KR100677928B1 - 반사판용 프리코트 금속판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가시광선의 확산 반사율이 높고, 또한 열흡수성이 우수한 반사판용 프리코트 금속판 및 이것을 이용한 전기전자기기를 제공한다. 본 발명의 반사판용 프리코트 금속판은 금속판 또는 도금한 금속판의 다른 한쪽 면에 파장 400 내지 700 nm에 있어서의 가시광선의 확산 반사율이 0.7 이상인 가시광 반사성 피막을 가지는 한쪽 면에 80℃ 이상 200℃ 이하의 어느 온도로 측정한 파수 600 내지 3000cm-1의 영역에 있어서의 적외선 전방사율이 0.7 이상인 열흡수성 피막을 가진다.
가시광 반사성 피막, 가시광선의 확산 반사율, 프리코트 금속판, 도전성 금속분

Description

반사판용 프리코트 금속판{REFLECTOR-USE PRECOAT METAL PLATE}
본 발명은 반사판의 재료가 되는 프리코트 금속판에 관한 것으로, 또한, 조명기구, AV기기, 모바일기기, 플라스마 디스플레이, 액정 TV 등의 전기전자기기에서 가시광선을 발산하는 기능과 이것으로부터 발산된 가시광선을 반사시키는 판을 가지고 있는 기기에 관한 것이다.
조명기구, AV기기, 전자기기, 모바일 기기, 액정 TV, 플라스마 디스플레이 등은 가시광선을 발사함으로써, 주위를 밝게 하는 광신호를 전달하거나 또는 광 화상을 보여주는 등의 기능을 가지고 있다. 이러한 기기에서는 반사판을 설치하고, 이 반사판에 빛을 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시키고, 빛의 방향을 바꾸는 등을 실시하는 것도 있다. 그 때문에, 반사판에 빛이 반사되었을 때에 광량 저하를 피하기 위하여 반사판 표면에는 높은 가시광선 반사율이 요구된다. 종래, 반사판 표면의 반사율을 높이는 수단으로서 금속을 연마하여 경면으로 하는 반사율이 높은 백색계의 도료를 도장하는 등을 하고 있었다. 또한, 신일본제철(주) 카탈로그 「뷰코트」에는 미리 백색 도료를 도포한 조명기구 반사판용 프리코트 강판 등도 공개되어 있다.
또한, 일본공개특허공보 평10-730호에는 기재 필름의 한 쪽 표면에 금속 박 막층, 무기 미립자를 함유하는 수지층을 차례로 적층하고, 당해 금속 박막층이 알루미늄으로 이루어지고, 무기 미립자를 함유하는 수지층을 구성하는 무기 미립자의 굴절률 nf와 동층을 구성하는 수지의 굴절률 nb가 nf-nb≥0.4가 되도록 함으로써, 액정표시장치의 반사판으로서 우수한 광반사 필름 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본공개특허공보 2002-172735호에는 액정 디스플레이의 백라이트용 반사판으로서 알루미늄판 상에 수지 100 질량부에 대하여 산화 티타늄 안료 150 내지 300 질량부를 함유하는 막 두께 50 내지 100㎛의 하도장층과 상기 하도장층 위에, 수지 100 질량부에 대하여 산화 티타늄 안료를 100 내지 250 질량부를 함유하고, 광택이 15 이하이고, 또한 막 두께 10 내지 30㎛의 상도장층을 형성시킨 액정 디스플레이의 백 패널용의 고확산 반사 도장 금속판의 기술이 개시되어 있다.
그러나, 근래에는 조명기구 반사판이나 액정 디스플레이 등의 전기 제품에 이용하는 반사판은 전기 제품의 구조나 디자인이 복잡화되고, 이것에 따라 반사판도 여러가지 형상으로 성형 가공하여 사용하는 수요가 많아지고 있다.
그러나, 일본공개특허공보 평10-730호에 기재된 기술과 같이, 기재에 필름을 이용하였을 경우에는 미리 금속 박피막층이나 무기 미립자를 함유하는 수지층을 적층시킨 필름을 목적하는 형상으로 성형하는 것은 곤란하여, 미리 필름을 목적으로 하는 형상으로 성형한 후에 금속 박피막층이나 무기 미립자를 함유하는 수지층을 적층시킬 필요가 있다. 그러나, 반사판의 성형 형상이 복잡한 경우, 가공 부분에서 피막을 균일 막 두께로 적층시키는 것이 곤란하다.
한편, 일본공개특허공보 2002-172735호에 기재된 기술에서는 하도장층과 상도장층을 알루미늄 판상에 미리 도포시킨 후에 성형 가공할 수 있으나, 반사 피막중의 산화 티타늄의 첨가량이 너무 많기 때무에 피막이 약화되고, 가공시에 반사 피막에 크랙이 발생하거나 도막이 박리되는 등의 문제가 있었다. 또한, 모재인 알루미늄의 특성상 성형 가공성이 그다지 좋지 않기 때문에, 성형할 수 있는 형상에 제한이 있다는 결점도 있다. 또한, 일반적인 프리코트 도장 라인의 롤코터 등으로 도장하는 것은 1회로 해당 막 두께인 하도장층(50 내지 100㎛)을 도장하는 것은 매우 곤란하고, 2회 이상의 덧칠이 필요하기 때문에 생산성이 낮은 등의 결점이 있다.
따라서, 전기 제품의 구조상 또는 디자인상의 이유로, 반사판을 추가로 성형 가공하여 사용하여야 하는 전기 제품에 관하여서는 일본공개특허공보 평10-730호나 일본공개특허공보 2002-172735호 등에 기재된 반사판을 사용하는 것이 곤란하고, 종래와 같은 미리 백색 도료를 도포한 조명기구 반사판용 프리코트 강판 등을 사용하여야 했다.
한편, 최근의 전기 제품의 전자화에 따라 전기 제품의 발열 문제가 발생하고 있다. 이 열문제를 해결하는 수단으로서 일본공개특허공보 2002-228085호에는 금속 표면 내층 도막의 방사율을 70% 이상으로 함으로써, 방열성을 높이는 기술이 개시되어 있다.
상기 전기 제품을 현행 이상으로 밝게 하고, 적은 소비 전력으로도 현행과 동등한 밝기를 갖고자 하는 등의 요망이 높아지고 있다. 반사판을 성형 가공하여 사용하여야 하는 전기 제품에 있어서도, 마찬가지로 현행 이상으로 밝게 하고, 적은 소비 전력에서도 현행과 동등한 밝기를 갖게 하고 싶은 등의 요망이 높아지고 있다.
이에 본 발명은 가시광선의 확산 반사율을 높인 반사판용 프리코트 금속판, 또한 열흡수성이 우수한 반사판용 프리코트 금속판 및 이들을 이용한 전기전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 다른 한쪽 면에 가시광선의 반사성의 높은 도막을 가지는 반사판의 한쪽 면에 열흡수성을 가지는 피막을 피복하면 조명의 밝기가 증가하는 것을 밝혀내었다.
발명자 등이 예의 검토한 결과, 다음과 같은 것도 알아내었다. 불소 수지를 포함한 바인더 수지에 산화 티타늄을 첨가하였을 경우, 산화 티타늄의 첨가량이 너무 적으면 가시광선이 피막을 투과해 버리거나, 또는 바인더 수지와 산화 티타늄의 계면의 총면적이 작기 때문에 피막의 가시광 반사성이 낮다. 산화 티타늄의 첨가량을 늘림으로써 가시광선의 피막 투과율이 줄고, 한편, 바인더 수지와 산화 티타늄과의 계면의 총면적이 증가하기 때문에, 피막의 가시광 반사성이 향상된다. 그러나, 산화 티타늄의 첨가량은 어느 일정한 첨가량을 피크로 하여 이것보다 많아지면, 산화 티타늄의 용량이 바인더 수지의 용량보다 너무 많아지기 때문에 바인더 수지와 산화 티타늄과의 계면이 반대로 줄어들고, 가시광 반사성이 저하되는 것을 밝혀내었다.
본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성된 것으로, 그 요지로 하는 것은 이하와 같다.
(1) 금속판 또는 도금한 금속판의 다른 한쪽 면에 파장 400 내지 700nm에 있어서의 가시광선의 확산 반사율이 0.7 이상인 가시광 반사성 피막을 가지고 다른 한쪽 면에 80℃ 이상 200℃ 이하의 어느 온도로 측정한 파수 600 내지 3000cm-1의 영역에 있어서의 적외선 전방사율이 0.7 이상인 열흡수성 피막을 가지는 반사판용 프리코트 금속판.
(2) 상기 가시광 반사성 피막이 바인더 및 산화 티타늄을 함유하고, 산화 티타늄의 함유량이 바인더 고형분 100 질량부에 대하여 40 내지 250 질량부인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 반사판용 프리코트 금속판.
(3) 상기 가시광 반사성 피막의 바인더가 불소계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는(2)에 기재된 반사판용 프리코트 금속판.
