JP5309699B2 - 表面処理金属板、金属製筐体、金属製カバー及び電気電子機器 - Google Patents
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2)前記金属板が、100℃で200W/m・K以上の熱伝導率を有する金属であることを特徴とする、前記1)に記載の表面処理金属板。
3)前記金属板がめっきされた金属板であり、且つ、前記めっきされた金属板のめっき層が100℃で200W/m・K以上の熱伝導率を有する金属であることを特徴とする、前記1)に記載の表面処理金属板。
4)前記表面処理金属板の前記熱吸収性皮膜中に含有する熱伝導性物質の熱伝導率が100℃で200W/m・K以上であることを特徴とする、前記1)〜3)のいずれかに記載の表面処理金属板。
5)前記表面処理金属板の前記熱吸収性皮膜中に含有される前記熱伝導性物質の添加量が、前記熱吸収性皮膜中の体積濃度で10vol%以上であることを特徴とする、前記1)〜4)のいずれかに記載の表面処理金属板。
6)前記表面処理金属板の前記熱伝導性物質を含む前記熱吸収性皮膜が導電性顔料を含み、導電性を有することを特徴とする、前記1)〜5)のいずれかに記載の表面処理金属板。
7)前記他方の面に被覆された皮膜には、導電性を有しない顔料として、窒化アルミニウムが含まれていることを特徴とする、前記1)〜6)のいずれかに記載の表面処理金属板。
8)前記1)〜7)のいずれかに記載の熱伝導性と熱吸収性を有する皮膜の膜厚をtとしたとき、前記皮膜中に添加する熱伝導性物質の粒径が0.8t≦D≦1.2tであり、且つ、前記皮膜の膜厚方向の中心t/2の位置より表層側の上層に熱吸収性物質が濃化していることを特徴とする、表面処理金属板。
9)前記1)〜8)のいずれかに記載の熱伝導性と熱吸収性を有する皮膜が予め被覆された表面処理金属板を成形加工して得られる、内部に熱源を有する金属製筐体
10)前記1)〜8)のいずれかに記載の熱伝導性と熱吸収性を有する皮膜が予め被覆された表面処理金属板を成形加工して得られる、内部に熱源を有する金属製カバー。
11)前記9)に記載の金属性筐体または前記10)金属製カバーの少なくとも一方を有し、且つ、筐体もしくはカバー内部の熱源が電気電子回路であることを特徴とする、電気電子機器。
以下、参考例1の実験について詳細を説明する。
東洋紡社製の非晶性ポリエステル樹脂である「バイロン(登録商標)GK140」(Tg:20℃、数平均分子量:13000、以降、ポリエステルと称する。)に、架橋剤と触媒を添加して、クリヤー塗料を作製した。ポリエステル樹脂は、ペレット状態の樹脂を溶剤に溶解して用いた。溶剤は、シクロヘキサノンとソルベッソ150を質量比で[シクロヘキサンノン]:[ソルベッソ150]=1:1で種混合したものを用いた。架橋剤は、アミノプラスト樹脂である三井サイテック社製の完全アルキル型メチル化メラミン樹脂「サイメル(登録商標)303」を用い、ポリエステル樹脂固形分100質量部に対して、アミノプラスト樹脂固形分が20質量部となる様に添加した。触媒は、三井サイテック社製の揮発性塩基性物質で中和したタイプである「キャタリスト602」を用い、ポリエステル樹脂とアミノプラスト樹脂の合計固形分を100質量部に対して、0.5質量部添加した。
板厚0.6mmでアルミめっき付着量が200g/m2(アルミ比重換算でめっき厚み74μmに相当)のアルミめっき鋼板(Al鋼板74と称する。)と、板厚0.6mmの電気亜鉛めっき鋼板(EGと称する。)とを、原板として準備した。次に、準備した原板を日本パーカライジング社製のアルカリ脱脂液「FC−4336」の3質量%濃度、50℃水溶液にてスプレー脱脂し、水洗後、乾燥した後に、日本パーカライジング社製のクロメートフリー化成処理である「CT−E300N」をロールコーターにて塗布し、熱風オーブンにて乾燥させた。熱風オーブンでの乾燥条件は、金属板の到達板温で60℃とした。クロメートフリー処理の付着量は、全固形分で200mg/m2付着するように塗装した。
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、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赤外線放射率を測定した。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。なお、放射率は金属板両面について測定した。
