ合金表面の酸化膜および表
面不良部を除去することを特徴とするものである。

この場合においても、脱脂処理時におけるＡｌ合金表面
のエツチング深さは、平均０．５趨以上とすることが好
ましい。

作　　　用 先ずアルミニウム合金塗装板における耐糸錆性と、脱脂
処理後のアルミニウム合金板の表面状況との関係につい
て、本発明者等が新規に見出した知見について述べる。

既に述べたように、従来のアルミニウム合金板の脱脂処
理においては、アルカリ脱脂処理剤としてケイ酸ソーダ
を用いているが、ケイ酸ソーダを用いた場合、アルミニ
ウム合金板の表面に付着している油脂類は除去されるが
、アルミニウム合金板自体はほとんどエツチング溶解さ
れないことが判明した。

一方、種々の１Ｉ５２脂処理剤を用いて脱脂処理を行な
った後、化成処理を施してから電着塗装、中塗り塗装、
上塗り塗装を施したアルミニウム合金塗装板について、
それぞれ耐糸錆性を評価し、ｍ脂処理によるアルミニウ
ム合金板表面のエツチング量と塗装板での耐糸錆性との
関係を調べたところ、脱脂処理によるエツチング量がほ
とんど零の場合には塗装板での耐糸錆性が低く、脱脂処
理でのエツチング量がある程度以上あれば塗装板での耐
糸錆性が著しく良好となることを新規に見出した。

このことから、脱脂処理剤としてエツチング性を有する
ものを用いて、脱脂処理時にアルミニウム合金板表面を
エツチング溶解さぜることにより、塗装板における耐糸
錆性の向上を図り得ることを見出し、この発明の完成に
至ったのである。

またここで本発明者等の実験によれば、エツチング性を
有する脱脂処理剤を用いての脱脂処理において、アルミ
ニウム合金板の表面のエツチング深さが平均０．５ＩＪ
Ｊｎ以上であれば、塗装板で実用上充分な耐糸錆性が得
られることが判明しており、したがってエツチング深さ
が平均０．５ＩＪＪｎ以上となるように脱脂処理時のエ
ツチング溶解量を制御することが望ましい。

上述のように脱脂処理時においてエツチング性のある脱
脂処理剤を用いて積極的にアルミニウム合金表面をエツ
チング溶解させることによって、塗装板での耐糸錆性が
向上する理由は次のように考えられる。

すなわち、アルミニウム合金板の！ｌｅ装処理工程にお
いで、脱脂処理後に生成される化成処理皮膜はアルミニ
ウム合金板基板と１ｌｌ１９との密着性向上に大きな役
割を果たしている。化成処理皮膜が均一にむらなく緻密
に形成されていれば、次工程の電着塗装において塗膜が
均一に侵れた密着性をもって生成され、その場合には塗
装板での耐食性が良好となり、系鋼の発生のおそれは少
なくなる。

これに対し化成処理皮膜にむらがあれば、塗膜の密着性
が劣る部分や塗膜欠陥が生じたりし、このような塗膜の
密着性が劣る部分や塗膜欠陥の部分で系鋼が発生する。

しかるに、化成処理前の脱脂処理においてアルミニウム
合金板表面がほとんどエツチングされない場合は、酸化
皮膜や表面不良部（油焼付層やその他の汚染層など）が
ほとんど除去されずに残っているため、次の化成処理工
程において皮膜生成が均一に進行せず、そのためむらの
ある不均一な化成処理皮膜が生成されてしまい、これに
より塗膜にち密着性の劣る部分やｉ！大欠陥生じ、その
部分で系鋼が発生し易くなる。

