JPS607714B2 - アルミニウム材の表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る板、押出形材等の成形物（この明細書においてはこれ
らをアルミニウム材という）の表面に、電気的な処理に
よつ、美麗な木目模様を形成する方法に関するものであ
る。

従釆、アルミニウム材の表面に木目模様などの模様づけ
を行う方法としては、■ 転圧ロールまたはプレス成形
型を使用してアルミニウム材の表面に所定の刻線を圧刻
する方法。

‘Ｂ｝ 写真製版の手法によりアルミニウム材の表面を
エッチングして原画を触刻する方法。

｛Ｃ｝ アルミニウム材の表面に、適当な保護材料で部
分的にマスキングを施してから、塗料の吹付け、化学的
な染色処理または酸化皮膜の着色処理を行う方法。

皿 スクリーン印刷または転写印刷等の手段により、塗
料その他の着色材料をアルミニウム材の表面に印刷する
方法。

などが知られており、そのほか木目模様を印刷してある
模様紙または模様フィルムをアルミニウム材の表面に貼
着する方法もある。

しかしながら、このうち例のェンボス法は、一対のダイ
スまたは成形型で被処理物を強く挟圧しながら圧縮する
方法であるため、平板状のアルミニウム材にしさ適用で
きないことはもちろん、ダイスや成形型の製作に多大の
経費を要するという難点がある。また【Ｂーの蝕刻法、
‘ｑのマスキング法および肋の印刷法は、マスキング加
工および木目模様の製版に手間がかかるだけでなく、そ
の後の二次処理が非常に面倒で、しかも模様形成皮膜の
耐久性に問題がある。更に模様紙貼着法も含めてこれら
の方法にはすべて特殊な機械設備が必要であるため、加
工経費が非常に高くつき、ことに複雑な形状を持つアル
ミニウム材、例えばサッシ用の押出形材などには使用で
きないという欠点があった。本発明者らは、上記従釆法
のような欠点のない木目模様形成法を求めて種々研究を
重ねて結果、アルミニウム材をアルカリ性電解質の水溶
液またはこれにバリャ型皮膜形成電解質を添加した水溶
液を電解液として交流電解処理し、被処理物表面に銀灰
白色の木目模様を形成させた後、これに無機酸または有
機酸を使用した通常の陽極酸化皮膜処理を施し、その後
、金属塩を添加した無機着色裕または染料もしくは顔料
の溶液中に浸債するとき、上記木目模様部分が他の部分
に比べて濃色に着色され、その結果、被処理物表面に美
麗な装飾的模様を鮮明に発明させ得ることを見いだした
。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。本
発明の方法について、まずその概要を述べると、‘ィー
アルミニゥム材を、アルカリ性電解質の水溶液または
これにバリャ型皮膜形成電解質を添加した水溶液を電解
液として、交流もしくはこれと同様の効果を持つ電源波
形により、該アルミニウム材の表面において水素ガスが
発生する条件下に電解処理すること（交流電解処理）；
‘ｏー 上記電解中、被処理物の表面いおいて発生する
水素ガスの泡を被処理物の表面に沿って上昇させること
：し一 上記水素ガスの泡の作用により被処理物の表面
に銀灰白色の木目模様が形成されるまで上記電解を行な
ったのち、被処理物を無機酸、有機酸またはこれらの両
方を含む電解液中で陽極酸化処理すること（陽極酸化処
理）；および ロ 金属塩を添加した無機着色裕または染料もしくは顔
料の溶液中に上記陽極酸化処理後の被処理物を浸潰して
被処理物の表面を着色すること（着色処理）：を特徴と
するものである。

以下、本発明の方法を工程順に詳細に説明する。

最初の交流電解処理のための電解液を構成するアルカリ
性電解質として使用可能なものには、オルトケィ酸ナト
リウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、
メタ棚酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリ
ウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、フッ化ナト
リウムなどがあり、これらは２種以上を併用してもよい
。

また任意添加成分であるバリャ型皮膜形成電解質の好ま
しい具体例としては、フタル酸、棚酸、リンモリブデン
酸、酒石酸アンモニウムなどがある。これらの電解質も
また、２種以上を併用することができる。常法により脱
脂、エッチング等の前処理を施したアルミニウム材を上
記のような電解質を含む電解液中で、水素ガスが発生す
る条件下に交流電解し、更に被処理物の表面で発生した
水素ガスの泡をそのまま被処理物の表面に沿って上昇さ
せると、該表面に被処理物の吊下げ方向（上下方向）に
伸びる銀灰白色の木目模様が発現するから、この段階で
電解を止める。

