TW201317401A - 用於製造有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法、用於染色的色素組成物以及有色鋁製品或有色鋁合金製品 - Google Patents

用於製造有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法、用於染色的色素組成物以及有色鋁製品或有色鋁合金製品 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，其包含下列步驟：(i)將由鋁或其合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以具有溫度為40至100℃之溫水處理該基材；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至該基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。

Description

用於製造有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法、用於染色的色素組成物以 及有色鋁製品或有色鋁合金製品 發明領域
本發明係關於一種用於製造有色鋁製品或有色鋁合金製品、用於染色的色素組成物及有色鋁製品或有色鋁合金製品。
發明背景
本發明有關一種用於製造有色鋁製品或有色鋁合金製品、用於染色的色素組成物及有色鋁製品或有色鋁合金製品。
鋁製品或鋁合金製品，例如一行動電話外部元件為有色以保護其表面並增加其之美感。
下列方法為目前已知用於的染色。首先，一由鋁或其合金製成之基材進行一陽極氧化作用處理，例如，在一硫酸溶液中以在基材表面上形成多孔陽極氧化膜。接著，該已經過陽極氧化處理的基材浸漬在一染料溶液以用染料浸入多孔陽極氧化膜，因而達到染色。
然而，依此一染色方法，因為染料做為一著色劑，其當曝至陽光時的不褪色性質低，且染料經由熱分解及揮發，因此造成褪色。
在前述情形下，日本專利申請案公開第52-5010號描述一種用於染色一由鋁或其合金製成之基材的方法，其顯示如後文。使用一磷酸溶液取代硫酸溶液進行陽極氧 化作用，以形成具有相對大孔洞大小的多孔陽極氧化膜。接著，此基材浸入一水性色素分散液中，在其中為微細分散具有粒子大小約1μm之色素粒子，較佳0.5μm或較少，以吸附色素至多孔的陽極氧化膜，因此進行染色。
然而，本發明之發明人進行前述染色方法的重複研究已顯示下列事實。已發現由此產生的有色鋁製品或有色鋁合金製品與做為標準之染色前由鋁或其合金製成之基材相比呈現一小量色差，且因此其為未充分染色。亦發現色調發生不均勻。可考量此源自於色素粒子未充分填充於在基材上之多孔陽極氧化膜的孔洞中。
另一方面，日本專利第3410548號揭露一種藉由電泳方法以用於充填一色素至一由鋁或其合金製成之基材上之氧化作用膜中具有50至250nm直徑之孔洞中，以染色該基材。在該色素分散液中，分散具有預定粒子大小分佈的色素粒子。等存在下進行反應。
發明概要
本發明之一目的為提供一種製造一有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法，其與做為標準之染色前由鋁或其合金製成之基材相比呈現一充分的大色差並具有一高抗熱性，其即使加熱，色度未降低，且僅在一簡單步驟，其中該基材浸漬在一用於染色的色素組成物中而在染色步驟中未使用一電泳方法。
本發明之另一目的為提供一種用於染色的色素 組成物，其較佳可為用於前述方法中者。
本發明之一目的為更提供一種染色為黑、紅、藍、黃、綠或白的鋁製品或鋁合金製品，其與做為標準之染色前由鋁或其合金製成之基材相比具有一預定色差，且其具有一高抗熱性。
依本發明的第一態樣，其提供一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，其包含下列步驟：(i)將由鋁或其合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以具有溫度為40至100℃之溫水處理該基材；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至該基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
依本發明的第二態樣，其提供一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，其包含下列步驟：(i)將由鋁或其合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以水沖洗該基材並接著在熱空氣中乾燥；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至該基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
依本發明的第三態樣，其提供一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，其包含下列步驟：(i)將由鋁或其合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行 一陽極氧化作用以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以一具有pH介於9.0至10.0的鹼性水溶液處理該基材，並接著以水沖洗該基材；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至該基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
依本發明的第四態樣，其提供一種用於染色的色素組成物，其用於第一至第三態樣中製造有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法中，其包含色素粒子、分散劑及水，且具有200mV之氧化-還原電位或較少，其中該色素粒子具有一粒子大小分佈，其中該色素粒子在分散於含有分散劑的水中之狀態下該D80之粒子大小為小於一陽極氧化膜之複數個孔洞中最小孔洞的孔洞大小。
依本發明的第五態樣，其提供一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含由鋁或其合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及黑色素粒子，其具有粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，故色差與做為標準之染色前基材相比呈現44或更多。
依本發明的第六態樣，其提供一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含由鋁或其合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm 之孔洞；及紅色素粒子，其具有的粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，故色差與做為標準之染色前基材相比呈現40或更多。
