JPS6039759B2 - アルミニウム合金材の表面処理方法 - Google Patents
アルミニウム合金材の表面処理方法Info
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- JPS6039759B2 JPS6039759B2 JP9687778A JP9687778A JPS6039759B2 JP S6039759 B2 JPS6039759 B2 JP S6039759B2 JP 9687778 A JP9687778 A JP 9687778A JP 9687778 A JP9687778 A JP 9687778A JP S6039759 B2 JPS6039759 B2 JP S6039759B2
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- anodic oxide
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- anodized
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- Electrochemical Coating By Surface Reaction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アルミニウム合金材（以下単にＡＩ合金材と
いう）の表面処理方法、とくに、生成する川合金材の表
面処理方法に関する。
いう）の表面処理方法、とくに、生成する川合金材の表
面処理方法に関する。
一般に、建築外装用材として無彩色の濃灰黒色のものが
好まれ、この色の外装用材が強く要望されている。
好まれ、この色の外装用材が強く要望されている。
しかしながら、濃灰黒色にＡＩ合金材を着色処理するこ
とは困難であった。すなわち、耐酸性に優れる着色陽極
酸化皮膜の生成法としては種々の方法が提案されている
が、大別すると‘１｝通常のＡＩ合金材を有機酸を主体
とする浴中で陽極酸化処理する方法、｛２）ＡＩ合金材
を硫酸などを含む浴中で陽極酸化処理したのちに、更に
金属塩を硫酸を含む浴中で陽極酸化処理する方法である
。
とは困難であった。すなわち、耐酸性に優れる着色陽極
酸化皮膜の生成法としては種々の方法が提案されている
が、大別すると‘１｝通常のＡＩ合金材を有機酸を主体
とする浴中で陽極酸化処理する方法、｛２）ＡＩ合金材
を硫酸などを含む浴中で陽極酸化処理したのちに、更に
金属塩を硫酸を含む浴中で陽極酸化処理する方法である
。
しかしながら、ｍの方法ならびに■の方法では、本質的
にアンバー系もしくはブロンズ系の着色陽極酸化皮膜が
生成し、とくにその色を濃くすれば黒に近い着色陽極酸
化皮膜が生成できるが無彩色の灰黒色のものは生成でき
ない。
にアンバー系もしくはブロンズ系の着色陽極酸化皮膜が
生成し、とくにその色を濃くすれば黒に近い着色陽極酸
化皮膜が生成できるが無彩色の灰黒色のものは生成でき
ない。
また糊の方法は、発色成分とにケイ素を含むＡＩ合金材
を対象とするもので‘３’の方法によると無彩色の着色
陽極酸化皮膜を生成することはできるが、濃灰黒色の着
色陽極酸化皮膜を生成するには上記の発色成分の含有量
をきわめて高くする必要があり、必然的に発色成分の分
布が不均一になって色ムラが生じやすい。また、ケイ素
を含む山合金材の場合は発色成分としてのケイ素の含有
量が増加すると陽極酸化皮膜の耐食性が低下し、建材用
としては、不適当になって好ましくない。
を対象とするもので‘３’の方法によると無彩色の着色
