JP2941055B2 - アルミニウムを着色する着色浴用電解液添加剤およびアルミニウムの着色法 - Google Patents
アルミニウムを着色する着色浴用電解液添加剤およびアルミニウムの着色法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/12—Anodising more than once, e.g. in different baths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/20—Electrolytic after-treatment
- C25D11/22—Electrolytic after-treatment for colouring layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Cosmetics (AREA)
- Lubricants (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、陽極酸化されたアルミニウムの表面を交流
電流により着色するための、錫(II)含有硫酸着色浴用
の新規な電解液(質)添加剤に関し、これは、一般式I
〜IVの1つに対応する少なくとも1つの酸化防止剤およ
び一般式Vに対応する少なくとも1つのスローイングパ
ワー(throwing power、均一電着性)向上剤の相乗効
果的混合物から成る。また本発明は、本発明の電解液添
加剤を使用して陽極酸化されたアルミニウムの表面を交
流電流で着色する方法に関する。
電流により着色するための、錫(II)含有硫酸着色浴用
の新規な電解液(質)添加剤に関し、これは、一般式I
〜IVの1つに対応する少なくとも1つの酸化防止剤およ
び一般式Vに対応する少なくとも1つのスローイングパ
ワー(throwing power、均一電着性)向上剤の相乗効
果的混合物から成る。また本発明は、本発明の電解液添
加剤を使用して陽極酸化されたアルミニウムの表面を交
流電流で着色する方法に関する。
アルミニウムは、その塩基性特性のために、一般的に
0.1μm以下の厚さの天然の酸化物被覆により覆われる
ことが知られている。(ヴェルニック(Wernick)、ピ
ナー(Pinner)、ツールブリューク(Zurbrgg)、ヴ
ァイナー(Weiner)、「ディー・オーバーフレッヒェン
ベハントルング・フォン・アルミニウム(Die Oberfl
chebehandlung von Aluminium)(アルミニウムの
表面処理)」、第2版、オイゲン・ロイツェ・フェルラ
ーク(Eugen Leuze Verlag)、ザウルガウ/ヴュルト
(Sauagau/Wurtt)、1977年参照)。
0.1μm以下の厚さの天然の酸化物被覆により覆われる
ことが知られている。(ヴェルニック(Wernick)、ピ
ナー(Pinner)、ツールブリューク(Zurbrgg)、ヴ
ァイナー(Weiner)、「ディー・オーバーフレッヒェン
ベハントルング・フォン・アルミニウム(Die Oberfl
chebehandlung von Aluminium)(アルミニウムの
表面処理)」、第2版、オイゲン・ロイツェ・フェルラ
ーク(Eugen Leuze Verlag)、ザウルガウ/ヴュルト
(Sauagau/Wurtt)、1977年参照)。
アルミニウムの電解酸化により、比較的厚い酸化物被
覆を得ることができる。この方法は、陽極酸化法として
知られている。電解液(質)として硫酸、クロム酸また
は燐酸が好ましく使用される。有機酸、例えばシュウ
酸、マレイン酸、フタル酸、サリチル酸、スルホサリチ
ル酸、スルホフタル酸、酒石酸またはクエン酸もいくつ
かの方法では使用される。
覆を得ることができる。この方法は、陽極酸化法として
知られている。電解液(質)として硫酸、クロム酸また
は燐酸が好ましく使用される。有機酸、例えばシュウ
酸、マレイン酸、フタル酸、サリチル酸、スルホサリチ
ル酸、スルホフタル酸、酒石酸またはクエン酸もいくつ
かの方法では使用される。
しかしながら、硫酸が最も一般的に使用される電解液
である。陽極酸化条件に応じて、150μmまでの層の厚
さがこの方法で得られる。しかしながら、例えば建物の
正面用の仕上げ材または窓の枠のような外部用途のため
には、20〜25μmの層の厚さで十分である。
である。陽極酸化条件に応じて、150μmまでの層の厚
さがこの方法で得られる。しかしながら、例えば建物の
正面用の仕上げ材または窓の枠のような外部用途のため
には、20〜25μmの層の厚さで十分である。
陽極酸化方法は、必要な層の厚さおよび特定の用途に
応じて、一般的に10〜20%の硫酸濃度、1.5A/dm2の電流
密度、18〜22℃の温度および15〜60分間で実施される。
応じて、一般的に10〜20%の硫酸濃度、1.5A/dm2の電流
密度、18〜22℃の温度および15〜60分間で実施される。
このようにして形成された酸化物被覆は、多くの有機
物および無機物または染料を吸収する大きい能力を有す
る。
物および無機物または染料を吸収する大きい能力を有す
る。
重金属塩溶液において交流電流を用いる処理により陽
極酸化されたアルミニウムを着色する電気分解着色方法
は、1930年代の中ごろから知られている。使用される重
金属は、とりわけ第1遷移元素系列の元素、例えばCr、
Mn、Fe、Co、Ni、CuおよびとりわけSnである。重金属塩
は、一般的に硫酸塩であり、pH値は硫酸により0.1〜2.0
に調節される。この着色方法は、10〜25V付近の電圧お
よびそれによって得られる電気密度において実施され
る。対の電極はグラファイトからなっても、あるいはス
テンレススチールからなっても、あるいは電解液に溶解
している物質と同じ物質からなってもよい。
極酸化されたアルミニウムを着色する電気分解着色方法
は、1930年代の中ごろから知られている。使用される重
金属は、とりわけ第1遷移元素系列の元素、例えばCr、
Mn、Fe、Co、Ni、CuおよびとりわけSnである。重金属塩
は、一般的に硫酸塩であり、pH値は硫酸により0.1〜2.0
に調節される。この着色方法は、10〜25V付近の電圧お
よびそれによって得られる電気密度において実施され
る。対の電極はグラファイトからなっても、あるいはス
テンレススチールからなっても、あるいは電解液に溶解
している物質と同じ物質からなってもよい。
