JPH0382794A - 酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の表面処理剤 - 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】 （ａ）産業上の利用分野 本発明は、酸化皮膜を有する、アルミニウム又はアルミ
ニウムを含む合金などのアルミニウム系金属における当
該酸化皮膜の表面部に耐色性、耐候性の極めて優れた不
透明な白色乃至灰白色の物質を生成させる、酸化皮膜を
有するアルミニウム系金属の表面処理剤に関する。

（ｂ）従来の技術 近時、文化生活の向上、生活様式の変化等に伴い、建材
、銘板、装飾用品、日用品又は車両等に使用されるアル
ミニウム系金ＸＵ品を着色することが要求されており、
特に、日用品、装飾用品、車両や建材等の分野ではパス
テル調に着色したアルミニウム系金属製品が看者に穏や
か且つ暖かい感じを与えることから強く要請されている
。

ところで、アルミニウム系金属製品をパステル調に着色
するには、先ず、アルミニウム系金属半製品を、基本と
なる不透明な白色乃至灰白色に着色することが必要であ
る。

従来、アルミニウム系金属半製品を不透明な白色乃至灰
白色に着色する方法として、以下に述べる表面処理方法
が提案されている。

即ち、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム系金属製品を
、 １種又は２種以上のアルカリ土類金属イオンを含むｐｉ
（７以上の水溶液に浸漬して白色化処理し、■次いで、
該アルミニウム又はアルミニウム合金材表面の白色化効
果を向上させるための後処理を行う表面仕上げ（表面処
理）方法が提案されている（特開昭５３−９２３４５号
公報）。

そして、上記工程■において、白色化効果を向上させる
ための後処理とは、ｐＨ４以下の水溶液に浸漬したり、
或いは弱アルカリの水溶液に浸漬処理することにより化
学的組成を変化させたり、粒子径などの物理的、光学的
性状を異にしたり、また、酸化皮膜の溶解、粗化等を図
り、これによって、アルミ材表面の拡散反射率を増大し
、白色を呈するようにするものである。

ところで、この方法では白色水和４を属酸化物を生成す
る金属塩と有機系キレート化合物であるしゅう酸、酒石
酸、クエン酸等を含む水溶液に浸漬しで、アルミニウム
の酸化皮膜を白色化することが記載されている。

（ｅ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、この方法は陽極酸化皮膜を有するアルミ
ニウム系金属半製品を上記の■と■の工程を経て白色な
いし灰白色に着色するものであるから工程数が多くなり
、しかも、２ｆ１の電解・反応装置やこれらに付帯する
設備、更に水洗装置を要し、加えて、それらを管理する
人員が必要となる結果、製造コストが者しく高くなるの
である。

又、この方法では、拡散反射率が増大して白色化が進行
するが、この酸化皮膜の溶解、粗化等によって当該酸化
皮膜の耐摩耗性や耐久性が低下する。

更に、この方法では、酸化皮膜を有するアルミニウム又
はアルミニウム合金材における当該酸化皮膜の微細孔中
において、アルミニウム又はアルミニウム合金材とアル
カリ土類金属の化合物とを有機系二カルボン酸などの有
機系キレート化合物で固定しているが、この結合力が弱
く、このため、後工程である封孔の際にアルカリ土類金
属の化合物が泣き出し、つまり脱色が生じ、この封孔工
程において、色ムラが生じ、実用性に欠けるなどの問題
がある。

特に、この方法は有機系キレート化合物を用い、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金材とアルカリ土類金属の化
合物とを結合しているが、有機系キレート化合物は不安
定であり、ＩＴ′を食性や耐候性が乏しく、特に産業機
械・装置、更に高温、多湿の環境下で使用される構造材
料としては不充分であり、又、建材や銘板更に車両など
に用いる場合にら所望の耐久性が得られるものではなか
った。

この場合において、この種のアルミニウム系金属製品を
高温、多湿下で使用すると有機系キレート化合物が炭化
し、この生成した炭素とアルミニウム系金属との間で局
部セルが生じ、電食が起きるため耐久性が者しく低下す
る。

本発明は、上記技術的な課題に鑑み、多年に互って鋭意
検討の結果完成されたものであり、アルミニウム系金属
と加水分解により白色ないし灰白色の水和金Ｒａ化物類
を生成する金属塩とを無機系キレート化合物類を介在さ
せて結合することにより、上記課題を一挙に解決するア
ルミニウム系金属の表面処理剤を提供することを目的と
する。

（ｄ）課題を解決するための手段 上記百的を達成するために、本発明の酸化皮膜を有する
アルミニウム系金属の表面処理剤は、以下に述べる技術
的手段を講じたものである。

