JP2010084198A - アルミホイールの表面処理方法及びアルカリエッチング液 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のアルミホイールの表面処理方法は、ショットブラストを施していないアルミホイールに対して、アルカリエッチング液を用いて、A6061Pアルミニウム材でのエッチング量が3〜15g/m2となるエッチング処理を行った後に、脱脂工程、水洗工程、酸洗工程、水洗工程、皮膜化成工程、水洗工程、純水洗工程、乾燥工程、粉体塗装工程とをこの順で行い、アルカリエッチング液はKOH及び/又はNaOHと、界面活性剤と、縮合リン酸のアルカリ金属塩と、キレート剤とを含み、KOH及び/又はNaOHの濃度は合計で10〜40g/Lであり、界面活性剤の濃度は0.5〜5g/Lであり、縮合リン酸のアルカリ金属塩の濃度は1〜10g/Lであり、キレート剤の濃度は0.5〜5g/Lである。
【選択図】なし
Description
上記アルカリエッチング処理工程は、ショットブラストを施していないアルミホイールを、アルカリエッチング液を用いて、JISアルミニウム合金記号A6061Pのアルミニウム材を使用して測定したエッチング量が3g/m2以上15g/m2以下の範囲内となる条件でエッチング処理を行う工程である。
上記アルカリエッチング液は、水酸化カリウム及び/又は水酸化ナトリウムと、界面活性剤と、縮合リン酸のアルカリ金属塩と、キレート剤とを含む。
上記アルカリエッチング処理工程は、JISアルミニウム合金記号A6061Pのアルミニウム材を使用して測定したエッチング量が3〜15g/m2の範囲内となる条件で行われる。3g/L未満では、アルミホイール表面の離型剤、油分、及び耐食性に影響を与えるCu、Fe及びMgの除去が不十分となり、十分な耐食性が得られない。また、15g/m2を超えてもそれ以上の耐食性の向上効果が得られず、ハブ穴のサイズが変化したり、タイヤ装着時に気密性が得られなかったりする等の不具合が起こる場合がある。
上記酸処理工程は、酸性溶液(酸性処理液)によって、アルミホイールの表面を中和処理する工程である。酸処理工程において、アルミホイールの表面を処理する方法は、特に限定されるものではなく、アルミホイールの処理に用いられている従来公知の方法を用いることができる。
上記水洗工程は、アルミホイール表面に残存する各種処理液を水で洗い流す工程である。アルミホイールの表面を水洗する方法は、特に限定されるものではなく、アルミホイールの処理に用いられている従来公知の方法を用いればよい。
上記脱脂工程は、アルミホイールの表面に付着した油分を除去する工程である。脱脂工程において、アルミホイールの表面を脱脂する方法は、特に限定されるものではなく、アルミニウム基材の表面の脱脂処理に用いられる従来公知の方法を用いればよい。
上記酸洗工程は、酸性の洗浄剤によって、脱脂後に形成された酸化膜や表面に残ったMgを皮膜化成の直前に除去する工程である。酸洗工程において、アルミホイールの表面を洗浄する方法は、特に限定されるものではなく、アルミホイールの処理に用いられている従来公知の方法を用いることができる。
上記皮膜化成工程は、上記酸洗工程で処理されたアルミホイールの表面に、塗膜との密着性や耐食性を向上させるための化成皮膜を形成させる工程である。皮膜化成工程における具体的な化成処理としては、特に限定されるものではなく、アルミホイールの表面に施される従来公知の化成処理を行えばよい。
上記後処理工程は、上記皮膜化成工程において処理したアルミホイールに対して、上記皮膜化成工程でアルミホイールの表面に形成された化成皮膜の表面に、後処理剤を用いて反応型の薄膜を形成させる工程である。
上記純水洗は、工業的には、電導度20μS/cm以下のイオン交換水を用いて行う。アルミホイールの表面を純水洗する方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いればよい。
乾燥工程は、純水洗後のアルミホイールを乾燥する工程である。乾燥工程における具体的な乾燥方法としては、特に限定されるものではなく、アルミホイールに施される従来公知の乾燥方法を採用することができる。
上記粉体塗装工程は、上記処理後のアルミホイールの表面に粉体塗装を行う工程である。粉体塗料を用いることにより、厚塗りが可能となり、耐食性をより向上させることができる。当該粉体塗料の樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ−ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。
溶剤脱脂したウエザオサイズ(7cm×15cm)のJISアルミニウム合金記号A6061Pのアルミニウム板の重量を精密天秤で測定した後、実施例及び比較例の条件でアルカリエッチング処理を行い、水洗、乾燥して、精密天秤で測定した。アルカリエッチング処理前後の重量差から1m2当たりのエッチング重量を算出した。
実施例及び比較例によって得られた、Zr皮膜量及びTi皮膜量は、蛍光X線分析装置(製品名:「ZSX Primus」、(株)リガク社製)を用いて皮膜量既知の標準板を使用する検量線法により測定した。尚、当該皮膜量は塗装前の試験片の表面を切削して平らにした意匠面に皮膜化成したものに対して測定を行った。
塗装を施した試験片を40℃の脱イオン水中に240時間浸漬した。浸漬後に鋭利なカッターナイフで2mm間隔の基盤目を100個切り、基盤目部にセロテープLパック24(商品名、ニチバン社製)を貼り付けて引き剥がし、塗膜が残った基盤目の個数を数えた(全く剥がれなかった場合を100/100と表示)。
塗装を施した試験片の表面にカッターナイフでクロスカットを入れ、CASS試験に240時間供した後、カット部からの片側最大膨れ幅、若しくは錆幅を測定した。
塗装を施した試験片の表面にカッターナイフでクロスカットを入れた後、CASS試験を24時間行った後、水洗を行わずに、60℃、相対湿度82%の湿潤試験機に672時間入れた後、カット部からの片側膨れ幅が大きいものから順に20箇所測定し、その平均値を求めた(発生個数が20個より少ない場合は、全発生個数の片側膨れ幅の平均を表記した)。
アルミニウム合金(JIS呼称:AC−4Cのアルミニウム鋳造合金)を鋳造後、熱処理を施して製造したアルミホイール鋳造品を試験片とした(ショットブラスト処理なし)。表1に示すアルカリエッチング水溶液を用いて、表1に記載の条件で上記試験片を処理し、その後水洗した。
