JP2659545B2 - アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法 - Google Patents
アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法Info
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- JP2659545B2 JP2659545B2 JP63028490A JP2849088A JP2659545B2 JP 2659545 B2 JP2659545 B2 JP 2659545B2 JP 63028490 A JP63028490 A JP 63028490A JP 2849088 A JP2849088 A JP 2849088A JP 2659545 B2 JP2659545 B2 JP 2659545B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルミニウムまたはアルミニウム合金（以下
単に「アルミニウム」という。）の電解着色方法に関
し、詳しくは陽極酸化処理を施したアルミニウムを電解
着色するにあたって、まず正電圧波形の電圧を印加して
予備処理し、次いで特定の波形の電圧を印加して電解着
色処理することによって、アルミニウム表面に均一かつ
美麗な着色を効率よく施すことのできる方法に関する。
単に「アルミニウム」という。）の電解着色方法に関
し、詳しくは陽極酸化処理を施したアルミニウムを電解
着色するにあたって、まず正電圧波形の電圧を印加して
予備処理し、次いで特定の波形の電圧を印加して電解着
色処理することによって、アルミニウム表面に均一かつ
美麗な着色を効率よく施すことのできる方法に関する。
〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕 従来からアルミニウムを電解着色するにあたって、付
き廻り性や着色速度を改善するために種々な方法が提案
されている。例えば着色の付き廻り性を改善するため
に、電解液に様々な工夫をする方法（特公昭60−11119
号公報）、電解着色の際に加える電圧の昇圧あるいは印
加の仕方に工夫をする方法（特公昭54−23663号公報
（米国特許第4070255号明細書），特公昭58−46557号公
報，特開昭59−145798号公報，特公昭49−34287号公
報，特公昭52−49408号公報，特公昭57−27953号公報，
特公昭53−4503号公報）、あるいは電解着色に先立って
特定の直流陽極電解を行う方法（特公昭54−13859号公
報，特公昭54−25898号公報（米国特許第4021315号明細
書），特公昭54−23664号公報，特公昭58−52037号公報
（米国特許第4316780号明細書），特公昭58−39237号公
報）などがある。また、電解着色の着色速度を向上させ
るために、電解液に工夫をする方法（特公昭60−11119
号公報，特公昭54−23663号公報）あるいは対極板に工
夫をする方法（特公昭60−13440号公報）などがある。
き廻り性や着色速度を改善するために種々な方法が提案
されている。例えば着色の付き廻り性を改善するため
に、電解液に様々な工夫をする方法（特公昭60−11119
号公報）、電解着色の際に加える電圧の昇圧あるいは印
加の仕方に工夫をする方法（特公昭54−23663号公報
（米国特許第4070255号明細書），特公昭58−46557号公
報，特開昭59−145798号公報，特公昭49−34287号公
報，特公昭52−49408号公報，特公昭57−27953号公報，
特公昭53−4503号公報）、あるいは電解着色に先立って
特定の直流陽極電解を行う方法（特公昭54−13859号公
報，特公昭54−25898号公報（米国特許第4021315号明細
書），特公昭54−23664号公報，特公昭58−52037号公報
（米国特許第4316780号明細書），特公昭58−39237号公
報）などがある。また、電解着色の着色速度を向上させ
るために、電解液に工夫をする方法（特公昭60−11119
号公報，特公昭54−23663号公報）あるいは対極板に工
夫をする方法（特公昭60−13440号公報）などがある。
しかし、一般に電解着色法、特に交流電解着色法にお
いては、上述したような工夫では着色の際に、付き廻り
性と着色速度のいずれか一方は改善されるが、他方は充
分に改善されず、むしろ低下する傾向を示す。
いては、上述したような工夫では着色の際に、付き廻り
性と着色速度のいずれか一方は改善されるが、他方は充
分に改善されず、むしろ低下する傾向を示す。
特に、交流を抵抗やサイリスタ制御して着色する方法
（特公昭53−4503号公報，特公昭49−34287号公報，特
公昭57−27953号公報）は、バリヤー相の調整工程を行
わないため、充分な着色効果を発現できないという問題
がある。さらに、予めバリヤー層を調整し、しかる後に
