JPH0573839B2

JPH0573839B2 -

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Publication number: JPH0573839B2
Application number: JP3799186A
Authority: JP
Inventors: Hideki Iso; Katsuaki Shimochi; Zenichi Aoki
Original assignee: ABERU KK
Current assignee: ABERU KK
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1993-10-15
Also published as: JPS62196396A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明はクロム合金の表面処理法に関し、特
に、たとえばステンレスのような鉄、コバルトお
よびニツケルの１種またはそれ以上の主要金属を
有するクロム合金の表面に脱脂処理を行い、さら
に、この脱脂処理が行われたクロム合金の表面に
着色処理を行う、クロム合金の表面処理法に関す
る。

（従来技術）従来、クロム合金の表面に着色処理を行う際に
は、それに先だつて、クロム合金の表面の脱脂処
理が行われる。

従来の脱脂処理としては、たとえば、オルソけ
い酸ソーダ系の70℃の溶液にクロム合金を浸漬す
ることによつて行われる。さらに、この脱脂処理
の後、クロム合金には、水洗処理および中和処理
が行われる。この水洗処理としては、たとえばク
ロム合金を水中で超音波洗浄器によつて超音波洗
浄することによつて行われる。また、中和処理と
しては、たとえばクロム合金を20％硝酸溶液に30
〜60秒間浸漬することによつて行われる。

そして、これらの一連の処理の後、たとえばク
ロム酸と硫酸とを含む水溶液中で、クロム合金
に、たとえば陽極電解処理を行うことによつて、
クロム合金の表面に酸化皮膜を形成して、着色処
理が行われる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の方法で、クロ
ム合金の表面に脱脂処理を行つて、さらに、この
クロム合金の表面に着色処理を行うためには、そ
の脱脂処理に関連して、処理浴、超音波洗浄器な
どの設備やオルソけい酸ソーダ、硝酸などの薬品
が必要であるだけでなく、その工程が多いためそ
れらの作業が大変煩雑であつた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単
に、クロム合金の表面に脱脂処理を行い、さら
に、このクロム合金の表面に着色処理を行うこと
ができる、クロム合金の表面処理法を提供するこ
とである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、クロム合金の表面に脱脂処理を行
い、さらに、この脱脂処理が行われたクロム合金
の表面に着色処理を行う、クロム合金の表面処理
法であつて、クロム化合物、マンガン化合物、バ
ナジウム化合物およびセレン化合物よりなる群よ
り選択された少なくとも１種を主剤として含有し
かつ硫酸を含有する水溶液を準備する工程と、こ
の水溶液中において、クロム合金の表面に脱脂処
理を行うために、クロム合金に陰極電解処理を行
う工程と、水溶液中において、脱脂処理が行われ
たクロム合金の表面に着色処理を行うために、ク
ロム合金に酸化皮膜を形成する工程とを含む、ク
ロム合金の表面処理法である。

（作用）クロム合金に、クロム化合物、マンガン化合
物、バナジウム化合物およびセレン化合物よりな
る群より選択された少なくとも１種の主剤および
硫酸を含む水溶液中で、陰極電解処理を行うこと
によつて、クロム合金の表面に脱脂処理が行われ
る。

さらに、同じ水溶液中で、脱脂処理されたクロ
ム合金の表面に着色処理が行われる。

（発明の効果）この発明によれば、１種類の水溶液中で、クロ
ム合金の表面に脱脂処理および着色処理を行うこ
とができるので、別の処理浴および別の溶液を準
備する必要性がない。そのため、簡単に、クロム
合金の表面に脱脂処理を行うことができ、さら
に、脱脂処理されたクロム合金の表面に着色処理
を行うことができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。

（実施例）第１Ａ図および第１Ｂ図はこの発明を実施する
ための装置の一例を示し、第１Ａ図はその全体の
図解図であり、第１Ｂ図は浴およびその周辺部分
を示す図解図である。

この装置１０は、定電流電源１２を含む。この
定電流電源１２は、その入力端にたとえば交流
100ないし200Vの電源を接続することによつて、
その出力端から任意の定電流が出力される。な
お、この定電流電源１２では、たとえば０〜
10.0Aの任意の電流値の直流定電流を出力するこ
とができ、たとえば電流通過面積が1dm²の導体
に、たとえば０〜10.0A／ｄm²の電流密度の電流
を流すことができる。

