JPH01205093A - アルミニウムまたはアルミニウム合金の着色方法 - 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、アルミニウムまたはアルミニウム合金製品、
例えばアルミニウムサツシ、引戸、玄関等の建築製品、
ショーケース、日用品、脚立、梯子、装飾用品、鋳物、
ダイカスト、車輌または船舶等の部品に使用されるアル
ミニウムまたはアルミニウム合金の着色方法に関する。

（従来の技術） 近来の消費生活、需要嗜好の多様化に伴い、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金製品についても種々の色、特
に赤、黄、青のみならずそれらの各種中間色、更にはそ
れらのバスデルカラー（不透明色）に着色づることが要
求されるようになっている。

従来の電解着色方法としては、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金に陽極酸化皮膜を形成し、金属塩水溶液中
で電解して陽極酸化皮膜内に金属を析出させ、それによ
る光の反射・吸収を利用して着色する２次電解方法が採
用されている。

（発明が解決しようとりる問題点） 上記従来の方法によれば、主として析出した金属自体の
効果によって着色するので、着色の態様の幅が小さく、
近来の需要嗜好の多様化に充分対応することができない
。またそのような問題を解決りるために特願昭６０−２
９２５９０　（特開昭６２−１５１５９５）において、
アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化皮膜組成
物の！！！Ｊ造方法が提案されている。しかしその方法
では、陽Ｉｋ　Ｍ化皮膜に形成される小孔の直径が小さ
いため充分酸化物を析出させることができない。

（問題点を解決するための手段） 本発明者はアルミニウムまたはアルミニウム合金を着色
覆る場合において上記問題点を解決する方法を研究した
結果、アルマイト孔（ミクロポアー）の孔径拡大処理を
行い、その後酸化物（含水酸化物）が有色である金属の
ヒドロゾル中で電気泳動によって該皮膜のアルマイト孔
中に金属酸化物（含水酸化物）を析出させることがきわ
めて有効であることを見出し、本発明を完成させるに至
った。

即ち本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金に
陽極酸化皮膜を形成し、該皮膜に硫酸、リン酸、シュウ
酸等の酸性溶液または水酸化ナトリウム、リン酸三ナト
リウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性溶液中で再陽極
酸化処理を行って上記陽極酸化皮膜の孔径を拡大した後
、Ｆｅ、　Ｏｒ。

ｃｏ、Ｍｎ、Ｎ　＋　、ＣＬＪ、ＡＱ等の、酸化物（含
水酸化物）が有色である金属のヒドロゾル中で電気泳動
によって該皮膜のミクロボアー中に金属酸化物（含水酸
化物）を析出させることにより、上記金属酸化物（含水
酸化物）特有の色調に着色するようにしたことを特徴と
するアルミニウムまたはアルミニウム合金の着色方法で
ある。

ここでいうヒドロゾルとは、多核錯イオン−コロイド状
態の範囲にある粒子をさす。多核錯イオンとは、単核錯
イオンがＯＨ−を船橋子として面なり（オール化という
）、高分子量になったイオンをいう。

（手段の説明） （１）　アルミニウムまたはアルミニウム合金に陽極酸
化皮膜を形成するには、通常の陽極酸化法が採用される
。例えば、硫酸、リン酸、り［１ム酸等からなる無機酸
、シュウ酸、スルホサリチル酸、マロン酸等からなる右
磯酸または水酸化ナトリウム、リン酸三す１−リウｌｘ
’８からなる水溶液中で、直流、交流、パルス、１〕１
＜波または交直重畳法による電解によって陽極酸化皮膜
が形成される。これにより第１図に示すようなアルマイ
ト孔２を備えた陽極酸化皮膜１が得られる。なお第１図
〜第４図中、３は母材、４はバリヤー層である。

