JPS62109998A - 弁金属の陽極酸化前処理方法 - Google Patents

弁金属の陽極酸化前処理方法

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JPS62109998A
JPS62109998A JP24982985A JP24982985A JPS62109998A JP S62109998 A JPS62109998 A JP S62109998A JP 24982985 A JP24982985 A JP 24982985A JP 24982985 A JP24982985 A JP 24982985A JP S62109998 A JPS62109998 A JP S62109998A
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佐藤 廣士
Kenji Miki
三木 賢二
Hidetoshi Yamaguchi
英俊 山口
Koji Kanechika
金近 孝二
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/10Other heavy metals
    • C23G1/106Other heavy metals refractory metals

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、チタンやタンタル等の弁金属を陽極酸化する
に先立って行なわれる前処理方法に関し、詳細には過酸
化水素の作用を有効に活用することによって、着色斑の
発生を阻止すると共に該着色を均一化し、しかもNOx
の発生を阻止する等の利益を享受することに成功した弁
金属の陽極酸化前処理方法に関するものである。
〔従来の技術〕
チタンは耐食性の優れた金属として広範な分野で使用さ
れている。例えば、腐食環境の厳しい地域における建築
物の屋根やカーテンウオール、屋内インテリア、サイン
(看板、案内板、表札等)、アクセサリ−(ネクタイピ
ン、カフスボタン、ブローチ、ネックレス等)等を例示
することができるが、これらの多くは審美性を高める為
に着色化されている。
ところで着色金属板を製造するに当たっては、(1)脱
脂、酸洗、水洗等の前処理プロセス、 (2)陽極酸化
、化成処理、大気酸化等の着色化プロセス等を経るのが
一般的である。本発明者等が検討したところによると、
均一な着色を得る為には上記着色化プロセスを十分満足
のいく状態で行なう必要があることはもとより、上記前
処理プロセスがより重要な役割を担っていることが分か
った。
そこで本発明者等は弗酸含有の酸洗液や硝酸含有の酸洗
液を用いて前処理プロセスの向上を図るべく更に研究を
続けた。
[発明が解決しようとする問題点] ところが弗酸含有の酸洗液を用いてチタンを酸洗した場
合、しばしばチタン表面に斑が形成され、時間の経過と
共にこれが更に鮮明な褐色斑となり、チタン表面の着色
を均一化することができないばかりか再度の酸洗を行な
わなければならないといった不都合が生じる。上記斑が
形成されるのは、弗酸々洗によりチタン表面にチタン弗
化物が形成されるからであり、また上記褐色斑となるの
は、チタン弗化物が酸化されるからであると考えられる
。一方硝弗酸水溶液を用いた場合にあっては、弗酸々洗
に伴なう上記問題を甘受せざるを得ないことは勿論であ
るが、これに止まらす酸洗液中にNOxが発生し、これ
を除去する為の脱硝設備を別途設ける必要が生じる。ま
た酸洗液として硝酸を含むものを用いると、下記第1表
及び第1図に示す様に酸洗速度が大幅に上昇する上、第
1図の間に示す様に着色斑の有無や着色の均一度という
観点からは必ずしも満足できるものではないことが分か
った。
第  1  表 従って上記弗酸に関する問題点を解決すると共に上記硝
酸についての問題点をも同時に解決できる様な方法が望
まれる。
本発明者等は上記要望のうち特に弗酸に関する問題点を
解決する為の方法を見出し別途特許出願した。即ち硝弗
酸水溶液を酸洗液ベースとして使用しこれに過酸化水素
水を加えることによって硝弗酸−過酸化水素混合水溶液
を調製しこの作用殊に過酸化水素の作用を有効に活用し