この方法において、重金属顔料は、アルミニウムが陰
極である交流電流の半分のサイクルにおいて陽極酸化物
の被覆の孔内に付着する。アルミニウム酸化物の被覆
は、第2の半分のサイクルにおいて陽極酸化により更に
厚くなる。重金属は、鋼の底部に付着し、従って酸化物
被覆が着色する。
極である交流電流の半分のサイクルにおいて陽極酸化物
の被覆の孔内に付着する。アルミニウム酸化物の被覆
は、第2の半分のサイクルにおいて陽極酸化により更に
厚くなる。重金属は、鋼の底部に付着し、従って酸化物
被覆が着色する。
しかしながら、錫電解液において着色を実施する場合
に遭遇する問題点の1つは、錫は容易に酸化し、従っ
て、塩基性の錫(IV)酸化物水和物(錫酸)が処理の間
に急速に析出し、ある場合では、Sn溶液の貯蔵の間にも
析出するということである。硫酸錫(II)水溶液は、単
に、大気中の酸素に暴露することにより、あるいは電流
を用いる場合には電極における反応により、錫(IV)化
合物に酸化されるということは既知である。このこと
は、錫電解液において陽極酸化されたアルミニウムを着
色する場合には非常に望ましくないことである。それ
は、一方では、プロセスのシーケンスが分断されること
により(しばしば、析出物の生成により使用できなくな
った溶液の更新または補充が必要になる)、他方では、
着色に使用できない錫(IV)化合物のために相当に余分
なコストをもたらすという理由のためである。従って、
特にアルミニウムの電解分解着色のために一般的に硫酸
/硫酸錫(II)を安定化させるために使用する手段を種
々異ならせて種々の方法が開発されている。
に遭遇する問題点の1つは、錫は容易に酸化し、従っ
て、塩基性の錫(IV)酸化物水和物(錫酸)が処理の間
に急速に析出し、ある場合では、Sn溶液の貯蔵の間にも
析出するということである。硫酸錫(II)水溶液は、単
に、大気中の酸素に暴露することにより、あるいは電流
を用いる場合には電極における反応により、錫(IV)化
合物に酸化されるということは既知である。このこと
は、錫電解液において陽極酸化されたアルミニウムを着
色する場合には非常に望ましくないことである。それ
は、一方では、プロセスのシーケンスが分断されること
により(しばしば、析出物の生成により使用できなくな
った溶液の更新または補充が必要になる)、他方では、
着色に使用できない錫(IV)化合物のために相当に余分
なコストをもたらすという理由のためである。従って、
特にアルミニウムの電解分解着色のために一般的に硫酸
/硫酸錫(II)を安定化させるために使用する手段を種
々異ならせて種々の方法が開発されている。
フェノール性化合物、例えばフェノールスルホン酸、
クレゾールスルホン酸またはスルホサリチル酸が断然一
般的に使用されている(例えば、エス・エイ・ポゾリ
(S. A. Pozzoli)、エフ・デジアッチ(F. Tegiacc
hi);コロス・コロジオンスシュッツ・アルム(Korro
s.Korrosionsschutz Alum.)、フェンアンスト・オイ
ル・フェド・コロス・フォートル(Veranst. Eur. Fo
ed. Korros. Vortr.)第88巻、1976年、139〜45頁ま
たは日本国特許公開78 13583、78 18483、77 13584
1、76 147436、74 31614、73 101331、71 20568、7
5 26066、76 122637、54 097545、56 081598および
英国特許第1482390号参照)。
クレゾールスルホン酸またはスルホサリチル酸が断然一
般的に使用されている(例えば、エス・エイ・ポゾリ
(S. A. Pozzoli)、エフ・デジアッチ(F. Tegiacc
hi);コロス・コロジオンスシュッツ・アルム(Korro
s.Korrosionsschutz Alum.)、フェンアンスト・オイ
ル・フェド・コロス・フォートル(Veranst. Eur. Fo
ed. Korros. Vortr.)第88巻、1976年、139〜45頁ま
たは日本国特許公開78 13583、78 18483、77 13584
1、76 147436、74 31614、73 101331、71 20568、7
5 26066、76 122637、54 097545、56 081598および
英国特許第1482390号参照)。
多価フェノール、例えば、ジフェノール類(ヒドロキ
ノン、カテコールおよびレソルシノール)(日本国特許
公開58 113391、57 200221およびフランス国特許第23
84037号参照)およびトリフェノール類(フロログルシ
ノール(日本国特許公開58 113391号参照)、ピロガロ
ール(エス・エイ・ポゾリ、エフ・テジアッチ;コロス
・コリジオンスシュッツ・アルム、フェルアンスト・オ
イル・フェド・コロス・フォートル、第88巻、1976年、
139〜45頁または日本国特許公開58 113391および57 2
00221参照)およびガルス酸(日本国特許公開53 13583
参照)がこれに関連して記載されている。
ノン、カテコールおよびレソルシノール)(日本国特許
公開58 113391、57 200221およびフランス国特許第23
84037号参照)およびトリフェノール類(フロログルシ
ノール(日本国特許公開58 113391号参照)、ピロガロ
ール(エス・エイ・ポゾリ、エフ・テジアッチ;コロス
・コリジオンスシュッツ・アルム、フェルアンスト・オ
イル・フェド・コロス・フォートル、第88巻、1976年、
139〜45頁または日本国特許公開58 113391および57 2
00221参照)およびガルス酸(日本国特許公開53 13583
参照)がこれに関連して記載されている。
もう1つの電気分解着色における重大な問題点はいわ
ゆるスローイングパワー(デプス・スローイング(dept
h throwing))であり、これは、対の電極から異なる
距離で配置された陽極酸化アルミニウムのパーツを均一
な色で着色するための製品の能力であると理解される。
使用するアルミニウムのパーツの形状が複雑である場合
(窪み部分の着色)、アルミニウムのパーツが非常に大
きい場合、および経済的理由のために、いくつかのアル
ミニウムのパーツを単一の着色工程において同時に着色
する必要があり、また、中間の色調を得る必要がある場
合に良好なスローイングパワーは特に重要である。従っ
て、実際には、欠点の多い製造を避けて、着色されたア
