JP5390821B2 - Aluminum wheel surface treatment method and alkaline etching solution - Google Patents
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Description
本発明は、アルミホイールの表面処理方法、並びに当該方法で使用されるアルカリエッチング液に関するものである。 The present invention relates to an aluminum wheel surface treatment method and an alkaline etching solution used in the method.
アルミニウム基材やアルミニウム合金基材(以下、総称して「アルミニウム系基材」と記す)は、素材自体に光輝性があり、軽量であるため、これらの特性を生かして様々な分野で利用が拡大している。例えば、自動車用ホイールは鉄製のものが主流であったが、自動車の高級化、軽量化が要求されるようになってからアルミニウム合金基材からなるアルミホイールの需要が高まっている。 Aluminum base materials and aluminum alloy base materials (hereinafter collectively referred to as “aluminum-based base materials”) are brilliant and lightweight in the materials themselves, and therefore can be used in various fields by taking advantage of these characteristics. It is expanding. For example, automobile wheels are mainly made of iron, but demand for aluminum wheels made of an aluminum alloy base material has been increasing since automobiles have been required to be upgraded and lighter.
アルミニウム基材をアルミホイールに鋳造成型した場合、その表面には鋳造時に用いられる離型剤や、鋳造時に生成する強固な酸化膜等の汚れや、表面に偏析するCuやFeやMg等の電気化学的不均一の原因となる不純物が付着している。これら不純物は、アルミホイールへの塗膜の密着性を低下させたり、耐食性を低下させる要因となったりする。このため、アルミホイールを塗装する前に、塗装の前処理を行うことにより上記不純物を除去する必要がある。 When an aluminum base material is cast and formed on an aluminum wheel, the surface has a release agent used at the time of casting, dirt such as a strong oxide film generated at the time of casting, and electricity such as Cu, Fe and Mg segregating on the surface. Impurities that cause chemical non-uniformity are attached. These impurities may decrease the adhesion of the coating film to the aluminum wheel or cause the corrosion resistance to decrease. For this reason, before painting an aluminum wheel, it is necessary to remove the impurities by performing a pretreatment for painting.
上記不純物を除去するために、従来、アルミニウム系基材を鋳造成型したアルミホイールに対してショットブラストによる処理が行われている(例えば、引用文献1参照)。
しかしながら、上記方法では、ショットブラストを行うため、最終的に得られるアルミホイールの耐食性が低下する場合があるという問題を生じる。 However, in the above method, since shot blasting is performed, there arises a problem that the corrosion resistance of the finally obtained aluminum wheel may be lowered.
具体的には、一般的にショットブラストの材質は多くの場合鉄やステンレスであるため、ショットブラスト後のアルミホイール表面には、しばしばFeやCrが残存しており、その後施される脱脂、酸洗、皮膜化成、後処理等の通常の表面処理ではFeやCrや偏析物をアルミホイールから完全に除去しきれず、塗膜後の耐食性が低下する場合があった。 Specifically, since shot blasting is generally made of iron or stainless steel, Fe and Cr often remain on the surface of the aluminum wheel after shot blasting. Ordinary surface treatments such as washing, film formation, and post-treatment may not completely remove Fe, Cr, and segregated material from the aluminum wheel, and the corrosion resistance after coating may be reduced.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐食性に優れるアルミホイールを提供することができる、アルミホイールの表面処理方法を実現することにある。 This invention is made | formed in view of said problem, The objective is to implement | achieve the surface treatment method of the aluminum wheel which can provide the aluminum wheel excellent in corrosion resistance.
本発明者は上記課題を解決するために、ショットブラストを行うことなく、表面に付着している不純物を良好に除去することができる、アルミホイールの表面を処理する方法について鋭意検討を行った。その結果、所定の組成のアルカリエッチング液を用いて、所定エッチング量のアルカリエッチングを行うことにより、ショットブラストを行うことなく表面に付着している不純物を良好に除去することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has intensively studied a method for treating the surface of an aluminum wheel that can satisfactorily remove impurities adhering to the surface without performing shot blasting. As a result, it has been found that by performing alkaline etching with a predetermined etching amount using an alkaline etching solution having a predetermined composition, impurities adhering to the surface can be removed well without performing shot blasting. The invention has been completed.
即ち、本発明に係るアルミホイールの表面処理方法は、上記課題を解決するために、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い、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している。 That is, in order to solve the above-described problem, the aluminum wheel surface treatment method according to the present invention uses an alkaline etchant for an aluminum wheel not subjected to shot blasting, and uses an aluminum material of JIS aluminum alloy symbol A6061P. After performing the etching process under the conditions that the etching amount measured using is in the range of 3 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less, the degreasing process, the water washing process, the pickling process, the water washing process, the film forming process, the water washing The process, the pure water washing process, and the drying process are performed in this order, and after the above drying process, an acrylic resin, an epoxy resin, an epoxy-polyester resin, or a powder coating material mainly composed of a polyester resin is further provided. A powder coating process is performed by using the alkali etching solution, and potassium hydroxide and / or sodium hydroxide is used. It contains a surfactant, an alkali metal salt of condensed phosphoric acid, and a chelating agent, and the concentration of the potassium hydroxide and / or sodium hydroxide in the alkaline etching solution is in the range of 10 g / L or more and 40 g / L or less in total. The concentration of the surfactant in the alkali etching solution is in the range of 0.5 g / L to 5 g / L, and the concentration of the alkali metal salt of the condensed phosphoric acid in the alkali etching solution is 1 g / L. L in the range of 10 to 10 g / L, and the concentration of the chelating agent in the alkaline etching solution is in the range of 0.5 to 5 g / L.
上記方法によれば、上記組成のアルカリエッチング液により所定のエッチングを行うため、ショットブラスト処理を行うことなく、アルミホイール表面の離型剤、酸化膜等の不純物を除去することができる。更には、アルミホイール表面に偏析しているCu、Fe、Mg等の電気化学的に不均一な部分を形成し得る不純物も除去することができる。従って、上記方法によれば、耐食性に優れるアルミホイールを提供することができるという効果を奏する。 According to the above method, since the predetermined etching is performed with the alkaline etching solution having the above composition, impurities such as a release agent and an oxide film on the surface of the aluminum wheel can be removed without performing shot blasting. Furthermore, impurities that can form electrochemically non-uniform portions such as Cu, Fe, and Mg segregated on the aluminum wheel surface can be removed. Therefore, according to the said method, there exists an effect that the aluminum wheel excellent in corrosion resistance can be provided.
更には、キレート剤によりアルミニウムイオンがキレートされるため、アルカリエッチング液中でのアルミニウムイオンの蓄積によるエッチング速度の低下を抑制することができる。また、界面活性剤により、アルミニウム表面に油分が存在していても、エッチング液のアルミニウム表面に対する濡れ性の低下を抑制することができる。このため、連続して長時間アルミホイールの表面処理を行うことができる。 Furthermore, since aluminum ions are chelated by the chelating agent, it is possible to suppress a decrease in etching rate due to accumulation of aluminum ions in the alkaline etching solution. Moreover, even if oil exists in the aluminum surface by surfactant, the wettability fall with respect to the aluminum surface of etching liquid can be suppressed. For this reason, the surface treatment of an aluminum wheel can be performed continuously for a long time.
