JPS595676B2 - 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
両者を単にアルミニウムと呼称）の表面処理方法に関す
るもので、陽極酸化皮膜形成後のアルミニウムに特定の
条件で２工程の中間処理と更に２工程の着色処理を施す
ことにより、被処理材をエッジ部と中央部との２色に色
分けして着色できる新規なアルミニウムの表面処理方法
を提供することを目的としている。

従来、アルミニウムの陽極酸化皮膜に多色の着色を施そ
うとする場合には、陽極酸化したアルミニウムの表面を
レジスト膜を用いて部分的に被覆し、金属塩を含む水溶
液中で交流電解もしくは直流陰極電解した後、前記レジ
スト膜を剥離することによつて、レジスト膜で被覆しな
かつた部分だけを着色する方法、あるいは、被処理材を
レジスト膜で部分的に被覆してバリヤー型皮膜生成の電
解液中で電解処理し、バリヤー層の厚さを部分的に変化
させたり、あるいは、電極付きのローラー、スポンジ、
筆などを用いて部分バリヤー層電解を行なつてバリヤー
層の厚さを部分的に変化させた後、金属塩を含む水溶液
中に交流電解もしくは直流陰極電解を行ない、バリヤー
層の厚さの変化によつて色調の濃淡を表出する方法があ
る。

上記の方法によれば、一応任意の模様を出すことができ
るが、実際上、被処理材の表面にレジスト膜をつける前
者の方法の場合、例えばスクリーン印刷法又は写真製版
法等いずれの方法を適用しても、その加工工程が多く且
つ作業が繁雑なものになる欠点があり、また後者の部分
バリヤー層電解による方法の場合にも、工程の殆んどが
手作業になる関係上、前者と同様のことが云えるため、
このような方法でアルミニウムを２色の模様に色分けし
て着色するには、生産性に問題があつて実用化が困難と
されていた本発明の表面処理方法は前記の問題点を解決
するために開発されたもので、被処理材になるアルミニ
ウムに、先ず第１工程で通常の陽極酸化皮膜を形成し、
次に第２工程でバリヤー型皮膜処理液を用いて電解処理
を行ない、被処理材のエッジ部 。

と中央部にバリヤー層の厚さの差を生じさせ、更に第３
工程で多孔質生長型の電解液を使用して電解処理を施し
、被処理材中央部のバリヤー層を改質した後、第４工程
で金属塩を含む電解着色液にて電解着色処理を行ない、
主として被処理材中央部の着色を施し、その後、第５工
程で電解着色又は染色処理を行ない、被処理材のエツジ
部を中央部と別の色調に着色することを特徴とする方法
である。この発明によるアルミニウムの表面処理方法は
、前記第１工程から第５工程まで一連の工程により実施
されるものであつて、その技術内容を各工程毎に分析し
て更に詳細に説明すると、本発明方法の被処理材になる
アルミニウムは、予め表面に脱脂、エツチングなどの前
処理を行なつた後、先ず第１工程で通常の方法、例えば
、硫酸等の無機酸又は蓚酸等の有機酸あるいぱこれらの
混酸の水溶液中で陽極酸化処理し、その表面に必要な厚
さの陽極酸化皮膜を形成する。

次に、第２工程と第３工程は、被処理材のエツジ部と中
央部とを２色に色分けして着色するのを可能にするため
の中間処理工程である。

このうち、第２工程では、硫酸、硼酸、モリブデン酸、
リン酸、クロム酸等の無機酸または酒石酸、クエン酸、
マロン酸、蓚酸等の有機酸あるいはこれらの塩などを含
むバリヤー型皮膜処理液を用いて通電初期のみの直流陽
極電解又は交流電解を行ない、被処理材のエツジ部と中
央部にバリヤー層の厚さの差を生じさせる。

