樹脂塗装金属材、および該金属材を用いた電子機器部品
【課題】面方向熱伝導性、及び耐食性に優れた樹脂塗装金属材を提供すること。
【解決手段】本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする。
【解決手段】本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面方向熱伝導性と耐食性とに優れた樹脂塗装金属材、及び該樹脂塗装金属材を用いた電子機器部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高性能化・小型化に伴い、電子機器内部の熱源から発生する熱を放熱させる放熱部材の研究が活発に行われている。このうち、薄型テレビのバックシャーシなどのように熱源が局所的に接触している放熱部材では、発生した熱を迅速に広い面積に拡散させること、すなわち、放熱部材の面方向における熱伝導性に優れていることが要求される。面方向熱伝導性が低いと面方向に温度勾配が生じて面内温度のバラツキが生じ、発光面の色むらやガラス基板の割れなどの不具合が発生するからである。
【０００３】
特に、放熱部材が鋼板などの金属板で構成されており、熱源が当該金属板と接触している場合、当該金属板の厚さ方向の熱伝導率ではなく面方向の熱伝導率を高めることが極めて重要である。熱源から金属板の外部へ伝熱する経路としては、厚さ方向と面方向の二つが考えられるが、鋼板のように板厚が薄い金属板では、厚さ方向の熱伝導性を向上させると最高温度は低下するものの、面方向の温度勾配は低下し難く、面方向の温度勾配を低下させる効果は、面方向の熱伝導性を向上させて初めて期待できるからである。
【０００４】
しかしながら、放熱部材に関する研究の多くは、放熱部材の厚さ方向における熱伝導率の向上に重点がおかれ、放熱部材の面方向における熱伝導率はあまり留意されていない。例えば特許文献１には、所定の熱伝導率を有する熱伝導性物質を含む熱吸収性皮膜を金属板表面に有し、熱放射率及び熱吸収率を向上した表面処理金属板が開示されている。当該文献の技術は、熱伝導性物質の平均粒子径Ｄを、皮膜の膜厚ｔに対して０．８ｔ≦Ｄ≦１．２ｔとし、熱伝導性物質を皮膜から突出させることにより金属板の厚さ方向における熱伝導性を高めるものである。
【０００５】
一方、特許文献２には、所定量の磁性粉末に加えて放熱性添加剤を含有する樹脂塗膜を金属板表面に有し、電磁波吸収性や加工性のみならず放熱性も高められた樹脂塗装金属板が開示されており、当該放熱性添加剤として鱗片状のアルミニウム（以下、Ａｌと称する。）フレーク等が例示されている。しかしながら、当該文献の技術は、面方向の熱伝導に注力してなされたものではない。
【０００６】
また、電子機器は使用環境（温度、湿度など）が多岐にわたるため、電子機器に用いられる放熱部材には、面方向の熱伝導性に加えて、耐食性に優れることも求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８６０９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７１５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、上記の様な事情に鑑みて、面方向熱伝導性、及び耐食性に優れた樹脂塗装金属材を提供することを課題として掲げた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し得た本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記Ａｌ粒子が、ステアリン酸によって処理されたものであることや、金属基材の片側に前記樹脂皮膜を有し、もう一方の片側に、放熱性添加剤を含み、赤外線放射率が０．７％以上の樹脂皮膜を有することは好ましい実施態様である。
【００１１】
本発明には、前記樹脂塗装金属材を用いたことを特徴とする電子機器部品も包含される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の樹脂塗装金属材は、膜厚が適度に調整された樹脂皮膜を金属材表面に有し、かつ該樹脂皮膜中には所定粒子長の扁平状Ａｌ粒子が所定量含まれるため、面方向の熱伝導性のみならず耐食性にも優れた樹脂塗装金属材を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】放熱性を評価するための実験装置の構成要素を説明するための図である。
【図２】放熱性を評価するための実験装置の構成を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、電子機器用の放熱部材のなかでも、熱源が放熱部材に局所的に接することから面方向における高い熱伝導性が強く要求されるのみならず、使用環境が多岐にわたるために高い耐食性をも要求される放熱部材の素材として好適な樹脂塗装金属材を提供するため、検討を重ねてきた。その結果、所望とする高い面方向熱伝導性、及び耐食性は、単に鱗片状のＡｌフレーク等を用いるだけでは得られず、その粒子長や含有率、及び樹脂皮膜の膜厚を適切に制御することによって初めて得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１５】
すなわち、本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする。以下、本発明の樹脂塗装金属板について、詳細に説明する。
【００１６】
（金属基材）
本発明で用いられる金属基材の形状は特に限定されず、代表的には金属板が挙げられるが、それ以外の異形材なども用いることができる。
【００１７】
また、金属基材の種類も特に限定されず、電子機器部品の筐体などに通常用いられるものを使用することができる。金属板を例に挙げると、代表的には鋼板が挙げられ、冷延鋼板、熱延鋼板、ステンレス鋼板などが例示される。また、電気亜鉛めっき鋼板（ＥＧ）、溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）、Ａｌ−Ｚｎめっき鋼板などのＡｌ系めっき鋼板、Ｃｕ系めっき鋼板などの各種めっき鋼板；クロメート処理やリン酸塩処理などの表面処理が施された鋼板；ノンクロメート処理が施された鋼板を用いても良い。あるいは、非鉄金属板も適用可能である。
【００１８】
本発明で用いられる金属基材の厚さも特に限定されないが、厚さが０．４ｍｍ以上（より好ましくは０．６ｍｍ以上、さらに好ましくは０．７ｍｍ以上）、１．６ｍｍ以下（好ましくは１．２ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下）であることが好ましい。厚さが上記範囲内の金属基材を用いて本発明の樹脂塗装金属材を作製することにより、面方向の熱伝導性向上による伝熱量の飛躍的な増加を期待できる。
【００１９】
（Ａｌ粒子を含有する樹脂皮膜）
本発明の樹脂塗装金属材を構成するＡｌ粒子を含有する樹脂皮膜（以下、「熱伝導性皮膜」と称する場合がある）は、その膜厚を３．０μｍ以上（好ましくは４．０μｍ以上）、８．０μｍ以下（好ましくは７．０μｍ以下）としている。熱伝導性皮膜の膜厚が３．０μｍ未満では、樹脂によるバリアー効果が低下するため、樹脂皮膜を設けたことによる樹脂塗装金属材の耐食性向上効果が発揮され難くなる。一方、熱伝導性皮膜の膜厚が８．０μｍを超えると、樹脂による絶縁性が大きくなるため、樹脂皮膜中にＡｌ粒子を含有させたことによる樹脂塗装金属材の面方向熱伝導性向上効果が発揮され難くなる。なお、熱伝導性皮膜は、金属基材の直上に設けられても、他の膜を介在して設けられてもよい。
