KR800000670B1 - Aluminium and aluminium alloy anodizing method - Google Patents

Aluminium and aluminium alloy anodizing method Download PDF

Info

Publication number
KR800000670B1
KR800000670B1 KR750000954A KR750000954A KR800000670B1 KR 800000670 B1 KR800000670 B1 KR 800000670B1 KR 750000954 A KR750000954 A KR 750000954A KR 750000954 A KR750000954 A KR 750000954A KR 800000670 B1 KR800000670 B1 KR 800000670B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aqueous solution
voltage
oxide film
aluminum
color
Prior art date
Application number
KR750000954A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
마사시 아께가야
시게따 후미오
Original Assignee
아이사 쥬-이치
리켄 게이긴 조꾸 고-교 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이사 쥬-이치, 리켄 게이긴 조꾸 고-교 가부시끼 가이샤 filed Critical 아이사 쥬-이치
Priority to KR750000954A priority Critical patent/KR800000670B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR800000670B1 publication Critical patent/KR800000670B1/en

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

A method of forming an oxide film on the surface of an aluminum material by anodizing the aluminum material in an aqueous solution containing 0.5 to 10 % by weight of oxalic acid and 0.05 to 1.0 % by weight of sulfuric acid, in which either an electrolyzing voltage or the temperature of the aqueous solution is controlled in the range of 5 to 150v or 0 to 40≰C, whereby the oxide film is colored in color tone from bronze to silver.

Description

알미늄 혹은 알미늄합금재의 산화피막 생성법Method of forming oxide film of aluminum or aluminum alloy

제1도는 이 발명의 내용중 전압 및 수용액 온도와 산화피막의 착색색조와외 관계를 나타낸 그래프.1 is a graph showing the relationship between the voltage and the aqueous solution temperature and the color tone of the oxide film in the context of the present invention.

제2도는 이 발명의 내용중 전압 및 수용액 온도와 전류밀도와외 관계를 나타낸 그래프.2 is a graph showing the relationship between the voltage and the aqueous solution temperature and the current density in the context of the present invention.

제3도는 이 발명의 내용중 전압 및 용존(溶存)알미늄이온량과 전류밀도의 관계를 나타낸 그래프로서 도면중 2-2, 2a-2a, 3-3, 3a-3a는 등전류밀도선(等電流密度線)이다.3 is a graph showing the relationship between voltage, dissolved aluminum ions, and current density in the context of the present invention, and 2-2, 2a-2a, 3-3, and 3a-3a in FIG.度 線).

이 발명은 알미늄이나 알미늄합금재(이하 알미늄재라 함)의 산화피믹생성법중 특히 황산을 함유한 수산(蓚酸, oxalic acid)수용액 중에서 알미늄재를 양극 산화처리해서 청동색(Bronze)으로부터 은백색(Silver)에 이르기 까지의 광범위한 색조의 착색산화피막을 생성케하는 방법에 관한 것이다.This invention is an anodized aluminum material in an aqueous solution of oxalic acid containing sulfuric acid in the method of producing an oxide of aluminum or an aluminum alloy (hereinafter referred to as an aluminum material), and from bronze to silver white (Silver). The present invention relates to a method for producing a colored oxide film having a wide range of color tones.

일반적으로 알미늄재는 다른 금속재에 비해 가볍고 가공성이 우수해 여러용도에 쓰여지고 있는바 특히 건재등으로 사용되는 예가 대단히 많다. 이렇게 건재등의 용도로 쓰이는 알미늄 표면은 양극 산화처리등에 의해 강화되어 시장에 공급되고 있으며 최근 이 양극산화처리로 표면처리한 알미늄재 중에는 양극산화처리시에 착색(着色, 색깔을 냄)시켜 칼라(colour) 알미늄재로 시장에 공급되는 것도 있게 되었다.In general, aluminum materials are lighter than other metal materials and have excellent workability. Therefore, aluminum materials are used for various purposes, and in particular, they are used for building materials. The aluminum surface used for building materials is supplied to the market by anodizing, etc. Recently, the aluminum material surface-treated by anodizing has been colored during anodization. It is now available in the market as aluminum material.

그러나 이같이 칼라알미늄재로 시장에 공급되고 있는 알미늄재는 아직 착색방법에 여러가지 문제점이 있고 또한 발색범위도 좁은 결점이 있다.However, the aluminum material, which is supplied to the market as a color aluminum material, still has various problems in the coloring method and also has a narrow color gamut.

즉 알미늄재의 발색법으로 (가)수산수용액법(蓚酸水溶液法)과 (나)방향족 썰폰산수용액법이 종래부터 알려져 있다. (가)의 수산수용액법은 수산을 함유(含有)한 수용액중에서 알미늄재를 양극산화처리해서 황색(黃色)계통의 착색산화피막을 생성케하는 방법을 말한다. 이 착색법은 기본을 이루는 수산을 용이하게 구할 수 있고 값도 싸며 전해조건도 공업적으로 무리가 없기 때문에 대단히 우수한 것이라 할 수 있으나 반면 착색가능한 색조의 범위가 황색중 특히 얻은황색계통에 한정되어 있는 결점이 있다.That is, (a) aquatic aqueous solution method and (b) aromatic sulfonic acid aqueous solution method are known conventionally as a coloring method of an aluminum material. The aquatic acid solution method of (A) refers to a method of producing a yellow colored pigmented oxide film by anodizing an aluminum material in an aqueous solution containing aquatic acid. This coloring method is very excellent because it is easy to obtain the basic fisheries, is cheap, and the electrolytic conditions are industrially suitable.However, the range of colorable hues is limited to the yellow system especially obtained in yellow. There is a flaw.

또 (나)의 착색법은 방향족 썰폰산을 함유하는 수용액중에서 (가)의 착색법과 마찬가지로 양극산화처리해서 청동색의 착색산화피막을 생성케하는 방법을 말한다. 이 방법은 (가)의 착색법과는 달리 청동색으로 착색되고 발색되는 색조의 범위도 대단히 넓기는 하나 기본액인 방향족 설폰산의 가격이 엄청나게 비싸고 더더구나 그 소요량도 비교적 다량 소요되는 결점이 있다.In addition, the coloring method of (b) refers to a method for producing a bronze colored oxide film by anodizing in the aqueous solution containing aromatic sulfonic acid as in the coloring method of (a). Unlike the method of (a), this method has a very wide range of coloration and coloration in bronze, but the cost of the aromatic sulfonic acid, which is a basic liquid, is extremely expensive, and furthermore, a relatively large amount of defects are required.

