JP2004243310A - 放熱性表面処理金属板および電子機器用筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】熱放射性、電磁波シールド性に優れた表面処理金属板、およびこの金属板で構成された筐体を提供する。
【解決手段】片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、かつ、当該面の熱放射率が６０％以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下（基材が合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、７μｍ以下）の被膜を有する表面処理金属板。他方の面が有する被膜が、導電性顔料または導電粉を含有するものであれば、電磁波シールド性に一層優れ、好ましい。また、基材が合金化溶融亜鉛めっき鋼板であれば、導電性および材料面の熱放射性が向上する。この金属板が構成部材として使用されている筐体は放熱性、電磁波シールド性に優れており、電子機器用の筐体として好適である。
【選択図】なし

Description

本発明は、内部で熱を生じる家電製品等の筐体（外側の箱状体を指す）や放熱板等に好適な、熱放射性に優れた表面処理金属板、およびこの金属板を使用して構成された、放熱効果が大きくしかも電磁波シールド性にも優れた筐体に関する。

炭酸ガスによる地球温暖化の防止の観点から、産業用、生活関連用を問わずあらゆる機器類に省エネルギー性が求められている。例えば、エアコンでは、室内機や室外機のラジエーターの大型化や風量の増大等により省エネルギー化が図られている。このような熱交換効率の向上は、省エネルギーに寄与する重要な因子の一つである。

冷蔵庫のような家電製品やパソコン等でも、特に近年、冷蔵庫の大型化やパソコンの演算速度の向上により、圧縮機やＣＰＵ（中央処理装置）からの発熱量が増大する傾向にあり、省エネルギーや電気部品の寿命延長を実現するために、内部で生じる熱を速やかに外部に放散させることが求められている。

冷蔵庫の場合、圧縮機で生じた熱の放散には放熱器が用いられ、エアコンのようなファンによる強制対流は行われない。放熱器は、従来は外部の空気と直接接し、圧縮機で生じた熱は放熱器から直接外部空気へ放散されていた。しかし、意匠性の観点から、現在では放熱器のほとんどが内部に格納された形式のものとなっており、内部で発生した熱は、圧縮機→放熱器→放熱板の順に伝わって放熱板から対流と放射（輻射）により放散される。したがって、放熱性は従来のものに比べ劣るものとなっており、内部で生じた熱の速やかな放散の必要性は従来にも増して大きい。

放熱板からの熱の放散（すなわち、外部空気への伝熱）のうち、対流による伝熱は、冷蔵庫が屋内で使用されること、また、通常は放熱板が取り付けられている裏面が壁に近接して使用されることから、空気の移動（流れ）が小さい自然対流伝熱となり、伝熱量は空気に流れがある場合に比べてかなり小さい。そのため、放熱板からの熱の放散では、放射による伝熱の寄与が大きくなる。したがって、放熱板の熱放射性（放熱性）が優れていると、冷蔵庫全体としての熱交換効率が向上して消費電力が低減する。また、電気部品の寿命の延長にもつながる。

また、パソコンの場合、近年の著しい演算速度の上昇によってＣＰＵからの発熱量は大幅に増大しており、その熱の放散が大きな課題となっている。通常、放熱のためにファンが用いられているが、回転数をあげて風量を増大させると、騒音が大きくなるという問題がある。この場合も、パソコンの筐体からの放射による伝熱量を増すことができれば、ファンの回転数を増大させることなく内部で発生した熱を速やかに外部に放散することができる。

このように、空気の流れが小さい部位で熱が生じるような製品等では、筐体や放熱板の熱放射性を向上させると、省エネルギーに寄与することができ、また、部品の寿命を延長させることが可能となる。

一方、電子機器類が精密化し、一般に普及するに伴い、電磁波シールド性が必要とされるケースが増える傾向にある。そのため、例えば、家電製品や電子機器の筐体には、これら機器類の内部の発信回路、スイッチング回路等から発生する電磁波の外部への漏洩、あるいは外部の電磁波の内部への侵入を遮蔽する電磁波シールド性も必要である。

家電製品等の筐体や放熱板において要求される１５０℃程度以下での熱放射性を向上させる技術としては、特許文献１に、熱放射性に優れた表面処理材が開示されている。この表面処理材は、下記 (1)式により算出される熱放射率αが６０％以上である表面処理材（好ましくは、金属板）である。

放熱板や家電製品等の筐体からの放射熱は波長８〜１０μｍにピークを有しているので、基材表面に１層以上形成されている塗膜のうちの外層塗膜が、波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有するものであれば、これらの顔料がお互いの熱放射特性を補完しあうので、それぞれ単独で用いる場合に比べて高い熱放射性が得られる。例えば、波長６μｍで熱放射率が高いカーボンブラックと、波長１２μｍで熱放射率が高いチタニアを、所定量および／または所定質量比で含有するものは、内部で熱を生じる家電製品等の筐体や放熱板等に好適であり、経済的にも有利であるとしている。しかし、前記の電磁波シールド性については、何も示されていない。