ルミニウムのパーツの光学的特性が一般的に良好である
ので、高いスローイングパワーが非常に望ましい。いく
つかのパーツを単一の操作で着色できるので、良好なス
ローイングパワーによりプロセスはより経済的になる。
ゆるスローイングパワー(デプス・スローイング(dept
h throwing))であり、これは、対の電極から異なる
距離で配置された陽極酸化アルミニウムのパーツを均一
な色で着色するための製品の能力であると理解される。
使用するアルミニウムのパーツの形状が複雑である場合
(窪み部分の着色)、アルミニウムのパーツが非常に大
きい場合、および経済的理由のために、いくつかのアル
ミニウムのパーツを単一の着色工程において同時に着色
する必要があり、また、中間の色調を得る必要がある場
合に良好なスローイングパワーは特に重要である。従っ
て、実際には、欠点の多い製造を避けて、着色されたア
ルミニウムのパーツの光学的特性が一般的に良好である
ので、高いスローイングパワーが非常に望ましい。いく
つかのパーツを単一の操作で着色できるので、良好なス
ローイングパワーによりプロセスはより経済的になる。
スローイングパワーは、均一性(ユニフォーミティ、
unifarmity)と同一ではなく、両者の間の違いを明らか
にする必要がある。均一とは、起こり得る色調の局所的
な変動(斑点状着色)が最も少ない着色である。均一性
が乏しい状態は、一般的に不純物、例えば硝酸塩によ
り、あるいは陽極酸化方法におけるエラーにより一般的
に生じる。良好な着色電解液は着色の均一性に悪影響を
与えることはない。
unifarmity)と同一ではなく、両者の間の違いを明らか
にする必要がある。均一とは、起こり得る色調の局所的
な変動(斑点状着色)が最も少ない着色である。均一性
が乏しい状態は、一般的に不純物、例えば硝酸塩によ
り、あるいは陽極酸化方法におけるエラーにより一般的
に生じる。良好な着色電解液は着色の均一性に悪影響を
与えることはない。
ある着色方法は大きい均一性を達成することができる
が、スローイングパワーに欠ける場合がある。また、そ
の逆もあり得る。一般的に、均一性は、電解液の化学的
組成により影響を受けるに過ぎないが、スローイングパ
ワーは、電気的および形状的パラメーター、例えば加工
物の形状またはその配置および寸法に影響を受ける。
が、スローイングパワーに欠ける場合がある。また、そ
の逆もあり得る。一般的に、均一性は、電解液の化学的
組成により影響を受けるに過ぎないが、スローイングパ
ワーは、電気的および形状的パラメーター、例えば加工
物の形状またはその配置および寸法に影響を受ける。
ドイツ国特許公開第2609146号には、錫電解液におけ
る着色方法を記載し、この方法では、特定の回路および
電圧装置によってスローイングパワーを達成している。
る着色方法を記載し、この方法では、特定の回路および
電圧装置によってスローイングパワーを達成している。
ドイツ国特許公開第2428635号は、陽極酸化されたア
ルミニウム粒子を灰色の色調に電気分解的に着色するに
際し、硫酸およびホウ酸および芳香族カルボン酸スルホ
ン酸(スルホフタル酸またはスルホサリチル酸)を加え
て錫(II)塩および亜鉛塩の組合わせを使用することを
開示している。特にpH値を1と1.5との間にした場合
に、着色効果のすばらしいスローイングパワーが得られ
ると記載されている。1〜1.5へのpH調節は良好な電気
分解着色には基本的に必須の要件である。加えられる有
機酸がスローイングパワーに影響を及ぼすか否か、ま
た、達成されるスローイングパワーの定量的な記載は全
くなされていない。
ルミニウム粒子を灰色の色調に電気分解的に着色するに
際し、硫酸およびホウ酸および芳香族カルボン酸スルホ
ン酸(スルホフタル酸またはスルホサリチル酸)を加え
て錫(II)塩および亜鉛塩の組合わせを使用することを
開示している。特にpH値を1と1.5との間にした場合
に、着色効果のすばらしいスローイングパワーが得られ
ると記載されている。1〜1.5へのpH調節は良好な電気
分解着色には基本的に必須の要件である。加えられる有
機酸がスローイングパワーに影響を及ぼすか否か、ま
た、達成されるスローイングパワーの定量的な記載は全
くなされていない。
ドイツ国特許公開第3246704号は、電気分解着色方法
を記載し、この方法において、着色浴の特定の構造を用
いることにより良好なスローイングパワーが保証され
る。更に、クレゾール及びフェノールスルホン酸、有機
物質、例えばデキストリンおよび/またはチオ尿素およ
び/またはゼラチンにより均一な着色が保証されると記
載されている。この方法の欠点は、必要な装置を設ける
ために大きな設備費用がかかるということである。デキ
ストリン、チオ尿素およびゼラチンのような付着防止剤
の添加は、スローイングパワーに僅かに影響を与えるに
過ぎない。それは、電気分解着色における付着過程は、
電気錫メッキにおけるそれとは大きく異なるからであ
る。また、問題としているこの文献において、スローイ
ングパワーの改善を測定する可能な方法については言及
されていない。
を記載し、この方法において、着色浴の特定の構造を用
いることにより良好なスローイングパワーが保証され
る。更に、クレゾール及びフェノールスルホン酸、有機
物質、例えばデキストリンおよび/またはチオ尿素およ
び/またはゼラチンにより均一な着色が保証されると記
載されている。この方法の欠点は、必要な装置を設ける
ために大きな設備費用がかかるということである。デキ
ストリン、チオ尿素およびゼラチンのような付着防止剤
の添加は、スローイングパワーに僅かに影響を与えるに
過ぎない。それは、電気分解着色における付着過程は、
電気錫メッキにおけるそれとは大きく異なるからであ
る。また、問題としているこの文献において、スローイ
ングパワーの改善を測定する可能な方法については言及
されていない。
更に、本願出願人のヨーロッパ特許出願EP−A−354
365は、金属塩を使用して陽極酸化されたアルミニウ
ム表面の電気分解的に着色する方法を開示し、これに
は、一般式IおよびIVに対応する酸化防止剤(請求の範
囲を参照)をスローイングパワー向上剤であるp−トル
エンスルホン酸および/またはナフタレンスルホン酸と
一緒に使用することが記載されている。しかしながら、
この文献に記載されいるスローイングパワー向上剤は、
電気分解の間、汚物臭のする分解生成物をもたらし、そ
