JPH08246190A - 陽極酸化皮膜及びそれを形成させる方法 - Google Patents

陽極酸化皮膜及びそれを形成させる方法

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JPH08246190A
JPH08246190A JP7820795A JP7820795A JPH08246190A JP H08246190 A JPH08246190 A JP H08246190A JP 7820795 A JP7820795 A JP 7820795A JP 7820795 A JP7820795 A JP 7820795A JP H08246190 A JPH08246190 A JP H08246190A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 25Å〜250Åの間で所望の細孔径分布を
有する陽極酸化皮膜およびその形成方法を提供するこ
と。 【構成】 25Å〜250Åの間に細孔半径分布のピー
クを少なくとも一つ有することを特徴とする陽極酸化皮
膜。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は陽極酸化皮膜及びそれを
形成させる方法に関し、特に25Å〜250Åの間に細
孔半径分布のピークを少なくとも一つ有する陽極酸化皮
膜及びそれを形成させる方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムの陽極酸化技術によって得
られた多孔質アルミナ皮膜は公知であり、電解コンデン
サの絶縁皮膜、アルミサッシや装飾品の表面処理、車体
や機体などの表面の防蝕処理、カーテンウォールの発色
等、様々な用途に利用されている。一方、陽極酸化によ
って得られる多孔質酸化皮膜の細孔半径は300Å程度
と大きいため、BET表面積が小さく、触媒の担体とし
ては不十分であった。
【0003】これに対し、近年、陽極酸化皮膜を50℃
以上の水又は蒸気で熱水処理した場合には、細孔半径が
20Å程度となり、その結果BET表面積が著しく増大
し、触媒担体表面として十分に使用することのできるこ
とが判明した(特開平2−144154及び同40−2
00745号公報)。しかしながら、これらの熱水処理
によっては20Å以上の細孔半径分布を持たせることは
できなかった(アルトピア、10巻、9〜12頁(19
93))。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の熱水処理は、技
術的にはアルミナ細孔の水和封孔処理であるが、本発明
者らは、10℃以下の低温でも、時間さえかければ水和
封孔処理が可能であること、及び、処理温度が45℃以
下である場合にはアルミナの細孔半径を広く制御するこ
とができることを見出し、本発明に到達した。
【0005】従って、本発明の第1の目的は、25Å〜
250Åの間に細孔半径分布のピークを少なくとも1つ
有する陽極酸化皮膜を提供することにある。本発明の第
2の目的は、25Å〜250Åの間に細孔半径分布のピ
ークが少なくとも1つある陽極酸化皮膜を表面に有する
金属基体を提供することにある。本発明の第3の目的
は、25Å〜250Åの間に細孔半径分布のピークを少
なくとも1つ有する陽極酸化皮膜を形成させる方法を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の諸目的は
25Å〜250Åの間に細孔半径分布のピークを少なく
とも1つ有する陽極酸化皮膜及びそれを形成させる方法
によって達成された。本発明においては、陽極酸化皮膜
を形成し得る限り、対象とする金属に特に制限はない
が、一般的には、アルミニウム単体、アルミニウム層を
設けた金属、または60重量%以上のアルミニウム含む
ジュラルミン等の合金である。
【0007】陽極酸化皮膜を設けた基体はいかなる形状
でも良く、用途や使用方法に応じて、板状、シート状、
リボン状、管状、ハニカム状などの形状とすることがで
きる。この場合、陽極酸化皮膜を設けた基体は、前記金
属表面を陽極酸化したままのものであってもよいが、後
述する如く、一度、陽極酸化皮膜のみを製造し、これを
例えば、プラスチックシートや紙或いは多孔質ゼオライ
ト表面に粘着したものであっても良い。
【0008】本発明における陽極酸化は公知の方法によ
って行えば良く、処理液としては、例えばクロム酸水溶
液、シュウ酸水溶液、硫酸水溶液等を使用することがで
きる。それらの処理液のpHや溶液の温度、あるいは酸
の種類によって、300Åから最大数百μmの多孔アル
ミナ皮膜が形成される。
【0009】本発明では陽極酸化後、比抵抗が2×10
5 Ωcm以上であって脱気処理された5℃〜45℃の水
を用い、水和封孔処理することによって、25Å〜25
0Åの間に細孔半径分布のピークを少なくとも1つ有す
る陽極酸化皮膜を形成させた後、300℃〜500℃で
焼成することによって、この細孔半径分布を有する陽極
酸化皮膜を固定する。
【0010】水和封孔処理温度が5℃以下では必要な処
理時間が長くなり過ぎ、又、45℃を越えると水和封孔
反応が速すぎて細孔半径が略20Åとなるので、その分
