JPS6167800A - アルミニウム合金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】 産業上の利用分野 本発明は、時効硬化性能を有するアルミニウム合金（純
アルミニウムは除く）の表面に、淡黄色〜褐色から成る
天然木の風合いを有する木目調の装飾模様を鮮明に生成
できる表面処理方法に関するものであり、さらに詳しく
は、アルミニウム合金の表面に機械的操作、不完全時効
硬化処理操作、電気化学的操作を巧みに組み合わせて施
すことにより、極めて簡単な方法で、アルミニウム合金
表面に天然木の風合いを有し、かつ木目部分と背景との
間にはっきりとした濃淡差のある美麗な淡黄色〜褐色を
呈する着色模様を生成できると共に耐食性のある着色皮
膜を形成できるアルミニウム合金の模様付は表面処理方
法に関するものである。

従来の技術 従来、アルミニウム材の表面に、人工時効硬化処理を利
用して着色模様を生成させる方法としては、特開昭５３
−８３９４１号が知られている。この技術は、アルミニ
ウム材の素材表面に所望の模様入りシートを付着し、こ
れを通常の条件下で人工時効硬化処理した後、冷却前ま
たは後に前記模様入りシートを取除き、次いでそのアル
ミニウム材を陽極として電解着色処理を行なうことによ
って、アルミニウム材の表面に着色模様を生成させる方
法である。そして、この方法における着色模様の生成機
構は、時効硬化処理中にアルミニウム材に模様入りシー
トの付着している部分と付着していない部分とに加熱に
よる結晶構造の差異をもたらすことによって、その後の
電解着色時に模様を生成させるものである。

しかしながら、この技術は以下の不具合を有する。

ａ）時効硬化処理炉内は、左右、上下、前後の各端部と
中央部の温度が必ずしも均一でなく、温度差があるため
、得られる製品の模様のコントロールが難かしい。

ｂ）アルミニウム材の熱伝導は非常に良好であるので、
模様入りシートの付着部分と付着していない部分との温
度差を出すことに困難性を伴なう。従って、鮮明な濃淡
差のある着色模様の生成は困難であり、また例えば斑点
模様、水玉模様、木目調模様等の小さな模様をアルミニ
ウム材に表出させることは困難である。

Ｃ）模様入りシートを付着する工程、及び脱着する工程
か心安であり、また、押出形材の形状毎に模様入りシー
トを用意しなければならないので、極めて作業性が悪く
、得られる製品もコスト高になる。

また、他の模様付き酸化皮膜の形成方法としては、特公
昭４３−６３６５号に記載の方法が知られている。この
技術は、ＡＬ　−Ｍｎ　−Ｍｆ系合金の組成を特別に選
定したアルミニウム合金を使用し、該アルミニウム合金
な展伸加工し、該加工工程中または加工後に特別の熱処
理を加え、その後陽極酸化処理することにより、アルミ
ニウム合金表面にＡＬ　−Ｍｎ二元化合物の析出に起因
するコントラストのある黒白模様を生成させる方法であ
る。

この方法によって得られる模様は、その形態が全くラン
ダムであり、任意の模様が得られないと共に、その模様
も黒白のコントラストに限定されるため、装飾性のある
美麗な着色模様が依然として得られないという不具合を
有する。

発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の第１の目的は、作業性がよく、アルミ
ニウム合金表面に天然木の風合いを有する美麗な木目調
の着色模様を生成できるアルミニウム合金の模様付は表
面処理方法を提供することにある。

本発明の第２の目的は、上記目的と関連して、例えば着
色模様の木目部分を黄土色に、背景を淡黄色にすること
により、濃淡差のある極めて鮮明な着色模様とすること
のできるアルミニウム合金の模様付は表面処理方法を提
供することにある。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は、押出成型後のアルミニウム合金に機械的操作
による下地模様を施した後、従来から一般に行なわれて
いる押出成型後の完全時効硬化処理に代えて、不完全時
効硬化処理を施し、さらに該アルミニウム合金に電気化
学的操作により淡黄色〜褐色の着色皮膜を施すことによ
り、前記機械的操作による下地模様の形成、不完全時効
硬化処理、及び電気化学的着色皮膜の形成の各工程の相
剰効果によって、前記下地模様部分と背景（非模様付与
部）との間に着色の濃淡差が生じ、アルミニウム合金の
表面に前記下地模様が極めて鮮明に表出し、天然木の風
合いを有する美麗な木目調の着色模様を生成できるとい
う知見に基づ（ものである。

すなわち、本発明に係る第１の発明は、押出成型後のア
ルミニウム合金表面に、１００〜３０００（Ｋｙ　／　
ｃｍ２）の吐出圧で液体を高圧噴射することによりトレ
ースされた部分とそうでない部分との間に下地模様を施
し、次いで該アルミニウム合金に不完全時効硬化処理を
施した後、前記アルミニウム合金表面に淡黄色〜褐色の
着色酸化皮膜を形成することにより該アルミニウム合金
表面に前記下地模様を鮮明に表出させることを特徴とす
るアルミニウム合金の模様付は表面処理方法である。

