(57)【要約】【課題】酸化被膜層を速やかに形成することが可能な表面処理方法を提供する。【解決手段】金属製品の表面の油脂を除去した後、前記油脂を除去するために用いられた物質を除去および中和して、前記金属製品を洗浄し、洗浄された前記金属製品を表面処理する表面処理方法において、洗浄された前記金属製品の表面に、少なくともエタノール、アセトンおよび水を混合して得られる表面処理溶液またはアルコール類を吹き付ける溶液噴射ステップと、前記溶液噴射ステップにおいて処理された前記金属製品を直接的に燃焼、または間接的に燃焼して前記金属製品の表面に酸化被膜層を形成する酸化被膜層生成ステップと、を含むことを特徴とする表面処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製品の表面の油脂を除去した後、前記油脂を除去するために用いられた物質を除去および中和して、前記金属製品を洗浄し、洗浄された前記金属製品を表面処理する表面処理方法において、
洗浄された前記金属製品の表面に、少なくともエタノール、アセトンおよび水を混合した表面処理溶液またはアルコール類を吹き付ける溶液噴射ステップと、
前記溶液噴射ステップにおいて処理された前記金属製品を加熱して前記金属製品の表面に酸化被膜層を形成する酸化被膜層生成ステップと、
を含む表面処理方法。
【請求項２】
前記前記表面処理溶液は、エタノールを水の体積の１〜５０倍、アセトンをエタノールの体積の０．０５〜１倍で混合した溶液である、請求項１に記載の表面処理方法。
【請求項３】
前記酸化被膜層生成ステップは、前記金属製品を２００〜２６０℃の温度の内部空間を有し、前記金属製品を直接熱源にさらす直火機器に入れて、１０〜１５秒間、直火処理する、請求項１または２に記載の表面処理方法。
【請求項４】
前記酸化被膜層生成ステップは、前記金属製品を１５０〜２００℃の温度の内部空間を有し、前記金属製品を直接熱源にさらさず、間接的に加熱する熱処理器に入れて、５〜２０分間熱処理する、請求項１または２に記載の表面処理方法。
【請求項５】
前記酸化被膜層生成ステップにおいて処理された前記金属製品をエタノールで洗浄し、乾燥する洗浄乾燥ステップと、
前記洗浄乾燥ステップにおいて処理された前記金属製品の前記酸化被膜層の上に、電気着色方法により電着層を形成する電気着色ステップと、
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の表面処理方法。
【請求項６】
前記酸化被膜層生成ステップにおいて処理された前記金属製品を洗浄し、乾燥する洗浄乾燥ステップと、
前記洗浄乾燥ステップにおいて処理された前記金属製品の前記酸化被膜層の上に、塗装作業により塗装層を形成する塗装ステップと、
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の表面処理方法。
【請求項７】
前記酸化被膜層生成ステップにおいて処理された前記金属製品を洗浄し、乾燥する洗浄乾燥ステップと、
前記洗浄乾燥ステップにおいて処理された前記金属製品の前記酸化被膜層の上に、ドライコーティング方法によりコーティング層を形成するドライコーティングステップと、
をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、これまで知られている化学元素の約３／４が金属である。これらの金属元素のうち代表的なものとしては、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）などが挙げられる。通常、これらの金属は結晶性固体であり、比較的単純な結晶構造を有するため、ほとんどの場合において金属の原子の配列は稠密で、対称性が高い。また、金属は、金属原子の最外殼電子の数が、その電子殻の収容数の半分以下であるため、金属同士では容易に化合物を形成しない。しかし、金属は、一般的に最外殻電子の数が電子殻の収容数の半分以上である非金属、例えば酸素および硫黄などとは容易に結合を形成する。
【０００３】
また、金属は、その材質に応じて、自動車および航空機部品、携帯電話ケース、ノート型パソコンケース、メガネ縁、厨房機器などの様々な用途に広く使用される。具体的には、マグネシウム合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金、チタンおよびチタン合金、鉄および鉄合金、銅および銅合金などが材質の特性に応じて種々の分野で活用されている。
