JPS633038B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアルミニウムがその合金材を着色する
ための電解着色方法に関する。

（従来技術） アルミニウム製素材に電解着色を行なつて赤、
青等の着色を行なう方法として、例えば３次電解
法（特公昭54−13860号、特公昭57−7239号等）
が知られている。

一般に３次電解法では、１次電解として硫酸を
主体とする電解液中で陽極酸化皮膜を化成し、２
次電解として酸性浴中で陽極酸化して更に酸化皮
膜を化成し、３次電解として硫酸ニツケル等の電
解液中にて電解着色を施すようになつている。と
ころが従来の着色方法では色調コントロールが難
しいばかりでなく、単調な色調しか得られず、近
来の需要者からの多様な要求に充分応じられない
不具合がある。

（発明の目的） 従来の電解着色方法では得られない様々な中間
色を含む種々の色調を得ることができる電解着色
方法を提供する。

（発明の構成） 本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金
の素地面に陽極酸化皮膜を得た後電解着色を行な
う方法において：第１工程としてマロン酸、マレ
イン酸、シユウ酸、スルホサリチル酸の有機酸浴
中、或いは硫酸にSn、Mn、Co、Cuの金属塩を
添加した浴中で化成した電解発色による発色皮膜
又はアルミニウム合金として、Al−Si系、Al−
Mn系或いはAl−Mg−Si系の合金中の成分が、
皮膜中に拡散することにより発色する方法によつ
て得られる自然発色による発色皮膜を化成し；第
２工程として上記第１工程で用いた浴中で正の直
流、交流又はパルスの電流を電圧20V以下で30秒
以上印加してバリヤー層を薄く改質し；第３工程
としてリン酸、クロム酸、硫酸、シユウ酸、硝酸
の酸化浴、又は水酸化ナトリウム、リン酸三ナト
リウムのアルカリ性浴中で浸漬或いは陽極電解処
理することによりアルマイト層のポアー径を拡大
せしめ；更に第４工程として電解着色処理を施し
て、上記拡大されたポアー底部に金属を析出させ
ることにより、上記陽極酸化皮膜の色と電解着色
のみによつて得られた色とを重ね合せて新しい色
調の皮膜を得ることを特徴とするアルミニウム及
びアルミニウム合金の電解着色方法である。

（発明の説明） (1) 電解の際には、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金材を一方の電極とし、他方の電極として
例えばアルミニウム、カーボン、又はステンレ
ス等を使用する。

(2) 上記第１工程において電解発色による発色皮
膜は例えば、マロン酸、マレイン酸、シユウ
酸、スルホサリチル酸等の有機酸浴中、或いは
硫酸にSn、Mn、Co、Cu等の金属塩を添加し
た浴中で化成した発色皮膜である。なお有機酸
浴では通常電気伝導度が低いため、交流で50V
以上、直流で50〜70V程度の電圧を印加する必
要がある。この場合は化成されるアルマイト層
のバリヤー層が厚く化成されるので一般に耐食
性に富む酸化皮膜が得られる。

第１図に示すように、この過程ではアルミニ
ウム製素地１の表面に多孔性のアルマイト層２
が化成される。層２は表面側に開口する多数の
ポアー３を有しており、ポアー３の底面と素地
１との間にはバリヤー層４が化成されている。

(3) 又上記第１工程において自然発色による発色
皮膜は例えば、アルミニウム合金として、Al
−Si系、Al−Mn系、Al−Mg−Si系等の合金
中の成分が、皮膜中に拡散することにより発色
する方法によつて得られた皮膜である。この自
然発色による場合にも、第１図に示す構造を有
する発色皮膜が化成される。

(4) 上記第２工程においてバリヤー層を薄く改質
する方法は、例えば上記第１工程で用いた浴中
で正の直流、交流又はパルスの電流を、電圧
20V以下で30秒以上印加して陽極酸化する方法
である。

この工程は後に行なう陽極電解処理或いは電
解着色の前処理工程として必要である。例えば
上記電解発色では交流50V以上の電圧を印加し
て発色皮膜を得ている。そのためバリヤー層４
は厚く生成し、皮膜の電気抵抗が大きくなつて
いる。従つて直接に陽極電解処理或いは電解着
色を行なうとすると電解発色工程で用いた電圧
以上の電圧を印加する必要があり、その場合に
は有効な電流が流れず、皮膜化成或いは電解着
色が不可能である。一方この前処理工程を予め
行なうと、バリヤー層４が薄くなつて電気抵抗
が低下するので低い電圧で陽極電解処理或いは
電解着色が行なえるようになる。