【００２０】
熱伝導性皮膜を構成する樹脂（ベース樹脂）は、本発明の作用（面方向熱伝導性、及び耐食性の向上）を損なわない限り特に限定されず、樹脂塗装金属材の用途に応じ、適切な樹脂を選択すればよい。例えば、本発明の樹脂塗装金属材を電子機器部品の筐体に用いる場合は、良好な加工性も要求されるため、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、それらのブレンド物や変性樹脂などが好適なものとして挙げられる。
【００２１】
（Ａｌ粒子）
本発明では、樹脂皮膜中に含有させる熱伝導粒子として、Ａｌ粒子を用いる。熱伝導粒子としては、Ａｌ以外にＡｇ（熱伝導率４２９Ｗ／ｍ・Ｋ）やＣｕ（熱伝導率４０１Ｗ／ｍ・Ｋ）なども挙げられるが、耐食性の観点からＡｌ（熱伝導率２００Ｗ／ｍ・Ｋ）が最も好ましい。
【００２２】
本発明で用いられるＡｌ粒子は、扁平状である。高熱伝導率を有する扁平状Ａｌ粒子を樹脂皮膜に含有させることにより、皮膜中でＡｌ粒子が厚み方向に対して傾斜し、Ａｌ粒子同士が接触して皮膜の面方向熱伝導性が向上すると推測される。なお、熱伝導粒子として球状の金属フィラーを用いた場合には、フィラー同士が接触し難くなることから、皮膜の面方向熱伝導性向上効果はさほど期待できない。
【００２３】
本発明で用いられるＡｌ粒子の平均粒子長は１０μｍ以下（より好ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ以下）である。熱伝導性皮膜の膜厚に対してＡｌ粒子の粒子長が大き過ぎると、熱伝導性皮膜の厚さを薄くした場合に樹脂皮膜が連続膜となり難く、樹脂によるバリアー効果が低下することから、優れた耐食性を確保できない場合がある。Ａｌ粒子の平均粒子長の下限は１μｍ（より好ましくは３μｍ、さらに好ましくは５μｍ）であることが好ましい。
【００２４】
なお、Ａｌ粒子の平均粒子長は、例えば顕微鏡による測定値、またはレーザー回折・散乱法（マイクロトラック法）で測定することにより求められる粒子径の体積基準平均値である。また、市販品のＡｌ粒子を用いる場合は、メーカー提供の平均粒子長を参照すれば良い。
【００２５】
本発明で用いるＡｌ粒子は、その表面がステアリン酸で処理されていることが好ましい。このようなＡｌ粒子は、リーフィングタイプとして市販されている。表面がステアリン酸で処理されていないＡｌ粒子（ノンリーフィングタイプ）は、熱伝導性皮膜中で一様に分散するのに対し、表面がステアリン酸で処理されたＡｌ粒子（リーフィングタイプ）は、熱伝導性皮膜の表層に浮かび易い傾向があることから、熱伝導性皮膜の疵付きを防止して、樹脂塗装金属材の耐疵付き性を向上できる。
【００２６】
熱伝導性皮膜中のＡｌ粒子の含有率は、３５質量％以上（好ましくは４０質量％以上、より好ましくは４５質量％以上）、６５質量％以下（好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５５質量％以下）とする。Ａｌ粒子の含有率が３５質量％未満の場合には、Ａｌ粒子同士が接触し難くなって、樹脂塗装金属材の面方向熱伝導性が十分に向上しない場合がある。Ａｌ粒子の含有率が６５質量％を超える場合には、熱伝導性皮膜により面方向熱伝導率が向上する皮膜厚３．０〜８．０μｍの領域で樹脂皮膜が連続膜となり難く、樹脂によるバリアー効果が低下することから、耐食性が十分に向上しない場合がある。
【００２７】
（添加成分）
上記熱伝導性皮膜は、Ａｌ粒子と樹脂のほか、樹脂皮膜に通常添加される添加成分を含んでもよい。上記添加成分としては、例えば防錆顔料、帯電防止剤、導電性粒子、耐候性改善剤などが挙げられる。上記添加成分は、本発明の作用を損なわない範囲で熱伝導性皮膜中に含有させることができる。
【００２８】
（放熱性添加剤を含む樹脂皮膜）
本発明の樹脂塗装金属材は、熱伝導性皮膜が金属基材の少なくとも片側（熱源側）に形成されていれば良いが、金属基材の両面側に設けられていても良い。これにより、熱源からの熱を金属基材の面方向に一層速やかに拡散、伝熱できる。
【００２９】
また、本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の片側に上記熱伝導性皮膜を有し、もう一方の片側には、放熱性添加剤を含む樹脂皮膜（以下、放熱性皮膜）を有していてもよい。これにより、熱伝導性皮膜によって面方向に拡散された熱を速やかに樹脂塗装金属材から除去（放熱）することができる。なお、放熱性皮膜は、金属基材の直上に設けられても、他の膜を介在して設けられてもよい。
【００３０】
放熱性皮膜は、当該皮膜を構成する樹脂（ベース樹脂）に、放熱性添加剤を含有させることによって形成することができる。放熱性皮膜を構成する樹脂（ベース樹脂）としては、特に限定されるものではなく、熱伝導性皮膜を形成するのに用い得る樹脂として列挙した樹脂を用いることができる。放熱性添加剤としては、特に限定されるものでははく、周知の放熱性添加剤を用いればよい。例えば、カーボンブラックのほか、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｓｎなどの酸化物、硫化物、カーバイドなど、更にはＴｉＯ2、セラミックス、酸化鉄、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化ケイ素などが挙げられる。
【００３１】
放熱性添加剤の平均粒径は１０ｎｍ以上（より好ましくは１５ｎｍ）が好ましく、３５ｎｍ以下（より好ましくは３０ｎｍ以下）が好ましい。放熱性添加剤の平均粒径は、例えばレーザー回折・散乱法（マイクロトラック法）により測定することができる。また、市販品の放熱性添加剤を用いる場合は、メーカー提供の粒径を参照すれば良い。
【００３２】
放熱性皮膜の膜厚は、５μｍ以上（より好ましくは８μｍ以上）が好ましく、２０μｍ以下（より好ましくは１５μｍ以下）が好ましい。また、放熱性皮膜中の放熱性添加剤の含有率は、５質量％以上（より好ましくは８質量％以上）が好ましく、２０質量％以下（より好ましくは１５質量％以下）が好ましい。
【００３３】
放熱性皮膜の赤外線放射率は、０．７％以上（より好ましくは０．７５％以上）であることが好ましい。赤外線放射率が０．７％未満の場合には、本発明の樹脂塗装金属材が十分な放熱性を発揮できない場合がある。赤外線放射率の算出方法については後述する。
【００３４】
（クリアー皮膜）
本発明の樹脂塗装金属材は、上記熱伝導性皮膜および／または放熱性皮膜の上に、さらに他の皮膜を有していてもよい。例えば、耐疵付き性及び耐指紋性の向上を目的として、周知のクリアー皮膜を熱伝導性皮膜および／または放熱性皮膜の上に設けてもよい。
【００３５】
（熱伝導性皮膜および放熱性皮膜の形成方法）
熱伝導性皮膜は、従来公知の方法によって形成することができ、例えば、上記のベース樹脂およびＡｌ粒子、必要に応じて他の添加剤を溶剤に溶解あるいは分散した塗料を、公知の塗装法で金属基材の表面に塗布して乾燥し、或いは加熱焼付け処理することによって形成することができる。
【００３６】
放熱性皮膜も、従来公知の方法によって形成することができ、例えば、上記のベース樹脂および放熱性添加剤を溶剤に溶解あるいは分散した塗料を、公知の塗装法で金属基材の表面に塗布して乾燥し、或いは加熱焼付け処理することによって形成することができる。
【００３７】
塗料の塗装方法は特に限定されず、例えば、表面を清浄化して、必要に応じて塗装前処理（例えばリン酸塩処理、クロメート処理など）を施した金属基材の表面に、ロールコーター法、バーコーター法、スプレー法、カーテンフローコーター法などを用いて塗料を塗工し、熱風乾燥炉を通過させて乾燥したり、或いは焼付け硬化させる方法などが挙げられる。
