JP2000109996A - 耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法 - Google Patents
耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性に優れた陽極酸化被膜を得る。
【解決手段】 陽極酸化皮膜２のポア３が、表面口部３
ａよりも大径な大径部３ｃを有し、大径部３ｃは口部径
に対し２〜１０倍の径を有している。該被膜は、リン酸
電解液を用い、初期時の電圧を２０Ｖ以下とし、その
後、処理電圧を上昇させて、最終電圧が初期時の処理電
圧の５倍以上になるようにして形成する。 【効果】 陽極酸化被膜上に形成した塗膜がポア内
に確実に固定され、後工程においてもポアの閉鎖が維持
されて優れた耐食性が得られる。
ａよりも大径な大径部３ｃを有し、大径部３ｃは口部径
に対し２〜１０倍の径を有している。該被膜は、リン酸
電解液を用い、初期時の電圧を２０Ｖ以下とし、その
後、処理電圧を上昇させて、最終電圧が初期時の処理電
圧の５倍以上になるようにして形成する。 【効果】 陽極酸化被膜上に形成した塗膜がポア内
に確実に固定され、後工程においてもポアの閉鎖が維持
されて優れた耐食性が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性を必要とす
るアルミニウム部材、加工材など、例えば建材（サッ
シ）、ハニカム材（建材や航空機など）などの分野にお
いて、材料の表面に形成して耐食性を向上させるアルミ
ニウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法に
関する。
るアルミニウム部材、加工材など、例えば建材（サッ
シ）、ハニカム材（建材や航空機など）などの分野にお
いて、材料の表面に形成して耐食性を向上させるアルミ
ニウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的にアルミニウムの陽極酸化は、ア
ルミニウムがアルカリ、酸などに侵されやすいため、そ
の防食のために行われている。従来、代表的な陽極酸化
被膜の形成方法では、Ｈ２ＳＯ４やＨ３ＰＯ４を電解液
として用い、処理電圧としては１０〜３０ボルトの定電
圧で処理を行っている。なお、上記のようにして形成さ
れる陽極酸化被膜１２は、図２に示されるように材料１
側のバリヤ層１２ａと残部の多孔層１２ｂとから構成さ
れており、バリヤ層１２ａは厚さが２０ｎｍ未満であ
り、多孔層１２ｂは処理条件によってその厚みが異なる
が概ね１〜１０μｍの厚さである。上記バリヤ層１２ａ
は比較的緻密な構造を有するのに対し、多孔層１２ｂで
は、無数のポア１３…１３が表面から多孔層１２ｂの底
部付近に至るまでほぼ同じ径で深さ方向に沿って形成さ
れている。ところで、上記ポアは、水分の侵入等を招き
耐食性を損なう作用があるので、これを封孔することが
必要となる。封孔処理としては水和反応等を利用して孔
を塞ぐものや表面に有機樹脂（例えばアクリル系のプラ
イマー）を塗布したり、カラーアルミサッシなどでは顔
料を塗布したりして封孔を図っており、これらの塗布で
は、塗布材がポア内に浸透してポアを埋めることにより
高い耐食性が得られる。
ルミニウムがアルカリ、酸などに侵されやすいため、そ
の防食のために行われている。従来、代表的な陽極酸化
被膜の形成方法では、Ｈ２ＳＯ４やＨ３ＰＯ４を電解液
として用い、処理電圧としては１０〜３０ボルトの定電
圧で処理を行っている。なお、上記のようにして形成さ
れる陽極酸化被膜１２は、図２に示されるように材料１
側のバリヤ層１２ａと残部の多孔層１２ｂとから構成さ
れており、バリヤ層１２ａは厚さが２０ｎｍ未満であ
り、多孔層１２ｂは処理条件によってその厚みが異なる
が概ね１〜１０μｍの厚さである。上記バリヤ層１２ａ
は比較的緻密な構造を有するのに対し、多孔層１２ｂで
は、無数のポア１３…１３が表面から多孔層１２ｂの底
部付近に至るまでほぼ同じ径で深さ方向に沿って形成さ
れている。ところで、上記ポアは、水分の侵入等を招き
耐食性を損なう作用があるので、これを封孔することが
必要となる。封孔処理としては水和反応等を利用して孔
を塞ぐものや表面に有機樹脂（例えばアクリル系のプラ
イマー）を塗布したり、カラーアルミサッシなどでは顔
料を塗布したりして封孔を図っており、これらの塗布で
は、塗布材がポア内に浸透してポアを埋めることにより
高い耐食性が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
陽極酸化被膜の上層に塗布材を塗布する等して塗膜を形