(5) 上記第３工程においてアルマイト層のポアー
径を拡大する方法は、例えば、リン酸、クロム
酸、硫酸、シユウ酸、硝酸等の酸性浴、又は水
酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム等のアル
カリ性浴中で浸漬或いは陽極電解処理する方法
である。

この工程によれば、アルマイト層２において
皮膜の溶解により、第２図に示すようにポアー
径（特にポアー３底部のポアー径）が拡大す
る。又電解発色工程等の前工程で酸化皮膜中に
混入したり或いはポアー３の孔壁に吸着したシ
ユウ酸イオン等が、この工程における浴中のア
ニオン種（例えばリン酸イオン、硝酸イオン
等）と置換される。この結果アルマイト層２の
皮膜構造及び皮膜組成が変化改質され、次の電
解着色工程での着色が有効に行なえるようにな
る。

(6) 上記第４工程において電解着色浴、例えば、
Sn、Ni、Cu、Co、Fe等の金属を含む金属塩
と、ホウ酸、酒石酸、スルホサリチル酸、クレ
ゾールスルホン酸等のPH緩衝剤、或いはキレー
ト剤を含んだ浴である。

なお金属塩は、電解時に一方の電極のアルミ
ニウム又はアルミニウム合金の表面に生成した
酸化皮膜のポアー３中に、金属、金属酸化物、
金属の水和物もしくはこれらの混合物を析出さ
せて多色着色させるものである。例えば第２図
の状態にあるアルマイト層２中のポアー３内に
は、第３図のように底部に金属５が析出し、こ
の析出の程度によつてアルマイト層２は様々に
呈色する。

PH緩衝剤は電解液のPHを調整して電解時のガ
ス発生を防止する効果と電解時の電解表面近傍
の電解液のPHを調整する効果を有する。又キレ
ート剤は主に電解時の電解溶液中の金属イオン
の挙動を調整する効果を有し、金属の電析反応
を促進させることによつて、着色効果を向上さ
せる。

(7) 上記第４工程において電解着色の通電方法は
例えば、交流、直流、交流と直流の交互の通電
又はパルスによる通電方法である。

更に詳細には、一例として次のような方法を
とることができる。即ち、上記電解着色浴中に
て、まず直流或いはパルスの正の電圧を印加
し、続いて直流或いはパルスの負の電圧又は交
流の電圧を印加する。正の電圧印加時の電圧は
好ましくは3V〜30V、電流密度は好ましくは
0.01A／ｄm²〜1.0A／ｄm²、通電時間は好まし
くは２秒〜60秒である。続いて印加する直流或
いはパルスの負の電圧又は交流電圧は好ましく
は10V〜30V、電流密度は好ましくは0.1A／ｄ
m²〜1.0A／ｄm²であり、正の電圧及び通電時
間を考慮しながら負の電圧或いは交流電圧と通
電時間を様々に変えることにより種々の着色が
得られる。もちろん最初に印加する正の電圧を
省略することもできる。

(8) 電解着色工程を終えた皮膜には好ましくは煮
沸水や蒸気等による封孔処理が施されるか、又
は必要に応じて塗装が施される。

（実施例） 第１実施例： 第４図のような吊り具１０を用いる。第４図に
おいて１１は電解枠、１２は電解棒、１３は押出
し型材（被処理材）である。

吊り具１０をシユウ酸溶液による有機酸浴中に
漬け、交流70V×30分印加する。これにより第１
図の状態が得られ、皮膜は黄金色を呈する。次に
同一浴中で正の直流15V×２分印加する。これに
よりバリヤー層４が薄くなる。更にリン酸浴中で
正の直流10V×５分印加して、第２図の状態を得
る。その後、電解着色浴として硫酸ニツケル100
ｇ／、ホウ酸30ｇ／の浴を用い、負の直流−
16V×３分印加した。これにより第３図の状態が
得られ、元の黄金色に青色が重ねられることにな
り、特有の色調を有する緑色が全面均一に得られ
る。

