JPH024680B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 この発明は、アルミニウム又はアルミニウム合
金（以下両者を単にアルミニウムと呼称）の模様
着色処理方法に関するもので、その目的は、陽極
酸化皮膜形成後のアルミニウムを被処理材として
これに模様着色を施す場合、着色に先立つて被処
理材の表面に独自の処理を施してから着色を行な
うことにより、アルミニウムの表面にコーナー部
とコーナー部以外の平坦部あるいは表面の凸部と
凹部と色調の異なる模様着色が得られる新規なア
ルミニウムの模様着色処理方法を提供することに
ある。

従来、アルミニウムの陽極酸化皮膜に色調の異
なつた模様着色を施す方法としては、陽極酸化処
理又は更に電解着色等により着色したアルミニウ
ムを熱硬化型の着色塗料を用いて浸漬塗装を行な
い、アルミニウム表面の凹凸部と平坦部の違いに
よつて色調の異なる模様着色皮膜を形成する方法
（特開昭55−54592号）、あるいはエツヂ部や曲率
半径の小さなコーナー部を有するアルミニウムに
陽極酸化処理又は更に電解着色等により着色した
アルミニウムを熱硬化型の着色塗料で塗装して、
エツヂ部やコーナー部と他の平坦な部分で色調を
異にする方法（特開昭55−50491号）等が知られ
ているが、これらの方法によれば、一応、模様着
色を施すことができるけれども、凹凸部やエツヂ
部あるいはコーナー部を除く平坦部の色調は塗料
による着色であるため、塗料によつて着色されて
いる部分については、樹脂が摩耗して下地の色調
が露出するので、実際上、特に屋外の使用には困
難を伴なう欠点を免れ得なかつた。

本発明の方法は、陽極酸化皮膜形成後のアルミ
ニウムを被処理材として模様着色処理を施す場
合、着色処理に先立つて、合成樹脂塗料浴への浸
漬処理、バリヤー層の増膜作用のある浴中での陽
極電解処理、塗膜の剥離処理など一連の処理を施
してから、少なくとも１回の電解着色を含む電解
着色又は染色による着色処理を行ない、被処理材
表面にコーナー部とコーナー部以外の平坦部ある
いは表面の凸部と凹部とで色調の異なつた模様着
色を得る方法で、前記特開昭55−54592号及び特
開昭55−50491号の発明のような塗装による着色
ではなく、着色部分の摩耗や退色のない模様着色
皮膜を得ることができ、これによつて従来法の欠
点を一挙に解決したものである。

次に、本発明によるアルミニウムの模様着色処
理方法を具体的且つ詳細に説明すると、この発明
の方法では、 (1) アルミニウムの表面に通常の方法で陽極酸化
皮膜を形成させる。

(2) 前記陽極酸化皮膜形成後のアルミニウムを被
処理材として合成樹脂塗料浴中に浸漬して所定
の速度で引上げ、被処理材の表面にコーナー部
とコーナー部以外の平坦部あるいは表面の凸部
と凹部とで膜厚分布の異なつた塗膜を形成す
る。

(3) バリヤー層の増膜作用のある酸性又はアルカ
リ性もしくはそれらの塩を含む浴中で陽極電解
処理を行なう。

(4) 前記(2)の処理工程で被処理材表面に形成され
た塗膜を適宜溶剤等の剥離処理浴を用いて剥離
する。

(5) 必要に応じて陽極酸化皮膜の活性化処理を行
なう。

(6) 少なくとも１回の電解着色を含む電解着色又
は染色による着色処理を行ない、被処理材表面
にコーナー部とコーナー部以外の平坦部あるい
は表面の凸部と凹部とで色調の異なる模様着色
を得る。

