專利名稱：電氣設(shè)備用部件、電聲換能器用部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于各種電氣、電子設(shè)備的耐腐蝕性能優(yōu)良的鐵系部件的表面處理方法和經(jīng)表面處理的部件及其制造方法。本發(fā)明特別適合用于音響設(shè)備的電聲換能器所使用的部件及電聲換能器的制造。
背景技術(shù)：
作為各種電氣、電子設(shè)備的一例，以圖4所示的剖面圖對迄今為止使用的電聲換能器的一種如揚聲器進行說明。
圖4所示的揚聲器是由下述部分構(gòu)成由上部板1a、磁鐵1b、及有中心支柱的下部板1c構(gòu)成的磁路1、與磁路1粘附結(jié)合的框架2、外周通過邊緣部與上述框架2相結(jié)合、內(nèi)周與插入上述磁路1的磁隙1d的音圈4相結(jié)合的振動板3、外周與上述框架2相結(jié)合、內(nèi)周與上述音圈4相結(jié)合的阻尼器5。
形成如上述構(gòu)成的揚聲器的磁路1的上部板1a、下部板1c及與磁路1粘附結(jié)合的框架2是由鐵系的金屬材料所形成。為了達(dá)到防銹(防腐蝕)的目的，對框架2、上部板1a、下部板1c進行鍍鋅處理，為了進一步提高防銹(防腐蝕)的效果，一般一直采用著在鍍鋅層上進行鉻酸鹽處理的方法。
近年來，隨著電氣設(shè)備的小型高性能化的發(fā)展，揚聲器也有小型化、高輸出化的傾向，對揚聲器所使用部件的耐熱性也有了更高的要求。另一方面，在鍍鋅層上實施鉻酸鹽處理的以往的鐵系材料的防腐蝕技術(shù)方面，可能出現(xiàn)金屬表面狀態(tài)不均勻，使用粘合劑的粘合性不足這樣的問題。這可認(rèn)為是由于表面處理的鉻酸鹽涂層自身的粘合性不良和鉻酸鹽涂層的厚度不勻，因此，粘合性也有差異。還有鉻酸鹽涂膜自身耐熱性差的問題。例如鉻酸鹽涂膜長時間在100℃的氣氛中則可能發(fā)生鍍鋅面的龜裂，影響耐腐蝕性。
近年來，有用含有膠體二氧化硅、Ti化合物及Co化合物的處理液處理金屬材料的防銹處理液及處理方法的提案。已知采用上述處理方法可得到具有與鉻酸鹽處理相同水平防腐蝕性的金屬材料。
本發(fā)明者的研究結(jié)果表明，通過對電聲換能器的部件進行上述表面處理，不僅可提高防腐蝕性，還可提高部件的粘合強度、耐熱強度，從而可制造信賴性優(yōu)良的電聲換能器。
本發(fā)明的目的是提供解決上述以往課題的耐熱性優(yōu)良且粘合強度良好的電氣設(shè)備用部件、電聲換能器用部件及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是具有在表面設(shè)有鋅或鋅合金的金屬部件的表面形成的以膠體二氧化硅為主體的表面處理層和在上述表面處理層的表面形成的保護層的電氣設(shè)備用部件。上述表面處理層還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鈷的至少1種?？商峁┩ㄟ^上述構(gòu)成而得到的耐熱、耐腐蝕、結(jié)合強度優(yōu)良的金屬制電氣設(shè)備用部件、電聲換能器用部件及其制造方法。
圖示的簡單說明

圖1為本發(fā)明的一例實施例，揚聲器之主要部分的上部板的剖面圖。
圖2為表示本發(fā)明的表面處理工序的流程圖。
圖3為本實施形態(tài)的揚聲器的上部板和磁鐵的結(jié)合強度與以往的揚聲器之結(jié)合強度的比較圖。
圖4為本發(fā)明與以往的揚聲器之耐熱性的比較圖。
圖5為表示以往的揚聲器之構(gòu)成的剖面圖。
實施發(fā)明的最佳方式以下，關(guān)于本發(fā)明的實施形態(tài)，以音響轉(zhuǎn)換器的一種如揚聲器為例通過圖1-圖4進行說明。圖1-圖4中與以往技術(shù)相同的部分以相同的符號表示，省略了說明。
圖1為本發(fā)明的一個實施形態(tài)的的上部板的剖面圖。圖2為表示本發(fā)明的表面處理工序的流程圖。圖3為本發(fā)明的上部板和磁鐵的結(jié)合強度在各保存環(huán)境下與以往技術(shù)進行比較說明圖。圖4為在各耐熱條件下的結(jié)合強度與以往技術(shù)進行比較說明圖。
本實施形態(tài)與以往技術(shù)的不同點在于金屬部件的表面處理方面。以下對本發(fā)明的表面處理部分進行說明。
圖1中，在由鐵或其合金構(gòu)成的基體部件1h的表面進行了鍍鋅1e的上部板1a的表面，再形成表面處理層1f，再在其上形成保護層1g。
