(57)【要約】      （修正有）【課題】表面に高硬度のガラス質コーティングが形成され且つガラス質コーティング層の下層のカラーコート層に変色のない金属部品を提供する。【解決手段】携帯電話のカバー１は偏平な板材にプレスと打ち抜きによって、窓部２と周縁のカール部３が一体的に成形され、このカバー１はステンレス製基材４の表面にカラーコート層５が形成され、このカラーコート層５の上に低温焼成によって第１ガラス質コーティングガスバリアー層６が形成され、この第１ガラス質コーティングガスバリアー層６の上に高温焼成によって第２ガラス質コーティング高硬度層７が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外層にガラス質コーティング層が形成された金属部品であって、この金属部品の表面にはカラーコート層が形成され、このカラーコート層の外側に前記ガラス質コーティング層が形成され、このガラス質コーティング層は内側の第１ガラス質コーティングガスバリアー層と外側の第２ガラス質コーティング高硬度層からなり、これら第１ガラス質コーティングガスバリアー層及び第２ガラス質コーティング高硬度層のいずれもポリシラザンまたはアルコキシ金属塩を材料とし、第１ガラス質コーティングガスバリアー層及び第２ガラス質コーティング高硬度層の密度が１．８ｇ／ｃｍ３以上になっていることを特徴とする金属部品。
【請求項２】
金属部品の表面にカラーコート層を形成し、このカラーコート層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して２５０℃以下の温度で焼成して第１ガラス質コーティングガスバリアー層を形成し、この第１ガラス質コーティングガスバリアー層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して２５０℃以上の温度で焼成して第２ガラス質コーティング高硬度層を形成することを特徴とする金属部品に対するコーティング層形成方法。
【請求項３】
請求項２に記載の金属部品に対するコーティング層形成方法において、前記第１ガラス質コーティングガスバリアー層の材料となるポリシラザン溶液中には焼成温度を下げるための触媒としてパラジウム、アミンが添加されていることを特徴とする金属部品に対するコーティング層形成方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の金属部品に対するコーティング層形成方法において、前記第２ガラス質コーティング高硬度層の材料となるポリシラザン溶液中には焼成温度を下げるための触媒としてパラジウムが添加されていることを特徴とする金属部品に対するコーティング層形成方法。
【請求項５】
金属板の表面にカラーコート層を形成し、このカラーコート層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して２５０℃以下の温度で焼成して第１ガラス質コーティングガスバリアー層を形成し、この第１ガラス質コーティングガスバリアー層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して２５０℃以上の温度で焼成して第２ガラス質コーティング高硬度層を形成し、この後、金属板を絞り成形することを特徴とする金属部品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にガラス質コーティング層が形成された金属部品、ガラス質コーティング層の形成方法および金属部品の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
防汚、傷つき防止などを目的として、金属部品の表面に被膜を形成することが従来から行われている。
例えば特許文献１には、ステンレス鋼を無水クロム酸と硫酸を含む水溶液に浸漬し該ステンレス鋼の電位差を測定し制御することによって酸化被膜を形成し、当該酸化被膜の上に酸化チタン粒子分散液を塗布し加熱して酸化チタン層（光触媒）を形成することが開示されている。
特許文献２には、シラン化合物を含むコーティング組成物を金属表面上に塗布し、得られたコーティング膜を熱により高密度化してガラス質層を形成することが開示されている。
特許文献３には、アルカリシリケートを含むコーティングゾルを金属性支持体に塗布し、このゾルを、第一段階では酸素含有雰囲気または減圧雰囲気で加熱し、第２段階では十分に圧縮されガラス質層が形成されるまで酸素欠乏雰囲気において加熱することが開示されている。
【０００３】
特許文献４には、製品基体の表面に、Ｓｉ含有成分とＺｒ含有成分を含む塗布液を塗布し、熱処理してＳｉ酸化物成分及びＺｒ酸化物成分を有する被膜形成物質からなる第１層を形成し、その上にＳｉ含有成分と、水に溶解若しくは分散するポリマー及び／又はモノマーから選ばれる有機物成分を含む塗布液を塗布し熱処理して、Ｓｉ酸化物成分と前記有機物成分とを含む第２層を形成して、水垢固着防止コーティング層とする技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−０１１６５７号公報
