JPS61147899A - 建築用アルミニウム材 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、意匠性に優れた建築用アルミニウム材に関し
、特に繊細で色彩豊かな模様や均一な着色が表現された
建築用アルミニウム材に関するものである。

従来の技術 従来、アルミニウム材の表面に着色または模様を形成す
る方法としては、アルミニウム材の表面を適当な保護材
料でマスキングして塗装するマスキング法、スクリーン
印刷または転写印刷等の手段により塗料その他の着色料
をアルミニウム材の表面に印刷する方法、転圧ロールま
たはプレス成形によりアルミニウム材表面に所定の刻線
な圧刻するエンボス法、写真製版の手法によりアルミニ
ウム材表面を薬品でエツチングして原画を蝕刻する蝕刻
法などが知られているが、マスキング法、印刷法および
蝕刻法は、マスキング加工および製版に手間がかかるだ
けでなく、その後の二次処理が面倒であり、また特殊な
機械設備が必要であるため加工経費が高くつく欠点があ
り、さらにダイスや成形型の製作に多大の費用を要する
難点があった。

これらの欠点を改善した方法としては、エツチングの前
処理を施した後、リン酸三ナトリウム、メタ硼酸ソーダ
等のアルカリ性電解質を含むバリヤー型皮膜形成電解質
水溶液で交流電解して木目模様を現出させ、それに常法
の陽極酸化処理を施し、次いで電解着色または染色によ
り鮮明な木目模様を形成させるなどの電気化学的方法が
開発され、工業化されている。しかしながら、このよう
な方法によって形成される模様は、その生成機構上短か
い不揃いのスジ模様であり、意匠性において満足しうる
ものではなかった◎ 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、安定した繊細な深みのある模様や鮮明
で色彩豊かな意匠性に優°れた模様あるいは均一な着色
面が形成された複合皮膜（陽極酸化皮膜＋塗膜）を有す
るアルミニウム材を安価に提供することＫある。

問題点を解決するための手段 本発明に係る建築用アルミニウム材は、アルミニウムま
たはアルミニウム合金の表面に形成された陽極酸化皮膜
上に塗膜が形成され、該塗膜内及び陽極酸化皮膜の多孔
層内に染料が浸透・吸着されて均一な着色面または模様
が形成されてなることを特徴とするものである。

ここで、前記陽極酸化皮膜は、通常の陽極酸化皮膜のほ
か、自然発色または電解発色による着色酸化皮膜であっ
てもよく、また電解着色法により着色されたものであっ
てもよく、これらの場合には酸化皮膜の色彩と浸透・吸
着された染料の色彩とで深みのある複合着色模様が形成
される。

また、前記陽極酸化皮膜は半封孔されてもよく、さらに
染料が浸透・吸着している前記塗膜上に透明または半透
明のカラークリヤーのトップコートを施してもよい。

発明の作用および態様 本発明者らの研究はよると、常法によりアルミニウム材
表面に陽極酸化皮膜を生成した後、水洗し乾燥させた未
封孔の陽極酸化皮膜あるい社皮膜生成後に水洗し純水湯
洗等により半封孔した陽極酸化皮膜に電着塗装を施し焼
付乾燥するか、または未封孔、半封孔の状態で乾燥させ
あるいは封孔処理を行ない乾燥させた陽極酸化皮膜の表
面にスプレー塗装等によって塗装し常温乾燥または焼付
乾燥した複合皮膜（陽極酸化皮膜＋塗膜）Ｋ、、その乾
燥温度による熱を利用し、あるいは乾燥冷却後側工程で
再加熱し、これらの温度でガス化する染料により模様を
印刷された転写紙を軽く圧着することにより、染料がガ
ス化して塗膜中およびその下地の陽極酸化皮膜の微細な
孔中に浸透・吸Ｍ（以下、この現象をガス転写という）
して、鮮明な色彩の模様や均一な着色が表出することが
見い出された。

すなわち、このガス転写を利用することによって１本発
明のアルミニウム材が得られる。

陽極酸化処理し塗装したアルミニウム材忙模様または着
色を形成する場合には、印刷等の手段が一般に考えられ
るが、このような方法によれば、塗膜中あるいはさら忙
陽極酸化皮膜の孔中に浸透・吸着せず、塗膜の表面に付
着しているだけであり、その印刷層を使用に耐えうる様
にするにはトップコートを施すことが不可欠となる。そ
の場合でもトップコートに傷がついてその一部が剥離す
ればそれに伴なって印刷層も剥離しやすい、という問題
がある。

