CN102844471B

CN102844471B - 壳体用高光泽铝涂装材料及其制造方法

Info

Publication number: CN102844471B
Application number: CN201080061953.9A
Authority: CN
Inventors: 米光诚; 细见和弘
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: TW201126027A; CN102844471A; JP2011149038A; WO2011089738A1; TWI468558B; JP4669906B1

Abstract

本发明为一种具有由铝合金构成的基材(2)和在该基材表面形成的涂膜(3)的壳体用高光泽铝涂装材料(1)及其制造方法。在壳体用高光泽铝涂装材料(1)中，在表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的基材(2)上通过电泳涂装形成有涂膜(3)。在其制造时，进行基材制作工序和电泳涂装工序。在基材制作工序中，通过利用轧制的复制、化学抛光、电解抛光、或机械抛光的任一种，制作由表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的铝合金构成的基材(2)。在电泳涂装工序中，在基材(2)的表面通过电泳涂装形成涂膜(3)。

Description

壳体用高光泽铝涂装材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子设备等的壳体使用的铝涂装材料及其制造方法。

背景技术

个人电脑、手机等电子设备具备容纳电子部件的金属制的壳体。对壳体要求高强度，并且要求可以使内部容纳的电子部件产生的热高效地散发的优异的散热性。另外，对手机或笔记本电脑等携带用的电子设备用的壳体要求轻量性。因而，由金属中轻量且传热性优异的铝合金材料构成的壳体备受关注。

另外，壳体是用户直接看到并触摸的部件。以往，壳体所使用的铝合金材料为了避免被手触摸时残留指纹，使用采用喷丸等将表面粗糙化为柚子皮状后实施铝阳极化处理(アルマイト(注册商标))的材料。

但是，近年来，表面光滑且具有光泽感的壳体的具有高级感的图案性备受关注。

具有光泽感的铝材可以通过轧制来制造。具体地说，已开发了例如在最终的轧制加工中使用镜面辊作为轧辊，并且使表面形成有粘接层的粘接辊与镜面辊或铝材接触进行轧制加工而获得高光泽的铝材的方法(参照引用文献1)。在这种方法中，能够进行利用硬质、和铝的亲和性弱且无方向性的镜面辊的轧制，进而可利用粘接辊除去异物。因此，能够制造无方向性的高光泽的铝材。

另外，已开发了进行冷轧时，通过使用粗糙度逐渐减小的辊并且在加工途中实施湿度调节处理而获得高光泽的铝材的方法(参照专利文献2)。

另外，已开发了表面的平均粗糙度Ra为0.20～0.60μm、凹凸的平均间隔Rsm为0.030mm以上，峰计数Pc(±0.05μm)为250个/cm以下，且表面分布的0.5～30μm大小的油坑为5×10³个/mm²以下的高光泽铝板(参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平2-41705号公报

专利文献2：特开平2-217448号公报

专利文献3：特开2002-143904号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，近年来，对壳体要求更接近镜面的非常高的光泽感，以往的铝材是不够的。

另外，对壳体要求兼备高光泽的金属的质感和色彩的图案性，需要在壳体用的铝材上通过涂装形成涂膜。以往所开发的铝材不能获得兼备足够的光泽感和色彩的壳体。

本发明是鉴于这种问题点而完成的，目的在于提供一种兼备与镜面相匹敌的高的光泽感和色彩的壳体用高光泽铝涂装材料及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的第一方面提供一种壳体用高光泽铝涂装材料，其用于电子设备的壳体，具有由铝合金构成的基材和在该基材表面形成的涂膜，其特征为，

在表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的所述基材上，通过阴离子电泳涂装形成有厚度5～50μm的所述涂膜。

本发明的第二方面提供一种壳体用高光泽铝涂装材料的制造方法，其为用于电子设备的壳体、且具有由铝合金构成的基材和在该基材表面形成的涂膜的壳体用高光泽铝涂装材料的制造方法，其特征在于，具有：

基材制作工序，通过利用轧制的复制、化学抛光、电解抛光、或机械抛光的任一种，制作由表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的铝合金构成的所述基材；和

电泳涂装工序，在所述基材的表面通过阴离子电泳涂装形成厚度5～50μm的涂膜。

发明效果

本发明的第一方面的壳体用高光泽铝涂装材料，在表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的所述基材上，通过电泳涂装形成所述涂膜。