依本發明的第七態樣，其提供一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含由鋁或其合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及藍色素粒子，其具有粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，故色差與做為標準之染色前基材相比呈現50或更多。
依本發明的第八態樣，其提供一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含由鋁或其合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及黃色素粒子，其具有粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，故色差與做為標準之染色前基材相比呈現30或更多。
依本發明的第九態樣，其提供一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含由鋁或其合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及綠色素粒子，其具有粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，故色差與做為標準之染色前基材相比呈現45或更多。
依本發明的第十態樣，其提供一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含由鋁或其合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及白色素粒子，其具有粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，故色差與做為標準之染色前基材相比呈現3.5或更多。
本發明之詳細說明
本發明的實施例將於後文詳細描述。
第一實施例
第一實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法包含下列步驟：(i)將由鋁或其合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以具有溫度為40至100℃之溫水處理該基材；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
用於步驟(i)中的鋁之範例包括具有約度為99.99%或更高純度之高純度鋁與具有純度約99%的純鋁如A1050及A1100。
用於步驟(i)中的鋁合金之範例包括Al-Mn合金 如A3003及A3004；Al-Mg合金如A5005、A5052及A5083；Al-Si合金如A4043；Al-Cu合金如A2017及A2024；Al-Zn合金如A7072；及Al-Mg-Si合金如A6061及A6063。
用於步驟(i)中的基材具有任意形狀如似板狀、一部份為開口的中空形狀、一有底圓筒狀、一塊狀如鑄造產品或模鑄產品。
較佳地，在步驟(i)中使用的含磷酸之處理溶液為一含有40至450g/L磷酸量的水溶液。該處理溶液可在常温(20℃)使用或可加熱至一高於20℃至40℃的溫度或更低。
在步驟(i)中的陽極氧化作用中，當電流持續以一直流電壓維持，較佳調整至如60至150V。氧化作用時間依前述電壓值而定，且其較佳自1至100分鐘。在此條件下的陽極氧化作用可形成一具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由基材表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞陽極氧化膜。此處，該深度幾乎相於陽極氧化膜的厚度。孔洞的孔洞大小為曝露至陽極氧化膜表面的孔洞直徑。前述陽極氧化膜厚度與孔洞的孔洞大小可由包括陽極氧化膜之基材的斷面電子顯微照片與陽極氧化膜的表面電子顯微照片測量。
關於在步驟(i)中經由陽極氧化作用在陽極氧化膜上形成的孔洞，孔洞密度，亦即在陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數較佳介於1000至2200間。
此處，"在陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數"藉由使用電子顯微鏡取像陽極氧化膜表面，視覺觀 察電子顯微照片上25μm2面積，計數孔洞數並將獲得之值乘以100而獲得。
當孔洞數調整至前述範圍時，可能利於陽極氧化膜染色，同時維持陽極氧化膜的強度。此孔洞數較佳介於1000至1600孔洞/25μm2間。
在步驟(ii)中以溫水沖洗處理利於一有利的染色，亦即在接續的步驟(iii)中當基材浸漬於用於染色的色素組成物中時，色素粒子的平順滲入至基材上陽極氧化膜的複數個孔洞中且充填足夠量的色素粒子至孔洞中。
依本發明之發明人進行的實驗及研究，已發現當在含有磷酸的處理溶液中之陽極氧化作用後，基材僅以具有常溫的水沖洗且接著將該以水沖洗的基材浸漬於含有色素粒子、分散劑及水的用於染色之色素組成物中，該在基材表面上形成的陽極氧化膜未充分染色。可推測此發生係因為殘留在陽極氧化膜之複數個孔洞中的磷酸根離子不能經由具有常溫的水沖洗處理而去除，且此些磷酸根離子防止在用於染色的色素組成物中的色素粒子滲入孔洞中。
因為前述原因，本發明之發明人在使用用於染色的色素組成物的染色步驟前，已使用溫度為40℃至100℃的溫水進行基材的沖洗處理，以取代使用具有常溫的水。因此，已驚訝的發現當以水沖洗的基材浸漬於含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中時，陽極氧化膜的色差與做為標準之染色前的基材相比變的足夠大，且可得到優越的染色。可推測為源自於下列作用。經由陽極 氧化作用殘留在複數個孔洞中的磷酸根離子可藉由溫水的沖洗處理而去除。之後，當此產生的基材浸漬在用於染色的色素組成物中時，在組成物的色素粒子平順的滲入複數個孔洞中，因此造成足夠量的色素粒子充填於孔洞中。
溫水的溫度低於40℃時，其難以充分的染色陽極氧化膜，即使當已以水沖洗的基材浸漬入含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中。溫水的溫度更較佳在50℃至100℃間，更較佳在65℃至100℃間。
在步驟(iii)中使用之用於染色的色素組成物的色素粒子範例包括黑色素粒子、紅色素粒子、綠色素粒子、黃色素粒子、藍色素粒子及白色素粒子。色素粒子較佳具有粒子大小分佈，其中D80或更多的粒子大小為小於陽極氧化膜之複數個孔洞的最小孔洞之孔洞大小，且更較佳具有粒子大小分佈，其中D90或更多的粒子大小為小於陽極氧化膜之複數個孔洞的最小孔洞之孔洞大小。
本文中，"粒子大小"意指當色素粒子為球形時的直徑，且意指當色素粒子為平面形狀時的最大長度。