正のパルス電圧を印加した直流電流によって電解着色処
理を行う特公昭58−52037号公報（米国特許第4316780号
明細書）に開示された方法は、電流の制御が極めて煩雑
となるとともに設備費がかさみ、経済的に不利である。
（特公昭53−4503号公報，特公昭49−34287号公報，特
公昭57−27953号公報）は、バリヤー相の調整工程を行
わないため、充分な着色効果を発現できないという問題
がある。さらに、予めバリヤー層を調整し、しかる後に
正のパルス電圧を印加した直流電流によって電解着色処
理を行う特公昭58−52037号公報（米国特許第4316780号
明細書）に開示された方法は、電流の制御が極めて煩雑
となるとともに設備費がかさみ、経済的に不利である。
そこで本発明者は上述の従来技術の欠点を克服し、付
き廻り正と着色速度の両者を同時に向上させることので
きる方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。
き廻り正と着色速度の両者を同時に向上させることので
きる方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。
その結果、陽極酸化処理を施したアルミニウムを、正
電圧波形の電圧を印加して予備処理し、しかる後に特定
の非対称波形の電圧を印加して電解着色処理することに
よって、目的を達成しうることを見出した。本発明はか
かる知見に基いて完成したものである。
電圧波形の電圧を印加して予備処理し、しかる後に特定
の非対称波形の電圧を印加して電解着色処理することに
よって、目的を達成しうることを見出した。本発明はか
かる知見に基いて完成したものである。
すなわち本発明は、陽極酸化処理を施したアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を、金属塩を含有する電解着
色液中で電解着色するにあたり、前記電解着色液中ある
いは前記電解着色液と同等の電気伝導性を有する電解液
中で三相を含む半波整流又は同全波整流の負電圧部分が
負電圧／正電圧＝０〜0.5の波形を有する電圧を印加し
て予備処理し、しかる後に前記電解着色液中で正の電圧
と負の電圧の印加時間の比率が1:1〜３であり、且つ、
印加電圧として正電圧が負電圧より小さい波形になるよ
うに三相交流電圧を制御した波形の電圧を１秒間に１〜
25回の割合で印加して、電解着色することを特徴とする
アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法を
提供するものである。
ムまたはアルミニウム合金を、金属塩を含有する電解着
色液中で電解着色するにあたり、前記電解着色液中ある
いは前記電解着色液と同等の電気伝導性を有する電解液
中で三相を含む半波整流又は同全波整流の負電圧部分が
負電圧／正電圧＝０〜0.5の波形を有する電圧を印加し
て予備処理し、しかる後に前記電解着色液中で正の電圧
と負の電圧の印加時間の比率が1:1〜３であり、且つ、
印加電圧として正電圧が負電圧より小さい波形になるよ
うに三相交流電圧を制御した波形の電圧を１秒間に１〜
25回の割合で印加して、電解着色することを特徴とする
アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法を
提供するものである。
本発明の方法に用いるアルミニウムは、その表面に陽
極酸化処理を施したものである。ここで行う陽極酸化処
理は従来から広く行われている方法でよく、通常はアル
ミニウムの表面を脱脂洗浄し、これを陽極として、また
アルミニウム，グルファイト等を陰極として用い、硫
酸，シュウ酸，スルファミン酸などの酸性電解液中で直
流通電することにより行う。
極酸化処理を施したものである。ここで行う陽極酸化処
理は従来から広く行われている方法でよく、通常はアル
ミニウムの表面を脱脂洗浄し、これを陽極として、また
アルミニウム，グルファイト等を陰極として用い、硫
酸，シュウ酸，スルファミン酸などの酸性電解液中で直
流通電することにより行う。
本発明の方法では、上述の如く陽極酸化処理を施した
アルミニウムを、電解着色処理するに先立って予備処理
しておくことが必要である。予備処理を行う電解液は、
後続の電解着色処理で用いる電解着色液と必ずしも同じ
である必要はなく、この電解着色液と同等の電気伝導性
を有する電解液であれば特に制限はない。しかしなが
ら、電解着色液中で予備処理すれば、同一電解浴にて予
備処理から電解着色処理までを連続して操作できるた
め、工程が簡略化し工業的に有利である。
アルミニウムを、電解着色処理するに先立って予備処理
しておくことが必要である。予備処理を行う電解液は、
後続の電解着色処理で用いる電解着色液と必ずしも同じ
である必要はなく、この電解着色液と同等の電気伝導性
を有する電解液であれば特に制限はない。しかしなが
ら、電解着色液中で予備処理すれば、同一電解浴にて予
備処理から電解着色処理までを連続して操作できるた