また、粉体塗装により厚塗りが可能であるため、より耐食性に優れるアルミホイールを提供することができる。 In addition, since thick coating is possible by powder coating, an aluminum wheel with better corrosion resistance can be provided.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法では、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が好ましい。当該方法によれば、アルミホイール表面の不純物をより良好に除去することができるため、より耐食性に優れるアルミホイールを提供することができるという更なる効果を奏する。 In the aluminum wheel surface treatment method according to the present invention, the alkali etching solution further contains sodium silicate, and the concentration of the sodium silicate in the alkali etching solution is in the range of 0.1 g / L or more and 2 g / L or less. It is preferable. According to the method, since impurities on the surface of the aluminum wheel can be removed more favorably, there is an additional effect that it is possible to provide an aluminum wheel that is more excellent in corrosion resistance.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法では、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が好ましい。当該方法によれば、より耐食性に優れるアルミホイールを提供することができるという更なる効果を奏する。 In the aluminum wheel surface treatment method according to the present invention, it is preferable that the free alkalinity of the alkali etching solution is within a range of 5 mL to 20 mL. According to this method, there is a further effect that it is possible to provide an aluminum wheel that is more excellent in corrosion resistance.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法では、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が好ましい。当該方法によれば、アルミホイール表面の不純物や、当該表面に偏析する、Cu、Fe等の不純物をより良好に除去することができる。また、当該不純物等を除去し、化成皮膜を形成した後に、粉体塗装を行うため、より耐食性に優れるアルミホイールを提供することができる。 In the aluminum wheel surface treatment method according to the present invention, it is preferable to perform the water washing step, the acid treatment step, and the water washing step in this order after the etching treatment and before the degreasing step. According to this method, impurities such as Cu and Fe that segregate on the surface of the aluminum wheel and segregate on the surface can be removed more satisfactorily. Moreover, since the powder coating is performed after the impurities and the like are removed and the chemical conversion film is formed, it is possible to provide an aluminum wheel that is more excellent in corrosion resistance.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法では、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が好ましい。当該方法によれば、アルミホイール表面に残存するアルカリエッチング液が中和されるため、塗膜との密着性の低下の原因となるアルカリ成分を除去することができる。これにより、より耐食性に優れるアルミホイールを提供することができる。 In the aluminum wheel surface treatment method according to the present invention, the acidic treatment liquid used in the acid treatment step includes at least one selected from the group consisting of nitric acid and sulfuric acid, and the free acidity of the acidic treatment liquid is 6 mL or more and 15 mL. It is preferable to be within the following range. According to this method, since the alkaline etching solution remaining on the surface of the aluminum wheel is neutralized, it is possible to remove an alkaline component that causes a decrease in adhesion to the coating film. Thereby, the aluminum wheel which is more excellent in corrosion resistance can be provided.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法では、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が好ましい。当該方法によれば、より耐食性に優れるアルミホイールを提供することができる。 In the aluminum wheel surface treatment method according to the present invention, the chemical conversion treatment solution used in the film chemical conversion step contains a hexafluorozirconium salt and / or a hexafluorotitanium salt as a main component, and has a pH of 2.5 or more. It is preferably within the range of 0 or less. According to this method, it is possible to provide an aluminum wheel that is more excellent in corrosion resistance.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法では、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が好ましい。当該方法によれば、皮膜形成により、酸化膜の成長を抑制できるため、塗膜密着性の低下を抑制でき、その結果、耐食性の低下を抑制することができる。このため、より耐食性に優れるアルミホイールを提供することができる。 In the aluminum wheel surface treatment method according to the present invention, the chemical conversion treatment solution used in the film chemical conversion step includes at least one selected from the group consisting of a Zr compound and a Ti compound, and is formed in the film chemical conversion step. It is preferable to perform the chemical conversion treatment so that the total of the amount converted to Zr and the amount converted to Ti falls within the range of 4 mg / m 2 to 40 mg / m 2 . According to the method, since the growth of the oxide film can be suppressed by forming the film, it is possible to suppress the decrease in the adhesion of the coating film, and as a result, it is possible to suppress the decrease in the corrosion resistance. For this reason, the aluminum wheel which is more excellent in corrosion resistance can be provided.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法では、上記エッチング処理は、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が好ましい。当該方法によれば、低コストで耐食性に優れるアルミホイールを提供することができるという更なる効果を奏する。 In the surface treatment method for an aluminum wheel according to the present invention, the etching treatment is performed for a time in which the temperature of the alkaline etchant is in the range of 30 ° C. or more and 50 ° C. or less and in the range of 30 seconds or more and 480 seconds or less. It is preferable to carry out. According to this method, there is an additional effect that it is possible to provide an aluminum wheel that is low in cost and excellent in corrosion resistance.
本発明に係るアルカリエッチング液は、上記本発明に係る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している。 The alkaline etching liquid according to the present invention is an alkaline etching liquid used for the surface treatment method for an aluminum wheel according to the present invention, and includes potassium hydroxide and / or sodium hydroxide, a surfactant, and an alkali of condensed phosphoric acid. It contains a metal salt and a chelating agent, and the concentration of the potassium hydroxide and / or sodium hydroxide in the alkali etching solution is in the range of 10 g / L or more and 40 g / L or less in total. The concentration of the surfactant is in the range of 0.5 g / L to 5 g / L, and the concentration of the alkali metal salt of the condensed phosphoric acid in the alkaline etching solution is in the range of 1 g / L to 10 g / L. The concentration of the chelating agent in the alkaline etching solution is in the range of 0.5 g / L or more and 5 g / L or less.
上記構成によれば、上記本発明に係るアルミホイールの表面処理方法に使用することにより、ショットブラスト処理を行うことなく、アルミホイール表面の離型剤、酸化膜等の不純物を除去することができる。更には、アルミホイール表面に偏析しているCu、Fe、Mg等のアルミニウムと電気化学的に不均一な部分を形成し得る不純物も除去することができる。従って、上記構成によれば、耐食性に優れるアルミホイールを提供することができるという効果を奏する。 According to the above configuration, by using the surface treatment method for an aluminum wheel according to the present invention, impurities such as a mold release agent and an oxide film on the surface of the aluminum wheel can be removed without performing shot blasting. . Furthermore, impurities that can form electrochemically non-uniform portions with aluminum such as Cu, Fe, and Mg segregated on the aluminum wheel surface can be removed. Therefore, according to the said structure, there exists an effect that the aluminum wheel excellent in corrosion resistance can be provided.
更には、キレート剤によりアルミニウムイオンがキレートされるため、アルカリエッチング液中でのアルミニウムイオンの蓄積によるエッチング速度の低下を抑制することができる。また、界面活性剤により、アルミニウム表面に油分が存在していても、エッチング液のアルミニウム表面に対する濡れ性の低下を抑制することができる。このため、連続して長時間アルミホイールの表面処理を行うことができる。 Furthermore, since aluminum ions are chelated by the chelating agent, it is possible to suppress a decrease in etching rate due to accumulation of aluminum ions in the alkaline etching solution. Moreover, even if oil exists in the aluminum surface by surfactant, the wettability fall with respect to the aluminum surface of etching liquid can be suppressed. For this reason, the surface treatment of an aluminum wheel can be performed continuously for a long time.
