(57)【要約】【課題】高発熱の電子機器の筐体にも適用可能な優れた放熱性を備えたプレコートアルミニウム合金板を提供すること。【解決手段】基板１０の両面もしくは片面にプレコート層２を形成してなる。プレコート層２は、酸化チタン、カーボン、シリカ、酸化ジルコニウム、防錆顔料の１種または２種以上を含有し、赤外線（波長：２．５μｍ〜２５μｍ）の積分放射率が７０％以上である。プレコート層２は、合成樹脂系塗料を用い、ベース樹脂１００重量部に対して、平均粒径０．１〜１００μｍの酸化チタンを５０〜２００重量部、微粉末のカーボンを１〜２５重量部、シリカを５０〜２００重量部、アルミナを５０〜２００重量部、酸化ジルコニウムを５０〜２００重量部、防錆顔料を２〜２５重量部の１種あるいは２種以上を含有することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金板よりなる基板の両面もしくは片面にプレコート層を形成してなり、
該プレコート層は、１層構造又は複層構造の合成樹脂系塗膜よりなり、酸化チタン、カーボン、シリカ、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を含有し、赤外線（波長：２．５μｍ〜２５μｍ）の積分放射率が７０％以上であることを特徴とする放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板。
【請求項２】
請求項１において、上記プレコート層は、数平均分子量が５０００〜４００００の合成樹脂を主成分とするベース樹脂を含有する合成樹脂系塗料を用いており、上記ベース樹脂１００重量部に対して、平均粒径０．１〜１００μｍの酸化チタンを５０〜２００重量部、微粉末のカーボンを１〜２５重量部、シリカを５０〜２００重量部、アルミナを５０〜２００重量部、酸化ジルコニウムを５０〜２００重量部の１種あるいは２種以上を含有すること放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板。
【請求項３】
請求項２において、上記プレコート層は、平均粒径０．３〜１００μｍのＮｉ球状フィラー、あるいは０．２〜５μｍの厚さで２〜５０μｍの長径を有する鱗片状のＮｉフィラーの少なくとも一方を含有しており、これら両者の合計含有量は、上記ベース樹脂１００重量部に対して１〜１０００重量部であることを特徴とする放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板。
【請求項４】
請求項２又は３において、上記プレコート層は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、平均粒径Ｄが３〜１００μｍの樹脂ビーズを１〜９０重量部含有し、該樹脂ビーズが存在しない部分の膜厚Ｔが１〜３０μｍであり、かつ平均粒径Ｄ／膜厚Ｔが１〜３の範囲になることを特徴とする放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項において、上記プレコート層は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、０．０５〜３重量部のラノリン、カルナバ、ポリエチレンの１種あるいは２種のインナーワックスを含有していることを特徴とする放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項において、上記プレコート層は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、２〜２５重量部の防錆顔料を含有していることを特徴とする放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、上記プレコート層は、上記基板の表面に形成された塗布型あるいは反応型のクロメートまたはノンクロメート層の上層に形成されていることを特徴とする放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、パソコン、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）バックパネルなどの電子機器用筐体及び、ハイブリット自動車や電気自動車等のインバーター及びＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）等の筐体等に適用可能であって、特に放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アルミニウム合金板の表面を合成樹脂塗膜にてコーティングしてなるプレコートアルミニウム板は、耐食性に優れ、軽量であり、かつ、成形後に塗装を施す必要がない、という優れた特性を有している。そのため、プレコートアルミニウム合金板は、家電製品やＯＡ機器の筐体等の材料として広く使われている。最近では、家電製品、ＯＡ機器の軽量化、小型化、高性能化がますます進み、それに伴って、発熱量の増大が進む一方、省電力、省スペースの観点から、強制冷却能力の向上が難しくなってきており、筐体表面からの放熱性向上が望まれている。