め、工程が簡略化し工業的に有利である。
一般に、陽極酸化処理によって形成されるバリヤー層
を改質する場合、改質したバリヤー層が厚ければ厚い
程、陽極酸化時に形成したバリヤー層の電気的な抵抗が
均一化し、均一な電解着色が可能であるが、あまり厚す
ぎると電解着色時にピッティングが発生するという問題
がある。
を改質する場合、改質したバリヤー層が厚ければ厚い
程、陽極酸化時に形成したバリヤー層の電気的な抵抗が
均一化し、均一な電解着色が可能であるが、あまり厚す
ぎると電解着色時にピッティングが発生するという問題
がある。
しかし、本発明の方法では予備処理後に行う電解着色
処理の段階で用いる電圧波形に工夫を施しているため、
予備処理によるバリヤー層の改質の程度はあまり問題に
ならない。すなわち、改質したバリヤー層が多少薄くて
も、電解着色の付き廻り性は充分確保でき、また逆にや
や厚くなりすぎてもピッティングが発生するおそれはな
い。
処理の段階で用いる電圧波形に工夫を施しているため、
予備処理によるバリヤー層の改質の程度はあまり問題に
ならない。すなわち、改質したバリヤー層が多少薄くて
も、電解着色の付き廻り性は充分確保でき、また逆にや
や厚くなりすぎてもピッティングが発生するおそれはな
い。
このような理由から、本発明の方法の予備処理では印
加する電圧は、実質的に正電圧波形を示すものであれば
特に制限はなく、直流の正波，三相を含む半波整流，同
全波整流等で充分である。また、実質的に正電圧波形と
は、用いる電圧波形の一周期に亘るすべてにおいて正電
圧を示す波形のみならず、若干の負電圧部分（例えば負
電圧／正電圧＝０〜0.5）を有する波形をも含むもので
ある。ここで負電圧部分を有する波形の電圧を印加させ
ることにより、正電圧を高くすることができ、バリヤー
相の改質効果が高められる。またこの予備処理では、後
続の電解着色工程で用いる波形の正負を逆にした波形を
用いることもできるが、このような電圧波形を用いるこ
とは設備上便宜的な方法となる。
加する電圧は、実質的に正電圧波形を示すものであれば
特に制限はなく、直流の正波，三相を含む半波整流，同
全波整流等で充分である。また、実質的に正電圧波形と
は、用いる電圧波形の一周期に亘るすべてにおいて正電
圧を示す波形のみならず、若干の負電圧部分（例えば負
電圧／正電圧＝０〜0.5）を有する波形をも含むもので
ある。ここで負電圧部分を有する波形の電圧を印加させ
ることにより、正電圧を高くすることができ、バリヤー
相の改質効果が高められる。またこの予備処理では、後
続の電解着色工程で用いる波形の正負を逆にした波形を
用いることもできるが、このような電圧波形を用いるこ
とは設備上便宜的な方法となる。
この予備処理の際の通電時間，印加すべき正電圧の大
きさ，その昇圧速度等については特に制限はなく、状況
に応じて適宜定めれはよい。予備処理時間は、各種状況
によって異なり、一義的に定めることはできないが、通
常は昇圧に要する時間を含めて５秒〜３分間、好ましく
は10〜1.5分間である。また電流密度は、正の平均値電
流で0.01〜2A/dm2、好ましくは0.01〜1A/dm2である。
きさ，その昇圧速度等については特に制限はなく、状況
に応じて適宜定めれはよい。予備処理時間は、各種状況
によって異なり、一義的に定めることはできないが、通
常は昇圧に要する時間を含めて５秒〜３分間、好ましく
は10〜1.5分間である。また電流密度は、正の平均値電
流で0.01〜2A/dm2、好ましくは0.01〜1A/dm2である。
上記予備処理を行うことなく、直接に電解着色処理を
行うと、電解液の種類によっては付き廻り性が充分でな
く均一な着色が得られないかあるいは着色されにくいと
いう問題がある。また着色を早めるために着色時に高電
圧を印加するとピッティングが発生するおそれがある。
行うと、電解液の種類によっては付き廻り性が充分でな
く均一な着色が得られないかあるいは着色されにくいと
いう問題がある。また着色を早めるために着色時に高電
圧を印加するとピッティングが発生するおそれがある。
本発明の方法では、上記予備処理を電解着色液または
他の予備処理用電解液中で行った後、電解着色液中に引
き続いて電解着色処理を行う。
他の予備処理用電解液中で行った後、電解着色液中に引
き続いて電解着色処理を行う。
ここで行う電解着色処理は、基本的には交流電解着色
処理であるが、印加電圧として正電圧が負電圧より小さ
い波形の電圧を用いることが必要である。
処理であるが、印加電圧として正電圧が負電圧より小さ
い波形の電圧を用いることが必要である。
ここで使用できる波形は不完全整流法や電流反転整流
（Duty）法で得られるものである。不完全整流法の場合
は例えば三相交流の一相を逆転させて整流することによ
って得られる。また電流反転整流法では正と負のパルス
数を1:1〜３にすることによって得られる。いずれにし
ても、正電圧と負電圧の印加時間の比率を正電圧：負電
圧＝1:1〜３の範囲に設定するとともに、このように制
