JP2879451B2 - アルミニウム材の電解着色法 - Google Patents
アルミニウム材の電解着色法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から
なる形材、板材、その他の製品（この明細書ではこれら
のすべてを含む意味でアルミニウム材という）に無彩色
グレー色の着色を電解処理により施す方法に関するもの
である。
なる形材、板材、その他の製品（この明細書ではこれら
のすべてを含む意味でアルミニウム材という）に無彩色
グレー色の着色を電解処理により施す方法に関するもの
である。
電解着色法によりアルミニウム材にグレー色系の着色
を施す方法は特開昭61−204395号公報に記載されてい
る。この方法は、アルミニウム材に常法による陽極酸化
処理を施し、次いで、ニッケル塩および亜鉛塩を主成分
として含有し外にニッケルイオンマスキング剤、支持電
解質等を含有するpH4.5以上の電解着色浴中で電解処理
を施すことによって、析出物中のニッケル：亜鉛の重量
比が1:0.5〜2.0になるように、陽極酸化皮膜細孔中に金
属を析出させるものである。
を施す方法は特開昭61−204395号公報に記載されてい
る。この方法は、アルミニウム材に常法による陽極酸化
処理を施し、次いで、ニッケル塩および亜鉛塩を主成分
として含有し外にニッケルイオンマスキング剤、支持電
解質等を含有するpH4.5以上の電解着色浴中で電解処理
を施すことによって、析出物中のニッケル：亜鉛の重量
比が1:0.5〜2.0になるように、陽極酸化皮膜細孔中に金
属を析出させるものである。
しかしながら、この方法によっては真に無彩色である
グレー色を得ることは困難であり、黄色ないし青緑色を
帯びたグレー色になり易いという問題があった。
グレー色を得ることは困難であり、黄色ないし青緑色を
帯びたグレー色になり易いという問題があった。
本発明の目的は、従来のグレー色系電解着色法におけ
る上述のような問題点を解決し、アルミニウム材を容易
かつ確実に無彩色のグレー色に着色する方法を提供する
ことにある。
る上述のような問題点を解決し、アルミニウム材を容易
かつ確実に無彩色のグレー色に着色する方法を提供する
ことにある。
上記目的を達成することに成功した本発明のアルミニ
ウム材着色法は、アルミニウム材に陽極酸化処理を施し
たのち、コバルト塩および亜鉛塩を含有する電解液また
はニッケル塩および亜鉛塩を含有する電解液によるグレ
ー色系電解着色処理を施し、次いで温水または熱水で処
理してアドミッタンス値Y20が300〜30μＳとなる程度の
軽度の封孔と洗浄を行ない、その後、陽極酸化皮膜に対
して不活性なpH4〜９の電解液中でアルミニウム材を陽
極とする直流電解処理を行なって陽極酸化皮膜の微細孔
底部に析出していた金属を表面近くに移動させ、それに
より低下する着色陽極酸化皮膜についての色差計による
測色値ｂ＊値が２〜−２になったとき上記直流電解処理
を打ち切ることを特徴とするものである。
ウム材着色法は、アルミニウム材に陽極酸化処理を施し
たのち、コバルト塩および亜鉛塩を含有する電解液また
はニッケル塩および亜鉛塩を含有する電解液によるグレ
ー色系電解着色処理を施し、次いで温水または熱水で処
理してアドミッタンス値Y20が300〜30μＳとなる程度の
軽度の封孔と洗浄を行ない、その後、陽極酸化皮膜に対
して不活性なpH4〜９の電解液中でアルミニウム材を陽
極とする直流電解処理を行なって陽極酸化皮膜の微細孔
底部に析出していた金属を表面近くに移動させ、それに
より低下する着色陽極酸化皮膜についての色差計による
測色値ｂ＊値が２〜−２になったとき上記直流電解処理
を打ち切ることを特徴とするものである。
本発明の電解着色法においては、電解着色工程におい
て陽極酸化皮膜の細孔中に析出した金属に基づく不完全
もしくは不安定なグレー色系着色を、最後の直流電解処
理において確実に無彩色のグレー色に変化させる。
て陽極酸化皮膜の細孔中に析出した金属に基づく不完全
もしくは不安定なグレー色系着色を、最後の直流電解処
理において確実に無彩色のグレー色に変化させる。
以下、本発明の電解着色法について工程順に詳述す
る。
る。
アルミニウム材はまず常法により陽極酸化処理を施
し、表面に十分な厚さの（好ましくは約５〜25μｍの）
酸化皮膜を生成させる。
し、表面に十分な厚さの（好ましくは約５〜25μｍの）
酸化皮膜を生成させる。
