JP3633308B2 - アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法に関し、特に、深緑色の色調を工業的に得ることができる電解着色方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アルミニウム及びアルミニウム合金（以下、単に「アルミニウム」とする）材を陽極酸化処理した後、金属塩を含む電解溶液中で電解処理して表面を着色することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のアルミニウム材の電解着色では、グリーンやグレー等を基調とする色調が得られるものの、電解着色で得られる色は限られており、例えば、グリーンを基調とする色でもｂ＊値が高い色に限られており、ｂ＊値が低い深緑色を得ることが困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は、アルミニウム及びアルミニウム合金材を深緑色に表面着色することができるアルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、銅塩を添加した酸浴中で、アルミニウム及びアルミニウム合金材を極として、交流またはこれと同様に正負の極性が交互に変換する波形の電流を流す第１工程と、第１工程で得た被処理体を極として、被処理体の酸化皮膜の微細孔に構造的変化を与える−ＯＨ基もしくはＣＯＯＨ基を含む有機酸、オルトリン酸、ピロリン酸、亜リン酸、クロム酸、硫酸アミド、硫酸またはこれらの塩のうち１種または２種以上を主体とした浴中で、電解処理する第２工程と、第２工程で得た被処理体を温水中で水和させる第３工程と、第３工程で得た被処理体を陰極とし、ニッケル塩溶液中で直流の電流を流す、または第３工程で得た被処理体を極とし、ニッケル塩溶液中で正負の極性が交互に変換する波形の電流を流す第４工程と、第４工程で得た被処理体を温水中に浸す第５工程とを備えることを特徴とする。
【０００６】
アルミニウム材は、ＪＩＳＡ１１００等の純アルミニウム系、ＪＩＳＡ６０６３等のアルミニウムに、マグネシウム、珪素を含有したアルミニウム合金等が用いられる。形状等は特に限らず、板、管、等の押出形材を用いることができる。尚、アルミニウム材には脱脂等の前処理をすることが好ましい。
【０００７】
第１工程において、酸浴には、硫酸、シュウ酸、硝酸、塩酸等の通常の酸浴が使用される。酸として、硫酸を用いた場合には、硫酸水溶液の濃度は１０〜３００ｇ／Ｌ（リットル）、浴温５〜３０度が好ましい。銅塩は、シュウ酸銅、酢酸銅、塩化銅等の銅塩が使用されており、特に限定されないが、硫酸銅が好ましい。硫酸銅（ＣｕＳＯ４ ・５Ｈ２Ｏ）の濃度は、０．１〜１０ｇ／Ｌが好ましいが、特に、０．１以上１ｇ／Ｌ未満が好ましい。１ｇ／Ｌ以上では粉吹き、スポーリング等の欠陥が発生する場合があるからである。
【０００８】
加える電流は、交流または正負の極性が交互に変換する波形の電流を流すが、係る電流は、商用交流電流、矩形波、交流及び交流の後に直流を流すことができる。電圧は、交流１０〜３０Ｖが好ましい。電力を流す時間は、６０分以内が好ましく、表面に形成する膜厚に応じて調整する。また、得られる色調を淡色にしたい場合には、交流電流を流す時間を短縮し、その後直流電流を流してもよい。
【０００９】
第２工程は、アルミニウム表面の酸化皮膜を改質するものであり、浴としてはリン酸浴を用いることが好ましい。リン酸浴を用いる場合、リン酸浴のリン酸濃度は、５０〜２００ｇ／Ｌが好ましく、浴温は１０〜３０℃が好ましい。かかる濃度や温度は第１工程で得た被処理体の皮膜状態に応じて調整することが望ましく、第１工程の処理後に表面皮膜に欠陥が発生している場合には、それに応じて濃度や温度を変えることが好ましい。
【００１０】
第３工程では、皮膜を緑色に発色させるとともに、その後の処理における粉吹きを防止する。温水の温度は、６０〜１００℃が好ましく、浸漬時間は、数秒〜１０分が好ましいが、浸漬時間が長過ぎると次の第４工程での金属の析出ができにくくなるため、高い温度で且つ短時間でおこなうことが好ましい。尚、温水には界面活性剤を添加してもよい。
【００１１】
第４工程のニッケル塩溶液は、スズ塩等の他の金属塩を含むものであってもよい。この第４工程では被処理体に慣用の電解着色と同じ工程をおこなうものであり、慣用の着色浴が使用でき、濃度や時間、電力の印加は慣用の方法でおこなうことができる。
【００１２】
第５工程では、温水の温度は、６０〜１００℃が好ましく、浸漬時間は数十秒〜５分で十分であるが、５分以上浸漬しても良く、色の状態に応じて調整する。尚、浸漬時間が長い方が暗色になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を説明するが、まず、第１実施例について説明する。