布を制御することが困難となる。また、比抵抗が2×1
5 Ωcm以上の水は、蒸留やイオン交換法によって容
易に得ることができるが、特に、製造容易性の観点から
イオン交換水を使用することが好ましい。
【0011】低温で長時間水和封孔処理する程、25Å
〜250Åの細孔半径分布が平坦に近くなる一方、温度
を上げる程、前記細孔半径範囲内に極大値を有する様に
なり、極大値を20Å〜300のÅの間に2箇所持たせ
ることも容易である。処理時間は、水和封孔処理する温
度、及び、所望する細孔半径分布によって、数分〜数時
間の範囲で適宜調整すれば良い。
【0012】処理条件によって、2つのピークが25Å
〜250Åの間に入るようにすることも、1つのピーク
のみが25Å〜250Åの間に入るようにすることもで
きる。尚、本発明における細孔半径は、窒素脱離法又は
水銀圧入法によって測定される。また、陽極酸化皮膜を
単独に得る場合には、例えば、公知の塩酸/塩化銅溶液
法(市村ら、化学工学第59年会、J123、1994
年)に従えば良い。
【0013】本発明の陽極酸化皮膜は、それが有する細
孔半径分布によって、例えば、分子篩いとして機能する
分離膜として応用することができる。本発明の陽極酸化
皮膜を有する基体は、高伝熱触媒担体として、細孔中に
金属を析出させて高密度磁気膜として、細孔中に蛍光体
をドーピングさせてEL素子として、或いは従来にはな
い色調を有する装飾品等として応用することができる。
【0014】
【発明の効果】本発明の細孔構造を有する陽極酸化皮膜
は、その細孔半径分布に従って、種々の用途に応用する
ことができる。又、本発明の陽極酸化皮膜表面を有する
基体は、複数の反応に対応する触媒担体として用いた
り、従来と異なった色調の装飾品を実現することもでき
る。また、本発明の陽極酸化皮膜の細孔半径分布制御方
法は、5℃〜45℃のイオン交換水等で処理するという
簡単なものであるので、工業化も極めて容易である。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
【0016】実施例1〜3と比較例1.JIS−A10
50規格の、厚さ0.3mmのアルミニウムを20重量
%水酸化ナトリウム水溶液中で3分間洗浄した後、30
重量%の硝酸水溶液中で1分間中和処理する前処理を行
った。次いで20℃、4重量%のシュウ酸水溶液中に
て、電流密度を50A/m2とし、16時間掛けて陽極
酸化処理をした。
【0017】次いで陽極酸化されたアルミニウム表面
を、比抵抗が約106 Ωcmであって脱気処理された4
0℃のイオン交換水を用いて、それぞれを0時間(陽極
酸化のみ、比較例1)、1時間(実施例1)、 1.5
時間(実施例2)及び 2時間(実施例3)水和封孔処
理した後、450℃で3時間空気焼成して、多孔質陽極
酸化皮膜を形成した。得られた陽極酸化皮膜の細孔半径
分布を、窒素脱離法によって測定した結果は図1に示し
た通りである。
【0018】比較例2.水和封孔処理を、50℃で15
分間行った他は実施例1と全く同様にしたところ、陽極
酸化皮膜の細孔半径は20Åであり、水和封孔反応が極
めて速いため、20Åの細孔半径しか形成されないこと
が確認された。得られた陽極酸化皮膜の細孔半径分布
は、図2に示した通りである。
【0019】比較例3.水和封孔処理を、4℃で3時間
行った他は実施例1と全く同様にしたところ、陽極酸化
皮膜の細孔半径は280Åであり、水和封孔処理の進行
が極めて遅く、実用的でないことが確認された。得られ
た陽極酸化皮膜の細孔半径分布は図3に示した通りであ
る。
【0020】これらの結果から、本発明の陽極酸化皮膜
は25Å〜250Åの間に細孔半径分布のピークを少な
くとも1つ有すること、及び、水和封孔処理の適当な温
度が5℃〜45℃の範囲であることが実証された。尚、
これらのデータは陽極酸化後のSEM写真による観察デ
ータとも一致した。
【図面の簡単な説明】
【図1】40℃で水和封孔処理を行った場合の細孔半径
分布曲線
【図2】50℃で水和封孔処理を行った場合の細孔半径
分布曲線
【図3】4℃で水和封孔処理を行った場合の細孔半径分
布曲線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 25Å〜250Åの間に細孔半径分布の
    ピークを少なくとも一つ有することを特徴とする陽極酸
    化皮膜。
  2. 【請求項2】 20Å〜300Åの間に細孔半径分布の
    ピークを2つ有する請求項1に記載された陽極酸化皮
    膜。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2の何れかに記載された陽
    極酸化皮膜を表面に有する金属基体。
  4. 【請求項4】 陽極酸化された金属表面を、比抵抗が2
    ×105 Ωcm以上であって脱気処理された5℃〜45
    ℃の水を用い、数分〜数時間水和封孔処理した後、30
    0℃〜500℃で焼成することを特徴とする、25Å〜
    250Åの間に細孔半径分布のピークを少なくとも一つ
    有する陽極酸化皮膜を形成させる方法。
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