JPS62107095A - アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法 - 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〕 本発明はアルミニウムまたはアルミニウム合金（以下単
に「アルミニウム」という。）の電解着色方法に関し、
詳しくは陽極酸化処理を施したアルミニウムを電解着色
するに先立って、特定の断続波形の正電圧を印加して予
備処理することにより、アルミニウム表面に均一かつ美
麗な着色を効率良（施すことのできる方法に関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来か
らナルミニラムを電解着色するにあたって、付き廻り性
や着色速度を改善するために様々な方法が提案されてい
る。例えば着色の付き廻り性を改善するために、電解液
に様々な工夫をする方法（特公昭６０−１１１１９号公
報）、電解着色の際に加える電圧の昇圧の仕方に工夫を
する方法（特公昭５４−２３６６３号公報、特公昭５８
−４６５５７号公報、特開昭５９−１４５７１３８号公
報）、あるいは電解着色に先立って特定の直流陽極電解
を行う方法（特公昭４８−３２０６４号公報、特公昭５
４−１３８５９号公報、特公昭り４−２５８９８号公報
、特公昭５４−２３．６６４号公報、特公昭５８−５２
０３７号公報、特公昭５８−３９２３７号公報）などが
ある。また、電解着色の着色速度を向上させるために、
電解液に工夫をする方法（特公昭６０−１１１１９号公
報。

特公昭５４−２３６６３号公報）あるいは対極板に工夫
をする方法（特公昭６０−１３４４０号公報）などがあ
る。

しかし、一般に電解着色法、特に交流電解着色法におい
ては、上述したような工夫では着色の際に、付き廻り性
と着色速度のいずれか一方は改善されるが、他方は充分
に改善されず、むしろ低下する傾向を示す。

そこで本発明者らは上述の従来技術の欠点を克服し、付
き廻り性と着色速度−の両者を同時に向上させることの
できる方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ゝ〔問題点を解決するた
めの手段〕 その結果、陽極酸化処理を施したアルミニウムを、特定
の断続波形の正電圧を印加して予備処理し、しかる後に
電解着色処理すると目的を達成しうろことを見出した。

本発明はかかる知見に基いて完成したものである。

すなわち本発明は、陽極酸化処理を施したアルミニウム
を、金属塩を含有する電解着色液中で電解着色するにあ
たり、前記電解着色液中で、実質的に連続する二つの同
形の正電圧波形が実質的な休止部分を介して操り返され
る波形の電圧を印加して予備処理し、しかる後に前記電
解着色液中で電解着色することを特徴とするアルミニウ
ムの電解着色方法を提供するものである。

本発明の方法に用いるアルミニウムは、その表面に陽極
酸化処理を施したものである。ここで行う陽極酸化処理
は従来から広く行われている方法でよ（、通常はアルミ
ニウムの表面を脱脂洗浄し、これを陽極として、またア
ルミニウム、グラファイト等を陰極として用い、硫酸、
シュウ酸、スルファミン酸などの酸性電解液中で直流通
電することにより行う。

本発明の方法では、上述の如く陽極酸化処理を施したア
ルミニウを、電解着色処理するに先立って電解着色液中
で予備処理しておくことが必要である。

一般に陽極酸化処理によって形成されるバリヤ一層を改
質する場合、改質したバリヤ一層が厚ければ厚い程、陽
極酸化時のバリヤ一層の影響が少なく電解着色する上で
有利である。また、印加する電圧の波高値が高いほど改
質されるバリヤ一層は厚くなるが、通常の直流電圧を印
加してバリヤ一層を改質する場合、あまり高電圧をかけ
るとバリヤ一層の一部が印加電圧に耐えられなくなり電
流が局部的にリークするという問題がある。このリーク
は、昇圧速度を大幅に上げ（例えば瞬時昇圧）で、すぐ
に停止するという工夫により回避できるが、この方法で
は均一にバリヤ一層の改質ができないという問題がある
。

そのために、本発明の方法では予備処理の段階で正電圧
を断続的に印加することによって、高電圧でも電流がリ
ークすることなく、バリヤ一層を厚くかつ均一に改質で
きるのである。

したがって、本発明における予備処理では、上記の要請
を満足しうる特定の断続波形の電圧を印加して電解処理
を行う必要がある。ここで用いる電圧の波形は、実質的
に連続する二つの同形の正電圧波形が実質的な休止部分
を介して繰り返される波形である。このような電圧波形
の具体例としては、第１〜６図に示されるような波形の
ものがあげられる。第１図は正弦波の正の半波が二つ連
続し、この正の二連半波が休止部分をはさんで繰り返さ
れ、断続波形となっている。また第２図は第１図と同様
の正の二連半波が一定周期で繰り返されているが、この
二連半波と二連半波の間には極めて電圧の小さい負の二
連半波が存在している。