この場合、例えばアルミニウムを硼酸浴中で電解処理す
る際に、＝定の電圧で或る程度以上の時間処理すれば、
被処理材のエツジ部及び中央部共に均一な硼酸のバリヤ
ー型皮膜が生成されるが、これは通電時間の経過に伴つ
て皮膜厚が次第に均一化されていくもので、通電の初期
には被処理材のエツジ部のみに皮膜が生成され、時間の
経過と共に皮膜の生成がエツジ部から中央部へと進行す
る現象があることを本発明者は多くの実験により確認し
た。本発明の第２工程では、前記の現象を巧みに応用し
て被処理材に部分的に厚さの異なつたバリヤー型皮膜を
形成させるものであつて、例えば、第１工程で電圧１５
Ｖにて通常の陽極酸化処理を行なつた後、第２工程に於
いて電圧３０でバリヤー型皮膜処理液を用いて電解処理
を行ない、その際、被処理材に均一な皮膜が生成してい
ない通電初期に電解処理を終えると、被処理材のエツジ
部には電圧３０Ｖの処理に相当する厚さのバリヤー層が
存在し、中央部には電圧１５Ｖの処理に相当する厚さの
バリヤー層が残つていることになり、これを後に説明す
る着色処理工程（第４工程及び第５工程）で着色処理す
れば、前記バリヤー層の厚さの差により被処理材のエツ
ジ部と中央部に２色に色分けされた着色皮膜が得られる
。また第３工程は、被処理材中央部の着色性を向上させ
、着色の際にエツジ部と中央部との色調の差を鮮明にす
るため、前記第２工程に続いて行なわれる電解処理であ
つて、硫酸、蓚酸、クロム酸、リン酸の１種又は２種以
上を含む多孔質生長型の電解液を使用して第２工程より
も低い電圧で電解処理を行なう。

これは第２工程の電解処理でエツジ部のバリヤー層が厚
く中央部には薄いバリヤー層が生成されるが、被処理材
中央部のバリヤー層は、第１工程で形成されたバリヤー
層より若干厚くなり皮膜の電気抵抗が増加するため、こ
の工程では多孔質生長型の電解浴を用いて第２工程より
も低い電圧で電解処理を行ない、バリヤー層の改質をは
かることにより、後工程での被処理材中央部の着色性を
向上させるものであつて、第３工程の電解処理を削除し
た場合、着色性が悪く皮膜の色調が不鮮明になる。なお
、前記の中間処理工程（第２工程及び第３工程）のうち
、第２工程に於ける被処理材のエツジ部と中央部のバリ
ヤー層の厚さの調整は、処理液の濃度、温度及び電圧で
も可能であるが、電解時間による調整力撮も有効であり
、また第３工程では、第２工程で形成されたバリヤー層
の厚さがエツジ部で厚く中央部で薄いため、電解処理の
際に被処理材の中央部より電流が流れ、中央部から順次
低い電圧の皮膜に置換えられるので、エツジ部と中央部
のバリヤー層の厚さは、第２工程と第３工程の条件の組
合わせにより任意に変えることが可能である。

つぎに第４工程と第５工程は、前記の処理を完了した被
処理材をエツジ部と中央部の２色に色分けして着色する
工程で、先ず第４工程では主として被処理材中央部の着
色処理を行なう。

即ち、第４工程に於いて金属塩を含む通常の電解着色浴
中で被処理材を１５Ｖ前後の比較的低い電圧にて交流電
解又は直流陰極電解すると、被処理材は、前の工程でエ
ツジ部のバリヤー層が厚く中央部のバリヤー層が薄く調
整されているため、バリヤー層の薄い中央部のみが着色
され、エツジ部は着色されずに無色透明に近い無着色の
皮膜となる。この後、第５工程では、前記の第４工程で
着色されていないエツジ部の着色処理を別の着色浴中で
行ない、被処理材のエツジ部を中央部と別の色調に着色
する。その際、着色の手段としては、金属塩を含む浴中
で電解着色処理する方法と、有機染料又は無機染料の浴
中で染色処理する方法とがあるが、前者の金属塩溶液中
で電解着色を行なう場合には、第４工程と同じ電圧では
着色不可能なので、少なくとも第４工程よりも高い電圧
で電解着色を行なう必要があり、これに対して、後者の
染料浴で着色する場合には、バリヤー層の厚さに関係な
く着色できるが、その際、第４工程での被処理材中央部
の電解着色の色調は、なるべく暗色系又は濃色のもので
あることが望ましＸ．）上記のように、本発明方法をア
ルミニウムの表面処理に適用すれば、陽極酸化皮膜形成
後のアルミニウムを特定の条件で２工程の中間処理と更
に２工程の着色処理を施すことにより、被処理材をエツ
ジ部と中央部との２色に色分けして着色することが出来
、然かも第１工程から第５工程に至る一連の処理を、総
べて純然たる電解処理（最終の着色を染色浴で行なう場
合を除く）のみで電気化学的に実施できるため、従来の
レジスト膜による面倒な印刷製版の手法や手作業による
部分電解法等を用いる必要がなく、現有のアルミニウム
表面処理設備を利用して能率的に作業を行ない得るので
、これをアルミニウム押出形材や各種アルミニウム製品
の着色処理に使用すれば、その量産と品質向上に大きな
役割を果すものである。以下、この発明の具体的な実施
例をいくつか次に掲げるが、本発明は必ずしもこれらの
実施例のみに限定されるものではない。

