KR101132865B1 - 전자파 차단성이 우수한 수지 도장 금속판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속판의 표면에 수지 피막이 피복된 수지 도장 금속판으로서, 수지 도장 금속판의 도전성을 높임으로써, 우수한 전자파 차단성을 발휘할 수 있고, 바람직하게는 경(輕)접촉하에서도 양호한 특성을 발휘할 수 있다. 상기 수지 피막은 하기 수학식 1의 요건을 만족한다.
PPIt는, SAE J911-1986에 기재된 PPI(Peaks Per Inch)에 있어서, 피크 카운트 레벨(2H)의 1/2을 수지 피막의 두께 t(㎛)로 했을 때의, 산-골짜기(山-谷) 카운트의 수를 나타낸다.
Description
본 발명은, 전자파 차단성(도전성)이 우수한 수지 도장 금속판에 관한 것이다. 본 발명의 수지 도장 금속판은, 예컨대 압력이 10 내지 12g/mm2 정도인 경(輕)접촉하(경압력하)에서도 양호한 도전성을 발휘할 수 있기 때문에, 예컨대 전자?전기?광학 기기 등(이하, 전자 기기로 대표시키는 경우가 있다)에 있어서의 하우징 등의 구성 소재에 적합하게 사용된다.
전자 기기의 고성능화?소형화가 진행되는 중에, 전자 기기 등의 하우징에는 전자 기기의 내부에서 발생하는 전자파가 외부로 누설되지 않도록, 또는 전자 기기의 외부로부터 침입하는 전자파가 내부로 침입하지 않도록, 전자파 차단성이 우수할 것이 요구되고 있다.
전자 기기 하우징의 전자파 차단성을 높이기 위해, 예컨대 전기 아연 도금 강판 등과 같은 도전성이 우수한 재료의 사용이 권장되고 있다. 이에 따라, 예컨 대 강판끼리의 간극으로부터 누설되는 전자파를 감쇠하는 것은 가능하지만, 예컨대 공기 구멍이나 배선 구멍으로부터의 전자파의 누설을 유효하게 방지하는 것은 가능하지 않다는 문제가 있다.
한편, 일본 특허공개 제2005-21572호 공보에는, 자성 분말 등의 전자파 흡수 첨가제를 포함하는 자성 도막이, 적어도 강판의 이면(하우징을 구성하는 내부 측면)에 소정의 두께로 피복된 수지 도장 금속판이 개시되어 있다. 이것에 의해, 하우징 내부에 발생한 전자파가 상기 금속판에 다중 반사되는 등 하여 흡수되기 때문에, 최종적으로 공기 구멍 등으로부터 하우징 외부로 누설되는 전자파의 감쇠 효과가 발휘된다고 여겨진다.
또한, 일본 특허공개 제2004-156081호 공보, 일본 특허공개 제2005-238535호 공보 및 일본 특허공개 제2004-277876호 공보에는, 특히 수지 도장 금속판에 있어서의 수지 피막의 두께와 표면 조도나, 금속판의 조도를 제어하여, 도전성을 높임으로써 전자파 차단성의 향상을 도모한 기술이 개시되어 있다.
이 중, 일본 특허공개 제2004-156081호 공보에는, 피막 형성 후의 중심 선평균 조도(Ra)와 피막 평균 두께의 관계를 적절히 제어함으로써 전자파 차단성을 높인 표면 처리 강판이 개시되어 있다. 여기서는, 피막의 도전성은 상대적으로 피막 두께가 얇아지는 볼록 부분의 막 두께로 결정되는 것, 평균 피막 두께가 같은 정도인 경우, Ra를 크게 하면 피막의 도전성이 높아지는 것 등의 지견에 근거하여, Ra와 피막 평균 두께의 관계식을 정하고 있다.
일본 특허공개 제2005-238535호 공보에는, 도금 원판으로서, 표면 조도 Ra 및 PPI가 적절히 제어된 방전 가공 롤을 이용하여 조질 압연한 강판을 사용함으로써 도전성을 높인 표면 처리 강판이 개시되어 있다. 여기에는, 상술한 일본 특허공개 제2004-156081호 공보와 마찬가지로, 피막의 도전성은 볼록 부분의 피막의 막 두께로 결정되는 것이 기재되어 있다. 또한, Ra가 같은 정도인 경우, 고 PPI의 도금 원판은 저 PPI의 도금 원판에 비해 조도 곡선의 평균 선 방향에서 절단 레벨을 초과하는 피크수가 많아지기 때문에, 고 PPI의 표면 처리 강판의 볼록 부분에는 국부적으로 막 두께가 얇은 부분이 보다 많이 존재하게 되어, 도전성이 개선되는 것으로 기재되어 있다.
일본 특허공개 제2004-277876호 공보에는, 표면 처리 후의 강판의 표면 조도(산술 평균 조도 Ra)를 적절히 제어함으로써 양호한 어스성을 확보하는 표면 처리 아연계 도금 강판이 개시되어 있다. 여기에는, 또한 여파 중심선 파장(Wca)을 적절히 제어하면 어스성이 높아지는 것도 기재되어 있다.
전자 기기의 고성능화에 따라, 전자파 차단성 향상에 대한 요구는 점점 높아지고 있다. 또한, 비용 삭감을 목적으로 가스켓이나 구리 용수철 등의 전자파 차단 대책 부품을 생략?간략화할 수 있고, 경접촉하에서도 우수한 도전성이 발휘되고, 전자파 차단성이 높아진 수지 도장 금속판의 제공이 강하게 요망되고 있다.
본 발명은, 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 수지 도장 금속판의 도전성을 높임으로써 우수한 전자파 차단성을 발휘할 수 있고, 바람직하게는 경접촉하에서도 양호한 특성을 발휘할 수 있는 신규한 수지 도장 금속판을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결할 수 있는 본 발명의 수지 도장 금속판은, 금속판의 표면에 수지 피막이 피복된 수지 도장 금속판으로서, 상기 수지 피막이 하기 수학식 1의 요건을 만족한다.
수학식 1
PPIt≥70
PPIt는, SAE J911-1986에 기재된 PPI(Peaks Per Inch)에 있어서, 피크 카운트 레벨(2H)의 1/2을 수지 피막의 두께 t(㎛)로 했을 때의, 산-골짜기(山-谷) 카운트의 수를 나타낸다.
바람직한 실시형태에 있어서, 상기 수지 피막의 유리전이점(Tg)이 60℃ 이하이다.
바람직한 실시형태에 있어서, 상기 금속판은 아연과 철족 원소의 합금 도금 강판이다.
바람직한 실시형태에 있어서, 상기 금속판은 합금화 용융 아연 도금 강판이다.
본 발명의 수지 도장 금속판은 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 예컨대 경접촉하에서의 도전성도 높아지고 양호한 전자파 차단성을 실현할 수 있다.
본 발명에 의해 수득되는 수지 도장 금속판을 사용함으로써 도전성을 높여 우수한 전자파 차단성을 발휘할 수 있고, 경접촉하에서도 양호한 특성을 발휘할 수 있다.
본 발명자는, 예컨대 압력이 10 내지 12g/mm2 정도인 경접촉하(경압력하)에서도 양호한 도전성을 발휘할 수 있고, 전자파 차단성이 우수한 수지 도장 금속판을 제공하기 위해, 수지 피막 및 금속판(원판)의 양쪽 측면으로부터 검토를 행했다.
그 결과, 수지 피막에 관하여 말하면, 수지 피막의 변형능이 클수록(즉, 수지 피막이 부드러울수록), 도전성이 향상된다는 것이 본 발명자의 수많은 기초 실험에 의해서 밝혀졌다. 그리고, 수지 피막의 변형을 촉진하기 위해서는, (1) 수지 피막의 형상을 제어하는 것이 가장 유효하고, 그를 위해, PPIt(1인치당 피막 두께 t를 초과하는 산-골짜기의 수의 것, 상세한 것은 후술한다)라는 독자 지표를 설정하는 동시에, (2) 수지 피막의 형상에 따라서는, 추가로 수지 피막의 유리전이점(Tg)을 적절히 제어하는 것이 효과적임을 밝혀내어 본 발명을 완성하였다.
