JPS642677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アルミニウム又はアルミニウム合
金（以下両者を単にアルミニウムと呼称）の模様
着色処理方法に関するもので、その目的は、陽極
酸化皮膜形成後のアルミニウムに模様着色を施す
場合、前後二回の着色処理を含む一連の処理工程
によつて、被処理材の表面にコーナー部分と他の
部分とで色調が異なり且つ耐久性に優れた美麗な
模様着色皮膜が得られる新規な模様着色処理方法
を確立することにある。

従来、アルミニウムの陽極酸化皮膜に色調の異
なつた模様着色を施す方法としては、陽極酸化処
理又は更に電解着色等により着色を施したアルミ
ニウムを熱硬化型の着色塗料を用いて浸漬塗装を
行ない、アルミニウム表面の凹凸部と平坦部の違
いによつて色調の異なる模様着色皮膜を形成する
方法（特開昭55−54592号）、あるいはエツジ部や
曲率半径の小さなコーナー部を有するアルミニウ
ムに陽極酸化処理又は更に電解着色等により着色
したアルミニウムを熱硬化型の着色塗料で塗装し
て、エツジ部やコーナー部と他の平坦な部分で色
調を異にする方法（特開昭55−50491号）等が知
られているが、これらの方法によれば、一応、模
様着色皮膜を形成できるが、凹凸部やエツジ部あ
るいはコーナー部を除く平坦部の色調は塗料によ
る着色であるため、塗料により着色されている部
分については樹脂が摩耗して下地の色調が露出す
るので、実際上、特に屋外の使用には困難を伴な
う欠点を有している。

本発明の模様着色処理方法は、前記従来法の問
題点を解決するために開発されたものであつて、
被処理材たるアルミニウムに陽極酸化皮膜を形成
し、電解着色による一次着色を施した後、浸漬塗
装を行なつて被処理材の表面にコーナー部分と他
の部分とで膜厚分布の違つた塗膜を形成せしめ、
次に必要に応じてこの被処理材を酸性水溶液中で
陽極電解して当該被処理材のコーナー部分のみを
選択的に脱色し、その後、電解着色あるいは染色
による二次着色を施して被処理材のコーナー部分
だけを着色し、被処理材表面にコーナー部分と他
の部分とで色調の異なる模様着色皮膜を得た後、
更に有機溶剤を含む浴中に被処理材を浸漬して表
面の塗膜を溶解し再度塗装を施すことを特徴とす
るものである。

次に、本発明によるアルミニウムの模様着色方
法を具体的且つ詳細に説明すると、この発明の方
法では、 １ アルミニウムの表面に陽極酸化皮膜を形成
し、金属塩溶液中での電解着色（一次着色）を
行なう。

２ 着色後の被処理材に対して浸漬塗装法により
塗料を付着させた後、塗料の溶剤を揮発させ、
被処理材の表面にコーナー部分と他の部分とで
膜厚分布の違つた塗膜を形成する。

３ 必要に応じて、前記の被処理材を酸性水溶液
中で陽極電解し、コーナー部分から皮膜孔中の
着色成分を溶出させて脱色する。

４ 一次着色と異なる色調が得られる電解着色あ
るいは染色処理を行なつてコーナー部分のみを
着色（二次着色）し、コーナー部分と他の部分
とで色調の異なつた模様着色皮膜を得る。

５ 有機溶剤を含む浴中に被処理材を浸漬して表
面の塗膜を溶解し再度塗装を施す。

の順に処理するので、以下、これらの各工程につ
いて、実施の態様とその際に留意すべき事項を工
程順に詳しく説明する。

(1) 陽極酸化皮膜及び電解着色処理 この工程での陽極酸化皮膜処理及び電解着色処
理（一次着色）は、通常行なわれている一般的な
方法でよく、電解着色には、住化法（陰極電解着
色）、浅田法（交流電解着色）のいずれを適用し
てもよい。