이 발명은 상기와 같은 결점을 해결함을 목적으로 하여 특히 수산을 기본액으로 하는 수용액에 소량의 황산을 첨가한 것 중에서 알미늄재를 양극 산화처리 하므로서 착색산화피막을 생성케 하는바 이때의 전해조건 특히 전압, 용존알미늄이온량 및 수용액의 온도를 조정하므로서 청동색으로부터 은백색에 이르기까지의 착색산화피막을 생성케하는 방법을 제공함에 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a colored oxide film by anodic oxidation of an aluminum material, among which a small amount of sulfuric acid is added to an aqueous solution based on aquatic acid. In particular, it is an object of the present invention to provide a method for producing a colored oxide film from bronze to silver white by adjusting the voltage, dissolved aluminum ion amount and temperature of an aqueous solution.

또한 종래부터 소량의 황산을 함유하는 수산수용액중에서 알미늄재를 양극산화처리하여 청동색의 착색산화피막을 생성시키는 방법이 일본국특허출원 소 46-83,336호, 동 소 46-83,337호, 동 소 46-83,338호, 동 소 47-52,528호 및 동 소 47-66,624호의 각명세서에 기재되어 있으며 특히 일본국특허출원 소47-52,528호의 명세서에는 수산 및 소량의 황산외에 용존알미늄을 함유하는 수용액중에서의 산화처리방법도 기재되어 있기는하나 이들 착색법으로부터는 청동색 내지 호박색(Amber)의 착색산화피막을 얻을 수 있을 뿐으로 무색이나 그에 가까운 은백색, 기타 다른 색조의 착색산화피막을 얻을 수는 없고 은백색산화피막을 얻으려면 다른 방법을 써야 한다.In addition, conventionally, a method for producing an anodized aluminum material in an aqueous solution containing a small amount of sulfuric acid to produce a bronze colored oxide film is Japanese Patent Application Nos. 46-83,336, 46-83,337, 46 -83,338, 47-52,528 and 47-66,624, respectively, and the specifications of Japanese Patent Application No. 47-52,528 describe oxidation in aqueous solutions containing dissolved aluminum in addition to hydroxyl and small amounts of sulfuric acid. Although treatment methods are also described, these coloring methods only provide bronze to amber colored oxide coatings, but they are not colorless, close to silver white or any other colored oxide coatings. To get it, you have to use another method.

이에 대해 이 발명은 수산 및 소량의 황산을 함유하는 수용액중에서의 양극산화처리법에도 불구하고 원하는 대로 청동석에서 은백색에 이르기까지의 폭넓은 색조의 발색산화피막을 생성할 수가 있다.On the other hand, the present invention can produce a color tinted oxide film of a wide range of colors from bronze to silver white as desired despite the anodizing treatment in an aqueous solution containing aquatic acid and a small amount of sulfuric acid.

이하 이 발명에 대한 수용액조성(水溶液組成)부터 차례로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter will be described in order from the aqueous solution composition (水溶液 組成) for this invention as follows.

(1) 수용액조성(水溶液組成)(1) aqueous solution composition

(a) 수산 0.5-10중량%(이하 중량%를 %로 표기함)(a) 0.5-10% by weight of fisheries (hereinafter referred to as% by weight)

수산은 잘 알려진 바와 같이 양극산화(陽極酸化)에 의해 알미늄재에 산화피막을 생성케 하는데 기여하고 있는바 이 발명에서도 이러한 목적을 달성키 위해 수산을 첨가해서 함유시킨 수용액을 전해 기본액으로 한다.Fisheries contribute to the production of an oxide film on the aluminum material by anodization, as well known. In this invention, an aqueous solution added with hydroxide is used as an electrolytic base solution.

그러나 이 발명에서는 이 산화피막생성 목적외에 수산의 화학적 구조를 이용하여 착색원(發色源)으로서도 기여하도록 하고, 동시에 이 착색원으로서의 기여태양(寄與態樣)이 전해전압과의 관계에서 전압의 차이에 따라 그 양을 가감한다.However, in the present invention, in addition to the purpose of forming the oxide film, the chemical structure of the fishery is used to contribute as a coloring source, and at the same time, the contribution sun as the coloring source is related to the electrolytic voltage. The amount is added or subtracted according to the difference.

즉 양극산화처리에 의해 생성되는 산화피막은 그 결합이 불완전하여 AlO. Al2O3와 같이 스피넬형격자구조(Spinel 型格子構造)가 되어 결합에 무리가 생길 것이며 이렇게 결합에 무리가 있는 산화피막에는 타 분자(他分子)를 침입시켜 포용할 여지가 존재하게 되고 그 타격자가 착색원으로 될 적격(適格)을 갖는 경우에 산화피막이 착색하게 된다고 추정한다.In other words, the oxide film produced by the anodizing treatment is incompletely bonded to AlO. The spinel type lattice structure (Spinel type 格子 構造), such as Al 2 O 3 , will cause excessive bonding. Therefore, there will be room for inclusion by invading other molecules in the oxide film that is unreasonable. It is presumed that the oxide film is colored when the striking person has a qualification to be a coloring source.

또한 결합에 무리있는 스피넬형격자구조는 착색원이 되는 타분자를 포용함으로서 완전 결합하여 안전된 구조를 갖게될 것이다.In addition, the spinel-type lattice structure that is unreasonable to the bond will have a safe structure by being completely bonded by incorporating other molecules as the coloring source.

이점에 대해 본 발명자들은 착색원이 될 수 있는 분자들에 관해 연구한 결과 수산은 다음에 설명하는 황산과 공존(共存)할 때에는 착색원이 된다는 것을 알 수 있었다. 즉 수산에서 칼복실기(-COOH)가 분해 분리되어 고분자화 하고 이것이 발색원으로 된다는 것을 확인하게 되었다.In view of this, the present inventors have studied the molecules that can be used as color sources, and it has been found that hydroxyls become color sources when coexisted with sulfuric acid described below. That is, it was confirmed that carboxyl group (-COOH) was decomposed and polymerized in fishery to form a chromophore.

