JP5255612B2 - Pre-coated aluminum plate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明はプリント基板の製造に使用される中間板や、家庭用電気製品や自動車搭載用部品等の外板材や構造部材に適用されるアルミニウム板およびアルミニウム合金板に係り、アルミニウム板表面に耐熱性、離型性、および耐疵付き性に優れた皮膜を塗装により設けたプレコートアルミニウム板に関する。 The present invention relates to an intermediate plate used for manufacturing printed circuit boards, aluminum plates and aluminum alloy plates applied to outer plate materials and structural members such as household electrical appliances and automobile mounting parts, and has heat resistance on the surface of the aluminum plate. Further, the present invention relates to a precoated aluminum plate provided with a coating excellent in releasability and scratch resistance.
家庭用電気製品や自動車搭載用部品等の外板材や構造部材に適用されるアルミニウム板やアルミニウム合金板には、耐食性、ならびに好ましい外観およびそれを保持する耐疵付き性、さらに用途に対応したその他の特性を表面に付与するため、表面に樹脂皮膜を形成したプレコート板が適用されることがある。例えば、スロットイン方式のディスクドライブの部品では、ディスクに貼付されたラベルが剥がれて当該部品に付着しても、容易に剥離するような離型性が要求される。 Aluminum plates and aluminum alloy plates applied to outer plate materials and structural members such as household electrical appliances and automotive parts, etc. have corrosion resistance, favorable appearance and scratch resistance to retain them, and others that correspond to applications In order to impart the above characteristics to the surface, a pre-coated plate having a resin film formed on the surface may be applied. For example, in a part of a slot-in type disk drive, even if the label attached to the disk is peeled off and attached to the part, it is required to have releasability so that it can be easily peeled off.
また、プレコートアルミニウム板の別の用途として、プリント基板の製造に使用される中間板がある。一般に、プリント基板は、図2に示すように製造される。配線パターンを形成した内層コア材5の両面を、ガラス繊維等からなるシート状繊維基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグ7で挟んで、このプリプレグ7に銅箔6を重ねた積層体4を、両面から加圧して、180℃程度で所定時間加熱する(加熱加圧)。加熱加圧により、プリプレグ7の樹脂の熱硬化によって積層体4が互いに接着されて、プリント基板40が得られる。生産性向上のため、積層体4を複数組積み重ねて加熱加圧を行うことが一般的であり、図2(a)に示すように、積層体4,4同士の間には仕切りとして金属板からなる中間板10が挟まれる。中間板としては、アルミニウム板が熱伝導率が高く好適であるが、アルミニウム板は表面に疵や凹凸が生じ易い。中間板表面に疵が生じると、加熱加圧によりプリント基板に疵が転写され、プリント基板の品質が低下することから、アルミニウム板は繰り返し使用ができなかった。しかし、コスト低減の観点から、繰り返し使用可能とするようにアルミニウム板に表面処理を施して耐熱性や離型性等を付与した中間板が開発されている。
Moreover, there exists an intermediate board used for manufacture of a printed circuit board as another use of a precoat aluminum plate. Generally, a printed circuit board is manufactured as shown in FIG. The inner layer core material 5 on which the wiring pattern is formed is sandwiched between
このような中間板としては、表面を陽極酸化処理したアルミニウム板が知られている(例えば特許文献1)。しかし、陽極酸化処理は処理コストが比較的高く、生産性に劣るため、アルミニウム板表面に樹脂皮膜を形成したプレコートアルミニウム板を使用する技術が開示されている(例えば特許文献2,3)。
As such an intermediate plate, an aluminum plate having an anodized surface is known (for example, Patent Document 1). However, since the anodizing treatment is relatively expensive and inferior in productivity, a technique using a pre-coated aluminum plate in which a resin film is formed on the surface of the aluminum plate is disclosed (for example,
しかしながら、特許文献2に記載されたフッ素樹脂皮膜も、特許文献3に記載されたエポキシ樹脂とシリコーン樹脂との混合樹脂皮膜も、表面が疵付き易く、樹脂皮膜の疵もプリント基板に転写されることから、中間板の皮膜として繰り返し使用に十分に耐えられない問題があった。特にシリコーン樹脂は、皮膜形成時に300℃程度の高温で1分間以上の長時間の焼付処理が必要であり、焼付が不十分であると所定の耐熱性が得られず、さらにコイル状にプレコートアルミニウム板を巻き取ったときにブロッキング等の不具合が生じるため、樹脂皮膜として一般的なウレタン樹脂やアクリル樹脂等と比較して、コイルコート方式で製造する場合には生産性に劣る。
However, both the fluororesin film described in
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、特にプリント基板の製造時に用いる中間板として高温下での繰り返し使用が可能で、離型性、耐疵付き性に優れたプレコートアルミニウム板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in particular, a precoated aluminum plate that can be repeatedly used at high temperatures as an intermediate plate used in the production of a printed circuit board and is excellent in releasability and scratch resistance. The purpose is to provide.
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、樹脂皮膜のフッ素およびケイ素の比率を最適化することに想到した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have come up with the idea of optimizing the ratio of fluorine and silicon in the resin film.
