JP2842700B2 - 自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方法 - Google Patents
自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車ボディの外板と
して使用するＡｌまたはＡｌ合金からなるＡｌ系板の塗
装前処理方法に関する。
して使用するＡｌまたはＡｌ合金からなるＡｌ系板の塗
装前処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、車体の軽量化を図るため自動車ボ
ディの外板パネルを従来の冷延鋼板から軽量材質のＡｌ
系板に代える実用化研究が活発に進められている。通
常、自動車ボディ用に汎用されている冷延鋼板は塗装前
に耐食性を付与するためのリン酸塩による化成処理が施
されるが、Ａｌ系の板材を用いる場合にも同様の処理が
必要となる。ところが、Ａｌ系板に直接リン酸塩処理を
施すと、表面に形成されている緻密な酸化膜が妨害作用
を及ぼして処理効率を著しく低下させ、これに伴って糸
錆性に対する改善効果も小さくなる。そのうえ、Ａｌイ
オンがリン酸塩処理液中に溶出して効力低下を来すた
め、鋼板パーツを同時に処理するような際には全体のリ
ン酸塩皮膜形成が円滑に進まなくなる。
ディの外板パネルを従来の冷延鋼板から軽量材質のＡｌ
系板に代える実用化研究が活発に進められている。通
常、自動車ボディ用に汎用されている冷延鋼板は塗装前
に耐食性を付与するためのリン酸塩による化成処理が施
されるが、Ａｌ系の板材を用いる場合にも同様の処理が
必要となる。ところが、Ａｌ系板に直接リン酸塩処理を
施すと、表面に形成されている緻密な酸化膜が妨害作用
を及ぼして処理効率を著しく低下させ、これに伴って糸
錆性に対する改善効果も小さくなる。そのうえ、Ａｌイ
オンがリン酸塩処理液中に溶出して効力低下を来すた
め、鋼板パーツを同時に処理するような際には全体のリ
ン酸塩皮膜形成が円滑に進まなくなる。
【０００３】このような問題点を解決するために、リン
酸塩処理をおこなう前に予め表面にＺｎ等の金属メッキ
層を形成したＡｌ系板が提案されている（特開昭61−15
7693号公報、特開昭63−153262号公報、特開昭63−1669
64号公報) 。これら先行技術においてＡｌ系板に予めＺ
ｎメッキ層等を形成するための主要な目的は、Ａｌ系板
と鋼板、表面処理鋼板との同時リン酸塩処理を可能にす
るとともに、Ａｌイオンの溶出蓄積を防止して化成処理
の効率を高める点にある。そして、形成するＺｎメッキ
層等は、リン酸塩処理後においてＡｌ系板とリン酸塩皮
膜との間に中間層として介在することが重要な要件とな
っている。このため、Ｚｎメッキ層等は化成処理によっ
て完全に溶解することのない十分な厚さに形成する必要
があり、Ｚｎ皮膜量として0.4 g/m2以上の限定が引かれ
ている。
酸塩処理をおこなう前に予め表面にＺｎ等の金属メッキ
層を形成したＡｌ系板が提案されている（特開昭61−15
7693号公報、特開昭63−153262号公報、特開昭63−1669
64号公報) 。これら先行技術においてＡｌ系板に予めＺ
ｎメッキ層等を形成するための主要な目的は、Ａｌ系板
と鋼板、表面処理鋼板との同時リン酸塩処理を可能にす
るとともに、Ａｌイオンの溶出蓄積を防止して化成処理
の効率を高める点にある。そして、形成するＺｎメッキ
層等は、リン酸塩処理後においてＡｌ系板とリン酸塩皮
膜との間に中間層として介在することが重要な要件とな
っている。このため、Ｚｎメッキ層等は化成処理によっ
て完全に溶解することのない十分な厚さに形成する必要
があり、Ｚｎ皮膜量として0.4 g/m2以上の限定が引かれ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発明者
らが詳細に検討したところ、上記のように皮膜量0.4 g/
m2以上のＺｎメッキ層を形成したＡｌ系板を自動車ボデ
ィ材に適用しようとすると、化成処理後に残留したＺｎ
層が外面塗装後の耐食試験において膨れの原因となるこ
とが解明された。
らが詳細に検討したところ、上記のように皮膜量0.4 g/
m2以上のＺｎメッキ層を形成したＡｌ系板を自動車ボデ
ィ材に適用しようとすると、化成処理後に残留したＺｎ
層が外面塗装後の耐食試験において膨れの原因となるこ
とが解明された。
【０００５】本発明は、自動車ボディ用Ａｌ系板を対象
とする場合には予め形成するＺｎメッキ層を化成処理時
に溶解させることが塗装後の品質向上に有効である事実
を確認して開発に至ったもので、その目的は塗装後にお
ける糸錆性を改善し、併せて膨れ現象を効果的に防止す