(4) 상기 열흡수성 피막이 바인더 및 열흡수성 안료를 함유하고, 열흡수성 안료의 함유량이 바인더 고형분 100 질량부에 대해서 10 내지 150 질량부인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (3)중 어느 한 항에 기재된 반사판용 프리코트 금속판.
(5) 상기 열흡수성 안료가 카본인 것을 특징으로 하는 상기 (4)에 기재된 반사판용 프리코트 금속판.
(6) 상기 열흡수성 피막이 또한 도전성 금속분를 함유하고, 도전성 금속분의 함유량이 바인더 고형분 100 질량부에 대해서 1 내지 50 질량부인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (5)중 어느 한 항에 기재된 반사판용 프리코트 금속판.
(7) 상기 금속판 또는 도금한 금속판의 표면조도가 Ra로 0.05 내지 1.8㎛인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (6)중 어느 한 항에 기재된 반사판용 프리코트 금속판.
(8) 상기 금속 또는 도금한 금속판이 강판 또는 도금 강판인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (7)중 어느 한 항에 기재된 반사판용 프리코트 금속판.
(9) 상기 (1) 내지 (8)의 어느 한 항에 기재된 반사판용 프리코트 금속판을 조립해넣어 이루어지는 전기전자기기.
도 1은 본 발명의 프리코트 금속판의 일실시 형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 조도 측정을 위한 장치 개략도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
조명기구에 사용되고 있는 형광등이나 전구의 빛, 광신호 등에 사용되고 있는 빛은 모두 가시광선이다. 그 때문에, 반사판 표면의 가시광선의 확산 반사율을 보다 향상시키면 전체적으로 빛은 밝아진다. 가시광선의 확산 반사율은 반사판 표면의 물질에 따라서 다르고, 또한, 가시광선의 확산 반사율이 높은 물질로서는 알루미늄, 은, 산화 티타늄, 황산바륨, 산화 아연 등이 알려져 있다. 그 때문에, 이러한 기술을 이용함으로써, 현재는 반사율이 높은 반사판이 만들어져 있고, 더 이상 반사율을 향상시키는 것은 곤란한 것으로 생각되고 있다.
한편, 조명기구나 광신호를 발하는 기기는 빛을 발하는 것과 동시에, 적외선인 열도 발산한다. 또한, 이러한 기기는 빛의 밝기 제어나 그 외의 부품을 제어하기 위하여, 전자 부품이 탑재되어 있는 경우가 많고, 이러한 전자 부품으로부터 많은 열이 발생하고 있다.
본 발명자들은 이들 조명기구나 광신호를 발산하는 기기에 사용하고 있는 반사판의 한쪽 면에 가시광선 반사율을 높인 피막을 피복하고, 다른 한쪽 면에 열 흡수성 피막을 피복한 프리코트 금속판을 이용하면 조명이나 광신호의 빛이 보다 밝아지는 것을 밝혀내었다. 이 이유의 상세한 사항은 아직 알려지지 않았으나, 아마도 조명기구나 광신호를 발산하는 기기로부터 발생되는 열(적외선)이 열흡수성 피막에 흡수되기 때문에, 발광체 내에 있어서 이것을 보충하고자 하는 작용이 일어나고, 가시광선의 광량도 증가하여 밝아지는 것으로 생각한다. 또한, 이러한 현상에 추가하여 열흡수성 피막으로부터 본 발명의 프리코트 금속판에 열이 흡수되면, 프리코트 금속판의 온도가 상승하고, 가시광 반사성 피막의 온도도 상승하기 때문에, 가시광 반사성 피막의 바인더 수지의 굴절률이 낮아지고, 산화 티타늄 등의 첨가 안료와 바인더 수지와의 굴절률 차이가 커져, 가시광 반사성 피막의 가시광선 반사율이 향상되는 효과가 있고, 조명이나 광신호의 빛이 보다 밝아진다.
또한, 기기 내로부터 발산된 열이 열흡수성 피막에 흡수되어 기기 내의 온도가 저하되기 때문에, 기기 내에 설치된 제어 기판 등의 전자 회로가 효율 좋게 작동하고, 발광에 소비되는 전류 손실이 적어지기 때문에 광량 증가도 밝기 향상의 원인의 하나라고 생각된다. 본 발명의 열흡수성이 우수한 반사판용 프리코트 금속판의 구성예를 도 1에 나타낸다. 금속판(1)의 다른 한쪽 면에 가시광 반사성 피막(2)을 또 다른 한쪽 면에 열흡수성 피막(3)을 피복한 구성으로 되어 있다.
이 때, 본 발명의 프리코트 금속판에 피복하는 가시광 반사성 피막은 파장 400 내지 700nm에 있어서의 가시광선의 확산 반사율이 0.7 이상일 필요가 있다. 0.7 미만이면 가시광선 반사 기능이 향상되지 않기 때문에, 조명이나 발광체로부터의 빛이 어두워져 부적합하다. 바람직하게는 555nm에 있어서의 가시광선의 확산 반사율이 0.8 이상이다. 이것은 가시광선의 파장 영역 안에서, 특히 밝기에 기여하는 파장 영역은 550 내지 555nm인 것으로 일반적으로 알려져 있기 때문이다. 또한, 본 발명의 확산 반사율이란, JIS Z 8722. 2(2)에 기재된 분광 입체각 반사율이며, 분광 반사율이라고도 불리고 있다. 측정 방법은 JIS Z 8722. 4에 준한다. 가시광 반사성 피막의 확산 반사율을 높이는 것은 피막중에 가시광 반사성 안료를 첨가함으로써 달성된다.
가시광 반사성 안료로서는 일반적으로 공지의 것, 예를 들면, 알루미늄, 은 산화 티타늄, 황산바륨, 산화 아연 등의 공지의 안료를 사용할 수 있다. 그러나 피막 중에 첨가하는 경우, 산화 티타늄이 보다 적합하다. 산화 티타늄은 굴절률이 높기 때문에 피막 중에 첨가하였을 경우 확산 반사 효과가 보다 높아진다.
산화 티타늄의 첨가량은 피막의 바인더 고형분 100 질량부에 대해서 40 내지 250 질량부이면 매우 적합하다. 산화 티타늄의 첨가량이 40 질량부 미만에서는 가시광선 반사 기능이 향상되지 않고, 또한, 250 질량부 초과에서는 피막 도료가 증 점되거나 겔화되거나 하는 등의 문제가 생기기 때문에 부적합하다. 바람직하게는 65 내지 150 질량부이다. 다만, 바인더 수지의 종류에 따라서 수지의 비중 등이 달라지고, 산화 티타늄의 최적 첨가량 범위도 약간씩 다르기 때문에, 적당히 선정할 필요가 있다.
본 발명에 이용하는 산화 티타늄은 일반적으로 공지의 산화 티타늄, 예를 들면, 이시하라산업사 제품인「타이페이크TM」, 테이카사 제품인 「티타니크스TM」 등을 사용할 수 있다. 다만, 일반적으로 공지의 산화 티타늄에는 루틸형과 아나타제형이 있고, 루틸형이 보다 적합하다. 아나타제형은 루틸형보다 광촉매 작용이 크기 때문에, 피막 바인더를 분해할 우려가 있다. 또한, 광촉매 작용을 저감시키는 안료 분산성을 향상시키는 안료의 내후성을 향상시키는 등의 목적으로, 산화 티타늄의 표면에는 Al, Si, Zr, 유기물, 등으로 표면 처리를 하여도 좋다.
가시광 반사성 피막의 막 두께는 두꺼운 것이 가시광선 반사율을 향상시키기는데 적합하지만, 너무 두꺼우면 도장 작업성이 저하되기 때문에, 바람직하지 않다. 그러나, 도료 바인더의 종류에 따라서도 최적 막 두께는 달라지기 때문에, 일괄적으로 규정할 수 없지만, 10 내지 50㎛가 바람직하다.
열흡수성 피막은 80℃ 이상 200℃ 이하의 온도에서 측정한 파수 600 내지 3000 cm-1의 영역에 있어서의 전방사율이 0.70 이상 필요하다. 파수 600cm-1 미만, 3000 cm-1 초과의 파수 영역의 방사선은 열에 주는 영향이 매우 적기 때문에, 이러한 파수 영역의 방사선을 포함한 방사율은 부적합하다. 또한, 전방사율이 0.7 미만이면, 열흡수 기능이 저하된다.
이 때, 열흡수에 관한 일반적인 발견을 이하에 기재한다. 열은 물체로부터 발산하는 전자파의 일부이며, 열방사선이 물체에 입사되면, 일부는 반사되고, 일부는 투과되고, 나머지의 부분은 흡수되는 것으로 알려져 있다(예를 들면, 니시카와, 후지타 공저의 「기계공학 기초 강좌 전열공학」, 발행:이공학사). 금속판에 열방사선이 입사되었을 경우, 열방사선이 투과되는 것은 거의 없기 때문에, 열방사선은 반사하거나 흡수되거나 한다. 이때 조명기구나 광신호를 발하는 기기로부터 발생한 열방사선이 반사판 표면에 입사되었을 때에, 입사된 열방사선의 대부분이 반사되어 버리면 기기의 온도가 상승하고 또한 반사판 표면에서 열방사선의 대부분이 흡수되면 기기의 온도가 저하된다.
