JPH05162233A

JPH05162233A - 陽極酸化処理用アルミニウム合金複合材および陽極酸化処理材

Info

Publication number: JPH05162233A
Application number: JP3351388A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Matsuo; 松尾守; Masami Furuya; 古屋雅美
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1993-06-29

Abstract

(57)【要約】【目的】２次電解、染色、塗装等の複雑な工程を採る
ことなく、１回の陽極酸化表面処理のみで色の退せにく
い、耐食性の良好な色調の違う模様を低コストで得る。【構成】陽極酸化処理後の色調の異なるアルミニウム
合金を複層の合せ材にした複合材とし当該合せ材の最表
面層の一部をそれ以外の下面層の材質が現れるまで、機
械的、化学的、もしくは電気化学的に除去し、これに陽
極酸化皮膜を施し色調の違う模様を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば、ビルのカーテ
ンウォール、外壁、屋根、内装、器物、容器、銘板、ド
ア、門扉、装飾品等の、アルミニウム合金に陽極酸化処
理をほどこして使用される用途に用いられる、陽極酸化
処理用アルミニウム合金複合材およびそれを用いて色調
の違う模様を生成した陽極酸化処理材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ビルのカーテンウォール、外壁、屋根、
内装、器物、容器、銘板、ドア、門扉、装飾品等には、
アルミニウム合金の圧延板等を陽極酸化処理して用いら
れることが多い。使用される色調としては淡灰色、シル
バー色、濃灰色が多く合金としては、ＪＩＳ１１００，
１０５０，５００５、Ａｌ-１〜４%Ｓｉ合金、Ａｌ-Ｆ
ｅーＭｎ(-Ｍｇ)合金等が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが近年ユーザー
の好みの多様化により色調の多様化・個性化を求められ
る場合が増えている。その内、色調の違う模様が求めら
れる場合も多い。そのための従来の方法は、陽極酸化し
た後、２次電解、染色、塗装等をすることが多かった。
更に、フォトエッチング等により、模様をエッチングし
たする手法においても、エッチング部と非エッチング部
の色調が同じである為、凹凸で目立たせるしかなく、応
用が限られており、この方法で色調の違う模様を得るた
めには、エッチング部もしくは非エッチング部のいずれ
かを上記の２次電解、染色、塗装等するしかなかった。
そして、これらの方法では、色の退せにくい、耐食性の
良好なものを低コストで得ることはできなかった。ま
た、合金発色でない為、数値化して示すことは困難であ
るが、色味に高貴さがなく、まがいものの印象が強かっ
た。

【０００４】本発明は以上の事情を背景になされたもの
で、複雑な工程を採ることなく、１回の陽極酸化表面処
理のみで色調の違う模様を得ることを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明は
下記の具体的構成を採る。すなわち請求項１の発明は陽
極酸化処理後の色調の異なるアルミニウム合金を複層の
合せ材にしたことを特徴とする陽極酸化処理用アルミニ
ウム合金複合材であり、請求項２の発明は陽極酸化処
理後の色調の異なるアルミニウム合金を複層の合せ材に
し、当該合せ板の最表面層の一部をそれ以外の下面層の
材質が現れるまで、機械的、化学的、もしくは電気化学
的に除去し、これに陽極酸化皮膜を施し色調の違う模様
を生成したことを特徴とする陽極酸化処理材である。

【０００６】

【作用】まず、陽極酸化処理後の色調の異なるアルミニ
ウム合金とは、合金組成が異なるのが一般的であるが、
場合によっては、同一合金組成で、熱処理によって色調
をかえたものでも良い。

【０００７】色調の異なるアルミニウム合金には色々な
組合せが考えられる。まず、もっとも一般的なものが、
濃淡をつけることである。次に、白黒の濃淡だけでな
く、色味のある発色材の組合せも可能である。具体的に
は、下記1.2.3.の組合せが考えられる。 1.高純度アルミニウム、純アルミ系合金(JIS 1070,105
0,1100等）、光輝合金(JIS 5N01等）、Ａｌ-Ｆｅ系合金
（特開昭60-82642等）などの、白ないし薄い系統。 2.Ａｌ-１〜５%Ｓｉ合金、ＡｌーＦｅーＭｇ-Ｍｎ合金
（特開平01-263241）などのグレー系統。 3.さらに、Ａｌ-１〜２％Ｆｅ（特開昭61-110741）Ａｌ-Ｍｎ(-Ｍｇ)系連続鋳造材析出処理（特願平02-541
75）、Ａｌ-Ｍｇ-Ｍｎ系ＤＣ鋳造材析出処理材（特願平
02-54176）、Ａｌ-５〜１４％Ｓｉ系ＤＣ鋳造もしくは
連続鋳造材などの暗灰色ないし黒色系統。 4.色味のある圧延板材料としては、おもに、連続鋳造圧
延によって得られる。例えば、黄金色としては、Ａｌ-
０．３〜１．５％Ｃｒ合金（加熱４００℃以下）ピンク〜赤紫としては、Ａｌ-１．５〜３．５％Ｍｎ系
合金（加熱３５０℃以下）等がある。

