JPH0251997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〈産業上の利用分野〉 本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金材
（以下、単に「アルミニウム材」という。）の表面
に不透明着色皮膜を形成する処理方法であつて、
耐食性並びに耐汚染性の優れた不透明着色皮膜を
提供し得る処理方法に関するものである。 〈従来技術〉 アルミニウムの着色皮膜材は久しく透明着色皮
膜のものが汎用されて来たが、近年になり、不透
明なパステル調の色調のものが要望されている。
そのため基調となる酸化皮膜を白色化し、それに
染色処理や電解着色処理を行なう方法が提案さ
れ、酸浴やアルカリ浴中での電解処理により白色
皮膜を形成する方法が試みられたが、種々の理由
で実用化に至つていない。 一方、特開昭60−197897号公報や特開昭60−
215795号公報等に予め陽極酸化皮膜処理したアル
ミニウム材をアルミニウム塩水溶液で処理した
後、りん酸或いは炭酸ソーダ溶液に浸漬処理する
方法等により、酸化皮膜のポアー中に白色化合物
を生成させ白色皮膜を形成する方法が提案されて
いる。この方法でそれなりに良好な皮膜が得られ
るが、白色皮膜の耐食性が良好でなく、白色生成
物を生成させる浴の管理が難しいなどの問題があ
る。 しかるに本発明者は、硫酸アルミニウム水溶液
での処理に続いて皮膜の熟成処理を行なうことに
よつて皮膜の白色化を達成でき、しかも沸騰水や
加圧蒸気などの高温封孔処理を施した場合であつ
ても皮膜の透明化も適切に阻止し得ることを見出
したものである。 〈発明の目的〉 本発明は、予め陽極酸化処理したアルミニウム
材を硫酸アルミニウム水溶液で処理して得た皮膜
に高温封孔処理を施こした場合の皮膜の透明化を
防止つつ、耐食性、耐汚染性に優れた皮膜を提供
することのできる方法を提案するものである。 〈発明の構成〉 本発明は、予め陽極酸化処理したアルミニウム
材を硫酸アルミニウム水溶液中で浸漬処理または
交流電解処理した後、30〜80℃の脱イオン水又は
脱イオン水に染料を添加した水溶液に浸漬熟成処
理し、次いで封孔処理（電解封孔処理を除く）を
行なう方法に関するものである。 アルミニウム材は、サツシ、カーテンウオー
ル、内装材等の建材、道路用資材、航空機、鉄道
車両等の内装材などのその着色材の用途に応じ
て、各種の合金種のものが常法により適用される
が、陽極酸化皮膜処理により着色皮膜が生成する
自然発色材も適宜使用される。 アルミニウム材に予め施される陽極酸化処理は
多孔性陽極酸化皮膜が形成される硫酸、りん酸、
蓚酸、クロム酸等の成分からなる通常濃度の浴を
用いて直流電解又は交直重畳電解を行なうことに
より、膜厚５〜20μｍの陽極酸化皮膜を形成す
る。 最適の硫酸浴による場合には、例えば硫酸濃度
10〜30重量％で浴温20〜30℃の浴を用いて、電流
密度１〜3A／dm²、電解電圧15〜18Vの直流で15
〜60分間陽極酸化処理を行なうことによつてなさ
れ、これにより通常材であれば透明皮膜が、自然
発色材であればその特性に応じた透明着色皮膜が
形成される。 予め陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム材
は次いで硫酸アルミニウム水溶液中に供される。 硫酸アルミニウム水溶液は硫酸アルミニウムを
10〜100ｇ／の範囲で含有し、PH値が３〜９の
ものが適当で、所望により硫酸アルミニウムの一
部をアルミン酸ナトリウム又は蓚酸アルミニウム
で代替し得る。 硫酸アルミニウム水溶液での処理手段が浸漬法
