JPS5940238B2 - アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、、アルミニウム又はアルミニウム合金（以
下この両者を単にアルミニウム、又は被処理物として略
記する）の表面処理方法に関するもので、その目的は、
一度の陽極酸化皮膜処理及び一度の着色処理を施すこと
によつて、濃淡二色を同時に着色し、先に該皮処理物の
表面に形成した模様をより鮮明化する表面処理方法を提
供することにある。

従来アルミニウムに模様付けを行う方法としては、（ａ
）アルミニウムに通常の陽極酸化皮膜を形成し、その上
にスクリーン印刷、又は転写印刷等の手法で染色する方
法。

（ｂ）転圧ロール又はプレス成形型を使用してアルミニ
ウムの表面に所定の模様を圧刻する方法。

（ｃ）アルミニウムの表面を適当な保護材料で部分的に
マスキングして、塗料の吹付け及び焼付け、あるいは化
学的な染色処理、又は酸化皮膜の着色処理を行う方法。
（ｄ）アルミニウムに通常の陽極酸化皮膜を形成し、任
意に着色した皮膜上に防蝕レジスト模様を塗布し、防蝕
レジスト模様以外の部分を腐食した後、梨地又は光沢加
工を行ない、その後に再び陽極酸化処理を施し、任意の
他の色に着色する方法（特公昭４０−２１８４７号）。

（ｅ）アルミニウムを交流電解処理し、そのさい発生す
る水蒸気泡の作用により被処理物表面に木目状の模様を
形成させ、次いで着色処理を施す（特開昭５２・１１０
２３７号等）。

などが知られている。

しかし、（ａ）の方法では、模様は色相色調の違いだけ
で表現され、立体的な感じ、及び表面の光沢の違いの感
じが得られない。また（ｂ）の方法では、立体的な凹凸
だけで色の違いが得られない。たとえ陽極酸化皮膜を形
成して着色処理を施しても、色相及び色調の違いは得ら
れない。さらに（ｃ）の方法では、耐蝕性の優れたもの
が得られない。また立体的な感じも得られない。また（
ｄ）の方法では、立体的な感じや色相、色調の違いは得
られるが、多く工数を必要とするなどの欠点があつた。
更に（ｃ）の方法は、木目状の自然な模様が簡単に形成
される利点はあるが、反面、特定の模様を意図的に形成
させることができないので、利用できる分野は限定され
ることになる。本発明は、以上の欠点をなくし、立体的
な感じと光沢、色調の違いが同時に得られ、しかも耐食
性の優れた製品をより少ない工数で得るために開発され
たものである。本発明では、先ず、光沢表面を有する被
処理物の表面に、化学的、電気化学的、あるいは機械的
な手段により十点平均粗さが０．３〜２０ミクロンであ
る梨地の部分を模様状に形成する。

次いで、常法に従つて陽極酸化皮膜処理を施し、さらに
従来公知の着色方法、例えば金属塩浴中で交流電解を施
すか、または、染料もしくは顔料浴中で浸漬する方法に
よつて皮膜を着色し（梨地部分が光沢部分よりも深く着
色される）、模様を鮮明化することを特徴とする。ここ
で、模様が鮮明になる理由は、模様形成処理工程の後に
施される陽極酸化皮膜処理工程において形成された皮膜
の微細構造を電子顕微鏡で観察した結果判明した。

すなわち、光沢地のように表面が平滑な部分では、規則
的な細孔構造、つまり、通常、アルミニウム陽極酸化皮
膜のセル構造としてよく知られている表面からアルミ素
地近く迄まつすぐにのびた細孔が規則正しく配列されて
いる構造の皮膜が形成され、また梨地のように表面粗度
の大きい部分では、不規則に曲がつたり枝分かれをした
りした細孔構造の皮膜が形成されていることが判明した
。かくして、規則的な細孔構造の皮膜が形成されている
光沢地は濃く着色され、不規則に曲がつたり枝分かれを
したりした細孔構造の皮膜が形成されている表面粗度の
大きい部分は淡く着色されるのである。この濃淡は、単
なる光線乱反射の程度の相違に基づき視覚的に濃淡差と
して感知されるものではなく、第１図及ひ第２図に示す
ように皮膜中の着色剤の濃度差によるものである。

図面に示したのは、陽極酸化皮膜処理後、すず塩を含む
電解浴中で交流着色した試料について、光沢地の部分（
第１図）と梨地の部分（第２図）の皮膜断面をＥＰＭＡ
（Ｘ線マイクロアナライザー）でそれぞれ同一条件で測
定した結果である。図面中のすず（Ｓｎ）のカーブに注
目すると、皮膜中のすず濃度の違いがはつきりわかる。
アルミニウム表面に、粗度の違いで模様を形成するには
、数多くの方法がある。

