CN1819917A - 涂布树脂的金属片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用在电子装置组件中的涂布树脂的金属片,通过在金属片的至少一个表面上以3~50μm的厚度涂布含有20质量%~60质量%的磁性涂布膜,可以提供优异的微波吸收性和可加工性,任选地,也具有有利的散热性;散热性和自冷却性;抗划痕性和抗指印性;和导电性,作为电子装置的外壳的构成材料是特别有用的。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有优异的微波吸收性和可加工性的涂布树脂的金属片,例如用作外壳的构成材料,特别是在电子、电力和光学装置(此后有时用电子装置来典型地代表)外壳的构成材料,更特别地,本发明涉及一种例如散热性;散热性和自冷却性;抗划痕性和抗指印性;导电性等特性改进的涂布树脂的金属片。
背景技术
随着近年来电子装置在性能上的改进和尺寸减小,需要电子装置具有不向外边泄漏微波的性能(微波屏蔽性能),电子装置的设计者怎样实现这样的性能是重要的课题。当电子装置泄漏微波增加时,会导致位于该电子装置附近的精密设备等的错误操作。从这种角度看,已经将30MHz~1GHz波长区域的微波泄漏调整在VCCI标准内,该标准在日本被作为调整电子装置的不需要辐射的水平的自愿调整标准。
另一方面,也需要电子装置具有良好的散热性,为了改进散热性,在电子装置的外壳布置具有排出孔的结构是有效的(如后面详细描述的)。但是,从微波屏蔽性的角度,不优选该结构,排出孔的出现相反会形成泄漏微波的地方。也就是说,从微波屏蔽性的角度看,在电子装置的外壳中布置改进散热性的结构产生了负影响,从结构的观点看,散热性和微波屏蔽性相互矛盾。
如上述,由于电子装置的该结构具有上述限制,所以已经提出了一种从另一个方面改进微波屏蔽性的技术。例如,注意到“微波不仅通过排出孔或布线孔泄漏,而且通过钢片之间的缝隙泄漏”和从“使用具有优异导电性的钢片可以降低微波泄漏,这是由于这将降低钢片相互之间的缝隙”的角度看,例如镀锌钢片等具有优异的导电性的材料已经用作电子装置外壳的材料。但是,这种方法仅能降低微波从钢片之间的缝隙泄漏,不能防止微波从排出孔或接线孔泄漏,所以不能得到良好的微波屏蔽性。
另一方面,已经提出了一种技术,将具有微波吸收性的片或带附加在外壳的微波产生源或缝隙上,从而降低微波的泄漏。例如,日本特开第2000-200900号公报提出一种将包含铁基合金的软磁粉分散在橡胶或树脂中的微波吸收剂,所述铁基合金含有约5%~35%的Cr。另外,日本特开第2002-111276号公报提出一种将软磁性金属粉分散在包含热固性树脂的绝缘片中的微波吸收剂。从微波吸收性的角度看,上述技术是优异的。
但是,在上述两篇文献中,为了获得微波吸收性,需要将相当大量的磁粉(10体积%或大于10体积%)混合在树脂中,这增加了膜厚度(例如1mm或大于1mm),难以进行压力加工,因此它们涉及这样的问题:它们仅适用于一些受限制的部位,例如在微波产生源的表面上或电子装置的缝隙上。
另一方面,日本特开第2001-274587号公报提出一种微波吸收剂,将不锈钢碎片混合和分散在包含合成树脂材料的基材中形成微波吸收层,将该微波吸收层叠加在包含金属的微波反射层上形成所述微波吸收剂。提出该技术是为了获得较高频率(1GHz或高于1GHz)的微波的吸收,象上述的每个文献,也需要将相当大量的磁粉混合在微波吸收层中,其厚度增加(约1.5~3.5mm),产生可加工性的问题,难以用作需要例如弯曲等苛刻加工的电子装置外壳所使用的构成材料。
另一方面,随着电子装置性能的新改进和尺寸的减小,电子装置底盘的内部等产生的热量增加(温度升高),造成温度升高(电子装置的温度升高)的问题。在通常气温下,电子装置的内部温度达到约40~70℃的高温,最高达到约100℃。由于这超过了IC或CPU(半导体装置)、光盘、发动机等的耐热温度,所以认为这将对稳定操作产生麻烦。当温度进一步升高时,将损坏半导体装置,造成故障,从而产生降低电子装置零件的寿命问题。
因此急切需要提供一种新的电子装置零件外壳(外壳主体、框架、屏蔽壳、液晶显示器的背板等),在满足电子装置所需要的基本性能(确保气密性或防水性和防尘性,减小尺寸和重量)下,它能降低电子装置的内部温度(散热性)。
作为用于这种应用的表面处理材料,日本特开第2002-228058号公报公开一种散热表面处理材料,基材的表面具有顶层涂布膜和底层涂布膜,底层涂布膜的发射率为70%或大于70%;日本特开第2002-226783号公报公开一种热辐射表面处理材料,基材的表面具有至少一层涂布膜,表面处理材料的发射率为60%或大于60%。由于该材料是用于例如内部产生热的家庭电子产品的外壳(盒子式的外体)或散热片,所以在使用的目的上,这些文献与本发明相同,但是,从改进散热性的基本思想的角度看,它们是不同的,使用的具体方法也是不同的。
也就是说,上述文献提供一种表面具有高发射率的表面处理材料,理念是“必须改进散热片(表面)的热辐射性能,以热源→导热元件→散热片的路线传播内部产生的热,从散热片迅速辐射热”,但是根本没有考虑表面处理材料背面的发射率。换句话说,上述文献中的思想“使电子装置内的热源(热产生体)接触表面处理材料,以热传导的方式将热源发射的热量吸收到表面处理材料(其背面上)上,然后经热辐射消散该热量(从表面处理材料的表面)(热传导→辐射)”。这不同于本发明的“经背面的散热性涂布膜吸收电子装置内的热源(热产生体)发射的热,从表面的涂布膜辐射出该热(辐射→辐射)”(将在后面描述)的基本思想。实际上,由于增加表面发射率的方法仅公开于文献的表面处理材料,不是用来增加背面的吸收率,背面不涂布(没有涂布膜),根本没有公开本发明的将散热性涂布膜应用到背面的构成或通过在背面上形成涂布膜确保预定吸收率。
另外,日本特开第3-120378号公报公开一种制备用于热装置零件的远红外线辐射片的方法(用具有远红外线特性的陶瓷层形成基材)。但是,日本特开2001-274587号公报的远红外线辐射片用在约200~300℃的非常高的温度下需要热辐射性能的热装置(典型地,如炉子等)领域中,它根本不是特别地用作内部温度约为40~70℃和最高约100℃的电子装置材料,如本发明的涂布材料。因此,从应用的目的(用途)的角度看,它们两个发明相互不相同。另外,这些文献根本没有公开本发明的内在技术思想,电子装置产生的热吸收到“基材的背面”上,从“基材的表面”辐射出去。
除了上述散热性,还需要电子装置的外壳具有抑制外壳本身的温度增加的功能,因为这能防止用户在操作电子装置时接触外壳和被烫伤的危险,提供一种安全产品。“抑制电子装置外壳本身的温升的性能”在本发明中被特别地称为“自冷却性”,目的是与上述的“散热性”区分开。为了得到这两种性能都优异的外壳,使用上述散热对策(附加例如散热片或热管等散热零件的方法、给金属片打孔和附加鼓风机的方法等)也产生类似的问题。因此,还强烈需要提供一种具有这两种性能的外壳。
另外,除了上述性能,从导电性的角度考虑,还要求电子装置的外壳具有优异的导电性。但是,由于黑色涂布膜的厚度过分地大,所以目前使用的黑色涂布钢片(涂布黑色涂布层的钢片)存在电阻增加的问题,特别地,它用于电子装置时不能有效地接地。
另外,还需要电子装置的外壳具有抗划痕性。例如,黑色金属片存在这样的问题:在处理或加工时,它们容易被划痕(抗划痕的能力降低),如果留下指印,将变得明显(抗指印的能力降低)。
在它们中,为了改进“抗划痕性”,已经使用了一些对策,例如增加膜硬度或在膜中加入蜡改进膜润滑性。但是,用上述方法改进的效果受到限制,存在缺点,例如当需要苛刻加工,例如黑色金属片的弯曲时,膜硬度或润滑性不能增加得这么多。
从上面看,日本特开第2001-18322号公报公开了一种用透明涂布膜涂布的导电的表面处理的黑色金属片,是能一起解决上述问题的金属片。基于“透明涂布膜能有效地提供导电性,同时具有显著改进抗划痕性和抗指印性的作用”的认识,提交了该申请,它也可以用于需要弯曲加工的应用。但是,在随后的研究中发现,虽然透明涂布膜能改进膜的抗划痕性,但是仍然难以抑制例如由钢片的边缘等钢片本身产生的划痕。另外,由于涂布透明膜的金属片将黑色涂布膜的色调直接反射到其外观,所以划痕或指印将随颜色变得明显,形成透明涂布膜的改进效果有时不能有效地表现出来。
从上述看,为了提供能解决上述目的的新涂布膜代替该透明涂布膜,本发明人已经注意和研究了白色颜料和/或发光颜料。
上述颜料本身是已知的,白色颜料包括二氧化钛等,发光颜料(金属颜料)典型地包括珠光颜料和铝颜料等。由于这些颜料因发射的光表现出发光颜色、金属颜色或珠光颜色和提供多用途的审美优异的外观,所以它们已经用于各种用途,例如汽车、各种印刷品和办公自动化装置,但是,旨在改进抗划痕性或抗指印性而使用颜料的思想还根本没有出现过。
例如,日本特开第2002-363771、10-330657和2002-12795号公报公开了各种发光颜料/金属颜料/改性珠光颜料,但是它们仅仅是为了改进颜料的特性(发光感、反射光的量)的基本目的而提出的,它们没有教导这些颜料对抗划痕性和抗指印性提供什么效果或对含有上述颜料的树脂涂布膜的抗划痕性提供什么控制。
在上述情况下完成了本发明,本发明将提供一种电子装置组件用的涂布树脂的金属片,它能提供优异的微波吸收性和可加工性,非必要地具有有利的散热性;散热性和自冷却性;抗划痕性和抗指印性;和导电性。它作为电子装置外壳的构成材料是特别有用的。
发明内容
能达到上述目的的本发明的涂布树脂的金属片具有下列实施方案(I)~(VI)所包含的特点。
(I)具有优异的微波吸收性和可加工性的涂布树脂的金属片(此后有时称为第一涂布材料)
这是一种将含有20%~60%磁粉(在这里,如果没有指出,“%”是指“质量%”)的磁性涂布膜以3~50μm的厚度涂布在钢片的至少一个表面上的涂布片。
本发明中使用的磁粉包括软磁性铁氧体和磁性金属粉,以体积为基础,每种情况都是约10体积%。另外,构成磁性涂布膜的树脂优选为聚酯型树脂。
在本发明的涂布金属片中,在磁性涂布膜中进一步加入约20%~40%的导电添加剂,提供具有导电性的磁性涂布膜。在这种情况中,为了保持良好的导电性,膜厚度优选为3~15μm。另外,当加入导电添加剂时,导电添加剂和磁粉的总含量优选为30%~60%。
(II)具有优异的微波吸收性、可加工性和散热性的涂布树脂的金属片(此后有时称为第二涂布材料)
这是第一涂布片中满足下列(II-1)或(II-2)和满足下列(II-3)的涂布片。
(II-1)散热磁性涂布膜即具有散热性的磁性涂布膜涂布在金属片的一个表面上,1μm或大于1μm的散热性涂布膜涂布在金属片的另一个表面上,
(II-1-i)散热磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有1%或大于1%的炭黑,和
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂;或
(II-1-ii)散热磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有30%或大于30%的二氧化钛,和
不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂。
(II-2)散热磁性涂布膜即具有散热性的磁性涂布膜涂布在金属片的两个表面上,散热磁性涂布膜即具有散热性的磁性涂布膜涂布在金属片的一个表面上,1μm或大于1μm的散热性涂布膜涂布在金属片的另一个表面上,
(II-2-i)至少一个散热磁性涂布膜含有1%或大于1%的炭黑(优选平均粒径:5~100nm),
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂;或
(II-2-ii)至少一个散热磁性涂布膜含有30%或大于30%的二氧化钛,不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂。
(II-3)当涂布树脂的金属材料加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率满足下式(1)。
a×b≥0.42 式(1)
a:涂布树脂的金属片的一个表面上的积分红外线发射率,
b:涂布树脂的金属片的另一个表面上的积分红外线发射率。
(III)具有优异的微波吸收性、可加工性、散热性和自冷却性的涂布树脂的金属片(此后有时称为第三涂布材料)
这是第一涂布片中满足下列(III-1)或(III-2)和满足下列(III-3)的涂布片。
(III-1)磁性涂布膜涂布在金属片的第一表面上,散热性涂布膜以1μm或大于1μm的厚度涂布在第一表面相反侧的第二表面上,
散热性涂布膜含有1%或大于1%的散热添加剂,和
磁性涂布膜选择性地进一步含有1%或大于1%的散热添加剂。
(III-2)磁性涂布膜涂布在金属片的两个表面上,
金属片的第一表面上的磁性涂布膜选择性地含有1%或大于1%的散热添加剂,和
第一表面相反侧的第二表面上的磁性涂布膜含有1%或大于1%的散热添加剂。
(III-3)当涂布树脂的金属材料加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率满足下式(2)和下式(3)。
b≤0.9(a-0.05) 式(2)
(a-0.05)×(b-0.05)≥0.08 式(3)
a:涂布树脂的金属片的第二表面上的积分红外线发射率,
b:涂布树脂的金属片的第一表面上的积分红外线发射率。
(IV)具有优异的微波吸收性、可加工性、抗划痕性和抗指印性的涂布树脂的金属片(此后有时称为第四涂布材料)
这是第一涂布片中满足下列(IV-1)或(IV-2)并且满足下列(IV-3)和(IV-4)的涂布片。
(IV-1)磁性涂布膜涂布在金属片的一个表面上,磁性涂布膜选择性地含有黑色添加剂,含有黑色添加剂的磁性涂布膜选择性地用含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布,和
含有黑色添加剂的黑色涂布膜和含有白色颜料和发光颜料中的至少一种的树脂涂布膜涂布在金属片的另一个表面上。
(IV-2)磁性涂布膜涂布在金属片的两个表面上,
至少一个表面上的磁性涂布膜是含有黑色添加剂的黑色磁性涂布膜,
含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布在黑色磁性涂布膜上,
含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜选择性地涂布在另一个表面上。
(IV-3)每个树脂涂布膜的膜厚度都是0.5~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料的加入量总共是1%~25%。
(IV-4)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定,含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜的颜色满足44.0~60.0的L值。
另外,对于白色颜料或发光颜料,优选氧化物系列的颜料,在这些中,最优选含有二氧化钛的那些。
(V)具有优异的微波吸收性、可加工性、散热性、抗划痕性和抗指印性的涂布树脂的金属片(此后有时称为第五涂布材料)
这是第一涂布片中满足下列(V-1)或(V-2)和满足下列(V-3)~(V-5)的涂布片。
(V-1)所述散热磁性涂布膜即具有散热性的上述磁性涂布膜涂布在金属片的一个表面上,当散热磁性涂布膜含有黑色添加剂时,选择性地涂布含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜,
散热性涂布膜和含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜以1μm或大于1μm的厚度涂布在金属片的另一个表面上,
(V-1-i)散热磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有1%或大于1%的炭黑,
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂;或
(V-1-ii)散热磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有30%或大于30%的二氧化钛,和
不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂。
(V-2)所述散热磁性涂布膜即具有散热性的磁性涂布膜涂布在金属片的两个表面上,
(V-2-i)散热磁性涂布膜的至少一个表面含有1%或大于1%的炭黑,
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂,
含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布到至少一个表面上的散热磁性涂布膜上,或
(V-2-ii)散热磁性涂布膜的至少一个表面含有30%或大于30%的二氧化钛,
不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂,
含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布到至少一个表面上的散热磁性涂布膜上。
