KR20030024570A - 마그네슘재의 착색 방법 및 이에 의해 착색된마그네슘재로 된 하우징 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 마그네슘 또는 마그네슘 합금의 양극 산화막에 대해, 도장 처리를 행하는 일 없이 양호하게 착색하는 것이 가능하고, 채색의 박리를 회피 가능한 착색 방법 및 이에 의해 착색된 마그네슘재로 된 하우징을 제공하는 것이다.

마그네슘재의 착색 방법에 있어서, 마그네슘제 또는 마그네슘 합금제의 베이스 표면을 양극 산화 처리함으로써, 베이스 표면에 대해 백색의 양극 산화막을 설치하는 양극 산화 공정 S13을 포함하고, 양극 산화막에 대해 무도장 착색을 실시하는 것을 특징으로 한다.

Description

마그네슘재의 착색 방법 및 이에 의해 착색된 마그네슘재로 된 하우징{COLORING METHOD FOR MAGNESIUM MATERIAL AND HOUSING OF MAGNESIUM MATERIAL COLORED BY THAT}

본 발명은, 노트형 퍼스널 컴퓨터 하우징 등의 구성 재료에 사용되고 있는 마그네슘 또는 마그네슘 합금(이하, 이 양자를 포함하여「마그네슘재」라 기재함)의 착색 방법 및 이에 의해 착색되어 있는 마그네슘재로 된 하우징에 관한 것이다.

최근, 노트형 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 및 전자 기기에서는 경량화 및 박형화의 관점으로부터, 마그네슘재로 된 하우징이 많이 사용되고 있다. 특히 B5 사이즈 이하의 모바일형 노트형 퍼스널 컴퓨터에서, 그 경향이 강하다. 도7은, 마그네슘재에 의해 제작된 휴대 기기 하우징의 일예를 나타낸다. 구체적으로는, 노트형 퍼스널 컴퓨터 하우징에 있어서의 LCD 커버이다. 마그네슘재는 방열성이 높기 때문에, 노트형 퍼스널 컴퓨터의 하우징 구성 재료에 채용되는 경우에 있어서는, 제품의 경량화 및 박형화에 이바지할 뿐만 아니라, CPU 내지 MPU의 고속화에 수반하는 발열 문제에 대처하는 데 있어서도 적합하다.

마그네슘재 즉 마그네슘 또는 마그네슘 합금은, 대기 속에서 용이하게 산화된다는 성질을 갖는다. 그로 인해, 기기 하우징으로서 사용되는 경우 등에 있어서는 실용적으로는 마그네슘재의 표면에 대해, 어떠한 처리를 실시하여 내식성을 부여할 필요가 있다.

그와 같은 내식성 부여 수단 중 하나로서, 화성 처리가 알려져 있다. 화성 처리에서는, 소정의 약액에 마그네슘재를 침지함으로써, 재료 표면에 피막이 형성된다. 그러나, 화성 처리는 마그네슘 또는 마그네슘 합금 표면에서 자발적으로 생기는 화학 반응을 이용하는 것으로, 막 두께 제어에 있어서 자유도가 부족하다. 또한, 피막은 얇게 형성되는 경향이 있다. 그로 인해, 이러한 화성 처리 피막에만 의해서는, 마그네슘재 표면의 내식성을 충분한 정도로까지 향상시키는 것은 곤란하다.

한편, 화성 처리에 의한 것보다도 두꺼운 피막을 형성할 수 있는 표면 처리 기술로서, 양극 산화 처리가 알려져 있다. 예를 들어 일본 특허 공개 평11-256394호 공보는, 알루미늄재 표면을 양극 산화하는 기술을 개시하고 있는 바, 이러한 양극 산화 기술은 마그네슘재의 내식성을 향상시키는 목적에 있어서도 채용되고 있다. 그러나, 마그네슘재에 대한 종래의 양극 산화 처리에 의하면, 마그네슘재 표면에 흑색, 녹색 또는 갈색을 나타낸 산화막이 형성되고, 그들은 일반적으로 진한 색이다. 그로 인해, 양극 산화 처리를 거친 마그네슘재에 대해 디자인성이 높은 채색을 실시하기 위해서는, 산화막 상에 상기 산화막이 갖는 진한 색으로부터의 영향을 받기 어려운 유기 도장을 실시해야만 한다.

그러나, 유기 도장이 실시된 마그네슘재 제품은 리사이클 과정에 있어서 그대로 고온 가열로 부착되면, 도포막이 연소됨으로써 유기계의 유독 가스를 발생해 버린다. 마그네슘재 상의 산화막이 나타내는 색이 짙을수록 유기 도포막은 두꺼워지며, 도포막이 두꺼울수록 가스의 발생량은 증대한다. 이러한 문제점을 회피하기 위해서는, 제품의 리사이클 과정에 있어서, 용제를 이용하여 혹은 웨트 블라스트 처리에 의해 유기 도포막을 박리할 필요가 있어, 작업 환경의 열악화나 작업 공정수의 증가라는 문제를 초래해 버린다. 또한, 유기 도포막은 막질의 열화에 의해 재료 표면으로부터 박리되기 쉬워지는 바, 이러한 박리는 제품의 디자인상 바람직하지 못하다.

본 발명은, 이러한 사정에 의거하여 생각해 낸 것으로, 종래의 문제점을 해소 내지 경감하는 것을 과제로 하여, 마그네슘재의 양극 산화막에 대해 도료에 의한 도장 처리를 행하는 일 없이 마그네슘재를 양호하게 착색하는 것이 가능하고, 채색의 박리를 억제 가능한 착색 방법 및 이에 의해 착색된 마그네슘재로 된 하우징을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 마그네슘재의 착색 방법의 흐름도.

도2는 양극 산화 처리 장치의 모식도.

도3은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 마그네슘재의 착색 방법의 흐름도.

도4는 제3 실시예 내지 제12 실시예 및 제1 비교예, 제2 비교예의 염색 상태를 나타낸 도면.

