JP6173747B2 - 放熱性樹脂被覆アルミニウム材 - Google Patents
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Description
本発明に用いるアルミニウム材の材質は、特に限定されるものではないが、1000系、3000系、5000系アルミニウム合金が好適に用いられ、特に、強度の点から5000系アルミニウム合金が好適である。すなわち、Mgが0.5〜5.0質量%添加されたAl−Mg系合金が好ましい。アルミニウム材の板厚は、用途に応じて適宜選択されるが、0.8mm〜2.0mmの範囲が好ましく、1.0mm〜1.5mmの範囲がより好ましい。
本発明の放熱性樹脂被覆アルミニウム材は、アルミニウム材上に化成皮膜を有している。すなわち、アルミニウム材上に樹脂層を形成する前に、アルミニウム材の表面に化成皮膜が形成される。
本発明の放熱性樹脂被覆アルミニウム材は、化成皮膜上に樹脂層を有している。樹脂層は、上述のように、化成皮膜上に形成される下塗り層と、当該下塗り層上に形成される上塗り層とで構成されている。
本実施形態の下塗り層は、室温でゴム状態の熱硬化性樹脂を主剤とするものであり、放熱性添加剤を含有する。
本実施形態の上塗り層は、室温でガラス状態の熱硬化性樹脂を主剤とするものであり、放熱性添加剤、及びシリカを含有する。
上塗り層と下塗り層の膜厚比は0.2〜2.0の範囲にある。膜厚比が0.2未満では耐ブロッキング性が劣り、2.0を超えると、加工性が劣る。上塗り層の膜厚は、2μm〜8μmであることが好ましく、下塗り層の膜厚は、4μm〜13μmであることが好ましい。上塗り層の膜厚が2μm未満では、耐ブロッキング性が劣る場合があり、8μmを超えると、加工性が劣る場合がある。下塗り層の膜厚が4μm未満では、加工性が劣る場合があり、13μmを超えると、加工性が劣る場合がある。また、上塗り層と下塗り層の膜厚の合計は、10〜16μmであることが好ましい。膜厚は、ストランドゲージ、電磁膜厚計、渦電流式膜厚計や重量法等で測定される。
まず、室温でゴム状態の熱硬化性樹脂と、硬化剤とを混合し、これに放熱性添加剤を加え、溶媒にこれらを溶解又は分散させることにより塗料を調製する。この塗料をアルミニウム板に形成された化成皮膜上に塗布し、所定温度のオーブン中で所定時間処理して焼付け乾燥する。これにより、化成皮膜上に、下塗り層が形成される。溶媒は特に限定されないが、例えば、水、エステル、グリコールエーテル、グリコール、ケトン、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、アルコール等が挙げられる。これらの中でも、具体的には、キシレン、トルエン、及びこれらの混合物が特に適切である。通常、塗料は1〜50質量%の固形分となるように調製される。
(実施例1〜9、比較例1〜6)
アルミニウム材として、板厚:1.0mmのアルミニウム板(材質:JIS A5052)を用いた。この両面を市販のアルミニウム用脱脂剤にて脱脂処理を行い、水洗した。次いで、市販のりん酸クロメート処理液によりアルミニウム板の両面に化成処理を施した。その後、表1に示すポリエステル系樹脂(主剤)にメラミン樹脂(硬化剤)を配合し、グラファイトを添加し、有機溶剤(キシレンとトルエンの混合溶剤)に溶解させた塗料を、化成処理したアルミニウム板の一方の表面にロールコート方式によって塗布し、熱風炉で焼き付けて、下塗り層を形成させた。なお、焼付条件は、最高到達温度が220℃で、焼付時間が40秒であった。更に、表1に示すポリエステル系樹脂(主剤)にメラミン樹脂(硬化剤)、シリカを配合し、更に、グラファイトを添加し、有機溶剤(キシレンとメチルエチルケトン)に溶解させた塗料を、下塗り層の表面にロールコート方式によって塗布し、熱風炉で焼き付けて、上塗り層を形成させ、樹脂被覆アルミニウム材を製造した。なお、焼付条件は、最高到達温度が230℃で、焼付時間が50秒であった。蛍光X線で化成皮膜量を測定したところ、Cr量 30mg/m2であった。乾燥後の塗膜厚を渦電流式膜厚計で測定した結果を表1に示す。