これに対し脱脂Ｍ１！ｌ！時にアルミニウム合金板表面
をエツチング溶解させて酸化皮膜や表面不良部を除去し
ておけば、化成処理皮膜をほぼ均一にむらなく生成させ
ることができ、そのため塗膜の密着性も均一でかつ良好
でまた塗膜欠陥も少なくなり、系鋼発生のおそれが少な
くなる。そして特に脱脂処理におけるエツチング量が平
均エツチング深さにして０．５１Ｊａ以上であれば、こ
のような傾向が顕著となり、系鋼発生を実用上充分な程
度まで防止することができるのである。

なお上述のような脱脂処理時のエツチング溶解による塗
装板での耐糸錆性の向上効果は、その脱脂処理が所定の
製品板厚、製品強度に仕上げられたＲ終板に対する塗装
前処理としてのものでなくても、１Ｈ用アルミニウム合
金板の製造工程中途において実施した場合にも得られる
。すなわち、塗装用アルミニウム合金の通常の製造工程
中途であっても、それ以降に３００℃以上でしかも３０
分以上の熱処理を行なわないような段階であれば、その
段階でエツチング性を有する脱脂処理剤を用いての脱脂
処理、望ましくはエツチング深さが平均０、５ＩＩＩｎ
以上となるようなエツチング溶解を伴った脱脂処理を行
ない、その段階までに発生した酸化皮膜や表面不良部を
除去しておくことにより、最終加工板とした後の塗装処
理工程において化成処理皮膜をほぼ均一にむらなく形成
することができ、そのため塗装の密着性も均一かつ良好
となるとともに塗膜欠陥も少なくなり、系鋼発生を防止
することができるのである。但し、エツチング性を有す
る脱脂処理剤による脱脂処理後に、３００℃以上でしか
も３０分以上の熱処理を行なえば、表面に再び酸化膜が
形成されたり表面不良部が発生したりしてしまい、その
ため前述のような効果が得られなくなる。したがってア
ルミニウム合金板の製造工程中途でエツチング性を有す
る脱脂処理剤を用いての脱脂処理を行なう場合は、それ
以後に３００℃以上でかつ３０分以上の熱処理をもはや
行なわなくなった段階とする必要がある。

なお前述のような脱脂処理剤によるエツチング溶解にお
いては、アルミニウム合金板表面に微細な凹凸が生じ、
この凹凸は表面積を増加させるとともに、後の電着塗装
においてアンカー効果を担う役割を果たし、したがって
このこともエツチング性を有する脱脂処理剤を用いた脱
脂処理による塗膜密着性の向上、ひいては耐糸錆性の向
上に寄与する。

発明の実施のための具体的な説明 この発明で対象となるアルミニウム合金の種類は特に限
定されるものではなく、全てのアルミニウム合金に適用
可能であるが、自動車用ボディパネルに使用することが
考えられるへβ−ＭＣＪ系合金（ＪＩＳ　５０００番系
合金）およびＡｆｆｉ−Ｍｑ−８ｉ系合金（ＪＩＳ　６
０００番系合金）のうちでは、特にＡｌ−Ｍｑ−８層系
合金の場合に、塗装前の脱詣処理時にほとんどエツチン
グ溶解されない場合の！！！装板での耐糸錆性劣化が著
しい。したがってこの発明の方法は、Ａ＆−Ｍｃｘ−８
ｉ系合金の場合に最も有効となる。

この発明の方法において使用されるエツチング性を有す
る脱脂処理剤としては、八２が両性であるところから、
酸性のもの、アルカリ性のもの両者いずれも適用可能で
ある。要は、アルミニウム合金表面に存在する防錆油や
圧延油等の油脂類を除去するだけでなく、表面の酸化物
層や、油焼付層その他の汚染層などの表面不良部をエツ
チング溶解によって除去し、アルミニウム合金表面に活
性な面を均一に露呈させるような脱脂処理剤であれば良
い。具体的には、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、
重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、ｌｉ［ナトリウム（Ｎａ２８０４　・１０Ｈ２０＞　
、セスキ１ｉｌＨ！ｆナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３・Ｎａ
ＨＣＯ３・　２Ｈ２０）、あるいはそれらの２種以上を
含有するものを脱脂処理剤として用いれば良い。なお脱
脂処理における処理液の濃度、浸漬時間等の条件は特に
限定しないが、要はアルミニウム合金表面の酸化皮膜お
よび表面不良部が除去できれば良い。

