放熱性、導電性及び加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材
【課題】 電子機器又は家電製品の筐体に用いることができる良好な放熱性と導電性の両方を具備し、且つ加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム材を得る。
【解決手段】 化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して平均粒径０．１〜３０μｍのグラファイト粉末を２０〜１００質量部、及び最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚５μｍ以下の第１層熱硬化性樹脂皮膜を設け、第１層熱硬化性樹脂皮膜上に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚０．１〜３μｍ以下の第２層熱硬化性樹脂皮膜を設ける。第２層熱硬化性樹脂皮膜に、分散剤、潤滑剤を含むのが好ましい。
また、片面に上記樹脂皮膜を設け、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を設けると反射板にも用いることができる。
【解決手段】 化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して平均粒径０．１〜３０μｍのグラファイト粉末を２０〜１００質量部、及び最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚５μｍ以下の第１層熱硬化性樹脂皮膜を設け、第１層熱硬化性樹脂皮膜上に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚０．１〜３μｍ以下の第２層熱硬化性樹脂皮膜を設ける。第２層熱硬化性樹脂皮膜に、分散剤、潤滑剤を含むのが好ましい。
また、片面に上記樹脂皮膜を設け、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を設けると反射板にも用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部で熱を発する電子部品、家電製品等の筐体や放熱板、反射板等の材料として好適であり、放熱性、導電性、および加工性に優れた高機能樹脂被覆アルミニウム板材、及び該樹脂被覆アルミニウム材を用いて製造した筐体、及びその筐体を用いた電子機器又は家電製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、高性能化に伴い、これらの電子部品から放出される熱が、狭い空間に蓄積されることが多くなり、該空間からの排熱が問題となってきている。つまり、電子機器内の発熱による機器内部の高温化は、精密な電子機器本体の性能を損なう恐れがあるため、熱を効率よく外部へ排出することが重要な課題となっている。
【０００３】
このため、低コストで加工性、放熱性の良い材料として、金属等からなる基材表面に外層塗膜と内層塗膜とを備え、前記内層塗膜が熱放射率７０％以上の顔料を内層塗膜の乾燥質量に対して０．０３〜７０質量％含有する塗膜である熱放射性表面処理材の提案（特許文献１）がある。しかし、該赤外線放射性顔料を含む樹脂の塗装を施した材料は、有機皮膜のため無機皮膜と比較すると曲げ加工性が向上するものの、実際の筐体等の加工は加工強度の高いプレス成形等が行なわれるが、該有機皮膜には塗膜表面に潤滑性がないため、加工性が十分であるとはいえない。その結果、加工部の耐食性が劣るという品質問題、また大きな塗膜割れや傷の場合、商品価値がなくなるため生産性が低下し、コスト上昇を招く等の問題がある。
【０００４】
さらに、ＣＤ−ＲＯＭなどのドライブケース、パーソナル・コンピュータ関連機器や計測器などの電子機器部品用材料としては、従来から精密な電子機器本体の性能を損なわない電気特性（アース性、シールド性）を具備することが要求されており、かかる材料として、表面に樹脂被覆を施した金属板において、樹脂層がポリエステル系、エポキシ系、フェノール系、アルキド系の１種または２種以上からなり、厚さ０．１〜１０μｍで、最大長径の平均値が０．１〜１００μｍの球状、スパイク球状、又は鱗片状の互いに独立した単体粒子及びニッケル粒子が互いに結合した鎖形ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも１種のニッケル粉末を、樹脂１００質量部に対し２〜６０質量部含有している電子機器部品用樹脂被覆金属板（特許文献２）、あるいはアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、及びウレタン系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種を樹脂成分とし、水分１〜５０質量％、及び潤滑剤０．１〜２０質量％を含有し、且つ厚みが０．０５〜５μｍである樹脂皮膜で、金属板の表面が被覆されている電気電子機器用の金属板材（特許文献３）の提案等がなされている。
【０００５】
また、帯電防止性（表面導電性）、プレス加工において塗膜われや塗膜剥離の発生を防止を目的とした両面プレコートアルミニウム板として、アルミニウム板の一方の面に、第一の有機樹脂系塗料を塗布して硬化させることにより、潤滑性塗膜が形成される一方、他の面に、導電性物質を含有せしめた第二の有機樹脂系塗料を塗布して硬化させることにより、導電性塗膜が形成されているプレス成形性及び導電性に優れた両面プレコートアルミニウム板（特許文献４）の提案等がある。
【０００６】
これらの導電性樹脂被覆アルミニウム材等ではある程度、導電性についての要求には対応することができていた。
【０００７】
しかし、近年の電子機器の小型化、高機能化に伴い先述のように電子部品から放出される熱が多くなり、上記電子機器部品用材料では、筐体内部の熱が筐体内に篭り、精密な電子機器本体の性能を損なってしまう問題が起こっている。熱放射性樹脂皮膜の膜厚を厚くすることで放熱性を向上させることが可能であるが、膜厚を厚くすると電気絶縁性の樹脂成分に導電性付与成分が十分に被覆されてしまい、導電性が低下する傾向があるため、導電性と放熱性の両立は非常に困難であった。
【０００８】
かかる導電性と放熱性の両立を図ったプレコートアルミニウム板として、グラファイト粉末とニッケル粉末を含有せしめた熱硬化性樹脂皮膜を設けることにより、導電性と放熱性を両立させたプレコートアルミニウム板（特許文献５）の提案等がなされている。
【０００９】
しかしながら、上記の放熱性及び導電性の両立を図ったアルミニウム材においては、放熱性と導電性の両方を満足するものであるが、塗膜中に含まれるグラファイト粉末は、六方晶形と呼ばれる結晶構造をしており、層状に剥がれやすいため、潤滑性はあるものの、プレス加工条件が厳しい場合、表面から一部が脱落して成形不具合が発生し、製品歩留が低下してしまうという問題が発生した。
【特許文献１】特開２００２−２２８０８５号公報
【特許文献２】特開２００１−２０５７３０号公報
【特許文献３】特開２００２−２７５６５６号公報
【特許文献４】特開２００３−２８６５８５号公報
