JPS58217698A - アルミニウム又はアルミニウム合金の模様着色処理方法 - 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】 この発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下
両者を単にアルミニウムと呼称）の模様着色処理方法に
関するもので、その目的は。

陽極酸化皮膜形成後のアルミニウムを被処理材としてこ
れに模様着色を施す場合、着色に先立って被処理材の表
面に独自の処理を施してから着色を行なうことにより、
アルミニウムの表面にコーナ一部とコーナ一部以外の平
坦部あるいは表面の凸部と凹部とで色調の異なる模様着
色が得られる新規なアル１ニウムの模様着色処理方法を
提供することにある。

従来、アルミニウムの陽極酸化皮膜に色調の異なった模
様着色を施す方法としては、陽極酸化処理又は更に電解
着色等により着色したアルミニウムを熱硬化型の着色塗
料を用いて浸漬塗装を行ない、アルミニウム表面の凹凸
部と平坦部の違い罠よって色調の異なる模様着色皮膜を
形成する方法（特開昭５５−５４５９２号）、あるいは
エッヂ部や曲率半径の小さなコーナ一部を有するアルミ
ニウムに陽極酸化処理又は更に電解着色等により着色し
たアルＺ　＋ラムを熱硬化型の着色塗料で塗装して、エ
ッヂ部やコーナ一部と他の平坦な部分で色調を異にする
方法（特開昭５５−５０４９１号）等が知られているが
、これらの方法によれば、一応、模様着色を施すことが
できるけれども、凹凸部やエッヂ部あるいはコーナ一部
を除く平坦部の色調は塗料による着色であるため、塗料
によって着色されている部分にっいては、樹脂が摩耗し
て下地の色調が露出するので、実際上、特に屋外の使用
には困難を伴なう欠点を免れ得なかった。

本発明の方法は、陽極酸化皮膜形成後のアルミニウムを
被処理材として模様着色処理を施す場合２着色処理に先
立って１合成樹脂塗料浴への浸漬処理、バリヤ一層の増
膜作用のある浴中での陽極電解処理、塗膜の剥離処理な
ど一連の処理を施してから、少なくとも１回の電解着色
を含む電解着色又は染色による着色処理を行ない、被処
理材表面にコーナ一部とコーナ一部以外の平坦部あるい
は表面の凸部と四部とで色調の異なった模様着色を得る
方法で、前記特開昭５５−５４５９２号及び特開昭５５
−５０４９１号の発明のような塗装による着色ではなく
、着色部分の摩耗や退色のない模様着色皮膜を得ること
ができ、これによって従来法の欠点を一挙に解決したも
のである。

次、（、本発明によるアルミニウムの模様着色処理方法
を具体的且つ詳細に説明すると、この発明の方法では、 ｌ）アルミニウムの表面に通常の方法で陽極酸化皮膜を
形成させる。

２）　　８ｉｔ記陽極酸化皮膜形成後のアルミニウムを
被処理材として合成樹脂塗料浴中に浸漬して所定の速度
で引上げ、被処理材の表面にコーナ一部とコーナ一部以
外の平坦部あるいは表面の凸部と凹部とで膜厚分布の一
異なった塗膜を形成する。

３）バリヤ一層の増膜作用のある酸性又はアルカリ性も
しくはそれらの塩を含む浴中で陽極電解処理を行なう。

４）前記（２）の処理工程で被処理材表面に形成された
塗膜を適宜溶剤等の剥離処理浴を用いて剥離する。

５）必要に応じて陽極酸化皮膜の活性化処理を行なう。

６）少なくとも１回の電解着色を含む電解着色又は染色
による着色処理を行ない、被処理材表面にコーナ一部と
コーナ一部以外の平坦部あるいは表面の凸部と四部とで
色調の異なる模様着色を得る。

の順に処理を行なうので、以下、これらの各工程につい
て、実施の態様とその際に留意すべき事項を工程順に詳
しく説明する。

（１）陽極酸化皮膜処理工程 この工程での陽極酸化処理については特別な制限はなく
、従来から知られている硫酸、蓚酸など無機酸又は有機
酸を主成分とする水溶液中で直流もしくは交流による電
解処理を行なってアル１＝ウムの表面に所望の厚さの陽
極酸化皮膜を形成する。