또 이같은 목적을 달성할 수 있는 수산의 농도결정을 단순히 산화피막생성이나 착색자체만을 고려해서 결정하는 것 이외에 착색의 색조(色調)도 고려하여 전해조건과의 관련에서 주의깊게 결정해야 할 필요성이 또한 있게 된다. 더 자세히 설명하면 수용액중 수산이 적어도 0.5%이상 함유되어 있지 않으면 다음의 전해조건에서 설명하는 바와 같이 산화피막의 착색효과가 불충분하게 되어서 간단히 전해조건을 변화시키는 것만으로는 색조를 변화시킬 수도 없을 뿐만 아니라 전해피막의 생성도 충분치 못하여 전기전도도가 나빠져서 피막에 전촉(電觸)이 일어나게 되며, 또 수산이 10%이상 함유되면 물에의 용해에 문제가 생기고(잘 용해되지 않음), 색상도 나빠지게 된다.In addition to determining the concentration of aquatic acid that can achieve this purpose by considering only the oxide film formation or the color itself, it is also necessary to carefully determine the coloration of the fish in consideration of the electrolytic conditions. Will be. In more detail, if the aqueous solution does not contain at least 0.5% of hydroxyl, the coloring effect of the oxide film is insufficient as described in the following electrolytic conditions, so that simply changing the electrolytic conditions cannot change the color tone. In addition, the electrolytic coating is insufficiently formed, resulting in poor electrical conductivity, resulting in electrocution in the coating, and when 10% or more of the acid is contained, problems in dissolving in water (not easily dissolved) and color deteriorate. do.

이런 이유로 상기 수산의 수용액중 함유조성 범위가 결정되어지는 데 가장 좋은 조성비를 예시하면 2.5-2.7%의 범위가 된다.For this reason, the range of 2.5-2.7% is illustrated when the composition ratio is the best when the composition range of the aqueous solution of the above-mentioned aqueous solution is determined.

(b) 황산(黃酸=유산) 0.05-1.0%(b) sulfuric acid (lactic acid = lactic acid) 0.05-1.0%

황산은 그것의 첨가에 따라 어느정도 수용액의 통전성(通電性)을 좋게 하는 효과도 있기는 하지만 이 발명에서는 (a)에서 설명한 바와 같이 수산과의 비율, 바꾸어 말하면 산화피막중에 칼복실기와 황산의 설폰산기(-SO3H)를 침입시켜 양산기(酸基)의 비율을 적절히 변화시키므로서 발색의 색조를 원하는 바에 맞춰 변화시킬 수가 있게 된다.Sulfuric acid has an effect of improving the current carrying property of the aqueous solution to some extent according to the addition thereof, but in the present invention, as described in (a), the ratio of sulfuric acid and the sulfonic acid group of sulfuric acid and sulfuric acid in the oxide film ( By infiltrating -SO 3 H), the color tone can be changed as desired by appropriately changing the proportion of the mass production group.

이점에 대해 본 발명의 발명자들은 용존알미늄이온과 착색기구(着色機構:Mechanism)와 관련하여 그들과의 관련성에 관해 구체적으로 연구한 즉 결과는 다음과 같았다.On this point, the inventors of the present invention have specifically studied the relationship between dissolved aluminum ions and their coloring mechanisms (mechanisms), that is, the results were as follows.

용존알미늄이온량(alminium ion)의 증가에 따라 수용액의 통전성은 저하되고 그로 말미암아 산화피막의 두께가 얇아졌다.As the amount of dissolved aluminum ions increased, the current carrying property of the aqueous solution decreased, thereby making the thickness of the oxide film thinner.

따라서 소기의 내식성(耐蝕性) 및 기계적강도를 요건으로 하는 산화피막은 어느정도의 두께를 가질 것이 필요하게 되기 때문에 용존알미늄 이온량의 증가에 따라서 높은 전압이 걸리게 하는 것도 가능하게 된다. 또 다음에 설명하듯이 전압의 변화 특히 전압이 높아지게 되면 산화피막의 색조가 은백색으로부터 청동색으로 변화되므로 용존알미늄이온량과 전압과의 관제를 조정하므로서 원하는 색조를 얻을 수가 있게된다.Therefore, since the oxide film having the desired corrosion resistance and mechanical strength is required to have a certain thickness, it is possible to apply a high voltage in accordance with the increase in the amount of dissolved aluminum ions. In addition, as described below, when the voltage is changed, especially when the voltage is increased, the color tone of the oxide film is changed from silver white to bronze, so that the desired color tone can be obtained by adjusting the amount of dissolved aluminum ion and voltage.

또 이런 현상은 용존알미늄이온량이 적을 경우에 더욱 뚜렷이 나타나는 바 예를 들면 낮은 전압에 의해서도 소정의 전류밀도가 얻어질 수 있어 소기 두께의 산화피막이 쉽게 생성되기는 하나 아무 색깔도 착색되지 않는다. 왜냐하면 앞에서 설명한 착색인자의 분해 생성이 일어나지 않아서 산화피막에의 착색인자침입도 일어나지 않기 때문인 것이다. 이런 경우에서는 또한 높은 전압을 걸 수도 없는 바 무리하게 높은 전압을 건다 하더라도 산화피막이 착색되기는 커녕 오히려 피막이 파괴되기 때문에 알미늄재 화성처리(化成處理:Chemical con version treatment) 본래의 목적을 잃어버리게 된다. 이와 같이 알미늄표면에 안정된 알미늄산화물을 피복시켜 알미늄재의 표면을 보호하는 역할을 할 수 없게 된다 할 것이다.This phenomenon is more pronounced when the amount of dissolved aluminum ions is small. For example, a predetermined current density can be obtained even by a low voltage, so that an oxide film having a desired thickness is easily produced, but no color is colored. This is because the decomposition factor of the color factor described above does not occur, and thus, the color factor infiltration into the oxide film does not occur. In this case, too, it is impossible to apply a high voltage, and even if an excessively high voltage is applied, the original purpose of the aluminum chemical conversion treatment is lost because the film is destroyed rather than the oxide film is colored. In this way, by coating a stable aluminum oxide on the aluminum surface it will not be able to play a role of protecting the surface of the aluminum material.