これに対して、本発明の建築用アルミニウム材において
は、前記ガス転写により、塗膜中および陽極酸化皮膜多
孔層の孔中に染料が浸透・吸着されているため、脱色し
難く極めて安定であるので、トップコートを省くことが
できる。

陽極酸化皮膜は、自然発色法あるいは電解発色法による
着色された陽極酸化皮膜であってもよく、また、陽極酸
化皮膜を生成後水洗し、次いで電解着色法により皮膜を
着色してもよい。

図面に、電解着色された陽極酸化皮膜および塗膜からな
る複合皮膜に染料が浸透・吸着された状態の模式断面を
示す。電解着色により金属及び金属酸化物等の電解着色
層５が析出している陽極酸化皮膜多孔層２の孔３中およ
び塗膜６中に染料４が浸透・吸着されている。

このように１着色された陽極酸化皮膜および塗膜中にさ
らに染料を浸透・吸着させて複合着色とすることにより
、立体感（深み）のある模様とすることができる。なお
、陽極酸化皮膜あるいは着色された陽極酸化皮膜は、水
洗し乾燥しただけの未封孔のものの他、半封孔処理した
ものでもよい。

上記のようＫして模様または着色面が形成された複合皮
膜上には、さらにスプレ一方式等適宜の方法によりクリ
ヤー塗装を行ない、より一層の着色の安定化と耐食性の
向上を図ることもできる。

以下、前述した本発明の建築用アルミニウム材の主たる
製造工程を順を追って説明する。

（Ａ）　　陽極酸化皮膜処理 無機酸及び／又は有機酸の電解液中で直流または交流も
しくはこれらに類似の電流波形を使用して行なう通常の
陽極酸化皮膜処理法で十分であり、特に操作する必要は
ないが、パルス等の特殊波形回復現象の利用、断続法、
電解液への添加剤の添加等を行なってもよい。

また、通常のアルミニウム合金による自然発色法、有機
酸電解質による電解発色法などにより陽極酸化皮膜処理
工程でアルミニウム材を着色し、後のガス転写による着
色との複合着色とすることができる。自然発色法は、別
名合金発色法としても知られ、アルミニウム中に添加さ
れた金属の影響により陽極酸化すると発色するものであ
シ、その合金成分特有の着色を呈する。一般に、合金成
分がＣｒの場合黄褐系、Ｃｕの場合黄褐色系となること
が知られ【いる。電　　。

解発色法として社エマタル法、カルカラー法すど種々の
方法が知られており、また陽極酸化皮膜が発色を起す有
機酸としてはシュウ酸、マロン酸、スルホサリチル酸、
スルホフタル酸、マレイン酸、酒石酸等各種の酸あるい
は混酸液が知られている。

（Ｂ）　　電解着色処理 電解着色は、金属塩を含有する電解液中で、公知となっ
ているような交流電解、直流電解およびそれらと同等の
効果を有する電流波形等を用いて行なうが、陽極酸化皮
膜の膜質による変化は従来通りであり、陽極酸化処理工
程でのバリヤ層調整操作、断続電解、電流回復電解、電
解終了後の液中浸漬等の電解制御による色調付廻り性、
着色度の変イヒな十分把握し、それを利用することも必
要である。

本発明において着色の電解液中に使用される金属塩とし
ては種々のものがあるが、−例をあげるト、ニッケル、
コバルト、クロム、銅、マグネシウム、鉄、カドミウム
、チタン、マンガン、モリブデン、カルシウム、バナジ
ウム、錫、鉛、亜鉛などのような金属の硝酸塩、硫酸塩
゛、リン酸塩、塩酸塩、クロム酸塩などの無機酸塩、シ
ュウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩などの有機酸塩などがあり
、これらのうちから選択使用される。

なお、これらの金属塩を含有する電解液線、大別すると
酸性浴（例えば硫酸、シュウ酸等の酸性浴）と中性浴と
があるが、着色電解中に陽極酸化皮膜を活性化させなが
ら着色進行をする酸性浴の方が、後のガス転写において
転写され易いので好ましい。中性浴の場合は、着色進行
　　□と共に転写が抑制される傾向があり、中性浴は淡
色の着色に抑えることが望ましい。

