专利名称：散热性优异的涂层金属的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种散热性优异的涂层金属，特别是涉及作为收容内置热源的电子设备(包含内置热源的电气设备和光学设备，以下同)的壳体(外壳(casing))的原材，有用的散热性上优异的涂层金属材料。
背景技术：
近年来，随着电子设备等的高性能化、小型化的推进，出现了由于来自电子设备等的内部的发热而使设备内部温度的上升的问题，担心有可能超过IC、CPU(半导体元件)、磁盘、电机等的耐热温度，而在稳定操作中引起故障。另外若电子设备的内部温度上升，则也成为半导体元件损坏或出现故障的原因，有可能会使电子设备的寿命缩短。
本发明者们着眼于这些状况，着手能够使来自内置热源的电子设备部件所发生的热向外部迅速地扩散，而抑制内部温度的上升的壳体原材的开发，之前开发了专利第3563731号中记载的技术。
此发明是通过在基材的表面或表背面，形成调配了散热性添加剂的散热性涂膜，而提高散热性的涂层体，在该散热性涂膜中调配炭黑等的散热性添加剂，并且调配Ni等的导电性填充剂(filler)以使之保持有导电性。因为该涂层体，加热到100℃时的红外线(波长4.5～15.4μm)积分放射率满足下述(1)式的关系，所以，作为散热性和用于电磁波屏蔽的导电性优异的电子设备(除微波炉部件)所用的涂层体，而引人注目。
a×b≥0.42……(1)a在表面形成有散热性涂膜的涂层体的红外线积分放射率b在背面形成有散热性涂膜的涂层体的红外线积分放射率该涂层体，由于通过在基材的单面或两面，形成调配了散热性添加剂的散热性涂膜而发挥优异的热散射性，所以作为具有由热源产生的内部温度的上升的问题的各种电子设备用的壳体，而被期待有广泛的用途拓展。但是，为了使该技术在今后有进一步发展，要求散热特性的进一步提高。
还有在特开2001-313009号公报中，公开了在电池的外侧最表面，装配了促进空气对流的对流促进膜的带有对流促进膜的密封电池，作为对流促进膜，可列举出薄膜状的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜等。
但是，将特开2001-313009号公报记载的薄膜原材作为按本发明意图的涂膜原料而使用，也无法发挥在本发明中所期待的那种散热特性。
此外，在特开2001-291982号公报中，公开了一种空冷式密封型电子设备壳体，其构成为具有收纳有电子设备部件的密封结构的壳体；和设置于该壳体内，在下部具有吸气孔和在上部具有排气孔的通风路径，通过自然空冷而冷却壳体内。
不过此技术是通过设计放热体的周边构造，从而控制外部空气的流动以促进散热，与所谓提高涂膜自身的散热特性的技术有本质的不同。
发明内容
本发明根据上述状况而进行，其目的在于，提出一种涂层金属材料，其能使专利第3563731号中所公开的那种散热性涂层体的性能进一步提升，进一步提高涂膜的散热性。
能够解决上述课题的本发明的涂层金属材料，是在金属基材的至少一面，形成有至少1层的涂膜的涂层金属材料，使所述涂膜的最外层，以从最外层的表面有至少一部分露出的状态，而含有具有开口于表面的1～1000nm的细孔的多孔质粒子。
本发明的涂层金属材料的上述最外层，优选厚度(x)为0.5～4μm，多孔质粒子的平均粒径(y)为1～8μm，且满足“x＜y”的关系。另外，在该最外层的下面侧，形成有含放射性添加剂的涂膜层，将该涂层金属体加热到100℃时的红外线(波长4.5～15.4μm)的积分放射率显示为0.6以上的，因为具有更为优异的散热性而优选，另外在该涂膜中调配Ni等的导电性填充剂，以将表面阻抗降低至100Ω以下的，因为也能发挥电磁波屏蔽效果而优选。