即ち、本ｗ晴求項１の酸化皮膜を有するアルミニウム系
金属の表面処理剤は、加水分解により白色乃至灰白色の
水和金属酸化物類を生成する金属塩と無機系キレート化
合物類を必須成分とするものである。

本Ｈ請求項２の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の
表面処理剤は、この表面処理剤に用いられる無機系キレ
ート化合物類がポリリン酸又はその塩、ポリ亜リン酸又
はその塩、水酸アパタイトであることを特徴とするもの
である。

本願請求項３の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の
表面処理剤は、この表面処理剤に用いられる無機系キレ
ート化合物類がポリリン酸又はポリ亜リン酸から選ばれ
た少なくとも１種とポリリン酸塩又はポリ亜リン酸塩か
ら選ばれた少なくとも１種の塩の混合物或いはこの混合
物と水酸アパタイトとの混合物であることをＷ徴とする
ものである。

本ＨＩＩ求項４の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属
の表面処理剤は、この表面処理剤に用いられる無？ｆｉ
系キレート化合物類がピロリン酸、トリポリリン酸、テ
トラメタリン酸又はこれらのアルカリ金属塩、アンモニ
ウム塩或いはアルカリ土類オルト二水素リン酸塩、オル
ト亜リン酸、ピロ亜リン酸、メタ亜リン酸、次リン酸、
トリポリ亜リン酸、テトラメタ亜リン酸又はこれらのア
ルカリ金属塩或いはアンモニウム塩から選ばれた少なく
とも１種であることを特徴とするものである。

本願請求項５の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の
表面処理剤は、これに用いられる無機系キレート化合物
類がピロリン酸、トリポリリン酸、テトラメタリン酸オ
ルト亜リン酸、ピロ亜リン酸、メタ亜リン酸、次リン酸
、トリポリ亜リン酸又はテトラメタ亜リン酸から選ばれ
た少なくとも１種の酸と、 これらのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩或いはアル
カリ土類オルト二水素リン酸塩から選ばれた少なくとも
１種の塩、 の混合物であることを特徴とするものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

先ず、本願請求項１の発明について詳細に説明する。

即ち、本Ｈ請求項１の発明は、加水分解により白色乃至
灰白色の水和金属酸化物類を生成する金属塩と無機系キ
レート化合物類を必須成分とする、酸化皮膜を有するア
ルミニウム系金属の表面処理剤である。

本発明において用いられる、加水分解により白色乃至灰
白色の水和金属酸化物類を生成する金属塩は、水に可溶
性或いは難溶性の金属塩であって加水分解により白色乃
至灰白色の水和金属酸化物類を生成する金属塩であれば
待に限定されるものではない。

上記＄１の金属塩の具体的な代表例としては、亜鉛塩、
カルシウム塩、バリウム塩、ストロンチウム塩、マグネ
シウム塩又はアルミニウム塩等からなる少なくとも１種
が挙げられる。

上記金属塩の濃度としでは０．１〜１００ｇ／Ｎ、特に
好ましくは０．５〜５０ｇ／ｌとするのが望ましく、０
．１ｇ／Ｒ未満では濃度が薄くなり過ぎで充分に緻密な
皮膜が得られない場合があり、逆に１００ｇ／ｌを超え
ると濃度が高くなり過ぎて液温か下がると（例えば冬期
）金属塩が析出して濃度が変化し、この結果、表面処理
剤のＷ埋が困難になる場合があるから、好ましくない。

本発明の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の表面処
理剤は、上記金属塩と無機系キレート化合物類を必須成
分とするものである。

本発明において、用いられるｘｍ系キレート化合物類は
、表面処理剤中における金属イオンを安定化させるだけ
でなく、特に、酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の
当ＭＲ化皮膜部に上記金属塩からの生ｔ、ａｉｋ（水和
金Ｒ酸化物類等）を極めて容易に、しかも均−且つ強固
に結合させるためのものである。

このように、無（５！系キレ一ト化合ａＩ！Ｊｗｉを用
いると、酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の当該酸
化皮膜内において、金属塩がらの生成物が固定されるの
は、無ｔ９ｉ系キレート化合物類における一部のプロト
ン（Ｈｌ）、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオ
ンと金属塩からの生成物とが置換、結合し、また残部の
プロトン（Ｈ“）、アルカリ金属イオン又はアンモニウ
ムイオンがアルミニウム系金属の酸化皮膜における微細
孔内に静電気的に配位しているＡＩ”＋と置換、結合し
、このため酸化皮膜の＠細孔内に金属塩からの生成物が
固定されるためと解される。