（２）浸漬処理による塗膜形成工程 陽極−化皮膜形成後のアル電ニウムは、次に合成樹脂塗
料浴に浸漬して所定の速度で引上げ、被処理材の表面に
膜厚分布の異なった塗膜を形成させるが１本工程での処
理は、後の工程で行なわれる模様着色の実現に極めて大
きな影響を及ぼすので１次のような点に留意して適確に
実施する必要がある。

（イ）被処理材の浸漬処理に使用する塗料としては１通
常の塗装に用いられる塗料でよく、一般にＴＦＳ塗装法
として知られるトリクレンを溶媒とする溶剤タイプ、電
着塗装法に用いられるような水を溶媒とする水溶性タイ
プでも差支えない。けれども１次の陽極電解処理工程に
於いてバリヤ一層を選択的に増膜させるための塗膜の膜
厚分布は使用する塗料に上り異なるので、塗料濃度、被
処理材の引上げスピード等の諸条件を使用塗料に応じて
適宜設定しなければならない。例えば塩素系溶剤型の塗
料である束亜ペイント株式会社製のＴＦＳ塗料、ドアト
リペイント８８００１　（ＡＬ−２）を用いた場合には
、被処理材の引上げスピード。

浴温、固形分濃度等によ抄膜厚が異なる関係上、次の工
程で陽極電解処理を施すには、平坦な面で５μｍ以下の
塗膜・厚さにする必要があり、浴温８０°Ｃで塗料浴の
固形分濃度は１５％以下、被処理材の引上げスピードも
１ｒ′／４以下の低膜厚になる条件が必要である。

他方、水溶性型塗料である神東塗料株式会社製の電着塗
料ＡＬ−２００−５０を用いた場合、塗膜厚さの影響は
少ないため、平坦部１０μ講以下の塗膜厚さでも充分使
用可能であり、作業性をも加味ｌ−だ適当な固形分□濃
度は約２０％以下であって、引上げスピードの影響も少
ない。

又、使用する塗料の性質により被処理材の平坦な面での
塗膜厚さに違いはあるが、本発明の方法では、９！の陽
極電解処理工程での選択的なバリヤ一層の増膜が可能な
程度の条件を設定すればよい。

（ロ）　このようにして、合成樹脂塗料の浸漬処理浴か
ら引上げた被処理材は、塗料の種類中膜部によっては塗
膜が完全硬化しない条件で乾燥を行なってもよい。例え
ば東亜ペイント（株）製のＴＦＳ塗料ドアトリペイント
８８００１（ＡＬ−２）や水溶性塗料である神東塗料（
株）製の電着塗料ＡＬ−２００−５０の場合、被処理材
表面に固定されておれば塗膜を乾燥させる必要はない。

また神東塗林株）製の水溶性アクリル塗料Ｓ−７４５０
では、他の塗料に比べて電気絶縁性が小さいので、ある
一定収上の乾燥処理を施す方が良い結果が得られる。

（ハ）　次の陽極電解処理工程において被処理材のコー
ナ一部とコーナ一部以外の部分あるいは被処理材の旧凸
部に選択的に陽極電解処理を施すには、塗膜の厚さが被
処理材表面のコーナ一部とコーナ一部以外の平坦部ある
いは表面の凸部と四部とで異なっている必要があるので
、コーナ一部あるいは凸部の曲率半径は。

約５ＪＩＩＲ以下が好ましく、浸漬処理浴、塗膜の厚さ
等の処理条件によっては限界の曲率半径が更に小さくな
り、被処理材のコーナ一部あるいは凸部の曲率半径が大
きくなると、コーナ一部とコーナ一部以外の平坦部ある
いは凸部と凹１．ｌＳとの塗膜厚さの違いが少なくなる
ので、選択的な陽極電解処理を施す事が困難になる、。

