KR101119194B1 - 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판 - Google Patents

Abstract

내상성이 우수하고, 또한, 도전성이 우수한 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판을 제공한다.

금속판의 한쪽 위에 형성되고, 베이스 수지와 윤활제를 함유하는 수지 피막을 갖춘 드라이브 케이스용 프리-코트 금속판으로, 전기 수지 피막 표면에 있어, 최대 높이의 돌출부를 통해 전기 금속판의 압연 방향으로 직교하는 1 직선상에 있어서의 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부가 1 ㎟ 당 19?781개 존재하는 것을 특징으로 하는 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.

프리-코트 금속판

Description

전자, 전기기기용 프리-코트 금속판 {PRE-COATED METAL SHEET FOR ELECTRONIC OR ELECTRIC APPARATUSES}

본 발명은 액정 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, DVD 플레이어 등의 전기기기나 전자기기의 드라이브 케이스에 이용되는 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판에 관한 것이다.

정전기나 전자파 노이즈에 의한 오동작을 막기 위하여 전기기기나 전자기기의 드라이브 케이스 재료에 요구되는 중요한 성능으로서 도전성을 들 수 있다. 도전성능을 만족시키기 위해 원재의 금속판을 이용하는 것이 고려된다. 원재의 금속판을 사용하는 경우에 있어서, 고점도의 프레스 오일을 사용하면 유기용제 등에 의한 탈지공정이 필요하지만, 환경문제에의 대응 관점에서 탈지공정을 생략하기 위하여 저점도의 휘발성 프레스 오일을 사용하도록 되어 있다.

그러나, 저점도의 휘발성 프레스 오일에서는 윤활성이 나쁘기 때문에 성형시에 높은 가공부에서 갈라짐이 발생하여 금형과의 마모로 흠집이 나기 쉬운 문제가 남았다. 이에 대해서 금속판상에 윤활제를 함유하는 도료를 도장하면 성형성은 양호하게 되지만, 얻어지는 수지 피막은 절연체이므로 도전성이 떨어지는 결점이 있 었다. 이와 같이 상반되는 성능을 만족시키기 위해 연구한 결과, 성형성과 도전성을 가지는 프리-코트 금속판이 제안되어 있다.

특허문헌 1에는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 수지 성분으로 하고, 수분 1?50 질량%, 윤활제 0.1?20 질량%를 함유하며, 또한 두께가 0.05?5㎛인 수지 피막에 의해, 금속판의 표면이 피복되어 있는 전기 전자기기용 금속 판재가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 2002－275656호 공보

특허문헌 2에는 중심선 평균조도가 0.2?0.6㎛의 알루미늄 소재 판의 적어도 1면에, 소재 판 측으로부터 내식성 피막 및 수지 피막이 차례로 형성된 알루미늄 판이 개시되어 있다. 여기서, 내식성 피막은 크롬(Cr) 또는 지르코늄(Zr)을 함유하고, 또한, 부착량이 Cr 또는 Zr환산으로 10?50mg/㎡이고, 수지 피막은 평균 막두께가 0.05?0.3㎛로 전체 수지 피막량에 대해서 1?25 질량%의 윤활제를 함유한다. 알루미늄 소재 판 또는 그 위에 내식성 피막이 형성된 표면은 그의 미세한 철부(凸部)가 수지 피막의 표면에 노출한다. 수지 피막이 형성된 측면에 반경 10mm의 구상(球狀) 단자를 0.4N의 하중으로 눌렀을 때, 상기 구상 단자와 알루미늄 소재 판 사이의 표면 저항 값이 10Ω이하로 된다.

특허문헌 2: 일본국 특허공개 2003－313684호 공보

특허문헌 3에는 알루미늄 합금 판으로 된 기판과 기판의 1면 또는 양면에 형성한 화성(化成) 피막과 화성 피막 상에 형성한 도전 층으로 된 도전성 프리-코트 알루미늄 합금 판이 개시되어 있다. 도전 층은 Zr화합물을 함유하는 도전성의 합성 수지 도막으로 됨과 동시에, 그의 막두께가 0.5㎛이하이다.

특허문헌 3: 일본국특허공개 2004－068042호 공보

수지 피막의 피막 두께가 얇을수록, 성형성이 떨어지는 경향이 있다. 수지 피막과 금형이 접촉하여 마찰할 때, 피막 두께가 얇을수록, 수지 피막에 손상이 발생하기 쉽기 때문이다. 최근, 드라이브 케이스의 개발이 진행되어, 프리-코트 금속판에 요구되는 성형성은 종래보다 가혹하게 되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 수지 피막에서는 수분을 50질량% 포함하는 경우도 있기 때문에, 수지 성분의 존재하지 않는 부분이 기점으로 되어 수지 피막이 파단하기 쉬워지는 것이 용이하게 상정된다. 그러한 경우, 성형 후에 흠집이 남아 드라이브 케이스의 외관 품질이 떨어지는 문제가 있다.

특허문헌 2에 개시된 수지 피막에서는 소재의 표면 조도를 중심선 평균조도로 0.2㎛?0.6㎛로 하고, 수지 피막의 두께를 0.05?0.3㎛로 하고 있지만, 수지 피막 표면의 3차원 표면 형상에 관한 규정이 없다. 그 때문에, 예를 들면, 소재의 표면조도가 중심선 평균조도 0.6㎛이고, 또한, 수지 피막의 두께 0.05㎛로 하면, 소재의 철부가 수지 피막 표면에서 노출되기 쉬워지는 것으로 생각되고, 소재의 철부가 금형과 마찰하기 쉽게 되는 것은 용이하게 상정된다. 그러한 경우, 성형 후에 흠집이 남아 드라이브 케이스의 외관 품질이 떨어지는 문제가 있다.