又、金属塩からの加水分解物（コロイド物質）は負に帯
電しており、これを、酸化皮膜において微細孔中のＡＩ
’＋や他の４ｒ属イオン（アルカリ４を属のイオンや金
属塩からの金属イオン）の周囲に電気的に引き付けられ
、この結果、該微細孔内に、この金属塩からの生成物が
集中し、この結果、複雑な形成のアルミニウム系金属で
も均一に着色できるためと解される。

更に、この微細孔内において、金属塩から生成した生成
物は静電ス的に固定されているから、封孔の際に脱離、
つまり脱色し難く、均一に着色しうるためと解されるの
である。

事実、無機系キレート化合物類を用いることに上り、優
れた特性のパステルカラーの皮膜が得られるのである。

本発明において、用いられる無機系キレート化合物類と
しては上述の機能のうち少なくとも１種の機能を発現す
るものであれば特に限定されるものではなく、具体的に
は、例えばポリリン酸又はその塩、ポリ亜リン酸又はそ
の塩、水酸アパタイト、チオ硫酸塩、ホウ酸或いはその
アルカリ金属塩又はアンモニウム塩、ポリホウ酸或いは
そのアルカリ金属塩又はアンモニウムｍ等が挙げられる
。

これらの中には水に不溶の無機系キレート化合物類も含
まれるが、これを水に分散させることにより使用できる
のである。

上記無機系キレート化合物類の濃度としては、用いる金
Ｒ塩の種類や濃度によっても異なるが、一般に０．１〜
５０ｇ／ｌの範囲、特に１〜２０ｇ／ｌの範囲が好まし
く、０．１ｇ／ｌ！未満では所望の効果が得られないの
であり、逆に５０ｇ／ｌを超えると効果に限界が生じる
上、不Ｕ済である。

ところで、本発明においては有機系極性溶媒を用いても
よいが、該有機系極性溶媒としては水溶性の極性溶媒で
あれば特に限定されるものではなく、具体的には、例え
ばメタノール、エタノール等の低級アルコール、アセト
ン、メチルエチルケトン、ノエチルケトン等のケトン類
、エーテル、ノエチルエーテル等のエーテル類等が挙げ
られる。

上記有ｔ９ｉ系極性溶媒の濃度としては０．１〜２５容
量％とするのが好ましい。

即ち、本発明の表面処理剤中には、上記無機系キレート
化合物類が含有されていることによって、酸化皮膜を有
するアルミニウム系金属を浸漬するだけでその表面部に
優れた特性の白色乃至灰白色の緻密な皮膜を形威し得る
のであるが、更に、これに有機系極性溶媒を含有させる
ことにより、金属塩からの生成物の安定化を図ることが
できるので好ましい。

上記有機系極性溶媒の濃度が０．１容量％未満では薄く
なり過ぎて充分な効果が得られない場合があり、逆に２
５容量％を超えると濃度が高くなり過ぎて上記金属塩の
溶解性に影響を与えるから好ましくない。

そして、本発明の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属
の表面処理剤（以下、表面処理剤という）は上記金属塩
と、無機系キレート化合物類を必須成分とし、これに水
や所望によりｐＨＷ整剤が加えられた溶液である。

そして、この表面処理剤のｐＨは１．５〜８の範囲、特
に３〜６の範囲にするのが望ましく、ｐＨが１．５未満
になると酸性度が高くなり過ぎて皮膜が破壊される恐れ
があり、又、逆にｐｎが８を超えると上記金属塩が加水
分解されて表面処！！Ｊ、、剤が保存中や取扱い中に白
濁したり、無機系キレート化合物が加水分解してその効
果が低下するのであり、しかも酸化皮膜を有するアルミ
ニウム系金属を浸清した際、加水分解により生成した白
色乃至灰白色の水和金属酸化物類の粒子が大きくなり過
ぎて上記アルミニウム系Ｊｋ属の表面部（酸化皮膜部）
に浸入できなくなったり、或いは緻密な皮膜が得られな
くなる恐れがあるから好ましくない。

上記ｐＨ調整剤としては、硫酸、リン酸、ホウ酸等の無
機酸、酢酸、クエン酸、コハク酸、グルコン酸、グリシ
ン、マロン酸、好酸、ギ酸等の有機酸、アルカリ金属の
水酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩、アンモニア、アミン類
、有機酸のアルカリ金属塩等が挙げられるが、これらの
うち特に無機系の酸や塩基（炭酸塩や重炭酸塩も含む）
が耐久性、耐食性が著しく高いので望ましいにれらの酸
又は塩基或いは有機酸のアルカリ金属塩は１種類を用い
てもよいし、２種以上を併用してもよく、特にその併用
がより有効な場合もある。