すなわち、本発明に係る発明のプレコートアルミニウム板は、アルミニウム板と、その片面または両面に形成された膜厚0.2μm以上7μm以下の樹脂皮膜とを備え、前記樹脂皮膜は、ケイ素、フッ素、炭素、酸素、窒素の合計質量に対して、フッ素の割合が1〜25%、ケイ素の割合が1〜50%であり、鉛筆硬度がキズ判定で4H以上であることを特徴とする。ここで、前記樹脂皮膜におけるケイ素、フッ素、炭素、酸素、窒素の各元素の濃度(質量%)を[Si]、[F]、[C]、[O]、[N]で表したとき、前記フッ素の割合は下式(1)のAで表され、前記ケイ素の割合は下式(2)のBで表される。
A=[F]/([Si]+[F]+[C]+[O]+[N])×100 ・・・(1)
B=[Si]/([Si]+[F]+[C]+[O]+[N])×100 ・・・(2)
That is, the precoated aluminum plate of the invention according to the present invention includes an aluminum plate and a resin film having a film thickness of 0.2 μm or more and 7 μm or less formed on one or both surfaces thereof, and the resin film includes silicon, fluorine, and carbon. The ratio of fluorine to the total mass of oxygen and nitrogen is 1 to 25%, the ratio of silicon is 1 to 50%, and the pencil hardness is 4H or more by scratch determination. Here, when the concentration (mass%) of each element of silicon, fluorine, carbon, oxygen, and nitrogen in the resin film is represented by [Si], [F], [C], [O], [N], The proportion of fluorine is represented by A in the following formula (1), and the proportion of silicon is represented by B in the following formula (2).
A = [F] / ([Si] + [F] + [C] + [O] + [N]) × 100 (1)
B = [Si] / ([Si] + [F] + [C] + [O] + [N]) × 100 (2)
このようにF,Si濃度を規制した樹脂からなる皮膜とすることで、180℃の高温での加熱加圧に耐え得ると共に、離型性に優れて加熱加圧後のプリント基板表面の銅箔から容易に分離でき、皮膜が十分な硬さを有して疵付き難くなる。 Thus, by forming a film made of a resin in which the F and Si concentrations are regulated, the copper foil on the surface of the printed circuit board after heat pressurization can withstand heat pressurization at a high temperature of 180 ° C. and has excellent releasability. Can be easily separated, and the film has sufficient hardness and is difficult to be wrinkled.
さらに、前記樹脂皮膜が、最表面から膜厚の1/4の深さまでの範囲において、Si濃度(質量%)がF濃度(質量%)よりも高いことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that Si concentration (mass%) is higher than F density (mass%) in the range from the outermost surface to the depth of 1/4 of the film thickness.
このように表面近傍でSi濃度をF濃度より高く含有することで皮膜表面が滑り難くなり、プリント基板の製造時に中間板として使用したとき、銅箔やプリプレグ等を積層するときの作業性が向上する。 By containing Si concentration higher than F concentration in the vicinity of the surface in this way, the coating surface becomes difficult to slip, and when used as an intermediate plate in the production of printed circuit boards, workability when laminating copper foil, prepreg, etc. is improved To do.
また、本発明に係る発明のプレコートアルミニウム板の製造方法は、前記プレコートアルミニウム板を製造する方法であり、アルミニウム板の片面または両面にSi,Fを含有する塗料を塗布する塗布工程と、前記塗布した塗料を210℃以上280℃以下で焼付処理して樹脂皮膜を形成する焼付工程と、を行うことを特徴とする。 A method of manufacturing a pre-coated aluminum plate of the invention according to the present invention is a method for manufacturing the pre-coated aluminum plate, a coating step of coating a paint containing one or Si on both sides, F of A aluminum plate, wherein a baking step of forming a tree fat coating applied coating to be baked at 210 ° C. or higher 280 ° C. or less, and performs.
このように塗料を塗布して焼付処理することで、塗料が乾燥、硬化して樹脂皮膜が形成される。さらに焼付処理温度を所定範囲に制御することで、十分に硬化し、離型性に優れた樹脂皮膜が得られる。 In this way, by applying the paint and baking it, the paint is dried and cured to form a resin film. Further, by controlling the baking temperature within a predetermined range, a resin film that is sufficiently cured and excellent in releasability can be obtained.
本発明に係るプレコートアルミニウム板によれば、耐熱性、離型性、耐疵付き性に優れるため、家庭用電気製品や自動車搭載用部品等の外板材や構造部材に適用でき、特にプリント基板の製造時の中間板として繰り返し使用が可能であり、プリント基板の製造コストおよび品質向上に寄与する。また、本発明に係るプレコートアルミニウム板の製造方法によれば、塗布および焼付処理にて、生産性よく製造することができる。 The pre-coated aluminum plate according to the present invention is excellent in heat resistance, releasability, and scratch resistance, and therefore can be applied to outer plate materials and structural members such as household electric products and automobile-mounted parts. It can be used repeatedly as an intermediate plate at the time of manufacture, contributing to the manufacturing cost and quality improvement of the printed circuit board. Moreover, according to the manufacturing method of the precoat aluminum plate which concerns on this invention, it can manufacture with sufficient productivity by application | coating and a baking process.
本発明に係るプレコートアルミニウム板は、所望の大きさおよび形状に裁断されて、プリント基板の製造に使用される中間板や、さらに成形加工されて家庭用電気製品や自動車搭載用部品等の外板材や構造部材とするための板材である。以下、本発明に係るプレコートアルミニウム板を実現するための形態について説明する。 The pre-coated aluminum plate according to the present invention is cut into a desired size and shape, and is used as an intermediate plate for manufacturing printed circuit boards. It is a board | plate material for setting it as a structural member. Hereinafter, the form for implement | achieving the precoat aluminum plate which concerns on this invention is demonstrated.