도5는 제13 실시예 내지 제16 실시예의 염색 상태를 나타낸 도면.

도6은 제17 실시예 내지 제26 실시예 및 제3 비교예 내지 제12 비교예의 염색 상태를 나타낸 도면.

도7은 마그네슘재에 의해 제작된 휴대 기기 하우징의 일예를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

S11, S21 : 탈지 공정

S12, S22 : 제1 물 세척 공정

S13, S23 : 양극 산화 공정

S14, S24 : 제2 물 세척 공정

S15 : 질소 블로우 공정

S16 : 코팅 공정

S17 : 소부 공정

S25 : 활성화 공정

S26 : 제3 물 세척 공정

S27 : 염색 공정

본 발명의 제1 측면에 따르면 마그네슘재의 착색 방법이 제공된다. 이 방법은, 마그네슘제 또는 마그네슘 합금제의 베이스 표면을 양극 산화 처리함으로써, 베이스 표면에 양극 산화막을 설치하는 양극 산화 공정을 포함하고, 양극 산화막에 대해 무도장 착색을 실시하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 따르면, 도료에 의한 도장 처리를 행하는 일 없이, 마그네슘재의 양극 산화막을 양호하게 착색할 수 있다. 그로 인해, 마그네슘재 제품의 리사이클 과정에 있어서, 제품 제조시에 도장 처리를 행하는 경우에 발생하고 있었던 작업 환경의 열악화나 작업 공정수의 증가라는 상술한 종래의 문제는 회피된다. 또한, 착색시에 도료가 이용되지 않으므로, 마그네슘재 표면으로부터의 도포막의 박리는 회피된다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서는, 양극 산화 공정의 양극 산화 처리에 있어서, 안료를 포함하는 전해액을 사용하고, 상기 안료를 도입하면서 양극 산화막을 설치함으로써 무도장 착색을 달성한다. 이러한 구성에 따르면, 양극 산화 처리와 동시에 마그네슘재를 착색할 수 있으므로, 마그네슘재 제품의 제조에 있어서 작업 효율을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 전해액에 현탁해 둔 안료의 종류 및 양을 적절하게 조절함으로써, 다채로운 착색을 달성하는 것도 가능하다.

바람직하게는, 안료는 무기 안료이며, 특히 펄 안료가 바람직하다. 혹은, 안료는 체질 안료를 염료로 염색한 레이크 안료이다. 이러한 안료를 이용하여 무도장 착색을 달성함으로써, 마그네슘재 제품의 리사이클 과정에 있어서, 제품 제조시에 도장 처리를 행하는 경우에 발생하고 있었던 작업 환경의 열악화나 작업 공정수의 증가라는 상술한 종래의 문제를 회피하는 것이 확보된다. 또한, 안료의 평균 입경은 바람직하게는 5 ㎚ 내지 50 ㎚이며, 보다 바람직하게는 5 ㎚ 내지 500 ㎚이다. 안료가 미립자일수록, 양극 산화막을 치밀하게 착색할 수 있어 바람직하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 착색 방법은 또한 양극 산화막의 표면에 대해 활성화 처리를 실시하는 활성화 공정과, 활성화된 양극 산화막의 표면을 염료로 염색함으로써 무도장 착색을 달성하는 염색 공정을 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 활성화 처리에 의해 양극 산화막의 표면은, 염료에 의한 염색 작용에 대한 감수성이 높아지고, 염색 공정에 의해, 그와 같은 활성 산화막 표면이 염색된다. 염색에 의한 이러한 무도장 착색에 의하면, 마그네슘재를 효율적으로 또한 양호하게 착색할 수 있다.

바람직하게는, 활성화 공정에 있어서, 양극 산화막의 표면에 대해 착화제 또는 피롤린산염을 작용시킴으로써, 상기 양극 산화막 표면을 거칠게 한다. 혹은, 활성화 공정에 있어서 양극 산화막의 표면에 대해, 아미노기를 갖는 실란계 커플링제를 작용시킴으로써, 상기 양극 산화막 표면을 화학 수식하는 것이 바람직하다. 이러한 조면화 또는 화학 수식에 의해, 양극 산화막 표면을 적절하게 활성화하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 양극 산화 처리에 사용되는 전해액은, 알루민산 나트륨, 메타 규산 나트륨 및 규산 나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 이러한 구성에 의하면, 백색을 나타내는 양극 산화막이 형성될 수 있다. 안료나 염료의 색조가 돋보이게 되므로, 백색의 양극 산화막은 바람직하다.

바람직하게는, 또한 무도장 착색이 실시된 양극 산화막에 대해, 무기 코팅제에 의한 클리어 코팅을 행하는 공정을 포함한다. 이러한 구성에 의해 양극 산화막 상에 클리어 코트가 형성되면, 양극 산화막의 보호가 도모되는 동시에 양극 산화막 표면에 광택이 부여되고, 또한 양극 산화막이 밀공 처리되게 된다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 제1 측면에 관하여 상술한 어느 하나의 구성을 구비하는 마그네슘재의 착색 방법에 의해 착색되어 있는 마그네슘재로 된 하우징이 제공된다. 이러한 본 발명의 제2 측면에 의해서도, 제1 측면에 관하여 상술한 것과 같은 효과가 발휘된다. 따라서, 원하는 농도의 색조로 양호하게 착색되어 있는 휴대 기기 하우징 등의 마그네슘재로 된 하우징을 얻는 것이 가능해진다.

도1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 마그네슘재의 착색 방법에 있어서의 흐름도이다. 본 실시 형태는 탈지 공정 S11과, 제1 물 세척 공정 S12와, 양극 산화 공정 S13과, 제2 물 세척 공정 S14와, 질소 블로우 공정 S15와, 코팅 공정 S16과, 소부 공정 S17을 포함한다.

