JPS58177497A - アルミニウムまたはアルミニウム合金の着色方法 - 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
下これを単にアルミニウムと呼称する）の着色方法に関
するものであって、その■的は、陽極酸化皮膜を形成し
たアルミニウムを金属塩の浸漬浴によって着色する場合
、これに先立って２工程にわたる特定の皮膜調整ｖｋ理
を施した後、独自の浴組成を有する着色液を用いて浸漬
着色を行なうことにより、豊富な色彩を持つ原色系の鮮
明な濃色の着色皮膜が安定した状態で得られる新規なア
ル１ニウムの着色方法を確立することにある。

従来一般に、Ｆａｆｉ酸化処理を施したアルミニウムを
金属塩を含む水溶液中で浸漬により着色する方法として
は、 （イ）−液浸漬法 （ロ）二液交互浸漬法 などが良く知られている。

このうち、（イ）の−液浸漬法は、金属塩を水に溶かし
、その中に、ｌｌ１１価酸化皮膜形成後のアル１ニウム
を浸漬して着色する方法で、金属塩には蓚酸第二鉄塩が
主に利用されている。この場合の着色は、蓚酸第二鉄塩
が水酸化第二鉄になり、次いで、四三酸化鉄の形で析出
するものである。この方法は、回の二液交互浸漬法に比
べて処理工程が簡単で、浸漬時間も少なくて済み、耐光
性や屋外暴露などの耐久性も極めて良好であるが１実用
に供し得る金属塩のａｔ類が非常に少なく、鉄の金属塩
以外には、クロムの金属塩ぐらいしか使用されておらず
、従って有機染料による染色のように豊富な色彩を持つ
原色糸の鮮明な着色を得ることは亀かしい。

また（口）の二液交互浸漬法は、二つの金属塩の浴を用
意し、陽極酸化皮膜形成後のアル”＝ラムを二つの浴に
交互に浸漬して、その化学反応により陽極酸化皮膜の孔
中＃Ｃ層色物を沈着させる方法であって、例えば酢酸鉛
と硫化アンモニウムの＃Ｃ交互に浸漬して黒に近い色を
出したり、あるいは硝酸銀と硫化アンモニウムの液に交
互に浸漬して黄色を呂すことができる。けれども、この
方法は工程が複雑であり、然かも陽４に酸化皮膜の孔中
（沈着する析出物が金属の硫化物として析出しているた
め１腫外暴露等の耐久性が１く利用価値が少ない。

本発明の着色方法は、どちらかと云えば上記イ）の−液
浸漬法に属するが、着色前の皮Ｉｌｌ！調整処理工程と
着色の一病が（イ）の−液浸漬法及び（ロ）の二液浸漬
法のいずれとも着しく異なっており、具体的には、多孔
質１ＩａＩ＆酸化皮膜を形成したアル１ニウムに、前記
１ＩＩＩｋ酸化皮膜の微細孔拡大処理を施し、次にバリ
ヤー型皮膜形成洛中で電解処理を行なった後、金属塩及
びアンモニアを含むアルカサ水溶液中に浸漬して着色す
ることを特徴とするものであって、この方法を用いてア
ル１＝ウムを着色すると、緑色、青色、ピンク色、ゴー
ルド色等の豊富な色彩を持つ原色系の鮮明なそして屋外
暴露等の耐久性に優れた濃色の着色皮膜を安定した状態
で得ることができる。

次く、本発明方法をさらに具体的且つ詳細に説明すると
、まずアルミニウムの表面に多孔質＠＆酸化皮膜を形成
させるためのｌｉｉ硫酸化処理については、これまで一
般に使用されている方法、例えば硫酸水溶液中での直流
陽極電解で充分実施可能であるが、硫酸以外の鉱酸や有
機酸を用いてもよく、また交流電解法や交ｉＬ重畳電解
法を使用しても、後の工程での着色が可能である。