즉 산화피막을 발색케하는 주인자(主因子)는 앞에서 설명한 바와 같이 칼복실기(-COOH)이며 이 칼복실기 만의 침입으로서도 산화피막은 발색되나 이 주인자에 대해 부인자(副因子)로서의 썰폰산기(-SO3H)가 침입하게 되면 그들의 비율에 따라 청동색(브론즈)에서부터 은백색(실버)까지의 폭넓은 색조를 얻을수가 있게 되는 것이다.In other words, the owner of the oxide film is the carboxyl group (-COOH) as described above, and the oxide film is developed even by invasion of the carboxyl group alone, but the sulfonic acid group as a denial to the owner. When (-SO 3 H) invades, it is possible to obtain a wide range of shades from bronze (bronze) to silver white (silver) according to their ratio.

따라서 이 발명에서는 이 같은 점을 고려해서 황산첨가의 상한을 1.0%로 제한하고 하한은 0.05%로 하게되었는 바 상한을 넘게되면 버-닝(burning)현상이 일어날 위험이 있고 하한이하가 되면 발색이 잘 되지 않게 된다.Therefore, in this invention, the upper limit of sulfuric acid addition is limited to 1.0% and the lower limit is set to 0.05% in consideration of such a point. Therefore, if the upper limit is exceeded, there is a risk of burning phenomenon. It won't work.

즉 황산 첨가량이 상한인 1.0%를 넘게 되면 환산의 화학적 성질로 인해 알미늄이나 알미늄합금재의 알미늄원소나 합금원소와 화학적으로 산화반응하여 유산염의 부식물질을 만들므로서 착색원으로서의 썰폰산기로의 분해생성에 곤란을 일으키게 하며 오히려 수산에 의한 산화알미늄피막형성까지도 크게 방해하게 되는 결과를 초래하게 되는 것이다.In other words, when the amount of sulfuric acid added exceeds the upper limit of 1.0%, due to the chemical nature of the conversion, it is chemically oxidized with the aluminum element or the alloy element of aluminum or aluminum alloy to make the corrosive substance of lactate, and thus decomposition decomposition to the sulfonic acid group as a coloring source. It causes difficulties, but rather results in greatly inhibiting the formation of the aluminum oxide film by the fish.

이런 이유로 해서 황산첨가의 최적범위는 수산의 최적범위와의 관계를 고려하여 0.14-0.17%로 함이 바람직하다.For this reason, the optimum range of sulfuric acid addition is preferably 0.14-0.17% in consideration of the relationship with the optimum range of fisheries.

(2) 용존알미늄이온량 0.05-6.0g/ℓ.(2) dissolved aluminum ion amount of 0.05-6.0 g / L.

용존알미늄이온은 다음에서 설명하는 바의 전해조건과 함께 산화피막의 착색색조의 조정인자로서의 역할도 하고 있으므로 이 발명에서는 이것을 특징의 하나로 첨가한다.Since dissolved aluminum ions also play a role as an adjustment factor of the color tone of the oxide film together with the electrolytic conditions as described below, in the present invention, this is added as one of the features.

그 이유로서는 예로서 일본국특허출원

Figure kpo00001
47-52,528호의 명세서에 기재된 것을 보면 수용액중의 용존알미늄이온이 과전류(過電流)를 방지하는 역할 외에 어느정도는 착색에도 기여하고 있다고 하였으나 그 명세서에는 용존알미늄이온의 착색에 대한 기여기구(機構:mechanism)가 어떤것인가에 대해 기재가 되어있지 않으며 또한 해명도 없다. 또 용존알미늄이온량과 착색기구와의 관계가 상기와 같음에 대하여 이 발명에서는 전해조건들 중에서 특히 전압의 변화에 따라 산화피막의 색조를 원하는대로 변화시키는 것에 큰 특징을 갖고 있다.For example, Japanese patent application
Figure kpo00001
47-52,528 discloses that dissolved aluminum ions in aqueous solution contribute to coloring to some extent in addition to preventing overcurrent. ) Is not written about, and there is no explanation. In addition, while the relationship between the amount of dissolved aluminum ions and the coloring mechanism is as described above, the present invention has a great feature of changing the color tone of the oxide film as desired according to the change of voltage among electrolytic conditions.

그리고 즉

Figure kpo00002
47-52,528호 기재의 경우에는 산화피막의 착색을 달성할려면 어느정도의 전압을 필요로 하는데 이로 인해-산화피막의 파괴는 차치하고-전류밀도가 증가하게 되어 전기에너지 경제상으로도 바람직하지 못하다. 그러나 이 발명에서는 적절한 용존알미늄이온량 범위내에 있게 하기 위해 고전압하에서도 저전류전해가 이루어질 수 있는 바이점이 이 발명의 또 하나의 특징이다.And that is
Figure kpo00002
In the case of 47-52,528, the coloring of the oxide film requires a certain voltage, which is why the destruction of the oxide film, apart from the destruction of the oxide film, increases the current density, which is undesirable in terms of electrical energy economy. However, in this invention, a bi-point which enables low current electrolysis even under high voltage in order to be within a suitable dissolved aluminum ion range is another feature of this invention.

이상과 같은 효과를 가지는 용존알량늄량을 갖고서 고 효과를 발휘하게 하려면 수용액의 조성에 따른 성질중 특히 통전성 및 전압과의 관련성을 고려해서 용존알미늄량은 0.05-6.0g/ℓ가 바람직한 바0.05g/ℓ이하가 되면 효과증 특히 발색성이 상실되고 6.0g/ℓ 이상이 되면 수용액의 통전성이 나빠져 전해에 지장이 초래된다.In order to achieve a high effect with the amount of dissolved aluminium having the above effects, the dissolved aluminum amount is preferably 0.05-6.0 g / L in consideration of the electrical conductivity and the relationship with the voltage, among the properties of the aqueous solution composition. When less than l, the effect, especially the color development is lost, and when more than 6.0 g / l, the electrical conductivity of the aqueous solution is bad, causing electrolysis.