본 발명에서 이용되는 베이스는, 마그네슘제 또는 마그네슘 합금제인 경우, 마그네슘 합금으로서는, 예를 들어 Mg - Al 합금, Mg - Al - Zn 합금, Mg - Al - Mn 합금, Mg - Zn - Zr 합금, Mg - 희토류 원소 합금, Mg - Zn - 희토류 원소 합금 등을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, AZ91D 합금, AZ31 합금, AZ61 합금, AM60 합금, AM120 합금 등을 이용할 수 있다. 이들과 같은 마그네슘재로부터, 예를 들어 도7에 도시한 바와 같은 소정의 성형체를 제작한 후, 착색이 실시된다.

본 실시 형태에서는, 착색 대상인 베이스에 대해, 우선 탈지 공정 S11에 있어서 탈지 처리를 실시한다. 탈지 처리는, 아세톤 및 이에 계속해서 알칼리 처리제에 베이스를 침지함으로써 행할 수 있다. 알칼리 처리제로서는, 예를 들어 탄산 나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 등을 이용할 수 있다. 이에 대신에, 탈지 처리는 베이스 표면에 계면 활성제를 작용시킴으로써도 행할 수 있다. 계면 활성제로서는, 예를 들어 도데실 벤젠 술폰산 나트륨 등을 이용할 수 있다.

다음에, 제1 물 세척 공정 S12에 있어서, 상술한 탈지 공정 S11을 거친 베이스를 흐르는 물로 잘 세정하여, 탈지 처리로 사용한 약제를 제거한다.

다음에, 양극 산화 공정 S13에 있어서, 베이스 표면에 대해 양극 산화 처리를 실시한다. 양극 산화 처리에 사용하는 전해액은, 산화막 형성용의 여러 가지 시약 및 착색용의 안료를 포함한다. 산화막 형성 시약으로서는, 예를 들어 알루민산 나트륨, 메타 규산 나트륨, 규산 나트륨 등, 백색 양극 산화막의 형성에 적합한 시약을 이용한다. 안료로서는, 펄 안료 등의 무기 안료나, 레이크 안료를 이용하는 것이 바람직하다. 레이크 안료는, 예를 들어 수산화 알루미늄이나 산화 티탄 등의 소위 체질 안료를 염료로 물들인 안료이다. 안료로서는, 벵갈라(Fe₂O₃), 버밀리언(HgS), 카드뮴 레드(CdS 또는 CdSe), 황연(PdCrO₄), 군청(2Al₂Na₄Si₃O₁₀S₄), 코발트 블루(CoOㆍnAl₂O₃), 코발트 바이올렛[Co₃(PO₄)₂], 카본 블랙 등의 무기 안료를 이용해도 좋다. 이러한 무기 안료를 이용하여 착색이 실시되는 마그네슘재 제품은, 리사이클 과정에 있어서의 연소에 의해서도 유기계 유독 가스를 거의 발생시키지 않고, 환경 대응형의 마그네슘재 제품으로서 매우 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에서는 안료 입자의 평균 입경은 5 ㎚ 내지 500 ㎚이다. 전해액은, 이들 성분을 포함하여 전해시에 불꽃 방전을 생기도록 조제되어 있다.

도2는, 양극 산화 처리 장치의 모식도이다. 전원(1)의 한 쪽 단자에 착색해야 할 베이스(2)를 전기적으로 접속하고, 다른 쪽 단자에 스테인레스 전극 또는 카본 전극(3)을 전기적으로 접속하고, 이들을 한 쌍의 전극으로서 상술한 전해액(4)에 침지한 상태에서 상기 전극 사이에 교류 전압을 인가한다. 이 때, 전류 밀도는 0.5 내지 5 A/dm²의 범위로 한다. 전류 밀도가 지나치게 작으면 불꽃 방전이 생기기 어려워지고, 지나치게 크면 산화막 표면이 거칠어진다. 전해액 온도는 15 내지 60 ℃의 범위로 한다. 15 ℃ 이하에서는 산화막 형성 속도가 유의하게 저하되는 경향이 있으며, 60 ℃ 이상에서는 형성되는 산화막의 표면 거칠기가 과대해지는 경향이 있다. 또한, 전해액에 있어서 안료를 균일하게 분산시키기 위해, 예를 들어 마그네틱 스털러(5)에 의해 전해액은 교반되고 있다. 양극 산화 처리에 있어서는, 베이스 전극이 양극일 때에 베이스 표면에서 불꽃 방전이 생겨, 베이스 표면에서 양극 산화막이 점차로 성장 형성되어 간다. 이 때, 양극 산화막은 전해액에 분산되어 있는 안료를 도입하면서 성장하므로, 베이스에는 양극 산화막이 형성되는 것과 동시에 착색이 실시되게 된다. 이와 같이 하여, 본 실시 형태에서는 두께 5 내지 20 ㎛의 양극 산화막이 형성된다.

다음에, 제2 물 세척 공정 S14에 있어서, 상술한 양극 산화 공정 S13을 거친 베이스를 흐르는 물로 잘 세정하여, 베이스에 부착되어 있는 전해액을 제거한다. 다음에, 질소 블로우 공정 S15에 있어서, 베이스에 대해 질소 가스를 뿜어댐으로써, 베이스에 부착되어 있는 수분을 비산 내지 증발 분산시킨다.

다음에, 코팅 공정 S16에 있어서, 베이스의 양극 산화막 상에 코팅층을 설치한다. 구체적으로는, 액형의 코팅제를 스핀 코트, 딥 코트, 독터 블레이드법, 롤코트 등의 수단에 의해, 베이스의 양극 산화막 표면에 도포한다. 코팅층을 구성하는 재료로서는, 시판의 무기계 코팅제나, 졸겔법을 이용하여 고화 가능한 금속 산화물졸 등을 사용할 수 있다.

