JPS5974295A - アルミニウムの模様付け表面処理方法 - 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、アルミニウムの模様付けにめたシ、模様付
けと電解着色とを同一浴中にて行なう表面処理方法に関
する。

この明細書において、アルミニウムとはアルミニウムと
アルミニウム合金の材料を総称するものである。

従来、複雑な断面形状を有する建材用・家具用などの各
種アルミニウムの表面に模様を生成する方法として、電
解着色阻害物質により所望の模様が印刷されているポリ
ビニルアルコールなどの水溶解性の薄膜を、その模様印
刷面を上にして液面に浮かべた後、アルミニウムを上記
印刷面釦押圧しながら液中に沈め、液圧を利用して薄膜
をアルミニウム表面に密着させ、これによシ模様をアル
ミニウム表面に付着し、その後、薄膜を温水で除去した
上、別に準備しである電解着色浴中で着色処理を行なう
ものがある。

この従来方法は、転写槽と電解着色浴槽とを各別に必要
とするため、全体の設備規模が大きくなるとともに、動
力消費も大きく工程の管理が煩雑になる等の欠点がある
。

この発明は、上記欠点を除去することを目的とし、水に
よ、り膨潤した薄膜は、電気絶縁性が弱く金踊イオンを
透過する性亀を有していることに着目したものであり、
電解着色浴中において、付着に引き続き電解処理を行な
うことを特徴とするもので、これによシ工程が省略でき
るだけではなく、設備とこれに要する動力消費と節減で
きる画期的な表面処理方法を提供するものである。

以下、これを更に詳述するに、まず、薄膜を密着させて
印刷模様を転写させる対象となるアルミニウムは、非着
色状ＤＭの陽極酸化皮膜と着色された陽極酸化皮膜を生
成したものである。非着色状態の陽性酸化皮膜の生成に
あたっては、前処理として常法による脱脂、洗浄、エツ
チング、スマット除去などの処理をした後、硫酸、蓚酸
、硫酸蓚酸混酸などの多孔性酸化皮膜を生成する浴中で
、直流′電解、交流′電解又は交直重畳電解、その地回
等の効果を有する電流波形を用いた電解処理を行。

なう。

また、この陽極酸化皮膜をオルトリン酸、ピロリン酸、
亜リン酸、クロム酸、硫酸アミド、４０Ｖ／Ｖ％以上の
高Ａ度硫酸又はこれらの塩のうち１種又は２種以上の無
機酸を主体とする浴、リンゴ酸、マレイン酸、クエン酸
、酒石酸、スルホサリチル酸、没食子酸などの一〇Ｈ基
又は−０００Ｈ基を含む各種有機酸又はこれらの塩のう
ち１撞又は２種以上を主体とする浴、又はこれらの無機
酸及び有機酸を適宜混合させた浴に浸せきして、直流、
交流もしくはこれと同様に正負の極性が交互に変換する
波形、又は交直重畳波形を用いて通電処理することによ
り、上記陽極酸化皮膜の微細孔構造全変化させておくこ
とができる。

このような処理をすると、後工程の電解着色処理時には
、通常の陽極酸化皮膜を電解着色処理した場合と異なる
多彩な色調の着色皮膜を生成することのできる特長を有
している。

上述の陽極酸化処理は発色作用を伴なわないが、浴組成
を変えることにより陽極酸化皮膜生成時に発色させるこ
とがで色る。

この他、発色を伴なわない非着色状■の陽極酸化皮膜は
次のいずれかの処理を行なうことによって、着色皮膜と
することができる。

ｉｌｌ　　ニッケル、コバルト、鋼、錫、マンガンなど
の着色に関与する各種全域の酸又は塩を主成分とする屑
色浴中において、交流′電解、直流陰極電解又は交直重
畳電解など適宜′電流波形を用いた電解着色処理を施す
方法。

（２）染料に浸せきすることによシ着色する方法。

上述のように着色（発色、染色を含む。）したアルミニ
ウムの陽極酸化皮膜又は、非着色状態の陽極酸化皮膜に
、電解着色阻害物質を転写するのであるが、ここで、電
解着色阻害物質とは、電解着色処理を阻害する物質であ
り、その処理時の電気を通さないものや、物質の性格上
着色作用そのものを阻害１−て陽極（攻化皮膜の微細孔
中′に金属などを析出させにくくするものである。

前者の例としては、カオリン、ジブチルフタレート、ア
セテート、グリセリン、エチレングリコール、高級脂肪
酸エステル、レジストインキ、油性染料又は各独合成樹
脂などの絶縁性物質が挙げられ、後者の例としては、加
水分解によってナトリウムイオン、硝酸イオン、カリウ
ムイオン、アンモニウムイオンを生成する物質が用いら
れ、具体的には、水酸化す）　ＩＪウム、水酸化カリウ
ム、ア“ンモニア水、硝酸、硝酸ナトリウム、硫酸ナト
リウム、硫巨アンモニウム、硫酸カリウムなどの水浴液
やこれらのペースト状のものが挙げられる。

