JP5619657B2 - 機能性アルミ材及びその電解処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、抗菌性、耐摩耗性等の機能を付与した機能性アルミ材及びその電解処理方法に関する。
陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による抗菌性等の機能を付与したアルミ材として、下記特許文献１が知られており、これによれば、アルミ材を、ＰＶＰＩ（ポリビニルピロリドン・アイオダイド）の如きヨウ素化合物の電解浴で電解処理（電圧５０Ｖ〜３００Ｖ、時間１〜５ｍｉｎ）を施すものとされ、これによって陽極酸化皮膜に耐磨耗性、抗菌性、殺菌性、抗カビ性、光環境触媒、着色性を付与することができるとして、特に、抗菌性試験、大腸菌に対するハロー試験法による発育阻止試験、殺菌性能試験によって抗菌性、殺菌性に優れた結果が得られたとしており、また、ＰＶＰＩ濃度と着色性について、ＰＶＰＩ濃度を０．０３ｗｔ％〜７ｗｔ％としたときの各実験結果が示され、濃度を０．１ｗｔ％以上としたときに、析出ヨウ素によって陽極酸化皮膜の色調がうぐいす色から赤褐色に変化するとする一方、濃度を６．０ｗｔ％とすると色調に濃淡が出現し、濃度を７ｗｔ％とすると色調が不均一なものとなるとしている。
このように耐磨耗性、抗菌性、殺菌性、光環境触媒等の機能を陽極酸化皮膜に付与したアルミ材は、例えば、その抗菌性、殺菌性の機能から、手摺、ドアハンドル、壁パネル、カウンター、車椅子のアームレスト等の建材、家具、車両、日用品等、更には耐磨耗性の機能から、各種機械部品等の製品用途に使用することができる優れた材料とし得るが、一方で、上記機能を確保するには、陽極酸化皮膜中の析出ヨウ素による赤褐色系の着色が不可避となるために、色調が製品にそぐわなかったり、他の着色を施すについても障害となったりして、該赤褐色系の着色がなされることによって、製品用途が限定される傾向が強くなる。
本発明は、かかる事情に基づいてなされたものであって、その解決課題とするところは、陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による機能を確保しつつ、アルミ陽極酸化皮膜の金属色とし、また、各種色調のものとした新規な機能性アルミ材を提供するにあり、また、該機能性アルミ材の電解処理方法を提供するにある。
上記課題に沿って本発明は、陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による機能を付与したアルミ材であって、前記析出ヨウ素は、陽極酸化処理後のアルミ材をヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ（トリメチルスルフォキソニウム・アイオダイド）又はＴＭＳＩ（トリメチルスルフォニウム・アイオダイド）の電解浴中で電解処理を施すことによって、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩから遊離したものであり、析出ヨウ素によるヨウ素色の着色を抑止乃至抑制することによってアルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持乃至これに染色又は金属塩二次電解処理を施すことによって染色又は二次電解色を保持してなることを特徴とする機能性アルミ材としたものである。
請求項２に記載の発明は、陽極酸化処理を施したアルミ材を電解処理するについて、ヨウ素化合物をＴＭＳＯＩ（トリメチルスルフォキソニウム・アイオダイド）又はＴＭＳＩ（トリメチルスルフォニウム・アイオダイド）とすることによって、該ＴＭＳＯＩの性状によって、陽極酸化皮膜の微孔に対する電解処理によるヨウ素析出反応を鈍化する結果、該ヨウ素の析出を抑制して、該析出ヨウ素による着色を抑止乃至抑制することが可能となることから、これを、陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による機能を付与したアルミ材の電解方法であって、陽極酸化処理後のアルミ材をヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ（トリメチルスルフォキソニウム・アイオダイド）又はＴＭＳＩ（トリメチルスルフォニウム・アイオダイド）の電解浴中で電解処理を施すことによって析出ヨウ素によるヨウ素色の着色を抑止乃至抑制してアルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持することを特徴とする機能性アルミ材の電解処理方法としたものである。
