アルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法及びその陽極酸化塗装複合皮膜
【課題】 アルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜を数μｍに薄膜化しつつ塗膜の耐傷性と塗膜性能を確保する。
【解決手段】 ガラス転移温度を３０〜６０℃として熱硬化時流動性を抑制したアクリル系電着塗料を用いた１次塗装と、分子量を５００〜２０００の低分子の同じくアクリル系電着塗料を用いた２次塗装を施すとともに１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、１次塗装により９０〜９８ｗｔ％、２次塗装により１０〜２ｗｔ％として焼付による塗料の熱硬化を行う。１次塗装の塗料が陽極酸化皮膜１のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆した数μｍの塗膜厚の塗膜基体２１となって耐傷性を確保し、２次塗装の塗料が塗膜基体２１のピンホール２２を埋めた塗膜補修点２３となって塗膜性能を確保する。
【解決手段】 ガラス転移温度を３０〜６０℃として熱硬化時流動性を抑制したアクリル系電着塗料を用いた１次塗装と、分子量を５００〜２０００の低分子の同じくアクリル系電着塗料を用いた２次塗装を施すとともに１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、１次塗装により９０〜９８ｗｔ％、２次塗装により１０〜２ｗｔ％として焼付による塗料の熱硬化を行う。１次塗装の塗料が陽極酸化皮膜１のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆した数μｍの塗膜厚の塗膜基体２１となって耐傷性を確保し、２次塗装の塗料が塗膜基体２１のピンホール２２を埋めた塗膜補修点２３となって塗膜性能を確保する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ押出材に陽極酸化皮膜と熱硬化塗膜による塗膜を形成するアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法及びその陽極酸化塗装複合皮膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば開口部材等の建材や車両に用いられるアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜は、陽極酸化皮膜に、例えば、アクリル系等の熱硬化性樹脂を電着塗装した後、焼付炉での焼付を施して熱硬化塗膜とするのが一般であり、該アルミ押出材の陽極酸化複合皮膜には、ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０「アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜」が適用されるところ、これによれば、その改訂前のＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２００６における陽極酸化皮膜の皮膜厚さ９．０μｍ以上、塗膜厚さ７．０μｍ以上とする記載がなされていたが、これが、平均皮膜厚さ５．０μｍ以上の陽極酸化処理を施した後、塗装を施すことと改訂され、従って、この皮膜厚と合計厚の条件に沿って形成した陽極酸化塗装複合皮膜が、所定の塗膜性能を備えることによって、その塗膜厚さを、従来の７．０μｍ以上のものから、例えば２、３μｍ乃至３、４μｍといったように数μｍのものに薄膜化することが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０「アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０は、更に複合塗膜の性能を規定しているから、該陽極酸化塗装複合皮膜の性能を確保しつつ、アルミ押出材の上記複合皮膜の塗膜厚さを上記数μｍのものと薄膜化することができれば、石油を原料とする塗料の使用量を減少することができ、環境負荷を低減した上、従前と同等の塗膜性能を有する製品を提供できることになる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その解決課題とするところは、塗膜厚さを可及的に薄膜化するとともに耐傷性について、更には耐食性を含めた可及的高度な塗膜性能を有するようにしたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法を提供するにあり、また、耐傷性及び耐食性の塗膜性能を可及的高度に備えたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に沿って鋭意研究したところ、エッチングを施した後に陽極酸化皮膜を形成することによって押出成形時に形成されたダイスマークは、その凹凸が緩和されるも、なお陽極酸化皮膜の表面に残るところ、熱硬化時の流動性を抑制した塗料を用いて該陽極酸化皮膜に塗装すると、その塗膜厚を数μｍに薄膜化しても、熱硬化塗膜が陽極酸化皮膜面を有効に被覆し、その塗膜が優れた耐傷性を呈するものとなること、これは、上記塗料の熱硬化時における流動性を抑制することによって、熱硬化時に塗料が流動化して陽極酸化皮膜面を流れることなく、陽極酸化皮膜面に付着した状態を可及的に維持して架橋硬化するために、薄膜でありながら陽極酸化皮膜を有効に被覆し得ること、そして塗膜を薄膜化したことによって陽極酸化皮膜の表面硬さが塗膜に反映して該塗膜の硬度を向上し、耐傷性に優れた薄膜化した陽極酸化塗装複合皮膜とし得ることの知見を得た。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、即ち、請求項１に記載の発明を、陽極酸化皮膜に耐傷性を有する塗膜厚数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜を形成する陽極酸化塗装複合皮膜の形成方法であって、上記薄膜化した熱硬化塗膜の塗料を、陽極酸化皮膜のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆する熱硬化時流動性を抑制した塗料として上記陽極酸化皮膜に対する塗装とその後の焼付を施すことを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、上記に加えて、上記塗料の流動性抑制は、これを熱硬化塗膜を形成する塗料の基体におけるガラス転移温度（以下Ｔｇということがある）を、３０〜６０℃とすることによって有効になし得ることから、これを、上記熱硬化時流動性を抑制した塗料を、熱硬化塗膜の塗料基体のガラス転移温度を３０〜６０℃として上記熱硬化時流動性を抑制することを特徴とする請求項１に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記薄膜化した塗膜は、耐傷性に優れる一方で、ダイスマークの凹凸の状態や、塗装を電着塗装としたときに電解ガス発生に起因して陽極酸化皮膜乃至塗膜に発生することあるピンホールが残存した場合、該残存ピンホールによって耐食性が低下する結果を招くことから、上記薄膜化した耐傷性に優れる塗膜基体を１次塗装によって形成し、該残存ピンホールを、埋めるように充填被覆する低分子量の塗料による塗膜補修点を２次塗装によって形成することによって、耐傷性に加えて耐食性に優れた陽極酸化塗装複合皮膜とすることが可能となることから、これを、上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による２次塗装を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、該耐食性の確保は、２次塗装の塗料における分子量を、５００〜２０００とすることによって有効になし得ることから、これを、上記低分子量の塗料の分子量を、５００〜２０００とすることを特徴とする請求項３に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記数μｍとした