JPH06235090A - 陽極酸化アルミニウムの電解着色法 - Google Patents
陽極酸化アルミニウムの電解着色法Info
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- JPH06235090A JPH06235090A JP6000050A JP5094A JPH06235090A JP H06235090 A JPH06235090 A JP H06235090A JP 6000050 A JP6000050 A JP 6000050A JP 5094 A JP5094 A JP 5094A JP H06235090 A JPH06235090 A JP H06235090A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/20—Electrolytic after-treatment
- C25D11/22—Electrolytic after-treatment for colouring layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/045—Anodisation of aluminium or alloys based thereon for forming AAO templates
Abstract
(57)【要約】
【目的】 陽極酸化されたアルミニウム部品の電気分解
を用いた新規な着色法を提供する。 【構成】 陽極酸化されたアルミニウム部品の電気分解
を用いた着色が、陽極酸化膜を形成する第１工程、バリ
ア膜を改質する第２工程、このバリア膜に金属粒子を堆
積する第３工程により行われる。バリア膜の電解改質
は、小さな溶解力の電解質中で実行される。第３工程
は、金属粒子のわずかな電解堆積によって実行され、こ
の堆積の下での内部反射を増加する。バリア膜の電解改
質において加えられる複雑な交流の平均電圧は、５Ｖよ
り小さく、電流の平均密度は、２００ｍＡ／ｄｍ2より
小さい。可視スペクトルの中の種々の色に着色できる。
を用いた新規な着色法を提供する。 【構成】 陽極酸化されたアルミニウム部品の電気分解
を用いた着色が、陽極酸化膜を形成する第１工程、バリ
ア膜を改質する第２工程、このバリア膜に金属粒子を堆
積する第３工程により行われる。バリア膜の電解改質
は、小さな溶解力の電解質中で実行される。第３工程
は、金属粒子のわずかな電解堆積によって実行され、こ
の堆積の下での内部反射を増加する。バリア膜の電解改
質において加えられる複雑な交流の平均電圧は、５Ｖよ
り小さく、電流の平均密度は、２００ｍＡ／ｄｍ2より
小さい。可視スペクトルの中の種々の色に着色できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、陽極酸化アルミニウム
の電気分解を用いた着色法に関する。
の電気分解を用いた着色法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】建築
用途における装飾的および美的目的のための陽極酸化ア
ルミニウムの着色は、４０年以上にわたって常に必要と
されてきた。はじめ、使用されたシステムは、多孔性の
陽極酸化膜の有機顔料または無機顔料の染み込みによる
着色であった。これらのシステムの最大の欠点は、大気
にさらしたときの色の不安定性であった。もう１つの非
常に古い着色システムは、一体着色である。そのような
システムは、本質的に、陽極酸化処理において使用され
る電解液に溶解しない、金属間元素または金属間化合物
を含むアルミニウム合金の使用に基づいている。陽極酸
化膜の生成において、金属間化合物は、陽極酸化膜の中
に捕らえられ、金、青銅、灰色、黒を含む限られた範囲
内の色を生じる。このシステムを用いて生産された膜
は、極端に固く、優れた耐腐食性を有する。得られた色
は、また、日光に対しても非常に強い。
用途における装飾的および美的目的のための陽極酸化ア
ルミニウムの着色は、４０年以上にわたって常に必要と
されてきた。はじめ、使用されたシステムは、多孔性の
陽極酸化膜の有機顔料または無機顔料の染み込みによる
着色であった。これらのシステムの最大の欠点は、大気
にさらしたときの色の不安定性であった。もう１つの非
常に古い着色システムは、一体着色である。そのような
システムは、本質的に、陽極酸化処理において使用され
る電解液に溶解しない、金属間元素または金属間化合物
を含むアルミニウム合金の使用に基づいている。陽極酸
化膜の生成において、金属間化合物は、陽極酸化膜の中
に捕らえられ、金、青銅、灰色、黒を含む限られた範囲
内の色を生じる。このシステムを用いて生産された膜
は、極端に固く、優れた耐腐食性を有する。得られた色
は、また、日光に対しても非常に強い。
【０００３】しかし、このアルミニウム着色システム
は、多数の問題を有する。特に、以下の問題がある。 （１）色を一様にするために、非常に精密な制御が、合
金の予熱と均一化および次の合金の変態すなわち突出段
階すなわち層状化段階において要求される。 （２）陽極酸化電解質の非常に精密な制御が要求され
る。 （３）通常の陽極酸化法において使用されるよりもずっ
と大きな電圧が要求される。結果として、エネルギー消
費は、通常の陽極酸化法におけるよりも５〜１０倍であ
ると計算でき、明らかにこのシステムをほとんど承認し
がたいものとしている。 （４）色の強度は、得られる膜の厚さに密接に関連して
いる。 これらの問題は、それ自体、このアルミニウム着色シス
テムの実用への関心を乏しくしている。
は、多数の問題を有する。特に、以下の問題がある。 （１）色を一様にするために、非常に精密な制御が、合
金の予熱と均一化および次の合金の変態すなわち突出段
階すなわち層状化段階において要求される。 （２）陽極酸化電解質の非常に精密な制御が要求され
る。 （３）通常の陽極酸化法において使用されるよりもずっ
と大きな電圧が要求される。結果として、エネルギー消
費は、通常の陽極酸化法におけるよりも５〜１０倍であ
ると計算でき、明らかにこのシステムをほとんど承認し
がたいものとしている。 （４）色の強度は、得られる膜の厚さに密接に関連して
いる。 これらの問題は、それ自体、このアルミニウム着色シス
テムの実用への関心を乏しくしている。
【０００４】陽極酸化アルミニウムの金属電解着色シス
テムは、１９６０年代の終わりに現れた。この方法にお
いて、着色は、孔の底から陽極酸化膜の表面部分への金
属粒子の堆積と累積により得られる。着色は、種々の異
なった光学的効果、すなわち、透明な陽極酸化膜に入射
し通過する光の屈折、偏向、吸収、内部反射により生じ
る。金属堆積の表面への光の入射は、可視スペクトルの
電磁波の優先的吸収をほとんど生じない。ほとんどすべ
ての金属は、さらに橙や赤みがかった色を生じる銅など
の遷移金属を除いて、わずかに黄色っぽい色を生じる。
テムは、１９６０年代の終わりに現れた。この方法にお
いて、着色は、孔の底から陽極酸化膜の表面部分への金
属粒子の堆積と累積により得られる。着色は、種々の異
なった光学的効果、すなわち、透明な陽極酸化膜に入射
し通過する光の屈折、偏向、吸収、内部反射により生じ