他に、熱放射性の向上に関連する技術として、特許文献２に、着色可能な遠赤外線塗料組成物および遠赤外線ヒータが開示されている。

この技術は、ケイ素アルコキシド、金属アルコキシド、それらの混合物、または部分縮合物等を含むビヒクル（展色剤）中に遠赤外線放射顔料または着色顔料または被覆層補強剤のうち、少なくとも遠赤外線放射顔料を含有する遠赤外線塗料組成物、およびこの遠赤外線塗料組成物を用いて形成した遠赤外線放射層を有する遠赤外線ヒータに関するもので、遠赤外線放射顔料として、黒鉛、酸化物、ほう化物、炭化物、窒化物、フッ化物、ケイ素化合物、リン化合物、イオウ化合物または塩化物のそれぞれ単独または混合物、または複合化合物があげられている。しかし、複数の遠赤外線放射顔料を含有させる場合、それらの配合の最適化については何ら言及されていない。

また、特許文献３には、動植物や人体などの生物組織中に含まれる水分に吸収されやすい波長範囲の遠赤外線を効率よく放射させる複数の遠赤外線放射顔料からなる遠赤外線放射材料が記載されている。しかし、一部に高価な遠赤外線放射セラミックスや希土類元素の酸化物を含有させることが必要である等、経済的には不利である。

なお、これらの特許文献２、３においても、電磁波シールド性については何も述べられていない。

電磁波シールド性が考慮された鋼板として、特許文献４に、亜鉛系めっき鋼板の表面に、コロイダルシリカとシランカップリング剤を含むシリカ変性ポリオレフィン系ワックスが所定の割合で含まれたクロメート皮膜を有する鋼板が、また、特許文献５には、表側の表面にゆず肌外観を呈する塗膜が形成され、裏側の表面に導電性顔料ないし導電粉を含有した有機塗膜が形成されている塗装金属板が開示されている。しかし、前者は導電性に優れた潤滑処理鋼板であり、後者は溶接可能な塗装金属板で、いずれにおいても、放熱性については何ら言及されていない。

特開２００２−２２６７８３号公報

特開平１−２５９０７３号公報 特公平７−１１５９１４号公報 特開平８−１００２７２号公報 特許第３３１５２４３号

上述したように、家電製品等の筐体や放熱板は、高い熱放射率を有し、放熱性に優れるとともに、電磁波シールド性においても良好であることが必要とされる。しかし、一般に、熱放射性と電磁波シールド性とは必ずしも両立しない性質のもので、例えば、前掲の特許文献１にも記載されるように、塗膜の厚さが増すと、熱放射性は向上するが、導電性が低下して電磁波シールド性は劣化する。

本発明はこのような状況に鑑みなされたもので、熱放射率が高く、放熱性に優れ、しかも導電性がよく電磁波シールド性にも優れる表面処理金属板、およびこの金属板を使用して構成された、放熱効果が大きくしかも電磁波シールド性にも優れた電子機器用筐体を提供することを目的としている。

なお、ここでは、「熱放射率」、「熱放射性」とは、いずれも、断らない限り材料（すなわち、表面処理金属板）面の「熱放射率」、「熱放射性」をいうものとし、この表面処理金属板を材料として筐体に組み立てたときの高温側から低温側への放熱効果の程度を「放熱性」という。

本発明者らは、上記の課題を解決するために、片面にのみ塗膜を有する溶融亜鉛めっき鋼板を用いて、模擬筐体を作製し、その放熱性を調査した。

模擬筐体は、底面および側面が断熱材からなり、上面に本発明の表面処理金属板または比較のための金属板を取り付けた直方体である。この模擬筐体の内部は、外部と遮断された密閉空間となっている。このような模擬筐体の内部に、一定量発熱する発熱体を設置した場合の、内部の空気温度を測定することにより、この模擬筐体の放熱性を調査した。

その結果、片面にのみ塗膜を有する鋼板であっても、その面の熱放射率が高いほど、筐体に組み立てたときの内部から外部への放熱効果が高く、放熱性が良好であることが判明した。さらに、実用性を考慮した場合、当該面の熱放射率が６０％以上であれば、ほぼ十分であることを確認した。

そこで、本発明者らは、少なくとも片面の熱放射率を高めることによって材料としての放熱性を確保し、もう一方の面で導電性を確保して高い電磁波シールド性を有する被膜構成とする、という考え方のもとに検討を重ねた結果、導電性を確保するためには、被膜を設けないか、または、設けてもその膜厚を３μｍ以下とすることが必要であることを知見した。さらに、基材（金属板）に合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いることにより、放熱性が改善されること、および前記もう一方の面の膜厚を７μｍ以下としても導電性を確保できることを知見した。

本発明はこれらの知見に基づいてなされたもので、その要旨は、下記（１）〜（３）の放熱性表面処理金属板、およびこの金属板が構成部材として用いられている（４）の電子機器用筐体にある。

