專利名稱：電器設備/電子設備用的金屬板材及使用這種板材的電器設備/電子設備的制作方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種金屬板材，這種板材可用作例如裝有電器設備/電子設備部件的殼體。具體而言，本發(fā)明涉及一種涂布樹脂的金屬板材，它具備優(yōu)良的接地性能、電磁波屏蔽性能、可成形性、滑動性能、耐溶劑性等。
現(xiàn)有技術一般來說，例如用于裝有電器設備/電子設備各種部件的殼體是例如對具有表面涂層的金屬薄板進行成形來制造的。
在如上成形時，一般使用揮發(fā)性壓型油，以便省去壓制成形后的清潔步驟。所以，就要求涂布樹脂的金屬薄板應具有良好的可成形性。有些情況下，使用普通的壓型油進行壓制成形，此時就需要在壓制成形后進行溶劑脫脂。所以，還要求有表面涂層的金屬薄板應具有耐溶劑性。
對其中標準組件需頻繁安裝在主體上或從主體拆卸的設備殼體(例如個人電腦，其中的集成型磁盤驅動器需安裝在殼體內的主體上，或從其上拆卸)，要求有表面涂層的金屬薄板表面具有良好的滑動性。
此外，為避免組裝設備時手指印和劃痕破壞殼體外觀，要求殼體還具有抗指印和抗劃痕的能力。
因此，用于制造電器設備/電子設備殼體的有表面樹脂涂層樹脂的金屬薄板需要具備優(yōu)良的可成形性、耐溶劑性、滑動性能、抗指印和劃痕的能力等。
為滿足上述要求，使用涂布樹脂的金屬板材。然而，樹脂涂層一般是絕緣的。所以，涂布樹脂金屬板材制成的殼體無法接地，而且不具備對殼體內所裝的電器設備/電子設備部件的電路/電子線路進行電磁波充分屏蔽的性能。
提高涂層的導電性即降低涂層的電阻率，可以提高涂布樹脂金屬板材的電磁波屏蔽性能和接地性能。因此，為解決上述問題，已經提出一種涂布樹脂的金屬板材，其樹脂涂層的主要組分是水溶性聚合物蠟，并包含導電助劑如金屬皂、金屬粉末或石墨粉(參見日本未審查專利公報平5-320685)。
還提出了在涂布樹脂的金屬板材的樹脂涂層中加入金屬顆粒的辦法(參見日本未審查專利公報平9-255759、日本未審查專利公報平11-140345等)。
然而，上述現(xiàn)有技術存在下列問題例如，當金屬板材成形時，包含在樹脂涂層(它形成金屬板材的表面)中的導電劑如金屬粉末，在受到成形設備的摩擦時和/或運輸金屬板材時，會從樹脂涂層上掉下。掉下的金屬粉末會進入殼體內的電器設備/電子設備的電路或精密驅動部分，造成電器設備/電子設備的故障。
而且，這種樹脂涂層僅在其中存在導電劑的部位具有導電性。由于導電劑的形狀和分布影響導電性，導電性在不同部位變化很大。所以，這種板材制成的殼體不能將電器設備/電子設備在每個要求的部位接地。結果電器設備/電子設備殼體的有些部位就不能接地。
發(fā)明目的和概述本發(fā)明目的是提供一種涂布有不含顆粒形式導電劑的導電樹脂涂料的金屬板材，這種板材具有優(yōu)良的接地性能、電磁波屏蔽性能、可成形性、滑動性能和耐溶劑性，本發(fā)明還提供一種使用這種金屬板材的電器設備/電子設備。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種電器設備/電子設備殼體用的金屬板材，它是涂布樹脂的金屬板材，所用的樹脂涂料包含至少一種選自丙烯酸基樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯基樹脂的物質作為樹脂，還包含1-50％(重量)水和0.1-20％(重量)潤滑劑，樹脂涂層厚度為0.05-5微米。
本發(fā)明還提供了使用這種金屬板材作為殼體的電器設備/電子設備。
附圖簡述

圖1是測定樹脂涂層摩擦系數(shù)用的裝置示意圖；圖2是測定樹脂涂層導電性用的裝置示意圖；圖3是測定樹脂涂層厚度性能用的裝置示意圖；圖4所示是本發(fā)明金屬板材的截面圖；圖5是倒著進料施涂法(反向旋轉)一個例子的示意圖；圖6是頂部進料施涂方法(正常旋轉)一個例子的示意圖；圖7是頂部進料施涂方法(反向旋轉)另一個例子的示意圖8是的頂部進料施涂方法(正常旋轉)另一個例子的示意圖；圖9是JIS K 5400指明的No.4 Ford杯形狀的示意圖。
發(fā)明詳細描述本發(fā)明的金屬板材，并不是將上述導電劑混入涂布在金屬板材表面的樹脂涂層中，是樹脂涂層本身具有導電性。此外，這種樹脂涂層還具有優(yōu)良的可成形性和滑動性能。
在描述樹脂涂層的組成和其它特征之前，先說明要測定的一些性能指標。
首先，采用表示樹脂涂層2表面潤滑性的摩擦系數(shù)作為可成形性指標。如圖1所示，使用Bauden試驗儀測定摩擦系數(shù)。
具體而言，接觸件3是直徑3mm的SUS球，以100gf負荷壓在金屬板材樹脂涂層2的表面上。這種狀態(tài)下，測定按箭頭所示方向移動接觸件3所需的力F(gf)，以獲得的F/100值作為摩擦系數(shù)(μk)。摩擦系數(shù)越小，意味著金屬板材的成形性越好。
涂布樹脂的金屬板材的電磁波屏蔽性能和接地性能可以樹脂涂層的導電性進行評價，使用圖2所示的裝置測定接觸電阻，來衡量樹脂涂層的導電性。
具體而言，用樹脂涂層的導電性來評價涂布樹脂的金屬板材的電磁波屏蔽性能和接地性能，使用試驗器5測定上述接觸電阻，末端半徑為5mm的鋼質電極探頭以500gf負荷壓在金屬板材樹脂涂層2的表面上，使電流在金屬板1和電極探頭4之間通過。本發(fā)明中，認為樹脂涂層的接觸電阻為100Ω或更小時為良好。更好的是樹脂涂層2的接觸電阻為50Ω或更小。
采用圖3所示裝置測定滑動后摩擦系數(shù)，以此來評價樹脂涂層2的滑動性能。
具體而言，圖1中的接觸件3以20gf負荷壓在樹脂涂層2的表面上，在此狀態(tài)下，使接觸件以5mm/s速度往返移動5次。然后，測定摩擦系數(shù)，用來評價滑動性能。
圖4所示是本發(fā)明金屬板材的一個例子。這里所示的金屬板材的結構是作為基材的金屬板1的兩面都涂布了樹脂涂料2(在下面描述)。
金屬板1的材料、尺寸和形狀不受會么限制?？梢愿鶕?jù)需要制造的金屬板材的用途適當選擇。例如，可以使用電鍍鋼板、不銹鋼板、鋁板、鋁合金板、銅板、銅合金板等。
樹脂涂料2需要包含樹脂、水和潤滑劑作為必不可少的組分，下面將加以描述。樹脂涂層2的厚度要求為0.05-5微米。
樹脂可以是任何一種丙烯酸基樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯基樹脂，或者這兩種或多種樹脂的混合物。
丙烯酸基樹脂，例如，可以使用丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯樹脂、甲基丙烯酸異丙酯樹脂等。環(huán)氧樹脂，例如可以使用雙酚A環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性的環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂等。聚氨酯基樹脂，例如可以使用聚醚氨酯樹脂、聚碳酸酯氨酯樹脂等。
對樹脂涂料2的基本要求是需含有水。水是作為保證樹脂涂料2具有導電性的組分。樹脂涂料2中的水含量設定為1-50％(重量)。
這是因為當樹脂涂料2的水含量小于1％(重量)時，會使導電性變差，接地性能和電磁波屏蔽性能也就變差。另一方面，當樹脂涂料2中水含量超過50％(重量)時，使耐溶劑性變差。為使耐溶劑性達到要求，要求樹脂涂料2中水含量應為1-50％(重量)。
潤滑劑是另一個不可少的組分，用于提高制成的金屬板材的可成形性。樹脂涂料2中潤滑劑含量為0.1-20％(重量)。
這是因為當樹脂涂料2的潤滑劑含量小于0.1％(重量)時，樹脂涂料2的摩擦系數(shù)(μk)大于0.3，意味著不能充分達到上述益處。另一方面，當樹脂涂料2中潤滑劑含量超過20％(重量)時，接觸電阻(100個位置上測定的電阻的平均值)大于100Ω，意味著樹脂涂料2的導電性差，因此，不能達到充分的電磁波屏蔽性能或接地性能。要求樹脂涂料2中潤滑劑含量為0.1-10％(重量)。
