(57)【要約】      （修正有）【課題】マグネシウム及びその合金は最も卑な電位を持つことから腐食が進みやすい。各種化成品処理、陽極酸化処理、めっき処理等における化成液の複数種添加などの煩雑な製造工程を有することない簡便な方法にて、かつクロム系物質等の有害物フリーで化成処理を行うマグネシウム又はマグネシウム合金の表面処理方法の提供。【解決手段】アルコキシ基を有するアルコキシドと金属塩、好ましくは３価のイオンを有する金属塩との混合溶液に浸漬することで耐食性のあるマグネシウム及びその合金表面処理を行う表面処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム及びマグネシウム合金への耐食性化成処理としてアルコキシ基を有するアルコキシドと溶媒溶解性を有する金属塩の混合溶液に浸漬させる表面処理方法。
【請求項２】
金属塩が３価イオンを含む物質であることを特徴とする表面処理方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、耐水・耐食を必要とするマグネシウムまたはマグネシウム合金に対し効果を有する化成処理液とその処理方法を提案する。
【背景技術】
【０００２】マグネシウムまたはマグネシウム合金は非常に軽量で比強度、電磁波シールド性、切削性等に優れ様々な分野においてその機能性が利用されている。特に自動車、航空機部品またはタブレット型端末等の筐体に使用される機会が増えている。ただし、マグネシウムまたはマグネシウム合金は標準電極電位の低さから活性が高く耐食性に劣る。そのためマグネシウムまたはマグネシウム合金表面処理として各種化成品処理、陽極酸化処理、めっき処理等が施されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】各種化成品処理、陽極酸化処理、めっき処理等において化成液の複数種添加、処理工程の多さ、クロム系物質による処理など煩雑さ及び環境負荷を考慮すると効率的ではない。簡便な方法にて有害物フリーで化成処理することが本発明の課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】これら課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明者は当該マグネシウム又はマグネシウム合金にアルコキシ基を有するアルコキシドと水溶性金属塩混合溶液に浸漬することで耐食性を確保できることを見出した。
【発明の効果】
【０００５】以上説明したように、本発明の耐水・耐食処理方法によれば煩雑な製造工程を有することなく、均一な表面処理を可能とし、耐水・耐食性を付与することができる表面処理を提供することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】マグネシウム金属及びその合金に対してアルコキシ基を有するアルコキシドとアルコールまたは水溶性金属塩との混合溶液に浸漬する。アルコキシドとしてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。アルコキシドチタン、アルミニウム、ジルコニウム等も可能となる。またアルコキシオリゴマーも可能である。シランカップリング剤でもよく例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が使用できる。
【０００７】アルコールまたは水溶性金属塩には塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化カルシウム等のアルコール、水に溶けやすい塩化物金属塩、硝酸アルミニウム、硝酸マグネシウム等の硝酸塩、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩が良くその水和物も使用することができる。
【０００８】１０分から１２０分浸漬し、静置乾燥することで目的の表面処理が得られる。
【０００９】以上のように、アルコキシドで処理し、金属塩の水溶液及び溶媒溶液処理することで耐水・耐食性に優れた表面処理を得ることができる。
【００１０】本発明の効果につき具体的に実施例を挙げ説明する。ただし、本発明の構成は以下の例示によって限定されるものではない。
【００１１】
【表１】
2016132827.tif 000002
【００１２】実施例１
マグネシウム合金ＡＺ９１Ｄに対しコルコート株式会社製エチルシリケート４８（テトラエトキシシラン十量体以下ＴＥＯＳ１０）と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液を１：１比率にて混合溶液を作成し浸漬処理後、１２０℃で乾燥させ目的の表面処理品を得た。
【００１３】実施例２
ＴＥＯＳ１０と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液の比率を１：４にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００１４】実施例３
ＴＥＯＳ１０と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液の比率を１：１６にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００１５】実施例４
ＴＥＯＳ１０と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液の比率を４：１にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００１６】実施例５
硝酸アルミニウムを塩化アルミニウムに変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００１７】実施例６
硝酸アルミニウムを硝酸マグネシウムに変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００１８】実施例７
ＴＥＯＳ１０量体からＴＥＯＳ２量体に変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００１９】実施例８
硝酸アルミニウム濃度を２．０％にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００２０】実施例９
硝酸アルミニウムを硝酸鉄に変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００２１】実施例１０
ＴＥＯＳ１０のみに浸漬し、１２０℃乾燥した。
【００２２】実施例１１
硝酸アルミニウム九水和物のみに浸漬し、１２０℃で乾燥した。
【００２３】比較例
マグネシウム合金ＡＺ９１Ｄ未処理品とする。
【００２４】（表面色の確認）
目視において表面色の観察を行った。
（耐食性）
耐食性確認として中性塩水噴霧（スガ試験機ＳＴ−ＩＳＯ−３）を用いてＪＩＳ  Ｚ２３７１準拠にて行った。
目視による腐食度合により優劣をつけた。
◎腐食無
○端部の腐食はあるが全体として腐食無
△数か所腐食がみられる
×腐食があり剥離がみられる。
【００２４】
【表２】
2016132827.tif 000003
【００２５】塩水噴霧１０００ｈ後の表面状態写真を図１，２に示す。
【００２６】図１
ＡＺ９１Ｄ未処理の塩水噴霧後の表面状態を示す。耐食が進み剥離が見える。
【００２７】図２
実施例２の塩水噴霧後の表面状態を示す。表面が黒色化され１０００ｈ後も剥離がない状態である。
【００２８】以上、説明のように簡便な浸漬処理のみにより耐食性を付与することができる。テトラエトキシシランはポリマー化が進んでいる１０量体が耐食性の補助剤として効果がある。併用できる金属塩は塩化物、硝酸塩でも良いがもっとも効果の高いものが３価イオンを持つアルミニウム、鉄等になる。それらはいずれもマグネシウム合金表面を黒色化し腐食を防止している。
ＴＥＯＳ１０と硝酸塩等は単独で用いると効果がないが混合液にすると効果が高くその比率はＴＥＯＳの少ない配合が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】請求項記載の発明は、腐食が進みやすいマグネシウム又はマグネシウム合金に対して簡便で効果的な耐食表面処理である。本表面処理を施工することによりマグネシウム又はマグネシウム合金を使用した金型品、鋳造品の用途拡大に寄与することができる。
【図１】
2016132827.tif 000004
【図２】
2016132827.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月7日(2015.4.7)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、耐水・耐食を必要とするマグネシウムまたはマグネシウム合金に対し効果を有する化成処理液とその処理方法を提案する。
【背景技術】
【０００２】マグネシウムまたはマグネシウム合金は非常に軽量で比強度、電磁波シールド性、切削性等に優れ様々な分野においてその機能性が利用されている。特に自動車、航空機部品またはタブレット型端末等の筐体に使用される機会が増えている。ただし、マグネシウムまたはマグネシウム合金は標準電極電位の低さから活性が高く耐食性に劣る。そのためマグネシウムまたはマグネシウム合金表面処理として各種化成品処理、陽極酸化処理、めっき処理等が施されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】各種化成品処理、陽極酸化処理、めっき処理等において化成液の複数種添加、処理工程の多さ、クロム系物質による処理など煩雑さ及び環境負荷を考慮すると効率的ではない。簡便な方法にて有害物フリーで化成処理することが本発明の課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】これら課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明者は当該マグネシウム又はマグネシウム合金にアルコキシ基を有するアルコキシドと水溶性金属塩混合溶液に浸漬することで耐食性を確保できることを見出した。
【発明の効果】
【０００５】以上説明したように、本発明の耐水・耐食処理方法によれば煩雑な製造工程を有することなく、均一な表面処理を可能とし、耐水・耐食性を付与することができる表面処理を提供することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】マグネシウム金属及びその合金に対してアルコキシ基を有するアルコキシドとアルコールまたは水溶性金属塩との混合溶液に浸漬する。アルコキシドとしてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。アルコキシドチタン、アルミニウム、ジルコニウム等も可能となる。またアルコキシオリゴマーも可能である。シランカップリング剤でもよく例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が使用できる。
