TWI405618B - 電子電氣機器用預塗佈金屬板 - Google Patents

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TWI405618B
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Takehiro Ozawa
Osamu Kato
Masatsugu Saito
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Furukawa Sky Aluminum Corp
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電子電氣機器用預塗佈金屬板
本發明是關於液晶電視、電腦、DVD播放器等的電氣機器或電子機器所應用之電子電氣機器用預塗佈金屬板。
為了要防止靜電或電磁波雜訊所造成的誤動作,對於電氣機器或電子機器的硬碟盒材料所要求之重要性能為導電性。為了要符合導電性能,考慮用裸材的金屬板。用裸材的金屬板時,使用高黏度的沖壓油則必須經過有機溶劑的脫脂步驟,但基於與環境問題對應的觀點,省略脫脂步驟,因而改成使用低黏度的揮發性沖壓油。
然而,低黏度的揮發性沖壓油,由於潤滑性低劣,存在著成形加工時會在高加工部發生裂開,與模具的磨損而容易造成刮傷的問題。對於此點,在金屬板上塗上含有潤滑劑的塗料,成形性則會變良好,不過因獲得的樹脂覆膜為絕緣體,所以會有導電性劣化的缺點。為了要符合與此相反的性能而進行研討,提案成形性及導電性兼具的預塗佈金屬板。
日本專利文獻1中揭示,藉由樹脂覆膜來覆蓋金屬板的表面,而該樹脂覆膜係將從由丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂以及聚胺酯系樹脂所組成的群體中選出的至少一種作為樹脂成分,含有水份1~50質量%、潤滑劑0.1~20質量%,且厚度為0.05~5μm之電子電氣機器用預塗佈金屬板。
日本專利文獻2中揭示,在中心線平均粗度為0.2~06μm之鋁素材板的至少其中一面,從素材板側起依序形成有耐蝕性皮膜及樹脂皮膜之鋁板。此處,耐蝕性皮膜含有Cr或Zr,且經Cr或Zr換算,附著量為10~50mg/m2 ,根據平均膜厚為0.05~0.3μm,相對於總樹脂皮膜量,樹脂皮膜則是含有1~25質量%的潤滑劑。鋁素材板或在該板的上面形成有耐蝕性皮膜的表面,該微細的凸部露出樹脂皮膜的表面,在形成有樹脂皮膜側的面,用0.4N的負荷押壓半徑10mm的球狀端子時,前述球狀端子與鋁素材板之間的表面電阻值為10Ω以下。
日本專利文獻3中揭示,由以鋁合金板所組成的基板、及形成在基板的其中一面或兩面之化成皮膜、及形成在化成皮膜上之導電層所形成之導電性預塗佈鋁合金板。導電層則是由含有Zr化合物之導電性的合成樹脂塗膜所組成,並且該膜厚為0.5μm以下。
專利文獻1:日本專利特開2002-275656號公報
專利文獻2:日本專利特開2003-313684號公報
專利文獻3:日本專利特開2004-068042號公報
具有樹脂皮膜的皮膜厚度愈薄,成形性則愈低劣的趨勢。樹脂皮膜與模具相接觸摩擦,皮膜厚度愈薄,則愈如容易在樹脂皮膜發生損傷。最近,硬碟盒不斷進行研發,追求預塗佈金屬板的成形性也比以前還要更積極。日本專利文獻1中所揭示的樹脂覆膜,由於也有含有50質量%水份的情況,故很容易推定為:以樹脂成分不存在的部分為起點,樹脂皮膜易於撕裂。這種情況,會有成形後存有傷痕而使硬碟盒的外觀品質劣化的問題。
日本專利文獻2中所揭示的樹脂覆膜中,就中心線平均粗度而言,素材的表面粗度設定為0.2μm~0.6μm,樹脂皮膜的厚度設定為0.05~0.3μm,但有關樹脂皮膜表面的三維表面形狀並沒有規定。因而被認定為:例如就中心線平均粗度而言,素材的表面粗度為0.6μm,且樹脂皮膜的厚度為0.05μm的話,素材的凸部容易露出樹脂皮膜表面,又容易被推定為:素材的凸部容易與模具摩擦。這種情況,會有成形後存在傷痕而使硬碟盒的外觀品質劣化的問題。
