JP2003231979A - マグネシウム及びその合金のメッキ処理法 - Google Patents

マグネシウム及びその合金のメッキ処理法

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Kenji Tanaka
健司 田中
Takao Asami
隆男 浅見
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TANAKA IND
Tanaka Sangyo Co Ltd
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TANAKA IND
Tanaka Sangyo Co Ltd
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面に低公害で耐食性と金属光沢のある装飾
性を付与することができるマグネシウム及びその合金の
メッキ処理法を提供する。 【解決手段】 マグネシウム及びその合金の表面に酸化
皮膜を形成する第1の工程と、第1の工程で形成された
酸化皮膜の上に紫外線照射により活性化する粉粒状の半
導体物質を塗布して紫外線活性化層を形成する第2の工
程と、第2の工程で形成された紫外線活性化層を無電解
メッキ液中に浸漬し、紫外線を照射して無電解メッキ層
を形成する第3の工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子機器類の筐
体や自動車物品などの材料として最適なマグネシウム及
びその合金(以下マグネシウムと略称する場合がある)の
メッキ処理法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子機
器類や自動車物品などの材料としては、軽量化及び高性
能化のため、アルミ合金が多用されている。しかし、最
近では、さらなる軽量化及び高性能化のため、実用金属
の中で最も比重が軽く、また切削加工性にも優れている
マグネシウム及びその合金が用いられる傾向にある。
【0003】ところで、マグネシウムは、実用金属の中
で最も卑な金属であるので、防錆のために表面処理を行
うことが不可欠である。マグネシウムの表面処理方法に
ついては、JISに規定されているが、このJISによ
る処理方法では、クロム酸などのクロム化合物を使用し
ているので、環境問題が内在している。また、この処理
方法で得られるマグネシウムの表面は、くすんだ状態と
なって外観が悪く、耐食性も不十分のため、最終製品の
最外装(外表面)は、塗装に依らざるを得ない状況であ
り、本来マグネシウムが有している金属光沢を表出させ
得ないのが現状である。
【0004】本発明者らは、クロム化合物を用いること
なく、マグネシウムに耐食性と金属感のある装飾性を付
与するために、マグネシウムを無電解メッキ処理法によ
り処理することを試みた。つまり、マグネシウムを薬品
類により表面活性化処理した後に、この表面を無電解メ
ッキ処理する。しかし、この方法では、先に述べたよう
に、マグネシウムは実用金属の中で最も卑な金属である
ため、活性化処理時に用いる薬品類によってマグネシウ
ムの表面に腐食が起こる。
【0005】本発明者らは、以上のことを考慮してさら
に研究を続けた結果、マグネシウムの表面に酸化皮膜を
形成し、この上に紫外線照射により活性化する例えば光
触媒である二酸化チタンなどの粉粒状の半導体物質を付
着させて紫外線活性化層を形成し、これを無電解メッキ
液中に浸漬して紫外線を照射すれば、マグネシウム表面
の腐食を招く表面活性化処理時の薬品類を用いることな
く、紫外線活性化層の上に無電解メッキ層を形成できる
ことを見出した。そこで、本発明は、低公害で耐食性と
金属光沢のある装飾性を付与できるマグネシウムのメッ
キ処理法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のメッキ処理法は、マグネシウム及びその合
金の表面に酸化皮膜を形成する第1の工程と、第1の工
程で形成された酸化皮膜の上に紫外線照射により活性化
する粉粒状の半導体物質を付着させて紫外線活性化層を
形成する第2の工程と、第2の工程で形成された紫外線
活性化層を無電解メッキ液中に浸漬し、紫外線を照射し
て無電解メッキ層を形成する第3の工程とからなる。
【0007】以上の工程により、耐食性があって金属光
沢のある装飾性に富むマグネシウムの表面が低公害で得
られる。
【0008】上記方法の第2の工程では、紫外線照射に
より活性化する粉粒状の半導体物質を樹脂に分散させた
塗料を用い、この塗料を第1の工程で形成された酸化皮