以下，關(guān)于表面處理的工序以圖2進行說明。
在圖2所示的工序中，本發(fā)明到工序10的鍍鋅之后的水洗工序為止與以往的技術(shù)相同。
本發(fā)明經(jīng)代替以往鉻酸鹽處理的以膠體二氧化硅為主要成分的無機系表面處理層1f的包覆處理工序(表面處理)11’、干燥工序12’、形成保護層1g的工序(完成處理)13’、及干燥工序14’，在鍍鋅層1e上進行表面處理。
以下，對本發(fā)明的表面處理所使用的材料及其處理方法進行說明。
表面處理工序11’所使用的材料是以膠體二氧化硅為主要成分、還含有氧化鋁等膠體狀氧化物的水分散液。為了提高涂層的防腐蝕性，還可在該分散液中添加鈦、鈷等不同金屬成分。上述金屬以金屬醇鹽的形態(tài)添加于水分散液中時，則形成金屬氧化物或氫氧化物的膠體粒子，與分散液中的二氧化硅表面的羥基反應(yīng)、或吸附于二氧化硅的表面。此外，上述金屬以金屬鹽、金屬皂的形態(tài)添加時，則通過表面處理后的熱處理，最終形成金屬氧化物，從而形成對基材的粘附性優(yōu)良的涂膜。作為鈦來源，由于四氯化鈦在空氣中和水反應(yīng)生成二氧化鈦，因此，以使用穩(wěn)定的硫酸鈦或醇鈦為宜。此外，硫酸根在低溫下難以蒸發(fā)，因此，事先在分散液中使膠體二氧化硅和醇鈦反應(yīng)為宜。
膠體二氧化硅可使用例如市場上出售的日產(chǎn)化學(xué)株式會社生產(chǎn)的商品名為SNOWTEX等。該商品有水分散型和醇分散型，但從成本、膠體的穩(wěn)定性方面考慮，以使用水分散型的膠體二氧化硅為宜。為了更進一步提高干燥涂膜的特性，也可使用在上述膠體二氧化硅中添加了氧化鋁的商品。
上述二氧化硅分散液不會發(fā)生下述情況，即通常在使用鹽酸的酸性狀態(tài)下處于穩(wěn)定的狀態(tài)，但經(jīng)表面處理后的水洗和干燥，由于鹽酸蒸發(fā)而對經(jīng)處理的金屬表面產(chǎn)生不良影響。
在上述膠體狀分散液中，再添加硅酸乙酯或添加三甲氧基甲基硅烷等反應(yīng)性硅烷化合物，使其與二氧化硅表面的羥基反應(yīng)，從而可提高涂膜特性。通過添加硅酸乙酯，可增強形成的涂膜的韌性，得到即使被處理物受到彎曲之類的應(yīng)力也不發(fā)生破損的表面處理層1f。此外，通過添加反應(yīng)性硅烷進行反應(yīng)，可增加處理液中的固體成分的濃度，提高涂膜的韌性。
作為表面處理的方法，可將被處理物浸入上述處理液中、或用處理液向處理物噴霧等之后進行干燥(熱處理)。在干燥過程中，如果過剩的處理液附著在被處理物上時，則表面處理層1f的表面有泛白現(xiàn)象。泛白的狀態(tài)下難以得到充分的耐腐蝕性，因此應(yīng)引起注意。對于過剩處理液的除去，利用離心力的旋轉(zhuǎn)處理方法可適用于大量生產(chǎn)。
干燥溫度以80-250℃的范圍為宜。低溫狀態(tài)下難以得到充分的涂膜特性，高溫干燥的情況下，冷卻需要時間，生產(chǎn)性降低。得到的表面處理層1f的耐腐蝕性，干燥溫度高的比較好。此外，也可用在處理液中添加硝酸，進行氧化反應(yīng)來代替上述高溫處理。
在形成表面處理層1f之后，進行完成處理。
完成處理使用的處理液其基本的組成也與表面處理液相同。在處理液中添加硝酸，也可在完成處理之前不進行干燥工序，立即實施完成處理。
在本實施形態(tài)中，表面處理可使用Yuken工業(yè)株式會社制的METAS-ESC(商品名)，作為進行完成處理時的完成處理劑使用水溶性或水分散性的METAS-99。
圖3、圖4是表示關(guān)于磁鐵1b和上部板1a的結(jié)合強度(結(jié)合面積設(shè)定為約30cm2)，本發(fā)明和以往技術(shù)的比較結(jié)果。
圖3中，(1)耐熱性為在100℃的氣氛中放置240小時后的結(jié)合強度，(2)耐寒性為在-40℃的氣氛中放置240小時后的結(jié)合強度，(3)耐潤濕性為在55℃、95％的氣氛中放置500小時后的結(jié)合強度，(4)熱沖擊試驗為以在-40℃的氣氛中放置1小時、立即在85℃的氣氛中放置1小時的狀態(tài)作為1個循環(huán)，進行1000循環(huán)后的結(jié)合強度，圖4中耐熱性是表示進行了本實施形態(tài)的表面處理的上部板1a及進行了以往的表面處理的上部板1a與磁鐵結(jié)合、加熱后的結(jié)合強度的變化。加熱條件各為在150℃的氣氛中放置1小時，在200℃的氣氛中放置1小時，在250℃的氣氛中放置1小時。圖4中的曲線a表示本實施形態(tài)的試樣，曲線b表示以往技術(shù)的試樣的結(jié)合強度。