由於日本專利文獻3中所揭示的樹脂皮膜中含有Zr化合物,容易被推斷為:該化合物變成撕裂起點,樹脂皮膜容易撕裂。
本發明鑑於以上習知技術所存在的問題,其目的為提供既有優異的耐刮傷性又有優異的導電性之電子電氣機器用預塗佈金屬板。
本發明中,申請專利範圍第1項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,是一種具備有被形成在金屬板其中一面上且含有基材樹脂及潤滑劑的樹脂皮膜之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其特徵為:前述樹脂皮膜表面上,穿過最大高度的突出部並與前述金屬板的壓延方向成垂直相交的一條直線上之算數平均粗度Ra(μm)以上的突出部,每1mm2 當中存在有19~781個。
本發明中,申請專利範圍第2項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其中,前述潤滑劑係由聚乙烯蠟(polyethylene wax)、棕櫚蠟(carnauba wax)、以及微晶蠟(microcrystalline wax)當中的至少一種所組成,前述樹脂皮膜表面上,前述潤滑劑的佔有率為10~80%。
本發明中,申請專利範圍第3項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其中,前述基材樹脂為由丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚胺酯系樹脂、以及聚酯系樹脂所組成的群體當中選出的至少一種。
本發明中,申請專利範圍第4項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其中,前述樹脂皮膜表面中的水份殘留率為0.001~0.9重量%。
本發明中,申請專利範圍第5項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其中,前述金屬板的兩面具有經過脫脂處理、脫脂處理後的化成處理的任何一種處理所形成的處理面。
本發明的預塗佈金屬板,因具有特定的表面形狀,所以可以賦予良好的耐刮傷性及良好的導電性。進而,因特定潤滑劑的表面佔有率處在特定得範圍,所以可以提升良好的耐刮傷性與導電性的平衡。
以下,針對用來實施本發明的形態進行說明。
A. 金屬板:
本發明所使用之金屬板的材質,若為形成電子電氣機器的零組件之硬碟盒仍具有足夠的強度,且具有足夠的成形加工性的話,並沒有特別的限定。適合採用純鋁或5000系列鋁合金等的鋁合金、鍍鋅鋼、不銹鋼。此外,通常是採用0.1~2.0mm厚度的金屬板。
B. 塗料塗上前處理:
最好是在金屬板上形成樹脂皮膜之前,對於金屬板表面施予塗裝前處理。塗裝前處理則如同後述,也可以只進行用來除去金屬板表面的污物或調整表面形狀的脫脂處理,或者在進行脫脂處理之後進行化成處理的任何一種處理。
用來除去金屬板表面的污物或調整表面形狀的脫脂處理,列舉有酸性洗淨及鹼性洗淨,酸性洗淨係藉由硫酸、硝酸、磷酸等來進行處理,鹼性洗淨則是藉由苛性鈉、磷酸鈉、矽酸鈉等來進行處理。進行該酸性洗淨或鹼性洗淨可以單獨也可以複數種組合。實施這種洗淨的表面處理也是對於金屬板噴吹特定的表面處理液,或以特定溫度經過特定時間,將金屬板浸漬在處理液中。
化成處理若為形成夾隔在金屬的表面與後述的樹脂皮膜以提高兩者的密著性之化成皮膜的話,並沒有特別的限定。例如,鋁合金則是可以使用經過既廉價又容易管理浴液的磷鉻酸鹽(chromate phosphate)處理液所形成之化成皮膜、或經過顧慮到環境問題之無鉻處理液所形成之化成皮膜。無鉻處理可以採用反應型的磷酸鋯(zirconium phosphate)處理、磷酸鈦(titanium phosphate)處理,其他來可以採用塗佈型鋯(zirconium)處理等。