次に、本願請求項２の発明について詳細に説明する。

本ｉ請求項２の発明は、請求項１の表面処理剤において
、この表面処理剤に用いられる無機系キレート化合物類
がポリリン酸又はその塩、ポリ亜リン酸又はその塩、水
酸アパタイトであることをＵ徴とするものである。

つまり上記本Ｈ請求項】の表面処理剤においてはこれに
用いられる無機系キーシト化合物類であれば特に限定し
ていないのに対し、本願請求項２の発明においては、リ
ン系キーシト化合物類に特定したものであり、リン系キ
ーシト化合物類は至極安定しており、得られた白色乃至
灰白色の酸化皮膜の耐食性や耐候性が著しく優れるので
高温、多湿等の過酷な環境下で使用される構造材料、建
材や銘板更に車両などに好適に用いられるのである。

本［請求項２の表面処理剤は、上記請ＦＣ項１の発明に
おいて、その表面処理剤の無磯系キーレト化合物を特定
したものであり、従って、この表面処理剤の他の要件、
例えば金属塩の種類や濃度、更に表面処理剤のｐＨ範囲
やｐ）Ｉ調整剤等は上記請求項１の発明と同様である。

上記ポリリン酸としてはＨ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５系の結晶性化
合物とそれらの水和物、ピロリン酸、トリポリリン（三
リン）酸お上びテトラメタリン酸等が挙げられる。

又、ポリリン酸の塩としては、上述のポリリン酸（＃ｉ
１合リン酸）のアルカリ金属塩やアンモニウム塩、アル
カリ土類オルト二水素リン酸塩等ががその代表例として
挙げられる。

ところで、縮合リン酸塩は＋／ン酸塩を脱水して合成さ
れるものであり、該１餡合リン酸塩には簡単なニリン酸
塩から分子量１０６の長鎖の重縮合体が挙げられる。

置体的には、例えばピロリン酸西ナトリウム。

ピロリン酸二水素二ナトリム（酸性リン酸ナトリム）、
ピロリン酸四アンモニウム、ピロリン酸二水素二アンモ
ニウム、ピロリン酸二ナトリムニアンモニウム、ピロリ
ン酸四カリウム、ピロリン酸二水素二カリウム（酸性リ
ン酸ナトリム）、ピロリン酸二カリウムニアンモニウム
、ピロリン酸二ナトリウムニカリウム、ウルトラリン酸
アンモニウム、ウルトラリン酸ナトリウム、ウルトラリ
ン酸カリウム、トリメタリン酸ナトリム（Ｎ　ａＰ　Ｏ
＝）３、トリメタリン酸水素ナトリム、トリメタリン酸
アンモニウム（Ｎ　Ｈ＝Ｐ　Ｏ））５、トリツタリン酸
水素アンモニウム、トリメタリン酸カリウム（ＫＰ○、
）１、トリメタリン酸水素カリウム、トリツタリン酸カ
リウムアンモニウム、トリメタリン酸カリウムナトリウ
ム、トリポリリン酸カリウム、トリポリリン酸水素カリ
ウム、テトラメタ１ノン酸ナトリウム、テトラメタリン
酸水素ナトリム（酸性リン酸ナトリム）、テトラメタリ
ン酸アンモニウム、テトラメタリン酸水素アンモニウム
、テトラメタリン酸ナトリムアンモニウム、テトラメタ
リン酸四カリウム、テトラメタリン酸水素カリウム（酸
性リン酸ナトリム）、テトラメタリン酸カリウムアンモ
ニウム、テトラメタリン酸二ナトリウムニカリウム等の
環状と長鎖状の縮合リン酸ナトリム、縮合リン酸水素ナ
トリウム、縮合リン酸ナトリウムアンモニウム、縮合リ
ン酸カリウム、縮合リン酸水素カリウム、縮合リン酸カ
リウムアンモニウム、縮合リン酸アンモニウム、縮合リ
ン酸水素アンモニウム、綜合リン酸カリウムナトリウム
、結晶性のバイポリリン酸ナトリウム、バイポリリン酸
水素ナトリウム、バイポリリン酸ナトリウムアンモニウ
ム、バイポリリン酸カリウムナトリウム、バイポリリン
酸カリウム、バイポリリン酸カリウムアンモニウム、バ
イポリリン酸水素カリウム、バイポリリン酸水素アンモ
ニウム、ノ＼イボリリン酸アンモニウム等が挙げられる
。