(2) 塗装処理 前記一次着色後の塗装処理には、浸漬による塗
装を行なうが、通常の浸漬法によつて単一の塗料
を塗装する場合、被塗物の表面に付着する塗膜の
厚さは、塗料の物性あるいは被塗物の塗料中から
の引上げ速度など純物理的な要因によつて管理で
きるため、例えばアルミニウム押出形材のような
等断面長尺材の縦吊り塗装方法として広く利用さ
れており、塗装時に於ける被塗物表面の塗料の付
着状態、即ち、塗膜の厚さは、被塗物のコーナー
部分がそれ以外の平坦な場所よりも薄くなる事は
良く知られている。そして、この傾向はコーナー
部分の曲率半径が小さくなるほど顕著であつて、
膜厚の差を大きくしたいときには、塗料の種類、
塗膜の厚さ等の条件によつて多少異なるが、通常
の場合、コーナー部分の曲率半径Ｒを５mm以下の
寸法によれば、コーナー部分と他の部分とで大き
な膜厚分布が得られる。

本工程での塗装処理は、前記のような現象を巧
みに利用して行なうものであつて、その実施に際
しては後の工程に大きな影響を及ぼすので、次の
ような点に留意して適確に行なう必要がある。

(イ) 被処理材の塗装に使用する塗料は、通常の塗
装に用いる塗料であればよく、TFS塗装法と
して知られるトリクレンを溶媒とする溶剤タイ
プでも、一般に電着塗装法に用いられるような
水を溶媒とする水溶性タイプでも差し支えな
い。

(ロ) けれども、次の脱色工程や二次着色工程に於
いて、コーナー部分のみを選択的に電解したり
染色したりして、コーナー部分以外を着色しな
いようにするための塗膜分布は、塗装時に使用
する塗料によつて異なるので、浸漬浴の塗料濃
度及び被処理材の引上げ速度等の諸条件を使用
塗料の種類に応じて適宜設定しなければならな
い。

例えば、塩素系溶剤型の塗料である東亜ペイ
ント株式会社製のTFS塗料、トアトリペイン
トS8001（AL―２）を用いた場合には、被処理
材のコーナー部分以外の箇所に於いて約２〜
3μm以下の塗膜厚さに設定する必要があり、浴
温80℃で塗料浴の固形分濃度は15％以下、被処
理材の引上げ速度も1m／分以下になる条件が
好適である。

他方、水溶性型塗料である神東塗料株式会社
製の電着塗料AL―200−50を用いた場合、塗膜
厚さの影響は少なく、約10μm以下の塗膜厚さ
で充分使用可能であり、作業性をも加味した適
当な塗料浴の固形分濃度は、約20％以下であつ
て、引上げ速度の影響も少なく、使用する塗料
の性質によりコーナー部分以外の面の塗膜厚さ
が異なるが、本発明方法では、後の電解処理及
び染色処理が可能な程度の条件を設定すればよ
い。

(ハ) このようにして塗料浴から引上げた被処理材
は、その表面から溶剤を揮発させ、塗料樹脂を
被処理材の表面に充分固定してから脱色や着色
を施した方がよく、溶剤の揮発が遅いタイプの
塗料を用いる場合には加熱乾燥を施す方がよ
い。しかしながら、使用する塗料浴が高温浴の
場合や常温でも揮発しやすい塗料浴を用いる場
合には、被処理材を浸漬浴から引上げると、溶
剤は比較的速やかに揮発するので、別段加熱乾
燥処理を行なう必要がない。

(ニ) また前記の塗膜固定に際し、加熱乾燥処理が
高温で行なわれることは好ましくなく、高温乾
燥により塗料を必要以上に硬化させてしまう
と、次の工程で電解による脱色や着色あるいは
最終工程での塗膜溶解が困難になるため、塗料
が本来の性能を発揮する高温での乾燥は避けた
方がよい。

例えば、前に述べた電着塗料AL―200−50を
190℃の温度で乾燥した場合、塗膜の厚さに関
係なく被処理材のコーナー部分は脱色及び着色
の電解処理が不能になり、また最終工程で行な
われる塗膜溶解及び再塗装も困難になつた。こ
の事から脱色や着色及び塗膜溶解のための電解
処理は、コーナー部分の塗膜厚さが薄いことの
ほかに、塗膜の硬化が不全な条件下で電気的に
コーナー部分の塗膜を破壊することにより行な
われるものと考えられる。