實施這種化成處理係噴吹特定的化成處理液、或以特定的溫度經過特定時間,將金屬板浸漬在處理液中。用鍍鋅鋼或不銹鋼來作為金屬板的情況,也可以採用經過鉻酸鹽處理液或磷酸鹽處理液所形成之化成皮膜。
C. 樹脂皮膜:
接著,在金屬板其中一面上形成樹脂皮膜。樹脂皮膜係以基材樹脂和潤滑劑作為必須成分,晒印塗裝將該兩成分溶解或擴散在適當的溶媒中之塗料而形成。經由該方式所獲得之樹脂皮膜的表面,具備:特定的算術平均粗度Ra(μm)以上之突出部存在特定個數之表面粗度、及潤滑劑的特定表面佔有率,進而,樹脂皮膜具有特定的水份殘留率。
C-1. 基材樹脂:
基材樹脂最好是由丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚胺酯系樹脂、以及聚酯系樹脂所組成的群體當中所選出的至少一種。丙烯酸系樹脂例如可以使用丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、聚丙烯醯胺等。環氧系樹脂例如可以使用例如雙酚A型環氧樹脂、丙烯改性環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂。聚胺酯系樹脂例如可以使用例如聚醚系聚胺酯樹脂、聚碳酸酯系聚胺酯樹脂等。聚酯系樹脂可以使用酚改性聚酯樹脂、水擴散型聚酯樹脂等。
C-2. 潤滑劑:
潤滑劑係對預塗佈金屬板的表面賦予潤滑性,作為用來提升成形性使用。本發明適合使用聚乙烯蠟(polyethylene wax)、棕櫚蠟(carnauba wax)、以及微晶蠟(microcrystalline wax)當中的至少一種。使用的聚乙烯蠟,分子量為600~1200,具有70~140℃的熔點。使用的棕櫚蠟為以高級脂肪酸酯為主成分的植物蠟,具有78~86℃的熔點。微晶蠟為由石油成分所取得之結晶性很細的蠟,熔點比石蠟還要更高,例如分子量為600~900,具有60~100℃的熔點。相對於基材樹脂,潤滑劑的含量為1~15重量%,最好是2~12重量%。
這些潤滑劑係在壓模成形等進行成形加工時,對於樹脂皮膜表面賦予潤滑性,使樹脂皮膜的耐刮傷性提升,還具有對於成形加工後的皮膜表面賦予潤滑性,使被接觸物與樹脂皮膜表面之間所產生的摩擦力減少的作用。
C-4. 添加劑:
另外,為了要確保塗佈性能和作為預塗佈材的一般性性能,對於樹脂皮膜,也可以例如在該塗料中,適切地添加通常的塗料所使用之顏料、顏料分散劑、界面活性劑、流動性調節劑、平滑劑、氣泡防止劑、防腐劑、穩定化劑等。
C-5. 表面粗度: (a)測定方法
本發明中,樹脂皮膜的表面粗度係依據算術均粗度Ra(μm)以上的突出部在特定面積中存在特定個數而加以規定。此處,算術均粗度Ra的定義為在樹脂皮膜表面的任意面積中,穿過最大高度的突出部並與金屬板的壓延方向成垂直相交的一條直線上,依照JIS B0601所規定之算術均粗度。具體上是例如以以下的方式進行測定。用日本雷射科技公司製造的雷射掃描共軛焦顯微鏡(confocal microscope)型號HD100,以對物透鏡50倍,測定樹脂皮膜表面的3維圖像,任意選出之322μm角的面積中,測定穿過最高的突起部分並對於金屬板的壓延方向成直角方向的一條直線之算術均粗度Ra。接著,針對前述過322μm角的表面積部分,作成只由Ra以上的高度之突出部所組成的3維圖像,測量該圖像中所存在之突出部的個數,換算成每1mm2 的個數。此時,中值濾波器(median filter)的濾波尺寸設定為5*5。經過5次測定,針對Ra及每1mm2 的突出部個數,算出算術平均值。此外,也可以藉由其他的測定方法,求出算術均粗度Ra以上的突出部個數。
(b)表面粗度的限定
