JP2005096405A - High-reflective pre-coated aluminum alloy plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶の蛍光灯バックパネル等に用いられ、可視光全波長に対し反射率に優れたプレコートアルミニウム合金板に関する。 The present invention relates to a precoated aluminum alloy plate that is used in a liquid crystal fluorescent lamp back panel and the like and has excellent reflectivity with respect to all visible light wavelengths.
アルミニウム合金板の表面を合成樹脂塗膜にてコーティングしてなるプレコートアルミニウム板は、耐食性に優れ、軽量であり、かつ、成形後に塗装を施す必要がない、という優れた特性を有している。そのため、従来より、プレコートアルミニウム合金板は、家電製品やＯＡ機器の筐体等の材料として広く使われている。 A pre-coated aluminum plate obtained by coating the surface of an aluminum alloy plate with a synthetic resin coating film has excellent properties that it is excellent in corrosion resistance, is lightweight, and does not need to be coated after forming. Therefore, conventionally, pre-coated aluminum alloy plates have been widely used as materials for home appliances and OA equipment casings.
最近では、家電製品あるいはＯＡ機器においては、軽量化、小型化、高性能化のほか低価格化がますます進み、それに伴って、筐体等に用いられる材料の高機能化、低コスト化が重要課題となっている。
特に、液晶ディスプレイの裏側面に配置される液晶バックパネルは、可視光の全波長で均一に反射する必要があり、また、蛍光灯からの発熱に対する耐熱性および高寿命が必要である。また、最近では、薄型タイプが望まれ、特殊な形状も増え、素材となるプレコートアルミニウム合金板に対しては、様々な形状に成形可能な優れた成形性が強く求められている。
Recently, in home appliances and OA equipment, weight reduction, downsizing, higher performance, and lower prices are progressing, and along with this, higher functionality and lower cost of materials used for housings, etc. It is an important issue.
In particular, a liquid crystal back panel disposed on the back side of a liquid crystal display needs to reflect uniformly at all wavelengths of visible light, and also needs heat resistance against heat generated from a fluorescent lamp and a long life. In addition, recently, a thin type is desired, and the number of special shapes has been increased. For the precoated aluminum alloy plate as a material, excellent formability that can be formed into various shapes is strongly demanded.
上記液晶バックパネルとしては、これまで、高反射のフィルムが使用されたり、あるいはアルミニウム板にそのフイルムを貼り付けたものが使用されたりしていた（特許文献１〜６参照）。
しかしながら、例えば高反射のフィルムを貼り付けたアルミニウム板等を作製するに当たっては、複雑なプロセスが必要となり、製造コストが高い。このことが、液晶バックパネルの今後の低価格化には大きな問題となっている。そのため、製造コストが低く、高反射特性を有する材料の開発が望まれている。
さらに、上記高反射特性を有する材料としては、複雑なプレス成形にも耐えうる成形性を具備し、かつ、薄肉軽量で高強度であるという特性も求められている。
Hitherto, as the liquid crystal back panel, a highly reflective film has been used, or a film in which the film is attached to an aluminum plate has been used (see Patent Documents 1 to 6).
However, for example, in producing an aluminum plate or the like on which a highly reflective film is attached, a complicated process is required and the manufacturing cost is high. This is a big problem for future price reduction of the liquid crystal back panel. Therefore, development of a material with low manufacturing cost and high reflection characteristics is desired.
Further, the material having the high reflection characteristics is required to have a formability that can withstand complicated press molding, and is thin, lightweight, and high strength.
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，薄肉軽量化、製造コスト低減が可能で、成形性および反射特性に優れた高反射プレコートアルミニウム合金板を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and is intended to provide a highly reflective precoated aluminum alloy plate that can be reduced in thickness and weight, reduced in manufacturing cost, and has excellent formability and reflection characteristics. .
