JP5783419B2 - マグネシウム基被覆部材 - Google Patents

Description

本発明は、マグネシウム基被覆部材、および、マグネシウム基被覆部材の製造方法に関するものである。特に、金属質感を損なうことなく耐食性に優れるマグネシウム基被覆部材、および、上記マグネシウム基被覆部材の製造方法に関するものである。

近年、マグネシウム（以下、Ｍｇ）合金板が、携帯電話やノートパソコンの筺体などに利用されている。Ｍｇ合金は、活性な金属であるため、耐食性の確保に加え、上記筐体などに使用されるので、金属質感に優れることも求められる。

例えば、特許文献１では、金属質感を高めるためにＭｇ合金基材の表面に微細な凹凸加工が施されている。そして、その金属質感を持たせつつ、耐食性を持たせるために、基材表面を透明な被覆層で被覆している。具体的には、この被覆層は、化成処理などの防食処理により基材の表面上に形成された防食層と、その防食層の上に設けられたアクリル樹脂などからなる塗装層との各１層ずつで形成されている。このアクリル樹脂は、例えば電着塗装やスプレー塗装などで被覆される。

特開２００９−１２０８７７号公報

近年、Ｍｇ合金の用途範囲の拡大に伴い、更なる耐食性の向上が望まれている。上述した被覆層を具えるＭｇ合金部材は、金属質感を向上させ、なおかつ、ある程度の耐食性を有することができる。しかし、Ｍｇ合金の用途によっては、より厳しい環境下での更なる耐食性の向上が望まれる。さらに、被覆層の透明性を維持してＭｇ合金部材の金属質感を保持すると共に、Ｍｇ合金部材の耐食性を確保するには、被覆層の耐傷性の更なる改善も求められる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、金属質感を損なうことなく耐食性に優れるＭｇ基被覆部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、耐食性に加えて耐傷性に優れるＭｇ基被覆部材を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、上記Ｍｇ基被覆部材の製造方法を提供することにある。

本発明のＭｇ基被覆部材は、Ｍｇを主体とする基材と、この基材を保護するための被覆膜とを具える。上記被覆膜は、上記基材直上に設けられる透明な保護膜と、上記保護膜上に設けられる透明な塗装膜とを具える。上記保護膜は、酸化物からなって、その膜厚が０．０５μｍ以上である。上記塗装膜は、上記基材側に形成される内側塗装膜、および、この内側塗装膜上に形成される外側塗装膜とを有している。そして、上記内側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂からなり、上記外側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ上記内側塗装膜よりもガラス転移点が高いアクリル系樹脂からなる。

本発明のＭｇ基被覆部材によれば、塗装膜を内・外側塗装膜の少なくとも２層構造とし、外側塗装膜をガラス転移点Ｔｇが５５℃超のアクリル系樹脂で構成することで、Ｍｇを主体とする基材（以下、Ｍｇ基材）の耐食性を確保することができる。特に、上述のように外側塗装膜のアクリル系樹脂のガラス転移点Ｔｇが５５℃超であれば、同樹脂の架橋密度が高くなり、この傾向はガラス転移点Ｔｇが高くなるほど顕著になる。それにより、酸素、酸、あるいは水分など腐食の原因となる物質（以下、腐食原因物質）が上記外側塗装膜を透過し難くなるため、Ｍｇ基材の耐食性を確保することができる。

Ｍｇ基材直上に保護膜を設けることによって、内側塗装膜を基材と密着性よく形成することができる。また、保護膜上に、ガラス転移点が３０℃以上で外側塗装膜よりもガラス転移点Ｔｇの低いアクリル系樹脂からなる内側塗装膜を形成することによって、内側塗装膜よりもガラス転移点Ｔｇの高いアクリル系樹脂からなる外側塗装膜を保護膜と密着性よく形成することができる。そのため、内側塗装膜および外側塗装膜がそれぞれ剥離するのを抑制することができる。

上記保護膜および塗装膜のいずれも透明な膜であるので、基材自体の色合いや風合いを感じることができ、金属質感に優れるＭｇ基被覆部材とできる。

本発明被覆部材の一形態として、上記内側塗装膜を構成するアクリル系樹脂のガラス転移点Ｔｇは、７０℃以下で、上記外側塗装膜を構成するアクリル系樹脂のガラス転移点Ｔｇは、６０℃以上９０℃未満であることが挙げられる。

上記の構成によれば、内側塗装膜を構成するアクリル系樹脂のガラス転移点Ｔｇが上記規定内では、保護膜から剥離することなく耐食性を維持し易いので、保護膜を保護することができる。

外側塗装膜を構成するアクリル系樹脂のガラス転移点Ｔｇが上記規定内では、高い耐食性を有すると共に膜が硬くなるので、摩擦による摩耗や、衝撃などによる膜の剥離、あるいは割れなどを生じ難くすることができる。したがって、耐傷性にも優れるＭｇ基被覆部材とできる。

本発明被覆部材の一形態として、上記塗装膜における少なくとも外側塗装膜は、アクリルメラミン系樹脂からなることが挙げられる。

上記の構成によれば、アクリルメラミン系樹脂は、耐薬品性に優れるので、上記Ｍｇ基材の表面における腐食を一層防ぐと共に、高い透明性をも有するので、上記Ｍｇ基材自体の色合いや風合いを一層感じることができ、金属質感にも優れるＭｇ基被覆部材とできる。

本発明被覆部材の一形態として、上記内側塗装膜の膜厚が５μｍ以上３０μｍ以下であることが挙げられる。

上記の構成によれば、上記内側塗装膜の膜厚を５μｍ以上とすることで、保護膜を十分保護することができる。また、上記膜厚を３０μｍ以下とすることで、膜厚が厚くなりすぎず、内側塗装膜の剥離を抑制することができる。

本発明被覆部材の一形態として、上記外側塗装膜の膜厚が、５μｍ以上１００μｍ以下であることが挙げられる。

上記の構成によれば、上記外側塗装膜の膜厚を５μｍ以上とすることで、内側塗装膜を十分保護することができる。また、上記膜厚を１００μｍ以下とすることで、膜厚が厚くなりすぎず、外側塗装膜の剥離を抑制することができる。