（１）片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、かつ、当該面の熱放射率が６０％以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下の被膜を有する表面処理金属板。この表面処理金属板は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材とする場合は、前記他方の面が、被膜を有しないか、または合計膜厚が７μｍ以下の被膜を有するものであってもよい。

ここで、「熱放射率」とは、前記 (1)式により算出される熱放射率αで、４．５〜２５μｍの波長領域において表面の分光反射率（Ｒ（λ））を分光光度計を用いて測定することにより算出することができる。

また、「被膜」とは、基材である金属板の表面を被覆する膜で、塗膜、その他クロメート、りん酸塩、シリカ系、シランカップリング剤系などの化成処理被膜等（ただし、めっき皮膜は基材の一部で、被膜には含めない）をいう。

前記（１）に記載の表面処理金属板において、塗膜のうちの外層塗膜を、少なくとも波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有する構成とすることにより、優れた熱放射性を有する面を比較的容易に得ることができる。

前記外層塗膜を、少なくとも顔料としてカーボンブラックとチタニアを含有し、かつチタニアの質量に対するカーボンブラックの質量の比が０．０１〜０．３である構成とすることにより、および／または、カーボンブラックとチタニアを外層塗膜の乾燥質量に対して合計で５〜７０質量％含有する構成とすることにより、優れた熱放射性を有する面を汎用性の高い顔料で容易に得ることができ、好ましい。

前記の「外層塗膜」とは、金属板の片面に形成されている１層以上の塗膜のうち、最外層の塗膜を意味する。すなわち、塗膜が１層の場合はその塗膜である。また、２層以上の複層の場合、最外層の塗膜が外層塗膜である。例えば、基材表面に下塗り塗膜（プライマー）や中塗り塗膜が設けられ、その上に上塗り塗膜が形成されているような場合は、その上塗り塗膜が外層塗膜である。外層塗膜の上にさらにクリヤー皮膜を形成させる場合もあるが、このクリヤー皮膜は、ここでは外層塗膜とはいわない。

（２）片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、前記塗膜のうち、外層塗膜が、少なくとも波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有し、かつ、塗膜の合計厚さが３μｍ以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下の被膜を有する表面処理金属板。この表面処理金属板は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材とする場合は、前記他方の面が、被膜を有しないか、または合計膜厚が７μｍ以下の被膜を有するものであってもよい。

（３）片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、前記塗膜のうち、外層塗膜が、顔料としてカーボンブラックとチタニア、または、さらにその他の熱放射性顔料を外層塗膜の乾燥質量に対して合計で５質量％以上含有し、かつ、塗膜の合計厚さが３μｍ以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下の被膜を有する表面処理金属板。この表面処理金属板は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材とする場合は、前記他方の面が、被膜を有しないか、または合計膜厚が７μｍ以下の被膜を有するものであってもよい。

前記チタニアの質量に対する前記カーボンブラックの質量の比が０．０１〜０．３であれば、材料面の熱放射性が向上するので、好ましい。

前記（１）〜（３）のいずれかに記載の表面処理金属板において、他方の面が有する被膜が、導電性顔料または導電粉を含有するものであれば、前記金属板の導電性がよく、電磁波シールド性にも優れ、好ましい。

なお、本発明でいう「膜厚」または塗膜の「厚さ」とは、基材である金属板の表面を被覆する被膜（前記のように、塗膜、化成処理被膜等をいう）の平均的な厚さ（平均値）をいう。例えば、溶剤等で被膜を剥離除去して求めた基材の単位面積当たりの被膜質量を被膜の比重で割る（除する）ことにより求めた「平均膜厚（または平均厚さ）」である。

（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の表面処理金属板が構成部材として使用されている電子機器用筐体。

ここでいう「電子機器用筐体」とは、エアコン、照明器具、冷蔵庫等の家電製品や、パソコン、複写機等のＯＡ機器、およびテレビ、ビデオ等のＡＶ機器、また、自動車電装品等の外側の箱状体、その他産業用、生活関連用の電子機器類の外側の箱状体を指す。

本発明の表面処理金属板は、放熱性に優れるとともに、電磁波シールド性にも優れており、内部で熱を生じる家電製品や、パソコン等の筐体、その他の電子機器類の筐体や、放熱板等の素材として好適である。

以下、本発明の表面処理金属板について、詳細に説明する。
基材：
本発明の表面処理金属板に使用する基材の材質は、この材料を内部で熱を生じる家電製品等の筐体や放熱板等として用いる場合、熱伝導性が大きければ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ので、熱伝導性に優れる金属板とする。

金属の種類や化学組成は任意であるが、例えば、低炭素鋼、高炭素鋼、高張力鋼板等に使用される低合金鋼等からなる鋼板、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を用いるのが経済性に優れ、望ましい。しかしながら、これらに限定されず、ステンレス鋼板、アルミニウム板などでも構わない。

