JP2010037604A5 - - Google Patents

Description

陽極酸化皮膜の加飾方法

本発明は陽極酸化皮膜の染色方法に関する。詳しくは染色により二色以上で模様表現する陽極酸化皮膜であって、その染色境界の色度合いを連続階調にグラデーション表現することで陽極酸化皮膜の色表現の幅を広げられるようにした加飾方法に関するものである。

従来、アルミニウムなどの金属表面を二色以上で色・模様の表現をし、その色の境界を連続階調にグラデーション表現する加飾方法は数多くある。例えばベース色の上にスプレー塗装あるいは印刷で色を重ねて、グラデーションを表現する加飾方法は広く知られていた。

アルミニウムなどにスプレー塗装をすることにより色の度合いを連続階調に表現する手法は、細部にわたる塗料の拡散が可能な専用のスプレー塗装具が知られている。また印刷によってグラデーションを表現する方法は、印刷原版を介しインキを印刷するものである。これらスプレー塗装あるいは印刷による加飾方法は、双方ともベース色の上に塗料若しくはインキを重ね硬化させるため塗装面若しくは印刷面に凹凸を生じる。そのためグラデーションの部分では表面が荒れ、光沢が不均一となるばかりでなく表面にざらつきがあり手触りも良くなかった。また、小さなハンドバックなどに入れて持ち歩く機会の多い化粧品容器は、手やハンドバック中の他の物との摩擦などで塗料若しくはインキが磨耗し、長期に安定した審美性を維持することは困難であった。

そこで、本発明に係るグラデーション表現方法に関する特許文献１に陽極酸化皮膜処理したワーク表面に二色以上の顔料を染色し文字・図形を表現する手段が開示されている。また特許文献２に染色された陽極酸化皮膜を形成する染色部の一部を、脱色剤溶液に浸漬することによって脱色し、脱色部と染色部の境界をグラデーション表現する方法が開示されている。

特開平１０−３３０９９４号公報 特開２００７−３９７５７号公報

特許文献１では陽極酸化皮膜処理したアルミニウム表面に電気泳動法や電解染色処理により顔料を着色し、未封孔のワークにマスキング処理して脱色工程を組み合わせることで耐久性に富んだ模様を形成する。しかし化粧品容器などへの利用を考えてみた場合、電気泳動法や電解着色は容器の形状に起因する表面の電界にまだらが生じやすく、均一な着色は様々な困難を伴う。そのため高度に美観を要求する場合、工数がかさみ、価格押し上げの原因になる。

特許文献２は陽極酸化皮膜処理したアルミニウム表面を染色し、その染色部を脱色する脱色工程と組み合わせることで二色以上の模様を形成する。さらに脱色工程でワークを脱色剤溶液に一部を浸漬し、グラデーション部分の幅の振幅で脱色剤溶液の液面を相対的に上下動させる、あるいはワークを固定し脱色剤溶液の液面にグラデーション部分の幅の振幅の波を発生させることで境界部分のグラデーションを実現する。

しかし、脱色工程で先の染料を脱色して境界部分にグラデーションを実現し、脱色部分に他の色を染色しようとする場合、先に濃色の染料でワーク全体を染色した後に境界部分にグラデーションを実現した脱色処理を行う。このように部分脱色されたワークは淡色の染料溶液に全体を浸漬されることにより脱色部分を第二の色に染色する。当然のことながら先に染色されていた濃色部分も淡色の染料で重ねて染色されることになるが、濃色により淡色は視覚上認識されないため、脱色部分のみが染色されたように見える。

また有底筒形のワークを特許文献２の処理を行い部分脱色し追染色しようとする場合、ワーク内に溜まった空気が排出され不用意な波が発生してしまう危険性があり、コントロールされたグラデーション部分を生成する阻害となる。そのため、溶液内に空気が溜まらないようワークの閉口側を下に向け脱色剤溶液に浸漬せざるを得ず、脱色部は有底筒状のワークの閉口側に位置するよう限定される。従って有底筒状のワークの染色は閉口側を淡色、開口側を濃色とデザイン上の制約が生じていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは陽極酸化皮膜処理にグラデーションといったバリエーションを、染色工程のみで得ようとするものである。さらに耐摩耗性があり色落ちのないグラデーション表現を低価格で実現する方法を提供するものである。また有底筒状のワークの多色染色で閉口側を濃色にすることができるようにするものである。

本発明は上記目的を達成するもので、染料を溶かした染料溶液にワークを浸漬しワークに対する浸漬の相対的な深さをグラデーションの幅で周期的に変動させることで浸漬時間に変化を与え染色の度合いを調整しワーク表面にグラデーション部を形成する手段を提供する。