【０００８】合せ板の肉厚の比率は特に規定しないが、
エッチングによって、最表面層以外の下面層の材質を現
出させる場合には、最表面層あるいは最表面に近い層
は、厚みを０．３mm以下で、出来るだけ薄くするのが好
ましい。こうすれば、わずかなエッチングで下層が現れ
る。機械的に切削する場合は逆にあまり薄いと色の変化
を得るのに厳しい精度が要求されるので各層がそこそこ
の厚みを有する方が好ましい。これらを、所定の板厚比
率となるように予め一方もしくは双方を所定の板厚まで
圧延しておき、これらの板を合せて、熱間圧延にてクラ
ッド圧延する。クラッディングが完了したら、必要に応
じて、冷間圧延し、所定の板厚にする。熱間圧延に際し
注意すべきは圧延の前の加熱温度もしくは熱延温度であ
る。白の系統はとくに注意する必要はないが、それ以外
の発色合金では温度管理が重要である。例えば、Ａｌ-
１〜２％Ｆｅ合金はＦｅＡｌ₆相、(ＦｅＭｎ)Ａｌ₆相に
よって、グレー〜黒色を得ている。この相は、高温に至
るとＡｌ₃Ｆｅに変態し、クリーム色になってしまう。
従って、圧延前の加熱は６００℃以下、好ましくは５５
０℃以下にする方が良い。また、Ａｌ-Ｍｎ(-Ｍｇ)系合
金連続鋳造・析出処理材はＡｌ₆Ｍｎ系の微細析出物に
より黒色化している。予め、析出処理を施しておいてか
らクラッド圧延加熱しても良いし、クラッド圧延加熱で
析出処理を兼ねても良いが、加熱温度は５５０℃以下に
する。これ以上だと色があせる。Ａｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系合
金ＤＣ鋳造・析出処理材も同様で、５５０℃以上に温度
を上げると色が薄くなってしまう。したがってこの温度
以下でのクラッド圧延が必要である。さらに、黄金色発
色材であるＡｌ-０．３〜１．５％Ｃｒ合金（加熱４０
０℃以下）、ピンク〜赤紫色発色材である、Ａｌ-１．
５〜３．５％Ｍｎ系合金（加熱３５０℃以下）などは更
に温度に注意が必要である。これらの合金発色は強制固
溶の元素で色を発色している為、析出が起こると色が濁
ってしまう。その為、クラッド時の加熱温度は低めに抑
える必要がある。Ａｌ-０．３〜１．５％Ｃｒ合金の場
合には加熱４００℃以下、Ａｌ-１．５〜３．５％Ｍｎ
系合金の場合には加熱３００℃以下であれば問題はな
い。

【０００９】上記の様にして得られた複層の合せ材に色
調の違う模様を生成するには、まず当該合せ材の最表面
層の一部をそれ以外の下面層の材質が現れるまで、機械
的、化学的、もしくは電気化学的に除去する。機械的な
除去方法としては、機械加工（ミーリング等）で表面を
所定の模様に除去する方法がある。化学的、もしくは電
気化学的な除去方法は、写真感光法や耐食塗料を用いた
スクリーン印刷や凸版印刷や粘着テープ等のはりつけに
よって反応する部分と反応しない部分を形成してから表
面を化学的もしくは電気化学的に除去する方法である。
化学的エッチンク液は塩化第二銅等がよく使われるが、
これに限定するものではなく、場合によっては、苛性ソ
ーダでも良い。電気化学的にエッチングを行なっても良
い。エッチングが終了したら、ディスマット水洗を充分
に行なって、定着処理し、シール部を除去する。除去
は、最表面層以外の下面層の材質が現れる深さまで行な
わなければならない。３色以上の模様の場合は、着色し
たい色に応じて除去深さを変えなければならない。以上
の処理で、模様付けが完了する。