【０００４】
一方、金属の表面に酸化被膜層を形成するために、従来、アノダイジングと呼ばれる陽極酸化処理、プラズマ電解酸化などの表面処理方法が用いられていた。
【０００５】
例えば、従来は、マグネシウム合金製の製品をアノダイジング、プラズマ電解酸化（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）などの表面処理方法により表面処理して、ＭｇＯなどの薄膜層を形成していた。
【０００６】
具体的には、上記の表面処理方法では、電解液として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を主に用い、水酸化ナトリウムから電離した水酸基（ＯＨ−）をマグネシウム合金製の製品の表面層に結合させ、酸化被膜を形成する。このようにして形成された酸化被膜の内部に強い電流場を形成することで、さらに酸化物が形成され、マグネシウム合金製品の表面層にＭｇＯおよびＭｇ（ＯＨ）２の薄膜層が形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来技術は、製品の表面層に酸化被膜層を形成するのに時間がかかり、製品を速やかに処理することができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、酸化被膜層を速やかに形成することが可能な、新規かつ改良された表面処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のある観点によれば、金属製品の表面の油脂を除去した後、前記油脂を除去するために用いられた物質を除去および中和して、前記金属製品を洗浄し、洗浄された前記金属製品を表面処理する表面処理方法において、洗浄された前記金属製品の表面に、少なくともエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、アセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）および水を混合した表面処理溶液またはアルコール類を吹き付ける溶液噴射ステップと、前記溶液噴射ステップにおいて処理された前記金属製品を加熱して前記金属製品の表面に酸化被膜層を形成する酸化被膜層生成ステップと、を含む表面処理方法が提供される。
【００１０】
前記表面処理溶液は、エタノールを水の体積の１〜５０倍、アセトンをエタノールの体積の０．０５〜１倍で混合した溶液であってもよい。
【００１１】
前記酸化被膜層生成ステップは、前記金属製品を２００〜２６０℃の温度の内部空間を有し、前記金属製品を直接熱源にさらす直火機器に入れて、１０〜１５秒間、直火処理してもよい。
【００１２】
前記酸化被膜層生成ステップは、前記金属製品を１５０〜２００℃の温度の内部空間を有し、前記金属製品を直接熱源にさらさず間接的に加熱する熱処理器に入れて、５〜２０分間、熱処理してもよい。
【００１３】
前記表面処理方法は、前記酸化被膜層生成ステップにおいて処理された前記金属製品をエタノールで洗浄し、乾燥する洗浄乾燥ステップと、前記洗浄乾燥ステップにおいて処理された前記金属製品の前記酸化被膜層の上に、電気着色方法により電着層を形成する電気着色ステップと、をさらに含んでもよい。
【００１４】
前記表面処理方法は、前記酸化被膜層生成ステップにおいて処理された前記金属製品を洗浄し、乾燥する洗浄乾燥ステップと、前記洗浄乾燥ステップにおいて処理された前記金属製品の前記酸化被膜層の上に、塗装作業により塗装層を形成する塗装ステップと、をさらに含んでもよい。
【００１５】
前記表面処理方法は、前記酸化被膜層生成ステップにおいて処理された前記金属製品を洗浄し、乾燥する洗浄乾燥ステップと、前記洗浄乾燥ステップにおいて処理された前記金属製品の前記酸化被膜層の上に、ドライコーティング方法によりコーティング層を形成するドライコーティングステップと、をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、酸化被膜層を速やかに形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る表面処理方法によって処理されたマグネシウム合金製品の表面を拡大した写真である。
