JP4237844B2

JP4237844B2 - アルミニウム合金積層板及びその製造方法並びにアルミニウム合金板製家電製品用ハウジング及び記憶媒体用ドライブケース

Info

Publication number: JP4237844B2
Application number: JP14809198A
Authority: JP
Inventors: 健一小倉; 隆宏佐藤; 優太田
Original assignee: Furukawa Sky Aluminum Corp
Current assignee: Furukawa Sky Aluminum Corp
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: JPH11333969A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家電製品などのハウジングや、コンピュータに用いられるハードディスクドライブなどの記憶媒体のドライブケースなどに用いることのできる成形性、制振性に優れたアルミニウム合金積層板、並びに家電製品用ハウジング及び記憶媒体用ドライブケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家電製品やパソコン、ワープロなどの高性能化、記憶容量の向上の要求に対し、モータの高速回転化等による対応が行われている。モータの高速回転化は駆動時に発生する騒音を大きくするという結果をひき起すため、この騒音を低減しうる材料や積層板を用いたケースやハウジングが検討されてきた。しかし、従来の制振材料は制振性が低くて騒音の発生防止が十分でなく、一方、積層板はプレス加工性において十分な性能が得られなかった。
また、従来使用されていた積層構造の鋼板等の材料は重量があり、家電製品等の軽量化の要求の流れに逆行するものであった。これに対して、アルミニウム合金板は軽量化の要求を満たすが、従来のアルミニウム合金板は成形性が鋼製の積層板と比較してかなり劣るものしかなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明は、軽量で、制振性とプレス成形性が共に優れるアルミニウム合金積層板とその製造方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、軽量で制振性に優れ、モータ駆動時の騒音を十分に低減しうる家電製品用ハウジング及び記憶媒体用ドライブケースを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、以下の発明により達成された。
（１）引張強さが１００ＭＰａ以上、耐力が３０ＭＰａ以上で、かつ、伸びが２０％以上の２枚のアルミニウム合金板の間に、剪断強度が３ＭＰａ以上で、かつ、厚さが３００μｍ以下の樹脂層（ｂ）を設けてなる積層板において、該アルミニウム合金板の少なくとも一方の、前記樹脂層（ｂ）とは反対側の片面に、ポリエステル系樹脂を含んでなる塗料を塗布し、１５０〜３００℃で焼き付けを行って形成した抗張力が１．０×１０^-4ＭＰａ以上、伸びが３５％以上で、かつ、厚さが１〜３０μｍの有機樹脂層（ａ）を形成してなることを特徴とする制振性とプレス成形性の高いアルミニウム合金積層板。
（２）前記樹脂層（ｂ）が有機樹脂、または有機樹脂を含んでなる接着性のテープより形成されたことを特徴とする（１）項記載のアルミニウム合金積層板。
（３）前記樹脂層（ｂ）と接するアルミニウム合金板表面に下地処理を施したことを特徴とする（１）又は（２）項記載のアルミニウム合金積層板。