しかしこの負の二連半波は電圧が極めて小さいため、事
実上陽極酸化皮膜のバリヤ一層の改質に影響を与えない
ものであって、実質的な休止部分を構成している。

なお、このような第１．２図に示す電圧波形は、トラン
スやスライダック制御による正弦波の半波および不完全
整流から形成することができる。

また、第３図は正弦波の正の半波の位相角の初期部分を
カットした波形のものを二つ連ねた二連正波を休止部分
をはさんで繰り返した断続波形である。この二連正波は
各正波の位相角の初期部分がカットされているため、相
互には完全に連続していないが、実質的には連続してい
るものとみることができる。さらに第４図は第３図と同
様の二連正波が一定周期で操り返されているが、休止部
分には陽極酸化皮膜のバリヤ一層の改質に影舌を与えな
い程に小さい電圧の二連負波が存在し、これが実質的な
休止部分を構成している。

なお、第３，４図に示すような電圧波形は、サイリスク
制御による正弦波の半波および不完全整流から形成する
ことができる。

一方、第５図に示す電圧波形は、第１図と第３図の電圧
波形を重畳したものであり、また第６図に示す電圧波形
は、第２図と第４図の電圧波形を重畳したものである。

以上のように、本発明の予備処理で印加する電圧波形は
、二連の正波を休止部分を介して操り返す波形である。

ここで休止部分（正しくは実質的な休止部分）の長さ、
即ち休止時間は特に制限はなく、前記二連正波の印加時
間と同じであっても、またそれより長くてもあるいは短
くてもよい。しかし、通常は二連正波の印加時間（Ｔ、
）と休止時間（Ｔ２）との比率は、Ｔ、’：Ｔ２＝　ｌ
　：０．１〜１０、好ましくは１：０．５〜２である。

また、印加′１ｈ圧の最大値（ｖｐ　）は用いる電圧波
形のＶ！Ｉｉ類や休止時間の側合等により影づを受け、
一義的に〉よ定められないが、通常は３０〜１００Ｖ、
好ましくは４０〜８０Ｖである。

本発明の方法における予備処理は、上述したような波形
の電圧を印加して電解処理するわけであるが、この際の
通電時間や電圧の昇圧速度等については特に制限はない
。しかし、通常は通電時間５秒〜５分間、好ましくは３
０秒〜３分間であり、昇圧速度は０．１−１０Ｖ／秒、
好ましくは０．５〜５Ｖ／秒である。

なお、本発明の方法では予備処理に上述した二連正波を
用いるが、ここで単一の正波の断続波形の電圧波形を用
いると、トランスに偏流が流れて鉄損のため加熱が生し
たり、あるいは励磁電流のために一次側の計測器に悪影
古を及ぼすなどの問題が生しる。しかし、本発明の方法
の如く二連正波の断続波を用いればこのような問題は回
避できる。

本発明の方法では、上記予備処理を電解着色液中で行っ
た後、そのまま同し液中で引き続いて電解着色処理を行
う。

ここで行う電解着色処理は、従来から広く行われている
交流電解着色法によればよい。この際に用いる電解着色
液には目的に応して様々な金属塩が含有されている。こ
の金属塩の具体例をあげれば、ニッケル、コバルト、１
同、マグネシウム、ｉ失。

モリブデン、スズなどの金属の硫酸塩、硝酸塩。

リン酸塩、塩酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩３酒石酸塩など
がある。

電解着色に１際しての条件、例えば印加すべき交流電圧
、１１１１電時間、液温などについては通常の場合と同
様に適宜選定すればよい。しかし、本発明の方法では、
前述の予備処理によって充分にバリヤ一層が苧質されて
いるため、高電圧で着色処理ができるとともに着色速度
も速いので比較的短時間で電解着色を行うことができる
。

〔発明の効果〕

本発明の方法によれば、予備処理を行ってアルミニウム
表面の陽極酸化皮膜のバリヤ一層を充分に改質して高電
圧に耐えうる均一なバリヤ一層とするため、電解着色が
高電圧でスポーリング等を起こさずに、速やかにしがも
付き廻り性良く進行し、短時間で均一な電解着色皮膜が
形成される。

特に、本発明の方法では予備処理に二連正波の断続波を
用いるため、バリヤ一層の改質効果が著しく大きく、そ
の結果、付き廻り性や着色速度が大幅に向上する。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

なお、実施例１．２および比較例１〜４における試験片
および試験装置は次のとおりである。

すなわちまず試験片としてはＡ−１１００−ＨＩ３なる
アルミニウム板（たて１００ｍｍｘ横１８０ｍ１）を用
い、これを第９図に示すようなハルセル試験装置（但し
、メブキ用ハルセル試ＷＪ”Ａ置よりさらに鋭角にした
もので、水平断面が上底８０鶴、下底２５０■ｌ、高さ
８０龍の台形状の容器）に吊り下げた。なお、電解着色
後の着色状態の判定はハンター明度（Ｌ値）により評価
した。

