JPH09165696A - アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のアルミニウムまたはアルミニウム合金
の電解着色法においては、作業者の経験による検査のた
めに着色皮膜の色調濃淡のずれ、分布のむらが発生しが
ちで、不良品の発生率も大きかった。 【構成】 電解着色操業を構成する陽極酸化工程におい
ては着色色調の濃淡の程度を数値化し、電解着色工程に
おいては、色調の分布を数値化して管理、調整すること
により、作業者の経験に頼る検査ではできなかった即時
対応が可能となった。従って各工程の工程因子を数値化
し、自動的に測定収集することにより、その変動に対応
する色調の補正が即座に行えることになり、不良品の発
生率も４０％削減できた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムまたはアル
ミニウム合金の皮膜処理方法に関し、さらに詳しくはア
ルミニウム合金またはアルミニウム合金素材表面の色調
濃淡のむら、分布のずれをなくする皮膜処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムまたはアルミニウム合金製
品の着色方法としては、色調の豊かさ、耐食性、強靭
性、加工費の低廉、高電気絶縁性などの理由から電解着
色による皮膜生成法が広く行われている。また着色時に
おける色調濃淡のむら、分布のずれは主に皮膜生成を構
成する電解工程に起因することが知られている。

【０００３】従来の皮膜生成法は図２に示すように、枠
吊り、硫酸浴による陽極酸化、ニッケル浴による電解着
色、枠外しの各工程から構成されている。枠吊り、陽極
酸化工程においては、これらの作業は決められた操業条
件範囲で管理され、各工程処理条件は記録されている
が、処理条件の変動に伴う色調濃淡のむら、分布のズレ
に対する着色条件の補正は行われていない。例えば陽極
酸化工程における硫酸浴の温度が±２℃、もしくは硫酸
濃度が±１０g/l の変化によっても生成された皮膜の濃
淡のずれ、色調のむらが発生し、規格外れの不良品の発
生となる場合がある。

【０００４】一方、電解工程の管理が管理限界内であっ
ても、提供される素材の形状、大きさは多岐にわたって
いるために、従来の生産工程では管理限界を厳しくして
も濃淡のむら、色調のずれが発生する。

【０００５】色調濃淡のむら、分布のずれおよび異常操
業の解析に重要なデータとなる工程因子は、皮膜処理情
報として勤報および記録紙に保管されることになるが、
これらの条件の検索、解析は作業員の経験によらざるを
得ず、迅速には行えない。従って色調濃淡のむら、分布
のずれの補正、異常発生に対する対応が後手となり即時
対応ができない。従って従来の着色法では着色時の色調
濃淡のむら、分布のずれの発生の予測、補正ができない
ために、色調の濃淡幅、分布の幅がともに大きくなり、
偏差が大きくなっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題点を解決して、アルミニウムまたはアルミニウム合
金に色調濃淡のむら、分布のずれの発生がない皮膜の生
成法を開発して提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は斯かる問題を
解決するために、工程因子の変動を数値データに変換
し、実験などにより予め作成された管理データに照合し
て補正することにより、管理精度を高めることができた
のである。

【０００８】本発明による操業管理法を図１により工程
別に説明する。 (1) 枠吊り、陽極酸化 各工程における工程因子の変動を処理データとして自動
的に収集する。次に予め実験により得られた管理データ
の中から色調への影響を数値化して、上述工程因子の変
動処理データと照合し、色調補正値を算出する。実施例
１、２参照。 (2) 電解着色 前述の色調補正値に基づいた着色条件の処理パターンを
決定する。次いで着色時に色調の予測、制御を行うため
に、積算電気量を測定し、各々のパターンに対して上、
下の限界値となる積算電気量（クーロン値）を設定し、
下限値以下では異常を報告し、上限値以上ではクーロン
カットする。実施例３参照。 (3) 枠外し 製品の色調データを収集し、色調補正条件に照合して補
正値の修正を行い、管理精度を高める。上述のような処
理条件の管理、制御を行うことにより、色調分布偏差が
小さくなり、色調管理幅を縮小できたのである。

【０００９】すなわち本発明は、(1) 生産工程における
製品管理情報とそれに対応する実際の処理条件情報を遅
滞なく逐次収集する制御履歴監視システム；(2) 前記製
品管理情報と実際の処理条件情報の伝達を受けて逐次判
断する機能を有し、各工程の変動幅による電解着色時の
色調の変化量を数値（色差）として算出する予測計算シ
ステム；(3) 前記算出数値を電解着色条件を制御する機
能を持つ電源コントロール系統へ伝送し、予測計算値に
対応した着色条件に補正すると共に、電解着色時に電解
着色に要する積算電気量を積分器により検出して補正す
ることにより、制御精度を高める機能を具備した着色条
件補正システム；(4) 着色条件補正システムにより着色
条件の補正を行った製品の情報を最終工程へ伝達し、最
終製品の色調が製品検出装置と色彩色差計からなる自動
測色装置により自動的に収集できるようにした製品色調
情報収集システム；および(5) 色調データと製品情報と
を照合し、条件補正の良否、製品の色調の濃淡、分布を
自己診断する情報判断システム；からなる製品管理機構
により、アルミニウムまたはアルミニウム合金に着色す
ることを特徴とするアルミニウムまたはアルミニウム合
金の電解着色法を提供するものである。