陽極酸化皮膜を生成することはできるが、濃灰黒色の着
色陽極酸化皮膜を生成するには上記の発色成分の含有量
をきわめて高くする必要があり、必然的に発色成分の分
布が不均一になって色ムラが生じやすい。また、ケイ素
を含む山合金材の場合は発色成分としてのケイ素の含有
量が増加すると陽極酸化皮膜の耐食性が低下し、建材用
としては、不適当になって好ましくない。
本発明は〈上記の欠点を改善したものであって具体的に
は鉄０．５〜２．２％を含んで、その大部分が山６Ｆｅ
の形として含有するＡＩ合金材を陽極酸化してＡＩ合金
村上に耐候性のすぐれしかも無彩色の濃灰黒色に均一に
着色された陽極酸化皮膜を生成する方法を提案する。す
なわち、本発明法は、鉄０．５〜２．２％を含んで、こ
の鉄のうちで大部分がＡＩ６Ｆｅとして含有するアルミ
ニウム合金材を有機スルホン酸を主体として少量の硫酸
を含む水溶液中において陽極酸化して濃灰黒色の着色陽
極酸化皮膜を生成することを特徴とする。
は鉄０．５〜２．２％を含んで、その大部分が山６Ｆｅ
の形として含有するＡＩ合金材を陽極酸化してＡＩ合金
村上に耐候性のすぐれしかも無彩色の濃灰黒色に均一に
着色された陽極酸化皮膜を生成する方法を提案する。す
なわち、本発明法は、鉄０．５〜２．２％を含んで、こ
の鉄のうちで大部分がＡＩ６Ｆｅとして含有するアルミ
ニウム合金材を有機スルホン酸を主体として少量の硫酸
を含む水溶液中において陽極酸化して濃灰黒色の着色陽
極酸化皮膜を生成することを特徴とする。
以下、本発明について順次に説明する。
まず、鉄０．５〜２．２％を含んで、この鉄のうちで大
部分の鉄がＡＩ６Ｆｅの形として含有するＡＩ合金材は
常法によって脱脂、洗浄する。
部分の鉄がＡＩ６Ｆｅの形として含有するＡＩ合金材は
常法によって脱脂、洗浄する。
次に、このＡＩ合金材を有機スルホン酸を主体とし、少
量の硫酸を含む水溶液中において陽極酸化処理するとＡ
Ｉ合金材中の山６Ｆｅは酸化されることなく陽極酸化皮
膜中に移行しＡＩ合金材上には、濃灰黒色の着色陽極酸
化皮膜が生成し、この皮膜は耐膜性に優れると同時に色
むらがなく膜厚に関係がなく、膿灰黒色を呈する。また
「 このように電解処理する場合に、鉄（以下、Ｆｅと
いう）の大部分がＡＩよｅの形として含まれるＡＩ合金
材は何れの方法によって製造することができるが、通常
はケイ素（以下Ｓｉという）の少ないＡＩ−Ｆｅ系合金
を直接水冷鋳造することによって製造できる。一般にＡ
Ｉ合金材においてＦｅは、ＡＩ６Ｆｅ，ＡＩ３Ｆｅ，Ａ
Ｉ−Ｓｉ−Ｆｅなどの形態として含まれている。また、
これらの化合物の中でＡＩ６Ｆｅは、準安定相であるが
、Ｎ−Ｆｅ系合金においてＳｉを少なくすると、それを
直接水冷鋳造することによって大部分のＦｅはＡＩ６Ｆ
ｅとして析出させることができる。すなわち、Ｓｉが大
きく存在する場合は、山６Ｆｅの析出に優先して山Ｆｅ
Ｓｊが析出し、Ｎ６Ｆｅの析出量が少なくなるからであ
り、この意味でＳｉは０．２％以下にとどめる必要があ
る。またＦｅは山６Ｆｅの生成成分として本発明では必
須成分であるがＦｅの含有量は０．５〜２．２％の範囲
が好ましい。すなわちＦｅｏ．５％未満では、陽極酸化
皮膜色が淡くなり、２．２％をこえると、ＡＩ６Ｆｅの
析出量が多くなることもあって、色の不均一が生じやす
くなる。またＦｅの他に不可避的に不純物を含ませるこ
とができＳｉ以外の元素に関しては、その許客限は比較
的高くでき、例えばマグネシウムは１．２％程度含まれ
てもさしつかえない。また、マンガンやニッケルはむし
ろ山６Ｆｅの安定性を増大させ、この意味である程度含
ませるのが好ましく、通常は０．８％以下の水準で含ま
