JP2001180193A - アルミニウム材料の表面処理方法 - Google Patents
アルミニウム材料の表面処理方法Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大きな凹凸のザラツキ感が付与されたアルミ
ニウム材料を得る。 【構成】 Ｆｅ含有量：０．１質量％以上のアルミニウ
ム材料をアルカリ性水溶液に浸漬して表面酸化物を除去
し、酸性水溶液に浸漬してスマットを除去した後、塩酸
含有水溶液浸漬で材料表面に微細な凹凸を形成し、次い
でアルカリ性水溶液浸漬で微細な凹凸を拡大する。アル
カリ性水溶液には、濃度２０〜１００ｇ／ｌの水酸化ナ
トリウムを含み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ１３以上のア
ルカリ性水溶液が使用される。酸性水溶液には、硝酸又
は硫酸を含み、ｐＨ２以下の酸性水溶液が使用される。
塩酸含有水溶液には、濃度１０〜２００ｇ／ｌの塩酸を
含み、浴温２０〜５０℃の塩酸含有水溶液が使用され
る。
ニウム材料を得る。 【構成】 Ｆｅ含有量：０．１質量％以上のアルミニウ
ム材料をアルカリ性水溶液に浸漬して表面酸化物を除去
し、酸性水溶液に浸漬してスマットを除去した後、塩酸
含有水溶液浸漬で材料表面に微細な凹凸を形成し、次い
でアルカリ性水溶液浸漬で微細な凹凸を拡大する。アル
カリ性水溶液には、濃度２０〜１００ｇ／ｌの水酸化ナ
トリウムを含み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ１３以上のア
ルカリ性水溶液が使用される。酸性水溶液には、硝酸又
は硫酸を含み、ｐＨ２以下の酸性水溶液が使用される。
塩酸含有水溶液には、濃度１０〜２００ｇ／ｌの塩酸を
含み、浴温２０〜５０℃の塩酸含有水溶液が使用され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面光沢が調整された
特異な外観を押出材，圧延材等のアルミニウム材料に付
与する表面処理方法に関する。
特異な外観を押出材，圧延材等のアルミニウム材料に付
与する表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム，アルミニウム合金等のア
ルミニウム材料は、軽量で耐食性，耐久性に優れている
ことを活用し、外装材，内装材，表層材等の建築材料や
ケーシング材を始めとして各種分野で使用されている。
建築用途等では、都市空間との調和，建築物の意匠性等
を改善するため、梨地処理，ブラスト処理等で表面光沢
を調整し、電解着色，塗装等で種々の色調を付与してい
る。最近では、一層大きな凹凸によるザラツキ感をもつ
外観を呈したアルミニウム材が要求されている。陽極酸
化処理に先立って、アルミニウムの結晶粒を顕在化させ
るとき、着色処理されたアルミニウム材料も結晶粒が顕
在化した表面状態を維持し、意匠性の高い製品になる。
結晶粒の顕在化には、硝酸と塩酸との混液（王水），ア
ルカリ，フッ酸等を用いたエッチングが知られている。
また、結晶粒を大きく成長させたアルミニウム材料をエ
ッチング処理することにより、結晶粒模様が発現するこ
とも知られている（特開平３−２５７１７７号公報，特
開平５−７０９０６号公報，特開平６−３３６６８２号
公報）。
ルミニウム材料は、軽量で耐食性，耐久性に優れている
ことを活用し、外装材，内装材，表層材等の建築材料や
ケーシング材を始めとして各種分野で使用されている。
建築用途等では、都市空間との調和，建築物の意匠性等
を改善するため、梨地処理，ブラスト処理等で表面光沢
を調整し、電解着色，塗装等で種々の色調を付与してい
る。最近では、一層大きな凹凸によるザラツキ感をもつ
外観を呈したアルミニウム材が要求されている。陽極酸
化処理に先立って、アルミニウムの結晶粒を顕在化させ
るとき、着色処理されたアルミニウム材料も結晶粒が顕
在化した表面状態を維持し、意匠性の高い製品になる。
結晶粒の顕在化には、硝酸と塩酸との混液（王水），ア
ルカリ，フッ酸等を用いたエッチングが知られている。
また、結晶粒を大きく成長させたアルミニウム材料をエ
ッチング処理することにより、結晶粒模様が発現するこ
とも知られている（特開平３−２５７１７７号公報，特
開平５−７０９０６号公報，特開平６−３３６６８２号
公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】王水を用いて結晶粒模