請求項３に記載の発明は、上記に加えて、上記ヨウ素化合物ＴＭＳＯＩの濃度を、上記析出ヨウ素による着色を有効且つ適切に抑止して、常法による陽極酸化皮膜と同等なアルミ金属色のものとするように、これを、上記電解浴のＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度を、０．１ｇ／ｌ〜５０ｇ／ｌとすることを特徴とする請求項２に記載の機能性アルミ材の電解処理方法としたものである。
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記ヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの電解浴による電解処理を行うことによって、上記析出ヨウ素による着色を抑止して、常法による陽極酸化皮膜と同等のアルミ金属色を確保し得る一方で、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩ使用によるヨウ素析出反応の鈍化に起因すると見られるピッティングが発生する傾向が生じるところ、上記電解浴に対して界面活性剤を添加含有することによって、該ピッティングの発生を抑止乃至抑制して、ピッティングのないアルミ陽極酸化皮膜の電解処理を行うことが可能となることから、これを、上記ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの電解浴に、界面活性剤を添加含有することを特徴とする請求項２又は３に記載の機能性アルミ材の電解処理方法としたものである。
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記ピッティングは、電解処理に際して陽極酸化皮膜における局部的な電流集中に起因すると認められるところ、該電解浴への界面活性剤の添加含有に際して、界面活性剤をアニオン性のものとすることにより、陽極酸化皮膜及びその微孔中に吸着してこれを被覆した状態で電解処理を行って、該局部的な電流集中とこれによるピッティングの発生を有効且つ確実に抑止して、ピッティングのないアルミ材とすることが可能になることから、これを、上記電解浴に添加含有する界面活性剤を、アニオン性の界面活性剤とすることを特徴とする請求項２、３又は４に記載の機能性アルミ材の電解処理方法としたものである。
請求項６に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記アニオン性界面活性剤の濃度を、上記ピッティングの発生を有効且つ確実に抑止して、ピッティングのないアルミ材とし得るように、これを、上記アニオン性界面活性剤の濃度を、０．５〜１０ｇ／ｌとすることを特徴とする請求項５に記載の機能性アルミ材の電解処理方法としたものである。
請求項７に記載の発明は、同じく上記に加えて、電解処理後に陽極酸化皮膜の封孔処理を行うことによって、微孔中のヨウ素の析出状態を可及的に維持し、析出ヨウ素の機能を可及的に耐久性を保持し得るものとするように、これを、上記電解処理後に、陽極酸化皮膜に封孔処理を施すことを特徴とする請求項２、３、４、５又は６に記載の機能性アルミ材の電解処理方法としたものである。
本発明はこれらをそれぞれ発明の要旨として、上記課題解決の手段としたものである。
本発明は以上のとおりに構成したから、請求項１に記載の発明は、陽極酸化皮膜微孔中のＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩから遊離した析出ヨウ素による機能を付与するについて、析出ヨウ素の着色を抑止乃至抑制することによって、アルミ陽極酸化皮膜の金属色とし、また、これに金属塩二次電解処理を施すことによる二次電解色として、陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による機能を確保しつつ、アルミ陽極酸化皮膜の金属色とし、また、各種色調のものとした新規な機能性アルミ材を提供できる。
請求項２に記載の発明は、陽極酸化処理を施したアルミ材を電解処理するについて、ヨウ素化合物をＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩとすることによって、該ＴＭＳＯＩの性状によって、陽極酸化皮膜の微孔に対する電解処理によるヨウ素析出反応を鈍化する結果、該ヨウ素の析出を抑制して、該析出ヨウ素による着色を抑止乃至抑制し得る、上記機能性アルミ材の電解処理方法を提供できる。