【特許文献５】特開２００５−３０５９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、良好な放熱性と導電性の両方を具備し、且つ加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム材、該樹脂被覆アルミニウム材を用いて製造した電子機器又は家電製品の筐体に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは日々積み重ねた研究の結果、化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂、グラファイト粉末及びニッケル粉末を含有する樹脂皮膜を設けることにより、放熱性ならびに導電性の両性能を向上し得ることを見出した。そして、更に実験を行ない、該樹脂皮膜の上に第２層として熱硬化性樹脂、ニッケル粉末を含有する樹脂皮膜を設けることで、放熱性ならびに導電性、また潤滑性や加工性といった性能を低下させることなく、表面からのグラファイト粉末による黒色脱落を防止し得ることを見出した。そして、更に実験を重ねてそれらの適正量を見出し本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明は、化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して平均粒径０．１〜３０μｍのグラファイト粉末を２０〜１００質量部、及び最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚５μｍ以下の第１層熱硬化性樹脂皮膜を設け、第１層熱硬化性樹脂皮膜上に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚０．１〜３μｍ以下の第２層熱硬化性樹脂皮膜を設けたことを特徴とする、放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、第２層熱硬化性樹脂皮膜が、分散剤としてアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン系化合物、高分子型化合物の中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、第２層熱硬化性樹脂皮膜が、潤滑剤としてオレフィン系ワックス、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、ミツロウ、ラノリン、カルナバワックスの中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、片面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂皮膜を有し、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を設けたことを特徴とする放熱性、導電性、加工性及び反射性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂被覆アルミニウム板材を用いて製造した電子機器用又は家電製品用の放熱性、導電性に優れた筐体であり、さらに、請求項６記載に発明は、請求項５に記載の筐体を用いた電子機器又は家電製品である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の高機能樹脂被覆アルミニウム材は、熱の放射性および表面導電性に優れ、良好な表面潤滑性があるため耐プレス加工性に優れ、且つ耐食性、反射性、更には顔料脱落を防止した材質であり、パーソナル・コンピュータ、エアコンの室内機や室外機のラジエター、冷蔵庫等の家電製品等の熱の放散が必要とされる電子機器や家電製品の筐体の材料として極めて有効であり、グラファイト粉末の脱落による製品歩留低下の防止にも効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、基材となるアルミニウム材は特に限定されるものではないが、筐体を形成・保持するに足る強度を有し、また絞り加工、曲げ加工時において十分なプレス成形加工性を有することから１０００系、３０００系及び５０００系のアルミニウム合金板が好ましい。
【００１９】
前記アルミニウム材上に設ける化成皮膜には、塗布型と反応型があり、特に制限されるものではないが、本発明においてはアルミニウムと樹脂皮膜の両方に密着性が良好な反応型化成皮膜を用いる。反応型化成皮膜とは、具体的にはリン酸クロメート、クロム酸クロメート、リン酸ジルコニウム、リン酸チタニウム等の処理液で形成される皮膜である。特にリン酸クロメート皮膜が、汎用性、コストの点で好ましい。アルミニウム材上に直接樹脂皮膜を設けるのではなく、アルミニウムと樹脂皮膜との間に化成皮膜を設けることにより、塗膜密着性が向上し、塗膜へのクラックの発生を防止する効果があり、加工性が向上する。
【００２０】
前記化成皮膜上に設ける熱硬化性樹脂皮膜は、一般的にプレコートメタルに使用されるものであれば特に制限されず、例えばエポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン架橋タイプポリエステル系樹脂、イソシアネート架橋タイプポリエステル系樹脂等をベースとした塗料である。特に５〜１２μｍの赤外線領域で優れた赤外吸収（放射）性を示すメラミン架橋タイプポリエステル系樹脂を使用すると、更に放熱性が向上する。
【００２１】
電子機器からの放射熱はプランクの法則に従い、波長８〜１０μｍにピークを有しており、赤外線領域の熱放射性を向上させることが放熱性の向上に有効であることから、これらの樹脂を用いることで放熱性が向上する。なお、キルヒホッフの法則より熱放射率と熱吸収率は等しく、赤外線の吸収性の高い材料は、赤外線の放射も高い材料といえる。
【００２２】
前記ポリエステル系樹脂は、加工性と塗装性の観点から数平均分子量が８０００〜２５０００のものが好ましい。つまり、数平均分子量が小さいと塗膜の可撓性が低下することによる曲げ加工性の低下、また数平均分子量が大きいと塗料粘度の急激な上昇による塗装性の低下が起こる場合がある。また、ガラス転移温度については加工性と塗膜硬度の点から−１０〜７０℃のものが好ましい。ガラス転移温度がこれより低いと塗膜硬度が低下し柔らかくなることによりプレス成形等の加工時に疵が発生する場合があり、ガラス転移温度がこれより高いと塗膜の柔軟性低下により曲げ加工性の低下が起こる場合がある。
【００２３】
架橋剤である前記メラミン系樹脂には、メチル化メラミン系樹脂、ブチル化メラミン系樹脂などがあるが、加工性の点からメチル化メラミン系樹脂が好ましい。
【００２４】
前記グラファイト粉末は、潤滑性付与材として、また赤外線放射性があるため放熱性付与材として非常に有効である。グラファイト粉末の平均粒径は、０．１〜３０μｍとする。平均粒径が０．１μｍ未満では、グラファイト粉末の分散性が低下し塗料化が困難となる場合があり、また非常に微細な粉末に加工するためコストが高くなる。また３０μｍを超えると、グラファイト粉末が樹脂層から脱落しやすくなり、耐黒色脱落性、及び曲げ加工性が低下する。特に好ましいサイズは、０．１〜２０μｍである。
【００２５】
また、前記グラファイト粉末は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して２０〜１００質量部を配合する。配合量が２０質量部未満の場合、単位面積当たりの絶対量が不足し放熱性向上の効果が十分に得られない。また、１００質量部を超えると、樹脂組成物の成膜が困難となり、グラファイト粉末が樹脂層から脱落しやすくなり、耐黒色脱落性及び成形加工性が低下する。
【００２６】
本発明に用いるグラファイト粉末の種類は特に制限されるものではない。具体的には人造タイプと天然タイプがあり、天然タイプにはさらに土状、鱗片状、鱗状等の種類が有り、これらの中から１種又は２種以上混合したものでも良い。また、カーボンブラック等を併用しても良い。
【００２７】
なお、赤外線放射性顔料としてはグラファイトの他に、一般にカーボンブラック、鉄マンガン系や銅クロム系等の金属酸化物が知られているが、カーボンブラックは１次粒子径がｎｍオーダーであり、表面積が非常に大きいため塗料粘度が急激に上昇し、塗料化が困難である。一方、鉄マンガン系及び銅クロム系金属酸化物は、波長１０μｍ以下の赤外線放射性が劣る。
【００２８】
さらに、前記グラファイト粉末とともに、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜１００質量部のニッケル粉末を塗膜に導電性を付与する目的で含有させる。他の金属粉末でも導電性の付与には有効であるが、特にコスト、性能のバランスからニッケル粉末を用いることが好ましい。ニッケル粉末の含有量が、１０質量部未満では、導電性付与効果が十分ではない。また、１００質量部を超えると樹脂皮膜の成膜が困難となりニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため成形加工性が低下する。
【００２９】
