(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗度がＲａで０．１〜０．５μｍの範囲にあり、かつ２５０μｍの長さに対して高さ０．３μｍ〜３．５μｍの山の数が３個以上２５個以下であるアルミニウム合金板に、
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂から選ばれた１種又は２種以上の混合物である有機樹脂に、
個々の大きさが厚さ０．１〜２μｍ、幅１５〜２０μｍ、長さ１〜１００μｍであり、端子間距離４０ｍｍで測定した集合体の電気抵抗が室温で５０Ω以下であるＮｉフィラーを有機樹脂固形分に対する重量比で１０〜７０％混合させ、
かつ、ワックスとして天然ワックス、石油ワックス、合成ワックスの１種又は２種以上の混合物を有機樹脂固形分に対する重量比で０．２〜１５％添加した塗料を、
乾燥塗膜厚として０．１μｍ〜４．０μｍ塗装し、
塗膜表面のＮｉフィラーの数を１ｍｍ2当たり５０〜９００個とする
ことを特徴とする電子電気機器用アルミニウム塗装板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器、家電製品の筐体等に使用されるアルミニウム塗装板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
当初、電子機器、家電製品の筐体等には亜鉛または亜鉛系合金めっき鋼板が使用されていた。次に、耐食性を向上させる為にＺｎメッキの上にクロメート処理を施して使用された。しかし、これでも耐食性がまだ不十分の為苛酷な環境では使用に耐えない。耐食性向上の為にはさらに塗装を施し腐食を防止する方法がある。しかし、電子電気機器に使用する場合には、通常の塗装ではアースなど導電性に関係する性能が全く機能しなくなってしまう。従って、樹脂中に導電物質（カーボンブラック、グラファイト、半導体酸化物、金属粉末）のフィラーを含有させる事により樹脂皮膜の電気抵抗性を低下させ、導電性を改善した鋼板が使用されつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、省エネルギーと携帯性の為に電子機器の小型化、軽量化の傾向が現れている。軽量化の為に鋼板からアルミニウム材料に置き換わろうとしているが次のような問題点がある。
アルミニウム材料の場合、素材自体で耐食性は良いし導電性も良いので、これらの点からは裸材で用いるのが良いが、表面に疵が付きやすいので疵付防止の為には樹脂皮膜が必要である。
しかし、前述のように樹脂皮膜のみでは導電性が無くなる。そこで金属フィラー等を樹脂に含有させ導電性を確保する事になるが、基材がアルミニウム材料の場合、殆どの金属が貴なので接触腐食を発生しアルミニウム材料が腐食し易くなる。
また樹脂にフィラーを含有させる場合、多すぎると導電性は良好になるが塗膜密着性が劣り、少ない含有量であると塗膜密着性は向上するが、導電性は劣るようになる。
更には導電性と耐食性は相反する特性である。つまり導電性が良好と言う事は電解質がそこに存在する時、電池を形成し、電気が流れやすくなる事でありそれは腐食しやすいと言う事を意味する。
また、例えば金、銀の場合は、コストが高く、またアルミニウム粉末は接触腐食に対しては良いが酸化し易い為に導電性が低下するというようにフィラーの種類の選定にも問題があった。
そして、樹脂の中にフィラーを含有させ、特に導電性向上のために表面に露出させようとすると外観を均一に仕上げる事は非常に難しい。
この様に導電性と塗膜密着性、あるいは耐食性は、相反する特性で、アルミニウム材料を用いる場合には電位の点から問題がいっそう難しくなる。
また、これらの用途では、上記した導電性、耐食性、耐疵付性の他に、プレス成形性、耐指紋性、外観、低コストが求められこれらを同時に満足することは難しい。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】
本発明者らは上記の課題を解決する為に鋭意検討した結果、アルミニウム板の粗度、樹脂に含有させるフィラーの種類、大きさ及び量、樹脂に含有させる潤滑剤、量、塗膜付着量を特定の範囲に制御する事により導電性、耐食性、耐疵付性、プレス成形性、耐指紋性、外観、低コスト等に関わる性能を向上させる事を見出し本発明に至った。
