(57)【要約】【課題】    特定の上塗り層の優れた防汚性を維持しつつ、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性を向上させた防汚用プレコートアルミニウム材を提供する。【解決手段】    アルミニウム材の上に連続陽極酸化処理を行い、陽極酸化皮膜表面において算術平均粗さRa以上の山の個数が１ｍｍ2あたりに１９個〜７８１個であり、さらに、アクリル系樹脂に０．１μｍ以下の平均粒径のコロイダルシリカを乾燥塗膜重量の１％〜１０％を含有する樹脂皮膜を形成することを特徴とする防汚用プレコートアルミニウム材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム材表面上に陽極酸化皮膜が形成され、該陽極酸化皮膜表面の算術平均粗さＲａ以上の山の個数が１ｍｍ2あたりに１９個〜７８１個であり、該陽極酸化皮膜上に０．１μｍ以下の平均粒径のコロイダルシリカを乾燥塗膜重量の１％〜１０％を含有する、アクリル系樹脂塗膜が形成されていることを特徴とする、防汚用プレコートアルミニウム材
【請求項２】
アルミニウム材に連続陽極酸化処理を行なうことにより、算術平均粗さＲａ以上の山の個数が１ｍｍ2あたりに１９個〜７８１個となるような陽極酸化皮膜を形成し、その後、０．１μｍ以下の平均粒径のコロイダルシリカを乾燥塗膜重量の１％〜１０％を含有するアクリル系樹脂を塗装することを特徴とする、防汚用プレコートアルミニウム材の製造法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸送機器用外板に用いられる防汚用プレコートアルミニウム材に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
近年、輸送機器用外板にプレコートアルミニウム材が採用されている。プレコートアルミニウム材には、ユーザーからの要求に応じて、多種多様な機能を付与することが可能である。その一つに、美観性の維持があり、汚れが付き難く、洗浄し易い性能、すなわち防汚性がプレコートアルミニウム材に求められている。
【０００３】
一般に、汚れ物質としては、埃、土砂、煤塵、排ガス中の粒子状物質などが挙げられ、従来のプレコートアルミニウム材では汚れ物質が付着しやすい。特に屋外の場合、このような汚れ物質は雨水によって流されにくいので、筋状に流されて、一部残留したものが、乾燥後、黒い筋となって美観性を損なうという問題がある。
【０００４】
これらの問題を解決し得るものとして、シリカ含有アクリル系樹脂プレコート金属塗装板が開示されている（特許文献１）。この樹脂皮膜は硬いために汚れ物質が浸入しにくく、樹脂皮膜表面が親水性を有しているために汚れ物質を容易に洗浄することができる。その為、自動車外板に適用することにより、汚れ物質の洗浄を容易にすることが可能になる。
【０００５】
輸送機器用外板では、耐食性が重要な性能の一つであり、近年、高性能化が求められている。実車走行試験や塩水噴霧試験等により、腐食のし易さを評価する方法が一般的であるが、簡易的に評価する方法として、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性を評価する方法がある。
【０００６】
これは、樹脂皮膜表面の一部分に傷を入れて素地を露出させ、その素地にかからないように樹脂皮膜表面に純水を滴下し、露出させた素地と水でぬれた部分をテスターで繋ぎ、通電の有無を判定するものである。通電する場合には、樹脂皮膜と塗装下地皮膜に割れなどによる欠陥があり、水が浸入しやすく、腐食が進み易いと考えることができる。
【特許文献１】特開２００４−０８２５１６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、シリカ含有アクリル系樹脂を用いた樹脂皮膜の優れた防汚性を維持しつつ、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性を向上させた防汚用プレコートアルミニウム材を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は請求項１において、アルミニウム材の上に連続陽極酸化処理を行い、陽極酸化皮膜表面において算術平均粗さRa以上の山の個数が１ｍｍ2あたりに１９個〜７８１個であり、さらに、アクリル系樹脂に０．１μｍ以下の平均粒径のコロイダルシリカを乾燥塗膜重量の１％〜１０％を含有する樹脂皮膜を形成することを特徴とする防汚用プレコートアルミニウム材とした。  