様を発現させる方法では、アルミニウム材料に王水が激
しく反応するため外観の制御が困難である。しかも、反
応ガスによる周辺設備の腐食等、環境にも悪影響を及ぼ
す。アルカリを用いたエッチングでは、処理後の外観を
制御することは容易であるものの、アルミニウム材料が
均一溶解するため、結晶粒模様を発現できなかった。フ
ッ酸系のエッチング液を用いて艶消しする方法も知られ
ているが、この場合にも凹凸感が少なく、望ましい外観
が得られていない。ショットブラストで艶消し処理する
方法では、ショットの粒子径に応じた凹凸感のある外観
が得られるが、ショット吹付け時の圧力によってはアル
ミニウム材料に変形が生じることもある。
様を発現させる方法では、アルミニウム材料に王水が激
しく反応するため外観の制御が困難である。しかも、反
応ガスによる周辺設備の腐食等、環境にも悪影響を及ぼ
す。アルカリを用いたエッチングでは、処理後の外観を
制御することは容易であるものの、アルミニウム材料が
均一溶解するため、結晶粒模様を発現できなかった。フ
ッ酸系のエッチング液を用いて艶消しする方法も知られ
ているが、この場合にも凹凸感が少なく、望ましい外観
が得られていない。ショットブラストで艶消し処理する
方法では、ショットの粒子径に応じた凹凸感のある外観
が得られるが、ショット吹付け時の圧力によってはアル
ミニウム材料に変形が生じることもある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、塩酸含有エッチ
ング処理をアルカリエッチング処理に組み合わせること
により、比較的大きな凹凸を材料表面に形成し、意匠性
に優れたアルミニウム材料を提供することを目的とす
る。本発明では、Ｆｅ含有量が０．１質量％以上のアル
ミニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬し、材料表面の
酸化物を除去する第１工程、酸化物が除去されたアルミ
ニウム材料を酸性含有水溶液に浸漬し、アルミニウム材
料の表面に生成したスマットを除去する第２工程、スマ
ットが除去されたアルミニウム材料を塩酸含有水溶液に
浸漬し、材料表面に微細な凹凸を形成する第３工程、次
いで、アルミニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬し、
微細な凹凸を拡大する第４工程の順にアルミニウム材料
が表面処理される。
題を解消すべく案出されたものであり、塩酸含有エッチ
ング処理をアルカリエッチング処理に組み合わせること
により、比較的大きな凹凸を材料表面に形成し、意匠性
に優れたアルミニウム材料を提供することを目的とす
る。本発明では、Ｆｅ含有量が０．１質量％以上のアル
ミニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬し、材料表面の
酸化物を除去する第１工程、酸化物が除去されたアルミ
ニウム材料を酸性含有水溶液に浸漬し、アルミニウム材
料の表面に生成したスマットを除去する第２工程、スマ
ットが除去されたアルミニウム材料を塩酸含有水溶液に
浸漬し、材料表面に微細な凹凸を形成する第３工程、次
いで、アルミニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬し、
微細な凹凸を拡大する第４工程の順にアルミニウム材料
が表面処理される。
【０００５】第１工程では、濃度２０〜１００ｇ／ｌの
水酸化ナトリウムを含み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ１３
以上のアルカリ性水溶液にアルミニウム材料を１〜１０
分浸漬することが好ましい。第２工程では、硝酸又は硫
酸を含み，浴温２０〜５０℃，ｐＨ２以下の酸性水溶液
にアルミニウム材料を１〜２０分浸漬することが好まし
い。第３工程では、濃度１０〜２００ｇ／ｌの塩酸を含
み、浴温２０〜５０℃の塩酸含有水溶液にアルミニウム
材料を１〜２０分浸漬することが好ましい。第４工程で
は、濃度２０〜１００ｇ／ｌの水酸化ナトリウムを含
み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶
液にアルミニウム材料を３〜２０分浸漬することが好ま
しい。
水酸化ナトリウムを含み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ１３
以上のアルカリ性水溶液にアルミニウム材料を１〜１０
分浸漬することが好ましい。第２工程では、硝酸又は硫
