JPH0273997A - チタン及びチタン合金の着色皮膜形成方法 - 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、主として装飾品や建材などの装飾用途に使用
されるチタン及びチタン合金の着色皮膜形成方法に関す
る。

（従来の技術） 本発明者等は、以前に、チタン及びチタン合金（以下チ
タンと略称する）の皮膜形成方法として、硫酸とリン酸
と酸化剤とから成る３液タイプの電解浴を用いて、チタ
ンを陽極酸化するようにしたものを、特開昭６３−１１
１１９８号公報において、また、過酸化水素水と、無機
酸又は有機酸とから成る２液タイプの電解浴を用いて、
チタンを陽極酸化するようにしたものを、特願昭６２−
１３２０８５号公報などにおいて提案した。

しかして、以上の各陽極酸化処理方法では、その何れも
が、チタンの表面に灰色系で無彩色の酸化皮膜が均一に
形成される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、最近では、特に装飾品や建材などにおいて、
その装飾価値を島めるために、チタンの表面に強固な有
彩色の着色皮膜を形成することが望まれているが、前記
各方法では、灰色系で無彩色の酸化皮膜しか得ることが
できす、しかも得られた皮膜に指触跡などの汚れが付着
し易い問題があったのである。

尚、チタン表面への着色皮膜形成法として、無機酸など
の電解浴中で陽極酸化処理することにより、干渉皮膜を
形成することが知られているが、斯かる干渉皮膜は、極
めて薄膜で弱いばかりが、指触跡などが付着し易くて、
実際上利用することはできなかったのである。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、指触跡などの汚れが付着し難くて、強固で各種
有彩色の着色皮膜を形成することかできるチタン及びチ
タン合金の着色皮膜形成方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、チタン及びチ
タン合金の陽極酸化皮膜形成用の電解洛中に、金属塩を
添加して、陽極酸化を行うようにしたものである。

前記チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電解
浴としては、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸、ホウ酸などの
無機酸から選択された１種又は２種以上の水溶液が使用
される。

また、「記電解浴としては、前記無機酸の１種又は２種
以上に過酸化水素水を添加した混合溶液を使用すること
も可能である。

更に、前記電解浴としては、スルホサリチル酸、ナフタ
レンジスルホン酸、クレゾールスルホン酸などのスルホ
ン酸類から選択された有機酸の１種又は２種以上に、過
酸化水素水を添加した混合溶液も使用可能である。

また、前記電解浴としては、前記無機酸と、前記スルホ
ン酸類、又はンユウ酸、酒石酸、酢酸な一 とのカルボン酸類から選択された有機酸の１種又は２種
以上の混合溶液も使用可能である。

更に、前記電解浴としては、ホウ砂、ホウ酸アンモニウ
ム、重炭酸ナトリウム、リン酸アンモニウムなとの無機
塩から選択された１種又は２種以−１−の水溶液を使用
することもできる。

また、前記電解浴としては、前記無機酸と前記無機塩の
１種又は２種以上の混合溶液を使用することもできる。

更に、前記電解浴としては、Ｎ　ａ　１Ｋ　Ｎ　Ｃａ　
ＮＬｉ１Ｍｇの水酸化物、又は水溶性の炭酸塩、若しく
は水酸化アンモニウムなどのアルカリ水溶液の１種又は
２種以上が使用可能である。

また、前記電解浴中に添加する金属塩としては、Ａｇ１
Ａｕ１Ａｌｔ　Ｂａｔ　Ｂ１１Ｃａ１Ｃｄ１Ｃｕｔ　Ｃ
ｒｌＣｏｌＦｅｌＭｎ１Ｍｇｔ　Ｍｏ１Ｎｉ１Ｎｂ１Ｐ
ｂ１Ｐｔ１Ｓｒ１Ｓｎ１Ｓｅ１Ｓｂ、５ｉ１Ｔｉ＞　Ｖ
Ｎ　Ｚｎ１Ｗのハロゲン化物、硫酸塩、鎖酸塩、アンモ
ニウム塩、ミョウバンなどの無機塩、並びにシュウ酸塩
、クエン酸塩、酒石酸塩などの有機塩から選択された１
種又は２種以上が使用される。

