(57)【要約】【課題】金属表面への各種色調の発色コントロールが容易な表面処理方法の提供を目的とする。【解決手段】金属の表面に、多孔性陽極酸化皮膜を形成するステップと、前記多孔性陽極酸化皮膜の表面又は孔中に発色起因成分を定着するステップと、前記発色起因成分が定着された多孔性陽極酸化皮膜を加熱するステップとを有することを特徴とする。【選択図】  図１
2020084289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の表面に、多孔性陽極酸化皮膜を形成するステップと、
前記多孔性陽極酸化皮膜の表面又は孔中に発色起因成分を定着するステップと、
前記発色起因成分が定着された多孔性陽極酸化皮膜を加熱するステップとを有することを特徴とする金属の表面処理方法。
【請求項２】
前記発色起因成分を定着するステップは封孔処理，浸漬処理，電解着色，電気泳動及び塗布のうち、いずれか１つ又は複数の手段を用いることを特徴とする請求項１記載の金属の表面処理方法。
【請求項３】
前記発色起因成分は金属又はその化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の金属の表面処理方法。
【請求項４】
前記加熱する手段はレーザ光を照射する手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属の表面処理方法。
【請求項５】
前記レーザ光は固体レーザ，半導体レーザ，気体レーザのうち、いずれかであることを特徴とする請求項４記載の金属の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に多孔性の陽極酸化皮膜を形成することが可能な金属の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム等の、表面に陽極酸化皮膜が形成されるバルブ金属にあっては、金属の合金成分による合金発色法、陽極酸化皮膜の無数の孔中に金属イオンを析出させる電解着色法、多孔性皮膜の吸着性を利用した染料による染色法等がこれまで採用されている。
しかし、これら従来の表面処理方法にあっては、次のような技術的課題があった。
合金発色法では、陽極酸化皮膜による耐食性等には優れるものの、含有成分によって得られる色調が制限されたり、薄い色調しか得られない。
電解着色法にあっては、ブロンズ系の色調が得られやすいものの、他の色調にあっては特殊な電解条件であったり、特定の電折イオンに限定される等、得られる色調に制限がある。
染色法においては、耐熱性，耐候性に劣る問題がある。
【０００３】
特許文献１には、レーザ・ビームの照射により表面を食刻して模様を形成する方法を開示するが、いろいろな色調に表面処理するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１６７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、金属表面への各種色調の発色コントロールが容易な表面処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る金属の表面処理方法は、金属の表面に、多孔性陽極酸化皮膜を形成するステップと、前記多孔性陽極酸化皮膜の表面又は孔中に発色起因成分を定着するステップと、前記発色起因成分が定着された多孔性陽極酸化皮膜を加熱するステップとを有することを特徴とする。
この加熱するステップは、発色起因成分が所定の色調に発色する温度に表面層を加熱することをいう。
【０００７】
ここで金属は、多孔性の陽極酸化皮膜を表面に形成できるものであり、例えばアルミニウム及びその合金、マグネシウム及びその合金、チタン及びその合金等が挙げられる。
【０００８】
陽極酸化皮膜は、各種電解水溶液を用いて表面処理の対象となる金属材と対極との間の電解処理により形成することができる。
電解液としては、硫酸水溶液，蓚酸水溶液，燐酸水溶液等が例として挙げられる。
【０００９】
本発明において、発色起因成分を定着するステップは封孔処理，浸漬処理，電解着色，電気泳動及び塗布のうち、いずれか１つ又は複数の手段を用いることができる。
この場合に、発色起因成分は金属又はその化合物であってよい。
【００１０】
本発明において、加熱する手段はレーザ光を照射する手段であってよく、この場合にレーザ光は固体レーザ，半導体レーザ，気体レーザのうち、いずれかであるのが好ましい。