(ホ) 実験の結果、次の工程で被処理材のコーナー
部分だけを選択的に脱色や着色するためには、
コーナー部分の曲率半径は約５mmＲ以下が好ま
しく、塗料の種類、塗膜の厚さ及び乾燥等の処
理条件によつては、限界の曲率半径が更に小さ
くなる。被処理材のコーナー部分の曲率半径が
大きくなると、コーナー部分と他の部分の膜厚
分布の差が少ないので、被処理材の表面全体に
脱色ムラや着色ムラが生じたり、コーナー部分
の脱色及び着色が困難になつたりする。

(ヘ) この工程での浸漬塗装による塗膜面は、後の
脱色工程や第２着色工程を経た場合、その塗膜
面は平滑性に欠けたり艶ムラが生じる場合もあ
り、これをそのまゝ保護塗装として残さずに最
後の工程で一旦溶解して再塗装する関係上、必
ずしも透明質のものを用いなくてもよい。

(3) 陽極電解による脱色処理 電解着色された陽極酸化皮膜を酸又はそれらの
塩の水溶液中で被処理材を陽極として電解を行な
うと、皮膜孔中に沈着していた金属又は金属塩が
電解液中に溶出して脱色される。けれども、本発
明方法に於いては、電解着色（一次着色）後の被
処理材を陽極電解する際に、その前工程で電気的
抵抗の大きい塗装処理を行ない、被処理材の表面
にコーナー部分と他の部分とで膜厚分布の違つた
塗膜を形成してあるので、コーナー部分以外の塗
膜の厚い箇所は電解されず、塗料の付着が少ない
コーナー部分の塗膜は電気的に破壊されやすくな
つているため、この部分だけが集中的に電解さ
れ、その結果、被処理材のコーナー部分のみが選
択的に脱色されることになる。

本発明の場合、この脱色処理工程は、被処理材
に前記の陽極酸化処理、一次着色処理、浸漬塗装
処理を施した後、本工程の脱色処理を行ない、そ
の後で二次着色処理を施す場合と、同じく陽極酸
化処理、一次着色処理、浸漬塗装処理の後、本工
程の脱色処理を行なわずに直接二次着色処理を施
す場合とがあり、脱色処理工程が有るときには、
被処理材のコーナー部分が二次着色の色、その他
の部分が一次着色の色となつて、色のコントラス
トが強く顕著に表われ、また脱色処理工程が無い
ときには、コーナー部分が一次着色と二次着色の
色とが重なつた色、その他の部分が一次着色の色
となつて表われる。

なお、本工程での陽極電解処理に用いる電解浴
は特定されるものではなく、経済性や作業性等の
観点から適宜決定すればよいので、当初の陽極酸
化皮膜形成に供した電浴または一次着色に供した
電解着色浴を利用することも可能であるが、アル
カリ浴はアルマイトを溶解させやすいため、酸又
はそれらの塩を添加した酸性浴が良い。

(4) 二次着色処理 前記の各処理を施した被処理材は、次に一次着
色とは異なつた色調が得られる着色手段により二
次着色を施せば、後の工程で浸漬塗装の塗膜を溶
解して除去したときに、コーナー部分以外の箇所
は一次着色の色調を保ち、コーナー部分だけが二
次着色による別種の色調に着色される。この場
合、二次着色には一次着色と同じく電解着色法を
用いてもよいし、染色法などのように別種の着色
法を使用することもできる。

(5) 塗膜溶解及び再塗装処理 前記(2)の塗装工程で施された浸漬塗装による塗
膜面は、第３工程及び第４工程の脱色処理や二次
着色処理を行なつた場合、その塗膜面は平滑性に
欠けたり艶ムラが発生する場合もあるため、これ
をそのまゝ又は更に焼付け乾燥して保護塗装とし
て用いるのには不適当であり、この傾向は油性の
塗料を使用したとき特に顕著に現われる。そのた
め、本工程では、前記の各処理工程を経た後の被
処理材を有機溶剤を含む浴中に浸漬した表面の塗
膜を溶解した後、再度塗装を行なつて保護塗膜を
形成する。