すなわち、請求項１に記載の通り、粗度がＲａで０．１〜０．５μｍの範囲にあり、かつ２５０μｍの長さに対して高さ０．３μｍ〜３．５μｍの山の数が３個以上２５個以下であるアルミニウム合金板に、
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂から選ばれた１種又は２種以上の混合物である有機樹脂に、
個々の大きさが厚さ０．１〜２μｍ、幅１５〜２０μｍ、長さ１〜１００μｍであり、端子間距離４０ｍｍで測定した集合体の電気抵抗が室温で５０Ω以下であるＮｉフィラーを有機樹脂固形分に対する重量比で１０〜７０％混合させ、
かつ、ワックスとして天然ワックス、石油ワックス、合成ワックスの１種又は２種以上の混合物を有機樹脂固形分に対する重量比で０．２〜１５％添加した塗料を、
乾燥塗膜厚として０．１μｍ〜４．０μｍ塗装し、
塗膜表面のＮｉフィラーの数を１ｍｍ2当たり５０〜９００個とする
ことを特徴とする電子電気機器用アルミニウム塗装板である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
アルミニウム板の粗度はＲａで０．１〜０．５μｍ、かつ２５０μｍの長さに対して高さ０．３μｍ〜３．５μｍの山の数が３個以上２５個以下ある事が必要とされる。
材料の粗度は重要でこの粗度とＮｉフィラーの大きさとＮｉフィラー自体の抵抗値との兼ね合いで導電性と塗膜の密着性と耐食性とを良好な範囲にする。
なお、フィラーに関しては、何種類かのものを予備検討しＮｉフィラーに決定したが、その経緯の説明は本明細書では略す。
導電性を良好にするにはＮｉフィラーを塗膜表面に露出させることが必要で、そのためにはＮｉフィラーの大きさと材料の粗度、特に一定以上の高さの山の数が重要である。
すなわち、高さ０．３μｍ〜３．５μｍの山の数を２５０μｍの距離に対して３個以上２５個以下にする。
３個未満であると凹凸の数が少なすぎてＮｉフィラーが山の上に乗る事が少なくなり、また２５個を超えると山と山の間隔が短すぎて山の密度が多すぎＮｉフィラーの凹凸ができにくくなる。
また、山の高さも材料の凹凸をつける上で重要である。
０．３μｍ未満の山は上記目的には作用しないし、３．５μｍを超える山では山と谷の間を埋めるため塗料が多量に必要になる。
材料の粗度は一般に塗膜の密着性にも影響するが、Ｎｉフィラーが混在している為に特に密着性を向上する上で重要となる。
Ｒａで０．１μｍ未満の時にはアンカー効果が期待できない為に密着性が劣り、０．５μｍを超えるとそれ以上の密着性は向上しない。密着性が向上すれば耐食性も向上する。
０．３μｍ〜３．５μｍの山の数もＲａと同様にアンカー効果で密着性を向上させ、耐食性を向上させることに寄与する。
すなわち、高さ０．３μｍ〜３．５μｍの山の数が２５０μｍの距離に対して３個未満の時にはアンカー効果が期待できず、２５個を超えるとそれ以上の密着性は向上しない。
【００１０】
なお塗膜厚は山の高さが低い時は薄めに、山の高さが高い時は厚めにする。
但しこの時に塗膜厚さ自体がまた重要で、塗膜が乾燥塗膜厚として４．０μｍを超えると粗度の山以上になりフィラーが樹脂の中に隠れる事が多くなり、導電性が劣る事になる。
また、乾燥塗膜厚として０．１μｍ未満だと導電性は良好になるが、他の性能、耐食性や耐疵付性が劣るようになる。
【００１１】
また樹脂はＮｉフィラーとワックスを均一に分散できれば特に問題はないが、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂の１種又は２種以上を混合して用いる。
エポキシ樹脂は塗装した時に表面硬さが硬いので疵がつきにくく、また耐食性も優れているので本発明への適用に好ましい。