電解によって木目模様が現われるのは、電解処理中に発
生する大小多数の水素ガスの泡が被処理物の表面に沿っ
て左右に微妙に揺動しながら下方から水面に上昇すると
き、被処理物の表面のうち、この気泡によってトレース
された部分と他の部分との間で電解度に大きな差が生じ
、気泡の通過部分には他の部分よりもはるかに多くの紬
孔が生成して銀灰白色に輝くためと考えられ、実際に処
理後のアルミニウム材の表面を顕微鏡で観祭した場合、
気泡でトレースされた部分は他の部分よりも表面が明ら
かに凹んだ状態に変化している。交流電解処理に続いて
行う無機酸、有機酸またはこれらの両方を含む電解液中
での陽極酸化処理、および金属塩も添加した無機着色裕
または染料もしくは顔料の溶液中に浸潰して被処理物の
表面を着色する処理は、同じ処理手段からなる一般的な
（無模様の）アルミニウム材の着色酸化皮膜形成法と特
に異なるものではなく、酸、金属塩、染料および顔料も
、特殊なものを用いる必要はない。

なお陽極酸化処理に先立って被処理物を水酸化ナトリウ
ム水溶液で軽くエッチング処理しておくと、その後の着
色処理において、より鮮明な着色模様を発現させること
ができる。陽極酸化処理および着色処理を施すと、これ
らの処理前には銀灰白色であった木目模様は、着色洛中
の無機金属塩、染料または顔料によって著しく鮮明度の
高い色調に着色されて被処理物の表面に発現する。

このような着色処理によって着色木目模様が発現するの
は、交流電解処理により形成された銀灰白色の木目模様
部分に多数の紬孔が集中している関係上、この部分に金
属塩、染料、顔料等の着色成分が細孔分布の少ない他の
部分よりもはるかに多く沈着または付着することによる
ものと考えられる。なお本発明の方法によれば、着色木
目模様を発現させると同時に、通常のアルミニウムの加
工素材に見られるロール目、擦り傷、打傷、ダイスマー
クおよび陽極酸化後のストリークなどを完全に消滅させ
ることができる。

上述のように、本発明の方法は、独自の電気化学的処理
によってアルミニウム材の表面に木目模様の素地をおの
ずから生成させ、その木目部分を鮮明に着色する方法で
あるから、木目模様の原図を作成する必要もしく、模様
の表出がきわめて簡単かつ容易である。

また本発明の方法は、従来法のように機械的処理や手作
業を必要としないから、生産性が著しく高い。これらに
より、本発明の方法によれば、着色木目模様を持つアル
ミニウム材をきわめて安価に製造することが可能になる
。更に、圧刻、蝕刻、塗料の吹付けまたは燐付け、印刷
など、従来の方法による人工的造形模様は、同一模様の
繰返し‘こなるため、どうしても不自然さが感じられる
ものであるが、本発明の方法；により形成される木目模
様は一つとして同じものがなく、真の木目に近いきわめ
て自然なものである。したがって、本発明の表面処理法
は、建築物のアルミニウムサッシや建具、パネル類をは
じめ、車糠、家庭用器具、装飾用アルミニウム材など、
木目模様を付与することにより商品価値の向上等の効果
が期待される各種アルミニウム材の処理に適用するとき
、きわめて顕著な効果を奏するものである。以下実施例
を示して本発明を説明する。

実施例 １ アルミニウム６０６＄−Ｔ５形材を常法により前処理し
、メタ棚酸ナトリウム０．２ｈｏｌ／そ、棚酸３０夕／
その裕中で、対極としてステンレス鋼を用いて２．帆／
ｄ〆の電極密度で交流電解すると、形材表面に銀灰白色
の木目模様が形成された。

次にこの形成を水酸化ナトリウム溶液（濃度３０夕／そ
、格温６０ｑ○）に約１分間浸潰し、水洗後、濃度１５
０夕／そ、温度２０℃の硫酸浴中で、電流密度１．泌／
ｄめで３０分間陽極酸化処理して、形村表面に約１０仏
厚の陽極酸化皮膜を形成させた。次いで水洗後、しゆう
酸第二鉄アンモニウム４０夕／その水溶液（ｐＨ４．５
温度６０ｑ○）中に５分間浸潰して着色したところ、形
材表面に鮮明な着色木目模様が発現した。最後に、沸騰
水中に約３分間浸潰して封孔処理を行い、淡黄色の白木
様の模様を持つ美麗なアルミニウム形材を得た。

実施例 ２ アルミニウム６０６＄−Ｔｓ形材を常法により前処理し
、リン酸三ナトリウム３０夕／そ、フツ化ナトリウム８
夕／その裕中で、対極に炭素板を用い、交流を電流密度
１．松／ｄめで２び分間通電したところ、形材表面に銀
灰白色の木目模様が形成された。

次にこの形材を水酸化ナトリウム溶液（濃度３０夕／そ
、俗温６０℃）中に約１分間浸潰し、水洗後、実施例１
と同様に硫酸裕中で約１０山厚の陽極酸化皮膜を施した
。次いで水洗後、アルミニウムレッド（スイス、ジユラ
ン社製染料）１０夕／その水溶液（温度５０００）に６
分間浸潰したところ、形材表面に鮮明な着色木目模様が
発現した。最後に、沸騰水中に約３分間浸潰して封孔処
理し、赤褐色の木目模様を持つ美麗なアルミニウム形材
を得た。

実施例 ３ アルミニウム材１１０帆−日１４を常法により前処理し
、オルトケィ酸ナトリウム１０夕／そ、酒石酸ナトリウ
ム３０夕／その裕中で、対極にステンレス鋼を用いて、
交流を電流密度３．船／ｄ〆で１５分間通電すると、被
処理材表面に銀灰白色の木目模様が形成された。

