KR100704063B1 - 수지도장금속판(樹脂塗裝金屬板) - Google Patents
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Abstract
금속판의 적어도 한 편면에, 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께: 3~50㎛로 피복되므로써, 우수한 전자파 흡수성 및 가공성을 발휘할 수 있고, 필요에 따라 양호한 방열성; 방열성 및 자기냉각성; 내흠발생성 및 내지문성; 전도성을 겸비하고, 특히 전자기기틀체의 구성소재로서 유용한 전자기기부재용 수지도장금속판을 제공한다.
Description
(기술분야 및 종래의 기술)
본 발명은 수지도장금속판, 특히 그 중에서도 전자, 전기, 광학기기 등(이하 "전자기기"로 부름)에 있어서 틀체(casing) 기기포장체 등의 구성소재로 유용한 전자파 흡수성 및 가공성이 우수한 수지도장금속판에 관한 것이고, 또한 방열성(放熱性) 및 자기냉각성(自己冷却性), 내흠발생성(scratch resistance), 내지문성(耐指紋性), 도전성(導電性) 등의 특성을 높이 향상시킨 수지도장금속판(樹脂塗裝金屬板)에 관한 것이다.
근년, 전자기기의 고성능화, 소형화가 진행되고 있는 가운데 전자기기로부터 발생되는 전자파를 외부에 누설하지 않도록 하는 특성, 즉, 전자파 차폐 특성(microwave shielding property)이 요구되고 있고, 이러한 특성을 어떻게 실현하는가가 전자기기설계자에게 중요한 과제가 되고 있다.
전자기기로부터의 누설전자파가 많아지면, 그 전자기기 주변의 배치된 정밀기계등이 오동작을 초래하게 될 수 있다. 이러한 관점에서 일본에서는 전자기기로부터의 불필요한 방사레벨(radiation levels)을 규제하는 규제규격으로 운용되고 있는 VCCI 규격에서, 파장역 30MHz ~1GHz 의 누설전자파를 규제하고 있다.
한편, 전자기기에는 양호한 방열성도 요구된다. 이와 같은 방열성을 양호히 하는 데는, 전자기기의 틀체에 공기구멍을 가진 구조로 하는 것이 효과적이다. (이점은 후술한다.)그러나, 이러한 구조로는 전자파 차폐라고 하는 관점에서 보면 결코 좋은 것이라 할 수 없고, 공기구멍의 존재는 전자파가 오히려 누설되기 쉬운 부위로 된다. 즉, 전자기기의 틀체(casing)에 있어서, 방열성을 양호히 하는 구조는 전자파 차폐성이라는 면에서 오히려 마이너스 요인이 되는 것이고, 구조면에서 보면, 방열성과 전자파 차폐성(microwave shielding property)은 상반되는 특성이라 할 수 있다.
이와 같이, 전자기기의 구조면에서 보면, 상술한 제약이 있다는 점에서, 다른 각도로 전자파 차폐성을 양호히 하기 위한 기술이 제안되고 있다.
예컨데, 전자파는 공기구멍과 배선 구멍(配線穴)으로부터 누설될 뿐만 아니라, 강판끼리의 간격사이, 즉 틈서리에서도 누설된다는 점에 착안하여, 도전성이 우수한 강판을 사용하면, 강판끼리의 틈서리를 줄일 수 있으므로, 전자파의 누설을 감소시킬수 있다고 하는 관점에서, 전자기기의 틀체의 소재로서, 전기아연도금강판 등의 도전성이 우수한 소재가 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법으로는 결코, 강판끼리의 틈서리로부터 새는 전자파 밖에 줄일 수 없고, 공기구멍과 배선구멍으로부터 새어나오는 전자파의 누설을 방지할 수가 없으므로, 양호한 전자파 차폐성이 얻어지지 않는다.
한편, 전자파 흡수특성을 가지는 시-트와 테이프를 전자파 발신원(電磁波發信源)과 틀체 틈서리에 붙여서 누설 전자파의 발생을 감소시키는 기술도 제안되고 있다.
예를 들면, 일본특허공개공보 2000-200990호를 들 수 있는데, 여기에서 Cr : 5~35% 정도를 함유한 Fe 기합금(Fe - based alloy) 즉, 철계합금으로 이루어지는 연자성분말(soft magnetic metal powder)을, 고무와 수지에 분산시킨 전자파 흡수체에 대해 제안되고 있다. 또한, 일본특허공개공보 2002-111276 호에는 열경화성수지로부터 이루어지는 절연성 시트에 연자성 금속 분말을 분산시킨 전자파 흡수체에 대해 제안되어 있다. 이러한 기술은 전자파 흡수성이라는 면에서 보면 우수한 것이라 할 수 있다.
그러나, 위 두가지 문헌에서는, 우수한 전자파 흡수성을 달성할 목적으로, 수지중에 실질적으로 다량(10체적 % 이상)의 자성분말을 함유시켜야 할 필요성이 생기고, 그렇게 하면 막두께가 두꺼워져(예컨데 1mm 이상) 가공성이 곤난해지므로, 전자파 발신원의 표면과 전자기기 틈서리등의 극히 한정된 부위밖에 적용할 수 없게되는 결점이 있다.
또한, 일본특허공개 2001-274587 호에는 스테인레스강으로 이루어지는 박편(flake)을 합성수지제재료로 이루어지는 기재중에 혼합, 분산시켜 형성한 전자파 흡수층을, 금속으로 이루어지는 전자파 반사층에 적층한 전파 흡수체가 제안되고 있다. 이 기술은 보다 높은 주파수의 전자파(1 GHz 이상)의 흡수를 달성하기 위해 제공된 것이나, 상기 전자파 흡수층은 전술한 각 문헌과 같이, 실질적으로 많은 자성분말(magnetic powder)을 함유시킬 필요가 있고, 또한 막두께도 두꺼워져 (1.5 ~ 3.5 mm 정도) 가공성이란 면에서 문제가 있으므로, 꺾임 굽힘가공등의 가혹한 가공이 요구되는 전자기기용 틀체(casing)의 구성요소로서 적용하기에는 곤란하다.
한편, 전자기기의 고성능화, 소형화에 따라, 근년에는 전자기기등의 샷시내부에서의 발열량이 증대(고온화)하고, 고열화한다고 하는 문제가 발생되고 있다. (전자기기 내부의 고열화), 전자기기의 내부온도는 통상 분위기 온도로 약 40 ~ 70 ℃ , 최고 100℃ 정도의 고온이 되는데, 이렇게 되면, IC, CPU(반도체 소자), 디스크(disk), 모터등의 내열온도를 넘기 때문에 , 안정조업에 지장을 가져오는 일이 지적되고 있다. 여기에 다시 온도가 더 상승하면, 반도체 소자가 파괴되어 고장이 나게 되는 등, 전자기기 부품의 수명이 저하한다고 하는 문제를 안고 있다.
그러므로, 전자기기에 요구되고 있는 본래의 특성(방수, 방진등을 수반하는 기밀성 확보, 소형화, 경량화)을 만족하면서, 이 전자기기의 내부온도 낮춤(방열 특성)을 달성할 수 있는 신규의 전자기기 부재용 틀체(틀체본체, 프레임, 차폐케이스, 액정 등의 백파넬(back panel))의 제공이 절실히 요망되고 있다.
이와 같은 용도에 사용되는 표면처리재로서, 예컨데, 일본특허공개공보 2002-228085 호에는 기재표면에 외층도막과 내층도막을 구비하고, 이 내층도막의 열방사율이 70% 이상인 열방사성 표면처리재(熱放射性表面處理材)가 소개되어 있고 ; 일본특허공개공보 2002-226783 호에는 기재표면에 적어도 1층 이상의 도막을 구비하고, 표면처리재로서의 열방사율이 60% 이상인 열방사성 표면처리재가 각각 나타나 있다. 이들 특허 문헌을 어느 것이나 내부에서 열을 발생하는 가전제품등의 틀체(외측 상자형의 틀체를 가르킴)와 가열판등의 용도로 사용되는 것이고, 본발명과는 적용대상(용도)은 공통되지만, 방열성을 높이기 위한 기본적인 기술사상 기본(基本的技術思想)이 서로 다르고, 구체적 수단도 서로 다르다.
즉, 이들 특허 문헌상의 기술들은 어느 것이나 내부에서 발생한 열을 압축기 → 방열기(heat conduction device) → 방열판의 순으로 전파시키고, 방열판으로 부터 열을 신속히 방산시키기 위해, 방열판(표면)의 열방사성을 높일 필요가 있다고 하는 기술사상에 기초를 두고, 표면의 열방사율이 높은 표면처리재를 제공하는 것으로, 이 표면처리재의 이면방사율에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않은 것이다. 다시 말해, 상기 특허 문헌에서 나타나 있는 기술사상은 전자기기내부의 열원(발열체)와 표면처리재를 접촉시키고, 이 열원으로부터 방출되는 열량을 열 전도에 의해 표면처리재(의 이면)에 흡열시킨 후(표면처리재의 표면으로부터)열방사로 방산시키도록(열전도→ 방사)한다고 하는 것으로, 본 발명과 같이 전자기기내부의 열원(발열체)으로부터 방출되는 열(복사열)을, 이면의 방열도막으로 흡수(방사)하고, 이 열을 표면의 도막으로부터 방사시킨다(방사→ 방사)라고 하는 기본적 기술사상(후에 설명)은 서로 다른것이다. 실제로, 상기 특허문헌상의 표면처리재는 표면의 방사율을 높이기 위한 수단밖에 나타나 있지 않다. 이면의 방사율은 높이도록 하는 것은 전혀 의도하고 있지 않으므로, 이면은 도장없는 것(무도장)이고, 본 발명과 같이 이면을 방열도막(放熱塗膜)으로 하거나 이면에 도막을 형성하여 소정의 방사율을 확보한다고 하는 구성은 전혀 나타나 있지 않다.
기타, 일본특허공개공보 특개평 3-120378 호에는 열기구 부재에 사용되는 원적외선 방사판(기재에, 원적외선 특성을 가지는 세라믹층이 형성되는 것)의 제조방법이 나타나 있다. 그러나, 위 일본특허공개공보 2001-274587 호의 원적외선 방사판은 약 200~300 ℃ 라고 하는 매우 높은 고온하에서의 방열특성이 요구되는 열기구(대표적으로 스토브 등)의 분야에 사용되는 것으로, 본 발명도장체와 같이, 특히 내부온도가 통상 분위기 온도하에서 약 40 ~ 70℃ , 최고 100℃ 정도로 되는 전자기기 부재로의 적용에 대해서는 전혀 의도하고 있지 않다. 따라서, 양자는 적용대상(용도)가 다른 발명이다. 또한 상기 특허문헌에는 전자기기로부터 방출되는 열량을 기판의 이면(裏面)으로 흡수(吸收)시키고, 기판의 표면(表面)으로부터 방사(放射)시킨다고 하는 본 발명 독자적인 기술사상은 전혀 개시하고 있지 않다.
또한, 상술한 방열특성에 덧붙여, 전자기기의 틀체에는 이 틀체자체의 온도상승을 억제하는 작용도 요구된다. 이는 전자기기제품의 가동중에 소비자가 이 틀체에 닿아 부상 등을 입을 위험성을 방지하기 위해 안전한 제품을 제공할 수 있게 하기 위함이다.
이 전자기기의 틀체자체의 온도상승을 억제하는 특성을 전술한 방열성과 구별할 목적으로, 본 발명에서는 특히, 자기 냉각성(self cooling property)이라 부른다. 이들 양특성이 우수한 틀체를 얻음에 있어, 전술한 방열대책(히트싱크(heat sink)와 히트 파이프(heat pipe)등의 방열 부품을 부착하는 방법과 금속판에 구멍을 뚫고 후앙(fan)을 설치하는 방법등)을 채용한 것에서도 역시 같은 문제가 나타난다. 따라서, 이들 양특성을 구비한 틀체의 제공도 절실히 요망되고 있다.
또한, 전자기기의 틀체에는 상술한 특성외에도 또한 도전성이 우수할 것이 요구되고 있다. 그러나 종래 사용되고 있는 흑색도장강판(흑색도막이 피복된 강판)등은 흑색도막의 막두께가 너무 두꺼워 전기저항치가 높아져서, 특히 전자기기에 적용하는 데는 소망하는 어-스(earth)방전이 잘 되지 않는다고 하는 문제가 있다.
또한, 전자기기의 틀체에는 내흠발생성도 요구된다. 예를 들면, 흑색금속판은 취급시나 가공시 등에 흠이 현저히 발생되기 쉽고(내흠발생성 저하) 또한 지문이 부착하면 눈에 띄기쉬워(내지문성 저하)진다고 하는 문제가 있다.
이 중 내흠부착성의 개선에 관해서는 피막경도를 높이기도 하고, 피막중에 왁스를 발라 피막의 윤활성을 높이기도 하는 등의 방법이 시행되고 있다. 그러나, 상기 방법에 따른 개선효과에는 한계가 있고, 예컨데, 흑색금속판을 절곡가공하는 등, 가혹한 가공이 요구되는 경우에는 피막경도와 윤활성을 소정의 값으로 높게 할 수가 없다고 하는 불합리한 문제를 안고 있다.
따라서, 이들 문제를 일거에 해결할 수 있는 금속판으로서 일본특허공개공보 2001-18322호에는 흑색도막에 클리어도막을 피복한 도전성 흑색표면처리금속판이 개시되어 있다. 이는 클리어 도막은 도전성 부여에 유효함과 아울러, 특히 내흠발생성과 내지문성을 현저히 높이는 작용이 있다고 하는 식견에 기초하여 출원된 것으로 절곡가공이 필요한 용도에도 적용가능하다.
그러나, 그 후의 연구에 의해 클리어 도막에서는 피막의 흠은 개선할 수 있어도 강판의 엣지등에 발생하는 흠자체를 억제하는 것은 곤난함을 알게 되었다. 또한, 클리어도막이 피복된 금속판은 흑색도막의 색조가 그대로 외관으로서 반영되기 때문에, 색조에 따라서는 흠과 지문이 눈에 뜨이기 쉽고 클리어 도막형성에 의한 개선효과가 충분히 발휘되지 않는 경우가 있다.
그러므로, 본 발명자등은 클리어 도막 대신, 상기 과제를 해결할 수 있는 새로운 도막을 제공해야 할 것으로 판단되어, 백색안료 및/또는 광휘안료에 착안하여 검토하였다.
상기 안료자체는 공지이고, 백색안료로서 산화티타늄 등이, 그리고 광휘안료(metallic pigment)로서 펄안료(pearl pigment), 알루미늄 안료등이 대표적으로 열거된다. 이들 안료는 반사된 빛으로 반짝반짝거림, 금속광택, 진주광택등을 나타내고, 변화가 풍부한 디자인성이 우수한 외관을 가져다 주므로 자동차, 각종 인쇄물, 사무기기등과 같은 여러가지 용도에 사용되어 왔지만, 이 안료를 내흠발생성과 내지문성을 개선할 목적으로 사용하여 본다는 발상은 지금껏 없었던 것이다.
예를 들어 일본특허공개공보 2002-363771호, 10-330657, 2002-12795 호에는 여러가지 광택안료/ 금속 도료/ 개질진주광택안료가 개시되어 있다. 그 어느것이나 이들 안료의 특성(광휘감, 빛반사량 등)개선이라고 하는 본래의 목적을 위해 제안된 것에 지나지 않고, 내흠발생성과 내지문성과의 관계에서, 상기 안료가 어떠한 작용을 발휘할 수 있는가, 또한 상기 안료를 포함하는 수지도막을 어떻게 제어하면 내흠발생성 등이 개선될까 하는 점에 대해 그 어떤 설명도 없다.
(발명이 해결하고저 하는 기술적 과제)
본 발명은 이와 같은 상황하에 이루어진 것으로, 그 목적은 우수한 전자파 흡수성과 가공성을 발휘할 수 있고, 필요에 따라 방열성 ; 방열성 및 자기냉각성 ;내흠발생성 및 내지문성 ; 도전성을 겸하며, 특히 전자기기틀체에 있어서의 구성소재로 유용한 전자기기 부재용 수지도장금속판을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
(발명의 개시)
상기 과제 또는 목적을 달성할 수 있는 본 발명의 수지도장금속판은 다음 (Ⅰ)~(Ⅵ)의 양태를 포함하는 것에 요지를 가진다.
(Ⅰ)전자파 흡수성과 가공성이 우수한 수지도장금속판(이하 "제 1 도장체"라 부른다)
이는, 금속판의 적어도 한쪽면(片面)에, 20 ~ 60질량%(이하 특별히 밝힌 외에도 모두 질량%)의 자성분말을 함유하는 자성도막이 강판표면에 두께 3 ~ 50㎛ 으로 피복된 도장판이다.
본 발명에 이용되는 자성분말(磁性粉末)로서는 연자성 페라이트(soft magnetic ferrite)와 자성금속분말을 들 수 있으나, 어느 것을 사용하더라도 체적환산하면 10체적%정도에 상당한다. 또한 자성도막을 구성하는 수지는 폴리에스테르계 수지인 것이 좋다
본 발명상의 도장금속판에 있어, 상기 자성도막에는 또한 도전성부여제(electrically conductive additive)를 20 ~ 40%정도 첨가하여 자성도막에 도전성을 부여할 수가 있으나, 이 경우에는 양호한 도전성을 유지하기 위해 도막두께는 3 ~ 15㎛ 인 것이 바람직스럽다. 또한, 도전성부여제를 첨가할 경우에는, 도전성 부여제와 자성분말의 합계함유량이 30 ~ 60% 인 것이 바람직하다.
(Ⅱ)전자파 흡수성, 가공성 및 방열성이 우수한 수지도장금속판(이하 "제 2 도장체"라 부름)
이는, 상기 제 1 도장체에서, 다음(Ⅱ-1)또는 (Ⅱ-2)를 만족하고, 또한 다음(Ⅱ-3)을 만족하는 도장판이다.
(Ⅱ-1)금속판의 편면에는, 상기 자성도막으로서 방열성을 가지는 방열성 자성도막(放熱性磁性塗膜)이 피복되고, 금속판의 다른 편면에는 1㎛ 을 넘는 방열도막이 피복되며,
(Ⅱ-1-ⅰ)이 방열성 자성도막 및 이 방열도막중 적어도 한쪽은 카본블랙(carbon black)을 1% 이상 함유하고, 카본블랙을 함유하지 않는 면에는 카본블랙이외의 방열성 첨가제를 10% 이상 함유하거나, 또는
(Ⅱ-1-ⅱ)이 방열성 자성도막 및 이 방열도막 중 적어도 한쪽은 산화티타늄(酸化 Titanium)을 30%이상 함유하고, 산화티타늄을 함유하지 않는 면에는 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제를 1% 이상 함유한다.
(Ⅱ-2)금속판의 양면에 상기 자성도막으로서 방열성을 가지는 방열성 자성도막이 피복되고, 금속판의 편면에는 상기 자성도막으로서 방열성을 자기는 방열성 자성도막이 피복되고, 금속판의 다른 편면에는 1㎛ 초과되는 방열도막이 피복되며,
(Ⅱ-2-ⅰ)이 방열성 자성도막중 적어도 한쪽에는 카본블랙(carbon black ; 바람직한 평균입경은 5~100 nm 이다.)을 1% 이상 함유하고, 카본블랙을 함유하지 않는 면에는 카본블랙이외의 방열성첨가제(放熱性添加劑)를 10% 이상 함유하거나, 또는
(Ⅱ-2-ⅱ)이 방열성 자성도막중 적어도 한쪽에는 산화티타늄을 30% 이상 함유하고, 산화티타늄을 함유하지 않는 면에는 산화티타늄이외의 방열성첨가제를 1% 이상 함유한다.
(Ⅱ-3)이 수지도장금속체를 100℃ 로 가열했을 때의 적외선(파장 : 4.5 ~15.4 ㎛)의 적분 방사율의 다음식①을 만족한다.
a × b ≥ 0.42 …… ①
a : 수지도장금속판의 1면의 적외선 적분 방사율
b : 수지도장금속판의 다른 1면의 적외선 적분 방사율
(Ⅲ)전자파 흡수성, 가공성, 방열성 및 자기냉각성이 우수한 수지도장금속판(이하 "제 3 도장체" 라 부름)
이는, 상기 제 1 도장체에서 다음(Ⅲ-1) 또는 (Ⅲ-2)를 만족하고, 또한 다음(Ⅲ-3)을 만족하는 도장판이다.
