JPS5815558B2 - アルミニウムまたはアルミニウム合金製型材の着色方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムまたはアルミニウム合金製型材（
以下単にアルミニウム型材と称する）の着色方法に関す
る。

従来、アルミニウム型材を電解着色する場合、型材を１
枠または２枠の搬送枠に取付けて行っていたのが一般的
であった。

しかしながらこの方法では処理量が自ずと制約されて大
量処理ができないという欠点があり、しかも着色ムラの
ない均一、且つ濃色で美麗なアルミニウム型材を得るこ
とが出来なかった。

本発明はかゝる従来の欠点に鑑みてなされたもので、ア
ルミニウム型材を多数吊下した搬送枠を４枠同時搬送、
同時浸漬して電解着色を行ない、アルミニウム型材の大
量一括処理と均一に着色されたアルミニウム型材を得る
ことを同時に満足させ、しかも大量一括処理に当って、
装置の大型化に伴なう問題点を解決することが出来るア
ルミニウム型材の着色方法を提供しようとするものであ
る。

即ち、本発明は、陽極酸化皮膜を備えたアルミニウムま
たはアルミニウム合金製型材の多数を列状に縦吊りして
なる搬送枠の４枠を同時搬送すると共に、前記４枠の搬
送枠に吊下げられた多数の型材を金属塩を含む電解浴に
同時浸漬し、前記４枠の左右両外側位置及び中央位置に
夫々電極を配置し、以て２つの電極間に相対向せる２列
の型材が位置するようになし、前記４枠のうちの第１番
目と第３番目及び第２番目と第４番目を夫々１つの通電
単位となし、それら２つの通電単位を同時に通電するこ
となく各通電単位毎に、電圧１５〜２５Ｖの交流電解、
電圧１０〜２５Ｖの陰極直流電解、所定時間無通電状態
においた後の電圧１５〜３０Ｖの陰極直流電解を順次施
し、電解着色を施すことを要旨とするものである。

本発明は、陽極酸化皮膜を備えたアルミニウム型材を多
数列状に縦吊りした搬送枠の４枠を、例えばクレーン又
はコンベアで電解着色槽に同時に搬送し、電解浴に同時
浸漬する。

尚、陽極酸化処理は例えば６ｍの長さを有するアルミニ
ウム型材を、硫酸、クロム酸、シュウ酸等の水溶液中で
電解酸化する。

電解着色槽内には電極を設置し、この電極は第１図に示
すように電解着色槽の槽壁付近の位置、即ち前記４枠の
左右内外側位置に電極Ｅ１．Ｅ３を夫々配置すると共に
、前記４枠の中央位置に電極Ｅ２が配置されている。

尚、左右内外側位置においては槽壁を電極として用いる
ことも可能である。

また電極Ｅ１．Ｅ３とそれぞれ対をなすように前記４枠
の中央位置に２本の電極を設置することもできる。

このように当該位置に２本の電極を設置したときは１本
の場合に比べて着色皮膜の均一性をより向上できること
が判明した。

前記４枠のうちの第１番目と第３番目及び第２番目と第
４番目を夫々１つの通電単位として構成する、即ち第１
図に示すように４枠のうちの第１番目と第３番目即ち搬
送枠１と３に吊下されたアルミニウム型材Ａ１とＡ３相
互を電気的に接続して通電単位Ｕ１を構成し、且つ４枠
のうちの第２番目と第４番目即ち搬送枠２と４に吊下さ
れたアルミニウム型材Ａ２とＡ４相互を電気的に接続し
て通電単位Ｕ２を構成する。

ここで通電単位とは、第１番目と第３番目または第２番
目と第４番目のいずれか一方に通電しているときは他の
一方を無通電状態におくという如き電気的接続関係をい
う。

例えば、第１図において通電単位Ｕ１ に接続するアル
ミニウム型材Ａ１．Ａ３にまず電圧１５〜２５Ｖの交流
電解、次いで電圧１０〜２５Ｖの陰極直流電解後、所定
時間無通電状態においた後電圧１５〜３０Ｖの陰極直流
電解を順次流した後、通電単位Ｕ２に接続するアルミニ
ウム型材Ａ２．Ａ４に、同様に順次電解着色処理を施す
。