の結果、これらのスローイングパワー向上剤はもはや使
用されない。
365は、金属塩を使用して陽極酸化されたアルミニウ
ム表面の電気分解的に着色する方法を開示し、これに
は、一般式IおよびIVに対応する酸化防止剤(請求の範
囲を参照)をスローイングパワー向上剤であるp−トル
エンスルホン酸および/またはナフタレンスルホン酸と
一緒に使用することが記載されている。しかしながら、
この文献に記載されいるスローイングパワー向上剤は、
電気分解の間、汚物臭のする分解生成物をもたらし、そ
の結果、これらのスローイングパワー向上剤はもはや使
用されない。
従って、本発明が解決しようとする課題は、陽極酸化
されたアルミニウム表面を交流電流によって着色するた
めの、錫(II)を含有する硫酸着色浴用の新規な電流液
添加剤を提供することであり、その添加剤は、上述した
ような従来技術の問題点、例えば着色浴の安定性を持続
させることを保証することSn(II)の酸化を避けること
および同時に良好なスローイングパワーを保証すること
を克服するものである。
されたアルミニウム表面を交流電流によって着色するた
めの、錫(II)を含有する硫酸着色浴用の新規な電流液
添加剤を提供することであり、その添加剤は、上述した
ような従来技術の問題点、例えば着色浴の安定性を持続
させることを保証することSn(II)の酸化を避けること
および同時に良好なスローイングパワーを保証すること
を克服するものである。
従って、本発明は、陽極酸化されたアルミニウム表面
を交流電流で着色するための錫(II)を含有する硫酸着
色浴用の電解液添加剤に関し、この添加剤は、少なくと
も1つの酸化防止剤および少なくとも1つのスローイン
グパワー向上剤を含み、この電解液添加剤は、 a)一般式I〜IV: [式中、R1およびR2は、水素、1〜22個の炭素原子を含
むアルキル、アリール、アルキルアリール、アルキルア
リールスルホン酸、アルキルスルホン酸およびそれらの
アルカリ金属塩を示し、R3は、1つまたはそれ以上の水
素および/もしくは1〜22個の炭素原子を含むアルキ
ル、アリール、アルキルアリール基を示し、置換基R1、
R2およびR3の少なくとも1つは水素ではない。] に対応する少なくとも1つの化合物を酸化防止剤とし
て、ならびに b)一般式V: [式中、R1〜R5は、水素、ヒドロキシル基、カルボキシ
ル基および/またはスルホン酸基を示す。] に対応する少なくとも1つの芳香族カルボン酸をスロー
イングパワー向上剤として 含む。
を交流電流で着色するための錫(II)を含有する硫酸着
色浴用の電解液添加剤に関し、この添加剤は、少なくと
も1つの酸化防止剤および少なくとも1つのスローイン
グパワー向上剤を含み、この電解液添加剤は、 a)一般式I〜IV: [式中、R1およびR2は、水素、1〜22個の炭素原子を含
むアルキル、アリール、アルキルアリール、アルキルア
リールスルホン酸、アルキルスルホン酸およびそれらの
アルカリ金属塩を示し、R3は、1つまたはそれ以上の水
素および/もしくは1〜22個の炭素原子を含むアルキ
ル、アリール、アルキルアリール基を示し、置換基R1、
R2およびR3の少なくとも1つは水素ではない。] に対応する少なくとも1つの化合物を酸化防止剤とし
て、ならびに b)一般式V: [式中、R1〜R5は、水素、ヒドロキシル基、カルボキシ
ル基および/またはスルホン酸基を示す。] に対応する少なくとも1つの芳香族カルボン酸をスロー
イングパワー向上剤として 含む。
本発明は、また、錫(II)を含む硫酸着色浴において
陽極酸化されたアルミニウム表面を交流で着色する方法
に関し、先に定義した電解液添加剤を、0.1〜2.0のpH値
で、10〜30℃の温度で、50〜60c/sの周波数で交流電圧
を用いて、10〜25Vのターミナル電圧で錫(II)を含有
する硫酸着色浴において電解分解的に着色するために使
用することを特徴とする。
陽極酸化されたアルミニウム表面を交流で着色する方法
に関し、先に定義した電解液添加剤を、0.1〜2.0のpH値
で、10〜30℃の温度で、50〜60c/sの周波数で交流電圧
を用いて、10〜25Vのターミナル電圧で錫(II)を含有
する硫酸着色浴において電解分解的に着色するために使
用することを特徴とする。
本発明の電解液添加剤の主たる利点は、酸化安定性の
水溶性スローイングパワー向上剤を使用することにあ
る。ヨーロッパ特許公開EP−A−354365の表示すること
により知られているp−トルエンスルホン酸が、メチル
基の酸化のために汚物臭のある蒸気を発するのは比較的
長い時間の処理の後であり、その結果、着色浴を長期間
使用できなくなる。従って、本発明では、酸化安定性の
官能基、例えばカルボキシル基、ヒドロキシル基および
/またはスルホン酸基を有するスローイングパワー向上
剤を供給することが重要である。加えて、この官能基は
水中における必要な溶解度を保証する。
水溶性スローイングパワー向上剤を使用することにあ
る。ヨーロッパ特許公開EP−A−354365の表示すること
により知られているp−トルエンスルホン酸が、メチル
基の酸化のために汚物臭のある蒸気を発するのは比較的
長い時間の処理の後であり、その結果、着色浴を長期間
使用できなくなる。従って、本発明では、酸化安定性の
官能基、例えばカルボキシル基、ヒドロキシル基および
/またはスルホン酸基を有するスローイングパワー向上
剤を供給することが重要である。加えて、この官能基は
水中における必要な溶解度を保証する。
本発明の1つの好ましい態様において、電解液添加剤
は、着色浴基準で、一般式I〜IVの1つに対応する少な
くとも1つの化合物を0.1〜2g/の量で酸化防止剤とし
て、また、一般式Vに対応する少なくとも1つの化合物
を0.1〜30g/の量でスローイングパワー向上剤として
含む。
は、着色浴基準で、一般式I〜IVの1つに対応する少な
くとも1つの化合物を0.1〜2g/の量で酸化防止剤とし
て、また、一般式Vに対応する少なくとも1つの化合物
を0.1〜30g/の量でスローイングパワー向上剤として
含む。
本発明では、2−t−ブチル−1,4−ジヒドロキシベ
ンゼン(t−ブチルヒドロキノン)、メチルヒドロキノ
ン、トリメチルヒドロキノン、4−ヒドロキシ−2,7−
ナフタレンジスルホン酸および/またはp−ヒドロキシ
アニソールを、一般式I〜IVに対する酸化防止剤として
上述の量で特に使用する。
ンゼン(t−ブチルヒドロキノン)、メチルヒドロキノ
