(57)【要約】  【課題】  寸法精度に優れた大型のコールドプレートを簡便に製作し、広い面積のコールドプレートを欠陥無く接着し、低コスト、リサイクル性の向上も達成する。  【解決手段】  一定以上の平坦度を有する平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士が接着剤により接合されているコールドプレート。使用するアルミニウム合金板が陽極酸化処理されていることが好ましい。また、２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士を接着剤により接合する際、平坦部と冷却水溝との接線部を面取りし、接着面に０．０５ＭＰａ以上の加圧をする。さらに、一定以上の平坦度を有する平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士がホットメルト型の接着剤により接合されているコールドプレート。  【選択図】  図１
2005316401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士が接着剤により接合されていることを特徴とするコールドプレート。
【請求項２】
前記２枚のアルミニウム合金板が表面切削又は研削された前記平坦部を備える、請求項１に記載のコールドプレート。
【請求項３】
平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士を接着剤により接合するコールドプレートの製造方法であって、接着面の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとなるように前記平坦部を仕上げることを特徴とするコールドプレートの製造方法。
【請求項４】
平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士を接着剤により接合するコールドプレートの製造方法であって、前記冷却水溝の接線部から５ｍｍまでの接着面の表面粗度がＲｚ１μｍ未満となり、かつ、残部の接着面の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとなるように前記平坦部を仕上げることを特徴とするコールドプレートの製造方法。
【請求項５】
平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦度と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士を接着剤により接合するコールドプレートの製造方法であって、前記２枚のアルミニウム合金板を重ね合わせたときに前記平坦部間に生じる隙間の厚さ方向における最大長さ以上の膜厚を前記接着層が有することを特徴とするコールプレートの製造方法。
【請求項６】
前記接着剤がホットメルト型の接着フィルムである、請求項１又は２に記載のコールドプレート。
【請求項７】
前記接着剤がホットメルト型の接着フィルムである、請求項３〜５のいずれか一項に記載のコールドプレートの製造方法。
【請求項８】
前記アルミニウム合金板が陽極酸化処理されている、請求項１、２及び６のいずれか一項に記載のコールドプレート。
【請求項９】
前記アルミニウム合金板が陽極酸化処理されている、請求項３〜５及び７のいずれか一項に記載のコールドプレートの製造方法。
【請求項１０】
前記平坦部と前記冷却水溝との接線部を面取りし、接着剤による接合時において接着面に０．０５ＭＰａ以上が加圧される、請求項１、２、６及び８のいずれか一項に記載のコールドプレート。
【請求項１１】
前記平坦部と前記冷却水溝との接線部を面取りし、接着剤による接合時において接着面に０．０５ＭＰａ以上が加圧される、請求項３〜５、７及び９のいずれか一項に記載のコールドプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の膜および構造を有する被処理ガラス基板の熱処理工程に使用される冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬ、カラーフィルター等の表示デバイスを構成するガラス基板は様々な機能を持たせるために種々の成膜工程を経る。成膜工程においては焼き付け、乾燥、皮膜の化学変化を目的とした熱処理が行なわれる事が多い。
【０００３】
