JPH10140371A - 燐酸塩処理用アルミニウム板及び燐酸塩処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム材表面に緻密で微細な燐酸塩処
理皮膜を形成する。 【解決手段】成形−組立−アルカリ脱脂−燐酸塩処理と
続く工程で処理するアルミニウム板であって、燐酸塩処
理工程の前段階で、５≦ｐＨ≦１０の水に難溶性を示す
金属の無機化合物を０．０１〜５０wt.％含有する懸濁
液を付着させ、その後、擦りつけることによって、該無
機化合物の粒径０．００１０〜５μｍの粒子を、任意の
１００μｍ²で測定して被覆面積率２０〜８０％付着さ
せた燐酸塩処理用アルミニウム板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のボディ
や家電製品の筐体等として塗装が施されて使用される用
途の燐酸塩処理用アルミニウム材に関するものである。
なお、本明細書で、アルミニウムとは、純アルミニウム
及びアルミニウム合金の両方を含む。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のボディには鋼材が使用さ
れるのが通常であった。この種の自動車ボディ用鋼材と
しては、普通鋼材、高張力鋼材のほか、亜鉛メッキ鋼材
や合金化亜鉛メッキ鋼材などの表面処理鋼材が使用され
ている。これらのうち、亜鉛メッキ鋼材や合金化亜鉛メ
ッキ鋼材などの表面処理鋼材は、耐食性が優れているこ
とから、特に耐食性が要求される部位あるいは車種など
に推奨される。

【０００３】ところでこのような鋼材を用いた自動車の
ボディの組立て製造ラインにおいては、ボディ用鋼材を
プレス加工等により所定の形状に成形して各ボディパー
ツとした後、各ボディパーツを組立てるとともにスポッ
ト溶接し、その後、組立てられたボディに対して脱脂処
理を施してから、鋼材と塗膜との密着性向上および耐食
性向上を目的として、化成処理の一種である燐酸塩処理
を施し、その後電着塗装および通常のスプレー塗装を行
なうのが一般的である。

【０００４】一方、最近では自動車の燃費向上のための
車体軽量化を主目的として、アルミニウム材を自動車の
ボディに使用することが多くなっている。この場合、自
動車のボディ全体をアルミニウム化することはいまだ稀
であり、一般には鋼材とアルミニウム材とを併用するの
が通常である。このような鋼材とアルミニウム材とを併
用して自動車ボディの組立て製造を行なうためには、前
述の鋼材のみの場合と同じラインを用いることが要望さ
れている。すなわち、成形した鋼材からなるボディパー
ツと成形したアルミニウム材からなるボディパーツを組
立てて、ボディを作成した後、そのボディ全体に対して
脱脂処理を施してから燐酸塩処理を施し、その後電着塗
装やスプレー塗装が行なわれる。このようにすれば、鋼
材とアルミニウム材とを併用する場合でも新たに別の組
立て製造ラインを新設しなくて済み、しかも工程の連続
性も保たれるから、製造コスト面で有利となる。しかし
ながらこの場合はアルミニウム材に対しても鋼材と同時
に燐酸塩処理が施されることになるため、次のような問
題が生じる。

【０００５】すなわち、アルミニウム材に燐酸塩処理を
施した場合、アルミニウム材上に均一かつ緻密に燐酸塩
処理皮膜が生成されず、その結果塗装後の耐食性が劣る
問題がある。さらに、燐酸塩処理中にアルミニウム材表
面が溶解して、処理浴中にＡｌイオンが溶出してしま
い、そのため、前述のように自動車用ボディとして一体
化した鋼材とアルミニウム材を同時に燐酸塩処理する際
には、アルミニウム材から溶出したＡｌイオンによって
鋼材表面にアルミの不働態膜が形成され、鋼材表面への
燐酸塩処理皮膜の生成も阻害されてしまい、その結果鋼
材の部分についても充分な耐食性および塗膜の充分な密
着性が得られなくなってしまう問題がある。

