JPH05112892A - 耐糸錆性の優れたアルミニウム材 - Google Patents
耐糸錆性の優れたアルミニウム材Info
- Publication number
- JPH05112892A JPH05112892A JP14607291A JP14607291A JPH05112892A JP H05112892 A JPH05112892 A JP H05112892A JP 14607291 A JP14607291 A JP 14607291A JP 14607291 A JP14607291 A JP 14607291A JP H05112892 A JPH05112892 A JP H05112892A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、耐糸錆性の優れたアルミニウム材
に関するものである。 【構成】 アルミニウム又はその合金表面にＦｅ，Ｃ
ｏ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎのうち少なくとも１種をアルミニ
ウム表面が部分的に露出するように不連続的に被覆す
る。 【効果】 かくすることにより、リン酸処理性等の化成
処理性が向上し塗装後の糸錆発生を防止することができ
る。
に関するものである。 【構成】 アルミニウム又はその合金表面にＦｅ，Ｃ
ｏ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎのうち少なくとも１種をアルミニ
ウム表面が部分的に露出するように不連続的に被覆す
る。 【効果】 かくすることにより、リン酸処理性等の化成
処理性が向上し塗装後の糸錆発生を防止することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】自動車、運輸材料、建築材料、家
庭用電気機器材料などにアルミニウムおよびまたはその
合金が塗装して使用される場合が多いが、本発明は塗装
用途、特に塗装の前処理としてリン酸塩処理を施して使
用される分野において、糸状腐食の発生を抑制できるア
ルミニウムおよびその合金の表面処理に関するものであ
る。
庭用電気機器材料などにアルミニウムおよびまたはその
合金が塗装して使用される場合が多いが、本発明は塗装
用途、特に塗装の前処理としてリン酸塩処理を施して使
用される分野において、糸状腐食の発生を抑制できるア
ルミニウムおよびその合金の表面処理に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムまたはその合金は中性の一
般使用環境において耐蝕性が優れていることが特徴の一
つであるが、塗装して使用される場合には塗膜下で糸状
腐食を起こしやすく、塗装外観を損ねることが欠点とな
ってる。糸状腐食を抑制するには塗装前処理の寄与が大
きいことが知られており、クロム酸クロメートやリン酸
クロメート皮膜を形成させる方法が比較的良好な性能を
示し、実施されている。しかしながら、例えば自動車ボ
ディの塗装ラインのように、アルミニウム系材料と鉄鋼
材料を組み立てて塗装前処理を行う場合には、クロメー
ト系の処理は鉄鋼材料には適用できず、リン酸塩処理の
みが両材料に皮膜形成できる前処理方法である。しかる
に、リン酸塩処理されたアルミニウムまたはその合金の
耐糸錆性は十分な性能が得られず、鉄鋼材料より劣るこ
とが問題であった。
般使用環境において耐蝕性が優れていることが特徴の一
つであるが、塗装して使用される場合には塗膜下で糸状
腐食を起こしやすく、塗装外観を損ねることが欠点とな
ってる。糸状腐食を抑制するには塗装前処理の寄与が大
きいことが知られており、クロム酸クロメートやリン酸
クロメート皮膜を形成させる方法が比較的良好な性能を
示し、実施されている。しかしながら、例えば自動車ボ
ディの塗装ラインのように、アルミニウム系材料と鉄鋼
材料を組み立てて塗装前処理を行う場合には、クロメー
ト系の処理は鉄鋼材料には適用できず、リン酸塩処理の
みが両材料に皮膜形成できる前処理方法である。しかる
に、リン酸塩処理されたアルミニウムまたはその合金の
耐糸錆性は十分な性能が得られず、鉄鋼材料より劣るこ
とが問題であった。
【０００３】アルミニウムおよびその合金上にはリン酸
塩皮膜は完全に被覆し難い。リン酸塩処理浴中でＡｌが
エッチングされると、表面にＡｌＰＯ4 が沈殿し、リン
酸亜鉛結晶皮膜の形成を阻害することが知られている。
これを改善する方法として、特開昭６１−１５７６９３
号公報にはアルミニウム表面にＺｎまたはＺｎ系めっき
層を１〜５ｇ／ｍ2 被覆することが開示されている。該
方法はリン酸塩皮膜が形成し難いアルミニウム表面をリ
ン酸塩皮膜が容易に形成できるＺｎ系めっき層で被覆す
ることによって、アルミニウム材表面にリン酸塩皮膜を
全面均一に形成させる技術である。しかしながら、リン
酸塩皮膜が形成できても、耐糸錆性はそれほど改善され
ないという問題がある。
塩皮膜は完全に被覆し難い。リン酸塩処理浴中でＡｌが