本発明被覆部材の一形態として、上記保護膜の膜厚が５μｍ以下であることが挙げられる。

上記の構成によれば、保護膜の膜厚を５μｍ以下とすることで、耐食性を有しつつ、透明性をも有することができる。

本発明被覆部材の一形態として、上記基材は、アルミニウム（以下、Ａｌ）を３質量％以上含有するマグネシウム合金からなることが挙げられる。

上記の構成によれば、上記規定を満たすＡｌの添加により基材自体の耐食性を向上させ、上記Ｍｇ基材表面を腐食させ難くする。そのうえ、上記被覆膜で被覆しているので、より腐食に対して効果的である。

本発明被覆部材の一形態として、保護膜はアルミニウム及びマグネシウムを含有し、保護膜におけるアルミニウムとマグネシウムの質量％での含有量比Ａｌ／Ｍｇが、０．１５≦Ａｌ／Ｍｇであることが挙げられる。

上記の構成によれば、上記含有量比Ａｌ／Ｍｇを０．１５以上とすることで、保護膜においてＭｇに対するＡｌの含有量が多く、耐食性を向上できる。

本発明被覆部材の一形態として、保護膜はケイ素を３質量％以上含有することが挙げられる。

上記の構成によれば、保護膜がケイ素を３質量％以上含有することで、Ｍｇ基材と保護膜との密着性に優れ、保護膜と塗装膜（内側塗装膜）との密着性に優れる。そのため、Ｍｇ基材から保護膜が、保護膜から塗装膜（内側塗装膜）がそれぞれ剥離することを抑制できる。

本発明のＭｇ基被覆部材の製造方法は、Ｍｇを主体とする基材に保護膜および塗装膜を有する被覆層を形成する方法で、以下の下地形成工程と塗装工程とを具える。
下地形成工程：上記Ｍｇ基材直上に酸化物からなる透明な保護膜を、その膜厚が０．０５μｍ以上となるように形成する。
塗装工程：上記下地形成工程後、上記保護膜上に塗装膜を形成する。この塗装膜は、保護膜上に設けられる内側塗装膜と、この内側塗装膜の上に設けられる外側塗装膜とからなる。この内側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂からなり、外側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ内側塗装膜よりもガラス転移点Ｔｇが高いアクリル系樹脂からなる。

本発明の製造方法によれば、上述した耐食性に優れる本発明のＭｇ基被覆部材を製造することができる。

本発明製造方法の一形態として、上記塗装工程において、上記内側塗装膜は、電着塗装で、上記外側塗装膜は、吹付塗装で塗装されることが挙げられる。

上記の構成によれば、内側塗装膜を電着塗装により塗装することで、保護膜上に内側塗装膜の膜厚を均一に、なおかつ密着性よく形成することができる。外側塗装膜は吹付塗装により塗装されることで、容易に内側塗装膜上に外側塗装膜を形成することができるうえに、その電着塗装された内側塗装膜に対して高い密着性を得ることができる。

本発明のＭｇ基被覆部材は、金属質感を損なうことなく耐食性に優れるものとすることができる。

本発明のＭｇ基被覆部材の製造方法は、耐食性に優れる本発明Ｍｇ基被覆部材を製造することができる。

実施形態に係るＭｇ基被覆部材の概略断面図である。

以下、図１を参照して本発明の実施の形態を説明する。先に、Ｍｇ基被覆部材１を説明し、その後、その製造方法について説明する。

《Ｍｇ基被覆部材》
本発明のＭｇ基被覆部材１は、Ｍｇ基材１０と、このＭｇ基材１０を保護するための被覆膜２０とを具える。この被覆膜２０は、上記Ｍｇ基材１０直上に設けられる透明な保護膜３０と、この保護膜３０上に設けられる内側塗装膜４０ｉおよび外側塗装膜４０ｏの少なくとも２層からなる透明な塗装膜４０とを具える。以下、各構成を詳細に説明する。

〔Ｍｇ基材〕
〈組成〉
本例では、Ｍｇ基被覆部材１におけるＭｇ基材１０は、Ｍｇ元素を主成分とする金属からなる。この金属としては、純Ｍｇを用いてもよいし、Ｍｇ合金を用いてもよい。そのＭｇ合金には、Ｍｇに添加元素を含有した種々の組成のもの(残部:Ｍｇ及び不純物)が挙げられる。特に、本発明では、添加元素に少なくともＡｌを含有するＭｇ−Ａｌ系合金とすることが好ましい。このＡｌの含有量が多いほど、耐食性に優れる上に、強度、耐塑性変形性といった機械的特性にも優れる傾向にある。したがって、本発明では、Ａｌを３質量％以上含有することがより好ましく、更には、７．３質量％以上含有すると一層好ましい。但し、Ａｌの含有量が１２質量％を超えると塑性加工性の低下を招くことから、上限は１２質量％とする。Ａｌの含有量は、特に１１質量％以下、更に、８．３質量％〜９．５質量％が好ましい。

Ａｌ以外の添加元素には、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｎｉ、Ａｕ及び希土類元素（Ｙ、Ｃｅを除く)から選択された１種以上の元素が挙げられる。このような元素を含む場合、その含有量は、合計で０．０１質量％以上１０質量％以下、好ましくは０．１質量％以上５質量％以下が挙げられる。これら添加元素のうち、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、及び希土類元素（Ｙ、Ｃｅを除く)から選択される少なくとも１種の元素を合計０．００１質量％以上、好ましくは合計０．１質量％以上５質量％以下含有すると、耐熱性、難燃性に優れる。希土類元素を含有する場合、その合計含有量は０．１質量％以上が好ましく、特に、Ｙを含有する場合、その含有量は０．５質量％以上が好ましい。不純物は、例えば、Ｆｅなどが挙げられる。