エポキシ系樹脂としてはビスフェノールＡ系、ノボラック系、等の任意のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂等が使用できる。有機樹脂としてエポキシ系樹脂を用いる場合有機樹脂の種々の性能例えば加工性、可撓性、耐候性等を改善する目的でエポキシ系以外の他の樹脂をエポキシ系樹脂に配合しても良い。例えばアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂等を配合すると耐候性が改善され、ブチラール樹脂を添加すると加工性が改善される。また、エポキシ系樹脂の架橋密度を向上させる為に必要と有ればフェノール樹脂等の架橋剤を添加しても良い。
アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂等も同様である。これらの樹脂でも塗膜を硬くするため、焼き付け条件を仕様範囲内で焼き付け温度を高めに時間を長くする事が好ましい。
【００１２】
導電性を持たせるためのフィラーとして本発明ではＮｉフィラーを用いる。
何種類かＮｉフィラーをテストしその結果、個々の大きさが厚さ０．１〜２μｍ、幅１５〜２０μｍ、長さ１〜１００μｍであり、端子間距離４０ｍｍで測定した集合体の電気抵抗が室温で５０Ω以下であるＮｉフィラーを、有機樹脂固形分に対する重量比で１０〜７０％混合させることが必要であることを見いだした。
導電性を良好にするにはＮｉフィラー自体の電気抵抗が小さい事が必要で元々の抵抗が高いと樹脂に混合した時に樹脂がＮｉフィラーを被覆するので導電性は更に悪い方向になる。
Ｎｉフィラー自体の電気抵抗は下記の条件で端子間距離４０ｍｍで測定したとき５０Ω以下にすれば良い。
すなわち、Ｎｉフィラーの抵抗の測定は絶縁物例えばプラスチックを削り厚さ２ｍｍ×幅１０ｍｍ×長さ５０ｍｍの凹中にＮｉフィラーを十分に充填しその充填したＮｉをテスター（ＨＩＯＫＩ製Ｈｉ ＴＥＳＴＥＲ ＭＯＤＥＬ３０００）で端子間距離４０ｍｍで測定する。
また導電性にはＮｉフィラーの含有量が当然影響し、有機樹脂固形分に対する重量比で１０〜７０％とする。
１０％未満であると樹脂分が多くなり密着性、耐食性が向上するが導電性が劣る。７０％を超えると導電性は良好になるが樹脂分が少ない為にバインダーの役目を果せなくなり、密着性が劣りその為に耐食性が劣るようになる。好ましくは２０〜４０％の範囲である。
【００１３】
また塗装面のＮｉフィラー数は１ｍｍ2当たり５０〜９００個存在させる。Ｎｉフィラー数が５０個未満である時は導電性が不十分である。９００個を超えると導電性は十分であるが、フィラーが多すぎて成膜できにくくなり、塗膜密着性が劣り、耐食性が劣るようになる。好ましくは１００〜５５０個である。このＮｉフィラー数は光学顕微鏡で塗装板の任意場所を５０倍にして観察し測定する。
樹脂にＮｉフィラーを含有させると外観を均一にする事が難しい。これはＮｉフィラーの長さが影響し１００μｍを超えた長さのものが多く存在すると、絡み合って凝集しそれが不均一さを発生して外観斑を発生させる。これは外観だけでなく導電性が部分的に非常に良好になので耐食性劣るようになる。従って、Ｎｉフィラーの長さを１〜１００μｍの範囲に限定したＮｉフィラーを使用しなければならない。なお、Ｎｉフィラーの厚さと幅は入手した範囲で検討した厚さ０．１〜２μｍ、幅１５〜２０μｍの全範囲で問題なかった。
【００１４】
有機樹脂に混在させるワックスとしては、天然ワックス、石油ワックス、合成ワックスの１種又は２種以上の混合物を用いる。
天然ワックスとしてはミツロウ、モンタンロウ、カルナウバロウ等が挙げられる。
石油ワックスとしてはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタムが挙げられる。パラフィンワックスは炭素数２０〜３６の直鎖飽和炭化水素を主成分とし分子数３００〜５００で融点９０〜１５０°Ｆである。これに対しマイクロクリスタリンワックスは主鎖に側鎖を持ち炭素数３１〜６０の範囲に有り分子数４５０〜７００であり融点１４０〜２００°Ｆである。
合成ワックスはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィン系炭化水素の重合体からなるポリオレフィンワックス、が挙げられる。
ワックスはプレス成形性を向上させる。