エッチングされると、表面にＡｌＰＯ4 が沈殿し、リン
酸亜鉛結晶皮膜の形成を阻害することが知られている。
これを改善する方法として、特開昭６１−１５７６９３
号公報にはアルミニウム表面にＺｎまたはＺｎ系めっき
層を１〜５ｇ／ｍ2 被覆することが開示されている。該
方法はリン酸塩皮膜が形成し難いアルミニウム表面をリ
ン酸塩皮膜が容易に形成できるＺｎ系めっき層で被覆す
ることによって、アルミニウム材表面にリン酸塩皮膜を
全面均一に形成させる技術である。しかしながら、リン
酸塩皮膜が形成できても、耐糸錆性はそれほど改善され
ないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するものであって、リン酸塩処理を施す塗装用
途において、耐蝕性能の高いリン酸塩皮膜を形成するた
めに耐糸錆性の優れたアルミニウムおよびあるいはその
合金を提供することを目的とする。
題を解決するものであって、リン酸塩処理を施す塗装用
途において、耐蝕性能の高いリン酸塩皮膜を形成するた
めに耐糸錆性の優れたアルミニウムおよびあるいはその
合金を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、アルミニウムまたはその合金の表面に、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎのうち少なくとも一
種を、或はこれらの金属の少なくとも一種と他の金属と
の合金をアルミニウム表面に不連続的に被覆せしめたこ
とを特徴とする耐糸錆性に優れたアルミニウム材を要旨
とするものである。
に本発明は、アルミニウムまたはその合金の表面に、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎのうち少なくとも一
種を、或はこれらの金属の少なくとも一種と他の金属と
の合金をアルミニウム表面に不連続的に被覆せしめたこ
とを特徴とする耐糸錆性に優れたアルミニウム材を要旨
とするものである。
【０００６】
【作用】本発明の対象とするアルミニウム材としては、
例えば、ＪＩＳＺ３２６３展伸用アルミニウム合金に規
定されているもの、あるいはそれに近似する化学成分を
有する合金等である。
例えば、ＪＩＳＺ３２６３展伸用アルミニウム合金に規
定されているもの、あるいはそれに近似する化学成分を
有する合金等である。
【０００７】糸状腐食は塗膜下の糸錆先端がアノード、
その後方がカソードとなる酸素濃淡電池作用で進行する
腐食であり、糸錆の成長は糸錆尾部のポーラスな錆層を
通るＯ2 の拡散速度に支配されると考えられている。Ａ
ｌの場合には錆層が鉄鋼の場合ほどポーラスではないた
め、カソードの一部は糸錆先端周辺の未だ錆びない部分
が受け持ち、糸錆先端周辺部はカソードの酸素還元反応
で生成するＯＨイオンによってアルカリ性になることが
観察されている。このアルカリによってＡｌ素地および
リン酸塩皮膜が溶解し、また塗膜の化学結合が破壊さ
れ、塗膜の密着性が劣下して糸錆の成長が促進されると
考えられる。本発明者らは糸錆の成長を抑制するにはリ
ン酸塩皮膜の性状が最も重要であると考えた。すなわ
ち、良好な性状のリン酸塩皮膜であれば、酸素還元反応
を抑制し、かつアルカリに対して高い抵抗をもち得る。
その後方がカソードとなる酸素濃淡電池作用で進行する
腐食であり、糸錆の成長は糸錆尾部のポーラスな錆層を
通るＯ2 の拡散速度に支配されると考えられている。Ａ
ｌの場合には錆層が鉄鋼の場合ほどポーラスではないた
め、カソードの一部は糸錆先端周辺の未だ錆びない部分
が受け持ち、糸錆先端周辺部はカソードの酸素還元反応
で生成するＯＨイオンによってアルカリ性になることが
観察されている。このアルカリによってＡｌ素地および
リン酸塩皮膜が溶解し、また塗膜の化学結合が破壊さ
れ、塗膜の密着性が劣下して糸錆の成長が促進されると
考えられる。本発明者らは糸錆の成長を抑制するにはリ
ン酸塩皮膜の性状が最も重要であると考えた。すなわ
ち、良好な性状のリン酸塩皮膜であれば、酸素還元反応
を抑制し、かつアルカリに対して高い抵抗をもち得る。
【０００８】Ａｌの上のリン酸塩皮膜形成反応はフッ素
イオン添加処理浴といえども核生成が遅く、粗大結晶や
未反応部が生じやすく、そのため耐糸錆性が劣ったもの
と理解される。しかしながら、生成したリン酸亜鉛結晶
の中には粒状で厳密な結晶が存在し、この結晶形態はＺ
ｎの上に生成する針状あるいは葉状のリン酸亜鉛結晶と
は明らかに異なる。後者は結晶間に空隙が多く、酸素還
元反応を抑制し得るバリアーとはなり得ない。本発明者
らはＡｌ上に特有の粒状結晶の粒径を揃えたリン酸塩皮
膜を形成させれば、結晶間空隙の少ない厳密な皮膜が得
られると考え、本発明に到ったのである。
イオン添加処理浴といえども核生成が遅く、粗大結晶や
未反応部が生じやすく、そのため耐糸錆性が劣ったもの
と理解される。しかしながら、生成したリン酸亜鉛結晶
の中には粒状で厳密な結晶が存在し、この結晶形態はＺ
ｎの上に生成する針状あるいは葉状のリン酸亜鉛結晶と