前記のめっき鋼板において、めっき種は特に限定されるものではないが、めっき作業の経済性を考慮すると、Ｚｎ系、Ａｌ−Ｚｎ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｓｉ系等のめっきが好適である。純Ａｌめっきでもよい。これらのめっき皮膜には、適量のＮｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ等の元素が含まれていてもよい。このようなめっき皮膜は、基材の防食性を高め、しかも経済的であるという特徴を有している。なお、めっき皮膜の付着量は任意である。また、めっき方法も特定の方法に限定されず、電気めっき法、溶融めっき法、溶融塩電解めっき法、蒸着めっき法など、公知のめっき法が使用できる。

特に、基材として、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いれば、通常の溶融亜鉛めっき鋼板を使用する場合と比較してその面の熱放射率が上昇するので、有利である。この機構は明らかではないが、溶融亜鉛めっき皮膜が純金属相を主体とするのに対し、合金化溶融亜鉛めっき皮膜が主として金属間化合物で構成されていることが熱放射性に関与しているものと推察される。

また、基材として合金化溶融亜鉛めっき鋼板を用いた場合、良好な導電性を確保する上でも有利である。これは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面には特有の微小凹凸が形成されていることから、基材表面における平均値としての膜厚が厚くても、前記凹凸の凹部に被膜が入り込み、導電性の障害となる被膜の実膜厚（導電性への影響の大きい前記微小凹凸の凸部を被覆する被膜部分の平均的な厚さ）が他のめっき鋼板を用いた場合に比べて薄くなるためと考えられる。例えば、膜厚が比較的薄い場合には、前記凸部が完全には被覆されず、局所的に微細にめっき面が露出することもあり、このときは導電性が顕著に向上する。

基材は、この金属板の塗装面の耐食性、塗膜密着性などの長期耐久性を向上させるために、塗布型、反応型等のクロメート処理皮膜やりん酸塩処理皮膜など、公知の塗装前処理皮膜を備えるものであっても構わない。前処理皮膜の付着量は、クロメート処理皮膜であれば金属クロム換算で２００ｍｇ／ｍ²以下、より好ましくは１００ｍｇ／ｍ²以下とするのがよい。りん酸塩処理皮膜の場合の付着量は、５．０ｇ／ｍ²以下、より好ましくは３．０ｇ／ｍ²以下とするのがよい。これを超えると、金属板を加工する際に塗膜の割れや剥離が生じることがあるので好ましくない。塗膜との密着性改善などの効果を得るには、前処理皮膜の付着量を、クロメート処理の場合は５ｍｇ／ｍ²以上、より好ましくは２０ｍｇ／ｍ²以上とするのがよい。りん酸塩処理の場合は０．２ｇ／ｍ²以上、より好ましくは０．５ｇ／ｍ²以上とするのがよい。なお、基材がステンレス鋼板やアルミニウム板の場合であっても、塗膜との密着性を高めるために公知のクロメート処理等を施してもよく、付着量が前記の範囲内であれば好適である。

表面処理：
本発明の表面処理金属板は、上記の（１）に示したように、基材の片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、かつ、当該面の熱放射率が６０％以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下（基材が合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、７μｍ以下）の被膜を有する表面処理金属板である。

〔基材の片面（塗装面）〕
塗膜が形成されたその面の熱放射率が６０％以上であれば、熱放射性に優れていると評価することができる。これは、前記の放熱性の調査に使用した模擬筐体を用いて、片面のみに塗膜を有し、他方の面は被膜を有しない溶融亜鉛めっき鋼板について、その塗膜を有する面の熱放射率を種々変更した場合に、熱放射率が６０％以上であれば、筐体に組み立てたときの内部から外部への放熱効果が高く、模擬筐体内部の温度を、電気部品の寿命を著しく延長させ得るとされる６０℃以下とすることができるからである。

前記表面処理金属板において、外層塗膜が、少なくとも顔料としてカーボンブラックとチタニアを含有し、かつチタニアの質量に対するカーボンブラックの質量の比（以下、「カーボンブラック／チタニア」と記す）が０．０１〜０．３であれば、優れた熱放射性を有する面を汎用性の高い顔料で容易に得ることができるので、好ましい。カーボンブラック／チタニアが０．０１に満たない場合は、熱放射特性がチタニア単独で含まれる場合に近いものとなり、波長が６μｍ以下の領域での熱放射性が十分ではない。一方、カーボンブラック／チタニアが０．３を超える場合には、熱放射特性がカーボンブラック単独の場合に近いものとなり、波長が１２μｍ以上の領域での熱放射性が劣ることとなる。カーボンブラックの含有量がチタニアの含有量に対して０．０１程度でもこのような熱放射特性を示すのは、カーボンブラックが非常に優れた隠蔽性を有していて、チタニアからの熱放射を隠蔽してしまうことによるものと考えられる。

外層塗膜中のカーボンブラックとチタニアの合計含有量が外層塗膜の乾燥質量に対して５〜７０質量％であると、高い熱放射性が得られやすく、好ましい。前記合計含有量が５質量％に満たないと、熱放射性が劣る場合があり、また、７０質量％を超えると塗膜の加工性が損なわれやすい。より好ましくは、８〜６０質量％である。

前記のカーボンブラックとチタニアを含有する表面処理金属板から類推されるように、塗装面の熱放射率が６０％以上である本発明の表面処理金属板において、外層塗膜が、少なくとも波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有する塗膜であれば、これらの顔料をそれぞれ単独で含有する場合に比べてより優れた熱放射性等が容易に得られる。なお、本発明において、「波長がｘμｍでの熱放射率」という場合は、下記(2)式で表されるβ_xをいう。

これは、前述したように、冷蔵庫の放熱板やパソコンの筐体からの放射熱は一般に８〜１０μｍの波長領域にピークを有しているので、このピークを挟む両波長領域（つまり、波長６μｍと波長１２μｍ）でそれぞれ高い熱放射率を有する顔料が共に含まれていれば、これらの顔料がお互いの熱放射特性を補完しあうからである。なお、顔料は、熱放射率が前記の条件を満たすものであればよく、その種類自体には何ら制限はない。

前記顔料は、これらの顔料の合計含有量が外層塗膜の乾燥質量に対して５質量％以上であるのが好ましい。また、塗膜の加工性が損なわれないように、７０質量％以下とするのが好ましい。

このような表面処理金属板の例としては、例えば前記のカーボンブラックとチタニアを含有する表面処理金属板があげられる。カーボンブラックは波長が６μｍ以下の範囲ではほぼ黒体に近い熱放射性を示すので、波長６μｍでは高い熱放射率を有しており、また、チタニアは波長が１２μｍ以上ではほぼ黒体に近い熱放射性を示すので、波長１２μｍでは高い熱放射率を有しているからである。

前記のカーボンブラックとチタニアを含有する表面処理金属板において、外層塗膜には、カーボンブラックとチタニア以外の熱放射性顔料が含まれていてもよい。前記熱放射性顔料は、特に限定されることはないが、安全で、耐水性、耐候性に優れ、長期間にわたって熱放射効果が持続する顔料が望ましい。なかでも、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、シリカ（ＳｉＯ₂）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ₄）、マグネシア（ＭｇＯ）、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）、βスポジューメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂）、ムライト（Ａｌ₂Ｏ₃・３ＳｉＯ₂）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＯ₂）、トルマリン〔ＷＸ₃Ｂ₃Ａｌ₃(ＡｌＳｉ₂Ｏ₉)₃(Ｏ,ＯＨ,Ｆ)₄〕等に代表される金属の酸化物からなる顔料が好ましい。なお、外層塗膜に前記熱放射性顔料が含まれる場合、カーボンブラックおよびチタニアにこれらの顔料を加えた合計の含有量が５〜７０質量％の範囲内にあるのが好ましい。より好ましくは８〜６０質量％の範囲内である。

前記の熱放射性顔料および後述する種々の顔料を保持するバインダー、すなわち基材表面に形成されている塗膜に用いるバインダーとしては、黄変、変色、光沢低下、白亜化等を起こしにくく、長年使用しても美観が維持されるとともに、隠蔽効果を長期間維持できる有機樹脂を使用するのが好ましい。

このような樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等があげられる。これらの樹脂のうちのいずれか１種を用いればよいが、２種以上を混合して用いても構わない。これら有機樹脂の含有量は、塗膜の乾燥質量に対して１０〜９０質量％とするのが好ましい。

また、合成微粉シリカ、有機ベントナイト、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等の増粘剤、メラミン系、ベンゾグアナミン系、イソシアネート系等の架橋剤、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩等の分散剤などを含有させても構わない。

塗膜には、所望の耐食性等の塗装性能を得るのに必要な防錆顔料や、基材表面とバインダーである有機樹脂（例えば、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂等）との密着性や塗膜自体の凝集強度を向上させる作用効果を有する、例えば、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カオリンクレー、タルク、ネフェリンサイナイト、雲母、気泡含有顔料等の体質顔料を含有させてもよい。

さらに、外層塗膜には、表面処理金属板の意匠性を高めるために、着色顔料（有機系、無機系を問わない）が含まれていてもよい。

外層塗膜に前記の種々の顔料が含まれる場合、これら全ての顔料（すなわち、カーボンブラックおよびチタニア、その他の熱放射性顔料、防錆顔料、体質顔料、着色顔料）の合計の含有量が５〜７０質量％の範囲内にあるのが好ましい。より好ましくは８〜６０質量％の範囲内である。

前述した顔料の平均粒径は、塗膜の耐汚染性、耐候性、着色の安定性を高める観点から、５０μｍ以下とするのが好ましい。より好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下である。

