JPS5819654A - 太陽エネルギ−選択吸収膜の形成法 - Google Patents

太陽エネルギ−選択吸収膜の形成法

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JPS5819654A
JPS5819654A JP56117065A JP11706581A JPS5819654A JP S5819654 A JPS5819654 A JP S5819654A JP 56117065 A JP56117065 A JP 56117065A JP 11706581 A JP11706581 A JP 11706581A JP S5819654 A JPS5819654 A JP S5819654A
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幸一 吉田
Yasuo Oka
安夫 岡
Takashi Kajiyama
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/20Electrolytic after-treatment
    • C25D11/22Electrolytic after-treatment for colouring layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00Details of absorbing elements
    • F24S70/20Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
    • F24S70/225Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
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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】 本発明は1、太陽エネルギーを効率良く吸収し、かつ吸
収したエネルギーの放射損失の少ない選択吸収膜の形成
法に関するものである。、太陽の表面温度は約6000
にで、放射された太陽エネルギーの大部分はα3〜2μ
の波長範囲にスペクトルを有する。しかして、太陽熱に
よって加熱された地上の一体(太陽熱コレクターの集熱
板等)の温度は通常60〜100℃の場合が多く、特殊
な構造の太陽熱コレクターでも300℃を超えることは
少ない。、従って1、これら物体から放射されるエネル
ギーは近赤外域に入り、およそ2〜20μの波長範囲に
分布する。この波長域のずれを利用した太陽熱の吸収率
αが高く、物体自身からの放射率εの低い、いわゆる選
択吸収膜の製造法が糎々提案されている。
選択吸収膜の製造法の一つとして、アルミニウム、また
はアルミニウム合金を多孔性酸化皮膜を形成する能力の
ある酸またはアルカリ溶液中で陽極酸化し1、次いで金
属塩を含む溶液中で電解着色を施し、皮膜細孔中に金属
を析出させる方法がある。通常、陽極酸化処理は、硫酸
、リン酸、シュウ酸、クロム酸またはこれらの二種以上
の混合物の溶液中で行なわれ、細孔中に析出させる金属
としては、Ni、、 an、、 Co、、 Feなどが
挙げられる。
太陽エネルギーの吸収率αを大きくするためには、析出
金属量を多くして見掛上黒白にすることが望ましい。析
出金属量を多くするためには1、陽極酸化皮膜の膜厚が
厚い方が容易であるが1、膜厚を厚くすると赤外域の放
射率εが大きくなって来る−また金属が析出すると析出
金属自体の厚みによっても放射率εが増大する傾向があ
り、金属は前記細孔の底部から開口面まで孔の深さ一杯
に、1析出させる必要はなく、α2〜0.3μの厚みで
充分である場合が多い。−従って1、陽極酸化皮膜の厚
さを必要限度まで薄くして放射率を低くすることが望ま
しい。−しかしながら、酸化皮膜の厚さを成る厚さ以下
、通常α、4〜α5μ以下にす、る−と金属の充分な量
を、かつ均一に細孔内に析出させることが困難となり、
従来は、この制約のために、充分大きな吸収率αと、充
分小さな放射率εを有する選択吸収膜をアルミニウム材
表面に形成させることができなかったヶ 本発明は、上記制約を巧みに克服し、優れた性能の太陽
エネルギー選択吸収膜をアルミニウム材表面に形成させ
るものである。− 即ち1、本発明方法をアルミニウム材の模式的拡大断面
