JPS5816098A - アルミニウムまたはアルミニウム合金の着色法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（以
下これを単にアル１＝ウムと呼称）の着色法ＩＣＩＱ！
するもので、その目的は、陽極酸化処理工程と最終段階
の金属塩を含む溶液中ての電解工程との間に特殊な工程
を設けることによって１電解時に於ける皮膜孔中への電
析物を均一に然かも安定して析出させ、アルミニウムの
表面に耐候性に優れた灰色、青色及び緑色等の着色皮膜
を得ることにある。

従来、アル１ニウムを陽極酸化処理した後、金属塩溶液
中で電解処理してアルミニウムに金属特有の色彩を与え
る着色方法は、直流電解法（住化法）及び交流電解法（
浅田法）等として良く知られており、これら電解着色法
は、染色法や着色塗装法と違って耐候性に優れた着色皮
膜が得られるので、近代建築に不可欠なアルミナラＶを
はじめ、各種アル１＝ウム材料の着色に広く適用されて
いる。しかし、これらの電解着色は、皮膜孔中に析出す
る金属粒子が不均一に分布するため、ゴールドやプ田ン
ズまたは黒色系の着色しか得ることができず、従って、
鮮やかな色調のアルミニウムー品を求めるユーザーの要
求を満たすことができなかった。

これに対し、本発明者は、アル１ニウムの新しい着色法
について鋭意研究を重ねた結果、アルミニウムを陽極酸
化処理後、更にそのバリヤ一層を厚くするための増膜処
理を施し、次いで、これを酸性水溶液中に浸漬した後、
金属塩水溶液中で交流もしくはこれと岡等の効果を有す
る波形により電解処理を施せば、陽極酸化皮膜の孔中に
電析物が均一に析出し、灰、青及び緑等の着色皮膜が安
定して得られることを見出した。

本発明の方法は、このような知見に基いて開発され、前
記従来方法では得ることができなかった灰、青及びｍｓ
の着色皮膜を安定して得る事に成功したものであって、
具体的には、アルｓ　ニウムに陽極酸化処理を施した後
、バリヤー皮膜を形成する電解質溶液中にて陽極酸化処
理時より高い電圧で電解することにより更にバリヤ一層
厚さを増大せしめ、その後、酸性水溶液中に浸漬するこ
とにより陽極酸化皮膜の孔径を拡大し、次いで、金属塩
水溶液中で交流もしくはこれと岡啼の効果を有する波形
を用いて電解を行なえば、鴎硫酸化皮膜孔中へ電析物が
均一に析出分布することにより灰、青及びＳ岬の着色皮
膜を得る事を特徴とするものである。

つぎに、本発明によるアルミニウムの着色法を具体的且
つ群細に説明すると、この発明の方法では、アルミニウ
ムを １）陽極酸化処理工程。

２）　バリヤ一層厚さ増大処理工程。

３）酸性水溶液中への浸漬工程。

４）金属塩を含む水溶液中での電解工程。

の順に処理して着色を行なうので、以下、これらの各工
程について、実施の態様とその際に留意すべき事項を工
程順に説明する。

（１）　　陽極酸化処理・工程 本発明の着色法では、先ず最初にアル１ニウムの褒面に
陽極酸化皮膜を形成するが、この工程での陽極酸化処理
については特別な制約はなく、従来一般に使用されてい
る方法、例えば硫酸、蓚酸、スルファミン酸等の単独も
しくは混合洛中での直流、交流または交直重畳電解醇に
よる陽極酸化皮膜の生成法はいずれも適用することがで
きる。

（２）　　バリヤ一層厚さ増大処理工程前記陽極酸化皮
膜処理を施した袂、本工程では、バリヤー型皮膜形成洛
中にて、陽極酸化処理電圧よりも高い電圧で電解処理す
ることにより、陽極酸化皮膜底部のバリヤ一層厚さを増
大せしめ、次の酸性水溶液での浸漬時間、濃度及び温度
の許春範囲を広くすることを目的とするものである。