本発明に係るアルミホイールの表面処理方法は、以上のように、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い、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している。 As described above, the surface treatment method of an aluminum wheel according to the present invention was measured using an aluminum material of JIS aluminum alloy symbol A6061P using an alkaline etching solution for an aluminum wheel not subjected to shot blasting. After performing the etching process under the condition that the etching amount is in the range of 3 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less, the degreasing process, the water washing process, the pickling process, the water washing process, the film forming process, the water washing process, the pure water washing process , And a drying process in this order, and after the above-mentioned drying process, further, a powder to be coated with a powder coating mainly composed of an acrylic resin, an epoxy resin, an epoxy-polyester resin, or a polyester resin The body is subjected to a body coating process, and the alkali etching solution contains potassium hydroxide and / or sodium hydroxide, a surfactant, It contains an alkali metal salt of phosphoric acid and a chelating agent, and the concentration of the potassium hydroxide and / or sodium hydroxide in the alkaline etching solution is in the range of 10 g / L or more and 40 g / L or less in total. The concentration of the surfactant in the solution is in the range of 0.5 g / L or more and 5 g / L or less, and the concentration of the alkali metal salt of the condensed phosphoric acid in the alkali etching solution is 1 g / L or more and 10 g / L or less. The concentration of the chelating agent in the alkaline etching solution is in the range of 0.5 g / L to 5 g / L.
このため、耐食性に優れるアルミホイールを提供することができるという効果を奏する。 For this reason, there exists an effect that the aluminum wheel excellent in corrosion resistance can be provided.
また、本発明に係るアルカリエッチング液は、以上のように、上記本発明に係る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、上記組成であることを特徴としている。 Moreover, the alkali etching liquid which concerns on this invention is an alkali etching liquid used for the surface treatment method of the aluminum wheel which concerns on the said invention as mentioned above, It is the said composition, It is characterized by the above-mentioned.
このため、耐食性に優れるアルミホイールを提供することができるという効果を奏する。 For this reason, there exists an effect that the aluminum wheel excellent in corrosion resistance can be provided.
本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described as follows.
尚、本明細書では、「重量」は「質量」と同義語として扱い、「重量%」は「質量%」と同義語として扱う。また、範囲を示す「A〜B」は、A以上B以下であることを示し、リットルを「L」と略する場合があり、「ppm」はmg/Lを意味する。 In this specification, “weight” is treated as a synonym for “mass”, and “weight%” is treated as a synonym for “mass%”. In addition, “A to B” indicating a range indicates that it is A or more and B or less, and liter may be abbreviated as “L”, and “ppm” means mg / L.
本明細書における「遊離アルカリ度」とは、アルカリエッチング液を2mL採取し、純水を50mL加え、フェノールフタレインを指示薬として5〜6滴加えた液を、当該液の色がピンク色から無色になるまで1/10NのHClで滴定した場合に要する1/10NのHClのmL数を意味する。また、本明細書における「遊離酸度」とは、酸性処理液を2mL採取し、純水を50mL加え、ブロムクレゾールグリーンを指示薬として5〜6滴加えた液を、当該液の色が黄色から青色になるまで1/10NのNaOHで滴定した場合に要する1/10NのNaOHのmL数を意味する。 In this specification, “free alkalinity” refers to a solution obtained by collecting 2 mL of alkaline etching solution, adding 50 mL of pure water, and adding 5 to 6 drops of phenolphthalein as an indicator. This means the number of mL of 1 / 10N HCl required for titration with 1 / 10N HCl until. In this specification, “free acidity” refers to a solution obtained by collecting 2 mL of an acidic treatment solution, adding 50 mL of pure water, and adding 5 to 6 drops of bromcresol green as an indicator. This means the number of mL of 1 / 10N NaOH required for titration with 1 / 10N NaOH until
また、本明細書で挙げられている各種物性は、特に断りの無い限り後述する実施例に記載の方法により測定した値を意味する。 Further, various physical properties listed in the present specification mean values measured by the methods described in the examples described later unless otherwise specified.
本実施の形態に係るアルミホイールの表面処理方法は、主にアルカリエッチング処理工程(エッチング処理)、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、当該乾燥工程の後、更に、粉体塗装工程を行う方法である。 The aluminum wheel surface treatment method according to the present embodiment mainly includes an alkali etching treatment step (etching treatment), a degreasing step, a water washing step, a pickling step, a water washing step, a film formation step, a water washing step, a pure water washing step, and In this method, the drying process is performed in this order, and the powder coating process is further performed after the drying process.
本実施の形態に係るアルミホイールの表面処理方法は、これらの工程を含んでいれば、他の工程を更に含んでいてもよい。例えば、本実施の形態に係るアルミホイールの表面処理方法では、更に、上記アルカリエッチング処理工程の後、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が好ましく、これにより、アルミホイール表面の偏析物の除去をより確実に行うことができる。更には、上記皮膜化成工程後の水洗工程と純水洗工程との間に後処理工程を行うことも好ましく、上記アルカリエッチング処理工程の前に更に脱脂工程を行うことも好ましい。 The aluminum wheel surface treatment method according to the present embodiment may further include other steps as long as these steps are included. For example, in the surface treatment method for an aluminum wheel according to the present embodiment, the water washing step, the acid treatment step, and the water washing step may be performed in this order after the alkali etching treatment step and before the degreasing step. Preferably, this makes it possible to more reliably remove the segregated material on the surface of the aluminum wheel. Furthermore, it is also preferable to perform a post-treatment step between the water washing step and the pure water washing step after the film forming step, and it is also preferable to further perform a degreasing step before the alkali etching treatment step.
尚、上記「アルミホイール」は、アルミニウム系基材を鋳造成型した、ショットブラストを施していないアルミホイールを意味し、当該「アルミニウム系基材」とは、少なくともアルミニウム基材若しくはアルミニウム合金基材を含む、アルミニウムを主として含む基材全般を意図している。 The “aluminum wheel” means an aluminum wheel that is cast and molded with an aluminum base material and is not shot blasted. The “aluminum base material” means at least an aluminum base material or an aluminum alloy base material. In general, a substrate mainly including aluminum is intended.
(i)アルカリエッチング処理工程
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。
(I) Alkali etching treatment step The alkali etching treatment step is performed using an aluminum wheel not subjected to shot blasting using an alkali etching solution and an aluminum amount of JIS aluminum alloy symbol A6061P. In this step, the etching process is performed under the condition of m 2 or more and 15 g / m 2 or less.
(a)アルカリエッチング液
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。
(A) Alkaline Etching Solution The alkali etching solution contains potassium hydroxide and / or sodium hydroxide, a surfactant, an alkali metal salt of condensed phosphoric acid, and a chelating agent.