ることができる自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方
法を提供することにある。
とする場合には予め形成するＺｎメッキ層を化成処理時
に溶解させることが塗装後の品質向上に有効である事実
を確認して開発に至ったもので、その目的は塗装後にお
ける糸錆性を改善し、併せて膨れ現象を効果的に防止す
ることができる自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理
方法は、ＡｌまたはＡｌ合金板の表面を清浄化したのち
電気メッキ法によりＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を形成
する第１工程と、ついで第１工程で形成したＺｎまたは
Ｚｎ合金メッキ層が溶解する条件でリン酸亜鉛による化
成処理を施す第２工程からなることを構成上の特徴とす
る。
めの本発明による自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理
方法は、ＡｌまたはＡｌ合金板の表面を清浄化したのち
電気メッキ法によりＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を形成
する第１工程と、ついで第１工程で形成したＺｎまたは
Ｚｎ合金メッキ層が溶解する条件でリン酸亜鉛による化
成処理を施す第２工程からなることを構成上の特徴とす
る。
【０００７】本発明の素材となるＡｌ系板は、Ａｌまた
はＡｌ合金の展伸材であればどのようなものでもよく、
材質やテンパー等には特に制約はない。
はＡｌ合金の展伸材であればどのようなものでもよく、
材質やテンパー等には特に制約はない。
【０００８】第１工程は、Ａｌ系板の表面を例えば希硫
酸浸漬により清浄化したのち、電気メッキ法を用いてＺ
ｎまたはＺｎ合金のメッキ層を形成するプロセスでおこ
なわれる。本発明の目的に好適な電気メッキの条件は、
下記のとおりである。 硫酸亜鉛（７水和物）：300 g/l 硫酸ナトリウム：50 g/l ｐＨ： 1.6〜1.8 温 度：50℃ 電流密度：５ A/dm2 通電時間：３〜16秒
酸浸漬により清浄化したのち、電気メッキ法を用いてＺ
ｎまたはＺｎ合金のメッキ層を形成するプロセスでおこ
なわれる。本発明の目的に好適な電気メッキの条件は、
下記のとおりである。 硫酸亜鉛（７水和物）：300 g/l 硫酸ナトリウム：50 g/l ｐＨ： 1.6〜1.8 温 度：50℃ 電流密度：５ A/dm2 通電時間：３〜16秒
【０００９】前記第１工程で形成するＺｎまたはＺｎ合
金メッキ層の付着量は、第２工程のリン酸亜鉛処理時で
溶解されるエッチング量に等しいかそれ以下にする必要
がある。この付着量がエッチング量より上廻ると、リン
酸亜鉛処理後にＺｎまたはＺｎ合金皮膜が残存して膨れ
欠陥の原因となる。ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層のエッ
チング量は、用いるリン酸亜鉛処理剤の種類や処理の条
件によって変動するが、処理剤の種類や処理条件に拘わ
らず確実に全量溶解させるにはＺｎまたはＺｎ合金付着
量の上限を0.38 g/m2 に設定することが好ましい。しか
し、活性度の高い処理剤、処理条件を適用する場合に
は、ＺｎまたはＺｎ合金の付着量が1.0 g/m2まで溶解さ
せることができる。他方、ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層
の付着量が0.05 g/m2 未満になると、第２工程の化成処
理で均一なリン酸亜鉛皮膜が形成されなくなって糸錆が
発生し易くなる。したがって、第１工程において形成す
るＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の付着量は0.05〜1.0 g/
m2の範囲、より安全には0.05〜0.38 g/m2 に設定するこ
とが望ましい。
金メッキ層の付着量は、第２工程のリン酸亜鉛処理時で
溶解されるエッチング量に等しいかそれ以下にする必要
がある。この付着量がエッチング量より上廻ると、リン
酸亜鉛処理後にＺｎまたはＺｎ合金皮膜が残存して膨れ
欠陥の原因となる。ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層のエッ
チング量は、用いるリン酸亜鉛処理剤の種類や処理の条
件によって変動するが、処理剤の種類や処理条件に拘わ
らず確実に全量溶解させるにはＺｎまたはＺｎ合金付着
量の上限を0.38 g/m2 に設定することが好ましい。しか
し、活性度の高い処理剤、処理条件を適用する場合に
