JPS5921396B2 - アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解発色方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムおよびアルミニウム合金の電解発
色方法に関する。

本発明によれは電解発色法において従来の１段電解法を
２段電解法とし、１次電解処理で多孔質皮膜を生成させ
、次いで有機酸と硫酸との混合水溶液を用いる２次電解
処理により発色皮膜を生成させることを特徴とする。ア
ルミニウムおよびアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の着
色には染色法、電解発色法、電解着色法等がある。性能
面では染色法＜電解着色法＜電解発色法の順で次第に良
くなり、コストの面では、電解発色法＞電解着色法＞染
色法の順で次第に安価になることは既に知られている。
このように電解発色法は皮膜性能が非常によい反面コス
トの高いことであまり使用されず、生産性がよく、作業
管理の容易な、しかもコストの比較的安い浅田法などの
電解着色法が現在最も盛んに使用されている。従来の有
機酸による電解発色法はスルホサリチル酸を使用するカ
ルカラー法、Ｐ−フェノールスルホン酸の水溶液を用い
るスミトーン法、スルホサリチル酸、マレイン酸水溶液
のフエロキサール法、スルホフタル酸の水溶液を用いる
デユラノデイク３００法、等が知られている。

これらの方法はいずれも硫酸を０．５％程度添加するこ
とを特徴にしている。使用する有機酸は非常に高価であ
る。又発色させるには高い電解電圧を必要とし、更に１
５μ以上の厚い皮膜を必要とするために長時間門 が必
要とされる等の欠点がある。しかしながら、電解発色法
は電解着色法で使用しているニッケル、セシウム、銅な
どの重金属を用いない無公害的な方法である。

本発明は電解発色法の利点を生かししかも電解フ 発色
法の生産コストを低減しようとするものである。

すなわち１次電解では硫酸水溶液中で陽極酸化皮膜とし
て従来の１段電解発色法では得られない透明な光沢のあ
る硫酸皮膜を生成させ、次いで水洗するかあるいはその
まゝ２次電解処理で有機５ 酸と硫酸との混合水溶液中
で皮膜性能の優れた発色皮膜を生成させる方法である。
１次電解を硫酸水溶液中で行なうことにより、高価な有
機酸の消費量は少なくなり、高い電圧を必要としないの
で電力量も少なくなる。

又従来法では、電解初期にピツトやヤケが発生しやすく
それを抑える手段として電圧を時間をかけて徐々に上昇
させる等の手段が講じられている。一方本発明によれは
１次電解処理で下地的皮膜が均一に生成しているので２
次電解にて高い電圧をかけても何等影響はなく、皮膜形
成が極めて均一な発色皮膜が生成でき、従つて、処理時
間は短縮される。このように電力量の低減、処理時間の
短縮、芳香族スルホン酸の使用量の減少が低コストを可
能にする。従来の電解発色法は１段電解法であり本発明
は２段電解法である。

通常の２段電解法は１次電解処理と２次電解処理の間に
水洗工程を設けなけれはならなく全体の処理時間が長く
なる。しかし２段電解法を採用しても上記利点は１段電
解法よりも長い処理時間を相殺して余りあり、しかも本
発明は、１次電解液の硫酸濃度を通常と同じか通常より
も若干低くし又２次電解液の硫酸濃度を通常より高くす
ることによつて１次電解後直接（水洗せず）２次電解液
に移すこともでき、また水洗したとしても通常より遥る
かに少い水量で済み全体の処理時間が長くなることを防
ぐことができる。カルカラー法、スミトーン法などの従
来法では、電解液中の溶存アルミニウム量が色調に大き
な影響を与え１ｔ／ｔをこえると色ムラが発生しやすく
、フイルタ一除去等による液管理を厳密にする必要があ
るが本発明は２次電解液の硫酸濃度が高いために溶存ア
ルミニウム量の影響はほとんどなく、一般の硫酸法とな
んら差はない。本発明によれば、着色用の金属塩を用い
ないので、廃液処理設備の規模は小さくてよく、更に電
解液が有機酸と硫酸の混合水溶液のみであるため、電解
液の回収が極めて容易で、回収効率も９０％以上である
。また比較的高い電圧・電流を要する発色工程も短い電
解時間ですみ、１次電解槽を複数にすることによつて、
生産時間バランスが整う。よつて電源設備の容量が小容
量でよく、冷却装置、液循環系など設備投資が低減でき
る。なお更に、電解条件（電圧・電流）管理が簡単で、
しかも電流効率、電流均一性がよい。また溶存アルミニ
ウム量など電解液組成の管理巾に余裕がある。処理する
アルミニウム材質の影響もなく、色合せが容易で、処理
歩留は普通の銀白色の硫酸法に匹敵する。本発明で用い
られる好ましい有機酸は芳香族スルホン酸である。濃度
は従来のものと変りがない。本発明の１次電解において
用いられる液の硫酸濃度は従来の陽極酸化処理で用いら
れるものとほぼ同じか若干低く、１００〜３００ｆ／ｔ
程度が用いられる。また２次電解において用いられる液
の硫酸濃度は１０〜１００ｔ／ｔと比較的高濃度のもの
が用いられる。有機酸電解にとつて、硫酸の存在は重要
で、１〜３ｒ／ｔでは陽極皮膜の生成上、ピツト、焼け
などの皮膜欠陥を生じ、また発色もない。

