(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ハロゲン化物であるＮａＣｌによりマグネシウム材の表面を処理する下地処理工程と、
塗料により前記マグネシウム材の前記表面を塗装する塗膜形成工程と、を含むことを特徴とする、マグネシウム材の塗装方法。
【請求項２】
前記下地処理工程は、前記ＮａＣｌの水溶液を前記マグネシウム材に対して噴霧することにより行う、請求項１に記載のマグネシウム材の塗装方法。
【請求項３】
前記ＮａＣｌ水溶液のＮａＣｌ濃度は、０．０１Ｍ以上であって飽和濃度以下である、請求項２に記載のマグネシウム材の塗装方法。
【請求項４】
金属ハロゲン化物であるＮａＣｌで表面を処理する下地処理工程と、前記表面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程とを経て、前記塗膜が化学結合を介して前記表面に付着していることを特徴とする、マグネシウム材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウムまたはマグネシウム合金（以下、この両者を併せて「マグネシウム材」という）を塗装する方法、および、これにより塗装されたマグネシウム材に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、ノートパソコンなどの電子・電気機器では、軽量化および薄型化の観点より、軽量なマグネシウム材製の筐体が多用されている。マグネシウム材は、放熱性が高いため、例えばノートパソコンの筐体に採用される場合においては、製品の軽量化および薄型化に資するのみならず、ＣＰＵないしＭＰＵの高速化に伴う発熱の問題に対処するうえでも好ましい。
【０００３】
しかしながら、マグネシウム材を構成するマグネシウムないしマグネシウム合金は、活性が高く、大気中で容易に酸化されてしまうという問題を有する。そのため、機器筐体として使用する場合などにあっては、実用的には、マグネシウム材に対し、何らかの処理を施すことにより耐食性を付与する必要がある。マグネシウム材の耐食性向上を目的とする技術は、例えば、特開平６−１１６７４０号公報、特開平６−３３０３４１号公報、特開平９−２２８０６２号公報、特開平１１−２９８７４号公報、特開平２００１−４９４５９号公報などに開示されており、一般的には、マグネシウム材表面に塗装を施す方法が採用される場合が多い。表面塗装は、通常、マグネシウム材を用いた製品のデザイン設計のうえでも必要とされる。マグネシウム材に対して塗装を施す場合には、マグネシウム材表面に塗膜が付着するよう、塗装前にマグネシウム材の表面を処理する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の塗装方法では、そのような前処理において使用される処理液には、クロムなどの重金属が含まれていることが多く、環境上好ましくない。また、クロムなどの重金属を含まない処理液による前処理では、マグネシウム材表面の塗膜において、充分な付着状態を達成することが困難である。
【０００５】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、以上に述べた従来の問題点を解消ないし軽減することを課題とし、重金属を用いた処理工程を経ることなく、マグネシウム材に対して塗膜が良好に付着するマグネシウム材の塗装方法、および、当該方法により塗装されたマグネシウム材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面によると、マグネシウム材の塗装方法が提供される。この方法は、金属ハロゲン化物であるＮａＣｌによりマグネシウム材の表面を処理する下地処理工程と、塗料により前記マグネシウム材の前記表面を塗装する塗膜形成工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
