JPS58161796A - アルミニウム又はアルミニウム合金陽極酸化皮膜の着色方法 - 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】 本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金（以下アル
ミニウム材と略記する）を陽極酸化して生成させた陽極
酸化皮膜に所望の着色特に濃色に着色を施づ方法に関す
る。

従来のアルミニウム材の電解着色法としては、−次電解
によって、陽極酸化皮膜を形成させたアルミニウム材を
、金属塩を溶解した電解浴中で交流電流により二次電解
着色を行う方法、金属塩を溶解した電解浴中で一次電解
によって陽極酸化処理したアルミニウム材を陰極として
直流電流により二次電解着色を行う方法等が知られてい
る。しかし、これらの方法では着色むらが生じたり、電
解浴の管理が困難であったり、着色皮膜の剥離が起って
濃色で美麗な着色皮膜を得ることは容易でなかった。ブ
ラック着色する場合の二次電解浴の代表例として、例え
ば着色用金属塩としての硫酸ニッケル、ＰＨＩＩＩ効果
剤としてのｌ１ｉｌｌ酸アンモニウム、ホウ酸、可溶性
効果剤としてのフェノールスルホン酸、酸化防止効呆剤
としての硫酸ヒドラジン、皮膜欠陥（スポーリング）防
止剤としての塩化マグネシウム、その仙台種添加剤を加
えた溶液からなるものが知られている。この電解浴は浴
自体は安定性がよいという特色がある反面、濃色が得に
くいという欠点があり、特に交流電解を行った場合にこ
の傾向が強い。これを解決するために、別の金属塩を添
加したり、他の金属塩で代替するなどの検討が行われて
いる。しかし、例えば、金属塩としての前記硫酸ニッケ
ルに硫酸第１スズを添加した電解浴を使用した場合、ス
ズとニッケルの共析により濃色の着色皮膜が得られるが
、一方、硫酸第１スズの溶解度が小さいために、浴濃度
の変動が大きく、又電解中にスズが２価から４価に酸化
されるため着色色調が安定しないとか、電解浴のＦ”Ｉ
ｔが低い（２以下）ために電解浴中で陽極酸化皮膜が一
部溶出し着色色調が変動し易いどい−）た難点があり、
複数の金属塩庖着色用電解浴成分として使用するに当っ
てはその組み合わせについて種々解決すべき問題がある
。

本発明は着色電解浴の成分を特定することにより上記従
来の電解着色法にみられる諸欠点の解消された着色方法
を見い出して達成されたちの″である。即ち、陽極酸化
皮膜を生成さ゛せたアルミニウム材を、硫酸ニッケルと
１ｉｌｔ酸第１／ｌＡとホウ酸とを必須成分として含有
する電解浴中で電解着色づることを要旨とするものであ
る。

以下、本発明を更に詳細に説明すると、本発明における
陽極酸化皮膜を生成させたアルミニウム材は、常法に従
ってアルミニウム材に脱脂、エツチング等の前処理を施
し、各種無機酸、有機酸などの溶液からなる一次電解浴
中に浸漬し、温度２５℃で、例えば直流電流又はそれ以
外の電圧波形の電流を電圧１５〜２５Ｖ、電流密度０．
５〜２Ａ／ｄ　ｒｒｒで１０〜６０分導通することによ
って得られる。ここで使用される一次電解浴の具体例と
しては、硫酸、リン酸、しゆう酸等の溶液が挙げられる
が、皮膜形成性、電解浴の管理、経済性などを考慮する
と、硫酸を用いるのが最も好ましい。

電解浴の濃度は特に限定されるものではないが、例えば
硫酸の場合は５％でも効果があり、又２５％以上の高濃
度でも効果が減少することはない。

しかし、操作の容易さや処理の経済性を考慮すると１０
〜２０％の濃度が適量である。

本発明は上記のようにして陽極酸化皮膜の形成されてい
るアルミニウム材を、二次着色電解により着色を施すも
のである。

本発明において二次着色電解浴は着色用金属塩として、
硫酸ニッケルと硫酸第１鉄と、更にＰＨ緩衝剤としてホ
ウ酸を必須成分として含有してなるもので、この三成分
を含有してなることにょ゛す、前記アルミニウム材の陽
極酸化皮膜の孔中に鉄イオンがニッケルイオンと共析す
るため、ニッケルを単独に含有する電解浴に較べて濃色
に着色することができるものである。二次着色電解浴は
その調整に当って、ト記必須成分の他に、必要に応じて
、例えばフェノールスルホン酸、クレゾールスルホンｍ
＜可溶化剤）、硫安（Ｐｌ（緩衝剤）、塩化マグネシウ
ム（スポーリング防止剤）といった他の添加剤を加える
ことができ、これによって浴Ｐ　Ｈを３〜４．５好まし
くは３．５〜４．２の範囲に調整される。必須成分の硫
酸ニッケル、硫酸第１鉄あるいはホウ酸の浴濃度は所望
着色濃度に応じて調整されるが代表的な浴組成を挙げる
と硫酸ニッケル１００〜１５０（＋／文、硫酸第１畝１
０〜６０ｇ７・′立、ホウ酸２０〜５０ｇ／立である。