本発明は、アルミニウム合金板よりなる基板と、該基板の片面又は両面に形成したプレコート層とよりなり、
少なくとも一方の上記プレコート層は、ベース樹脂中に、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、硝子、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、シリカ、酸化ジルコニウム、中空ガラスビーズの１種または２種以上よりなる高反射物質を含有した高反射層を一層又は複数層有していることを特徴とした高反射プレコートアルミニウム合金板にある（請求項１）。
The present invention comprises a substrate made of an aluminum alloy plate and a precoat layer formed on one or both sides of the substrate,
At least one of the above-mentioned precoat layers is composed of barium sulfate, titanium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, alumina, magnesium oxide, magnesium sulfate, zinc oxide, glass, aluminum nitride, boron nitride, silica, zirconium oxide, hollow in the base resin. A highly reflective pre-coated aluminum alloy plate having one or more highly reflective layers containing a highly reflective material composed of one or more kinds of glass beads (Claim 1).
本発明の高反射プレコートアルミニウム合金板は、基板としてアルミニウム合金板を用い、かつ、その片面又は両面に形成したプレコート層に、上記特定の構成よりなる高反射層を有している。
これにより、上記高反射プレコートアルミニウム合金板は、薄肉軽量化、製造コスト低減が可能で、成形性および反射特性に優れたものとなる。
The highly reflective precoated aluminum alloy plate of the present invention uses an aluminum alloy plate as a substrate, and has a highly reflective layer having the above-mentioned specific structure on a precoat layer formed on one side or both sides thereof.
Thereby, the said highly reflective precoat aluminum alloy plate can be reduced in thickness and weight, and manufacturing cost can be reduced, and becomes excellent in formability and reflection characteristics.
上記プレコート層は、上記のごとく、基板の片面又は両面に形成する。片面にプレコート層を形成する場合には、そのプレコート層が上記高反射層を有する。また、基板の両面にプレコート層を形成する場合には、その一方または両方のプレコート層が上記高反射層を有する。 As described above, the precoat layer is formed on one side or both sides of the substrate. When a precoat layer is formed on one side, the precoat layer has the high reflection layer. Moreover, when forming a precoat layer on both surfaces of a board | substrate, the one or both precoat layer has the said highly reflective layer.
また、上記高反射層を有するプレコート層としては、一層の高反射層のみにより形成することもできるし、複数層の高反射層を積層して形成することもできる。また、一層又は複数層の高反射層と、高反射特性を有していない例えばクリアー層のような層を積層することも可能である。 Further, the precoat layer having the high reflection layer can be formed of only one high reflection layer, or can be formed by laminating a plurality of high reflection layers. It is also possible to laminate one or a plurality of highly reflective layers and a layer such as a clear layer that does not have high reflective properties.
また、上記高反射物質としては、上記の様々な物質を用いることができる。ここで、上記中空ガラスビーズは、内部に中空部を有する略球状のガラスよりなり、その粒径が０．１〜２００μｍのものである。ガラスの成分としては、例えば、ケイ酸ガラス、ホウ酸ソーダガラス、シリカガラス、その他様々な種類のガラスを適用することができる。 In addition, as the highly reflective material, the various materials described above can be used. Here, the said hollow glass bead consists of a substantially spherical glass which has a hollow part inside, and the particle size is 0.1-200 micrometers. As the glass component, for example, silicate glass, sodium borate glass, silica glass, and other various types of glass can be applied.