한편, 금속판(원판)에 관하여 말하면, 종래 범용되고 있는 전기 아연 도금 강판보다도, 아연과 철족 원소(Fe, Co, Ni)라든가 합금화된 도금 강판(이하, 「아연-철족 원소의 합금 도금 강판」이라고 부르는 경우가 있다)의 사용이 바람직한 것, 그 중에서도 비용 삭감을 고려하면 아연과 철이 용융 도금 법에 의해서 합금화된 합금화 용융 아연 도금 강판의 사용이 더욱 바람직하다는 것을 발견했다.
전자파 차단성이 우수한 수지 도장 금속판을 얻기 위해서는, 상기한 바와 같이, 수지 피막의 변형능 촉진 수단을 실시하면 좋고, 전자파 차단성의 더한 향상을 목적으로, 금속판의 종류를 더욱 적절히 제어하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 「전자파 차단성이 우수한」이란, 전자 기기의 내부?외부를 막론하고, 전자파의 누설을 방지하는 특성(작용 효과)을 의미한다.
한편, 본 명세서에 있어서, 「전자파 흡수성」이란, 전자파 차단성이라는 특성을 높이기 위해, 금속판(원판) 등에 요구되는 특성을 의미한다. 전자파 흡수성이 우수한 금속판은, 예컨대 공기 구멍이나 배선 구멍에서의 누설 전자파를 감소할 수 있기 때문에 전자파 차단성이 우수하다.
이하, 수지 피막의 변형능 촉진 수단, 및 금속판의 바람직한 종류에 관하여 상세히 설명한다.
(수지 피막의 변형능 촉진 수단)
(1) 수지 피막의 형상 제어(수지 피막의 PPIt≥70)
본 발명에서는, 「수지 피막의 변형능이 클수록(수지 피막의 경도가 작을수록) 도전성이 향상된다」라고 하는 기술적 사상을 구현화하기 위해, 이하에 상술하는 PPIt라는 파라미터를 정하기로 했다. 수지 피막의 변형능을 촉진하기 위해서는, 수지 피막 자체의 경도를 적절히 제어하는 방법이 가장 유효하지만, 금속판 상에 피복된 수지 피막의 경도를 측정하는 것은 매우 곤란하기 때문에, 본 발명에서는 수지 피막의 경도가 아니라, 수지 피막의 형상(여기서는, PPIt)을 제어하도록 하였다.
수지 도장 금속판은, 일반적으로 수지 피막의 두께가 큰 경우는 금속판의 요철은 영향이 없다. 그러나, 수지 피막이 얇은 경우는 금속판의 요철이 수지 피막 두께에 영향을 주는 정도가 크고, 금속판 볼록부에서 수지 피막이 얇아지는 경향이 있어, 수지 피막의 두께가 장소에 따라 변동한다.
PPIt는, 미국의 SAE J911-JUN86(1986)에 규격되어 있는 PPI(Peaks Per Inch)의 피크 카운트 레벨을 수지 피막의 두께 t(㎛)로 바꾼 것으로, 수지 피막의 변형능을 나타내는 지표로서 본 발명자가 독자적으로 정한 것이다.
이하, 도 1을 참조하면서, SAE 규격의 PPI와, 본 발명에서 정하는 PPIt의 상 이점을 설명한다.
우선, SAE 규격의 PPI란, 추출 곡선 f(x)의 평균선으로부터, 양(+) 음(-)의 양 방향에 각각 일정한 기준 레벨 H를 설정하고(따라서, 양음간의 기준 레벨의 폭=2H), 음의 기준 레벨(-H, 골짜기 부분)을 초과하여 양의 기준 레벨(+H, 산 부분)을 초과했을 때를 「1카운트」라고 했을 때, 1인치(25.4mm)당 카운트수(산-골짜기 카운트의 수)를 말한다. 여기서, 양음간의 기준 레벨의 폭(2H)은 피크 카운트 레벨이라고 부르고, 고정치이며, 통상 2H=50μinch로 정해져 있다.
이에 반하여, 본 발명에서 정하는 PPIt는, 양음간의 기준 레벨의 폭(2H)을 상기한 바와 같이 고정치로 하지 않고, 수지 피막의 두께 t(㎛)에 따라서 설정하고 있다. 즉, 도 1에 있어서 H=t로 함으로써, PPIt에서는 수지 피막의 두께 t를 초과하는 산-골짜기 카운트의 수를 측정하고 있다. 이것은 수지 피막의 요철 부분 중, 도전성을 발휘할 수 있는 부분(도통점)은 수지 피막의 두께가 얇은 산 부분(볼록 부분)이고, 수지 피막의 두께가 두꺼운 오목 부분은 도통점이 되지 않는 것을 고려하여 설정한 것이다. 한편, t에 관해서는 후술하는 방법에 의해 수지층의 평균 두께를 구하여, 그 값을 이용한다. 도 1에 있어서, 가로축은 측정 거리이며, 추출 곡선은 금속판을 덮는 수지 피막 표면의 요철을 추출한다. 본 발명에 의하면, 수지 피막의 두께가 얇은 볼록 부분의 수가 많아지도록, 수지 피막의 두께 t에 따른 산-골짜기 카운트의 수를 측정하고 있기 때문에, PPI를 이용하는 종래법에 비해 도전성과의 관계를 정밀하게 평가할 수 있다.
즉, 예컨대 상술한 일본 특허공개 제2005-238535호 공보와 같이, SAE 규격의 PPI를 이용하는 방법에서는, 수지 피막의 막 두께가 두꺼운 볼록 부분이 있더라도, 소정의 피크 카운트 레벨(2H)을 초과하는 것은 모두 카운트되고 있었다. 그러나, 도전성은 수지 피막의 두께가 얇은 볼록 부분(산 부분)의 피막의 두께에 따라 결정되고, 수지 피막의 막 두께가 두꺼운 산 부분은 도통점으로는 되지 않기 때문에, 수지 피막의 두께를 전혀 고려하지 않고 산-골짜기 카운트의 수만을 측정하는 상기의 방법에서는 도전성과의 관계를 정확하게 파악하는 것은 할 수 없다.
이에 반하여, 본 발명에서는 상기한 바와 같이, 수지 피막의 두께에 따른 요철 카운트의 수를 측정하는 「PPIt」를 도전성의 지표로서 이용하고 있기 때문에, 도통점으로 되는 부분을 정확하게 파악하는 것이 가능하다. 도통점 부분(산 부분)에 얇게 피복된 수지 피막은 금속판에 비하면 매우 부드럽기 때문에, 경접촉하에서도 상기 수지 피막은 변형되어, 우수한 도전성이 얻어진다.
PPIt의 제어에 의한 수지 피막의 변형능 촉진 작용을 유효하게 발휘할 수 있고, 우수한 도전성을 확보하기 위해서는, PPIt를 70 이상으로 한다. PPIt가 70 미만이면, 후기하는 실시예에 나타낸 바와 같이, 우수한 도전성이 얻어지지 않는다. PPIt는 클수록 좋고, 이것에 의해 도통점으로 되어지는 산 부분의 수를 많게 할 수 있다. 또한, 산 부분의 수를 많게 하면, 산 부분에의 국부적인 압력이 상승하여, 결과적으로 수지 피막 전체가 변형되기 쉬워지므로, 경접촉하에서의 변형이 촉진되게 된다. PPIt는, 예컨대 PPIt≥100(수학식 1a), 즉 100 이상이 바람직하고, 120 이상이 보다 바람직하고, 150 이상이 더욱 바람직하다. 한편, PPIt의 상한은 특별히 한정되지 않지만, PPIt가 과도하게 크면 수지 피막의 불균일이 생겨, 부착량을 균일하게 하는 것은 곤란하게 되는 것 외에 외관이 불안정하게 되는 것 등을 고려하면, 대체로 500 이하가 바람직하고, 400 이하가 보다 바람직하고, 300 이하가 더욱 바람직하다.
PPIt의 제어 방법은 후에 상세히 설명한다.
수지 피막을 구성하는 베이스 수지로서는, 예컨대 폴리에스터계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 및 이들 수지의 혼합물 또는 변성된 수지 등을 들 수 있다. 한편, 본 발명의 수지 도장 금속판은, 주로 전자 기기의 하우징에 사용되어, 굴곡 가공성, 피막 밀착성, 내식성 등의 특성이 더욱 요구되는 것을 고려하면, 폴리에스터계 수지 또는 변성 폴리에스터 수지(예컨대, 불포화 폴리에스터 수지에 에폭시 수지를 가하여 변성시킨 수지)인 것이 바람직하다.