（３）　　バリヤ一層の増膜作用のある洛中での陽極電
解処理工程 膜厚分布の異なった塗膜を有する被処理材に本工程で陽
極電解処理を施した場合、電気抵抗の小さい部分、一般
には塗膜厚さの薄い部分には、バリヤ一層が厚く形成さ
れ、逆に塗膜厚さの厚い平坦部や四部のバリヤ一層は増
膜され難く、後の電解着色時において低めの電圧で電解
着色を行なえば、陽極処理が施されてバリヤ一層が厚く
形成された部分には着色せず、バリヤ一層の増膜されて
いないコーナ一部以外の平坦な部分や凹部に選択的着色
が可能となる。

その際、陽極電解処理電圧は、陽極酸化皮膜処理電圧や
着色浴の種類等により制約を受けるが、１０ｖ〜？ＯＶ
の範囲が適当で、好ましくは１５Ｖ〜２５Ｖである。ま
た本工程での陽極電解処理に用いる電解浴は、酸性又は
アルカリ性もしくはそれらの塩の水溶液、あるいは着色
液等でもよく。

バリヤ一層が厚くなるものなら何を用いても差支えない
のであるが、好ましくは、無機酸として硫酸、スルファ
ミン、酸、ホウ酸など、有機酸としてはシュウ酸、酢酸
、クエン酸、酒石酸。

マレイン酸、スルホサリチル酸、コハク酸、マロン酸等
があげられ、アルカリ性としては無機酸及び有機酸のア
ンモニウム塩、アルカリ塩等がある。

（４）　　塗膜剥離工程 この工程で塗膜の剥離に使用する剥離処理浴としては、
［１］の工程で塗膜の形成に用いられた浸漬処理浴の種
類に適した剥離処理浴を使用すればよく１例えば東亜ペ
イント（株）製ＴＦＳ塗料ドアトリペイント８８００１
（ＡＬ−２）の場合はトリクレン、神東塗料（株）製電
着塗料Ａ　Ｌ−２００−５０ではトリエチルアミン、ジ
エチルアミン、酢酸等がよく、神東塗料（株）製水溶性
アクリル塗料Ｓ−７４５０ではアルカリ性浴がよい。こ
の場合、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムは陽極酸化
皮膜を溶解しやすいので、好ましくはアンモニア水ある
いは無機又は有機のアンモニウム塩を用いる方がよく、
前記のアンモニア水中無機又は有機のアンモニウム塩は
、後の着色に悪影醤を及はす恐れがない。

（５）　　陽極酸化皮膜の活性化処理工程この工程での
活性化処理は、前記の各工程と違って必須のものではな
く、次の工程における着色処理を容易にするための処理
なので、濃色の色調を得たい場合、又は剥離処理浴の種
類により、必要に応じて行なえばよい。そして本工程の
活性化処理に用いる方法や電解液は特定されるものでは
なく、陽極酸化皮膜が活性化されるものであれば何を用
いても差支えないが、経済性、作業性等の観点から当初
の陽極酸化皮膜処理に供した電解浴への浸漬やこの浴中
で陽極電解処理を行なえばよい。

（６）　　着色処理工程 前記の各処理工程を経た被処理材は、この後、少なくと
も１回の電解着色を含む電解着色又は染色による着色処
理を施し、被処理材の表面にコーナ一部とコーナ一部以
外の平坦部あるいは表面の凸部と凹部とで色調の異なっ
た模様着色を得るが、その際、本工程での１回目の着色
を第１次着色、２回目の着色を第２次着色とすると、前
の工程で塗膜を剥離した被処理材の表面は、陽極電解処
理の施されてい々い部分と陽極電解処理の施されている
部分とに分かれるので、電解着色の場合、第１次着色で
は、陽極電解処理の施されていない部分には着色し、陽
極電解処理の施されている部分には着色しない電圧で着
色処理を行なう必要がある。この場合の着色電圧は、陽
極電解処理電圧又は着色浴の種類により異なるので一概
には言えないが、　ｌ０Ｖ−７０Ｖの範囲内で一般には
ＩＯＶ〜２０Ｖが適当である。このようにして第１次着
色のみで着色処理を終了すれば、被処理材の表面に、陽
極電解処理の施されていない部分のみが着色し、陽極電
解処理の施されている部分が未着色の模様着色皮膜が得
られる。そして、陽極電解処理が施されている未着色部
分への着色は、第１次着色で得られた色調と異なった色
調が得られる着色浴を用いて電解着色を行なえばよく、
この場合の着色電圧は、陽極電解処理電圧又は着色浴の
種類により多少異なるので一概には言えないが、ｌｏ■
〜７０Ｖの範囲内で一般には１０Ｖ〜３０Ｖが適当であ
る。