薄膜化の陽極酸化塗装複合皮膜にあって、耐傷性を確保する１次塗装の塗膜を塗膜基部とし、そのピンホールの埋め被覆による耐食性を確保する２次塗装のピンホール被覆部とすることによって、塗膜性能を有効に確保し得ることから、これを、上記１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、１次塗装により９０〜９８ｗ％、二次塗装により１０〜２ｗ％とすることを特徴とする請求項３又は４に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、上記数μｍの薄膜化して優れた耐傷性と優れた耐食性の塗膜性能を備えたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜を提供するように、これを、陽極酸化皮膜に形成した塗膜厚数μｍの熱硬化塗膜に耐傷性及び耐食性を付与したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜であって、上記熱硬化塗膜を、陽極酸化皮膜におけるダイスマークの凹凸面を被覆した耐傷性付与の塗膜基体面と、該塗膜基体面に一体化した上記ダイスマーク凹凸面被覆漏れの残存ピンホールを埋め被覆した耐食性付与の塗膜補修点を備えて形成してなることを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜としたものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、上記に加えて、該数μｍの薄膜化した塗膜を、少なくともＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０におけるＢ種相当の塗膜性能を具備したものとして、従来の７．０μｍの塗膜を備えた場合と可及的に同等の製品とし得るように、これを、上記耐傷性を鉛筆硬度６Ｈ以上とし、ＣＡＳＳ耐食性（試験時間７２時間）をレイティングナンバー９.５以上としてなることを特徴とする請求項６に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜としたものである。
【００１４】
本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として上記課題解決の手段としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のとおりに構成したから、請求項１に記載の発明は、熱硬化時の流動性を抑制した塗料を用いて該陽極酸化皮膜に塗装し、該塗料が陽極酸化皮膜面に付着した状態を可及的に維持して架橋硬化することにより、数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜によって陽極酸化皮膜を被覆するとともに薄膜化したことによって該陽極酸化皮膜の表面硬さを反映した塗膜の硬度を確保して、可及的高度な塗膜性能を有するアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法を提供することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上記に加えて、上記塗料の流動性抑制は、これを熱硬化塗膜を形成する塗料の基体におけるガラス転移温度を、３０〜６０℃とすることによって有効に行うものとすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記薄膜化した塗膜は、耐傷性に優れる一方で、ダイスマークの凹凸の状態や、塗装を電着塗装としたときに電解ガス発生に起因して陽極酸化皮膜乃至塗膜に発生することあるピンホールが残存した場合、該残存ピンホールによって耐食性が低下する結果を招くことから、上記薄膜化した耐傷性に優れる塗膜基体を１次塗装によって形成し、該残存ピンホールを埋めるように被覆する低分子量の塗料による塗膜補修点を２次塗装によって形成することによって、耐傷性に加えて耐食性に優れた陽極酸化塗装複合皮膜とすることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、該耐食性の確保は、２次塗装の塗料における分子量を、５００〜２０００とすることによって有効になし得るものとすることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記数μｍとした薄膜化の陽極酸化塗装複合皮膜にあって、耐傷性を確保する１次塗装によって塗膜基部を形成し、そのピンホールの被覆による耐食性を確保する２次塗装によってピンホール充填部を形成することによって、塗膜性能を有効に確保し得るものとすることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、上記数μｍの薄膜化して優れた耐傷性と優れた耐食性の塗膜性能を備えたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜を提供することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、上記に加えて、該数μｍの薄膜化した陽極酸化塗装複合皮膜を、少なくともＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０におけるＢ種相当の塗膜性能を具備したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】耐傷性を有する陽極酸化塗装複合皮膜のモデルを示す縦断面図である。
【図２】耐傷性と耐食性を有する陽極酸化塗装複合皮膜のモデルを示す縦断面図である。
【図３】陽極酸化塗装複合皮膜形成の表面処理工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を更に具体的に説明すれば、アルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法は、これを、陽極酸化皮膜に耐傷性を有する塗膜厚数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜を形成する陽極酸化塗装複合皮膜の形成方法であって、上記薄膜化した熱硬化塗膜の塗料を、陽極酸化皮膜のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆する熱硬化時流動性を抑制した塗料として上記陽極酸化皮膜に対する塗装とその後の焼付を施すものとしてあり、また、上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による２次塗装を施すものとしてある。
【００２４】
即ち、アルミ押出材は、アルミ合金、例えばＪＩＳ ６０６３ Ｔ−５の合金を用いて、これに常法に従ってエッチング、中和等の前処理を施し、同じく常法に従って陽極酸化処理、必要に応じて染色や金属塩の２次電解処理を施した後に、該陽極酸化皮膜に塗装を施し、その後に焼付処理を施すことによって、該アルミ押出材に数μｍ、例えば３±２μｍ、好ましくは３±１μｍの薄膜化した熱硬化塗膜による陽極酸化塗装複合皮膜を形成するものとしてあり、このとき該陽極酸化塗装複合皮膜形成の塗装を、上記耐傷性を付与したものとするように単一の塗装とし、また、更に該耐傷性と耐食性を付与したものとするように１次及び２次の２段階の塗装としてある。
【００２５】
塗装は、アルミ押出材に対するものとして、電着塗料を用いた電着塗装とするのがよく、このとき塗料は、これを、熱硬化時流動性を抑制したものを用いることによって、陽極酸化皮膜に存在するダイスマークによる凹凸面に追従して、該塗料が陽極酸化皮膜面に付着した状態で架橋硬化するようにして、該凹凸面を可及的均一に被覆することができ、従前の電着塗料の場合にみられる塗料の流れが発生することによって凹凸面に対して塗膜が著しく不均一になるのを有効に防止できる。
【００２６】