금속판 등의 표면에 입사된 열방사선의 반사율을 조사하는 방법으로서 적외선 분광 광도계에 의한 반사법이 잘 알려져 있으나, 본 방법으로 측정하는 경우, 금속판 표면의 조도가 거칠면 입사된 열방사선이 난반사하므로, 정밀도가 높은 흡수율을 얻는 것이 곤란하다. 열방사에 관한 키르히호프 법칙에 의하면, 일정 온도에 대하여서는 물체의 흡수율과 방사율은 같아진다(예를 들면, 니시카와, 후지타 공저의 「기계공학 기초 강좌 전열 공학」, 발행:이공학사).
또한, 본 발명자들은 열흡수성 피막의 방사율을 향상시키기 위하여는 피막의 바인더 고형분 100 질량부에 대하여 열흡수성 안료를 10 내지 150 질량부 함유하면 매우 적합한 것을 알게 되었다. 열흡수성 안료가 10 질량부 미만에서는 방사율이 0.7 미만이 되기 쉽고, 150 질량부 초과에서는 피막 도료의 저장 안정성이 나빠 바 람직하지 않다.
열흡수성 안료에는 일반적으로 공지의 열흡수성 안료, 예를 들면, 어닐링 블랙, 폴리메틸렌 염료, 트리스 아조 염료 아민염, 시아닌 염료 또는 그 금속 착체, 안트라퀴논계, 프타로시아닌계, 산화철, 카본 등을 이용할 수 있다. 이들 일반적으로 공지의 열흡수성 안료 중에서도, 카본은 폭넓은 파수 영역에서 적외선을 방사하기 때문에 보다 적합하다.
카본으로서는 카본 블랙, 숯, 흑연 등의 일반적으로 공지의 카본을 사용할 수 있다. 또한, 첨가하는 카본은 입경 0.1㎛ 미만의 카본(이하, 「소립경 카본」이라 한다.)과 입경 0.1㎛ 이상 30㎛ 미만의 카본(이하,「대립경 카본」이라 한다.)을 혼합하여 사용하고 첨가량을 바인더 고형분 100 질량부에 대하여 소립경 카본을 1 내지 20 질량부와 소립경 카본을 1 내지 140 질량부, 한편, 소립경 카본과 대립경 카본과의 합계를 10 내지 150 질량부로 하면, 보다 적합하다. 소립경 카본의 입경의 하한은 특별히 규정하는 것은 아니지만, 상한이 0.1㎛ 이상이면, 카본과 카본의 사이에 틈이 생기기 쉬워, 소립경 카본으로서의 역할을 발휘하기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
소립경 카본의 첨가량은 1 질량부 미만이면 금속판의 차폐 효과가 떨어지고, 열흡수성이 떨어질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않고, 20 질량부 초과에서는 도액의 점도가 높아지거나 시간 경과와 함께 겔상이 되거나 할 우려가 있기 때문에, 바람직하지 않다. 대립경 카본의 입경이 0.1㎛ 미만이면 대립경 카본으로서의 역할을 발휘하지 않고, 소립경 카본과 같은 거동을 나타내기 때문에 바람직하지 않다. 대립경 카본의 입경이 30㎛ 이상이면, 이것을 포함한 도액을 도포할 때에 도포성이 저하되거나 도포 후의 피막 외관이 나빠지거나 할 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 대립경 카본의 첨가량은 1 질량부 미만이면 열흡수성이 떨어질 우려가 있고, 140 질량부 초과에서는 피막이 악화되어, 피막의 가공성이 떨어질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 소립경 카본과 대립경 카본의 합계 첨가량이 10 질량부 미만이며 열흡수성이 떨어질 우려가 있고, 150 질량부 초과에서는 피막이 약화되어, 피막의 가공성에 떨어질 우려가 있고, 또한, 도액이 증점하여 도포 작업성도 떨어질 우려가 있기 때문에, 바람직하지 않다.
열흡수성 피막의 막 두께는 특별히 규정하는 것은 아니지만, l㎛ 이상이 매우 적합하다. 1㎛ 미만에서는 열흡수성에 떨어지는 경우가 있기 때문에, 적합하지 않다. 막 두께의 상한은 특별히 규정하는 것은 아니지만, 막 두께가 너무 두꺼우면, 도장 얼룩짐 등의 외관 불량이 발생하기 쉽기 때문에, 필요에 따라서 적당히 선정할 필요가 있으나, 일반적으로, 막 두께는 100㎛ 미만이 바람직하다.
열흡수성 피막에는 열흡수성 안료에 추가하여, 도전성 안료로서 바인더 고형분 100 질량부에 대하여, 도전성의 금속분을 1 내지 50 질량부 포함하면, 본 발명의 프리코트 금속판에 도전성이 부여되어 매우 적합하다. 도전성이 부여되면, 반사판의 접지성이 확보되거나 반사판에 정전기가 발생하기 어렵기 때문에 먼지가 부착되기 어려워져서 보다 적합하다. 금속분의 첨가량이 1 질량부 미만이면 도전성 부여 효과가 부족하고, 50 질량부 초과이면 피막의 가공성이 저하되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 금속분의 종류는 특별히 규정하는 것은 아니지만, 도전성을 가지는 금속분, 예를 들면, 알루미늄, 니켈, 스텐레스, 동, 은, 마그네슘, 아연, 주석, 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속분의 형상도 특별히 규정하는 것은 아니지만, 형상에 따라 도전성의 정도가 다른 경우나 열흡수성을 저해되는 경우가 있기 때문에 적당하게 선정할 필요가 있다. 발명자들이 밝혀낸 바로는 플레이크상의 금속과 쇄상의 금속을 조합하면 보다 적합하다. 쇄상 금속은 피막 내에서 열을 반사하는 면적이 작아지기 때문에, 열흡수를 저해하기 어려워 보다 적합하다. 그러나, 쇄상 금속만으로는 도전성이 떨어질 우려가 있기 때문에, 플레이크상 금속과 쇄상 금속을 조합하면 좋다. 또한, 플레이크상 금속/쇄상 금속의 질량비가 0.1 내지 6이면, 열흡수성과 도전성이 우수하기 때문에, 보다 적합하다. 플레이크상 금속은 피막 내에서 열을 반사하는 면적이 크기 때문에, 열흡수를 저해할 우려가 있다. 그 때문에, 플레이크상 금속/쇄상 금속의 질량비가 0. 1 미만이면 도전성에 떨어지고, 6초과에서는 열흡수성에 떨어질 우려가 있다. 또한, 금속으로서는 니켈이 다른 금속 안료와 비교하여, 열 흡수성 안료의 열 흡수를 저해하기 어려운 성질을 가지고 있어, 매우 적합하다.
가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막을 구성하는 바인더는 수지나, 졸겔법에 따라 형성되는 무기 피막이나, 졸겔법에 따라 형성되는 무기 유기 복합 피막 등의 일반적으로 공지의 피막용 바인더를 사용할 수 있다. 수지를 도료와 같은 형태로 이용하면, 취급 및 피막 형성 방법의 용이성으로 인하여 매우 적합하다.
수지는 일반적으로 공지의 것, 예를 들면, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 염화 비닐 수지, 불소계 수지 등을 이용 할 수 있고 열가소형, 열경화형의 어떠한 유형이어도 좋다. 이러한 수지는 필요에 따라서 여러 종류의 것을 병용하여도 된다. 이러한 수지는 종류, 수지의 분자량, 수지의 유리 전이 온도(Tg)에 따라서도, 피막의 성능, 예를 들면, 가공성, 가공 밀착성, 피막 경도 등이 다르기 때문에 특별히 규정하는 것은 아니지만, 필요에 따라서 적당히 선정할 필요가 있다. 또한, 가교제를 이용하여 수지를 경화시키는 타입의 것은 가교제의 종류나 첨가량, 가교 반응시의 촉매의 종류나 촉매 첨가량에 의하여, 피막의 성능, 예를 들면, 가공성, 가공 밀착성, 피막 경도 등이 다르기 때문에, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 필요에 따라서 적당히 선정할 필요가 있다. 이러한 수지는 고체인 것을 열용융하거나 유기용제에 용해하여 사용하거나 분쇄하여 분체로서 사용할 수 있다. 또한, 수용성의 것이나, 수분산된 에멀젼 타입의 것이어도 된다. 또한 자외선(UV) 경화 타입이나 전자선(EB) 경화 타입의 것이어도 된다. 이들은 모두 시판되는 타입의 것을 사용할 수 있다. 발명자 등이 지금까지 밝혀낸 것은 용제계의 멜라민 경화형 폴리에스테르계, 용제계의 이소시아네이트 경화형 폴리에스테르계, 수분산형 아크릴 에멀젼 등이 바인더로서 매우 적합하고, 특히, 다음과 같은 것이 매우 적합하였다. 단, 이들은 예시이며, 이들에 한정되는 것은 아니다.
용제계의 멜라민 경화형 폴리에스테르계의 경우, 폴리에스테르 수지의 분자량은 수평균 분자량으로 2000 내지 30000이 매우 적합하고, 폴리에스테르 수지의 Tg는 ―10 내지 70℃가 매우 적합하고, 멜라민 수지의 첨가량은 폴리에스테르 수지 100 질량부에 대하여 5 내지 70 질량부가 매우 적합하였다. 폴리에스테르 수지의 분자량이 2000 미만에서는 피막의 가공성이 저하되고, 30000 초과에서는 수지가 용제에 용해되었을 때에 점도가 너무 높기 때문에, 바람직하지 않았다. 폴리에스테르 수지의 Tg가 -10℃ 미만에서는 피막이 성막되지 않기 때문에 바람직하지 않고, 70℃ 초과에서는 피막이 너무 딱딱하기 때문에, 가공성이 저하되어 바람직하지 않았다. 멜라민 수지의 첨가량이, 폴리에스테르 100 질량부에 대하여 5 질량부 미만이면 피막이 미경화되어 바람직하지 않았다. 70 질량부 초과에서는 피막이 너무 딱딱해져서 가공성이 저하되어 바람직하지 않았다. 사용하는 폴리에스테르 수지는 일반적으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있고, 예를 들면, 도요방적사 제품인「바이론TM」, 스미카 바이엘 우레탄사 제품인「디스모펜TM」 등을 사용할 수 있다. 사용하는 멜라민 수지도, 일반적으로 시판되고 있는 것, 예를 들면, 미쓰이 사이텍사 제품인 「사이멜TM」, 「마이코트TM」, 다이닛폰 잉크 화학공업사 제품인「벡카민TM」,「수퍼 벡카민TM」 등을 사용할 수 있다.
용제계의 이소시아네이트 경화형 폴리에스테르계의 경우, 폴리에스테르 수지의 분자량은 수 평균 분자량으로 2000 내지 30000이 적합하고, 폴리에스테르 수지의 Tg는 -l0 내지 70℃가 매우 적합하고, 이소시아네이트의 첨가량은[이소시아네이트의 NCO기 당량]/[폴리에스테르 수지의 OH기 당량]=0.8 내지 1.2이면 매우 적합하였다. [이소시아네이트의 NCO기 당량]/[폴리에스테르 수지의 OH기 당량]의 값이 0.8 미만 1.2초과에서는 피막 생성시에 피막이 미경화가 되기 쉽다. 폴리에스테르 수지의 분자량이 2000 미만에서는 피막의 가공성이 저하되고, 30000 이상에서는 수 지가 용제에 용해되었을 때에 점도가 너무 높기 때문에, 바람직하지 않다. 폴리에스테르 수지의 Tg가 -10℃ 미만에서는 피막이 성막되지 않기 때문에 부적합하고, 70℃ 초과에서는 피막이 너무 딱딱하기 때문에, 가공성이 저하되어 바람직하지 않았다. 사용하는 폴리에스테르 수지는 일반적으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있어고, 예를 들면, 도요방적사 제품인 「바이론TM」, 스미카 바이엘 우레탄사 제품인「디스모펜TM」 등을 사용할 수 있다. 사용하는 이소시아네이트도 일반적으로 시판되고 있는 것, 예를 들면, 스미카 바이엘사 제품인「스미쥴TM」, 「디스모쥴TM」, 미쓰이 타케다 케미컬사 제품인「타케네이트」 등을 사용할 수 있다.
수분산형 아크릴 에멀젼 타입의 것도, 일반적으로 공지의 것을 사용할 수 있고, 시판되는 것이어도 좋다. 수분산형 아크릴 에멀젼 타입의 것은 일반적으로 공지의 에폭시 수지 등의 밀착성이 좋은 수지를 첨가하여 사용하여도 좋다. 에폭시 수지의 종류 및 첨가량은 도막 성능에 영향을 주기 때문에, 필요에 따라서 적당히선정할 수 있다. 수분산계 아크릴 수지와 같은 수계 수지의 경우, 피막의 도포 작업성이 높고, 휘발성 유기용제의 대기 방출 문제가 발생하지 않기 때문에, 도포 설비에 있어서의 배기 덕트의 강화나 휘발성 유기용제의 연소 설비 등이 불필요하여 보다 적합하다.
본 발명의 프리코트 금속판의 가시광 반사성 피막 중에 첨가되는 가시광 반사성 안료가 산화 티타늄인 경우는 가시광 반사성 피막의 바인더 수지가 불소계 수지를 포함하는 것이면 보다 반사성이 향상되어 보다 적합하다. 불소계 수지는 일반 적으로 공지의 다른 수지와 비교하여 굴절률이 낮기 때문에, 굴절률이 높은 산화 티타늄과 조합하면 바인더 수지와 산화 티타늄 안료와의 굴절률 차이가 커져, 이들의 계면에서 빛이 반사되기가 보다 쉬워진다. 불소 수지는 3 불화 에틸렌 수지, 4 불화 에틸렌 수지, 불화 비닐리덴 등의 일반적으로 공지의 것을 사용할 수 있다. 이들 수지는 단독 집합체로서 이용하여도 좋고, 다른 수지 모노머와 공중합시키는 등을 하여 이용하여도 좋다. 이러한 불소계 수지를 다른 수지와 혼합하여 이용하여도 좋다. 다만, 피막중의 불소 농도가 보다 높은 피막이 더욱 바람직하다. 특히 3 불화 에틸렌 수지를 이용한 것은 피막중의 불소 농도가 높고, 한편, 도료화하기 쉽기 때문에 보다 적합하다. 본원에 있어서, 3불화 에틸렌 수지란
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(다만, X는 수소 또는 불소 이외의 할로겐)의 반복 단위를 가지는 집합체로 이루어지는 수지를 말하고, 구체적인 예로서는 폴리클로로 트리플루오르 에틸렌을 들 수 있다. 이들 불소계 수지를 포함한 바인더 수지는 시판되는 불소계 도료용 수지, 예를 들면, 아트피나사 제품인 불화 비닐리덴 단독 집합체인 「카이나 시리즈」나 아사히글래스사 제품인 3 불화 에틸렌 수지와 다른 수지와의 공중합체인 「루미프론TM ―시리즈」를 이용하여도 좋다. 불화 비닐리덴 단독 집합체의 경우는 아크릴 수지와 혼합하여 이용하는 것이 일반적이다. 또한, 이러한 수지는 필요에 따라서 일반적으로 공지의 가교제, 예를 들면, 이소시아네이트나 멜라민 수지로 가교시켜도 좋다. 이소시아네이트도, 일반적으로 시판되고 있는 것, 예를 들면, 스미카 바이엘사 제품인「스미쥴TM」, 「디스모쥴TM」, 미쓰이 타케다 케미컬사 제품인 「다케네이트」등을 사용할 수 있다. 멜라민 수지도, 일반적으로 시판되고 있는 것, 예를 들면, 미쓰이 사이텍사 제품인「사이멜TM」, 「마이 코트TM」, 다이닛폰잉크 화학공업사 제품인「벡카민TM」, 「수퍼벡카민TM」 등을 사용할 수 있다. 이러한 가교제는 이용하지 않아도 좋다. 다만, 가교제의 첨가량은 불소 수지를 포함한 전체 수지 100 질량부에 대하여 20 질량부 이하이면, 피막중의 불소 농도가 보다 높아지기 때문에, 가시광선의 확산 반사율도 보다 향상되어 매우 적합하다. 3 불화 에틸렌 수지의 경우, 수산기 값이 10mg-KOH/g 이하의 것을 이용하고, 한편, 가교제의 첨가량이 3 불화 에틸렌 수지를 포함한 전수지 100 질량부에 대하여 20 질량부 이하로 가시광선의 확산 반사율이 보다 향상되기 때문에 보다 적합하다. 이것은 수산기가가 10mg-KOH/g 이하이면, 소량의 가교제량으로 피막이 가교되고, 가교제를 이용하지 않아도 성막되어, 피막 중의 불소 농도가 높아지기 때문이다.
가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막 중에는 산화 티타늄이나 열흡수성 안료, 도전성 안료에 추가하여, 필요에 따라서 착색 안료나 방청 안료 및 방청제를 병용하여 첨가할 수 있다. 다만, 가시광 반사성 피막의 가시광선 반사율을 보다 향상시키고 싶은 경우에는 바인더 수지와 산화 티타늄만으로 이루어진 피막 구성이 보다 가시광선의 확산 반사율을 향상시켜 보다 적합하다. 가시광 반사성 피막 중에 산화 티타늄 이외의 안료를 첨가하면, 바인더 수지와 산화 티타늄 이외의 안료와의 사이에 굴절률 차이가 작은 계면이 발생되어, 피막의 가시광선 확산 반사율이 저하 된다. 그러나, 외관이나 방식의 관점에서, 필요한 경우에는 가시광 반사성 피막에도 산화 티타늄 이외의 안료를 첨가하여도 좋다.