酸を含み，浴温２０〜５０℃，ｐＨ２以下の酸性水溶液
にアルミニウム材料を１〜２０分浸漬することが好まし
い。第３工程では、濃度１０〜２００ｇ／ｌの塩酸を含
み、浴温２０〜５０℃の塩酸含有水溶液にアルミニウム
材料を１〜２０分浸漬することが好ましい。第４工程で
は、濃度２０〜１００ｇ／ｌの水酸化ナトリウムを含
み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶
液にアルミニウム材料を３〜２０分浸漬することが好ま
しい。
【０００６】
【作用】通常のアルカリエッチング処理では、素材に含
まれている晶出物の選択的な溶解や脱落が起点となって
ピットが生成する。しかし、処理された表面は、素材自
体の光沢による影響を大きく受け、梨地感に乏しい。す
なわち、アルカリエッチング処理だけでは、材料依存性
が強く、表面形態を大きく変えることができない。そこ
で、本発明では、アルカリエッチング処理に先立って塩
酸含有水溶液を用いたエッチング処理を導入することに
より、材料の全面に多数の微細な凹凸を形成すると共
に、凹凸のサイズ及び深さを高い自由度で制御すること
を可能にした。アルミニウム材料を塩酸含有水溶液に浸
漬すると、表面酸化物の欠陥部に塩酸が進入してアルミ
ニウムが局部溶解する。局部溶解により生じたエッチピ
ット、すなわち方位ピットは、角張った小さな孔として
アルミニウム材料の表面から深さ方向に成長する。その
ため、エッチピットによりアルミニウム材料の表面につ
けた凹凸は微細である。
まれている晶出物の選択的な溶解や脱落が起点となって
ピットが生成する。しかし、処理された表面は、素材自
体の光沢による影響を大きく受け、梨地感に乏しい。す
なわち、アルカリエッチング処理だけでは、材料依存性
が強く、表面形態を大きく変えることができない。そこ
で、本発明では、アルカリエッチング処理に先立って塩
酸含有水溶液を用いたエッチング処理を導入することに
より、材料の全面に多数の微細な凹凸を形成すると共
に、凹凸のサイズ及び深さを高い自由度で制御すること
を可能にした。アルミニウム材料を塩酸含有水溶液に浸
漬すると、表面酸化物の欠陥部に塩酸が進入してアルミ
ニウムが局部溶解する。局部溶解により生じたエッチピ
ット、すなわち方位ピットは、角張った小さな孔として
アルミニウム材料の表面から深さ方向に成長する。その
ため、エッチピットによりアルミニウム材料の表面につ
けた凹凸は微細である。
【０００７】塩酸浸漬で材料表面につけられた微細な凹
凸は、アルミニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬した
ときのアルミニウム材料の均一溶解によってエッチピッ
トの孔径が拡大し、大きな凹凸となる。成長した大きな
凹凸は、材料表面に均一に分布しており、目的とするザ
ラツキ感をアルミニウム材料に付与する。アルカリ性水
溶液を用いた浸漬処理後のアルミニウム材料の表面を観
察すると、材料表面の何れの部分でも表面粗さがＲｚ５
μｍ以上となっている。
凸は、アルミニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬した
ときのアルミニウム材料の均一溶解によってエッチピッ
トの孔径が拡大し、大きな凹凸となる。成長した大きな
凹凸は、材料表面に均一に分布しており、目的とするザ
ラツキ感をアルミニウム材料に付与する。アルカリ性水
溶液を用いた浸漬処理後のアルミニウム材料の表面を観
察すると、材料表面の何れの部分でも表面粗さがＲｚ５
μｍ以上となっている。
【０００８】ところで、アルミニウム材料の表面にある
酸化物は、表面部分によっては厚みが不均一であり、材
料表面に生じるエッチピットの分布を不均一化する原因
となる。すなわち、エッチピットの発生個数は、厚い酸
化物が生成している表面部分で少なく、薄い酸化物が生
成している個所では多い。酸化物の厚みは、材料の履歴
によっても異なり、エッチピット発生の再現性を低下さ
せる。塩酸含有水溶液浸漬に先立ってアルミニウム材料
をアルカリ性水溶液に浸漬して材料表面から酸化物を除
去した後、材料表面に生成したスマットを酸性水溶液で
除去する。すなわち、本発明が対象とするアルミニウム
材料は、０．１質量％以上のＦｅを含む材料であり、ア
ルカリ性水溶液に浸漬しただけでは、材料表面にＦｅが
スマットとして残留する。スマットが付着したままのア
ルミニウム材料を塩酸含有水溶液に浸漬すると、材料表
面にあるＦｅがアルミニウムとの間に局部電池を形成