〔プレコートアルミニウム板〕
本発明に係るプレコートアルミニウム板10は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム板1の表面に、硬質皮膜(樹脂皮膜)2を被覆したものである。本発明のプレコートアルミニウム板10において、硬質皮膜2は、図1に示すようにアルミニウム板1の両面を被覆するものでもよく、片面を被覆するもの(図示省略)でもよい。プレコートアルミニウム板10は、その使用形態に対応した構造とし、例えばプリント基板の製造において中間板として用いる場合(図2参照)は、銅箔6に対向(接触)する面に硬質皮膜2が被覆されているようにする。
以下に、本発明に係るプレコートアルミニウム板を構成する各要素について説明する。
[Pre-coated aluminum plate]
A precoated
Below, each element which comprises the precoat aluminum plate which concerns on this invention is demonstrated.
(アルミニウム板)
アルミニウム板1は、プレコートアルミニウム板10の基材であり、1000系の工業用純アルミニウム、3000系のAl−Mn系合金、5000系のAl−Mg系合金が適用でき、用途によって選択すればよい。特に、絞り加工やしごきが施される場合にはJIS H4000に規定するA1050,A1100,A3003,A3004が推奨される。また、高強度を要する用途に使用する場合には、A5052,A5182が推奨される。調質、板厚については特に制限はなく、用途や目的に応じて選択することができる。
(Aluminum plate)
The aluminum plate 1 is a base material for the
アルミニウム板1は、表面に下地処理を施して、硬質皮膜2との間に下地処理層(図示省略)を形成することが好ましい。下地処理層により、アルミニウム板1と硬質皮膜2との密着性が向上し、またアルミニウム板1の耐食性が向上する。下地処理層としては、従来公知のCr,Zr,Tiの1種以上を含有する皮膜が適用できる。例えば、リン酸クロメート皮膜、クロム酸クロメート皮膜、リン酸ジルコニウム皮膜、酸化ジルコニウム皮膜、リン酸チタン皮膜、塗布型クロメート皮膜、塗布型ジルコニウム皮膜等を適宜使用することができる。また、必要に応じてこれらの皮膜に有機成分を含有させてもよい。近年の環境への配慮の観点から、六価クロムを含まないリン酸クロメート皮膜や、リン酸ジルコニウム皮膜、酸化ジルコニウム皮膜、リン酸チタン皮膜、塗布型ジルコニウム皮膜等を使用することが望ましい。下地処理層の厚さは、目安としてCr,Zr,Tiのアルミニウム板1への付着量(Cr,Zr,Ti換算値)で10〜50mg/m2程度が望ましい。付着量が10mg/m2未満では、アルミニウム板1の全面を均一に被覆することができず、効果が十分に得られない。一方、付着量が50mg/m2を超えると、下地処理層自体に割れが生じ易くなる。Cr,Zr,Ti換算値は、例えば蛍光X線法により比較的簡便かつ定量的に測定することができる。そのため、生産性を阻害することなくアルミニウム板1の品質管理を行うことができる。
The aluminum plate 1 is preferably subjected to a surface treatment on the surface, and a ground treatment layer (not shown) is formed between the aluminum plate 1 and the
(硬質皮膜)
硬質皮膜2は、その硬さによる耐疵付き性とともに、プリント基板の製造における耐熱性、および銅箔からの離型性を付与するために設けられる。硬質皮膜2は、ケイ素(Si)およびフッ素(F)を含有する樹脂、具体的にはケイ素を結合させたフッ素樹脂からなり、後記するような混合樹脂塗料をアルミニウム板1に塗布して焼付処理することで得られる。そして、硬質皮膜2は、Si、F、炭素(C)、酸素(O)、窒素(N)の合計質量に対するF,Siの割合(%)を、F,Siの濃度(質量%)を近似的に表すものとして次のように規制する。
(Hard coating)
The
(F:1〜25%、Si:1〜50%)
F,Siの割合がそれぞれ1%未満では、硬質皮膜2の離型性が得られない。さらにSiの割合が1%未満では、硬質皮膜2の硬さが不十分となる。一方、Fの割合が25%を、Siの割合が50%をそれぞれ超えると、硬質皮膜2のアルミニウム板1への密着性が低下し、アルミニウム板1と硬質皮膜2との間に樹脂プライマー層や接着層等を形成する等の処置をしないと、強固に接着することができなくなる。
(F: 1-25%, Si: 1-50%)
If the ratios of F and Si are each less than 1%, the releasability of the
プレコートアルミニウム板10の表面に形成された硬質皮膜2における前記F,Siの割合は、例えばX線光電子分光分析(ESCA)法で測定することで得られる。プレコートアルミニウム板10の硬質皮膜2を形成した表面から硬質皮膜2の膜厚の深さまでを測定すると、Si等の硬質皮膜2の成分、そしてアルミニウム板1の成分であるAl、あるいはさらにアルミニウム合金の添加元素が検出される。硬質皮膜2の成分として検出される元素は、Si,F、ならびに樹脂一般に含有されるC、あるいはさらにO,Nが挙げられる。これらSi,F,C,O,Nの原子比(原子%)を測定して質量濃度(以下、濃度)に換算した値(単位:質量%)を[Si]、[F]、[C]、[O]、[N]で表したとき、Fの割合は、下式(1)のAとして、Siの割合は下式(2)のBとして、算出できる。このF,Siの割合は、Si,F,C,O,Nを硬質皮膜2におけるすべての成分とみなした場合、硬質皮膜2のF,Si濃度と近似することができる。
A=[F]/([Si]+[F]+[C]+[O]+[N])×100 ・・・(1)
B=[Si]/([Si]+[F]+[C]+[O]+[N])×100 ・・・(2)
The ratio of F and Si in the
A = [F] / ([Si] + [F] + [C] + [O] + [N]) × 100 (1)
B = [Si] / ([Si] + [F] + [C] + [O] + [N]) × 100 (2)
さらに硬質皮膜2は、最表面(プレコートアルミニウム板10の表面)から膜厚の1/4の深さまでの範囲において、Si濃度がF濃度よりも高いことが好ましい。フッ素樹脂は潤滑性が高いため、硬質皮膜2はF濃度がSi濃度以上に高くなると、フッ素樹脂の特性が強くなって潤滑性が高くなり、プレコートアルミニウム板10表面に潤滑性が付与される。このようなプレコートアルミニウム板10をプリント基板の製造における中間板10として用いた場合(図2参照)、積層作業で中間板10が滑って積層体4にズレを生じ易く、作業性が低下する。Si濃度をF濃度よりも高くすることで、プレコートアルミニウム板10表面が適度な潤滑性となり、プリント基板の製造において作業性が向上する。潤滑性は表面における特性であるので、硬質皮膜2の潤滑性は直接的に、表面近傍で、すなわち最表面から膜厚の1/4の深さまでの範囲におけるSi,F濃度の大小関係に依存する。硬質皮膜2の表面近傍におけるSi,F濃度を比較するためには、前記ESCA法にて、プレコートアルミニウム板10の表面から硬質皮膜2の膜厚の1/4の深さまでのSi,Fを検出し、原子比を測定して質量濃度に換算して比較すればよい。なお、硬質皮膜2のSi,F濃度は、深さ(膜厚)方向の分布に目立った偏りはなく、特にSi,F濃度の大小関係が深さによって変化することはほとんどないので、前記の硬質皮膜2の全体におけるSi,Fの割合またはその算出のために測定した濃度[Si]、[F]で比較してもよい。
Further, the
(硬さ:鉛筆硬度のキズ判定で4H以上)
硬質皮膜2の硬さは、JIS K5600−5−4の規定に従い鉛筆硬度を測定し、キズ判定で4H以上とする。硬さをこの値にすることにより、優れた離型性が発揮される。硬さが4H未満であると、プリント基板の製造における加熱加圧により硬質皮膜2に銅箔が押し込まれるため、銅箔と硬質皮膜2が接着され易く、離型性が低下する。
(Hardness: 4H or more by scratch determination of pencil hardness)
The hardness of the
(膜厚:0.2μm以上7μm)
硬質皮膜2の膜厚は0.2μm以上7μm以下とする。膜厚が0.2μm未満では、プレコートアルミニウム板10において硬質皮膜2の効果が十分に得られない。一方、膜厚が7μmを超えてもさらなる効果の向上は得られ難く、硬質皮膜2の材料のコストが増大する。また、膜厚を前記範囲にすることにより、コイル状のアルミニウム板1に、ロールコーターを使用して連続的に硬質皮膜2を形成できるため、生産性に優れ、コスト面でも望ましい。膜厚が7μmを超えると、ロールコーターのピックアップロールによる塗料の持ち上げ性が不十分となり膜厚のバラつきが著しく大きくなる。反対に、膜厚が0.2μm未満では、ピックアップロールとアップリケーターロールの間の圧力を高くする必要があり、ロールが磨耗し易くなる。
(Film thickness: 0.2 μm to 7 μm)
The film thickness of the
硬質皮膜2を形成するための混合樹脂塗料は、ケイ素化合物、シリコーン系樹脂、またはシリカ系樹脂を、フッ素系樹脂材料に添加して得られる。そして前記混合樹脂塗料は、プレコートアルミニウム板10の生産性やコストの観点から、ロールコーターにて連続塗装が可能であり、焼付炉にて20〜60秒間程度の短時間の焼付処理で硬化される材料が望ましい。このような材料として、フッ素系樹脂材料としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PVF(ポリフッ化ビニル),PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)、ETFE(エチレン・四フッ化エチレン共重合体)、ECTFE(エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体)、アクリレート含有フッ素樹脂等が挙げられる。シリコーン樹脂としては、メチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、アクリレート含有シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂、ケイ素化合物としては、シリカ、アルミノケイ酸塩やホウケイ酸塩等のケイ酸塩等が挙げられる。または、含シリコンフッ素樹脂、アクリレート含有フッ素樹脂・シリコーン樹脂の共重合体等を形成する樹脂材料を適用してもよい。
The mixed resin paint for forming the
硬質皮膜2は、前記のSi,Fを含有する樹脂であるが、これら以外に必要に応じて他の成分を含有していてもよい。例えば、プレス成形性をより高めるために、パーム油、カルナウバワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の潤滑剤を1種以上含有させてもよい。さらに、硬質皮膜2は、塗料の塗装性およびプレコート金属板としての一般的な性能を確保するために、一般的に用いられる顔料、顔料分散剤、流動性調節剤、レベリング剤、ワキ防止剤、防腐剤、安定化剤等を含有していてもよい。
The
〔プレコートアルミニウム板の製造方法〕
次に、プレコートアルミニウム板の製造方法について説明する。本発明に係るプレコートアルミニウム板の製造方法は、アルミニウム板1の片面または両面にSi,Fを含有する塗料を塗布する塗布工程と、塗布した塗料を210℃以上280℃以下で焼付処理して硬質皮膜(樹脂皮膜)2を形成する焼付工程と、を行うものである。
[Production method of pre-coated aluminum plate]
Next, the manufacturing method of a precoat aluminum plate is demonstrated. The method for producing a pre-coated aluminum plate according to the present invention includes a coating step in which a coating containing Si and F is applied to one or both sides of an aluminum plate 1, and a hard coating by baking the applied coating at 210 ° C to 280 ° C. And a baking step for forming a film (resin film) 2.