定電流電源１２の出力端は、極性転換スイツチ
１４の入力端に接続される。この極性転換スイツ
チ１４は、その入力端に入力された電流を、その
ままないしは任意な時間経過とともにその極性を
切り換えて、その出力端から出力するためのもの
である。この極性転換スイツチ１４では、それに
入力された電流の極性を、たとえば１秒間以上の
時間で任意に切り換えて出力することができる。

したがつて、この極性転換スイツチ１４の入力
端に入力された定電流は、その出力端から、その
まま、ないしはたとえば第２Ａ図ないし第２Ｄ図
に示すような任意の時間経過にともなつて極性が
切り換えられる電流として出力される。なお、第
２Ａ図および第２Ｂ図では、極性転換スイツチに
入力される定電流の電流値が0.1Aである場合の
時間−電流値の関係を示し、第２Ｃ図および第２
Ｄ図では、極性転換スイツチに入力される定電流
の電流値が0.5Aである場合の時間−電流値の関
係を示し、さらに、第２Ａ図および第２Ｃ図で
は、定電流の極性が10秒ごとに切り換えられる場
合の時間−電流値の関係を示し、第２Ｂ図および
第２Ｄ図では、定電流の極性が36秒ごとに切り換
えられる場合の時間−電流値の関係を示す。

極性転換スイツチ１４の一方の出力端は、たと
えばデジタル表示やアナログ表示の電流計１６お
よび銅製の接続具１８ａを介して、被着色板２０
に接続される。この被着色板２０としては、たと
えばSUS304ステンレスなどのクロム合金が用い
られる。

一方、極性転換スイツチ１４の他方の出力端
は、銅製の接続具１８ｂを介して、被着色板２０
の対極としての対極板２２に接続される。この対
極板２２は、この実施例では鉛で形成されている
が、白金、チタン、ニオブ、カーボンおよびステ
ンレスなどの他の導電性金属で形成されてもよ
い。

これらの被着色板２０および対極板２２は、浴
２４内の水溶液２６中で、所定間隔を隔てて対向
するように配置される。

すなわち、この実施例では、浴２４は、その内
面が鉛張りされて、その内容量がたとえば250
の容量で形成されていて、その浴２４の中にたと
えば200の水溶液２６が溜められている。そし
て、被着色板２０および対極板２２が、銅製の接
続具１８ａおよび１８ｂで吊るされて、水溶液２
６中においてたとえば12dm²の面積で対向するよ
うに水溶液２６中に浸漬されているのである。

なお、被着色板２０および対極板２２は、それ
ぞれの上部が水溶液２６に漬からないように、接
続具１８ａおよび１８ｂによつて、吊るされてい
るのである。なお、接続具１８ａおよび１８ｂ
を、チタンやステンレスなどのように水溶液２６
で腐食されにくい金属材料で形成すれば、接続具
１８ａおよび１８ｂを水溶液２６中に漬けてもよ
い。

また、浴２４内に溜められた水溶液２６は、主
剤としてたとえば250ｇ／のクロム酸、および
電解質としてたとえば490ｇ／の硫酸を含む。

なお、この発明における水溶液２６の好ましい
例としては、クロム酸を50〜500ｇ／および硫
酸を300〜1000ｇ／を含む水溶液が挙げられる。

すなわち、水溶液に含有させるクロム酸は、そ
れを50ｇ／未満にすると、クロム合金の表面に
酸化皮膜を形成する工程に時間がかかり過ぎて実
用に供しなく、それを500ｇ／を超える値にす
ると、クロム酸が溶解しにくく経済的に不利益が
あつて、この発明おける水溶液２６に含有される
クロム酸は、上述の範囲で含有させることが好ま
しいとした。

さらに、水溶液に含有させる硫酸は、それを
300ｇ／未満にすると、電解処理の反応が遅過
ぎて実用に供しなく、それを1000ｇ／を超える
値にすると、被着色板の表面を溶解してしまい被
着色板の表面に酸化皮膜を形成することができな
いので、この発明における水溶液２６に含有され
る硫酸は、上述の範囲で含有させることが好まし
いとした。

さらに、好ましくは、クロム酸を200〜400ｇ／
および硫酸を400〜600ｇ／含む水溶液が挙げ
られる。

なお、この水溶液２６は、その温度が、常温
（20℃）より低ければ、電解処理に時間がかかり
過ぎて実用に供することができず、100℃より高
ければ、浴の腐食などによる老化が起こるため、
20〜100℃の範囲にするのが好ましい。さらに好
ましくは、水溶液の温度が40〜80の範囲にあるこ
とであり、最も好ましいのは、50〜60℃の範囲で
ある。