【特許文献２】特表２００１−５１８９７９号公報
【特許文献３】特表２００７−５２１９８４号公報
【特許文献４】特開２００８−０５０４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したいずれの先行技術も、高硬度と変色防止を両立することができない。即ち、特許文献１に開示される酸化チタン層は脆く、傷がつきやすい。
【０００５】
一方、特許文献２〜４に開示されるガラス質コーティング層の硬度を高めて傷つきにくくするには、焼成温度を高める必要がある。しかしながら、焼成温度を高くすると、金属自体または金属表面の酸化被膜（カラーコート）が更に酸化されて変色してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明に係る金属部品は、表面にカラーコート層が形成され、このカラーコート層の外側にガラス質コーティング層が形成され、このガラス質コーティング層は内側の第１ガラス質コーティングガスバリアー層と外側の第２ガラス質コーティング高硬度層からなり、これら第１ガラス質コーティングガスバリアー層及び第２ガラス質コーティング高硬度層のいずれもポリシラザンまたはアルコキシ金属塩を材料とし、低温焼成で形成された第１ガラス質コーティングガスバリアー層及び高温焼成で形成された第２ガラス質コーティング高硬度層の密度が１．８ｇ／ｃｍ３以上になっている。
尚、第２ガラス質コーティング高硬度層としてポリシラザンを用いた場合には、更にその上に水溶性金属塩溶液をコートして親水性を付与してもよい。水溶性金属塩溶液としては株式会社日板研究所のＭＳ９０或いはＳＳ９００が挙げられる。          
また、本発明に係る金属部品に対するコーティング層形成方法は、金属部品の表面にスプレー塗装法、メッキ法、陽極酸化法、インコ法、ＰＶＤ或いはスパッタリング法などでカラーコート層を形成し、このカラーコート層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して１５０〜２５０℃程度の温度で焼成して密度１．６ｇ／ｃｍ３以上の第１ガラス質コーティングガスバリアー層を形成し、この第１ガラス質コーティングガスバリアー層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して２５０℃以上の温度で焼成して密度１．８ｇ／ｃｍ３以上の第２ガラス質コーティング高硬度層を形成する。
前記第１ガラス質コーティングガスバリアー層の材料となるポリシラザン溶液中には焼成温度を下げるための触媒としてパラジウム、アミンを添加することが好ましい。
また、更に、前記第２ガラス質コーティング高硬度層の材料となるポリシラザン溶液中には焼成温度を下げるための触媒としてパラジウムを添加することが好ましい。
また、本発明に係る金属部品の成形方法は、先ず平らな金属板の表面にカラーコート層を形成し、このカラーコート層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して１５０〜２５０℃程度の温度で焼成して密度１．６ｇ／ｃｍ３以上の第１ガラス質コーティングガスバリアー層を形成し、この第１ガラス質コーティングガスバリアー層の上にポリシラザン溶液またはアルコキシ金属塩溶液を塗布して２５０℃以上の温度で焼成して密度１．８ｇ／ｃｍ３以上の第２ガラス質コーティング高硬度層を形成し、この後、金属板を絞り成形するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る金属部品および当該金属部品にガラス質コーティング層を形成する方法によれば、内側となる第１ガラス質コーティングガスバリアー層を低温で形成したので、この第１ガラス質コーティングガスバリアー層の下に存在するカラーコート層が熱によって変色することがない。
更に、第２ガラス質コーティング高硬度層は密度１．６ｇ／ｃｍ３以上の第１ガラス質コーティングガスバリアー層によってカラーコート層を覆った状態で形成するため、高温で焼成してもカラーコート層に酸素が供給されることはなく、熱によって変色することがなく、且つ高温で焼成したことで密度１．８ｇ／ｃｍ３以上の高硬度（９Ｈ以上）が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明に係る金属部品の一例としての携帯電話のカバーの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向矢示図、（ｃ）は（ａ）のＣ方向矢示図、図２（ａ）は本発明に係る金属部品の表層部の拡大断面図、（ｂ）は別実施例を示す表層部の拡大断面図である。