は、ＺｎまたはＺｎ合金の付着量が1.0 g/m2まで溶解さ
せることができる。他方、ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層
の付着量が0.05 g/m2 未満になると、第２工程の化成処
理で均一なリン酸亜鉛皮膜が形成されなくなって糸錆が
発生し易くなる。したがって、第１工程において形成す
るＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の付着量は0.05〜1.0 g/
m2の範囲、より安全には0.05〜0.38 g/m2 に設定するこ
とが望ましい。
【００１０】第２工程は、第１工程で形成したＺｎまた
はＺｎ合金メッキ層が溶解する条件を適用してリン酸亜
鉛による化成処理を施すプロセスである。リン酸亜鉛処
理剤としては市販のものを使用することができるが、第
１工程により形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の付
着量に応じて活性度および処理条件を適宜に調整して化
成処理をおこなう必要がある。該第２工程において形成
するリン酸亜鉛皮膜は、 0.5〜３ g/m2 が適正な皮膜量
範囲である。
はＺｎ合金メッキ層が溶解する条件を適用してリン酸亜
鉛による化成処理を施すプロセスである。リン酸亜鉛処
理剤としては市販のものを使用することができるが、第
１工程により形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の付
着量に応じて活性度および処理条件を適宜に調整して化
成処理をおこなう必要がある。該第２工程において形成
するリン酸亜鉛皮膜は、 0.5〜３ g/m2 が適正な皮膜量
範囲である。
【００１１】上記の第１工程および第２工程を介して形
成されたリン酸亜鉛単独皮膜層を備えるＡｌ系板は、通
常の自動車ボディ塗装工程に移されて外面塗装が施され
る。
成されたリン酸亜鉛単独皮膜層を備えるＡｌ系板は、通
常の自動車ボディ塗装工程に移されて外面塗装が施され
る。
【００１２】
【作用】本発明によれば、第１工程において目付量の管
理が容易な電気メッキ法を用いて清浄Ａｌ系板の表面に
ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を形成し、化成処理の効率
を高めて糸錆の発生防止を図る。ついで、第２工程にお
いて第１工程で形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層面
にリン酸亜鉛による化成処理を施すと、ＺｎまたはＺｎ
合金メッキ層が処理液中に溶出して界面のｐＨを上昇さ
せ、この作用でリン酸亜鉛皮膜の析出が発現する。この
過程を通じてＺｎの溶解機構を最大限に利用し、一旦形
成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を完全に溶解除去し
て最終的に膨れ現象の発生を招くことのないリン酸亜鉛
単独の皮膜層を形成する。
理が容易な電気メッキ法を用いて清浄Ａｌ系板の表面に
ＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を形成し、化成処理の効率
を高めて糸錆の発生防止を図る。ついで、第２工程にお
いて第１工程で形成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層面
にリン酸亜鉛による化成処理を施すと、ＺｎまたはＺｎ
合金メッキ層が処理液中に溶出して界面のｐＨを上昇さ
せ、この作用でリン酸亜鉛皮膜の析出が発現する。この
過程を通じてＺｎの溶解機構を最大限に利用し、一旦形
成したＺｎまたはＺｎ合金メッキ層を完全に溶解除去し
て最終的に膨れ現象の発生を招くことのないリン酸亜鉛
単独の皮膜層を形成する。
【００１３】このような第１および第２工程の処理機構
を介して外面塗装後における糸錆ならびに膨れ現象の発
生は完全に防止され、自動車ボディ用Ａｌ系板として効
果的な塗装前処理が完結する。
を介して外面塗装後における糸錆ならびに膨れ現象の発
生は完全に防止され、自動車ボディ用Ａｌ系板として効
果的な塗装前処理が完結する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１〜２、比較例１〜３ (1) 第１工程 Ｍｇ4.5 ％を含むＡｌ合金板の試験片（幅70mm、長さ15
0mm 、厚さ１mm）を、70℃に加温された２％硫酸溶液に
１分間浸漬して表面清浄化処理をおこなった。ついで、
清浄化処理した試験片を、硫酸亜鉛（７水和物）300 g/
l と硫酸ナトリウム50 g/lの組成からなるｐＨ 1.6〜1.