また、本発明に係る第２の発明は、押出成型後のアルミ
ニウム合金表面に、粒径Ｖ′３０〜♯４００吐出圧２〜
６　Ｋｙ　／　ｔ：の条件にて研削材を投射して下地模
様を施し、次いで該アルミニウム合金に不完全時効硬化
処理を施した後、前記アルミニウム合金表面に淡黄色〜
褐色の着色酸化皮膜を形成することにより該アルミニウ
ム合金表面に前記下地模様を鮮明に表出させることを特
徴とするアルミニウム合金の模様付は表面処理方法であ
る。

発明の態様 次に、前記本発明の各工程及びその態様について詳細に
説明する。

（Ａ）　　下地模様形成工程 まず、押出成型後（押出直後の５００〜５８０℃位の高
温の押出形材でもよいし、押出後冷却された常温の押出
形相でもよい）のアルミニウム合金（以下、アルミ合金
と略称する）に機械的操作による下地模様を施す。

この下地模様は、第１の発明によれは水等の液体を高圧
で噴射する高圧噴射法、第２の発明によれば砂、鉄粉等
を吹き付けるプラスト法の機械的操作手段によりアルミ
合金表面に施される。

より具体的に説明すれば、例えば作業性の向上を狙い、
アルミ合金の押出直後に、その押出金型と同形状で一定
間隔のクリアランスのある金型もしくは金枠（治具）に
、例えば柾目模様間隔に高圧噴射の噴射溝（穴）を設け
、水または研摩剤等を噴射しながら連続的に表面調整（
下地模様付与）することにより、複雑な形状の凹凸部に
も下地模様を施すことができる。この場合、所望の連続
模様（例えば、印刷の如く長く通った柾目の間隔、ぼか
しに変化のある模様等）を容易に付与できる。

このような下地模様形成処理は、押出直後の高温乃至冷
却された低温のアルミ合金形材にも、また押出−切断後
のアルミ合金形材にも施すことができる。以下、それぞ
れの場合について詳述する。

（１）゛押出直後（押出されコンベア上を走っている時
点）の高温乃至冷却された低温のアルミ合金形材に、高
圧水噴射またはブラスト処理により下地模様を施す。

ａ）高圧噴射法 アルミ合金に衝撃を与えるファクターとしては、■吐出
物の種類、■ノズル径、■ワークスピード、■ノズル距
離、■吐出圧、■吐出方式、等がある。

■の吐出物としては、現在のところ安価のため清水が最
も適している。また、液体に少鎗の研削材例えば酸化ア
ルミナ、Ｓ　ｉ　０２等を混入して使用してもよい。こ
のようにすれば、吐出圧を小さくできるという利点が得
られる。■のノズル径としては、０．１　ｓｎφ〜０．
４閣φの範囲が好ましい。この範囲以上では装置が大型
化し、一方、この範囲以下ではノズルが詰まるので好ま
しくない。■のワークスピードは最大で７０ｍ／Ｇ位に
設定する。これより大では模様がぶれ、また若干の脈流
も拾ったりする（但し、吐出圧等により多少変化する）
ので好ましくない。また、■ノズル距離としては５〜２
００！ＩＪの範囲が好ましい。この範囲以下ではワーク
がノズルに当た　　□す、一方、この範囲以上では装置
が大型化する。

■吐出圧としては１００Ｋｇ／ｍ２〜３０００に７／ｃ
１ｎ２が適当である。これ以下では衝撃力が小さく、下
地模様の形成が充分でなく、一方、これ以上ではアルミ
合金形材の形状変化が激しい（但し、清水を基準とした
場合）ので好ましくない。■吐出方式としては、ノズル
をヘッダ一方式にする方法またはエジェクタ一方式でエ
アーを巻込む方法がある。ヘッダ一方式の場合、ヘッダ
ーの数が多い方が、ノズル吐出後のエアーを巻込み易く
、アルミ合金に対して衝撃が大きい。

ｂ）ブラスト法 研削材としては、無機質の金属、非金属のいずれでも使
用可能であるが、酸化アルミナまたは酸化アルミナを主
体としたものが好ましい。

研削材の粒径は　３０〜４００の範囲に設定する。上限
　３０は１００俤通過する標準ふるい径約１順であり、
それによりノズル径は３覗位は必要となり、柾目等の線
状模様の限界となる。