ここでＡ部は試験片２のうち対極３に近い側の部分を示
し、Ｂ部は試験片２の対極３に遠い側の部分を示す。

実施例１ 硫酸ニッケル６水塩９０ｇ／β、硫酸マグネシウム７水
塩１’ＯＯｇ／Ｃ硼酸４０ｇ／βおよび酒石酸３ｇ／Ｒ
を含有し、ｐＨ＝５゜Ｏの電解着色液を前記試験装置に
入れ、この中で、陽極酸化処理した試験片を、対極をニ
ッケル板として、第７図に示す電源を用いて、第２図に
示すような電圧波形で正の二連半波（波高値６０Ｖ）と
負の二連半波（波高値−１０■）よりなる電圧を、昇圧
速度ＩＶ（波高値■、）／秒、保持時間５秒の条件で通
電し、予備処理を行った。

次に、この予備処理後、第７図に示す電源を交流側に切
り換え、電圧３２Ｖ９通電時間４分の条件で交流電解着
色処理を行った。

その結果、Ｌ値はＡ部が３０．８であり、Ｂ部が２９．
９であって、試験片全体が均一なブロンズ色に仕上った
。

比較例１ 実施例１において、予備処理を行うことなく、電圧１３
Ｖ、通電時間１０分の条件で交流電解着色処理を行った
こと以外は、実施例１と同様に操作した。

その結果、Ｌ値はＡ部が２８．８であり、Ｂ部が３９．
２であって、Ａ部がブロンズ色、Ｂ部がゴールド色の着
色であって、明らかに不均一な着色となった。

比較例２ 実施例１の予備処理の代わりに、通常の直流を用いて昇
圧速度０．３Ｖ／秒にて４０Ｖまで昇圧すると電流が急
激に増大した。そこで、実施例１の電解着色液を用いて
２６Ｖ、１５秒の条件で直流通電した後、電圧２０■９
通電時間８分の条件で交流電解着色処理を行った。

その結果、Ｌ値はＡ部が２９．０であり、Ｂ部が３５．
３であって、Ａ部が？ａ＜Ｂ部が淡くなり不均一な着色
となった。

実施例２ 硫酸第一錫８　ｇ／ｌ、硫酸１５ｇ／ｎおよび酸化防止
剤（商品名：スタナスキープ、ユーキ商事（横裂’）３
ｇ／ｌを含有する電解着色液を前記試験装置に入れ、こ
の中で陽極酸化処理した試験片を、対極をカーボンとし
て第８図に示す電源を用いて、第５図に示すような電圧
波形で正の二連半波とこの二連半波と同し長さの休止時
間よりなる電圧を、■、が５５Ｖになるまで３５秒かけ
て均一に上昇させ、保持時間５秒にて予備処理を行った
。

この予備処理後、第８図に示す電源を交流側に切り換え
、電圧２７■１通電時間４分の条件で交流電解着色処理
を行った。

その結果、Ｌ値はＡ部が３２．８であり、Ｂ部が３１．
９であって、試験片全体が均一な７農いブロンズ色に仕
上った。

比較例３ 実施例２において、予備処理を行うことなく、電圧１４
■１通電時間３分の条件で交流電解着色処理を行ったこ
と以外は、実施例２と同様に操作した。

その結果、Ｌ値はＡ部が２２．９であり、Ｂ部が５５．
５であって、Ａ部が濃いブロンズ色、Ｂ部がほとんど着
色されていなかった。

比較例４ 実施例２の予備処理の代わりに、通常の直流を用いて実
施例２と同じ電解着色液中で昇圧速度０．３■／秒の割
合で２５Ｖまで昇圧して１０秒間通電した。その後、電
圧２０ｖ９通電時間３分の条件で交流電解着色処理を行
った。

その結果、Ｌ値はＡ部が２５．４であり、Ｂ部が２８．
５であって、Ａ部が／；いブロンズ色、Ｂ部が淡いブロ
ンズ色となり不均一な着色となった。また、実施例２に
比べると全体的に淡い仕上がりであった。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の方法の予備処理に用いる電圧波形
の例である。 第７図は実施例１で用いた電源の回路図、第８図は実施
例２で用いた電源の回路図である。 第９図は実施例１．２および比較例１〜４において使用
した装置およびその中に試験片を設置した状況を示す平
面図である。図中１は試験装置。 ２は試験片、３は対極を示す。 特許出願人　　不ニサソシ株式会社 竿ｌ　図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極酸化処理を施したアルミニウムまたはアルミ
   ニウム合金を、金属塩を含有する電解着色液中で電解着
   色するにあたり、前記電解着色液中で、実質的に連続す
   る二つの同形の正電圧波形が実質的な休止部分を介して
   繰り返される波形の電圧を印加して予備処理し、しかる
   後に前記電解着色液中で電解着色することを特徴とする
   アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法。
2. （２）正電圧波形が、正弦波の正の半波である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
3. （３）正電圧波形が、正弦波の正の半波の位相角の初期
   部分をカットした波形である特許請求の範囲第１項記載
   の方法。
4. （４）正電圧波形が、正弦波の正の半波に同波長正弦波
   の正の半波の位相角の初期部分をカットした波形を重畳
   した波形である特許請求の範囲第１項記載の方法。