前記ニッケル粉末の大きさは、最大長径の平均値を０．５〜１００μｍとする。最大長径の平均値が０．５μｍ未満の場合、導電性のばらつきが大きく不安定となり導電性が低下する。また、１００μｍを超えると、ニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため曲げ加工性が低下する。また、ニッケル粉末の種類は特に制限されるものではない。具体的には球状、鎖型、鱗片状等の種類が有り、これらの中から１種又は２種以上混合したものを用いても良い。鎖型、鱗片状のものが特に加工性、導電性ともに良好であり好ましい。
【００３０】
前記熱硬化性樹脂皮膜の膜厚は、５μｍ以下とする。膜厚が５μｍを超えた場合、グラファイト粉末の絶対量が過剰となり皮膜に割れや剥離が発生しやすくなる。また、電気絶縁性である樹脂皮膜に導電性付与剤であるニッケル粉末が十分被覆されてしまうため、導電性が低下する恐れがある。好ましくは１．５μｍ以下である。
【００３１】
前記第２層熱硬化性樹脂皮膜は、第１層の熱硬化性樹脂皮膜に用いる熱硬化性樹脂と同様のものであり、例えばエポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン架橋タイプポリエステル系樹脂、イソシアネート架橋タイプポリエステル系樹脂等をベースとした塗料である。前述したように、特に５〜１２μｍの赤外線領域で優れた赤外吸収（放射）性を示すメラミン架橋タイプポリエステル系樹脂を使用すると、放熱性を保持しやすくなる。
【００３２】
前記第２層熱硬化性樹脂皮膜には、ニッケル粉末を含有させる。ニッケル粉末を添加することにより、第２層を設けることによる導電性の低下を防ぐことが可能となる。第２層熱硬化性樹脂皮膜に含有させるニッケル粉末の含有量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜１００質量部とする。１０質量部未満では、導電性付与効果が十分ではなく、１００質量部を超えると、樹脂皮膜の成膜が困難となりニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため成形加工性が低下する。またニッケル粉末の最大長径は、０．５〜１００μｍとする。０．５μｍ未満では、導電性のバラつきが大きくなり導電性が低下する。また、１００μｍを超えると、ニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため、結果曲げ加工性が低下する。
【００３３】
前記第２層熱硬化性樹脂皮膜の膜厚は、０．１〜３μｍとする。３μｍを超えると、第１層及び第２層に含有されるニッケル粉末、特に第１層に含有されるニッケル粉末による導電性の効果が低くなる。また、０．１μｍ未満では、第１層に含有されるグラファイト粉末の脱落を防止することが困難であり、更に膜厚の調整が非常に困難となる。好ましくは、０．２〜１．５μｍ以下である。
【００３４】
なお、分散剤として、アニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子型化合物から選ばれた１種又は２種以上を、第２層熱硬化性樹脂皮膜に含有させることが好ましい。第２層樹脂皮膜に上記分散剤を含有させることで、塗装焼付け時にグラファイトとの濡れ性が向上し、グラファイト粉末を第２層樹脂皮膜が十分に被覆でき、脱落を防止できる。添加量としては、熱硬化性樹脂１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましい。分散成分が３０質量部を超えると、塗料粘度が上昇しやすくなり、貯蔵安定性が低下し、また樹脂中のニッケル粉末がかえって凝集しやすくなるため導電性が低下する。
【００３５】
さらに、潤滑剤として、ポリエチレンワックス等のオレフィン系ワックス、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、ミツロウ、ラノリン、カルナバワックスの中から選ばれた１種又は２種以上を、第２層熱硬化性樹脂皮膜に含有させることが好ましい。第２層の潤滑性を向上させることで、加工性を向上させる効果が得られる。添加量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましい。潤滑性付与成分が３０質量部を超えると、耐溶剤性、ブロッキング性、導電性の低下や加工時の塗膜カスの発生等が起こり、電子機器用材料として好適ではない。
【００３６】
なお、片面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂皮膜を有し、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を施し反射面とすることによって反射性と放熱性、導電性を満足する材料を作製することができる。この様な樹脂被覆アルミニウム板材は、光に対する面を白色樹脂皮膜とすることで液晶反射板や照明用反射板用途に用いることが可能である。
【００３７】
白色樹脂皮膜としては、例えば、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂の中から選ばれた少なくとも１種の熱硬化性樹脂１００質量部に対して酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウムの中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上からなる白色顔料を、７０質量部から１５０質量部含有する膜厚３０〜１５０μｍの白色樹脂を用いることが好ましい。
【００３８】
本発明に使用する塗料には、塗装性及びプレコート材としての一般性能を確保するために通常の塗料に使用される、溶剤、つや消し剤、レベリング剤、ワキ防止剤等を適宜含有させても良い。
【００３９】
本発明において、請求項１、２又は３において請求項４のように他の片面の樹脂皮膜を規定しない場合は、用途や要求特性により、樹脂皮膜が片面だけに被覆されていても、別の樹脂皮膜が他の片面に被覆されていても構わず、何ら制限を設けるものではない。
【００４０】
請求項１〜４の樹脂被覆アルミニウム板材は電子機器用又は家電製品用の放熱性、導電性に優れた筐体に用いられる。
【実施例１】
【００４１】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００４２】
[サンプルの調製]
アルミニウム板（ＪＩＳ Ａ５０５２、板厚０．５ｍｍ）に対し、市販のアルミニウム用脱脂剤にて脱脂処理を行ない、水洗後、市販のリン酸クロメート処理液にて下地処理を行ない、その上に表１に示す条件で塗料をロールコーターで両面に塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温度）２００℃〜２５０℃にて焼付けした。第２層を設ける場合は焼付け後常温に冷却した後再び同様の方法にて焼付けを行なった。このようにして樹脂被覆アルミニウム材及び図１に模式的断面図を示す第２層を設けた樹脂被覆アルミニウム材を製造した。図中１は、第１層の熱硬化性樹脂皮膜、２は第２層の熱硬化性樹脂皮膜、３は化成皮膜、４はアルミニウム合金板である。
【００４３】
[試験方法]
得られた樹脂被覆アルミニウム材について下記の試験方法にて性能試験を行なった。
【００４４】
（電気抵抗値）
導電性は、四端子法により、銀製のプローブ（直径５ｍｍ、先端２．５Ｒ）を荷重１００ｇで塗膜面に接触させたときの抵抗値を測定した。そして、◎：４Ω以下、○：４Ωを越え７Ω以下、△：７Ωを越え１０Ω以下、×：１０Ωを越えるもの、の基準で評価した。なお、電気抵抗値が１０Ωを超える場合、電子機器部品に加工した際に所望の電気特性（アース性やシールド性）が得られないため電気抵抗値１０Ω以下を使用可能とした。
【００４５】
（放熱性）
放熱性は下記の方法で筐体を作製し、筐体表面温度を測定し、◎：２８℃以下、○：２９℃〜３０℃、○△：３１℃〜３２℃、△：３３℃〜３５℃、×：３６℃以上、の基準で評価した。
