(57)【要約】【課題】  熱伝導性が高く、加工性が良い、安価なＬＥＤ用反射板を提供する。【解決手段】  両面に化成皮膜を有する金属板の少なくとも一方の面の化成皮膜上に、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であり励起スペクトルのピークが４６０〜４８０ｎｍの白色顔料微粒子を１０〜４０ｖｏｌ％含有し、ポリエチレンワックス、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックスの少なくとも１種を含有する、架橋密度が０．５〜２．５×１０−３ｍｏｌ／ｃｃとなる熱硬化性白色樹脂皮膜を施した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に化成皮膜を有する金属板の少なくとも一方の面の化成皮膜上に、熱硬化性白色樹脂皮膜を形成し、該熱硬化性白色樹脂皮膜の架橋密度が０．５〜２．５×１０−３ｍｏｌ／ｃｃであり、さらに該熱硬化性白色樹脂皮膜中に白色顔料微粒子を１０〜４０ｖｏｌ％含有させたことを特徴とするＬＥＤ用塗装金属板。
【請求項２】
前記白色顔料微粒子の熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用塗装金属板。
【請求項３】
前記熱硬化性白色樹脂皮膜が、ポリエチレンワックス、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックスの少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１及び、２記載のＬＥＤ用塗装金属板。
【請求項４】
前記熱硬化性白色樹脂皮膜が、励起スペクトルのピークが４６０〜４８０ｎｍである蛍光物質を含有することを特徴とする、請求項１〜３記載のＬＥＤ用塗装金属板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコンやテレビ等の液晶ディスプレイ又は照明などにおけるＬＥＤ用反射板として、安価で加工性と放熱性に優れた塗装金属板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射板としては、（１）微細な気泡を有する白色フィルムを接着剤等を用いて金属板に貼り付けたフィルム被覆金属板（例えば、特許文献１参照）、（２）硫酸バリウムやアルミナ，中空ガラスビーズなどの高反射物質を含有した塗装金属板（例えば、特許文献２参照）、等が提案されている。また、放熱性の良い反射板として、（３）片面を白色皮膜、反対面を放熱皮膜とした樹脂被覆金属板（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【０００３】
また、近年パソコンやテレビ等の液晶ディスプレイ又は照明など光源が、冷陰極管からＬＥＤに変化してきている。これは冷陰極管が水銀を含むため、廃棄時の環境負荷が懸念されることに加え、ＬＥＤは半導体を使った全く新しいタイプの固体光源であり、小型、長寿命、省電力、水銀レス、光源色や輝度の演出性、など従来にない特徴を多数もっているからである。
【０００４】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）とは、半導体のｐｎ接合に純バイアスを印加した際に注入された少数キャリアの再結合によって発光（自然発光）する素子である。発光材料は、化合物半導体であり、市販されているものは、主にIII−IV族のＧａＡｌＡｓ：赤色、ＡｌＩｎＧａＰ：黄色、ＡｌＩｎＧａＰ：橙色、ＩｎＧａＮ：緑色、ＩｎＧａＮ：青色などがある。
【０００５】
また、白色ＬＥＤには、光の３原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色のチップを備えたマルチ・チップ型と、青色あるいは紫外光を放射するＬＥＤを励起用光源として用いて、蛍光体を励起するワン・チップ型が知られている。一般に後者はエポキシ樹脂のような透明樹脂にＹＡＧのような黄色の蛍光体を分散した蛍光体含有樹脂でＬＥＤを封止成形し、ＬＥＤの紫外領域の発光を有効に黄色に変換し、元の青色との混色により白色光を得ている。これは、デバイスそのものが白色光を放射し、電流をコントロールするだけで、制御は比較的簡単で安価な白色光を得ることができるため、現在の白色ＬＥＤの主流となっている。