【０００６】このような問題に対する一つの対策として
は、燐酸塩処理浴中にフッ素化合物を添加して、アルミ
ニウム材表面の酸化膜を除去し、燐酸塩処理皮膜を均一
に形成する方法が、米国特許第３，６１９，３００号に
おいて提案されている。この方法では、処理浴中に溶解
したＡｌイオンをエルパソライト（Ｋ２ＮａＡｌＦ６）
として沈澱除去できるため、前述のような問題を解決す
ることができる。しかしながらこの提案の方法の場合、
燐酸塩処理浴の濃度管理、廃液処理、設備の腐食対策等
の点で問題がある。

【０００７】また別の対策としては、特開昭６１−１５
７６９３号等において、燐酸塩処理前に予め亜鉛系のメ
ッキを施しておく方法が提案されている。この提案の方
法は、予めアルミニウムの表面にＺｎメッキ層やＺｎ合
金メッキ層を１ｇ／ｍ²以上の付着量で形成しておくも
のであり、このように亜鉛系のメッキ皮膜を予め形成し
ておくことによって、後の燐酸塩処理時にアルミニウム
材からＡｌイオンが浴中へ溶出せず、そのためアルミニ
ウム材と鋼材とを併用したボディに対して燐酸塩処理を
施す場合でも鋼材に充分に燐酸塩処理皮膜を生成するこ
とができ、しかもアルミニウム材自体の表面にも燐酸塩
処理皮膜を生成することができるとされている。

【０００８】さらに、特開平８−９９２５６号において
は、Ｃｕを含むＡｌ−Ｍｇ合金で研削部の燐酸亜鉛皮膜
生成量が少なくなるのを防ぐ方法が提案されている。す
なわち、アルミニウムより貴な金属及びそれらの金属の
酸化物のうちの１種又は２種以上の存在下で研削する方
法である。こうすることによって、酸洗処理で表面にＣ
ｕが濃化した材料の非研削部とそうでない研削部との電
気化学的な差を生じにくくして、燐酸亜鉛皮膜生成量の
不均一を防ぐというもので、具体的には銅、酸化銅、酸
化亜鉛を用いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般に塗装アルミニウ
ム材は、塗膜に傷やピンホールなどの欠陥が存在しなけ
れば耐食性は著しく優れているが、自動車の走行中に飛
石などで塗膜に傷が生じれば、その傷部分から素地のア
ルミニウムの腐食が進行して塗膜がふくれ、外観不良と
なる。この塗膜ふくれによる外観不良は、素地のアルミ
ニウム材料自体の耐食性のみならず、塗装下地の燐酸塩
処理皮膜の均一性、緻密性によって影響を受ける。特に
前述の特開昭６１−１５７６９３号の提案のように亜鉛
系メッキ層を媒介として燐酸塩皮膜を形成させる場合に
は、ピンホールのない均一かつ緻密な亜鉛系メッキ層を
形成する必要があるが、前記提案の場合には、アルミニ
ウム素地に対する亜鉛系メッキ層の密着性が低く、ピン
ホールのない均一かつ緻密な亜鉛系メッキ層を確実に形
成することは困難であった。また、メッキすることによ
って当然コストが上昇する。さらに、亜鉛系メッキ層が
燐酸塩皮膜形成後も残っているとアルミとの電位差があ
るので耐食性を悪化させるという問題点もあった。ま
た、特開平８−９９２５６号においては、非研削部と研
削部との燐酸塩皮膜生成量の不均一を防ぐものである
が、材料全体の燐酸塩皮膜生成量や被覆率を増やすもの
ではない。