【０００３】
また、電子機器から発せられる電磁波による、周辺電子機器の誤動作防止の観点から、電子機器筐体には電磁波シールド性が要求されており、塗膜には電気抵抗が数Ω程度以下になるような高い導電性が要求される。一方コストダウン並びに歩留向上の観点から、成形性、耐傷つき性が要求される。
【０００４】
このように、これからの電子機器は、小型軽量化、薄肉化のための高強度化が進む。そのため、その筐体としては、軽量かつ樹脂に比べて高強度が得られるアルミニウム合金材料を用いることがよりいっそう望まれている。また、アルミニウム合金材料の中でも、プレス加工後に表面処理及び塗装を実施するポストコート材に比べて低コスト化が図られている機能性プレコートアルミニウム合金板は、今後さらに有望な材料と言える。これまでのプレコートアルミニウム合金板としては、例えば特許文献１等に示されているが、放熱性に関しては必ずしも十分とは言えなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、高発熱の電子機器の筐体にも適用可能な優れた放熱性を備えたプレコートアルミニウム合金板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、アルミニウム合金板よりなる基板の両面もしくは片面にプレコート層を形成してなり、
該プレコート層は、１層構造又は複層構造の合成樹脂系塗膜よりなり、酸化チタン、カーボン、シリカ、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を含有し、赤外線（波長：２．５μｍ〜２５μｍ）の積分放射率が７０％以上であることを特徴とする放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板にある（請求項１）。
【０００８】
本発明のプレコートアルミニウム合金板においては、上記プレコート層が、上記特定の成分である、酸化チタン、カーボン、シリカ、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を放熱顔料として含有し、そして、これにより、赤外線の積分放射率が７０％以上となるように調整してある。そのため、従来よりも、放熱性を高めることができ、例えば電子機器の筐体用材料としてよりいっそう適したものとなる。
【０００９】
また、本発明のプレコートアルミニウム合金板は、上記のごとく、予めプレコート層を設けており、これに放熱性という機能を持たせている。そのため、プレコート層を設けたまま成形加工することができ、成形後に塗布しにくい部分にも放熱性を持たせることができる。また、成形加工後に塗装を施すポストコートの場合と比べて大幅な低コスト化を図ることもできる。
【００１０】
このように、本発明によれば、高発熱の電子機器の筐体にも適用可能な優れた放熱性を備えたプレコートアルミニウム合金板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における上記プレコート層は、上記のごとく、一層もしくは複数層の合成樹脂系塗膜より構成する。すなわち、一層だけの合成樹脂系塗膜により構成してもよく、また、合成樹脂系塗膜を二層又はそれ以上積層して構成することもできる。そして、二層以上の塗膜によりプレコート層を構成した場合には、上記の特定の成分をすべての塗膜層に含有させてもよいし、いずれか１つの層にのみ含有させてもよい。
また、後述するプレコート層に含有させる成分の含有量等については、プレコート層全体におけるものであり、一層のみに含有させていてもプレコート層全体における割合を意味し、複数層に含有させていてもプレコート層全体における割合を意味する。
【００１２】
また、上記プレコート層は、上記のごとく、赤外線の積分放射率が７０％以上となるように調整してある。この赤外線の積分放射率は、ＦＴ−ＩＲによって試料と理想黒体の赤外線放射量を比較することにより測定することができる。また、上記赤外線の積分放射率が７０％未満の場合には、放熱性を確保することが困難である。
【００１３】
また、上記プレコート層は、数平均分子量が５０００〜４００００の合成樹脂を主成分とするベース樹脂を含有する合成樹脂系塗料を用いており、上記ベース樹脂１００重量部に対して、平均粒径０．１〜１００μｍの酸化チタンを５０〜２００重量部、微粉末のカーボンを１〜２５重量部、シリカを５０〜２００重量部、アルミナを５０〜２００重量部、酸化ジルコニウムを５０〜２００重量部の１種あるいは２種以上を含有することが好ましい（請求項２）。
【００１４】
すなわち、上記プレコート層としては、そのベース樹脂として、数平均分子量が５０００〜４００００の合成樹脂を主成分として含有するものを用いることが好ましい。この合成樹脂の数平均分子量が５０００未満の場合には、塗膜が硬くなり、成形性が悪くなるという問題があり、一方、４００００を超える場合には、塗膜が軟らかすぎて耐傷付き性が低下するという問題がある。