具有这些特性的本发明的涂层金属体，特别是，能够作为具有热源的电子设备的壳体用而极为有效地活用。另外，本发明的涂层金属体，能够作为内置热源的电子设备部件的外壁的至少一部分而极为有效地活用。
本发明的涂层金属材料，是在上述的涂膜的最外层上，以多孔质粒子的至少一部分从涂膜的最外层的表面露出，细孔开口的状态，含有具有开口于表面的1～1000nm的细孔的多孔质粒子，通过基于该多孔质粒子施加的对流，而有效地利用向外部空气的热传导促进作用，从而发挥优异的散热特性。因此，其能够作为保护由放热引起内部温度的上升的各种的电子设备的壳体用的原材而极为有效地活用。
特别是，形成在涂膜的最外层调配上述多孔质粒子，并且在其下层侧调配有散热性添加剂的涂膜，基于最外层的对流的热传导促进作用，和下层皮膜的热散射特性相互结合，从而发挥格外优异的散热特性。此外，在上述涂膜的至少1方调配导电性的填充剂，将涂膜的电阻抗降低至100Ω以下，导电性良好，在电磁波屏蔽效果中也具有优异的性能。
图1是表示涂层金属板的辐射传热量(Q2)和对流传热量(Q1)的计算方法的原理说明图。
具体实施例方式
从电子设备等的内部放热部件发生的热，通过热传导、对流、热辐射等，传递到保护上述设备的壳体(casing)。因此，如果在壳体内不使此热量积蓄而能够使之迅速向大气扩散，则壳体的内部温度也不会过度升高，从而能够安全地确保电子设备的内部功能。
因此在上述的专利第3563731号中，通过用由放散热性涂膜覆盖壳体的构成原材的板材构成壳体，使在机器内部产生的热向外部空气扩散，而抑制电子设备的内部温度的上升。可知这样的散热性涂膜，因为如先前说明的通过调配炭黑等的散热性添加剂而提高散热性，所以若在该涂膜中调配导电性填充剂而赋予导电性，则也能够付与电磁波屏蔽效果。
对此在本发明中，具有如下特征不排除这些散热性添加剂的使用，但是，使涂膜的最外层含有散热作用的主体，通过具有开口于表面的1～1000nm的细孔的多孔质粒子而使之发挥。即，确认到若具有开口于表面的规定尺寸的细孔的多孔质粒子，以其一部分从涂膜最外层的表面露出的状态而使之含有，则该多孔质粒子的露出的细孔对外部空气发挥利用对流的优异的热传导作用，从而进一步提高散热特性。
这样，开口于多孔质粒子的表面的规定尺寸的细孔，发挥特异的散热特性的理由，目前的尚不明确。但是若从如后述的实施例的开口的细孔的平均直径低于1nm的微细，则散热特性几乎不被改善，另外，在细孔为表面没有开口的闭气孔时，而不能够发现本发明所谋求的散热性等方面考虑，则可知以平均直径计1nm以上的开口的细孔对散热特性有相当大的影响。
而且重要的是，上述多孔质粒子，其至少一部分从涂膜最外层的表面露出，开口的上述细孔以在外表面开口的状态存在。为此，最简便的方法是将构成最外层的涂膜的膜厚(x)与上述多孔质粒子的平均粒径(y)调整为满足“x＜y”的关系。即，所谓多孔质粒子的平均粒径(y)与膜厚(x)满足上述关系，意味着多孔质粒子的至少一部分从最外层涂膜的表面露出。因此，存在于该露出的多孔质粒子的表面的开口的细孔，利用对流促进向外部大气方向的热传导，而使散热特性更有效果地被提高。
但是，对于膜厚(x)，若多孔质粒子的平均粒径(y)过大，则多孔质粒子从最外层的表面大幅突出，因为该突出的多孔质粒子由很小的磨擦力便易于从最外层脱落，所以优选设多孔质粒子的平均粒径(y)为膜厚(x)的3/2～2倍左右，即“(3/2)x≤y≤2x”，优选使多孔质粒子的1/3～1/2左右从最外层的上面露出的方式，调整膜厚与多孔质粒子的平均粒径。但是，在多孔质粒子的粒度分布狭小时，能够使更高比例的粒子露出于最外层的表面。
