(57)【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と、該基板の少なくとも一方の面を被覆する焼付け塗装してなる有機樹脂皮膜とからなるプレス成形用のプレコートアルミニウム合金板において、
上記有機樹脂皮膜は、ｐＨ８以上のアルカリ水溶液に接触させることによって上記基板から除去可能であると共に、カルナウバを含有してなり、
上記有機樹脂皮膜における上記カルナウバの含有量は、０．１重量％〜３０重量％であり、
上記有機樹脂皮膜の厚みは、０．１μｍ〜３０μｍであり、
上記有機樹脂皮膜を構成する有機樹脂は、分子量２００００〜１０００００のアクリル樹脂、分子量８００〜３５０００のポリアルキレングリコール、又はウレタン樹脂であり、
上記有機樹脂皮膜には、粒径１〜１２０μｍで、かつ上記有機樹脂皮膜の厚みの１〜３倍の粒径を有する樹脂ビーズが、上記有機樹脂１００重量部に対して１〜１００重量部含有されていることを特徴とする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、上記アルカリ水溶液は水酸化ナトリウムであることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記有機樹脂皮膜は、上記アルカリ水溶液との接触時間４秒以内において上記基板から除去可能であることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記有機樹脂皮膜の膜厚は、１０μｍ以下であることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記有機樹脂皮膜の表面には、油性剤、極圧剤、及び固形潤滑剤から選ばれる１種以上を含む潤滑剤が塗布されていることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記基盤の表面には、上記有機樹脂皮膜と上記基板との密着性を向上させる下地処理層が形成されていることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板。
【請求項７】
アルミニウム合金板のプレス成形品を製造する方法において、
加工穴を有するダイスと、上記加工穴に挿入可能なパンチとを用い、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプレコートアルミニウム合金板の上記有機樹脂皮膜が形成された面を上記ダイス側に位置させてプレス加工することによりプレス成形品を成形するプレス工程と、
上記プレス成形品をｐＨ８以上のアルカリ水溶液と接触させて上記基板から上記有機樹脂皮膜を除去する脱膜工程とを有することを特徴とするプレス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形性及び脱膜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】
電子機器筐体は、小型化、軽量化、及び高意匠性等の観点から、その素材が鋼からアルミニウム合金に変わりつつある。特に、デジタルカメラの筐体の大半はアルミニウム合金筐体よりなっている。このような電子機器筐体は、まず、アルミニウム合金板に潤滑油を塗油し、プレス成形した後、溶剤洗浄、アルカリ洗浄又は酸洗浄後、アルマイト処理が施されて製造される。
最近では、電子機器の小型化、軽量化、高意匠性、及び形状の複雑化から、電子機器筐体の製造において、高強度のアルミニウム合金を用いながらも複雑な加工を可能とする高成形性が望まれ、また、低コスト化、環境改善が強く望まれている。
【０００３】
高成形性については、アルミニウム合金成分及びプロセス条件の見直し等による、材料特性からの改善には限界がある。
そこで、プレス成形に供する潤滑油の粘度の向上、油性を強くする、あるいは潤滑油量を増やすという方法がある。しかしながら、潤滑油の粘度の向上や、油性を強めると、成形後の油の除去がし難くなり、結果として、次工程での洗浄を強める必要があり、製造コストの増大や洗浄時間が長くなる等、生産効率を悪化させる。
【０００４】
また、生産歩留まりの向上や、潤滑油や洗浄液等の使用量を抑えることによる低コスト化が望まれている。プレス成形時の潤滑性は歩留まりを左右するため、プレス成形時には、安定した高潤滑性が強く望まれる。さらに、環境改善の観点から、現在使用している潤滑油や洗浄を極力なくす方向が望まれている。なお、潤滑性を高めたアルミニウム合金板としては、例えば、固体潤滑材を塗布したものがある（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０９９２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来の問題に鑑みてなされたもので、プレス成形性に優れ、且つ、プレス成形後の処理が容易な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】