御された波形の電圧を１秒間に１〜25回、好ましくは５
〜20回の割合で印加することが必要である。なお、これ
らの電圧電源としては三相交流電圧を好適なものとして
挙げることができる。
（Duty）法で得られるものである。不完全整流法の場合
は例えば三相交流の一相を逆転させて整流することによ
って得られる。また電流反転整流法では正と負のパルス
数を1:1〜３にすることによって得られる。いずれにし
ても、正電圧と負電圧の印加時間の比率を正電圧：負電
圧＝1:1〜３の範囲に設定するとともに、このように制
御された波形の電圧を１秒間に１〜25回、好ましくは５
〜20回の割合で印加することが必要である。なお、これ
らの電圧電源としては三相交流電圧を好適なものとして
挙げることができる。
またこれらの波形によって電解着色するにあたって、
正負の電流密度の比率は、特に制限はないが、一般には
正の電流密度：負の電流密度＝1:2〜６、好ましくは1:3
〜５になるように通電する。またこのときの正の電流密
度は好ましくは0.01〜0.5A/dm2、特に好ましくは0.02〜
0.3A/dm2であり、負の電流密度は好ましくは0.05〜1A/d
m2、特に好ましくは0.1〜0.6A/dm2である。
正負の電流密度の比率は、特に制限はないが、一般には
正の電流密度：負の電流密度＝1:2〜６、好ましくは1:3
〜５になるように通電する。またこのときの正の電流密
度は好ましくは0.01〜0.5A/dm2、特に好ましくは0.02〜
0.3A/dm2であり、負の電流密度は好ましくは0.05〜1A/d
m2、特に好ましくは0.1〜0.6A/dm2である。
電解時間は必要とする色調によって異なるが、一般的
には、10秒〜30分、好ましくは30秒〜20分である。
には、10秒〜30分、好ましくは30秒〜20分である。
本発明の方法に用いる電解着色液には目的に応じて様
々な金属塩が含有されている。この金属塩の具体例をあ
げれば、ニッケル，コバルト，銅，セレン，鉄，モリブ
デン，スズなどの金属の硫酸塩，硝酸塩，リン酸塩，塩
酸塩，シュウ酸塩，酢酸塩，酒石酸塩などがある。
々な金属塩が含有されている。この金属塩の具体例をあ
げれば、ニッケル，コバルト，銅，セレン，鉄，モリブ
デン，スズなどの金属の硫酸塩，硝酸塩，リン酸塩，塩
酸塩，シュウ酸塩，酢酸塩，酒石酸塩などがある。
電解着色処理に際しての条件、例えば印加すべき電圧
の大きさ，通電時間，液温などについては適宜選定すれ
ばよい。しかし、本発明の方法によれば、従来の交流電
解着色よりも高電圧（負電圧）で着色処理ができるの
で、着色速度も速く比較的短時間で電解着色を行うこと
ができる。
の大きさ，通電時間，液温などについては適宜選定すれ
ばよい。しかし、本発明の方法によれば、従来の交流電
解着色よりも高電圧（負電圧）で着色処理ができるの
で、着色速度も速く比較的短時間で電解着色を行うこと
ができる。
本発明によれば、予備処理を行ってアルミニウム表面
の陽極酸化皮膜のバリヤー層をある程度改質するととも
に、電解着色工程で特定の波形を用いるため、電解着色
を高電圧で行ってもピッティング等を起こすことなく、
着色が速やかにしかも付き廻り性よく進行し、短時間で
均一かつ美麗な電解着色皮膜が形成される。
の陽極酸化皮膜のバリヤー層をある程度改質するととも
に、電解着色工程で特定の波形を用いるため、電解着色
を高電圧で行ってもピッティング等を起こすことなく、
着色が速やかにしかも付き廻り性よく進行し、短時間で
均一かつ美麗な電解着色皮膜が形成される。
次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
実施例１ アルミニウム材としてＡ・6063−T5材（150×70×2m
m）を使用し、常法に従って、脱脂，エッチング，中和
処理を行った後、硫酸浴を用いて直流電解し、無色の陽
極酸化皮膜を形成した。
m）を使用し、常法に従って、脱脂，エッチング，中和
処理を行った後、硫酸浴を用いて直流電解し、無色の陽
極酸化皮膜を形成した。
次に、NiSO4・6H2Oを90g/およびH3BO3を40g/含有
しpH5.0の電解着色液を用い、温度30℃の条件で６相半
波整流0.2A/dm2で30秒間予備処理を行い、次いで正のパ
ルス3,負のパルス６の電流反転整流液を用い、正の電流
密度0.04A/dm2,正の電圧7.5V、負の電流密度0.15A/dm2,
負の電圧13Vの条件で３分間電解着色を行った。その結
果、得られた着色膜は濃ブロンズ色であった。
しpH5.0の電解着色液を用い、温度30℃の条件で６相半
波整流0.2A/dm2で30秒間予備処理を行い、次いで正のパ
ルス3,負のパルス６の電流反転整流液を用い、正の電流
密度0.04A/dm2,正の電圧7.5V、負の電流密度0.15A/dm2,
負の電圧13Vの条件で３分間電解着色を行った。その結
果、得られた着色膜は濃ブロンズ色であった。
実施例２ アルミニウム材としてＡ・1100・H14材（150×70×2m
m）を使用し、常法に従って、脱脂，エッチング，中和