る。金属堆積の表面への光の入射は、可視スペクトルの
電磁波の優先的吸収をほとんど生じない。ほとんどすべ
ての金属は、さらに橙や赤みがかった色を生じる銅など
の遷移金属を除いて、わずかに黄色っぽい色を生じる。
【０００５】金属堆積の側面の表面を増加するとき、内
部反射は増大され、これにより、拡散反射が、したがっ
て、可視スペクトルの電磁波の内部吸収が増加する。こ
れは、黄色っぽい色を暗くし、茶色を生じる。この茶色
は、実際には青銅色と呼ばれるが、黒であることもあ
る。この着色システムは、現在、金色、青銅色、黒色を
含む限られた範囲の色を生じる。銅の堆積は赤みがかっ
た範囲の色の堆積を生じることができるが、この方法
は、それに伴う腐食の危険が大きいために、まれにしか
使用されない。これらの最終仕上げ品の質と安定性は、
最適である。
部反射は増大され、これにより、拡散反射が、したがっ
て、可視スペクトルの電磁波の内部吸収が増加する。こ
れは、黄色っぽい色を暗くし、茶色を生じる。この茶色
は、実際には青銅色と呼ばれるが、黒であることもあ
る。この着色システムは、現在、金色、青銅色、黒色を
含む限られた範囲の色を生じる。銅の堆積は赤みがかっ
た範囲の色の堆積を生じることができるが、この方法
は、それに伴う腐食の危険が大きいために、まれにしか
使用されない。これらの最終仕上げ品の質と安定性は、
最適である。
【０００６】１９７０年代の中頃に、電解着色法の新し
い技術が現れた。この方法により、新しい色を得ること
が可能になった。この技術は、実際には光干渉による電
解着色法と呼ばれた。米国特許第４,０６６,８１６号、
同第４,２５１,３３０号および同第４,３１０,５８６号
は、この着色システムの異なった技法を開示する。それ
らの特許において与えられた方法の理論的説明は次のと
おりである。白色光のビームが陽極酸化膜に当たると
き、その１部は、反射され、他の１部が陽極酸化膜を通
り、その通路は屈折効果によりずれる。陽極酸化膜を通
るビームの１部は、穴の底に位置する金属堆積に当たる
と、ふたたび反射される。ビームのその他の部分は、陽
極酸化膜を通って、金属の表面に達し、そこで反射され
る。金属堆積の上面により定義される面とアルミニウム
の表面との間の間隔がある値に達すると、光干渉効果
が、建設的であれ破壊的であれ生じ、可視スペクトルの
色を生じる。光ビームが異なった屈折率の媒体中の透明
薄膜に当たり透過するときに生じる光干渉効果は、公知
の事実であり、どんな基本的な光学の教科書にも記載さ
れている（たとえば、Francis Weston Sears著、Princi
ples of Physics Series、OPTICS、第８章 INTERFERENC
E 8.1、INTERFERENCES IN THIN FILMS、第２０３頁）。
い技術が現れた。この方法により、新しい色を得ること
が可能になった。この技術は、実際には光干渉による電
解着色法と呼ばれた。米国特許第４,０６６,８１６号、
同第４,２５１,３３０号および同第４,３１０,５８６号
は、この着色システムの異なった技法を開示する。それ
らの特許において与えられた方法の理論的説明は次のと
おりである。白色光のビームが陽極酸化膜に当たると
き、その１部は、反射され、他の１部が陽極酸化膜を通
り、その通路は屈折効果によりずれる。陽極酸化膜を通
るビームの１部は、穴の底に位置する金属堆積に当たる
と、ふたたび反射される。ビームのその他の部分は、陽
極酸化膜を通って、金属の表面に達し、そこで反射され
る。金属堆積の上面により定義される面とアルミニウム
の表面との間の間隔がある値に達すると、光干渉効果
が、建設的であれ破壊的であれ生じ、可視スペクトルの
色を生じる。光ビームが異なった屈折率の媒体中の透明
薄膜に当たり透過するときに生じる光干渉効果は、公知
の事実であり、どんな基本的な光学の教科書にも記載さ
れている（たとえば、Francis Weston Sears著、Princi
ples of Physics Series、OPTICS、第８章 INTERFERENC
E 8.1、INTERFERENCES IN THIN FILMS、第２０３頁）。
【０００７】干渉効果による電解着色法についての上記
の米国特許第４,０６６,８１６号、同第４,２５１,３３
０号および同第４,３１０,５８６号は、基本的に、起こ
ることが長年知られてきた効果と条件を特許として請求
する。これらの特許は、法的正当性を問わなくても、以
下のように、理論的観点から誤っている。これらの特許
は、金属表面と、金属堆積の薄い層の上部を含む仮想的
平行表面とにより限界づけられた層を考える。この層
は、明らかに不連続であり、金属粒子が堆積される孔に
よって取り上げられた面と全く異なる。酸化アルミニウ
ムにより構成される多孔性部分はない。穴の間の面が、
残りの陽極酸化膜と異なった屈折率を有すると想像する
ことは困難である。さらに、そのようなことがあったと
しても、上記の面は、平行な面において金属表面と完全
に異なるであろう（光干渉が生じる本質的条件）。明ら
かに、光干渉は、金属堆積によって取り上げられた層の
面では起こり得ない。なぜなら、白色光は、多かれ少な
かれ、ランダムに反射されるのみであり、拡散反射を起
こすからである。
の米国特許第４,０６６,８１６号、同第４,２５１,３３
０号および同第４,３１０,５８６号は、基本的に、起こ
ることが長年知られてきた効果と条件を特許として請求
する。これらの特許は、法的正当性を問わなくても、以
下のように、理論的観点から誤っている。これらの特許
は、金属表面と、金属堆積の薄い層の上部を含む仮想的
平行表面とにより限界づけられた層を考える。この層
は、明らかに不連続であり、金属粒子が堆積される孔に
よって取り上げられた面と全く異なる。酸化アルミニウ
ムにより構成される多孔性部分はない。穴の間の面が、
残りの陽極酸化膜と異なった屈折率を有すると想像する
ことは困難である。さらに、そのようなことがあったと
しても、上記の面は、平行な面において金属表面と完全
に異なるであろう（光干渉が生じる本質的条件）。明ら
かに、光干渉は、金属堆積によって取り上げられた層の
面では起こり得ない。なぜなら、白色光は、多かれ少な
かれ、ランダムに反射されるのみであり、拡散反射を起
こすからである。
【０００８】上記の特許に記載された理論モデルにより
発展された方法は、可視スペクトルの色、好ましくは青
っぽい灰色を得ることを可能にする。実用的観点から、
この方法は、反復性と一様性について大きな困難を有
し、このため、産業的に広く利用されなかった。
発展された方法は、可視スペクトルの色、好ましくは青
っぽい灰色を得ることを可能にする。実用的観点から、
この方法は、反復性と一様性について大きな困難を有
し、このため、産業的に広く利用されなかった。
【０００９】本発明の目的は、陽極酸化されたアルミニ
ウム部品の電気分解を用いた新規な着色法を提供するこ
とである。
ウム部品の電気分解を用いた新規な着色法を提供するこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る陽極酸化ア
ルミニウムの電解を用いた着色法は、３つの古典的工
程、すなわち、アルミニウム（またはアルミニウム合
