JP5149590B2 - Method for producing surface-treated aluminum material - Google Patents
Method for producing surface-treated aluminum material Download PDFInfo
- Publication number
- JP5149590B2 JP5149590B2 JP2007272610A JP2007272610A JP5149590B2 JP 5149590 B2 JP5149590 B2 JP 5149590B2 JP 2007272610 A JP2007272610 A JP 2007272610A JP 2007272610 A JP2007272610 A JP 2007272610A JP 5149590 B2 JP5149590 B2 JP 5149590B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolytic treatment
- aluminum material
- electrolytic
- temperature
- treatment step
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
本発明は、接着を施すアルミニウム製品に好適に用いられる表面処理アルミニウム材料の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a surface-treated aluminum material suitably used for an aluminum product to be bonded.
電気製品、器物、装飾品、建材などに接着させて使用するアルミニウム製品に用いられるアルミニウム材やアルミニウム合金材には、接着性を高めるため、様々な下地処理が行われている。たとえば、このような下地処理として、特許文献1、特許文献2において開示されているように、アルミニウム材料の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成する方法などがある。
Various surface treatments are performed on aluminum materials and aluminum alloy materials used in aluminum products that are used by being bonded to electrical products, furniture, decorations, building materials, and the like in order to enhance adhesion. For example, as such a base treatment, there is a method of forming a nonporous anodized film on the surface of an aluminum material as disclosed in
しかしながら、単にアルミニウム材料の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成しただけでは、接着性において不十分となる場合があった。前記接着性が不十分な場合には、厳しい環境で使用したときの耐食性も不十分となり、製品の信頼性が損なわれる場合があった。 However, simply forming a nonporous anodic oxide film on the surface of an aluminum material may result in insufficient adhesion. When the adhesiveness is insufficient, the corrosion resistance when used in a harsh environment becomes insufficient, and the reliability of the product may be impaired.
そこで、無孔質陽極酸化皮膜を形成する電解処理工程を、多段階に連続的に行うことにより、緻密な無孔質陽極酸化皮膜を多層に皮膜し、耐食性を向上させる製造方法が提案された。 Therefore, a manufacturing method has been proposed in which the electrolytic treatment process for forming the nonporous anodic oxide film is continuously performed in multiple stages, thereby forming a dense nonporous anodic oxide film in multiple layers and improving the corrosion resistance. .
しかしながら、前記多段階の電解処理によってアルミニウム材料の表面処理を行っても、接着性が不十分となる場合があった。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、接着性に優れた無孔質陽極酸化皮膜を有する表面処理アルミニウム材料の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the manufacturing method of the surface treatment aluminum material which has a nonporous anodic oxide film excellent in adhesiveness.
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の表面処理アルミニウム材料の製造方法は、アルミニウム材料を電解液中で電解する電解処理工程を行うことにより、前記アルミニウム材料の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成する表面処理アルミニウム材料の製造方法において、前記電解処理工程は2回以上連続して行うものであり、前記2回以上連続して行う電解処理工程は、電解液の液温を45℃未満とする低温電解処理工程と、電解液の液温を45℃以上とする高温電解処理工程とを含み、前記低温電解処理工程と前記高温電解処理工程をこの順で連続して行う低温−高温電解処理プロセスを少なくとも1回行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration. That is,
The manufacturing method of the surface treatment aluminum material of this invention manufactures the surface treatment aluminum material which forms a nonporous anodic oxide film on the surface of the said aluminum material by performing the electrolytic treatment process which electrolyzes aluminum material in electrolyte solution In the method, the electrolytic treatment step is continuously performed twice or more, and the electrolytic treatment step continuously performed twice or more includes a low-temperature electrolytic treatment step in which the liquid temperature of the electrolytic solution is less than 45 ° C. , and electrolysis Including a high-temperature electrolytic treatment step in which the liquid temperature is 45 ° C. or more, and performing the low-temperature high-temperature electrolytic treatment process in which the low-temperature electrolytic treatment step and the high-temperature electrolytic treatment step are successively performed in this order at least once. Features.
本発明の表面処理アルミニウム材料の製造方法においては、前記電解処理工程のうち少なくとも1回の電解処理工程が、前記電解液としてpH9以上のアルカリ性電解液を用いることが好ましい。 In the method for producing a surface-treated aluminum material of the present invention, it is preferable that at least one electrolytic treatment step among the electrolytic treatment steps uses an alkaline electrolytic solution having a pH of 9 or more as the electrolytic solution.
上記の構成によれば、接着性に優れた無孔質陽極酸化皮膜を有する表面処理アルミニウム材料の製造方法できる。 According to said structure, the manufacturing method of the surface treatment aluminum material which has a nonporous anodic oxide film excellent in adhesiveness can be performed.
以下、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法の一例について図1を用いて説明する。まず、製造装置について説明する。 Hereinafter, an example of the manufacturing method of the surface treatment aluminum material which is embodiment of this invention is demonstrated using FIG. First, the manufacturing apparatus will be described.