このような構成によると、重金属を用いた前処理を行わなくとも、マグネシウム材表面にて塗料が乾燥することによって形成される塗膜は、当該マグネシウム材に対して良好に付着する。具体的には、塗料によりマグネシウム材表面を塗装する塗膜形成工程の前に、金属ハロゲン化物であるＮａＣｌで当該マグネシウム材表面を処理することにより、塗料ないし塗膜とマグネシウム材との間に化学結合が形成され得る。マグネシウム（Ｍｇ）は、活性が非常に高い金属元素であり、例えば、ハロゲン化物と反応してグリニヤール試薬を生成し、当該グリニヤール試薬は、カルボニル基などの多重結合に作用して、新たなＣ−Ｃ結合などを形成するグリニヤール反応を促進することが知られている。本発明においては、Ｍｇのこのような活性の高さに起因して、有機化合物を含む塗料ないし塗膜とマグネシウム材との間において、ある程度の共有結合性を帯びた化学結合が形成されると考えられる。したがって、マグネシウム材に対する塗膜の付着状態は強固なものとなり、その結果、マグネシウム材を用いた製品における耐食性の劣化を充分に抑制しつつ、当該製品に施される色彩的デザインを良好に確保することが可能となるのである。
【０００８】
好ましくは、下地処理工程は、ＮａＣｌ水溶液をマグネシウム材に対して噴霧することにより行う。或は、下地処理工程は、マグネシウム材をＮａＣｌ水溶液に浸漬することにより行ってもよい。
【０００９】
好ましくは、更に、下地処理工程の前に、マグネシウム材の表面を脱脂する工程と、当該マグネシウム材の表面を水洗する工程とを含む。好ましくは、更に、下地処理工程の後に、マグネシウム材の表面を水洗する工程と、当該マグネシウム材の表面を乾燥する工程とを含む。
【００１０】
ＮａＣｌが水溶液の状態で下地処理工程に供される場合には、当該水溶液のＮａＣｌ濃度は、０．０１Ｍ以上であって飽和濃度以下であるのが好ましい。
【００１１】
本発明で用いられる塗料は、極性を有する多重結合を有する有機成分を含有しており、好ましくは、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂よりなる群から選択される成分を含む。
【００１２】
本発明の第２の側面によると、マグネシウム材が提供される。このマグネシウム材は、金属ハロゲン化物であるＮａＣｌで表面を処理する下地処理工程と、表面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程とを経て、塗膜が化学結合を介して表面に付着していることを特徴とする。
【００１３】
このようなマグネシウム材は、本発明の第１の側面によって塗装されたものである。したがって、本発明の第２の側面によっても、第１の側面に関して上述したのと同様の効果が奏される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るマグネシウム材の塗装方法のフローチャートを表す。図２は、この塗装方法により塗装されたマグネシウム材の部分断面図である。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態では、まず、図１のステップＳ１で、図２のマグネシウム材１において塗装が予定される表面を脱脂する。具体的には、マグネシウム材１を、例えば５分間、脱脂液に浸漬する。脱脂液としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどを用いることができる。本発明で用いられるマグネシウム材１は、マグネシウムまたはマグネシウム合金よりなるところ、マグネシウム合金としては、例えば、Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ合金、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ合金、Ｍｇ−希土類元素合金、Ｍｇ−Ｚｎ−希土類元素合金を用いることができる。より具体的には、ＡＺ９１Ｄ合金、ＡＺ３１合金、ＡＺ６１合金、ＡＭ６０合金、ＡＭ１２０合金などを用いることができる。
【００１６】
次に、ステップＳ２において、マグネシウム材１における脱脂処理済面を流水でよく洗浄し、脱脂処理で使用した脱脂液を充分に除去する。
【００１７】
次に、ステップＳ３において、下地処理として、マグネシウム材１に対して金属ハロゲン化物の水溶液を噴霧する。金属ハロゲン化物としては、ＮａＣｌを用いる。当該水溶液中の金属ハロゲン化物濃度は、０．０１Ｍ以上であって飽和濃度以下とする。噴霧には、エアガンなどを用いる。噴霧量は、マグネシウム材表面における１ｃｍ2あたり、０．０１〜０．０５ｍｌとする。
【００１８】
次に、ステップＳ４において、マグネシウム材１における下地処理済面を水洗する。具体的には、マグネシウム材１に対して、室温で１５秒間、スプレーにより水を噴霧する。噴霧量は、マグネシウム材表面における１ｃｍ2あたり０．７〜３．０μｌ／秒とする。次に、ステップＳ５において、例えば乾燥器内に放置することによって、マグネシウム材１を乾燥する。