ン、トリメチルヒドロキノン、4−ヒドロキシ−2,7−
ナフタレンジスルホン酸および/またはp−ヒドロキシ
アニソールを、一般式I〜IVに対する酸化防止剤として
上述の量で特に使用する。
本発明では、5−スルホサリチル酸、4−スルホフタ
ル酸、2−スルホ安息香酸、安息香酸および/またはベ
ンゼンヘキサカルボン酸を一般式Vに対応するスローイ
ングパワー向上剤として使用する。5−スルホサリチル
酸および4−スルホフタル酸を一緒に使用する場合、相
乗効果がもたらされて特に効果的であることがわかっ
た。
ル酸、2−スルホ安息香酸、安息香酸および/またはベ
ンゼンヘキサカルボン酸を一般式Vに対応するスローイ
ングパワー向上剤として使用する。5−スルホサリチル
酸および4−スルホフタル酸を一緒に使用する場合、相
乗効果がもたらされて特に効果的であることがわかっ
た。
従って、本発明の1つの好ましい態様において、本発
明の電解液添加剤は、(着色浴の全容積基準で) a)t−ブチルヒドロキノンを0.01〜2g/の量で酸化
防止剤として、および b)5−スルホサリチル酸を0.5〜6g/の量で、また、
4−スルホフタル酸を5〜20g/の量でスローイングパ
ワー向上剤として 含む。
明の電解液添加剤は、(着色浴の全容積基準で) a)t−ブチルヒドロキノンを0.01〜2g/の量で酸化
防止剤として、および b)5−スルホサリチル酸を0.5〜6g/の量で、また、
4−スルホフタル酸を5〜20g/の量でスローイングパ
ワー向上剤として 含む。
1つの特に好ましい態様において、本発明の電解液添
加剤は、(着色浴の全容積基準で)特に a)t−ブチルヒドロキノンを0.1〜0.5g/、好ましく
は0.2〜0.3g/の量で酸化防止剤として、並びに b)5−スルホサリチル酸を1〜3g/、好ましくは1.5
〜2.5g/の量で、また、4−スルホフタル酸を8〜12g
/、好ましくは10g/の量でスローイングパワー向上
剤として 含む。
加剤は、(着色浴の全容積基準で)特に a)t−ブチルヒドロキノンを0.1〜0.5g/、好ましく
は0.2〜0.3g/の量で酸化防止剤として、並びに b)5−スルホサリチル酸を1〜3g/、好ましくは1.5
〜2.5g/の量で、また、4−スルホフタル酸を8〜12g
/、好ましくは10g/の量でスローイングパワー向上
剤として 含む。
着色方法は、一般的に、1当たり約3〜20g、好ま
しくは7〜16gの錫(II)を含む硫酸錫(II)溶液を使
用して実施する。好ましい態様において、着色方法は、
0.1〜2.0のpH値で、これは1当たり16〜22gの硫酸に
対応し、約14〜30℃の温度で実施される。交流電圧また
は直流に重ね合わせた交流電圧(50〜60サイクル/秒)
を10〜25Vに、より好ましくは15〜18Vに調節し、最適値
は17V±3Vである。
しくは7〜16gの錫(II)を含む硫酸錫(II)溶液を使
用して実施する。好ましい態様において、着色方法は、
0.1〜2.0のpH値で、これは1当たり16〜22gの硫酸に
対応し、約14〜30℃の温度で実施される。交流電圧また
は直流に重ね合わせた交流電圧(50〜60サイクル/秒)
を10〜25Vに、より好ましくは15〜18Vに調節し、最適値
は17V±3Vである。
本明細書において、交流着色は、純粋に交流を使用す
る着色、あるいは「直流に重ね合わせた交流」を用いる
着色または「交流に重ね合わせた直流」を用いる着色の
いずれもを含むものとして理解される。示した数値はタ
ーミナルの電圧である。着色は約1A/dm2の得られる電流
密度で開始され、その後、これは0.2〜0.5A/dm2の一定
値にまで下げられる。得られる色調は、シャンペン色
(黄緑色または黄褐色)から青銅色を経て黒まで変化し
得るが、電圧、着色浴の金属濃度および浸漬時間に応じ
て異なる。
る着色、あるいは「直流に重ね合わせた交流」を用いる
着色または「交流に重ね合わせた直流」を用いる着色の
いずれもを含むものとして理解される。示した数値はタ
ーミナルの電圧である。着色は約1A/dm2の得られる電流
密度で開始され、その後、これは0.2〜0.5A/dm2の一定
値にまで下げられる。得られる色調は、シャンペン色
(黄緑色または黄褐色)から青銅色を経て黒まで変化し
得るが、電圧、着色浴の金属濃度および浸漬時間に応じ
て異なる。
もう1つの態様において、本発明の方法は、電解液
は、錫に加えて他の重金属塩、例えばニッケル、コバル
ト、銅および/または亜鉛を含む。(上述のヴェルニッ
クら参照)。
は、錫に加えて他の重金属塩、例えばニッケル、コバル
ト、銅および/または亜鉛を含む。(上述のヴェルニッ
クら参照)。
本発明の電解液添加剤を以下の実施例により説明す
る。
る。
実施例 試験方法 a)貯蔵時における浴の安定性を評価するための促進試
験(試験1) 硫酸20g/、Sn(II)イオン10g/および対応する量
の電解液添加剤を含む水性電解液を調製した。1の溶
液を室温にてマグネチックスターラーで激しく撹拌し、
12/hrの純粋な酸素をガラスフリットを通して溶液に
通した。Sn(II)イオンの含量は、4時間後、ヨウ素滴
定により測定した。Sn(II)の濃度の減少%を記録し
た。
験(試験1) 硫酸20g/、Sn(II)イオン10g/および対応する量
の電解液添加剤を含む水性電解液を調製した。1の溶
液を室温にてマグネチックスターラーで激しく撹拌し、
12/hrの純粋な酸素をガラスフリットを通して溶液に
通した。Sn(II)イオンの含量は、4時間後、ヨウ素滴
定により測定した。Sn(II)の濃度の減少%を記録し
た。
b)電流下における酸化防止効果の評価(試験2) 硫酸20g/、Sn(II)イオン10g/および対応する量
の電解液添加剤を含む水性電解液を調製した。ステンレ
ススチールの電極を使用して連続的な電気分解(交流電
流50サイクル/秒、12V)を実施した。Ahカウンターに
より流れる電流の量を測定した。着色すべき酸化物被覆
の特徴的挙動を、大きい容量的負荷における交流電流の
対応する正弦波の歪みによりシュミレートした。電極反
応により酸化されるSn(II)イオンの量は、電解液を連
続的にヨウ素滴定し、また、減少した付着Snを重量分析
により測定し、これら2つの値の総和と溶解したSn(I
I)の最初の量との差により算出した。5g/のSn(II)
濃度の減少をもはや防止できないAh値を酸化防止効果の
尺度として選択した。
の電解液添加剤を含む水性電解液を調製した。ステンレ
