JP5276829B2 - 導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板 - Google Patents
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Description
ところで、家電や電子機器の筐体においては、帯電防止性を持たせて埃等の付着を防止させることがある。通常、ステンレス鋼板の帯電防止性を持たせるためには、ステンレス鋼板に導電性を付与する方法が採られる。
ステンレス鋼板に導電性を付与する方法としては、金属粉からなる導電性フィラーを含有するクリヤ塗膜をステンレス鋼板原板に設ける方法(例えば特許文献5参照)や、導電剤である炭素材料を含むクリヤ塗料を塗布して、導電性のクリヤ塗膜を形成する方法が知られている。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、帯電防止性を発揮できる程度の導電性を有し、しかもステンレス鋼板原板の視認性低下が防止された導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板を提供することを目的とする。
[1] ステンレス鋼板原板と、該ステンレス鋼板原板の少なくとも片面側に成膜されたクリヤ塗膜とを有し、
クリヤ塗膜が、導電性パール顔料を、熱硬化性樹脂組成物の固形物100質量部に対して3〜30質量部含有することを特徴とする導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
[2] 導電性パール顔料は金属酸化物を40〜60質量%含有することを特徴とする[1]に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
[3] ステンレス鋼板原板とクリヤ塗膜との間に、アミノシラン系シランカップリング剤及びエポキシシラン系シランカップリング剤の一方又は両方を含有する化成処理塗膜を有し、該化成処理塗膜付着量が2〜50mg/m2であり、
クリヤ塗膜が、架橋性官能基を有し、ガラス転移点30〜90℃、数平均分子量3000〜50000のアクリル樹脂が、ブロックイソシアネート化合物により架橋された熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする[2]に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
[4] クリヤ塗膜は、熱硬化性樹脂組成物の固形物100質量部に対して0.25〜10質量部のポリオレフィン系ワックスを含有することを特徴とする[3]に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
[5] クリヤ塗膜中のアクリル樹脂が、アミノ樹脂によっても架橋されていることを特徴とする[3]又は[4]に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
[6] クリヤ塗膜は、熱硬化性樹脂組成物の固形物100質量部に対して2〜10質量部のシリカゾルを含有することを特徴とする[3]〜[5]のいずれかに記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
[7] ハードディスクドライブの筐体用であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれかに記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
図1に、本実施形態例の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板を示す。本実施形態例の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10は、ステンレス鋼板原板11と、ステンレス鋼板原板11の片面側に成膜された化成処理塗膜12と、化成処理塗膜12の表面に成膜されたクリヤ塗膜13とを有するものである。
該導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10におけるステンレス鋼板原板11としては公知のものが使用される。
化成処理塗膜12としては、アミノシラン系シランカップリング剤及びエポキシシラン系シランカップリング剤の一方又は両方を含有する塗膜が好ましい。ステンレス鋼板原板11とクリヤ塗膜13との間に、これらシランカップリング剤を含有する化成処理塗膜12を有していれば、無公害なクロメートフリーにでき、さらにステンレス鋼板原板11とクリヤ塗膜13との密着性を高くできる。
ここで、アミノシラン系カップリング剤としては、例えば、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
エポキシ系シランカップリング剤としては、例えば、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
化成処理塗膜12の付着量は、蛍光X線分析にてSiO2量を測定することによって求めることができる。
本実施形態例におけるクリヤ塗膜13は、導電性パール顔料及び熱硬化性樹脂組成物を含有する塗膜である。
帯電性を防止するためには材料の体積抵抗率(複層構造の材料においては全層の体積抵抗率)が、107Ω・cm以下(104〜107Ω・cm)であることが必要であることが知られている(合成樹脂、28(2)、14頁、1982年)。
クリヤ塗膜13に含まれる導電性パール顔料は、導電性および透明性に共に優れる金属酸化物がマイカを被覆しているパール顔料である。一般にパール顔料は、薄板状雲母粒子であるマイカ(酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化珪素、フッ素化合物等で構成される)を金属酸化物で被覆した構造をしている。このようなパール顔料は、透明性が高く、かつ、導電性を有している。
前記金属酸化物としては、導電性および透明性がより高くなることから、スズ酸化物、アンチモン酸化物、インジウム酸化物、亜鉛酸化物からなる群から選ばれる1種または2種以上の金属酸化物が好ましいが、これら金属酸化物に限定されない。
さらに、導電性パール顔料における金属酸化物の含有量は、60質量%以下であることが好ましい。前記金属酸化物の含有量が60質量%を超えると、マイカの被覆率が飽和するため、コスト面から不利になる。
なお、導電性パール顔料における金属酸化物の含有量は100質量%であって構わない。金属酸化物の含有量が100質量%の場合は、導電性金属酸化物そのものを意味している。
熱硬化性樹脂組成物は、架橋性官能基を有するアクリル樹脂(以下、アクリル樹脂と略す。)を、ブロックイソシアネート化合物により架橋した樹脂であることが好ましい。熱硬化性樹脂組成物が、前記樹脂であれば、導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10をクロメートフリーにでき、しかも耐疵付き性、耐候性、耐薬品性を向上させることができる。
ここで、架橋性官能基は、水酸基、カルボキシ基、アルコキシシラン基などから選ばれる1種又は2種以上の官能基である。アクリル樹脂は架橋性官能基を1分子あたり、2個以上有することが好ましい。
非官能性アクリル単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ラウリル等の脂肪族アクリレート又は環式アクリートが挙げられる。
官能性単量体としては、水酸基を有する単量体、カルボキシ基を有する単量体、アルコシキシラン基を有する単量体等が挙げられる。
アクリル樹脂のガラス転移温度を前記範囲にするためには、アクリル樹脂の組成を適宜選択すればよい。
アクリル樹脂の数平均分子量は、アクリル樹脂を製造する際の条件(例えば、重合温度、重合開始剤の種類や量等)によって調整することができる。
ブロックイソシアネート化合物の市販品としては、例えば、デスモジュールBL1100、BL1265MPA/X、VPLS2253、BL3475BS/SN、BL3272MPA、BL3370MPA、BL4265SN、デスモーサム2170、スミジュール3175(以上、住化バイエルウレタン株式会社製)、デュラネート17B−60PX、TPA−B80X、MF−B60X、MF−K60X(以上、旭化成ケミカルズ株式会社製)、バーノックDB−980K、D−550、B3−867、B7−887−60(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)、コロネート2515、2507、2513(以上、日本ポリウレタン工業株式会社製)などが挙げられる。これらブロックイソシアネート化合物は、1種を単独で使用してもよいし、併用してもよい。
アミノ樹脂は、アミノ化合物(メラミン、グアナミン、尿素)とホルムアルデヒド(ホルマリン)を付加反応させ、アルコールで変性した樹脂の総称である。具体例としては、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、ブチル化尿素樹脂、ブチル化尿素メラミン樹脂、グリコールウリル樹脂、アセトグアナミン樹脂、シクロヘキシルグアナミン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、耐指紋汚染性、耐疵付き性、耐薬品性という面からメラミン樹脂が好ましい。
メラミン樹脂は、変性するアルコールの種類によって、例えば、メチル化メラミン樹脂、n−ブチル化メラミン樹脂、イソブチル化メラミン樹脂、混合アルキル化メラミン樹脂等に分類される。
n−ブチル化メラミン樹脂としては、マイコート506、508(以上、三井サイテック株式会社製)、ユーバン20SB、20SE、21R、22R、122、125、128、220、225、228、28−60、20HS、2020、2021、2028、120(以上、三井化学株式会社製)、PLASTOPAL EBS 100A、100B、400B、600B、CB(以上、BASF製)、スーパーベッカミンJ−820、L−109、L−117、L−127、L−164(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)、メラン21A、22、220、2000、8000(以上、日立化成工業株式会社製)、テスアジン3020、3021、3036(以上、日立化成ポリマー株式会社製)等が挙げられる。
イソブチル化メラミン樹脂としては、ユーバン60R、62、62E、360、361、165、166−60、169、2061(以上、三井化学株式会社製)、スーパーベッカミンG−821、L−145、L−110、L−125(以上、大日本インキ化学工業株式会社製)、PLASTOPAL EBS 4001、FIB、H731B、LR8824(以上、BASF製)、メラン27、28、28D、245、265、269、289(以上、日立化成工業株式会社製)、テスアジン3027、3028、3029、3030、3037(以上、日立化成ポリマー株式会社製)等が挙げられる。