【００３８】
（電子機器部品）
本発明の樹脂塗装金属材は、面方向熱伝導性、及び耐食性に優れているため、電子機器の放熱部品として好適に用いることができる。電子機器部品としては、例えば、ヒートシンク、薄型テレビなどのバックシャーシ、熱源を内蔵する電子機器部品を収容する金属製筺体（ケーシング）などが挙げられる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは全て本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】
（熱伝導性皮膜形成用塗料の作製）
ポリエステル樹脂（東洋紡績社製、バイロン（登録商標）２９０、Ｔｇ７２℃、分子量（Ｍｎ）２２×１０３（いずれもカタログ値））にメラミン架橋剤（住友化学社製、スミマール（登録商標）Ｍ−４０ＳＴ、固形分８０質量％）を比１００：２０（乾燥質量比）で添加してマトリックス樹脂とし、下記に示す熱伝導性粒子（各種扁平Ａｌ粒子含有ペースト、あるいは各種扁平銅粒子）を添加し、シンナー（大伸化学社製、薄板用統合Ａシンナー、キシレン５０質量％＋シクロヘキサノン５０質量％混合シンナー）で希釈して適宜粘度を調整し、ディスパー撹拌機で３０００ｒｐｍ×５分撹拌して、熱伝導性皮膜形成用塗料を作製した。熱伝導性皮膜中の扁平Ａｌ粒子、扁平銅粒子の含有率は表１に示す通りである。
【００４１】
＜添加材＞
扁平状Ａｌ粒子含有ペースト（以下、全て旭化成ケミカルズ製）
・13H 平均粒子長６μｍ（リーフィング）
・FD-5060 平均粒子長６μｍ（ノンリーフィング）
・18TH 平均粒子長８μｍ（リーフィング）
・8LN-S 平均粒子長８μｍ（ノンリーフィング）
・66NL-S 平均粒子長１０μｍ（ノンリーフィング）
・8 平均粒子長１１μｍ（リーフィング）
・BS-240 平均粒子長１６μｍ（ノンリーフィング）
・2 平均粒子長１７μｍ（リーフィング）
扁平銅粒子
・1400YP 平均粒子長６．９μｍ（三井金属製）
・2L3N 平均粒子長９．９μｍ（福田金属箔工業製）
【００４２】
（放熱性皮膜形成用塗料の作製）
ポリエステル樹脂（東洋紡績社製、バイロン（登録商標）２９０、Ｔｇ７２℃、分子量（Ｍｎ）２２×１０３（いずれもカタログ値））にメラミン架橋剤（住友化学社製、スミマール（登録商標）Ｍ−４０ＳＴ、固形分８０質量％）を比１００：２０（乾燥質量比）で添加してマトリックス樹脂とし、放熱性添加剤としてカーボンブラック（三菱化学社製、三菱カーボンブラック ＭＡ１００、平均粒径２５ｎｍ）を含有率１０％となるように添加した。得られた混合物の粘度が３０〜１００秒（フォードカップＮｏ．４）程度となるように、キシレン／シクロヘキサノン混合溶剤（キシレン：シクロヘキサノン＝１：１）で希釈して、ディスパー撹拌機で３０００ｒｐｍ×５分撹拌し、放熱性皮膜形成用塗料を作製した。
【００４３】
（実験例１）
金属基材として、Ａ４サイズの板厚０．８ｍｍの電気亜鉛めっき鋼板（めっき付着量：１９ｇ／ｍ２）を用い、金属基材１とした。
【００４４】
（実験例２〜４６）
金属基材１の一方の面に、下地処理液（日本パーカライジング製、ＣＴＥ−２１３Ａ）を付着量１００ｍｇ／ｍ２となるように付着させて、金属基材の下地処理を行った。次いで、下地処理面上に、熱伝導性皮膜形成用塗料をバーコーターで塗布し、最高到達温度（ＰＭＴ）２２０℃で１２０秒焼付けを行い、厚さ０．８〜１２．８μｍの熱伝導性皮膜を有する樹脂塗装金属板２〜４６を得た。
【００４５】
上記実験例１で得られた金属基材１、及び実験例２〜４６で得られた樹脂塗装金属板２〜４６の特性を、下記の方法で評価した。評価結果を下記表１に示す。
【００４６】
（熱伝導性）
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６の面方向の熱伝導性を、下記の計算式から算出して評価した。
熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）＝密度（１０３ｋｇ／ｍ３）×比熱（１０３Ｊ／ｋｇ・Ｋ）×熱拡散率（１０−６ｍ２／ｓｅｃ）
（評価基準）
◎：金属基材１の熱伝導率＋２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
○：金属基材１の熱伝導率＋０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上２．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満
×：金属基材１の熱伝導率以下
なお、熱伝導率を算出するための密度、比熱、及び熱拡散率については、下記のように測定した。
【００４７】
＜密度＞
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６から２５ｍｍ×２５ｍｍの試験サンプルを切り出し、室温下、水中置換法により測定した。
【００４８】
＜比熱＞
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６から約５０〜６０ｍｇの試験サンプルを切り出し、示差走査熱量計（セイコーインスツルメンツ製、ＤＳＣ２２０Ｃ）を用いて、室温（２５℃）、アルゴン雰囲気下における比熱を測定した。
【００４９】
＜熱拡散率＞
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６から２５ｍｍ×２５ｍｍの試験サンプルを切り出し、両面にカーボンスプレーを吹きかけて、一様に黒化させた。次いで、熱定数測定装置（アルバック理工製、ＴＣ−７０００）を用いて、室温（２５℃）、真空中で、熱伝導性皮膜が形成されていない側の面（黒化された鋼板面）に赤外線レーザー（発信波長：１．０６μｍ）を照射し、レーザー照射位置から面方向に５ｍｍ離れた個所の裏面（金属基材１のもう一方の面、あるいは熱伝導性皮膜が形成された側の面）の温度を熱電対で測定し、温度最大値の半値となった時間ｔを算出し、下記式に基づいて算出した。
熱拡散率α（ｍ２／ｓｅｃ）＝Ｋ／ｔ
（式中、Ｋは既知の熱拡散率であるタンタル（２５×１０−６ｍ２／ｓｅｃ）を基準とした装置定数を表し、αｔｔａｎ＝Ｋで求める。ｔｔａｎはタンタル測定時の温度最大値の半値となった時間を表す。）
【００５０】
（耐食性）
樹脂塗装金属板７〜４６から５ｃｍ×１２ｃｍの試験サンプルを切り出し、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じて、塩水噴霧試験を実施して、１２０時間試験後の試験サンプル（熱伝導性皮膜形成面）の白錆発生率で評価した。
（評価基準）
◎：５％以下
○：５％超４０％以下
×：４０％超
【００５１】
（耐疵付き性）
樹脂塗装金属板７〜３６から試験サンプルを切り出し、ＪＩＳ Ｋ ５６００に準じて、熱伝導性皮膜面に対して鉛筆硬度試験を実施して評価した。
（評価基準）
◎：Ｈ以上
○：Ｆ〜ＨＢ
×：ＨＢ未満
【００５２】
【表１】
【００５３】
（実験例４７）
実験例１の金属基材１の一方の片面（裏面）に、下地処理液（日本パーカライジング製、ＣＴＥ−２１３Ａ）を付着量１００ｍｇ／ｍ２となるように付着させて、金属基材の下地処理を行った。次いで、下地処理面に、放熱性皮膜形成用塗料をバーコーターで塗布し、最高到達温度（ＰＭＴ）２２０℃で１２０秒焼付けを行い、片面（裏面）に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する（他方の片面（表面）には熱伝導性皮膜を有さない）樹脂塗装金属板４７を得た。
