マグネシウム合金用塗装前処理システム “マグダイン SF-950 システム” 要旨有機化合物吸着型化成処理システム「マグダインSF950システム」を開発・実用化した。本システムは、環 R 境・人体に悪影響を及ぼす重金属イオンや有機化合物を用いることなく、マグネシウム合金の耐食性と塗装密着性を向上させる。本稿では、SF-950システムの特徴およ Surtau treatment for Mgalloy, “Magdyme SF-950 system” び基本性能について述べる。ファインケミカル事業本部蓬原正伸 Fine Chemicals MASANOBU FUTSUHARA 化成皮膜性能に影響する重要な工程である。マグダイン１．はじめに SF-400は、フッ素化合物を添加したリン酸ベースの酸洗剤である。フッ素化合物は、合金中のアルミニウム成分紹介「マグダインSF-950システム」は、携帯電話やパソコのエッチングを促進する働きがある（図２）。合金を均ンといったIT機器のハウジングの塗装前処理プロセスと一にエッチングとするこが可能となり、化成処理後の外して開発された。環境・人体に悪影響を及ぼす重金属イ観に半金属光沢を保持することができる（図３）。オン・有機化合物を用いずに、低電気抵抗を保ちつつ、これら製品に必要な耐食性と塗膜密着性を付与できる。昨年度、市場での評価を受け、半金属光沢を持つ外観と優れた塗装性が認められ、株式会社千代田にて採用された。ここでは、マグダインSF-950システムの特徴およびその基本性能について紹介する。２．マグダインSF-950システムの特徴２. １化成処理皮膜の設計思想マグネシウム合金の化成処理は、脱脂、酸エッチング、図1 Chemical bonding states on surface of magnesium alloy finished by SF-950 process 脱スマット処理、化成処理より行われるのが一般的である。現在化成処理は、浸漬法によるリン酸マンガン処理 100 “ - が主流である。非処理物をリン酸マンガン処理液に浸漬 Atomic concetration（Atomic%）マグネシウム合金用塗装前処理システムマグダインＳＦ９５０システム “ すると、マグネシウム合金の溶解反応が進行する。これにより、被処理物／溶液界面のpHが上昇し、被処理物表面にリン酸マンガン皮膜が堆積する。これに対して、マグダインSF-950システムは、①マグネシウム合金がアルカリ性溶液中で水酸化マグネシウムを形成すること、②有機化合物の水溶液中での吸着作用を利用している。チオール化合物とアミン化合物の吸着し Mg 80 60 1vol.% SF400 10wt.% H2SO4 10wt.% H2PO4 40 20 Al た水酸化マグネシウム層を形成することにより、IT機器製品に必要な耐食性と塗膜密着性を確保している（図１）。 0 Zn Xylene Glyceline Acid Alkali Process ２. ２酸洗剤の設計思想図2 Variation of chemical composition on surface of a magnesium alloy at each process マグネシウム合金の化成処理において、酸洗工程は、 TECHNO-COSMOS 2005 Mar. Vol.18 60 結果、SF-950システムは、これら要求性能をすべて満足できることが確認された。それを受けて、家電メーカーからの材料承認を得て、株式会社千代田にて携帯電話ハウジングの塗装前処理システムとして採用された。その後約１年間、問題なく稼動している。表1 SF-950システムの薬品と機能・役割 50μm 分類図3 Appearance and SEM images of a portable phone housing finished by SF-950 system 商品名タイプ SF-100 シリケート・低エッチングタイプ脱脂剤マグダインSF-420は、硫酸―硝酸系エッチング剤であ SF-120 機能・役割マグネシウム合金表面に付着した油分・ゴミ等の除去し、次工程での濡れ性を確保する。