【００１０】

【作用】操業を管理するために、管理標準を定めて管理
を行うことは通常実施されているが、色彩のように作業
員の経験に頼る判定に基づく製品検査を連続作業工程中
に組み込むことは難しく、作業の結果生産された製品を
作業員が検査して判定する以外検査法がない。従って不
良品の発生に対する対策は後手、後手にまわり、製品の
バラツキも多く、損失も大きい。

【００１１】本発明に示すように作業員の経験による判
定を数値化して表示することが可能となったために、不
良品を即座に判定して直ちに対策がとれることになり、
不良品の発生量を極端に減少させることができたのであ
る。さらにコンピュータと直結させることにより、自
動、かつ連続的に対策がたてられることになり、生産性
が大幅に向上するのである。

【００１２】本発明による皮膜色調の濃淡、分布を補正
するために案出された算出式、および算出数値の一例を
実施例として示す。

【００１３】

【実施例】アルミニウム、アルミニウム合金皮膜の性状
を色調の濃淡、分布について数値化した例を以下に示
す。

【００１４】１．色調の濃淡に対する影響の数値化 図１に示す陽極酸化工程における陽極酸化因子として、
浴の温度、電流密度、硫酸濃度を取り、その色調の濃淡
に対する影響度を算出する実験式を下表に示す。

【００１５】

【表１】 但し切片ａおよび傾きｂは各色の種類（濃ブロンズ〜ス
テン色）によって異なる。本発明の実施にあたっては上
述の色に止まらずその他の色についても同様に実験式を
案出した。

【００１６】２．色調濃淡の補正 色調濃淡の補正はクーロン値を制御して行った。その概
要を下表に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】３．着色パターン（濃ブロンズ色） 着色パターンの例として濃ブロンズ色皮膜形成の条件を
下表に示す。着色法はニッケル塩を浴とした直流電解着
色法である。

【００１９】

【表３】

【００２０】表中のクーロン範囲の設定にあたっては因
子の数値化と同様、実験により各色の種類ごとの色調
（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）とクーロン量との関係を求め、関
数化して各色の種類ごとの色調限度範囲△Ｌ^＊に対応し
たクーロン範囲を設定した。これらの関係を図３に示
す。

【００２１】色調の濃淡、分布を項目１から３に述べた
手法により数値化した結果、 １．色調の濃淡による不良の発生率（色調不良品重量／
製品重量＋不良品重量）は、従来の方法における０．６
％から本発明による方法に変えて０．３５％と４０％の
減少となった。また、 ２．色調分布幅（バラツキ）を示すＬ^＊、ａ^＊、ｂ^＊値
の標準偏差（σ値）は０．７から０．５と３０％減少
し、さらに ３．色調管理幅を表す色調上下限濃淡色差△Ｅ^＊abは
４．２（△Ｅ^＊ab＝３×σ０．７×２＝４．２）から
３．０（△Ｅ^＊ab＝３×σ０．５×２＝３．０）と３０
％減少した。すなわち本発明による色調の濃淡、分布の
数値化の効果が大きいことがわかる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の開発により、アルミニウムまた
はアルミニウム合金の皮膜処理工程における色調の濃
淡、分布を数値化することができ、該工程における処理
情報を自動的に収集し、情報として一元管理して、即時
に条件の検索、データの解析を行うこと、およびこれに
対応する条件の調整が即刻行われるようになった。従っ
てこれまで作業員の経験に頼っていたための対応の遅れ
による損失が極端に少なくなり、作業の大幅な削減と生
産効率の向上ができたのである。また本操業に不可欠な
着色手段として電気量制御による色調補正を行うことに
より、即時に色調の予測制御が可能となり、色調の均一
化ができたのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による皮膜処理方法による電解着色法に
管理項目を付記した工程図。

【図２】従来の皮膜処理方法による電解着色法に管理項
目を付記した工程図。

【図３】濃ブロンズ色（Ｌ^＊＝２８〜３０）系における
直流電解着色法による色調分布とクーロン量との関係
図。 Ｌ^＊＝ａ＋ｂｘ 但し、ａ：切片、ｂ：傾き −４×１０^-3〜−２×１０
^-3 ｘ：電気量（クーロン量c/m²）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺嶋 政志 富山県新湊市奈呉の江13番地の３ 富山軽 金属工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (1) 生産工程における製品管理情報とそ
   れに対応する実際の処理条件情報を遅滞なく逐次収集す
   る制御履歴監視システム； (2) 前記製品管理情報と実際の処理条件情報の伝達を受
   けて逐次判断する機能を有し、各工程の変動幅による電
   解着色時の色調の変化量を数値（色差）として算出する
   予測計算システム； (3) 前記算出数値を電解着色条件を制御する機能を持つ
   電源コントロール系統へ伝送し、予測計算値に対応した
   着色条件に補正すると共に、電解着色時に着色電解に要
   する積算電気量を積分器により検出して補正することに
   より、制御精度を高める機能を具備した着色条件補正シ
   ステム； (4) 着色条件補正システムにより着色条件の補正を行っ
   た製品の情報を最終工程へ伝達し、最終製品の色調が製
   品検出装置と色彩色差計からなる自動測色装置により自
   動的に収集できるようにした製品色調収集システム；お
   よび (5) 色調データと製品情報とを照合し、条件補正の良
   否、製品の色調の濃淡、分布を自己診断する情報判断シ
   ステム；からなる製品管理機構により、アルミニウムま
   たはアルミニウム合金に着色することを特徴とするアル
   ミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色法。