該熱硬化時流動性を抑制した塗料は、これを、熱硬化塗膜の塗料基体のガラス転移温度を３０〜６０℃として上記熱硬化時流動性を抑制するものとするのが、上記可及的に均一な塗膜を形成する上で好ましく、電着塗料の場合、一般にその塗料のアクリル基体のガラス転移温度を、常法のものより高くしたものとすればよい。このとき、ガラス転移温度が、３０℃を下回ると、熱硬化時の流動性が高くなり、均一な被覆をなし難くなり、また、６０℃を上回ると、原料樹脂の粘性が高く、電着塗料として用いるのが適当でなくなることから、該ガラス転移温度は、これを上記３０〜６０℃とするのがよく、一方、４０℃を下回ると、熱硬化塗膜の熱硬化時の流動性が高くなる傾向を招き、５０℃を上回ると、上記原料樹脂の粘性が高くなる傾向を招くから、該ガラス転移温度は、これを４０〜５０℃とするのが好ましい。
【００２７】
塗装、特に電着塗装にあって、塗膜厚の管理は、塗料に応じた通電条件によってなし得るから、該膜厚を上記数μｍとするように、電着塗装における通電条件、即ち電気量をコントロールすればよい。
【００２８】
このとき、該電着塗装の塗膜厚は、可及的に３μｍに近いものとすることが、耐傷性を高度に確保する上で有効である。これは、３μｍに近い塗膜厚とすることによって、陽極酸化皮膜に対して上記可及的均一に被覆した薄膜の塗膜が一体化して、該陽極酸化皮膜が塗膜を裏打ちするように作用する結果、複合塗膜の硬度が、陽極酸化皮膜の硬度乃至これに近似したものとし得るからであると見られるところ、該塗膜厚を３μｍから１μｍ近く薄くした２μｍとすると、耐傷性は得られても、熱硬化塗膜の耐食性を確保し難くなる傾向を示し、また、同様に１μｍ近く厚くした４μｍ乃至これを超えると、耐傷性が幾分低下する傾向を示し、また、５μｍを超えると耐傷性を確保し難くなるからである。
【００２９】
該電着塗装の塗膜厚は、上記好ましい３±１μｍに対して３．０±０．５μｍとするのが、高度な耐傷性を呈するものとし得るから、特に好ましい。
【００３０】
塗装後の焼付は、塗料の架橋硬化を行うように使用する塗料に応じた温度、時間の焼付条件を設定し、これによって行うようにすればよい。
【００３１】
このように形成したアルミ材Ａの陽極酸化塗装複合皮膜２は、図１に示すモデルの如くに、アルミ押出材Ａの押出成形時に形成されたダイスマークを反映するように該アルミ押出材に形成された凹凸面をなす陽極酸化皮膜１１を、その微孔１２を含めて可及的均一に被覆したものとなり、該被覆によって、数μｍに薄肉化した塗膜でありながら、上記優れた耐傷性を示す陽極酸化塗装複合皮膜２とすることができる。
【００３２】
一方、該電着塗装を施したものは、該電着塗装時に電解ガスが通過することによるピンホールが発生することから、これが電着した塗膜に残存して焼き付けられることによって、陽極酸化塗装複合皮膜の耐食性を低下する結果を招く傾向があるところ、上記陽極酸化塗装複合皮膜が優れた耐傷性を呈するとしても、残存ピンホールによって耐食性を含めた塗膜性能を確保し得ないことになり易く、従って耐傷性と耐食性の双方を兼備したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜とする必要が生じるところ、これは、下記の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法によって、これを得ることができる。
【００３３】
即ち、該陽極酸化塗装複合皮膜形成方法は、上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を電着塗装とするとともに該電着塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による電着塗装の２次塗装を施すものとしてある。
【００３４】
即ち、例えば、図３の表面処理工程に示すように、常法に従って陽極酸化処理、水洗、湯洗を施した後、１次塗装と、２次塗装の２段階電着塗装を施し、その後に焼付を施すことによって、上記１次塗装により、複合塗膜に上記耐傷性を付与する一方、２次塗装により、該１次塗装によってその電着した塗膜に生じた残存ピンホールを埋め被覆して、該残存ピンホールによる耐食性を付与して、耐傷性と耐食性の双方を兼備した複合塗膜を形成することができる。
【００３５】
このとき、上記２次塗装の塗料の分子量は、これを、５００〜２０００とすることが好ましく、また、上記１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量は、これを、１次塗装により９０〜９８ｗｔ％、二次塗装により１０〜２ｗｔ％とすることが好ましい。
【００３６】
上記低分子量の電着塗料を使用して２次塗装を行うことによって、１次塗装による耐傷性を確保した塗膜に良好な耐食性を付与して、上記ＪＩＳ Ｈ ８６０２（２０１０）に規定の塗膜性能を有する複合塗膜とすることができる。
【００３７】
２次塗装の塗料の分子量が、５００を下回ると、塗料として耐水性が劣るため塗膜性能を確保し難くなる傾向を招き、また、２０００を上回ると、塗料の粒径が過大となり、上記残存ピンホールを埋め被覆し難くなる傾向を招くから、該分子量は、上記範囲のものとすることがよい。
【００３８】
また、塗装の樹脂塗着量は、１次塗装の複合皮膜の耐食性を損なうのは、１次塗装時のピンホールの発生にあり、ピンホールの発生がなければ耐食性を併存したものとすることができるから、２次塗装は、このピンホールを埋めれば足り、従って、２次塗装は、該ピンホールを埋めるに足りる量とすればよく、これを超えて１次塗装の塗膜を更に追加的に被覆する必要はなく、従って、１次塗装による樹脂塗着量が９０ｗｔ％を下回る、即ち、２次塗装による樹脂塗着量が１０ｗｔを上回ると、該２次塗装の樹脂塗着量が過剰となる傾向を招き、また、１次塗装による樹脂塗着量が９８ｗｔ％を上回る、即ち、２次塗装による樹脂塗着量が２ｗｔを下回ると、該２次塗装の樹脂塗着量が不足し、ピンホールの埋めが不十分となり、ピンホールが残る傾向を招くから、該１次塗装、２次塗装の樹脂塗着量は、これを上記範囲のものとすることが好ましい。
【００３９】
このように形成したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜は、陽極酸化皮膜に形成した塗膜厚数μｍの熱硬化塗膜に耐傷性及び耐食性を付与したアルミ押出材の皮膜として、上記熱硬化塗膜を、陽極酸化皮膜におけるダイスマークの凹凸面を被覆した耐傷性付与の塗膜基体面と、該塗膜基体面に一体化した上記ダイスマーク凹凸面被覆漏れの残存ピンホールを埋め被覆した耐食性付与の塗膜補修点を備えて形成したものとすることができる。
【００４０】
即ち、図２に示すモデルの如くに、上記図１の陽極酸化皮膜１１を被覆した塗膜を塗膜基体面２１とし、該塗膜基体面２１に、その残存ピンホール２２を埋め被覆する塗膜補修点２３を一体化したものとしてあり、この場合、塗膜基体面２１の膜厚を数μｍとしながら、該塗膜基体面２１による耐傷性と、そのピンホール２２を埋め被覆する塗膜補修点２３による耐食性を備えた陽極酸化塗装複合皮膜２をアルミ押出材Ａに形成したものとしてあり、これによって、例えば、上記耐傷性を鉛筆硬度６Ｈ以上とし、試験時間７２時間、１２０時間としたときのＣＡＳＳ耐食性をレイティングナンバー９.５乃至９．８以上として、アルミ押出材Ａの陽極酸化塗装複合皮膜２を、上記数μｍの可及的に薄肉化したものとし且つ該薄肉化しながらも、ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０におけるＢ種相当乃至それ以上のＡ種相当の塗膜性能を有するものとすることができる。
【００４１】
本発明の実施に当って、アルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法及び該陽極酸化塗装複合皮膜について、そのアルミ押出材、陽極酸化皮膜、熱硬化塗膜、その形成方法、熱硬化時流動性抑制塗料、ガラス転移温度、１次塗装、塗膜基体、２次塗装、塗膜補修点、低分子量の塗料、その分子量、耐傷性、ＣＡＳＳ耐食性等の各具体的構成、材質、形状、これらの関係、これらに対する付加等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。
【実験例１】
【００４２】