"D80"與"D90"詞為意指以下列方法及計算獲得的值。雷射光照射至一樣品上，在樣品中色素粒子分散於含有分散劑的水，由色素粒子散射的光被取入至一光-散射粒子大小分佈測量裝置(一由堀場(Horiba)公司製造的動態光-散射儀LB-550)，及在測量裝置中進行一算術處理以獲得在樣品中色素粒子的粒子大小分佈。由得到的色素粒子之粒子大小分佈，例如，200個色素粒子的粒子大小分佈， 色素粒子以粒子大小遞增順序排列(由小至大)，且由最小粒子開始之第160個色素粒子之粒子大小(在100粒子的情形下為第80個粒子)指定為"D80"，而由最小粒子開始之第180個色素粒子之粒子大小(在100粒子的情形下為第90個粒子)指定為"D90"。
具有粒子大小分佈為D80或更多之粒子大小為小於複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小(於色素粒子分散於含有分散劑的水的狀態下)的色素粒子可一直平順滲入陽極氧化膜的複數個孔洞中(與基材的介面側)，且可充填入，藉此陽極氧化膜可優異的染色。
D80或更多的粒子大小為小於複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小，其預期對應於最小孔洞的孔洞大小之80%或更少的粒子大小，較佳為70%或更少，更為較佳60%或更少，最較佳為50%或更少。D80或更多的粒子大小之下限較佳為對應於最小孔洞之孔洞大小的30%。
可使用多種分散劑於在步驟(iii)中使用之用於染色的色素組成物。分散劑的範例包括一丙烯系樹脂如苯乙烯-丙烯系樹脂或丙烯酸樹脂、苯乙烯-順丁烯二酸樹脂(皆為陰離子性分散劑)、聚甲基醇或羧基甲基纖維素。苯乙烯-丙烯系樹脂較佳具有一5,000至50,000的數平均分子量。丙烯酸系樹脂較佳具有一10,000至50,000的數平均分子量。苯乙烯-順丁烯二酸樹脂較佳具有1,000至30,000的數平均分子量。丙烯系樹脂尤佳，因為其具有色素粒子滲入至基材之陽極氧化膜複數個孔洞中的高滲入促進效果。在丙 烯系樹脂中，苯乙烯-丙烯系樹脂較佳。
在步驟(iii)中使用的用於染色的色素組成物較佳具有一200mV或較少的氧化還原電位。當色素組成物具大於200mV的氧化還原電位，其難以充分的增加色素粒子的滲入至基材之陽極氧化膜複數個孔洞的促進效用。此氧化還原電位較佳為150mV或較少，更較佳為100mV或較少。
在步驟(iii)中使用的用於染色的色素組成物較佳具有6.5至11的pH。此色素組成物可在常溫使用，或加熱至30至75℃。
在步驟(iii)中使用的用於染色的色素組成物包含色素粒子、分散劑及水，且該色素粒子較佳佔組成物總量的3至30%重量，該分散劑較佳佔組成物總量的1至10%重量。在含有前述含量之色素粒子和分散劑的色素組成物中，色素粒子的適當量導致一安定的分散而無聚集。因此，該色素粒子可平順的滑入陽極氧化膜的複數個孔洞中，且可充填一足量的粒子至孔洞中。因此，可進行染色，其中色差與做為標準之染色前的基材相比變的足夠大。
用於第一實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法中的用於染色的色素組成物較佳具有下列性質：(a)該組成物具有色素粒子、分散劑及水；(b)該色素粒子具有一粒子大小分佈，其中D80或更多之粒子大小為小於陽極氧化膜複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小，其係於色素粒子分散於含有分散劑的水的狀態下； (c)該組成物具有200mV或較少的氧化還原電位；及(d)該分散劑為丙烯系樹脂。
較佳用於第一實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法中的色素組成物具有下列性質：(a)該組成物具有色素粒子、分散劑及水；(b)該色素粒子具有一粒子大小分佈，其中D80或更多(較佳D90或更多)之粒子大小為小於陽極氧化膜複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小，其係於色素粒子分散於含有分散劑的水的狀態下；(c)該組成物具有100mV或較少的氧化還原電位；(d)該分散劑為苯乙烯-丙烯系樹脂；及(e)該色素粒子與分散劑在色素粒子、丙烯系分散劑及水的總量中分別佔9至21%重量及3至7%重量。
在第一實施例中，在陽極氧化膜藉由使用用於染色的色素組成物染色後，其浸漬於異丙醇或水中，因而允許色素粒子聚結在孔洞中。此一處理可使顏色鮮艷並增加色彩深度。
依如前述說明的第一實施例，提供製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，該製品與做為標準之染色前由鋁或其合金製成之基材相比具有一大色差且具有一高抗熱性，其即使加熱，色度未降低，該方法具有一簡單步驟，其中具有溫度為40至100℃之溫水沖洗後，在一用於染色的色素組成物中進行浸漬而在染色步驟中未使用一電 泳方法。
此外，依第一實施例，可提供該用於染色的色素組成物，其較佳可應用至前述製造一有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法有色鋁製品或有色鋁合金製品中。
第二實施例
第二實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法包含下列步驟：(i)將由鋁或其合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以水沖洗該基材並接著在熱空氣中乾燥；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
用於步驟(i)中的鋁或合金之範例可包括於第一實施例中解釋的相同鋁或合金。
步驟(i)的詳細步驟相同於第一實施例。
於步驟(ii)中以水沖洗後在熱空氣中乾燥可得一有利的染色，亦即在接續的步驟(iii)中在基材浸漬於用於染色的色素組成物中時，色素粒子的平順滲入至基材上陽極氧化膜的複數個孔洞中且充填足夠量的色素粒子至孔洞中。
依本發明之發明人進行的實驗及研究，已發現當在含有磷酸的處理溶液中之陽極氧化作用後，基材僅以具 有常溫的水沖洗且接著基材浸漬於含有色素粒子、分散劑及水的用於染色之色素組成物中，該在基材表面上形成的陽極氧化膜未充分染色。可推測此發生係因為殘留在陽極氧化膜之複數個孔洞中的磷酸根離子不能經由具有常溫的水沖洗處理而去除，且此些磷酸根離子防止在用於染色的色素組成物中的色素粒子滲入孔洞中。
因為前述原因，本發明之發明人在使用用於染色的色素組成物的染色步驟前，已進行將基材以常溫水的沖洗處理並接著以熱空氣乾燥。因此，已驚訝的發現當該乾燥的基材浸漬於含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中時，陽極氧化膜的色差與做為標準之染色前的基材相比變的足夠大，且可得到優越的染色。可推測為源自於下列作用。經由陽極氧化作用殘留在複數個孔洞中的磷酸根離子可藉由可藉由水的沖洗處理後以熱空氣乾燥而去除。之後，當此乾燥的基材浸漬在用於染色的色素組成物中時，在組成物的色素粒子平順的滲入陽極氧化膜複數個孔洞中，因此造成足夠量的色素粒子充填於孔洞中。
例如，在步驟(ii)中可利用一浸漬方法及一噴霧方法進行水的沖洗處理。
在步驟(ii)中，熱空氣的溫度預期介於50至150℃間，較佳介於70至100℃間。
步驟(iii)的詳細步驟相同於第一實施例。