因此，所述壳体用高光泽铝涂装材料能够兼备像镜面那样的非常高的光泽感和涂膜带来的色彩感。

即，在所述壳体用高光泽铝涂装材料中，在0.001～0.05μm这样的表面粗糙度Ra非常小、光泽感高的所述基材的表面通过电泳涂装形成有所述涂膜。因此，所述基材显示的高光泽性由于所述涂膜而几乎不被损坏。所以，所述壳体用高光泽铝涂装材料能够发挥与镜面相匹敌的高的光泽感和色彩感。

另外，由于是通过电泳涂装形成所述涂膜，因此对于如上所述具有非常小的表面粗糙度的所述基材，也能够密合性良好地形成涂膜。

在本发明的第二方面中，通过进行所述基材制作工序和所述电泳涂装工序，制造所述壳体用高光泽铝涂装材料。

在所述基材制作工序中，通过利用轧制的复制、化学抛光、电解抛光、或机械抛光的任一种，制作由表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的铝合金构成的基材。这样操作，能够获得具有像镜面那样的非常高的光泽感的基材。

在所述电泳涂装工序中，在所述基材的表面通过电泳涂装形成涂膜。由于所述涂膜是通过电泳涂装形成在所述基材的表面，因此利用所述涂膜能够防止所述基材具有的优异的光泽感被损坏。另外，对于如上所述具有非常小的表面粗糙度的所述基材，也能够密合性良好地形成所述涂膜。因此，能够制作兼备与镜面相匹敌的高的光泽感和色彩的壳体用高光泽铝涂装材料。

附图说明

图1是表示实施例涉及的壳体用高光泽铝涂装材料的截面的说明图。

具体实施方式

本发明的壳体用高光泽铝涂装材料，具有由铝合金构成的表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的基材。在此，“铝合金”的概念不仅包含含有Al和Al以外的金属元素的铝合金，而且还包含纯铝。

在所述基材的表面粗糙度Ra超过0.05μm的情况下，涂装后的光泽性有可能不充分。

另外，从光泽性的观点出发，所述表面粗糙度Ra越小越好，但Ra不足0.001μm的基材，工业上难以生产。

另外，所述基材优选由纯度99.5质量％以上的纯铝、或至少含有0.5～6质量％的Mg的铝合金构成。

在该情况下，能够进一步提高所述基材的光泽性。

另外，在采用由纯铝构成的所述基材的情况下，不仅可以通过利用轧制的复制或机械抛光，而且可以通过化学抛光或电解抛光将表面粗糙度Ra调整为0.001～0.05μm。在所述基材含有大量铝以外的杂质的情况下，有可能在制造过程中，金属间化合物在材料中大量结晶或析出，研磨时，材料中的金属间化合物溶解或脱落。其结果是，有可能产生微小的凹凸，难以使表面粗糙度充分地降低。在不需要材料自身强度的情况下，也可以采用纯度99.7质量％以上的纯铝。在该情况下，通过增大例如大型的壳体用的基材的厚度也可以确保刚性。

另外，在用于像携带用的电子设备等那样小型的壳体的情况下，优选采用如上所述由至少含有0.5～6质量％的Mg的铝合金构成的基材。Mg由于在铝中容易固溶，因而起到使固溶体硬化的作用，能够提高材料强度。具体地说，作为铝合金可以采用例如AA5252、或AA5657。

在Mg的含量不足0.5质量％的情况下，有可能不能充分获得材料强度的提高效果。另一方面，在Mg的含量超过6质量％的情况下，有可能在铸造时生成粗大的Al-Mg-Si系结晶物，基材的表面光泽劣化。更优选Mg含量为0.5～3质量％。

所述基材的厚度优选为0.1～2mm。

在基材的厚度不足0.1mm的情况下，作为壳体用有可能难以发挥足够的强度。另一方面，在基材的厚度超过2mm的情况下，有可能损坏成形性。更优选所述基材的厚度为0.3～1mm。

所述涂膜通过电泳涂装来形成。

作为所述电泳涂装，可以采用阳离子电泳涂装或阴离子电泳涂装。

优选阴离子电泳涂装。在该情况下，涂料的附着均匀性(付きまわり)良好，能够获得鲜明且多种的色调。

所述涂膜的厚度优选5～50μm。

在涂膜的厚度不足5μm的情况下，难以获得涂膜产生的表面保护效果，耐损伤性有可能劣化。另一方面，在涂膜的厚度超过50μm的情况下，光泽性有可能降低。更优选所述涂膜的厚度为10～20μm。

