JP4773278B2 - 電磁波シールド性に優れた樹脂塗装金属板 - Google Patents
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
- C23C28/3225—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
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Description
PPIt≧70 ・・・(1)
PPItは、SAE J911−1986に記載のPPI(Peaks Per
Inch)において、ピークカウントレベル(2H)の1/2を樹脂皮膜の厚さt
(μm)としたときの、山−谷カウントの数を表す。
(1)樹脂皮膜の形状の制御(樹脂皮膜のPPIt≧70)
本発明では、「樹脂皮膜の変形能が大きいほど(樹脂皮膜の硬度が小さいほど)、導電性が向上する」という技術的思想を具現化するため、以下に詳述するPPItというパラメータを定めることにした。樹脂皮膜の変形能を促進するためには、樹脂皮膜自体の硬度を適切に制御する方法が最も有効であるが、金属板の上に被覆された樹脂皮膜の硬度を測定することは極めて困難なため、本発明では、樹脂皮膜の硬度ではなく、樹脂皮膜の形状(ここでは、PPIt)を制御することにした次第である。
本発明によれば、樹脂皮膜の形状(PPIt)を上記(1)のように制御することによって樹脂皮膜の変形が促進され、結果的に、導電性が高められるが、更なる特性の向上を目的として、樹脂皮膜のガラス転移点(Tg)を60℃以下に制御することが好ましい。樹脂皮膜のTgによる制御は、特に、樹脂皮膜のPPItが約70〜250の範囲内にあるときに効果的に発揮され、これにより、樹脂皮膜の変形能促進作用が一層高められる(後記する実施例を参照)。これに対し、樹脂皮膜のPPItが、例えば、約350以上と、非常に大きい場合には、樹脂皮膜のTgにかかわらず、樹脂皮膜のPPIt制御による変形能促進作用が最大限に発揮されるようになるため、樹脂皮膜のTgが60℃を超えたとしても、所望とする導電性が得られる。
電磁波シールド性に優れた樹脂塗装金属板を得るためには、前述したように、樹脂皮膜の形状を制御したり、好ましくは、樹脂皮膜のTgを更に制御すれば良いが、金属板の種類を、以下のように制御することによっても電磁波吸収性が向上し、結果的に、電磁波シールド性が更に高められる。また、以下に示すように硬度が大きい(金属板の変形能が小さい)金属板を使用することによって樹脂皮膜の変形が促進され、導電性も向上する傾向にあるため、結果的に、良好な電磁波シールド性が得られると推察される。
(金属板)
以下に示す種々の金属板(板厚はすべて0.6mm)を用い、調質圧延ロールの表面粗度(Ra)を0.6〜3.2μmの範囲内に、且つ、圧延時の圧延率を0.3〜1.5%の範囲内に変化させることにより、金属板の表面粗度(Ra)を0.56〜1.35μmの範囲内に変化させた。調質圧延ロールのRaは、グリッド粒度を#50〜#70の範囲で変化させ、粒度調整した研削材を用いてショットブラストダル加工を行うことによって変化させた。
(片面のめっき付着量20g/m2、Ra:0.76μm)
EG(2):電気亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量15g/m2、Ra:0.78μm)
EG(3):電気亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量12g/m2、Ra:0.75μm)
EG(4):電気亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量9g/m2、Ra:0.80μm)
EG(5):電気亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量6g/m2、Ra:0.76μm)
EG(6):電気亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量3g/m2、Ra:0.77μm)
GI:溶融亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量60g/m2、Ra:0.56μm)
CR:冷延鋼板(Ra:0.86μm)
GA(1):合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量40g/m2、Fe:10%、Ra:1.34μm)
GA(2):合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量40g/m2、Fe:10%、Ra:0.82μm)
GA(3):合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量35g/m2、Fe:10%、Ra:1.32μm)
GA(4):合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量30g/m2、Fe:10%、Ra:1.35μm)
GA(5):合金化溶融亜鉛めっき鋼板
