JPH0525654A - 緑青の形成方法 - Google Patents

緑青の形成方法

Info

Publication number
JPH0525654A
JPH0525654A JP19863391A JP19863391A JPH0525654A JP H0525654 A JPH0525654 A JP H0525654A JP 19863391 A JP19863391 A JP 19863391A JP 19863391 A JP19863391 A JP 19863391A JP H0525654 A JPH0525654 A JP H0525654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
patina
chloride
copper
chemical conversion
treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19863391A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruki Sato
治樹 佐藤
Takeaki Hayashi
武昌 林
Hideo Tamanoi
英雄 玉野井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co Ltd
Nikko Kyodo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Mining Co Ltd, Nikko Kyodo Co Ltd filed Critical Nippon Mining Co Ltd
Priority to JP19863391A priority Critical patent/JPH0525654A/ja
Publication of JPH0525654A publication Critical patent/JPH0525654A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/48Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
    • C23C22/52Treatment of copper or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅又は銅合金基材表面に、均一色調で密着性
の優れた緑青被膜を短時間に安定して形成させ得る手段
を確立する。 【構成】 緑青を形成しようとする銅又は銅合金基材表
面を、 a) アルカリ金属塩化物及び/又はアルカリ土類
金属塩化物にアルミニウム粉を加えたもの, b)塩化ア
ルミニウム, c) 塩化第二錫, d) 塩化亜鉛, e) 塩化
鉛,から選ばれる1種又は2種以上を含み、かつ酸化剤
として過酸化水素液を添加した処理液で処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、銅又は銅合金基材表
面に密着性の優れた緑青を生産性良く形成する方法に関
する。
【0002】
【従来技術とその課題】神社・仏閣の屋根材等に用いら
れた銅の表面が長い年月の間に大気中の酸素,水蒸気,
炭酸ガス, 硫化物乃至は塩化物等の作用を受け、優雅で
美しい緑色の緑青{CuCO3 ・ Cu (OH)2, CuSO4
3Cu (OH)2, CuCl2 ・ 3Cu (OH)2等の塩基性銅塩}
に覆われることは良く知られているが、この緑青層は重
厚で独特の美観を醸し出すばかりでなく防食皮膜として
の作用をも発揮し、そのため緑青に覆われた銅屋根等は
数百年に及ぶ耐久性を示すこととなる。
【0003】そこで、近年、天然に近い緑青を人工的に
短期間で発生させて基材の腐食防止や装飾乃至美術的な
効果を狙った "緑青被膜形成品" が、屋根材のみならず
建築内壁材や装飾品等にも見られるようになり、これま
でにも天然に近い緑青被膜を人工的に形成させる手段に
関する数多くの提案がなされてきた。
【0004】これら従来の人工緑青形成手段を大別する
と次の通りである。(A) 薬液と接触させる化成処理法
(例えば特公昭57-51468号として提案された方法等),
(B) 薬液中で電解処理する方法 (例えば特公昭55-12117
号として提案された方法等),(C) 基材を化成処理した
後、その上に更に塗装を施す方法 (例えば特開昭55−84
91号として提案された方法等),(D) 緑青色形成物質を含
む塗料で塗装する方法(例えば特開昭55−139467号とし
て提案された方法等),(E) サンドブラストにより表面を
粗面化した銅板表面に銅又は銅合金の粉末を接着剤で接
着した後、塩化アンモニウムや硫酸アンモニウム等の人
工緑青発生液を塗布する方法(例えば特公昭57-52425号
として提案された方法等)。
【0005】しかしながら、上記の人工緑青形成手段
は、実際上(a) 緑青の発生速度が遅い,(b) 緑青被膜が
剥離し易く、 製造設備に多額の費用がかかる,(c) 緑青