특허문헌 3에 개시된 수지 피막 중에는 Zr화합물이 포함되어 있기 때문에 그것이 파단 기점이 되어, 수지 피막이 파단하기 쉬워지는 것은 용이하게 상정된다.

본 발명은 이상의 종래 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 내상성(耐傷性) 이 우수하고, 또한, 도전성이 우수한 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 청구항 1에 있어서, 금속판의 한쪽 위에 형성되고 베이스 수지와 윤활제를 함유하는 수지 피막을 갖는 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판으로, 상기 수지 피막 표면에 있어서, 최대 높이의 돌출부를 통해 상기 금속판의 압연(壓延) 방향으로 직교하는 일직선상의 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부가 1㎟ 당 19?781개 존재하는 것을 특징으로 하는 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판으로 했다.

본 발명은 청구항 2에 있어서, 상기 윤활제가 폴리에틸렌 왁스, 카나우바 왁스 및 마이크로크리스탈린 왁스의 적어도 1종으로 이루어지고, 상기 수지 피막 표면에 있어 윤활제의 점유율을 10?80%로 했다.

본 발명은 청구항 3에 있어서, 상기 베이스 수지를 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종으로 했다. 더욱이, 본 발명은 청구항 4에 있어서, 상기 수지 피막중의 잔류 수분율을 0.001?0.9중량%로 했다. 또한, 본 발명은 청구항 5에 있어서, 전기 금속판의 양면이 탈지 처리, 탈지 처리 후의 화성처리의 어느 하나 또는 그 이상에 의한 처리면을 가지는 것으로 했다.

본 발명의 프리-코트 금속판은 특정의 표면 형상을 가지므로, 양호한 내상성 과 양호한 도전성을 부여할 수 있다. 더욱이, 특정 윤활제의 표면 점유율이 특정의 범위에 있으므로, 양호한 내상성과 도전성의 밸런스를 높일 수가 있다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 설명한다.

A. 금속판

본 발명에 있어서 이용하는 금속판의 재질은 전기기기나 전자기기의 부품의 드라이브 케이스를 형성하는데 충분한 강도를 가지며, 또한, 충분한 성형 가공성을 가지는 것이면, 특히 한정되는 것은 아니다. 순수한 알루미늄, 5000계 알루미늄 합금 등의 알루미늄 합금, 아연 도금강, 스텐레스강이 바람직하게 이용된다. 또, 통상, 0.1?2.0 mm의 두께의 금속판이 이용된다.

B. 도장 전처리

금속판상에 수지 피막을 형성하기 전에, 금속판 표면에 도장 전처리를 시행하는 것이 바람직하다. 도장 전처리는 후술하는 바와 같이, 금속판 표면의 오염을 제거하거나, 표면 성상을 조정하기 위한 탈지처리만을 행하던가, 또는 탈지처리 행한 후에 화성처리를 행하든지 어느 쪽이어도 좋다.

금속판 표면의 오염을 제거하거나, 표면 성상을 조정하기 위한 탈지 처리로서는 금속판을 황산, 질산, 인산 등에 의해 처리하는 산세정, 또는 사성소다, 인산소다, 규산소다 등에 의해 처리하는 알칼리 세정을 들 수 있으며, 이들 산세정이나 알칼리 세정을 단독으로, 또는 복수 조합하여 행하여도 좋다. 이러한 세정에 의한 표면 처리도 금속판에 소정의 표면 처리액을 스프레이하거나 금속판을 처리액 중에 소정 온도로 소정 시간 침지함으로서 수행된다.

화성처리로서는 금속판의 표면과 후술하는 수지 피막과의 사이에 개재하여 양자의 밀착성을 높이는 화성 피막을 형성하는 것이면 특히 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 알루미늄 합금에는 염가로 욕액 관리가 용이한 인산 크로메이트 처리액으로 형성되는 화성 피막이나, 환경문제를 배려한 난크로메이트 처리액으로 형성되는 화성 피막을 이용할 수 있다. 난크로메이트 처리로서는 반응형 인산지르코늄 처리, 인산티타늄 처리, 그 외, 도포형 지르코늄 처리 등을 이용할 수 있다.

이러한 화성처리는 금속판에 소정의 화성처리액을 스프레이하거나 금속판을 처리액 중에 소정 온도로 소정 시간 침지함으로서 수행된다. 금속판으로서 아연 도금강이나 스텐레스강을 이용하는 경우에는 크로메이트 처리 외에 인산염 처리액으로 형성되는 화성 피막도 이용할 수 있다.

C. 수지 피막

이어서, 금속판의 한쪽 위에 수지 피막이 형성된다. 수지 피막은 베이스 수지 및 윤활제를 필수성분으로 하고, 적당한 용매에 이것들을 용해 또는 분산한 도료를 소성, 도장하여 형성된다. 이와 같이 하여 얻어지는 수지 피막의 표면은 소정의 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부가 소정 개수 존재하는 표면조도와 윤활제의 소정의 표면 점유율을 갖추며, 더욱이, 수지 피막은 소정의 잔류 수분율을 가진다.