さらに染色溶液に粘度調整剤を混入することにより、ワーク表面における染色溶液の付着性を向上させることに加え、染色溶液の液面を安定させることも良いものである。

また、ワークが一端を開口する有底筒状であり、染色工程がワークの全体又は一部を染色する第１の染色工程と、該第１の染色工程により染色されたワークの閉口側端部を前段階の染色より濃色の染色溶液に浸漬すると共に該浸漬の深さを周期的に変動させて染色の度合いを連続階調にし、グラデーション表現をする第２の染色工程からなり２色以上の染色を行うことも良いものである。尚、有底筒状のワークの閉口側は便宜上底となるが、口紅容器、マスカラ容器等のキャップのように必ずしも製品の下側になるものではない。

本発明陽極酸化皮膜の染色方法にあっては次に記載する効果を奏する。

陽極酸化皮膜処理されたアルミニウム材の表面は耐摩耗性がある。そのため細孔内に浸透され封孔された染料は指先や布などによる擦れなどでは色落ちしない。そのためアルミニウム表面に安定したグラデーション模様を形成できる。

また有底筒状のワークにあって閉口側を濃色に染色できワーク表面の所定範囲を連続階調にグラデーション表現することで陽極酸化皮膜処理の色表現能力を拡大できる。

さらに本発明は、ワークを染色溶液に一部を浸漬し、グラデーション部分の幅の振幅で脱色剤溶液の液面を相対的に上下動させる、あるいはワークを固定し染色溶液の液面にグラデーション部分の幅の振幅の波を発生させるものである。これらに必要な装置は、多彩な模様を表現するために染色槽を設備している工場でワークをわずかの距離、連続して周期的に上下する簡素な装置を設ける、若しくは染色槽をわずかの距離、連続して周期的に上下する簡素な装置を設けること、あるいは染色溶液の液面に波を発生させる設備や装置を追加するのみで実現できる。したがって、グラデーション表現に必要な設備を従来の染色槽に対する部分改造で済ませることができることから低いイニシャルコストで実現できるなどの効果がある。

次に本発明を具体化した実施例について説明する。

図１は本発明に係る染色作業の工程説明図である。プレス加工などで成形されたアルミニウムは表面研磨作業、脱脂作業、梨地加工、枠取付けなど所定の前処理工程１を終えて陽極酸化処理工程３に送られる。

陽極酸化処理工程３はアルミニウム表面に陽極酸化皮膜を形成する工程である。ワーク１００は電解質溶液として希硫酸等の入った浴槽に浸漬され、直流通電されて表面に陽極酸化皮膜を得る。

所定の陽極酸化皮膜を形成されたワーク１００は水洗され染色工程５に送られる。染色工程５は陽極酸化皮膜に染料で所定の色に染色する工程である。

染色工程５はワーク１００を染色槽に浸漬する。染色工程５はワーク１００全体を淡色の染色溶液に浸漬した後洗浄を行う第１の染色工程と、第１の染色工程に引き続き濃色の染色溶液に部分的に浸漬しグラデーションの幅で染色溶液の液面を周期的に変動させる浸漬調整と洗浄を行う第２の染色工程が含まれる。第２の染色工程はワーク１００に対し染色溶液３０の液面を周期的に変動させるもので染料溶液３０に対する浸漬時間を変化させることにより、ワーク１００の染色度合いを調整する。染色度合いを調整されたワーク１００は連続階調にグラデーション部１３を形成する。ここで第１の染色工程はアルミニウムの生地色で代用する場合には染色なしでも良い。

第２の染色工程を終えたワーク１００は、封孔前に再度第２の染色工程で用いた染料よりも濃色の染料を溶かす染色槽に浸漬することで三色のグラデーション部１３を形成することができる。この前染色工程で用いた染料よりも濃色の染料で再度染色することを繰り返すことにより二色以上からなるグラデーション部１３を形成することもできる。この時染料で着色されないアルミニウムの生地色も一つの色とみなすことができる。

染色を終えたワーク１００は封孔処理工程７に送られ酢酸ニッケル等の封孔処理液に浸漬され封孔される。封孔処理によりワーク１００に対する染色は定着される。さらにアルミニウム表面に形成された陽極酸化皮膜はアルミニウムの表面硬度を向上する。

以下、本発明に係るグラデーション方法につき説明を加える。

図２は染色溶液３０とワーク１００とが相対的に上下動する場合の説明図である。相対的に上下動するとは、染色溶液３０の液面３１を固定してワーク１００を上下する場合と、ワーク１００を固定して染色溶液３０の液面３１を上下する場合の双方を含む。そこで図２に基づき、先に染色溶液３０の液面３１を固定してワーク１００を上下する場合を説明する。