色を安定して形成させることができず、不均一で色調が
劣る,(d) 緑青の密着性が良くない,(e) 緑青色被膜を
形成するための工数が多く、 生産性が悪い,等の問題が
指摘されるものであり、更には発生させた緑青の表面を
塗装等によって保護しなければ基材との十分な密着性を
保てないとの問題を有するものでもあった。しかも、塗
料膜による緑青の保護策では、紫外線によって塗膜組成
物の劣化が起きることから上記問題の根本的な解決策と
なり得るものではなかった。
【0006】このようなことから、本発明が目的とした
のは、「銅又は銅合金基材表面に均一色調で密着性の優
れた緑青被膜を短時間に安定して形成し得る手段」を確
立することであった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく数多くの試験を繰り返しながら鋭意研究を
重ねた結果、「緑青を形成しようとする銅又は銅合金表
面を必要に応じて粗面化すると共に、 この表面を“特定
の酸化剤を添加した新規な化成処理液”で処理すると
き、 銅又は銅合金表面と“特定の酸化剤を添加した化成
処理液”との間で化成反応 (腐食生成物形成反応) と腐
食生成物の酸化反応とが同時に進行することとなって、
銅又は銅合金表面に強固に密着し、 かつ天然緑青に酷似
した重厚で均一な色調の緑青被膜が短時間で形成され
る」との新しい知見を得るに至ったのである。
【0008】本発明は、上記知見事項等に基づいて完成
されたものであり、「緑青を形成しようとする銅又は銅
合金基材表面を、 a) アルカリ金属塩化物及び/又はアルカリ土類金属塩
化物にアルミニウム粉を加えたもの, b) 塩化アルミニウム, c) 塩化第二錫, d) 塩化亜鉛, e) 塩化鉛 から選ばれる1種又は2種以上を含み、 かつ酸化剤とし
て過酸化水素液を添加した処理液で処理することによ
り、 密着性に優れた良好な外観の緑青を短時間に安定形
成し得るようにした点」に大きな特徴を有している。
【0009】なお、本発明法に係わる緑青形成法におい
て、処理対象たる銅又は銅合金基材表面については単に
脱脂したままであっても良いが、出来れば粗面化処理を
施すのが好ましい。即ち、基材表面の粗面化処理は、表
面の一様な粗化と一時的な表面の活性化とにつながるた
め基材と形成される緑青被膜の密着性を向上させる上で
非常に有効であり、従って銅又は銅合金基材表面には必
要に応じて粗面化処理が施される。
【0010】一般に知られている金属基材表面の粗面化
法は「化学的方法(電気化学的方法も含む)」と「物理
的方法(機械的方法)」の2種類に大別でき、前者の例
として“酸又はアルカリに浸漬する方法(即ち、 エッチ
ング処理法)”や“電解法”等が、後者の例として“ブ
ラスト法",“ウォ−タ−ジェット法", "動力工具法",
“手工具法”等を挙げることができるが、本発明法では
これらの何れによっても差支えなく、処理対象たる銅又
は銅合金の種類や目的とする緑青形成品表面の粗さ等に
応じて粗面化法を適宜選択すれば良い。
【0011】化成処理液による処理は、処理対象たる銅
又は銅合金基材表面と化成処理液とを接触させる公知の
方法、即ち塗布,スプレ−,浸漬等の何れの手法によっ
ても差支えないが、この塗布やスプレ−等による接触処
理が行われる際に、これと並行して上述した“物理的
(機械的)な基材表面の粗面化手段”が実施されても良
い。そして、このように銅又は銅合金基材表面を前記
“過酸化水素液を添加した特定の化成処理液”で処理す
れば、銅又は銅合金基材表面上に“化成処理被膜の生
成”と“生成する化成処理被膜の酸化”とが同時的に進
行する。
【0012】ところで、「化成処理」とは、一般に、或
る金属を特定条件に調整された腐食性液(化成処理液)
と化学反応させてその金属の表面に固着性のある水に不
溶な腐食生成物層を形成させる処理を言い、その腐食生
成物の物理的或いは化学的性質が着目され防錆,塗装下
地,組成加工用潤滑下地等への利用がなされている。本
発明に係わる "特定の処理液での処理" も前記「化成処
理」とほぼ同じ概念であるが、本発明においては、特
に、銅又は銅合金表面を通常の化成処理で用いられてい
るものとは異なる特殊な処理液で処理して密着性の優れ
た色調の良い緑青を形成させる点で特異なものと言うこ
とができる。
【0013】本発明において用いる特殊な処理液は、前
述したように a) アルカリ金属塩化物及び/又はアルカリ土類金属塩
化物にアルミニウム粉を加えたもの, b) 塩化アルミニウム, c) 塩化第二錫, d) 塩化亜鉛, e) 塩化鉛 から選ばれる1種又は2種以上を含む溶液(溶媒は一般
的には水であるが、 水以外の溶媒であっても差し支えな
い)に過酸化水素液を酸化剤として添加したものであ
り、更にはこれにミョウバン,硫酸銅,硝酸銅等の所謂
“緑青発生薬”と呼ばれている物質を添加したものでも
良く、本発明はこれらのもの全てを包含すると理解すべ
きである。また、過酸化水素液に加えて、やはり酸化作
用を有するイ ) 二酸化マンガン (MnO2 ),ロ ) 二酸化鉛 (PbO2 ),ハ ) 過マンガン酸塩 (KMnO4 ,NaMnO4 他),ニ ) クロム酸塩及び/又は重クロム酸塩 (クロム酸や重