上記電解着色阻害物質を模様状に薄膜に印刷するにあた
り用いられる印刷方法は、スクリーン印刷、オフセット
印刷、グラビア印刷等の方法であり、その被印刷体であ
るｖｊ、膜の材料は、ポリビニルアルコール、ポリアク
リル酸ソーダ、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオ
キサイド、メチルセルローズ、カルボキシメチルセルロ
ーズ、アクリル峻アミド等の合成高分子であり、動物性
高分子としては、ニカワ、ゼラチン、カゼイン、ポリペ
ブタイド灯であり、父、植物性高分子としては、澱粉、
セルローズ、デキス）　ＩＪン、大豆蛋白、寒天、アル
↑゛／酸ソーダ等である。

上記のように電解着色阻害物質を模様状に印刷した薄膜
は液圧を利用してアルミニウムの表面に密着するのであ
るが、この液圧の利用とは、印刷面を上にした薄膜を液
面に浮かべた後、アルミニウムを上記印刷面に押圧しな
がら液中に沈めることにより、共に液中に沈められた薄
膜をアルミニウムの表面全体にくまなく密着させること
であり、この手段はアルミニウムが複雑な断面形状を有
している場合に有効に働く。

特に、この発明においてはこの液圧の利用を電溶着色浴
で行なうようにしている。

この区解石色浴忙おいて）薄膜を密着させ、電解着色用
害物ノｉｔをアルミニウムの表面に付着転写させるには
、アルミニウムの表面が乾燥状態となっていることが必
装である。

作業効率や経費を度外視すれは自然乾燥や乾繰炉におけ
る強制乾燥を行なうことにより乾燥状態とすることがで
きるが、作業効率と経費節減の両立を考えれば、アルミ
ニウムを湯洗処理するこ、とが好ましい。

しかし、一般に陽極酸化皮膜を湯洗処理すると封孔され
た状態となって、その後の電１屏着色処理工程では層色
されないこととなる。

これに対して、前述したように陽極酸化皮膜をオルトリ
ン酸や一〇Ｈ基や−０００１−１基を含む有機酸などの
特定の薬品から成る浴中で通電処理した場合は、陽極酸
化皮膜の＃細孔に構造的変化が加えられているので、陽
極酸化皮膜は封孔されにくい状態に特性変化されており
、湯洗処理後でもｖＬ解誘着色処理よって着色すること
ができるのである。

このように電解着色浴の液面に浮かべた薄膜の電解着色
阻害物質、印刷面に着色した又は非着色の陽極酸化皮膜
を生成したアルミニウムを押しつけながら電解着色浴中
に沈めて、薄膜をアルミニウムの表面に密着させること
により、電解着色ＩＳ目害物質をアルミニウムの表面に
’ＭＡ状態とする。

この場合、アルミニウムの表面に付着させることもでき
る。

この時点で、薄膜は電解着色浴液を含浸して膨潤化し、
通電時に電解着色浴中の金属イオンが通過しやすい状態
となるので、薄膜を密着したままの状態で゛電解着色処
理が可能となり、電解層色１キ［１害物質の非付着部分
のみが着色されるのである。

ここまでの処理工程を１とめてみると次のようになる。

（１）　　陽極酸化皮膜（非発色）に電解着色浴中で薄
　　１膜を密着させたままの状態で電解処理を施す。

（実施例１に該当） このとき、電解着色阻害物質の密着部分は非発色の陽極
酸化皮膜のままで、他の非密着部分が着色される。

（２）発色１′＠極酸化皮模に電解着色浴中で薄膜を密
着させたままの状態で電解処理を施す。（実施例２に該
当） このとき、′電解着色阻害物質の密着部分は発　　（色
状態のままで、他の非密着部分は発色の色調と電Ｑ４Ｗ
ｔ色の色調とくよる複合された色調となる０ （３）染色された陽極酸化皮膜に電解着色浴中で薄膜を
密着させたままの状態で°電解処理を施す。

（実施例３に該当） このとき、電解着色阻害物質の密着部分は染色の色調の
ままで、他の非密着部分は染色の色調と１を解着色の色
調とによる複合された色調となる。

（４）陽極酸化皮膜（非発色）を、オルトリン酸、−Ｏ
Ｈ基もしくは一０００Ｈ基を含む有機酸などを主成分と
する浴中で電解処理してその微細孔構造に変化を与え、
この陽極酸化皮膜に電解着色浴中で薄膜を密着させたま
まの状態で電解処理を施す。（実施例４に該当） このとき、電解着色阻害物質の密着部分は非発色の陽極
酸化皮膜のままで、他の非祈着部分は多彩な色調に着色
される。