（４）ポリエステル系樹脂を含んでなる塗料を少なくとも一方のアルミニウム合金板の片面に塗布し、１５０〜３００℃で焼き付けを行って有機樹脂層（ａ）を形成した後、２枚のアルミニウム合金板の有機樹脂層（ａ）を有しない面同士を有機樹脂又は有機樹脂を含んでなる接着性のテープを用いて接合することを特徴とする（１）、（２）又は（３）項記載のアルミニウム合金積層板の製造方法。
（５）（１）、（２）又は（３）項記載のアルミニウム合金積層板を用いて成形したことを特徴とする、制振性に優れるアルミニウム合金板製家電製品用ハウジング。
（６）（１）、（２）又は（３）項記載の、少なくとも一方のアルミニウム合金板の片面に有機樹脂層を設け、有機樹脂を塗工しない面同士を有機樹脂、または有機樹脂を含んでなる接着性のテープにて接合したアルミニウム合金積層板を用いて成形したことを特徴とする、制振性に優れるアルミニウム合金板製家電製品用ハウジング。
（７）（１）、（２）又は（３）項記載のアルミニウム合金積層板を用いたことを特徴とする、制振性に優れるアルミニウム合金板製記憶媒体用ドライブケース。また、本発明によれば、上記（５）項と同様に、（１）〜（３）項記載のアルミニウム合金積層板を用いてパソコンの筐体を形成することもできる。また、上記（６）項と同様にしてパソコンの筐体を形成することもできる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明のアルミニウム合金積層板について説明する。
本発明のアルミニウム合金積層板に用いることのできるアルミニウム合金板の種類、規格には特に制限はなく、いずれのアルミニウム合金系のものでも用いることができるが、引張強さが通常１００ＭＰａ以上、好ましくは１５０ＭＰａ以上であり、耐力が通常３０ＭＰａ以上、好ましくは１００ＭＰａ以上、伸びが通常２０％以上、好ましくは２５％以上のものを用いる。引張強さ及び耐力が前記の値より低いと、ポンチ肩部での牽引力が小さくなるためにプレス成形性が低くなる。また、伸びが２０％より低いと延性が不足し、成形性が低下する。形状はコイル状、切り板状等のいずれであってもよい。アルミニウム合金板の厚さは特に制限はなく、用途に応じて適宜選択できるが、成形加工性等を考慮すれば厚いほど好ましい。
本発明の積層板に用いる２枚のアルミニウム合金板の種類、厚さ等は同じでも異なってもよい。
【０００６】
本発明の積層板に用いる２枚のアルミニウム合金板の少なくとも一方は、片面に有機樹脂層（ａ）を有する。本発明においては、この有機樹脂層（ａ）を設けることにより、プレス成形性の高いアルミニウム合金積層板とすることができる。有機樹脂層（ａ）は、抗張力が１．０×１０^-4ＭＰａ以上、好ましくは１．２×１０^-4ＭＰａ以上であり、伸びが３５％以上、好ましくは４０％以上、厚さが１〜３０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍである。抗張力及び伸びが前記の値より低いとプレス成形時にアルミニウム合金板自体の変形に追従せず、成形性を低下させる。また、厚さが１μｍより薄いと成形性向上の効果が十分に発現せず、３０μｍを越えるとプレス成形時に追従しなくなることがある。
【０００７】
上記の有機樹脂層（ａ）の形成の方法は特に制限はないが、ポリエステル系樹脂を含んでなる塗料をアルミニウム合金板の片面に塗布し焼き付ける方法により形成できる。このときの焼き付け温度は１５０〜３００℃であり、２００〜２７０℃が好ましい。また、このときの塗料はポリエステル系樹脂を塗料の全固形分に対し５０重量％以上含有することが好ましく、８０重量％以上がさらに好ましい。有機樹脂層（ａ）は有機樹脂のほかに、必要に応じてワックス、フッ素樹脂、無機潤滑剤、骨材などを有機樹脂層（ａ）の物性を損ねない範囲で含有してもよく、このようなものとしては例えば特願平９−３７７４号に記載のものがあげられる。
【０００８】