【００５４】
（実験例４８〜５３）
実験例５、６、８、１１、１７、及び２６において作製した樹脂塗装金属板の他方の面（裏面）に、実験例４７と同様の方法で下地処理と放熱性皮膜の形成を行って、表面に厚さ０．８〜５．２μｍの熱伝導性皮膜を有し、裏面に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する樹脂塗装金属板４８〜５３を得た。
【００５５】
（実験例５４）
金属基材として、表２に記載のめっき付着量を有する溶融亜鉛めっき鋼板（Ａ４サイズ、板厚０．８ｍｍ）を用い、金属基材２とした。
【００５６】
（実験例５５）
実験例４７において、金属基材１に代えて、金属基材２を用いた以外は実験例４７と同様にして、片面（裏面）に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する（他方の片面（表面）には熱伝導性皮膜を有さない）樹脂塗装金属板５５を得た。
【００５７】
（実験例５６〜６１）
実験例１の金属基材１に代えて、実験例５４の金属基材２を用いた以外は実験例５、６、８、１１、１７、及び２６と同様にして、一方の面（表面）に厚さ０．８〜５．２μｍの熱伝導性皮膜を有する樹脂塗装金属板を得た。
【００５８】
次いで、得られた樹脂塗装金属板の他方の面（裏面）に、実験例４７と同様の方法で下地処理と放熱性皮膜の形成を行って、表面に厚さ０．８〜５．２μｍの熱伝導性皮膜を有し、裏面に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する樹脂塗装金属板５６〜６１を得た。
【００５９】
（赤外線放射率）
赤外線放射率は、下記装置を用い、金属基材１と２、及び樹脂塗装金属板４７〜６１（試料）について、その裏面側（金属基材１や２の片面、あるいは放熱性皮膜面）の赤外線波長域（４．５〜１５．４μｍ）における分光放射強度（実測値）を測定して求めた。
装置：日本電子（株）製「ＪＩＲ−５５００型フーリエ変換赤外分光光度計」および放射測定ユニット「ＩＲＲ−２００」
測定波長範囲：４．５〜１５．４μｍ
測定温度：試料の加熱温度を１００℃に設定する
積算回数：２００回
分解能：１６ｃｍ−1
【００６０】
なお、当該実測値は、バックグラウンドの放射強度および装置関数が加算／付加された数値として測定される為、これらを補正する目的で、放射率測定プログラム［日本電子（株）製放射率測定プログラム］を用い、積分放射率を算出した。算出方法の詳細は以下の通りである。
【００６１】
【数１】
【００６２】
式中、
ε（λ） ：波長λにおける試料の分光放射率（％）
Ｅ（Ｔ） ：温度Ｔ（℃）における試料の積分放射率（％）
Ｍ（λ，Ｔ） ：波長λ、温度Ｔ（℃）における試料の分光放射強度（実測値）
Ａ（λ） ：装置関数
ＫFB（λ） ：波長λにおける固定バックグラウンド（試料によって変化しないバックグラウンド）の分光放射強度
ＫTB（λ，ＴTB）：波長λ、温度ＴTB（℃）におけるトラップ黒体の分光放射強度
ＫB（λ，Ｔ） ：波長λ、温度Ｔ（℃）における黒体の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）
λ1，λ2 ：積分する波長の範囲をそれぞれ、意味する。
【００６３】
ここで、上記Ａ（λ）（装置関数）、および上記ＫFB（λ）（固定バックグラウンドの分光放射強度）は、２つの黒体炉（８０℃、１６０℃）の分光放射強度の実測値、および当該温度域における黒体の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）に基づき、下記式によって算出したものである。
【００６４】
【数２】
【００６５】
式中、
Ｍ160℃（λ，１６０℃）：波長λにおける１６０℃の黒体炉の分光放射強度（実測値）
Ｍ80℃（λ，８０℃）：波長λにおける８０℃の黒体炉の分光放射強度（実測値）
Ｋ160℃（λ，１６０℃）：波長λにおける１６０℃の黒体炉の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）
Ｋ80℃（λ，８０℃）：波長λにおける８０℃の黒体炉の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）をそれぞれ、意味する。
【００６６】
なお、積分放射率Ｅ（Ｔ＝１００℃）の算出に当たり、ＫTB（λ，ＴTB）を考慮しているのは、測定に当たり、試料の周囲に、水冷したトラップ黒体を配置しているためである。上記トラップ黒体の設置により、変動バックグランド放射（試料によって変化するバックグラウンド放射を意味する。試料の周囲からの放射が試料表面で反射されるので、試料の分光放射強度の実測値は、このバックグランド放射が加算された数値として表れる）の分光放射強度を低くコントロールすることができる。上記のトラップ黒体は、放射率０．９６の疑似黒体を使用しており、前記ＫTB［（λ，ＴTB）：波長λ、温度ＴTB（℃）におけるトラップ黒体の分光放射強度］は、以下の様にして算出する。
ＫTB（λ，ＴTB）＝０．９６×ＫB（λ，ＴTB）
式中、ＫB（λ，ＴTB）は、波長λ、温度ＴTB（℃）における黒体の分光放射強度を意味する。
【００６７】
（熱拡散性）
金属基材１と２、及び樹脂塗装金属板４７〜６１（試料）から、１５０ｍｍ×２５０ｍｍの試験サンプルを切り出し、下記の方法にしたがって熱拡散性を評価した。
【００６８】
図１に示すように（図１（ａ）は俯瞰図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は正面図）、試験サンプル１を地面に対して垂直方向に固定し、試験サンプル１の背面（金属基材１や２の一方の片面、あるいは熱伝導性皮膜面）中央にヒーター２（５６ｍｍ×９６ｍｍ）を固定し、周囲を断熱材３で覆った。そして、試験サンプル１裏面側（図１（ｂ）の右側；金属基材１や２のもう一方の片面、あるいは放熱性皮膜面）に３ヶ所、熱電対４ａ、４ｂ、４ｃを配置した。室温（２５℃）下、サンプルの中心に配置した熱電対４ａで最高温度を評価し、熱電対４ｂあるいは４ｃのいずれかで最低温度を評価し、最高温度−最低温度＝面内温度差を測定した。
【００６９】
図１に示した部材５（構成要素）を複数個（図２では８個）並べ、図２に示すような実験装置を構成し、各サンプルの熱拡散性を評価した。熱源は電気ヒーターとし、電源（図２中、「１００Ｖ電源」で示す。）からの電圧を、電源安定装置と出力調整装置で調整し、ヒーターの熱出力を調整した。
【００７０】
こうした実験装置によって、加熱開始から熱電対の測定値が安定するまで５時間程度待った後、温度計測データを温度計測定データロガーで取り込み、表示装置６で表示した。このときの実験条件は、室温、ヒーター出力は２０Ｗとした。
【００７１】
上記実験によって測定された温度の結果を、サンプルの仕様と共に、下記表２に示す。
【００７２】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面方向熱伝導性と耐食性とに優れた樹脂塗装金属材、及び該樹脂塗装金属材を用いた電子機器部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高性能化・小型化に伴い、電子機器内部の熱源から発生する熱を放熱させる放熱部材の研究が活発に行われている。このうち、薄型テレビのバックシャーシなどのように熱源が局所的に接触している放熱部材では、発生した熱を迅速に広い面積に拡散させること、すなわち、放熱部材の面方向における熱伝導性に優れていることが要求される。面方向熱伝導性が低いと面方向に温度勾配が生じて面内温度のバラツキが生じ、発光面の色むらやガラス基板の割れなどの不具合が発生するからである。