成した材料では、その後、製品形状に成形する等のため
に後加工（折り曲げやねじり加工など）を行うと、所期
の耐食性が十分に得られないという問題がある。この問
題に対しては後加工により塗膜に亀裂が生じたり塗膜が
剥がれる等して耐食性が損なわれるという指摘があり、
そのため塗布材の改良が課題として採り上げられ、これ
を改善するための研究もなされている。ところで、本願
発明者は、上記現象について、塗布材側における問題だ
けでなく、陽極酸化被膜側においても耐食性を低下させ
る原因が有るのではないかと考え、さらに研究を進めた
ところ、ポアに浸透してポアを塞いでいると考えられて
いる塗布材が上記後加工により、ポアから容易に抜けて
ポアの閉塞状態が損なわれ、よって陽極酸化被膜として
の耐食性が低下していることが判明した。また一旦、多
孔層のポアに外気が侵入するとバリヤ層が薄いため陽極
酸化被膜に小クラックが入りやすく、耐食性が安定的に
得られないという問題もある。
陽極酸化被膜の上層に塗布材を塗布する等して塗膜を形
成した材料では、その後、製品形状に成形する等のため
に後加工（折り曲げやねじり加工など）を行うと、所期
の耐食性が十分に得られないという問題がある。この問
題に対しては後加工により塗膜に亀裂が生じたり塗膜が
剥がれる等して耐食性が損なわれるという指摘があり、
そのため塗布材の改良が課題として採り上げられ、これ
を改善するための研究もなされている。ところで、本願
発明者は、上記現象について、塗布材側における問題だ
けでなく、陽極酸化被膜側においても耐食性を低下させ
る原因が有るのではないかと考え、さらに研究を進めた
ところ、ポアに浸透してポアを塞いでいると考えられて
いる塗布材が上記後加工により、ポアから容易に抜けて
ポアの閉塞状態が損なわれ、よって陽極酸化被膜として
の耐食性が低下していることが判明した。また一旦、多
孔層のポアに外気が侵入するとバリヤ層が薄いため陽極
酸化被膜に小クラックが入りやすく、耐食性が安定的に
得られないという問題もある。
【０００４】本発明は、上記事情を背景としてなされた
ものであり、陽極酸化被膜上に塗膜を形成する際に、後
加工等によっても容易には耐食性が低下せず、安定した
耐食性を保持することができる耐食性に優れたアルミニ
ウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法を提
供することを目的とする。
ものであり、陽極酸化被膜上に塗膜を形成する際に、後
加工等によっても容易には耐食性が低下せず、安定した
耐食性を保持することができる耐食性に優れたアルミニ
ウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被膜は、
陽極酸化皮膜に形成されているポアが、内部において表
面口部よりも大径な大径部を有しており、該大径部は口
部径に対し２〜１０倍の径を有していることを特徴とす
る。
本発明の耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被膜は、
陽極酸化皮膜に形成されているポアが、内部において表
面口部よりも大径な大径部を有しており、該大径部は口
部径に対し２〜１０倍の径を有していることを特徴とす
る。
【０００６】第２の発明の耐食性に優れたアルミニウム
陽極酸化被膜は、第１の発明の耐食性に優れたアルミニ
ウム陽極酸化被膜において、大径部がポアの底部に形成
されているとともに、ポアの表面口部から大径部に至る
間が次第に径が大きくなるテーパ形状を有していること
を特徴とする。第３の発明の耐食性に優れたアルミニウ
ム陽極酸化被膜は、第１または第２の発明の耐食性に優
れたアルミニウム陽極酸化被膜において、陽極酸化被膜
の多孔層の下層に形成されたバリヤ層の厚さが２０ｎｍ
〜１５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする。
陽極酸化被膜は、第１の発明の耐食性に優れたアルミニ
ウム陽極酸化被膜において、大径部がポアの底部に形成
されているとともに、ポアの表面口部から大径部に至る
間が次第に径が大きくなるテーパ形状を有していること
を特徴とする。第３の発明の耐食性に優れたアルミニウ
ム陽極酸化被膜は、第１または第２の発明の耐食性に優
れたアルミニウム陽極酸化被膜において、陽極酸化被膜
の多孔層の下層に形成されたバリヤ層の厚さが２０ｎｍ
〜１５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする。
【０００７】また、本発明のアルミニウム陽極酸化被膜
の形成方法は、リン酸またはリン酸を主とする電解液を