この場合、本工程の塗膜溶解と再塗装の両処理
に際しては、TFS塗装等のように塗膜溶解性の
強い溶剤を含む塗料浴中に被処理材を浸漬する
と、浸漬により前の塗膜が溶解するので、これを
そのまゝ浴外に引き上げれば、新たな塗膜面を持
つ塗装が可能になり、同一浴中で溶解と塗装の両
処理を一挙に行なうことができる。

また溶解に用いる浴条件は、前記(2)の工程で用
いた塗料の種類やその後の乾燥等の条件により異
なる事は勿論であるが、一般に火災防止等の安全
性や塗膜溶解性から言つてもトリクロールエチレ
ン、テトラクロールエチレン及び四塩化炭素など
の溶剤が好適である。

以下、本発明による模様着色処理方法の具体的
な実施例を次に掲げるが、本発明は必ずしもこれ
らの各実施例のみに拘束されるものではない。

実施例 １ 一辺が40mmの方形でコーナー部分の曲率半径が
0.4mmＲの断面形を有する6063S―T5のアルミニ
ウム押出形材を長さ200mmに切断し、通常の前処
理を行なつた後、硫酸150ｇ／ｌ、アルミニウム
イオン10ｇ／ｌ、浴温20℃の浴中にて電流密度
1.2A／ｄm²で30分間の陽極酸化処理を行ない、
アルミニウム形材の表面に約10μmの陽極酸化皮
膜を形成し、硫酸ニツケル50ｇ／ｌ、ホウ酸40
ｇ／ｌ、浴温30℃で陽極をニツケル板として電流
密度0.5A／ｄm²、30秒間の直流陰極電解を行な
つて均一なブロンズ色の着色を得た。

次に前記着色形材を神東塗料(株)のAL―200−50
の樹脂分15％水溶液に浸漬し、0.6m／分の引上
げ速度で形材を引上げて、80℃の温度で５分間の
乾燥を行なつた。そして、この形材を硫酸150
ｇ／ｌ、浴温20℃の浴中で電圧15V、３分間の陽
極電解処理を行なつたところ、各々のコーナー部
分においてブロンズ色は脱色されたが、コーナー
部分以外の箇所はブロンズ色のまゝであつた。な
お前記脱色処理後に於いて、コーナー部分以外の
塗膜厚さは約7μmであつた。

このコーナー部分が脱色された形材を二酸化セ
レン15ｇ／ｌ、硫酸銅0.6ｇ／ｌ、硫酸亜鉛0.3
ｇ／ｌ、浴温20℃の浴中でカーボンを陽極とし
て、電圧13V、３分間の直流陰極電解を行なつた
ところ、コーナー部分はゴールド色に着色され、
コーナー部分以外がブロンズ色の着色皮膜を得
た。

次に、この形材を浴温90℃のテトラクロールエ
チレン浴中に５分間浸漬した後、前記の浸漬浴
（神東塗料(株)AL―200―50樹脂分15％水溶液）中
にて電圧150Vで２分間陽極電解を行ない、190℃
の温度で30分間の焼付け乾燥を行なつたところ、
美麗な塗膜面を持つ模様着色形材を得た。

実施例 ２ 実施例１と同一の形状寸法を有するアルミニウ
ム押出形材（6063S―T5）に実施例１と同様の陽
極酸化処理及び電解着色処理（一次着色）を施
し、次に東亜ペイント(株)製のTFS塗料トアトリ
ペイントS8001（AL―２）、浴温80℃、固形分濃
度12％の塗料浴を用いて、0.5m／分の引上げ速
度により塗装を施した後、陽極酸化皮膜の形成に
用いた電解浴で電圧15V、５分間の陽極電解処理
を行なつたところ、コーナー部分だけが脱色さ
れ、その他の部分はブロンズ色のまゝであつた。
（コーナー部分以外の塗膜厚さは約1μm）。