(V-3)当涂布树脂的金属材料加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率满足下式(1)。
a×b≥0.42 式(1)
a:其表面(涂布树脂的金属片的大气侧的表面)上的积分红外线发射率,
b:其背面(涂布树脂的金属片的内侧)上的积分红外线发射率。
(V-4)每个树脂涂布膜的厚度都是0.5~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料的加入量总共是1%~25%。
(V-5)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定,含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜的色调满足44.0~60.0的L值。
(VI)具有优异的微波吸收性、可加工性、散热性、自冷却性、抗划痕性和抗指印性的涂布树脂的金属片(此后有时称为第六涂布材料)
这是第一涂布材料中满足下列(VI-1)或(VI-2)并且满足下列(VI-3)~(VI-5)的涂布片。
(VI-1)磁性涂布金属膜涂布在金属片的一个表面上,磁性涂布膜选择性地含有黑色添加剂,当磁性涂布膜含有黑色添加剂时,进一步非必要地涂布含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜,
含有1%或大于1%的黑色添加剂的1μm或大于1μm的黑色散热性涂布膜和含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布在第一表面相反侧的第二表面上。
(VI-2)磁性涂布膜涂布在金属片的两个表面上,金属片的第一表面上的磁性涂布膜是含有1%或大于1%的黑色添加剂的1μm或大于1μm的黑色散热磁性涂布膜,
第一表面相反侧的第二表面上的磁性涂布膜非必要地含有1%或大于1%的散热添加剂,
它们中至少黑色散热磁性涂布膜用含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布。
(VI-3)当涂布树脂的金属材料加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率满足下式(2)和下式(3)。
b≤0.9(a-0.05) 式(2)
(a-0.05)×(b-0.05)≥0.08 式(3)
a:涂布树脂的金属片的第二表面上的积分红外线发射率,
b:涂布树脂的金属片的第一表面上的积分红外线发射率。
(VI-4)每个树脂涂布膜的厚度都是0.5~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料的加入量总共是1%~25%。
(VI-5)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定,含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜的色调满足44.0~60.0的L值。
作为白色颜料或发光颜料,优选氧化物系列的颜料,在这些中,最推荐含有二氧化钛的那些。
所述第一至第六涂布材料是有用的,特别是作为电子装置组件的外壳。
另外,本发明还包括在封闭空间装有热产生组件的电子装置零件,其中电子装置零件全部或部分地用所述第一至第六涂布材料构成其外壁。
用上述构成,本发明提供一种涂布树脂的金属片,该涂布树脂的金属片能提供优异的微波吸收性和可加工性,任选地提供散热性;散热性和自冷却性;抗划痕性和抗指印性以及导电性,特别是作为电子装置的构成材料是有用的。
附图说明
图1是解释用本发明的涂布的金属片吸收微波的原理图。
图2是解释评价涂布金属片的微波吸收性能的方法的图。
图3是解释输入的微波在外壳的共振频率下随反射量而降低的状态的图。
图4是示意地表示测定微波吸收能力时的状态的说明图。
图5是表示本发明的第二涂布材料的优异散热性范围的图。
图6是表示本发明的第三涂布材料的自冷却性和消散性都优异的范围的图。
图7是用于测定ΔT1(散热性)和ΔT2(自冷却性)的装置示意图。
图8是表示第一涂布材料的外形的说明图。
图9是表示第二涂布材料的外形的说明图。
图10是表示第四涂布材料的外形的说明图。
图11是抗划痕性试验的示意图。
具体实施方式
如上述,本发明的涂布树脂的金属片包括下列实施方案(I)~(VI)。(I)微波吸收性和可加工性都优异的涂布树脂的金属片(第一涂布材料)(II)上述涂布材料(I)中散热性也优异的涂布树脂的金属片(第二涂布材料)
(III)上述涂布材料(I)中散热性和自冷却性也都优异的涂布树脂的金属片(第三涂布材料)
(IV)上述涂布材料(I)中抗划痕性和抗指印性也都优异的涂布树脂的金属片(第四涂布材料)
(V)上述涂布材料(I)中散热性、抗划痕性和抗指印性也都优异的涂布树脂的金属片(第五涂布材料)
(VI)上述涂布材料(I)中散热性、自冷却性、抗划痕性和抗指印性也都优异的涂布树脂的金属片(第六涂布材料)
在下面的说明中,当用本发明的涂布树脂的金属片制备电子装置时,位于大气侧的面称为表面,位于内侧的面称为背面。
首先描述上述涂布材料(I)。
(I)具有优异的微波吸收性和可加工性的涂布树脂的金属片(第一涂布材料)
本发明的第一涂布材料具有如下特点:含有20%~50%磁粉的磁性涂布膜以3~50μm的厚度涂布到金属片的背面或表面和背面上(这里的背面是指用在电子装置元件中的涂布树脂的金属片的内侧,而表面是指用在电子装置元件中的涂布树脂的金属片的大气侧)。
简要地描述达到上述构成的背景。
已经知道由电子装置产生的微波常常被钢片反射,而不是被钢片吸收。从上述的角度看,为了在不使可加工性变差下,提供微波吸收性也优异的金属片,本发明人认为,当相当薄的磁性涂布膜以需要的最小量与磁粉混合的状态至少形成到构成微波吸收外壳的涂布钢片的背面上(构成外壳的内侧面:在本说明书中称为“背面”)上,外壳内产生的微波进行多次反射,衰减,最终通过排出孔等泄漏到外壳外边。
也就是说,如图1(解释本发明的金属片吸收微波的原理图)所示,当微波产生源2出现在外壳1中时,微波产生源2产生的微波在外壳1的内表面多次反射,如箭头A1~A5所示,然后通过排出孔3等泄漏到外边(图中,符号4表示外壳之间的缝隙)。那么如果假设一次反射的衰减比例(相对于没有钢片)是2分贝,经例如5次等多次反射,将达到例如10分贝的微波屏蔽效果。与用空白钢片合金得到的效果相比,该微波衰减效果是指电场强度降低到1/3。基于上述观点,对本发明的涂布金属片都定义了各种因素。
然后描述构成第一涂布材料的各种因素。
首先描述作为所述涂布材料特征的磁性膜。
(I-1)以20%~60%包含在磁性涂布膜中的磁粉
对本发明使用的磁粉(微波吸收添加剂)没有特别的限定,典型地包括软磁性铁氧体粉末和磁性金属粉,它们可以单独地使用,或组合地使用它们中的两种或两种以上。
但是,在任何磁粉的使用中,加到磁性涂布膜中的量应该总共是20%~60%。当加入量低于20%时,难以提供微波吸收性,而如果超过60%,用于电子装置组件的涂布树脂的金属片所需要的性能(可弯曲性、膜粘附性或耐腐蚀性)将降低。尽管加入量随使用的磁粉种类或磁性涂布膜的厚度变化(将在后面描述),但是优选的加入量一般是25%或大于25%,并且为50%或低于50%,更优选30%或大于30%,并且为45%或低于45%。
在磁粉中,软磁性铁氧体粉末可包括,例如,软磁性Ni-Zn基铁氧体粉末和Mn-Zn粉末。
另外,磁性金属粉可包括,例如,坡莫合金(Ni含量为35%或大于35%的Ni-Fe基合金)和铁硅铝合金(Si-Al-Fe基合金)。典型地,可以使用下面所示实施例中描述的那些。
在上述涂布材料中,除了改进微波吸收性和可加工性,有时还需要改进导电性。在这种情况中,在上述磁粉中,磁性金属粉是特别有用的,仅将磁性金属粉加到磁性涂布膜中也可以增加导电性。这是因为作为导电添加剂有用的Ni已经包含在该磁性金属粉中。
另一方面,当使用上述磁粉中的软磁性铁氧体粉末时,单独地使用该粉末难以改进导电性。因此,当也要改进导电性时,优选不仅将软磁性铁氧体粉末而且将导电添加剂(导电填料)加到磁性涂布膜中,优选合适地控制该含量(后面将描述)。
磁性粉末的平均粒径优选为15μm或低于15μm,优选尽可能地除去较大粒径(例如20μm或大于20μm)的粉末。这将容易地形成磁性涂布膜,防止可加工性和耐腐蚀性变差。
磁性粉末的平均粒径是指50%粒径(D50),用普通的粒径分布仪测定分粒之后的磁性粉末颗粒的粒径分布,以测定结果为基础进行计算,从较小粒径侧起,50%累积值的粒径即为50%粒径(D50)。用对磁性粉末颗粒照射光产生的衍射或散射的强度图案,可以测定该粒径分布,粒径分布仪的例子包括,例如,由Nikkiso Co.生产的microtrack 9220FRA或microtrack HRA。
对于满足上述优选的平均粒径的磁粉,也可以使用商品。例如,它们可包括后面的实施例中描述的那些磁粉。(I-2)具有3~50μm厚度的磁性涂布膜
另外,在本发明中,磁性涂布膜的厚度限定在3~50μm。当膜厚度小于3μm或大于50μm时,可弯曲性、膜粘附性和耐腐蚀性变差。尽管膜厚度例如随使用的磁性粉末的种类和加入量变化,但是,优选的膜厚度一般是4μm或大于4μm,且为40μm或小于40μm,更优选5μm或大于5μm,且为30μm或小于30μm。
上述磁性膜至少形成在金属片的背面(用于电子装置组件的涂布树脂的金属片的内侧)上。这是因为电子装置隔间的内部要考虑微波屏蔽性。具体地说,如图8所示,第一涂布材料包括磁性膜涂布在后面上的方案(图8(a))和磁性膜涂布在表面和背面上的情况(图8(b))。图8中表示出了磁粉21和金属片22。
前面是关于本发明的磁性涂布膜的特征部分的说明。
从微波吸收性的角度看,对构成磁性涂布膜的树脂(基础树脂)种类没有特别的限制,可以合适地使用丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、氟树脂、硅树脂、和它们的混合树脂或衍生的改性树脂。但是,由于本发明的涂布金属片用作电子装置的外壳,考虑到所需要的特性,例如可弯曲性、膜粘附性和耐腐蚀性,所以优选聚酯树脂或改性的聚酯树脂(例如,加入环氧树脂改性不饱和聚酯树脂得到的树脂)。交联剂可以加到磁性涂布膜中。所述交联剂可包括,例如,三聚氰胺类化合物或异氰酸酯化合物,优选以0.5%~20%范围内的量加入它们中的一种或一种以上。
另一方面,当要改进涂布材料的微波吸收性时,已经知道通过提供导电性来达到微波吸收性的改进。从这种观点,将导电添加剂加到磁性涂布膜中的方法是有用的。所述导电添加剂可包括例如Ag、Zn、Fe、Ni和Cu等金属元素或例如FeP等金属化合物。在它们中,特别优选Ni。另外,虽然对其形状没有特别的限制,但是为了得到优良的导电性,推荐使用片状材料。
一般地,在磁性涂布膜中,导电添加剂的加入量优选为20%~40%,严格地说,推荐根据使用的磁粉种类等合适地控制该加入量。如上述,当该磁粉使用软磁性铁氧体粉末时,由于它本身不能提供导电性,所以优选在上述范围内以尽可能多的量加入导电添加剂(例如,25%或大于25%)。相反,当该磁粉使用磁性金属粉末时,由于它本身具有导电性,优选在上述范围(20%~40%)内以尽可能少的量加入(30%或小于30%)。
另一方面,考虑到导电添加剂会以在磁粉中的相同方式对可加工性等产生不利的影响,所以包含在磁性涂布膜中的导电添加剂和磁粉的总含量优选为60%或小于60%。
集中地考虑上述内容,当磁粉和导电添加剂都加在磁性涂布膜中时,首先当使用软磁性铁氧体粉末作磁粉时,优选铁氧体粉末的含量约为20%~40%,导电添加剂的含量为20%~40%(总共60%或小于60%),另一方面,当使用磁性金属粉末作磁粉时,优选其含量约为30%~50%,导电添加剂的含量为10%~30%(总共60%或小于60%)。
另外,对本发明使用的金属片没有特别的限制,可以使用任何已知的金属片,例如,钢片,如冷卷钢片、热卷钢片;各种板片,如电镀钢片(EG)、熔融电镀钢片(GI)、熔融电镀合金钢片(GA)、5% Al-Zn电镀的钢片、55% Al-Zn电镀的钢片和铝,和不锈钢片以及已知的金属片。
另外,为了改进耐腐蚀性和改进涂布膜的粘附性,可以对金属片进行表面处理,例如铬酸盐处理或磷酸盐处理,另一方面,从环境污染的角度,也可以使用经非铬酸盐处理的金属片,它们全部包括在本发明的范围内。
下面描述经非铬酸盐处理的金属片。
对“非铬酸盐处理”(底面处理)的方法没有特别的限定,可以使用通常使用的已知的底面处理。具体地,推荐单独地或组合地进行使用磷酸盐型、二氧化硅型、钛型或锆型化合物的底面处理。
由于当进行非铬酸盐处理时,一般使耐腐蚀性变差,所以可以在黑色涂布膜中或在底面处理时使用防锈剂。所述防锈剂包括,例如,二氧化硅(silica)型化合物、磷酸盐型化合物、亚磷酸盐型化合物、多磷酸盐型化合物、有机硫型化合物、苯并三唑、丹宁酸、钼酸盐型化合物、钨酸盐型化合物、钒型化合物和硅烷偶联剂,可以单独地或组合地使用它们。特别优选组合地使用二氧化硅化合物(例如钙离子交换的二氧化硅等)与磷酸盐型化合物、亚磷酸盐型化合物或多磷酸盐型化合物(例如三聚磷酸铝),推荐与磷酸盐型化合物、亚磷酸盐型化合物或多磷酸盐型化合物(例如三聚磷酸铝)一起,以0.5~9.5∶9.5~0.5(更优选1∶9~9∶1)范围内的质量比,使用二氧化硅型化合物(例如钙离子交换的二氧化硅等)。通过控制到上述范围来确保需要的耐腐蚀性和可加工性。
虽然使用防绣剂可以确保非铬酸盐处理的金属片的耐腐蚀性,但是另一方面,已经知道加入防绣剂使可加工性变差。因此,推荐组合地使用聚酯树脂,特别是环氧改性的聚酯树脂和/或酚类衍生物引入到骨架中的聚酯树脂,和交联剂(优选异氰酸酯树脂和/或三聚氰胺树脂,优选组合地使用它们中两种)作为形成黑色涂布膜的成分。
在它们中,与聚酯树脂相比,用环氧改性的聚酯树脂和将酚类衍生物引入到骨架中的聚酯树脂(例如将双酚A引入到骨架中的聚酯树脂)具有优异的耐腐蚀性和涂布膜粘附性。
另一方面,异氰酸酯交联剂具有改进可加工性的作用(是指对加工后的外观的改进效果,用后面描述的实施例中的粘附弯曲试验的裂纹数目评价),即使加入防绣剂,也能保证优异的可加工性。
另外,根据本发明人的研究结果发现,三聚氰胺交联剂具有优异的耐腐蚀性。因此,组合地使用前述防绣剂在本发明中可以得到优异的耐腐蚀性。
可以单独地加入异氰酸酯交联剂和三聚氰胺交联剂,但是组合地使用它们两种可以进一步改进非铬酸盐处理的金属片的可加工性和耐腐蚀性。具体地,以100质量份异氰酸酯树脂为基础,推荐混入5~80质量份的三聚氰胺树脂。当三聚氰胺低于5质量份时,不能得到需要的耐腐蚀性,而如果三聚氰胺树脂超过80质量份,不能满意地得到加入异氰酸酯树脂的效果,不能得到改进可加工性的需要效果。以100质量份异氰酸酯树脂为基础,更优选该加入量为10质量份或大于10质量份,且为40质量份或低于40质量份,进一步优选15质量份或大于15质量份,且为30质量份或低于30质量份。
下面描述本发明的第二涂布材料(上述涂布材料(1)中散热性优良的涂布树脂的金属片)和本发明的第三涂布材料(上述涂布材料(1)中散热性和自冷却性都优良的涂布树脂的金属片)。首先描述它们共同的基础思想。
为了提供在满足电子装置所需要的第一涂布材料的基本特性(在确保防水性和防尘性时确保气密性,降低尺寸和重量以及降低成本等)时能达到降低电子装置的内部温度(散热性)的用在电子装置组件中的涂布材料,本发明人进行了认真研究,特别地,主要是改进涂布材料自身的散热性。结果,已经发现,将预定的涂布膜涂布到金属片的表面和背面上可以达到预定目的。
其机理是“电子装置内的热源(热产生体)释放的热(辐射热)吸收到背面的涂布膜上(辐射),该热从散热性涂布膜辐射到表面上”,在将所谓的“热通过体系”的理念熟练地应用到电子装置组件上的方面具有最显著的特点。将“热通过体系”理念应用到电子装置组件和吸收→辐射电子装置从“金属片背面”释放到→“金属片表面”的热量得到的涂布材料目前还不是已知的,是新颖的。
在解释每种涂布材料之前,解释第二涂布材料(散热性优良的涂布材料)和第三涂布材料(散热性和自冷却性优良的涂布材料)之间的关系。
将前述“热通过”理念应用到电子装置组件,从而改进散热性,在第二涂布材料和第三涂布材料之间,该基础思想是相同的。但是,它们最终解决的问题(要解决的主要问题)以及解决该问题的技术思想和构成是不同的。也就是说,在第二涂布材料中,改进散热性(降低电子装置的内部温度)是要解决的最大问题,在“表面和背面红外线发射率的乘积优选尽可能地大”的思想下,整体地考虑到构成散热性涂布膜的表面和背面时,规定了散热性涂布膜的构成。另一方面,在第三涂布材料中,在利用上述“热通过”思想一定程度地维持散热性时,“防止涂布材料自身的温度升高”是要解决的最大课题,在“为表面和背面之间的红外线吸收发射率提供正差值,使背面的红外线发射率低于表面的红外线发射率,尽可能地增加表面的红外线发射率,从而释放涂布材料吸收的热”的思想下,单独地考虑和控制表面和背面上的涂布膜构成。在这一点上,据说它们是目标方向相互不同的发明。
也就是说,虽然第二涂布材料在散热性上是优异的,但是它在自冷却性上是低劣的。另一方面,虽然第三涂布材料具有优异的自冷却性,但是它也涉及当与第二涂布材料相比时散热性稍微低劣的问题。为了使它们之间的差别更清晰,图5表示第二涂布材料限定的区域(满足式(1)的散热性优异的区域),图6表示第三涂布材料限定的区域(在满足式(3)的散热性优异的范围和满足式(2)的自冷却性优异的范围之间的重叠部分)。涂布材料也包括相互重叠的部分(由于表面和背面的红外线发射率的乘积高,所以散热性是优异的,由于和背面相比,表面的红外线发射率较高,所以自冷却性也是优异的),该部分是散热性和自冷却性都优异的区域。