なお、上記数平均分子量が５０００〜４００００の合成樹脂としては、ポリエステルを適用することが好ましい。
【００１５】
また、上記プレコート層に酸化チタンを含有させる場合には、その平均粒径を０．１〜１００μｍの範囲にすることが好ましい。酸化チタンの平均粒径が０．１μｍ未満の場合には、赤外線積分放射率が低下するという問題があり、一方、１００μｍを超える場合には、酸化チタンの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００１６】
また、上記プレコート層に酸化チタンを含有させる場合の含有量は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５０〜２００重量部とすることが好ましい。酸化チタンの含有量が５０重量部未満の場合には、赤外線積分放射率が低下するという問題があり、一方、２００重量部を超える場合には、酸化チタンの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００１７】
また、上記微粉末のカーボンとしては、粒径が１ｎｍ〜５００ｎｍのカーボンを用いることが好ましい。また、上記プレコート層にカーボンを含有させる場合の含有量は、１〜２５重量部であることが好ましい。カーボンの含有量が１重量部未満の場合には赤外線積分放射率が低下するという問題があり、一方、２５重量部を超える場合には、カーボンの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００１８】
また、上記プレコート層にシリカを含有させる場合の含有量は、５０〜２００重量部であることが好ましい。シリカの含有量が５０重量部未満の場合には、赤外線積分放射率が低下するという問題があり、一方、２００重量部を超える場合には、シリカの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００１９】
また、上記プレコート層にアルミナを含有させる場合の含有量は、５０〜２００重量部であることが好ましい。アルミナの含有量が５０重量部未満の場合には、赤外線積分放射率が低下するという問題があり、一方、２００重量部を超える場合には、アルミナの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００２０】
また、上記プレコート層に酸化ジルコニウムを含有させる場合の含有量は、５０〜２００重量部であることが好ましい。酸化ジルコニウムの含有量が５０重量部未満の場合には、赤外線積分反射率が低下するという問題があり、一方、２００重量部を超える場合には、酸化ジルコニウムの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００２１】
また、上記プレコート層の膜厚は、０．５〜１００μｍであることが好ましい。膜厚が０．５μｍ未満の場合には、赤外線積分放射率が低下するという問題があり、一方、１００μｍを超える場合にはコストが増大するという問題がある。
【００２２】
また、上記プレコート層は、平均粒径０．３〜１００μｍのＮｉ球状フィラー、あるいは０．２〜５μｍの厚さで２〜５０μｍの長径を有する鱗片状のＮｉフィラーの少なくとも一方を含有しており、これら両者の合計含有量は、上記ベース樹脂１００重量部に対して１〜１０００重量部であることが好ましい（請求項３）。これにより、上述した放熱性向上効果に加えて、導電性向上効果をも得ることができる。
【００２３】
上記Ｎｉ球状フィラーの平均粒径が０．３μｍ未満では導電性が低下するという問題があり、一方、１００μｍを超える場合には、Ｎｉ球状フィラーの塗膜からの脱落量が増加するという問題がある。
また、上記燐片状Ｎｉフィラーの厚みが０．２μｍ未満の場合には導電性が低下するという問題があり、一方、５μｍを超える場合にはコストが増大するという問題がある。また、燐片状Ｎｉフィラーの長径が２μｍ未満の場合には導電性が低下するという問題があり、一方、５０μｍを超える場合には鱗片状Ｎｉフィラーの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００２４】
そして、これら両者のＮｉフィラー（Ｎｉ球状フィラーと鱗片状Ｎｉフィラー）の合計含有量（一方のみの含有の場合も含む）は、上記ベース樹脂１００重量部に対して１〜１０００重量部であることが好ましい。この含有量が１重量部未満の場合には導電性が不足し、一方、１０００重量部を超える場合にはＮｉフィラーの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００２５】
また、上記プレコート層は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、平均粒径Ｄが３〜１００μｍの樹脂ビーズを１〜９０重量部含有し、該樹脂ビーズが存在しない部分の膜厚Ｔが１〜３０μｍであり、かつ平均粒径Ｄ／膜厚Ｔが１〜３の範囲になることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記放熱性向上効果に加えて、耐傷付き性向上効果を得ることができる。
