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アルミニウムの化成処理方法の一覧表

技術分類

A-A1-1-3 被処理材がアルミニウム合金のクロメ-ト代替皮膜

技術の名称

A-A1-1-3 被処理材がアルミニウム合金のクロメ-ト代替皮膜 アルミニウムの化成処理方法の一覧表

技術内容

アルミニウムの自然酸化皮膜厚さは20~25Åであるが焼なましなどの高温処理で厚く成長する。この酸化皮膜に対するポリエチレンの接着強度は電解研摩面(酸化皮膜24~40Å)が最高で厚さの増加に伴い低下する。水和酸化皮膜,MgなどAl合金の成分の接着力への影響がみとめられるが、表面残存油分は接着力を低下するとは限らない。密着性強化のための下地処理法として機械的表面加工,エッチング,化成処理,陽極酸化,ウオッシュプライマー処理,コロナ放電,グロー放電,CASING処理などがある。アルミニウムの接着理論の確立には,1)塗膜-アルミニウム界面の結合力の解明,2)アルミニウム表面形態の解析,3)アルミニウム表面特性の明確化,4)W.B.Lの解明,5)塗膜塗布工学の確立と測定手法の開発が必要である。

表2に示すとおり、下地皮膜の役割、機能には、着色母体としての機能などもあるが、多くの場合、耐久性にかかわる機能である。

化成処理法としては、表3に示すような方法がある。

処理液の組成

ノンクロメート化成処理

基材

アルミニウム

効果

塗膜密着性

表2 Al塗装製品例と下地皮膜の役割と機能

表2 Al塗装製品例と下地皮膜の役割と機能

Al塗装製品例

下地皮膜

下地皮膜の主な役割と機能

一般加工品塗装
(防食コート)

クロム酸皮膜
りん酸・クロム酸皮膜他

密着性 ・密着性維持(環境劣化) ・防食性(バリヤー性)

カラー・アルミ
(プレコートアルミ板)

クロム酸皮膜

密着性 ・密着性維持(環境劣化、加工劣化) ・防食性(バリヤー性)

アルミ缶

りん酸・クロム酸皮膜
ジルコニウム系皮膜

密着性 ・密着性維持(環境劣化、加工劣化) ・防食性・食品安全性

アルミサッシ
(複合皮膜)

陽極酸化皮膜
(9L2 or 6KL1)

硬さ(耐摩耗性) ・防食性 ・着色母体 ・密着性
・密着性維持(環境劣化)

建材用カラーコイル

陽極酸化皮膜(薄膜)

着色母体 ・密着性 ・防食性
・密着性維持(環境劣化)

フッ素樹脂塗装製品

(例)硬質アルマイト

硬さ(耐摩耗性) ・密着性 ・防食性
・密着性維持(環境劣化)

フッ素樹脂塗装製品
(プレコート)

(例)陽極酸化皮膜
ベーマイト系皮膜

密着性 ・密着性維持(環境劣化、加工劣化) ・防食性

出典:「アルミニウムの塗装における下地処理と塗膜密着性」、「金属表面技術 VOL.37 NO.9」、(1986年 月 日)、小泉宗栄、高木進二、梅原誠一郎著、社団法人 金属表面技術協会発行、77頁 表2 Al塗装製品例と下地皮膜の役割と機能

表3 アルミニウムの化成処理方法の一覧表

表3 アルミニウムの化成処理方法の一覧表

化成法

用途

皮膜組成

浴組成

処理条件

アルカリークロム酸塩法

MBV法

一般塗装下地,ほうろう下地,耐食性処理

Al2O3
Cr2O3
など

Na2CO3 2~5%
Na2CrO4  0.5~2%

90~100℃
3~5分

EW法

Na2CO3
 5%
Na2CrO4 1.5%
水ガラス 0.01%

90~100℃
5~10分

ベーマイト法

耐食性処理
(パイプ内面処理)
塗装下地
(熱交喚器の塗装下地処理)

80℃前後
バイヤライト
Al2O3・3H2O
煮沸または加熱水蒸気
ベーマイト
Al2O3・H2O

純水または飽和水蒸気中で処理
皮膜促進剤
トリエタノールアミン

水煮沸
30min 0.2μm
1~2h 0.5μm
蒸気圧
120℃、1h 0.35μm
100℃、15h 1.5μm

クロム酸塩法
(クロミッククロメート)

塗装下地、耐食処理
(カラーアルミの下地処理、サッシの下地処理)

非促進系
Cr(OH)2・HCrO4
Al(OH)3・2H2O
促進系
Cr(OH)2・HCrO4
48~70%
CrFe(CN)6
  14~18%
AlO(OH) 16~30%

非促進系
CrO3
F-
促進系
CrO3
F-
CN

RT-70℃
10秒~15分(一般用)
3~15秒(コイル用)

りん酸-クロム酸塩法

塗装下地(カラーアルミの下地処理、食缶用の塗装下地)

CrPO4 50~55%
AlPO4 17~23%
AlO(OH) 12~23%

PO43-  2~10%
CrO3 0.6~2%
F- 0.15~0.6%

40~50℃
10~30秒(コイル用)
5~10秒(食缶用)

りん酸亜鉛法

塗装下地(鉄、亜鉛、およびアルミニウムの複合部品の下地処理)

Zn3(PO4)2・4 H2O
Al2O3

Zn2+ 0.1~0.7%
PO43- 0.7~1.5%
NO3- 0.4~2%
F化合物 0.1~1.0%

40~60℃
1~5分

ノンクロメート化成処理法

塗装下地(食缶用の下地処理、アルミ建材の下地処理)

Me(OH)PO4・Al2O3
Al(Me-chelate)

Me(Ti、Zr)
PO4
NO3
タンニン酸

30~60℃
5秒~2分

塗布型
クロメート処理

有機

塗装下地(カラーアルミの下地処理)
耐食性処理(アルミフィンの処理)

 

CrO3
ポリアクリル酸

ロールコーター塗布

無機

CrO3
SiO2

出典:「アルミニウムの塗装における下地処理と塗膜密着性」、「金属表面技術 VOL.37 NO.9」、(1986年 月 日)、小泉宗栄、高木進二、梅原誠一郎著、社団法人 金属表面技術協会発行、78頁 表3 アルミニウムの化成処理方法の一覧表

出典/参考資料

 「アルミニウムの塗装における下地処理と塗膜密着性」、「金属表面技術 VOL.37 NO.9」、(1986年 月 日)、小泉宗栄、高木進二、梅原誠一郎著、社団法人 金属表面技術協会発行、75~81頁 表2 Al塗装製品例と下地皮膜の役割と機能、表3 アルミニウムの化成処理方法の一覧表

 

[更新日 2003年3月28日]