【図２】本発明に係る表面処理方法によって処理されたマグネシウム合金製品の断面を拡大した写真である。
【図３】本発明に係る表面処理方法によって処理し、塗装層を形成したマグネシウム合金製品の断面を拡大した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
以下、本発明に係る表面処理方法の好適な実施形態について詳述する。
【００２０】
本発明は、酸化被膜層を速やかに形成する表面処理方法を提供する。
【００２１】
また、近年、金属製品の表面に塗料を塗って塗装層を形成したり、スパッタリング方法により金属コーティング層を形成したりする技術が採用されてきている。しかし、金属製品を表面処理せずに塗装層や金属コーティング層を形成した場合、金属表面と塗装層との間、または金属表面と金属コーティング層との間の接着力が低下し、塗装層および金属コーティング層が剥がれ易くなるという問題が発生する。そこで、本発明は、塗装層およびン属コーティング層と強固な接着力を形成する表面処理方法を提供する。
【００２２】
本発明は、金属製品の表面処理方法に関するものである。具体的には、本発明は、金属製品の表面に付着した油や汚れを除去した後に、表面処理溶液またはアルコール類を金属表面に吹きつけ、所定の温度に保たれた内部空間を有する直火機器または熱処理器により、表面処理を施す。
【００２３】
すなわち、本発明においては、まず従来と同様に、金属製品の表面の油脂の除去が行われる。さらに、油脂を除去するために用いられた物質を除去および中和するとともに、金属製品を洗浄し、洗浄された金属製品に対して表面処理が行われる。
【００２４】
具体的には、製品の表面に付着した油や汚れを除去するために、脱脂を行う脱脂ステップと、脱脂に用いたトリクロロエチレンを除去する除去ステップと、アセトンを中和する中和ステップと、洗浄を行う洗浄ステップにより、金属製品を前処理する。
【００２５】
金属製品の表面の油脂を除去する脱脂ステップにおいて、金属製品をトリクロロエチレン（Ｃ２ＨＣｌ３：ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＣＥ））溶液により処理する。
【００２６】
なお、トリクロロエチレン（Ｃ２ＨＣｌ３：ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＴＣＥ））は、甘い香りを有する無色透明な液体である。トリクロロエチレンは、工場等において、金属機械部品の脱脂洗浄、金属表面の乾燥、繊維工業における洗浄および染色、一般的な溶媒、ラッカー等の希釈剤、ガラスや光学機構の洗浄剤および皮革の脂肪除去剤などに用いられる有機溶剤である。
【００２７】
上述のトリクロロエチレンにより、自動車および航空機用の部品、携帯電話ケース、ノート型パソコンケース、メガネ縁、厨房機器などの金属製品の表面に付着した油などを除去する。
【００２８】
次に、除去ステップにおいて、前記脱脂ステップにて油脂性物質などを除去した後、金属製品の表面に残留して付着しているトリクロロエチレンを除去する。具体的には、除去ステップにおいて、前記脱脂ステップにて脱脂された金属製品をアセトン溶液で処理し、表面のトリクロロエチレン溶液を除去する。
【００２９】
また、アセトンにより処理された製品を水で洗浄するため、製品に付着したアセトンを中和する必要が生じ、中和ステップが行われる。このようなアセトンの中和ステップにおいて、前記除去ステップにて用いたアセトンをメタノール溶液により処理して金属製品の表面に存在するアセトンを中和する。
【００３０】
なお、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）は、最も簡単な構造のアルコールであり、メチルアルコールと呼ばれる。メタノールは、木材の乾留により得られる木草液から抽出されるため、別名を木精ともいう。このようなメタノール（ＣＨ３ＯＨ）は、サリチル酸など各種のカルボン酸とのメチルエステル、または各種のメチルエーテルの形で種々の天然物に含有されている。
【００３１】
メタノールは、無色透明、且つ、特有の臭気を有する揮発性液体であり、水、エタノール、ベンゼン、エーテルなどの溶媒との混和性がよい。また、メタノールは、ガソリンに混入されて自動車の耐寒燃料として用いられたり、エタノールに混入されて変性アルコールとして用いられたりする。
