JPH02122081A - 亜鉛および亜鉛合金の着色方法 - Google Patents

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、ニッケル塩による金１７１置換反応を応用し
た亜鉛または亜鉛合金から成る製品、あるいは亜鉛また
は亜鉛合金めっき品に対する着色方法に関する。

〔従来の技術〕

表面処理材としての亜鉛および亜鉛合金は、建設業、金
属製品製造業、電気機器製造業、運輸・電力・通信・ガ
ス・水道業その他において、鉄鋼型の材料・施設・部品
等の防錆の目的で広く使用されている。

近年、鉄鋼製品の用途の多様化に伴い、また橋梁、鉄塔
、ガードレール、照明用ポール、建築物の内装および外
装材、その他の構築物においても、亜鉛めっきそのもの
の金属色よりも、周囲の環境に調和し美観に富んだ着色
亜鉛めっき品の要望が強い。

従来の亜鉛めっき品の着色方法は塗装が一般的で、塗装
による着色亜鉛めっき鋼板がよく知られている。

〔発明が解決しようとする課題］ ところが、上記亜鉛めっき鋼板の塗装着色は、めっき表
面が平滑で塗膜の素地面に対するアンカー効果が少ない
ことと、亜鉛が化学的に活性を持った両性金属であるた
め、塗膜の密着性を上げるために次のことを行っている
。

先ず亜鉛めっき品を化成処理して亜鉛を不活性化し、次
に下塗り塗装をして更に亜鉛の不活性化とアンカー効果
を高めている。すなわち塗装の前処理工程が複雑で時間
もかかる。

また、上記塗装着色方法は複雑な形状の物には不向きで
あり、単品物ではコスト高となる。

更に、この塗装着色品は、一部が剥離するとその部分か
ら連鎖的に剥離が進行し、期待した十分な性能が得られ
ないことがある。

本発明は、亜鉛または亜鉛合金から成る製品、あるいは
亜鉛または亜鉛合金めっき品を下地処理なしで所定の溶
液に浸漬するだけの簡単な作業によって、複雑な形の品
物にも全面一様に密着性に優れた着色膜を形成できる方
法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の目的を達成するために、ニッケルイオ
ン濃度で０．０２〜５．０モル／ｌのニッケル塩を含む
水溶液に、亜鉛または亜鉛合金から成る製品、あるいは
亜鉛または亜鉛合金めっき品を浸漬することにより着色
するようにしたものである。

上記ニッケル塩の水溶液に着色色調の明度を改善する目
的でモリブデン塩を含ませることもできる。

更に上記水溶液中における金属の置換反応を和らげる目
的で、硼酸・にかわ・ゼラチン等を緩衝剤として添加す
るのが望ましい。

〔作　用〕

亜鉛または亜鉛合金から成る製品、あるいは亜鉛または
亜鉛合金めっき品を、上記濃度のニッケル塩の水溶液に
浸漬すると、ニッケルと亜鉛の置換反応が起きて、製品
の色が亜鉛そのものの金属色から黄金色に変わり、浸漬
時間の経過とともに紫色に、更に茶褐色に変化する。

上記ニッケル塩の水溶液中に、更にモリブデン塩を加え
ておくと、上記着色の色調が明るくなる。

また硼酸・にかわ・ゼラチン等を緩衝剤として添加した
場合は、ニッケルと亜鉛の置換反応が緩徐に進行し、着
色膜の均一性および光沢が増す。

〔実施例〕

本発明の着色方法は、亜鉛製品、亜鉛合金製品、溶融亜
鉛めっき品、電気亜鉛めっき品、亜鉛を主成分とする合
金めっき品等を対象に実施するものである。

着色溶液に用いるニッケル塩としては、硫酸ニッケル、
塩化ニッケル、硫酸ニッケルアンモニウム、酢酸ニッケ
ル、およびスルファミン酸ニッケルなどがあり、その中
の１種または２種以上を用いるもので、その量は、ニッ
ケルイオン濃度で０゜０２〜５．０モル／ｌの範囲が望
ましい。最も良好な結果が得られるのは０．５〜１゜３
モル／ｌの範囲である。

