JPH05171459A - 黄金色アルミニウム材料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 色調の優れた黄金色を有するアルミニウム材
料であって、該黄金色皮膜は密着性、耐食性に優れてい
る材料。 【構成】 アルミニウムまたはアルミニウム合金材料の
表面に形成された酸化皮膜を除去した後、タングステン
酸塩を含む水溶液中に浸漬処理する。更に耐食性を必要
とするときはクリア塗装をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐食性、着色皮膜が密
着性に優れた黄金色を呈するアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金材（以下、両者をアルミニウム材料とい
う。）及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム材料は、耐食性、価格、加
工性、機械的性質、軽量性などの優れた性質の故に広範
な用途の材料として利用されている。特に近年において
は着色を必要とする分野も増え、この分野においては耐
光性、耐食性のある有色酸化アルミニウム皮膜を表面に
形成された板材も開発され、ますますその用途が拡大し
つつある。この有色皮膜の中でも黄金色の皮膜について
もいくつかの提案がなされている。

【０００３】例えば、（ａ）アルミニウム板表面をブラ
スト処理後、アルミニウムと黄銅の中間に腐食電位を有
するクロム、鉄、ニッケル、コバルトのごとき金属を溶
射し、その後で黄銅を溶射し、更にアクリル系樹脂を塗
布する耐食性に優れた黄金色皮膜の製造（特公平３−１
７９００）、（ｂ）アルミニウム材料をアルカリ金属、
ケイ酸塩とモリブデン酸塩を含有するアルカリ性水溶液
に浸漬し、黄金色皮膜を形成させる方法（特開昭５０−
４４１３４）、（ｃ）銅−亜鉛−ニッケル合金をアルミ
ニウム表面に電気メッキする方法（特開昭６２−１６４
８９３）、（ｄ）アルミニウム材を溶剤洗浄し、窒化チ
タンをイオンプレーティングによりアルミニウム表面に
黄金色皮膜を形成させる方法（特開昭５９−６７４８
６）など数多くの提案がある。

【０００４】しかし、これら従来提案されている方法は
それぞれ難点があって商業的な生産に採用するには若干
の問題がある。例えば（ａ）の方法では溶射方法である
ため被処理材は高熱にさらされるのでこれに耐える製品
に限られること、処理工程が長く、生産性が低いことが
挙げられる。（ｂ）の方法においては、得られる黄金色
皮膜の耐食性が不十分なことがある。（ｃ）の方法は皮
膜の耐食性は問題はないが、電解液のモル比調整、管理
が難しく、電解メッキであるため複雑な形状を有するも
のには使い難い点が挙げられる。（ｄ）の方法はイオン
プレーティング法であるため大きな板材、複雑な形状の
成形体等には適用が困難であるばかりでなく、工場規模
における高速の板材のコイルの連続処理は難しく、生産
性に問題があるなど一長一短があって、新しい黄金色皮
膜を有するアルミニウム材料の技術開発が望まれてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】金色皮膜を得るに際し
て、金そのものを使用すると高価であり、また上記のよ
うに電解着色、電解メッキ等の処理は設備費がかさみ管
理も難しく、コストアップ要因となるうえ、製品形状に
制約を生じる場合が多い。

【０００６】一方、無電解メッキ、化成処理による方法
は、設備が比較的単純なもので済み、複雑な形状の製品
にも適用できるが、維持管理が難しく、結果的にコスト
アップにつながり、また充分な耐食性が得られない場合
が多い。

【０００７】アルミニウム材料の裸の表面は通常酸化皮
膜（いわゆる自然酸化皮膜）が形成されている。この酸
化皮膜は金色皮膜をアルミニウム表面に形成させる際に
置換反応あるいは付着性を阻害し、皮膜の密着性を低下
させる。また酸化皮膜成分が金色皮膜中に取り込まれる
と、色調が変わったりくすんだりする。

【０００８】本発明はアルミニウム表面の酸化皮膜を効
率よく除去してその影響をなくし、鮮やかな耐食性のあ
る黄金色皮膜を生産性よく安価に製造する方法及びそれ
によって得られるアルミニウム材を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題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材をタングステン酸塩を含む水
溶液中に浸漬処理した黄金色アルミニウム材料に関する
ものであり、該黄金色アルミ材料の製造法としてアルミ
ニウム材料の表面に形成された酸化皮膜を除去した後タ
ングステン酸塩を含む水溶液中に浸漬処理したことを特
徴とする黄金色アルミニウム材料の製造方法に関する。

