TW201634270A - 聚矽氧被膜金屬材及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種聚矽氧被膜金屬材及其製造方法，對於如鋁或鋁合金，具有固定數值以上的熱傳導率的金屬材，不需要進行研磨處理或氧化皮膜形成處理等繁雜的處理，能形成具有高密接性的聚矽氧膜。這種聚矽氧被膜金屬材係形成聚矽氧膜於金屬材表面，其特徵在於前述聚矽氧膜係塗布聚矽氧於前述金屬材，將此在20~50℃預備乾燥20~40分，此預備乾燥的前述金屬材經由在200~300℃乾燥20~90分所形成。

Description

聚矽氧被膜金屬材及其製造方法

本發明是關於一種聚矽氧被膜金屬材及其製造方法，對於如鋁或鋁合金，具有固定數值以上的熱傳導率的金屬材，不需要進行用砂紙或噴砂等的研磨處理、底漆處理或形成做為基礎的氧化皮膜的預處理，可形成聚矽氧膜。

金屬材，特別是鋁或鋁合金的鋁材，因輕量且加工性優越，可使用於各種用途，例如建築材、容器包裝等日用品、食品容器、電機器、如貨櫃的輸送用具等。

以往，因金屬材的耐腐蝕性、耐氣候性以及附著於此的廢物或污物容易掉落的目的，會在其表面形成聚矽氧膜。

形成此聚矽氧膜的矽是離型性強的成分，所以為了提升聚矽氧膜與金屬材的密接性，採用例如用噴砂或砂紙言磨處理金屬材表面，以酸處理、電暈放電、電漿噴流或鉻酸鹽處理等方法形成氧化膜於表面，塗布底漆於表面來形成底漆層等方法。

做為金屬材的表面處理方法，揭露有為了成為無鉻且對環境好的表面處理，在表面接觸角30°以下的鋁材的表面設有包含矽元素的矽含有塗膜的鋁塗裝材(參照專利文獻1)、在鋁材的表面形成接觸角30°以下的親水性皮膜，在此親水性皮膜上形成矽含有塗膜的鋁塗裝材(參照專利文獻2)。

又，例如鋁塗裝材，特別是由鋁箔組成的調理用容器、食器中，使用形成由聚矽氧樹脂組成的被膜層做為離型劑的技術(參照專利文獻3)。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2004-283824號

【專利文獻2】日本特開2012-81468號

【專利文獻3】日本實用新案登錄第3129837號

在專利文獻1所揭露的方法，需要進行鋁材表面的接觸角為30°以下的預處理，為了調整其接觸角，以ph8以上的鹼溶液進行鹼處理及/或ph6以下的酸溶液進行的酸處理，所以手續繁雜，在環境面也有問題又，即使是專利文獻2所揭露的方法，需要鋁材表面形成親水性皮膜且此親水性皮膜的接觸角要調整為30°以下，手續繁雜。

又，專利文獻3所揭露的焙燒容器中，並沒有揭露關於聚矽氧樹脂的具體燒製條件、方法。

又，如上述，在金屬材形成聚矽氧膜，需要進行研磨處理、噴砂處理、氧化皮膜形成處理等，預處理繁雜且費時。況且，鋁或鋁合金相較於其他金屬的放熱性高。因此，使用這些的金屬材即使施加預處理，仍有與聚矽氧膜的密接性不穩定的問題。

本發明是解決上述問題者，其目的在於提供一種聚矽氧被膜金屬材及其製造方法，對於如鋁或鋁合金，具有固定數值以上的熱傳導率的金屬材，不需要進行繁雜的預處理，能形成具有高密接性的聚矽氧膜。

(1)本發明的聚矽氧被膜金屬材，形成聚矽氧膜於表面，其特徵在於前述聚矽氧膜係塗布聚矽氧於脫脂處理的前述金屬材，將此在20~50℃預備乾燥20~40分，此預備乾燥的前述金屬材經由在200~300℃乾燥20~90分所形成。