上記ポリ亜リン酸としてはオルト亜リン酸、ピロ亜リン
酸、メタ亜リン酸、次リン酸、トリポリ亜リン酸、テト
ラメタ亜リン酸等が挙げられる。

又、ポリ亜リン酸の塩としては、上述のポリ亜リン酸の
アルカリ金属塩やアンモニウム塩等がその代表例として
挙げられる。

更に上記無機系キレート化合物の他側としては、水酸ア
パタイトがあげられる。

これらの中には水に不溶のリン系キレート化合物類も含
まれるが、これは水に分散させることにより使用できる
のである。

ところで、本発明においては、オルトリン酸水素二ナト
リム、オルトリン酸二水素−ナトリム、オルトリン酸カ
リウムニナトリム、オルトリン酸二カリウム−ナトリム
、オルトリン酸水素ナトリムアンモニウム、オルトリン
酸カルシウムナトリム、オルトリン酸マグネシウムナト
リム、オルトリン酸カルシウムカリウム、オルトリン酸
マグネシウムカリウム、ピロリン酸カルシウム、ピロリ
ン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウムニナトリウム
、ピロリン酸カルシウムニカリウム、ピロリン酸マグネ
シウム、ピロリン酸マグネシウムニナトリウム、ピロリ
ン酸マグネシウムニカリウム、オルトリン酸水素カルシ
ウム二本和物、オルトリン酸水素マグネシウム、モノフ
ルオロリン酸、ジフルオロリン酸、ヘキサフルオロリン
酸、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム又は珪酸リチウム等
の可溶性珪酸アルカリ、又、珪酸アルミニウム、珪酸ア
ルミニウムカリウム、珪酸アルミニウムナトリウム、珪
酸アルミニウムカルシウムの微粒子状水分散液等の白色
化ないし灰白色化の助剤を添加するのが望ましい。

この助剤の濃度としては、用いる無機系キーシト化合物
類の種類や濃度、更に、助剤の種類等によっても異なる
が、通常、１〜５０ｇ／ｌ、好ましくは５〜３０．／ｌ
の範囲とするのが望ましい。

この助剤の量が、１［ｒ／１未満ではその量が少な過ぎ
て所要の効果が得られないのであり、一方、ＳＱｇ／Ｚ
を超えるとその効果に限界が生じる上、不経済である。

これらの中には水に不溶の白色化ないし灰白色化の助剤
も含まれるが、これは水に分散させることにより使用で
きるのである。

次に、本願１Ｉｒ１求項３の発明について詳細に説明す
る。

本［請求項３の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の
表面処理剤は、この表面処理剤に用いられる無機系キレ
ート化合物類がポリリン酸又はポリ亜リン酸から選ばれ
た少なくとも１種とポリリン酸塩又はポリ亜リン酸塩か
ら選ばれた少なくとも１種の塩の混合物或いはこの混合
物と水酸アパタイトとの混合物であることを特徴とする
ものである。

本ＨＭ求項３の発明は、上述の表面処理剤において、こ
れに用いられる無８！系キレート化合物類が酸性のリン
系キーシト化合物類と中性ないしアルカリ性のリン系キ
ーシト化合物類の混合物とすることにより、相互の緩衝
作用によってｒ＋Ｈの変動が小さくなり、極めて優れた
白色ないし灰白色の着色皮膜が得られるのである。

即ち、酸化皮膜を有するアルミニウム系金属を表面処理
剤中に浸漬し、その酸化皮膜の表面部に、金属塩からの
生成物をリン系キーレト化合物を介して順次、結合して
いくと、水素イオン、アンモニウムイオン或いはアルカ
リ金属イオンなどが表面処理液中に残留し、その結果、
表面処理液のｐＨが変動するが、このように混合物とす
ることによりｐｌ＋の変動が抑制され、これによって、
優れた着色皮膜が得られるのである。

つまり本ＨＷ４求項３の表面処理剤は、上述の表面処理
剤において、その表面処理剤の無磯系キーレト化合物を
酸性のリン系キーシト化合物類と中性ないしアルカリ性
のリン系キーシト化合物類の混合物に特定したものであ
り、従って、この表面処理剤の他の要件、例えば金属塩
の種類や濃度、更に表面処理剤のｐＨ範囲やｐＨ調整剤
等は上記請求項１の発明と同様である。

