JPS58189377A - アルミニウム及びその合金の表面処理剤 - Google Patents

アルミニウム及びその合金の表面処理剤

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JPS58189377A
JPS58189377A JP7157782A JP7157782A JPS58189377A JP S58189377 A JPS58189377 A JP S58189377A JP 7157782 A JP7157782 A JP 7157782A JP 7157782 A JP7157782 A JP 7157782A JP S58189377 A JPS58189377 A JP S58189377A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
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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】
本光明は、アルミニウム及びその8 ’? to表間の
防食処理あるいは塗装の下地処理に用いられる表面処理
411に関するものである。 従来から、アルミ、=ラム及びそし、合金材(以ド。 アルミニウム伊という)の表面の肋員処理あるいは塗装
の下地処理用として各檀V衣聞処理剤が知ら第1ている
。これらのうち、クロム系の表′面処理剤は、皮膜形f
JSj、の機構上から、いわゆるリンス型と呼ばれる変
換皮膜形成型と、ツノリンス型と呼ばれる塗布型とに分
類できる。 しかして、リンス型の表面処理剤(ハウアルミニウム衣
而に広範・な用途に対応できる良好な性能を有する皮I
N’に形成するので長く使用されている。 しかしながら、この型の表面処理剤は1表向処理剤を使
用して竹なうアルミニウム表面の化成’IJL理のイ友
に水洗をする必要がある。このために、多情(・て排出
される洗浄水中に表面処理剤に含有される61曲クロム
や〕、化物などの有害物質が含有さ才することilCな
り、洗浄水を排棄するためには、こねらの有害物質を除
かねばならず、美大な除去設備投資、除去費などを必要
とするといった欠点がある。 また1、ツノリンス型と呼ばれる塗布型の表向処理剤は
、衣l処理剤を塗布した紋に水洗が不安であるためにリ
ンス型の表向処理剤のような排水処理r必要とぜず、衣
■処理剤を塗布したアルミニラム材は、乾燥体、ぞのま
ま防貢皮膜処理材として、あるいは、ざらに準装を行な
った後に1史出し得るという利点かめる。 しかして、この型の表面処理剤にも含有する主要成分で
あるクロムの原子価によって、  Cr(till型C
r(Vl)型、  Cr(1) + C直■)型の三つ
に分z+:Illされるすなわち、Cr(■)型(・ま
 cr3+ 、  p請を主要成分とし、と)1に壱機
吻とかコロイダルシリカ+  F’。 NOiなどを添加した組成を廟している。(たとえは、
特開昭53−;1(7350,特開昭53−11562
5など) この型の表面7+1理剤で処理して生成され
る皮膜は無色であり、びらに皮膜中に6前のクロムが有
在し斤い利点が二(5るので広範な分計への応用が考え
られる。ことに、わが国においてはアルミニウム素地の
廟する片しい金属感を表門処理においても績喰的に生か
し7たものが好壕れるので、生成する。皮膜力旬、1す
、色でちることの夾際囲でのメリットは犬さlものがあ
る。しかしながらl  Cr1llll型の皮脂は、と
【1゛−の下地処理皮膜としての性能はト塗り塗料の
硬化温度によって大きく変化する。すなわち、m化を通
常140〜190℃(被塗物の1m !ff + リド
+”l 休)で行なわれるが、このものを高温IJj雰
囲気下に放置するとブリスターあるいは準膜丁価食とい
う形の欠陥を呈するように防貢1住の点で満足し侍ない
。そして、この欠陥は、ガ囲気の鴨食性が増すにつれ一
層顕著になってくる。 このためにCr ([)型の表面処理剤は、その用途を
コイル塗装ラインのような塗膜硬化時の温度が200℃
を超える条件で処理される場合に限定せざるを得ない欠
点がある。 次に、  Cr(Vl)型の表面処理剤は、  Cr”