即ち、得られた樹脂被覆アルミニウム材により、底面が１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの筐体を作製した。作製した筐体を図２に示す。図中５は光源、６は樹脂被覆アルミニウム材、１は第１層熱硬化性樹脂皮膜、２は第２層熱硬化性樹脂皮膜、４はアルミニウム合金板である。なお図２においては熱硬化性樹脂皮膜とアルミニウム合金板の間にある化成皮膜の表示を省略している。この筐体の内部に光源として６０Ｗの電球を入れて通電し、発光・発熱させ、筐体内部の温度が定常状態となった時点における筐体表面の温度を測定した。
【００４６】
（加工性:耐顔料脱落性）
樹脂皮膜表面を、市販のワイパーで５回、手で擦り、ワイパーに付着した黒色を目視で観察し、◎：黒色が全く付着しない、○：非常に軽微な付着で良好、○△：軽微な付着あり、△：付着するものの使用可能、×：付着が激しく使用不可、の基準で評価した。
【００４７】
（加工性:潤滑性）
加工性のうち、潤滑性はバウデン式摩擦試験機にて摩擦係数の測定を行ない、○：０．１０未満、△：０．１０以上０．１５未満であるが使用可能、×：０．１５以上で使用不可、の基準で評価した。
【００４８】
（加工性:曲げ加工性）
加工性のうち、曲げ加工性は評価面を外側にして１８０°３Ｔ曲げを行ない、樹脂皮膜層の割れを目視で観察し、◎：塗膜の割れなし、○：非常に軽微な塗膜の割れがあるが良好、△：小さな塗膜の割れあるが使用可能、×：大きな塗膜割れあり使用不可、の基準で評価した。
【００４９】
（加工性:テープ試験）
曲げ加工性試験の観察終了後、曲げ部にセロハンテープを密着させ、テープを急激に剥離した際の塗膜の剥離具合を観察するテープ試験を行ない、○：剥離なし、△：軽微の剥離あるが使用可能、×：剥離ありの基準で評価した。
【００５０】
（光反射性）
全反射率はスガ試験機社製多光源分光測色計ＭＳＣ−ＩＳ−２ＤＨ（積分球使用、拡散光照明８°方向受光）を用い、波長５５０ｎｍでの全反射率（正反射成分を含む）を
ＢａＳＯ４製白板を標準板とした時の百分率で表した。なお、液晶反射板として用いるためには、全反射率が９０％以上であることが適しており、９０％以上を使用可能レベルとした。
【００５１】
得られた性能試験結果を表１に示す。なお、表１において、添加量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対する配合質量で示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１に示される結果から明らかなように、実施例１〜２１は、放熱性、導電性ともに良好であり、潤滑性、曲げ加工性、耐黒色脱落性についても良好である。
【００５４】
一方、比較例２２〜３５は、放熱性、導電性、曲げ加工性のいずれかが劣り、電子機器用放熱性樹脂被覆アルミニウム材としては不適当である。
すなわち、比較例２２は、第１層熱硬化性樹脂皮膜の膜厚が厚いため、ニッケル粉末が十分に電気絶縁性である樹脂皮膜に被覆され、導電性のバラツキが大きく不安定になり導電性が劣る。
比較例２３は、第１層における、赤外線放射性向上剤であるグラファイト粉末の添加量が不十分であるため、放熱性が劣る。
比較例２４は、第１層における、グラファイト粉末の添加量が過剰であるため、曲げ加工を行なうとグラファイト粉末が基点となって割れが生じ、曲げ加工性が劣る。
比較例２５は、第１層における、導電性付与剤であるニッケル粉末の最大長径の平均値が小さいため、導電性が劣る。
比較例２６は、第１層におけるニッケル粉末の最大長径の平均値が大きいため、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が基点となって割れが生じ、曲げ加工性が劣る。
比較例２７は、第１層における、導電性付与剤であるニッケル粉末の添加量が不十分であるため、導電性が劣る。
比較例２８は、第１層におけるニッケル粉末の添加量が過剰であるため、樹脂皮膜が成膜せず、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が樹脂層から脱落し、曲げ加工性が劣る。
比較例２９は、第２層におけるニッケル粉末の最大長径の平均値が小さいため、導電性が劣る。
比較例３０は、第２層におけるニッケル粉末の最大長径の平均値が大きいため、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が基点となって割れが生じ、曲げ加工性が劣る。
比較例３１は、第２層におけるニッケル粉末の添加量が不十分であるため、導電性が劣る。
比較例３２は、第２層におけるニッケル粉末の添加量が過剰であるため、樹脂皮膜の成膜が妨げられ、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が樹脂層から脱落し、曲げ加工性が劣る。
比較例３３は、第２層の樹脂皮膜の膜厚が厚いため、ニッケル粉末が電気絶縁性の樹脂皮膜に十分に覆われてしまうため、導電性が劣る。
比較例３４は、第２層における分散剤が過剰であるため、ニッケル粉末が逆に凝集してしまうため、導電性が劣る。
比較例３５は、第２層における潤滑剤が過剰であるため、導電性が劣る。
【実施例２】
【００５５】
次に、片面を先述の方法にて塗装焼付けを行ない、実施例１、１６の熱硬化性樹脂皮膜を設けて導電性、放熱性を持つ面とし、もう一方の面の化成皮膜上にアクリル系樹脂１００質量部に対して酸化チタンを１２０質量部含有する塗料を塗装焼付けすることにより皮膜厚１１０μｍの白色樹脂皮膜の光反射面を設けた。結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
【００５７】
導電・放熱面は優れた導電性、放熱性を示し、光反射面は、全反射率９５％と優れた光反射性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の高機能樹脂被覆アルミニウム材は、良好な導電性、放熱性、加工性及び潤滑性がある樹脂被覆アルミニウム材であるため、耐プレス加工性に優れ、且つ耐食性、反射性にも優れた材質であり、また第２層を設けることで他の性能を低下させることなく耐黒色脱落性を向上させることができるため、パーソナル・コンピュータ、エアコンの室外機や室内機のラジエター、冷蔵庫等の家電製品等、内部で熱を発生する電子部品、家電製品等の筐体や放熱板、反射板等の材料として、好適な材料である。また更に反対面に光反射面等を設けるときはアース性、シールド性、帯電防止性を必要とするＣＤ−ＲＯＭ等のドライブケース、パーソナル・コンピュータ関連機器や計測器等の電子機器部品材料用の筐体材料としても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の樹脂被覆アルミニウム材を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の樹脂被覆アルミニウム材の放熱性を評価する装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 第１層熱硬化性樹脂皮膜
２ 第２層熱硬化性樹脂皮膜
３ 化成皮膜
４ アルミニウム板
５ 光源
６ 熱硬化性樹脂被覆アルミニウム材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部で熱を発する電子部品、家電製品等の筐体や放熱板、反射板等の材料として好適であり、放熱性、導電性、および加工性に優れた高機能樹脂被覆アルミニウム板材、及び該樹脂被覆アルミニウム材を用いて製造した筐体、及びその筐体を用いた電子機器又は家電製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、高性能化に伴い、これらの電子部品から放出される熱が、狭い空間に蓄積されることが多くなり、該空間からの排熱が問題となってきている。つまり、電子機器内の発熱による機器内部の高温化は、精密な電子機器本体の性能を損なう恐れがあるため、熱を効率よく外部へ排出することが重要な課題となっている。
【０００３】
このため、低コストで加工性、放熱性の良い材料として、金属等からなる基材表面に外層塗膜と内層塗膜とを備え、前記内層塗膜が熱放射率７０％以上の顔料を内層塗膜の乾燥質量に対して０．０３〜７０質量％含有する塗膜である熱放射性表面処理材の提案（特許文献１）がある。しかし、該赤外線放射性顔料を含む樹脂の塗装を施した材料は、有機皮膜のため無機皮膜と比較すると曲げ加工性が向上するものの、実際の筐体等の加工は加工強度の高いプレス成形等が行なわれるが、該有機皮膜には塗膜表面に潤滑性がないため、加工性が十分であるとはいえない。その結果、加工部の耐食性が劣るという品質問題、また大きな塗膜割れや傷の場合、商品価値がなくなるため生産性が低下し、コスト上昇を招く等の問題がある。
