JP3778876B2 - アルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体の化成処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の成形体の表面を塗装前に化成処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マグネシウム合金の成形体の塗装前化成処理方法は、図２に示す工程で行われていた。
まず、バレル研磨装置によって、マグネシウム合金成形体から、機械加工等によるバリを除去する。該装置は、研磨槽中に水、コンパウンド（例えば、亜硝酸ナトリウムと脂肪酸石鹸の混合液や、界面活性剤等）、アルミナや酸化ケイ素等の焼結物などの研磨材と一緒にマグネシウム合金成形体を投入し、撹拌して研磨を行う。コンパウンドはアルカリ性で、脱脂・防錆剤を添加する場合もある。
次いで脱脂槽中の脱脂液により、表面の油分を除去する。
次いでエッチング槽中のエッチング液（例えば、リン酸、硝酸、フッ酸、塩酸等）により、マグネシウム合金成形体に巻き込まれた離型剤成分の除去を行う。
次いで脱スマット槽中のアルカリ液（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）により、エッチング時にマグネシウム成形体表面全体に生成した黒色の細かい紛状のスマットを除去する。
次いで中和槽中の中和液により、表面のアルカリ成分を除去する。
次いで皮膜生成槽中の化成処理液により、リン酸マンガン塩皮膜・クロム酸塩皮膜・ジルコニウム塩皮膜等の皮膜生成を行う。この皮膜の厚さは、数ミクロンである。
次いで乾燥炉において乾燥を行う。
各工程の間は、全て水洗槽により水洗いを行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の化成処理方法は以上のように構成されており、脱脂、エッチング、脱スマット、中和、皮膜生成及びこれらの工程間の水洗が必要であるため、工程が多く、処理時間が長くなるという欠点があった。
【０００４】
本発明は従来の上記課題を解決するためになされたもので、脱脂、エッチング、脱スマット及び中和工程を省略できる、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の成形体の簡略された化成処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルミニウム合金及びマグネシウム合金から選ばれた少なくとも１種の合金の成形体の表面を塗装前に化成処理する方法において、下記の工程：
（イ）バレル研磨装置に、前記成形体と共にpH７未満のエッチング液及び研磨剤を投入して、該エッチング液のpHが中和した時点経過後少なくとも１５秒まで前記成形体の研磨を行うバレル研磨工程；
（ロ）前記成形体を水洗する工程；
（ハ）前記成形体に皮膜を生成する工程；及び
（ニ）前記成形体を乾燥する工程、
を含む化成処理方法を提供するものである。
バレル研磨工程において、成形体の小さなバリが除去され、またエッチング液により成形体表面に巻き込まれた離型剤が除去される。エッチング時に発生したスマットは、エッチング液の中和した時点経過後、更にバレル研磨を継続することにより、研磨剤との摩擦により除去される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるアルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体の化成処理工程の一実施例を示す工程図である。同図に示すように、本発明の化成処理工程は、バレル研磨、水洗、皮膜生成、水洗及び乾燥の各工程から成る。
【０００７】
バレル研磨工程は、バレル研磨装置中に、pH７未満、通常pH１〜６のエッチング液、水及び研磨剤と共に、アルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体を投入し、バレル研磨装置を運転することにより行われる。
バレル研磨装置としては、例えば流動バレル、遠心バレル、振動バレル、回転バレルなどが使用できる。
研磨剤としては、アルミナ、酸化ケイ素等の焼結物が使用され、その形状は例えば両端を斜めにカットした円筒状、四角錐の形状であり得る。大きさは通常、一辺が１mm〜２０mm程度である。
エッチング液としては、リン酸、硝酸、フッ酸、塩酸等の鉱酸が使用できる。エッチング液は時間と共にアルミニウム合金又はマグネシウム合金と反応し、中和される。バレル研磨装置には、pH監視装置（pHメーター）を設けて、エッチング液の中和を確認できるようにするのが好ましい。
エッチング液の中和後のスマットの除去は、エッチング液の中和後、１５秒以上、好ましくは３０秒以上、更に好ましくは３０秒ないし３分経過後までバレル研磨処理を継続することにより行われる。
