JPS6075599A - 陽極酸化皮膜の多色模様形成法 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極酸
化皮膜に多色模様を形成する方法に関する。

［従来技術］ アルミニウムやアルミニウム合金の表面には陽極酸化皮
膜を形成することが多い。陽極酸化皮膜は耐食性、電気
絶縁性がよく、かつ緻密で地金に対して密着性がよい。

又、陽極酸化皮膜は吸着活性の大きな多孔質層を有して
おり、この多孔質層に染料を付着させることによって種
々の色彩に着色することも可能である。そのため陽極酸
化皮膜は、電子材料、電子絶縁コーティング、印刷基板
、装飾品等に広く利用されている。

ところでこの陽極酸化皮膜に多色模様を形成するにあた
っては従来より次の工程を順次実施して行なっている。

即ち、まず、アルミニウム材に陽極酸化処理を施して陽
極酸化皮膜を形成する。次に陽極酸化皮膜の多孔質層に
染料を付着させて着色する。次に着色した多孔質層の所
定部位をレジスト膜で覆う。その後、酸やアルカリの溶
液にアルミニウム材を浸漬し、これによってレジスト膜
で覆われていない多孔質層の着色部位を脱色するか、あ
るいは脱色した後に、該多孔質層に別の色彩の染料を付
着させ、以って多色模様を形成している。

然しなからこの方法では脱色の際にアルミニウム材を酸
やアルカリの溶液に浸漬することにしているため、陽極
酸化皮膜の多孔質層が酸やアルカリの溶液に溶解し、多
孔質層の厚みが薄くなり、又、場合によっては多孔質層
が全部溶解して消失してしまう問題があった。このよう
に多孔質層の厚みが薄くなったり消失してしまうと、染
料の付着性が極めて悪くなり、多色模様の形成が困難と
なる問題があった。

［目的］ 本発明は上記した問題を解消するためになされたもので
ある。本発明の目的は、多孔質層の厚みを薄くすること
なく、又はほとんど薄くすることなく、多色模様を形成
し得る陽極酸化皮膜の多色模様形成法を提供するにある
。

［構成］ 本発明者は、レジスト膜で覆われていない多孔質層の着
色部位を脱色するに際して、陽極酸化処理を利用すれば
、多孔質層の厚みを薄くすることなく、あるいはほとん
ど薄くすることなく脱色し得ることを知見したものであ
る。本発明者はこの知見に基づいて本発明を完成したも
のである。

即ち、本発明の陽極酸化皮膜の多色模様形成法は、アル
ミニウム又はアルミニウム合金から作製された基体に陽
極酸化処理を施して多孔質層を形成する第一の工程と、
前記多孔質層に染料を付着させて前記多孔質層を着色す
る第二の工程と、着色した多孔質層の所定部位をレジス
ト膜で覆って、レジスト膜で覆われた多孔質層と、レジ
スト膜で覆われていない多孔質層とを形成する第三の工
程と、レジスト膜で覆われていない多孔質層の着色部位
の染料を除去して該着色部位を脱色する第四５− の工程とを順に実施する陽極酸化皮膜の多色模様形成法
において、第四の工程は、基体に陽極酸化処理を施すこ
とにより行われることを特徴とするものである。

第一の工程では、アルミニウム又はアルミニウム合金か
ら作製された基体に陽極酸化処理を施し、これにより該
基体の表面に陽極酸化皮膜を形成する。基体は薄板状、
厚板状であってもよく、また箔片状であっても、薄膜状
であってもよい。要するに基体はアルミニウム又はアル
ミニウム合金製であり、陽極酸化皮膜を形成し得るもの
であれば形状は問わない。基体は、陽極酸化処理を施す
前に脱脂されていることが望ましい。脱脂はトリクロー
ルエチレン、シンナー、アルコール、苛性ソーダ等で行
なうとよい。

アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化皮膜は、
無定形アルミナの六角柱セルの集合体で、微細な孔から
なる多孔質層を表面側に有している。

多孔質層の孔の密度は一般に４Ｘ１０′１〜８０Ｘ６− 面積が極めて大きく吸着活性が大きい。本発明において
は陽極酸化処理は、通常使用される方法を用いることが
でき、なかでも硫酸法が望ましい。