二次着色電解は、電源として、交流、直流の他に、交直
重畳電源、あるいは、交流と直流の反覆導通の他、パル
ス電源°が用いられる。電圧は浴温度、極間距離、試料
面積などによって異なるが１５〜２５Ｖが適当である。

尚、畝イオンは析出電位が比較的卑なため、析出しにク
ク、他の金属例えば、銅イオン、スズイオン、コバルト
イオン、鉛イオン、マンガンイオンなどに比べて１．）
Ｉ！ｊ耗が少なく、更に水に対する溶解度が大きいため
に、高濃度の着色電解浴の調整ができ従って、着色皮膜
の色調変動が小さいといった特徴がある。

このようにして二次電解を行うと電解浴中のニッケルイ
オン及び鉄イオンが還元されて、陽極酸化皮膜の細孔に
析出し濃色のブラックに着色されるので、このあと常法
に従って封孔処理又は塗装を行なうことにより所望の着
色皮“躾が得られるのである。

以上詳述したように本発明は陽極酸化皮膜を生成させた
アルミニウム材を、硫酸ニッケルと硫酸゛第１鉄の組み
合わせからなる金属塩とホウ酸とを必須成分として含有
してなる着色電解浴で二次電解することを特徴とするも
ので、これにより、アルミニウム材にむらなく、しかも
濃色に着色することができる。又、Ｗ色電解工程で交流
を使用する場合でも金属の析出がそれ程遅くならず、直
流を使用してもスポーリングのような皮膜欠陥を生じに
くい。更に゛、着色電解浴自身は安定しており、作業管
理がやり易いという利点がある。

以上の本発明により、着色されたアルミニウム材は耐食
性、耐候性に優れ、濃い美Ｎな色調を有しているので、
装飾効果もあり、建材をはじめとする広範囲の分野に応
用することができる。

以下に本発明を実施例により更に詳細に説明づるが、本
発明は、その要旨を超えない限り以下の実施例に限定さ
れない。

実施例１ 鉄分を０．１５％含有するＡＡ６０６３アルミニウム押
し出し型材を、常法に従って、脱脂、エッヂング処理し
たのち、１５％硫酸水溶液からなる一次電解液に浸漬し
、温度２０℃で、直流電流を電流密度ＩＡ／ｄｒｒｆで
４０分間導通し、水洗して厚み６μ論の陽極酸化皮膜を
形成させた。次に、硫酸ニッケル６０９／立、硼酸４０
ｇ／立、及び硫酸第１鉄を次の第１表で示す濃度で含有
する５種類の二次着色電解浴を調整し、これに上記陽極
酸化皮膜を形成させたアルミニウム押し出し型材を浸漬
して、温度２５℃、交流電流を電圧１４Ｖ、電流密ｆｌ
［ｏ、　７Ａ／ｄ　ｒｒｒで３分間電解した。得られた
着色皮膜の色の濃さを色差計（日本電色工業製ＮＤ１０
１型）でＬ値を測定し第１表のような結果を得た。

以上の結果から明らかなように、硫酸ニッケルと硫酸第
１鉄とを共存させた着色電解浴を用いることにより、Ｌ
値が１８〜２４と極めて濃色の着色皮膜が得られること
が分る。

実施例２ 実施例１と同一のアルミニウム押し出し型材を実施例１
と同様の条件で処理して、厚み６μ曽の陽極酸化皮膜を
形成させた。次に、硫酸ニッケル６０（＋、’文、ホウ
酸４０Ｑ／交、硫酸第１麩１０ｇ７７交を含む二次着色
電解浴を調整した。この着色電解浴中に上記陽極酸化皮
膜を形成させたアルミニウム押し出し型材を浸漬し、こ
れを陽極とし、ニッケル板を対極として温１［２５℃、
交流ｔＲ流を電圧１４Ｖ、１１１５Ｉｔ密ｆＩｏ、　７
Ａ／（ｌ　ｒｒ［−１分１１１色電解し、同電解浴中で
今度はアルミニウム押し出し型材を陰極にして直流電流
を電圧１６Ｖ、電流密度０．８Ａ、／ｄｒ＋？で１分間
電解処理したところ、Ｌ　１６が１８の均一に着色され
た欠陥のない黒色着色皮膜が得られた。

一方、比較例として、上記実施例２と同様の条件で処理
して陽極酸化皮膜を形成させたアルミニウム押し出し型
材を硫酸第１鉄を含有しない他は実施例２と同一の着色
電解浴に浸漬し、実施例２と同一の条件で着色電解処理
したところ、得られた着色皮膜はＬ値が２１．３で、実
−施例２より（よ淡色で、しかも一部にスポーリングが
発生した。

代理人　弁理士　足立　勉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　陽極酸化皮膜を生成させたアルミニウム又はアルミ
   ニウム合金を、硫酸ニッケル、ｆａｌｌ第１畝およびホ
   ウ酸を必須成分として含有する電解浴中で電解着色する
   ことを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金陽
   極酸化皮膜の着色方法。 ２　電解着色が交流電源、直流電源４交直Φ畳電源、パ
   ルス電源あるいは交流電源と直流電源との繰り返し使用
   のいずれかにより行われる特許請求の範囲第１項記載の
   アルミニウム又はアルミニウム合金ｆｉ極酸化皮膜の着
   色方法。