【０００６】
また、近年、青色ＬＥＤが開発されて光の３原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）が出揃ったことにより、白色ＬＥＤが実現し、従来の白熱電球、蛍光灯等に置き換わる次世代の省エネルギー照明光源としてＬＥＤの用途が急速に広まりつつある。ＬＥＤは素子一つ一つを見れば、指向性が強く、低駆動電流、省スペース特徴を有する反面、その素子のサイズは数ｍｍ角程度と小さいため、例えば照明装置として所望の輝度を得るためには非常に多くの素子が必要となってくる。そのために、装置として全体的にみると、発熱による素子の発光効率の低下などの問題を有している。
【特許文献１】特開平１０−１７７８０５号公報
【特許文献２】特開２００５−９６４０５号公報
【特許文献３】特開２００４−１６０９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記（１）のフィルム被覆金属板の場合、成形加工時に曲げ部等でのシワの発生、フィルムの剥がれが生じる成形加工性の問題およびフィルムが厚く、さらにフィルム貼付け工程が必要なため、トータルコストが非常に高いという問題がある。また、特に上記フィルムをＬＥＤに用いた場合、微細な気泡を多数含有するためフィルムの熱伝導性が悪く、厚みも厚いため熱がこもり易いという問題がある。つまり、熱が反射板にこもるとＬＥＤの封止樹脂の劣化が促進されＬＥＤの長所である長寿命が阻害されＬＥＤ用反射板として適さない。
【０００８】
前記（２）の塗装金属板の場合、比較的低コストの反射板を提供できるものの、ベース樹脂に関する記載が十分でなく、ＬＥＤ用反射板として実施した場合、穴あけや曲げなどの成形加工時に塗膜の割れや剥離が発生したり、塗膜に傷が入り加工上の問題があり、また、含有する白色顔料微粒子によっては塗膜の熱伝導性が悪くフィルム同様に封止樹脂の劣化が促進されＬＥＤの長所である長寿命が阻害されＬＥＤ用反射板として適さない。
【０００９】
前記（３）の樹脂被覆金属板の場合、白色皮膜が赤外線に対して高い吸収性を持ち、この吸収した赤外線による熱を金属板を介して反対面の塗膜から熱放射し放熱性を向上するものであるが、樹脂皮膜は本来熱伝導性が金属と比較すると非常に劣るため、白色皮膜内部の熱を速やかに金属板へ伝えることができず、熱が反射板にこもるとＬＥＤの封止樹脂の劣化が促進されＬＥＤの長所である長寿命が阻害されＬＥＤ用反射板として適さない。
【００１０】
さらに、前記（３）の樹脂被覆金属板の場合は、ベース樹脂の分子量の上限を設けることにより、皮膜の架橋密度が高くなり、その結果皮膜が硬くなり耐疵付き性が向上すると記載されている。しかし、架橋密度は分子量の大きさにより主に決定されるわけではなく、反応点（架橋剤と反応するベース樹脂の官能基数）などによっても大きく左右され、分子量のみの制限では塗膜硬さなどの制御は十分でなく、ＬＥＤ用反射板として使用するための穴あけや曲げなどの成形加工時に塗膜の割れや剥離が発生したり、塗膜に傷が入る場合があり加工上の問題があり、ＬＥＤ用反射板として適さない。
【００１１】
したがって、ＬＥＤ用として低コストで加工性と放熱性（ここでは熱伝導性）の良い反射板が強く求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このようなことから、本発明者らは金属板上に化成皮膜を設け、従来詳細な検討のされていない熱硬化性樹脂皮膜の架橋密度及び含有する白色顔料微粒子の熱伝導率に着目することにより加工性と放熱性を向上し得ることを見出し、さらに研究を重ねて本発明を完成させるに至った。
【００１３】
