JP2003160898A

JP2003160898A - マグネシウム材の着色方法およびこれにより着色されたマグネシウム材製筐体

Info

Publication number: JP2003160898A
Application number: JP2002037694A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Naganuma; 靖雄長沼; Masami Tsutsumi; 正巳堤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2003-06-06
Also published as: CN1405362A; US6936349B2; TW554087B; KR20030024570A; US20030052012A1; CN1243853C

Abstract

(57)【要約】【課題】マグネシウムまたはマグネシウム合金の陽極
酸化膜に対して、塗装処理を行うことなく良好に着色す
ることが可能であって、彩色の剥離を回避可能な着色方
法、および、これにより着色されたマグネシウム材製筐
体を提供すること。【解決手段】マグネシウム材の着色方法において、マ
グネシウム製またはマグネシウム合金製の基材の表面を
陽極酸化処理することによって、基材の表面に対して白
色の陽極酸化膜を設ける陽極酸化工程Ｓ１３を含み、陽
極酸化膜に対して無塗装着色を施すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノートパソコン筐
体などの構成材料に使用されているマグネシウムまたは
マグネシウム合金（以下、この両者を含めて「マグネシ
ウム材」と記載する）の着色方法、および、これにより
着色されているマグネシウム材製筐体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ノートパソコンなどの電気・電子
機器では、軽量化および薄型化の観点より、マグネシウ
ム材製の筐体が多用されている。特にＢ５サイズ以下の
モバイル型ノートパソコンで、その傾向が強い。図７
は、マグネシウム材により作製した携帯機器筐体の一例
を表す。具体的にはノートパソコン筐体におけるＬＣＤ
カバーである。マグネシウム材は、放熱性が高いので、
ノートパソコンの筐体構成材料に採用される場合におい
ては、製品の軽量化および薄型化に資するのみならず、
ＣＰＵないしＭＰＵの高速化に伴う発熱の問題に対処す
るうえでも好適である。

【０００３】マグネシウム材すなわちマグネシウムまた
はマグネシウム合金は、大気中で容易に酸化されるとい
う性質を有する。そのため、機器筐体として使用される
場合などにあっては、実用的には、マグネシウム材の表
面に対し、何らかの処理を施して耐食性を付与する必要
がある。

【０００４】そのような耐食性付与手段の一つとして、
化成処理が知られている。化成処理では、所定の薬液に
マグネシウム材を浸漬することによって、材料表面に皮
膜が形成される。しかしながら、化成処理は、マグネシ
ウムまたはマグネシウム合金表面で自発的に生じる化学
反応を利用するものであり、膜厚制御において自由度に
乏しい。また、皮膜は薄く形成される傾向にある。その
ため、このような化成処理皮膜のみによっては、マグネ
シウム材表面の耐食性を充分な程度にまで向上させるこ
とは困難である。

【０００５】一方、化成処理によるよりも厚い皮膜を形
成できる表面処理技術として、陽極酸化処理が知られて
いる。例えば特開平１１−２５６３９４号公報は、アル
ミニウム材表面を陽極酸化する技術を開示しているとこ
ろ、このような陽極酸化技術は、マグネシウム材の耐食
性を向上させる目的においても採用されている。しかし
ながら、マグネシウム材に対する従来の陽極酸化処理に
よると、マグネシウム材表面に黒色、緑色または褐色を
呈した酸化膜が形成され、それらは一般に濃色である。
そのため、陽極酸化処理を経たマグネシウム材に対して
デザイン性の高い彩色を施すためには、酸化膜上に、当
該酸化膜が有する濃呈色からの影響を受けにくい有機塗
装を施さなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機塗
装が施されたマグネシウム材製品は、リサイクル過程に
おいてそのまま高温加熱に付されると、塗膜が燃焼され
ることにより有機系の有毒ガスを発生してしまう。マグ
ネシウム材上の酸化膜の呈色が濃いほど、有機塗膜は厚
くなり、塗膜が厚いほど、ガスの発生量は増大する。こ
のような不具合を回避するためには、製品のリサイクル
過程において、溶剤を用いて或いはウエットブラスト処
理により、有機塗膜を剥離する必要があり、作業環境の
劣悪化や作業工程数の増加という問題を招来してしま
う。また、有機塗膜は、膜質の劣化により材料表面から
剥離し易くなるところ、このような剥離は製品のデザイ
ン上好ましくない。

【０００７】本発明は、このような事情のもとで考え出
されたものであって、従来の問題点を解消ないし軽減す
ることを課題とし、マグネシウム材の陽極酸化膜に対し
て塗料による塗装処理を行うことなくマグネシウム材を
良好に着色することが可能であって、彩色の剥離を抑制
可能な着色方法、および、これにより着色されたマグネ
シウム材製筐体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
るとマグネシウム材の着色方法が提供される。この方法
は、マグネシウム製またはマグネシウム合金製の基材の
表面を陽極酸化処理することによって、基材の表面に陽
極酸化膜を設ける陽極酸化工程を含み、陽極酸化膜に対
して無塗装着色を施すことを特徴とする。