は明らかに異なる。後者は結晶間に空隙が多く、酸素還
元反応を抑制し得るバリアーとはなり得ない。本発明者
らはＡｌ上に特有の粒状結晶の粒径を揃えたリン酸塩皮
膜を形成させれば、結晶間空隙の少ない厳密な皮膜が得
られると考え、本発明に到ったのである。
【０００９】アルミニウム材の表面に部分的、即ち不連
続的に、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎなどを析
出させれば、これらの金属はリン酸塩反応においてカソ
ードとなり、アノードからのＡｌの溶解を促進する。処
理浴中のフッ素イオンは水和ＡｌイオンのＨイオン離脱
を抑え、素地界面のｐＨ上昇に補助的に働く。かくして
界面のｐＨは急上昇して、ＡｌＰＯ4 生成域を通り越し
てリン酸亜鉛結晶が析出する。アノードに析出するリン
酸亜鉛結晶はエッチングされたＡｌ面とのエピタクシー
関係で粒状結晶になるものと推察される。アノードに生
成した結晶核は成長してカソード部を被い尽くし、粒径
が５μｍ程度に揃った結晶間空隙の少ない厳密な結晶が
得られる。
続的に、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎなどを析
出させれば、これらの金属はリン酸塩反応においてカソ
ードとなり、アノードからのＡｌの溶解を促進する。処
理浴中のフッ素イオンは水和ＡｌイオンのＨイオン離脱
を抑え、素地界面のｐＨ上昇に補助的に働く。かくして
界面のｐＨは急上昇して、ＡｌＰＯ4 生成域を通り越し
てリン酸亜鉛結晶が析出する。アノードに析出するリン
酸亜鉛結晶はエッチングされたＡｌ面とのエピタクシー
関係で粒状結晶になるものと推察される。アノードに生
成した結晶核は成長してカソード部を被い尽くし、粒径
が５μｍ程度に揃った結晶間空隙の少ない厳密な結晶が
得られる。
【００１０】Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎなど
の有効カソードがない場合には、リン酸塩処理浴中での
Ａｌの溶解速度は十分ではなく、素地界面のｐＨ上昇速
度が遅い局部にはＡｌＰＯ4 が生成してリン酸亜鉛結晶
の析出が阻害される。核生成のサイトが少ないまま結晶
成長段階に入るので粗大結晶化し、カソード部では針状
のリン酸亜鉛の二次結晶が生成するのである。
の有効カソードがない場合には、リン酸塩処理浴中での
Ａｌの溶解速度は十分ではなく、素地界面のｐＨ上昇速
度が遅い局部にはＡｌＰＯ4 が生成してリン酸亜鉛結晶
の析出が阻害される。核生成のサイトが少ないまま結晶
成長段階に入るので粗大結晶化し、カソード部では針状
のリン酸亜鉛の二次結晶が生成するのである。
【００１１】Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎなど
がＡｌのリン酸塩反応に対する有効なカソードになるの
は、腐食電位がＡｌに対して貴であるばかりではなく、
カソードのＨ2 発生反応に対する触媒作用の効果が寄与
しているものと推察される。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｍｎなどは単独でＡｌ上に析出してもよく、また
２種以上の合金で析出してもよい。更に、これら以外の
金属との合金で析出してもよい。Ｚｎ，Ｂ，Ｐ，Ｃなど
が合金として用いられる。
がＡｌのリン酸塩反応に対する有効なカソードになるの
は、腐食電位がＡｌに対して貴であるばかりではなく、
カソードのＨ2 発生反応に対する触媒作用の効果が寄与
しているものと推察される。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｍｎなどは単独でＡｌ上に析出してもよく、また
２種以上の合金で析出してもよい。更に、これら以外の
金属との合金で析出してもよい。Ｚｎ，Ｂ，Ｐ，Ｃなど
が合金として用いられる。
【００１２】本発明はリン酸塩処理中のＡｌ素地の溶解
促進が基本であるから、Ａｌ面が十分露出するように上
記カソード金属を析出させなければならない。またでき
るだけ均一に分散して析出していることが望ましい。カ
ソード金属類の被覆率は１０〜９０％が好ましい範囲で
ある。付着量は平均すれば０．１〜１ｇ／ｍ2 程度が好
ましい。
促進が基本であるから、Ａｌ面が十分露出するように上
記カソード金属を析出させなければならない。またでき
るだけ均一に分散して析出していることが望ましい。カ
ソード金属類の被覆率は１０〜９０％が好ましい範囲で
ある。付着量は平均すれば０．１〜１ｇ／ｍ2 程度が好
ましい。
【００１３】Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎなど
の析出態様としては、アルミニウムあるいはその合金を
アルカリ洗浄およびまたは酸洗浄した後、上記金属イオ
ンを含む酸性浴あるいはアルカリ性浴中に浸漬し、化学
置換反応で析出させる。あるいは上記浴中で陰極電解を
行い析出させてもよい。
の析出態様としては、アルミニウムあるいはその合金を
