JP5915466B2 - アルミ材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヨウ素によって表面に抗菌性を付与したアルミ材及びその製造方法に関する。

アルミ材の陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部にヨウ素又はヨウ素化合物を存在させることにより、陽極酸化皮膜に抗菌性が付与される（特許文献１，２）。特許文献１，２では、ヨウ素化合物として各種の無機及び有機化合物が例示されているが、実施例では、ヨウ素化合物としてポリビニルピロリドンヨード（以下、ＰＶＰＩと記載することがある）が用いられている。

特開２０００−５４１９４ 特開２００５−３５０７４１

陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部のヨウ素量を多くすることにより、アルミ材の抗菌性及びその耐久性は向上するが、ヨウ素量が多くなると陽極酸化皮膜に生じる着色が濃くなる。そのため、アルミ材が明色の無彩色ないし淡色系の外観色調を有する場合、陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部のヨウ素量を多くするとアルミ材本来の色調が変わり、美観が損なわれることがある。

本発明は、陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部のヨウ素又はヨウ素化合物量が多く、しかもヨウ素又はヨウ素化合物による着色が少なく、美観を良好とすることができるアルミ材と、そのための製造方法を提供することを目的とする。

本発明のアルミ材の製造方法は、陽極酸化皮膜を有し、該陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部にヨウ素及び／又はヨウ素化合物がヨウ素として１０〜１００ｍｇ／ｃｍ ^３ 存在するアルミ材であって、少なくとも一部の表面の明度Ｌ ^＊ が４０〜９０であり、大気中で２５０℃にて４時間加熱してヨウ素揮散処理を施した場合の該処理前後の該表面の色差ΔＥ ^＊ ａｂが３以下であるアルミ材を製造する方法であって、陽極酸化皮膜を有したアルミ基材を温度８５℃以上のヨウ素化合物水溶液に浸漬して陽極酸化皮膜中にヨウ素及び／又はヨウ素化合物を含有させる工程を有し、前記ヨウ素化合物がトリメチルスルホキソニウムアイオダイド及び／又はトリメチルスルホニウムアイオダイドであり、前記ヨウ素化合物水溶液のｐＨが４．５〜７．０であるものである。

本発明によって提供されるアルミ材は、陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部のヨウ素及び／又はヨウ素化合物量が多いため、抗菌性、抗カビ性、抗ウィルス性に優れる。さらに、本発明のアルミ材は抗菌効果の持続性に優れる。これは、予測するにアルミとヨウ素の化学結合によるものであると考えられる。また、このアルミ材はヨウ素及び／又はヨウ素化合物を多く含んでいてもヨウ素及び／又はヨウ素化合物による着色が少なく、美観に優れる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のアルミ材は、少なくとも一部の表面に陽極酸化皮膜を有し、この陽極酸化皮膜微細孔および封孔生成部にヨウ素及び／又はヨウ素化合物がヨウ素として１〜１００ｍｇ／ｃｍ^３存在する。このヨウ素及び／又はヨウ素化合物含有陽極酸化皮膜は、アルミ材の表面の全体に存在してもよく、一部、例えば製品面となる面にのみ存在してもよい。

このアルミ材の基材は、アルミニウム又はアルミニウム合金よりなり、ＪＩＳ１０００系、３０００系、５０００系、６０００系などが例示されるが、これに限定されない。

この基材を好ましくはまず酸によって脱脂洗浄した後、水洗し、アルカリエッチング処理する。次いで水洗し、中和処理し、再度水洗した後、陽極酸化処理する。

陽極酸化処理は、常法により行うことができ、成形体を陽極にして処理浴中で通電して陽極酸化皮膜を形成する。陽極酸化処理における処理浴の種別や処理条件は特定のものに限定されるものではない。陽極酸化処理の好適な条件を以下に例示する。
電解電圧：５〜２０Ｖ（特に好ましくは１０〜１５Ｖ）
電流密度：０．５〜３．０Ａ／ｄｍ^２（特に好ましくは１．０〜２．０Ａ／ｄｍ^２）
電解液：１０〜２０重量％硫酸溶液（特に好ましくは濃度１２〜１８重量％）
電解温度：１０〜３０℃（特に好ましくは１５〜２５℃）