【０００９】このような構成によると、塗料による塗装
処理を行うことなく、マグネシウム材の陽極酸化膜を良
好に着色することができる。そのため、マグネシウム材
製品のリサイクル過程において、製品製造時に塗装処理
を行う場合に生じていた作業環境の劣悪化や作業工程数
の増加という上述の従来の問題は回避される。また、着
色に際して塗料が用いられないので、マグネシウム材表
面からの塗膜の剥離は回避される。

【００１０】本発明の好ましい実施の形態においては、
陽極酸化工程の陽極酸化処理において、顔料を含む電解
液を使用し、当該顔料を取込みつつ陽極酸化膜を設ける
ことによって無塗装着色を達成する。このような構成に
よると、陽極酸化処理と同時にマグネシウム材を着色す
ることができるので、マグネシウム材製品の製造におい
て作業効率を向上することが可能となる。また、電解液
に懸濁しておく顔料の種類および量を適宜調節すること
によって、多彩な着色を達成することも可能である。

【００１１】好ましくは、顔料は無機顔料であり、特に
パール顔料が好ましい。或は、顔料は、体質顔料を染料
で染色したレーキ顔料である。このような顔料を用いて
無塗装着色を達成することにより、マグネシウム材製品
のリサイクル過程において、製品製造時に塗装処理を行
う場合に生じていた作業環境の劣悪化や作業工程数の増
加という上述の従来の問題を回避することが確保され
る。また、顔料の平均粒径は、好ましくは５ｎｍ〜５０
μｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍであ
る。顔料が微粒子であるほど、陽極酸化膜を緻密に着色
することができ、好ましい。

【００１２】本発明の他の好ましい実施の形態において
は、当該着色方法は、更に、陽極酸化膜の表面に対して
活性化処理を施す活性化工程と、活性化された陽極酸化
膜の表面を染料で染色することによって無塗装着色を達
成する染色工程とを含む。このような構成によると、活
性化処理により、陽極酸化膜の表面は、染料による染色
作用に対する感受性が高められ、染色工程により、その
ような活性酸化膜表面が染色される。染色によるこのよ
うな無塗装着色によると、マグネシウム材を効率よく且
つ良好に着色することができる。

【００１３】好ましくは、活性化工程において、陽極酸
化膜の表面に対して錯化剤またはピロリン酸塩を作用さ
せることによって、当該陽極酸化膜表面を粗化する。或
は、活性化工程において、陽極酸化膜の表面に対して、
アミノ基を有するシラン系カップリング剤を作用させる
ことによって、当該陽極酸化膜表面を化学修飾するのが
好ましい。このような粗面化または化学修飾により、陽
極酸化膜表面を適切に活性化することが可能である。

【００１４】本発明において、好ましくは、陽極酸化処
理に使用される電解液は、アルミン酸ナトリウム、メタ
ケイ酸ナトリウム、およびケイ酸ナトリウムよりなる群
から選択される。このような構成によると、白色を呈す
る陽極酸化膜が形成され得る。顔料や染料の色調が引き
立つので、白色の陽極酸化膜は好ましい。

【００１５】好ましくは、更に、無塗装着色が施された
陽極酸化膜に対して、無機コーティング剤によるクリア
コーティングを行う工程を含む。このような構成により
陽極酸化膜上にクリアコートが形成されると、陽極酸化
膜の保護が図られるとともに陽極酸化膜表面に光沢が付
与され、且つ陽極酸化膜が封孔処理されることとなる。

【００１６】本発明の第２の側面によると、第１の側面
に関して上述したいずれかの構成を備えるマグネシウム
材の着色方法により着色されているマグネシウム材製筐
体が提供される。このような本発明の第２の側面によっ
ても、第１の側面に関して上述したのと同様の効果が奏
される。したがって、所望する濃度の色調で良好に着色
されている携帯機器筐体などのマグネシウム材製筐体を
得ることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係るマグネシウム材の着色方法におけるフローチャー
トである。本実施形態は、脱脂工程Ｓ１１と、第１水洗
工程Ｓ１２と、陽極酸化工程Ｓ１３と、第２水洗工程Ｓ
１４と、窒素ブロー工程Ｓ１５と、コーティング工程Ｓ
１６と、焼付け工程Ｓ１７とを含む。

【００１８】本発明で用いられる基材は、マグネシウム
製またはマグネシウム合金製であるところ、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
合金などを用いることができる。より具体的には、ＡＺ
９１Ｄ合金、ＡＺ３１合金、ＡＺ６１合金、ＡＭ６０合
金、ＡＭ１２０合金などを用いることができる。これら
のようなマグネシウム材から、例えば図７に示すような
所定の成形体を作製した後、着色が施される。

【００１９】本実施形態では、着色対象である基材に対
して、まず、脱脂工程Ｓ１１において脱脂処理を施す。
脱脂処理は、アセトンおよびこれに続いてアルカリ処理
剤に基材を浸漬することによって行うことができる。ア
ルカリ処理剤としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウムなどを用いることができ
る。これに代えて、脱脂処理は、基材表面に界面活性剤
を作用させることによっても行うことができる。界面活
性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウムなどを用いることができる。

【００２０】次に、第１水洗工程Ｓ１２において、上述
の脱脂工程Ｓ１１を経た基材を流水でよく洗浄し、脱脂
処理で使用した薬剤を除去する。

【００２１】次に、陽極酸化工程Ｓ１３において、基材
表面に対して陽極酸化処理を施す。陽極酸化処理に使用
する電解液は、酸化膜形成用の種々の試薬および着色用
の顔料を含む。酸化膜形成試薬としては、例えばアルミ
ン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリ
ウムなど、白色陽極酸化膜の形成に好適な試薬を用い
る。顔料としては、パール顔料などの無機顔料や、レー
キ顔料を用いるのが好ましい。レーキ顔料は、例えば、
水酸化アルミニウムや酸化チタンなどのいわゆる体質顔
料を染料で染め付けた顔料である。顔料としては、ベン
ガラ（Ｆｅ₂Ｏ₃）、朱（ＨｇＳ）、カドミウム赤（Ｃｄ
ＳまたはＣｄＳｅ）、黄鉛（ＰｄＣｒＯ₄）、群青（２
Ａｌ₂Ｎａ₄Ｓｉ₃Ｏ₁₀Ｓ₄）、コバルト青（ＣｏＯ・ｎＡ
ｌ₂Ｏ₃）、コバルト紫（Ｃｏ₃（ＰＯ₄）₂）、カーボン
ブラックなどの無機顔料を用いてもよい。このような無
機顔料を用いて着色が施されるマグネシウム材製品は、
リサイクル過程における燃焼によっても有機系有毒ガス
を殆ど発生せず、環境対応型のマグネシウム材製品とし
て極めて好ましい。また、本実施形態では、顔料粒子の
平均粒径は５ｎｍ〜５００ｎｍである。電解液は、これ
らの成分を含んで電解時に火花放電を生じるように調製
されている。

【００２２】図２は、陽極酸化処理装置の模式図であ
る。電源１の一方の端子に着色すべき基材２を電気的に
接続し、他方の端子にステンレス電極またはカーボン電
極３を電気的に接続し、これらを一対の電極として上述
の電解液４に浸漬した状態で当該電極間に交流電圧を印
加する。このとき、電流密度は０．５〜５Ａ／ｄｍ²の
範囲とする。電流密度が小さすぎると火花放電が生じに
くくなり、大きすぎると酸化膜表面が粗くなる。電解液
温度は１５〜６０℃の範囲とする。１５℃以下では酸化
膜形成速度が有意に低下する傾向にあり、６０℃以上で
は形成される酸化膜の表面粗さが過大になる傾向にあ
る。また、電解液において顔料を均一に分散させるた
め、例えばマグネティックスターラー５により電解液は
攪拌されている。陽極酸化処理においては、基材電極が
陽極である時に基材表面にて火花放電が生じ、基材表面
にて陽極酸化膜が次第に成長形成されていく。このと
き、陽極酸化膜は、電解液に分散している顔料を取込み
つつ成長するので、基材には陽極酸化膜が形成されるの
と同時に着色が施されることとなる。このようにして、
本実施形態では厚み５〜２０μｍの陽極酸化膜が形成さ
れる。

【００２３】次に、第２水洗工程Ｓ１４において、上述
の陽極酸化工程Ｓ１３を経た基材を流水でよく洗浄し、
基材に付着している電解液を除去する。次に、窒素ブロ
ー工程Ｓ１５において、基材に対して窒素ガスを噴きつ
けることによって、基材に付着している水分を飛散ない
し蒸散させる。

【００２４】次に、コーティング工程Ｓ１６において、
基材の陽極酸化膜上にコーティング層を設ける。具体的
には、液状のコーティング剤を、スピンコート、ディッ
プコート、ドクターブレード法、ロールコートなどの手
段によって、基材の陽極酸化膜表面に塗布する。コーテ
ィング層を構成する材料としては、市販の無機系コーテ
ィング剤や、ゾルゲル法を利用して固化可能な金属酸化
物ゾルなどを使用することができる。

【００２５】次に、焼付け工程Ｓ１７においてコーティ
ング層を硬化させる。具体的には、上述のようにコーテ
ィング剤が塗布された基材を、室温で１０分程度静置し
た後に、１２０℃に加熱したオーブンに３０〜６０分間
放置することによって、陽極酸化膜上のコーティング層
を硬化させる。このようにコーティング層を設けること
によって、既に着色されている陽極酸化膜に光沢を付与
してその色調を引き立たせることができるとともに、陽
極酸化膜を物理的に保護することができる。ただし、本
発明では、コーティング層を形成する必要のない場合に
は、コーティング工程Ｓ１６および焼付け工程Ｓ１７は
行われない。

【００２６】本実施形態に係るマグネシウム材の着色方
法によると、陽極酸化処理において、本来的には白色で
ある陽極酸化膜が顔料を取込みつつマグネシウム材表面
に成長形成される。このようにして陽極酸化膜に無塗装
着色が施されるため、マグネシウム材製品のリサイクル
過程において、製品製造時に塗装処理を行う場合に生じ
ていた作業環境の劣悪化や作業工程数の増加という上述
の従来の問題は回避される。また、着色に際して塗料が
用いられないので、マグネシウム材表面からの塗膜の剥
離は回避される。

【００２７】図３は、本発明の第２の実施形態に係るマ
グネシウム材の着色方法のフローチャートである。本実
施形態は、脱脂工程Ｓ２１と、第１水洗工程Ｓ２２と、
陽極酸化工程Ｓ２３と、第２水洗工程Ｓ２４と、活性化
工程Ｓ２５と、第３水洗工程Ｓ２６と、染色工程Ｓ２７
とを含む。

【００２８】本実施形態では、着色対象であるマグネシ
ウム製またはマグネシウム合金製の基材に対して、ま
ず、脱脂工程Ｓ２１およびこれに続いて第１水洗工程Ｓ
２２を行う。具体的な手法および使用する試薬などにつ
いては、第１の実施形態における脱脂工程Ｓ１１および
第１水洗工程Ｓ１２に関して上述したのと同様である。

【００２９】次に、陽極酸化工程Ｓ２３において、基材
表面に対して陽極酸化処理を施す。陽極酸化処理に使用
する電解液は、酸化膜形成用の種々の試薬を含む。酸化
膜形成試薬としては、例えばアルミン酸ナトリウム、メ
タケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウムなど、白色陽極
酸化膜の形成に好適な試薬を用いる。電解液は、これら
の成分を含んで電解時に火花放電を生じるように調製さ
れている。このような電解液を用いて、図２に示すよう
に、電源１の陽極端子に着色すべき基材２を電気的に接
続し、陰極端子にステンレス電極またはカーボン電極３
を電気的に接続し、これらを一対の電極として電解液４
に浸漬した状態で当該電極間に直流電圧を印加し、定電
流電解を行う。このとき、電流密度は１〜８Ａ／ｄｍ²
の範囲とする。電解液温度は１５〜６０℃の範囲とす
る。また、マグネティックスターラー５により電解液は
攪拌する。陽極酸化処理においては、基材電極が陽極で
ある時に基材表面にて火花放電が生じ、基材表面にて陽
極酸化膜が次第に成長形成されていく。このようにし
て、本実施形態では厚み５〜１０μｍの陽極酸化膜が形
成される。

【００３０】次に、第２水洗工程Ｓ２４において、上述
の陽極酸化工程Ｓ２３を経た基材を流水でよく洗浄し、
基材に付着している電解液を除去する。

【００３１】次に、活性化工程Ｓ２５において、染料に
よる染色作用の感受性を高めるため、基材の陽極酸化膜
表面を活性化する。陽極酸化膜の活性化を図る手段とし
ては、ＥＤＴＡなどの錯化剤やピロリン酸塩を含む水溶
液に浸漬することによって陽極酸化膜表面を粗面化する
方法、或は、シラン系カップリング剤を含む水溶液に浸
漬することによって陽極酸化膜表面を化学修飾する方法
を採用することができる。シラン系カップリング剤とし
ては、例えばアミノ基を有するシラン系カップリング剤
を用いることができる。

【００３２】次に、第３水洗工程Ｓ２６において、上述
の活性化工程Ｓ２５を経た基材を流水でよく洗浄し、基
材に付着している活性化処理液を除去する。この後、基
材を乾燥する。なお、上述の活性化工程Ｓ２５において
カップリング剤を使用する場合には、カップリング剤処
理後に乾燥工程を行わずに済むように、処理液に対し
て、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアル
コールなどのアルコールを添加してもよい。アルコール
添加量は１０〜５０％の範囲が好ましい。処理液中に過
剰なアルコールが存在すると、早く乾燥しすぎて染色む
らの原因となり得る。

【００３３】次に、染色工程Ｓ２７において、白色陽極
酸化膜が既に形成されている基材を所望の染料を含んだ
染色液に浸漬することによって、基材に対して染色を施
す。染料としては、例えば、アゾ染料、アントラキノン
染料、インジゴイド染料、フタロシアニン染料、硫化染
料、トリフェニルメタン染料、ピラゾロン染料、スチル
ベン染料、ジ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、チアゾール染料、メチン染料、
ニトロ染料、ニトロソ染料などを挙げることができる。
染色液は、所望の染料を０．１〜５ｇ／Ｌの濃度で水に
溶解し、緩衝液でｐＨを５〜６に調整することによって
用意される。

【００３４】染色に際しては、まず、染色液を５０〜６
０℃に加温し、これを維持しておく。次に、当該染色液
に対して、既に陽極酸化膜が形成されている基材を１０
〜３０分間浸漬する。次に、基材を染色液から引き上
げ、流水で染色液を洗い落とす。その後、窒素ブロー
し、オーブンで乾燥させる。このとき、オーブン内温度
は１２０〜１５０℃、乾燥時間は３０〜６０分が好まし
い。この処理において、使用する染料によって、マグネ
シウムまたはマグネシウム合金よりなる基材の陽極酸化
膜に対して任意の彩色が可能である。