前記脱色処理後の形材を実施例１と同様の二酸
化セレン浴で電圧12V、３分間の陰極電解着色処
理（二次着色）を行なつたところ、コーナー部分
はゴールド色に着色された。

次いで、東亜ペイント(株)製のTFS塗料トアト
リペイントS8001（AL―２）、浴温80℃、固形分
濃度20％の塗料浴中に７分間浸漬した後、
1.8m／分の速度にて引上げ、190℃の温度で30分
間焼付け乾燥を行なつたところ、美麗な塗膜面を
持つ模様着色形材を得た。

実施例 ３ 一辺が50mmの方形でコーナー部分の曲率半径が
0.5mmＲの断面形を有する6063S―T5のアルミニ
ウム押出形材を長さ200mmに切断し、通常の前処
理を行なつた後、硫酸150ｇ／ｌ、アルミニウム
イオン10ｇ／ｌ、浴温20℃の電解浴にて電流密度
1.2A／ｄm²、30分間の陽極酸化処理を行ない、
更に硫酸ニツケル50ｇ／ｌ、ホウ酸40ｇ／ｌの浴
で電流密度0.5A／ｄm²、15秒間の陰極電解処理
を行なつて被処理材の表面に淡ブロンズ色の均一
な着色皮膜を得た。

次に、この着色形材を神東塗料(株)製の溶剤型塗
料ポリンALクリヤUNを樹脂分５％に希釈した
定温の塗料浴にて0.6m／分の引上げ速度で塗装
を施し、温度60℃で５分間の乾燥処理を行なつた
後、当初の陽極酸化皮膜形成に用いた硫酸浴で電
圧15V、５分間の陽極電解処理を行なつたとこ
ろ、各コーナー部分は脱色されたが、他の各面は
淡ブロンズ色のまゝであつた。

このコーナー部分を脱色した形材を硫酸スズ５
ｇ／ｌ、硫酸７ｇ／ｌ、浴温20℃の電解着色浴で
対極をカーボンとして電圧12V、３分間の交流電
解を行なつたところ、脱色されていたコーナー部
分は褐色に着色した。

その後、実施例１と同一の溶解処理及び塗装処
理を行なつたところ、美麗な塗膜面を持つ模様着
色形材を得た。

実施例 ４ 一辺が75mmの方形でコーナー部分の曲率半径が
１mmＲの断面形を有する6063S―T5のアルミニウ
ム押出形材を長さ200mmに切断し、通常の前処理
を行なつた後、硫酸150ｇ／ｌ、アルミニウムイ
オン10ｇ／ｌ、浴温20℃の電解浴にて電流密度
1.2A／ｄm²、30分間の陽極酸化処理を行ない、
さらに硫酸スズ５ｇ／ｌ、硫酸７ｇ／ｌ、浴温20
℃の電解浴で対極をカーボンとして、電圧12V、
２分間の交流電解を行なつて褐色の着色皮膜を得
た。

次にこの着色形材を実施例１で用いた塗料の７
％水溶液、常温浴にて引上げ速度1.5m／分の条
件で塗料を付着させ、温度80℃、５分間の乾燥処
理を行なつた後、硫酸100ｇ／ｌ、浴温20℃の浴
で電圧18V、３分間の陽極電解処理を行なつたと
ころ、各コーナー部分は脱色されたが、コーナー
部分以外は褐色のまゝであつた。（塗膜厚さ約
2μm） このコーナー部分を脱色された形材を硫酸銅10
ｇ／ｌ、硫酸20ｇ／ｌ、浴温20℃の電解浴で対極
を銅板として電圧12V、２分間の交流電解処理を
行なつたところ、コーナー部分は赤褐色に着色さ
れた。

次いで、前記形材を浴温80℃のトリクロールエ
チレン浴中に５分間浸漬した後、東亜ペイント(株)
製のTFS塗料、トアトリペイントS8001（AL―
２）、浴温80℃、固形分濃度20％の塗料中に浸漬
して1.8m／分の速度で引上げ、190℃の温度で30
分間焼付け乾燥を行なつたところ、美麗な塗膜面
を持つ模様着色形材を得た。