の順に処理を行なうので、以下、これらの各工程
について、実施の態様とその際に留意すべき事項
を工程順に詳しく説明する。

(1) 陽極酸化皮膜処理工程 この工程での陽極酸化処理については特別な
制限はなく、従来から知られている硫酸、蓚酸
など無機酸又は有機酸を主成分とする水溶液中
で直流もしくは交流による電解処理を行なつて
アルミニウムの表面に所望の厚さの陽極酸化皮
膜を形成する。

(2) 浸漬処理による塗膜形成工程 陽極酸化皮膜形成後のアルミニウムは、次に
合成樹脂塗料浴に浸漬して所定の速度で引上
げ、被処理材の表面に膜厚分布の異なつた塗膜
を形成させるが、本工程での処理は、後の工程
で行なわれる模様着色の実現に極めて大きな影
響を及ぼすので、次のような点に留意して適確
に実施する必要がある。

(イ) 被処理材の浸漬処理に使用する塗料として
は、通常の塗装に用いられる塗料でよく、一
般にTFS塗装法として知られるトリクレン
を溶媒とする溶剤タイプ、電着塗装法に用い
られるような水を溶媒をする水溶性タイプで
も差支えない。けれども、次の陽極電解処理
工程に於いてバリヤー層を選択的に増膜させ
るための塗膜の膜厚分布は使用する塗料によ
り異なるので、塗料濃度、被処理材の引上げ
スピード等の諸条件を使用塗料に応じて適宜
設定しなければならない。例えば塩素系溶剤
型の塗料である東亜ペイント株式会社製の
TFS塗料、トアトリペイントS8001（AL−
２）を用いた場合には、被処理材の引上げス
ピード、浴温、固形分濃度等により膜厚が異
なる関係上、次の工程で陽極電解処理を施す
には、平坦な面で5μm以下の塗膜厚さにする
必要があり、浴温80℃で塗料浴の固形分濃度
は15％以下、被処理材の引上げスピードも
1m／分以下の低膜厚になる条件が必要であ
る。

他方、水溶性型塗料である神東塗料株式会
社製の電着塗料AL−200−50を用いた場合、
塗膜厚さの影響は少ないため、平坦部10μm
以下の塗膜厚さでも充分使用可能であり、作
業性をも加味した適当な固形分濃度は約20％
以下であつて、引上げスピードの影響も少な
い。又、使用する塗料の性質により被処理材
の平坦な面での塗膜厚さに違いはあるが、本
発明の方法では、後の陽極電解処理工程での
選択的なバリヤー層の増膜が可能な程度の条
件を設定すればよい。

(ロ) このようにして、合成樹脂塗料の浸漬処理
浴から引上げた被処理材は、塗料の種類や膜
厚によつては塗膜が完全硬化しない条件で乾
燥を行なつてもよい。例えば東亜ペイント(株)
製のTFS塗料トアトリペイントS8001（AL−
２）や水溶性塗料である神東塗料(株)製の電着
塗料AL−200−50の場合、被処理材表面に固
定されておけば塗膜を乾燥させる必要はな
い。また神東塗料(株)製の水溶性アクリル塗料
Ｓ−7450では、他の塗料に比べて電気絶縁性
が小さいので、ある一定以上の乾燥処理を施
す方が良い結果が得られる。

(ハ) 次の陽極電解処理工程において被処理材の
コーナー部とコーナー部以外の部分あるいは
被処理材の凹凸部に選択的に陽極電解処理を
施すには、塗膜の厚さが被処理材表面のコー
ナー部とコーナー部以外の平坦部あるいは表
面の凸部と凹部とで異なつている必要がある
ので、コーナー部あるいは凸部の曲率半径
は、約５mmＲ以下が好ましく、浸漬処理浴、
塗膜の厚さ等の処理条件によつては限界の曲
率半径が更に小さくなり、被処理材のコーナ
ー部あるいは凸部の曲率半径が大きくなる
と、コーナー部とコーナー部以外の平坦部あ
るいは凸部と凹部との塗膜厚さの違いが少な
くなるので、選択的な陽極電解処理を施す事
が困難になる。