开口于该多孔质粒子的表面的细孔的尺寸，在通过向外部空气方向的对流而提高热传导效率上极为重要。本发明者们通过实验确认到，其尺寸必须至少为1nm以上。其理由目前尚不明确，但确认到当为低于1nm的微细的孔时，则本发明谋求的散热效果无法发挥。根据实验确认到，更优选的细孔的平均直径为5nm以上，进一步优选为10nm以上。
细孔平均直径的上限没有明确地存在。因为在本发明中，是使具有该细孔的粒状的多孔质粒子混入最外层涂膜中，而使其功能得到发挥，所以最外层的膜厚(x)优选为如后述的0.5～4μm左右，另外由与该膜厚(x)的关系，多孔质粒子的平均粒径(y)优选为1～8μm的范围。若考虑这些，则因为若细孔过大，则多孔质粒子变得脆弱容易压坏，为了避免这些问题，而认为细孔径的上限为1000nm左右。更优选的细孔径的上限为500nm，进一步优选为200nm左右。
上述多孔质粒子的细孔径，使用ユアサイオニクス公司制的商品名“AUTOSORBI”，根据氮气吸附法测定，另外，多孔质粒子的平均粒径为使用Leed & Northrup公司制的商品名“Mircotrac9920FRA”测定的值。
作为在本发明中的多孔质粒子能够采用的物质，可列举为多孔质硅石、沸石、一部分的活性炭及一部分的氧化铝。
本发明所用的多孔质硅石，例如能够通过如下而制造。在硅酸钠水溶液中加入硫酸(或者盐酸)使之反应，得到硅水溶胶(silica hydrosol)(数纳米～数十纳米直径的胶体粒子)，使硅溶胶胶化反应而得到硅水凝胶(silica hydrogel)，将其洗净、干燥、烧成而得到多孔质硅石。这里，根据硅水溶胶的大小而决定多孔质硅石的孔径。
在孔径中为了得到满足上述的条件的多孔质粒子，例如，也可以从现存的多孔质硅石之中，选出满足此条件的物质。
上述最外层的优选膜厚定为0.5～4μm的范围，是因为若该膜厚过薄，则因为在最外层不能保持必要量的多孔质粒子，所以难以得到使人满意的散热特性，反之若膜厚超过4μm变得过厚，则由于构成最外层的媒介物(vehicle)树脂层，反而会使阻碍散热的问题产生。考虑多孔质粒子的保持性和散热特性，最外层的更优选的膜厚为1μm以上，但在3μm以下。
在本发明中，因为如上述利用从涂膜最外层的表面露出的多孔质粒子的开口的细孔的对流热传导的促进作用，而提高散热特性，所以在最外层表面露出的多孔质粒子表面的细孔，有必要保持为开口状态。为此，作为在形成该多孔质粒子含有层时的涂布液，可以使用将媒介物树脂成分由挥发性溶剂充分稀释的固体成分的浓度低的涂布液。
即，若使用固体成分的浓度高的涂布液，则在对涂膜最外层进行涂布液涂布干燥而形成最外层涂膜时，侵入到多孔质粒子的细孔内部的树脂有可能就这样干燥固化而堵塞细孔，但是若使用固体成分浓度低的涂布液，则因为在干燥固化后残存的树脂量少，所以在细孔内壁面形成树脂膜的程度不会堵塞细孔。
因此在形成最外层涂膜时，可以使用以除去多孔质粒子的树脂固体成分的浓度计为10质量％以下，更优选为7.5质量％以下，进一步优选5质量％左右以下的低浓度的涂布液。使用这种低浓度的涂布液，在形成作为相对的薄壁的0.5～4μm级别的膜厚的最外层上也有利。不存在特别的涂布液浓度的下限，不过若考虑涂布液中的多孔质粒子的分离稳定性和涂层作业性等，则以除去多孔质粒子的树脂固体成分的浓度计为1质量％左右以上，更优选为2质量％左右以上。
对于多孔质粒子占干燥涂膜中的质量比率，为了能够取得理想的散热特性，可以根据涂膜的种类和膜厚，及多孔质粒子的大小和细孔条件而进行适当调整。一般来说，最好是按照在干燥涂膜中，所包含多孔质粒子大约10％左右而进行调配。
本发明具有如下特征，即在如上所述的涂膜的最外层，使具有开口的规定尺寸的细孔的多孔质粒子混入，通过加速基于从涂膜表面向外部空气方向的对流的热传导，而提高散热特性。当然只活用这种作用也可以提高散热性，但是，与上述的专利第3563731号所示的散热性提高技术组合而发挥这一特性极为有效。
即，在含有上述多孔质粒子的最外层的下层侧，形成含有专利第3563731号所公开的放射性添加剂的下层涂膜，利用基于该下层涂膜的热散射特性，对于进一步提高散热特性也有效。具体地说，如果通过调配放射性添加剂形成提高散热特性的下层涂膜，将该涂层金属板加热到100℃时的红外线(波长4.5～15.4μm)的积分放射率提高至0.6以上，通过配合多孔质粒子而使对流热传导性能被提高的最外层涂膜的存在一起相互结合，从而使散热特性进一步提高。
还有，所谓上述“红外线的积分放射率”，意思是红外线(热能)的释放容易度(吸收容易度)。因此，上述红外线放射率越高，从涂膜释放的热能量变大。例如，在施加于物体(本发明的情况为涂层金属材)的热能的100％被放射时，上述红外线积分放射率为1。
在本发明中，如上所述决定加热到100℃时的红外线积分放射率。这是考虑到本发明的涂层金属材适用于通常的电子设备(根据用途也有不同，不过通常的使用气氛温度大概为50～70℃，最高大约100℃)，为了使之与上述实用气氛温度一致，而将加热温度定为100℃。但是若根据本发明者们的实验，则确认到加热到200℃时的红外线积分放射率，与100℃的红外线积分放射率相比，只是稍微变高0.02(即，2％)左右，基本上相同。
在本发明所采用的红外线积分放射率的测定法，在专利第3563731号中也以明了，若再次揭示则如下。
装置日本电子公司制的“JIR-5500型傅立叶变换红外分光光度计”及放射测定设备“IRR-200”测定波长范围4.5～15.4μm测定温度将供试材料的加热温度设定为100℃累积次数200次分辨率16cm-1使用上述装置，测定红外线波长域(4.5～15.4μm)中的供试材的分光放射强度(实测值)。因为此实测值，作为背景的放射强度与装置函数相加/附加的数值而被测定，所以为了将其修正，而使用放射率测定程序[日本电子公司制的放射率测定程序]计算出积分放射率。计算方法的明细如下。
数式1ϵ(λ)=M(λ,T)A(λ)-KFB(λ)-KTB(λ,TTB)KB(λ,T)-KTB(λ,TTB)]]>E(T)=∫λ1λ2ϵ(λ)·KB(λ,T)·dλ∫λ1λ2KB(λ,T)·dλ]]>公式中，分别表示为ε(λ)为在波长λ中的供试材的分光放射率(％)；E(T)为在温度T(℃)中的供试材积分放射率(％)；M(λ、T)为在波长λ、温度T(℃)中的供试材分光放射强度(实测值)；A(λ)为装置函数；KFB(λ)为在波长λ中的固定背景(不根据供试材变化的背景)的分光放射强度；KTB(λ、TTB)为在波长λ、温度TTB(℃)中的捕集(trap)黑体的分光放射强度；KB(λ、T)为在波长λ、温度T(℃)中的黑体的分光放射强度(来自普朗克的理论式的计算值)；λ1、λ2为积分的波长的范围。
这里，上述A(λ装置函数)，及上述KFB(λ固定背景的分光放射强度)，是根据2个的黑体炉(80℃、160℃)的分光放射强度的实测值，和在上述温度域中的黑体的分光放射强度(来自普朗克的理论式的计算值)，通过下述公式而算出。
数式2