【００３２】
金属製品の表面に付着したアセトンをメタノールにより中和した後に、洗浄ステップにて洗浄が行われる。洗浄ステップにおいて、前記中和ステップにて処理された金属製品を水で洗浄し、その後、水気が除去される。
【００３３】
また、本発明において、前記洗浄ステップにおいて洗浄された製品を直火機器または熱処理器に入れる前に、製品の表面を円滑に処理するために、表面処理溶液またはアルコール類を製品の表面に吹き付ける溶液噴射ステップが行われる。
【００３４】
前記溶液噴射ステップに用いられる表面処理溶液は、水、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）およびアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）を混合することにより得られる。ここで、前記表面処理溶液は、エタノールを水の体積の１〜５０倍で混合し、アセトンをエタノールの体積の０．０５〜１倍で混合した溶液である。
【００３５】
さらに、前記溶液噴射ステップにおいて、エタノールと、アセトンおよび水を混合した表面処理溶液に加えて、アルコール類を金属製品の表面に吹き付けてもよく、また表面処理溶液に替えて、アルコール類を金属製品の表面に吹き付けてもよい。アルコール類を金属製品の表面に吹き付けた場合であっても、後述する方法により酸化被膜層を円滑に形成することができる。
【００３６】
前記表面処理溶液において、エタノールは、炎の安定性および斑点の除去に影響を及ぼし、また水の表面張力を低下させる。具体的には、エタノールを水の体積の１倍よりも少なく混合した場合、水酸基（ＯＨ−）の不足により金属製品の表面層に酸化被膜層が円滑に形成できない。さらに、水の表面張力に起因して、金属製品の表面に吹き付けられた表面処理溶液が、金属製品の表面に一様に分布せず、斑点の発生を招く。
【００３７】
また、エタノールを水の体積の５０倍よりも多く混合した場合、酸化被膜層が水によって形成され易くなるが、水酸基（ＯＨ−）が過剰となり、また、水およびエタノールの沸点が不安定になるため均一な酸化被膜層の形成に悪影響を及ぼす。
【００３８】
なお、アルコールの一種であるエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）は、エチルアルコールとも呼ばれ、無色の可燃性化合物であり、特有の臭気と味を有する。また、エタノールは、常温では液体として存在し、燃焼するときに透明で薄い青色を帯びた炎を生じる。また、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）は、水素結合を形成し、融点は−１１４．５°Ｃであり、沸騰点は７８．３２°Ｃである。さらに、エタノールは、水、他のアルコール、エーテル、ケトン、クロロホルムなどに可溶であり、蒸気は爆発性であるため一部の内燃機関において燃料として使用することも可能であり、溶媒、消毒剤、燃料などとして多用されている。
【００３９】
一方、アセトンは、炎の温度および持続性、エタノールによる火力の均一性および表面処理時間の短縮に影響を与える。アセトンをエタノールの体積の０．０５倍よりも少なく混合した場合、エタノールによる火力を均一にできないため、酸化被膜層の厚さを一定にすることができない。また、アセトンをエタノールの体積の１倍よりも多く混合した場合、過剰量のアセトンにより表面処理時間の短縮に悪影響が及び、かつ気泡が発生して表面の均一性が低下する恐れがある。
【００４０】
なおアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）は、水、アルコール、エーテルなどのほとんどの溶媒との混和性がよく、常温下での高い揮発性により引火性が高い。また、アセトンは、ほとんどの還元剤により還元され、イソプロピルアルコールになる。さらに、アセトンは、ナトリウムアマルガムと反応してテトラメチルエチレングリコールを生成し、重クロム酸ナトリウムと硫酸との反応により酢酸および二酸化炭素を生成し、アンモニアと反応してジアセトンアミンなどのアセトンアミンを生成する。
【００４１】
また、アセトンは、溶媒の一種であり、プラスチックやセルロース塗料の製作に汎用的に用いられ、また、アセチレンを溶解させて保存する用途にも用いられる。さらに、アセトンは、有機合成の原料としても用いることができ、アセトンを原料として生成される代表的な化合物は、例えばジアセトンアルコールである。ジアセトンアルコールは、溶媒、シンナーなどとして用いられ、水および有機溶媒の両方に対して溶け易いので、例えば、ペイント塗料などの水で洗い取れない物質を洗浄するために用いられる。
【００４２】
続いて、酸化被膜層生成ステップにおいて、前記溶液噴射ステップにて表面処理された製品の表面に酸化被膜層を形成する。具体的には、前記酸化被膜層生成ステップは、前記溶液噴射ステップにて表面処理された金属製品を、直接熱源にさらして加熱、または直接熱源にさらさず間接的に加熱して金属製品の表面に酸化被膜層を形成するステップである。
【００４３】
例えば、前記酸化被膜層生成ステップにおいて、前記溶液噴射ステップにて表面処理された金属製品を２００〜２６０℃に保たれた内部空間を有する直火機器に入れて１０〜１５秒間、金属製品に直接熱源にさらす直火処理を行う。このとき、直火処理の温度が２００℃よりも低温である場合、表面処理時間が長くなるだけではなく、製品の表面に酸化被膜層が生成しにくくなる。また、直火処理の温度が２６０℃よりも高温である場合、金属製品の表面状態が均一にならない。
【００４４】
さらに、直火機器では、熱源が直接的に金属製品に当たるため、熱処理時間は１０〜１５秒間であるが、直火処理の時間が１０秒よりも短い場合、酸化膜が生成しにくく、また、直火処理の時間が１５秒よりも長い場合、金属製品の表面の質を低下させる。
【００４５】
本発明の他の実施形態として、上記で説明した直火処理を行う方法の代わりに、他の熱処理方法により製品の表面に付着した表面処理溶液またはアルコール類を直接熱源にさらさず、間接的に加熱してもよい。具体的には、前記溶液噴射ステップにて処理された金属製品を１５０〜２００℃の温度の内部空間を有する熱処理器に入れて５〜２０分間熱処理する。ここで、温度が１５０℃よりも低温である場合、間接的な加熱状態を維持することができず、表面処理時間が長くなるだけではなく、製品の表面に酸化被膜層が生成しにくくなる。また、温度が２００℃よりも高温である場合、前述の直火処理方法の方がエネルギーおよび時間の面でより効率的である。
【００４６】
また、直火機器ではない上記の熱処理器では熱源が間接的に製品に当たるため、熱処理時間は５〜２０分間であるが、熱処理時間が５分よりも短い場合、酸化膜が生成しにくい。また、２０分以内に表面処理溶液を完全に除去することができるので、２０分よりも長く熱処理する必要はない。
【００４７】
なお、上記の間接的な熱処理方法は、直火処理方法よりも処理時間が長くなるが、金属製品の表面に吹き付けられた表面処理溶液またはアルコール類を直火処理方法よりも円滑に除去することができる。
【００４８】
ここで、本発明における金属製品の材質は、マグネシウム合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金、チタンおよびチタン合金、鉄および鉄合金、銅および銅合金などである。なお、本発明の実施形態に係る表面処理方法により、マグネシウム合金の場合は、ＭｇＯとＭｇ（ＯＨ）２の酸化被膜層が形成され、アルミニウムおよびアルミニウム合金の場合は、Ａｌ２Ｏ３の酸化被膜層が形成され、チタンおよびチタン合金の場合は、ＴｉＯ２の酸化被膜層が形成され、鉄および鉄合金の場合は、Ｆｅ３Ｏ４の酸化被膜層が形成され、銅および銅合金の場合は、Ｃｕ２Ｏの酸化被膜層が形成される。
【００４９】
例えば、マグネシウム合金製品の表面の油脂を除去した後、油脂を除去するために用いた物質を除去および中和し、さらに金属製品を洗浄してマグネシウム合金製品が準備される。
【００５０】
また、溶液噴射ステップにおいてマグネシウム合金製品の表面に前述の表面処理溶液を吹き付けが行われ、酸化被膜層生成ステップにおいて直火方法によりマグネシウム合金製品の表面の燃焼が行われる。係る表面処理方法により、図１および図２に示すように、マグネシウム合金製品の表面に酸化薄膜層を速やかに形成することができ、さらに、微細なパターンを有する酸化被膜層を形成することができる。
【００５１】
図１および図２は、酸化被膜層を形成したマグネシウム製品の表面の画像を示す。また、同様に、本発明の表面処理方法によりアルミニウムおよびアルミニウム合金、チタンおよびチタン合金、鉄および鉄合金、銅および銅合金などに酸化被膜層を形成してもよく、図１および２と同様の表面を得ることができる。