一方、電解における供給電源は、経済上又は装置を簡略
化する上からも、同−或いは１つの通電単位毎に設ける
ことが望ましいが、各搬送枠に大夫設けても良い。

尚、図中５は電解着色槽であり、６は金属塩を含む電解
浴を示す。

電解浴に含有される金属塩はニッケル塩、コバルト塩、
銅塩、錫塩、銀塩等の水溶性塩の１種または２種以上が
用いられる。

また水溶性塩の種類に応じて硫酸、ホウ酸、水酸化ニッ
ケル等の水酸化金属塩、炭酸金属塩、アンモニア等を適
量加えて、電解浴の電導塵やＰＨの調整を行なう。

史に必要に応じて、クエン酸、コハク酸、酒石酸等の添
加剤が加えられる。

ここで、硫酸ニツク−ルを主成分とする場合の浴組成の
一例を挙げると、硫酸ニッケル・６水塩１５０〜１８０
ｇ／ｌ、ホウ酸５〜５０ｇ／ｌである。

電解着色浴の温度は常温〜４０℃、又ＰＨは２〜５．５
、好ましくは３〜４５に調整される。

対極としてはアルミニウム１、或いは電解液に用いられ
ろ金属と同質の金属例えばニッケル、錫、銅等が使用さ
れる。

電極と型材の表面積比（対極比）は２：１〜１：５０、
好ましくは１：５〜１：１０である。

ところで、交流電解、第１の陰極直流電解及び第２の陰
極直流電解における電流密度及び電解時間は、電解浴組
成、対極比、対極間との距離、アルミニウム型材の処理
量等によって異なることがあるが、交流電解の最大電流
密度は０２〜２．０Ａ／ｄｍ２、電解時間は１〜１５秒
、第１の陰極直流電解における最大電流密度は０．１〜
１．ＯＡ／ｄｍ２、電解時間は１〜３０秒、第２の陰極
直流電解における最大電流密度は０．１〜１．ＯＡ／ｄ
ｍ、”、電解時間は３０〜２４０秒とすることが望まし
い。

第１の陰極直流電解及び第２の陰極直流電解は通常、交
流電解と同一の電解槽で行なうことが好ましい。

本発明において電解着色処理は交流電解の作用もあり、
満足する着色被膜を得ることが出来るが更に一段と濃い
着色を得たいと思う場合には、各通電単位を同時に電解
着色処理することな（、交流電解、第１の陰極直流電解
、第２の陰極直流電解を１ザイクルとして繰返し電解処
理を施しても良い。

本発明は第１の陰極直流電解から第２の陰極直流電解に
切換える際、無通電状態におくが、この時の無通電時間
は５秒以上、好ましくは１０秒以上である。

尚、交流電解を行なう際、アルミニウム型材を電解浴に
浸漬後、電解開始までに成る一定時間、無通電状態にし
てお（こともできる。

この場合、６０秒以上が好ましい。

この無通電状態を取り入れることにより着色の均一化を
更に向上できる。

更に交流電解から陰極直流電解に切り換える際にも、一
定時間、無通電状態とすることができる。

工業的に大規模な電解槽で交流電解を行なうと誘導電流
が生じるので、これを消去するためにも一定時間、無通
電状態におくことが望ましく、無通電時間は１秒以上、
好ましくは１０秒以上である。

本発明は１つの通電単位に交流電解、第１の陰極直流電
解、第２の陰極直流電解を順次施した後、他の通電単位
に前記各電解を順次施してもよ（、或いは１つの通電単
位に交流電解、第１の陰極直流電解を順次施した後、他
の通電単位に前記同様の各電解を順次施し、次いで前記
１つの通電単位に第２の陰極直流電解を施した後、前記
他の通電単位に同様の電解を施すようにしてもよい。