請求項３に記載の発明は、上記に加えて、上記ヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度を、上記析出ヨウ素による着色を有効且つ適切に抑止して、常法による陽極酸化皮膜と同等なアルミ金属色のものとする電解処理方法とすることができる。
請求項４に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記ヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの電解浴に対して界面活性剤を添加含有することによって、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩ使用によるヨウ素析出の鈍化に起因して発生すると見られるピッティングの発生を抑止乃至抑制して、ピッティングのないアルミ陽極酸化皮膜の電解処理方法とすることができる。
請求項５に記載の発明は、同じく上記に加えて、界面活性剤をアニオン性のものとすることにより、陽極酸化皮膜及びその微孔中に吸着してこれを被覆した状態で電解処理を行って、該局部的な電流集中とこれによるピッティングの発生を有効且つ確実に抑止して、ピッティングのないアルミ材とする電解処理方法とすることができる。
請求項６に記載の発明は、同じく上記に加えて、上記アニオン性界面活性剤の濃度を、上記ピッティングの発生を有効且つ確実に抑止して、ピッティングのないアルミ材とする電解処理方法とすることができる。
請求項７に記載の発明は、同じく上記に加えて、電解処理後に陽極酸化皮膜の封孔処理を行うことによって、微孔中のヨウ素の析出状態を可及的に維持し、析出ヨウ素の機能を可及的に耐久性を保持し得る電解処理方法とすることができる。
以下、本発明を更に具体的に説明すれば、本発明の機能性アルミ材は、陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による抗菌性、耐摩耗性等の機能を付与したものであって、析出ヨウ素によるヨウ素色の着色を抑止乃至抑制することによってアルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持し又はこれに金属塩二次電解を施すことによって二次電解色を保持したものとしてあり、これによって、先行技術における赤褐色系の着色性を除いた他の機能、即ち、その耐磨耗性、抗菌性、殺菌性、抗カビ性、光環境触媒等の他、陽極酸化皮膜に強毒性のものを含めた抗ウイルス性、更には潤滑性等の各種機能を付与した、常法による陽極酸化皮膜の金属色を有する製品とし、また、金属塩の二次電解色を有する製品として、建材、家具、車両、日用品、滑動部品を含む機械部品等の多用途の用途に使用可能な機能性アルミ材とすることができる。
該機能性アルミ材は、アルミ陽極酸化皮膜の微孔中にヨウ素を析出したものであるところ、該析出したヨウ素は、ヨウ素化合物として用いたＴＭＳＯＩ（トリメチルスルフォキソニウム・アイオダイド）又はＴＭＳＩ（トリメチルスルフォニウム・アイオダイド）から遊離して微孔中に析出した、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩ由来のものであり、また、該機能性アルミ材は、電解処理に用いた界面活性剤のピッティング抑止乃至抑制作用によりピッティングの発生をして、該ピッティングを含めた皮膜欠陥がなく、従って、該アルミ材は、例えば、常法に従って陽極酸化処理を施したアルミ材と同様な外観良好な金属色を呈し、また、常法に従って、追加的に二次電解処理を施した金属塩特有の着色を呈するものとし、更に、ヨウ素析出による上記各種の機能を具備した性状を有するものとしてあり、該アルミ材は、これをこのまま又は必要に応じて常法に従って追加的に耐食性向上措置として、例えば封孔処理を施して、これを製品使用するものとしてある。なお、該アルミ材は、一般に塗膜層を備えないものとして用いることが好ましく、これは、陽極酸化皮膜に塗膜層を形成することによるヨウ素析出の機能低下乃至機能損傷の可能性があること、特に、塗膜を熱硬化性のものとすると、該熱硬化時のヨウ素昇華による機能損傷の可能性があるためである。
該機能性アルミ材を、その表面処理方法、特に、電解処理方法との関係で説明すると、該表面処理方法は、例えば、図１に示す如くに脱脂処理、エッチング処理、中和処理、陽極酸化処理、電解処理、封孔処理の工程によるものとし、また、図２に示す如くに、電解処理後に金属塩の二次電解処理を追加工程とするものとし、これら工程の各処理の間に、それぞれ水洗処理を施すものとしてあり、下記に詳述する電解処理以外の各処理は、陽極酸化処理、封孔処理を含めて、常法によるか、該常法に準じてこれを行うものとしてある。