金）部品に陽極酸化膜を形成する第１工程、このバリア
膜を改質する第２工程、このバリア膜に金属粒子を堆積
する第３工程からなり、次の特徴を有する。（１）ま
ず、陽極酸化膜が形成される。（２）バリア膜の電解改
質は、低電圧と小電流の印加の下で、小溶解力の電解質
中で実行される。（３）第３工程は、金属粒子のわずか
な電解堆積物によって実行され、この堆積物の下での内
部反射を増加する。本発明の他の特徴においては、バリ
ア膜の改質において用いられる電解質は、１２ｇ／ｌの
濃度の室温、好ましくは２０〜２５℃、での硫酸溶液に
おけるより小さい酸化アルミニウムの溶解力を有する。
ルミニウムの電解を用いた着色法は、３つの古典的工
程、すなわち、アルミニウム（またはアルミニウム合
金）部品に陽極酸化膜を形成する第１工程、このバリア
膜を改質する第２工程、このバリア膜に金属粒子を堆積
する第３工程からなり、次の特徴を有する。（１）ま
ず、陽極酸化膜が形成される。（２）バリア膜の電解改
質は、低電圧と小電流の印加の下で、小溶解力の電解質
中で実行される。（３）第３工程は、金属粒子のわずか
な電解堆積物によって実行され、この堆積物の下での内
部反射を増加する。本発明の他の特徴においては、バリ
ア膜の改質において用いられる電解質は、１２ｇ／ｌの
濃度の室温、好ましくは２０〜２５℃、での硫酸溶液に
おけるより小さい酸化アルミニウムの溶解力を有する。
【００１１】本発明の他の特徴においては、バリア膜の
電解改質において複雑な交流が印加され、この複雑な交
流の平均電圧は、５Ｖより小さい。この複雑な交流と
は、全波でない交流をいう。本発明の他の特徴において
は、印加される複雑な交流の電流の平均密度は、２００
ｍＡ／ｄｍ2より小さい。本発明の他の特徴において
は、種々の色の着色が、バリア膜の結晶格子を電気分解
により改質し、次に、金属粒子を電気分解により堆積す
ることにより行われる。このバリア膜の結晶格子の電気
分解による改質は、加えられる複雑な交流電流の正と負
の半サイクルでのピーク電圧値、正と負の半サイクルで
の平均電圧値と平均電流値、および、バリア膜の結晶格
子の電解改質工程の時間の長さに本質的に依存する。
電解改質において複雑な交流が印加され、この複雑な交
流の平均電圧は、５Ｖより小さい。この複雑な交流と
は、全波でない交流をいう。本発明の他の特徴において
は、印加される複雑な交流の電流の平均密度は、２００
ｍＡ／ｄｍ2より小さい。本発明の他の特徴において
は、種々の色の着色が、バリア膜の結晶格子を電気分解
により改質し、次に、金属粒子を電気分解により堆積す
ることにより行われる。このバリア膜の結晶格子の電気
分解による改質は、加えられる複雑な交流電流の正と負
の半サイクルでのピーク電圧値、正と負の半サイクルで
の平均電圧値と平均電流値、および、バリア膜の結晶格
子の電解改質工程の時間の長さに本質的に依存する。
【００１２】本発明の他の特徴においては、上記の複雑
な交流電流の正と負の半サイクルでのピーク電圧値が７
Ｖより小さい。また、複雑な交流電流の正と負の半サイ
クルでの平均電圧は、２．５Ｖより小さい。また、複雑
な交流電流の平均電流強度は、２００ｍＡ／ｄｍ2より
小さい。また、金属粒子の光堆積の上側部分とアルミニ
ウムと酸化アルミニウムとの間の界面との間の距離が、
５０ｎｍより短い。本発明の他の特徴においては、白の
不透明な色を得るとき、電解着色法は、陽極酸化膜を形
成する第１工程と、バリア膜の電気分解による改質を、
低電圧と小電流を加えて、小さな溶解力の電解質中で実
行する第２工程とからなる。より詳細には、上記のバリ
ア膜を電気分解で改質するときに加えられる複雑な電流
の平均密度は、１２０ｍＡ／ｄｍ2より小さい。最後
に、本発明の他の特徴においては、灰色を得るために、
白の不透明な色が請求項１０から請求項１２までのいず
れかに記載された方法により得られ、次に、金属粒子の
電解堆積が行われる。
な交流電流の正と負の半サイクルでのピーク電圧値が７
Ｖより小さい。また、複雑な交流電流の正と負の半サイ
クルでの平均電圧は、２．５Ｖより小さい。また、複雑
な交流電流の平均電流強度は、２００ｍＡ／ｄｍ2より
小さい。また、金属粒子の光堆積の上側部分とアルミニ
ウムと酸化アルミニウムとの間の界面との間の距離が、
５０ｎｍより短い。本発明の他の特徴においては、白の
不透明な色を得るとき、電解着色法は、陽極酸化膜を形
成する第１工程と、バリア膜の電気分解による改質を、
低電圧と小電流を加えて、小さな溶解力の電解質中で実
行する第２工程とからなる。より詳細には、上記のバリ
ア膜を電気分解で改質するときに加えられる複雑な電流
の平均密度は、１２０ｍＡ／ｄｍ2より小さい。最後
に、本発明の他の特徴においては、灰色を得るために、
白の不透明な色が請求項１０から請求項１２までのいず
れかに記載された方法により得られ、次に、金属粒子の
電解堆積が行われる。
【００１３】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。本発明のアルミニウムの電解着色の
新しいシステムは、バリア膜の結晶格子の改質に基づ
く。このバリア膜は、目的のアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金を陽極酸化することにより生じ、金属粒子ま
たは他の粒子の電解堆積の前に生成される。この新しい
着色システムを、通常の金属または光の干渉着色システ
ムと区別するため、ここでは「結晶電解着色」と呼ぶ。
について説明する。本発明のアルミニウムの電解着色の
新しいシステムは、バリア膜の結晶格子の改質に基づ
く。このバリア膜は、目的のアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金を陽極酸化することにより生じ、金属粒子ま
たは他の粒子の電解堆積の前に生成される。この新しい
着色システムを、通常の金属または光の干渉着色システ
ムと区別するため、ここでは「結晶電解着色」と呼ぶ。
【００１４】結晶電解着色の理論的モデルは、多数の実
証された実験事実に基づく。最も重要な実験事実が以下
に説明される。 （１）陽極酸化過程における陽極酸化膜の生成のメカニ
ズム（図１の（ａ）〜（ｉ）参照）。（たとえば、S. W
ernick、 R. Pinner及びP.G. Sheasby著、THE SURFACE T
REATMENT AND FINISHING OF ALUMINIUM AND ITS ALLOY
S、第６章 Celldimensions、The Manchester School出
版、参照。）まず、アルミニウム部品の上に酸化物層が
形成される（ａ）。陽極酸化より、この酸化物層に孔の
基になる核が発生し、拡がる（ｂ〜ｅ）。さらに、セル
が成長し（ｆ）、６角セルが、したがって多孔性の層が
成長する（ｇ〜ｉ）。セルの下の層がバリア層である。
証された実験事実に基づく。最も重要な実験事実が以下
に説明される。 （１）陽極酸化過程における陽極酸化膜の生成のメカニ
ズム（図１の（ａ）〜（ｉ）参照）。（たとえば、S. W
ernick、 R. Pinner及びP.G. Sheasby著、THE SURFACE T