上記アルカリエッチング液における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10〜40g/Lの範囲内であり、15〜35g/Lの範囲内であることが好ましい。10g/L未満では、目的のエッチング量を達成するのに長時間を要するばかりでなく、アルミホイール表面の離型剤や偏析物を完全に除去できないため、十分な塗膜密着性や耐食性が得られない。また、上記濃度が40g/Lを超えても、エッチング速度はそれほど向上しないため、経済性を考慮すると40g/Lで十分である。 The concentration of potassium hydroxide and / or sodium hydroxide in the alkaline etching solution is in the range of 10 to 40 g / L in total, and preferably in the range of 15 to 35 g / L. If it is less than 10 g / L, not only will it take a long time to achieve the desired etching amount, but the mold release agent and segregated material on the aluminum wheel surface cannot be completely removed, so that sufficient coating film adhesion and corrosion resistance can be obtained. I can't. Further, even if the concentration exceeds 40 g / L, the etching rate does not increase so much, so 40 g / L is sufficient in view of economy.
上記界面活性剤としては、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤が挙げられる。 Examples of the surfactant include nonionic surfactants and anionic surfactants.
上記非イオン界面活性剤として具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、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等が挙げられる。上記アニオン系界面活性剤として具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、脂肪酸ナトリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。上記界面活性剤は、1種類のみ用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxypropylene alkyl ether, and polyoxyethylene / polyoxypropylene copolymer alkyl ether. Specific examples of the anionic surfactant include sodium alkylbenzene sulfonate, fatty acid potassium, fatty acid sodium, alpha sulfo fatty acid ester sodium, alkyl sulfate sodium, alkyl ether sulfate sodium, and alkyl sulfonate sodium. Only one type of surfactant may be used, or two or more types may be used in combination.
上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルにおけるアルキル基の炭素数は10〜16であることが好ましく、オキシエチレン基の付加モル数は5〜20モルの範囲内であることが好ましい。 The number of carbon atoms of the alkyl group in the polyoxyethylene alkyl ether is preferably 10 to 16, and the number of added moles of the oxyethylene group is preferably in the range of 5 to 20 mol.
上記アルカリエッチング液における上記界面活性剤の濃度は、0.5〜5g/Lの範囲内であり、好ましくは1〜4g/Lの範囲内である。0.5g/L未満では、僅かな油分の蓄積(例えば、100〜500mg/L程度)でアルミホイール表面へのアルカリ液の濡れ性が極端に低下し、十分に汚れの除去ができなくなり、その結果局部的なエッチングが起こり易く、塗膜密着性及び耐食性が悪化する。一方、上記濃度が5g/Lであると、油分が5,000mg/L蓄積した場合でもアルカリ液の濡れ性は良好であるが、この濃度を超えてもそれ以上の効果は期待できず、排水のCODが高くなるため、環境面からも好ましくない。 The concentration of the surfactant in the alkaline etching solution is in the range of 0.5 to 5 g / L, preferably in the range of 1 to 4 g / L. If it is less than 0.5 g / L, the accumulation of a small amount of oil (for example, about 100 to 500 mg / L) drastically reduces the wettability of the alkaline liquid on the surface of the aluminum wheel, making it impossible to remove dirt sufficiently. As a result, local etching is likely to occur, and coating film adhesion and corrosion resistance deteriorate. On the other hand, when the concentration is 5 g / L, the wettability of the alkaline liquid is good even when the oil component is accumulated at 5,000 mg / L, but if this concentration is exceeded, no further effect can be expected. This is not preferable from the viewpoint of the environment.
上記縮合リン酸のアルカリ金属塩としては、具体的には、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等が挙げられる。これらは1種のみ用いてもよいし、2種以上併用してもよい。 Specific examples of the alkali metal salt of condensed phosphoric acid include sodium tripolyphosphate, sodium pyrophosphate, and potassium pyrophosphate. These may be used alone or in combination of two or more.
上記アルカリエッチング液における上記縮合リン酸のアルカリ金属塩の濃度は、1〜10g/Lの範囲内であり、好ましくは1.5〜8g/Lの範囲内である。1g/L未満では、アルミホイール表面に偏在しているMgの除去が不完全となり、最終的に得られるアルミホイールの耐食性が悪化する。一方、10g/Lを越えてもMgの除去性は向上しないため、経済的に好ましくない。 The density | concentration of the alkali metal salt of the said condensed phosphoric acid in the said alkali etching liquid exists in the range of 1-10 g / L, Preferably it exists in the range of 1.5-8 g / L. If it is less than 1 g / L, the removal of Mg unevenly distributed on the surface of the aluminum wheel becomes incomplete, and the corrosion resistance of the finally obtained aluminum wheel deteriorates. On the other hand, even if it exceeds 10 g / L, the removal of Mg does not improve, which is not economical.
上記キレート剤としては、アルミニウムイオンをキレートすることができるキレート剤であれば特には限定されないが、例えば、ヘプトグルコン酸、グルコン酸、クエン酸、酒石酸、エチレンジアミン4酢酸のアルカリ金属塩が挙げられる。これらは1種のみ用いてもよいし、2種以上併用してもよい。 The chelating agent is not particularly limited as long as it is a chelating agent capable of chelating aluminum ions, and examples thereof include heptogluconic acid, gluconic acid, citric acid, tartaric acid, and alkali metal salts of ethylenediaminetetraacetic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
上記アルカリエッチング液における上記キレート剤の濃度は、0.5〜5g/Lである。0.5g/L未満では、アルミニウムイオンのエッチング液への蓄積(例えば、1,000ppm〜2,000ppm)によるエッチング速度の低下が著しく、離型剤やCu、Fe等の偏析物の除去が不完全となり、最終的に得られるアルミホイールの耐食性が低下する。一方、5g/Lを越えても偏析物の除去性は殆ど向上しないため、経済的に好ましくなく、処理液のCODも高くなるため環境面からも好ましくない。 The concentration of the chelating agent in the alkaline etching solution is 0.5 to 5 g / L. If it is less than 0.5 g / L, the etching rate is remarkably reduced due to the accumulation of aluminum ions in the etching solution (for example, 1,000 ppm to 2,000 ppm), and the removal of segregated materials such as mold release agents and Cu, Fe is not possible. It becomes complete and the corrosion resistance of the finally obtained aluminum wheel is lowered. On the other hand, if it exceeds 5 g / L, the separability removal performance is hardly improved, which is not economically preferable, and the COD of the treatment liquid is also increased, which is not preferable from the environmental viewpoint.
上記アルカリエッチング液は、更に、珪酸ナトリウムを0.1〜2g/Lの濃度で含むことが好ましい。当該珪酸ナトリウムとしては、例えば、メタ珪酸ナトリウム、オルソ珪酸ナトリウム、J珪酸ソーダ 2号、J珪酸ソーダ 3号、J珪酸ソーダ 4号が挙げられ、これらの1種のみ用いてもよいし、2種以上併用してもよい。 The alkaline etching solution preferably further contains sodium silicate at a concentration of 0.1 to 2 g / L. Examples of the sodium silicate include sodium metasilicate, sodium orthosilicate, J sodium silicate No. 2, J sodium silicate No. 3, and J sodium silicate No. 4, and only one of these may be used. You may use together.
上記アルカリエッチング液に、珪酸ナトリウムを0.1g/L以上含ませることにより、アルミホイール表面の汚れ除去性が良くなる。また、珪酸ナトリウムの上記濃度が2g/Lを超えると、エッチング速度が低下してくるため、エッチング時間を長くしたり、処理温度を上げる必要が生じて工業上不利益となる。 By including 0.1 g / L or more of sodium silicate in the alkaline etching solution, the soil removability of the aluminum wheel surface is improved. Moreover, since the etching rate will fall when the said density | concentration of sodium silicate exceeds 2 g / L, it will be necessary to lengthen etching time or raise process temperature, and will become industrially disadvantageous.