(3) 전해조건(3) electrolytic conditions

(a) 전압 5-150V(a) Voltage 5-150V

전압은 이 발명에서 가장 중요한 조정인자의 하나로서 이 발명에 있어서 필수적 구성요건이 된다.Voltage is one of the most important adjustment factors in this invention and is an essential component of this invention.

이 발명에서는 위에서 설명한 바와 같은 조성을 갖는 수용액의 온도와 용존알미늄이온량과 관련하여 전압을 변화시킴으로서 그에 따라 은백색으로 부터 청동색에 이르기 까지의 원하는 색의 산화피막을 생성시키는 것이다. 다시 말하면 이 발명의 착색기구 즉 산화피막의 착색기구(mechanism)는 상기와 같이 수용액중에 함유되어 있는 수산과 황산을 분해시키고 이 분해로부터 생성한 착색인자가 산화피막에 침입, 결합해서 여러가지 색조의 산화피막을 생성시키는 기구(mechanism)로 되어진다. 이때 착색인자를 분해시키고, 이들을 산화피막증에 침입시켜 결합하게 하는 에너지를 공급하는 것이 전압이다. 즉 전해시의 전압은 소정의 전해를 일으키는 동시에 착색인자의 분해 생성을 일으키고 생성된 발색인자를 산화피막증에 침입시켜 결합하게 하는 역할을 하게 된다.In this invention, by changing the voltage in relation to the temperature of the aqueous solution having the composition as described above and the amount of dissolved aluminum ions, thereby producing an oxide film of a desired color ranging from silver white to bronze. In other words, the coloring mechanism of the present invention, that is, the coloring mechanism of the oxide film, decomposes the hydroxyl and sulfuric acid contained in the aqueous solution as described above, and the colored factor generated from the decomposition penetrates and binds to the oxide film, thereby forming various color oxide films. It is a mechanism for generating At this time, it is voltage that decomposes the coloring factors and supplies energy that invades and binds to the oxide film. In other words, the voltage at the time of electrolysis causes predetermined electrolysis, and at the same time, decomposes and generates the coloring factor, and serves to induce the generated color factor by invading the oxidative coating.

그러나 이와 같은 목적을 갖고 있는 전압이기는 하나 그 목적에 기여하는 정도는 반드시 직선적으로 비례하는 것이 아니다. 이때의 전압의 기여정도는 기타의 조건인 수용액의 온도, 용존알미늄이온량, 수용액의 양, 양극(兩極)간의 거리에 따라서도 달라지므로 이들과 관련을 고려하여 결정해야 한다.However, although the voltage has such a purpose, the degree of contribution to the purpose is not necessarily linearly proportional. At this time, the degree of contribution of the voltage depends on other conditions, such as the temperature of the aqueous solution, the amount of dissolved aluminum ions, the amount of the aqueous solution, and the distance between the anodes.

이 발명에서는 위의 제조정인자와의 관련성을 고려해서 전압을 변화시킴으로서 산화피막의 색조를 변화시키지만, 전압의 타인자가 전술한 용존알미늄이온량을 제외한 후술의 범위내에 있을 경우에 한해서 주로 전압과 수용액온도, 전압과 용존알미늄량의 관계를 고려해서 전압을 변화시키면 원하는 바의 여러가지 색조의 산화피막이 생성시킬 수 있다는 것을 확인한 것이 이 발명의 특징의 하나이기도 하다.In the present invention, the color tone of the oxide film is changed by changing the voltage in consideration of the relationship with the above manufacturing factor, but mainly the voltage and the aqueous solution temperature, only when the other factor of the voltage is within the following range except the above-mentioned amount of dissolved aluminum ion. Considering the relationship between the voltage and the amount of dissolved aluminum, it is also one of the characteristics of the present invention that the change of the voltage can produce an oxide film having various color tones as desired.

다시 말하면 착색인자는 카복실기, 썰폰산기들이고 이들 인자들은 수산과 황산의 분해로부터 생성되는바 이들 분해가 진행되게 위해서나 착색인자가 산화피막중으로 침입하고 그에 결합해서 발색이 진행되기 위해서는 일정한 에너지를 필요로 하게 되는때 이 에너지를 공급하는 것이 주로 전압이고 이때 꼭 필요한 일정전압이 기준전압이 된다. 이리하여 전해시에 기준전압 이상의 전압으로 에너지를 공급하지 않으면 산화피막의 착색이 잘 되지 않지만 기준 이상의 전압 영역 범위내에서는 전압의 변화에 따른 색조 변화가 아주 현저하게 나타난다.In other words, the coloring factors are carboxyl and sulfonic acid groups, and these factors are generated from the decomposition of fish and sulfuric acid. These factors require constant energy for the decomposition to proceed, or for the coloring factor to penetrate into the oxide film and bind to it and develop color development. When this energy is supplied, it is mainly a voltage, and the necessary constant voltage is the reference voltage. In this way, if the energy is not supplied at a voltage higher than or equal to the reference voltage during electrolysis, the oxide film may not be colored well, but a change in color tone due to the change of voltage is very remarkable within the voltage range higher than or equal to the reference voltage.

그러나 이 기준전압 중에서 실제로 분해·침입·결합작용을 하는 것은 공급한 전압의 전부는 아니고 나머지는 상술한 기타의 요인으로 소비되는 바 본발명자들의 연구한 결과는 수용액의 조성과 용존알미늄이온량이 상술한 범위내에 있을 경우 공급전압이 60V이상이 되면 산화피막의 색조변화가 현저하였다.However, the actual decomposition, intrusion, and coupling of the reference voltages are not all of the supplied voltages, but the rest are consumed by other factors described above. As a result of the present inventors' studies, the composition of the aqueous solution and the amount of dissolved aluminum ions are described. Within the range, the color tone change of the oxide film was remarkable when the supply voltage was over 60V.

예를 들면 제1도는 이 발명법에 따라 알미늄합금 A. A 6,030을 발색산화피막처리할 때의 전압과 수용액온도와의 관계를 나타낸 것이다.For example, Fig. 1 shows the relationship between the voltage and the aqueous solution temperature when the aluminum alloy A. A 6,030 is subjected to the color oxide film treatment according to the present invention.

