JP2004216376A - 放熱性、自己冷却性、及び導電性に優れた電子機器部材用塗装体、並びに電子機器部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板の表裏面に塗膜が被覆されており、このうち基板の少なくとも表面の塗膜は、放熱性を有する放熱塗膜であり、基板の表裏面に被覆された塗膜のうち少なくとも片面は導電性フィラーを含有する塗装体であって、該放熱塗膜は、放熱性添加剤を含有し、厚さ2μm以上を満足しており、基板の表裏面に被覆された塗膜のうち少なくとも片面は導電性フィラーを含有しており、該塗装体を100℃に加熱したときの赤外線(波長:4.5〜15.4μm)の積分放射率が、表面に放熱塗膜が被覆された塗装体の赤外線積分放射率と裏面に放熱塗膜が被覆された塗装体の赤外線積分放射率とで特定した電子機器部材用塗装体である。
【選択図】なし
Description
このうち基板の少なくとも表面の塗膜は、放熱性を有する放熱塗膜であり、
基板の表裏面に被覆された塗膜のうち少なくとも片面は導電性フィラーを含有する塗装体であって、
該放熱塗膜は、放熱性添加剤を含有し、厚さ2μm以上を満足しており、
基板の表裏面に被覆された塗膜のうち少なくとも片面は導電性フィラーを含有しており、
該塗装体を100℃に加熱したときの赤外線(波長:4.5〜15.4μm)の積分放射率が、下式(4)及び(5)を満足する(但し、a×b≧0.42を除く)ところに要旨を有するものである。
b≦0.9(a−0.05) … (4)
(a−0.05)×(b−0.05)≧0.08 … (5)
a:表面に放熱塗膜が被覆された塗装体の赤外線積分放射率
b:裏面に放熱塗膜が被覆された塗装体の赤外線積分放射率
下式(6)、好ましくは下式(7)を満足するものである。
4≦X<15 … (7)
式中、Xは放熱塗膜に含まれる黒色の放熱性添加剤の含有量(質量%)を、
Yは塗膜厚さ(μm)を、夫々、意味する。
このうち基板の少なくとも表面の塗膜は、放熱性添加剤を含有する厚さ2μm以上の放熱塗膜であり、
基板の表裏面に被覆された塗膜のうち少なくとも片面は導電性フィラーを含有しており、
「優れた自己冷却性」を表す指標として、下記(III)に示すΔT2(塗装体自体の温度上昇抑制の程度)若しくは下記(IV)に示す式(4)[b≦0.9(a−0.05)]を;また、「優れた放熱性」を表す指標として、ΔT1(電子機器の内部温度の差)若しくは下記(V)に示す式(5)[(a−0.05)×(b−0.05)≧0.08]を満足するものである。
ここで、T2Aは、後記する図1に示す放熱性評価装置を用い、供試材として本発明塗装体を測定したときの塗装体温度を;T2Bは、同様に上記図1の放熱性評価装置を用い、供試材として塗膜が被覆されていない基板を使用したときの基板温度を、夫々、意味する。供試材を用いたときの温度と、塗膜を施さない無塗装原板を用いたときの温度の差(ΔT2)を算出した。
式中、a及びbは、基板の表裏面に放熱塗膜が被覆された塗装体を100℃に加熱したときの赤外線(波長:4.5〜15.4μm)の積分放射率(以下、単に「赤外線積分放射率」若しくは「赤外線放射率」と略記する場合がある)において、表面の赤外線積分放射率(a)及び裏面の赤外線積分放射率(b)を夫々、意味する。赤外線積分放射率は後述する方法で測定され、表面若しくは裏面の赤外線積分放射率を夫々、別々に測定することができる。
光度計」及び放射測定ユニット「IRR−200」
測定波長範囲:4.5〜15.4μm
測定温度:試料の加熱温度を100℃に設定する
積算回数:200回
分解能 :16cm-1
上記装置を用い、赤外線波長域(4.5〜15.4μm)における試料の分光放射強度(実測値)を測定した。尚、上記試料の実測値は、バックグラウンドの放射強度及び装置関数が加算/付加された数値として測定される為、これらを補正する目的で、放射率測定プログラム[日本電子(株)製放射率測定プログラム]を用い、積分放射率を算出した。算出方法の詳細は以下の通りである。
ε(λ) :波長λにおける試料の分光放射率(%)
E(T) :温度T(℃)における試料の積分放射率(%)
M(λ,T) :波長λ、温度T(℃)における試料の分光放射強度
(実測値)
A(λ) :装置関数
KFB(λ) :波長λにおける固定バックグラウンド(試料によって
変化しないバックグラウンド)の分光放射強度
KTB(λ,TTB):波長λ、温度TTB(℃)におけるトラップ黒体の
分光放射強度
KB(λ,T) :波長λ、温度T(℃)における黒体の分光放射強度
(ブランクの理論式からの計算値)
λ1,λ2 :積分する波長の範囲
を夫々、意味する。
M160℃(λ,160℃):
波長λにおける160℃の黒体炉の分光放射強度(実測値)
M80℃(λ,80℃):
波長λにおける80℃の黒体炉の分光放射強度(実測値)
K160℃(λ,160℃):
波長λにおける160℃の黒体炉の分光放射強度
(ブランクの理論式からの計算値)
K80℃(λ,80℃):
波長λにおける80℃の黒体炉の分光放射強度
(ブランクの理論式からの計算値)
を夫々、意味する。
式中、KB(λ,TTB)は、波長λ、温度TTB(℃)における黒体の
分光放射強度を意味する。
ここで、T1Aは、後記する図1に示す放熱性評価装置を用い、供試材として本発明塗装体を使用したときのT1位置の温度を;T1Bは、同様に上記図1の放熱性評価装置を用い、供試材として塗膜が被覆されていない基板を使用したときのT1位置の温度を、夫々、意味する。
上式(5)は、本発明塗装体における放熱特性の指標を、表裏面の赤外線積分放射率の積によって特定したもので、左辺[(a−0.05)×(b−0.05)]の計算値(以下、R値で代表させる場合がある)が大きい程、放熱特性(ΔT1)に優れていることを示す。好ましい下限は順に、0.35(ΔT1で、約2.6℃)、0.52(ΔT1で、約3.5℃)である。
表面の塗膜に黒色添加剤を添加し、放熱特性を高めようとする場合は、黒色添加剤の添加量(X)と塗膜厚(Y)が下式(6)を満足する様、X及びYを適宜、適切に制御すれば良い。具体的には下記(a−1)〜(a−2)の通りである。
上式(6)は、本発明塗装体における放熱性の目標レベル(ΔT1≧1.5℃)を実現する為の、X及びYの関係式を定めたものであり、P値[=(X−3)×(Y−0.5)]が大きい程、優れた放熱特性が得られる。好ましい順に、7以上、11以上、15以上、30以上、50以上である。
黒色添加剤の含有量Xは3%超を前提とし、4%以上とすることが推奨される。ここで、「X>3%」を前提としたのは、上式(6)を満足する為には、当該式の左辺の係数である(X−3)は正(>0)であることが必要だからである。
表面塗膜の放熱特性を高める為に、黒色添加剤以外の他の添加剤(代表的には、少なくともTiO2)を使用する場合は、当該他の添加剤として、例えばTiO2、セラミックス、酸化鉄、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、酸化ケイ素等が用いられる。これらは、1種または2種以上使用することができる。更にカーボンブラック等の黒色添加剤を添加しても良い。上記放熱塗膜の膜厚は、所望の放熱特性が得られる様、使用する添加剤の種類等に応じて適宜適切な膜厚を定めることができるが、概ね、5〜30μm程度とすることが推奨される。
本実施例では、添加剤の種類、表裏面の放射率を種々変化させた各供試体における放熱特性、自己冷却性、及び導電性を測定した。
◎:3.5≦ΔT1
●:2.7≦ΔT1<3.5
○:1.5≦ΔT1<2.7
△:1.0≦ΔT1<1.5
×:ΔT<1.0
◎:1.5≦ΔT2
○:0.5≦ΔT2<1.5
×:ΔT2<0.5
2 断熱材
3 発熱体
4 防護部材(カバー)
5 測温装置
Claims (21)
- 基板の表裏面に塗膜が被覆されており、
このうち基板の少なくとも表面の塗膜は、放熱性を有する放熱塗膜であり、
基板の表裏面に被覆された塗膜のうち少なくとも片面は導電性フィラーを含有する塗装体であって、