また、上記高反射層は、上記ベース樹脂として、数平均分子量５０００〜５００００の合成樹脂を主成分として含有する合成樹脂塗料を用いることが好ましい（請求項２）。上記合成樹脂の数平均分子量が５０００未満の場合には塗膜が硬くなりすぎ、成形性が低下するという問題があり、一方、５００００を超える場合には塗膜が軟らかくなりすぎ、耐傷付き性が悪化するという問題がある。
また、上記合成樹脂としては、特にポリエステル樹脂を適用することが好ましい。なお、上記数平均分子量は、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography）という方法により測定することができる。
また、上記合成樹脂塗料としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、脂肪酸変性したポリエステル樹脂（アルキド樹脂）、オイルフリーアルキド樹脂、綿状ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、その他、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂の塗料がある。
The high reflection layer preferably uses a synthetic resin paint containing a synthetic resin having a number average molecular weight of 5000 to 50000 as a main component as the base resin. When the number average molecular weight of the synthetic resin is less than 5,000, the coating film becomes too hard and the moldability is deteriorated. On the other hand, when it exceeds 50,000, the coating film becomes too soft and the scratch resistance is high. There is a problem of getting worse.
Further, as the synthetic resin, it is particularly preferable to apply a polyester resin. The number average molecular weight can be measured by a method called GPC (Gel Permeation Chromatography).
Examples of the synthetic resin paint include polyester resins such as unsaturated polyester resins, fatty acid-modified polyester resins (alkyd resins), oil-free alkyd resins, and cotton-like polyester resins, as well as epoxy resins and polyurethane resins. There are phenolic resin paints.
また、上記高反射物質として、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、硝子、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、シリカ、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を含有する場合には、それぞれの単独の含有量が、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５０〜３００重量部であることが好ましい（請求項３）。 In addition, as the highly reflective substance, one or more of barium sulfate, titanium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, alumina, magnesium oxide, magnesium sulfate, zinc oxide, glass, aluminum nitride, boron nitride, silica, and zirconium oxide are used. In the case where it contains, the content of each of them is preferably 50 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin.
すなわち、上記ベース樹脂に含有させるに高反射物質のうち、上述した中空ガラスビーズ以外の成分は、複数の成分を含有させた場合も、その単独の含有量でみると、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５０〜３００重量部であることが好ましい。上記の成分の含有量が５０重量部未満の場合には、反射率が低下し、一方、３００重量部を超える場合には塗膜からの高反射物質の脱落数が増加するという問題がある。なお、望ましくは１００〜２００重量部がよい。なお、塗膜の加工性等の性能が劣化しない場合には、３００重量部を超える含有量にすることも可能である。 That is, among the highly reflective substances to be contained in the base resin, the components other than the hollow glass beads described above, even when a plurality of components are contained, The amount is preferably 50 to 300 parts by weight. When the content of the above components is less than 50 parts by weight, the reflectivity is lowered. On the other hand, when it exceeds 300 parts by weight, there is a problem in that the number of highly reflective substances falling from the coating film increases. In addition, 100-200 weight part is desirable. In addition, when performance, such as the workability of a coating film, does not deteriorate, it is also possible to make it content exceeding 300 weight part.
上記高反射物質として上記中空ガラスビーズを含有する場合には、その含有量は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５〜２００重量部であることが好ましい（請求項４）。上記中空ガラスビーズの含有量が５重量部未満の場合には反射率の向上があまり見込めず、一方、２００重量部を超える場合には塗膜からの上記中空ビーズの脱落数が増加するという問題がある。 When the hollow glass beads are contained as the highly reflective substance, the content thereof is preferably 5 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin. When the content of the hollow glass beads is less than 5 parts by weight, the improvement of the reflectance cannot be expected so much. On the other hand, when the content exceeds 200 parts by weight, the number of falling off the hollow beads from the coating film increases. There is.
また、上記高反射物質として、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、硝子、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、シリカ、酸化ジルコニウムの１種または２種以上を含有する場合には、その平均粒径が０．１〜１０μｍであることが好ましい（請求項５）。平均粒径が０．１μｍ未満の場合には、反射率が低下する。また、１０μｍを超える場合には、塗膜からの上記高反射物質の脱落数が増加するという問題がある。そのため、望ましくは、平均粒径０．１〜７μｍがよい。 In addition, as the highly reflective substance, one or more of barium sulfate, titanium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, alumina, magnesium oxide, magnesium sulfate, zinc oxide, glass, aluminum nitride, boron nitride, silica, and zirconium oxide are used. When it contains, it is preferable that the average particle diameter is 0.1-10 micrometers (Claim 5). When the average particle size is less than 0.1 μm, the reflectance is lowered. Moreover, when it exceeds 10 micrometers, there exists a problem that the number of dropping of the said highly reflective substance from a coating film increases. Therefore, the average particle size is desirably 0.1 to 7 μm.