여기서 A는 청동색(Bronze), B는 호박색(Amber), C는 연호박색(Light Amber), D는 은백색(Silver)의 색영역(色領域)을 나타내는 것이다. 또 청동색(A), 호박색(B), 연호박색(C)는 모두 I - I선상에 속해 있는바, 전압 60V인 조건에서는 단지 수용액 온도를 변화시키는 것만으로 용이하게 여러가지 색이 착색될 수가 있게 된다.Where A is bronze, B is amber, C is light amber, and D is silver white. In addition, bronze (A), amber (B), and soft amber (C) all belong to the I-I line, so that various colors can be easily colored only by changing the temperature of the aqueous solution under the condition of voltage of 60V. do.

또 I -I선 이하인 60V전압 이하의 영역에서는 착색성에 대한 전압의 영향력은 낮아지게 되는 바 전압을 60V이하로 낮추고 대신 수용액 온도를 상승시키면 용이하게 무채색(無彩色)에 가까운 은백색(D)을 얻을 수 있게 된다. ,In addition, in the region below the 60V voltage below the I-I line, the influence of the voltage on the colorability becomes low. If the voltage is lowered below 60V and the aqueous solution temperature is increased, silver white (D) that is almost achromatic can be easily obtained. It becomes possible. ,

또 I - I선의 값은 전채수용액조성과 알미늄재의 통전성에 따라서도 변화할 수 있을 것이나 어느 경우에도 I - I선상에 상응하는 일정한 전압은 반드시 있게 된다.In addition, the value of the I-I line may change depending on the composition of the aqueous solution and the conductance of the aluminum material, but in any case, there is always a corresponding voltage on the I-I line.

이때 주의할 것은 전압은 실제로는 전해조(電解槽)중의 양극간거리와 수용액량들을 고려해야 한다는 것이다.Note that the voltage actually takes into account the distance between the anodes and the amount of aqueous solution in the electrolytic cell.

이때의 전압에 대한 것은 표 1을 참고하여 결정할 것이 바람직하다.It is desirable to determine the voltage at this time with reference to Table 1.

이와 같이 공급하여야 할 정압의 적정한 값은 전해조중의 양극간거리 및 수용액량도 고려하여 결정해야 하는 바 예로서 수용액온도 10℃, 평균전류밀도 15A/dm2일때의 적정치를 보면 표 1과 같다.Thus, the proper value of the static pressure to be supplied should also be determined in consideration of the distance between the anodes and the amount of aqueous solution in the electrolytic cell. For example, the optimum value at the aqueous solution temperature of 10 ° C. and the average current density of 15 A / dm 2 is shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00003
Figure kpo00003

이와 같이 양극간거리를 크게 하면 수용액의 전기저항이 높아져서 전압을 상승시키고 또 수용액량이 늘면 전기저항이 높아져서 전압이 상승되므로 전압을 높여야 할 때는 양극간거리를 적절히 조절시킴으로서, 용이하게 산화피막의 색조를 조절할 수 있게 된다.As the distance between the anodes is increased, the electrical resistance of the aqueous solution is increased to increase the voltage, and if the amount of the aqueous solution is increased, the electrical resistance is increased to increase the voltage. Therefore, when the voltage needs to be increased, the color tone of the oxide film can be easily adjusted by appropriately adjusting the distance between the anodes. Will be.

즉 양극간 거리와 수용액량이 커지게 되면 수용액의 전기저항이 높아져서 높은 전압을 걸어야 하기 때문에 산화피막의 색조를 조절하기 위해서는 이들 현상들도 고려해서 전압을 걸어야 할 필요가 있다.That is, when the distance between the anodes and the amount of aqueous solution increases, the electrical resistance of the aqueous solution becomes high, and a high voltage needs to be applied. Therefore, in order to control the color tone of the oxide film, it is necessary to apply voltage in consideration of these phenomena.

그리고 상기와 같은 효과를 가질 수 있는 전압의 범위는 5-150V인 바 5V미만 일때는 비록 수용액온도등 기타의 요인을 갖고 수용액의 통전성을 좋게 한다 해도 상기 효과를 얻을 수 없고, 또 150V 이상이 되면 타조건들을 조절한다 하여도 산화피막 자체가 파괴되기 때문에 소기의 효과를 전혀 얻을 수 없게 된다.And when the range of voltage that can have the above effect is 5-150V and less than 5V, the above effect cannot be obtained even if the conductivity of the aqueous solution is improved with other factors such as the temperature of the aqueous solution. Even if other conditions are adjusted, the desired effect is not obtained because the oxide film itself is destroyed.

(b) 수용액의 온도(b) the temperature of the aqueous solution

수용액온도는 수용액이 전해액(電解液)이 되므로 통전성과 같은 관계를 갖게 되며 수용액 온도의 상승에 따라 통전성이 좋아지므로 이에 따라 수용액 온도의 상승과 걸려지는 전압이 기준전압으로서 기여하는 비율은 제1도에 나타낸 바와 같이 증가하게 된다.The aqueous solution temperature has the same electrical conductivity as the aqueous solution becomes the electrolytic solution, and as the aqueous solution temperature increases, the electrical conductivity improves. Accordingly, the rate at which the rise of the aqueous solution temperature and the applied voltage serve as a reference voltage is shown in FIG. 1. As shown in FIG.

그러나 단지 수용액온도만을 상승시켜서 통전성을 향상시키면 오히려 피막의 덩어리가 생겨 그 성상(性狀)이 나빠지므로 수용액 온도의 상한율 40℃로 한다. 또 수용액온도는 조정인자로서 상단이 낮게 까지 할 수가 있으나 너무 많이 낮추는 것은 고가의 냉각설비를 필요로 하므로 그 하한은 0℃로 한다.However, if only the aqueous solution temperature is raised to improve the electrical conductivity, agglomerates of the film are formed, and the properties thereof deteriorate. Therefore, the upper limit of the aqueous solution temperature is 40 ° C. In addition, the temperature of the aqueous solution can be lowered to the top as an adjustment factor, but lowering too much requires expensive cooling equipment, so the lower limit is 0 ° C.