硫酸法によれば、多孔質層の孔の密度を高めろるからで
ある。硫酸法を使用した場合には次の条件で行なうとよ
い。即ち、電解液はｌＯ〜２０　ｗ　ｔ％の硫酸溶液を
用いる。又、液温は、陽極酸化皮膜の性質に大きな影響
を与えるため、１８〜２０℃が望ましい。又型破密度は
液温や硫酸濃度によっても異なるが、０．５〜２．０Ａ
ｄｍ＝が望ましい。又、浴電圧はアルミニウムの純度に
よっても異なるが、１０〜２０Ｖ　（Ｄ、Ｃ，）が望ま
しい。又処理時間は１０〜２０分が望ましい。陽極酸化
処理は、硫酸法の他に、例えばシュウ酸性、硫酸及びシ
ュウ酸混液法、クロム酸法を用いることができる。

第二の工程では、陽極酸化皮膜の多孔質層に染料を付着
させ、これにより該多孔質層を着色する。

着色するにあたっては、通常使用される塗布法を用いる
ことができる。例えば、冷浸漬法、熱浸漬法、スプレー
吹付法、はけ塗り法、ロール塗布法、流し塗り法、静電
塗装法等を用いることができる。

塗布した状態では、吸着活性が大きな多孔質層に染料分
子が付着している。

第三の工程では、第二の工程で着色した多孔質層のうち
、色を残したい部位をレジスト膜で覆う。

この場合脱色したい部位は、レジスト膜で覆わない。レ
ジスト膜は、陽極酸化処理を行う際に使用する電解液に
かなりの時間耐え得る膜であることを意味する。従って
レジスト膜としては、合成樹脂等の有機化合物の膜、無
機化合物の膜、場合によっては金属製のシート等を使用
できる。レジスト膜で覆うにあたっては、通常使用され
る方法を用いることができる。例えば、有機化合物を溶
媒に溶解した溶液に基体を浸漬させる浸漬法を用いるこ
とができる。この場合には浸漬後の基体に熱を加えるこ
とによって、基体上の溶媒を蒸発するとよい。又、レジ
スト膜で覆うにあたっては、印刷法、はけ塗り法、スプ
レー吹付法、フィルムはりつけ法等を用いることができ
る。レジスト膜と基体との密着度は大きい方が望ましい
。しかしレジスト膜を後処理ではく離する必要がある場
合には、レジスト膜と基体との密着度は必ずしも大きい
ことが要求されない。むしろ密着度は小さい方が、はく
離は容易である。

第四の工程では、基体に陽極酸化処理を施し、これによ
って、レジスト膜で覆われていない多孔質層の着色部位
を脱色し、以って多色模様を形成する。

多色模様が形成される理由は次のようである。

陽極酸化処理がある程度進行した段階では、従来からの
多孔質層の底部から新しい多孔質の皮膜が生成されると
同時に、従来からの多孔質層の表面側が電解液中へ溶解
して消失する現象が生じる。

即ち多孔質層の消失と生成とが同時に生じる。従って第
四工程で陽極酸化処理を施せば、レジスト膜で覆われて
いない多孔質層においては、底部から新しい多孔質層が
生じると共に、多孔質層の表面側がこれに付着している
染料と共に電解液中に溶解して消失する。この結果レジ
スト膜で覆われ９− ていない多孔質層においては、多孔質層の厚味を確保し
たまま脱色が行なわれる。

一方、レジスト膜で覆われている多孔質層においては、
多孔質層は電解液中に溶解せず、従って該多孔質層に付
着している染料も溶解しない。この結果レジスト膜で覆
われている多孔質層においては脱色は行なわれない。

以上のようにレジスト膜で覆われていない多孔質層にお
いては脱色が行なわれ、一方、レジスト膜で覆われた多
孔質層においては染料が残存している。従って、陽極酸
化皮膜に色つき模様が形成される。

第四の工程の陽極酸化処理は、通常用いられる方法を使
用できるが、なかでも硫酸法によって行なうことが望ま
しい。硫酸法で生成した陽極酸化皮膜は極めて多孔性に
富み、染料をよく吸着するからである。硫酸法を用いた
場合には次の条件で第四の工程を行うとよい。即ち、電
解液は１５〜２５　ｗ　ｔ％の硫酸溶液、液温は１８〜
２０℃、電流密度は１．０〜２．０Ａｄｍ−２、浴電圧
は１５１０− 〜２０Ｖ　（Ｄ、Ｃ，）が望ましい。このような条件下
では処理時間は３０〜６０秒と短時間で済む。

