JPS6260894A - 色ムラの少ないステンレス鋼材の着色方法 - 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〉 本発明はステンレス鋼材の色ムラの少ない着色方法に関
するものである。

〈従来技術とその問題点〉 ステンレス鋼板の化学的着色法として従来より硫酩＋ク
ロム酸の混合液を用いたいわゆるＩＮＣ：０法が多く用
いられている。

化学着色ステンレス鋼板の主要な用途は、建材用である
ことから、ステンレス鋼の基本的性質としての耐食性の
他に色調の統一性、即ち、色ムラのないことが求められ
る。

この点において、ステンレス鋼の表面に生成した着色醸
化皮膜を硫酸とクロム酸からなる電解液中で陰極電解し
、皮・膜中にクロムを析出させて耐食性と＃摩耗性を向
上させる方法がＩＮＧ：０社より開示されている（特公
昭５３−３１８１７）　。

このｌＮＣ０法は「着色」工程と「硬膜」工程の２工程
から成るもので、各々独立の溶液組成ｅ温度・処理条件
で当該工程を行うものであり、主としてバッチ方式で単
板の着色ステンレス鋼板の製造に用いられている。

化学着色ステンレス鋼材を安価に提供するには、工程の
省略化と色ムラのない品質で歩留の良いことが必要とな
る。

従来法における「着色」後に「硬膜」を行う２工程では
、「着色」処理時の色調が「硬膜」処理で変化すること
及び「着色」処理において主に利用されている浸漬法で
は、被着色物の端面において色ムラが不可避的に生ずる
という問題がある。

さらに、素材表面の問題として、汚れや表面に不均一が
あると色ムラの原因になる。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、前述のような従来技術の問題点を改善
し、「着色」　「硬膜」の２工程を１工程で行うことが
でき、色ムラの少ない化学着色ステンレス鋼材を得るこ
とのできる色ムラの少ないステンレス鋼材の着色方法を
提供するものである。

〈発明の構成〉 素材の汚れや表面の不均一性をなくすことは前処理工程
で行う、汚れはカソード処理により水素ガス気泡で除去
し１表面の均一性は不働態皮膜を一様につけるというア
ノード処理の方法による。

次に発色処理において色ムチを少なくする方法として、
１液１工程で、浸漬法ではなく電解法が適する。したが
って、カソード処理とアノード処理の組み合わさった前
処理と、１液１工程で電解法という点から交番電流電解
法（特願昭５＄１−２４７５４２号）を使えば従来法の
問題点は解決できることを見い出し本発明に至った。

すなわち、本発明は、ステンレス鋼材に電解酸洗処理を
施し、次いで交番電流電解処理を施してステンレス鋼材
に着色するに際し、 前記電解酸洗処理を、ｉｏ〜３０重量％の悄酸および０
．５〜５重量％のリン酸を含む７０℃以下の溶液中で、
０．５〜２．ＯＡ／ｄｒｎ’のカソード処理、続いてＯ
，ＩＡ／ｄｍ″以下のアノード処理により行うことを特
徴とする色ムラの少ないステンレス鋼材の着色方法を提
供するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

ここでいうステンレス鋼材とは、線材、管材、板材、塊
、異形断面材、粉粒体など任意の形状でよいが、以下の
説明は代表的に鋼板について行う。

化学着色ステンレス鋼製造における前処理として、一般
的には油脂類や接着剤を除去するためアルカリによる脱
脂および酸洗が主として浸漬法により行われている。

これらは汚れの除去を主目的にしたもので、表面皮膜の
均一性を目的としたものではない。

そこで、表面皮膜を均一にすることと実工程での簡便さ
ということを念頭に置き、電解酸洗処理で行うという基
本的認識を元に、電気化学的に検討を重ねた結果、硝酸
をベースにした溶液中で、まずカソード処理を行い、続
いてアノード処理を行うという連続的な前処理を行い、
引き続き交番電流電解法で着色処理を行えば均一な色調
の色ムラの少ない化学着色ステンレス鋼板が得られるこ
とを本発明者等は見い出した。

次に電解酸洗の処理溶液および処理条件について説明す
る。なお以下の説明において、％は全で重量％を意味す
る。

（１）電解酸洗溶液 溶液としては１０〜３０％硝酸＋０．５〜５％リソ齢九
Ａ？１＋小ｔｍ２＼２小ムｔド書＼　鵡馳ナー１八−３
０％としたのは、１０％未満では酸化力不足で良好な表
面石（＠態皮膜を形成し得す、また、３０％を越えると
効果が飽和するためである。

リン酸を加えると、カソード処理において水素ガスの発
生が過大とならず、アノード処理での表面皮膜が均一に
なる。このためには、０．５％以上必要であり、５％を
越えては効果がなくなるので上限を５％とするのが好ま
しい。

また液温は７０℃を越えると鋼板の肌荒れが過大となる
ため、７０℃以下とする。下限は２０℃程度が好ましい
。

（２）電解酸洗のカソード処理条件 カソード処理条件は、充分な水素ガス気泡でステンレス
鋼表面を清浄にするためには、０．５Ａ／ｄｍ’は最低
必要で、２．０’Ａ／ｄｍ″を越えると分極が大きく、
一部フエライト系では水素脆化割れが懸念されるので０
．５Ａ／ｄｒｎ’　〜：ｌＯＡ／ｄｒｎ’　ノ！囲が好
適である。

（３）電解酸洗の７ノ一ド処理条件 アノード処理条件は、カソード処理により清浄化した表
面に均質な不ｆＬＪ皮膜を形成させるために行うもので
ある。このためには、０．１Ａ／ｄゴ以下の低電流密度
で行うことが肝要で、これを越えると主として粒界から
Ｃｒ、　Ｆｅが析出するので表面の荒れが起こり、均質
性が損われるので０．１Ａ／ｄｍ″以下が好適である。

従来の処理法は、浸漬によるものが主体であることから
、金属−溶液界面で起きる反応速度を制御することは難
しいが、本発明にかかる電解酸洗処理によれば条件の制
御は電流密度と時間という因子で行うことができ、長尺
物やコイルの化学着色前処理に適した方法でどのような
ステンレス鋼の化学組成や表面仕上にも対処できるもの
である。

上記の如く電解酸洗により前処理を施した後、交番電流
電解法によりステンレス鋼板へ着色する。

交番電流電解に用いる処理液は、Ｃｒ６＋十Ｈ２ＳＯ４
の溶液、アルカリまたはアルカリ土類金属の水酸化物お
よび過マンガン酸塩を含む溶液、またはこの溶液にＭｎ
Ｏ２を加えた溶液など従来よりステンレス鋼板の着色に
用いられていた液など任意の着色液を用いればよい。

〈実施例〉 ＳＵＳ　３０４の光輝焼鈍（ＢＡ）板を用いて前処理と
して本発明にかかる方法と従来の浸漬法の２通りで行っ
た。その後、交番電流電解法及び浸漬法より青色に発色
処理を施した１色ムラは同一板面中央の１点を基準にと
り、その１点を含む周囲の正方形４点の計５点で色差を
測定して判定した。以下、各条件を詳述する。

（本発明法による前処理） 溶液として４０℃の１５％硝酸＋０．５％リン酸を含む
液を用いカソード処理を１．０Ａ／ｄｍ２で１分間、ア
ノード処理を０．ＯＩＡ／ｄ　ｍ’Ｘ　１分間、試料面
積１００ｃｍの板に定電ｔｌｔ電解装置を用いて行った
。

（従来の浸漬前処理法） ４０℃の１５％硝酸溶液中に１分間浸漬した。

（交番電流電解条件） 陽極及び陰極電解の電流密度を０−２５Ａ／ｄ　ｍ″、
陽極及び陰極電解時間を１８秒、電解繰返し数を３５回
で、溶液は４５０　ｇ　／　ｌ硫酸＋２３０ｇ／文無水
クロム酸を含む６０℃の液を用いた。

従来法は、８０℃で、その組成は交番法と同一組成溶液
に５〜７分浸漬して青色を出した。

色差の測定は、色差計（ミノルタ、ＣＲ−１００）にて
ＧＩＥ（国際照明委員会）１９７６年推奨の（１零６＊
ｂｔ）表示系に基づき、色差：ΔＥ匂すを算定した。

色ムラの有無は目視によると個人差が入るため、ＮＢＳ
単位（０，９２ＸΔＥ本ａｂ）でわずかに異なる（ｓｌ
ｉｇｈｔ）レベルである０、５〜１．５を基準として１
．０を越えるもの（即ちΔＥ本ａｂ≧１．０９）をこの
場合は、色ムラありとした。なお、この判定基準では目
視ではほとんど差別はつき難いものだった。

このようにして得られた結果を表１にまとめた。Ａ１−
Ａ４は本発明、Ｂ１〜Ｂ４は従来法に力）力）るもので
、　　ｌ　ＱｃｇＸ　１０ｃｍのルＬこおいて４１ｓ苫
の１は面内の５点（中心とその周囲正方形の４角）のう
ち中心部でこれを基準にとり他の４点はこの１との色差
で示した。

これらのデータにより、本発明法による前処理を行えば
、実質上色ムラのない化学着色ステンレス鋼板を得るこ
とができることがわかる。

表　　　　１ 〈発明の効果〉 本発明に係る前処理法と交番電流電解法を合わせて行う
と目視では色ムラのない化学着色ステンレス鋼材が得ら
れる。その生産方式は単材によるバッチ式及びコイルに
よる連続式ともに適用できる。

特許出願人　　川崎製鉄株式会社　− 、□　　　＼ 代　理　人　　弁理士　渡辺望稔　　　□同　　　　弁
理士　石井陽−′７°・５・′Ｂ′〜　　、−： を− ＋ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステンレス鋼材に電解酸洗処理を施し、次いで交番電流
   電解処理を施してステンレス鋼材に着色するに際し、 前記電解酸洗処理を、１０〜３０重量％の硝酸および０
   ．５〜５重量％のリン酸を含む７０℃以下の溶液中で、
   ０．５〜２．０Ａ／ｄｍ＾２のカソード処理、続いて０
   ．１Ａ／ｄｍ＾２以下のアノード処理により行うことを
   特徴とする色ムラの少ないステンレス鋼材の着色方法。