(Ⅲ-1)금속판의 제 1 면에는 상기 자성도막이 제 1 면과 반대측의 제 2 면에는 1㎛ 을 넘는 방열도막이 피복되고, 이 방열도막은 방열성첨가제를 1% 이상 함유하며, 이 자성도막은 선택적으로 또한 방열성첨가제를 1% 이상 함유한다.
(Ⅲ-2)금속판의 양면에 상기 자성도막이 피복되고, 이 금속판의 제 1 면 자성도막은 선택적으로 방열성첨가제를 1% 이상 함유하고, 상기 제 1 면과 반대측의 제 2 면 자성도막은 방열성첨가제를 1% 이상 함유한다.
(Ⅲ-3)이 수지도장금속체를 100℃ 로 가열했을 때의 적외선(파장 : 4.5 ~15.4 ㎛)의 적분방사율의 다음 식② 및 식③ 을 만족한다.
b ≤ 0.9(a - 0.05) …… ②
(a - 0.05)×(b - 0.05) ≥ 0.08 …… ③
a : 수지도장금속판의 상기 제 2 면의 적외선 적분 방사율
b : 수지도장금속판의 상기 제 1 면의 적외선 적분 방사율
(Ⅳ)전자파흡수성, 가공성, 내흠발생성, 내지문성이 우수한 수지도장금속판(이하 "제 4 도장체"라 함)
이는 상기 제 1 도장체에서, 다음 (Ⅳ-1)또는 (Ⅳ-2)을 만족하고, 또한 (Ⅳ-3)및 (Ⅳ-4)를 만족하는 도장판이다.
(Ⅳ-1)금속판의 편면에는 상기 자성도막이 피복되고, 이 자성도막은 흑색첨가제를 선택적으로 함유하고, 이 흑색첨가제를 함유하는 자성도막에는 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복되고,
이 금속판의 다른 편면에는 흑색 첨가제를 함유하는 흑색 도막과 그리고 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복된다.
(Ⅳ-2)금속판의 양면에 상기 자성도막이 피복되고, 이 중 적어도 편면의 자성도막은 흑색첨가제(黑色添加劑)를 함유하는 흑색자성도막이고, 이 흑색자성도막의 위에는 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되고, 다른 편면에는 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복된다.
(Ⅳ-3)이 수지도막의 막두께는 모두 0.5 ~ 10㎛ 이다. 또한, 이 수지도막에 포함되는 백색안료와 광휘안료의 첨가량은 합계 1 ~ 25% 이다.
(Ⅳ-4)백색안료와 광휘안료의 적어도 한 쪽을 함유하는 이 수지도장금속판의 색조는 일본전색주식회사제의 색차계(SZS·∑90)으로 측정한 L값으로 44.0~60.0 을 만족한다.
또한, 상기 백색안료 또는 광휘안료로서 바람직한 것은 산화물계안료이고,
그 중에서도 산화티타늄(酸化Ti)을 함유한 것이 가장 많이 권장된다.
(Ⅴ)전자파흡수성, 가공성, 방열성, 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 수지도장금속판(이하 "제 5 도장체" 라 함)
이는 상기 제 1 도장체에서 다음(Ⅴ-1) 또는 (Ⅴ-2)를 만족하고, 또한 다음(Ⅴ-3)~(Ⅴ-5)를 만족하는 도장판이다.
(Ⅴ-1)금속판의 편면에 상기 자성도막으로서 방열성을 가지는 방열성 자성도막이 피복되고, 이 방열성 자성도막이 흑색첨가제를 함유할 때에는 백색안료와 광휘안료의 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복되고, 이 금속판의 다른 편면에 1㎛ 을 초과하는 두께를 가진 방열도막과 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되고,
(Ⅴ-1-ⅰ)상기 방열성 자성도막 및 상기 방열도막중 적어도 어느 한쪽은 카본블랙을 1% 이상 함유하고, 카본블랙을 함유하지 않는 면은, 카본블랙이외의 방열성첨가제를 10%이상 함유하거나 또는,
(Ⅴ-1-ⅱ) 상기 방열성 자성도막과 상기 방열도막중 적어도 어느 한쪽은 산화티타늄을 30% 이상 함유하고, 산화티타늄을 함유하지 않는 면은 산화티타늄이외의 방열성 첨가제를 1% 이상 함유한다.
(Ⅴ-2) 금속판의 양면에 상기 자성도막으로서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고,
(Ⅴ-2-ⅰ) 이 방열성 자성도막중 적어도 어느 한쪽면은 카본블랙을 1% 이상 함유하고, 카본블랙을 함유하지 않는 면은, 카본블랙이외의 방열성 첨가제를 10% 이상 함유하며, 적어도 한쪽 편면의 방열성 자성도막에, 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되어 있거나, 또는
(Ⅴ-2-ⅱ) 이 방열성 자성도막 중 적어도 어느 한쪽면은 산화티타늄을 30% 이상 함유하고, 이 산화티타늄을 함유하지 않은 면은 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제를 1% 이상 함유하며, 적어도 한쪽 편면의 방열성 자성도막에 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복된다.
(Ⅴ-3) 이 수지도장 금속체를 100℃ 로 가열하였을 때의 적외선(파장 : 4.5 ~15.4 ㎛)의 적분 방사율이 다음 식① 을 만족한다.
a × b ≥ 0.42 …… ①
a : 표면(수지도장금속판으로부터 보면 외기측)의 적외선 적분 방사율
b : 이면(수지도장금속판의 내측)의 적외선 적분 방사율
(Ⅴ-4) 이 수지도막의 막두께는 모두 0.5 ~ 10㎛ 이다. 또한, 이 수지도막에 함유되는 백색안료와 광휘안료의 첨가량은 합계 1 ~ 25%이다.
(Ⅴ-5) 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 이 수지도장 금속판의 색조는 일본전색주식회사제 색차계(SZS·∑90)으로 측정한 L값으로 44.0 ~ 60.0을 만족한다.
(Ⅵ) 전자파 흡수성, 가공성, 방열성, 자기냉각성, 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 수지도장금속판(이하 "제 6 도장체"라 함)
이는 상기 제 1 도장체에 있어서, 다음(Ⅵ-1)또는 (Ⅵ-2)를 만족하고, 또한 다음(Ⅵ-3)~(Ⅵ-5)를 만족하는 도장판이다.
(Ⅵ-1) 금속판의 제 1 면에 상기 자성도막이 피복되고, 이 자성도막(磁性塗膜)은 선택적으로 흑색첨가제를 함유하고, 이 자성도막이 흑색첨가제를 함유할 때에는 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 또한 피복되고,
상기 제 1 면과는 반대측 제 2 면에는, 흑색첨가제를 1% 이상 함유하는 1㎛ 초과의 흑색방열도막과, 그리고 백색안료와 광휘도막의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복된다.
(Ⅵ-2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이 피복되고, 이 금속판의 제 1 면의 자성도막은, 흑색 첨가제를 1%이상 함유하는 1㎛초과의 흑색 방열성 자성도막이고,
상기 제 1 면과는 반대측 제 2 면의 자성도막은 방열성첨가제를 1% 이상 선택적으로 함유하고,
이 중 적어도 상기 흑색방열성 자성도막에는 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복된다.
(Ⅵ-3) 이 수지도장금속판을 100℃로 가열하였을 때의 적외선(파장 : 4.5 ~15.4 ㎛)의 적분방사율의 다음 식②및③을 만족한다.
b ≤ 0.9(a - 0.05) …… ②
(a - 0.05)×(b - 0.05) ≥ 0.08 …… ③
a : 수지도장금속판의 상기 제 2 면의 적외선 적분 방사율
b : 수지도장금속판의 상기 제 1 면의 적외선 적분 방사율
(Ⅵ-4) 이 수지도막의 막두께는 모두 0.5 ~ 10㎛ 이고 또한, 이 수지도막에 포함되는 백색안료와 광휘안료의 첨가량은 합계 1 ~ 25% 이다.
(Ⅵ-5) 백색안료와 광휘안료의 적어도 어느 한쪽을 함유하는 이 수지도장금속판의 색조는 일본전색주식회사제 색차계(SZS·∑90)으로 측정한 L값으로 44.0 ~ 60.0을 만족한다.
또한, 상기 백색안료 또는 광휘안료로서 바람직한 것은 산화물계 안료이고, 그 중에서도 산화티타늄을 함유하는 것이 가장 권장된다. 상기 제 1 ~ 제 6 도장체는 특히 전자기기부재의 틀체로서 유용하다.
또한, 본 발명에는 닫혀진 공간에 발열체를 내장하는 전자기기부품으로서, 이 전자기기부품은 그 외벽의 전부 또는 일부가 전술한 제 1 ~ 제 6 의 도장체로 구성되어 있는 것도 포함된다.
본 발명에 의하면, 상기 구성을 채용하므로써, 우수한 전자파 흡수성 및 가공성을 발휘할 수 있고, 필요에 따라 방열성 ; 방열성 및 자기 냉각성 ; 내흠발생성 및 내지문성 ; 도전성도 겸비하고, 특히 전자기기에서의 구성소재로서 유용한 수지도장금속판을 제공할 수가 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
상술한 바와 같이, 본 발명의 수지도장금속판은 다음(Ⅰ)~(Ⅵ)의 양태를 포함한다.
(Ⅰ) 전자파 흡수성 및 가공성이 우수한 수지도장금속판(제 1 도장체)
(Ⅱ) 상기 (Ⅰ)의 도장체에서, 또한 방열성이 우수한 수지도장금속판(제 2 도장체)
(Ⅲ) 상기 (Ⅰ)의 도장체에서 또한 방열성 및 자기냉각성이 우수한 도장체(제 3 도장체)
(Ⅳ) 상기 (Ⅰ)의 도장체에서 또한 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 도장체(제 4 도장체)
(Ⅴ) 상기 (Ⅰ)의 도장체에서, 방열성, 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 수지도장금속판(제 5 도장체)
(Ⅵ) 상기 (Ⅰ)의 도장체에서, 방열성, 자기냉각성, 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 수지도장금속판(제 6 도장체)
이하의 설명에서는 본 발명의 수지도장금속판을 이용하여 전자기기를 제조할 때, 외기측에 위치시키는 쪽의 면을 표면, 내부측에 위치시키는 쪽의 면을 이면으로 칭한다.
먼저, 상기 (Ⅰ)에 대해 설명한다.
(Ⅰ) 전자파흡수성 및 가공성이 우수한 수지도장금속판(제 1 도장체)
본 발명의 제 1 도장체는 금속판의 이면 또는 표리면(여기에서, 이면이라 함은 전자기기 부재용 수지도장금속판의 내측을 의미하고, 표면이라 함은 전자기기 부재용 수지도장금속판으로부터 보아 외기측을 의미)에 20 ~ 60% 의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3 ~ 50㎛ 으로 피복된 것에 특징이 있다.
우선, 상기 구성에 도달한 경위에 대해 간단히 설명한다.
전자기기로부터 발생하는 전자파는 강판에 대해 흡수하기보다도 반사하는 일이 많음이 판명되고 있다. 이러한 관점에서 본 발명자등은 가공성을 저하시킴이 없이 전자파 흡수성에도 우수한 금속판을 제공하기 위해서는 전자파 흡수틀체를 구성하는 도장강판에서 적어도 이면(틀체를 구성하는 내부측면일 것 ; 본 명세서에서는 "이면"으로 부름)에 비교적 얇은 자성도막을 필요 최소한의 자성분말을 함유시킨 상태로 형성해 주면, 틀체내부에서 발생한 전자파가 다중(多重)으로 반사하여, 최종적으로는 공기구멍등으로부터 틀체외부로 누설하는 전자파 감쇄가 기대되는 것이 아닌가 생각되었다.
즉, 도 1(본 발명 금속판에 의한 전자파 흡수성의 원리 설명도)에 나타나는 바와 같이, 틀체(1) 내에 전자파 발신원(2)이 존재할 경우, 이 전자파 발신원(2)으로부터 발신된 전자파는 화살표 A1~A5에서와 같이 틀체(1)의 내면에 몇번이나 반사한 후, 공기구멍(3) 등으로부터 외부로 누설하게 된다(도 중에서 부호 4는 틀체 간격을 나타낸다). 그리고, 1회의 반사에서의 감쇄(소재강판비)가 2dB(데시벨)로 한 경우에는, 예컨데 5회의 다중반사로 10dB의 전자파 차폐효과가 발휘되게 된다. 이 전자파 감쇄효과는, 소재강판 단독의 경우와 비교하면, 전계강도(電界强度)가 ⅓이 되는 것을 의미한다. 이러한 관점에서, 본 발명 도장금속판에서는 각 요건을 규정한 것이다.
다음에, 상기 제 1 도장체를 구성하는 각 요건에 대해 설명한다.
먼저, 상기 도장체를 특징지우는 자성피막에 대해 설명한다.
(I-1) 자성도막 중에 자성분말을 20~60% 함유
본 발명에 사용되는 자성분말(전자파 흡수첨가제)은 특히 한정되지 않으나, 대표적으로는 연자성 페라이트 분말과 자성금속분말 등이 거론된다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 병행 사용하여도 관계 없다.
다만, 어느 자성분말을 이용하든, 자성도막에의 첨가량은 합계 20~60%로 할 필요가 있다. 이 첨가량이 20% 미만에서는 전자파 흡수특성이 발휘되기 어렵고 60%를 초과하면 전자기기부재용 수지도장금속판으로서 요구되는 특성(굽힘가공성, 피막밀착성 및 내식성)이 열화되는 경향이 있다. 바람직한 첨가량은 사용하는 자성분말의 종류와 자성도막의 막두께(후술) 등에 의해서도 변화될 수 있으나, 대략 25% 이상, 50% 이하, 보다 바람직하게는 30% 이상, 45% 이하이다.
상기 자성분말 중, 연자성 페라이트 분말로서는, 연자성의 Ni-Zn계 페라이트 분말과 Mn·Zn 분말 등을 들 수 있다.
또한, 자성금속분말로서는 파마로이(permalloy)(Ni·Fe계 합금으로 Ni 함유량이 35% 이상인 것)와 센더스트(sendust)(Si-Al-Fe계 합금) 등을 들 수 있다. 대표적으로는 후기하는 실시예 기재의 것을 사용하면 좋다.
한편, 상기 도장체에는 전자파 흡수성 및 가공성의 향상에 덧붙여 도전성도 높인 경우가 있다. 이 경우에는, 상술한 자성분말 중 특히 자성금속분말의 사용이 유용하고, 이 자성금속분말을 자성도막에 첨가하는 것만으로, 다시 도전성도 높일 수가 있다. 상기 자성금속분말 중에, 도전성 부여제로서 유용한 Ni이 이미 포함되어 있기 때문이다.
한편, 상술한 자성분말 중 연자성 페라이트 분말을 사용할 경우에는, 이 분말 단독으로 도전성을 향상시키는 것은 곤란하다. 따라서, 도전성의 향상도 생각할 경우에는, 자성도막 중에 연자성 페라이트 분말 외에, 후술할 도전성부여제(도전성필러)를 첨가하는 일이 바람직하고, 이들 함유량을 적절히 제어하는 일이 바람직하다 (이점에 대해서는 후술한다).
상기 자성분말은 평균입경이 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 대입경(예컨데 20㎛ 이상)의 분말은 가능한 한 제거하는 것이 바람직하다. 이렇게 해야, 자성도막의 형성이 용이하게 되어 가공성, 내식성의 저하를 억제할 수 있다.
여기에서, 상기 자성분말의 평균입경은 일반적인 입도 분포계에 의해 분급후의 자성분말입자의 입도분포를 측정하고, 그 측정결과에 따라 산출되는 소립경측으로부터의 적산치 50%의 입도(D50)를 의미한다. 이와 같은 입도분포는, 자성분말입자에 빛을 보내어 생기는 회절과 산란의 강도패턴에 따라 측정할 수가 있고, 이와 같은 입도분포계로서는, 예컨데 닛키쇼회사제의 마이크로트럭(microtrack) 9220FRA와 마이크로트럭(HRA) 등이 예시된다.
한편, 상술한 바람직한 평균입경을 만족하는 자성분말은, 시판품을 사용하여도 좋다. 예컨데 후기하는 실시예 기재의 자성분말을 들 수 있다.
(I-2) 자성도막의 막두께 3~50㎛
또한, 본 발명에서는 상기 자성도막의 막두께를 3~50㎛으로 한다. 상기 막두께가 3㎛ 미만, 50㎛ 초과시에는 굽힘가공성, 피막밀착성과 내식성이 저하하여 버린다. 바람직한 막두께는, 사용하는 자성분말의 종류와 첨가량 등에 따라서도 변화할 수 있으나, 대략 4㎛ 이상에서 40㎛ 이하; 보다 바람직하게는 5㎛ 이상에서 30㎛ 이하이다.
또한, 상술한 자성피막은, 금속판의 적어도 이면(전자기기부재용 수지도장금속판의 안쪽)에 형성되어 있으면 좋다. 전자파차폐성은, 전자기기부재의 안쪽에서 문제가 되기 때문이다. 구체적으로는 상기 제 1 도장체에는 도 8에서와 같이, 이면에 자성피막이 피복되어 있는 양태[도 8(a)]와, 표리면에 자성피막이 피복되어 있는 양태[도 8(b)]의 양쪽이 포함된다. 또한, 도 8중, 부호 21은 자성분말, 부호 22는 금속판이다.
이상이, 본 발명에서의 자성도막의 특징부분에 관한 설명이다.
한편, 상기 자성도막을 구성하는 수지(베이스 수지)의 종류로서는 전자파 흡수성의 관점에서 보면 특히 한정되어 있지 않고, 아크릴수지, 에폭시수지, 우레탄수지, 폴리올레핀수지, 폴리에스테르수지, 불소수지, 실리콘수지 및 이들의 혼합 또는 변성된 수지를 적절히 사용할 수가 있다. 단, 본 발명의 도장금속판은 전자기기의 틀체로서 사용되므로, 굽힘가공성, 피막밀착성 및 내식성 등의 특성이 요구되는 것을 고려하면, 폴리에스테르수지 또는 변성 폴리에스터수지(예를 들면, 불포화 폴리에스테르수지에 에폭시수지를 가하여 변성시킨 수지)인 것이 바람직하다. 이 자성도막에는, 가교제를 첨가할 수 있다. 이와 같이 한 가교제로서는, 예컨데 멜라민계 화합물과 이소시아네이트계 화합물을 들 수 있고, 이들 1종 또는 2종 이상을 0.5~20%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.
한편, 새로이 상기 도장체의 전자파 흡수성을 높이고저 할 때에는 도전성을 부여하면 좋은 것임이 알려져 있다. 이와 같은 관점에서 보면, 자성도막 중에 도전성 부여제를 첨가하는 방법이 유용하다. 이와 같은 도전성 부여제로서는, Ag, Zn, Fe, Ni, Cu 등의 금속단체(單體)와 FeP 등의 금속화합물을 들 수 있다. 이중 특히 바람직한 것은 Ni이다. 또한 그 형상은 특히 한정되지 않으나, 보다 우수한 도전성을 얻기 위해서는 물고기 비늘상의 것을 사용할 것이 권장된다.
상기 도전성 부여제의 첨가량은 자성도막중에 20~40%로 하는 것이 좋으나, 엄밀히 말하면 사용하는 자성분말의 종류에 따라 그 첨가량을 적절히 조정하는 것이 권장된다. 전술한 바와 같이, 자성분말로서 연자성 페라이트분말을 사용할 경우에는, 그 단독으로 도전성을 부여하는 것은 될 수 없기 때문에, 상기 범위 내(20~40%) 안에서도, 도전성 부여제를 될 수 있는 한 많이 첨가하는 것이 바람직하다(예를 들면 25% 이상). 이에 대해, 자성분말로서 자성금속분말을 이용할 경우에는, 그 자체로 도전성을 가지므로 상기 범위 내(20~40%) 중에서도 될 수 있는 한 적게 첨가하는 것이 좋다(예컨데 30% 이하).