(塗布工程)
塗料の塗布は、刷毛塗り、ロールコーター、カーテンフローコーター、ローラーカーテンコーター、静電塗装機、ブレードコーター、ダイコーター等、いずれの方法で行ってもよいが、特に塗布量が均一になると共に作業が簡便なロールコーターが好ましい。また、アルミニウム板1の表面に0.2〜7μmの範囲の所望の厚さの硬質皮膜2が形成されるように、アルミニウム板1の搬送速度、ロールコーターの回転方向と回転速度等を考慮して、塗布量を適宜調整する。
(Coating process)
The coating can be applied by any method such as brush coating, roll coater, curtain flow coater, roller curtain coater, electrostatic coating machine, blade coater, die coater, etc. However, a simple roll coater is preferable. In addition, the transport speed of the aluminum plate 1, the rotational direction and rotational speed of the roll coater, etc. are taken into consideration so that the
塗布工程を行う前に、アルミニウム板1の表面を脱脂する脱脂工程を行ってもよい。例えば、アルミニウム板1の表面にアルカリ水溶液をスプレーした後、水洗する。 You may perform the degreasing process of degreasing the surface of the aluminum plate 1 before performing an application | coating process. For example, an aqueous alkali solution is sprayed on the surface of the aluminum plate 1 and then washed with water.
さらに、塗布工程を行う前に、アルミニウム板1の表面に下地処理層を形成する下地処理工程を行ってもよい。例えば、前記脱脂工程の後のアルミニウム板1にリン酸クロメート処理を施してリン酸クロメート皮膜を形成する。 Furthermore, you may perform the base treatment process which forms a base treatment layer in the surface of the aluminum plate 1 before performing an application | coating process. For example, a phosphoric acid chromate treatment is performed on the aluminum plate 1 after the degreasing step to form a phosphoric acid chromate film.
(焼付工程)
塗料を塗布したアルミニウム板1を、210℃以上280℃以下で焼付処理して前記塗料を硬化させる。焼付温度とはアルミニウム板1の最高到達温度とする。焼付温度が210℃未満では塗料の硬化が不十分で、硬質皮膜2の硬さが不十分となる。焼付温度が280℃を超えると、塗料が分解し始めるため、硬質皮膜2の硬さが却って低下する。焼付処理時間は20〜60秒間が好ましい。焼付処理時間が20秒未満では焼付が不十分である虞があり、一方、60秒を超えて焼付処理しても、さらなる硬化とはならず、時間あたりの生産性が低下する。焼付処理は、熱風炉、誘導加熱炉、近赤外線炉、遠赤外線炉、エネルギー線硬化炉等を用いて行うことができる。
(Baking process)
The aluminum plate 1 coated with the paint is baked at 210 ° C. or higher and 280 ° C. or lower to cure the paint. The baking temperature is the highest temperature reached by the aluminum plate 1. When the baking temperature is less than 210 ° C., the coating is not sufficiently cured, and the hardness of the
以上、本発明を実施するための形態について述べてきたが、以下に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と比較して具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 As mentioned above, although the form for implementing this invention has been described, the Example which confirmed the effect of this invention is described concretely compared with the comparative example which does not satisfy | fill the requirements of this invention below. In addition, this invention is not limited to this Example.
〔供試材の作製〕
(アルミニウム板の下地処理)
アルミニウム板1として、板厚0.5mmのJIS 5182H18材を適用した。アルミニウム板は、アルカリ水溶液にて表面を脱脂した後、リン酸クロメート処理を施し、Cr換算で20mg/m2のリン酸クロメート皮膜を両面に形成した。
[Production of test materials]
(Pretreatment of aluminum plate)
As the aluminum plate 1, a JIS 5182H18 material having a thickness of 0.5 mm was applied. The aluminum plate was degreased with an alkaline aqueous solution and then subjected to a phosphoric acid chromate treatment to form a phosphoric acid chromate film of 20 mg / m 2 in terms of Cr on both sides.
(硬質皮膜の形成)
下地処理後のアルミニウム板の片面にSi含有量の異なる含シリコンフッ素樹脂塗料を塗布した。含シリコンフッ素樹脂塗料は、ICP(誘導結合プラズマ)発光分光分析法にて測定して、F:0.1〜10質量%、Si:0.1〜20質量%の範囲となるようにSi含有量を調整した。なお、供試材No.14〜18は、表1の備考欄に示す塗料を塗布した。次に、表1に示す焼付温度(アルミニウム板の最高到達温度)で焼付処理を行って、プレコートアルミニウム板の供試材を作製した。アルミニウム板の加熱方式は、塗料を塗布したアルミニウム板が炉の入口から出口へ移動する連続焼付方式とし、アルミニウム板が炉内を通過する時間を加熱時間とし、これを30秒間に調整した。また、アルミニウム板にヒートラベルを貼り付けてアルミニウム板の最高到達温度を測定した。
(Hard film formation)
A silicon-containing fluororesin paint having a different Si content was applied to one side of the aluminum plate after the base treatment. The silicon-containing fluororesin coating is Si-containing so that F: 0.1 to 10% by mass and Si: 0.1 to 20% by mass are measured by ICP (inductively coupled plasma) emission spectroscopy. The amount was adjusted. The test material No. 14-18 applied the paint shown in the remarks column of Table 1. Next, a baking treatment was performed at the baking temperature shown in Table 1 (the highest temperature reached by the aluminum plate) to prepare a precoated aluminum plate specimen. The heating method of the aluminum plate was a continuous baking method in which the aluminum plate coated with the paint moved from the entrance to the exit of the furnace, and the time for the aluminum plate to pass through the furnace was set as the heating time, which was adjusted to 30 seconds. Moreover, the heat label was affixed on the aluminum plate and the highest temperature reached of the aluminum plate was measured.