すなわち請求項１記載の発明は、両面に化成皮膜を有する金属板の少なくとも一方の面の化成皮膜上に、熱硬化性白色樹脂皮膜を形成し、該熱硬化性白色樹脂皮膜の架橋密度が０．５〜２．５×１０−３ｍｏｌ／ｃｃであり、さらに該熱硬化性白色樹脂皮膜に対して白色顔料微粒子を１０〜４０vol％含有させたことを特徴とするＬＥＤ用塗装金属板である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記白色顔料微粒子の熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用塗装金属板である。
【００１５】
請求項３記載の発明は、前記熱硬化性白色樹脂皮膜がポリエチレンワックス，カルナウバワックス，マイクロクリスタリンワックスの少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１及び２記載のＬＥＤ用塗装金属板である。
【００１６】
請求項４記載の発明は、前記熱硬化性白色樹脂皮膜は励起スペクトルのピークが４６０〜４８０ｎｍである蛍光物質を含有することを特徴とする請求項１〜３記載のＬＥＤ用塗装金属板である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の塗装金属板は、良好な加工性と放熱性を有し、特にＬＥＤ光源を用いた液晶ディスプレイや照明などのＬＥＤ用反射板として好適に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明において、基材の金属板は特に限定されるものでなく、例えばアルミニウム板、ステンレス鋼板、低炭素鋼、高炭素鋼、高張力鋼板等に使用される低合金鋼からなる鋼板、あるいは、これらの鋼板を母材としてその表面にめっきを施しためっき鋼板などが用いられる。特に、照明装置や反射部材を形成・保持するに足る強度を有し、また絞り加工、曲げ加工時において充分な成形加工性を有し、かつ内部で発生した熱をより速やかに外部に発散させることができる熱伝導性に優れる１０００系、３０００系、５０００系のアルミニウム板が好ましい。
【００１９】
前記アルミニウム材上に設ける化成皮膜は、塗布型と反応型があり、特に制限されないが、アルミニウムと樹脂皮膜の両方に密着性が良好な反応型化成皮膜が用いられる。反応型化成皮膜とは、具体的にはリン酸クロメート、クロム酸クロメート、リン酸ジルコニウム、リン酸チタニウムなどの処理液で形成される皮膜である。特にリン酸クロメート処理皮膜が、コスト、汎用性の点で好ましい。
【００２０】
前記化成皮膜上に設ける熱硬化性白色樹脂皮膜は、架橋密度が０．５〜２．５×１０−３ｍｏｌ／ｃｃとする。架橋密度が０．５×１０−３ｍｏｌ／ｃｃ未満では、塗膜の架橋程度が粗であり、塗膜は変形しやすいが弱くなり加工時に塗膜が割れたり、剥離しやすく加工性が劣る。架橋密度が２．５×１０−３ｍｏｌ／ｃｃを超える場合、塗膜の架橋程度が密で傷は入りにくいが塗膜が変形しにくいため割れやすく加工性が劣る。なお、架橋密度はＴ：平衡貯蔵弾性率での絶対温度とＥ´：平衡貯蔵弾性率の測定値から次式のゴム弾性の式を用いて算出される。
ｎ＝Ｅ´／３ＲＴ
ｎ  ：架橋密度（ｍｏｌ／ｃｃ）
Ｒ  ：ガス定数（８．３１４×１０７、ｅｒｇ．ｄｅｇ／ｍｏｌ）
Ｔ  ：平衡貯蔵弾性率での絶対温度（°Ｋ）
Ｅ´：平衡貯蔵弾性率（ｄｙｎｅ／ｃｍ２）
架橋点間の分子量が小さい、また架橋点の数が多い場合、平衡貯蔵弾性率は高くなり、架橋密度が高いと言える。
【００２１】
したがって、この塗膜単体の架橋密度は、使用する樹脂の分子量、官能基の種類・量、含有させる架橋剤の種類・量、触媒の量、焼付条件等の組合せにより達成する。つまり、使用する樹脂の分子量が大きいと架橋密度は低く、ベース樹脂や架橋剤の官能基の数が多い（架橋点が多くなる）又は焼付温度が高い（架橋が進み架橋点が多くなる）と架橋密度は高くなる。
【００２２】
