JP4418985B2 - マグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法 - Google Patents
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・輪郭曲線の算術平均高さ(Ra)
基準長さにおける縦座標値Z(x)(任意の位置における輪郭曲線の高さ)の絶対値の平均。
・輪郭曲線の最大山高さ(Rp)
基準長さにおける輪郭曲線の山高さZp(X軸(平均線)から山頂までの高さ)の最大値。
・輪郭曲線の最大谷深さ(Rv)
基準長さにおける輪郭曲線の谷深さZv(X軸(平均線)から谷底までの深さ)の最大値。
・輪郭曲線の最大高さ(Rz)
基準長さにおける輪郭曲線の山高さZpの最大値と谷深さZvの最大値との和。
テーラー・ホブソン社製表面粗さ計「フォームタリサーフS5」を使用し、JIS B0601:2001に基づき、評価長さ10mm、カットオフ値(基準長さ)0.8mmの条件で測定した。各試料において、図1における液晶表示用窓とキーボード用窓の間の橋掛け部分の中央部を横方向にスキャンして測定した。これにより、輪郭曲線の算術平均高さ(Ra)、輪郭曲線の最大山高さ(Rp)、輪郭曲線の最大谷深さ(Rv)及び輪郭曲線の最大高さ(Rz)を求めた。
試験片を5mm×10mmの寸法に切断し、エポキシ樹脂に包埋してから、切断面を研磨して鏡面を得た。試料の断面方向から、光学顕微鏡を用いて膜厚を測定した。
日本電子株式会社製X線マイクロアナライザー「JXA−8100R」を用いて、皮膜の表面方向から膜組成の分析を行った。各方向につき3ヶ所ずつ測定を行い、これらの平均値から化学組成を求めた。測定は、加速電圧15kV、試料照射電流2×10−8Aの条件で行った。データ解析は、ZAH補正によって行った。
三菱化学株式会社製低抵抗率計「ロレスターAP MCP−T400」を用い、二探針式プローブ「MCP−TP01」を使用して測定した。試験片の中央部分で皮膜の表面に測定端子を押し付けるようにして抵抗値(Ω)を測定した。前記プローブは10mmの間隔で測定端子が配置されたものであり、端子はベリリウム合金に金メッキしたもので、その先端形状は直径2mmの円柱状であり、端子を皮膜の表面に押し付ける荷重は端子1個あたり240gである。試料中の複数のポイントを測定して抵抗値のバラツキ具合で評価した。
A:いずれの場所においても0.6Ω以下である。
B:0.6Ωを超える場所があるが、いずれの場所においても2Ω以下である。
C:2Ωを超える場所があるか、全体が2Ωを超える。
塗膜が形成された製品の表面に対して、JIS Z−2371に準拠して、5%塩水噴霧試験を35℃で75時間行った。噴霧操作後、1時間常温で放置し、樹脂塗膜と陽極酸化皮膜(あるいは化成処理皮膜)とを貫通するように、JIS K5400 8.5.3の記載に準拠して十文字状の切込み(クロスカット)を入れてから、テープ剥離試験を行った。このとき、クロスカットは、図1における液晶表示用窓とキーボード用窓の間の橋掛け部分の中央部に形成した。テープを剥離した時のクロスカット部の塗膜のはがれ状態を目視で観察し、以下の基準にしたがって評価した。
10点:はがれが全くない。
8点:交点にはがれがなく、Xカット部にわずかにはがれがある。
6点:Xカットの交点からいずれかの方向に、1.5mm以内のはがれがある。
4点:Xカットの交点からいずれかの方向に、3.0mm以内のはがれがある。
2点:テープをはったXカット部の大部分に、はがれがある。
0点:Xカット部よりも大きくはがれる。
塗膜が形成された製品を、以下の温湿度サイクル(24時間)を1サイクルとして10サイクルの温湿度サイクルに供した。
・60℃、相対湿度90%:4時間
・移行期間:2時間
・45℃、相対湿度95%:10時間
・移行期間:2時間
・−20℃:1時間
・移行期間:2時間
・25℃:1時間
・移行期間:2時間
10点:切り傷1本ごとが、細くて両側が滑らかで、切り傷の交点と正方形の1目1目にはがれがない。
8点:切り傷の交点にわずかなはがれがあって、正方形の1目1目にはがれがなく、欠損部の面積は全正方形面積の5%以内。
6点:切り傷の両側と交点にはがれがあって、欠損部の面積は全正方形面積の5%〜15%。
4点:切り傷によるはがれの幅が広く、欠損部の面積は全正方形面積の15%〜35%。
2点:切り傷によるはがれの幅は4点より広く、欠損部の面積は全正方形面積の35%〜65%。
0点:はがれの面積は、全正方形面積の65%以上。