【００２６】
上記樹脂ビーズの平均粒径Ｄが３μｍ未満の場合には耐傷つき性が低下するという問題があり、一方、１００μｍを超える場合には樹脂ビーズの塗膜からの脱落が増加するという問題がある。
また、樹脂ビーズの含有量がベース樹脂１００重量部に対し１重量部未満の場合には耐傷つき性が低下するという問題があり、一方、１００重量部を超える場合には樹脂ビーズの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００２７】
また、上記樹脂ビーズが存在しない部分の膜厚Ｔが１μｍ未満の場合には樹脂ビーズの脱落数が増加または耐傷つき性が低下するという問題があり、一方、３０μｍを超える場合には耐傷つき性が低下するという問題がある。
また、樹脂ビーズの平均粒径Ｄ／膜厚Ｔ（以下、単にＤ／Ｔという）が１未満の場合には耐傷つき性が低下するという問題があり、一方、Ｄ／Ｔが３を超える場合には、樹脂ビーズの塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
【００２８】
また、上記プレコート層は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、０．０５〜３重量部のラノリン、カルナバ、ポリエチレンの１種あるいは２種のインナーワックスを含有していることが好ましい（請求項５）。これにより、耐傷付き性向上効果を得ることができると共に、加工性をも向上させることができる。
上記インナーワックスの含有量が、ベース樹脂１００重量部に対し０．０５重量部未満の場合には耐傷つき性が低下するという問題があり、一方、３重量部を超える場合にはブロッキングが発生するという問題がある。
【００２９】
また、上記プレコート層は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、２〜２５重量部の防錆顔料を含有していることが好ましい（請求項６）。これにより、基板の耐食性をさらに向上させることができる。上記防錆顔料の含有量が２重量部未満の場合には耐食性が低下するという問題があり、一方、２５重量部を超える場合には塗膜からの脱落数が増加するという問題がある。
なお、上記防錆顔料としては、例えば、Ｎａ2Ｃｒ4、ポリ珪酸塩、重合リン酸塩、ＮａＣｌＯ3、Ｚｎ（ＮＯ3）2等がある。
【００３０】
また、上記プレコート層は、上記基板の表面に形成された塗布型あるいは反応型のクロメートまたはノンクロメート層の上層に形成されていることが好ましい（請求項６）。この場合には、アルミニウム合金板と上記プレコート層との密着性を向上させることができ、加工性、耐久性等を高めることができる。
【実施例】
【００３１】
本例では、本発明の実施例と比較例として複数種類の試料（プレコートアルミニウム合金板）を作製しその特性を評価した。
各試料を作製するに当たっては、まず、基板として、厚さ０．５ｍｍの５０５２−Ｈ３４アルミニウム合金板を準備し、その表面をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、リン酸クロメート浴中でリン酸クロメート処理を実施した。クロメート皮膜量は皮膜中のＣｒ含有量として２０±５ｍｇ／ｍ2である。
【００３２】
次に、上記の下地処理後のアルミニウム合金板の一方の面に対して所定量のポリエステル樹脂系塗料を、バーコーターを用いて塗布し、アルミニウム表面の温度が２３０℃になるよう２４０℃のオーブンの中で６０秒保持して焼付、硬化させることにより、プレコート層を形成した。なお、各試料におけるプレコート層が含有する成分は表１、表２に示す。
【００３３】
また、作製した試料（プレコートアルミニウム合金板１）の代表的な構成を図１に示す。同図に示すごとく、各試料は、アルミニウム合金板よりなる基板１０と、該基板１０の一方の面に形成したプレコート層２とよりなる。プレコート層２は、ベース樹脂２０中に例えば酸化チタン等の放熱顔料３を１種または２種以上含有した合成樹脂系塗膜よりなる。また、プレコート層２は、基板１０の表面に形成された化成皮膜層８を介して形成してある。なお、プレコート層２内には、Ｎｉフィラーや樹脂ビーズを含有させる場合もある（図示略）。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
【表２】
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【００３６】
本例では、各試料について、放熱性の他、用途に応じて導電性、耐傷つき性評価を実施し、それぞれレベル３以上を合格とした。
【００３７】
＜赤外線積分放射率＞
赤外線積分放射率は、PERKIN  ELMER  FT-IR  Spectrometer  1725Xを用い、波長が２．５〜２５μｍの範囲で、各波長の赤外線反射率を測定し、各波長の入射光から反射光を差し引いたものを各波長の吸収率≒反射率と定義した。各波長の反射率を波長が２．５〜２５μｍの範囲で積分し赤外線積分放射率とした。評価基準は以下の通りであり、レベル３以上を合格とした。
