(57)【要約】  【課題】Ｍｇ又はＭｇ合金からなる成形体の表面に、簡易に化成処理膜を形成し、パテ塗りによる補正を減らし、歩留まり低下、コストアップを改善するＭｇ又はＭｇ合金筐体を提供する。  【解決手段】本発明のＭｇ又はＭｇ筐体は、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面を化成処理液と研磨材とを添加した液を使用してウエットブラスト処理することにより、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面に化成膜を形成する。これにより、化成処理膜を形成し、パテ塗りによる補修を減らし、歩留まり低下と、コストを改善できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面を化成処理液と研磨材とを添加した液を使用してウエットブラスト処理することにより、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面に化成膜を形成したことを特徴とするＭｇ又はＭｇ合金筐体。
【請求項２】
前記化成処理によって形成される複合被膜の付着量は、Ｃａ重量で５ｍｇ／ｍ2以上５０ｍｇ／ｍ2以下、Ｍｎ重量で３ｍｇ／ｍ2以上２５ｍｇ／ｍ2以下、リン重量で３０ｍｇ／ｍ2以上１００ｍｇ／ｍ2以下の範囲である請求項１に記載のＭｇ又はＭｇ合金筐体。
【請求項３】
前記化成膜には、カルシウム、マンガン及びリンを含む請求項１に記載のＭｇ又はＭｇ合金筐体。
【請求項４】
Ｍｇ又はＭｇ合金の表面処理方法であって、
Ｍｇ又はＭｇ合金表面に化成処理液と研磨材とを添加した液を使用してウエットブラスト処理することにより、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面にブラストによる凹凸と化成膜を同時に形成したことを特徴とするＭｇ又はＭｇ合金筐体の製造方法。
【請求項５】
前記Ｍｇ又はＭｇ合金筐体の表面粗度は、１０点平均表面粗さで０．５μｍ以上１００μｍ以下の範囲である請求項４に記載のＭｇ又はＭｇ合金筐体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、Ｍｇ又はＭｇ合金からなる成形体の表面に、簡易に化成処理膜を形成し、塗装の歩留まりを改善するＭｇ又はＭｇ合金筐体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンやＰＤＡなどのモバイル機器は、携帯し、屋外で使用する機会が多くなっている。これに伴い機器の小型軽量及び薄型化が要求されており、機器の全体質量の３０％を占める筐体の薄肉化が必要となってきている。しかし薄肉化した場合、樹脂筐体では十分な強度を保つことが困難になってきている。更にノートパソコンのＭＰＵの発熱量は増大してきている。今後、ＡＣ駆動時に発熱量１３〜１６Ｗになることが予定されており、高い冷却性能を持つ筐体の開発が急務になっている。
【０００３】
この問題の解決策として比強度が高く、低比重、高熱伝導のＡｌやＭｇ又はＭｇ合金等の軽金属が筐体材料として注目されている。特にＭｇ又はＭｇ合金は比重がＡｌの約７割と軽く、リサイクル性にも優れている。Ｍｇ又はＭｇ合金としては、既に、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系、Ｍｇ又はＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ系、Ｍｇ−Ａｌ−希土類元素（ＲＥ）系等が実用化されており、ダイカストやチクソモールディング、板金加工等の手段によって成形加工し、続いて、該成形加工品を化成処理し、続いて、該化成処理品を塗装処理して製品化する。前記において、ダイカストとは、溶融金属に圧力を加えて金型に注入して鋳造する方法であり、チクソモールディングとは、半溶融又は溶融状態で約６００℃の押し出し機から約２５０℃の金型に押し出し成形する方法をいう。