다음에, 소부 공정 S17에 있어서 코팅층을 경화시킨다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이 코팅제가 도포된 베이스를 실온에서 10분 정도 정치한 후에, 120 ℃로 가열한 오븐에 30 내지 60분간 방치함으로써, 양극 산화막 상의 코팅층을 경화시킨다. 이와 같이 코팅층을 설치함으로써, 이미 착색되어 있는 양극 산화막에 광택을 부여하여 그 색조를 돋보이게 할 수 있는 동시에, 양극 산화막을 물리적으로 보호할 수 있다. 단, 본 발명에서는 코팅층을 형성할 필요가 없는 경우에는, 코팅 공정 S16 및 소부 공정 S17은 행하지 않는다.

본 실시 형태에 관한 마그네슘재의 착색 방법에 따르면, 양극 산화 처리에 있어서 본래적으로는 백색인 양극 산화막이 안료를 도입하면서 마그네슘재 표면에 성장 형성된다. 이와 같이 하여 양극 산화막에 무도장 착색이 실시되므로, 마그네슘재 제품의 리사이클 과정에 있어서, 제품 제조시에 도장 처리를 행하는 경우에 발생하고 있었던 작업 환경의 열악화나 작업 공정수의 증가라는 상술한 종래의 문제는 회피된다. 또한, 착색시에 도료가 이용되지 않으므로, 마그네슘재 표면으로부터의 도포막의 박리는 회피된다.

도3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 마그네슘재의 착색 방법의 흐름도이다. 본 실시 형태는 탈지 공정 S21과, 제1 물 세척 공정 S22와, 양극 산화 공정 S23과, 제2 물 세척 공정 S24와, 활성화 공정 S25와, 제3 물 세척 공정 S26과, 염색 공정 S27을 포함한다.

본 실시 형태에서는, 착색 대상인 마그네슘제 또는 마그네슘 합금제의 베이스에 대해, 우선 탈지 공정 S21 및 이에 계속해서 제1 물 세척 공정 S22를 행한다. 구체적인 수법 및 사용하는 시약 등에 대해서는, 제1 실시 형태에 있어서의 탈지 공정 S11 및 제1 물 세척 공정 S12에 관하여 상술한 것과 같다.

다음에, 양극 산화 공정 S23에 있어서, 베이스 표면에 대해 양극 산화 처리를 실시한다. 양극 산화 처리에 사용하는 전해액은, 산화막 형성용의 여러 가지 시약을 포함한다. 산화막 형성 시약으로서는, 예를 들어 알루민산 나트륨, 메타 규산 나트륨, 규산 나트륨 등, 백색 양극 산화막의 형성에 적합한 시약을 이용한다. 전해액은, 이들 성분을 포함하여 전해시에 불꽃 방전이 생기도록 조제되어 있다. 이러한 전해액을 이용하여, 도2에 도시한 바와 같이 전원(1)의 양극 단자에 착색해야 할 베이스(2)를 전기적으로 접속하고, 음극 단자에 스테인레스 전극 또는 카본 전극(3)을 전기적으로 접속하고, 이들을 한 쌍의 전극으로서 전해액(4)에 침지한 상태에서 상기 전극 사이에 직류 전압을 인가하고, 정전류 전해를 행한다. 이 때, 전류 밀도는 1 내지 8 A/dm²의 범위로 한다. 전해액 온도는 15 내지 60 ℃의 범위로 한다. 또한, 마그네틱 스털러(5)에 의해 전해액은 교반한다. 양극 산화 처리에 있어서는, 베이스 전극이 양극일 때에 베이스 표면에서 불꽃 방전이 생겨, 베이스 표면에서 양극 산화막이 점차로 성장 형성되어 간다. 이와 같이 하여, 본 실시 형태에서는 두께 5 내지 10 ㎛의 양극 산화막이 형성된다.

다음에, 제2 물 세척 공정 S24에 있어서, 상술한 양극 산화 공정 S23을 거친 베이스를 흐르는 물로 잘 세정하여, 베이스에 부착되어 있는 전해액을 제거한다.

다음에, 활성화 공정 S25에 있어서, 염료에 의한 염색 작용의 감수성을 높이기 위해, 베이스의 양극 산화막 표면을 활성화한다. 양극 산화막의 활성화를 도모하는 수단으로서는, EDTA 등의 착화제나 피롤린산염을 포함하는 수용액에 침지함으로써 양극 산화막 표면을 조면화하는 방법, 혹은 실란계 커플링제를 포함하는 수용액에 침지함으로써 양극 산화막 표면을 화학 수식하는 방법을 채용할 수 있다. 실란계 커플링제로서는, 예를 들어 아미노기를 갖는 실란계 커플링제를 이용할 수 있다.

다음에, 제3 물 세척 공정 S26에 있어서, 상술한 활성화 공정 S25를 거친 베이스를 흐르는 물로 잘 세정하여, 베이스에 부착되어 있는 활성화 처리액을 제거한다. 이 후, 베이스를 건조한다. 또, 상술한 활성화 공정 S25에 있어서 커플링제를 사용하는 경우에는, 커플링제 처리 후에 건조 공정을 행하지 않고 끝내도록 처리액에 대해, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올 등의 알코올을 첨가해도 좋다. 알코올 첨가량은 10 내지 50 %의 범위가 바람직하다. 처리액 중에 지나친 알코올이 존재하면, 지나치게 빠르게 건조되어 염색 얼룩의 원인이 될 수 있다.

다음에, 염색 공정 S27에 있어서, 백색 양극 산화막이 이미 형성되어 있는 베이스를 원하는 염료를 포함한 염색액에 침지함으로써, 베이스에 대해 염색을 실시한다. 염료로서는, 예를 들어 아조 염료, 안트라키논 염료, 인디고이드 염료, 프탈로시아닌 염료, 황화 염료, 트리페닐메탄 염료, 피라조론 염료, 스틸벤 염료,디페닐메탄 염료, 크산틴 염료, 아리자린 염료, 아크리딘 염료, 아딘 염료, 옥사딘 염료, 티아딘 염료, 티아졸 염료, 메틴 염료, 니트로 염료, 니트로소 염료 등을 들 수 있다. 염색액은, 원하는 염료를 0.1 내지 5 g/L의 농도로 물에 용해하고, 완충액으로 pH를 5 내지 6으로 조정함으로써 준비된다.