一方、＃４００以下に細かくなると、処理後の表面粗さ
が小さく梨地感が薄らぎ（加工硬化度が小）、また回収
が困難となり、作業性が悪くなるので好ましくない。

また、使用するノズルは研削材の粒径の約３倍の口径を
最小とし、これ以上の口径のノズルを使用する必要かあ
る。

ブラスト法の条件としては、血圧式でノズル径０．５〜
１．２咽φのものが好ましく、投射距離５〜３０１１１
Ｉ＋１（５■以下であれば被加工物と接触する恐れが強
く、一方、３０ｍ以上であればパターン幅が広くなり、
模様自体がぼけるので好ましくない）、空気圧力２〜６
　Ｋｇ／　ｃｍ　（この範囲への設定理由は、前記高圧
噴射法の吐出圧についてＱ）設定理由と同じ）の間で、
研削材の粒度、投射密度、距離、ノズル径、ノズルまた
は被加工物の移動スピードの組合せにより設定する。ノ
ズル数は１セット５０本迄可能であり、柾目模様等が効
率よく処理できる。ノズルまたは被加工物のスピードは
２０ｍ１分以下に設定するのか好ましく、望ましくは１
０ｍ／分以内に設定する。

（２）押出−切断後のアルミ合金形材に高圧水噴射また
はブラストにより下地模様を施す。

下地模様の形成方法は、前記（１）で詳述した・方法と
間係である なお、ブラスト法による場合は、マスキング材を使用す
ることにより一定のパターンの模様が表出できる。この
場合にも、直圧式、吸引式（呻 のいずれでもよく、研削材粒度、投射速度（空気圧力、
投射距離）、投射密度、投射角度等は前記した条件及び
アルミニウムの一般的プラスト条件に準する。マスキン
グ材を使用してのブラスト処理としては、例えば以下の
ような態様が好適である。

（１）模様状に切抜き加工されたゴムシート、合成樹脂
シート等をアルミ合金形材上に配置してマスキングし、
あるいは紫外線硬化塗料等をスクリーン印刷しまたは合
成樹脂シート等を模様状に切抜き加工し粘着剤加工した
ものを貼着するなどしてマスキングし、ノズルまたはア
ルミ合金形材を移動させながらブラスト処理をする。

この場合には、アルミ合金形材の移動は連続的に行なう
ことができる。

（１１）模様状に切抜き加工されたゴムシート等のベル
トを回転させ、アルミ合金形材を淳続的にマスキングし
ながらブラスト処理をする。例えば、第１図に示すよう
に、アルミ合金形材１を搬送する搬送コンベアー２上の
所定位置に一定間隔で、模様状に切抜き加工されたシー
トベルト３が回転可能に配置され、その内部に研削材を
噴射するだめのノズル４が配設された装置を用いる。ノ
ズル４は、アルミ合金形材１の進行方向に対して左右に
移動可能である。このような装置を用いると、ノズル４
から噴射された研削材は、シートベルト３の切抜き孔を
通して、搬送コンベアー２により搬送されているアルミ
合金形材１に射突し、シートベルト３の切抜き模様に応
じた下地模様がアルミ合金形材１０表面に施される。

（ｌｉｉｌ　　模様状に切抜き加工された合成樹脂フィ
ルムを粘着剤塗布加工をし、これをアルミ合金形材に接
着させながらブラスト処理する。例えば、第２図に示す
ような装置を用いて行なう方法であり、図中、１はアル
ミ合金形材、２は搬送コンベアー、４はノズルであり、
ここでもノズル４はアルミ合金形材１の進行方向に対し
て左右に移動可能である。５は離型紙６とフィルム７と
が貼合されたものであって模様状に切抜き加エされたマ
スキングシートである。必ずしもこのような構成のシー
トを用いる必要はないが、模様状に切抜き加工された部
分が多くシートの安定性に欠ける場合には、上記のよう
に離型紙を貼合した方が望ましい。マスキングシート５
は、圧着ローラ８によりアルミ合金形材１に圧着されな
がらアルミ合金形材１と共に矢印方向に移動し、プラス
ト処理される前にまず離型紙６が巻取ロール９により巻
き取られ、ブラスト処理後にフィルム７が巻取ロールＩ
Ｑにより巻き取られる。このようにして、ノズル４から
噴射合れた研削材は、フィルム７の模様状の切抜き孔を
通して、搬送コンベアー２により搬送されているアルミ
合金形材１に射突し、フィルム７の切抜き模様に応じた
下地模様かアルミ合金彎材１０表面に施される。上記（
１１）及び４１１）のプラスト処理はいずれも連続処理
が可能である。

この下地模様の形成は、その後の不完全時効硬化処理（
１次不完全時効硬化処理及び２次不完全乃至完全時効硬
化処理）と電気化学的着色処理との相剰作用により、着
色模様表出の下地乃至核となるものであり、キズ部の四
Ｒ（９深さは表面調整（下地模様形成）の不可欠要素で
はなく、外観上合格となる程度のダイスマーク以内で充
分であり、その後の酸化皮膜生成後の状態においても、
顕微鏡による観察でもそのキズによる性能低下は全く認
められない程度のものである。

（Ｂ）　　不完全時効硬化処理工程　５前記のように下
地模様を施されたアルミ合金形材に、次いで不完全時効
硬化処理を施す。この不完全時効硬化処理工程は、一段
階で行なうこともできるが、次のように二段階で行なう
方が好ましい。