このとき、上記電解処理は、陽極酸化処理後のアルミ材をヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ（トリメチルスルフォキソニウム・アイオダイド）又はＴＭＳＩ（トリメチルスルフォニウム・アイオダイド）の電解浴中で電解処理を施すことによって析出ヨウ素によるヨウ素色の着色を抑止乃至抑制してアルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持する方法によるものとしてある。
即ち、アルミ材は、陽極酸化皮膜の微孔中にヨウ素を析出することによって、機能性を備えるものとすることができるところ、該析出ヨウ素は、これを、上記ヨウ素化合物を下記分子式のＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩとすることによって、該ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩに由来するものとするように、該ヨウ素化合物による電解処理を行うものとしてある。
ＴＭＳＯＩは白色又は微黄色結晶性の粉末であり、これと同様の性状を示すＴＭＳＩは白色の粉末であり、いずれも医薬用途のものとされるが、該電解処理にヨウ素化合物としてＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩを使用するのは、ＰＶＰＩに比してヨウ素の析出効率が低いため、電解処理に際してヨウ素析出反応を鈍化することができ、陽極酸化皮膜の微孔中への析出の量的規制と析出の均一性を確保することができることから、析出ヨウ素による着色を抑止乃至抑制することが可能になるものと認められる。
ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度は、これを、１ｇ／ｌ、５ｇ／ｌとし、電気量を２Ｃ／ｄｍ２、４．５Ｃ／ｄｍ２、９Ｃ／ｄｍ２、１８Ｃ／ｄｍ２として電解処理を行うと、いずれの場合も析出ヨウ素の着色はなく、実験例３のように、ＰＶＰＩの場合に電気量４．５Ｃ／ｄｍ２以上で、アルミ材に着色が見られるのに対して、濃度、電気量を問わずに顕著な着色抑止性を示して、着色を完全に抑止し、常法による陽極酸化皮膜と同等の金属色を呈するものとすることができる。また、該ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩを用いた電解処理によれば、上記電気量の増減変化にも着色抑止性を確保し得るから、電解処理に際して電流管理範囲を拡大することができ、従って、電流管理の煩雑さを解消するとともに工場生産に際して機能性アルミ材の高い歩留りを確保して、良好な生産効率を確保することができる。
電解浴のＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度は、これを、０．１ｇ／ｌ〜５０ｇ／ｌとするのが子好ましく、１ｇ／ｌ〜１０ｇ／ｌとすることが特に好ましい。即ち、ＴＭＳＯＩの濃度が０．１ｇ／ｌを下回ると、陽極酸化皮膜に抗菌性等の機能を付与することが困難になり、５０ｇ／ｌを上回ると、抗菌性等の機能の付与に変化がなく、ヨウ素化合物の使用量が過剰となって濃度上昇の技術的意味がなく、経済的ロスを招くからである。また、１ｇ／ｌを下回ると、抗菌性等の機能の付与が必ずしも充分ではなくなる傾向を招き易く、１０ｇ／ｌを上回ると、ヨウ素化合物の過剰使用の傾向を招き易いからである。
このようにヨウ素化合物としてＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩを用いた電解処理を行うことによって、析出ヨウ素による着色を抑止乃至抑制、特に抑止することができるが、電解処理時の電気量が、例えば９Ｃ／ｄｍ２を下回ると、抗菌性等の機能性を有効に確保し得なくなる傾向を招くことから、該電気量は、これを、９Ｃ／ｄｍ２以上とすることが好ましい。
一方、該ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩを用いた電解浴で電解処理を行うと、陽極酸化皮膜にピッティングが発生する傾向を招き易く、該ピッティングは、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度、電解処理の電気量等の条件変化を行っても抑止乃至抑制することが困難であり、従って、上記析出ヨウ素による着色の抑止乃至抑制をなし得ても、該ピッティングが皮膜欠陥をなし、外観不良を招く結果、機械部品等は別としても、建材等その余の製品化阻害の要因となるに至る。