本発明の積層板において、２枚のアルミニウム合金板は、有機樹脂層（ａ）を有しない面同士の間に設けられた前記の樹脂層（ｂ）で互いに接合される。樹脂層（ｂ）を設けることにより、粘弾性効果で制振性が向上し、かつ、プレス成形性にも寄与する。
上記の樹脂層（ｂ）は、剪断強度が３ＭＰａ以上、好ましくは３．５ＭＰａ以上であり、かつ、厚さが３００μｍ以下、好ましくは５０〜１００μｍである。剪断強度が３ＭＰａ未満の場合、一方のアルミニウム合金板に発生した剪断力をもう一方のアルミニウム合金板に伝えられなくなるために成形性が低下する。また、粘弾性効果による制振性能は樹脂層（ｂ）が厚いほうが良好であるが、３００μｍを越えると一方のアルミニウム合金板に発生した剪断力をもう一方のアルミニウム合金板に伝えられなくなるために成形性が低下する。
【０００９】
樹脂層（ｂ）は、有機樹脂、または有機樹脂を含んでなる接着性のテープより形成するのが好ましい。有機樹脂を用いる場合、例えばポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリ塩化ビニル系、エポキシ系、ポリアミド、エチレンアクリル共重合体などを用いることができ、例えば前記した樹脂の樹脂フィルムを２枚のアルミニウム合金板に挾持させ、全体を密着、一体化させたり、液状樹脂を１枚もしくは２枚のアルミニウム合金板の接合面にロールコーター等で塗布、乾燥し、接合面同士をホットプレス等で接着したり、オーブン等の炉を通過させることで焼付けするなどにより樹脂層（ｂ）が形成できる。前記のテープを用いる場合には、前記樹脂などから形成した所定の厚さの両面テープを用い、２枚のアルミニウム合金板を接合する方法があげられる。
また樹脂層（ｂ）は、前記した剪断強度及び厚さであれば、複数の異なる樹脂層からなるものであってもよい。
樹脂層（ｂ）と接するアルミニウム合金板の表面は、接合性を向上させ、成形性を改善する上で、あらかじめ下地処理が施されていることが好ましい。下地処理としては、表面を清浄化する脱脂処理、クロメート系などの化成皮膜を形成する化成処理、めっき処理、エッチング処理、陽極酸化（アルマイト）処理などがあげられる。
【００１０】
本発明のアルミニウム合金積層板は、プレス成形性及び制振性に優れるため、種々の家電製品（例えば冷蔵庫、電子レンジ、電気掃除機、洗濯機、扇風機など）やパソコンなどのＯＡ機器の本体（筐体）、及びこれらの駆動部分（モーター等）のハウジング並びにハードディスクドライブなどの記憶媒体のドライブケースなどに好適に用いることができる。本発明の積層板は軽量であるため、携帯用ＡＶ機器やノートパソコンのハウジングなど、軽量化の要求される製品にも好適に使用することができ、また、成形性に優れるため形状の複雑なハウジング、ドライブケースなどとすることも可能である。
【００１１】
次に本発明の家電製品用ハウジングについて説明する。
本発明のハウジングはアルミニウム合金板２枚を有機樹脂、または有機樹脂を含んでなる接着性のテープで接合したアルミニウム合金積層板を用いて成形することができる。この積層板は、アルミニウム合金板の少なくとも一方が片面に有機樹脂層を有し、該有機樹脂層を塗工しない面同士を接着してなる。アルミニウム合金板の種類、規格、形状等、特に制限はなく、厚さも用途により自ずと範囲が定まり特に制限はない。２枚の合金板の厚さ、種類などは同一でも異なってもよい。２枚のアルミニウム合金板を接着する有機樹脂層の厚さは特に制限はない。アルミニウム合金板の少なくとも一方が片面に有する有機樹脂層の厚さも特に制限はなく、例えば１０μｍ前後のものを使用できる。各有機樹脂層に用いることのできる有機樹脂の種類、有機樹脂層の形成方法としては、本発明のアルミニウム合金積層板の有機樹脂層（ａ）及び有機樹脂層（ｂ）についてあげたものがあげられる。
本発明の家電製品用ハウジングにおいて、本発明のアルミニウム合金積層板を用いて成形したものが特に好ましい。