第１の発明は、アルミニウム合金板よりなる基板と、該基板の少なくとも一方の面を被覆する焼付け塗装してなる有機樹脂皮膜とからなるプレス成形用のプレコートアルミニウム合金板において、
上記有機樹脂皮膜は、ｐＨ８以上のアルカリ水溶液に接触させることによって上記基板から除去可能であると共に、カルナウバを含有してなり、
上記有機樹脂皮膜における上記カルナウバの含有量は、０．１重量％〜３０重量％であり、
上記有機樹脂皮膜の厚みは、０．１μｍ〜３０μｍであり、
上記有機樹脂皮膜を構成する有機樹脂は、分子量２００００〜１０００００のアクリル樹脂、分子量８００〜３５０００のポリアルキレングリコール、又はウレタン樹脂であり、
上記有機樹脂皮膜には、粒径１〜１２０μｍで、かつ上記有機樹脂皮膜の厚みの１〜３倍の粒径を有する樹脂ビーズが、上記有機樹脂１００重量部に対して１〜１００重量部含有されていることを特徴とするプレコートアルミニウム合金板にある（請求項１）。
【０００８】
上記プレコートアルミニウム合金板は、アルミニウム合金板よりなる基板と、有機樹脂皮膜とよりなる。そして、この有機樹脂皮膜には、カルナウバが含有されている。そのため、プレス成形時に安定した高潤滑性を得ることができる。それ故、プレス成形性に優れ、たとえ加工度の高い成形を行ってもかじり等の不良を激減させることができ、プレス成形時の歩留まりを向上することができる。
また、上記有機樹脂皮膜は、ｐＨ８以上のアルカリ水溶液に接触させることによって上記基板から除去可能であるものを積極的に採用している。そのため、プレス成形工程の後工程において、アルカリ洗浄を行えば、上記有機樹脂皮膜を容易に脱膜することができる。また、脱膜後にはそのままアルマイト処理をすることができる。そして、このように容易に除去可能な有機樹脂皮膜によってプレス加工時の潤滑性を確保することができるので、別途潤滑剤を準備したり、その洗浄を行う必要がなく、低コスト化、環境改善の観点で優れている。
【０００９】
第２の発明は、アルミニウム合金板のプレス成形品を製造する方法において、
加工穴を有するダイスと、上記加工穴に挿入可能なパンチとを用い、上記第１の発明のプレコートアルミニウム合金板の上記有機樹脂皮膜が形成された面を上記ダイス側に位置させてプレス加工することによりプレス成形品を成形するプレス工程と、
上記プレス成形品をｐＨ８以上のアルカリ水溶液と接触させて上記基板から上記有機樹脂皮膜を除去する脱膜工程とを有することを特徴とするプレス成形品の製造方法にある（請求項７）。
【００１０】
この製造方法は、上記第１の発明の優れたプレコートアルミニウム合金板を用いたうえで、少なくとも、上記のプレス工程と脱膜工程とを実施する。これにより、意匠性に優れたプレス成形品を得ることができる。
すなわち、上記プレス工程では、上記のごとく、プレコートアルミニウム合金板の上記有機樹脂皮膜が形成された面を上記ダイス側に位置させてプレス加工する。この場合には、ダイスとプレコートアルミニウム合金板とが接する側に潤滑性に優れた上記のカルナウバを含有した有機樹脂皮膜が配置されるため、たとえ加工度の高い成形を行ってもかじり等の不良のない優れたプレス成形性が得られる。そのため、プレス成形時の歩留まりを向上させることができる。
【００１１】
また、上記プレス工程の後には、上記脱膜工程を行う。この脱膜工程では、プレス成形品をｐＨ８以上のアルカリ水溶液と接触させる。ここで、上記素材としてのプレコートアルミニウム合金板は、上記有機樹脂皮膜として、ｐＨ８以上のアルカリ水溶液に接触させることによって上記基板から除去可能であるものを積極的に採用している。そのため、この脱膜工程を実施することによって、上記基盤から上記有機樹脂皮膜を除去して脱膜することができる。これにより、上記有機樹脂皮膜を除去して基板が露出したプレス成形品を容易に得ることができると共に、その表面は、上記有機樹脂皮膜によって保護していたので、傷のない非常に意匠性に優れたものとなる。それ故、その後、アルマイト処理等を実施しても、意匠性の高いものとなる。
また、上記のごとく、特殊な有機樹脂皮膜を有する素材を用いてプレス工程を行った後、上記脱膜工程によって非常に容易に脱膜することができるので、別途潤滑剤を準備したり、その洗浄を行う必要がなく、低コスト化、環境改善を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のプレコートアルミニウム合金板においては、上記のごとく、上記有機樹脂皮膜に対して、上記カルナウバを０．１重量％〜３０重量％含有させたものを用いる。この場合には、プレス成形時に極めて優れた潤滑性を示す。