また、着色処理に染色を用ａる場合には、陽極電解処理
の有無は着色に影響しない事がら、第１次着色に染色に
よる着色処理を適用した時には、陽極電解処理の有無に
関係なく被処理材全面に着色が施されるので、第２次層
色としては、陽極電解処理の施されていない部分に第１
次着色とは異なった色調が得られるような着色浴を用い
て電解着色を行なう。一方、第２次着色に染色による着
色処理を適用する場合には、第１次着色として電解着色
を施し、被処理材表面の陽極電解処理が施されていない
部分にのみ着色し、第２次着色として第１次着色とは異
なった色調が得られるような染色浴を用いて陽極電解処
理の施されている部分に着色する。前記の場合、被処理
材表面の陽極電解処理が施されていない部分は、第１次
着色と第２次着色の二種類の色が重なり合ったものにな
るため、全く新しい色調を得ることができる。いずれに
しても２本発明方法では電解着色法又は染色法が用゛　
　いられるが、必ず１回以上の電解着色を必要とする。

以下１本発明による模様着色処理方法の具体的な実施例
を幾つか次に掲げるが１本発明は必ずしもこれらの実施
例のみに拘束されるものではない。

実施例１ 一辺が７’５ＪＩＩの方形でコーナ一部の曲率半径が１
．ｏ　ｍ　Ｈの断面形を有する６０６３５−Ｔ５のアル
ミニウム押出形材を長さ２００１１Ｍに切断した後、通
常の前処理を施し、浴温２０°０　、１５０　’／１の
硫酸浴にて電流密度１．２〜で３０分間の陽極酸化処理
を行ない、次にこの形材を神東塗料（株）製の電着塗料
ＡＬ−２００−５０樹脂分１５％水溶液に浸漬し、０．
６”／６の引上げスピードで液中から引上げて３０分間
室内に放置した。その際、コーナ一部以外の塗膜厚は約
７μｍであった。

そして、この形材を浴温２０’０１１５０Ｊｊ／７ノ硫
酸浴中にて電圧３０Ｖで２分間の陽極電解処理を行なっ
た後、浴ｍ２５°Ｃ１９９％酢酸洛中に５分間浸漬して
塗膜を剥離した。その後、浴温３５°仁硫酸ニッケル５
００．ホウ酸４０すの着色浴中でニッケルを陽極として
電圧１１Ｖ、１分間の直流陰極電解を行なったところ、
コーナ一部は未着色でコーナ一部以外の部分はブロンズ
色の模様着色皮膜を得た。

実施例２ 実施例１と同一の形状寸法を有するアルミニウム押出形
材（６０６３８−Ｔ５）に前記実施例１と同様の前処理
及び陽極酸化処理を施し１次に神東塗料（株）製水溶性
アクリル塗料Ｓ−７４５０の樹脂分１１％の水溶液に浸
漬し　ｆ２ｙａ４の引上げスピードで液中から形材を引
上げ、８０°Ｃの湿度で２０分間の乾燥を行なった。そ
の際、コーナ一部以外の塗膜厚は約３μｍであった。

そして、この形材を浴温２５°Ｃ１５０〜ホウ酸洛中で
電圧１８Ｖ、２分間の陽極電解処理を行なった後、浴温
２０°Ｃ，０，１％アンモニア水中に５分間浸漬して塗
膜を剥離した。

その後、前記形材を浴温２５°Ｃ１硫酸ニッケＡ／　１
ｏｏ１１／ホウ酸ｃｏ−の着色洛中でニッケルをｌ゛ 対極として電圧１１Ｖ、’５分間の交流電解を行なった
ところ、コーナ一部は未着色でコーナ一部以外の部分は
黒褐色の着色皮膜が得られた。