本発明の家電製品用ハウジングの大きさや形状には特に制限はなく、具体的には例えば、冷蔵庫、電子レンジ、電気掃除機、洗濯機、扇風機などの本体、駆動部分（モーター等）などのハウジング、パソコンの筐体などがあげられる。
本発明のハウジングとするための積層板の成形は、通常のプレス成形であれば特に制限なく行うことができる。一方のアルミニウム合金板のみが片面に有機樹脂層を有するアルミニウム合金積層板より、モーターなどの駆動部のハウジングを製造する場合には、耐アウトガス性の向上の点から有機樹脂層のない面を内側（モーターなどのある側）としてハウジングにするのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の記憶媒体用ドライブケースは、本発明のアルミニウム合金積層板を用いて成形したものであり、大きさ、形状など特に制限はない。本発明のドライブケースは軽量であるため、軽量化の要求されるノートパソコンやワープロなどの記憶媒体にも好適に使用することができる。また、本発明の積層板は成形性に優れるため、形状の複雑なドライブケースも可能である。
本発明のドライブケースにおいて、好ましくは一方のアルミニウム合金板のみが片面に有機樹脂層を有する本発明のアルミニウム合金積層板を用い、内側（ディスク面側）を有機樹脂層がない面として成形する。このようにすることにより、ディスク回転時の昇温による腐食性ガスの放出を防止したドライブケースとすることができる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
実施例１
金型鋳造により、表１に示す組成のアルミニウム合金の鋳塊を作製し、次いで熱間圧延及び冷間圧延により０．４ｍｍまで圧延してから種々の条件で焼鈍を施し、表２に示す機械的特性を有するアルミニウム合金板Ｎo.１〜１０を得た。
表５に示す通り、アルミニウム合金板Ｎo.１〜１０を用い、表３に示す下地処理を施した後、表４に示す塗料を片面に塗布し、表５に示す温度で焼き付けて表５に示す抗張力、伸び、膜厚を有する有機樹脂層（ａ）を形成した。また、同一のアルミニウム合金板の両面に表５に示す下地処理のみを施した材料も作製した。この両面を下地処理したアルミニウム合金板と、片面に有機樹脂層（ａ）を形成したアルミニウム合金板の有機樹脂層（ａ）のない面とを、表５に示す膜厚を有する有機樹脂（ポリウレタン）の両面テープを用いて形成した樹脂層（ｂ）で接合し、試料Ａ〜Ｙを得た。
【００１４】
これらの試料に関し、以下の評価を行った。結果を表５に示した。
▲１▼成形高さ
上記試料をブランク径φ９０ｍｍ、ポンチ径φ４０ｍｍ、しわ押え力１．５ｔｏｎｆ、成形速度２００ｍｍ／ｓで成形し、破断時の成形高さを測定した。
▲２▼成形可否（ハウジング）
上記試料を円筒深絞り形状を有する洗濯機用モータハウジングの実プレスラインへ投入し、成形できたか否かで成形性を評価した。成形できたものを○、できなかったものを×として示した。
▲３▼制振性（ハウジング）
▲２▼で成形できたものについて、モーターを入れて稼働させ、周波数１ｋＨｚ近傍の音響パワーレベルを測定した。なお、従来品（鉄製・板プレス品）の値は３０ｄＢであった。
【００１５】
▲４▼成形可否（ドライブケース）
上記試料をパソコン用３．５インチ型ハードディスクドライブのドライブケースの実プレスラインへ投入し、成形できたか否かで成形性を評価した。成形できたものを○、できなかったものを×として示した。
▲５▼制振性（ドライブケース）
▲４▼で成形できたものについて、ハードディスクドライブを入れて稼働させ、周波数１ｋＨｚ近傍の音響パワーレベルを測定した。なお、従来品（アルミニウム製・板プレス品）のドライブケースは、平面形状がＣ型の制振板を貼りつけた状態で３０ｄＢであった。
【００１６】
【表１】