REATMENT AND FINISHING OF ALUMINIUM AND ITS ALLOY
S、第６章 Celldimensions、The Manchester School出
版、参照。）まず、アルミニウム部品の上に酸化物層が
形成される（ａ）。陽極酸化より、この酸化物層に孔の
基になる核が発生し、拡がる（ｂ〜ｅ）。さらに、セル
が成長し（ｆ）、６角セルが、したがって多孔性の層が
成長する（ｇ〜ｉ）。セルの下の層がバリア層である。
【００１５】陽極酸化膜を解析することにより、６角セ
ルの寸法、バリア層の厚さ、壁の厚さおよび孔の寸法
が、以下のように、陽極酸化において印加される電圧に
直接に関連することが推察される。 バリア層の厚さ、ｄ １.０４ オングストローム／
ボルト セルの寸法、ｃ ２７.７ オングストローム／
ボルト セル壁 ０.７１×バリア層の厚さ 孔の直径、ｐ １２.９ オングストローム／
ボルト （なぜなら、ｐ＝ｃ−（２×０．７１ｄ）だから）
ルの寸法、バリア層の厚さ、壁の厚さおよび孔の寸法
が、以下のように、陽極酸化において印加される電圧に
直接に関連することが推察される。 バリア層の厚さ、ｄ １.０４ オングストローム／
ボルト セルの寸法、ｃ ２７.７ オングストローム／
ボルト セル壁 ０.７１×バリア層の厚さ 孔の直径、ｐ １２.９ オングストローム／
ボルト （なぜなら、ｐ＝ｃ−（２×０．７１ｄ）だから）
【００１６】（２）アルミナの生成におけるアルミナの
ゲルの性質。この性質は、分子にある程度の移動性を与
える。これは、公知の「回復効果」を正当化する（S. W
ernick、 R. Pinner及びP.G. Sheasby著、THE SURFACE T
REATMENT AND FINISHING OFALUMINIUM AND ITS ALLOY
S、第６章 Recovery effects参照）。 ここで重要なのは、各孔のすぐ下に位置する金属表面が
平らでなく、くぼんだ球状であることである。このこと
は、「結晶電解着色」における可視スペクトルにおける
種々の異なった色の生成の説明において本質的である。 （３）陽極酸化膜の密度は、不規則的であり、深さとと
もに増加する。これは、硬度がバリア膜の面でより大き
いことを説明する。 （４）電解質の溶解力が増加するにつれ、陽極酸化膜の
密度が減少し、孔の直径が減少する。逆に、電解質の溶
解力が減少するとき、陽極酸化膜の密度が増加し、孔の
直径が拡大される。
ゲルの性質。この性質は、分子にある程度の移動性を与
える。これは、公知の「回復効果」を正当化する（S. W
ernick、 R. Pinner及びP.G. Sheasby著、THE SURFACE T
REATMENT AND FINISHING OFALUMINIUM AND ITS ALLOY
S、第６章 Recovery effects参照）。 ここで重要なのは、各孔のすぐ下に位置する金属表面が
平らでなく、くぼんだ球状であることである。このこと
は、「結晶電解着色」における可視スペクトルにおける
種々の異なった色の生成の説明において本質的である。 （３）陽極酸化膜の密度は、不規則的であり、深さとと
もに増加する。これは、硬度がバリア膜の面でより大き
いことを説明する。 （４）電解質の溶解力が増加するにつれ、陽極酸化膜の
密度が減少し、孔の直径が減少する。逆に、電解質の溶
解力が減少するとき、陽極酸化膜の密度が増加し、孔の
直径が拡大される。
【００１７】基本的に、「結晶電解着色」法の手順は次
のとおりである。 （Ａ） 陽極酸化膜形成工程 まず、バリア膜が、アルミニウムまたはアルミニウム合
金の部品の上に電解手段により作られる。結晶電解着色
法において、バリア膜が上方で多孔性の膜であるか否か
は違いがない。陽極酸化膜としては、０．３μｍを越え
た厚さの膜を形成する。しかし、建築用には、次の通常
の条件で製造された１５〜２５μｍの間の厚さの陽極酸
化膜で出発する。 電解質 硫酸 濃度 ２００ ｇ／ｌ 温度 ２０ ℃ 電流 １．５ Ａ／ｃｍ2 印加電圧 （約）１６ Ｖ 電流の型 ＤＣ
のとおりである。 （Ａ） 陽極酸化膜形成工程 まず、バリア膜が、アルミニウムまたはアルミニウム合
金の部品の上に電解手段により作られる。結晶電解着色
法において、バリア膜が上方で多孔性の膜であるか否か
は違いがない。陽極酸化膜としては、０．３μｍを越え
た厚さの膜を形成する。しかし、建築用には、次の通常
の条件で製造された１５〜２５μｍの間の厚さの陽極酸
化膜で出発する。 電解質 硫酸 濃度 ２００ ｇ／ｌ 温度 ２０ ℃ 電流 １．５ Ａ／ｃｍ2 印加電圧 （約）１６ Ｖ 電流の型 ＤＣ
【００１８】（Ｂ） バリア層改質工程 次に、以下に説明するように、バリア膜の結晶構造を改
質する。酸化アルミニウムの小さい溶解力の電解質が用
意される。たとえば、１２ｇ／ｌより小さい濃度の硫酸
を用いる。溶解力は、温度を２５℃より低く、保つこと
により制限される。一般には、バリア膜の改質において
用いられる電解質は、１２ｇ／ｌの濃度の室温、好まし
くは２０〜２５℃、での硫酸溶液より小さい酸化アルミ
ニウムの溶解力を有する。上に定義された電解質におい
て、すでに陽極酸化されたアルミニウム部品は、２回目
の電解処理をうける。この処理は、（正の半サイクルが
負の半サイクルより大きい）複雑な交流電流をアルミニ
ウム部品に加えることを含む。この複雑な交流電流（図
５〜図１２に示した例参照）は、たとえば、完全な正の
半サイクルと、半分に縮小された負の半サイクルであ
る。
質する。酸化アルミニウムの小さい溶解力の電解質が用
意される。たとえば、１２ｇ／ｌより小さい濃度の硫酸
を用いる。溶解力は、温度を２５℃より低く、保つこと
により制限される。一般には、バリア膜の改質において
用いられる電解質は、１２ｇ／ｌの濃度の室温、好まし
くは２０〜２５℃、での硫酸溶液より小さい酸化アルミ
ニウムの溶解力を有する。上に定義された電解質におい
て、すでに陽極酸化されたアルミニウム部品は、２回目
の電解処理をうける。この処理は、（正の半サイクルが
負の半サイクルより大きい）複雑な交流電流をアルミニ
ウム部品に加えることを含む。この複雑な交流電流（図
５〜図１２に示した例参照）は、たとえば、完全な正の
半サイクルと、半分に縮小された負の半サイクルであ
る。
【００１９】純粋な（対称的な）交流電流に対応する電
圧は、５Ｖより小さくなければならない。この電圧から
上記の複雑な交流電流が発生される。これは、正の半サ
イクルのピーク電圧が７Ｖより小さいことを意味する。
流れる電流は、２００ｍＡ／ｄｍ2より小さくなければ
ならない。これらの条件において、バリア膜の結晶構造
は、「回復効果」により改質されはじめる。複雑な交流
電流の特徴、正と負の半サイクルのピーク電圧およびバ
リア膜の結晶構造の改質における処理時間は、狙いとす
る色（主に、不透明な白、赤、橙、黄、緑、青または
紫）に依存する。
圧は、５Ｖより小さくなければならない。この電圧から
上記の複雑な交流電流が発生される。これは、正の半サ
イクルのピーク電圧が７Ｖより小さいことを意味する。
流れる電流は、２００ｍＡ／ｄｍ2より小さくなければ
ならない。これらの条件において、バリア膜の結晶構造
は、「回復効果」により改質されはじめる。複雑な交流