【００１０】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、アルミニウム材表面に緻密で微細な燐酸塩皮
膜を形成するための表面調整処理方法を工夫したアルミ
ニウム材の燐酸塩処理方法を提供することを目的とする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】自動車車体メーカーで
は、通常上記燐酸塩処理工程の一環として通常チタン化
合物のコロイド溶液(以下、チタンコロイドと呼ぶ)を用
いて表面調整を行う。表面調整はスプレーおよび浸漬処
理で行っているが、鋼板の表面調整処理条件では、アル
ミニウム材表面には燐酸塩皮膜生成の核となるチタンコ
ロイドが充分には付着しない。本発明者等は、鋼材に比
べアルミニウム材の燐酸塩処理性が劣る理由を、通常の
燐酸塩処理でのアルカリ脱脂後の「表面調整」に用いる燐
酸塩皮膜生成の核の働きをするといわれるチタンコロイ
ドが、鋼材に比べアルミニウム材では付着しにくいこと
によるものと考えた。そして、アルミニウム材の燐酸塩
処理性向上のためにはアルカリ脱脂と表面調整の間の工
程においてアルミニウム材表面にチタンコロイドの付着
を促進する物質あるいは直接燐酸塩皮膜生成の核となる
物質を強制的に付着させることにより短時間で燐酸亜鉛
皮膜を生成させることにより、燐酸塩浴中へのアルミニ
ウムの溶出を抑えるとともに、燐酸塩皮膜生成を向上さ
せることを見いだし本発明に至った。

【００１２】具体的には、請求項１に記載の発明は、成
形−組立−アルカリ脱脂−燐酸塩処理と続く工程で処理
するアルミニウム板であって、燐酸塩処理工程の前段階
で、５≦ｐＨ≦１０の水に難溶性を示す金属の無機化合
物の粒径０．００１０〜５μｍの粒子が、任意の１００
μｍ²で測定して被覆面積率２０〜８０％付着している
ことを特徴とする燐酸塩処理用アルミニウム板 であ
る。

【００１３】請求項２に記載の発明は、成形−組立−ア
ルカリ脱脂−燐酸塩処理と続く工程の、アルカリ脱脂工
程と燐酸塩処理工程の間に、アルミニウム材表面に５≦
ｐＨ≦１０の水に難溶性を示す、金属の無機化合物を
０．０１〜５０wt.％含有する懸濁液を付着させ、その
後、擦りつけることによって該無機化合物粒子を付着さ
せることを特徴とする、アルミニウム板の燐酸塩処理方
法 である。

【００１４】また、請求項３、４には、請求項１、請求
項２に用いる金属の無機化合物として、酸化チタン、酸
化ニッケル、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸
化ニオブ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、
酸化第二銅、酸化第二鉄、酸化モリブデン、水酸化マグ
ネシウム、水酸化ニッケル、炭酸マグネシウム、炭酸カ
ルシウム、燐酸亜鉛、蓚酸マグネシウム、チタン酸バリ
ウム、珪酸カルシウム、燐酸水素マグネシウムから選ば
れた１種または２種以上であることを規定する。

【００１５】

【発明の実施の形態】この用途のアルミニウム材は、通
常、アルミニウム材製造メーカーから自動車車体メーカ
ーに納入後、成形−組立−アルカリ脱脂−燐酸塩処理と
いう工程を採る。自動車車体メーカーでは、既に述べた
ように燐酸塩処理工程の一環として通常チタンコロイド
による表面調整を行う。表面調整はスプレーおよび浸漬
処理で行っているが、鋼板の表面調整処理条件では、ア
ルミニウム材表面には燐酸塩皮膜生成の核となるチタン
コロイドが充分に付着しない為、粗大な燐酸塩結晶の皮
膜となると同時に燐酸塩皮膜が疎らにしか生成されな
い。本発明の方法のように強制的にアルミニウム材表面
にチタンコロイドの付着を促進する物質あるいは直接燐
酸塩皮膜生成の核となる物質の粒子を付着させることに
より、今までの鋼板用燐酸塩処理液でも燐酸塩処理性を
大幅に向上できる。そこで、本発明で使用する金属の無
機化合物は、５≦ｐＨ≦１０の水に難溶性を示し、懸濁
液となる物質である必要がある。５≦ｐＨ≦１０の水に
溶解してイオン化すると燐酸塩皮膜生成の核となると考
えられるチタンコロイドの付着を促進する作用も、直接
燐酸塩皮膜生成の核となる作用もはたさない。