塗膜が形成された製品を、−40℃(60分)と85℃(60分)の温度サイクル(2時間)を1サイクルとして、20サイクルの温度サイクルに供した。1時間常温で放置し、樹脂塗膜と陽極酸化皮膜(あるいは化成処理皮膜)とを貫通するように、JIS K5400 8.5.2の記載に準拠して碁盤目状の切込みを入れてから、テープ剥離試験を行った。このとき、碁盤目は、図1における液晶表示用窓の右上の平坦部分に形成した。テープを剥離した時の碁盤目部の塗膜の剥がれ状態を目視で観察し、評価した。評価の基準は、前記「(6)温湿度サイクル試験」と同様である。
塗膜表面を目視で観察して、塗膜の平滑性を以下の基準で判断した。
A:非常に優れている。
B:優れている。
C:劣っている。
D:非常に劣っている。
日本サーモケミカル株式会社製チクソモールド用チップ(チップ寸法4mm:マグネシウム90重量%、アルミニウム9重量%及び亜鉛1重量%からなるASTM No.AZ91Dのマグネシウム合金)を使用し、株式会社日本製鋼所製マグネシウム用射出成形機「JLM220MG」にて、正面図が図1に、側面図が図2にそれぞれ示される携帯電話の筐体用成形品をチクソモールド成形した。当該成形品の長さは138mm、幅は42mm、厚みは8mmである。図1において、上側の大きな開口部は液晶表示用窓であり、下側の大きな開口はキーボード用窓である。図からわかるように、当該筐体には、液晶表示用窓及びキーボード用窓以外にも、操作ボタン嵌め込み用開口部、発光部材嵌め込み用開口部、ネジ孔など、多数の開口部が設けられている。成形に際しては、成形サイクルごとに金型内に離型剤をスプレーで塗布してから射出操作を行った。得られた成形品の表面粗さ測定を行った結果、算術平均高さ(Ra)が0.1857μm、最大山高さ(Rp)が4.0601μm、最大谷深さ(Rv)が1.4136μm、最大高さ(Rz)が5.4738μmであった。粗さ曲線を図3に示す。
・下塗り
塗料:武蔵塗料株式会社製「スーパーマグナムプライマー」
塗布後加熱条件:165℃、20分
膜厚:18μm
・中塗り
塗料:武蔵塗料株式会社製「アーマトップ」(赤色)
塗布後加熱条件:160℃、35分
膜厚:8μm
・上塗り
塗料:武蔵塗料株式会社製「ポリキング」(クリヤー)
塗布後加熱条件:160℃、35分
膜厚:22μm
実施例1において、研磨処理後、陽極酸化処理前に水酸化カリウム水溶液に浸漬しなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂塗膜を有する製品を得た。表面粗さ測定結果及び各種評価結果をまとめて表1及び2に示す。得られた製品は、塗膜は平滑であったが、電解液の中に不純物が混入し、陽極酸化処理皮膜性能の均一性に問題があった。その結果、陽極酸化皮膜の表面抵抗値が大きめになり、樹脂塗装の信頼性も低下した。
実施例1において、多重多段槽振動バレル研磨機を使用する代わりに、直線式振動バレル研磨機を使用した以外は実施例1と同様にして研磨された成形品を得た。ここで使用した研磨装置は、新東ブレーター株式会社製直線式振動バレル研磨機である。液状媒体中にセラミックス焼結体であるメディア(新東ブレーター株式会社製「AH−6」)を含有し、連続的に研磨処理を施した。
実施例1において、多重多段槽振動バレル研磨機を使用する代わりに、湿式ブラスト装置を使用した以外は実施例1と同様にして研磨された成形品を得た。ここで使用した研磨装置は、岡山ミノルタ精密株式会社製であり、スリット状の開口部を有するノズル部分の材質は鋼製のものである。日本研紙株式会社製の研磨微粒子「ホワイトアランダム」180g及び少量の防錆剤を含有する水分散液を使用した。ブラスト操作に際しては、ワークを15mm/秒の速度で移動させながら、0.2MPaの噴射圧で研磨液を吹き付けた。
実施例1において、多重多段槽振動バレル研磨機を使用した研磨処理後の成形品を水酸化カリウム水溶液に浸漬する前に、2.4重量%のリン酸水溶液(pH3)に60℃で2分間浸漬した以外は実施例1と同様にして陽極酸化処理し、樹脂塗膜を形成した。表面粗さ測定結果及び各種評価結果をまとめて表1及び2に示す。陽極酸化皮膜の表面粗さが大きくなり、その結果塗膜の平滑性が大きく損なわれていることがわかる。
実施例4において、湿式ブラスト装置を使用した研磨処理後の成形品を、水酸化カリウム水溶液に浸漬する前に、2.4重量%のリン酸水溶液(pH3)に60℃で30秒間浸漬した以外は実施例4と同様にして陽極酸化処理し、樹脂塗膜を形成した。表面粗さ測定結果及び各種評価結果をまとめて表1及び2に示す。陽極酸化皮膜の表面粗さが大きくなり、その結果塗膜の平滑性が大きく損なわれていることがわかる。