수지 피막은, 상술한 베이스 수지 외에 가교제를 추가로 함유하더라도 좋다. 가교제의 종류는 수지 도장 금속판에 통상 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예컨대 멜라민계 화합물, 아이소사이아네이트계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하더라도 좋고, 병용하더라도 좋다. 가교제의 함유량(합계량)은 대체로 0.5 내지 30질량%의 범위내인 것이 바람직하다.
(2) 수지 피막의 유리전이점(Tg)의 제어
본 발명에 의하면, 수지 피막의 형상(PPIt)을 상기 (1)과 같이 제어함으로써 수지 피막의 변형이 촉진되어, 결과적으로 도전성이 높아지지만, 한층 더한 특성의 향상을 목적으로, 수지 피막의 유리전이점(Tg)을 60℃ 이하로 제어하는 것이 바람 직하다. 수지 피막의 Tg에 의한 제어는, 특히 수지 피막의 PPIt가 약 70 내지 250의 범위내에 있을 때에 효과적으로 발휘되고, 이에 의해, 수지 피막의 변형능 촉진 작용이 한층 더 높아진다(후기하는 실시예를 참조). 이것에 대하여, 수지 피막의 PPIt가, 예컨대 약 350 이상으로 매우 큰 경우에는 수지 피막의 Tg에 관계 없이, 수지 피막의 PPIt 제어에 의한 변형능 촉진 작용이 최대한으로 발휘되게 되므로, 수지 피막의 Tg가 60℃를 초과했다고 해도 소망하는 도전성이 얻어진다.
여기서, 수지 피막의 Tg란, 수지 피막 전체의 Tg를 의미한다. 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 수지 피막에는 도막을 구성하는 베이스 수지나 가교제 외에 방청제나 광택 소거제, 안료 등의 공지된 첨가제가 포함될 수 있지만, Tg는 방청제 등의 무기 화합물의 영향을 받지 않기 때문에, 수지 피막의 Tg는 실질적으로 사용하는 베이스 수지 및 가교제의 종류 및 첨가량에 의해서 결정된다.
따라서, 수지 피막의 Tg를 제어하기 위해서는, 주성분인 베이스 수지 및 가교제의 종류에 따라서, 배합량을 적절히 조절하면 좋다. 수지 피막의 Tg는 베이스 수지의 Tg에 크게 지배된다. 또한, 수지 피막의 Tg는 베이스 수지의 함유량이 가교제에 비해 많을수록 저하되는 경향이 있고, 반대로 베이스 수지의 함유량이 가교제에 비해 적을수록 상승하는 경향이 있다. 수지 피막의 Tg 제어에 있어서는 상기의 점을 고려하여, 우선 목표로 하는 Tg와 근접하는 Tg를 갖는 베이스 수지를 선택하고, 상기 베이스 수지를 가교제와 배합하고, 수지 피막의 Tg를 소정 범위로 제어하면 좋다.
이하에서는, 본 발명에 사용되는 수지 피막의 대표예로서, 후기하는 실시예 에 나타낸 바와 같이, 베이스 수지로서 폴리에스터계 수지를, 가교제로서 멜라민계 수지를 사용한 경우를 들어, Tg의 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
폴리에스터계 수지로서는, 예컨대 도요방적(주)제의 바이론(Byron) 시리즈를 대표적으로 들 수 있다. 구체적으로는, 바이론 103(Tg: 약 47℃), 바이론 200(Tg: 약 67℃), 바이론 220(Tg: 약 53℃), 바이론 240(Tg: 약 60℃), 바이론 245(Tg: 약 60℃), 바이론 270(Tg: 약 67℃), 바이론 280(Tg: 약 68℃), 바이론 290(Tg: 약 72℃), 바이론 296(Tg: 약 71℃), 바이론 300(Tg: 약 7℃), 바이론 500(Tg: 약 4℃), 바이론 530(Tg: 약 5℃), 바이론 550(Tg: 약 -15℃), 바이론 560(Tg: 약 7℃), 바이론 600(Tg: 약 47℃), 바이론 630(Tg: 약 7℃), 바이론 650(Tg: 약 10℃), 바이론 GK110(Tg: 약 50℃), 바이론 GK130(Tg: 약 15℃), 바이론 GK140(Tg: 약 20℃), 바이론 GK150(Tg: 약 20℃), 바이론 GK180(Tg: 약 0℃), 바이론 GK190(Tg: 약 11℃), 바이론 GK250(Tg: 약 60℃), 바이론 GK330(Tg: 약 16℃), 바이론 GK590(Tg: 약 15℃), 바이론 GK640(Tg: 약 79℃), 바이론 GK680(Tg: 약 10℃), 바이론 GK780(Tg: 약 36℃), 바이론 GK810(Tg: 약 46℃), 바이론 GK880(Tg: 약 84℃), 바이론 GK890(Tg: 약 17℃), 바이론 BX1001(Tg: 약 -18℃) 등을 들 수 있다. 이들의 Tg는 카탈로그에 기재된 온도이다.
멜라민계 수지로서는, 예컨대 스미토모화학(주)제 스미말 M-40ST 등을 들 수 있다.
후기하는 실시예에서는, 수지 피막의 Tg를 소정치(10℃, 25℃, 40℃, 60℃, 75℃)로 제어하기 위해, 상술한 폴리에스터계 수지 중에서, 소정치의 Tg와 근접하 는 Tg를 갖는 폴리에스터계 수지를 선택하여, 멜라민계 수지와 배합했다. 구체적으로는, 하기 표 1에 나타내는 바와 같다.
수지 피막의 Tg는 DSC(시차주사열량계)를 이용하여, 통상적 방법에 의해 측정할 수 있다.
수지 피막의 Tg는, 수지 피막의 변형능을 촉진하여 도전성을 높인다고 하는 관점으로서는 낮을수록 좋고, 예컨대 55℃ 이하인 것이 바람직하고, 50℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 45℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
한편, Tg의 하한은 도전성의 관점에서는 특별히 한정되지 않지만, Tg가 낮으면 전자 기기의 하우징에 요구되는 전자파 차단성 이외의 특성(예컨대, 내손상성이나 내식성 등)이 저하되기 때문에, 대체로 10℃ 이상인 것이 바람직하고, 15℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 20℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
(금속판의 종류)
전자파 차단성이 우수한 수지 도장 금속판을 얻기 위해서는, 상술한 바와 같이, 수지 피막의 형상을 제어하거나, 바람직하게는 수지 피막의 Tg를 더 제어하면 좋지만, 금속판의 종류를 아래와 같이 제어함으로써도 전자파 흡수성이 향상되어, 결과적으로 전자파 차단성이 더욱 높아진다. 또한, 이하에 나타낸 바와 같이 경도가 큰(금속판의 변형능이 작은) 금속판을 사용함으로써 수지 피막의 변형이 촉진되고, 도전성도 향상되는 경향이 있기 때문에, 결과적으로 양호한 전자파 차단성이 얻어지는 것으로 추정된다.
본 발명에 사용되는 금속판으로서는, 종래 범용되고 있는 전기 아연 도금 강판보다도, 아연과 철족 원소(Fe, Co, Ni)가 합금화된 도금 강판(아연-철족 원소와의 합금 도금 강판)이 바람직하다.
아연-철족 원소와의 합금 도금 강판으로서는, Zn과 Fe의 합금 도금 강판, Zn과 Ni의 합금 도금 강판, Zn과 Co의 합금 도금 강판을 들 수 있다. 전자파 흡수성을 확보한다고 하는 관점으로서는, Fe, Ni, Co 함유량은 어느 것이나 대체로 5 내지 20질량%의 범위내로 제어하는 것이 바람직하다. 한편, 도금 방법은 특별히 한정되지 않고, 용융 도금법, 전기 도금법 중 어느 쪽의 방법에 의해서도 얻어진다. 한편, 용융 도금법, 전기 도금법의 상세한 도금 조건은 특별히 한정되지 않고, 합금화에 통상 사용되고 있는 방법을 채용할 수 있다.
