JPH02438B2

JPH02438B2 -

Info

Publication number: JPH02438B2
Application number: JP4003681A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Minegishi; Matsufumi Takatani
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1990-01-08
Also published as: JPS57155395A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はチタン、アルミニウム、鉄、銅および
これらの合金のような金属材料あるいは表面に金
属皮膜を設けたプラスチツクス、ゴム、セラミツ
クスなどの絶縁材料からなる物体の金属表面に黒
色膜を形成するための金属着色法に関する。

近年、金属表面に黒色を施こし使用に供する例
は多い。例えば、アルミ着色製品は装飾用、廚房
用、構造用等として実用に供されており、ブラツ
ククロームめつき等はその優れた特性から光学機
器および装飾分野に適用されている。また、黒色
皮膜は太陽エネルギの選沢吸収膜として研究開発
が試みられ、省エネルギに鑑み近年注目されてい
る。

金属表面の着色法は化成処理法と電解法とに大
別することができる。前者は化学反応を利用して
着色膜をアルミ等の表面に沈着させるもので、一
般に皮膜が薄く、しかも耐食性、耐摩耗性に難の
あることが知られている。他方後者には、アルミ
のみに限られる方法であるが、陽極酸化等の方法
で素地の一部に酸化皮膜を形成し、セル構造の穴
に色彩を有する金属イオンを封入したり、酸化皮
膜を染料によつて着色したりする方法がある。し
かしながら、これら方法では一様な着色が行い難
く、さらに耐候性にも難がある。この他に電解法
として、ブラツクニツケルめつき法、ブラツクク
ロームめつき法等も知られており、酸化クロム
（CrO）硫化亜鉛（ZnS）、硫化銅（CuS）等の発
色を有する化合物を皮膜中に共存させて着色す
る。これら方法は上記の酸化皮膜を利用する方法
に比べれば、厚い皮膜の形成が可能であり、耐摩
耗性を改良できるという利点を有するものの、ブ
ラツクニツケルめつき法はなお膜厚が不充分であ
り、ブラツククロームめつき法は６価クロムを多
量に用いるため公害防止のために多くの経費を要
するとともに、大電流（10〜100A／ｄm²）を必
要とすることから電源が高価なものになるという
欠点を有している。

本発明はこれら従来方法の欠点を除き、均一な
厚みと色調を持ち、耐食性、耐熱性、耐摩耗性に
優れる金属表面に経済的に形成することのできる
方法を提供することを目的としている。

前述の目的を達成するため、本発明によれば、
水ガラス、錫酸ナトリウム、燐酸２水素カルシウ
ムおよび燐酸２水素マンガンのいずれかの水溶液
に、モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸ナ
トリウム、クロ酸ナトリウムおよび硫酸コバルト
を一種類もしくはそれ以上添加し、かつPH４もし
くはそれ以上、８もしくはそれ以下に調整したも
のを電解液とし、少なくとも表面が金属よりなる
物体を上記電解液中に浸漬し、交流もしくは物体
側を陰極として直流を用いた電解処理を行い、物
体表面に黒色皮膜を形成することを特徴とする。

この他に浴の電導性を改善する目的で、アンモ
ニウム塩、例えば硫酸アンモニウムや、アルカリ
金属の硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩を、そしてPH調整
剤として例えばロツシエル塩等を添加することも
有効である。

以下本発明を実施例について説明する。

実施例１水ガラス15ｇ／、モリブデン酸ナトリウム５
ｇ／からなる浴を0.1N硫酸でPH８に調整し、
陽、陰極にステンレス板を用い、浴温70℃におい
て電流密度0.5A／ｄm²の直流電流で20分間の電
解を行つたところ、陰極ステンレス板の全面に美
麗で均一な黒色皮膜が生成した。この浴について
適当な電流密度範囲を見きわめる追加実験を行つ
た結果0.25〜2A／ｄm²の範囲で良好な黒色皮膜
が得られることを確認した。

さらに、このようにして得られた黒色皮膜につ
いて、「アルミの陽極酸化皮膜の耐摩耗試験」
（JISH 601）に準ずる砂落し摩耗試験を行つたと
ころ、R2級程度のすぐれた耐摩耗性を示した。

実施例２錫酸ナトリウム20ｇ／、タングステン酸ナト
リウム５ｇ／からなる浴を0.1N硫酸でPH８に
調整し、陽、陰極ともステンレス板を用い、浴温
70℃において電流密度0.3A／ｄm²の直流電流で
電解を行つた。電解時間10分間で陰極板上に生成
した着色皮膜は灰色から黒色のリング状色彩を呈
し、なお膜厚が不充分であつた。そこで電解時間
を20分と延長したところ、真黒で一様な着色皮膜
が得られた。