(製造装置)
図1に示すように、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造装置は、巻き出し機4と、17個の搬送ロール3と、巻き取り機5と、電解液2で満たされた電解処理槽1と、給電ロール7と、直流電源E1、E2、E3、E4と、不溶性の導電材料からなる陰極Cとから構成される。この製造装置の巻き出し機4に、ロール状のアルミニウム材料6がセットされ、引き出されたアルミニウム材料6が、連続的に、電解処理槽1で電解処理をされることにより、アルミニウム材料6の表面上に無孔質陽極酸化皮膜が形成され、最終的に表面処理アルミニウム材料が巻き取り機5で巻き取られる。
(manufacturing device)
As shown in FIG. 1, the apparatus for producing a surface-treated aluminum material according to an embodiment of the present invention was filled with an unwinder 4, 17
前記電解処理槽1は、前記製造装置の上流から下流へと直列に配置された4つの電解処理槽から構成されている。前記4つの電解処理槽は、それぞれ第1電解処理槽1a、第2電解処理槽1b、第3電解処理槽1c、第4電解処理槽1dと呼称し、示している。
前記4つの電解処理槽1a、1b、1c、1dは、互いに離間して配置されている。そのため、各電解処理槽1a、1b、1c、1dを離間した距離dが、中断工程ma、mb、mcに対応する中断時間tに相当するようになっている。
The
The four
前記直流電源E1、E2、E3、E4の陽極側には、給電ロール7が接続され、前記給電ロール7を介して、前記アルミニウム材料6が各電解処理槽1a、1b、1c、1d内で陽極となるように接続されている。
一方、前記直流電源E1、E2、E3、E4の陰極側は各電解処理槽1a、1b、1c、1d中に配置された不溶性の導電材料からなる陰極Cに接続されている。
そのため、前記直流電源E1、E2、E3、E4の電圧Vka、Vkb、Vkc、Vkdを調節することによって、前記電圧Vka、Vkb、Vkc、Vkdを前記アルミニウム材料6からなる陽極と前記不溶性の導電材料からなる陰極Cとの間に印加することができる。
A feeding roll 7 is connected to the anode side of the DC power supplies E 1 , E 2 , E 3 , E 4 , and the aluminum material 6 is fed to each
On the other hand, the cathode side of the DC power supplies E 1 , E 2 , E 3 , E 4 is connected to a cathode C made of an insoluble conductive material disposed in each
Therefore, the DC power source E 1, E 2, E 3 , the voltage V ka of E 4, V kb, V kc , by adjusting the V kd, the voltage V ka, V kb, V kc , the V kd the It can be applied between the anode made of the aluminum material 6 and the cathode C made of the insoluble conductive material.
前記アルミニウム材料6は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができ、特に限定されない。具体的には、例えば、純アルミ系の1000系合金、Al−Cu系、Al−Cu−Mg系の2000系合金、Al−Mn系の3000系合金、Al−Si系の4000系合金、Al−Mg系の5000系合金、Al−Mg−Si系の6000系合金、Al−Zn−Mg−Cu系、Al−Zn−Mg系の7000系合金、Al−Fe−Mn系の8000系合金などが用いられ、成形用合金、構造用合金、電気用合金、AC1A,AC2A,AC3A,AC4Bなどの鋳造用合金などが用いられる。
また、アルミニウム材料としては、上記の合金に溶体化処理、時効処理などの種々の調質処理を施したものも用いることができる。さらに、これらのアルミニウム合金を表面にクラディングしたクラッド材も使用できる。また、予めプレス成形加工などを施した加工材であっても、未加工の板材、押出材、鋳造品であってもかまわない。本発明にあっては、これらの合金のなかでも、1000系合金、3000系合金、5000系合金が好ましい。
The aluminum material 6 can be aluminum or an aluminum alloy, and is not particularly limited. Specifically, for example, pure aluminum 1000 series alloy, Al-Cu series, Al-Cu-Mg series 2000 series alloy, Al-Mn series 3000 series alloy, Al-Si series 4000 series alloy, Al -Mg-based 5000 alloy, Al-Mg-Si-based 6000-based alloy, Al-Zn-Mg-Cu-based, Al-Zn-Mg-based 7000-based alloy, Al-Fe-Mn-based 8000-based alloy, etc. And casting alloys such as forming alloys, structural alloys, electrical alloys, AC1A, AC2A, AC3A, AC4B, and the like are used.
As the aluminum material, those obtained by subjecting the above alloy to various tempering treatments such as solution treatment and aging treatment can be used. Further, a clad material obtained by cladding these aluminum alloys on the surface can also be used. Moreover, even if it is a processed material which gave press-molding processing etc. previously, it may be an unprocessed board | plate material, an extruded material, and a cast product. In the present invention, among these alloys, 1000 series alloys, 3000 series alloys, and 5000 series alloys are preferable.
前記アルミニウム材料6に対しては、電解処理工程を行う前に前処理を行なうことが望ましい。前記前処理は、前記アルミニウム材料6の表面に付着した油脂分を除去したり、前記アルミニウム材料6の表面に形成された不均質な酸化物皮膜を除去する処理などを指し、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、前記アルミニウム材料6に対して、弱アルカリ性の脱脂液による脱脂処理を施したのち、水酸化ナトリウム水溶液でアルカリエッチングをし、硝酸水溶液中でデスマット処理を行う方法や、前記脱脂処理後に酸洗浄を行う方法などを適宜選択して用いることができる。 The aluminum material 6 is preferably pretreated before the electrolytic treatment process. The pretreatment refers to a treatment that removes oil and fat adhering to the surface of the aluminum material 6 or removes a heterogeneous oxide film formed on the surface of the aluminum material 6. is not. Specifically, for example, the aluminum material 6 is subjected to a degreasing treatment with a weak alkaline degreasing solution, then subjected to alkali etching with an aqueous sodium hydroxide solution, and desmutting in an aqueous nitric acid solution, A method of performing acid cleaning after the degreasing treatment can be appropriately selected and used.