【０００４】
化成処理とは、Ｍｇ又はＭｇ合金の表面に防食機能を有する化成被膜を形成する処理で、６価クロム溶液を主成分とするクロム酸溶液や６価クロムを含まないノンクロム酸溶液等にＭｇ又はＭｇ合金を浸漬することにより、該Ｍｇ又はＭｇ合金の表面にクロム酸クロム錯塩の被膜（一般的にxCrO3・yCr2O3・2H2OやCr(OH)2・HCrO4・2H2O等）を形成するものである。この化成処理の後、塗装処理を施す。化成処理の方法としては、下記特許文献１〜２が提案されている。
【０００５】
Ｍｇ又はＭｇ合金を素材として製品を製造する場面においては下記の問題点がある。ダイカストやチクソモールド等の成形手段によって得た成形加工品にはバリがある。このバリを除去する為には、現状においては、バリをプレスで打ち抜いたり、切削等の機械加工で除去したり、手仕上げで除去したりしているが、いずれの方法も厄介な作業となる。また、成形加工品に砥粒をエアーで吹き付けるショットブラストでバリを除去する方法もあるが、Ｍｇ又はＭｇ合金や砥粒の粉塵が発生、飛散し易く、作業性が悪いという問題や、粉塵爆発の危険性が高いという問題点がある。
【０００６】
また前記の化成処理を施す際には、前処理が必要である。通常の化成処理工程は、前記成形加工品を脱脂処理した後、更に酸で洗浄処理し、続いて、成形加工品から成形時に使用した離形剤を除去する為にエッチング処理し、続いて、成形加工品の表面にクロム酸クロム錯塩の被膜が形成し易いように表面を梨地面状に磨く表面調整処理を行い（以上の処理が化成処理の前処理となる。）、続いて、該成形加工品を前記クロム酸溶液やノンクロム酸溶液等に浸漬して化成処理を行い、続いて、この化成処理品を水洗し、更に７０℃前後で乾燥することにより化成被膜を硬化するものである。このように、化成処理の前処理は、脱脂処理や洗浄処理やエッチング処理表面調整処理等、幾つもの工程を行わねばならず、作業が厄介で、処理装置が複雑となったり、処理コストが高くなる。
【０００７】
ダイカストやチクソモールド等の成形によって製作した成形加工品は、引け、ボイド、湯流れ跡等の成形不良部分が発生する。この成形不良（引け、ボイド、流れ等）の検査時に、該成形加工品を見やすくする為に部分的に手作業でバフ掛けを行い、その後、目視で検査を行っているが、バフ掛けを手作業で行う為、該検査が厄介であるという問題点や、バフ掛けの際に粉塵が発生してしまうという問題点がある。このバフ掛け等の表面調整を行う手段としては、ウエットブラスト処理する特許文献３が提案されている。更に前記ウエットブラストを化成処理の前処理として連続して行う方法として特許文献４が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１３１２５５号公報
【特許文献２】特開２０００−９６２５５号公報
【特許文献３】特開２００３−２８４４５７号公報
【特許文献４】特開２０００−２６３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来技術は、いずれも化成処理の前処理としてウエットブラストを用いる方法であり、工程数等は従来の化学処理を用いた処理と同等であり、コスト等の改善効果は小さい。また成形不良品は化成処理前に、パテ塗りによる補正が必要となり、歩留まり低下、コストアップの原因となっている。
【０００９】
本発明は、Ｍｇ合金からなる成形体の表面に、簡易に化成処理膜を形成し、パテ塗りによる補正を減らし、塗装の歩留まりを改善し、コストダウンが可能なＭｇ又はＭｇ合金筐体及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＭｇ又はＭｇ筐体は、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面を化成処理液と研磨材とを添加した液を使用してウエットブラスト処理することにより、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面に化成膜を形成したことを特徴とする。