第四の工程の陽極酸化処理は硫酸法の他に、例えばシュ
ウ酸性、硫酸及びシュウ酸混液法、クロム酸法を用いる
ことができる。尚処理条件、処理時間等は、陽極酸化の
方法によって種々変更するとよい。

尚第−の工程から第四の］二程までを順に実施したなら
ばレジスト膜をそのままのこしておいて、次の（イ）（
ロ）（ハ）を行ってもよい。

（イ）再び第二の工程を実施する。即ち、第四の工程で
脱色した多孔質層の部位を、異なる色彩の染料で着色す
る。

（ロ）再び第二の工程、第三の工程、第四の工程を実施
する。即ち、第四の工程で脱色した多孔質層の部位を、
異なる色彩の染料で着色する。次に異なる色彩の染料で
着色した多孔質層のうち、その色彩を残したい部位をレ
ジスト膜でおおう。次に基体に陽極酸化処理を施すこと
によって、レジスト膜で覆われていない部位を脱色する
。

（ハ）再び第二の工程、第三の工程、第四の工程、第二
の工程を順に実施する。即ち、（ロ）で脱色した部位を
、更に異なる色彩の染料で着色する。

（イ）〜（ハ）の場合、脱色工程である第四の工程を実
施した際には、陽極酸化皮膜の底部から新たな多孔質層
が形成されるため、第一の工程も同時に行なわれること
になる。

以上のように第一の工程〜第四の工程を繰り返して順に
実施すれば、三色以上の色付は模様の形成も可能である
。

尚、第三の工程で用いたＩノジスト膜は、後処理で、は
く離しておくことが望ましい。但しレジスト膜をはく離
しなくても良い場合もある。例えば、レジスト膜が透明
又は半透明の場合には、レジスト膜で覆われた多孔質層
の着色部位の色彩が、透明又は半透明なレジスト膜を透
過することから、前述同様に色１１き模様が形成される
。

レジスト膜をはく離した多孔質層、又はレジスト膜で当
初から覆われなかった多孔質層には、封孔処理を施すこ
とが望ましい。封孔処理は通常用いられる方法を使用で
きる。例えば沸騰水処理、水蒸気処理、水ガラス処理、
樹脂処理を使用できる。このように封孔処理を行えは、
多孔質層の孔が閉塞されることから、孔に付着ｌノた染
料が外方へ溶は出ることを防ぎ得る。

［効果］ 本発明によれば、陽極酸化皮膜の多孔質層の厚みな薄く
することなく、又はほとんど薄くすることなく、該陽極
酸化皮膜に多色模様を形成することができる。即ち、脱
色に陽極酸化処理を利用すれば、前述し・たまうに従来
からの多孔質層の表面側が溶解して消失すると同時に、
従来からの多孔質層の底部から新しい多孔質層が生じる
ことから、つまり多孔質層の消失と生成が同時に生こと
から陽極酸化皮膜の多孔質層の厚みを確保したままで染
料を除去できるからである。

又本発明によれば、脱色に陽極酸化処理を利用しでいる
ことから、脱色に要する時間を短時間例えば３０〜６０
秒間程度で済ませ得る。ここで酸　１３− やアルカリの溶液で脱色を行なっていた従来の場合、脱
色に要する時間は１ｏ分以上とかなり長時間必要であっ
た。かかる従来にくらべて本発明の脱色に要する時間は
極めて短時間である。

［実施例］ 第１図〜第５図は本発明の一実施例の各工程を模式的に
示した図である。この例の場合には基体１は厚み３０μ
のアルミ箔である。基体１の大きさは５０關Ｘ　５０　
ｍｍ　ｓアルミ含有量は９９．９９％である。この例で
は前処理としてトリクロールエチレンで基体１表面の脱
脂を行った。この場合トリクロールエチレンの液温は２
５℃、脱脂時間は２０分とした。次に２０　ｗ　ｔ％の
硫酸溶液中に基体１を陽極として浸漬し、液温２０℃、
浴電圧１５Ｖ　（Ｄ、Ｃ，”）とした状態で１５分間通
電し、これによって基体に陽極酸化皮膜を形成した（第
一の工程）。この場合陽極酸化皮膜の厚みは１０μ程度
である。

次にアリザニン系の有機染料を溶かした水溶液中に基体
１を浸漬し、これによって第２図に示す　１４− ように多孔質層２に染料３０分子を吸着させたく第二の
工程）。この場合水溶液中の染料濃度は５ｇ／ｌ、液温
は６０℃、浸漬時間は３分間とした。