図1に示す測定箱(筐体)を作成して、試験を行った。測定箱1は、未処理の板厚0.6mmの電気亜鉛めっき鋼板で作成された、上面の解放された(金属板の無い)箱状のものである。この測定箱の解放された面を、熱吸収性金属板2(すなわち、サンプル金属板)で覆い、この状態で、熱源であるヒーター3に温度コントローラー4にて10Wの投入電力を入れ、測定箱1内に設置した熱電対5の温度を、デジタル温度計6で測定した。
[{(熱伝導性物質添加サンプルの温度)−(熱伝導性物質未添加サンプルの温度)}≧3℃]のとき:◎
[{(熱伝導性物質添加サンプルの温度)−(熱伝導性物質未添加サンプルの温度)}≧2℃]のとき:○
[{(熱伝導性物質添加サンプルの温度)−(熱伝導性物質未添加サンプルの温度)}≧1℃]のとき:△
[{(熱伝導性物質添加サンプルの温度)−(熱伝導性物質未添加サンプルの温度)}<1℃]のとき:×
プレス加工により凹凸を設けた金属板の凹凸加工部を目視と10倍ルーペにて観察し、凹凸加工部に皮膜の亀裂の発生有無を評価した。
10倍ルーペで観察しても皮膜に亀裂が認められないとき:○
10倍ルーペで観察すると皮膜に亀裂が認められるが、目視では認められないとき:△
目視でも皮膜の亀裂が認められるとき:×
プレコート金属板をプレス成形したときに、プレス金型でプレコート金属板の塗膜がかじることによって発生する塗膜の剥離を再現する試験方法である「ドロービード試験」を実施した。まず、図2に示す要領で、作成したプレコート金属板(すなわち、サンプル金属板)を30mm(幅)×300mm(長さ)の試験片に切り出し、この試験片を半径4mmRの凸ビードを設けた金型と半径5mmRの凹ビードを設けた金型とで挟み込む。さらに1tの荷重を加えて金型のビード部をプレコート金属板の評価面に押し付けた。この状態で、プレコート金属板を200mm/minの速度で引き抜き、ビードにて擦られたプレコート金属板の評価面の塗膜剥離状態を目視にて観察し、評価した。評価は、塗膜が全く剥離していない場合を○、局部分的に剥離している場合を△、全面剥離している場合を×とした。
作成した表面処理金属板について、熱伝導性物質を含む塗料を塗装した面の導電性を測定した。測定方法は、三井化学社製の抵抗率計「Loresta−EP/MCP−T360」の四端子法にて、表面処理金属板の表面の抵抗を測定し、以下の基準で評価した。
抵抗率が0.1×10−2以上1.0×10−1Ω未満の場合:△
抵抗率が1.0×10−1Ω以上の場合:×
以下、参考例2の実験について詳細を説明する。
参考例1の参考例−1に用いた塗液(カーボンブラックを添加した熱吸収性皮膜中に銅粉を16vol%添加)を用いて、板厚0.6mmのアルミニウム板(Alと称する。)、板厚0.6mmでアルミめっき付着量が60g/m2(アルミ比重換算でめっき厚み22μmに相当)のアルミめっき鋼板(Al鋼板22と称する。)、板厚0.6mmの電気亜鉛めっき鋼板(EGと称する。)に参考例1と同じ方法及び条件で塗装してサンプルを得た。熱吸収性皮膜は、参考例1の塗装方法と同じで金属板の両面に同じ種類の塗液を塗布し、膜厚も同じとした。なお、アルミニウム板は母材が熱伝導率200W/m・K以上の金属板として用いた。アルミめっき鋼板は母材である金属板の熱伝導率は200W/m・K未満であるが、めっき層の熱伝導率が200W/m・K以上である金属板として用いた。電気亜鉛めっき鋼板は母材である金属板及びめっき層の熱伝導率がいずれも200W/m・K未満の金属板として用いた。
以下、実施例1の実験について詳細を説明する。
参考例1で作成したクリヤー塗液に熱吸収材として東海カーボン社製のカーボンブラック「トーカブラック(登録商標)#7350/F」をポリエステル樹脂の固形分100質量部に対して15質量部添加して熱吸収性皮膜塗液を作成した。次に、前記熱吸収性皮膜塗液中に熱伝導性物質として熱伝導率が398W/m・Kである銅粉を平均粒径が3.0μmとなるように更に粉砕、分級したものを添加した導電性を有する熱吸収性皮膜塗液を作成した。また、カーボンブラックのみを添加した熱吸収性皮膜塗液中に、熱伝導性物質として熱伝導率が200W/m・K以上有する(カタログ値)物質である東洋アルミニウム社製の窒化アルミニウム粉を平均粒径が3.0μmとなるように更に粉砕、分級したものを添加した導電性をもたない熱吸収性皮膜塗液を作成した。なお、導電性を持たない熱吸収性皮膜は当該窒化アルミニウムを皮膜中の体積固形分比率で8vol%添加したものと12vol%添加したものと16vol%添加したものを作製した。以降、窒化アルミニウムを8vol%添加したものを導電性無し(8vol%)、12vol%添加したものを導電性無し(12vol%)、16vol%添加したものを導電性無し(16vol%)と称する。