【０００３】
特に、放熱部材が鋼板などの金属板で構成されており、熱源が当該金属板と接触している場合、当該金属板の厚さ方向の熱伝導率ではなく面方向の熱伝導率を高めることが極めて重要である。熱源から金属板の外部へ伝熱する経路としては、厚さ方向と面方向の二つが考えられるが、鋼板のように板厚が薄い金属板では、厚さ方向の熱伝導性を向上させると最高温度は低下するものの、面方向の温度勾配は低下し難く、面方向の温度勾配を低下させる効果は、面方向の熱伝導性を向上させて初めて期待できるからである。
【０００４】
しかしながら、放熱部材に関する研究の多くは、放熱部材の厚さ方向における熱伝導率の向上に重点がおかれ、放熱部材の面方向における熱伝導率はあまり留意されていない。例えば特許文献１には、所定の熱伝導率を有する熱伝導性物質を含む熱吸収性皮膜を金属板表面に有し、熱放射率及び熱吸収率を向上した表面処理金属板が開示されている。当該文献の技術は、熱伝導性物質の平均粒子径Ｄを、皮膜の膜厚ｔに対して０．８ｔ≦Ｄ≦１．２ｔとし、熱伝導性物質を皮膜から突出させることにより金属板の厚さ方向における熱伝導性を高めるものである。
【０００５】
一方、特許文献２には、所定量の磁性粉末に加えて放熱性添加剤を含有する樹脂塗膜を金属板表面に有し、電磁波吸収性や加工性のみならず放熱性も高められた樹脂塗装金属板が開示されており、当該放熱性添加剤として鱗片状のアルミニウム（以下、Ａｌと称する。）フレーク等が例示されている。しかしながら、当該文献の技術は、面方向の熱伝導に注力してなされたものではない。
【０００６】
また、電子機器は使用環境（温度、湿度など）が多岐にわたるため、電子機器に用いられる放熱部材には、面方向の熱伝導性に加えて、耐食性に優れることも求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８６０９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７１５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、上記の様な事情に鑑みて、面方向熱伝導性、及び耐食性に優れた樹脂塗装金属材を提供することを課題として掲げた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し得た本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明において、前記Ａｌ粒子が、ステアリン酸によって処理されたものであることや、金属基材の片側に前記樹脂皮膜を有し、もう一方の片側に、放熱性添加剤を含み、赤外線放射率が０．７％以上の樹脂皮膜を有することは好ましい実施態様である。
【００１１】
本発明には、前記樹脂塗装金属材を用いたことを特徴とする電子機器部品も包含される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の樹脂塗装金属材は、膜厚が適度に調整された樹脂皮膜を金属材表面に有し、かつ該樹脂皮膜中には所定粒子長の扁平状Ａｌ粒子が所定量含まれるため、面方向の熱伝導性のみならず耐食性にも優れた樹脂塗装金属材を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】放熱性を評価するための実験装置の構成要素を説明するための図である。
【図２】放熱性を評価するための実験装置の構成を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、電子機器用の放熱部材のなかでも、熱源が放熱部材に局所的に接することから面方向における高い熱伝導性が強く要求されるのみならず、使用環境が多岐にわたるために高い耐食性をも要求される放熱部材の素材として好適な樹脂塗装金属材を提供するため、検討を重ねてきた。その結果、所望とする高い面方向熱伝導性、及び耐食性は、単に鱗片状のＡｌフレーク等を用いるだけでは得られず、その粒子長や含有率、及び樹脂皮膜の膜厚を適切に制御することによって初めて得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１５】
すなわち、本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする。以下、本発明の樹脂塗装金属板について、詳細に説明する。
【００１６】
（金属基材）
本発明で用いられる金属基材の形状は特に限定されず、代表的には金属板が挙げられるが、それ以外の異形材なども用いることができる。
【００１７】
また、金属基材の種類も特に限定されず、電子機器部品の筐体などに通常用いられるものを使用することができる。金属板を例に挙げると、代表的には鋼板が挙げられ、冷延鋼板、熱延鋼板、ステンレス鋼板などが例示される。また、電気亜鉛めっき鋼板（ＥＧ）、溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）、Ａｌ−Ｚｎめっき鋼板などのＡｌ系めっき鋼板、Ｃｕ系めっき鋼板などの各種めっき鋼板；クロメート処理やリン酸塩処理などの表面処理が施された鋼板；ノンクロメート処理が施された鋼板を用いても良い。あるいは、非鉄金属板も適用可能である。
【００１８】
本発明で用いられる金属基材の厚さも特に限定されないが、厚さが０．４ｍｍ以上（より好ましくは０．６ｍｍ以上、さらに好ましくは０．７ｍｍ以上）、１．６ｍｍ以下（好ましくは１．２ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下）であることが好ましい。厚さが上記範囲内の金属基材を用いて本発明の樹脂塗装金属材を作製することにより、面方向の熱伝導性向上による伝熱量の飛躍的な増加を期待できる。
【００１９】
（Ａｌ粒子を含有する樹脂皮膜）
本発明の樹脂塗装金属材を構成するＡｌ粒子を含有する樹脂皮膜（以下、「熱伝導性皮膜」と称する場合がある）は、その膜厚を３．０μｍ以上（好ましくは４．０μｍ以上）、８．０μｍ以下（好ましくは７．０μｍ以下）としている。熱伝導性皮膜の膜厚が３．０μｍ未満では、樹脂によるバリアー効果が低下するため、樹脂皮膜を設けたことによる樹脂塗装金属材の耐食性向上効果が発揮され難くなる。一方、熱伝導性皮膜の膜厚が８．０μｍを超えると、樹脂による絶縁性が大きくなるため、樹脂皮膜中にＡｌ粒子を含有させたことによる樹脂塗装金属材の面方向熱伝導性向上効果が発揮され難くなる。なお、熱伝導性皮膜は、金属基材の直上に設けられても、他の膜を介在して設けられてもよい。
【００２０】
熱伝導性皮膜を構成する樹脂（ベース樹脂）は、本発明の作用（面方向熱伝導性、及び耐食性の向上）を損なわない限り特に限定されず、樹脂塗装金属材の用途に応じ、適切な樹脂を選択すればよい。例えば、本発明の樹脂塗装金属材を電子機器部品の筐体に用いる場合は、良好な加工性も要求されるため、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、それらのブレンド物や変性樹脂などが好適なものとして挙げられる。
【００２１】
（Ａｌ粒子）
本発明では、樹脂皮膜中に含有させる熱伝導粒子として、Ａｌ粒子を用いる。熱伝導粒子としては、Ａｌ以外にＡｇ（熱伝導率４２９Ｗ／ｍ・Ｋ）やＣｕ（熱伝導率４０１Ｗ／ｍ・Ｋ）なども挙げられるが、耐食性の観点からＡｌ（熱伝導率２００Ｗ／ｍ・Ｋ）が最も好ましい。
【００２２】