カルナウバの含有量が０．１重量％未満の場合には、カルナウバによる潤滑性向上効果が十分に得られないという問題がある。また、３０重量％を超える場合には、脱膜工程で有機皮膜が充分に除去されないという問題がある。
【００１３】
また、上記有機樹脂皮膜の厚みは、０．１μｍ〜３０μｍである。この場合には、成形性、脱膜性に優れている。
膜厚が０．１μｍ未満の場合には、アルミニウム合金板の表面の粗さのために皮膜を均一に被覆することができない。また、３０μｍを超える場合には、膜形成が困難になり、また、脱膜性が劣るという問題がある。
【００１４】
また、上記アルカリ水溶液は水酸化ナトリウムであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、工業製品として入手が容易であり、かつ比較的脱膜工程のコストが低くなるという効果が得られる。
また、上記アルカリ水溶液はｐＨ９〜１２であることが好ましい。
上記アルカリ水溶液がｐＨ９未満の場合には、有機皮膜を除去するのに必要な時間が長くなるおそれがあり、一方ｐＨ１２を超える場合には、有機皮膜が除去された後のアルミニウム合金板表面が必要以上に溶解するおそれがある。
【００１５】
また、上記有機樹脂皮膜は、上記アルカリ水溶液との接触時間４秒以内において上記基板から除去可能であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、効率よく脱膜工程を実施することができ、より好ましくは、２秒以内がよい。接触時間が４秒を超える場合には、脱膜工程の効率化を図ることが難しい。
【００１６】
また、上記有機樹脂皮膜の膜厚は、１０μｍ以下であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、連続したプレス成形時の、金型への樹脂粉やワックス成分の堆積が抑制されるという効果が得られる。
【００１７】
また、上記有機樹脂皮膜を構成する有機樹脂は、分子量２００００〜１０００００のアクリル樹脂、分子量８００〜３５０００のポリアルキレングリコール、又はウレタン樹脂である。
この場合には、皮膜をアルカリ水溶液によって容易に除去することができる。また、カルナウバをインナーワックスとして含油しやすい。
【００１８】
アクリル樹脂の場合には、分子量が２００００未満の場合には、潤滑性を満足することができず、また、１０００００を超える場合には、脱膜し難くなる。
ポリアルキレングリコールの場合には、分子量が８００未満の場合には、常態で固体皮膜を形成することが困難であり、また、３５０００を超える場合には、塗装や脱膜をし難くなるという問題がある。
ウレタン樹脂の場合には、いかなる分子量でもよい。
【００１９】
また、上記有機樹脂皮膜の表面には、油性剤、極圧剤、及び固形潤滑剤から選ばれる１種以上を含む潤滑剤が塗布されていることが好ましい（請求項５）。
このような潤滑剤を塗布していなくても、上記のカルナウバを含有する有機樹脂皮膜によって高い潤滑性が得られるが、上記の潤滑性を塗布した場合には、有機樹脂皮膜の潤滑性を更に向上することができ、極めて過酷な成形にも適用することができる。
【００２０】
油性剤としては、例えば、ポリオールエステル、油脂、脂肪酸エステル、高級アルコール、高級脂肪酸、及びαオレフィン等がある。
また、極圧剤としては、例えば、塩素系、硫黄系、及びリン系等がある。環境の観点から、硫黄系、リン系がより好ましい。
固形潤滑剤としては、例えば、金属石鹸及びグリース等がある。
また、使用環境に応じて、金属に影響を及ぼす油であれば、いかなるものでもよい。
【００２１】
また、上記有機樹脂皮膜には、粒径１〜１２０μｍで、かつ上記有機樹脂皮膜の厚みの１〜３倍の粒径を有する樹脂ビーズが、上記有機樹脂１００重量部に対して１〜１００重量部含有されている。
この場合には、成形時の耐傷つき性が向上し、プレス成形されるまでのハンドリング傷が抑えられ、歩留まりの向上に効果がある。
【００２２】
粒径が１重量部以下の場合には、その効果が認められず、また、１００重量部を超える場合には、効果に変化が見られなくなり、コストが増大する。
粒径が上記有機樹脂皮膜の１倍未満になる場合には、皮膜から樹脂ビーズが頭を出さず効果が小さくなる。また、３倍を超える場合には、皮膜がビーズをトラップし難くなり、樹脂ビーズが脱落しやすくなるという問題がある。
【００２３】
また、上記基盤の表面には、上記有機樹脂皮膜と上記基板との密着性を向上させる下地処理層が形成されていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、有機樹脂皮膜と基板の密着性が向上し、有機樹脂皮膜の成形性がより高まり、傷防止効果をさらに高めることができる。
【００２４】