し、アルミニウム材料の激しい溶解反応を生起させ、結
果として肌荒れした外観となる。肌荒れは、塩酸含有水
溶液への浸漬に先立って酸性水溶液にアルミニウム材料
を浸漬し、肌荒れの原因であるスマットを除去すること
により防止できる。
酸化物は、表面部分によっては厚みが不均一であり、材
料表面に生じるエッチピットの分布を不均一化する原因
となる。すなわち、エッチピットの発生個数は、厚い酸
化物が生成している表面部分で少なく、薄い酸化物が生
成している個所では多い。酸化物の厚みは、材料の履歴
によっても異なり、エッチピット発生の再現性を低下さ
せる。塩酸含有水溶液浸漬に先立ってアルミニウム材料
をアルカリ性水溶液に浸漬して材料表面から酸化物を除
去した後、材料表面に生成したスマットを酸性水溶液で
除去する。すなわち、本発明が対象とするアルミニウム
材料は、０．１質量％以上のＦｅを含む材料であり、ア
ルカリ性水溶液に浸漬しただけでは、材料表面にＦｅが
スマットとして残留する。スマットが付着したままのア
ルミニウム材料を塩酸含有水溶液に浸漬すると、材料表
面にあるＦｅがアルミニウムとの間に局部電池を形成
し、アルミニウム材料の激しい溶解反応を生起させ、結
果として肌荒れした外観となる。肌荒れは、塩酸含有水
溶液への浸漬に先立って酸性水溶液にアルミニウム材料
を浸漬し、肌荒れの原因であるスマットを除去すること
により防止できる。
【０００９】
【実施の形態】本発明が対象とするアルミニウム材料に
は、ＪＩＳ Ａ１１００等の純Ａｌ系，ＪＩＳ Ａ６０
６３等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金があり、従来から建材
分野等で板材，管材，押出形材等として使用されてい
る。 第１工程：第１工程では、好ましくは濃度２０〜１００
ｇ／ｌの水酸化ナトリウムを含み，浴温３０〜７０℃，
ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶液にアルミニウム材料が
１〜１０分浸漬される。材料表面から酸化物を十分に除
去するためには、濃度２０ｇ／ｌ以上の水酸化ナトリウ
ム，３０℃以上の浴温及び１分以上の浸漬時間が必要で
ある。しかし、１００ｇ／ｌを超える濃度，７０℃を超
える浴温や１０分を超える長時間浸漬では，濃度上昇，
温度上昇又は浸漬時間の長期化に見合った効果が得られ
ない。
は、ＪＩＳ Ａ１１００等の純Ａｌ系，ＪＩＳ Ａ６０
６３等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金があり、従来から建材
分野等で板材，管材，押出形材等として使用されてい
る。 第１工程：第１工程では、好ましくは濃度２０〜１００
ｇ／ｌの水酸化ナトリウムを含み，浴温３０〜７０℃，
ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶液にアルミニウム材料が
１〜１０分浸漬される。材料表面から酸化物を十分に除
去するためには、濃度２０ｇ／ｌ以上の水酸化ナトリウ
ム，３０℃以上の浴温及び１分以上の浸漬時間が必要で
ある。しかし、１００ｇ／ｌを超える濃度，７０℃を超
える浴温や１０分を超える長時間浸漬では，濃度上昇，
温度上昇又は浸漬時間の長期化に見合った効果が得られ
ない。
【００１０】第２工程：アルカリ性水溶液で浸漬処理さ
れたアルミニウム材料は、Ｆｅのスマットが材料表面に
残留している場合、第２工程を経て塩酸含有水溶液を用
いた第３工程に移る。第２工程では、硫酸又は硝酸を含
み、浴温２０〜５０℃，ｐＨ２以下の酸性水溶液が使用
される。或いは、亜硫酸，亜硝酸又はそれらの塩を含む
水溶液や過酸化水素水も使用できる。アルミニウム材料
を酸性水溶液に１分以上浸漬すると、材料表面からスマ
ットが十分に除去され、次の第３工程において塩酸含有
水溶液との均一な反応に適した表面に調整される。スマ
ットの除去は，２０分以内の浸漬時間で十分である。酸
性水溶液への浸漬は、材料表面に残留しているアルカリ
成分の除去にも働き、第３工程で使用する塩酸含有水溶
液の劣化を抑制する上でも有効である。
れたアルミニウム材料は、Ｆｅのスマットが材料表面に
残留している場合、第２工程を経て塩酸含有水溶液を用
いた第３工程に移る。第２工程では、硫酸又は硝酸を含
み、浴温２０〜５０℃，ｐＨ２以下の酸性水溶液が使用
される。或いは、亜硫酸，亜硝酸又はそれらの塩を含む
水溶液や過酸化水素水も使用できる。アルミニウム材料