【０００７】アルコールまたは水溶性金属塩には塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化カルシウム等のアルコール、水に溶けやすい塩化物金属塩、硝酸アルミニウム、硝酸マグネシウム等の硝酸塩、硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩が良くその水和物も使用することができる。
【０００８】１０分から１２０分浸漬し、静置乾燥することで目的の表面処理が得られる。
【０００９】以上のように、アルコキシドで処理し、金属塩の水溶液及び溶媒溶液処理することで耐水・耐食性に優れた表面処理を得ることができる。
【００１０】本発明の効果につき具体的に実施例を挙げ説明する。ただし、本発明の構成は以下の例示によって限定されるものではない。
【００１１】
【表１】
2016132827.tif 000006
【００１２】実施例１
マグネシウム合金ＡＺ９１Ｄに対しコルコート株式会社製エチルシリケート４８（テトラエトキシシラン十量体以下ＴＥＯＳ１０）と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液を１：１比率にて混合溶液を作成し浸漬処理後、１２０℃で乾燥させ目的の表面処理品を得た。
【００１３】実施例２
ＴＥＯＳ１０と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液の比率を１：４にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００１４】実施例３
ＴＥＯＳ１０と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液の比率を１：１６にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００１５】実施例４
ＴＥＯＳ１０と硝酸アルミニウム０．５％濃度エタノール溶液の比率を４：１にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００１６】実施例５
硝酸アルミニウムを塩化アルミニウムに変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００１７】実施例６
硝酸アルミニウムを硝酸マグネシウムに変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００１８】実施例７
ＴＥＯＳ１０量体からＴＥＯＳ２量体に変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００１９】実施例８
硝酸アルミニウム濃度を２．０％にした以外は実施例１と同様の方法である。
【００２０】実施例９
硝酸アルミニウムを硝酸鉄に変更した以外は実施例１と同様の方法である。
【００２１】実施例１０
ＴＥＯＳ１０のみに浸漬し、１２０℃乾燥した。
【００２２】実施例１１
硝酸アルミニウム九水和物のみに浸漬し、１２０℃で乾燥した。
【００２３】比較例
マグネシウム合金ＡＺ９１Ｄ未処理品とする。
【００２４】（表面色の確認）
目視において表面色の観察を行った。
（耐食性）
耐食性確認として中性塩水噴霧（スガ試験機ＳＴ−ＩＳＯ−３）を用いてＪＩＳ  Ｚ２３７１準拠にて行った。
目視による腐食度合により優劣をつけた。
◎腐食無
○端部の腐食はあるが全体として腐食無
△数か所腐食がみられる
×腐食があり剥離がみられる。
【００２５】
【表２】
2016132827.tif 000007
【００２６】塩水噴霧１０００ｈ後の表面状態写真を図１，２に示す。
【００２７】図１
ＡＺ９１Ｄ未処理の塩水噴霧後の表面状態を示す。耐食が進み剥離が見える。
【００２８】図２
実施例２の塩水噴霧後の表面状態を示す。表面が黒色化され１０００ｈ後も剥離がない状態である。
【００２９】以上、説明のように簡便な浸漬処理のみにより耐食性を付与することができる。テトラエトキシシランはポリマー化が進んでいる１０量体が耐食性の補助剤として効果がある。併用できる金属塩は塩化物、硝酸塩でも良いがもっとも効果の高いものが３価イオンを持つアルミニウム、鉄等になる。それらはいずれもマグネシウム合金表面を黒色化し腐食を防止している。
ＴＥＯＳ１０と硝酸塩等は単独で用いると効果がないが混合液にすると効果が高くその比率はＴＥＯＳの少ない配合が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】請求項記載の発明は、腐食が進みやすいマグネシウム又はマグネシウム合金に対して簡便で効果的な耐食表面処理である。本表面処理を施工することによりマグネシウム又はマグネシウム合金を使用した金型品、鋳造品の用途拡大に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＡＺ９１Ｄ未処理での塩水噴霧１０００時間後の表面状態
【図２】ＡＺ９１Ｄに実施例２表面処理での塩水噴霧１０００時間後の表面状態