ススチールの電極を使用して連続的な電気分解(交流電
流50サイクル/秒、12V)を実施した。Ahカウンターに
より流れる電流の量を測定した。着色すべき酸化物被覆
の特徴的挙動を、大きい容量的負荷における交流電流の
対応する正弦波の歪みによりシュミレートした。電極反
応により酸化されるSn(II)イオンの量は、電解液を連
続的にヨウ素滴定し、また、減少した付着Snを重量分析
により測定し、これら2つの値の総和と溶解したSn(I
I)の最初の量との差により算出した。5g/のSn(II)
濃度の減少をもはや防止できないAh値を酸化防止効果の
尺度として選択した。
c)スローイングパワーの評価(試験3) DIN材料Al99.5の試料プレート(50mm×460mm×1mm)
を常套の方法で前処理し、次に、適当な形状の着色浴に
おいて電気分解的に着色した(電極は、対の電極から1
〜5cmの距離に位置した)。Sn(II)10g/および硫酸2
0g/に加えて、着色浴は、種々の量の試験物質を含ん
だ(実施例および比較例を参照)。着色は、5分間で16
ボルト(交流50サイクル/秒)で通常の手順で実施し
た。着色結果は以下のようにして数値的に測定した。最
初に、長手方向の異なる10の場所において、試料プレー
トにわたる錫の分布を測定した(即ち5cm間隔)。この
測定は、標準的な白色二酸化チタン(=99%)に対する
散乱光反射測定により行った。個々の測定値から、「平
均着色度」を得た。スローイングパワーは、平均値に対
する各測定点における一致の尺度として測定し、パーセ
ントで表現する。100%のスローイングパワーは、試験
プレートがその全長にわたって均一に着色されているこ
とを意味する。また、値が0%に近付く程、プレートの
端部はより異なって着色されている。
を常套の方法で前処理し、次に、適当な形状の着色浴に
おいて電気分解的に着色した(電極は、対の電極から1
〜5cmの距離に位置した)。Sn(II)10g/および硫酸2
0g/に加えて、着色浴は、種々の量の試験物質を含ん
だ(実施例および比較例を参照)。着色は、5分間で16
ボルト(交流50サイクル/秒)で通常の手順で実施し
た。着色結果は以下のようにして数値的に測定した。最
初に、長手方向の異なる10の場所において、試料プレー
トにわたる錫の分布を測定した(即ち5cm間隔)。この
測定は、標準的な白色二酸化チタン(=99%)に対する
散乱光反射測定により行った。個々の測定値から、「平
均着色度」を得た。スローイングパワーは、平均値に対
する各測定点における一致の尺度として測定し、パーセ
ントで表現する。100%のスローイングパワーは、試験
プレートがその全長にわたって均一に着色されているこ
とを意味する。また、値が0%に近付く程、プレートの
端部はより異なって着色されている。
電気分解的着色 DIN材料Al99.5の試料プレート(No.3.0255)を常套の
方法で前処理し(脱脂、酸洗い、スケール除去)、GS法
により60分間で陽極酸化した(硫酸200g/、Al(III)
10g/、空気流通、1.5A/dm2、18℃)。約20μmの厚さ
の層を得た。このように前処理したプレートを、以下の
実施例に記載のように交流(50c/s)で電気分解的に着
色した。結果を表1に示す。
方法で前処理し(脱脂、酸洗い、スケール除去)、GS法
により60分間で陽極酸化した(硫酸200g/、Al(III)
10g/、空気流通、1.5A/dm2、18℃)。約20μmの厚さ
の層を得た。このように前処理したプレートを、以下の
実施例に記載のように交流(50c/s)で電気分解的に着
色した。結果を表1に示す。
実施例1 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l t−ブチルヒドロキノン 0.2g/l 5−スルホサリチル酸 2.0g/l 4−スルホフタル酸 10.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 実施例2 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l t−ブチルヒドロキノン 0.2g/l 5−スルホサリチル酸 2.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 実施例3 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l t−ブチルヒドロキノン 0.2g/l 4−スルホフタル酸 10.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 実施例4 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l メチルヒドロキノン 0.2g/l 5−スルホサリチル酸 2.0g/l 4−スルホフタル酸 10.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 実施例5 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l トリメチルヒドロキノン 0.2g/l 5−スルホサリチル酸 2.0g/l 4−スルホフタル酸 10.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 実施例6 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l t−ブチルヒドロキノン 0.2g/l ベンゼンヘキサカルボン酸 10.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 実施例7 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l トリメチルヒドロキノン 0.2g/l 2−スルホ安息香酸 20.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 比較例1 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 比較例2 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l t−ブチルヒドロキノン 0.2g/l 着色パラメーター: 16V、5分 比較例3 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l 5−スルホサリチル酸 2.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 比較例4 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l 4−スルホフタル酸 10.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 比較例5 電解液:Sn(II) 10.0g/l 硫酸 20.0g/l t−ブチルヒドロキノン 0.2g/l p−トルエンスルホン酸 20.0g/l 着色パラメーター: 16V、5分 第1の結果は、一般式I〜IVの1つに対応する酸化防