そこで、更に検討した結果、該ピッティングは、上記ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの電解浴に、界面活性剤を添加含有することによって抑止乃至抑制し得ること、このとき、上記電解浴に添加含有する界面活性剤を、アニオン性の界面活性剤とすることによって、該ピッティングの発生を有効に抑止し得ること、従って、アニオン性界面活性剤を用いたＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの電解処理を施せば、析出ヨウ素による着色の抑止とピッティングの抑止の双方を、該電解処理によって同時的に行った機能性アルミ材を得ることができること、該アニオン界面活性剤を添加含有しても、泡立ちや液分離（沈殿）等の電解浴に対する悪影響もないこと、また、界面活性剤を、ノニオン性の界面活性剤とすることによっても、その添加量等を限定することによって、アニオン性の界面活性剤と同様にピッティングの抑止し且つ泡立ちや液分離（沈殿）等の電解浴に対する悪影響もないことの知見を得た。一方、界面活性剤を、カチオン性とし、また、両性とすると、添加量等を限定しても、ピッティングを抑止乃至抑制し得ないことから、界面活性剤は、アニオン性又はノニオン性のものとするのが適当であり、特にアニオン性のものとすることが適当である。
界面活性剤、特にアニオン性、ノニオン性のものがピッティング抑止乃至抑制作用を発揮するのは、該界面活性剤が、陽極酸化皮膜の微孔に浸透して、該微孔を有効且つ確実に被覆して、ピッティング発生原因の局部的な電流集中を防止乃至緩和して電解処理時の通電の均一化に資するためと認められる。このとき、アニオン性の界面活性剤にあっては、処理物のアルミ材が陽極とされるから、該界面活性剤が、通電によって直ちに陽極酸化皮膜に引寄せられて微孔中に吸着し、微孔内の電気抵抗を均一化し、かつ、電気化学的性状を安定化するため、該電気抵抗均一化の状態で、上記ＰＶＰＩに比して析出効率の劣るＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩが、その鈍化したヨウ素析出を開始するから、微孔内の界面活性剤被覆とヨウ素析出間に時間差が生じて、ピッティング抑止作用が確実化するとともに析出ヨウ素が均一化して、その機能性を発揮するものとなると認められる。一方、カチオン性、両性の界面活性剤は、通電によってアルミ材から反発し、該被覆をなし得ないために、界面活性剤の使用によるピッティング抑止乃至抑制作用を発揮し得ず、局部的な電力集中と、これによるピッティングが生じる結果となるものと認められる。
このように、電解浴にヨウ素化合物としてＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩを用いてアルミ材の電解処理を行うに際しては、界面活性剤を同時に添加含有すること、これをアニオン系又はノニオン系のものとすることが、アルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持し又はこれに金属塩二次電解を施すことによって二次電解色を保持するとともにピッティングのない良好な外観を呈するアルミ材を簡易且つ確実に得る上で好ましい。但し、電解浴に添加含有するアニオン性の界面活性剤の濃度が高くなると、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度如何に拘らず、上記析出ヨウ素による着色が復活する傾向を招き、また、ノニオン性の界面活性剤の使用によって、上記析出ヨウ素による着色が復活する傾向を招くから、これら界面活性剤の使用に際しては、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの着色抑止乃至抑制作用を損なわないように濃度に留意することが好ましい。
電解浴に添加含有する界面活性剤、特に、上記アニオン性界面活性剤は、その濃度を、０．５〜１０ｇ／ｌとするのが好ましく、１ｇ／ｌ〜７ｇ／ｌとするのが特に好ましい。
即ち、アニオン性界面活性剤の濃度が０．５ｇ／ｌを下回ると、陽極酸化皮膜にピッティングが発生する傾向を招き、１０ｇ／ｌを上回ると、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度が１ｇ／ｌ以上の場合に、析出ヨウ素の着色が生じる傾向を招くとともに陽極酸化皮膜が破壊されることによる皮膜剥離の可能性を招き、また、１ｇ／ｌを下回るとピッティング発生の兆候が見られる傾向を招き、７ｇ／ｌを上回ると、同じくＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度が１ｇ／ｌ以上の場合に、析出ヨウ素による着色の兆候が見られる傾向を招くとともに上記皮膜破壊による皮膜剥離の傾向が見られるからである。