また、上記高反射層の膜厚は、２０〜１００μｍであることが好ましい（請求項６）。高反射層の膜厚が２０μｍ未満の場合には反射率は低下すると共に、高反射物質の脱落が増加するという問題がある。一方、上記膜厚が１００μｍを超える場合には、反射率向上に望ましいが、コストアップになるという問題がある。望ましくは、５０〜８０μｍである。 Moreover, it is preferable that the film thickness of the said high reflection layer is 20-100 micrometers (Claim 6). When the film thickness of the highly reflective layer is less than 20 μm, there is a problem that the reflectivity is lowered and dropping of the highly reflective material is increased. On the other hand, when the film thickness exceeds 100 μm, it is desirable for improving the reflectance, but there is a problem that the cost is increased. Desirably, it is 50-80 micrometers.
また、上記高反射層は、上記ベース塗膜１００重量部に対して、０．０５〜３重量部の動物性ワックス、植物性ワックス、合成ワックス、石油ワックスの１種あるいは２種よりなるインナーワックスを含有していることが好ましい（請求項７）。上記動物性ワックスとしては例えばラノリン等があり、上記植物性ワックスとしてはカルナバ等があり、上記剛性ワックスとしてはポリエチレンワックスやフィッシャートロプッシュワックス等があり、上記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、あるいはペトロラタム等がある。
上記インナーワックス量が０．０５％未満の場合には摺動性が低下し、一方、３重量部を超える場合には、コストアップとなるという問題がある。
The highly reflective layer may be 0.05 to 3 parts by weight of an inner wax composed of one or two of animal wax, vegetable wax, synthetic wax and petroleum wax with respect to 100 parts by weight of the base coating film. It is preferable to contain (Claim 7). Examples of the animal wax include lanolin and the like, examples of the plant wax include carnauba, and examples of the rigid wax include polyethylene wax and Fischer-Tropsch wax. Examples of the petroleum wax include paraffin wax and microcrystalline wax. Or petrolatum.
When the amount of the inner wax is less than 0.05%, the slidability is lowered. On the other hand, when it exceeds 3 parts by weight, there is a problem that the cost is increased.
また、上記プレコート層と上記基板との間には、化成処理皮膜が形成されていることが好ましい（請求項８）。
上記化成処理皮膜としては、リン酸クロメート、クロム酸クロメート等のクロメート処理、クロム化合物以外のリン酸チタンやリン酸ジルコニウム、リン酸モリブデン、リン酸亜鉛等によるノンクロメート処理等の化学皮膜処理、いわゆる化成処理により得られる皮膜が採用される。
Moreover, it is preferable that the chemical conversion treatment film is formed between the said precoat layer and the said board | substrate (Claim 8).
As the above chemical conversion treatment film, chemical film treatment such as chromate treatment such as phosphate chromate and chromate chromate, non-chromate treatment with titanium phosphate other than chromium compounds, zirconium phosphate, molybdenum phosphate, zinc phosphate, etc., so-called A film obtained by chemical conversion treatment is employed.
この化成処理皮膜の存在によって、アルミニウム合金板よりなる基板と上記複層塗膜との密着性を効果的に向上させることができる。また、優れた耐食性が実現されて、水、塩素化合物等の腐食性物質がアルミニウム合金板の表面に浸透した際に惹起される塗膜下腐食が抑制され、塗膜割れや塗膜剥離の防止を図ることができる。
なお、上記クロメート処理やノンクロメート処理等の化成処理方法には、反応型及び塗布型があるが、本発明においてはいずれの手法が採用されても何ら差し支えない。
The presence of this chemical conversion coating can effectively improve the adhesion between the substrate made of an aluminum alloy plate and the multilayer coating film. In addition, excellent corrosion resistance is realized, and corrosion under the coating caused when corrosive substances such as water and chlorine compounds permeate the surface of the aluminum alloy plate is suppressed, and prevention of coating cracking and peeling is prevented. Can be achieved.
