JP7118402B2 - アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液、濃縮液及び封孔処理方法 - Google Patents
アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液、濃縮液及び封孔処理方法 Download PDFInfo
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アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
3価クロム塩、及び
界面活性剤を含有する、
ことを特徴とする封孔処理液。
前記3価クロム塩は、酢酸塩、スルファミン酸塩、硫酸塩、リン酸塩及び硝酸塩からなる群より選択される少なくとも1種である、前記項1に記載の封孔処理液。
前記界面活性剤は、アニオン系界面活性剤である、前記項1又は2に記載の封孔処理液。
前記アニオン系界面活性剤は、スルホン酸塩系界面活性剤である、前記項3に記載の封孔処理液。
pHは、3~4である、前記項1~4のいずれかに記載の封孔処理液。
ニッケル系金属塩を含まない、前記項1~5のいずれかに記載の封孔処理液。
フッ素化合物を含まない、前記項1~6のいずれかに記載の封孔処理液。
前記封孔処理液中の前記3価クロム塩の含有量は、0.01 g/L~1 g/Lである、前記項1~7のいずれかに記載の封孔処理液。
前記封孔処理液中の前記界面活性剤の含有量は、0.05 g/L~5 g/Lである、前記項1~8のいずれかに記載の封孔処理液。
アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
3価クロム塩と界面活性剤とを、
3価クロム塩:界面活性剤=1:5の重量比で、
含有する、前記項1~9のいずれかに記載の封孔処理液。
アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
前記3価クロム塩は、酢酸クロム(III)であり、
前記界面活性剤は、スルホン酸塩系界面活性剤である、
前記項10に記載の封孔処理液。
アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
酢酸クロム(III)を0.1 g/L~0.25 g/L含有し、及び
スルホン酸塩系界面活性剤を0.5 g/L~1.25 g/L含有し、
pHは、3~4である、
ことを特徴とする封孔処理液。
アルミニウム合金の陽極酸化皮膜の封孔処理方法であって、
アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液中に、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜を有する物品を浸漬する工程を有し、
前記封孔処理液は、3価クロム塩、及び界面活性剤を含有する、
ことを特徴とする封孔処理方法。
前記封孔処理液の液温は、80℃~98℃である、前記項13に記載の封孔処理方法。
前記封孔処理液のpHは、3~4である、前記項13又は14に記載の封孔処理方法。
前記項13~15のいずれかに記載の封孔処理方法により封孔処理された物品。
本発明は、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液(以下「封孔処理液」とも記す)であって、3価クロム塩、及び界面活性剤を含有することを特徴とする。
3価クロム塩は、封孔処理液において、クロムイオンのイオン源となる。
界面活性剤は、アニオン系界面活性剤であることが好ましい。
本発明の封孔処理液は、封孔性能及び耐汚染性を向上させる為に、また液の使用実用性を向上させる為に、必要に応じてpH緩衝剤を含んでも良い。
本発明の封孔処理液は、封孔性能及び耐汚染性を向上させる為に、また液の使用実用性を向上させる為に、必要に応じてpH調整剤を含んでも良い。
本発明の封孔処理液は、封孔性能及び耐汚染性を向上させる為に、また液の使用実用性を向上させる為に、必要に応じて金属塩を含んでも良い。
本発明の封孔処理液は、封孔性能及び耐汚染性を向上させる為に、また液の使用実用性を向上させる為に、必要に応じて防カビ剤、錯化剤等の添加剤成分を含んでも良い。
封孔処理液のpHは、3~4であることが好ましい。
本発明の封孔処理液中の3価クロム塩及び界面活性剤の含有量の合計は、0.06 g/L~6 g/L程度であることが好ましく、0.3 g/L~3.0 g/L程度であることがより好ましく、0.6 g/L~1.5 g/L程度であることが更に好ましい。
封孔処理液のpHは、3~4程度であることが好ましく、3.3~3.7程度であることがより好ましく、3.5程度であることが更に好ましい。
本発明の封孔処理液は、ニッケル系金属塩等の金属塩を含まないこと、或いは実質的に含まないことが好ましい。ニッケル系金属塩等の金属塩として、Ni、Co等の金属塩が挙げられる。
本発明は、3価クロム塩及び界面活性剤を含有するアルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液(封孔処理液)を、濃縮液として調製することも可能である。
本発明は、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜の封孔処理方法であって、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液中に、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜を有する物品を浸漬する工程を有し、前記封孔処理液は、3価クロム塩、及び界面活性剤を含有することを特徴とする。
浸漬する工程では、封孔処理液の液温(浴温)は、80℃~98℃程度であることが好ましく、92℃~98℃程度であることがより好ましく、95℃~98℃程度であることが更に好ましい。封孔処理方法において、封孔処理液の温度を調整することで、十分な封孔性能を示すことができる。