外層塗膜の表面粗さは、ろ波中心線うねり（以下、単に「Ｗ_CA」と記す）で０．２〜１０．０μｍであるのが好ましい。外層塗膜の表面が適度に粗く、Ｗ_CAで０．２μｍ以上であれば、塗膜の表面積が大きく、熱線の放射面積が大きくなるので、熱放射性が向上する。一方、Ｗ_CAが１０．０μｍを超えると、表面処理材としての外観の美麗さ（意匠性）が損なわれ、好ましくない。

塗膜にバインダーとしての有機樹脂を用いる場合、外層塗膜の厚さが３μｍ以上であると、熱放射性が向上するので好ましい。より好ましくは５μｍ以上である。有機樹脂は一般に赤外線領域で吸収を有するので（換言すれば、この領域で熱放射性を有するので）、塗膜の厚さが増せば熱放射性が向上するからである。ただし、塗膜全体の厚さが２００μｍを超えると、表面処理金属板を加工する際に塗膜の剥離や割れが生じることがあり、また、複数回の塗装作業が必要となって経済的にも不利になる。より好ましくは、塗膜全体の厚さの上限は５０μｍである。

〔基材の他方の面（導電面）〕
本発明の表面処理金属板においては、前記のように、片面の熱放射率を高めることによって放熱性を確保し、もう一方の面で導電性を確保して高い電磁波シールド性を有する被膜構成とするため、基材の他方の面には、被膜を設けないか、または設けても合計膜厚を３μｍ以下とする。また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材とする場合、前記他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚を７μｍ以下とすることができる。これは、前述したように、合金化溶融亜鉛めっき鋼板表面の微小な凹凸が影響しているためと考えられる。

被膜を設ける場合、被膜としては、クロメート、りん酸塩、シリカ系、シランカップリング剤系等の化成処理被膜や、黄変、変色、光沢低下、白亜化等を起こし難く、長年使用しても美観が維持される有機樹脂を使用すればよい。

この被膜には、導電性を高めるために、被膜中に導電性顔料やＺｎ粉等の金属粉を含有させてもよい。このような導電性顔料としては、Ｆｅ₂ＰやＣ等、金属粉としては、Ｚｎ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属粉が挙げられる。

導電性顔料および金属粉の粒径はおよそ１〜１０μｍ、添加量は体積濃度で５％以上が好ましい。

なお、被膜中に導電性顔料や金属粉を含有させない場合は、膜厚は１．５μｍ以下とするのが好ましい。

被膜を設けない場合は、耐食性を確保するために、基材として耐食性の良好な材料を用いる必要がある。

この面（導電面）は電磁波シールド性を確保するための面であるが、この面の熱放射率を高めることができれば材料の放熱性を向上させ得るので、好ましい。この面の熱放射率を高めるのは、膜厚が薄いため難しいが、基材の選択、被膜中に熱放射率の高い顔料を含有させること、等により、熱放射率を６０％以上とすればさらに好ましい。

この点からも、通常の溶融亜鉛めっき鋼板を使用する場合と比較してその面の熱放射率が高い合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材として用いるのが有利である。

上記の（２）に示したように、本発明の表面処理金属板は、前記の片面における外層塗膜が、「波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有し」（これを(a)の要件とする）、かつ、「塗膜の合計厚さが３μｍ以上である」（(b)の要件）という条件が満たされれば、上記の（１）の表面処理金属板で必要な要件とされている「塗膜が形成されたその面の熱放射率が６０％以上」の条件が満たされているか否かの確認は要しない。前記の(a)と(b)の要件が満たされ、他方の面が、（１）の表面処理金属板の場合と同様、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下（基材が合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、７μｍ以下）の被膜を有しているものであれば、放熱性に優れ、電磁波シールド性にも優れた表面処理金属板だからである。

また、上記の（３）に示したように、本発明の表面処理金属板は、前記の片面における外層塗膜が、「顔料としてカーボンブラックとチタニア、または、さらにその他の熱放射性顔料を外層塗膜の乾燥質量に対して合計で５質量％以上含有し」（(c)の要件）、かつ、「塗膜の合計厚さが３μｍ以上である」（(d)の要件）という条件が満たされる場合も、同様に「塗膜が形成されたその面の熱放射率が６０％以上」の条件が満たされているか否かの確認は要しない。

前記の(c)と(d)の要件が満たされ、他方の面が、同じく、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下（基材が合金化溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、７μｍ以下）の被膜を有しているものであれば、前記（１）または（２）の表面処理金属板と同様、放熱性に優れ、電磁波シールド性にも優れた表面処理金属板だからである。なお、前記(c)の要件において、カーボンブラックおよびチタニアと、必要に応じて添加するその他の顔料の含有量の上限は特に定めていないが、通常の塗膜において許容されている顔料の量以下であればよく、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。

この（３）の表面処理金属板において、前記チタニアの質量に対する前記カーボンブラックの質量の比が０．０１〜０．３であれば、材料全体としての放熱性が向上するので、好ましい。