(2)如上述(1)所記載的結構中，前述金屬材的熱傳導率在200W/m‧K以上。

(3)如上述(1)或(2)中任一者所記載的結構中，前述金屬材是鋁或鋁合金。

(4)如上述(1)~(3)中任一者所記載的結構中，前述聚矽氧膜的膜厚是0.1~5.0μm。

(5)本發明的聚矽氧被膜金屬材的製造方法，其特徵在於：塗布聚矽氧於金屬材；將塗布此聚矽氧於前述金屬材在20~50℃預備乾燥20~40分；以及此預備乾燥的前述金屬材經由在200~300℃乾燥20~90分，來形成聚矽氧膜於前述金屬材的表面。

(6)在上述(5)所記載的結構中，前述金屬材的熱傳導率在200W/m‧K以上。

(7)在上述(5)或(6)中任一者所記載的結構中，前述金屬材是鋁或鋁合金。

(8)在上述(5)~(7)中任一者所記載的結構中，前述聚矽氧膜的膜厚是0.1~5.0μm。

根據本發明，可提供一種聚矽氧被膜金屬材及其製造方法，對於如鋁或鋁合金，具有固定數值以上的熱傳導率的金屬材，不需要進行繁雜的預處理，能形成具有高密接性的聚矽氧膜。

10‧‧‧金屬板

20、220‧‧‧聚矽氧膜

100‧‧‧聚矽氧被膜金屬材

200‧‧‧燒模

210‧‧‧鋁容器

第一圖是關於本發明的一實施型態的聚矽氧被膜金屬材的概略剖面圖。

第二圖是關於本發明的一實施型態的變形例的加工聚矽氧被膜金屬材的燒模的概略剖面圖。

以下，詳述關於本發明的聚矽氧被膜金屬材的製造方法的一實施形態。又，本發明當然並非受限於該實施形態者。

首先，以第一圖來說明用本實施形態製造的聚矽氧被膜金屬材。

如第一圖所示，聚矽氧被膜金屬材100是由金屬板10與聚矽氧膜20所組成。然後在金屬板10的兩面形成有聚矽氧膜20。如此，藉由在金屬板10的兩面形成聚矽氧膜20，可提升金屬板10的耐腐蝕性，並使廢物或污物容易掉落。

做為金屬材，可使用純金屬及合金的任一者。又，做為金屬 材，較佳為使用其熱傳導率在200W/m‧K以上者，從加工性、計量性來看，較佳為使用特別是鋁(包含鋁合金。以下，本說明書中，由鋁或鋁合金所組成的金屬材稱為鋁金屬材)。

又，金屬材的形狀並沒有特別限定，考慮其加工性等，較佳為使用如金屬版10的板狀或薄片狀、箔狀者。在板狀、薄片狀、箔狀的情況下的金屬材厚度，可根據聚矽氧被膜金屬材100的用途適當調整。特別是食品用容器，例如做為麵包或烤甜點等的燒模來使用的情況下，其厚度為20~200μm為較佳。

又，雖然聚矽氧膜20的膜厚可根據聚矽氧被膜金屬材100的用途適當調整，但0.1~5.0μm，特別是0.1~2.0μm為較佳。藉由如此的膜厚，可提升聚矽氧膜20對金屬材10的追隨性。

聚矽氧膜20塗布聚矽氧於金屬板10，將此在20~50℃預備乾燥20~40分，並進一步將此經由在200~300℃乾燥20~90分來形成。

又，在聚矽氧塗布於金屬板10前，或塗布時，對金屬板10進行脫脂處理為較佳。做為將金屬板10脫脂的方法，舉出例如有機溶劑法、界面活性劑法等。若為可除去金屬板10表面的油份與氧化膜的方法，並沒有特別限定，較佳為使用有機溶劑法。

又，做為用於形成聚矽氧膜10的聚矽氧，若為可以加熱乾燥形成膜於金屬材上者，較佳為使用聚矽氧油、聚矽氧橡膠、聚矽氧樹脂的任一者。考慮耐熱性等，較佳為使用聚矽氧樹脂。

又，聚矽氧的黏度，可根據聚矽氧被膜金屬材100的用途，用有機溶劑等稀釋劑來適當調整。用於此黏度調整的稀釋劑種類及量並沒有特別限定，可根據聚矽氧被膜金屬材100的用途來適當調整。