以下、参考例3の実験について詳細を説明する。
参考例3では、バインダー樹脂として東洋紡績社製の「バイロン(登録商標)650(Tg:10℃、数平均分子量:23000、比重:1.21)」、「バイロン(登録商標)GK130(Tg:15℃、数平均分子量:7000、比重:1.25)」、「バイロン(登録商標)BX1001(Tg:−18℃、数平均分子量:28000、比重:1.19)」、「バイロン(登録商標)600(Tg:47℃、数平均分子量:7000、比重:1.25)」を用いた。更に、架橋剤として、アミノプラスト樹脂「サイメル(登録商標)303」と住化バイエルウレタン社製のイソシアネート「デスモジュール(登録商標)BL4265SN(比重:1.03)」を用いた。アミノプラスト樹脂を使用する場合は、参考例1で用いた触媒を用いた、触媒やアミノプラスト樹脂の添加量も参考例1と同じにした。イソシアネートを硬化剤に使用する場合は、ポリエステル樹脂のOH基当量とイソシアネートのNCO基当量が同じとなるように添加した。その他、クリヤー塗料の作製方法は、参考例1と同じにした。
参考例1で使用した原板を用いて、参考例1と同じ方法、同じ条件で表面処理金属板サンプルを作成した。
参考例1で実施した1)〜5)と同じ評価試験を実施した。
以下、参考例4の実験について詳細を説明する。
参考例1で作成したクリヤー塗液に熱吸収材として東海カーボン社製のカーボンブラック「トーカブラック(登録商標)#7350/F」をポリエステル樹脂の固形分100質量部に対して15質量部添加して熱吸収性皮膜塗液を作成した。次に、熱伝導率が398W/m・Kである銅粉を粉砕、分級して平均粒径2μm、3μm、4μmとした銅粉微粒子を前記熱吸収性皮膜塗液中に熱伝導性物質として添加した。添加量は何れも熱吸収性皮膜中に体積濃度で16vol%とした。
参考例1で実施した1)〜5)と同じ評価試験を実施した。
以下、参考例5の実験について詳細を説明する。
東洋紡社製の非晶性ポリエステル樹脂である「バイロン(登録商標)GK140」(Tg:20℃、数平均分子量:13000、以降、ポリエステルと称する。)に、架橋剤と触媒を添加してクリヤー塗料を作製した。ポリエステル樹脂は、ペレット状態の樹脂を溶剤に溶解して用いた。溶剤は、シクロヘキサノンとソルベッソ150を質量比で[シクロヘキサンノン]:[ソルベッソ150]=1:1で種混合したものを用いた。架橋剤は、アミノプラスト樹脂である三井サイテック社製の完全アルキル型メチル化メラミン樹脂「サイメル(登録商標)303」を用い、ポリエステル樹脂固形分100質量部に対して、アミノプラスト樹脂固形分が20質量部となる様にてんかした。触媒は、三井サイテック社製の揮発性塩基性物質で中和したタイプである「キャタリスト602」を用い、ポリエステル樹脂とアミノプラスト樹脂の合計固形分を100質量部に対して、0.5質量部添加した。
板厚0.6mmでアルミめっき付着量が60g/m2(アルミ比重換算でめっき厚み22μmに相当)のアルミめっき鋼板(Al鋼板22と称する。)を原板として準備した。次に、準備した原板を日本パーカライジング社製のアルカリ脱脂液「FC−4336」の3質量%濃度、50℃水溶液にてスプレー脱脂し、水洗後、乾燥した後に、日本パーカライジング社製のクロメートフリー化成処理である「CT−E300N」をロールコーターにて塗布し、熱風オーブンにて乾燥させた。熱風オーブンでの乾燥条件は、金属板の到達板温で60℃とした。クロメートフリー処理の付着量は、全固形分で200mg/m2付着するように塗装した。
作製したサンプル金属板の塗膜層の断面を光学顕微鏡にて観察することで、皮膜中の断面方向の熱吸収性物質の存在状態(濃化度合)を確認した。そして、積層した皮膜の膜厚方向の中心t/2の位置より表層側の上層に熱吸収性物質が濃化し、且つ、中心t/2の位置より表層側の上層に広く熱吸収性物質が存在している場合を○、積層した皮膜の膜厚方向の中心t/2の位置より表層側の上層に熱吸収性物質が濃化しているが、最表層付近にのみ熱吸収性物質が存在している場合を△、金属との界面付近まで熱吸収性物質が存在し、積層皮膜のほぼ全体に熱吸収性物質が均一分布している場合を×と評価した。
次に、参考例1で実施した1)〜5)と同じ評価試験を実施した。