本発明で用いられるＡｌ粒子は、扁平状である。高熱伝導率を有する扁平状Ａｌ粒子を樹脂皮膜に含有させることにより、皮膜中でＡｌ粒子が厚み方向に対して傾斜し、Ａｌ粒子同士が接触して皮膜の面方向熱伝導性が向上すると推測される。なお、熱伝導粒子として球状の金属フィラーを用いた場合には、フィラー同士が接触し難くなることから、皮膜の面方向熱伝導性向上効果はさほど期待できない。
【００２３】
本発明で用いられるＡｌ粒子の平均粒子長は１０μｍ以下（より好ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは６μｍ以下）である。熱伝導性皮膜の膜厚に対してＡｌ粒子の粒子長が大き過ぎると、熱伝導性皮膜の厚さを薄くした場合に樹脂皮膜が連続膜となり難く、樹脂によるバリアー効果が低下することから、優れた耐食性を確保できない場合がある。Ａｌ粒子の平均粒子長の下限は１μｍ（より好ましくは３μｍ、さらに好ましくは５μｍ）であることが好ましい。
【００２４】
なお、Ａｌ粒子の平均粒子長は、例えば顕微鏡による測定値、またはレーザー回折・散乱法（マイクロトラック法）で測定することにより求められる粒子径の体積基準平均値である。また、市販品のＡｌ粒子を用いる場合は、メーカー提供の平均粒子長を参照すれば良い。
【００２５】
本発明で用いるＡｌ粒子は、その表面がステアリン酸で処理されていることが好ましい。このようなＡｌ粒子は、リーフィングタイプとして市販されている。表面がステアリン酸で処理されていないＡｌ粒子（ノンリーフィングタイプ）は、熱伝導性皮膜中で一様に分散するのに対し、表面がステアリン酸で処理されたＡｌ粒子（リーフィングタイプ）は、熱伝導性皮膜の表層に浮かび易い傾向があることから、熱伝導性皮膜の疵付きを防止して、樹脂塗装金属材の耐疵付き性を向上できる。
【００２６】
熱伝導性皮膜中のＡｌ粒子の含有率は、３５質量％以上（好ましくは４０質量％以上、より好ましくは４５質量％以上）、６５質量％以下（好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５５質量％以下）とする。Ａｌ粒子の含有率が３５質量％未満の場合には、Ａｌ粒子同士が接触し難くなって、樹脂塗装金属材の面方向熱伝導性が十分に向上しない場合がある。Ａｌ粒子の含有率が６５質量％を超える場合には、熱伝導性皮膜により面方向熱伝導率が向上する皮膜厚３．０〜８．０μｍの領域で樹脂皮膜が連続膜となり難く、樹脂によるバリアー効果が低下することから、耐食性が十分に向上しない場合がある。
【００２７】
（添加成分）
上記熱伝導性皮膜は、Ａｌ粒子と樹脂のほか、樹脂皮膜に通常添加される添加成分を含んでもよい。上記添加成分としては、例えば防錆顔料、帯電防止剤、導電性粒子、耐候性改善剤などが挙げられる。上記添加成分は、本発明の作用を損なわない範囲で熱伝導性皮膜中に含有させることができる。
【００２８】
（放熱性添加剤を含む樹脂皮膜）
本発明の樹脂塗装金属材は、熱伝導性皮膜が金属基材の少なくとも片側（熱源側）に形成されていれば良いが、金属基材の両面側に設けられていても良い。これにより、熱源からの熱を金属基材の面方向に一層速やかに拡散、伝熱できる。
【００２９】
また、本発明の樹脂塗装金属材は、金属基材の片側に上記熱伝導性皮膜を有し、もう一方の片側には、放熱性添加剤を含む樹脂皮膜（以下、放熱性皮膜）を有していてもよい。これにより、熱伝導性皮膜によって面方向に拡散された熱を速やかに樹脂塗装金属材から除去（放熱）することができる。なお、放熱性皮膜は、金属基材の直上に設けられても、他の膜を介在して設けられてもよい。
【００３０】
放熱性皮膜は、当該皮膜を構成する樹脂（ベース樹脂）に、放熱性添加剤を含有させることによって形成することができる。放熱性皮膜を構成する樹脂（ベース樹脂）としては、特に限定されるものではなく、熱伝導性皮膜を形成するのに用い得る樹脂として列挙した樹脂を用いることができる。放熱性添加剤としては、特に限定されるものでははく、周知の放熱性添加剤を用いればよい。例えば、カーボンブラックのほか、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｓｎなどの酸化物、硫化物、カーバイドなど、更にはＴｉＯ2、セラミックス、酸化鉄、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化ケイ素などが挙げられる。
【００３１】
放熱性添加剤の平均粒径は１０ｎｍ以上（より好ましくは１５ｎｍ）が好ましく、３５ｎｍ以下（より好ましくは３０ｎｍ以下）が好ましい。放熱性添加剤の平均粒径は、例えばレーザー回折・散乱法（マイクロトラック法）により測定することができる。また、市販品の放熱性添加剤を用いる場合は、メーカー提供の粒径を参照すれば良い。
【００３２】
放熱性皮膜の膜厚は、５μｍ以上（より好ましくは８μｍ以上）が好ましく、２０μｍ以下（より好ましくは１５μｍ以下）が好ましい。また、放熱性皮膜中の放熱性添加剤の含有率は、５質量％以上（より好ましくは８質量％以上）が好ましく、２０質量％以下（より好ましくは１５質量％以下）が好ましい。
【００３３】
放熱性皮膜の赤外線放射率は、０．７％以上（より好ましくは０．７５％以上）であることが好ましい。赤外線放射率が０．７％未満の場合には、本発明の樹脂塗装金属材が十分な放熱性を発揮できない場合がある。赤外線放射率の算出方法については後述する。
【００３４】
（クリアー皮膜）
本発明の樹脂塗装金属材は、上記熱伝導性皮膜および／または放熱性皮膜の上に、さらに他の皮膜を有していてもよい。例えば、耐疵付き性及び耐指紋性の向上を目的として、周知のクリアー皮膜を熱伝導性皮膜および／または放熱性皮膜の上に設けてもよい。
【００３５】
（熱伝導性皮膜および放熱性皮膜の形成方法）
熱伝導性皮膜は、従来公知の方法によって形成することができ、例えば、上記のベース樹脂およびＡｌ粒子、必要に応じて他の添加剤を溶剤に溶解あるいは分散した塗料を、公知の塗装法で金属基材の表面に塗布して乾燥し、或いは加熱焼付け処理することによって形成することができる。
【００３６】
放熱性皮膜も、従来公知の方法によって形成することができ、例えば、上記のベース樹脂および放熱性添加剤を溶剤に溶解あるいは分散した塗料を、公知の塗装法で金属基材の表面に塗布して乾燥し、或いは加熱焼付け処理することによって形成することができる。
【００３７】
塗料の塗装方法は特に限定されず、例えば、表面を清浄化して、必要に応じて塗装前処理（例えばリン酸塩処理、クロメート処理など）を施した金属基材の表面に、ロールコーター法、バーコーター法、スプレー法、カーテンフローコーター法などを用いて塗料を塗工し、熱風乾燥炉を通過させて乾燥したり、或いは焼付け硬化させる方法などが挙げられる。
【００３８】
（電子機器部品）
本発明の樹脂塗装金属材は、面方向熱伝導性、及び耐食性に優れているため、電子機器の放熱部品として好適に用いることができる。電子機器部品としては、例えば、ヒートシンク、薄型テレビなどのバックシャーシ、熱源を内蔵する電子機器部品を収容する金属製筺体（ケーシング）などが挙げられる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは全て本発明の技術的範囲に包含される。
【００４０】
（熱伝導性皮膜形成用塗料の作製）
ポリエステル樹脂（東洋紡績社製、バイロン（登録商標）２９０、Ｔｇ７２℃、分子量（Ｍｎ）２２×１０３（いずれもカタログ値））にメラミン架橋剤（住友化学社製、スミマール（登録商標）Ｍ−４０ＳＴ、固形分８０質量％）を比１００：２０（乾燥質量比）で添加してマトリックス樹脂とし、下記に示す熱伝導性粒子（各種扁平Ａｌ粒子含有ペースト、あるいは各種扁平銅粒子）を添加し、シンナー（大伸化学社製、薄板用統合Ａシンナー、キシレン５０質量％＋シクロヘキサノン５０質量％混合シンナー）で希釈して適宜粘度を調整し、ディスパー撹拌機で３０００ｒｐｍ×５分撹拌して、熱伝導性皮膜形成用塗料を作製した。熱伝導性皮膜中の扁平Ａｌ粒子、扁平銅粒子の含有率は表１に示す通りである。