例えば（１）比較的滑らかなアルミニウム表面（必要に
応じて研摩加工を施しても良い）に防蝕レジストで任意
の模様を画きマスキングする。

次に、例えば酸性フツ化アンモニウムを含む液中に浸漬
して梨地処理を施した後、トリクレン等の有機溶剤でレ
ジスト膜を除去する方法。（化学的方法）（２）比較的
滑らかなアルミニウム表面（必要に応じて研摩加工を施
しても良い）に防蝕レジストで任意の模様を画きマスキ
ングする。

次に塩酸及び界面活性剤を含む水溶液中で交流を通じて
電解梨地処理を施した後、トリクレン等の有機溶剤でレ
ジスト膜を除去する方法。（電気化的方法）（３）比較
的滑らかなアルミニウム表面（必要に応じて研摩加工を
施しても良い）に防蝕レジストで任意の模様を画きマス
キングする。

次に水酸化ナトリウム水溶液のようなエツチング液中に
浸漬してアルミニウムを溶解して立体的に凹凸をつくる
。さらに酸性フツ化アンモニウム水溶液中に浸漬して梨
地処理した後、トリクレン等の有機溶剤でレジスト膜を
除去する方法。（化学的方法）（４）比較的滑らかなア
ルミニウム表面（必要に応じて研摩加工を施しても良い
）に任意の模様に加工した耐摩耗性の優れた合成樹脂製
のテープ又はシートあるいは金属片などを固定し、鉄粉
又はカーボランダム等の研摩材を吹き付けてブラスト処
理した後、テープ又はシートあるいは金属片を除去する
方法。

（機械的方法）（５）比較的滑らかなアルミニウム表面
（必要に応じて研摩加工を施しても良い）の必要な部分
だけをピアノ線を植えたワイヤーホイールで切削研摩す
る方法。

（機械的方法）などがある。

表面粗度の違いによる模様を形成する際に、一方は出来
るだけ平滑で光沢があつた方が好ましく、もう一方は、
０．３ミクロンから２０ミクロン程度の粗さ（ＪＩＳＢ
Ｏ６Ｏｌ−１９７６による十点平均粗さ・Ｒｚ）が好ま
しい。

粗さが０．３ミクロン未満では充分な濃淡差のある着色
が行われないし、一方、２０ミクロンをこえる粗さにす
るときは、前記機構による濃淡差の生成効果がそれ以上
顕著にならないにもかかわらず視覚的に粗さが目立ちす
ぎるようになるので、特殊効果を追求する場合以外は好
ましくない。さらに着色の際濃淡の差の顕著なものを望
むならば、０．５ミクロンから５ミクロンの範囲に粗さ
を調節すれば好結果が得られる。本発明の方法により、
鮮やかな模様入り着色陽極酸化皮膜を得た後、沸とう水
処理、金属塩封孔もしくは加圧水蒸気処理等の封孔処理
、あるいは、浸漬塗装もしくは電着塗装等の透明樹脂塗
装を施すことにより、耐候性及び耐蝕性はさらに向上さ
せることができる。

次に実施例をあげて説明する。

実施例 １ ハブ研摩を施したアルミニウム１０５０Ｐ−Ｈｌ４材の
表面に、模様を切り貫いた厚さ５０ミクロンのアルミニ
ウム箔を接着剤で貼り付け、１２０メツシユのカーボラ
ンダムを吹きつけてブラスト処理をした。

処理面の粗さ・Ｒｚは５ミクロンであつた。次に模様の
アルミニウム箔を有機溶剤ではがして該アルミニウム材
に模様を形成した。その後、通常の脱脂処理をして、硫
酸１５０９／ｌの浴中で直流１．３Ａ／〜の電流を２５
分間通じて陽極酸化皮膜処理を施した後、硫酸銅を含有
する無機着色浴中で交流着色を行ない、さらに沸とう水
処理を施したところ、光沢のちがつた、しかも着色の濃
淡で染め分けられた、えび茶の鮮明な模様入りのアルミ
ニウム板が得られた。実施例 ２ ハブ研摩を施したアルミニウム１１００Ｐ−Ｈｌ８材の
表面に、耐酸性及び耐アルカリ性を備えもつレジストイ
ンクで模様を画き、１００′Ｃの乾燥炉中で２０分間焼
きつけた後、５％一水酸化ナトリウム水溶液５『Ｃ中に
１０分間浸漬して凹凸模様とし、次に４０９／ｌ酸性フ
ツ化アンモニウム水溶液５０℃中に２分間浸漬して梨地
処理を施した。