（ａ）１次不完全時効硬化処理工程 １次時効硬化処理は、アルミ合金が完全時効に至らない
条件で行なう。

時効硬化処理について説明すると、例えばアルミ合金Ａ
−６０．３３．Ｓ材の場合、時効硬化温度と時間との合
金の硬度に及ぼす影響は第３図に（１Ｇ） 示すとおりである。すなわち、いずれの温度においても
ある時間経過後に硬度は最大値となり、この段階の時効
硬化を完全時効硬化と定義する。

従って、不完全時効硬化とは、と？段階に達する以前の
時効硬化を意味する。

第３図は高温時効あるいは人工時効の状態を示すが、こ
こでいう不完全時効はこれのみに限られず、室温時効あ
るいは自然時効をも含むものである。従って、極端なこ
とをいえば、長時間放置して自然時効してもよい。

山）　２次不完全、乃至完全時効硬化処理工程これは、
不完全時効硬化でもよいし；完全時効硬化でもよいとい
う意味である。この２次時効硬化処理は、前記１次時効
硬化処理よりも高い温度で行なう。

前記１次及び２次の２段階時効硬化処理による効果につ
いて、例えばＡ−６０６３８合金における１次時効（１
６０℃）及び２次時効（１９ｏ′ｃ）の組合せ及びその
条件による効果を第４図に示す。

第４図から明らかなように、いずれの条件においても、
１次時効と２次時効の組合せは、１９０℃×６ｈｒのＩ
段完全時効硬化処理よりも硬度が高くなるという効果が
ある。この効果が得られる１次と２次の時効硬化処理の
組合せにより、その後の着色処理（Ｃ）　、　（Ｃ’）
　、　（ｃ′）によりキズまたはヒズミ等の表面調整し
た箇所（下地模様部分）が濃色となり、着色コントラス
トのある模様を現出させることができる。他の効果とし
ては、陽極酸化処理、電解発色処理、酸化皮膜改質処理
、電解着色処理等の電解処理前に、アルミ合金に充分な
硬度を入れることができる、ということが挙げられる。

なお、第４図は１次と２次の時効硬化処理の間に常温ま
で冷却した場合の結果であるが、１次時効と２次時効と
の間に冷却工程を入れないと前記した効果が少なくなる
。従って、１次と２次の時効硬化処理の間には冷却工程
を入れることが好ましく、これによって単なる２段階時
効硬化処理よりも、硬度がさらに大垣く、かっその後の
着色処理により前記下地模様部分と背景（非模様付与部
）との着色濃淡差がさらに大きくなる。

なお、前記（Ｂ）　（ａ）　１次不完全時効硬化処理の
温度と（ｂ）２次不完全時効硬化処理乃至２次完全時効
硬化処理の温度との温度差は５℃〜６０℃に設定するの
が好ましい。その理由は、５℃未満の場合には、時効硬
化処理を２段階に分けたことによる効果が明瞭に現われ
ず、充分な硬度及び着色処理における充分な着色濃淡差
が得られないためである。また、上限を６０℃と設定し
た理由は、これ以上の温度差がある場合は、１次不完全
時効硬化処理温度が低くなるため、処理時間が長くなり
、製造工程における効率が悪くなり、不経済であるから
である。

また、２段階時効硬化処理における１次不完全時効硬化
処理の時間と温度の適正範囲を第５図に示す。

斜線内は特に好ましい範囲を示す。

（Ｃ）　　着色皮膜処理工程 前記各工程（Ａ）〜（Ｂ）を経たアルミ合金を、通常の
方法により脱脂、水洗、必要に応じてスマット除去等の
処理を施した後、周知である次のいずれかの方法により
前記アルミ合金表面に淡黄色〜褐色を呈する着色酸化皮
膜を形成する。

ａ）無機酸及び／又は有機酸の電解液中で、直流または
交流もしくはこれらに類似の電流波形を使用して、前記
アルミ合金を陽極酸化処理した後、無機金属塩を含む電
解液中で交流電解または直流陰極電解して淡黄色〜褐色
を呈する着色皮膜を形成する。

いわゆる陽極酸化−電解着色によって着色皮膜を形成す
るものである。陽極酸化に使用する電解質としては周知
の無機酸及び／又は有機酸、例えば硫酸、クロム酸、リ
ン酸等、あるいはこれらの混酸液、シュウ酸、マロン酸
等あるいはこれらのまたは無機酸との混酸液など、周知
の電解質が使用でき、陽極酸化の印加電圧及び印加時間
等も常法通りで充分である。

電解着色に用いる無機金属塩としても、例えばニッケル
、コバルト、クロム、銅、カドミウム、チタン、マンガ
ン、モリブデン、スズ、マグネシウム、銀、鉛等の硫酸
塩、塩酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、クロム酸塩、リン
酸塩等、従来周知の各種塩が使用でき、また電解条件も
常法通りで充分である。