上記下地処理層としては、リン酸クロメート、クロム酸クロメート等のクロメート処理、また、クロム化合物以外のリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リン酸モリブデン、リン酸亜鉛などによるノンクロメート処理等の化学皮膜処理（化成処理）により得られる皮膜がある。
上記化学皮膜処理方法には、反応型及び塗布型等があるが、本発明においては、いずれの手法が採用されてもよい。
【実施例】
【００２５】
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によってのみ限定されるものではない。
本例では、本発明の実施例及び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。
【００２６】
各試料を製作するに当たっては、まず、基板として、調質がＨ２４、厚さ０．８ｍｍのＡ１０５０アルミニウム合金板を使用した。
また、上記基板に、アセトンを用いて脱脂処理を施した。
【００２７】
塗装処理は、上記脱脂処理後の上記基板に対して、所定の塗料をバーコート法によって塗布し、温度２５０℃で２分間焼付け処理し、硬化することにより各塗膜を形成した。
また、各塗膜の作製にあたっては、樹脂として、アクリル樹脂（ＡＣ）、ポリアルキレングリコール（ＡＧ）、及びウレタン樹脂（ＵＲ）を用い、潤滑剤として、オレイン酸（ＯＡ）、オレイン酸メチル（ＯＡＭ）、トリクレジルフォスフェート（ＴＣＰ）、及びステアリン酸カルシウム（ＳＴＣａ）を用い、樹脂ビーズとして、ポリテトラフルオロエチレンを用いた。
これらの樹脂、潤滑剤、樹脂ビーズ、及びカルナウバを表１に示す配合割合で混合し、塗膜を形成した。なお、形成された塗膜は表１及び表２に示す。
【００２８】
本例では、各試料について、成形性、耐傷つき性、および脱膜性についての評価を実施した。
＜成形性＞
円筒ポンチの油圧深絞り成形試験機を用いて成形した。試料が破断せずに成形できる最大高さの評価を実施し、◎及び○を合格とした。
（加工条件）
ブランク径：φ１１０ｍｍ、ポンチ径：φ５０ｍｍ、ポンチコーナー：５Ｒ、しわ押さえ荷重：１０ｋＮ、成形速度：１００ｍｍ／ｍｉｎ。
（評価基準）
◎：７ｍｍ以上、○：５ｍｍ以上７ｍｍ未満、×：５ｍｍ未満
【００２９】
＜耐傷つき性＞
バウデン式摩擦試験にて、荷重１００ｇ、直径０．２５インチの剛球を、試料の表面にて往復摺動させ、塗膜破れが発生するまでの摺動回数を評価し、◎及び○を合格とした。
（評価基準）
◎：１００回以上、○：５０回以上１００回未満、×：５０回未満
【００３０】
＜脱膜性＞
１００ｍｍ×５０ｍｍの供試材を幅方向の中心で９０°に曲げ、マグネチックスターラーで攪拌したアルカリ水溶液（水酸化ナトリウム水溶液、液温６０℃）中に浸漬した後、水洗いを行い、乾燥後の皮膜残存の有無を目視にて確認し、浸漬時間を評価した。◎及び○を合格とした。
（評価基準）
◎：２秒未満、○：２秒以上４秒未満、×：４秒以上
評価の結果は、表１及び表２に示すとおりである。
【００３１】
【表１】
0004579791.tif 000002
【００３２】
【表２】
0004579791.tif 000003
【００３３】
表１より知られるごとく、試料Ｅ１〜試料Ｅ１９は、成形性、耐傷つき性、脱膜性という全ての評価項目において、いずれも良好な結果を示した。
表２より知られるごとく、試料Ｃ１は膜厚が本発明の下限を下回るため、皮膜を均一に被覆することができず、成形性及び耐傷つき性が低下した。また、試料Ｃ２は膜厚が本発明の上限を超えるため、脱膜性が低下した。
【００３４】
試料Ｃ３は、樹脂の分子量が本発明の好ましい範囲の下限を下回るために、潤滑性を満足することができず、成形性が低下した。また、試料Ｃ４及び試料Ｃ６は、樹脂の分子量が本発明の好ましい範囲の上限を超えるために、有機樹脂皮膜中に、アルカリ水溶液が浸透し難くなるという理由で、脱膜性が低下した。また、試料Ｃ５は、樹脂の分量が本発明の好ましい範囲の下限を下回るために、固体皮膜を形成し難く、成形性及び耐傷つき性が低下した。
試料Ｃ７は、カルナウバの含有量が本発明の下限を下回るために、潤滑性が不足し、成形性が低下した。また、試料Ｃ８は、カルナウバの含有量が本発明の上限を超えるため、有機樹脂皮膜の多くをカルナウバが覆い、アルカリ水溶液が反応し難くなり、脱膜性が低下した。
【００３５】
試料Ｃ９は、樹脂ビーズの粒径が本発明の好ましい範囲の下限を下回るために、有機樹脂皮膜の多くを樹脂ビーズが覆い、アルカリ水溶液が反応し難くなり、脱膜性が低下した。また、試料Ｃ１０は、樹脂ビーズの粒径が本発明の好ましい範囲の上限を超えるために、樹脂ビーズが脱落しやすく、耐傷つき性が低下した。
試料Ｃ１１は、樹脂ビーズの含有量が好ましい範囲の上限を超えるために、有機樹脂皮膜の多くを樹脂ビーズが覆い、アルカリ水溶液が反応し難くなり、脱膜性が低下した。