用於第二實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法中的用於染色的色素組成物較佳具 有下列性質：(a)該組成物具有色素粒子、分散劑及水；(b)該色素粒子具有一粒子大小分佈，其中D80或更多之粒子大小為小於陽極氧化膜複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小，其係於色素粒子分散於含有分散劑的水的狀態下；(c)該組成物具有200mV或較少的氧化還原電位；及(d)該分散劑為丙烯系樹脂。
較佳用於第二實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法中的色素組成物具有下列性質：(a)該組成物具有色素粒子、分散劑及水；(b)該色素粒子具有一粒子大小分佈，其中D80或更多(較佳D90或更多)之粒子大小為小於陽極氧化膜複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小，其係於色素粒子分散於含有分散劑的水的狀態下；(c)該組成物具有100mV或較少的氧化還原電位；(d)該分散劑為苯乙烯-丙烯系樹脂；及(e)該色素粒子與分散劑在色素粒子、丙烯系分散劑及水的總量中分別佔9至21%重量及3至7%重量。
依如前述說明的第二實施例，提供製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，該製品與做為標準之染色前由鋁或其合金製成之基材相比具有一大色差且具有一高抗熱性，其即使加熱，色度未降低，該方法具有一簡單步驟，其中以水沖洗後並接著以熱空氣乾，在一用於染色 的色素組成物中進行浸漬而在染色步驟中未使用一電泳方法。
此外，依第二實施例，可提供該用於染色的色素組成物，其較佳可應用至前述製造一有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法。
第三實施例
第三實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法包含下列步驟：(i)將由鋁或其合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以一具有pH介於9.0至10.0的鹼性水溶液處理該基材，並接著以水沖洗該基材；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
用於步驟(i)中的鋁或合金之範例可包括於第一實施例中解釋的相同鋁或合金。
步驟(i)的詳細步驟相同於第一實施例。
在步驟(ii)中，該基材以一具有pH介於9.0至10.0的鹼性水溶液的處理，並接著以水的沖洗可達成優異的染色，亦即在接續的步驟(iii)中在基材浸漬於用於染色的色素組成物中時，色素粒子的平順滲入至基材上陽極氧化膜的複數個孔洞中且充填足夠量的色素粒子至孔洞中。
依本發明之發明人進行的實驗及研究，已發現當在含有磷酸的處理溶液中之陽極氧化作用後，基材僅以具有水沖洗且接著基材浸漬於含有色素粒子、分散劑及水的用於染色之色素組成物中，該在基材表面上形成的陽極氧化膜未充分染色。可推測此發生係因為殘留在陽極氧化膜之複數個孔洞中的磷酸根離子不能僅經由水沖洗處理而去除，且此些磷酸根離子防止在用於染色的色素組成物中的色素粒子滲入孔洞中。
因為前述原因，本發明之發明人在使用用於染色的色素組成物的染色步驟前，已進行將該基材以一具有pH介於9.0至10.0的鹼性水溶液的處理並接著以水的沖洗。因此，因此，已驚訝的發現當該基材浸漬於含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中時，陽極氧化膜的色差與做為標準之染色前的基材相比變的足夠大，且可得到優越的染色。可推測為源自於下列作用。以一具有pH介於9.0至10.0的鹼性水溶液的處理造成因陽極氧化作用殘留在複數個孔洞中的磷酸根離子被鹼性中和並去除。當此乾燥的基材浸漬在用於染色的色素組成物中時，在組成物的色素粒子平順的滲入陽極氧化膜複數個孔洞中，因此造成足夠量的色素粒子充填於孔洞中。
在步驟(ii)中可使用任何鹼性水溶液，只要一溶於水的無機鹼劑或一有機鹼劑之具有pH介於9.0至10.0的溶液。無機鹼劑的範例包括氫氧化銨、氫氧化鈉、及碳酸鈉。一氫氧化銨水溶液、碳酸鈉及四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶 液為較佳的鹼性水溶液。可使用具有低於常溫(20℃)、常溫、或經由加熱得到之高於常溫溫度的鹼性水溶液。
當在步驟(ii)中使用的鹼性水溶液具於小於9.0的pH時，其難以經由色素粒子染色陽極氧化膜，故與做為標準之染色前基材相比具有一足夠大的色差。另一方面，當鹼性水溶液具於大於10.0的pH時，在基材表面上的陽極氧化膜可能溶解。此鹼性水溶液較佳具有9.5至10.0的pH。
例如，在步驟(ii)中可利用一浸漬方法及一噴霧方法進行鹼性水溶液的處理。以鹼性水溶液處理的時間預期由一秒至30分鐘，更較佳由30秒至5分鐘。
例如，在步驟(ii)中可利用一浸漬方法及一噴霧方法進行水的沖洗處理。用於沖洗的水可在一常溫使用或加熱。
在步驟(ii)中，較佳在以水沖洗後乾燥基材。此乾燥較佳藉由具有一常温的空氣吹氣至基材上，直至在陽極氧化膜中的水消失。
步驟(iii)的詳細過程相同於第一實施例。
用於第三實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法中的用於染色的色素組成物較佳具有下列性質：(a)該組成物具有色素粒子、分散劑及水；(b)該色素粒子具有一粒子大小分佈，其中D80或更多之粒子大小為小於陽極氧化膜複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小，其係於色素粒子分散於含有分散劑的水的狀態下； (c)該組成物具有200mV或較少的氧化還原電位；及(d)該分散劑為丙烯系樹脂。
較佳用於第三實施例之一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法中的色素組成物具有下列性質：(a)該組成物具有色素粒子、分散劑及水；(b)該色素粒子具有一粒子大小分佈，其中D80或更多(較佳D90或更多)之粒子大小為小於陽極氧化膜複數個孔洞之最小孔洞的孔洞大小，其係於色素粒子分散於含有分散劑的水的狀態下；(c)該組成物具有100mV或較少的氧化還原電位；(d)該分散劑為苯乙烯-丙烯系樹脂；及(e)該色素粒子與分散劑在色素粒子、丙烯系分散劑及水的總量中分別佔9至21%重量及3至7%重量。
依如前述說明的第三實施例，提供製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，該製品與做為標準之染色前由鋁或其合金製成之基材相比具有一大色差且具有一高抗熱性，其即使加熱，色度未降低，該方法具有一簡單步驟，其中在該基材以一具有pH介於9.0至10.0的鹼性水溶液的處理並接著以水的沖洗後，在一用於染色的色素組成物中進行浸漬而在染色步驟中未使用一電泳方法。
此外，依第三實施例，可提供該用於染色的色素組成物，其較佳可應用至前述製造一有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法。
第四實施例