つまり、本工程を設けない場合、次の酸性水溶液中への
浸漬工程に於いて、わずかな浸漬時間の違いや陽極酸化
皮膜のバラツキにより、陽極酸化皮膜孔壁の溶解と同時
に孔底部のバリヤ一層の溶解も同様に進行し、この際の
バリヤ一層の溶解ムラが後の電解着色工程に影響を及ぼ
し、電解着色時の電析物の析出に不均一を生じやすいが
、本工程によるバリヤ一層厚さ増大処理を行なえば、酸
性水溶液中への浸漬工程によるバリヤ一層の溶解ムラを
緩和し、後の金属塩を含む水溶液中での電解着色時に於
ける電析物の析出を均一にするため、酸性水溶液への浸
漬条件、即ち浸漬時間、濃度及び温度が広い範囲にわた
って使用することができ、本発明の灰、青及びａ醇の着
色を可能ならしめるのである。

そのため、これに使用する浴条件については特別な制限
はないが、陽極酸化皮膜のバリヤ一層をより厚くするた
めには、ホウ酸、ホウ酸アンモニウム、クエン酸、酒石
酸及びリンゴ酸等の一般にバリヤー型皮膜を形成する電
解洛中で陽極酸化処理電圧以との電圧を付加すればよく
、電解電圧が１００ｖ以下かつ０．５分以上よりｌＯ分
間位迄で電解処理するのが適当である。

電解時間については、陽極酸化処理電圧以下ではそのバ
リヤ一層厚さが増大しないため、本発明の効果を発揮で
きない事は勿論であり、また本工程の適正電圧は、その
浴組成、電解時間及び浴温によっても異なるが、１００
　Ｖ以下の電解旭１１＃！−よって充分にその効果を発
揮できる上、電解電圧を必要以上に高くすれば、後の電
解着色時の電解電圧が高くなり、経済性から冒っても好
ましくない。

また電解時間については、電解後の電流降下の遅い浴、
例えばホウ酸等の浴では、そのバリヤ一層電解適正時間
が長くなり、逆に電流降下の速い浴では、短時間のうち
にバリヤ一層厚さの増大処理を完了してしまうので、こ
の事から０．５〜１０分の電解時間により本工程の効果
は充分に発揮されるものである。

（３）　　酸性水溶液中への浸漬工程 従来の所Ｗ「住化法」及び「浅田法」に代表される電解
着色に於いては、その陽極酸化皮膜の孔径が小さいため
、皮膜孔中に析出する金属粒子の分布が不均一となり、
従って、得られる皮膜の色調はゴールド、ブロンズ及び
黒色系になる。

これに對して、陽極酸化処理後にバリヤ一層厚さの増大
処理を施した陽極酸化皮膜を酸性水溶液中に浸漬し、皮
膜の孔壁を溶解して孔径を拡大すれば、次にこれを金属
塩を含む水溶液中で電解した場合、皮膜孔中の析出量に
於いては従来法と変らないけれども、その電析物の析出
分布は皮膜孔中に極めて均一に分布し、灰、青及び縁等
の着色皮膜が得られるのである。

また、本工程に使用する酸性水溶液については特別な制
約はないが、陽極酸化皮膜の孔を均一に溶解拡大させる
ためには、硫蒙、帽り塩陵、リン酸及び蓚酸等の酸が適
当であり、本工程の処理に必要な条件は、組成、温度、
濃度及び浸漬時間のほか、陽極酸化皮膜の生成条件やバ
リヤ一層厚さの増大処理の電圧や時間によって異なる。

このため、灰、青及び縁等の着色を得るのに充分な孔径
な得るには、酸性水溶液の組成としてリン酸、［１？、
硝酸及び硫酸啼は皮膜溶解性が強いため比較的短時間で
処理し得るが、蓚酸尋は皮膜溶解性が弱いため処理時間
が長くなる０また、処理浴温についても処理時間への影
響は強く、高温では短時間、低温では長時間を要するの
は勿論の事であり、処理浴濃度についても同様に高濃度
では処理時間が短く、低濃度では処理時−が長くなるが
、この場合、１％以下の低濃度で処理する場合には、皮
膜溶解による浴の老化が起りやすく、従って浴の持続性
に乏しく、また浴組成によっても異なるが、３０襲以上
の高濃度では液の持出しロスによる経済性の間■がある
。