（Ｃ）　　未封孔または半封孔処理 未封孔の場合は、陽極酸化処理された皮膜を水洗のみ行
なうが、半封孔の場合には、処理後−に皮膜に染料が浸
透し吸着しうる活性外が残存していなければならない。

半封孔には、沸騰水封孔、薬品封孔等種々の封孔方法が
利用でき、一定の基準を定めることは困難ではあるが、
沸騰水封孔では９５℃以下×１０分以下、好ましくは８
０℃以下×５分以下の条件で、極力低温で短時間の処理
の方かガス転写には有効である。

（Ｄ）　　塗装 塗料の種類によってガス透過性に差異があるので、ガス
転写する塗装に使用する場合、塗料の種類に応じて転写
条件を設定する必要があり、また使用塗料も作業性、転
写性を考え選択する必要がある。

塗膜中への転写性については、アクリル系塗料、ポリエ
ステル系塗料、ウレタン系塗料等一般にアルミニウム材
に賞月されている塗料では容易にガス転写された。

塗装方法について線、電着塗装、エアースプレー、エア
レススプレー、Ｗ気Ｓ化スプレー、ロールコータ−等い
ずれの方法でもよく、特に塗装方法については限定され
ない。また、この場合の塗装としてはクリヤー、半透明
クリヤー、カラークリヤー等が望ましい。

（Ｅ）　　ガス転写 一つの色素が１μｍ位の粒度であり、模様構成に種々の
色素を１個１個並べて出来た転写紙（例えば西ドイツ、
コロイドケミ社製のものが市販され【いる）を予め加熱
したアルミニウム材に接触させることにより、転写紙の
色素がガス化し、塗膜中及び下地の陽極酸化皮膜の微細
孔に浸透し吸着して模様または均一な色が転写される。

それＫより、立体感（深み）が加味される他、塗膜が削
り取られて下地の陽極酸化皮膜が露出しても模様または
色が残存し、意匠性が保てる利点がある。

転写条件としては、（Ｉ）アルミニウム材の予備加熱温
度と、（１１）接触させるときに加える圧力、および（
ｌｌｉ）接触時間の３要素があり、（：）の予備加熱温
度は、色素のタイプ例えば耐熱色素等用途に応じて選択
されるので、その転写紙毎に定められた温度を基準とし
て行なうが、（ｌｉｉ）の接触時間の短縮を狙ってその
基準温度より高くすることはできる１通常のものは１８
０〜３００℃の間で設定される。（１１）の接融圧力は
、アルミニウム材に接触したまま転写が完了する迄の間
ズレが生じないように保持できさえすればよく、好まし
く祉１０〜４０９７−位で圧着させる。その時、アルミ
ニウム材に対し転写紙は上の方が望ましいが下でも可能
である。ｔｏの接触時間は（：）の加熱温度との組合せ
Ｋより、０・１秒位の早さでも可能であり、対象物、処
理計画、仕上りの要求精度等により上記（ｉ）　（ｌｉ
）　ｌｉ）の諸条件が設定される。

実施例 次に、実施例をあげて本発明についてさらに詳細に説明
する。

実施例１ 常法により脱脂、エツチング、スマット除去処理を施し
た長さ１５０＋ｍ、巾７０ＩＩＩ１１１厚さ１．３鱈の
アルミニウム押出材Ａ−６０６３８ヲ＋７．５Ｗ／Ｖ％
、２０℃の硫酸水溶液中に浸漬し【陽極とし、アルミニ
ウム陰極との間に１５Ｖの直流電流を電流智度１．２Ａ
／ｄｍで３５分間通電して、アルミニウム押出材の表面
に約１２ミクロンの陽極酸化皮膜を形成した。このアル
ミニウム押出材を水洗後、１０％の熱硬化性アクリル樹
脂電着塗料（クリヤー）Ｋ浸漬し、直流１３０■で３分
間電着塗装を施し、１０ミクロンの塗膜を生成させた。

それを１８０℃で３０分間焼付乾燥を行ない複合皮膜と
した。

得られたアルミニウム押出材を乾燥器に大損２１０℃で
１５分間放置し、実体温度２１０℃迄上げた。このアル
ミニウム押出材に転写紙（西ドイツ、コロイドケミ社製
）の抽象柄の模様入り表面を接触させ、これらを転写紙
が上になるようにしてフラットアルミニウム板上に置き
、上から３０〜４０２／ｃｙ＋Ｆ当りの荷重を加え９０
秒保持したところ、ガス化された染料が塗膜中および陽
極酸化皮膜の微孔内に浸透・吸着しており、深みのある
抽象柄のきれいな模様が転写された。