得られた供試材について、皮膜の膜厚を渦電流式膜厚計を用いて測定し、表1に示す。また、X線光電子分光分析(ESCA)装置((株)島津製作所製)にて、供試材の皮膜表面から皮膜の膜厚相当の深さまでを測定して、Si,F,C,O,N,Alを検出した。このうち、Si,F,C,O,Nの原子比を測定して、前記式(1)、(2)よりF,Siの割合(%)を算出した。得られたF,Siの割合を皮膜のF,Si濃度(質量%)として表1に示す。 About the obtained test material, the film thickness of the film was measured using an eddy current film thickness meter and shown in Table 1. In addition, an X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation) was used to measure from the coating surface of the test material to a depth corresponding to the thickness of the coating, and Si, F, C, O, N and Al were detected. Among these, the atomic ratio of Si, F, C, O, and N was measured, and the ratio (%) of F and Si was calculated from the formulas (1) and (2). The obtained F and Si ratios are shown in Table 1 as F and Si concentrations (mass%) of the film.
(硬質皮膜の硬さ)
鉛筆硬度はJIS K5600−5−4に従い、キズ判定にて測定した。測定結果を表1に示す。
(Hardness of hard coating)
The pencil hardness was measured by scratch determination according to JIS K5600-5-4. The measurement results are shown in Table 1.
〔評価〕
(加熱加圧試験)
プレコートアルミニウム板をプリント基板の製造における中間板として用いたときの加熱加圧を模擬した加熱加圧試験を行った。供試材の皮膜表面に銅箔を光沢面を対向させて重ねて、両面から30kg/cm2で加圧した状態で、90分間180℃に加熱した後、供試材から銅箔を分離した。再び銅箔を重ねて同様に加熱加圧する試験を、同一の供試材について10回行った。1回目と10回目の加熱加圧後に、それぞれ離型性および耐疵付き性の評価を行った。
[Evaluation]
(Heating and pressing test)
A heating and pressing test simulating heating and pressing when a precoated aluminum plate was used as an intermediate plate in the production of a printed circuit board was performed. The copper foil was laminated on the surface of the test material with the glossy surface facing each other, heated at 180 ° C. for 90 minutes in a state of being pressurized at 30 kg / cm 2 from both sides, and then the copper foil was separated from the test material. . The test which piles up copper foil again and heat-presses similarly was done 10 times about the same test material. After the first and tenth heating and pressurization, the releasability and the scratch resistance were evaluated, respectively.
(離型性)
加熱加圧後に供試材(皮膜)表面から銅箔が容易に分離するものは合格として「○」で、皮膜表面と銅箔が接着して力を入れないと分離できないものは不良として「×」で表1に示す。
(Releasability)
If the copper foil is easily separated from the surface of the test material (coating) after heating and pressing, it is “◯” as a pass, and those that cannot be separated unless the surface of the coating and the copper foil are bonded to each other are used as “bad” Is shown in Table 1.
(耐疵付き性)
加熱加圧後に供試材から分離した銅箔の表面を目視にて観察し、疵や変形が認められたものは不良として「×」、疵や変形のないものは合格として「○」で表1に示す。
(Scratch resistance)
The surface of the copper foil separated from the test material after heating and pressing was visually observed, and those with wrinkles and deformations were indicated as “x” as defective and those with no wrinkles or deformation as “O” as acceptable. It is shown in 1.
(ブロッキング)
2枚の供試材を、皮膜同士を対向させて重ねた状態で、90℃で1分間加熱した後、供試材を1枚ずつに分離した。供試材が容易に分離するものはブロッキング無(合格)として「○」で、皮膜同士が接着して力を入れないと分離できないものはブロッキング有(不良)として「×」で表1に示す。
(blocking)
The two specimens were heated for 1 minute at 90 ° C. with the coatings facing each other, and then the specimens were separated one by one. Samples that can be easily separated are indicated by “◯” as “No blocking” (passed), and those that cannot be separated unless the coatings are adhered to each other to apply blocking, and “x” are indicated as “x” in Table 1. .
表1に示すように、供試材No.1〜12は、皮膜のSi,F濃度、焼付処理、および膜厚がいずれも本発明の範囲を満足したため、十分な硬さの皮膜が得られ、離型性および耐疵付き性が良好で、ブロッキングも生じなかった。特に、供試材No.4のように皮膜の膜厚を0.2μmまで薄くしても、10回の加熱加圧試験において離型性および耐疵付き性が得られた。また、供試材の作製および評価を通して、塗装性や耐食性は実用上何ら問題ないものであった。 As shown in Table 1, the test material No. In Nos. 1 to 12, since the Si, F concentration, baking treatment, and film thickness of the film all satisfied the scope of the present invention, a film with sufficient hardness was obtained, and the mold release and scratch resistance were good. No blocking occurred. In particular, specimen no. Even when the film thickness was reduced to 0.2 μm as in No. 4, release properties and scratch resistance were obtained in 10 heating and pressing tests. In addition, through the preparation and evaluation of the test materials, the paintability and corrosion resistance have no practical problems.