封孔処理方法において、使用する封孔処理液のpHは3~4程度であることが好ましく、3.3~3.7程度であることがより好ましく、3.5程度であることが更に好ましい。封孔処理方法において、封孔処理液のpHを調整することで、封孔処理液が十分な封孔性能を示すことができ、被処理物の表面に粉状付着物が付着する外観不良(粉吹き、カブリ)が抑制される。
封孔処理時間は、通常、処理対象とする陽極酸化皮膜の膜厚により決定することができる。封孔処理時間は、通常、3分~1時間程度の時間で調整することが好ましい。
本発明の封孔処理方法では、上記したアルミニウム合金の陽極酸化皮膜を有する物品を被処理物として用い、封孔処理液中に被処理物を浸漬すればよい。必要に応じて、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜を有する物品に電解着色、染色等を施した後、十分に水洗を行い、封孔処理液中に被処理物を浸漬してもよい。これにより、被処理物のアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の封孔性能を大きく向上させることができる。
本発明の封孔処理方法により、封孔処理された物品を作製することができる。封孔処理する対象は、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜、又はアルミニウム合金の陽極酸化皮膜を有する物品である。
JIS-A 1千番台~7千番台で示される展伸材系合金、AC、ADCの各番程で示される鋳物材、ダイカスト材等を代表とするアルミニウム主体の各種合金群等を好ましく用いることができる。
本発明の封孔処理方法では、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜に染料を用いて染色を施したもの(染色処理を施したもの)を処理対象としてもよい。染料を用いた染色方法として、従来公知の染料水溶液に陽極酸化皮膜を浸漬する方法を好ましく採用することができる。
(1)アルミニウム合金に陽極酸化皮膜を形成する工程、
(2)前記陽極酸化皮膜に染色処理を行う工程、
(3)前記染色処理した染料定着処理を行う工程、及び
(4)アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液中に、前記染料定着処理した処理したアルミニウム合金の陽極酸化皮膜を浸漬する工程、
を有し、前記染料定着処理液は、3価クロム塩、及び界面活性剤を含有する、
ことを特徴とする染料定着処理方法。
陽極酸化済試験片Aの調製
(染色処理有り)
(1)脱脂処理
アルミニウムの試験片を弱アルカリ性脱脂液に3分間浸漬して脱脂した。アルミニウムの試験片はJIS A1050P板材である。弱アルカリ性脱脂液は、奥野製薬工業(株)製トップアルクリーン101(商品名)の30g/L水溶液である。その脱脂の浴温を60℃に設定した。
次いで、水洗し、硫酸を主成分とする陽極酸化浴で陽極酸化を行った。陽極酸化浴は、遊離硫酸180g/L及び溶存アルミ8g/Lを含む。陽極酸化の条件は、浴温:20±1℃、陽極電流密度:1A/dm2、電解時間:30分間とした。陽極酸化皮膜を、膜厚:約10μmで作製した。得られた陽極酸化皮膜を水洗した。
次いで、染色処理液に50℃で1分浸漬し、水洗して染色処理を行った。染色処理液は、奥野製薬工業(株)製TAC染料TACイエロー203の1g/L液である。これを「陽極酸化済試験片A」という。
(染色処理なし)
(1)脱脂処理
アルミニウムの試験片を弱アルカリ性脱脂液に3分間浸漬して脱脂した。アルミニウムの試験片はJIS A1050P板材である。弱アルカリ性脱脂液は、奥野製薬工業(株)製トップアルクリーン101(商品名)の30g/L水溶液である。その脱脂の浴温を60℃に設定した。
次いで、水洗し、硫酸を主成分とする陽極酸化浴で陽極酸化を行った。陽極酸化浴は、遊離硫酸180g/L及び溶存アルミ8g/Lを含む。陽極酸化の条件は、浴温:20±1℃、陽極電流密度:1A/dm2、電解時間:30分間とした。陽極酸化皮膜を、膜厚:約10μmで作製した。得られた陽極酸化皮膜を水洗し、陽極酸化を施したアルミニウム合金試験片を得た。
実施例1
封孔処理液として、3価クロム塩として酢酸クロム(III)を0.15 g/L含有し、界面活性剤としてナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン重縮合物を0.75g/L含有し、pHを3.5に調整した水溶液を作製した。この封孔処理液に、陽極酸化済試験片Aを、30分間の浸漬時間で浸漬して封孔処理を行った。
封孔処理液において、酢酸クロム濃度を0.01 g/L含有し、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン重縮合物濃度を0.05 g/L含有すること以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液において、酢酸クロム濃度を1 g/L含有し、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン重縮合物濃度を5 g/L含有すること以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液のpHを3.0としたこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液のpHを4.0としたこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液の浴温を90℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液の浴温を85℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液の浴温を80℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液において、3価クロム塩として硫酸クロム(III)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液において、3価クロム塩として硝酸クロム(III)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液において、3価クロム塩としてリン酸クロム(III)を使用したこと以、外は実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔処理液に、陽極酸化済試験片B(染色処理無し)を浸漬して封孔処理を行ったこと以外は、実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