【００１６】このような特性を示す金属の無機化合物と
しては、酸化チタン、酸化ニッケル、酸化マグネシウ
ム、酸化タングステン、酸化ニオブ、酸化アルミニウ
ム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸化第二銅、酸化第二鉄、
酸化モリブデン、水酸化マグネシウム、水酸化ニッケ
ル、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、燐酸亜鉛、蓚
酸マグネシウム、チタン酸バリウム、珪酸カルシウム、
燐酸水素マグネシウム等が挙げられ、これらの中から選
ばれた１種で用いても、また２種以上を混ぜ合わせて用
いてもかまわない。

【００１７】また、液に懸濁させる金属の無機化合物の
粒径分布は広い範囲にまたがっていても良いが、０．０
０１０〜５μｍの粒子が上記作用を発現すると考えられ
るので、アルミニウム板表面に付着した金属の無機化合
物の粒子径範囲はこの範囲とする。粒径が０．００１０
μｍ未満だと、チタンコロイドの付着促進を介しての、
あるいは直接の、燐酸塩皮膜生成の核となる働きをしな
い。粒径が５μｍを超える粒子がアルミニウム材の表面
に付着した状態で存在すると、直接燐酸塩皮膜生成の核
となる働きをしないが、表面調整をすると、大きな粒子
の周りにチタンコロイドが付着し燐酸塩皮膜の生成核と
なるので燐酸塩皮膜が粒状になり、燐酸塩皮膜自体の密
着性が悪くなると共に塗膜の密着性及び塗装後外観を悪
くする。上記と同じ理由で金属の無機化合物の粒径は
０．００５０〜３μｍが好ましく、０．０１００〜１μ
ｍが更に好ましい。金属の無機化合物の粒子の被覆率は
任意の１００μｍ²で測定して２０〜８０％とする。２
０％未満では粒子被覆率が低くチタンコロイドの付着促
進の効果あるいは直接燐酸塩皮膜生成核としての作用が
少ないため、燐酸塩皮膜生成の核サイト数が少なすぎ、
燐酸塩浴中へのアルミニウムの溶出抑制効果、燐酸塩皮
膜結晶サイズの微細化及び皮膜被覆率向上等充分な効果
を発揮しない。一方、金属の無機化合物の粒子の被覆率
が８０％を超えると、粒子が連続して大きな塊になって
しまい、チタンコロイドの付着促進の働きを介しての、
あるいは直接の、燐酸塩皮膜生成の核生成のサイト数が
少なくなりすぎて、燐酸塩皮膜が疎らにしか生成しない
ため、燐酸塩皮膜被覆率を低下し燐酸塩皮膜結晶サイズ
が大きくなるだけでなく、燐酸塩浴中へのアルミニウム
の溶出抑制の働きをしない。