【０００８】
バレル研磨工程後の水洗工程においては、成形体表面に付着した研磨カス及び再付着したスマットが除去される。
【０００９】
皮膜生成工程においては、成形体を皮膜生成槽中の皮膜生成液、例えばリン酸マンガン塩、クロム酸塩又はジルコニウム塩を含む液、に浸漬することにより、リン酸マンガン塩皮膜、クロム酸塩皮膜、ジルコニウム塩皮膜等の皮膜生成を行う。皮膜の厚さは通常数ミクロンである。
次に成形体に付着した余分の皮膜生成液を水洗工程で除去する。
乾燥工程は、通常８０〜１２０℃において、１〜２０分間程度行う。
【００１０】
【実施例】
本発明を実施例により、図面を参照して説明する。
図３に示すバレル研磨装置(１)において、ＡＺ９１Ｄマグネシウム合金製の携帯電話筐体(100×50mm)(２１)を、図４に示すアルミナ研磨剤[アングルカット形状(円筒の両端面を斜めにカットした形状)サイズ4.5×8mm](２２)及びエッチング液(リン酸と界面活性剤を含む、pH３程度)(２３)と共にバレル研磨装置(１)の研磨槽(２４)に投入した。
回転モーター（２５）により回転盤（２６）上のコーン（２７）を回転して１０分間研磨を行った。研磨槽（２４）内に設置したpH電極（２８）に接続したpH監視計（２９）によりpH７以上であることを確認し、更に１分間研磨を継続した。３０はpH電極保護カバー、３１はエッチング液投入用の薬液ポンプを示す。
次に筐体（２１）表面に付着した研磨カス及び再付着したスマットを、水洗槽において除去した。
次いで筐体（２１）をリン酸マンガン塩を含む皮膜生成槽に１分間浸漬した。
次いで筐体（２１）上の余分な皮膜生成液を水洗槽において洗浄除去した。
乾燥（８）を１２０℃×１０分間行って、塗装前の化成処理した携帯電話筐体を得た。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
バレル研磨工程は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の成形体の小さなバリを除去し、エッチング液で表面の離型剤を除去する。バレル研磨中は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金が活性になるため、より短時間で所定のエッチング量が得られる。エッチング液は、時間と共にアルミニウム合金又はマグネシウム合金と反応し中和される。pH監視装置は、エッチング液が中和され、アルミニウム合金又はマグネシウム合金がエッチングされない状態にあることを確認するために用いる。エッチング時には、スマットと呼ばれる黒色物質が生成する。pHの増加と共にエッチング量は少なくなり、スマット生成も時間と共に減少していく。また、エッチング初期にアルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体上に生成したスマットは、エッチング液の中和完了後、バレル研磨装置中の研磨剤との摩擦により除去される。
本発明によれば、従来行われていた脱脂、エッチング、脱スマット、中和の各工程、及びこれらの工程間の水洗の省略が可能であり、従って工程短縮及びコスト削減ができる。また、バレル研磨用の廃水処理設備で廃水処理されるため、化成処理用排水設備の簡略化が図れる。更に、エッチング液は中和された状態で排出されるため、排水管理費の低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の化成処理工程図である。
【図２】従来のマグネシウム合金成形体の化成処理工程図である。
【図３】本発明に使用されるバレル研磨装置の縦断面略図である。
【図４】バレル研磨に用いられる研磨剤の斜視図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の成形体の表面を塗装前に化成処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マグネシウム合金の成形体の塗装前化成処理方法は、図２に示す工程で行われていた。
まず、バレル研磨装置によって、マグネシウム合金成形体から、機械加工等によるバリを除去する。該装置は、研磨槽中に水、コンパウンド（例えば、亜硝酸ナトリウムと脂肪酸石鹸の混合液や、界面活性剤等）、アルミナや酸化ケイ素等の焼結物などの研磨材と一緒にマグネシウム合金成形体を投入し、撹拌して研磨を行う。コンパウンドはアルカリ性で、脱脂・防錆剤を添加する場合もある。
次いで脱脂槽中の脱脂液により、表面の油分を除去する。
次いでエッチング槽中のエッチング液（例えば、リン酸、硝酸、フッ酸、塩酸等）により、マグネシウム合金成形体に巻き込まれた離型剤成分の除去を行う。
次いで脱スマット槽中のアルカリ液（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等）により、エッチング時にマグネシウム成形体表面全体に生成した黒色の細かい紛状のスマットを除去する。