Ｍｇ−Ａｌ系合金のより具体的な組成は、例えば、ＡＳＴＭ規格におけるＡＺ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｚｎ：０．２質量％〜１．５質量％）、ＡＭ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ｍｎ：０．１５質量％〜０．５質量％）、Ｍｇ−Ａｌ−ＲＥ（希土類元素）系合金、ＡＸ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｃａ系合金、Ｃａ：０．２質量％〜６．０質量％）、ＡＪ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｒ系合金、Ｓｒ：０．２質量％〜７．０質量％）などが挙げられる。特に、Ａｌを８．３質量％〜９．５質量％、Ｚｎを０．５質量％〜１．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ系合金、代表的にはＡＺ９１合金は、耐食性、機械的特性に優れて好ましい。

〈形状〉
上記Ｍｇ基材１０は、双ロールやダイカストなどの鋳造によって作製された鋳造材、その鋳造材に圧延を施した圧延材、この圧延材を更に熱処理やレベラー加工、研磨加工などを施した加工材、これら圧延材や加工材にさらに塑性加工が施された塑性加工材などが挙げられる。このＭｇ基材１０は、上記圧延前に、溶体化処理を施してもよい。このＭｇ基材１０の形状や厚さは、例えば、その後の成形品によって適宜必要サイズにカットするなどして選択するとよい。

このＭｇ基材１０の表面の少なくとも一部に、微細な凹凸加工を施しておくと、Ｍｇ基材１０の表面の金属質感を高めることができるため好ましい。この凹凸加工として、具体的には、切削加工、研削加工、吹き付け加工、および酸を用いた腐食加工の少なくとも１種が挙げられる。より具体的には、ヘアライン加工、ダイヤカット加工、スピンカット加工、ショットブラスト加工、およびエッチング加工の少なくとも１種が挙げられる。これらの加工のうち１種でもよいし、複数種組み合わせた凹凸加工が施されていてもよい。

上記Ｍｇ基材１０の表面は、上記の微細な凹凸加工により上記Ｍｇ基材１０の表面粗さを算術平均粗さＲａが０．１〜５．０μｍ、特に０．１〜０．５μｍとなるようにすることが好ましい。上記Ｒａが０．１μｍ以上では、後述する被覆膜２０において特に保護膜３０と上記Ｍｇ基材１０との密着性を向上させるので、被覆膜２０が剥離するのを抑制することができる。上記Ｒａを５．０μｍ以下とすることで、被覆膜２０の厚みに部分的に大きな差が生じることなく、Ｍｇ基材１０を保護することができる。このようなＭｇ基材１０は、外部からの光が上記Ｍｇ基材１０の表面で乱反射することで、金属質感を十分に感じやすくなる。

上記微細な凹凸加工を施す領域は、Ｍｇ基材１０の外面の一部でもよいし、全体でもよい。表裏のあるＭｇ基材１０の場合、上記加工領域は、その一面側だけでもよいし、両面でもよい。上記凹凸加工は、製品として少なくとも意匠性の問われる箇所に施されてもよい。

〔被覆膜〕
本例では、Ｍｇ基被覆部材１における被覆膜２０は、上記Ｍｇ基材１０の直上に設けられる透明な保護膜３０と、その保護膜３０の上に設けられる透明な塗装膜４０とを具えている。ここでいう透明とは、基材が目視にて確認できる程度を言い、有色透明でもよい。もちろん無色透明であればＭｇ基材１０自体の金属質感を感じ易いのでなお好ましい。

［保護膜］
〈材質〉
被覆膜２０における保護膜３０は、Ｍｇ基材１０を直接保護するためにＭｇ基材１０の直上に形成される。この保護膜３０を構成する材質は、主に酸化物からなる。この酸化物としては、例えば、リン酸カルシウム系、リン酸マンガン系、リン酸マグネシウム系、ジルコニア系、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウムなどが挙げられる。上記保護膜３０が、これらの酸化物を含むことで、Ｍｇ基材１０の酸化を抑制することができて、Ｍｇ基材１０を保護できる。これらの酸化物からなる保護膜３０は、後述する膜厚程度であれば、上記Ｍｇ基材１０の表面性状が見える程度の透明であるので、上記Ｍｇ基材１０自体の色合いや風合いを感じることができ、優れた金属質感を有することができる。

保護膜３０は、上記酸化物に加えてＡｌを含有することが好ましい。保護膜３０に含まれるＡｌの含有量が多いほど、Ｍｇ基材１０の腐食を抑制し易くなる。保護膜３０にＡｌが含有されている場合、保護膜３０におけるＡｌとＭｇの含有量（質量％）の比Ａｌ／Ｍｇが、０．１５以上であることが好ましい。上記含有量比Ａｌ／Ｍｇが０．１５以上であることで、保護膜３０におけるＭｇに対するＡｌの含有量が多いのでＭｇ基材１０の腐食を抑制できる。この含有量比Ａｌ／Ｍｇは、例えば、凡そ０．５０以下が挙げられる。

保護膜３０は、ケイ素（Ｓｉ）が含有されていることが好ましい。保護膜３０にＳｉが含有されていると、Ｍｇ基材１０と保護膜３０との密着性に優れ、保護膜３０と後述する塗装膜４０（内側塗装膜４０ｉ）との密着性に優れる。特に、保護膜３０の塗装膜４０側にＭｇ基材１０側よりもＳｉの多い領域を具えると、保護膜３０と塗装膜４０との密着性により一層優れる。そのため、Ｍｇ基材１０から保護膜３０が、保護膜３０から塗装膜４０がそれぞれ剥離し難くなる。保護膜３０に含まれるＳｉの含有量は、３質量％以上であることがより好ましく、５質量％以上、更には７質量％以上であることが好ましい。Ｓｉの含有量の上限は、１０質量％とする。