陽極酸化皮膜形成後のアル４ニウムは、本発明方法の場
合、着色に先立ってＩｆ！６＆酸化皮膜の微細孔拡大処
理とバリヤー型皮膜形成浴中での電解処理による皮膜調
整を行なってから金属塩及びアンモニウムを含むアルカ
リ水溶液中ＩＣ浸漬して着色する。

微細孔拡大％珊は、陽極酸化皮膜がなくならない程度ま
で１ＩＩＩｌｉ孔の溶解を行なうもので、これには種々
の方法があり、その代表的なものとしては、陽極酸化皮
膜形成後のアル１ニウムを（イ）酸またはアルカリ水Ｉ
ＩＩｆｒＬ中に浸漬する方法と（■燐酸水溶液中で電解
処理する方法とがある。

前者（イ）の酸またはアルカリ水溶液中に浸漬する方法
では、陽極酸化皮膜の微細孔の孔壁な溶解するものであ
れば、浸漬浴の橋＠ｔｃ特別な制限はないが、一般に硫
酸、硝酸、燐酸、弗酸、蓚酸、苛性ソーダ、アンモニア
、アミン等が適している。浸漬条件については、陽極酸
化皮膜の微細孔の孔壁を適度に溶解させる条件が必要で
あって、例えば、硫酸浴中で化成した陽極酸化皮膜の場
合、１５０〜の硫酸浴中で浴ｉ１！６ｏ’ｔ；にて３分
以下の浸漬時間が適当であり、これ以上浴温を上げたり
、浸漬時間を長くした場合には、陽極酸化皮膜が完全に
溶解されてしまうため不適である。これらの条件は陽極
酸化皮膜の化成条件や溶解に用いる薬品の種順によって
異なるので、−概に決めることができない。

また後者（ロ）の燐酸水溶液中で電解処理する方法の場
合は、１１００〜、浴ｉ２５℃の浴中にて電圧５０ｖ１
電解時間１０分の＠極直流電解が陽極酸化皮膜の微細孔
の孔壁を過度に溶解する条件である。この場合も前記イ
）の酸またはアルカリ水溶液中に浸漬する方法と同様に
、ｌｉＩ極酸化皮膜を必ｇ？限度以上に溶解させる必要
はない。

次工程のバリヤー型皮膜形成洛中での電解処理は、前記
した微細孔拡大処理の工程に於いて微細孔底部のバリヤ
一層が溶解されてしまうと、後の着色工程で色ムラが発
生する恐れがあるので、バリヤ一層の補強を行ない、微
細孔拡大処理の適正条件の範囲を広くするための処理で
ある。

これに使用する温灸ｆ＋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パリ、ヤー蓋皮膜を形成する電解浴
中でａｌ＆酸化処壜電圧以上の電圧を付加すればよく、
電解電圧が１５０ｖ以下、かつ０．５分以上よりｌｏ分
間位迄て電解処理するのが適当である。電解電圧につい
ては、ｒＩａＩ１１酸化悠埋電圧以工ではバリヤ一層の
厚さが増大しないため、本発明の効果を発揮できないこ
とは勿論であり、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４異なるが、１５Ｑ　Ｖ以
下の電解処理で充分にその効果を発揮させることが出来
、これ以上に電解電圧を高くする必要はない。

また電解時間については１電解後の電流降下の遅い浴、
例えばホウ酸等の浴については１そのバリヤ一層電解適
正時間は長くなり、逆に電流降下の速い浴については、
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
まうものであり、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し得るのである。

この後、最終工程に於いては、前記の処理を施したアル
ミニウムを、金属塩及びアンモニアを含むアルカリ水Ｉ
ｌ液中に一浸漬して着色する。

その腺、金属塩の濃度は、例えば硫酸ニッケルな用いた
場合、５０〜２５０絆が適正値であって、この範囲内で
は金属塩の濃度が高くなるにつれて濃い色が得られるが
、これ以上金属塩のｍｌｆを高くしても濃色にはならな
い。