実施例２ 実施例Ｉにおいて、電着塗装の代りに熱硬化性のポリエ
ステル樹脂塗料を使用し、エアスプレーにて塗装して１
０ミクロンの塗膜を生成させた以外は実施例１と同様に
処理したところ、仕上りも実施例１と同様のきれいな模
様が転写された。

実施例３ 実施例１と同様にして陽極酸化皮膜を形成したアルミニ
ウム押出材を、下記組成の電解液を用い、印加電圧＋２
Ｖ％電解時間４分の県外で電解着色を行なって均一なゴ
ールド色の着色皮膜を形成した。

硫酸第一錫　　　　　　　　　４ｔ／を硫＠　　　　　
　　　　　　　４０ｔ／を三チオン酸ナトリウム　　　
　　　　　＋ｏｔ７を得られた着色皮膜を水洗後、７０
℃で１０分間純水湯洗して半封孔した。その後の電着塗
装、ガス転写は実施例Ｉと同様に行なったところ、実施
例１に比べ抽象柄の淡色部が下地のゴールド色との相剰
作用によりあたたかみ及び深みのあるきれいは抽象柄の
模様が転写された。

実施例４ 実施例Ｉにおいて、陽極酸化処理を、電解液ｋ　Ｉ　Ｏ
Ｗ　／　Ｖ　ｑ６　、＜　ルホｆ　！Ｊ　ｆ　ｋ　ｅ、
ｏ、ｓＷ／Ｖチ硫酸の２０℃とし、この液に浸漬して３
２Ｖで３５分間電解を行ない約２０ミクロンの淡アンバ
ー色の電解発色皮膜とした以外は実施例１と同様の処理
をしたところ、実施例１に比べやや暗い深みのある抽象
柄のきれいな模様が転写された。

発明の効果 以上のように、本発明に係る建築用アルミニウム材は、
アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面に形成され
た陽極酸化皮膜上に塗膜が形成され、該塗膜内及び陽極
酸化皮膜の多孔層内に染料が浸透・吸着されて模様また
は着色が形成されているため、脱色等の恐れがなく安定
で、しかも鮮明で色彩豊かな深みのある模様や着色面が
形成でき、極めて意匠性に優れている。

また、本発明によれば、模様や均一着色面の形成にガス
転写を利用しているため、加熱装置、アルミニウム材へ
の転写紙の圧着装置等の一連の装置は必要であるが、所
定の温度と接触圧及び接触時間（スピード）をコントロ
ールするだけで、安定した繊細な模様や、鮮明な色彩の
模様あるいは着色が容易に表出できる他に、市場に多く
出廻つ【いるアルミニウム複合皮膜処理材（陽極酸化皮
膜＋塗膜）にそのまま適用できる等の利点もあり、歩留
りがよく、付加価値の高い建築用アルミニウム材が安価
に短期間に量産できるという特長を有する。

さらに、陽極酸化皮膜を着色酸化皮膜あるいは電解着色
皮膜とすることにより、深みのある複合着色面または複
合着色模様が得られ、またトップコートを施すことによ
り塗膜の光沢と相俟つ【立体感、重量感が増した美麗な
着色面また模様となり、着色の安定化及び耐食性のより
一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の模様付きアルミニウム材の一態様を示し
、゛電解着色された陽極酸化皮膜および塗膜からなる複
合皮膜に染料が浸透・吸着された状態を示す模式断面図
である。

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の表面に形成
   された陽極酸化皮膜上に塗膜が形成され、該塗膜内及び
   陽極酸化皮膜の多孔層内に染料が浸透・吸着されて均一
   な着色または模様が形成されてなることを特徴とする建
   築用アルミニウム材。 ２、前記陽極酸化皮膜が、自然発色または電解発色によ
   る着色酸化皮膜である特許請求の範囲第１項に記載の建
   築用アルミニウム材。 ３、前記陽極酸化皮膜が、電解着色法により着色された
   ものである特許請求の範囲第１項に記載の建築用アルミ
   ニウム材。 ４、前記陽極酸化皮膜が半封孔されたものである特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の建築用ア
   ルミニウム材。 ５、前記塗膜上に透明または半透明のカラークリヤート
   ップコートを施してある特許請求の範囲第１項乃至第４
   項のいずれかに記載の建築用アルミニウム材。