下面描述本发明的每种涂布材料。
(II)上述涂布材料(I)中散热性优异的涂布树脂的金属片(第二涂布材料)
基于上述基本思想完成了第二涂布材料,它具有满足上述(II-1)或(II-2)和满足上述(II-3)的特点,从而改进了前述第一涂布材料的散热性。
首先解释限定上述(II-1)或(II-2)的目的。
如上述,作为本发明的基本实施方案的涂布材料(第一涂布材料)需要至少在背面(用在电子装置组件中的涂布材料的内侧)具有优异的微波吸收性。因此,在第二涂布材料中,它一般分类为第一涂布材料仅在背面上形成磁性涂布膜的方案(II-1)和在表面和背面上形成磁性涂布膜的实施方案(II-2)。
另一方面,为了改进散热性,1μm或大于1μm的散热性涂布膜形成到金属片的表面和背面上,(i)炭黑加到散热性涂布膜中的至少一个上,需要不同于炭黑的散热添加剂是不含炭黑的表面,或(ii)二氧化钛加到散热性涂布膜中的至少一个上,需要不同于二氧化钛的散热添加剂加入到不含二氧化钛的表面上,从而能确保需要的散热性(上述(II-3))。
如上述,当考虑改进微波吸收性和可加工性所需要的因素和改进散热性所需要的因素时,限定了第二涂布材料。
将参照图9描述方案(II-1)或(II-2)。
(II-1)仅在金属片背面上形成满足前述因素的磁性涂布膜的方案(图9(a))
在该方案中,在背面上形成3~50μm的磁性涂布膜。因此,为了获得需要的散热性,需要在相反侧的表面上涂布1μm或大于1μm的散热性涂布膜(这样在表面和背面上都形成涂布膜),需要在每个涂布膜中都加入散热添加剂以便在表面和背面上形成散热性涂布膜(参见图9(a))。图中表示出了磁粉21、金属片22和散热添加剂23。
另外,为了确保第二涂布材料所限定的需要的散热性(参见(II-3)),需要向至少一个表面上的涂布膜中加入具有特别高的发射率的炭黑(或二氧化钛)作为散热添加剂,不同于炭黑的散热添加剂(或不同于二氧化钛的散热添加剂)加到不含炭黑的表面(或不涂布二氧化钛的表面)上。由于当将炭黑(或二氧化钛)加到两个表面时可以得到散热性进一步优异的涂布材料,所以它是非常有用的。
从前述看,上述(II-1)限定:背面的磁性涂布膜和表面的散热性涂布膜中的至少一个含有炭黑(或二氧化钛),不同于炭黑的散热添加剂(或不同于二氧化钛的散热添加剂)包含在不含炭黑的表面(或不含二氧化钛的表面)中。
下面顺序地进行解释。
(II-1-i)磁性涂布膜或散热膜中的至少一个含有1%或大于1%的炭黑,不含炭黑的表面含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂。
炭黑是一种具有优异散热性的黑色添加剂,为了得到需要的散热性,在本发明中推荐磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有炭黑。
磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个可以仅含有炭黑,但是,也可以一起使用其它黑色添加剂或不同于黑色添加剂的散热添加剂(其例子将在后面描述)。但是,为了确保需要的散热性,推荐将炭黑在黑色添加剂中的比例控制在10%或大于10%(优选30%或大于30%,更优选50%或大于50%)。由于炭黑具有比其它典型的黑色添加剂(例如氧化物添加剂)低的比重,所以甚至当以较小的质量比使用时,它也能有效地提供需要的散热效果。最优选黑色添加剂仅由炭黑组成的黑色涂布膜。
必须与涂布膜厚度关联地合适地控制包含在涂布膜中的炭黑含量,推荐加入1%或大于1%。基本地,由于随着炭黑的加入量变大,可以得到更优异的散热性,所以优选加入3%或大于3%,更优选5%或大于5%。尽管从散热性的角度对该加入量的上限没有特别的限定,但是当它超过15%时,可涂布性变差,抗划痕性等也变差。因此,当考虑可涂布性等时,以优选的顺序,其上限依次优选低于15%、13%和12%。
用下列方法测定涂布膜中炭黑的加入量。
首先,加入溶剂,加热样本(分析用的样品),分解样本中的有机物质。使用的溶剂种类随基础树脂的种类变化,根据每种树脂的溶解度,恰当地使用合适的溶剂。例如,当聚酯树脂或聚氨酯树脂作为基础树脂时,将样本加到加入氢氧化钠的甲醇溶液的容器(蛋形烧瓶)中,在70℃的水浴中加热该容器分解样本中的有机物质。
用玻璃过滤器(0.2μm的孔径)过滤分离有机物质,用燃烧红外吸收光谱测定得到的残余物中的碳,计算炭黑在涂布膜中的浓度。
另外,炭黑的平均粒径优选控制在5~100nm。当平均粒径小于5nm时,不能得到需要的散热性,另外,涂布材料的稳定性差,涂布的外观变差。另一方面,当平均粒径超过100nm时,不仅散热性降低,而且涂布后的外观变得不均匀。平均粒径优选为10nm或大于10nm,且为90nm或小于90nm,更优选为15nm或大于15nm,且为80nm或小于80nm。除了散热性外,统一地考虑涂布膜稳定性、涂布后的外观均匀性等时,炭黑的最佳平均粒径推荐为约20~40nm。
在本发明中,一些商品可以用作满足上述平均粒径的炭黑,例如推荐使用由MITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION生产的“MITSUBISHICarbon Black”(平均粒径:13~75μm)。如上述商品的小册子中所述的,用电子显微镜得到的算术平均粒径为基础,计算本发明使用的黑色添加剂的平均粒径。
另外,对于不同于上述炭黑的散热添加剂(不同于CB的散热添加剂),黑色添加剂可包括,例如,氧化物、硫化物和Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Mo、Ag和Sn的碳化物和黑色细金属粉末;不同于所述黑色添加剂的散热添加剂可包括,例如,陶瓷,如二氧化钛、氧化锆、堇青石、钛酸铝、β-锂辉石、碳化硅、硝酸铝、六方晶系硝酸硼、氧化铁、硫酸钡、二氧化硅和氧化铝;和铝粉(片状铝片)。它们可以单独地使用,或组合地使用它们中的两种或两种以上。为了确保需要的散热性,不同于炭黑的散热添加剂”的含量总共为10%或大于10%,优选20%或大于20%,更优选30%或大于30%。
在它们中,优选陶瓷,例如二氧化钛,和铝片,更优选二氧化钛。
例如,在使用二氧化钛的情况中,当含有约30%~70%的TiO2的涂布膜形成为约5~50μm时,可以得到约0.8的红外线发射率。当例如炭黑等黑色添加剂加到涂布膜中时,红外线发射率进一步增加。另外,当要提供金属外观的表面时,推荐将铝片用于表面上的涂布膜。在这种情况中,铝片的含量为5%~30%和涂布膜厚度约为5~30μm时,可以得到约0.6~0.7的红外线发射率。
一些商品可以用作能满足所述平均粒径的散热添加剂,推荐使用,例如,由TAYCA Corporation生产的TiO2(平均粒径:0.2~0.5μm)作为TiO2和由Showa Aluminum Powder K.K.生产的LB584(平均粒径:25μm)作为铝片。使用上述炭黑商品(“MITSUBISHI Carbon Black”,由MITSUBISHI Chemical Corporation生产,(平均粒径:13~75μm))的小册子中描述的电子显微镜测定出算术平均粒径,可以根据该算术平均粒径计算本发明使用的“散热添加剂”的平均粒径。
(II-1-ii)磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有30%或大于30%的氧化钛,不含有氧化钛的表面含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂。
在第二涂布材料中,可以使用二氧化钛代替炭黑。这是因为二氧化钛是高发射率紧接于炭黑的散热添加剂。
在使用氧化钛的情况中,加入量是30%或大于30%(优选40%或大于40%),不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%(优选3%或大于3%)的不同于二氧化钛的散热添加剂(上述“不同于CB的散热添加剂”,不包括二氧化钛,进一步包含炭黑)。它们的细节如上述。表面的散热性涂布膜的厚度为1μm或大于1μm。
在(II-1-i)和(II-1-ii)的每种情况中,需要表面的散热性涂布膜厚度为1μm或大于1μm。为了确保需要的散热性,确定了其下限,当厚度小于1μm时,即使当加入大量的散热添加剂时,也不能得到需要的散热性。其下限的优选顺序是3μm、5μm、7μm和10μm。
从散热性的角度看,对其上限没有特别的限定。但是,考虑到从计划用到电子装置零件的角度需要改进可加工性,特别是考虑到在弯曲加工时防止涂布膜发生破裂或剥落,推荐将其厚度控制在50μm或小于50μm(优选的顺序是45μm或小于45μm,40μm或小于40μm,35μm或小于35μm和30μm或小于30μm)。
为了进一步提供良好的可加工性和保证优异的导电性,推荐控制该厚度为12μm或小于12μm(更优选11μm或小于11μm,进一步优选10μm或小于10μm)。
从散热性的角度看,对加到表面和背面的涂布膜中的树脂种类(形成散热性涂布膜的基础树脂)没有特别的限定,合适地使用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、氟树脂、硅树脂和它们的混合树脂或衍生的改性树脂。由于本发明的涂布材料用作电子装置的外壳,所以当除了散热性外也要考虑需要改进可加工性时,所述基础树脂优选为非亲水性树脂(具体地说,满足与水的接触角为30°或大于30°(更优选50°或大于50°,进一步优选70°或大于70°)的那些)。虽然满足这样的非亲水性的树脂可以随混合或改性的程度变化,但是优选使用,例如,聚酯树脂、聚烯烃树脂、氟树脂或硅树脂,在所有这些树脂中,推荐使用聚酯树脂。
另外,除了炭黑/二氧化钛,例如防锈剂或二氧化硅等颜料也可以在不损坏本发明的效果的范围内加到涂布膜中。备选地,也可以在不损坏本发明的效果的范围内加入除上述那些外的其它散热添加剂(例如,陶瓷,如氧化锆、堇青石、钛酸铝、β-锂辉石、碳化硅、硝酸铝、六方晶系硝酸硼、氧化铁、硫酸钡、二氧化硅和氧化铝;和铝粉(片状铝片)。可以单独地使用它们,或组合地使用它们中的两种或两种以上。)。
另外,交联剂可以加到涂布膜中。本发明使用的交联剂可包括,例如,三聚氰胺化合物或异氰酸酯化合物,推荐以0.5重量%~20重量%范围内的量加入单独的交联剂或组合地加入它们中的两种或两种以上。
(II-2)满足上述因素的磁性涂布膜形成到金属片的表面和背面上的方案(图9(b))
在表面和背面上形成3~50μm的磁性涂布膜。为了得到需要的散热性,需要形成磁性涂布膜作为散热性涂布膜,为了这个目的,需要向每个涂布膜中加入散热添加剂(参见图9(b))。
具体的构成与上述第二涂布材料(II-1)的相同。
(II-3)式(1):a×b≥0.42
关系式中的a和b分别表示:当涂布在金属片表面和背面上的涂布膜的涂布材料加热到100℃时,在红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分辐射比例中,表面上的积分红外线发射率a和背面上的积分红外线发射率b。
用后面叙述的方法测定上述红外线积分发射率,分别单独地测定表面和背面上的红外线积分发射率。
上述“红外线积分发射率”,换句话说是指发射红外线(热能)的容易程度。因此,较高的红外线发射率意味着发射(吸收)的热量增加。例如,当施加给物体(本发明中的涂布材料)的热能被100%地辐射时,红外线积分发射率是1。
在本发明中,当加热到100℃时,定义“红外线积分发射率”。考虑到本发明的涂布材料应用于电子装置(虽然温度随组分变化,但是通常大气温度一般约为50~70℃,最高约为100℃),将加热温度确定为100℃,以便和实际水平的温度找平。
测定积分红外线发射率的方法描述如下。
装置:由JOEL Ltd生产的“JIR-5500 Furrier infrared photospectrometer”(红外光谱仪)和辐射测定单元“IRR-200”。
测定波长范围:4.5~15.4μm
测定温度:样本加热温度设定为100℃
累积次数:200次
分辨能力:16cm-1
使用上述装置,测定样本在红外线波长区域(4.5~15.4μm)中的光谱辐射强度(测定值)。由于样本的测定值是背景辐射强度和装置函数的叠加/附加,使用旨在修正积分发射率的发射率测定程序(由JOEL Ltd生产的发射率测定程序)计算积分发射率。计算方法的详细内容表示如下。
其中,
ε(λ):样本在波长λ处的光谱发射率(%)
E(T):样本在温度T(℃)下积分发射率(%)
M(λ,T):样本在波长λ和温度T(℃)下光谱辐射强度(测定值)
A(λ):装置函数
KFB(λ):在波长λ处固定背景的光谱辐射强度(背景不随样本变化)
KTB(λ,TTB):在波长λ和温度TTB(℃)下,捕获黑体的光谱辐射强度
KB(λ,T):在波长λ和温度T(℃)下,黑体的光谱辐射强度(根据普朗克理论式的计算值)
λ1,λ2:积分的波长范围。
以两个黑体炉(80℃,160℃)的光谱辐射强度的测定值和黑体在该温度区域中的光谱辐射强度(根据普朗克理论式的计算值)为基础,根据下式计算A(λ:装置函数)和KFB(λ:固定背景的光谱辐射强度)。
其中,
M160℃(λ,160℃)是指:黑体炉在160℃下在波长λ处的光谱辐射强度(测定值)
M80℃(λ,80℃)是指:黑体炉在80℃下在波长λ处的光谱辐射强度(测定值)
K160℃(λ,160℃)是指:黑体炉在160℃下在波长λ处的光谱辐射强度(根据普朗克理论式的计算值),和
K80℃(λ,80℃)是指:黑体炉在80℃下在波长λ处的光谱辐射强度(根据普朗克理论式的计算值)。
在计算积分发射率E(T=100℃)时,因为在测定时水冷却捕获黑体布置在样本周围,所以要考虑KTB(λ,TTB)。通过提供捕获黑体,波动的背景辐射的光谱辐射强度可以控制到较低(波动的背景辐射是指随样本波动的背景辐射。由于样本周围的辐射被样本表面反射,所以样本的光谱辐射强度的测定值表现为加上背景辐射的值)。对于捕获黑体,使用发射率为0.96的假黑体,KTB((λ,TTB):捕获黑体在温度TTB(℃)下在波长λ处的光谱辐射强度)计算如下。
KTB((λ,TTB)=0.96×KB(λ,TTB)
其中,KB(λ,TTB)是指黑体在温度TTB(℃)下在波长λ处的光谱辐射强度。
本发明的第二涂布材料满足上述测定的红外线(波长4.5~15.4μm)积分发射率(E(T=100℃)),上述a和b的乘积(a×b)是0.42或大于0.42(式(1))。“a×b”的计算值(涂布材料发射红外线的积分发射率的乘积)用作表示涂布材料自身的散热效果的指数,由于满足上述式子的涂布材料在所述波长区域中能平均地提供高辐射性能,第一涂布材料的散热性的目标水平定义为“a×b≥0.42”。随着“a×b”的值(1为最大值)接近1,该值越大提供越优异的散热性,其优选顺序为0.49或大于0.49,0.56或大于0.56,0.61或大于0.61,0.64或大于0.64,0.72或大于0.72。
在第二涂布材料中,对表面的红外线发射率和背面的红外线发射率之间的关系没有特别的限定,只要能满足散热性的目标水平就可以,它包括两种方案,一种方案是表面和背面之间的红外线发射率不同,另一个方案是两个表面具有相同的发射率。另一方面,本发明的第三涂布材料除了散热性外具有改进自冷却性的基本目标,它仅仅定义为表面的红外线发射率比背面的发射率高的涂布材料,它们是不同的(详细内容将在第三涂布材料的章节中描述)。
具体地,只要满足上述式(1)“a×b≥0.42”所定义的散热性,表面/背面可以具有任意的红外线发射率。但是,由于红外线发射率的最大值是1,所以需要至少一个表面的红外线发射率是0.42或大于0.42来满足式(1);至少一个表面的红外线发射率是0.56或大于0.56来满足a×b≥0.56;至少一个表面的红外线发射率是0.64或大于0.64来满足a×b≥0.64。
一个表面的红外线发射率越大,越优选,在优选方案中,至少一个表面的红外线发射率满足0.65或大于0.65。优选顺序是0.7或大于0.7,0.75或大于0.75,0.8或大于0.8。进一步优选两个表面具有0.65或大于0.65的红外线发射率的涂布材料。
另外,在第二涂布材料中,优选在红外线(波长4.5~15.4μm)的任意波长区域中,光谱发射率的最大值A和最小值B之间的差(A-B)为0.35或小于0.35。“A-B”表示在红外线波长区域中发射率的变化范围,“A-B≤0.35”表示在红外线波长区域的任何地方都可以提供稳定的高的辐射性能。因此,能满足上述因素的那些可以用于电子装置组件所使用的延伸范围,例如用于安装各种发射不同波长的红外线的零件的电子装置。具体地,测定上述测定的任意发射率,在所述波长区域中光谱发射率的最大值A和最小值B之间的差(A-B)计算为“发射率的变化范围”。随“A-B”的值越小,可以得到越稳定的散热性,更优选0.3或小于0.3,进一步优选0.25或小于0.25。
(III)涂布产品(I)中散热性和自冷却性更优异的涂布材料(第三涂布材料)
基于上述基本思想完成了第三涂布材料,第三涂布材料具有如下特征:在第一涂布材料中通过满足上述(III-1)或(III-2)和满足上述(III-3)来提高其散热性和自冷却性。
首先描述确定上述(III-1)和(III-2)的目的。
