JPH03240971A

JPH03240971A - Ａｌ、Ａｌ合金またはこれらのめっき鋼板の黒色化処理方法

Info

Publication number: JPH03240971A
Application number: JP3556290A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Nakagawa; 中川　善隆; Takenori Deguchi; 出口　武典; Hirobumi Taketsu; 博文武津; Takeo Sakai; 酒井　武雄
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1991-10-28
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JP2794674B2

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、化学処理法により色調の変動がなく、耐食性
、耐熱性に優れた黒色皮膜を安価に形成できるＡｌ、Ａ
ｌ合金またはこれらのめっき鋼板の黒色化処理方法に関
する。

（従来技術）事務用機器、電気製品、自動車部品などの分野では、黒
色外観のものが重厚感を与えるので、外板やケースなど
の製造に黒色の＾１やＡ１合金またはこれらのめっき鋼
板が従来上り使用されている。

これらの材料は、陽極酸化による電解発色法や電解着色
法、陽極酸化後染料を吸着させる染色法、表面に黒色塗
膜を形成する塗装法および酸化性溶液で発色させる化学
処理法などで＾ｌやＡ１合金またはこれらのめっき鋼板
を処理して黒色化させたものである。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、電解発色法や電解着色法は、複雑な前処理や後
処理を必要とし、また、電解時間も５〜１０ｍ１ｎと長
く、しかも、僅かな電解条件により色調が変化してしま
う。このため、処理費が高価になり、色調を同一にする
のが困難であった。また、染色法で黒色化したものは、
使用期間が長くなるにつれて退色してしまうものであっ
た。さらに、塗装法によるものは、塗膜が絶縁性で耐熱
性にも劣るため、抵抗溶接や半田付けを必要とする用途
や耐熱性は必要とする用途に使用できず、用途に制限が
あった。また、化学処理法は、発色までに時間を要し、
処理条件に上り色調が変動し、色調を一定に保つことが
困難であった。

以上の上うなことから、色調が安定し、耐食性、耐熱性
に優れた黒色＾１や＾１重合点たはこれらのめつき鋼板
を安価に得ることのできる方法が要望されていた。

本発明は、かかる要望を満たす＾１、＾１重合点たはこ
れらのめっき鋼板の黒色化処理法を提供するものである
。

（問題点を解決するための手段）本発明は、化学発色法に上り色調が安定し、耐食性、耐
熱性に優れた黒色皮膜を＾１または＾１めつき鋼板に安
価に形成できるようにしたもので、第１発明は、＾１、
＾１重合点たはこれらのめっき鋼板を過マンガン酸のア
ルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩１〜２００ｇ／
ｌ、コバルト１〜１００ｇ／ｌ、７ツ素０，１〜１００
ｇ／ｌおよＵ硝酸０．１〜１００ｇ／ｌを含む水溶液で
処理することを特徴とし、第２発明は、前記組成の水溶
液での処理後、クロム付着量が１〜３００１１１１／Ｉ
Ｉ２のクロメート皮膜を形成することを特徴とし、また
、第３発明は、前記組成の水溶液で処理後、クロム付着
量が１〜３００　ｍｇ７ｍ２のクロメート皮膜を形成し
、その後、皮膜厚が０．１〜５μｍの有ｆｉ系樹脂皮膜
または無ＷＩＭ皮膜を形成することを特徴としている。

（作用）本発明の原理は、７−／　ｌイオンと硝酸より電離した
水素イオンとでアルミニウム表面をエツチングするとと
もに、硝酸の酸化力で酸化して、アルミニウムの酸化皮
膜を成長させて、その皮膜の成長過程で皮膜中にマンガ
ンとコバルトとを析出させ、表面を黒色化させるのであ
る。

第１発明において、過マンガン酸のアルカリ金属塩また
はアルカリ土類金属塩の濃度を１〜２００ｇ／ｌにした
（ｒ）は、１９７Ｃ未満であると、十分なる発色が起こ
らず、２００ｇ／ｌを越えると、局部的にマンガンの異
常析出が起こり、色調を一定にするのが困難になるから
である。これらの過マンがン酸塩の一部または全部を他
のマンがン化合物で置換した場合、反応性が劣ってしま
い、処理時開が長くなる。過マンガン酸塩としては、過
マンガン酸カリウムが最も反応性に優れ〜するので、好
ネしい。

また、コバルト濃度を１〜１００９７ｅにしたのは、１
ｇ／ｌ未満であると、十分発色せず、１００ｇ／ｌを越
えると、コバルトが過剰に析出して、皮膜の耐食性を低
下させるからである。このコバルトは、硝酸塩の形で添
加すると、水溶液の酸化力が大きくなり、最も好ましい
が、硫酸塩、塩化物の形で添加してもよい。

さらに、フッ素濃度を０．１〜１００ｇ／ｌにしたのは
、０．１ｇ／ｌ未満であると、水溶液の反応性が低下し
、アルミニウムのエツチングが起こりにくくなり、１０
０ｇ／ｌを越えると、エツチング力が過剰になり、生成
した黒色皮膜を溶解するためである。この７７素は、ナ
トリウム塩、カリウム塩の形で添加するのが好ましい。

また、硝酸濃度を０．１〜１００ｇ／ｌにしたのは、０
．１９７ｅ未満ではエツチング力、酸化力とも不足する
ため、十分な反応が起こらず、１００ｇ／ｌを越えると
、アルミニウムが過剰に溶解するためである。