せれば十分である。また、上記の通りに直接水冷鋳造し
てＡＩ合金材を製造する場合に銭塊は、展伸加工して、
板または形材としてこれを陽極酸化処理するが、ＡＩ６
Ｆｅは単安定相であって高温で分解するため、熱間加工
時には、温度が５０ｏ０をこえないようにして加工する
のが好ましい。また、上記の通り有機スルホン酸を主体
とし、少量の硫酸を添加した水溶液中で陽極酸化する場
合に有機スルホン酸としてはスルホサリチル酸、スルホ
タル酸、クレゾールスルホン酸等が好ましく、これらの
有機スルホン酸は単味若しくは合量で、濃度５〜２０％
が適当であり、更に陽極酸化皮膜を一様に形成するため
には、０．５〜２％の硫酸を添加するのが好ましい。ま
た水溶液中には有機スルホン酸ならびに硫酸のほかに硫
酸アンモニウム等の無機硫酸塩、リン酸、硝酸等の無機
酸、シュウ酸、マレィン酸等の多塩基有機酸を少量添加
することができる。また、陽極酸化条件によって着色程
度があまり影響されないのが本発明の特徴の一つである
が、液温は２００○前後、交流電解でもよく、直流電解
の場合、陽極電流速度は、１．０〜３．血／ｄ〆の範囲
であることが望ましく、この条件であると膜質が大中に
向上し、電流の局部集中防止と浴温の均一化のためには
空気凝梓や液循環を行なうことが望ましい。以上の通り
、本発明法は、Ｆｅの大部分がＡＩ６Ｆｅとして含まれ
るＡＩ合金材を有機スルホン酸を主体とする水溶液中で
陽極酸化処理して濃灰黒色の着色酸化皮膜を生成するが
、この着色陽極酸化皮膜は、耐候性に優れている。
量の硫酸を含む水溶液中において陽極酸化処理するとＡ
Ｉ合金材中の山６Ｆｅは酸化されることなく陽極酸化皮
膜中に移行しＡＩ合金材上には、濃灰黒色の着色陽極酸
化皮膜が生成し、この皮膜は耐膜性に優れると同時に色
むらがなく膜厚に関係がなく、膿灰黒色を呈する。また
「 このように電解処理する場合に、鉄（以下、Ｆｅと
いう）の大部分がＡＩよｅの形として含まれるＡＩ合金
材は何れの方法によって製造することができるが、通常
はケイ素（以下Ｓｉという）の少ないＡＩ−Ｆｅ系合金
を直接水冷鋳造することによって製造できる。一般にＡ
Ｉ合金材においてＦｅは、ＡＩ６Ｆｅ，ＡＩ３Ｆｅ，Ａ
Ｉ−Ｓｉ−Ｆｅなどの形態として含まれている。また、
これらの化合物の中でＡＩ６Ｆｅは、準安定相であるが
、Ｎ−Ｆｅ系合金においてＳｉを少なくすると、それを
直接水冷鋳造することによって大部分のＦｅはＡＩ６Ｆ
ｅとして析出させることができる。すなわち、Ｓｉが大
きく存在する場合は、山６Ｆｅの析出に優先して山Ｆｅ
Ｓｊが析出し、Ｎ６Ｆｅの析出量が少なくなるからであ
り、この意味でＳｉは０．２％以下にとどめる必要があ
る。またＦｅは山６Ｆｅの生成成分として本発明では必
須成分であるがＦｅの含有量は０．５〜２．２％の範囲
が好ましい。すなわちＦｅｏ．５％未満では、陽極酸化
皮膜色が淡くなり、２．２％をこえると、ＡＩ６Ｆｅの
析出量が多くなることもあって、色の不均一が生じやす
くなる。またＦｅの他に不可避的に不純物を含ませるこ
とができＳｉ以外の元素に関しては、その許客限は比較
的高くでき、例えばマグネシウムは１．２％程度含まれ
てもさしつかえない。また、マンガンやニッケルはむし
ろ山６Ｆｅの安定性を増大させ、この意味である程度含
ませるのが好ましく、通常は０．８％以下の水準で含ま
せれば十分である。また、上記の通りに直接水冷鋳造し
てＡＩ合金材を製造する場合に銭塊は、展伸加工して、
板または形材としてこれを陽極酸化処理するが、ＡＩ６
Ｆｅは単安定相であって高温で分解するため、熱間加工