上記により得られる陽極酸化皮膜の厚さは、特に制限されるものではないが、例えば３〜２５μｍ程度とされる。

この陽極酸化処理の後、水洗し、次いでヨウ素化合物の含浸処理を行ってヨウ素及び／又はヨウ素化合物を陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部に存在させる。

このヨウ素化合物としては、トリメチルスルホキソニウムアイオダイド（（ＣＨ_３）_３ＩＯＳ。以下、ＴＭＳＯＩと記載することがある。）及び／又はトリメチルスルホニウムアイオダイド（（ＣＨ_３）_３ＩＳ。以下、ＴＭＳＩと記載することがある。）が好適である。

このヨウ素化合物を陽極酸化皮膜に含浸させるには、好ましくはヨウ素化合物濃度１〜１００ｇ／Ｌ（特に１０〜５０ｇ／Ｌ）、温度８５℃以上、特に９５〜１００℃、ｐＨ４．５〜７．０（ｐＨ調整剤によって調整）の浴に５〜３０分特に１０〜２０分浸漬し、次いで水洗する。

この方法によると、陽極酸化皮膜の孔が封孔され、ヨウ素及び／又はヨウ素化合物の溶出が抑制され、抗菌性効果の持続性が向上する。また、封孔により陽極酸化皮膜の耐食性及び耐汚染性も向上する。

なお、このヨウ素化合物水溶液の濃度が１ｇ／Ｌよりも低いと陽極酸化皮膜のヨウ素含有量を高くするための処理時間が過度に長くなり、１００ｇ／Ｌよりも高いと抗菌性付与に変化が無く、また被処理品による処理液の持ち出しによる薬品費増加などの経済的ロスを招くおそれがある。

ヨウ素化合物水溶液の温度が８５℃よりも低いと陽極酸化皮膜の孔が封孔するまでの時間が過度に長くなるためである。

ヨウ素化合物水溶液のｐＨが４．５〜７．０の範囲外では陽極酸化皮膜の溶解により耐食性が低下するためである。

なお、この方法は工程数が少なく、容易に行うことができると共にコストも低い。

単位体積当りの陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部のヨウ素及び／又はヨウ素化合物の含有量は、ヨウ素として１〜１００ｍｇ／ｃｍ^３特に１０〜１００ｍｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。ヨウ素及び／又はヨウ素化合物の含有量が上記範囲よりも少ないと、アルミ材の抗菌性が低くなり、また上記範囲よりも多いと、陽極酸化皮膜に濃い着色が生じたり、ヨウ素揮散処理前後の色差が大きくなる。

本発明では、アルミ材を大気中で２５０℃にて４時間加熱してヨウ素揮散処理を施した場合の処理前後の陽極酸化皮膜表面の色差ΔＥ^＊ａｂが３以下好ましくは２以下である。このように、ヨウ素揮散処理前後の色差の変化が小さいことは、ヨウ素による着色が少ないことを意味し、本発明のアルミ材はヨウ素及び／又はヨウ素化合物を多く含んでいるにもかかわらず、外観上の美観に優れる。本発明は、特に明度Ｌ^＊が４０以上、好ましくは６０以上の明色系の外観を有したアルミ材の場合にかかる効果が顕著となる。

アルミニウムは、形材、パネル材、鋳造品などのいずれでもよい。アルミニウム製品は、建材、家具、車両、日用品、スポーツ用品、機械器具などのいずれであってもよい。

以下、実施例及び比較例について説明する。

［実施例１］
脱脂、エッチング及び中和の各処理を経たアルミ材（ＪＩＳ６０６３材、１７０×６０×２ｍｍ）を、硫酸１７０ｇ／Ｌの硫酸浴中で、１２０Ａ／ｍ^２×１６３０秒通電して陽極酸化処理を施して、外面の全体に皮膜厚１０μｍの陽極酸化皮膜を形成した。次いで、ＴＭＳＯＩ濃度５０ｇ／Ｌ、温度９５℃、ｐＨ５．０（酢酸、酢酸ナトリウムにて調整）のＴＭＳＯＩ水溶液中に上記アルミ材を２０分間浸漬した後、取り出し、水洗し、乾燥させてアルミ材を製造した。