以上述べた理由により、本工程を実施するに当っては、
これに用いる浴の組成、濃度及び処理時間醇を適宜生産
性などを加−味して経済的に有利な条件で実施すればよ
い。

（４）　　金属塩水溶液中での電解工程この発明の方法
で着色皮膜を得るには、予め陽極酸化皮膜を施したアル
ミニウムにバリヤ一層厚さ増大処理を行ない、次に酸性
水溶液中に浸漬した後、本工程で交流もしくはこれと岡
等の効果を有する波彫にて従来一般に用いられる着色浴
、即ちニッケル、コバルト、鉄及び亜鉛喀の金属塩を含
む洛中で電解すればよい。

その際、本発明の特徴である灰、青及び緑等の着色皮膜
を安定して得るためには、金属塩の種−によっては一般
に電解着色浴に用いられるホウ酸等の添加剤を含まない
方がよい場合がある。例えば、ニッケル、コバルト及び
亜鉛の金属塩水溶液にホウ酸を添加した浴で本工程を実
施した場合、電析が促進される為に灰、青及び級等の着
色皮膜を得ることはできるものの、電解時間と共にその
色調が変化するのに対し、ホウｌｌＩ岬を添加しない浴
で本工程を実施した場合には、電析物の析出がある一定
量に達すると、カソード分極時の皮膜孔中への電析物の
析出量とアノード分極時の皮膜孔中からの電析物の放出
量がバランスするため１電解時間によりその着色皮膜の
色調が変化せずに安定した灰、青及びＳ醇の着色皮膜を
得ることが出来るものである。

以下〜本発明による着色法の具体的な実施例を次に掲げ
るが、本発明は必ずしもこれらの実施例のみに拘束され
るものではない。

実施例１ アル１＝ウム合金板（６０６３ｉ９）を常法により前処
理し、１５０Ｆ６の硫酸洛中で浴温２０℃、電流密度１
．２〜ｄにて３０分間陽極酸化処処理て厚さ１１μｍの
陽極酸化皮膜を得た後、次の条件のバリヤ一層厚さ増大
処理浴 ホウ酸　　　　３０１１／ｌ 対極　　　カーボン 浴温　　　　　２５℃ を用い、前記試料を陽極として電圧２５ＶＥて１０分間
電解処理をし、更に次の条件の蒙性水溶液硫酸　　　　
　１５０り 浴１１６０℃ を用いて３分間浸漬した後、次の条件の着色液硫酸ニッ
ケル　　５０〜 対極　　　ニッケル板 浴温　　　　　　２５℃ を用い、前記試料と対Ｉｉに交流電圧ｇｏｖを印加して
３０秒間電解したところ、灰色の着色皮膜を得た。電解
時間を６０秒、１２０秒としたところ灰色で、皮膜の色
調の変化を認めなかった。

実施例２ γＮＮミニラム金板（６０６３Ｂ　）を常法により前処
理し、実施例１と同じ条件で陽極酸化処理、バリヤ一層
厚さ増大処理及び酸性水溶液への浸漬処理を施した後、
次の条件の着色液 硫酸ニラナル　　５０〜 ホウ酸　　　　　４０〜 対極　　　ニッケル板 浴１１　　　　　　２５℃ を用い、前記試料と対極に交流電圧２０７を印加して電
解したところ、３０秒間では橙色、６０秒間では赤紫色
、９０秒間では濃紫色、１２０秒間では緑色の着色皮膜
を得た。