由于同样需要第三涂布材料具有优异的微波吸收性和可加工性作前提,所以需要至少在背面上形成磁性涂布膜,具体地,它包括两种实施方案,即一种方案是仅在背面上形成磁性涂布膜(III-1),另一种方案是在表面和背面上都形成磁性涂布膜(III-2)。
另一方面,为了改进散热性和自冷却性,需要1μm或大于1μm的散热性涂布膜形成在金属片的表面上(背面上的磁性涂布膜不总是散热性涂布膜),表面上的散热性涂布膜和背面上的磁性涂布膜含有散热添加剂,这样可以保证需要的散热性和自冷却性(参见前述(III-3))。
如上述,当考虑改进微波吸收性所需要的因素和改进散热性和自冷却性所需要的因素时,定义了第三涂布材料。
分别描述实施方案(III-1)和(III-2)。
(III-1)满足上述因素的磁性涂布膜仅形成在金属片的背面上的方案
在这个方案中,在背面上形成3~50μm的磁性涂布膜。因此,为了得到需要的散热性和自冷却性,首先需要将1μm或大于1μm的散热性涂布膜涂布到相反侧的表面上(这样在表面和背面上形成涂布膜),需要涂布膜含有散热添加剂以便至少在表面上形成散热性涂布膜。另外,为了确保需要的自冷却性,需要表面的红外线发射率比背面的高,以满足式(2)(将在后面描述),需要散热性能至少满足式(3)(将在后面描述)。
另一方面,对于背面,由于形成3~50μm的磁性膜,所以不总需要进一步加入散热添加剂,只要能得到需要的散热性就可以。这是因为仅由磁性涂布膜就可以保证一定程度的发射率。也就是说,虽然为了保证优异的自冷却性需要“表面的涂布膜”应该是散热性涂布膜,但是,“背面的涂布膜”不必是散热性涂布膜,只要能得到所需要的性能就可以。因此,第三涂布材料不包括金属片背面上没有涂布膜的“单侧涂布钢片”(由于没有涂布膜的空白片的红外线发射率约为0.04,所以不能得到需要的自冷却性)。但是,只要能满足式(2),就可以采用任何涂布膜。当散热添加剂也加到背面的磁性涂布膜中时,可以得到更优异的散热性,这是明显的事情。
在上述目的下,定义第三涂布材料(III-1)使得其表面的散热性涂布膜含有散热添加剂和背面的磁性涂布膜还含有散热添加剂。
首先,在上述方案中“表面的散热性涂布膜的厚度:1μm或大于1μm”和已在(II)详细描述的相同。
另外,使用的散热添加剂包括(II)中描述的那些散热添加剂(包括炭黑和二氧化钛)。因此,不象所述的第二涂布材料,该添加剂不限定在高发射率的炭黑或二氧化钛,但是也可以使用例如铝片等散热添加剂,只要它们能满足后面在第三涂布材料中描述的(III-3)就可以。
具体地,根据表面涂布膜合适地控制加入量和涂布膜厚度,可以在前述黑色金属片上形成背面的涂布膜。当使用黑色添加剂在背面上形成涂布膜时,只要合适地控制表面涂布膜的红外线发射率就可以保证需要的自冷却性,甚至当使用黑色添加剂在背面上形成涂布膜时,背面几乎没有散热性也是这样。
备选地,也可以使用涂布膜厚度控制在预定范围(约2.5μm或大于2.5μm)内的根本不加入该添加剂的涂布膜。这是因为仅用包含在涂布膜中的树脂就可以一定程度地得到散热性。
具体地,例如在使用非亲水性聚酯树脂作为涂布膜形成树脂的情况中,涂布膜厚度可以控制在约2.5μm或大于2.5μm。
(III-3)
当涂布树脂的金属体加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率满足下式(2)和下式(3)。
b≤0.9(a-0.05) 式(2)
(a-0.05)×(b-0.05)≥0.08 式(3)
a:表面(从涂布树脂的金属片看的大气侧)的红外线积分发射率
b:背面(涂布树脂的金属片的内侧)的红外线积分发射率
由于第三涂布材料包含上述构成,涂布材料自身的温度升高得到抑制,当使用该涂布材料作电子装置的外壳时可以给使用者提供安全的电子装置,因此即使他们接触该装置也感到“不热”。另外,由于该涂布材料也具有良好的散热性,所以具有这两种性能的电子装置组件在进一步扩展其用途时是非常有用的。
首先描述自冷却性的指标。
式(2):b≤0.9(a-0.05)
与背面相比,增加表面的红外线发射率,将涂布材料吸收的热转移到大气中,式(2)就是定义为表示该转移热的散热效果的指数,它用作抑制涂布材料自身的温度升高的“自冷却性”的指数。该式在“与金属片的背面(涂布树脂的金属片的内侧)相比,将增加红外线发射率的涂布膜涂布在金属片的表面(大气侧)上,将抑制涂布物品自身的温度升高”的思想下,给出了能保证需要的自冷却性(ΔT为0.5℃或高于0.5℃,这将在后面描述)的表面和背面的红外线发射率的关系。
在使用该涂布材料作电子装置的外壳的情况中,当外壳的内表面(背面)的红外线发射率增加时,电子装置的热源发射的红外线的吸收量增加,升高涂布材料自身的温度。另一方面,当外壳的外表面(表面)的发射率增加时,从涂布材料辐射到外部空气中的红外线的发射量增加,涂布物品的温度降低。根据本发明,基于上述发现,上述式子被确定为各种试验的结果,根据本发明,由于金属片的表面辐射的热量大于金属片背面吸收(辐照)的热量,所以可以充分地抑制涂布材料自身的温度升高。
如上述,不同散热性的涂布膜形成到金属片的表面和背面上,在一定程度维持散热性水平时抑制涂布材料的温升,这样的涂布材料到目前还不是已知的,所以认为它是新颖的。
因此,在第三涂布材料中,当a和b之间的红外线发射率之差越大时,得到越好的自冷却性。具体地,在式(2)的变形式(0.9a-b≥0.045))中,假设其左侧(0.9a-b)的计算值为Q值,优选Q值更大。其优选顺序是0.13或大于0.13,0.24或大于0.24,0.35或大于0.35,0.47或大于0.47。
式(3):(a-0.05)×(b-0.05)≥0.08
式(3)用表面和背面的红外线积分发射率的乘积规定了第三涂布材料的散热性指标,它表示左侧((a-0.05)×(b-0.05))的计算R值越大,散热性越优异。
与第二涂布材的水平(ΔT1≥2.6℃,将在后面描述)相比,第三涂布材料的散热性水平(当转换为后面描述的ΔT1时,ΔT1≥1.5℃)具有更大的允许范围。改进自冷却性是第三涂布材料的主要课题,基于只要能解决该课题,也可以包括散热性水平比第二涂布材料稍微低的实施方案,基于这种认识定义了该式子。
(IV)上述涂布材料(I)中抗划痕性和抗指印性也优异的涂布材料(第四涂布材料)
第四涂布材料具有第一涂布材料中满足上述(IV-1)或(IV-2)和满足上述(IV-3)~(IV-4)的特点,从而改进抗划痕性和抗指印性。
首先描述定义上述(IV-1)和(IV-2)的目的。
由于第四涂布材料也需要具有优异的微波吸收性和可加工性作为其前提,所以需要磁性涂布膜至少形成在背面上,具体地说,它包括两个实施方案,即一个方案(IV-1)是仅在背面上形成磁性涂布膜,另一个方案(IV-2)是在表面和背面上形成磁性涂布膜。
另一方面,为了改进黑色金属片的抗划痕性和抗指印性,需要至少表面是黑色的,含有预定白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜形成到黑色表面上。这是因为第四涂布材料将该黑色金属片应用到电子装置组件的构成材料上,树脂涂布膜涂布到需要防止表现出划痕或指印的表面上,控制该黑色金属片的颜色为使划痕或指印不易看出来的颜色。
基于这样的观点确定了上述(IV-1)和(IV-2),参照图10进行描述。(IV-1)仅在金属片的背面上形成满足上述因素的磁性涂布膜的方案(图10(a))
在这种情况中,该表面具有含有黑色添加剂的黑色涂布膜和含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜的两层构成(图10(a))。有了这两层涂布膜,就可以提供需要的抗划痕性和抗指印性。图10表示出了磁粉21、金属片22、散热添加剂23和白色颜料/发光颜料24。
另一方面,其背面用上述磁性涂布膜涂布,黑色添加剂可以任选地加到该磁性涂布膜中。在背面的磁性涂布膜含有黑色添加剂的情况中,可以用含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜进一步涂布,在背面侧也可以保证优异的抗划痕性和抗指印性。
分别解释上述“黑色涂布膜”和“树脂涂布膜”。
对于黑色涂布膜
在本发明中,“黑色涂布膜”是指含有黑色添加剂的涂布膜。对黑色添加剂没有特别的限定,只要它们能提供黑色就可以,包括各种黑色添加剂。如上述,为了改进黑色金属片的抗划痕性等,第四涂布材料具有将含有白色颜料和/或发光颜料的预定树脂涂布膜涂布到黑色金属片的黑色侧面的一个或两个表面上的特点,不对黑色涂布膜本身进行限定。本发明使用的黑色添加剂典型地包括炭黑,另外也可以使用Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Mo、Ag、Sn等的氧化物、硫化物或碳化物和黑色的细金属粉末。
黑色涂布膜的其它因素,例如黑色添加剂的种类、加到黑色涂布膜中的树脂(形成黑色涂布膜的基础树脂)种类和可以加入的其它组分(防锈颜料、二氧化硅、交联剂等),和前面(II)中描述的相同。
与抗划痕性和抗指印性相关联地,对具有上述构成的黑色涂布膜的厚度的上限和下限没有特别的限定,但是从耐腐蚀性、可加工性等角度看,其下限优选为1μm,更优选为3μm。
另外,黑色涂布膜也可以含有由Ni典型代表的导电填料,这样可以保证优异的导电性。但是,在将导电填料加到黑色涂布膜中的情况中,膜厚度的下限优选控制在2μm,这样甚至对无铬的涂布材料(将在后面描述的,本发明也包括无铬的涂布材料),也可以得到耐腐蚀性和导电性。因此,其下限优选为3μm,更优选为5μm。
对于黑色涂布膜的厚度的上限,由于本发明的涂布材料特别用于电子装置零件,从用途角度,也需要考虑可加工性的改进;从防止弯曲加工时涂布膜发生裂纹或剥落的角度,推荐将膜厚度的上限限定在50μm(优选顺序是45μm、40μm、35μm和30μm)。
为了提供良好的可加工性和保证优异的导电性,推荐将导电填料(将在后面描述)加到黑色涂布膜和树脂涂布膜中。在这种情况中,加入导电填料的黑色涂布膜的厚度和上述树脂涂布膜的厚度总共优选为13μm或小于13μm(优选顺序是12μm或小于12μm、11μm或小于11μm、10μm或小于10μm)。
对涂布黑色涂布膜的金属片没有特别的限定,例如可以使用任何钢片,例如冷卷钢片和热卷钢片;各种电镀钢片,例如电镀钢片(EG)、电镀熔融钢片(GI)、电镀熔融合金钢片(GA)、镀5%Al-Zn的钢片、镀55%Al-Zn的钢片或铝片、着色钢片和已知的金属片。
为了改进耐腐蚀性和改进涂布膜的粘附性,所述金属片可以进行表面处理,例如铬酸盐处理或磷酸盐处理。另一方面,从环境污染的角度,也可以使用经过非铬酸盐处理的金属片,这些方案都包括在本发明的范围内。
作为第四涂布材料特征的“树脂涂布膜”将在(IV-3)中详细地描述。(IV-2)满足上述因素的磁性涂布膜形成在金属片的表面和背面上的方案(图10(b))
在该方案中,至少表面的磁性涂布膜包含含有黑色添加剂的黑色磁性涂布膜,表面的黑色磁性涂布膜用含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜涂布,背面用含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜涂布。
在它们中,关于黑色添加剂的因素和(IV-1)中描述的相同。
(IV-3)含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜的厚度和含量
在本发明中,树脂涂布膜的厚度设定在0.5~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和/或发光颜料的加入量设定在1~25%。后面描述的实施例已经证实,在上述范围外不能得到所需要的抗划痕性和抗指印性。
在描述上述限定之前,描述本发明中的“树脂涂布膜”的含义和包含在树脂涂布膜中的白色颜料和/或发光颜料的种类。
如前述,树脂涂布膜涂布到黑色侧的一个或两个表面上,含有白色颜料和/或发光颜料。在本发明中,上述颜料不是为了提供审美性而加入的主要目的而涂布的,而是为了完全不同于通常情况的加入目的而涂布的,即改进黑色金属片的抗划痕性和抗指印性,它具有最显著特点:树脂涂布膜的厚度控制在0.5~10μm、包含在树脂涂布膜中的白色颜料和/或发光颜料的总加入量控制在1~25%和整个涂布树脂的金属片的颜色(L值)控制在44.0~60.0。
如上述,白色颜料和发光颜料是提供发光感(金属色)或珠光感的颜料。但是,本发明的技术意义在于发现:当含有该颜料的树脂涂布膜满足预定范围和不仅防止对膜产生划痕,而且防止不能用现有的透明涂布膜处理的划痕(钢片的边角等产生的划痕本身)时,可以提供优异的抗划痕性和抗指印性的效果,将树脂涂布膜的厚度和颜料的加入量控制在抗划痕性和抗指印性的预定范围内的技术思想是本发明的独特之处,目前根本不知道。
顺便提及,基于改进审美性,日本特开第2002-363771号、特开平10-330657号和2002-12795号仅公开了颜料的改性技术,它们根本不是要改进抗划痕性和抗指印性。因此,在这些文献中,含有发光颜料等的树脂涂布膜涂布为约15μm或大于15μm的大厚度(20~70μm),但是试验证实这不能给抗指印性等提供所需要的改进效果(参见后面描述的实施例)。
在本发明使用的颜料中,发光颜料反射入射的光,给涂布膜提供例如金属感或珠光感等审美性(光干扰方式),包括:例如,金属粉末,例如铝粉;金属片,例如不锈钢钢片、云母、云母状氧化铁(MIO,片状氧化铁)、玻璃片和青铜粉颜料。每种发光颜料还包括带涂层的那些,例如涂布树脂的铝粉、涂布二氧化硅的铝粉、涂布氟化合物的铝粉、涂布耐盐酸镍基合金的玻璃片以及包含云母作主组分的表面涂布各种金属氧化物(例如二氧化钛、氧化铁和氧化锡)或各种着色颜料的那些。例如,推荐使用珠光颜料,例如珠光云母(涂布二氧化钛的云母)(例如由Merck Japan生产的Iriodin 103WII、Iriodin 121WII、Iriodin 111WII等)。它们可以单独地使用,或组合地使用它们中的两种或两种以上。
另外,本发明使用的白色颜料是为了给涂布膜提供白度而加入的颜料,包括,例如,由Tayca Corporation生产的二氧化钛(具体地说,JP301、JP603、JP806和JRNC)、锌白、锌粉和白垩。
所述白色颜料和/或发光颜料可以单独地使用,或组合地使用它们中的两种或两种以上。因此,它们包括使用两种或两种以上的白色颜料的那些、使用两种或两种以上的发光颜料的那些和使用至少一种白色颜料和至少一种发光颜料的那些,所有的这些方案都包括在本发明的范围内。
在上述颜料中,特别是为了改进抗划痕性和抗指印性,优选含有氧化物型添加剂的白色颜料和/或发光颜料,在这些中,更优选含有二氧化钛的那些。具体地,推荐使用含有二氧化钛的那些作为白色颜料和二氧化钛作发光颜料,例如包含云母作主成分的表面涂布上述金属氧化物的那些,特别是涂布二氧化钛的云母(由Merck Japan生产的Iriodin 111WII)。
另外,虽然发光颜料/白色颜料的平均粒径也随使用的颜料形状而不同,但是在粒形的情况中,推荐为0.1~10μm(优选0.2μm或大于0.2μm,且为5μm或小于5μm;进一步优选3μm或小于3μm);在片状的情况中,推荐为约5~50μm(优选10μm或大于10μm,且为40μm或小于40μm;进一步优选30μm或小于30μm)。当平均粒径小于各自的下限值时,加入颜料对划痕和指印的遮盖能力变差,需要增加膜厚度。但是,当膜厚度过分大时,导致可加工性变差等(将在后面描述)。另一方面,当平均粒径超过各自的上限值时,涂布膜的外观将发生颜色不均匀。
更具体地,在二氧化钛的情况中,优选使平均粒径为0.1μm或大于0.1μm,且为0.4μm或小于0.4μm;在涂布二氧化钛的云母的情况中,优选使平均粒径为5μm或大于5μm,且为50μm或小于50μm和使厚度为0.2μm或大于0.2μm且为3μm或小于3μm。
颜料的平均粒径是指如下得到的粒径(D50):用普通粒径分布仪测定分级后的颜料颗粒的粒径分布,根据测定结果计算从小粒径侧起的50%累积值所对应的粒径(D50)。对颗粒照射光,以衍射或散射的强度图案测定粒径分布,粒径分布仪包括,例如,由Nikkiso Co.生产的Microtrack9220FRA或Microtrack HRA。
对于满足上述优选的平均粒径的颜料,也可以使用一些商品。例如,它们包括由Merck Japan生产的Iriodin 103WII(平均粒径:10~60μm)、Iriodin 121WII(平均粒径:5~25μm)、Iriodin 111WII(平均粒径:15μm或小于15μm)作为涂布二氧化钛的云母;由Tayca Corporation生产的JR301(平均粒径:0.30μm)、JR603(平均粒径:0.28μm)、JR806(平均粒径:0.25μm)和JRNC(平均粒径:0.37μm)作为二氧化钛。
然后描述作为第四涂布材料(树脂涂布膜的膜厚度和包含在树脂涂布膜中的白色颜料和/或发光颜料的加入量)的特征的因素。
首先,树脂涂布膜的厚度设定为0.5~10μm。当膜厚度小于0.5μm时,改进抗划痕性和抗指印性的效果是不充分的。优选为1.5μm或大于1.5μm,更优选2μm或大于2μm。另一方面,当膜厚度超过10μm时,可加工性变差。优选为6μm或小于6μm,更优选5μm或小于5μm。
在为了改进导电性将导电填料加到树脂涂布膜中的情况中,推荐使树脂涂布膜的上限为6μm。这是因为当膜厚度超过6μm时,不容易得到所需要的导电性。优选为5μm或小于5μm,更优选为4μm或小于4μm。