도금의 부착량은 전자파 흡수성을 고려하면 적은 쪽이 좋고, 예컨대 50g/m2 이하인 것이 바람직하고, 40g/m2 이하인 것이 보다 바람직하고, 35g/m2 이하인 것이 더욱 바람직하고, 30g/m2 이하인 것이 더욱 보다 바람직하다. 도금 부착량의 하한은 전자파 흡수성의 관점에서는 특별히 한정되지 않지만, 내식성 등을 고려하면, 예컨대 5g/m2인 것이 바람직하고, 10g/m2인 것이 보다 바람직하다.
또한, 비용 등을 고려하면, 저렴하고 간편하게 제조가능한 합금화 용융 아연 도금 강판(Zn과 Fe를 용융 도금법에 의해서 합금화한 강판)의 사용이 가장 바람직하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는, 금속판으로서 합금화 도금 강판을 이용하는 것이 추천되지만, 그 밖에, 도금 부착량을 약 15g/m2 이하로 억제한 순아연 도금 강판이나, 냉간 압연 강판을 이용하는 것도 가능하다. 이들 강판도 우수한 전자파 흡수 작용을 갖고 있고, 원하는 도전성을 실현할 수 있기 때문이다(후기하는 실시예를 참조). 또한, 상기한 바와 같이 합금화를 실시하지 않은 강판을 이용함으로써, 합금화 강판의 사용에 따른 문제점(예컨대, 굴곡 가공시에 발생하는 크랙 등의 균열이나 박리 등)을 회피할 수 있다.
예컨대, 도금을 실시하지 않은 냉간 압연 강판을 이용하면, 가공이 엄한 용도에의 적용이 가능하다. 특히, 전자파 흡수성의 향상이라는 관점만으로서는 합금화 강판보다도, 냉간 압연 강판쪽이 전자파 흡수성이 우수함을 알 수 있다(후기하는 실시예를 참조). 단, 냉간 압연 강판은 내식성이 불량하고, 전자 기기의 하우징에의 적용을 고려하면 종합적인 특성 평가는 낮게 되므로, 냉간 압연 강판보다도 합금화 도금 강판의 사용이 바람직하다.
한편, 순아연 도금 강판을 이용하면, 가공이 격하고, 또한 내식성도 요구되는 용도에의 적용이 가능하다. 도금 부착량은, 내식성을 유효하게 발휘시키기 위해 약 3g/m2 이상인 것이 바람직하고, 6g/m2 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 도금 부착량의 상한은, 전자파 흡수성을 고려하면, 15g/m2인 것이 바람직하고, 12g/m2인 것이 보다 바람직하고, 10g/m2인 것이 더욱 바람직하다.
이상, 본 발명을 특징짓는 수지 피막의 요건 및 금속판의 종류에 관하여 설명했다.
수지 피막의 두께(평균 두께)는 대체로 0.1 내지 3.0㎛의 범위내인 것이 바람직하다. 두께가 상기 범위를 벗어나면, 전자 기기의 하우징에 요구되는 전자파 차단성 이외의 특성(굴곡 가공성, 피막 밀착성, 내식성 등)이 저하되어 버린다. 수지 피막의 두께는, 사용하는 베이스 수지나 금속판의 종류, 금속판의 조도 등에 따라서도 상이하고, 한가지 의미로 정하는 것은 곤란하지만, 대체로 0.2㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.3㎛ 이상 1.5㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
수지 피막의 두께는, 피막 중량으로부터 비중 환산하는 방법에 의해서 측정할 수도 있고, 또는 수지 피막의 단면을 현미경 관찰(SEM 사진 관찰)하여 측정할 수도 있다.
수지 피막은, 금속판의 적어도 이면(전자 기기의 하우징으로부터 보면 외측(외기측)은 아니고 내측이다)에 형성되어 있을 수 있다. 전자파 차단성은 전자 기기 부재의 내측에서 문제가 되기 때문이다. 물론, 금속판의 표리면에 형성되어 있을 수도 있다.
수지 피막은, 상술한 베이스 수지나 가교제 외에 공지된 첨가제(예컨대, 방청제, 광택 소거제, 안료 등)를 함유할 수도 있다.
수지 피막은, 자성 분말(전자파 흡수 첨가제)을 추가로 함유하더라도 좋고, 이것에 의해 전자파 차단성이 한층 높아진다. 자성 분말로서는, 대표적으로 연자성 페라이트 분말이나 자성 금속 분말 등을 들 수 있다. 연자성 페라이트 분말로서는, 예컨대 연자성의 Ni-Zn계 페라이트 분말이나 Mn-Zn계 페라이트 분말 등을 들 수 있다. 또한, 자성 금속 분말로서는, 예컨대 퍼마로이(Ni-Fe계 합금으로 Ni 함유량이 35% 이상인 것)나 센더스트(Si-Al-Fe계 합금) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하더라도 좋고, 병용하더라도 상관없다.
자성 분말의 함유량(합계량)은, 대체로 20 내지 60질량%의 범위내인 것이 바람직하다. 함유량이 20질량% 미만이면, 상기 작용이 유효하게 발휘되지 않고, 한편 60질량%를 초과하면, 전자 기기 부재용 수지 도장 강판에 요구되는 특성(굴곡 가공성, 피막 밀착성 및 내식성)이 열화되는 경향이 있다. 자성 분말의 함유량은, 예컨대 사용하는 자성 분말의 종류나 형상, 수지 피막의 두께 등에 따라서도 상이하고, 한가지 의미로 정하는 것은 곤란하지만, 대체로 25질량% 이상 50질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 30질량% 이상 45질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 자성 분말은 평균 입경이 15㎛ 이하인 것이 바람직하고, 대입경(예컨대, 20㎛ 이상)의 분말은 될 수 있는 한 제거하는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 자성 도막의 형성이 용이하게 되고, 가공성, 내식성의 저하를 억제할 수 있다.
여기서, 상기 자성 분말의 평균 입경은, 일반적인 입도 분포계에 의해서 분급 후의 자성 분말 입자의 입도 분포를 측정하고, 그 측정 결과에 따라서 산출되는 소립 직경측으로부터의 적산치 50%의 입도(D50)를 의미한다. 이러한 입도 분포는, 자성 분말 입자에 빛을 조사함으로써 생기는 회절이나 산란의 강도 패턴에 의해 측정할 수 있고, 이러한 입도 분포계로서는, 예컨대 니키소사 제품의 마이크로트랙 9220FRA나 마이크로트랙 HRA 등이 예시된다.
한편, 상술한 바람직한 평균 입경을 만족하는 자성 분말은, 시판품을 사용하더라도 좋다. 예컨대, Ni-Zn계 연자성 페라이트[도다공업(주)제 BSN-125, 평균 입경 13.0㎛], 퍼마로이(78% Ni)[일본아토마이즈가공(주)제 SFR-PC78, 평균 입경 5.7㎛], 퍼마로이(45% Ni)[일본아토마이즈가공(주)제 SFR-PB45, 평균 입경 5.8㎛], 센더스트[일본아토마이즈가공(주)제 SFR-FeSiAl(84.5-10-5.5), 평균 입경 6.9㎛] 등을 들 수 있다.
수지 도장 금속판의 전자파 차단성을 더욱 높이기 위해, 수지 피막 중에 도전성 부여제를 첨가하더라도 좋다. 도전성 부여제로서는, 예컨대 Ag, Zn, Fe, Ni, Cu 등의 금속 단체나 FeP 등의 금속 화합물을 들 수 있다. 이들 중, 특히 바람직한 것은 Ni이다. 한편, 그 형상은 특별히 한정되지 않지만, 보다 우수한 도전성을 얻기 위해서는, 예컨대 인편상(麟片狀)의 것을 사용하는 것이 권장된다.
수지 피막 중에 포함되는 도전성 부여제의 함유량은, 대체로 20 내지 40질량%인 것이 바람직하다. 엄밀하게는, 사용하는 자성 분말의 종류 등에 따라 그 첨가량을 적절히 조정하면 좋다. 예컨대, 자성 분말로서 연자성 페라이트 분말을 이용하는 경우에는, 도전성 부여제를 될 수 있는 한 많이(예컨대, 25질량% 이상) 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 자성 분말로서 자성 금속 분말을 이용하는 경우는, 도전성 부여제를 될 수 있는 한 적게(예컨대, 30질량% 이하) 첨가하는 것이 바람직하다.