【００１８】金属の無機化合物の粒子をアルミニウム材
の表面に付着された状態で任意の１００μｍ²で測定し
て被覆率２０〜８０％存在させる方法は下記の通りであ
る。まずこれら金属の無機化合物の懸濁液を付着させ
る。これは、懸濁液をアルミニウム材にスプレイする
か、アルミニウム材を懸濁液中に浸漬することでおこな
う。懸濁液を用いて板表面に付着させることで、均一に
付着させることができる。金属の無機化合物の粒子をア
ルミニウム材の表面に懸濁液を用いず粉末のまま擦り付
けると均一に付着させることができないだけでなくアル
ミニウム板表面に傷を付けてしまう。前述のように粒径
０．００１０〜５μｍの金属の無機化合物の粒子が上記
作用を発現すると考えられるが、液に懸濁させたり後述
する擦りつける操作によって粒子の径は小さくなるの
で、液に懸濁させる前の粒径分布は広い範囲にまたがっ
ていても良い。その後、完全に乾燥させない状態で擦り
つけることによって該無機化合物粒子を強制的に付着さ
れた状態とする。完全に乾燥させない状態で擦りつける
ことによって完全乾燥状態で擦りつけるのにくらべ板表
面に傷が付きにくくなるとともに均一にムラ無く付着さ
せられる。なおこの明細書において、「擦りつける」と
は、機械的にこすって、粒子をアルミニウム材表面に付
着させる操作をいう。具体的には、ブラシロールを用い
てのブラッシング、ゴムロールやスポンジを用いての軽
圧下、研磨布を用いてのバフ研磨等が挙げられる。

【００１９】用いる懸濁液には金属の無機化合物を０．
０１％〜５０％の濃度で含有させる。無機化合物の濃度
が０．０１％未満では粒子被覆率が低く、チタンコロイ
ドの付着促進を介しての、または直接の、燐酸塩皮膜生
成核としての作用が少ない、燐酸塩皮膜生成の核サイト
数が少なすぎ、燐酸塩浴中へのアルミニウムの溶出抑制
効果、燐酸塩皮膜結晶サイズの微細化及び皮膜被覆率向
上等充分な効果を発揮しない。濃度５０％超ではコスト
高となるだけでなく粒子被覆率が高くなりすぎるととも
に粒子が連続して生成してしまい、チタンコロイドの付
着促進の働きのを介しての、あるいは直接の、燐酸塩皮
膜生成の核生成サイト数が少なくなりすぎて燐酸塩皮膜
結晶サイズが大きくなり、燐酸塩皮膜が疎らにしか生成
しないため燐酸塩皮膜被覆率を低下させるだけでなく、
燐酸塩浴中へのアルミニウムの溶出抑制の働きをしな
い。そこで、０．０１％〜５０％の濃度とするが、同じ
理由で０．１％〜１０％であることがより好ましい。

【００２０】本発明の燐酸塩処理方法では、成形−組立
−アルカリ脱脂−金属の無機化合物付着の工程の後、常
法にしたがって例えば燐酸亜鉛処理等の燐酸塩処理を施
せば良い。なお燐酸塩皮膜の付着量としては１．０〜３
ｇ／ｍ²が好ましい。燐酸塩処理の一環としての通常の
表面調整を行っても良いが、本発明では表面調整を省く
こともできる。表面調整を行うと行わない場合に比べ、
全体に燐酸塩皮膜の被覆率は少し向上する。特に、金属
の無機化合物の粒子径が大きい場合にはそれ自体には燐
酸塩皮膜の核生成作用がないが、表面調整を行うと大き
な粒子の表面に付着したチタンコロイドを核として燐酸
塩皮膜が生成する。しかし、大きな粒子を覆う形の皮膜
なので塗膜性状と塗膜密着性は良くならない。表面調整
を行う場合には燐酸塩処理の一環として行うので、その
前の段階で粒径０．００１０〜５μｍの金属の無機化合
物の粒子を被覆面積率２０〜８０％付着させる。本発明
の処理方法によるアルミニウム材は、表面調整剤中のチ
タンコロイドの付着を促進することを介して、または直
接、燐酸塩皮膜生成の核発生点が多くなるため、燐酸塩
皮膜結晶サイズが６μｍ以下で均一な皮膜が生成され、
その後塗装して実用に供した場合の塗膜密着性に優れ
る。