（作用及び効果） 以上のように、前記各種電解浴中に前述した各種金属塩
を添加して陽極酸化処理を行うことにより、チタン及び
チタン合金の表面に、添加された金属塩が酸化物や水酸
化物となって析出結合し、金属特有の色をもった各種有
彩色の強固な酸化皮膜が形成され、また、前記チタン及
びチタン合金の表面に、金属酸化物や金属水酸化物が析
出結合されることから、表面か均一かつ滑らかになって
、指触跡などの汚れが付着し難くなる。

（実施例） 以下本発明にかかるチタン及びチタン合金の着色皮膜形
成方法を、具体例を挙げて説明する。

具体例１ １００７／Ｘｉの硫酸溶液から成る電解浴中に、５０　
ｆ；！／　Ｙにの硫酸コバルト・７永和物を添加して、
浴電圧１５０Ｖで２０分間、また、浴電圧２００Ｖで３
０分間、純チタン板を陽極酸化した。

この結果、浴電圧１５０Ｖで２０分間処理したものは、
純チタン板の表面に、膜厚２．３μｍで灰緑色の着色酸
化皮膜が、また、浴電圧２００Ｖで３０分間処理したも
のは、純チタン板の表面に、膜厚４．１μｍで黄緑色の
着色酸化皮膜か形成された。

具体例２ ３０　ｌ’　／　Ｙにのリン酸と、１５０％’／腎の硫
酸との混合溶液から成る電解洛中に、３０？／腎の硫酸
銅・５水和物を添加して、浴電圧１５０Ｖで１５分間、
また、浴電圧２００Ｖで２５分間、純チタン板を陽極酸
化した。

この結果、浴電圧１５０Ｖで１５分間処理したものは、
純チタン板の表面に、膜厚１．８μｍで灰黒色の着色酸
化皮膜が、また、浴電圧２００Ｖで２５分間処理したも
のは、純チタン板の表面に、膜厚５．２μｍで褐色の着
色酸化皮膜が形成された。

具体例３ １０　’；！　／　Ｖ−Ｌの過酸化水素水と、３５？／
Ｈのリン酸と、２５　？／　ｕの硫酸との混合溶液から
成る電解浴中に、５０？／￥にの硫酸クロム・カリウム
・１２水和物を添加して、浴電圧２００Ｖで２０分間、
また、浴電圧２５０Ｖで３０分間、純チタン板を陽極酸
化した。

この結果、浴電圧２００Ｖで２０分間処理したものは、
純チタン板の表面に、膜厚４．７μｍでモスグリーンの
着色酸化皮膜が、また、浴電圧２５０Ｖで３０分間処理
したものは、純チタン板の表面に、膜厚６．３μｍで黄
緑色の着色酸化皮膜が形成された。

具体例４ １０　？　／　ＹＺのホウ酸に２０　？　／　Ａにのホ
ウ砂を溶解して成る電解浴中に、２０　′ｊ１９／　ｔ
Ｚの硝酸第２鉄アンモニウムを添加して、浴電圧１８０
Ｖで２２分間、また、浴電圧２３０Ｖで３５分間、純チ
タン板を陽極酸化した。

この結果、浴電圧１８０Ｖで２２分間処理したものは、
純チタン板の表面に、膜厚２．０μｍで茶色の着色酸化
皮膜が、また、浴電圧２３０Ｖで３５分間処理したもの
は、純チタン板の表面に、膜厚５．１μｍで赤茶色の着
色酸化皮膜が形成された。

具体例５ ５０　？　／　ＹＺの水酸化す）　ＩＪウムから成る電
解浴中に、１０？／′Ａにの塩化アルミニウムを添加し
て、浴電圧２１０Ｖで３０分間、また、浴電圧３００■
で４０分間、純チタン板を陽極酸化した。

この結果、浴電圧２１０Ｖで３０分間処理したものは、
純チタン板の表面に、膜厚４．５μｍで灰白色の着色酸
化皮膜が、また、浴電圧３００ｖで４０分間処理したも
のは、純チタン板の表面に、膜厚９．７μｍで乳白色の
着色酸化皮膜が形成された。