膜の上に塗布して紫外線活性化層を形成することが好ま
しい。このようにすれば、酸化皮膜の上に紫外線照射に
より活性化する紫外線活性化層が均一に形成されて、第
3の工程において均一で良好な無電解メッキ層が形成さ
れる。
【0009】上記の紫外線照射により活性化する粉粒状
の半導体物質としては、比較的安価で取り扱いが容易な
二酸化チタンが好適に使用される。
【0010】また、上記第1の工程の後には、第1の工
程で形成された酸化皮膜の上に樹脂層を形成することが
好ましい。このようにすれば、マグネシウム表面の耐食
性がより高められる。つまり、第1の工程で形成された
酸化皮膜には、マグネシウム金属の特性から生じる微小
なピンホールが多数存在し、このピンホールを通して下
地のマグネシウムが腐食されるため、耐食性を損なう原
因となっていた。これに対し酸化皮膜の上に樹脂層を形
成すれば、この樹脂層がピンホールを埋める一種の封孔
作用をなし、酸化皮膜の外気との接触が絶たれて、マグ
ネシウム表面のより優れた耐食性と耐久性が得られる。
【0011】また、上記第3の工程の後には、第3の工
程で形成された無電解メッキ層の上に装飾メッキ層を形
成することも好ましい。このようにすれば、より良好な
装飾性が得られると同時に、装飾メッキ層により表面が
硬くなって、一層良好な耐食性と耐久性が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明は、先ず、第1の工程で、マグネシウム及び
その合金の表面に酸化皮膜を形成する。次に、第2の工
程で、第1の工程で形成された酸化皮膜の上に紫外線照
射により活性化する粉粒状の半導体物質を付着させて紫
外線活性化層を形成する。これに続いて、第3の工程
で、第2の工程で形成された紫外線活性化層を無電解メ
ッキ液中に浸漬し、外部から紫外線を照射して無電解メ
ッキ層を形成する。
【0013】第1の工程としては、例えば通常行われて
いる陽極酸化法及び化成処理法が採用され、これにより
マグネシウム酸化物などを主体とする例えば0.1〜4
0μm程度の粉粒状の半導体物質層からなる酸化皮膜を
形成する。この粉粒状の半導体物質層からなる酸化皮膜
は、マグネシウム表面の耐久性と耐食性を付与する。
【0014】また、第2の工程においては、紫外線照射
により活性化する例えば光触媒である二酸化チタンなど
の粉粒状の半導体物質を用い、これを第1の工程で得ら
れた酸化皮膜の上に塗布して、例えば0.1μm以上の
紫外線活性化層を形成する。このとき、酸化皮膜の上に
紫外線活性化層を均一に設けて、第3の工程において均
一で良好な無電解メッキ層を形成するためには、紫外線
照射により活性化する粉粒状の半導体物質を樹脂に分散
させた塗料を用い、この塗料を第1の工程で形成された
酸化皮膜の上に塗布することが好ましい。
【0015】ここで、紫外線照射により活性化する粉粒
状の半導体物質としては、先に述べた二酸化チタンの他
に、光導電性を有する例えば酸化亜鉛などの粉粒状の金
属化合物を用いることも可能であり、この金属化合物の
場合でも紫外線の照射条件により活性化することができ
る。また、粉粒状の半導体物質を分散させる樹脂として
は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ポ
リイミド樹脂、シリコン樹脂などの熱硬化性樹脂、紫外
線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂及びこれらの混合物な
どが採用される。また、紫外線照射により活性化すると
樹脂との配合比は、固形分比で1:9〜9:1の範囲で
の使用が可能である。
【0016】第3の工程では、無電解メッキ液として、
硫酸、酢酸ニッケルや酢酸、クエン酸ナトリウムなどの
有機酸が用いられ、この電解メッキ液中に第2の工程で
形成された紫外線活性化層を浸漬し、外部からの紫外線
照射により二酸化チタンなどの粉粒状の半導体物質から
なる紫外線活性化層を励起させて無電解メッキ層を形成
する。この無電解メッキ層を形成することによって、マ
グネシウムの表面が耐食性に富むものとなり、またマグ
ネシウム本来の金属光沢が外部表出されて装飾性にも優
れたものとなる。無電解メッキ層は、最終製品の用途や
使用条件などによって異なるが、通常1〜20μm程度
の膜厚に形成する。このとき、無電解メッキ層の膜厚
は、紫外線の照度と照射時間及び無電解メッキ液への浸
漬時間によって任意に調整できる。
【0017】上記第1工程の後には、マグネシウム表面
の耐食性をより高める上で、第1の工程で形成された酸
化皮膜の上に目止め用の樹脂層を形成することが好まし