実施例 １ アルミニウム合金（Ａ６Ｏ６３Ｓ−Ｔ５）７０ｘ７０Ｘ
１．８ｔｍ１Ｌの押出板材を常法により前処理した後、
第１工程として硫酸１５０ｙ／ｌ、浴温２０℃で対極に
アルミニウム板を用い電流密度１．２Ａ／ｄイ、３０分
間の陽極酸化処理を行なつた。

次いで、第２工程として硫酸マグネシウム２ｒ／１，浴
温２５℃で対極にカーボンを用い極間距離を５０ＷＩＬ
とし、電圧２５Ｖで５秒間直流陽極電解を行なつた後、
第３工程として硫酸１１０ｙ／１１浴温２０℃にて電圧
１８で３０秒間直流陽極電解を行なつた。次に、第４工
程として硫酸第１スズ１０ｙ／１１硫酸５ｆ７／ｌの着
色浴中にて電圧１５Ｖで６分間交流電解を行なつたとこ
ろ、中央部は黒色に着色し、エツジ部は未着色であつた
。

更に第５工程として、二酸化セレン１０？／ｌ、硫酸銅
１ｔ／ｌ、硫酸亜鉛０．１ｔ／ｌの着色浴で電圧２５Ｖ
１１２０秒間直流陰極電解を行なつたところ、エツジ部
がコールド色に着色し、且つ、このエツジ部の着色巾が
約３ｎ程度で中央部が黒色の２色に色分けされた試料を
得た。実施例 ２ 第１工程完了までを実施例１と同様に処理した中空押出
形材を、第２工程として硼酸４０ｔ／ｌ、浴温３０℃で
対極にカーボンを用い極間距離を１２０ｍ７ｍとし、電
圧６０Ｖで１５秒間直流陽極電解を行なつた後、第３工
程として硫酸１１０ｙ／ｌ、浴温２０℃で電圧２０Ｖに
て１分間直流陽極電解を行なつた。

次に、第４工程として硫酸ニツケル４０ｆ？／ｌ？、硼
酸３５ｔ／′の着色浴にて電圧１６Ｖで３０秒間直流陰
極電解を行なつたところ、エツジ部６ｍｍを残して中央
部がブロンズ色に着色した。

その後、第５工程としてサンド社製アルミニウムグリー
ンＧＬＷ５ｆ７／ｌの溶液に浴温６０℃で５分間浸漬し
たところ、エツジ部がグリーン色に着色し、申央部がブ
ロンズ色でエツジ部６１１がグリーン色の２色に色分け
された試料を得た。実施例 ３ 第１工程完了までを実施例１と同様に処理した押出板材
を、第２工程でクエン酸５ｆ７／ｌ、浴温２０℃、対極
にカーボンを使用し、極間距離を５０鼎として電圧４０
Ｖで５秒間直流陽極電解を行なつた後、第３工程では、
硫酸１５０ｒ／１１浴温２０℃にて電圧１６で３分間直
流陽極電解を行なつた。

次に、第４工程では、硫酸ニツケル４０？／ｌ、硼酸３
５ｔ／ｌの着色浴にて電圧１５で２０秒間直流陰極電解
を行なつたところ、エツジ部４１！を残して中央部がブ
ロンズ色に着色した。

その後、第５工程として、蓚酸第２鉄アンモニウム１０
ｔ／１ｆ）溶液中に浴温５０℃で１０分間浸漬したとこ
ろ、エツジ部４ｍ１Ｌが黄色に着色し、中央部がブロン
ズ色、エツジ部が黄色の２色に色分けされた試料を得た
。実施例 ４ 第１工程完了までを実施例１と同様に処理した押出板材
を、第２工程で硼酸１０ｆ／ｌ、浴温２５℃、対極にカ
ーボンを使用し、極間距離を５０ｍｍとして電圧１２５
Ｖで２０秒間交流電解を行なつた後、第３工程では、硫
酸１１０ｆ７／１１浴温２０℃にて電圧２０Ｖで３０秒
間直流陽極電解を行なつた。