例えば、陽極酸化処理を施したアルミ合金を、硫酸第一
錫の酸性浴にチオ硫酸塩と浴の安定性を保つためのホル
ムアルデヒドとを添加してなる電解液中で交流電解する
ことによって、耐候性に優れた均一な黄土色の着色皮膜
か得られる（特公昭５４−２３６６’２号芸報参照）。

ｂ）無機酸に金属塩を添加した電解液、または有機酸を
含む電解液中で、アルミ合金表面に陽極酸化皮膜を形成
すると同時に着色する電解発色法により淡黄色〜褐色を
呈する着色皮膜を形成する。

エマタル法、カルカラー（Ｋａｌｃｏｌｏｒ　）法等各
種方法が知られており、また陽極酸化皮膜が発色を起す
有機酸としてはシュウ酸、マロン酸、スルホサリチル酸
、スルホフタル酸、マレイン酸、酒石酸等各種の酸ある
いは混酸液が知られている。

Ｃ）無機酸を含む電解液中で、自然発色合金から成るア
ルミ合金表面に陽極酸化皮膜を形成すると同時に発色さ
せる自然発色法により、淡黄色〜褐色を呈する着色皮膜
を形成する。

別名、合金発色法としても知られ、アルミニウム中に添
加された金属の影響により陽極酸化すると発色するもの
であり、その合金成分特有の着色を呈する。一般に、含
有成分がＣｒの場合黄褐系、Ｃｕの場合黄褐色系となる
ことか知られている。

以上のような各種方法により電気化学的に着色処理する
ことにより、耐食性や耐候性に優れた着色皮膜が形成さ
れると共に、前記下地模様部分（キズもしくはヒズミ部
）が背景（非模様付与部）よりも濃く着色され、機械的
操作によりアルミ合金表面に施された下地模様が淡黄色
〜褐色を呈する着色模様として表出する。

このように着色皮膜処理を施されたアルミ合金は、必要
に応じて塗装工程へ送られ、周知の方法により塗装処理
、焼付処理される。

ところで、より天然木に近い風合いを出すには、前記（
０着色皮膜処理工程の代りに、陽極酸化皮膜処理→酸化
皮膜改質処理→着色処理の工程を採用するとよい。

酸化皮膜改質処理は、必ずしも不可欠というものではな
いが、模様のコントラストをより鮮明にする目的で行な
う工程である。すなわち、前記着色皮膜処理（（、゛）
自体でも充分な場合もあるが、より作業性のある条件で
の処理及び装飾性の向上を狙い、酸化皮膜改質処理を行
なう。

この条件としては、前記着色皮膜処理性′）の電解液と
同じ電解質あるいはそれに金属塩等添加剤を加えたもの
、または異なる電解質でもよいが、この電解液中で陰極
電解するか、交流またはそれと同等の効果のある波形で
電解処理する。

例えば、硫酸浴中での陽極酸化処理後、これと同じ電解
液を用い、カーボンを対極として交流電解を行なう方法
が標準的な組合せである。なお、前記着色皮膜処理（へ
）と同じ電解質の電解液で濃度、温度等を変え、また添
加剤の添加等を行なって、陽極酸化及び酸化皮膜改質を
行なっても同様の効果が得られる。

以下に各工程毎に説明する。

（Ｃ’）　（１）　、　（Ｃ”）　（１）　　酸化皮膜
形成工程前記（Ｃ）　（ａ）で説明したように、無機酸
及び／又は崩機酸の電解液中で、直流または交流もしく
はこれらの類似の電流波形を使用して、アルミ合金を陽
極酸化処理し、酸化皮膜を形成する。

印加電圧、浴温等の電解条件は常法の通りで充分である
。

（Ｃつ（ｉｉ）　、　（Ｃ）　（ｉｌ）酸化皮膜改質工
程前記のようにして得られたアルミ合金表面の酸化皮膜
を、以下のいずれかの方法で改質する。

（Ｃ’）　（ｉｌ）　　交流電解改質性硫酸、リン酸、
クロム酸等の無機酸またはシュウ酸等の有機酸からなる
電解液中で、アルミ合金に交流またはこれと同等の性質
を有する電（２荀 泥波形を通電することにより、前記酸化皮膜を二重皮膜
構造に改質する。電解条件は常法の通りで充分であるが
、好ましくは５〜３０Ｖ、１〜３０分の条件で行なう。

この交流電解による２次陽極酸化処理は、着色皮膜の生
成を目的とするものではなく、前記酸化皮膜処理と相俟
って二重皮膜構造の酸化皮膜を生成させるものである。

この二重皮膜構造の生成によって、その後の着色処理に
より形成される着色模様は、下地模様部分と背景との着
色濃淡差が顕著になり、着色模様のコントラストがより
鮮明になる。

（Ｃ’Ｅｉ）　　陰極直流電解改質法 硫酸、リン酸等の無機酸からなる電解液中で、前記酸化
皮膜が形成されたアルミ合金を陰極に接続して、直流ま
たはこれと同等の性質を有する電流波形を使用して、前
記アルミ合金を通電処理する。