従って、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩとアニオン性界面活性剤の濃度は、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩにあっては、これを１ｇ／ｌ〜１０ｇ／ｌ、アニオン性界面活性剤にあっては、これを、１ｇ／ｌ〜７ｇ／ｌとするのが好ましく、該濃度範囲のものとすることによって、上記機能性を備えたアルミ材を確実に得ることができる。
因みに、界面活性剤は、上記アニオン性のものが好ましいが、カチオン性のもの、アニオンとカチオンの両性のものは、いずれもピッティングの抑止乃至抑制作用を期待することができないから、これらの使用は避けるべきである。また、ノニオン性の界面活性剤は、アニオン性のものに比してややピッティング抑止乃至抑制作用が低下するが、例えば、電解浴における濃度を、３ｇ／ｌ程度とすると、アニオン性のものと同等のピッキング抑止乃至抑制、特に抑止作用を得られるとともに泡による液面高さの変動や液分離（沈殿）も防止できるから、該ノニオン性のものを使用するときは、ピッティングの抑止乃至抑制、特に抑止の観点からは１ｇ／ｌ〜６ｇ／ｌの範囲とするのが好ましい。
また、電解処理に際して、その余の電解条件は、上記９Ｃ／ｄｍ２以上の電気量と、その上限を２０Ｃ／ｄｍ２とするのがよく、電解時間は１〜１０分程度すればよい。電気量が２０Ｃ／ｄｍ２を上回ると、ヨウ素による着色の傾向を招く。上記封孔を行うには、封孔剤を用い又は用いることなく、８０℃以上、所定時間の熱水処理を施すようにすればよい。
以上の如くに、陽極酸化処理後のアルミ材をヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの電解浴中で電解処理を施すことによって、析出ヨウ素による着色を回避してアルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持し、上記の耐磨耗性、抗菌性、殺菌性、抗カビ性、光環境触媒性、更には抗ウイルス性、潤滑性等の各種機能を付与するとともに上記ＰＶＰＩを用いた場合に比してヨウ素臭が少ない機能性アルミ材とすることができ、電解浴に界面活性剤（カチオン性、両性のものを除く）を添加含有することによって、該界面活性剤にピッティングの抑止乃至抑制作用、特に抑止作用があることから、該ピッティングの発生を抑止して、表面欠陥のないものとすることができる。
アルミ材を、形材とし、パネル材とし、鋳造品とすることを含めて、本発明の実施に当って、アルミ材、陽極酸化皮膜、析出ヨウ素、二次電解色、電解処理方法、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩ、電解浴、電解処理、界面活性剤、濃度等の各具体的形状、材質、構造、量、用途、これらの関係、これらに対する付加等は、上記発明の要旨に反しない限り様々な形態のものとすることができる。
硫酸１７０ｇ／ｌの硫酸浴にアルミ材を浸漬し、１２０Ａ／ｍ２×８１５秒の陽極酸化処理を行って、アルミ材に皮膜厚５μｍの陽極酸化皮膜を形成した後、水洗し、ヨウ素化合物をＴＭＳＯＩとして、濃度１ｇ／ｌ、５ｇ／ｌの電解浴と、同じく濃度１ｇ／ｌ、５ｇ／ｌにそれぞれアニオン界面活性剤濃度１ｇ／ｌを添加含有した電解浴にアルミ材を浸漬し、定電圧５５Ｖ（ソフトスタート１０秒）、２５℃で、電気量を２Ｃ／ｄｍ２、４．５Ｃ／ｄｍ２、９Ｃ／ｄｍ２、１８Ｃ／ｄｍ２として電解処理を行い、析出ヨウ素による着色有無及びピッティング有無を肉視によって判定した。着色の有無の結果を表１に、ピッティングの有無の結果を表２に示す。
いずれの場合も析出ヨウ素の着色は認められなかった。ＴＭＳＯＩ濃度１ｇ／ｌ、５ｇ／ｌの電解浴の電解処理のものは、陽極酸化皮膜の全面にピッティングが認められたが、アニオン界面活性剤を添加含有した電解浴の電解処理のものは、ピッティングが認められなかった。
ヨウ素化合物をＰＶＰＩとして、濃度０．１ｇ／ｌ、１ｇ／ｌ、５ｇ／ｌとして、電気量を２Ｃ／ｄｍ２、４．５Ｃ／ｄｍ２、９Ｃ／ｄｍ２とした以外、実験例１と同様として、析出ヨウ素による着色有無を肉視によって判定した。結果を表３に示す。
電気量２Ｃ／ｄｍ２のときに着色は認められないが、４．５Ｃ／ｄｍ２及び９Ｃ／ｄｍ２のとき赤褐色の着色が認められた。
ＴＭＳＯＩ濃度１ｇ／ｌとし、添加含有した界面活性剤を、アニオン性、カチオン性、両性及びノニオン性と変化し、また、それぞれ濃度を０．１ｇ／ｌ、１．０ｇ／ｌ、３．０ｇ／ｌ、５．０ｇ／ｌと変化した以外、実験例１と同様として、ピッティングの有無を判定した。結果を表４に示す。