又，在不影響聚矽氧特性的範圍內，也可以混和著色劑等添加劑。

又，做為在金屬板10塗布聚矽氧的方法，舉出例如噴塗法、棒塗法、輥塗法、浸漬法等。由於可有效地塗布聚矽氧於金屬板10的表面，在這之中較佳為使用浸漬法。

接下來，將塗布聚矽氧的金屬板10在20~50℃預備乾燥20~40分，使此預備乾燥的前述金屬材在200~300℃乾燥20~90分，使聚 矽氧膜20形成於金屬板10的表面。

預備乾燥時的溫度更佳為30~50℃。又，乾燥時的溫度較佳範圍是250~280℃，更佳範圍是超過250~270℃。

在如此溫度條件下，藉由使塗布聚矽氧的金屬板10乾燥，即使不進行研磨處理或氧化被膜處理等，也可以使聚矽氧膜20對金屬板10的密接性提升。

再者，預備乾燥及乾燥，使用例如乾燥機或烘烤爐等來進行。

通常，聚矽氧如上述，離型性強。因此，將做為被接著材的金屬材表面進行研磨處理、氧化皮膜形成處理等，使聚矽氧溶液接著於金屬材，並塗布聚矽氧，使其乾燥。特別是形成的聚矽氧膜的膜厚為厚的情況下，聚矽氧對金屬材的密接性低。

然後，特別是熱傳導性高的金屬材，例如想要在鋁金屬材形成聚矽氧膜的情況下，因鋁金屬材的高熱傳導性導致聚矽氧與鋁金屬材的密接性不穩定。

也就是說，如鋁金屬材般，在熱傳導率高的金屬材的情況下，由於放熱性非常高，在聚矽氧膜形成的加熱時，金屬材本身的實際溫度會比周圍空氣溫度更低，或因放熱導致金屬材的溫度不穩定，所以認為聚矽氧對金屬材的密接性會降低。因此，即使在不對如此熱傳導率高的金屬材進行研磨處理或氧化被膜處理等來形成聚矽氧膜，如上述，金屬材本身的加熱會變得不穩定，該金屬材與聚矽氧膜的密接性會變得不穩定。因此，若在如此金屬材上形成聚矽氧膜，該聚矽氧膜會有因一點衝擊或熱導致從金屬材剝離之虞。

但是，根據本實施形態的聚矽氧被膜金屬材的製造方法，在上述溫度條件下使聚矽氧乾燥，即使是熱傳導率高的金屬材也能充分加熱，可提升且穩定如此的金屬材與聚矽氧膜的密接性。又，藉此，即使是在形成的聚矽氧膜的膜厚為厚的情況下，強力密接於熱傳導性高的金屬材，即使受到熱或衝擊的情況下也能達到難以剝離聚矽氧膜的效果。

接下來，本實施形態的聚矽氧被膜金屬材100的變形例，關於麵包或烤甜點等燒模，用第二圖來說明。

如第二圖所示，本實施形態的變形例的燒模200，是由鋁容器210、聚矽氧膜220所組成。又，鋁容器210是由箔狀的鋁所組成的金屬材。鋁容器210的厚度，如上述，較佳為20~200μm。

做為燒模200的製造方法，舉出例如在由箔狀鋁組成的金屬材塗布聚矽氧，在上述溫度條件乾燥，並將形成又聚矽氧膜的聚矽氧被膜金屬材衝壓成圓形、長方形或其他形狀，藉由於此衝壓者施加冷壓來成型為圓、長方形或其他形狀的杯型，來製造燒模200的方法，以及首先將由箔狀鋁組成的金屬材衝壓成圓形、長方形或其他形狀，藉由於此衝壓者施加冷壓來成型為圓、長方形或其他形狀的杯型後，在這些塗布聚矽氧，在上述溫度條件乾燥來製造形成有聚矽氧膜的燒模200的方法。

製造聚矽氧被膜金屬材後，將這些加壓加工的方法的情況下，較佳為形成聚矽氧膜於箔狀金屬材全面(上面、底面、側面)。但是，加壓時所形成的聚矽氧膜會有受傷之虞，所以較佳為使用形成聚矽氧膜於加壓加工金屬材者的方法。

如此的燒模200，在其鋁容器210全面形成有聚矽氧膜220，所以容易分離焙燒的麵包或烤甜點。然後，根據本變形例，不需要對其表面進行研磨處理、氧化皮膜形成處理等，可以使聚矽氧膜220充分密接於金屬材(鋁容器210)，所以可保持做為燒模的高穩定性，並可做為燒模反覆利用。