なおこの発明にしたがって脱脂処理を行なったＩＢ用ア
ルミニウム合金板において、実際に塗装を行なうにあた
っては、クロメート処理および／またはリン酸亜鉛処理
によって化成処理を行ない、水洗した後、電着塗装を行
ない、さらに必要に応じて１層または２層以上の焼付は
塗装を行なうのが通常である。

また特に請求項２の発明の場合は、エツチング性を有す
る脱脂処理剤による脱脂処理を塗装用アルミニウム合金
板の製造工程の中途で行なうが、この場合最終板とした
後の塗装前処理として改めて再度脱脂処理を行なっても
良いことは勿論である。但しこの場合は最終板での脱脂
処理はエツチング性がほとんどない脱脂処理剤、例えば
ケイ酸ソーダ等を用いても良く、このようにしても、製
造工程中途での脱脂処理によるエツチング溶解によって
この発明の目的は充分に達成される。

実　　施　　例 ［実施例１］ Ａβ−Ｍｑ系合金であるＪＩＳ　５１８２合金、および
Ａｇ−Ｍｃ＞−ｓ　ｒ系合金であるＪＩＳ　６０６１合
金について、通常の製造方法にしたがって圧延して板厚
１．０顛の最終板とし、その最終板から切出した試験片
について、第１表中のＮｏ、１〜Ｎ０１４に示すような
種々の条件で脱脂処理を行なった。脱脂処理後、水洗し
、ざらに化成処理としてクロメート処理を施し、次いで
水洗および純水洗を行なった債、エポキシ樹脂のカチオ
ン電着塗装（１８０℃×２０分）を厚さ２０ＩＪＩＩで
行ない、さらに中塗り１８としてメラミンアルキド樹脂
の焼付塗装（１４０℃×３０分）を厚さ３５趨で行ない
、その後上塗り塗装とＱてメラミンアルキド樹脂の焼付
塗装（１４０℃×３０分）を厚さ３５ｕａで行なった。

このようにして得られた塗装試験片について次のような
条件の試験を行ない、耐糸錆性の評価を行なった。

すなわち先ず塗膜にクロスカットを入れて、ＪＩＳ　ｉ
’２３７１に準拠した塩水噴霧試験を２４Ｍ間行ない、
続いて湿潤試験として、温度２５℃、湿度８５％ＲＨの
湿ａ！ｌ雰囲気に４２日間放置し、表面に発生した系鋼
の長さにより耐糸錆性を評価した。その結果を第１表中
に示す。なおここで、耐糸錆性評価は、系鋼の長さが１
．０ｆｆｉ１以下では良好として◎印、１．０〜２．０
闇でやや良好として○印、２．０〜４．０闇でやや不良
としてΔ印、４ｍｍ以上で不良としてｘ印を付した。

第　　　１　　　表 第１表に示されるように、エツチング性がほとんどない
ケイ酸ナトリウムもしくはそれを主体とする脱脂処理剤
を用いて脱脂処理を行って脱脂処理時におけるエツチン
グ溶解層が零であったＮＯ，１３、Ｎ０１４の比較例で
は、特にＡｇ−ｖ９−ｓ　ｒ系合金の場合に塗装板での
耐糸錆性が劣っていた。これに対しエツチング性を有す
る脱脂処理剤を用いてエツチング溶解深さが０．５／Ｊ
ＩＪ以上となった本発明例（ＮＯ，１〜Ｎｏ、１２）で
はいずれも塗装板で良好な耐糸錆性を示すことが判明し
た。

