JP3202949B2 - アルミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成方法 - Google Patents
アルミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成方法Info
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Description
パネルなどの建築材料の素材として用いられるアルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金の着色方法に係わり、さ
らに詳しくは、このようなアルミニウム系材料の表面に
形成された陽極酸化皮膜を赤茶けたり青みを帯びたりす
ることのないほとんど無彩色のグレーであって、しかも
塗料の種類を変えることなく、白に近いライトグレーか
ら黒に近いダークグレーに至る種々の濃淡度合いのグレ
ーに容易に着色することができるアルミニウムおよびア
ルミニウム合金の着色皮膜形成方法に関するものであ
る。
は、基材に陽極酸化処理を施したのち、ニッケルやコバ
ルト,錫などの金属塩を含む水溶液中で交流、あるいは
直流電解する電解着色処理が知られている。さらに、金
属塩濃度や電流密度,電解時間などのばらつきによって
生じがちな色調差を解消したり、電解着色処理だけでは
得られない色調に着色したりするために、電解着色処理
ののちさらに電着塗装を施すことも行われている。
には、例えばL* 値で表される明度が26以下というほ
とんど黒色に近い色に電解着色された陽極酸化皮膜に、
白色顔料を含有する塗料を用いた電着塗装を施すことに
よって、青味を帯びたグレーの複合皮膜を形成する方法
が開示されている。
電解着色処理が施されていない陽極酸化皮膜(シルバー
皮膜)、あるいは電解着色処理を施した陽極酸化皮膜
に、黒色顔料を含有するクリヤ塗料による電着塗装を施
すことによって、明度の高いグレー塗膜を有する着色ア
ルミニウム材が得られることが開示されている。
た従来の着色方法のうち、特開平8−246191号公
報に記載された着色方法においては、下地の陽極酸化皮
膜が黒色に近い低明度に電解着色された場合には青色を
帯びたグレーとなる一方、高明度に電解着色された場合
には下地の着色皮膜の色変化(高彩度化)に影響されて
下地色を帯びた高彩度のグレーとなり、いずれにしても
無彩色のグレーに着色することができないという問題点
がある。また、特開平9−41194号公報に記載され
た着色方法においては、下地の陽極酸化皮膜が高明度
(シルバー皮膜)の場合には無彩色に近いグレーとなる
ものの、酸化皮膜が中明度あるいは低明度に電解着色さ
れた場合には、やはり下地の色変化に影響されて無彩色
のグレーに着色することができないという問題点があっ
て、これらの問題点を解決し、下地の陽極酸化皮膜を電
解着色による色変化に左右されることなく純粋なグレー
に着色できるようにすることが、ライトグレーからダー
クグレーに至る種々の濃淡バリエーションの無彩色グレ
ーの外観色調を備えたアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金部材を得るための課題となっていた。
ルミニウム合金の着色皮膜形成方法における上記課題に
着目してなされたものであって、電解着色皮膜をその色
変化に影響されることなく、その明度に応じた所望の濃
淡度を備えた無彩色グレーに着色することができ、例え
ば1種類の塗料によって、ライトグレーからダークグレ
ーまで種々の濃淡度合いの無彩色グレーに着色された複
合着色皮膜を得ることができるアルミニウムおよびアル
ミニウム合金の着色皮膜形成方法を提供することを目的
としている。
るアルミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成
方法においては、アルミニウムまたはアルミニウム合金
に陽極酸化処理を施したのち電解着色処理を施し、ある
いは陽極酸化処理ののち電解着色処理を施すことなく、
L* 値で30以上の任意の明度とした陽極酸化皮膜に、
樹脂固形分に対して0.7〜1.2wt%の白色顔料と
0.03〜0.08wt%の黒色顔料を含有する半透明
の灰色塗料による電着塗装を施す構成としたことを特徴
としており、このようなアルミニウムおよびアルミニウ
ム合金の着色皮膜形成方法の構成を前述した従来の課題
を解決するための手段としている。
びアルミニウム合金の着色皮膜形成方法は、上記したよ
うに、種々の明度に電解着色した陽極酸化皮膜あるいは
電解着色処理を施さないシルバー皮膜に半透明の灰色塗
料による電着塗装を施すことによって、酸化皮膜をその
明度に応じた所望の濃淡度の無彩色グレーに着色するも