C－1. 베이스 수지

베이스 수지로서는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에 스테르계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하다. 아크릴계 수지로서는, 예를 들면 아크릴산 에스테르 수지, 메타크릴산 에스테르 수지, 폴리아크릴아미드 등을 사용할 수 있다. 에폭시계 수지로서는, 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 아크릴 변성 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 우레탄계 수지로서는, 예를 들면, 폴리에테르계 우레탄 수지, 폴리카보네이트계 우레탄 수지 등을 사용할 수가 있다. 폴리에스테르계 수지로서는 페놀 변성 폴리에스테르 수지, 수분산형 폴리에스테르 수지 등을 사용할 수가 있다.

C－2. 윤활제

윤활제는 프리-코트 금속판의 표면에 윤활성을 부여하여 성형성을 높이기 위한 성분으로서 이용된다. 본 발명에서는 폴리에틸렌 왁스, 카나우바왁스 및 마이크로크리스탈린 왁스의 적어도 1종이 바람직하게 이용된다. 폴리에틸렌 왁스는 분자량이 600?12000이고, 70?140℃의 융점을 가지는 것이 이용된다. 카나우바 왁스는 고급 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 식물성 왁스이고, 78?86℃의 융점을 가진다. 마이크로크리스탈린 왁스는 석유 성분으로부터 얻어지는 결정성의 미세 왁스로서, 파라핀보다 고융점이며, 예를 들면, 분자량이 600?900이고, 60?100℃의 융점을 가진다. 윤활제의 함유량은 베이스 수지에 대해서 1?15중량%, 바람직하기로는 2?12중량%이다.

이들 윤활제는 프레스 성형 등의 성형 가공 시에 수지 피막표면에 윤활성을 부여하여 수지 피막의 내상성을 향상시키며, 또한, 성형 가공 후의 피막 표면에도 윤활성을 부여하여 피접촉물과 수지 피막 표면과의 사이에 발생하는 마찰력을 저감시키는 작용을 가진다.

C－4. 첨가제

또, 수지 피막에는, 예를 들면, 그 도료에 도장성능 및 프리-코트재로서의 일반적 성능을 확보하기 위해서 통상의 도료에 이용되는 안료, 안료 분산제, 계면활성제, 유동성 조절제, 레벨링제, 비등 방지제, 방부제, 안정화제 등을 적당 첨가해도 좋다.

C－5. 표면조도

(가) 측정방법

본 발명에 있어서, 수지 피막의 표면조도는 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부가 소정 면적 중에 소정 개수 존재하는 것으로서 규정된다. 여기서, 산술 평균조도 Ra라는 것은 수지 피막 표면의 임의 면적에 있어서, 최대 높이의 돌출부를 통해 금속판의 압연 방향으로 직교하는 1직선상에 있어서 JIS　B0601에 규정되는 산술 평균조도로서 정의된다. 구체적으로는, 예를 들면, 이하와 같이 하여 측정된다. 레저테크(주) 제 콘포칼 현미경 HD100을 이용하여 대물렌즈 50배로 수지 피막 표면의 3차원 화상을 측정하여, 임의로 선택한 322㎛각의 면적 중에서, 가장 높은 산의 부분을 지나, 금속판의 압연 방향에 대해서 직각 방향의 1의 직선에 있어서의 산술 평균조도 Ra를 측정한다. 이어서, 전술한 322㎛각의 표면적 부분에 대해서, Ra 이상의 높이의 돌출부만으로 되는 3차원 화상을 작성하고, 그 화상 중에 존재하는 돌출부의 개수를 계측하여 1 ㎟당 개수로 환산한다. 이 때, 메디안 필터의 필터 사이 즈는 5*5로 설정한다. 5회 측정하고, Ra와 1 ㎟당 돌출부 개수에 대해서 산술 평균값을 산출한다. 또, 다른 측정방법에 의해, 산술 평균조도 Ra이상의 돌출부의 개수를 구해도 좋다.

(나) 표면조도의 한정

본 발명에서는 수지 피막 표면에 있어서, 산술 평균조도 Ra이상의 돌출부의 개수는 1 ㎟ 당 19?781개로 규정된다. 돌출부의 수가 19개 미만이면 수지 피막에 의해 피복되어 있지 않은 부분의 노출 비율이 낮게 되고, 절연물(베이스 수지나 윤활제 등)의 점유율이 많아진다. 그 결과, 미도통부(未導通部)가 분포하기 때문에 도전성이 떨어진다. 돌출부의 수가 781개를 넘으면, 도전성은 양호해지지만 내상성이 떨어진다. 프레스 성형시에, 수지 피막과 금형이 접촉하여 수지 피막의 불연속 부분을 기점으로 한 흠집이 발생하기 쉽다. 더욱이, 돌출부중에는 표면에 편석(偏析)하는 윤활제도 함유되므로, 윤활제 부분이 결함으로 되어 피막 강도가 저하하여 흠집이 발생하기 쉽다. 수송 시에, 수지 피막과 포장 자재가 접촉하는 경우도 마찬가지로 흠집이 발생하기 쉽다.

C－6. 표면에 있어서의 윤활제의 점유율

(다) 분석 방법

본 발명을 실시함에 있어서, 표면에 있어서의 윤활제의 점유율의 분석 방법을 기술하나, 하기 방법에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 윤활제의 점유율은 하기 식에 의해 규정된다.

윤활제의 점유율=｛(수지피막 표면에 보이는 윤활제의 표면적)/(관찰한 부분 의 총표면적)｝×100

　분석 방법은, 예를 들면 이하와 같다. 프리-코트 금속판의 표면의 5 곳에 대하여 TOF－SIMS로 분석하고, 윤활제로 귀속되는 정 2차 이온의 질량스펙트럼으로 면분석을 행하여 윤활제의 표면적을 산출하고, 이 표면적과 총표면적으로부터 윤활제의 표면 점유율을 산출한다. 이러한 측정을 5곳에서 행하고, 이들의 평균치를 산출한다. 이러한 방법 대신해, 주사형 전자현미경으로 표면을 관찰하여 화상 처리를 행하고, 윤활제가 점하는 표면적과 총표면적으로부터 윤활제의 점유율을 구해도 좋다.

(나) 윤활제의 점유율

본 발명에 있어서는 수지 피막 표면에 있어서의 윤활제의 점유율을 10?80%로 하는 것이 바람직하다. 점유율이 10%미만이면 윤활성이 부족하여 내상성이 떨어지는 경우가 있음과 동시에, 물을 튕기는 효과가 적게 되어 내식성이 떨어지는 경우가 있다. 한편, 윤활제는 절연물이기 때문에, 윤활제의 점유율이 80%를 넘으면 도전성이 떨어지는 경우가 있다.

C－7. 수지 피막중의 잔류 수분율

(가) 측정방법

본 발명을 실시함에 있어서, 수지 피막의 잔류 수분율의 측정방법에 대해서 기술하나, 다음의 방법으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 프리-코트 금속판을 가열 탈리- 대기이온화- 질량분석법에 의해, 수지 피막중의 수분량을 측정할 수 있다. 구체적으로는 본 발명의 프리-코트 금속판과 도장 전처리한 금속판을 따로 따 로 셀 내에 설치하고, 고순도 아르곤 기류 중에서 120℃로 가열하고, 시료로부터 이탈한 수분을 대기압 이온화- 질량 분석합계로 측정한다. 우선, 온도 상승 시에, 프리-코트 금속판과 도장 전처리 금속판의 각각으로부터 이탈한 수분량의 차를 구한다(M1). 다음에, 120℃ 유지 시에 있어, 프리-코트 금속판과 도장 전처리 금속판의 각각으로부터 이탈한 수분량의 차를 구한다(M2). 그리고, M1＋M2를 수지 피막중의 수분량(M3)으로 한다. 이 때에 얻어지는 수분량 M3는 1c㎡당 중량［ng］이다. 더욱이 프리-코트 금속판의 단위면적 당 수지 피막량(M0) [g/㎡]를 중량법으로 구한다. 다음 식으로부터 수지 피막중의 잔류 수분율을 산출한다.

수지 피막중의 잔류 수분율=｛M3/(M0×105)｝× 100[%]

(나) 잔류 수분율

수지 피막의 잔류 수분율은 0.001?0.9중량%인 것이 바람직하고, 0.001?0.7중량%인 것이 더욱 바람직하다. 수지 피막 중에 수분이 함유됨으로서 수지 피막의 도전성이 더욱 향상한다. 잔류 수분율이 0.001중량%미만에서는 도전성이 떨어지는 경우가 있다. 잔류 수분율이 0.9중량%를 넘으면, 내상성이 떨어지는 경우가 있다. 잔류 수분율은 후술하는 도장 후 소성공정의 조건을 적당히 선택함으로써 조정할 수 있다.

C－8. 수지 피막 두께

수지 피막 두께는 소성 건조 후에 있어서, 0.03?1.0㎛인 것이 바람직하다. 보다 바람직하기로는 0.05?0.4㎛이다.

C－9. 수지 피막 형성

베이스 수지 및 윤활제를 필수성분으로 하고, 이것에 첨가제를 적당 히 가하고, 적당한 용매에 이들을 용해 또는 분산한 도료를 금속판의 한쪽 위에 도포하고, 소정 온도의 오븐 중에서 소정 시간 처리해 소성 건조한다. 용매에 관한 한정은 특히 없지만, 물, 알코올류, 케톤류 등이 이용된다.

(가) 수지 피막 표면의 표면조도의 조정

수지 피막 표면에 있어서, 산술 평균조도 Ra이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟ 당 19?781개가 되는 표면조도를 얻을 수 있도록, 이용하는 금속판의 표면 형상 및 수지 피막의 막두께를 조절하고, 다시 소성 후의 냉각 방법을 조정한다. 금속판 표면에 있어서, 산술 평균조도 Ra가 0.1㎛?0.6㎛의 범위에 있어, 산술 평균조도 Ra이상의 산의 개수가 1 ㎟ 당 23개 이상 841개 이하가 되도록, 냉간압연 공정에 있어서의 최종 패스의 압연 롤의 표면조도와 압하율, 압연유의 점성을 이하와 같이 조정한다. 압연 롤 표면의 산술 평균조도는 0.1㎛?0.7㎛이다. 압하율은 10?55%이다. 압연유의 점도는 1.0?9.0 cSt이고, 바람직하기로는 3.0?6.0 cSt이다. 여기서, 금속판 표면에 있어서의 산술 평균조도 Ra는 전술의 수지 피막 표면에 있어서의 산술 평균조도 Ra와 동일하게 정의된다.