(b)エッチング条件
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。
(B) etching conditions the alkali etching process, the etching amount was measured using an aluminum material JIS aluminum alloy grades A6061P is performed under conditions such that in the range of 3 to 15 g / m 2. If it is less than 3 g / L, the removal of Cu, Fe and Mg that affect the mold release agent, oil content, and corrosion resistance of the aluminum wheel surface becomes insufficient, and sufficient corrosion resistance cannot be obtained. Moreover, even if it exceeds 15 g / m 2 , no further improvement in corrosion resistance can be obtained, and there may be problems such as change in the size of the hub hole or lack of airtightness when the tire is mounted. .
上記アルカリエッチング処理工程における処理温度や処理時間については上記エッチング重量を達成することができれば特に限定されず、エッチング重量が上記範囲内となるように条件を設定すればよい。通常、処理温度30〜50℃の範囲内、処理時間30〜480秒の範囲内で使用することが実用的であり好ましい。 The treatment temperature and treatment time in the alkali etching treatment step are not particularly limited as long as the etching weight can be achieved, and conditions may be set so that the etching weight is within the above range. Usually, it is practical and preferable to use it within a processing temperature of 30 to 50 ° C. and a processing time of 30 to 480 seconds.
処理温度が50℃を超えると、エッチング速度は速くなるが、処理液が乾き易くなり、白く乾いた反応生成物がアルミホイール表面に固着する場合がある。この反応生成物は、その後の工程を経ても除去することができず、最終的に得られるアルミホイールの外観不良を引き起こすことがある。 When the processing temperature exceeds 50 ° C., the etching rate is increased, but the processing solution is easily dried, and the white and dry reaction product may be fixed to the aluminum wheel surface. This reaction product cannot be removed through subsequent steps, and may cause poor appearance of the finally obtained aluminum wheel.
上記アルカリエッチング液の遊離アルカリ度は5〜20mLの範囲内であることが好ましい。遊離アルカリ度が5mL以上であれば、2,000ppm程度の僅かなアルミニウムイオンのエッチング液への蓄積でエッチング速度が極端に低下することを抑制できるため、処理液を頻繁に更新する必要がなく、経済的であり実用的である。また、遊離アルカリ度が20mL以下であれば、十分なエッチング速度を達成することができ、薬剤濃度が高くなることによるコストアップを抑制することができる。 The free alkalinity of the alkali etching solution is preferably in the range of 5 to 20 mL. If the free alkalinity is 5 mL or more, it is possible to suppress an extremely low etching rate due to the accumulation of a small amount of aluminum ions in the etching solution of about 2,000 ppm, so there is no need to update the treatment solution frequently, Economical and practical. Moreover, if free alkalinity is 20 mL or less, sufficient etching rate can be achieved and the cost increase by a chemical | medical agent concentration becoming high can be suppressed.
以上のように、上記アルカリエッチング処理工程により、離型剤や強固な酸化膜等の汚れを除去することができるため、ショットブラストのようにFeやCrをアルミホイール表面に残留させることなく、その後の皮膜化成のための均質な下地を形成することができる。また、素材表面が電気化学的に均一になるため耐食性を大幅に向上させることができる。 As described above, the alkali etching treatment step can remove dirt such as a mold release agent and a strong oxide film, so that Fe and Cr do not remain on the aluminum wheel surface like shot blasting, and thereafter It is possible to form a uniform base for film formation. Moreover, since the surface of the material becomes electrochemically uniform, the corrosion resistance can be greatly improved.
(ii)酸処理工程
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。
(Ii) Acid treatment step The acid treatment step is a step of neutralizing the surface of the aluminum wheel with an acid solution (acid treatment solution). In the acid treatment step, the method for treating the surface of the aluminum wheel is not particularly limited, and a conventionally known method used for the treatment of the aluminum wheel can be used.
上記酸性溶液としては、硝酸、硫酸を主成分とする水溶液であることが好ましい。この場合、上記酸性処理液は、10,000〜80,000ppmの硝酸及び/又は硫酸を含有していることが好ましい。 The acidic solution is preferably an aqueous solution mainly composed of nitric acid and sulfuric acid. In this case, the acidic treatment liquid preferably contains 10,000 to 80,000 ppm nitric acid and / or sulfuric acid.
上記酸性処理液の遊離酸度は6mL以上15mL以下の範囲内であることが好ましい。 It is preferable that the free acidity of the acidic treatment liquid is in the range of 6 mL to 15 mL.
(iii)水洗工程
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。
(Iii) Water washing step The water washing step is a step of washing away various treatment liquids remaining on the aluminum wheel surface with water. The method of washing the surface of the aluminum wheel with water is not particularly limited, and a conventionally known method used for the treatment of the aluminum wheel may be used.
(iv)脱脂工程
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。
(Iv) Degreasing process The said degreasing process is a process of removing the oil component adhering to the surface of an aluminum wheel. In the degreasing step, the method of degreasing the surface of the aluminum wheel is not particularly limited, and a conventionally known method used for degreasing the surface of the aluminum base material may be used.
上記脱脂工程では、具体的には、アルカリ珪酸塩を主成分とする脱脂剤や、アルカリホウ酸塩を主成分とする脱脂剤等の、アルミニウムに対してほとんどエッチングしないタイプの脱脂剤を好適に使用することができる。上記脱脂工程は、当該溶液にアルミホイールを浸漬したり、該溶液をアルミホイールにスプレーしたりして行うことができる。 In the degreasing step, specifically, a degreasing agent that hardly etches aluminum such as a degreasing agent mainly composed of alkali silicate or a degreasing agent mainly composed of alkali borate is suitably used. Can be used. The degreasing step can be performed by immersing an aluminum wheel in the solution or spraying the solution on the aluminum wheel.
(v)酸洗処理
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。
(V) Pickling treatment The pickling step is a step of removing an oxide film formed after degreasing and Mg remaining on the surface immediately before film formation with an acidic cleaning agent. In the pickling step, the method of cleaning the surface of the aluminum wheel is not particularly limited, and a conventionally known method used for processing of the aluminum wheel can be used.
上記酸洗理工程で用いる酸洗処理液(酸性の洗浄剤)には、硝酸及び硫酸からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。 The pickling solution (acid cleaning agent) used in the pickling process preferably contains at least one selected from the group consisting of nitric acid and sulfuric acid.
(vi)皮膜化成工程
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。
(Vi) Film conversion process The film conversion process is a process of forming a conversion film on the surface of the aluminum wheel treated in the pickling process to improve adhesion to the coating film and corrosion resistance. The specific chemical conversion treatment in the film chemical conversion step is not particularly limited, and a conventionally known chemical conversion treatment applied to the surface of the aluminum wheel may be performed.