【００２１】なおこの発明のアルミニウム材の燐酸塩処
理方法によればアルミニウム材料の成分組成は、燐酸塩
処理が施されて塗装の用途に使用されるものであれば特
に限定されず、純アルミニウムのほか、各種のアルミニ
ウム合金を用いることができる。特にこの発明で主な対
象としている自動車ボディの用途の場合、Ａｌ−Ｍｇ系
合金（ＪＩＳ ５０００番系合金）、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金（ＪＩＳ ６０００番系合金）が最適である。ま
た素地のアルミニウム材自体の製造方法は特に限定され
ず、鋳造、加熱、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍などの通常
の製造工程を経て必要な最終材厚とすれば良い。

【００２２】

【実施例】本発明に使用したアルミニウム合金の化学組
成を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】自動車のボディ用として良く用いられる５
０００系合金と６０００系合金の代表として、５１８２
と６１０１を用いた。両合金とも、Ｃｕ量は規格範囲内
で特に少ないものを用いた。これは、Ｃｕ量が多いと燐
酸塩処理性が全体に向上し、燐酸塩処理性の差がでにく
いからである。表１の組成を有する材厚１．０mmのアル
ミニウム板をアルカリ脱脂（FC-L4460:日本ハ゜-カライシ゛ンク゛
製 43゜C×2min PH=10.5）→水洗後、表２に示す金属の
無機化合物の粒子を室温で純水に混合して懸濁させた液
に浸漬し、ナイロンブラシで上記成分組成のアルミニウ
ム合金表面に擦りつけた後、水洗→燐酸亜鉛(PB-L3020:
日本ハ゜-カライシ゛ンク゛製 43゜C×120sec)→水洗→乾燥の工程
で燐酸塩処理を行った。また、発明例の一部に、水洗と
燐酸亜鉛処理の間に表面調整(PL-4040 :日本ハ゜-カライシ゛ンク
゛製 室温×30sec)を追加した試験片も用意した。なお、
比較例の従来法として金属の無機化合物粒子を強制的に
付着させた状態にする処理を行わなず表面調整のみを行
った試験片も用意した。無機化合物の粒子径及び粒子被
覆率の測定は、主にＥＰＭＡを用い、これで測定できな
い０．１μｍ未満の粒子についてはＳＩＭＳを用いた。

【００２５】これらの試験片について、まず、粒子被覆
率、燐酸塩皮膜被覆率、燐酸塩皮膜結晶サイズを測定し
た。また、燐酸塩処理後、カチオン電着塗装（塗膜厚さ
２０μｍ）を施した試験片について塗膜性状、塗膜密着
性を調査した。さらに、燐酸塩浴中に溶出したアルミニ
ウム量も測定した。

【００２６】各測定項目の測定法と評価方法を下記に示
す。 燐酸塩皮膜被覆率 皮膜被覆率が高い程電着塗装後の塗膜表面の柚子肌の発
生が無く塗膜仕上がりが良い。本願発明においては、Ｓ
ＥＭ（×３００）観察で皮膜被覆率を目視判定評価し
た。 被覆率９０％以上であれば塗装後の塗膜表面の性能は申し分無い。 ◎ 被覆率８０〜８９％であれば塗装後の塗膜表面の性能は実用上充分である。○ 被覆率６０〜７９％であれば塗装後の塗膜表面の性能は使用可能である。 △ 被覆率５９％以下では塗装後の塗膜表面の性能は使用不可能である。 × 燐酸塩皮膜結晶サイズ 皮膜結晶サイズが小さいほど皮膜被覆率が高く塗装性お
よび耐食性は良好で、皮膜結晶サイズが大きくなるに従
い被覆率が低くなり塗装性および耐食性を低下させる。
本願発明においては、ＳＥＭ（×１５００）観察で平均
粒径を測定した。 ６μｍ以下 であれば申し分無い。 ◎ ７〜８μｍ であれば実用上充分である。 ○ ９〜１２μｍ であれば使用可能である。 △ １３μｍ以上 であれば使用不可能である。 × 電着塗膜性状 本願発明においては、電着塗膜表面の肌荒れ及び粒状ブ
ツ発生状態を目視判定した。 ◎柚子肌、ブツ発生共に無し。 ○柚子肌弱、ブツ発生は無し。 △柚子肌中、ブツ発生は無し。 ×柚子肌中、ブツ発生有り。 電着塗膜密着性 本願発明においては、４０℃の純水中に２４０時間浸漬
後碁盤目テープ剥離で塗膜残存数を測定して評価した。 １００（剥離無し） であれば申し分無い。 ◎ ９８〜９９ であれば実用上充分である。 ○ ９５〜９７ であれば使用可能である。 △ ９４以下 であれば使用不可能である。 × 燐酸亜鉛浴中へのアルミニウム溶出量 アルカリ脱脂後と燐酸亜鉛皮膜除去後のアルミニウム板
重量を測定し下記の式で計算した。 アルカリ脱脂後アルミニウム板重量−燐酸亜鉛皮膜除去
後重量＝アルミニウム溶出量(ｇ／ｍ²)