次に第３図に示すように多孔質層２のうち色を残したい
部位をレジスト膜４で覆った（第三の工程）。レジスト
膜４で覆われた多孔質層２に付着した染料３０分子は、
第３図に示ようにレジスト膜４で覆われており、そのた
め外方へ露出していない。覆う方法は印刷法とした。レ
ジスト膜４の厚みは２００μとした。レジスト膜４で覆
われていない多孔質Ｎ２においては、第３図からあきら
かなように多孔質層２に付着した染料３の分子は外方へ
露出している。

次に、前の工程で使用した２　０　ｗ　ｔ％のＶ＆酸溶
液中に基体１を陽極として浸漬し、再び陽極酸化処理を
施した（第四の工程及び第一の工程）。この場合浴電圧
は１５Ｖ　（ｒ）、Ｃ，）　、液温２０℃とした状態で
３０秒間通電した。この結果レジスト膜４で覆われてい
ない多孔質Ｎ２においては、第４図に二点鎖線で示すよ
うに表面側は溶解して消失した。この溶解に伴って該多
孔質Ｎ２に付着していた染料３０分子も溶解し、脱色が
行なわれた。この場合陽極酸化皮膜の底部から新たな多
孔質層が形成された。

次に染料を溶かした水溶液中に基体１を浸漬した。これ
によってレジスト膜４で覆われていない多孔質層２の表
面側に染料５０分子を付着させた（第二の工程）。染料
５は前の染料３と色彩が異なる。尚、水溶液中の染料５
の濃度は５ｇ／ｉ、液温は６０℃、浸漬時間は１８０秒
とした。　次にレジスト膜４を基板１からはく離し、多
孔質層２の封孔処理を行った。封孔処理は沸騰水処理で
行った。

以上の工程を経た本例では染料３の色彩と染料５の色彩
との二色の色つき模様が形成された。又、肉厚の薄く箔
片状である基体１の厚みも確保された。本例で形成され
た色つき模様の用途としては、装飾品などがある。

第６図〜第１２図は本発明の他の実施例の各工程を模式
的に示した図である。この例の場合には基体８は蒸着法
によって形成されたアルミニウムの薄膜であり、厚みは
約２７１ｍである。薄膜からなる基体８は透明なガラス
板９の上面に形成されている。そして基体８を有するガ
ラス板９を、前記実施例で用いた電解液中に浸漬し、液
温２０℃、浴電圧１０Ｖ　（Ｄ、Ｃ，）とした状態で、
１０分間通電し、これににっで基体８に陽極酸化皮膜の
多孔質Ｎ１０を形成した（第一の工程）。

次に青色系の染料を溶かした水溶中にガラス板９を浸漬
し、これによって基体８に形成された陽極酸化皮膜の多
孔質層１０を第７図に示すように青色に着色した（第二
の工程）。この場合水溶中の染料濃度はｆ／１．液温６
０℃、浸漬時間は３分間とした。

次に多孔質層１０のうち青色を残したい部位を、レジス
ト膜１１で覆った（第三の工程）。覆う方法は印刷法と
した。レジスト膜１１の＠（Ｍ）は５００　Ｉｉとし、
レジスト膜１１を０．３ｍｎ＋間隔で覆った。

次に前記した電解液中にガラス板９を浸漬し、１７− 液温２０℃、浴電圧１０Ｖ　（Ｄ、Ｃ，）とした状態で
、３０秒間通電し陽極酸化処理を行った（第四の工程及
び第一の工程）これによって第８図に示すようにレジス
ト膜１１で覆われていない多孔質Ｎ１０の青色は脱色さ
れて、脱色部位１０ａが形成され、又、陽極酸化皮膜の
底部から新たな多孔質層が形成された。

次に脱色部位１０ａを緑色に着色するために、緑色系の
染料を溶かした水溶液中にガラス板９を浸漬した（第２
の工程）。第９図は、脱色部位１０ａが緑色に着色され
た状態を示す。染料濃度、液温、浸漬時間等の条件は青
色の染料の場合と同一にした。

次に緑色を残したい部位を、第１０図に示すようにレジ
スト膜１２で覆った（第三の工程）。覆う方法やレジス
ト膜の幅は、レジスト膜ｌ】の場合と同一とした。

次に前記した電解液中にガラス板９を前述同様に浸漬し
て陽極酸化処理を行なった。これによってレジスト膜１
１、レジスト膜１２で覆われてい１８− ない部位の緑色を脱色し、且つ、陽極酸化皮膜の底部か
ら新たな多孔質層を形成した（第四の工程及び第一の工
程）。