【００１１】
本発明のＭｇ又はＭｇ合金筐体の製造方法は、Ｍｇ又はＭｇ合金表面に化成処理液と研磨材とを添加した液を使用してウエットブラスト処理することにより、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面にブラストによる凹凸と化成膜を同時に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面に化成処理液と研磨材を添加した液をウエットブラスト処理し、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面にブラストによる凹凸と化成膜を同時に形成することにより、化成処理膜を形成し、パテ塗りによる補修を減らし、歩留まり低下と、コストを改善できる。すなわち、化成処理液と研磨材の混合液をウエットブラストによりＭｇ又はＭｇ合金筐体表面に噴射すると、研磨剤により表面が削り取られると同時にＭｇと化成処理液とが反応により適度な膜厚でかつ緻密なリン酸カルシウム−リン酸マグネシウムの複合被膜が生成する。よって、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体表面に裸耐食性、防錆性、塗膜密着性及び塗膜耐食性を劣化させる酸化物や水酸化物の膜を生成せずにカルシウム及びリンは化成膜の裸耐食性の向上、またマンガンは塗膜密着性の向上に寄与するリン酸カルシウム−リン酸マグネシウムの複合被膜ができる。更に化成品の表面の引け、ボイド、流れ等がなくなり、塗装前のパテ修正の必要がなく、コストダウンが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは上記の課題を解決する為に鋭意研究を行った結果、Ｍｇ又はＭｇ合金からなる筐体の例えば防錆処理、塗装の前処理として、Ｍｇ又はＭｇ合金に化成処理とウエットブラスト処理を同時にすることで、上記問題を解決する方法を見いだした。ここでウエットブラスト処理とは、液体と研磨剤を混合して０．１〜０．３ＭＰａの範囲の圧力で噴射する処理をいう。
【００１４】
本発明で用いる化成液としてはカルシウムイオン、マンガンイオン及びリン酸イオンを含むことが好ましく、さらに酸化促進剤を含有する水性液剤とアルミナ等の研磨材を添加した液を用いてウエットブラスト処理することが好ましい。ウエットブラスト処理は、筐体の表面研磨と化成被膜を同時に行うのため、形成された被膜も研磨されるが、上記の条件を満たすことにより、十分な被膜を得ることができる。
【００１５】
前記研磨剤としては、アルミナ、ジルコニウム、ガラス及び樹脂から選ばれる少なくとも一つの粒子を用いるのが好ましい。また樹脂はメラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などを使用できる。研磨剤粒子の平均粒子径は、１０〜３００μｍの範囲が好ましい。
【００１６】
この噴射する化成処理液に用いるカルシウムイオン源として、硝酸カルシウム、亜硝酸カルシウム、チオ硫酸カルシウム、リン酸二水素カルシウム等の一種又は二種以上を配合することができる。また、マンガンイオン源として、炭酸マンガン、硝酸マンガン、リン酸水素マンガン、重リン酸マンガン、ホウフッ化マンガン等の一種又は二種以上を配合することができる。また、リン酸イオン源として、オルソリン酸、縮合リン酸、亜リン酸、次亜リン酸等の一種又は二種以上を配合することができる。
【００１７】
また、酸化促進剤として、塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム等を用いることができる。この酸化促進剤は、化成処理時に、Ｍｇ又はＭｇ合金と上記の各成分イオンとの反応性を高めて、裸耐食性等が良好な化成被膜を一層好都合に形成することができる。また、この酸化促進剤の好ましい配合量は、上記の性能の化成被膜を安定的に得るために、０．０２〜２ｇ／Ｌの範囲の割合である。
【００１８】
本発明においては、化成処理液と研磨材の混合液をウエットブラストによりＭｇ又はＭｇ合金表面に噴射すると、研磨剤により、表面が削られると同時にＭｇ又はＭｇと化成処理液とが反応により適度な膜厚で且つ緻密なリン酸カルシウム−リン酸マンガンの複合被膜が生成する。よって、Ｍｇ又はＭｇ表面に酸化物や水酸化物の膜を生成せずにリン酸カルシウム−リン酸マンガンの複合被膜ができる。前記化成処理によって形成される複合被膜の付着量は、Ｃａ重量で５ｍｇ／ｍ2以上５０ｍｇ／ｍ2以下、Ｍｎ重量で３ｍｇ／ｍ2以上２５ｍｇ／ｍ2以下、リン重量で３０ｍｇ／ｍ2以上１００ｍｇ／ｍ2以下であることが好ましい。
【００１９】
また、化成処理液と研磨材の割合は、化成処理液７０〜９０質量％と研磨材１０〜３０質量％の範囲とすることが好ましい。
【００２０】
Ｍｇ又はＭｇ合金表面に上記した所定量のカルシウム、マンガン及びリンを含むように化成被膜が形成されることにより、一定の裸耐食性、防錆性、塗膜密着性及び塗膜耐食性を保持する化成被膜が得られる。特に、カルシウム及びリンは化成被膜の裸耐食性の向上、またマンガンは塗膜密着性の向上に寄与するものと考えられる。
【００２１】
更に研磨剤によりＭｇ又はＭｇ表面は、研磨されることにより、Ｍｇ又はＭｇ筐体製造品の表面の引け、ボイド、流れ等がなくなり、塗装前のパテ修正の必要がなくコストダウンが可能となる。前記ウエットブラスト液に含まれる研磨剤の研磨作用により、Ｍｇ又はＭｇ合金筐体の表面粗度は、１０点平均表面粗さで０．５μｍ以上１００μｍ以下の範囲とするのが好ましい。
【００２２】
上記の処理工程に引き続いて、水洗し、乾燥させるのが好ましい。また更にウエットブラスト処理、水洗後に、ウエットブラスト処理時に用いた化成処理液と同等のカルシウムイオン、マンガンイオン及びリン酸イオンを含み、さらに酸化促進剤を含有する水性液剤をシャワー噴射すると被膜膜厚を厚くすることができ、耐食性が向上する。
【００２３】
その後、塗装処理を施すことができる。この塗装処理として、吹き付け塗装や電着塗装等の方法によりエポキシ樹脂等の塗料を下塗りし、更にこれにメラミン樹脂等の塗料を上塗りすることができる。その他にも、各種樹脂による粉体塗料を静電塗装することもできる。
【実施例】
【００２４】
以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明をさらに具体的に説明する。
【００２５】
（実施例１）
処理対象部材として、ＡＳＴＭ ＡＺ９１ＤのＭｇ又はＭｇ合金をチクソーモールディングして製作したノートパソコン筐体（横：３２９ｍｍ、縦：２７４ｍｍ、高さ：２ｍｍ）を用いた。チクソモールディングは、Ｍｇ又はＭｇ合金を半溶融又は溶融状態で約６００℃の押し出し機から約２５０℃の金型に押し出し成形した。表面処理工程を図１に示す。
【００２６】
化成処理液として"グランダファイナーＭＣ１０００"（ミリオン化学株式会社製製品名、リン酸１５〜２５質量％、マンガン化合物１０〜１５質量％、カルシウム化合物１０〜２０質量％）を含む水溶液８０質量％と、研磨剤として平均粒径４０μｍのアルミナ（マコー（株）製、マコランダムＡ＃３２０）を２０質量％混合して用いた。ウエットブラストは、マコー製ラムダを使用し、圧縮エアー圧は０．２ＭＰａ、ポンプ圧を０．１２ＭＰａとし、筐体とノズルの距離を３０ｍｍとして、筐体を４０ｍｍ／ｓで順送りした。化成処理液、研磨剤除去のため水洗し、更に脱イオン水で水洗し、その後乾燥させた。
【００２７】
（比較例１）
比較例として、エッチング後、化成処理を行う工程を図２に示す。図２の表面調整１〜２はエッチング処理を示す。
【００２８】
脱脂剤として"ＧＦＭＧ１５ＳＸ"（ミリオン化学株式会社社製商品名）用い、その液温を７０℃に保持し、その中に全記のＭｇ又はＭｇ合金筐体を５分間浸漬して脱脂処理し、その後水洗した。エッチング剤として"グランダファイナーＭＧ１０４Ｓ"（ミリオン化学株式会社製商品名、リン酸３０〜４０質量％、界面活性剤０．１質量％未満、残部水）を濃度５％、液温度６０℃に保持し、６０秒間浸漬してエッチング処理し、その後水洗した。その後、このエッチング処理した部材を、液温６０℃に保持した前記"ＧＦＭＧ１５ＳＸ"（ミリオン化学株式会社製商品名）に７分間浸漬して処理し、その後水洗した。化成処理液として"グランダファイナーＭＣ１０００"（ミリオン化学株式会社製商品名、リン酸１５〜２５質量％、マンガン化合物１０〜１５質量％、カルシウム化合物１０〜２０質量％）を用い、３５℃に保持してその中に上記のように処理したＭｇ又はＭｇ合金筐体を４０秒間浸漬して化成処理し、水洗し、更に脱イオン水で水洗し、その後乾燥させた。
【００２９】
実施例１及び比較例１について、外観評価し、またＭｇ又はＭｇ合金筐体表面の元素付着量は蛍光Ｘ線による定量方法により測定した。筐体表面の５カ所を想定し、そのバラツキを調べた。電気抵抗率は、（株）ダイアインストルメント社製の"ロレスターＭＰ"（４端子２探針方式）で測定した。この結果を表１と図３〜４に示す。図３は比較例１の外観を示す写真であり、図４は実施例１の外観を示す写真である。実施例１の外観は均一表面であったが、比較例１の外観はムラが見られた。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
更にＭｇ又はＭｇ合金筐体にエポキシ系の２コート塗装（焼き付け  １５０℃）を、高温高湿環境（６０℃、相対湿度９５％ＲＨ）に１００時間保持後、クロスカット試験（試料表面に碁盤目模様を描いて１００個の部分に区分し、テープアップ後の格子残存数を計数し、次の基準により判断した。つまり、その残存数が１００のとき合格、それ未満のとき不合格とする）とした。
【００３２】
この結果を実施例１については図５Ａ−Ｃの外観写真に示し、また比較例１については図６Ａ−Ｃの外観写真に示す。図５〜６において、「ＯＨ」はテスト前、「２ｍｍ」と「１ｍｍ」はそれぞれ碁盤目の大きさを示す。
【００３３】
更にＪＩＳ Ｚ ２３７１に従った塩水噴霧試験（ＳＳＴ）を８時間と２４時間行い、耐食性を評価した。この結果を実施例１については図７Ａ−Ｃの外観写真に示し、また比較例１については図８Ａ−Ｃの外観写真に示す。図７〜８において、「ＯＨ」はテスト前、「８Ｈ」と「２４Ｈ」はそれぞれ試験処理時間を示す。
【００３４】
以上の結果から、実施例１は比較例１に比べて、均一な色調が得られ、平滑であることが確認できた。更に、成形品表面の引け、ボイド、流れ等がなくなった。これにより、処理後に行う塗装の歩留まりが向上し、塗装前のパテ等の補修も必要ないため、コストダウンになった。
【００３５】
実施例１は、被膜付着量は比較例と比較して少ない物のバラツキが小さかった。その他の被膜特性である抵抗、塗装性、耐食性は、実施例と比較例で同等の値を示した。
【００３６】
更に実施例１は、全体の工程数が少ないため、簡易に被膜処理が可能であり、コストダウンできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１おけるフローを示す工程図。
【図２】比較例１おけるフローを示す工程図。
【図３】本発明の実施例１おけるノートパソコン筐体の表面観察写真。
【図４】比較例１おけるノートパソコン筐体の表面観察写真。
【図５】Ａ−Ｃは本発明の実施例１における碁盤目試験の結果を示す表面観察写真。
【図６】Ａ−Ｃは比較例１における碁盤目試験の結果を示す表面観察写真。
【図７】Ａ−Ｃは本発明の実施例１における塩水噴霧試験（ＳＳＴ）による耐食性を評価した表面観察写真。
【図８】Ａ−Ｃは比較例１における塩水噴霧試験（ＳＳＴ）による耐食性を評価した表面観察写真。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006077304.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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