処理後のアルミニウム材に、次いでコバルト塩および
亜鉛塩を含有する電解液またはニッケル塩および亜鉛塩
を含有する電解液によるグレー色系電解着色処理を施
す。この電解着色処理に用いる電解液において、ニッケ
ル塩としては硫酸ニッケル、硫酸ニッケルアンモニウ
ム、酢酸ニッケル、塩化ニッケル等を、亜鉛塩としては
硫酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛等を、またコバルト塩と
しては硫酸コバルト、塩化コバルト、酢酸コバルト等
を、それぞれ用いることができる。また、これら金属塩
のほかに、電解液にはほう酸、マレイン酸、マロン酸、
乳酸、グルコン酸、スルホサリチル酸、リンゴ酸、酒石
酸、クエン酸、グリコール酸等の電解質の一種または二
種以上を添加することができ、更に、安定化剤として硫
酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、スルファミン酸ア
ンモニウム、アンモニア水、酸化マグネシウム等を加え
ることができる。電解は、対極にカーボン、ニッケル、
亜鉛、ステンレス等を用い、商用周波数の交流、極性変
換パルス波、または直流により行う。この処理により、
陽極酸化皮膜の微細孔中にニッケル−亜鉛共析物または
コバルト−亜鉛共析物が生成し、陽極酸化皮膜は、通
常、黄味のあるグレー色に着色される。この時点での金
属の析出は、酸化皮膜微細孔の底部に集中していること
が確認されている。
亜鉛塩を含有する電解液またはニッケル塩および亜鉛塩
を含有する電解液によるグレー色系電解着色処理を施
す。この電解着色処理に用いる電解液において、ニッケ
ル塩としては硫酸ニッケル、硫酸ニッケルアンモニウ
ム、酢酸ニッケル、塩化ニッケル等を、亜鉛塩としては
硫酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛等を、またコバルト塩と
しては硫酸コバルト、塩化コバルト、酢酸コバルト等
を、それぞれ用いることができる。また、これら金属塩
のほかに、電解液にはほう酸、マレイン酸、マロン酸、
乳酸、グルコン酸、スルホサリチル酸、リンゴ酸、酒石
酸、クエン酸、グリコール酸等の電解質の一種または二
種以上を添加することができ、更に、安定化剤として硫
酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、スルファミン酸ア
ンモニウム、アンモニア水、酸化マグネシウム等を加え
ることができる。電解は、対極にカーボン、ニッケル、
亜鉛、ステンレス等を用い、商用周波数の交流、極性変
換パルス波、または直流により行う。この処理により、
陽極酸化皮膜の微細孔中にニッケル−亜鉛共析物または
コバルト−亜鉛共析物が生成し、陽極酸化皮膜は、通
常、黄味のあるグレー色に着色される。この時点での金
属の析出は、酸化皮膜微細孔の底部に集中していること
が確認されている。
電解着色処理を終わったアルミニウム材を次いで約25
〜95℃の温水または熱水で約１〜10分間処理し、洗浄と
同時に軽度の封孔を行う。このときの封孔は、アドミッ
タンス測定試験（JIS H8683）によるアドミッタンス値Y
20が300〜30μＳになる程度に行う。それ以上の徹底し
た封孔が行われると、次に直流電解処理しても目的とす
る色調変化を生じさせることができない。また、封孔を
全く行わないか不十分なままで直流電解処理を施すと、
析出金属が微細孔開口部から多量溶出し、明度の高い、
白っぽいものになってしまう。処理に使用する水として
は、電気伝導度が0.01〜10μS/cmのものが好ましく、こ
れに封孔促進剤として微量のリン酸塩、ほう酸塩、酒石
酸塩、酢酸塩、アミン類、フッ化物等を加えたものを用
いてもよい。なお、この封孔処理による酸化皮膜色調の
変化はない。
〜95℃の温水または熱水で約１〜10分間処理し、洗浄と
同時に軽度の封孔を行う。このときの封孔は、アドミッ
タンス測定試験（JIS H8683）によるアドミッタンス値Y
20が300〜30μＳになる程度に行う。それ以上の徹底し
た封孔が行われると、次に直流電解処理しても目的とす
る色調変化を生じさせることができない。また、封孔を
全く行わないか不十分なままで直流電解処理を施すと、
析出金属が微細孔開口部から多量溶出し、明度の高い、
白っぽいものになってしまう。処理に使用する水として
は、電気伝導度が0.01〜10μS/cmのものが好ましく、こ