【００１０】つぎにこの板を、通常の陽極酸化処理によ
って皮膜をかける。陽極酸化の浴組成は特に限定しない
が、硫酸陽極酸化処理が一般的である。また、陽極酸化
処理の膜厚は必要に応じて選択すれば良い。例えば建築
外装材等のように耐食性が要求される場合は１５μm以
上かけるのが好ましく、色を明瞭に出し装飾感を明瞭に
する場合にも膜厚は１０μm以上が好ましい。この、陽
極酸化処理により各層の材質により色調の違う模様を生
成することができ、単色のものとは全く違った大変明瞭
な装飾性の高い模様が浮び上がる。陽極酸化処理の後
は、一般の陽極酸化処理材と同様、装飾性と耐食性を高
める為に必要に応じ、封孔処理をしたり、クリア塗装し
たり、さらには、研磨によるつやだし処理をしたりして
かまわない。

【００１１】

【実施例】

実施例１基材として、Ａｌ-１．３％Ｆｅ-０．０８％Ｓｉ合金を
４５０mm×１２００mm×３５００mmにＤＣ鋳造した。微
細化材は５％Ｔｉ-１％Ｂを用い、Ｔｉ量で０．０３％
になるように添加した。鋳塊の結晶粒は等軸晶で微細で
あった。また、皮材として、１０５０合金(Ａｌ-０．３
％Ｆｅ-０．０８％Ｓｉ)を４５０mm×１２００mm×３５
００mmにＤＣ鋳造した。微細化材は５％Ｔｉ−１％Ｂを
用い、Ｔｉ量で０．０３％になるように添加した。鋳塊
の結晶粒は等軸晶で微細であった。この１０５０合金鋳
塊を６２０℃で１０時間均質化処理した。この１０５０
の鋳塊の表面を片面１０mmずつ面削した後、４８０℃で
２時間加熱し熱間圧延した。熱間圧延により、板厚８ｍ
ｍのプレートとした。つぎに、前記Ａｌ-１．３％Ｆｅ-
０．０８Ｓｉ合金鋳塊を片面１０mmづつ面削し、これ
に、板厚８ｍｍの１０５０プレートを重ね、４８０℃で
２時間加熱した後、熱間圧延により片面クラッドした。
板厚６mmで熱間圧延を終了し、冷間圧延で板厚３mmにし
た後、３８０℃で２時間の中間焼鈍を施し、引続き冷間
圧延して板厚２mmの板を得た。この材料のクラッド率は
およそ１．８％であり、最終板厚である２mmの時の１０
５０皮材の板厚は、３６μmであった。

【００１２】このクラッド材を１０００mm×１０００mm
に切出し、全体を苛性ソーダ水溶液により片面１０μm
エッチングして、表面の汚れや疵を除去した後、格子模
様に、耐食性塗料をスクリーン印刷し、塗料の無い部分
をエッチングにより、約０．１mmエッチングした。塗料
を除去した後、硫酸濃度:１５%，電解温度:２０℃，電
流密度:１．５A/dm²の条件で陽極酸化処理し膜厚:２０
μmの陽極酸化処理被膜を生成した。

【００１３】その結果、基部(非エッチング部=皮材残存
部)が白色、格子部(被エッチング部=基材露出部)が暗灰
色の色調模様付きの板が得られた。これらを、連続して
張合わせることにより、土蔵風の建造物の外観が陽極酸
化処理のみで得られた。

【００１４】実施例２Ａｌ-０．５％Ｍｇ-２．５％Ｍｎ合金を薄板連続鋳造し
て板厚７mmの薄板連続鋳造板を得、４００℃で５時間加
熱して析出処理をした。また、皮材として、１０５０合
金(Ａｌ-０．３％Ｆｅ-０．０８％Ｓｉ)を４５０mm×１
２００mm×３５００mmにＤＣ鋳造した。微細化材は５％
Ｔｉ−１％Ｂを用い、Ｔｉ量で０．０３％になるように
添加した。鋳塊の結晶粒は等軸晶で微細であった。この
１０５０合金鋳塊を６２０℃で１０時間均質化処理し
た。この１０５０の鋳塊の表面を片面１０mmずつ面削し
た後、４８０℃で２時間加熱し熱間圧延した。熱間圧延
により、板厚４mmにして冷間圧延で板厚０．３mmとした
ものを準備した。