次に緑色を脱色した部位を赤色に着色するために、赤色
系の染料を溶かした水溶液中にガラス板９を浸漬した（
第二の工程）。染料濃度、液温、浸漬時間等の条件は青
色、緑色の染料の場合と同一にした。

次に赤色を残したい部位の表面を、第１１図に示すよう
にレジスト膜１３で覆った（第三の工程）。覆う方法や
レジスト膜の幅は、レジスト膜１１．１２の場合と同一
にした。

次にレジスト膜１１．１２．１３、を第１２図に示すよ
うに多孔質層１０から全部はく離した。

この結果青色、緑色、赤色の三色の色つき模様が形成さ
れた。叉薄膜状である基体８の厚みも確保された。本例
で形成された色つき模様の用途としては、カラー液晶表
示器の電極がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を模式的に示した側
面図である。第１図は基体に陽極酸化皮膜を形成した状
態を示す図、第２図は、陽極酸化皮膜の多孔質層に染料
を付着した状態を示す図、第３図はレジスト膜で覆った
状態を示す図、第４図はレジスト膜で覆われていない多
孔質層を脱色した状態を示す図、第５図は脱色した部位
に別の染料を付着した状態を示す図である。 第６図〜第１２図は本発明の他の実施例を模式的に示し
た側面図である。第６図は基体に陽極酸化皮膜を形成し
た状態を示す図、第７図は多孔質層を青色に着色した状
態を示す図、第８図は青色を残したい部位をレジスト膜
で覆った状態を示す図、第９図は脱色部位を緑色に着色
した状態を示す図、第１０図は緑色を残したい部位をレ
ジスト膜で覆った状態を示す図、第１１図は赤色を残し
たい部位をレジスト膜で覆った状態を示す図、第１２図
はレジスト膜をはく離した状態を示す図である。 図中、１及び８は基体、３及び５は染料、４．１１．１
２．１３はレジスト膜、２及びｌＯは多孔質層を示す。 特許出願人　日本電装株式会社 代理人　弁理士　大川　宏 量　弁理士　藤谷　條 同　弁理士　丸山明夫 ２１− 第６図 第１１図 第１２図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム又はアルミニウム合金から作製され
   た基体に陽極酸化処理を施して多孔質層を形成する第一
   の工程と、 前記多孔質層に染料を付着させて前記多孔質層を着色す
   る第二の工程と、 着色した多孔質層の所定部位をレジスト膜で覆って、レ
   ジスト膜で覆われた多孔質層と、レジスト膜で覆われて
   いない多孔質層とを形成する第三工程と、 レジスト膜で覆われていない多孔質層の着色部位の染料
   を除去して該着色部位を脱色する第四の工程とを順に実
   施する陽極酸化皮膜の多色模様形成法において、 第四の工程は、基体に陽極酸化処理を施すことにより行
   われることを特徴とする陽極酸化皮膜の多色模様形成法
   。
2. （２）第四の工程の陽極酸化処理は、硫酸法によって行
   なわれる特許請求の範囲第１項記載の陽極酸化皮膜の多
   色模様形成法。
3. （３）第四の工程の陽極酸化処理は、電解液を２０　ｗ
   　ｔ％の硫！！１１溶液、液温を２０℃、浴電圧をり。 Ｃ，１５Ｖとした状態で、３０〜６０秒間通電すること
   により行われる特許請求の範囲第１項記載の陽極酸化皮
   膜の多色模様形成法。
4. （４）第四の工程で脱色した多孔質層に再び染料を付着
   させて着色する特許請求の範囲第１項記載の陽極酸化皮
   膜の多色模様形成法。
5. （５）基体は薄膜状であり、ガラス板上に設けられてい
   る特許請求の範囲第１項記載の陽極酸化皮膜の多色模様
   形成法。
6. （６）基体は、箔片状である特許請求の範囲第１項記載
   の陽極酸化皮膜の多色模様形成法。
7. （７）第二の工程は、染料を溶かした溶液に基体を浸漬
   することにより行なわれる特許請求の範囲第１項記載の
   陽極酸化皮膜の多色模様形成法。
8. （８）レジスト膜は耐酸性である特許請求の範囲第１項
   記載の陽極酸化皮膜の多色模様形成法。