れに封孔促進剤として微量のリン酸塩、ほう酸塩、酒石
酸塩、酢酸塩、アミン類、フッ化物等を加えたものを用
いてもよい。なお、この封孔処理による酸化皮膜色調の
変化はない。
次に、pH4〜９、電気伝導度約100μS/cm〜100mS/cmの
電解液中でアルミニウム材を陽極とする直流電解処理を
施す。電解液のpHが上記範囲内にないと、電解中の金属
溶出が著しく、好結果が得られない。
電解液中でアルミニウム材を陽極とする直流電解処理を
施す。電解液のpHが上記範囲内にないと、電解中の金属
溶出が著しく、好結果が得られない。
電解液はまた、陽極酸化皮膜に対して不活性のもので
なければならない。具体的には、硫酸マグネシウム、硫
酸亜鉛、硫酸アンモニウム、ほう酸、アンモニア水、ア
ミン、アニオン型電着塗料用粒子の一種もしくはそれ以
上を含有する水溶液、またはさきの電解着色に用いた水
溶液がある。対極としては、カーボン、ステンレス、ニ
ッケル、亜鉛等を用いることができる。電流密度約１〜
100A/m2、電圧約10〜200Vで電解すると、酸化皮膜は徐
々に黄味が消えて、無彩色のグレー色になる。さらに電
解を続けると、酸化皮膜は徐々に白っぽくなる。通常、
色差計による測色値ｂ＊値が約２以下になれば、肉眼的
に黄味をほとんど感じなくなるので、ｂ＊値が約２〜−
２になったところで電解を打ち切る。この過程で、陽極
酸化皮膜の微細孔に共析していた金属が微細孔底部から
表面近くに移動することが確認されている。
なければならない。具体的には、硫酸マグネシウム、硫
酸亜鉛、硫酸アンモニウム、ほう酸、アンモニア水、ア
ミン、アニオン型電着塗料用粒子の一種もしくはそれ以
上を含有する水溶液、またはさきの電解着色に用いた水
溶液がある。対極としては、カーボン、ステンレス、ニ
ッケル、亜鉛等を用いることができる。電流密度約１〜
100A/m2、電圧約10〜200Vで電解すると、酸化皮膜は徐
々に黄味が消えて、無彩色のグレー色になる。さらに電
解を続けると、酸化皮膜は徐々に白っぽくなる。通常、
色差計による測色値ｂ＊値が約２以下になれば、肉眼的
に黄味をほとんど感じなくなるので、ｂ＊値が約２〜−
２になったところで電解を打ち切る。この過程で、陽極
酸化皮膜の微細孔に共析していた金属が微細孔底部から
表面近くに移動することが確認されている。
電解着色と直流電解処理を終わったアルミニウム材
は、必要に応じて常法による封孔処理や透明塗料による
塗装処理を施す。直流電解処理に電解質としてアニオン
型電着塗料用粒子を用いた場合は、直流電解と同時に電
着塗装を行うことができる。これらの仕上げ処理によっ
て色調がさらに変化することはない。
は、必要に応じて常法による封孔処理や透明塗料による
塗装処理を施す。直流電解処理に電解質としてアニオン
型電着塗料用粒子を用いた場合は、直流電解と同時に電
着塗装を行うことができる。これらの仕上げ処理によっ
て色調がさらに変化することはない。
上述のような本発明の方法によれば、色差計による測
色値ａ＊値が約１〜−１、 ｂ＊値が約２〜−２の着色
酸化皮膜を容易に得ることができる。この着色酸化皮膜
は、金属塩を含む浴による電解着色処理を行うだけの従
来の方法では得られなかった（少なくとも安定的に得る
ことはできなかった）、完全無彩色グレー色系のもので
ある。そして、その耐食性や耐摩耗性は、従来の電解着
色陽極酸化皮膜のそれと同等以上のすぐれたものであ
る。サンシャインウェザーメーター500時間試験でも変
色はなく（ΔＥ＝0.4）、耐候性も極めて優れている。
したがって、本発明の方法で得られる無彩色グレー色の
アルミニウム材は、建築用内外装材として、あるいはそ
の他の構造材として、広い用途に供することができる。
色値ａ＊値が約１〜−１、 ｂ＊値が約２〜−２の着色
酸化皮膜を容易に得ることができる。この着色酸化皮膜
は、金属塩を含む浴による電解着色処理を行うだけの従
来の方法では得られなかった（少なくとも安定的に得る
ことはできなかった）、完全無彩色グレー色系のもので
ある。そして、その耐食性や耐摩耗性は、従来の電解着
色陽極酸化皮膜のそれと同等以上のすぐれたものであ
る。サンシャインウェザーメーター500時間試験でも変
色はなく（ΔＥ＝0.4）、耐候性も極めて優れている。
したがって、本発明の方法で得られる無彩色グレー色の
アルミニウム材は、建築用内外装材として、あるいはそ
の他の構造材として、広い用途に供することができる。
以下、実施例を示して本発明を説明する。なお、各例
において、測色にはミノルタカメラ株式会社製色彩色差
計CR−200を用いた。参考データとして、塗料用標準色
見本帳（日本塗料工業会，昭和64年度版,P版）にある無
彩色の見本を上記色差計で実測した結果を次に示す。
において、測色にはミノルタカメラ株式会社製色彩色差
計CR−200を用いた。参考データとして、塗料用標準色
見本帳（日本塗料工業会，昭和64年度版,P版）にある無
彩色の見本を上記色差計で実測した結果を次に示す。
実施例１ 硫酸浴を用いる常法により厚さ約12μｍの陽極酸化皮
膜を形成させたアルミニウム材（A1050P）を、硫酸ニッ
ケル30g/、硫酸亜鉛10g/、グルコン酸30g/、硫酸
アンモニウム10g/、硫酸マグネシウム20g/、pH5.9
の水溶液中、商用周波数の交流16Vで５分間電解処理す
ると、酸化皮膜は黄色味を帯びたグレー色になった。こ
れを85℃に加熱した工業用水（60μs/cm）中に10分間浸
漬し、陽極酸化皮膜の洗浄と封孔を行なった。この処理
の後の封孔度はY20＝200μＳ、測色値はＬ＊値49、ａ＊
値0.1、ｂ＊値3.5であった。
膜を形成させたアルミニウム材（A1050P）を、硫酸ニッ
ケル30g/、硫酸亜鉛10g/、グルコン酸30g/、硫酸
アンモニウム10g/、硫酸マグネシウム20g/、pH5.9
の水溶液中、商用周波数の交流16Vで５分間電解処理す
ると、酸化皮膜は黄色味を帯びたグレー色になった。こ
れを85℃に加熱した工業用水（60μs/cm）中に10分間浸
漬し、陽極酸化皮膜の洗浄と封孔を行なった。この処理
の後の封孔度はY20＝200μＳ、測色値はＬ＊値49、ａ＊
値0.1、ｂ＊値3.5であった。
次に、アンモニア水でpHを7.5に調整した硫酸マグネ
シウム100g/の水溶液中で、アルミニウム材を陽極と
して電流密度2A/m2で２分間直流電解を行うと、無彩色
のグレー色（Ｌ＊値51、ａ＊値0.3、ｂ＊値1.9）が得ら
れた。
シウム100g/の水溶液中で、アルミニウム材を陽極と
して電流密度2A/m2で２分間直流電解を行うと、無彩色
のグレー色（Ｌ＊値51、ａ＊値0.3、ｂ＊値1.9）が得ら
れた。
この後、さらに耐食性を向上させるため、封孔助剤
（アルマイトシーラー）を添加した95℃の水中で完全封
孔処理を行なった。
（アルマイトシーラー）を添加した95℃の水中で完全封
孔処理を行なった。
実施例２ 硫酸浴を用いる常法により厚さ約９μｍの陽極酸化皮
膜を形成させたアルミニウム材（A6063S）を、硫酸ニッ
ケル25g/、酢酸亜鉛25g/、マロン酸20g/、硫酸マ
グネシウム40g/の水溶液中で、アルミニウム材を陰極
として25Vの直流で３分間電解処理すると、酸化皮膜は
黄色味を帯びたライトグレー色になった。この後、ほう
酸アンモニウム1g/、75℃の水溶液中に10分間浸漬
し、陽極酸化皮膜の洗浄と封孔を行なった。処理後の封
孔度はY20＝250μＳ、測色値はＬ＊値58、ａ＊値0.2、
ｂ＊値3.2であった。
膜を形成させたアルミニウム材（A6063S）を、硫酸ニッ
ケル25g/、酢酸亜鉛25g/、マロン酸20g/、硫酸マ
グネシウム40g/の水溶液中で、アルミニウム材を陰極
として25Vの直流で３分間電解処理すると、酸化皮膜は
黄色味を帯びたライトグレー色になった。この後、ほう
酸アンモニウム1g/、75℃の水溶液中に10分間浸漬
し、陽極酸化皮膜の洗浄と封孔を行なった。処理後の封
孔度はY20＝250μＳ、測色値はＬ＊値58、ａ＊値0.2、
ｂ＊値3.2であった。
次に、アンモニア水でpHを7.5に調整した硫酸亜鉛20g
/、硫酸アンモニウム10g/の水溶液中で、アルミニ
ウム材を陽極とし60Vで３分間直流電解を行い、洗浄、
風乾後、透明塗料による静電塗装を行うと、美しいライ
トグレー色（Ｌ＊値60、ａ＊値0.4、ｂ＊値1.5）が得ら
れた。
/、硫酸アンモニウム10g/の水溶液中で、アルミニ
ウム材を陽極とし60Vで３分間直流電解を行い、洗浄、
風乾後、透明塗料による静電塗装を行うと、美しいライ
トグレー色（Ｌ＊値60、ａ＊値0.4、ｂ＊値1.5）が得ら
れた。
実施例３ 硫酸浴を用いる常法により厚さ約20μｍの陽極酸化皮
膜を形成させたアルミニウム材（A1100P）を、硫酸コバ
ルト64g/、硫酸亜鉛2g/、硫酸マグネシウム60g/
、ほう酸20g/の水溶液中、極性変換パルス波により
30A/m2で５分間電解着色処理をすると、酸化皮膜は黄色
味を帯びたグレー色になった。これをトリエタノールア
ミン200ppm、90℃の水溶液中に３分間浸漬し、陽極酸化
皮膜の洗浄と封孔を行なった。この処理の後の封孔度は
Y20＝150μＳ、測色値はＬ＊値51、ａ＊値0.1、ｂ＊値
4.3であった。
膜を形成させたアルミニウム材（A1100P）を、硫酸コバ
ルト64g/、硫酸亜鉛2g/、硫酸マグネシウム60g/
、ほう酸20g/の水溶液中、極性変換パルス波により
30A/m2で５分間電解着色処理をすると、酸化皮膜は黄色
味を帯びたグレー色になった。これをトリエタノールア
ミン200ppm、90℃の水溶液中に３分間浸漬し、陽極酸化
皮膜の洗浄と封孔を行なった。この処理の後の封孔度は
Y20＝150μＳ、測色値はＬ＊値51、ａ＊値0.1、ｂ＊値
4.3であった。
次に、アニオン型透明電着塗料粒子（日本ペイント株
式会社製,PM＃6000）10％を含有する水溶液中で、アル
ミニウム材を陽極とし150Vで３分間直流電解を行って陽
極酸化皮膜表面に塗装膜を形成させた後、焼付け乾燥す
ると、無彩色のグレー色（Ｌ＊値51、ａ＊値0.7、ｂ＊
値2.0）が得られた。
式会社製,PM＃6000）10％を含有する水溶液中で、アル
ミニウム材を陽極とし150Vで３分間直流電解を行って陽
極酸化皮膜表面に塗装膜を形成させた後、焼付け乾燥す
ると、無彩色のグレー色（Ｌ＊値51、ａ＊値0.7、ｂ＊
値2.0）が得られた。
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウム材に陽極酸化処理を施したの
ち、コバルト塩および亜鉛塩を含有する電解液またはニ
ッケル塩および亜鉛塩を含有する電解液によるグレー色
系電解着色処理を施し、次いで温水または熱水で処理し
てアドミッタンス値Y20が300〜30μＳとなる程度の軽度
の封孔と洗浄を行ない、その後、陽極酸化皮膜に対して
不活性なpH4〜９の電解液中でアルミニウム材を陽極と
する直流電解処理を行なって陽極酸化皮膜の微細孔底部
に析出していた金属を表面近くに移動させ、それにより
低下する着色陽極酸化皮膜についての色差計による測色
値ｂ＊値が２〜−２になったとき上記直流電解処理を打
ち切ることを特徴とするアルミニウム材の電解着色法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22043289A JP2879451B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | アルミニウム材の電解着色法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22043289A JP2879451B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | アルミニウム材の電解着色法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0387396A JPH0387396A (ja) | 1991-04-12 |
| JP2879451B2 true JP2879451B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=16751018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22043289A Expired - Fee Related JP2879451B2 (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | アルミニウム材の電解着色法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2879451B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-29 JP JP22043289A patent/JP2879451B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0387396A (ja) | 1991-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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