用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金表面に陽極
酸化被膜を形成する陽極酸化被膜の形成方法において、
初期時の処理電圧を２０Ｖ以下に設定し、その後、処理
電圧を連続的または段階的に上昇させて、最終電圧が初
期時の処理電圧の５倍以上になるように被膜形成を行う
ことを特徴とする。第２の発明のアルミニウム陽極酸化
被膜の形成方法は、第１の発明のアルミニウム陽極酸化
被膜の形成方法において、処理電圧を開始時から漸増さ
せ、その後、最終電圧を一定にして処理を行うことを特
徴とする。
の形成方法は、リン酸またはリン酸を主とする電解液を
用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金表面に陽極
酸化被膜を形成する陽極酸化被膜の形成方法において、
初期時の処理電圧を２０Ｖ以下に設定し、その後、処理
電圧を連続的または段階的に上昇させて、最終電圧が初
期時の処理電圧の５倍以上になるように被膜形成を行う
ことを特徴とする。第２の発明のアルミニウム陽極酸化
被膜の形成方法は、第１の発明のアルミニウム陽極酸化
被膜の形成方法において、処理電圧を開始時から漸増さ
せ、その後、最終電圧を一定にして処理を行うことを特
徴とする。
【０００８】本発明では、上記のように従来の陽極酸化
皮膜の欠陥である塗膜の接着性を改善するため、ポアの
形状を内部において大径部を有するようにしたものであ
る。これにより塗装材がポア内で浸透・固化すると、大
径部で固化した塗装材がアンカーとして作用するため、
加工時の摩擦、折り曲げなどによる引き抜き力に対し抵
抗力があり、よってポア内で固化した塗装材全体がポア
から容易には抜けず、ポアの閉塞が維持され、耐食性の
低下を防止する。また、塗装材の固着性が向上するた
め、塗装の耐久性が向上する効果もある。この大径部の
径（最大径）は、ポアの口部径に対し、２〜１０倍の比
率の範囲内とする。これは、比率が２倍未満であると、
上記したアンカーとしての作用が十分に得られず、効果
的に耐食性の低下や塗装の耐久性の低下を防止できない
ためであり、一方、上記比率が１０倍を越えると皮膜形
成が不均質になると共にポアの径も不均一になり逆って
陽極酸化膜自体が破壊しやすくなるためである。なお、
同様の理由で上記比率は下限を３倍、上限を８倍とする
のが望ましく、さらに下限を５倍とするのが一層望まし
い。また、上記大径部がポアの底部に有り、しかもポア
の口部から大径部に掛けて径が増加するテーパ形状を有
していると、引き抜きに対する抵抗力が一層増し、しか
も、抵抗力が一部に集中せず分散するので、引き抜き時
にポア内塗膜が引きちぎられるのを防止できる。
皮膜の欠陥である塗膜の接着性を改善するため、ポアの
形状を内部において大径部を有するようにしたものであ
る。これにより塗装材がポア内で浸透・固化すると、大
径部で固化した塗装材がアンカーとして作用するため、
加工時の摩擦、折り曲げなどによる引き抜き力に対し抵
抗力があり、よってポア内で固化した塗装材全体がポア
から容易には抜けず、ポアの閉塞が維持され、耐食性の
低下を防止する。また、塗装材の固着性が向上するた
め、塗装の耐久性が向上する効果もある。この大径部の
径（最大径）は、ポアの口部径に対し、２〜１０倍の比
率の範囲内とする。これは、比率が２倍未満であると、
上記したアンカーとしての作用が十分に得られず、効果
的に耐食性の低下や塗装の耐久性の低下を防止できない
ためであり、一方、上記比率が１０倍を越えると皮膜形
成が不均質になると共にポアの径も不均一になり逆って
陽極酸化膜自体が破壊しやすくなるためである。なお、
同様の理由で上記比率は下限を３倍、上限を８倍とする
のが望ましく、さらに下限を５倍とするのが一層望まし
い。また、上記大径部がポアの底部に有り、しかもポア
の口部から大径部に掛けて径が増加するテーパ形状を有
していると、引き抜きに対する抵抗力が一層増し、しか
も、抵抗力が一部に集中せず分散するので、引き抜き時
にポア内塗膜が引きちぎられるのを防止できる。
【０００９】また、バリヤ層が薄い場合は外力により容
易にクラックが入りやすいと考えられるが、ある程度厚
くなるとクラックが入り難くなり耐食性の低下が防止さ
れる。この作用を得るためにはバリヤ層の厚さを２０ｎ
ｍ以上にする必要がある。一方、バリヤ層の厚さが１５
０ｎｍを越えると酸化皮膜が脆くなり、逆にクラックが
入りやすくなって耐食性が低下するため、バリヤ層の厚
さは２０〜１５０ｎｍとするのが望ましい。なお、同様
の理由でバリヤ層の厚さは、５０〜１００ｎｍとするの
が一層望ましい。
