JPH11106993A - アルミニウムまたは合金の陽極酸化皮膜の電解中和処理方法 - Google Patents

アルミニウムまたは合金の陽極酸化皮膜の電解中和処理方法

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JPH11106993A
JPH11106993A JP30233197A JP30233197A JPH11106993A JP H11106993 A JPH11106993 A JP H11106993A JP 30233197 A JP30233197 A JP 30233197A JP 30233197 A JP30233197 A JP 30233197A JP H11106993 A JPH11106993 A JP H11106993A
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Satoshi Kawai
慧 川合
Makoto Oyamada
誠 小山田
Hideyuki Igarashi
英行 五十嵐
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Alまたは合金に硫酸浴による陽極酸化皮膜
を電解中和処理して、皮膜の水洗量を節減し、且つ、ア
ルカリ耐食性の改善を目的とする方法。 【構成】 Alまたは合金に硫酸浴による陽極酸化皮膜
を作成した後に、中性電導塩を成分とする電解中和浴に
て、交流電圧1−20V,0.5−15分間電解する
と、皮膜の微細孔中に残存する酸分は速やかに、且つ、
充分に中和するので、従来皮膜の洗浄に多量に使用され
ていた水洗量を節減し、同時に皮膜のアルカリ耐食性を
向上する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 アルミニウムまたは合金(以
下、Alと称する)は、陽極酸化により耐食性および耐
摩耗性の良好な皮膜を作成し、機械部品、建材部品、家
電用部品などに利用されているが、この発明は皮膜作成
後の水洗水の節減を行い、同時に、優れた品質の皮膜を
提供する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 Alを硫酸などの電解液にて陽極酸化
皮膜を作成すると、例えば厚さ10μmの皮膜には極め
て細長い円筒状の微細孔(直径は約12nm、セル・サ
イズは約35nm、直径:長さの比は約1:1000)
が、Al素地に垂直に生成する。そして、この中には電
解液と反応生成物であるAl塩が充満するので、封孔の
前に酸分は充分に水洗除去することが望まれている。
不充分な場合には、残留酸分は皮膜に作用し、長期間中
に白点状の腐食、部分的変色などを発生し、品質を劣化
することが知られている。また、この酸分は皮膜の水和
反応を阻害するので、封孔は不完全となり、化学的耐食
性を低下することも報告されている。皮膜の水洗とは、
原理的に、微細孔内部の化合物と外部の濃度差による拡
散により、徐々に排出するもので、長時間の水中浸漬が
必要と考えられている。しかし、実用的には工業用水お
よび純水を多量に、且つ、多段的に処理することによ
り、数分間と言う短時間の水洗が施されており、酸分を
完全に除去することは困難と見なされている。このた
め、微細孔中の酸分を除去し、可能な限り中性に保持す
ることが望まれている。
【0003】
【問題を解決しようとする課題】 標準的な硫酸浴によ
る陽極酸化皮膜を、pHの異なる電解カラー浴にて交流
電解した後に、充分な水洗、高温Ni塩封孔すると、皮
膜のアルカリ耐食性とカラー浴のpHの関係は次表の如
く測定された。すなはち、pH7.0の中性の場合には
良好な性能が見出されている。 一般に、常温の水溶液において、SO 2−イオンの移
動速度は、1V/cmついて、約5μm/秒と測定され
ている。 そして、周波数50Hzの交流、10V電解
では、1サイクル間に約1μm移動することになる。
長さ約10pmの微細孔中の内部のイオンは、徐々に外
部の中性電解液と置換し、数分間で中和されると考えら
れる。一方、無機酸および塩の拡散係数は、約10−5
Mol・cm/秒台と測定されているので、全量拡散