上記孔径を拡大する方法どしては、例えば無機酸中で試
料を陽極とし、直流若しくはパルスまたは交流を印加す
る方法、或いは無機酸中に試料を浸漬させる方法を用い
る。これにより第２図に示すような拡大されたアルマイ
ト孔２ａを得ることができる。なおアルマイト孔２ａの
直径ａは、約３００八以上に拡大することが好ましい。

上記孔径の拡大された陽極酸化皮膜１ａを、Ｆｅ、Ｃｒ
、Ｇｏ、Ｍｎ、Ｎ　ｉ　、Ｃｕ、Ａｏ等の、酸化物（含
水酸化物）が有色である金属のヒドロゾル中で電気泳動
によって該皮膜１ａのアルマイト孔（ミクロボアー）中
に、第３図に示す粒状の金属酸化物５、または第４図に
示す層状の金属酸化物６を析出することができる。

上記金属酸化物としては、例えばＦｅ、　Ｃｒ、Ｃｏ、
Ｍｎ、Ｎ　ｉ　、Ｃｕ、Δｑ等の有色のものが使用され
る。またここで金属酸化物とは、水和金属酸化物を含む
ものであり、有色とは、有彩色及び白色を除く無彩色を
意味する。

要求される色調により、種々の金属が単独で或は複数が
混合されて適宜使用される。本発明では、後述するよう
に金属酸化物のヒドロゾルを使用しているので、金属そ
のものではなく金属酸化物による独特の着色が４９られ
る。

（２）　上記金属のヒドロゾルとして、例えばＦｅ、Ｃ
ｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎ　ｉ　、ＣＬＪ、ＡＱ等の硫酸塩、
硝酸塩、アンモニウム塩等の無機塩類、及びシュウ酸、
酒石酸等の有機塩類の内の少なくとも１種以上の水溶液
に炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニ
ウム等の塩基性水溶液を加えて、直径３００Ａ以下の金
属酸化物（含水酸化物）のヒドロゾルが用いられる。

上記ヒドロゾルの調製法としては、金属塩水溶液に塩基
性水溶液を加える方法が採用される。例えば； ａ、　酸化鉄のヒドロゾルでは、１ｍｏｌ／ｆＪのＦｅ
　（ＮＯ３）３水溶液２５０ｍ１にｍ拌しながら１　、
２５ｍｏｌ　／４１のＮａ２ＣＯ３水溶液を約２０ＩＲ
Ｉ／ｍｉｎの速度でｐＨが２．５になるまで加え、攪拌
しながら３０分間放置して透明な水和酸化鉄のヒドロゾ
ルを得る。

ｂ、　　Ｍ化りロムのヒドロゾルでは、Ｑ、４ｍ０１　
／ＥのＣｒ２　（ＳＯ４）３水溶液５００１に０゜４ｍ
ｏ１／１のＮａ２ＣＯ３水溶液を約２０ｍ１／ｌ１ｉｎ
の速度でｐＨが３．０になるまで加えて透明な水和酸化
クロムのヒドロゾルを得る。

ｃ、ｉｌｌ化コバルトのヒドロゾルでは、０．５ｍｏｌ
、ＪｌのＣＯ３Ｏ４水溶液１００ｎ＋ｌにＱ、５ｍ。

＋／４１のＮａ２ＣＯ３水溶液を約１０ｍｌ／ｍｉｎ　
（７）速度でｐＨが３．２になるまで加えて酸化コバル
トのヒドロゾルを得る。

（３）　上記電気泳動方法としては、例えば該皮膜を陰
極として直流またはパルスの電圧を印加するかまたは交
流の電圧を印加して行なう方法が採用される。

上記ヒドロゾル中での電気泳動方法に用いる通電波形と
しては、例えば第５図〜第７図のような方法が採用され
る。

第５図は直流電圧を印加する場合、第６図はパルス電圧
を印加する場合、第７図は交流電圧を印加Ｊる場合の一
例をそれぞれ示している。なお、上記方法に限らず、ヒ
ドロゾル中の金［１化物を電気泳動させる方法であれば
どのような方法を採用してもよい。゛ （４）　なお必要に応じて、例えば着色処理後水洗等の
洗浄を行った後、着色皮膜に１２０〜２００℃の加熱処
理を行なう方法が採用される。この熱処理を行なうこと
により、粒状の金ａＲ化物５（第３図）、または層状の
金属酸化物６（第４図）に含まれる水酸化物が除去され
て新たな色調を得ることができる。

［第１実施例］ ■　純アルミニウム（ＪＩＳ呼称：Δ１１００Ｐ−Ｈ２
４）を１７ｗｔ％硫酸浴中で、゛常法により陽極酸化処
理し、皮膜厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜を得た。

■　該皮膜を陽極とし、カーボンを対極としてリン酸１
０ｖｔ％浴中で直流の電圧１０ｖを１０分間印加し、孔
径の拡大処理を行った。

■　水洗洗浄を行った後、該皮ｊ模を陰極とし、ステン
レスを陽極として炭酸ナトリウムでｐＨ２゜８５に調整
した０、１Ｍ硫硫酸鉄アンユニ１クム１２水水溶液中で
、第５図に承り直流の電圧Ｖ１＝１４Ｖを印加した。得
られた色調と印加時間ｔ１との関係は以下の通りである
。

［第２実施例］ ■　純アルミニウム（ＪＩＳ呼称：Ａ１２００Ｐ−Ｈ１
４）を１７ｗｔ％硫酸浴中で、°常法により陽１４酸化
処理し、皮膜厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜を得た。

■　該皮膜を陽極とし、カーボンを対極としてリン１１
０ｗｔ％浴中で直流の電圧１０Ｖを１０分間印加し、孔
径の拡大処理を行った。

■　該皮膜を陰極とし、カーボンを陽極として水酸化ア
ンモニウムでＤＨ８，０２に調整した０゜０５Ｍ硫酸コ
バルト・アンモニウム・６水和物の水溶液中で、第６図
に示す直流のパルス（印加時間ｔ　２　＝　２　秒、休
止時１ｉｆｔ　Ｌ　２−１秒）　Ｖ２＝１２Ｖを印加し
た。１！？られた色調と印加時間ｔ３との関係は以下の
通りである。

■　さらに該皮膜を電気炉を用いて１５０℃、２時間加
熱処理をすると灰色の皮膜を得た。

し第３実施例］ ■　耐食アルミニウム合金（ＪＩＳ呼称：Ａ６０６３８
−Ｔ５）を３ｗｔ％シュウ酸浴中で、常法により陽極酸
化処理し、皮膜厚さ６μｍの黄金色の陽極酸化皮膜を（
ｑた。

■　該皮膜を陽極とし、カーボンを対極としてリン酸三
ナトリウム１０ｗ【％浴中で直流の電圧１５Ｖを５分間
印加し、孔径の拡大処理を行った。

■　水洗洗浄を行った模、該皮膜を水酸ナトリウムでｐ
Ｈ５，８０に調整した０、５Ｍ硫酸ニッケル・６水和物
の水溶液中で、ニッケルを対極として第７図に示づ交流
の電圧Ｖ３＝１８Ｖを印加時間ｔ３＝５分間印加した。

得られた色調は暗灰色であった。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると、陽ｆｆ１Ｍ化皮膜
を形成した後、アルマイト孔２の孔径拡大処理を行なっ
ているので、第２図に示すように、アルマイト孔２ａの
直径ａが３００八程度に拡大され、第３図に示す粒状の
金属酸化物５、または第４図に示す層状の金属酸化物６
が析出されやすくなる。従って析出した金属酸化物５．
６がアルマイト孔２ａに強固かつ充分に析出し、変化に
富んだ有色の皮膜を得ることができ、近年の需要嗜好の
多様化に充分対応できる製品を提供することができる。