易にクラックが入りやすいと考えられるが、ある程度厚
くなるとクラックが入り難くなり耐食性の低下が防止さ
れる。この作用を得るためにはバリヤ層の厚さを２０ｎ
ｍ以上にする必要がある。一方、バリヤ層の厚さが１５
０ｎｍを越えると酸化皮膜が脆くなり、逆にクラックが
入りやすくなって耐食性が低下するため、バリヤ層の厚
さは２０〜１５０ｎｍとするのが望ましい。なお、同様
の理由でバリヤ層の厚さは、５０〜１００ｎｍとするの
が一層望ましい。
【００１０】本発明の陽極酸化皮膜の形成方法では、リ
ン酸またはリン酸を主とする電解液を用いる。リン酸を
含んだ陽極酸化皮膜は、クラックの伝播が少なく、また
水和性が悪くて水分を寄せ付けないため、材料の耐食性
を向上させる。また、リン酸を用いた陽極酸化皮膜の形
成では、初期の電圧を定め、さらに以下に述べるように
処理電圧を増加させることにより内部に大径部を有する
ポアを被膜に形成することができる。ただし、初期の電
圧が２０Ｖを越えると、口部、大径部の比率が適切な範
囲のものが得られにくいため、上記範囲に定める。ま
た、初期の処理電圧が低すぎると、ポアの径が小さくな
りすぎて、アンカー効果が得られにくいので、ポアの径
は３ｎｍ以上が望ましく、この径を得るために、リン酸
またはリン酸を主とする電解液を用いた上記処理では、
初期時の処理電圧を３Ｖ以上とするのが望ましい。また
最終電圧を初期電圧の５倍以上にすることにより緻密な
バリヤ層が形成され、最終的には十分な厚さでバリヤ層
を形成することができ、さらに無数のポアの底部に大径
部を確実に形成することができる。また、同様の理由
で、最終電圧は、初期時電圧の１０倍以上とするのが望
ましい。なお、最終電圧を十分に上げることにより、よ
り径の大きな大径部を形成することができるが、リン酸
を用いた陽極酸化皮膜の形成では、比較的低い電圧によ
って大径部を確実に形成することができる。
ン酸またはリン酸を主とする電解液を用いる。リン酸を
含んだ陽極酸化皮膜は、クラックの伝播が少なく、また
水和性が悪くて水分を寄せ付けないため、材料の耐食性
を向上させる。また、リン酸を用いた陽極酸化皮膜の形
成では、初期の電圧を定め、さらに以下に述べるように
処理電圧を増加させることにより内部に大径部を有する
ポアを被膜に形成することができる。ただし、初期の電
圧が２０Ｖを越えると、口部、大径部の比率が適切な範
囲のものが得られにくいため、上記範囲に定める。ま
た、初期の処理電圧が低すぎると、ポアの径が小さくな
りすぎて、アンカー効果が得られにくいので、ポアの径
は３ｎｍ以上が望ましく、この径を得るために、リン酸
またはリン酸を主とする電解液を用いた上記処理では、
初期時の処理電圧を３Ｖ以上とするのが望ましい。また
最終電圧を初期電圧の５倍以上にすることにより緻密な
バリヤ層が形成され、最終的には十分な厚さでバリヤ層
を形成することができ、さらに無数のポアの底部に大径
部を確実に形成することができる。また、同様の理由
で、最終電圧は、初期時電圧の１０倍以上とするのが望
ましい。なお、最終電圧を十分に上げることにより、よ
り径の大きな大径部を形成することができるが、リン酸
を用いた陽極酸化皮膜の形成では、比較的低い電圧によ
って大径部を確実に形成することができる。
【００１１】さらに、電圧の上昇において処理の進行に
従って電圧を漸増させ、その後、最終電圧を一定にして
陽極酸化皮膜の形成を行うことができる。このような処
理により、ポアは口部から底部に向けて径が増大するテ
ーパ形状になり、最終電圧での定電圧処理により底部に
は、大径部が十分な深さで形成される。なお、上記処理
電圧の増加に際しては、処理電流密度が初期の設定値よ
りも低下しないように行うのが望ましい。これにより電
圧の上昇が確実になり、口部とポア底部の大径部のポア
径の比が所望のものが得られることになる。
従って電圧を漸増させ、その後、最終電圧を一定にして
陽極酸化皮膜の形成を行うことができる。このような処
理により、ポアは口部から底部に向けて径が増大するテ
ーパ形状になり、最終電圧での定電圧処理により底部に
は、大径部が十分な深さで形成される。なお、上記処理
電圧の増加に際しては、処理電流密度が初期の設定値よ
りも低下しないように行うのが望ましい。これにより電
圧の上昇が確実になり、口部とポア底部の大径部のポア
径の比が所望のものが得られることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を説明
する。なお、本発明が適用されるアルミニウム材料は純
アルミニウム、アルミニウム合金のいずれであってもよ
く、アルミニウム合金の場合にも特に成分が限定される