保護膜３０の構成元素は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により求めることができる。

〈膜厚〉
保護膜３０の膜厚は、０．０５μｍ以上とする。この膜厚が０．０５μｍ以上であれば、上記Ｍｇ基材１０の表面を直接保護して耐食性を確保することができる。この膜厚は、５μｍ以下とすることが好ましく、特に０．１μｍ（１００ｎｍ）以上０．５μｍ（５００ｎｍ）以下であることがより好ましい。上記膜厚を５μｍ以下とすることで、不必要に保護膜３０の膜厚が厚すぎないので、高い透明性を有することができる。

［塗装膜］
（内側塗装膜）
〈構成材料〉
内側塗装膜４０ｉの構成材料は、ガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂とする。このような樹脂により、Ｍｇ基材１０の耐食性を確保することができる。というのも、このガラス転移点Ｔｇが３０℃以上であれば、後述する外側塗装膜４０ｏを保護膜３０と密着性よく形成することができるため、内側塗装膜４０ｉおよび外側塗装膜４０ｏがそれぞれ剥離するのを抑制することができる。このガラス転移点Ｔｇは４０℃以上、あるいは５０℃以上であってもよい。一方、このガラス転移点Ｔｇの上限は７０℃以下とすることが好ましい。そうすることで、上記保護膜３０から内側塗装膜４０ｉの剥離を抑制でき、耐食性を維持し易く、保護膜３０を保護することができる。このガラス転移点Ｔｇは、特に４０℃以上６０℃以下とすることが好ましい。

上記アクリル系樹脂は、具体的には、アクリルシリコン、アクリルウレタン、アクリルメラミン、アクリルアルキド、のうち少なくとも１種であることが挙げられる。これらの樹脂は、耐食性に加え、高い透明性を有する。そのため、Ｍｇ基材１０自体の色合いや風合いを感じることができ、優れた金属質感を有することができる。

〈膜厚〉
この内側塗装膜４０ｉの膜厚は、５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、特に１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。内側塗装膜４０ｉの膜厚を５μｍ以上とすることで、保護膜３０を十分保護することができる。また、上記膜厚を３０μｍ以下とすることで、内側塗装膜４０ｉの剥離を抑制することができる。

（外側塗装膜）
〈構成材料〉
外側塗装膜４０ｏの構成材料は、ガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ内側塗装膜４０ｉよりもガラス転移点Ｔｇが高いアクリル系樹脂とする。このような高ガラス転移点Ｔｇの樹脂で外側塗装膜４０ｏを構成することで、同樹脂の架橋密度が高くなり、この傾向はガラス転移点Ｔｇが高くなるほど顕著になる。それにより、腐食原因物質が外側塗装膜４０ｏを透過し難くなり、Ｍｇ基材１０の耐食性を確保することができる。特に、このガラス転移点Ｔｇは、６０℃以上９０℃未満であることが好ましい。このガラス転移点Ｔｇが上記規定の範囲内であることで、高い耐食性を有すると共に、摩擦による摩耗や、衝撃などによる膜の剥離、あるいは割れなどを生じ難くすることができる。というのも、この樹脂の架橋密度を上げようとするとＴｇが高くなり、かつ膜が硬くなる傾向があるからである。そのため、優れた耐傷性をも有することができる。

上記アクリル系樹脂は、具体的には、上述した内側塗装膜４０ｉと同様の樹脂を使用することができる。特に、少なくとも外側塗装膜４０ｏにおいては、アクリルメラミン系樹脂からなることが好ましい。アクリルメラミン系樹脂は、耐薬品性に優れるので、上記Ｍｇ基材１０の表面における腐食を一層防ぐとともに、高い透明性をも有するので、上記Ｍｇ基材１０自体の色合いや風合いを一層感じることができ、優れた金属質感を有することができる。

〈膜厚〉
外側塗装膜４０ｏの膜厚は、５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、特に２０μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。上記外側塗装膜４０ｏの膜厚を５μｍ以上とすることで、内側塗装膜４０ｉを十分保護することができる。また、上記膜厚を１００μｍ以下とすることで、膜厚が厚くなりすぎず、外側塗装膜４０ｏの剥離を抑制することができる。

（ガラス転移点Ｔｇ）
塗装膜４０（内側塗装膜４０ｉ及び外側塗装膜４０ｏ）のガラス転移点Ｔｇは、例えば、示差走査熱量分析（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）を行うことで求めることができる。具体的には、上述のように、Ｍｇ基材１０に保護膜３０、内側塗装膜４０ｉ、外側塗装膜４０ｏを順に積層したＭｇ基被覆部材１を、酸（例えば、塩酸、硝酸、硫酸など）に浸漬させ、Ｍｇ基材１０を溶解させて塗装膜４０を取り出す。そして、取り出した塗装膜４０に対して示差走査熱量分析を行うことで求めることができる。

（その他）
これら内・外の両塗装膜の構成樹脂は、その架橋反応温度が、互いに同様の温度域であることが好ましい。上記樹脂の架橋反応温度が互いに同様の温度域であれば、保護膜３０と内側塗装膜４０ｉとの密着性、および、内側塗装膜４０ｉと外側塗装膜４０ｏとの密着性をそれぞれ向上することができる。したがって、両塗装膜の構成樹脂の架橋反応温度が同様の温度域となるように、各樹脂の組成や触媒、硬化剤の種類や添加量を調整することで、両塗装膜の密着性をより向上させることができる。

《Ｍｇ基被覆部材の製造方法》
Ｍｇ基被覆部材１は、Ｍｇ基材１０に、順次保護膜３０、内側塗装膜４０ｉおよび外側塗装膜４０ｏを被覆することで製造される。その製造方法は、以下に示す下地形成工程と、塗装工程とを経る。

［下地形成工程］
下地形成工程では、上述した酸化物からなる透明な保護膜３０を、その膜厚が０．０５μｍ以上となるようにＭｇ基材１０の直上に形成する。その保護膜３０を形成する手段として、代表的には、化成処理や陽極酸化処理などが挙げられる。そうすることで、上記規定の膜厚を有する上記保護膜３０をＭｇ基材１０の表面に均一に形成することができる。