：５）　　陽極酸化皮膜（非発色）を上記（４）の通り
処理してその微細孔構造に変化を加えた後、金属の醒又
は塩を主成分とする一次市、解着色浴中で電解処理して
着色皮膜を生成し、この−次眉色された陽極酸化皮膜に
別の二次電解増色浴中で薄膜ｒ″ｌｔｉ看させた状態で
電解処理ケ施す。（実施例５に該当） このとき、電解着色阻害物質の密着部分は−次着色の色
調のままで、他の非密着部分は一次着色の色ａ＋４と二
次着色の色調とによる俊合された色調となる。

このようにして、アルミニウムの浅凹に酸解府色阻害物
員の密着部分と非密着部分の差異に基づく着色模様を生
成することができるのである。

市解着邑処理を終えたアルミニウムは着色浴か）ら引き
上げられ、膨潤状態の薄膜はアルミニウムの表面から湯
洗、シャワー噴射などの適宜手段によって除去される。

１ｂ１、アルミニウムの表面如付着された電解着色阻害
物質も除去することが好ましいが、透明性のものであれ
ば模様形成に悪影響がないので除去しなくても構わない
。

この場合、除去工程を省略することができるので、設備
費用の削減、工程管理の容易化及び作業効率の向上を期
することができる。

以上のとおり、この発明は、ｉｌ［記薄膜の密着処理と
’ｓＬ　ｌ’Ｊｉ！　”／を色処理を同一の電解着色浴
中において行なうことを特徴とするものであるから、夫
々の処理のための異なる処理槽を設置することもなく、
処理時間の短縮、動力節減、工場規模の縮小及び工程宮
埋の簡素化等、従来の方法に比べて顕著な効果を発揮す
ることができるのである。

この発明の実施例を示せば、次のとおりである。

（実施例　１） アルミニウム板Ａ　１２００Ｐを１０ｗｔ％硝酸に浸鷺
きして脱脂洗浄した後、５ｗｔ％水酸化ナトリウムに浴
温５（Ｉ’で８分間浸せきして、エツチング処理を行な
う。次に、　ｌＱｗｔ％硝酸に浸せきしてスマット除去
を行なった後、１５ｗｔ％硫酸浴にて２０ｔｒ電流密度
１．　ＯＡ／　ｄｍ２３０分間陽極酸化処理を施した。

一方、ブチルフタレートとエポキシ樹脂からなる透明性
樹脂を花柄模様にスクリーン印刷されたポリビニルアル
コール製薄膜を、硫酸ニッケル５０１！／ｌ　１硼酸５
０１／／ｌから成る着色浴の液面に浮かべ上記陽極酸化
皮膜を生成した乾燥状態のアルミニウム板を着色浴中に
沈めて、薄側を液圧により密着させた。ついで、当該着
色浴中でアルミニウム板に薄膜を密層させたままの状態
でｉ）、０．２５ポルトで２分間電解した後、３０Ｃの
温水で薄膜を溶解除去すると、花柄の電解着色阻害物質
密着部分がシルバーでの他の非密着部分がブロンズの着
色模様が生成した。

（実施例　２） アルミニウム合金Ａ６０６３Ｓ押出型材に実施例１と同
様の前処理を施した後、スルホサリチル酸１００！１／
１１硫酸１０Ｆ１／Ｉ！浴中で陽極に接続して２０Ｃ１
穎；流密度２．ＯＡ／ｄｍ２の条件で４５分間電解処理
を施し、褐色の陽極酸化皮膜を生成させた。

一方、ブチルカルピトールとアルキド樹脂からなる透明
性樹脂を木目模様にオフセット印刷したメチルセルロー
ス製薄膜を、硫酸第１錫１０１１／ｌ　。

硫酸１０　ｇ／ｌ　、スルホサリチル酸１０１／／ｌか
ら成る着色浴の液面に浮かべて、褐色の皮膜を生成した
乾燥状態の上記押出形材の表向に液圧を利用して上記薄
膜を密層させ、ついで、当該着色浴中で押出形材に薄膜
を密層させたままの状態でＡ、０．２０ボルトで７分間
゛或解処理した後４０Ｃの温水で薄側を溶解除去すると
、木目模様の電解着色阻害物質が密着した部分が褐色で
、他の部分が黒色の着色模様が生成した。

（実施例　３） アルミニウムＡ１２００Ｐに実施例１と同様の前処理と
陽極酸化処理を施した後、蓚ＩＷ嘱２鉄アンモニウム１
０１１／ｌ浴に浴＠６５Ｃで３分間浸せきして淡黄金色
の嘴色皮膜を生成させた。