濃度１ｇ／ｌ、３ｇ／ｌ、５ｇ／ｌのアニオン性のものにピッティングは全く認められず、良好な外観を呈し、濃度０．１ｇ／ｌのアニオン性、濃度０．１ｇ／ｌ、１．０ｇ／ｌ、濃度３ｇ／ｌ、５ｇ／ｌのノニオン性のものは、注視すると判別し得る程度の僅かなピッティングが認められた。一方、カチオン性及び両性は濃度如何に拘らず全面にピッティングが認められた。
ＴＭＳＯＩ濃度０．１ｇ／ｌ、１．０ｇ／ｌ、４５ｇ／ｌとし、添加含有した界面活性剤をアニオン性として濃度を０．１ｇ／ｌ、１．０ｇ／ｌ、３ｇ／ｌ、５ｇ／ｌ、１０ｇ／ｌ、２０ｇ／ｌ、４０ｇ／ｌと変化して、析出ヨウ素による着色、ピッティング及び皮膜剥離の有無を判定（一部濃度について実験を省略）した。結果を表５に示す。
ＴＭＳＯＩ低濃度のとき、アニオン性界面活性剤濃度１ｇ／ｌ以上でピッティング抑止効果があるが、１０ｇ／ｌ以上になると析出ヨウ素の着色、皮膜剥離が見られるようになり、ＴＭＳＯＩ高濃度のとき、アニオン性界面活性剤濃度３ｇ／ｌ以上でピッティング抑止効果があるが、同様に１０ｇ／ｌ以上になると析出ヨウ素の着色が見られるようになる。
添加含有した界面活性剤をノニオン性界面活性剤とした以外、実験例４と同様とした。結果を表６に示す。
同じくＴＭＳＯＩ低濃度のとき、ノニオン性界面活性剤濃度１ｇ／ｌ以上でピッティング抑止効果があるが、全体的に析出ヨウ素の着色が見られるようになり、ＴＭＳＯＩ高濃度のとき、皮膜剥離はないが、ピッティング抑止乃至抑制作用が損なわれてピッティングが生じるようになる。
実験例４の電解浴を用いて、電解後1日間放置した浴の液分離の状態を評価した。またガラス棒で約１０秒間で２０回掻き回した時の泡立ちの状態を評価した。結果を表７に示す。
ＴＭＳＯＩ、アニオン性界面活性剤を高濃度化しても泡立ちは少なく、液分離も見られなかった。従って、高濃度化すると電解処理時の持出しロスが大きくなり、コストアップの要因となることを示す。
実験例５の電解浴を用いて、実験例６と同様とした。結果を表８に示す。
ノニオン性界面活性剤を１ｇ／ｌより高濃度化すると、泡立ちはないが、液分離が生じる傾向が見られた。
Claims (7)
- 陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による機能を付与したアルミ材であって、
前記析出ヨウ素は、陽極酸化処理後のアルミ材をヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ（トリメチルスルフォキソニウム・アイオダイド）又はＴＭＳＩ（トリメチルスルフォニウム・アイオダイド）の電解浴中で電解処理を施すことによって、ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩから遊離したものであり、
析出ヨウ素によるヨウ素色の着色を抑止乃至抑制することによってアルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持乃至これに染色又は金属塩二次電解処理を施すことによって染色又は二次電解色を保持してなることを特徴とする機能性アルミ材。 - 陽極酸化皮膜微孔中の析出ヨウ素による機能を付与したアルミ材の電解方法であって、陽極酸化処理後のアルミ材をヨウ素化合物ＴＭＳＯＩ（トリメチルスルフォキソニウム・アイオダイド）又はＴＭＳＩ（トリメチルスルフォニウム・アイオダイド）の電解浴中で電解処理を施すことによって析出ヨウ素によるヨウ素色の着色を抑止乃至抑制してアルミ陽極酸化皮膜の金属色を保持することを特徴とする機能性アルミ材の電解処理方法。
- 上記電解浴のＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの濃度を、０．１ｇ／ｌ〜５０ｇ／ｌとすることを特徴とする請求項２に記載の機能性アルミ材の電解処理方法。
- 上記ＴＭＳＯＩ又はＴＭＳＩの電解浴に、界面活性剤を添加含有することを特徴とする請求項２又は３に記載の機能性アルミ材の電解処理方法。
- 上記電解浴に添加含有する界面活性剤を、アニオン性の界面活性剤とすることを特徴とする請求項２、３又は４に記載の機能性アルミ材の電解処理方法。
- 上記アニオン性界面活性剤の濃度を、０．５〜１０ｇ／ｌとすることを特徴とする請求項５に記載の機能性アルミ材の電解処理方法。
- 上記電解処理後に、陽極酸化皮膜に封孔処理を施すことを特徴とする請求項２、３、４、５又は６に記載の機能性アルミ材の電解処理方法。
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