表6に作製した金属板サンプルの詳細とこれらを評価した結果を記載する。
以下、参考例6の実験について詳細を説明する。
参考例1で作成した参考例−1と比較例−5の表面処理金属板を用いて、これを市販の42インチの液晶テレビ/地上波デジタル対応型のバックカバーとほぼ同じ形状に成形加工したものをサンプルとして用いた。なお、42インチ液晶テレビのバックカバーは樹脂製であったため、これを取り外して、形状を測定して図面化した後に、プレス機にて表面処理金属板を用いて同じ形状のものを作成した。
参考例6では、先ず、市販の液晶テレビに付属の樹脂製バックカバーを取り外し、この代わりに作成した金属製バックカバーを取付けた。また、金属製バックカバーを取付ける際に液晶テレビ内の地上波デジタルチューナー回路上10mmの位置に熱電対を固定した。次に液晶テレビに内臓された地上波デジタル放送チューナーに地上波デジタル用UHFアンテナからの同軸ケーブルを接続し、更に電源を入れた後、地上波デジタルのハイビジョン放送を受信してハイビジョン画像を画面に映し出した。そして、電源投入して1時間後の熱電対の温度をデジタル温度計で測定し、以下の基準で評価した。
比較例−5の金属板を用いたバックカバーのときより温度が1〜2℃低いとき:△
比較例−5の金属板を用いたバックカバーのときとの温度差が1℃未満のとき:×
2 熱吸収性金属板
3 ヒーター
4 温度コントローラー
5 熱電対
6 デジタル温度計
Claims (11)
- 金属板の両面に100℃で80W/m・K以上の熱伝導率を有する熱伝導性物質を含有し、且つ、赤外線放射率0.7以上である熱伝導性と熱吸収性とを有する皮膜を被覆し、
且つ、一方の面が導電性を有し、他方の面が導電性を有していないことを特徴とする、表面処理金属板。 - 前記金属板が、100℃で200W/m・K以上の熱伝導率を有する金属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。
- 前記金属板がめっきされた金属板であり、
且つ、前記めっきされた金属板のめっき層が100℃で200W/m・K以上の熱伝導率を有する金属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。 - 前記表面処理金属板の前記熱吸収性皮膜中に含有する熱伝導性物質の熱伝導率が、200W/m・K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。
- 前記表面処理金属板の前記熱吸収性皮膜中に含有される前記熱伝導性物質の添加量が、前記熱吸収性皮膜中の体積濃度で10vol%以上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。
- 前記表面処理金属板の前記熱伝導性物質を含む前記熱吸収性皮膜が導電性顔料を含み、導電性を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。
- 前記他方の面に被覆された皮膜には、導電性を有しない顔料として、窒化アルミニウムが含まれてい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。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の熱伝導性と熱吸収性とを有する皮膜の膜厚をtとしたとき、
前記皮膜中に添加する熱伝導性物質の粒径が0.8t≦D≦1.2tであり、
且つ、前記皮膜の膜厚方向の中心t/2の位置より表層側の上層に、熱吸収性物質が濃化していることを特徴とする、表面処理金属板。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の熱伝導性と熱吸収性を有する皮膜が予め被覆された表面処理金属板を成形加工して得られる、内部に熱源を有する金属製筐体。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の熱伝導性と熱吸収性を有する皮膜が予め被覆された表面処理金属板を成形加工して得られる、内部に熱源を有する金属製カバー。
- 請求項9に記載の金属性筐体または請求項10に記載の金属製カバーの少なくとも一方を有し、
且つ、筐体もしくはカバー内部の熱源が電気電子回路であることを特徴とする、電気電子機器。
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