(3) バリヤー層の増膜作用のある浴中での陽極電
解処理工程 膜厚分布の異なつた塗膜を有する被処理材に
本工程で陽極電解処理を施した場合、電気抵抗
の小さい部分、一般には塗膜厚さの薄い部分に
は、バリヤー層が厚く形成され、逆に塗膜厚さ
の厚い平坦部や凹部のバリヤー層は増膜され難
く、後の電解着色時において低めの電圧で電解
着色を行なえば、陽極処理が施されてバリヤー
層が厚く形成された部分には着色せず、バリヤ
ー層の増膜されていないコーナー部以外の平坦
な部分や凹部に選択的着色が可能となる。

その際、陽極電解処理電圧は、陽極酸化皮膜
処理電圧や着色浴の種類等により制約を受ける
が、10V〜70Vの範囲が適当で、好ましくは
15V〜25Vである。また本工程での陽極電解処
理に用いる電解浴は、酸性又はアルカリ性もし
くはそれらの塩の水溶液、あるいは着色液等で
もよく、バリヤー層が厚くなるものなら何を用
いても差支えないものであるが、好ましくは、
無機酸として硫酸、スルフアミン酸、ホウ酸な
ど、有機酸としてはシユウ酸、酢酸、クエン
酸、酒石酸、マレイン酸、スルホサリチル酸、
コハク酸、マロン酸等があげられ、アルカリ性
としては無機酸及び有機酸のアンモニウム塩、
アルカリ塩等がある。

(4) 塗膜剥離工程 この工程で塗膜の剥離に使用する剥離処理浴
としては、前の工程で塗膜の形成に用いられた
浸漬処理浴の種類に適した剥離処理浴を使用す
ればよく、例えば東亜ペイント(株)製TFS塗料
トアトリペイントS8001（AL−２）の場合はト
リクレン、神東塗料(株)製電着塗料AL−200−50
ではトリエチルアミン、ジエチルアミン、酢酸
等がよく、神東塗料(株)製水溶性アクリル塗料Ｓ
−7450ではアルカリ性浴がよい。この場合、水
酸化ナトリウムや水酸化カリウムは陽極酸化皮
膜を溶解しやすいので、好ましくはアンモニア
水あるいは無機又は有機のアンモニウム塩を用
いる方がよく、前記のアンモニア水や無機又は
有機のアンモニウム塩は、後の着色に悪影響を
及ぼす恐れがない。

(5) 陽極酸化皮膜の活性化処理工程 この工程での活性化処理は、前記の各工程と
違つて必須のものではなく、次の工程における
着色処理を容易にするための処理なので、濃色
の色調を得たい場合、又は剥離処理浴の種類に
より、必要に応じて行なえばよい。そして本工
程の活性化処理に用いる方法や電解液は特定さ
れるものではなく、陽極酸化皮膜が活性化され
るものであれば何を用いても差支えないが、経
済性、作業性等の観点から当初の陽極酸化皮膜
処理に供した電解浴への浸漬やこの浴中で陽極
電解処理を行なえばよい。

(6) 着色処理工程 前記の各処理工程を経た被処理材は、この
後、少なくとも１回の電解着色を含む電解着色
又は染色による着色処理を施し、被処理材の表
面にコーナー部とコーナー部以外の平坦部ある
いは表面の凸部と凹部とで色調の異なつた模様
着色を得るが、その際、本工程での１回目の着
色を第１次着色、２回目の着色を第２次着色と
すると、前の工程で塗膜を剥離した被処理材の
表面は、陽極電解処理の施されていない部分と
陽極電解処理の施されている部分とに分かれる
ので、電解着色の場合、第１次着色では、陽極
電解処理の施されていない部分には着色し、陽
極電解処理の施されている部分には着色しない
電圧で着色処理を行なう必要がある。この場合
の着色電圧は、陽極電解処理電圧又は着色浴の
種類により異なるので一概には言えないが、
10V〜70Vの範囲内で一般には10V〜20Vが適
当である。このようにして第１次着色のみで着
色処理を終了すれば、被処理材の表面に、陽極
電解処理の施されていない部分のみが着色し、
陽極電解処理の施されている部分が未着色の模
様着色皮膜が得られる。そして、陽極電解処理
が施されている未着色部分への着色は、第１次
着色で得られた色調と異なつた色調が得られる
着色浴を用いて電解着色を行なえばよく、この
場合の着色電圧は、陽極電解処理電圧又は着色
浴の種類により多少異なるので一概には言えな
いが、10V〜70Vの範囲内で一般には10V〜
30Vが適当である。