本發明中,在樹脂皮膜表面,算術均粗度Ra以上的突出部個數被規定在每1mm2 中19~781個。突出部的個數未達19個的話,不被樹脂皮膜所覆蓋的部分之露出比例變少,絕緣物(基材樹脂或潤滑劑等)的佔有率變多。該結果,由於未導通部分分布,致使導電性劣化。突出部的個數超過781個的話,導電性變良好,不過耐刮傷性劣化。在壓模成形時,樹脂皮膜與模具相接觸,容易發生以樹脂皮膜的不連績部分為起點的刮傷痕。進而,突出部中,因也含有偏析到表面的潤滑劑,所以潤滑劑部分變成缺陷,致使皮膜強度降低,容易發生刮傷痕。在輸送時,樹脂皮膜與包裝材料相接觸的情況,也容易發生同樣的刮傷。
C-6. 表面上潤滑劑的佔有率: (a)分析方法
針對實施本發明,描述表面上潤滑劑佔有率的分析方法,但並不侷限於下述的方法。此處,潤滑劑的佔有率藉由下述式子加以規定。
潤滑劑的佔有率={(樹脂皮膜表面所認定之潤滑劑的表面積)/(觀察部分的全表面積)}×100
分析方法例如為以下的方式,針對預塗佈金屬板的表面5個所,用TOF-SIMS進行分析,藉由潤滑劑所歸屬之正2次離子的質量頻譜來進行面分析,算出潤滑劑的表面積,由該表面積及總表面積來算出潤滑劑的表面佔有率。以5個處所來進行這種測定,算出該兩面積的平均值。也可以取代這種方法,改成用掃描型電子顯微鏡來觀察表面,進行圖像處理,從潤滑劑佔有的表面積及總表面積,求出潤滑劑的佔有率。
(b)潤滑劑的佔有率
本發明之樹脂皮膜表面上潤滑劑的佔有率最好是設定為10~80%。佔有率未達10%的話,會有潤滑性不足致使耐刮傷性劣化的情形,還會有疏水效果變小致使耐蝕性劣化的情形。一方面,潤滑劑為絕緣物,故潤滑劑的佔有率超過80%的話,會有導電性劣化的情形。
C-7. 樹脂皮膜中的水份殘留率: (a)測定方法
針對實施本發明,敘述樹脂皮膜中水份殘留的測定方法,但並不侷限於下述的方法。可以以加熱脫離-大氣離子化-質量分析的方法,針對本發明的預塗佈金屬板,測定樹脂皮膜中的水份量。具體上是將本發明的預塗佈金屬板及經塗佈前處理過的金屬板分別設置在槽內,在高純度氬氣氣流中以120℃進行加熱,以大氣離子化-質量分析計,測定從試樣中所脫離的水份。首先,在升溫時,求出分別從預塗佈金屬板及塗佈前處理金屬板中所脫離之水份量的差(M1)。其次,在保持120℃時,求出分別從預塗佈金屬板及塗佈前處理金屬板中所脫離之水份量的差(M2)。然後,將M1+M2設定為樹脂皮膜中的水份量(M3)。此時所獲得的水份量M3為每1mm的重量[ng]。進而,以重量分析法來求出預塗佈金屬板每一單位面積的樹脂皮膜量(M0)[g/m2 ]。利用以下的式子,算出樹脂皮膜中的水份殘留率。
樹脂皮膜中的水份殘留率={M3/(M0×105 )}×100[%]
(b)水份殘留率
樹脂皮膜的水份殘留率最好是0.001~0.9重量%,更好的是0.001~0.7重量%。樹脂皮膜中含有水份,以提升樹脂皮膜的導電性。水份殘留率未達0.001重量%,會有導電性劣化的情形,水份殘留率超過0.9重量%,會有抗刮傷性劣化的情形。水份殘留率可以經由適切地選擇後述之塗佈後晒印步驟的條件來進行調整。
C-8. 樹脂皮膜厚度:
樹脂皮膜厚度最好是在晒印乾燥後有0.3~1.0μm,更好的是0.05~0.4μm。
C-9. 樹脂皮膜形成:
基材樹脂和潤滑劑為必須成分,適切地在該成分中加入添加劑,將這些添加劑溶解或分散在適當的溶媒中之塗料,塗佈在金屬板其中一面上,在特定溫度的烤箱中經過特定時間進行處理予以晒印乾燥。有關溶媒並沒有特別的限定,使用水、醇類、酮類等。
(a)樹脂皮膜表面之表面粗度的調整
以獲得樹脂皮膜表面,每1mm2 中算術均粗度Ra以上之突出部的個數成為19~781個之表面粗度的方式,調節所用金屬板的表面形狀和樹脂皮膜的膜厚,再調整晒印後的冷卻方法。以金屬板表面,算術均粗度Ra成為0.1μm~0.6μm的範圍,算術均粗度Ra以上之突起的個數每1mm2中有23個以上且841個以下的方式,如同以下所述,調整冷環境壓延步驟中最終通過之壓延滾輪的表面粗度及壓下率、壓延油的黏度。壓延滾輪表面的算術均粗度為0.1μm~0.7μm。壓下率為10~55%。壓延油的黏度為1.0~9.0cst,最好是3.0~6.0cst。此處,金屬板表面的算術均粗度Ra被定義為與前述的樹脂皮膜表面的算術均粗度Ra同樣。