所述壳体用高光泽铝涂装材料可以通过进行基材制作工序和电泳涂装工序来制造。

在所述基材制作工序中，通过利用轧制的复制、化学抛光、电解抛光、或者机械抛光的任一种，制作由表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的铝合金构成的基材。

所述基材的表面粗糙度Ra的数值范围的临界意义如上所述。

在通过利用轧制的复制制作所述基材的情况下，轧辊的最终加工优选通过薄膜研磨及/或接触辊研磨进行。对于利用磨石的研磨，由于辊自身的粗糙度难以将基材的表面粗糙度Ra控制在如上所述的小的值。

另外，最终精轧优选不使用轧制油、且在干燥的状态下进行。在使用了轧制油的情况下，在精轧后的基材的表面产生油坑，有可能造成表面粗糙度增大。

另外，化学抛光中，可以采用使用硝酸的磷酸-硝酸法及Kaiser法、或使用硫酸的Alupol法等。

另外，在电解抛光中，可以采用Erftwerk法或Aluflex法。

另外，机械抛光可以通过使用由金刚石、CBN(立方晶氮化硼)、碳化硅、氧化铝等构成的平均粒径0.01～5μm的研磨微粉的湿式研磨进行。

作为所述基材，优选采用由纯度99.5质量％以上的纯铝、或至少含有0.5～6质量％的Mg的铝合金构成的基材。

在这种情况下，能够进一步提高所述基材的光泽性。

作为所述基材，优选采用厚度0.1～2mm的材料。在这种情况下，能够获得兼备优异的强度及成形性的壳体用高光泽铝涂装材料。

接着，在所述电泳涂装工序中，在所述基材的表面通过电泳涂装形成涂膜。

在电泳涂装中，可以使用例如含有颜料、水溶性树脂、固化剂、及水等的电泳涂料。

在电泳涂装中，如上所述，可以采用阳离子电泳涂装或阴离子电泳涂装，优选阴离子电泳涂装。

在阴离子电泳涂装中，例如在电泳槽内将基材浸渍于电泳涂料中，将基材作为阳极、将设置在电泳槽内的极板作为阴极，使电流在电极间流过，由此能够使涂膜在基材的表面析出。

另一方面，在阳离子电泳涂装中，调换基材和极板的电极，将基材作为阴极，将极板作为阳极，使电流在电极间流过，由此能够使涂膜在基材的表面析出。

在所述电泳涂装工序中，优选以厚度5～50μm形成所述涂膜。关于所述涂膜的厚度的临界意义如上所述。更优选10～20μm。

所述壳体用高光泽铝涂装材料能够用于个人电脑及手机等电子设备的壳体。

所述壳体用高光泽铝涂装材料不仅显示出兼备与镜面相匹敌的高的光泽感和色彩这样的优异的图案性，而且可以发挥能以优异的散热性散发由内装的电子部件产生的热的这样的优异的特征。

实施例

(实施例1)

接着，用图1对本发明的壳体用高光泽铝涂装材料的实施例进行说明。

如图1所示，本发明的实施例的壳体用高光泽铝涂装材料1，具有由铝合金构成的基材2和在该基材表面形成的涂膜3。在壳体用高光泽铝涂装材料1中，通过电泳涂装在表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的基材2上形成涂膜3。

在本例中，采用由JISA1070(纯度99.7％)的纯铝构成的调质H18的铝板材作为基材2。板厚为0.3mm。

另外，涂膜3通过阴离子电泳涂装来形成，呈红色。涂膜的膜厚为15μm。

另外，本发明的实施例的壳体用高光泽铝涂装材料1，通过进行基材制作工序和电泳涂装工序进行制作。

在基材制作工序中，通过利用轧制的复制，制作由表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的铝合金构成的基材2。

在电泳涂装工序中，通过电泳涂装在基材2的表面形成涂膜3。

下面，对本例的壳体用高光泽铝涂装材料的制造方法详细地进行说明。

首先，制作由JISA1070(纯度99.7％)的纯铝构成的调质H18的铝板材(板厚0.3mm)作为基材2。

对铝板材不使用轧制油进行最终冷轧，通过无润滑轧制进行制作。在本例中，通过接触辊研磨进行精加工。

接着，准备含有作为水溶性树脂的水溶性丙烯酸树脂和作为固化剂的三聚氰胺树脂和水等的红色用的阴离子电泳涂料(固体成分：10质量％)。接着，在电泳槽中将基材浸渍于阴离子电泳涂料中，进行阴离子电泳涂装。电泳涂装在电泳液温度：25℃、涂装电压：100V、干燥膜厚：15μm、烘烤固化条件：180℃×30分钟这样的条件下进行。

