(57)【要約】【課題】アルミニウムまたはアルミニウム合金素材とめっき皮膜の密着性を良好に維持しながら、めっき皮膜の耐食性を向上させることができる、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法を提供する。【解決手段】アルミニウムまたはアルミニウム合金素材に脱脂処理およびエッチング処理を施した後、素材を硝酸溶液に浸漬して第１回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第１回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第２回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第２回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第３回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第３回目のジンケート処理を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムまたはアルミニウム合金素材に脱脂処理およびエッチング処理を施した後、素材を硝酸溶液に浸漬して第１回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第１回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第２回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第２回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第３回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第３回目のジンケート処理を行うことを特徴とする、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法。
【請求項２】
前記脱脂処理の後に前記素材を水洗するとともに、前記エッチング処理の後に前記素材を水洗することを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法に関し、特に、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材にニッケルめっき皮膜などのめっき皮膜を形成する前に素材とめっき皮膜の密着性を向上させるために行うめっき前処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムは表面に酸化皮膜を形成し易いため、通常のめっき工程では、アルミニウム基材上に十分な密着性のめっき皮膜を形成するのが困難である。そのため、従来では、アルミニウム基材にめっきを施す前に、ジンケート処理と呼ばれる前処理が行われている。このジンケート処理は、脱脂処理およびエッチング処理を施したアルミニウム基材の表面に亜鉛の置換皮膜を形成する処理であり、この置換亜鉛皮膜上に通常のめっきが施されている。しかし、このようなジンケート処理を行ってもアルミニウム基材とめっき皮膜の密着性が十分でないため、一般にダブルジンケート処理と呼ばれる前処理が行われている（例えば、非特許文献１参照）。このダブルジンケート処理は、第１回目のジンケート処理によって形成された置換亜鉛皮膜を硝酸で溶解し、再度ジンケート処理を行って置換亜鉛皮膜を形成する方法である。この第２回目のジンケート処理によって形成された置換亜鉛皮膜は、第１回目のジンケート処理後の置換亜鉛皮膜よりも緻密で均一であり、アルミニウム基材とめっき皮膜の密着性を向上させることができる。
【０００３】
【非特許文献１】表面技術便覧（３８３−３８５頁、日刊工業新聞社）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ダブルジンケート処理を行っても、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材とめっき皮膜の密着性を向上させることができるものの、めっき皮膜の耐食性は十分に満足することができなかった。
【０００５】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材とめっき皮膜の密着性を良好に維持しながら、めっき皮膜の耐食性を向上させることができる、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材にダブルジンケート処理を施した後に、さらに第３回目の硝酸浸漬処理とジンケート処理を施すことにより、ダブルジンケート処理を施した場合と同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金素材とめっき皮膜の密着性を良好に維持しながら、ダブルジンケート処理を施した場合と比較して非常に優れた耐食性のめっき皮膜を得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。
【０００７】
すなわち、本発明によるアルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材に脱脂処理およびエッチング処理を施した後、素材を硝酸溶液に浸漬して第１回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第１回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第２回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第２回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第３回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第３回目のジンケート処理を行うことを特徴とする。このアルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法において、脱脂処理の後に素材を水洗するとともに、エッチング処理の後に素材を水洗するのが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材にダブルジンケート処理を施した後に、さらに第３回目の硝酸浸漬処理とジンケート処理を施すことにより、ダブルジンケート処理を施した場合と同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金素材とめっき皮膜の密着性を良好に維持しながら、ダブルジンケート処理を施した場合と比較して非常に優れた耐食性のめっき皮膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明によるアルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法の実施の形態では、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材に脱脂処理およびエッチング処理を施した後、素材を硝酸溶液に浸漬して第１回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第１回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第２回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第２回目のジンケート処理を行い、その後、素材を硝酸溶液に浸漬して第３回目の硝酸浸漬処理を行った後にジンケート処理液に浸漬して第３回目のジンケート処理を行う。
【００１０】
本実施の形態のアルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法では、まず、アルミニウムまたはアルミニウム合金素材に対して、通常の脱脂処理およびエッチング処理を施す。
【００１１】
次に、従来のジンケート処理と同様に、素材を硝酸溶液に浸漬して第１回目の硝酸浸漬処理を行うことによって素材の表面を活性化した後に、素材をジンケート処理液に浸漬して第１回目のジンケート処理を行うことによって、素材の表面に亜鉛を置換析出させて置換亜鉛皮膜を形成する。
【００１２】
次に、従来のダブルジンケート処理と同様に、素材を再度硝酸溶液に浸漬して第２回目の硝酸浸漬処理を行うことによって素材の表面の亜鉛皮膜を溶解剥離させた後に、素材を再度ジンケート処理液に浸漬して第２回目のジンケート処理を行うことによって、素材の表面に亜鉛を置換析出させて、第１回目のジンケート処理後の置換亜鉛皮膜よりも緻密で均一な置換亜鉛皮膜を形成する。
【００１３】
次に、素材を再度硝酸溶液に浸漬して第３回目の硝酸浸漬処理を行うことによって素材の正面の亜鉛皮膜を溶解剥離させた後に、素材を再度ジンケート処理液に浸漬して第３回目のジンケート処理を行うことによって、素材の表面に亜鉛を置換析出させて、第２回目のジンケート処理後の置換亜鉛皮膜よりも非常に平滑な置換亜鉛皮膜を形成する。
【００１４】
このようなめっき前処理を施した素材に銅またはニッケルストライクめっきを施し、その後、所望のめっきを施すことができる。
【００１５】
第１回目と第２回目のジンケート処理時間（素材をジンケート処理液に浸漬する時間）については、従来のダブルジンケート処理と同様に、第１回目のジンケート処理時間は１０〜６０秒程度、第２回目のジンケート処理時間は１０〜３０秒程度でよい。また、第３回目のジンケート処理時間は第２回目と同程度の時間でよく、１０〜３０秒程度の処理時間で十分な効果が得られる。なお、これらの処理時間の幅は、素材の種類や表面状態による。
【００１６】
本実施の形態のアルミニウムまたはアルミニウム合金素材のめっき前処理方法では、第３回目のジンケート処理によって非常に平滑な置換亜鉛皮膜（ジンケート皮膜）を形成することができることがわかった。このように非常に平滑なジンケート皮膜を形成することができるため、従来のダブルジンケート処理を行った後のジンケート皮膜上に析出させるめっき皮膜中のピンホール数と比べて、ジンケート皮膜上に析出させるめっき皮膜中のピンホール数（このピンホールの発生数は下地の状態に大きく影響され、下地が平滑である方がピンホール発生数が少ない）を非常に少なくすることができ、非常に優れた耐食性のめっき皮膜を得ることができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明によるアルミニウムのめっき前処理方法の実施例について詳細に説明する。
［実施例１］
【００１８】
まず、炭酸ナトリウム（２５ｇ／Ｌ）と第三リン酸ナトリウム（２５ｇ／Ｌ）と表面活性剤（１ｇ／Ｌ）とからなる組成の脱脂液を６０℃に保持し、この脱脂液にアルミニウム基材（表面粗さＲａ=０．０５μｍで５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．０５ｍｍの大きさの東海アルミ箔（株）製のアルミニウム基板）を１５秒間浸漬することにより、アルミニウム基材の表面の脱脂処理を行った後、アルミニウム基材を水洗して脱脂液を洗い流した。次に、ＮａＯＨ（３０ｇ／Ｌ）溶液からなるエッチング液を４０℃に保持し、このエッチング液にアルミニウム基材を３０秒間浸漬してエッチング処理を行った後、アルミニウム基板を水洗してエッチング液を洗い流した。次に、硝酸（５０％）溶液を２５℃に保持し、この硝酸溶液にアルミニウム基材を３０秒間浸漬して、第１回目の硝酸浸漬処理を行った。次に、ジンケート処理液（上村工業製のＡＺ−３０１−３Ｘ）（４００ｍＬ／Ｌ）を２５℃に保持し、このジンケート処理液にアルミニウム基材を１５秒間浸漬して、第１回目のジンケート処理を行った。
【００１９】
次に、第１回目の硝酸浸漬処理と同じ硝酸溶液（２５℃に保持した５０％硝酸溶液）にアルミニウム基材を１０秒間浸漬して、第２回目の硝酸浸漬処理を行った後、第１回目のジンケート処理と同じジンケート処理液（２５℃に保持した上村工業製のＡＺ−３０１−３Ｘ（４００ｍＬ／Ｌ））にアルミニウム基材を１５秒間浸漬して、第２回目のジンケート処理を行った。
【００２０】
次に、第１回目の硝酸浸漬処理と同じ硝酸溶液（２５℃に保持した５０％硝酸溶液）にアルミニウム基材を１０秒間浸漬して、第３回目の硝酸浸漬処理を行った後、第１回目のジンケート処理と同じジンケート処理液（２５℃に保持した上村工業製のＡＺ−３０１−３Ｘ（４００ｍＬ／Ｌ））にアルミニウム基材を１５秒間浸漬して、第３回目のジンケート処理を行った。
【００２１】
このようにしてめっき前処理を行ったアルミニウム基材に対して、以下のようにＮｉストライクめっきを施した後、Ｎｉ本めっきを施した。
【００２２】
まず、硫酸ニッケル六水和物（２４０ｇ／Ｌ）と塩化ニッケル（４５ｇ／Ｌ）とホウ酸（３５ｇ／Ｌ）とからなるめっき浴（ワット浴）を５０℃に保持し、このめっき浴中にアルミニウム基材とＮｉ電極板を浸漬し、アルミニウム基材を負極、Ｎｉ電極板を正極に接続し、電流密度を６．０Ａ／ｄｍ２に設定して通電し、アルミニウム基材上に厚さ０．５μｍのＮｉストライク皮膜を成膜した。なお、通常のＮｉストライクめっきでは、めっき浴としてｐＨが低いウッド浴が使用されているが、アルミニウム基材にめっきする場合、ｐＨが低いことによりアルミニウム基材自体が溶解してしまうため、ウッド浴を使用することができない。一方、ワット浴ではｐＨ４程度であるので、アルミニウム基材への影響はない。
【００２３】
次に、スルファミン酸ニッケル（４５０ｇ／Ｌ）と塩化ニッケル（２０ｇ／Ｌ）とホウ酸（４０ｇ／Ｌ）からなるめっき浴（スルファミン酸無光沢浴、ｐＨ４）を５０℃に保持し、このめっき浴中にＮｉストライクめっきを施したアルミニウム基材とＮｉ電極板を浸漬して、アルミニウム基材を負極、Ｎｉ電極板を正極に接続し、電流密度を６．０Ａ／ｄｍ２に設定して通電し、Ｎｉストライク皮膜上に厚さ１．０μｍのＮｉ皮膜を成膜した。
【００２４】
このように、めっき前処理を施したアルミニウム基材にＮｉストライクめっきとＮｉ本めっきを順次施してＮｉめっき部材を作製した。
【００２５】
［実施例２］
Ｎｉ本めっきを施さなかった以外は実施例１と同じ方法によりＮｉめっき部材を作製した。
【００２６】
［実施例３］
Ｎｉ本めっきによるＮｉ皮膜の厚さを０．５μｍにした以外は実施例１と同じ方法によりＮｉめっき部材を作製した。
【００２７】
［実施例４］
アルミニウム基材として表面粗さＲａ＝０．２μｍのアルミニウム基板を使用した以外は実施例１と同じ方法によりＮｉめっき部材を作製した。
【００２８】
［比較例１〜４］
第３回目の硝酸浸漬処理と第３回目のジンケート処理を行わなかった以外は、それぞれ実施例１〜４と同じ方法によりＮｉめっき部材を作製した。
【００２９】
上記の実施例１〜４および比較例１〜４で作製したＮｉめっき部材のめっきの耐食性を評価するために、ＪＩＳ  Ｈ８５０２に準拠した中性塩水噴霧試験（中性の塩化ナトリウム溶液を用いて行う連続噴霧試験）を行った。なお、試験期間を５日間とし、各々の実施例および比較例について１０個のサンプルについて試験を行った。その結果、実施例１〜４では、ピンホール密度がそれぞれ０．０個／ｃｍ２、３８．２個／ｃｍ２、２．５個／ｃｍ２、２．５個／ｃｍ２であったのに対し、比較例１〜４では、ピンホール密度がそれぞれ５．５個／ｃｍ２、１２７．４個／ｃｍ２、１９．１個／ｃｍ２、３８．２個／ｃｍ２であり、それぞれ同じ素材およびめっき構成で比較（実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、実施例３と比較例４、実施例４と比較例４を比較）すると、実施例１〜４のピンホール密度が比較例１〜４と比べて非常に低くなっており、実施例１〜４のＮｉめっき部材が比較例１〜４のＮｉめっき部材と比べて非常に耐食性に優れているのがわかった。特に、実施例１では５日経過後も腐食は見られず、比較例１〜４ではピンホールを基点としたと考えられる腐食が見られた。また、実施例４と比較例４のようにアルミニウム基材の表面粗さが粗い場合でも、実施例４のＮｉめっき部材が比較例４のＮｉめっき部材と比べて非常に耐食性に優れているのがわかった。