한편, 도전성 부여제는 상기 자성분말과 같이 가공성 등에 악영향을 미칠 염려가 있음을 생각한다면, 자성도막중에 함유되는 도전성 부여제와 자성분말의 합계함유량은 60% 이하인 것이 바람직하다.
이들을 종합적으로 감안하면, 자성도막 중에 자성분말과 도전성 부여제를 양쪽 첨가할 경우에는, 우선 자성분말로서 연자성 페라이트분말을 이용할 때에는, 그 함유량을 20~40% 정도로 하고, 도전성 부여제의 함유량을 20~40% 정도(합계 60% 이하)로 하는 것이 바람직하고; 한편, 자성분말로서 자성금속분말을 이용할 때에는, 그 함유량을 30~50% 정도로 하고, 도전성 부여제의 함유량을 10~30%(합계 60% 이하)로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 이용되는 금속판으로서는 특히 한정되지 않고, 예컨데 냉연강판, 열연강판, 전기아연도강판(EG), 용융아연도강판(GI), 합금화용융아연도강판(GA), 5% Al-Zn 도금강판, 55% Al-Zn 도금강판, Al 등의 각종 도금강판, 스테인레스강판 등의 강판류와, 공지의 금속판 등을 모두 적용할 수가 있다.
또한 상기 금속판은, 내식성 향상, 도막의 밀착성 향상 등을 목적으로 하여 크로메이트 처리와 인산염 처리 등의 표면처리가 행해져도 좋으나, 한편으로는 환경오염 등을 고려하여 논크로메이트 처리한 금속판을 사용하여도 좋고, 어느 것이든 본 발명의 범위 내에 포함된다.
이하, 논크로메이트(non-chromate) 처리한 금속판에 대해 설명한다.
상기 논크로메이트 처리하는 방법(하지처리)은 특별히 한정되지 않으나, 통상 사용되는 공지의 하지처리를 행하면 좋다. 구체적으로는 인산염계, 실라카계, 티타늄계, 지르코늄계 등의 하지처리를 단독 또는 병행하여 행할 것이 권장된다.
한편, 일반적으로 논-크로메이트 처리되면 내식성이 저하한다는 점에서, 내식성 향상 목적으로 흑색도막 중 또는 하지처리시 방청제를 사용하여도 좋다. 상기 방청제로서는, 실리카계 화합물, 인산염계 화합물, 아인산염계 화합물, 폴리인산염계 화합물, 황화계 유기화합물, 벤조트리아졸, 탄닌산, 몰리브덴산염계 화합물, 텅스텐산염계 화합물, 바나듐계 화합물, 실란카플링제 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 병행하여 사용할 수가 있다. 특히 바람직한 것은, 실리카계 화합물(예컨데 칼슘이온교환 실리카 등)과, 인산염계 화합물, 아인산염계 화합물, 폴리인산염계 화합물(예컨데 트리폴리인산 알루미늄 등)과의 병행사용이고, 실라카계 화합물:(인산염계 화합물, 아인산염계 화합물 또는 폴리인산염계 화합물)을 질량비 0.5~9.5:9.5~0.5(보다 바람직하게는 1:9~9:1)의 범위로 병행사용하는 일이 권장된다. 이 범위로 제어하면, 소망하는 내식성과 가공석의 양쪽을 확보할 수가 있다.
상기 방청제 사용으로 논크로메이트 처리금속판의 내식성은 확보 가능하나, 그 반면 방청제의 첨가에 따른 가공성 저하도 알려져 있다. 그 때문에, 흑색도막의 형성성분으로서, 특히 에폭시변성 폴리에스테르계 수지 및/또는 페놀유도체를 골격으로 도입한 폴리에스테르계 수지, 및 가교제(바람직하게는 이소시아네이트계 수지 및/또는 멜라민계 수지, 보다 바람직하게는 양자 병행사용)을 조합시켜 사용하는 것이 권장된다.
이중 에폭시변성 폴리에스테르계 수지 및 페놀유도체를 골격으로 도입한 폴리에스테르계 수지(예컨데 비스페놀A를 골격으로 도입한 폴리에스테르계 수지 등)는 폴리에스테르계 수지에 비해 내식성 및 도막밀착성이 우수하다.
한편, 이소시아네이트계 가교제는 가공성 향상작용(가공 후의 외관향상작용을 의미하고, 후에 설명할 실시예에서는 밀착성 굽힘시험에서의 크랙 수로 평가한다)을 가지고 있고, 이에 따라 방청제를 첨가한 것이라도 우수한 가공성을 확보함이 가능하다.
또한, 멜라민계 가교제는 우수한 내식성을 가지는 것이 본 발명자들의 검토결과 밝혀졌다. 따라서, 본 발명에서는 전술한 방청제를 병행사용하므로써 매우 양호한 내식성이 얻어지게 된다.
이들 이소시아네이트계 가교제와 멜라민계 가교제는 단독으로 사용하여도 좋으나, 양자를 병행사용하면 논크로메이트처리 금속판에 있어서의 가공성과 내식성을 일층 향상시킬 수가 있다. 구체적으로는, 이소시아네이트계 수지 100 질량부에 대하여, 멜라민계 수지를 5~80 질량부의 비율로 함유시킬 것이 권장된다. 멜라민계 수지가 5 질량부 미만인 경우, 소망하는 내식성이 얻어지지 않고, 한편, 멜라민계 수지 80 질량부를 초과하면 이소시아네이트계 수지의 첨가에 따른 효과가 양호하게 발휘되지 않아, 소망하는 가공성 향상작용이 얻어지지 않는다. 보다 바람직하게는 이소시아네이트계 수지 100 질량부에 대하여, 10 질량부 이상, 40 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 15 질량부 이상, 30 질량부 이하이다.
다음, 본 발명의 제 2 도장체, 즉 상기 (I)의 도장체에서, 또한 가열성이 우수한 수지도장금속판과 제 3 도장체, 즉, 상기 (I)도장체에서, 추가적으로 방열성 및 자기냉각성이 우수한 도장체에 대해 설명한다. 먼저, 이들에 공통되는 기본사상에 대해 설명한다.
본 발명자들은, 상기 제 1 도장체에 있어서, 전자기기에 요구되는 본래의 특성(방수·방진 등에 따르는 기밀성 확보, 소형화·경량화·저코스트 등)을 만족하면서도, 이 전자기기 내부온도의 저감화(방열특성)를 달성할 수 있는 전자기기부재용 도장체를 제공해야 하고, 특히 이 도장체 자체의 방열성 개선을 중심으로 예의 검토하여 왔다. 그 결과 금속판의 표리면에 소정의 도막을 피복하면 소기의 목적이 달성됨을 알게 되었다. 이 메카니즘은, 전자기기 내부의 열원(발열체)으로부터 방출되는 열(복사열)을 이면의 도막에서 흡수(방사)하고, 이 열을 표면의 방열도막으로부터 방사시킨다.라고 하는 것으로, 소위 열관류시스템(heat through system)의 개념을, 전자기기부재에 순조로이 적용한 것에 최대 특징이 있다. 이와 같은 열관류시스템 방식이라는 개념을, 전자기기부재에 적용하고, 전자기기로부터 방출되는 열량을 금속판의 이면→금속판의 표면으로 흡수→방사시킨 도장체는 종래 알려져 있지 않은 새로운 것이다.
다음, 각 도장체에 대해 설명하기 전에, 제 2 도장체(방열성이 우수한 도장체)와, 제 3 도장체(방열성 및 자기냉각성이 우수한 도장체)의 관계에 대해 설명한다.
제 2 도장체도 제 3 도장체도, 같이 전술한 열관류라는 개념을 전자기기부재에 도입 적용하여 방열성의 향상을 도모한다는 점에서 기본사상은 일치한다. 그러나, 양자는 궁극적으로 지향하는 해결과제(주 해결과제), 이 해결과제를 해결하기 위한 기술적 사상 및 구성은 상위하다. 즉, 제 2 도장체는, 방열성의 향상(전자기기 내부온도의 저감화)을 최대 해결과제로 걸고 있고, 표면·이면의 적외선 방사율의 곱은 가능한 한 높은 것이 좋다.라고 하는 사상의 기초하에서, 표면·이면을 방열도막을 구성하는 일체로서 잡아 방열도막의 구성을 특정하고 있는 것에 대하여; 제 3 도장체에서는 상술한 열관류의 개념을 이용하여 방열특성을 어느정도 유지해가면서, 또한 도장체 자체의 온도상승 억제를 최대 해결과제로 들고 있고, 표리면의 적외선 방사율에 대해 적극적으로 차이를 두고, 이면의 적외선 방사율은 표면보다도 낮고, 표면의 적외선 방사율은 될 수 있는 한 높게 하므로써, 도장체에 흡수된 열을 방출시킨다.라고 하는 사상하에, 표면·이면의 도막구성을 각각, 따로따로 잡아 제어하고 있는 점에서, 양자는 지향하는 방향성이 다른 발명이라고도 할 수 있다.
즉, 제 2 도장체에서는, 방열성이 극히 우수한 것, 자기 냉각성이 떨어지는 것도 포함하고 있다. 한편, 제 3 도장체는 자기냉각성이 극히 우수한 것이지만 방열성은 제 2 도장체에 비해 약간 떨어지는 경우도 포함한다. 이와 같은 양자의 상위점을 일층 명료히 하여야 하고, 제 2 도장체에서 정하는 영역, 상기 식 ①을 만족하는 방열성이 우수한 범위를 도 5에; 제 3 도장체에서 정한 영역, 상기 식 ③을 만족하는 방열특성이 우수한 범위와, 상기 식 ②를 만족하는 자기냉각성이 우수한 범위와의 중복부분을 도 6에 각각 도시하였다. 이들 도장체는 서로 겹치는 부분, 즉 표리면의 적외선 방사율의 곱이 높기 때문에 방열특성이 우수하고, 또한 이면에 비해 표면의 적외선 방사율이 높기 때문에 냉각성도 우수하다.를 포함하고 있으며, 이 부분은 방열특성과 자기냉각성의 쌍방에 극히 우수한 영역이다.
이하, 본 발명에 관한 각 도장체에 대해 설명한다.
(Ⅱ) 상기 (I)의 도장체에서, 또한 방열성이 우수한 수지도장금속판(제 2 도장체)
상기 제 2 도장체는, 전술한 기본사상을 기초로 하여 이루어 진 것으로, 전술한 제 1 도장체에서 상기 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2)를 만족하고, 또한 상기 (Ⅱ-3)을 만족하므로써 방열성이 높아지는 것에 특징이 있다.
먼저 상기 (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2)을 정한 취지에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 기본 양태인 도장체(제 1 도장체)는 적어도 이면측(전자기기부재용 도장체의 안쪽)의 전자파 흡수성이 우수할 것이 요구된다. 따라서, 제 2 도장체에서도, 제 1 도장체와 같이 이면만에 자성도막이 형성되는 양태(Ⅱ-1)와, 표리면에 자성도막이 형성되는 양태 (Ⅱ-2)와의 두가지로 대별된다.
한편, 방열성 향상이라는 관점에서 보면, 금속판의 표리면에 1㎛ 초과의 방열도막이 형성되고, 또한 (ⅰ)이 방열도막 중 적어도 어느 한쪽은 카본블랙을 첨가하고 있고, 카본블랙을 함유하지 않는 면에는, 카본블랙 이외의 방열성 첨가제를 첨가하거나; 또는 (ⅱ)이 방열도막중 적어도 한쪽은 산화티타늄을 첨가하고, 산화티타늄을 함유하지 않는 면에는 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제를 첨가할 필요가 있고, 이에 따라 소망하는 방열특성 상기 Ⅱ-3을 확보할 수가 있다.
이와 같이 상기 제 2 도장체는, 전자파 흡수성, 가공성 향상을 위해 요구되는 요건과, 방열성 향상을 위해 요구되는 요건을 감안하여 정한 것이다.
이하, (Ⅱ-1) 또는 (Ⅱ-2)의 양태에 대해 도 9를 참조하여 설명한다.
(Ⅱ-1) 금속판의 이면에만 전술한 요건을 만족하는 자성도막이 형성되어 있는 양태(도 9a)
이 경우, 이면에는 3~50㎛의 자성도막이 형성되어 있다. 따라서, 소망하는 방열특성을 얻기 위해서는 먼저 반대측 표면에, 1㎛ 초과되는 방열도막을 피복할 것이 필요하고(이에 따라 표리면에 도막이 형성되게 된다), 또한 표리면을 방열도막으로 하기 위해, 각 도막에는 방열성을 가지는 첨가제(방열성 첨가제)를 첨가할 필요가 있다(도 9(a) 참조). 또한, 도 9 중에서 부호 21은 자성분말, 22는 금속판, 23은 방열성 첨가제이다.
또한, 상기 제 2 도장체에서 규정하는 소망하는 방열성(상기 (Ⅱ-3))을 확보하기 위해서는, 방열성 첨가제로서 특히 방사율이 높은 카본블랙(또는 산화티타늄)을 적어도 편면의 도막에 첨가해 둘 것이 필요하고, 카본블랙을 함유하지 않는 면(또한 산화티타늄을 함유하지 않는 면)에는, 카본블랙 이외의 방열성 첨가제(또는 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제)를 첨가한다. 물론, 양면에 카본블랙(또는 산화티타늄)을 첨가하면, 방열특성이 일층 우수한 도장체가 얻어지므로 극히 유용하다.
이러한 취지에서, 상기 (Ⅱ-1)에서는, 이면의 자성도막 및 표면의 방열도막 중 적어도 한쪽은 카본블랙(또는 산화티타늄)을 함유하고, 카본블랙을 함유하지 않는 면(또는 산화티타늄을 함유하지 않는 면)에는 카본블랙 이외의 방열성 첨가제(또는 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제)를 함유하고 있는 것이다.
이하, 순차적으로 설명한다.
(Ⅱ-1-ⅰ) 자성도막 또는 방열도막 중 적어도 한쪽은 카본블랙을 1% 이상 함유하고; 카본블랙을 함유하지 않는 면에는, 카본블랙 이외의 방열성 첨가제를 10% 이상 함유.
카본블랙(CB)은 우수한 방열성을 가지는 흑색첨가제이고, 본 발명에서는 소망하는 방열특성을 얻기 위해, 자성도막 또는 방열도막 중 적어도 한쪽면이 카본블랙을 함유할 것이 권장된다.
또한, 자성도막 또는 방열도막 중 적어도 한쪽은, 카본블랙만 함유되고 있어도 좋으나, 기타 흑색첨가제와 흑색첨가제 이외의 방열성 첨가제를 병행 사용하여도 좋다(이들 예시는 다음에 설명 기재한다). 단, 소망하는 방열성을 확보하기 위해서는, 흑색첨가제 중 카본블랙이 점하는 비율을 10% 이상(바람직하게는 30% 이상, 보다 바람직하게는 50% 이상)으로 제어할 것이 권장된다. 카본블랙은, 다른 대표적인 흑색첨가제(산화물계의 첨가제 등)에 비하여 비중이 작기 때문에, 질량비율로 환산한 경우에는, 적은 비율로도 충분히 소망하는 방열효과가 발휘된다. 가장 바람직한 것은, 흑색첨가제가 카본블랙만으로 구성되는 흑색도막이다.
여기에서, 도막중에 함유되는 카본블랙의 함유량은, 이 도막의 막두께와의 관계에서 적절히 제어할 필요가 있으나, 1% 이상 첨가할 것이 권장된다. 기본적으로는 카본블랙의 첨가량이 많을수록 우수한 방열특성이 얻어지는 점에서, 바람직하게는 3% 이상, 보다 바람직하게는 5% 이상이다. 또한, 그 상한은 방열특성과의 관계에서는 특히 제한되지 않으나, 15% 이상이 되면 도장성이 나빠지는 외에, 내흠발생성도 저하된다. 따라서, 도장성 등을 고려한 경우에는 상한을 15% 미만으로 하는 것이 좋고, 보다 바람직하게는 13%, 12%의 순이다.
여기에서, 도막 중의 카본블랙의 첨가량은, 이하의 방법에 의해 측정할 수가 있다.
먼저, 피시험체(분석샘플)에 용매를 가하여 가온하고, 피시험체 중의 유기물을 분해한다. 사용할 용매의 종류는, 베이스계 수지의 종류에 따라서도 다르고, 각 수지의 용해도에 따라 적절한 용매를 사용하면 좋다. 예를 들면, 베이스수지로서 폴리에스테르계 수지와 우레탄계 수지를 이용하는 경우에는 수산화나트륨, 메타놀용액을 첨가한 용기(나스형 플라스코)에 피시험체를 가하고, 이 용기를 70℃의 수조에서 가온하여 피시험체 중의 유기물을 분해하면 좋다.
이어서, 이 유기물을 유리필터(구멍직경 0.2㎛)로 필터링하고, 얻어진 잔사 중의 탄소를 연소적외선 흡수법으로 정량하고, 도막 중의 카본블랙 농도를 산출한다.
또한, 카본블랙의 평균입자경은 5~100㎚으로 제어하는 것이 바람직하다. 평균입자경이 5㎚ 미만에서는, 소망하는 방열특성이 얻어지지 않는 외에, 도료의 안정성이 나쁘며, 도장외관이 떨어진다. 한편, 평균입자경이 100㎚을 초과하면 방열특성이 저하할 뿐 아니라, 도장 후 외관도 불균일하게 되어 버린다. 바람직하게는 10㎚ 이상, 90㎚ 이하, 보다 바람직하게는 15㎚ 이상, 80㎚ 이하이다. 또한, 방열특성에 덧붙여, 도막안정성, 도장 후 외관균일성 등을 종합적으로 감안하면, 카본블랙의 최적 평균입자경은 대략 20~40㎚로 할 것이 권장된다.
본 발명에서는, 상기 평균입자경을 만족하는 카본블랙으로서 시판품을 사용하여도 좋고, 예를 들면 미쓰비시화학제 미쓰비시카본블랙(평균입자경 13~75㎛) 등의 사용이 권장된다. 또한, 본 발명에 이용되는 흑색첨가제의 평균입자경은, 상기 시판품의 팜플렛에도 기재되어 있는 바와 같이, 전자현미경에 의한 산술평균직경에 따라 산출하면 좋다.
또한, 상술한 카본블랙(CB) 이외의 방열성 첨가제(CB 이외의 방열성 첨가제)로서는 예컨데 흑색첨가제로서 Fe, Co, Ni, Cu, Mn, Mo, Ag, Sn 등의 산화물, 유화물, 카바이드와 흑색금속미분말 등; 흑색첨가제 이외의 방열첨가제로서, TiO2, 지르코니아, 코디에라이트(cordierite), 티타늄산 알루미늄(aluminum titanate), β스포듀멘(β-spodumene), 탄화규소(silicon carbide), 질화알루미늄(aluminum nitride), 6방정질화붕소(hexagonal system boron nitride), 산화철, 황산바리움(barium sulfate), 산화규소, 산화알루미늄 등의 세라믹; Al 분말(물고기 비늘상의 Al편:flaky Al flakes) 등을 들 수 있고, 이들을 단독, 또는 2종 이상을 병행사용하여도 좋다. 소망하는 방열특성을 확보하기 위해, 상기 CB 이외의 방열성 첨가제의 함유량을 합계 10% 이상으로 하고, 바람직하게는 20% 이상, 보다 바람직하게는 30% 이상이다.
이들 중 바람직한 것은, TiO2 등 세라믹스, Al편이고, 또한 바람직한 것은 TiO2이다.
예를 들면, TiO2를사용할 경우, TiO2를 약 30~70% 함유하는 도막을 약 5~50㎛ 형성시키면, 대략 0.8 전후의 적외선방사율이 얻어진다. 상기 도막중에, 또한 카본블랙 등의 흑색첨가제를 첨가하면, 적외선방사율은 일층 커진다. 또한, 표면에 메탈릭 색조외관을 부여하고저 할 때에는, 표면의 도막에 Al 미세편을 사용할 것이 권장된다. 이 경우 Al편의 함유량을 5~30%로 하고, 이 도막의 막두께를 5~30㎛으로 하면, 약 0.6~0.7의 적외선방사율이 얻어진다.
이와 같은 평균입자경을 만족하는 방열성첨가제로서 시판품을 사용하여도 좋고, 예컨데 TiO2로서 디카주식회사제의 TiO2(평균입자경 0.2~0.5㎛); Al편으로서 쇼아 알루미파우다회사제의 LB584(평균입자경 25㎛) 등의 사용이 권장된다. 또한, 본 발명에 이용되는 CB 이외의 방열성첨가제의 평균입자경은 전술한 카본블랙의 시판품 미쓰비시가가꾸회사제의 미쓰비시카본블랙(평균입자경 13~75㎛)의 팜플렛에도 기재되어 있는 바와 같이, 전자현미경에 의한 산술평균입자경에 따라 산출하면 좋다.
(Ⅱ-1-ii) 자성도막 또는 방열도막 중 적어로 한쪽은 산화티타늄을 30% 이상 함유하고, 산화티타늄을 함유하지 않는 면에는, 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제를 1% 이상 함유
상기 제 2 도장체에는, 카본블랙 대신에 산화티타늄을 사용하여도 좋다. 산화티타늄은 카본블랙에 이어서 방사율이 높은 방열성 첨가제이기 때문이다.
한편, 산화티타늄을 사용할 경우에는, 그 첨가량을 30% 이상(바람직하게는 40% 이상)으로 하고, 산화티타늄을 함유하지 않는 면에는 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제(전술한 CB 이외의 방열성 첨가제 중 산화티타늄을 뺀 것, 또한 카본블랙도 포함된다)를 1% 이상(바람직하게는 3% 이상)으로 한다. 이들 상세는 전술한 바와 같다.
표면의 방열도막의 막두께 : 1㎛ 초과
상기 (Ⅱ-1-i)와 (Ⅱ-1-ii)의 어느것이라도, 표면의 방열도막의 막두께는 1㎛ 초과로 할 것이 필요하다. 이 하한치는 소망하는 방열특성을 확보하기 위해 정해진 것이다. 상기 막두께가 1㎛ 미만에서는, 방열성첨가제를 많이 첨가하여도 소망하는 방열특성이 얻어지지 않는다. 바람직한 하한치는 순서로 3㎛, 5㎛, 7㎛, 10㎛ 이다.
또한, 그 상한은 방열특성과의 관계에서는 특히 제한받지 않으나, 전자기기부품으로의 적용을 의도하고 있는 관계로, 가공성 향상도 요구된다는 점; 특히 굽힘가공시 도막의 크랙과 박리 등의 발생 방지 등을 고려하면, 50㎛ 이하(보다 바람직하게는 순서적으로 45㎛ 이하, 40㎛ 이하, 35㎛ 이하, 30㎛ 이하)로 제어하는 것이 권장된다.
또한, 양호한 가공성을 구비함과 아울러, 우수한 도전성도 확보하기 위해서는 12㎛ 이하(보다 바람직한 순서는 11㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10㎛ 이하)로 제어하는 것이 권장된다.
여기에서, 표면·이면의 도막에 첨가되는 수지(방열도막을 형성하는 베이스수지)의 종류는 방열특성의 관점에서는 특히 한정되지 않지만, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합 또는 변성된 수지 등을 적절히 사용할 수가 있다. 단, 본 발명 도장체는 전자기기의 틀체로서 사용되게 하기 위해, 방열성 외에도 가공성 향상도 요구되는 것을 고려하면, 상기 베이스 수지는 비 친수성 수지(구체적으로는 물과의 접촉각이 30°이상, 보다 바람직하게는 50°이상, 더욱 바람직하게는 70°이상을 만족하는 것)일 것이 요구된다. 이와 같은 비 친수성 특성을 만족하는 수지는 혼합의 정도와 변성의 정도에 따라서도 변화될 수 있는 바, 예를 들면 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 등을 적절히 사용하는 것이 좋고, 그 중에서도 폴리에스테르계 수지의 사용이 권장된다.
또한, 상기 도막에는 본 발명작용을 해치지 않는 범위 내에서 카본블랙/산화티타늄 외에도 방청안료, 실리카 등의 안료를 첨가해도 좋다. 또는 이들 외의 방열성 첨가제(예를 들면 지르코니아, 코디에라이트, 티타늄산 알루미늄, 베타-스포듀멘, 탄화규소, 질화알루미늄, 6방정 질화붕소(hexagonal system boron nitride), 산화철, 황산바륨, 산화규소, 산화알루미늄 등의 세라믹스; Al분말(고기비늘상의 Al 미세편) 등을 1종 또는 2종 이상)도 본 발명의 작용을 손상시키지 않는 범위에서 첨가할 수가 있다.
또한, 상기 도막에는 가교제를 첨가할 수가 있다. 본 발명에 이용되는 가교제로서는 예컨데 멜라민계 화합물과 이소시아네이트계 화합물 등을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 0.5~20 중량%의 범위 내에서 첨가할 것이 권장된다.
(Ⅱ-2) 금속판 표리면에 전술한 요건을 만족하는 자성도막이 형성되어 있는 양태 [도 9(b)]
이 경우, 표리면에는 3~50㎛의 자성도막이 형성된다. 소망하는 방열특성을 얻기 위해서는, 상기 자성도막을 방열도막으로 할 것이 필요하고, 이를 위해 각 도막에 방열성 첨가제를 첨가할 필요가 있다[도 9(b) 참조].
구체적인 구성은 전술한 제 2 도장체(Ⅱ-1)와 같다.
(Ⅱ-3) 식 ① : a × b ≥ 0.42
이 식 중에서, a와 b는 금속판의 표리면에 도막이 피복된 도장체를 100℃로 가열하였을 때의 적외선(파장: 4.5~15.4㎛)의 적분방사율에 있어, 표면의 적외선 적분방사율 a, 이면의 적외선 적분방사율 b를 각각 의미한다.
상기 적외선 적분방사율은 후술하는 방법으로 측정되고, 표면 또는 이면의 적외선 적분방사율을 각각 따로따로 측정할 수가 있다.
여기에서, 상기 「적외선 적분방사율」이라 함은 환언하면, 적외선(열에너지)의 방출 용이성(흡수 용이성)을 의미한다. 따라서, 상기 적외선방사율이 높을수록, 방출(흡수)되는 열에너지 량은 크게 되는 것을 나타낸다. 예를 들면 물체(본 발명은 도장체)에 주어진 열에너지를 100% 방사시킬 경우에는, 이 적외선 적분방사율은 1이 된다.
또한, 본 발명에서는 100℃로 가열하였을 때의 적외선 적분방사율을 정하고 있지만, 이는 본 발명 도장체가 전기기기 용도(부재 등에 따라 다르나, 통상의 분위기 온도는 대략 50~70℃, 최고 약 100℃)로 적용되는 것을 고려하고, 이 실용레벨의 온도와 일치시켜야 할 것으로, 가열온도를 100℃로 정한 것이다.
본 발명상의 적외선 적분방사율의 측정방법은 다음과 같다.
장치 : 닛봉덴시(주)제 「JIR-5500형 후리에르(Furrier)변환 적외분광 광도계」및 방사측정 유닛트(IRR-200)
측정파장 범위 : 4.5~15.4㎛
측정온도 : 시료의 가열온도를 100℃로 설정
적산횟수 : 200회
분해능 : 16 ㎝-1
상기 장치를 이용하여, 적외선 파장역(4.5~15.4㎛)에서의 시료의 분광방사강도(실측치)를 측정하였다. 또한, 상기 시료의 실측치는 백그라운드의 방사강도 및 장치계수가 가산/부가된 수치로서 측정되기 때문에, 이들을 보정할 목적으로 방사율측정 프로그램(닛봉덴지(주)제 방사율측정 프로그램)을 이용하여, 적분방사율을 산출하였다. 산출방법의 상세는 다음과 같다.
식 중에서,
ε(λ) : 파장 λ에서의 시료의 분광방사율(%)
E(T) : 온도 T(℃)에서의 시료의 적분방사율(%)
M(λ,T) : 파장 λ, 온도 T(℃)에서의 시료의 분광방사강도(실측치)
A(λ) : 장치계수
KFB(λ) : 파장 λ에서의 고정 백그라운드(시료에 따라 변화되지 않는 백그라운드)의 분광방사강도
KTB(λ, TTB) : 파장 λ, 온도 TTB(℃)에서의 트랩흑체(trap black body)의 분광방사강도
KB(λ, T) : 파장 λ, 온도 T(℃)에서의 흑체의 분광방사강도(플랭크의 이론식으로부터의 계산치)
λ1, λ2 : 적분하는 파장의 범위
를 각각 의미한다.
여기에서 상기 A(λ:장치계수) 및 상기 KFB(λ: 고정백그라운드의 분광방사강도)는, 2개의 흑체로(黑體爐)(80℃, 160℃)의 분광방사강도의 실측치와 당해 온도역에서의 흑체의 분광방사강도(플랭크의 이론식으로부터의 계산치)에 기초하여, 다음 식으로 산출한 것이다.
식 중에서,
M160℃ (λ,160℃) :
파장 λ에 있어서의 160℃의 흑체로의 분광방사강도(실측치)
M80℃ (λ,80℃) :
파장 λ에 있어서의 80℃의 흑체로의 분광방사강도(실측치)
K160℃ (λ,160℃) :
파장 λ에 있어서의 160℃의 흑체로의 분광방사강도(플랭크의 이론식으로부터의 계산치)
K80℃ (λ,80℃) :
파장 λ에 있어서의 80℃의 흑체로의 분광방사강도(플랭크의 이론식으로부터의 계산치)
를 각각 의미한다.
한편, 적분방사율 E(T=100℃)의 산출에 있어, KTB(λ, TTB)를 고려하고 있는 것은, 측정에 있어 시료의 주위에서 수냉한 트랩흑체를 배치하기 위함이다. 상기 트랩흑체의 설치로, 변동 백그라운드 방사(시료에 따라 변화하는 백그라운드 방사를 의미한다. 시료의 주위로부터의 방사가 시료표면에 반사되기 때문에, 시료의 분광방사 강도의 실측치는, 이 백그라운드 방사가 가산된 수치로 표시된다)의 분광방사강도를낮게 제어할 수가 있다. 상기 트랩흑체는 방사율 0.96의 의사흑체(疑似黑體)를 사용하고, 상기 KTB[(λ, TTB): 파장 λ, 온도 TTB(℃)에서의 트랩흑체의 분광방사강도]는 아래와 같이 산출한다.
KTB(λ, TTB) = 0.96 × KB(λ, TTB)
식 중에서 KB(λ, TTB)는 파장 λ, 온도 TTB(℃)에서의 흑체의 분광방사강도를 의미한다.
본 발명에 관한 제 2 도장체는, 이와 같이 측정한 적외선(파장 4.5~15.4㎛)의 적분방사율(상기 E(T=100℃))로서, 전술한 a 및 b의 곱(a×b)이 0.42 이상(식 ①)을 만족한다. 상기 (a×b)로 산출한 수치(도장체로부터 방출되는 적외선 적분방사율의 곱)은 도장체 자체의 방열효과를 나타내는 지표로서 유용하고, 상기 식을 만족하는 도장체는 상기 파장역에서, 평균하여 높은 방사특성을 발휘하는 점에서 상기 제 1 도장체에서의 방열특성의 목표레벨을 (a×b≥0.42)로 정하였다. (a×b) (최대 1)의 값은 클수록(1에 가까워질수록) 우수한 방열특성을 발휘한다. 바람직한 순으로는 0.49 이상, 0.56 이상, 0.61 이상, 0.64 이상, 0.72 이상이다.
한편, 상기 제 2 도장체에서는, 상술한 방열특성의 목표레벨을 만족하는 한, 표면의 적외선방사율과 이면의 적외선방사율과의 관계는 특히 한정되지 않으나, 표면과 이면의 적외선방사율이 서로 다른 양태와 양면이 같은 정도의 방사율을 가지는 양태의 양쪽을 포함한다. 이에 대하여, 본 발명에 관한 제 3 도장체에서는, 방열성에 덧붙여, 자기냉각성의 향상을 주 목적으로 하고, 이면에 비하여 표면의 적외선방사율이 높은 도장체만에 한정되어 있는 점에서, 양자는 서로 다르다(상세한 내용은, 제 3 도장체 항에서 상세히 설명한다).
구체적으로는, 상기 식 ① (a×b≥0.42)의 방열특성을 만족하는 한, 표면/이면은 임의의 적외선방사율을 정할 수 있다. 단, 적외선방사율의 최대치는 1이므로 상기식 ①을 만족시키기 위해서는 적어도 한쪽면의 적외선방사율을 0.42 이상;
a×b≥0.56 을 만족시키기 위해서는 적어도 한쪽면의 적외선방사율을 0.56 이상;
a×b≥0.64 를 만족시키기 위해서는 적어도 한쪽면의 적외선방사율을 0.64 이상으로 하는 것이 필요하다.
여기에서, 한쪽 면의 적외선방사율은 크게하면 크게 할수록 좋고, 적어도 한쪽면의 적외선 방사율이 0.65 이상을 만족하면 좋다. 보다 바람직하게는 0.7 이상, 나아가 0.75 이상, 특히 0.8 이상이다. 양면이 0.65 이상의 도장체라면 이 또한 좋다.
또한, 상기 제 2 도장체에는 상기 적외선(파장 4.5~15.4㎛)의 임의의 파장역에서의 분광방사율의 최대치 A와 최소치 B와의 차이 (A-B)는 0.35 이하인 것이 좋다. 이 (A-B)는 상기 적외선 파장역에서의 방사율의 변화폭을 나타낸 것으로, A-B≤0.35라 함은 상기 적외선 파장역의 어느것에서도 안정되어 높은 방사특성을 발휘하는 것을 나타낸다. 따라서, 상기 요건을 만족하는 것은, 예컨데 방출되는 적외선의 파장이 서로 다른 부품을 여러가지 탑재한 전자기기 등의 용도로의 적용도 가능하게 되는 등, 전자기기부재용으로의 용도의 확대가 기대된다. 구체적으로는 상술한 바와 같이 측정한 임의의 방사율을 측정하고, 이 파장역에서의 분광방사율의 최대치(A)와 최소치(B)와의 차(A-B)를방사율의 변화폭으로 산출한다. 상기 A-B의 값은 적으면 적을수록 안정된 방열특성을 얻을 수 있고, 보다 바람직하기로는 0.3 이하, 이보다 더욱더 바람직하기로는 0.25 이하이다.
(Ⅲ) 상기 (I)의 도장체에서, 또한 방열성 및 자기냉각성이 우수한 도장체 (제 3 도장체)
상기 제 3 도장체는 전술한 기본사상을 베이스로 한 것으로, 제 1 도장체에서 상기 (Ⅲ-1) 또는 (Ⅲ-2)를 만족하고, 또한 상기 (Ⅲ-3)을 만족하므로써 방열성 및 자기냉각성이 높아지는 것에 특징이 있다.
먼저, 상기 (Ⅲ-1) 및 (Ⅲ-2)를 정한 취지를 설명한다.
상기 제 3 도장체도 그 전제로서, 전자파흡수성 및 가공성이 우수할 것이 요구되므로 자성도막은 적어도 이면에 형성되어 있을 것이 필요하고, 구체적으로는 이면만에 자성도막이 형성되는 양태(Ⅲ-1)와, 표리면에 자성도막이 형성되는 양태(Ⅲ-2)의 두가지가 포함된다.
한편, 방열성 및 자기냉각성의 향상이라고 하는 관점에서 보면, 금속판 표면에 1㎛ 초과의 방열도막이 형성되고(이면의 자성도막은 필히 방열도막으로 할 필요가 없다), 또한 표면의 방열도막과 이면의 자성도막에는 방열성 첨가제를 함유할 것이 필요하다. 이에 따라, 소망하는 방열특성 및 자기냉각성(상기 Ⅲ-3)을 확보할 수가 있다.
이와 같이 상기 제 3 도장체는 전자파 흡수성 향상을 위해 요구되는 요건과, 방열성 및 자기냉각성 향상을 위해 요구되는 요건을 감안하여 정한 것이다.
이하, 이들 (Ⅲ-1) 및 (Ⅲ-2)의 양태에 대해 개별적으로 설명한다.
(Ⅲ-1) 금속판의 이면에만 전술한 요건을 만족하는 자성도막이 형성되는 양태
이 경우, 이면에는 3~50㎛의 자성도막이 형성된다. 따라서, 소망하는 방열특성과 자기냉각성을 얻기 위해서는, 먼저 반대측 표면에 1㎛ 초과의 방열도막을 피복할 필요가 있다(이에 따라 표리면에 도막이 형성되게 된다). 또한, 적어도 표면을 방열도막으로 하기 위해, 이 도막에는 방열성 첨가제를 함유할 필요가 있다. 또한, 소망하는 자기냉각성을 확보하기 위해, 표면의 적외선방사율은 이면에 비해 높이하여 식 ②(후술)를 만족할 것이 필요하고, 또한 방열특성은 적어도 식 ③(후술)을 만족할 것이 필요하다.
한편, 이면에는 3~50㎛의 자성도막이 형성되어 있으므로 소망하는 방열특성이 얻어지는 한, 방열성 첨가제를 반드시 첨가할 필요는 없다. 상기 자성도막만으로 어느정도의 방사율을 확보할 수 있기 때문이다. 즉, 전술한 「표면도막」은 우수한 자기냉각성을 확보하기 위해 방열도막으로 할 필요가 있지만, 「이면도막」은 소망하는 특성이 얻어지는 한, 반드시 방열도막으로 할 필요는 없다. 따라서, 상기 제 3 도장체에는 금속판의 이면에 도막이 갖추어지지 않은 「편면도장강판」은 포함되지 않지만(도막없는 후판의 적외선방사율은 대략 0.04로, 소망하는 자기냉각성을 얻을 수 없다), 상기식 ②를 만족하는 한 임의의 도막을 채용할 수 있다. 물론, 이면의 자성도막에도 방열성 첨가제를 첨가하면 보다 우수한 방열특성을 얻을 수 있는 것은 말할 것도 없다.
이러한 취지에서, 제 3 도장체(Ⅲ-1)에는 표면의 방열도막은 방열성 첨가제를 함유하고, 이면의 자성도막은 또한 방열성 첨가제를 함유하여도 좋은 것이다.
우선, 상기 양태에 있어서, 「표면의 방열도막의 막 두께: 1㎛ 초과」에 대해서는 상기 (Ⅱ)에서 상술한 바와 같다.
또한, 사용하는 방열성 첨가제로서는, 상기 (Ⅱ) 기재의 방열성 첨가제(카본블랙, 산화티타늄을 포함한다)를 들 수 있다. 따라서, 상기 제 3 도장체에는 상술한 제 2 도장체와 다르게 방사율이 높은 카본블랙이나 산화티타늄에 한정하지 않고, Al 미세편 등의 방열성 첨가제도 후술하는 (Ⅲ-3)을 만족하는 한, 사용할 수가 있다.
구체적으로는 전술한 흑색금속판에 있어서, 표면도막의 방사율에 따라 적당한 첨가량 및 도막두께를 적절히 조정하여 이면의 도막을 형성할 수가 있다. 또한, 흑색첨가제를 이용하여 이면도막을 형성하는 경우, 이면이 방열성을 거의 갖지 않는 경우라 하더라도, 표면도막의 적외선 방사율만 적절히 제어하면 소망하는 자기냉각성을 확보할 수 있다.
또는, 상기 첨가제를 전혀 첨가하지 않고, 도막 두께를 소정의 범위(약 2.5㎛ 이상)로 제어한 도막도 채용할 수 있다. 도막중에 함유된 수지에만 의해서도 어느정도의 방열특성을 얻을 수 있기 때문이다.
구체적으로는, 예컨데 도막형성수지로서 비 친수성의 폴리에스테르계 수지를 사용하는 경우는 도막두께를 대략 2.5㎛ 이상으로 조정하면 좋다.
(Ⅲ-3) 이 수지도장금속판을 100℃로 가열했을 때의 적외선(파장: 4.5~15.4㎛)의 적분방사율이 하기식 ② 및 하기식 ③을 만족한다.
b ≤ 0.9 (a-0.05) …… 식 ②
(a-0.05) × (b-0.05) ≥ 0.08 …… 식 ③
a : 표면(수지도장금속판으로부터 보았을 때 바깥쪽)의 적외선 적분방사율
b : 이면(수지도장금속판의 안쪽)의 적외선 적분방사율
상기 제 3 도장체는 전술한 구성을 채용하고, 도장체 자체의 온도상승이 억제되어 당해 도장체를 전자기기 틀체로 사용했을 경우, 전자기기 가동시에 취급자가 닿게 되어도 뜨겁지 않다고 느끼게 되는 등, 취급자의 측면에서 안전한 전자기기를 제공할 수 있게 된다. 게다가 상기 도장체는 양호한 방열성도 겸비하고 있어서, 이들 양 특성을 갖춘 전자기기부재는 더욱 더 용도의 확대를 갖게 한다는 점에서 매우 유용하다.