ここで負の直流の印加時間を１分にすると、元
の黄金色に赤色が重ねられて、特有の色調を有す
る柿色が全面均一に得られる。又この印加時間を
３分以上に延長すると特有のブロンズ色を経て黒
色を呈するようになる。さらに、リン酸浴中で陽
極電解処理を行なわずに電解着色を行なつた場
合、同条件では桃色が、又交流20V×５分印加で
は赤紫色が全面均一に得られた。

第２実施例： 第４図の型材１３をAl−Si合金製とし、硫酸
浴中で正の直流20V×30分印加して自然発色させ
る。これにより第１図の状態が得られ、皮膜は灰
色を呈する。皮膜の厚さは12μｍ程度である。次
に硫酸10ｇ／とリン酸50ｇ／の混酸浴中で５
分間浸漬し、皮膜を第２図の状態とする。その
後、電解着色浴として硫酸ニツケル100ｇ／、
ホウ酸30ｇ／の浴を用い、交流18V×５分印加
する。これにより第３図の状態が得られ、元の灰
色に赤色が重ねられることにより特有の色調を有
する赤灰色が得られる。交流の通電時間を延長す
れば、青灰色を経て約10分で黒色となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、以下の効
果を得ることができる。

第２工程として第１工程で用いた浴中で正の
直流、交流又はパルスの電流を電圧20V以下で
30秒以上印加することによりバリヤー層は薄く
形成される。従つて電気抵抗が低下し、低い電
圧で陽極電解処理或いは電解着色が行なえるよ
うになるので、次に行なうポアー径拡大処理に
おいて、ポアー３底部を特に拡大することがで
きる。

第３工程としてリン酸、クロム酸、硫酸、シ
ユウ酸、硝酸の酸性浴、又は水酸化ナトリウ
ム、リン酸三ナトリウムのアルカリ性浴中で浸
漬或いは陽極電解処理することによりポアー３
のポアー径が拡大され、特に底部が広く拡大す
る。従つて従来析出不可能であつた金属を第４
工程によりポアー底部に析出させることができ
る。従つて本発明によると従来の電解着色方法
では得られない様々な中間色を含む種々の色調
を得ることができる。しかも工程は簡素であ
り、工業的に採用することが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は皮膜の縦断面模式
図、第４図は実施例に用いた吊り具の正面図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム又はアルミニウム合金の素地面
   に陽極酸化皮膜を得た後電解着色を行なう方法に
   おいて：第１工程としてマロン酸、マレイン酸、
   シユウ酸、スルホサリチル酸の有機酸浴中、或い
   は硫酸にSn、Mn、Co、Cuの金属塩を添加した
   浴中で化成した電解発色による発色皮膜又はアル
   ミニウム合金として、Al−Si系、Al−Mn系或い
   はAl−Mg−Si系の合金中の成分が、皮膜中に拡
   散することにより発色する方法によつて得られる
   自然発色による発色皮膜を化成し；第２工程とし
   て上記第１工程で用いた浴中で正の直流、交流又
   はパルスの電流を電圧20V以下で30秒以上印加し
   てバリヤー層を薄く改質し；第３工程としてリン
   酸、クロム酸、硫酸、シユウ酸、硝酸の酸性浴、
   又は水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウムのア
   ルカリ性浴中で浸漬或いは陽極電解処理すること
   によりアルマイト層のポアー径を拡大せしめ；更
   に第４工程として電解着色処理を施して、上記拡
   大されたポアー底部に金属を析出させることによ
   り、上記陽極酸化皮膜の色と電解着色のみによつ
   て得られた色と重ね合せて新しい色調の皮膜を得
   ることを特徴とするアルミニウム及びアルミニウ
   ム合金の電解着色方法。 ２ 上記電解着色浴が；Sn、Ni、Cu、Co、Fe
   等の金属を含む金属塩と、ホウ酸、酒石酸、スル
   ホサリチル酸、クレゾールスルホン酸等のPH緩衝
   剤、或いはキレート剤を含んだ浴である特許請求
   の範囲第１項記載のアルミニウム及びアルミニウ
   ム合金の電解着色方法。 ３ 上記電解着色の通電方法が；交流、直流、交
   流と直流の交互の通電又はパルスによる通電方法
   である特許請求の範囲第１項記載のアルミニウム
   及びアルミニウム合金の電解着色方法。