また、着色処理に染色を用いる場合には、陽
極電解処理の有無は着色に影響しない事から、
第１次着色に染色による着色処理を適用した時
には、陽極電解処理の有無に関係なく被処理材
全面に着色が施されるので、第２次着色として
は、陽極電解処理の施されていない部分に第１
次着色とは異なつた色調が得られるような着色
浴を用いて電解着色を行なう。一方、第２次着
色に染色による着色処理を適用する場合には、
第１次着色として電解着色を施し、被処理材表
面の陽極電解処理が施されていない部分にのみ
着色し、第２次着色として第１次着色とは異な
つた色調が得られるような染色浴を用いて陽極
電解処理の施されている部分に着色する。前記
の場合、被処理材表面の陽極電解処理が施され
ていない部分は、第１次着色と第２次着色の二
種類の色が重なり合つたものになるため、全く
新しい色調を得ることができる。いずれにして
も、本発明方法では電解着色法又は染色法が用
いられるが、必ず１回以上の電解着色を必要と
する。

以下、本発明による模様着色処理方法の具体的
な実施例を幾つか次に掲げるが、本発明は必ずし
もこれらの実施例のみに拘束されるものではな
い。

実施例 １ 一辺が75mmの方形でコーナー部の曲率半径が
1.0mmＲの断面形を有する6063S−T5のアルミニ
ウム押出形材を長さ200mmに切断した後、通常の
前処理を施し、浴温20℃、150g／の硫酸浴に
て電流密度1.2A／ｄm²で30分間の陽極酸化処理
を行ない、次にこの形材を神東塗料(株)製の電着塗
料AL−200−50樹脂分15％水溶液に浸漬し、
0.6m／分の引上げスピードで液中から引上げて
30分間室内に放置した。その際、コーナー部以外
の塗膜厚は約7μmであつた。

そして、この形材を浴温20℃、150g／の硫
酸浴中にて電圧30Vで２分間の陽極電解処理を行
なつた後、浴温25℃、99％酢酸浴中に５分間浸漬
して塗膜を剥離した。その後、浴温35℃、硫酸ニ
ツケル50g／、ホウ酸40g／の着色浴中でニ
ツケルを陽極として電圧11V、１分間の直流陰極
電解を行なつたところ、コーナー部は未着色でコ
ーナー部以外の部分はブロンズ色の模様着色皮膜
を得た。

実施例 ２ 実施例１と同一の形状寸法を有するアルミニウ
ム押出形材（6063S−T5）に前記実施例１と同様
の前処理及び陽極酸化処理を施し、次に神東塗料
(株)製水溶性アクリル塗料Ｓ−7450の樹脂分11％の
水溶液に浸漬し、1.2m／分の引上げスピードで
液中から形材を引上げ、80℃の温度で20分間の乾
燥を行なつた。その際、コーナー部以外の塗膜厚
は約3μmであつた。

そして、この形材を浴温25℃、50g／ホウ酸
浴中で電圧18V、２分間の陽極電解処理を行なつ
た後、浴温20℃、0.1％アンモニア水中に５分間
浸漬して塗膜を剥離した。