金屬板的表面形狀主要是受到壓延滾輪的表面形狀或油坑(oil pit)的形狀‧分布狀態的影響。油坑係一種在壓延時壓延油流進滾輪與素材之間,因油壓而使素材表面局部成為凹狀的現象。壓延滾輪表面的中心線平均粗度愈小,滾輪與素材之間壓延油的流入量則愈少,可以抑制油坑的發生。相反,壓延滾輪表面的中心線平均粗度愈大,則愈助長油坑的發生。另外,因壓延滾輪表面的凹凸轉印到壓延板上,所以壓延板表面的凹凸變明顯。
一方面,壓下率愈小,滾輪與素材之間延壓油的流入量則愈多,助長油坑的發生。相反,壓下率愈大,抑制油坑的發生。
進而,壓延油的黏度愈小,冷環境壓延時壓延油愈擴散潮濕,故會抑制油坑的發生。相反,由於壓延油的黏度愈大,冷環境壓延時壓延油愈不容易擴散潮濕,故會助長油坑的發生。
壓延滾輪表面的算術平均粗度未達0.1μm且壓下率超過55%,則很少發生油坑,金屬板表面的算術均粗度Ra變成不到0.1μm,Ra以上的突起個數每1mm2 變成不到23個。一方面,壓延滾輪表面的算術均粗度Ra超過0.7μm且壓下率未達10%,發生多數的油坑,因壓延滾輪表面的凹凸轉印到壓延板上,導致金屬板表面的算術均粗度Ra超過0.6μm,Ra以上的突起個數每1mm2 中超過841個。此外,調整壓延滾輪的表面形狀之方法,列舉有研磨或珠擊、放電加工、雷射加工等。
此外,樹脂皮膜表面的算術均粗度Ra最好是0.10~0.54μm。Ra未達0.10μm,會有導電性劣化的趨勢,超過0.54μm的話,由於樹脂皮膜上的傷痕很容易顯眼,故會有耐刮傷性劣化的趨勢。
在樹脂皮膜含有潤滑劑,對於表面粗度造成影響之潤滑劑的分布,因晒印後的冷卻方法而受到影響。具體上,必須噴吹空氣經過0.5~30秒間進行冷卻,例如適當地使用室溫的空氣。噴灑常溫的水之方法,潤滑劑從樹脂皮膜分離而浮出在表層,故會使耐刮傷性劣化。
(b)樹脂皮膜表面之潤滑劑佔有率的調整
預先調節潤滑劑的平均粒徑、添加量才添加到塗料中,以使樹脂皮膜表面上潤滑劑的佔有率變成10~80%。此情況,具體上是使用平均粒徑為0.01~15.0μm,最好是1.5~7.0μm的大小之潤滑劑,在1~15重量%的範圍添加,對於基材樹脂加該潤滑劑,依照以下說明的方法進行晒印,藉由此方式,可以獲得所期望的潤滑劑佔有率。尤其,最好是潤滑劑的平均粒徑為1.5~7.0μm係因潤滑劑的粒徑大於樹脂皮膜的厚度,在濕的狀態下塗佈的情況,潤滑劑很難溶解在溶劑中而突出,該突出的潤滑劑經過晒印乾燥,使突出在表面的部分熔解,將潤滑劑覆蓋在樹脂皮膜表面,所以可以獲得潤滑劑的適當分布之故。使用平均粒徑超過7.0μm以下的話,與1.5~7.0μm作比較,會有潤滑劑的分布狀態若干劣化的趨勢。
塗佈後進行晒印中,塗料受到加熱則會一面進行對流一面使溫度上升,但在這時候,塗料的溫度超過潤滑劑的熔點,潤滑劑則會變成液體,藉由塗料的對流來進行攪拌,滲出在塗料表面的潤滑劑,因表面能量小於基材樹脂,故會對於表面擴散潮濕。與潤滑劑的平均粒徑作比較,樹脂皮膜的厚度明顯薄化,因而大部分的潤滑劑粒子容易滲出到樹脂皮膜表面。
使溫度更加上升,基材樹脂則會開始硬化反應,使潤滑劑粒子固定在樹脂皮膜中。對於獲得本發明的潤滑劑佔有率,如第1圖所示,從TR(室溫)到潤滑劑完全熔解的溫度T1(潤滑劑的熔點+6℃)為止的過程中,溫度急遽上升。此處,將T1設定為潤滑劑的熔點+6℃係因比潤滑劑的熔點還要高6℃才會變成充分的熔解狀態之故。之後的過程(P2)中,直到基材樹脂一定程度硬化的溫度(T2)為止,溫度比P1還要緩慢地上升。接下來的過程(P3)中,直到基材樹脂充分硬化的最終到達溫度T3為止,溫度比P2還要更緩慢地上升,經過特定時間維持溫度T3的狀態。
另外,第1圖中直到達到TR~T1為止的過程P1的時間t1最好是10秒以下。t1秒超過10秒的話,正在溶解或擴散塗料的溶媒蒸發而使塗料濃度上升,即使以不會使樹脂硬化的溫度保持著,仍會有潤滑劑未充分滲出到表面的情形。