염색시에 있어서는, 우선 염색액을 50 내지 60 ℃로 가온하고, 이것을 유지해 둔다. 다음에, 상기 염색액에 대해, 이미 양극 산화막이 형성되어 있는 베이스를 10 내지 30분간 침지한다. 다음에, 베이스를 염색액으로부터 인상하여, 흐르는 물로 염색액을 씻어 낸다. 그 후, 질소 블로우하여, 오븐으로 건조시킨다. 이 때, 오븐 내 온도는 120 내지 150 ℃, 건조 시간은 30 내지 60분이 바람직하다. 이 처리에 있어서, 사용하는 염료에 의해 마그네슘 또는 마그네슘 합금으로 이루어지는 베이스의 양극 산화막에 대해 임의의 채색이 가능하다.

본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 같이 코팅 공정 및 이에 계속하여 소부 공정을 행함으로써, 양극 산화막 상에 코팅층을 형성해도 좋다. 코팅층을 설치함으로써, 이미 착색되어 있는 양극 산화막에 광택을 부여하여 그 색조를 돋보일 수 있는 동시에, 양극 산화막을 물리적으로 보호할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 마그네슘재의 착색 방법에 따르면, 양극 산화 처리에 의해 성장 형성된 양극 산화막이 활성화된 후, 상기 양극 산화막은 염색된다. 그로 인해, 마그네슘재 제품의 리사이클 과정에 있어서, 제품 제조시에 도장 처리를 행하는 경우에 발생하고 있던 작업 환경의 열악화나 작업 공정수의 증가라는 상술한 종래의 문제는 회피된다. 또한, 착색시에 도료가 이용되지 않으므로, 마그네슘재 표면으로부터의 도포막의 박리는 회피된다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대해, 비교예와 함께 기재한다. 제1 실시예 내지 제2 실시예는 제1 실시 형태에 관한 실시예이며, 제3 실시예 내지 제26 실시예는 제2 실시 형태에 관한 실시예이다.

[제1 실시예]

<전해액의 조제>

알루민산 나트륨(간또우 가가꾸제)을 100 g/L, 및 펄 안료(상품명 : Iriodin Blue WII, Merck제)를 10 %의 농도로 포함하고, pH 13.6의 전해액을 조제하였다.

<착색 공정>

탈지 공정 및 이에 계속되는 제1 물 세척 공정을 거친 베이스로서의 AZ31 합금판(도요 마크제, 70 ㎜ × 20 ㎜ × 1.5 ㎜)을 상술한 전해액에 침지하고, 도2의 장치 구성에 있어서, 상기 AZ31 합금판 및 스테인레스(SUS-304)판을 한 쌍의 전극으로서, 마그네틱 스털러에 의해 전해액을 400 rpm으로 교반하면서, 4 A/dm²의 전류 밀도로 10분간의 교류 전해를 행하였다. 이 때의 전해액의 온도는 30 ℃로 유지하였다. 다음에, 전해액으로부터 베이스를 인상하여 흐르는 물에 의한 제2 물 세척 공정을 실시하였다. 다음에, 질소 블로우 공정에 있어서, 베이스를 건조시켰다. 그 결과, 안료를 도입함으로써 녹색으로 착색되어 있는 양극 산화막을 갖는 AZ31 합금판을 얻게 되었다.

[제2 실시예]

<전해액의 조제>

메타 규산 나트륨(와꼬우쥰야꾸 고교제)을 200 g/L 및 펄 안료(상품명 : Iriodin 153 WII, Merck제)를 10 %의 농도로 포함하고, pH 13의 전해액을 조제하였다.

<착색 공정>

탈지 공정 및 이에 계속되는 제1 물 세척 공정을 거친 베이스로서의 AZ31 합금판(도요 마크제, 70 ㎜ × 20 ㎜ × 1.5 ㎜)을 상술한 전해액에 침지하고, 도2의 장치 구성에 있어서, 상기 AZ31 합금판 및 스테인레스(SUS-304)판을 한 쌍의 전극으로서, 4 A/dm²의 전류 밀도로 10분간의 교류 전해를 행하였다. 이 때의 전해액의 온도는 30 ℃로 유지하였다. 다음에, 전해액으로부터 베이스를 인상하여 흐르는 물에 의한 제2 물 세척 공정을 실시하였다. 다음에, 질소 블로우 공정에 있어서, 베이스를 건조시켰다. 다음에, 무기 코팅제 히트레스 유리(상품명 : GS-600-1 type BC, 오하시 가가꾸제)에 베이스를 침지하고, 3 ㎜/초로 인상하였다. 이것을 실온에서 30분간 방치한 후, 120 ℃로 가열한 오븐에서 60분간 건조함으로써, 양극 산화막에 대해 코팅층을 소부하였다. 그 결과, 안료를 도입함으로써 금색으로 착색되어 있는 양극 산화막을 갖고, 상기 산화막이 코팅되어 있는 AZ31 합금판을 얻게 되었다.

[제3 실시예 내지 제12 실시예 및 제1 비교예, 제2 비교예]

<전해액의 조제>

수산화 칼륨을 2.9 M, 불화 칼륨을 0.6 M, 인산 3 나트륨을 0.1 M, 알루민산 나트륨을 0.5 M, 주석산 나트륨을 0.13 M의 농도로 포함하고, pH 14의 수용액을 조제하였다. 이 수용액에 대해, 후술하는 양극 산화 처리 직전에 최종 농도가 0.14 M이 되도록 디에틸렌 글리코올을 첨가 및 혼합함으로써, 전해액을 조제하였다.