する時間は、約10秒(28時間)と計算される。微
細孔内部の酸の拡散は単純ではないが、約15%−硫酸
電解液を含有する場合には、排出されるには数10時間
必要と考えて良かろう。このように、微細孔の中和は、
交流電解による方法が、拡散水洗の方法よりも迅速で効
果的である。なお、直流電解の場合、(+)電解では陰
イオンの放電による酸化物の生成、(−)電解ではH
イオンによるバリヤー層の破壊があり適当ではないと考
える。
【0004】
【問題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めに、Al上に硫酸浴による陽極酸化皮膜を作成し、電
解中和処理を施すが、浴組成としては、pHは6.0−
7.5の範囲とし、電導度は約50mS/cm以下の無
機酸塩あるいは有機酸塩を使用する。 無機酸塩として
塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウ
ムなど、有機酸塩としてスルファミン酸アンモニウム、
酢酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、しゅう酸アン
モニウムなどを約0.5−50g/Lの範囲で使用する
ことができる。電解条件としてはは、対極に不溶解性の
カーボン、SUS材を利用し、市販交流は50−60H
z、電圧は約1−20V、電流は約0.8A/dm
上にならないよう調節する。 バリヤー層を保護するた
め過剰電流を避けるのが良い。浴温度は常温(18−2
5℃)の範囲で使用し、電解液は良くかき混ぜる。電解
時間は約0.5−20分間とする。この電解中和浴は長
時間使用すると酸分とAl分が増加するが、pHが6以
下に低下すれば、適時、更新するかpH調節するのが良
い。陽極酸化皮膜を染料・顔料で色付けをする場合に
は、この前に電解中和処理を施すと一層均一な色付けが
できるし、電解カラーを施す時には、基本的にはカラー
後に電解中和するが、弱酸性、中性性カラー浴の場合は
処理の前に施すのも良い。電解後は表面の塩類を洗浄す
る程度の短時間の水洗のみで、粉ふきの少ない美麗な表
面を得ることができる。実際の工業的陽極酸化処理ライ
ンにおいては、多段水洗槽の何れかを電解中和処理槽に
転用するとことで容易に実施することが可能である。
【0005】
【実施例】
実施例1。 純度99.5%のA−1100板材(10x5x0.1
cm)を、通常の脱脂、軽度のエッチングを施し、30
00mLのビーカー中にて、常法による硫酸陽極酸化浴
(15%−硫酸、0.2%−Al3+、20℃、1.0
A/dm、Al合金板電極)にて厚さ約10μmの皮
膜を作成し、工業用水中に約10秒間、純水中に約5秒
間浸漬して水洗した。次に、この皮膜を電解中和浴(1
5g/L−硫酸アンモニウム、23℃、プロペラかくは
ん、カーボン板電極、pH6.4)にて、単相交流を0
−15V/30秒間にてソフト・スタートすると、電流
は最大0.5A/dmから5分間後には0.3A/d
に達し終了した。4回の中和電解後pHは6.2に
上昇した。その後、工業用水中に約10秒間、純水中に
約5秒間水洗し、純水封孔(98℃、3分間/μm)を
施した。一方、同じ条件にて作成した陽極酸化皮膜は、
工業用水の流水洗を5分間、純水中に約5秒間浸漬して
水洗し、同じ純水封孔を施した。これらの皮膜は、アル
カリ滴下試験(終点を起電力で判定する方法)を行い、
アルカリ耐食性を測定したが、水洗のみの皮膜の場合に
は平均38秒に留まったのに対し、電解中和した皮膜は
平均55秒を示した。この結果、電解中和皮膜は、明ら
かにアルカリ耐食性の向上が認められた。また、電解中
和処理後の皮膜を、顔料浴(15g/L−しゅう酸第2
鉄アンモニウム・3水塩、60℃、pH5.0、7分
間)および染料浴(10g/L−Al−uminium
Black LLW、60℃、pH4.1、10分
間)の処理で均一な色付けが認められた。 実施例2。 実施例1と同様にして、Al上に硫酸を主体とする陽極
酸化浴(15%−硫酸、0.2%−しゅう酸・2水塩、
0.1%−Al3+、23℃、1.0A/dm、Al
合金板電極)にて厚さ約10μmの皮膜を作成し、工業