(製造工程)
次に、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材の製造方法について、図1を用いて説明する。
電解処理工程kは、前記製造装置の4つの電解処理槽1a、1b、1c、1dにおける第1電解処理工程ka、第2電解処理工程kb、第3電解処理工程kc、および第4電解処理工程kdにより概略構成される。
前記電解処理工程kには、中断工程mが挿入されている。具体的には、各電解処理工程ka、kb,kc、kdの間において、中断工程ma、mb、mcが挿入されている。
また、各電解処理工程ka、kb,kc、kdにおける電解液2a、2b、2c、2dの液温はそれぞれTka、Tkb、Tkc、Tkdと設定されている。
(Manufacturing process)
Next, the manufacturing method of the surface treatment aluminum material which is embodiment of this invention is demonstrated using FIG.
The electrolytic treatment step k includes a first electrolytic treatment step ka, a second electrolytic treatment step kb, a third electrolytic treatment step kc, and a fourth electrolytic treatment step in the four
An interruption step m is inserted into the electrolytic treatment step k. Specifically, interruption steps ma, mb, mc are inserted between the respective electrolytic treatment steps ka, kb, kc, kd.
Further, the liquid temperatures of the
(電解処理工程)
前記電解処理工程kは、アルミニウム材料6を電解液2の中で電解処理することにより、アルミニウム材料6の表面に無孔質陽極酸化皮膜を形成する電解処理工程である。前記電解処理は、電解液2中で、アルミニウム材料6を陽極に接続し、不溶性の対極を陰極に接続し、電圧を印加し、直流電流を流す通電処理である。
(Electrolytic treatment process)
The electrolytic treatment step k is an electrolytic treatment step of forming a nonporous anodized film on the surface of the aluminum material 6 by subjecting the aluminum material 6 to electrolytic treatment in the
前記無孔質陽極酸化皮膜は、先に述べた通電処理により、アルミニウム材料6の表面に形成されるアルミニウム酸化物からなる皮膜であって、前記皮膜表面に形成される孔の空孔率が5%以下であるものである。孔の空孔率が5%以下である皮膜では、孔の数が少ないか、もしくは孔径の大きさが小さいので、塗装材料との密着性を向上させることができる。
なお、前記空孔率とは、5万倍の倍率で透過電子顕微鏡を用いて陽極酸化皮膜の表面を観察したとき、観察できる孔の面積率のことである。
The nonporous anodic oxide film is a film made of aluminum oxide formed on the surface of the aluminum material 6 by the above-described energization treatment, and the porosity of the holes formed on the surface of the film is 5 % Or less. In a film having a porosity of 5% or less, the number of holes is small or the size of the hole diameter is small, so that the adhesion with the coating material can be improved.
In addition, the said porosity is an area ratio of the hole which can be observed when the surface of an anodized film is observed using a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 times.
前記電流としては、電流密度0.2〜20A/dm2程度の直流電流を用いる。
前記電圧は、約5〜300V、好ましくは約20〜100Vの範囲の電圧を用いる。直流電流を用いた場合、電圧1Vを印加して形成される無孔質陽極酸化皮膜の厚さが約1.4nmとなる比例関係があるため、適切な膜厚の無孔質陽極酸化皮膜を形成するためには、前記範囲の印加電圧を用いるのが好ましい。
なお、電源装置などの点からは、100V以下とすることが好ましく、本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法においては、このような低電圧でも、密着性に優れた無孔質陽極酸化皮膜を形成することができる。
また、全ての電解処理工程kの合計の電解時間は、数秒〜10分程度とするのが好ましい。
As the current, a direct current having a current density of about 0.2 to 20 A / dm 2 is used.
The voltage is about 5 to 300V, preferably about 20 to 100V. When a direct current is used, there is a proportional relationship that the thickness of the nonporous anodic oxide film formed by applying a voltage of 1 V is about 1.4 nm. In order to form, it is preferable to use an applied voltage in the above range.
In addition, from the viewpoint of a power supply device and the like, it is preferable to set the voltage to 100 V or less. In the method for producing a surface-treated aluminum material that is an embodiment of the present invention, a nonporous material having excellent adhesion even at such a low voltage. An anodized film can be formed.
Moreover, it is preferable that the total electrolysis time of all the electrolytic treatment steps k is about several seconds to 10 minutes.
(第1電解処理工程ka)
具体的には、まず、巻き出し機4にアルミニウム材料6をセットし、引き出しを開始する。引き出されたアルミニウム材料6は、搬送ロール3によって搬送される。
搬送された前記アルミニウム材料6について、第1電解処理槽1aで1回目の電解処理工程kaがなされる。電解液2aの液温は、Tkaに設定されている。その後、電解処理槽1aから引き上げられ、1回目の中断工程maがなされる。中断工程mにおける中断時間tは、1.5秒とされており、以下各中断工程における中断時間tも1.5秒とされている。
(First electrolytic treatment step ka)
Specifically, first, the aluminum material 6 is set in the unwinder 4 and the drawing is started. The drawn aluminum material 6 is conveyed by the
About the conveyed aluminum material 6, the 1st electrolytic treatment process ka is made | formed by the 1st
前記中断工程は、電解処理を中断する中断時間tが0.3秒以上である中断工程であるが、より好ましくは0.8秒以上である。前記中断工程を行うことにより、電解処理工程によって形成した無孔質陽極酸化皮膜の表面状態を安定化させ、無孔質陽極酸化皮膜の表面を改質する効果を向上させることができる。たとえば、アルミニウム材料6の表面の局部的な発熱、または電解質アニオンの濃化を均一化することにより、表面状態を安定化し、次の電解処理槽での電解が均一に行われるようにすることができる。
前記中断時間tが0.3秒未満の場合には、電解処理工程によって形成した無孔質陽極酸化皮膜の表面状態を安定化させることができず、欠陥部分を生じる場合がある。さらに、表面の一部に多孔質の酸化皮膜を形成する場合が発生する。
なお、前記中断時間tが30秒を超える場合は、中断の効果はそれほど向上せず、製造に要する時間が長くなるため、製造コスト、生産効率等の面から見て好ましくない。
The interruption step is an interruption step in which the interruption time t for interrupting the electrolytic treatment is 0.3 seconds or more, more preferably 0.8 seconds or more. By performing the interruption process, the surface state of the nonporous anodic oxide film formed by the electrolytic treatment process can be stabilized, and the effect of modifying the surface of the nonporous anodic oxide film can be improved. For example, local heat generation on the surface of the aluminum material 6 or concentration of the electrolyte anion is made uniform, so that the surface state can be stabilized and the electrolysis in the next electrolytic treatment tank can be performed uniformly. it can.