착색 안료로서는 산화 아연(ZnO), 산화 지르코늄(ZrO2), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4), 알루미나(Al2O3), 카올린 크레이, 산화철(Fe2O3, Fe3O4) 등의 무기 안료나, 유기안료 등의 일반적으로 공지된 착색 안료를 들 수 있다.
방청 안료 및 방청제로서는 스트론튬 크로메이트, 칼슘 크로메이트 등의 일반적으로 공지된 크롬계 방청 안료나, 인산 아연, 아인산 아연, 인산 알루미늄, 아인산 알루미늄, 몰리브덴산염, 인산 몰리브덴산염, 바나듐산 인산 혼합 안료, 실리카, 칼슘 실리케이트로 불리는 Ca를 흡착시킨 타입의 실리카 등의 일반적으로 공지된 비크롬계의 방청 안료 및 방청제를 들 수 있다. 특히, 본 발명의 프리코트 금속판의 모재가 강판 또는 도금 강판과 같이 부식되기 쉬운 금속인 경우, 방청 안료 및 방청제를 첨가함으로써, 본 발명의 프리코트 금속판의 내식성 향상에 효과를 발휘하기 때문에 매우 적합하다. 최근의 환경 문제를 배려하였을 경우는 비크롬계의 방청 안료 및 방청제가 보다 효과적이다. 이러한 비크롬계 방청 안료 및 방청제는 시약을 이용하여도 좋고, 시판되는 것을 사용할 수 있다. 시판되고 있는 방청 안료의 예로서는 도호안료사 제품인 인산 아연계 방청 안료「EXPERTTM-NP500」,「EXPERTTM-NP530」, 도호안료사 제품인 아인산 아연계 방청 안료「EXPERTTM―NP1500」,「EXPERTTM―NP1530」,「EXPERTTM―NP1600」, 「EXPERTTM―NP1700」, 데이카사 제 품인 트이폴리 인산 알루미늄 「K-WIHTE 시리즈」, SHERWIN Williams사 제품인 몰리브덴산염계 안료 및 인산 몰리브덴산염계 안료 「SHER-WHITE 시리즈」, 일본 아에로질사 및 데그사사 제품인 기상 실리카 「AEROSILTM 시리즈」, 닛산 화학사제인 콜로이달 실리카「스노텍스TM 시리즈」, GRACE사제인 Ca 이온 흡착형 실리카「씰덱스TM 시리즈」 등을 들 수 있다. 이러한 방청 안료는 병용하여 사용할 수 있다. 또한, 이들 비크롬계 방청 안료 중에서도, Ca 이온 흡착형 실리카 단독, Ca 이온 흡착형 실리카와 인산계 방청 안료의 병용과 프리코트 금속판의 내식성과 프레스 성형성이 우수하기 때문에 매우 적합하다. 보다 바람직하게는 Ca 이온 흡착형 실리카와 트리폴리 인산 알루미늄을 병용한 타입이다.
이들 착색 안료나 방청 안료 및 방청제는 종류, 첨가량, 입경의 차이에 의하여, 방사율이나 가공성, 외관, 내식성 등 그 외의 피막 성능이 크게 다르기 때문에, 필요에 따라서 적절하게 선정할 필요가 있다.
열흡수성 피막에는 필요에 따라서 일반적으로 공지의 레벨링제, 안료 분산제, 왁스, 광택 제거제 등을 첨가할 수 있다. 다만, 가시광 반사성 피막에는 이러한 첨가제는 첨가하지 않는 것이 가시광선의 확산 반사율이 보다 향상되므로, 보다 적합하다. 그러나, 도장 작업성이나 도막의 성능상, 필요한 경우에는 가시광 반사성 피막에도 이러한 첨가제를 첨가하여도 좋다. 이들 첨가제의 종류나 첨가량은 특별히 규정하는 것이 아니며, 필요에 따라서 적절하게 선정할 수 있다. 특히, 왁스는 본 발명의 프리코트 금속판을 성형 가공하였을 때의 성형성 향상, 열흡수성 피 막의 흠집 방지 등에 효과적이다.
또한, 본 발명의 반사판용 프리코트 금속판의 사용 용도에 따라서는 반사판의 가시광선 정반사율이 낮은 것이 바람직한 경우가 있다. 반사판의 정반사율이 높으면 반사된 빛이 확산되지 않고 특정 부분만 밝아지거나, 반사판 표면에 전구나 형광등 등의 광원의 상이 비치게 된다. 예를 들면, 액정 TV의 반사판 등은 빛을 보다 균일하게 확산 반사시켜 액정 디스플레이에 전달시키지 않으면 액정 화면의 상에 밝기의 농담이 발생할 우려가 있고, 이러한 용도의 반사판에서, 낮은 가시광선정반사율이 요구되는 경우가 있다. 가시광선의 정반사율은 가시광 반사성 피막 표면의 광택과 역상관이 있고, 광택이 낮을수록 정반사율이 낮아지는 것으로 알려져 있다. 그 때문에, 가시광 반사성 피막의 가시광선 정반사율을 낮추는 수단으로서 가시광 반사성 피막에 광택 제거제를 첨가하면 보다 적합하다. 광택 제거제는 일반적으로 공지의 광택 제거제를 사용할 수 있고 실리카 또는 실리카계 안료가 효과적이다. 또한, 실리카계 안료 중에서는 금속 이온을 흡착시킨 실리카 등을 이용하면, 내식성도 향상되기 때문에 보다 적합하다. 실리카는 일반적으로 공지된 실리카, 일본 아에로질사 및 데크사사 제품인 기상 실리카「AEROSILTM 시리즈」, 닛산 화학사 제품인 콜로이달 실리카 「스노텍스TM 시리즈」 등을 이용할 수 있다. 금속 이온을 흡착시킨 실리카로서는 GRACE사제의 Ca 이온 흡착형 실리카「씰덱스TM 시리즈」 등을 사용할 수 있다. 다만, 저가시광선 정반사율이나 저광택의 요망이 없는 한, 가시광 반사성 피막 중에는 광택 제거제 등을 첨가하지 않고, 바인더 수지와 산화 티 타늄만을 배합하는 것이 확산 반사율이 보다 높아져 매우 적합하다.
가시광 반사성 피막 및 열흡수성 피막을 금속판 표면에 형성하기 위하여 바인더를 포함한 피막 성분을 일반적으로 공지의 도료 형태로 하여 도포할 수 있다. 예를 들면, 수지를 용제에 용해한 용제계 도료, 에멀젼화한 수지를 물 등에 분산시킨 수계 도료, 수지를 분쇄하여 파우더화한 분체 도료, 분쇄하여 파우더화한 수지를 물 등에 분산시킨 슬러리 분체 도료, 자외선(UV) 경화형 도료, 전자선(EB) 경화형 도료, 수지를 필름상으로 하여 붙이는 필름 라미네이트, 수지를 용해시키고 나서 도포하는 형태 등을 들 수 있다. 도포 방법은 모두 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 공지의 도장 방법, 예를 들면, 롤 도장, 롤러 커텐 도장, 커텐 플로우 도장, 에어 스프레이 도장, 에어리스 스프레이 도장, 솔칠 도장, 다이코터 도장 등을 채용할 수 있다. 특히, 롤 도장, 롤러 커텐 도장, 커텐 플로우 도장, 다이코터 도장으로 도장하면, 연속적으로 처리할 수 있어 제조 효율이 향상되기 때문에 보다 적합하다.