【００１０】本発明の対象とするアルミニウム材料とし
ては、特に制限はないが一般には純アルミニウム材また
はアルミニウム合金材であって、その形状は処理浴槽に
浸漬処理できるものであればよく、従ってコイル巻板材
などでも連続的に処理可能である。

【００１１】このようなアルミニウム材料は通常はその
表面が自然酸化皮膜で覆われているが、この酸化皮膜は
本発明の処理の妨害となるもので、あらかじめこの除去
が必要である。この除去法としてはアルカリ洗浄、酸洗
浄、キレート剤によるエッチング、バフ等の機械研磨、
リン酸−硝酸系液による化学研磨あるいは電解研磨等に
よる鏡面仕上げなどによることができる。

【００１２】中でも通常の酸化皮膜除去法としてはキレ
ート剤による酸化皮膜除去が、処理中にスマットの生成
がなく処理が容易であるので優れた方法である。キレー
ト剤としてはＥＤＴＡ等のアミノカルボン酸系のものが
よく、ＥＤＴＡであれば０．０１モル／リットル以上の
濃度の溶液として使用する。０．０１モル／リットル以
下の濃度ではキレート剤の消耗により液の劣化が激しく
起こるばかりでなく、キレート剤の効果が不十分とな
り、酸化皮膜が残存し、表面処理後の黄金色皮膜の黒
化、密着不良、耐食性不良が生じる。また酸化皮膜除去
工程でアルミニウム材料表面にスマットが生じやすく、
タングステン酸塩水溶液処理前にデスマット工程が必要
となるなどの不都合がある。

【００１３】なお、このキレート剤処理に際して、エチ
レンジアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールア
ミン等の水溶性の有機アミン類をキレート剤に添加して
用いるとキレート剤との相乗効果により酸化皮膜除去効
果が高くなる。添加量としては５ｇ／リットル以上が良
い。５ｇ／リットル未満ではキレート剤との相乗効果が
得られず、酸化皮膜除去効果はキレート剤単独の場合と
差が小さく、酸化皮膜が残りやすくなる。

【００１４】酸化皮膜除去用キレート剤溶液のｐＨは特
に限定する必要はないが、一般的にはｐＨ４〜１１位で
取り扱うのが人体の安全、腐食などの危険が少ないので
好ましい範囲である。この調製に際してはアルカリ性物
質（例えば苛性ソーダ、水酸化カリ等のアルカリ金属水
酸化物、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化
物）、酸性物質（クエン酸等のカルボン酸等）等を含ん
でいてよい。

【００１５】処理温度としてはアルミニウム材料の酸化
皮膜量、処理時間、キレート剤濃度などの関係から４０
℃〜沸点まで自由に選ぶことができる。一般的には５０
〜９０℃程度であれば処理時間及び熱管理などの面から
好ましい。処理時間は数秒〜３０分程度、好ましくは１
〜１５分程度になるべく酸化皮膜量からキレート剤濃
度、処理温度、ｐＨを選ぶことが良い。

【００１６】また、酸化皮膜はバフ等により機械研磨、
リン酸−硝酸系液による化学研磨、あるいは電解研磨な
どにより酸化皮膜の除去と鏡面仕上げをしたアルミニウ
ム材料であってもよい。

【００１７】このような処理により酸化皮膜を除去され
たアルミニウム材料は水洗し、次にタングステン酸塩水
溶液による浸漬処理を行う。

【００１８】タングステン酸塩として使用できる水溶性
化合物は、アンモニウム塩、アルカリ金属塩（リチウ
ム、ナトリウム、カリウム）、マグネシウム塩などがあ
るが、価格、性能的にアンモニウム塩、ナトリウム塩が
好ましい。リンタングステン酸塩は黄金色皮膜とならず
不適当である。

【００１９】濃度は目的とする黄金色色調の濃さにより
０．０１〜０．５モル／リットルの範囲内で適宜選択す
ればよい。０．０１モル／リットル未満では黄金色が得
られず、また０．５モル／リットル以上では色調はほぼ
一定となってそれ以上濃くならない。処理温度は４０℃
〜沸点で良い。４０℃未満の低温では反応が遅くなり、
また充分な濃さの黄金色の皮膜は得られない。

【００２０】処理時間としては工業的な面から数分〜数
十分の範囲に完了するようにタングステン酸塩濃度、温
度を選択する。あまり短時間処理では黄金色の色が薄
く、耐食性も不十分となるのである程度の時間をかけ、
皮膜の耐食性、密着性を高めることが必要である。

【００２１】本発明方法により得られた黄金色皮膜は、
耐光性が高く、アルミニウム材料と密着性に優れ、また
耐食性も優れているものであるが、この黄金色皮膜上に
アクリル樹脂系などのクリア塗装をすることにより更に
耐食性を向上させることができる。

