JPS6210280A - アルミニウム材用耐食親水性皮膜処理剤 - Google Patents
アルミニウム材用耐食親水性皮膜処理剤Info
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- JPS6210280A JPS6210280A JP14665785A JP14665785A JPS6210280A JP S6210280 A JPS6210280 A JP S6210280A JP 14665785 A JP14665785 A JP 14665785A JP 14665785 A JP14665785 A JP 14665785A JP S6210280 A JPS6210280 A JP S6210280A
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- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C22/00—Chemical 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
- C23C22/05—Chemical 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
- C23C22/06—Chemical 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
- C23C22/34—Chemical 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 containing fluorides or complex fluorides
- C23C22/37—Chemical 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 containing fluorides or complex fluorides containing also hexavalent chromium compounds
- C23C22/38—Chemical 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 containing fluorides or complex fluorides containing also hexavalent chromium compounds containing also phosphates
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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。
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、アルミニウム及びアルミニウム合金製品（以
下、アルミニウム材という）の表面に親水性を与えると
ともに耐食性を賦与した皮膜を形成し得る耐食親水性皮
膜処理剤（以下、処理剤という）に関するものである。
下、アルミニウム材という）の表面に親水性を与えると
ともに耐食性を賦与した皮膜を形成し得る耐食親水性皮
膜処理剤（以下、処理剤という）に関するものである。
アルミニウム材は２種々の用途に多用されているが、近
年、アルミニウム材表面に親水性皮膜を形成することが
、たとえば、熱交換器のフイ／や建材などにおける結露
防止２反射鏡の曇シ止め。
年、アルミニウム材表面に親水性皮膜を形成することが
、たとえば、熱交換器のフイ／や建材などにおける結露
防止２反射鏡の曇シ止め。
あるいは、保水性を高めてアルミニウム材表面からの水
の蒸発量を向上させるなどの手段として行なわれている
。
の蒸発量を向上させるなどの手段として行なわれている
。
しかしながら、アルミニウム材表面にそのまま親水性皮
膜を形成するとアルミニウム材が腐食されたり、あるい
は皮膜が剥離し易かったりするために、これらを防止し
得る耐食親水性皮膜を形成する方法や処理剤について多
くの提案がなされている。しかして、その一つとして本
発明者らはさきに、クロム化合物−アクリル酸ボリマー
−フッ化物−７リカ系の親水性金属表面処理剤を提案（
特開昭６０−３９１６９号）した。
膜を形成するとアルミニウム材が腐食されたり、あるい
は皮膜が剥離し易かったりするために、これらを防止し
得る耐食親水性皮膜を形成する方法や処理剤について多
くの提案がなされている。しかして、その一つとして本
発明者らはさきに、クロム化合物−アクリル酸ボリマー
−フッ化物−７リカ系の親水性金属表面処理剤を提案（
特開昭６０−３９１６９号）した。
本発明者らは、この系の処理剤について検討を続けた結
果、クロム化合物として硝酸クロムを使用した処理剤で
処理した場合に特異な現象がみられることを認めた。す
なわち、硝酸クロムの濃度が高くなる場合とか、シリカ
やアクリル酸ポリマーの配合割合が少ない場合などに、
皮膜から６価クロムイオン（ＣｒＯ＝ ）の溶出がみら
れることがあることを認めた。この原因は確言し得ない
が皮膜の焼付は処理時に３価クロムの一部が６価クロム
に変化し、これが皮膜中に存在するために水と接触した
ときに溶出してくることに基づくものと推定される。
果、クロム化合物として硝酸クロムを使用した処理剤で
処理した場合に特異な現象がみられることを認めた。す
なわち、硝酸クロムの濃度が高くなる場合とか、シリカ
やアクリル酸ポリマーの配合割合が少ない場合などに、
皮膜から６価クロムイオン（ＣｒＯ＝ ）の溶出がみら
れることがあることを認めた。この原因は確言し得ない
が皮膜の焼付は処理時に３価クロムの一部が６価クロム
に変化し、これが皮膜中に存在するために水と接触した
ときに溶出してくることに基づくものと推定される。
しかして、このような６価クロムイオンの溶出がみられ
る場合には、皮膜の耐食性や長期親水性の低下が同時に
発生するという問題があシ、これらの解決が望まれてい
る。
る場合には、皮膜の耐食性や長期親水性の低下が同時に
発生するという問題があシ、これらの解決が望まれてい
る。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明者は、
硝酸クロムを使用する場合の６価クロムイオンの溶出を
防止し得る処理剤を得べく研究を重ねた結果、多価アル
コールや糖類を配合することによって６価クロムイオン
の溶出を防止し得、リン酸を配合することによって長期
親水性の低下を防止し得、三層構造からなる耐食親水性
皮膜を一段処理で形成し得る処理剤を得ることができる
ことを見出して本発明をなしたものである。
硝酸クロムを使用する場合の６価クロムイオンの溶出を
防止し得る処理剤を得べく研究を重ねた結果、多価アル
コールや糖類を配合することによって６価クロムイオン
の溶出を防止し得、リン酸を配合することによって長期
親水性の低下を防止し得、三層構造からなる耐食親水性
皮膜を一段処理で形成し得る処理剤を得ることができる
ことを見出して本発明をなしたものである。
すなわち９本発明は、硝酸クロムがＣｒＯ３換算で２〜
２０ ？／ｌさらに所望により６価クロムイオンをＣｒ
０＝換算で２り／を以下、アクリル酸ポリマーが固形分
で２〜２０２μ、フッ化物がＦ−として０．１〜５２／
ｌ、リン酸がＰＯ，として０．１〜５０ ｆ／ｌシリカ
がシリカ／全固形分 比として０．２〜０．８．多価ア
ルコール又は／及び糖類が０．２〜２０ ｆ／ｌ 、残
部水からなる耐食親水性皮膜処理剤である。
２０ ？／ｌさらに所望により６価クロムイオンをＣｒ
０＝換算で２り／を以下、アクリル酸ポリマーが固形分
で２〜２０２μ、フッ化物がＦ−として０．１〜５２／
ｌ、リン酸がＰＯ，として０．１〜５０ ｆ／ｌシリカ
がシリカ／全固形分 比として０．２〜０．８．多価ア
ルコール又は／及び糖類が０．２〜２０ ｆ／ｌ 、残
部水からなる耐食親水性皮膜処理剤である。
本発明の処理剤は、前記のような組成を有し。
水に溶解し又は懸濁しているものでろって、処理剤′を
構成する各成分の供給源は次の通りである。
構成する各成分の供給源は次の通りである。
クロム化合物としての硝酸クロムは、クロメート皮膜層
を形成するものであり、クロメート皮膜層の耐食性をよ
シ向上したいときには、６価クロム化合物、たとえば、
クロム酸（ＣｒＯ＝） 、クロム酸アンモニウムのよう
なりロム酸塩、あるいは重クロム酸アンモニウムのよう
な重クロム酸塩を所望に応じて配合するものである。
を形成するものであり、クロメート皮膜層の耐食性をよ
シ向上したいときには、６価クロム化合物、たとえば、
クロム酸（ＣｒＯ＝） 、クロム酸アンモニウムのよう
なりロム酸塩、あるいは重クロム酸アンモニウムのよう
な重クロム酸塩を所望に応じて配合するものである。
アクリル酸ポリマーとしては、水溶性のアクリル酸ポリ
マー（以下、樹脂という）が使用され。
マー（以下、樹脂という）が使用され。
たとえば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸２−エチル、メタクリル酸、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イングロ
ビル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、マレイン酸。
エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸２−エチル、メタクリル酸、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イングロ
ビル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、マレイン酸。
イタコン酸のような化合物の重合あるいは共重合によっ
て得られた水溶性のものを使用する。なお。
て得られた水溶性のものを使用する。なお。
比較的低温、短時間の加熱処理工程中に、処理剤中に共
存するクロムイオンとキレート化反応をおこし水に不溶
性となる必要があり７分子量としては、平均分子量が１
０，０００〜３００，０００のものであることが望まし
い。このような樹脂としては、たとえば、プライマルＡ
−１，Ａ−３，Ａ−５（商品名、ローム＆ハース社）が
市販されている〇フッ化物としては、たとえば、７ツ酸
、フッ化ケイ素、フッ化ホウ素、７フ化チタニウム、フ
ッ化ジルコニウム、フッ化亜鉛などのような７ツ酸の可
溶性塩が使用される。なお、フッ化物として７ツ酸を使
用することがもっとも好ましいが、その添加効果の発現
機構は確言できないが、クロム化合物と協働的にアルミ
ニウム材に作用するとともに、シリカに対して軽度の溶
解作用を与えシリカ粒子を樹脂中に微細に分散させ、緻
密で堅牢かつ親水性、耐食性に富む皮膜を形成させるも
のと思われる。
存するクロムイオンとキレート化反応をおこし水に不溶
性となる必要があり７分子量としては、平均分子量が１
０，０００〜３００，０００のものであることが望まし
い。このような樹脂としては、たとえば、プライマルＡ
−１，Ａ−３，Ａ−５（商品名、ローム＆ハース社）が
市販されている〇フッ化物としては、たとえば、７ツ酸
、フッ化ケイ素、フッ化ホウ素、７フ化チタニウム、フ
ッ化ジルコニウム、フッ化亜鉛などのような７ツ酸の可
溶性塩が使用される。なお、フッ化物として７ツ酸を使
用することがもっとも好ましいが、その添加効果の発現
機構は確言できないが、クロム化合物と協働的にアルミ
ニウム材に作用するとともに、シリカに対して軽度の溶
解作用を与えシリカ粒子を樹脂中に微細に分散させ、緻
密で堅牢かつ親水性、耐食性に富む皮膜を形成させるも
のと思われる。
シリカは、シリカ粉末又はシリカゾルの形で使用し、シ
リカとしては、たとえば、ヒユームドシリカあるいは湿
式法による含水無晶形のケイ酸を使用し得、市販品とし
ては、たとえば、カポシル（商品名、カボット社）、カ
ープレックス（商品名、塩野義製薬社）などがある。な
お、これらの粒子の大きさは、均一親水性、成形性、さ
らには皮膜の耐食性の面から小さい方が好ましく、平均
粒径がｌｌＲｎ以下、とくに１次粒子の大きさは、少な
くとも５０チ以上が１１Ｘｎ以下であることが好ましい
０ リン酸としては、たとえば正すン酸、ピロリン酸、ポリ
リン酸、メタリン酸、亜リン酸などが使用される。なお
、使用量が５２／を以下の・ように少ない場合には、上
記の各種リン酸のアルカリ性塩たとえばリン酸ナトリウ
ム、ビロリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、ヘ
キサメタリン酸ナトリウムなどの塩類も使用し得る。
リカとしては、たとえば、ヒユームドシリカあるいは湿
式法による含水無晶形のケイ酸を使用し得、市販品とし
ては、たとえば、カポシル（商品名、カボット社）、カ
ープレックス（商品名、塩野義製薬社）などがある。な
お、これらの粒子の大きさは、均一親水性、成形性、さ
らには皮膜の耐食性の面から小さい方が好ましく、平均
粒径がｌｌＲｎ以下、とくに１次粒子の大きさは、少な
くとも５０チ以上が１１Ｘｎ以下であることが好ましい
０ リン酸としては、たとえば正すン酸、ピロリン酸、ポリ
リン酸、メタリン酸、亜リン酸などが使用される。なお
、使用量が５２／を以下の・ように少ない場合には、上
記の各種リン酸のアルカリ性塩たとえばリン酸ナトリウ
ム、ビロリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、ヘ
キサメタリン酸ナトリウムなどの塩類も使用し得る。
多価アルコール、糖類（以下、還元剤という）としては
、水溶性で、処理剤塗布後の焼付は処理時に分解や揮発
をせずに皮膜中に残留していて有機還元剤として作用し
得るものであれば使用し得。
、水溶性で、処理剤塗布後の焼付は処理時に分解や揮発
をせずに皮膜中に残留していて有機還元剤として作用し
得るものであれば使用し得。
タトエば、エチレングリコール、グリセリン、エリスリ
ット、アラビット、マンニット及びブドウ糖、果糖など
が望ましく、単独又は二種類以上を混合して用い、とく
に多価アルコールが好ましく。
ット、アラビット、マンニット及びブドウ糖、果糖など
が望ましく、単独又は二種類以上を混合して用い、とく
に多価アルコールが好ましく。
いずれの場合も処理剤塗布時に、その還元能力を保有す
る状態で処理剤に添加・混合される。
る状態で処理剤に添加・混合される。
なお、水は、可溶性固形分含有量が３００〜４００（を
以下の上水、イオン交換水あるいは蒸留水などが用いら
れる。
以下の上水、イオン交換水あるいは蒸留水などが用いら
れる。
しかして、このような諸成分の配合割合は、硝酸クロム
は、 ＣｒＯ３換算で２〜２０ ｆ／ｌ 、好ましく
は。
は、 ＣｒＯ３換算で２〜２０ ｆ／ｌ 、好ましく
は。
３〜１２ ？／ｌの範囲でおることが必要であって、２
μ以下では、親水性でかつ十分な耐食性をもつ皮膜が得
られず、又、樹脂の架橋反応も十分満足する程度に行な
われず、２０１／を以上では、アルミニウム材表面の着
色、クロムの局部的濃縮などをおこし、皮膜の不均一化
がおこυ易く、さらには必要以上の皮膜を形成し経済的
にも不利である。
μ以下では、親水性でかつ十分な耐食性をもつ皮膜が得
られず、又、樹脂の架橋反応も十分満足する程度に行な
われず、２０１／を以上では、アルミニウム材表面の着
色、クロムの局部的濃縮などをおこし、皮膜の不均一化
がおこυ易く、さらには必要以上の皮膜を形成し経済的
にも不利である。
なお、皮膜の耐食性を向上させるために所望に応じて６
価のクロム化合物をＣｒＯｓ換算で２ ｆ／を以下含有
させることができる。
価のクロム化合物をＣｒＯｓ換算で２ ｆ／を以下含有
させることができる。
樹脂の配合割合としては、固形分で２〜２０ ？／ｌ
。
。
好ましくは、３〜１４ ｆ／ｌの範囲であり、２ｆ／を
以下では皮膜形成量が不十分となり、２０１／を以上で
は処理剤の安定性が減少する傾向がある。しかして、樹
脂の不溶化は、前述のように共存するクロム化合物との
架橋反応による難溶性の有機クロメート化合物の生成に
よるものであって、架橋に必要なりロム量は、 Ｃｒ（
１）又はＣｒ（Ｖｌ）をＣｒＯ諺換算で樹脂に対して０
．２％以上添加すればよいと言われ。
以下では皮膜形成量が不十分となり、２０１／を以上で
は処理剤の安定性が減少する傾向がある。しかして、樹
脂の不溶化は、前述のように共存するクロム化合物との
架橋反応による難溶性の有機クロメート化合物の生成に
よるものであって、架橋に必要なりロム量は、 Ｃｒ（
１）又はＣｒ（Ｖｌ）をＣｒＯ諺換算で樹脂に対して０
．２％以上添加すればよいと言われ。
本発明処理剤のクロム化合物含有量であれば樹脂の景は
、実質的に任意に変えることができる。なお、熱硬化型
の水溶性樹脂を少量加えることによって皮膜の耐食性を
向上させることは勿論可能である０ フッ化物の配合割合は、Ｆ′として、０，１〜５ ｙ７
ｔ 。
、実質的に任意に変えることができる。なお、熱硬化型
の水溶性樹脂を少量加えることによって皮膜の耐食性を
向上させることは勿論可能である０ フッ化物の配合割合は、Ｆ′として、０，１〜５ ｙ７
ｔ 。
好ましくは、０．３〜３．５９７ｔの範囲で配合する。
Ｆ−が０．１ｔ／を以下では、アルミニウム材とクロム
化合物との反応生成物を主体とする皮膜の良好な耐食性
が得られず、５１／を以上では、処理時にアルミニウム
材の溶出やシリカとの反応がいちじるしくなることによ
って処理液の管理が困難であシ。
化合物との反応生成物を主体とする皮膜の良好な耐食性
が得られず、５１／を以上では、処理時にアルミニウム
材の溶出やシリカとの反応がいちじるしくなることによ
って処理液の管理が困難であシ。
所望特性の皮膜を得ることが困難となる。
リン酸の配合割合は、 ＰＯ，とじて、０．１〜５０
ｆ／ｌ 。
ｆ／ｌ 。
好ましくは、０．３〜ｓ ｙ７ｔの範囲で配合する。Ｐ
Ｏ４が０．１ｆ／を以下では、親水性に制限を生じ、使
用条件が緩い場合に効果があっても厳しい使用条件では
長期親水性に問題が生じる。又、ｓｙ７を以上では、親
水性は問題ないが、耐食性がやや悪くなり、とくに５０
ｔ／を以上ではその傾向が大きくなる０ シリカの配合割合は、処理剤中の固形分含有量によって
変化し、シリカと全固形分との比、詳しくは、シリカと
〔アクリル酸ポリマー（固形分）＋クロム化合物（Ｃｒ
Ｏ＝換算）＋シリカ＋還元剤〕との重量比（以下、シリ
カ比という）が０．２〜０．８゜好ましくは、０．３〜
０．６の範囲で配合する。シリカ比が０．２以下では、
持続性のある親水性皮膜が得られず、０．８以上では、
皮膜表面が粉吹き状になり好ましくない。なおシリカ成
分は、樹脂で被覆した状態で配合することが好ましく、
シリカ粒子は均一に分散し、かつ、フッ酸との反応も適
当に制御し得る。又、皮膜の形成に当って表層部に優先
的に集まって皮膜に親水性を賦与するものである０ 還元剤は、皮膜中に共存することによって、溶出しよう
とする６価クロムを３価クロムに還元させ６価クロムイ
オンとしての溶出を防止するものでアリ、処理剤中のシ
リカの分散性をよくし親水性の低下を防止する効果もみ
られるものであって。
Ｏ４が０．１ｆ／を以下では、親水性に制限を生じ、使
用条件が緩い場合に効果があっても厳しい使用条件では
長期親水性に問題が生じる。又、ｓｙ７を以上では、親
水性は問題ないが、耐食性がやや悪くなり、とくに５０
ｔ／を以上ではその傾向が大きくなる０ シリカの配合割合は、処理剤中の固形分含有量によって
変化し、シリカと全固形分との比、詳しくは、シリカと
〔アクリル酸ポリマー（固形分）＋クロム化合物（Ｃｒ
Ｏ＝換算）＋シリカ＋還元剤〕との重量比（以下、シリ
カ比という）が０．２〜０．８゜好ましくは、０．３〜
０．６の範囲で配合する。シリカ比が０．２以下では、
持続性のある親水性皮膜が得られず、０．８以上では、
皮膜表面が粉吹き状になり好ましくない。なおシリカ成
分は、樹脂で被覆した状態で配合することが好ましく、
シリカ粒子は均一に分散し、かつ、フッ酸との反応も適
当に制御し得る。又、皮膜の形成に当って表層部に優先
的に集まって皮膜に親水性を賦与するものである０ 還元剤は、皮膜中に共存することによって、溶出しよう
とする６価クロムを３価クロムに還元させ６価クロムイ
オンとしての溶出を防止するものでアリ、処理剤中のシ
リカの分散性をよくし親水性の低下を防止する効果もみ
られるものであって。
これらの効果を発現させるために必要な配合割合は、０
．２〜２０ ？／ｌ 、好ましくは、０．３〜ｉ ｏ
ｙ７ｔの範囲で配合する。０．２ｔ／を以下では、配合
効果が不十分であり、２０′ｙ／を以上になると処理剤
の安定性が悪化するとともに、上層皮膜の密着性も低下
するので好ましくない。
．２〜２０ ？／ｌ 、好ましくは、０．３〜ｉ ｏ
ｙ７ｔの範囲で配合する。０．２ｔ／を以下では、配合
効果が不十分であり、２０′ｙ／を以上になると処理剤
の安定性が悪化するとともに、上層皮膜の密着性も低下
するので好ましくない。
本処理剤の調製方法としては、たとえば、■樹脂液中に
シリカ粉末を均一に分散させ、さらに還元剤を添加した
水溶液Ａ液と、硝酸クロム、フッ化物及びリン酸を水に
混合溶解させたＢ液とをそれぞれ別個に調製しておいて
、使用直前に両液を混合して使用する方法、■すべての
成分を混合して一液として調製する方法、■６価りｐム
化合物を配合する場合には、他成分を一液として調製し
たものに使用直前に６価クロム化合物溶液を配合して使
用する方法、あるいは、■使用直前にすべての成分を所
定割合に混合して使用する方法など適宜方法がとり得る
ものである。ただし、６価クロム化合物を配合する場合
には、６価クロム化合物と還元剤とを使用直前まで分離
した状態でおき■、■の方法のように使用直前に両者を
混合するようにすることが好ましい。
シリカ粉末を均一に分散させ、さらに還元剤を添加した
水溶液Ａ液と、硝酸クロム、フッ化物及びリン酸を水に
混合溶解させたＢ液とをそれぞれ別個に調製しておいて
、使用直前に両液を混合して使用する方法、■すべての
成分を混合して一液として調製する方法、■６価りｐム
化合物を配合する場合には、他成分を一液として調製し
たものに使用直前に６価クロム化合物溶液を配合して使
用する方法、あるいは、■使用直前にすべての成分を所
定割合に混合して使用する方法など適宜方法がとり得る
ものである。ただし、６価クロム化合物を配合する場合
には、６価クロム化合物と還元剤とを使用直前まで分離
した状態でおき■、■の方法のように使用直前に両者を
混合するようにすることが好ましい。
しかして２本発明の処理剤は、従前の処理剤と同様に、
たとえば、連続した板や押出型材などの単純な形状の素
形材の場合には、ロール塗り・スプレー法などが適用で
き、複雑な形状を有する製品の場合には、はけ塗り、浸
漬法、スプレー法などアルミニウム材の形状に応じて適
宜の方法によってアルミニウム材表面に塗布することが
できる。
たとえば、連続した板や押出型材などの単純な形状の素
形材の場合には、ロール塗り・スプレー法などが適用で
き、複雑な形状を有する製品の場合には、はけ塗り、浸
漬法、スプレー法などアルミニウム材の形状に応じて適
宜の方法によってアルミニウム材表面に塗布することが
できる。
すなわち、処理剤を液温２０〜４０℃で塗布面に。
塗布量が７０℃、１０分間乾燥後の固形分として０．１
〜５１汐、好ましくは、０．５〜３２／ｌとなるように
塗布し、ついで、ｉｏｏ〜２５０℃で１０〜３０秒間加
熱処理し９通常の焼付は及び６価クロムイオンと還元剤
との反応促進を兼ねた処理を行なう。ここに加熱温度、
加熱時間は、それぞれの下限値以下では、焼付は及び６
価クロムの還元不溶化反応が不十分であって皮膜の密着
性が低く、それぞれの上限値以上とくに加熱温度が２５
０℃以上では、成分樹脂の分解がおこり変質するおそれ
があるものである。
〜５１汐、好ましくは、０．５〜３２／ｌとなるように
塗布し、ついで、ｉｏｏ〜２５０℃で１０〜３０秒間加
熱処理し９通常の焼付は及び６価クロムイオンと還元剤
との反応促進を兼ねた処理を行なう。ここに加熱温度、
加熱時間は、それぞれの下限値以下では、焼付は及び６
価クロムの還元不溶化反応が不十分であって皮膜の密着
性が低く、それぞれの上限値以上とくに加熱温度が２５
０℃以上では、成分樹脂の分解がおこり変質するおそれ
があるものである。
このようにして樹脂の不溶化が行なわれ、アルミニウム
材表面に親水性と耐食防錆性とに富んだ皮膜を形成する
ことができる。
材表面に親水性と耐食防錆性とに富んだ皮膜を形成する
ことができる。
なお、たとえばアルミニウム材の調質などの熱処理後の
冷却を兼ねて本発明処理剤を被着させれば余熱を利用す
ることができエネルギーコストを下げ得る。さらに、皮
膜の不溶化を行なう以前ならば、処理剤を多数回に亘っ
て繰返し被着し皮膜厚を厚くすることができる。又、前
記の組成範囲内においてクロム化合物及びフッ化物の液
と、樹脂、シリカ、リン酸及び還元剤との液とを調製し
。
冷却を兼ねて本発明処理剤を被着させれば余熱を利用す
ることができエネルギーコストを下げ得る。さらに、皮
膜の不溶化を行なう以前ならば、処理剤を多数回に亘っ
て繰返し被着し皮膜厚を厚くすることができる。又、前
記の組成範囲内においてクロム化合物及びフッ化物の液
と、樹脂、シリカ、リン酸及び還元剤との液とを調製し
。
これらの液をたとえばスプレー法などで同時に吹き付は
アルミニウム材表面上で混合するようにしてもよい。
アルミニウム材表面上で混合するようにしてもよい。
皮膜厚は、前記範囲内において必要度に応じて適宜の皮
膜厚とすることができるが、たとえば、。
膜厚とすることができるが、たとえば、。
０．１／Ｒ１（乾燥後）程度であっても熱交換器のフィ
ン材に要求される高度の親水性と耐食性を十分に賦与し
得るものである。しかして、とくに耐食性が要求される
場合には、前記組成範囲内において。
ン材に要求される高度の親水性と耐食性を十分に賦与し
得るものである。しかして、とくに耐食性が要求される
場合には、前記組成範囲内において。
６価りロムイオン配合を含めてクロム化合物の多い液と
し、又とくに親水性が要求される場合には。
し、又とくに親水性が要求される場合には。
リン酸の添加とともにシリカの多い液を使用することに
より、同じ皮膜厚でもその皮膜特性を調整し得るもので
ある。
より、同じ皮膜厚でもその皮膜特性を調整し得るもので
ある。
このようにして処理剤を焼き付けて得た皮膜は。
皮膜とアルミニウム材との境界に７フ化アルミニウム、
ケイフッ化アルミニウムなどのごく薄い層（第一層）を
生成し、ついでクロム化合物及びシリカを含む無機質層
（第二層）が比較的厚く生成し、さらに最表層（第三層
）として、シリカ、リン酸及び還元剤を含有する樹脂層
を形成し、全体として三層をなして形成される。
ケイフッ化アルミニウムなどのごく薄い層（第一層）を
生成し、ついでクロム化合物及びシリカを含む無機質層
（第二層）が比較的厚く生成し、さらに最表層（第三層
）として、シリカ、リン酸及び還元剤を含有する樹脂層
を形成し、全体として三層をなして形成される。
皮膜の耐食性は、従来の親水性塗料が、塗膜の種類、厚
さ、樹脂に対する添加物の種類あるいは量に影響される
のと異なって９本発明においては。
さ、樹脂に対する添加物の種類あるいは量に影響される
のと異なって９本発明においては。
はぼ無機質皮膜によって一義的に決定されるため少なく
とも耐食性の面からは樹脂層の厚さあるいはシリカの添
加量に対する制約はあまりない。このため親水化処理に
対する自由度も高く、結果として従来の親水性塗料に較
べて親水性の高い皮膜を賦与し得るものである。このこ
とは、フッ化物を添加することによって前述のようにア
ルミニウム材との境界層としてアルミニウム材とのフッ
化物生成、あるいは、シリカもフッ化物により粒子表面
が活性化され樹脂との結合性が高められること、さらに
、リン酸を添加することにより、リン酸が最表層を中心
に第二層まで分布し、とくに最表層において樹脂の−Ｃ
ＯＯＨ基に作用することが相俟って最表層皮膜の特性が
改善され、皮膜全体の特性がいちじるしく改善され、長
期親水性を保持するものと思われ、湿潤試験にも何ら欠
陥が認められないし、還元剤が皮膜中に存在しているこ
とによって６価クロムイオンが溶出しようとした場合、
６価クロムが還元されて６価クロムイオンが溶出するこ
とがなく、耐食性もすぐれた親水性皮膜の生成が認めら
れる。
とも耐食性の面からは樹脂層の厚さあるいはシリカの添
加量に対する制約はあまりない。このため親水化処理に
対する自由度も高く、結果として従来の親水性塗料に較
べて親水性の高い皮膜を賦与し得るものである。このこ
とは、フッ化物を添加することによって前述のようにア
ルミニウム材との境界層としてアルミニウム材とのフッ
化物生成、あるいは、シリカもフッ化物により粒子表面
が活性化され樹脂との結合性が高められること、さらに
、リン酸を添加することにより、リン酸が最表層を中心
に第二層まで分布し、とくに最表層において樹脂の−Ｃ
ＯＯＨ基に作用することが相俟って最表層皮膜の特性が
改善され、皮膜全体の特性がいちじるしく改善され、長
期親水性を保持するものと思われ、湿潤試験にも何ら欠
陥が認められないし、還元剤が皮膜中に存在しているこ
とによって６価クロムイオンが溶出しようとした場合、
６価クロムが還元されて６価クロムイオンが溶出するこ
とがなく、耐食性もすぐれた親水性皮膜の生成が認めら
れる。
かくして２本発明処理剤を熱交換器のフィン。
結露防止が要求される建材、曇り防止が要求される反射
鏡などの各種アルミニウム材の表面に塗布することによ
って耐食親水性皮膜を形成し得るものである。
鏡などの各種アルミニウム材の表面に塗布することによ
って耐食親水性皮膜を形成し得るものである。
本発明は、硝酸クロム、アクリル酸ポリマー。
フッ化物、リン酸、シリカ、多価アルコール又は／及び
糖類を構成成分とし、これらのそれぞれ所定竜を水に配
合したノンリンス型耐食親水性皮膜処理剤であるから、
焼付は処理中にたとえ３価のクロムである硝酸クロムが
６価のクロムに変化して皮膜中に存在し、皮膜外に溶出
しようとしても。
糖類を構成成分とし、これらのそれぞれ所定竜を水に配
合したノンリンス型耐食親水性皮膜処理剤であるから、
焼付は処理中にたとえ３価のクロムである硝酸クロムが
６価のクロムに変化して皮膜中に存在し、皮膜外に溶出
しようとしても。
多価アルコールや糖類が最表層に存在していてこれを還
元し３価のクロムにすることによっで、皮膜からの６価
クロムイオンの溶出を防止し得、又。
元し３価のクロムにすることによっで、皮膜からの６価
クロムイオンの溶出を防止し得、又。
長期親水性を良好にし得るなどすぐれた効果が認められ
るものである。
るものである。
次に２本発明の実施例を述べる。
実施例 １〜８
（１）耐食親水性皮膜処理剤の調製
クロム化合物として、硝酸クロムＣＣｒ （Ｎｏｓ）
＝・９Ｈρ〕及び６価クロム化合物の三酸化クロムを。
＝・９Ｈρ〕及び６価クロム化合物の三酸化クロムを。
リン酸として正リン酸（１００％ ＨｓＰＯ−）を使用
してそれぞれを混合した水溶液（Ａ液）、及び、樹脂と
してポリアクリル酸の２５重量％水溶液（商品名ブライ
マールＡ−１１分子量ｓ ｏ、ｏ ｏ ｏ以下、ローム
＆ハース社＃りに一次粒子の平均粒径０．０１訓のシリ
カ粉末（商品名カポシル開−５．カポノド社製）を均一
に分散させ、さらに試薬級の還元剤を混合した水溶液（
Ｂ液）とをそれぞれ別表に示すような配合割合であらか
じめ調製した。
してそれぞれを混合した水溶液（Ａ液）、及び、樹脂と
してポリアクリル酸の２５重量％水溶液（商品名ブライ
マールＡ−１１分子量ｓ ｏ、ｏ ｏ ｏ以下、ローム
＆ハース社＃りに一次粒子の平均粒径０．０１訓のシリ
カ粉末（商品名カポシル開−５．カポノド社製）を均一
に分散させ、さらに試薬級の還元剤を混合した水溶液（
Ｂ液）とをそれぞれ別表に示すような配合割合であらか
じめ調製した。
（２）皮膜の形成
アルミニウム材（ＡＡ３１０２，０．１５■厚×１０１
００ｍＸ１００を常法に従い脱脂洗浄する前処理を行な
い、この表面に前記（１）のように調製しておいたＡ液
及びＢ液を混合して調製した処理剤をロール塗布法によ
って４０ ｍｌ／Ｉ１１’の割合で塗布し被着させ、つ
いで温風加熱炉を使用して１３０℃で１０分間加熱焼付
は処理を行ない皮膜を不溶性化させた。
００ｍＸ１００を常法に従い脱脂洗浄する前処理を行な
い、この表面に前記（１）のように調製しておいたＡ液
及びＢ液を混合して調製した処理剤をロール塗布法によ
って４０ ｍｌ／Ｉ１１’の割合で塗布し被着させ、つ
いで温風加熱炉を使用して１３０℃で１０分間加熱焼付
は処理を行ない皮膜を不溶性化させた。
（３）評価試験
（ａ）親水性の試験方法
（イ）初期親水性（テスト前）：試料を常温の脱イオン
水中に１分間浸漬後、引き上げて室温に約３０秒間放置
したときの水濡れ面積率で親水性を判定する水浸漬法に
よって調べた。
水中に１分間浸漬後、引き上げて室温に約３０秒間放置
したときの水濡れ面積率で親水性を判定する水浸漬法に
よって調べた。
（ロ）長期親水性（７２時間）：冷熱サイクル法（−１
０℃Ｘ１ｈｒ−＋−１０℃〜７０℃Ｘ１ｈｒ−＋７０℃
Ｘ１ｈｒ−＋７０℃〜−１０℃Ｘ１ｈｒを繰返す）を用
い、７２時間放置し、その抜取）出して水浸漬法によっ
て水濡れ面積率を求めて調べた。
０℃Ｘ１ｈｒ−＋−１０℃〜７０℃Ｘ１ｈｒ−＋７０℃
Ｘ１ｈｒ−＋７０℃〜−１０℃Ｘ１ｈｒを繰返す）を用
い、７２時間放置し、その抜取）出して水浸漬法によっ
て水濡れ面積率を求めて調べた。
（ｂ）耐食性の試験方法
塩水噴霧試験ＪＩＳＺ２３７１（１９５５）による方法
に従って２４０時間及び５００時間後の腐食面積率を測
定して調べた。
に従って２４０時間及び５００時間後の腐食面積率を測
定して調べた。
（ｃ）６価クロムイオンの溶出試験
３５℃の脱イオン水中に１週間浸漬したときの６価クロ
ムイオンの溶出の有無を調べた。
ムイオンの溶出の有無を調べた。
（４）評 価
上記の諸試験結果は別表に示す通シであり、いずれも緒
特性を十分満足するものでありで、６価クロムイオンの
溶出も全く認められていない。
特性を十分満足するものでありで、６価クロムイオンの
溶出も全く認められていない。
比較例 １〜３
実施例と同様にして別表に示すような配合割合で皮膜処
理剤を調製し、実施例と同様にしてアルミニウム材表面
に皮膜を形成させて、実施例と同様にして諸試験を行な
った。
理剤を調製し、実施例と同様にしてアルミニウム材表面
に皮膜を形成させて、実施例と同様にして諸試験を行な
った。
これらの結果は別表に示す通りであるが、比較例１では
、硝酸クロム濃度が低く、リン酸及び還元剤を含有しな
いため耐食性、長期親水性がともに悪く、６価クロムイ
オンの溶出がおる。比較例２及び比較例３では、耐食性
、親水性は良いが。
、硝酸クロム濃度が低く、リン酸及び還元剤を含有しな
いため耐食性、長期親水性がともに悪く、６価クロムイ
オンの溶出がおる。比較例２及び比較例３では、耐食性
、親水性は良いが。
還元剤を配合していないので６価クロムイオンが溶出し
ていることが認められ、還元剤、リン酸配合の効果が明
瞭である。
ていることが認められ、還元剤、リン酸配合の効果が明
瞭である。
手続補正書
昭和６０年１０月 ７日
Claims (1)
- １）硝酸クロムがＣｒＯ＿３換算で２〜２０ｇ／ｌさら
に所望により６価クロムイオンをＣｒＯ＿３換算で２ｇ
／ｌを以下、アクリル酸ポリマーが固形分で２〜２０ｇ
／ｌ、フッ化物がＦ＾−として０．１〜５ｇ／ｌ、リン
酸がＰＯ＾３＾−＿４として０．１〜５０ｇ／ｌ、シリ
カがシリカ／全固形分比として０．２〜０．８、多価ア
ルコール又は／及び糖類が０．２〜２０ｇ／ｌ、残部水
からなることを特徴とする耐食親水性皮膜処理剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14665785A JPS6210280A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | アルミニウム材用耐食親水性皮膜処理剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14665785A JPS6210280A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | アルミニウム材用耐食親水性皮膜処理剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6210280A true JPS6210280A (ja) | 1987-01-19 |
| JPH0348273B2 JPH0348273B2 (ja) | 1991-07-23 |
Family
ID=15412676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14665785A Granted JPS6210280A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | アルミニウム材用耐食親水性皮膜処理剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6210280A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0824565A1 (en) * | 1992-04-01 | 1998-02-25 | Henkel Corporation | Composition and process for treating metal |
| KR100669628B1 (ko) * | 1999-02-26 | 2007-01-15 | 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 | 알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머 |
| KR100669629B1 (ko) * | 1999-02-26 | 2007-01-15 | 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 | 알루미늄재의 친수성 처리방법 및 그 프라이머 및 친수성코팅재 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP14665785A patent/JPS6210280A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0824565A1 (en) * | 1992-04-01 | 1998-02-25 | Henkel Corporation | Composition and process for treating metal |
| EP0824565A4 (en) * | 1992-04-01 | 1999-01-07 | Henkel Corp | COMPOSITION AND METHOD FOR TREATING METAL |
| KR100669628B1 (ko) * | 1999-02-26 | 2007-01-15 | 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 | 알루미늄재의 프라이밍방법 및 프라이머 |
| KR100669629B1 (ko) * | 1999-02-26 | 2007-01-15 | 니폰게이긴조쿠가부시키가이샤 | 알루미늄재의 친수성 처리방법 및 그 프라이머 및 친수성코팅재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0348273B2 (ja) | 1991-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |