(57)【要約】【課題】本発明は、マグネシウム合金等の部材を耐食性向上のために用いられていた、有害なクロム酸などによる化成処理剤に代わり、環境負荷の少ない六価鉄イオン溶液による化成処理方法および六価鉄イオン溶液から化成処理剤を提供する。【解決手段】陽イオン交換膜あるいはバイポーラ膜等からなる電解隔膜で仕切られた、電解槽の陽極側に所定のアルカリ性水溶液と陰極側に所定のアルカリ性水溶液を満たし、鉄からなる陽極を設置し、任意の導電性陰極からなる陰極を設置した後、直流電源から所定の電力を供給し、鉄から成る陽極を六価のイオンとして水溶液中に溶出することにより安定した六価鉄イオン溶液を得ることができる。また、この安定した六価鉄イオンを含有する液剤を用いてマグネシウム合金部材１０に化成処理を行うことにより、クロム酸化成処理と同等の耐食性の優れた化成処理皮膜を有する化成処理部材１１を得ることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽イオン交換膜あるいはバイポーラ膜等からなる電解隔膜で仕切られた電気分解水槽に、１〜１８ｍｏｌ／ｌに調整された水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム等のアルカリ性水溶液と、
前記電解槽の陰極側に白金等の耐アルカリ腐食性の高い電極と、
前記電解槽の陽極側に鉄から成る電極とを設置し、
前記電極に０．１Ｖ〜５０Ｖの電圧を印加して電気分解を行うことにより、
鉄を六価イオンの状態で溶出させることを特徴とする六価鉄イオン溶液製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記六価鉄イオン組成物を含有する溶液を用いてマグネシウム合金等の部材を化成処理することを特徴とするマグネシウム合金部材の化成処理剤。
【請求項３】
請求項２において、
前記六価鉄イオン組成物を含有する溶液を用いてマグネシウム合金等の部材を化成処理することを特徴とするマグネシウム合金部材の化成処理方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記六価鉄イオン組成物を含有する溶液を用いてマグネシウム合金等の部材を化成処理するマグネシウム合金部材の化成処理方法であって、
（ｉ）苛性ソーダ濃度が１〜１８ｍｏｌ／ｌの範囲であり、
（ｉｉ）六価鉄イオン（フェレート）濃度が０．１〜１０ｇ／ｌの範囲であり、
（ｉｉｉ）化成処理温度が室温〜１００℃の範囲であり、
（ｉｖ）化成処理時間が１秒〜１００分の範囲で
あることを特徴とするマグネシウム合金部材の化成処理方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の化成処理剤及び化成処理方法を用いてマグネシウム表面を化成処理する方法において、
マグネシウム合金部材が、純マグネシウム、ＡＺ３１Ｂ、ＡＺ９１Ｄ等のマグネシウムに対してアルミニウム・亜鉛を含む合金、ＡＭ６０、ＡＭ５０等のマグネシウムに対してアルミニウム・マンガンを含む合金からなる群から選択されることを特徴とするマグネシウム合金の化成処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、従来使用されてきたクロム酸等の重金属を用いない、環境負荷の少ない六価鉄イオン溶液製造方法及びマグネシウム合金の化成処理剤及び処理方法並びに樹脂表面のエッチング方法であり、特にマグネシウム合金をチクソモールディングやダイカストあるいはプレス加工等により成形し、外装品として用いる場合に、耐食性を付与するための化成処理方法として極めて有用なものである。
【背景技術】
【０００２】  六価鉄イオン（フェレート）溶液は、強力な酸化作用を持つため、有機物の酸化分解処理剤として極めて有用なものである。しかしながら、これまで行われてきたフェレートに関する研究は、フェレートの持つ渦マンガン酸カリウムより高い酸化力を利用した消毒や、ウイルスの減菌に使用した研究例がいくつかあるが、金属の化成処理に関する応用はあまり認められない。例えば、特許文献のような鉄酸アルカリの製造法も提案されている。本発明では新たに、マグネシウム合金の化成処理に対するフェレートの利用を検討し、鋭意研究を重ねた。