ＪＩＳ Ａ ６０６３ Ｔ−５の押出材を用いて、常法による陽極酸化を施し、その陽極酸化皮膜に対して、ガラス転移温度３８℃のアクリル系電着塗料を用いた電着塗装及び焼付を施して、塗膜厚を３μｍから８μｍまで１μｍ毎に変化した熱硬化塗膜を形成し、手持ちした１０円硬化を手首を回すように該熱硬化塗膜に叩きつけて表面の傷が入ったか否かを判定するコインスクラッチ法によって耐傷性を評価した。その結果を、対応する鉛筆硬度とともに表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１において、◎は傷が目立たない状態、○は傷がやや認められる状態、×は傷が目立つ状態をそれぞれ示す。
【００４５】
表１によれば塗膜厚３μｍで鉛筆硬度７Ｈ相当の極めて高度な耐傷性を、４μｍで鉛筆硬度６μｍ相当の硬度の耐傷性を得られたが、５μｍ、６μｍで鉛筆硬度５Ｈ、７μｍ、８μｍで鉛筆硬度４Ｈと膜厚を厚くするにつれて耐傷性が低下する結果であった。
【実験例２】
【００４６】
ＪＩＳ Ａ ６０６３ Ｔ−５の押出材を用いて、常法による陽極酸化を施し、その陽極酸化皮膜に対して、ガラス転移温度３８℃のアクリル系電着塗料を用いた電着塗装及び焼付を施して、塗膜厚２．８μｍ（実測値）の熱硬化塗膜を形成し、耐コインスクラッチ性試験による耐傷性、０．５％水酸化ナトリウム水溶液を用いたリング浸漬法試験による耐アルカリ性、５％硫酸水溶液を用いたリング浸漬法試験による耐硫酸性、７２ｈｒ及び１２０ｈｒのＣＡＳＳ試験によるＣＡＳＳ耐食性について塗膜性能試験を行なった。その結果を試料１として表２に示す。
【００４７】
ガラス転移温度２５℃のアクリル樹脂系電着塗料の１次電着塗装後に、アクリル樹脂の分子量１０００の同じくアクリル樹脂系電着塗料の２次電着塗装及び焼付を施すとともに１次電着塗装と２次電着塗装の樹脂塗着量を９０：１０として塗膜厚２．５μｍの複合塗膜を形成した以外、上記試料１と同様とした。その結果を試料２として表２に示す。
【００４８】
ガラス転移温度を３８℃、１次電着塗装と２次電着塗装の樹脂塗着量を９９：１とし、また、塗膜厚を２．７μｍとした以外、上記試料２と同様とした。その結果を試料３として表２に示す。
【００４９】
樹脂塗着量を９５：５とし、塗膜厚を２．９μｍとする以外、上記試料３と同様とした。その結果を試料４として表２に示す。
【００５０】
樹脂塗着量を９０：１０とし、塗膜厚を３．１μｍとする以外、上記試料３と同様とした。その結果を試料５として表２に示す。
【００５１】
樹脂塗着量を５０：５０とし、塗膜厚を３．５μｍとする以外、上記試料３と同様とした。その結果を試料６として表２に示す。
【００５２】
ガラス転移温度を２５℃とし、塗膜厚を３．１μｍとした以外、上記試料１と同様とした。その結果を試料７として表２に示す。
【００５３】
塗膜厚を６．９μｍとした以外、試料７と同様とした。その結果を試料８として表２に示す。
【００５４】
１次電着塗装と２次電着塗装の樹脂塗着量を９０：１０とし、また、塗膜厚を２．９μｍとした以外、試料２と同様とした。その結果を試料９として表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】
表２において、◎はレイティングナンバー９．８以上、○は同９．０〜９．５、△は同７．０〜８．０、×は全面腐食の状態をそれぞれ示す。
【００５７】
以上の実験例２によれば、（１）ガラス転移温度２５℃のアクリル樹脂系電着塗料を用いた場合、試料６のように塗膜厚を６．９μｍ、即ち７μｍ程度とすれば耐傷性は低いが、耐アルカリ性、耐硫酸性、ＣＡＳＳ耐食性等の塗膜性能を確保し得るが、試料７のように塗膜厚を３．１μｍ、即ち３μｍ程度とすると、耐傷性は良好に確保し得るが、これらの塗膜性能を確保し得ない一方で、試料９のように同じく塗膜厚を２．９μｍ、即ち３μｍ程度しても、低分子量の２次電着塗装を施すと、耐傷性を維持しながら、塗膜性能を向上し得ること、（２）これに対してガラス転移温度を２５℃、３８℃の同様の塗料を用いて、塗膜厚を２．５乃至３．５μｍとしたものは、試料１乃至試料６のように、良好な耐傷性を示すものとなし得ること、（３）この場合でも、試料１のように、ガラス転移温度３８℃の電着塗料による単一の電着塗装、即ち、単層の塗膜を形成した場合、耐アルカリ性、耐硫酸性はある程度確保し得るも、ＣＡＳＳ耐食性を得られないこと、（４）これに対して、該塗膜に対して、低分子量の塗料による２次電着塗装を施したものは、試料２、試料４、試料５のように耐傷性とともに耐アルカリ性、耐硫酸性、ＣＡＳＳ耐食性を向上乃至確保し得ること、（５）この場合でも、１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、試料３の９９：１とするように、２次塗装の樹脂塗着量が極く少ないときには、耐アルカリ性、耐硫酸性をある程度向上し得るも、ＣＡＳＳ耐食性を確保し得ず、また、試料６の５０：５０とするように、２次塗装の樹脂塗着量が極く多いと、耐アルカリ性、耐硫酸性がやや劣るとともにＣＡＳＳ耐食性を確保し得ないこと、（６）一方、１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量が、試料４の９５：５、試料２及び試料５の９０：１０の場合には、比較的良好な塗膜性能を呈したものとなり、耐傷性に優れるとともに、耐アルカリ性、耐硫酸性及びＣＡＳＳ耐食性のレイティングナンバーを９．０〜９．５以上乃至９．８以上のものとすることができ、特に塗膜厚３±１μｍの３μｍ程度、１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量９５：５及び９０：１０としたときの試料４、５は、試験時間７２ｈｒで耐アルカリ性のレイティングナンバー９．０〜９．５、耐硫酸性のレイティングナンバー及びＣＡＳＳ耐食性のレイティングナンバー９．８以上であり、試験時間１２０ｈｒでも略同等であり、樹脂塗着量９５：５のときＣＡＳＳ耐食性がレイティングナンバー９．０〜９．５という結果であった。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ アルミ押出材
１ 陽極酸化皮膜
１１ 微孔
２ 陽極酸化塗装複合皮膜
２１ 熱硬化塗膜（塗膜基体）
２２ ピンホール
２３ 塗膜補修点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ押出材に陽極酸化皮膜と熱硬化塗膜による塗膜を形成するアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法及びその陽極酸化塗装複合皮膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば開口部材等の建材や車両に用いられるアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜は、陽極酸化皮膜に、例えば、アクリル系等の熱硬化性樹脂を電着塗装した後、焼付炉での焼付を施して熱硬化塗膜とするのが一般であり、該アルミ押出材の陽極酸化複合皮膜には、ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０「アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜」が適用されるところ、これによれば、その改訂前のＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２００６における陽極酸化皮膜の皮膜厚さ９．０μｍ以上、塗膜厚さ７．０μｍ以上とする記載がなされていたが、これが、平均皮膜厚さ５．０μｍ以上の陽極酸化処理を施した後、塗装を施すことと改訂され、従って、この皮膜厚と合計厚の条件に沿って形成した陽極酸化塗装複合皮膜が、所定の塗膜性能を備えることによって、その塗膜厚さを、従来の７．０μｍ以上のものから、例えば２、３μｍ乃至３、４μｍといったように数μｍのものに薄膜化することが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０「アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０は、更に複合塗膜の性能を規定しているから、該陽極酸化塗装複合皮膜の性能を確保しつつ、アルミ押出材の上記複合皮膜の塗膜厚さを上記数μｍのものと薄膜化することができれば、石油を原料とする塗料の使用量を減少することができ、環境負荷を低減した上、従前と同等の塗膜性能を有する製品を提供できることになる。