を酸性水溶液に１分以上浸漬すると、材料表面からスマ
ットが十分に除去され、次の第３工程において塩酸含有
水溶液との均一な反応に適した表面に調整される。スマ
ットの除去は，２０分以内の浸漬時間で十分である。酸
性水溶液への浸漬は、材料表面に残留しているアルカリ
成分の除去にも働き、第３工程で使用する塩酸含有水溶
液の劣化を抑制する上でも有効である。
【００１１】第３工程：第２工程でスマットが除去され
たアルミニウム材料は、塩酸含有水溶液を用いた第３工
程に移行する。第３工程では、濃度１０〜２００ｇ／ｌ
（より好ましくは３０〜１５０ｇ／ｌ）の塩酸を含み、
浴温２０〜５０℃（より好ましくは２５〜４０℃）の塩
酸含有水溶液にアルミニウム材料が１〜２０分（より好
ましくは５〜１５分）浸漬される。塩酸含有水溶液に
は、微細な凹凸の制御を容易にするため燐酸，硫酸等の
鉱酸又はシュウ酸等の有機酸を添加することもできる。
材料表面に局部溶解により必要個数のエッチピットを生
成させる反応は、塩酸濃度１０ｇ／ｌ以上，浴温２０℃
以上，浸漬時間１分以上で円滑に進行する。２００ｇ／
ｌを超える塩酸濃度や５０℃を超える浴温では、エッチ
ピットの生成反応が激しく微細な凹凸の制御が困難にな
るばかりか、塩酸ミストの発生により作業環境を悪化さ
せる虞がある。また、２０分を超える長時間浸漬では、
エッチピットの発生個数は多くなるものの、凹凸の重り
合いが進行して必要な外観が得られなくなる。
たアルミニウム材料は、塩酸含有水溶液を用いた第３工
程に移行する。第３工程では、濃度１０〜２００ｇ／ｌ
（より好ましくは３０〜１５０ｇ／ｌ）の塩酸を含み、
浴温２０〜５０℃（より好ましくは２５〜４０℃）の塩
酸含有水溶液にアルミニウム材料が１〜２０分（より好
ましくは５〜１５分）浸漬される。塩酸含有水溶液に
は、微細な凹凸の制御を容易にするため燐酸，硫酸等の
鉱酸又はシュウ酸等の有機酸を添加することもできる。
材料表面に局部溶解により必要個数のエッチピットを生
成させる反応は、塩酸濃度１０ｇ／ｌ以上，浴温２０℃
以上，浸漬時間１分以上で円滑に進行する。２００ｇ／
ｌを超える塩酸濃度や５０℃を超える浴温では、エッチ
ピットの生成反応が激しく微細な凹凸の制御が困難にな
るばかりか、塩酸ミストの発生により作業環境を悪化さ
せる虞がある。また、２０分を超える長時間浸漬では、
エッチピットの発生個数は多くなるものの、凹凸の重り
合いが進行して必要な外観が得られなくなる。
【００１２】第４工程：塩酸含有水溶液浸漬で材料表面
に生成したエッチピットは、アルミニウム材料をアルカ
リ性水溶液に浸漬処理する第４工程で孔径が拡大され
る。第４工程のアルカリ性水溶液浸漬処理には、第１工
程と同じ処理槽を使用できるが、専用の処理槽を用意し
ても良いことは勿論である。第４工程では、エッチピッ
トの孔径を効率よく拡大するため、好ましくは濃度２０
〜１００ｇ／ｌ（より好ましくは４０〜７０ｇ／ｌ）の
水酸化ナトリウムを含み、浴温３０〜７０℃（より好ま
しくは４０〜６０℃），ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶
液にアルミニウム材料が３〜２０分（より好ましくは５
〜１５分）浸漬される。３０℃未満の浴温や２０ｇ／ｌ
未満の濃度では、溶解速度が遅く、生産性を低下させ
る。逆に７０℃を超える浴温や１００ｇ／ｌを超える濃
度では、制御困難なほどに均一溶解が激しく進行し、凹
凸がなだらかになってしまう。過激な溶解反応のために
時間制御が困難になる。また、エッチングミストも多量
に発生し、作業環境を悪化させる虞もある。浸漬時間
は、３分に達しない短時間浸漬では均一溶解が進行せず
凹凸が目立たず、２０分を超える長時間浸漬では均一溶
解が過度に進行して却って凹凸が目立たなくなる。第４
工程で凹凸を大きくしたアルミニウム材料は、目的に応
じて陽極酸化処理，着色処理，封孔処理，電着塗装，ス
プレー塗装等が施される。
に生成したエッチピットは、アルミニウム材料をアルカ
リ性水溶液に浸漬処理する第４工程で孔径が拡大され
る。第４工程のアルカリ性水溶液浸漬処理には、第１工
程と同じ処理槽を使用できるが、専用の処理槽を用意し
ても良いことは勿論である。第４工程では、エッチピッ
トの孔径を効率よく拡大するため、好ましくは濃度２０
〜１００ｇ／ｌ（より好ましくは４０〜７０ｇ／ｌ）の
水酸化ナトリウムを含み、浴温３０〜７０℃（より好ま
しくは４０〜６０℃），ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶
液にアルミニウム材料が３〜２０分（より好ましくは５
〜１５分）浸漬される。３０℃未満の浴温や２０ｇ／ｌ
未満の濃度では、溶解速度が遅く、生産性を低下させ
る。逆に７０℃を超える浴温や１００ｇ／ｌを超える濃
度では、制御困難なほどに均一溶解が激しく進行し、凹
凸がなだらかになってしまう。過激な溶解反応のために
時間制御が困難になる。また、エッチングミストも多量
に発生し、作業環境を悪化させる虞もある。浸漬時間
は、３分に達しない短時間浸漬では均一溶解が進行せず
凹凸が目立たず、２０分を超える長時間浸漬では均一溶
解が過度に進行して却って凹凸が目立たなくなる。第４
工程で凹凸を大きくしたアルミニウム材料は、目的に応
じて陽極酸化処理，着色処理，封孔処理，電着塗装，ス
プレー塗装等が施される。
【００１３】
【実施例】実施例１：被処理材として、Ｆｅ含有量０．
２質量％のＪＩＳ Ａ６０６３アルミニウム合金材を使
用した。濃度５０ｇ／ｌ，浴温５０℃の水酸化ナトリウ
ム水溶液にアルミニウム材料を５分浸漬して酸化物を除
去した（第１工程）後、濃度１００ｇ／ｌ，浴温２５℃
の硫酸水溶液に５分間浸漬し（第２工程）、濃度１００
ｇ／ｌ，浴温３０℃の塩酸含有水溶液に５分浸漬し、材
料表面に多数のエッチピットを生成させた（第３工
程）。次いで、濃度５０ｇ／ｌ，浴温５０℃の水酸化ナ
トリウム水溶液に１０分浸漬したところ、材料表面が均
一に溶解し、大きな凹凸のある表面が形成された（第４
工程）。処理されたアルミニウム材料は、凹凸の目立つ
ザラツキ感のある外観を呈し，表面粗さがＲｚ８．６μ
ｍであった。
２質量％のＪＩＳ Ａ６０６３アルミニウム合金材を使
用した。濃度５０ｇ／ｌ，浴温５０℃の水酸化ナトリウ
ム水溶液にアルミニウム材料を５分浸漬して酸化物を除
去した（第１工程）後、濃度１００ｇ／ｌ，浴温２５℃
の硫酸水溶液に５分間浸漬し（第２工程）、濃度１００
ｇ／ｌ，浴温３０℃の塩酸含有水溶液に５分浸漬し、材
料表面に多数のエッチピットを生成させた（第３工
程）。次いで、濃度５０ｇ／ｌ，浴温５０℃の水酸化ナ
トリウム水溶液に１０分浸漬したところ、材料表面が均
一に溶解し、大きな凹凸のある表面が形成された（第４
工程）。処理されたアルミニウム材料は、凹凸の目立つ
ザラツキ感のある外観を呈し，表面粗さがＲｚ８．６μ
ｍであった。
【００１４】実施例２：被処理材として、Ｆｅ含有量
０．３５質量％のＪＩＳ Ａ１１００アルミニウム合金
材を使用した。濃度５０ｇ／ｌ，浴温５０℃の水酸化ナ
トリウム水溶液にアルミニウム材料を５分浸漬して酸化
物を除去した（第１工程）後、濃度３００ｇ／ｌ，浴温
２５℃の硝酸水溶液に３分浸漬することにより材料表面
からスマットを除去した（第２工程）。清浄化されたア
ルミニウム材料を濃度１００ｇ／ｌ，浴温３０℃の塩酸
含有水溶液に５分浸漬し、材料表面に多数のエッチピッ
トを生成させた（第３工程）。次いで、濃度５０ｇ／
ｌ，浴温５０℃の水酸化ナトリウム水溶液に１０分浸漬
したところ、材料表面が均一に溶解し、大きな凹凸のあ
る表面が形成された（第４工程）。処理されたアルミニ
ウム材料は、凹凸の目立つザラツキ感のある外観を呈
し，表面粗さがＲｚ１５．３μｍであった。
０．３５質量％のＪＩＳ Ａ１１００アルミニウム合金
材を使用した。濃度５０ｇ／ｌ，浴温５０℃の水酸化ナ
トリウム水溶液にアルミニウム材料を５分浸漬して酸化
物を除去した（第１工程）後、濃度３００ｇ／ｌ，浴温
２５℃の硝酸水溶液に３分浸漬することにより材料表面
からスマットを除去した（第２工程）。清浄化されたア
ルミニウム材料を濃度１００ｇ／ｌ，浴温３０℃の塩酸
含有水溶液に５分浸漬し、材料表面に多数のエッチピッ
トを生成させた（第３工程）。次いで、濃度５０ｇ／
ｌ，浴温５０℃の水酸化ナトリウム水溶液に１０分浸漬
したところ、材料表面が均一に溶解し、大きな凹凸のあ
る表面が形成された（第４工程）。処理されたアルミニ
ウム材料は、凹凸の目立つザラツキ感のある外観を呈
し，表面粗さがＲｚ１５．３μｍであった。
【００１５】比較例１：第２工程を実施しないことを除
き実施例１と同様にＪＩＳ Ａ６０６３アルミニウム合
金材を浸漬処理したところ、塩酸含有水溶液中で材料表
面が激しく溶解し、次いで水酸化ナトリウム溶液中で溶
解すると凹凸感がなくなり、望ましい外観が得られなか
った。このときの表面粗さは、Ｒｚ４．０μｍであっ
た。
き実施例１と同様にＪＩＳ Ａ６０６３アルミニウム合
金材を浸漬処理したところ、塩酸含有水溶液中で材料表
