JPH0432598A - 塗膜密着性および塗装後耐食性の優れたＡｌまたはＡｌ合金材 - 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、自動車、車輌、家庭電気製品等の外板材や建
材等として有用なＡｌまたはＡｌ合金材に関し、殊に該
ＡｌまたはＡｌ合金材表面に塗装を施したときに、塗膜
との間に優れた密着性を示すと共に、塗装後の耐食性に
優れたＡｌまたはＡｌ合金材に関するものである。

［従来の技術］ 自動車や家庭用各種電気製品などの外板材等としては、
従来より防食対策としてＺｎめっきやＺｎ合金めっきを
施しためっき鋼板が広く用いられている。ところが最近
特に自動車分野において、燃費向上及び排ガス低減とい
った観点から軽量化の要請が高まり、こうした要請に沿
うものとしてＡｌまたはＡｌ合金（以下、Ａｌ合金で代
表する）が注目され、実用化が進められている。

Ａｌ合金材は軽量であるばかりか、素材自体の耐食性が
優れたものであり、大いに期待されているが、外板材等
として電着塗装等を施した後の塗装後耐食性が悪く、特
に腐食環境下では短期間のうちに糸錆が発生するという
欠点があるため、必ずしも期待通りとは言えない。

糸錆の発生機構および成長機構についてはまだ完全に解
明されている訳ではないが、糸錆発生の主原因の１つは
Ａｌ合金材に対する塗膜の密着性不良にあると考えられ
ている。即ちＡｌ合金材の表面は緻密な酸化物よりなる
不動態皮膜で覆われているので、この上に塗料を塗布し
てもＡｌ合金材素地との間に直接的な塗膜結合を形成す
るものとはならない。また鋼板等の塗装性改善法として
汎用されている燐酸塩処理やクロメート処理等の化成処
理をＡｌ合金材に施したとしても、Ａｌ合金材表面に存
在する不動態皮膜によって化成処理性が妨げられ、満足
な化成３６埋皮膜は形成されない。

そこでこうした問題を解決するため、Ａｌ合金材の表面
にＺｎ系めっきを施し、その上を化成処理することによ
フて塗膜密着性を高める方法が提案され（特開昭６１−
１５７６９３号）、それなりの成果を得ている。ところ
がこの方法では、糸錆の発生時期は遅らせることができ
るものの、腐食環境下では比較的早い時期に塗膜膨れが
起こり、この部分が起点となって腐食が急速に進行する
ことが確認された。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記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Ａｌ合金材に見られる塗装後の糸
錆の問題を解消すると共に塗膜の膨れ現象を阻止するこ
とができ、塗装後も優れた耐食性を発揮し得る様なＡｌ
合金材を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明に係るＡｌまた
はＡｌ合金材の構成は、ＡｌまたはＡｌ合金材の表面に
おける、平滑とみなしたとぎの該表面の見掛は表面積の
６０〜９５％を被覆し、且つその付着量が０．５　ｇ／
ｌａ’以上である島状のＺｎ系めっきを施したものであ
るところに要旨を有するものである。

［作用］ Ｚｎ系めっきは、元々鉄鋼材の耐食性を高めるための手
段として開発されたものであるが、他方、前記公開公報
（特開昭６１−１５７６９３号）に開示された発明では
、Ａｌ合金材の燐酸塩処理性を高めて塗膜密着性を改善
するための手段として利用されている。即ちＺｎ系めっ
き層に期待される作用効果は、後者ではかなり異なった
ものとなっている。そして本発明者らが研究したところ
によると、鉄鋼材の場合は、Ｚｎ系めっきの後燐酸塩処
理を行なった後においても、鉄鋼材の射孔あき性を確保
するには全面にＺｎ系めっき層を残存させることが必要
であるが、Ａｌ合金材の場合はそれ自身が優れた射孔あ
き性を有しているので、塗膜密着性改善の為の燐酸塩処
理を施して密着性の改善が図られた後は、Ｚｎ系めっぎ
層を残存させなければならないという必然性は殆どなく
、むしろＺｎ系めっき層が全面に残存すると腐食環境下
でＺｎ系めっき層自体の腐食反応が起こり、塗膜膨れの
原因になることが明らかになってぎた。