によるときには、液温30〜60℃で５〜60分間浸漬
処理する。この場合、液温に反比例して処理時間
を選定することにより望ましい皮膜が得られる。 一方、交流電解処理法によるときには、浴温30
〜60℃、電解電圧５〜40Vで５〜30分間電解処理
するが、通常の商用交流の外に矩形波電流なども
適用できる。 これらの処理によつて陽極酸化皮膜のポアー中
に水酸化アルミニウムが析出して来ると共に皮膜
自体の改質が行なわれると思われる。 硫酸アルミニウム水溶液処理後、アルミニウム
材は熟成処理に供される。熟成用水溶液は脱イオ
ン水又は脱イオン水に染料を添加した水溶液で、
好ましくはPH値が６〜９の水溶液が用いられる
が、液温が30〜80℃とされる。液温が80℃を越え
ると熟成効果が発現せず皮膜の透明化が進行して
しまうので望ましくなく、一方30℃以下では熟成
に長時間を要し、実用的でなくなる。 脱イオン水に添加される染料は汎用されている
無機染料、有機染料のいずれでもよいが、酸化皮
膜の溶解作用が少ない濃度範囲で使用することが
望ましい。 無機染料としては、硫酸アルミニウム、硝酸バ
リウム、酢酸塩、酢酸コバルト、蓚酸第二鉄アン
モニウム、硫酸第二銅アンモニウム等を５〜50
ｇ／の濃度で添加される。 有機染料としては、水溶性染料であつてPH６〜
９の範囲で染色可能な染料で高温封孔処理が可能
なものであれば特に限定されるものではない。 例えば、“Al Gold LF”（Sandoz社の金色染
料）、“Oxanal Red BRE”（Ciba社の赤色染料）
“Aluminal Biue Ｂ”（花見化学社製の青色染料）
等の染料が１〜10ｇ／の濃度で使用される。こ
のように脱イオン水のみ又は脱イオン水に染料を
添加して成る熟成用水溶液中で30〜80℃の液温に
て10〜60分間硫酸アルミニウム水溶液処理したア
ルミニウム材を浸漬処理する。これにより酸化皮
膜及びポアー中の水酸化アルミニウムが熟成安定
化し、高温封孔処理時の透明化を防止すると共に
生成皮膜の耐食性・耐汚染性をより優れたものと
することができる。 この場合、脱イオンのみから成る水溶液中で熟
成処理したときに得られる皮膜は不透明白色皮膜
状であり、染料を添加した水溶液中で熟成処理し
たときには、その染料に応じた着色状態での不透
明着色皮膜、例えばパステル調の各種色調を有す
る皮膜が得られる。また、染料を用いる場合、酸
化皮膜自体と共にポアー中の水酸化アルミニウム
にも吸着され、又、熟成反応と同時に固定化され
るため、単に陽極酸化皮膜に染料を作用させたも
のに比較して日光堅ろう性も優れており、耐食
性、耐汚染性にも優れている皮膜が得られる。 熟成処理をを完了したアルミニウム材は、水洗
後封孔処理される。封孔処理法としては、電解封
孔処理を除く常法が適宜通用されるが、生成皮膜
の熱変化が無いことから、沸騰水や加圧蒸気等に
よる高温封孔処理法はもとより、常温封孔剤を添
加した浴での低温封孔処理法のいずれでも適用さ
れる。なお、沸騰水法による場合には、常法通
り、酢酸ニツケル、水ガラス、硫酸クロムカリウ
ム、オレイン酸ナトリウムなどの封孔助剤の常用
濃度（0.01〜３ｇ／）での使用を妨げるもので
はない。また、常温封孔剤としては、酢酸ニツケ
ル−フツ化アンモニウム系薬剤（日華産業社製商
品名ハードウオール）が適用される。 〈作用〉 本発明は、予め陽極酸化処理したアルミニウム
材の酸化皮膜中に水酸化アルミニウムを析出させ
た後、それらを共に熟成処理することにより皮膜
を熱的に安定化させ、これにより皮膜の不透明白
色化をもたらし更には白色化皮膜の染料により不
透明着色皮膜とするものである。 〈実施例〉 以下、本発明を実施例に詳述するが、これに限