電流の特徴、正と負の半サイクルのピーク電圧およびバ
リア膜の結晶構造の改質における処理時間は、狙いとす
る色（主に、不透明な白、赤、橙、黄、緑、青または
紫）に依存する。
【００２０】バリア膜の結晶構造の改質は、以下のよう
に行う。もし対称的な交流電流または複雑な交流電流
が、小さな溶解力の電解質中のアルミニウム部品に加え
られるならば、電流の通電は、より多くのアルミナを生
産し、このアルミナは、電流が流れる面で正確にかつそ
の面でのみ累積されち密にされる。このことは、６方充
填での配位した多角形の結晶構造（図２の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）参照）に似た結晶格子の充填を起こさせ
る（Jose Luis Amoros著、CRYSTALS, INTRODUCTION TO
THE SOLID STATE、第１０章 Packed and coordination
structure参照）。この充填面は、陽極酸化膜の結晶格
子の中に作られた１組の結晶として動作する。この充填
面は、バリア膜の中に、孔の下に、金属と酸化物との境
界に近く、位置される。その下側部分は、くぼんだ球面
状の形状であり、最適には、球面状の鏡として作用す
る。充填面の大きさは、回復効果により、結晶格子の改
質工程におけるピーク電圧に依存する。この充填は、バ
リア膜の中に、孔の底と金属との間に見いだせるので、
以下では、この充填を「バリア結晶」という。
に行う。もし対称的な交流電流または複雑な交流電流
が、小さな溶解力の電解質中のアルミニウム部品に加え
られるならば、電流の通電は、より多くのアルミナを生
産し、このアルミナは、電流が流れる面で正確にかつそ
の面でのみ累積されち密にされる。このことは、６方充
填での配位した多角形の結晶構造（図２の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）参照）に似た結晶格子の充填を起こさせ
る（Jose Luis Amoros著、CRYSTALS, INTRODUCTION TO
THE SOLID STATE、第１０章 Packed and coordination
structure参照）。この充填面は、陽極酸化膜の結晶格
子の中に作られた１組の結晶として動作する。この充填
面は、バリア膜の中に、孔の下に、金属と酸化物との境
界に近く、位置される。その下側部分は、くぼんだ球面
状の形状であり、最適には、球面状の鏡として作用す
る。充填面の大きさは、回復効果により、結晶格子の改
質工程におけるピーク電圧に依存する。この充填は、バ
リア膜の中に、孔の底と金属との間に見いだせるので、
以下では、この充填を「バリア結晶」という。
【００２１】バリア結晶は、残りのバリア膜やバリア層
の上側部分の上に位置する多孔性の陽極酸化膜と異なっ
た物理的性質を有する。バリア結晶は、電流の通電とと
もに発展するので、以下の量が本質的に増加する。 −電気抵抗 −誘電定数 −屈折率 −密度 −化学的抵抗
の上側部分の上に位置する多孔性の陽極酸化膜と異なっ
た物理的性質を有する。バリア結晶は、電流の通電とと
もに発展するので、以下の量が本質的に増加する。 −電気抵抗 −誘電定数 −屈折率 −密度 −化学的抵抗
【００２２】陽極酸化膜の結晶構造を改質する工程が非
常に小さな電流（１２０ｍＡ／ｄｍ2）でなされると、
驚くべきことが起こる。数分後に、陽極酸化膜は透明性
を失い、不透明な外観になる。これは、クロム陽極酸化
において生じる効果と似ている。また、不透明になった
陽極酸化膜の腐食に対する抵抗は、同じ条件で製造され
た不透明でない陽極酸化膜の抵抗よりはるかに大きいこ
とが、見いだされた。これは、孔の底の真下の面でのア
ルミナのより大きなち密性によるものであろう。そこで
は、結晶構造は束ねられ、アルミナをより浸透しにくく
する。
常に小さな電流（１２０ｍＡ／ｄｍ2）でなされると、
驚くべきことが起こる。数分後に、陽極酸化膜は透明性
を失い、不透明な外観になる。これは、クロム陽極酸化
において生じる効果と似ている。また、不透明になった
陽極酸化膜の腐食に対する抵抗は、同じ条件で製造され
た不透明でない陽極酸化膜の抵抗よりはるかに大きいこ
とが、見いだされた。これは、孔の底の真下の面でのア
ルミナのより大きなち密性によるものであろう。そこで
は、結晶構造は束ねられ、アルミナをより浸透しにくく
する。
【００２３】上述の不透明化工程は、陽極酸化膜の厚さ
によらず、正確に同じ陽極酸化膜を生じる。０．１μｍ
の数倍の厚さの陽極酸化膜は、完全に不透明にされる。
不透明化が陽極酸化膜の腐食に対する抵抗を増加するこ
とにより、陽極酸化膜は、クロメート化などの通常の化
成処理の代わりに、塗料に対する下地として使用でき
る。
によらず、正確に同じ陽極酸化膜を生じる。０．１μｍ
の数倍の厚さの陽極酸化膜は、完全に不透明にされる。
不透明化が陽極酸化膜の腐食に対する抵抗を増加するこ
とにより、陽極酸化膜は、クロメート化などの通常の化
成処理の代わりに、塗料に対する下地として使用でき
る。
【００２４】結晶電解着色の理論モデルから得られた第
１の結論は、陽極酸化膜の不透明化において、光が白ま
たは不透明な塗料に当たるときと似た効果が起こること
である。（Francis Weston Sears著、Principles of Ph
ysics Series、OPTICS、第１４章 COLOR 14.8、The col
or of paints and inks、第364頁参照）。不透明な白色
は、単に、多数のバリア結晶と金属表面に当たる光の無
数の内部反射と内部屈折によるものであり、これらと共
に拡散反射も増大して鏡面反射を損ねる。この同じ理由
により、雪は白く、雲は白く、砕かれたガラスの屑は白
い。
１の結論は、陽極酸化膜の不透明化において、光が白ま
たは不透明な塗料に当たるときと似た効果が起こること
である。（Francis Weston Sears著、Principles of Ph
ysics Series、OPTICS、第１４章 COLOR 14.8、The col
or of paints and inks、第364頁参照）。不透明な白色
は、単に、多数のバリア結晶と金属表面に当たる光の無
数の内部反射と内部屈折によるものであり、これらと共
に拡散反射も増大して鏡面反射を損ねる。この同じ理由
により、雪は白く、雲は白く、砕かれたガラスの屑は白
い。
【００２５】上述のことに照らして、バリア膜の不透明
化は基本的に白い電解色を作ることであると推定でき
る。次のことが生じる。すなわち、陽極酸化膜の中の金
属間元素の含有は、白色を損ね、多かれ少なかれ灰色効
果を起こす。陽極酸化法において生産された陽極酸化膜
が透明になり無色になるにつれ、白の純度が増す。この
結論は、クロム酸媒体において得られた陽極酸化膜の不
透明な外観を正当化するために有用である。
化は基本的に白い電解色を作ることであると推定でき
る。次のことが生じる。すなわち、陽極酸化膜の中の金
属間元素の含有は、白色を損ね、多かれ少なかれ灰色効
果を起こす。陽極酸化法において生産された陽極酸化膜
が透明になり無色になるにつれ、白の純度が増す。この
結論は、クロム酸媒体において得られた陽極酸化膜の不