前記熱硬化性白色樹脂皮膜に使用する熱硬化性樹脂及び架橋剤は結果として前記架橋密度を満足するものであれば特に制限されない。例えばフッ素系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂などの１種または２種以上が用いられる。また、前記樹脂の官能基と反応し塗料を硬化させる機能を有する架橋剤についても特に制限されない。例えば、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ブロック化イソシアネートなどの１種または２種以上が用いられる。
【００２３】
前記熱硬化性白色樹脂皮膜は白色顔料微粒子を含有する。本発明における白色顔料微粒子は熱硬化性樹脂皮膜を白色にするものであれば特に限定されず、例えば中空ガラスビーズ、白色有機樹脂微粒子、アルミナ、シリカ、ガラス、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウムなどが挙げられる。特に好ましくは前記白色顔料微粒子の熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上のものが用いられる。熱硬化性樹脂皮膜単体の熱伝導率は約０．１Ｗ／ｍＫのため熱伝導性の良い白色顔料微粒子を添加することにより熱伝導性（放熱性）が向上する。また、前記白色顔料微粒子の含有率は、熱硬化性白色樹脂皮膜に対し、１０〜４０ｖｏｌ％である。含有率が１０ｖｏｌ％未満の場合、高熱伝導性微粒子の絶対量が少ないため熱伝導性向上が十分でない。含有率が４０ｖｏｌ％を超える場合、白色顔料微粒子が過剰で塗膜が硬く、脆くなり加工性が低下する。
【００２４】
前記白色顔料微粒子は好ましくは平均粒径が０．１〜１．０μｍである。平均粒径が０．１μｍ未満の場合、粒径が可視光線（０．３８〜０．７８μｍ）の波長よりも小さいため微粒子で可視光線が反射しにくくなり反射性が低下する。平均粒径が１．０μｍを超えると同一ｖｏｌ％の場合、可視光線を反射する粒子数が少なくなり反射性が低下する。
【００２５】
前記熱硬化性白色樹脂皮膜は、ポリエチレンワックス、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックスの少なくとも１種を含有することにより加工性が向上する。添加量としては、熱硬化性白色樹脂皮膜に対して２０ｗｔ％以下であることが好ましい。潤滑付与成分が２０ｗｔ％を超えると加工時の塗膜カスの発生や塗膜割れ等の加工性低下が起こりやすくなる。
【００２６】
前記熱硬化性白色樹脂皮膜は励起スペクトルのピークが４６０〜４８０ｎｍである蛍光物質を含有することにより反射性が向上する。現在主流となっている白色ＬＥＤは、一般にエポキシ樹脂のような透明樹脂にＹＡＧのような黄色の蛍光体を分散した蛍光体含有樹脂でＬＥＤを封止成形し、ＬＥＤの紫外領域の発光を有効に黄色に変換し、元の青色との混色により白色光を得ている。したがって、ＬＥＤ光源の場合、従来の冷陰極管タイプの蛍光灯とは異なる波長、すなわち４６０〜４８０ｎｍに強い発光ピーク（青色光）を有し、この波長で励起する蛍光物質を含有させることによりＬＥＤ光源の青色光を有効に利用することができる。
【００２７】
前記熱硬化性樹脂皮膜の膜厚は好ましくは膜厚２５〜１２０μｍである。膜厚が２５μｍ未満では皮膜の隠蔽性が不足し反射性が劣り反射板として適さない。膜厚が１２０μｍを超えると加工性が低下したり、厚みによる塗膜の熱抵抗が大きくなり放熱性が低下する。
【００２８】
また、本発明に使用する熱硬化性白色樹脂皮膜の塗料には、塗装性及びプレコート材としての一般性能を確保するために通常塗料で使用される、溶剤、レベリング剤、顔料分散剤、ワキ防止剤等を適宜使用しても良い。
【実施例】
【００２９】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。アルミニウム板（材質：ＪＩＳ  Ａ５０５２、板厚：０．６ｍｍ）に対し、市販のアルミニウム用脱脂剤にて脱脂処理を行い、水洗後、市販のリン酸クロメート処理液にて下地処理を行い、その上に有機溶剤、触媒、熱伝導率の異なる白色顔料微粒子、硬化剤としてメラミン系樹脂、ベース樹脂としてアクリル系樹脂からなるアクリル系塗料を表１に示す条件でロールコーターにより膜厚７０μｍとなるように塗装を行い、ＰＭＴ（最高到達板温度）２００℃にて焼付した。なお、こうして図１に模式的に断面図を示す塗装金属板を製造した。図中１は、熱硬化性白色樹脂皮膜、２は化成皮膜、３は金属板である。