この通電処理により、アルミ合金表面の酸化皮膜に溶解
作用が生じるが、この際、下地模様部分と他の部分（背
景）とで電流の流れる量が違うため、両者間の皮膜の質
に違いが出る。その結果、その後の着色処理によって着
色模様のコントラストがより顕著となる。

電解液の濃度、印加電圧、時間等は常法の通りで充分で
あるが、好ましくは３〜２０　Ｖ、　２０秒〜１０分の
条件で行なう。

＜ｃ　＞　ｏｎ）、　（Ｃ）　ＯｉＯ着色処理工程前記
工程で改質された酸化皮膜を、前記（Ｃ）（ａ）で述べ
た方法で着色する。すなわち、無機金属塩を含む電解液
中で交流電解または直流陰極電解し、着色皮膜を形成す
る。

これによって、アルミ合金表面に濃淡差のある極めて鮮
明な着色模様が形成される。

素　　材 本発明では純アルミニウムは除かれるが、各種アルミニ
ウム合金が使用できる。アルミニウム合金は、焼入れや
焼もどしにより強度を高める合金、すなわち主要添加物
としてＣｕ　、　ＭＷ　＋　Ｓｉ　。

Ｚｎ　＋Ｍｆｔ等を添加したものが好適例として挙げら
れるが、これだけに限定されるものではなく、また添加
元素、加工硬化、熱処理条件等の組合せによって、着色
模様の色調、模様のコントラスト−を調整できる。また
、熱処理効果を高め処理時間の短縮を図るために、添加
元素−旨を変えることもできる。例えば、Ａｔ−ｍｔ−
８ｉの合金において、あるいはｋｌ　’　Ｍｒ　　Ｓ’
ｉ　　Ｆｅ合金において、添加瞼の組合せに、Ｌつて、
例えば過剰Ｓ１とすることにより、時効硬化を促進する
ことができる。

従って、色調、模様のコントラスト、処理工程の作業性
改善等を目的として、その処理工程、条件に合った合金
成分のアルミニウム合金を用いることができる。

発明の効果 以上のように、本兇明り係るアルミニウム合金の模様付
は表面処理方法によれば、機檄的操作による下地模様の
形成、不完全時効硬化処理、及び電気化学的着色皮膜の
形成の各工程の相剰作用により、前記下地模様部分と背
景との間に着色濃淡差が生じ、アルミニウム合金表面に
、耐食性、耐候性、耐摩耗性等各種性能に優れると共に
、淡黄色〜褐色を呈する天然木の風合いを有する美麗な
着色模様を生成できる。また、前記酸化皮膜改質工程が
付加されることにより、着色濃淡差がさらに大きくなり
、着色模様のコントラストがより鮮明であると共に着色
性に極めて優れた着色模様が得られる。

さらに、２段階の時効硬化処理を採用するため、アルミ
ニウム合金への機械的強度、特に硬度の付与を、陽極酸
化もしくは着色皮膜形成前に、一連の工程で行なえ、し
かも押出直後に連続的に下地模様が形成できるため、作
業性、生産性よ（、かつエネルギー効率よく、アルミニ
ウム合金の模様付は表面処理が行なえる。また、下地模
様がそのまま着色コントラスト模様として表出するため
、表面処理工程のラツギン夛形態は横吊り及び縦吊りの
いずれでもよく、特に新しい技術を付加しなければなら
ない要素もなく、現在標準化されでいる方法でも充分対
処できるという利点がある。

また、本発明に従って処理したアルミニウム合金形材は
、下地模様付与によつ゛ても性能低下は全くなく、顕微
鏡による酸化皮膜あるいは着色皮膜の観察によっても欠
陥は全く認められず、各種試験においても電解着色によ
る着色形材と何ら変わらず、同用途、すなわち内外装の
限定なく自由に選択使用できる。

実施例 以下、実施例を示して本発明について具体的に説゛明す
る。

実施例１ 押出成型後自然冷却したアルミニウム合金（Ａ−ｂｏｂ
３８　）形材表面に、０．２瓢φのノズル径より清水を
ｌ　８００　（Ｋ９　／　ｃｍ　：）の吐出圧、ノズル
−ワーク距離７０情、ワークスピード３５蛮／　ｍｉｎ
で噴射する事により、形材表面に下地模様を施し、次い
で、１５０℃ｘ５１１ｒの条件で１次不完全時効硬化処
理した後、直ちに、１９０℃×４ｈｒの条件で２次時効
硬化処理した。

その後、該アルミニウム合金形材を脱脂、エツチング、
スマット除去し、常法により該形材を＋ｓＷ／Ｖ％の硫
酸水溶液中に浸漬して、電流密度１．ｌＡ／ｄｍ（電圧
約＋　２Ｖ）、液温２０℃、時間３０分の条件で陽極酸
化処理を行ない、その表面に約１０μｍの陽極酸化皮膜
を形成した。