透明な外観を正当化するために有用である。
【００２６】（Ｃ） 金属粒子堆積工程 最後に、バリア結晶格子の上側部分の上に、穴の底に金
属粒子の非常にわずかな層を電着する。この層は、バリ
ア結晶の内部から見ると鏡として作用する。そのような
条件で、非常に多数の反射、屈折、偏向、吸収および干
渉の効果がバリア結晶の内側でも外側でも起こり、可視
スペクトルにおける異なった複数の色を生じる。金属粒
子の電着工程の条件は、通常の電解着色の条件と著しく
異なる。軽くて一様な堆積を保証するために、上述の電
気パラメータは、非常に正確に調整され、制御されねば
ならない。また、電流源と電解槽の間の電気エネルギー
の輸送において起こりうる誘導効果を除く必要がある。
バリア結晶の配置と数、および、それらの屈折率は、交
流の正と負の半サイクルの電気パラメータ（ピーク電
圧、平均電圧、電流値）を調整することにより制御でき
る。
属粒子の非常にわずかな層を電着する。この層は、バリ
ア結晶の内部から見ると鏡として作用する。そのような
条件で、非常に多数の反射、屈折、偏向、吸収および干
渉の効果がバリア結晶の内側でも外側でも起こり、可視
スペクトルにおける異なった複数の色を生じる。金属粒
子の電着工程の条件は、通常の電解着色の条件と著しく
異なる。軽くて一様な堆積を保証するために、上述の電
気パラメータは、非常に正確に調整され、制御されねば
ならない。また、電流源と電解槽の間の電気エネルギー
の輸送において起こりうる誘導効果を除く必要がある。
バリア結晶の配置と数、および、それらの屈折率は、交
流の正と負の半サイクルの電気パラメータ（ピーク電
圧、平均電圧、電流値）を調整することにより制御でき
る。
【００２７】金属粒子の非常にわずかな層の電着工程
は、バリア層の結晶構造の改質がなされた同じ電解質で
行ってもよい。ただし、この電解質に個々の金属塩が加
えられる。同じ電解質を用いた２つの工程の間の両立性
は、結晶格子の改質工程の電気的条件が金属粒子の堆積
を許さないので可能である。可視スペクトルが電磁波ス
ペクトルの１部にしかすぎないことに留意して、結晶電
解着色は、事実上、与えられた色に対応する波長を誘引
することにすぎない。ラジオ局やテレビチャンネルに合
わせるだけで（図３の電磁波スペクトルと図４の可視ス
ペクトルを参照せよ）、結晶電解着色システムにおける
技法が、電磁波スペクトルの他の周波数を誘引し吸収す
るために適用できる。したがって、本方法は、太陽エネ
ルギー収集器の動作を改善する用途に使用できる。
は、バリア層の結晶構造の改質がなされた同じ電解質で
行ってもよい。ただし、この電解質に個々の金属塩が加
えられる。同じ電解質を用いた２つの工程の間の両立性
は、結晶格子の改質工程の電気的条件が金属粒子の堆積
を許さないので可能である。可視スペクトルが電磁波ス
ペクトルの１部にしかすぎないことに留意して、結晶電
解着色は、事実上、与えられた色に対応する波長を誘引
することにすぎない。ラジオ局やテレビチャンネルに合
わせるだけで（図３の電磁波スペクトルと図４の可視ス
ペクトルを参照せよ）、結晶電解着色システムにおける
技法が、電磁波スペクトルの他の周波数を誘引し吸収す
るために適用できる。したがって、本方法は、太陽エネ
ルギー収集器の動作を改善する用途に使用できる。
【００２８】本発明の結晶電解着色は、アルミニウム
（陽極酸化されたか否かを問わない）や他の金属の表面
処理の新しい手段である。この新技術の最も直接の応用
は、次のとおりである。 −（不透明にされた）白色 −灰色 −青銅色（過マンガン酸酢酸青銅に似ている） −青色 −緑色 −黄色 −橙色 −赤色 −紫色 −可視スペクトルでの他の中間の色 −太陽エネルギーを集めるフィルタ膜 −塗装の下地としての薄い不透明膜 −塗装の下地としての他の金属の上の薄い不透明膜
（陽極酸化されたか否かを問わない）や他の金属の表面
処理の新しい手段である。この新技術の最も直接の応用
は、次のとおりである。 −（不透明にされた）白色 −灰色 −青銅色（過マンガン酸酢酸青銅に似ている） −青色 −緑色 −黄色 −橙色 −赤色 −紫色 −可視スペクトルでの他の中間の色 −太陽エネルギーを集めるフィルタ膜 −塗装の下地としての薄い不透明膜 −塗装の下地としての他の金属の上の薄い不透明膜
【００２９】以下、いくつかの例を説明する。 例１ 青の結晶電解着色 （Ａ）陽極酸化工程 処理されるべき部品は、以下の条件で前もって陽極酸化
される。 電解質 硫酸 濃度 １８０ ｇ／ｌ 温度 ２０ ℃ 電流 １.５ Ａ／ｃｍ2 印加電圧 （約）１６.５ Ｖ 電流の型 ＤＣ 時間 ３５ 分
される。 電解質 硫酸 濃度 １８０ ｇ／ｌ 温度 ２０ ℃ 電流 １.５ Ａ／ｃｍ2 印加電圧 （約）１６.５ Ｖ 電流の型 ＤＣ 時間 ３５ 分
【００３０】（Ｂ）バリア膜改質工程 次に、陽極酸化された部品は、以下の条件で、バリア膜
の結晶構造を改質するために処理される。 （ａ） 電解質の組成 ＳｎＳＯ4 ４ ｇ／ｌ ｏ-フェノールスルホン酸 １ ｇ／ｌ Ｈ2ＳＯ4 １０ ｇ／ｌ （ｂ） 温度 ２２ ℃ （ｃ） 時間 １５ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ
の結晶構造を改質するために処理される。 （ａ） 電解質の組成 ＳｎＳＯ4 ４ ｇ／ｌ ｏ-フェノールスルホン酸 １ ｇ／ｌ Ｈ2ＳＯ4 １０ ｇ／ｌ （ｂ） 温度 ２２ ℃ （ｃ） 時間 １５ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ
【００３１】工程の特徴と交流の波形は、表１、表２お
よび図５、図６に詳細に示される。複雑な交流は、純粋
な交流よりトランスとＳＣＲを用いて発生される。この
工程の間に、（１５０ｍＡ／ｄｍ2より小さい値での）
最初と最後の処理条件の間の電流通電を制御するため
に、正と負の半サイクルの導通角は、別々に変えられ
る。表１、表２および図５、図６から分かるように、こ
れらの例に用いられた複雑な交流では、正の半サイクル
の電圧（平均値）、電圧（ピーク値）などが負の半サイ
クルでの値より大きい。たとえば図５の例では、正と負
の半サイクルの電圧（ピーク値）はほぼ同じであるが、
電圧（平均値）は正の半サイクルの方が大きい。また図
６の例では、正の半サイクルの電圧（平均値）と電圧
（ピーク値）が負の半サイクルでの値より大きい。
よび図５、図６に詳細に示される。複雑な交流は、純粋
な交流よりトランスとＳＣＲを用いて発生される。この
工程の間に、（１５０ｍＡ／ｄｍ2より小さい値での）
最初と最後の処理条件の間の電流通電を制御するため
に、正と負の半サイクルの導通角は、別々に変えられ
る。表１、表２および図５、図６から分かるように、こ
れらの例に用いられた複雑な交流では、正の半サイクル
の電圧（平均値）、電圧（ピーク値）などが負の半サイ
クルでの値より大きい。たとえば図５の例では、正と負
の半サイクルの電圧（ピーク値）はほぼ同じであるが、
電圧（平均値）は正の半サイクルの方が大きい。また図
６の例では、正の半サイクルの電圧（平均値）と電圧
（ピーク値）が負の半サイクルでの値より大きい。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】（Ｃ）着色工程そのもの 次に、上記の部品は、以下の条件で金属粒子の電着処理