【０００４】
さらに、ＣＤ−ＲＯＭなどのドライブケース、パーソナル・コンピュータ関連機器や計測器などの電子機器部品用材料としては、従来から精密な電子機器本体の性能を損なわない電気特性（アース性、シールド性）を具備することが要求されており、かかる材料として、表面に樹脂被覆を施した金属板において、樹脂層がポリエステル系、エポキシ系、フェノール系、アルキド系の１種または２種以上からなり、厚さ０．１〜１０μｍで、最大長径の平均値が０．１〜１００μｍの球状、スパイク球状、又は鱗片状の互いに独立した単体粒子及びニッケル粒子が互いに結合した鎖形ニッケルからなる群から選ばれる少なくとも１種のニッケル粉末を、樹脂１００質量部に対し２〜６０質量部含有している電子機器部品用樹脂被覆金属板（特許文献２）、あるいはアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、及びウレタン系樹脂の群から選ばれる少なくとも１種を樹脂成分とし、水分１〜５０質量％、及び潤滑剤０．１〜２０質量％を含有し、且つ厚みが０．０５〜５μｍである樹脂皮膜で、金属板の表面が被覆されている電気電子機器用の金属板材（特許文献３）の提案等がなされている。
【０００５】
また、帯電防止性（表面導電性）、プレス加工において塗膜われや塗膜剥離の発生を防止を目的とした両面プレコートアルミニウム板として、アルミニウム板の一方の面に、第一の有機樹脂系塗料を塗布して硬化させることにより、潤滑性塗膜が形成される一方、他の面に、導電性物質を含有せしめた第二の有機樹脂系塗料を塗布して硬化させることにより、導電性塗膜が形成されているプレス成形性及び導電性に優れた両面プレコートアルミニウム板（特許文献４）の提案等がある。
【０００６】
これらの導電性樹脂被覆アルミニウム材等ではある程度、導電性についての要求には対応することができていた。
【０００７】
しかし、近年の電子機器の小型化、高機能化に伴い先述のように電子部品から放出される熱が多くなり、上記電子機器部品用材料では、筐体内部の熱が筐体内に篭り、精密な電子機器本体の性能を損なってしまう問題が起こっている。熱放射性樹脂皮膜の膜厚を厚くすることで放熱性を向上させることが可能であるが、膜厚を厚くすると電気絶縁性の樹脂成分に導電性付与成分が十分に被覆されてしまい、導電性が低下する傾向があるため、導電性と放熱性の両立は非常に困難であった。
【０００８】
かかる導電性と放熱性の両立を図ったプレコートアルミニウム板として、グラファイト粉末とニッケル粉末を含有せしめた熱硬化性樹脂皮膜を設けることにより、導電性と放熱性を両立させたプレコートアルミニウム板（特許文献５）の提案等がなされている。
【０００９】
しかしながら、上記の放熱性及び導電性の両立を図ったアルミニウム材においては、放熱性と導電性の両方を満足するものであるが、塗膜中に含まれるグラファイト粉末は、六方晶形と呼ばれる結晶構造をしており、層状に剥がれやすいため、潤滑性はあるものの、プレス加工条件が厳しい場合、表面から一部が脱落して成形不具合が発生し、製品歩留が低下してしまうという問題が発生した。
【特許文献１】特開２００２−２２８０８５号公報
【特許文献２】特開２００１−２０５７３０号公報
【特許文献３】特開２００２−２７５６５６号公報
【特許文献４】特開２００３−２８６５８５号公報
【特許文献５】特開２００５−３０５９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、良好な放熱性と導電性の両方を具備し、且つ加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム材、該樹脂被覆アルミニウム材を用いて製造した電子機器又は家電製品の筐体に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは日々積み重ねた研究の結果、化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂、グラファイト粉末及びニッケル粉末を含有する樹脂皮膜を設けることにより、放熱性ならびに導電性の両性能を向上し得ることを見出した。そして、更に実験を行ない、該樹脂皮膜の上に第２層として熱硬化性樹脂、ニッケル粉末を含有する樹脂皮膜を設けることで、放熱性ならびに導電性、また潤滑性や加工性といった性能を低下させることなく、表面からのグラファイト粉末による黒色脱落を防止し得ることを見出した。そして、更に実験を重ねてそれらの適正量を見出し本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明は、化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して平均粒径０．１〜３０μｍのグラファイト粉末を２０〜１００質量部、及び最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚５μｍ以下の第１層熱硬化性樹脂皮膜を設け、第１層熱硬化性樹脂皮膜上に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚０．１〜３μｍ以下の第２層熱硬化性樹脂皮膜を設けたことを特徴とする、放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、第２層熱硬化性樹脂皮膜が、分散剤としてアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン系化合物、高分子型化合物の中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、第２層熱硬化性樹脂皮膜が、潤滑剤としてオレフィン系ワックス、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、ミツロウ、ラノリン、カルナバワックスの中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、片面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂皮膜を有し、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を設けたことを特徴とする放熱性、導電性、加工性及び反射性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂被覆アルミニウム板材を用いて製造した電子機器用又は家電製品用の放熱性、導電性に優れた筐体であり、さらに、請求項６記載に発明は、請求項５に記載の筐体を用いた電子機器又は家電製品である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の高機能樹脂被覆アルミニウム材は、熱の放射性および表面導電性に優れ、良好な表面潤滑性があるため耐プレス加工性に優れ、且つ耐食性、反射性、更には顔料脱落を防止した材質であり、パーソナル・コンピュータ、エアコンの室内機や室外機のラジエター、冷蔵庫等の家電製品等の熱の放散が必要とされる電子機器や家電製品の筐体の材料として極めて有効であり、グラファイト粉末の脱落による製品歩留低下の防止にも効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、基材となるアルミニウム材は特に限定されるものではないが、筐体を形成・保持するに足る強度を有し、また絞り加工、曲げ加工時において十分なプレス成形加工性を有することから１０００系、３０００系及び５０００系のアルミニウム合金板が好ましい。
【００１９】