−評価基準−
レベル１：６０％未満、レベル２：６０％以上７０％未満、レベル３：７０％以上８０％未満、レベル４：８０％以上９０％未満、レベル５：９０％以上
【００３８】
＜導電性＞：導電性塗装板の評価に使用
各試料のプレコート層の一部をスクレイパーで削り落とし、アルミニウム合金板の素地に直接にテスターの一方の端子を接続し、もう一方の端子には、先端が球状で、自重１００ｇの銅製電極を接続し、プレコート層に垂直に接触するよう、補助具で電極を支持した。そのときの電気抵抗値を読み取り評価に用いた。評価基準は以下の通りであり、レベル３以上を合格とした。
−評価基準−  レベル１：１０００Ω以上、レベル２：３００Ω以上１０００Ω未満、レベル３：３０Ω以上３００Ω未満、レベル４：１０Ω以上３０Ω未満、レベル５：１０Ω未満
【００３９】
＜耐傷つき性＞：耐傷つき性塗装板の評価に使用
バウデン試験にて、荷重５００ｇ、１／４インチの鋼球を１００回摺動させたときの摺動痕跡の幅を評価に用いた。評価基準は、以下の通りであり、レベル２以上を合格とした。
−評価基準−  レベル１：１．０ｍｍ以上、レベル２：０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ未満、レベル３：０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ未満、レベル４：０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ未満、レベル５：０．１ｍｍ未満
評価結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
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【００４１】
表３の結果から、以下のことが確認された。
試料１、２は、酸化チタン含有量が少ない試料３に比して赤外線放射率が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
試料４、５は、酸化チタン粒径が小さい試料６に比して赤外線放射率が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
試料７、８は、カーボン含有量が少ない試料９に比して赤外線放射率が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
【００４２】
試料１０、１１は、シリカ含有量が少ない試料１２に比して赤外線放射率が高く、レベル３以上を満たしていることが分ける。
試料１３、１４、１５は、赤外線放射率がレベル３以上を満たしているが、防錆顔料が多い試料１５は、塗膜からの脱落数が多くプレコート用塗膜としては望ましくない。
試料１６、１７は、球状Ｎｉフィラーの粒径が小さい試料１８に比して導電性が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
【００４３】
試料１９、２０は、Ｎｉフィラーの含有量が少ない試料２１に比して導電性が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
試料２２、２３は、鱗片状Ｎｉフィラーの長径が小さい試料２４に比して導電性が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
【００４４】
試料２５、２６は、鱗片状Ｎｉフィラーの含有量が少ない試料２７に比して導電性が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
試料２８、２９は、樹脂ビーズの直径が小さい試料３０に比して耐傷付き性が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
【００４５】
試料３１、３２は、樹脂ビーズの含有量が少ない試料３３に比して耐傷付き性が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
試料３４、３５は、インナーワックス含有量が少ない試料３６に比して耐傷つき性が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
試料３７、３８は、塗膜厚みが薄い試料３９に比して赤外線放射率が高く、レベル３以上を満たしていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施例における、放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板の構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００４７】
１  放熱性に優れたプレコートアルミニウム合金板
１０  基板
２  プレコート層
２０  ベース樹脂
３  放熱顔料
【図１】
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