【００１５】次に上記２種類の材料を重ね合わせ片面ク
ラッド圧延した。加熱は４００℃で２時間おこない、板
厚３mmまで熱間圧延し、その後板厚１mmまで冷間圧延し
た。この材料のクラッド率はおよそ４．１％であり、最
終板厚である１mmの時の１０５０ライナーの板厚は、約
４０μmであった。

【００１６】このクラッド材を１５０mm×２５０mmに切
出し、全体を片面約１０μm苛性エッチングして、表面
の汚れや疵を除去した後、フォトレジストにより、図２
に示すような毛筆の書体を印刷した。現像により基部を
耐エッチング部にした後、塩化第２鉄溶液で約０．１mm
エッチングした。次に、硫酸濃度:１５%，電解温度:２
０℃，電流密度:１．５A/dm²の条件で陽極酸化処理し膜
厚:２０μmの陽極酸化処理被膜を生成した。その結果、
白地にくっきりとした黒色の毛筆書体が陽極酸化処理の
みで出来上がり、芸術性のあるすばらしい仕上りとなっ
た。

【００１７】実施例３基材として、Ａｌ-０．８％Ｃｒ-０．０８％Ｆｅ-０．
０６％Ｓｉ合金を薄板連続鋳造して板厚７mmの薄板連続
鋳造板を得た。一方、皮材として、Ａｌ-０．５％Ｍｇ-
２．５％Ｍｎ合金の板厚７mmの薄板連続鋳造板を４００
℃で加熱析出処理した後、冷間圧延により板厚１mmまで
圧延し、３５０℃で２時間の中間焼鈍を施した後ふたた
び冷間圧延で、板厚０．３mmとした。次に上記２種類の
材料を重ね合わせ片面クラッド圧延した。加熱は３５０
℃で２時間おこない、板厚３mmまで熱間圧延し、その後
板厚１mmまで冷間圧延した。この材料のクラッド率はお
よそ４．１％であり、最終板厚である１mmの時のＡｌ-
０．５％Ｍｇ-２．５％Ｍｎ合金皮材の板厚は、約４０
μmであった。

【００１８】このクラッド材を１５０mm×２５０mmに切
出し、全体を片面約１０μm苛性エッチングして、表面
の汚れや疵を除去した後、フォトレジストにより、図３
に示すような家紋を印刷した。現像により基材部を耐エ
ッチング部にした後、塩化第２鉄溶液で約０．１mmエッ
チングした。次に、硫酸濃度:１５%，電解温度:２０
℃，電流密度:１．５A/dm²の条件で陽極酸化処理し膜
厚:２０μmの陽極酸化処理被膜を生成した。

【００１９】その結果、黒地に金色の家紋が硫酸陽極酸
化処理のみで、浮び上がって、高貴な感じのする家紋が
得られた。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明してきた様に、本発明の構成
を採ることによって、模様に色調の差をつけることが可
能になり、単色のものとは全く違った大変明瞭な装飾性
の高い模様が得られる。また、染色や塗装等を用いてい
ない為、耐食性、耐退色性に優れ、全て合金発色からな
る為、高級感のある色調が得られる。模様のパターンの
自由度も大きい。よって、近年ユーザーの好みの多様化
により色調の多様化・個性化を求められる建築用内外
装、装飾、銘板、ネームプレート、天井、門扉、ドア等
に多方面に応用が可能である。

【００２１】なお、合金的には、上記に示したものは１
例にすぎず、陽極酸化処理により、色調の異なる材料の
合せ板なら基本的にはどんな組合せでも使用できること
は言うまでも無い。また、実施例では２色の模様だけを
説明したが３層以上の複合材を用いれば３色以上の模様
を得られることも言うまでもない。更に、板のクラッド
材により説明してきたが、複合押出材、複合鍛造材等で
も使用できることは言うまでも無い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極酸化処理後の色調の異なるアルミニウ
ム合金を複層の合せ材にしたことを特徴とする陽極酸化
処理用アルミニウム合金複合材。
【請求項２】陽極酸化処理後の色調の異なるアルミニウ
ム合金を複層の合せ材にし、当該合せ材の最表面層の一
部をそれ以外の下面層の材質が現れるまで、機械的、化
学的、もしくは電気化学的に除去し、これに陽極酸化皮
膜を施し色調の違う模様を生成したことを特徴とする陽
極酸化処理材。