また、Ａｌ材料の場合樹脂に含有させるＮｉフィラーはアルミニウム板と接触腐食を起こし易いので耐食性を向上させる必要がある。この時にワックスは重要で樹脂にＮｉフィラーと共にワックスを添加した時に耐食性が著しく向上する。Ｎｉフィラーとアルミニウムに電解質が存在した時にワックスは親油性である為に電解質をはじきＮｉフィラーとアルミニウム板の電解質を介した接触を阻止する為に耐食性が向上する。この様に成形性だけではなく、耐食性向上のためにもワックスが必要であるが、含有するワックス量が０．２％未満であると成形性、耐食性が劣化し、１５％以上であるとそれ以上の効果が期待できず、コストアップにつながる。
よって、ワックスの配合量は有機樹脂固形分に対する重量比で０．２〜１５％が好ましく、更に好ましくは０．５〜１０％である。
【００１５】
また、本発明では導電性を良好にする為に樹脂表面にＮｉフィラーを露出させており表面に凹凸を持たしている。この事によって指で触った時に接触面積が少なくなる。この事が指紋をつきにくくし耐指紋性を向上させているが、それだけでなく添加されたワックスも親油性なので指の油となじむ為に指紋をつきにくくしている。
【００１７】
塗装する前に、脱脂および／または化成処理を行うことが好ましい。
脱脂処理は酸性である硫酸、硝酸、リン酸等の酸処理及びアルカリ性であるカセイソーダ、リン酸ソーダ、ケイ酸ソーダ等のアルカリ処理が用いられるが、表面の汚れが除去できるものなら何でも良い。
化成処理はリン酸クロメート、クロム酸クロメート、ジルコニウム酸処理、チタン酸処理等密着性が向上する化成処理であればなんでも良い。
【００１８】
塗装方法はロールコート等塗膜が均一に生成できるものであれば何でも良い。アルミニウム板は用途によって選定し合金の種類は１１００、３００３、５０５２、５１８２等塗装可能な材料ならなんでも良い。
【００１９】
【実施例】
以下に実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。
（発明例１〜９）
表１に記載の粗度と合金テンパー（５０５２−Ｈ３４あるいは３００４−Ｈ２４）の板厚０．８ｍｍのアルミニウム板材のコイルを巻き戻しながら、表面をリン酸ソーダ系脱脂剤で脱脂した後、クロメート処理（リン酸クロメート：クロム付着量３０ｍｇ／ｍ2）を施し  表１  の条件で塗装・焼付けた後にコイルに巻いた。
【００２０】
【表１】
0003872234.tif 000002
【００２１】
比較例として以下のものを用意した。
（比較例１）
他の条件は発明例３と同じであるが材料のＲａを０．０５μｍと小さくしたもの。
（比較例２）
他の条件は発明例３と同じであるが２５０μｍの長さに対する０．３〜３．５μｍの高さの山の数を１と少なくしたもの。
（比較例３）
他の条件は発明例３と同じであるがフィラーの長さを１２０μｍと長くしたもの。
（比較例４）
他の条件は発明例３と同じであるがフィラーの含有量を５％と少なくしたもの。
（比較例５）
他の条件は発明例３と同じであるが塗膜厚さを０．０５μｍと薄くしたもの。
（比較例６）
他の条件は発明例３と同じであるが塗膜厚さを５．０μｍと厚くしたもの。
（比較例７）
他の条件は発明例３と同じであるがフィラーの含有量を８０％と多くしたもの。
（比較例８）
他の条件は発明例３と同じであるが塗膜からフィラーを除いたもの。
（比較例９）
発明例３と同じ材料であるが塗装しないもの。
【００２２】
以上の発明例１〜９及び比較例１〜９について、導電性、プレス成形性、耐食性、耐疵付き性、耐指紋性、外観の評価を  表２  に記入した。
それぞれの性能の評価基準は次の通りである。
【００２３】
導電性
◎：室温下でテスターの端子を端子間距離４０ｍｍで塗膜表面に手で強く押しつけ５０回測定した時に１０ＫΩ以下が４０回以上。
○：室温下でテスターの端子を端子間距離４０ｍｍで塗膜表面に手で強く押しつけ５０回測定した時に１０ＫΩ以下が３０回以上４０回未満。
△：室温下でテスターの端子を端子間距離４０ｍｍで塗膜表面に手で強く押しつけ５０回測定した時に１０ＫΩ以下が１０回以上３０回未満。
×：室温下でテスターの端子を端子間距離４０ｍｍで塗膜表面に手で強く押しつけ５０回測定した時に１０ＫΩ以下が１０回未満。
【００２４】
プレス成形性
◎：５０Φのカップを成形した時に５００個以上で壁にかじり無し。
○：５０Φのカップを成形した時に４００個以上５００個未満で壁にかじり発生。