另外,白色颜料和/或发光颜料在整个树脂涂布膜中的比例总共为1~25%。当它小于1%时,颜料加到基础涂布材料中的加入量不足以达到改进抗划痕性和抗指印性的效果。另一方面,当它超过25%时,涂布膜的延展性变差,当进行苛刻弯曲加工时,涂布膜可能发生破裂或进一步剥落。更优选2%或大于2%,且为20%或小于20%,更优选3%或大于3%,且为15%或小于15%。
从抗划痕性和抗指印性的角度,对加到树脂涂布膜中的树脂(基础树脂)种类没有特别的限定,可以合适地使用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、氟树脂、硅树脂和它们的混合树脂或衍生的改性树脂。在使用本发明的涂布材料,特别是作为电子装置的外壳的情况中,从需要改进耐腐蚀性和可加工性以及散热性(将在后面描述)的角度,优选基础树脂是非亲水性树脂(优选与水的接触角满足30°或大于30°(更优选50°或大于50°,进一步优选70°或大于70°)的那些)。能满足非亲水性的树脂随混合的程度或改性的程度变化,推荐使用,例如,聚酯树脂、聚烯烃树脂、氟树脂、硅树脂和其混合树脂或衍生的改性树脂、聚酯树脂或改性的聚酯树脂(热固性聚酯树脂或不饱和聚酯树脂,例如环氧改性的聚酯树脂和酚类衍生物引入到骨架中的聚酯树脂)。
另外,也可以在不损坏本发明效果的范围内将防锈颜料或涂料流动改进剂(二氧化硅颗粒或氧化铝)加到涂布膜中。
另外,可以将交联剂加到涂布膜中。本发明使用的交联剂包括,例如,三聚氰胺化合物和异氰酸酯化合物,推荐在0.5~20%的范围内加入它们的一种或一种以上。
(IV-4)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定的涂布树脂的金属片的颜色44.0~60.0作为L值
本发明的涂布树脂的金属片包含上述构成,涂布树脂的金属片的颜色满足用Nippon Denshoku Inustries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定的44.0~60.0的L值。L值越小,白度越大(黑色)。
将L值确定在上述范围的原因如下。如上述,本发明提供一种显著改进黑色金属片的抗划痕性和抗指印性的涂布树脂的金属片,当本发明人研究了涂布膜的颜色与划痕和指印之间的关系,发现当涂布膜的颜色是黑色时,划痕或指印明显地白,另一方面,当涂布膜的颜色是白色时,划痕或指印明显地黑。然后,“为了使涂布膜上的划痕或指印不明显,涂布膜的颜色可以控制在预定范围内”。在本发明中,根据这种认识将涂布树脂的金属片的颜色(L值)限定在上述范围内。
当L值小于44.0时,划痕或指印变得明显地白,不能得到需要的抗划痕性和抗指印性。L值优选为46或大于46,更优选48或大于48。当L值超过60.0时,变黑状态的划痕或指印变得明显。L值优选为56或小于56,更优选52或小于52。
在涂布材料中,当除了抗划痕性和抗指印性外还需要提供导电性时,推荐将例如导电填料加到黑色金属片和/或树脂涂布膜中。导电填料可以仅加到黑色金属片中、仅加到树脂涂布膜中或加到黑色金属片和树脂涂布膜两者中。当导电填料加到它们两者中时,得到优异的导电性,但是根据用途,导电填料可以仅加到一个表面中,这样也可以保证预定的导电性。另外,在黑色金属片具有两个黑色表面的情况中,可以加到它们中的至少一个表面上。
本发明使用的导电填料包括例如Ag、Zn、Fe、Ni和Cu等元素金属和例如FeP等金属化合物。在它们中,特别优选Ni。虽然对其形状没有特别的限定,但是为了得到更优异的导电性,推荐使用片形。
另外,以100%(作为固含量)的涂布膜形成组分(是指形成涂布膜的所有成分,包括例如聚酯树脂等基础树脂,另外还有任选地加入的交联剂,进而还有黑色添加剂和导电填料和选择性加入的添加剂)为基础,导电填料的含量总共为10%~50%。当它小于10%时,不能得到需要的效果。优选为15或大于15%,更优选20%或大于20%,进一步优选35%或小于35%。另一方面,当导电填料的含量超过50%时,可加工性变差。特别地,在应用到需要高弯曲性的部分作为涂布金属片的情况中,推荐该含量为45%或小于45%。更优选为40%或小于40%,进一步优选35%或小于35%。
另外,在使用经过黑色底面处理的金属片作黑色金属片的情况中,形成满足上述因素的含有导电填料的树脂涂布膜可以保证良好的导电性。
(V)上述涂布材料(1)中散热性、抗划痕性和抗指印性更优异的涂布材料(第五涂布材料)
第五涂布材料的特点在于:满足下述(V-1)或(V-2)(V-3)(与上述(II-3)相同)改进散热性,满足(V-4)和(V-5)(与上述(IV-3)和(IV-4)相同)改进抗划痕性和抗指印性。
在它们中,(II-3)、(IV-3)和((V-4)和前面描述的相同。
然后将描述限定上述(V-1)和(V-2)的目的。
由于也需要第五涂布材料具有优异的微波吸收性和可加工性作为其前提,所以需要至少在背面上形成磁性涂布膜,具体地说,包括两个方案,即一个方案(V-1)是磁性涂布膜仅形成在背面上,另一个方案(V-2)是磁性涂布膜形成在表面和背面上。
(V-1)金属片的背面用磁性涂布膜涂布,该磁性涂布膜是具有散热性的散热磁性涂布膜,当该散热磁性涂布膜含有黑色添加剂时,可以涂布含有白色颜料和/或发光颜料的树脂膜。
金属片的表面具有1μm或大于1μm的散热性涂布膜和含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜。
(V-1-i)背面的散热性磁性涂布膜和表面的散热性涂布膜中的至少一个至少含有1%或大于1%的炭黑,
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂;或
(V-1-ii)背面的散热性磁性涂布膜和表面的散热性涂布膜中的至少一个至少含有30%或大于30%的二氧化钛,和
不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂。
(V-2)磁性涂布膜即具有散热性的散热性磁性涂布膜涂布到金属片的两个表面上,
(V-2-i)散热性涂布膜中的至少一个表面含有1%或大于1%的炭黑,
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂,
含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜至少涂布到表面的散热性磁性涂布膜上;或
(V-2-ii)散热性涂布膜中的至少一个表面含有30%或大于30%的二氧化钛,
不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂,和
含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜至少涂布到表面的散热性磁性涂布膜上。
另一方面,为了改进散热性,需要满足上述第二涂布材料所限定的因素(II-3)。
另外,为了改进抗划痕性和抗指印性,需要满足第四涂布材料所限定的因素((IV-3)和(IV-4))。
如上述,当考虑到改进微波吸收性所需要的因素、改进散热性所需要的因素和改进抗划痕性和抗指印性所需要的因素时,确定了第五涂布材料。
(VI)上述涂布材料(I)中散热性、自冷却性、抗划痕性和抗指印性进一步优异的涂布材料(第六涂布材料)
第六涂布材料的特点在于:通过满足下列(VI-1)或(VI-3)和满足(VI-3)和(VI-4)(与上述(III-3)和(III-4)相同)而改进第一涂布材料的散热性和自冷却性,通过满足上述(IV-5)和(IV-6)以及(IV-3)和(IV-4)而改进抗划痕性和抗指印性。
由于也需要第六涂布材料具有优异的微波吸收性和可加工性,所以需要磁性涂布膜至少形成在背面上,具体地说,包括两个方案,即一个方案(VI-1)是磁性涂布膜仅形成在背面上,另一个方案(VI-2)是磁性涂布膜形成在表面和背面上。
(VI-1)磁性涂布膜涂布到金属片的背面上,该磁性涂布膜也可以含有黑色添加剂,当该磁性涂布膜含有黑色添加剂时,可以涂布含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂布膜,
金属片的表面用含有1%或大于1%的黑色添加剂和含有白色颜料和/或发光颜料的树脂涂料的1μm或大于1μm的黑色散热性涂布膜涂布。
(VI-2)磁性涂布膜涂布到金属片的两个表面上,
表面的磁性涂布膜是含有1%或大于1%的黑色添加剂的1μm或大于1μm的黑色散热磁性涂布膜,
背面的磁性涂布膜也可以含有1%或大于1%的散热添加剂,和
含有白色颜料和/或发光颜料的树脂膜至少涂布到表面的黑色散热性磁性涂布膜上。
另一方面,为了改进散热性和自冷却性,需要满足上述第三涂布材料所限定的因素((III-3)和(III-4))。
另外,为了改进抗划痕性和抗指印性,需要满足第四涂布材料所限定的因素(和(IV-5)和(IV-6)相同)。
如上述,当考虑到改进微波吸收性所需要的因素、改进散热性和自冷却性所需要的因素和改进抗划痕性和抗指印性所需要的因素时,确定了第六涂布材料,结果确定了上述因素。它们的详细内容如上述。
下面描述制备本发明的涂布材料的方法。用已知的涂布方法将含有上述组分的涂布材料涂布到金属片的表面上,干燥,制备出本发明的涂布材料。虽然对涂布方法没有特别的限定,但是它可包括,例如下述方法:使用辊涂方法、喷涂方法或幕涂流动涂布方法将涂布材料应用到延长的金属带的表面(该表面清理过,如果需要,还进行过涂布预处理(例如磷酸盐处理或铬酸盐处理))上,然后使其通过热鼓风干燥炉干燥。在统一考虑涂布膜厚度的均匀性、加工成本和涂布效率时,优选辊涂方法。
在将涂布树脂的金属片用于金属片的情况中,为了改进与树脂涂布膜的粘附或耐腐蚀性,可以进行磷酸盐处理或铬酸盐处理。但是,对于铬酸盐处理的材料,从使用树脂涂布材料时的铬酸盐浸出性角度考虑,优选将铬酸盐处理时的Cr沉积量降低到35mg/m2或小于35mg/m2。这是因为铬从下面的铬酸盐处理层的浸出可以抑制在上述范围内。另外,在现有的铬酸盐处理的材料中,虽然任选地布置的顶层涂布层的防水粘附性在潮湿的环境下变差,同时六价铬浸出,但是由于在上述金属片中该浸出被抑制,所以顶层的涂布膜的防水粘附不变差。
备选地,当例如用辊涂方法、喷涂方法或浸渍方法进行上述无铬的底面处理时,可以得到非铬酸盐型涂布材料。
另外,本发明还包括在封闭空间安装热产生体的电子装置零件,其中电子装置零件的外壁全部或部分地用用在电子装置组件中的涂布材料构成。电子装置零件可包括,例如,信息记录产品,如CD、LD、DVD、CD-ROM、CD-RAM、PD和LCD;与电力、电子和通讯领域相关的产品,例如个人计算机、汽车导航仪、汽车AV;AV装置,例如投影仪、电视机、视频装置和游戏机;复印机,例如复印机或打印机;供电箱外壳,例如空调机的室外单元、控制盒外壳、自动折弯机和冰箱。
实施例
以实施例的方式更具体地描述本发明,但是本发明决不是限定在下列实施例中,在不脱离本发明的要旨的范围内的所有修改都包括在本发明中。
实施例1:对微波吸收性、可加工性、散热性、导电性和可加工性的研究(1)
在本实施例中,当表1和表2所示的各种磁粉、导电添加剂(Ni)和黑色添加剂(炭黑)加到金属片的表面和背面上时,对微波吸收性、可加工性、散热性、导电性和可加工性进行研究。
具体地,使用电镀钢片(厚度:0.8mm;表面和背面各自的Zn沉积量:20g/m2)作空白钢片,将磁性涂布膜(加入表1和表2所示的各种添加剂(磁粉、导电添加剂、炭黑))(基础树脂:环氧改性的聚酯,交联剂:异氰酸酯)加到两个表面(表面和背面)(120×150mm)上,评价这样得到的每个涂布金属片的特性,例如微波吸收性、导电性、可加工性和散热性等。根据下列评价方法(1)~(4)分别评价每种特性。
(1)微波吸收性的评价方法
<方法A>
图2是解释评价涂布金属片的微波吸收性的方法的图。高频波腹天线5放在长方体外壳1中,磁性地连接。高频波腹天线5通过连接器(未表示出)连接到同轴电缆6的一端,同轴电缆6的另一端与网络分析器7连接。使用网络分析器7产生微波,这时进行扫频,通过同轴电缆6和高频波腹天线5输入到外壳1(高频波输入:箭头B)。由于输入的微波在外壳1的共振频率处累积,观察反射量的降低特性(参见图3)。然后,反射的高频波作为观察值输入到网络分析器7(反射的高频波:箭头C)。
当测定下式(1)确定的外壳1的Q值时,就可以确定累积在外壳1中的能量大小。以频率差Δf和根据导纳轨道可满足的条件确定的共振频率fr(“Masamitsu Nakajima,Morikita Electrical Engineering Series 3,Microwave Engineering Foundation and Principle”,由Morikita Shuppan Co.,Ltd.出版,第159~163页)为基础,计算下式(1)确定的Q值。
Q值=fr/Δf (1)
随着式(1)确定的Q值变小,累积在外壳1中的能量降低。因此,随Q值变小,从外壳1反射到外边的微波水平也降低。使用106×156×200(mm)大小的外壳1进行实际测定。
图4示意地表示了该状态。该图说明在Ez=0的最低频率下共振方式的电磁场分布TE011,其中E表示高频磁场,F表示电场。Ez表示方向z上的电场强度,TE011表示共振方式的电磁场的分布状态。TE是指当波以方向z传播时出现在其横向上的电场。后缀“011”是指,在电场强度分布在方向x上不变化的同时,电场强度分布通过相对于方向x、y、z的方向y和方向z上的“1”表示(例如,参见上述文献,第141~144页)。
另外,图4表示的电磁场分布可以用下式表示。
Hz=H011·cos(ky·y)sin(kz·z)
Hy=(-kz·ky/kc2)·H011·sin(ky·y)·cos(kz·z)
Ex=(-jωμky/kc2)·H011·sin(ky·y)·sin(kz·z)
其中ky=π/b,kz=π/c,kc=ky。b、c分别表示图4中长方体(外壳1)的方向y、z上的长度。j表示虚数,ω表示每个频率,μ表示空气的渗透度。
共振方式的共振频率约为1220MHz。在评价时,假设使用不锈钢钢片用于长方体的6个表面时作为Q0值(测定结果:1740),改变一个底面(106mm×156mm的表面)和两个106mm×200mm的侧面,即试制测试样品钢片的总共三个表面作为Q1值,计算比例Q1/Q0(衰减比)证实试验样品的微波吸收效果。
在本实施例中,根据上述方法计算的比例Q1/Q0(衰减比)为0.97或小于0.97的那些评价为“本发明的例子”。
<方法B>
由于该环境不同于上述方法A中实际使用微波吸收钢片的环境,所以在方法B中进行改进使得可以在接近实际工作环境的状态下进行评价。微波吸收钢片附加在方法A中的试验装置的一部分外壳上,而外壳本身作为方法B中的微波吸收钢片进行评价。
也就是说,在方法A中,样品钢片占内表面的整个表面积的比例约为30%,样品钢片的微波吸收效果小,难以辨认出。然后,制备样品钢片覆盖约100%即覆盖外壳的整个内表面(240×180×90mm)的外壳。该外壳的共振频率约为1GHz。外壳1包含由SUS制成的框架,包含样品钢片的六个片在侧面附加到外壳,同时将SUS片附加在上下表面上,测定Q值。具有上述构成,样品钢片在外壳内表面上的面积比增加到约100%。由于将该片附加在外壳上的螺丝以20~40mm的间距布置,降低了欧姆电阻,所以需要大量的螺丝安装(screw setting)。扭矩地控制螺丝安装以改进Q值测定的再现性。根据下式计算微波吸收性。
(样品A的微波吸收性(dB))=10*log10(EG/A),
EG:电镀钢片的Q值,
A:样品A的Q值
随着dB越高,微波吸收性越优异。
当微波吸收钢片用于电子装置外壳时,不象方法A中附加到外壳表面的一部分上,而是用于外壳本身,因此方法B更接近实际情况。另外,在方法A中,由于微波吸收钢片与外壳面积的比例小,所以不能顺利地得到微波吸收效果。在方法B中,由于外壳面积的大部分被微波吸收钢片占有,所以可以以更接近实际工作环境的状态进行评价,因此在方法B中,微波吸收效果更清晰,该效果不能容易地认为是样品在方法A中的区分差别。
(2)导电性评价方法
使用由Mitsubishi Chemical Corporation生产的“Loresta-EP”作为导电性测定装置和由Mitsubishi Chemical Corporation生产的四针探针(ESPprobe:MCP TP08P),测定样品的电阻。在本发明中,以下列评价标准为基础,结果为◎或○的那些评价为“本发明的例子”。
(标准评价)
◎:小于0.1mmΩ
○:0.1Ω到1Ω或更低
△:1Ω到106Ω或更低
×:106Ω或大于106Ω
(3)可加工性评价方法
根据JIS K 5400进行抗弯曲试验(180°封闭粘附弯曲试验),目测试验后的膜的破裂程度和缠绕(taping)后膜的剥离,根据下列标准评价它们。在本发明中,以下列评价标准为基础,结果为◎、○或△的那些被评价为“本发明的例子”。
(评价标准)
◎:无吸收性
○:稍微破裂和剥离
△:破裂和剥离
×:整个表面发生破裂和剥离
(4)散热性评价方法
为了测试表面和背面的散热性,根据上述方法测定表面和背面的红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分消耗速率,根据下述方法评价ΔT1表示的散热性。
(ΔT1的测定(散热性的评价))