우선, 자기냉각성의 지표에 대하여 설명한다.
식 ② : b ≤ 0.9 (a-0.05)
상기 식 ②는 이면의 적외선 방사율에 비하여, 표면의 적외선 방사율을 높이고 도장체에 흡수된 열을 외기(外氣)로 이동시키는 방열효과를 나타내는 지표로서 정해진 것으로, 도장체 자체의 온도상승을 억제하는 자기냉각성의 지표로서 유용하다. 상기 식은 "금속판의 이면(전자기기 내부쪽)에 비하여 금속판의 표면(바깥쪽)의 적외선방사율을 높게 한 도막을 형성하므로써 도장체 자체의 온도상승을 억제하자"라고 하는 사상 하에서, 소망하는 자기냉각성(후술하는 ΔT2에서 0.5℃ 이상)을 확보할 수 있는 표면·이면의 적외선 방사율의 관계식을 특정화한 것이다.
도장체를 전자기기의 틀체로 사용하는 경우, 틀체내부면(이면)의 적외선 방사율을 높이면, 전자기기내 열원으로부터 방출되는 적외선 흡수량이 증가하고 도장체 자체의 온도는 상승해버린다. 한편, 틀체외부면(표면)의 방사율을 높이면 도장체에서 외기(外氣)로 방출되는 적외선 방사량이 증가하고, 도장체의 온도도 저하한다. 본 발명은 이러한 식견을 토대로 여러 실험을 거듭 행하여 상기식으로 정형화 한것이고, 본 발명에 따르면 금속판의 이면측에서 흡수(방사)되는 열량보다도 금속판의 표면측에서 방사되는 열량이 커지기 때문에, 도장체 자체의 온도상승을 효율적으로 억제할 수 있게 된다.
이와 같이, 금속판의 표면과 이면에 방열특성이 다른 도막을 설치하여, 방열특성의 수준을 어느정도 유지하면서, 또한 도장체의 온도상승도 억제시키는 도장체는 종래에는 알려지지 않은 새로운 것이다.
따라서, 상기 제 3 도장체에는, a와 b의 적외선 방사율의 차가 클수록 우수한 자기냉각성이 얻어진다. 구체적으로는 상기 식 ②을 변형한 식(0.9a-b≥0.045) 중, 좌측의 (0.9a-b)의 계산치를 Q값이라고 하였을 때, 이 Q값이 클수록 바람직하다. 바람직한 순으로는 0.13 이상, 0.24 이상, 0.35 이상, 0.47 이상이다.
식 ③ : (a - 0.05) × (b - 0.05) ≥ 0.08
상기 식 ③은, 제 3 도장체의 방열특성의 지표를 표리면의 적외선 적분방사율의 곱에 의해 특정화한 것으로, 좌측의 [(a-0.05)×(b-0.05)]의 계산치 R값이 클수록 방열특성이 우수하다는 것을 나타낸다.
상기 제 3 도장체의 방열특성의 레벨(후술하는 ΔT1으로 환산하면 ΔT1≥1.5℃)은 제 2 도장체의 레벨(후술하는 ΔT1≥2.6℃)에 비해 허용범위가 넓다. 이것은 제 3 도장체에서는 자기냉각성의 향상을 주된 해결과제로 꼽고 있고, 당해 과제를 달성하는 한, 방열특성의 레벨은 제 2 도장체에 비하여 약간 낮은 양태도 포함할 수 있다고 하는 식견을 토대로 정한 것이다.
(Ⅳ) 상기 (I)의 도장체에 있어서, 또한 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 도장체(제 4 도장체)
상기 제 4 도장체는 상기 제 1 도장체에서, 상기 (Ⅳ-1) 또는 (Ⅳ-2)를 만족하고, 또한 상기 (Ⅳ-3)~(Ⅳ-4)를 만족하므로써 내흠발생성 및 내지문성이 높아졌다는 데에 특징이 있다.
우선, 상기 (Ⅳ-1) 및 (Ⅳ-2)을 정한 취지에 대하여 설명한다.
상기 제 4 도장체도 그 전제로서 전자파흡수성 및 가공성이 우수할 것이 요구되는 바, 자성도막은 적어도 이면에 형성되어 있을 것이 필요하다. 구체적으로는 이면에만 자성도막이 형성되어 있는 양태(Ⅳ-1)와, 표리면에 자성도막이 형성되어 있는 양태(Ⅳ-2)의 두가지가 포함된다.
한편, 흑색금속판의 내흠발생성 및 내지문성의 향상이라고 하는 관점에서 보면, 적어도 표면을 흑색으로 하고, 당해 흑색면에 소정의 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막을 형성할 필요가 있다. 상기 제 4 도장체는, 흑색금속판을 전자기기부재의 구성소재로 적용하기 위한 것으로, 이는 흠이나 지문의 방지가 요구되는 표면에 상기 수지도막을 피복하여 흑색금속판의 색조를 흠이나 지문이 눈에 띄지 않는 색조로 조정하는 은폐작용을 발휘시키기 때문이다.
상기 (Ⅳ-1) 및 (Ⅳ-2)는 이러한 관점으로부터 정해진 것이고, 이하 도 10을 참조하면서 설명한다.
(Ⅳ-1) 금속판의 이면에만 상술한 요건을 만족하는 자성도막이 형성되어 있는 양태(도 10(a))
이러한 경우, 표면은 흑색첨가제를 함유하는 흑색도막과 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막의 이층구성으로 한다(도 10(a)). 이와 같이 이층도막으로 하면 소망하는 내흠발생성 및 내지문성이 발휘된다. 또한 도 10에서 부호 21은 자성분말, 22는 금속판, 23은 방열성 첨가제, 24는 백색안료/광휘안료를 나타낸다.
한편, 이면에는 상술한 자성도막을 피복하고, 당해 자성도막에는 필요에 따라 흑색첨가제를 첨가해도 좋다. 또한, 이면의 자성도막이 흑색첨가제를 함유하는 경우에는 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있어도 좋은데, 이에 따라 이면측에 있어서도 우수한 내흠발생성 및 내지문성을 확보할 수 있게 된다.
이하 상기 흑색도막과 수지도막에 대하여 각각 설명한다.
흑색도막에 대하여
본 발명의 흑색도막은 흑색첨가제를 함유하는 도막을 의미한다. 상기 흑색첨가제로서는, 요컨데 흑색으로 착색할 수 있는 것이라면 특히 한정됨이 없이 여러 흑색첨가제를 첨가할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 제 4 도장체에서는 흑색금속판의 내흠발생성 등을 개선하기 위하여, 당해 흑색금속판의 흑색측 표면의 한쪽 또는 양쪽에 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 소정의 수지도막을 피복하는 것에 특징이 있는데, 이는 흑색도막 자체를 제한하는 것이 아니기 때문이다. 본 발명에 이용된 흑색첨가제로서는 대표적으로는 카본블랙을 들 수 있는데, 그 외에 Fe, Co, Ni, Cu, Mn, Mo, Ag, Sn 등의 산화물, 유화물, 카바이드(carbide)나 흑색의 금속미세분말 등을 사용하는 것도 가능하다.
상기 흑색도막에 있어서 다른 요건, 예컨데 흑색첨가제의 종류, 흑색도막 중에 첨가되는 수지(흑색도막을 형성하는 베이스수지)의 종류, 첨가할 수 있는 다른 성분(방청안료, 실리카, 가교제 등) 등에 대해서는 상기 (Ⅱ)에 기재된 바와 같다.
이러한 구성으로 이루어지는 흑색도막의 막두께는 상한 및 하한, 그리고 내흠발생성 및 내지문성과의 관계는 특히 한정되지 않지만 내식성이나 가공성 등을 고려하면 바람직한 하한은 1㎛, 보다 바람직게는 3㎛이다.
또한, 상기 흑색도막에는 Ni 등으로 대표되는 도전성 필러(filler)를 함유해도 좋고, 이에 따라 우수한 도전성을 확보할 수 있게 된다. 단, 흑색도막에 도전성 필러를 첨가할 경우는 막두께의 하한을 2㎛로 제어하는 것이 좋고, 따라서 크롬프리 도장체라 하더라도(후술하겠지만, 본 발명에는 크롬프리 도장체도 포함된다) 내식성과 도전성 모두를 확보할 수 있게 된다. 보다 바람직한 하한은 3㎛, 이보다 더욱 바람직한 하한은 5㎛이다.
한편, 상기 흑색도막의 막두께의 상한에 관해서는, 본 발명 도장체는 특히 전자기기부품에의 적용을 도모하고, 당해 용도와의 관계상 가공성의 향상도 요구될 것; 또한 굽힘가공시 도막의 크랙이나 박리 등의 발생방지를 고려하면 막두께의 상한은 50㎛(보다 바람직한 순으로는 45㎛, 40㎛, 35㎛, 30㎛)로 제어할 것이 권장된다.
또한, 양호한 가공성을 갖춤과 아울러 우수한 도전성도 확보하기 위해서는, 흑색도막 및 수지도막에 도전성 필러(후술한다)를 첨가할 것이 권장되지만, 그러할 경우에는 당해 도전성 필러를 첨가한 흑색도막의 막두께와 전술한 수지도막의 막두께를 합계 13㎛ 이하(보다 바람직한 순으로는 12㎛ 이하, 11㎛ 이하, 10㎛ 이하)로 하는 것이 바람직하다.
상기 흑색도막이 행해진 금속판으로는 특히 한정되지 않지만 예컨데 냉연강판, 열연강판, 전기아연도금강판(EG), 용융아연도금강판(GI), 합금화용융아연도금강판(GA), 5% Al-Zn 도금강판, 55% Al-Zn 도금강판, Al 등의 각종 도금강판, 스테인레스강판 등의 강판류와, 공지의 금속판 등에 모두 적용할 수 있다.
상기 금속판은 내식성 향상, 도막의 밀착성 향상 등을 목적으로 하고, 크로메이트 처리나 인산염처리 등의 표면처리가 행해져 있어도 좋지만, 한편 환경오염 등을 고려하여 논크로메이트 처리한 금속판을 사용하여도 좋다. 이러한 모든 양태는 본 발명의 범위 내에 포함된다.
또한, 상기 제 4 도장체를 특징짓는 수지도막에 대해서는 (Ⅳ-3)에서 자세히 설명한다.
(Ⅳ-2) 금속판의 표리면에 전술한 요건을 만족하는 자성도막이 형성되어 있는 양태(도 10(b))
이러한 경우에는 적어도 표면의 자성도막을, 흑색첨가제를 함유하는 흑색자성도막으로 하고, 당해 표면의 흑색자성도막에는 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되고, 이 이면에는 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있어도 좋다.
이 때, 흑색첨가제 등에 관한 요건은 전술한 (Ⅳ-1)에 기재한 바와 같다.
(Ⅳ-3) 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막의 막두께 및 함유량
본 발명에서는, 상기 수지도막의 막두께를 0.5~10㎛, 당해 수지도막에 함유되는 백색안료 및/또는 광휘안료의 첨가량을 합계 1~25%로 한다. 이들 범위를 벗어나면 소망하는 내흠발생성 및 내지문성을 얻을 수 없다는 것을 후술하는 실시예를 통해 확인할 수 있다.
이하, 상기 규정에 대하여 설명하기 전에, 우선 본 발명의 수지도막의 의의 및 당해 수지도막에 함유되는 백색안료/광휘안료의 종류에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 상기 수지도막은 흑색측 표면의 한쪽 또는 양쪽에 피복되는 것으로, 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유한다. 본 발명에서는 이들 안료를 본래의 첨가목적(의장성 부여)으로 인해 피복한 것이 아니라, 흑색금속판의 내흠발생성 및 내지문성의 개선이라고 하는 목적, 즉 종래와는 전혀 다른 첨가목적을 가지고 피복한 것으로, 따라서 상기 수지도막의 막두께를 0.5~10㎛로 제어하고 또한 이 수지도막에 함유되는 백색안료 및/또는 광휘안료의 첨가량을 합계 1~25%로 조절한 수지도장금속판 전체의 색조(L값)를 44.0~60.0으로 제어한 것에 최대 특징이 있다.
전술한 바와 같이, 백색안료나 광휘안료는 광휘감(메탈릭 색조)이나 펄-감을 부여하는 안료로서 알려져 있다. 그렇지만, 본 발명에서는 이들 안료를 함유하는 수지도막이 소정범위를 만족할 경우에는 극히 우수한 내흠발생성 및 내지문성의 작용을 발휘할 수 있어, 피막에 발생한 흠은 물론이고, 종래의 클리어도막으로는 대처할 수 없었던 흠(강판의 엣지 등에 발생한 흠)까지도 억제할 수 있다는 것을 도출한 점에 기술적 의의를 가지고 있고, 내흠발생성 및 내지문성과의 관계에서 상기 수지도막의 막두께 및 안료첨가량을 소정범위로 제어한다고 하는 기술적 사상은 종래에는 전혀 알려지지 않았던 본 발명의 독자적인 것이다.
덧붙여, 전술한 일본특허공보 특개2002-363771호, 일본특허공보 특개 평10-330657호 및 일본특허공보 특개2002-12795호는, 의장성 향상이라는 관점에서 이들 안료의 개질기술을 개시한 것에 지나지 않고, 내흠발생성이나 내지문성의 개선에 대해서는 전혀 의도하고 있지 않다. 따라서, 이들 문헌에서는, 광휘안료 등을 함유하는 수지도막의 막두께를 약 15㎛, 또는 그 이상(20~70㎛)으로 두껍게 피복하고 있고, 그것으로는 소망하는 내지문성 등의 개선효과를 얻을 수 없다는 것을 실험으로 확인할 수 있었다(후술하는 실시예를 참조).
본 발명에 이용된 안료 중 광휘안료는, 받은 빛을 반사하여 도막에 메탈릭감이나 펄-감(광간섭성모양) 등의 의장성을 갖는 것으로, 예컨데 알루미늄분 등의 금속분, 스테인레스강의 박편(flake) 등의 금속 박편, 운모(마이카), 마이카샤스아이안옥사이드(MIO, 물고기비늘형상의 산화철), 유리박편, 브론즈 안료 등을 들 수 있다. 각 광휘안료에는 이들을 코팅한 것도 포함되어 있는데, 예컨데 수지코팅 알루미늄분, 실리카코팅 알루미늄분, 불소화합물코팅 알루미늄분, 하스테로이드코팅 유리박편 외; 운모를 주성분으로 하여 그 표면을 각종 금속산화물(이산화티타늄, 산화철, 산화주석 등) 또는 각종 착색안료로 피복한 것도 포함되는데, 예컨데 펄-운모(산화티타늄 피복마이카) 등의 펄-안료(예컨데 메르크쟈판제의 Iriodin103WⅡ, Iriodin121WⅡ, Iriodin111WⅡ 등) 등의 사용이 권장된다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상 병용하여도 상관 없다.
또한, 본 발명에 이용된 백색안료는 도막에 백색도를 부여할 목적으로 첨가된 안료로서, 예컨데 산화티타늄(titanium oxide)(구체적으로는 테이카주식회사 제의 JP301, JP603, JP806, JRNC 등), 연백, 아연화, 백아 등을 들 수 있다.
이들 백색안료/광휘안료는 각각 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용하여도 좋다. 따라서, 백색안료를 2종 이상 사용하는 것, 광휘안료를 2종 이상 사용하는 것, 백색안료의 적어도 1종 및 광휘안료의 적어도 1종을 사용하는 것이 가능하고, 이러한 모든 양태는 모두 본 발명에 범위 안에 포함된다.
이들 안료 중, 특히 내흠발생성 및 내지문성의 향상이라고 하는 관점으로 보면, 산화물계의 첨가제를 함유하는 백색안료/광휘안료가 바람직하고, 그중에서도 산화티타늄을 함유한 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는, 백색안료로서 산화티타늄; 광휘안료로서 산화티타늄, 즉 티타늄산화물(titanium oxide)을 함유하는 것, 예컨데 운모를 주성분으로 하고 그 표면을 상술한 금속산화물로 피복한 것, 특히 산화티타늄피복 마이카(메르크쟈판제의 Iriodin111WⅡ 등)의 사용이 권장된다.
또한, 상기 광휘안료/백색안료의 평균입자경은 사용하는 안료의 형상에 따라서도 서로 다른데, 예컨데 입상(粒狀)의 경우는 대략 0.1~10㎛(바람직하게는 0.2㎛ 이상, 5㎛ 이하; 더욱 바람직하게는 3㎛ 이하); 물고기비늘(박편)상의 경우는 대략 5~50㎛(바람직하게는 10㎛ 이상, 40㎛ 이하; 보다 바람직하게는 30㎛ 이하)로 할 것이 권장된다. 평균입경이 각 하한치를 밑돌면 안료첨가에 의한 흠이나 지문의 은폐력이 저하하여 막두께를 두껍게할 필요가 생기는데, 막두께를 너무 두껍게 하면 가공성 등의 저하를 초래한다(후술한다). 한편, 평균입경이 각 상한치를 넘으면 도막의 외관에 얼룩 등 색조불균일이 발생하기 쉽다.
보다 상세하게는 예컨데 산화티타늄의 경우에는 평균입경을 0.1㎛ 이상, 0.4㎛ 이하로 하고; 산화티타늄피복 마이카의 경우에는 평균입경을 5㎛ 이상, 50㎛ 이하, 두께를 0.2㎛ 이상, 3㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 안료의 평균입경은, 일반적인 입도분포계로 분급후의 안료입자의 입도분포를 측정하여, 그 측정결과에 따라 산출된 소입경쪽에서의 적산치 50%의 입도(D50)를 의미한다. 이러한 입도분포는 입자에 빛을 받아 생기는 회절이나 산란의 강도패턴에 의해 측정할 수 있고, 이러한 입도분포계로는 예컨데 닛기쇼샤제의 마이크로트럭 9220FRA나 마이크로트럭 HRA 등이 예시된다.
또한, 상술한 바람직한 평균입경을 만족하는 안료는 시판품을 사용해도 좋다. 예컨데 산화티타늄피복 마이카로서, 메르크쟈판제의 Iriodin103WⅡ(평균입경 10~60㎛), Iriodin121WⅡ(평균입경 5~25㎛), Iriodin111WⅡ(평균입경 15㎛ 이하) 등; 산화티타늄으로서 테이카주식회사제의 JR301(평균입경 0.30㎛), JR603(평균입경 0.28㎛), JR806(평균입경 0.25㎛), JRNC(평균입경 0.37㎛) 등을 들 수 있다.
다음으로, 상기 제 4 도장체를 특징짓는 요건(수지도막의 막두께 및 수지도막에 함유되는 백색안료 및/또는 광휘안료의 첨가량)에 대하여 설명한다.
우선, 상기 수지도막의 막두께는 0.5~10㎛으로 한다. 이 막두께가 0.5㎛ 미만에서는 내흠발생성 및 내지문성 향상작용이 불충분하다. 바람직하게는 1.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상이다. 한편, 막두께가 10㎛를 넘으면 가공성이 저하한다. 바람직하게는 6㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이다.
또한, 상기 수지도막 중에 도전성 향상을 목적으로 도전성 필러를 첨가할 경우는, 당해 수지도막의 상한을 6㎛으로 하는 것이 권장된다. 6㎛를 넘으면 소망하는 도전성이 발휘되기 어렵기 때문이다. 바람직하게는 5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 4㎛ 이하이다.
그리고 상기 백색안료/광휘안료가 수지도막 전체에서 점하는 비율은 합계 1~25%로 한다. 1% 미만에서는 베이스도료에 대한 안료의 첨가량이 적어서 내흠발생성 및 내지문성의 향상작용이 불충분하게 되기 때문이다. 한편, 25%를 넘으면 도막의 연신율이 저하하고, 심하게 굽힘가공을 행하면 도막에 크랙, 나아가 도막박리가 발생할 우려가 있다. 보다 바람직하게는 2% 이상, 20% 이하; 이보다 더욱 바람직하게는 3% 이상, 15% 이하이다.
또한, 상기 수지도막 중에 첨가되는 수지(베이스수지)의 종류는 내흠발생성 및 내지문성의 관점에서는 특히 한정되지 않지만, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합 또는 변성된 수지 등을 적당히 사용할 수 있다. 또한, 본 발명 도장체를 특히, 전자기기의 틀체로 사용할 경우에는, 방열성(후술한다) 외에 내식성, 가공성의 향상도 요구되는 것을 고려하면, 상기 베이스수지는 비 친수성수지(구체적으로는 물과의 접촉각이 30°이상(보다 바람직하게는 50°이상, 더욱 바람직하게는 70°이상)을 만족하는 것)가 바람직하다. 이러한 비 친수성 특성을 만족하는 수지는, 혼합정도나 변성의 정도 등에 의해서도 변화할 수 있는데, 예컨데 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 및 이들의 혼합 또는 변성된 수지 등의 사용이 바람직하고, 그 중에서도 폴리에스테르계 수지 또는 변성된 폴리에스테르계 수지(에폭시변성 폴리에스테르계 수지, 페놀 유도체를 골격으로 도입한 폴리에스테르계 수지 등의 열경화성 폴리에스테르계 수지 또는 불포화 폴리에스테르계 수지)의 사용이 권장된다.
또한 상기 도막에는 본 발명의 작용을 해치지 않는 범위에서 방청안료, 도료유동성 향상제(실리카입자나 산화알루미늄 등)의 첨가도 가능하다.
또한, 상기 도막에는 가교제를 첨가하는 것이 가능하다. 본 발명에 이용되는 가교제로서는, 예컨데 멜라민계 화합물이나 이소시아네이트계 화합물 등을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 0.5~20%의 범위에서 첨가하는 것이 권장된다.
(Ⅳ-4) 수지도장금속판의 색조는 닛봉덴쇼꾸가부시키가이샤제의 색차계(SZS-∑90)로 측정한 L값으로 44.0~60.0
본 발명의 수지도장금속판은 전술한 구성으로 이루어지는 것으로, 당해 수지도장금속판의 색조는 닛봉덴쇼꾸가부시키가이샤제의 색차계(SZS-∑90)로 측정한 L값이 44.0~60.0을 만족한다. 여기에서 L값은 작을수록 백색도가 크다는(검은) 것을 의미한다.
여기에서, L값을 특히 상기 범위로 정한 것은 다음의 이유 때문이다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 흑색금속판의 내흠발생성 및 내지문성이 현저히 개선된 수지도장금속판을 제공하는 것으로, 본 발명자들이 도막의 색조와 흠·지문과의 관계에 대하여 검토한 바, 도막의 색조가 흑색인 경우는 흠이나 지문이 하얗게 보이고; 한편, 도막의 색조가 백색인 경우는 흠이나 지문이 어둡게 보이는 것이 판명되었다. 따라서 그것은, "도막의 흠이나 지문을 눈에 잘 띄지 않도록 하기 위해서는, 도막의 색조를 소정범위로 조정하는 것이 좋다"라고 하는 것이 된다. 본 발명은 이러한 식견을 토대로 수지도장금속판의 색조(L값)를 상기 범위로 정한 것이다.
상기 L값이 44.0 미만이면 흠이나 지문이 하얗게 보이게 되어, 소망하는 내흠발생성 및 내지문성을 얻을 수 없다. 바람직하게는 46 이상, 보다 바람직하게는 48 이상이다. 또한, L값이 60.0을 넘으면 흠이나 지문이 어둡게 보이고 만다. 바람직하게는 56 이하, 보다 바람직하게는 52 이하이다.
또한, 상기 도장체에 있어서, 내흠발생성 및 내지문성에 더하여, 도전성도 높이고 싶은 경우에는, 흑색금속판 및/또는 수지도막에 예컨데 도전성 필러를 첨가하는 것이 좋다. 이 도전성 필러는 흑색금속판에만, 수지도막에만 첨가해도 좋고, 혹은 흑색금속판 및 수지도막의 양쪽에 첨가해도 좋다. 양쪽에 도전성 필러를 첨가하면 매우 우수한 도전성을 얻을 수 있지만, 용도에 따라 편면에만 도전성 필러를 첨가해도 좋고, 이에 따라서도 소정의 도전성을 확보할 수가 있다. 또한, 양면이 흑색금속판인 경우에는 적어도 한쪽만이라도 첨가하는 것이 좋다.
여기에서, 본 발명에 이용되는 도전성 필러로서는, Ag, Zn, Fe, Ni, Cu 등의 금속단체; FeP 등의 금속화합물을 들 수 있다. 그중에서도 특히 바람직한 것은 Ni이다. 또한, 그 형상은 특히 한정하지 않지만, 보다 우수한 도전성을 얻기 위해선느 물고기비늘 형상의 것을 사용하는 것이 권장된다.
또한, 상기 도전성 필러의 함유량은 도막형성 성분(폴리에스테르 수지 등의 베이스 수지 이외 필요에 따라 첨가된 가교제, 또는 흑색첨가제 및 도전성 필러 및 필요에 따라 첨가되는 첨가제도 포함한, 도막을 형성하는 성분 모두를 의미한다) 100%(고형분 환산)에 대하여, 합계 10~50%로 한다. 10% 미만에서는 소망하는 효과를 얻을 수 없다. 바람직하게는 15% 이상, 보다 바람직하게는 20% 이상, 가장 바람직하게는 35% 이상이다. 한편, 도전성 필러의 함유량이 50%를 넘으면 가공성이 저하한다. 특히, 도장금속판과 같이 높은 굽힘가공성이 요구되는 위치에 적용할 경우에는 45% 이하로 하는 것이 권장된다. 보다 바람직하게는 40% 이하, 가장 바람직하게는 35% 이하이다.
또한, 흑색금속판으로서, 흑색하지처리된 금속판을 사용한 경우에도, 상술한 요건을 만족하는 도전성 필러 함유 수지도막을 형성하므로써, 양호한 도전성을 확보할 수 있게 된다.
(Ⅴ) 상기 (I)의 도장체에 있어서, 또한 방열성, 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 도장체(제 5 도장체)
상기 제 5 도장체는 상기 제 1 도장체에 있어서, 하기 (Ⅴ-1) 또는 (Ⅴ-2)를 만족하고, 또한 (Ⅴ-3)(상기 (Ⅱ-3)과 동일)을 만족하므로써 방열성이 높아지고; (Ⅴ-4) 및 (Ⅴ-5)(상기 (Ⅳ-3) 및 (Ⅳ-4)와 동일)를 만족하므로써 내흠발생성 및 내지문성이 높아지는 것에 특징이 있다.
이 중, (Ⅱ-3), (Ⅳ-3) 및 (Ⅳ-4)는 전술한 바와 같다.
다음으로, 상기 (Ⅴ-1) 및 (Ⅴ-2)를 정한 취지에 대하여 설명한다.
상기 제 5 도장체도 그 전제로서, 전자파 흡수성 및 가공성이 우수할 것이 요구되기 때문에, 자성도막은 적어도 이면에 형성되어 있을 것이 필요하고, 구체적으로는 이면에만 자성도막이 형성되어 있는 양태(Ⅴ-1)와, 표리면에 자성도막이 형성되어 있는 양태(Ⅴ-2)의 두가지가 포함된다.
(Ⅴ-1) 금속판의 이면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되어 있어, 이 방열성 자성도막이 흑색첨가제를 함유할 경우에는 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있어도 좋고,
이 금속판의 표면에 1㎛가 넘는 방열도막과 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있고,
(Ⅴ-1-i) 이 이면의 방열성 자성도막 및 이 표면의 방열도막 중 적어도 한쪽은 적어도 카본블랙을 1% 이상 함유하고 있고,
카본블랙을 함유하지 않는 면은 카본블랙 이외의 방열성 첨가제를 10% 이상 함유하고 있던가; 또는
(Ⅴ-1-ii) 이 이면의 방열성 자성도막 및 이 표면의 방열도막 중 적어도 한쪽은 적어도 산화티타늄을 30% 이상 함유하고 있고,
산화티타늄을 함유하지 않는 면은 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제를 1% 이상 함유하고 있다.
(Ⅴ-2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되어 있고,
(Ⅴ-2-i) 이 방열성 자성도막 중 적어도 편면은 카본블랙을 1% 이상 함유하고 있고,
카본블랙을 함유하지 않는 면은 카본블랙 이외의 방열성 첨가제를 10% 이상 함유하고 있고,
적어도 표면의 방열성 자성도막에 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있던가; 또는
(Ⅴ-2-ii) 이 방열성 자성도막 중 적어도 편면은, 산화티타늄을 30% 이상 함유하고 있고,
산화티타늄을 함유하지 않는 면은 산화티타늄 이외의 방열성 첨가제를 1% 이상 함유하고 있고,
적어도 표면의 방열성 자성도막에 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있다.
한편, 방열성의 향상이라고 하는 관점에서 보면 전술한 제 2 도장체에서 규정한 요건 (Ⅱ-3)을 만족할 필요가 있다.
또한, 내흠발생성 및 내지문성의 향상이라고 하는 관점에서 보면, 전술한 제 4 도장체((Ⅳ-3) 및 (Ⅳ-4))에서 규정한 요건을 만족할 필요가 있다. 이와 같이 상기 제 5 도장체는 전자파 흡수성 향상을 위해 요구되는 요건과, 방열성 향상을 위해 요구되는 요건, 그리고 내흠발생성 및 내지문성의 향상을 위해 요구되는 요건을 감안하여 정한 것이다.
(Ⅵ) 상기 (I)의 도장체에 있어서, 또한 방열성, 자기냉각성, 내흠발생성 및 내지문성이 우수한 도장체(제 6 도장체)
상기 제 6 도장체는 전술한 제 1 도장체에 있어서, 하기 (Ⅵ-1) 또는 (Ⅵ-2)를 만족하고, 또한 (Ⅵ-3) 및 (Ⅵ-4)(전술한 (Ⅲ-3) 및 (Ⅲ-4)와 동일)를 만족하므로써 방열성 및 자기냉각성이 높아지고; (Ⅳ-5) 및 (Ⅳ-6)(전술한 (Ⅳ-3) 및 (Ⅳ-4))를 만족하므로써, 내흠발생성 및 내지문성이 높아지는 것에 특징이 있다.
상기 제 6 도장체도 그 전제로서, 전자파 흡수성 및 가공성이 우수할 것이 요구되므로, 자성도막은 적어도 이면에 형성되어 있을 필요가 있고, 구체적으로는 이면에만 자성도막이 형성되는 양태(Ⅵ-1)와 표리면 양쪽에 자성도막이 형성되는 양태(Ⅵ-2)의 두가지가 포함된다.
(Ⅵ-1) 금속판의 이면에 상기 자성도막이 피복되어 있고, 이 자성도막은 흑색첨가제를 함유해도 좋고, 이 자성도막이 흑색첨가제를 함유하고 있을 때는 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있어도 좋으며,
이 금속판의 표면에는 흑색첨가제를 1% 이상 함유하는 1㎛가 넘는 흑색방열도막 및 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있던가; 또는
(Ⅵ-2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이 피복되어 있고,
이 표면의 자성도막은 흑색첨가제를 1% 이상 함유하는 1㎛가 넘는 흑색방열성 자성도막이며,
이면의 자성도막은 방열성 첨가제를 1% 이상 함유하여도 좋고,
이 중 적어도 표면의 흑색방열성 자성도막은 백색안료 및/또는 광휘안료를 함유하는 수지도막이 피복되어 있다.
한편, 방열성 및 자기냉각성의 향상이라고 하는 관점에서 보면, 전술한 제 3 도장체에서 규정한 요건(상기 (Ⅲ-3) 및 (Ⅲ-4))을 만족할 필요가 있다.
또한, 내흠발생성 및 내지문성의 향상이라고 하는 관점에서는, 전술한 제 4 도장체에서 규정한 요건(상기 (Ⅳ-5) 및 (Ⅳ-6)과 동일)을 만족할 필요가 있다.
이렇듯 상기 제 6 도장체는, 전자파 흡수성 향상을 위해 요구되는 요건과, 방열성 및 자기냉각성의 향상을 위해 요구되는 요건, 그리고 내흠발생성과 내지문성의 향상을 위해 요구되는 요건을 감안하여 정해진 것으로, 그 결과 전술한 요건이 정해진 것이다. 또한, 그 상세한 내용은 전술한 바와 같다.
다음으로, 본 발명의 도장체를 제조하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 도장체는 상기 성분을 함유하는 도료를 공지의 도장방법으로 금속판의 표면에 도포하고, 건조시켜 제조할 수 있다. 도장방법은 특히 한정하지 않지만, 예컨데 표면을 청정화하여 필요에 따라 도장전처리(예컨데 인산염처리, 크로메이트 처리 등)를 행한 길다란 금속대(金屬帶) 표면에 롤코터법, 스프레이법, 커튼플로우코터법 등을 이용하여 도료를 도공하고, 열풍건조로에 통과시켜 건조시킨 방법 등을 들 수 있다. 피박 두께의 균일성이나 처리비용, 도장효율 등을 종합적으로 감안하였을 때, 실용적으로 바람직한 것은 롤코터법이다.
또한, 금속판으로서 수지도장금속판을 사용한 경우에는, 수지피막과의 밀착성 또는 내식성 향상을 목적으로, 도장전처리로서 인산염처리 또는 크로메이트처리를 행해도 상관없다. 단, 크로메이트 처리재에 대해서는 수지도장체 사용중의 크롬용출성의 관점에서 크로메이트 처리시의 Cr 부착량을 35mg/㎡ 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하면, 하지크로메이트 처리층으로부터의 크롬용출을 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 종래의 크로메이트 처리재는 필요에 따라 설치된 상도도장의 내수밀착성이, 6가 크롬의 용출에 따라 습윤환경 하에서 저하하는 경향이 있지만, 상기 금속판에서는 용출이 억제되기 때문에, 상도피막의 내수밀착성이 악화되는 일은 없다.
또는, 전술한 크롬프리 하지처리를 롤코터법, 스프레이법, 침지처리법 등에 의해 실시하면 논크로메이트 타입의 도장체를 얻을 수 있다.
또한 본 발명은, 닫혀진 공간에 발열체를 내장하는 전자기기부품으로, 이 전자기기부품은 그 외벽의 전부 또는 일부가 상기 전자기기부재용 도장체로 구성되어 있는 전자기기부품도 포함된다. 상기 전자기기부품으로는 CD, LD, DVD, CD-ROM, CD-RAM, PDP, LCD 등의 정보기록제품; 퍼스널컴퓨터, 자동차용 네비게이터, 자동차용 AV 등의 전기·전자·통신관련 제품; 프로젝터, 테레비젼, 비디오, 게임기 등의 AV 기기; 복사기, 프린터 등의 복사기; 에어콘 실외기기의 전원박스 카바, 제어박스 카바, 자동판매기, 냉장고 등을 들 수 있다.
도 1은, 본 발명의 도장금속판에 의한 전자파 흡수성의 원리를 설명한 도면이다.
도 2는, 도장금속판의 전자파 흡수성능의 평가방법을 설명한 도면이다.
도 3은, 입력된 전자파가 틀체의 공진주파수로 반사량이 적어지는 상태를 설명한 도면이다.
도 4는, 전자파 흡수성을 측정할 때의 상태를 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 5는, 본 발명에 관한 제 2 도장체에 있어서, 방열특성이 우수한 범위를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 본 발명에 관한 제 3 도장체에 있어서, 자기냉각성과 방열특성이 모두 우수한 범위를 나타내는 그래프이다.
도 7은, ΔT1(방열성) 및 ΔT2(자기냉각성)의 측정에 사용된 장치의 개략도이다.
도 8은, 제 1 도장체의 개요를 나타내는 설명도이다.
도 9는, 제 2 도장체의 개요를 나타내는 설명도이다.
도 10은, 제 4 도장체의 개요를 나타내는 설명도이다.
도 11은, 내흠발생성 시험의 개략도이다.
이하 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 변경 실시하는 것은 모두 본 발명에 포함된다.
실시예 1 : 전자파 흡수성, 가공성, 방열성, 도전성에 관한 검토 (1)
본 실시예에서는, 금속판의 표리면에 표 1 및 2에 나타난 여러 자성분말, 도전성 부여재제(Ni) 및 흑색첨가제(카본블랙)를 첨가했을 때의 전자파 흡수성, 가공성, 방열성, 도전성 및 가공성을 조사하였다.
구체적으로는 소지강판으로서 전기아연도금강판(판두께: 0.8mm; 표리면에 각각 Zn 부착량: 20g/㎡)을 이용하고, 이에 표 1 및 표 2에 나타난 각종 첨가제(자성분말, 도전성부여제, 카본블랙)를 첨가한 자성도막(베이스수지: 에폭시변성 폴리에스테르, 가교제: 이소시아네이트)을 양면(표리면)에 형성하여(120×150mm), 얻어진 각 도장금속판의 전자파 흡수성, 도전성, 가공성, 방열성 등의 특성을 평가하였다. 또한, 각 특성은 하기 (1)~(4)의 평가방법에 따라 각각 평가하였다.
(1) 전자파 흡수성 평가방법
<A 방법>
도 2는, 도장금속판의 전자파 흡수성능을 평가하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 직방체 형상의 틀체(1) 안에, 고주파 루프안테나(5)를 설치하고, 자계결합시키도록 구성되어 있다. 이 고주파 루트안테나(5)는 코넥터(도시안됨)를 사이에 끼고 동축케이블(6)의 한쪽 끝에 접속되고, 동축케이블(6)의 다른쪽 끝은 네트워크 애널라이져(analyzer)(7)에 접속되어 있다. 네트워크 에널라이져(7)에는 주파수를 소인(掃引)하면서 전자파를 발생하고, 동축케이블(6), 고주파 루프안테나(5)를 경유해서 틀체(1) 내로 입력(고주파 입력파: 화살표 B)하도록 되어 있다. 틀체(1)의 공진주파수로는 입력된 전자파가 축적되기 때문에, 반사량이 적어지는 특성이 관찰된다(도 3 참조). 그리고, 이 고주파 반사파는 관찰치로 네트워크 애널라이져(7)로 입력(고주파 반사파: 화살표 C)된다.
이 때, 틀체(1)에서 하기 (1)식으로 계산되는 Q값을 계측하면, 틀체(1) 내에서 축적된 에너지의 크기를 알 수 있다. 또한, 하기식 (1)으로부터 구해진 Q값은 어드미턴스(admittance) 궤도를 만족하는 조건에서 구해지는 주파수 차 Δf와 공진주파수 fr으로부터 계산된 것이다(예를 들면, 나카시마쇼코우 저 「모리키타덴기코우가쿠 시리즈3 마이크로파 공학 -기초와 원리-」모리키타출판주식회사 발행, 제 159~163쪽).
Q값 = fr/Δf …… (1)
상기 (1) 식으로부터 구할 수 있는 Q값이 작아질수록 틀체(1) 내에서 축적되는 에너지가 줄어드는 것을 의미한다. 따라서, Q값이 작아질수록 틀체(1)에서 외부로 반사되는 전자계레벨도 줄어들게 된다. 실제 측정에 있어서는 106×156×200(mm)의 크기의 틀체(1)를 사용하여 행하였다.
이때의 상태를 모식적으로 도 4에 나타내었는데, 이 도면은 Ez=0, TE011이라고 하는 가장 낮은 주파수의 공진모드에서의 전자계분포를 도시한 것으로, 도 중에 서 E는 고주파자계, F는 고주파전계(電界)를 각각 나타낸다. 상기 Ez는 Z방향의 전계강도(電界强度)를 의미하고, TE011은 공진모드의 전자계분포의 자태를 나타낸다. 이 TE는 Z방향으로 파(波)가 진행하므로써 그 횡방향에 전계가 존재하는 것을 의미한다. 첨자 "011"은 x, y, z 방향에 대하여 y 및 z 방향에는 전계의 강도분포가 한개 있고, x 방향으로는 전계의 강도분포가 변화하지 않는 것을 나타낸다(예컨데, 상기문헌 제 141~144쪽 참조).
또한, 도 4에 나타난 전자계분포는 이하의 식으로 표현할 수 있다.