When the interruption time t is less than 0.3 seconds, the surface state of the nonporous anodic oxide film formed by the electrolytic treatment process cannot be stabilized and a defective portion may be generated. Furthermore, a case where a porous oxide film is formed on a part of the surface occurs.
When the interruption time t exceeds 30 seconds, the effect of interruption is not improved so much, and the time required for manufacturing becomes long, which is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost, production efficiency, and the like.
(第2電解処理工程kb)
さらに、前記中断工程maがなされたアルミニウム材料6について、第2電解処理槽1bで2回目の電解処理工程kbがなされた後、電解処理槽1bから引き上げられ、2回目の中断工程mbがなされる。電解液2bの液温は、Tkbに設定されている。
(Second electrolytic treatment process kb)
Further, the aluminum material 6 subjected to the interruption process ma is subjected to the second electrolytic treatment process kb in the second
(第3電解処理工程kc)
さらに、前記中断工程mbがなされたアルミニウム材料6について、第3電解処理槽1cで3回目の電解処理工程kcがなされた後、電解処理槽1cから引き上げられ、3回目の中断工程mcがなされる。電解液2cの液温は、Tkcに設定されている。
(Third electrolytic treatment step kc)
Further, the aluminum material 6 subjected to the interruption process mb is subjected to the third electrolytic treatment process kc in the third
(第4電解処理工程kd)
最後に、前記中断工程mcがなされたアルミニウム材料6について、第4電解処理槽1dで4回目の電解処理工程kdがなされた後、電解処理槽1dから引き上げられ、搬送ロール3によって搬送された後、巻き取り機5で巻き取られ、表面処理アルミニウム材料として製造される。電解液2dの液温は、Tkdに設定されている。
また、電解液2dは、リン酸塩水溶液に水酸化ナトリウムを添加し、pH9に調整されている。
(4th electrolytic treatment step kd)
Finally, after the fourth
In addition, the
(電解液2)
前記電解液2に用いる電解質としては、無孔質陽極酸化皮膜を生成する電解質であるホウ酸、ホウ酸塩(例えば、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸アンモニウム、四ホウ酸ナトリウム等)、リン酸塩(例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム等)、アジピン酸塩(例えば、アジピン酸アンモニウム)、フタル酸塩(例えば、フタル酸水素カリウム)、ケイ酸塩(例えば、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウムマグネシウム、メタケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム等)、安息香酸塩(例えば、安息香酸アンモニウム)、酒石酸塩(例えば、酒石酸アンモニウム、酒石酸カリウム、酒石酸カリウムナトリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸水素カリウム)、マロン酸塩(例えば、マロン酸エチル)、クエン酸塩(例えば、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム)などの群から選ばれる1種または2種以上の電解質を溶解した水溶液などを用いることができる。
前記電解質のなかでもリン酸塩、ケイ酸塩が、形成する無孔質陽極酸化皮膜の性状、リン酸アニオンやケイ酸アニオンが皮膜表面に結合して、密着性や耐食性を向上したり、製造コストなどの点で好ましい。
(Electrolytic solution 2)
Examples of the electrolyte used in the
Among the electrolytes, phosphates and silicates form non-porous anodic oxide coatings, phosphate anions and silicate anions bind to the coating surface, improve adhesion and corrosion resistance, and manufacture It is preferable in terms of cost.
電解液2は、pH9以上とすることが好ましい。より好ましくはpH10以上、さらに好ましくはpH11以上のアルカリ性電解液を用いることが望ましい。
電解液2としてpH9以上のアルカリ性電解液を用いた場合には、無孔質陽極酸化皮膜の表面に局部的な溶解を生じさせることができ、また、無孔質陽極酸化皮膜の表面に水酸基あるいは電解質成分からなる反応基を形成することができる。先に述べた局部的な溶解や、表面に形成された反応基は、塗装材料との密着性を高めることができる。
It is preferable that the
When an alkaline electrolyte having a pH of 9 or more is used as the
なお、pH9以上とした電解液2を用いる電解処理工程は、少なくとも1回あればよく、残りの電解処理工程においては、pH2〜12の電解液2を用いることができる。少なくとも1回このようなアルカリ性電解液で処理を行うことにより、前記表面改質効果を引き起こすことができるためである。なお、すべての電解処理工程において、このようなアルカリ性電解液を用いてもかまわない。
In addition, the electrolytic treatment process using the
また、pH13以上のアルカリ性電解液とすることは、無孔質陽極酸化皮膜の皮質溶解を著しくし、塗装材料との密着性を悪化させるので好ましくない。
なお、前記電解液2は、前記電解質を溶解した水溶液に水酸化ナトリウムなどを添加することにより、アルカリ性の電解液に調整することができる。
さらに、前記電解液2中の電解質濃度は、2質量%から使用する電解質の飽和濃度の範囲内で選ぶことができる。
Moreover, it is not preferable to use an alkaline electrolyte having a pH of 13 or higher because the cortical dissolution of the nonporous anodic oxide film will be remarkable and the adhesion to the coating material will be deteriorated.
The
Furthermore, the electrolyte concentration in the
(低温−高温電解処理プロセス)
前半の電解処理工程が電解液2の液温を45℃未満とする低温電解処理工程であり、その後の電解処理工程が電解液2の液温を45℃以上とする高温電解処理工程であるプロセスを、低温−高温電解処理プロセスと呼称する。
(Low temperature-high temperature electrolytic treatment process)
The first half of the electrolytic treatment process is a low temperature electrolytic treatment process in which the liquid temperature of the
前記前半の電解処理とは、たとえば、4つの電解処理槽のうち、第1電解処理槽を前半の電解処理槽としても良く、第2の電解処理槽を前半の電解処理槽としてもよく、第3の電解処理槽を前半の電解処理槽としても良い。
The first half electrolytic treatment is, for example, of the four electrolytic treatment tanks, the first electrolytic treatment tank may be the first half electrolytic treatment tank, the second electrolytic treatment tank may be the first half electrolytic treatment tank, The
前記低温−高温電解処理プロセスは、まず、電解液2の液温を45℃未満の液温で電解処理する低温電解処理工程を行い、アルミニウム材料6の表面に、接着性に優れた均一で緻密な無孔質陽極酸化皮膜を形成し、次に、電解液2の液温を45℃以上とする高温電解処理工程を行うことによって、無孔質陽極酸化皮膜の表面を局部的に溶解し、接着性に優れた表面とする。
また、前記高温電解処理工程は、前記皮膜の表面に水酸基あるいは電解質成分からなる反応基を形成することもできる。このような水酸基あるいは電解質成分からなる反応基は、接着性をさらに向上させる。
そのため、前記電解処理工程kの最終工程を、45℃以上とする高温電解処理工程とすることがより好ましい。
In the low temperature-high temperature electrolytic treatment process, first, a low temperature electrolytic treatment step is performed in which the
Moreover, the said high temperature electrolysis process process can also form the reactive group which consists of a hydroxyl group or an electrolyte component on the surface of the said membrane | film | coat. Such a reactive group comprising a hydroxyl group or an electrolyte component further improves the adhesion.
Therefore, it is more preferable that the final step of the electrolytic treatment step k is a high temperature electrolytic treatment step of 45 ° C. or higher.
前記低温電解処理工程の電解液2の液温は、20℃以上45℃未満の低温とすることが好ましく、20℃以上30℃以下がより好ましい。液温が20℃未満の場合には、電解液成分が析出する。
また、 前記高温電解処理工程の電解液2の液温は、45℃以上80℃未満の高温とすることが好ましく、60℃以上80℃未満がより好ましい。液温が80℃未満の場合には、前記電解液2が沸騰し、電解処理のための電解液2として使用できなくなるためである。
The liquid temperature of the
The liquid temperature of the
なお、前記低温−高温電解処理プロセスは、前記電解処理工程kの中に少なくとも1つあれば良く、前記電解処理工程kのどの段階であってもかまわない。
たとえば、Tka=30℃、Tkb=45℃、Tkc=45℃、Tkd=45℃のように最初の段階であってもかまわないし、Tka=30℃、Tkb=30℃、Tkc=45℃、Tkd=45℃のように中間の段階であってもかまわないし、Tka=30℃、Tkb=30℃、Tkc=30℃、Tkd=45℃のように最終の段階であってもかまわない。
The low temperature-high temperature electrolytic treatment process may be at least one in the electrolytic treatment step k, and may be at any stage of the electrolytic treatment step k.
For example, the initial stage may be T ka = 30 ° C., T kb = 45 ° C., T kc = 45 ° C., T kd = 45 ° C., T ka = 30 ° C., T kb = 30 ° C., There may be intermediate stages such as T kc = 45 ° C. and T kd = 45 ° C., such as T ka = 30 ° C., T kb = 30 ° C., T kc = 30 ° C., T kd = 45 ° C. It may be the final stage.
なお、前記低温−高温電解処理プロセスは、前記電解処理工程kの中に少なくとも1つあれば良く、2つ以上あってもかまわない。
たとえば、Tka=30℃、Tkb=45℃、Tkc=30℃、Tkd=45℃のように電解液2の液温を設定し、2つの低温−高温電解処理プロセスを有していてもかまわない。
The low temperature-high temperature electrolytic treatment process may be at least one in the electrolytic treatment step k, and may be two or more.
For example, the liquid temperature of the
なお、このようにして得られた表面処理アルミニウム材料について、さらに、前記製造方法を複数回行うことにより、表面状態をさらに改質した表面処理アルミニウム材料としても良い。
また、電解処理槽1の数に制限はない。たとえば、電解処理槽1の数を6つ以上として、前記製造方法を行ってもかまわない。
以下、本発明の実施形態の効果について説明する。
In addition, about the surface treatment aluminum material obtained in this way, it is good also as a surface treatment aluminum material which further modified the surface state by performing the said manufacturing method in multiple times.
Moreover, there is no restriction | limiting in the number of the
Hereinafter, effects of the embodiment of the present invention will be described.
本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法においては、まず、電解液の液温を45℃未満とする低温電解処理工程を行い、アルミニウム材料の表面に均一で緻密な無孔質陽極酸化皮膜を形成し、アルミニウム材料の表面を耐久性の高い表面とした後、電解液の液温を45℃以上とする高温電解処理工程を行い、前記無孔質陽極酸化皮膜の表面に局部的な溶解を生じさせるとともに、電解液の成分もしくは水酸基からなる反応基を形成し、接着性に優れた表面とする。これによって、耐久性に優れた均一で緻密な無孔質陽極酸化皮膜と、接着性に優れた表面層とからなる2層構造を形成することができる。 In the method for producing a surface-treated aluminum material according to an embodiment of the present invention, first, a low-temperature electrolytic treatment step in which the temperature of the electrolytic solution is less than 45 ° C. is performed, and a uniform and dense nonporous anode is formed on the surface of the aluminum material. After forming an oxide film and making the surface of the aluminum material a highly durable surface, a high-temperature electrolytic treatment step is performed in which the temperature of the electrolytic solution is 45 ° C. or higher, and the surface of the nonporous anodic oxide film is localized. And a reactive group composed of a component of the electrolytic solution or a hydroxyl group is formed to make the surface excellent in adhesiveness. As a result, a two-layer structure consisting of a uniform and dense nonporous anodic oxide film excellent in durability and a surface layer excellent in adhesiveness can be formed.
本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法は、電解処理工程を2回以上行う構成なので、多層の緻密で均一な無孔質陽極酸化皮膜を形成することができ、接着性を高め、その耐食性を向上させることができる。 Since the method for producing a surface-treated aluminum material according to an embodiment of the present invention is configured to perform the electrolytic treatment step twice or more, a multilayer dense and uniform non-porous anodic oxide film can be formed, and adhesion can be improved. , Its corrosion resistance can be improved.
本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法は、中断工程を行ってから電解処理工程を行う構成なので、無孔質陽極酸化皮膜の表面を改質する効果を向上させることができる。たとえば、アルミニウム材料の表面の局部的な発熱、または電解質アニオンの濃化を均一化することにより、表面状態を安定化し、次の電解処理槽での電解が均一に行われるようにすることができる。 Since the manufacturing method of the surface treatment aluminum material which is embodiment of this invention is the structure which performs an electrolytic treatment process after performing an interruption process, the effect which modifies the surface of a nonporous anodized film can be improved. For example, the local heat generation on the surface of the aluminum material or the concentration of the electrolyte anion can be made uniform, so that the surface state can be stabilized and the electrolysis in the next electrolytic treatment tank can be performed uniformly. .
本発明の実施形態である表面処理アルミニウム材料の製造方法は、電解液としてpH9以上のアルカリ性電解液を用いる構成なので、無孔質陽極酸化皮膜の表面に局部的な溶解を生じさせるとともに、水酸基もしくは電解質成分からなる反応基を形成することにより、接着性を高めることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
Since the method for producing a surface-treated aluminum material according to an embodiment of the present invention uses an alkaline electrolyte having a pH of 9 or more as an electrolyte, it causes local dissolution on the surface of the nonporous anodic oxide film, and a hydroxyl group or By forming a reactive group composed of an electrolyte component, the adhesiveness can be increased.
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited only to these examples.
(実施例1)
アルミニウム材料として幅1000mm、厚み0.3mmのJIS1100アルミニウム合金条を用い、液温50℃とした5%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、10秒間エッチング処理を行い、水で10秒間洗浄したのち、室温の5%硝酸水溶液を用いて、10秒間中和処理を行い、再び、水で10秒間洗浄する前処理を行なった。
Example 1
Using a JIS1100 aluminum alloy strip having a width of 1000 mm and a thickness of 0.3 mm as an aluminum material, using a 5% aqueous sodium hydroxide solution with a liquid temperature of 50 ° C., etching is performed for 10 seconds, and after washing with water for 10 seconds, room temperature is obtained. A 5% nitric acid aqueous solution was used for neutralization for 10 seconds, and a pretreatment was performed again with water for 10 seconds.
次いで、前記前処理を行ったアルミニウム合金条について、図1に示す製造装置を用いて3段階の電解処理を行い、無孔質陽極酸化皮膜を有する表面処理アルミニウム材料を得た。
前記3段階の電解処理においては、1回目の電解処理工程として電解液の液温を30℃とした低温電解処理工程を用い、2回目の電解処理工程として電解液の液温を30℃とした低温電解処理工程を用い、3回目の電解処理工程として電解液の液温を45℃の高温電解処理工程を用いた。
前記電解処理の条件として、各槽の電流密度は3A/dm2、上限電圧は100Vとした。また、中断工程における中断時間は、0.3秒とした。
なお、前記電解処理工程において用いた電解液は、2%リン酸ナトリウム水溶液であり、水酸化ナトリウムを含有させることによって電解液をpH3.0に調整した。
Next, the pretreated aluminum alloy strip was subjected to three-step electrolytic treatment using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 to obtain a surface-treated aluminum material having a nonporous anodized film.
In the three-stage electrolytic treatment, a low-temperature electrolytic treatment step in which the liquid temperature of the electrolytic solution is 30 ° C. is used as the first electrolytic treatment step, and a liquid temperature of the electrolytic solution is set to 30 ° C. in the second electrolytic treatment step. A low temperature electrolytic treatment step was used, and a high temperature electrolytic treatment step in which the temperature of the electrolytic solution was 45 ° C. was used as the third electrolytic treatment step.
As conditions for the electrolytic treatment, the current density of each tank was 3 A / dm 2 , and the upper limit voltage was 100V. The interruption time in the interruption process was set to 0.3 seconds.
The electrolytic solution used in the electrolytic treatment step was a 2% sodium phosphate aqueous solution, and the electrolytic solution was adjusted to pH 3.0 by containing sodium hydroxide.
このようにして得られた表面処理アルミニウム材料の無孔質陽極酸化皮膜の初期接着強度および空孔率を、以下のようにして調べた。 The initial adhesion strength and porosity of the non-porous anodic oxide film of the surface-treated aluminum material thus obtained were examined as follows.
(初期接着強度)
幅25mm、長さ150mm、厚み1mmの表面処理アルミニウム材料を2枚用意し、1枚の表面処理アルミニウム材料の表面に接着剤(EP190:商品名、セメダイン社製)を0.3g/m2塗布し、もう1枚の表面処理アルミニウム材料を長手方向に重ね合わせて接着し、6時間乾燥させた。
(Initial bond strength)
Two surface-treated aluminum materials having a width of 25 mm, a length of 150 mm, and a thickness of 1 mm are prepared, and an adhesive (EP190: trade name, manufactured by Cemedine) is applied to the surface of one surface-treated aluminum material at 0.3 g / m 2. Then, another surface-treated aluminum material was laminated and adhered in the longitudinal direction and dried for 6 hours.
前記サンプルの接着面が剥離する強度を、Tピール試験により測定し、初期接着強度を評価した。初期接着強度は、115MPaであった。 The strength at which the adhesive surface of the sample peeled was measured by a T peel test, and the initial adhesive strength was evaluated. The initial adhesive strength was 115 MPa.
(空孔率)
幅25mm、長さ150mm、厚み1mmの表面処理アルミニウム材料の無孔質陽極酸化皮膜の任意の表面を20箇所、5万倍の倍率で透過電子顕微鏡を用いて観察し、孔の面積率を測定した。空孔率は、0.3%であった。
(Porosity)
Observe any surface of a non-porous anodized film of surface-treated aluminum material with a width of 25 mm, a length of 150 mm, and a thickness of 1 mm using a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 and measure the area ratio of the holes did. The porosity was 0.3%.
(実施例2〜5)
実施例2〜5についても、実施例1と同様に実験を行った。
実施例1〜5の実験条件および実験結果を、表1に示す。なお、表1のNo.1〜5がそれぞれ、実施例1〜5に対応する。
(Examples 2 to 5)
For Examples 2 to 5, the same experiment as in Example 1 was performed.
Table 1 shows the experimental conditions and experimental results of Examples 1 to 5. In Table 1, No. 1 to 5 correspond to Examples 1 to 5, respectively.
表1から分かるように、実施例1〜5(表1のNo.1〜5)において、初期接着強度は115〜155MPaと、非常に優れた、実用レベルで実施可能な値を示した。
なお、前記実施例3〜5(表1のNo.3〜5)においては、高温電解処理工程の電解液の液温として、45℃と60℃の2つの温度を用いた。実施例2(表1のNo.2)と実施例3(表1のNo.3)を比較すれば分かるように、高温電解処理工程の電解液の液温を多段階にして行うことにより、初期接着強度が向上した。
As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 5 (Nos. 1 to 5 in Table 1), the initial adhesive strength was 115 to 155 MPa, which was a very excellent practical value.
In Examples 3 to 5 (Nos. 3 to 5 in Table 1), two temperatures of 45 ° C. and 60 ° C. were used as the temperature of the electrolytic solution in the high-temperature electrolytic treatment process. As can be seen from a comparison between Example 2 (No. 2 in Table 1) and Example 3 (No. 3 in Table 1), by performing the temperature of the electrolytic solution in the high-temperature electrolytic treatment step in multiple stages, Initial bond strength was improved.
(比較例1〜3)
比較例1〜3については、高温電解処理を行わなかった他は、実施例1と同様に実験を行った。
比較例1〜3の実験条件および実験結果を、表2に示す。なお、表2のNo.1〜3がそれぞれ、比較例1〜3に対応する。
(Comparative Examples 1-3)
About Comparative Examples 1-3, it experimented similarly to Example 1 except not having performed high temperature electrolytic treatment.
Table 2 shows experimental conditions and experimental results of Comparative Examples 1 to 3. In Table 2, No. 1 to 3 correspond to Comparative Examples 1 to 3, respectively.
表2から分かるように、高温電解処理を行わなかった比較例1〜3(表2のNo.1〜3)については、初期接着強度が55〜68MPaと、実用レベルでは使用することができない値を示した。 As can be seen from Table 2, for Comparative Examples 1 to 3 (No. 1 to 3 in Table 2) that were not subjected to high-temperature electrolytic treatment, the initial adhesive strength was 55 to 68 MPa, a value that cannot be used at a practical level. showed that.
なお、表1および表2の空孔率のデータが0.1〜0.7%であり、5%以下であることから分かるように、実施例1〜5(表1のNo.1〜5)および比較例1〜3(表2のNo.1〜3)で製造した表面処理アルミニウム材料の表面に形成した陽極酸化皮膜はすべて無孔質である。 As can be seen from the porosity data in Tables 1 and 2 being 0.1 to 0.7% and 5% or less, Examples 1 to 5 (Nos. 1 to 5 in Table 1). ) And Comparative Examples 1 to 3 (Nos. 1 to 3 in Table 2), all the anodized films formed on the surface of the surface-treated aluminum material are nonporous.
本発明は、接着を施すアルミニウム製品に好適に用いられる表面処理アルミニウム材料の製造方法に関するものであり、接着されるアルミニウム材料の下地処理を必要とする産業において利用可能性がある。 The present invention relates to a method for producing a surface-treated aluminum material that is suitably used for an aluminum product to be bonded, and is applicable to industries that require a base treatment of the aluminum material to be bonded.
1…電解処理槽、1a…第1電解処理槽、1b…第2電解処理槽、1c…第3電解処理槽、1d…第4電解処理槽、2…電解液、3…搬送ロール、4…巻き出し機、5…巻き取り機、6…アルミニウム材料、7…給電ロール、k…電解処理工程、ka…1回目の電解処理工程、kb…2回目の電解処理工程、kc…3回目の電解処理工程、kd…4回目の電解処理工程、m…中断工程、ma…1回目の中断工程、mb…2回目の中断工程、mc…3回目の中断工程、E1、E2、E3、E4…直流電源、C…不溶性の導電材料からなる陰極。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記電解処理工程は2回以上連続して行うものであり、
前記2回以上連続して行う電解処理工程は、電解液の液温を45℃未満とする低温電解処理工程と、電解液の液温を45℃以上とする高温電解処理工程とを含み、
前記低温電解処理工程と前記高温電解処理工程をこの順で連続して行う低温−高温電解処理プロセスを少なくとも1回行うことを特徴とする表面処理アルミニウム材料の製造方法。 In the method for producing a surface-treated aluminum material, a non-porous anodized film is formed on the surface of the aluminum material by performing an electrolytic treatment step of electrolyzing the aluminum material in an electrolytic solution.
The electrolytic treatment step is performed continuously twice or more,
The electrolytic treatment step that is continuously performed twice or more includes a low temperature electrolytic treatment step in which the liquid temperature of the electrolytic solution is less than 45 ° C., and a high temperature electrolytic treatment step in which the liquid temperature of the electrolytic solution is 45 ° C. or more .
A method for producing a surface-treated aluminum material, wherein the low-temperature high-temperature electrolytic treatment process in which the low-temperature electrolytic treatment step and the high-temperature electrolytic treatment step are successively performed in this order is performed at least once .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007272610A JP5149590B2 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Method for producing surface-treated aluminum material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007272610A JP5149590B2 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Method for producing surface-treated aluminum material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009097068A JP2009097068A (en) | 2009-05-07 |
JP5149590B2 true JP5149590B2 (en) | 2013-02-20 |
Family
ID=40700346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007272610A Expired - Fee Related JP5149590B2 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Method for producing surface-treated aluminum material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5149590B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113151877B (en) * | 2021-04-25 | 2022-03-22 | 攀钢集团研究院有限公司 | Preparation method of wear-resistant titanium alloy micro-arc oxidation coating |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4437946A (en) * | 1983-08-31 | 1984-03-20 | Sprague Electric Company | Stabilization of aluminum electrolytic capacitor foil |
JPS62207899A (en) * | 1986-03-10 | 1987-09-12 | Showa Denko Kk | Production of substrate for magnetic recording medium |
JPS62278294A (en) * | 1986-05-28 | 1987-12-03 | Showa Denko Kk | Production of substrate for magnetic recording medium |
JPH09176892A (en) * | 1995-12-20 | 1997-07-08 | Ricoh Co Ltd | Anodization method and device therefor |
-
2007
- 2007-10-19 JP JP2007272610A patent/JP5149590B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009097068A (en) | 2009-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2006123736A1 (en) | Corrosion resistance treatment method for aluminum or aluminum alloy | |
JP7319356B2 (en) | Continuous coil with thin anodized layer and system and method for its manufacture | |
JP5149591B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material | |
JP5149590B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material | |
JP2003342790A (en) | Surface treated aluminum material and thermoplastic resin-coated aluminum material | |
JP6352087B2 (en) | Surface-treated aluminum material and method for producing the same | |
JP5017050B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material | |
JP5143416B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material | |
JP3853702B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material | |
JP5352204B2 (en) | Surface-treated aluminum material for vacuum equipment | |
JP5074145B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material and apparatus for producing surface-treated aluminum material | |
JP5144206B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material | |
JP5912575B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum plate with excellent workability | |
JP4455192B2 (en) | Thermoplastic resin coated aluminum plate | |
JP5073287B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material and apparatus for producing surface-treated aluminum material | |
JP5014782B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material and apparatus for producing surface-treated aluminum material | |
JP2002155397A (en) | Thermoplastic resin-coated aluminum sheet, and molding thereof | |
JP5086688B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum | |
JP5014781B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material and apparatus for producing surface-treated aluminum material | |
JP2003073853A (en) | Surface treated aluminum material superior in corrosion resistance, and manufacturing method therefor | |
JP5173185B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material | |
JP5073288B2 (en) | Method for producing surface-treated aluminum material and apparatus for producing surface-treated aluminum material | |
KR102722042B1 (en) | Electrolytic processing of metal substrates | |
JP2010229555A (en) | Electrochemical method for forming inorganic coating layer on surface of copper material | |
JP4376475B2 (en) | Surface-treated aluminum material excellent in adhesiveness and method for producing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100929 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120828 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121025 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121113 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121130 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5149590 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |