JPS63247396A - アルミニウム陽極酸化皮膜の不透明白色化方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、白色をしたアルミニウム陽極酸化皮膜を水に
濡れた状態でも透明状にならずに不透明白色を維持し得
るアルミニウム陽極酸化皮膜の不透明白色化方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

アルミニウムの着色皮膜材は久しく透明着色皮膜のもの
が汎用されて来たが、近年になり、不透明なパステル調
の色調のものが要望されて来た。

そのために基調となる酸化皮膜を白色化し、さらに染色
処理や電解着色処理を行なう方法が提案され、酸浴やア
ルカリ浴中での電解処理により白色皮膜を形成する方法
が試みられたが２種々の理由で実用化されていない。

クロム酸浴やエマタール浴でアルミニウム材を陽極酸化
すると不透明白色皮膜が形成されると言われているが、
高純度アルミニウム材以外の場合は、灰色味を帯びて純
白な不透明白色皮膜が得られない。又９強くエツチング
したアルミニウム材を陽極酸化すると白色味のある酸化
皮膜が得られるが、不透明度が弱く、電流回復法による
陽極酸化によっても白色味のある酸化皮膜が形成される
が、これも白色味と不透明度が弱いものである。

さらに、陽極酸化皮膜を形成させた後、カルシウム塩、
バリウム塩、アルミニウム塩などの水溶液中で浸漬又は
電解して不透明白色皮膜を得る方法が知られている。し
かしながら、この方法において不透明白色度を増加させ
ると、酸化皮膜の硬度や耐食性が劣化するという問題が
あり、白色化処理が強過ぎるとアルミニウム上に、いわ
ゆる「粉ふき」が発生することが知られており、白色生
成物を生成させる浴の管理が難しい、水にぬれたときに
透明化するなどといった問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、前記従来の方法における皮膜の硬度や耐食性
の劣化や「粉ふき」あるいは浴管理の困難さ、水に濡れ
た状態では透明化するなどといったことを解決する間呟
点とし、純白な不透明皮膜及びパステル調呈色状不透明
皮膜を形成し得る手段を得ることを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、前記問題点を解決し、前記目的を達成する
ために研究を重ね、アルミニウム酸化皮膜をカルシウム
塩、バリウム塩、アルミニウム塩などの水溶液中で浸漬
又は電解した場合には、生成する不透明白色化皮膜は、
前記金属イオンがアルマイト孔中に十分に浸入し得ない
ために不透明度が弱いことを認め、あらかじめ陽極酸化
皮膜を形成したアルミニウム材をフッ素イオン含有水溶
液や金属塩を添加したフッ素イオン含有水溶液で浸漬又
は電解処理することにより、又は、金属塩水溶液処理の
前あるいは後にフッ素イオン含有水溶液による処理を行
なうことによって目的を達し得ることを見出して本発明
をなしたものである。

すなわち９本発明は、あらかじめ陽極酸化処理したアル
ミニウム材を、フッ素イオン含有水溶液あるいは金属塩
添加フッ素イオン含有水溶液で処理する一段処理、又は
、金属塩水溶液で処理する前あるいは処理後にフッ素イ
オン含有水溶液で処理する二段処理によって不透明白色
化するアルミニウム陽極酸化皮膜の不透明白色化方法で
ある。

本発明を適用し得るアルミニウム材は、その種類に制限
を受けることはなく、サツシ、カーテンウオール、イン
テリアあるいはイクステリアなどの建材、道路用資材、
航空機、車輛用ホイール。

化粧品ケースや音響機器パネルなどの着色材の用途に応
じて各種の合金材が使用できるが、陽極酸化皮膜処理に
よって着色皮膜が生成するいわゆる自然発色材にも適用
し得るものであって、このような着色皮膜であっても本
発明処理によって白色味がかったパステル調色彩の皮膜
を得ることができるものである。

しかして、このようなアルミニウム材にあらかじめ施行
される陽極酸化処理は、多孔性陽極酸化皮膜が形成され
る硫酸、りん酸、しゆう酸、クロ３０重量係、浴温２０
〜３０℃の浴を用いて、電流密度１〜３Ｖｄｍ＋電解電
圧１５〜１８Ｖの直流で１５〜６０分間陽極酸化処理を
行なうことによつてなされ、これによって通常材であれ
ば透明皮膜が、自然発色材であればその特性に応じた透
明着色皮膜が形成されるものであって、これを本発明処
理に使用する。

生するものであれば、フッ化物のいずれでもよく八 たとえば、フッ化アンモニウム、フッ化ナトリウム、フ
ッ化アルミニウムなどが好ましく、その他フッ化カリウ
ム、ケイフッ化ナトリウム、フッ化バリウム、フッ化カ
ルシウムのようなフッ化物があげられ、これらをそれぞ
れ単独に、あるいは。

適宜２種類以上を混合した水溶液として使用するもので
ある。

１゛金属塩添加フツ素イオン含有水溶液、及び金属塩水
溶液用として使用する金属塩は、同一種類の塩類であっ
て、金属塩添加フッ素イオン含有水溶液は、前記フッ化
水素酸及び／又はフッ化物と金属塩との混合水溶液であ
り、金属塩は、たとえば。

硫酸アルミニウム、硫酸ニッケル、硫酸第一スズ。

硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛のような硫酸塩、硝酸カル
シウム、硝酸バリウムのような硝酸塩、しゆう酸バリウ
ムのようなしゆう酸塩、モリブデン酸アンモニウムのよ
うなアンモニウム塩などの可溶性金属塩が使用し得、こ
れらのそれぞれを単独にあるいは適宜の二種類以上を組
合せて使用し得るものである。ただし、これらの複合添
加においてフッ素イオン含有水溶液に金属塩を共存させ
る場合における金属塩としては、　ＣｃＬＦ２として沈
降してしまうカルシウム塩はフッ素イオンによる効果を
なくすので好ましくない。

本発明の一段処理は、フッ素イオン含有水溶液あるいは
金属塩添加フッ素イオン含有水溶液による処理であって
、フッ化水素酸の場合は、　蔗０．ｏ１に調製して使用
するものであり、添加する場合の金属塩は、５〜飽和溶
解度、好ましくは、５〜１００ｇ／ｌの範囲で添加する
ものである。ここでフッ素イオン濃度が高ければ浸漬時
間あるいは電解時間を短縮し得るが、浴が強酸性や強ア
ルカリ性であると陽極酸化皮膜の溶解が進行するので、
ＰＨ２〜９の浴となるようにすることが望ましい。又。

フッ化物は溶解度の大きいものほど浴の管理が容易であ
るが、たとえばフッ化カルシウムのように溶解度が好ま
しい濃度範囲の下限値（５ｇ／１３　）以下であっても
、前記範囲値内にあり、かつ、ＰＨ値が前記範囲値内に
あれば使用可能であり、良好な結果が得られるものであ
る。

しかして、これらの水溶液による処理方法としては、浸
漬法と電解法とがあり、いずれかの方法で処理するもの
であって、浸漬法では、水溶液温１０〜７０℃で、５〜
６０分間浸漬処理するものであって、高濃度・高浴温で
は浸漬時間を短かく〜３０°Ｃで、電圧３〜１０ｖで１
〜１０分間処理するものである。

又、二段処理は、金属塩水溶液での処理前あるいは処理
後にフッ素イオン含有水溶液による処理を行なうもので
ある。この処理に使用するフッ素イオン含有水溶液は、
前記一段処理で使用するフッ素イオン含有水溶液と同濃
度のものを使用して。

前記一段処理と同条件で処理するものである。金属塩水
溶液は、濃度５　ｇ／ｌ〜飽和濃度、好ましくは５〜１
　ｏ　ｏ　ｇ７１の範囲で、ＰＨ値が２〜９の範囲にな
るように調製して使用する。この濃度が高濃度では硫酸
塩の場合に陽極酸化皮膜を溶解するおそれがある。

しかして、これらの水溶液による処理方法としては、前
記一段処理の場合と同様に浸漬法と電解法とがある。浸
漬法では、水溶液温度２０〜８０゛Ｃで、５〜６０分間
浸漬するものであって、液温か低いと処理時間が長くな
る一方、高温すぎると皮膜が溶解するおそれがあり、処
理時間が短かいと不透明度が弱く、長時間では皮膜が溶
解するおそれがあり前記範囲内で処理するものである。

又。

電解法は、設備費はかかるが技術的には皮膜孔中へのフ
ッ素イオンの拡散や皮膜孔中の水素イオンの除去もより
促進されるので好ましく、浴温度１０〜３０℃、カーボ
ン対極を使用し、電流は交流でも直流でもよく、電圧３
〜１０ｖで、５〜６０分間電解する。

このように、一段処理であれ、二段処理であれフッ素イ
オン含有水溶液処理をすることによって。

フッ素イオンが皮膜孔壁の内部へルムホルッ層に吸着し
、これによって、陽極酸化皮膜の孔中のプラス帯電を中
和することによって、孔中へ金属塩が拡散・侵入し易く
なり、金属イオンが陽極酸化皮膜孔中で水酸化物や不溶
性フッ化物や不溶性複塩になって不透明度と白色度とを
増加さすことになり、かつ、陽極酸化皮膜を丈夫にする
ことにもなるのである。

又、金属塩水溶液処理をすることによって、白色度の向
上又はパステル調色彩をより一層よく得ることができる
ものである。すなわち、金属塩を陽極酸化皮膜の孔中に
充填することによって、生成する皮膜の白色度を高める
ものであり、したがって、電解法による処理の場合でも
、孔中に金属が析出するような強い電解処理を行なう必
要はなく、軽度の電解によって孔中への金属塩の吸着・
充填を促進する程度に行なえばよい。しかしながら、あ
る程度の電解着色現象が発生した場合でも白色化は行な
われ、パステル調色彩の皮膜が得られるので、多少の電
解着色が発生する程度に電解が行なわれてもよく、パス
テル調を目的として処理することも可能である。

このようにして陽極酸化皮膜を不透明白色化して得た皮
膜は、瀬戸物のような滑らかな外観を有し、水に濡れて
も透明化せず、硬度や耐食性にすぐれたものである。

本発明方法による処理を行なった後は、常法に”゛よっ
て封孔処理、又は、透明樹脂たとえばアクリ°゛、’７
’ル樹脂の電着塗装のようなりリアー塗装仕上げ処理を
行なって製品とする。

〔発明の効果〕

本発明は１通常の陽極酸化処理をしたアルミニウム材を
、−膜処理又は二段処理によってフッ素イオン含有水溶
液で処理するものであるから、水で濡れた場合でも透明
化せず白色を維持できる従来にない不透明白色皮膜が得
られる不透明白色化をなし得、陽極酸化皮膜が着色した
ものであればパステル調とすることができ、これらが、
従来の表面処理ラインに、フッ素イオン含有水溶液槽を
増設するだけで既存の電解着色浴などをそのまま活用で
き、既存プロセスの改造を最小に押えながら目的を容易
に達成し得るなど優れた効果が認められる。

〔実施例〕

次に９本発明の実施例を述べる。

実施例　１ 純度９９．５ｑ６のアルミニウム材を１５重量％Ｈ２Ｓ
Ｏ４浴（２０℃）中で直流電圧１８Ｖで６０分間゛ト陽
極酸化処理を行な・て厚さ２０μ・の皮膜を形成ヅ ′させた後、それぞれ５　ｇ／１１のフッ化アンモニウ
ム。

フッ化ナトリウム、フッ化カリウムの水溶液を使用して
、２０℃で２０分間浸漬した。この結果。

いずれの水溶液を使用した場合でも陽極酸化皮膜は不透
明白色化され、耐食性も優れていた。

実施例　２ 純度９９．５％のアルミニウム材を実施例１と同様に６
０分間陽極酸化処理して厚さ２０μｍの皮膜を形成させ
た後、６０°Ｃの５０　ｇ／ｌフッ化アルアルミニウム
水溶液中０分間浸漬した。この結果。

実施例１と同様に耐食性不透明白化皮膜が得られたＯ 実施例　３ アルミニウム材として６０６３合金を使用して実施例１
と同様に陽極酸化処理を行なった後、実施例１と同様に
フッ素イオン含有水溶液に浸漬処理を行なった。この結
果、実施例１と同様に耐食性不透明白色化皮膜が得られ
た。

実施例　４ ６０６３合金材に実施例１と同様にして３０分間陽極酸
化処理して厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜を形成させた後
、５ｇ／ｌフッ化アル化工ルミニウム水溶液れぞれ５０
９／ｌの硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸ニッケル、
硫酸コバルト、硫酸マグネシウム、硫酸第１スズ、硝酸
アルミニウム、硝酸バリウム、しゆう酸バリウム、スズ
酸ナトリウム。

モリブデン酸アンモニウムなどの水溶液を添加したそれ
ぞれ別個の水溶液を使用して、６０℃で２０分間浸漬処
理した。この結果、実施例１と同様に耐食性不透明白色
化皮膜が得られた。

実施例　５ 実施例４における金属塩添加フッ素イオン水溶液による
浸漬処理の代りに、浴温４０°Ｃの実施例４記載の各水
溶液を使用して、交流電圧１０ｖ。

あるいは、直流電圧−５Ｖで電解処理した。この結果は
いずれも実施例１と同様に耐食性不透明白色化皮膜が得
られた。

実施例　６ 純度９９．５％のアルミニウム材を、実施例２と同様に
して厚さ２０μｍの陽極酸化皮膜を形成させた後、５０
ｇ／ｌフッ化アルミニウム、！＝　５０９／ｌａ酸アル
ミニウムとの混合溶液を使用して、６０’Ｃで２０分間
浸漬処理した。この結果、実施例１と同様に耐食性不透
明白色化皮膜が得られた。

実施例　７ 純度９９．５　％のアルミニウム材を実施例４と同様に
陽極酸化処理して厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜を形成さ
せた後、　５０９／ｌの硫酸アルミニウム水溶液に、そ
れぞれ１０　ｇ／ｌのフッ化バリウム、フッ化ナトリウ
ム、ケイフッ化ナトリウムの水溶液を添加したそれぞれ
別個の水溶液を調製し、液温５０℃で２０分間浸漬処理
した。この結果は、実施例１と同様に耐食性不透明白色
化皮膜が得られた０ 実施例　８ ６０６３合金材を実施例２と同様に陽極酸化処５′−４
理して厚さ２０μｍの陽極酸化皮膜を形成させた後。

２．−・ダ ニゾニ段処理の第１次処理として、それぞれ５　ｇ／ｌ
のフッ化ナトリウム、フッ化アンモニウム、フッ化カリ
ウム、ケイフッ化ナトリウムの水溶液をそれぞれ別個に
使用して、２０℃で１０分間浸漬処理し、ついで、第２
次処理として、それぞれ５０　ｇ／ｌの硫酸アルミニウ
ム、硫酸亜鉛、硫酸ニッケル。

硫酸マグネ７ウム、硫酸コバルト、硫酸第１スズ。

硝酸アルミニウム、硝酸バリウム、しゆう酸バリウム、
スズ酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウムの水溶液の
いずれかを使用して、第１次処理をした陽極酸化皮膜を
、液温６０℃で１０分間第２次浸漬処理を行なった。第
１次処理の使用水溶液と第２次処理の使用水溶液とを任
意に選択して組合せて試験した結果、いずれも実施例１
と同様に耐食性不透明白色化皮膜が得られた。

実施例　９ 実施例８における使用水溶液の使用順序を逆にして、実
施例８において第２次処理に使用した金属塩水溶液を第
１次処理用水溶液として６０°Ｃ９１０分間の第１次処
理を行ない、ついで、実施例）８において第１次処理に
使用したフッ素イオン含有水溶液を第２次用水溶液とし
て６０°Ｃ９１０分間の第２次処理を行なう試験を、実
施例８と同様に任意の組合せで行なった。これらの結果
は、いずれも実施例１と同様に耐食性不透明白色化皮膜
が得られた。

実施例　１０ しゆう酸浴を使用して形成した陽極酸化皮膜について、
実施例１乃至実施例９と同様な処理を行なったが、いず
れも黄色味のある不透明白色化皮膜（パステル調皮膜）
が形成されていることが認められた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）あらかじめ陽極酸化処理したアルミニウム材を、フ
   ッ素イオン含有水溶液あるいは金属塩添加フッ素イオン
   含有水溶液で処理する一段処理、又は、金属塩水溶液で
   処理する前あるいは処理後にフッ素イオン含有水溶液で
   処理する二段処理によって不透明白色化することを特徴
   とするアルミニウム陽極酸化皮膜の不透明白色化方法。