図１に示す携帯電話のカバー１は偏平な板材に絞り成形と打ち抜きによって、窓部２と周縁のカール部３を一体的に成形している。
【０００９】
また図２（ａ）に示すように、カバー１はステンレス製基材４の表面にカラーコート層５が形成され、このカラーコート層５の上に第１ガラス質コーティングガスバリアー層６及び第２ガラス質コーティング高硬度層７が形成されている。基材４としてはステンレスの他にチタン、アルミニウム、マグネシウム合金などでもよい。
【００１０】
前記カラーコート層５は１００〜１００００ｎｍの厚さで形成され、このカラーコート層５には、変性ポリエステルシリコン等の有機・無機ハイブリットシリコンを主原料とするスプレー塗装焼成により形成される着色ガラス層、電解メッキによって形成されるＣｒ層やＮｉ層、無電解メッキによって形成されるＮｉ層、陽極酸化によって形成される酸化アルミニウム層、酸化マグネシウム層、酸化チタン層、或いはインコ法、イオンプレーティング法、ＰＶＤ法、スパッタリング法によって形成される各種の層が含まれる。
【００１１】
尚、陽極酸化によって形成される酸化アルミニウム層（アルマイト処理）や酸化マグネシウム層に着色を施すには、顔料（染料）を含浸させる。
【００１２】
前記第１ガラス質コーティング層６は０．４〜１０μｍの厚さで形成される。この第１ガラス質コーティングガスバリアー層６はポリシラザン溶液を塗布し、１５０〜２５０℃程度の温度で加熱することで得られる。ポリシラザン溶液の１回当たりの塗布厚みは２μが限界で、それ以上の厚みをコートする場合は重ね塗りすることで得られる。
反応式は以下の通りである。
【００１３】
（ＳｉＨ２ＮＨ）＋２Ｈ２Ｏ→ＳｉＯ２＋ＮＨ３＋２Ｈ２
またポリシラザン溶液の代わりにＳｉＯ２を主成分とするアルコキシ金属塩溶液（株式会社  日板研究所  製品番号Ｇ−９０）を塗布してもよい。
【００１４】
また、高温でシリカ薄膜に転化すると、下層のカラーコート層５及び基材４が変色するため、焼成温度はできるだけ低くする。このためにはポリシラザン溶液にパラジウム、アミンなどの触媒を添加することで、焼成温度を２００℃以下１５０℃程度まで下げることができる。
【００１５】
前記第２ガラス質コーティング高硬度層７は０．４〜１０μｍの厚さで形成され、この第２ガラス質コーティング高硬度層７もポリシラザン溶液を塗布し、３５０℃以上の温度で加熱する。３５０℃以上の高温加熱で形成されるシリカ薄膜は緻密で密度１．８ｇ／ｃｍ３以上高硬度（９Ｈ以上）のものが得られる。
この第２ガラス質コーティング高硬度層７にパラジウムを触媒として添加した低温硬化ポリシラザン溶液を塗布し、２５０℃以上の温度で加熱すると、形成されるシリカ薄膜は緻密で密度１．８ｇ／ｃｍ３以上高硬度（９Ｈ以上）のものを得ることができる。
また、高温加熱する際に、カラーコート層５及び基材４は第１ガラス質コーティングガスバリアー層６によって覆われているので、酸素が供給されず、酸化による変色を防止できる。
図２（ｂ）は別実施例を示す表層部の拡大断面図であり、この実施例にあっては、第２ガラス質コーティング層７の上に親水性セラミックコーティング層８（株式会社  日板研究所  製品番号ＳＳ−９００）を形成している。親水性セラミックコーティング８を形成することで、システムキッチンのシンク等に適用した場合に汚れを簡単に落とすことができる。
前記携帯電話のカバー１となる偏平な板材（基材４）には、前記したように、成形前に既にカラーコート層５、第１ガラス質コーティングガスバリアー層６及び第２ガラス質コーティング高硬度層７、更には任意ではあるが親水性セラミックコーティング層８が形成されており、この状態で絞り成形および打ち抜き成形がなされる。
本発明に係る方法で形成されたガラス質コーティング層は金属と溶着し難く、耐剥離性が高く、プレス成形や打ち抜き成形によって引張力や圧縮力が作用するコーナ部であっても傷や割れ、剥離が生じることがない。したがって、携帯電話のカバー以外にも、例えば自動車のボディなどに用いる場合、成形前にガラス質コーティング層を形成できるので、生産工程が大幅に効率化される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明に係る金属部品の一例としての携帯電話のカバーの平面図（ｂ）は（ａ）のＢ方向矢示図（ｃ）は（ａ）のＣ方向矢示図
【図２】（ａ）は本発明に係る金属部品の表層部の拡大断面図（ｂ）は別実施例を示す表層部の拡大断面図
【符号の説明】
【００１７】
１…携帯電話のカバー、２…窓部、３…周縁のカール部、４…基材、５…カラーコート層、６…第１ガラス質コーティングガスバリアー層、７…第２ガラス質コーティング高硬度層、８…親水性セラミックコーティング層。
【図１】
2010132932.tif 000003
【図２】
2010132932.tif 000004