このようにして電解着色処理を施したアルミニウム型材
は必要に応じて封孔処理や塗装が施される。

本発明によって、着色ムラのない均一、且つ濃色で美麗
な着色アルミニウム型材を得ることができるが、これは
次の様な理由によるものと考えられる。

即ち、搬送枠の全部を１つの通電単位として、これを同
時通電する場合には、相隣接する型材、例えば、第１図
において、アルミニウム型材Ａ１とＡ２及びＡ３とＡ４
に同時に電流が流れ、上記型材間で電気的反発現象が起
り、陽極酸化被膜抵抗の均一化作用が防止されるため電
流密度が安定化せず、又、金属イオンの反発現象により
金属イオンの均一な吸着も阻止され、例えば第１図にお
いて、ａ、ｂ、ｃ、ｄの面に不着色部分が発生するが、
本発明においては搬送枠の第１番目と第３番目及び第２
番目と第４番目を夫々１つの通電単位として構成して相
隣接しないアルミニウム型材に交流電解、第１の陰極直
流電解、第２の陰極直流電解を所定条件で順次施すこと
により、陽極酸化皮膜に付着または吸着されていると考
えられている不純物の除去作用或いは陽極酸化皮膜抵抗
の均一化作用、又例えば第１図においてアルミニウム型
材Ａ１とＡ３、又Ａ２とＡ４とが電解されるので、前記
不着部分を防止する作用と相俟ってより一層陽極酸化皮
膜の改質が図られて電流密度が安定すると共に、電解浴
中の金属イオンの分布状態も均一化されるためか、陽極
酸化皮膜中への金属または金属酸化物の析出が均−且つ
容易となって、当該析出量が増大すると共に通電性も著
しく良好となる。

その結果、例えば、アルミニウム型材の一方と他方の面
とでは電極からの距離が異なって、一般に着色ムラが生
じやすいにも拘わらず、着色ムラのない均一に着色され
たアルミニウム型材を得ることが出来るものと考えられ
る。

以上述べたように、本発明は搬送枠の４枠な同時搬送し
て多数のアルミニウム型材を電解着色するという大規模
生産方式に適合したものであり、しかも大量処理におい
て招き易い着色ムラの発生という弊害を解消して従来に
比べ数倍の処理を可能とすると共に、均−且つ濃色で美
麗はアルミニウム型材を得ることを可能とした優れた着
色方法である。

しかして本発明によればアルミニウム型材の大量−活着
色処理が可能であり、しかもつき廻り性に優れている。

また本発明によれば電解浴中に含まれる不純物の影響を
受けず、着色不良を防止できるものであり、不純物に対
する許容範囲が広い。

従って建浴時、電解着色時の前処理時の水の質をことさ
ら厳密に管理する必要がないため大型なイオン交換装置
を設ける必要がな（、工業的に非常に好適な方法である
。

更に本発明は大量−活着色処理に当って、従来、搬送枠
に吊り下げられた多数の型材の枠組に設けていた電極を
必要とせず、少ない電極で均一な着色皮膜を得ることが
出来るので装置を最少限度に抑えることが出来、効率的
に電解を行なえるという効果もある。

次に本発明の実施例を示す。

実施例 アルミニウム型材の多数を列状に縦吊りしてなる搬送枠
１，２，３，４の４枠をクレーンで同時搬送し、脱脂、
エツチング、中和の各処理を施した後、型材を陽極酸化
槽内に浸漬し、１．８０９／１硫酸溶液中で電流密度１
．３Ａ／ｄｍ２、電解時間３０分、浴温２０℃の条件で
直流電解し、陽極酸化皮膜を生成せしめた。

次いで水洗処理した後、搬送枠１，２，３，４を電解着
色槽５に同時搬送し、ここで降下して型材を電解浴６に
同時浸漬した。

このときの電極Ｅ１．Ｅ２．Ｅ３の配置構造は第１図に
示す通りである。

電解浴６の組成及び条件は次の通りである。

硫酸ニッケル・６水和塩 １．５０ ｇ／ｌホウ酸
５０ｇ／ｌ ＰＨ３，７ 温度 ３５°Ｃ 尚、ナトリウムイオン６０ｐｐｍ （不純物の一例とし
て）を含んでいる。

搬送枠１と３及び２と４を夫々電気的に接続して各通電
単位Ｕ１．Ｕ２を構成し、５秒間無通電状態においた後
、先ず、通電単位Ｕ１に交流電源を供給して搬送枠１，
３にそれぞれ吊下された型材Ａ１．Ａ３を電圧１６Ｖ、
電解時間２０秒の条件で交流電解した。

