JPS5839237B2 - 陽極酸化されたアルミニウムの電解着色法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陽極酸化されたアルミニウムの電解着色法に関
する。

無機顔料を使用して陽極酸化されたアルミニウムの電解
着色する方法において使用される浴および手段について
は多くの特許があるが、いずれも工業的規模では着色が
不充分なものである。

これら新規な着色を得るための新規な浴および方法を探
求することは当業界の一般的傾向であり、１９６８年フ
ランス特許第１，６０５，１００号では、チオ硫酸ナト
リウム溶液中でブリスター底部に沈積する粒子を部分的
に陽極溶解することにより黄色およびれんが色を得る方
法が提案された。

次いで、ドイツ特許第２，１０６，３８８号および２．
１０６，３８９号では、クロム酸処理された陽極酸化層
にＣｕ、ＣｏおよびＮｉ等の金属を電着すると同時に特
定の条件下で試料をスタンピング（ｓｔａｍ−ｐｉｎｇ
） シて青味がかった色を得る方法が提案された。

しかしながら、この方法はクロム酸処理された陽極酸化
試料にのみ生じ、かつ特定溶液でスタンピングする必要
があるのが欠点である。

１９７４年以後、数多くの特許が現われている。

就中、スペイン特許第４３７，６０４号およびフランス
特許第２，２３６，０２９号によって、濃硫酸を用い電
解着色浴中で通常得られる以外の着色を得ることができ
るようになった。

しかしながら、これらの方法では、高プロトン濃度を用
いなければならず、非常に高電圧でないところではスバ
リング（ｓｐａｌｌｉｎｇ）を生ずるおそれがある。

また、水素より責でないイオンの放出とプロトン自身間
の競争上の問題が強調される。

他方、高プロトン濃度によって着色強度が減じられ、ま
た水洗およびスタンピング処理を必要とする。

また、フランス特許第２，３１８，２４５号では、二重
陽極酸化処理により着色用顔料による反射光とアルミニ
ウム表面による反射光とを適宜干渉させて巾広い範囲の
色調を得る方法が提案された。

しかしながら、この光学的干渉により着色する方法では
、新規な色彩を得るために、部材は陽極酸化および着色
処理の相互間で化学または電解処理に付す必要があるた
め、完全なブリスターまたは少なくともその底部が拡大
される欠点がある。

また、この方法は陽極酸化処理において３５Ｖ以上の電
圧を使用するため、この処理において通常使用される浴
においては重大な欠陥が生ずる欠点がある。

次いで、アルミニウム上に異なる着色の電着物が生ずる
フランス特許第２，３８０，２５７号では、該電着物の
固着性が悪く、かつ耐食性がないため、ラッカーまたは
ワニス層を上記処理を施した試料に適用する必要がある
。

そこで、本発明者らは上記方法の欠点に鑑みて種々研究
の結果、本発明を完成した。

本発明は上記方法と比較すると、次の利点を有する。

１、 ０．８以上のｐＨ値で実施することが可能である
。

２、再陽極酸化浴、を必要としない。

すなわち、この方法は公知の２段着色工程後に行われる
。

３、耐光性および耐食性を有する巾広い範囲の色調を得
ることができる。

すなわち、本発明においては、第１工程として硫酸浴中
で通常の方法を使用して金属上にアルミニウム酸化層を
形成するにあたり、１５０〜２００！！／ｌの濃度で、
１２〜２０Ｖの電極間電圧および１〜２Ａ／ｄｉの電流
密度を使用し、１５分〜１時間処理し、一度陽極酸化層
が得られると、第２工程においてこれらを着色用浴に導
入し、該着色浴において、陽極酸化されたアルミニウム
を２種の異なる電解工程に付す。

すなわち、第１段では陽極酸化されたアルミニウム製品
に連続的に脈動する−・定のまたはプログラム化された
電圧を適用する。

該電解処理期間は３〜１０分間であり、使用電圧は７〜
３５Ｖの範囲である。

該第２工程の第１段において使用される波形は波状また
は他の形状のものであってよい。

第２段では、第１段の波形において、負の連続的脈動電
圧を制御してもよく、得べき色調に応じて処理時間を２
〜３０分とする。

異なる色調を得るための、負半波のピーク電圧は所要処
理時間および正半波のピーク電圧に依存するが、７〜２
５■の範囲で変化させることができる。

上記本発明方法の第１工程における処理条件の限定理由
は下記のとおりである。

硫酸浴の濃度は１５０〜２００９／／ｌであり、この濃
度が１５０ｇ／ｌ！より低いと、所望の電流密度を得る
のにより高い電圧が要求されエネルギーの消費が高くな
って好ましくない。