다시말하면 상기와 같이 전압과 수용액온도는 매우 밀접한 관계를 갖고 있으며 그점을 도면으로 설명하면 제2도와 같다. 여기서 2-2선은 2.5A/dm2의 등전류밀도선(等電流密度線)을 나타내고 2a-2a-선은 0.5A/dm2의 등전류밀도선을 나타낸것인데 이들에 각 평행한 선을 그으면 2.5A/dm2에서 0.5A/dm2까지의 등전류밀도선이 구해진다.In other words, as described above, the voltage and the aqueous solution temperature have a very close relationship, which will be described with reference to FIG. 2. Here, the 2-2 line represents an isocurrent density line of 2.5 A / dm 2 and the 2a-2a line represents an isocurrent density line of 0.5 A / dm 2 . The isocurrent density lines from 2.5 A / dm 2 to 0.5 A / dm 2 are then obtained.

따라서 0.5-2.5A/dm2의 범위내에서는 전압을 상승시키면서 수용액 온도를 내리거나 또는 그와 반대로 조절해서 전류밀도를 일정하게 하면 여러가지 색조의 산화피막을 얻을 수 있고 특히 전류밀도를 낮게 유지시키는 방법으로 낮게 유지하면 전력을 대폭절감 할 수 있게 된다.Therefore, in the range of 0.5-2.5A / dm 2 , if the current density is constant by decreasing the aqueous solution temperature while increasing the voltage or vice versa, an oxide film having various color tones can be obtained, and in particular, a method of keeping the current density low If you keep it low, you can save a lot of power.

(c) 전류밀도(c) current density

전류밀도는 직접적으로 착색에는 관계하지 않지만 산화피막 형성에는 기여한다. 이점에서 0.5-5A/dm2가 바람직하다. 이 발명에서는 저 전류영역에서 착색시킬 수 있다는 점에 특색이 있다.The current density does not directly affect coloring but contributes to the formation of the oxide film. 0.5-5 A / dm 2 is preferred in this respect. This invention has a feature that it can be colored in a low current region.

(D) 전해(D) electrolysis

전해조건으로서 기타 여러가지가 있으나 이들중 중요한 것은 전술한 바와 같이 용존알미늄이온량을 들 수 있다. 이것과 전압과의 관계를 보면 제3도와 같은바 이는 제2도와 비슷한 모양이 된다. 여기서 3-3선은 2.5A/dm2의 등전류밀도선을 나타내고 3a-3a선을 0.5A/dm2의 등전류밀도선이다.There are various other electrolytic conditions, but the most important of these is the amount of dissolved aluminum ions as described above. The relationship between this and voltage is similar to that of FIG. 3, which is similar to that of FIG. Here, the 3-3 line represents an isocurrent density line of 2.5 A / dm 2 , and the 3a-3a line is an isocurrent density line of 0.5 A / dm 2 .

도면에서 보는 바와 같이 전류밀도 0.5-2.5A/dm2범위내에서는 걸어준 전압 V가 상승하면 용존알미늄이온량을 상승시켜서 전류밀도를 일정하게 유지시켜 주는 바 특히 일정한 저전류밀도 아래서도 여러색의 산화피막이 생성될 수 있어 전력이 대폭 절감된다.As shown in the figure, when the applied voltage V increases in the current density range of 0.5-2.5A / dm 2 , the dissolved aluminum ion is increased to maintain the current density. Film can be produced, which greatly reduces power.

(4) 알미늄재의 재질(4) Aluminum material

이 발명에서는 알미늄재질이 달라져도 착색산화피막이 생성되며 이 때에는 색조가 좀 달라지게 된다.In the present invention, even if the aluminum material is changed, the colored oxide film is produced, and the color tone is slightly different at this time.

그 이유는 재질의 변화로 인해 합금원소의 양과 합금원소의 종류가 달라지므로 알미늄재의 도전성(導電性)이 변화되게 때문이다. 실례로서 표 2에 기재한 여러가지원소로 조성된 알미늄재에 대해 이 발명법으로 처리한 결과가 표 3과 같았다.The reason for this is that the conductivity of the aluminum material is changed because the amount of alloy element and the type of alloy element are changed by the change of the material. As an example, the results of treatment of the aluminum material composed of various elements shown in Table 2 by this invention method are shown in Table 3.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00004
Figure kpo00004

Figure kpo00005
Figure kpo00005

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00006
Figure kpo00006

표 3에서 알 수 있는 바와 같이 재질이 변화하더라도 이 발명에 따른다면 청동색으로부터 호박색에 이르기까지의 색조로 착색할 수 있게 된다.As can be seen from Table 3, even if the material changes, according to the present invention, it is possible to color in tones ranging from bronze to amber.

다음 실시예를 들어 설명해 보기로 한다.An example will be described below.

[실시예 1]Example 1

표 4에 기재한 바와 같은 조성으로 된 수용액중에서 또 거기에 표시한 전해조건으로 알미늄재 A. A1100을 전해 처리한 결과 여러가지 색조와 착색산화피막이 생성되었는바 그 결과도 표 4에 나타나 있다.The electrolytic treatment of aluminum material A. A1100 in the aqueous solution of the composition as shown in Table 4 and the electrolytic conditions indicated therein produced various color tones and colored oxide films. The results are also shown in Table 4.

그 결과를 보면 수용액중에서 전재조건을 변화시킴에 따라 청동색에서부터 은백색에 이르기까지의 색조를 갖는 산화피막을 얻을 수 있었다.As a result, the oxide film having a color tone ranging from bronze to silver white was obtained by changing the transfer condition in the aqueous solution.

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00007
Figure kpo00007

Figure kpo00008
Figure kpo00008

[실시예 2]Example 2

수산 2.66%, 황산 0.152%, 용존알미늄이온량 1.836g/ℓ로 조성된 수용액을 전해액으로 하여 알미늄재 A.A1099, 1100, 5052, 6063 및 7074를 3상전파전류파(三相全波電流波)로 된 직류(直流) 50V의 전압과 통전 30분간의 조건으로 양극산화처리(陽極酸化處理)를 한결과 표 5에서와 같은 착색산화피막이 생성하였다.Using aluminum solution A.A1099, 1100, 5052, 6063 and 7074 as an electrolytic solution using an aqueous solution composed of 2.66% of fisheries, 0.152% of sulfuric acid, and 1.836 g / l of dissolved aluminum ions, three-phase electric wave current waves were used. Anodizing treatment was performed under the conditions of a direct current of 50 V and 30 minutes of energization. As a result, a colored oxide film as shown in Table 5 was formed.

