JPS6031904B2 - アルミニウム材のフツ素樹脂コ−テイングにおける下地処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アルミニウム材のフッ素樹脂コーティング
における下地処理方法に関する。

この明細書において、「アルミニウム」なる用語は、純
アルミニウムはもとより、少量の不純物を含む市販のア
ルミニウムやアルミニウムが大部分を占めるアルミニウ
ム合金をも含むものとする。

四フッ化エチレン樹脂のようなフッ素樹脂は、非粘着性
、表面平滑性、耐薬品性、耐食性、耐水性、耐水蒸気性
および耐油性などに優れているので、炊飯器、保温炊飯
器、保温ジャー、フライパン、ホットプレート、製氷皿
およびオープン皿などのアルミニウム製器物のコーティ
ング材として使用せられている。

ところで、フッ素樹脂は、上記のような有用性を備える
反面、その非粘着性のためにアルミニウム表面に対する
接着性が劣るものである。そこでこの欠点を克服するた
め、種々の検討がなされ、現在下記の３つの方法が主に
採用されている。１） アルミニウム材表面をサンドプ
ラスティングなどの手法で粗面化しておき、この面にプ
ライマーを塗布して、さらにフッ素樹脂の分散液を重ね
塗りするプラィマ一法。

２） 予め、アルミニウム材表面をイｂ学的または電気
的にエッチングしておき、この面にフッ素樹脂の分散液
を塗布する方法。

これら１）および２）の方法はソフトコートと呼ばれる
。

３）アルミニウム表面をサンドブラステイング、エッチ
ングなどの手法で粗面化しておき、この面をアルミナや
ニッケルなどの金属でメタリコンまたはアルマイト処理
し、この後１）の方法と同様にプラィマー法を適用する
いわゆるハードコート法。

しかしながら、これらの方法はいずれも、アルミニウム
表面への塗膜密着性および製品の耐食性の点で禾だ十分
なものでなかった。

．この発明は、上記の点に鑑み、塗膜密着性および耐食
性に優れたアルミニウム製品を得るための下地処理方法
を提供しようとするものであって、その特徴とするとこ
ろは、アルミニウム材をフッ素樹脂でコーティングする
に当り、アルミン酸塩０．００１〜０．５モル／そとＩ
Ｊチウム塩０．００５〜０．２モル／夕とを含有しかつ
ｐＨが８〜１３の範囲に調整せられた皮膜形成処理液を
用いてアルミニウム表面を下地処理しておくことにある
。

アルミニウム表面は、通常、この発明による下地処理の
前に化学エッチング、電解エッチングおよびエアー・シ
ョット式ブラスティング、ィンベラー式ブラスティング
などの機械的手法により粗面化処理が施こされるが、必
ずしも粗面化されなくてもよい。また、ホットプレート
等の大きな強度および耐熱性を要する製品の場合には、
粗面化処理の後にアルミナメタリコン処理またはアルマ
イト処理を施すとよい。アルミン酸塩の例としては、ア
ルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウムなどが挙げら
れるが、これらのほか処理液中でアルミン酸イオンとし
て存在するものであればよい。リチウム塩の例としては
、塩化物、ョウ化物などのハロゲン化リチウムや、硝酸
塩、酢酸塩、炭酸塩、シュウ酸塩、硫酸塩などのりチウ
ム塩が挙げられる。特に硝酸リチウム、塩化リチウム、
酢酸リチウムを用いた場合には均一で塗膜密着性および
耐食性の優れた皮膜が形成される。アルミン酸塩の含有
量が０．００１〜０．５モル／その範囲に限定され、ま
たリチウム塩の含有量が０．００５〜０．２モル／その
範囲に限定される理由は、各含有量がそれぞれ上記各範
囲の下限未満である場合には、化成皮膜の形成が十分に
進まず、そのため塗膜密着性および耐食性に優れた皮膜
が得られず、また逆に各含有量がそれぞれ上記各範囲の
上限を越える場合には、アルミン酸イオンの処理液中に
おける安定性が低下して水酸化アルミニウムの沈澱が生
じ、これが皮膜表面に付着したりして塗膜密着性を低下
させるためである。

特に好ましい含有量範囲はアルミン酸塩０．００５〜０
．１モル／夕、リチウム塩０．０１〜０．１モル／そで
ある。この発明において、処理液成分としてアルミン酸
塩とりチウム塩は必須成分である。そのうちアルミン酸
塩の効果としては、生成皮膜の凝集力を向上させ、塗膜
密着性を著しく良好にすると同時に生成皮膜の均一性を
増し、皮膜生成処理の再現性を著しく良好にすることな
どが挙げられる。そして仮に処理液がアルミン酸塩を含
まない場合には、皮膜の凝集力が弱くて良好な塗膜密着
性が得られないのである。またそれぞれ必須成分である
アルミン酸イオンおよびリチウムイオンを、処理液中で
安定に共存させて、凝集力の強い均一な皮膜を形成でき
るようにするには、処理液の安定性向上に効果のあるキ
レート剤を添加するのが望ましい。このキレート剤の例
としては、シュウ酸等のカルボン酸類およびその塩類、
クエン酸、酒石酸等のオキシカルボン酸類およびその塩
類、ＥＤＴＡ等のポリアミノカルボン酸類およびその塩
類、ソルビット、マンニット等の多価アルコール類、ト
リェタノールアミン、モノェタノールアミン等のアミン
類が挙げられる。キレート剤の添加量はその種類により
異なり、またその効果も一様ではない。ｐＨの調整は、
ｐＨ調整剤として適当な塩基性物質を処理液に添加する
ことによってなされる。

ＰＨ調整剤の例としては水酸化リチウム、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カＩＪウムなどの水酸化物やアンモニア水
およびアミン類が挙げられる。アミン類は、処理液の安
定性をはかるキレート剤とｐＨ調整剤の両者の役割を兼
ね備える物質であるので好ましく用いられる。そのうち
トリエタノールアミンを用いる場合には、添加量は０．
００１〜０．１モル／そが好ましい。ｐＨの値が８〜１
３の範囲に限定される理由は、上記範囲の下限未満では
皮膜形成反応が十分に進行せず、また逆に上記範囲の上
限を越えると皮膜の形成よりもアルミニウムの溶解の方
が速く進行してしまって皮膜が形成されないからである
。特に好ましいｐＨ範囲は１０〜１２である。皮膜形成
処理液を用いるアルミニウム表面の処理は、通常は、処
理液にアルミニウム材を浸糟する方法によりなされるが
、その他、アルミニウム村の粗面化表面に処理液をスプ
レーするか、またはハケなどで処理液を塗付ける方法に
よってなされてもよい。処理時間は１岬砂〜３分間が好
ましいが、この範囲外であってももちろんよい。処理液
の温度は特に限定はないが、常温処理が可能であり、温
度上昇により反応性が増大するため、処理時間との関係
で適宜選ばれる。特に２５３０〜６０午０が好ましい。
この発明の下地処理によってアルミニウム表面に形成さ
れた皮膜は、微細多孔質の皮膜である。

したがってこの上にフッ素樹脂の分散液を塗布すると、
分散液が皮膜の内部に浸透する。その結果フッ素樹脂コ
ーティング膜のアルミニウム表面への密着性はすこぶる
よくなる。実施例 ３側×８仇肋×５仇吻の板状アルミニウム・マンガン・
マグネシウム系アルミニウム材を１０枚用意し、下記｛
１ー〜（１０の異なる経路を経て粗面化処理、下地処理
（ただし比較例ではこれを省く）およびフッ素樹脂コー
ティングを行った。

１） ソフトコートの場合 ‘１｝ エッチング→下地処理→コーティング【２｝
ブラステイング→下地処理→コーティング｛３ｌ エッ
チング→コーテイング（比較例） ‘４｝ ブラステイング→コーテイング （比較例） ２） ハ−ドコートの場合 ｛５｝ ブラステイング→メタリコン処理→下地処理→
コーティング■ ブラステイング→アルマイト処理→下
地処理→コーティング｛７｝ エッチング→メタリコン
処理→下地処理→コーテイング【８ｌ エッチング→ア
ルマイト処理→下地処理→コーテイング｛９｝ アルマ
イト処理→下地処理→コーティングＯＱ ブラスティン
グ（比較例）→メタリコン処理→コーティング下地処理
液の組成およびｐＨ、下地処理の温度および時間は表１
のとおりである。

またコーティングは、経路｛４’および‘１０について
はプラィマー法による２コート２ベイクで行い、他の経
路については１コート１ベイクで行った。表 １ コーティング膜性能試験 経路ｔｌ）〜｛１肌こより下地処理およびフッ素樹脂コ
ーティングされた各アルミニウム材について、コ−ティ
ング膜の性能試験を行った。

結果を表２に示す。表 ２ ※ 試験の符号は前記同符号の経略を経て得たものを示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウム材をフツ素樹脂でコーテイングするに
   当り、アルミン酸塩０．００１〜０．５モル／ｌとリチ
   ウム塩０．００５〜０．２モル／ｌとを含有しかつｐＨ
   が８〜１３の範囲に調整せられた皮膜形成処理液を用い
   てアルミニウム表面を下地処理しておくことを特徴とす
   るアルミニウム材のフツ素樹脂コーテイングにおける下
   地処理方法。