JPS62161993A - 曲げ加工性および密着性に優れた着色チタン材の製造方法 - 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】 ［発明の利用分野］ 本発明は、密着性に優れた着色チタン又はチタン合金材
の製造方法に関する。

［従来技術］ 近年１着色チタンは、腐食環境の厳しい地域での屋根材
、外壁材としてのみならず、意匠性及び美感を重んする
インテリア、あるいはパネルとして、また、高級性及び
ファツション性を重んじるアクセサリ−及びタイピンな
どの装飾品として注目をあびている。

従来、チタンの着色法としては大気酸化法、陽極酸化法
及び化成処理法が知られている。

大気酸化法とはチタン材を高温において酸化することに
よりチタン材表面を酸化させ、チタン酸化物皮膜をチタ
ン材表面に成長させてチタン材表面を着色する技術であ
る。

陽極酸化法は、適当な電解溶液中で陽極側にチタン材を
置き、陰極に不活性全屈を使用して両極に電圧を印加す
ることによりチタン材表面に酸化物を形成せしめること
によりチタン材表面を着色する技術である。

化成処理法は、チタン材の表面に化学変化を与えて安定
したチタン化合物の層をつくることによりチタン材表面
を着色する方法である。

［発明が解決しようとする問題点］ 大気酸化法は、その皮膜の色調は主に温度に依存するた
めに、加熱炉の温度分布に起因する若色斑が発生しやす
く、着色可能な色調が限られる。

陽極酸化法は、中間色のみならず、数々の色を着色可能
であるが、密着性が悪いという問題点がある。なお、陽
極酸化法には加工性が悪いという問題点もある。

化成処理法は１Ｍ色可能な色調が限定されていると共に
中間色及び希望する色調を発色させることは不可能であ
るという問題点がある。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点は、チタン又はチタン合金材に下記の条件（
ｃ）による陽極酸化処理を行なうことにより該チタン又
はチタン合金材表面に着色皮膜を生成した後、下記の条
件（ａ）、（ｂ）により、該チタン又はチタン合金材を
３秒以上加熱することを特徴とする密着性に優れた着色
チタン又はチタン合金材の製造方法によって解決される
。

すなわち本発明は、陽極酸化によりチタン又はチタン合
金材表面に着色皮膜を生成した後、該チタン又はチタン
合金を加熱することを特徴とし、それにより着色チタン
材の密着性を良好にすることができる。特に本発明は、
加熱処理条件が下記の様に陽極酸化条件に依存すること
を特徴とする。

１７５≦ｔ≦４５０　　　　（ａ） ｔ：加熱処理温度（℃） ｔ＜４５０−０．６８Ｅ　（ｂ） ５≦Ｅ≦１ａＯ（ｃ） Ｅ：陽極酸化電圧（Ｖ） ここでチタンまたはチタン合金材はチタンを主成分とす
るものならばよく、その成分範囲には特に限定されない
。

また陽極酸化においては、陽極酸化電圧として上記した
以外は常法に従えばよい。

なお、下記の条件（ｄ）、（ｅ）において３０秒以上加
熱すると密着性が一層良好となり９０°曲げ試験前後の
被膜でも基盤目セロテープ試験により剥離しない。

２００≦ｔ≦４５０　　　（ｄ） ｔ＜４５０−０．９Ｅ　　（ｅ） さらに、上記の条件（ｃ）、（ｅ）において２５０〜３
５０℃の温度において４分以上加熱すると、加工性も良
好となり１８００密着曲げ試験を行なっても被膜の破壊
及び剥離は生じない。

ただ２０分以上保持しても実質的に変化しないため経済
性を踏まえこの温度における最も好ましい加熱処理時間
は４〜２０分である。

陽極酸化条件として、印加電圧は５〜 １８０ｖである。これは、５ｖ未満の電圧では着色せず
、また、１８０ｖを越える電圧では実質上色が変化せず
、経済的に不利だからである。

