(57)【要約】【課題】携帯機器の筐体は軽量、強度、放熱の問題からマグネシウム材が使用されている。このマグネシウム材を使用して筐体を製造する方法は具体的には射出成形の金型の製品部となるキャビティー部に予めアルミニウム箔を配置した状態でマグネシウム材をキャビティー部に充填し、充填したマグネシウム材と予め配置したアルミニウム箔とを鋳造接合させ、次に該アルミニウム箔に着色処理する。しかしながら、上記鋳造接合によるマグネシウム材とアルミニウム箔とは密着力が弱い。従ってマグネシウム材とアルミニウム箔との接合部が剥離する。【解決手段】マグネシウムまたはマグネシウム合金の基材を一方の電極として放電を生じさせて該基材の表面に凹凸を形成する陽極酸化処理工程と、該基材の凹凸面にアルミニウム層を形成するアルミニウム層形成工程と、該アルミニウム層にアルマイト層を形成するアルマイト処理工程と、前記アルマイト層を染色する染色工程と、を含むことを特徴とするマグネシウム材の表面処理方法である。【選択図】  図１
2004263250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムまたはマグネシウム合金の基材を一方の電極として放電を生じさせて該基材の表面に凹凸を形成する陽極酸化処理工程と、
該基材の凹凸面にアルミニウム層を形成するアルミニウム層形成工程と、
該アルミニウム層にアルマイト層を形成するアルマイト処理工程と、
前記アルマイト層を染色する染色工程と、
を含むことを特徴とするマグネシウム材の表面処理方法。
【請求項２】
更に染色工程に続いて、
前記染色されたアルマイト層にコーティング層を形成するコーティング工程と、
該コーティング層を焼付けする焼付け工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム材の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯情報機器、携帯電話等の筐体に使用されるマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話器、携帯情報機器等の筐体は軽量化、薄型化、放熱効果等の観点からマグネシウムまたはマグネシウム合金（以下、この両者を合わせて「マグネシウム材」と記載する）が使用される。これらの情報機器の筐体は装飾が施されている。このために情報機器の筐体表面は各種、各色の塗料で塗装処理されている。
【０００３】
一方機器筐体は地球環境問題、資源節約の見地からリサイクル使用される。このリサイクル処理工程、例えば加熱処理の工程で機器筐体は溶融される。この熱によってマグネシウム材に塗装された塗料から有毒ガスが発生する。このため有毒ガス防止対策が必要である。一例として加熱前に予め塗装された塗料を剥ぎ取る方法がある。しかしこの方法は塗料を剥ぎ取る工数が必要となる。従って製造工数が増える。
【０００４】
この問題を解決する技術は下記の技術が有る、例えば有毒ガスを発生する塗料を有毒ガスを発生しない染料に代えて、マグネシウム材に着色を行なう技術である。具体的には筐体材料のマグネシウム材表面にアルミニウムを形成し、続いて該アルミニウムをアルマイト処理を行ない。更にアルミニウム表面に染色を行なう。このような技術として下記特許文献１に記載された技術がある。
【０００５】
特許文献１に開示されている技術は射出成形の金型の製品部となるキャビティー部に予めアルミニウム箔を配置した状態でマグネシウム材をキャビティー部に充填し、充填したマグネシウム材と予め配置したアルミニウム箔とを鋳造接合させ、次に該アルミニウム箔に着色処理するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１  １０４７９８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１  １０４７９８号公報に記載された鋳造接合によるマグネシウム材とアルミニウム箔とは密着力が弱い。従ってマグネシウム材とアルミニウム箔との接合部が剥離する。特に上記携帯電話器、携帯情報機器などは常時携行され利用される。このために前述の携帯機器は人手に触れ、物と接触する機会が多い。従って筐体材料のマグネシウム材とアルミニウム箔とは互いに剥離しない密着力が必要である。
【０００８】
本発明の目的は情報機器筐体表面のマグネシウム材とアルミニウムとの密着力を増強し、結果として情報機器筐体表面の形成体のマグネシウム材とアルミニウムとの剥がれを防止する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
マグネシウム材の形成方法はマグネシウム材の表面に陽極酸化処理を行って凹凸を形成した後に、マグネシウム材の凹凸面にアルミニウムを形成する。従ってマグネシウム材の表面の凹凸によるアンカー効果で強固にアルミニウム箔を強固に密着させることがでる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１、図２は、本発明に係るマグネシウム材の表面処理のフローチャートを表す。
＜マグネシウム材の表面処理工程＞
この表面処理は、Ｓ１が脱脂工程、Ｓ２が第１水洗工程、Ｓ３が陽極酸化工程、Ｓ４が第２水洗工程、Ｓ５がアルミニウム層形成工程、Ｓ６がアルマイト層形成工程、Ｓ７が第３水洗工程、Ｓ８が染色工程、Ｓ９が第４水洗工程、Ｓ１０が乾燥工程、Ｓ１１がコーティング工程、Ｓ１２が焼付け工程である。
【００１１】
まず脱脂工程Ｓ１を説明する。処理剤のアセトン液を満たした容器に基材を浸漬する。次に処理剤のアルカリ液を満たした容器に基材を浸漬する。アルカリ処理剤は、例えば炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を使用である。
【００１２】
次に、第１水洗工程Ｓ２を説明する。上述の脱脂工程Ｓ１を経た基材を流水で洗浄する。この洗浄により脱脂処理で使用した処理剤が除去される。
【００１３】
更に陽極酸化工程Ｓ３を説明する。基材表面に陽極酸化処理を施す。陽極酸化処理に使用する電解液は、メタケイ酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウムの内すくなくとも１つとアルカリ金属の水酸化物とが添加されたものである。アルカリ金属の水酸化物は、例えば水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等である。これらアルカリ金属水酸化物の濃度は２  ６Ｍが適当である。更に電解液にオキソ酸塩、又は多価アルコールを添加してもよい。オキソ酸塩は、例えばリン酸塩、スズ酸塩、アルミン酸塩の内すくなくとも１つを使用できる。多価アルコールは例えばグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコールの内すくなくとも１つを使用できる。電解液に多価アルコールおよびオキソ酸塩を添加する場合、これらの濃度は各々０．０５  ０．２Ｍおよび０．１  ０．３Ｍが適当である。
【００１４】
図３は陽極酸化処理装置の模式図である。
【００１５】
本発明で用いられる基材はマグネシウムまたはマグネシウム合金のマグネシウム材である。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  希土類元素合金等である。より具体的には、ＡＺ９１Ｄ合金、ＡＺ３１合金、ＡＺ６１合金、ＡＭ６０合金、ＡＭ１２０合金である。
【００１６】
１は陽極酸化処理装置、２は浴槽、３は基材、４は陰極板、５は電解液、６は電源装置である。
【００１７】
上述した電解液５が浴槽１内に満たされている。この電解液５中に一対の電極が対向配置されている。そして基材３は陽極と接続され、陰極板４のステンレス板は電源装置６の陰極と接続されている。電源装置６はこれらの電極間に電圧を印加する。印加電圧は火花放電を生じるように制御される。具体的には電流密度は４Ａ／ｄｍ平方である。印加電圧は直流電圧である。電解液温度は１５度Ｃから６０度Ｃであり、最適値は約２５度Ｃである。電解液温度は１５度Ｃ以下では酸化膜形成速度が低下し、６０度Ｃ以上では形成膜が均一な厚みにならない。電解時間は４  １５分程度である。最適値は約１０分である。このようにして陽極酸化膜が基材表面に形成される。この陽極酸化膜の膜厚は約５  １０μｍである。陽極酸化膜の表面粗さは平均８００〜２５００オングストロームである。このように陽極酸化処理は火花放電を行なわせると陽極酸化膜の表面粗さを大きくできる。
【００１８】
次に、第２水洗工程Ｓ４を説明する。陽極酸化工程Ｓ３を経た基材を流水で洗浄する。この水洗により基材に付着した電解液が除去される。
【００１９】
続いてアルミニウム層形成工程Ｓ５を説明する。真空蒸着の製法にて前述した陽極酸化膜の表面にアルミニウム層を形成する。このアルミニウム層の膜厚は約１０μｍである。上述の真空蒸着製法以外の製法はスパッタリング製法を使用できる。
【００２０】
次にアルマイト層形成工程Ｓ６を説明する。濃度２５ＷＴ％のリン酸三ナトリウム水溶液（和光純薬株製）が浴槽内に満たされている。リン酸三ナトリウム水溶液の濃度は１５〜３０％の範囲である。リン酸三ナトリウム水溶液の濃度は１５％未満ではアルマイト被膜形成速度を低下させ、３０％以上では形成膜厚が均一にならない。
【００２１】
上述した陽極酸化工程Ｓ３と同様に、浴槽内に一対の電極が対向配置されている。一方の電源装置６の陽極は基材と接続されている。他方の電源装置６の陰極はステンレス（ＳＵＳ−３０４）またはカーボンと接続されている。そしてこれらの電極は電圧を印加される。印加電圧は具体的には電流密度は約１Ａ／ｄｍ２  である。印加電圧は直流電圧である。電解液温度は１０  ３０度Ｃの範囲が適当である。電解液温度は１０度Ｃ以下ではアルマイト被膜形成速度が低下し、３０度Ｃ以上では形成されるアルマイト被膜の表面粗さが過大になる。電解処理時間は約１５分である。結果としてアルマイト被膜が基材表面に形成される。このアルマイト被膜膜の膜厚は５  １０μｍである。
【００２２】
次に第３水洗工程Ｓ７を説明する。上述のアルマイト層形成工程Ｓ６を経た基材を流水で洗浄する。この洗浄により基材に付着したアルマイト処理剤が除去される。
【００２３】
更に染色工程Ｓ８を説明する。アルマイト被膜が形成されている基材をアルマイト用染料（クラリアント株製  製品名Ｓａｎｏｄａｌ  Ｒｅｄ  ）の染色液に浸漬する。この染色液は水に溶解され、濃度が染料を１  ５ｇ／Ｌであり、これに酢酸と酢酸アンモニウムとの混合緩衝液でｐＨを５  ６に調整されている。染色液の温度は５０  ６０度Ｃである。処理時間は約１０分間である。このようにしてアルマイト被膜は染色を施される。上記以外の染料はアゾ染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、フタロシアニン染料、トリフェニルメタン染料、キサンテン染料、アリザリン染料、アクリジン染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、メチン染料等を使用できる。
【００２４】
次に、第４水洗工程Ｓ９を説明する。上述の染色工程Ｓ８を経た基材を流水で洗浄する。この洗浄により基材に付着した余分の染色液が除去される。
【００２５】
次に乾燥工程Ｓ１０を説明する。アルマイト被膜を形成した基材に窒素を吹きつけ水分を飛散させる。これは洗浄水の蒸発時にできる乾燥しみを無くすためである。その後に基材はオーブン装置で乾燥される。この乾燥処理は温度１２０  １５０度Ｃ、乾燥時間を２０  ６０分程度である。
【００２６】
次に、コーティング工程Ｓ１１を説明する。基材のアルマイト被膜はディップコート製法にてコーティング層を設けられる。上記以外の製法としてスピンコート法を使用できる。コーティング材料は市販の無機コーティング剤であり、例えばアルキルシロキサン系無機コーティング剤、アルコキシシラン系無機コーティング剤である。
【００２７】
次に、焼付け工程Ｓ１２を説明する。前述のコーティング層は焼付け硬化される。具体的にはコーティング剤を形成された基材がオーブン装置で焼付け硬化される。オーブン装置内の温度は１２０  １５０度Ｃであり、焼付け時間は３０  ６０分間である。この焼付けによってコーティング層は硬化される。焼付け硬化されることによってコーティング層は透明度と光沢を増し、且つ染料がコーティング層から染出すのを防止し、アルマイト被膜を保護する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、情報機器筐体表面の形成体の密着力を増し、情報機器筐体表面の形成体の剥がれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマグネシウム材の表面処理Ｓ１〜Ｓ６のフローチャート、
【図２】本発明に係るマグネシウム材の表面処理Ｓ７〜Ｓ１２のフローチャート、
【図３】マグネシウム材の表面処理に使用する陽極酸化処理装置である。
【符号の説明】
Ｓ１    脱脂工程
Ｓ２    第１水洗工程
Ｓ３    陽極酸化工程
Ｓ４    第２水洗工程
Ｓ５    アルミニウム層形成工程
Ｓ６    アルマイト層形成工程
Ｓ７    第３水洗工程
Ｓ８    染色工程
Ｓ９    第４水洗工程
Ｓ１０    乾燥工程
Ｓ１１    コーティング工程
Ｓ１２    焼付け工程
１    陽極酸化処理装置
２    浴槽
３    基材
４    陰極板
５    電解液
６    電源装置
【図１】
2004263250.tif 000003
【図２】
2004263250.tif 000004
【図３】
2004263250.tif 000005