アルカリエッチング処理、酸処理、脱脂処理、酸洗処理、並びに化成処理を、表1〜5に記載の条件で行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行い、アルミホイールの表面処理及び塗装を行った。その後、アルミホイールを切断して各種評価を行った。結果を表1〜5に示す。
表2、5に記載の条件で、アルカリエッチング処理、酸処理、脱脂処理、酸洗処理、及び化成処理を行ったこと、並びに、化成処理の後に、サーフコートCX4661(商品名、日本ペイント社製)の0.02%(W/V)水溶液を用いて、50〜60℃の温度で30秒間後処理を行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行い、アルミホイールの表面処理及び塗装を行った。その後、アルミホイールを切断して各種評価を行った。結果を表2、5に示す。尚、表2、5には、酸洗工程、化成処理工程、後処理工程については使用した薬剤のみ記載した。
界面活性剤1:ポリオキシエチレンアルキルエーテル
界面活性剤2:ポリオキシプロピレンアルキルエーテル
界面活性剤3:アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム
界面活性剤4:ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン共重合体のアルキルエーテル
界面活性剤5:アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム
をそれぞれ示す。
Claims (9)
- ショットブラストを施していないアルミホイールに対して、アルカリエッチング液を用いて、JISアルミニウム合金記号A6061Pのアルミニウム材を使用して測定したエッチング量が3g/m2以上15g/m2以下の範囲内となる条件でエッチング処理を行った後に、脱脂工程、水洗工程、酸洗工程、水洗工程、皮膜化成工程、水洗工程、純水洗工程、及び乾燥工程をこの順で行い、
上記乾燥工程の後、更に、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、エポキシ−ポリエステル系樹脂、又はポリエステル系樹脂を主成分とする粉体塗料を用いて塗装する粉体塗装工程を行うアルミホイールの表面処理方法であって、
上記アルカリエッチング液は、水酸化カリウム及び/又は水酸化ナトリウムと、界面活性剤と、縮合リン酸のアルカリ金属塩と、キレート剤とを含み、
アルカリエッチング液中の上記水酸化カリウム及び/又は水酸化ナトリウムの濃度は合計で10g/L以上40g/L以下の範囲内であり、
アルカリエッチング液中の上記界面活性剤の濃度は0.5g/L以上5g/L以下の範囲内であり、
アルカリエッチング液中の上記縮合リン酸のアルカリ金属塩の濃度は1g/L以上10g/L以下の範囲内であり、
アルカリエッチング液中の上記キレート剤の濃度は0.5g/L以上5g/L以下の範囲内であることを特徴とするアルミホイールの表面処理方法。 - 上記アルカリエッチング液は、珪酸ナトリウムを更に含み、
アルカリエッチング液中の上記珪酸ナトリウムの濃度が0.1g/L以上2g/L以下の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のアルミホイールの表面処理方法。 - 上記アルカリエッチング液の遊離アルカリ度が、5mL以上20mL以下の範囲内であることを特徴とする請求項1又は2に記載のアルミホイールの表面処理方法。
- 上記エッチング処理を行った後、上記脱脂工程の前に、水洗工程、酸処理工程、及び水洗工程をこの順で行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のアルミホイールの表面処理方法。
- 上記酸処理工程で用いる酸性処理液は、硝酸及び硫酸からなる群から選択される少なくとも1種を含み、
上記酸性処理液の遊離酸度が6mL以上15mL以下の範囲内であることを特徴とする請求項4に記載のアルミホイールの表面処理方法。 - 上記皮膜化成工程で用いる化成処理液は、主成分として、ヘキサフルオロジルコニウム塩及び/又はヘキサフルオロチタニウム塩を含み、且つpHが2.5以上4.0以下の範囲内であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のアルミホイールの表面処理方法。
- 上記皮膜化成工程で用いる化成処理液は、Zr化合物及びTi化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含み、
上記皮膜化成工程で形成する化成皮膜量が、Zrに換算した量とTiに換算した量との合計が4mg/m2以上40mg/m2以下の範囲内となるように、上記化成処理を行うことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のアルミホイールの表面処理方法。 - 上記エッチング処理では、上記アルカリエッチング液の温度が30℃以上50℃以下の範囲内であり、且つ30秒以上480秒以下の範囲内の時間で処理を行うことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載のアルミホイールの表面処理方法。
- 請求項1〜8の何れか1項に記載のアルミホイールの表面処理方法に使用するアルカリエッチング液であり、
水酸化カリウム及び/又は水酸化ナトリウムと、界面活性剤と、縮合リン酸のアルカリ金属塩と、キレート剤とを含み、
アルカリエッチング液中の上記水酸化カリウム及び/又は水酸化ナトリウムの濃度は合計で10g/L以上40g/L以下の範囲内であり、
アルカリエッチング液中の上記界面活性剤の濃度は0.5g/L以上5g/L以下の範囲内であり、
アルカリエッチング液中の上記縮合リン酸のアルカリ金属塩の濃度は1g/L以上10g/L以下の範囲内であり、
アルカリエッチング液中の上記キレート剤の濃度は0.5g/L以上5g/L以下の範囲内であることを特徴とするアルカリエッチング液。
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