JPH02254198A - アルミニウム材の多色表面処理方法 - 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、アルミニウム材の多色表面処理方法に関し、
さらに詳しくは、アルミニウム材の表面に形成された２
色以上の色彩（模様）を有する陽極酸化皮膜及び／又は
着色酸化皮膜」二に均一な塗膜を形成する表面処理方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、２色以上の色彩（模様）を有し、かつ塗膜厚の均
一なアルミニウム材の多色表面処理方法としては、まず
陽極酸化処理（あるいはさらに着色処理）を施したアル
ミニウム材の表面に有色（例えばＡ色とする）又は透明
な塗装を施し、次いで該塗膜の表面を所望の模様にマス
キングし、その後マスキング部以外の塗膜を研削し、次
いて露出された非マスキング部の陽極酸化皮膜（あるい
は着色酸化皮膜）表面に透明又は有色（例えばＢ色とす
る）の塗装をし、その後マスキングを除去する方法が知
られている。

上記方法によれば、マスキングされた部分の塗膜の色Ａ
と非マスキング部の塗膜の色Ｂとにより、あるいは一方
が透明な塗膜の場合には、陽極酸化皮膜のシルバー色（
あるいは着色酸化皮膜の色）と他方の塗膜の色（Ａ又は
Ｂ）とにより模様が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の方法によれば、マスキング後にコストの高い
塗料を研削してその研削くずを廃棄するため、製造コス
トが高くなるという問題がある。また、研削工程が入る
ために作業性が劣り、さらに複雑な形状の形材の場合に
は研削ができない場合があるので、自ずと模様にも制限
が生じるといった難点がある。

従って、本発明の目的は、上記のような欠点がなく、比
較的複雑な形状の形材にも適用でき、しかも比較的に低
コストて生産性よく、アルミニウム材表面に２色以上の
色彩（模様）を有するようにかつ均一な塗膜厚を形成で
きるように多色表面処理できる方法を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、前記目的を達成するため、アルミニウ
ム材に第１次の陽極酸化処理を施した後、所望の模様に
マスキングし、その後、第２次の陽極酸化処理を施した
後、着色処理し、次いでマスキングを除去した後、電極
塗装を行なう一連の工程を含む処理方法からなり、上記
１次陽極酸化処理及び／又は２次陽極酸化処理において
それらの電解電圧を途中で一旦降下又は上昇させて通電
することを特徴とするアルミニウム材の多色表面処理方
法が提供される。

さらに本発明によれば、アルミニウム祠に第１次の陽極
酸化処理を施した後、第１次の着色処理を施し、次いで
所望の模様にマスキングし、その後、第２次の陽極酸化
処理を施した後、第２次の着色処理を施し、次いでマス
キングを除去した後、電着塗装を行なう一連の工程を含
む処理方法からなり、」１記１次陽極酸化処理及び／又
は２次陽極酸化処理においてそれらの電解電圧を途中で
一旦降下又は上昇させて通電することを特徴とするアル
ミニウム材の多色表面処理方法が提供される。

〔発明の作用及び態様〕

本発明者らは、前記従来の方法の欠点を解消すべく鋭意
研究の結果、アルミニウム材に第１次の陽極酸化処理（
あるいはさらに着色処理）を施した後所望の模様にマス
キングし、その後第２次の陽極酸化処理を施した後着色
し、次いでマスキングを除去した後、クリヤー系塗料に
より電着塗装することにより、マスキング部の陽極酸化
皮膜の色（あるいは着色酸化皮膜の色）と非マスキング
部の着色酸化皮膜の色とにより模様付けできる方法を研
究、開発した。

この方法によれば、前記従来のように塗料の研削くずが
発生することもなく、また比較的複雑な形状の形利にも
適用でき、しかも比較的に低コストで生産性よくアルミ
ニウム材表面に模様付けを行なうことができる。

しかしながら、この方法によれば、通常、マスキング部
と非マスキング部の着色度が異なり、すなわち淡色部と
濃色部が存在することにより、電気泳動塗装処理（電着
塗装）の時に塗膜が付き易い部分と付きにくい部分が生
じ、その結果塗膜厚が不均一になるということが判明し
た。