陽極酸化済試験片Aを、沸騰水封孔(イオン交換水)に95℃で30分浸漬して、封孔処理を行った。
陽極酸化済試験片Aを、酢酸ニッケル系封孔剤(奥野製薬工業(株)製トップシールH-298(商品名))を40 ml/L含むpH 5.5の水溶液からなる封孔処理液(浴温95℃)に浸漬して封孔処理を行った。
封孔処理液のpHを3.5としたこと以外は比較例2と同様にして、封孔処理を行った。
酢酸クロムを使用しないこと以外は実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン重縮合物を使用しないこと以外は実施例1と同様にして、封孔処理を行った。
封孔度
JIS H 8683-2:1999(アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の封孔度試験方法 第2部:リン酸-クロム酸水溶液浸漬試験)に準拠して、封孔処理後の各試験片をリン酸-クロム酸水溶液に浸漬し、単位面積あたりの試験片の質量減少を測定した。
◎:減少重量が10.0 mg/dm2以下である。
○:減少重量が15.0 mg/dm2以下である。
△:減少重量が20.0 mg/dm2以下である。
×:減少重量が20.0 mg/dm2以上である。
(マジックテスト:付着汚れ除去性試験)
封孔処理後の各試験片を室温にて1日放置し、表面に油性黒マジックインクにてマークを記入し、30秒静置した。次いで、水を染み込ませたボックスティシュにより拭き取りを行った。
◎:完全にマークを除去できる。
○:マークを除去できるが、若干跡が残る。
△:部分的にしかマークが除去できない。
×:マークの黒色が取れない。
染色処理後と封孔処理後の陽極酸化済試験片の色調(L*、a*、b*)を測定し、それらの値から色差(ΔE*ab)を算出した。L*、a*、b*値の測定は、分光測定計CA-3700A(コニカミノルタ株式会社製)を用いて行った。
◎:ΔE*abが1.0以下である。
○:ΔE*abが3.0以下である。
△:ΔE*abが5.0以下である。
×:ΔE*abが5.0以上である。
封孔処理を行った陽極酸化済試験片の表面の粉吹き、カブリ、又はそれらによる干渉膜虹の発生状態を目視で観察した。
◎:粉吹き、カブリ、又はそれらによる干渉膜虹が全く発生しておらず、外観が良好である。
○:粉吹き、カブリ、又はそれらによる干渉膜虹が若干発生しているが、外観に問題がない程度である。
△:粉吹き、カブリ、又はそれらによる干渉膜虹が発生しており、軽度の外観不良が生じている。
×:粉吹き、カブリ、又はそれらによる干渉膜虹が強く発生しており、重度の外観不良が生じている。
Claims (13)
- アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
3価クロム塩、及び
界面活性剤を含有 し、
ニッケル塩を含まず、
フッ素化合物を含まない、
ことを特徴とする封孔処理液。 - 前記3価クロム塩は、酢酸塩、スルファミン酸塩、硫酸塩、リン酸塩及び硝酸塩からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の封孔処理液。
- 前記界面活性剤は、アニオン系界面活性剤である、請求項1又は2に記載の封孔処理液。
- 前記アニオン系界面活性剤は、スルホン酸塩系界面活性剤である、請求項3に記載の封孔処理液。
- pHは、3~4である、請求項1~4のいずれかに記載の封孔処理液。
- 前記封孔処理液中の前記3価クロム塩の含有量は、0.01 g/L~1 g/Lである、請求項1~5のいずれかに記載の封孔処理液。
- 前記封孔処理液中の前記界面活性剤の含有量は、0.05 g/L~5 g/Lである、請求項1~6のいずれかに記載の封孔処理液。
- アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
3価クロム塩と界面活性剤とを、
3価クロム塩:界面活性剤=1:5の重量比で、
含有する、請求項1~7のいずれかに記載の封孔処理液。 - アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
前記3価クロム塩は、酢酸クロム(III)であり、
前記界面活性剤は、スルホン酸塩系界面活性剤である、
請求項8に記載の封孔処理液。 - アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液であって、
酢酸クロム(III)を0.1 g/L~0.25 g/L含有し、及び
スルホン酸塩系界面活性剤を0.5 g/L~1.25 g/L含有し、
pHは、3~4であ り、
ニッケル塩を含まず、
フッ素化合物を含まない、
ことを特徴とする封孔処理液。 - アルミニウム合金の陽極酸化皮膜の封孔処理方法であって、
アルミニウム合金の陽極酸化皮膜用封孔処理液中に、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜を有する物品を浸漬する工程を有し、
前記封孔処理液は、3価クロム塩、及び界面活性剤を含有し、ニッケル塩を含まず、フッ素化合物を含まない、
ことを特徴とする封孔処理方法。 - 前記封孔処理液の液温は、80℃~98℃である、請求項11に記載の封孔処理方法。
- 前記封孔処理液のpHは、3~4である、請求項11又は12に記載の封孔処理方法。
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