定されるものではない。 実施例 １ 純度99.0％のアルミニウム板を脱脂処理した
後、15重量％の硫酸水溶液中で浴温25℃、浴電圧
18Vで１時間、直流陽極酸化処理を行ない20μｍ
の陽極酸化皮膜を形成させた。 次いで、硫酸アルミニウムを30ｇ／含有する
PH4.0の水溶液中に酸化処理したアルミニウム板
を浸漬し、浴電圧15V、浴温60℃で50Hzの商用交
流を用い、15分間電解処理した後、イオン交換樹
脂層を通して脱イオンした純水の60℃の浴中に30
分間浸漬し熟成処理を行ない、更に100℃の沸騰
純水中に15分間浸漬し封孔処理した。 一方、比較材として、同一素材を用いて、熟成
処理を行なわなかつた以外は同一処理を施したも
のを製作した。 次いで、着色度として明度（Ｌ値）と光択度
（促進耐候性試験で測定される60度表面光沢度に
基づく）を測定し、耐食性評価をJIS・Z8681規
格による耐アルカリ性試験で行ない、耐汚染性は
油性マジツクインキで文字、図を書いて１時間放
置後にアセトン綿で拭いたときに消すことが出来
るか否かで判定した。

【表】 これらの結果から、実施例の方が不透明化が進
行しており、耐食性、耐汚染性も優れ、外装パネ
ル建材として適用し得るものであつた。 実施例 ２ 純度99.5％のアルミニウム板をアルカリによる
脱膜・水洗処理後、硫酸20重量％水溶液（浴温20
℃）にて浴電圧17Vで直流陽極酸化処理を40分間
施した。 続いて、液温50℃の硫酸アルミニウム50ｇ／
含有水溶液中に30分間浸漬した後、イオン交換樹
脂にて脱イオンした純水に50ｇ／の割合で蓚酸
第二鉄アンモニウムを添加した60℃に保持された
浴中に20分間浸漬した。水洗後、更に沸騰純水中
に15分間浸漬して封孔処理を行なつたところ不透
明赤褐色皮膜を有するアルミニウム材が得られ
た。 一方、比較材として同一素材を用いて、熟成処
理を行なわなかつた以外は同一処理を施したもの
を製作した。次いで、実施例１と同様な評価試験
を行なつたが、その結果を次表に示す。

【表】 実施例 ３ 純度99.3％のアルミニウム板材からなる屋内調
度品部材について、30℃に保持された10重量％硫
酸水溶液を使用して浴電圧16Vで30分間直流陽極
酸化処理を行なつた後、硫酸アルミニウム70ｇ／
含有水溶液（液温40℃）に20分間浸漬した。 次にスイスのサンド社製有機染料である赤色染
料、青色染料、緑色染料を各々１ｇ／の割合で
溶解させた60℃の水溶液に20分間に浸漬し皮膜の
熟成と染色の同時処理を行なつた後、沸騰純水中
に10分間浸漬し又、比較材として、同一素材を用
いて熟成処理を行なわなかつた以外は同一処理を
施したものを製作した。次いで、赤色に染色した
ものについて実施例１と同様な評価試験を行なつ
たが、その結果を次表に示す。

【表】 得られたアルミニウム部材は不透明でパステル
調の赤色、青色及び緑色に着色した皮膜が形成さ
れ屋内調度品として好適なイメージを与えるもの
であつた。 〈発明の効果〉 本発明は陽極酸化皮膜のポアー中に析出した水
酸化アルミニウムに熟成処理と施すという単純な
工程で、高温封孔処理時の皮膜の透明化を防止す
ることができ、不透明着色皮膜を形成することが
できるので、現場的に優れた方法である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予め陽極酸化処理したアルミニウム材を硫酸
   アルミニウム水溶液中で浸漬処理または交流電解
   処理した後、30〜80℃の脱イオン水又は脱イオン
   水に染料を添加した水溶液に浸漬熟成処理し、次
   いで封孔処理（電解封孔処理を除く）を行なうこ
   とを特徴とするアルミニウム材の不透明着色皮膜
   処理法。