JPH01212775A

JPH01212775A - アルミニウムまたはアルミニウム合金の粗面化方法

Info

Publication number: JPH01212775A
Application number: JP3612688A
Authority: JP
Inventors: Masao Kageyama; 影山　政夫; Hideo Fujimoto; 日出男藤本; Hiroshi Ouchi; 大内　寛
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-02-18
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1989-08-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は日用品、電気部品、建材等の用途に用いられる
アルミニウムあるいはアルミニウム合金表面の粗面化に
関するものである。

［従来技術］従来よりアルミニウムあるいはアルミニウム合金表面に
陽極酸化処理等を施すに際して、その表面の洗浄および
均一な粗面を形成することは、陽極酸化皮膜の仕上り状
態を左右する要因となる。

このアルミニウムあるいはアルミニウム合金表面の粗面
化技術としては、■酸性溶液、例えば、フッ酸、塩酸溶
液による化学エツチング、■アルカリ性溶液、例えば、
苛性ソーダによる化学エツチング、■主に塩化物を含む
水溶液中での直流ならびに交流による電解エツチング等
が挙げられる。

上記の各エツチング方法において次のような問題点が挙
げられる。酸性溶液による化学エツチングおよび電解エ
ツチングは、アルミニウムあるいはアルミニウム合金表
面の粗面化効果は大きいが、エツチング効果が局部的に
偏り、アルミニウムあるいはアルミニウム合金表面の粗
面の均一性に欠ける。エッチビットの形状が鋭利で先端
部が脱落しやすく、また、エツチング液が残留しやすい
ために、その後の耐食性を阻害する。アルカリ水溶液に
よるエツチングでは均一溶解性に富んでいるために粗面
化効果が十分に得られない。

［発明が解決しようとする問題点コ本発明は、以上説明した従来技術の問題点を解決して、
アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面粗さＲａが
Ｏ１９μｍ≦Ｒａ≦２μｍであり、しかも、均一な粗さ
であって、表面断面形状は比較的なだらかで粗面の先端
（山部）および底部（谷部）が丸みをおびており、した
がって、エツチング液の残留も少なくエツチング後の表
面処理性、例えば、陽極酸化処理性に優れたアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金の粗面化方法を提供するもの
である。

［問題点を解決するための手段］本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金をエツ
チングするに際して、塩素イオンを０．１〜１０％（以
下重量％とする）を含有し、ｐＨ値が２以下の酸性水溶
液中でエツチングした後、ｐＨ値が１３以上のアルカリ
性水溶液中でエツチングすることによりアルミニウムま
たはアルミニウム合金表面粗さＲａを０．９μｍ≦Ｒａ
≦２μｍとすることを特徴とするアルミニウムまたはア
ルミニウム合金の粗面化方法に要旨が存在する。

［作用］従来技術において、酸性水溶液による化学エツチングお
よび電解エツチングでは粗面化効果は大きいが、エツチ
ング効果が局部的に偏るために、均一な粗面が得にくく
、ビットの形状も鋭利であり好ましくない。一方、アル
カリ性水溶液によるエツチングでは、均一なエツチング
面は得られるが、充分な粗面化効果は得られていない。

本発明者等は、上記従来技術や長所と短所とを組み合わ
せることにより、本発明を完成するに至った。

すなわち、第１段階としてアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金を酸性水溶液中でエツチングを行うことにより
、アルミニウムまたはアルミニウム合金表面に微細均一
なエッチピットを多数形成し、第２段階として、上記ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金をアルカリ性水溶液
中で再度エツチングを行い、均一で適度の粗さのあるエ
ッチピットを形成することに成功した。本発明は、上記
したように第１段階のエツチングにより得られたエッチ
ピットを核として、第２段階のエツチングで均一かつ所
定の深さのエッチピットを形成し、所望の粗面を得たの
である。

−Ｍに、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の表面
を化学的にエツチングするにあたり、塩素イオン存在下
の酸性水溶液中でエツチングすると、無数のエッチピッ
トが形成される。一方、塩素イオンを含まない酸性溶液
中ではアルミニウムの表面は全面均一溶解となる。

本発明は上記の事実に鑑み、塩素イオンを含んだ酸性溶
液を第１段階の溶液として使用しており、塩素イオンの
含有量は０．１〜１０％としている。これは塩素イオン
濃度が０．１％未満ではエッチピット形成効果が十分で
なく、１０％を越えて含有されるとエツチング速度が増
大し、局部的なエツチングが進行し均一なエッチピット
が得られないためである。