時には、温度が５０ｏ０をこえないようにして加工する
のが好ましい。また、上記の通り有機スルホン酸を主体
とし、少量の硫酸を添加した水溶液中で陽極酸化する場
合に有機スルホン酸としてはスルホサリチル酸、スルホ
タル酸、クレゾールスルホン酸等が好ましく、これらの
有機スルホン酸は単味若しくは合量で、濃度５〜２０％
が適当であり、更に陽極酸化皮膜を一様に形成するため
には、０．５〜２％の硫酸を添加するのが好ましい。ま
た水溶液中には有機スルホン酸ならびに硫酸のほかに硫
酸アンモニウム等の無機硫酸塩、リン酸、硝酸等の無機
酸、シュウ酸、マレィン酸等の多塩基有機酸を少量添加
することができる。また、陽極酸化条件によって着色程
度があまり影響されないのが本発明の特徴の一つである
が、液温は２００○前後、交流電解でもよく、直流電解
の場合、陽極電流速度は、１．０〜３．血／ｄ〆の範囲
であることが望ましく、この条件であると膜質が大中に
向上し、電流の局部集中防止と浴温の均一化のためには
空気凝梓や液循環を行なうことが望ましい。以上の通り
、本発明法は、Ｆｅの大部分がＡＩ６Ｆｅとして含まれ
るＡＩ合金材を有機スルホン酸を主体とする水溶液中で
陽極酸化処理して濃灰黒色の着色酸化皮膜を生成するが
、この着色陽極酸化皮膜は、耐候性に優れている。
すなわち直射日光による退色は、おこらず腐食環境にお
いて孔食を生じにくくきわめて耐候性が大きい。この理
由は、陽極酸化皮膜時にＡＩ合金材中のＡＩ６Ｆｅは酸
化を受けることなく陽極酸化皮膜中に移行し、しかも山
６Ｆｅの粒度が小さいため均一に陽極酸化皮膜が成長す
るからである。また、このように生成される陽極酸化皮
膜の色は以下に述べる実施例３に示す通り、皮膜厚さに
ほとんど関係なく濃灰黒色に着色できる。
いて孔食を生じにくくきわめて耐候性が大きい。この理
由は、陽極酸化皮膜時にＡＩ合金材中のＡＩ６Ｆｅは酸
化を受けることなく陽極酸化皮膜中に移行し、しかも山
６Ｆｅの粒度が小さいため均一に陽極酸化皮膜が成長す
るからである。また、このように生成される陽極酸化皮
膜の色は以下に述べる実施例３に示す通り、皮膜厚さに
ほとんど関係なく濃灰黒色に着色できる。
次に実施例について説明する。
実施例 １
まず、Ｆｅｌ．８％を含んで残余が実質的に、山から成
るＮ合金を常法によって直接水冷鋳造し、この鏡塊を５
００ｑｏ以下で熱間加工し、ざらに冷間加工してＦｅの
大部分が山６Ｆｅとして含む板材をつくった。
るＮ合金を常法によって直接水冷鋳造し、この鏡塊を５
００ｑｏ以下で熱間加工し、ざらに冷間加工してＦｅの
大部分が山６Ｆｅとして含む板材をつくった。
次に、この板材を常法によって脱脂、洗浄してから、ス
ルホサルチル酸７％ならびに硫酸０．５％を含む水溶液
中で３５分間陽極酸化処理したところ板材上には、膜厚
７ミクロンの陽極酸化皮膜が生成し、この皮膜は均一に
灰黒色に着色されていた。
ルホサルチル酸７％ならびに硫酸０．５％を含む水溶液
中で３５分間陽極酸化処理したところ板材上には、膜厚
７ミクロンの陽極酸化皮膜が生成し、この皮膜は均一に
灰黒色に着色されていた。
なお、陽極酸化処理は、液温２０℃で最高６０Ｖの直流
電圧を印力０し、約２．払／ｄ〆の電流密度で行なった
。
電圧を印力０し、約２．払／ｄ〆の電流密度で行なった
。
実施例 ２
実施例１と同様な板材を常法によって脱脂、洗浄してか
ら実施例１と同じ組成の水溶液中で下記の条件で３粉ご
間陽極酸化処理したところ、板材上には、膜厚７ミクロ
ンの灰黒色に着色された陽極酸化皮膜が生成した。
ら実施例１と同じ組成の水溶液中で下記の条件で３粉ご
間陽極酸化処理したところ、板材上には、膜厚７ミクロ