【００１４】
前処理では、アルミニウム合金Ａ６０６３Ｓ―Ｔ５（ＪＩＳ）の押し出し形材をリン酸系界面活性剤２％を含む４５℃の水溶液中に６分間浸漬し、脱脂処理をおこなった。その後、形材を水洗いし、水酸化ナトリウム５０ｇ／Ｌを含む５５℃の水溶液中に７分間浸漬し、エッチング処理をおこなった後、十分に水洗した。
【００１５】
第１工程では、硫酸１３０ｇ／Ｌと、硫酸第１銅０．１ｇ／Ｌとを含んだ２０℃の水溶液中で対極をカーボンとして、商用交流１３Ｖ（実行値）で２５分間、定電圧電解処理をおこなった。その後、硫酸１３０ｇ／Ｌを含んだ２０℃の水溶液中で形材を陽極とし、１００Ａ／ｍ２ で１５分間通電した。
【００１６】
第２工程では、形材を十分に水洗し、亜リン酸１５０ｇ／Ｌ、シュウ酸５ｇ／Ｌを含み、温度２０℃の浴中で、形材を陽極とし、直流１２Ｖで３分間電解をおこなった。
【００１７】
第３工程では、形材を十分に洗浄し、界面活性剤０．２５ｖ／ｖ％を含む約９５℃の水溶液中に１分間浸漬して水和処理をおこなった。
【００１８】
第４工程では、硫酸ニッケル６水和物（ＮｉＳＯ４ ・６Ｈ２Ｏ）を１１０ｇ／Ｌ、スルファミン酸２０ｇ／Ｌ、酒石酸５ｇ／Ｌを含み、アンモニア水でＰＨ５．０に調整した２０℃の水溶液で形材に図１に示す電圧波形で１分間電力を印加した。
【００１９】
第５工程では、形材を水洗いし、７５℃の温水中で１分間浸漬する水和処理をおこない、着色形材を得た。
【００２０】
この第１実施例で得られた着色形材の色調は、深緑色であり、ミノルタ製色彩色差計ＣＲ―３００（（ｄ−０）２Ｄ６５光源）により測定したところ測定値は、Ｌ＊ ；４６．５０、ａ＊ ；−４．７３、ｂ＊ ；４．７４であった。
また、この着色形材の色調は、従来の電解着色で得られた色調と異なり、干渉が少なく、どの方向からみても一定の深緑色して認められた。
【００２１】
次に、本発明の第２乃至第１０実施例を説明するが、第２乃至５の実施例では、第５工程において温水に浸漬する時間を種々変化させたものであり、第６乃至１０実施例では、第５工程の温水として界面活性剤を添加した水溶液（本明細書において「Ｐ３水溶液」という）を用い、浸漬する時間を種々変化させた。尚、Ｐ３水溶液は、界面活性剤０．２５ｖ／ｖ％を含む９５℃以上の水溶液である。その他の条件は上述した第１実施例と同じである。
【００２２】
これらの第２乃至第１０実施例においても上述した第１実施例と同様に干渉が少なく、どの方向からみても深緑色して認められた。
【００２３】
第２乃至第１０実施例で得られた着色形材をミノルタ製色彩色差計ＣＲ―３００（（ｄ−０）２Ｄ６５光源）により測定した測定値を、第１実施例とともに下記の表１及び表２に示す。尚、表１は、第５工程で浸漬する液が温水の場合であり、表２は、Ｐ３水溶液の場合である。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
これらの表から明らかなように、概して浸漬時間が長い方がＬ＊値が低く、より暗色の深緑色を得ることができた。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、アルミニウム及びアルミニウム合金を深緑色に着色できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施例で印加される電圧波形を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法に関し、特に、深緑色の色調を工業的に得ることができる電解着色方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アルミニウム及びアルミニウム合金（以下、単に「アルミニウム」とする）材を陽極酸化処理した後、金属塩を含む電解溶液中で電解処理して表面を着色することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のアルミニウム材の電解着色では、グリーンやグレー等を基調とする色調が得られるものの、電解着色で得られる色は限られており、例えば、グリーンを基調とする色でもｂ＊値が高い色に限られており、ｂ＊値が低い深緑色を得ることが困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は、アルミニウム及びアルミニウム合金材を深緑色に表面着色することができるアルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、銅塩を添加した酸浴中で、アルミニウム及びアルミニウム合金材を極として、交流またはこれと同様に正負の極性が交互に変換する波形の電流を流す第１工程と、第１工程で得た被処理体を極として、被処理体の酸化皮膜の微細孔に構造的変化を与える−ＯＨ基もしくはＣＯＯＨ基を含む有機酸、オルトリン酸、ピロリン酸、亜リン酸、クロム酸、硫酸アミド、硫酸またはこれらの塩のうち１種または２種以上を主体とした浴中で、電解処理する第２工程と、第２工程で得た被処理体を温水中で水和させる第３工程と、第３工程で得た被処理体を陰極とし、ニッケル塩溶液中で直流の電流を流す、または第３工程で得た被処理体を極とし、ニッケル塩溶液中で正負の極性が交互に変換する波形の電流を流す第４工程と、第４工程で得た被処理体を温水中に浸す第５工程とを備えることを特徴とする。