また、酸性溶液のｐＨ値を２以下としている。

酸性溶液のｐＨが２を越えると、エツチング速度が遅く
なりエッチピットの成長に長時間を要し実用的でないか
らである。

本発明では、上記の酸性溶液として塩酸および塩素イオ
ンを添加した硝酸、硫酸、リン酸等の無機酸をはじめ、
酢酸、しゅう酸等の有機酸が使用可能である。

以上の第１段階のエツチングによって、アルミニウムあ
るいはアルミニウム合金の表面には均一なエッチピット
が形成される。

次に、第２段階としてｐＨ値１３以上のアルカリ性溶液
中でアルミニウムまたはアルミニウム合金をエツチング
する。このアルカリ性溶液のｐＨ値を１３以上としたの
は、ｐＨ値が１３未満ではエツチング速度が遅く、かつ
、均一なエッチピットが得にくなるためである。

この第２段階のエツチングで第１段階のエツチングによ
り得られた均一なエッチピットを核として、均一でかつ
所定の深さを有するエッチピットを形成することができ
る。

以上の工程により得られたアルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金の表面粗さＲａは０．９μｍ≦Ｒａ≦２μｍ
である。この粗さにすることにより、従来に比較してア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金表面へのエツチン
グ液の残留のない、陽極酸化処理に適した表面性状とす
ることができる。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

［実施例］工業的に作られた純アルミ（ＪＩＳＨ４０００の１１０
０）材５，６４！−Ｍｇ系合金（ＪＩＳＨ４０００の５
０５２）材、ならびにＡｆＬ−Ｍｎ系合金（ＪＩＳＨ４
０００の３００４）材について、第１表に示す条件でエ
ツチングを行った。その時の表面性状について、定量、
半定量的に評価した結果を第２表に示す。

第１表において、Ｎｏ、１〜１５は本発明実施例であり
、第１段階の酸性エツチング溶液はそれぞれ以下の通り
である。Ｎ００１〜４．Ｎｏ。

１２〜１５では、酸性溶液としてＨＣＣ氷水溶液使用し
、Ｎｏ、５では酸性溶液としてＦｅＣλ３水溶液を使用
し、Ｎｏ、９〜１０ではＨＮ　Ｏ３とＮａＣｆｔとの混
合液を使用し、Ｎｏ、１１ではＣＨ３Ｃ０ＯＨとＮａＣ
ｌ２の混合液を使用した。

上記の実施例では塩素イオンは０．１〜１０％の範囲内
であり、また、酸性溶液のｐＨ値も２以下である。

第２段階のアルカリエツチング（８液として、Ｎｏ、１
〜１１．Ｎｏ、１３〜１５ではＮａＯＨ水溶液を使用し
、Ｎｏ、１２ではＮａｚＣＯ３水溶液を使用した。

上記アルカリエツチング溶液のｐＨ値はすべて１３以上
とした。

第１表において、Ｎｏ、１６〜２３は本発明実施例に対
する比較例であり、第１段階の酸性エツチング溶液はそ
れぞれ以下の通りである。Ｎｏ。

１６〜１７．Ｎｏ、２３は酸性溶液としてＨＣＩ溶液を
使用している。Ｎｏ、１８は酸性溶液としてＨ２ｓｏ、
を、Ｎｏ、１９は酸性溶液としてＨＮＯ３を使用してお
り、塩素イオンは含有されていない。Ｎｏ、２０はＮａ
ＣＡ溶液を使用しており、ｐＨ値は７．０と中性となっ
ている。

Ｎｏ、２１は酸性溶液としてＣＨ３ＣＯＯＨ溶液を使用
しており、そのｐＨ値は２．３である。

Ｎｏ、２２はＮａＣｊ！溶液を使用し、電解エツチング
を行った。

また、上記の比較例Ｎｏ、１６〜２２の第２段階のアル
カリ水溶液としてＮａＯＨ水溶液を使用している。Ｎｏ
、２３はアルカリ水溶液としてＮａ２　ＣＯ：＋を使用
しており、モのｐＨ値は１２．８である。

さらに、Ｎｏ、２４〜２６は従来例であり、Ｎｏ、２４
はＨＣＪ２水溶液を用いたエツチングのみであり、Ｎｏ
、２５はＮａＯＨ水溶液を用いたエツチングのみを行い
、Ｎｏ、２６はＮａＣＪｌ溶液を用いて電解エツチング
を行った。

エツチングの対象となる合金は、第２表に示すように、
１１００合金の０材、５０５２０５２合金４材、３００
４合金材であるが、５０５２０５２合金４材に対しては
、すべてのエツチング溶液によりエツチングを実施した
。また、１１００合金の０材および３００４合金材に関
しては、Ｎｏ、２．Ｎｏ、５．Ｎｏ、１０およびＮｏ。