前記アルミニウム材上に設ける化成皮膜には、塗布型と反応型があり、特に制限されるものではないが、本発明においてはアルミニウムと樹脂皮膜の両方に密着性が良好な反応型化成皮膜を用いる。反応型化成皮膜とは、具体的にはリン酸クロメート、クロム酸クロメート、リン酸ジルコニウム、リン酸チタニウム等の処理液で形成される皮膜である。特にリン酸クロメート皮膜が、汎用性、コストの点で好ましい。アルミニウム材上に直接樹脂皮膜を設けるのではなく、アルミニウムと樹脂皮膜との間に化成皮膜を設けることにより、塗膜密着性が向上し、塗膜へのクラックの発生を防止する効果があり、加工性が向上する。
【００２０】
前記化成皮膜上に設ける熱硬化性樹脂皮膜は、一般的にプレコートメタルに使用されるものであれば特に制限されず、例えばエポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン架橋タイプポリエステル系樹脂、イソシアネート架橋タイプポリエステル系樹脂等をベースとした塗料である。特に５〜１２μｍの赤外線領域で優れた赤外吸収（放射）性を示すメラミン架橋タイプポリエステル系樹脂を使用すると、更に放熱性が向上する。
【００２１】
電子機器からの放射熱はプランクの法則に従い、波長８〜１０μｍにピークを有しており、赤外線領域の熱放射性を向上させることが放熱性の向上に有効であることから、これらの樹脂を用いることで放熱性が向上する。なお、キルヒホッフの法則より熱放射率と熱吸収率は等しく、赤外線の吸収性の高い材料は、赤外線の放射も高い材料といえる。
【００２２】
前記ポリエステル系樹脂は、加工性と塗装性の観点から数平均分子量が８０００〜２５０００のものが好ましい。つまり、数平均分子量が小さいと塗膜の可撓性が低下することによる曲げ加工性の低下、また数平均分子量が大きいと塗料粘度の急激な上昇による塗装性の低下が起こる場合がある。また、ガラス転移温度については加工性と塗膜硬度の点から−１０〜７０℃のものが好ましい。ガラス転移温度がこれより低いと塗膜硬度が低下し柔らかくなることによりプレス成形等の加工時に疵が発生する場合があり、ガラス転移温度がこれより高いと塗膜の柔軟性低下により曲げ加工性の低下が起こる場合がある。
【００２３】
架橋剤である前記メラミン系樹脂には、メチル化メラミン系樹脂、ブチル化メラミン系樹脂などがあるが、加工性の点からメチル化メラミン系樹脂が好ましい。
【００２４】
前記グラファイト粉末は、潤滑性付与材として、また赤外線放射性があるため放熱性付与材として非常に有効である。グラファイト粉末の平均粒径は、０．１〜３０μｍとする。平均粒径が０．１μｍ未満では、グラファイト粉末の分散性が低下し塗料化が困難となる場合があり、また非常に微細な粉末に加工するためコストが高くなる。また３０μｍを超えると、グラファイト粉末が樹脂層から脱落しやすくなり、耐黒色脱落性、及び曲げ加工性が低下する。特に好ましいサイズは、０．１〜２０μｍである。
【００２５】
また、前記グラファイト粉末は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して２０〜１００質量部を配合する。配合量が２０質量部未満の場合、単位面積当たりの絶対量が不足し放熱性向上の効果が十分に得られない。また、１００質量部を超えると、樹脂組成物の成膜が困難となり、グラファイト粉末が樹脂層から脱落しやすくなり、耐黒色脱落性及び成形加工性が低下する。
【００２６】
本発明に用いるグラファイト粉末の種類は特に制限されるものではない。具体的には人造タイプと天然タイプがあり、天然タイプにはさらに土状、鱗片状、鱗状等の種類が有り、これらの中から１種又は２種以上混合したものでも良い。また、カーボンブラック等を併用しても良い。
【００２７】
なお、赤外線放射性顔料としてはグラファイトの他に、一般にカーボンブラック、鉄マンガン系や銅クロム系等の金属酸化物が知られているが、カーボンブラックは１次粒子径がｎｍオーダーであり、表面積が非常に大きいため塗料粘度が急激に上昇し、塗料化が困難である。一方、鉄マンガン系及び銅クロム系金属酸化物は、波長１０μｍ以下の赤外線放射性が劣る。
【００２８】
さらに、前記グラファイト粉末とともに、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜１００質量部のニッケル粉末を塗膜に導電性を付与する目的で含有させる。他の金属粉末でも導電性の付与には有効であるが、特にコスト、性能のバランスからニッケル粉末を用いることが好ましい。ニッケル粉末の含有量が、１０質量部未満では、導電性付与効果が十分ではない。また、１００質量部を超えると樹脂皮膜の成膜が困難となりニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため成形加工性が低下する。
【００２９】
前記ニッケル粉末の大きさは、最大長径の平均値を０．５〜１００μｍとする。最大長径の平均値が０．５μｍ未満の場合、導電性のばらつきが大きく不安定となり導電性が低下する。また、１００μｍを超えると、ニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため曲げ加工性が低下する。また、ニッケル粉末の種類は特に制限されるものではない。具体的には球状、鎖型、鱗片状等の種類が有り、これらの中から１種又は２種以上混合したものを用いても良い。鎖型、鱗片状のものが特に加工性、導電性ともに良好であり好ましい。
【００３０】
前記熱硬化性樹脂皮膜の膜厚は、５μｍ以下とする。膜厚が５μｍを超えた場合、グラファイト粉末の絶対量が過剰となり皮膜に割れや剥離が発生しやすくなる。また、電気絶縁性である樹脂皮膜に導電性付与剤であるニッケル粉末が十分被覆されてしまうため、導電性が低下する恐れがある。好ましくは１．５μｍ以下である。
【００３１】
前記第２層熱硬化性樹脂皮膜は、第１層の熱硬化性樹脂皮膜に用いる熱硬化性樹脂と同様のものであり、例えばエポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン架橋タイプポリエステル系樹脂、イソシアネート架橋タイプポリエステル系樹脂等をベースとした塗料である。前述したように、特に５〜１２μｍの赤外線領域で優れた赤外吸収（放射）性を示すメラミン架橋タイプポリエステル系樹脂を使用すると、放熱性を保持しやすくなる。
【００３２】
前記第２層熱硬化性樹脂皮膜には、ニッケル粉末を含有させる。ニッケル粉末を添加することにより、第２層を設けることによる導電性の低下を防ぐことが可能となる。第２層熱硬化性樹脂皮膜に含有させるニッケル粉末の含有量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１０〜１００質量部とする。１０質量部未満では、導電性付与効果が十分ではなく、１００質量部を超えると、樹脂皮膜の成膜が困難となりニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため成形加工性が低下する。またニッケル粉末の最大長径は、０．５〜１００μｍとする。０．５μｍ未満では、導電性のバラつきが大きくなり導電性が低下する。また、１００μｍを超えると、ニッケル粉末が樹脂層から脱落しやすくなるため、結果曲げ加工性が低下する。
【００３３】
前記第２層熱硬化性樹脂皮膜の膜厚は、０．１〜３μｍとする。３μｍを超えると、第１層及び第２層に含有されるニッケル粉末、特に第１層に含有されるニッケル粉末による導電性の効果が低くなる。また、０．１μｍ未満では、第１層に含有されるグラファイト粉末の脱落を防止することが困難であり、更に膜厚の調整が非常に困難となる。好ましくは、０．２〜１．５μｍ以下である。
【００３４】
なお、分散剤として、アニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子型化合物から選ばれた１種又は２種以上を、第２層熱硬化性樹脂皮膜に含有させることが好ましい。第２層樹脂皮膜に上記分散剤を含有させることで、塗装焼付け時にグラファイトとの濡れ性が向上し、グラファイト粉末を第２層樹脂皮膜が十分に被覆でき、脱落を防止できる。添加量としては、熱硬化性樹脂１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましい。分散成分が３０質量部を超えると、塗料粘度が上昇しやすくなり、貯蔵安定性が低下し、また樹脂中のニッケル粉末がかえって凝集しやすくなるため導電性が低下する。
【００３５】