処理を行った後、硫酸浴を用いて直流電解し、無色の陽
極酸化皮膜を形成した。
m）を使用し、常法に従って、脱脂，エッチング，中和
処理を行った後、硫酸浴を用いて直流電解し、無色の陽
極酸化皮膜を形成した。
次に、CoSO4・6H2Oを50g/およびH3BO3を30g/含有
しpH4.5の電解着色液を用い、温度35℃の条件で正のパ
ルス12,負のパルス４の電流反転整流波を用い、正の電
流密度0.2A/dm2,負の電流密度0.01A/dm2で20秒間予備処
理を行った。次いで正のパルス4,負のパルス12の電流反
転整流波を用い、正の電流密度0.04A/dm2,正の電圧7V、
負の電流密度0.2A/dm2,負の電圧14Vの条件で６分間電解
着色を行った。その結果、得られた着色膜は黒色であっ
た。
しpH4.5の電解着色液を用い、温度35℃の条件で正のパ
ルス12,負のパルス４の電流反転整流波を用い、正の電
流密度0.2A/dm2,負の電流密度0.01A/dm2で20秒間予備処
理を行った。次いで正のパルス4,負のパルス12の電流反
転整流波を用い、正の電流密度0.04A/dm2,正の電圧7V、
負の電流密度0.2A/dm2,負の電圧14Vの条件で６分間電解
着色を行った。その結果、得られた着色膜は黒色であっ
た。
第１図は、実施例１の電解着色処理で使用した電流反転
整流波の波形を示す。
整流波の波形を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】陽極酸化処理を施したアルミニウムまたは
アルミニウム合金を、金属塩を含有する電解着色液中で
電解着色するにあたり、前記電解着色液中あるいは前記
電解着色液と同等の電気伝導性を有する電解液中で三相
を含む半波整流又は同全波整流の負電圧部分が負電圧／
正電圧＝０〜0.5の波形を有する電圧を印加して予備処
理し、しかる後に前記電解着色液中で正の電圧と負の電
圧の印加時間の比率が1:1〜３であり、且つ、印加電圧
として正電圧が負電圧より小さい波形になるように三相
交流電圧を制御した波形の電圧を１秒間に１〜25回の割
合で印加して、電解着色することを特徴とするアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法。 - 【請求項２】正の電圧と負の電圧の印加時間の比率が1:
1〜３に制御された波形の電圧を、正と負の電流密度の
比率が1:2〜６になるように通電して電解着色すること
を特徴とする請求項１記載の電解着色方法。 - 【請求項３】予備処理において、後続の電解着色工程で
用いる波形の正負を逆にした波形を用いることを特徴と
する請求項１記載の電解着色方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028490A JP2659545B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028490A JP2659545B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205092A JPH01205092A (ja) | 1989-08-17 |
| JP2659545B2 true JP2659545B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=12250105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63028490A Expired - Lifetime JP2659545B2 (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659545B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101622375B1 (ko) | 2014-11-03 | 2016-05-19 | (주)구수중전기 | 직교류 비대칭 전원을 이용한 알미늄 소재의 전기착색시스템 및 그 제어방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5249408A (en) * | 1975-10-17 | 1977-04-20 | Citizen Watch Co Ltd | Motor for electronic watch |
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-
1988
- 1988-02-09 JP JP63028490A patent/JP2659545B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01205092A (ja) | 1989-08-17 |
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