処理面の粗さ・Ｒｚは０．５〜１．０ミクロンであつた
。次にトリタＬ・ンでレジスト膜を除去して模様を形成
した。さらに通常の脱脂処理をして、硫酸１５０９／ｌ
の浴中で直流Ａ／Ａｄの電流を３５分間通じて陽極酸化
皮膜処理を施した後、硫酸ニツケルを含有する無機着色
浴中で交流着色を行ない、最後に透明樹脂の電着塗装を
施したところ、凹凸のあるまた光沢のちがつた、しかも
着色の濃淡で染め分けられたブロンズ色の鮮明な模様入
りのアルミニウム板が得られた。実施例 ３ ハブ研摩を施したアルミニウム１０５０Ｐ−Ｈｌ４材の
表面に、耐酸性及び耐アルカリ性を備えもつレジストイ
ンクで模様を画き、１００をＣの乾燥炉中で２０分間焼
きつけた後、２％の塩酸及び少量の界面活性剤を含む浴
中で、２分間１０の交流を通じて梨地処理を施した。

処理面の粗さ・Ｒｚは０．５〜１．０ミクロンであつた
。次にトリクレンでレジスト膜を除去して模様を形成し
た。さらに通常の脱脂処理をして、硫酸１５０９／ｌの
浴中で直流１．３Ａ／Ａｄの電流を２５分間通じて陽極
酸化皮膜処理を施した後、食品染料赤色１０２号を２９
／ｌ含む有機染色浴（５５℃）中に５分間浸せきして着
色を行ない、さらにニツケル塩を含む沸とう水中に浸せ
きして封孔処理を施したところ、光沢のちがつたしかも
模様の部分は赤く、模様以外の部分は桃色に着色された
鮮明な模様入りのアルミニウム板が得られた。実施例
４ 化学研摩を施したアルミニウム１１００Ｐ−Ｈｌ８材の
表面に、耐酸性のレジストインクで模様を画き、１００
℃の乾燥炉中で２０分間焼きつけた後、４０ｇ／ｌ酸性
フツ化アンモニウム水溶液５０後Ｃ中に３分間浸せきし
、梨地処理を施した。

処理面の粗さ・Ｒｚは０．５〜１．０ミクロンであつた
。次にトリクレンでレジスト膜を除去し模様を形成した
。さらに通常の脱脂処理をした後、硫酸１５０９／ｌ及
びしゆう酸５９／ｌの浴中で直流１．２Ａ／Ａｒｎ！の
電流を３０分間通じて陽極酸化皮膜を施し、次にしゆう
酸第２鉄アンモニウム１０ｇ／ｌを含有する無機着色浴
（６０℃）中に１０分間浸漬し、最後に透明樹脂の浸せ
き塗装を施したところ、模様の部分は光沢をもつた橙色
に着色され、梨地処理された部分は黄白色の鮮明な模様
入りアルミニウム板が得られた〇以上のように、本発明
方法をアルミニウム又はその合金の表面処理加工に適用
すれば、一度の陽極酸化皮膜処理及び一度の着色処理で
濃淡二色の着色が同時に行うことができ、工程数が少な
くてすむ。

また初めの表面粗度の違いによる模様付けの方法を変え
ることによつて、立体的な凹凸感のあるものから平面的
なものまで、仕上がりの外観も任意に変化させることが
できて、非常にバラエテイに富んだ製品を作ることが可
能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法によつて処理したアルミニウムの皮膜
断面をＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザー）で測定し
た結果を示す図で、第１図は光沢地の部分を示し、第２
図は梨地の部分を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウム又はアルミニウム合金からなり光沢表
   面を有する被処理物の表面に、化学的、電気化学的、あ
   るいは機械的な手段により十点平均粗さが０．３〜２０
   ミクロンである梨地の部分を模様状に形成し、次いで、
   無機酸、有機酸またはこれらの混合物を含有する電解浴
   中で陽極酸化皮膜処理した後、金属塩を添加した無機着
   色浴中で電解着色するか、あるいは有機もしくは無機の
   染料または顔料を含む着色浴中に浸漬することによつて
   、梨地部分が光沢部分よりも淡く着色される着色を施し
   、模様をより鮮明化することを特徴とするアルミニウム
   又はアルミニウム合金の表面処理方法。