한편, 도전성 부여제는, 상기 자성 분말과 마찬가지로 가공성 등에 악영향을 미치게 할 우려가 있는 것을 고려하면, 자성액 중에 포함되는 도전성 부여제와 자성 분말의 합계 함유량은, 대체로 60질량% 이하의 범위내인 것이 바람직하다.
금속판은, 내식성 향상, 수지 피막과의 밀착성 향상 등을 목적으로, 크로메이트 처리나 인산염 처리 등의 표면 처리(베이스 처리)가 실시되어 있더라도 좋다. 또는, 환경 오염 등을 고려하여, 비(非)크로메이트 처리한 금속판을 사용할 수도 있고, 어느 쪽의 베이스 처리가 실시된 금속판도 본 발명의 범위내에 포함된다.
상기 베이스 처리를 행하는 경우, 도전성 등을 고려하여, 베이스 처리의 부착량은, 대체로 300mg/m2 이하인 것이 바람직하고, 200mg/m2 이하인 것이 보다 바람직하고, 150mg/m2 이하인 것이 더욱 바람직하고, 100mg/m2 이하인 것이 더욱 보다 바람직하다.
또한, 비크로메이트 처리하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상 사용되는 공지된 베이스 처리를 하면 좋다. 구체적으로는, 인산염계, 실리카계, 타이타늄계, 지르코늄계 등의 베이스 처리를 단독으로 또는 병용하여 행하는 것이 권장된다.
한편, 일반적으로 비크로메이트 처리하면 내식성이 저하되기 때문에, 내식성 향상의 목적으로, 도막 중 또는 베이스 처리시, 방청제를 사용하더라도 좋다. 상기 방청제로서는, 실리카계 화합물, 인산염계 화합물, 아인산염계 화합물, 폴리인산염계 화합물, 황계 유기 화합물, 벤조트라이아졸, 탄닌산, 몰리브덴산염계 화합물, 텅스텐산염계 화합물, 바나듐계 화합물, 실레인 커플링제 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 사용하거나 또는 병용할 수 있다. 특히 바람직한 것은, 실리카계 화합물(예컨대, 칼슘 이온 교환 실리카 등)과, 인산염계 화합물, 아인산염계 화합물, 폴리인산염계 화합물(예컨대, 트라이폴리인산알루미늄 등)과의 병용이며, 실리카계 화합물(인산염계 화합물, 아인산염계 화합물 또는 폴리인산염계 화합물)을, 질량 비율로 0.5:9.5 내지 9.5:0.5(보다 바람직하게는 1:9 내지 9:1)의 범위로 병용하는 것이 권장된다. 이 범위로 제어함으로써 원하는 내식성과 가공성의 양쪽을 확보할 수 있다.
상기 방청제의 사용에 의해 비크로메이트 처리 금속판의 내식성은 확보할 수 있지만, 그 반면, 방청제의 첨가에 의한 가공성 저하도 알려져 있다. 그 때문에, 도막의 형성 성분으로서, 특히 에폭시 변성 폴리에스터계 수지 및/또는 페놀 유도체를 골격에 도입한 폴리에스터계 수지, 및 가교제(바람직하게는 아이소사이아네이트계 수지 및/또는 멜라민계 수지, 보다 바람직하게는 양자의 병용)를 조합시켜 사용하는 것이 권장된다.
이 중 에폭시 변성 폴리에스터계 수지 및 페놀 유도체를 골격에 도입한 폴리에스터계 수지(예컨대, 비스페놀 A를 골격에 도입한 폴리에스터계 수지 등)는 폴리에스터계 수지에 비해 내식성 및 도막 밀착성이 우수하다.
한편, 아이소사이아네이트계 가교제는 가공성 향상 작용(가공 후의 외관 향상 작용을 의미하고, 후기하는 실시예에서는, 밀착성 굴곡 시험에 있어서의 크랙수로 평가하고 있다)을 갖고 있고, 이것에 의해, 방청제를 첨가했다고 해도 우수한 가공성을 확보하는 것이 가능해진다.
또한, 멜라민계 가교제는 우수한 내식성을 갖고 있다. 따라서, 본 발명에서는, 상술한 방청제와 병용함으로써 매우 양호한 내식성이 얻어지게 된다.
이들 아이소사이아네이트계 가교제 및 멜라민계 가교제는 단독으로 사용하더라도 좋지만, 양자를 병용하면 비크로메이트 처리 금속판에 있어서의 가공성 및 내식성을 한층 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 아이소사이아네이트계 수지 100질량부에 대하여, 멜라민계 수지를 5 내지 80질량부의 비율로 함유하는 것이 권장된다. 멜라민계 수지가 5질량부 미만인 경우, 원하는 내식성이 얻어지지 않고, 한편 멜라민계 수지가 80질량부를 초과하면, 아이소사이아네이트계 수지의 첨가에 의한 효과가 양호하게 발휘되지 않아서, 원하는 가공성 향상 작용이 얻어지지 않는다. 보다 바람직하게는, 아이소사이아네이트계 수지 100질량부에 대하여, 10질량부 이상 40질량부 이하, 더욱 보다 바람직하게는 15질량부 이상 30질량부 이하이다.
본 발명의 수지 도장 금속판은, 금속판(상기 베이스 처리한 것도 포함한다)의 표면에 상기의 같은 각종 첨가제를 포함하는 수지 피막이 피복된 것이지만, 필요에 따라 내손상성이나 내지문성 등의 부여를 목적으로, 수지 피막의 표면에 또한 별도의 수지 피막을 실시한 2층의 피막 구조로 하여도 좋다.
다음으로, 본 발명의 수지 도장 금속판을 제조하는 방법을 설명한다.
본 발명의 수지 도장 금속판은, 베이스 수지 및 가교제외에, 필요에 따라 여러가지 첨가제를 포함하는 도료를 공지된 도장 방법으로 금속판의 표면에 도포하고, 인화를 행함으로써 얻어진다.
여기서, 수지 피막의 PPIt를 본 발명의 범위(70 이상)로 제어하기 위해서는, 원판(금속판)의 표면 조도(JIS B 0601(1994)로 규정되는 산술 평균 조도 Ra의 것, 이하 단지 Ra라고 부른다)나, 수지 피막의 형성 방법(도료의 점도 및 고형분 농도, 도료의 인화 조건 등)을 아래와 같이 제어하는 것이 바람직하다.
우선, 원판인 금속판의 Ra는, 대체로 0.8 내지 1.6㎛의 범위내로 제어하는 것이 바람직하다. 예컨대, 원판으로서 강판을 이용하는 경우, 조질 압연롤의 Ra를, 대체로 0.6 내지 3.2㎛의 범위내로 제어하고, 압연시의 압연율을, 대체로 0.3 내지 2.5%의 범위내로 제어하면, 금속판의 Ra를 상기 범위내로 제어할 수 있다. 조질 압연 공정에서는, 조질 압연에 이용한 롤의 표면 형상이 높은 전사율로 도금 원판에 전사되지만, 본 발명과 같이 매우 얇은 수지 피막이 도금 원판에 실시되는 경우에는, 도금 수지 피막의 표면 형상은 원판의 표면 형상을 거의 반영한다고 여겨지기 때문에, 원판인 금속판의 Ra를 적절히 제어하도록 하였다. 압연율은 조질 압연롤의 Ra에 근거하여 적합한 범위로 정하면 좋다.
조질 압연롤의 Ra는, 예컨대 숏 블라스트 덜(shot blast dull) 가공, 방전 덜 가공, 레이저 덜 가공 등의 공지된 가공 방법을 이용하여 적절히 조절할 수 있다. 예컨대, 숏 블라스트 덜 가공을 이용하는 경우는, 입도 조정한 감삭재를 이용하여 조질 압연롤의 표면 조도를 조정하면 좋다.
도료의 점도는, 포드 컵 No. 4에서 10초 내지 40초의 범위내에 있는 것이 바람직하고, 15초 내지 30초의 범위내인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 시간이 짧을수록 점도는 낮은 것을 의미하고 있다.
예컨대, 사용하는 도료의 점도가, 포드 컵 No. 4에서 10초 미만으로 낮은 경우는, 금속판의 골짜기부(오목부)에 도료가 침입하기 쉬워지므로, 수지 피막의 PPIt는 감소하는 경향이 된다. 한편, 사용하는 도료의 점도가 포드 컵 No. 4에서 40초로 높은 경우에는, 금속판의 표면 조도(요철의 형상)가 수지 피막의 형성에 큰 영향을 미치게 되어, 경접촉하에서의 도전성이 불안정하게 될 우려가 있다.