例えば、液晶パネルを構成するガラス基板の場合、ＴＦＴ形成のためのＣＶＤ処理、液晶配向膜の成膜、トップコートの成膜、シール剤乾燥、フォトレジスト剤のベーキングなどで熱処理が行なわれる。
各々の処理により温度は異なるが、加熱されたガラス基板の冷却が不均一であるとガラス基板内に熱的なひずみが生じて寸法精度に悪影響を及ぼしたり、最悪の場合、基板の破損が生じる。冷却時のガラス基板全体の温度分布は数度以内、好ましくは１℃以内に保持することが要求されている。
【０００４】
従来、均一な冷却を行なうためにクールプレートまたはコールドプレートと呼ばれる冷却水路が設けられた冷却板が用いられてきた。冷却板には熱伝導性の高く安価なアルミニウム合金が使用される。冷却水路はコールドプレート全体が均一な温度になるように配置される。コールドプレートは加熱されたガラス基板に数百ミクロン程度の距離をおいて配置され、ガラス基板の熱を均一になお且つ徐々に奪う。
【０００５】
図６〜８に示すように、コールドプレートとしては主に３つのタイプのものが用いられている。
Ａ．銅管またはアルミニウム管７にアルミニウム圧延板１を溶接したもの（図６）
Ｂ．銅管７を鋳込んだアルミニウム鋳塊を切削加工したもの（図７）
Ｃ．冷却水溝２とパッキン８の溝を有するアルミニウム圧延板１と平坦なアルミニウム圧延板１を挟んで、ボルト９で締めたもの（図８）
【０００６】
表示ディスプレイは年々の大型化が進んでおり、より大型のガラス基板の製造が要求されている。例えば液晶ディスプレイは、現在、第４世代、第５世代と呼ばれる７３０×９２０ｍｍ、１２１５×１３１５ｍｍサイズのものが主に製造されているが、第６世代では１７０５×２０１５ｍｍサイズのガラス基板の製造が要求される。さらに、第８世代では、２３１５×２７６５ｍｍサイズのガラス基板の製造が要求される。
大型化に伴い、ガラス基板自体のハンドリングや寸法精度の要求が厳しくなるとともに、コールドプレートやホットプレートなど製造周辺機器の寸法精度や製造コストへの要求も厳しくなっている。現在、第４世代、第５世代で要求されるコールドプレートの平坦度は一辺あたり５０μｍで、より大きな次世代の基板サイズにおいてもこの寸法精度をクリアする必要がある。
【０００７】
上記各種コールドプレートには大型化に伴い以下に示すような問題が浮上すると考えられる。
【０００８】
Ａのタイプのコールドプレートはパイプと圧延板の溶接に起因する熱ひずみにより平坦度が損なわれる恐れがある。また大型化に伴い溶接部分の増加が考えられるので製造コストが増大する。パイプと板が異種材料の場合には、リサイクル性が損なわれる。
【０００９】
Ｂのタイプのコールドプレートは要求された平坦度をクリアするために切削加工が必要である。大型化に伴い大面積の高精度切削加工が要求される。またさらに大型化に伴ってパイプを正確な位置に鋳込むことが困難になる。基本的に鋳造欠陥による歩留まりの低下が常に懸念され、材料強度は圧延材と比較すると劣る。異材が鋳込まれるのでリサイクル性は悪い。
【００１０】
Ｃのタイプのコールドプレートは高精度に寸法が制御された圧延板に溝加工を施し、溝加工面を接合面とする組み合わせで要求される寸法精度を達成できるが、大型化に伴うパッキンの配置、ボルト締めの工数を考えるとコスト増大が不可避である。５世代型では、パッキン締め付けのため３００程度のボルト締結個所があるが、第６〜８世代では６００個所に増加すると見られている。特開平０５−２１３２９９で紹介されているような複数ボルトを締結する工具を用いるとしても大変な作業であることには変わりがない。
【特許文献１】特開平０５−２１３２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、寸法精度に優れた大型のコールドプレートを簡便に製作することを第１の課題とし、広い面積のコールドプレートを欠陥無く接着することを第２の課題とし、さらに、低コスト、リサイクル性の向上をも課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
金属(アルミニウム合金を含む)同士を接着剤によって圧着する技術は古くから確立されている。そして、接着面の表面が粗いほど接着表面が大きくなり、接着力が増加することは知られている。しかし、ホットメルト型の接着フィルムにおいて、密着性を向上させ、接着層から空気を廃する方法は非常に困難である。そのため、コールドプレートのような気密性が要求される場合におけるホットメルト型の接着フィルムの応用例は従来において報告されていない。一方、ホットメルト型の接着フィルムは、熱硬化型の一液もしくは二液型のペースト状接着剤や、さらには熱硬化型の接着フィルムに比べて低コストである上に、利便性に優れる。