与使用金属片(不涂布黑色涂布膜/不进行黑色底层处理的空白片)相比,用ΔT1定义使用本发明的涂布材料时电子装置的内部温度可以如何降低的指数。在本发明中,使用图4所示的独特的散热性评价装置作为测定ΔT1的装置。图4的装置作为在电子装置等应用中采用的大气温度(一般50~70℃,最高约100℃,大气温度随电子装置组件的种类而不同)下能评价散热性的装置是非常有用的,能精确地评价在模拟电子装置应用的实际水平下的散热效果。
特别地,图7表示具有100mm(长度)×130mm(宽度)×100mm(高度)的内部空间的长方体装置。图7表示出样本11(具有100×130mm的测定面积的试验样本)、热绝缘材料12、热产生体13(底面积:1300mm2,在热产生体的面积内可划出的最长线的长度(对角线长度):164mm)和温度测定元件15。
作为热产生体13,使用硅橡胶加热器,在其上紧紧地粘附铝片(红外线发射率:0.1或小于0.1)。另外,热电偶作为温度测定元件15固定在图7的T1位置(内部空间的中心部分(热产生体上方3~500mm))。为了排除热产生体的热辐射效果,盖上热电偶的下部。另外,由于该盒子内的气温随热绝缘材料12(对散热性也有影响)的种类和使用方式变化,所以使用具有0.03~0.06的红外线发射率的金属片(例如电镀钢片(例如JIS SECC)),用后面描述的方法调节附加热绝缘材料的方式使T1部位的气温(绝对值温度)在约73~74℃的范围内。另外,还控制对散热性产生影响的其它因素(例如试验样品的固定方法)使T1位置的气温(绝对值温度)在约73~74℃的范围内。
然后描述使用上述装置评价散热性(ΔT1)的方法。
在测定时,为了排除数据因外部条件(风吹等)飞散,测定条件控制在温度23℃和相对湿度60%。
首先放置每个试验材料,打开电源将热片13加热到140℃。在证实热片的温度稳定在140℃和T1的温度为60℃或高于60℃之后,一度移开试验材料。当盒子内部温度低于50℃时,再立即放上试验材料,分别测定放上后90分钟时的壳内温度。然后计算出使用该样本的温度和使用不施加涂布膜的非涂布的原始黑色片的温度之间的温度差(ΔT1)。
在本发明中,对每个样本测定ΔT1五次,除去上限和下限,中间三个点的数据的平均值定义为ΔT1。
这样计算的ΔT1表示,其值越大,散热性越优异,在本实施例中根据下列标准进行相对评价。在本发明的第二涂布材料中,◎和●的涂布材料评价为“表现出优异的消散性的涂布材料”。
◎:3.5≤ΔT1
●:2.7≤ΔT1<3.5
○:1.5≤ΔT1<2.7
△:1.0≤ΔT1<1.5
×:ΔT1<1.0
结果与磁性涂布膜的构成一起表示在下面的表1和2中。
表1
序号 | 磁粉 | 导电添加剂 | 炭黑 | 膜厚度(μm) | 微波吸收性 | 可加工性 | 导电性 | 发射率 | 散热性 | ||||||
方法A | 方法B | ||||||||||||||
种类 | 加入量(质量%) | 种类 | 加入量(质量%) | 加入量(质量%) | Q1 | 衰减比(Q1/Q0) | (dB) | 表面a(=背面b) | a×b | ΔT1(℃) | 相对评价 | ||||
1 | Ni-Zn软磁性铁氧体 | 20 | - | 0 | 0 | 10 | 1680 | 0.966 | 0.93 | ◎ | × | 0.58 | 0.34 | 1.0 | × |
2 | 30 | - | 0 | 0 | 10 | 1650 | 0.948 | 1.08 | ◎ | × | 0.57 | 0.32 | 1.0 | × | |
3 | 40 | - | 0 | 0 | 10 | 1520 | 0.931 | 1.14 | ○ | × | 0.57 | 0.32 | 1.0 | × | |
4 | 50 | - | 0 | 0 | 10 | 1580 | 0.908 | 1.36 | ○ | × | 0.57 | 0.32 | 1.0 | × | |
5 | 60 | - | 0 | 0 | 10 | 1540 | 0.885 | 1.59 | △ | × | 0.57 | 0.32 | 1.0 | × | |
6 | 25 | Ni | 30 | 0 | 10 | 1640 | 0.943 | 1.03 | △ | ◎ | 0.56 | 0.31 | 1.0 | × | |
7 | 25 | Ni | 30 | 10 | 10 | 1640 | 0.943 | 1.05 | △ | ◎ | 0.83 | 0.69 | 3.8 | ◎ | |
8 | 25 | Ni | 30 | 10 | 13 | 1610 | 0.925 | 1.26 | △ | ◎ | 0.86 | 0.74 | 4.1 | ◎ | |
9 | 25 | Ni | 30 | 10 | 30 | 1480 | 0.851 | 3.12 | △ | × | 0.88 | 0.77 | 4.1 | ◎ | |
10 | 25 | Ni | 25 | 10 | 10 | 1640 | 0.943 | 1.03 | ○ | ◎ | 0.84 | 0.71 | 3.9 | ◎ | |
11 | 50 | - | 0 | 0 | 2 | 1720 | 0.989 | 0.45 | × | × | 0.21 | 0.04 | 0.5 | × | |
12 | 50 | - | 0 | 0 | 60 | 1070 | 0.615 | 7.21 | × | × | 0.7 | 0.49 | 3.0 | ● | |
13 | 10 | - | 0 | 0 | 10 | 1730 | 0.994 | 0.46 | ◎ | × | 0.58 | 0.34 | 1.0 | × | |
14 | 70 | - | 0 | 0 | 10 | 1500 | 0.862 | 1.72 | × | × | 0.55 | 0.30 | 1.0 | × |
表2
序号 | 磁粉 | 导电添加剂 | 炭黑 | 膜厚度(μm) | 微波吸收性 | 可加工性 | 导电性 | 发射率 | 散热性 | ||||||
方法A | 方法B | ||||||||||||||
种类 | 加入量(质量%) | 种类 | 加入量(质量%) | 加入量(质量%) | Q1 | 衰减比(Q1/Q0) | (dB) | 表面a(=背面b) | a×b | ΔT1(℃) | 相对评价 | ||||
15 | 坡莫合金(78质量%Ni) | 20 | - | 0 | 0 | 10 | 1680 | 0.966 | 0.63 | ◎ | ○ | 0.57 | 0.32 | 1.0 | × |
16 | 30 | - | 0 | 0 | 10 | 1660 | 0.954 | 0.75 | ◎ | ◎ | 0.56 | 0.31 | 1.0 | × | |
17 | 40 | - | 0 | 0 | 10 | 1620 | 0.931 | 0.89 | ○ | ◎ | 0.57 | 0.32 | 1.0 | × | |
18 | 50 | - | 0 | 0 | 10 | 1580 | 0.908 | 1.1 | ○ | ◎ | 0.56 | 0.31 | 1.0 | × | |
19 | 60 | - | 0 | 0 | 10 | 1530 | 0.879 | 1.25 | △ | ◎ | 0.55 | 0.30 | 1.0 | × | |
20 | 20 | Ni | 20 | 0 | 10 | 1670 | 0.960 | 0.65 | ○ | ◎ | 0.56 | 0.31 | 1.0 | × | |
21 | 30 | Ni | 10 | 0 | 10 | 1650 | 0.948 | 0.74 | ○ | ◎ | 0.57 | 0.32 | 0.5 | × | |
22 | 30 | Ni | 10 | 10 | 10 | 1640 | 0.943 | 0.71 | ○ | ◎ | 0.83 | 0.69 | 3.8 | ◎ | |
23 | 30 | - | 0 | 10 | 10 | 1640 | 0.943 | 0.76 | ◎ | ◎ | 0.83 | 0.69 | 3.8 | ◎ | |
24 | 40 | - | 0 | 10 | 10 | 1620 | 0.931 | 0.90 | ○ | ◎ | 0.83 | 0.69 | 3.8 | ◎ | |
25 | 10 | - | 0 | 0 | 10 | 1730 | 0.994 | 0.35 | ◎ | × | 0.58 | 0.34 | 1.0 | × | |
26 | 70 | - | 0 | 0 | 10 | 1470 | 0.845 | 1.32 | × | ◎ | 0.55 | 0.30 | 1.0 | ◎ | |
27 | 铝硅铁粉 | 40 | - | 0 | 10 | 10 | 1610 | 0.925 | 0.86 | ○ | ◎ | 0.84 | 0.71 | 3.9 | ◎ |
28 | 坡莫合金+铁素体 | 20+12.5 | - | 0 | 10 | 10 | - | - | 1.29 | ○ | ○ | 0.84 | 0.71 | 3.9 | ◎ |
从上表结果得到如下结论。
首先,满足本发明的关于磁性涂布膜的因素范围(磁粉的含量和磁性涂布膜的厚度)的每个样本(第1~10、15~24、27号)可以提供良好的微波吸收性和可加工性。
再解释微波吸收性,当样本的衰减比约为3%~15%时,由于用于测定的元件内部与实际的电子装置相比具有简单的结构,所以认为当将本发明的涂布金属片用于实际电子装置时,多次反射进一步增加,泄漏的微波大大地衰减。另外,由于将本发明的涂布钢片用于电子装置的主体或主体单元的盖子或外壳等单元,因应用到该单元的钢片的内表面涂布膜,可以达到泄漏微波的衰减,此外,由应用到该单元的涂布钢片的外表面膜和应用到主体的涂布钢片的内表面膜产生的多次反射可以期望达到该单元泄漏的微波衰减,从主体泄漏的微波可期望大大地衰减。
特别地,在上述样本中,使用磁性金属粉末(坡莫合金)作磁粉的样品(第15~24号)可以提供优异的导电性,不管是否有导电添加剂。另外,在使用没有导电性的Ni-Zn软磁性铁氧体作磁粉的例子(第1~10号)中,仅使用该磁粉的例子(第1~5号)没有表现出良好的导电性,但是当向该磁性涂布膜中加入合适量的导电添加剂时,提供出优异的导电性(第6~10号)。
另外,与涂布膜厚度相关地加入合适量的炭黑的那些(第7~10、22~24、27号)可以提供优异的耐热性。
相反,缺少本发明限定的因素中任一个的每个样品分别具有下列缺点。
首先,第11号是具有2μm的磁性涂布膜厚度的例子,该厚度低于本发明的范围,具有良好的微波吸收性,但是可加工性是差的。
另一方面,第12号是具有60μm的磁性涂布膜厚度的例子,该厚度超过本发明的范围,微波吸收性和可加工性都变差。在第12号中,虽然没有加入炭黑作为散热添加剂,但是其散热性评价为Δ,高于没有加入炭黑的例子(散热性评价为×),这是因为树脂膜的厚度增加为60μm。
第13和25号是磁粉的加入量为10%的例子,该加入量低于本发明的范围,虽然可加工性良好,但是微波吸收性变差。
另一方面,第14和26号是磁粉的加入量为70%的例子,该加入量超过本发明的范围,虽然微波吸收性良好,但是可加工性变差。实施例2:对微波吸收性、可加工性、散热性和自冷却性的研究(2)
在本实施例中,向金属片的背面或两个表面上加入各种磁粉(A~E)、散热添加剂(H~J)和选择性加入的导电添加剂(Ni(平均粒径15~20μm)),测定微波吸收性、可加工性、散热性和导电性。
在该表中,每个添加剂的详细内容表示如下。
(磁粉)
A:Ni-Zn基软磁性铁氧体
(由TODA KOGYO Corp.生产的BSN-125,平均粒径:13.0μm)
B:Mn-Zn基软磁性铁氧体
(由TODA KOGYO Corp.生产的KNS-415,平均粒径:9.9μm)
C:坡莫合金(78% Ni)
(SFR-PC 78,由Nippon Atomized Metal Powders Corporation生产,平均粒径:5.7μm)
D:坡莫合金(45% Ni)
(SFR-PB 45,由Nippon Atomized Metal Powders Corporation生产,平均粒径:5.8μm)
E:铝硅铁粉
(SFR-FeSiAl(84.5-10-5.5),由Nippon Atomized Kako Co.生产,平均粒径:6.9μm)
(散热添加剂)
H:炭黑
(“MITSUBISHI Carbon Black”,由MITSUBISHI CHEMICALCORPORATION生产,平均粒径:25nm)
I:二氧化钛(JR 301,由TAYCA CORPORATION生产,平均粒径:0.3μm)
J:铝片(LB584,由SHOWA ALUMINUM POWDER K.K.生产,平均粒径:25μm)
具体地说,使用电镀钢片(厚度:0.8mm;表面和背面各自的Zn沉积量:20g/m2)作空白钢片,将加入表3所示的各种添加剂(磁粉、散热添加剂和导电添加剂)(基础树脂:环氧改性的聚酯,交联剂:异氰酸酯)形成的磁性涂布膜形成到一个表面(表面)或两个表面(表面和背面)(120×150mm)上,以实施例1的相同方式评价得到的每个涂布金属片的微波吸收性、可加工性和导电性。为了测试表面和背面的散热性,以实施例1所述的方法测试红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率和表面与背面的ΔT1所表示的散热性,以下述方法评价ΔT2所表示的自冷却性(仅用于关于自冷却性的部分实例)。
(ΔT2的测定(自冷却性的评价))
与使用金属片(没有涂布涂布膜的原样的空白片)的情况相比,在使用本发明的涂布材料的情况中,在操作电子装置时,用ΔT2(=T2B-T2A)定义涂布材料自身的温度升高被抑制的程度(自冷却性),使用图7所示的独特的散热评价装置计算该值。
在式中,T2A表示当表3中第1~7号作为样本被测定时涂布材料的温度,T2B表示当没有覆盖涂布膜的金属片用作样本时的温度。在本发明中,对每个试验样本进行ΔT2测定五次,除去上限和下限,中间三个点的数据的平均值定义为ΔT2,根据下列标准,相对地评价。
较大的ΔT2意味着更优异的自冷却性,对于本发明的第三涂布材料,具有◎和○的涂布材料评价为“提供优异的自冷却性”。
◎:1.5≤ΔT2
○:0.5≤ΔT2<1.5
×:ΔT2<0.5
涂布材料中表面和背面的发射率和ΔT1数据表示在上述表3中,对于本发明的第三涂布材料,ΔT1为◎、●和○的涂布材料评价为“提供优异的散热性的涂布材料”。顺便提及,对于上述第二涂布材料,ΔT1为◎和●的涂布材料评价为“提供优异的散热性的涂布材料”。关于散热性(ΔT1)的评价标准不同于上述,这是因为第三涂布材料也包括散热性稍微低于第二涂布材料的方案。
表4表示了结果。在表4中省略了微波吸收性和可加工性的结果。
表3
序号 | 表面 | 背面 | ||||||||||
发射率a | 下层 | 上层 | 发射率b | 下层 | 上层 | |||||||
磁粉种类(质量%) | 散热添加剂种类(质量%) | 膜厚μm | 颜料种类(质量%) | 膜厚μm | 磁粉种类(质量%) | 散热添加剂种类(质量%) | 膜厚μm | 颜料种类(质量%) | 膜厚μm | |||
1 | 0.70 | - | H(14)* | 2 | - | - | 0.63 | A(30) | H(10)* | 2.5 | - | - |
2 | 0.72 | - | H(7)* | 5 | - | - | 0.83 | C(40) | H(10) | 9 | - | - |
3 | 0.86 | - | H(12) | 10 | - | - | 0.80 | A(25) | H(7) | 12 | - | - |
4 | 0.87 | - | H(13) | 10 | - | - | 0.35 | C(40) | H(1) | 1.8 | - | - |
5 | 0.65 | - | I(60)* | 8 | - | - | 0.82 | E(40) | H(12) | 9 | - | - |
6 | 0.70 | - | I(50) | 12 | - | - | 0.38 | B(25) | I(20)** | 3 | - | - |
7 | 0.84 | - | I(60) | 40 | - | - | 0.55 | B(30) | I(50) | 5 | - | - |
8 | 0.85 | - | I(60) | 50 | - | - | 0.53 | D(40) | I(50) | 4 | - | - |
9 | 0.52 | - | J(25)* | 15 | - | - | 0.85 | A(25) | H(13)* | 9 | - | - |
10 | 0.62 | - | J(18) | 15 | - | - | 0.35 | A(25) | H(1)** | 1.8 | - | - |
11 | 0.71 | - | J(15) | 20 | - | - | 0.71 | C(40) | H(7) | 5 | - | - |
12 | 0.65 | A(25) | H(10)** | 3.5 | - | - | 0.50 | A(25) | H(3)** | 5 | - | - |
13 | 0.85 | A(25) | H(13) | 9 | - | - | 0.75 | A(25) | H(7) | 5 | - | - |
