JP4767822B2 - 表面処理金属板 - Google Patents

Description

本発明は、家電、自動車用途等に好適な導電性に優れる表面処理金属板に関する。

従来、家電製品や自動車部品の外板や内部部品のカバー材料には、鋼板、アルミニウム板等の金属板が使用されているが、これら金属板には、耐食性、意匠性等の性能が要求されるため、表面処理を施して使用することが一般的である。そして、このような金属板としては、例えば、耐食性に優れた亜鉛めっき鋼板やクロメート処理を施した亜鉛めっき鋼板や、予め塗装を施して意匠性を付与したプレコート金属板等が挙げられる。

また、これら金属板に対して更に要求される性能として、耐指紋性、アース性、耐加工かじり性等があり、これらの性能を満足するために、種々の表面処理金属板が開発されてきた。

例えば、特許文献１には、水系有機樹脂に特定の微細な粒度のコロイドゾルを追加調整した有機複合皮膜を、クロメート被覆めっき鋼板上に形成することにより、耐食性や耐指紋性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２には、ワックスと潤滑剤とを含有した塗料をめっき鋼板に塗装することにより、加工かじり性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献３には、表面粗さと膜厚を制御した皮膜でクロメート処理した金属表面を被覆することにより、耐指紋性とアース性を付与する技術が開示されている。

近年、家庭又はオフィス向けのパーソナルコンピュータの普及や家電製品の電子化が著しく、これらの製品内部で電磁波の発生源となる部品が増えてきており、さらに電子回路の集積化も著しく、電磁波の発生量が増大している。電磁波が漏れるとテレビ画面のゆがみ、ラジオのノイズ、ペースメーカー等医療機器の誤作動の原因となる。こうした状況に対し、製品の筐体や内部部品のカバー材には、電磁波を外部に漏らさないために優れた導電性が要求されている。従来、ＡＶ機器に求められてきた導電性は、ばね押し付け等によるアース性の確保であり、比較的高圧下、即ち皮膜が押し潰された状態で導通することが求められていた。したがって、導電性の評価も比較的高圧下の条件で行われていた。例えば、接触子表面積２ｍｍφ、接触子荷重１．５Ｎの条件で導電性を評価できるロレスター（４深針式、ダイヤインストルメント社製）等にて評価されていた。

一方、電磁波を外部に漏らさないために必要な導電性は、アース性確保に必要な導電性とは異なる。製品の筐体や内部部品のカバー材の表面処理金属板を張り合わせた部分に電気的な隙間があると、そこから電磁波が漏れてしまう。そのため、金属板と金属板とが接触しただけで導通するような金属板が求められるようになってきた。この場合、表面処理金属板との接触は低圧下（荷重が殆ど加わっていない状態）となるため、皮膜が変形しない状態で導通する必要がある。このように、高圧下での導電性と低圧下での導電性はその性質が異なるものであり、上記特許文献１〜３に記載されたような技術は、高圧下での導電性が要求されるアース性としては実用に供するが、低圧下の導電性が要求される電磁波シールドの用途では、実用的ではないという問題があった。

従来の導電性を高める方法としては、例えば特許文献４や特許文献５に、フレーク状ニッケル及び鎖状ニッケルを皮膜中に含有させる方法が開示されている。これは、皮膜中において、フレーク状ニッケルの面と皮膜面とが平行となるように、フレーク状ニッケルが配向し、フレーク状ニッケルを結ぶように鎖状ニッケルが皮膜面と垂直方向に配向することによって、効率良く導通することができると言うものである。しかし、金属板に実際に塗布する際には、フレーク状ニッケルの面が皮膜面と垂直に存在したり、鎖状ニッケルが皮膜面に水平方向に存在したりすると言ったことが起こり得る。そのため、フレーク状のニッケルと鎖状のニッケルを皮膜中に理想的に存在させることは極めて困難であり、この方法では導電性のばらつきが大きくなってしまうという問題があった。

上記問題の他にも、フレーク状ニッケルを用いることによる様々な問題がある。すなわち、フレーク状ニッケルの一般的な形状は厚さが１〜２μｍ、面径が１５〜２０μｍと大きいため、例えば、ロールコーターで塗装する際に、塗料中で沈降してしまうこと、ロール間に詰まってしまうこと等のために、皮膜中に転写されないと言った問題があった。また、皮膜中で粒子が立つと言う現象が起こるために、皮膜の凹凸が急になり易く、そのため、外観が劣ったり、深絞り成形の際に引っ掛かり易くなったりして、摺動性が劣る等の
問題があった。

一方、家電製品等の内部の電磁波発生源は熱の発生源ともなり、製品の筐体や内部部品のカバー材には、熱を効率良く放出する特性も要求されている。電子部品を内蔵する電子機器内部の温度上昇対策として、空冷ファンを取り付ける方法が一般的に適用されている。空冷ファンは筐体内に外気を取り入れ、その外気により熱を奪い、筐体外へ放出する役割を持つものである。したがって、筐体に空気の通り道としての孔を開けることが必要であった。このように、製品の筐体や内部部品のカバー材には、導電性のみならず熱を効率良く放出する特性も要求されている。しかし、先に述べたように電磁波は電気的な隙間から漏れるため、その孔から電磁波が漏れてしまうという問題があった。例えば、特許文献６に電子機器の筐体の内側に赤外線吸収剤を含んだ塗装皮膜を塗布することが開示されているが、電磁波の遮蔽については全く考慮されていない。

以上のように、アース可能である表面処理金属板として開示される従来技術は見られるが、電磁波を外部に漏らさないために要求される低圧下での導電性に優れた表面処理金属板の開示は殆どないのが現状である。加えて、低圧下での導電性と放熱性に優れた表面処理金属板の開示は全くなされていない。

特公平４−１４１９１号公報 特開平５−６５６６６号公報 特開平１０−１６１２８号公報 特開平７−２６５７９０号公報 特開平７−３１３９３０号公報 特開平１１−３４０６３９号公報

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、電磁波を遮蔽するために必要な低圧下での導電性に優れ、更には放熱性にも優れた表面処理金属板を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、金属板の片面又は両面に粒状のニッケル及びバインダを含有する導電性皮膜を有する表面処理金属板において、上記皮膜の膜厚ｔ（μｍ）と、ニッケルの平均粒径をＲ_Ｎｉ（μｍ）を、０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４の条件を満たすように定めることにより、低圧下での導電性を向上させることができることを見出した。本発明者らは、この知見を基に本発明を完成させたものであり、本発明がその要旨とするところは、以下のとおりである。

（１） 金属板の片面又は両面に導電性皮膜を有する表面処理金属板において、前記導電性皮膜は、粒状のニッケルと、バインダとを含有し、前記皮膜の膜厚をｔ（μｍ）、前記粒状のニッケルの平均粒径をＲ_Ｎｉ（μｍ）とした時に、０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４の条件を満たし、更に１＜Ｒ _Ｎｉ ／ｔ≦４であるニッケルと、０．１５≦Ｒ _Ｎｉ ／ｔ≦１であるニッケルとを含有することを特徴とする、表面処理金属板。
（２） 前記導電性皮膜中に含まれるニッケルの平均粒径Ｒ_Ｎｉ（μｍ）が、１５μｍ以下であることを特徴とする、（１）に記載の表面処理金属板。
（３） 前記導電性皮膜中に含まれるニッケルの平均粒径Ｒ_Ｎｉ（μｍ）が、２．１μｍ以下であることを特徴とする、（１）に記載の表面処理金属板。
（４） ８０℃以上２００℃以下の所定の温度で測定した波数６００〜３０００ｃｍ^−１の領域における前記導電性皮膜を有する面の赤外線全放射率が、０．５０以上であることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の表面処理金属板。
（５） 前記導電性皮膜中に含まれるニッケル量が、前記バインダ固形分１００質量部に対して、１〜３５０質量部であることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載の表面処理金属板。
（６） 前記導電性皮膜が、カーボンブラックをさらに含有することを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の表面処理金属板。
（７） 前記導電性皮膜が、ワックスをさらに含有することを特徴とする、（１）〜（６）のいずれかに記載の表面処理金属板。

本発明によれば、電磁波を遮蔽するために必要な低圧下での導電性に優れ、更には放熱性と摺動性にも優れており、特に電子機器における構成素材として有用な表面処理金属板を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明に係る表面処理金属板は、金属板の片面又は両面に導電性皮膜を有し、該導電性皮膜は、粒状のニッケルとバインダとを含有し、上記皮膜の膜厚をｔ（μｍ）、粒状のニッケルの平均粒径をＲ_Ｎｉ（μｍ）とした時に、０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４の条件を満たし、更に１＜Ｒ _Ｎｉ ／ｔ≦４であるニッケルと、０．１５≦Ｒ _Ｎｉ ／ｔ≦１であるニッケルとを含有するものである。

上記のように、本発明に用いるニッケルの形態は粒状である。ここで、粒状とは、粒子の最大径／最小径が２以下である形態のことを言う。また、１次粒子が粒状であれば、粒状粒子が複数連なった鎖状等の形態も粒状とみなす。

ニッケルの形状を粒状に限定した理由は、粒状ニッケルの粒径と皮膜の厚さとの関係を適正化することによって、フレーク状ニッケルを用いると困難であった、安定して優れた導電性や優れた摺動性等を達成することができることを見出したためである。

粒状ニッケルを用いることにより優れた導電性皮膜が得られるメカニズムを説明する。Ｒ_Ｎｉ／ｔ＞１の場合には、上記導電性皮膜からニッケルが突出しており、皮膜表面と金属板とが直接導通することができるため、優れた導電性を得ることができる。しかし、Ｒ_Ｎｉ／ｔが４より大きくなると、ニッケルが皮膜から離脱し易くなるため、ニッケルが離脱した部分で導電性が劣ることになり、導電性にばらつきが生じる。また、たとえ皮膜から離脱しなくても、皮膜表面の凹凸が大きくなり過ぎ、外観や深絞り成形時の摺動性等が劣化するため不適である。

一方、Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦１の場合には、ニッケルが上記導電性皮膜中で密に充填され、複数のニッケルを介して導通することにより優れた導電性を得ることができる。しかし、Ｒ_Ｎｉ／ｔが０．１５より小さいと、皮膜表面と金属板とが導通するために介さなければならないニッケル粒子間の界面が増加するために導通することが困難になり、導電性の低下を招くため不適である。

なお、１＜Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４を満たすニッケルと、０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦１を満たすニッケルとの組み合わせ、即ち、市販の粒度分布測定装置等によって、横軸を粒径、縦軸を粒子量の粒度分布グラフを描いた時に、１＜Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４と０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦１の２つの位置にピークを持つような組み合わせは、小粒径（０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦１）のニッケルが皮膜中に広く分布することによって、大粒径（１＜Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４）のニッケル同士が皮膜面に平行な方向にも導通できるためにより好適である。さらに、大粒径のニッケル量Ｗ_Ｌと小粒径のニッケル量Ｗ_ｓの割合が、質量比で０．１１≦Ｗ_Ｌ／Ｗ_ｓ≦２の条件を満たすことがより好ましい。質量比で０．１１≦Ｗ_Ｌ／Ｗ_ｓ≦２の条件を満たすことにより、１種類の粒径のニッケルを用いた場合より優れた導電性が得ることができるため、より好ましい。

ニッケルの平均粒径は１５μｍ以下が好ましい。ニッケルの平均粒径が１５μｍを超えると、例えば、ロールコーターで塗装する際に、塗料中でニッケルが沈降してしまうことや、ロール間にニッケルが詰まってしまうこと等のために、皮膜中に転写されない等の操業安定性の低下が発生することがある。また、より好ましいニッケルの平均粒径は２．１μｍ以下である。ニッケルの平均粒径が２．１μｍ以下であれば、長時間静置もしくは塗装しても、ニッケルは殆ど沈降せず、安定した導電性を有する皮膜を得ることができるため、より好ましい。

本発明に係る導電性皮膜の膜厚は０．８〜１０μｍが好ましい。０．８μｍ未満では、加工時に皮膜が破断し易くなるので、好ましくない。また、１０μｍを超えると、導電性が悪化し易くなると共に、製造コストの面からも好ましくない。

上記導電性皮膜中のニッケル含有量は、バインダ固形分１００質量部に対して、１〜３５０質量部であることが好ましい。より好ましくは３０〜１００質量部である。ニッケル含有量が３５０質量部を超えると、皮膜が脆くなるために、皮膜の耐衝撃性が低下したり、また、バインダ樹脂や潤滑剤等の相対的な割合が減少するために、深絞り成形時の摺動性が低下したりする等、皮膜の特性が低下する恐れがある。また、１質量部未満では、導電性を確保するためのニッケルが不足する恐れがある。

上記表面処理金属板において、８０℃以上２００℃以下の温度で測定した波数６００〜３０００ｃｍ^−１の領域における導電性皮膜を有する面の赤外線全放射率を０．５０以上とすると、放熱性も付与することができ、より好適である。

波数６００ｃｍ^−１未満、又は、３０００ｃｍ^−１超の波数領域の放射線吸収は、製品の筐体外板の熱に与える影響が非常に小さいため、これらの波数領域の放射線を含めた放射率は好ましくない。また、波数６００〜３０００ｃｍ^−１の領域における赤外線全放射率が０．５０未満の熱吸収性皮膜層を被覆した場合は、製品の筐体内における温度低下効果が小さいため、放熱性付与効果は小さい。放熱性を付与する方法は特に問わないが、カーボンブラックを導電性皮膜中に含有させる方法が好ましい。

また、電子回路の高集積化によって、製品の筐体内に電子部品が多く組み込まれるために、筐体の収容量を上げる必要がある。そのため、製品の筐体の金属板には深絞り成形性求められており、摺動性に優れた皮膜が望ましい。そこで、本発明の導電性皮膜は摺動性を改善することを目的としてワックスを含有しても構わない。ワックスの種類は特に問わないが、例えば、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等を使用することができる。

本発明の導電性皮膜は、片面のみに被覆しても良いし、両面に被覆しても良い。必要に応じて適宜選ぶことができる。また、本発明の皮膜を片面に被覆し、他方の面には、着色塗膜、意匠性塗膜、他の機能を有する塗膜等を被覆すると、本発明の表面処理金属板の意匠性や機能性が高まるため、より好適である。

本発明の導電性皮膜に用いるバインダとしては、一般に公知のもの、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂等を用いることができ、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれの樹脂であってもよい。

これらのバインダ樹脂は、必要に応じて数種のものを併用してもよい。これらの樹脂は、種類、樹脂の分子量、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）によっても、皮膜の性能、例えば、加工性、加工密着性、皮膜硬度等が異なるため、特に規定するものではなく、必要に応じて適宜選定すれば良い。

また、架橋剤を用いて硬化させるタイプの樹脂は、架橋剤の種類や添加量、架橋反応時の触媒の種類や触媒添加量によっても、皮膜の性能、例えば、加工性、加工密着性、皮膜硬度等が異なるため、特に規定するものではなく、必要に応じて適宜選定すれば良い。

これらの樹脂は、固体のものを熱溶融したり、有機溶剤に溶解して用いたり、粉砕して粉体にしたりして用いることができる。また、水溶性のものや、水分散したエマルジョン形態のものでもよい。更には、紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂や電子線（ＥＢ）硬化性樹脂等でもよい。これらは、いずれも市販のものを使用することができる。

本発明者らがこれまでに得た知見によれば、本発明の表面処理金属板をプレコート金属板として製造した後に、切断、加工、組立を行う場合は、溶剤系のメラミン硬化型ポリエスエル系樹脂、溶剤系のイソシアネート硬化型ポリエステル系樹脂等が好適である。これらのポリエステル系樹脂のＴｇは−１０〜７０℃が好適である。ポリエステル系樹脂のＴｇが−１０℃未満では、皮膜が成膜しない恐れがあり、７０℃超では、皮膜が硬過ぎるため、加工性が低下する恐れがある。

本発明の導電性皮膜中には、必要に応じて、着色顔料、防錆顔料及び防錆剤を併用して添加することができる。着色顔料としては、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、カオリンクレー、等の無機顔料や、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、多環キノン顔料、ペリレン系顔料等の有機顔料、等の一般に公知の着色顔料を使用できる。また、防錆顔料については、ストロンチウムクロメート、カルシウムクロメート等の一般に公知のクロム系防錆顔料や、リン酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、亜リン酸アルミニウム、モリブデン酸塩、リン酸モリブデン酸塩、バナジン酸／リン酸混合顔料、シリカ、カルシウムシリケートと呼ばれるＣａを吸着させたタイプのシリカ等の一般に公知の非クロム系の防錆顔料及び防錆剤を使用できる。

また、本発明の導電性皮膜には、必要に応じて、一般に公知のレベリング剤、顔料分散剤等を添加することができる。これら添加剤の種類や添加量は、特に規定されるものではなく、必要に応じて適宜選定することができる。

本発明の導電性皮膜を金属板表面に形成するためには、バインダを含む皮膜成分を、一般に公知の塗料形態にして塗布することができる。例えば、塗料形態としては、樹脂を溶剤に溶解した溶剤系塗料、エマルジョン化した樹脂を水等に分散した水系塗料、樹脂を粉砕してパウダー化した粉体塗料、粉砕しパウダー化した樹脂を水等に分散させたスラリー粉体塗料、紫外線（ＵＶ）硬化型塗料、電子線（ＥＢ）硬化型塗料等の形態がある。また、塗料形態にして塗布する以外にも、樹脂をフィルム上にして貼り付けるフィルムラミネート、樹脂を溶融させてから塗布する形態等によっても本発明の導電性皮膜を金属板表面に形成することができる。塗布方法は、いずれも特に限定されず、一般に公知の塗装方法、例えば、ロール塗装、ローラーカーテン塗装、カーテンフロー塗装、エアースプレー塗装、エアーレススプレー塗装、刷毛塗り塗装、ダイコータ−塗装等が採用できるが、プレコート金属板として、予め導電性皮膜を金属板に被覆する場合は、ロール塗装、ローラーカーテン塗装、カーテンフロー塗装が好適である。

なお、金属板に導電性皮膜を被覆する前に、金属板の皮膜密着性を上げるため、金属板に化成処理を施すのが好ましい。この化成処理を施すと、導電性皮膜の密着性や金属板の耐食性が向上し、より好適である。化成処理を施さなくても塗膜の密着性が十分であれば、塗装化成処理工程が省略できるのでより好適である。化成処理としては、一般に公知のもの、例えば、塗布クロメート処理、電解クロメート処理、リン酸亜鉛処理、ジルコニア系処理、チタニア系処理を使用することができる。また、近年、樹脂等の有機化合物をベースとしたノンクロメート化成処理も開発されているが、樹脂をベースとしたノンクロメート化成処理を用いると、環境への負荷が低減されるためより好適である。これらの化成処理の種類や付着量の違いによって、導電性皮膜層の密着性や金属板の耐食性が大きく異なるので、必要に応じて適宜選定する必要がある。

本発明の表面処理金属板の母材となる金属板としては、一般に公知の金属材料を用いることができる。金属材料が合金材料であってもよい。例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、マグネシウム合金板、チタン板、銅板等が挙げられる。これらの材料の表面には、めっきが施されていてもよい。

このようなめっきの種類としては、亜鉛めっき、アルミニウムめっき、銅めっき、ニッケルめっき等が挙げられる。これらの合金めっきであってもよい。鋼板の場合は、冷延鋼板、熱延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、溶融合金化亜鉛めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金化めっき鋼板、ステンレス鋼板等、一般に公知の鋼板及びめっき鋼板を適用できる。

以下、実施例を用いて本発明についてさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例にのみ限定されるものではない。まず、下記実施例で用いたサンプル塗料の作製方法について詳細を説明する。

［塗料］
市販の有機溶剤可溶型／非晶性ポリエステル樹脂（以下、ポリエステル樹脂と称す）である東洋紡績社製「バイロン^ＴＭＧＫ１４０」（数平均分子量：１３０００、Ｔｇ：２０℃）、「バイロン^ＴＭＧＫ８９０」（数平均分子量：１１０００、Ｔｇ：１７℃）、「バイロン^ＴＭ６６０」（数平均分子量：８０００、Ｔｇ：５５℃）、「バイロン^ＴＭＧＫ６８０」（数平均分子量：６０００、Ｔｇ：１０℃）、「バイロン^ＴＭ２２０」（数平均分子量：３０００、Ｔｇ：５５℃）を有機溶剤（ソルベッソ１５０とシクロヘキサノンとを質量比で１：１に混合したもの）に溶解した。

次に、有機溶剤に溶解したポリエステル樹脂に、ポリエステル樹脂の固形分１００質量部に対して市販のヘキサ−メトキシ−メチル化メラミンである三井サイテック社製の「サイメル^ＴＭ３０３」を１５質量部添加し、更に、市販の酸性触媒である三井サイテック社製の「キャタリスト６００３Ｂ」を０．５質量部添加し、攪拌することで、メラミン硬化型ポリエステル系のクリアー塗料を得た。

次に、作製したクリアー塗料に、以下の粒子を下記表１〜６に示すように添加して、溶剤（ソルベッソ１５０とシクロヘキサンとを質量比で１：１に混合したもの）を用いて、イワタカップＮＫ−２で測定した塗料粘度が４０秒となるように調整し、サンプル塗料を作製した。なお、表１〜６中の添加量は、塗料中のバインダ樹脂固形分１００質量部に対する添加粒子の質量部を示す。

［ニッケル粉］
本実施例に係るニッケル粉としては、ＩＮＣＯ社製の「Ｉｎｃｏ Ｔｙｐｅ１２３」「Ｉｎｃｏ Ｔｙｐｅ２５５」「Ｉｎｃｏ Ｔｙｐｅ２８７」「Ｉｎｃｏ Ｔｙｐｅ１１０」「Ｉｎｃｏ Ｔｙｐｅ２１０」「Ｉｎｃｏ Ｔｙｐｅ２１０Ｈ」「Ｉｎｃｏ ＨＤＮＰ」を用いた。粒度分布計（ベックマンコールター社製、ＬＳ−１３３２０）を用いて測定したメディアン径（相対粒子量が５０％となる粒径）を平均粒径とした。また、必要に応じて分級することによって、平均粒径を調整し使用した。

［カーボンブラック］
本実施例に係るカーボンブラックとしては、東海カーボン社製カーボンブラック「トーカブラック^ＴＭ＃７３５０Ｆ」を使用した。

［ポリテトラフルオロエチレン］
本実施例に係るポリテトラフルオロエチレンとしては、ダイキン社製のポリテトラフルオロエチレン粒子「ルブロン・Ｌ−５」を使用した。

次に、本実施例で用いたサンプル板の作製方法について、詳細を説明する。

厚み０．５ｍｍの市販の電気亜鉛めっき鋼板（亜鉛付着量：片面２０ｇ／ｍ^２）を、市販のアルカリ脱脂剤である日本パーカライジング社製の「ＦＣ４３３６」を２質量％濃度に希釈した６０℃温度の水溶液中にてアルカリ脱脂し、水洗後、乾燥した。次いで、脱脂した電気亜鉛めっき鋼板上にロールコーターにて市販のノンクロメート化成処理液である日本パーカライジング社製の「ＣＴ−Ｅ３００」を塗布し、到達板温が６０℃となるような条件で熱風乾燥させた。付着量は、全皮膜量として１５０ｍｇ／ｍ^２とした。

更に、化成処理を施した金属板上の表面及び裏面のそれぞれに、作製した塗料をコーターパンに入れ、ディスパーで３０分間撹拌し、その後、表１〜６に記載の膜厚に制御しつつ、ロールコーターにて塗装し、熱風を併用した誘導加熱炉にて乾燥硬化させた。乾燥硬化条件は、到達板温度（ＰＭＴ）で２３０℃とした。なお、表１〜４は、ディスパーでの撹拌終了後すぐに塗装したサンプルであり、表５、６は、ディスパーでの撹拌終了後６０分静置してから塗装したサンプルである。

以下、作製した表面処理金属板の評価試験について詳細を説明する。

１） 導電性の評価
図１に、導電性評価試験に使用した皮膜の電気抵抗測定装置の概略図を示す。表面処理金属板１の皮膜面上に、テスター２の測定針部３を針部間距離５０ｍｍで横に寝かすようにして接触させ、荷重は加えずに、テスター測定針の自重のみとした時の電気抵抗を測定した。抵抗が安定しない場合は、中間の値を電気抵抗値とした。例えば、２０〜６０（Ω）の間で電気抵抗値が変位した場合、電気抵抗値は４０（Ω）とした。
２） 表面処理金属板の放射率測定
日本分光社製のフーリエ変換赤外分光光度計「ＶＡＬＯＲ−ＩＩＩ」を用いて、作製した表面処理金属板の板温度を８０℃にしたときの波数６００〜３０００ｃｍ^−１の領域における赤外発光スペクトルを測定し、これを標準黒体の発光スペクトルと比較することで、表面処理金属板の全放射率を測定した。なお、標準黒体は、鉄板にタコスジャパン社販売（オキツモ社製造）の「ＴＨＩ−１Ｂ黒体スプレー」を３０±２μｍの膜厚でスプレー塗装したものを用いた。
３） 摺動性
図２に示すドロービード試験機にて行った。図２において、１１は両面に評価皮膜を施した試験片、１２は凹面金型、３は凸面金型、４はロードセル、５は油圧シリンダである。図３は、図２のドロービード試験機の凹面金型及び凸面金型の拡大概略断面図である。図３に示すように、本実施例では、凸面のＲは４ｍｍ、凹面のＲは２ｍｍ、深さは６ｍｍ、幅は１２ｍｍであった。
具体的には、巾３０ｍｍ、長さ３００ｍｍの試験片１１を凹面金型１２と凸面金型１３の間に装着し、油圧シリンダ１５で押し付け荷重Ｐ：１ｔで、試験片１１を介して凸面金型１３を凹面金型１２に押し付け、試験片１１を引き抜き速度：２００ｍｍ／分で上方に引き抜く、ビード引き抜き試験を行い、その際の引き抜き荷重によって摺動性を測定した。

以下、評価結果の詳細について述べる。

（１） ニッケル平均粒径と膜厚との関係及びニッケル総量について
ニッケル平均粒径と膜厚の関係を特定した理由は、皮膜中に含まれるニッケルを適性に分布させる点にあり、加えて皮膜の摺動性を考慮しつつ優れた導電性を得る点にある。ニッケル平均粒径と膜厚の関係として実施例をＮｏ．１２〜Ｎｏ．３２に示し、比較例をＮｏ．３３〜Ｎｏ．３６に、参考例をＮｏ．１〜１１に示す。

ニッケル平均粒径と膜厚の関係としては、Ｒ_Ｎｉ／ｔ＜０．５となると（Ｎｏ．３４、３６）、皮膜表面と金属板とが導通するために介さなければならないニッケル粒子間の界面が多過ぎるために、導通することが困難になり、導電性が劣るということが示唆された。それに対して、ニッケル平均粒径と膜厚のＲ_Ｎｉ／ｔ＞４となると（Ｎｏ．３３、３５）、ニッケル粒子が離脱し易く、導電性が劣ったり、凹凸が大きくなり易く、摺動性が劣る恐れがあるということが示唆された。

これらの結果より、摺動性を維持しつつ優れた導電性を皮膜に付与するためのニッケル平均粒径と膜厚の関係としては、０．５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４の範囲内で制御することが肝要であることが分かる。

また、１＜Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４であるニッケルと、０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦１であるニッケルを組み合わせ、さらに１＜Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４であるニッケルの量Ｗ_Ｌと０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦１であるニッケルの量Ｗ_ｓの割合が、質量比で０．１１≦Ｗ_Ｌ／Ｗ_ｓ≦２の条件を満たすことにより（Ｎｏ．１２、１３、１６〜１８、１２、１３、１６〜２０、２３〜２７、３０〜３２）それぞれの粒径のニッケルを単独で用いた場合より優れた導電性を得ることができることが分かる。Ｗ_Ｌ／Ｗ_ｓ＜０．１１もしくはＷ_Ｌ／Ｗ_ｓ＞２の条件でも（Ｎｏ．１４、１５、２１、２２、２８、２９）、１＜Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４であるニッケルと０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦１であるニッケルをそれぞれ単独で用いた場合の間の導電性と摺動性を得ることができることが分かる。

更に、高分子ポリエステル樹脂に対するニッケル量の影響を調査した結果を実施例Ｎｏ．４５〜Ｎｏ．５２、Ｎｏ．５５、Ｎｏ．５６に、参考例をＮｏ．３７〜Ｎｏ．４４、Ｎｏ．５３、Ｎｏ．５４に示す。

本発明の皮膜の優れた導電性の付与にあっては、皮膜中におけるニッケルの分布密度の底上げが前提として必要である。但し、この場合も本発明の皮膜の摺動性の考慮は言うまでもない。実施例Ｎｏ．４５〜５２、Ｎｏ．５５、Ｎｏ．５６、参考例Ｎｏ．３７〜Ｎｏ．４４、Ｎｏ．５３、Ｎｏ．５４のようにニッケル量が、バインダ固形分１００質量部に対して、１〜３５０質量部の範囲内であれば、優れた導電性及び摺動性を示す。実施例４７，４８，４９，参考例Ｎｏ．３９，４０，４１のように、ニッケル量がバインダ固形分１００質量部に対して、３０〜１００質量部であれば、特に優れた導電性と特に優れた摺動性を兼ね備えるため、より好ましいことがわかる。しかし、Ｎｏ．５３〜Ｎｏ．５６のように、ニッケル量がバインダ固形分１００質量部に対して、１〜３５０質量部の範囲を外れると、導電性もしくは摺動性が劣る恐れがあり、ニッケル量は１〜３５０質量部の範囲がより好ましいことが分かる。

以上のように、ニッケル平均粒径と膜厚の関係、更にはニッケル量を本発明の範囲に制御することによって、皮膜の摺動性を考慮しつつ優れた導電性を確保することができることが分かる。

（２） 放熱性の付与について
本発明の導電性に優れた皮膜の放熱性の付与については、皮膜の優れた導電性によって製品の筐体から外部へ電磁波を漏らさないだけでなく、更に、筐体内の温度を低下する機能を付与するためである。実施例Ｎｏ．６０〜Ｎｏ．６２、参考例Ｎｏ．５７〜Ｎｏ．５９より、例えば、放熱性を付与するものとしてカーボンブラック（表中ではＣＢと略す）を適量加えることによって、導電性及び摺動性を低下させることなく、放熱性を付与できることが分かる。また、Ｎｏ．６３、６４より、カーボンブラックを添加してもＮｉ平均粒径と膜厚の関係が０．５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４の範囲を外れると、導電性が劣ったり、摺動性が劣ったりすることが分かる。

（３） ワックス含有について
本発明の導電性に優れた皮膜のワックスの含有については、摺動性を更に向上させるためである。実施例Ｎｏ．６８〜Ｎｏ．７０、Ｎｏ．７４〜Ｎｏ．７６、参考例Ｎｏ．６５〜Ｎｏ．６７、Ｎｏ．７１〜Ｎｏ．７３より、例えば、ワックスとしてポリテトラフルオロエチレン粒子（表中ではＰＴＦＥと略す）を適量加えることによって、導電性及び放熱性を低下させることなく、更に摺動性を付与できることが分かる。

（４） Ｎｉの平均粒径について
Ｎｉの平均粒径については、本発明の導電性に優れた皮膜を作製する際の塗装作業性、塗装安定性を向上させるためである。通常、塗装する時は、塗料撹拌終了後ある一定時間放置してから塗装を開始し、それからある時間まで連続して塗装を行う。しかしながら、Ｎｉは比重が大きいために、放置中あるいは塗装中に、塗料中で沈降が起こり易い。Ｎｉの沈降が起こった場合、塗膜中にＮｉを安定して転写することが非常に困難となり、得られる皮膜の導電性が低下してしまう可能性がある。

実施例Ｎｏ．８０、参考例Ｎｏ．７７〜Ｎｏ．７９、Ｎｏ．８１〜Ｎｏ．８２により、Ｎｉの平均粒径が２．１μｍを超える場合、撹拌終了後６０分経過すると、Ｎｉの沈降による皮膜の導電性低下が発生する恐れがあることが示唆される。このことから、Ｎｉの平均粒径は、２．１μｍ以下であることが、より好ましいことが分かる。

更に、ポリエステル樹脂の数平均分子量のＮｉの沈降に与える影響を調査した結果、参考例Ｎｏ．８３〜Ｎｏ．８７に示すように、ポリエステル樹脂の数平均分子量が低いほど、撹拌後経時した場合でも得られる皮膜は優れた導電性を示す。これは、塗料粘度が一定の場合、ポリエステル樹脂の数平均分子量が低いほど、塗料中の不揮発分が増加するので、これらがＮｉの沈降を妨害するためと推定される。このことから、ポリエステル樹脂の数平均分子量が低いほど、良好な皮膜特性を得られることが分かる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、家電、自動車用途等に好適な導電性に優れる表面処理金属板に適用可能である。

本発明の一実施例における導電性評価試験に使用した皮膜の電気抵抗測定装置の概略図である。 本発明の一実施例における摺動性試験に使用したドロービード試験機の概略図である。 本発明の一実施例における摺動性試験に使用したドロービード試験機の凹面金型及び凸面金型の拡大概略断面図である。

符号の説明

１ 表面処理金属板
２ テスター
３ 測定針部
１１ 試験片
１２ 凹面金型
１３ 凸面金型
１４ ロードセル
１５ 油圧シリンダ

Claims (7)

1. 金属板の片面又は両面に導電性皮膜を有する表面処理金属板において、前記導電性皮膜は、粒状のニッケルと、バインダとを含有し、前記皮膜の膜厚をｔ（μｍ）、前記粒状のニッケルの平均粒径をＲ_Ｎｉ（μｍ）とした時に、０．１５≦Ｒ_Ｎｉ／ｔ≦４の条件を満たし、更に１＜Ｒ _Ｎｉ ／ｔ≦４であるニッケルと、０．１５≦Ｒ _Ｎｉ ／ｔ≦１であるニッケルとを含有することを特徴とする、表面処理金属板。
2. 前記導電性皮膜中に含まれるニッケルの平均粒径Ｒ_Ｎｉ（μｍ）が、１５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理金属板。
3. 前記導電性皮膜中に含まれるニッケルの平均粒径Ｒ_Ｎｉ（μｍ）が、２．１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の表面処理金属板。
4. ８０℃以上２００℃以下の所定の温度で測定した波数６００〜３０００ｃｍ^−１の領域における前記導電性皮膜を有する面の赤外線全放射率が、０．５０以上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. 前記導電性皮膜中に含まれるニッケル量が、前記バインダ固形分１００質量部に対して、１〜３５０質量部であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の表面処理金属板。
6. 前記導電性皮膜が、カーボンブラックをさらに含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の表面処理金属板。
7. 前記導電性皮膜が、ワックスをさらに含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の表面処理金属板。
   

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