［発明の実施例］ （第１実施例） ７０℃のアルカリ系脱脂剤を含む水溶液中に１０分間浸
漬して脱脂した純チタン板（ ３００見Ｘ３００ｗＸ０．６ｔ）を、５０℃の５重量％
弗酸水溶液中で３分間酸洗した。次いで、この純チタン
板を、１重量％弗酩と７重都二％過酸化水素との５０°
Ｏｉ合水溶液中に２分間浸漬することにより表面を酸洗
して清浄化した後、１重量％リン隊水溶液中で陽極酸化
電圧１１０ｖを印加して２分間保持したところチタン板
表面は桃色に着色された。上記のようにして着色した着
色チタン板を、加熱温度を各種変えて３０分間加熱処理
を行ない試料を作成した。このようにして作成した試料
につき、基盤ロセロテープ試験を実施した。その結果を
ｍ１図及び第１表のＢ−Ｗに示す、第１表においてＢは
従来例を示し、Ｄ、Ｌ、Ｎ、Ｐは比較例を示し、Ｆ、Ｈ
，Ｊ、Ｒ，Ｔは本発明の実施例を示す。

第１図及び第１表かられかるように、加熱温度が、１７
５℃未満では、皮膜の密着性が改善されておらず、また
、加熱温度が３７５℃を越えると（第１表し）、あらた
に大気酸化皮膜を形成するため、退色及び変色を生じる
と共に皮膜の密着性が低下する。それに対し加熱温度が
１７５〜３７５℃の範囲（第１表Ｆ、Ｈ，Ｊ。

Ｒ、Ｔ）では密着性の改善が見られる。特に。

加熱温度２００〜３５０℃で加熱した場合（第１表Ｈ，
Ｊ、Ｔ）は剥離はＯ／ｌｏｏと非常に良好である。

（第２実施例） 本例においては、第１実施例と同様にしてチタン板に着
色を行なった。

この着色チタン板を、加熱温度３００℃で、加熱時間を
各種変えて加熱処理を行なった。その結果をｔ５１表Ｕ
−Ｗに示す、第１表においてＵ−Ｗはいずれも本発明の
実施例である。

第１図及び第１表かられかるように、加熱処理時間が３
秒以上ではチタンと酸化皮膜との密着性が著しく改善さ
れ皮膜剥離率が低下する。

また、加熱時間を３０秒以上とした場合（第１表Ｖ）に
は、密着性が一段と向上し皮膜剥離率はＯ／１００とな
る。なお、かかる向上は３００　’Ｃにおいてのみなら
ず２００〜３５０　’Ｃの範囲においても生じる。

さらに、加熱時間を４分以上とした場合（第１表Ｗ）に
は密着性のみならず、加工性も向上する。なお、かかる
向上は３００℃においてのみならず２００〜３５０℃の
範囲においても生じる。

（第３実施例） ７０’Ｃのアルカリ系脱脂剤を含む水溶液中に１０分間
浸漬して脱脂した純チタン板 （３００ＭＸ３００ｗＸ０．６ｔ）を、５０℃の５重量
％弗酸水溶液中で３分間酸洗し１次いで、５０″Ｃの１
重量％弗酸−７重量％過酸化水素の混合水溶液中に２分
間浸漬し表面を酸洗して清浄化した後、１重量％リン酸
水溶液中で陽極酸化電圧２５Ｖを印加して２分間保持し
たところチタン板表面は青色に着色された。

上記のようにして着色した着色チタン板を、加熱温度を
各種変えて３０分間加熱処理を行なった。このようにし
て作成した試料につき、４９盤目セロテープ試験を実施
した。その結果を第１図及び第１表のＡ−３に示す、第
１表においてＡは従来例を、Ｃ，に、は比較例を、Ｅ。

Ｇ、Ｉ、Ｍ、Ｏ，Ｑ、Ｓは本発明の実施例を示す。

第１図及び第１表かられかるように、加熱温度が１７５
℃未満では、皮膜の密着性が改善されておらず、また、
加Ｓ温度が４３３℃を越えると（第１表Ｋ）あらたに大
気酸化皮膜を形成するため、退色及び変色を生じると共
に皮膜の密着性が低下する。それに対し加熱温度が１７
５〜４３３℃の範囲（第１表Ｅ、Ｇ、Ｉ。