実施例３燐酸２水素カルシウム10ｇ／、モリブデン酸
ナトリウム15ｇ／からなる浴は建浴時70℃でPH
３であつた。この浴を用いて、陽極ステンレス
板、陰極銅板とし、電流密度0.25A／ｄm²の直流
電流で20分間の電解を行つたところ、銅板上に灰
白色の皮膜が生成した。また、この条件で電解時
間を40分に延長したが、灰白色の皮膜が成長する
のみであつた。この浴を、ロツシエル塩の添加に
よりPH６に調整し、上記と同一の条件で20分間の
電解を行つたところ、陰極の銅板上に美麗にして
均一な黒色皮膜が生じた。また、チタン、アルミ
および鋼板を陰極とし、同一の条件で、電解処理
を行つたところ、いずれの板上にも美麗にして均
一な黒色皮膜が得られた。特にチタン上への黒色
皮膜の生成は、電解法では極めて困難とされてい
るが、本発明では容易になし得る。

皮膜の耐食性を試験するため、黒色皮膜を形成
した銅板に塩水噴霧（５％NaCl）を行つたとこ
ろ、400時間経過後においても発錆は認められず、
また皮膜の変色も認められなかつた。なお、比較
のため鋼板上に燐酸亜鉛皮膜を設けたものと対象
とし、塩水噴霧を行つたところ、250時間で発錆
を認めた。

また、恒温槽を用い、大気中で24時間、180℃
に保つたが皮膜の変色は全く認められず、耐熱性
も充分であることを確めた。

実施例４燐酸２水素カルシウム15ｇ／、硫酸コバルト
５ｇ／からなる浴を70℃に保持し、ロツシエル
塩を用いてPH４に調整した。両極板ともステンレ
ス板とし、電流密度0.5A／ｄm²の交流電流で20
分間の電解を行つたところ、両極板上に真黒色で
均一な皮膜が生成した。

交流による皮膜の生成は、電源の価格を引き下
げる上できわめて効果的である。

さらに、上記黒色皮膜について実施例１におい
て述べたのと同様の耐摩耗性試験を行つたとこ
ろ、R1級程度のきわめてすぐれた試験結果が得
られた。

実施例５燐酸２水素マンガン30ｇ／、クロム酸ナトリ
ウム５ｇ／から構成する浴を70℃に保持し、
0.1N苛性ソーダをよりPH５に調整した。陽、陰
極板ともステンレスを用い、電流密度0.5A／ｄ
m²の直流電流で30分間電解したところ、陰極板上
に紫黒色の皮膜が得られた。

実施例６ ABS樹脂を無水クロム酸と硫酸の混合液で表
面調整し、塩化パラジウムで表面活性化した後、
無電解ニツケルめつきすることで、表面にニツケ
ル皮膜を持つ被着色物体を用意した。

この物体を陰極、ステンレス板を陽極とし、燐
酸２水素カルシウム10ｇ／、モリブデン酸ナト
リウム９ｇ／からなり、0.1N苛性ソーダによ
りPH５に調整した液温50℃の浴を用いて、電流密
度0.15A／ｄm²の直流電流で110分間の電解を行
つたところ、物体表面に真黒色で均一な皮膜が生
成した。この皮膜は、素地のABS樹脂と強固な
密着性を示した。

以上実施例について説明したとおり、本発明に
よれば均一な厚みを持ち、色調の一様な黒色皮膜
を電解法により各種の金属表面上に形成すること
ができる。しかも、この皮膜は耐食性、耐熱性、
耐摩耗性に優れており、本発明の方法はきわめて
広い範囲での利用が可能である。

また、膜形成のための電流密度がブラツククロ
ームめつき法等と比べて著しく小さくてよいの
で、電源装置の容量を低下しあるいは容量が同一
であれば被処理物体の個数を増加することができ
て経済的である。特に、交流電源を用いて着色処
理を行うときは、経済的効果が顕著である。

さらに、本発明で使用する浴の構成成分はPHの
調節によつて容易に沈澱分離することが可能であ
り、廃液処理を簡素化できるという利点をも併わ
せ持つている。

Claims

【特許請求の範囲】

１水ガラス、錫酸ナトリウム、燐酸２水素カル
シウムおよび燐酸２水素マンガンのいずれかの水
溶液に、モリブデン酸ナトリウム、タングステン
酸ナトリウム、クロム酸ナトリウムおよび硫酸コ
バルトを一種類もしくはそれ以上添加し、かつPH
４もしくはそれ以上、８もしくはそれ以下に調整
したものを電解液とし、少なくとも表面が金属よ
りなる物体を上記電解液中に浸漬し、交流もしく
は物体側を陰極として直流を用いた電解処理を行
い、物体表面に黒色被膜を形成することを特徴と
する金属着色方法。