混合アルキル化メラミン樹脂としては、サイメル267、285、232、235、236、238、211、254、204、212、202、207(以上、三井サイテック株式会社製)等が挙げられる。
アミノ樹脂は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
クリヤ塗膜13は、ポリオレフィン系ワックスを含有することが好ましい。クリヤ塗膜13がポリオレフィン系ワックスを含有すれば、油性潤滑剤等を塗布した場合に比べて潤滑性が高くなり、加工性に優れた導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10になる。
導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10を加工する際には、加工発熱及び摩擦熱により塗膜温度が上昇するため、ポリオレフィン系ワックスの融点は70〜160℃であることが好ましい。ポリオレフィン系ワックスの融点が70℃未満であると、加工時に軟化溶融して固形潤滑添加物としての優れた特性が発揮できないことがある。ポリオレフィン系ワックスの融点が160℃を超えると、硬い粒子が表面に存在して摩擦特性を低下させるため、高い加工性が得られないことがある。
ポリオレフィン系ワックスの酸価は、0〜30が好ましい。ポリオレフィン系ワックスの酸価が30を超えると、熱硬化性樹脂組成物との相溶性が高くなって、ポリオレフィン系ワックスが均一に塗膜表面に浮き上がりにくくなるため、導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10の加工性が不充分になることがある。
また、クリヤ塗膜13は、ナノメートル(nm)レベルのシリカゾルを含有することができる。クリヤ塗膜13がシリカゾルを含有すれば、塗膜の硬度、耐疵付き性、耐指紋汚染性が向上する。
シリカゾルの含有量は、熱硬化性樹脂組成物100質量部あたり、固形分量で2.0〜10質量部であることが好ましく、3.0〜8.0質量部であることがより好ましい。シリカゾルの含有量が2.0質量部未満であると、耐疵付き性や硬さが不足し、10質量部を超えると加工性が低下する傾向にある。
次に、上述した導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板の製造方法の一例について説明する。なお、導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10の製造方法は以下の例に限定されるものではない。
この例の製造方法では、まず、ステンレス鋼板原板11をアルカリ脱脂や酸、アルカリによるエッチング等の公知の前処理を施す。
次いで、ステンレス鋼板原板11に、アミノシラン系カップリング剤及びエポキシシラン系カップリング剤の一方又は両方を含む化成処理液を塗布し、乾燥して、化成処理塗膜12を形成する。
前記化成処理液としては市販品を用いることができる。市販の化成処理液としては、例えば、パルコートE305、3750、3751、3753、3756、3757、3970(日本パーカライジング株式会社製)、アルサーフ440(日本ペイント株式会社製)等が挙げられる。
化成処理液の塗布方法としては、例えば、スプレー、ロールコート、バーコート、カーテンフローコート、静電塗布等を採用できる。
化成処理液の乾燥温度(表面温度)は60〜140℃とすることが好ましい。
ここで、クリヤ塗料とは、導電性パール顔料とアクリル樹脂とブロックイソシアネート化合物と溶媒とを必須成分として含有し、ブロックイソシアネート化合物の硬化触媒、アミノ樹脂、ポリオレフィン系ワックス、シリカゾル等を任意成分として含有する塗料である。
ブロックイソシアネート化合物の硬化触媒としては、ジ−n−ブチルチンオキサイド、n−ジブチルチンクロライド、ジ−n−ブチルチンジラウリレート、ジ−n−ブチルチンジアセテート、ジ−n−オクチルチンオキサイド、ジ−n−オクチルチンジラウリレート、テトラ−n−ブチルチン等が挙げられる。
アミノ樹脂の硬化触媒としては、例えば、スルホン酸系触媒やアミン系触媒等が使用されるが、焼付け時間の短縮に特に効果を発揮することから、p−トルエンスルホン酸系触媒が好ましい。
アミノ樹脂の硬化触媒の量は、アクリル樹脂とブロックイソシアネート化合物とアミノ樹脂との合計量を100質量部とした際の0.5〜5質量部であることが好ましく、1〜2質量部であることがより好ましい。
アミノ樹脂の硬化触媒の量が、アクリル樹脂とブロックイソシアネート化合物とアミノ樹脂との合計量を100質量部とした際の0.5質量部未満であると、硬化時間を短縮できないことがあり、5質量部を超えると、得られる導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10の加工性が低くなる傾向にある。
オルガノシリカゾルとは、有機溶媒にナノメートルサイズのコロイダルシリカを安定に分散させたコロイド溶液である。
オルガノシリカゾルとしては、MA−ST−M、IPA−ST、EG−ST、EG−ZL、NPC−ST、DMAC−ST、DMAC−ST−ZL、XBA−ST、MIBK−ST(以上、日産化学工業株式会社製)などが挙げられる。オルガノシリカゾルは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