又、この酸性のリン系キーシト化合物類（Ａ）と中性な
いしアルカリ性のリン系キーシト化合物類（Ｂ）の混合
物において、その（Ａ）と（Ｂ）の混合割合はモル比で
（Ａ〉１に対して、（Ｂ）が０．２〜５の範囲、好まし
くは０．３〜３の範囲とするのが望ましく、この範囲以
外ではｐｌ＋の緩衝作用が乏しくなるので望ましくない
。

本Ｎ１１求項４の発明について詳細に説明する。

本ＩＩ梢求項４の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属
金属の表面処理剤は、この表面処理剤に用いられる無ｔ
ＩＩｌ系キレート化合物類がピロリン酸、トリポリリン
酸、テトラメタリン酸又はこれらのアルカリ金属塩、ア
ンモニウム塩或いはアルカリ土類オルト二水素リン酸塩
、オルト亜リン酸、ピロ亜リン酸、メタ亜リン酸、次リ
ン酸、トリポリ亜リン酸、テトラメタ亜リン酸又はこれ
らのアルカリ金属塩或いはアンモニウム塩から選ばれた
少なくとも１種であることを特徴とするものである。

この表面処理剤はリン系キーレト化合物のうち特に優れ
たリン系キーレト化合物に特定したものであり、これに
よって、耐候性、耐食性が一層優れた白色ないし灰白色
の酸化皮膜が得られるのである。

そして、この表面処理剤は、これに用いられるリン系キ
ーシト化合物類としてその効果が優れたものに特定した
ものであり、従って、この請求項４の表面処理剤の他の
要件、例えば金属塩の種類や濃度、更に表面処理剤のｐ
Ｈ範囲やｐＨ調整剤等は上記請求項１の発明と同様であ
る。

本願請求項５の発明について詳細に説明する。

本願請求項５の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の
表面処理剤は、これに用いられる無機系キレート化合物
類がピロリン酸、トリポリリン酸、テトラメタリン酸オ
ルト亜ＩＪン酸、ピロ亜＋７ン酸、メタ亜リン酸、次リ
ン酸、トリポリ亜リン酸又はテトラツタ亜リン酸から選
ばれた少なくとも１種の酸と、 これらのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩或いはアル
カリ土類オルト二水素リン酸塩から選ばれた少なくとも
１種の塩、 の混合物であることを特徴とするものである。

そして、この表面処理剤は、これに用いられる無機系キ
ーレト化合物としてその効果が優れたリン系キーシト化
合物類に特定し、しかもその効果が優れた、酸性のリン
系キーシト化合物類と、中性ないしアルカリ性のリン系
キーシト化合物類の混合物とすることにより、相互の［
衝作用によってｐｌ＋の変動が小さくなり、更に、−層
優れた白色ないし灰白色の着色皮膜が得られるのであり
、従って、この請求項５の表面処理剤の他の要件、例え
ば金属塩の種類や濃度、更に表面処理剤のｐＨ範囲やｐ
Ｈ調整剤等は上記請求項３の発明と同様である。

本発明において、酸化皮膜を有するアルミニウム系金属
とは、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金の表面
に、化学的或いは１％化学的（陽極酸化）により酸化皮
膜を形成したアルミニウム系金属をいうが、特に陽極酸
化皮膜を形成したものが、−層優れた特性の白色乃至灰
白色の酸化皮膜が得られるのが好ましい。

そして、上記アルミニウム系金属に陽極酸化皮膜を形成
するには、公知の陽極酸化法が採用される。

具体的には、例えば、硫酸、リン酸、クロム酸等からな
る無Ｗ１酸、シュウ酸、パラフェノールスルホン酸、ス
ルホサリチル酸、マロン酸等からなる有機酸又は水酸化
ナト１ノウム、ジノン酸三ナトリウム等からなる水溶液
中で、直流、交流、パルス、ＰＲ波又は交直重畳法によ
る電解によってＦｉ極酸酸化皮膜形成される。

次に、本発明の表面処理剤の使用例を以下に述べる。

酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の表面を白色乃至
灰白色に着色するにあたり、上記表面処埋剤を処理槽に
仕込み、所望により、水及び／又は有機系極性溶媒或い
は無８！系キレート化合物類で濃度調整をしたり、ｐｌ
’ｌ調整剤でｐＩＩ羽整を行い、該処理液の温度を、通
常、室温〜７５℃、好ましくは４０〜７０℃に調節し、
この溶液に上記アルミニウム系金属を、通常１０秒〜３
０分、好ましくは１分〜２０分間浸漬すると、特性の優
れた白色乃至灰白色の緻密な皮膜が一回の処理で得られ
るのである。

又、本発明の表面処理剤はアルミニウム系金属を浸漬す
るだけで、均−且つ緻密な白色乃至灰白色の皮膜が得ら
れるから、電解によってもその条件を厳格にすることな
く優れた特性の着色皮膜を得ることができるのである。