クロム酸をも含む),ホ ) フリ−の沃素を含有する沃素化合物 (例えば、 フリ
−の沃素を含有するヨ−ドカリ溶液等) , 等が補助剤として単独又は組み合わせで添加されていて
も良い。
【0014】
【作用】以下、本発明に係わる処理液(以降、 これらの
溶液を“本発明化成処理液”と略記する) により銅又は
銅合金表面に緑青を形成させる処理について、本発明化
成処理液を "過酸化水素水が添加された塩化アルミニウ
ム水溶液" とした場合を例に詳述するが、本発明化成処
理液が塩化アルミニウム以外の前述した成分を含む場合
であってもほぼ同じ条件でほぼ同様の作用効果が奏され
ることは確認済みである。
【0015】さて、本発明に係わる化成処理液である塩
化アルミニウムの濃度には特に制限はないが、通常は5
〜50重量%、好ましくは20〜30重量%の水溶液が
用いられる。同様に、酸化剤である過酸化水素液の添加
量には特に制限はないが、通常1重量%(100%H2
2 として:以降同様)以上、好ましくは3〜10重量
%である。そして、処理に際しては塩化アルミニウム水
溶液に過酸化水素液を添加した処理液を "銅又は銅合金
表面”上に塗布,スプレ−する等の方法で緑青形成が行
われる。
【0016】この処理を行うと、まず一瞬ではあるが
"銅又は銅合金表面" が白色化し、その後時間の経過と
共に緑青が生成されてくることが、薄膜の色の変化より
認められる。
【0017】この "銅又は銅合金表面を本発明化成処理
液にて処理した際の緑青形成機構"は現在のところ明確
に解明されていないが、X線回折により「該処理によっ
て生成した緑青が化学的に安定な塩基性塩化第二銅{Cu
Cl2 ・ 3Cu(OH)2}である」ことが確認されている。従
って、緑青形成工程は〔1〕化成反応,〔2〕酸化反
応,〔3〕緑青生成反応,の3つの過程をたどると考え
られ、以下のような反応が進行しているのではないかと
推測される。
【0018】〔1〕化成反応 (イ) 塩化アルミニウムが一部加水分解する。 AlCl3 +3H2 O= Al(OH)3+3HCl …(1) (ロ) 生成した塩酸が銅又は銅合金或いは該表面上に形成
された酸化物と反応する。 Cu2 O+2HCl=2CuCl+H2 O …(2) CuO+2HCl=CuCl2 +H2 O …(3) (ハ) 生成した塩化第一銅(CuCl)は一部不均一化反応を
起こす。 2CuCl=CuCl2 +Cu …(4) 勿論、実際には上記 (1)〜 (4)式の反応以外にも種々の
反応が起きていると考えられる。
【0019】〔2〕酸化反応 (a) 塩化第一銅が過酸化水素によって酸化され、塩化第
二銅と水酸化銅になる。 2CuCl+H2 2 =CuCl2 +Cu (OH)2 …(5) (b) 銅及び/又は酸化銅が過酸化水素により酸化され又
は加水分解により水酸化銅となる。 Cu+H2 2 =Cu (OH)2 …(6) Cu2 O+H2 2 =2Cu (OH)2 …(7) CuO+H2 O=Cu (OH)2 …(8)
【0020】〔3〕緑青生成反応 (a) 塩化第二銅と水酸化銅とが反応し、塩基性塩化第二
銅(緑青)が生成する。 CuCl2 +3Cu (OH)2=CuCl2 ・ 3Cu(OH)2 …(9)
【0021】なお、これらの反応〔1〕,〔2〕及び
〔3〕は単独ではなくて同時並行的に進み、最終的には
化学的に安定な化合物である緑青(塩基性塩化第二銅)
になるものと考えられる。
【0022】本発明化成処理液での処理によって緑青が
形成した銅又は銅合金は、好適には乾燥を兼ねた養生に
まわされる。この養生は室温で2〜24時間行えば十分
である。このようにして、密着性の極めて優れた均一色
調の緑青を短時間で形成することができる。
【0023】続いて、本発明を実施例によって更に具体
的に説明する。
【実施例】実施例 1 まず、予め脱脂処理した銅板(360mm幅× 360mm長× 0.3
mm厚) を準備し、これに "塩化アルミニウム30重量%の
水溶液中に過酸化水素水(H2 2 )を7重量%添加し
た処理溶液" を刷毛で均一に塗布して反応層を生成させ
た後、室温で8時間の養生を行った。なお、上記処理溶
液の塗布に際してはブラッシングによる銅板表面の粗面
化処理を施した。
【0024】この処理によって形成された緑青の観察を
行ったところ、該緑青は重厚な青味を帯びた緑色の色調
を呈しており、緑青被膜を指先でこすっても全く剥離を
生ずることがなく、天然緑青と同等以上に優れた密着性
を有していることが確認された。更に、X線回折による
分析より、本発明法により形成された上記緑青は天然緑
青の主成分である塩基性塩化第二銅{CuCl2 ・ 3Cu(O
H)2}にて構成されていることも確認された。
【0025】実施例 2 銅板(360mm幅× 360mm長× 0.3mm厚) に粗面化処理とし
て“公知の化学研磨液を用いたエッチング処理”を施
し、更にブラッシングを行って“塩化第二錫:20重量%
の水溶液中に過酸化水素(H2 2 )を5重量%添加し
た処理溶液”を刷毛で均一に塗布し、その後25℃で8