次いで中和槽中の中和液により、表面のアルカリ成分を除去する。
次いで皮膜生成槽中の化成処理液により、リン酸マンガン塩皮膜・クロム酸塩皮膜・ジルコニウム塩皮膜等の皮膜生成を行う。この皮膜の厚さは、数ミクロンである。
次いで乾燥炉において乾燥を行う。
各工程の間は、全て水洗槽により水洗いを行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の化成処理方法は以上のように構成されており、脱脂、エッチング、脱スマット、中和、皮膜生成及びこれらの工程間の水洗が必要であるため、工程が多く、処理時間が長くなるという欠点があった。
【０００４】
本発明は従来の上記課題を解決するためになされたもので、脱脂、エッチング、脱スマット及び中和工程を省略できる、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の成形体の簡略された化成処理方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アルミニウム合金及びマグネシウム合金から選ばれた少なくとも１種の合金の成形体の表面を塗装前に化成処理する方法において、下記の工程：
（イ）バレル研磨装置に、前記成形体と共にpH７未満のエッチング液及び研磨剤を投入して、該エッチング液のpHが中和した時点経過後少なくとも１５秒まで前記成形体の研磨を行うバレル研磨工程；
（ロ）前記成形体を水洗する工程；
（ハ）前記成形体に皮膜を生成する工程；及び
（ニ）前記成形体を乾燥する工程、
を含む化成処理方法を提供するものである。
バレル研磨工程において、成形体の小さなバリが除去され、またエッチング液により成形体表面に巻き込まれた離型剤が除去される。エッチング時に発生したスマットは、エッチング液の中和した時点経過後、更にバレル研磨を継続することにより、研磨剤との摩擦により除去される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるアルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体の化成処理工程の一実施例を示す工程図である。同図に示すように、本発明の化成処理工程は、バレル研磨、水洗、皮膜生成、水洗及び乾燥の各工程から成る。
【０００７】
バレル研磨工程は、バレル研磨装置中に、pH７未満、通常pH１〜６のエッチング液、水及び研磨剤と共に、アルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体を投入し、バレル研磨装置を運転することにより行われる。
バレル研磨装置としては、例えば流動バレル、遠心バレル、振動バレル、回転バレルなどが使用できる。
研磨剤としては、アルミナ、酸化ケイ素等の焼結物が使用され、その形状は例えば両端を斜めにカットした円筒状、四角錐の形状であり得る。大きさは通常、一辺が１mm〜２０mm程度である。
エッチング液としては、リン酸、硝酸、フッ酸、塩酸等の鉱酸が使用できる。エッチング液は時間と共にアルミニウム合金又はマグネシウム合金と反応し、中和される。バレル研磨装置には、pH監視装置（pHメーター）を設けて、エッチング液の中和を確認できるようにするのが好ましい。
エッチング液の中和後のスマットの除去は、エッチング液の中和後、１５秒以上、好ましくは３０秒以上、更に好ましくは３０秒ないし３分経過後までバレル研磨処理を継続することにより行われる。
【０００８】
バレル研磨工程後の水洗工程においては、成形体表面に付着した研磨カス及び再付着したスマットが除去される。
【０００９】
皮膜生成工程においては、成形体を皮膜生成槽中の皮膜生成液、例えばリン酸マンガン塩、クロム酸塩又はジルコニウム塩を含む液、に浸漬することにより、リン酸マンガン塩皮膜、クロム酸塩皮膜、ジルコニウム塩皮膜等の皮膜生成を行う。皮膜の厚さは通常数ミクロンである。
次に成形体に付着した余分の皮膜生成液を水洗工程で除去する。
乾燥工程は、通常８０〜１２０℃において、１〜２０分間程度行う。
【００１０】
【実施例】
本発明を実施例により、図面を参照して説明する。
図３に示すバレル研磨装置(１)において、ＡＺ９１Ｄマグネシウム合金製の携帯電話筐体(100×50mm)(２１)を、図４に示すアルミナ研磨剤[アングルカット形状(円筒の両端面を斜めにカットした形状)サイズ4.5×8mm](２２)及びエッチング液(リン酸と界面活性剤を含む、pH３程度)(２３)と共にバレル研磨装置(１)の研磨槽(２４)に投入した。
回転モーター（２５）により回転盤（２６）上のコーン（２７）を回転して１０分間研磨を行った。研磨槽（２４）内に設置したpH電極（２８）に接続したpH監視計（２９）によりpH７以上であることを確認し、更に１分間研磨を継続した。３０はpH電極保護カバー、３１はエッチング液投入用の薬液ポンプを示す。