금속판의 표면 형상은 주로, 압연 롤의 표면 형상이나 오일 피트의 형상?분포 상태의 영향을 받는다. 오일 피트는 압연 시에 롤과 소재와의 사이에 압연유가 말려 들어가 소재 표면이 유압에 의해 국부적으로 오목한 상태가 되는 현상이다. 압연 롤 표면의 중심선 평균조도가 작을수록, 롤과 소재와의 사이의 압연유의 말려 들어가는 양이 적게 되어 오일 피트의 발생을 억제할 수가 있다. 반대로, 압연 롤 표면의 중심선 평균 조도가 클수록, 오일 피트의 발생을 조장한다. 또, 압연 롤 표면의 요철이 압연 판에 전사되므로, 압연한 표면의 요철이 현저하게 된다.

한편, 압하율이 작을수록, 롤과 소재와의 사이에 있어서의 압연유의 말려드는 양이 많아져, 오일 피트의 발생을 조장한다. 반대로, 압하율이 클수록, 오일 피트의 발생을 억제한다.

더욱이 압연유의 점도가 작을수록, 냉간 압연 시에 압연유가 젖어 퍼지기 때문에, 오일 피트의 발생을 억제한다. 반대로 압연유의 점도가 큰 만큼, 냉간 압연 시에 압연유가 젖어 퍼지기 어렵기 때문에, 오일 피트의 발생을 조장한다.

압연 롤 표면의 산술 평균조도가 0.1㎛미만에서, 그리고 압하율이 55%를 넘으면, 오일 피트의 발생이 적고, 금속판 표면의 산술 평균조도 Ra는 0.1㎛미만으로 되어, Ra이상의 산의 개수가 1 ㎟당 23개미만으로 된다. 한편, 압연 롤 표면의 산술 평균 조도가 0.7㎛를 넘으며, 또한 압하율이 10%미만에서는 오일 피트의 발생이 많고, 압연 롤 표면의 요철이 압연한 전사되므로, 금속판 표면의 산술 평균조도 Ra는 0.6㎛를 넘고, Ra이상의 산의 개수가 1 ㎟당 841개를 넘게 된다. 또, 압연 롤의 표면 형상을 조정하는 방법으로서는 연마 또는 숏트 블라스팅(shot blasting), 방전 가공, 레이저 가공 등을 들 수 있다.

또, 수지 피막 표면의 산술 평균조도 Ra는 0.10?0.54㎛로 하는 것이 바람직하다. Ra가 0.10㎛미만에서는 도전성이 떨어지는 경향에 있으며, 0.54㎛를 넘으면 수지 피막에 생긴 흠집이 눈에 띄기 쉬워지기 때문에 내상성이 떨어지는 경향이 있기 때문이다.

수지 피막에는 윤활제가 함유되며, 표면조도에 영향을 미치는 윤활제의 분포는 소성 후의 냉각방법에 의해 영향을 받는다. 구체적으로는 공기를 불어 0.5?30초간 냉각하는 것이 필요하고, 예를 들면 실온 공기가 바람직하게 이용된다. 상온의 물을 스프레이하는 방법으로는 윤활제가 수지 피막으로부터 분리하여 표층으로 떠올라오기 때문에 내상성이 떨어진다.

(가) 수지 피막 표면에 있어서의 윤활제 점유율의 조정

수지 피막 표면에 있어서의 윤활제의 점유율이 10?80%가 되도록, 미리 윤활제의 평균 입경, 첨가량을 조절하여 도료에 첨가한다. 이 경우, 구체적으로는 평균 입경이 0.01?15.0㎛, 바람직하기로는 1.5?7.0㎛의 크기의 윤활제를 이용하고, 이러한 윤활제를 베이스 수지에 대해서 1?15중량%의 범위로 첨가하고, 이하에 설명하는 방법으로 소성함으로서 소망하는 윤활제 점유율을 얻을 수 있다. 특히, 윤활제의 평균 입경이 1.5?7.0㎛의 것이 바람직한 것은 수지 피막의 두께보다 윤활제의 입경의 쪽이 크고, 웨트(wet) 상태로 도장했을 경우, 윤활제는 용제에 녹기 어렵기 때문에 돌출하고 있다. 이것을 소성 건조함으로써, 표면에 돌출하고 있는 부분이 용해하여 수지 피막 표면을 윤활제가 덮으므로, 바람직한 윤활제의 분포를 얻을 수 있기 때문이다. 평균입경이 7.0㎛를 넘거나, 15.0㎛이하의 것도 이용되지만, 1.5?7.0㎛의 것에 비해 윤활제의 분포 상태가 약간 떨어지는 경향이 있다.

도장 후의 소성에 있어서, 도료는 가열되면 대류하면서 온도가 상승하지만, 그 때, 도료의 온도가 윤활제의 융점을 넘으면 윤활제는 액체로 되어, 도료의 대류에 의해 교반되어 도료 표면에 침출하여 나온 것은 베이스 수지보다 표면 에너지가 작은 표면으로 젖어 퍼진다. 윤활제의 평균 입경과 비교하여 수지 피막의 두께는 현저히 얇은 것이므로, 수지 피막 표면에 대부분의 윤활제 입자가 침출하기 쉽다.

온도를 더욱 상승시키면 베이스 수지의 경화 반응이 개시되어 수지 피막 중에 윤활제 입자가 고정된다. 본 발명에 있어서의 윤활제 점유율을 얻기 위해서는 도 1에 나타낸 바와 같이, TR(실온)로부터 윤활제가 완전히 용해하는 온도 T1(윤활제의 융점＋6℃)까지의 과정(P1)에 대해서는 온도를 조급히 상승시킨다. 여기서, T1을 윤활제의 융점＋6℃으로 한 것은 윤활제는 그 융점보다 6℃ 높은 것으로 함으로써 충분한 용해 상태가 되기 때문이다. 그 후의 과정(P2)에 대해서는 베이스 수지가 어느 정도 경화하는 온도인 T2까지, P1에서 보다 완만하게 온도를 상승시킨다. 다음 과정(P3)에 대해서는 베이스 수지가 충분히 경화하는 최종 도달 온도 T3까지, P2에서 보다 더욱 완만하게 온도를 상승시켜, 온도 T3의 상태를 소정 시간 유지한다.

또, 도 1에 있어서 TR?T1에 도달할 때까지의 과정 P1의 시간 t1초는 10초 이하로 하는 것이 바람직하다. t1초가 10초를 넘으면 도료 성분을 용해 또는 분산시키고 있는 용매가 증발하여 도료 점도가 상승해 버려, 수지가 경화하지 않는 온도로 유지하여도 윤활제가 표면에 충분히 침출해 나오지 않는 경우가 있기 때문이다.

P2의 과정에 있어서 수지가 어느 정도 경화하여 윤활제가 고정되는 온도 T2란 최종 도달 온도보다 20℃ 낮은 온도이다. 소성 개시부터 최종 도달 온도보다 20℃ 낮은 온도인 T2에 도달할 때까지의 시간을 t2초로 했을 때, 즉, 과정 P2의 시 간(t2－t1)은 15초 이하로 하는 것이 바람직하다. (t2－t1)가 15초를 넘으면 윤활제 입자가 뭉쳐 지나치게 커지는 경우가 있기 때문이다. 베이스 수지가 충분히 경화하는 최종 도달 온도는 베이스 수지의 성능이 가장 양호하게 발휘되도록 결정하면 좋고, 통상 170?300℃이다.

또, 금속판에 저비용으로 도장을 행하기 위해서는 코일을 이용하는 롤 코터에서 연속적으로 도장하는 방법이 가장 적합하다. 이 방법으로 도장하는 경우, 여러 개의 존으로 나누어진 소성로에서 도료를 소성하므로, 도 1에 나타내는 것 같은 온도와 시간의 관계가 되도록 할 필요가 있다. 또, 총소성시간 t3는 10?60초가 바람직하고, 20?45초가 보다 바람직하다. 또, 롤코터에 대신해 에어 스프레이나 바 코터 등에 의해 도료를 도포해도 좋다.

[실시예]

이하에, 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명한다.

금속판 A1?A8, S1?S2, B1?B2의 제작

표 1에 나타낸 최종 패스의 냉간압연 조건에서, 금속판 A1?A8, S1?S2, B1?B2를 제작했다. 얻어진 금속에 대하여 표면 형상을 측정했다.

＜금속판 표면의 표면 형상＞

레저테크(주) 제 콘포칼 현미경 HD100을 이용하여 측정했다. 대물렌즈 50배로 금속판 표면의 3차원 상을 측정하고, 임의로 선택한 322㎛각의 면적 중, 가장 높은 산의 부분을 지나, 압연 방향에 대해서 직각 방향의 1직선에 있어서의 산술 평균조도 Ra를 JIS　B0601에 준해 측정했다. 전술한 322㎛각의 면적에 대해서, Ra 이상의 높이의 산만으로 되는 3차원 상을 얻고, 그 화상에 존재하는 산의 개수를 계측하고, 1 ㎟당 개수로 환산했다. 메디안 필터의 필터 사이즈는 5*5로 설정했다. 5회 측정하고, Ra와 1 ㎟당 산의 개수에 대해서 산술 평균값을 산출했다.

*1 JIS A5052 질별:H34 판두께:0.6㎜

*2 판두께:0.6㎜

실시예 1?7

표 1에 나타낸 금속판의 양면을 시판 알칼리성 탈지액으로 탈지하고, 시판 인산 크로메이트 처리액으로 화성 처리했다. 이 금속판의 한 면에 표 2에 나타내는 것과 같은 각종 도료를 각각의 조건에서 소성하여 시료로 했다. 또, 표 2에 나타낸 중량부의 베이스 수지와 윤활제를 용매인 유기용제(알코올계와 방향족계의 혼합) 300중량부에 용해하여 도료를 조제했다. 소성은 2 존으로 되는 열풍 건조로를 사용하고, 표 2에 나타내는 최종 도달 온도가 되도록 각 존의 분위기 온도를 설정했다. 최종 도달 온도는 열전대로 측정했다. 도장 후의 냉각은 실온의 공기를 4초간 불어 실시했다.

실시예 8?16, 22, 23

표 1에 나타낸 금속판의 양면을, 시판 알칼리성 탈지액으로 탈지하고, 묽은 황산으로 산세 후에, 시판 지르코늄 처리액에서 화성 처리했다. 이 금속판의 한 면에 표 2에 나타낸 각종 도료를 각각의 조건에서 소성하여 시료로 했다. 또, 도료의 조제, 소성용 열풍 건조로, 도장 후의 냉각은 실시예 1?7과 같다. 또한, 표 2에 나타낸 최종 도달 온도가 되도록 각 존의 분위기 온도를 설정했다.

실시예 17, 18

표 1에 나타낸 금속판의 양면을 시판 알칼리성 탈지액으로 탈지하고, 시판 크로메이트 처리액으로 화성 처리했다. 이 금속판의 한 면에 표 2에 나타낸 각종 도료를 각각의 조건에서 소성하여 시료로 했다. 또, 도료의 조제, 소성용 열풍 건조로, 도장 후의 냉각은 실시예 1?7과 동일하다. 또, 표 2에 나타낸 최종 도달 온도가 되도록 각 존의 분위기 온도를 설정했다.