上記化成処理に用いる処理液としては、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主成分とする酸化ジルコニウム及び/又は酸化チタン系処理液が好適に使用できる。また、リン酸とヘキサフルオロジルコニウム塩を主成分とするリン酸ジルコニウム系処理液を使用してもよい。この場合、酸化ジルコニウム及び/又は酸化チタン系処理液におけるZr化合物の含有量は、Zr換算で0.01〜0.5g/Lの範囲内であることが好ましく、上記化成処理液におけるTi化合物の含有量は、Ti換算で0.01〜0.5g/Lの範囲内であることが好ましい。また、上記化成処理は、形成される皮膜量が、Zr及び/又はTiに換算して、Zr及びTiの合計量で4〜40mg/m2の範囲内となるように行うことが好ましい。また、リン酸Zr系処理の場合は、Zrに換算して3〜15mg/m2の範囲内であることが好ましい。 As the treatment liquid used for the chemical conversion treatment, a zirconium oxide and / or titanium oxide treatment liquid mainly composed of a hexafluorozirconium salt and / or a hexafluorotitanium salt can be preferably used. Moreover, you may use the zirconium phosphate processing liquid which has phosphoric acid and a hexafluoro zirconium salt as a main component. In this case, the content of the Zr compound in the zirconium oxide and / or titanium oxide treatment liquid is preferably in the range of 0.01 to 0.5 g / L in terms of Zr, and the content of the Ti compound in the chemical conversion treatment liquid The content is preferably in the range of 0.01 to 0.5 g / L in terms of Ti. Moreover, it is preferable to perform the said chemical conversion treatment so that the film | membrane amount formed may be in the range of 4-40 mg / m < 2 > in conversion of Zr and / or Ti in the total amount of Zr and Ti. In addition, in the case of the phosphoric acid Zr-based treatment, it is preferably within the range of 3 to 15 mg / m 2 in terms of Zr.
各々の皮膜量が上記下限未満の場合では、表面処理後塗装するまでの放置期間が長くなった場合に、酸化アルミニウム膜が成長し、厚くなった酸化アルミニウム膜が脆いため、塗膜密着性が低下するばかりでなく、耐食性も低下する。また、上記上限を超えた場合には、酸化アルミニウム膜は成長しないが、形成されるZr系皮膜が厚くなりすぎ、塗膜形成時に加わる応力に耐えられず、皮膜内部で凝集破壊を起こし易くなるため、密着性が低下し、耐食性も低下する。 When the amount of each film is less than the above lower limit, when the standing period until the coating after the surface treatment becomes long, the aluminum oxide film grows, and the thickened aluminum oxide film is brittle. Not only is it reduced, but corrosion resistance is also reduced. In addition, when the upper limit is exceeded, the aluminum oxide film does not grow, but the formed Zr-based film becomes too thick, cannot withstand the stress applied at the time of coating film formation, and easily causes cohesive failure inside the film. Therefore, adhesiveness falls and corrosion resistance also falls.
上記処理液はpHが2.5〜4.0の範囲内であることが好ましい。 The treatment liquid preferably has a pH in the range of 2.5 to 4.0.
(vii)後処理工程
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。
(Vii) Post-processing step The post-processing step uses a post-treatment agent on the surface of the chemical conversion film formed on the surface of the aluminum wheel in the film conversion step with respect to the aluminum wheel processed in the film conversion step. This is a step of forming a reactive thin film.
上記後処理剤としては、サーフコートCX4661(商品名、日本ペイント社製)が挙げられる。 Examples of the post-treatment agent include Surfcoat CX4661 (trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.).
(viii)純水洗工程
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。
(Viii) Pure water washing step The above pure water washing is industrially performed using ion-exchanged water having an electric conductivity of 20 μS / cm or less. The method of washing the surface of the aluminum wheel with pure water is not particularly limited, and a conventionally known method may be used.
(ix)乾燥工程
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。
(Ix) Drying process A drying process is a process of drying the aluminum wheel after pure water washing. A specific drying method in the drying step is not particularly limited, and a conventionally known drying method applied to the aluminum wheel can be employed.
(x)粉体塗装工程
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。
(X) Powder coating process The said powder coating process is a process of performing powder coating on the surface of the aluminum wheel after the said process. By using a powder coating material, thick coating is possible, and corrosion resistance can be further improved. Examples of the resin component of the powder paint include acrylic resin, epoxy resin, epoxy-polyester resin, and polyester resin.
以上のように、本実施の形態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行わないので、FeやCr等のショット残渣がホイール表面に残らず、上述した各工程を行うことにより、鋳物表面に偏析する微量のCu,Fe、Mg、更には離型剤の成分であるSi化合物やCa化合物をアルミホイールの表面から除去できるので、均一な皮膜(例えば、Zr系及び/又はTi系の皮膜)を形成することができる。その結果、その後に施される塗装で形成される塗膜との密着性が良好で、且つ素材表面が電気化学的に均一になるため、従来のショットブラストを行う方法と比較して耐食性が大幅に向上する。 As described above, since the surface treatment method of the aluminum wheel of the present embodiment does not perform shot blasting, shot residues such as Fe and Cr do not remain on the wheel surface, and by performing each of the steps described above, the casting surface A small amount of Cu, Fe, Mg segregated in the metal, and Si and Ca compounds, which are components of the release agent, can be removed from the surface of the aluminum wheel. ) Can be formed. As a result, the adhesion with the coating film formed by subsequent coating is good and the surface of the material becomes electrochemically uniform, so the corrosion resistance is significantly higher than the conventional shot blasting method. To improve.
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。尚、「%(W/V)」の単位は、「g/dL」を意味している。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to a following example. The unit of “% (W / V)” means “g / dL”.
〔エッチング重量〕
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。
[Etching weight]
After measuring the weight of the solvent-degreasing weathered aluminum plate (7 cm × 15 cm) of JIS aluminum alloy symbol A6061P with a precision balance, it was alkali-etched under the conditions of the examples and comparative examples, washed with water and dried, then the precision balance Measured with The etching weight per 1 m 2 was calculated from the weight difference before and after the alkali etching treatment.
〔皮膜量(Zrに換算した量とTiに換算した量)〕
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。
[Amount of coating (amount converted to Zr and amount converted to Ti)]
The amount of Zr film and the amount of Ti film obtained by Examples and Comparative Examples were measured using a standard plate with a known film amount using a fluorescent X-ray analyzer (product name: “ZSX Primus”, manufactured by Rigaku Corporation). It was measured by the calibration curve method used. The coating amount was measured on a coating formed on a design surface obtained by cutting and flattening the surface of a test piece before coating.
〔耐水二次密着性〕
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)。
[Water-resistant secondary adhesion]
The coated test piece was immersed in deionized water at 40 ° C. for 240 hours. After dipping, cut out 100 pieces of 2 mm-spaced base with a sharp cutter knife, affix the cello tape L pack 24 (trade name, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) to the base, and peel it off. Counted (when it was not peeled off at all, it was displayed as 100/100).
〔CASS試験〕
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。
[CASS test]
A crosscut was put on the surface of the coated test piece with a cutter knife and subjected to a CASS test for 240 hours, and then the one-side maximum swelling width or rust width from the cut portion was measured.
尚、上記CASS試験は、酢酸でpH3.0に調整したNaCl水溶液(50g/L)に、CuCl2(0.205g/L)を添加した溶液を用い、50℃のCASS試験装置で試験を行った(JIS H8502)。 In the CASS test, a solution obtained by adding CuCl 2 (0.205 g / L) to an aqueous NaCl solution (50 g / L) adjusted to pH 3.0 with acetic acid was used and tested with a CASS test apparatus at 50 ° C. (JIS H8502).