次に、この形材を浴温２０°Ｃ１硫酸マンガン１０ｈ、
過酸化水素２０　ｒｎ（１７，、の着色浴中でカーボン
を陽極として電圧２０Ｖ、３０秒間の直流陰極電解を行
なったところ、コーナ一部はゴールド色でコーナ一部以
外の部分は黒褐色の模様着色皮膜が得られた。

実施例３ 一辺が６０ｔｍの方形でコーナ一部の曲率半径が０．４
１１１１１Ｈの断面形を有する６０６３５−Ｔ５のアル
ミニウム押出形材を長さ２００１１１に切断し１通常の
前処理を施した後、浴温２０°ｃ、１５ｏＩＩ／ｌの硫
酸浴中にて電流密度１．２／ｄｗｆｃ′３０分間の陽極
酸化処理を行なった。

次にこの形材を神東塗料（株）製水溶性アクリル塗料、
９−７４５０の樹脂分１１％の水溶液に浸漬し、０．６
＋４の引上げスピードで液中から形材を引上げ、６０°
Ｃｏ温度で１０分間の乾燥を行なった。この場合、コー
ナ一部以外の膜厚は約２．５μｍであった。

そして、この形材を浴温３０”０　、５ｏ９／１のコノ
１り酸浴中で電圧２０Ｖ、２分間の陽極電解処理を行な
った後、浴温２０°（ｊ、０．１％アンモニア水中に２
分間浸漬して塗膜を剥離した。その後、との形材を浴温
２０°（３，１５０〜硫酸浴中にて電ＥＥ１５Ｖ、１分
間の陽極電解による皮膜活性化処理を行なった。

次に、前記形材を浴温３５°Ｃ１硫酸ニッケルｌ　ＯＯ
’／１　、ホウ酸４５’／ｊの着色洛中でニッケル板を
陽極として電圧１１Ｖ、９０秒間の直流陰極電解を行な
ったところ、コーナ一部が黒色の着色皮膜が得ら、れた
。

そ０後、この形材を浴温５０″Ｃ、シュウ酸第二鉄テン
モニウム５ξの染色浴中で１０分間の浸漬処理を行なっ
たところ、コーナ一部以外の部分が黄色でコーナ一部が
黒色の模様着色皮膜が得られた。

実施例４ 実施例３と同一の形状寸法を有するアルミニウム押出形
材（６０ａ３Ｓ−Ｔ５　＞に前記実施例１と同様の前処
理及び陽極酸化処理を施した後。

神東塗料（株）製の溶剤型塗料ボリンＡＬクリヤＵＮを
樹脂分５％に希釈した塗料浴に浸漬し。

０．６　％の引上はスピードで浴中から形材を引上げ１
ｇｉ度６０°Ｃで５分間の乾燥処理を行なった。その際
、塗膜厚は約１μｍであった。

次に、この形材を浴温２５°Ｃ，５０’、ｉシュウ酸浴
中で電圧２０Ｖ、２分間の陽極電解処理を行ない、ラッ
カーシンナー中に１０分間浸漬して塗膜を剥離した後、
浴温２０°Ｃ％５０匂スルフアミン酸浴中で電圧１５Ｖ
、１分間の陽極電解による皮膜活性化処理を行なった。

その後、前記形材を浴温３５°Ｃ１硫酸ニツケル５０ｇ
／ｌ、ホウ酸４０Ｉｌｌの着色洛中でニッケルを陽極と
して電圧１１Ｖで１分間の直流陰極電解を行なったとこ
ろ、コーナ一部が未着色でコーナ一部以外の部分がブロ
ンズ色の着色皮膜が得られた。

次に、この形材を浴温２０°Ｃ，硫酸マンガン１０４、
過酸化水素’ａｏ”４／ｉの着色浴中でカーボンを陽極
として電圧２５ｖ′、３０秒間の直流陰極電解を行なっ
たところ、コーナ一部がゴールド色でコーナ一部以外の
部分がブロンズ色の模様着色皮膜が得られた。

実施例５ 一辺が４０３Ｅｇの方形でコーナ一部の曲率半径がｏ、
ａｍＨの断面形を有するアルミニウム押出形材（６０６
３Ｓ−Ｔ５）を長さ２００１１に切断し、通常の前処理
を施した後、浴温２０’０　、１５ｏ　１／１硫酸にて
電流密度１．２〜で３０分間の陽極酸化処理を行なった
。