Ｍ、Ｏ，Ｑ、Ｓ）では密着性の改善が見られる。特に、
加熱温度２００〜４２７℃で加熱した場合（第１表Ｇ、
Ｉ、Ｏ，Ｑ、Ｓ）は剥離は０／Ｚｏｏと非常に良好であ
る。

（第４実施例） 第１実施例で述べた純チタン板に代え、チタン合金板と
してＴｉ−５Ｔａ、Ｔｉ−２Ｍｏ。

Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５ＡＩ−２，５３ｎ　、　
Ｔ　ｉ　−１５Ｍ　ｏ　−５２ｒなどを使用し第１実施
例と同様に試験を行なった所、純チタン板の場合と同様
の効果が得られた。

なお、以上の実施例及び比較例においては板材を使用し
たが、板材以外の材料についても板材と同様の結果が得
られることはいうまでもない。

（他の比較例１） アルカリ系脱脂材により純チタン板表面を脱脂した後、
この純チタン板を流水中で洗浄した、モして５０’Ｏの
１重量％弗酸と７重量％過酩化水素との混合水溶液中に
２分間浸漬し表面を清浄化した。

純チタン板表面を流水中で洗浄した後、ｌｉ量％リン酸
３ナトリウム水溶液中で純チタン板を対極として１１Ｏ
ｖの電圧を印加したところ、純チタン板表面が均一に桃
色に変化した。

この着色チタン板の基盤目試験を行なった所、着色被膜
はすべて剥離した。

さらに、灯騰水中に１００分間浸漬た後、同一着色した
所６０％が剥離した。

（他の比較例２） 陽極酸化により青色に着色した純チタン板を４５０℃に
加熱した電気炉中に２０分間保持した所、青色が退色し
た。また、基盤面セロテープ試験を実施した所、９３％
の被膜が′Ａ＃した。なお１以上において各試験は次の
条件で行なった。

基盤目セロテープ試験・・基盤目をカッターナイフで作
成し、セロテープを密着させたのち、瞬時に除去し、５
０％以上残った皮膜数で評価する。

金属曲げ試験・−ＪＩＳＺ２２４８によった。

［発明の効果］ 本発明によれば、陽極酸化皮ＩＩｇの色彩を変化させる
ことなく、かつ、着色斑を生じさせることなく数々の色
を、密着性よくチタン材に着色が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における陽極酸化電圧と加熱温度との条
件範囲を示すグラフである。 第　　１　１望 目　　密性性向上範囲 ］　　密着性が優れ、９０°１部ｆ可能範囲陽極酸化電
圧（Ｖ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタン又はチタン合金材に下記の条件（ｃ）によ
   る陽極酸化処理を行なうことにより該チタン又はチタン
   合金材表面に着色皮膜を生成した後、下記の条件（ａ）
   、（ｂ）により該チタン又はチタン合金材を３秒以上加
   熱することを特徴とする密着性に優れた着色チタン又は
   チタン合金材の製造方法。 １７５≦ｔ≦４５０（ａ） ｔ＜４５０−０．６８Ｅ（ｂ） ｔ：加熱処理温度 （単位℃）（以下同じ） ５≦Ｅ≦１８０（ｃ） Ｅ：陽極酸化電圧 （単位Ｖ）（以下同じ）
2. （２）下記の条件（ｄ）、（ｅ）によりチタン又はチタ
   ン合金材を３０秒以上加熱する特許請求の範囲第１項記
   載の密着性に優れた着色チタン又はチタン合金材の製造
   方法。 ２００≦ｔ≦４５０（ｄ） ｔ＜４５０〜０．９Ｅ（ｅ）
3. （３）下記の条件（ｆ）によりチタン又はチタン合金材
   を４分以上加熱する特許請求の範囲第２項記載の密着性
   に優れた着色チタン又はチタン合金材の製造方法。 ２５０≦ｔ≦３５０（ｆ）