ンの灰黒色に着色された陽極酸化皮膜が生成した。
この陽極酸化処理においては、液温２０℃で交流電圧２
０Ｖと直流電圧最高５０Ｖを印加し、直流電流密度約２
．私／ｄ〆の条件で行なった。実施例 ３ 実施例１と同様な板材を、常法によって脱脂、洗浄して
からスルホサルチル酸１２％，硫酸１％を水溶液中にお
いて２．球／ｄめの電流密度で陽極酸化し、厚さ１０ミ
クロンおよび２０ミクロンの皮膜を生ぜしめた。
０Ｖと直流電圧最高５０Ｖを印加し、直流電流密度約２
．私／ｄ〆の条件で行なった。実施例 ３ 実施例１と同様な板材を、常法によって脱脂、洗浄して
からスルホサルチル酸１２％，硫酸１％を水溶液中にお
いて２．球／ｄめの電流密度で陽極酸化し、厚さ１０ミ
クロンおよび２０ミクロンの皮膜を生ぜしめた。
こられはいずれも均一な無彩色の濃灰黒色を呈した。実
施例 ４ Ｆｅｏ．９％を含んで残余が実質的にＡＩから成るＡＩ
合金を、常法によって直接水冷鋳造し、この銭塊を５０
０ｏｏ以下で熱間加工し、さらに袷間加工してＦｅの大
部分を山６Ｆｅとして含む板材を作った。
施例 ４ Ｆｅｏ．９％を含んで残余が実質的にＡＩから成るＡＩ
合金を、常法によって直接水冷鋳造し、この銭塊を５０
０ｏｏ以下で熱間加工し、さらに袷間加工してＦｅの大
部分を山６Ｆｅとして含む板材を作った。
次に、この板材を常法によって脱脂、洗浄してから、実
施例１と同じ組成の水溶液中において、２．虫／ｄ〆の
電流密度で陽極酸化し、厚さ１０ミクロンおよび２０ミ
クロンの皮膜を生ぜしめた。これらはいずれも均一な無
彩色の渡灰黒色を呈した。実施例 ５ まず、実施例１と同じ板材と山９９．０％を含む比較例
（以下比較例１とする）とをつくって、これら両板材を
実施例１と同組成の水溶液中で陽極酸化処理して膜厚１
０ミクロン、１５ミクロン及び２０ミクロンの陽極酸化
皮膜を生ぜしめた。
施例１と同じ組成の水溶液中において、２．虫／ｄ〆の
電流密度で陽極酸化し、厚さ１０ミクロンおよび２０ミ
クロンの皮膜を生ぜしめた。これらはいずれも均一な無
彩色の渡灰黒色を呈した。実施例 ５ まず、実施例１と同じ板材と山９９．０％を含む比較例
（以下比較例１とする）とをつくって、これら両板材を
実施例１と同組成の水溶液中で陽極酸化処理して膜厚１
０ミクロン、１５ミクロン及び２０ミクロンの陽極酸化
皮膜を生ぜしめた。
また、比較のために実施例１と同じ板材を１５％の硫酸
を含む水溶液中で陽極酸化処理して上記のところと同じ
厚さの陽極酸化皮膜を生ぜしめた（以下比較例２とする
）。次に、これらの色を洩り色し、この結果をハンター
式表示法であらわしたところ次表の通りであった。表 上記で示すように本発明法で得た陽極酸化皮膜の色は、
膜厚が変化しているにも拘らずほとんど変化がなく、彩
度を表わすａＬ，ｂＬの値はごく小さく無彩色であるこ
とがわかる。
を含む水溶液中で陽極酸化処理して上記のところと同じ
厚さの陽極酸化皮膜を生ぜしめた（以下比較例２とする
）。次に、これらの色を洩り色し、この結果をハンター
式表示法であらわしたところ次表の通りであった。表 上記で示すように本発明法で得た陽極酸化皮膜の色は、
膜厚が変化しているにも拘らずほとんど変化がなく、彩
度を表わすａＬ，ｂＬの値はごく小さく無彩色であるこ
とがわかる。
これに対し比較例１は同じ格で陽極酸化処理したにも拘
らず、９９．０％山の坂上の陽極酸化皮膜は、ｂＬ値が
４前後であって黄色味があり、肉眼的では、濃アンバ一
色を呈していた。また、比較例２の如くＡＩ−１．８％
Ｆｅ合金の板材を硫酸のみを含む水溶液中で陽極酸化処
理したものは無彩色ではあるが、灰色が淡く、膜厚に依