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、その解決課題とするところは、塗膜厚さを可及的に薄膜化するとともに耐傷性について、更には耐食性を含めた可及的高度な塗膜性能を有するようにしたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法を提供するにあり、また、耐傷性及び耐食性の塗膜性能を可及的高度に備えたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に沿って鋭意研究したところ、エッチングを施した後に陽極酸化皮膜を形成することによって押出成形時に形成されたダイスマークは、その凹凸が緩和されるも、なお陽極酸化皮膜の表面に残るところ、熱硬化時の流動性を抑制した塗料を用いて該陽極酸化皮膜に塗装すると、その塗膜厚を数μｍに薄膜化しても、熱硬化塗膜が陽極酸化皮膜面を有効に被覆し、その塗膜が優れた耐傷性を呈するものとなること、これは、上記塗料の熱硬化時における流動性を抑制することによって、熱硬化時に塗料が流動化して陽極酸化皮膜面を流れることなく、陽極酸化皮膜面に付着した状態を可及的に維持して架橋硬化するために、薄膜でありながら陽極酸化皮膜を有効に被覆し得ること、そして塗膜を薄膜化したことによって陽極酸化皮膜の表面硬さが塗膜に反映して該塗膜の硬度を向上し、耐傷性に優れた薄膜化した陽極酸化塗装複合皮膜とし得ることの知見を得た。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、即ち、請求項１に記載の発明を、陽極酸化皮膜に耐傷性を有する塗膜厚数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜を形成する陽極酸化塗装複合皮膜の形成方法であって、上記薄膜化した熱硬化塗膜の塗料を、陽極酸化皮膜のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆する熱硬化時流動性を抑制した塗料として上記陽極酸化皮膜に対する塗装とその後の焼付を施すことを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、上記に加えて、上記塗料の流動性抑制は、これを熱硬化塗膜を形成する塗料の基体におけるガラス転移温度（以下Ｔｇということがある）を、３０〜６０℃とすることによって有効になし得ることから、これを、上記熱硬化時流動性を抑制した塗料を、熱硬化塗膜の塗料基体のガラス転移温度を３０〜６０℃として上記熱硬化時流動性を抑制することを特徴とする請求項１に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記薄膜化した塗膜は、耐傷性に優れる一方で、ダイスマークの凹凸の状態や、塗装を電着塗装としたときに電解ガス発生に起因して陽極酸化皮膜乃至塗膜に発生することあるピンホールが残存した場合、該残存ピンホールによって耐食性が低下する結果を招くことから、上記薄膜化した耐傷性に優れる塗膜基体を１次塗装によって形成し、該残存ピンホールを、埋めるように充填被覆する低分子量の塗料による塗膜補修点を２次塗装によって形成することによって、耐傷性に加えて耐食性に優れた陽極酸化塗装複合皮膜とすることが可能となることから、これを、上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による２次塗装を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、該耐食性の確保は、２次塗装の塗料における分子量を、５００〜２０００とすることによって有効になし得ることから、これを、上記低分子量の塗料の分子量を、５００〜２０００とすることを特徴とする請求項３に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記数μｍとした薄膜化の陽極酸化塗装複合皮膜にあって、耐傷性を確保する１次塗装の塗膜を塗膜基部とし、そのピンホールの埋め被覆による耐食性を確保する２次塗装のピンホール被覆部とすることによって、塗膜性能を有効に確保し得ることから、これを、上記１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、１次塗装により９０〜９８ｗ％、二次塗装により１０〜２ｗ％とすることを特徴とする請求項３又は４に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法としたものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、上記数μｍの薄膜化して優れた耐傷性と優れた耐食性の塗膜性能を備えたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜を提供するように、これを、陽極酸化皮膜に形成した塗膜厚数μｍの熱硬化塗膜に耐傷性及び耐食性を付与したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜であって、上記熱硬化塗膜を、陽極酸化皮膜におけるダイスマークの凹凸面を被覆した耐傷性付与の塗膜基体面と、該塗膜基体面に一体化した上記ダイスマーク凹凸面被覆漏れの残存ピンホールを埋め被覆した耐食性付与の塗膜補修点を備えて形成してなることを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜としたものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、上記に加えて、該数μｍの薄膜化した塗膜を、少なくともＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０におけるＢ種相当の塗膜性能を具備したものとして、従来の７．０μｍの塗膜を備えた場合と可及的に同等の製品とし得るように、これを、上記耐傷性を鉛筆硬度６Ｈ以上とし、ＣＡＳＳ耐食性（試験時間７２時間）をレイティングナンバー９.５以上としてなることを特徴とする請求項６に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜としたものである。
【００１４】
本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として上記課題解決の手段としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のとおりに構成したから、請求項１に記載の発明は、熱硬化時の流動性を抑制した塗料を用いて該陽極酸化皮膜に塗装し、該塗料が陽極酸化皮膜面に付着した状態を可及的に維持して架橋硬化することにより、数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜によって陽極酸化皮膜を被覆するとともに薄膜化したことによって該陽極酸化皮膜の表面硬さを反映した塗膜の硬度を確保して、可及的高度な塗膜性能を有するアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法を提供することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上記に加えて、上記塗料の流動性抑制は、これを熱硬化塗膜を形成する塗料の基体におけるガラス転移温度を、３０〜６０℃とすることによって有効に行うものとすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記薄膜化した塗膜は、耐傷性に優れる一方で、ダイスマークの凹凸の状態や、塗装を電着塗装としたときに電解ガス発生に起因して陽極酸化皮膜乃至塗膜に発生することあるピンホールが残存した場合、該残存ピンホールによって耐食性が低下する結果を招くことから、上記薄膜化した耐傷性に優れる塗膜基体を１次塗装によって形成し、