ここでは、酸化物からなる保護膜３０にさらにＡｌが含有されるように施すことが好ましい。具体的には、コロイダルアルミナなどＡｌを含有する化成処理液を利用することが挙げられる。そうすれば、Ａｌを含有する保護膜３０を形成でき、Ｍｇ基材１０の腐食をより抑制できる。特に、保護膜３０におけるＡｌの含有量が、Ｍｇに対する含有量比Ａｌ／Ｍｇとして、０．１５以上となるようにすることが好ましい。保護膜３０におけるＡｌの含有量が多くなるほど、Ｍｇ基材１０の腐食を抑制し易くなるからである。含有量比Ａｌ／Ｍｇは、処理液の種類によるが、例えば、凡そ０．５０以下が挙げられる。化成処理液の温度は、処理液の種類によるが、例えば、５０℃以上９０℃以下とすることが挙げられる。そうすれば、保護膜３０の形成を促進できて好ましい。化成処理を施す処理時間は、処理液の種類や温度にもよるが、３分以上、更に５分以上とすることが好ましい。化成処理する処理時間が長くなるほど保護膜３０に含まれるＡｌの含有量を多くすることができ、上記含有量比Ａｌ／Ｍｇの範囲を満たす保護膜３０を形成し易い。この処理時間は、７分以上がより好ましく、その上限は２０分とすることが好ましい。処理時間の上限を２０分とすることで、基材の金属質感を維持できる。

上記化成処理や陽極酸化処理後、保護膜３０にＳｉが含有されるように後処理を施すことが好ましい。そうすれば、Ｍｇ基材１０に保護膜３０を密着性よく形成できる。後処理を施すことで、保護膜３０におけるＭｇ基材１０との反対側（塗装膜４０側）に、Ｍｇ基材１０側よりもＳｉの多い領域を形成し易い。そうすれば、保護膜３０に塗装膜４０（内側塗装膜４０ｉ）をより一層密着性よく形成できる。この保護膜３０におけるＳｉの含有量は、３質量％以上となるようにすることが好ましい。保護膜３０におけるＳｉの含有量が多くなるほど、上記密着性を向上することができるからである。Ｓｉを含有する保護膜３０とするには、ケイ酸ナトリウムなどＳｉを含有する後処理液を使用することが挙げられる。後処理液の温度は、処理液の種類によるが、例えば、３０℃以上７０℃以下とすることが挙げられる。そうすれば、後処理を促進し易く好ましい。後処理を施す時間は、処理液の種類や温度にもよるが、３分以上とすることが挙げられる。そうすれば、Ｓｉを３質量％以上含有する保護膜３０を形成し易い。この処理時間の上限は特に設けないが、例えば１０分程度であることが好ましい。

［塗装工程］
塗装工程では、内側塗装膜４０ｉと外側塗装膜４０ｏを順次塗装する。

この両塗装膜４０ｉ、４０ｏの塗装手段として、電着塗装や吹付塗装など種々の塗装手段が挙げられる。両塗装膜は、同じ塗装手段により形成されていてもよいし、異なった塗装手段により形成されていてもよい。前者の場合、例えば、両塗装膜４０ｉ、４０ｏとも吹付塗装で塗装することが好ましい。このように同じ塗装手段で塗装すれば、塗装工程を変更することがないため、手間がかかり難い。後者の場合、例えば、内側塗装膜４０ｉを電着塗装により塗装し、外側塗装膜４０ｏを吹付塗装により塗装することが好ましい。そのように内側塗装膜４０ｉを電着塗装、中でもアニオン電着塗装により塗装することで、内側塗装膜４０ｉの膜厚を均一に、なおかつ保護膜３０と密着性良く形成することができる。また、その電着塗装された内側塗装膜４０ｉに対して、吹付塗装される外側塗装膜４０ｏを密着性よく形成することができる。そして、吹付塗装は必要箇所のみ塗装できるので、吹付量が必要最低限で済み、コストを低下することもできる。

各塗装膜４０ｉ、４０ｏを塗装した後に、それぞれ焼付処理を施すことで、各々の塗装膜を硬化させて、保護膜３０の上に内側塗装膜４０ｉを、その内側塗装膜４０ｉの上に外側塗装膜４０ｏをそれぞれ強固に形成することができる。この焼付処理を施す際の温度および時間は、各塗装膜４０ｉ、４０ｏを構成するアクリル系樹脂の架橋反応温度などに応じて適宜選択すればよい。具体的には、まず、内側塗装膜４０ｉの推奨焼付温度よりも若干低い温度で内側塗装膜４０ｉを焼付して、内側塗装膜４０ｉをある程度硬化させる。次に、外側塗装膜４０ｏを塗装する。その後、両塗装膜４０ｉ、４０ｏのうち推奨焼付温度が高い方の温度、あるいは、それよりも若干高い温度で両塗装膜４０ｉ、４０ｏを焼付して、各構成樹脂を架橋反応させて硬化させることが好ましい。これにより、内側塗装膜４０ｉをＭｇ基材１０側に密着させ、かつ、内側塗装膜４０ｉと外側塗装膜４０ｏも同時に架橋反応させることで両者の密着性も確保する。

［その他の工程］
上述した工程に加えて、上記下地形成工程前に、脱脂、エッチング、脱スマット、表面調整などの表面処理を必要に応じて適宜施してもよい。

《成形品》
Ｍｇ基被覆部材１に、プレス加工などの塑性加工を施すことで、Ｍｇ基被覆部材１の成形品を得ることができる。塑性加工は、用途に応じて必要な方法を施すことが好ましい。具体的には、深絞り加工などの絞り加工が挙げられる。このような塑性加工をＭｇ基被覆部材１に施したとしても、上記Ｍｇ基被覆部材の外側は、ガラス転移点Ｔｇの高いアクリル系樹脂からなる外側塗装膜４０ｏで被覆されているので、耐傷性に優れるため、摩擦による摩耗や、衝撃による被覆膜の剥離、あるいは、割れなどを防止して、Ｍｇ基材１０の表面にすれ疵を発生させることがない。つまり、Ｍｇ基被覆部材１の金属質感を損ねずに、成形品を形成することができる。そのため、複雑な形状の成形品を得ることもできる。