<착색 공정>

제3 실시예 내지 제12 실시예 및 제1 비교예, 제2 비교예로서, 베이스로서의 AZ31 합금판(도요 마크제, 70 ㎜ × 20 ㎜ × 1.5 ㎜)을 합계 12매 준비하고, 우선 탈지 공정에 있어서, 이들 12매의 베이스에 대해 탈지 처리를 실시하였다. 구체적으로는, 수산화 나트륨을 30 g/L, 수산화 칼륨을 30 g/L의 농도로 포함하는 80 ℃의 수용액에 12매의 베이스를 30분간 침지하였다. 다음에, 제1 물 세척 공정에 있어서 이들을 물 세척하였다. 다음에, 각 베이스마다 양극 산화 공정을 행하였다. 구체적으로는, 도2의 장치 구성에 있어서 각 베이스 및 스테인레스(SUS-304)판을 한 쌍의 전극으로서 상술한 전해액에 침지하고, 1 A/dm²의 전류 밀도로 15분간의 정전류 전해를 행하였다. 각 베이스는, 도4에 도시한 P2 및 P3의 영역이 전해액에 접하도록 침지하였다. 이 때의 전해액의 온도는 25 ℃로 유지하였다. 본 양극 산화 공정에 있어서는, 약 10 ㎛ 두께의 양극 산화막이 형성되었다. 다음에, 전해액으로부터 베이스를 인상하여 흐르는 물에 의한 제2 물 세척 공정을 실시하여, 질소 블로우에 의해 각 베이스를 건조하였다.

다음에, 활성화 공정에 있어서 제3 실시예 내지 제12 실시예의 베이스를 활성화 공정을 실시하였다. 제1 비교예, 제2 비교예의 베이스는 활성화 공정을 실시되지 않았다. 활성화 공정에 있어서, 베이스는 착화제로서의 EDTA - 4Na(도오닌 가가꾸 가부시끼가이샤제)를 포함한 약 25 ℃의 표면 활성 처리액에 침지하였다. 각 베이스는, 도4에 도시한 P3의 영역이 처리액에 접하도록 침지하였다. 각 실시예의 베이스에 대해, 처리액의 착화제 농도 및 침지 시간은 다음과 같다. 제3 실시예, 제8 실시예의 베이스에 대해서는 착화 농도 0.05 M에서 침지 시간 10분, 제4 실시예, 제9 실시예의 베이스에 대해서는 착화 농도 0.05 M에서 침지 시간 30분, 제5 실시예, 제10 실시예의 베이스에 대해서는 착화 농도 0.1 M에서 침지 시간 10분, 제6 실시예, 제11 실시예의 베이스에 대해서는 착화 농도 0.2 M에서 침지 시간 10분, 제7 실시예, 제12 실시예의 베이스에 대해서는 착화 농도 0.2 M에서 침지 시간 30분이다. 또, 상술한 바와 같이 제1 비교예, 제2 비교예의 베이스는 표면 활성 처리액에 침지되어 있지 않다.

다음에, 활성화 공정을 실시한 베이스를 제3 물 세척 공정에서 흐르는 물로 세정하고, 그 후에 건조하였다. 다음에, 제3 실시예 내지 제12 실시예 및 제1 비교예, 제2 비교예의 베이스를 염색 공정을 실시하였다. 구체적으로는, 제3 실시예 내지 제7 실시예 및 제1 비교예의 베이스는 오렌지색 염료(상품명 : 사노달 오렌지(Sanodal Orange), 클라리안트 가부시끼가이샤제)를 5 g/L의 농도로 포함하여 초산 암모늄 완충액으로 pH 5.5로 조정된 55 ℃의 염색액에 10분간 침지하였다. 한편, 제8 실시예 내지 제12 실시예 및 제2 비교예의 베이스는 청색 염료(상품명 :사노달 블루, 클라리안트 가부시끼가이샤제)를 3 g/L의 농도로 포함하여 초산 암모늄 완충액으로 psH 5.5로 조정된 55 ℃의 염색액에 10분간 침지하였다. 각 베이스는, 도4에 도시한 P2 및 P3의 영역이 염색액에 접하도록 침지하였다. 다음에, 각 베이스를 염색액으로부터 인상하여 흐르는 물로 30초 이상 세정한 후, 질소 블로우하고, 또한 130 ℃로 가온한 오븐 속에서 30분간 방치함으로써, 건조하였다.

<염색 결과>

도4에는, 제3 실시예 내지 제12 실시예 및 제1 비교예, 제2 비교예의 베이스의 염색 상태가 모식적으로 나타내어져 있다. 각 베이스에 있어서, P1은 지금의 영역, P2는 양극 산화막을 직접 염색한 영역, P3은 양극 산화막을 활성화 처리한 후에 염색한 영역이다. 제3 실시예 내지 제12 실시예의 베이스에 있어서, P3 영역에 대해서는 원하는 농도로 염색되었다. P2의 영역은 P3의 영역보다도 얇게 염색되어 염색 박리가 발생하고 있는 부위도 있었다. 제1 비교예, 제2 비교예의 베이스는 양호하게 염색되지 않았다.

[제13 실시예 내지 제16 실시예]

<착색 공정>

제13 실시예 내지 제16 실시예로서, 베이스로서의 AZ31 합금판(도요 마크제, 70 ㎜ × 20 ㎜ × 1.5 ㎜)을 합계 4매 준비하고, 이들에 대해, 제3 실시예 내지 제12 실시예와 마찬가지로 하여 탈지 공정, 제1 물 세척 공정, 양극 산화 공정 및 제2 물 세척 공정을 행하였다. 다음에, 활성화 공정에 있어서 각 베이스를 활성화 공정을 실시하였다. 활성화 공정에 있어서, 베이스는 피롤린산 칼륨(와꼬우쥰야꾸고교 가부시끼가이샤제)을 0.11 M의 농도로 포함한 표면 활성 처리액에 침지하였다. 각 베이스는, 도5에 도시한 P3의 영역이 처리액에 접하도록 침지하였다. 각 실시예의 베이스에 대해, 침지 시간 및 처리액 온도는 다음과 같다. 제13 실시예의 베이스는 침지 시간 10분에 처리액 온도 25 ℃, 제14 실시예의 베이스는 침지 시간 30분에 처리액 온도 25 ℃, 제15 실시예의 베이스는 침지 시간 10분에 처리액 온도 60 ℃, 제16 실시예의 베이스는 침지 시간 30분에 처리액 온도 60 ℃이다.

다음에, 활성화 공정을 실시한 베이스를 제3 물 세척 공정에서 흐르는 물로 세척하여 그 후에 건조하였다. 다음에, 제13 실시예 내지 제16 실시예의 베이스를 염색 공정을 실시하였다. 구체적으로는, 청색 염료(상품명 : 사노달 블루, 클라리언 가부시끼가이샤제)를 3 g/L의 농도로 포함하여 초산 암모늄 완충액으로 pH 5.5로 조정된 55 ℃의 염색액에 10분간 침지하였다. 각 베이스는, 도5에 도시한 P2 및 P3의 영역이 염색액에 접하도록 침지하였다. 다음에, 각 베이스를 염색액으로부터 인상하여 흐르는 물로 30초 이상 세정한 후, 질소 블로우하고, 또한 130 ℃로 가온한 오븐 속에서 30분간 방치함으로써, 건조하였다.

<염색 결과>

도5에는, 제13 실시예 내지 제16 실시예의 베이스의 염색 상태가 모식적으로 나타내어져 있다. 각 베이스에 있어서, P1은 지금의 영역, P2는 양극 산화막을 직접 염색한 영역, P3은 양극 산화막을 활성화 처리한 후에 염색한 영역이다. 각 베이스에 있어서, P3 영역에 대해서는 원하는 농도의 염색이 실시되었다. P2의 영역에 대해서는 P3의 영역보다도 얇게 염색되어 염색 박리가 발생하고 있는 부위도 있었다.

[제17 실시예 내지 제26 실시예 및 제3 비교예 내지 제12 비교예]

<착색 공정>

제17 실시예 내지 제26 실시예 및 제3 비교예 내지 제12 비교예로서, 베이스로서의 AZ31 합금판(도요 마크제, 70 ㎜ × 20 ㎜ × 1.5 ㎜)을 합계 17매 준비하고, 이들에 대해 제3 실시예 내지 제12 실시예와 같이 하여 탈지 공정, 제1 물 세척 공정, 양극 산화 공정 및 제2 물 세척 공정을 행하였다. 다음에, 활성화 공정에 있어서, 각 베이스를 활성화 공정을 실시하였다. 활성화 공정에 있어서, 제17 실시예 내지 제21 실시예의 베이스는 아미노기를 갖는 실란계 커플링제(상품명 : KBM-903, 신에쯔 가가꾸 가부시끼가이샤제)를 포함한 표면 활성 처리액에 침지하였다. 제22 실시예 내지 제26 실시예의 베이스는, 다른 커플링제(상품명 : A-1120, 니뽄 유니까 가부시끼가이샤제)를 포함한 표면 활성 처리액에 침지하였다. 제3 비교예 내지 제7 비교예의 베이스는, 멜카프트기를 갖는 실란계 커플링제(상품명 : KBM-803, 신에쯔 가가꾸 가부시끼가이샤제)를 포함한 표면 활성 처리액에 침지하였다. 이들 커플링제는 마그네슘 합금을 용해시키지 않는 알칼리성 커플링제이다. 각 베이스는 전체가 처리액에 접하도록, 25 ℃에서 10초간 침지하고, 그 후 건조시켰다. 처리액으로의 침지와 그 후의 건조는, 동일한 베이스에 대해 합계 3회 반복 행하였다. 또, 제8 비교예 내지 제12 비교예의 베이스는 활성화 공정을 실시하고 있지 않다.

다음에, 제17 실시예 내지 제26 실시예 및 제3 비교예 내지 제12 비교예의베이스를 염색 공정을 실시하였다. 구체적으로는, 제17 실시예, 제22 실시예 및 제3 비교예, 제8 비교예의 베이스는, 아조 염료(상품명 : 사노달 오렌지, 클라리안트 가부시끼가이샤제)를 5 g/L의 농도로 포함하는 염색액에 침지하였다. 제18 실시예, 제23 실시예 및 제4 비교예, 제9 비교예의 베이스는, 안트라키논 염료(상품명 : 사노달 블루, 클라리안트 가부시끼가이샤제)를 3 g/L의 농도로 포함하는 염색액에 침지하였다. 제19 실시예, 제24 실시예 및 제5 비교예, 제10 비교예의 베이스는, 메틴 염료(상품명 : 사노달 옐로우, 클라리안트 가부시끼가이샤제)를 3 g/L의 농도로 포함하는 염색액에 침지하였다. 제20 실시예, 제25 실시예 및 제6 비교예, 제11 비교예의 베이스는, 별도의 아조 염료(상품명 : 알루미늄 그린, 클라리안트 가부시끼가이샤제)를 1 g/L의 농도로 포함하는 염색액에 침지하였다. 제21 실시예, 제26 실시예 및 제7 비교예, 제12 비교예의 베이스는, 프탈로시아닌 염료(상품명 : 사노달 터코이즈(Turquoise), 클라리안트 가부시끼가이샤제)를 5 g/L의 농도로 포함하는 염색액에 침지하였다. 각 염색액은, 초산 암모늄 완충액으로 pH 5.5로 조정한 것으로서, 염색 공정 중은 55 ℃로 유지하였다. 각 베이스는 전체가 염색액에 접하도록 침지하였다. 다음에, 각 베이스를 염색액으로부터 인상하여 흐르는 물로 30초 이상 세정한 후, 질소 블로우하고, 또한 130 ℃로 가온한 오븐 속에서 30분간 방치함으로써, 건조하였다.

<염색 결과>

도6에는, 제17 실시예 내지 제26 실시예 및 제3 비교예 내지 제12 비교예의 베이스의 염색 상태가 모식적으로 나타내어져 있다. KBM-903의 아미노 실란계 커플링제에 의해 활성화 처리를 실시한 제17 실시예 내지 제21 실시예의 베이스 및 A-1120의 커플링제에 의해 활성화 처리를 실시한 제22 실시예 내지 제26 실시예의 베이스는, 원하는 농도로 염색되었다. 한편, KBM-803의 멜카프트 실란계 커플링제에 의해 활성화 처리를 실시한 제3 비교예 내지 제7 비교예의 베이스는, 커플링제 피막이 염료액을 튀겨 버려, 염색되지 않았다. 또한, 제8 비교예 내지 제12 비교예의 베이스는 제17 실시예 내지 제26 비교예보다도 얇게 염색되어 염색 박리가 발생하고 있는 부위도 있었다.

이상의 정리로서, 본 발명의 구성 및 그 바리에이션을 이하에 부기로서 기재한다.

(제1 부기) 마그네슘제 또는 마그네슘 합금제의 베이스 표면을 양극 산화 처리함으로써, 상기 베이스 표면에 양극 산화막을 설치하는 양극 산화 공정을 포함하고,

상기 양극 산화막에 대해 무도장 착색을 실시하는 것을 특징으로 하는 마그네슘재의 착색 방법.

(제2 부기) 상기 양극 산화 공정의 상기 양극 산화 처리에 있어서, 안료를 포함하는 전해액을 사용하고, 상기 안료를 도입하면서 상기 양극 산화막을 설치함으로써 상기 무도장 착색을 달성하는 제1 부기에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제3 부기) 상기 안료는 무기 안료인 제2 부기에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제4 부기) 상기 안료는 체질 안료를 염료로 염색한 레이크 안료인 제2 부기에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제5 부기) 또한, 상기 양극 산화막 표면에 대해 활성화 처리를 실시하는 활성화 공정과,

활성화된 상기 양극 산화막의 표면을 염료로 염색함으로써 상기 무도장 착색을 달성하는 염색 공정을 포함하는 제1 부기에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제6 부기) 상기 활성화 공정에 있어서, 상기 양극 산화막의 표면에 대해 착화제 또는 피롤린산염을 작용시킴으로써, 상기 양극 산화막 표면을 거칠게 하는 제5 부기에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제7 부기) 상기 활성화 공정에 있어서, 상기 양극 산화막의 표면에 대해, 아미노기를 갖는 실란계 커플링제를 작용시킴으로써, 상기 양극 산화막 표면을 화학 수식하는 제5 부기에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제8 부기) 상기 양극 산화 처리에 사용되는 전해액은 알루민산 나트륨, 메타 규산 나트륨 및 규산 나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 제1 부기 내지 제7 부기 중 어느 하나에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제9 부기) 또한, 상기 무도장 착색이 실시된 상기 양극 산화막에 대해, 무기 코팅제에 의한 클리어 코팅을 행하는 공정을 포함하는 제1 부기 내지 제8 부기 중 어느 하나에 기재된 마그네슘재의 착색 방법.

(제10 부기) 제1 부기 내지 제9 부기 중 어느 하나에 기재된 마그네슘재의 착색 방법에 의해 착색되어 있는 휴대 기기 하우징.

본 발명에 의하면, 제1 실시 형태에 있어서는 마그네슘 및 마그네슘 합금의 표면에 양극 산화막을 형성하는 것과 동시에 착색을 실시할 수 있어, 그 결과 착색을 필요로 하는 마그네슘재 제품의 제조에 있어서 공정수를 삭감하는 것이 가능해진다. 또한, 도료에 의한 도장 처리를 행하지 않고서, 착색시에 안료로서 무기 안료를 이용하면, 양극 산화막 및 무기 안료는 무기물이므로, 마그네슘재 제품의 리사이클 과정에 있어서, 그대로 용해로에 넣어 연소시켜도 유독 가스의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 한편, 제2 실시 형태에 있어서도, 도료를 사용하지 않으므로 리사이클 처리시에 있어서의 유해한 가스 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 백색으로 활성화되어 있는 양극 산화막 표면에 대해 염색이 실시되므로, 원하는 염색이 적절하게 달성된다.

Claims (7)

1. 마그네슘제 또는 마그네슘 합금제의 베이스 표면을 양극 산화 처리함으로써, 상기 베이스 표면에 양극 산화막을 설치하는 양극 산화 공정을 포함하고,

   상기 양극 산화막에 대해 무도장 착색을 실시하는 것을 특징으로 하는 마그네슘재의 착색 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 양극 산화 공정의 상기 양극 산화 처리에 있어서, 안료를 포함하는 전해액을 사용하여, 상기 안료를 도입하면서 상기 양극 산화막을 설치함으로써 상기 무도장 착색을 달성하는 것을 특징으로 하는 마그네슘재의 착색 방법.
3. 제1항에 있어서, 또한 상기 양극 산화막의 표면에 대해 활성화 처리를 실시하는 활성화 공정과,

   활성화된 상기 양극 산화막의 표면을 염료로 염색함으로써 상기 무도장 착색을 달성하는 염색 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 마네슘재의 착색 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 활성화 공정에 있어서, 상기 양극 산화막의 표면에 대해 착화제 또는 피롤린산염을 작용시킴으로써, 상기 양극 산화막 표면을 거칠게 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘재의 착색 방법.
5. 제3항에 있어서, 기활성화 공정에 있어서, 상기 양극 산화막의 표면에 대해, 아미노기를 갖는 실란계 커플링제를 작용시킴으로써, 상기 양극 산화막 표면을 화학 수식하는 것을 특징으로 하는 마그네슘재의 착색 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 산화 처리에 사용되는 전해액은 알루민산 나트륨, 메타 규산 나트륨 및 규산 나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마그네슘재의 착색 방법.
7. 제1 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 마그네슘재의 착색 방법에 의해 착색되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네슘재로 된 하우징.