面が激しく溶解し、次いで水酸化ナトリウム溶液中で溶
解すると凹凸感がなくなり、望ましい外観が得られなか
った。このときの表面粗さは、Ｒｚ４．０μｍであっ
た。
【００１６】比較例２：第２工程を実施しないことを除
き実施例２と同様にＪＩＳ Ａ１１００アルミニウム合
金材を浸漬処理した。この場合にも、塩酸含有水溶液中
で材料表面が激しく溶解し、次いで水酸化ナトリウム溶
液中で溶解すると、望ましい外観が得られなかった。処
理後のアルミニウム材料は、表面粗さがＲｚ４．３μｍ
にとどまり、ザラツキ感のない表面状態であった。この
対比から明らかなように、本発明に従ってアルカリ性水
溶液浸漬→中和処理→塩酸含有水溶液浸漬→アルカリ性
水溶液浸漬を施すことにより、アルミニウム材料が大き
な凹凸でザラツキ感のある表面状態に調整される。ま
た、塩酸含有水溶液浸漬に先立つ中和処理でエッチピッ
トの生成に悪影響を及ぼすＦｅのスマットを除去すると
き、材料表面に一様なザラツキ感が付与される。
き実施例２と同様にＪＩＳ Ａ１１００アルミニウム合
金材を浸漬処理した。この場合にも、塩酸含有水溶液中
で材料表面が激しく溶解し、次いで水酸化ナトリウム溶
液中で溶解すると、望ましい外観が得られなかった。処
理後のアルミニウム材料は、表面粗さがＲｚ４．３μｍ
にとどまり、ザラツキ感のない表面状態であった。この
対比から明らかなように、本発明に従ってアルカリ性水
溶液浸漬→中和処理→塩酸含有水溶液浸漬→アルカリ性
水溶液浸漬を施すことにより、アルミニウム材料が大き
な凹凸でザラツキ感のある表面状態に調整される。ま
た、塩酸含有水溶液浸漬に先立つ中和処理でエッチピッ
トの生成に悪影響を及ぼすＦｅのスマットを除去すると
き、材料表面に一様なザラツキ感が付与される。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、アルカリ性水溶液浸漬によりアルミニウム材料の表
面から酸化物を除去し、次いで酸性水溶液への浸漬によ
りスマットを除去した後、塩酸含有水溶液浸漬で多数の
エッチピットを生成させ、後続するアルカリ性水溶液浸
漬でエッチピットの孔径を拡大することにより、大きな
凹凸のザラツキ感を材料表面に付与している。このよう
に処理されたアルミニウム材料は、陽極酸化，着色処
理，各種塗装等で識別性の高い表面状態に調整され、サ
ッシ，カーテンウォール等を初めとして広範な分野で使
用される。
は、アルカリ性水溶液浸漬によりアルミニウム材料の表
面から酸化物を除去し、次いで酸性水溶液への浸漬によ
りスマットを除去した後、塩酸含有水溶液浸漬で多数の
エッチピットを生成させ、後続するアルカリ性水溶液浸
漬でエッチピットの孔径を拡大することにより、大きな
凹凸のザラツキ感を材料表面に付与している。このよう
に処理されたアルミニウム材料は、陽極酸化，着色処
理，各種塗装等で識別性の高い表面状態に調整され、サ
ッシ，カーテンウォール等を初めとして広範な分野で使
用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海老原 健 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 (72)発明者 朝倉 美樹夫 東京都品川区大崎一丁目11番１号 新日軽 株式会社内 (72)発明者 入谷 隆 東京都品川区大崎一丁目11番１号 新日軽 株式会社内 (72)発明者 川端 清 東京都品川区大崎一丁目11番１号 新日軽 株式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 WA01 WA05 WB05 WE02 WE03 WE08 WE22 WG01 WG02 WG03 WG06 WN05
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｆｅ含有量が０．１質量％以上のアルミ
ニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬し、材料表面の酸
化物を除去する第１工程、 酸化物が除去されたアルミニウム材料を酸性水溶液に浸
漬し、アルミニウム材料の表面に生成したスマットを除
去する第２工程、 スマットが除去されたアルミニウム材料を塩酸含有水溶
液に浸漬し、材料表面に微細な凹凸を形成する第３工
程、 次いで、アルミニウム材料をアルカリ性水溶液に浸漬
し、微細な凹凸を拡大する第４工程からなるアルミニウ
ム材料の表面処理方法。 - 【請求項２】 第１工程として、濃度２０〜１００ｇ／