上記水溶液での処理は、浸漬法、スプレー法など公知方
法により行い、処理条件は、液温を４０〜９０℃にして
、１０〜１２０秒問処理すればよい第２発明で黒色処理後クロメート皮膜形成の後処理を施
すのは、腐食により黒色皮膜表面に白錆が発生するのを
防止するためである。このクロメート皮膜は、クロムと
して１　ｍｇ／Ｊ未膚であると、耐白錆性がほとんど得
られず、３００　ｍｇ７ｍ２を越えると、クロメート皮
膜自体が干渉色を示し、色ムラになるので、クロムとし
て、１〜３００　ｍｇ／ｍ２にする。クロメート皮膜の
形成は、反応型クロメート処理でち、塗布型クロメート
処理によってもよい。

第３発明で、黒色処理およびクロメート処理後有機系樹
脂皮膜または無機系皮膜形成の後処理を施すのは、クロ
メート皮膜だけを形成したものより耐食性を高めるため
で、無機系皮膜は耐食性のほかに耐熱性をも高めたい場
合に形成する。これらの皮膜は、０．１μ−未膚である
と、耐食性、耐熱性が得られず、５μ−を越えると、絶
縁性が高くなるため、ミス抵抗溶接が困難になるため、
０．１〜５μ鶴にする。

有機系樹脂皮膜の樹脂としては、種々の樹脂を使用する
ことができるが、アクリル系樹脂、例えば、ポリメチル
（メタ）アクリレート。ポリエチル（メタ）アクリレー
ト、ポリブチル（メタ）アクリレートなどのホモポリマ
ーまたは共重合体が好ましい。皮膜に潤滑性を付与して
、加工性を良好にしたい場合には、７７素系樹脂を含有
させるとよい。

７７素系樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリクロロトリプルオロエチレン、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などを使用で
きる。

無機系皮膜としては、シリカ、アルミナ、ジルコニアな
どのように耐熱性に優れた酸化物系の皮膜が好ましい。

これらの皮膜は、シリカゾル、アルミナゾルなどの水溶
液を塗布して、焼結する方法、シリコン、アルミニウム
、ジルコニウムのフルコキシドや錯塩（例えば、金属ア
セチル７セトネート）の溶液を塗布後加水分解、脱水側
合させる方法により形成することができる。

本発明での処理は、＾１やそのめっき鋼板のほか、＾Ｉ
合金やそのめっき鋼板をも対象とするものであるが、＾
１合金としては、シリコン含有の４０３２系合金、Ｍ、
含有の５０５２系合金などのほか、はとんとすべての合
金を黒色化できる。

めっき鋼板も上記のような合金をめっきしたらのであれ
ば、溶融めっき、蒸着めっき、電気めっきなど製造方法
を問わず黒色化できる。

（実施例）＾Ｉ、＾１合金またはこれらの溶融めっき鋼板を第１表
に示す条件で黒色処理した後、後処理としで、クロメー
ト皮膜またはクロメート皮膜の上に有機系樹脂皮膜もし
くは熊ｍ系皮膜を形成した。その後、これらの黒色化鋼
板の黒色化度を色差計によるＬＩ［（値が小さい程黒色
）を測定し、測定後黒色皮膜の密着性、耐食性および耐
熱性を次のようにして調査した。

（１）皮膜密着性密着折り曲げを行った後、折り曲げ部にテープを貼付け
、剥離するテーピング試験を行い、皮膜剥離状態を次の
基準で評価した。

○　剥離が全く認められない Δ　剥離面積が１０％未満である ×　剥離面積が１０％以上である（２）耐食性ＪＩＳ　Ｚ　２３７１による塩水噴霧試験を５００時間
行い、白錆の発生状態を次の基準で評価した。

○　白錆が全く認められない Δ　白錆の発生面積が１０％未満である。

×　白錆の発生面積が１０％以上である。

（３）耐熱性６００℃で１００時間加熱後黒色化度の変化と酸化増量
を測定する方法で行った。黒色化度の変化は、加熱前後
の色差計によるＬ値の差を測定する方法により、その差
（ΔＬ）を次の基準で評価した。

○　ΔＬが１未満である Δ　ΔＬが１以上、５未満である ×　ΔＬが５以上であるまた、酸化増量は、次の基準で評価した。

○　酸化増量が０　、５　ｇ７ｍ２未満であるΔ　酸化
増量ｔｆ　Ｏ、５ｇ７１以上、２　、０　ｇ７１未満で
ある ×　酸化増量が２　、　Ｏｇ７１以上であるこれらの結
果を第２表に示す。

第２表（発明の効果）以上のように、本発明は、化学処理法で短時間に黒色化
処理することができるので、従来法上り安価で、黒色化
度も安定している。また、黒色皮膜の耐食性、耐熱性も
優れている。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ、Ａｌ合金またはこれらのめっき鋼板を過マ
ンガン酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩１
〜２００ｇ／ｌ、コバルト１〜１００ｇ／ｌ、フッ素０
．１〜１００ｇ／ｌおよび硝酸０．１〜１００ｇ／ｌを
含む水溶液で処理することを特徴とするＡｌ、Ａｌ合金
またはこれらのめっき鋼板の黒色化処理方法。
（２）第１項に記載の組成の水溶液で処理後、クロム付
着量が１〜３００ｍｇ／ｍ＾２のクロメート皮膜を形成
することを特徴とするＡｌ、Ａｌ合金またはこれらのめ
っき鋼板の黒色化処理方法。
（３）第１項に記載の組成の水溶液で処理後、クロム付
着量が１〜３００ｍｇ／ｍ＾２のクロメート皮膜を形成
し、その後、皮膜厚が０．１〜５μｍの有機系樹脂皮膜
または無機系皮膜を形成することを特徴とするＡｌ、Ａ
ｌ合金またはこれらのめっき鋼板の黒色化処理方法。