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、アルミニウム材に連続陽極酸化処理を行い形成される陽極酸化皮膜表面の形状を限定することにより、シリカ含有アクリル系樹脂を塗装した後にコイル形状にした時や曲げ加工後の陽極酸化皮膜の割れを少なくでき、かつ、シリカ含有アクリル系樹脂の樹脂皮膜との密着性が良好になるので、優れた防汚性を維持しつつ、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性を向上させることができ、それ故、耐食性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において用いるアルミニウム材は、輸送機器用外板を形成するのに十分な強度を有し、かつ十分な成形加工性を有するものであれば、特に限定されるものではない。中でも、５０００系アルミニウム合金を用いることが好ましい。
【００１１】
アルミニウム材表面上に陽極酸化皮膜を形成させる。陽極酸化皮膜を生成させるには、主として酸が用いられる。例えば、硫酸、シュウ酸、クロム酸、リン酸が用いられる。中性付近ではホウ酸であるが、コスト等の点で硫酸が好ましい。
【００１２】
アルミニウム材を連続陽極酸化処理することにより、陽極酸化皮膜を形成させる。連続陽極酸化処理はコイル形状のアルミニウム材を連続的に陽極酸化処理するもので、広く普及しているバッチ式と比較すると、生産性に優れる。その工程は、アルミニウム材を脱脂、エッチング、デスマット後、硫酸を用いて陽極酸化処理を行い、湯洗（又は半封孔）し、乾燥させる。  
【００１３】
給電方法は電解液を通じて被処理物に給電する液中間接給電方法を用いることが好ましい。山越型とストレート型の２種類がある。山越型は給電槽から一度大気中に露出させて、再び、電解槽に通して電解する方法である。ストレート型は給電槽と酸化槽との中間に槽間槽を設け、被処理物をストレートに通して電解する方法である。
【００１４】
皮膜厚は１μｍ〜１０μｍの範囲とするのが好ましい。陽極酸化処理後に、コイルアップする際に圧延方向に割れが生じるが、１μｍ未満では、素地まで割れが達成する為に、その部分を起点として、後述する硬い樹脂皮膜も割れるので、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性が劣る。一方、１０μｍを超えると、曲げ加工時に皮膜が割れ易くなり、密着性が劣る。
【００１５】
陽極酸化皮膜表面において、算術平均粗さＲａ以上の山の個数が１ｍｍ２あたりに１９個〜７８１個に規定される。山の個数が１９個未満であると、アンカー効果が不十分となり、樹脂皮膜と陽極酸化皮膜との密着性が劣る。一方、７８１個を超えると、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性が劣る。
【００１６】
陽極酸化皮膜の表面形状は、例えば、レーザーテック（株）製コンフォーカル顕微鏡ＨＤ１００を用いて測定される。対物レンズ５０倍で金属板表面の３次元像を測定し、任意に選んだ３２２μｍ角の面積の中で、最も高い山の部分を通り、圧延方向に対して直角方向の一の直線における算術平均粗さを測定する。
【００１７】
次いで、前述した３２２μｍ角の表面積部分について、Ｒａ以上の高さの山のみからなる３次元画像を作成し、その画像中に存在する山の個数を計測して１ｍｍ２当りの個数に換算する。この際にメディアンフィルターのフィルターサイズは５＊５に設定する。５回測定し、Ｒａと１ｍｍ２当りの山の個数に関して平均値を算出する。なお、他の測定方法によって、算術平均粗さＲａ以上の山の個数を求めてもよい。
【００１８】
陽極酸化皮膜表面において、算術平均粗さＲａ以上の山の個数が１ｍｍ２あたりに１９個〜７８１個となるように、硫酸濃度、電解温度、電流密度を調節する。硫酸濃度は５〜３０％、液温度は３〜３５℃の電解液を用い、電流密度は２〜２０Ａ／ｄｍ２とするのが好ましい。又、湯洗は沸騰水に０〜３０分間接触させることが好ましい。
【００１９】
前記陽極酸化皮膜の上に樹脂皮膜が形成される。樹脂皮膜はアクリル系樹脂と、コロイダルシリカを必須成分として含有させ、必要に応じて、アルコキシル基を含有するシリコーン化合物を含有させ、適当な溶剤にこれらを溶解又は分散した塗料を焼付け塗装して形成される。
【００２０】
皮膜厚は３μｍ〜１３μｍの範囲にあることが好ましい。３μｍ未満であると実環境において、樹脂皮膜が劣化し、防汚性が劣る。一方、１３μｍを超えると、それ以上の性能向上は期待できず、コストが上昇する。
【００２１】
アクリル系樹脂は総合的に塗膜性能が良好で比較的に安価なことから一般的に塗料に多く使用されており、特に塗膜表面の光沢を比較的高くすることができ、また比較的硬い塗膜を形成させることができるからである。なおアクリル系樹脂は、アクリル酸、およびメタクリル酸等とそれらのエステルの共重合物であるが、このようなアクリル系樹脂に、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂等が少量配合されていても特に支障はない。
【００２２】
コロイダルシリカを塗料に添加することにより塗布直後は、塗膜内に均等に分散しているが、焼付乾燥時に塗膜表面の濃度が上昇する。この状態で、暴露されると、空気中の水分や雨水と反応し、表面に親水性の高いシラノール基が生成され、樹脂皮膜表面の水接触角を下げることができる。その結果、樹脂皮膜表面にかかった雨水等が円滑に流れて溜まりにくくなり、付着した汚れを落しやすくできる。
【００２３】
また、コロイダルシリカが樹脂皮膜に添加されているために、樹脂皮膜が硬くなり、土砂、埃、煤塵、排ガス中の粒子状物質等が樹脂皮膜中に埋没しにくくなる。
コロイダルシリカの平均粒径は、０．１μｍ以下である。コロイダルシルカの粒径を０．１μｍ以下とすることにより、樹脂皮膜表面にシラノール基が微細に存在するために水濡れを良好にすることができるからである。また、コロイダルシリカの平均粒径が０．１μｍを超えると、曲げ加工において、樹脂皮膜の割れの起点となるからである。
【００２４】
コロイダルシリカの含有量は、１％〜１０％の範囲である。１％未満では親水性の効果が十分に得られず、付着した雨水等が溜まりやすくなり、汚れを流し落としにくいからである。１０％を超えると、樹脂皮膜が硬くなり、樹脂皮膜割れの起点が多くなって、曲げ加工時に割れが発生しやすくなるからである。
【００２５】
塗装直後の親水性を向上させるために、アルコキシル基を含有するシリコーン化合物を添加することが好ましい。アルコキシル基を含有するシリコーン化合物の含有量は、０．１％〜５．０％の範囲とすることが好ましい。０．１％未満では、親水性の効果が十分に得られず防汚性が劣るからである。５．０％を超えると、それ以上の効果が望めずコストアップにつながるからである。アルコキシル基を含有するシリコーン化合物としては、平均重合度が３〜５０のものを用いることが好ましい。重合度が３より小さければ、加水分解され難いため親水性を向上させる効果が得られず、重合度が５０より大きければゲル化しやすくなり、塗装性に問題が生じるからである。
【００２６】
所望の樹脂皮膜色を得るために、顔料もしくは染料の１種または２種以上を含有することが好ましい。それらの含有量は、要求される樹脂皮膜色に応じて適宜調整される。
【００２７】
アクリル系樹脂と、コロイダルシリカと、アルコキシ基を含有するシリコーン化合物を必須成分とし、これらを溶解又は分散した塗料を、ロールコーターによって陽極酸化皮膜上に塗布し、所定温度のオーブン中で所定時間処理して焼付け乾燥する。溶剤としては、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソホロン、シクロヘキサノンなどが用いられる。
【実施例】
【００２８】
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。なお、本発明は請求項の範囲を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
番号１〜８（発明例）、番号９〜１３（比較例）
アルミニウム材（材質：ＪＩＳ Ａ５０５２、質別：Ｈ３４、板厚：０．６ｍｍ）を、弱アルカリの脱脂槽、アルカリエッチング槽、デスマット槽に連続的に通し、次いで、表１に示す処理条件で陽極酸化処理及び湯洗(沸騰水)を施し、乾燥させた。
【００２９】
【表１】
2009083432.tif 000002
【００３０】
陽極酸化皮膜の表面形状について、レーザーテック（株）製コンフォーカル顕微鏡ＨＤ１００を用いて測定した。対物レンズ５０倍で陽極酸化皮膜表面の３次元画像を測定し任意に選んだ３２２μｍ角の面積の中で、最大高さの山の部分を通り、圧延方向に対して直交する一の直線上に存在する算術平均粗さＲａを測定した。前述した３２２μｍ角の面積部分において、Ｒａ以上の高さの山のみからなる３次元画像を作成した。この際にメディアンフィルターのフィルターサイズは５＊５に設定した。そして、その画像に存在する山の個数を計測し、１ｍｍ２当りの個数に換算した。測定箇所を任意に５箇所選択して５回測定し、Ｒａと１ｍｍ２当りの山の個数に関して平均値を算出した。得られた結果を表２に示す。
【００３１】
陽極酸化皮膜表面に表２に示す用塗料をロールコーターで塗布し、ＰＭＴ（最高到達板温度）２４１℃にて焼付けて樹脂皮膜を形成させ、プレコートアルミウム材を得た。
【００３２】
【表２】
2009083432.tif 000003
【００３３】
得られたプレコートアルミニウム材を用いて以下の性能評価を行なった。評価は○と○△を合格とし、△と×を不合格とした。
（１）防汚性
（ａ）耐カーボン汚染性
樹脂皮膜表面に、カーボンブラック５重量％を懸濁させた水溶液をスプレー塗布したのち６０℃の
恒温槽で１時間乾燥させた。ついで、流水中で皮膜表面に付着しているカーボンブラックをガーゼ
で拭き取り乾燥させた後のΔＬ値を測定した。
○  ：ΔＬ≧−７
×  ：ΔＬ＜−７
（ｂ）耐赤マジックインク除去性
市販のサクラネーム（登録商標）赤マジックインクで３ｃｍ＊５ｃｍの線を描き、２４時間放置し
た後、エタノールを浸したキムワイプで２０回擦った後の樹脂皮膜表面に残存した赤マジックを目
視によって評価した。
○  ：完全に除去できる。
○△：薄く跡が残る。
△  ：弱く跡が残る。
×  ：ほとんど除去されない。
（２）耐曲げ性
（ａ）曲げ部外観
屈曲半径をアルミニウム板の厚みの５倍とした５Ｔにて、１８０度曲げを施して、曲げ部の樹脂皮膜の割れ状況を目視観察した。
○  ：樹脂皮膜割れが殆ど認められない。
○△：樹脂皮膜割れが認められるが、僅かである。
△  ：樹脂皮膜割れがはっきりと認められるが、曲げ部の半分程度である。
×  ：樹脂皮膜割れが全面に認められる。
（ｂ）密着性
○  ：剥離なし。
○△：僅かであるが、剥離あり。
△  ：５０％の面積において剥離あり。
×  ：全面剥離あり。
（３）水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性
樹脂皮膜表面の一部分に傷を入れて素地を露出させ、その素地にかからないように樹脂皮膜表面に純水を滴下し、露出させた素地と水でぬれた部分をテスターで繋ぎ、通電の有無を判定する。場所を変えて５０回測定し、通電回数を測定する。
○ ：５回以下
×  ：６回以上
結果を表３に示す。
【００３４】
【表３】
2009083432.tif 000004
【００３５】
番号１〜８はアルミニウム材の上に連続陽極酸化処理を行い、陽極酸化皮膜表面において算術平均粗さＲａ以上の山の個数が１ｍｍ2あたりに１９個〜７８１個の範囲にあり、さらに、アクリル系樹脂に含有させる０．１μｍ以下の平均粒径のコロイダルシリカの含有量が乾燥塗膜重量の１％〜１０％の範囲にあるので、耐カーボン汚染性、耐赤マジックインク除去性、耐曲げ性、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性は合格であった。
【００３６】
番号９は陽極酸化皮膜表面におけるＲａ以上の山の個数が１９個未満である為、曲げ加工後の密着性が劣った。
【００３７】
番号１０は陽極酸化皮膜表面におけるＲａ以上の山の個数が７８１個を越える為、水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性が劣った。
【００３８】
番号１１はコロイダルシリカの平均粒径が０．１μｍを超える為、曲げ加工後の曲げ部外観が劣った。
【００３９】
番号１２はコロイダルシリカの含有量が乾燥塗膜重量の１％未満である為、耐カーボン汚染性と耐赤マジックインク除去性が劣った。
【００４０】
番号１３はコロイダルシリカの含有量が乾燥塗膜重量の１０％を超える為、曲げ加工後の曲げ部外観が劣った。
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月3日(2007.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
得られたプレコートアルミニウム材を用いて以下の性能評価を行なった。評価は○と○△を合格とし、△と×を不合格とした。
（１）防汚性
（ａ）耐カーボン汚染性
樹脂皮膜表面に、カーボンブラック５重量％を懸濁させた水溶液をスプレー塗布したのち６０℃の恒温槽で１時間乾燥させた。ついで、流水中で皮膜表面に付着しているカーボンブラックをガーゼで拭き取り乾燥させた後のΔＬ値を測定した。
○  ：ΔＬ≧−７
×  ：ΔＬ＜−７
（ｂ）耐赤マジックインク除去性
市販のサクラネーム（登録商標）赤マジックインクで３ｃｍ＊５ｃｍの線を描き、２４時間放置した後、エタノールを浸したキムワイプで２０回擦った後の樹脂皮膜表面に残存した赤マジックを目視によって評価した。
○  ：完全に除去できる。
○△：薄く跡が残る。
△  ：弱く跡が残る。
×  ：ほとんど除去されない。
（２）耐曲げ性
（ａ）曲げ部外観
屈曲半径をアルミニウム板の厚みの５倍とした５Ｔにて、１８０度曲げを施して、曲げ部の樹脂皮膜の割れ状況を目視観察した。
○  ：樹脂皮膜割れが殆ど認められない。
○△：樹脂皮膜割れが認められるが、僅かである。
△  ：樹脂皮膜割れがはっきりと認められるが、曲げ部の半分程度である。
×  ：樹脂皮膜割れが全面に認められる。
（ｂ）密着性
○  ：剥離なし。
○△：僅かであるが、剥離あり。
△  ：５０％の面積において剥離あり。
×  ：全面剥離あり。
（３）水で濡らした樹脂皮膜表面の絶縁性
樹脂皮膜表面の一部分に傷を入れて素地を露出させ、その素地にかからないように樹脂皮膜表面に純水を滴下し、露出させた素地と水でぬれた部分をテスターで繋ぎ、通電の有無を判定する。場所を変えて５０回測定し、通電回数を測定する。
○  ：５回以下
×  ：６回以上
結果を表３に示す。