第四實施例之一有色鋁製品或有色鋁合金製品包括：由鋁或其合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及色素粒子，其充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中且具有粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小。色素粒子在孔洞中充填的程度特定使用一與做為標準之染色前基材相比之色差做為一指標。特定的色差依色素粒子的顏色變化，如下列顯示。
黑色素粒子：一色差(△E)與做為標準之染色前基材相比呈現44或更多
紅色素粒子：一色差(△E)與做為標準之染色前基材相比呈現40或更多
藍色素粒子：一色差(△E)與做為標準之染色前基材相比呈現50或更多
黃色素粒子：一色差(△E)與做為標準之染色前基材相比呈現30或更多
綠色素粒子：一色差(△E)與做為標準之染色前基材相比呈現45或更多
白色素粒子：一色差(△E)與做為標準之染色前基材相比呈現3.5或更多
用於做為基材的鋁之範例包括具有約度為99.99%或更高純度之高純度鋁與具有純度約99%的純鋁如 A1050及A1100。用於做為基材的鋁合金之範例包括Al-Mn合金如A3003及A3004；Al-Mg合金如A5005、A5052及A5083；Al-Si合金如A4043；Al-Cu合金如A2017及A2024；Al-Zn合金如A7072；及Al-Mg-Si合金如A6061及A6063。
該基材具有任意形狀如似板狀、一部份為開口的中空形狀、一有底圓筒狀、一塊狀如鑄造產品或模鑄產品。
當在陽極氧化膜中的複數個孔洞具有小於20nm的孔洞大小，能夠充填入孔洞內的色素粒子之粒子大小變的微細，充填入孔洞的色素粒子減少，故做為染色指標的色差(△E)難以達到預期值或更高。另一方面，當孔洞超過200nm的孔洞大小，在陽極氧化膜中孔洞間的間壁變薄，因此可能降低陽極氧化膜的強度。孔洞的孔洞大小較佳介於70至170nm間。
當孔洞的深度自表面的厚度方向小於1μm，充填至孔洞中的色素粒子絕對降低，故做為染色指標的色差(△E)難以達到預期值。另一方面，當孔洞的深度自表面的厚度方向大於50μm，陽極氧化膜的強度可能降低。孔洞的深度自表面的厚度方向較佳介於2至20μm間。
陽極氧化膜的洞密度，亦即，在陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數較佳介於1000至2200間。
此處，"在陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數"藉由使用電子顯微鏡取像陽極氧化膜表面，視覺觀察電子顯微照片上25μm2面積，計數孔洞數並將獲得之值乘以100而獲得。
當孔洞數調整至前述範圍時，可能獲得利於陽極氧化膜染色的有色鋁製品或有色鋁合金製品，同時維持陽極氧化膜的強度。此孔洞數較佳介於1000至1600孔洞/25μm2間。
色素粒子具有陽極氧化膜孔洞之孔洞大小的80%或更少之粒子大小，較佳70%或更少，更較佳60%或更少，尤以50%或更少為佳。本文中，"粒子大小"意指當色素粒子為球形時的直徑，且意指當色素粒子為平面形狀時的最大長度。具有此粒子大小的色素粒子可直接的滲入陽極氧化膜的孔洞中且密實的充填孔洞。因此，其可能獲得具有預期值或更多之色差(△E)的有色鋁製品或有色鋁合金製品，該色差為染色的指標。色素粒子的粒子大小之下限較佳為對應於孔洞之孔洞大小的30%。
一分散劑(較佳為一丙烯系樹脂如一苯乙烯-丙烯酸(SA)共聚物)與色素粒子一起填入在陽極氧化膜的孔洞中。
如前文解釋，依第四實施例，提供一種染色為黑、紅、藍、黃、綠或白的鋁製品或鋁合金製品，其與做為標準之染色前由鋁或其合金製成之基材相比具有一預定色差，且其具有一高抗熱性。
本發明的實施例詳述於後文中。
在後文的實施例與比較實施例中，"D50"與"D80"詞為意指以下列方法及計算獲得的值。雷射光照射至一樣品上，在樣品中色素粒子分散於含有分散劑的水，由 色素粒子散射的光被取入至一光-散射粒子大小分佈測量裝置(一由堀場(Horiba)公司製造的動態光-散射儀LB-550)。接著，在測量裝置中進行一算術處理以獲得在樣品中色素粒子的粒子大小分佈。由得到的色素粒子之粒子大小分佈，例如，200個色素粒子的粒子大小分佈，色素粒子以粒子大小遞增順序排列(由小至大)。由最小粒子開始之第100個色素粒子之粒子大小(在100粒子的情形下為第50個粒子)指定為"D50"，而由最小粒子開始之第160個色素粒子之粒子大小(在100粒子的情形下為第80個粒子)指定為"D80"。
實施例1
製備一具有寬度為25mm長度為50mm及厚度為1mm的Al基材(純鋁：A1050)。在Al基材的表面去油脂化後，其在下列條件下進行一陽極氧化作用。
<陽極氧化條件>
˙處理溶液：一含有150g/L磷酸的水溶液(常溫)
˙電解時的電壓與電流：90V及1A
˙電解時間：50分鐘
在Al基材的表面上形成之陽極氧化膜具有9.3μm厚度且在自表面至基材與陽極氧化膜間的界面中形成複數個孔洞。在表面上曝出的孔洞之最小孔洞具有170nm的孔洞大小(最小孔洞大小)。此孔洞的深度對應於膜的厚度。陽極氧化膜的厚度及孔洞的孔洞大小經由包括陽極氧化膜的基材之斷面電子顯微鏡照片與陽極氧化膜的電子顯 微鏡照片確定。
此外，在陽極氧化膜表面上每25μm2面積的孔洞數以相同於前述第一實施例之方法計算。因此，孔洞數為1170孔洞/25μm2。
接著，已形成陽極氧化膜的Al基材浸入具有溫度為70℃的溫水30分鐘中，且其以水沖洗。之後，其未乾燥下浸入一具有下列組成物之用於染色的色素組成物(液體溫度：20℃)中30分鐘，藉此染黑在Al基材上的陽極氧化膜。
<用於染色的色素組成物>
˙黑色素粒子：碳黑(具有一粒子大小分佈，其中D50的粒子大小及D80的粒子大小分別為45.3nm與60.2nm)30重量份
˙分散劑：苯乙烯-丙烯系樹脂(由SeikoPMC公司製造之Hiross2008L(註冊商標)，其具有數平均分子量為20,000)33重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：-9mV
˙pH：8.56
實施例2
以相同於實施例1的方法染黑在一Al基材上的陽極氧化膜，除了使用具有下列組成物用於染色的色素組成物。
<用於染色的色素組成物>
˙黑色素粒子：碳黑(具有一粒子大小分佈，其中D50 的粒子大小及D80的粒子大小分別為90.8nm與110nm)30重量份
˙分散劑：丙烯酸系樹脂(由Toagosei有限公司製造之JulimarAT-510(註冊商標)，其具有數平均分子量為25,000)33重量份。
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：167mV
˙pH：7.41
實施例3
以相同於實施例1的方法染黑在一Al基材上的陽極氧化膜，除了使用具有下列組成物用於染色的色素組成物。
<用於染色的色素組成物>
˙黑色素粒子：碳黑(具有一粒子大小分佈，其中D50的粒子大小及D80的粒子大小分別為77.2nm與98.9nm具有一粒子大小分佈)30重量份
˙分散劑：苯乙烯-順丁烯二酸樹脂(由SARTOMER公司製造之SMA-1440H(註冊商標)，其具有數平均分子量為7,000)30重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：37Mv
