JP2007002303A - 金属表面処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マグネシウム合金塗装製品の質感と製品付加価値を高めること。
【解決手段】 金属ワークに対し、従来式の底面ラッカを経た後、真空めっき膜工程を導入することによって、金属薄膜層を被覆し、透明硬膜ラッカ保護を施す工程を含む金属表面処理方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は金属表面処理方法に関するもので、とりわけ真空めっき膜工程の導入によって、合金の外観製品の表面処理を行い、金属の本質と金属の外観の質感を備えた合金製品を産出する金属表面処理方法に関するものである。

図１に従来のマグネシウム合金表面処理方法のフローチャートを示す。
同フローチャートから分かるように、従来の表面処理方法には以下の工程が含まれる。
最初に成型マグネシウム合金を形成し（S100）、続いて、当該マグネシウム合金ワークの加工修整（S102）を行い、そして当該加工修整後のマグネシウム合金ワークに対して皮膜処理を行い（S104）、底面ラッカ処理（S106）、表面ラッカ処理（S108）をして、最後に硬膜ラッカ保護処理（S110）を行い、完成品に仕上げる。
つまり、マグネシウム合金素材が加工を経て皮膜防蝕抗酸化処理が施され、実際の用途とニーズに応じて塗装ベーキング、めっき等の工程を経て最終的に必要とされるマグネシウム合金の製品となる。

一般に、外観用途に使用中のマグネシウム合金ワークについて、めっき工程で色彩に変化が起きないようにするため、また、アノード処理におけるワーク表面の品質要求は極めて高いので、生産歩留が低く、少数の特殊用途のものを除いて、３Ｃ製品の外観用に用いられている例はほとんど見かけない。

他にも、従来のラッカ処理では、異なるラッカ色を選んで用いることにより、ユーザーのニーズに合わせた異なる色彩を作り出すワークがなされていた。
しかしながら、従来はラッカ処理のラッカ料の特性で、直接金属の光沢感を作りだすことができず、使用者がすぐにマグネシウム合金の金属部の質感と付加価値を感じることを難しくしている。

前述のように、マグネシウム合金ワークについて、従来のアノード処理で金属の光沢感を出すことができた。
しかしながら、ワーク成型の過程で導入した微小穴が処理の困難度を高め、歩留を低くし、量産化に不向きにしている。
しかも、アノード処理の過程で大量の酸やアルカリ等の化学品を使用し、廃棄物の処理コストを絶えずに高めている。２１世紀で最重要とされるエコロジー製品への要求に鑑みても、明らかに環境保護とはいえない工程を含むものである。
その他、マグネシウム合金ワークの複雑な形によって、当該種類の製品のアノード処理に関し、全部分を浸透させる方式で行うしかない。ところが、アノード処理が形成する酸化層は絶縁体層であり、３Ｃ製品のワーク組み立て時に、裏に導電接地するニーズを満足させることができず、実際の応用時に最大の問題点となっている。

上記のことより、上述の従来の表面処理方法は実際に使用するにあたって、明らかに不便で欠点を有し、その改善が待たれている。
そこで、本発明人は前述の欠点を改善できないかと考え、長年に渡りこの方面に関連することに従事してきた経験を踏まえ、鋭意観察と研究に努め、学理の応用にマッチングさせ、合理的設計かつ前述の欠点を改善し得る効果的な本発明を想到するに至った。

本発明で解決する技術的な問題は、金属表面処理方法を提供して、真空めっき膜工程の導入より、マグネシウム合金の外観製品の表面処理がなされ、必要とされる種類のめっき処理あるいはアノード処理の金属の光沢感を持つマグネシウム合金製品を作り出す。金属ワークは従来の底面ラッカの後、真空めっき膜工程の導入によって、金属薄膜層を被覆し、その後透明硬膜ラッカ保護を施す。かつ、透明硬膜ラッカ漆料の中に色粉を加え、アノード処理の金属の光沢感を出し、マグネシウム合金塗装製品の質感と製品付加価値を高める効果をもたらす。よって、本発明は従来の塗装と金属真空めっき膜被覆等を複合的に結合する応用を提供するもので、非常に優れた独自の表面装飾処理により金属製品を作り出す製造方法である。