上記ニッケル塩の水溶液に対象品を浸漬すると、先ず黄
金色になる。そして浸漬時間の経過とともに紫色に、更
に茶褐色に変わるもので、目的の色になったところで液
から引き上げ、水洗いして乾燥する。

上記の限定範囲内においてニッケルイオン濃度が高いほ
ど、また液温（２０〜８０°Ｃが望ましい）が高いほど
短時間で着色することができる。

以上の各条件と、着色しようとする製品を管理すること
により、同一色調のものを連続して得ることができる。

なお、ニッケルイオン濃度が上記範囲０．０２〜５．０
モル／１以下では、十分な置換反応が起きなくて発色し
ないし、また上記範囲以上では、ニッケル塩が完全溶解
しない。

上記のニッケル塩水溶液にモリブデン酸アンモニウム・
モリブデン酸ナトリウム・モリブドりん酸・モリブドり
ん酸アンモニウム・モリブドりん酸ナトリウム・塩化モ
リブデン等のモリブデン塩を１種または２種以上を加え
て浸漬処理を行うと、色調の明るいものに変わり、最終
の色は茶褐色というよりも明るい茶色になる。

モリブデン塩の添加量はモリブデンイオン濃度で０．０
１〜０．７モル／ｌの範囲が望ましく、最も良いのは０
．２〜０．５モル／２の範囲である。

モリブデン塩の量が上記の範囲０．０１〜０゜７モル／
ｌ以下では明るい色調の着色は得られない。また上記の
範囲を超えるとモリブデン塩を入れた効果がなくなる。

上記ニッケル塩の水溶液、またはニッケル塩とモリブデ
ン塩の水溶液に添加する硼酸・にかわ・ゼラチンは、金
属置換反応の緩衝剤として作用するもめで、その反応速
度を抑制するため光沢のある均一な着色膜が得られる。

上記緩衝剤の添加量は、硼酸の場合０．Ｏ１〜１、　２
モル／ｌの範囲が望ましいが、最も良好なのは０．３〜
０．５モル／ｌの範囲である。

にかわの場合０．０１〜３０　ｇ／ｌの範囲が適してい
る。特に０．１−１０ｇ／ｌの範囲が好ましい。

ゼラチンの場合０．１〜７０ｇ／ｊ！の範囲が通してい
る。特に１〜２５　ｇ　／　ｌの範囲が好ましい。

硼酸・にかわ・ゼラチンいずれの場合も、添加量が上記
の範囲以下では緩衝剤の働きをせず、密着性の悪い不均
一で黒ずんだ色となる。上記の範囲以上では、硼酸・に
かわ・ゼラチン共に完全溶解しない。

実施例　１ 試料　溶融亜鉛めっき（アルミニウム含有量０．１％以
下）Ｉ板 硫酸ニッケル（６水和物）０．９〜１．０モル／Ｉ！と
硼酸０．５モル／ｌを溶解し調製した水溶液に、上記！
１ｉ１１′料を浸漬する。

液温２５°Ｃでは１５分で黄金色、３０分で紫色、６０
分で茶褐色になる。

液温４０°Ｃのときは、５分で黄金色、１３分で紫色、
３０分で茶褐色になる。

実施例　２ 試料　実施例１と同じ 塩化ニッケル（６水和物）１．０〜１．３モル／ｌと硼
酸０．５モル／２を溶解し調製した水溶液に、上記試料
を浸漬する。

７＆温２５°Ｃでは３分で黄金色、５分で紫色、１４分
で茶褐色になる。

液！４０°Ｃのときは、０．５分で黄金色、１分で紫色
、５分で茶褐色になる。

実施例　３ 試料　実施例１と同じ 硫酸ニッケル（６水和物）０．９〜１．０モル／２、塩
化ニッケル（６水和物）０．１〜０．２モル／ｌおよび
硼酸０．５モル／ｐ、を溶解し調製した水溶液に、上記
試料を浸漬する。