SF-120（エッチングタイプ）は、キレート効果により合金を溶解させて、特にアルミニウム含有領域の離型剤を積極的にﾞ除縮合リン酸・高エッチングタイプ去する働きをもつ。離型剤の汚染が激しい製品に特に有効である。る。処理後の外観は、灰色となり、金属光沢は失われる。 SF-400 SF-400と比べて、エッチング力が高いため、離型剤の除フッ素含有タイプ（外観重視型）マグネシウム合金成分を溶解させること硝酸―硫酸タイプ（耐食性重視型）より、合金中に侵入している離型剤を除去するために行う。塗装密着性・耐食性 SF-460 シュウ酸タイプ（外観重視型）に影響する重要なプロセスである。ユーザーニーズに応じて、外観重視型、耐食性 SF-465 シュウ酸―硫酸タイプ重視型および両立型を設定している。（外観・耐食性重視型） SF-420 去性に優れる。離型剤による汚染の激しいダイキャスト酸洗剤部材・部品に有効である。第１化成剤 SF-350 アルカリ性・有機分子吸着型合金表面に水酸化マグネシウム・炭酸マグネシウム層を形成させる。溶液中の有機成分が吸着することにより、マグネシウム合金に耐食性と塗膜密着性を付与する。それと同時に、酸洗工程で生じたスマットを除去して、合金表面を平滑かつ均一にエッチングする。第２化成剤 SF-950 アルカリ性・有機分子吸着型第１化成層上に、有機成分を吸着させることにより、耐食性・塗膜密着性が向上させる。以上の設計思想から、マグダインSF-950システムには以下の特徴がある。（1）クロムやマンガンなどの重金属イオンを用いない、有機化合物化成処理システムである。（2）半金属光沢を持つ平滑な表面を持つため、非常に優れた塗膜外観を得ることができる。紹介（3）酸洗剤の選択により、幅広いダイキャスト部表2 SF-950システムの基本性能性能項目試験法（4）粉体塗装を用いた場合でも、微小なピンや凹みといった塗膜欠陥の発生がない。３．マグダインSF-950システムの薬品と役割電気抵抗値２探針法未塗装耐食性サイクル試験塗装１次密着性碁盤目試験試験条件三菱化学製電気抵抗値ロレスターを使用して２探針法で測定。 SST8h（5%NaCl,35℃）,室温放置16時間を２サイクル。腐食発生状況をRN基準で目視判定塗膜に1mm角の碁盤目をいれる。テープ剥離試験を行い、塗膜の剥離状態を観察する。性能 0.6Ω以下 RN:8以上剥離なし湿度90%、温度60℃の雰囲気に72h放置。取表１にマグダインSF-950システムに使用する薬品と、恒温恒湿試験り出してから１時間放置後に、1mm角の碁盤剥離なし目を塗膜に刻みテープ剥離試験を行う。それらの役割を示した。脱脂は、被処理物表面にゆるく塗装２次密着性付着した油分や金属粉を除去するために行う。酸洗工程 50℃の温水に72時間浸積。取り出してから１温水浸漬試験時間放置後に、 1mm各の碁盤目をいれてテーは、先に述べたように、離型剤の除去が目的である。剥離なしプ剥離試験を行う。第１化成の役割は、酸洗工程で生じたスマットの除去、塗装外観ピンヘコおよびチオール化合物の吸着した水酸化マグネシウム層塗装表面を目視にて観察。発生なし - を形成することである。第２化成では、さらにアミン化マグネシウム合金用塗装前処理システムマグダインＳＦ９５０システム “ “ 品・部材に対応できる。合物を吸着させる。チオール化合物は塗装密着性向上に、アミン化合物は塗装密着性および未塗装耐食性を良くす５．おわりにる働きがある。塗装密着性の向上は、合金表面に導入されたチオール基およびアミノ基と塗膜中の樹脂の間に化有機化合物吸着型化成処理システム「マグダインSF- 学結合が形成するためと推定している。 950システム」を紹介した。SF-950システムは、当社工業用塗料事業本部にて開発された粉体プライマー塗料と水性上塗り塗料と共に、環境配慮型マグネシウム合金塗４．マグダインSF-950システムの基本性能装システムとして市場に展開している。環境に優しい塗装システムとして、より多くのユーザの支持を受けるこ表２に、ノート型パソコンおよび携帯電話のハウジンとを期待している。グの要求項目、試験法およびマグダインSF-950システムの基本性能をまとめた。昨年度、市場での評価を受けた 61 TECHNO-COSMOS 2005 Mar. Vol.18