硫酸濃度下限は１０ｆ７／ｌ以上で、均一な発色皮膜を
得ることができる。また上限は１００ｆ／ｔで、それ以
上の高い濃度になると有機酸の発色効果はなくなり、硫
酸陽極酸化皮膜と変らなくなり、銀白色皮膜しか得るこ
とはできない。好ましくは硫酸濃度１０〜５０ｆ／ｔで
、濃色な皮膜が均一に容易に得ることができる。本発明
により得られた皮膜の色調は従来法では得られない色調
も呈する。

陽極酸化皮膜は、外側が電解初期にできたもので電解の
最後にできた皮膜がアルミニウム側に存在する。すなわ
ち皮膜表面側が光沢のある硫酸皮膜でありその下が発色
皮膜という皮膜構造になつている。よつて色調は硫酸皮
膜を透かして発色皮膜の色調を見ていることになり、フ
イルタ一的効果をあられし、従来のものと違つたパール
状の色調を与えるのである。なお本発明で得られた発色
皮膜の耐食性、耐摩耗は従来の発色皮膜と同等の極めて
優れた性能を示し、また紫外線ウエザーメータ一５００
時間試験で何ら変化を認められず（ＪＩＳクレースケー
ル値５級）耐候性も極めて優れている。マイクロビツカ
ースかたさ試験で３８０Ｈｖと、このように極めて優れ
た諸性能を有する皮膜である建築用内外装その他構造材
料として広い用途が期待できる。以下実施例を挙げて本
発明を更に具体的に説明する。

実施例 １ 常法に従つて前処理を行なつた６０６３Ｔ５材を１８０
ｒ／ｔの硫酸水溶液中で浴温２５℃、電流密度１．５Ｖ
ｄイ、電解時間１５分の条件下で直流通電後次の浴組成
の電解液にスルホサリチル酸 ７０ｒ／ｔ Ｗｌレ臥↓ＶＶ′へ′ 上記アルミニウム材を水洗することなく浸漬し浴温１５
℃電流密度３Ａ／ＤＴ！ｆ、電解時間１５分の条件下で
直流通電を行なうと光沢のある美麗なブロンズ色の発色
皮膜が得られる。

実施例 ２ 常法に従つて前処理を行なつた６０６３−Ｔ５材を１２
０ｔ／ｔの硫酸水溶液中で浴温２５℃、電流密度１．５
Ａ／Ｄｄ、電解時間５分の条件下で直流通電後次の浴組
成の電解液に上記アルミニウム材を水洗することなく浸
漬し浴温１５℃電流密度３ん４Ｐ、電解時間２５分の条
件下で直流通電を行なうと光沢のある濃ブロンズ色の発
色皮膜が得られる。

実施例 ３ 常法に従つて前処理を行なつた５０５２−０材を１００
ｔ／ｔの硫酸水溶液中で浴温２５℃、電流密度１．５Ａ
／ＤＴｌｆ、電解時間２５分の条件下で直流通電後次の
浴組成の電解液に上記アルミニウム材を水洗することな
く浸漬し浴温１５℃、電流密度３人４ば、電解時間３分
の条件下で直流通電を行なうと光沢のある淡いブロンズ
色の発色皮膜が得られる。

実施例 ４ 常法に従つて前処理を行なつた１１００Ｈ２４材を１０
０ｒ／ｔの硫酸水溶液中で浴温２５℃、電流密度１．５
Ａ／Ｄｒｌｌ、電解時間２０分の条件下で直流通電後、
次の浴組成の電解液にフエノールスルホン酸 １５０ｔ
／ｔ 上記アルミニウム材を水洗することなく浸漬し浴温１０
℃、電流密度５人／Ｄｒ！ｆ、電解時間５分の条件下で
直流通電を行なうと光沢のあるブロンズ色の発色皮膜が
得られる。

実施例 ５ 常法に従つて前処理を行なつた６０６３−Ｔ５材を１２
０ｔ／ｔの硫酸水溶液中で浴温１５℃、電流密度２．０
Ａ／Ｄｄ、電解時間１０分の条件下で直流通電後次の浴
組成の電解液に上記アルミニウム材を水洗することなく
浸漬し浴温１５℃、電流密度２．０１ｙ／Ｄｄ、電解時
間１５分の条件下で直流通電を行なうと光沢のあるアッ
パー色の発色皮膜が得られる。

なお本発明で得られた発色皮膜と従来のカルカラー法と
称せられる方法と、電解着色法の浅田法と称せられてい
る方法により得られた各々１５μの発色皮膜及び着色皮
膜の性能試験を行なつた結果は表の通りである。

このように優れた性能を示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウムおよびアルミニウム合金を１００〜３
   ００ｇ／ｌの濃度の硫酸水溶液中で１次電解処理にかけ
   て多孔質酸化皮膜を生成させ、次いで水洗するかあるい
   はそのまま２次電解液である有機酸と１０〜１００ｇ／
   ｌの硫酸とを含む混合水溶液に移して２次電解処理にか
   け１次電解処理により得た皮膜の下に発色皮膜を生成さ
   せることを特徴とする、アルミニウムおよびアルミニウ
   ム合金の電解発色方法。