ものではない。上記アルミニウム材料は、通常は、陽極
酸化処理に先立って前処理がなされる。この前処理は、
アルミニウム材料の表面を清浄化する等の目的でなされ
るが、その方法としては機械的、化学的、電気化学的に
行うことができ、本発明としてはその方法については特
に限定されない。
する。なお、本発明が適用されるアルミニウム材料は純
アルミニウム、アルミニウム合金のいずれであってもよ
く、アルミニウム合金の場合にも特に成分が限定される
ものではない。上記アルミニウム材料は、通常は、陽極
酸化処理に先立って前処理がなされる。この前処理は、
アルミニウム材料の表面を清浄化する等の目的でなされ
るが、その方法としては機械的、化学的、電気化学的に
行うことができ、本発明としてはその方法については特
に限定されない。
【００１３】上記のアルミニウム材料は、好適にはリン
酸を電解液に用いた陽極酸化処理により酸化皮膜を形成
する。処理に際しての条件では、電解液濃度、電解液温
度を適宜選定し、初期の電圧を３〜１０Ｖに設定し、そ
の後、処理電圧を増加させる。なお、電解液濃度として
は、０．２〜０．８モル／ｌの範囲が望ましく、電解液
温度としては２０〜３０℃の範囲が望ましい。上記電圧
の増加方法としては連続的に増加させてもよく、また段
階的に増加させてもよい。このときの電圧増加速度は特
に限定されないが、処理時間を５〜６分の範囲内とし、
この処理時間において最終電圧となるように電圧増加速
度を定めるのが望ましい。
酸を電解液に用いた陽極酸化処理により酸化皮膜を形成
する。処理に際しての条件では、電解液濃度、電解液温
度を適宜選定し、初期の電圧を３〜１０Ｖに設定し、そ
の後、処理電圧を増加させる。なお、電解液濃度として
は、０．２〜０．８モル／ｌの範囲が望ましく、電解液
温度としては２０〜３０℃の範囲が望ましい。上記電圧
の増加方法としては連続的に増加させてもよく、また段
階的に増加させてもよい。このときの電圧増加速度は特
に限定されないが、処理時間を５〜６分の範囲内とし、
この処理時間において最終電圧となるように電圧増加速
度を定めるのが望ましい。
【００１４】上記陽極酸化処理がなされたアルミニウム
材料は、図１に示すように材料１の表面に２０〜１５０
ｎｍの厚さでバリヤ層２ａが形成され、その上層に無数
のポア３…３を有する多孔層２ｂが形成されており、該
バリヤ層２ａと多孔層２ｂとにより陽極酸化皮膜２が構
成されている。上記ポア３においては、口部３ａに対
し、底部３ｃが大径な形状を有しており、この底部３ｃ
の径は、口部３ａの径に対し、２〜１０倍の範囲内にあ
る。また、底部３ｃの断面形状は涙滴状をしている。な
お、処理電圧を漸増させたものでは、口部３ａと底部３
ｃとの間に底に向かうに従って径が増大するテーパ部３
ｂが形成される。
材料は、図１に示すように材料１の表面に２０〜１５０
ｎｍの厚さでバリヤ層２ａが形成され、その上層に無数
のポア３…３を有する多孔層２ｂが形成されており、該
バリヤ層２ａと多孔層２ｂとにより陽極酸化皮膜２が構
成されている。上記ポア３においては、口部３ａに対
し、底部３ｃが大径な形状を有しており、この底部３ｃ
の径は、口部３ａの径に対し、２〜１０倍の範囲内にあ
る。また、底部３ｃの断面形状は涙滴状をしている。な
お、処理電圧を漸増させたものでは、口部３ａと底部３
ｃとの間に底に向かうに従って径が増大するテーパ部３
ｂが形成される。
【００１５】上記のアルミニウム材料の表面には、その
用途に応じてプライマコートや顔料が塗布される。な
お、本発明としては、この塗布材の種別については特に
限定されるものではなく、種々の塗装材を適宜選定して
使用することができる。アルミニウム材料の表面に塗布
された塗布材は、固化してアルミニウム材料の表面に塗
膜を形成するとともに、上記により形成された陽極酸化
被膜のポアに侵入し、同じく固化してポアを埋める。そ
の後、アルミニウム材料は、その用途等に応じて必要な
後加工が施され、型材やハニカム材等して提供される。
なお、本発明としてはこれら製品への適用が好適なもの
であるが、本発明としては後加工の内容や製品形状、用
途等については特に限定されるものではない。上記によ
り得られた製品は、塗膜がポアの内部に至るまで確実に
充填されており、優れた耐食性を発揮する。
用途に応じてプライマコートや顔料が塗布される。な
お、本発明としては、この塗布材の種別については特に
限定されるものではなく、種々の塗装材を適宜選定して
使用することができる。アルミニウム材料の表面に塗布
された塗布材は、固化してアルミニウム材料の表面に塗
膜を形成するとともに、上記により形成された陽極酸化