次に、第４工程では、硫酸第１スズ１０？／ｌ、硫酸３
ｒ／ｌからなる着色浴中にて電圧１５Ｖで４分間直流陰
極電解を行なつたところ、エツジ部２１！ｊ！を残して
中央部が黒色に着色しムその後、第５工程に於いて硫酸
ニツケル３０ｔ／ｌ！、硼酸３０ｆ７／ｌの着色浴にて
電圧３０Ｖで１分間交流電解を行なつたところ、エツジ
部２ｍ１Ｌがブロンズ色に着色し、中央部が黒色、エツ
ジ部がブロンズ色の２色に色分けされた試料を得た。

実施例 ５ 実施例１と同じ前処理をした押出板材を、先ず第１工程
に於いて蓚酸５０ｔ／ｌ、硫酸８ｙ／Ｉ？、浴温４７℃
で対極カーボンを用い、電流密度２Ａ／Ｄ７ｒＩで２０
分間陽極酸化処理を行なつた。

次いで、第２工程では硼酸１０ｙ／′、浴温２５℃で対
極にカーボンを使用し、極間距離を５０１１として電圧
６０Ｖで１分間直流陽極電解を行なつた後、第３工程で
は蓚酸５０ｙ／ｌ、硫酸８ｔ／ｌ、浴温４７℃の電解浴
にて電圧８Ｖで３分間交流電解を行なつた。次に、第４
工程では、硫酸第１スズ１０ｔ／ｌ、硫酸５ｔ／ｌから
なる着色浴にて電流密度０．５Ａ／ｄイ、３０秒間の直
流陰極電解を行なつたところ、エツジ部４ｍ！を残して
中央部がグリーン色に着色した。

その後、第５工程において、二酸化セレン５？／１１硫
酸銅１ｙ／１１硫酸亜鉛０．２ｙ／ｌの着色浴中で電圧
３０Ｖにて１２０秒間交流電解を行なつたところ、エツ
ジ部４ｍｍがレモンゴールド色に着色し、中央部がグリ
ーン色、エツジ部がレモンゴールド色の２色に色分けさ
れた試料を得た。実施例 ６ 第１工程完了までを実施例１と同様に処理した押出板材
を、第２工程で硫酸０．０１？／ｌ、浴温２５℃、対極
にカーボンを使用し、極間距離を３０ｍｍとして電圧４
０Ｖで５秒間直流陽極電解を行なつた後、第３工程では
硫酸１１０ｙ／１１浴温２０℃にて電圧２０Ｖで２分間
直流陽極電解を行なつた。

次に、第４工程では、硫酸ニツケル５０ｙ／１１硼酸４
０ｙ／ｌの着色浴にて電圧１５で３０秒間直流陰極電解
を行なつたところ、エツジ部５ｍｍを残して中央部のみ
がブロンズ色に着色した。

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る被処理
   材に、先ず第１処理工程で通常の陽極酸化皮膜を形成し
   、次に第２工程で例えば硫酸、硼酸、モリブデン酸、リ
   ン酸、クロム酸等の無機酸または酒石酸、クエン酸、マ
   ロン酸、蓚酸等の有機酸あるいはこれらの塩を含むバリ
   ヤー型皮膜処理液を用いて通電初期のみの電解処理を行
   ない、被処理剤のエッジ部と中央部にバリヤー層の厚さ
   の差を生じさせ、更に第３工程で硫酸、蓚酸、クロム酸
   、リン酸の１種又は２種以上を含む多孔質生長型の電解
   液を使用して第２工程の電圧よりも低い電圧にて電解処
   理を施し、被処理材中央部のバリヤー層を改質した後、
   第４工程の金属塩を含む電解着色液にて電解着色処理を
   行ない、主として被処理材中央部の着色を施し、その後
   、第５工程で電解着色又は染色処理を行ない、被処理材
   のエッジ部を中央部と別の色調に着色することを特徴と
   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
   。