Hz = H011·cos(ky·y)·sin(kz·z)
Hy = (-kz·ky/kc2)·H011·sin(ky·y)·cos(kz·z)
Ex = (-jωμky/kc2)·H011·sin(ky·y)·sin(kz·z)
여기에서, ky=π/b, kz=π/c, kc=ky이다. b, c는 도 4의 직방체(틀체(1))의 y, z 방향의 길이, j는 허수, ω는 각주파수, μ는 공기의 투자율(透磁率)을 각각 나타낸다.
이 때 공진모드의 공진주파수는 약 1220MHz이다. 평가에 있어서는, 직방체의 6면을 스테인레스 강판으로 한 경우를 기준으로 Q0값(측정결과: 1740)으로 하고, 이어서 저면(底面)의 1면(106mm×156mm의 면)과, 측면의 2면(106mm×200mm의 2면)의 합계 3면을 시험용 샘플강판으로 변경하여 측정한 Q값을 Q1값으로 하고, Q1/Q0의 비(감쇠율)를 계산하여 시험샘플의 전자파 흡수효과를 확인하였다.
본 발명에서는, 상기 방법으로 산출된 Q1/Q0의 비(감쇠율)가 0.970 이하인 것을 "본발명예"로 평가하였다.
<B 방법>
상술한 A 방법은 실제로 전자파 흡수강판이 사용되는 환경과 다르기 때문에, 보다 실사용환경에 가까운 상태에서 평가할 수 있도록 연구한 것이 B 방법이다. A 방법에서는 시험장치틀체의 일부에 전자파 흡수강판을 부착하여 평가한 것에 반하여, B 방법에서는 틀체 자체를 전자파 흡수강판으로서 평가할 수 있도록 되어 있다.
즉, A 방법은 내면의 전표면적에 대하여 샘플강판이 점하는 면적의 비율이 약 30%로, 샘플강판에 의한 전자파 흡수효과가 작아서 알기 어렵다. 따라서, 100%에 근접할 때까지, 즉 틀체 내면의 전면까지 샘플강판으로 카바할 수 있도록 한 틀체(240×180×90mm)를 제작하였다. 본 틀체의 공진주파수는 약 1GHz이다. 틀체는 SUS제의 프레임으로 되어 있고, 샘플강판으로 이루어진 플레이트 4매를 측면에 부착하여(상·하면은 SUS판을 부착) Q값을 측정하였다. 이러한 구성에 의해, 틀체 내면에서 샘플강판이 점하는 면적의 비율은 100%에 근접할 때까지 늘어나는 것이 가능하게 되었다. 플레이트를 틀체에 붙이는 나사는 핏치를 20~40mm으로 하고, 접촉저항을 경감하기위해 다수개의 나사로 막을 것을 요한다. 나사멈춤은 토크(torque)관리하여 Q값 측정의 재현성을 높였다. 그리고, 이하의 식으로 전자파 흡수성을 산출하였다.
(샘플 A의 전자파 흡수성(dB)) = 10 * log10 (EG/A)
EG : 전기아연도금강판의 Q값
A : 샘플 A의 Q값
여기에서, dB이 높을수록 전자파 흡수성이 우수하게 된다.
전자파 흡수강판은 전자기기틀체에 사용되지만, A 방법과 같은 틀체 면의 일부에 부착하여 사용되는 것이 아니라 틀체 자체에 사용되기 때문에, B의 방법이 보다 실제에 가깝다. 또한, A 방법에서는 틀체면적에 대한 전자파 흡수강판이 점하는 비율이 작기 때문에, 전자파 흡수효과가 나오기 어렵다. B 방법에서는 틀체면적의 대부분을 전자파 흡수강판이 점하고 있으므로, 실사용 환경에 가까운 상태에서 평가할 수 있고, 그 결과로서 A 방법으로는 샘플에 의한 전자파 흡수효과가 명확한 차이가 보이지 않았지만, B 방법으로는 효과가 보다 선명히 나타났다.
(2) 도전성 평가방법
도전성 측정장치로서 미츠비시가가꾸샤 제의 「로레스타EP」, 프로브는 미츠비시가가꾸샤 제의 4탐침(探針) 프로브(ESP프로브: MCP-TPO8P)를 사용하여, 샘플의 저항률을 측정하였다. 본 발명에서는, 하기 평가기준을 토대로 효과가 ◎ 또는 ○인 것을 "본발명예"로 평가하였다.
[평가기준]
◎ : 0.1mΩ 미만
○ : 0.1 ~ 1Ω 미만
△ : 1 ~ 106Ω 미만
× : 106Ω 이상
(3) 가공성 평가방법
JIS K 5400에 준거한 내 굴곡성시험(180°밀착굽힘시험)을 행하고, 시험 후의 피막의 균열(크랙) 및 테이핑 후의 피막의 박리정도를 눈으로 관찰하여, 하기의 기준으로 평가하였다. 본 발명에서는 하기 평가기준을 토대로 결과가 ◎, ○ 또는△인 것을 "본발명예"로 평가하였다.
[평가기준]
◎ : 이상 없음
○ : 약간 크랙, 박리 있음
△ : 크랙, 박리 있음
× : 크랙, 박리가 전면에 발생
(4) 방열특성의 평가방법
표면·이면의 방열특성을 조사할 목적으로, 전술한 방법을 토대로 표면·이면의 적외선(파장: 4.5~15.4㎛)의 적분방사율을 측정함과 아울러, 하기 방법으로 ΔT1로 나타나는 방열성을 평가하였다.
[ΔT1의 측정(방열특성 평가)]
ΔT1은 금속판(흑색도막이 피복되어 있지 않은/흑색하지처리되어 있지 않은 그대로의 원판)을 이용한 경우에 비하여, 본 발명 도장체를 이용한 경우는 어떻게 하면 전자기기의 내부온도를 저감할 수 있을까라고 하는 지표를 세운 것으로, 본 발명에서는 ΔT1을 측정하는 장치로서 특히 도 4에 도시된 독자적인 방열성 평가장치를 이용하였다. 도 4의 장치는 전자기기 등의 용도로 상정된 분위기온도(전자기기부재의 종류 등에 따라 분위기온도는 다르지만, 약 50~70℃, 최고로 100℃ 정도)의 방열특성을 평가할 수 있는 장치로서 매우 유용하고, 이에 의해 전자기기 용도를 가정한 실용레벨에서의 방열효과를 바르게 평가하는 것이 가능하게 되었다.
구체적으로 도 7은, 내부공간이 100mm(종)×130mm(횡)×100mm(높이)인 직방체의 장치이다. 도 7 중에서, 부호 11은 공시재(피시험체, 측정면적은 100×130mm), 12는 단열재, 13은 발열체[저면적은 1300㎟, 당해 발열체 면적내에서 그을 수 있는 가장 긴 직선의 길이(도 7에서는, 대각선의 길이)는 164mm], 15는 온도측정장치이다.
이 중, 발열체(13)에는 실리콘 라바히터를 이용하여 그 위에 알루미늄판(적외선방사율은 0.1 이하)을 밀착한 것을 사용하였다. 또한 도 7의 T1 위치[내부공간의 중앙부(발열체(3)에서 50mm 윗쪽)]에 온도측정장치(15)로서 열전대를 고정하였다. 또한, 발열체에서의 열복사의 영향을 배제하기 위해, 열전대의 하부를 카바하였다. 또한, 단열재(12)는 그 종류나 사용형태 등에 따라 상자 내의 분위기온도가 변화하기 때문에(방열성에도 영향이 있다), 적외선 방사율이 0.03~0.06인 금속판[예를들면 전기아연도금강판(JIS SECC 등)]을 이용하여, 후술하는 방법으로 T1 위치의 분위기온도(절대치 온도)가 약 73~74℃의 범위로 되도록 단열재의 덮는 방법 등을 조정하였다. 그 외, 방열성에 영향을 미치는 인자(예컨데 공시재의 고정법 등)에 대해서도 같은 요령으로 T1 위치의 분위기온도(절대치 온도)가 약 73~74℃의 범 위로 되도록 조정하였다.
이어서, 상기 장치를 이용하여 방열특성(ΔT1)을 평가하는 방법에 대하여 설명한다.
측정에 대해서는, 외기조건(바람 등)에 의한 데이터의 편차를 없게 할 목적으로, 측정조건을 온도:23℃, 상대습도: 60%로 제어해 두었다.
우선, 각 공시재(11)를 설치하고, 전원을 넣어 핫플레이트(13)를 140℃까지 가온하였다. 핫플레이트의 온도가 안정되어 140℃로 되고, T1 위치의 온도가 60℃ 이상으로 된 것을 확인한 후, 일단 공시재를 떼어내었다. 상자 내의 온도가 50℃까지 내려온 시점에서 다시 공시재를 설치하고, 설치하고부터 90분 후의 상자 내 온도를 각각 측정하였다. 이어서, 상기 공시재를 이용했을 때의 온도와, 도막을 피복하지 않은 무도장원판을 이용했을 때의 온도의 차(ΔT1)를 산출하였다.
또한, ΔT1은 각 공시재에 대해 5회씩 측정하고, 그 중 상한, 하한을 제외한 3점의 데이터의 평균치를 본 발명의 ΔT1으로 정하였다.
이렇게 하여 산출된 ΔT1은 클수록 방열특성이 우수한 것을 나타내고, 본 실시예에서는 하기 기준으로 상대평가하였다. 또한, 본 발명에 관한 제 2 도장체에서는, ◎ 및 ●의 도장체를 「당해 도장체에 있어서 우수한 방열성을 발휘하는 것」으로서 평가하였다.
◎ : 3.5 ≤ ΔT1
● : 2.7 ≤ ΔT1 < 3.5
○ : 1.5 ≤ ΔT1 < 2.7
△ : 1.0 ≤ ΔT1 < 1.5
× : ΔT1 < 1.0
이들의 결과를 자성도막구성과 아울러 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
<표 1>
<표 2>
상기 표에 의해, 다음과 같이 고찰할 수 있다.
우선, 자성도막에 관한 요건(자성분말의 함유량 및 자성도막의 막두께)이 본 발명의 범위를 만족하는 공시재(No.1~10, 15~24, 27)는 모두 전자파 흡수성 및 가공성이 양호한 특성을 발휘하였다.
그리고, 전자파 흡수성에 관해 보충설명을 하자면, 상기 공시재에서는 감쇠율이 3~15%정도로 되어 있지만, 측정에 이용된 장치의 내부는 실제 전자기기와 비교했을 때 간단한 구조로 되어 있으므로, 실제의 전자기기에 본 발명에 관한 도장강판을 이용했을 경우에는 더욱 다중반사가 증가하여, 누설전자파를 크게 감쇠시킬 수 있다고 추정된다. 또한, 전자기기의 본체 및 본체 내 유닛의 카바·틀체 등에 본 발명의 도장강판을 이용하므로써, 유닛에 적용한 강판의 내면피막에 의한 유닛으로부터의 누설전자파의 감쇠를 기대할 수 있고, 또한 유닛으로부터 누설되는 전자파는 유닛에 적용한 도장강판의 외면피막 및 본체에 적용한 도장강판의 내면피막으로 다중반사에 의한 감쇠를 기대할 수 있으므로, 본체에서 누설되는 전자파를 크게 감쇠시킬 수 있다는 것을 예상할 수 있다.
특히 상기 공시재 중, 자성분으로서 자성금속분말(파마로이)을 이용한 예(No.15~24)에서는, 도전성 첨가제의 유무에 관계없이 우수한 도전성이 발휘되었다. 또한, 자성분으로서 도전성을 갖지 않는 Ni-Zn 연자성페라이트(軟磁性ferrite)를 이용한 예(No.1~10)에서는, 상기 자성분 단독으로는 양호한 도전성은 발휘되지 않았지만(No. 1~5), 자성도막 중에 적당량의 도전성부여제를 첨가하면 우수한 도전성이 발휘되었다(No. 6~10).
또한, 카본블랙이 도막 두께와의 관계로 적절히 첨가된 것(No. 7~10, 22~24, 27)은 우수한 방열성을 얻을 수 있었다.
이에 반해, 본 발명에서 규정하는 요건 중 어느것이라도 벗어난 공시재는 각각 다음과 같은 불충분한 상태를 갖게 된다.
우선, No. 11은 자성도막의 막두께가 2㎛로 본 발명의 범위를 밑도는 예로서, 전자파 흡수성은 양호하지만, 가공성은 열화하였다.
한편, No. 12는 자성도막의 막두께가 60㎛로 본 발명의 범위를 넘는 예로서, 전자파 흡수성 및 가공성이 모두 저하하였다. 또한, No. 12에는 방열성 첨가제로서 카본블랙을 첨가하고 있지 않지만 방열성의 평가가 △로, 카본블랙을 첨가하지 않은 예(방열성 평가는 ×)에 비해 높게 나타난 이유는 수지피막의 막두께가 60㎛로 두껍게 되어있기 때문이다.
또한, No. 13 및 No. 25는 자성분말의 첨가량이 10%로 본 발명의 범위를 밑도는 예로서, 가공성은 양호하지만, 전자파 흡수성이 저하하였다.
한편, No. 14 및 No. 26은 자성분말의 첨가량이 70%로 본 발명의 범위를 넘는 예로서, 전자파 흡수성은 양호하지만, 가공성이 저하하였다.
실시예 2 : 전자파 흡수성, 가공성, 방열성 및 자기냉각성에 관한 검토(2)
본 실시예에서는 금속판의 이면 또는 양면에 표 3에 나타난 여러 자성분말(A~E) 및 방열성첨가제(H~J), 필요에 따라 도전성부여제[Ni(평균입경 15~20㎛)]를 첨가했을 때의 전자파 흡수성, 가공성, 방열성 및 도전성을 조사하였다. 이 때의 전자파 흡수성은 실제로 전자기기에 적용되는 경우의 상태에 맞추기 위하여, 이면을 평가하였다.
또한, 표 중, 각 첨가제의 상세한 설명은 다음과 같다.
[자성분말]
A : Ni-Zn계 연자성 페라이트
[토다코교(주) 제 BSN-125, 평균입경 13.0㎛]
B : Mn-Zn계 연자성 페라이트
[토다코교(주) 제 KNS-415, 평균입경 9.9㎛]
C : 파마로이(78% Ni)
[닛봉아토마이즈 카코우(주) 제 SFR-PC78, 평균입경 5.7㎛]
D : 파마로이(45% Ni)
[닛봉아토마이즈 카코우(주) 제 SFR-PB45, 평균입경 5.8㎛]
E : 센더스트
[닛봉아토마이즈 카코우(주) 제 SFR-FeSiAl(84.5-10-5.5),
평균입경 6.9㎛]
[방열성첨가제]
H : 카본블랙
[미츠비시가가꾸 제「미츠비시 카본블랙」, 평균입경 25㎚]
I : 산화티타늄
[테이카(주) 제 JR301, 평균입경 0.3㎛]
J : Al 박편
[쇼와알루미파우더(주) 제 LB584, 평균입경 25㎛]
구체적으로는 소지강판으로서 전기아연도금강판(판두께: 0.8mm; 표리면에 각각 Zn 부착량: 20g/㎡)을 이용하고, 이에 표 3에 나타낸 각종 첨가제(자성분말, 방열성첨가제 및 도전성부여제)를 첨가한 자성도막(베이스수지: 에폭시변성 폴리에스테르, 가교제: 이소시아네이트)을 편면(표면) 또는 양면(표리면)에 형성하여(120×150mm), 얻어진 각 도장금속판의 전자파 흡수성, 가공성 및 도전성에 대하여 실시예 1과 같은 방법으로 평가함과 아울러, 표면·이면의 방열특성을 조사하기 위해, 실시예 1에 기재한 방법으로 표면·이면의 적외선(파장: 4.5~15.4㎛)의 적분방사율 및 ΔT1으로 나타난 방열특성을 조사함과 아울러, 아래의 방법으로 ΔT2로 나타난 자기냉각성(자기냉각성에 대해서는 일부 예에 관한것만)을 평가하였다.
[ΔT2의 측정(자기냉각성의 평가)]
ΔT2(=T2B-T2A)는, 금속판(도막이 피복되어 있지 않은 그대로의 원판)을 이용한 경우에 비해, 본 발명 도장체를 이용한 경우에는 전자기기 가동시에 있어서 도장체 자체의 온도상승을 어떻게 억제할 수 있을까라고 하는 지표(자기냉각성)를 세운 것으로, 도 7에 나타난 독자적인 방열성 평가장치를 이용하여 산출하였다.
식 중, T2A는, 공시재로서 하기 표 3의 No. 1~7을 측정했을 때의 도장체 온도를; T2B는 공시재로서 도막이 피복되어 있지 않은 금속판을 사용했을 때의 온도를 각각 의미한다. ΔT2의 측정은 각 공시재마다 5번씩 행하고, 그 중 상한, 하한은 제외한 3점의 데이타의 평균치를 본 발명의 ΔT2로 정하고, 하기 기준으로 상대 평가하였다.
또한, 상기 ΔT2는 크면 클수록 자기냉각성이 우수하다는 것을 의미하고, 본 발명에 관한 제 3 도장체에서는 ◎ 및 ○의 도장체를「우수한 자기냉각성을 발휘하는 것」으로 평가하였다.
◎ : 1.5 ≤ ΔT2
○ : 0.5 ≤ ΔT2 < 1.5
× : ΔT2 < 0.5
또한, 상기 도장체의 표면 및 이면의 방사율, 그리고 ΔT1의 데이타는 표 3에 나타난 바와 같고, 본 발명의 제 3 도장체에서는 ΔT1이 ◎, ● 및 ○ 인 도장체를 「당해 도장체에 있어서 우수한 방열성을 발휘하는 것」으로서 평가하였다. 그리고 전술한 제 2 도장체에서는, ΔT1이 ◎ 및 ●인 도장체를 「당해 도장체에 있어서 우수한 방열성을 발휘하는 것」으로 평가하였다. 이러한 방열성(ΔT1)에 관한 평가기준이 다른 것은, 방열성에 관해 말하자면, 제 3 도장체는 제 2 도장체에 비해서 약간 낮은 양태도 포함하고 있기 때문이다.
이들 결과를 표 4에 기재하였는데, 표 4에는 전자파 흡수성 및 가공성에 관한 결과는 생략되어 있다.
<표 3>
<표 4>
이들 표로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다.
표 3의 No. 1~ 22 중, No. 1~11은 이면에만 자성도막을 형성한 예; No. 12~22는 표리면 모두에 자성도막을 형성한 예로, 모든 자성도막에는 방열성첨가제 를 첨가하였다. 또한 필요에 따라 표면/이면에 Ni을 첨가하였다.
표 4에 나타난 바와 같이, 상기 No. 1~22는 모두 자성분말 및 방열성첨가제의 첨가량이 본 발명의 범위를 만족하고 있으므로, 전자파 흡수성(표 4에는 나타내지 않음) 및 방열성이 우수하고, 또한 Ni을 첨가한 것은 도전성도 우수하였다.
또한, 상기 No. 중 Q값≥0.045, 및 R값≥0.08으로, 자기냉각성의 요건을 만족하는 No. 4, 6~8, 10, 12, 14~15, 20~21은 또한 자기냉각성도 우수하였다.
단, No. 1, 4, 10, 14, 20은 자성도막의 막두께가 본 발명의 범위를 벗어나 있으므로 굽힘가공성, 피막밀착성 및 내식성(모두 표 4에는 나타내지 않음)에 문제가 있었다.
실시예 3 : 전자파 흡수성, 방열성, 자기냉각성, 내흠발생성 및 내지문성에 관한 검토(3)
본 실시예에서는, 금속판의 이면 또는 양면에 표 5에 나타난 여러 자성분말(실시예 2의 A, C, E) 및 방열성첨가제(실시예 2의 H), 필요에 따라 도전성부여재제(실시예 2의 Ni)를 함유하는 자성도막; 그리고 광휘안료로서 펄 안료(메르크쟈판제의 Iriodin111WⅡ, 평균입경 15㎛ 이하), 필요에 따라 도전성부여재제(실시예 2의 Ni)를 함유하는 수지피막을 형성했을 때의 전자파 흡수성, 가공성, 방열성, 자기냉각성, 도전성, 내흠발생성 및 내지문성을 조사하였다. 이 때의 전자파 흡수성은 실제로 전자기기에 적용되는 경우의 상태로 맞추기 위해, 이면을 평가하였다.