液温２５°Ｃでは１４分で黄金色、３０分で紫色、７０
分で茶褐色になる。

液温４０°Ｃのときは、４分で黄金色、１２分で紫色、
３０分で茶褐色になる。

実施例　４ 試料　実施例１と同じ 塩化ニッケル（６水和物）１．０モル／ｌ、モリブデン
酸アンモニウム０．３モル／ｊ！、硼酸０゜３モル／Ｉ
！および、にかわ０．２ｇ＃！を溶解し調製した水？８
液に、上記試料を浸ン資する。

液温２５°Ｃでは１０分で黄金色、１５分で紫色、４０
分で茶色になる。

液’ｔＨ４０’ｃでは５分で黄金色、８分で紫色、２５
分で茶色になる。

実施例　５ 試料　実施例１と同じ 硫酸ニッケル（６水和物）０．９モル／ｌ、モリブドり
ん酸０．２モル／ｌ、およびモリブドりん酸アンモニウ
ム０．２モル／！を溶解し調製した水溶液に、上記試料
を浸漬する。

ｆｉ！２５°Ｃでは７分で黄金色、１０分で紫色、３０
分で茶色になる。

液温４０°Ｃでは３分で黄金色、５分で紫色、２０分で
茶色になる。

実施例　６ 試料　実施例１と同じ 塩化ニッケル（６水和物）１．０モル／ｆ、モリブドり
ん酸ナトリウム０．３モル／ｌ、塩化モリブデン０．１
モル／ｌおよび、ゼラチン１５ｇ／ｌを溶解し調製した
水溶液に、上記試料を浸漬する。

液温２５°Ｃでは８分で黄金色、１２分で紫色、２０分
で茶色になる。

液温４０°Ｃでは６分で黄金色、８分で紫色、１５分で
茶色になる。

その他、硫酸ニッケルアンモニウム、酢酸ニッケル、ス
ルファミン酸ニッケル等と硼酸・にかわ・ゼラチンを組
み合わせた場合にも、上記各実施例と同様の結果が得ら
れる。

また、電気亜鉛めっき品、亜鉛を主成分とする合金めっ
き品、亜鉛製品、亜鉛合金製品を試料とした場合にも同
様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明の着色方法によれば、亜鉛または亜鉛合金から成
る製品、あるいは亜鉛または亜鉛合金めっき品が複雑な
形状をしていても、ニッケルイオン濃度で０．０２〜０
．５モル／ｌのニッケル塩を含む水？８液に浸漬するだ
けの簡単な作業によって着色することができ、下地処理
を必要としないことと、水溶液を容易に調製できること
によってコストが低い。

そして品物に全面一様に密着性の良い着色膜が均一に形
成され、その着色膜は、亜鉛とニッケルを主成分とした
５μｍ程度の厚さがあり、耐候性、特に耐紫外線に優れ
ており、また、着色膜は部分的に剥離しても、その部分
から連鎖的に剥離が進行することはないもので、亜鉛お
よび亜鉛合金の着色方法として効果がある。

上記ニッケル塩を含む水溶液中に更にモリブデン塩０．
０１〜０．７モル／！を加えることにより、明るい色調
の着色膜が得られる効果がある。

また、上記ニッケル塩またはニッケル塩とモリブデン塩
の水溶液中に硼酸・にかわ・ゼラチン等を緩衝剤として
添加すると、ニッケルと亜鉛の１換反応の速度が抑制さ
れてより均−且つ光沢の良い着色膜が得られる効果があ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケルイオン濃度で０．０２〜５．０モル／ｌ
   のニッケル塩を含む水溶液に、亜鉛または亜鉛合金から
   成る製品、あるいは亜鉛または亜鉛合金めっき品を浸漬
   することにより着色することを特徴とする亜鉛および亜
   鉛合金の着色方法。
2. （２）ニッケル塩の水溶液にモリブデンイオン濃度で０
   ．０１〜０．７モル／ｌのモリブデン塩を存在させるこ
   とを特徴とする請求項（１）に記載の亜鉛および亜鉛合
   金の着色方法。
3. （３）ニッケル塩またはニッケル塩とモリブデン塩の水
   溶液に硼酸・にかわ・ゼラチン等を緩衝剤として１種ま
   たは２種以上を添加することを特徴とする請求項（１）
   または（２）に記載の亜鉛および亜鉛合金の着色方法。