一方、この濃度が２００ ｇ／１１よりも高くなると酸
化物層が高い溶解性を示し陽極酸化の収率が悪くなって
好ましくない。

電極間電圧は１２〜２０Ｖであって、この電圧が１２Ｖ
よりも低いと電流密度が高くなりすぎ、陽極酸化が遅く
なり、一方電圧が２０Ｖを超えると電流密度が高くなり
すぎ陽極酸化層の厚みが不均一となって好ましくない。

また電流密度は１〜２Ａ／ｄｍ”であって、上述したと
おり、電流密度がＩＡ／ｄｉよりも低くなれば陽極酸化
が遅くなりすぎ、２Ａ／ｄｉよりも高くなれば陽極酸化
層の厚みが不均一となって好ましくない。

さらに、処理時間は１５〜６０分であって、１５分より
短時間では所望の陽極酸化が不充分であり、６０分を超
えると陽極酸化が進みすぎ層の均一性が問題になってく
るため好ましくない。

上述の記載は、次の添付図面を参考にすればより明確に
理解し得るであろう。

第１図は、第２工程の第１段電解においてアルミニウム
製品に適用される電圧波形を示し、第２図は、第２段に
おいて適用される電圧波形を示す。

第３図および第４図は、第２段電解において適用される
電圧波形の変形例を示す。

第５図は実際の適用例において使用される陽極および陰
極ピーク電圧を示す。

第６図は同−例における陰極電流密度を示すグラフであ
り、第７図は陽極電流密度を示すグラフである。

図面から理解されるように、第２工程における第１段の
電解は第１図に示すように一定のまたはプログラムされ
た連続的脈動電圧をアルミニウム製品に適用し、一方第
２段の電解では第２図に示すように、第１段の波形にお
いて負の連続的脈動電圧をプログラム（制御）すること
ができる。

この第２段においては、アルミニウムに応じ第３図およ
び第４図に示す波形を用いることができ、第１段の完了
後、アルミニウムは分極または非分極電流を用い定電位
電解（ｐｏｔｅｎｔｉｏｓｔａｔｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉ
ｃｉ−ｎ）に付される。

これらの電解処理に用いられる浴は、着色物質としてＣ
ｕ、Ｓｎ、ＮｉおよびＣｏから選ばれる１種または２種
以上の金属塩を含むことを特徴とする。

上記カチオンを用いる場合、種々のアニオンを使用する
ことができるが、硫酸塩が好ましい。

作業ｐＨは０．８以上とするべきであり、作業温度は１
５〜２５°Ｃであってよい。

これにより著しい色変化は認められない。

着色用塩類の濃度は５〜５０ ｇ／ｌの範囲であってよ
い。

以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

実施例 １ 硫酸１６５９／ｌおよびシュウ酸３０ ｊｉ／１３の混
合物中で陽極酸化された試料を次の組成の浴に導入する
。

浴組成 ＣｕＳＯ４・１Ｈ２０・・・２０ｇ／ｌ酒石酸
・・・３０９／１ ホウ酸 ・・・３０９／１ ｐＨ＝ １．−５ この浴のｐＨをＩＮ硫酸またはＭｇＯを用いて調節し、
ｐＨを１．５以下とする。

第１段において、上記陽極酸化された試料に第１図に示
すような交流を適用する。

すなわち、７分間にわたり正のピーク電圧（２５Ｖ）を
適用する。

その後、負電圧を１２Ｖ増加して着色処理を始める。

処理時間に応じて次の色調を得る。実施例 ２ 硫酸１６５ ｇ／１３溶液中で陽極酸化された試料を次
の組成の浴に導入する。

浴組成 Ｈ３ＳＯ３・−・ ３０９／、１ＳｎＳＯ４・
・・ １０ｇ／１ Ｈ２ＳＯ４・・・ １０ ｊ；ｌ／ＩＩ 酒石酸・・・１５ｇ／ｌ ｐＨ＝ ０．９ 第１段において、第１図に示すような連続電圧（正ピー
ク電圧３０Ｖ）を１２分間にわたり上記陽極酸化された
試料に適用し、その後負電圧を１４Ｖにし、それによっ
て着色処理を開始した。

