JP4584796B2 - 高反射プレコートアルミニウム合金板 - Google Patents

Description

本発明は、液晶の蛍光灯バックパネルをはじめあらゆる蛍光反射板等に用いられ、可視光全波長に対する反射率に優れ、かつ、成形性に優れたプレコートアルミニウム合金板に関する。

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。

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。

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。
最近では、液晶の高画質化及び高輝度化に伴い、ますます高い反射率が要求されるようになっている。より具体的には、硫酸バリウムの微粉末を固めた白色板の反射率を１００％とした場合に、４００〜４６０ｎｍの波長の光の反射率が９５％以上となる特性が要求されるようになってきた。
また、小型化、薄型化の傾向から、上記高反射特性を有する材料の成形が複雑になってきており、より高い成形性が要求されるようになった。従来のプレコート材等では、このような複雑な成形に対応することができない。

特開平８−１６０２０８号公報 特開平９−２５１８０５号公報 特開２００２−２５４５５８号公報 特開平１１−２９７４５号公報 特開２００２−２５８０２０号公報 ＷＯ９７／０１１１７号公報

本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、今後電子機器等において必要となってくる小型軽量化及び薄肉化のための高強度化に対し、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。

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おり、
上記高反射物質としては、2,5-チオフェンジイル(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール)を必須成分として含有すると共に、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、リン酸カルシウム、中空ガラスビーズのうち１種または２種以上を任意成分として含有し、
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系塗料を用いており、
上記高反射物質の任意成分のうち、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、又はリン酸カルシウムを含有する場合には、その合計の含有量が、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５０〜１５００重量部であり、
上記高反射物質の任意成分のうち、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、又はリン酸カルシウムを含有する場合には、いずれの成分も、その平均粒径が０．１〜１０μｍであり、
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を特徴とする高反射プレコートアルミニウム合金板にある（請求項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高反射層を有している。そして、この高反射層には、高反射物質としての必須成分として、2,5-チオフェンジイル(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール)を含有している。これにより、非常に優れた反射特性を得ることができる。
また、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、成形性にも優れたものとなる。

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。

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。

また、上記高反射物質の必須成分である2,5-チオフェンジイル(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール)は、2,5-thiophenediylbis(5-tert-butyl-1,3-benzoxazole)とも表示される物質であり、以下の化学式により表される。

また、上記高反射物質の任意成分である中空ガラスビーズとは、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、ケイ酸塩ガラス、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。

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系塗料を用いる。主成分となる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。そして、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などがある。

また、上記高反射物質の必須成分である2,5-チオフェンジイル(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール)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２）。上記2,5-チオフェンジイル(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール)の含有量が５重量部未満の場合には反射率が低下し、一方、２００重量部を超える場合には、上記必須成分を添加する効果が飽和し、コストのみが上がってしまうという問題がある。

また、上記高反射物質の任意成分のうち、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、又はリン酸カルシウムを含有する場合には、その合計の含有量が、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５０〜１５００重量部である。

すなわち、上記ベース樹脂に含有させる任意成分の高反射物質のうち、上述した中空ガラスビーズ以外の成分は、１成分のみで含有させた場合も、複数の成分を含有させた場合も、その合計の含有量が、ベース樹脂１００重量部に対して５０〜１５００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、１５００重量部を超える場合には塗膜からの上記成分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１００〜９５０重量部がよい。

また、上記高反射物質の任意成分のうち、中空ガラスビーズを含有する場合には、その単独の含有量が、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３）。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ガラスビーズの脱落数が増加するという問題がある。

また、上記高反射物質の任意成分のうち、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、又はリン酸カルシウムを含有する場合には、いずれの成分も、その平均粒径が０．１〜１０μｍである。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。

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４）。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、４０〜８０μｍである。なお、この高反射層の塗装は、複数回上塗りしても問題はない。

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。これにより、上記高反射層が最表面に位置する際に、成形性をさらに向上させることができる。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、上記合成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。

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５）。
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。

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。

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１〜１４、比較例１〜１３）を作製し、その性能を評価した。

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。

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２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。

得られた多数のサンプルについて、反射率の測定、耐傷付き性、及び成形性の評価を行った。
＜反射率＞
反射率の測定は、村上色彩技術研究所製ＣＭＳ−３５ＳＰ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。４００〜４６０ｎｍの波長の光の反射率が９５％以上かつ６００〜７００ｎｍの波長の光の反射率が９０％以上を良好とし○印、これを満たさないものを不良として×印で示した。

＜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。

＜成形性＞
９０°曲げ加工試験にて、曲げ半径Ｒが４ｍｍ（Ｒ４ｍｍ）にて塗膜の脱落のない場合を合格として○印で、Ｒ４ｍｍより大きな曲げＲで塗膜のはがれが発生する場合を不合格として×印で示した。
結果を表１、表２に示す。

表１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１〜１４は、いずれも、優れた高反射特性、耐傷付き性、及び成形性を示した。
一方、表２に示すごとく、比較例１〜１３においては、反射特性、耐傷付き性、成形性の少なくともいずれかの点が不合格となった。

実施例におけるプレコートアルミニウム合金板の構成を示す説明図。

符号の説明

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

Claims (5)

1. 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おり、
   上記高反射物質としては、2,5-チオフェンジイル(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール)を必須成分として含有すると共に、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、リン酸カルシウム、中空ガラスビーズのうち１種または２種以上を任意成分として含有し、
   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系塗料を用いており、
   上記高反射物質の任意成分のうち、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、又はリン酸カルシウムを含有する場合には、その合計の含有量が、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５０〜１５００重量部であり、
   上記高反射物質の任意成分のうち、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、又はリン酸カルシウムを含有する場合には、いずれの成分も、その平均粒径が０．１〜１０μｍであり、
   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を特徴とする高反射プレコートアルミニウム合金板。
2. 請求項１において、上記高反射物質の必須成分である2,5-チオフェンジイル(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾキサゾール)の含有量は、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５〜２００重量部であることを特徴とする高反射プレコートアルミニウム合金板。
3. 請求項１又は２において、上記高反射物質の任意成分のうち、中空ガラスビーズを含有する場合には、その単独の含有量が、上記ベース樹脂１００重量部に対して、５〜２００重量部であることを特徴とする高反射プレコートアルミニウム合金板。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、上記高反射層の膜厚は、２０〜１００μｍであることを特徴とする高反射プレコートアルミニウム合金板。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、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を特徴とする高反射プレコートアルミニウム合金板。

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