通过这样操作，如图1所示，制作了具有由铝合金构成的基材2和在该基材表面形成的涂膜3的壳体用高光泽铝涂装材料1。

在本例中，在基材制作工序中制作了表面粗糙度Ra不同的五种基材2，在这些基材2的表面通过电泳涂装制作涂膜3，从而制作了五种铝涂装材料1(试样E1～试样E3、试样C1、及试样C2)。

对于各试样，将涂膜的厚度、电泳涂装前的基材的表面粗糙度Ra、及电泳涂装后的表面粗糙度Ra表示于后述的表1。作为表面粗糙度Ra，使用按照JISB0651的触针式表面粗糙度测定仪，测定JISB0601中的平均粗糙度Ra。

另外，在本例中，制作了与试样E1～试样E3相比改变了涂膜的膜厚的两种铝涂装材料(试样E4及试样E5)。试样E4及试样E5是对与试样E2同样的表面粗糙度Ra 0.01的基材，通过电泳涂装分别以47μm及58μm的厚度(干燥膜厚)形成涂膜。除变更了厚度这一点以外，与所述的试样E1～试样E3同样地操作来进行制作。

另外，作为比较用，制作了代替电泳涂装而通过烘烤形成涂膜的铝涂装材料(试样C3)。试样C3是通过对与试样E2同样的表面粗糙度Ra 0.01的基材，将聚乙烯树脂为树脂成分的涂料在温度200℃下烘烤30分钟而进行制作。干燥后的涂膜的膜厚设定为15μm。

接着，对各试样(试样E1～试样E5、及试样C1～试样C3)，为了评价其光泽性而测定了正反射率。

对于涂装后的各试样，按照JISZ8741测定其正反射率。将其结果示于表1。

[表1]

如从表1明了的那样，试样E1～试样E5为呈现由涂膜产生的红色的色彩、且显示75％以上这样非常高的正反射率、兼备与镜面相匹敌的高的光泽感和色彩的图案性优异的材料。与此相对，表面粗糙度大的试样C1及试样C2，正反射率不充分、光泽感不够。另外，不是通过电泳涂装而是通过烘烤形成涂膜的试样C3，涂装后表面粗糙度Ra明显变大，正反射率不充分。

因此，通过在表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的基材上，利用电泳涂装形成涂膜，能够获得兼备与镜面相匹敌的高的光泽感和色彩的图案性优异的壳体用高光泽铝涂装材料(试样E1～试样E5)。

另外，由表1的试样E2、试样E4、及试样E5的结果可知，当增大涂膜的膜厚时，存在正反射率降低的倾向。因此，为了维持足够高的光泽感，优选使涂膜的厚度为50μm以下，更优选20μm以下。

本例的壳体用高光泽铝涂装材料能够用于个人电脑及手机等电子设备的壳体。

Claims

1.一种用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料，具有由铝合金构成的基材和在该基材表面形成的涂膜，其特征在于，

2.权利要求1所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料，其特征在于，所述基材由纯度99.5质量％以上的纯铝或至少含有0.5～6质量％的Mg的铝合金构成。

3.权利要求1或2所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料，其特征在于，所述基材的厚度为0.1～2mm。

4.权利要求1或2所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料，其特征在于，所述涂膜含有颜料。

5.权利要求3所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料，其特征在于，所述涂膜含有颜料。

6.权利要求1所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料的制造方法，其特征在于，具有：

基材制作工序，通过利用轧制的复制、化学抛光、电解抛光、或机械抛光的任一种，制作表面粗糙度Ra为0.001～0.05μm的由铝合金构成的所述基材；和

7.权利要求6所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料的制造方法，其特征在于，采用由纯度99.5质量％以上的纯铝或至少含有0.5～6质量％的Mg的铝合金构成的基材作为所述基材。

8.权利要求6或7所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料的制造方法，其特征在于，采用厚度0.1～2mm的基材作为所述基材。

9.权利要求6或7所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料的制造方法，其特征在于，在所述电泳涂装工序中，使用含有颜料的电泳涂料。

10.权利要求8所述的用于电子设备的壳体的高光泽铝涂装材料的制造方法，其特征在于，在所述电泳涂装工序中，使用含有颜料的电泳涂料。