˙pH：7.97
實施例4
以相同於實施例1的方法在其上形成陽極氧化膜 的Al基材以具有常溫(20℃)的水沖洗30分鐘。接著，其以具有溫度為100℃的熱空氣吹10分鐘。之後，在Al基材上的陽極氧化膜經由相同於實施例1的用於染色的色素組成物(液體溫度：20℃)中浸漬60分鐘以染黑。
實施例5
以相同於實施例1的方法在其上形成陽極氧化膜的Al基材浸漬於具有pH為9.5的氫氧化銨水溶液中1分鐘，且其以具有常溫(20℃)的水沖洗5秒。接著，陽極氧化膜以具有常溫的空氣吹直至在陽極氧化膜中的水氣消失。此氫氧化銨水溶液經由加入一滴(約0.05mL)具有濃度為38%之銨水至50mL水中而製備。之後，在Al基材上的陽極氧化膜經由相同於實施例1的用於染色的色素組成物(液體溫度：20℃)中浸漬60分鐘以染黑。
比較實施例1
以相同於實施例1的方法在Al基材上形成陽極氧化膜。接著，此Al基材浸漬至具有常溫(20℃)的水中30分鐘以水沖洗。之後，其在未乾燥下浸漬在一具有下列組成物的用於染色的色素組成物(液體溫度：20℃)中30分鐘，因此將Al基材上陽極氧化膜的染黑。
<用於染色的色素組成物>
˙黑色素粒子：碳黑(具有一粒子大小分佈，其中D80的粒子大小為115nm)30重量份
˙分散劑：月桂醇硫酸銨鹽(Dai-IchiKogyoSeiyaku有限公司製造的MonogenY-IOO(註冊商標))7.5重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：300mV
˙pH：4.34
比較實施例2
在相同於實施例1之Al基材(純鋁：A1050)的表面去油脂後，其在下列條件下進行陽極氧化作用。
<陽極氧化條件>
˙處理溶液：一含有180g/L硫酸的水溶液(常溫)
˙電解時的電壓與電流密度：16V及1A/cm2
˙電解時間：60分鐘
在Al基材的表面上形成之陽極氧化膜具有5μm厚度，且在自表面至基材與陽極氧化膜間的界面中形成複數個孔洞。在表面上曝出的孔洞之最小孔洞具有50nm的孔洞大小(最小孔洞大小)。陽極氧化膜的厚度及孔洞的孔洞大小經由包括陽極氧化膜的基材之斷面電子顯微鏡照片與陽極氧化膜的電子顯微鏡照片確定。
接著，已形成陽極氧化膜的Al基材浸入常溫(20℃)的水30分鐘中，且以水沖洗之。之後，其未乾燥下浸入一具有下列組成物之染料組成物(液體溫度：20℃)中30分鐘，藉此染黑在Al基材的陽極氧化膜。
<染料組成物>
˙黑染料：鉻預金屬化的染料(由Okuno化學工業公司製造之Black421(註冊商標))0.7重量份
˙水：100重量份
˙pH：5.5
實施例1至5與比較實施例1及2獲得的陽極氧化膜之染色程度藉由與做為標準之在陽極氧化作用前的Al基材比較的色差(△E)而獲得。色差使用Minolta公司製造的CM-2600d測量。
此外，實施例1至5與比較實施例1及2的Al基材進行一耐熱性測試，其中基材曝露至一溫度為250℃氛圍中6小時，且接著測量與做為標準之在陽極氧化作用前的Al基材比較的色差(△E)。
此些結果顯示於下列表1中。
如前述表1顯示，其可見染黑的陽極氧化膜具有一50或更多的色差(△E)，在實施例1至3中在陽極氧化作用 後進行溫水沖洗，實施例4在陽極氧化作用後以熱空氣乾燥並接著以水沖洗，在實施例5中浸漬於具有pH為9.5的氫氧化銨水溶液中並接著於陽極氧化作用後以水沖洗。相反地，色差(△E)為27，且因此在比較實施例1中的膜難以染黑，其係於陽極氧化作用後以具有常溫的水沖洗。可見在實施例1至3中，在實施例1於用於染色的色素組成物中使用苯乙烯-丙烯系樹脂做為分散劑為中獲得的△E高於在實施例2及3者，且因此其染上更密實的黑。
另一方面，在使用色素粒子以染色的實施例1至5中的陽極氧化膜於耐熱性測試後的色差(△E)極少不同於在測試前得到者。相反地，使用染料染色之比較實施例2的色差(△E)在耐熱性測試後因脫色而顯著的降低。
實施例6
在相同於實施例1之Al基材的表面去油脂後，其在下列條件下進行陽極氧化作用。
<陽極氧化條件>
˙處理溶液：一含有150g/L磷酸的水溶液(常溫)
˙電解時的電壓與電流：45V及0.5A
˙電解時間：35分鐘
在Al基材的表面上形成之陽極氧化膜具有3.3μm厚度且在自表面至基材與陽極氧化膜間的界面中形成複數個孔洞。在表面上曝出的孔洞之最小孔洞具有66nm的孔洞大小(最小孔洞大小)。陽極氧化膜的厚度及孔洞的孔洞大小經由包括陽極氧化膜的基材之斷面電子顯微鏡照片 與陽極氧化膜的電子顯微鏡照片確定。
此外，在陽極氧化膜表面上每25μm2面積的孔洞數以相同於前述第一實施例之方法計算。因此，孔洞數為2170孔洞/25μm2。
接著，具陽極氧化膜的Al基材浸入具有溫度為70℃的溫水30分鐘中，且接著以水沖洗。之後，其未乾燥下浸入一具有相同於實施例1的用於染色的色素組成物中30分鐘，藉此染黑在Al基材上的陽極氧化膜。
實施例7
在相同於實施例1之Al基材(純鋁：A1050)的表面去油脂後，其在下列條件下進行陽極氧化作用。
<陽極氧化條件>
˙處理溶液：一含有150g/L磷酸的水溶液(常溫)
˙電解時的電壓與電流：65V及0.5A
˙電解時間：35分鐘
在Al基材的表面上形成之陽極氧化膜具有4μm厚度且在自表面至基材與陽極氧化膜間的界面中形成複數個孔洞。在表面上曝出的孔洞之最小孔洞具有125nm的孔洞大小(最小孔洞大小)。此孔洞的深度對應於膜的厚度。陽極氧化膜的厚度及孔洞的孔洞大小經由包括陽極氧化膜的基材之斷面電子顯微鏡照片與陽極氧化膜的電子顯微鏡照片確定。
此外，在陽極氧化膜表面上每25μm2面積的孔洞數以相同於前述第一實施例之方法計算。因此，孔洞數為 1530孔洞/25μm2。
接著，此陽極氧化膜以實施例6的相同方法染黑。
實施例8
在相同於實施例1之Al基材(純鋁：A1050)的表面去油脂後，其在下列條件下進行陽極氧化作用。
<陽極氧化條件>
˙處理溶液：一含有150g/L磷酸的水溶液(常溫)
˙電解時的電壓與電流：90V及1A
˙電解時間：35分鐘
在Al基材的表面上形成之陽極氧化膜具有5.8μm厚度且在自表面至基材與陽極氧化膜間的界面中形成複數個孔洞。在表面上曝出的孔洞之最小孔洞具有130nm的孔洞大小(最小孔洞大小)。此孔洞的深度對應於膜的厚度。陽極氧化膜的厚度及孔洞的孔洞大小經由包括陽極氧化膜的基材之斷面電子顯微鏡照片與陽極氧化膜的電子顯微鏡照片確定。
此外，在陽極氧化膜表面上每25μm2面積的孔洞數以相同於前述第一實施例之方法計算。因此，孔洞數為1500孔洞/25μm2。
接著，此陽極氧化膜以相同於實施例6的方法染黑。
在實施例6至8得到的陽極氧化膜之色差(△E)以相同於實施例1的方式測量。結果顯示於下表2中。
如前述表2顯示，可見在實施例6至8中，其中具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之複數個孔洞的陽極氧化膜以水沖洗並以熱空氣乾燥之，陽極氧化膜的色差(△E)為44或更多，且因此其為染為深黑色。
如在實施例1至5中，在實施例6至8的陽極氧化膜於耐熱性測試後的色差(△E)極少不同於在測試前得到者色差(△E)，雖然在表2中未顯1示此數據。
實施例9
一Al基材上的陽極氧化膜以實施例1的相同方法染成紅色，除了使用一具有下列組成物的用於染色的色素組成物。