【０００６】
アルミニウム材は、ＪＩＳＡ１１００等の純アルミニウム系、ＪＩＳＡ６０６３等のアルミニウムに、マグネシウム、珪素を含有したアルミニウム合金等が用いられる。形状等は特に限らず、板、管、等の押出形材を用いることができる。尚、アルミニウム材には脱脂等の前処理をすることが好ましい。
【０００７】
第１工程において、酸浴には、硫酸、シュウ酸、硝酸、塩酸等の通常の酸浴が使用される。酸として、硫酸を用いた場合には、硫酸水溶液の濃度は１０〜３００ｇ／Ｌ（リットル）、浴温５〜３０度が好ましい。銅塩は、シュウ酸銅、酢酸銅、塩化銅等の銅塩が使用されており、特に限定されないが、硫酸銅が好ましい。硫酸銅（ＣｕＳＯ４ ・５Ｈ２Ｏ）の濃度は、０．１〜１０ｇ／Ｌが好ましいが、特に、０．１以上１ｇ／Ｌ未満が好ましい。１ｇ／Ｌ以上では粉吹き、スポーリング等の欠陥が発生する場合があるからである。
【０００８】
加える電流は、交流または正負の極性が交互に変換する波形の電流を流すが、係る電流は、商用交流電流、矩形波、交流及び交流の後に直流を流すことができる。電圧は、交流１０〜３０Ｖが好ましい。電力を流す時間は、６０分以内が好ましく、表面に形成する膜厚に応じて調整する。また、得られる色調を淡色にしたい場合には、交流電流を流す時間を短縮し、その後直流電流を流してもよい。
【０００９】
第２工程は、アルミニウム表面の酸化皮膜を改質するものであり、浴としてはリン酸浴を用いることが好ましい。リン酸浴を用いる場合、リン酸浴のリン酸濃度は、５０〜２００ｇ／Ｌが好ましく、浴温は１０〜３０℃が好ましい。かかる濃度や温度は第１工程で得た被処理体の皮膜状態に応じて調整することが望ましく、第１工程の処理後に表面皮膜に欠陥が発生している場合には、それに応じて濃度や温度を変えることが好ましい。
【００１０】
第３工程では、皮膜を緑色に発色させるとともに、その後の処理における粉吹きを防止する。温水の温度は、６０〜１００℃が好ましく、浸漬時間は、数秒〜１０分が好ましいが、浸漬時間が長過ぎると次の第４工程での金属の析出ができにくくなるため、高い温度で且つ短時間でおこなうことが好ましい。尚、温水には界面活性剤を添加してもよい。
【００１１】
第４工程のニッケル塩溶液は、スズ塩等の他の金属塩を含むものであってもよい。この第４工程では被処理体に慣用の電解着色と同じ工程をおこなうものであり、慣用の着色浴が使用でき、濃度や時間、電力の印加は慣用の方法でおこなうことができる。
【００１２】
第５工程では、温水の温度は、６０〜１００℃が好ましく、浸漬時間は数十秒〜５分で十分であるが、５分以上浸漬しても良く、色の状態に応じて調整する。尚、浸漬時間が長い方が暗色になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を説明するが、まず、第１実施例について説明する。
【００１４】
前処理では、アルミニウム合金Ａ６０６３Ｓ―Ｔ５（ＪＩＳ）の押し出し形材をリン酸系界面活性剤２％を含む４５℃の水溶液中に６分間浸漬し、脱脂処理をおこなった。その後、形材を水洗いし、水酸化ナトリウム５０ｇ／Ｌを含む５５℃の水溶液中に７分間浸漬し、エッチング処理をおこなった後、十分に水洗した。
【００１５】
第１工程では、硫酸１３０ｇ／Ｌと、硫酸第１銅０．１ｇ／Ｌとを含んだ２０℃の水溶液中で対極をカーボンとして、商用交流１３Ｖ（実行値）で２５分間、定電圧電解処理をおこなった。その後、硫酸１３０ｇ／Ｌを含んだ２０℃の水溶液中で形材を陽極とし、１００Ａ／ｍ２ で１５分間通電した。
【００１６】
第２工程では、形材を十分に水洗し、亜リン酸１５０ｇ／Ｌ、シュウ酸５ｇ／Ｌを含み、温度２０℃の浴中で、形材を陽極とし、直流１２Ｖで３分間電解をおこなった。
【００１７】
第３工程では、形材を十分に洗浄し、界面活性剤０．２５ｖ／ｖ％を含む約９５℃の水溶液中に１分間浸漬して水和処理をおこなった。
【００１８】
第４工程では、硫酸ニッケル６水和物（ＮｉＳＯ４ ・６Ｈ２Ｏ）を１１０ｇ／Ｌ、スルファミン酸２０ｇ／Ｌ、酒石酸５ｇ／Ｌを含み、アンモニア水でＰＨ５．０に調整した２０℃の水溶液で形材に図１に示す電圧波形で１分間電力を印加した。
【００１９】
第５工程では、形材を水洗いし、７５℃の温水中で１分間浸漬する水和処理をおこない、着色形材を得た。
【００２０】
この第１実施例で得られた着色形材の色調は、深緑色であり、ミノルタ製色彩色差計ＣＲ―３００（（ｄ−０）２Ｄ６５光源）により測定したところ測定値は、Ｌ＊ ；４６．５０、ａ＊ ；−４．７３、ｂ＊ ；４．７４であった。