のであるが、本発明に係わる着色皮膜形成方法における
陽極酸化処理、および陽極酸化処理ののち必要に応じて
行われる電解着色処理については、従来から行われてい
る通常の方法により実施することができる。
ては、硫酸,しゅう酸,クロム酸、あるいは有機酸など
の酸性浴を使用することができる。また、電解着色処理
については、硫酸ニッケル,硫酸コバルト,硫酸銅,硫
酸第1錫などを含む水溶液中で、陽極酸化皮膜を形成さ
せた基材とニッケル板やステンレス鋼板からなる対極と
の間に、交流,直流あるいはパルス電流を通ずることに
よって行われる。
ついては、主に、電解着色処理時の通電時間の調整によ
って行うことができる。なお、本発明に係わる着色皮膜
形成方法においては、電解着色処理を行わないことも酸
化皮膜の明度調整の一環として含まれ、電解着色処理を
施す前の最も明度の高い酸化皮膜(いわゆるシルバー皮
膜)に直接電着塗装を施すことによって、電着塗装後の
複合着色皮膜の色調を最も明るいライトグレーとするこ
とができる。
アルミニウム合金の着色皮膜形成方法おいては、L* 値
で表される電解着色皮膜の明度を30以上とする必要が
ある。これは、L* 値が30未満の場合には、電着塗装
後の複合着色皮膜の色調がほとんど黒色を呈する着色皮
膜によって支配されて濃淡度の調整ができなくなると共
に、複合着色皮膜の色調が青みを帯びるようになること
による。
や環境汚染の危険がなく、複雑な形状の塗装物にも均一
な塗装が可能で、塗着効率が高いなどの利点を有するこ
とから本発明に係わる着色皮膜形成方法に適用される
が、塗装条件や用いる塗料の種類などについてはとくに
限定されず、例えばアクリルメラミン樹脂系を始めとし
て、エポキシエステル樹脂系,ポルエステル樹脂系,ポ
リブタジエン樹脂系などの半透明灰色の艶有り、あるい
は艶消し塗料を使用することができる。
な成分としては、塗料中の樹脂固形分に対して、0.7
〜1.2wt%の白色顔料(例えば、2酸化チタン,酸
化亜鉛,酸化アンチモンなど)と、0.03〜0.08
wt%の黒色顔料(例えば、カーボンブラック,アセチ
レンブラックなど)とを同時添加したものを使用する。
これは、白色顔料の添加量が下限値0.7wt%を下回
った場合には、黒色顔料が下限値0.03wt%に満た
ないときはもとより、0.03〜0.08wt%の範囲
内にあるときでも、クリヤ(透明)塗装に近い塗装感の
ものとなり、下地皮膜の明度変化がそのまま複合着色皮
膜の濃淡変化となって表れるものの、下地皮膜の色変化
をカバーすることができなくなり、下地色を帯びた高彩
度の複合着色皮膜となって無彩色のグレーが得られなく
なり、逆に白色顔料の添加量が上限値1.2wt%を上
回った場合には、黒色顔料が上限値0.08wt%を超
えたときはもとより、上記の範囲内にあるときでも、塗
膜による遮蔽性が高くなって塗装感が強まり、塗料の色
調が支配的となって下地皮膜の明度変化による複合着色
皮膜の濃淡バリエーションが得難くなることによる。
wt%を下回った場合には、白色顔料が上限値1.2w
t%を超えたときはもちろん、0.7〜1.2wt%の
範囲内にあるときでも、複合着色皮膜の色調が塗料中の
白色顔料によって支配され、無彩色グレーの濃淡バリエ
ーションが得難くなり、逆に黒色顔料の添加量が上限値
0.08wt%を上回った場合には、白色顔料が0.7
wt%に満たないときはもちろん、上記の範囲内にある
ときでも、下地色の影響による高彩度の複合着色皮膜と
なって無彩色のグレーが得られなくなると共に、複合着
色皮膜の色調が塗料中の黒色顔料によって支配され、ラ
イトグレー側の濃淡バリエーションが得られなくなるこ
とによる。
としては、塗装外観と塗装の作業性の観点から5〜25
μmとすることが望ましい。
ミニウム合金の着色皮膜形成方法においては、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金に形成された陽極酸化皮膜
に、必要に応じて電解着色処理を施すことによってL*
値で表される明度が30以上の任意の明度としたのち、
樹脂固形分に対して0.7〜1.2wt%の白色顔料
と、0.03〜0.08wt%の黒色顔料を含有する半
透明の灰色塗料による電着塗装を行うようにしており、
この半透明灰色の電着塗料が適度の透光性と遮蔽性とを
備えていることから、酸化皮膜の明暗と電着塗膜の半透
明グレーの色調とが相俟って、電着塗料の明度を変える
ことなく1種類の塗料によって、酸化皮膜がその明度変
化に応じて、ライトグレーからダークグレーに至る種々
の濃淡バリエーションのグレーに着色されることにな
る。また、このとき、酸化皮膜が赤や青、あるいは黄色
味を帯びた高彩度に電解着色されたとしても、適度の遮
蔽性を備えた半透明灰色の電着塗膜によって色変化が隠
蔽され、低彩度の無彩色グレーに着色されることにな
る。
T5として規定されるアルミニウム合金押出形材を20
℃に保持した5%硝酸水溶液に5分間浸漬することによ
り脱脂洗浄したのち、50℃に保持した水酸化ナトリウ
ム水溶液(50g/L)に8分間浸漬してエッチングを
施した。そののち、20℃の5%硝酸水溶液に2分間浸
漬し、スマット除去を行った。
溶液(150g/L)中で、100A/m2 の電流密度
で35分間の陽極酸化処理を施し、厚さ9μmの陽極酸
化皮膜を生成させた。
形材を陰極に接続し、硫酸ニッケル100g/L,ほう
酸40g/Lを含む水溶液中で25Vの電圧を印加して
電解着色処理を施し、処理時間を調整することによっ
て、ステンカラー,ダークステン,ライトブロンズ,ブ
ロンズ,ダークブロンズ,ブラックブロンズおよび黒の
7水準の明度に着色し、電解着色処理を行わないシルバ
ー皮膜のものと合わせて、都合8水準の明度の酸化皮膜
を備えた形材を準備した。これら押出形材は、さらに5
0000Ω・cmの伝導度を有するイオン交換水による
78℃×10分間の湯洗処理ののち、自然乾燥され、以
下の実施例および比較例に供された。
a* ,b* ,および彩度C* を表1に示す。なお、
a* ,b* はそれぞれ色の方向を表しており、a* 値が
プラス側になるほど赤味が増し、マイナス側になるほど
緑色が強くなることを示し、b*値についてはプラス側
になるほど黄色味が増し、マイナス側になるほど青味が
増すことを示している。すなわち、a* 値およびb* 値
がゼロに近いほど彩度C*が小さくなり、赤,青,黄色
などのカラーを帯びない純粋な無彩色であることを示
す。
アルミニウム合金の着色皮膜形成方法において目的とす
る無彩色グレーとは、C* 値で表される彩度が4以下の
ものを言う。
明度が30以上の酸化皮膜を備えた押出形材6種を陽極
に接続し、樹脂固形分に対して0.92wt%の白色顔
料(希釈されて電着槽に収納された状態においては希釈
塗料全体に対して0.077wt%)と、0.05wt
%の黒色顔料(同じく希釈塗料に対して0.004wt
%)を含有し、液温20℃に保持したアクリルメラミン
樹脂系艶消し電着塗料中に浸漬して、対極との間に14
0Vの電圧を印加することによって3分間通電したの
ち、水洗し、170℃の炉中で25分間の焼付乾燥を行
うことによって、それぞれ18μmの電着塗膜を有する
複合着色皮膜を得た。
調測定結果を表2に示す。
明度が30に満たない低明度の酸化皮膜を備えた押出形
材2種に、実施例と同様の電着塗料を用いて、同様の条
件により電着塗装を施し、同様に焼付乾燥を施すことに
よって、同じく18μmの電着塗膜を有する複合着色皮
膜を得たのち、得られた複合着色皮膜の色調を測定し
た。その結果を表3に示す。
0.64wt%の白色顔料(希釈されて電着槽に収納さ
れた状態においては希釈塗料に対して0.052wt
%)を含有する液温20℃のアクリルメラミン樹脂系艶
消し電着塗料中に浸漬し、陽極に接続して、実施例と同
様の条件により電着塗装を施したのち、同様に焼付乾燥
を行うことによって、それぞれ18μmの電着塗膜を有
する複合着色皮膜を得た。このようにして得られた複合
着色皮膜の色調測定結果を表4に示す。
0.26wt%の黒色顔料(希釈されて電着槽に収納さ
れた状態においては希釈塗料に対して0.022wt
%)を含有する液温20℃のアクリルメラミン樹脂系艶
消し電着塗料中に浸漬し、陽極に接続して、実施例と同
様の条件により電着塗装を施したのち、同様に焼付乾燥
を行うことによって、それぞれ18μmの電着塗膜を有
する複合着色皮膜を得た。このようにして得られた複合
着色皮膜の色調測定結果を表5に示す。
えた陽極酸化皮膜に、白色顔料と黒色顔料を含む半透明
灰色塗料による電着塗装を施した実施例においては、下
地酸化皮膜の彩度と、電着塗装後の複合着色皮膜の彩度
との関係を示した図1からも明らかのように、下地酸化
皮膜の色調に係わりなく、陽極酸化皮膜が電解着色によ
って高い彩度に着色された場合にも低い彩度の色調を得
ることができ、下地酸化皮膜の明度に応じた濃淡バリエ
ーションを備えた無彩色グレーの複合着色皮膜が得られ
ることが確認された。
料を使用したとしても、L* 値で表される明度が30未
満というほとんど黒に近い色調に着色された酸化皮膜に
電着塗装を施した比較例1の場合には、着色酸化皮膜に
は明度差があるにも拘らず、電着塗装後の複合着色皮膜
には明度差が表れず、濃淡調整が不可能となると共に、
複合着色皮膜が青味を帯びた色調となって無彩色グレー
が得られなくなることが判明した。
る電着塗装を施した比較例2においては、電着塗膜があ
る程度の遮蔽性を備えており、下地着色皮膜の彩度が比
較的低いときには彩度変化をカバーすることができるも
のの、下地着色皮膜の彩度が高くなるとカバーできなく
なって一定した無彩色グレーの濃淡バリエーションが得
られず、黒色顔料のみを含む塗料によって電着塗装を施
した比較例3においては、図1からも判るように、下地
着色皮膜の彩度によって電着塗装後の複合着色皮膜の色
調が大きく影響され、下地着色皮膜の彩度変化がほとん
どそのまま複合着色皮膜の彩度となって表れ、無彩色グ
レーの複合着色皮膜は、電解着色を施さないシルバー皮
膜の場合以外には、ほとんど得られないことが確認され
た。
ルミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成方法
は、必要に応じて電解着色処理を施すことによって、L
* 値で表される明度が30以上の任意の明度とした陽極
酸化皮膜に、所定量の白色顔料と黒色顔料を添加した半
透明の灰色塗料による電着塗装を施すものであるから、
電解着色条件の調整によって陽極酸化皮膜を種々の明度
に着色するだけで、電着塗料を変えることなく酸化皮膜
の明度変化に応じた濃淡バリエーションを備えた無彩色
グレーの複合着色皮膜を容易に得ることができ、工程が
簡略化されると共に、多くの電着塗料槽を設ける必要が
なくなることから、設備コストおよび管理コストを低減
することができ、このような複合着色皮膜を備えたアル
ミニウムおよびアルミニウム合金部材を安価に製造する
ことができるという極めて優れた効果がもたらされる。
ム合金の着色皮膜形成方法による複合着色皮膜の彩度に
及ぼす電着塗装前の酸化皮膜彩度の影響を電着塗料成分
の異なる比較例と比較して示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 アルミニウムまたはアルミニウム合金に
陽極酸化処理を施したのち電解着色処理を施し、あるい
は陽極酸化処理ののち電解着色処理を施すことなく、L
* 値で30以上の任意の明度とした陽極酸化皮膜に、樹
脂固形分に対して0.7〜1.2wt%の白色顔料と
0.03〜0.08wt%の黒色顔料を含有する半透明
の灰色塗料による電着塗装を施すことを特徴とするアル
ミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26687497A JP3202949B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | アルミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26687497A JP3202949B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | アルミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11106994A JPH11106994A (ja) | 1999-04-20 |
JP3202949B2 true JP3202949B2 (ja) | 2001-08-27 |
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ID=17436859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26687497A Expired - Fee Related JP3202949B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | アルミニウムおよびアルミニウム合金の着色皮膜形成方法 |
Country Status (1)
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TWI575113B (zh) * | 2012-02-21 | 2017-03-21 | Catcher Technology Co Ltd | Methods of white coloring on the surface of metallic materials |
JP7394594B2 (ja) * | 2019-11-19 | 2023-12-08 | 株式会社Lixil | アルミニウム形材、アルミニウム形材の製造方法 |
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1997
- 1997-09-30 JP JP26687497A patent/JP3202949B2/ja not_active Expired - Fee Related
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