水洗後、着色処理として、長さ２００朔、幅１５０閣、
高さ１５０調の容器の一側端部にカーボン対極を配置し
たものを電解着色用装置として用い、長さ１５０囚、幅
７０罷、厚さ１．３調の前記アルミニウム合金形材をカ
ーボン対極との・極間距離ｌ’８０ｍｍにして、硫酸４
０ｔ／１１三チオン酸ナトリウム＋　ｙ／ｌ、硫酸節！
錫４　ｙ　／　ｔの組成からなる液温１６℃の電解液中
に浸漬して、初期電流密度ｌ　Ａ　／ｄｍ、　　ｌ　Ｏ
Ｖの印加電圧で５分３０秒交流電解したところ、前記下
地模様部分が背景に比べて濃色に着色されている美麗な
黄土色の装飾模様が表出した。

実施例２ 押出成型直後のアルミニウム合金（Ａ−６０６３８）形
材表面に０．１５　ｍｍφ〜０．３闇φのノズル径のノ
ズルをピッチ２〜１５晒で、多数個ヘッダ一方式に置き
、そのヘッダーより清水を１５００（Ｋｑ　／　ｃｌｎ
”）の吐出圧、ノズル−ワーク距離５０箭、ワークスピ
ード４０　ｍ　／　ｍｉｎで噴射する事により、トレー
スされた部分とそうでない部分の間に柾目状の下地模様
を施し、次いで、１６０℃Ｘ　５　ｈｒの条件で不完全
時効硬化処理をした。

その後、該アルミニウム合金形材を脱脂、エツチング、
スマット除去し、該形材を１８Ｗ／Ｖ％の硫酸水溶液中
に浸漬して、電流密度１．ＩＡ　／　ｄｍ　（電圧約＋
　２Ｖ）、液温２０℃、時間３０分の条件で陽極酸化処
理して約１０μｍの陽極酸化皮膜を形成した。続いて、
酸化皮膜改質処理として、前記陽極酸化処理浴と同濃度
、同温度条件にてカーボン対極との間で電流密度３Ａ／
ｄｍ（電圧約８ｖ）、で８分間交流電解を行ない、その
後着色処理として、実施例１と同様な装置を用い、かつ
同条件にて前記アルミニウム合金形材に交流電解着色処
理したとこ、ろ、下地模様部分が背景に比べて濃い黄土
色になり、実施例１よりコントラストかあり、がなり天
然木に近い柾目模様の風合いの模様か表出した。

実施例３ 押出成２ｔす直後のアルミニウム合金（Ａ−６０６３８
）形材表面に、直圧式で、ノズル径０−７ｍｍφ、投射
距離１５叫、空気圧力３　Ｋｑ　／　Ｃｍ、ワークスピ
ード７　ｒｒｔ　／　ｍｉｎにて、ブラスト法によりア
ルミナ研削材　＋２０を投射する事により、トレースさ
れた部分とそうでない部分の間にボヵシを有する柾目状
の下地模様を施し、次いで１６５℃Ｘ　３ｈｒの条件で
不完全時効硬化処理をし、その後膣アルミニウム合金形
材を常温にまで自然冷却させ、そのＴＬ　２００℃Ｘ２
ｂｒの条件で２次時効硬化処理した。

次いで、実施例２と同様に、脱脂、エツチング、スマッ
ト除去、陽極酸化処理、酸化皮膜改質処理、着色処理を
行なったところ、通常の１段時効硬化処理では得らねな
い様な高い硬度で、しかも実施例２と同じ様に、下地模
様部分が背景に比べて濃い黄土色になり柾目状の天然木
に近い風合いの模様が表出した。

実施例４ 押出成型後冷却したアルミニウム合金（Ａ−６０６３８
）形材表面に、直圧式で、ノズル径１．０咽φ、投射距
離１０闇、空気圧力４　ＫＬｉ／　Ｃｎｔ、ワークスピ
ード９　ｍ　／　ｍｉｎにて、ブラスト法によりアルミ
ナ研削材　＋００を投射する事により、トレースされた
部分とそうでない部分の間にボカシを有する柾目状の下
地模様を施した次いで、１６５℃Ｘ　３　ｈｒの条件で
不完全時効硬化処理をし、その後、該アルミニウム合金
形材を常温まで自然冷却させ、その後２００℃Ｘ　２　
ｈｒの条件で２次時効硬化処理した。

その後、該アルミニウム合金形材を脱脂、エツチング、
スマット除去し、常法により該形材を１８Ｗ／Ｖ％の硫
酸水溶液中に浸漬して、電流密度１．ＩＡ／ｄｍ”（電
圧約＋２Ｖ）、液温２０℃、時間３０分の条件で陽極酸
化処理を行ない、その表面に約１０μｍの陽極酸化皮膜
を形成したその後、酸化皮膜改質処理として、電流密度
１．２Ａ　／　ｄｍ　（電圧約６ｖ）で１分３０秒、ア
ルミニウム合金形材を陰極に接続して、直流電解した。