【００３０】
【表１】
2009099336.tif 000002
【００３１】
得られた加工性と放熱性に優れた塗装金属板について下記の試験方法にて性能試験を行なった。
（反射性）
全反射率はスガ試験機社製多光源分光測色計ＭＳＣ−ＩＳ−２ＤＨ（積分球使用、拡散光照明８°方向受光）を用い、波長５５０ｎｍでのの全反射率（正反射成分を含む）を
ＢａＳＯ４白板を標準板とした時の百分率で表した。なお、照明や液晶パネルなどのＬＥＤ用反射板として用いるため、◎：全反射率が９５％以上、○：９０％以上９５％未満、△：８５％以上９０％未満、×：８５％未満、の基準で評価をした。
（加工性）
加工性は評価面を外側にして１８０度２Ｔ曲げ加工を行い、樹脂皮膜層の割れを目視で観察し、◎：塗膜の割れなし、○：軽微な塗膜の割れあり、△：小さな塗膜の割れあるが使用可能、×：大きな塗膜割れあり使用不可、の基準で評価した。
更に、割れ観察後、曲げ部にセロハンテープを密着させ、テープを急激に剥離した際の塗膜の剥れ具合を観察し、○：剥離なし、△：わずかに剥離あるが使用可能、×：剥離多くあり使用不可の基準で評価した。
（放熱性）
放熱性は下記の方法で筐体を作製し、筐体内温度を測定し、白色フィルム貼付け金属板との温度差を算出し、◎：低下温度５℃以上、○：低下温度３℃以上５℃未満、△：低下温度１℃以上３℃未満、×：低下温度１℃未満、の基準で評価した。なお、白色フィルムに対する低下温度が１℃未満の場合、熱問題が解決されないため使用不可とした。得られた加工性と放熱性に優れた塗装金属板により底面が１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、高さ２００ｍｍの筐体を作製し、ここでは一例として液晶表示装置と同様の状態とするために筐体上面のみをアクリル板とし、光源は試験時間短縮の為、白色ＬＥＤに比べ熱量が高い６０Ｗ白熱電球を使用した。作製した筐体を図２に示す。図中４は、ガラス、５は液晶、６はアクリル拡散板、７は光源（６０Ｗ白熱電球）、８は反射板、９は熱硬化性白色樹脂皮膜、１０は金属板である。この筐体に穴を空け光源として６０Ｗ白熱電球を取り付け通電し、発光・発熱させ、筐体内部の温度が定常状態となった時点における筐体内の雰囲気温度を測定した。
（潤滑性）
潤滑性は、バウデン式摩擦試験機にて摩擦係数の測定を行い、○：０．１０未満、△：０．１０以上０．３０未満であるが使用可能、×：０．３０以上で使用不可、の基準で評価した。
【００３２】
得られた性能試験結果を表１に示す。表１に示される結果から明らかなように、本発明例１〜２０は反射性、加工性、放熱性、潤滑性のいずれも良好である。一方、比較例であるＮｏ．２１〜２４は、反射性、加工性、放熱性、潤滑性のいずれかが劣り、ＬＥＤ用反射板としては不適当である。すなわち、Ｎｏ．２１は、熱硬化性樹脂の架橋密度が低いため加工性が劣る。Ｎｏ．２２は、熱硬化性樹脂の架橋密度が高いため加工性が劣る。Ｎｏ．２３は、白色顔料微粒子の含有率が少ないため反射性が劣る。Ｎｏ．２４は、白色顔料微粒子の含有率が多いため加工性が劣る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の加工性と放熱性に優れた塗装金属板を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の反射板を使用した液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    熱硬化性白色樹脂皮膜
２    化成皮膜
３    金属板
４    ガラス
５    液晶
６    アクリル拡散板
７    光源（６０Ｗ白熱電球）
８    反射板
９    熱硬化性白色樹脂皮膜
１０  金属板
【図１】
2009099336.tif 000003
【図２】
2009099336.tif 000004