【００１３】
そこで本発明者らは鋭意研究の結果、具体的には平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上に寸法を制御されたアルミニウム合金圧延板とさらには圧延板における接合面の最適な表面粗度を見出し接着剤を用いることにより、上記課題を解決できることに想到し本発明を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち請求項１記載の発明は、平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士が接着剤により接合されていることを特徴とするコールドプレートである。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１の発明において前記２枚のアルミニウム合金板が表面切削又は研削された前記平坦部を備えるようにした。
【００１６】
請求項３記載の発明は、平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士を接着剤により接合するコールドプレートの製造方法であって、接着面の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとなるように前記平坦部を仕上げることを特徴とするコールドプレートの製造方法である。
【００１７】
請求項４記載の発明は、平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦部と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士を接着剤により接合するコールドプレートの製造方法であって、前記冷却水溝の接線部から５ｍｍまでの接着面の表面粗度がＲｚ１μｍ未満となり、かつ、残部の接着面の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとなるように前記平坦部を仕上げることを特徴とするコールドプレートの製造方法である。
【００１８】
請求項５記載の発明は、平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦度と少なくとも一方に冷却水溝を有する２枚のアルミニウム合金板の平坦部同士を接着剤により接合するコールドプレートの製造方法であって、前記２枚のアルミニウム合金板を重ね合わせたときに前記平坦部間に生じる隙間の厚さ方向における最大長さ以上の膜厚を前記接着層が有することを特徴とするコールドプレートの製造方法である。
【００１９】
請求項６、７の発明は、請求項１、２又は請求項３〜５の発明において、接着剤をホットメルト型の接着フィルムとした。
【００２０】
請求項８、９の発明は、請求項１、２、６又は請求項３〜５、７の発明において、アルミニウム合金板が陽極酸化処理されている。
【００２１】
請求項１０、１１の発明は、請求項１、２、６、８又は請求項３〜５、７、９の発明において、平坦部と冷却水溝との接線部を面取りし、接着剤による接合時において接着面に０．０５ＭＰａ以上が加圧されるようにした。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、高精度に寸法を制御されたアルミニウム合金圧延板と接着剤を用いることにより、寸法精度に優れた大型のコールドプレートを簡便に製作することが可能になった。さらに、広い面積のコールドプレートを欠陥無く接着することも可能にした。また、製造コストも著しく低く抑えられ、異材を含まないためリサイクル性にも優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
Ａ．第１実施態様に係る発明
まず、第１実施態様に係る発明について説明する。
第１実施態様に係る発明のコールドプレートは上記した従来のＣタイプのコールドプレートからパッキンとパッキン溝を廃し、ボルト締結個所を大幅に削減または廃したものである。本発明に係るコールドプレートの例を、図１及び図３に示す。図１において、冷却水溝２を有する図中上方のアルミニウム合金板１と冷却水溝を有さない図中下方のアルミニウム合金板１を、それぞれの平坦部３、３を接着面４として結合するものである。図３において、上方のアルミニウム合金板１中に冷却水溝２が図中左右対称に矩形状に設けられている。