また、水溶液２６には、電解着色による急激な
色の変化を抑えて、一定な色を取り出し易くする
ために、たとえばリン酸などの抑制剤を、たとえ
ば10〜120ｇ／含有させてもよい。

そして、この発明では、上述した主剤および硫
酸などを含む水溶液２６中で、たとえばステンレ
スなどのクロム合金（被着色板２０）に、陰極電
解処理を行うことによつて、クロム合金の表面に
脱脂処理を行い、さらに、同じ水溶液２６中で、
脱脂処理が行われたクロム合金に、たとえば陽極
電解処理、または、陽極電解処理および陰極電解
処理を交互に繰り返して行う処理（交番電解処
理）を行つて、その表面に、酸化皮膜を形成する
ことによつて着色処理を行つたのである。

次に、この装置１０によつて、被着色板２０
に、脱脂処理および着色処理を行う工程につい
て、詳しく説明する。

まず、その表面に脱脂処理および着色処理を行
うための被着色板２０（ステンレス板）を準備し
た。そして、この被着色板２０の表面に油脂など
が付着されているかどうかを確かめるために、被
着色板２０をその表面が水平になるように設置
し、その表面に水を均一にかけた。すると、この
被着色板２０の表面では、水が所々にかたまつて
存在するようになつた。これによつて、被着色板
２０の表面に油脂が付着されていることがわか
る。

そして、第１Ａ図および第１Ｂ図に示すよう
に、装置１０にこの被着色板２０および対極板２
２などを接続し、さらに、浴２４内の水溶液２６
中に、被着色板２０および対極板２２を12dm²の
面積で対向するように浸漬する。

さらに、この装置１０によつて、水溶液２６中
で、被着色板２０に陰極電解処理を行う。この場
合、定電流電源１２から、たとえば6Aの直流定
電流を出力して、陰極電解処理を行う。したがつ
て、この陰極電解処理では、被着色板２０には、
たとえば0.5A／ｄm²の電流密度の電流が流れる。
なお、この電流密度は、0.05〜5A／ｄm²の範囲
にあることが好ましい。また、この陰極電解処理
は、この実施例では、たとえば60秒間行われる
が、数秒〜30分間行つてもよい。

ここで、この陰極電解処理によつて、被着色板
２０の表面に脱脂処理が行われたかどうかを確か
めるために、被着色板２０を、水溶液２６中から
引き上げて、その表面が水平になるように設置
し、その表面に水をかけた。すると、この陰極電
解処理が行われた被着色板２０の表面では、水が
均一な薄層状となつて存在するようになつた。こ
れより、この陰極電解処理によつて、被着色板２
０の表面に脱脂処理が行われたことがわかる。

そして、この陰極電解処理が行われた被着色板
２０を、第１Ａ図および第１Ｂ図に示すように、
再び水溶液２６中に浸漬し、第２Ａ図ないし第２
Ｄ図に示すような一定時間ごとに極性が変わる電
流を、極性転換スイツチ１４の出力端から出力し
て、１つの浴２４内の水溶液２６中の被着色板２
０に、陽極電解処理および陰極電解処理（逆電解
処理）を交互に繰り返して20分間行う。この場
合、定電流電源１２から、たとえば1.2Aの直流
定電流を出力させ、その直流定電流の極性を、極
性転換スイツチ１４で、たとえば10秒ごとに切り
換えることによつて行われるので、陽極電解処理
および陰極電解処理は、交互にたとえば60回ずつ
行われる。

また、被着色板２０に流れる電流密度は、定電
流電源１２から出力される電流値が1.2Aであり、
被着色板２０と対極板２２とが水溶液２６中で
12dm²の面積で対向されているので、0.1A／ｄm²
とされる。なお、被着色板２０に流す電流は、そ
の電流密度が0.05〜1.00A／ｄm²の範囲にあるこ
とが好ましく、さらに、その極性を１秒以上ごと
に切り換えることが好ましい。この陽極電解処理
および陰極電解処理が交互に繰り返されて行われ
た被着色板２０の表面には、酸化皮膜が形成され
着色処理が行われたのである。

したがつて、１種類の水溶液２６中で、被着色
板２０の表面に脱脂処理および着色処理を行うこ
とができたのである。

なお、上述の実施例では、脱脂処理された被着
色板２０の表面に着色処理を行うために、水溶液
２６中で被着色板２０の陽極電解処理および陰極
電解処理を交互に繰り返して行つたが、この発明
では、水溶液２６中で、脱脂処理された被着色板
２０に陽極電解処理のみを行つて着色処理を行つ
てもよい。