にさらされる。 （ａ） 電解質の組成 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｂ） 電解質の温度 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｃ） 時間 ２ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ 工程の特徴と波の形は、表３、表４および図７、図８に
詳細に示される。この工程の間に、最初と最後の処理条
件の間の（０．４０ Ａ／ｄｍ2より小さい値での）電流
循環を制御するために、正と負の半サイクルの導通角
は、別々に変えられる。図７と図８の例では、正と負の
半サイクルの電圧（平均値）と電圧（ピーク値）は負の
半サイクルでの値と同じである。この工程が終了する
と、美しいトルコ石の青色が得られる。この色は、有機
的着色において浸漬による着色において得られた色と見
かけが似ている。
にさらされる。 （ａ） 電解質の組成 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｂ） 電解質の温度 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｃ） 時間 ２ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ 工程の特徴と波の形は、表３、表４および図７、図８に
詳細に示される。この工程の間に、最初と最後の処理条
件の間の（０．４０ Ａ／ｄｍ2より小さい値での）電流
循環を制御するために、正と負の半サイクルの導通角
は、別々に変えられる。図７と図８の例では、正と負の
半サイクルの電圧（平均値）と電圧（ピーク値）は負の
半サイクルでの値と同じである。この工程が終了する
と、美しいトルコ石の青色が得られる。この色は、有機
的着色において浸漬による着色において得られた色と見
かけが似ている。
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】例２ 白の不透明の結晶電解着色 （Ａ）陽極酸化工程 処理されるべき部品は、例１と同様な条件で陽極酸化さ
れる。
れる。
【００３８】（Ｂ）バリア膜改質工程 次に、陽極酸化された部品は、以下の条件で、バリア膜
の結晶構造を改質するために処理される。 （ａ） 電解質の組成 ＮｉＳＯ4 １０ ｇ／ｌ ＳｎＳＯ4 ４ ｇ／ｌ 酒石酸 ２ ｇ／ｌ Ｈ2ＳＯ4 ８ ｇ／ｌ （ｂ） 温度 ２０ ℃ （ｃ） 時間 ２０ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ
の結晶構造を改質するために処理される。 （ａ） 電解質の組成 ＮｉＳＯ4 １０ ｇ／ｌ ＳｎＳＯ4 ４ ｇ／ｌ 酒石酸 ２ ｇ／ｌ Ｈ2ＳＯ4 ８ ｇ／ｌ （ｂ） 温度 ２０ ℃ （ｃ） 時間 ２０ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ
【００３９】工程の特徴と波の形は、表５、表６および
図９、図１０に詳細に示される。この工程の間に、（１
００ｍＡ／ｄｍ2より小さい値で）最初と最後の処理条
件の間の電流循環を制御するために、正と負の半サイク
ルの導通角は、別々に変えられる。この工程が終了する
と、美しい不透明な白色が得られる。この色は、合金の
組成に依存してわずかに灰色がかっている。
図９、図１０に詳細に示される。この工程の間に、（１
００ｍＡ／ｄｍ2より小さい値で）最初と最後の処理条
件の間の電流循環を制御するために、正と負の半サイク
ルの導通角は、別々に変えられる。この工程が終了する
と、美しい不透明な白色が得られる。この色は、合金の
組成に依存してわずかに灰色がかっている。
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】例３ 灰色の結晶電解着色 （Ａ）陽極酸化工程 処理されるべき部品は、例１と同様な条件で陽極酸化さ
れる。 （Ｂ）バリア膜改質工程 次に、陽極酸化された部品は、例２と同様な条件で、バ
リア膜の結晶構造を改質するために処理される。
れる。 （Ｂ）バリア膜改質工程 次に、陽極酸化された部品は、例２と同様な条件で、バ
リア膜の結晶構造を改質するために処理される。
【００４３】（Ｃ）着色工程 次に、上記の部品は、例１と同様の条件で金属粒子の電
着処理にさらされる。この工程が終了すると、青みがか
った不透明な灰色が得られる。この色は、シリコン合金
での一体の着色システムを用いて得られた色に非常に似
ている。
着処理にさらされる。この工程が終了すると、青みがか
った不透明な灰色が得られる。この色は、シリコン合金
での一体の着色システムを用いて得られた色に非常に似
ている。
【００４４】例４ 橙の結晶電解着色 （Ａ）陽極酸化工程 処理されるべき部品は、例１と同様な条件で前もって陽
極酸化される。
極酸化される。
【００４５】（Ｂ）バリア膜改質工程 次に、陽極酸化された部品は、以下の条件で、バリア膜
の結晶構造を改質するために処理される。 （ａ） 電解質の組成 ＳｎＳＯ4 ４ ｇ／ｌ ｏ-フェノールスルホン酸 １ ｇ／ｌ Ｈ2ＳＯ4 １０ ｇ／ｌ （ｂ） 温度 ２２ ℃ （ｃ） 時間 １８ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ
の結晶構造を改質するために処理される。 （ａ） 電解質の組成 ＳｎＳＯ4 ４ ｇ／ｌ ｏ-フェノールスルホン酸 １ ｇ／ｌ Ｈ2ＳＯ4 １０ ｇ／ｌ （ｂ） 温度 ２２ ℃ （ｃ） 時間 １８ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ
【００４６】（Ｃ）着色工程 次に、上記の部品は、以下の条件で金属粒子の電着処理
にさらされる。 （ａ） 電解質の組成 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｂ） 電解質の温度 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｃ） 時間 １ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ 工程の特徴と波の形は、表３、表４および図７、図８に
詳細に示される。この工程の間に、（０.４０ Ａ／ｄｍ
2より小さい値で）最初と最後の処理条件の間の電流循
環を制御するために、正と負の半サイクルの導通角は、
別々に変えられる。この工程が終了すると、美しい橙色
が得られる。この色は、有機的着色において浸漬による
着色において得られた色と見かけが似ている。
にさらされる。 （ａ） 電解質の組成 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｂ） 電解質の温度 上記のバリア膜の改質工
程と同じ （ｃ） 時間 １ 分 （ｄ） 電流の型 複雑なＡＣ 工程の特徴と波の形は、表３、表４および図７、図８に
詳細に示される。この工程の間に、（０.４０ Ａ／ｄｍ
2より小さい値で）最初と最後の処理条件の間の電流循
環を制御するために、正と負の半サイクルの導通角は、
別々に変えられる。この工程が終了すると、美しい橙色
が得られる。この色は、有機的着色において浸漬による
着色において得られた色と見かけが似ている。
【００４７】
【表７】
【００４８】
【表８】
【００４９】
【発明の効果】新規な電解着色法により、アルミニウム
部品またはアルミニウム合金部品が可視スペクトルでの
種々の色に着色できる。
部品またはアルミニウム合金部品が可視スペクトルでの
種々の色に着色できる。
【図１】 陽極酸化法において陽極酸化膜を形成するメ
カニズムを示す図式的な図であり、（ａ）〜（ｉ）は、
その一連の過程を示す。
カニズムを示す図式的な図であり、（ａ）〜（ｉ）は、
その一連の過程を示す。
【図２】 結晶格子を示す図であり、特に、（ａ）は、
結晶格子を示し、（ｂ）、（ｃ）は配位された六角格子
を示す図である。
結晶格子を示し、（ｂ）、（ｃ）は配位された六角格子
を示す図である。
【図３】 周波数と波長に基づく電磁スペクトルの図で
あり、可視スペクトルが記されている。
あり、可視スペクトルが記されている。
【図４】 青、緑、赤に対する可視スペクトルの図であ
る。
る。
【図５】 本方法が青の結晶電解着色のために用いられ
たときの波形を示す図である。
たときの波形を示す図である。
【図６】 本方法が青の結晶電解着色のために用いられ
たときの異なった工程での波形を示す図である。
たときの異なった工程での波形を示す図である。
【図７】 本方法が青の結晶電解着色のために用いられ
たときの異なった工程での波形を示す図である。
たときの異なった工程での波形を示す図である。
【図８】 本方法が青の結晶電解着色のために用いられ
たときの異なった工程での波形を示す図である。
たときの異なった工程での波形を示す図である。
【図９】 本方法が不透明な白の結晶電解着色のために
用いられたときの波形を示す図である。
用いられたときの波形を示す図である。
【図１０】 本方法が不透明な白の結晶電解着色のため
に用いられたときの異なった工程での波形を示す図であ
る。
に用いられたときの異なった工程での波形を示す図であ
る。
【図１１】 本方法が橙の結晶電解着色のために用いら
れたときの波形を示す図である。
れたときの波形を示す図である。
【図１２】 本方法が橙の結晶電解着色のために用いら
れたときの異なった工程での波形を示す図である。
れたときの異なった工程での波形を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 モアーズ・アワッド・バサリー アメリカ合衆国30060ジョージア州マリエ ッタ、ノース・ミルフォード・クリーク・ シーエヌ1610番 (72)発明者 ダビデ・ペリーナ イタリア20162ミラノ、ビア・エレ・オル ナート146番
Claims (13)
- 【請求項１】 アルミニウムの陽極酸化膜を形成する第
１工程、バリア膜を改質する第２工程、このバリア膜に
金属粒子を堆積する第３工程からなり、 第２工程は、低電圧と小電流の印加の下で、小溶解力の
電解質中で実行され、 第３工程において、金属粒子のわずかな電解堆積物が堆
積され、この堆積物の下での内部反射を増加することを
特徴とする陽極酸化アルミニウムの電解着色法。 - 【請求項２】 請求項１に記載された方法において、 バリア膜の改質において用いられる電解質は、１２ｇ／
ｌの濃度の室温での硫酸溶液より小さい酸化アルミニウ
ムの溶解力を有することを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載された方法において、 バリア膜の電解改質において複雑な交流が印加され、こ
の複雑な交流の平均電圧は、５Ｖより小さいことを特徴
とする方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載された方法において、 バリア膜の電解改質において複雑な交流が印加され、こ
の複雑な交流の電流の平均密度は、２００ｍＡ／ｄｍ2
より小さいことを特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
された方法において、 バリア膜の結晶格子を電気分解により改質し、次に、金
属粒子を電解により堆積することにより種々の色での着
色が行われ、 このバリア膜の結晶格子の電解による改質は、印加され
る複雑な交流電流の正と負の半サイクルでのピーク電圧
値、正と負の半サイクルでの平均電圧値と平均電流値、
および、バリア膜の結晶格子の電解改質工程の時間の長
さに実質的に依存することを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載された方法において、 バリア膜の電解改質において複雑な交流が印加され、こ
の複雑な交流電流の正と負の半サイクルでのピーク電圧
値が７Ｖより小さいことを特徴とする方法。 - 【請求項７】 請求項１または請求項５に記載された方
法において、 バリア膜の電解改質において複雑な交流が印加され、こ
の複雑な交流電流の正と負の半サイクルでの平均電圧
は、２．５Ｖより小さいことを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項１または請求項５に記載された方
法において、 バリア膜の電解改質において複雑な交流が印加され、こ
の複雑な交流電流の平均電流強度は、２００ｍＡ／ｄｍ
2より小さいことを特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項１から請求項８までのいずれかに
記載された方法において、 金属粒子の光堆積の上側部分とアルミニウムと酸化アル
ミニウムとの間の界面との間の距離が、５０ｎｍより短
いことを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 陽極酸化膜を形成する第１工程と、 バリア膜の電気分解による改質を、低電圧と小電流を印
加して、小さな溶解力の電解質中で実行する第２工程と
からなり、白の不透明な色を得ることを特徴とする陽極
酸化アルミニウムの電解着色法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載された方法におい
て、 白の不透明な色を得るために、上記の方法は、上記の２
つの工程を用い、さらに、請求項２、請求項３、請求項
５から請求項９までのいずれかにおいて記載された条件
と特徴に対応して実行されることを特徴とする方法。 - 【請求項１２】 請求項１０または請求項１１に記載さ
れた方法において、 白の不透明な色を得るために、上記のバリア膜を電気分
解で改質するときに印加される複雑な交流の電流の平均
密度は、１２０ｍＡ／ｄｍ2より小さいことを特徴とす
る方法。 - 【請求項１３】 陽極酸化アルミニウムの電解着色法で
あって、 灰色を得るために、白の不透明な色が請求項１０から請
求項１２までのいずれかに記載された方法により得ら
れ、次に、金属粒子の電解堆積が行われることを特徴と
する方法。
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