JPS6357756A - 高温酸化による金属表面の着色方法 - 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、金属表面に１．’、ｌ有の金属色と異なる各
種の色調を選択的に発色させる方法に関し、美感を伴な
った金目材料の生産を可能とする。

（従来の技術） アルミニウム、チタニクム、ステンレス鋼等各種金属材
料の表面に酸化皮膜を形成させ酸化皮膜による光の干渉
現象を利用して発色きせるいわゆる着色企ＰＡは、酸化
皮膜の膜厚を変えることにより地肌の金属光沢を生かし
几ま′！、種々の色彩１色調が得ら九るので装飾材料や
建築材料として使われる。

この着色金ＦＡは、従来、（１）金線材料を薬液に浸漬
する方法、（Ｉｔ）薬液中でｐ、ｎ極酸化する方法、（
Ｗ酸化性雰囲気中で商況酸化する方法等によって形成さ
れる。（特開昭４８−９９０４７　、特開昭４９−５８
０３５　、特開昭５２−１３４８３３参照〕（１）は薬
液の組成と浸漬時間によって酸化皮膜の色調が微妙に変
化するので細かな発色コントロールが必要になる。（Ｉ
Ｉ）は電流密度の４均−や酸素ガスの発生に：る着色む
らが生じ易く、適用できる金属材料は板のような単純形
状のものに限られる。そして（υ（ＩＩ）とも得られる
着色酸化皮膜は多孔質であるため耐蝕性、耐摩耗性に乏
しく、菅色後の膜硬化処理が必要である。（ｉｌｌ）は
処理が簡易で強固な百色酸化皮膜が得ら九るので、ステ
ンレス鋼、チタン等の耐熱性の高い金属、合金材料の青
色処理番こ利ノ１４ざ九ておジ、企梢の種類により加熱
温度にほぼ対応した色調の着色酸化皮膜が得られるが、
欠点として金属表面では場所にエフ酸化の状懲が異なる
之め色むらや濃淡のむらが生じて美観が著しく損われる
。そのため適用対象は伝熱管の黒色化処理とか浸しの向
上を目的としない小物部品に限られている。

（発Ｉ３Ａが解決しようとする＋８７題点）本発明は、
前記従来技術の間頂点に解決を与え、特に高温酸化によ
る金属表面の着色処理に関して、色むら、儂淡むらのな
い均一な色調の美麗な着色酸化皮膜全形成する改良方法
を提供することを目的とする。

（問題点を解決する之めの手段〕 上記目的に対し、本発明の方法は、ｌ’を浄化処理を施
した金属表面上に高融点の微細粒子でＭ成されるコーテ
ィング剤を均一膜厚に塗着し、こ′ｔ′Ｌを酸化性雰囲
気中で着色すべき色調に対応した温度および時間で加熱
処理を施す。

本発明方法を工程の順序にエリ具体的に詳細説明すると
次のとおシである。

（１）　　金属物品は少くとも着色しようとする表面を
酸洗、パフ研摩、電解研摩する等して酸化物等の表面上
の不純物ｆ、除去しｍのち充分に脱脂を行って１１１浄
化して置く必要がある。

（Ｉｆ）　　コーティング剤は高温加熱時に溶融しない
高融点の材料で構成する。適９ノなコーティング剤とし
ては’１’ｉ０１と８１０２とをｉｏｏ　：　ｏから２
５　：　７５の重１ｉ比で配合し、ボールミル等の粉砕
機で細砕したものを１５０メツシユ篩にかけて粒度調整
し、篩下微細粒子に水を加えてスリップとじ几ものであ
る。コーディング剤の粒度調整は、若しスリップＣＳ粗
大粒子が含まｎると加熱処理時に粗大粒子と金ＦＡ面と
の接触部分で酸化が不均一と７：１″り形成酸化皮膜に
はん点伏の色むらが生ずることとなるので、厳密に行う
。１５０メフシユ以下に粒度調整すれば色むらは全く生
じないことが実験的に確認畑九た。

（ＩＩＩ）　　清浄化処理金ＰＡ＆出面へのコーティン
グ剤の塗ηは、スリップの吹付、塗布、掛流し、スリン
グ中への浸漬、乾燥コーティング剤のふりかけ等種々の
技法紀よることができるが。

前記のように調整したスリップの場合、グラスライニン
グのゆう薬の吹付と同様な技法にＬｖスプレーかけする
のが均一１が１厚に塗着させるのに有利である。コーテ
ィング剤構成材料の任意配合材料のＳｉＯｘ　はスリン
グのスプレー性を改善するものであるが、　ＳｉＯ２の
比率が多いと塗膜の乾燥後の付置強度が低下するので混
合比は７５％までがよい。

重要なことは塗膜の膜部が全面均−Ｇこなるよう塗着す
ることである。

膜厚が塗着個所によって異なる場合は酸化速度の差にエ
フ形成酸化皮膜の色調に濃淡が生ずる。スリングの塗膜
の膜厚は０゜１〜ｉ　ｏが適当であり膜厚が小きいと酸
化の度合（不均一が生じて色むら、濃淡むらが残り易く
なり、膜厚が大きいとむらが生じなくなる反面、酸化の
速度が遅くなり加熱処理に時間がかかるようになる。