止剤および一般式Vに対応するスローイングパワー向上
剤の混合物を含む電解液添加剤(実施例1〜7)は、錫
(II)塩電解液の着色特性、例えば貯蔵安定性、酸化防
止効果およびスローイングパワーを、比較例1〜4と比
較した場合、明らかに改善することを示す。比較例5の
場合、わずか15分後に、強い汚物臭が生じる。
止剤および一般式Vに対応するスローイングパワー向上
剤の混合物を含む電解液添加剤(実施例1〜7)は、錫
(II)塩電解液の着色特性、例えば貯蔵安定性、酸化防
止効果およびスローイングパワーを、比較例1〜4と比
較した場合、明らかに改善することを示す。比較例5の
場合、わずか15分後に、強い汚物臭が生じる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リンデナー、ユルゲン ドイツ連邦共和国 ディ−4000 デュッ セルドルフ、ゾポッター・シュトラアセ 35番 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C25D 11/22 301 C25D 11/22 303
Claims (7)
- 【請求項1】少なくとも1つの酸化防止剤および少なく
とも1つのスローイングパワー向上剤を含む、陽極酸化
アルミニウムの表面を交流で着色するための錫(II)を
含有する硫酸着色浴用の電解液添加剤であって、 a)一般式I〜IV: [式中、R1およびR2は、水素、1〜22個の炭素原子を含
むアルキル、アリール、アルキルアリール、アルキルア
リールスルホン酸、アルキルスルホン酸およびそれらの
アルカリ金属塩を示し、R3は、1つまたはそれ以上の水
素および/もしくは1〜22個の炭素原子を含むアルキ
ル、アリール、アルキルアリール基を示し、置換基R1、
R2およびR3の少なくとも1つは水素ではない。] および/もしくは2,7−ジスルホ−4−ヒドロキシナフ
タレン に対応する少なくとも1つの化合物を酸化防止剤とし
て、ならびに b)一般式V: [式中、R1〜R5は、水素、ヒドロキシル基、カルボキシ
ル基および/またはスルホン酸基を示す。] に対応する少なくとも1つの芳香族カルボン酸をスロー
イングパワー向上剤として 含むことを特徴とする添加剤。 - 【請求項2】着色浴の全容積基準で、一般式I〜IVおよ
び/もしくは2,7−ジスルホ−4−ヒドロキシナフタレ
ンの1つに対応する少なくとも1つの化合物を0.01〜2g
/lの量で酸化防止剤として、また、一般式Vに対応する
少なくとも1つの化合物を0.1〜30g/lの量でスローイン
グパワー向上剤として含む請求の範囲第1項記載の添加
剤。 - 【請求項3】t−ブチルヒドロキノン、メチルヒドロキ
ノン、トリメチルヒドロキノン、p−ヒドロキシアニソ
ールおよび/または2,7−ジスルホ−4−ヒドロキシナ
フタレンを酸化防止剤として使用する請求の範囲第1項
または第2項記載の添加剤。 - 【請求項4】5−スルホサリチル酸、4−スルホフタル
酸、2−スルホ安息香酸、安息香酸および/またはベン
ゼンヘキサカルボン酸をスローイングパワー向上剤とし
て使用する請求の範囲第1項または第3項記載の添加
剤。 - 【請求項5】着色浴の全容積基準で、 a)t−ブチルヒドロキノンを0.01〜2g/lの量で酸化防
止剤として、および b)5−スルホサリチル酸を0.5〜6g/lの量で、また、
4−スルホフタル酸を5〜20g/lの量でスローイングパ
ワー向上剤として 含む請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の添加剤。 - 【請求項6】着色浴の全容積基準で、 a)t−ブチルヒドロキノンを0.1〜0.5g/l、好ましく
は0.2〜0.3g/lの量で酸化防止剤として、並びに b)5−スルホサリチル酸を1〜3g/l、好ましくは1.5
〜2.5g/lの量で、また、4−スルホフタル酸を8〜12g/
l、好ましくは10g/lの量でスローイングパワー向上剤と
して 含む請求の範囲第5項記載の添加剤。 - 【請求項7】錫(II)を含む硫酸着色浴において陽極酸
化アルミニウムの表面を交流で着色する方法であって、 請求の範囲第1〜6項のいずれかに記載の電解液添加剤
を、0.1〜2.0のpH値で、10〜30℃の温度で、50〜60c/s
の周波数の交流電圧を用いて、10〜25Vのターミナル電
圧で錫(II)を含有する硫酸着色浴において電気分解的
に着色するために使用することを特徴とする方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4034304A DE4034304A1 (de) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | Elektrolytzusatzmittel fuer ein faerbebad zur aluminiumeinfaerbung und verfahren zur einfaerbung von aluminium |
DE4034304.9 | 1990-10-29 | ||
PCT/EP1991/001994 WO1992007976A1 (de) | 1990-10-29 | 1991-10-21 | Elektrolytzusatzmittel für ein färbebad zur aluminiumeinfärbung und verfahren zur einfärbung von aluminium |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06502217A JPH06502217A (ja) | 1994-03-10 |