公式中，分别表示为M160℃(λ、160℃)为在波长λ中的160℃的黑体炉的分光放射强度(实测值)；M80℃(λ、80℃)为在波长λ中的80℃的黑体炉的分光放射强度(实测值)；K160℃(λ、160℃)为在波长λ中的160℃的黑体炉的分光放射强度(来自普朗克的理论式的计算值)；K80℃(λ、80℃)为在波长λ中的80℃的黑体炉的分光放射强度(来自普朗克的理论式的计算值)。
还有，在积分放射率E(T＝100℃)的计算时，考虑为KTB(λ、TTB)，是因为测定时，在供试材的周围配置着水冷的捕集黑体。由于该捕集黑体的设置，能够将变动背景放射(意思是根据供试材而变化的背景放射。来自供试材的周围的放射由供试材表面反射，所以供试材的分光放射强度的实测值，作为此背景放射被相加的数值而表现)的分光放射强度控制得很低。作为上述捕集黑体，使用放射率0.96的近似黑体，所述KTB[(λ、TTB)在波长λ、温度TTB(℃)中的捕集黑体的分光放射强度]，按如下这样算出。
KTB(λ、TTB)＝0.96×KB(λ、TTB)公试中，KB(λ、TTB)的含意是在波长λ、温度TTB(℃)中的黑体的分光放射强度。
形成有含放射性添加剂的下层涂膜的涂层金属材，是如此而测定的红外线(波长4.5～15.4μm)的积分放射率[上述E(T＝100℃)]，优选形成有该散热性涂膜的涂层金属材的红外线积分放射率(a)，至少为0.6以上。另外，在背面也形成有同样的散热性涂膜的涂层金属材的情况，表背面侧的红外线积分放射率(a)、(b)的积(a×b)优选满足0.6以上。
即，从涂层金属材放出的红外线积分放射率，作为表示涂层金属材自身的散热效果的指标有效，该值显示为“0.6以上”，由于在上述红外线波长区域平均而发挥高放射特性，所以在本发明中作为优选的积分放射率定为上述值。更优选为0.64以上，进一步优选为0.72以上。
在实施本发明时，构成壳体的外面侧的单面侧的红外线放射率越大的越为优选。以该单面侧的积分放射率计为0.6以上，更优选为0.7以上，进一步优选为0.8以上的涂层金属材料，被推荐作为本发明中的最优选的上述红外线积分放射率，在调配了多孔质粒子的最外层涂膜的结构中，几乎不受影响，根据含有放射性添加剂的下层涂膜的结构而大致明确地决定。因此，在复合了该下层涂膜与最外层涂膜的本发明的优选方式中，将发挥综合有该下层涂膜的上述积分放射率和最外层涂膜的对流热传导产生的散热效果的散热特性。
作为调配于下层涂膜中的放射性添加剂，最优选的是炭黑。其他的也能够使用Co、Ni、Cu、Mn、Ag、Sn等的氧化物、硫化物、碳化物等，此外还可以使用TiO2、陶瓷、氧化铁、氧化铝、硫酸钡、氧化硅等。这些放射性添加剂的优选调配量，以占下层涂膜中的固体成分比率计为1质量％以上，更优选为2质量％以上。
使用炭黑作为放射性添加剂时的优选尺寸，以平均粒径计为5nm以上，但在100nm以下。这是因为当平均粒径低于5nm，难以获得理想的散热特性，或者有涂料的稳定性降低，从而涂层外观有变差的倾向，另一方面，平均粒径超过100nm过大，散热特性也降低，且涂膜外观也有变得不均匀的倾向。优选为10nm以上、但在90nm以下；更优选为15nm以上、但在80nm以下。还有，除散热特性以外，若综合考虑涂料稳定性、涂层后外观的均匀性等，则炭黑的最佳平均粒径大致为20～40nm的范围。