αン　塗膜は充分に乾燥する （Ｙ）　　酸化皮膜形成の加熱処理は、酸化性雰囲気中
で着色すべき色相、色調に対応した温度および時間全以
って行う。この温度および時間は、金属の種頑、コーテ
ィング剤塗膜の性状、望むところの着色色調との相互関
連に、！：り定まる。後述実施例全参照し、６四に応じ
１１１４々Ｇこ試行して決定すべきものである。形成酸
化皮膜はコーティング剤塗膜の下層で形成でれるので、
目視判断できないことは勿論である。

（）１）　　後処理は金属物品の冷却後に水洗い（こエ
フコーティング剤を除去するだけでよい。

（作用） 加熱処理のす１ａ度と時１ム］の調節に、ｒ、り着色酸
化皮膜の厚さとそのち密さが変化し、金属の種類【こエ
フ得られる皮膜の色調を特定できる。ところが従来技術
にエフコーティング剤塗膜なしで加熱した場合には金属
表面の酸化の度合に差があるため色むらが生じて美感が
低下する。こｎに対して本発明方法ではＴｉＯｔ　＋、
　ＳｉＯｚ　’９のコーティング剤を均一な厚さに塗布
して加熱処理を行うので、着色酸化皮膜の形成が均一化
され、色むらや濃淡むらが生じない。加熱処理時間が比
較的長いので、このことは却って操業を容易にし安定結
果を得るのに役立つ。

（実施例） （１）　　被管色面をバフ　（ｉ１Ｆ摩したＳＵＳ　５
υ４ステンレス鋼パイプお工び５ｕｓ３１６ステンレス
鋼板金ケトンまたはアルコールで脱脂？ｉ！１浄化した
のち、ＴｉｅｚとＳ土ｏ、とを等り混合して１５０メツ
シユ以下の粒度に細砕し、水に分散させたスリフプを約
Ｑ、２ｔｚの均一膜厚にスプレー掛けに、Ｊ：り塗着し
、乾燥後に加熱炉内で第１表の温度、時間の条件で加メ
；（ζ処理を行なった結果、第１表の各種色調の着色酸
化皮膜が色むらおよび濃淡むらを生ずることなく形成さ
ｆｉた。

第１表 ステンレス鋼の場合、加熱湿度【こよって酸化皮膜の色
が変化し、加熱時間とともに着色濃度が増すが、約３０
分でほぼ安定する。

（ｎ）　　チタン材を実施例（１）と同様にして１′］
１１段処理したのち、加熱炉内で第２表のｄｌ、１度、
時間の条件で加熱処理を行なった結果、第２表の各種色
調の０色酸化皮膜が形成された。色むらおよび濃淡むら
は認めらｆ′Ｌなかつ之。

第２表 チタン材の場合、５００℃付近までは加熱温度に応じて
酸化皮膜の色は黄金色、茶色、茶褐色と変化し、加熱時
間とともにその濃度が増すが、６００℃付近では酸化皮
膜の色は青で加熱時間とともに濃度が淡くなる。そして
加熱１７．．１度が７００℃以上では酸化皮膜の色はピ
ンクからグレーに変る。

（発明の効果） 本発明方法によると、高謡酸化による金属表面の着色が
、従来方法では色むら？濃度むら金主じて商品価値の低
い製品となるのに対し、これらのむらのない均一で美麗
な着色結果をｆ；）ることかできる。ま之本発明方法は
、従来の薬品処理を伴う管色力法と比較し之場合、色調
の変化が急激に起らないので加熱湿度と加熱時間の調＃
による発色管理が容易となり、その再現性も良好である
。さらに温度コントロールのできる加熱炉を使用して本
発明方法による高温酸化着色を行うことによって複雑形
状の金属材料。

大形の金属材料を一括して大引【こ処理することが可能
となるので、適用範囲が拡がるとともに美麗青色金属を
低コストでｍ産できる等の効果力４る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）清浄化処理を施した金属表面上に高融点の微細粒
   子で構成されるコーティング剤を均一膜厚に塗着し、こ
   れに酸化性雰囲気中で着色すべき色調に対応した温度お
   よび時間の加熱処理を施して金属表面に着色酸化皮膜を
   形成させることを特徴とする高温酸化による金属表面の
   着色方法。
2. （２）コーティング剤としてＴｉＯ＿２とＳｉＯ＿２と
   を１００：０から２５：７５の重量比率で混合し１５０
   メッシュ節を全通するよう粒度調整し水を加えて調整し
   たスリップを使用し、その塗着を膜厚０．１〜１ｍｍの
   範囲内の一定値で行い、乾燥したのち加熱処理を施す特
   許請求の範囲第１項に記載の高温酸化による金属表面の
   着色方法。