【００１７】
【表２】

【００１８】
【表３】

【００１９】
【表４】

【００２０】
【表５】

【００２１】
表５の結果より、本発明例である試料Ａ〜Ｍはいずれも良好なプレス成形性を有し、ハウジングの制振性についても従来品とほぼ同等又はそれ以上の性能を示していることがわかる。また、本発明例のドライブケースはＣ型の制振板を貼りつけない状態で、Ｃ型の制振板を貼りつけた従来品のドライブケースとほぼ同等の制振性能を示している。
比較例の試料Ｎは用いたアルミニウム合金板の引張強さが低く、強度が十分でないため、モータハウジングには成形できたが、形状の複雑なドライブケースへの成形はできなかった。また、試料Ｏ〜Ｓは用いたアルミニウム合金板の伸びの値が低いため、成形性が低下した。試料Ｔは有機樹脂層（ａ）の抗張力が、試料Ｕは有機樹脂層（ａ）の伸びが低いため、また、試料Ｖは有機樹脂層（ａ）の厚さが薄すぎるため、十分な成形性が得られなかった。試料Ｗは樹脂層（ｂ）の剪断強度が低く、一方のアルミニウム合金板に発生した剪断力をもう一方のアルミニウム合金板に伝えられなかったために成形性が低下した。試料Ｘは試料Ｗと同じ剪断強度で膜厚の薄いテープを用いたものであるが、成形は可能であったものの、制振性が従来品より劣った。試料Ｙは樹脂層（ｂ）が厚すぎたために十分なプレス成形性が得られなかった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、軽量のアルミニウム合金板を用いて、複雑な形状のハウジングやドライブケースなどにもプレス成形しうる成形性、及びモータ等の駆動時に発生する騒音を十分に低減しうる制振性を有するアルミニウム合金積層板を得ることができる。また、本発明の家電製品用ハウジング及び記憶媒体用ドライブケースは、軽量で、かつ、モータ等の高速回転化による騒音を防止しうるので、高性能化と軽量化の要求される種々の家電製品、ＯＡ機器等について好適に用いることができる。

Claims

引張強さが１００ＭＰａ以上、耐力が３０ＭＰａ以上で、かつ、伸びが２０％以上の２枚のアルミニウム合金板の間に、剪断強度が３ＭＰａ以上で、かつ、厚さが３００μｍ以下の樹脂層（ｂ）を設けてなる積層板において、該アルミニウム合金板の少なくとも一方の、前記樹脂層（ｂ）とは反対側の片面に、ポリエステル系樹脂を含んでなる塗料を塗布し、１５０〜３００℃で焼き付けを行って形成した抗張力が１．０×１０^-4ＭＰａ以上、伸びが３５％以上で、かつ、厚さが１〜３０μｍの有機樹脂層（ａ）を形成してなることを特徴とする制振性とプレス成形性の高いアルミニウム合金積層板。
前記樹脂層（ｂ）が有機樹脂、または有機樹脂を含んでなる接着性のテープより形成されたことを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金積層板。
前記樹脂層（ｂ）と接するアルミニウム合金板表面に下地処理を施したことを特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウム合金積層板。
ポリエステル系樹脂を含んでなる塗料を少なくとも一方のアルミニウム合金板の片面に塗布し、１５０〜３００℃で焼き付けを行って有機樹脂層（ａ）を形成した後、２枚のアルミニウム合金板の有機樹脂層（ａ）を有しない面同士を有機樹脂又は有機樹脂を含んでなる接着性のテープを用いて接合することを特徴とする請求項１、２又は３記載のアルミニウム合金積層板の製造方法。
請求項１、２又は３記載のアルミニウム合金積層板を用いて成形したことを特徴とする、制振性に優れるアルミニウム合金板製家電製品用ハウジング。
請求項１、２又は３記載の、少なくとも一方のアルミニウム合金板の片面に有機樹脂層を設け、有機樹脂を塗工しない面同士を有機樹脂、または有機樹脂を含んでなる接着性のテープにて接合したアルミニウム合金積層板を用いて成形したことを特徴とする、制振性に優れるアルミニウム合金板製家電製品用ハウジング。
請求項１、２又は３記載のアルミニウム合金積層板を用いたことを特徴とする、制振性に優れるアルミニウム合金板製記憶媒体用ドライブケース。