JPS63166994A

JPS63166994A - アルミニウム材の電解着色方法

Info

Publication number: JPS63166994A
Application number: JP31124386A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Oide; 雅章大出; Akira Hashimoto; 明橋本; Kiyoshi Tada; 清志多田
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-11

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】産業上の利用分野この発明は、陽極酸化処理（１次電解処理）を施すこと
により表面に陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム材
の陽極酸化皮膜を電解着色する方法に関する。

この明細書において、「アルミニウム」という語には、
純アルミニウムの他にすべてのアルミニウム合金を含む
ものとする。

従来技術とその問題点アルミニウム材の表面を電解着色する方法として、アル
ミニウム材表面に形成された陽極酸化皮膜を交流（特に
正弦波交流）電解する方法（いわゆる浅田法）と、アル
ミニウム材を陰極として陽極酸化皮膜を直流（特に平原
）電解する方法（いわゆる住化法）と、矩形波正電圧と
矩形波負電圧とを交互にアルミニウム材に印加する方法
（以下、矩形波インバータ法という）とが知られている
。

しかしながら、浅田法では、皮膜の着色に要する時間が
比較的長くなるという問題があるとともに、アルミニウ
ム材として、複雑な横断面形状のアルミニウム押出型材
を用いると、凸部の色が凹部の色より濃くなり、アルミ
ニウム材として、長尺のアルミニウム押出型材を用いる
と端部の色が濃くなるというように、色の付き廻り性（
均一着色性）が悪いという問題がある。

住化法では、比較的短時間で着色が可能であるが、電解
処理中に、陽極酸化皮膜が局部的に破壊されたり、孔が
あいたりするいわゆるスポーリングが発生しやすいとい
う問題がある。このようなスポーリングは、電解浴中に
含まれている１価のカチオン、たとえばＮａ＋、Ｋ＋に
基因して発生すると考えられている。

矩形波インバータ法では、住化法はどではないが、スポ
ーリングが生じるという問題がある。

この発明は、色の付き廻り性が良く、スポーリングが発
生しにくいアルミニウム材の電解着色方法を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段この発明によるアルミニウム材の電解着色方法は、表面
に陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム材の陽極酸化
皮膜を電解着色する方法おいて、硫酸ニッケル２０〜１
５０ｇ／ｌおよびホウ酸１０〜５０ｇ／ｌを含む水溶液
からなる電解液中において、平流正電圧に正弦波交流電
圧が重畳された脈流正電圧と、平流負電圧に正弦波交流
電圧が重畳された脈流負電圧とを、交互に印加すること
を特徴とする。

上記において、１次電解処理により形成される陽極酸化
皮膜には、たとえば公知の方法によって形成される硫酸
陽極酸化皮膜、しゅう酸陽極酸化皮膜、りん酸陽極酸化
皮膜等がある。

上記において、２次電解処理に使用する電解液における
硫酸ニッケルの量を２０〜１５０ｇ／ｌおよびホウ酸の
量を１０〜５０ｇ／ｌとじたのは次の理由による。すな
わち、硫酸ニッケル量およびホウ酸量が上記下限値未満
であれば着色することができず、上限値を越えても着色
効果は変らず、かえってコストが高くなるとともに廃液
処理が困難になるからである。

また、平流正電圧および平流負電圧の電圧値（絶対値）
は、１０〜３０Ｖが好ましい。１０Ｖ未満では、着色す
ることができず、３０Ｖを越えると、スポーリングが発
生しやすくなるためである。また、正弦波交流電圧の電
圧値（最大絶対値）は、０．０５〜５Ｖが好ましい。０
゜０５Ｖ未満では、スポーリングの発生を防止するとい
った正弦波交流電圧の重畳効果がほとんど得られなくな
り、５Ｖを越えると色の付き廻り性が低下するからであ
る。さらに脈流正電圧と脈流負電圧からなる両極性パル
スの周波数は、０．３〜３０Ｈｚが好ましいｏＯ，３Ｈ
ｚ未満では、スポーリングが発生しやすくなり、３０Ｈ
ｚを越えると色の付き廻り性が悪くなるからである。