［実施例２］ 実施例１と同様な／ｌ’−Ｍｑ系合金および八２−Ｍｑ
−８ｉ系合金について、厚さ１．０闇の最終板を製造す
る工程の中途において第２表のＮＱ１５〜Ｎ０．１７に
示すような条件で脱脂処理（第１次）を行ない、その後
最終板厚、ＪＩ終強度に仕上げた後、その最終板につい
て再度脱脂処３！Ｉ！（第２次）を行ない、その後実施
例１と同じ条件で化成処理、電着塗装、中塗り塗装（焼
付塗装）、上塗り塗装（焼付塗装）を行なった。なお最
終板を得るための製造工程としては、鋳塊に対し５３０
℃×１０時間均熱処理を施した後、５３０℃×２時間加
熱して板厚４ＩＭに熱間圧延し、次いで第１次冷間圧延
を行なって板厚２Ｍとし、さらに３５０℃×２時間の中
間焼鈍を行なってから第２次冷間圧延を行なって板厚１
１１＃Ｉとし、その後５４０℃に加熱して６０秒間保持
後１２００℃／分の冷却速度で急冷する溶体化処理を行
なった。そしてこのような製造工程中途における第１次
脱脂処理は、中間焼鈍と第２次冷間圧延との間で行なっ
た。

前述のようにして得られた塗装板について、実施例１の
場合と同様に、塩水噴霧試験および湿潤試験を行ない、
耐糸錆性を評価した。その結果を第２表中に示す。

第　　　２　　　表 第２表から明らかなように、最終板を得るための製造工
程の中途（但しそれ以降に３００℃以上でかつ３０分以
上の熱処理を施さなくなった段階）においてエツチング
性を有する脱脂処理剤を用いて脱脂処理（第１次）を行
ない、その段階で表面をエツチング溶解させた場合には
、最終板でエツチング性がほとんどないケイ酸ナトリウ
ムを脱脂処理剤として用いて脱脂処ＩｔＪ！（第２次）
を行なっても、塗装板で充分な耐糸錆性を得ることがで
きた。

発明の効果 この発明の塗装用アルミニウム合金の処理方法によれば
、エツチング性を有する脱脂処理剤を用いて脱脂処理を
行なっておくことによって、塗装板の状態で著しく優れ
た耐糸錆性を得ることができる。したがってこの発明の
方法を適用した塗装用アルミニウム合金を用いたｆｆ１
Ｈ板は、凍結防止剤が散布された道路あるいは海浜地区
の如く苛酷な腐食環境下で長時間使用しても系鋼発生の
おそれが少なく、自動車用ボディパネルや各種自動車部
品等に使用される塗装板に最適である。

出願人　　スカイアルミニウム株式会社代理人　　弁理
士　　豊　１）武　久 （ばか１名）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗装用Ａｌ合金板に塗装を施す前の前処理として
   脱脂処理を施すにあたり、Ａｌ合金に対するエッチング
   性を有する脱脂処理剤を用いて、Ａｌ合金板表面の酸化
   膜および表面不良部を除去することを特徴とする塗装用
   Ａｌ合金板の処理方法。
2. （２）前記脱脂処理におけるＡｌ合金板の表面のエッチ
   ング深さを平均０．５μｍ以上とする請求項１記載の塗
   装用Ａｌ合金板の処理方法。
3. （３）塗装用Ａｌ合金板を常法により製造するにあたり
   、その製造工程中における３００℃以上でかつ３０分以
   上の熱処理をそれ以降行なわなくなった段階で、Ａｌ合
   金に対するエッチング性を有する脱脂処理剤を用いて脱
   脂処理を行ない、Ａｌ合金表面の酸化膜および表面不良
   部を除去することを特徴とする塗装用Ａｌ合金板の処理
   方法。
4. （４）前記脱脂処理におけるＡｌ合金の表面のエッチン
   グ深さを平均０．５μｍ以上とする請求項３記載の塗装
   用Ａｌ合金板の処理方法。