JPS621480B2 - - Google Patents

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あた
り、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に押圧
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、これにより模様をアル
ミニウム表面に付着し、その後、薄膜を温水で除
去した上、別に準備して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
金属イオンを透過する性質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、これにより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を節減できる画
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、非着色状態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つては、前処理と
して常法による脱脂、洗浄、エツチング、スマツ
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、その他同
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％以上の高濃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−OH基又は−
COOH基を含む各種有機酸又はこれらの塩のう
ち１種又は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
の微細孔構造を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きる。

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

(1) ニツケル、コバルト、銅、錫、マンガンなど
の着色に関与する各種金属の酸又は塩を主成分
とする着色浴中において、交流電解、直流陰極
電解又は交直重畳電解などの適宜電流波形を用
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り着色する方法。

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
ものを阻害して陽極酸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
性染料又は各種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、加水分解によつてナト
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、水酸化ナトリウム、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、硫酸アンモニウム、硫酸カリウムなどの
水溶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、オフセツト印刷、グラビア印刷等の方法であ
り、その被印刷体である薄膜の材料は、加水分解
によりナトリウムイオンを生成しないことが必要
であり、ポリビニルアルコール、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、アクリル酸
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、ポリペプタ
イド等であり、又、植物性高分子としては、澱
粉、セルローズ、デキストリン、大豆蛋白、寒天
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
解着色浴で行なうようにしている。

この電解着色浴において薄膜を密着させ、電解
着色阻害物質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の乾燥状態となつ
ていることが必要である。

作業効率や経費を度外視すれば自然乾燥や乾燥
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つて、その後の電解着色処理
工程では着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−OH基や−COOH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、陽極酸化皮膜の微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、湯洗処理後でも電
解着色処理によつ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、電解着色阻
害物質をアルミニウムの表面に密着状態とする。
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、電解着色阻
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ま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
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
と電解着色の色調とによる複合された色調とな
る。

(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
調と電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、
−OH基もしくは−COOH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、他の非密着部分
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
酸又は塩を主成分とする一次電解着色浴中で電
解処理して着色皮膜を生成し、この一次着色さ
れた陽極酸化皮膜に別の二次電解着色浴中で薄
膜を密着させた状態で電解処理を施す。（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一
次着色の色調のままで、他の非密着部分は一次
着色の色調と二次着色の色調とによる複合され
た色調となる。

このようにして、アルミニウムの表面に電解着
色阻害物質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。

電解着色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、シヤワー噴射などの適宜手段に
よつて除去される。

尚、アルミニウムの表面に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、前記薄膜の密着処
理と電解着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
及び工程管理の簡素化等、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A1200Pを10wt％硝酸に浸せき
して脱脂洗浄した後、5wt％水酸化ナトリウムに
浴温50℃で８分間浸せきして、エツチング処理を
行なう。次に、10wt％硝酸に浸せきしてスマツ
ト除去を行なつた後、15wt％硫酸浴にて20℃電
流密度1.0A/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、硫酸ニツケル50
ｇ/、硼酸50ｇ/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、薄膜を液圧により
密着させた。ついで、当該着色浴中でアルミニウ
ム板に薄膜を密着させたままの状態でD.C.25ボ
ルトで２分間電解した後、30℃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
100ｇ/、硫酸10ｇ/浴中で陽極に接続して20
℃、電流密度2.0A/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、ブチルカルビ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ツト印刷した
メチルセルロース製薄膜を、硫酸第１錫10ｇ/
、硫酸10ｇ/、スルホサリチル酸10ｇ/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面に液圧を利用
して上記薄膜を密着させ、ついで、当該着色浴中
で押出形材に薄膜を密着させたままの状態でA.
C.20ボルトで７分間電解処理した後40℃の温水
で薄膜を溶解除去すると、木目模様の電解着色阻
害物質が密着した部分が褐色で、他の部分の黒色
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、蓚酸第２鉄アンモ
ニウム10ｇ/浴に浴温65℃で３分間浸せきして
淡黄金色の着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ズ製薄膜を、
硫酸銅20ｇ/、硫酸７ｇ/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面に液圧を利用して上
記薄膜を密着させ、当該着色浴中でアルミニウム
板に薄膜を密着させたままの状態でA.C.15ボル
トで３分間電解処理した後、40℃の温水で薄膜を
溶解除去すると、水玉模様の電解着色阻害物質密
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 アルミニウム合金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、亜リ
ン酸100ｇ/浴中において陽極に接続して、浴温
20℃、D.C.20ボルトの条件で２分間電解処理
し、陽極酸化皮膜の微細孔構造を変化させた。つ
いで、純水80℃中に５分間浸せきした後、100℃
の雰囲気で２分間乾燥を行なつた。

一方、ブチルカルビトール、沈降性硫酸バリウ
ムとアルキド樹脂からなる樹脂塗料を、木目模様
にグラビア印刷されたポリビニルアルコール薄膜
を硫酸マンガン20ｇ/、過酸化水素水20ml/か
ら成る着色浴の液面に浮かべ、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
液圧を利用して上記薄膜を密着させ、ついで当該
着色浴中で押出形材に薄膜を密着させた状態で
D.C.40ボルトで、２分間電解処理した後、40℃
の温水で薄膜を溶解除去すると、木目模様状の電
解着色阻害物質密着部分がシルバーのままで他の
非密着部分が黄土色の着色模様が生成した。

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化処理を施した後、亜
リン酸100ｇ/浴中で陽極に接続して、浴温20
℃、D.C.10ボルトの条件で３分間電解処理し
た。ついで、このアルミニウム合金を硫酸第１錫
10ｇ/、硫酸10ｇ/、スルホサリチル酸10ｇ/
から成る一次着色浴中で、浴温20℃、A.C.20
ボルトの条件で１分間電解処理して、ワインレツ
ドの着色皮膜を生成した後、70℃の0.1ｇ/のト
リエタノールアミン水溶液に10分間浸せきし、90
℃の雰囲気で３分間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、上記ワインレツドの着色皮
膜を生成したアルミニウム押出形材の表面に液圧
を利用して上記薄膜を密着させ、当該着色浴中で
押出形材に薄膜を密着させたままの状態でA.
C.20ボルトで３分間電解処理した後40℃の温水
で薄膜を溶解除去すると、木目状の電解着色阻害
物質密着部分がワインレツドで他の非密着部分が
黒の着色模様がアルミニウム押出形材に均一に生
成した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加水分解によりナトリウムイオンを生成しな
   い物質から成る薄膜に、電解着色阻害物質による
   所望の模様を印刷して、この薄膜を電解着色浴の
   液面に浮かべ、着色又は非着色陽極酸化皮膜を生
   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、電解着色阻害物質密着部分と当
   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け表面
   処理方法。