 、  PO”2 i−主要59分とし、各種成分が添
加された組成ヲ櫓する。(・−と、えは、特開昭54−
31043など)1゜かして、この池の表面処理剤によ
って形成さ、flる皮8vの防良性あるい(1塗装の下
地としての性能(・1゜広い谷す1理条件に亘って良好
ではある力・、侍られる支保が淡褐色の見苦しい色に層
色している。このために、クリ−グー準科は勿論、隠蔽
力の低い見料のド進込埋としても1ψえないし、さらに
、生成反m−Pにり側クロムが残照しているなどの欠点
がある。 さらに、 Cr(llll +Cr(Vl)型の表面処
理剤は、Cr。 3+ 及びCrを主要成分とし、これにPO4、5i02ある
いはポリアクリル酸などが添加された組成を有する。 (たとえば2%開昭b4−110149.米国特許第溶
液の安定性が搦なわれるとされているし、  Cr(■
1)型と同様に皮11=jがr・k褐色に着色され、ま
た皮1%、中v(6111I]クロムが残留しているな
どの欠点が、苛められる。 本弁明者らは、こtlらの欠点のない表面処理剤を得べ
く多くの研死を重ねた結末+  Cr(in!型の表面
処理剤に611tlIのクロムを少量添加した衣■処理
剤にすることによって、宥芭もなく、61曲クロムが残
宙していない皮膜が侍られることを死出して杢兄明をな
したものでのる。すなわち2本発明は。 (5) 水ll中に、3価クロムイオン0,8〜1.5y、6価
クロムと酸クロムイオンの比が005〜035の範囲の
6Illhクロムイオン、リン酸イオン1.5〜15y
&び水浴性アクリルボ、リマ−0,5〜15yを配合し
てなるアルミニウム及びその合金の次面処理剤である。 水酸化クロム、硝酸クロム、リン酸クロム、酢酸クロム
あるいはマレイン酸クロムその他適宜J)クロム塩・′
ノ形で供給でき、  Cr  の濃度は、0.8〜15
7々の部間が好ましい。 6IllI!クロムイオン(Cr)は、たとえば三酔什
クロムあるいは東りロム酸塩、クロム酸地などの’j’
c ler l+611t++クロム化は物の形で供給
される。Crt1′の一層は、61+11ニクロムイオ
ンと総クロムイオンとの比、すなわち、Cr/Cr39
士Cr0+ の比が0.05〜U、35.好ましくμ、
0.2〜033の範囲であり。 かつ、 Cr  の龜度が0.1〜0.6ノhの範囲で
あり。 0.4〜tJ5y/hの範囲が好ましい。しかして、6
(6) 1曲クロムイオンのrqr、合割合が、Cr6ンCr3
”+ Cr6+= ’005〜035における下限値以
下では、6価クロム添加の効果が激減し、−F限値を超
えると得られる皮膜が着色し、クリヤー塗装は勿論、淡
色の塗料の塗装下地として便…し得ないので用途が大巾
に限定されるものである。 ° リン酸イオン(P04 )は9通常、リン酸、リン
編塩として供給さね、  PO4の濃度は、0.1〜0
.6勘の範囲で配合さね、0.4〜0.5 P/1−の
範囲が好1〜い。 水溶性アクリルポリマーは、たとえば、アクリ7’ −
/L、 A −1(1tj6 名、 (’−ムアンドハ
ース社。 アクリル酸固形分25FI、l[%を含む水浴久、のよ
うなポリアクリル酸またはそのエステルが用いられ、0
5〜15 F/、 、好ましくは、3〜8y/J・の範
囲で用いる。 なよ・、この他、不玲1庄コロイダルシリカを0.1〜
I 51/7.好ましくは、5λ104)の範囲で省く
り[1し、りるいば、)、仕切をフッ酸ないしはでの鉛
化合物の形でP゛−とじて0.1〜2 P/lの範囲で
(7) 添tyu−tろことrよ支>itで二ない。 本発明の表面処理剤は、このような各原料の所定量をと
り水に汀m混台することによって調製することができる
。なお、使用する水は、紛イオノ水であることが好まし
い。 ること(こよって調製することもできる。 剤の的如ル分子d、2〜35〃えである。なお2表面処
理剤の安定性がより、Cr  の−賄は、調製体約3 
、l=1間変化がぜめられなかった。 このようにして侍だ本発明の金属処理剤は2通常のよう
に、ロール塗り、リバースロール塗り。 階偵、ぴしし堕り、吹き付け、ぼたはミスト塗装なとに
よって塗料することかでさ、金属表凹に液膜の膜摩刀4
5〜20μm、好1しくに15μm〕1削抜の厚σにな
るように壁布する。表面処理剤を塗布恢、 7J1熱乾