被膜のポアに侵入し、同じく固化してポアを埋める。そ
の後、アルミニウム材料は、その用途等に応じて必要な
後加工が施され、型材やハニカム材等して提供される。
なお、本発明としてはこれら製品への適用が好適なもの
であるが、本発明としては後加工の内容や製品形状、用
途等については特に限定されるものではない。上記によ
り得られた製品は、塗膜がポアの内部に至るまで確実に
充填されており、優れた耐食性を発揮する。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の一実施形態を説明する。ア
ルミニウム純度ＩＮ３０（ＪＩＳ）のアルミニウム箔
（厚さ１００μｍ）をアルカリ溶液で脱脂を行い、その
後リン酸０．５Ｍ水溶液（常温：２５℃）中で陽極酸化
処理を行なった。なお、陽極酸化に際しては、表１に示
す電流密度（２〜１０ｍＡ／ｃｍ２）を定め、この電流
密度が一定に保たれるように処理電圧を増加させて表１
に示す時間（１〜５分）で処理を行った。なお、従来例
として２０Ｖの定電圧で処理を行った。このとき電流密
度は５ｍＡ／ｃｍ２から１ｍＡ／ｃｍ２へと漸次減少し
た。
ルミニウム純度ＩＮ３０（ＪＩＳ）のアルミニウム箔
（厚さ１００μｍ）をアルカリ溶液で脱脂を行い、その
後リン酸０．５Ｍ水溶液（常温：２５℃）中で陽極酸化
処理を行なった。なお、陽極酸化に際しては、表１に示
す電流密度（２〜１０ｍＡ／ｃｍ２）を定め、この電流
密度が一定に保たれるように処理電圧を増加させて表１
に示す時間（１〜５分）で処理を行った。なお、従来例
として２０Ｖの定電圧で処理を行った。このとき電流密
度は５ｍＡ／ｃｍ２から１ｍＡ／ｃｍ２へと漸次減少し
た。
【００１７】次に、上記処理により得られた陽極酸化被
膜について、スライス片を透過型電子顕微鏡にて観察
し、ポアの径の比、バリヤ層の厚みを測定し表１に示し
た。なお、ポアの径の比は、口部と底部の最も径の大き
い部分との径の比で示した。ちなみにポアの口部径は略
２０ｎｍであった。さらに、上記陽極酸化被膜上に市販
の防食性プライマーコート剤を塗布して固化させた後、
９０゜曲げ加工を２度行い、その後、塩水噴霧試験を行
った。塩水噴霧試験は以下の条件で行った。 塩水噴霧試験：温度３５℃霧囲気中でＮａｃｌ ５％溶
液を１〜２ｃｃ／時間の量、噴霧する１ヶ月間の連続試
験 塩水噴霧後、試験材９０゜曲げ部の表面に発生した腐食
孔の数を目視で観察し、ランク付けを行ってその結果を
表１に示した。表１に明らかなように、本発明の範囲内
にある陽極酸化被膜では、後加工後においても良好な耐
食性を示しているのに対し、従来例では耐食性が大きく
低下しており、また本発明の範囲外にある比較例では、
十分な耐食性が得られていないことが分かる。
膜について、スライス片を透過型電子顕微鏡にて観察
し、ポアの径の比、バリヤ層の厚みを測定し表１に示し
た。なお、ポアの径の比は、口部と底部の最も径の大き
い部分との径の比で示した。ちなみにポアの口部径は略
２０ｎｍであった。さらに、上記陽極酸化被膜上に市販
の防食性プライマーコート剤を塗布して固化させた後、
９０゜曲げ加工を２度行い、その後、塩水噴霧試験を行
った。塩水噴霧試験は以下の条件で行った。 塩水噴霧試験：温度３５℃霧囲気中でＮａｃｌ ５％溶
液を１〜２ｃｃ／時間の量、噴霧する１ヶ月間の連続試
験 塩水噴霧後、試験材９０゜曲げ部の表面に発生した腐食
孔の数を目視で観察し、ランク付けを行ってその結果を
表１に示した。表１に明らかなように、本発明の範囲内
にある陽極酸化被膜では、後加工後においても良好な耐
食性を示しているのに対し、従来例では耐食性が大きく
低下しており、また本発明の範囲外にある比較例では、
十分な耐食性が得られていないことが分かる。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルミニ
ウム陽極酸化被膜によれば、陽極酸化皮膜に形成されて
いるポアが、内部において表面口部よりも大径な大径部
を有しており、該大径部は口部径に対し２〜１０倍の径
を有しているので、ポア内部に侵入・固化した塗膜材が
後加工等により容易には抜けず、よってポアの閉塞性が
保たれるので、良好な耐食性を維持することができ、塗
膜の耐久性も向上する。
ウム陽極酸化被膜によれば、陽極酸化皮膜に形成されて
いるポアが、内部において表面口部よりも大径な大径部
を有しており、該大径部は口部径に対し２〜１０倍の径
を有しているので、ポア内部に侵入・固化した塗膜材が
後加工等により容易には抜けず、よってポアの閉塞性が
保たれるので、良好な耐食性を維持することができ、塗
膜の耐久性も向上する。
【００２０】また、本発明のアルミニウム陽極酸化被膜