실시예 19?21

표 1에 나타내는 금속판의 양면을 시판 알칼리성 탈지액으로 탈지했다. 이 금속판의 한 면에 표 2에 나타낸 각종 도료를 각각의 조건에서 소성하여 시료로 했다. 또, 도료의 조제, 소성용 열풍 건조로, 도장 후의 냉각은 실시예 1?7과 동일하다. 또, 표 2에 나타내는 최종 도달 온도가 되도록 각 존의 분위기 온도를 설정했다.

비교예 24?31

표 1에 나타내는 금속판을 이용하여 실시예 1?7과 동일하게 알칼리 탈지 및 화성처리를 실시했다. 이 금속판의 한 면에 표 2에 나타낸 각종 도료를 각각의 조건에서 소성하여 시료로 했다. 또, 도료의 조제, 소성용 열풍 건조로, 도장 후의 냉각은 실시예 1?7과 동일하다. 또, 표 2에 나타내는 최종 도달 온도가 되도록 각 존의 분위기 온도를 설정했다.

또, 상기 화성 피막의 피막량을 형광 X선 분석 장치에 의해 측정한 결과, 크롬 량은 30 mg/㎡이고, 지르코늄 량은 10 mg/㎡이었다.

실시예 1?23 및 비교예 24?31에서 제작한 프리-코트 금속판 시료에 대해서, 수지 피막 표면의 산술 평균조도(Ra), 수지 피막 표면 1 ㎟ 당 Ra이상의 돌출부의 존재 개수, 수지 피막 표면에 있어서의 윤활제의 점유율, 수지 피막중의 잔류 수분율을 하기 방법에 의해 측정했다. 더욱이, 프리-코트 금속판 시료의 도전성, 내상성, 내지문성, 내용제성을 하기 방법으로 측정하고, 하기 평가 기준에 의해 ◎, ○, ○△을 합격으로 하고, △, ×를 불합격으로 했다.

＜수지 피막 표면의 표면조도＞

레저테크(주) 제 콘포칼 현미경 HD100을 이용하여 측정했다. 대물렌즈 50배로 수지 피막 표면의 3차원 화상을 측정해 임의에 선택한 322㎛각의 면적 중, 최대 높이의 돌출부를 통과해 압연 방향에 대해서 직교하는 1직상에 존재하는 산술 평균조도 Ra를 JIS　B0601에 따라서 측정했다. 전술한 322㎛각의 면적부분에 있어, Ra이상의 높이의 돌출부만으로 되는 3차원 화상을 작성했다. 이 때, 메디안 필터의 필터 사이즈는 5*5로 설정했다. 그리고, 그 화상에 존재하는 돌출부의 개수를 계측하고, 1 ㎟당 개수로 환산했다. 측정한 곳을 임의로 5곳 선택하여 5회 측정하고, Ra와 1 ㎟당 산의 개수에 대해서 산술 평균값을 산출했다.

＜수지 피막 표면에 있어서의 윤활제의 점유율＞

수지 피막 표면의 5곳에 대하여 TOF－SIMS로 분석하고, 윤활제에 귀속하는 정 2차 이온의 질량스펙트럼으로 면분석을 행하여 윤활제의 표면적을 산출하고, 윤활제의 점유율을 빼는 식에 의해 산출하고, 5곳의 산술 평균값을 산출했다.

윤활제의 점유율=｛(수지 피막 표면에 보이는 윤활제의 표면적)/(관찰한 부분의 총표면적)｝×100

＜잔류 수분율＞

프리-코트 금속판 시료를 가열 탈리- 대기이온화- 질량분석법에 의해, 수지 피막중의 수분량을 측정했다. 프리-코트 금속판과 도장 전처리한 금속판을 따로 따로 셀 내에 설치하고, 고순도 아르곤 기류 중에서 120℃로 가열하여 시료로부터 이탈한 수분을 대기압 이온화-질량 분석합계로 측정했다. 우선, 온도 상승 시에 있어, 프리-코트 금속판과 도장 전처리 금속판의 각각으로부터 이탈한 수분량의 차를 구했다(M1). 다음에, 120℃ 보관 유지 시에 있어, 프리-코트 금속판과 도장 전처리 금속판의 각각으로부터 이탈한 수분량의 차를 구했다(㎡). 그리고, M1＋M2를 수지 피막중의 수분량(M3)으로 했다. 얻어진 수분량 M3는 1 c㎡당 중량［ng］이다. 더욱이 프리-코트 금속판의 단위면적 당 수지 피막량(M0)［g/㎡］를 중량법으로 구했다. 다음 식으로부터 수지 피막중의 잔류 수분율을 산출했다.

수지 피막중의 잔류 수분율=｛M3/(M0×105)｝×100 [%]

＜도전성＞

프리-코트 금속판 시료에 선단부 반경이 5 mm인 강제 프로우브를 하중 500 gf로 접촉시켰을 때의 전기 저항 값을 측정했다.

　◎　： 2Ω이하

　○　： 2Ω 초과 10Ω이하

　○△： 10Ω 초과 100Ω이하

　△　：100Ω 초과 200Ω이하

　×　：200Ω 초과

＜내상성＞

프리-코트 금속판 시료에 대해서, 하중 500g에서 강구를 10회 접동시켜 바우젠식 마찰 시험을 행하고, 시료 외관을 관찰했다.

　◎　：극히 미미하지만, 흠집이 인정된다.