そこでこうした知見を基にして更に研究を進めた結果、
Ａｌ合金材表面にＺｎ系めっぎを島状に形成したもので
は、その後の化成処理によって塗膜密着性が高められる
と共に、該塗装Ａｌ合金材を腐食環境に曝らした場合で
も塗膜膨れが起こらず、優れた耐食性を長期間維持し得
ることが確認された。

この様にＺｎ系めっきを島状に形成することによって塗
装後の塗膜膨わが防止される理由は、次の様に考えるこ
とができる。

即ち従来の様にＺｎ系めりき層を全面に形成したもので
は、腐食環境に曝らしたとき該Ｚｎ系めっき層の全面で
腐食反応が幅広く進行するため、基地と塗膜の密着性が
低下して塗膜膨れを起こすが、Ｚｎ系めっき層を島状に
形成しておくと、該腐食反応は該島状部内で止まり、そ
れ以上の腐食反応の進行が阻止されるためと思われる。

そしてこうした塗膜膨れ防止効果は、平滑とみなしたと
ぎの該Ａｌ合金材表面の見掛は表面積の６０〜９５％を
被覆し、且つその付着量が０．５ｇ　／　ｍ　２以上と
なる様なＺｎ系めっきを施すことによフて達成されるこ
とが明らかとなった。しかしてＺｎ系めっきにより被覆
される総面積が上記見掛は表面積の９５％を超える場合
は、めフき層が連続的となるため腐食反応を分断するこ
とができなくなり、本発明で期待する耐食性改善効果を
有効に発揮させることができない。一方、６０％未満で
ある場合は、化成処理による塗Ｓ密着性向上効果が有効
に発揮されず、やはり十分な耐食性改善効果を得ること
がで籾ない。またＺｎ系めつぎの付着量が０．５　ｇ７
ｍ２未満である場合は、その後の化成処理による塗膜密
着性向上効果が有効に発揮されず、満足な耐食性改善効
果が得られない。島状めっきの好ましい占有面積率は６
０〜９５％、より好ましくは７０〜９５％の範囲、より
好ましいめっ籾付着量は０．８〜１０．０ｇ／ｍ２であ
り、Ｚｎ系めっきの占有面積率及びめっき付着量をかか
る範囲に設定してやれば、その後の化成処理によって優
れた塗膜密着性が与えられると共に、腐食環境下におけ
るＺｎ系めっき層の腐食反応分断効果も有効に発揮され
、塗膜膨れが阻止されて優れた塗装後耐食性を得ること
ができる。

尚、Ａｌ合金材の表面にＺｎ系めっきを島状に形成する
方法としては、たとえば清浄化したＡｌ合金材にＺｎ系
めっき材を直接島状にコーティングもしくは溶射する方
法、Ａｌ合金材の表面にアルマイト皮膜の様な多孔質も
しくは凹凸状の下地層を形成しておき、この頂部付近に
Ｚｎ系めつぎを施す方法等が採用されるが、本発明は勿
論これらの方法に限定される訳ではなく、めっき層を島
状に形成し得る方法であればどの様な方法を採用しても
よい。また島の形状も、点状、筋状、帯状、格子状等の
如何を問わない、またＺｎ系めっきの種類も、化成処理
により塗膜密着性改善効果を発揮し得るものであればど
の様なものでもよいが、最も一般的なのは、純Ｚｎ、あ
るいはＺｎとＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ等のＺｎ系合金で
ある。

次に実施例を挙げて本発明の構成および作用効果を具体
的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって
制約を受けるものではない。

［実施例］ Ａｌ板を清浄化した後、１ｍｏｕ／ｊ！リン酸溶液中で
陽極酸化処理することにより、多孔質のアルマイト皮膜
を形成した後、電気めっき法により該アルマイト皮膜上
にＺｎまたはＺｎ−Ｎｉよりなるめっき層を島状に形成
した。

得られたＺｎ系めっきＡｌ板におけるめっき付着量およ
び被覆率を第１表に示す。

このＺｎ系めっきＡｌ板を燐酸塩処理した後、アルキド
メラミン系樹脂もしくはエポキシ系樹脂よりなる塗料を
、乾燥膜厚が約２０μｍとなる様に塗布して塗膜Ａｌ板
を得た。得られた各塗装Ａｔ板を供試材として下記の塗
膜密着性試験および塗膜密着性試験を行なったところ、
第１表に併記する結果が得られた。