以上述べた、基材の片面に塗装を施し、他方の面は導電面とした本発明の表面処理金属板において、塗装面は外側の面（おもて面）、導電面は内側の面（うら面）とする場合が多い。これは、外側の面には意匠性が要求されるため塗装を施されるのが一般的であり、この面に導電性を付与することが困難であることから、通常は導電面は内側の面とされるからである。

上記の（４）に示した電子機器用筐体は、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の表面処理金属板が構成部材として使用されている筐体である。

前述したように、この筐体に使用される金属板は熱放射性および電磁波シールド性に優れているので、筐体全体としても放熱性および電磁波シールド性に優れている。そのため、家電製品や、ＯＡ機器、ＡＶ機器等の筐体、その他産業用、生活関連用の電子機器類の筐体として好適である。

製造方法：
上記本発明の表面処理金属板の製造方法は特に限定されない。例えば、前述した熱放射性顔料およびその他の顔料、増粘剤、分散剤等と有機樹脂を溶媒に分散させて塗料組成物とし、この塗料組成物を基材表面に塗布し、乾燥させて外層塗膜を形成させることにより製造すればよい。また、例えば、外層塗膜の密着性を高めるとともに、表面処理材としての防錆性や塗装仕上がりなどを向上させる目的で外層塗膜と基材の間に下塗り塗膜（プライマー）や中塗り塗膜を形成させ、その上に上塗り塗膜、すなわち外層塗膜を形成させてもよい。

外層塗膜形成用の塗料組成物に、例えばアルミフレークを配合してメタリック塗膜を形成させてもよいし、艶消し剤を配合して外層塗膜を艶消し塗膜としてもよい。

前記の塗料組成物の調製に用いる溶媒は通常用いられる溶剤でよく、使用する有機樹脂に合わせて、例えば、水、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等から適宜選択したものを用いればよい。

塗料組成物の塗布は、従来用いられている方法により行えばよく、例えば、スプレーコート、ロールコート、カーテンフローコート、バーコート等の方法が適用できる。塗装後は、基材が金属板なので、熱風オーブン、誘導加熱オーブン等、公知の設備および方法で乾燥し、冷却すればよい。

厚さ０．６０ｍｍの冷間圧延鋼板を母材として用いたＪＩＳ−Ｇ３３０２に規定される溶融亜鉛めっき鋼板（符号「ＧＩ」）および合金化溶融亜鉛めっき鋼板（符号「ＧＡ」）を基材として使用した。なお、めっき付着量は、いずれも片面当たり６０ｇ／ｍ²であった。

この基材表面に、以下に述べる方法で、一方の面に塗膜を形成させ、他方の面には、導電性の被膜を設け、または設けずに、表面処理金属板を作製し、その熱放射性を評価した。

1)一方の面（塗装面）
外層塗膜に含有させる顔料としては、平均粒子径が０．０２μｍのカーボンブラック（三菱化成（株）製“ＭＡ−１００”、符号「ＣＢ」と記す）および平均粒子径が０．２５μｍのチタニア（石原産業（株）製“タイペークＣＲ−９０”、符号「ＣＲ」）を使用した。これらの顔料を、乾燥固形分としてのポリエステル樹脂およびメラミン系架橋剤と、溶剤（適量のシクロヘキサノンを使用）とともにボールミルを用いて分散混合し、塗料組成物（塗料）を得た。なお、ポリエステル樹脂に対するメラミン系架橋剤の混合割合は、ポリエステル樹脂１００質量部に対して５〜２０質量部とした。

これらの塗料それぞれを、前記の基材に乾燥膜厚が１０μｍになるようにロールコート法により塗布し、２４０℃で６０秒間の焼き付け処理を施して基材表面に外層塗膜を形成させた。

2)他方の面（導電面）
塗装面と同様の樹脂、架橋剤、溶剤を同様の混合割合で分散混合して得た塗料組成物を同様の方法で乾燥膜厚が１〜７．５μｍとなるように塗布し、塗膜を形成させた。記号Ｇ（次に述べる表１参照）の表面処理金属板については、この樹脂組成物にＺｎ粉を体積濃度で１０％になるように添加して得た塗料組成物を用い、乾燥膜厚で２．５μｍとなるように塗布した。なお、塗膜を設けない場合（記号ＫおよびＬ）についても試験を行った。

表１にこれらの表面処理金属板の塗装面および導電面における被膜構成をまとめて示す。なお、表１に示した「ビヒクル」とは、揮発成分を除く乾燥固形分（前記のポリエステル樹脂＋メラミン系架橋剤）を意味する。また、「ビヒクル」と「顔料」はいずれも質量部で示した。

これらの表面処理金属板からそれぞれ試料を切り出し、熱放射率および導電性を評価した。
［評価方法］
熱放射率：試料の塗装面および導電面について分光反射率を測定し、前記の (1)式により熱放射率を算出した。なお、分光反射率の測定は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）により行った。