図２はワーク１００を乱れのない液面３１に対し上下させる第１のグラデーション方法説明図である。第１の染色工程を終えたワーク１００は、第２の染色工程にて染色溶液３０の液面３１がグラデーション部１３の下端位置（グラデーションの始まり）に合うように浸漬される。同浸漬の位置合わせは本発明を説明の基準として示すものである。

ここで完全染色部１５とは、染色工程５でワーク１００の一部を染色溶液３０に浸漬して最も長時間染色され色濃く表現される部分である。グラデーション部１３は、ワーク１００の染色溶液３０に浸漬される完全染色部１５と染色溶液３０に接触しない未染色部１１との中間部で、染色溶液３０に繰返し浸漬される部分である。ここで未染色部１１とは第２の染色工程から考慮された名称で第１の染色工程ですでにワーク全体を淡色に染色されている部分も含まれるものである。

そこでグラデーション部１３の下端に液面３１を合わせ浸漬されたワーク１００は、染色溶液３０の液面３１をグラデーション部１３の範囲で矢印Ｓ１方向に緩やかに繰返し上下される。緩やかな上下とは、液面３１を波立たせないようにする上下動作であり、グラデーション部１３の上端と下端との間で染色溶液３０とワーク１００表面との接触時間を連続的に変化させる。染色溶液３０とワーク１００表面との接触時間の差は、ワーク１００の表面での染色の度合いに差を生じさせ連続階調のグラデーションを実現できる。

上記説明では染色溶液３０とワーク１００表面との接触時間を連続的に変化させることで説明を加えているが、染色溶液３０に波が生じないようにワーク１００を上下動するならば厳密な連続的変化でなくても染色度合いをコントロール下におくことが可能である。

また上記説明ではワーク１００を液面３１に対し上下する場合について説明しているが、ワーク１００を固定し染色溶液３０の液面３１を上下動することでも同様に連続階調のグラデーションを実現できる。

この場合グラデーション部１３の加担に液面３１を合わせ浸漬されたワーク１００を固定した状態で、染色溶液３０の液面３１はグラデーション部１３の範囲で矢印Ｓ２方向に緩やかに連続して上下される。

尚、ワーク１００の上下動は、複数のワーク１００を取り付けた枠治具を機械的に上下動させる手段を用いることが出来る。また液面３１の上下は、染色溶液３０の入った染色槽を機械的に上下動させる手段を用いたり、槽内の液面の高さを機械的に上下させる手段を用いたりすることが出来る。この場合、槽内の液面が波立ちのないようにすることが必要である。

以上説明のとおり、本発明はワーク１００を矢印Ｓ１方向に、あるいは染色溶液３０を矢印Ｓ２方向に上下動することで染色溶液３０とワーク１００とが相対的に上下動する。そうしてグラデーション部１３の上限下限の間で、染色溶液３０の被着時間が連続的に変化することで連続階調にしてグラデーションを形成する。そこでワーク１００からマスキングパターンのような特別な印刷手法やスプレー塗装をせずにグラデーション部１３を形成することができる。

図３は、液面３１を波立たせ染色溶液３０にワーク１００を浸漬する第２のグラデーション方法説明図である。

ワーク１００は、はじめにグラデーション部１３の上端部を波面３３の波頭に合うよう浸漬される。同浸漬の位置合わせは本発明を説明の基準として示すものである。

ここで完全染色部１５とは、図３において波立つ液面３３の波底より下部であり、染色溶液３０に浸漬されるワーク１００の一部である。グラデーション部１３は、染色溶液３０の液面３３が形成する波頭と波底との間で繰返し接触する部分である。

完全染色部１５の上端位置を波頭に合わせ浸漬されたワーク１００は、所定の波高（グラデーション部１３の幅）を持つ染色溶液３０によって、繰り返し濡らされ未染色部１１の下端に連続するグラデーション部１３が決められる。染色溶液３０の波は定点での液面３１が安定して上下する波であれば、安定したグラデーションを生成できる。

そうして図２と同様にグラデーション部１３の上端と下端との間で染色溶液３０とワーク１００表面との接触時間を連続的に変化させ連続階調にぼかすことができる。

さらに、グラデーションを安定して生成させようとする場合、染色溶液３０に増粘剤、ゲル化剤などの粘度調整剤を混入させ粘度を増加調整すると良い。粘度調整剤の染色溶液３０への混入は染色溶液３０の完全染色部１５への付着力を高める。