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KR (1) | KR0185157B1 (ja) |
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AR (1) | AR245786A1 (ja) |
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AU (1) | AU646508B2 (ja) |
CA (1) | CA2095247C (ja) |
CS (1) | CS327291A3 (ja) |
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MX (1) | MX9101817A (ja) |
PT (1) | PT99342B (ja) |
WO (1) | WO1992007976A1 (ja) |
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DE4244021A1 (de) * | 1992-12-24 | 1994-06-30 | Henkel Kgaa | Verfahren zur elektrolytischen Wechselstromeinfärbung von Aluminiumoberflächen |
CN1038856C (zh) * | 1993-01-16 | 1998-06-24 | 成都科技大学 | 铝及铝合金的复合着色方法 |
DE19852219C1 (de) * | 1998-11-12 | 2000-05-11 | Schloetter Fa Dr Ing Max | Wäßrige Lösung zur elektrolytischen Abscheidung von Zinn-Zink-Legierungen und Verwendung der Lösung |
CN104651905B (zh) * | 2015-01-28 | 2017-11-07 | 永保纳米科技(深圳)有限公司 | 一种阳极铝匀染缓染助剂及其操作液,和阳极铝匀染缓染处理工艺 |
CN107815716B (zh) * | 2017-09-12 | 2019-09-20 | 广东长盈精密技术有限公司 | 对工件的表面进行处理的方法 |
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JPS5245650B2 (ja) * | 1972-04-03 | 1977-11-17 | ||
AT324795B (de) * | 1973-07-02 | 1975-09-25 | Piesslinger Ind Baubedarf | Verfahren und färbeelektrolyt zum graufärben von anodisch oxydierten gegenständen aus aluminium oder dessen legierungen |
JPS5423664B2 (ja) * | 1975-03-06 | 1979-08-15 | ||
JPS51122637A (en) * | 1975-04-19 | 1976-10-26 | Riyouji Suzuki | Process for rapid coloring anodic coating of aluminum |
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GB1482390A (en) * | 1975-11-24 | 1977-08-10 | Norsk Hydro As | Process for colouring of anodised aluminium and aluminium alloys |
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JPS5318483A (en) * | 1976-08-04 | 1978-02-20 | Hitachi Denkaihaku Kenkyusho | Method of manufacturing aluminumminorganic aggregating agents |
FR2384037A1 (fr) * | 1977-03-17 | 1978-10-13 | Nice Anodisation Sa | Perfectionnement au procede de coloration electrolytique de l'aluminium et de ses alliages |
JPS5497545A (en) * | 1978-01-19 | 1979-08-01 | Sumitomo Light Metal Ind | Forming of colored skin of aluminium |
JPS6049138B2 (ja) * | 1981-06-05 | 1985-10-31 | 三菱マテリアル株式会社 | 錫塩酸性溶液における錫塩の加水分解防止法 |
JPS6026840B2 (ja) * | 1981-12-25 | 1985-06-26 | 三菱マテリアル株式会社 | Al又はAl金の電解着色法 |
DE3426704C2 (de) * | 1984-07-20 | 1987-03-26 | Oskar Krieger Maschinen- und Metallbau AG, Muttenz | Vorrichtung zum Zuführen von Feststoffen in einen Mischbehälter |
DE3824403A1 (de) * | 1988-07-19 | 1990-01-25 | Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf | Verfahren zur elektrolytischen metallsalzeinfaerbung von anodisierten aluminiumoberflaechen |
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