【００１９】
次に、ステップＳ６において、マグネシウム材１の所定面に対して、塗料を塗布する。塗料としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂などを含むものを用いることができる。塗料の塗布には、エアガンなどを用いる。塗布量は、マグネシウム材表面における１ｃｍ2あたり、０．０１〜０．０５ｍｌとする。本塗装工程の後には、必要に応じて乾燥器内での乾燥工程を経ることによって、マグネシウム材１上に塗膜が形成される。以上の工程を経てマグネシウム材に塗装が施されると、図２において×印で模式的に示すように、マグネシウム材１と塗膜２との間には、共有結合性を帯びた化学結合が形成される。その結果、マグネシウム材１に対する塗膜２の付着状態が強固なものとなる。
【００２０】
次に、実施例について説明する。
【００２１】
【実施例１】
＜マグネシウム材の塗装前処理＞
マグネシウム材としてのノートパソコン筐体（ＡＺ９１Ｄ合金製）において塗装が予定される面を、メチルアルコールを用いて脱脂した。次に、このメチルアルコールを置換除去すべく、ノートパソコン筐体を流水で洗浄した。次に、下地処理として、０．０１Ｍの濃度のＮａＣｌ水溶液をノートパソコン筐体に噴霧した。噴霧量は０．０１ｍｌ／ｃｍ2とした。次に、室温で１５秒間のスプレー水洗により、ノートパソコン筐体を洗浄した。次に、７０℃で２０分間、乾燥器内でノートパソコン筐体を乾燥した。このようにして、ノートパソコン筐体に前処理を施した。
【００２２】
＜マグネシウム材の塗装＞
上述のようにして前処理を施したノートパソコン筐体における塗装予定面に対して、スプレーガン（商品名：ＷＩＤＥＲ  ＳＰＲＡＹ  ＧＵＮ  Ｗ−８７、岩田塗装機工業製）を用いてクリヤラッカー（イサム塗料製）を塗布した。噴霧量は０．０１ｍｌ／ｃｍ2とした。次に、７０℃で２０分間、乾燥器内でノートパソコン筐体を乾燥した。このようにして、マグネシウム材としてのノートパソコン筐体を塗装した。
【００２３】
＜密着性調査＞
上述のようにして塗装されたノートパソコン筐体について、塗膜の密着性を調べた。密着性調査は、ＪＩＳ  Ｋ６７６６に準拠した剥離試験により行った。具体的には、まず、鋭利な刃物を用いて、ノートパソコン筐体の塗装面に対して、塗膜に垂直にマグネシウム素地まで達する相互に平行な１１本の切れ目と、当該１１本の切れ目と直角に交わる相互に平行な１１本の切れ目を入れることによって、合計１００（１０×１０）個の塗膜区画を形成した。各平行切れ目の間隔は１０ｍｍとした。次に、１００個の塗膜区画を覆うように、粘着テープ（商品名：ＣＴ２４Ｓ、ニチバン製）をノートパソコン筐体に貼り合わせた。次に、この粘着テープを、ノートパソコン筐体から剥がした。このときに粘着テープに伴ってノートパソコン筐体のマグネシウム素地から剥離する塗膜区画を数えた。その結果、本実施例のノートパソコン筐体においては、剥離が見られた塗膜区画の数は４５であった。この結果は表１に掲げる。
【００２４】
【実施例２〜実施例７】
下地処理工程において、ＮａＣｌ水溶液におけるＮａＣｌ濃度を、０．０１Ｍに代えて、０．０２Ｍ（実施例２）、０．０５Ｍ（実施例３）、０．１Ｍ（実施例４）、０．２Ｍ（実施例５）、０．５Ｍ（実施例６）、または１．０Ｍ（実施例７）とした以外は、実施例１と同様に、ノートパソコン筐体における塗装予定面に対して前処理を施した。そして、各実施例ごとに、実施例１と同様に、塗装および塗膜の密着性調査を行った。これらの結果は表１に掲げる。
【００２５】
【比較例１】
本比較例ではＮａＣｌ水溶液の噴霧を行わない、すなわち、下地処理を行わないということ以外は、実施例１と同様に、ノートパソコン筐体における塗装予定面に対して前処理を施した。そして、実施例１と同様に、塗装および塗膜の密着性調査を行った。この結果は表１および表２に掲げる。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
剥離が見られた塗膜区画数について、表１における実施例１〜７と比較例１との相違に着目すると、金属ハロゲン化物であるＮａＣｌにより前処理を施すことにより、ノートパソコン筐体のマグネシウム素地に対する塗膜の密着性は良好となることが理解できよう。更に、実施例１から実施例７の間の相違に着目すると、前処理において噴霧されるＮａＣｌ水溶液のＮａＣｌ濃度が高くなるにつれて、ノートパソコン筐体のマグネシウム素地に対する塗膜の密着性は向上することが理解できよう。
【００２８】
【実施例８】
下地処理工程において、０．０１Ｍの濃度のＮａＣｌ水溶液に代えて、０．０１Ｍの濃度のＮａＢｒ水溶液を用いた以外は、実施例１と同様に、ノートパソコン筐体における塗装予定面に対して前処理を施した。そして、実施例１と同様に、塗装および塗膜の密着性調査を行った。その結果、本実施例のノートパソコン筐体においては、剥離が見られた塗膜区画の数は４６であった。この結果は表２に掲げる。
【００２９】
【実施例９〜実施例１４】
下地処理工程において、ＮａＢｒ水溶液におけるＮａＢｒ濃度を、０．０１Ｍに代えて、０．０２Ｍ（実施例９）、０．０５Ｍ（実施例１０）、０．１Ｍ（実施例１１）、０．２Ｍ（実施例１２）、０．５Ｍ（実施例１３）、または１．０Ｍ（実施例１４）とした以外は、実施例８と同様に、ノートパソコン筐体における塗装予定面に対して前処理を施した。そして、各実施例ごとに、実施例８と同様に、塗装および塗膜の密着性調査を行った。これらの結果は表２に掲げる。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
剥離が見られた塗膜区画数について、表２における実施例８〜１４と比較例１との相違に着目すると、金属ハロゲン化物であるＮａＢｒにより前処理を施すことにより、ノートパソコン筐体のマグネシウム素地に対する塗膜の密着性は良好となることが理解できよう。更に、実施例８から実施例１４の間の相違に着目すると、前処理において噴霧されるＮａＢｒ水溶液のＮａＢｒ濃度が高くなるにつれて、ノートパソコン筐体のマグネシウム素地に対する塗膜の密着性は向上することが理解できよう。
【００３２】
以下、本発明の構成をそのバリエーションとともに付記として記載する。
【００３３】
（付記１）金属ハロゲン化物によりマグネシウム材の表面を処理する下地処理工程と、
塗料により前記マグネシウム材の前記表面を塗装する塗膜形成工程と、を含むことを特徴とする、マグネシウム材の塗装方法。
（付記２）前記下地処理工程は、前記金属ハロゲン化物の水溶液を前記マグネシウム材に対して噴霧することにより行う、付記１に記載のマグネシウム材の塗装方法。
（付記３）前記下地処理工程は、前記マグネシウム材を前記金属ハロゲン化物の水溶液に浸漬することによって行う、付記１に記載のマグネシウム材の塗装方法。
（付記４）更に、前記下地処理工程の前に、前記マグネシウム材の表面を脱脂する工程と、当該マグネシウム材の表面を水洗する工程とを含む、付記１から３のいずれか１つに記載のマグネシウム材の塗装方法。
（付記５）更に、前記下地処理工程の後に、前記マグネシウム材の表面を水洗する工程と、当該マグネシウム材の表面を乾燥する工程とを含む、付記１から４のいずれか１つに記載のマグネシウム材の塗装方法。
（付記６）前記金属ハロゲン化物は、ＮａＣｌまたはＮａＢｒである、付記１から５のいずれか１つに記載のマグネシウム材の塗装方法。
（付記７）前記金属ハロゲン化物水溶液の金属ハロゲン化物濃度は、０．０１Ｍ以上であって飽和濃度以下である、付記２から６のいずれか１つに記載のマグネシウム材の塗装方法。
（付記８）前記塗料は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂よりなる群から選択される成分を含む、付記１から７のいずれか１つに記載のマグネシウム材の塗装方法。
（付記９）表面を金属ハロゲン化物で処理する下地処理工程と、前記表面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成工程とを経て、前記塗膜が化学結合を介して前記表面に付着していることを特徴とする、マグネシウム材。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によると、マグネシウム材に対する塗膜の付着状態は良好なものとなる。その結果、マグネシウム材を用いた製品における耐食性の劣化を充分に抑制しつつ、当該製品に施される色彩的デザインを良好に確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマグネシウム材の塗装方法のフローチャートである。
【図２】図１のフローチャートに示された手順で塗装されたマグネシウム材の部分断面模式図である。
【符号の説明】
１  マグネシウム材
２  塗膜
【図１】
0003641233.tif 000004
【図２】
0003641233.tif 000005