存して色が変化した。以上詳しく説明した通り、本発明
はＦｅの大部分がＮ６Ｆｅとして含むＡＩ合金材を有機
スルホン酸を主体とし、少量の硫酸を含む水溶液中で陽
極酸化処理して濃灰黒色の陽極酸化皮膜を生成するもの
である。
らず、９９．０％山の坂上の陽極酸化皮膜は、ｂＬ値が
４前後であって黄色味があり、肉眼的では、濃アンバ一
色を呈していた。また、比較例２の如くＡＩ−１．８％
Ｆｅ合金の板材を硫酸のみを含む水溶液中で陽極酸化処
理したものは無彩色ではあるが、灰色が淡く、膜厚に依
存して色が変化した。以上詳しく説明した通り、本発明
はＦｅの大部分がＮ６Ｆｅとして含むＡＩ合金材を有機
スルホン酸を主体とし、少量の硫酸を含む水溶液中で陽
極酸化処理して濃灰黒色の陽極酸化皮膜を生成するもの
である。
Claims (1)
- １ 鉄０．５〜２．２％を含んで、この鉄のうちで大部
分がＡｌ＿６Ｆｅとして含有するアルミニウム合金材を
有機スルホン酸を主体として少量の硫酸を含む水溶液中
において陽極酸化して濃灰黒色の着色陽極酸化皮膜を生
成することを特徴とするアルミニウム合金材の表面処理
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9687778A JPS6039759B2 (ja) | 1978-08-09 | 1978-08-09 | アルミニウム合金材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9687778A JPS6039759B2 (ja) | 1978-08-09 | 1978-08-09 | アルミニウム合金材の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5524944A JPS5524944A (en) | 1980-02-22 |
| JPS6039759B2 true JPS6039759B2 (ja) | 1985-09-07 |
Family
ID=14176639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9687778A Expired JPS6039759B2 (ja) | 1978-08-09 | 1978-08-09 | アルミニウム合金材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039759B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57194294A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-29 | Nippon Light Metal Co Ltd | Production of gray-colored expanded aluminum material |
| KR20200089698A (ko) * | 2017-11-17 | 2020-07-27 | 토아덴카 코., 엘티디. | 흑색 산화 피막을 구비하는 마그네슘 또는 알루미늄 금속 부재 및 그의 제조 방법 |
-
1978
- 1978-08-09 JP JP9687778A patent/JPS6039759B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5524944A (en) | 1980-02-22 |
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