【００５２】
ここで、図１および図２は、本発明の表面処理において、アセトン２０体積％、エタノール７５体積％、および水５体積％を混合した表面処理溶液を、マグネシウム合金製品の表面に噴射した後、２５０℃、１２秒間の直火処理を行ったマグネシウム合金製品の結果を示している。
【００５３】
上述した本発明に係る表面処理方法により微細なパターンを有する酸化被膜層を形成することで、後述する電着層またはコーティング層、塗装層を強固に形成することができる。
【００５４】
本発明の一実施形態として、上記のようにして金属製品の表面に酸化被膜層を形成した後、洗浄乾燥ステップおよび電気着色ステップにより酸化被膜層の上に電着層を形成することができる。具体的には、前記洗浄乾燥ステップにおいて、前記酸化被膜層生成ステップにて処理された金属製品を洗浄した後に乾燥を行う。さらに、電気着色ステップにおいて、洗浄・乾燥した金属製品の酸化被膜層の上に、電着層を形成する。
【００５５】
ここで、前記洗浄乾燥ステップにおいて、エタノールを用いて洗浄を行うことが好ましく、洗浄後には、エタノールを十分に乾燥することが好ましい。
【００５６】
前記電気着色ステップでは、公知の電気着色方法により電着層を形成することができる。具体的には、前記電気着色ステップにおいて、図３に示すように、前記洗浄乾燥ステップにて処理された金属製品の表面に形成された酸化被膜層の上に、電気着色方法により電着層を形成する。電気着色方法については周知であるため、これについての詳細な説明は省略する。
【００５７】
図３のマグネシウム合金製品は、図１および図２に示したマグネシウム合金製品に、さらに電気着色方法により電着層を形成したものである。電気着色方法を行う前のマグネシウム合金製品に酸化被膜層を生成する具体的な条件は、図１および図２で示したマグネシウム合金製品と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００５８】
本発明においては、前記電気着色ステップにおける電着層の厚さは１０〜２４μｍであることが好ましい。前述の厚さは、表面光沢、耐久性、および処理費用を考慮した最適な厚さである。金属製品の表面に酸化被膜層が形成され、酸化被膜層上に電着層がより均一に形成されることにより、金属製品の表面に光沢を与えることができる。
【００５９】
ここで、製品の表面に酸化被膜層および電着層を形成した実験品をヘアライン加工し、塩水噴霧による限界試験方法により２４時間おきに表面光沢を確認し、５００時間試験を行った。結果として、５００時間経過後でも金属製品の表面に形成された電着層の表面光沢は良好に保たれることが分かった。
【００６０】
また、本発明の他の実施形態として、前記溶液噴射ステップにおいて処理された金属製品に、酸化被膜層生成ステップにて酸化被膜層を形成し、次いで、洗浄乾燥ステップおよび塗装ステップを行い、酸化被膜層の上に塗装層を形成することができる。
【００６１】
具体的には、金属製品の表面に酸化被膜層を形成した後、前記洗浄乾燥ステップにおいて、前記酸化被膜層生成ステップにて処理された金属製品を洗浄して乾燥し、その後、前記塗装ステップにおいて、金属製品の表面に形成された酸化被膜層の上に塗装作業により塗装層を形成する。
【００６２】
例えば、前述の塗装作業としては、焼付塗装、テフロン（登録商標）コーティング、セラミック塗装、粉体塗装などを用いることができ、塗装ステップにおいて、このような塗装作業により酸化被膜層の上に塗装層を形成することができる。なお、粉体塗装などの塗装作業方法は公知であるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【００６３】
なお、前記塗装ステップにおいて、焼付系塗料、エポキシ塗料、エナメル塗料、粉体塗料などの塗料を用いて、粉体塗装方法などの塗装方法により酸化被膜層の上に塗装層を形成してもよい。
【００６４】
塗装層の厚さは、表面光沢、耐久性および処理費用を考慮して、最適な厚さに形成することが好ましい。さらに、塗装層の光沢と耐久性などを考慮して塗装ステップを複数の塗装に細分化してもよい。
【００６５】
具体的には、前記洗浄乾燥ステップにおいて洗浄乾燥された金属製品をコンベヤの上に載せ、除電ガンや除電ノズルにより金属製品の表面を前処理した後、耐腐食性を高めるために下塗り塗装を行う。続いて、一次間接乾燥を行った後に、塗装の耐久性を高める上塗り塗装を行い、二次間接乾燥を行う。さらに、クリア工程による艶だしを行った後、金属製品の表面に形成された塗装層の塗料を完全に乾燥させる。
【００６６】
前記塗装層を構成する塗料は、金属製品の表面に形成された酸化被膜層の微細なパターンによって強固に付着し、塗装層の耐久性が増大する。
【００６７】
さらに、本発明の他の実施形態として、前記洗浄乾燥ステップにおいて製品を洗浄・乾燥した後に、ドライコーティング方法により酸化被膜層の上に金属製のコーティング層を形成するドライコーティングステップを行うことができる。
【００６８】
具体的には、ドライコーティング方法として、エレクトロンビーム蒸着方法、イオンプレーティング方法、スパッタリング方法、およびプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法などを用いてもよい。このようなドライコーティング方法により酸化被膜層の上に金属製のコーティング層を形成することができる。ここで、例えばアルミニウム（Ａｌ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）およびシリコン（Ｓｉ）のうちのいずれか一種を用いてドライコーティング方法によりコーティング層を形成してもよい。なお、スパッタリング方法などのドライコーティング方法は公知であるため、これについての詳細な説明は省略する。
【００６９】
また、前記ドライコーティングステップにおいて、アルミニウム（Ａｌ）、錫（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）およびシリコン（Ｓｉ）のうちから２種以上を選択して、ドライコーティング方法により、順次、酸化被膜層の上に複層の金属コーティング層を形成してもよく、異なる材質の金属により様々な図柄を形成してもよい。なお、金属コーティング層の厚さは、表面光沢、耐久性、および処理費用を考慮して最適な厚さとすることができる。
【００７０】
以上説明したように、本発明に係る表面処理方法は、金属製品の表面に表面処理溶液を吹き付けた後に、直火方法や間接的な熱処理方法により酸化被膜層を速やかに形成することが可能である。
【００７１】
具体的には、本発明に係る表面処理方法は、金属製品の表面に付着した油などの異物を除去および洗浄した後に、水、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）およびアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）を混合した表面処理溶液またはアルコール類を金属製品の表面に吹き付け、直火方法または間接的な熱処理方法により酸化被膜層を形成する。したがって、本発明に係る表面処理方法は、直火または間接的な熱処理により、表面処理時間が大きく短縮されて金属製品の表面に酸化被膜層を速やかに形成することができる。
【００７２】
また、本発明に係る表面処理方法は、速やかに形成された酸化被膜層が有する微細なパターンにより、強固な塗装層または金属コーティング層、電着層を形成することが可能である。
【００７３】
具体的には、金属製品の表面に形成された酸化被膜層の上に電気着色方式により電着層を形成することで、金属製品の表面に有色光沢を実現することができる。係る金属製品にヘアライン加工を施し、塩水噴霧による限界試験方法で実験を行ったところ、金属製品の表面に形成された電着層の表面光沢が長時間維持されることが分かった。
【００７４】
すなわち、金属製品の表面に形成された酸化被膜層が微細なパターンを形成することにより、酸化被膜層の上にコーティング層または塗装層の耐久性を向上させることができる。さらに、係るコーティング層または塗装層が形成された最終製品の耐久性を向上させることができる。
【００７５】
以上述べたように、本発明においては、微細なパターンを有する酸化被膜層を速やかに形成することができる。係る酸化被膜層の微細なパターンによってコーティング層の耐久性が増大され、金属製品のコーティング層によって製品の異なる材質の金属質感と視認化が円滑に図れる。
【００７６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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