しかも孔径に拡大処理を行なうことにより、アルマイト
孔２ａに粒状の金属酸化物５、または層状の金属酸化物
６を人聞に析出させることができるので、電気泳動にお
ける通電時間を僅かに変化させただ１ノで広い範囲にわ
たる色相（例えば淡黄色から赤褐色に至る色）から所望
の色調を選択することができる。従ってこの点からも変
化に富んだ有色の皮膜を得ることができ、多くの購買者
の好みに合せた製品の製作を可能にする。

本発明はヒドロゾル中で電気泳動によって該皮膜のミク
ロボアー中に金属酸化物（含水酸化物）を析出させる方
法を採用しているので、従来の金属を析出させる方法と
比較すると耐久性が非常に良好となる。また例えばＣｒ
塩浴を用いた場合、皮膜の耐摩耗性が向上する等、金属
酸化物（含水酸化物）特有の性能が付与される。

なお本発明におけるヒドロゾルの金属酸化物は水酸化物
をも含んでいるので、必要に応じて加熱処理を行なった
場合に、粒状の金属酸化物５、まｌこは層状の金属酸化
物６に含まれる水酸化物が除去されて新た＜＞　（！！
、調を得ることができる。従って着色皮膜の色調をより
広い色相（例えば淡黄色から緑色に至る色）の中から選
択することが可能である。従って多用性に富んだ製品を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルマイト孔を備えた陽極酸化皮膜の断面模式
図、第２図はアルマイト孔を拡大した状態を示づ陽極酸
化皮膜の断面模式図、第３図は拡大したアルマイト孔に
粒状の金属酸化物（含水酸化物）を析出させた状態を示
す陽極酸化皮膜の断面模式図、第４図は拡大したアルマ
イト孔に層状の金属酸化物（含水酸化物）を析出さ辻た
状態を示づ陽極酸化皮膜の断面模式図、第５図〜第７図
は本発明の電気泳動に採用することのできる電圧印加方
法を示す図である。 特許出願人　日本アルミニウム工業株式会社代理人　弁
理士　大食忠孝　ｉ、’：、”４’ｌ：’！　′、’、
、：’ｉ第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミニウムまたはアルミニウム合金に陽極酸化皮
   膜を形成し、該皮膜に硫酸、リン酸、シユウ酸等の酸性
   溶液または水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム、炭
   酸ナトリウム等のアルカリ性溶液中で再陽極酸化処理を
   行つて上記陽極酸化皮膜の孔径を拡大した後、Ｆｅ、Ｃ
   ｒ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の、酸化物（含水
   酸化物）が有色である金属のヒドロゾル中で電気泳動に
   よって該皮膜のミクロポアー中に金属酸化物（含水酸化
   物）を析出させることにより、上記金属酸化物（含水酸
   化物）特有の色調に着色するようにしたことを特徴とす
   るアルミニウムまたはアルミニウム合金の着色方法。 ２、金属のヒドロゾルとして、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｎ
   、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の硫酸塩、硝酸塩、アンモニウム
   塩等の無機塩類、及びシユウ酸、酒石酸等の有機塩類の
   内の少なくとも１種以上の水溶液に炭酸ナトリウム、水
   酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等の塩基性水溶液
   を加えて、直径３００Å以下の金属酸化物（含水酸化物
   ）のヒドロゾルを用いる請求項１記載のアルミニウムま
   たはアルミニウム合金の着色方法。 ３、電気泳動方法として、該皮膜を陰極として直流また
   はパルスの電圧を印加するかまたは交流の電圧を印加し
   て行なう請求項１記載のアルミニウムまたはアルミニウ
   ム合金の着色方法。 ４、着色処理後水洗等の洗浄を行った後、着色皮膜に１
   ２０〜３００℃の加熱処理を行なう請求項１記載のアル
   ミニウムまたはアルミニウム合金の着色方法。