《作用効果》
上述した実施形態に係るＭｇ基被覆部材、およびＭｇ基被覆部材の製造方法によれば、以下の効果を奏する。

（１）Ｍｇ基材上に形成される塗装膜が、内側塗装膜および外側塗装膜の少なくとも２層構造を有し、この内側塗装膜をガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂、外側塗装膜をガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ内側塗装膜よりもガラス転移点Ｔｇが高いアクリル系樹脂でそれぞれ構成することで、Ｍｇ基材の耐食性を確保することができる。

（２）Ｍｇ基材直上に保護膜を設けることで、内側塗装膜を基材と密着性よく形成することができる。その上、保護膜上に外側塗装膜よりもガラス転移点Ｔｇの低いアクリル系樹脂からなる内側塗装膜を形成することによって、内側塗装膜よりもガラス転移点Ｔｇの高いアクリル系樹脂からなる外側塗装膜を保護膜と密着性よく形成することができる。そのため、内側塗装膜および外側塗装膜がそれぞれ剥離するのを抑制することができる。

（３）Ｍｇ基材上に形成される被覆膜は、保護膜および塗装膜の両方とも透明であるので、Ｍｇ基材自体の色合いや風合いを感じることができ、金属質感に優れるものとすることができる。

（４）上述した製造方法によれば、耐食性に優れる上記Ｍｇ基被覆部材を容易に製造することができる。その上、Ｍｇ基被覆部材直上に密着性よく保護膜を、その保護膜上に密着性よく内側塗装膜を、その内側塗装膜上に密着性よく外側塗装膜をそれぞれ形成することができるので、Ｍｇ基材の表面を保護することができる。

《試験例１》
次のＭｇ基被覆部材を作製した。Ｍｇ基材は、Ｍｇ−９．０質量％Ａｌ−１．０質量％Ｚｎを含有するＡＺ９１相当の組成を持つＭｇ合金板を使用する。まず、そのＭｇ合金板の直上に、以下に示す条件でＭｇ基材に保護膜を形成した。保護膜の膜厚は、０．０９μｍであった。次に、保護膜形成後１日以内に保護膜上に内側塗装膜、その内側塗装膜上に外側塗装膜を順次塗装して塗装膜を形成し、Ｍｇ基被覆部材を製造する。そのＭｇ基被覆部材を製造するに際し、表１に示すように、塗装膜の塗装手段、焼付温度、膜厚、構成樹脂の種類、ガラス転移点Ｔｇのそれぞれを種々変更して試料１〜１３のＭｇ基被覆部材を製造した。各試料に対し、以下に示す条件で、耐食性の測定試験として塩水噴霧試験と人工汗試験を、耐傷性の測定試験として落砂試験を、密着性の測定試験として塩水噴霧試験後と人工汗試験後とでそれぞれ二次密着試験を施した。

脱脂１：１５％ＮａＯＨとノニオン系界面活性剤０．５％溶液の攪拌下、７０℃で５分
脱脂２：６０％ＮａＯＨ＋２０％Ｎａ_３ＰＯ_４＋１５％キレート剤＋５％界面活性剤を５０ｇ／ｌとした希釈水溶液の攪拌下、５０℃、３分
化成処理：３０％ＮａＯＨ＋５％コロイダルアルミナ＋３％界面活性剤を３００ｍｌ／ｌとした希釈水溶液の攪拌下、８５℃、７分
後処理：１０％Ｎａ_４ＳｉＯ_４＋２％界面活性剤を２００ｍｌ／ｌとした希釈水溶液の攪拌下、５０℃、３分
乾燥：１１０℃、３０分

〔耐食性〕
［塩水噴霧試験］
上記試料１〜１３の各試料に、「塩水噴霧試験方法 ＪＩＳ Ｚ ２３７１（２０００）」に定められた試験方法によって塩水噴霧試験を施す。この試験では、試験後のＭｇ基材の腐食や被覆膜に膨れが見られない場合に耐食性が良好であるとする。

（塩水噴霧試験条件）
塩水濃度：５％
試験温度：３５℃
試験時間：１００ｈ

［人工汗試験］
上記試料１〜１３の各試料に、耐食性を測定する試験として、人工汗試験を施す。この人工汗試験は、各試料１〜１３を以下に示す人工汗液に、以下に示す条件で浸すことで行う。この試験では、試験後のＭｇ基材の腐食や被覆膜に膨れが見られない場合に耐食性が良好であるとする。

（人工汗試験条件）
人工汗液：リン酸２ナトリウム（０．８％）＋塩化ナトリウム（０．８％）＋酢酸（０．５％）＋蒸留水（９７．９％）
試験温度：４０℃
試験時間：１００ｈ

〔耐傷性〕
［落砂試験］
上記試料１〜１３の各試料に、「建築材料及び建築構成部分の摩耗試験方法（落砂法） ＪＩＳ Ａ １４５２（１９７２）」に準じた試験方法によって耐傷性試験を施す。この試験によって、各試料の基材表面が露出するまでの時間を計測し、この時間と摩耗前の被覆膜の膜厚とから１分当たりの摩耗膜厚を求めて、評価結果が、被覆膜の膜厚に影響を受けないように、各試料の耐傷性を比較する。この試験では、被覆膜の摩耗が２μｍ／ｍｉｎ以下なら耐傷性が良好（○）であり、被覆膜の摩耗が１．８μｍ／ｍｉｎ以下なら耐傷性が優良（◎）とする。