脈するた、板処理叛の温度か170℃以(8) 下で乾燥することが1勺了しい。しかして、乾魚体の水
洗は不要であり、そのままの状態で、あるいは、さらに
塗料を塗装して使用する。 このようにして9本発明の表面処理剤を使用して得られ
た金属表面の皮膜は、無色であって、湿」C法によって
分析した結果は、  Cr  は検出されなった。さら
に、皮膜を施行した皮膜材を2g度は明確ではないが、
  Cr  は検出されなかった。 本発明は、3仙】クロムイオン、及び61曲クロムイオ
ンと総クロムイオンとの比を005〜035となるよう
な6価クロムイオンを主要成分として配合したりで2表
面処理411の安定性がよく、アルミニウム及びその合
金の衣用1処理に使用した場合、逝常通りの塗布操作が
行ない得、水洗をする必要がないので排水処理の必要が
なく、皮膜自身の防賞性は勿論、塗装の下地反映として
の性質も向上し侍、無色の皮膜で反朕中に6価クロムが
残留していない皮BVが祷られ、広範囲の用途に用い侍
るな(9) どすぐれた効果がaαめられる。 次に、実施例を述べる。 実施例 1 1)表面処理剤の調製 リン酸クロム三水和物を3.9 ’/l、 +  三酸
化クロムf11.8j’/z 、  リン酸f 8.3
F//  +  フッ化水素酸0r/Cr”” 十Cr
”−0,29,PCf4 8.OP/1.  F−1,
1’/z+水溶性アクリルポリマー9.0P71 、 
’PH1,7のような組成を有する表面処理剤が得らt
また。 2)次面I7ムL理粕果 アルミニウム板(1100H24,1mm厚)を通常の
非工、チンダ性りリーナーヲ快用して仲脂洗浄し、1)
により調製した表面処理剤をfJ 15μmの液膜とし
てΦり広けた。その挨+13t1℃(機高90℃)の、
#l&V風で1分間加熱乾燥した。処理後の無色の皮膜
を有する&を室温まで放冷した後、熱硬(10) 化型の塗料を用いてCf装し、塗料の焼付けを+50℃
で30分間行なった。得られた乾燥Cヂ族厚は20μm
 であった。 被竿物は、基板目テープ剥離試験による芦膜の付漸性試
験、塗面に十字の傷を入れた一後キヤス試kW e 7
2 時間t 及ヒ、JIS  Z  2371の方法に
基価クロムは認められなかった。 実施jul+ 2 実施沙!11−1>で調装した表面処理液を用い、アル
ミニウムi (1100−)(24,1mm厚)に対し
約15μmの厚さに塗り広けたi、170℃で5分+’
+41皮膜不浴化処理を付なった。生成された鉦色の皮
膜の耐食性を塩水噴霧試験を100時間行なって調べた
。結果を第1六に小す。 なお、皮膜材を35℃に保持した脱イオン水中にIAI
間浸漬(比g ’g 95m4.1m2 ) L、 L
:r  O)抽出を試みたが使用されなかった。また、
皮膜の湿比斡v111 実施1+111−1 )で調製した表面処理剤からCr
  を除いた組byのいわゆるCr(副型の表面処理剤
を使用して、実施例1と同様な条件下で処理した後。 同体な試験を行なった。結果を第1表に下す。 ’(i−117用して、実施例2と同様な条件下で処理
したIZ2.同けな試9を行なった。結果を第1衣に示
す。 のい1つゆるCr (ml + Cr (■)型のべ囲
処理剤を調製し。 実姉例2と同体に条件下に処理した俊、同様な試験を行
なった。結果を第1表に示す。 なお、実施例2と同様に皮膜のCr  抽出私、1vと
1雇式か+7rケ何なった轄釆は、いずれもCr  が
十・p出さ 第1 た。        ′ 第  1  表 特許出願人  日本軽金属株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)水ll中に、31曲クロムイオン0.8〜1.5g
    。 6価クロムイオンと総クロムイオンの比が0.05〜+
    135の範囲の6 fXクロムイオン、リン酸イオン1
    .5〜15g及び水抽性アクリルホリマー0.5〜15
    gを自己合し・てなることを特徴とするアルミニウム及
    びその合金の表面処理剤。
JP7157782A 1982-04-30 1982-04-30 アルミニウム及びその合金の表面処理剤 Granted JPS58189377A (ja)

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