14 | 0.84 | A(30) | H(13)* | 9 | - | - | 0.71 | A(30) | H(14)* | 2 | - | - |
15 | 0.85 | A(25) | H(13)** | 9 | - | - | 0.53 | D(40) | H(3) | 5 | - | - |
16 | 0.75 | A(30) | I(50) | 12 | - | - | 0.75 | B(30) | I(50) | 12 | - | - |
17 | 0.86 | B(25) | H(13)** | 9 | - | - | 0.80 | B(30) | H(10)* | 7 | - | - |
18 | 0.65 | C(25) | J(15) | 15 | - | - | 0.68 | C(30) | H(10) | 3.5 | - | - |
19 | 0.80 | C(30) | I(50) | 25 | - | - | 0.76 | C(40) | H(8) | 5 | - | - |
20 | 0.86 | D(40) | H(13) | 9 | - | - | 0.23 | D(40) | I(10) | 2 | - | - |
21 | 0.80 | D(30) | I(50) | 25 | - | - | 0.65 | D(40) | I(40) | 8 | - | - |
22 | 0.60 | E(40) | H(9) | 3 | - | - | 0.85 | A(25) | H(13)* | 9 | - | - |
备注:散热添加剂的种类:H=炭黑,I=二氧化钛,J=铝片
磁粉的种类:A=Ni-Zn基软磁性铁氧体,B=Mn-Zn基软铁氧体,C=坡莫合金(78% Ni),D=坡莫合金(45% Ni),E=铝硅铁粉(Sendust)
颜料的种类:X=珠光颜料,Y=二氧化钛,A=铝片
*/**:含有30质量%/25质量%的Ni作为导电添加剂。
表4
序号 | 发射率 | a×b | Q值0.9a-b | R值(a-0.05)×(b-0.05) | 散热性 | 自冷却性 | 导电性 | ||||
表面a | 背面b | ΔT1(℃) | 相对评价 | ΔT2(℃) | 相对评价 | 表面 | 背面 | ||||
1 | 0.70 | 0.63 | 0.44 | 0.00 | 0.38 | 2.7 | ● | - | - | ◎ | ◎ |
2 | 0.72 | 0.83 | 0.60 | 0.18 | 0.52 | 3.5 | ◎ | - | - | ◎ | ◎ |
3 | 0.86 | 0.80 | 0.69 | -0.03 | 0.61 | 3.5 | ◎ | - | - | × | × |
4 | 0.87 | 0.35 | 0.30 | 0.43 | 0.25 | 2.0 | ○ | 2.3 | ◎ | × | ◎ |
5 | 0.65 | 0.82 | 0.53 | -0.24 | 0.46 | 3.3 | ● | - | - | ◎ | ◎ |
6 | 0.70 | 0.38 | 0.27 | 0.25 | 0.21 | 1.8 | ○ | 1.9 | ◎ | × | ◎ |
7 | 0.84 | 0.55 | 0.46 | 0.21 | 0.40 | 2.8 | ● | 1.5 | ◎ | × | × |
8 | 0.85 | 0.53 | 0.45 | 0.24 | 0.38 | 2.7 | ● | 1.6 | ◎ | × | ◎ |
9 | 0.52 | 0.85 | 0.44 | -0.38 | 0.38 | 2.7 | ● | - | - | ◎ | ◎ |
10 | 0.62 | 0.35 | 0.22 | 0.21 | 0.17 | 2.2 | ○ | 1.6 | ◎ | × | ◎ |
11 | 0.71 | 0.71 | 0.50 | -0.07 | 0.44 | 3.1 | ● | - | - | × | ◎ |
12 | 0.65 | 0.50 | 0.33 | 0.09 | 0.27 | 2.0 | ○ | 0.7 | ◎ | ◎ | ◎ |
13 | 0.85 | 0.75 | 0.64 | 0.02 | 0.56 | 3.7 | ◎ | - | - | × | × |
14 | 0.84 | 0.71 | 0.60 | 0.05 | 0.52 | 3.5 | ◎ | 0.6 | ○ | ◎ | ◎ |
15 | 0.85 | 0.53 | 0.45 | 0.24 | 0.38 | 2.7 | ● | 1.6 | ◎ | ◎ | ◎ |
16 | 0.75 | 0.75 | 0.56 | -0.08 | 0.49 | 3.3 | ● | - | - | × | × |
17 | 0.86 | 0.80 | 0.69 | -0.03 | 0.61 | 3.5 | ◎ | - | - | ◎ | ◎ |
18 | 0.65 | 0.68 | 0.44 | -0.10 | 0.38 | 2.7 | ● | - | - | × | ◎ |
19 | 0.80 | 0.76 | 0.61 | -0.04 | 0.53 | 3.5 | ◎ | - | - | × | ◎ |
20 | 0.86 | 0.23 | 0.20 | 0.54 | 0.15 | 1.7 | ○ | 2.5 | ◎ | ◎ | ◎ |
21 | 0.80 | 0.65 | 0.52 | 0.07 | 0.45 | 3.1 | ● | 0.7 | ○ | × | ◎ |
22 | 0.60 | 0.85 | 0.51 | -0.31 | 0.44 | 3.2 | ● | - | - | ◎ | ◎ |
从上表结果可以得到如下结论。
在表3的第1~22号中,第1~11号是仅在背面上形成磁性涂布膜的例子,第12~22号是在表面和背面上都形成磁性涂布膜的例子。在每个例子中,在磁性涂布膜中加入散热添加剂。另外,Ni可以任选地加到表面/表面。
如表4所示,由于磁粉和散热添加剂的加入量满足本发明的范围,所以它们具有优异的微波吸收性(未表示在表4中)和散热性,还加入Ni的那些也具有优异的导电性。
另外,在上述那些中,能满足Q值≥0.045和R值≥0.08和自冷却性因素的第4、6~8、1、12、14~15、20~21号还具有优异的自冷却性。
但是,由于第1、4、10、14、20号在本发明的磁性涂布膜厚度的范围外,所以它们存在弯曲加工性、膜粘附性和耐腐蚀性(它们都没有表示在表4中)的问题。
实施例3:对微波吸收性、散热性、抗划痕性和抗指印性的研究(3)
在本实施例中,含有各种磁粉(实施例2中的A、C、E)、散热添加剂(实施例2中的H)和选择性加入的导电添加剂(实施例2的Ni)的树脂膜和含有表5所示的作发光颜料的珠光颜料(Iriodin 111WII,由MerckJapan生产,平均粒径:15μm或小于15μm)和任选地加入的导电添加剂(实施例2的Ni)的树脂涂布膜形成到金属片的背面或两个表面上,测试微波吸收性、可加工性、散热性、自冷却性、导电性、抗划痕性和抗指印性。在这种情况中,对应着实际应用到电子装置的状态,评价背面的微波吸收性。
具体地说,使用电镀钢片(厚度:0.8mm;表面和背面各自的Zn沉积量:20g/m2)作空白钢片,将加入表5所示的各种添加剂(磁粉、炭黑和任选地加入的Ni)形成的磁性涂布膜(基础树脂:环氧改性的聚酯,交联剂:异氰酸酯)形成到一个表面(表面)或两个表面(表面和背面)上,然后形成加入表5所示的发光颜料的树脂膜(基础树脂:使用聚酯树脂,使用三聚氰胺树脂作交联剂)(120×150mm)。
对于得到的上述每个涂布金属片,以实施例3的相同方式评价微波吸收性、可加工性、导电性、表面/背面的红外线的积分发射率、散热性、散热特性(ΔT1)和自冷却性(ΔT2)。根据下列方法评价抗划痕性和抗指印性。
(抗划痕性)
图11表示本实施例中进行的抗划痕性试验的示意图。首先,将样本切割成50×100mm大小,为了测试表面(涂布树脂涂布膜的侧)的抗划痕性试验,在采用500g重量(50mm直径的圆柱体)下,使砂纸(#2400,20×20mm)沿样本的纵向方向滑动(100mm),总共往复运动循环50次。根据下列标准,目测评价滑动部分的外观变化(划痕)。对于本发明的第一涂布材料,结果为◎、●和○的样本评价为“本发明的例子”。
◎:划痕几乎不明显
●:划痕轻微明显
○:划痕稍微明显
×:划痕明显
与上述日本特开第2000-200990号(形成透明涂布膜改进抗划痕性等)进行的抗划痕性试验相比,上述试验方法在更苛刻的条件下评价抗划痕性。
(抗指印性评价)
在凡士林充分地固定到手指上之后,指印留在每个试验样本上,根据下列标准,目测指印的明显度。对于本发明的第一涂布材料,结果为◎、●和○的样本评价为“本发明的例子”。
◎:指印几乎不明显
●:指印轻微明显
○:指印稍微明显
×:指印明显
结果表示在表6中。在表6中省略了根据方法A的微波吸收性和可加工性的结果。
表5
序号 | 表面 | 背面 | ||||||||||
发射率a | 下层 | 上层 | 发射率b | 下层 | 上层 | |||||||
磁粉种类(质量%) | 散热添加剂种类(质量%) | 膜厚μm | 颜料种类(质量%) | 膜厚μm | 磁粉种类(质量%) | 散热添加剂种类(质量%) | 膜厚μm | 颜料种类(质量%) | 膜厚μm | |||
1 | 0.86 | - | H(13)* | 9 | X(5)* | 3.2 | 0.65 | B(30) | H(10)* | 3.5 | - | - |
2 | 0.84 | - | H(10) | 10 | - | - | 0.84 | C(30) | H(11) | 8 | - | - |
3 | 0.76 | - | H(7)* | 6 | X(5)* | 3.2 | 0.65 | D(40) | H(10) | 3 | - | - |
4 | 0.80 | - | H(10) | 7 | - | - | 0.76 | E(40) | H(8) | 5 | - | - |
5 | 0.79 | A(25) | H(10)** | 7 | X(5)* | 3.2 | 0.69 | A(25) | H(10)* | 3.5 | - | - |
6 | 0.65 | C(40) | H(10) | 3 | - | - | 0.77 | C(40) | H(8) | 5 | - | - |
7 | 0.86 | C(40) | H(13) | 9 | X(5)* | 3.2 | 0.52 | C(40) | H(3) | 5 | - | - |
8 | 0.86 | E(40) | H(13) | 9 | - | - | 0.65 | E(40) | H(10) | 3 | - | - |
9 | 0.79 | E(40) | H(10) | 7 | X(5)* | 3.1 | 0.48 | E(40) | I(30) | 4 | - | - |
备注:散热添加剂的种类:H=炭黑,I=二氧化钛,J=铝片
磁粉的种类:A=Ni-Zn基软磁性铁氧体,B=Mn-Zn基软铁氧体,C=坡莫合金(78% Ni),D=坡莫合金(45% Ni),E=铝硅铁粉
颜料的种类:X=珠光颜料,Y=二氧化钛,Z=铝片
*/**:含有30质量%/25质量%的Ni作为导电添加剂。
表6
序号 | 发射率 | a×b | Q值0.9a-b | R值(a-0.05)×(b-0.05) | 散热性 | 自冷却性 | 导电性 | 抗划痕性 | 抗指印性 | L值 | 微波吸收性 | ||||
表面a | 背面b | ΔT1(℃) | 相对评价 | ΔT2(℃) | 相对评价 | 表面 | 背面 | ||||||||
方法B | |||||||||||||||
1 | 0.86 | 0.65 | 0.56 | 0.12 | 0.49 | 3.4 | ● | 1.1 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 48.85 | 0.71 |
2 | 0.84 | 0.84 | 0.71 | -0.08 | 0.62 | 4.1 | ◎ | - | - | × | ◎ | - | - | - | 0.73 |
3 | 0.76 | 0.65 | 0.49 | 0.03 | 0.43 | 3.0 | ● | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 50.06 | 0.53 |
4 | 0.80 | 0.76 | 0.61 | -0.04 | 0.53 | 3.5 | ◎ | - | - | × | ◎ | - | - | - | 0.66 |
5 | 0.79 | 0.69 | 0.55 | 0.02 | 0.47 | 3.1 | ● | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 49.55 | 0.64 |
6 | 0.65 | 0.77 | 0.50 | -0.19 | 0.43 | 3.1 | ● | - | - | ◎ | ◎ | - | - | - | 0.65 |
7 | 0.86 | 0.52 | 0.45 | 0.25 | 0.38 | 2.7 | ● | 1.8 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 48.75 | 0.67 |
8 | 0.86 | 0.65 | 0.56 | 0.12 | 0.49 | 2.0 | ○ | 0.7 | ○ | ◎ | ◎ | - | - | - | 0.52 |
9 | 0.79 | 0.48 | 0.38 | 0.23 | 0.32 | 3.4 | ● | 1.1 | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 49.63 | 0.59 |
从上表结果,得出以下结论。
在表6的第1~9号中,第1~4号是黑色磁性涂布膜仅形成到背面上的例子,第5~9号是黑色磁性涂布膜形成到表面和背面上的例子。在每个例子中,炭黑作为散热黑色添加剂加到磁性涂布膜中。另外,将Ni任选地加到表面/背面中。
如表6所示,在第1、3、5、7和9号的每个例子中,由于关于磁性涂布膜的因素(磁粉和散热添加剂的含量以及磁性涂布膜的厚度)和关于树脂膜的因素(发光颜料的含量、树脂膜的膜厚度和L值)满足本发明的范围,所以它们具有优异的微波吸收性和可加工性(在表5中未表示出)、散热性、抗划痕性和抗指印性,另外,加入Ni的那些还具有优异的导电性。
另外,在上述的那些中,能满足自冷却性因素A值≥0.045和R值≥0.08的第1和7~9号也具有优异的自冷却性。
相反,第2、4、6和8号是不形成树脂涂布膜的例子,抗划痕性和抗指印性变差。
实施例4:对微波吸收性、抗划痕性和抗指印性的研究(4)
在本实施例中,含有表7所示的各种磁粉(实施例2中的A、C和D)、黑色添加剂(实施例2中的炭黑)和选择性加入的导电添加剂(实施例2的Ni)的磁性涂布膜和含有表7所示的各种白色颜料/珠光颜料和选择性加入的导电添加剂(实施例2的Ni)的树脂膜形成到金属片的背面或两个表面上,测试微波吸收性、可加工性、导电性、抗划痕性和抗指印性。
具体地说,使用电镀钢片(厚度:0.8mm;表面和背面各自的Zn沉积量:20g/m2)作空白钢片,将加入表7所示的各种添加剂(磁粉、炭黑和任选地加入的Ni)形成的磁性涂布膜(基础树脂:环氧改性的聚酯,交联剂:异氰酸酯)形成到一个表面(表面)或两个表面(表面和背面)上,然后在其上形成树脂膜(基础树脂:使用聚酯树脂,使用三聚氰胺树脂作交联剂)(120×150mm)。
在表7中,每种颜料的详细内容表示如下。
(白色颜料/发光颜料)
X:珠光颜料(Iriodin 111WII,由Merck Japan生产,平均粒径:15μm或小于15μm),
Y:二氧化钛(JR 301,由TAYCA Corporation生产,平均粒径:0.3μm)
Z:铝片(LB584,由SHOWA ALUMIUM POWDER K.K.生产,平均粒径:25μm)
以实施例3的相同方式评价得到的每个涂布金属片的微波吸收性、导电性、抗划痕性和抗指印性。
表7表示了结果。在表7中,省略了微波吸收性和可加工性的结果。
表7
表面 | 背面 | 抗划痕性 | 抗指印性 | L值 | |||||||||||
下层 | 上层 | 导电性 | 下层 | 上层 | 导电性 | ||||||||||
磁粉种类(质量%) | CB量(质量%) | 膜厚μm | 颜料种类(质量%) | 膜厚μm | 磁粉种类(质量%) | CB量(质量%) | 膜厚μm | 颜料种类(质量%) | 膜厚μm | ||||||
1 | - | 10 | 5 | X(5) | 3.1 | × | A(25) | - | 8 | - | - | × | ◎ | ◎ | 49.52 |
2 | - | 5 | 10 | X(5) | 3.1 | × | C(40) | - | 8 | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | 49.63 |
3 | - | 10 | 5 | X(5) | 3.2 | × | E(25) | - | 5 | - | - | × | ◎ | ◎ | 49.77 |