구체적으로는 소지강판으로서 전기아연도금강판(판두께: 0.8mm; 표리면에 각 각 Zn 부착량: 20g/㎡)을 이용하고, 이에 표 5에 나타난 각종 첨가제(자성분말 및 카본블랙, 또는 필요에 따라서 Ni)를 첨가한 자성도막(베이스수지: 에폭시변성 폴리에스테르, 가교제: 이소시아네이트)을 편면(표면) 또는 양면(표리면)에 형성한 후, 표 5에 나타난 광휘안료를 첨가한 수지피막(베이스수지: 폴리에스테르 수지를 이용하고, 가교제로는 멜라민수지를 사용)을 형성하였다(120×150mm).
이렇게 얻어진 각 도장금속판의 전자파 흡수성, 가공성, 도전성, 표면/이면의 적외선의 적분방사율 방열특성, 방열특성(ΔT1) 및 자기냉각성(ΔT2)에 대하여 실시예 3과 같은 방법으로 평가함과 아울러, 내흠발생성 및 내지문성에 대하여 다음과 같은 방법을 토대로 평가하였다.
[내흠발생성]
도 11은 본 실시예에서 행한 내흠발생성 시험의 개략도를 나타낸다. 우선, 상기 공시재를 50×100mm 으로 컷트하고, 그 표면(수지도막이 형성되지 않은 쪽)의 내흠발생성 시험을 조사하기 위하여, 샌드페이퍼(#2400, 20×20mm)에 500g의 추(직경 50mm의 원기둥)를 걸은 상태에서 공시재의 길이방향(100mm)에 걸쳐 합계 50회 왕복접동 한 후, 접동부의 외관변화(흠)를 하기 기준으로 육안평가하였다. 본 발명의 제 1 도장체에서는 ◎, ● 및 ○인 공시재를「본 발명예」로 평가하였다.
◎ : 흠이 거의 보이지 않음
● : 흠을 보기 어려움
○ : 흠이 조금 보임
× : 흠이 보임
또한, 상기 시험방법은 전술한 일본특허공보 특개2000-200990호(클리어도막의 형성에 의해 내흠발생성 등을 높인 것)에서 실시한 내흠발생성 시험에 비해 보다 가혹한 조건하에서 내흠발생성을 평가한 것이다.
[내지문성 평가]
바세린을 손에 충분히 바르고 각 공시재에 지문을 묻혀 지문이 눈에 띄는 정도를 하기 기준으로 눈으로 평가하였다. 본 발명의 제 1 도장체에서는 ◎, ● 및 ○인 공시재를「본 발명예」로 평가하였다.
◎ : 지문이 거의 보이지 않음
● : 지문이 겨우 보일 정도임
○ : 지문이 약간 보임
× : 지문이 보임
이들 결과를 표 6에 나타내었다. 또한, 표 6에는 A방법에 의한 전자파 흡수성 및 가공성에 관한 결과는 생략되어 있다.
<표 5>
<표 6>
상기 표로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다.
표 6의 No. 1~9 중 No.1~4는 이면에만 흑색 자성도막을 형성한 예; No. 5~9는 표리면에 흑색 자성도막을 형성한 예로, 모든 자성도막에는 방열성의 흑색첨가제로서 카본블랙이 첨가되어 있다. 또한, 필요에 따라 표면/이면에 Ni을 첨가하였다.
표 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 No. 1, 3, 5, 7 및 9는 모두 자성도막에 관한 요건(자성분말 및 방열성첨가제의 함유량, 그리고 자성도막의 막두께) 및 수지피막에 관한 요건(광휘안료의 함유량, 수지피막의 막두께 및 L값)이 본 발명의 범위를 만족하고 있으므로, 전자파흡수성 및 가공성(표 5에는 표시 안됨), 방열성, 내흠발생성 및 내지문성이 우수하고, 또한 Ni을 첨가한 것은 도전성도 우수하였다.
또한, 상기 No. 중 Q값≥0.045, R값≥0.08으로, 자기냉각성의 요건을 만족하는 No. 1, 7~9는 또한 자기냉각성도 우수하였다.
이에 반해, No. 2, 4, 6 및 8은 수지도막을 형성하지 않은 예로서, 내흠발생성 및 내지문성이 저하하였다.
실시예 4 : 전자파 흡수성, 내흠발생성 및 내지문성에 관한 검토(4)
본 실시예에서는, 금속판의 이면 또는 양면에 표 7에 나타난 여러 자성분말(실시예 2의 A, C 및 D) 및 흑색첨가제(실시예 2의 카본블랙), 필요에 따라 도전성부여재제(실시예 2의 Ni)를 함유하는 자성도막; 그리고 표 7에 나타난 여러 백색안료/광휘안료, 필요에 따라 도전성부여재제(실시예 2의 Ni)를 함유하는 수지피막을 형성했을 때의 전자파 흡수성, 가공성, 도전성, 내흠발생성 및 내지문성을 조사하였다.
구체적으로는 소지강판으로서 전기아연도금강판(판두께: 0.8mm; 표리면에 각각 Zn 부착량: 20g/㎡)을 이용하고, 이에 표 7에 나타난 각종 첨가제(자성분말 및 카본블랙, 또는 필요에 따라서 Ni)를 첨가한 자성도막(베이스수지: 에폭시변성 폴리에스테르, 가교제: 이소시아네이트)을 편면(표면) 또는 양면(표리면)에 형성한 후, 표 7에 나타난 백색안료/광휘안료를 첨가한 수지피막(베이스수지: 폴리에스테르 수지를 이용하고, 가교제로는 멜라민수지를 사용)을 형성하였다(120×150mm).
표 중, 각 안료의 상세한 설명은 다음과 같다.
[백색안료/광휘안료]
X : 펄 안료(메르트쟈판제 Iriodin111WⅡ, 평균입경 15㎛ 이하)
Y : 산화티타늄 [테이카(주) 제 JR301, 평균입경 0.3㎛]
Z : Al 박편[쇼와알루미파우더 제 LB584, 평균입경 25㎛]
이렇게 얻어진 각 도장금속판의 전자파 흡수성, 도전성, 내흠발생성 및 내지문성에 대하여 실시예 3과 같은 방법으로 평가하였다.
이들 결과를 표 7에 나타내었다. 또한, 표 7에는 전자파 흡수성 및 가공성에 관한 결과는 생략되어 있다.
<표 7>
상기 표로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다.
표 5의 No. 1~14 중 No.1~9는 이면에만 자성분말을 함유하는 예; No. 10~14는 표리면에 자성분말을 함유하는 예로, 적어도 표면(흑색도막)의 내흠발생성 및 내지문성을 조사하기 위하여, 그 위에 백색안료/광휘안료를 함유하는 수지피막을 형성였다. 또한, 필요에 따라 표면/이면에 Ni을 첨가하였다.
표 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 No. 1~14는 모두 자성도막에 관한 요건(자성분말의 함유량 및 자성도막의 막두께) 및 수지피막에 관한 요건(백색안료/광휘안료의 함유량, 수지피막의 막두께 및 L값)이 본 발명의 범위를 만족하고 있으므로, 전자파흡수성(표 7에는 표시 안됨), 내흠발생성 및 내지문성이 우수하고, 또한 Ni을 첨가한 것은 도전성도 우수하였다.
Claims (21)
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에, 자성도장막 중에 20~60%(질량%, 이하 동일)의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께: 3~50㎛로 피복되는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판(樹脂塗裝金屬板).
- 제 1항에 있어서, 상기 자성분말은 연자성 페라이트분말(軟磁性ferrite粉末)인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 제 1항에 있어서, 상기 자성분말은 자성금속분말(磁性金屬粉末)인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 제 1항에 있어서, 상기 자성도막을 구성하는 수지가 폴리에스테르계 수지인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 제 1항에 있어서, 상기 자성도막에는 또한 도전성부여제(導電性付與劑)가 20~40% 함유됨과 아울러, 상기 자성도막의 두께가 3~15㎛인 것을 특징으로 하는 수 지도장금속판.
- 제 5항에 있어서, 상기 도전성부여제와 자성분말이 상기 자성도막 중에서의 합계 함유량이 합계 30~60%인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에 자성도장막 중에 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3~50㎛으로 피복되는 수지도장금속판은 하기 (1) 또는 (2)를 만족하며, 또한 하기 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.(1) 금속판의 편면에는 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고, 금속판의 다른 편면에는 1㎛ 초과, 50㎛ 이하의 두께의 방열도막이 피복되고,상기 방열성 자성도막 및 상기 방열도막 중, 적어도 한쪽은 카본블랙을 1% 이상 15% 미만으로 함유하며,카본블랙을 함유하지 않는 도막은, 카본블랙 이외의 방열성첨가제를 10% 이상, 70% 이하로 함유하고;(2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고,적어도 편면의 상기 방열성 자성도막은 카본블랙을 1% 이상, 15% 미만으로 함유하며,카본블랙을 함유하지 않는 도막은, 카본블랙 이외의 방열성첨가제를 10% 이상, 70% 이하로 함유하고,(3) 이 수지도장금속체를 100℃로 가열했을 때의 적외선(파장: 4.5~15,4㎛)의 적분방사율이 하기 식 ①을 만족하며, 여기에서a × b ≥ 0.42 …… 식 ①a : 수지도장금속판의 한면의 적외선적분방사율b : 수지도장금속판의 다른 한면의 적외선적분방사율임
- 제 7항에 있어서, 상기 카본블랙의 평균입자경은 5~100㎚인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에 자성도장막 중에 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3~50㎛으로 피복되는 수지도장금속판은 하기 식 (1) 또는 (2)를 만족하며, 또한 하기 식 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.(1) 금속판의 편면에는 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고, 금속판의 다른 편면에는 1㎛ 초과, 50㎛ 이하의 두께로 방열도막이 피복되며,상기 방열성 자성도막 및 상기 방열도막 중, 적어도 한쪽은 산화티타늄을 30% 이상, 70% 이하로 함유하고,산화티타늄을 함유하지 않는 도막은, 산화티타늄 이외의 방열성첨가제를 1% 이상, 15% 미만으로 함유하며,(2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고,이 방열성 자성도막 중 적어도 한쪽은, 산화티타늄을 30% 이상, 70% 이하로 함유하고,산화티타늄을 함유하지 않는 도막은, 산화티타늄 이외의 방열성첨가제를 1% 이상, 15% 미만으로 함유하고,(3) 이 수지도장금속체를 100℃로 가열했을 때의 적외선(파장: 4.5~15,4㎛)의 적분방사율은 하기 식 ①을 만족하며, 여기에서a × b ≥ 0.42 …… 식 ①a : 수지도장금속판의 한면의 적외선적분방사율b : 수지도장금속판의 다른 한면의 적외선적분방사율임
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에 자성도장막 중에 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3~50㎛으로 피복되는 수지도장금속판은 하기 식 (1) 또는 (2)를 만족하며, 또한 하기 식 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.(1) 금속판의 제 1 면에는 상기 자성도막이, 제 1 면과는 반대쪽인 제 2 면에는 1㎛ 초과, 50㎛ 이하의 두께로 방열도막이 피복되고,상기 방열도막은 방열성첨가제를 1% 이상 함유하고,상기 자성도막은 선택적으로 방열성첨가제를 1% 이상 함유하며,(2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이 피복되고,이 금속판의 제 1 면의 자성도막은, 선택적으로 방열성첨가제를 1% 이상 함유하고,제 1 면과는 반대쪽인 제 2 면의 자성도막은, 방열성첨가제를 1% 이상 함유하며,(3) 이 수지도장금속체를 100℃로 가열했을 때의 적외선(파장: 4.5~15,4㎛)의 적분방사율은 하기 식 ② 및 ③을 만족하며, 여기에서b ≤ 0.9 (a-0.05) …… 식 ②(a-0.05)×(b-0.05) ≥ 0.08 …… 식 ③a : 수지도장금속판의 상기 제 2 면의 적외선적분방사율b : 수지도장금속판의 상기 제 1 면의 적외선적분방사율임
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에 자성도장막 중에 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3~50㎛으로 피복되는 수지도장금속판은 하기 식 (1) 또는 (2)를 만족하며, 또한 하기 식 (3) 및 (4)를 만족하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.(1) 금속판의 편면에 상기 자성도막이 피복되고, 이 자성도막은 흑색첨가제를 선택적으로 함유하며, 이 흑색첨가제를 함유하는 자성도막 위에는 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복되고,이 금속판의 다른 편면에는 흑색첨가제를 함유하는 흑색도막 및 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되며,(2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이 피복되고,이 중 적어도 편면의 자성도막은, 흑색첨가제를 함유하는 흑색자성도막이며,이 흑색자성도막의 위에는 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되고,다른 편면에는 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복되며,(3) 이 수지도막의 막두께는 모두 0.5~10㎛이고, 또한 이 수지도막에 함유되는 백색안료와 광휘안료의 첨가량은 합계로 1~25%이며,(4) 백색안료와 광휘안료가 첨가되어 있는 당해 수지도장금속판의 색조는 닛봉덴쇼쿠카부시키가이샤 제의 색차계(SZS-∑90)로 측정한 L값이 44.0~60.0을 만족함.
- 제 11항에 있어서, 상기 수지피막이 함유된 상기 백색안료와 광휘안료의 적어도 한쪽이 산화물계 안료인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 제 11항에 있어서, 상기 수지피막이 함유된 상기 백색안료와 광휘안료의 적어도 한쪽이 산화티타늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에 자성도장막 중에 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3~50㎛으로 피복되는 상기 수지도장금속판은 하기식 (1) 또는 (2)를 만족하고, 또한 하기식 (3)~(5)를 만족하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.(1) 금속판의 편면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고, 이 방열성 자성도막은 선택적으로 흑색첨가제를 함유하며, 이 방열성 자성도막이 흑색첨가제를 함유할 때는, 또한 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복되고,이 금속판의 다른 편면에, 1㎛ 초과, 50㎛ 이하의 두께를 가진 방열도막 및 백색안료과 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되며,상기 방열성 자성도막 및 상기 방열도막 중 적어도 한쪽은, 카본블랙을 1% 이상, 15% 미만으로 함유하고,카본블랙을 함유하지 않는 면은 방열성첨가제를 10% 이상, 70% 이하로 함유하고,(2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고,이 방열성 자성도막 중 적어도 편면은 카본블랙을 1% 이상, 15% 미만 함유하며,카본블랙을 함유하지 않는 면은, 방열성첨가제를 10% 이상, 70% 이하로 함유하고,적어도 편면의 방열성 자성도막의 위에는 또한, 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되며,(3) 이 수지도장금속체를 100℃로 가열하였을 때의 적외선(파장: 4.5~15.4㎛)의 적분방사율은 다음 식 ①을 만족하며,a × b ≥ 0.42 …… 식 ①a : 수지도장금속판의 한면의 적외선적분방사율b : 수지도장금속판의 다른 한면의 적외선적분방사율(4) 이 수지도막의 막두께는 0.5~10㎛이고, 또한 이 수지도막에 함유되는 백색안료와 광휘안료의 첨가량은 합계로 1~25%이며,(5) 백색안료와 광휘안료가 첨가되어 있는 이 수지도장금속판의 색조는 닛봉덴쇼쿠카부시키가이샤 제의 색차계(SZS-∑90)로 측정한 L값이 44.0~60.0을 만족함.
- 제 14항에 있어서, 상기 카본블랙의 평균입자경은 5~100㎚인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에 자성도장막 중에 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3~50㎛으로 피복되는 수지도장금속판은 하기식 (1) 또는 (2)를 만족하고, 또한 하기식 (3)~(5)를 만족하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.(1) 금속판의 편면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고, 이 방열성 자성도막은 선택적으로 흑색첨가제를 함유하며, 이 방열성 자성도막이 흑색첨가제를 함유할 때는, 또한 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복되고,이 금속판의 다른 편면에 1㎛ 초과, 50㎛ 이하의 두께를 가진 방열도막 및 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되며,상기 방열성 자성도막 및 상기 방열도막 중 적어도 한쪽은, 산화티타늄을 30% 이상, 70% 이하로 함유하고,산화티타늄을 함유하지 않는 도막은 방열성첨가제를 1% 이상 함유하며;(2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이면서 방열성을 갖는 방열성 자성도막이 피복되고;이 방열성 자성도막 중 적어도 편면은 산화티타늄을 30% 이상, 70% 이하로 함유하며,산화티타늄을 함유하지 않는 방열성 자성도막은, 방열성첨가제를 1% 이상 함유하며,적어도 편면의 방열성 자성도막의 위에는 또한, 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되며;(3) 이 수지도장금속체를 100℃로 가열하였을 때의 적외선(파장: 4.5~15.4㎛)의 적분방사율은 다음 식 ①을 만족하며,a × b ≥ 0.42 …… 식 ①a : 수지도장금속판의 한면의 적외선적분방사율b : 수지도장금속판의 다른 한면의 적외선적분방사율(4) 이 수지도막의 막두께는 모두 0.5~10㎛이고, 또한 이 수지도막에 함유된 백색안료와 광휘안료의 첨가량은 합계로 1~25%이며;(5) 백색안료와 광휘안료가 첨가되어 있는 이 수지도장금속판의 색조는 닛봉덴쇼쿠카부시키가이샤 제의 색차계(SZS-∑90)로 측정한 L값이 44.0~60.0을 만족함.
- 금속판의 적어도 한쪽 편면에 자성도장막 중에 20~60질량%의 자성분말을 함유하는 자성도막이 두께 3~50㎛으로 피복되는 수지도장금속판은 하기식 (1) 또는 (2)를 만족하고, 또한 하기식 (3)~(5)를 만족하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.(1) 금속판의 제 1 면에 상기 자성도막이 피복되고, 이 자성도막은 선택적으로 흑색첨가제를 함유하며, 이 자성도막이 흑색첨가제를 함유할 때는, 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 선택적으로 피복되며,상기 제 1 면과는 반대쪽인 제 2 면에는, 흑색첨가제를 1% 이상 함유하는 1㎛ 초과, 50㎛ 이하의 두께를 가진 흑색방열도막 및 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되며;(2) 금속판의 양면에 상기 자성도막이 피복되고,이 금속판의 제 1 면의 자성도막은 방열성첨가제를 선택적으로 1% 이상 함유하고,상기 제 1 면과는 반대쪽인 제 2 면의 자성도막은, 흑색첨가제를 1% 이상 함유하는 1㎛ 초과, 50㎛ 이하의 두께를 가진 흑색방열성 자성도막이며,이 중, 적어도 상기 흑색방열성 자성도막에는 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 수지도막이 피복되며;(3) 이 수지도장금속체를 100℃로 가열하였을 때의 적외선(파장: 4.5~15.4㎛)의 적분방사율은 다음 식 ② 및 ③을 만족하고;b ≤ 0.9 (a-0.05) …… 식 ②(a-0.05)×(b-0.05) ≥ 0.08 …… 식 ③여기에서, a : 수지도장금속판의 상기 제 2 면의 적외선적분방사율b : 수지도장금속판의 상기 제 1 면의 적외선적분방사율(4) 이 수지도막의 막두께는 모두 0.5~10㎛이고, 또한 이 수지도막에 함유된 백색안료와 광휘안료의 첨가량은 합계 1~25%이며;(5) 백색안료와 광휘안료 중 적어도 한쪽을 함유하는 이 수지도장금속판의 색조는 닛봉덴쇼쿠카부시키가이샤 제의 색차계(SZS-∑90)로 측정한 L값이 44.0~60.0을 만족함.
- 제 16항에 있어서, 상기 수지도막에 함유되는 상기 백색안료와 상기 광휘안료 중 적어도 한쪽은, 산화물계 안료(酸化物系顔料)인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 제 16항에 있어서, 상기 수지도막에 함유되는 상기 백색안료와 상기 광휘안료 중 적어도 한쪽은, 산화티타늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 제 17항에 있어서, 상기 수지도막에 함유되는 상기 백색안료와 상기 광휘안료 중 적어도 한쪽은, 산화물계 안료인 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
- 제 17항에 있어서, 상기 수지도막에 함유되는 상기 백색안료와 상기 광휘안료 중 적어도 한쪽은, 산화티타늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지도장금속판.
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