가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막의 하지에 방청이나 은폐성을 부여하기 위하여 프라이머 피막을 설치하여도 된다. 프라이머 피막은 일반적으로 공지된 바인더나 방청 안료, 착색 안료를 이용한 것을 사용할 수 있다. 시판되는 것을 이용하여도 좋다. 상기 가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막에 이용하는 바인더, 방청 안료, 착색 안료를 이용하여도 된다. 특히, 가시광 반사성 피막의 하지에 이용하는 프라이머는 피막 중에 가시광선 반사 안료, 바람직하게는 산화 티타늄을 바인더 고형분 100 질량부에 대하여 40 내지 250 질량부 포함하는 것이 가시광 반사성 피막의 확산 반사율이 향상되기 때문에 매우 적합하다. 프라이머의 막 두께는 특별히 규정하는 것은 아니지만 1 내지 40㎛가 매우 적합하다. 1㎛ 미만에서는 프라이머로서 역할(은폐성 확보나 내식성의 확보)을 발휘하지 않고, 40㎛ 초과에서는 도장 작업성이 저하될 우려가 있다. 프라이머에 이용하는 바인더 수지는 가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막에 이용하는 수지와 같은 것을 이용할 수 있다. 또한, 프라이머 도막 중에, 가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막과 같이, 필요에 따라서, 일반적으로 공지의 착색 안료, 방청 안료, 레벨링제, 안료 분산제, 왁스, 광택 제거제 등을 첨가할 수 있다. 특히, 프라이머에는 방청 안료를 첨가하면, 프리코트 금속판의 내식성이 향상되기 때문에 매우 적합하다. 비크롬계 방청 안료이면 보다 적합하다. 비크롬계 방청 안료 중에서도, Ca 이온 흡착형 실리카 단독, 또는 Ca 이온 흡착형 실리카와 인산계 방청 안료의 병용이면 프리코트 금속판의 내식성과 프레스 성형성이 뛰어나기 때문에 매우 적합하다. 보다 바람직하게는 Ca 이온 흡착형 실리카와 트리폴리 인산 알루미늄을 병용한 타입이다. 또한, 가시광 반사성 피막의 기초로서 프라이머를 피복하는 경우에는 가시광 반사성 피막의 가시광선 정반사율을 낮게 하는 수단으로서 프라이머 피막 중에 광택 제거제를 첨가하면 보다 적합하다. 광택 제거제는 일반적으로 공지의 광택 제거제를 사용할 수 있고 실리카계의 것 등이 알려져 있다.
또한, 본 발명의 프리코트 금속판의 모재 표면에는 가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막을 피복하기 전에, 피막 밀착성을 높이기 위하여, 도장 전처리를 하면 보다 적합하다. 도장 전처리는 일반적으로 공지된 것, 예를 들면, 도포 크로메 이트 처리, 전해 크로메이트 처리, 인산 아연 처리, 산화 지르코늄계 처리, 티타니아계 처리를 사용할 수 있다. 또한, 최근, 수지 등의 유기 화합물을 베이스로 한 논크로메이트 전처리도 개발되어 있으나, 수지를 베이스로 한 논크로메이트 전처리를 이용하면, 환경에 대한 부하가 저감되기 때문에 매우 적합하다. 수지 등의 유기 화합물을 베이스로 한 논크로메이트 전처리의 예로서는 일본공개특허공보 평9-828291호, 일본공개특허공보 평10-251509호, 일본공개특허공보 평10-337530호, 일본공개특허공보 2000-17466호, 일본공개특허공보 2000-248385호, 일본공개특허공보 2000-273659호, 일본공개특허공보 2000-282252호, 일본공개특허공보 2000-265282호, 일본공개특허공보 2000-167482호, 일본공개특허공보 2002-266081호 등에 기재된 기술을 들 수 있고, 상기 이외에도 일반적으로 공지 기술을 이용할 수 있다. 이미 시판된 논크로메이트 처리를 이용하여도 된다. 이러한 전처리의 종류나 부착량의 차이에 따라, 열흡수성 피막의 밀착성이나 프리코트 금속판의 내식성이 크게 다르기 때문에, 필요에 따라서 적절하게 선정할 필요가 있다.
본 발명의 프리코트 금속판의 금속 모재에는 일반적으로 공지의 재료를 이용할 수 있다. 합금이어도 좋다. 예를 들면, 강판, 알루미늄판, 티타늄판, 동판 등을 들 수 있다. 이러한 재료의 표면에는 도금이 실시되어 있어도 된다. 도금의 종류로서는 아연 도금, 알루미늄 도금, 동 도금, 니켈 도금 등을 들 수 있다. 합금 도금이어도 좋다. 강판의 경우는 냉연강판, 열연강판, 용융 아연 도금강판, 전기 아연 도금강판, 용융 합금화 아연 도금 강판, 알루미늄 도금 강판, 알루미늄-아연 합금화 도금 강판, 스텐레스 강판 등의 일반적으로 공지의 강판 및 도금 강판을 적용할 수 있다.
또한, 이러한 금속판 또는 도금한 금속판의 표면 조도가 Ra로 0.05 내지 1.8㎛이면 확산 반사율이 보다 향상되기 때문에 보다 적합하다. 가시광 반사성 피막 표면에 가시광선이 입사되었을 경우, 가시광 반사성 피막으로 반사되지 못하고 투과된 가시광선은 피막 하의 모재 표면에서 반사된다. 이 때, 모재의 표면조도가 가시광선의 파장(일반적으로 가시광선의 파장 영역은 380 내지 780nm로 알려져 있다.)보다 매우 작은 경우, 모재 표면에 입사된 가시광선은 확산 반사되기 어렵고, 정반사되기 쉬운 것을 알게 되었다. 한편, 모재의 표면조도가 가시광선의 파장보다 매우 큰 경우, 모재 표면에 입사된 가시광선은 모재 표면의 요철의 틈에 들어가, 모재에 흡수되기 쉬운 것을 밝혀내었다. 그 때문에, 이들 모재인 금속판 또는 도금한 금속판의 Ra가 0.05㎛ 미만이면, 가시광선이 확산 반사되기 어려워지기 때문에, 부적합하다. 또한, Ra가 1.8㎛ 초과이면, 가시광 반사성 피막으로 모두 반사되지 못하고 투과된 가시광선이 모재인 이들 금속판 또는 도금한 금속판에 도달하였을 때에, 이 가시광선이 모재 표면에서 흡수되기 쉽기 때문에 부적합하다.
이러한 금속판에는 도장 전처리를 실시하기 전에 탕세, 알칼리 탈지, 산세 등의 통상의 처리를 실시할 수 있다. 프리코트 금속판의 금속 모재가 강판 또는 도금한 강판이면, 프리코트 금속판의 성형 가공성이 향상하기 때문에 매우 적합하다. 본 발명의 프리코트 금속판을 성형 가공하여 반사판을 제작하면, 반사판 제조 효율이 향상되기 때문에 매우 적합하다. 반사판의 가공 방법은 일반적으로 공지의 가공 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 펀칭 가공, 굽힘 가공, 드로잉 가공, 장출 가 공, 롤 포밍 등의 가공 방법을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 프리코트 금속판을 넣은 전기전자기기는 프리코트 금속판이 가시광선의 확산 반사율이 높고, 열흡수성에도 뛰어나므로, 조명이나 광신호의 빛이 보다 밝아지고, 한편, 기기 내의 온도가 저하되기 때문에, 기기 내에 설치된 제어 기판 등의 전자 회로가 높은 효율로 그리고 안정적으로 작동할 수 있다. 또한, 이러한 전기전자기기로서 조명기구, AV기기, 모바일 기기, 플라스마 디스플레이, 액정 TV 등을 예시할 수 있다.
이하, 실험에 이용한 열흡수성 도료 및 가시광 반사성 도료의 작성 방법으로 대하여, 그 상세를 설명한다.
시판되는 유기용제 가용형/비정성 폴리에스테르 수지(이하, 폴리에스테르 수지라 한다)인 도요 방적사 제품인「바이론TM GK140」(수평균 분자량:13000, Tg:20℃)를 유기용제(솔벳소 150과 시클로헥사논을 질량비로 1:1로 혼합한 것)에 용해하였다.
다음으로, 유기용제에 용해한 폴리에스테르 수지에 폴리에스테르 수지의 고형분 100 질량부에 대하여 시판되는 헥사-메톡시-메틸화 멜라민인 미쓰이 사이텍사 제품인「사이멜TM 303」을 15 질량부 첨가하고, 또한, 시판되는 산성 촉매인 미쓰이 사이텍사 제품인「캐터리스트 6003 B」를 0.5 질량부 첨가하여 교반함으로써, 멜라민 경화형 폴리에스테르계의 크리어 도료를 얻었다. 본 도료를 이하, 폴리에스테르 /멜라민계라 한다.
또한, 수지의 영향을 알아보기 위하여, 상기 유기용제에 용해한 폴리에스테르 수지에 시판되는 HDI(헥사메틸렌디이소시아네이트)를 베이스로 한 블록화 이소시아네이트인 스미카 바이엘 우레탄사 제품인 「스미쥴TM BL3175」를 [이소시아네이트의 NCO기 당량]/[폴리에스테르 수지의 OH기 당량]=1.0이 되도록 배합하고, 또한, 미쓰이 타케다 케미컬사 제품인 반응 촉매 「TK-1」을 수지 고형 질량분에 대하여 0.05% 첨가함으로써, 이소시아네이트 경화형 폴리에스테르계의 크리어 도료(이하, 폴리에스테르/이소시아네이트계라 한다)를 얻었다.
또한, 수지의 영향을 알아보기 위하여, 시판되는 3 불화 에틸렌 수지인 아사히 글래스사 제품인「루미프론TM LF552」(수평균 분자량:12000, Tg:20℃)에, 시판되는 HDI(헥사메틸렌 디이소시아네이트)를 베이스로 한 블록화 이소시아네이트인 스미카 바이엘 우레탄사 제품인「스미쥴TM BL3175」를 [이소시아네이트의 NCO기 당량]/[폴리에스테르 수지의 OH기 당량]=1.0이 되도록 배합하고, 또한, 미쓰이 타케다 케미컬사 제품인 반응 촉매「TK-1」를 수지 고형 질량분에 대하여 0.05 질량% 첨가함으로써, 불소계의 크리어 도료(이후, 불소계라 한다)를 얻었다.