い。この樹脂層としては、アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂などの熱
硬化性樹脂が好適に用いられる。この他にも、紫外線硬
化型樹脂や電子線硬化型樹脂及びこれらの混合物などを
用いることもできる。また、これらの樹脂は酸化皮膜の
上に1〜30μm程度塗布される。
【0018】また、上記第3工程の後には、マグネシウ
ム表面のより良好な装飾性と耐食性及び耐久性を得る上
では、第3の工程で形成された無電解メッキ層の上にさ
らに装飾メッキ層を形成することが好ましい。この装飾
メッキ層を形成するためには、電気メッキ、化学メッ
キ、置換メッキ、真空メッキ、溶融メッキなどの各メッ
キ法が採用される。また、装飾メッキ層を形成する金属
としては、例えばニッケル、銅、クロムなどを採用でき
る。
【0019】さらに、上記第3の工程の後及び装飾メッ
キ層を形成した後には、メッキ層をホーニング処理(サ
ンドブラスト処理)することにより表面をマット化し、
この表面をメッキ処理することによって梨地状の金属面
とすることもできる。
【0020】以下、本発明の表面処理方法を、実施例を
挙げて説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限
定されるものではない。 実施例1 AZ91―マグネシウム合金(マグネシウム90%、ア
ルミニウム9%、亜鉛1%)を用い、これを陽極酸化処
理した(第1の工程)。ここでの陽極酸化処理は、硫酸ア
ンモニウム50g/l、フッ化アンモニウム5g/l、
酢酸アンモニウム25g/lの電解浴を用い、浴温65
℃、電流密度1A/dm2、電解時間90分の条件下で
行った。これにより上記マグネシウム合金の表面に15
μmの酸化皮膜層を形成した。この後、酸化皮膜層の上
にスプレー塗装法によりアクリル樹脂を15μm塗布
し、150℃の温度で30分間乾燥させた。
【0021】次に、アクリル樹脂に粉末状の二酸化チタ
ン60重量%を分散させた塗料を用意し、この塗料中に
上記マグネシウム合金を浸漬して、前工程で塗布された
アクリル樹脂の上に15μm塗布した。これに続いて、
200℃の温度で30分間乾燥させて、紫外線活性化層
を形成した(第2の工程)。
【0022】この後、上記マグネシウム合金を無電解メ
ッキ液中に浸漬し、紫外線を照射して無電解メッキ層を
形成した。ここでの無電解メッキ処理は、酢酸ニッケル
100g/l、ホスフィン酸ナトリウム30g/l、ク
エン酸ナトリウム50g/l、ホウ酸30g/lの処理
浴を用い、pH10.0〜10.5、浴温60℃に調整し
ながら、200W水銀―キセノンランプを用いて紫外線
を20分間照射した。これにより第2の工程で得られた
紫外線活性化層の上に、5μmのニッケルメッキ層を形
成した(第3の工程)。
【0023】さらに、上記マグネシウム合金表面の耐食
性と耐久性を高め、かつ、金属光沢感を表出させるため
に、第3の工程で得られたニッケルメッキ層の上に装飾
メッキ層を形成した。ここでのメッキ処理は、硫酸ニッ
ケル300g/l、塩化ニッケル50g/l、ホウ酸4
0g/lの電解浴を用い、浴温50℃、電流密度4A/
dm2、電解時間8分の条件下で行った。これによりマ
グネシウム合金の表面に5μmの光沢ニッケルメッキ層
を形成した。
【0024】実施例2 AZ31―マグネシウム合金(マグネシウム96%、ア
ルミニウム3%、亜鉛1%)を用い、これを陽極酸化処
理した(第1の工程)。ここでの陽極酸化処理は、水酸化
ナトリウム50g/l、シュウ酸ナトリウム30g/
l、フッ化ナトリウム10g/lの電解浴を用い、浴温
20℃、電流密度2A/dm2、電解時間60分の条件
下で行った。これにより上記マグネシウム合金の表面に
20μmの酸化皮膜層を形成した。この後、酸化皮膜層
の上にスプレー塗装法によりエポキシ樹脂を20μm塗
布し、150℃の温度で40分間乾燥させた。
【0025】次に、アクリル樹脂に粉末状の二酸化チタ
ン40重量%を分散させた塗料を用意し、この塗料中に
試料を浸漬して、前工程で塗布されたエポキシ樹脂の上
に20μm塗布した。これに続いて、200℃の温度で
40分間乾燥させて、紫外線活性化層を形成した(第2
の工程)。ここで、二酸化チタンは、実施例1と同じも
のを使用した。
【0026】この後、上記マグネシウム合金を無電解メ
ッキ液中に浸漬し、紫外線を照射して無電解メッキ層を
形成した。ここでの無電解メッキ処理は、硫酸ニッケル
30g/l、酢酸ナトリウム25g/l、クエン酸ナト
リウム15g/l、次亜リン酸ナトリウム16g/l、
チオ尿素0.1g/lの処理浴を用い、pH5.0〜5.