溶劑實驗 <實施例>

準備鋁板(縱70mm×橫150mm×厚0.8mm)。

除了用有機溶劑將此鋁板脫脂處理以外，不進行預處理，浸漬於聚矽氧樹脂，將其放入乾燥機，在40℃預備乾燥30分。接下來，使此預備乾燥的前述鋁板在260℃乾燥70分，製作具有聚矽氧膜的實驗片1。

<比較例>

準備鋁板(縱70mm×橫150mm×厚0.8mm)。

除了用有機溶劑將此鋁板脫脂處理以外，不進行預處理，浸漬於聚矽 氧樹脂，將其放入乾燥機，在40℃預備乾燥30分。接下來，使此預備乾燥的前述鋁板在190℃乾燥70分，製作具有聚矽氧膜的實驗片2。

在實驗片1及實驗片2的表面，將有機溶劑滴2~3滴，實驗片1沒有發生任何狀況。另一方面，關於實驗片2，附著有機溶劑的部分的聚矽氧膜從鋁板浮上。

焙燒實驗 <實施例>

將厚度50μm的鋁箔衝壓加工為圓形，準備圓形的鋁容器。除了用有機溶劑將此鋁容器脫脂處理以外，不進行預處理，浸漬於聚矽氧樹脂，將其放入乾燥機，在40℃預備乾燥30分。接下來，使此預備乾燥的前述鋁容器在260℃乾燥70分，製作具有聚矽氧膜的實驗片3。

<比較例>

將厚度50μm的鋁箔衝壓加工為圓形，準備圓形的鋁容器。除了用有機溶劑將此鋁容器脫脂處理以外，不進行預處理，浸漬於聚矽氧樹脂，將其放入乾燥機，在40℃預備乾燥30分。接下來，使此預備乾燥的前述鋁容器在190℃乾燥70分，製作具有聚矽氧膜的實驗片4。

在實驗片3及實驗片4流入生麵團，將此放入烘烤爐在170℃加熱20分。從烘烤爐取出加熱後的實驗片3及實驗片4，實驗片3並沒有發生任何狀況，關於實驗片4，聚矽氧膜的一部份從鋁容器剝離。

如此，本發明的聚矽氧被膜金屬材，對於具有固定數值以上的熱傳導率的金屬材，不需要進行繁雜的研磨處理或氧化皮膜形成處理等，也能形成具有高密接性的聚矽氧膜。

10‧‧‧金屬板

20‧‧‧聚矽氧膜

100‧‧‧聚矽氧被膜金屬材

Claims (10)

1. 一種聚矽氧被膜金屬材，形成聚矽氧膜於表面，其特徵在於：前述聚矽氧膜係塗布聚矽氧於金屬材，將其在20~50℃預備乾燥20~40分，將預備乾燥後的前述金屬材經由在200~300℃乾燥20~90分所形成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之聚矽氧被膜金屬材，其中前述金屬材的熱傳導率在200W/m‧K以上。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之聚矽氧被膜金屬材，其中前述金屬材是鋁或鋁合金。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之聚矽氧被膜金屬材，其中前述聚矽氧膜的膜厚是0.1~5.0μm。
5. 如申請專利範圍第3項所述之聚矽氧被膜金屬材，其中前述聚矽氧膜的膜厚是0.1~5.0μm。
6. 一種聚矽氧被膜金屬材的製造方法，其特徵在於：塗布聚矽氧於金屬材；將塗布有該聚矽氧的前述金屬材在20~50℃預備乾燥20~40分；以及將預備乾燥後的前述金屬材經由在200~300℃乾燥20~90分，來形成聚矽氧膜於前述金屬材的表面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之聚矽氧被膜金屬材的製造方法，其中前述金屬材的熱傳導率在200W/m‧K以上。
8. 如申請專利範圍第6或7項所述之聚矽氧被膜金屬材的製造方法，其中前述金屬材是鋁或鋁合金。
9. 如申請專利範圍第6或7項所述之聚矽氧被膜金屬材的製造方法，其中前述聚矽氧膜的膜厚是0.1~5.0μm。
10. 如申請專利範圍第8項所述之聚矽氧被膜金屬材的製造方法，其中前述聚矽氧膜的膜厚是0.1~5.0μm。