【特許文献】特公昭５７−１９０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】本発明は、これらの知見をもとにさらに鋭意研究を重ねた結果なされたものである。これまでの研究により、安定した強酸化性の六価鉄イオンの溶出方法と当該六価鉄イオン溶液の製造法及び当該六価鉄イオンの製造方法によって製造された有機材料の酸化分解処理剤を見出し、本発明者は特許出願（特願２００６−１１６１３７）をしている。【０００４】  本発明は、さらにこれらフェレートの応用に関して鋭意研究を重ねた結果なされたものであり、本発明によれば、当該六価鉄イオン溶液の製造法及び当該六価鉄イオンの製造方法によって製造されたファレート溶液によるマグネシウム合金の化成処理技術を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記課題を解決するために、本発明は、電気分解水槽に、１〜１８ｍｏｌ／ｌに調整された水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム等のアルカリ性水溶液と、電極の陰極側に白金等の耐アルカリ腐食性の高い電極と、電極の陽極側に純鉄から成る電極とを設置し、前記電極に０．１Ｖ〜５０Ｖの電圧を印加して電気分解を行うことにより、その後、鉄を六価イオンの状態で溶出させることを特徴としている。【０００６】  また、電気分解水槽に、１〜１８ｍｏｌ／ｌに調整された水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム等のアルカリ性水溶液と、電極の陰極側に白金等の耐アルカリ腐食性の高い電極と、電極の陽極側に純鉄から成る電極とを設置し、前記電極に０．１Ｖ〜５０Ｖの電圧を印加して電気分解を行い、六価鉄イオンを生成することにより、六価鉄イオンを含有する液剤を製造することを特徴としている。【０００７】  また、陽イオン交換膜あるいはバイポーラ膜で仕切られた電気分解水槽に、１〜１８ｍｏｌ／ｌに調整された水酸化ナトリウム又は水酸化カリウム等のアルカリ性水溶液と、イオン交換膜の陰極側に白金等の耐アルカリ腐食性の高い電極と、
陽イオン交換膜あるいはバイポーラ膜等の電解隔膜の陽極側に純鉄から成る電極を設置し、前記電極に０．１Ｖ〜５０Ｖの電圧を印加して電気分解を行い、六価鉄イオンを生成するとことにより、六価鉄イオンを含有する液剤を製造することを特徴としている。【０００８】  さらに、前述の安定した六価鉄イオンを含有する液剤であるマグネシウム合金等の化成処理剤を用いてマグネシウム合金等を化成処理することを特徴としている。【０００９】  電気分解水槽に１〜１８ｍｏｌ／ｌに調整した水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化カリウム等のアルカリ水溶液を充填し、陽イオン交換膜あるいはバイポーラ膜等からなる電解隔膜の陰極側に白金等の耐アルカリ腐食性の高い電極を、また、陽イオン交換膜の陽極側に純鉄から成る電極とを設置して、この陽極陰極間に直流電源から０．１Ｖ〜５０Ｖの電圧を印加して電気分解を開始すると、陽極の純鉄が水溶液中に六価鉄イオンとして溶出し六価鉄イオン水溶液が生成される。
【発明の効果】
【００１０】  本発明によれば、前記電解槽内で電気分解が開始されると、陽極の純鉄が六価のプラスイオンとなりアルカリ水溶液中に鉄を六価イオンの状態で溶出させることができる。【００１１】  また、本発明によれば、前記電解槽内で電気分解を行うことにより、陽極側では六価鉄イオンの溶出反応が進み、同時に陰極表面では水の電気分解反応がすすむ。これらの反応により陽極室に、六価鉄イオン溶液を得ることができる。【００１２】  また、本発明によれば、前記電解槽内で電気分解をおこなうことにより、陽極側で六価鉄イオンの溶出と同時に前記電気分解水槽に六価鉄イオンを含有する液剤からなるマグネシウム合金等の化成処理剤を得ることができる。【００１３】  さらに、本発明によれば、前記電解槽内で電気分解をおこなうことにより、六価鉄イオンの溶出と同時に前記電気分解水槽に六価鉄イオンを含有する水溶液を生成し、この六価鉄イオン水溶液を用いることによりマグネシウム合金等の防錆能力に優れ、クロム等の重金属等を含まずに環境に優しいマグネシウム合金等の化成処理溶剤を得ることができる。【００１４】  さらに、本発明で得られたマグネシウム合金等の化成処理溶剤を用いてマグネシウム合金等を化成処理することにより、耐食性に優れたマグネシウム合金部材を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下に、図面を参照して、本発明を適用した六価鉄イオン溶出方法、六価鉄イオン製造方法とマグネシウム合金等の化成処理剤および化成処理方法を説明する。【００１６】  図１は、本発明を適用した六価鉄イオン溶出方法、六価鉄イオン製造方法および酸化処理液組成物並びにマグネシウム合金等の表面化成処理溶剤製造装置の一例を示す説明図である。電気分解水槽１は、電気分解による六価鉄イオン水溶液製造に必要な諸設備を設けて電気分解作業を行う電解槽であって、電解隔膜２、陽極３、陰極４、直流安定化電源５、陰極電解溶液としてのアルカリ水溶液６、陽極電解溶液としてのアルカリ水溶液７、水溶液循環ポンプ８、電圧計９、など電解溶液製造に必要な設備を構成する。【００１７】  電極の陽極３としては、鉄から成る電極とスチールウールから構成し、鉄としては不純物元素が低い電解鉄板と表面積の広いスチールウールを用いたが、一般の鉄板や金網あるいは鉄粉を用いても良い。一方、電極の陰極４としては、白金を用いたが、他の耐アルカリ腐食性の高い電極を用いても良い。【００１８】  陰極電解溶液としてのアルカリ水溶液６としては、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液を用いたが他のアルカリ水溶液でも良い。また、陽極電解溶液としてのアルカリ水溶液７としては、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液を用いたが他のアルカリ水溶液でも良い。【００１９】  陽極３の電極は厚さ１ｍｍの純鉄板をを２５ｍｍ×４０ｍｍに切断し、酸洗いをした後、電解隔膜との間にスチールウールを挟み込み固定する。つぎに、陰極４の電極に耐アルカリ腐食性の高い白金電極を用いて陽極酸化を行う。【００２０】  電気分解水槽１には１〜１８ｍｏｌ／ｌに調整された陰極アルカリ水溶液６として水酸化ナトリウム水溶液を充填する。次に、１〜１８ｍｏｌ／ｌに調整された陰極アルカリ水溶液６として水酸化ナトリウム水溶液を充填する。この状態で陽極３陰極４間に、直流電源５から０．１Ｖ〜５０Ｖの電圧を印加して電気分解を開始すると、陽極の鉄が水酸化ナトリウム水溶液中に六価鉄イオン（フェレート）として溶出される。【００２１】  そして、陽極３の六価鉄イオン（フェレート）の溶出と同時に陰極４の表面では水の電気分解反応がすすみ水素ガスが発生する。この反応の継続により陽極溶液中の六価鉄イオン濃度が増大し、六価鉄イオン水溶液（フェレート溶液）が得られ、六価鉄イオン（フェレート）を含有する液剤からなるマグネシウム合金の化成処理剤を得ることができる。【００２２】  六価鉄イオン水溶液（フェレート溶液）としては、水酸化ナトリウム水溶液のほか水酸化カリウム水溶液でも良く、同様に安定した六価鉄イオン水溶液（フェレート溶）を得ることができる。【００２３】  図２（ａ）、（ｂ）に、本発明により製造した、六価鉄イオン（フェレート）を含有する液剤からなるマグネシウム合金等の化成処理剤を用いて、マグネシウム合金等の部材に化成処理を施した後の、化成処理部材の概略図を示してある。そして、図２（ａ）はマグネシウム合金部材１０の概略図であり、図２（ｂ）は化成処理後のマグネシウム合金部材１１とその化成処理層の概略図である。【００２４】  上述の安定した六価鉄イオ��（フェレート）を含有する液剤からなるマグネシウム合金等の化成処理剤を用いて、マグネシウム合金等の部材に化成処理を施すとマグネシウムと反応し化成処理皮膜を形成することにより優れた防錆能力を発揮することができる。
化成処理条件としては例えば、
（ｉ）苛性ソーダ濃度が１〜１８ｍｏｌ／ｌの範囲であり、
（ｉｉ）六価鉄イオン（フェレート）濃度が０．１〜１０ｇ／ｌの範囲であり、
（ｉｉｉ）化成処理温度が室温〜１００℃の範囲であり、
（ｉｖ）化成処理時間が１秒〜１００分の範囲で
の推奨される条件範囲で化成処理を施すことによって、環境負荷の低い鉄を主成分とするマグネシウム合金等の化成処理剤と化成処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】六価鉄イオン水溶液製造装置の概略図である。
【図２】（ａ）はマグネシウム合金部材１０の概略図であり、（ｂ）は化成処理後のマグネシウム合金部材１１とその化成処理層の概略図である。
【符号の説明】
【００２６】１  電気分解槽
２  電解隔膜
３  陽極室アルカリ水溶液
４  陰極室アルカリ水溶液
５  陽極
６  陰極
７  直流電源
８  電圧計
９  循環ポンプ
１０マグネシウム合金部材
１１化成処理後のマグネシウム合金部材
１２マグネシウム合金部材の化成処理層
【図１】
2008214741.tif 000003
【図２】
2008214741.tif 000004