次に、水洗後、着色処理として、長さ２００謔、幅１５
０間、高さ１５０闘の容器の一側端部にカーボン対極を
配置したものを電解着色用装置として用い、長さ１５０
叫、幅１０＋ｍ＋＋、厚さ１．３ｍの前記アルミニウム
合金形材をカーボン対極との極間距離１８０蝙にして、
下記の組成を有する浴温２８℃の電解液中に浸漬してＩ
ＩＶＯ位加電圧加電圧交流電解したところ、下地模様部
分が背景に比べて濃い褐色になり、かなり柾目状の天然
木に近い風合いの模様が表出した。

液組成： 硫酸ニッケル　　　　　２５ｙ／を 硫酸マグネシウム　　　　　　　１　５　ｆ／を硫酸ア
ンモニウム　　　　　　　３０　　？／を硼酸　　　　
　　　　　２ａｙ／ｌ チオ硫酸アンモニウム　　　　　　＋ｙ／ｌＰ　Ｈ５、
５ 実施例５ 押出成型されたアルミニウム合金（Ａ−６０６３８）形
材をブラスト機の搬送コンベアに乗せ、ワークスピード
５　ｍ　／　ｍｉｎで投射室へ送り込むが、投射室へ入
る手前で板目模様状に切りぬかれた粘着剤付塩ビシート
（１８−ｌｉ）を離型紙を剥ぎながら形材に接着させる
。その形材を直圧式でノズル径８咽φ、投射距離１５０
叫、空気圧力４に９　／　ｃｒ：の条件でアルミナ研削
材＃９０を投射して、板目模様状の下地模様を施し、次
いで１６５℃Ｘ　３　ｈｒの条件で不完全時効硬化処理
をし、その後膣アルミニウム合金形材を常温にまで自然
冷却させ、その後、２００℃Ｘ２ｈｒの条件で２次時効
硬化処理した。

次いで、実施例２と同様に、脱脂、エツチング、スマッ
ト除去、陽極酸化処理、酸化皮膜改質処理、着色処理を
行なったところ、通常の１段時効硬化処理では得られな
い様な高い硬度で、しかも実施例２と同じ様に、下地模
様部分が背景に比べて濃い黄土色になり板目状の奇麗な
天然木に近い風合いの模様が表出した。

比較例１ 実施例１において吐出圧５ｏＫｇ／♂にした以外は実施
例１と同様にしたところ、下地模様部分が背景に比べて
若干濃色に着色されるだけで、あまりはつきりした装飾
模様にはならなかった。

比較例２ 実施例２において、時効硬化処理を１９０℃×７ｈｒの
条件で処理した以外は実施例２と同様にしたところ、得
られた製品の下地模様部と背景がほぼ同じ色調、濃さに
なり、天然木に近い柾目模様の風合いとはほど遠いもの
であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に従ってアルミ合金形材にブラス
ト処理するための装置の一例を示す概略構成図、第２図
は他のブラスト処理装置の例を示す概略構成図、第３図
はアルミニウム合金（Ａ−６０６３８）の硬度に及ぼす
時効硬化処理温度と処理時間の影響を示すグラフ、第４
図は２段階時効硬化処理における１次時効（１６０℃）
と２次時効（１９０℃）の組合せ及びその条件がアルミ
ニウム合金（１−６０６３８）の硬度に及ぼす影響を示
すグラフ、第５図は１次不完全時効硬化処理の時間と温
度の適正範囲を示すグラフである。 １・・・アルミ合金形材、２・・・搬送コンベアー、３
・・・シートベルト、４・・・ノズル、５・・・マスキ
ングシート、６・・・離型紙、７・・・フィルム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、押出成型後のアルミニウム合金表面に、１００〜３
   ０００〔Ｋｇ／ｃｍ＾２〕の吐出圧で液体を高圧噴射す
   ることによりトレースされた部分とそうでない部分との
   間に下地模様を施し、 次いで該アルミニウム合金に不完全時効硬化処理を施し
   た後、 前記アルミニウム合金表面に淡黄色〜褐色の着色酸化皮
   膜を形成することにより該アルミニウム合金表面に前記
   下地模様を鮮明に表出させることを特徴とするアルミニ
   ウム合金の模様付け表面処理方法。 ２、押出成型後のアルミニウム合金表面に、粒径＾＃３
   ０〜＾♯４００、吐出圧２〜６Ｋｇ／ｃｍ＾２の条件に
   て研削材を投射して下地模様を施し、 次いで該アルミニウム合金に不完全時効硬化処理を施し
   た後、 前記アルミニウム合金表面に淡黄色〜褐色の着色酸化皮
   膜を形成することにより該アルミニウム合金表面に前記
   下地模様を鮮明に表出させることを特徴とするアルミニ
   ウム合金の模様付け表面処理方法。