（ｅ）作用 本発明は、上記構成を有し、表面処理剤中に無機系キー
シト化合物類を用いると、該無Ｗ１系キーレト化合物類
がｐＦ＋の変化により生成した白色乃至灰白色の水和金
属酸化物類を安定化させるだけでなく、特に、酸化皮膜
を有するアルミニウム系金属の当該酸化皮膜部に上記水
和金属酸化物類を極めて容易に、しかも均−且つ強固に
結合させる作用を有するのである。

このように、無機系キーシト化合物類を用いると、酸化
皮膜を有するアルミニウム系金属の当該酸化皮膜内に金
属塩からの生成物が固定されるのは、無機系キーシト化
合物類において、その一部の水素イオン、アルカリ金属
イオン又はアンモニウムイオンが金属塩からの生成物と
ｒ！ｉ換、結合し、またその残余の水素イオン、アルカ
リ金属イオン又はアンモニウムイオンがアルミニウム系
金属の酸化皮膜における微細孔内にＷＰ電気的に配位し
でいる八ν１と結合し、このため酸化皮膜の微細孔内に
金属塩からの生成物が固定されるためと解される。

又、′に属塩からの加水分解物（コロイド物質）は負に
帯電しており、これを、酸化皮膜において微細孔中のＡ
Ｉ’＋や他の金属イオン（アルカリ金属のイオンや金属
塩からの金属イオン）の周囲にミス的に引き付けられ、
この結果、該微細孔内に、この金属塩からの生成物が集
中し、この結果、複雑な形成のアルミニウム系金属でも
均一に着色できる作用を有するのである。

更に、この微細孔内においで、金属塩から生成した生成
物は静電ス的に固定されているから、封孔の際に脱離、
つまり脱色し難く、均一に着色しうる作用を有するので
ある。

特に、本発明の表面処理剤は浸漬するだけで化学的に白
色乃至灰白色の均−且つ緻密な皮膜を形成しうるのであ
るから電解によっても優れた特性の皮膜の形成が容易に
なしえ、したがって高価な電解装置やこれに付帯する制
ｗ装置が不要であり、しかも電解液や電解条件、更に電
流密度の分布等を厳格に＃ｒＩＴ！Ｊ、することなく、
電解によって、複雑な、酸化皮膜を有するアルミニウム
系金属に対しても均一な皮膜を形成しうる作用を有する
のである。

特に、この方法は有機系キレート化合物を用いるのでは
なく、無ＦＩＩｉ系キーレト化合物類を用いているので
あり、この無機系キーシト化合物類は安定で耐食性や耐
候性が者しく優れているのであり、その結果、特に産業
機械・装置、更に高温、多湿の環境下で使用される構造
材料、建材や銘板更に車両などにも充分に使用できるの
である。

（ｆ）実施例 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

実施例１〜６ 実施例１〜６の各々の表面処理剤のＩＩＬ或を第１表に
示す。

比較例１〜３ 上記実施例１〜３においてその各成分であるキーシト化
合物類として、シュウ酸、酒石酸、クエン酸を用いたも
のを試料とした。

実施例マ〜１０ 実施例７〜１０の各々の表面処理剤の組成を第２表に示
す。

（以下余白） 実施Ｎ１ １ 〜２ 実施例１ 〜２０の表面処理剤の組成を第３表 に示す。

（以下余白） 上記各実施例及び各比較例を用いて白色乃至灰白色の着
色試験を、第４表に示す条件で行った。

なお、上記各実施例及び各比較例並びに後述の参考例に
おいて用いた陽極酸化皮膜は、純アルミニウム板を通常
の脱脂等の前処理を行った後、硫酸濃度１８０．／Ｚ、
浴温２０℃、電流密度１．５Ａ／ｄ−の条件下、１８分
間直流電解して得たにの場合、陽極酸化皮膜の厚さは８
μ−であった。

その結果を第４表に示す。

（以下余白） 第４表 第４表に示す色調の結果より、本願発明の表面処理剤に
より陽極酸化皮膜を均一な白色に着色でき、しかも色ム
ラはほとんど認められなかった。

又、本発明の表面処理剤において、これに用いられる無
暇系キーレト化合物として、酸性のリン系キーシト化合
物類と、中性ないしアルカリ性のリン系キーシト化合物
類の混合物を用いることにより、相互の緩衝作用によっ
てｐｕの変動が小さくなり、更に、−層優れた白色ない
し灰白色の着色皮膜が得られる上、ｐＨの管理が極めて
容易であることが認められた。