P2的過程中樹脂一定程度硬化而使潤滑劑固定的溫度T2是指低於最終到達溫度20℃的溫度。從晒印開始至達到低於最終到達溫20℃的溫度T2為指的時間設定為t2時,即時過程P2的時間(t2-t1)最好是15秒以下。(t2-t1)超過15秒的話,會有潤滑劑粒子會合在一起而變太大的情形。基材樹脂充分硬化的最終到達溫度以基材樹脂發揮最佳性能的方式予以決定即可,通常是170~300℃。
此外,在低成本下對於金屬板進行塗佈,最好的方法為用線圈以滾筒塗佈器連續進行塗佈。以該方法進行塗佈的情況,由於以分隔成數個區的晒印爐來晒印塗料,所以必須是形成為第1圖所示之溫度與時間的關係。另外,總晒印時間t3最好是10~60秒,更好的是20~45秒。此外,也可以以空氣噴氣器或條狀塗佈器等來取代滾筒塗佈器,將塗料予以塗佈。
[實施例]
以下,利用實施例來詳細說明本發明。
金屬板A1~A8、S1~S8、B1~B8的製作:
在表1所示之最終通過的冷環境壓延條件下,製作金屬板A1~A8、S1~S8、B1~B8。針對所獲得的金屬板,測定表面形狀。
<金屬板表面的表面形狀>
用日本雷射科技公司製造的雷射掃描共軛焦顯微鏡(confocal microscope)型號HD100進行測定。以對物透鏡50倍來測定金屬板表面的3維像並任意選出之322μm角的面積中,穿過最高的突起部分,依照JIS B0601為基準,測定對於金屬板的壓延方向成直角方向的一條直線之算術均粗度Ra。針對前述過之322μm角的面積,獲得由Ra以上高度的突起所組成之3維像,測量該圖像中所存在突起的個數,換算成每1mm2 的個數。中值濾波器(median filter)的濾波尺寸設定為5*5。經過5次測定,針對Ra及每1mm2 中突起的個數,算出算術平均值。
實施例1~7:
以市售的鹼性脫脂液,將表1所示之金屬板的兩面予以脫脂,再以市售的磷鉻酸鹽處理液進行化成處理。依照各別的條件,將表2所示的各種塗料晒印到該金屬板的其中一面,作為試樣。此外,將表2所示重量份的基材樹脂及潤滑劑溶解在溶媒也就是有機溶劑中(醇系與芳香族系的混合)300重量份,調製塗料。晒印係使用由2個隔間所組成之熱風乾燥爐,設定各隔間的氛圍溫度,以使成為表2所示的最終到達溫度。最終到達溫度則是以熱電偶進行測定。塗佈後噴吹4秒鐘室溫的空氣進行冷卻。
實施例8~16、22、23:
以市售的鹼性脫脂液,將表1所示之金屬板的兩面予以脫脂,再以稀硫酸酸洗後,以市售的鋯處理液進行化成處理。依照各別的條件,將表2所示的各種塗料晒印到該金屬板的其中一面,作為試樣。此外,塗料的調製、晒印用熱風乾燥爐、塗佈後的冷卻均與實施例1~7相同。另外,設定各隔間的氛圍溫度,以使成為表2所示的最終到達溫度。
實施例17、18:
以市售的鹼性脫脂液,將表1所示之金屬板的兩面予以脫脂。依照各別的條件,將表2所示的各種塗料晒印到該金屬板的其中一面,作為試樣。此外,塗料的調製、晒印用熱風乾燥爐、塗佈後的冷卻均與實施例1~7相同。另外,設定各隔間的氛圍溫度,以使成為表2所示的最終到達溫度。
實施例19~21:
以市售的鹼性脫脂液,將表1所示之金屬板的兩面予以脫脂。依照各別的條件,將表2所示的各種塗料晒印到該金屬板的其中一面,作為試樣。此外,塗料的調製、晒印用熱風乾燥爐、塗佈後的冷卻均與實施例1~7相同。另外,設定各隔間的氛圍溫度,以使成為表2所示的最終到達溫度。
比較例24~31:
與實施例同樣,用表1所示的金屬板,進行鹼性脫脂和化成處理。依照各別的條件,將表2所示的各種塗料晒印到該金屬板的其中一面,作為試樣。此外,塗料的調製,晒印用熱風乾燥爐、塗佈後的冷卻均與實施例1~7相同。另外,設定各隔間的氛圍溫度,以使成為表2所示的最終到達溫度。
此外,用螢光X線分析裝置測定上述化成皮膜的皮膜量之結果,鉻量為30mg/m2 ,鋯量為10mg/m2