다음으로, 작성한 크리어 도료에, 각종 안료를 첨가하고, 가시광 반사성 도료, 열흡수성 도료, 프라이머 도료를 제작하였다. 이하에, 제작한 도료의 상세를 기재한다.
[가시광 반사성 도료]
크리어 도료에, 이시하라산업사 제품인 산화 티타늄「타이페이크 CR95」를 첨가하고, 교반함으로써 가시광 반사성 도료(이하, 단지「반사성 도료」라 한다. )를 얻었다. 사용한 크리어 도료의 종류 및 산화 티타늄의 첨가량의 상세는 표 1에 기재한다. 또한, 산화 티타늄의 첨가량은 크리어 도료의 수지 고형분 100 질량부에 대한 질량부이다.
Figure 112005047170750-pct00002
[열흡수성 도료]
크리어 도료에 카본을 첨가하고 교반함으로써 열흡수성 도료를 얻었다. 본 실험에서는 소립경 카본으로서 도카이 카본사 제품인 카본 블랙「토카 블랙 #7350 F」를, 대립경 카본으로서 교도구미아이 라테스트 제품인「비장탄 파우더」(최대 입경:5㎛)와 시약으로서 시판되고 있는 흑연을 분쇄하고, 체질 분급기로 평균 입경을 20㎛로 한 것을 사용하였다. 또한, 필요에 따라서, 시판되는 플레이크상 금속 Ni와 쇄상 금속 Ni를 플레이크상 금속 Ni/쇄상 금속 Ni=6의 비율로 혼합한 도전성 안료를 첨가하였다.
제작된 열흡수성 도료의 상세는 표 2에 기재한다. 또한, 이들 첨가제의 첨가량은 크리어 도료의 수지 고형분 100 질량부에 대한 질량부이다.
Figure 112005047170750-pct00003
[프라이머 도료]
닛폰페인트사 제품인 폴리에스테르계 도료인 FLC641 크리어 도료에, 수지 고형분 100 질량부에 대하여 GRACE사 제품인 크로메이트 프리 방청 안료「실덱스 C303」를 20질량부, 가시광선 반사 안료로서 이시하라산업사 제품인 산화 티타늄 「타이페이크TM CR26 95」를 40질량부 첨가하고 교반함으로써, 크로메이트 프리계의 프라이머 도료를 제작하였다. 또한, 시판되는 크로메이트계 프라이머로서 닛폰 페인트사 제품인 폴리에스테르계 프라이머 도료인 FLC641EU 프라이머도 사용하였다.
이하, 실험에 이용한 프리코트 금속판의 작성 방법에 대하여 상세를 설명한다.
두께 0.6 mm의 금속판을, 시판되는 알칼리 탈지제인 일본 파카라이징사 제품인「FC4336」를 2질량% 농도로 희석한 60℃의 수용액 중에서 알칼리 탈지하고, 수세 후, 건조하였다. 다음으로, 탈지한 금속판 상에 롤 코터로 화성 처리액을 도포하고, 도달판 온도가 60℃가 되는 조건으로 열풍 건조시켰다.
본 실험에서는 다음의 금속판을 이용하였다. 또한, 이러한 금속판은 원판조도를 거의 같게 하기 위하여, 압연 롤로 압연하여 조도 조정을 실시하였다.
EG:시판되는 상기 아연 도금강판(아연 부착량: 편면 20g/m, 재질:SECE(JIS G33l3), 표면조도 Ra:0.9㎛)
AL 시트: 시판되는 알루미늄 도금 강판(알루미늄 부착량:편면 60g/m2, 재질:
SALE(JIS G3314), 표면조도 Ra:1.0㎛)
GL:시판되는 55% 알루미늄-아연 도금 강판(도금 부착량:편면 90g/m2, 재질:SGLCD(JIS G3321), 표면조도 Ra:0.9)
알루미늄판: 시판되는 알루미늄판(재질:1100(JIS H4000), 표면조도 Ra:0.8)
본 실험에서는 화성 처리에 시판되는 크로메이트 처리인 일본 파커라이징사 제품인 「ZMI1300AN」(이하, 크로메이트 처리 27 )과 시판되는 논크로메이트 화성 처리인 일본 파카라이징사 제품인「CT-E300」(이하, 논크로메이트 처리)을 사용하였다. 화성 처리는 금속판의 양면에 롤코터로 처리하고, 도달판 온도 60℃의 조건으로 건조하였다. 크로메이트 처리의 부착량은 Cr부착량으로 5Omg/m2, 논크로메이트 처리의 부착량은 전피막량으로서 15Omg/m2으로 하였다.
또한, 화성 처리를 가한 금속판의 편면에 프라이머 도료를, 다른 쪽 면에 표 2에 기재된 열흡수성 도료를, 롤코터로 도장하고, 열풍을 병용한 유도 가열로로 건조 경화시켰다. 건조 경화 조건은 도달판 온도(PMT)로 210℃로 하였다. 또한, 프라이머 도료를 도장한 면상에, 표 1에 기재된 가시광 반사성 도료를 롤러 커텐 코터로 도장하고, 열풍을 병용한 유도 가열로로 건조 경화시켰다. 건조 경화 조건은 도달판 온도(PMT)으로 230℃로 하였다. 또한, 프라이머는 필요에 따라서, 도장하지 않는 프리코트 금속판도 제작하였다. 또한, 프라이머의 막 두께는 건조 막 두께로 서 10㎛, 가시광 반사성 피막의 막 두께는 건조 막 두께로서 20㎛, 열흡수성 피막의 막 두께는 건조 막 두께로서 5㎛로 하였다. 제작한 프리코트 금속판(PCM)의 상세를 표 3에 나타낸다.
Figure 112005047170750-pct00004
이하, 제작한 프리코트 금속판의 평가 시험에 있어 상세를 설명한다.
1) 가시광 반사성 피막의 가시광선의 확산 반사율 측정
시마즈 제작소사 제품인 분광 광도계 「UV265」에, 적분 구 반사 부속 장치를 설치한 것을 사용하여 제작한 프리코트 금속판의 가시광 반사성 피막 표면의 파장 400 내지 700nm에 있어서의 가시광선의 확산 반사율을 측정하고, 얻어진 파장-반사율 곡선의 적분치를 구하였다. 또한, 밝기에 가장 기여하는 파장 555nm에 있어서의 가시광선의 확산 반사율도 구하였다. 또한, 레퍼런스는 독일 DIN 규격의 백색표품(DIN5033)인 Merck사 제품인 황산바륨을 이용하여 이 확산 반사율을 1.00으로 하였을 때의 각 피막의 확산 반사율을 구하였다.
2) 가시광 반사성 피막의 광택
JIS K5400. 7.6에 준하여, 입사각과 수광각이 각각 60˚인 때의 프리코트 금속판의 가시광 반사성 피막 표면의 경면 광택도를 측정하였다.
3) 열흡수성 피막의 금속판의 방사율 측정
일본 분광사 제품인 푸리에 변환 적외 분광 광도계「VALOR-III」를 사용하여 제작한 프리코트 금속판의 판 온도를 80℃로 하였을 때의 파수 600 내지 3000cm-1의 영역에 있어서의 적외 발광 스펙트럼을 측정하고, 이것을 표준 흑체의 발광 스펙트럼과 비교함으로써, 금속판의 전방사율을 측정하였다. 또한, 표준흑체는 철판에 타코스 재팬사 판매(오키쓰모사 제조)의 「THI-lB 흑체 스프레이」를 30±2㎛의 막 두께로 스프레이 도장한 것을 이용하였다. 또한, 방사율의 측정은 제작한 프리코트 금속판의 열흡수성 피막면을 측정하였다.
4) 조명기구의 조도 측정
도 2에 실험장치의 개요를 기재한다. 목제 상자(11) 안에 시판되는 형광등 조명기구(l2)를 설치하여 형광등(13)에서 30cm 떨어진 부분에 시판되는 조도계의 센서(14)를 설치하여 조도를 측정하였다. 또한, 형광등 조명기구(12)에 대하여서는 부속되어 있는 반사판(15) (이하, 기존의 반사판(15)라 한다)를 제거하고, 제작된 각종 프리코트 금속판을 이용하여, 기존의 반사판(15)와 같은 형상의 반사판(15)을 제작하고, 기존의 반사판(15)를 설치하였을 때와 이들 제작한 반사판(15)를 제작하였을 때의 조도를 측정하였다. 그리고, 기존의 반사판(15)로 측정하였을 때의 조도와 제작한 프리코트 금속판의 반사판(15)로 측정하였을 때의 조도를 비교하고, 다음과 같이 평가하였다. 또한, 본 실험에서는 16형 램프 출력 16W의 형광 등을 이용하였다.