実　　施　　例以下、この発明の実施例を比較例とともに示す。

実施例ｌＡｌ１００−Ｈ２４からなる板材を３枚用意した。そし
て、各板材に、常法通りの硝酸脱硝処理、苛性エツチン
グおよび硝酸中和処理を施した。ついでこれらの板材を
Ｈ２Ｓ　０４１５ｗｔ％を含む液温２０±１℃の電解液
中に浸漬し、電流密度１．１Ａ／ｄｍ２で３５分間通常
の硫酸陽極酸化処理（１次電解処理）を施して膜厚９μ
ｍの陽極酸化皮膜を形成した。その後、第１図に示すよ
うに、１次電解処理が施された３枚のアルミニウム材（
１）　（２）　（３）と、板条のカーボン対局（４）と
を、塩化ビニル製ラック（４）にセットした。対局（４
）と最も対局（４）寄りに位置するアルミニウム材（１
）との距離を２００　ｍｍ。

隣り合うアルミニウム材（１）（２）（３）どうしの間
隔を１０＋ａｍとしておいた。また、各アルミニウム材
（１）　（２）　（３）における対局（４）を向いた側
の面の上部の所要箇所を（ｌａ）　（２ａ）　（３ａ）
およびこれと反対側の面の下部の所要箇所を（ｌｂ）　
（２ｂ）　（３ｂ）で示す。そして、このラック（５）
を、ＮｉＳＯ４５０ｇ／ｌ、Ｈ３ＢＯ２３０ｇ／ｌ、Ｎ
ａ”１２ｐｐｍおよびＫ”６ｐｐｍ含む電解液中に浸漬
した。その後、第２図に示すように、電圧１５ｖで周波
数がＩＨｚの方形波交流電圧に、電圧（最大絶対値）が
２．５ｖで周波数が６０Ｈ２の正弦波交流電圧を重畳し
た電圧Ａを、１０分間印加することにより各アルミニウ
ム材（１）（２＞（３，）に２次電解処理を施した。各
アルミニウム材（ｔ）（２）　（３）の陽極酸化皮膜は
ブロンズ色に着色されていた。また、陽極酸化皮膜には
局部的破壊や孔あき（スポーリング）は発生していなか
った。

実施例１におけるアルミニウム材（１）　（２）　（３
）表面の各箇所（ｌａ）　（ｌｂ）　（２ａ）　（２ｂ
）　（３ａ）　（３ｂ）のＬ値の測定結果およびＬ値の
最大値と最小値との差（ΔＬ）を第１表に示す。

実施例２ＡＩｌｏｏ−Ｈ２４からなる３枚の板材に、上記実施例
１と同様に前処理および１次電解処理を施した。次に、
この３枚の板材を上記実施例１と同様にラックにセット
し、上記実施例１の２次電解処理に使用した電解液のＮ
ａ＋１２ｐｐｍを＋３０ｐｐｍとし、Ｋ”６ｐｐｍを１
２ｐｐｍとした電解液中に浸漬して、上記実施例１と同
じ波形の電圧Ａを１ｏ分間印加することにより２次電解
処理を施した。その結果、アルミニウム材表面の陽極酸
化皮膜には、スポーリングが発生していなかった。

実施例２におけるアルミニウム材（１）　（２）　（３
）表面の各箇所（Ｌａ）　（ｌｂ）　（２ａ）　（２ｂ
）　（３ａ）　（３ｂ）　ノＬ値の測定結果およびＬ値
の最大値と最小値との差（ΔＬ）を第１表に示す。

比較例ｌＡｌ１００−Ｈ２４からなる３枚の板祠に」二記実施例
１と同様に前処理および１次電解処理を施した。次に、
この３枚の板材を上記実施例１と同様にラックにセット
し、上記実施例１の２次電解処理に使用したのと同じ電
解液中に浸漬して、電圧（最大絶対値）１５Ｖで周波数
６０Ｈｚの正弦波交流電圧を６分間印加することにより
２次電解処理を施した。その結果、アルミニウム材表面
の陽極酸化皮膜には、スポーリングが発生していなかっ
た。

比較例１におけるアルミニウム材（１）　（２）　（３
）表面の各箇所（ｌａ）　（ｌｂ）　（２ａ）　（２ｂ
）　（３ａ）　（３ｂ）のＬ値の測定結果およびＬ値の
最大値と最小値との差（ΔＬ）を第１表に示す。

比較例２ＡＩｌｏｏ−Ｈ２４からなる３枚の板材に上記実施例１
と同様に前処理および１次電解処理を施した。次に、こ
の３枚の板材を上記実施例１と同様にラックにセットし
、上記実施例１の２次電解処理に使用したのと同じ電解
液中に浸漬して、電圧−１５Ｖの平波電圧を３分間印加
することにより２次電解処理を施した。その結果、アル
ミニウム材表面の陽極酸化皮膜には、スポーリングが発
生していた。このことを第１表に示す。