実施例 ５ 実施例３と同一の形状寸法を有するアルミニウ
ム押出形材（6063S―T5）に実施例１と同じ条件
で前処理、陽極酸化後、電解着色を施して浸漬法
による塗料付着を行なつた後、温度60℃で５分間
の乾燥処理を施し、次に、蓚酸50ｇ／ｌの常温浴
中で電圧15V、３分間の陽極酸化処理を行なつて
コーナー部分を脱色した後、蓚酸第二鉄アンモニ
ウム５ｇ／ｌ、浴温50℃の染色浴で10分間の浸漬
処理を行なつたところ、被処理材の表面にコーナ
ー部分が黄色、コーナー部分以外の箇所がブロン
ズ色をした模様着色皮膜を得た。

次に前記形材を浴温80℃のトリクロールエチレ
ン浴中に５分間浸漬した後、神東塗料(株)製の溶剤
型塗料ポリンALクリヤーUNを用いて静電塗装
を施し、温度130℃で５分間焼付け乾燥を行なつ
たところ、美麗な塗膜面を持つ模様着色形材を得
た。

実施例 ６ 一辺が40mmの方形でコーナー部分の曲率半径が
0.4mmＲの断面形を有する6063S―T5のアルミニ
ウム押出形材を200mmに切断し、通常の前処理を
行なつた後、硫酸150ｇ／ｌ、アルミニウムイオ
ン10ｇ／ｌ、浴温20℃の浴中にて電流密度
1.2A／ｄm²で30分間陽極酸化処理を行ない、ア
ルミニウム形材表面に約10μmの陽極酸化皮膜を
形成し、硫酸ニツケル50ｇ／ｌ、ホウ酸40ｇ／
ｌ、浴温30℃の浴で陽極をニツケル板として
0.5A／ｄm²、10秒間の直流陰極電解を行なつて
均一な淡褐色の着色を得た。

次に、前記の着色形材を神東塗料(株)製のAL―
200―50の樹脂分15％水溶液中に浸漬し、0.6m／
分の引上げ速度で形材を引き上げ、80℃の温度で
５分間の乾燥を行ない、硫酸マンガン70ｇ／ｌ、
過酸化水素水（35％）20c.c.／ｌ、浴温20℃の浴中
でカーボンを陽極として電圧60V、30秒間の直流
陰極電解を行なつたところ、コーナー部分はダー
クなゴールド色に着色され、コーナー部分以外が
淡褐色の模様着色皮膜を得た。

これを更に実施例１と同一の溶解処理及び塗装
処理を行なつたところ、美麗な塗膜面を持つ模様
着色形材を得た。

以上のように、本発明方法によれば、陽極酸化
皮膜形成後のアルミニウムに模様着色を施す場
合、前後二回の着色処理を含む一連の処理工程に
よつて、被処理材の表面にコーナー部分と他の部
分とで色調の異なる模様着色皮膜を得ることが出
来、従つて、これを室内建具用のアルミニウム押
出形材をはじめ、各種アルミニウム材料の表面処
理加工に適用すれば、現有の設備を利用して簡単
に多色の模様着色を実現することが可能になり、
その生産性が高く、然かも耐久性に優れ且つ美麗
な模様着色皮膜が得られる事とも相俟つて、斯業
の発展に大きな貢献を果すものである。

Claims (1)

【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なる
   被処理材に陽極酸化皮膜を形成し、電解着色によ
   る一次着色を施した後、浸漬塗装を行なつて被処
   理材の表面にコーナー部分と他の部分とで膜厚分
   布の違つた塗膜を形成せしめ、次に必要に応じて
   この被処理材を酸性水溶液中で陽極電解して当該
   被処理材のコーナー部分のみを選択的に脱色し、
   その後、電解着色あるいは染色による二次着色を
   施して被処理材のコーナー部分だけを着色し、被
   処理材表面にコーナー部分と他の部分とで色調の
   異なる模様着色皮膜を得た後、更に有機溶剤を含
   む浴中に被処理材を浸漬して表面の塗膜を溶解し
   再度塗装を施すことを特徴とするアルミニウム又
   はアルミニウム合金の模様着色処理方法。