得られた熱放射率は、面（塗装面または導電面）の熱放射率である。評価基準は下記のとおりで、○印の場合、良好とした。

○・・熱放射率が６０％以上
△・・熱放射率が６０％未満
導電性：試料の導電面について、面圧５０ｇ／ｃｍ²で導電面同士（表面積１ｃｍ²）を接触させたときの抵抗値を測定した。評価基準は下記のとおりで、○印の場合、良好とした。
○・・抵抗値が１５ｍΩ以下
△・・抵抗値が１５ｍΩ超２５ｍΩ以下
×・・２５ｍΩ超
評価結果を前記の表１に併せて示す。

表１の結果から明らかなように、記号Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、ＫおよびＬの表面処理金属板は、塗装面の熱放射率が６０％以上で、良好な熱放射性を示し、かつ、導電面の導電性も良好であった。

特に、記号Ｇの表面処理金属板は、導電面の被膜に導電顔料としてＺｎ粉を添加したもので、膜厚が同一のＥの表面処理金属板に比べて導電性が向上した。

また、記号Ｈ、ＩおよびＫの表面処理金属板は、基材として「ＧＡ」を用いたものであるが、基材が「ＧＩ」のものに比べて、塗装面、導電面ともに熱放射率が著しく向上した。また、記号Ｉの表面処理金属板は、導電面の膜厚が６．５μｍと比較的大きいにもかかわらず、導電性は良好であった。

これに対し、記号ＣおよびＤの表面処理金属板は、塗装面の熱放射率が十分でなく、また、記号Ｆの表面処理金属板は、導電面の導電性が不十分であった。

本発明の表面処理金属板は、放熱性および電磁波シールド性に優れ、家電製品、パソコン、その他の電子機器類の筐体や、放熱板等の素材として好適であり、家電製品や電子機器類の内部で生じた熱が放散（放射）され易い（すなわち、熱交換効率が向上する）ので、例えば、冷蔵庫などにおける消費電力の低減等、省エネルギーに寄与するとともに、熱が内部に籠もらないので電子部品の寿命延長にも有効である。また、電子機器類の精密化および一般への普及に伴い要求される高い電磁波シールド性への対応も容易で、その利用分野は極めて広い。

Claims (12)

1. 片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、かつ、当該面の熱放射率が６０％以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下の被膜を有することを特徴とする表面処理金属板。
2. 合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材とし、片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、かつ、当該面の熱放射率が６０％以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が７μｍ以下の被膜を有することを特徴とする表面処理金属板。
3. 前記塗膜のうち、外層塗膜が、少なくとも波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有することを特徴とする請求項１または２に記載の表面処理金属板。
4. 前記塗膜のうち、外層塗膜が、少なくとも顔料としてカーボンブラックとチタニアを含有し、かつ、チタニアの質量に対するカーボンブラックの質量の比が０．０１〜０．３であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面処理金属板。
5. 前記塗膜のうち、外層塗膜が、顔料としてカーボンブラックとチタニアを外層塗膜の乾燥質量に対して合計で５〜７０質量％含有する塗膜であることを特徴とする請求項１、２または４に記載の表面処理金属板。
6. 片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、前記塗膜のうち、外層塗膜が、少なくとも波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有し、かつ、塗膜の合計厚さが３μｍ以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下の被膜を有することを特徴とする表面処理金属板。
7. 片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、前記塗膜のうち、外層塗膜が、顔料としてカーボンブラックとチタニア、または、さらにその他の熱放射性顔料を外層塗膜の乾燥質量に対して合計で５質量％以上含有し、かつ、塗膜の合計厚さが３μｍ以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が３μｍ以下の被膜を有することを特徴とする表面処理金属板。
8. 合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材とし、片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、前記塗膜のうち、外層塗膜が、少なくとも波長が６μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料と波長が１２μｍでの熱放射率が６０％以上の顔料とを含有し、かつ、塗膜の合計厚さが３μｍ以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が７μｍ以下の被膜を有することを特徴とする表面処理金属板。
9. 合金化溶融亜鉛めっき鋼板を基材とし、片面に少なくとも１層の塗膜が形成され、前記塗膜のうち、外層塗膜が、顔料としてカーボンブラックとチタニア、または、さらにその他の熱放射性顔料を外層塗膜の乾燥質量に対して合計で５質量％以上含有し、かつ、塗膜の合計厚さが３μｍ以上であり、他方の面は、被膜を有しないか、または合計膜厚が７μｍ以下の被膜を有することを特徴とする表面処理金属板。
10. 前記チタニアの質量に対する前記カーボンブラックの質量の比が０．０１〜０．３であることを特徴とする請求項７または９に記載の表面処理金属板。
11. 前記他方の面が有する被膜が、導電性顔料または導電粉を含有するものであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の表面処理金属板。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の表面処理金属板が構成部材として使用されていることを特徴とする電子機器用筐体。