【００２４】
コールドプレート主部材であるアルミニウム合金板は熱間圧延が可能で平坦部の平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上であれば合金組成に特に制約は無い。アルミニウム合金板は厚さ数百ｍｍのブロック状の鋳塊を目標板厚の数十ｍｍまで熱間圧延して製造する。熱間圧延により鋳塊中の微細な空孔が圧着し、材質、強度が良化する。圧延は板の平坦度を損なわない様に制御して行なう。目標の寸法精度を得るために焼鈍矯正を行なうことが多い。２枚の圧延板を合わせた時に、両平坦部間に生じる隙間の厚さ方向における最大長さを１４０μｍ／２７６５ｍｍ以下とするため、各板の平坦度は７０μｍ／２７６５ｍｍ以上とする。ガラス基板とコールドプレートには数百ミクロン程度の間隔しか与えられないので、１５０μｍ程度の間隔のむらでもコールドプレートの抜熱にむらを与え、ガラス基板内の温度分布を数℃以内に抑えた均一な冷却ができなくなる。
【００２５】
冷却水溝は重ね合わせる片方のアルミニウム合金板のみに形成されていても、両方に形成されていても構わない。また、両方に形成する場合、両方の板の同じ位置に半断面づつ形成されていても、片側の板に全断面の冷却水溝が形成されたものが上下交互に配列していても良い。
【００２６】
接着剤は合成樹脂系のものを用いる。生産性の高い接着剤の付与方式としては、塗布型、フィルム貼り付け型などが考えられる。前者は接着剤を溶剤に溶かして接着面に塗布し密着後に溶剤を乾燥する方式である。後者は、３０〜２００μｍのフィルム状の接着剤を接着面に挟んで加熱することにより、接着剤フィルムを熱溶融後、急速冷却させて接着する方式である。前者は密着後の乾燥が必要であり、接着層の厚みのばらつきが現れる可能性があるため、より生産性が高く、接着層厚みばらつきが少ない後者の方式で接着することが好ましい。
【００２７】
アルミニウム合金板は、接着前処理として、脱脂洗浄、陽極酸化処理を行うことが好ましい。陽極酸化処理により、冷却水路および外表面の耐食性と外表面の耐疵付き性が向上する。また陽極酸化処理後、接着面に封孔処理を施さなければアンカー効果による接着強度の上昇が期待できる。
またコールドプレート外表面（非接着面）については陽極酸化処理以外に、メッキ処理、遠赤外線塗料の塗布などを施し、熱交換能力の向上をはかることが好ましい。
【００２８】
図２に示すように、シーリング効果を高めるために、平坦部３の冷却水溝２との接線部に接着剤のフィレット５を形成させることが好ましい。
フィレットを形成させるためには、平坦部の冷却水溝との接線部に対して面取り部６を形成し、接着時に加圧する。面取り量は接着層の厚さによるが各辺長さ１００μｍ〜２００μｍ程度が適当であり、接着時の加圧は０．０５ＭＰａ〜０．３ＭＰａ程度が適当である。面取り部形状は、接着剤のフィレットが形成すれば良いので特に規定しない。一般的な角度４５°の平面でも、角度が異なっても、少しＲがついた面でも構わない。
接着時の加圧が０．０５ＭＰａ未満であるとコールドプレートで使用される冷却水の最高水圧０．６ＭＰａに対して水漏れを生じる。接着時の加圧は高い程シーリング効果が向上し好ましいが、０．３ＭＰａを超えるとその効果は飽和し、加圧工程で無駄が生じる。
【００２９】
Ｂ．第２実施態様に係る発明
次に、上記第２実施態様に係る発明について説明する。
第２実施態様に係る発明のコールドプレートは、接着面における表面粗度を調整したものであり、その一例を図９に示す。冷却水溝２を有する図中下方のアルミニウム合金板１と冷却水溝を有さない図中上方のアルミニウム合金板１のそれぞれの平坦部３、３を、接着フィルム１０によって接合するものである。接着面（接合面）１１の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとなるように調整され、冷却水溝接線部から５ｍｍまでの接着領域（接合領域）１２のみ表面粗度がＲｚ１μｍ未満に調整されている。
【００３０】