用の流水中に約10秒間、純水中に約5秒間水洗した。
次に、電解中和浴(10g/L−酒石酸アンモニウム、
20℃、SUS−304板電極、プロペラかくはん、p
H6.8に調整)にて、単相交流10V、約0.5−
0.2A/dmの条件で、5分間および10分間処理
した。 その後、前項と同じ最終水洗を施した。別に、
電解中和を施さない皮膜は、工業用の流水中(水量約1
L/分)に、5分間および10分間、純水水洗を約5秒
間施し、純水封孔後に前項と同様な最終水洗処理した。
アルカリ耐食性は、水洗のみの場合に、5分間は平均3
5秒および10分間は40秒を呈したが、電解中和処理
の5分間は平均52秒および10分間は55秒に上昇し
た。そして、5分間の水洗において、約500L/m
の水量を節減することが可能であった。また、同じ陽極
酸化皮膜を、電解カラー浴(8g/L−硫酸第一錫、2
5g/L−硫酸ニッケル・6水塩、15g/L−硫酸、
10g/L−酒石酸、20℃、pH0.8、カーボン板
電極)にて、交流0−17V/30秒、0.7A/dm
、5分間でブロンズ色に加工した後、10秒間の工業
用、5秒間の純水洗し、上記の電解中和を5分間処理
し、同様な水洗後封孔すると、アルカリ耐食性は平均5
8秒を示した。 すなはち、流水洗を5分間施すより
も、電解中和を5分間施した皮膜のアルカリ耐食性は一
層改善することが判明した。 実施例3。 実施例1と同様にして、Al上に常法による硫酸陽極酸
化浴(15%−硫酸、0.2%−Al3+、22℃、
1.1A/dm、カーボン棒電極)にて、時間を調節
して、厚さ約6、10および15μmの皮膜を作成し
た。電解中和する場合は、工業用流水中に約10秒間、
純水中にて約5秒間水洗し、水洗のみの皮膜は、前者中
に約10分間、後者中に約5秒間水洗した。電解中和浴
(1g/L−酢酸アンモニウム、20℃、SUS−30
4板電極、プロペラかくはん、pH6.9)にて、単相
交流15V、約0.3−0.4A/dmの条件で10
分間処理し、最後に10秒の工業用水の水洗、5秒間の
純水洗を行った。総ての皮膜は前項と同様な条件で純水
封孔した。皮膜厚さの違いにより処理時間は変化した。
アルカリ耐食性は、皮膜の厚さにより次表のように測定
された。 この結果、工業用水中の流水洗を10分間施すよりも、
流水中で10秒水洗し、電解中和する場合には、明らか
に耐アルカリ耐食性は増加し、且つ、水洗水の節減に寄
与することが理解される。
フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 英行 茨城県取手市戸頭9−18−3、軽金属製品 協会取手分室内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウムまたは合金に、硫酸または硫
    酸を主体とする電解浴にて陽極酸化皮膜を作成した後、
    中性の電導度塩を主成分とする電解浴中にて、対極との
    間に交流電圧1−20V、0.5−15分間電解し、微
    細孔中の残留酸分を中性塩に置換して中和することによ
    り、陽極酸化後の水洗量を節減し、更に、封孔後に皮膜
    のアルカリ耐食性を向上することを特徴とする方法。
JP30233197A 1997-09-29 1997-09-29 アルミニウムまたは合金の陽極酸化皮膜の電解中和処理方法 Pending JPH11106993A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005036315A (ja) * 2003-06-19 2005-02-10 Toyo Roki Mfg Co Ltd アルミニウム又はアルミニウム合金への酸化皮膜の形成方法
CN116288588A (zh) * 2023-03-22 2023-06-23 江苏先锋精密科技股份有限公司 一种铝合金材料高绝缘性阳极氧化工艺
US12043750B2 (en) 2020-02-04 2024-07-23 Sakata Inx Corporation Continuous inkjet ink composition

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