そこで、本発明ではさらに、上記第１次陽極酸化処理及
び／又は２次陽極酸化処理において、それらの電解電圧
を途中で一旦降下又は上昇させて通電させるものである
。すなわち、上記通電処理によって陽極酸化皮膜のバリ
ヤー層を調整するものであり、これによってその後の電
着塗装工程において均一な塗膜厚が得られることが見い
出された。

上記本発明の処理方法による作用は、未だ完全に解明さ
れたとは言い難いが、一応の確証（実験結果）をもって
以下のように推測することができる。

ここで、説明の便宜上、１次陽極酸化処理−マスキング
ー２次陽極酸化処理→着色処理−マスキング除去〜電着
塗装という一連の二１−程（本発明の第１の方法）を考
えると、電着塗装前の時点においては、アルミニウム材
表面のマスキング部には着色処理が施されていないため
陽極酸化皮膜のみが存在し、従って陽極酸化皮膜固有の
シルバー色（淡色）を有する。一方、非マスキング部に
は着色処理、例えば電解着色処理が施され、陽極酸化皮
膜の微多孔内に金属や金属塩等が析出し、例えば、ライ
トブロンズ（シルバー色よりも濃色）に着色される。こ
のような淡色部と濃色部を有するアルミニウム材にマス
ギング除去後電着塗装を施すと、前記したように、淡色
部には塗膜か付きに＜＜、濃色部にはつき易いという傾
向が認められる。この理由は、金属や金属塩等が微多孔
内に析出・付着している陽極酸化皮膜（ライトブロンズ
色）の方が、金属塩等が析出・付着していない陽極酸化
皮膜（シルバー色）よりも通電着が良いためと考えられ
る。すなわち、微多孔内に金属や金属塩等が析出・付着
している陽極酸化皮膜（ライトブロンズ色）は、微多孔
層と電気の低抗体であるバリヤー層から構成され、かつ
この微多孔内に析出・付着している金属が良電導体であ
ることから電流が流れ易くなり、電着塗装の際に塗膜が
付き易くなる。一方、通常の陽極酸化皮膜（シルバー色
）は微多孔層と電気の低抗体であるバリヤー層から構成
されるため、上記着色酸化皮膜よりも通電着が悪く、従
って電着塗装の際に塗膜か付きにくくなり、その結果、
淡色部と濃色部（あるいはマスキング部と非マスキング
部）間に塗膜厚のバラツキが生じたものと考えられる。

本発明者らは、上記のような問題について鋭意研究の結
果、陽極酸化皮膜のバリヤー層の性質、ずなイっぢバリ
ヤー層は電気の低抗体であり、その厚さが厚い程抵抗が
大きくなること、またこの層の厚さは陽極酸化処理の最
終電解電圧に比例し、電圧が高い程厚くなることに着目
し、このバリヤー層の厚さを調整することによって」１
記問題を解消できることを見い出した。

すなわぢ、本発明の方法においては、」１記のように陽
極酸化皮膜のバリヤー層の調整を行なうが、その−態様
として、１次陽極酸化処理においてその電解電圧を途中
で一旦降下させて通電し、その後の処理は常法に従って
行なう。

すると、上記電圧降下によって、１次陽極酸化処理によ
り形成される陽極酸化皮膜のバリヤー層（抵抗が大きい
）が薄くなり、その結果、シルバー色（淡色）の陽極酸
化皮膜（マスキング部）の通電着が良くなり、電着塗装
において通電量が大きくなって塗膜が付き易くなり、比
較的塗膜が付き易い濃色部（非マスキング部）との塗膜
厚のバラツキを防止でき、均一な塗膜厚が得られる。

または逆に、１次陽極酸化処理の電解電圧は通常のとお
りとし、２次陽極酸化処理においてその電解電圧を途中
で一旦上昇させる。すると、上記電圧上昇によって２次
陽極酸化処理により形成される陽極酸化皮膜のバリヤー
層が厚くなり、その結果、その後の電解着色処理によっ
て微多孔内に金属塩等が析出・イ・１着するライトブロ
ンズ色（濃色部）の陽極酸化皮膜（非マスキング部）の
通電着が悪くなり、電着塗装において通電量が小さくな
って塗膜が付きにくくなり、比較的塗膜が付きにくい淡
色部（マスキング部）との塗膜厚のバラツキを防止でき
、塗膜厚が均一となる。

あるいはまた、上記１次陽極酸化処理の電圧降下と２次
陽極酸化処理の電圧上昇を併用することもてきる。この
併用方法は、濃色部と淡色部の陽極酸化皮膜間の通電着
の差が大きい場合に特に有効となるが、いずれの方法に
よっても本発明の効果は得られる。

また、上記作用説明は本発明の第１の方法についてなさ
れたが、本発明の第２の方法、すなわち１次陽極酸化処
理−１次善色処理→マスキングー２次陽極酸化処理〜２
次着色処理−マスキング除去−電着塗装という一連の工
程を含む方法においても作用は全く同じである。すなわ
ち、本発明の第２の方法においてはマスキング］　０ 部及び非マスキング部共に着色された陽極酸化皮膜から
構成されるが、１次着色処理工程及び２次着色処理工程
において金属塩等のＩｌｉ出・付着の程度の差によって
濃淡差がある場合、換言すればマスキング部と非マスキ
ング部の着色陽極酸化皮膜間に通電着の差がある場合に
は、前記したような原理によってマスキング除去後の電
着塗装において塗膜厚にバラツキを生ずるので、上記陽
極酸化処理工程における電圧降下又は電圧上昇あるいは
その両者の併用によって塗膜厚のバラツキをなくし、均
一な塗膜厚を得ることができる。

色種によっても塗膜の（Ｊき易い色、付きにくい色があ
り、またブロンズ系に限って言えば淡色系は付きに＜＜
、濃色系は付き易いか、いずれにしても前記のように陽
極酸化皮膜のバリヤー層の厚さを調整することによって
塗膜厚の不均一を修正することができる。

なお、マスキング部及び非マスキング部のどぢらの着色
酸化皮膜の方に塗膜が付着し易いか予め分らない場合は
、まず通常の方法に従って陽極酸化処理、着色処理、電
着塗装等の一連の処理を行なってみて塗膜厚を測定し、
塗膜の付きにくい領域のバリヤー層を薄くシ（電圧降下
）、あるいは塗膜の付き易い領域のバリヤー層を厚く　
（電圧上昇）すればよい。また、本発明の方法は前記一
連の工程を含む処理方法には全て適用でき、例えばマス
キング処理を多段階にイったって行ない、３色以」二の
模様付けを行なう多色表面処理方法にも適用できること
は、前記作用説明から明らかであろう。

以下、本発明のアルミニウム材の多色表面処理方法につ
いて概説する。

まずアルミニウム材に脱脂、水洗、エツチング、水洗、
中和等の適当な前処理を施した後、周知の陽極酸化処理
を施して陽極酸化皮膜を形成する。すなわち、周知の無
機酸及び／又は有機酸の電解液、例えば硫酸、クロム酸
、リン酸等、あるいはこれらの混酸、ンユウ酸、マロン
酸等、あるいはこれらの又は無機酸との混酸などを含有
する電解液中で、直流もしくは交流又はこれらに類似の
電流波形を用いてアルミニウム材を陽極酸化処理する。

陽極酸化処理の印加電圧、印加時間等は常法通りで充分
である。

次に、陽極酸化処理を施したアルミニウム材」に、必要
に応じて水洗し、純水湯洗、７！ｌ＋；騰水、薬品封孔
、加圧水蒸気など公知の手段により封孔あるいは半封孔
処理を施した後、マスキングフィルム、マスキング塗料
等を用いてマスキングするか（本発明の第１の方法）、
あるいは着色処理を施した後、封孔しマスキングする（
本発明の第２の方法）。

その後、再度、脱脂、エツチング、中和等の前処理を行
なった後、２次陽極酸化処理を施し、次いで、水洗後２
次若色処理を施す。その後、必要に応じて水洗、封孔あ
るいは半封孔を行なった後、マスキングを除去し、電着
塗装を施す。

次いで、水洗、焼付乾燥を行なってアルミニウム製品を
得る。

前記着色処理としては、染料もしくは顔料を含有する溶
液中にアルミニウム材を浸漬する方法、無機金属塩、例
えばニッケル、コバルト、クロム、銅、マグネシウム、
鉄、カドミウム、チタン、マンガン、モリブデン、カル
シウム、バナジウム、錫、鉛、亜鉛などのような金属の
硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、塩酸塩、クロム酸塩などの
無機酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩などの・有機
酸塩などを含付する電解液中で交流電解または直流陰極
電解する電解着色法、スルファミン酸、シュウ酸等の有
機酸を含有する電解液中で陽極酸化皮膜を形成すると同
時に着色する電解発色法などが適用できる。

本発明の方法では、前記したように１次陽極酸化処理及
び／又は２次陽極酸化処理において電解電圧を一旦降下
又は上昇させて通電する以外は、他の処理工程は全て常
法通りでよい。電解電圧の変動範囲としては、電圧を上
昇させる場合は０．１〜１５Ｖ１降ドさせる場合は０，
１■以上が適当である。

本発明の方法により処理されるアルミニウム材とは、純
アルミニウムまたは純アルミニウムにケイ素、マグネシ
ウム、銅、ニッケル、亜鉛、クロム、鉛、ビスマス、鉄
、チタン、マンガンなどの金属を１種または２種以上含
む合金である。

〔実　施　例〕

以下、実施例及び比較例を示して本発明について具体的
に説明する。

実施例１ 常法により脱脂、エツチング、中和されたアルミニウム
押出形材Ａ−６０６３８を１５％硫酸水溶液に浸漬して
陽極とし、対極として設けられたアルミニウム陰極との
間に直流電流を１３■で３０分間通電後、最終電圧を３
．５Ｖに降下させて３分間通電し、その表面に約１２μ
ｍの第１次陽極酸化皮膜を生成させた。これを水洗、純
水湯洗（７５℃×４分）し、シルバー材とした。その一
部をマスキング月でマスキングし、再度、脱脂、エツチ
ング、中和処理し、第２次陽極酸化を直流で１３ＶＸ３
０分間実施し、同じく約１２μｍの陽極酸化皮膜を得た
。それを水洗し、次いでニッケル浴で対極にカーボンを
使用し、交流で１０ＶＸ　１分通電して電解着色を行な
い、ライトブロンズとした。それを水洗、純水湯洗後、
マスキング材を除去し、しがる後、１０％の水溶性電着
塗料（熱硬化性アクリル塗料）中に浸漬して、対極とし
て設けたステンレス鋼との間に１００Ｖの直流電圧を印
加して４分間通電し、水洗後、液切りを行ない、１８０
℃で４０分間焼付を行ない、複合皮膜とした。

得られた製品のシルバ一部とライトブロンズ部の塗膜厚
をパーマスコープで測定したところ、塗膜厚差は殆どな
く０〜０．５μｍであった。

比較例］ 上記実施例１において、第１−次陽極酸化を１３ＶＸ３
０分として電圧降下を行なわながった以外は全て同様に
処理した。その結果、シルバー部とライトブロンズ部の
塗膜厚差は１〜１．５μｍであった。

実施例２ 実施例１において、第１次陽極酸化を１．３Ｖで３０分
間実施して約１２μｍの第１次陽極酸化皮膜を生成させ
、第２次陽極酸化を直流で１３ＶＸ２５分間通電後最終
電圧を１５ＶにＲ圧して３分間通電して実施するこ上に
より約１．２　ｌｔｍの酸化皮膜を生成させ、そして電
解青色は交流で１０ＶＸ９０秒間通電してライトブロン
ズとする以外は、実施例１と全く同様に処理した。

その結果、シルバ一部とライトブロンズ部の塗膜厚差は
殆んどなく０〜０．５μｍであった。

実施例３ 常法により脱脂、エツチング、中和されたアルミニウム
押出形１４Ａ−６０６３８を１５％硫酸水溶液に浸漬し
て陽極とし、対極として設けられたアルミニウム陰極と
の間に直流電流を１３Ｖで３０分間通電後、最終電圧を
３．５Ｖに降下させて３分間通電し、その表面に約１２
μＩｎの第１次陽極酸化皮膜を生成させた。これを水洗
、純水湯洗（７５°ＣＸ４分）し、シルバー材］　６ とした。その一部をマスキング材でマスキングし、再度
、脱脂、エツチング、中和処理し、第２次陽極酸化を直
流で１３ＶＸ２５分間通電後、最終電圧を１５Ｖに昇圧
して３分間通電して実施し、同じく約１２μｍの陽極酸
化皮膜を得た。