実施例３ アルｌニウム合金板（６０６３Ｂ　）を常法により前処
理し、実施例１と同じ条件で陽極酸化処理、バリヤ一層
厚さ増大処理及び酸性水溶液への浸漬処理を施した後、
次の条件の着色液 硫酸第一鉄　　　２５１Ｉ／ｌ 対極　　　ステンレス 浴温　　　　　　２５℃ を用い、前記試料と対極に交流電圧２５７を印加して３
０秒間電解したところ、゛緑色の着色皮膜を得た。電解
時間を６０秒、１２０秒としたところ緑色で、皮膜の色
調の変化を認めなかった。

実施例４ アル２　ニウム合金板（６０６３８）を常法により前処
理し、実施例１と同じ条件で一５ｉｅ化処瑠を行なった
後、次の条件のバリヤ一層厚さ増大処理浴 酒石酸　　　　　３０〜 対極　　　　カーボン 浴温　　　　　　２５℃ を用い、前記試料を陽極として電圧５０ＶＩＣて１分間
電解処理をし、更に次の条件の酸性水溶液硝酸　　　　
　１００〜 浴ｆｉ　　　　　　　ｓｏｂ を用いて８分間浸漬した後、次の条件の着色液硫酸コバ
ルト　　５０ＩＩｌ 対極　　　　カーボン 浴温　　　　　　２５℃ を用い、前記試料と対極に交流電圧３５７を印加して６
０秒間電解したところ、青色の着色皮膜を得た。電解時
間を１２０秒、１８０秒としたところ青色で、皮膜の色
調の変化を認めなかった。

実施例５ アルミニウム合金板（６０６３ｇ　）を常法により前処
理し、実施例４と同じ条件で陽極酸化処理、バリヤ一層
厚さ増大処理及び酸性水溶液への浸漬処理を行なった後
、次の条件の着色液硫酸コバルト　　５０吃ｌ ホウ酸　　　　　４０１／。

対極　　　　カーボン 浴Ｉ！　　　　　　　２５℃ を用い、前記試料と対極に交流電圧３５Ｖを印加して電
解したところ、１０秒間では淡灰色、２０秒間では灰色
、３０秒間では黄色、６０秒間では淡黒色、１２０秒間
では黒褐色の着色皮膜を得た。

実施例６ アルミニウム合金板（６０６３Ｂ）を常法により前処理
し、実施例４と同じ条件で陽極酸化処理、バリヤ一層厚
さ増大処理及び酸性水溶液への浸漬処理を行なった後、
次の条件の着色液硫酸亜鉛　　　　２５〜 対極　　　　カーボン 浴ｉ！２５℃ を用い、前記試料と対極に交流電圧４０７を印加して３
０秒間電解したところ、灰青色の着色皮膜を得た。電解
時間を６０秒、１２０秒としたところ灰青色で、皮膜の
色調の変化な関めなかった。

実施例７ アルミニウム合金板（６０６３ｇ）を常法により前処理
し、実施例４と同じ条件で陽極酸化処理、バリヤ一層厚
さ増大処理及び酸性水溶液への浸漬処理を行なった後、
次の条件の着色液硫酸亜鉛　　　　２５〜 ホウ酸　　　　　４０〜 対極　　　　カーボン 浴温　　　　　　２５℃ を用い、前記試料と対極に交流電圧３０Ｖを印加して電
解したところ、３０秒間では淡灰色、６０秒間では灰黄
色、１２０秒間では灰緑色の着色皮膜を得た。

以上のように、本発明の方法をアルミニウムの着色（適
用すれば、従来の電解着色法では得られない灰、青及び
緑等の着色皮膜を安定して得るこ表が出来、然かもその
生産性が高い事とも相俟って、アルミニウムの着色に頗
る顕著な効果を発揮するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 予め陽極酸化処理を施したアルｌニラ五またはアルミニ
   ウム合金に、バリヤー型皮膜形成洛中で陽極酸化処理時
   より高い電圧にて更にバリヤ一層を形成せしめた後、酸
   性水溶液中に浸漬し、次いで、金属塩を含む水溶液中に
   て交流もしくはこれと同等の効果を有する波形を用いて
   電解することを特徴とするナルミニラムまたはアルミニ
   ウム合金の着色法。