【００２２】

【作用】酸化皮膜を除去したアルミニウム材料をタング
ステン酸塩を含む水溶液中で処理すると、その皮膜の詳
しい構造は不明であるが、タングステンを含む皮膜が形
成され、黄金色に発色し、高耐食性アルミニウム材料と
なる。

【００２３】この場合、酸化皮膜が残るとこの成分が黄
金色皮膜中に取り込まれ、鮮やかな黄金色を呈しなくな
ると共に耐食性も悪化させるので、この除去はできるだ
け完全でなければならない。

【００２４】この酸化皮膜の除去はスマットの発生を防
止し、エッチング力が高いキレート剤による方法が被処
理体の形状や大きさによる影響が少ないうえ短時間の処
理ができるので好ましい方法である。このキレート剤浴
にアミン類及びアルカリまたは酸を添加してｐＨを調整
することによりエッチング効果は向上する。また界面活
性剤と併用すればアルミニウム材料の油分の効果的な除
去及びキレート剤浴とアルミニウム材料の濡れ性の改善
ができるので好ましい態様の一つである。

【００２５】アルミニウム材料表面に微細な凹凸が存在
すると、光の乱反射により黄金色の色調が失われ、白っ
ぽい光沢になるので鏡面加工が可能な形状であればキレ
ート剤処理を行った後、これを行うことにより深みのあ
る黄金色光沢材料が得られる。

【００２６】

【実施例】

（実施例１）アルミニウム合金板（ＪＩＳ ５１８２−
Ｈ１９）を表１に示す条件でＥＤＴＡ−トリエタノール
アミンを含有する水溶液で処理し、次いで表１に示す条
件のタングステン酸塩水溶液に浸漬処理し、ただちに水
洗乾燥した。このサンプルをＪＩＳ Ｚ ２３７１−１
９８８「塩水噴霧試験法」（以下ＳＳＴ−試験とい
う。）に準拠して５％食塩水噴霧９６０時間を行い、腐
食面積を測定した。結果を表１に示す。

【００２７】（比較例１）実施例１においてタングステ
ン酸塩水溶液に代え、リンタングステン酸、リンタング
ステン酸ナトリウム、タングステン酸の水溶液を用いた
ほかは同一の操作を行った。結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】（実施例２、比較例２）純アルミニウム板
（ＪＩＳ Ａ１２００−Ｈ２４）を実施例１の方法に準
じ、表２に示す条件で黄金色アルミニウム板を得、これ
をアクリル樹脂系のクリアラッカー塗装（神東塗料社
製：エスビアＡＬ−５０−Ｂ、塗膜量１．０ｇ／ｍ² 、
焼き付け温度２５０℃、３０ｓｅｃ）をした後、実施例
１と同じくＳＳＴ−試験を行った。結果を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の黄金色アルミニウム材料は色調
の優れた黄金色を有し、この黄金色皮膜は密着性が良
く、かつ耐食性に優れたものである。

【００３２】この材料の製造に際しては黄金色を有する
にもかかわらず、材料としてタングステン酸塩を用いる
だけでコストアップにつながる金そのものを用いないこ
と、高価な設備、大規模な設備を必要とせず、簡単な設
備で充分であり、更に材料が溶射などと異なって高熱の
処理はされないうえ、複雑な形状の製品にも適用できる
など優れた製造方法も併せて開発した。この製造方法は
操業も極めて安定しており、コイル状巻板材に対しても
処理可能であって、生産性の高い黄金色アルミニウム材
料の製造方法である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウム合金材
   をタングステン酸塩を含む水溶液中に浸漬処理した黄金
   色アルミニウム材料。
2. 【請求項２】 アルミニウム材料の表面に形成された酸
   化皮膜を除去した後タングステン酸塩を含む水溶液中に
   浸漬処理したことを特徴とする黄金色アルミニウム材料
   の製造方法。
3. 【請求項３】 酸化皮膜の除去がキレート剤処理、機械
   研磨、化学研磨または電解研磨による方法である請求項
   ２記載の黄金色アルミニウム材料の製造方法。
4. 【請求項４】 タングステン酸塩がアンモニウム、アル
   カリ金属またはマグネシウムの塩である請求項２記載の
   黄金色アルミニウム材料の製造方法。
5. 【請求項５】 アルミニウム表面に形成された酸化皮膜
   を除去した後、タングステン酸塩を含む水溶液中に浸漬
   処理して得た黄金色アルミ材料にクリア塗装をすること
   を特徴とする黄金色アルミニウム材料の製造方法。