次に筐体（２１）表面に付着した研磨カス及び再付着したスマットを、水洗槽において除去した。
次いで筐体（２１）をリン酸マンガン塩を含む皮膜生成槽に１分間浸漬した。
次いで筐体（２１）上の余分な皮膜生成液を水洗槽において洗浄除去した。
乾燥（８）を１２０℃×１０分間行って、塗装前の化成処理した携帯電話筐体を得た。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
バレル研磨工程は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金の成形体の小さなバリを除去し、エッチング液で表面の離型剤を除去する。バレル研磨中は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金が活性になるため、より短時間で所定のエッチング量が得られる。エッチング液は、時間と共にアルミニウム合金又はマグネシウム合金と反応し中和される。pH監視装置は、エッチング液が中和され、アルミニウム合金又はマグネシウム合金がエッチングされない状態にあることを確認するために用いる。エッチング時には、スマットと呼ばれる黒色物質が生成する。pHの増加と共にエッチング量は少なくなり、スマット生成も時間と共に減少していく。また、エッチング初期にアルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体上に生成したスマットは、エッチング液の中和完了後、バレル研磨装置中の研磨剤との摩擦により除去される。
本発明によれば、従来行われていた脱脂、エッチング、脱スマット、中和の各工程、及びこれらの工程間の水洗の省略が可能であり、従って工程短縮及びコスト削減ができる。また、バレル研磨用の廃水処理設備で廃水処理されるため、化成処理用排水設備の簡略化が図れる。更に、エッチング液は中和された状態で排出されるため、排水管理費の低減も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の化成処理工程図である。
【図２】従来のマグネシウム合金成形体の化成処理工程図である。
【図３】本発明に使用されるバレル研磨装置の縦断面略図である。
【図４】バレル研磨に用いられる研磨剤の斜視図である。
Claims (2)
- アルミニウム合金及びマグネシウム合金から選ばれた少なくとも１種の合金の成形体の表面を塗装前に化成処理する方法において、下記の工程：
（イ）バレル研磨装置に、前記成形体と共にpH７未満のエッチング液及び研磨剤を投入して、該エッチング液のpHが中和した時点経過後少なくとも１５秒まで前記成形体の研磨を行うバレル研磨工程；
（ロ）前記成形体を水洗する工程；
（ハ）前記成形体に皮膜を生成する工程；及び
（ニ）前記成形体を乾燥する工程、
を含む化成処理方法。 - 前記エッチング液のpHの中和を、前記バレル研磨装置に設けたpH監視装置により確認する、請求項１記載の化成処理方法。
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| JP2002168632A JP3778876B2 (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | アルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体の化成処理方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002168632A JP3778876B2 (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | アルミニウム合金又はマグネシウム合金成形体の化成処理方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE102007057352A1 (de) * | 2007-11-27 | 2009-05-28 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Passivierendes Gleitschleifen, insbesondere für Aluminium, Magnesium und Zink |
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2002
- 2002-06-10 JP JP2002168632A patent/JP3778876B2/ja not_active Expired - Fee Related
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