次に、この形材を東亜ペイント（株）製ＴＦＳ塗料ドア
トリペイントＳ　８００１（ＡＬ−２）　、浴温８０°
Ｃ１固形分濃度１２％の塗料洛中に浸漬し。

０．５この引上げスピードで形材を洛中から引上げたと
ころ、塗膜厚は約１μｍであった。

そして、前記形材を浴温２５°Ｃ，２５Ｑシユウ酸アン
モニウム浴中で電圧１６Ｖ、２分間の陽極電解 ９Ｗ理を行なった後、浴温５０°Ｃのトリクレン中に５
分間浸漬して塗膜を剥離した。

次に、この形材を浴温２０°Ｃ１硫酸第一スズ５〜．硫
酸７〜の着色洛中で電圧１１Ｖ、５分間の交流電解を行
なったところ、コーナ一部は未着色でコーナ一部以外の
部分はブロンズ色の着色皮膜が得られた。

その後、この形材を浴温２０°Ｃ１二酸化セレン１５匂
、硫酸銅ｏ、６Ｖｌ、硫酸亜鉛０．３〜の着色浴中でカ
ーボンを陽極として電圧１７Ｖ、１分間の直流陰極電解
を行なったところ、コーナ一部はゴールド色でコーナ一
部以外の部分はブロンズ色の模様着色皮膜が得られた。

以上のように１本発明の方法によれば、陽極酸化皮膜形
成後のアル４　Ｗラムに模様着色を施す場合１着色処理
に先立って１合成樹脂塗料浴への浸漬処理、バリヤ一層
の増膜作用のある浴中での陽極電解処理、塗膜の剥離処
理など一連の処理を施してから、少なくとも１回の電解
層・色を含む電解着色又は染色による着色処理を行なう
ので、従来法のような熱硬化型の着色塗料を用いて着色
を行々わずに、被処理材の表面にコーナ一部とコーナ一
部以外の平坦部あるいは表面の凸部と凹部とで色調の異
なった模様着色を得る事が出来、これを室内建具用のア
ルミニ　−ラム押出形材をはじめ、各種アルミニウム材
料の表面処理加工に適用すれば、現有設備を利用して簡
単に模様着色を実現することが可能になり、然かも耐食
性に優れ且つ美麗な模様着色が得られる事とも相俟って
、斯業の発展に大きな貢献を果すものである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム又はアルミ
   ニウム合金を被処理材として合成樹脂塗料洛中に浸漬し
   て所定の速度で引上け、被処理材の表面にコーナ一部と
   コーナ一部以外の平坦部あるいは表面の凸部と凹部とで
   膜厚分布の異なった塗膜を形成せしめ１次に、陽極電解
   処理を施してバリヤ一層を選択的に増膜せしめた後、一
   旦、被処理材表面の塗膜を剥離し、必要に応じて陽極酸
   化皮膜の活性化処理を行ない、その後、少なくとも１回
   の電解着色を含む電解着色又は染色による着色処理を施
   し、被処理材の表面にコーナ一部とコーナ一部以外の平
   坦部あるいは表面の凸部と凹部とで色調の興なる模様着
   色を得ることを特徴とするアルミニウム又はアルミニウ
   ム合金の模様着色処理方法。
2. （２）＠記の着色処理が１回の電解着色処理のみで行な
   われる特許請求の範囲第１項記載の模様層色処理方法。
3. （３）　　前記の着色処理が電解着色による第１次着色
   処理及び第１次着色と列なった色調が得ら、れる電解着
   色による第２次着色処理で行なわれる特許請求の範囲第
   １項記載の模様層色処理方法。
4. （４）前記の着色処理が染色による第１次着色処理及び
   第１次着色と異なった色調が得られる電解着色による第
   ２次着色処理で行なわれる特許請求の範囲第１項記載の
   模様着色処理方法。
5. （５）　　前記の着色処理が電解着色による第１次着色
   処理及び第１次着色と異なった色調が得られる染色によ
   る第２次着色処理で行なわれる特許請求の範囲第１項記
   載の模様着色処理方法。