【００４１】
＜添加材＞
扁平状Ａｌ粒子含有ペースト（以下、全て旭化成ケミカルズ製）
・13H 平均粒子長６μｍ（リーフィング）
・FD-5060 平均粒子長６μｍ（ノンリーフィング）
・18TH 平均粒子長８μｍ（リーフィング）
・8LN-S 平均粒子長８μｍ（ノンリーフィング）
・66NL-S 平均粒子長１０μｍ（ノンリーフィング）
・8 平均粒子長１１μｍ（リーフィング）
・BS-240 平均粒子長１６μｍ（ノンリーフィング）
・2 平均粒子長１７μｍ（リーフィング）
扁平銅粒子
・1400YP 平均粒子長６．９μｍ（三井金属製）
・2L3N 平均粒子長９．９μｍ（福田金属箔工業製）
【００４２】
（放熱性皮膜形成用塗料の作製）
ポリエステル樹脂（東洋紡績社製、バイロン（登録商標）２９０、Ｔｇ７２℃、分子量（Ｍｎ）２２×１０３（いずれもカタログ値））にメラミン架橋剤（住友化学社製、スミマール（登録商標）Ｍ−４０ＳＴ、固形分８０質量％）を比１００：２０（乾燥質量比）で添加してマトリックス樹脂とし、放熱性添加剤としてカーボンブラック（三菱化学社製、三菱カーボンブラック ＭＡ１００、平均粒径２５ｎｍ）を含有率１０％となるように添加した。得られた混合物の粘度が３０〜１００秒（フォードカップＮｏ．４）程度となるように、キシレン／シクロヘキサノン混合溶剤（キシレン：シクロヘキサノン＝１：１）で希釈して、ディスパー撹拌機で３０００ｒｐｍ×５分撹拌し、放熱性皮膜形成用塗料を作製した。
【００４３】
（実験例１）
金属基材として、Ａ４サイズの板厚０．８ｍｍの電気亜鉛めっき鋼板（めっき付着量：１９ｇ／ｍ２）を用い、金属基材１とした。
【００４４】
（実験例２〜４６）
金属基材１の一方の面に、下地処理液（日本パーカライジング製、ＣＴＥ−２１３Ａ）を付着量１００ｍｇ／ｍ２となるように付着させて、金属基材の下地処理を行った。次いで、下地処理面上に、熱伝導性皮膜形成用塗料をバーコーターで塗布し、最高到達温度（ＰＭＴ）２２０℃で１２０秒焼付けを行い、厚さ０．８〜１２．８μｍの熱伝導性皮膜を有する樹脂塗装金属板２〜４６を得た。
【００４５】
上記実験例１で得られた金属基材１、及び実験例２〜４６で得られた樹脂塗装金属板２〜４６の特性を、下記の方法で評価した。評価結果を下記表１に示す。
【００４６】
（熱伝導性）
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６の面方向の熱伝導性を、下記の計算式から算出して評価した。
熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）＝密度（１０３ｋｇ／ｍ３）×比熱（１０３Ｊ／ｋｇ・Ｋ）×熱拡散率（１０−６ｍ２／ｓｅｃ）
（評価基準）
◎：金属基材１の熱伝導率＋２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
○：金属基材１の熱伝導率＋０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上２．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満
×：金属基材１の熱伝導率以下
なお、熱伝導率を算出するための密度、比熱、及び熱拡散率については、下記のように測定した。
【００４７】
＜密度＞
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６から２５ｍｍ×２５ｍｍの試験サンプルを切り出し、室温下、水中置換法により測定した。
【００４８】
＜比熱＞
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６から約５０〜６０ｍｇの試験サンプルを切り出し、示差走査熱量計（セイコーインスツルメンツ製、ＤＳＣ２２０Ｃ）を用いて、室温（２５℃）、アルゴン雰囲気下における比熱を測定した。
【００４９】
＜熱拡散率＞
金属基材１、及び樹脂塗装金属板２〜４６から２５ｍｍ×２５ｍｍの試験サンプルを切り出し、両面にカーボンスプレーを吹きかけて、一様に黒化させた。次いで、熱定数測定装置（アルバック理工製、ＴＣ−７０００）を用いて、室温（２５℃）、真空中で、熱伝導性皮膜が形成されていない側の面（黒化された鋼板面）に赤外線レーザー（発信波長：１．０６μｍ）を照射し、レーザー照射位置から面方向に５ｍｍ離れた個所の裏面（金属基材１のもう一方の面、あるいは熱伝導性皮膜が形成された側の面）の温度を熱電対で測定し、温度最大値の半値となった時間ｔを算出し、下記式に基づいて算出した。
熱拡散率α（ｍ２／ｓｅｃ）＝Ｋ／ｔ
（式中、Ｋは既知の熱拡散率であるタンタル（２５×１０−６ｍ２／ｓｅｃ）を基準とした装置定数を表し、αｔｔａｎ＝Ｋで求める。ｔｔａｎはタンタル測定時の温度最大値の半値となった時間を表す。）
【００５０】
（耐食性）
樹脂塗装金属板７〜４６から５ｃｍ×１２ｃｍの試験サンプルを切り出し、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じて、塩水噴霧試験を実施して、１２０時間試験後の試験サンプル（熱伝導性皮膜形成面）の白錆発生率で評価した。
（評価基準）
◎：５％以下
○：５％超４０％以下
×：４０％超
【００５１】
（耐疵付き性）
樹脂塗装金属板７〜３６から試験サンプルを切り出し、ＪＩＳ Ｋ ５６００に準じて、熱伝導性皮膜面に対して鉛筆硬度試験を実施して評価した。
（評価基準）
◎：Ｈ以上
○：Ｆ〜ＨＢ
×：ＨＢ未満
【００５２】
【表１】
【００５３】
（実験例４７）
実験例１の金属基材１の一方の片面（裏面）に、下地処理液（日本パーカライジング製、ＣＴＥ−２１３Ａ）を付着量１００ｍｇ／ｍ２となるように付着させて、金属基材の下地処理を行った。次いで、下地処理面に、放熱性皮膜形成用塗料をバーコーターで塗布し、最高到達温度（ＰＭＴ）２２０℃で１２０秒焼付けを行い、片面（裏面）に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する（他方の片面（表面）には熱伝導性皮膜を有さない）樹脂塗装金属板４７を得た。
【００５４】
（実験例４８〜５３）
実験例５、６、８、１１、１７、及び２６において作製した樹脂塗装金属板の他方の面（裏面）に、実験例４７と同様の方法で下地処理と放熱性皮膜の形成を行って、表面に厚さ０．８〜５．２μｍの熱伝導性皮膜を有し、裏面に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する樹脂塗装金属板４８〜５３を得た。
【００５５】
（実験例５４）
金属基材として、表２に記載のめっき付着量を有する溶融亜鉛めっき鋼板（Ａ４サイズ、板厚０．８ｍｍ）を用い、金属基材２とした。
【００５６】
（実験例５５）
実験例４７において、金属基材１に代えて、金属基材２を用いた以外は実験例４７と同様にして、片面（裏面）に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する（他方の片面（表面）には熱伝導性皮膜を有さない）樹脂塗装金属板５５を得た。
【００５７】
（実験例５６〜６１）
実験例１の金属基材１に代えて、実験例５４の金属基材２を用いた以外は実験例５、６、８、１１、１７、及び２６と同様にして、一方の面（表面）に厚さ０．８〜５．２μｍの熱伝導性皮膜を有する樹脂塗装金属板を得た。