上記の技術上の問題を解決するため、本発明の中の一つの方法に基づき、金属表面処理方法を提供し、それには以下の工程が含まれ、まず初めに前置加工ワークの工程、続いて真空金属薄膜被覆設備によって、当該前置加工ワークにおいて真空方式で金属薄膜を被覆する工程、最後に保護用の硬膜を当該真空被覆金属後のワークに塗布する。
上記の技術上の問題を解決するため、本発明の中の一つの方法に基づき、金属表面処理方法を提供し、それには以下の工程が含まれ、まず初めに前置加工ワークの工程、続いて真空金属薄膜被覆設備によって、当該前置加工ワークにおいて真空方式で金属薄膜を被覆する工程、最後に当該真空金属薄膜を被覆後のワーク上に保護用の硬膜を塗布する工程となり、当該硬膜には異なる種類と比率の色粉が加えられている。

すなわち本願の第１発明は、加工したワークを提供する工程と、真空金属薄膜の被覆設備により真空被覆金属薄膜を加工した当該ワークに設置する工程と、保護用の硬膜を当該真空金属薄膜後のワーク上に塗布する工程を含むことを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第２発明は、前記第１発明において、前記加工したワークを提供する工程が、少なくとも形成設備により原料を初期ワークとする工程と、機械加工設備により当該初期ワークを修正し、寸法を定める工程と、それぞれ寸法を定めて皮膜加工と下塗り加工をする工程とを含むことを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第３発明は、前記第２発明において、前記形成設備は全液体化の鋳型形成、半固体化の昇華形成、或いは固体化のダイスと鍛造形成の機械化の型であることを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第４発明は、前記第２発明において、前記皮膜加工が皮膜化成処理であると共に、前記下塗り加工が底面ラッカ処理であることを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第５発明は、前記第２発明において、前記原料がＡＺ９１、ＡＺ３１、ＡＭ５０或いはＡＭ６０等を含むマグネシウム合金、アルミ合金、又はチタン合金の何れかであることを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第６発明は、前記第２発明において、前記保護用の被膜が透明硬膜或いは不完全な透明硬膜であることを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第７発明は、前記第６発明において、前記不完全透明硬膜に種類と割合が異なる色粉を加えることを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第８発明は、前記第１発明において、前記真空被覆金属薄膜の形成方法が真空化学蒸着法、真空スパッタリング法、或いはイオンスパッタリング法であることを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。
本願の第９発明は、前記第１発明において、前記金属薄膜がアルミ合金、又はクロム金属であることを特徴とする、金属表面処理方法を提供するものである。

本発明によれば次のような効果が得られる。
（１）透明硬膜ラッカ剤の中には、種類と比率の異なる色粉が加えられ、アノード処理のような金属つやがでてきて、マグネシウム合金塗装製品の質感と製品付加価値を高める効果がある。
（２）つまり、真空めっき膜工程の導入によって、マグネシウム合金の外観製品の表面処理を行い、金属の本質と金属の外観の質感を備えたマグネシウム合金製品を産出することが可能となる。
（３）従来技術と比較し、本発明では従来の底面ラッカ塗布を結合させた後、真空めっき膜工程を導入し、金属薄膜層を被覆し、透明硬膜ラッカ保護などを施す工程を採用したことにより、アノード処理による金属の光沢感を出せるのみでなく、同時にワーク裏面の極めて優れた導電性を持ち、新たな価値を付与できる。

以下、添付した図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図２は、本発明における金属表面処理方法の第一実施例のフローチャートである。
フローチャートから分かるように、本発明は金属表面処理方法を提供するもので、最初は成型設備によって原料を加工する初歩ワーク（ワーク初期加工工程）（S200）である。
当該原料は金属原料又は非金属原料であり、当該金属原料は例えばＡＺ９１、ＡＺ３１、ＡＭ５０、ＡＭ６０等のあらゆる系列のマグネシウム合金、やすり合金、チタン合金である。
当該非金属原料は、あらゆる外観部分が非金属の３Ｃ製品で、例えばプラスチック、アクリル等の材質が全般的に適用できる。
このほかに、当該成型設備は機械化による型の成形で、例えば全液体化による鋳型形成、射出成型、半固体化の昇華形成、もしくは固体化のダイス成形と鍛造成型である。

続いて、機械加工設備によって当該初歩ワーク（初期ワーク）を修整して寸法を定めるワーク（工程）（S202）を行い、その後に、当該の寸法を皮膜加工し（所定の厚さに被膜をコーティングする工程）（S204）、下塗り加工（S206）するワーク（工程）を行う。
前置加工済みのワークを形成する。当該皮膜加工は皮膜化成処理であり、また当該下塗り加工は底面ラッカ処理である。

次に、真空金属薄膜被覆設備によって、当該前置加工において真空方式で金属薄膜を被覆するワーク（工程）（S208）を行う。
そのなかで当該真空被覆金属薄膜の方法は、例えば真空化学蒸着法、真空スパッタリング法あるいはイオンスパッタリング法が可能である。
また当該金属薄膜は例えばアルミ金属かクロム金属である。