8 のメッキ浴（50℃) 中で電流密度５A/dm2により通電
時間を３〜16秒の範囲で変化させて、Ｚｎ付着量が 0.3
〜1.5g/m2の電気メッキ層を形成した。
明する。 実施例１〜２、比較例１〜３ (1) 第１工程 Ｍｇ4.5 ％を含むＡｌ合金板の試験片（幅70mm、長さ15
0mm 、厚さ１mm）を、70℃に加温された２％硫酸溶液に
１分間浸漬して表面清浄化処理をおこなった。ついで、
清浄化処理した試験片を、硫酸亜鉛（７水和物）300 g/
l と硫酸ナトリウム50 g/lの組成からなるｐＨ 1.6〜1.
8 のメッキ浴（50℃) 中で電流密度５A/dm2により通電
時間を３〜16秒の範囲で変化させて、Ｚｎ付着量が 0.3
〜1.5g/m2の電気メッキ層を形成した。
【００１５】(2) 第２工程 第１工程でＺｎメッキ層を形成したＡｌ合金試験片を常
法により脱脂および表面調整したのち、市販のリン酸亜
鉛処理剤〔日本パーカライジング（株）製、パルボンド
L-3020 〕を用い規定の処理条件に従って浸漬処理を施
してリン酸亜鉛皮膜を形成した。
法により脱脂および表面調整したのち、市販のリン酸亜
鉛処理剤〔日本パーカライジング（株）製、パルボンド
L-3020 〕を用い規定の処理条件に従って浸漬処理を施
してリン酸亜鉛皮膜を形成した。
【００１６】(3) 塗装後の評価 リン酸亜鉛皮膜を形成した試験片の表面に常法によりカ
チオン電着塗装、中塗塗装および上塗塗装を順次に施し
て、厚み 100μm の塗膜を形成した。得られた塗装板に
つき糸錆試験および膨れ試験をおこない、その結果を第
１工程で形成した電気Ｚｎメッキ層のＺｎ付着量、Ｚｎ
の残存状況および第２工程によるリン酸亜鉛皮膜面の状
況（目視、ＳＥＭ観察）と対比させて表１に示した。な
お、糸錆試験と膨れ試験は次のようにしておこなった。
糸錆試験：クロスカットに入れた試験片を24時間塩水噴
霧をおこなったのち、温度50℃、相対湿度(RH)80％の恒
温槽に移して1000時間保持し、糸錆の発生状況を糸錆の
総長で評価した。膨れ試験：クロスカットに入れた試験
片を、次の処理条件で60サイクルの劣化試験をおこな
い、膨れの状況 (個数) を観察した。 塩水噴霧 ６時間 乾 燥 50℃、８時間 恒温恒湿 50℃、相対湿度(RH)80％、10時間
チオン電着塗装、中塗塗装および上塗塗装を順次に施し
て、厚み 100μm の塗膜を形成した。得られた塗装板に
つき糸錆試験および膨れ試験をおこない、その結果を第
１工程で形成した電気Ｚｎメッキ層のＺｎ付着量、Ｚｎ
の残存状況および第２工程によるリン酸亜鉛皮膜面の状
況（目視、ＳＥＭ観察）と対比させて表１に示した。な
お、糸錆試験と膨れ試験は次のようにしておこなった。
糸錆試験：クロスカットに入れた試験片を24時間塩水噴
霧をおこなったのち、温度50℃、相対湿度(RH)80％の恒
温槽に移して1000時間保持し、糸錆の発生状況を糸錆の
総長で評価した。膨れ試験：クロスカットに入れた試験
片を、次の処理条件で60サイクルの劣化試験をおこな
い、膨れの状況 (個数) を観察した。 塩水噴霧 ６時間 乾 燥 50℃、８時間 恒温恒湿 50℃、相対湿度(RH)80％、10時間
【００１７】
【００１８】表１の結果から判るように、実施例１〜２
により第１工程のＺｎメッキ層を第２工程で溶解して形
成したリン酸亜鉛単独の皮膜面は極めて均一な組織を呈
しており、塗装後の糸錆や膨れ等の欠陥現象は全く認め
られていない。これに対し、第２工程後にＺｎメッキ層
が残存する比較例１および２では膨れが発生し、またＺ
ｎメッキ層を形成しなかった比較例３ではリン酸亜鉛皮
膜組織が不均一になるうえ糸錆の発生が認められた。
により第１工程のＺｎメッキ層を第２工程で溶解して形
成したリン酸亜鉛単独の皮膜面は極めて均一な組織を呈
しており、塗装後の糸錆や膨れ等の欠陥現象は全く認め
られていない。これに対し、第２工程後にＺｎメッキ層
が残存する比較例１および２では膨れが発生し、またＺ
ｎメッキ層を形成しなかった比較例３ではリン酸亜鉛皮
膜組織が不均一になるうえ糸錆の発生が認められた。
【００１９】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の処理を適用すれ
ば外面塗装後における糸錆ならびに膨れ現象の発生を同
時に防止することができるから、自動車ボディ用Ａｌ系
板の塗装前処理として優れた効果が発揮される。そのう
え、第１工程におけるＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の形
成を電気メッキ法でおこなっているため目付量の管理が
容易となり、付着量の微調整が可能となる処理操作面の
有利性がもたらされる。
ば外面塗装後における糸錆ならびに膨れ現象の発生を同
時に防止することができるから、自動車ボディ用Ａｌ系
板の塗装前処理として優れた効果が発揮される。そのう
え、第１工程におけるＺｎまたはＺｎ合金メッキ層の形
成を電気メッキ法でおこなっているため目付量の管理が
容易となり、付着量の微調整が可能となる処理操作面の