도료의 고형분 농도는 사용하는 도료의 점도나 도장 조건 등에 따라, 도포하기 쉽도록 적절히 조정하면 좋지만, 대체로 2 내지 20질량%의 범위내인 것이 바람직하고, 4 내지 16질량%의 범위내인 것이 보다 바람직하고, 6 내지 12질량%의 범위내인 것이 더욱 바람직하다.
인화 조건은, 예컨대 도료의 희석에 이용하는 용제의 종류 등에 따라서 금속판의 골짜기부(오목부)로의 유입의 정도가 변화되는 것 등을 고려하여, 대체로 1분간 이내에 인화를 완료하는 것이 바람직하다.
도장 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 표면을 청정화하여, 필요에 따라 도장 전처리(예컨대, 인산염 처리, 크로메이트 처리 등)를 실시한 장척 금속대 표면에, 롤 코터법, 스프레이법, 커튼 플로우 코터법 등을 이용하여 도료를 도공하고, 열풍 건조로를 통과시켜 건조시키는 방법 등을 들 수 있다. 피막 두께의 균일성이나 처리 비용, 도장 효율 등을 종합적으로 감안하여 실용상 바람직한 것은 롤 코터법이다.
본 발명의 수지 도장 금속판이 적용되는 전자 기기 부재로서는, 예컨대 폐쇄된 공간에 발열체를 내장하는 전자 기기 부재로서, 상기 전자 기기 부재는, 그 외벽의 전부 또는 일부가 상기 전자 기기 부재용 도장체로 구성되어 있는 전자 기기 부재도 포함된다. 상기 전자 기기 부재로서는, CD, LD, DVD, CD-ROM, CD-RAM, PDP, LCD 등의 정보 기록 제품; 퍼스널 컴퓨터, 차량 네비게이션, 차량 AV 등의 전기?전자?통신 관련 제품; 프로젝터, 텔레비젼, 비디오, 게임기 등의 AV 기기; 카피기, 프린터 등의 복사기; 에어컨 실외기 등의 전원 박스 커버, 제어 박스 커버, 자동 판매기, 냉장고 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니라, 전?후기의 취지에 적합할 수 있는 범위로 적절히 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하고, 그들은 어느 쪽이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실시예 1
(금속판)
이하에 나타내는 여러가지 금속판(판 두께는 전부 0.6mm)을 이용하여, 조질 압연 롤의 표면 조도(Ra)를 0.6 내지 3.2㎛의 범위내로, 또한 압연시의 압연율을 0.3 내지 1.5%의 범위내로 변화시킴으로써, 금속판의 표면 조도(Ra)를 0.56 내지 1.35㎛의 범위내로 변화시켰다. 조질 압연 롤의 Ra는 그리드 입도를 #50 내지 #70의 범위로 변화시켜, 입도 조정한 감삭재를 이용하여 숏 블라스트 덜 가공을 행함으로써 변화시켰다.
이하의 기재에 있어서, 「%」는 특별히 거절하지 않는 한, 질량%를 의미한다. 또한, 도금 강판(EG, GI, GA, ZN, ZF)은 전부 양면 도금을 행했다.
EG(1): 전기 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 20g/m2, Ra: 0.76㎛)
EG(2): 전기 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 15g/m2, Ra: 0.78㎛)
EG(3): 전기 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 12g/m2, Ra: 0.75㎛)
EG(4): 전기 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 9g/m2, Ra: 0.80㎛)
EG(5): 전기 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 6g/m2, Ra: 0.76㎛)
EG(6): 전기 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 3g/m2, Ra: 0.77㎛)
GI: 용융 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 60g/m2, Ra: 0.56㎛)
CR: 냉간 압연 강판(Ra: 0.86㎛)
GA(1): 합금화 용융 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 40g/m2, Fe: 10%, Ra: 1.34㎛)
GA(2): 합금화 용융 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 40g/m2, Fe: 10%, Ra: 0.82㎛)
GA(3): 합금화 용융 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 35g/m2, Fe: 10%, Ra: 1.32㎛)
GA(4): 합금화 용융 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 30g/m2, Fe: 10%, Ra: 1.35㎛)
GA(5): 합금화 용융 아연 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 25g/m2, Fe: 10%, Ra: 1.30㎛)
ZN: 전기 Zn-Ni 합금화 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 20g/m2, Ni: 10%, Ra: 0.83㎛)
ZF: 전기 Zn-Fe 합금화 도금 강판
(한 면의 도금 부착량 20g/m2, Fe: 10%, Ra: 0.81㎛)
(수지 피막의 조제)
표 1에 나타내는 성분을 포함하는 여러가지 도료를 준비하고, 금속판에 바 코팅 도장을 했다. 희석제로서는, 자일렌과 사이클로헥산온의 혼합 용제(1:1)를 이용했다. 수지 피막의 두께는, 희석 도료의 고형분 농도, 및 바 코팅 도장에 이용되는 바의 번수를 바꿈으로써, 0.3 내지 2.4㎛의 범위내로 변화시켰다.
상기 도료를 도포 후, 이하의 조건에서 인화를 행했다.
열풍 건조로의 통과 시간(노에 존재하는 시간): 50초간
열풍 건조로의 도달 판 온도: 230℃
(수지 피막의 평가)
(Tg의 측정)
수지 피막의 Tg는 JIS K 7121에 근거하여, 시차주사열량계(상품명: Thermo P1us DSC8230, (주)리가쿠제)를 이용하여 측정했다. 구체적으로는, 상기한 바와 같이 하여 제작한 수지 도장 금속판으로부터 채취한 수지 피막을 시차주사열량계에 설치하고, -100℃로 냉각하고, 안정된 곳에서 20℃/분의 속도로 180℃까지 승온시켜, 수득된 DSC 곡선으로부터 유리전이온도(Tg)를 구했다.
(PPIt의 측정)
PPIt는 미국의 SAE J911-JUN86(1986)에 규격되어 있는 PPI에 있어서, 수지 피막의 평균 두께(㎛)를 기준 높이로 하여, 수지 도장 금속판의 PPIt를 산출했다.
측정 조건은, 컷 오프값 0.8mm, 촉침 선단 반경 R: 2㎛(촉침 부분을 구(球)라고 간주한다), 측정 길이: 25.4mm로 했다. 실제로는, 측정 오차(±0.4mm)를 고려하여, 촉침을 26.2mm의 범위로 횡단시켰다. 또한, 측정 장소는 임의로 10개소를 선택하여, 그 평균치를 PPIt로 했다. 측정 장소는 동일 방향에 합계 5개소, 당해 방향과 수직 방향에 합계 5개소를 선택했다.
수지 피막의 평균 두께는, 이하에 나타내는 방법으로 구했다. 우선, 도료 중에 마커로서 산화규소(SiO2)를 1 내지 10중량%의 중량 비율로 첨가하고, 형광 X선 분석법으로써 Si 부착량을 측정했다. Si 부착량의 측정에 있어서는, 미리 Si량과 형광 X선 강도의 관계를 나타내는 검량선을 작성해 두고, 이 검량선에 근거하여, Si 부착량을 측정했다.
다음으로 상기한 바와 같이 하여 측정한 Si 부착량으로부터, 비중 환산을 행하여 수지 피막의 중량을 산출하고, 평균 두께 t(㎛)를 구했다. 구체적인 환산 방법은 이하와 같다.
수지 피막의 평균 두께 t(㎛)={A/(B×C×D)}×1000
식 중,
A=Si 부착량(mg/m2)
B=28/60(Si/SiO2)
C=SiO2의 중량 비율
D=수지 피막의 비중(g/cm3)
상기한 바와 같이 하여 수득된 수지 피막의 평균 두께(t)를 양음 각각의 기준 레벨(피크 카운터 레벨)로서, 1인치당 존재하는 피막 두께 t를 초과하는 요철의 수를 측정하여, PPIt를 구했다.
(도전성의 평가)
테스터[(주)카스텀제 멀티테스터 CX-250]를 이용하여, 아래와 같이 하여 수지 도장 금속판의 표면 저항을 측정했다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 단자를 45°의 각도로 유지하면서, 30mm/초의 평균 속도에서, 수지 도장 금속판의 표면을 슬라이드시켰다(측정 길이 100mm). 측정시의 압력은, 단자의 자중(7g)만의 경접촉하에서 행했다. 측정 개시로부터 1초간 이상 경과하여 측정치(저항치)가 안정된 곳에서 측정치를 판독하였다.