4 | - | 10* | 5 | X(5)* | 3.2 | ◎ | B(30) | 5* | 5 | X(5)* | 3.1 | ◎ | ◎ | ◎ | 49.81 |
5 | - | 10 | 8 | X(5) | 1.5 | × | D(40) | - | 10 | - | - | × | ◎ | ◎ | 47.12 |
6 | - | 10* | 5 | X(5)* | 4.8 | ◎ | C(30) | 10 | 8 | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | 50.84 |
7 | - | 10* | 8 | X(3)* | 3.1 | ◎ | B(30) | * | 8 | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | 47.52 |
8 | - | 10 | 7 | Y(20) | 3.1 | × | A(30) | * | 7 | - | - | ◎ | ● | ● | 54.44 |
9 | - | 10 | 8 | Z(5) | 3.2 | × | C(40) | 10 | 8 | Z(5) | 3.1 | × | ◎ | ◎ | 50.76 |
10 | A(25) | 10* | 7 | X(5)* | 3.2 | ◎ | A(25) | * | 5 | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | 49.71 |
11 | D(30) | 10 | 5 | X(5)* | 3.1 | ◎ | D(30) | 10 | 5 | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | 49.66 |
12 | C(40) | 10 | 8 | Y(10)* | 3.1 | ◎ | C(40) | 10 | 5 | Y(10)* | 3.1 | ◎ | ◎ | ◎ | 49.49 |
13 | A(30) | 10 | 8 | Y(10) | 3.2 | × | E(40) | 10 | 5 | Y(10) | 3.2 | × | ◎ | ◎ | 49.33 |
14 | C(40) | 5 | 8 | X(10)* | 3.0 | ◎ | D(40) | 10 | 7 | - | - | ◎ | ● | ● | 53.80 |
备注:CB=炭黑
磁粉的种类:A=Ni-Zn基软磁性铁氧体,B=Mn-Zn基软铁氧体,C=坡莫合金(78% Ni),D=坡莫合金(45% Ni),E=铝硅铁粉
颜料的种类:X=珠光颜料,Y=二氧化钛,Z=铝片
*:含有30质量%的Ni作为导电添加剂。
从上述表的结果,得到如下结论。
在表5的第1~14号中,第1~9号是仅背面含有磁粉的例子,第10~14号是表面和背面都含有磁粉的例子,为了至少测试表面(黑色涂布膜)的抗划痕性和抗指印性,在其上形成含有白色颜料/发光颜料的树脂膜。另外,Ni任选地加到表面/背面上。
如表7所示,在上述第1~14号的每个例子中,由于关于磁性涂布膜的因素(磁粉的含量和磁性涂布膜的厚度)和关于树脂膜的因素(白色颜料/发光颜料的含量,树脂膜的厚度和L值)满足本发明的范围,所以它们具有优异的微波吸收性(未表示在表7中)、抗划痕性和抗指印性,另外,加入Ni的那些还具有优异的导电性。
Claims (21)
1.一种涂布树脂的金属片,其中含有磁粉的磁性涂布膜以3~50μm的厚度涂布在钢片的至少一个表面上。
2.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,其中所述磁粉为软磁性铁氧体粉末。
3.如权利要求2所述的涂布树脂的金属片,其中所述磁粉为磁性金属粉末。
4.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,其中构成磁性涂布膜的树脂为聚酯树脂。
5.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,其中所述磁性涂布膜还含有20%~40%的导电添加剂,磁性涂布膜的厚度为3~15μm。
6.如权利要求5所述的涂布树脂的金属片,其中所述导电添加剂和磁粉在磁性涂布膜中的总含量为30%~60%。
7.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,所述涂布树脂的金属片满足下列(1)或(2)并满足下列(3):
(1)所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性膜涂布在金属片的一个表面上,具有1μm或大于1μm厚度的散热性涂布膜涂布在金属片的另一个表面上,
散热磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有1%或大于1%的炭黑,和
不含有炭黑的涂布膜含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂;
(2)所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性涂布膜涂布在金属片的两个表面上,
至少一个表面上的散热磁性涂布膜含有1%或大于1%的炭黑,
不含有炭黑的涂布膜含有10%或大于10%的不同于炭黑的散热添加剂;
(3)当涂布树脂的金属片加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率满足下式(1):
a×b≥0.42式 (1)
a:涂布树脂的金属片的一个表面上的积分红外线发射率,
b:涂布树脂的金属片的另一个表面上的积分红外线发射率。
8.如权利要求7所述的涂布树脂的金属片,其中炭黑的平均粒径为5~100nm。
9.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,所述涂布树脂的金属片可满足下列(1)或(2)并满足下列(3):
(1)所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性膜涂布在金属片的一个表面上,具有1μm或大于1μm厚度的散热性涂布膜涂布到金属片的另一个表面上,
散热性磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有30%或大于30%的二氧化钛,和
不含有二氧化钛的涂布膜含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂;
(2)所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性涂布膜涂布在金属片的两个表面上,
散热性磁性涂布膜中的至少一个含有30%或大于30%的二氧化钛,
不含有二氧化钛的涂布膜含有1%或大于1%的不同于二氧化钛的散热添加剂;
(3)当涂布树脂的金属片加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率可满足下式(1):
a×b≥0.42 式(1)
a:涂布树脂的金属片的一个表面上的积分红外线发射率,
b:涂布树脂的金属片的另一个表面上的积分红外线发射率。
10.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,所述涂布树脂的金属片可满足下列(1)或(2)并满足下列(3):
(1)金属片的第一表面用磁性涂布膜涂布,第一表面相反侧的第二表面用1μm或大于1μm的散热膜涂布;
所述散热性涂布膜含有1%或大于1%的散热添加剂,和
所述磁性涂布膜选择性地还含有1%或大于1%的散热添加剂;
(2)金属片的两个表面都用磁性涂布膜涂布,
金属片的第一表面处的磁性涂布膜选择性地含有1%或大于1%的散热添加剂,和
第一表面相反侧的第二表面上的磁性涂布膜含有1%或大于1%的散热添加剂;
(3)当涂布树脂的金属片加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率可满足下式(2)和(3):
b≤0.9(a-0.05) 式(2)
(a-0.05)×(b-0.05)≥0.08 式(3)
a:涂布树脂的金属片的第二表面上的积分红外线发射率,
b:涂布树脂的金属片的第一表面上的积分红外线发射率。
11.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,所述涂布树脂的金属片可满足下列(1)或(2)并满足下列(3)和(4):
(1)金属片的一个表面用磁性涂布膜涂布,磁性涂布膜选择性地含有黑色添加剂,含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜选择性地涂布在含有黑色添加剂的磁性涂布膜上;
金属片的另一个表面用含有黑色添加剂的黑色涂布膜和含有白色颜料和发光颜料中的至少一种的树脂涂布膜涂布;
(2)金属片的两个表面都用磁性涂布膜涂布,
至少一个表面上的磁性涂布膜是含有黑色添加剂的黑色磁性涂布膜,
包含白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布在黑色磁性涂布膜上,和
另一个表面用含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜选择性地涂布;
(3)每个树脂涂布膜的厚度都是0.05~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料的加入量总共是1%~25%;
(4)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定,加入白色颜料和发光颜料的涂布树脂的金属片的颜色可满足44.0~60.0的L值。
12.如权利要求11所述的涂布树脂的金属片,其中包含在树脂膜中的白色颜料和发光颜料中的至少一种是氧化物颜料。
13.如权利要求11所述的涂布树脂的金属片,其中白色颜料和发光颜料中的至少一种含有二氧化钛。
14.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,所述涂布树脂的金属片可满足下列(1)或(2)并满足下列(3)~(5),其中:
(1)金属片的一个表面用所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性涂布膜涂布,散热磁性涂布膜选择性地含有黑色添加剂,当散热磁性涂布膜含有黑色添加剂时,进一步选择性地涂布含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜,
金属片的另一个表面用1μm或大于1μm的散热性涂布膜和含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布,
散热磁性涂布膜和散热涂布膜中的至少一个含有1%或大于1%的炭黑,和
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的散热添加剂;
(2)金属片的两个表面用所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性涂布膜涂布,
散热磁性涂布膜的至少一个表面含有1%或大于1%的炭黑,和
不含有炭黑的表面含有10%或大于10%的散热添加剂,和
含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜进一步涂布在至少一个表面上的散热磁性树脂膜上;
(3)当涂布树脂的金属片加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率可满足下列式(1):
a×b≥0.42 式(1)
a:在涂布树脂的金属片的一个表面上的积分红外线发射率,
b:在涂布树脂的金属片的另一个表面上的积分红外线发射率;
(4)树脂涂布膜的厚度为0.5~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料的加入量总共是1%~25%;
(5)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定,加入白色颜料和发光颜料的涂布树脂的金属片的颜色可满足44.0~60.0的L值。
15.如权利要求14所述的涂布树脂的金属片,其中炭黑的平均粒径为5~100nm。
16.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,所述涂布树脂的金属片可满足下列(1)或(2)并满足下列(3)~(5),其中
(1)金属片的一个表面用所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性涂布膜涂布,所述散热磁性涂布膜选择性地包含黑色添加剂,当散热磁性涂布涂料含有黑色添加剂时,进一步选择性地涂布含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜,
金属片的另一个表面用1μm或大于1μm的散热性涂布膜和含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布,
散热磁性涂布膜和散热性涂布膜中的至少一个含有30%或大于30%的二氧化钛,和
不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的散热添加剂;
(2)金属片的两个表面用所述磁性涂布膜即具有散热性的散热磁性涂布膜涂布,
散热磁性涂布膜中的至少一个含有30%或大于30%的二氧化钛,和
不含有二氧化钛的表面含有1%或大于1%的散热添加剂;和
含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜进一步涂布在至少一个表面上的散热磁性树脂膜上;
(3)当涂布树脂的金属片加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率可满足下列式(1):
a×b≥0.42 式(1)
a:在涂布树脂的金属片的一个表面上的积分红外线发射率,
b:在涂布树脂的金属片的另一个表面上的积分红外线发射率;
(4)每个树脂涂布膜的厚度都是0.5~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料的加入量总共是1%~25%;
(5)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定,加入白色颜料和发光颜料的涂布树脂的金属片的色调可满足44.0~60.0的L值。
17.如权利要求1所述的涂布树脂的金属片,所述涂布树脂的金属片可满足下列(1)或(2)并满足下列(3)~(5):
(1)金属片的第一表面用磁性涂布膜涂布,所述磁性涂布膜选择性地包含黑色添加剂,并且,当磁性涂布膜含有黑色添加剂时,进一步选择性地涂布含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜,
第一表面相反侧上的第二表面用1μm或大于1μm的含有1%或大于1%的黑色添加剂的黑色散热涂布膜和含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布:
(2)金属片的两个表面每个都用磁性涂布膜涂布,
金属片的第一表面处的磁性涂布膜选择性地包含1%或大于1%的散热添加剂,
第一表面相反侧上的第二表面处的磁性涂布膜是1μm或大于1μm的含有1%或大于1%的黑色添加剂的黑色散热磁性涂布膜,和
它们中至少黑色散热性涂布膜用含有白色颜料和发光颜料中至少一种的树脂涂布膜涂布:
(3)当涂布树脂的金属片加热到100℃时,红外线(波长:4.5~15.4μm)的积分发射率可满足下式(2)和(3):
b≤0.9(a-0.05) 式(2)
(a-0.05)×(b-0.05)≥0.08 式(3)
a:涂布树脂的金属片的第二表面上的积分红外线发射率,
b:涂布树脂的金属片的第一表面上的积分红外线发射率;
(4)每个树脂涂布膜的厚度都是0.5~10μm,包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料的加入量总共是1%~25%;
(5)用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的色差仪(SZS-∑90)测定,加入白色颜料和发光颜料的涂布树脂的金属片的色调可满足44.0~60.0的L值。
18.如权利要求16所述的涂布树脂的金属片,其中包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料中的至少一种是氧化物颜料。
19.如权利要求16所述的涂布树脂的金属片,其中白色颜料和发光颜料中的至少一种含有二氧化钛。
20.如权利要求17所述的涂布树脂的金属片,其中包含在树脂涂布膜中的白色颜料和发光颜料中的至少一种是氧化物颜料。
21.如权利要求17所述的涂布树脂的金属片,其中白色颜料和发光颜料中的至少一种含有二氧化钛。
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