△：５０Φのカップを成形した時に１００個以上４００個未満で壁にかじり発生。
×：５０Φのカップを成形した時に１００個未満で壁にかじり発生。
【００２５】
耐食性
◎：塩水噴霧試験５００時間で腐食面積率が０．１％未満。
○：塩水噴霧試験５００時間で腐食面積率が０．１％以上２％未満。
△：塩水噴霧試験５００時間で腐食面積率が２％以上５％未満。
×：塩水噴霧試験５００時間で腐食面積率が５％以上。
【００２６】
耐疵付き性
◎：鉛筆引っ掻き試験で５Ｈ以上。
○：鉛筆引っ掻き試験で４Ｈ。
△：鉛筆引っ掻き試験で２Ｈ、３Ｈ。
×：鉛筆引っ掻き試験で１Ｈ以下。
【００２７】
耐指紋性
◎：指紋を押し付けた時に指紋が付かない。
○：指紋を押し付けた時に指紋が付きにくい。
△：指紋を押し付けた時に指紋が薄くつく。
×：指紋を押し付けた時に指紋がはっきりと付く。
【００２８】
外観
◎：均一で斑模様が殆ど無い。
○：均一で斑模様がややある。
×：不均一で縞模様がある。
【００２９】
【表２】
0003872234.tif 000003
【００３０】
表２から以下のことがわかる。
比較例１は粗度Ｒａが０．０５μｍと小さい為、塗膜密着性が得られず耐食性が劣る。
比較例２は粗度Ｒａが０．２５μｍと適正範囲内に有るが２５０μｍの長さに対する０．３〜３．５μｍの高さの山の数が１と少ない為に導電性が劣り、密着性も劣る為に耐食性も劣る。
比較例３は塗膜に含有させたＮｉフィラーの長さが１２０μｍと長いのでフィラー同士が絡み合いフィラーの分散が不均一になり塗装外観は斑模様が発生して劣り、又その為導電性が局所的に非常に良くなるので耐食性も劣る。
比較例４は塗膜中のＮｉフィラーの含有量が５％と少ないので導電性が劣る。
比較例５は塗膜量が０．０５μｍと少ないので耐食性、耐疵付き性が劣る。
比較例６は塗膜厚が５μｍと厚いので抵抗が大きくなり導電性が劣る。
比較例７は塗膜中のＮｉフィラーの含有量が８０％と多いので耐食性が劣る。
比較例８は塗膜中にＮｉフィラーがないので導電性だけが非常に劣る。
比較例９は塗膜がないので導電性は良好であるが他の性能は非常に劣る。
【００３１】
一方、発明例１は材料の粗度Ｒａが０．１μｍ、塗膜中のＮｉフィラー含有量が１０％、ワックス含有量が０．２％、塗膜厚さが０．１μｍと下限条件なので導電性、プレス成形性、耐食性、耐疵付き性、耐指紋性がやや劣るが実用レベルである。
また発明例２は２５０μｍの長さ中の高さが０．３〜３．５μｍの山の数が３と下限条件なので導電性がやや劣り、また密着性もやや劣る為に耐食性もやや劣るが実用レベルである。
また発明例４、５は塗膜の樹脂の種類がエポキシ樹脂にアクリル樹脂、或いはポリエステル樹脂を混合しているので塗膜の硬さがやや劣る為に耐疵付き性がやや劣るが実用レベルである。
発明例６はＮｉフィラーの含有量が１０％と下限条件である為に塗装面のＮｉフィラー量が下限に近い為に導電性がやや劣るが実用レベルである。また樹脂の種類がアルキド樹脂であるので塗膜の硬さがやや劣る為に耐疵付き性がやや劣るが実用レベルである。
発明例７は樹脂の種類がポリエステル樹脂にアクリル樹脂を混合しているので塗膜の硬さがやや劣る為に耐疵付き性がやや劣るが実用レベルである。
発明例８は樹脂の種類がポリエステル樹脂であるので塗膜の硬さがやや劣る為に耐疵付き性がやや劣るが実用レベルである。
発明例９は樹脂の種類がアクリル樹脂であるので塗膜の硬さがやや劣る為に耐疵付き性がやや劣るが実用レベルである。また塗膜厚さが４．０μｍと上限条件なので導電性がやや劣るが実用レベルである。
発明例３は全て良い条件で実施した為に評価した全項目が良好である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の結果から分かるように、本発明は、アルミニウム板の粗度、樹脂に含有させるフィラーの種類、大きさ及び量、樹脂に含有させる潤滑剤、量、塗膜付着量を特定の範囲に制御する事により導電性、耐食性、耐疵付性、プレス成形性、耐指紋性、外観、低コスト等に関わる性能を同時に満足させることを可能にした。その結果、軽量化要求の強い、電子機器、家電製品の筐体等へのアルミニウム塗装板の適用範囲を大きく拡大できる。