(片面のめっき付着量25g/m2、Fe:10%、Ra:1.30μm)
ZN:電気Zn−Ni合金化めっき鋼板
(片面のめっき付着量20g/m2、Ni:10%、Ra:0.83μm)
ZF:電気Zn−Fe合金化めっき鋼板
(片面のめっき付着量20g/m2、Fe:10%、Ra:0.81μm)
表1に示す成分を含む種々の塗料を用意し、金属板にバーコート塗装を行った。希釈剤としては、キシレンとシクロヘキサノンの混合溶剤(1:1)を用いた。樹脂皮膜の厚さは、希釈塗料の固形分濃度、およびバーコート塗装に用いるバーの番手を変えることにより、0.3〜2.4μmの範囲内に変化させた。
熱風乾燥炉の通過時間(在炉時間):50秒間
熱風乾燥炉の到達板温:230℃
(Tgの測定)
樹脂皮膜のTgは、JIS K 7121に基づき、示差走査熱量計(商品名:Thermo Plus DSC8230、(株)リガク製)を用いて測定した。具体的には、上記のようにして作製した樹脂塗装金属板より採取した樹脂皮膜を示差走査熱量計にセットし、−100℃に冷却し、安定したところで、20℃/分の速さで、180℃まで昇温し、得られたDSC曲線からガラス転移温度(Tg)を求めた。
PPItは、米国のSAE J911−JUN86(1986)に規格されているPPIにおいて、樹脂皮膜の平均厚さ(μm)を基準高さとし、樹脂塗装金属板のPPItを算出した。
樹脂皮膜の平均厚さt(μm)={A/(B×C×D)}×1000
式中、
A=Si付着量(mg/m2)
B=28/60(Si/SiO2)
C=SiO2の重量比率
D=樹脂皮膜の比重(g/cm3)
テスター[(株)カスタム製マルチテスターCX−250]を用い、以下のようにして、樹脂塗装金属板の表面の抵抗を測定した。
上記と同じ操作を、測定場所を変えて合計20回行い、その平均値を抵抗値とした。
図2は、樹脂塗装金属板の電磁波吸収性を評価する方法を説明する図である。図2に示すように、直方体形状の筐体1内には、高周波ループアンテナ5が設置され、磁界結合されるように構成されている。高周波ループアンテナ5は、コネクタ(図示せず)を介して同軸ケーブル6の一端に接続され、同軸ケーブル6の他端はネットワークアナライザ7に接続されている。ネットワークアナライザ7では、周波数を掃引しながら電磁波を発生し、同軸ケーブル6、高周波ループアンテナ5を経由して筐体1内に入力(高周波入力波:矢印B)するようにされている。筐体1の共振周波数では、入力された電磁波が蓄積されるために、反射量が少なくなる特性が観察される(図3参照)。そして、矢印Cで表される高周波反射波は、観察値としてネットワークアナライザ7に入力(高周波反射波:矢印C)される。
Q値=fr/Δf ‥‥(2)
い周波数の共振モードでの電磁界分布を図示したものであり、図中、Eは高周波磁界、Fは高周波電界を夫々示している。上記Ezはz方向の電界強度を意味し、TE011は、共
振モードの電磁界分布の姿態を示している。このTEは、z方向に波が進むとして、その横方向に電界が存在することを意味している。添字「011」は、x、y、z方向に対して、y及びz方向には電界の強度分布が1つあり、x方向には電界の強度分布が変化しないことを示している(例えば、上記文献第141〜144頁参照)。
Hz=H011・cos(ky・y)・sin(kz・z)
Hy=(−kz・ky/kc 2)・H011・sin(ky・y)・cos(kz・z)
Ex=(−jωμky/kc 2)・H011・sin(ky・y)・sin(kz・z)
ここで、ky=π/b、kz=π/c、kc=kyである。b、cは図4の直方体(筐体1)のy、z方向の長さ、jは虚数、ωは各周波数、μは空気の透磁率を夫々示す。
サンプル鋼板の電子波吸収性(dB)=10×log10([EG]/[A])
但し、[EG]:基板となる電気亜鉛めっき鋼板のQ値
[A] :サンプル鋼板のQ値
◎:導電性および電磁波吸収性の両方が合格のもの
○:導電性が合格で電磁波吸収性が不合格のもの
×:導電性が不合格で電磁波吸収性が合格のもの、あるいは、導電性および電磁波
吸収性の両方が不合格のもの
2 電磁波発信源
3 空気穴
4 筐体隙間
5 高周波ループアンテナ
6 同軸ケーブル
7 ネットワークアナライザ
Claims (3)
- 金属板の表面に樹脂皮膜が被覆された樹脂塗装金属板であって、
前記樹脂皮膜は、下記(1)の要件を満足し、ガラス転移点(Tg)が60℃以下であることを特徴とする電磁波シールド性に優れた樹脂塗装金属板。
PPIt≧70・・・(1)
PPItは、SAE J911−1986に記載のPPI(Peaks Per Inch)において、ピークカウントレベル(2H)の1/2を樹脂皮膜の平均厚さt(μm)としたときの、山−谷カウントの数を表し、樹脂皮膜の平均厚さtは0.1〜3.0μmである。 - 前記金属板は、亜鉛と鉄族元素との合金めっき鋼板である請求項1に記載の樹脂塗装金属板。
- 前記金属板は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板である請求項1または2に記載の樹脂塗装金属板。
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