また、液面３１にワーク１００との干渉などで生ずる不規則な小さな波を起き難くでき、さらにグラデーション部１３での付着力を高め、濡れを安定させることが出来る。

こうした粘度の増加調整で染色溶液３０の内部結合力が高まり滴状の染色溶液３０の悲惨を防止でき、未染色部１１に不要な染色溶液３０が被着することを防止できる。他方図２に示されるような第１のグラデーション方法では、染色溶液３０に波立ちがないことになっているが、実際にはワーク１００と液面３１とが相対的に上下することから多少の波は生ずる。こうしてできる波を粘度の増加調整によって増加した染色溶液３０の内部結合力で不用意な波高を低く抑えることで安定したグラデーションの表現を可能にする。

以上説明の通り、図２、図３ではワーク１００を染色溶液３０の液面上で上下すること、あるいは液面を波立たせることで染色溶液３０のワーク１００表面への接触時間が連続的に変化するようにコントロールできる。

図４はグラデーション部１３を容器軸線と平行に設けたグラデーション説明図である。

図２、図３、図４において説明の通り、本発明はワーク１００にマスキングパターンのような印刷による染色部分の選択をせずにグラデーション部１３、完全染色部１５を染色しぼかすことができる。そしてグラデーションがなされたワーク１００は図１の封孔処理工程７に送られる。

封孔処理工程７は染色されたワーク１００の表面に形成されている陽極酸化皮膜の細孔を封孔する工程である。封孔処理されたワークは水洗され、乾燥することで陽極酸化皮膜にグラデーションの入った染色の作業工程を終了する。

尚、ワーク１００は染色工程５で複数回の染色工程で染色を繰り返すことで二色以上の染色が可能となる。またこの場合の染色は先の染色工程で決定した色に加色されることから後工程になるに従いより濃色の染料溶液で染色されることが好ましい。

以上説明のとおり、本発明陽極酸化皮膜処理による加飾方法にあっては、印刷によるマスキングなどをせずにグラデーションを加えた多色の染色ができ、また本発明を実行するための設備も簡素であるなど発明の効果の欄に記載する効果を奏する。

また図面に基づき、特定の実施の形態を持って説明を加えてきたが、本発明は図面に限定するものではなく、既に知られている本発明の効果を奏するどのような構成も採用されることができることは言うまでもないことである。

本発明に係るグラデーション作業の工程説明図である。 第１のグラデーション方法説明図である。 第２のグラデーション方法説明図である。 染色方向の他の実施例の正面図である。

１・・・前処理工程
３・・・陽極酸化処理工程
５・・・染色工程
７・・・封孔処理工程
１１・・・未染色部
１３・・・グラデーション部
１５・・・完全染色部
３０・・・染色溶液
３１・・・液面
３３・・・波面
１００・・・ワーク

Claims (5)

1. 陽極酸化皮膜処理、染色工程、封孔処理工程を有するアルミニウムの染色による加飾方法において、
   該染色工程において、染色溶液にワークを浸漬するとともにグラデーションの範囲でワークと染色溶液の液面の相対的な高さを周期的に変動させて染色の度合いを調整し染色の度合いを連続階調にし、グラデーション表現をすることを特徴とする陽極酸化皮膜の染色方法。
2. 前記染色溶液に粘度調整剤を混入することにより、染色溶液の粘度を増加させ、ワーク表面における染色溶液の付着性を向上させることに加え、染色溶液の液面を安定させることを特徴とする請求項１記載の陽極酸化皮膜の染色方法。
3. 前記染色溶液の液面をなぎ状態にし、そこにワークの一部分を浸漬し、ワーク若しくは染色溶液の液面を、グラデーションの範囲で周期的に上下動することにより、グラデーションの範囲でワークと染色溶液の液面の相対的な高さを周期的に変動させることを特徴とする請求項１、２いずれかの項に記載の陽極酸化皮膜の染色方法。
4. 前記染色溶液にワークの一部を浸漬し、ワークを固定した状態で染色溶液にグラデーションの範囲で周期的な波を形成し、グラデーションの範囲でワークと染色溶液の液面の相対的な高さを周期的に変動させることを特徴とする請求項１、２のいずれかの項に記載の陽極酸化皮膜の染色方法。
5. 染色工程がワークの全体又は一部を染色する第１の染色工程の後に、前記染色の度合いを連続階調にし、グラデーション表現する第２の染色工程を繰り返して２色以上の染色を行う染色方法において、１色目よりも２色目と、前段階の染色よりも濃色の染色溶液に浸漬することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの１項に記載の陽極酸化皮膜の染色方法。