〔耐糸錆試験〕
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)。
[Yarn rust resistance test]
After the cross-cut was put on the surface of the coated test piece with a cutter knife, the CASS test was performed for 24 hours, and then the sample was put in a wet testing machine at 60 ° C. and a relative humidity of 82% for 672 hours without washing with water. Thereafter, 20 locations were measured in order from the one with the larger one-side bulge width from the cut part, and the average value was obtained (when the number of occurrences was less than 20, the average of the one-side bulge widths of all occurrences was indicated).
〔実施例1〕
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。
[Example 1]
An aluminum wheel casting manufactured by casting an aluminum alloy (JIS name: AC-4C aluminum cast alloy) and then performing heat treatment was used as a test piece (no shot blasting). Using the alkaline etching aqueous solution shown in Table 1, the test piece was treated under the conditions described in Table 1, and then washed with water.
その後、表1に示す酸処理水溶液を用いて、25℃で30秒間スプレー処理(スプレー圧力:0.1MPa)し、その後水洗を行った。 Thereafter, spray treatment (spray pressure: 0.1 MPa) was performed at 25 ° C. for 30 seconds using the acid treatment aqueous solution shown in Table 1, and then washed with water.
次に、アルカリ珪酸塩系ノンエッチングタイプの脱脂剤であるサーフクリーナーC294(商品名、日本ペイント社製)を3%(W/V)になるように調整した水溶液により、50℃で2分間スプレーして脱脂し、その後、水洗を行った。 Next, surf cleaner C294 (trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), an alkali silicate non-etching type degreasing agent, is sprayed at 50 ° C. for 2 minutes with an aqueous solution adjusted to 3% (W / V). And then degreased and then washed with water.
次いで、硝酸を主成分とする酸性主剤であるサーフクリーナーCP4325(商品名、日本ペイント社製)を5%(W/V)、及び酸性フッ化物を主成分とする酸洗助剤であるサーフクリーナーCH7275(商品名、日本ペイント社製)を0.5%(W/V)含む水溶液により、40℃で1分間スプレー処理(スプレー圧力:0.1MPa)し、その後、水洗を行った。 Next, Surf Cleaner CP4325 (trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), which is an acidic main ingredient mainly composed of nitric acid, is 5% (W / V), and a surf cleaner which is an acid washing aid mainly composed of acid fluoride. Spray treatment (spray pressure: 0.1 MPa) was carried out at 40 ° C. for 1 minute with an aqueous solution containing 0.5% (W / V) of CH7275 (trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), followed by washing with water.
続いて、アルサーフCX4707A(商品名、日本ペイント社製)(酸化Zr/酸化Ti共存系ノンクロム皮膜化成剤)を0.5%(W/V)含む水溶液(pH3.0)を用い、40℃で1分間スプレー処理(スプレー圧力:0.1MPa)して皮膜化成した(皮膜化成工程)。その後、水洗、及び純水洗を行い、120℃で10分間乾燥した。 Subsequently, using an aqueous solution (pH 3.0) containing 0.5% (W / V) Alsurf CX4707A (trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) (oxidized Zr / Ti oxide coexisting non-chromium film forming agent) at 40 ° C. A film was formed by spraying for 1 minute (spray pressure: 0.1 MPa) (film forming step). Then, it washed with water and pure water, and dried for 10 minutes at 120 degreeC.
尚、上記水洗及び純水洗は、常温(20℃)で30秒間0.1MPaの条件でスプレーすることにより行った。 In addition, the said water washing and pure water washing were performed by spraying on the conditions of 0.1 MPa for 30 seconds at normal temperature (20 degreeC).
上記乾燥の後、塗装を行った。当該塗装は、下塗りとして、エポキシ−ポリエステル系粉体塗料(商品名:ビリューシア HB−2000、日本ペイント社製)を用い、最終的な膜厚が100〜120μmとなるように塗布し、被塗物の温度160℃で20分間保持して焼付けを行った。その後、溶剤型アクリル系ベース塗料(商品名:「スーパーラック AS70 11SV−14」、日本ペイント社製)を完成膜厚で25μmになるように塗布し、続いて、溶剤型アクリルクリア塗料(商品名:「スーパーラック 5000 AW−10」、日本ペイント社製)を完成膜厚で25μmになるように塗装した後、被塗物温度140℃で20分保持させて焼付けを行った。 After the drying, coating was performed. The coating is performed by using an epoxy-polyester powder coating (trade name: Bileucia HB-2000, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) as an undercoat so that the final film thickness is 100 to 120 μm. The temperature was kept at 160 ° C. for 20 minutes for baking. Thereafter, a solvent-type acrylic base paint (trade name: “Superlac AS70 11SV-14”, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was applied to a final film thickness of 25 μm, followed by a solvent-type acrylic clear paint (trade name). : “Super Lac 5000 AW-10” (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was applied so that the finished film thickness was 25 μm, and then baked by holding at an object temperature of 140 ° C. for 20 minutes.
以上のようにして得られた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に示す。尚、上記各種評価は、アルミホイールの意匠面に対して行った。 Various evaluations were performed by cutting the aluminum wheels obtained as described above. The results are shown in Table 1. In addition, said various evaluation was performed with respect to the design surface of an aluminum wheel.
〔実施例2〜5、7〜12、比較例1〜6〕
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。
[Examples 2-5, 7-12, Comparative Examples 1-6]
The surface treatment and coating of the aluminum wheel were performed in the same manner as in Example 1 except that the alkali etching treatment, acid treatment, degreasing treatment, pickling treatment, and chemical conversion treatment were performed under the conditions shown in Tables 1 to 5. Went. Thereafter, the aluminum wheel was cut and various evaluations were performed. The results are shown in Tables 1-5.
尚、表1〜5には、酸洗工程、化成処理工程については使用した薬剤のみ記載した。実施例2〜5,7〜12、比較例1〜6では、何れも実施例1と同様に各工程の処理を行った。また、実施例8では酸処理を行っておらず、比較例1ではアルカリエッチング及び酸処理を行っておらず、比較例6では脱脂処理及び酸洗処理を行っていない。 In Tables 1 to 5, only the used chemicals are listed for the pickling step and the chemical conversion treatment step. In each of Examples 2 to 5, 7 to 12, and Comparative Examples 1 to 6, the process of each step was performed in the same manner as in Example 1. In Example 8, acid treatment was not performed, in Comparative Example 1, alkali etching and acid treatment were not performed, and in Comparative Example 6, degreasing treatment and pickling treatment were not performed.
また、実施例10については、エポキシ−ポリエステル系粉体塗料(商品名:ビリューシア HB−2000、日本ペイント社製)の代わりにアクリル系粉体塗料(商品名:パウダックスA 400、日本ペイント社製)を用いて下塗りを行った。 In Example 10, an acrylic powder coating (trade name: Powderax A 400, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was used instead of the epoxy-polyester powder coating (trade name: Bileucia HB-2000, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.). ) Was used for undercoating.