の形成方法は、リン酸またはリン酸を主とする電解液を
用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金表面に陽極
酸化被膜を形成する陽極酸化被膜の形成方法において、
初期時の電圧を２０Ｖ以下に設定し、その後、処理電圧
を連続的または段階的に上昇させて、最終電圧が初期時
の処理電圧の５倍以上になるように被膜形成を行うの
で、上記大径部がポアの底部に確実に形成され、耐食性
に優れた陽極酸化被膜を形成することができる。また、
この方法によれば、陽極酸化被膜の下層側に比較的厚い
バリヤ層が形成されるので、クラックの発生を抑制して
より優れた耐食性を発揮する。
の形成方法は、リン酸またはリン酸を主とする電解液を
用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金表面に陽極
酸化被膜を形成する陽極酸化被膜の形成方法において、
初期時の電圧を２０Ｖ以下に設定し、その後、処理電圧
を連続的または段階的に上昇させて、最終電圧が初期時
の処理電圧の５倍以上になるように被膜形成を行うの
で、上記大径部がポアの底部に確実に形成され、耐食性
に優れた陽極酸化被膜を形成することができる。また、
この方法によれば、陽極酸化被膜の下層側に比較的厚い
バリヤ層が形成されるので、クラックの発生を抑制して
より優れた耐食性を発揮する。
【図１】 本発明の一実施形態を示す材料表面の断面概
略図である。
略図である。
【図２】 従来の材料表面の断面概略図である。
１ アルミニウム材料 ２ 陽極酸化被膜 ２ａ バリヤ層 ２ｂ 多孔層 ３ ポア ３ａ ポア口部 ３ｂ ポアテーパ部 ３ｃ ポア底部
Claims (5)
- 【請求項１】 陽極酸化皮膜に形成されているポアが、
内部において表面口部よりも大径な大径部を有してお
り、該大径部は口部径に対し２〜１０倍の径を有してい
ることを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム陽極酸
化被膜 - 【請求項２】 大径部はポアの底部に形成されていると
ともに、ポアの表面口部から大径部に至る間が次第に径
が大きくなるテーパ形状を有していることを特徴とする
請求項１記載の耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被
膜 - 【請求項３】 多孔層の下層にバリヤ層が形成された陽
極酸化被膜であって、前記バリヤ層の厚さが２０ｎｍ〜
１５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被
膜 - 【請求項４】 リン酸またはリン酸を主とする電解液を
用いてアルミニウムまたはアルミニウム合金表面に陽極
酸化被膜を形成する陽極酸化被膜の形成方法において、
初期時の処理電圧を２０Ｖ以下に設定し、その後、処理
電圧を連続的または段階的に上昇させて、最終電圧が初
期時の処理電圧の５倍以上になるように被膜形成を行う
ことを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化
被膜の形成方法 - 【請求項５】 処理電圧を開始時から漸増させ、その
後、最終電圧を一定にして処理を行うことを特徴とする
請求項４記載の耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被
膜の形成方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10282939A JP2000109996A (ja) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | 耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10282939A JP2000109996A (ja) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | 耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000109996A true JP2000109996A (ja) | 2000-04-18 |
Family