コールドプレートを構成する主部材であるアルミニウム合金板は熱間圧延が可能であれば合金組成に特に制約はない。アルミニウム合金板は厚さ数百ｍｍのブロック状の鋳塊を目標板圧の数十ｍｍまで熱間圧延して製造する。熱間圧延を施すことにより、鋳塊中に存在する微細な空孔が圧着され、材質、強度が良化する。圧延は板の平坦度を損なわないように制御して行なうことが好ましい。２枚のアルミニウム合金板を重ね合わせたときに１４０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦度を得るために、各アルミニウム合金の平坦度が７０μｍ／２７６５ｍｍ以上となるように圧延によって表面を仕上げてもよい。また、圧延後において目標の寸法精度に近付けるために焼鈍矯正を行なうことが好ましい。さらに、圧延、又は、圧延と焼鈍矯正では目標の寸法精度が得られない場合には、各板の平坦度が７０μｍ／２７６５ｍｍ以上となるような表面切削もしくは研削を施してもよく、この場合には、表面切削もしくは研削と圧延、又は、圧延と焼鈍を併用してもよい。
【００３１】
ここで、アルミニウム合金板の平坦部の平坦度とは、基準となる常盤上に平坦部側が接するように所定長さのアルミニウム合金板を載置し、平坦部と常盤との間に生じる長さ方向に沿った隙間の厚さ方向における最大値として定義されるものである。例えば、平坦度が７０μｍ／２７６５ｍｍ以上とは、任意幅で長さが２７６５ｍｍのアルミニウム合金板を常盤上に載置した際の、アルミニウム合金板と常盤との間に生じる長さ方向に沿った隙間の厚さ方向における最大値が７０μｍということである。
【００３２】
また、表面切削もしくは研削の際に、接着面の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとなるように調整して施す必要がある。接着面全面の表面粗度が最大値Ｒｚ３μｍ未満の場合には、接着面に接着フィルムを貼り合わせる際に巻き込まれた空気も圧着時に容易に押し出すことができる。しかし、圧着時の接着面に対する接着フィルムの濡れ性が低下するため、水圧をかけた時に界面剥離が生じやすく、水漏れが発生してしまう。一方、表面粗度が大きいほど接着フィルムの濡れ性は良くなるため、上述したような界面剥離は防止できる。しかし、接着面全面の表面粗度がＲｚ２０μｍを超える場合には、圧着時に接着層への空気の巻込み量が多くなる。そのため、接着フィルム層間に空気を巻き込んで凝固してしまい、接着強度が大幅に低下してしまう。さらに接着層に取り込まれた空気層が連なってしまう場合には、空気層から水漏れが発生することも考えられる。
したがって、界面剥離を防止し、かつ、接着層に空気を巻き込まないような、いわゆる密着性に優れた良好な接着層を得るためには、接着面全面の表面粗度はＲｚは３~２０μｍとすることが最適であることが確認された。
【００３３】
さらに詳細には、接着面全面の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとなるように調整して表面切削もしくは研削することに加え、冷却水溝接線部から５ｍｍまでの接着領域のみ表面粗度がＲｚが１μｍ未満となるように表面切削もしくは研削することが好ましい。仮に接着面全面をＲｚ１μｍ未満に仕上げた場合には、上述した界面剥離が誘発されるため好ましくない。しかし、冷却水溝近傍の接合面のみをＲｚ１μｍ未満とすることによって、少なくとも冷却水溝近傍の接着層には、空気が巻き込まれず、シーリング性に優れた圧着が期待できる。
【００３４】
ここで、アルミニウム合金板の接着面の表面粗度Ｒｚとは、接着面の表面に存在する各凹凸において、凹部の底から凸部の頂までの長さとして定義されるものである（ＪＩＳＢ０６０１、０６１０）。例えば、接着面全面の表面粗度がＲｚ３~２０μｍとは、接着面の表面に存在する各凹凸の凹部の底から凸部の頂までの長さが、３~２０μｍの範囲にあることを意味する。
【００３５】
冷却水溝は重ね合わせる片方のアルミニウム合金板のみに形成されていても、両方に形成されていても構わない。また、両方に形成する場合、両方の板の同じ位置に半断面ずつ形成されていても、片側の板に全断面の冷却水溝が形成されたものが上下交互に配列しても良い。
【００３６】
接着剤は特に限定されるものではないが、合成樹脂系のものが好適に用いられる。生産性の高い接着剤の付与方式としては、接着剤を溶剤に溶かして接着面に塗布し密着後に溶剤を乾燥する方式の塗布型、３０〜２００μｍのフィルム状の接着剤を接着面に挟んで加熱することにより、接着剤フィルムを熱溶融後、急速冷却させて接着する方式のフィルム貼り付け型などが挙げられる。塗布型は密着後の乾燥が必要であり、接着層の厚みのばらつきが現れる可能性があるため、より生産性が高く、接着層厚みばらつきが少ないフィルム貼り付け型を用いて接着することが好ましい。