圖3及圖4的結(jié)果表明，由本實施形態(tài)的試樣得到的結(jié)合強度，除耐潤濕強度與以往技術(shù)的試樣在同等水平之外，其它特性均優(yōu)于以往的試樣。
此外，再對以本發(fā)明的形態(tài)實施表面處理的上部板進行鹽水噴霧試驗。試驗條件為在35℃的氣氛中以5％NaCl溶液進行8小時噴霧、16小時干燥，以該工序為1個循環(huán)，通過目視觀察3或6個循環(huán)后的表面狀態(tài)。鹽水噴霧試驗在3個循環(huán)后，以往技術(shù)與本實施形態(tài)的試樣沒有發(fā)現(xiàn)差別，但6個循環(huán)后，以往技術(shù)的試樣有腐蝕現(xiàn)象，判斷為不良。而本發(fā)明形態(tài)的試樣沒有腐蝕現(xiàn)象。
在硫化氫試驗(通過目視觀察在H2S濃度為5ppm的氣氛中，放置1000小時后的表面狀態(tài))中，本實施形態(tài)的試樣也沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，而以往技術(shù)的試樣在500小時時有腐蝕現(xiàn)象，判斷為不良。
在上述說明中，對電聲換能器的磁路用板的表面處理進行了說明。本發(fā)明不僅限于此，當(dāng)然也可同樣適用于經(jīng)鍍鋅處理的框架和上部板的結(jié)合。此外，本發(fā)明也可有效地處理具有腐蝕性的其它電聲換能器用部件，例如釹系磁鐵等。
如上所述，經(jīng)本發(fā)明的形態(tài)進行表面處理的部件具有耐腐蝕性、信賴性高、耐熱性優(yōu)良的性能。因此，本發(fā)明可提供信賴性高、耐熱性強的電氣、電子設(shè)備用部件、電聲換能器用部件及其制造方法。
本發(fā)明的形態(tài)作為完成處理劑使用了膠體二氧化硅的水溶性或水分散性樹脂，但除此之外還可使用丙烯酸系、密胺系、有機硅系的水溶性或水分散性樹脂。
在上述實施形態(tài)中，以揚聲器為例對本發(fā)明作為具有優(yōu)良特性的電聲換能器用部件 及其制造方法進行了說明。但當(dāng)然鍍鋅或鍍鋅合金不僅限于電聲換能器的用途。
即，本發(fā)明作為在要求結(jié)合強度高、對耐熱性和耐環(huán)境性要求信賴性高的場所使用的電氣設(shè)備用部件和電子、電氣設(shè)備的部件，其用途廣泛。例如本發(fā)明可有效地用于電子設(shè)備的殼體、各種機械構(gòu)件的部件等。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明是在以鐵系材料為主體的部件表面形成耐腐蝕性優(yōu)良的涂膜。通過形成該涂膜也可提高部件的耐熱性。因此特別適合作為耐輸入優(yōu)良的電聲換能器和要求耐腐蝕性高的用于汽車的電聲換能器用的部件。即，經(jīng)本發(fā)明的處理，可制得構(gòu)成磁路的磁鐵和板的結(jié)合強度得到提高，質(zhì)量優(yōu)良的小型、重量輕的電聲換能器。
權(quán)利要求
1.電氣設(shè)備用部件，其特征在于，具有在表面設(shè)有鋅或鋅合金層的金屬部件的表面形成的以膠體二氧化硅為主體的表面處理層和在上述表面處理層的表面形成的保護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備用部件，其特征在于，上述表面處理層還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鈷的至少1種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣設(shè)備用部件，其特征在于，上述保護層為選自以膠體二氧化硅為主體的層、丙烯酸系樹脂層、密胺系樹脂層、有機硅系樹脂層的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣設(shè)備用部件，其特征在于，上述以膠體二氧化硅為主體的保護層，還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鈷的至少1種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的電氣設(shè)備用部件，其特征在于，上述電氣設(shè)備用部件為電聲換能器用的電氣設(shè)備用部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣設(shè)備用部件，其特征在于，上述電氣設(shè)備用部件為電聲換能器的揚聲器框架或磁路用板、磁鐵的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣設(shè)備用部件，其特征在于，上述電氣設(shè)備用部件為汽車用電聲換能器的電氣設(shè)備用部件。