最後に当該真空被覆金属薄膜後のワーク上に保護用の硬膜を塗布する（S210）。
当該保護用の硬膜は透明硬膜あるいは非透明硬膜である。

換言すれば、本発明に係る第一実施例の工程に基づき、マグネシウム合金ワーク成型過程で導入した微小穴に対して、まず底面ラッカ塗布を施して効果的な補填を行う。
その後に、真空薄膜によりアルミまたはクロム金属の金属層を被覆し、その後、硬膜を塗装するベーキングラッカ処理を施す。
こうして、めっきワークのような明るく美しい金属の光沢感を直接あらわすことが可能となる。

図３は本発明における金属表面処理方法の第二実施例のフローチャートである。
このフローチャートから分かるように、第二実施例と第一実施例の最大の違いは、当該硬膜は異なる種類と比率の色粉を加えることが可能なことで（S310）ある。
本例にあっては、無限に広い色系の美しく明るい金属の光沢感を持つアノード処理マグネシウム合金製品を作り出すことが可能となる。

換言すれば、第二実施例の下塗り工程と真空薄膜被覆アルミあるいはクロム金属の金属層の製造方法と目的は第一実施例で述べられたものと同じである。
異なるところは、最終の硬膜を塗装するベーキングラッカ処理の時に、透明硬膜ラッカの中に適量の色粉を加えて均等にワーク表面に塗布した後に、ベーキング処理を行うことである。
金属アノード処理について、一般的に異なる色彩を有するものの、色の変化がアノードまで影響して金属表面の太さ、染め材、穴のシール等の工程や範囲の広さの制御に反映される等の問題である。ところが、色彩の変化の機動性は高くはない。

これに対し、本発明のアノード処理製造方法に依れば、透明硬膜ラッカ中で加えた色粉の種類と比率を調整するだけで、広範な色彩の色系を作り出すことが可能となる。
このほか、被覆金属薄膜層の材質を選んで用いるのに、めっき層がアルミ金属かクロム金属かの違いによって、明色系のアノード処理の金属光沢感、あるいは暗色系のアノード処理の金属光沢感を出せることは、誠に変化の弾力性に富んだ処理の新工程である。

前記したことから、本発明は真空めっき膜工程の導入により、マグネシウム合金の外観部品の製品の表面処理工程を進め、金属の本質と外観的な質感を持つマグネシウム合金製品を作り出すものである。

従来のマグネシウム合金表面処理方法のフローチャートを示す。 本発明の金属表面処理方法の第一実施例のフローチャートを示す。 本発明の金属表面処理方法の第二実施例のフローチャートを示す。

Claims (9)

1. 加工したワークを提供する工程と、
   真空金属薄膜の被覆設備により真空被覆金属薄膜を加工した当該ワークに設置する工程と、
   保護用の硬膜を当該真空金属薄膜後のワーク上に塗布する工程を含むことを特徴とする、
   金属表面処理方法。
2. 当該加工が、形成設備により原料加工が初期ワークとなる工程と、機械加工設備により当該初期ワークを修正し、寸法を定めるワーク工程と、皮膜加工と下塗り加工がそれぞれ寸法を定める当該ワーク工程を有し、当該加工したワークとなることを少なくとも含むことを特徴とする、請求項１に記載の金属表面処理方法。
3. 当該形成設備が全液体化の鋳型形成、半固体化の昇華形成、或いは固体化のダイスと鍛造形成の機械化の型であることを特徴とする、請求項２に記載の金属表面処理方法。
4. 当該皮膜加工が皮膜化成処理であり、当該下塗り加工が底面ラッカ処理であることを特徴とする、請求項２に記載の金属表面処理方法。
5. 当該原料がＡＺ９１、ＡＺ３１、ＡＭ５０或いはＡＭ６０などにあるマグネシウム合金、アルミ合金、又はチタン合金であることを特徴とする、請求項２に記載の金属表面処理方法。
6. 当該保護用の硬膜が透明硬膜或いは不完全な透明硬膜であることを特徴とする、請求項２に記載の金属表面処理方法。
7. 当該不完全透明硬膜に種類と割合が異なる色粉を加えることを特徴とする、請求項６に記載の金属表面処理方法。
8. 当該真空被覆金属薄膜の方法が真空化学蒸着法、真空スパッタリング法、或いはイオンスパッタリング法であることを特徴とする、請求項１に記載の金属表面処理方法。
9. 当該金属薄膜がアルミ合金、又はクロム金属であることを特徴とする、請求項１に記載の金属表面処理方法。

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