アルカリ洗浄およびまたは酸洗浄した後、上記金属イオ
ンを含む酸性浴あるいはアルカリ性浴中に浸漬し、化学
置換反応で析出させる。あるいは上記浴中で陰極電解を
行い析出させてもよい。
【００１４】
【００１５】
【表１】
【００１６】注１：上記アルミニウム板を５％ＮａＯＨ
水溶液で洗浄、次いで５％硫酸水溶液で洗浄し、上記金
属イオンを含むｐＨ＝１の硫酸＋３ｇ／ｌフッ化アンモ
ニウム浴中で浸漬又は、ｐＨ＝１の硫酸浴中で陰極電解
処理を行ってアルミニウム材表面に金属を析出した。
水溶液で洗浄、次いで５％硫酸水溶液で洗浄し、上記金
属イオンを含むｐＨ＝１の硫酸＋３ｇ／ｌフッ化アンモ
ニウム浴中で浸漬又は、ｐＨ＝１の硫酸浴中で陰極電解
処理を行ってアルミニウム材表面に金属を析出した。
【００１７】注２：リン酸塩皮膜 フッ素イオン添加リン酸塩処理浴で化成処理を施した。
【００１８】被覆状態は ○：全面被覆，×：未着部あ
り 注３：耐糸錆性 カチオン電着塗装２０μｍ、中塗り、上塗り塗装して、
総合塗膜厚８０μｍとした塗膜に、素地板に達するナイ
フ傷を入れてたアルミニウム板を塩水噴霧１日、８５
％、４０℃湿潤５日、室内放置１日からなるサイクル環
境条件で８週間試験後の最大糸錆長さを測定した。
り 注３：耐糸錆性 カチオン電着塗装２０μｍ、中塗り、上塗り塗装して、
総合塗膜厚８０μｍとした塗膜に、素地板に達するナイ
フ傷を入れてたアルミニウム板を塩水噴霧１日、８５
％、４０℃湿潤５日、室内放置１日からなるサイクル環
境条件で８週間試験後の最大糸錆長さを測定した。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、明らかなごとく、耐糸
錆性に優れたアルミニウム材にすることができると共
に、アルミニウム材の用途拡大ができ、工業的に大きな
効果を奏することができる。
錆性に優れたアルミニウム材にすることができると共
に、アルミニウム材の用途拡大ができ、工業的に大きな
効果を奏することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウムまたはその合金の表面に、
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎのうち少なくとも
一種をアルミニウム表面に不連続的に被覆せしめたこと
を特徴とする耐糸錆性に優れたアルミニウム材。 - 【請求項２】 Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎの
うち少なくとも一種と他の金属との合金を不連続的に破
覆せしめたことを特徴とする、請求項１記載の耐糸錆性
に優れたアルミニウム材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14607291A JPH05112892A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 耐糸錆性の優れたアルミニウム材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14607291A JPH05112892A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 耐糸錆性の優れたアルミニウム材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05112892A true JPH05112892A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=15399465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14607291A Withdrawn JPH05112892A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 耐糸錆性の優れたアルミニウム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05112892A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018095910A (ja) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 表面処理金属板およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP14607291A patent/JPH05112892A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018095910A (ja) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 表面処理金属板およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |