(57)【要約】【課題】金属の化成処理において、外観悪化という問題を生じることがなく、表面に塗膜を有する被処理物を化成処理した場合でも良好な外観を得ることができる化成処理方法を提供する。【解決手段】少なくとも１回の酸洗処理工程を有する金属の化成処理方法であって、酸洗処理工程は、オーバーフロー堰を備えてなる酸洗処理槽、オーバーフロー堰によって排出された酸洗液を上記酸洗処理槽の底部から補充するよう循環させる循環流路及び上記循環流路の経路中に設けられた酸洗液浄化手段からなる酸洗処理装置を使用して処理を行うものであり、酸洗処理槽は、酸洗液を上記循環流路中に循環させながら酸洗処理を行うものである金属の化成処理方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１回の酸洗処理工程を有する金属の化成処理方法であって、
酸洗処理工程は、
オーバーフロー堰を備えてなる酸洗処理槽、オーバーフロー堰によって排出された酸洗液を前記酸洗処理槽の底部から補充するよう循環させる循環流路及び前記循環流路の経路中に設けられた酸洗液浄化手段からなる酸洗処理装置を使用して処理を行うものであり、
酸洗処理槽は、酸洗液を前記循環流路中に循環させながら酸洗処理を行うものである
ことを特徴とする金属の化成処理方法。
【請求項２】
化成処理は、ジルコニウム及び／又はチタニウム処理である請求項１記載の金属の化成処理方法。
【請求項３】
金属は、表面に塗膜を有するものである請求項１又は２記載の金属の化成処理方法。
【請求項４】
金属は、アルミニウムである請求項１、２又は３記載の金属の化成処理方法。
【請求項５】
化成処理方法は、脱脂処理工程、水洗工程、酸洗処理工程、水洗工程、化成処理工程及び水洗工程をこの順で行うものである請求項１、２、３又は４記載の金属の化成処理方法。
【請求項６】
少なくとも１つの酸洗処理手段を有する金属の化成処理装置であって、
酸洗処理手段は、オーバーフロー堰を備えてなる酸洗処理槽、オーバーフロー堰によって排出された酸洗液を前記酸洗処理槽の底部から補充するよう循環させる循環流路及び前記循環流路の経路中に設けられた酸洗液浄化手段からなる酸洗処理装置
であることを特徴とする金属の化成処理装置。
【請求項７】
化成処理装置は、脱脂処理手段、脱脂後水洗手段、酸洗処理手段、酸洗後水洗手段、化成処理手段及び化成後水洗手段を備えてなる請求項６記載の金属の化成処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の化成処理方法及び化成処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミホイール等の金属成形物は、一般的に、表面に付着している油分を除去するための脱脂処理、後工程である化成処理における化成皮膜の形成を良好に行うための表面調整処理、及び、耐食性や塗膜密着性を向上させる化成処理という一連の塗装前処理工程が行われた後、塗装されている。このような塗装前処理工程における化成処理としては、クロメート処理による処理が広く使用されてきた。
【０００３】
近年、脱クロム化の動きから、ジルコニウムイオン及び／又はチタニウムイオン、並びに、フッ素イオンを含有する化成処理反応液による化成処理が使用されるようになってきている（特許文献１、特許文献２等）。アルミホイールに対してこのようなノンクロム化成処理による化成処理を行った後、ついで塗装を行った場合、アルミニウムホイールの材質によってはノンクロメート処理においては見られなかった塗膜の外観悪化を生じる場合がある。
【０００４】
また、被塗物の種類によっては、一旦、化成処理及び塗装を行った後で塗装不良と判断されたものは、再度酸洗、化成処理、塗装という工程を繰返す場合がある。また、高度の意匠性を得るために、塗装を行った後で再度切削加工を行うこともあるが、このような場合にも表面に塗膜を有する被塗物に対して再度酸洗、化成処理、塗装という工程を繰返す場合がある。このような場合には、最初の酸洗、化成処理、塗装工程によって形成された塗膜が存在する被塗物に対して酸洗、化成処理、塗装という工程が行われることとなる。この場合に、再塗装塗膜において外観悪化を顕著に生ずる。
【０００５】
例えば、アルミホイールの塗装工程においては、化成反応処理を行った後に塗装を行うことによって塗装工程を完了するものもあれば、化成反応処理→塗装→切削→化成反応処理→塗装という工程や、化成反応処理→塗装→修正→化成反応処理→塗装という工程を経て塗装工程が完了するもの等がある。このため、塗膜を有するアルミホイールのような被処理物を再度、酸洗処理、化成処理、及び、塗装を行った場合には、上述したような再塗装塗膜の外観悪化を特に生じやすいものであった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８２２５１号公報
【特許文献２】特開平８−１７６８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記に鑑み、金属の化成処理において、外観悪化という問題を生じることがなく、表面に塗膜を有する被処理物を化成処理した場合でも良好な外観を得ることができる化成処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、少なくとも１回の酸洗処理工程を有する金属の化成処理方法であって、酸洗処理工程は、オーバーフロー堰を備えてなる酸洗処理槽、オーバーフロー堰によって排出された酸洗液を上記酸洗処理槽の底部から補充するよう循環させる循環流路及び上記循環流路の経路中に設けられた酸洗液浄化手段からなる酸洗処理装置を使用して処理を行うものであり、酸洗処理槽は、酸洗処理液を上記循環流路中に循環させながら酸洗処理を行うものであることを特徴とする金属の化成処理方法である。
【０００９】
上記化成処理は、ジルコニウム及び／又はチタニウム処理であることが好ましい。
上記金属は、表面に塗膜を有するものであることが好ましい。
上記金属は、アルミニウムであることが好ましい。
上記化成処理方法は、脱脂処理工程、水洗工程、酸洗処理工程、水洗工程、化成処理工程及び水洗工程をこの順で行うものであることが好ましい。
【００１０】
本発明は、少なくとも１つの酸洗処理手段を有する金属の化成処理装置であって、酸洗処理手段は、オーバーフロー堰を備えてなる酸洗処理槽、オーバーフロー堰によって排出された酸洗液を上記酸洗処理槽の底部から補充するよう循環させる循環流路及び上記循環流路の経路中に設けられた酸洗液浄化手段からなる酸洗処理装置であることを特徴とする金属の化成処理装置でもある。
上記化成処理装置は、脱脂処理手段、脱脂後水洗手段、酸洗処理手段、酸洗後水洗手段、化成処理手段及び化成後水洗手段を備えてなるものであることが好ましい。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明は、化成処理方法において生じる上述したような問題について検討し、その結果、酸洗処理槽の清浄化を図ることが重要であることを見出し、これによって本願発明を完成したものである。
【００１２】
すなわち、上述した外観悪化という問題は、化成処理において行われる複数の処理工程のうちで、酸洗処理工程を原因として生じるものであり、酸洗処理工程において処理液の清浄化を図ることによって改善されるのであることを見出すことによって本発明は完成されたものである。上記酸洗処理は、従来のクロメート処理においては必須の工程ではなかったが、ノンクロメート処理においては必須工程であることから、このような問題が生じるようになったものであると推測される。ノンクロメート処理における酸処理工程においては、ショット、切削、液体ホーニング処理によって生じた金属微粉が洗浄、除去されるものである。このような金属微粉は、酸洗処理における金属と酸との反応によって発生した水素によって浮上し、界面付近に蓄積される。また、上記金属微粉は、離型剤や切削加工油によって汚染されていることから、酸洗処理槽中には上記油分が混入し、酸洗処理液の界面付近に油膜を形成する。上記酸洗処理槽の汚染物質が酸洗時に被塗物表面に付着し、塗膜外観の悪化原因となる。特に、表面に塗膜を有する被塗物を上記汚染された酸洗処理液によって処理した場合、有機塗膜上に付着した油分は、有機塗膜を有さない金属被処理物表面に付着した油分とは異なり、水洗のみによって容易に除去することができない。このため、表面に塗膜を有する被処理物の場合は、特に上記問題が顕著なものとなるのである。
【００１３】
本発明の化成処理方法において使用する酸洗処理装置は、オーバーフロー堰を備えてなる酸洗処理槽、オーバーフロー堰によって排出された酸洗液を上記酸洗処理槽の底部から補充するよう循環させる循環流路及び上記循環流路の経路中に設けられた酸洗液浄化手段からなるものである。すなわち、上記オーバーフロー堰から処理液の一部を排出し、循環流路中に設けられた酸洗液浄化手段により金属微粉、油分等の汚染成分を除去し、これによって上述したような問題を改善するものである。
【００１４】
図１に本発明の化成処理方法において使用する酸洗処理装置の一例を模式図として示したので、以下、これに基づいて本発明を説明する。なお、本発明は、図１に示された酸洗処理装置を有するものに限定されるものではない。
【００１５】
オーバーフロー堰２は、酸洗処理槽１の上部に設けられ、界面付近の処理液を酸洗処理槽１の外に排出するための堰である。上記オーバーフロー堰１の形状は特に限定されないが、効率よく界面付近の汚染物質を除去することができる点から、三角堰であることが特に好ましい。
【００１６】
上記酸洗処理装置においては、金属を酸によって処理するものであることから水素が発生し、これによって金属由来の固形の不純物は界面付近に浮上する。更に、酸洗処理槽１中の油分も浴表面に浮上するものである。このため、上記オーバーフロー堰２によって酸洗処理槽１の界面付近から酸洗処理液の一部をオーバーフローさせ、これを浄化して浴に戻すことが、酸洗処理液の清浄化を図る上で最も効率的な方法となるのである。
【００１７】
本発明の化成処理方法において使用する酸洗処理装置は、オーバーフロー堰２から排出された酸洗液を上記酸洗処理槽１の底部から補充するよう循環させる循環流路を備えてなるものである。すなわち、上記オーバーフロー堰２から排出された酸洗処理液を廃棄するのではなく、浄化処理を行って上記汚染物質を除去し、再度酸洗処理槽１に戻す。このような機能を有する酸洗処理装置を使用することによって、化成処理工程を行うことによって発生する排出物を低減することができる。
【００１８】
上記循環流路は、酸洗処理液を再度酸洗処理槽１に戻す際、上記酸洗処理槽１の底部から補充するように設置されたものである。すなわち、酸洗処理液を浴の界面付近から排出するものであることから、底部から浄化処理後の酸洗処理槽１に戻すことによって、効率よく酸洗処理槽１中の酸洗処理液を循環させ、酸洗処理液中の汚染成分を浴外に排出することができる。また、酸洗処理槽１内の酸洗処理液が効率よく循環することから、浴内の組成、温度の均一性を保つことができ、更に、汚染物質を効率よく界面付近まで浮上させるという観点からみても好ましいものである。
【００１９】
なお、底部から補充するとは、底部又はその近傍から補充することを意味するものであり、効率よく酸洗処理液を循環させることができる程度に酸洗処理槽１の底部に近い位置から酸洗処理液を補充するものである。
【００２０】
上記循環流路は、上記オーバーフロー堰２から留出した酸洗処理液を循環させる機能を有することがが必要である。このため、循環流路内を酸洗処理液が好適に循環するように、循環手段を流路中に有するものであることが好ましい。上記循環手段としては、特に限定されず、例えば、ポンプ６等を挙げることができる。
【００２１】
上記循環流路の経路中に設けられた酸洗液浄化手段３は、酸洗液中に含まれる金属微粉等の不溶性固体、油等の汚染物質を除去することができる浄化手段である。上記酸洗液浄化手段３は、浴中で発生する汚染物質の種類に応じて選択することができるものであり、例えば、吸着フィルター４、吸着マット５を備えてなる酸洗液浄化槽等を挙げることができる。上記酸洗液浄化槽においては、上記吸着フィルター４、吸着マット５を酸洗液浄化手段として使用することができ、これらのうちの一方のみを使用するものであっても、２種以上を併用して使用するものであってもよい。浄化効率の点からみて、上記酸洗液浄化槽においては、吸着フィルター４及び吸着マット５を併用するものであることが好ましい。
【００２２】
上記吸着フィルター４は、被処理液を通過させることによって、汚染物質を除去することができるものである。上記吸着フィルター４は、上記汚染物質を含んだ酸洗処理液が通過中に上記汚染物質が吸着され、酸洗処理液による吸着フィルター４自体の腐蝕等の問題を生じないものである限り特に限定されないが、表面積が大きく、多量の上記汚染物質を吸着することができる点から、不織布、樹脂発泡体等のように、体積に対する表面積が大きいものであることが好ましい。更に、耐酸性を有する合成繊維からなる不織布であることが好ましい。上記不織布からなる吸着フィルター４は、水による洗浄によって吸着した汚染物質を簡便に除去して再利用することができる点でも好ましいものである。
【００２３】
市販の上記吸着フィルター４としては特に限定されず、例えば、ポリエステル／モダクリル系の不織布であるフィレドンフィルター（商品名、日本バイリーン社）、塩化ビニリデン系の不織布であるサランロックフィルター（商品名、旭化成社）等を挙げることができる。
【００２４】
上記不織布を吸着フィルター４として使用する場合、不織布の厚みは１０〜１００ｍｍであることが好ましい。１０ｍｍ未満であると、上記汚染物質を充分に除去できないおそれがある。１００ｍｍを超えると、フィルターの圧が上昇するため、処理効率が低下するおそれがある。
【００２５】
上記吸着マット５は、酸洗液浄化手段の浄化槽上に浮かばせることによって、浄化槽において浮遊している油等の汚染物質を吸着し、酸洗処理液を浄化する機能を有するものである。上記吸着マット５としても、上記吸着フィルター４と同様に不織布、発泡体等を使用することができ、不織布であることがより好ましい。市販の不織布としては、例えば、ポリプロピレン製不織布であるＴ−１５１Ｊ（商品名  住友スリーエム）等を使用することができる。
【００２６】
上記酸洗処理手段は、上記循環流路中に熱交換手段７を有するものであってもよい。上記酸洗処理は、通常、４０℃程度で行うことが好ましいものであるから、処理液を上記温度範囲になるように、加熱しながら行うことが好ましい。上記循環流路中に熱交換手段７を設けることによって酸洗処理液の温度を管理すると、効率よく酸洗処理液を加熱することができ、かつ、加温された酸洗処理液が浴の底部から供給されるために、浴中の酸洗処理液が好適に循環し、浴内の濃度、温度を均一に保つことができる点で好ましい。
【００２７】
本発明の処理方法において、酸洗処理工程は、酸洗処理液を上記循環流路中を循環させながら酸洗処理を行うものである。すなわち、常に酸洗処理槽１の酸洗処理液を浄化処理しながら処理を行うものである。被処理物の酸洗処理を連続的に行うことによって、常に新たな汚染物質が酸洗処理槽１中に混入するものであるから、連続的にこれを除去しながら処理を行うことが必要とされる。
【００２８】
上記循環は、酸洗処理槽１における酸洗処理液の上昇流が１〜１０ｃｍ／分になるように循環を行うことが望ましい。上昇流が１０ｃｍ／分を超えて過度になると、酸洗処理槽内における処理液の液面高さが三角堰を超えるようになり、酸洗処理槽内液の汚染物質が界面付近に滞留するおそれがあり、また、酸洗廃液の浄化の負荷が高まる問題を生じるおそれがある。上昇流が１ｃｍ／分未満になると、油などで汚染された酸洗処理液が、オーバーフロー堰より排出される量が減じるため、汚染物質が酸洗処理槽の界面付近に滞留するおそれがある。
【００２９】
上記酸洗処理は、酸によって金属表面を洗浄する工程である。例えば、被処理物がアルミニウム又はアルミニウム合金基材である場合には上記基材の表面の汚れや酸化膜を除去するためのものである。上記酸洗処理は、アルミニウム又はアルミニウム合金基材の処理である場合は、第２鉄イオン０．０１〜５．０ｇ／Ｌ及び硫酸を含んでなるｐＨ０．６〜２．０の酸性溶液で行うことが好ましい。上記第２鉄イオンは、上記酸性溶液中において、硫酸によるアルミニウムのエッチングを促進する役割を果たすものである。
【００３０】
上記第２鉄イオンの含有量は、上記酸性溶液中、０．０１〜５．０ｇ／Ｌであることが好ましく、０．１〜１．０ｇ／Ｌであることがより好ましい。０．０１ｇ／Ｌ未満であると、エッチング速度の促進効果が小さく、エッチング不足を生じるおそれがあり、５．０ｇ／Ｌを超えると、アルミニウムの表面を不当にエッチングすることになるので、上記範囲が特に好ましい。
【００３１】
上記第２鉄イオンの供給源としては特に限定されず、例えば、Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3 、Ｆｅ（ＮＯ3 ）3 、Ｆｅ（ＣｌＯ4 ）3 等の水溶性第２鉄塩；ＦｅＳＯ4 、Ｆｅ（ＮＯ3 ）2 等の水溶性第１鉄塩等を挙げることができる。なかでも、硫酸イオンを提供することができるＦｅ2 （ＳＯ4 ）3 、ＦｅＳＯ4 を用いることが好ましい。
【００３２】
上記第２鉄イオンの供給源として、上記水溶性第１鉄塩を使用する場合には、上記水溶性第１鉄塩を配合した酸性水溶液に当量の酸化剤を添加し、必要量の第１鉄イオンを第２鉄イオンに酸化してから用いることが好ましい。
【００３３】
上記硫酸の含有量は、上記酸性溶液中、硫酸イオンとして５．０〜５０．０ｇ／Ｌが好ましく、０．１〜１．０ｇ／Ｌであることがより好ましい。５．０ｇ／Ｌ未満であると、アルミニウムの表面のエッチングが不充分となり、５０．０ｇ／Ｌを超えると、アルミニウムの表面を不当にエッチングすることとなる。
【００３４】
上記硫酸イオンの供給源としては特に限定されず、例えば、Ｈ2 ＳＯ4 、Ｆｅ2（ＳＯ4 ）3 、ＦｅＳＯ4 等を挙げることができる。
【００３５】
上記酸性溶液は、ｐＨ０．６〜２．０であることが好ましい。ｐＨ０．６未満であると、非処理物金属の表面を不当にエッチングすることとなり、２．０を超えると、非処理物金属の表面のエッチング速度が極端に低下するので、上記範囲に限定される。上記ｐＨの調整は、上記硫酸イオンの供給源であるＨ2 ＳＯ4 で行うことが好ましい。上記酸性溶液には、必要に応じて、フッ素イオン、界面活性剤等を添加してもよい。
【００３６】
上記酸洗は、一般に、処理温度３０〜７５℃、好ましくは、３５〜４５℃、処理時間１〜５分、好ましくは、３分程度で行うことが好ましい。上記酸洗の方法としては特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法等を挙げることができ、浸漬法に特に好適に適用することができる。上述したような塗膜外観の悪化という問題は、浸漬法による処理の場合に特に顕著である。これは、浸漬処理の場合、酸洗処理を終えた被処理物は酸洗処理浴から出る際に、上記汚染物質が蓄積した酸洗処理浴界面を通過する。これによって被処理物は表面に塗膜汚れを生じやすくなる。従って、本発明の方法は、浸漬による酸洗処理を行う場合に特に好適に使用することができる。
【００３７】
本発明は、上記酸洗処理工程を有する金属の化成処理方法であって、上記酸洗処理工程を有するものであれば、その他の工程は任意の工程によって行うことができる。特に、ジルコニウム及び／又はチタニウム処理に対して適用することが好ましい。ジルコニウム及び／又はチタニウムによって処理される金属の種類は特に限定されないが、例えば、アルミニウム基材、アルミニウム系合金基材等を挙げることができる。これらの基材からなるアルミホイールの処理において、本発明は特に好適に適用することができる。
【００３８】
上記ジルコニウム及び／又はチタニウム処理によって処理することができるアルミニウム基材としては、特に限定されず、例えば、アルミホイール等を挙げることができる。上記ジルコニウム及び／又はチタニウム処理は、耐食性、密着性を有する塗膜が得られるのみならず、表面の光輝性を保持することができるので、外観に光沢が要求されるアルミホイールに好適に適用することができるものである。なお、以下において、アルミニウム基材は、アルミニウム合金基材（例えば、ＡＣ４、ＡＣ４ＣＨ等）をも包含するものである。
【００３９】
ジルコニウム及び／又はチタニウムイオン含有化成反応処理液によって処理する一般的な方法においては、例えば、脱脂工程→水洗工程→酸洗工程→水洗工程→化成処理工程→水洗工程という工程に従って順次被処理物を処理することができる。上述したような方法によってジルコニウム及び／又はチタニウムイオン含有化成処理を行う場合に本発明を適用する場合は、第３工程において上述した酸洗処理工程によって処理を行うものである。
【００４０】
ジルコニウムイオン及び／又はチタニウムイオン含有化成処理反応液によるアルミニウム金属からなる被処理物の処理方法（以下これを単に「ジルコニウム及び／又はチタニウム処理」と記す）化成処理反応は、特開２０００−２８２２５１、特開平６−３２０５４５号公報等に記載されている。
以下に、本発明によって特に好適に化成処理を行うことができるジルコニウム及び／又はチタニウム処理によるアルミニウムの表面処理について詳述する。
【００４１】
上記アルミニウム基材は、上述した酸洗処理を行う前に必要に応じて、脱脂処理が施されることが好ましい。上記脱脂処理としては特に限定されず、アルカリ脱脂洗浄等の通常のアルミニウム基材の処理に用いられている方法で行うことができる。上記脱脂処理の方法としては特に限定されないが、脱脂を効果的に行うために、浸漬法で行うことが好ましい。
【００４２】
上記脱脂の処理が施されたアルミニウム基材又はアルミニウム合金基材は、通常、上記アルカリ脱脂溶液を後の工程へ持ち込まないために水洗される。上記水洗の方法としては特に限定されず、一般に金属の表面処理に用いられている方法で行うことができる。
【００４３】
上記酸洗の処理が施されたアルミニウム基材又はアルミニウム合金基材は、通常、上記酸性溶液を後の工程へ持ち込まないために水洗される。上記水洗の方法としては特に限定されず、一般に金属の表面処理に用いられている方法で行うことができる。
【００４４】
上記ジルコニウム及び／又はチタニウム処理において、上記アルミニウム基材は、上記酸洗の工程の後、ジルコニウムイオン及び／又はチタニウムイオン並びにフッ素イオンを含んでなる化成反応処理液で処理されるものであることが好ましい。上記ジルコニウム及び／又はチタニウム処理において、ジルコニウムイオン及び／又はチタニウムイオンは０．０１〜０．１２５ｇ／Ｌであることが好ましく、フッ素イオンは０．０１〜０．５ｇ／Ｌであることが好ましく、ｐＨ１．５〜４．０であることが好ましい。上述した範囲に各成分を管理するために、上述した本発明の方法を用いるものである。上記ジルコニウム及び／又はチタニウム処理は、更に、リン酸イオンを含有してなる化成反応処理液を使用するものであってもよい。上記リン酸イオンは、０．０１〜１．０ｇ／Ｌの濃度範囲内に管理されることが好ましい。
【００４５】
上記ジルコニウムイオン又はチタニウムイオンは、上記化成反応処理液における皮膜形成成分である。上記ジルコニウムイオン又はチタニウムイオンの含有量は、上記化成槽における化成反応処理液中で、０．０１〜０．１２５ｇ／Ｌに管理されることが好ましい。０．０１ｇ／Ｌ未満であると、形成される皮膜の重量が不足し、耐食性等の性能が不充分となり、０．１２５ｇ／Ｌを超えると、形成される皮膜の重量が多くなるために、皮膜が厚膜となり、アルミニウム基材やアルミニウム合金基材の光輝性が損なわれるので、上記範囲に限定されることが好ましい。
【００４６】
上記ジルコニウムイオンの供給源としては特に限定されず、例えば、フルオロジルコネート、フルオロジルコネート酸等の可溶性フルオロジルコネート；（ＮＨ4 ）2 ＺｒＦ6 ；アルカリ金属フルオロジルコネート；フッ化ジルコニウム等を挙げることができる。
【００４７】
上記チタニウムイオンの供給源としては特に限定されず、例えば、フルオロチタネート、フルオロチタネート酸等の可溶性フルオロチタネート；（ＮＨ4 ）2 ＴｉＦ6 ；アルカリ金属フルオロチタネート；フッ化チタン等を挙げることができる。
【００４８】
上記フッ素イオンは、上記化成反応処理液において、アルミニウムのエッチング剤としての役割を果たすものである。上記フッ素イオンの含有量は、上記化成反応処理液中、０．０１〜０．５ｇ／Ｌに管理することが好ましい。０．０１ｇ／Ｌ未満であると、アルミニウム基材やアルミニウム合金基材の表面のエッチングが不充分となって、形成される皮膜の重量が不足し、０．５ｇ／Ｌを超えると、アルミニウム基材やアルミニウム合金基材の表面を不当にエッチングすることになり、該基材の表面が霜に覆われたようなにぶい状態のものとなるので、上記範囲内に維持することが好ましい。
【００４９】
上記フッ素イオンの供給源としては、上記化成反応処理液に可溶であり、アルミニウムと錯体を形成することができ、かつ、上記化成処理に対して反作用の効果を呈しないものであれば特に限定されず、例えば、フッ化水素酸、フッ化水素酸塩、フッ化硼素酸等を挙げることができる。なお、上記フッ素イオンの供給源として、上述したジルコニウム又はチタンの錯体を用いる場合には、生成するフッ素イオンの量が不充分であるので、上記フッ素化合物を併用することが望ましい。
【００５０】
上記リン酸イオンを含有する化成反応処理液を使用する場合、上記リン酸イオンの供給源としては特に限定されず、例えば、リン酸、リン酸アンモニウム、リン酸アルカリ金属塩等の酸溶液に可溶なリン酸化合物等を挙げることができる。なお、上記リン酸イオンの供給源としては、オルトリン酸を用いるのが望ましいが、メタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、次リン酸、これらの塩を使用してもよい。
【００５１】
上記リン酸イオンの含有量は、上記化成反応処理液中、０．０１〜１．０ｇ／Ｌに管理されることが好ましい。０．０１ｇ／Ｌ未満であると、形成される皮膜の重量が不足し、耐食性等の性能が不充分となり、１．０ｇ／Ｌを超えると、皮膜が厚膜となりすぎるので、上記範囲に限定することが好ましい。
【００５２】
上記化成反応処理液のｐＨは、１．５〜４．０の範囲内に管理されるものであることが好ましい。ｐＨが１．５未満であると、アルミニウム基材やアルミニウム合金基材の表面を不当にエッチングすることになり、４．０を超えると、アルミニウム基材やアルミニウム合金基材の表面のエッチングが不充分となるので、上記範囲に管理することが好ましい。ｐＨ２．６〜３．５の範囲内に管理することがより好ましい。
【００５３】
上記化成反応処理液のｐＨの調整は、硝酸、水酸化アンモニウム；過塩素酸、硫酸等の上記化成処理に対して悪影響を与えない酸又は塩基を用いて行うのが好ましい。なお、硫酸を用いた場合、上記化成反応処理液のｐＨは、２以上が好ましい。
【００５４】
上記化成反応処理において形成される皮膜の重量は、５〜５０ｍｇ／ｍ2 が好ましい。５ｍｇ／ｍ2 未満であると、耐食性等の性能が不充分であり、５０ｍｇ／ｍ2を超えると、厚膜になりすぎてアルミニウムの光輝性が損なわれるおそれがあるだけでなく、かえって耐食性に劣る場合がある。
【００５５】
上記化成処理は、形成される皮膜の重量が上記範囲となるように行えばよい。一般的には、処理温度３５〜４５℃、処理時間３０秒から２分で行うのが好ましい。上記化成処理の方法としては特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法等を挙げることができる。
【００５６】
上記ジルコニウム及び／又はチタニウム処理を行った後、上記アルミニウム基材又はアルミニウム合金基材は、上記化成処理の後、水洗、乾燥され、塗装されるものであってもよい。上記塗装としては、塗膜との密着性を向上させることができる点からみて、粉体塗装が好ましい。
【００５７】
上述した処理手段を有し、上述した本発明の金属の化成処理方法を行うことができる金属の化成処理装置も本発明の一部である。これによって、効率よく外観悪化を生じることなく金属の化成処理を行うことができるものである。
【発明の効果】
【００５８】
本発明は上述したようなものであるから、外観悪化を生じることがなく、表面に塗膜を有する非処理物を化成処理した場合であっても最終製品の外観悪化を生じることがなく、良好な外観を得ることができるという優れた効果を有するものである。
【実施例】
【００５９】
以下本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
脱脂工程→水洗工程→酸洗工程→水洗工程→化成処理工程→水洗工程という処理工程によって化成処理を行うジルコニウム系化成処理において、酸洗手段として、図１に示した酸洗手段を使用した。吸着フィルターとしては、サランロックフィルター（商品名、旭化成社製）を使用し、吸着マット５としては、Ｔ−１５１Ｊ（商品名、住友スリーエム社製）を使用し、流速６００Ｌ／分で液を循環し、酸洗槽内酸洗液の上昇流５ｃｍ／分、液温４０℃に保ちながら反応を行った。酸洗処理液は、硫酸１００００〜２００００ｍｇ／Ｌ、硝酸１０００〜２０００ｍｇ／Ｌ、アルミニウム５００未満、鉄５００未満の組成を維持するように管理しながら処理を行った。また、化成処理においては、ジルコニウム系化成処理剤が、下記表１に示した組成を維持するようにして処理を行った。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
被処理物としては、成形後に一旦化成処理反応を行い、下塗り塗装、乾燥を行い、不具合箇所の修正を行ったため、被処理物表面の一部のみにおいて化成処理反応が必要なアルミホイールを設置した。本実施例によって化成処理を行ったところ、８時間連続的に処理したところ、処理を行ったアルミホイールの外観悪化を生じることがなかった。また、酸洗処理槽を目視観察したところ、汚染物質の量は少なく、酸洗処理による問題が生じていないことが明らかになった。
【００６２】
比較例として、図１に示したような汚染物質除去手段を有さない通常の酸洗槽を使用して処理を行った。比較例によって化成処理を行ったところ、１時間連続的に処理した頃からアルミホイールの外観悪化を生じはじめた。更に、外観悪化を生じ始めた時点で酸洗処理槽を目視観察したところ、汚染物質の浮遊が認められ、酸洗槽中の酸洗処理液の汚染によってアルミホイールの外観悪化を生じていることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の金属の化成処理方法及び化成処理装置は、アルミホイール等において、最初の酸洗、化成処理、塗装工程によって形成された塗膜が存在する被塗物に対して酸洗、化成処理、塗装という工程を行う場合に特に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の金属の化成処理方法に使用する化成処理装置における酸洗処理装置の一例を表す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１．酸洗処理槽
２．オーバーフロー堰
３．酸洗液浄化手段
４．吸着フィルター
５．吸着マット
６．ポンプ
７．熱交換器
【図１】
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