5、浴温90℃に調整しながら、200W水銀―キセノ
ンランプを用いて紫外線を10分間照射した。これによ
り第2の工程で得られた紫外線活性化層の上に、2μm
のニッケルメッキ層を形成した(第3の工程)。
【0027】さらに、試料表面の耐食性と耐久性を高
め、かつ、金属光沢感を表出させるために、第3の工程
で得られたニッケルメッキ層の上に装飾メッキ層を形成
した。ここでのメッキ処理は、塩化ニッケル20g/
l、スルファミン酸ニッケル350g/l、ホウ酸35
g/lの電解浴を用い、浴温50℃、電流密度5A/d
2、電解時間10分の条件下で行った。これにより上
記マグネシウム合金の表面に10μmの光沢ニッケルメ
ッキ層を形成した。
【0028】次に、以上の実施例1.2で得られたマグ
ネシウム合金表面についての評価試験結果を示す。各マ
グネシウム合金ともに金属光沢のある皮膜が得られ、外
観良好であった。また、メッキ層の密着性についてテー
プ試験を行ったところ、各マグネシウム合金の何れも良
好で優れた密着性を有している。さらに、耐食性につい
て、JIS H 8502 のキャス試験に準じて試験を行っ
た結果は、各マグネシウム合金ともに4時間のレイティ
ングナンバは10、 8時間のレイティングナンバは1
0、24時間のレイティングナンバは9.8以上であ
り、何れのマグネシウム合金ともに耐食性に優れてい
る。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マグネ
シウムの表面に低公害で耐食性と金属光沢のある装飾性
を付与することができる。これにより、近年要望されて
いる電子機器類の筐体や自動車用物品としてのマグネシ
ウムやその合金の使用分野を拡大できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K022 AA02 AA14 BA14 CA29 DA01 DB02 DB03 DB30 4K044 AA06 BA06 BA12 BA21 BB04 BB05 BB06 BC02 BC09 CA15 CA16 CA18 CA53

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネシウム及びその合金の表面に酸化
    皮膜を形成する第1の工程と、 第1の工程で形成された酸化皮膜の上に紫外線照射によ
    り活性化する粉粒状の半導体物質を付着させて紫外線活
    性化層を形成する第2の工程と、 第2の工程で形成された紫外線活性化層を無電解メッキ
    液中に浸漬し、紫外線を照射して無電解メッキ層を形成
    する第3の工程とからなるマグネシウム及びその合金の
    メッキ処理法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、第2の工程は、紫外
    線照射により活性化する粉粒状の半導体物質を樹脂に分
    散させてなる塗料を用い、この塗料を第1の工程で形成
    された酸化皮膜の上に塗布して紫外線活性化層を形成す
    るマグネシウム及びその合金のメッキ処理法。
  3. 【請求項3】 請求項1及び2において、紫外線照射に
    より活性化する粉粒状の半導体物質が二酸化チタンであ
    るマグネシウム及びその合金のメッキ処理法。
  4. 【請求項4】 請求項1から3の何れかにおいて、第1
    の工程の後に、第1の工程で形成された酸化皮膜の上に
    樹脂層を形成するマグネシウム及びその合金のメッキ処
    理法。
  5. 【請求項5】 請求項1から4の何れかにおいて、第3
    工程の後に、第3の工程で形成された無電解メッキ層の
    上に装飾メッキ層を形成するマグネシウム及びその合金
    のメッキ処理法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011012293A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Daiwa Fine Chemicals Co Ltd (Laboratory) マグネシウム又はマグネシウム合金のめっき方法

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