[표 5]TABLE 5

Figure kpo00009
Figure kpo00009

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 이 발명은 수산과 황산을 함유한 수용액중에서 수용액의 조성적 특성에 착안하여 전압을 적절히 조절함과 동시에 용존알미늄이온량, 수용액의 온도등을 조절하고 이러한 조정조건의 변경에 따라 청동색에서 부터 은백색에 이르기까지의 색조를 갖는 착색산화피막을 원하는 대로 만들 수 있게 하는 것에 대한 것이다.As described in detail above, the present invention focuses on the compositional characteristics of the aqueous solution in the aqueous solution containing hydroxyl and sulfuric acid, and adjusts the voltage appropriately while controlling the amount of dissolved aluminum ions and the temperature of the aqueous solution. It is about making tinted oxide film with color tones from silver to white as desired.

또 이 발명에서는 동일한 조성을 갖는 수용액중에서도 간단히 전해조건만을 달리함으로서도 원하는 색조의 착색산화피막을 생성시킬 수 있고, 또 전해조건중 전압을 높혀서 청동색을 발색시킬려는 경우에도 다른 전해조건을 적절히 조절하면 저전류밀도 전해도 가능하게 되므로 전해에너지 즉 전기를 대폭 절약하는 효과가 있다.In addition, in the present invention, even in the aqueous solution having the same composition, it is possible to produce a colored oxide film having a desired color tone by simply changing the electrolytic conditions. Since low current density electrolysis is also possible, there is a significant saving of electrolytic energy, that is, electricity.

Claims (1)

본문에 상술한 바와 같이 수산(蓚酸) 0.5-10중량%, 황산 0.05-1.0중량% 및 용존알미늄이온 0.05-6.0g/ℓ을 함유한 수용액중에서 전압 5-150V에 수용액온도 0-40℃의 조건에서 알미늄 혹은 알미늄합금재를 앙극산화처리(陽極酸化處理)할 때에 전압을 변화시키는 한편, 주어진 전압하에서 수용액온도를 조정하던지 용존알미늄이온량을 조정하던지 또는 수용액온도와 용존알미늄이온량을 동시에 조정하므로서 청동색에서부터 은백색에 이르기까지의 원하는 색의 착산산화피막을 생성시키는 것을 특징으로 하는 알미늄 혹은 알미늄합금재의 산화피막 생성법.As described above in the text, in an aqueous solution containing 0.5-10% by weight of oxalic acid, 0.05-1.0% by weight of sulfuric acid, and 0.05-6.0 g / l of dissolved aluminum ions, a condition of an aqueous solution temperature of 0-40 ° C at a voltage of 5-150V Changes the voltage when anodizing an aluminum or aluminum alloy at the same time, while adjusting the aqueous solution temperature under the given voltage, adjusting the dissolved aluminum ion amount, or simultaneously adjusting the aqueous solution temperature and the dissolved aluminum ion amount. A method of producing an oxide film of aluminum or aluminum alloy, characterized in that it produces a complex oxide film of a desired color from to white.
KR750000954A 1975-05-02 1975-05-02 Aluminium and aluminium alloy anodizing method KR800000670B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR750000954A KR800000670B1 (en) 1975-05-02 1975-05-02 Aluminium and aluminium alloy anodizing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR750000954A KR800000670B1 (en) 1975-05-02 1975-05-02 Aluminium and aluminium alloy anodizing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR800000670B1 true KR800000670B1 (en) 1980-07-14

Family

ID=19201161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR750000954A KR800000670B1 (en) 1975-05-02 1975-05-02 Aluminium and aluminium alloy anodizing method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR800000670B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4066816A (en) Electrolytic coloring of anodized aluminium by means of optical interference effects
DE1496885A1 (en) Process for anodic oxidation of beryllium
US4152222A (en) Electrolytic coloring of anodized aluminium by means of optical interference effects
HU205973B (en) Process for electrolytic metal-colouring anodized aluminium surfaces
US4571287A (en) Electrolytically producing anodic oxidation coat on Al or Al alloy
US3997412A (en) Method of forming oxide film on aluminum or aluminum alloy
CA1048963A (en) Process for electrolytically coloring aluminum and aluminum alloys
DE2112927C3 (en) Process for coloring an object as aluminum or an aluminum alloy
KR800000670B1 (en) Aluminium and aluminium alloy anodizing method
US4043880A (en) Method for producing green-colored anodic oxide film on aluminum or aluminum base alloy articles
US2987417A (en) Pigmenting aluminum oxide coating
US3265597A (en) Anodizing process and electrolyte
US3935084A (en) Anodizing process
US4144142A (en) Method for producing colored anodic film on aluminum-based material
US4042469A (en) Process for electrolytically coloring aluminum and aluminum alloys in gold
US3252875A (en) Aluminum anodizing method
JPH11217693A (en) Production of gray colored aluminum material and colored body thereof
US4100041A (en) Method of forming a colored and oxide film on aluminum and aluminum alloys
US4060462A (en) Color anodizing of aluminum
CA1049949A (en) Process for the production of combination dyeing on workpieces of aluminum or aluminum alloys
DE2548177A1 (en) Electrolytically colouring anodised aluminium - is carried out after two step anodising using first sulphuric acid then phosphoric acid electrolyte
AT340219B (en) PROCESS FOR CREATING COMBINATION COLORS ON A WORKPIECE MADE OF ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOYS
US3597338A (en) Method and electrolyte for anodic oxidation coating of aluminum
JP2024034989A (en) A material made of aluminum or an alloy thereof, in which the thickness of the barrier layer is 10 to 80% of the thickness of the hole wall, and a method for producing the same.
JPS5836075B2 (en) Coloring method for anodic oxide films on aluminum and its alloys by two-stage current reversal electrolysis