<成分>
ポリエステル樹脂A:ガラス転移温度7℃、数平均分子量 23000
ポリエステル樹脂B:ガラス転移温度0℃、数平均分子量 19000
ポリエステル樹脂C:ガラス転移温度−15℃、数平均分子量28000
ポリエステル樹脂D:ガラス転移温度4℃、数平均分子量23000
ポリエステル樹脂E:ガラス転移温度56℃、分子量16000
ポリエステル樹脂F:ガラス転移温度60℃、分子量15000
ポリエステル樹脂G:ガラス転移温度47℃、分子量16000
ポリエステル樹脂H:ガラス転移温度68℃、分子量15000
ポリエステル樹脂J:ガラス転移温度10℃、分子量23000
<加工性の評価>
樹脂被覆アルミニウム材の塗膜面を外側にして、素板を1枚はさみ、180度曲げを実施し、目視で塗膜割れの程度を評価した。
○:塗膜割れが認められない。
×:塗膜割れが認められる。
更に、テープ剥離試験を実施し、目視で塗膜剥離の程度を評価した。
○:塗膜剥がれなし。
×:塗膜剥がれあり。
<耐ブロッキング性の評価>
樹脂被覆アルミニウム材を5cm×5cm角のサイズに2枚切断し、塗膜面どうしを重ねて、プレス機で圧力をかけて、50℃で2時間放置後、取り出し、樹脂被覆アルミニウム材を手で剥がした。
○:容易に剥がすことができる。
×:剥がすことができない。
<放熱性の評価>
樹脂被覆アルミニウム材を19cm×28cmのサイズに切断し、図2に示すように、前述した方法に基づいて、箱2の中央部2aの温度Tcを測定した。なお、シリコンラバーヒータにスライダックをつなぎ、14Wとなるように調整した。
○:Tc 65℃以下
×:Tc 65℃超
2 箱
2a 中央部
3 シリコンラバーヒータ
4 アルミニウム板
5 熱電対
11 アルミニウム材
12 化成皮膜
13 樹脂層
13a 下塗り層
13b 上塗り層
Claims (5)
- アルミニウム材と、前記アルミニウム材上に形成された化成皮膜と、前記化成皮膜上に形成された樹脂層とを有する放熱性樹脂被覆アルミニウム材であって、
前記樹脂層は、上塗り層と下塗り層とを有し、
前記上塗り層は、室温でガラス状態の熱硬化性樹脂、シリカ及び放熱性添加剤を含有し、
前記下塗り層は、室温でゴム状態の熱硬化性樹脂、及び放熱性添加剤を含有し、
前記上塗り層と前記下塗り層の膜厚比が0.2〜2.0であり、
前記下塗り層は、さらに、硬化剤を含有し、前記室温でゴム状態の熱硬化性樹脂100質量部に対する前記硬化剤の含有量が0.5〜11質量部であることを特徴とする、放熱性樹脂被覆アルミニウム材。 - 前記上塗り層の膜厚が2μm〜8μmであり、前記下塗り層の膜厚が4μm〜13μmであることを特徴とする請求項1に記載の放熱性樹脂被覆アルミニウム材。
- 前記室温でガラス状態の熱硬化性樹脂は、ガラス転移温度が40〜70℃であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の放熱性樹脂被覆アルミニウム材。
- 前記室温でゴム状態の熱硬化性樹脂は、ガラス転移温度が−15〜13℃であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の放熱性樹脂被覆アルミニウム材。
- 前記放熱性添加剤は、凝集性を有する炭素粒子であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の放熱性樹脂被覆アルミニウム材。
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