ID=17659079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10282939A Pending JP2000109996A (ja) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | 耐食性に優れたアルミニウム陽極酸化被膜および該陽極酸化被膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000109996A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009256778A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Aisin Seiki Co Ltd | アルマイト膜の形成方法及びアルマイト膜 |
| JP2010249008A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | エンジン燃焼室構造 |
| CN103080386A (zh) * | 2010-08-25 | 2013-05-01 | 丰田自动车株式会社 | 内燃发动机和制造内燃发动机的方法 |
| US10179956B2 (en) | 2014-03-27 | 2019-01-15 | Suzuki Motor Corporation | Anodic oxide coating, treatment method therefor, and piston for internal combustion engine |
| US10458034B2 (en) | 2014-03-27 | 2019-10-29 | Suzuki Motor Corporation | Anodizing treatment method and structure of internal combustion engine |
| KR102487889B1 (ko) * | 2022-07-11 | 2023-01-11 | 진봉기 | 잔존액 전기처리 단계가 포함된 아노다이징 방법 |
-
1998
- 1998-10-05 JP JP10282939A patent/JP2000109996A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009256778A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-11-05 | Aisin Seiki Co Ltd | アルマイト膜の形成方法及びアルマイト膜 |
| JP2010249008A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | エンジン燃焼室構造 |
| CN102459838A (zh) * | 2009-04-15 | 2012-05-16 | 丰田自动车株式会社 | 发动机燃烧室结构及其制造方法 |
| US9816458B2 (en) | 2009-04-15 | 2017-11-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine combustion chamber structure and manufacturing method thereof |
| CN103080386A (zh) * | 2010-08-25 | 2013-05-01 | 丰田自动车株式会社 | 内燃发动机和制造内燃发动机的方法 |
| US8893693B2 (en) | 2010-08-25 | 2014-11-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and method of producing same |
| US10179956B2 (en) | 2014-03-27 | 2019-01-15 | Suzuki Motor Corporation | Anodic oxide coating, treatment method therefor, and piston for internal combustion engine |
| US10458034B2 (en) | 2014-03-27 | 2019-10-29 | Suzuki Motor Corporation | Anodizing treatment method and structure of internal combustion engine |
| KR102487889B1 (ko) * | 2022-07-11 | 2023-01-11 | 진봉기 | 잔존액 전기처리 단계가 포함된 아노다이징 방법 |
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