<用於染色的色素組成物>
˙紅色素粒子：紅色素112(萘酚紅)(具有一D80的粒子大小為150nm之粒子大小分佈)34重量份
˙分散劑：苯乙烯-丙烯系樹脂(一商標：Hiross2008L，由SeikoPMC公司製造，具有數平均分子量為20,000)38重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：63mV
˙pH：8.8
實施例10
在一Al基材上的陽極氧化膜以實施例1的相同方法染成藍色，除了使用一具有下列組成物的用於染色的色素組成物。
<用於染色的色素組成物>
˙藍色素粒子：藍色素15(青藍H8-3)(具有一D80的粒子大小為150nm之粒子大小分佈)34重量份
˙分散劑：苯乙烯-丙烯系樹脂(由SeikoPMC公司製造之Hiross2008L(註冊商標)，其具有數平均分子量為20,000)38重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：27mV
˙pH：9.56
實施例11
在一Al基材上的陽極氧化膜以實施例1的相同方法染成黃色，除了使用一具有下列組成物的用於染色的色素組成物。
<用於染色的色素組成物>
˙黃色素粒子：黃色素83(氮黃)(具有一D80的粒子大小為150nm之粒子大小分佈)34重量份
˙分散劑：苯乙烯-丙烯系樹脂(由SeikoPMC公司製造之Hiross2008L(註冊商標)，其具有數平均分子 量為5,000)38重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：12mV
˙pH：9.66
實施例12
在一Al基材上的陽極氧化膜以實施例1的相同方法染成綠色，除了使用一具有下列組成物的用於染色的色素組成物。
<用於染色的色素組成物>
˙綠色素粒子：綠色素7(青綠2GN)(具有一D80的粒子大小為150nm之粒子大小分佈)34重量份
˙分散劑：苯乙烯-丙烯系樹脂(由SeikoPMC公司製造之Hiross2008L(註冊商標)，其具有數平均分子量為5,000)38重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：57mV
˙pH：9.03
實施例13
在一Al基材上的陽極氧化膜以實施例1的相同方法染成白色，除了使用一具有下列組成物的用於染色的色素組成物。
<用於染色的色素組成物>
˙白色素粒子：氧化鈦(具有一D80的粒子大小為120nm之粒子大小分佈)75重量份
˙分散劑：苯乙烯-丙烯系樹脂(由SeikoPMC公司製造之Hiross2008L(註冊商標)，其具有數平均分子量為5,000)10重量份
˙水：100重量份
˙氧化還原電位(ORP)：37mV
˙pH：8.88
比較實施例3
在一Al基材上以實施例1的相同方法形成陽極氧化膜。然後，該在形成陽極氧化膜的Al基材浸入具有常溫(20℃)的水中30分鐘，且以水沖洗。接著，在未乾燥下，其浸入具有下列組成物的用於染色的色素組成物(液體溫度：20℃)30分鐘，藉此將Al基材上的陽極氧化膜染成紅色。
<用於染色的色素組成物>
˙紅色素粒子：苝紅(具有一D80的粒子大小為1970nm之粒子大小分佈)20重量份
˙分散劑：聚氧乙烯十八烷醯胺(NOF公司製造的Nymeen8220(註冊商標))80重量份
˙水：150重量份
˙氧化還原電位(ORP)：130mV
˙pH：8.02
以實施例1的相同方法測量實施例9至13及比較實施例3得到的陽極氧化膜之色差(△E)，及在耐熱測試後的陽極氧化膜之色差(△E)。結果顯示於下表3中。
如前述表3顯示，其可見在實施例9至12中在陽極氧化作用後以溫水進行沖洗，其陽極氧化膜的色差(△E)為40或更多，且因此其染成較深的顏色。在使用白色素粒子的實施例13中，其陽極氧化膜的色差(△E)變的稍低。
另一方面，在比較實施例3在陽極氧化作用後以在常溫的水進行沖洗並接著使用紅色素粒子，色差(△E)為1.44且因此該陽極氧化膜與實施例8(使用紅色素粒子)比較為難以染紅。
另一方面，在實施例9至13使用該用於染色的色素粒子之陽極氧化膜耐熱性測試後的色差(△E)僅稍不同於在測試前所獲得者。在比較實施例3中，陽極氧化膜的色差(△E)小至難以測量在耐熱性測試的色差(△E)。

Claims (30)

  1. 一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，其包含下列步驟：(i)將由鋁或鋁合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用，以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以具有溫度為40至100℃之溫水處理該基材；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中，以充填色素粒子至該基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該陽極氧化膜的孔洞具有介於20至200nm的孔洞大小及介於1至50μm之由表面之厚度方向的深度。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基材在步驟(ii)中於溫水處理後以熱空氣進一步乾燥。
  4. 一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，其包含下列步驟：(i)將由鋁或鋁合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用，以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以水沖洗該基材並接著在熱空氣中乾燥；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中，以充填色素粒子至該基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該陽極氧化膜的孔洞具有介於20至200nm的孔洞大小及介於1至50μm之由表面之厚度方向的深度。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該熱空氣具有介於50至150℃的溫度。
  7. 一種製造一有色鋁製品或一有色鋁合金製品的方法，其包含下列步驟：(i)將由鋁或鋁合金製成之基材在一含有磷酸的處理溶液中進行一陽極氧化作用，以在該基材表面上形成具有複數個孔洞的陽極氧化膜；(ii)以一具有介於9.0至10.0之pH的鹼性水溶液處理該基材，並接著以水沖洗該基材；及(iii)浸漬該基材於一含有色素粒子、分散劑及水的用於染色的色素組成物中以充填色素粒子至該基材表面上之陽極氧化膜的複數個孔洞中，因此進行染色。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該陽極氧化膜的孔洞具有介於20至200nm的孔洞大小及介於1至50μm之由表面之厚度方向的深度。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該鹼性水溶液為氫化銨水溶液或四甲基氫氧化銨水溶液。