その後、前記形材を浴温25℃、硫酸ニツケル
100g／、ホウ酸40g／の着色浴中でニツケル
を対極として電圧11V、５分間の交流電解を行な
つたところ、コーナー部は未着色でコーナー部以
外の部分は黒褐色の着色皮膜が得られた。

次に、この形材を浴温20℃、硫酸マンガン
10g／、過酸化水素20ml／の着色浴中でカー
ボンを陽極として電圧20V、30秒間の直流陰極電
解を行なつたところ、コーナー部はゴールド色で
コーナー部以外の部分は黒褐色の模様着色皮膜が
得られた。

実施例 ３ 一辺が50mmの方形でコーナー部の曲率半径が
0.4mmＲの断面形を有する6063S−T5のアルミニ
ウム押出形材を長さ200mmに切断し、通常の前処
理を施した後、浴温20℃、150g／の硫酸浴中
にて電流密度1.2A／ｄm²で30分間の陽極酸化処
理を行なつた。

次にこの形材を神東塗料(株)製水溶性アクリル塗
料Ｓ−7450の樹脂分11％の水溶液に浸漬し、
0.6m／分の引上げスピードで液中から形材を引
上げ、60℃の温度で10分間の乾燥を行なつた。こ
の場合、コーナー部以外の膜厚は約2.5μmであつ
た。

そして、この形材を浴温30℃、50g／のコハ
ク酸浴中で電圧20V、２分間の陽極電解処理を行
なつた後、浴温温20℃、0.1％アンモニア水中に
２分間浸漬して塗膜を剥離した。その後、この形
材を浴温20℃、150g／、硫酸浴中にて電圧
15V、１分間の陽極電解による皮膜活性化処理を
行なつた。

次に、前記形材を浴温35℃、硫酸ニツケル
100g／、ホウ酸45g／の着色浴中でニツケル
板を陽極として電圧11V、90秒間の直流陰極電解
を行なつたところ、コーナー部が黒色の着色皮膜
が得られた。

その後、この形材を浴温50℃、シユウ酸第二鉄
アンモニウム5g／の染色浴中で10分間の浸漬
処理を行なつたところ、コーナー部以外の部分が
黄色でコーナー部が黒色の模様着色皮膜が得られ
た。

実施例 ４ 実施例３と同一の形状寸法を有するアルミニウ
ム押出形材（6063S−T5）に前記実施例１と同様
の前処理及び陽極酸化処理を施した後、神東塗料
(株)製の溶剤型塗料ポリンALクリヤUNを樹脂分
５％に希釈した塗料浴に浸漬し、0.6m／分の引
上げスピードで浴中から形材を引上げ、温度60℃
で５分間の乾燥処理を行なつた。その際、塗膜厚
は約1μmであつた。

次に、この形材を浴温25℃、50g／シユウ酸
浴中で電圧20V、２分間の陽極電解処理を行な
い、ラツカーシンナー中に10分間浸漬して塗膜を
剥離した後、浴温20℃、50g／スルフアミン酸
浴中で電圧15V、１分間の陽極電解による皮膜活
性化処理を行なつた。

その後、前記形材を浴温35℃、硫酸ニツケル
50g／、ホウ酸40g／の着色浴中でニツケル
を陽極として電圧11Vで１分間の直流陰極電解を
行なつたところ、コーナー部が未着色でコーナー
部以外の部分がブロンズ色の着色皮膜が得られ
た。

次に、この形材を浴温20℃、硫酸マンガン
10g／、過酸化水素20ml／の着色浴中でカー
ボンを陽極として電圧25V、30秒間の直流陰極電
解を行なつたところ、コーナー部がゴールド色で
コーナー部以外の部分がブロンズ色の模様着色皮
膜が得られた。

実施例 ５ 一辺が40mmの方形でコーナー部の曲率半径が
0.4mmＲの断面形を有するアルミニウム押出形材
（6063S−T5）を長さ200mmに切断し、通常の前処
理を施した後、浴温20℃、150g／硫酸にて電
流密度1.2A／ｄm²で30分間の陽極酸化処理を行
なつた。