針對由實施例1~23和比較例24~31所製作的預塗佈金屬板試樣,依照以下的方法,測定樹脂皮膜表面的算術平均粗度(Ra)、樹脂皮膜表面每1mm2 中Ra以上之突出部的存在個數、樹脂皮膜表面上潤滑劑的佔有率樹脂皮膜中的水份殘留率。進而,依照以下的方法,測定預塗佈金屬板試樣的導電性、耐刮痕性、耐指紋性、耐溶劑性,根據下述評估基準,◎、○、○△為合格,△、×為不及格。
<樹脂皮膜表面的表面粗度>
用日本雷射科技公司製造的雷射掃描共軛焦顯微鏡(confocal microscope)型號HD100進行測定。依照JIS B0601,在以對物透鏡50倍測定樹脂皮膜表面的3維圖像並任意選出之322μm角的面積中,測定穿過最高的突起部分並對於金屬板的壓延方向成直角方向的一條直線之算術均粗度Ra。針對前述過322μm角的表面積部分,作成只由Ra以上的高度之突出部所組成的3維圖像。此時,中值濾波器(median filter)的濾波尺寸設定為5*5。然後,測量該圖像中所存在之突出部的個數,換算成每1mm2 的個數。任意選擇5個測定處所進行5次測定,針對Ra及每1mm2的突起個數,算出算術平均值。
<樹脂皮膜表面之潤滑劑的佔有率>
針對樹脂皮膜表面的5個處所,用TOF-SIMS來進行分析,以潤滑劑所歸屬之正2次離子的質量頻譜進行面分析,算出潤滑劑的表面積,以以下的式子,算出潤滑劑的佔有率,並算出5個處所的算術平均值。
潤滑劑的佔有率={(樹脂皮膜表面所認定之潤滑劑的表面積)/(觀察部分的全表面積)}×100
<水份殘留率>
針對預塗佈金屬板試樣,以加熱脫離-大氣離子化-質量分析的方法,測定樹脂皮膜中的水份量。將預塗佈金屬板及塗佈前處理過的金屬板分別設置在槽內,在高純度氬氣氣流中以120℃進行加熱,以大氣壓離子化-質量分析計來測定從試樣中所脫離的水份。首先,在升溫時,求出從預塗佈金屬板及塗佈前處理金屬板分別脫離的水份量之差(M1)。其次,在保持120℃時,求出從預塗佈金屬板及塗佈前處理金屬板分別脫離的水份量之差(M2)。然後,將M1+M2設定為樹脂皮膜中的水份量(M3)。獲得的水份量M3為每1cm2 的重量[ng]。進而,以重量分析法來求出預塗佈金屬板每一單位面積的樹脂皮膜量(M0)[g/m2 ]。以以下的式子,算出樹脂皮膜中的水份殘留。
樹脂皮膜中的水份殘留={M3/(M0×105 )}×100
<導電性>
針對預塗佈金屬板試樣,測定以負荷500gf來接觸尖端部半徑為5mm的鋼製探針時的電阻值。
◎:2Ω以下
○:超過2Ω且10Ω以下
△:超過10Ω且100Ω以下
△:超過100Ω且200Ω以下
×:超過200Ω
<耐刮傷性>
針對預塗佈金屬板試樣,以負荷500g來讓鋼球滑動10次,進行包登(Bowden)式摩擦試驗,觀察試樣外觀。
◎:觀察到極少的刮傷
○:觀察到若干的刮傷
△:雖觀察到刮傷但尚未傷到素材
△:觀察到已傷到素材的刮傷
×:觀察到明顯的刮傷
<耐指紋性>
將指紋按壓在預塗佈金屬板試樣上,觀察外觀。
◎:按壓指紋時沒有餘留指紋
○:按壓指紋時不容易餘留指紋
△:按壓指紋時稍微餘留指紋
×:按壓指紋時明顯餘留指紋
<耐溶劑性>
安裝在2磅重重錘的前端之紗布沾上乙醇,紗布碰觸到預塗佈金屬板試樣表面讓重錘滑動50次之後,觀察樹脂皮膜的狀態。
◎:未改變
○:留有痕跡
△:素材局部露出
×:素材完全露出
將實施例1~2和比較例24~31的上述實驗結果顯示在表3中。
實施例1~23的預塗佈金屬板試樣中,算術平均粗度Ra以上之突出部的個數在每1mm2 中19~781個的範圍內,導電性、耐刮傷性、耐指紋性、耐溶劑性全部良好。
實施例1、3、4、6、7、9、10、12~23的預塗佈金屬板試樣中,潤滑劑的佔有率為10~80%的範圍內,所以導電性和耐刮傷性兩種性能均特別優異。
比較例24的預塗佈金屬板試樣中,樹脂皮膜表面上算術平均粗度Ra(μm)以上之突出部的個數為每1mm2 中不到19個,故導電性劣化。
比較例25的預塗佈金屬板試樣中,樹脂皮膜表面上算術平均粗度Ra(μm)以上之突出部的個數為每1mm2 中超過781個,故耐刮傷性、耐指紋性、耐溶劑性劣化。