該放熱塗膜は、放熱性添加剤を含有し、厚さ2μm以上を満足しており、
基板の表裏面に被覆された塗膜のうち少なくとも片面は導電性フィラーを含有しており、
該塗装体を100℃に加熱したときの赤外線(波長:4.5〜15.4μm)の積分放射率が、下式(4)及び(5)を満足する(但し、a×b≧0.42を除く)ことを特徴とする放熱性、自己冷却性、及び導電性に優れた電子機器部材(但し、電子レンジ部品を除く)用塗装体。
b≦0.9(a−0.05) … (4)
(a−0.05)×(b−0.05)≧0.08 … (5)
a:表面に放熱塗膜が被覆された塗装体の赤外線積分放射率
b:裏面に放熱塗膜が被覆された塗装体の赤外線積分放射率 - 前記放熱塗膜は、黒色の放熱性添加剤として、少なくともカーボンブラックを含有しており、且つ、
下式(6)を満足するものである請求項1に記載の塗装体。
(X−3)×(Y−0.5)≧3 … (6)
式中、Xは放熱塗膜に含まれる黒色の放熱性添加剤の含有量(質量%)を、
Yは塗膜厚さ(μm)を、夫々、意味する。 - 更に、下式(7)を満足するものである請求項2に記載の塗装体。
4≦X<15 … (7)
式中、Xは放熱塗膜に含まれる黒色の放熱性添加剤の含有量(質量%)を意味する。 - 前記黒色の放熱性添加剤の平均粒径は5〜100nmである請求項2または3に記載の塗装体。
- 前記放熱塗膜は、放熱性添加剤として、少なくとも酸化チタンを50〜70質量%含有し、膜厚25〜30μmを満足するものである請求項1に記載の塗装体。
- 前記放熱塗膜を形成する樹脂は、非親水性樹脂である請求項1〜5のいずれかに記載の塗装体。
- 前記非親水性樹脂は、ポリエステル系樹脂である請求項6に記載の塗装体。
- 前記導電性フィラーはNiである請求項1〜7のいずれかに記載の塗装体。
- 前記放熱塗膜に、クリアー塗膜が被覆されることにより耐疵付き性及び耐指紋性が高められたものである請求項1〜8のいずれかに記載の塗装体。
- 前記基板は、クロムフリーの下地処理がなされた金属板であり、且つ、放熱塗膜は、更に防錆剤を含有するものである請求項1〜9のいずれかに記載の塗装体。
- 電子機器部材の筺体として使用するものである請求項1〜10のいずれかに記載の塗装体。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の塗装体に用いられる塗料組成物であって、塗膜形成成分に対し、黒色添加剤を3質量%超、及び導電性フィラーを10〜50質量%含有することを特徴とする電子機器部材用塗料組成物。
- 前記黒色添加剤の平均粒径は5〜100nmである請求項12に記載の組成物。
- 前記黒色添加剤はカーボンブラックである請求項12または13に記載の組成物。
- 前記導電性フィラーはNiである請求項12〜14のいずれかに記載の組成物。
- 請求項10に記載の塗装体に用いられる塗料組成物であって、
塗膜形成成分に対し、エポキシ変性ポリエステル系樹脂及び/又はフェノール誘導体を骨格に導入したポリエステル系樹脂を35質量%以上、防錆剤を2〜25質量%、架橋剤を1〜20質量%、黒色添加剤を3質量%超、及び導電性フィラーを10〜50質量%含有することを特徴とする電子機器部材用塗料組成物。 - 前記架橋剤は、イソシアネート系樹脂100質量部に対し、メラミン系樹脂を5〜80質量部の比率で含有するものである請求項16に記載の組成物。
- 前記黒色添加剤の平均粒径は5〜100nmである請求項16または17に記載の組成物。
- 前記黒色添加剤はカーボンブラックである請求項16〜18のいずれかに記載の組成物。
- 前記導電性フィラーはNiである請求項16〜19のいずれかに記載の組成物。
- 閉じられた空間に発熱体を内蔵する電子機器部品であって、
該電子機器部品は、その外壁の全部または一部が請求項1〜11のいずれかに記載の電子機器部材用塗装体で構成されていることを特徴とする電子機器部品(但し、電子レンジ部品を除く)。
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