  10. 一種用於染色的色素組成物，其用於如申請專利範圍第1、4或7項之製造有色鋁製品或有色鋁合金製品的方法中，其包含色素粒子、分散劑及水，且具有200mV或更小之氧化-還原電位，其中該色素粒子具有一粒子大小分 佈，其中該色素粒子在分散於含有分散劑的水中之狀態下，D80之粒子大小係小於一陽極氧化膜之複數個孔洞中最小孔洞的孔洞大小。
  11. 如申請專利範圍第10項之色素組成物，其中該色素粒子在分散於含有分散劑的水中之狀態下，該色素粒子具有一粒子大小，其中D80或更大的粒子大小為對應於在該陽極氧化膜的孔洞中最小孔洞之孔洞大小的80%或更小。
  12. 如申請專利範圍第10項之色素組成物，其中該分散劑為一丙烯系樹脂。
  13. 一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含：一由鋁或鋁合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及黑色素粒子，其具有的粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，使得色差與做為標準之染色前基材相比呈現44或更多。
  14. 如申請專利範圍第13項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中該黑色素粒子具有一對應於在該陽極氧化膜中孔洞的最小孔洞之孔洞大小的80%或更小之粒子大小。
  15. 如申請專利範圍第13項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中在該陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數介於1000至2200間。
  16. 一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含：一由鋁或鋁合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及紅色素粒子，其具有的粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，使得色差與做為標準之染色前基材相比呈現40或更多。
  17. 如申請專利範圍第16項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中該紅色素粒子具有一對應於在該陽極氧化膜中孔洞的最小孔洞之孔洞大小的80%或更小之粒子大小。
  18. 如申請專利範圍第16項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中在該陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數介於1000至2200間。
  19. 一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含：一由鋁或鋁合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及藍色素粒子，其具有的粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，使得色差與做為標準之染色前基材相比呈現50或更多。
  20. 如申請專利範圍第19項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中該藍色素粒子具有一對應於在該陽極氧化膜中 孔洞的最小孔洞之孔洞大小的80%或更小之粒子大小。
  21. 如申請專利範圍第19項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中在該陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數介於1000至2200間。
  22. 一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含：一由鋁或鋁合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及黃色素粒子，其具有的粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，使得色差與做為標準之染色前基材相比呈現30或更多。
  23. 如申請專利範圍第22項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中該黃色素粒子具有一對應於在該陽極氧化膜中孔洞的最小孔洞之孔洞大小的80%或更小之粒子大小。
  24. 如申請專利範圍第22項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中在該陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數介於1000至2200間。
  25. 一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含：一由鋁或鋁合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及綠色素粒子，其具有的粒子大小為小於該孔洞的孔 洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，使得色差與做為標準之染色前基材相比呈現45或更多。
  26. 如申請專利範圍第25項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中該綠色素粒子具有一對應於在該陽極氧化膜中孔洞的最小孔洞之孔洞大小的80%或更小之粒子大小。
  27. 如申請專利範圍第25項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中在該陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數介於1000至2200間。
  28. 一種有色鋁製品或有色鋁合金製品，其包含：一由鋁或鋁合金製成之基材；一陽極氧化膜，其在該基材表面上形成且具有複數個孔洞大小介於20至200nm且由表面之厚度方向的深度介於1至50μm之孔洞；及白色素粒子，其具有的粒子大小為小於該孔洞的孔洞大小且充填至在該陽極氧化膜上的複數個孔洞中，使得色差與做為標準之染色前基材相比呈現3.5或更多。
  29. 如申請專利範圍第28項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中該白色素粒子具有一對應於在該陽極氧化膜中孔洞的最小孔洞之孔洞大小的80%或更小之粒子大小。
  30. 如申請專利範圍第28項之有色鋁製品或有色鋁合金製品，其中在該陽極氧化膜表面上每25μm2面積上的孔洞數介於1000至2200間。
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