このアルミ材について、次の方法によって陽極酸化皮膜皮膜微細孔中および封孔生成部のヨウ素含有量を測定した。

＜陽極酸化皮膜皮膜微細孔中および封孔生成部のヨウ素含有量の測定方法＞
ヨウ素及び／又はヨウ素化合物含有陽極酸化皮膜を１０ｇ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液で溶解し、この水溶液中に含まれるヨウ素イオンを酸化剤によりヨウ素分子する。この水溶液中のヨウ素分子をクロロホルム溶媒によって分離、抽出後、吸光光度法を用いて測定した。

また、このアルミ材について次の方法に従って抗菌性を測定した。

＜抗菌性試験方法＞
抗菌性評価として大腸菌（ＮＢＲＣ３９７２）を用い、フィルム密着法で抗菌性試験を行った。試験菌を１/５００濃度の普通ブイヨン培地に懸濁させ、２．５〜１０×１０^５個/ｍｌに調整したものを試験菌液とした。シャーレの中に５０ｍｍ×５０ｍｍに裁断した試験片を置き、これに試験菌液０．４ｍｌを滴下した。この上から滅菌したフィルム（４０ｍｍ×４０ｍｍ）を被せ、３５℃、湿度９０％以上で６時間培養し、生菌数を測定した。

また、このアルミ材についてＪＩＳ Ｈ８６８３−３に基づき、封孔度試験（アドミッタンス測定）を実施した。

さらに、このアルミ材の明度Ｌ^＊と、大気中２５０℃×４時間のヨウ素揮散処理前後の色差ΔＥ^＊ａｂとについて色彩計を用いて測定した。これらの測定結果を表１に示す。

［比較例４］
実施例１において、ＴＭＳＯＩ濃度を１０ｇ/Ｌに変更したこと以外は同様にしてアルミ材を製造した。測定結果を表１に示す。

［比較例５］
実施例１において、ＴＭＳＯＩ水溶液のｐＨを６．０に変更したこと以外は同様にしてアルミ材を製造した。測定結果を表１に示す。

［比較例１］
実施例１において、ＴＭＳＯＩ水溶液の代わりに純水を用いたこと以外は同様にしてアルミ材を製造した。測定結果を表１に示す。

［比較例２］
実施例１において、ＴＭＳＯＩ水溶液の温度を７５℃に変更したこと以外は同様にしてアルミ材を製造した。測定結果を表１に示す。

［比較例３］
実施例１において、ＴＭＳＯＩ水溶液の代わりに濃度１０ｇ／ＬのＰＶＰＩ水溶液を用いたこと以外は同様にしてアルミ材を製造した。測定結果を表１に示す。

表１の通り、本発明のアルミ材は抗菌性に優れ、且つヨウ素揮散処理前後の色差ΔＥ^＊ａｂも小さく（ヨウ素含有による着色が少なく）、且つアドミッタンス値も低く封孔度が高い。

Claims (1)

1. 陽極酸化皮膜を有し、該陽極酸化皮膜微細孔中および封孔生成部にヨウ素及び／又はヨウ素化合物がヨウ素として１０〜１００ｍｇ／ｃｍ ^３ 存在するアルミ材であって、
   少なくとも一部の表面の明度Ｌ ^＊ が４０〜９０であり、大気中で２５０℃にて４時間加熱してヨウ素揮散処理を施した場合の該処理前後の該表面の色差ΔＥ ^＊ ａｂが３以下であるアルミ材を製造する方法であって、
   陽極酸化皮膜を有したアルミ基材を温度８５℃以上のヨウ素化合物水溶液に浸漬して陽極酸化皮膜中にヨウ素及び／又はヨウ素化合物を含有させる工程を有し、
   前記ヨウ素化合物がトリメチルスルホキソニウムアイオダイド及び／又はトリメチルスルホニウムアイオダイドであり、
   前記ヨウ素化合物水溶液のｐＨが４．５〜７．０であるアルミ材の製造方法。