比較例３Ａ１１００−Ｈ２４からなる３枚の板材に上記実施例１
と同様に前処理および１次電解処理を施した。次に、こ
の３枚の板材を上記実施例１と同様にラックにセットし
、上記実施例１の２次電解処理に使用したのと同じ電解
液中に浸漬して電圧１５Ｖで周波数ＩＨｚの方形波交流
電圧を１０分間印加することにより２次電解処理を施し
た。その結果、アルミニウム材表面の陽極酸化皮膜には
、スポーリングが発生してぃなかった。

比較例３におけるアルミニウム材（１）（２）（３）表
面の各位置（ｌａ）　（ｌｂ）　（２ａ）　（２ｂ）　
（３ａ）　（３ｂ）のＬ値の測定結果およびＬ値の最大
値と最小値との差（ΔＬ）を第１表に示す。

比較例４ＡＩｌｏｏ−Ｈ２４からなる３枚の板材に上記実施例１
と同様に前処理および１次電解処理を施した。次に、こ
の３枚の板材を上記実施例１と同様にラックにセットし
、上記実施例２の２次電解処理に使用したのと同じ電解
液中に浸漬し、上記比較例３と同じ方形波交流電圧を１
０分間印加することにより２次電解処理を施した。誉の
結果、アルミニウム材表面の陽極酸化皮膜には、スポー
リングが発生していた。このことを第１表に示す。

（以下余白）第１表第１表から明らかなように、本願発明の実施例１および
２の方法では、比較例１の浅田法に比べて、各アルミニ
ウム間での色調差および１つのアルミニウムの各部間で
の色調差が非常に小さくなる。また、比較例２の住化法
に対して実施例１および２の方法では、スポーリングが
発生しにくい。さらに、実施例１および２の方法では、
比較例３．４の矩形波インバータ法に比べて電解浴中の
Ｎａ十およびに＋の影響を受けに＜＜、スポーリングが
発生しにくい。

上記実施例１．２においては、二次電解処理において、
方形波交流電圧に正弦波交流電圧が重畳された電圧が、
印加されているが、第３図に示すような矩形波交流電圧
に正弦波交流電圧が重畳された電圧Ｂ１第４図に示すよ
うな、上記電圧Ｂにおけるパルス間の電圧が零になって
いる電圧Ｃ等を印加するようにしてもよい。さらに、第
５図に示すように、脈流正電圧と、脈流負電圧の電圧値
が異なっている電圧Ｄ１１００に示すように、脈流正電
圧と脈流負電圧のパルス幅が異なっている電圧Ｅなどを
用いてもよい。

発明の効果この発明によるアルミニウム材の電解着色方法は、表面
に陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム材の陽極酸化
皮膜を電解着色する方法おいて、硫酸ニッケル２０〜１
５０ｇ／ｌおよびホウ酸１０〜５０ｇ／ｌを含む水溶液
からなる電解液中において、平流正電圧に正弦波交流電
圧が重畳された脈流正電圧と、平原負電圧に正弦波交流
電圧が重畳された脈流負電圧とを、交互に印加すること
を特徴とするものであるので、従来の浅田法に比べて、
色の付き廻り性が良くなる。また、従来の住化法に比べ
て、スポーリングが発生しにくくなる。また、スポーリ
ングは、電解浴中の１価のカチオンに基因して発生する
と考えられているが、本願発明では、正弦波電圧成分に
よって、１価のカチオンの活動をにぶらせているため、
従来の矩形波インバータ法にくらべても、スポーリング
が発生しにくくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例および比較例で使用するラック、ならび
にラックへのアルミニウム材の取付は状態を示す側面図
、第２図は実施例１および２で用いられる電圧波形を示
すタイム・チャート、第３図〜第６図は、電圧波形の変
形例をそれぞれ示すタイム・チャートである。（１）（２）　（３）・・・アルミニウム材。以上特許出願人　　昭和アルミニウム株式会社代　理　人　
　岸本　瑛之助（外４名）第２図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

表面に陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム材の陽極
酸化皮膜を電解着色する方法おいて、硫酸ニッケル２０
〜１５０ｇ／ｌおよびホウ酸１０〜５０ｇ／ｌを含む水
溶液からなる電解液中において、平流正電圧に正弦波交
流電圧が重畳された脈流正電圧と、平流負電圧に正弦波
交流電圧が重畳された脈流負電圧とを、交互に印加する
ことを特徴とするアルミニウム材の電解着色方法。