図に基いて説明すると、電解着色処理1、即ち金属を酸
化皮膜細孔内に析出させる工程が、均一1、かつ充分な
厚さに行なえるような厚さのポーラス層29.細孔3か
らなる陽極酸化皮膜をアルミニウム基材1上に生成せし
め(艶1図A)、次いで適切な電解着色処理を行なって
、細孔内に充分かつ均一に金属4を析−出せしめる(第
1図B)。
しかる後に、このアルミニウム材(合金を含む、以下同
じ)を、酸化皮膜を溶解する能力のある酸またはアルカ
リ液に浸漬して1、細孔3中に析出した金属4を溶損す
ることなく陽極酸化皮膜の表層部を溶解しく第1図C)
1.放射率εを低下させ1、太陽エネルギーの選択吸収
性を向上させるものであろう 陽極酸化処理においては1、次の電解着色処理で充分か
つ均一な金属の析出を得るため1、酸化皮膜の厚さがα
2〜tOμ好ましくはα4〜07μ程度に形成するのに
適した電解液、電解条件を選べば良く、電解浴としては
1、硫酸、リン酸、クロム酸9.シュウ酸の中の1mま
たは2種以上または、リン酸ナトリウム、水酸化ナトリ
ウムなどのアルカリ性溶液を用いて行なうヶその際1、
電流は直流を標準とするが1、これに限定するものでは
ない。−次に1、電解着色処理は、通常の交流電解着色
処理条件で良いが1、できるだけ析出金属量を多くし見
掛上黒色とすることが吸収率を高める上から好ましく1
、浴によプては直流法も有効であろうまた析出層の厚み
を酸化度膜厚の172程度、すなわちα2〜α3μ程度
とするのが適当である。
電解着色後のアルミニウム材の浸漬工程においては1、
細孔内に析出した金属は溶解せず、析出層より上部のポ
ーラス層を溶解するならば、酸でもアルカリ溶液でも良
く1、溶解させる程度は析出金属が容易に脱落しない程
度1、実質的に析出金属のない部分(陽極酸化皮膜)が
α05〜02μ残存するならば良い。
その際、酸、アルカリの種類9.s度、温度等は溶解速
度が工業的に制御し易い時間1、例えば数分程度が良く
1、そのためアルカリではpH9〜13程度1、酸では
pH()、1m3程度が好ましい。また、アルカリとし
ては力性ソーダを1、酸では硫酸、無水クロム酸、リン
酸、シュウ酸のうち1種または2種以上を用いることが
できる。−従って、酸としては1、陽極酸化浴として使
用した溶液を、そのまま使用しても良く1、工程管理が
一容易となる利点がある。
また、析出金属の溶出を軽減するため、電解着色後、封
孔処理を施して後1、上述の浸漬処理を行なっても良く
、多少放射率εが増加するが、良好な選択吸収性を保ち
1、併せて皮膜に耐食、耐候性を付与することができる
う次に1、浸漬処理後に射孔処理を厖しても良く1、こ
の場合も1、放射率εが多少増加するが、同様に良好な
選択吸収性膜が得られる。、 本発明方法によれば1、従来の電解着色法のみでは困難
であった優れた太陽熱選択吸収膜をアルミニウム材表面
に形成せしめることができ、アルミニウム材の優れた諸
特性と相まって太陽熱の有効利用に大きく貢献するもの
である 以下、本発明方法を、さらに実施例により具体的に説明
する。
実施例1 アルミニウム押出材A6063 (フラットパー)に常
法によって前処理(アルカリエツチングを含む)を施し
た後、30℃の601!/Jリン酸溶液中で、α28 
A/dm の電流密度で直流により13分間陽極酸化し
、約α4μ厚の陽極酸化皮膜を得た。
この押出材を、硫酸ニッケル801.ホウ酸4ON、硫
酸マグネシウム30 Vノの組成の電解着色浴中で30
℃、60サイクル、15v交流で7分間電解着白し、黒
色に近い表面のものを得た。
次いで、このものを無水クロム酸25νj、リン酸(8
5%) 35 ml/ノのリン酸−クロム酸浴pH05
(室温)に浸漬し、浸漬時間を変えて1、11 表面の変化を観察し、分光スペクトルの瀾定結果から吸
収率αを、また放射率計を用いて熱的方法で放射率εを
求めた。結果を表 1に示す。
表   1 表1 に示されるように、60分の浸漬によりαは、は
とんど低下せずに、εは24%から17%まで低下し、
(VE、比では38から5.4に向上した。しかし、2
4時間浸漬では酸化皮膜が完全に失なわれ、析出したニ
ッケルが容易に脱離するようになった。従って、この場
合の処理時間は、1時間程度までが望ましい。
実施例2 実施例1と全く同様に表面処理、wI電解着色て得られ
′た黒色のアルミニウム材(A6063)を実施例1と
同一のリン酸−クロム酸溶液の40℃加温液に浸漬し、
次の表2の結果を得た。
表   2 浴の加温は浸漬処理時間の短縮に有効であり、浸漬10