The chemical conversion treatment methods such as chromate treatment and non-chromate treatment include a reaction type and a coating type, but any method may be adopted in the present invention.
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によってのみ限定されるものではない。
本例では、図１に示す構成のプレコートアルミニウム合金板１として、複数種類のサンプル（実施例１〜１２６、比較例１〜８４）を作製し、その性能を評価した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited only to these examples.
In this example, a plurality of types of samples (Examples 1 to 126 and Comparative Examples 1 to 84) were prepared as the precoated aluminum alloy plate 1 having the configuration shown in FIG. 1, and the performance was evaluated.
本例では、アルミニウム合金板よりなる基板２として、厚さ０．５ｍｍの５０５２−Ｈ３４アルミニウム合金板を用いた。この基板２をアルカリ系脱脂剤で脱脂した後、リン酸クロメート浴中でリン酸クロメート処理を実施して化成処理皮膜であるクロメート皮膜３を形成した。クロメート皮膜量は皮膜中のＣｒ含有量として２０±５ｍｇ／ｍ2である。
In this example, a 5052-H34 aluminum alloy plate having a thickness of 0.5 mm was used as the substrate 2 made of an aluminum alloy plate. This substrate 2 was degreased with an alkaline degreasing agent, and then subjected to a phosphoric acid chromate treatment in a phosphoric acid chromate bath to form a
次に、塗装は、上記下地処理（化成処理）後のアルミニウム板の一方の面に対して所定量のポリエステル樹脂系塗料を、バーコーターを用いて塗布し、アルミニウム表面の温度が２３０℃になるよう２４０℃のオーブンの中で６０秒焼付、硬化することによりプレコート層４を形成した。本例では、すべての試料について、ベース樹脂４１中に各種の高反射物質４２を含有させた高反射層４０一層のみよりなるプレコート層を採用した。
表１〜表６には、高反射層４０に含有させた高反射物質４２の種類、平均粒径、含有量、膜厚、インナーワックス含有量を示す。
Next, in coating, a predetermined amount of polyester resin-based paint is applied to one surface of the aluminum plate after the base treatment (chemical conversion treatment) using a bar coater, and the temperature of the aluminum surface becomes 230 ° C. The precoat layer 4 was formed by baking and curing in an oven at 240 ° C. for 60 seconds. In this example, a precoat layer composed of only one highly reflective layer 40 in which various highly
Tables 1 to 6 show the type, average particle size, content, film thickness, and inner wax content of the highly
得られた多数のサンプルについて、反射率の測定、および耐傷付き性の評価を行った。
＜反射率＞
反射率の測定は、X-Rite社製積分球分光測色計を用い、硫酸バリウムの微粉末を固めた白色板の反射率を１００％として、各々のサンプルについて４００〜７００ｎｍの波長域の反射率を測定した。その反射率が９０％以上を良好とし○印で、９０％未満を不良として×印で示した。
A number of obtained samples were subjected to reflectance measurement and scratch resistance evaluation.
<Reflectance>
The reflectance is measured using an integrating sphere spectrocolorimeter manufactured by X-Rite. The reflectance of a white plate obtained by solidifying fine barium sulfate powder is 100%, and each sample is reflected in a wavelength range of 400 to 700 nm. The rate was measured. The reflectivity was 90% or higher as good, and less than 90% as poor, and x.