【００３５】本実施形態においても、第１の実施形態と
同様に、コーティング工程およびこれに続いて焼付け工
程を行うことによって、陽極酸化膜上にコーティング層
を形成してもよい。コーティング層を設けることによっ
て、既に着色されている陽極酸化膜に光沢を付与してそ
の色調を引き立たせることができるとともに、陽極酸化
膜を物理的に保護することができる。

【００３６】本実施形態に係るマグネシウム材の着色方
法によると、陽極酸化処理により成長形成された陽極酸
化膜が活性化された後、当該陽極酸化膜は染色される。
そのため、マグネシウム材製品のリサイクル過程におい
て、製品製造時に塗装処理を行う場合に生じていた作業
環境の劣悪化や作業工程数の増加という上述の従来の問
題は回避される。また、着色に際して塗料が用いられな
いので、マグネシウム材表面からの塗膜の剥離は回避さ
れる。

【００３７】

【実施例】次に、本発明の実施例について、比較例とと
もに記載する。実施例１〜２は第１の実施形態に係る実
施例であり、実施例３〜２６は第２の実施形態に係る実
施例である。

【００３８】

【実施例１】＜電解液の調製＞アルミン酸ナトリウム
（関東化学製）を１００ｇ／Ｌ、および、パール顔料
（商品名：Iriodin Blue WII、Merck製）を１０％の濃
度で含み、ｐＨ１３．６の電解液を調製した。

【００３９】＜着色の工程＞脱脂工程およびこれに続く
第１水洗工程を経た基材としてのＡＺ３１合金板（東洋
マーク製、７０ｍｍ×２０ｍｍ×１．５ｍｍ）を上述の
電解液に浸漬し、図２の装置構成において、当該ＡＺ３
１合金板およびステンレス（ＳＵＳ−３０４）板を一対
の電極として、マグネティックスターラーにより電解液
を４００ｒｐｍに攪拌しつつ、４Ａ／ｄｍ²の電流密度
で１０分間の交流電解を行った。このときの電解液の温
度は３０℃に維持した。次に、電解液から基材を引き上
げ、流水による第２水洗工程に付した。次に、窒素ブロ
ー工程において、基材を乾燥させた。その結果、顔料を
取込むことによって緑色に着色している陽極酸化膜を有
するＡＺ３１合金板が得られた。

【００４０】

【実施例２】＜電解液の調製＞メタケイ酸ナトリウム
（和光純薬工業製）を２００ｇ／Ｌ、および、パール顔
料（商品名：Iriodin 153 WII、Merck製）を１０％の濃
度で含み、ｐＨ１３の電解液を調製した。

【００４１】＜着色の工程＞脱脂工程およびこれに続く
第１水洗工程を経た基材としてのＡＺ３１合金板（東洋
マーク製、７０ｍｍ×２０ｍｍ×１．５ｍｍ）を上述の
電解液に浸漬し、図２の装置構成において、当該ＡＺ３
１合金板およびステンレス（ＳＵＳ−３０４）板を一対
の電極として、４Ａ／ｄｍ²の電流密度で１０分間の交
流電解を行った。このときの電解液の温度は３０℃に維
持した。次に、電解液から基材を引き上げ、流水による
第２水洗工程に付した。次に、窒素ブロー工程におい
て、基材を乾燥させた。次に、無機コーティング剤ヒー
トレスガラス（商品名：GS-600-1type BC、大橋化学
製）に基材を浸漬し、３ｍｍ／秒で引き上げた。これを
室温で３０分間放置した後、１２０℃に加熱したオーブ
ンで６０分間乾燥することによって、陽極酸化膜に対し
てコーティング層を焼付けた。その結果、顔料を取込む
ことによって金色に着色している陽極酸化膜を有して、
当該酸化膜がコーティングされているＡＺ３１合金板が
得られた。

【００４２】

【実施例３〜１２および比較例１，２】＜電解液の調製
＞水酸化カリウムを２．９Ｍ、フッ化カリウムを０．６
Ｍ、リン酸三ナトリウムを０．１Ｍ、アルミン酸ナトリ
ウムを０．５Ｍ、すず酸ナトリウムを０．１３Ｍの濃度
で含み、ｐＨ１４の水溶液を調製した。この水溶液に対
して、後述の陽極酸化処理の直前に、最終濃度が０．１
４Ｍとなるようにジエチレングリコールを添加・混合す
ることによって、電解液を調製した。

【００４３】＜着色の工程＞実施例３〜１２および比較
例１，２として、基材としてのＡＺ３１合金板（東洋マ
ーク製、７０ｍｍ×２０ｍｍ×１．５ｍｍ）を計１２枚
用意し、まず、脱脂工程において、これら１２枚の基材
に対して脱脂処理を施した。具体的には、水酸化ナトリ
ウムを３０ｇ／Ｌ、水酸化カリウムを３０ｇ／Ｌの濃度
で含む８０℃の水溶液に１２枚の基材を３０分間浸漬し
た。次に、第１水洗工程においてこれらを水洗した。次
に、各基材ごとに陽極酸化工程を行った。具体的には、
図２の装置構成において、各基材およびステンレス（Ｓ
ＵＳ−３０４）板を一対の電極として上述の電解液に浸
漬し、１Ａ／ｄｍ²の電流密度で１５分間の定電流電解
を行った。各基材は、図４に示すＰ２およびＰ３の領域
が電解液に接するように浸漬した。このときの電解液の
温度は２５℃に維持した。本陽極酸化工程においては、
約１０μｍの厚みの陽極酸化膜が形成された。次に、電
解液から基材を引き上げ、流水による第２水洗工程に付
し、窒素ブローにより各基材を乾燥した。

【００４４】次に、活性化工程において、実施例３〜１
２の基材を活性化工程に付した。比較例１，２の基材は
活性化工程に付さなかった。活性化工程において、基材
は、錯化剤としてのＥＤＴＡ−４Ｎａ（同仁化学（株）
製）を含んだ約２５℃の表面活性処理液に浸漬した。各
基材は、図４に示すＰ３の領域が処理液に接するように
浸漬した。各実施例の基材について、処理液の錯化剤濃
度および浸漬時間は次のとおりである。実施例３，８の
基材については錯化濃度０．０５Ｍで浸漬時間１０分、
実施例４，９の基材については錯化濃度０．０５Ｍで浸
漬時間３０分、実施例５，１０の基材については錯化濃
度０．１Ｍで浸漬時間１０分、実施例６，１１の基材に
ついては錯化濃度０．２Ｍで浸漬時間１０分、実施例
７，１２の基材については錯化濃度０．２Ｍで浸漬時間
３０分である。なお、上述のように、比較例１，２の基
材は表面活性処理液に浸漬していない。

【００４５】次に、活性化工程に付した基材を第３水洗
工程にて流水で洗浄し、その後に乾燥した。次に、実施
例３〜１２および比較例１，２の基材を染色工程に付し
た。具体的には、実施例３〜７および比較例１の基材
は、オレンジ色染料（商品名：Sanodal Orange、クラリ
アント（株）製）を５ｇ／Ｌの濃度で含んで酢酸アンモ
ニウム緩衝液でｐＨ５．５に調整された５５℃の染色液
に１０分間浸漬した。一方、実施例８〜１２および比較
例２の基材は、青色染料（商品名：Sanodal Blue、クラ
リアント（株）製）を３ｇ／Ｌの濃度で含んで酢酸アン
モニウム緩衝液でｐＨ５．５に調整された５５℃の染色
液に１０分間浸漬した。各基材は、図４に示すＰ２およ
びＰ３の領域が染色液に接するように浸漬した。次に、
各基材を染色液から引き上げて流水で３０秒以上洗浄し
た後、窒素ブローし、更に、１３０℃に加温したオーブ
ン中で３０分間放置することにより、乾燥した。

【００４６】＜染色結果＞図４には、実施例３〜１２お
よび比較例１，２の基材の染色状態が模式的に表されて
いる。各基材において、Ｐ１は地金の領域、Ｐ２は陽極
酸化膜を直接染色した領域、Ｐ３は陽極酸化膜を活性化
処理した後に染色した領域である。実施例３〜１２の基
材において、Ｐ３領域については所望の濃さで染色され
た。Ｐ２の領域はＰ３の領域よりも薄く染色され、染色
剥離が生じている箇所もあった。比較例１，２の基材は
良好に染色されなかった。

【００４７】

【実施例１３〜１６】＜着色の工程＞実施例１３〜１６
として、基材としてのＡＺ３１合金板（東洋マーク製、
７０ｍｍ×２０ｍｍ×１．５ｍｍ）を計４枚用意し、こ
れらについて、実施例３〜１２と同様にして、脱脂工
程、第１水洗工程、陽極酸化工程、および第２水洗工程
を行った。次に、活性化工程において、各基材を活性化
工程に付した。活性化工程において、基材は、ピロリン
酸カリウム（和光純薬工業（株）製）を０．１１Ｍの濃
度で含んだ表面活性処理液に浸漬した。各基材は、図５
に示すＰ３の領域が処理液に接するように浸漬した。各
実施例の基材について、浸漬時間および処理液温度は次
のとおりである。実施例１３の基材は浸漬時間１０分で
処理液温度２５℃、実施例１４の基材は浸漬時間３０分
で処理液温度２５℃、実施例１５の基材は浸漬時間１０
分で処理液温度６０℃、実施例１６の基材は浸漬時間３
０分で処理液温度６０℃である。

【００４８】次に、活性化工程に付した基材を第３水洗
工程にて流水で水洗し、その後に乾燥した。次に、実施
例１３〜１６の基材を染色工程に付した。具体的には、
青色染料（商品名：Sanodal Blue、クラリアント（株）
製）を３ｇ／Ｌの濃度で含んで酢酸アンモニウム緩衝液
でｐＨ５．５に調整された５５℃の染色液に１０分間浸
漬した。各基材は、図５に示すＰ２およびＰ３の領域が
染色液に接するように浸漬した。次に、各基材を染色液
から引き上げて流水で３０秒以上洗浄した後、窒素ブロ
ーし、更に、１３０℃に加温したオーブン中で３０分間
放置することにより、乾燥した。