さらに、潤滑剤として、ポリエチレンワックス等のオレフィン系ワックス、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、ミツロウ、ラノリン、カルナバワックスの中から選ばれた１種又は２種以上を、第２層熱硬化性樹脂皮膜に含有させることが好ましい。第２層の潤滑性を向上させることで、加工性を向上させる効果が得られる。添加量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましい。潤滑性付与成分が３０質量部を超えると、耐溶剤性、ブロッキング性、導電性の低下や加工時の塗膜カスの発生等が起こり、電子機器用材料として好適ではない。
【００３６】
なお、片面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂皮膜を有し、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を施し反射面とすることによって反射性と放熱性、導電性を満足する材料を作製することができる。この様な樹脂被覆アルミニウム板材は、光に対する面を白色樹脂皮膜とすることで液晶反射板や照明用反射板用途に用いることが可能である。
【００３７】
白色樹脂皮膜としては、例えば、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂の中から選ばれた少なくとも１種の熱硬化性樹脂１００質量部に対して酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウムの中から選ばれた少なくとも１種又は２種以上からなる白色顔料を、７０質量部から１５０質量部含有する膜厚３０〜１５０μｍの白色樹脂を用いることが好ましい。
【００３８】
本発明に使用する塗料には、塗装性及びプレコート材としての一般性能を確保するために通常の塗料に使用される、溶剤、つや消し剤、レベリング剤、ワキ防止剤等を適宜含有させても良い。
【００３９】
本発明において、請求項１、２又は３において請求項４のように他の片面の樹脂皮膜を規定しない場合は、用途や要求特性により、樹脂皮膜が片面だけに被覆されていても、別の樹脂皮膜が他の片面に被覆されていても構わず、何ら制限を設けるものではない。
【００４０】
請求項１〜４の樹脂被覆アルミニウム板材は電子機器用又は家電製品用の放熱性、導電性に優れた筐体に用いられる。
【実施例１】
【００４１】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００４２】
[サンプルの調製]
アルミニウム板（ＪＩＳ Ａ５０５２、板厚０．５ｍｍ）に対し、市販のアルミニウム用脱脂剤にて脱脂処理を行ない、水洗後、市販のリン酸クロメート処理液にて下地処理を行ない、その上に表１に示す条件で塗料をロールコーターで両面に塗装し、ＰＭＴ（最高到達板温度）２００℃〜２５０℃にて焼付けした。第２層を設ける場合は焼付け後常温に冷却した後再び同様の方法にて焼付けを行なった。このようにして樹脂被覆アルミニウム材及び図１に模式的断面図を示す第２層を設けた樹脂被覆アルミニウム材を製造した。図中１は、第１層の熱硬化性樹脂皮膜、２は第２層の熱硬化性樹脂皮膜、３は化成皮膜、４はアルミニウム合金板である。
【００４３】
[試験方法]
得られた樹脂被覆アルミニウム材について下記の試験方法にて性能試験を行なった。
【００４４】
（電気抵抗値）
導電性は、四端子法により、銀製のプローブ（直径５ｍｍ、先端２．５Ｒ）を荷重１００ｇで塗膜面に接触させたときの抵抗値を測定した。そして、◎：４Ω以下、○：４Ωを越え７Ω以下、△：７Ωを越え１０Ω以下、×：１０Ωを越えるもの、の基準で評価した。なお、電気抵抗値が１０Ωを超える場合、電子機器部品に加工した際に所望の電気特性（アース性やシールド性）が得られないため電気抵抗値１０Ω以下を使用可能とした。
【００４５】
（放熱性）
放熱性は下記の方法で筐体を作製し、筐体表面温度を測定し、◎：２８℃以下、○：２９℃〜３０℃、○△：３１℃〜３２℃、△：３３℃〜３５℃、×：３６℃以上、の基準で評価した。
即ち、得られた樹脂被覆アルミニウム材により、底面が１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの筐体を作製した。作製した筐体を図２に示す。図中５は光源、６は樹脂被覆アルミニウム材、１は第１層熱硬化性樹脂皮膜、２は第２層熱硬化性樹脂皮膜、４はアルミニウム合金板である。なお図２においては熱硬化性樹脂皮膜とアルミニウム合金板の間にある化成皮膜の表示を省略している。この筐体の内部に光源として６０Ｗの電球を入れて通電し、発光・発熱させ、筐体内部の温度が定常状態となった時点における筐体表面の温度を測定した。
【００４６】
（加工性:耐顔料脱落性）
樹脂皮膜表面を、市販のワイパーで５回、手で擦り、ワイパーに付着した黒色を目視で観察し、◎：黒色が全く付着しない、○：非常に軽微な付着で良好、○△：軽微な付着あり、△：付着するものの使用可能、×：付着が激しく使用不可、の基準で評価した。
【００４７】
（加工性:潤滑性）
加工性のうち、潤滑性はバウデン式摩擦試験機にて摩擦係数の測定を行ない、○：０．１０未満、△：０．１０以上０．１５未満であるが使用可能、×：０．１５以上で使用不可、の基準で評価した。
【００４８】
（加工性:曲げ加工性）
加工性のうち、曲げ加工性は評価面を外側にして１８０°３Ｔ曲げを行ない、樹脂皮膜層の割れを目視で観察し、◎：塗膜の割れなし、○：非常に軽微な塗膜の割れがあるが良好、△：小さな塗膜の割れあるが使用可能、×：大きな塗膜割れあり使用不可、の基準で評価した。
【００４９】
（加工性:テープ試験）
曲げ加工性試験の観察終了後、曲げ部にセロハンテープを密着させ、テープを急激に剥離した際の塗膜の剥離具合を観察するテープ試験を行ない、○：剥離なし、△：軽微の剥離あるが使用可能、×：剥離ありの基準で評価した。
【００５０】
（光反射性）
全反射率はスガ試験機社製多光源分光測色計ＭＳＣ−ＩＳ−２ＤＨ（積分球使用、拡散光照明８°方向受光）を用い、波長５５０ｎｍでの全反射率（正反射成分を含む）を
ＢａＳＯ４製白板を標準板とした時の百分率で表した。なお、液晶反射板として用いるためには、全反射率が９０％以上であることが適しており、９０％以上を使用可能レベルとした。
【００５１】
得られた性能試験結果を表１に示す。なお、表１において、添加量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対する配合質量で示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１に示される結果から明らかなように、実施例１〜２１は、放熱性、導電性ともに良好であり、潤滑性、曲げ加工性、耐黒色脱落性についても良好である。
【００５４】
一方、比較例２２〜３５は、放熱性、導電性、曲げ加工性のいずれかが劣り、電子機器用放熱性樹脂被覆アルミニウム材としては不適当である。
すなわち、比較例２２は、第１層熱硬化性樹脂皮膜の膜厚が厚いため、ニッケル粉末が十分に電気絶縁性である樹脂皮膜に被覆され、導電性のバラツキが大きく不安定になり導電性が劣る。
比較例２３は、第１層における、赤外線放射性向上剤であるグラファイト粉末の添加量が不十分であるため、放熱性が劣る。
比較例２４は、第１層における、グラファイト粉末の添加量が過剰であるため、曲げ加工を行なうとグラファイト粉末が基点となって割れが生じ、曲げ加工性が劣る。
比較例２５は、第１層における、導電性付与剤であるニッケル粉末の最大長径の平均値が小さいため、導電性が劣る。
比較例２６は、第１層におけるニッケル粉末の最大長径の平均値が大きいため、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が基点となって割れが生じ、曲げ加工性が劣る。
比較例２７は、第１層における、導電性付与剤であるニッケル粉末の添加量が不十分であるため、導電性が劣る。
比較例２８は、第１層におけるニッケル粉末の添加量が過剰であるため、樹脂皮膜が成膜せず、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が樹脂層から脱落し、曲げ加工性が劣る。