このような導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板10は、埃の付着が故障の原因になることがある電子機器の筐体に好適に使用される。特に、ハードディスクドライブの筐体により好適に使用される。
また、上述した実施形態例では、ステンレス鋼板原板とクリヤ塗膜との間に、化成処理塗膜を有していたが、化成処理塗膜を有していなくても構わない。
温度計、還流冷却器、攪拌器、滴下ロート、窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、表1に示す配合量で、トルエン、酢酸ブチルを入れ、110℃まで昇温し窒素ガスを吹き込みながら攪拌し、メタクリル酸メチル、スチレン、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸メチル、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)の混合物を3時間かけて滴下した。滴下終了後、さらにAIBNを追加して同温度でさらに3時間反応させて、不揮発分50%のアクリル樹脂の溶液を得た。
さらに、硬化剤であるブロックイソシアネート「デスモジュールVPLS2253」(住化バイエルウレタン株式会社製、NCO含有率10.5質量%)を配合してクリヤ塗料を得た。
次いで、熱硬化性樹脂組成物の固形物の全固形分100質量部に対して、導電性パール顔料であるミナテック40CM(メルク・ジャパン社製、薄片状のマイカ(主成分はSiO2)がスズ酸化物とアンチモン酸化物で被覆された顔料、スズ酸化物の含有量とアンチモン酸化物の含有量の合計が約43質量%)5.0質量部と、ポリオレフィン系ワックス(融点120℃、粒径2μmのポリエチレンワックス)2.0質量部とを配合して、クリヤ塗料に含有させた。
次いで、化成処理塗膜の表面に、クリヤ塗料をバーコータにより塗布し、表面温度が193℃になるように焼付け、厚さ3μmのクリヤ塗膜を成膜させて、クリヤ塗装ステンレス鋼板を得た。
表面抵抗率及び体積抵抗率は、テスター(アドバンテスト製デジタルマルチメータR6441D)と、電極(川口電機製作所製P−616、主電極径50mm、主電極の面積19.63cm2、外側電極の内径70mm、内側電極の外径50mm)とから構成された測定装置により測定した。ただし、比較例1の表面抵抗率は、超絶縁計(川口電機製作所製R−503)を用いて得た値である。
式(1) (表面抵抗率)={π(D+d)/(D−d)}×R
式(2) (体積抵抗率)=(R×A)/t
(D:外側電極内径、d:内側電極の外径、R:抵抗の測定値、A:主電極面積:t:試料厚み)
クリヤ塗料において、クリヤ塗膜中の導電性パール顔料含有量を表2に示すようにしたこと以外は実施例1と同様にして、クリヤ塗装ステンレス鋼板を得た。そして、実施例1と同様にして、表面抵抗率及び体積抵抗率を測定した。それらの結果を表2に示す。
これに対して、クリヤ塗膜中の導電性パール顔料含有量が3質量部未満であった比較例1,2のクリヤ塗装ステンレス鋼板は、導電性が低かった。
クリヤ塗膜中の導電性パール顔料含有量が40質量部の比較例3では、塗装性が低く、均一に塗布できず、むらが生じたので、実験を中止した。
11 ステンレス鋼板原板
12 化成処理塗膜
13 クリヤ塗膜
Claims (7)
- ステンレス鋼板原板と、該ステンレス鋼板原板の少なくとも片面側に成膜されたクリヤ塗膜とを有し、
クリヤ塗膜が、導電性パール顔料を、熱硬化性樹脂組成物の固形物100質量部に対して3〜30質量部含有することを特徴とする導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。 - 導電性パール顔料は金属酸化物を40〜60質量%含有することを特徴とする請求項1に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
- ステンレス鋼板原板とクリヤ塗膜との間に、アミノシラン系シランカップリング剤及びエポキシシラン系シランカップリング剤の一方又は両方を含有する化成処理塗膜を有し、該化成処理塗膜付着量が2〜50mg/m2であり、
クリヤ塗膜が、架橋性官能基を有し、ガラス転移点30〜90℃、数平均分子量3000〜50000のアクリル樹脂が、ブロックイソシアネート化合物により架橋された熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする請求項1または2に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。 - クリヤ塗膜は、熱硬化性樹脂組成物の固形物100質量部に対して0.25〜10質量部のポリオレフィン系ワックスを含有することを特徴とする請求項3に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
- クリヤ塗膜中のアクリル樹脂が、アミノ樹脂によっても架橋されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
- クリヤ塗膜は、熱硬化性樹脂組成物の固形物100質量部に対して2〜10質量部のシリカゾルを含有することを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
- ハードディスクドライブの筐体用であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の導電性クリヤ塗装ステンレス鋼板。
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