有利性がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｄ 11/36 Ｃ２５Ｄ 11/36 Ｚ (72)発明者 高橋 辰己 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−157693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−166964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−102840（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−160181（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−146693（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 5/00 - 7/12 C25D 11/36 C23C 22/12 C23C 28/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ＡｌまたはＡｌ合金板の表面を清浄化し
たのち電気メッキ法によりＺｎまたはＺｎ合金メッキ層
を形成する第１工程と、ついで第１工程で形成したＺｎ
またはＺｎ合金メッキ層が溶解する条件でリン酸亜鉛に
よる化成処理を施す第２工程からなることを特徴とする
自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方法。 - 【請求項２】 第１工程におけるＺｎまたはＺｎ合金メ
ッキ層の付着量を、0.05〜1.0g/m2 の範囲に設定する請
求項１記載の自動車用Ａｌ系板の塗装前処理方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4780991A JP2842700B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方法 |
| US07/837,286 US5176963A (en) | 1991-02-19 | 1992-02-18 | Aluminum plates for automobile body panels and method of pretreatment for painting thereof |
| US07/957,355 US5268078A (en) | 1991-02-19 | 1992-10-06 | Aluminum plates for automobile body panels and method of pretreatment for painting thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4780991A JP2842700B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268092A JPH04268092A (ja) | 1992-09-24 |
| JP2842700B2 true JP2842700B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=12785695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4780991A Expired - Fee Related JP2842700B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 自動車ボディ用Ａｌ系板の塗装前処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2842700B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2779984B2 (ja) * | 1991-08-02 | 1998-07-23 | スカイアルミニウム株式会社 | 塗装後の耐食性に優れたリン酸塩処理アルミニウム板 |
| JP4628726B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2011-02-09 | 日本表面化学株式会社 | アルミニウム部材及びその製造方法と製造用薬剤 |
| US11518960B2 (en) | 2016-08-24 | 2022-12-06 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Alkaline molybdenum cation and phosphonate-containing cleaning composition |
-
1991
- 1991-02-19 JP JP4780991A patent/JP2842700B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04268092A (ja) | 1992-09-24 |
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