該残存ピンホールを埋めるように被覆する低分子量の塗料による塗膜補修点を２次塗装によって形成することによって、耐傷性に加えて耐食性に優れた陽極酸化塗装複合皮膜とすることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、該耐食性の確保は、２次塗装の塗料における分子量を、５００〜２０００とすることによって有効になし得るものとすることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記数μｍとした薄膜化の陽極酸化塗装複合皮膜にあって、耐傷性を確保する１次塗装によって塗膜基部を形成し、そのピンホールの被覆による耐食性を確保する２次塗装によってピンホール充填部を形成することによって、塗膜性能を有効に確保し得るものとすることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、上記数μｍの薄膜化して優れた耐傷性と優れた耐食性の塗膜性能を備えたアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜を提供することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、上記に加えて、該数μｍの薄膜化した陽極酸化塗装複合皮膜を、少なくともＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０におけるＢ種相当の塗膜性能を具備したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】耐傷性を有する陽極酸化塗装複合皮膜のモデルを示す縦断面図である。
【図２】耐傷性と耐食性を有する陽極酸化塗装複合皮膜のモデルを示す縦断面図である。
【図３】陽極酸化塗装複合皮膜形成の表面処理工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を更に具体的に説明すれば、アルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法は、これを、陽極酸化皮膜に耐傷性を有する塗膜厚数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜を形成する陽極酸化塗装複合皮膜の形成方法であって、上記薄膜化した熱硬化塗膜の塗料を、陽極酸化皮膜のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆する熱硬化時流動性を抑制した塗料として上記陽極酸化皮膜に対する塗装とその後の焼付を施すものとしてあり、また、上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による２次塗装を施すものとしてある。
【００２４】
即ち、アルミ押出材は、アルミ合金、例えばＪＩＳ ６０６３ Ｔ−５の合金を用いて、これに常法に従ってエッチング、中和等の前処理を施し、同じく常法に従って陽極酸化処理、必要に応じて染色や金属塩の２次電解処理を施した後に、該陽極酸化皮膜に塗装を施し、その後に焼付処理を施すことによって、該アルミ押出材に数μｍ、例えば３±２μｍ、好ましくは３±１μｍの薄膜化した熱硬化塗膜による陽極酸化塗装複合皮膜を形成するものとしてあり、このとき該陽極酸化塗装複合皮膜形成の塗装を、上記耐傷性を付与したものとするように単一の塗装とし、また、更に該耐傷性と耐食性を付与したものとするように１次及び２次の２段階の塗装としてある。
【００２５】
塗装は、アルミ押出材に対するものとして、電着塗料を用いた電着塗装とするのがよく、このとき塗料は、これを、熱硬化時流動性を抑制したものを用いることによって、陽極酸化皮膜に存在するダイスマークによる凹凸面に追従して、該塗料が陽極酸化皮膜面に付着した状態で架橋硬化するようにして、該凹凸面を可及的均一に被覆することができ、従前の電着塗料の場合にみられる塗料の流れが発生することによって凹凸面に対して塗膜が著しく不均一になるのを有効に防止できる。
【００２６】
該熱硬化時流動性を抑制した塗料は、これを、熱硬化塗膜の塗料基体のガラス転移温度を３０〜６０℃として上記熱硬化時流動性を抑制するものとするのが、上記可及的に均一な塗膜を形成する上で好ましく、電着塗料の場合、一般にその塗料のアクリル基体のガラス転移温度を、常法のものより高くしたものとすればよい。このとき、ガラス転移温度が、３０℃を下回ると、熱硬化時の流動性が高くなり、均一な被覆をなし難くなり、また、６０℃を上回ると、原料樹脂の粘性が高く、電着塗料として用いるのが適当でなくなることから、該ガラス転移温度は、これを上記３０〜６０℃とするのがよく、一方、４０℃を下回ると、熱硬化塗膜の熱硬化時の流動性が高くなる傾向を招き、５０℃を上回ると、上記原料樹脂の粘性が高くなる傾向を招くから、該ガラス転移温度は、これを４０〜５０℃とするのが好ましい。
【００２７】
塗装、特に電着塗装にあって、塗膜厚の管理は、塗料に応じた通電条件によってなし得るから、該膜厚を上記数μｍとするように、電着塗装における通電条件、即ち電気量をコントロールすればよい。
【００２８】
このとき、該電着塗装の塗膜厚は、可及的に３μｍに近いものとすることが、耐傷性を高度に確保する上で有効である。これは、３μｍに近い塗膜厚とすることによって、陽極酸化皮膜に対して上記可及的均一に被覆した薄膜の塗膜が一体化して、該陽極酸化皮膜が塗膜を裏打ちするように作用する結果、複合塗膜の硬度が、陽極酸化皮膜の硬度乃至これに近似したものとし得るからであると見られるところ、該塗膜厚を３μｍから１μｍ近く薄くした２μｍとすると、耐傷性は得られても、熱硬化塗膜の耐食性を確保し難くなる傾向を示し、また、同様に１μｍ近く厚くした４μｍ乃至これを超えると、耐傷性が幾分低下する傾向を示し、また、５μｍを超えると耐傷性を確保し難くなるからである。
【００２９】
該電着塗装の塗膜厚は、上記好ましい３±１μｍに対して３．０±０．５μｍとするのが、高度な耐傷性を呈するものとし得るから、特に好ましい。
【００３０】
塗装後の焼付は、塗料の架橋硬化を行うように使用する塗料に応じた温度、時間の焼付条件を設定し、これによって行うようにすればよい。
【００３１】
このように形成したアルミ材Ａの陽極酸化塗装複合皮膜２は、図１に示すモデルの如くに、アルミ押出材Ａの押出成形時に形成されたダイスマークを反映するように該アルミ押出材に形成された凹凸面をなす陽極酸化皮膜１１を、その微孔１２を含めて可及的均一に被覆したものとなり、該被覆によって、数μｍに薄肉化した塗膜でありながら、上記優れた耐傷性を示す陽極酸化塗装複合皮膜２とすることができる。
【００３２】
一方、該電着塗装を施したものは、該電着塗装時に電解ガスが通過することによるピンホールが発生することから、これが電着した塗膜に残存して焼き付けられることによって、陽極酸化塗装複合皮膜の耐食性を低下する結果を招く傾向があるところ、上記陽極酸化塗装複合皮膜が優れた耐傷性を呈するとしても、残存ピンホールによって耐食性を含めた塗膜性能を確保し得ないことになり易く、従って耐傷性と耐食性の双方を兼備したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜とする必要が生じるところ、これは、下記の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法によって、これを得ることができる。
【００３３】
即ち、該陽極酸化塗装複合皮膜形成方法は、上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を電着塗装とするとともに該電着塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による電着塗装の２次塗装を施すものとしてある。
【００３４】
即ち、例えば、図３の表面処理工程に示すように、常法に従って陽極酸化処理、水洗、湯洗を施した後、１次塗装と、２次塗装の２段階電着塗装を施し、その後に焼付を施すことによって、上記１次塗装により、複合塗膜に上記耐傷性を付与する一方、２次塗装により、該１次塗装によってその電着した塗膜に生じた残存ピンホールを埋め被覆して、該残存ピンホールによる耐食性を付与して、耐傷性と耐食性の双方を兼備した複合塗膜を形成することができる。
【００３５】
このとき、上記２次塗装の塗料の分子量は、これを、５００〜２０００とすることが好ましく、また、上記１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量は、これを、１次塗装により９０〜９８ｗｔ％、二次塗装により１０〜２ｗｔ％とすることが好ましい。
【００３６】
上記低分子量の電着塗料を使用して２次塗装を行うことによって、１次塗装による耐傷性を確保した塗膜に良好な耐食性を付与して、上記ＪＩＳ Ｈ ８６０２（２０１０）に規定の塗膜性能を有する複合塗膜とすることができる。
【００３７】
２次塗装の塗料の分子量が、５００を下回ると、塗料として耐水性が劣るため塗膜性能を確保し難くなる傾向を招き、また、２０００を上回ると、塗料の粒径が過大となり、上記残存ピンホールを埋め被覆し難くなる傾向を招くから、該分子量は、上記範囲のものとすることがよい。
【００３８】
また、塗装の樹脂塗着量は、１次塗装の複合皮膜の耐食性を損なうのは、１次塗装時のピンホールの発生にあり、ピンホールの発生がなければ耐食性を併存したものとすることができるから、２次塗装は、このピンホールを埋めれば足り、従って、２次塗装は、該ピンホールを埋めるに足りる量とすればよく、これを超えて１次塗装の塗膜を更に追加的に被覆する必要はなく、従って、１次塗装による樹脂塗着量が９０ｗｔ％を下回る、即ち、２次塗装による樹脂塗着量が１０ｗｔを上回ると、該２次塗装の樹脂塗着量が過剰となる傾向を招き、また、１次塗装による樹脂塗着量が９８ｗｔ％を上回る、即ち、２次塗装による樹脂塗着量が２ｗｔを下回ると、該２次塗装の樹脂塗着量が不足し、ピンホールの埋めが不十分となり、ピンホールが残る傾向を招くから、該１次塗装、２次塗装の樹脂塗着量は、これを上記範囲のものとすることが好ましい。
【００３９】
このように形成したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜は、陽極酸化皮膜に形成した塗膜厚数μｍの熱硬化塗膜に耐傷性及び耐食性を付与したアルミ押出材の皮膜として、上記熱硬化塗膜を、陽極酸化皮膜におけるダイスマークの凹凸面を被覆した耐傷性付与の塗膜基体面と、該塗膜基体面に一体化した上記ダイスマーク凹凸面被覆漏れの残存ピンホールを埋め被覆した耐食性付与の塗膜補修点を備えて形成したものとすることができる。
【００４０】
即ち、図２に示すモデルの如くに、上記図１の陽極酸化皮膜１１を被覆した塗膜を塗膜基体面２１とし、該塗膜基体面２１に、その残存ピンホール２２を埋め被覆する塗膜補修点２３を一体化したものとしてあり、この場合、塗膜基体面２１の膜厚を数μｍとしながら、該塗膜基体面２１による耐傷性と、そのピンホール２２を埋め被覆する塗膜補修点２３による耐食性を備えた陽極酸化塗装複合皮膜２をアルミ押出材Ａに形成したものとしてあり、これによって、例えば、上記耐傷性を鉛筆硬度６Ｈ以上とし、試験時間７２時間、１２０時間としたときのＣＡＳＳ耐食性をレイティングナンバー９.５乃至９．８以上として、アルミ押出材Ａの陽極酸化塗装複合皮膜２を、上記数μｍの可及的に薄肉化したものとし且つ該薄肉化しながらも、ＪＩＳ Ｈ ８６０２ ２０１０におけるＢ種相当乃至それ以上のＡ種相当の塗膜性能を有するものとすることができる。
【００４１】
本発明の実施に当って、アルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法及び該陽極酸化塗装複合皮膜について、そのアルミ押出材、陽極酸化皮膜、熱硬化塗膜、その形成方法、熱硬化時流動性抑制塗料、ガラス転移温度、１次塗装、塗膜基体、２次塗装、塗膜補修点、低分子量の塗料、その分子量、耐傷性、ＣＡＳＳ耐食性等の各具体的構成、材質、形状、これらの関係、これらに対する付加等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。
【実験例１】
【００４２】
ＪＩＳ Ａ ６０６３ Ｔ−５の押出材を用いて、常法による陽極酸化を施し、その陽極酸化皮膜に対して、ガラス転移温度３８℃のアクリル系電着塗料を用いた電着塗装及び焼付を施して、塗膜厚を３μｍから８μｍまで１μｍ毎に変化した熱硬化塗膜を形成し、手持ちした１０円硬化を手首を回すように該熱硬化塗膜に叩きつけて表面の傷が入ったか否かを判定するコインスクラッチ法によって耐傷性を評価した。その結果を、対応する鉛筆硬度とともに表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
表１において、◎は傷が目立たない状態、○は傷がやや認められる状態、×は傷が目立つ状態をそれぞれ示す。
【００４５】
表１によれば塗膜厚３μｍで鉛筆硬度７Ｈ相当の極めて高度な耐傷性を、４μｍで鉛筆硬度６μｍ相当の硬度の耐傷性を得られたが、５μｍ、６μｍで鉛筆硬度５Ｈ、７μｍ、８μｍで鉛筆硬度４Ｈと膜厚を厚くするにつれて耐傷性が低下する結果であった。
【実験例２】
【００４６】
ＪＩＳ Ａ ６０６３ Ｔ−５の押出材を用いて、常法による陽極酸化を施し、その陽極酸化皮膜に対して、ガラス転移温度３８℃のアクリル系電着塗料を用いた電着塗装及び焼付を施して、塗膜厚２．８μｍ（実測値）の熱硬化塗膜を形成し、耐コインスクラッチ性試験による耐傷性、０．５％水酸化ナトリウム水溶液を用いたリング浸漬法試験による耐アルカリ性、５％硫酸水溶液を用いたリング浸漬法試験による耐硫酸性、７２ｈｒ及び１２０ｈｒのＣＡＳＳ試験によるＣＡＳＳ耐食性について塗膜性能試験を行なった。その結果を試料１として表２に示す。
【００４７】
ガラス転移温度２５℃のアクリル樹脂系電着塗料の１次電着塗装後に、アクリル樹脂の分子量１０００の同じくアクリル樹脂系電着塗料の２次電着塗装及び焼付を施すとともに１次電着塗装と２次電着塗装の樹脂塗着量を９０：１０として塗膜厚２．５μｍの複合塗膜を形成した以外、上記試料１と同様とした。その結果を試料２として表２に示す。
【００４８】
ガラス転移温度を３８℃、１次電着塗装と２次電着塗装の樹脂塗着量を９９：１とし、また、塗膜厚を２．７μｍとした以外、上記試料２と同様とした。その結果を試料３として表２に示す。
【００４９】
樹脂塗着量を９５：５とし、塗膜厚を２．９μｍとする以外、上記試料３と同様とした。その結果を試料４として表２に示す。
【００５０】
樹脂塗着量を９０：１０とし、塗膜厚を３．１μｍとする以外、上記試料３と同様とした。その結果を試料５として表２に示す。
【００５１】
樹脂塗着量を５０：５０とし、塗膜厚を３．５μｍとする以外、上記試料３と同様とした。その結果を試料６として表２に示す。
【００５２】
ガラス転移温度を２５℃とし、塗膜厚を３．１μｍとした以外、上記試料１と同様とした。その結果を試料７として表２に示す。
【００５３】
塗膜厚を６．９μｍとした以外、試料７と同様とした。その結果を試料８として表２に示す。
【００５４】
１次電着塗装と２次電着塗装の樹脂塗着量を９０：１０とし、また、塗膜厚を２．９μｍとした以外、試料２と同様とした。その結果を試料９として表２に示す。
【００５５】
【表２】
【００５６】
表２において、◎はレイティングナンバー９．８以上、○は同９．０〜９．５、△は同７．０〜８．０、×は全面腐食の状態をそれぞれ示す。
【００５７】
以上の実験例２によれば、（１）ガラス転移温度２５℃のアクリル樹脂系電着塗料を用いた場合、試料６のように塗膜厚を６．９μｍ、即ち７μｍ程度とすれば耐傷性は低いが、耐アルカリ性、耐硫酸性、ＣＡＳＳ耐食性等の塗膜性能を確保し得るが、試料７のように塗膜厚を３．１μｍ、即ち３μｍ程度とすると、耐傷性は良好に確保し得るが、これらの塗膜性能を確保し得ない一方で、試料９のように同じく塗膜厚を２．９μｍ、即ち３μｍ程度しても、低分子量の２次電着塗装を施すと、耐傷性を維持しながら、塗膜性能を向上し得ること、（２）これに対してガラス転移温度を２５℃、３８℃の同様の塗料を用いて、塗膜厚を２．５乃至３．５μｍとしたものは、試料１乃至試料６のように、良好な耐傷性を示すものとなし得ること、（３）この場合でも、試料１のように、ガラス転移温度３８℃の電着塗料による単一の電着塗装、即ち、単層の塗膜を形成した場合、耐アルカリ性、耐硫酸性はある程度確保し得るも、ＣＡＳＳ耐食性を得られないこと、（４）これに対して、該塗膜に対して、低分子量の塗料による２次電着塗装を施したものは、試料２、試料４、試料５のように耐傷性とともに耐アルカリ性、耐硫酸性、ＣＡＳＳ耐食性を向上乃至確保し得ること、（５）この場合でも、１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、試料３の９９：１とするように、２次塗装の樹脂塗着量が極く少ないときには、耐アルカリ性、耐硫酸性をある程度向上し得るも、ＣＡＳＳ耐食性を確保し得ず、また、試料６の５０：５０とするように、２次塗装の樹脂塗着量が極く多いと、耐アルカリ性、耐硫酸性がやや劣るとともにＣＡＳＳ耐食性を確保し得ないこと、（６）一方、１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量が、試料４の９５：５、試料２及び試料５の９０：１０の場合には、比較的良好な塗膜性能を呈したものとなり、耐傷性に優れるとともに、耐アルカリ性、耐硫酸性及びＣＡＳＳ耐食性のレイティングナンバーを９．０〜９．５以上乃至９．８以上のものとすることができ、特に塗膜厚３±１μｍの３μｍ程度、１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量９５：５及び９０：１０としたときの試料４、５は、試験時間７２ｈｒで耐アルカリ性のレイティングナンバー９．０〜９．５、耐硫酸性のレイティングナンバー及びＣＡＳＳ耐食性のレイティングナンバー９．８以上であり、試験時間１２０ｈｒでも略同等であり、樹脂塗着量９５：５のときＣＡＳＳ耐食性がレイティングナンバー９．０〜９．５という結果であった。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ アルミ押出材
１ 陽極酸化皮膜
１１ 微孔
２ 陽極酸化塗装複合皮膜
２１ 熱硬化塗膜（塗膜基体）
２２ ピンホール
２３ 塗膜補修点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極酸化皮膜に耐傷性を有する塗膜厚数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜を形成する陽極酸化塗装複合皮膜の形成方法であって、上記薄膜化した熱硬化塗膜の塗料を、陽極酸化皮膜のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆する熱硬化時流動性を抑制した塗料として上記陽極酸化皮膜に対する塗装とその後の焼付を施すことを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項２】
上記熱硬化時流動性を抑制した塗料を、熱硬化塗膜の塗料基体のガラス転移温度を３０〜６０℃として上記熱硬化時流動性を抑制することを特徴とする請求項１に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項３】
上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による２次塗装を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項４】
上記低分子量の塗料の分子量を、５００〜２０００とすることを特徴とする請求項３に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項５】
上記１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、１次塗装により９０〜９８ｗ％、二次塗装により１０〜２ｗ％とすることを特徴とする請求項３又は４に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項６】
陽極酸化皮膜に形成した塗膜厚数μｍの熱硬化塗膜に耐傷性及び耐食性を付与したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜であって、上記熱硬化塗膜を、陽極酸化皮膜におけるダイスマークの凹凸面を被覆した耐傷性付与の塗膜基体面と、該塗膜基体面に一体化した上記ダイスマーク凹凸面被覆漏れの残存ピンホールを埋め被覆した耐食性付与の塗膜補修点を備えて形成してなることを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜。
【請求項７】
上記耐傷性を鉛筆硬度６Ｈ以上とし、ＣＡＳＳ耐食性（試験時間７２時間）をレイティングナンバー９.５以上としてなることを特徴とする請求項６に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜。
【請求項１】
陽極酸化皮膜に耐傷性を有する塗膜厚数μｍに薄膜化した熱硬化塗膜を形成する陽極酸化塗装複合皮膜の形成方法であって、上記薄膜化した熱硬化塗膜の塗料を、陽極酸化皮膜のダイスマークによる凹凸面に追従してこれを被覆する熱硬化時流動性を抑制した塗料として上記陽極酸化皮膜に対する塗装とその後の焼付を施すことを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項２】
上記熱硬化時流動性を抑制した塗料を、熱硬化塗膜の塗料基体のガラス転移温度を３０〜６０℃として上記熱硬化時流動性を抑制することを特徴とする請求項１に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項３】
上記熱硬化時の流動性抑制塗料の陽極酸化皮膜に対する塗装を１次塗装とし、該１次塗装後に、ダイスマークの凹凸面の被覆漏れによる残存ピンホールを埋め被覆して耐食性を付与する低分子量の塗料による２次塗装を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項４】
上記低分子量の塗料の分子量を、５００〜２０００とすることを特徴とする請求項３に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項５】
上記１次塗装と２次塗装の樹脂塗着量を、１次塗装により９０〜９８ｗ％、二次塗装により１０〜２ｗ％とすることを特徴とする請求項３又は４に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜形成方法。
【請求項６】
陽極酸化皮膜に形成した塗膜厚数μｍの熱硬化塗膜に耐傷性及び耐食性を付与したアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜であって、上記熱硬化塗膜を、陽極酸化皮膜におけるダイスマークの凹凸面を被覆した耐傷性付与の塗膜基体面と、該塗膜基体面に一体化した上記ダイスマーク凹凸面被覆漏れの残存ピンホールを埋め被覆した耐食性付与の塗膜補修点を備えて形成してなることを特徴とするアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜。
【請求項７】
上記耐傷性を鉛筆硬度６Ｈ以上とし、ＣＡＳＳ耐食性（試験時間７２時間）をレイティングナンバー９.５以上としてなることを特徴とする請求項６に記載のアルミ押出材の陽極酸化塗装複合皮膜。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１９７４８０（Ｐ２０１２−１９７４８０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２２８６（Ｐ２０１１−６２２８６）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（３０２０４５７０５）株式会社ＬＩＸＩＬ (949)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（３０２０４５７０５）株式会社ＬＩＸＩＬ (949)
【Ｆターム（参考）】
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