フィルム貼り付け型に用いるものとしては、ホットメルト型の接着フィルムが好適に用いられる。このような接着フィルムには、ポリプロピレン系やオレフィン系さらにはＰＥＴ系やエポキシ系の合成樹脂のように、耐水性に優れたものが用いられる。接着フィルムを用いることにより、接着層の厚み精度が高く維持でき、生産性にも優れる。
また、２枚のアルミニウム合金板を重ね合わせたときにこれら平坦部間に生じる隙間の厚さ方向における最大長さ以上の膜厚を接着層が有するのが好ましい。
【００３７】
アルミニウム合金板は、接着前処理として、脱脂洗浄、陽極酸化処理を行なうことが好ましい。陽極酸化処理により、冷却水路および外表面の耐食性が向上する。また陽極酸化処理後に封孔処理を施さなければアンカー効果による接着強度の上昇が期待できる。
【００３８】
接着時には０．０５ＭＰａ以上の圧力を加えることが望ましい。圧力としては、０．０５〜０．３ＭＰａ程度が好ましい。加圧により、接着面と接着剤との密着性が向上し、接着力が増加する効果が得られ、さらに平坦部の冷却水溝との接線部に接着剤によるフィレットが形成される。ここで形成されたフィレットは冷却水の最高水圧０．６ＭＰａに対しても高いシーリング効果を発揮する。接着時の加圧は０．０５ＭＰａ未満であるとフィレットは殆ど形成されず、０．３ＭＰａを超えるとその効果が飽和し、加圧工程で無駄が生じる。
【実施例】
【００３９】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。まず、第１実施態様に係る発明について説明する。
【００４０】
実施例１
それぞれ２７６５ｍｍ角で、平坦部の板厚２０ｍｍ、平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の冷却水溝を加工したアルミニウム合金圧延板と板厚１０ｍｍの冷却水溝加工のない平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の平坦なアルミニウム合金圧延板を用意した。なお冷却水溝を加工する際、平坦部と冷却水溝との接線部に対して溝の内側と外側の両方に角度４５°で約２００μｍの面取りを行なった。
両圧延板はＡｌ−Ｍｇ合金である５０５２合金で、テンパーはＨ１１２に調質した。両板部材の概略形状を以下に示す。
【００４１】
両部材の接合にポリプロピレンを主成分とする熱溶融型フィルム状接着剤を用いた。フィルム厚は１５０μｍであった。
【００４２】
接着処理は下記手順で行なった。
まず、図４において両部材１、１間に接着フィルム１０を挟んで仮組みを行なった。
次に仮組みした部材の接合部に０．１ＭＰａの圧力が加わるように３０トンの錘を積載した。
次に錘を外した仮組み部材を１８０℃に加熱された炉内に投入しフィルムを溶融し接着を行なった。
接着処理の手順を図４に示す。
【００４３】
図５に接着部のフィレット５の形成状況を示す。図より加圧され押し出された接着剤がフィレットを形成しているのがわかる。
【００４４】
製造したコールドプレートでは、二枚のアルミニウム合金圧延板を重ねた際に生じる両平坦部間の隙間の厚さ方向の最大長さを１４０μｍ／２７６５ｍｍ以下の目標に対して、当該最大長さ５０μｍ／２７６５ｍｍを達成した。
製造したコールドプレートに対して０．６ＭＰａ、１ＭＰａの水圧をかけて水圧テストを行った結果、いずれの水圧でも水漏れは無かった。
実際にコールドプレートとして使用される際の水圧は最大０．６ＭＰａであるので接着剤が十分なシーリング効果を有していることがわかる。
【００４５】
実施例２、３及び参考例１
実施例１と同じ合金組成・平坦度・形状のアルミニウム板を用意し、陽極酸化処理による接着性向上を確認するため、陽極酸化処理部材と未処理部材を用意した。陽極酸化処理部材には６μｍの陽極酸化皮膜を施し、陽極酸化処理後の封孔処理は実施しなかった。
両部材の接合にポリプロピレンを主成分とする熱溶融型フィルム状接着剤を用いた。フィルム厚は１５０μｍである。
【００４６】
接着加圧０．０５ＭＰａで接着処理した陽極酸化未処理部材を実施例２とし、接着加圧０．０５ＭＰａで接着処理した陽極酸化処理部材を実施例３とし、接着加圧０．０３ＭＰａで接着処理したものを参考例１とした。
【００４７】
接着処理は下記手順で行なった。
まず両部材間に接着フィルムを挟んで仮組みを行なった。
次に仮組みした部材の接合部に目標の圧力が加わるように錘を積載した。
次に仮組みして加圧した両部材を１８０℃に加熱された炉内に投入しフィルムを溶融し接着を行なった。