【００４９】＜染色結果＞図５には、実施例１３〜１６
の基材の染色状態が模式的に表されている。各基材にお
いて、Ｐ１は地金の領域、Ｐ２は陽極酸化膜を直接染色
した領域、Ｐ３は陽極酸化膜を活性化処理した後に染色
した領域である。各基材において、Ｐ３領域については
所望の濃さの染色が施された。Ｐ２の領域についてはＰ
３の領域よりも薄く染色され、染色剥離が生じている箇
所もあった。

【００５０】

【実施例１７〜２６および比較例３〜１２】＜着色の工
程＞実施例１７〜２６および比較例３〜１２として、基
材としてのＡＺ３１合金板（東洋マーク製、７０ｍｍ×
２０ｍｍ×１．５ｍｍ）を計１７枚用意し、これらにつ
いて、実施例３〜１２と同様にして、脱脂工程、第１水
洗工程、陽極酸化工程、および第２水洗工程を行った。
次に、活性化工程において、各基材を活性化工程に付し
た。活性化工程において、実施例１７〜２１の基材は、
アミノ基を有するシラン系カップリング剤（商品名：KB
M-903、信越化学（株）製）を含んだ表面活性処理液に
浸漬した。実施例２２〜２６の基材は、別のカップリン
グ剤（商品名：A-1120、日本ユニカー（株）製）を含ん
だ表面活性処理液に浸漬した。比較例３〜７の基材は、
メルカプト基を有するシラン系カップリング剤（商品
名：KBM-803、信越化学（株）製）を含んだ表面活性処
理液に浸漬した。これらカップリング剤は、マグネシウ
ム合金を溶解させないアルカリ性のカップリング剤であ
る。各基材は、全体が処理液に接するように、２５℃で
１０秒間浸漬し、その後乾燥させた。処理液への浸漬と
その後の乾燥は、同一の基材について計３回繰り返し行
った。なお、比較例８〜１２の基材は活性化工程に付し
ていない。

【００５１】次に、実施例１７〜２６および比較例３〜
１２の基材を染色工程に付した。具体的には、実施例１
７，２２および比較例３，８の基材は、アゾ染料（商品
名：Sanodal Orange、クラリアント（株）製）を５ｇ／
Ｌの濃度で含む染色液に浸漬した。実施例１８，２３お
よび比較例４，９の基材は、アントラキノン染料（商品
名：Sanodal Blue、クラリアント（株）製）を３ｇ／Ｌ
の濃度で含む染色液に浸漬した。実施例１９，２４およ
び比較例５，１０の基材は、メチン染料（商品名：Sano
dal Yellow、クラリアント（株）製）を３ｇ／Ｌの濃度
で含む染色液に浸漬した。実施例２０，２５および比較
例６，１１の基材は、別のアゾ染料（商品名：Aluminum
Green、クラリアント（株）製）を１ｇ／Ｌの濃度で含
む染色液に浸漬した。実施例２１，２６および比較例
７，１２の基材は、フタロシアニン染料（商品名：Sano
dal Turquoise、クラリアント（株）製）を５ｇ／Ｌの
濃度で含む染色液に浸漬した。各染色液は、酢酸アンモ
ニウム緩衝液でｐＨ５．５に調整したものであって、染
色工程中は５５℃に維持した。各基材は、全体が染色液
に接するように浸漬した。次に、各基材を染色液から引
き上げて流水で３０秒以上洗浄した後、窒素ブローし、
更に、１３０℃に加温したオーブン中で３０分間放置す
ることにより、乾燥した。

【００５２】＜染色結果＞図６には、実施例１７〜２６
および比較例３〜１２の基材の染色状態が模式的に表さ
れている。KBM-903のアミノシラン系カップリング剤に
より活性化処理を施した実施例１７〜２１の基材、およ
び、A-1120のカップリング剤により活性化処理を施した
実施例２２〜２６の基材は、所望の濃さに染色された。
一方、KBM-803のメルカプトシラン系カップリング剤に
より活性化処理を施した比較例３〜７の基材は、カップ
リング剤皮膜が染料液をはじいてしまい、染色されなか
った。また、比較例８〜１２の基材は実施例１７〜２６
よりも薄く染色され、染色剥離が生じている箇所もあっ
た。