比較例２９は、第２層におけるニッケル粉末の最大長径の平均値が小さいため、導電性が劣る。
比較例３０は、第２層におけるニッケル粉末の最大長径の平均値が大きいため、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が基点となって割れが生じ、曲げ加工性が劣る。
比較例３１は、第２層におけるニッケル粉末の添加量が不十分であるため、導電性が劣る。
比較例３２は、第２層におけるニッケル粉末の添加量が過剰であるため、樹脂皮膜の成膜が妨げられ、曲げ加工を行なうとニッケル粉末が樹脂層から脱落し、曲げ加工性が劣る。
比較例３３は、第２層の樹脂皮膜の膜厚が厚いため、ニッケル粉末が電気絶縁性の樹脂皮膜に十分に覆われてしまうため、導電性が劣る。
比較例３４は、第２層における分散剤が過剰であるため、ニッケル粉末が逆に凝集してしまうため、導電性が劣る。
比較例３５は、第２層における潤滑剤が過剰であるため、導電性が劣る。
【実施例２】
【００５５】
次に、片面を先述の方法にて塗装焼付けを行ない、実施例１、１６の熱硬化性樹脂皮膜を設けて導電性、放熱性を持つ面とし、もう一方の面の化成皮膜上にアクリル系樹脂１００質量部に対して酸化チタンを１２０質量部含有する塗料を塗装焼付けすることにより皮膜厚１１０μｍの白色樹脂皮膜の光反射面を設けた。結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
【００５７】
導電・放熱面は優れた導電性、放熱性を示し、光反射面は、全反射率９５％と優れた光反射性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の高機能樹脂被覆アルミニウム材は、良好な導電性、放熱性、加工性及び潤滑性がある樹脂被覆アルミニウム材であるため、耐プレス加工性に優れ、且つ耐食性、反射性にも優れた材質であり、また第２層を設けることで他の性能を低下させることなく耐黒色脱落性を向上させることができるため、パーソナル・コンピュータ、エアコンの室外機や室内機のラジエター、冷蔵庫等の家電製品等、内部で熱を発生する電子部品、家電製品等の筐体や放熱板、反射板等の材料として、好適な材料である。また更に反対面に光反射面等を設けるときはアース性、シールド性、帯電防止性を必要とするＣＤ−ＲＯＭ等のドライブケース、パーソナル・コンピュータ関連機器や計測器等の電子機器部品材料用の筐体材料としても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の樹脂被覆アルミニウム材を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の樹脂被覆アルミニウム材の放熱性を評価する装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 第１層熱硬化性樹脂皮膜
２ 第２層熱硬化性樹脂皮膜
３ 化成皮膜
４ アルミニウム板
５ 光源
６ 熱硬化性樹脂被覆アルミニウム材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して平均粒径０．１〜３０μｍのグラファイト粉末を２０〜１００質量部、及び最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚５μｍ以下の第１層熱硬化性樹脂皮膜を設け、第１層熱硬化性樹脂皮膜上に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚０．１〜３μｍ以下の第２層熱硬化性樹脂皮膜を設けたことを特徴とする、放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項２】
第２層熱硬化性樹脂皮膜が、分散剤としてアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン系化合物、高分子型化合物の中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項３】
第２層熱硬化性樹脂皮膜が、潤滑剤としてオレフィン系ワックス、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、ミツロウ、ラノリン、カルナバワックスの中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項４】
片面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂皮膜を有し、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を設けたことを特徴とする放熱性、導電性、加工性及び反射性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂被覆アルミニウム板材を用いて製造した電子機器用又は家電製品用の放熱性、導電性に優れた筐体。
【請求項６】
請求項５に記載の筐体を用いた電子機器又は家電製品。
【請求項１】
化成皮膜を設けたアルミニウム板の片面乃至は両面に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して平均粒径０．１〜３０μｍのグラファイト粉末を２０〜１００質量部、及び最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚５μｍ以下の第１層熱硬化性樹脂皮膜を設け、第１層熱硬化性樹脂皮膜上に、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、最大長径の平均値が０．５〜１００μｍのニッケル粉末を１０〜１００質量部含有している膜厚０．１〜３μｍ以下の第２層熱硬化性樹脂皮膜を設けたことを特徴とする、放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項２】
第２層熱硬化性樹脂皮膜が、分散剤としてアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン系化合物、高分子型化合物の中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項３】
第２層熱硬化性樹脂皮膜が、潤滑剤としてオレフィン系ワックス、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、ミツロウ、ラノリン、カルナバワックスの中から選ばれた１種または２種以上を含有させた樹脂であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の放熱性、導電性および加工性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項４】
片面に請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂皮膜を有し、他面に白色顔料を含有する白色樹脂皮膜を設けたことを特徴とする放熱性、導電性、加工性及び反射性に優れた樹脂被覆アルミニウム板材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂被覆アルミニウム板材を用いて製造した電子機器用又は家電製品用の放熱性、導電性に優れた筐体。
【請求項６】
請求項５に記載の筐体を用いた電子機器又は家電製品。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１８１９８４（Ｐ２００７−１８１９８４Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６０２（Ｐ２００６−１６０２）
【出願日】平成１８年１月６日（２００６．１．６）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月６日（２００６．１．６）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
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