ところで、上記各実施例の白色化酸化皮膜（アルミニウ
ム系金属）を温度８０℃、相対湿度９５％の雰囲気下、
耐食試験をしたところ、３箇月経過後も異常が全く認め
られなかった。

上記各実施例の白色の皮膜を、染料や金属塩を用い、公
知のスクリーン印刷法、熱転写法、浸漬法などで着色、
封孔したところ、均−且つ緻密なパステル調の皮膜が得
られた。

これらに対して各比較例のものは色ムラが大で実用性に
欠けるのであり、この各比較例の白色皮膜を、染料や金
属塩を用い、公知のスクリーン印刷法、熱転写法、浸漬
法などで着色、封孔したところ、パステル調の皮膜が得
られなかった。

又、上記各比較例の白色化酸化皮膜（アルミニウム系金
属）を温度８０℃、相対湿度９５％の雰囲気下、耐食試
験をしたところ、２５時間で腐食が認められ、過酷な条
件下では側底使用しうるちのではなかっだ。

（ｇ）発明の効果 本発明の表面処理剤は、上記構成を有し、表面処理剤中
に無機系キーシト化合物類を用いているので、耐食性、
耐候性の著しく優れた皮膜が、表面処理剤に浸漬するだ
けで化学的に得られるのであり、しかもこのように表面
処理剤にしんせきするだけで白色乃至灰白色の均−且つ
ｍｅな皮膜を形成しうるのであるから電解によっても優
れた特性の皮膜の形成が容易になしえ、したがって高価
な電解装置やこれに付帯する制御装置が不要であり、し
かも電解液や電解条件、更に電流密度の分布等を厳格に
管理することなく、電解によって、複雑な、酸化皮膜を
有するアルミニウム系金属に対しても均一な皮膜を形成
しうる効果を有するのである。

特に、この表面処理剤は有機系キレート化合物を用いる
のではなく、無機系キーシト化合物類を用いでいるので
あり、この無機系キーシト化合物類は化学的に極めて安
定で耐食性や耐候性が著しく優れているのであり、その
結果、特に産業機械・装置、更に高温、多湿の環境下で
使用される構造材料、建材や銘板更に車両などにも充分
に使用できるのである。

又、本発明の表面処理剤において、これに用いられる無
機系キレート化合物類が酸性のリン系キーシト化合物類
と中性ないしアルカリ性のリン系キーシト化合物類の混
合物とすることにより、相互の！１衝作用によってｐｉ
（の変動が小さくなり、その結果、ｐＨの管理が至極容
易になり、その結果、酸化皮膜の処理が容易になって生
産性が者しく向上するのである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）加水分解により白色乃至灰白色の水和金属酸化物
   類を生成する金属塩と無機系キレート化合物類を必須成
   分とする、酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の表面
   処理剤。
2. （２）無機系キレート化合物類がポリリン酸又はその塩
   、ポリ亜リン酸又はその塩、水酸アパタイトである請求
   項１記載の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の表面
   処理剤。
3. （３）無機系キレート化合物類がポリリン酸又はポリ亜
   リン酸から選ばれた少なくとも１種とポリリン酸塩又は
   ポリ亜リン酸塩から選ばれた少なくとも１種の塩の混合
   物或いはこの混合物と水酸アパタイトとの混合物である
   請求項１記載の酸化皮膜を有するアルミニウム系金属の
   表面処理剤。
4. （４）無機系キレート化合物類がピロリン酸、トリポリ
   リン酸、テトラメタリン酸又はこれらのアルカリ金属塩
   、アンモニウム塩或いはアルカリ土類オルト二水素リン
   酸塩、オルト亜リン酸、ピロ亜リン酸、メタ亜リン酸、
   次リン酸、トリポリ亜リン酸、テトラメタ亜リン酸又は
   これらのアルカリ金属塩或いはアンモニウム塩から選ば
   れた少なくとも１種である請求項２または３に記載の酸
   化皮膜を有するアルミニウム系金属の表面処理剤。
5. （５）無機系キレート化合物類がピロリン酸、トリポリ
   リン酸、テトラメタリン酸オルト亜リン酸、ピロ亜リン
   酸、メタ亜リン酸、次リン酸、トリポリ亜リン酸又はテ
   トラメタ亜リン酸から選ばれた少なくとも１種の酸と、 これらのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩或いはアル
   カリ土類オルト二水素リン酸塩から選ばれた少なくとも
   １種の塩、 の混合物である請求項４に記載の酸化皮膜を有するアル
   ミニウム系金属の表面処理剤。