また前記の浸漬着色洛中に含まれるアンモニアは、金属
と錯塩を形成させてアルカリ領域でも溶液中の金属を沈
澱させないための必須成分であり、このほか、アミン類
などその他のアルカリの添加はかまわない。アンモニア
の添加量は、着色液がアルカリ性を示すまで添加しなけ
ればならないが、その量は金属塩のＩＩＩＩや濃度によ
って大きく変わるため、−概に決める事はできない。こ
の場合ｖＰＨ値は着色濃度に大きな影響を及ぼすので重
要な管ｆ！１項目となり、硫酸ニッケルによる着色では
、ｐＨが７以下になると着色せず、他の金属塩の場合も
含めてｐＨ７，５〜１゜の＠囮が好適な数値である。

浴温くついては、本発明の場合、常温で充分実施可能で
あり、浴温５０℃までは色調に影響がなく、それ以上の
高温浴では微細孔が封孔されるためか色調が淡くなる。

また着色液を加温した場合はアンモニアの蒸発が早いの
でｐＨの変動が激しく、着色の色調に大きな影響を与え
るため、常温浴でなんら差支えない。

上記一連の処理を行なえば、ＩＩＪ！４ｋｍ化皮膜形成
後のアルミニウムに、従来の一液浸漬法や二液交互浸漬
法では得られなかうだ緑色、青色、ピンク色、ゴールド
色など原色系の鮮明な濃色の着色皮膜が安定した状態で
得られる。その着色機１１に一ついては、多孔質陽極酸
化皮膜の孔壁が着色浴中のアンモニアにより少しづつ溶
解され、それに伴って発生する活性の水素ガスにより洛
中の金属塩が金属の水酸化物となって析出するものと推
定される。そして、本発明の場合、浸漬着色の前ｃｍａ
酸化皮膜の微細孔拡大処理とバリヤ一層形成洛中での電
解処理とが施され、微細孔の孔壁な溶かして大きくする
と共に、微細孔底部のバリヤ一層を補゛強してから浸漬
による着色を行なっているので、微細孔拡大処理の適正
範闘が広くなり、着色工ｆＭ＜於いて色ムラが発生する
ようなことがなく、當に鮮明な原色系の濃い着色皮膜が
得られるものである。

以下１本発明によるアル１ニウムの着色方法の具体的な
実施例を次ＩＣ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ｌニウム押出形材（６０６３Ｂ−Ｔ５）を常法にヨ
ｔ）　＃％、ｉｌｉ　（脱脂、エツチング、デスマット
）した後、１５０　／ｌの硫酸洛中で浴温２０℃、電解
電圧１８Ｖにて３０分間直流電解し、皮膜厚１８ＩｔＭ
ｈの陽１ｍ酸化皮膜を得た。次に硫酸濃度１５０＆／、
浴温６ｏｔの溶液中で３分間浸漬処理を施した後、ホウ
酸アンモニウム３０〜、浴温２５℃の電し１１１ 解洛中で対極にカーボン板を用いて電圧３０Ｖ１分間の
１１６極電解処理を行ない、次いで、硫酸ニッケル１５
０”／とアンモニア水でｐＨ８，ＯＩＣ調整した溶液中
に常温にて１０分間浸漬したところ、濃色の鮮明な緑色
の着色皮膜が得られた。

実施例２ アルミニウム押出形材（６０６３Ｓ−Ｔ　５）を常法に
より前処理し、実施例１と同様の陽極酸化処理を行なっ
た後、アンモニア水にてｐＨ１２，０とした浴ｉ１！４
ｏ℃の溶液中で１５分間浸漬処理を施し、その後、クエ
ン酸５ｏＩｌ／、浴温２５℃の電解浴中で対＆にカーｌ
ン板を用いて、電圧１００ｖで１分間の陽極酸化処理を
行ない、次１ｃ硫酸ニッケル１５０〜とアンモニア水で
ｐＨ８，０ＩＣ＃　ｍｌした＃液中に常温にて１ｏ分間
浸漬したところ、濃色の鮮明な緑色の着色皮膜が得られ
た。