作为前述的最外层涂膜及上述下层涂膜的媒介物成分而使用的树脂(形成散热涂膜的基础树脂)的种类，从散热特性的观点出发未被特别限定，能够适当使用丙烯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、含氟系树脂、硅系树脂、及它们的混合物和变性的树脂等。但是，因为本发明的涂层金属材作为电子设备的壳体而被使用，所以除散热特性之外，因为还大多要求耐腐蚀性和加工性等，所以作为上述基础树脂，可以使用非亲水性树脂[具体来说，与水的接触角满足30°以上的(更优选为50°以上，进一步优选为70°以上)]。这样的非亲水性树脂，还要根据混合程度和变性程度等，但优选例如聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、含氟系树脂、硅系树脂、及它们的混合物或变性的树脂，其中特别优选的，还是聚酯系树脂和其变性树脂(将环氧变性聚酯系树脂、苯酚诱导体导入骨架的聚酯系树脂等的热硬化性聚酯系树脂，或者不饱和聚酯系树脂)。
在这些树脂中，可以根据需要添加例如三聚氰胺系化合物和异氰酸酯系化合物等的交联剂。
另外，在上述最外层涂膜和下层涂膜中，在无损本发明的作用的范围内，也可以添加其他的添加剂，例如防锈颜料和抗静电添加剂、耐候性改善剂等。在其他的添加剂中，优选作为通过调配于下层涂膜侧而赋予优异的性能的添加剂，列举为导电性填充剂。
即本发明的涂层金属材料所适用的电子设备部件，因为除散热的问题，还招致向外部的电磁波损害，所以作为这些电子设备用壳体所用的本发明的涂层金属材，优选具有电磁波屏蔽性。因此，推荐通过在最外层涂膜和下层涂膜的至少一方或双方(优选为下层涂料中)调配导电性填充剂，而赋予导电性，从而付与电磁波屏蔽性能。
作为出于这一目的而使用的导电性填充剂，可列举为Ag、Zn、Fe、NI、Cu等金属单体，和FeP等的金属化合物。其中特别优选的是Ni。其形状没有特别被限定，但是为了以更少的调配量付与优异的导电性，可以使用鳞片状的。导电性填充剂的调配量，也包含使用的基础树脂的种类，和根据需要而添加的交联剂和散热性添加性及其他的添加剂等，在构成涂膜的全部的成分中所占比率(固体成分换算)可以设为5～50质量％的范围。因为低于5％无法获得理想的导电付与效果，所以可优选调配为15％以上，更优选为20％以上。但是，若导电性填充剂的量超过50质量％，则涂膜的加工性降低。特别是在作为涂层金属板而适用于要求有高度的弯曲加工性的部位时，为了保证优异的加工性可以抑制为40质量％以下，更优选为35质量％以下。
作为导电性指标，可以以电阻抗计以100Ω以下为基准，更优选为10Ω以下。这里，电阻抗能够以如下的方法测定。
作为导电性测定装置使用三菱化学“ロレスタ(loresta)EP”，探头使用三菱化学制2探针探头(MCP-TP01)。在测定时，在探头的探针和测定试样之间，以铜板之间不接触的方式，放置2枚厚0.8mm、大小为20mm方的铜板，测定供试材的阻抗(Ω)。
还有，在使用金属作为基材的本发明中，作为上述以外的添加剂调配防锈剂也有效。作为其具体示例，可列举为硅石系化合物、磷酸盐系化合物、亚磷酸盐系化合物、多磷酸盐系化合物、硫磺系有机化合物、苯并三唑、丹宁酸、钼酸盐系化合物、钨酸盐系化合物、钒系化合物、硅烷偶联剂等，这些可以单独或并用。特别优选的是硅石系化合物(例如，钙离子交换硅石等)，和磷酸盐系化合物、亚磷酸盐系化合物、多磷酸盐系化合物(例如，三聚磷酸铝等)的并用，推荐将硅石系化合物(磷酸盐系化合物、亚磷酸盐系化合物、或多磷酸盐系化合物)，以质量比率计在0.5～9.5∶9.5～0.5(更优选为1∶9～9∶1)的范围内并用。通过控制在这样的范围内，能够得到兼具优异的耐腐蚀性和加工性的涂膜。
以上，详述了带有本发明的涂层体特征的涂膜，不过本发明最重要的要点，是特定涂膜、还有其最外层涂膜、或与此下层涂膜的结构，形成有涂膜的金属基材的没有被特别限定。因此，作为本发明所用的金属基材，最具体表性的是钢板，具体地说，冷轧钢板、热轧钢板、电镀锌钢板(EG)、热镀锌钢板(GI)、合金化热镀锌钢板(GA)、Al-Zn镀钢板、Al等的各种镀敷钢板、不锈钢钢板等的钢板类、和非铁金属板等全都能够适用，此外，金属板以外的基材，具体来说管材、线材、棒材、异形材等全都能够使用。