比較例26的金屬板試樣中未形成有樹脂皮膜,故耐刮傷性、耐指紋性、耐溶劑性劣化。
比較例27的預塗佈金屬板試樣中,樹脂皮膜表面上算術平均粗度Ra(μm)以上之突出部的個數為每1mm2 中不到19個,故導電性劣化。
比較例28的預塗佈金屬板試樣中,樹脂皮膜表面上算術平均粗度Ra(μm)以上之突出部的個數為每1mm2 中超過781個,故耐刮傷性、耐指紋性、耐溶劑性劣化。
比較例29的預塗佈金屬板試樣中,樹脂皮膜表面上算術平均粗度Ra(μm)以上之突出部的個數為每1mm2 中超過781個,故耐刮傷性、耐指紋性、耐溶劑性劣化。
比較例30、31的預塗佈金屬板試樣中,樹脂皮膜表面上算術平均粗度Ra(μm)以上之突出部的個數為每1mm2 中不到19個,故導電性劣化。
[產業上的可利用性]
藉由樹脂皮膜上具有特定的表面粗度形狀之電子電氣機器用預塗佈金屬板,獲得良好的導電性及耐刮傷性,進而,藉由樹脂皮膜表面上之特定的潤滑劑佔有率,可以提升良好的耐刮傷性與導電性的平衡。
P1...從室溫到溫度T1的過程
P2...從溫度T1至溫度T2的過程
P3...從溫度T2至晒印結束為止的過程
t1...從晒印開始至溫度T1為止的時間
t2...從晒印開始至溫度T2為止的時間
t3...總晒印時間
T1...潤滑劑完全熔解的溫度
T2...基材樹脂一定程度硬化的溫度
T3...晒印最終到達溫度
TR...室溫
第1圖為表示本發明的電子電氣機器用預塗佈金屬板的製程中經過晒印過程的溫度變化及潤滑劑熔解的過程與基材樹脂硬化的溫度之關係的說明圖。
P1...從室溫到溫度T1的過程
P2...從溫度T1至溫度T2的過程
P3...從溫度T2至晒印結束為止的過程
t1...從晒印開始至溫度T1為止的時間
t2...從晒印開始至溫度T2為止的時間
t3...全部晒印時間
T1...潤滑劑完全熔解的溫度
T2...基材樹脂一定程度硬化的溫度
T3...晒印最終到達溫度
TR...室溫

Claims (4)

  1. 一種電子電氣機器用預塗佈金屬板,是具備有被形成在金屬板其中一面上的含有基材樹脂及潤滑劑的樹脂皮膜之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其特徵為:於前述金屬板表面,算術均粗度Ra為0.1μm~0.6μm,算術均粗度Ra以上之突起的個數每1mm2 中有23個以上且841個以下,前述樹脂皮膜的厚度為0.3~1.0μm;前述基材樹脂為由丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂、聚胺酯系樹脂、以及聚酯系樹脂所組成的群體當中選出的至少一種,前述樹脂皮膜表面上,穿過最大高度的突出部並與前述金屬板的壓延方向成垂直相交的一條直線上之算數平均粗度Ra(μm)為0.10~0.54μm,且Ra以上的突出部,每1mm2 當中存在有19~781個。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其中,前述潤滑劑係由聚乙烯蠟(polyethylene wax)、棕櫚蠟(carnauba wax)、以及微晶蠟(microcrystalline wax)當中的至少一種所組成,前述樹脂皮膜表面上,前述潤滑劑的佔有率為10~80%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其中,前述樹脂皮膜中的水份殘留率為 0.001~0.9重量%。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電子電氣機器用預塗佈金屬板,其中,前述金屬板的兩面具有經過脫脂處理、脫脂處理後的化成處理的任何一種處理所形成的處理面。
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