상기와 같은 조작을, 측정 장소를 바꿔 합계 20회 행하여, 그 평균치를 저항치로 했다.
본 실시예에서는, 상기한 바와 같이 하여 수득된 저항치가 100Ω 미만인 것을 도전성이 우수하다(합격)고 평가하고, 저항치가 100Ω 이상인 것을 도전성이 불량하다(불합격)고 평가했다. 저항치가 클수록 도전성이 불량해진다.
한편, 본 실시예의 평가 방법은 저항치 측정시의 압력이 10 내지 12g/mm2인 범위내로 경접촉하에서의 도전성을 평가하고 있다는 점에서, 상술한 일본 특허공개 제2004-156081호 공보, 일본 특허공개 제2005-238535호 공보 및 일본 특허공개 제2004-277876호 공보에 기재된 도전성 평가 방법과 상이하다. 이들 문헌에서는, 어느 것이나 표면 저항 측정기로써 미쓰비시유화(주)제의 로레스터 AP 또는 GP를 이용하고, 측정 프로브로써 ASP 또는 LSP 프로브를 이용하여 도전성을 평가하고 있고, 측정시의 프로브의 압력을 산출하면 대체로 33 내지 460g/mm2로, 본 실시예에 비해 매우 높게 되어 있다.
(전자파 흡수성의 평가)
도 2는, 수지 도장 금속판의 전자파 흡수성을 평가하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 직방체 형상의 하우징(1)내에는, 고주파 루프 안테나(5)가 설치되고, 자계 결합되도록 구성되어 있다. 고주파 루프 안테나(5)는 커넥터(도시하지 않음)를 통해서 동축 케이블(6)의 일단부에 접속되고, 동축 케이블(6)의 다른 단은 네트워크 애널라이저(7)에 접속되어 있다. 네트워크 애널라이저(7)에서는, 주파수를 소인하면서 전자파를 발생시키고, 동축 케이블(6), 고주파 루프 안테나(5)를 경유하여 하우징(1)내에 입력(고주파 입력파: 화살표 B)되도록 되어 있다. 하우징(1)의 공진 주파수에서는 입력된 전자파가 축적되기 때문에, 반사량이 적어지는 특성이 관찰된다(도 3 참조). 그리고, 화살표 C로 표시되는 고주파 반사파는, 관찰치로서 네트워크 애널라이저(7)에 입력(고주파 반사파: 화살표 C)된다.
이 때, 하우징(1)에 있어서의 하기 수학식 2로 구해지는 Q값을 계측하면, 하우징(1)내에서 축적되는 에너지의 크기를 알 수 있다. 한편, 하기 수학식 2로부터 구해지는 Q값은 어드미턴스 궤도를 만족하는 조건으로부터, 구하는 주파수 차이 △f와 공진 주파수 fr로부터 계산되는 것이다(예컨대, 나카지마 마사미츠 저(著), 「모리키타 전기공학 시리즈 3 마이크로파 공학 -기초와 원리-」 모리키타 출판 주식회사 발행, 제159 내지 163페이지).
상기 수학식 2로부터 구해지는 Q값이 작아질수록, 하우징(1)내에 축적되는 에너지가 감소하는 것을 의미한다. 따라서, Q값이 작아질수록, 하우징(1)으로부터 내부로 반사되는 전자계 레벨도 감소하게 된다.
이 때의 모양을 모식적으로 도 4에 나타내지만, 이 도면은, Ez=0, TE011이라는 가장 낮은 주파수의 공진 모드에서의 전자계 분포를 도시한 것이고, 도면 중, E는 고주파 자계, F는 고주파 전계를 각각 나타내고 있다. 상기 Ez는 z 방향의 전계 강도를 의미하고, TE011은 공진 모드의 전자계 분포의 자태를 나타내고 있다. 이 TE는 z 방향으로 파가 진행함으로써, 그 가로 방향에 전계가 존재하는 것을 뜻하고 있다. 첨자 「011」은, x, y, z 방향에 대하여, y 및 z 방향에는 전계의 강도 분포가 하나 있고, x 방향에서는 전계의 강도 분포가 변화하지 않는 것을 나타내고 있다(예컨대, 상기 문헌 제141 내지 144페이지 참조).
또한, 도 4에 나타낸 전자계 분포는, 이하의 식으로 나타낼 수 있다.
Hz=H011?cos(ky?y)?sin(kz?z)
Hy=(-kz?ky/kc 2)?H011?sin(ky?y)?cos(kz?z)
Ex=(-jωμky/kc 2)?H011?sin(ky?y)?sin(kz?z)
여기서, ky=π/b, kz=π/c, kc=ky이다. b, c는 도 4의 직방체(하우징(1))의 y, z 방향의 길이, j는 허수, ω는 각 주파수, μ는 공기의 투자율(透磁率)을 각각 나타낸다.
본 발명자들은, 샘플 강판의 내면에 차지하는 비율을 100% 가까이까지(즉, 하우징 내면의 전면까지) 높일 수 있는 하우징을 제작했다. 도 6은 이 하우징을 구성하는 SUS제 프레임(테두리체)을 나타내는 설명도이며, 도 6(a)는 평면도, 도 6(b)는 정면도, 도 6(c)는 좌측면도를 각각 나타내고 있다. 한편, 이 프레임은 상하 좌우가 대상이 되도록 구성되어 있고, 따라서 저면도는 평면도[도 6(a)]와, 배면도는 정면도[도 6(b)]와, 우측면도는 좌측면도[도 6(c)]와 각각 동일하게 나타나는 것이다.
도 6에 나타낸 프레임에, 도 7, 8에 나타내는 샘플 강판 및 SUS 판을 접착하여(장착 나사), 하우징(240×180×90mm)으로 했다. 한편, 도 7(a)는 프레임의 정면?배면 부분에 배치되는 샘플 강판(2장), 도 7(b)는 프레임의 좌우 측면 부분에 배치되는 샘플 강판(2장), 도 8(a)는 상면 부분에 배치되는 SUS 판, 도 8(b)는 저면 부분에 배치되는 SUS 판을 각각 나타내고 있다.
상기와 같은 구성에 의해 하우징을 제작하면 그 내면이 100%에 가까운 비율 까지 샘플 강판에서 차지할 수 있다. 또한, 장착 나사는, 그 피치를 20 내지 40mm로 하여, 접촉 저항을 저감하고 있기 때문에, 다수개의 나사 체결을 필요로 하는 것이다. 나사 체결은 토크를 관리함으로써, Q값 측정의 재현성을 높일 수 있다. 이러한 하우징을 이용하여 Q값을 측정하고(상기 도 2), 하기 식에 의해 전자파 흡수성을 산출했다.
샘플 강판의 전자파 흡수성(dB)=10×log10([EG]/[A])
단, [EG]: 기판으로 되는 전기 아연 도금 강판의 Q값,
[A]: 샘플 강판의 Q값
상기 방법에 의해서 산출된 값(dB)이 높을수록 전자파 흡수성이 우수하다고 평가된다. 본 실시예에서는, 상기한 바와 같이 하여 산출된 값이 3.0dB 이상인 것을 전자파 흡수성이 우수하다(합격)고 평가하고, 3.0dB 미만인 것을 전자파 흡수성이 불량하다(불합격)고 평가했다. 상기 산출치가 클수록 전자파 흡수성이 우수하다고 평가된다.
이들 결과를 표 2 및 표 3에 병기한다.
한편, 표 2 및 표 3에는 종합 평가란을 두고, 하기 기준으로 종합 평가를 행했다. 종합 평가가 ◎ 또는 ○인 것을 「본 발명예」로 한다.
◎: 도전성 및 전자파 흡수성의 양쪽이 합격인 것
○: 도전성이 합격이고 전자파 흡수성이 불합격인 것
×: 도전성이 불합격이고 전자파 흡수성이 합격인 것, 또는 도전성 및 전자 파 흡수성의 양쪽이 불합격인 것
이들 결과로부터 이하와 같이 고찰할 수 있다.