実施例１〜３及び参考例１について、製造条件と製造したコールドプレートの水圧テストの結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
実際にコールドプレートとして使用される際の水圧は最大０．６ＭＰａであるので、接着時の加圧を０．０５ＭＰａ以上で（実施例１〜３）行なうことで十分なシーリング効果を得られ、加圧を０．０３ＭＰａで行なうと（参考例１）十分なシーリング効果を得られないことがわかる。
また、実施例２と実施例３とを比較すると、陽極酸化処理によりシーリング性能が向上していることがわかる。これは陽極酸化処理により部材と接着剤の密着性が向上したためと考えられる。
さらに、２７６５ｍｍ角もの広い面積のアルミニウム合金圧延板同士を、フィルム状接着剤を用いて欠陥無く接着することができた。
【００５０】
次に、第２実施態様に係る発明について説明する。
【００５１】
実施例４〜７及び参考例２〜７
Ａｌ−Ｍｇ合金である５０５２合金に対し、テンパーをＨ１１２に調質した２７６５ｍｍ角の板厚２０ｍｍと板厚１０ｍｍの圧延板を用意した。板厚２０ｍｍのプレートには冷却水溝を加工した後、平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍ以上となるように切削加工を施し、接着面全面の表面粗度がＲｚ３〜２０μｍとなるように表面仕上げ研削を施した
。また、板厚１０ｍｍの冷却水溝のないアルミニウム合金圧延板においても接着面の平坦度を７０μｍ／２７６５ｍｍ以上となるように切削加工を施し、接着面全面の表面粗度がＲｚ３〜２０μｍとなるように表面仕上げ研削を施した。
両部材の接合にポリプロピレン（ＰＰ）を主成分とするホットメルト型の接着フィルムを用いた。フィルム膜厚は１５０μｍである。
【００５２】
接着処理は下記手順で行なった。まず両部材間に接着フィルムを挟んで仮組みを行なった。次に仮組みした部材の接合部に０．１ＭＰａの圧力が加わるように３０トンの錘を積載し、１８０℃に加熱された炉内に投入し、接着フィルムを溶融し接着を行なった。用いた圧延板の平坦度は７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の目標に対して、平坦度５０μｍ／２７６５ｍｍ以上を達成していた。製造したコールドプレートに対して０．６ＭＰａおよび１ＭＰａの水圧をかけて水圧テストを行なった結果、いずれの水圧でも水漏れは無かった。実際にコールドプレートとして使用される際の水圧は最大でも０．６ＭＰａであるので、接着フィルムが十分なシーリング効果を有していることがわかる。結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
2005316401.tif 000004
【００５４】
実施例８、９
次に、Ａｌ−Ｍｇ合金である５０５２合金に対し、テンパーをＨ１１２に調質した２７６５ｍｍ角の板厚２０ｍｍと板厚１０ｍｍの圧延板を用意した。板厚２０ｍｍのプレートには冷却水溝を加工した後、平坦度７０μｍ／２７６５ｍｍとなるように切削加工を施し、接着面の表面粗度がＲｚ３〜２０μｍ、かつ、冷却水溝接線部から５ｍｍまでの接着領域の表面粗度がＲｚ１μｍ未満となるように表面仕上げ研削を施した。また、板厚１０ｍｍの冷却水溝のないアルミニウム合金圧延板においても接着面の平坦度を７０μｍ／２７６５ｍｍとなるように切削加工を施し、接着面の表面粗度がＲｚ３〜２０μｍ、かつ、冷却水溝接線部から５ｍｍまでの接着領域の表面粗度がＲｚ１μｍ未満となるように表面仕上げ研削を施した。両部材の接合にポリプロピレン（ＰＰ）を主成分とするホットメルト型の接着フィルムを用いた。フィルム膜厚は１５０μｍである。
【００５５】
接着処理は下記手順で行なった。まず両部材間に接着フィルムを挟んで仮組みを行なった。次に仮組みした部材の接合部に０．１ＭＰａの圧力が加わるように３０トンの錘を積載し、１８０℃に加熱された炉内に投入し、接着フィルムを溶融し接着を行なった。用いた圧延板の平坦度は７０μｍ／２７６５ｍｍ以上の目標に対して、平坦度５０μｍ／２７６５ｍｍを達成していた。製造したコールドプレートに対して０．６ＭＰａおよび１ＭＰａの水圧をかけて水圧テストを行なった結果、いずれの水圧でも水漏れは無かった。実際にコールドプレートとして使用される際の水圧は最大でも０．６ＭＰａであるので、接着フィルムが十分なシーリング効果を有していることがわかる。実施例８、９の結果も表２に示す。
【００５６】
表２からも明らかなように、本発明の第２実施態様により得られたコールドプレートにおいても、水漏試験の良好な結果が得られた(実施例４〜９参照)。ここで、実施例４〜７によるコールドプレートの接着層を観察した結果、冷却水溝近傍もしくは接着面に空気が巻き込まれている様子が確認された。特に表面粗度が大きな場合ほど、空気の巻き込み量は多い。このような冷却水溝近傍への空気の巻き込みは、長期間にわたって冷却水を流して使用した場合に、接着フィルムの界面剥離もしくは凝集破壊を促進させ、水漏れ発生を誘発する危険性がある。
【００５７】
一方、実施例８及び９では、接着面の表面粗度をＲｚ３〜２０μｍとし、かつ、冷却水溝接線部から５ｍｍまでの接着領域の表面粗度をＲｚ１μｍ未満としたので、接着面への空気の巻き込みは実施例４〜７と同様に存在したが、冷却水溝近傍には空気の巻き込みは全く存在していなかった。したがって、冷却水溝接線部から５ｍｍまでの接着領域の表面粗度をＲｚ１μｍ未満とすることにより、長期間にわたって冷却水を流して使用した場合において予想される冷却水溝近傍への冷却水の浸透及び流入が完全に阻止され、その結果、接着フィルムの界面剥離もしくは凝集破壊による水漏れ発生を防止することができる。
【００５８】
本発明の第２実施態様に係るコールドプレートでも、２７６５ｍｍ角もの広い面積のアルミニウム合金圧延板同士を、フィルム状接着剤を用いて欠陥無く接着することができた。
【００５９】
参考例２〜７の結果も表２に示す。これら参考例では、接着面の表面粗度をＲｚ０．５〜４０μｍとし、３０μｍ又は１５０μｍの厚さの接着フィルムを用いた。参考例２〜７では水漏れが発生した。参考例２及び３では、アルミニウム合金板の平坦度や接着面の表面粗度は本発明の範囲を満たしている。しかし、合金板を重ね合わせたときの隙間は、それぞれ５０μｍ／２７６５ｍｍや１００μｍ／２７６５ｍｍにもなるため、膜厚が３０μｍの接着フィルムでは隙間が完全に埋められず、シーリング効果が発揮されない。
また、参考例４及び５では、接着面の表面粗度がＲｚ０．５μｍと小さい。したがって、圧着時には接着面に対する接着フィルムの濡れ性が低下するため、界面剥離が生じやすくなり、十分な接着強度が期待できない。
さらに、参考例６及び７では接着面の表面粗度がＲｚ４０μｍと大きい。したがって、圧着時には接着層への空気の巻込みが多くなるため、接着強度が低下してしまう。
【００６０】
図１０には参考例７における接着層の断面観察写真を示す。図１０からも分かるように、接着面の凹部には広範に渡って、空気が巻込まれてしまっている部分１３が確認できる。表面粗度を大きくするほど比表面積が増大するため、接着力の増加が期待されるが、一方で表面粗度を大きくし過ぎてしまうと、このような空気の巻込みが生じるため、接着力が大幅に低下してしまうことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施態様に係るコールドプレートの構造を模式的に示す断面図である。
【図２】接着部のフィレット形成を示す断面図である。
【図３】コールドプレート部材の一例の概略形状を示す図である。
【図４】接着処理の様子を模式的に示す断面図である。
【図５】フィレット形成状況を示す断面図である。
【図６】従来の各種コールドプレートの構造を模式的に示す断面図である。
【図７】従来の各種コールドプレートの構造を模式的に示す断面図である。
【図８】従来の各種コールドプレートの構造を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施態様に係るコールドプレートの構造を模式的に示す断面図である。
【図１０】接着層の断面観察写真を示す。
【符号の説明】
【００６２】
１  アルミニウム合金板
２  冷却水溝
３  平坦部
４  接着面
５  フィレット
６  面取り部
７  銅管又はアルミニウム管
８  パッキン
９  ボルト
１０  フィルム状接着剤
１１  接着面
１２  冷却水溝接線部から５ｍｍまでの接着領域
１３  接着面の凹部における空気が巻込まれている部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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【図１０】
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