このあと、実施例１の場合と同機にして彼処理村に陽極
酸化処理および着色処理を施したところ、鮮明な着色木
目模様を有するウルミニウム材が得られた。実施例 ４ アルミニウム材６０６＄−Ｔ５を常法により前処理し、
リン酸三ナトリウム０．３ｈｏｌ／その裕中で、対極に
ステンレス鋼を用いて、交流を電流密度２．０Ａ／ｄめ
で１５分間通電すると、被処理材表面に銀灰色の木目模
様が形成された。

このあと、実施例１の場合と同様にして被処理材に水酸
化ナトリウム溶液浸簿処理、陽極酸化処理および着色処
理を施したところ、鮮明な着色木目模様を有するアルミ
ニウム材が得られた。実施例 ５ アルミニウム材１２００Ｐ一日１４を常法により前処理
し、水酸化ナトリウム２夕／その裕中で、対極にステン
レス鋼を用いて、交流を電流密度２．Ｍ／ｄめで２０分
間通電すると、彼処理材表面に銀灰白色の木目模様が形
成された。

このあと、実施例１の場合と同様にして被処理材に陽極
酸化処理および着色処理を施したところ、鮮明な着色木
目模様を有するアルミニウム材が得られた。実施例 ６
アルミニウム材６０６＄−Ｔ５を常法により前処理し、
ケイ酸ナトリウム１０夕／そ、フタル酸５夕／その裕中
で、対極にステンレス鋼を用いて、交流を電流密度２．
０Ａ／ｄめで５分間通電すると、被処理材表面に銀灰白
色の木目模様が形成された。

このあと、実施例１の場合と同様にして彼処理村に水酸
化ナトリウム溶液浸簿処理、陽極酸化処理および着色処
理を施したところ、鮮明な着色木目模様を有するアルミ
ニウム材が得られた。実施例 ７ アルミニウム材１０５０Ｐ一日１４を常法により前処理
し、リン酸水素ナトリウム３０夕／その裕中で、対極に
ステンレス鋼を用いて、交流を電流密度１．錨／ｄめで
１０分間通電すると、被処理材表面に銀灰白色の木目模
様が形成された。

このあと、実施例１の場合と同様にして被処理材に陽極
酸化処理および着色処理を施したところ、鮮明な着色木
目模様を有するアルミニウム材が得られた。実施例 ８
アルミニウム材６０６＄−Ｔ５を常法により前処理０し
、水酸化カルシウム０．３夕／その裕中で、対極にステ
ンレス鋼を用いて交流を電流密度２．Ｍ／ｄ〆で１５分
間通電すると、被処理材表面に銀灰白色の木目模様が形
成された。

このあと、実施例１の場合と同様にして被処理材に陽極
酸化処理およ夕び着色処理を施したところ、鮮明な着色
木目模様を有するアルミニウム材が得られた。実施例
９ アルミニウム材６０６＄−Ｔ５を常法により前処理し、
炭酸ナトリウム５夕／そ、フタル酸５夕／その裕中で、
対極にステンレス鋼を用いて交流を電流密度２．０Ａ／
ｄ〆で１５分間通電すると、被処理材表面に銀灰白色の
木目模様が形成された。

このあと、実施例１の場合と同様にして彼処理材に水酸
化ナトリウム溶液浸債処理、陽極酸化処理および着色処
理を施したところ、鮮明な着色木目模様を有するアルミ
ニウム材が得られた。実施例 １０ アルミニウム材６０６＄−Ｔ５を常法により前処理し、
フッ化ナトリウム２０夕／その裕中で、対極に炭素板を
用いて交流を電流密度１．私／ｄめで２０分間通電する
と、被処理材表面に銀灰白色の木目模様が形成された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ） アルミニウム材を、オルトケイ酸ナトリウ
   ム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、メタ
   硼酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム
   、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウムおよびフツ化ナト
   リウムからなる群から選ばれた１種以上のアルカリ性電
   解質の水溶液またはこれにフタル酸、硼酸、リンモリブ
   デン酸および酒石酸アンモニウムからなる群から選ばれ
   たバリヤ型皮膜形成電解質を添加した水溶液を電解液と
   して、交流もしくはこれと同様の効果を持つ電源波形に
   より、該アルミニウムの表面において水素ガスが発生す
   る条件下に電解処理すること；（ロ） 上記電解中、被
   処理物の表面において発生する水素ガスの泡を被処理物
   の表面に沿って上昇させること；（ハ） 上記水素ガス
   の泡の作用により被処理物の表面に銀灰白色の木目模様
   が形成されるまで上記電解を行なったのち、被処理物を
   無機酸、有機酸またはこれらの両方を含む電解液中で陽
   極酸化処理すること；および （ニ） 金属塩を添加した無機着色浴または染料もしく
   は顔料の溶液中に上記陽極酸化処理後の被処理物を浸漬
   して被処理物の表面を着色すること；を特徴とするアル
   ミニウム材の表面処理方法。