ようとするものである。
本発明は、過酸化水素のこうした作用を保持しつつ上記
硝酸に関する問題点についても解決課題として挙げ、こ
れを殊に酸洗液ベースの面から解決しようとしたもので
あって、着色斑の発生を阻止すると共に該着色を均一化
し、その上色調を審美性に優れた褐色系のものとするこ
とができ、しかもNOxの発生を来たすことのない弁金
属の陽極酸化前処理方法を提供するところにその目的を
有するものである。
[問題点を解決する為の手段] 上記目的に適う弁金属の陽極酸化前処理方法とは、弗酸
・0.3〜5重二%、過酸化水素:07重二%以上を含
み、且つ4 HF<H202+0.5[但しHFは弗酸
の重量%を、H2O2は過酸化水素の重量%を夫々示す
ものとする]を満たす弗酸−過酸化水素混合水溶液で弁
金属を酸洗するところにその要旨が存在するものである
。また上記硝弗酸−過酸化水素混合水溶液で酸洗するに
先立って、0.5重量%以上の希弗酸水溶液で酸洗する
過程を加えた方法も上記陽極酸化前処理方法と同一の目
的を達成することができる。
[作用] 本発明者等は、上記チタン弗化物が斑及び斑の鮮明化を
招くことに着目し、該チタン弗化物を有効に除去する手
段について検討した。その結果、過酸化水素のキレート
形成作用を活用すれば良いのではないかとの着想を得る
に至り、更に鋭意研究を重ねて本発明を完成するに至っ
た。
即ち本発明は、(1)上記過酸化水素と弗酸及び硝酸と
の混合水溶液を用いて酸洗した点、(2)過酸化水素、
弗酸、硝酸の濃度を厳密に規定した点に最大の特徴を有
するものである。以下上記(1) 、  (2)につい
て数値限定根拠を踏まえつつ夫々説明する。
(1)硝弗酸−過酸化水素混合水溶液を用いて酸洗した
点について: 本発明者等は、過酸化水素のキレート化作用を陽極酸化
の前処理方法として実現するに当たっては、前提的条件
として酸洗液が必要であることに鑑み、該酸洗液に含ま
れる酸として弗酸及び硝酸を遭定し、これらを加えて得
られる硝弗酸−過酸化水素混合水溶液を用いて検討を重
ねたところ、陽極酸化の前処理方法として実現できると
の確信を得るに至った。
尚硝弗酸−過酸化水素混合水溶液のチタン弗化物に与え
る作用については、■硝弗酸がチタン弗化物等をバルク
(水溶液)中に溶解する、或は■硝弗酸によって上記溶
解の前駆的状態が形成される、■過酸化水素とチタン弗
化物等がキレート化合物を形成し該キレート化合物とし
てバルク中に拡散することによって上記溶解作用が促進
する、等が複雑に組合わせられているものと考えられる
が、詳細は不明である。
(2)過酸化水素、弗酸の濃度及びこれらの混合比を厳
密に規定した点について: 本発明者等は、過酸化水素、弗酸の濃度及びこれらの混
合比を種々変化させた水溶液を調製しこれを用いて酸洗
及び陽極酸化を実施したところ、1・−m−・ これらの結果から下記(A)〜(C)に示すことが明ら
かとなった。
(A)弗酸;0.3〜5重量%(以下車に%という) スマット等を除去したり酸洗速度を維持する為には、弗
酸の濃度を0.3%以上にすることが必要であり、一方
5%以上では新たにスマットが発生し着色斑が形成され
た。また5%以上では反応か激しすぎ溶液温度の制御が
困難である等安全上の問題があった。
(B)過酸化水素;0.7%以上 前述の如籾キレート化作用を発揮し、これをバルク中に
拡散させる為には0.7%以上の濃度であることが必要
であった。尚過酸化水素は輸送上の技術的困難性を伴な
うので、35%以下とすることが好ましいがこれに限定
されるものではない。
(C)4HF<8202 +0.5 を満足すルコと。
上記式を満足しない場合には、キレート化反応速度が金
属の溶解速度に追従できず、新たな着色斑が発生する。
尚酸洗温度については上記過酸化水素の分解及び安全性
を考慮すると80℃以下とすることが好ましく、また過
酸化水素のキレート化速度等に鑑みると50〜70℃と
することがより好ましい。
更に酸洗時間についてはスマット除去時間等から判断す
ると10秒以上とすること、特に15〜180秒とする
ことが一層推奨される。
ところで上記硝弗酸−過酸化水素混合水溶液で酸洗する
に先立って、0.5%以上の希弗酸々洗液で酸洗してお
いてやると、本発明の上記目的を達成できるのは勿論の
こと、チタン金属表面傷の除去を完壁に行なうことがで
きる(下記第2図参照)。
第   3   表 ここに0,5%以上と規定したのは、第2表から示唆さ
れる様に酸洗速度を確保する為であるが、10%を超え
ると酸洗に伴なう発熱反応によって液温の上昇を招くこ
と及びHFミストが発生すること等の点から10%以下
とすることが推奨される。
尚酸洗浴温度は90℃以下が好ましく、より好ましくは
50〜70℃である。また酸洗時間については傷の除去
及び梨地模様付加を考慮して0.5分以上とすること、
−M的には1〜3分とすることかより望ましい。
以上チタンを代表例に挙げて説明してきたが、他の弁金
属例えばタンタルやジルコニウム等についても本質的に
はチタンと同様であることが確認されている。
尚本発明は、陽極酸化法及びその条件を特に指定する性
質のものではないが、着色性及び経済性の点に鑑みると
5〜180■の印加電圧を採用することが推奨される。
更に本発明は、上記陽極酸化のみならず他の化成処理や
大気酸化処理等にも応用することができる。
以下実施例及び比較例を挙げて説明する。
[実施例コ 実施例1 チタン板をアルカリ系脱脂剤含有水溶液(温度70℃)
中に10分間浸漬した復水で洗浄する。
そして50℃の5%弗酸水溶液中で3分間酸洗した後、
さらに50℃の1%弗酸・7%過酸化水素混合水溶液中
に2分間浸漬し、表面を洗浄化する。
次いでチタン板表面から弗酸などを完全に除去した後、
1%燐酸水溶液中でチタン板を対極として110Vの電
圧を印加し2分間保持したところ、チタン板表面は均一
に桃色に着色された。
実施例2 アルカリ系脱脂剤によりチタン板表面を脱脂した後流水
中で洗浄する。そして50℃の1%弗酸・7%過酸化水
素混合水溶液中に2分間浸漬し表面を洗浄化する。
次いでチタン板表面を流水中で洗浄した後、1%燐酸3
ナトリウム水溶液中でチタン板を対極として25Vの電
圧を印加したところチタン板表面は均一に青色に変化し
た。
比較例 アルカリ系脱脂剤により脱脂したチタン板を流水中で洗
浄する。そして50℃の5%弗酸中で2分間酸洗した。
さらに50℃の25%弗酸・7%過酸化水素混合水溶液
中に2分間浸漬し表面を清浄化する。
次いで流水中で洗浄したチタン板を1%燐酸溶液中でチ
タン板を対極として110■の電圧を印加したところ直
ちに桃色に着色されたが下辺より無色の着色斑が発生し
た。
[発明の効果コ 本発明は上述の如く構成されているので、以下の様な効
果が発揮される。
(1)着色斑の発生を阻止することができる上に該着色
を均一化し、しかも色調を審美性に優れた褐色系のもの
とすることができた。
(2)NOxの発生を阻止することができ、従りて脱硝
設備等を必要としない。
【図面の簡単な説明】
第1図は弗酸−過酸化水素混合水溶液及び硝弗酸−過酸
化水素混合水溶液に招ける酸洗時間と酸洗減量の関係、
並びにこれらの水溶液を用いて酸洗を行なった際の斑の
有無を示すグラフである。 第1図 酸洗時間(min)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)弗酸:0.3〜5重量%、過酸化水素:0.7重
    量%以上を含み、且つ4HF<H_2O_2+0.5[
    但しHFは弗酸の重量%を、H_2O_2は過酸化水素
    の重量%を夫々示すものとする]を満たす弗酸−過酸化
    水素混合水溶液で弁金属を酸洗することを特徴とする弁
    金属の陽極酸化前処理方法。
  2. (2)弁金属を、0.5重量%以上の希弗酸水溶液で酸
    洗し、次いで弗酸:0.3〜5重量%、過酸化水素:0
    .7重量%以上を含み且つ4HF>H_2O_2+0.
    5[但しHFは弗酸の重量%を、H_2O_2は過酸化
    水素の重量%を夫々示すものとする]を満たす弗酸−過
    酸化水素混合水溶液で弁金属を酸洗することを特徴とす
    る弁金属の陽極酸化前処理方法。
JP24982985A 1985-11-07 1985-11-07 弁金属の陽極酸化前処理方法 Granted JPS62109998A (ja)

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