それを水洗し、次いでニッケル浴で対極にカーボンを使
用し、交流で１０ＶＸＢ分通電して電解着色を行ない、
マイルドブロンズとした。それを水洗、純水湯洗後、マ
スキング材を除去し、しかる後、１０％の水溶性電着塗
料（熱硬化性アクリル塗料）中に浸漬して、対極として
設けたステンレス鋼との間に１００■の直流電圧を印加
して４分間通電し、水洗後、液切りを行ない、１８０℃
で４０分間焼付を行ない、複合皮膜とした。

得られた製品のシルバ一部とマイルドブロンズ部の塗膜
厚をパーマスコープで測定したところ、塗膜厚差は殆ど
なく、０〜０．５μｍであった。

比較例２ 実施例３において、第２次陽極酸化を１．３　Ｖ×３０
分として電圧上昇を行なわなかった以外は、実施例３と
全く同様に処理した。その結果、シルバ一部とマイルド
ブロンズ部の塗膜厚差は２．０〜３．０μｍであった。

実施例４ 実施例３において、第２次陽極酸化を直流で１３ＶＸ２
３分間通電後最終電圧を１７Ｖに、ｆＩＩ圧して３分間
通電することにより行ない、また電解着色は交流で１０
ＶＸ４分間通電してダクブロンズとする以外は、実施例
３と全く同様に処理した。

その結果、シルバ一部とダークブロンズ部の塗膜厚差は
１．５〜２μｍであった。

比較例３ 実施例４において、第２次陽極酸化を１３Ｖ×３０分と
して電圧上昇は行なわず、色調を実施例４と同じダーク
ブロンズとするために電解着色を交流で１０ＶｘＢ分と
する以外は、実施例４と全く同様に処理した。その結果
、シルバ一部とダークブロンズ部の塗膜厚差は４．５〜
５μｍであった。

」１記実施例３，４及び比較例２，３のように、マスキ
ング部と非マスキング部の着色度の差が大きい場合は、
第１次陽極酸化処理における電圧降下と第２次陽極酸化
処理における電圧上昇を併用することが好ましいことが
わかる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、マスキングを利用した
アルミニウム材の多色表面処理方法において、１次陽極
酸化処理及び／又は２次陽極酸化処理における電圧降下
又は電圧上昇によって陽極酸化皮膜のバリヤー層の厚さ
が調整され、従ってマスキング部及び非マスキング部の
着色度の異なる部分の通電着がほぼ一様になるように調
整される。従って、その後の電着塗装において均一な塗
膜厚が得られる。また、このように塗膜厚を均一にでき
ることにより、塗料コストが低減すると共に、塗膜性能
が向上し、不良率が低減するという利点が得られる。

１つ また、従来方法のように高価な塗料の研削工程が不要と
なり、また通常の処理ラインにより処理できるため、従
来の方法に比べて生産性が良くなると共に生産コストも
低減することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム材に第１次の陽極酸化処理を施した
   後、所望の模様にマスキングし、その後、第２次の陽極
   酸化処理を施した後、着色処理し、次いでマスキングを
   除去した後、電着塗装を行なう一連の工程を含む処理方
   法からなり、上記１次陽極酸化処理及び／又は２次陽極
   酸化処理においてそれらの電界電圧を途中で一旦降下又
   は上昇させて通電することを特徴とするアルミニウム材
   の多色表面処理方法。
2. （２）アルミニウム材に第１次の陽極酸化処理を施した
   後、第１次の着色処理を施し、次いで所望の模様にマス
   キングし、その後、第２次の陽極酸化処理を施した後、
   第２次の着色処理を施し、次いでマスキングを除去した
   後、電着塗装を行なう一連の工程を含む処理方法からな
   り、上記１次陽極酸化処理及び／又は２次陽極酸化処理
   においてそれらの電解電圧を途中で一旦降下又は上昇さ
   せて通電することを特徴とするアルミニウム材の多色表
   面処理方法。