　○　：약간 흠집이 인정된다.

　○△：흠집은 인정되지만, 소재까지 도달하고 있지 않다

　△　：흠집이 인정되어 소재까지 도달하고 있다

　×　：현저한 흠집이 인정된다.

＜내지문성＞

프리-코트 금속판 시료에 표면에 지문을 눌러 외관을 관찰했다.

　◎　：지문을 눌렀을 때에 지문이 붙지 않는다.

　○　：지문을 눌렀을 때에 지문이 붙기 어렵다.

　△　：지문을 눌렀을 때에 지문이 얇게 붙는다.

　×　：지문을 눌렀을 때에 지문이 분명히 붙는다.

＜내용제성＞

2 파운드 해머의 선단에 부착한 거즈에 에탄올을 스며들게 하고, 프리-코트 금속판 시료 표면에 거즈를 맞혀 해머를 50회 접동시킨 후의 수지 피막의 상태를 보고 헤아렸다.

　◎　： 변화 없음

　○　： 흔적이 남는다.

　△　： 부분적으로 소재가 노출한다.

　×　： 완전하게 소재가 노출한다.

실시예 1?23 및 비교예 24?31의 상기 시험 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 1?23의 프리-코트 금속판 시료에서는 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟당 19?781개의 범위 내에 있으며, 도전성, 내상성, 내지문성, 내용제성은 모두 양호했다.

실시예 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12?23의 프리-코트 금속판 시료에서는 윤활제의 점유율이 10?80%의 범위 내이므로, 도전성 및 내상성의 양쪽 모두의 성능 모두 특히 우수했다.

비교예 24의 프리-코트 금속판 시료에서는 수지 피막 표면에 있어 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟당 19개 미만이기 때문에 도전성이 떨어졌다.

비교예 25의 프리-코트 금속판 시료에서는 수지 피막 표면에 있어 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟당 781개를 넘기 때문에 내상성, 내지문성, 내용제성이 떨어졌다.

비교예 26의 금속판 시료에서는 수지 피막이 형성되어 있지 않기 때문에, 내상성, 내지문성 및 내용제성이 떨어졌다.

비교예 27의 프리-코트 금속판 시료에서는 수지 피막 표면에 있어 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟당 19개 미만이기 때문에 도전성이 떨어졌다.

비교예 28의 프리-코트 금속판 시료에서는 수지 피막 표면에 있어 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟당 781개를 넘기 때문에, 내상성, 내지문성 및 내용제성이 떨어졌다.

비교예 29의 프리-코트 금속판 시료에서는 수지 피막 표면에 있어 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟당 781개를 넘기 때문에, 내상성, 내지문성 및 내용제성이 떨어졌다.

비교예 30, 31의 프리-코트 금속판 시료에서는 수지 피막 표면에 있어 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부의 개수가 1 ㎟당 19개 미만이기 때문에 도전성이 떨어졌다.

도 1은 본 발명의 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판의 제조 공정에 있어서의 도료 소성 과정에서의 온도 변화와 윤활제가 용해하는 과정 및 베이스 수지가 경화하는 온도의 관계를 나타내는 설명도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

P1‥‥‥실온으로부터 온도 T1에 이르는 과정

P2‥‥‥온도 T1로부터 온도 T2에 이르는 과정

P3‥‥‥온도 T2로부터 소성 종료까지의 과정

t1‥‥‥소성 개시부터 온도 T1에 이를 때까지의 시간

t2‥‥‥소성 개시부터 온도 T2에 이를 때까지의 시간

t3‥‥‥총소성시간

T1‥‥‥윤활제가 완전하게 용해하는 온도

T2‥‥‥베이스 수지가 어느 정도 경화하는 온도

T3‥‥‥소성 최종 도달 온도

TR‥‥‥실온

Claims (7)

1. 금속판의 한쪽 위에 형성되며 베이스 수지와 윤활제를 함유하는 수지 피막을 갖춘 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판으로,

   상기 금속판의 산술 평균조도 Ra가 0.1～0.6㎛이고, 산술 평균조도 Ra 이상의 산의 개수가 1 ㎟당 23개 이상 841 이하이고,

   상기 수지 피막의 두께가 0.03～1.0㎛이며,

   상기 수지 피막 표면에 있어서, 최대 높이의 돌출부를 통해 상기 금속판의 압연 방향으로 직교하는 1직선상에 있어서의 산술 평균조도 Ra(㎛) 이상의 돌출부가 1 ㎟ 당 19～781개 존재하는 것을 특징으로 하는 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.
2. 청구항 제 1항에 있어서, 상기 윤활제가 폴리에틸렌 왁스, 카나우바왁스 및 마이크로크리스탈린 왁스로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 그 이상으로 이루어지고, 상기 수지 피막 표면에 있어서 상기 윤활제의 점유율이 8～80%인 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.
3. 청구항 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 베이스 수지가 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 및 폴리에스테르계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 그 이상인 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.
4. 청구항 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수지 피막중의 잔류 수분율이 0.001～0.9중량%인 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.
5. 청구항 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 금속판의 양면이 탈지 처리 또는 탈지 처리 후의 화성처리의 어느 하나에 의한 처리면을 가지는 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.
6. 청구항 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수지피막표면의 산술 평균조도 Ra가 0.10～0.54㎛인 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.
7. 청구항 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수지 피막에 있어서, 윤활제가 베이스 수지에 대하여 1～15중량%인 전자, 전기기기용 프리-코트 금속판.

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