次に、この形材を東亜ペイント(株)製TFS塗料
トアトリペイントS8001（AL−２）、浴温80℃、
固形分濃度12％の塗料浴中に浸漬し、0.5m／分
の引上げスピードで形材を浴中から引上げたとこ
ろ、塗膜厚は約1μmであつた。

そして、前記形材を浴温25℃、25g／シユウ
酸アンモニウム浴中で電圧16V、２分間の陽極電
解処理を行なつた後、浴温50℃のトリクレン中に
５分間浸漬して塗膜を剥離した。

次に、この形材を浴温20℃、硫酸第一スズ
5g／、硫酸7g／の着色浴中で電圧11V、５分
間の交流電解を行なつたところ、コーナー部は未
着色でコーナー部以外の部分はブロンズ色の着色
皮膜が得られた。

その後、この形材を浴温20℃、二酸化セレン
15g／、硫酸銅0.6g／、硫酸亜鉛0.3g／の
着色浴中でカーボンを陽極として電圧17V、１分
間の直流陰極電解を行なつたところ、コーナー部
はゴールド色でコーナー部以外の部分はブロンズ
色の模様着色皮膜が得られた。

以上のように、本発明の方法によれば、陽極酸
化皮膜形成後のアルミニウムに模様着色を施す場
合、着色処理に先立つて、合成樹脂塗料浴への浸
漬処理、バリヤー層の増膜作用のある浴中での陽
極電解処理、塗膜の剥離処理など一連の処理を施
してから、少なくとも１回の電解着色を含む電解
着色又は染色による着色処理を行なうので、従来
法のような熱硬化型の着色塗料を用いて着色を行
なわずに、被処理材の表面にコーナー部とコーナ
ー部以外の平坦部あるいは表面の凸部と凹部とで
色調の異なつた模様着色を得る事が出来、これを
室内建具用のアルミニウム押出形材はじめ、各種
アルミニウム材料の表面処理加工に適用すれば、
現有設備を利用して簡単に模様着色を実現するこ
とが可能になり、然かも耐食性に優れ且つ美麗な
模様着色が得られる事とも相俟つて、斯業の発展
に大きな貢献を果すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム又はア
   ルミニウム合金を被処理材として合成樹脂塗料浴
   中に浸漬して所定の速度で引上げ、被処理材の表
   面にコーナー部とコーナー部以外の平坦部あるい
   は表面の凸部と凹部とで膜厚分布の異なつた塗膜
   を形成せしめ、次に、陽極電解処理を施してバリ
   ヤー層を選択的に増膜せしめた後、一旦、被処理
   材表面の塗膜を剥離し、必要に応じて陽極酸化皮
   膜の活性化処理を行ない、その後、少なくとも１
   回の電解着色を含む電解着色又は染色による着色
   処理を施し、被処理材の表面にコーナー部とコー
   ナー部以外の平坦部あるいは表面の凸部と凹部と
   で色調の異なる模様着色を得ることを特徴とする
   アルミニウム又はアルミニウム合金の模様着色処
   理方法。 ２ 前記の着色処理が１回の電解着色処理のみで
   行なわれる特許請求の範囲第１項記載の模様着色
   処理方法。 ３ 前記の着色処理が電解着色による第１次着色
   処理及び第１次着色と異なつた色調が得られる電
   解着色による第２次着色処理で行なわれる特許請
   求の範囲第１項記載の模様着色処理方法。 ４ 前記の着色処理が染色による第１次着色処理
   及び第１次着色と異なつた色調が得られる電解着
   色による第２次着色処理で行なわれる特許請求の
   範囲第１項記載の模様着色処理方法。 ５ 前記の着色処理が電解着色による第１次着色
   処理及び第１次着色と異なつた色調が得られる染
   色による第２次着色処理で行なわれる特許請求の
   範囲第１項記載の模様着色処理方法。