（落砂試験条件）
砥粒の材質：ＳｉＣ
砥粒の粒度：４２５μｍ
砥粒の噴射量：４００ｇ／ｍｉｎ

〔密着性〕
［二次密着試験］
上記塩水噴霧試験を施した試料及び人工汗試験を施した試料のそれぞれに対し、密着性を測定する試験として、「塗料一般試験方法‐第５部：塗膜の機械的性質‐第６節：付着性（クロスカット法） ＪＩＳ Ｋ５６００−５−６（１９９９）」に準じて以下の試験条件で二次密着試験を施す。具体的には、Ｍｇ基被覆部材の被覆膜に格子状に切込みを入れ、その上にテープを貼ってテープを引き剥がす。切込み数、及び切込み間隔は以下に示す。この試験では、試験後のＭｇ基被覆部材における切込み領域において、切込みの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれが見られない場合に密着性が良好（○）、切込みの交差点に小さな剥がれが見られる場合や、格子の目が１個でも剥離している場合に密着性（×）とする。ここで剥離とは、基材から被覆膜、保護膜から塗装膜、若しくは、内側塗装膜から外側塗装膜のいずれかが剥がれた場合とする。

（二次密着試験条件）
切込み数：格子の各方向に１１本ずつ
切込み間隔：１ｍｍ

そして、上記の各条件により行った試験結果をまとめて表２に記す。

〔耐食性試験結果〕
［塩水噴霧試験結果］
塩水噴霧試験を行った結果、全般に、Ｍｇ基材の腐食や、被覆膜の膨れが見られなかった。

［人工汗試験結果］
人工汗試験を行った結果、試料３、４、７〜１１、１３は、Ｍｇ基材の腐食や、被覆膜の膨れが見られなかった。一方、試料１、２、５、６、１２は、Ｍｇ基材の腐食や被覆膜の膨れが見られた。

以上の耐食性の試験結果より、試料３、４、７〜１１、１３は、塗装膜をガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂からなる内側樹脂膜と、ガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ内側塗装膜よりも高いガラス転移点Ｔｇのアクリル系樹脂からなる外側塗装膜との２層構造としたので、腐食原因物質の透過を防止できたと考えられる。その結果、Ｍｇ基材の腐食や被覆膜の膨れが生じなかったと考えられる。

〔耐傷性試験結果〕
［落砂試験結果］
落砂試験を行った結果、試料１〜９、１３は、被覆膜の摩耗が２μｍ／ｍｉｎ以下であり、その中でも特に試料４、８は摩耗し難く耐傷性により優れる結果となった。一方、試料１０〜１２は、被覆膜の摩耗が２μｍ／ｍｉｎ超であった。

上記の耐傷性の試験結果により、試料１０、１１は、外側塗装膜をガラス転移点Ｔｇが高い樹脂で構成したため膜が硬すぎて脆くなり、被覆膜の摩耗が２μｍ／ｍｉｎ超となったと考えられる。また、試料１２は、最外層である内側塗装膜のガラス転移点Ｔｇを低い樹脂で構成したため、膜が柔らかすぎて、被覆膜の摩耗が２μｍ／ｍｉｎ超となったと考えられる。

〔密着性試験結果〕
［二次密着試験結果］
塩水噴霧試験後に二次密着試験を行った結果、全般にＭｇ基材の腐食や被覆膜の膨れが見られず、全般に剥離も見られなかった。一方、人工汗試験後に二次密着試験を行った結果、試料３、４、７〜１１、１３には剥離が見られず、試料１、２、５、６、１２には小さな剥離が見られた。

《まとめ》
以上の試験結果より、塗装膜をガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂からなる内側樹脂膜と、ガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ内側塗装膜よりも高いガラス転移点Ｔｇのアクリル系樹脂からなる外側塗装膜との２層構造とすることで、耐食性及び密着性により優れるＭｇ基被覆部材が得られる。その上、被覆膜が透明であるので、Ｍｇ基材自体の色合いや風合いを感じることができ、金属質感にも優れるＭｇ基被覆部材が得られる。そして、この中でも特に、内側塗装膜の構成樹脂のガラス転移点Ｔｇが７０℃以下で、外側塗装膜の構成樹脂のガラス転移点Ｔｇが６０℃以上９０℃未満である場合は、耐食性に加えて、耐傷性がより優れるＭｇ基被覆部材が得られることが判明した。

《試験例２》
次のＭｇ基被覆部材を作製した。Ｍｇ基材は、Ｍｇ−９．０質量％Ａｌ−１．０質量％Ｚｎを含有するＡＺ９１相当の組成を持つＭｇ合金板Ａと、Ｍｇ−３．０質量％Ａｌ−１．０質量％Ｚｎを含有するＡＺ３１相当の組成を持つＭｇ合金板Ｂとを使用する。これらＭｇ基材の直上に試験例１と同様の条件で保護膜を形成する。その際、上記脱脂１と同様の処理を施した後、表３に示すように、上記脱脂２、化成処理、及び後処理の時間をそれぞれ変更して試料２１〜２８を作製した。各試料の保護膜の膜厚は、表３に示す値であった。また、各試料における保護膜の構成元素は、ＸＰＳで分析したところ表４に示す結果であった。続いて、保護膜形成後１日以内に試験例１の試料４（表１）と同様の方法で同様の塗装膜を塗装した。

上述のようにして作製した各試料に対して、試験例１と同様の耐食性試験（塩水噴霧試験、及び人工汗試験）及び密着性試験（二次密着試験）を同条件で施した。試験結果をまとめて表５に示す。

〔耐食性試験結果〕
［塩水噴霧試験結果］
塩水噴霧試験を行った結果、全般にＭｇ基材の腐食や、被覆膜の膨れが見られなかった。

［人工汗試験結果］
人工汗試験を行った結果、試料２３〜２５、２７、２８は、Ｍｇ基材の腐食や被覆膜の膨れが見られなかった。一方、試料２１、２２、２６は、Ｍｇ基材の腐食や被覆膜の膨れが見られた。

以上の耐食性の試験結果より、試料２３〜２５、２７、２８は、Ｍｇに対するＡｌの含有量比Ａｌ／Ｍｇが０．１５以上の保護膜を具えるので、保護膜に含まれるＡｌの含有量が多く、耐食性を向上できたため、Ｍｇ基材の腐食を防止できたと考えられる。一方、試料２２は、化成処理の時間が短いため、保護膜を構成するＭｇとＡｌの含有量比Ａｌ／Ｍｇが０．１５未満となり、保護膜に含まれるＡｌの含有量が少なく十分な耐食性を得られなかったからだと考えられる。また、試料２１、２６は、保護膜が形成されておらず自然酸化膜程度であり、塗装膜に膨れが生じＭｇ基材に腐食が見られたと考えられる。