【００５８】
次いで、得られた樹脂塗装金属板の他方の面（裏面）に、実験例４７と同様の方法で下地処理と放熱性皮膜の形成を行って、表面に厚さ０．８〜５．２μｍの熱伝導性皮膜を有し、裏面に厚さ１０μｍの放熱性皮膜を有する樹脂塗装金属板５６〜６１を得た。
【００５９】
（赤外線放射率）
赤外線放射率は、下記装置を用い、金属基材１と２、及び樹脂塗装金属板４７〜６１（試料）について、その裏面側（金属基材１や２の片面、あるいは放熱性皮膜面）の赤外線波長域（４．５〜１５．４μｍ）における分光放射強度（実測値）を測定して求めた。
装置：日本電子（株）製「ＪＩＲ−５５００型フーリエ変換赤外分光光度計」および放射測定ユニット「ＩＲＲ−２００」
測定波長範囲：４．５〜１５．４μｍ
測定温度：試料の加熱温度を１００℃に設定する
積算回数：２００回
分解能：１６ｃｍ−1
【００６０】
なお、当該実測値は、バックグラウンドの放射強度および装置関数が加算／付加された数値として測定される為、これらを補正する目的で、放射率測定プログラム［日本電子（株）製放射率測定プログラム］を用い、積分放射率を算出した。算出方法の詳細は以下の通りである。
【００６１】
【数１】
【００６２】
式中、
ε（λ） ：波長λにおける試料の分光放射率（％）
Ｅ（Ｔ） ：温度Ｔ（℃）における試料の積分放射率（％）
Ｍ（λ，Ｔ） ：波長λ、温度Ｔ（℃）における試料の分光放射強度（実測値）
Ａ（λ） ：装置関数
ＫFB（λ） ：波長λにおける固定バックグラウンド（試料によって変化しないバックグラウンド）の分光放射強度
ＫTB（λ，ＴTB）：波長λ、温度ＴTB（℃）におけるトラップ黒体の分光放射強度
ＫB（λ，Ｔ） ：波長λ、温度Ｔ（℃）における黒体の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）
λ1，λ2 ：積分する波長の範囲をそれぞれ、意味する。
【００６３】
ここで、上記Ａ（λ）（装置関数）、および上記ＫFB（λ）（固定バックグラウンドの分光放射強度）は、２つの黒体炉（８０℃、１６０℃）の分光放射強度の実測値、および当該温度域における黒体の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）に基づき、下記式によって算出したものである。
【００６４】
【数２】
【００６５】
式中、
Ｍ160℃（λ，１６０℃）：波長λにおける１６０℃の黒体炉の分光放射強度（実測値）
Ｍ80℃（λ，８０℃）：波長λにおける８０℃の黒体炉の分光放射強度（実測値）
Ｋ160℃（λ，１６０℃）：波長λにおける１６０℃の黒体炉の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）
Ｋ80℃（λ，８０℃）：波長λにおける８０℃の黒体炉の分光放射強度（ブランクの理論式からの計算値）をそれぞれ、意味する。
【００６６】
なお、積分放射率Ｅ（Ｔ＝１００℃）の算出に当たり、ＫTB（λ，ＴTB）を考慮しているのは、測定に当たり、試料の周囲に、水冷したトラップ黒体を配置しているためである。上記トラップ黒体の設置により、変動バックグランド放射（試料によって変化するバックグラウンド放射を意味する。試料の周囲からの放射が試料表面で反射されるので、試料の分光放射強度の実測値は、このバックグランド放射が加算された数値として表れる）の分光放射強度を低くコントロールすることができる。上記のトラップ黒体は、放射率０．９６の疑似黒体を使用しており、前記ＫTB［（λ，ＴTB）：波長λ、温度ＴTB（℃）におけるトラップ黒体の分光放射強度］は、以下の様にして算出する。
ＫTB（λ，ＴTB）＝０．９６×ＫB（λ，ＴTB）
式中、ＫB（λ，ＴTB）は、波長λ、温度ＴTB（℃）における黒体の分光放射強度を意味する。
【００６７】
（熱拡散性）
金属基材１と２、及び樹脂塗装金属板４７〜６１（試料）から、１５０ｍｍ×２５０ｍｍの試験サンプルを切り出し、下記の方法にしたがって熱拡散性を評価した。
【００６８】
図１に示すように（図１（ａ）は俯瞰図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は正面図）、試験サンプル１を地面に対して垂直方向に固定し、試験サンプル１の背面（金属基材１や２の一方の片面、あるいは熱伝導性皮膜面）中央にヒーター２（５６ｍｍ×９６ｍｍ）を固定し、周囲を断熱材３で覆った。そして、試験サンプル１裏面側（図１（ｂ）の右側；金属基材１や２のもう一方の片面、あるいは放熱性皮膜面）に３ヶ所、熱電対４ａ、４ｂ、４ｃを配置した。室温（２５℃）下、サンプルの中心に配置した熱電対４ａで最高温度を評価し、熱電対４ｂあるいは４ｃのいずれかで最低温度を評価し、最高温度−最低温度＝面内温度差を測定した。
【００６９】
図１に示した部材５（構成要素）を複数個（図２では８個）並べ、図２に示すような実験装置を構成し、各サンプルの熱拡散性を評価した。熱源は電気ヒーターとし、電源（図２中、「１００Ｖ電源」で示す。）からの電圧を、電源安定装置と出力調整装置で調整し、ヒーターの熱出力を調整した。
【００７０】
こうした実験装置によって、加熱開始から熱電対の測定値が安定するまで５時間程度待った後、温度計測データを温度計測定データロガーで取り込み、表示装置６で表示した。このときの実験条件は、室温、ヒーター出力は２０Ｗとした。
【００７１】
上記実験によって測定された温度の結果を、サンプルの仕様と共に、下記表２に示す。
【００７２】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする樹脂塗装金属材。
【請求項２】
前記Ａｌ粒子が、ステアリン酸によって処理されたものである請求項１に記載の樹脂塗装金属材。
【請求項３】
前記金属基材の片側に前記樹脂皮膜を有し、もう一方の片側に、放熱性添加剤を含み、赤外線放射率が０．７％以上の樹脂皮膜を有する請求項１または２に記載の樹脂塗装金属材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂塗装金属材を用いたことを特徴とする電子機器部品。
【請求項１】
金属基材の少なくとも片側に、扁平状で平均粒子長が１０μｍ以下のＡｌ粒子を３５〜６５質量％含み、膜厚が３．０〜８．０μｍの樹脂皮膜を有することを特徴とする樹脂塗装金属材。
【請求項２】
前記Ａｌ粒子が、ステアリン酸によって処理されたものである請求項１に記載の樹脂塗装金属材。
【請求項３】
前記金属基材の片側に前記樹脂皮膜を有し、もう一方の片側に、放熱性添加剤を含み、赤外線放射率が０．７％以上の樹脂皮膜を有する請求項１または２に記載の樹脂塗装金属材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂塗装金属材を用いたことを特徴とする電子機器部品。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−５１２６０（Ｐ２０１２−５１２６０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９６１９４（Ｐ２０１０−１９６１９４）
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１日（２０１０．９．１）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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