（塗膜密着性） 各供試材を５０℃の脱イオン水に２４０時間浸漬した後
、基盤目テープ剥離試験により塗膜剥離量を測定し、下
記の基準で塗膜密着性を評価した。

○：塗膜剥離量　５％未満 △：塗膜剥離量　５％超１０％未満 ×：塗膜剥離量　１０％超 （塗装後耐食性） 各供試材にＡｌ素地に達するクロスカットを入れた後、
８４０時間の塩水噴霧試験に付し、クロスカット部から
の塗膜膨れ幅（両側最大幅÷２）より下記の基準で評価
した。

○：塗膜膨れ幅　０．５　ｍｍ未満 △：塗膜膨れ幅　０．５　ｏｌＧ１超３ｍａｙ未満×：
塗膜膨れ幅　３ｎｍ超 第　　１ 表 第１表より次の様に考えることができる。

Ｎｏ、　　１〜５は本発明の規定要件を満たす実施例で
あり、塗膜密着性及び塗装後耐食性はいずれも良好であ
り、腐食試験後も塗膜膨れは殆ど認められない。

これらに対しＮ０１６〜１０は本発明で規定する要件の
いずれかを欠く比較例であり、塗膜密着性および塗装後
耐食性の一方もしくは双方が不十分である。

Ｎｏ、　６．７ ｚＺｎ系めっきの被覆率が不足する ため化成処理後も十分な塗膜密着 性が得られず、塗装後耐食性も非 常に悪い。

Ｎｏ、　８．　９　：　Ｚｎ系めっきの被覆率が高過ぎ
るため、腐食試験により該めっき層 の全面で腐食反応が起こって塗膜 膨わが起こり、塗装後耐食性が劣 悪である。

：ｚｎ系めフきの被覆率は適当であ るが、めっき付着量が不足するた Ｎｏ、１０ め、塗膜密着性および塗装後耐食 性のいずれも不十分である。

第１図は、Ｚｎ系めっきの付着量を１．０　ｇ／ｍ’に
設定し、該めっきによる表面被覆率を種々変えた他は上
記と同様にして、表面被覆率と塗膜剥離率の関係を調べ
た結果を示したものである。この図からも明らかである
様に、めっき材による表面被覆率を６０％以上にするこ
とによって、高レベルの塗膜密着性を確保し得ることが
分かる。但し表面被覆率が９５％を超える場合は、前述
の如く塗膜膨れが著しくなり、塗装後耐食性が悪くなる
ので、被覆率はの上限は９５％とすべきである。

また第２図は、Ｚｎめっきによる表面被覆率を７０％に
設定し、めフき付着量を変えた他は上記と同様にして、
めっき付着量とクロスカット塩水噴露試験による最大塗
膜膨れ幅との関係を調べた結果を示したものである。こ
の図からもい明らかである様に、塗膜膨れを防止するに
はＺｎ系めっきの付着量を０．５　ｇ／ａ２以上にすべ
きであることが分かる。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、ＡｌまたはＡｌ合
金材に、特定量以上のめっき付着量で且つ特定の表面被
覆率範囲となる様に島状のＺｎ系めっき層を形成するこ
とによって、その後の化成処理により優れた塗膜密着性
と塗装後耐食性を発揮するＡｌまたはＡｌ合金材を提供
し得ることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図はＺｎ系めっきによる表面被覆率と塗膜剥離率（
塗膜密着性）の関係を示すグラフ、第２図はめっき付着
量と最大塗膜膨れ幅（塗装後耐食性）の関係を示すグラ
フである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＡｌまたはＡｌ合金材の表面における、平滑とみなした
   ときの該表面の見掛け表面積の６０〜９５％を被覆し、
   且つその付着量が０．５ｇ／ｍ＾２以上である島状のＺ
   ｎ系めっきを施したものであることを特徴とする塗膜密
   着性および塗装後耐食性の優れたＡｌまたはＡｌ合金材
   。