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】

【表４】

【００３０】表面調整を行わない場合の燐酸亜鉛処理液
中へのアルミニウム溶出量の測定結果を表２に、それ以
外の測定結果を表３に示す。また、表面調整を追加した
場合の結果を表４に示す。まず比較例について説明す
る。酸化第二鉄の粒子径が２０μｍと大きすぎるもので
は、表面調整処理が無い場合には皮膜生成核としての働
きをしないため燐酸亜鉛処理浴中へのアルミニウムの溶
出抑制効果が無く、燐酸亜鉛皮膜被覆率および皮膜結晶
サイズも大きく、さらに、塗膜性状、塗膜密着性も劣っ
ている。表面調整処理が有る場合には燐酸亜鉛皮膜生成
と皮膜結晶サイズは細かくなり向上するが、大きな粒子
表面に付着した燐酸塩皮膜なので電着塗膜の表面性状と
電着塗膜の密着性が悪い。懸濁液中の酸化ニッケルの濃
度が６０％と高いものでは粒子被覆率が高くなりすぎる
とともに粒子が連続して生成してしまい、チタンコロイ
ドの付着促進の働きを介しての、あるいは直接の、燐酸
塩皮膜生成の核生成サイト数が少なくなりすぎて燐酸塩
皮膜結晶サイズが大きくなり、燐酸塩皮膜が疎らにしか
生成しないため燐酸塩皮膜被覆率を低下させてしまうだ
けでなく、燐酸塩浴中へのアルミニウムの溶出抑制の働
きをしない。その結果、塗膜性状も塗膜密着性も悪くな
る。懸濁液中の燐酸亜鉛の濃度が０．０１％未満では粒
子被覆率が低くなりすぎ、チタンコロイドの付着促進の
効果を介しての、あるいは直接の、燐酸塩皮膜生成核生
成の核サイト数が少なすぎ、燐酸塩浴中へのアルミニウ
ムの溶出抑制効果、燐酸塩皮膜結晶サイズの微細化及び
皮膜被覆率向上等充分な効果を発揮しない。その結果、
塗膜性状も塗膜密着性も悪くなる。また金属の無機化合
物粒子を強制的に擦りつけ付着させた状態にする処理を
行わない従来法では燐酸亜鉛皮膜の被覆率が低く、皮膜
結晶サイズが大きくなり、その結果電着塗膜の表面性状
と電着塗膜の密着性も悪い。一方、本願の範囲内のもの
は、燐酸塩皮膜被覆率、燐酸塩皮膜結晶サイズ、電着塗
膜性状、電着塗膜密着性のいずれも「申し分無い」か「実
用上充分」の評価である。酸化ニッケル、酸化マグネシ
ウム、水酸化ニッケル、蓚酸マグネシウムを擦り付けた
後、直接燐酸亜鉛処理したものは燐酸亜鉛皮膜被覆率が
８５〜９５％だが、表面調整処理を追加したものでは燐
酸亜鉛皮膜被覆率は１００％と向上し、皮膜結晶サイズ
も小さくなる。また、表には示してないが、表面調整を
追加するとしない場合に比べ早く広範囲に燐酸塩皮膜が
生成するのでアルミニウムの溶出は更に抑えられる。さ
らに、これも表には示してないが、通常使用されている
表面調整剤を強制的に擦りつける処理を行うだけでも従
来方よりも化成処理性は向上する。

【００３１】

【発明の効果】この発明の燐酸塩処理方法においては、
アルカリ脱脂後の燐酸亜鉛前工程において、アルミニウ
ム材表面に、５≦ｐＨ≦１０の水に難溶性を示す金属の
無機化合物の粒径０．００１〜５μｍの粒子を、強制的
に付着させた状態で存在させているので、この粒子が、
表面調整のチタンコロイドの付着促進作用を介して、ま
たは直接、燐酸塩皮膜生成核としての作用によって燐酸
塩処理性を向上させる。また、燐酸塩皮膜生成の核とし
ての作用によって燐酸塩皮膜が迅速に形成される結果、
燐酸塩浴中にアルミニウムの溶出を押さえ燐酸塩浴の劣
化を防ぐ働きをも兼ねる。そして、燐酸塩処理の一環と
しての通常の表面調整は省略可能となる。燐酸塩処理性
の向上は、ひいては塗装性を向上させ良好な塗膜が得ら
れ、塗装後の塗膜密着性を向上させる。従って、優れた
塗装後耐食性を得ることも可能となった。したがってこ
の発明の燐酸塩処理方法は、自動車ボディ等の燐酸塩処
理後に塗装が施される用途に最適である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形−組立−アルカリ脱脂−燐酸塩処理
   と続く工程で処理するアルミニウム板であって、燐酸塩
   処理工程の前段階で、５≦ｐＨ≦１０の水に難溶性を示
   す金属の無機化合物の粒径０．００１０〜５μｍの粒子
   が、任意の１００μｍ²で測定して被覆面積率２０〜８
   ０％付着していることを特徴とする燐酸塩処理用アルミ
   ニウム板
2. 【請求項２】 成形−組立−アルカリ脱脂−燐酸塩処理
   と続く工程の、アルカリ脱脂工程と燐酸塩処理工程の間
   に、アルミニウム材表面に５≦ｐＨ≦１０の水に難溶性
   を示す、金属の無機化合物を０．０１〜５０wt.％含有
   する懸濁液を付着させ、その後、擦りつけることによっ
   て該無機化合物粒子を付着させることを特徴とするアル
   ミニウム板の燐酸塩処理方法。
3. 【請求項３】 金属の無機化合物が、酸化チタン、酸化
   ニッケル、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化
   ニオブ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸
   化第二銅、酸化第二鉄、酸化モリブデン、水酸化マグネ
   シウム、水酸化ニッケル、炭酸マグネシウム、炭酸カル
   シウム、燐酸亜鉛、蓚酸マグネシウム、チタン酸バリウ
   ム、珪酸カルシウム、燐酸水素マグネシウムから選ばれ
   た１種または２種以上であることを特徴とする請求項１
   の燐酸塩処理用アルミニウム材。
4. 【請求項４】 金属の無機化合物が、酸化チタン、酸化
   ニッケル、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化
   ニオブ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化第一銅、酸
   化第二銅、酸化第二鉄、酸化モリブデン、水酸化マグネ
   シウム、水酸化ニッケル、炭酸マグネシウム、炭酸カル
   シウム、燐酸亜鉛、蓚酸マグネシウム、チタン酸バリウ
   ム、珪酸カルシウム、燐酸水素マグネシウムから選ばれ
   た１種または２種以上であることを特徴とする請求項２
   の燐酸塩処理方法。