また、脱脂処理を、アルカリホウ酸塩系ノンエッチングタイプの脱脂剤である「サーフクリーナーC5086」(商品名、日本ペイント社製)により行う場合は、4%(W/V)の水溶液で、55℃、3分スプレー処理を行うことにより脱脂を実施した。更には、「アルサーフ 501M」(リン酸Zr系ノンクロム皮膜化成処剤)により化成処理を行う場合は、2%(W/V)の水溶液(pH3.0)を用いて、40℃で1分間スプレー処理(スプレー圧力:0.1MPa)を行うことにより化成処理を実施し、「サーフダイン EC3200M」(酸化Zr系ノンクロム処理剤)により化成処理を行う場合は、1.2%(W/V)の水溶液(pH3.8)を用いて、40℃で50秒間スプレー処理(スプレー圧力:0.1MPa)を行うことにより化成処理を実施した。 Further, when the degreasing treatment is performed with “Surf Cleaner C5086” (trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), which is an alkali borate non-etching type degreasing agent, an aqueous solution of 4% (W / V) is used. Degreasing was carried out by spraying at 3 ° C. for 3 minutes. Furthermore, when chemical conversion treatment is performed with “Alsurf 501M” (Zr phosphate non-chromium film chemical treatment agent), spraying is performed at 40 ° C. for 1 minute using a 2% (W / V) aqueous solution (pH 3.0). When chemical conversion treatment is performed by performing the treatment (spray pressure: 0.1 MPa) and chemical conversion treatment is performed using “Surfdyne EC3200M” (oxidized Zr-based non-chromium treatment agent), 1.2% (W / V) Using an aqueous solution (pH 3.8), chemical conversion treatment was performed by spraying (spray pressure: 0.1 MPa) at 40 ° C. for 50 seconds.
表1〜5中の「Al蓄積量」及び「油分量」は、アルカリエッチングを連続使用した時に蓄積するAl及び油分の量を想定して、アルカリエッチング液に予め添加した量を表す。「Al蓄積量」は、Al箔をアルカリエッチング液に溶解させた液の濃度をICP(プラズマ発光分析装置)で実測して求めた。尚、実施例2〜12、比較例2〜5、比較例7の油分量は、実ラインで使用しているクーラント液の不揮発分から求めた油分量を基に決定した。 “Al accumulation amount” and “oil content” in Tables 1 to 5 represent amounts added in advance to the alkali etching solution, assuming the amount of Al and oil accumulated when alkali etching is continuously used. The “Al accumulation amount” was obtained by actually measuring the concentration of a solution obtained by dissolving an Al foil in an alkaline etching solution using an ICP (plasma emission analyzer). In addition, the oil amount of Examples 2-12, Comparative Examples 2-5, and Comparative Example 7 was determined based on the oil amount calculated | required from the non volatile matter of the coolant liquid currently used in the actual line.
〔実施例6、比較例7〕
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。
[Example 6, Comparative Example 7]
Surfcoating CX4661 (trade name, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) after performing alkali etching treatment, acid treatment, degreasing treatment, pickling treatment, and chemical conversion treatment under the conditions described in Tables 2 and 5. The surface treatment and coating of the aluminum wheel were carried out in the same manner as in Example 1 except that the post-treatment was carried out at a temperature of 50 to 60 ° C. for 30 seconds using a 0.02% (W / V) aqueous solution. Went. Thereafter, the aluminum wheel was cut and various evaluations were performed. The results are shown in Tables 2 and 5. In Tables 2 and 5, only the used chemicals are listed for the pickling step, the chemical conversion treatment step, and the post-treatment step.
表1〜5中、界面活性剤1〜5は、以下の化合物
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。
In Tables 1 to 5, surfactants 1 to 5 are the following compound surfactants 1: polyoxyethylene alkyl ether surfactant 2: polyoxypropylene alkyl ether surfactant 3: alkyl ether sodium sulfate surfactant 4: Alkyl ether surfactant of polyoxyethylene / polyoxypropylene copolymer 5: sodium alphasulfo fatty acid ester
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明のアルミホイールの表面処理方法は、耐食性に優れるアルミホイールを提供することができる。このため、各種アルミホイールの表面処理に好適に使用することができる。 The surface treatment method for an aluminum wheel of the present invention can provide an aluminum wheel having excellent corrosion resistance. For this reason, it can be used suitably for the surface treatment of various aluminum wheels.
Claims (9)
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。 Etching amount measured using an aluminum material of JIS aluminum alloy symbol A6061P with an alkaline etching solution for an aluminum wheel not subjected to shot blasting is in a range of 3 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less. After performing the etching treatment under the conditions, a degreasing step, a water washing step, a pickling step, a water washing step, a film formation step, a water washing step, a pure water washing step, and a drying step are performed in this order,
Surface treatment of an aluminum wheel for performing a powder coating process in which a powder coating mainly composed of an acrylic resin, an epoxy resin, an epoxy-polyester resin, or a polyester resin is applied after the drying step. A method,
The alkaline etching solution contains potassium hydroxide and / or sodium hydroxide, a surfactant, an alkali metal salt of condensed phosphoric acid, and a chelating agent,
The concentration of the potassium hydroxide and / or sodium hydroxide in the alkaline etching solution is in the range of 10 g / L or more and 40 g / L or less in total,
The concentration of the surfactant in the alkaline etching solution is in the range of 0.5 g / L to 5 g / L,
The concentration of the alkali metal salt of the condensed phosphoric acid in the alkaline etching solution is in the range of 1 g / L to 10 g / L,
The aluminum wheel surface treatment method, wherein the concentration of the chelating agent in the alkaline etching solution is in the range of 0.5 g / L to 5 g / L.
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。 The alkaline etchant further includes sodium silicate,
The aluminum wheel surface treatment method according to claim 1, wherein the concentration of the sodium silicate in the alkaline etching solution is in the range of 0.1 g / L to 2 g / L.
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。 The acidic treatment liquid used in the acid treatment step includes at least one selected from the group consisting of nitric acid and sulfuric acid,
The surface treatment method for an aluminum wheel according to claim 4, wherein the acidity of the acidic treatment liquid is in the range of 6 mL to 15 mL.
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。 The chemical conversion treatment liquid used in the film forming step includes at least one selected from the group consisting of a Zr compound and a Ti compound,
The above chemical conversion treatment is performed so that the total amount of the chemical conversion film formed in the film chemical conversion step is in the range of 4 mg / m 2 or more and 40 mg / m 2 or less in terms of the amount converted to Zr and the amount converted to Ti. The surface treatment method for an aluminum wheel according to any one of claims 1 to 6.
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。 It is an alkali etching liquid used for the surface treatment method of the aluminum wheel according to any one of claims 1 to 8,
Potassium hydroxide and / or sodium hydroxide, a surfactant, an alkali metal salt of condensed phosphoric acid, and a chelating agent,
The concentration of the potassium hydroxide and / or sodium hydroxide in the alkaline etching solution is in the range of 10 g / L or more and 40 g / L or less in total,
The concentration of the surfactant in the alkaline etching solution is in the range of 0.5 g / L to 5 g / L,
The concentration of the alkali metal salt of the condensed phosphoric acid in the alkaline etching solution is in the range of 1 g / L to 10 g / L,
An alkali etching solution, wherein the concentration of the chelating agent in the alkali etching solution is in the range of 0.5 g / L to 5 g / L.
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