分では、吸収率をあまり損なわず、放射率を著るしく低
下(改善)させることができた。
10分浸漬後の試料を、市販のニッケル塩系封孔剤を添
加した沸騰水で15分間封孔処理を施したところ、ε=
20(%)とやや上昇したが、なお浸漬処理の効果が認
められた。
実施例3 実施例1,2と同様に表面処理、電解着色して黒色にし
たアルミニウム材を、陽極酸化に用いたのと同一の組成
のpH1,5のリン酸浴中に35℃で浸漬し1、次の表
3の結果を得た。
表   3 表3に示すように5分程度迄の浸漬では、αを損なわず
にεを著るしく低下(改善)することができた。しかし
10分以上では脱色が認められた。
また、電解着色後の試料を1、市販ニッケル塩系封孔剤
を添加した沸騰水中で15分間封孔処理を施しε=32
(%)のものを得たが、これを10分間上記のリン酸浴
に浸漬し、ε=17(%)となりやや淡色化していたが
封孔しない場合よりも、その程度は軽微であった。封孔
後の浸漬処理でも同様の効果が認められた。
実施例4 定法に従って前処理を施したアルミニウム板(A110
0)をリン酸三ナトリウム(12水塩)1001ノ浴(
30℃)中で、2に油Ha、2分間直流で陽極酸化し、
次いで実施例1と同一条件で電解着色を施し、黒色の表
面を得た。このものの放射量ε=22(%)であったが
、陽極酸化に用いた浴(pH12)中に30秒浸漬する
と、外見は変らすε=17(%)まで放射量を低下(改
善)することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図A、B、、C!はそれぞれアルミニウム材の陽極
酸化処理後、電解着色処理後および酸化皮膜表層溶解後
の模式的拡大断面図である。 1・・・・アルミニウム基材。 2・・・・ポーラス層、 3・・・・細孔。 4・・・・析出金属。 第  1  図  B 第  1  図  C 手  続  補  正  書 昭和56年8月20日 特許庁長官 島 1)春 覆 殿 10.事件の表示 昭和56年特許願 第117065号 2、発明の名称 太陽エネルギー選択吸収膜の形成法 &、萄正をする者 事件との関係   特許出願人 チ1ウオウ ギプザ 住 所 東京都中央区銀座7丁目3番5号マツ  ナバ
  ヨシ  マサ 代表者 松 永 義・正 401代理人 〒’156 mW 東京(322)4850住 所 東
京都世田谷区松原三丁目27番27号自   発 7、補正の内容 1: 特許請求の範囲 別紙のとおり 2 発明の詳細な説明 1、明細書 第3頁 第10行 「必要限度」を「必要最低限度」に補正する。 2、@   第6頁 第4行 「従)て、酸」と「とじ」の間に1あるいはアルカリ溶
液」を加入する。 以上 2、特許請求の範囲 1t  アルミニウムまたはアルミニウム合金を陽極酸
化処理して表面に多孔性皮膜を形成し、次いで金属塩電
解着色処理により前記皮膜の孔中に金属を析出させたの
ち、該皮膜溶解性の鼠魚ゑ亘旦ヱ及カリ溶液に浸漬し皮
膜表層部を溶解することを特徴とする太陽エネルギー選
択吸収膜の形成法。 2、前記皮膜溶解性の あるいはアルカ1  が陽極酸
化処理浴と同一である特許請求の範囲i1項記載の太陽
エネルギー選択吸収膜の形成法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アルミニウムまたはアルミニウム合金を陽極酸化処
    理して表面に多孔性皮膜を形成し、次いで金属塩電解着
    色処理により前記皮膜の孔中に金属を析出させたのち、
    該皮膜溶解性の酸溶液に浸漬し皮膜表層部を溶解するこ
    とを特徴とする太陽エネルギー選択吸収膜の形成法。 2、、  #記皮me解性の酸溶液が陽極酸化処理浴と
    同一である特許請求の範囲第1項記載の太陽エネルギー
    選択吸収膜の形成法。
JP56117065A 1981-07-28 1981-07-28 太陽エネルギ−選択吸収膜の形成法 Expired JPS5939666B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2146069A1 (en) 2008-07-09 2010-01-20 Ibiden Co., Ltd. Heat-receiving member and exhaust pipe heat-releasing system
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