还有，上述的金属材料，以耐腐蚀性和涂膜的紧密性提高等为目的，也可以实施铬酸盐处理和磷酸盐处理等的表面处理，此外，考虑到环境污染等，也可以使用非铬酸盐处理的金属材料，任何的方式都包含于本发明的技术范围。
本发明的涂层体，能够通过将含有如前述的成分的涂料，以公知的涂层法涂布于基材的表面，进行干燥或加热烘烤处理而制造。涂层方法没有被特别限定，但是可列举例出，如将表面清洁化，根据需要在实施涂层前处理(例如磷酸盐、铬酸盐处理等)的基材表面，采用辊涂法、喷射法、幕涂流动涂料法(curtain flow coater)等涂敷涂料，使之通过热风干燥炉而干燥，或使之烘烤硬化的方法等。
在最外层涂膜之下形成设有下层涂膜的多层结构的涂膜时，可以优选以上述这样的方法形成下层涂膜后，在该下层涂膜干燥固化后形成最外层涂膜。另外，这是因为依次涂布下层涂膜和最外层涂膜之后，若同时进行干燥固化，则会引起下层涂膜材料与最外层涂膜材料的相互扩散和混合，而难以得到本发明目标的最外层涂膜。
如此得到的本发明的涂层体，可以在最外层形成有含上列的多孔质粒子的薄壁的表皮涂膜，具有优异的对流热传导作用，还优选通过在其下层侧形成含有放射性添加剂的下层涂膜，从而具有优异的散热特性，或者进一步优选在下层侧调配导电性填充剂作为导电性涂膜，而赋予电磁波屏蔽性，作为用于保护收纳电子设备的壳体用原材能够极为有效地活用。
另外，本发明的特征被有效地发挥的电子设备部件，是在封闭的空间内置散热体的电子设备部件。优选由上述涂层金属材构成该电子设备部件的外壁的全部或一部分。
作为这样的电子设备部件，作为具体例子例示有CD、LD、DVD、CD-ROM、CD-RAM、PDP、LCD等的信息存储制品；计算机、汽车定位、车载AV等的电气·电子·通信相关制品；投影仪、电视、录像机、游戏机等的AV设备；复印机和打印机等的复写机；空调室外机等的电源外壳、控制器外壳、自动售货机、冷藏库等。
实施例以下列举实施例更为具体地说明本发明。本发明从根本上不会受到下述实施例限制，当然也可以在能够符合前、后述的宗旨的范围加以适当地变更而实施，这些均包含于本发明的技术的范围内。
实施例实施了铬酸盐处理的电镀锌钢板(板厚0.8mm，Cr附着量20mg/m3)作为原板而使用，在其单面涂布调配了下述表1所示的添加剂的涂料(作为基础树脂使用聚酯系树脂，作为交联剂使用三聚氰胺树脂)之后，进行烘烤及干燥形成下层涂膜。
接下来在其上，涂布调配了表1所示的微粒子的聚酯系树脂之后，通过烘烤、干燥而形成最外层涂膜。在此聚酯系树脂中，分别对各自涂料中的树脂固体成分为50质量％，及7.5％质量的中，调配大量具有表面开口的口径约为20nm的细孔的多孔质硅石(水泽化学社制的商品名“MizukasilP-707”)，或者，大量具有表面开口的口径约为0.3nm的细孔的沸石(日本化学社制的商品名“Zeostar KA-100P”)，使其干燥涂膜中所占比率成为10质量％。
对所得到的各涂层金属板，以下述的方法，评价对流产生的热传导性，并且调查加热到100℃时的红外线(波长4.5～15.4μm)积分放射率。
“对流热传导性评价法”为了评价各供试钢板的对流、热传导性能，根据下述的原理，在同一方向以均匀的速度计量测定加热了的供试钢板的代表温度，在供试钢板间进行相对评价。