＜耐傷付き性＞
耐傷付き性は、バウデン試験にて、荷重５００ｇ、１／４インチの鋼球を１００回摺動させたときの摺動痕跡の幅を評価に用いた。０．５ｍｍ未満を良好として○印で、０．５ｍｍ以上を不良として×印で示した。
結果を表１〜表６に示す。
<Scratch resistance>
For the scratch resistance, the width of a sliding trace when a steel ball having a load of 500 g and a 1/4 inch was slid 100 times in the Bowden test was used for evaluation. Less than 0.5 mm was shown as good by ◯, and 0.5 mm or more was shown as bad by x.
The results are shown in Tables 1-6.
表１〜表３により知られるごとく、すべての構成が本発明の範囲内である実施例１〜１２６は、いずれも、優れた高反射特性と、耐傷付き性を示した。
一方、表４〜表６に示すごとく、比較例１〜７８においては、いずれの高反射物質を用いても、その含有量が５０重量部未満の場合および３００重量部を超える場合、その粒径が０．１μｍ未満の場合および１０μｍを超える場合、並びに高反射層の膜厚が２０μｍ未満の場合には、十分な反射特性が得られないことがわかる。さらには、インナーワックスを含有させた場合にその含有量が０．０５重量部未満の場合には十分な耐傷付き性が得られないこともわかる。
また、比較例７９〜８４においては、中空ガラスビーズの含有量が５重量部未満の場合および２００重量部を超える場合、その粒径が０．０１μｍ未満の場合および２００μｍを超える場合、並びに高反射層の膜厚が２０μｍ未満の場合には、十分な反射特性が得られないことがわかる。さらには、インナーワックスを含有させた場合にその含有量が０．０５重量部未満の場合には十分な耐傷付き性が得られないこともわかる。
As is known from Tables 1 to 3, Examples 1 to 126, all of which are within the scope of the present invention, all exhibited excellent high reflection characteristics and scratch resistance.
On the other hand, as shown in Tables 4 to 6, in Comparative Examples 1 to 78, even if any highly reflective material is used, the particle size is less than 50 parts by weight and more than 300 parts by weight. It can be seen that sufficient reflection characteristics cannot be obtained when the thickness is less than 0.1 μm, more than 10 μm, and when the thickness of the highly reflective layer is less than 20 μm. Furthermore, it can be seen that when the inner wax is contained, if the content is less than 0.05 parts by weight, sufficient scratch resistance cannot be obtained.
In Comparative Examples 79 to 84, when the content of the hollow glass beads is less than 5 parts by weight and more than 200 parts by weight, the particle size is less than 0.01 μm and more than 200 μm, and high reflection is achieved. It can be seen that when the thickness of the layer is less than 20 μm, sufficient reflection characteristics cannot be obtained. Furthermore, it can be seen that when the inner wax is contained, if the content is less than 0.05 parts by weight, sufficient scratch resistance cannot be obtained.
１ 高反射プレコートアルミニウム合金板
２ 基板
３ 化成処理皮膜（クロメート皮膜）
４ プレコート層
４０ 高反射層
４１ ベース樹脂
４２ 高反射物質
1 High reflection pre-coated aluminum alloy plate 2
4 Precoat layer 40 High reflection layer 41
Claims (8)
少なくとも一方の上記プレコート層は、ベース樹脂中に、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、硝子、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、シリカ、酸化ジルコニウム、中空ガラスビーズの１種または２種以上よりなる高反射物質を含有した高反射層を一層又は複数層有していることを特徴とした高反射プレコートアルミニウム合金板。 It consists of a substrate made of an aluminum alloy plate and a precoat layer formed on one or both sides of the substrate,
At least one of the above-mentioned precoat layers is composed of barium sulfate, titanium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, alumina, magnesium oxide, magnesium sulfate, zinc oxide, glass, aluminum nitride, boron nitride, silica, zirconium oxide, hollow in the base resin. A highly reflective pre-coated aluminum alloy plate having one or more highly reflective layers containing a highly reflective material composed of one or more glass beads.
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