ｌの水酸化ナトリウムを含み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ
１３以上のアルカリ性水溶液にアルミニウム材料を１〜
１０分浸漬する請求項１記載のアルミニウム材料の表面
処理方法。 - 【請求項３】 第２工程として、硝酸又は硫酸を含み，
浴温２０〜５０℃，ｐＨ２以下の酸性水溶液にアルミニ
ウム材料を１〜２０分浸漬する請求項１記載のアルミニ
ウム材料の表面処理方法。 - 【請求項４】 第３工程として、濃度１０〜２００ｇ／
ｌの塩酸を含み、浴温２０〜５０℃の塩酸含有水溶液に
アルミニウム材料を１〜２０分浸漬する請求項１記載の
アルミニウム材料の表面処理方法。 - 【請求項５】 第４工程として、濃度２０〜１００ｇ／
ｌの水酸化ナトリウムを含み、浴温３０〜７０℃，ｐＨ
１３以上のアルカリ性水溶液にアルミニウム材料を３〜
２０分浸漬する請求項１記載のアルミニウム材料の表面
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36611299A JP3558940B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | アルミニウム材料の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36611299A JP3558940B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | アルミニウム材料の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001180193A true JP2001180193A (ja) | 2001-07-03 |
| JP3558940B2 JP3558940B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=18485963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36611299A Expired - Fee Related JP3558940B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | アルミニウム材料の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3558940B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019176437A1 (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 富士フイルム株式会社 | 白色アルミニウム材 |
| CN114318341A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种铝合金金相腐蚀方法及其金相腐蚀剂 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36611299A patent/JP3558940B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019176437A1 (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 富士フイルム株式会社 | 白色アルミニウム材 |
| CN114318341A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-12 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种铝合金金相腐蚀方法及其金相腐蚀剂 |
| CN114318341B (zh) * | 2021-12-16 | 2023-09-05 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种铝合金金相腐蚀方法及其金相腐蚀剂 |
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|---|---|
| JP3558940B2 (ja) | 2004-08-25 |
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