２４〜２６のエツチング液によるエツチングを実施した
。

なお、第１段階におけるエツチングにおいては、ＨＣｆ
ＬやＦｅＣｆｔ、水溶液等、塩素イオンを含む酸性溶液
はもちろんのこと、Ｈ２ＳＯ４やＨＮＯ３水溶液のよう
に塩素イオンを含まないものでもＮａＣλが併存するこ
とにより塩素イオンを含む酸性溶液と同様な効果が得ら
れる。また、無機酸のみならず、ＣＨ，Ｃ０ＯＨ等の有
機酸においてもＮａＣＪ２併存により同様な効果が得ら
れる。

本発明の実施例であるＮｏ、１〜１５において、第１表
および第２表に示すように、１１００合金の０材に関し
てはＮｏ、２．Ｎｏ、５．Ｎｏ。

１０のエツチング液により得られた表面粗さＲａは、そ
れぞれ１．１μｍ、１．３μｍ、１．２μｍであり、ピ
ットが均一に存在しており、その形状は、第１図の（Ａ
）に示すように、なだらかな形状となっている。５０５
２０５２合金４材ではＮｏ、１〜１５の表面粗さＲａは
、０．９〜２μｍの範囲内であり、ピットが均一に存在
しており、その形状は第１図（Ａ）に示す形状であった
。また、３００４合金材に関しては、Ｎｏ。

２、Ｎ０１５．Ｎｏ、１０の表面粗さＲａは、それぞれ
１．５μｍ、２μｍ、１．７μｍであり、ビットが均一
に存在している。

上記の実施例に対し、比較例Ｎｏ、１６〜２３では５０
５２０５２合金４材をエツチングして表面性状を調べた
。Ｎｏ、１６は塩素含有量が０．０５％と本発明の塩素
含有量の範囲以下であり、表面粗さが０．２μｍと小さ
い。Ｎｏ、１７は塩素含有量が１５％であり、本発明の
塩素含有量の範囲に比較して多いために、表面粗さが２
．８μｍと大きすぎ、ピットも均一に存在していない。

その形状は第１図（Ｃ）に示すような形状となっている
。Ｎｏ、１８．Ｎｏ、１９は塩素が含有されていないた
めに、表面粗さＲａが０．２μｍと小さい。Ｎｏ、２０
は、ＰＨ値が７．０と中性であるため、表面粗さＲａが
０．　２μｍと小さい。Ｎｏ、２１は、本発明に規定す
るｐＨ値に比較して酸性の弱いｐＨ値２．３であり、表
面粗さＲａが０．２μｍと小さい。Ｎｏ。

２２は電解エツチングによるものであり、表面粗さＲａ
が３．０μｍと大きく、また、ビットも不均一に存在し
、その形状は第１図（Ｃ）に示すような形状となってい
る。Ｎｏ、２３はアルカリ性水溶液のｐＨ値が１２．８
であり、本発明に規定するｐＨに比較して弱いアルカリ
性であるために、表面粗さが１，０μｍと小さくなって
おり、またピットも不均一に存在しており、その形状は
第１図（Ｂ）に示すような形状である。

また、Ｎｏ、２４．Ｎｏ、２５の従来例において、Ｎｏ
、２４は酸性水溶液によるエツチングのみであり、１１
００合金の０材においては粗さは０．７μｍと小さく、
またビットは不均一であり、その形状は第１図（Ｃ）に
示すような形状である。５０５２０５２合金４材におい
ては、ピットが不均一に存在し、その形状も第１図（Ｂ
）に示すような形状であった。３ｏｏ４合金においても
ピットは不均一に存在した。Ｎｏ、２５はアルカリ性水
溶液によるエツチングのみであって、１１００合金のＯ
材および５０５２合金Ｈ合金材に関しては、表面粗さが
小さく、また、ビットも不均一に存在した。３００４０
０４合金ては、表面粗さが小さかった。Ｎｏ、２６は弱
酸性水溶液による電解エツチングであり、１１００合金
の０材、５０５２０５２合金４材に関しては、表面粗さ
が大きすぎ、また、ビットも不均一に存在し、その形状
は第１図（Ｃ）に示す形状となった。また、３００４０
０４合金ても表面粗さが大きすぎ、ビットも不均一に存
在した。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、均一で、しかも
なだらかな凹凸を有する粗面を形成することができるた
めに、その後の陽極酸化処理に適した表面性状を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明により表面処理
を施したアルミニウムあるいはアルミニウム合金の断面
形状を示す模式図である。１・・・アルミニウムあるいはアルミニウム合金。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

アルミニウムまたはアルミニウム合金をエッチングする
に際して、塩素イオンを０．１〜１０％（以下重量％と
する）含有し、ｐＨ値が２以下の酸性水溶液中でエッチ
ングした後、ｐＨ値が１３以上のアルカリ性水溶液中で
エッチングすることによりアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金表面粗さＲａを０．９μｍ≦Ｒａ≦２μｍとす
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
金の粗面化方法。