具体例６ １０　？　／　ＬＬのホウ酸アンモニウムと、１５？／
腎の硫酸アンモニウムとの混合溶液から成る電解浴中に
、１００？／￥是の硫酸ニッケルを添加し、浴電圧２５
０Ｖで２５分間、また、浴電圧３５０Ｖで４０分間、純
チタン板を陽極酸化した。

この結果、浴電圧２５０Ｖで２５分間処理したものは、
純チタン板の表面に、膜厚５．３μｍで赤紫色の着色酸
化皮膜が、また、浴電圧３５０Ｖで４０分間処理したも
のは、純チタン板の表面に、膜厚８．５μｍで青紫色の
着色酸化皮膜が形成された。

具体例７ ３０　？　／　Ａ是の硫酸と、１０？／ＹＺのスルホサ
リチル酸との混合溶液から成る電解浴中に、１０？／讐
の硫酸マンガンを添加して、浴電圧１８０Ｖで２０分間
、また、浴電圧２３０Ｖで３５分間、純チタン板を陽極
酸化した。

この結果、浴電圧１８０Ｖで２０分間処理したものは、
純チタン板の表面に、膜厚２．３μｍで茶色の着色酸化
皮膜が、また、浴電圧２３０ｖで３５分間処理したもの
（１，純チタン板の表面に。

膜厚５．４／’ｍで赤茶色の着色酸化皮膜力Ｓ形成され
た。

まえ、前記具体例１〜７で得らｉ″したも着色酸化皮膜
について、ＪＩＳ　−８８６０２に基づいた促進耐候性
試験？行ったところ、１０００時間変色せず、ま念、指
触跡も付着しなかった。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴中に、金属塩を添加して、陽極酸化を行うことを特
   徴とするチタン及びチタン合金の着色皮膜形成方法。
2. （２）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴が、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸、ホウ酸などの無機
   酸から選択された１種又は２種以上の水溶液であること
   を特徴とする請求項１記載のチタン及びチタン合金の着
   色皮膜形成方法。
3. （３）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴が、前記無機酸の１種又は２種以上に過酸化水素水
   を添加した混合溶液であることを特徴とする請求項１記
   載のチタン及びチタン合金の着色皮膜形成方法。
4. （４）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴が、スルホサリチル酸、ナフタレンジスルホン酸、
   クレゾールスルホン酸などのスルホン酸類から選択され
   た有機酸の１種又は２種以上に、過酸化水素水を添加し
   た混合溶液であることを特徴とする請求項１記載のチタ
   ン及びチタン合金の着色皮膜形成方法。
5. （５）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴が、前記無機酸と、前記スルホン酸類、又はシュウ
   酸、酒石酸、酢酸などのカルボン酸類から選択された有
   機酸の１種又は２種以上の混合溶液であることを特徴と
   する請求項１記載のチタン及びチタン合金の着色皮膜形
   成方法。
6. （６）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴が、ホウ砂、ホウ酸アンモニウム、重炭酸ナトリウ
   ム、リン酸アンモニウムなどの無機塩から選択された１
   種又は２種以上の水溶液であることを特徴とする請求項
   １記載のチタン及びチタン合金の着色皮膜形成方法。
7. （７）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴が、前記無機酸と前記無機塩の１種又は２種以上の
   混合溶液であることを特徴とする請求項１記載のチタン
   及びチタン合金の着色皮膜形成方法。
8. （８）チタン及びチタン合金の陽極酸化皮膜形成用の電
   解浴が、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇの水酸化物、又は
   水溶性の炭酸塩、若しくは水酸化アンモニウムなどのア
   ルカリ水溶液の１種又は２種以上であることを特徴とす
   る請求項１記載のチタン及びチタン合金の着色皮膜形成
   方法。
9. （９）金属塩が、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ
   、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、
   Ｎｉ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｓ
   ｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｎ、Ｗのハロゲン化物、硫酸塩、硝酸
   塩、アンモニウム塩、ミョウバンなどの無機塩、並びに
   シュウ酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩などの有機塩から選
   択された１種又は２種以上であることを特徴とする請求
   項１記載のチタン及びチタン合金の着色皮膜形成方法。