【００５３】以上のまとめとして、本発明の構成および
そのバリエーションを以下に付記として列記する。

【００５４】（付記１）マグネシウム製またはマグネシ
ウム合金製の基材の表面を陽極酸化処理することによっ
て、前記基材の表面に陽極酸化膜を設ける陽極酸化工程
を含み、前記陽極酸化膜に対して無塗装着色を施すこと
を特徴とする、マグネシウム材の着色方法。（付記２）前記陽極酸化工程の前記陽極酸化処理におい
て、顔料を含む電解液を使用し、当該顔料を取込みつつ
前記陽極酸化膜を設けることによって前記無塗装着色を
達成する、付記１に記載のマグネシウム材の着色方法。（付記３）前記顔料は無機顔料である、付記２に記載の
マグネシウム材の着色方法。（付記４）前記顔料は、体質顔料を染料で染色したレー
キ顔料である、付記２に記載のマグネシウム材の着色方
法。（付記５）更に、前記陽極酸化膜の表面に対して活性化
処理を施す活性化工程と、活性化された前記陽極酸化膜
の表面を染料で染色することによって前記無塗装着色を
達成する染色工程と、を含む、付記１に記載のマグネシ
ウム材の着色方法。（付記６）前記活性化工程において、前記陽極酸化膜の
表面に対して錯化剤またはピロリン酸塩を作用させるこ
とによって、当該陽極酸化膜表面を粗化する、付記５に
記載のマグネシウム材の着色方法。（付記７）前記活性化工程において、前記陽極酸化膜の
表面に対して、アミノ基を有するシラン系カップリング
剤を作用させることによって、当該陽極酸化膜表面を化
学修飾する、付記５に記載のマグネシウム材の着色方
法。（付記８）前記陽極酸化処理に使用される電解液は、ア
ルミン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、およびケ
イ酸ナトリウムよりなる群から選択される、付記１から
７のいずれか１つに記載のマグネシウム材の着色方法。（付記９）更に、前記無塗装着色が施された前記陽極酸
化膜に対して、無機コーティング剤によるクリアコーテ
ィングを行う工程を含む、付記１から８のいずれか１つ
に記載のマグネシウム材の着色方法。（付記１０）付記１から９のいずれか１つに記載のマグ
ネシウム材の着色方法により着色されている携帯機器筐
体。

【００５５】

【発明の効果】本発明によると、第１の実施形態におい
ては、マグネシウムおよびマグネシウム合金の表面に陽
極酸化膜を形成するのと同時に着色を施すことができ、
その結果、着色を要するマグネシウム材製品の製造にお
いて工程数を削減することが可能となる。また、塗料に
よる塗装処理を行わずに、着色に際して顔料として無機
顔料を用いると、陽極酸化膜および無機顔料は無機物で
あるため、マグネシウム材製品のリサイクル過程におい
て、そのまま溶解炉に入れて燃焼させても有毒ガスの発
生を抑制することが可能となる。一方、第２の実施形態
においても、塗料を使用しないためにリサイクル処理時
における有害なガスの発生を抑制することが可能とな
る。また、白色であって活性化されている陽極酸化膜表
面に対して染色が施されるため、所望の染色が適切に達
成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るマグネシウム材
の着色方法のフローチャートである。

【図２】陽極酸化処理装置の模式図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係るマグネシウム材
の着色方法のフローチャートである。

【図４】実施例３〜１２および比較例１，２の染色状態
を表す。

【図５】実施例１３〜１６の染色状態を表す。

【図６】実施例１７〜２６および比較例３〜１２の染色
状態を表す。

【図７】マグネシウム材により作製した携帯機器筐体の
一例を表す。

【符号の説明】

Ｓ１１，Ｓ２１脱脂工程Ｓ１２，Ｓ２２第１水洗工程Ｓ１３，Ｓ２３陽極酸化工程Ｓ１４，Ｓ２４第２水洗工程Ｓ１５窒素ブロー工程Ｓ１６コーティング工程Ｓ１７焼付け工程Ｓ２５活性化工程Ｓ２６第３水洗工程Ｓ２７染色工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネシウム製またはマグネシウム合金
製の基材の表面を陽極酸化処理することによって、前記
基材の表面に陽極酸化膜を設ける陽極酸化工程を含み、前記陽極酸化膜に対して無塗装着色を施すことを特徴と
する、マグネシウム材の着色方法。
【請求項２】前記陽極酸化工程の前記陽極酸化処理に
おいて、顔料を含む電解液を使用し、当該顔料を取込み
つつ前記陽極酸化膜を設けることによって前記無塗装着
色を達成する、請求項１に記載のマグネシウム材の着色
方法。
【請求項３】更に、前記陽極酸化膜の表面に対して活
性化処理を施す活性化工程と、活性化された前記陽極酸化膜の表面を染料で染色するこ
とによって前記無塗装着色を達成する染色工程と、を含
む、請求項１に記載のマグネシウム材の着色方法。
【請求項４】前記活性化工程において、前記陽極酸化
膜の表面に対して錯化剤またはピロリン酸塩を作用させ
ることによって、当該陽極酸化膜表面を粗化する、請求
項３に記載のマグネシウム材の着色方法。
【請求項５】前記活性化工程において、前記陽極酸化
膜の表面に対して、アミノ基を有するシラン系カップリ
ング剤を作用させることによって、当該陽極酸化膜表面
を化学修飾する、請求項３に記載のマグネシウム材の着
色方法。
【請求項６】前記陽極酸化処理に使用される電解液
は、アルミン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、お
よびケイ酸ナトリウムよりなる群から選択される、請求
項１から５のいずれか１つに記載のマグネシウム材の着
色方法。
【請求項７】請求項１から６のいずれか１つに記載の
マグネシウム材の着色方法により着色されているマグネ
シウム材製筐体。