これに対して、供試材No.13〜18は、皮膜の成分が本発明の範囲外の比較例である。供試材No.14はFを含有しないシリコーン樹脂皮膜を備え、焼付処理温度がシリコーン樹脂としては低いこともあって、特に皮膜の硬さが不足し、1回の加熱加圧試験で離型性および耐疵付き性に劣り、プリント基板の製造用の中間板として不適であり、さらにブロッキングを生じ、プレコート板としても不適であった。同様にFを含有しない皮膜を備えた供試材No.18は、特許文献3に開示された皮膜と同様にエポキシ樹脂とシリコーン樹脂の混合皮膜を焼付処理温度290℃で形成した比較例であり、皮膜の硬さは供試材No.14よりも高いものの不十分で、10回の加熱加圧試験においては離型性および耐疵付き性が得られなかった。一方、供試材No.15のSiを含有しないフッ素樹脂皮膜も同様に硬さが不十分で、10回の加熱加圧試験では離型性および耐疵付き性が得られなかった。 On the other hand, the test material No. Nos. 13 to 18 are comparative examples in which the components of the film are outside the scope of the present invention. Specimen No. No. 14 is provided with a silicone resin film containing no F, and the baking temperature is low as a silicone resin. Especially, the film is insufficiently hard and has a mold release property and wrinkle resistance in a single heating and pressing test. It was inferior in properties and was unsuitable as an intermediate plate for producing printed circuit boards, and further caused blocking and unsuitable as a pre-coated plate. Similarly, the specimen No. provided with a film containing no F was used. 18 is a comparative example in which a mixed film of an epoxy resin and a silicone resin was formed at a baking temperature of 290 ° C. in the same manner as the film disclosed in Patent Document 3. Although it was higher than 14, it was inadequate, and in 10 heat-press tests, mold release and scratch resistance were not obtained. On the other hand, the test material No. Similarly, the fluororesin film containing 15 Si did not have sufficient hardness, and the mold release property and scratch resistance were not obtained in 10 heating and pressing tests.
供試材No.17は、Si,Fを共に含有しないエポキシ系塗料で皮膜を形成した結果、皮膜の硬さが不足して、1回の加熱加圧試験で離型性および耐疵付き性に劣り、プリント基板の製造用の中間板として不適であった。 Specimen No. No. 17, as a result of forming a film with an epoxy paint that does not contain both Si and F, the hardness of the film is insufficient, and it is inferior in releasability and scratch resistance in a single heating and pressing test. It was unsuitable as an intermediate plate for the production of
反対に、供試材No.13のFが過剰な樹脂皮膜は、密着性が低下してアルミニウム板に直接に接着することができず、樹脂プライマー層を設ける必要があり、さらに10回の加熱加圧試験においては離型性および耐疵付き性が得られなかった。供試材No.16のシリカ系塗料で形成したSiが過剰な樹脂皮膜は、離型性および耐疵付き性は得られたが密着性が低下してアルミニウム板に直接に接着することができず、樹脂プライマー層を設ける必要があり、生産性に劣るプレコート板となった。 On the other hand, the test material No. The resin film with an excessive amount of 13 F cannot be directly bonded to the aluminum plate due to a decrease in adhesion, and it is necessary to provide a resin primer layer. In addition, scratch resistance was not obtained. Specimen No. Resin film with excess Si formed with 16 silica-based paint can be releasable and scratch-resistant, but cannot be directly bonded to the aluminum plate due to reduced adhesion and resin primer layer Therefore, the pre-coated board was inferior in productivity.
供試材No.19〜21は、皮膜の成分は本発明の範囲内であるが焼付処理温度が範囲外の比較例である。供試材No.20,21は焼付処理温度が低く、塗料の硬化が不十分で皮膜の硬さが不足した。特に焼付処理温度が最も低い供試材No.21は、1回の加熱加圧試験で離型性および耐疵付き性に劣り、プリント基板の製造用の中間板として不適であり、さらにブロッキングを生じ、プレコート板としても不適であった。反対に、供試材No.19は焼付処理温度が高く、焼付処理時に塗料が分解し始めて、形成された皮膜の硬さが不十分となった。 Specimen No. Nos. 19 to 21 are comparative examples in which the components of the film are within the range of the present invention but the baking temperature is out of the range. Specimen No. Nos. 20 and 21 had a low baking temperature, the coating was not sufficiently cured, and the hardness of the film was insufficient. In particular, the test material No. with the lowest baking temperature. No. 21 was inferior in releasability and wrinkle resistance in one heating and pressurizing test, was unsuitable as an intermediate plate for producing a printed circuit board, further caused blocking, and unsuitable as a precoat plate. On the other hand, the test material No. No. 19 has a high baking temperature, and the coating started to decompose during the baking process, so that the hardness of the formed film became insufficient.
供試材No.22,23は、皮膜の成分および焼付処理温度は本発明の範囲内であるが膜厚が範囲外の比較例である。供試材No.22は皮膜の膜厚が不足し、10回の加熱加圧試験では耐疵付き性が得られなかった。一方、供試材No.23は、離型性および耐疵付き性は問題ないが、過剰に厚い皮膜を形成することで膜厚にバラつきが生じて外観不良となった。 Specimen No. Nos. 22 and 23 are comparative examples in which the film components and the baking temperature are within the range of the present invention, but the film thickness is out of the range. Specimen No. No. 22 was insufficient in film thickness, and it was not possible to obtain scratch resistance in 10 heat and pressure tests. On the other hand, the test material No. In No. 23, there was no problem in the releasability and scratch resistance, but by forming an excessively thick film, the film thickness varied and the appearance was poor.