〔密着性試験結果〕
［二次密着試験結果］
塩水噴霧試験後に二次密着試験を行った結果、試料２６以外の試料には剥離が見られなかった。試料２１で剥離せず試料２６で剥離したのは、試料２１の基材のＡｌ含有量が９質量％程度であるのに対し、試料２６では３質量％程度であり、保護膜形成条件及び塗装膜形成条件が互いに同一であることから、基材のＡｌ含有量の違いによるものと考えられる。一方、人工汗試験後に二次密着試験を行った結果、試料２３〜２５、２７、２８は剥離が見られず、試料２１、２２、２６には小さな剥離が見られた。

以上の密着性の試験結果より、試料２３〜２５、２７、２８は、試料２１、２２、２６に比べて、保護膜が十分に形成されていたため、人工汗試験後に二次密着試験を施しても、保護膜に対する塗装膜の十分な密着性を有することが判明した。

《試験例３》
次のＭｇ基被覆部材を作製した。ここでは、試験例２で作製した試料２４、２５、２８のそれぞれと同様の試料３１〜３３を作製する。但し、試料３１〜３３は、塗装膜を塗装するにあたり、保護膜の形成から１日以内に塗装膜を塗装した試料２４、２５、２８に対して、保護膜の形成から１週間後に塗装膜を塗装した点が異なる。そして、試料３１〜３３に対し、塩水噴霧試験を施した後と人工汗試験を施した後とでそれぞれ試験例１、２と同様の二次密着試験を施した。塩水噴霧試験及び人工汗試験の試験条件は試験例１、２と同様とした。その結果を表６に示す。表６では、試験例２の試料２４、２５、及び２８の結果も合わせて示す。

〔密着性試験結果〕
［二次密着試験結果］
塩水噴霧試験後に二次密着試験を行った結果、全般にＭｇ基材の腐食や被覆膜の膨れが見られず、全般に剥離も見られなかった。一方、人工汗試験後に二次密着試験を行った結果、試料３１以外は、Ｍｇ基材の腐食及び被覆膜の膨れや剥離が見られず、試料３１には剥離が見られた。

以上の密着性の試験結果より、保護膜に含まれるＳｉの含有量が３％以上の試料３２、３３は、保護膜形成後、１週間程度経過した後に塗装膜を塗装しても、保護膜に対する塗装膜の密着性が低下しないことが判明した。従って、Ｓｉの含有量が３質量％以上の保護膜を有する試料とすれば、保護膜を形成後、塗装膜を形成するまでの待機期間の選択肢を広げられる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。

本発明のＭｇ基被覆部材は、携帯電話やノートパソコンの筺体など意匠性が要求される分野に好適に利用することができる。

１ Ｍｇ基被覆部材
１０ Ｍｇ基材
２０ 被覆膜
３０ 保護膜
４０ 塗装膜 ４０ｉ 内側塗装膜 ４０ｏ 外側塗装膜

Claims (9)

1. マグネシウムを主体とする基材と、この基材を保護するための被覆膜とを具えるマグネシウム基被覆部材であって、
   前記被覆膜は、前記基材直上に設けられる透明な保護膜と、前記保護膜上に設けられる透明な塗装膜とを具え、
   前記保護膜は、
   酸化物と共にアルミニウム及びマグネシウムを含有し、アルミニウムとマグネシウムの質量％での含有量比Ａｌ／Ｍｇが、０．１５≦Ａｌ／Ｍｇであり、
   その膜厚が０．０５μｍ以上であり、
   前記塗装膜は、前記基材側に形成される内側塗装膜、および、この内側塗装膜上に形成される外側塗装膜を有し、
   前記内側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂からなり、
   前記外側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ前記内側塗装膜よりもガラス転移点が高いアクリル系樹脂からなるマグネシウム基被覆部材。
2. マグネシウムを主体とする基材と、この基材を保護するための被覆膜とを具えるマグネシウム基被覆部材であって、
   前記被覆膜は、前記基材直上に設けられる透明な保護膜と、前記保護膜上に設けられる透明な塗装膜とを具え、
   前記保護膜は、酸化物に加えてケイ素を３質量％以上含有し、その膜厚が０．０５μｍ以上であり、
   前記塗装膜は、前記基材側に形成される内側塗装膜、および、この内側塗装膜上に形成される外側塗装膜を有し、
   前記内側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが３０℃以上のアクリル系樹脂からなり、
   前記外側塗装膜は、ガラス転移点Ｔｇが５５℃超で、かつ前記内側塗装膜よりもガラス転移点が高いアクリル系樹脂からなるマグネシウム基被覆部材。
3. 前記保護膜は、ケイ素を３質量％以上含有する請求項１に記載のマグネシウム基被覆部材。
4. 前記内側塗装膜を構成するアクリル系樹脂のガラス転移点Ｔｇは、７０℃以下で、
   前記外側塗装膜を構成するアクリル系樹脂のガラス転移点Ｔｇは、６０℃以上９０℃未満である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のマグネシウム基被覆部材。
5. 前記塗装膜における少なくとも外側塗装膜は、アクリルメラミン系樹脂からなる請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のマグネシウム基被覆部材。
6. 前記内側塗装膜の膜厚が、５μｍ以上３０μｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のマグネシウム基被覆部材。
7. 前記外側塗装膜の膜厚が、５μｍ以上１００μｍ以下である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のマグネシウム基被覆部材。
8. 前記保護膜の膜厚が、５μｍ以下である請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のマグネシウム基被覆部材。
9. 前記基材は、アルミニウムを３質量％以上含有するマグネシウム合金からなる請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のマグネシウム基被覆部材。
   

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