結果は次の通りである。

実施例 ３ 実施例１の方法に従って陽極酸化された試料を実施例１
の組成の浴に導入した。

次いで、第１段において、該陽極酸化された試料に半波
連続脈動電圧（最大電圧３０■）を適用し、５分間この
条件下に維持した。

その後、負ピーク電圧を４Ｖ／分の速度で最大１２Ｖま
で増加させる。

負電圧の制御開始から７分の終期に、試料は均一なオリ
ーブ−グリーン色となった。

この同一分野において、さらに研究を行なった結果、第
２工程の第１段において使用される連続的脈動電圧の適
用時間は７〜３５Ｖにおいては最大３０分とすべきであ
り、少なくとも３分間は保持すべきであるとの結論を得
た。

また、第２工程の第１段では、分極または非分極電流を
用いて定電位電解すべきであるとの結論も得られた。

この使用法においては、第１段で適用される電圧は第２
図に示すような第２段において予め適用されるもの、ま
たは第８図に示す形式の電圧と一致することができる。

プログラムされたまたは一定の負の連続的脈動電圧は、
第２工程の第１段に対応する前述の波形に対し、得べき
色調にしたがって３〜３０分間適用することができる。

異なる色調を得るための、負半波のピーク電圧は処理時
間および正半波のピーク電圧に依存するが、２〜１５Ｖ
の範囲で変えることができる。

ただし、この電圧では着色しない。

第２工程の第２段において、処理された試料が着色され
る。

これら電解処理に使用される浴についてはすでに述べた
が、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉおよびｃ。

から選ばれる１種または２種以上の着色物質を含むこと
を特徴とする。

【図面の簡単な説明】 第１図は、第２工程の第１段電解においてアルミニウム
製品に適用される電圧波形を示し、第２図は、第２段に
おいて適用される電圧波形を示すグラフ、第３図および
第４図は、第２段電解において適用される電圧波形の変
形例を示すグラフである。 第５図は実際の適用例において使用される陽極Ａおよび
陰極ピ′−り電圧Ｂを示す。 第６図は同−例における陰極電流密度を示すグラフであ
り、第７図は陽極電流密度を示すグラフである。 第８図は第２図の変形例を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１工程において、濃度１５０〜２００ ｇ／１３
   、電極間電圧１２〜２０■、電流密度１〜２Ａ／ｄｒｌ
   および処理時間１５〜６０分の条件下に硫酸浴中で酸化
   アルミニウム層を形成し、第２工程において、該アルミ
   ニウム金属を着色浴に導入して第１段で連続的脈動電圧
   に付して電解し、第２段で該第１段の波形において負の
   連続的脈動電圧をプログラムしつつ電解し、２種の異な
   る電解工程に付することを特徴とする陽極酸化されたア
   ルミニウムの電解着色法。 ２ 第２工程の第１段において適用される平均電圧が７
   〜３５Ｖの範囲にあり、かつ処理時間が３〜１０分であ
   るとともに使用される波形が波状であるかまたは他の形
   状であることができる第１項記載の方法。 ３ 第２工程の第２段において、得べき色調に従って該
   連続電圧を２〜３０分間適用し、該適用電圧値が負半波
   のピーク値について、色調および処理時間に依存して７
   〜２５Ｖの範囲にある第１項記載の方法。 ４ 該金属を第２工程の第２段で分極または非分極電流
   を用い定電位電解に付する第１項または第２項記載の方
   法。 ５ 第２工程の第１段に対応する処理時間が３〜３０分
   である第１項ないし第４項のいずれか１つに記載の方法
   。 ６ 第２工程の第１段において、プログラムされたまた
   は一定の負の連続的脈動電圧を第１段の連続的脈動電圧
   に対し３〜３０分間適用し、該適用電圧値が正半波のピ
   ーク電圧および得べき色調に依存して２〜１５Ｖの範囲
   で変化する第１項ないし第５項のいずれか１つに記載の
   方法。 ７ 第２工程の第１段に事いて、該金属を分極電流を用
   いて定電位電解に付する第１項ないし第６項のいずれか
   １つに記載の方法。