実施例1の本発明の範囲の供試材No.1,2,4〜9について、硬質皮膜におけるSi,Fの濃度の大小関係による潤滑性への影響を評価した。 Sample No. 1 in the scope of the present invention in Example 1 was used. About 1, 2, 4-9, the influence on the lubricity by the magnitude relationship of the density | concentration of Si and F in a hard film was evaluated.
実施例1における皮膜のSi,Fの濃度の測定において、供試材の皮膜表面から皮膜の膜厚の1/4の深さまで(皮膜の表層)に限定した領域におけるSi,Fの原子比を測定した。いずれの供試材も皮膜全体におけるSi,Fの原子比と有意差がなく、Si,F濃度(質量%)は同等であるとみなすことができた。Si,F濃度(質量%)の比較を表2に示す。さらに、実施例1で測定した皮膜のSi,Fの濃度、膜厚、および硬さを表2に併記する。 In the measurement of the concentration of Si and F in the film in Example 1, the atomic ratio of Si and F in the region limited to the depth of 1/4 of the film thickness of the film from the surface of the test material (the surface layer of the film) It was measured. None of the test materials were significantly different from the atomic ratio of Si and F in the entire film, and the Si and F concentrations (mass%) could be regarded as equivalent. Table 2 shows a comparison of Si and F concentrations (% by mass). Furthermore, the Si, F concentration, film thickness, and hardness of the film measured in Example 1 are also shown in Table 2.
〔評価〕
(潤滑性)
供試材表面(皮膜表面)の潤滑性の評価として、バウデン法(荷重200g)にて摩擦係数を測定した。結果を表2に示す。
[Evaluation]
(Lubricity)
As an evaluation of the lubricity of the surface of the specimen (film surface), the friction coefficient was measured by the Bowden method (load 200 g). The results are shown in Table 2.
表2に示すように、皮膜の表層でF濃度がSi濃度よりも低い供試材No.1,2,4〜6は、摩擦係数が0.3〜0.5で、潤滑性がある程度抑制され、プリント基板の製造用の中間板としていっそう好適なプレコートアルミニウム板となった。これに対して、F濃度がSi濃度よりも高い供試材No.7〜9は、摩擦係数が0.1以下と小さく、プリント基板の製造用の中間板としては潤滑性が高い傾向が見られた。 As shown in Table 2, in the surface layer of the film, the test material No. 1, 2, 4 to 6 had a friction coefficient of 0.3 to 0.5, and their lubricity was suppressed to some extent, so that they became precoated aluminum plates more suitable as intermediate plates for producing printed circuit boards. On the other hand, test material No. with F concentration higher than Si concentration. In Nos. 7 to 9, the coefficient of friction was as small as 0.1 or less, and as an intermediate plate for producing a printed circuit board, a tendency of high lubricity was observed.
10 プレコートアルミニウム板、中間板
1 アルミニウム板
2 硬質皮膜(樹脂皮膜)
10 Pre-coated aluminum plate, intermediate plate 1
Claims (3)
前記樹脂皮膜は、ケイ素、フッ素、炭素、酸素、窒素の合計質量に対して、下式(1)のAで表されるフッ素の割合が1〜25%、下式(2)のBで表されるケイ素の割合が1〜50%であり、鉛筆硬度がキズ判定で4H以上であることを特徴とするプレコートアルミニウム板。
A=[F]/([Si]+[F]+[C]+[O]+[N])×100 ・・・(1)
B=[Si]/([Si]+[F]+[C]+[O]+[N])×100 ・・・(2)
[Si]、[F]、[C]、[O]、[N]は、前記樹脂皮膜におけるケイ素、フッ素、炭素、酸素、窒素の各元素の濃度(質量%)を表す。 A pre-coated aluminum plate comprising an aluminum plate and a resin film having a film thickness of 0.2 μm or more and 7 μm or less formed on one or both sides thereof,
In the resin film, the proportion of fluorine represented by A in the following formula (1) is 1 to 25% with respect to the total mass of silicon, fluorine, carbon, oxygen, and nitrogen, and represented by B in the following formula (2). A pre-coated aluminum plate, wherein the ratio of silicon to be formed is 1 to 50%, and the pencil hardness is 4H or more by scratch determination.
A = [F] / ([Si] + [F] + [C] + [O] + [N]) × 100 (1)
B = [Si] / ([Si] + [F] + [C] + [O] + [N]) × 100 (2)
[Si], [F], [C], [O], and [N] represent the concentration (mass%) of each element of silicon, fluorine, carbon, oxygen, and nitrogen in the resin film.
アルミニウム板の片面または両面にSi,Fを含有する塗料を塗布する塗布工程と、
前記塗布した塗料を210℃以上280℃以下で焼付処理して、樹脂皮膜を形成する焼付工程と、を行うことを特徴とするプレコートアルミニウム板の製造方法。 It is a manufacturing method of the precoat aluminum plate according to claim 1 or 2 ,
Si on one side or both sides of A aluminum plate, a coating step of coating a paint containing F,
The applied coating was baked at 210 ° C. or higher 280 ° C. or less, the production method of the precoated aluminum plates to a baking step of forming a resin film, and performing.
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