また、上述の実施例では、水溶液２６の主剤と
してクロム酸を用いたが、このクロム酸に代え
て、たとえばクロム酸塩や重クロム酸などのクロ
ム化合物が利用可能である。

さらに、この発明における水溶液２６の好まし
い例としては、過マンガン酸カリウムを５〜100
ｇ／および硫酸を50〜1000ｇ／含むものが挙
げられる。すなわち、水溶液に含有させる過マン
ガン酸カリウムは、それを５ｇ／未満にする
と、クロム合金の表面に酸化皮膜を形成する工程
に時間がかかり過ぎて実用に供しなく、それを
100ｇ／を超える値にすると、経済的に不利益
があるだけでなく七酸化マンガンによると推定さ
れる爆発の危険性があつて、この発明おける水溶
液２６に含有される過マンガン酸カリウムは、上
述の範囲で含有させることが好ましい。さらに、
水溶液に含有させる硫酸は、それを50ｇ／未満
にすると、電解処理の反応が遅過ぎて実用に供し
なく、それを1000ｇ／を超える値にすると、被
着色板の表面を溶解してしまい被着色板の表面に
酸化皮膜を形成することができないので、この発
明における水溶液２６に含有される硫酸は、上述
の範囲で含有させることが好ましい。

また、水溶液の主剤としては、KMnO₄（過マ
ンガン酸カリウム）の他に、たとえばNaMnO₄
（過マンガン酸ナトリウム）、MnO₂（二酸化マン
ガン）、MnSO₄（硫酸マンガン）、MnO、Mn₃O₄、
Mn₂O₃、MnO₃、Mn₂O₇、MnAl₂O₄、MnTiO₃、
LaMnO₃、K₂Mn₂O₅、Na₂Mn₂O₅、CaO・
nMnO₂（ｎ＝0.5、１、２、３、５）、Na₃MnO₄、
Ba₃〔MnO₄〕₂、K₂MnO₄、LiMnO₄、RbMnO₄、
AgMnO₄、CsMnO₄、Ca〔MnO₄〕₂、Mg
〔MnO₄〕₂、Ba〔MnO₄〕₂などおよびこれらの化合
物の水和物などのマンガン酸化物およびその塩類
などのマンガン化合物を用いることができる。

さらに、主剤としては、たとえばHVO₃（メタ
バナジン酸）、V₂O₅（五酸化バナジウム）、
KVO₃、NaVO₃、Na₃VO₄、NH₄VO₃、
〔NH₄〕₄V₄O₁₂などのアルカリまたはアンモニウ
ムなどのバナジン酸塩などのバナジウム化合物や
たとえばH₂SeO₄（セレン酸）などのセレン化合
物も利用可能である。

すなわち、主剤としては、クロム化合物、マン
ガン化合物、バナジウム化合物およびセレン化合
物よりなる群より選択された少なくとも１種を用
いればよいのである。

実施例まず、その表面に脱脂処理および着色処理を行
うための被着色板として、縦150mm、横140mm、厚
さ1.5mmのステンレス板３２を６枚準備した。そ
して、サンプル１〜６となる各ステンレス板３２
の表面に油脂などが付着されているかどうかを確
かめるために、各ステンレス板３２をその表面が
水平になるように設置し、その表面に水を均一に
かけた。すると、これらのステンレス板３２の表
面では、水が所々にかたまつて存在するようにな
つた。これによつて、これらのステンレス板３２
の表面に油脂が付着されていることがわかる。

さらに、縦150mm、横140mmの鉛製の対極板３４
を準備した。

一方、クロム酸250ｇ／および硫酸490ｇ／
を含む水溶液２６を調製し、この水溶液２６を、
浴としての５のビーカ３０の中に注ぎ込んだ。

そして、第３図に示すように、水溶液２６が注
ぎ込まれたビーカ３０内で、ステンレス板３２か
ら10cm隔てて対向するように対極板３４を配置さ
せた。

そして、表に示すように、サンプル１〜６とな
る各ステンレス板３２に、0.5A／ｄm²の電流密
度の電流を、180秒間または300秒間流して、ステ
ンレス板３２に陰極電解処理を行つて、脱脂処理
を行つた。