固体レーザとしてはＹＡＧレーザ，ファイバレーザが例として挙げられ、半導体レーザにはＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザが例として挙げられる。
また、気体レーザにはＣＯ２レーザが例として挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、金属の表面に形成した多孔性陽極酸化皮膜の吸着性や、多孔性を利用して発色起因成分を定着した後に、レーザ光等の加熱手段にて表面層を加熱することで、いろいろな色調に発色させることができ、レーザ光のコントロールにて各種色調を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における色測値の変化を示す。
【図２】実施例２における色測値の変化を示す。
【図３】実施例３における色測値の変化を示す。
【図４】実施例４における色測値の変化を示す。
【図５】実施例５における色測値の変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、金属の表面に多孔性の陽極酸化皮膜を形成した後に、発色起因成分を定着させた後にレーザ光等を照射することで、その熱量にて上記定着させた発色起因成分の化学構造を変化させた点に特徴がある。
【００１４】
陽極酸化皮膜に発色起因成分を定着させる方法は、発色起因成分の特性に合わせて選択される。
例えば、水溶性の金属塩にあっては、浸漬処理，封孔処理，電解着色処理等が例として挙げられる。
また、酸化チタン等の分散溶液の場合には、電気泳動法，塗布（スプレー）等が例として挙げられる。
【００１５】
レーザ光の照射により化合物の構造が変化するが、陽極酸化皮膜の成分の影響を受ける場合がある。
アルミニウム又はその合金に陽極酸化皮膜を形成した場合には、次のことが考えられる。
発色起因成分がコバルト塩であると、レーザ光の照射によりＣｏＡｌ２Ｏ４が形成されることで、青色系に発色する。
発色起因成分がニッケル塩であると、レーザ光の照射によりＮｉＡｌ２Ｏ４が形成されることで、灰青色系に発色する。
発色起因成分が銅塩であると、レーザ光の照射によりＣｕＡｌ２Ｏ４が形成されることで、肌色系に発色する。
発色起因成分がＴｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ３等の酸化物である場合は、その酸化物の構造が変化し、発色するものと推定される。
また、レーザ光のエネルギー密度を調整することで、色調のコントロールも可能である。
【実施例１】
【００１６】
Ａ１０５０アルミニウムの板材を４％の蓚酸水溶液，４０℃，２５Ｖ，６０分の条件で電解処理し、多孔性の陽極酸化皮膜を得た。
次に、１％の酢酸コバルトの水溶液，６０℃，３０分の浸漬処理をした。
次に、波長４４５ｎｍの半導体レーザ光を照射した。
その際の色調の変化を図１の色測グラフに示す。
図１中、●印は半導体レーザ光を照射する前の色測値であり、半導体レーザ光の照射に伴い、矢印で示すように新たな青色になった。
【実施例２】
【００１７】
Ａ１０５０アルミニウムの板材に実施例１と同様に、陽極酸化皮膜を形成した。
次に１％の酢酸銅水溶液，６０℃，３０分の浸漬処理を行った。
次に、半導体レーザ光（４４５ｎｍ）を照射した結果を図２の色測グラフに示す。
●印がレーザ光を照射する前であり、レーザ光の照射に伴い、黄色系の色調に発色した。
【実施例３】
【００１８】
実施例１と同様に、陽極酸化皮膜を形成した後に、１％の酢酸ニッケル水溶液，６０℃，３０分の浸漬処理を行い、次に半導体レーザ光を照射した。
その色測データを図３に示す。
灰色味のある緑色に発色した。
【実施例４】
【００１９】
実施例１と同様に、陽極酸化処理を行った後に、１％の蓚酸第二鉄アンモン，６０℃，２０分の浸漬処理を行った。
次に、半導体レーザ光を照射した結果を図４に示す。
レーザ光の照射前は茶色系であったが、レーザ光の照射により黒色系に発色した。
【実施例５】
【００２０】
実施例２と同様の陽極酸化処理及び酢酸銅水溶液による浸漬処理を行った後に、ＹＡＧレーザ光を照射した結果を図５に示す。
黄色系及び肌色系に発色した。
【図１】
2020084289.tif 000003
【図２】
2020084289.tif 000004
【図３】
2020084289.tif 000005
【図４】
2020084289.tif 000006
【図５】
2020084289.tif 000007