実施例1において、チクソモールド成形して得られた成形品の主たるバリを手作業で簡単に削り落としてから、研磨処理を施すことなく水酸化カリウム水溶液に浸漬してから水洗して前処理した以外は実施例1と同様にして陽極酸化処理し、樹脂塗膜を形成した。表面粗さ測定結果及び各種評価結果をまとめて表1及び2に示す。塗膜表面の平滑性は比較的良好であるものの、陽極酸化皮膜表面の抵抗値のバラツキが大きく、塗膜の信頼性も大きく低下した。また、本例の場合には、成形時のバリや機械加工後のカエリを手作業で削る作業が必要である。
実施例3と同様にして、直線式振動バレル研磨機を使用して研磨された成形品を得た。得られた成形品を2.4重量%のリン酸水溶液(pH3)に40℃で1分間浸漬してからイオン交換水で水洗、乾燥し、成形品表面を前処理した。引き続き、市販の化成処理液を用いて化成処理を行った。ミリオン化学株式会社製化成処理液「MC−1000」を75g/Lの割合で含有するようにイオン交換水で希釈して処理液を調製し、40℃に保った。当該化成処理液の化学組成の詳細は不明であるが、リン酸イオン、マンガン(あるいはマンガン酸化物)イオン及びカルシウムイオンを含有する化成処理液であると推定されている。この処理液中に、前処理を施した成形品を30秒間浸漬した。浸漬終了後、イオン交換水で洗浄してから乾燥した。得られた化成処理皮膜の膜厚は0.1μmかそれ以下であり、定量的に測定することが困難な薄い膜厚であった。
比較例4において、チクソモールド成形して得られた成形品の主たるバリを手作業で簡単に削り落としてから、研磨処理を施すことなくリン酸水溶液に浸漬してから、水洗した以外は比較例4と同様にして化成処理し、樹脂塗膜を形成した。表面粗さ測定結果及び各種評価結果をまとめて表1及び2に示す。塗膜表面の平滑性は不十分で、しかも塗膜の信頼性も不十分であった。また、化成皮膜の表面抵抗値が大きく、塗膜の欠陥も多かった。しかも、成形時のバリや機械加工後のカエリを手作業で削る作業が必要である。
Claims (12)
- マグネシウム又はマグネシウム合金からなる成形品の表面を、研磨粒子を含有し、その主成分が水であり、かつそのpHが5以上である液状媒体を用いて研磨処理した後、pHが10以上のアルカリ水溶液に浸漬してから、印加する電圧の最大値が180ボルト以上になるように陽極酸化処理して、前記成形品の表面に、表面粗さ測定における輪郭曲線の算術平均高さ(Ra:JIS B0601に基づく)が0.7μm以下の陽極酸化皮膜を形成するマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法。
- 前記液状媒体が、セラミックス焼結体からなる研磨粒子を含有する請求項1記載の製品の製造方法。
- 前記研磨処理をバレル研磨装置内で行う請求項1又は2記載の製品の製造方法。
- 前記研磨処理を行った後の成形品の、表面粗さ測定における輪郭曲線の算術平均高さ(Ra:JIS B0601に基づく)が0.2μm以下である請求項1〜3のいずれか記載の製品の製造方法。
- 前記研磨処理を行った後の成形品の、表面粗さ測定における輪郭曲線の最大谷深さ(Rv:JIS B0601に基づく)が輪郭曲線の最大山高さ(Rp:JIS B0601に基づく)の1.5倍以上である請求項1〜4のいずれか記載の製品の製造方法。
- リン酸根を0.1〜1mol/L、アンモニア又はアンモニウムイオンを0.2〜5mol/L含有し、pHが8〜14である電解液にマグネシウム又はマグネシウム合金からなる成形品を浸漬して陽極酸化処理する請求項1〜5のいずれか記載の製品の製造方法。
- 前記陽極酸化皮膜の厚さが0.1〜30μmである請求項1〜6のいずれか記載の製品の製造方法。
- 前記陽極酸化皮膜表面の抵抗値が、相互に10mm離れた2つの端子間で測定した時に106Ω以下である請求項1〜7のいずれか記載の製品の製造方法。
- 前記陽極酸化皮膜が、マグネシウム元素を10〜65重量%、酸素元素を25〜60重量%、リン元素を4〜30重量%及びアルミニウム元素を1〜20重量%含有する請求項1〜8のいずれか記載の製品の製造方法。
- 前記陽極酸化皮膜の表面に樹脂塗膜を形成する請求項1〜9のいずれか記載の製品の製造方法。
- マグネシウム又はマグネシウム合金からなる成形品の表面の全部を陽極酸化皮膜で覆い、かつ該陽極酸化皮膜の表面の一部にのみ樹脂塗装を施して残余の部分の陽極酸化皮膜を露出させる請求項10記載の製品の製造方法。
- 筐体内面には樹脂塗装が施されない部分を有し、筐体外面には樹脂塗装が施された部分を有する電気機器の筐体を製造する、請求項11記載の製品の製造方法。
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