時間の養生を行った。この処理により、青色の強い色調
で、剥離物が全くない密着性の極めて優れた均一な緑青
被膜が形成された。
【0026】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、天然緑青とほぼ同じ重厚な色調を呈すると共に密着
性が非常に優れた緑青を短時間に安定して形成すること
ができ、しかもこの発明に従えば格別に特殊な設備等を
要することがないため現場施工も簡単で、例えば緑青製
品の補修等をも極めて容易かつ的確に行うことが可能と
なる。従って、屋根材のみならず建築内壁材や装飾品等
の幅広い分野のおける創作物の概念拡大に寄与し得るな
ど、産業上、社会生活上極めて有用な効果がもたらされ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 緑青を形成しようとする銅又は銅合金表
    面を、 a) アルカリ金属塩化物及び/又はアルカリ土類金属塩
    化物にアルミニウム粉を加えたもの, b) 塩化アルミニウム, c) 塩化第二錫, d) 塩化亜鉛, e) 塩化鉛 から選ばれる1種又は2種以上を含み、かつ酸化剤とし
    て過酸化水素液を添加した処理液で処理することを特徴
    とする緑青の形成方法。
JP19863391A 1991-07-13 1991-07-13 緑青の形成方法 Pending JPH0525654A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19863391A JPH0525654A (ja) 1991-07-13 1991-07-13 緑青の形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19863391A JPH0525654A (ja) 1991-07-13 1991-07-13 緑青の形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0525654A true JPH0525654A (ja) 1993-02-02

Family

ID=16394452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19863391A Pending JPH0525654A (ja) 1991-07-13 1991-07-13 緑青の形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0525654A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100869402B1 (ko) 알루미늄계 또는 마그네슘계 금속의 표면처리용 처리액 및 표면처리 방법
JP2008208464A (ja) 金属酸化物及び/又は金属水酸化物被覆金属材料とその製造方法
JPS63501802A (ja) マグネシウムの物品を被覆する方法とそのための電解浴
JP2005171296A (ja) アルミニウム又はアルミニウム合金用3価クロメート液及びそれを用いたアルミニウム又はアルミニウム合金表面に耐食性皮膜を形成する方法
JP3325334B2 (ja) 溶融亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板の光輝性青色処理方法
WO1995029207A1 (en) Artificial patina
JPH0525654A (ja) 緑青の形成方法
JP2588037B2 (ja) 緑青の形成方法
US20100072076A1 (en) Surface treatment method for housings
JPH07150365A (ja) 緑青の形成方法
JP2839124B2 (ja) 緑青の形成方法
JP2588036B2 (ja) 緑青の形成方法
JPS5928638B2 (ja) マグネシウム材表面に着色保護皮膜を形成する方法
JPH04193961A (ja) 緑青の形成方法
KR101741011B1 (ko) 다양한 색상의 금속 산화 피막을 가지는 금속기재 및 제조방법
JPH04193959A (ja) 緑青の形成方法
JP4019535B2 (ja) 装飾体の製造方法
JPH03236481A (ja) 緑青の形成方法
JPH04193960A (ja) 緑青の形成方法
JPH04193958A (ja) 緑青の形成方法
JP2000219975A (ja) 表面処理されたMg合金およびその表面処理方法
JP2005187838A (ja) 金属表面処理液および金属表面処理方法
DE69930163D1 (de) Polymetallat und heteropolymetallat zur passivierungsbeschichtung metallischer oberflächen
JPS596383A (ja) アルミニウム部品に腐蝕保護層を電流を用いないで製出する方法
JP2662013B2 (ja) CuまたはCu合金の屋根板材