一方、透明性アクリル樹脂塗料を水玉模様にスクリーン
印刷されたメチルセルロース製薄膜を、硫酸銅２０１！
／ｌ、硫酸７９／ｌから成る着色浴の液面に浮かべ、上
記淡黄金色の皮膜を生成した乾燥状態のアルミニウム板
の表向に次圧金利用して上記薄膜ｆｃ密着させ、当該着
色浴中でアルミニウム板に薄膜を密層させたままの状態
でＡ、０．１５ボルトで３分間電解処理した後、４０Ｃ
の温水で薄膜５Ｃ浴解除去すると、水玉模様の亀ＩＰｆ
漸色ｂｕ害物質密着部分が淡黄金色で他の非密着部分が
赤色の着色模様が生成した。

（実施例　４） アルミニウム会合Ａ６０６３Ｓ押出形材に実施例１と同
様の前処理と陽極酸化処理を施した後、能リンｒｌフ１
００１１／ｌ浴中において陽極に接続して、浴温２０　
ｔ”　Ｎ　Ｄ　、０　、２０ボルトの条件で２分間電解
処理し、１４碓酸化皮暎のＯｌｌ、細孔９輩全変化をせ
た。ついで、＃、Ｉｔｊ水８０Ｃ甲に５分間浸せきしま
た後、１００Ｃの雰１．ｆｆｌ気で２分間乾燥ケ行なっ
た。

一方、ブチルカルピトール、沈降性硫酸バリウムとアル
キド４Ｑ、ｌ脂からなる樹脂塗料を、木目模り）にグラ
ビア印届すされたポリビニルアルコールＩＩＶ／膜を硫
ｒ′ｙマンガン２０　！／ｌ　、　ｉｋ　酸化水素水２
０ｍＡ！／Ｊから成る４ｚ色浴のｖ（＋ｈに浮かべ、こ
れに上記微細孔構造を変化させたアルミニウム押出形材
の表面に必ＩＥＥ、金４１１用して上記薄膜を密着させ
、ライで当該着色浴中テ押出形材に薄膜を密曾させた状
態で１）、（シ、４０ボルトで、２分間′−１解処理し
た後、４０Ｃの幅木で薄膜を溶解除去すると、木目模様
状の電腑肴色１）１１害物質密着部分がシルバーのま１
．で・他の非晋着部分が黄土色のｌＲ色模様が生成した
。

（実施例　５） アルミニウムの合金Ａ６０６３Ｓ押出形材に実施例１と
同様の前処理と陽極酸死処Ｆ！４！を施した後、亜リン
１賃ｔ　ｏ　ｏ　＆／ｌ浴中で陽極に接続して、浴温２
０Ｃ１］Ｊ、０．１０ボルトの条件で３分［ド１寛厩処
理した。

ついで、このアルミニウム台金を硫酸銅ｌ略１０１／ｌ
　１硫ｒ１’！　１０１！／ｌ　、　、ｔ、ル＊す’）
　ｆ　ルｔｉｆ　１０９／Ｊｈら成る一次着色浴中で、
浴温２０　Ｃ，Ａ、０．２０ボルトの条件で１分間屯解
処理して、ワインレッドの着色皮膜を生成した後、７０
ＣのＯ，ｌｆｌ／ｌのトリエタノールアミン水溶液に１
０分間浸せきし、９０Ｃの雰囲気で３分１＃４１放置し
て乾燥させた。

一方、透明性アクリル樹脂塗料を木目模様にグラビア印
刷されたポリエチレンオキサイド薄膜を、上記の一次着
色浴と同一の組成を有する二次着色浴液面に浮かべ、上
記ワインレッドの着色皮膜を生成したアルミニウム押出
形材の表面に液圧を利用して上記薄＋！４１密着させ、
当該着色浴中で押出形材に薄膜を密着させたままの状■
でＡ、Ｃ，２０ボルトで３分間電解処理した後４０７１
’の温水で薄膜を溶解除去すると、木目状の電）弄漕色
阻害物ａ密着部分がワインレッドで他の非密ｙｋ　１ｌ
ｌｓ分が黒の樹色模様がアルミニウム押出形材に均一に
生成した。

特許出願人　代理人 弁理士藤木三幸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電解着色阻害物−ぼによる所望の模様を印刷した薄膜を
   １解着色浴の液面に浮かべ、着色又は非着色陽極咳化皮
   膜を生成した乾燥状態のアルミニウムの表面に液圧を利
   用して上記薄膜を密着させ、この薄膜を密着させたまま
   の状態で電解着色浴中でアルミニウムに電解着色処理を
   施した後、アルミニウムの表面から薄膜を除去して、電
   解着色阻を白質密着部分と当該物質非密着部分の差に基
   づく着色模様を生成することを特徴とするアルミニウム
   の模様付は表面処理方法。