조도 변화율이 110% 이상인 경우:○
조도 변화율이 103% 이상 110% 미만인 경우:△
조도 변화율이 103% 미만인 경우:×
또한, 조도 변화율은{([제작된 프리코트 금속판 반사판에서의 조도]/[기존의 반사판에서의 조도])×100}으로 정의하였다.
5) 프리코트 금속판의 피막의 굽힘 시험(가공성)
제작한 프리코트 금속판으로, 180˚밀착 굽힘을 20℃ 분위기 중에서 실시하고, 가공부의 피막 손상 상태를 루페로 관찰하고, 아래와 같은 기준으로 가공성을 평가하였다. 또한, 본시험에서는 시험편을 굽힐 때에, 내측에 평가하는 프리코트 금속판과 동일한 판 두께의 판을 3장 끼운 상태로, 밀착 굽힘을 실시하는 3T 굽힘을 실시하였다. 또한, 본 시험은 제작한 프리코트 금속판의 가시광 반사성 피막면과 열흡수성 피막면의 양면에 대하여 각각 실시하였다.
피막에 전혀 손상이 없는 경우:○
피막이 부분적으로 손상되어 있는 경우:△
피막이 가공부 전면에서 심하게 손상되어 있는 경우:×
6) 프리코트 금속판의 원통 드로잉성
펀치지름이 50mm, 펀치 어깨부 R(펀치 어깨의 반경)가 3mm, 다이스 어깨부 R(다이스의 어깨의 반경)가 3mm, 수축비가 2.1인 조건으로 원통 드로잉 시험을 실시하였다. 또한, 원통 드로잉 시험시에, 프리코트 금속판 표면에 프레스 오일은 도포하지 않고 프레스 시험을 실시하고, 한편, 가시광 반사성 피막 면이 원통의 외측이 되도록 시험을 실시하였다. 그리고, 프리코트 금속판의 성형성을 이하와 같이 평가하였다.
프리코트 금속판이 성형 도중에 모재 파단하지 않고 끝까지 드로잉되고 또한 육안으로 보아 피막의 손상이 없는 경우:○
프리코트 금속판이 성형 도중에 모재 파단되었지만, 가공부에서 분명한 피막 박리 피막 손상이 육안으로는 인정되지 않은 경우:△
프리코트 금속판이 성형 도중의 모재 파단 여부에 관계없이, 육안으로 분명한 피막 박리 피막 손상이 인정되었을 경우:×
7) 프리코트 금속판의 내식성
이하, 표면의 내식성 평가방법을 기재한다.
제작한 프리코트 금속판의 가시광 반사성 피막면에 컷을 넣고, JIS K5400. 9.1에 기재된 방법으로 염수 분무 시험을 실시하였다. 염수는 시험편의 크로스컷을 넣은 면에 분무하였다. 시험 시간은 120시간으로 하였다. 그리고, 표면측의 컷부로부터의 피막 팽창 폭을 측정하고, 컷부 팽창 폭이 한쪽이 3mm 이하의 경우를 ○, 컷부 팽창 폭이 한쪽이 5mm 미만인 경우를 △, 컷부 팽창 폭이 한쪽이 5mm 초과인 경우를×로 평가하였다.
8) 프리코트 금속체의 열흡수성 피막의 도전성 시험
제작된 프리코트 금속판의 열흡수성 피막의 도전성을 측정하였다.
측정 방법은 미쓰이 화학사 제품인 저항율계 「Loresta-EP/MCP-T360」의 사단자법으로, 금속판의 표면의 저항율을 측정하고, 이하의 기준으로 평가하였다.
저항율이 0.1×10-2Ω미만인 경우:○
저항율이 0.1×10-2Ω 이상 1.O×10-1Ω 미만인 경우:△
저항율이 1.0×10-1Ω 이상인 경우:×
이하, 평가 결과의 상세에 대하여 설명한다.
표 4에 평가 결과를 정리한다. 또한, 제작한 도료중, 반사성 도료 I-5(표 1을 참조)와 열흡수성 도료 I-12 및 13(표 2를 참조)은 산화 티타늄 카본의 첨가량이 너무 많았기 때문에, 도료가 증점되어 굳어져 도장이 곤란하였다. 그 때문에, 이들 도료를 이용한 프리코트 금속판은 제작할 수 없었다.
Figure 112005047170750-pct00005
본 발명의 프리코트 금속판을 반사판에 이용한 조명기구는 종래의 반사판을 이용한 것과 비교하여 조도가 높아져 조명이 밝아졌다. 가시광 반사성 피막 중의 산화 티타늄의 첨가량이 바인더 고형분 100 질량부에 대하여 65 질량부 미만이면(PCM-I-20), 가시광선 반사율이 0.70 미만이 되기 때문에 종래의 반사판과 비교하여도 조도가 변하
지 않아 부적합하다. 또한, 열흡수성 피막 중의 카본 첨가량이 바인더 고형분 100 질량부에 대하여 10질량부 미만이면(PCM-I-21), 방사율이 0.70 미만이 되기 때문에, 종래의 반사판과 비교하여도 조도가 변하지 않기 때문에 부적합하다. 또한, 열흡수성 피막에 첨가하는 카본이 대립경인 것과, 소립경인 것을 조합하면(PCM-I-9 내지 10), 증점하지 않고 비교적 다량의 카본을 첨가할 수 있기 때문에 보다 적합하다. 또한, 열흡수성 피막에 도전성 안료를 첨가하면, 열흡수성 피막에 도전성을 부여할 수 있어 보다 적합하다(PCM-I-11 내지 12). 다만, 도전성 안료의 첨가량을 늘리면, 열흡수성 피막의 방사율이 저하되기 때문에 바인더 고형분 100 질량부에 대한 도전성 안료의 첨가량은 50 질량부 이하가 바람직하다. 본 발명의 프리코트 금속판의 가시광 반사성 피막이나 열흡수성 피막의 하층부에 방청 피막을 설치하거나 이들 피막 중에 방청 안료를 포함하거나 하지 않는 것은(PCM-I-13) 내식성이 떨어진다. 또한, 본 발명의 프리코트 금속판의 화성 처리에 크로메이트계 화성 처리를 하거나 피막 중에 크로메이트계의 방청 안료를 포함하는 것(PCM-I-14)은 환경 부하 물질을 포함하기 때문에, 이들을 포함하지 않는 것이 보다 적합하다.
또한, 가시광 반사성 피막의 바인더 수지가 불소계 수지이면(PCM-I-19), 가시광 반사성이 보다 향상되어 보다 적합하다.
본 발명에 의하여, 조명기구나 광신호를 발산하는 기기의 빛의 밝기를 보다 밝게 하는 기술을 제공하는 것이 가능해졌다. 본 발명에 의하여 이들 기기의 성능이 향상될 뿐만 아니라, 종래보다 적은 에너지 소비량으로 종래와 동등한 성능을 확보하는 것도 가능해져, 에너지 절약이 가능한 기기를 제공하는 것도 가능해졌다. 따라서, 본 발명은 산업상의 극히 가치가 있는 발명이라 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 금속판 또는 도금한 금속판의 한쪽 면에 파장 400 내지 700nm에 있어서의 가시광선의 확산 반사율이 0.7 이상인 가시광 반사성 피막을 가지고, 다른 한쪽 면에 80℃ 이상 200℃ 이하의 어느 온도에서 측정한 파수 600 내지 3000cm-1의 영역에 있어서의 적외선 전방사율이 0.7 이상인 열흡수성 피막을 가지는 반사판용 프리코트 금속판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가시광 반사성 피막이 바인더 및 산화 티타늄을 함유하고, 산화 티타늄의 함유량이 바인더 고형분 100 질량부에 대하여 40 내지 250 질량부인 것을 특징으로 하는 반사판용 프리코트 금속판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가시광 반사성 피막의 바인더가 불소계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사판용 프리코트 금속판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열흡수성 피막이 바인더 및 열흡수성 안료를 함유하고, 열흡수성 안료의 함유량이 바인더 고형분 100 질량부에 대해서 10 내지 150 질량부인 것을 특징으로 하는 반사판용 프리코트 금속판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 열흡수성 안료가 카본인 것을 특징으로 하는 반사판용 프리코트 금속판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열흡수성 피막이 또한 도전성 금속분를 함유하고, 도전성 금속분의 함유량이 바인더 고형분 100 질량부에 대해서 1 내지 50 질량부인 것을 특징으로 하는 반사판용 프리코트 금속판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 금속판 또는 도금한 금속판의 표면조도가 Ra로 0.05 내지 1.8㎛인 것을 특징으로 하는 반사판용 프리코트 금속판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 금속 또는 도금한 금속판이 강판 또는 도금 강판인 것을 특징으로 하는 반사판용 프리코트 금속판.
  9. 상기 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 반사판용 프리코트 금속판을 조립해넣어 이루어지는 전기전자기기.
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