次に１００秒間無電状態においた後、通電単位Ｕ１に直
流電源を供給して型材Ａ１゜Ａ３を陰極として配置し、
電圧１８Ｖ、電解時間１０秒の条件で直流電解を行なっ
た後、１００秒間無電状態におき、しかる後、型材Ａ１
．Ａ３を陰極として、電圧１８Ｖ、電解時間６０秒の条
件で直流電解を行なった。

次に電源接続を通電単位Ｕ２に切換え、搬送枠２，４に
それぞれ員下された型材Ａ２．Ａ４を前記と同様の条件
で電解した。

その結果、各型材Ａｌ 、 Ａ２ 、Ａ３ 、Ａ４にブ
ロンズ色の均一な着色皮膜が形成された。

またナトリウムイオン６０ｐｐｍ程度では影響が現われ
ず、着色不良は起こらなかった。

比較例 １ 前記実施例と同様の方法で陽極酸化皮膜を生成せしめた
型材を前記実施例で用いた電解浴６に同時浸漬し、各搬
送枠１，２，３，４を相互に電気的に接続した。

各型材Ａ１．Ａ２．Ａ３．Ａ４を電圧１６Ｖ、電解時間
５秒の条件で同時に交流電解し、次いで各型材Ａ１．Ａ
２．Ａ３．Ａ４を電圧を１８Ｖ、電解時間７０秒の条件
で同時に陰極直流電解した。

その結果、スポーリング、着色ムラが発生し、良好な着
色皮膜が得られなかった。

比較例 ２ 前記実施例と同様の方法で陽極酸化皮膜を生成せしめた
型材を前記実施例で用いた電解浴６に同時浸漬し、搬送
枠１と３及び２と４を夫々電気的に接続して前記実施例
と同様に各通電単位Ｕ１゜Ｕ２を構成した。

先ず、通電単位Ｕ１に交流電源を供給して型材Ａ１．Ａ
３を電圧６Ｖ、電解時間５秒の条件で交流電解し、次い
で型材Ａ１．Ａ３を電圧１８Ｖ、電解時間１０秒の条件
で陰極直流電解し、史に型材Ａ１．Ａ３を電圧１８Ｖ、
電解時間６０秒の条件で陰極直流電解した。

次に電源接続を通電単位Ｕ２に切換え、型材Ａ２．Ａ４
を前記と同様の条件で電解した。

その結果、スポーリングが発生して良好な着色皮膜が得
られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により電解着色を行なう場合の一例
を示す説明図である。 １．２，３，４・・・・・・搬送枠、５・・・・・・電
解着色槽、６・・・・・・電解浴、Ｕｌ、Ｕ２・・・・
・・通電単位、Ａ１．Ａ２゜Ａ３．Ａ４・・・・・・ア
ルミニウム型材、Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ３・・・・・・電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陽極酸化皮膜を備えたアルミニウムまたはアルミニ
   ウム合金製型材の多数を列状に縦吊りしてなる搬送枠の
   ４枠を同時搬送すると共に、前記４枠の搬送枠に吊下げ
   られた多数の型材を金属塩を含む電解浴に同時浸漬し、
   前記４枠の左右両外側位置及び中央位置に夫々電極を配
   置し、以て２つの電極間に相対向せる２列の型材が位置
   するようになし、前記４枠のうちの第１番目と第３番目
   及び第２番目と第４番目を夫々１つの通電単位となし、
   それら２つの通電単位を同時に通電することなく各通電
   単位毎に、電圧１５〜２５Ｖの交流電解、電圧１０〜２
   ５Ｖの陰極直流電解、所定時間無通電状態においた後の
   電圧１５〜３０Ｖの陰極直流電解を順次施し、電解着色
   を施すことを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウ
   ム合金製型材の着色方法。