実施例３ アルｌニウム押出形材（６０６３１９−丁５）を常法に
より前処理し、実施例１と同様の陽極酸化処理を行なう
た後、硫酸濃度１５０〜、浴温６ｏ′Ｃの溶液中で３分
間浸漬処理を施し、その後、ホウ酸５０　％、浴１１２
５℃の電解洛中で対極にカーボン板を用いて、電解電圧
２５Ｖで５分間の陽極電解処理を行ない１次に、硫酸コ
バルト１ｏｏｙ、３とアンモニア水でＩ）ＨＥＬ５に調
整した溶液中に常温で１０分間浸漬したところ、濃色の
鮮明なピンク色の着色皮膜が得られた。

実施例４ アル１ニウム押出形材（６０６３８−Ｔ５）を常法によ
り前処増し、実施例１と同様の陽極酸化処理を行なった
後、蓚酸濃度６０〜、浴ｍ６ｏ℃の溶液中で４分間浸漬
処理を施し、その後、酒石酸７０〜、浴温ｇｏｔの電解
浴中で対＆にカーボン板を用いて、電解電圧６０Ｖで５
分間の陽龜電解処理を行ない、次に塩化纂二銅１５０〜
とアンモニア水でｐＨ９，０に調整した溶液中に常温で
１０分間浸漬したところ、濃色の鮮明な青色の着色皮膜
が得られた。

実施例５ アルミニウム押出形材（６０６３８−Ｔ５）を常法によ
り前処理し、実施例１と同様の陽極酸化処理を行なった
後、硝酸濃度１００〜、浴ｍ６０℃の溶液中で４分間浸
漬処理を施し１その後、酒石酸７０狼浴ｆｉ２０℃の電
解浴中で対４ｋにカーボン板を用いて、電解電圧５０Ｖ
、５分間のｌｌｉ＆電解処理を行ない・次に一＆に酸第
−鉄１００　’／１とアンモニア水でｐａａ、ｏ１ｃｍ
整した溶液中に常温で１０分間浸漬したところ、濃色の
鮮明なゴールド色の着色皮膜が得られた。

実施例６ アル１ニウム押出形材（６０６３Ｓ−Ｔ５）を常法によ
り前処−ＩＬＬ、実施例１と同様の陽極酸化処理を行な
った後、燐酸濃度１ｏｏｙ、＠、浴温２５℃の水溶液中
で電圧５ｏｖ、電解時間１０分の＠働直流電解処理を施
し、その後、ホウ酸アンモニウム：ｓ　ＯＩＩ／ｌ、浴
１ｉ１２５℃の電解浴中で対＆にカーボン板を用いて、
電解電圧３０Ｖ、１分間の陽極電解処理を行ない、次に
、硫酸コバルト１００’／とアンモニア水にてｐａａ、
５に調整した溶液中に常温で１０分間浸漬したところ、
濃色の鮮明なピンク色の着色皮膜が得られた。

実施例７ アルミニウム押出形材（６０６３Ｓ−Ｔ５）を常法によ
り＃処理し、５０〜の蓚酸浴中で浴ｆ！２０℃、電解電
圧５０Ｖにて２５分間直流電解して皮腰厚さ１５Ｐの＆
ｉ極酸酸化皮膜得た。次いで、硫酸濃度１５０〜、浴温
６０℃の溶液中にで１０分間の浸漬処理を施した後、ク
エン酸濃度５０〜、浴温２５℃の電解浴□中で＊ＩｉＫ
カーｌン板を用いて１分間のｗｈ極電解処理を行ない、
次に硫酸ニッケル１５０〜とアンモニア水でｐａｓ、ｏ
＃ｃｌｌｌ整した溶液中に常温で２０分間浸漬したとこ
ろ、濃色の鮮明な緑色の着色皮膜が得られた。

代理人　宮　１）友　信

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多孔質陽極酸化皮膜を形成したアルミニウムまたはアル
   ミニウム合金に、前記陽極酸化皮膜の微細孔拡大処理を
   施し、次にバリヤー型皮膜形成浴中で電解処理を行なっ
   た後、金属塩及びアンモニアを含むアルカリ水溶液中ニ
   浸漬して着色することを特徴とするアルミニウムまたは
   アルミニウム合金の着色方法。