原理如图1所示，将相同尺寸的供试钢板A、B的单面侧以相同热量(Q0)加热，在反对面以同一温度T0让设定于同一流速(V1)的空气流动。如果供试钢板A的热通过性能比供试钢板B要优异，那么在供试钢板A的表面温度TA与供试钢板B的表面温度TB之间，“TA＜TB”的关系成立。图中，ha、hb表示供试钢板A、B的热传递系数，A0表示供试钢板A、B的宏观的表面积(即，在表面露出的多孔质粒子的细孔面积为忽视的表面积，在实验中因为采用相等尺寸的供试板所以为相同的值)。
还有，上述热通过性能，根据辐射传热量和对流热传导量而决定，但是，如果供试钢板的放射率(ε0)和空气温度(T0)可知，因为辐射传热量(Q2)能够根据下述公式求得，所以剩下的对流传热量(Q1)能够作为“Q1＝Q0-Q2”而求得，能够判断对流传热性的提高是否优良。
Q2＝5.67×ε0×A0×{[(TA+273)/100]4-[(T0+273)/100]4}表1
由上述表1能够做如下的考察。
编号1是采用了未形成任何的涂膜的电镀锌钢板的坯料(blank)。编号2是仅由含有作为专利第3563731号所示的前发明的放射性添加物的下层皮膜所构成的涂层金属板，具有高的热散射率，并且散热性也良好，与坯料比较，能够获得6.3℃这样的降温(散热)效果。
编号3是形成热散射性的下层涂膜，并且在其上形成了满足本发明的规定必要条件的外层涂膜的本发明的实施例，与编号2的现有材相比，能够进一步获得1.3℃的散热效果。
编号4相对于编号3来说，是作为用于形成最外层涂膜的涂料而使用了树脂固体成分浓度高的示例，也许是因为多孔质粒子的细孔被树脂堵塞，所以完全没有发挥形成最外层涂膜的效果。还有编号5、6，是作为多孔质粒子，采用了具有细孔而平均细孔径未达到本发明规定的尺寸的微细细孔的沸石，散热性比只设有下层涂膜的编号2差。这被认为是因为，不仅沸石没有对流热传导产生的散热效果，而且连下层涂膜的热散射也由于含有该沸石的最外层涂膜而被阻碍。
还有，热散射率只依赖于下层涂膜，下层涂膜的结构相同的编号2～6的热散射率，无论最外层涂膜如何都表示出一定的值。
权利要求
1.一种涂层金属材料，其特征在于，是在金属基材的至少单面，形成有至少1层的涂膜的涂层金属材料，具有开口于表面的1～1000nm的细孔的多孔质粒子，以在表层侧至少有一部分露出的状态，包含于所述涂膜的最外层。
2.根据权利要求1记载的涂层金属材料，其特征在于，所述最外层的层厚x为0.5～4μm，所述多孔质粒子的平均粒径y为1～8μm，满足“x＜y”的关系。
3.根据权利要求1记载的涂层金属材料，其特征在于，在所述最外层的下则，形成有含放射性添加剂的涂膜层，将涂层金属材加热到100℃时的红外线的积分放射率为0.6以上，该红外线的波长为4.5～15.4μm。
4.根据权利要求1记载的涂层金属材料，其特征在于，表面阻抗为100Ω以下。
5.根据权利要求1记载的涂层金属材料，其特征在于，所述涂膜由聚酯系树脂或聚酯系树脂的变性树脂构成。
6.根据权利要求1记载的涂层金属材料，其特征在于，所述多孔质粒子为多孔质或沸石。
全文摘要
本发明公开一种散热性优异的涂层金属，是在金属基材的单面或双面，形成有至少1层的树脂涂膜的金属涂层体，具有开口于表面的1～1000nm的细孔的多孔质粒子，以从最外层的表面至少有一部分露出的状态，包含于最外层，优选在其下层侧，形成有含有放射性添加剂的涂膜层。该涂层金属材料，散热性优异，可用于作为收容内置热源的电子设备(包含内置热源的电气设备和光学设备，以下同)等的壳体(外壳)的材料。
文档编号B05D7/14GK1847337SQ20061007163
公开日2006年10月18日 申请日期2006年3月27日 优先权日2005年3月31日
发明者平野康雄, 渡濑岳史 申请人:株式会社神户制钢所