また、この着色形材の色調は、従来の電解着色で得られた色調と異なり、干渉が少なく、どの方向からみても一定の深緑色して認められた。
【００２１】
次に、本発明の第２乃至第１０実施例を説明するが、第２乃至５の実施例では、第５工程において温水に浸漬する時間を種々変化させたものであり、第６乃至１０実施例では、第５工程の温水として界面活性剤を添加した水溶液（本明細書において「Ｐ３水溶液」という）を用い、浸漬する時間を種々変化させた。尚、Ｐ３水溶液は、界面活性剤０．２５ｖ／ｖ％を含む９５℃以上の水溶液である。その他の条件は上述した第１実施例と同じである。
【００２２】
これらの第２乃至第１０実施例においても上述した第１実施例と同様に干渉が少なく、どの方向からみても深緑色して認められた。
【００２３】
第２乃至第１０実施例で得られた着色形材をミノルタ製色彩色差計ＣＲ―３００（（ｄ−０）２Ｄ６５光源）により測定した測定値を、第１実施例とともに下記の表１及び表２に示す。尚、表１は、第５工程で浸漬する液が温水の場合であり、表２は、Ｐ３水溶液の場合である。
【００２４】
【表１】
【表２】
これらの表から明らかなように、概して浸漬時間が長い方がＬ＊値が低く、より暗色の深緑色を得ることができた。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、アルミニウム及びアルミニウム合金を深緑色に着色できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施例で印加される電圧波形を示す図である。
Claims (1)
- 銅塩を添加した酸浴中で、アルミニウム及びアルミニウム合金材を極として、交流またはこれと同様に正負の極性が交互に変換する波形の電流を流す第１工程と、第１工程で得た被処理体を極として、被処理体の酸化皮膜の微細孔に構造的変化を与える−ＯＨ基もしくはＣＯＯＨ基を含む有機酸、オルトリン酸、ピロリン酸、亜リン酸、クロム酸、硫酸アミド、硫酸またはこれらの塩のうち１種または２種以上を主体とした浴中で、電解処理する第２工程と、第２工程で得た被処理体を温水中で水和させる第３工程と、第３工程で得た被処理体を陰極とし、ニッケル塩溶液中で直流の電流を流す、または第３工程で得た被処理体を極とし、ニッケル塩溶液中で正負の極性が交互に変換する波形の電流を流す第４工程と、第４工程で得た被処理体を温水中に浸す第５工程とを備え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。
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|---|---|---|---|
| JP27017398A JP3633308B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27017398A JP3633308B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000096293A JP2000096293A (ja) | 2000-04-04 |
| JP3633308B2 true JP3633308B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=17482554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27017398A Expired - Fee Related JP3633308B2 (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3633308B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2019189209A1 (ja) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 保土谷化学工業株式会社 | 錯塩化合物、染料組成物、陽極酸化アルミニウム用着色剤および着色方法、ならびに該化合物の製造方法 |
| CN112680762B (zh) * | 2021-01-16 | 2022-01-18 | 南通恒昌通讯设备有限公司 | 一种高性能微弧氧化铝材的制备方法 |
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1998
- 1998-09-24 JP JP27017398A patent/JP3633308B2/ja not_active Expired - Fee Related
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