8.電氣設(shè)備用部件的表面處理方法，其特征在于，包括在以鐵系材料為主體的部件上鍍鋅的工序、在上述鍍鋅的表面形成以膠體二氧化硅為主體的表面處理層的工序和在上述表面處理層的表面形成保護層的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電氣設(shè)備用部件的表面處理方法，其特征在于，上述表面處理層還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鈷的至少1種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電氣設(shè)備用部件的表面處理方法，其特征在于，上述保護層為選自膠體二氧化硅為主體的層、丙烯酸系樹脂層、密胺系樹脂層、有機硅系樹脂層的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電氣設(shè)備用部件的表面處理方法，其特征在于，上述以膠體二氧化硅為主體的保護層還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鉆的至少1種。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項所述的電氣設(shè)備用部件的表面處理方法，其特征在于，上述電氣設(shè)備用部件為電聲換能器用的電氣設(shè)備用部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電氣設(shè)備用部件的表面處理方法，其特征在于，上述電氣設(shè)備用部件為揚聲器框架或磁路用板、磁鐵中的至少一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電氣設(shè)備用部件的表面處理方法，其特征在于，上述電氣設(shè)備用部件為汽車用電聲換能器的電氣設(shè)備用部件。
15.電聲換能器的制造方法，其特征在于，包括在鍍鋅的磁路用板的表面及鍍鋅的框架表面形成以膠體二氧化硅為主體的表面處理層的工序、在上述表面處理層的表面形成保護層的工序和使形成有上述保護層的板及框架與磁鐵接合的工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電聲換能器的制造方法，其特征在于，上述表面處理層還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鈷的至少1種。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電聲換能器的制造方法，其特征在于，上述保護層為選自以膠體二氧化硅為主體的層、丙烯酸系樹脂層、密胺系樹脂層、有機硅系樹脂層的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電聲換能器的制造方法，其特征在于，上述以膠體二氧化硅為主體的保護層還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鈷的至少1種。
全文摘要
本發(fā)明是具有在表面設(shè)有鋅或鋅合金層的金屬部件的表面形成的以膠體二氧化硅為主體的表面處理層和在上述表面處理層的表面形成的保護層的電氣設(shè)備用部件。上述表面處理層還含有作為金屬成分的鋁、鈦、鈷的至少1種?？赏ㄟ^本發(fā)明的上述構(gòu)成提供耐熱、耐腐蝕、結(jié)合強度優(yōu)良的金屬制電氣設(shè)備用部件、電聲換能器用部件。
文檔編號H04R9/02GK1494811SQ02804229
公開日2004年5月5日 申請日期2002年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月21日
發(fā)明者奧澤和朗, 中島正二, 二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社