우선, 도금 원판으로서 합금화 용융 아연 도금 강판을 이용한 결과(표 2의 No. 1 내지 32)에 관하여 고찰한다. 본 실시예에서는, 도금 부착량이 다른 합계 5종류의 원판(GA(1) 내지 GA(5))을 이용하여 도전성 및 전자파 흡수성을 평가했다.
이 중, No. 1 내지 16은 도금 원판으로서 합금화 용융 아연 도금 강판(도금 부착량 40g/m2, Fe: 10%)을 이용한 예이다. 이들은 어느 것이나 합금화 용융 아연 도금 강판을 이용하고 있기 때문에, 양호한 전자파 흡수성이 얻어지고 있다.
표 2에 나타낸 바와 같이, PPIt가 70 이상으로 제어된 No. 1 내지 7, 9 내지 16은, PPIt가 본 발명의 범위를 만족하지 않는 No. 8에 비해, 어느 것이나 도전성이 우수한 것을 알 수 있다. 구체적으로는, PPIt가 클수록, 대체로 저항치는 작게 되고, 도전성이 향상되는 경향이 보였다.
또한, 수지 피막의 Tg와 저항치의 관계에 관하여 고찰하면, 이하와 같다. 우선, 수지 피막의 평균 두께가 1.9㎛인 경우에 관하여 고찰한다. No. 7(Tg=40℃), No. 9(Tg=10℃), No. 10(Tg=25℃), No. 11(Tg=60℃), No. 12(Tg=75℃)는, 어느 것이나 PPIt가 약 78 내지 83으로, 본 발명에서 규정하는 하한치(70) 근방으로 설정된 것이지만, 이들 저항치를 비교 검토하면, Tg가 낮을수록, 대체로 저항치도 작게 되고, 도전성이 향상되는 경향이 보였다.
마찬가지의 경향은, 수지 피막의 평균 두께가 1.0㎛인 경우에도 보였다. No. 4(Tg=40℃), No. 13(Tg=10℃), No. 14(Tg=25℃), No. 15(Tg=60℃), No. 16(Tg=75℃)은, 어느 것이나 PPIt가 약 179 내지 185로, 본 발명에서 규정하는 범위내(PPIt≥70)로 제어된 것이지만, 이들 저항치를 비교 검토하면, Tg가 낮을수록, 대체로 저항치도 작게 되고, 도전성이 향상되는 경향이 보였다.
상기와 마찬가지의 경향은, 도금 원판으로서 상술한 GA(1)과는 도금 부착량이 다른 GA(2)를 이용한 예(No. 17 내지 29)에 있어서도 마찬가지로 보였다.
또한, 도금 원판으로서 도금 부착량이 다른 GA(3) 내지 GA(5)를 이용한 No. 30 내지 32는 PPIt가 본 발명의 범위를 만족하고 있기 때문에, 양호한 도전성이 확보되었다. 이들은 합금화 용융 아연 도금 강판을 이용하고 있기 때문에, 전자파 흡수성도 우수하다.
한편, 표 3의 No. 49 및 50은 도금 원판으로서, 상기 이외의 아연과 철족 원소의 합금 도금 강판을 이용한 예이다. 구체적으로는, No. 49는 전기 도금법에 의해 Zn과 Ni가 합금화된 강판을, No. 50은 전기 도금법에 의해 Zn과 Fe가 합금화된 강판을 이용한 예이지만, 어느 것이나 PPIt가 본 발명의 범위를 만족하고 있기 때문에 양호한 도전성이 확보되어 있고, 또한 전자파 흡수성도 우수하다.
한편, 표 3의 No. 33 내지 48은 도금 원판으로서 전기 아연 도금 강판을 이용한 예이다. 본 실시예에서는 도금 부착량이 다른 합계 6종류의 원판(EG(1) 내지 EG(6))을 이용하여 도전성 및 전자파 흡수성을 평가했다.
표 3에 나타낸 바와 같이, 상기 강판은 어느 것이나 PPIt가 70 이상으로 제어되어 있기 때문에 도전성이 우수하다. 구체적으로는, PPIt가 클수록, 대체로 저항치는 작게 되고, 도전성이 향상되는 경향이 보였다.
이에 반하여, PPIt가 본 발명의 범위를 만족하지 않는 것은, 어느 쪽의 도금 원판을 이용했을 때도 도전성이 불량하다는 것을 실험에 의해 확인하였다(표에는 나타내지 않음).
또한, 수지 피막의 Tg와 저항치의 관계에 관하여 고찰하면, 이하와 같다.
우선, 수지 피막의 평균치가 1.0㎛인 경우에 관하여 고찰한다. 표 3의 No. 35(Tg=40℃), No. 36(Tg=10℃), No. 37(Tg=25℃), No. 38(Tg=60℃), No. 39(Tg=75℃)는, 어느 것이나 PPIt가 약 71 내지 76으로, 본 발명에서 규정하는 하한치(PPIt=70) 근방으로 설정된 것이지만, 이들 저항치를 비교 검토하면, Tg가 낮을수록, 대체로 저항치도 작게 되고, 도전성이 향상되는 경향이 보였다.
마찬가지의 경향은 수지 피막의 평균 두께가 0.6㎛인 경우에도 보였다. No. 33(Tg=40℃), No. 40(Tg=10℃), No. 41(Tg=25℃), No. 42(Tg=60℃), No. 43(Tg=75℃)은, 어느 것이나 PPIt가 약 142 내지 153으로, 본 발명에서 규정하는 범위내(PPIt≥70)로 제어된 것이지만, 이들 저항치를 비교 검토하면, Tg가 낮을수록, 대체로 저항치도 작게 되고, 도전성이 향상되는 경향이 보였다.
표 3의 No. 51 내지 56은 도금 원판으로서 용융 아연 도금 강판을 이용한 예이다.
이 중, PPIt가 본 발명의 범위를 만족하는 No. 51, 53 내지 56은 본 발명의 범위를 만족하지 않는 No. 52에 비해 도전성이 우수하다.
한편, 상기 강판은 어느 것이나 용융 아연 도금 강판을 이용하고 있기 때문에, 전자파 흡수성이 불량하다.
표 3의 No. 57 내지 67은 도금 원판으로서 냉간 압연 강판을 이용한 예이다.
이 중, PPIt가 본 발명의 범위를 만족하는 No. 57 내지 58, 60 내지 67은 본 발명의 범위를 만족하지 않는 No. 59에 비해 도전성이 우수하다.
또한, 상기 강판은 어느 것이나 냉간 압연 강판을 이용하고 있기 때문에, 합금화 도금 강판을 이용한 경우에 비해 양호한 전자파 흡수성이 얻어지고 있다.
도 1은 SAE 규격의 PPI의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도장 강판에 있어서의 전자파 흡수 성능의 평가 방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 입력된 전자파가 하우징의 공진 주파수에서 반사량이 적어지는 상태를 설명하는 도면이다.
도 4는 전자파 흡수성을 측정했을 때의 상태를 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 5는 수지 도장 금속판의 도전성의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 전자파 흡수성을 측정하기 위한 하우징을 구성하는 SUS제 프레임(테두리체)을 나타내는 설명도이다.
도 7은 프레임의 좌우 측면 부분에 배치되는 샘플 강판의 형상을 나타내는 설명도이다.
도 8은 프레임의 상면 부분 및 저면 부분에 배치되는 샘플 강판의 형상을 나타내는 설명도이다.
Claims (3)
- 금속판의 표면에 수지 피막이 피복된 수지 도장 금속판으로서, 압력 10~12g/mm2의 접촉 하에서의 저항치가 60Ω 이하이며, 상기 수지 피막이 하기 수학식 1a의 요건을 만족하고, 상기 수지 피막의 유리전이점(Tg)이 45℃ 이하이며, 상기 금속판의 산술 평균 조도 Ra가 0.8 내지 1.6㎛인 수지 도장 금속판.수학식 1aPPIt≥100PPIt는, SAE J911-1986에 기재된 PPI(Peaks Per Inch)에 있어서, 피크 카운트 레벨(2H)의 1/2을 수지 피막의 두께 t(㎛)로 했을 때의, 산-골짜기(山-谷) 카운트의 수를 나타낸다.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속판은 아연과 철족 원소의 합금 도금 강판인 수지 도장 금속판.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 금속판은 합금화 용융 아연 도금 강판인 수지 도장 금속판.
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