ここで、この陰極電解処理によつて、サンプル
１〜６となる各ステンレス板３２の表面に脱脂処
理が行われていることを確かめるために、各ステ
ンレス板３２を、水溶液２６中から引き上げて、
その表面が水平になるように設置し、その表面に
水をかけた。すると、この陰極電解処理が行われ
た各ステンレス板３２の表面では、水が均一な薄
層状となつて存在するようになつた。したがつ
て、この陰極電解処理によつて、ステンレス板３
２の表面に脱脂処理が行われたことが確認され
る。

さらに、表に示すように、サンプル１〜５とな
る各ステンレス板３２に、水溶液２６中におい
て、それぞれ、0.2A／ｄm²の電流密度の電流で、
420秒間、440秒間、480秒間、500秒間、530秒間、
陽極電解処理を行つて、着色処理を行つた。ま
た、サンプル６となるステンレス板３２に、水溶
液２６中において、0.2A／ｄm²の電流密度の電
流で、60秒間の陽極電解処理と60秒間の陰極電解
処理とを１サイクルとして9.5サイクル（1140秒
間）の着色処理を行つた。

なお、上述の各電流の流すためには、上述の実
施例で使用された装置１０を用いた。また、ステ
ンレス板３２および対極板３４と極性転換スイツ
チ１４との接続は、水溶液２６外でステンレス板
３２および対極板３４を、極性転換スイツチ１４
に接続された金属製クリツプで挟むことによつて
行つた。

こうして得た各サンプル１〜６について、その
色を肉眼で判別した。この実験結果を別表に示
す。

この別表などに示された実験結果から、この発
明の範囲内の方法を実施することによつて得られ
たサンプル１〜６について、１つの浴（ビーカ３
０）内の１種類の水溶液２６中で、脱脂処理およ
び着色処理が行われたことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図はこの発明を実施する
ための装置の一例を示し、第１Ａ図はその全体の
図解図であり、第１Ｂ図は浴およびその周辺部分
を示す図解図である。第２Ａ図ないし第２Ｄ図
は、それぞれ、極性転換スイツチに定電流を入力
した場合の極性転換スイツチの出力電流の例を示
す。第３図は、実験例においてステンレス板と対
極板との位置関係を示す図解図である。図において、１０は装置、１２は定電流電源、
１４は極性転換スイツチ、１６は電流計、１８ａ
および１８ｂは接続具、２０はステンレス板、２
２は対極板、２４は浴、２６は水溶液を示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１クロム合金の表面に脱脂処理を行い、さら
に、前記脱脂処理が行われた前記クロム合金の表
面に着色処理を行う、クロム合金の表面処理法で
あつて、クロム化合物、マンガン化合物、バナジウム化
合物およびセレン化合物よりなる群より選択され
た少なくとも１種を主剤として含有しかつ硫酸を
含有する水溶液を準備する工程、前記水溶液中において、前記クロム合金の表面
に脱脂処理を行うために、前記クロム合金に陰極
電解処理を行う工程、および前記水溶液中において、前記脱脂処理が行われ
た前記クロム合金の表面に着色処理を行うため
に、前記クロム合金に酸化皮膜を形成する工程を
含む、クロム合金の表面処理法。２前記クロム化合物は、クロム酸、クロム酸塩
および重クロム酸のうちの１種を含む、特許請求
の範囲第１項記載のクロム合金の表面処理法。３前記マンガン化合物は、マンガン酸化物また
はその塩類を含む、特許請求の範囲第１項または
第２項記載のクロム合金の表面処理法。４前記マンガン酸化物およびその塩類は、過マ
ンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム、二
酸化マンガンおよび硫酸マンガンのうちの１種を
含む、特許請求の範囲第３項記載のクロム合金の
表面処理法。５前記バナジウム化合物は、バナジン酸塩を含
む、特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
かに記載のクロム合金の表面処理法。６前記バナジン酸塩は、メタバナジン酸および
五酸化バナジウムのうちの１種を含む、特許請求
の範囲第５項記載のクロム合金の表面処理法。７前記セレン化合物は、セレン酸を含む、特許
請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載
のクロム合金の表面処理法。８前記クロム合金の表面に前記酸化皮膜を形成
する工程は、前記水溶液中で前記クロム合金に陽
極電解処理を行う工程を含む、特許請求の範囲第
１項ないし第７項のいずれかに記載のクロム合金
の表面処理法。９前記クロム合金の表面に前記酸化皮膜を形成
する工程は、前記水溶液中で前記クロム合金に陽
極電解処理および陰極電解処理を交互に繰り返し
て行う工程を含む、特許請求の範囲第１項ないし
第７項のいずれかに記載のクロム合金の表面処理
法。