關于潤滑劑，從和形成樹脂涂料2的水稀釋涂料(下面描述)的關系考慮，例如，需要的是能溶解于水的潤滑劑或通過使用合適的乳化劑能分散在水中形成乳化液的潤滑劑。這樣的潤滑劑例如有聚乙烯蠟、巴西棕櫚蠟、羊毛脂、石蠟、微晶蠟、聚四氟乙烯、聚二氟乙烯等。
樹脂涂層2的厚度設定為0.05-5微米。當樹脂涂料2厚度小于0.05微米時，用圖3所示設備測定的摩擦系數(shù)大于0.5，意味著制成的金屬板材表面滑動性能變差。當樹脂涂層2厚度大于5微米時，樹脂涂層2的接觸電阻(100個位置上測定的電阻的平均值)大于100Ω，意味著樹脂涂料2的導電性差，因此，不能達到充分的電磁波屏蔽性能或接地性能。所以要求樹脂涂料2厚度為0.1-2微米。
要求樹脂涂料2還包含一種或多種選自下面所述的丙烯酰胺、聚丙烯酰胺和丙烯酰胺化合物的物質。這樣就可以進一步提高樹脂涂料2的導電性。
要求這些物質在樹脂涂料2中的含量為5％(重量)或更高，因為當該含量小于5％(重量)時，不能充分達到上述益處。最好這些物質在樹脂涂料中的含量為30％(重量)或更高。
丙烯酰胺化合物，可以使用例如一種或多種選自下列的丙烯酰胺化合物亞甲雙丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸酯、N-羥甲基丙烯酰胺、N-甲二磺酸酯丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺等。
樹脂涂料2還可以包含一種表面活性劑，因為表面活性劑也能提高樹脂涂料2的導電性。
要求樹脂涂料2中表面活性劑含量在0.5-30％(重量)范圍。當該含量小于0.5％(重量)時，不能充分達到上述益處。當該含量大于30％(重量)時，耐溶劑性變差。
例如，將表面活性劑含量大于30％(重量)的涂布樹脂金屬板材浸在沸騰的三氯乙烯中5分鐘時，該樹脂涂層就溶解在三氯乙烯中，使樹脂涂層減少10％(重量)或更多。樹脂涂料中表面活性劑的更佳含量為3-20％(重量)。
對表面活性劑，可以使用例如非離子表面活性劑如烷基酚乙烯加成物和高級醇環(huán)氧乙烷加成物；陰離子表面活性劑如高級醇硫酸酯、烷基苯磺酸酯和高級醇磷酸酯；陽離子表面活性劑如高級烷基胺、烷基三甲銨鹽和sepamine型季銨鹽等。要求使用陰離子表面活性劑或陽離子表面活性劑，因為陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑在水中可以電離，提高導電性。
本發(fā)明的金屬板材是在金屬板1的表面上涂布包括上述形成樹脂涂層各組分的涂料制得，涂層厚度為0.5-5微米。
要求涂料是水稀釋涂料，即這種涂料中的各組分如上述樹脂、潤滑劑和表面活性劑(如果需要)、以及樹脂成形組分如固化樹脂用的固化劑等等能溶解或分散在水中。作為可水稀釋涂料要求的是一種乳狀液涂料，其中，上述各組分以乳化顆粒作為連續(xù)相分散在水中。
將水稀釋涂料施涂在金屬板上。對施涂方法可以適當采用圖5所示的(頭腳)倒著進料施涂法(反向旋轉)、圖6所示的頂部進料施涂方法(正常旋轉)、圖7所示的另一種從頂部進料施涂方法(反向旋轉)，圖8所示的另一種頂部進料施涂方法(正常旋轉)。這些施涂方法中，最好采用頂部進料施涂方法。
當制備水稀釋涂料時，要確定各組分的用量，使得通過在金屬板上施涂水稀釋涂料的形成的樹脂涂層中水、潤滑劑和表面活性劑含量分別為1-50％(重量)、0.1-20％(重量)和0.5-30％(重量)。
在此，樹脂、潤滑劑、表面活性劑構成制成的水稀釋涂料中的固體組分。要求水稀釋涂料中的固體組分量為3-40％(重量)。
若使用的水稀釋涂料其固體組分量小于3％(重量)，在圖5-8所示的涂布方法中，涂布輥和蘸料輥的間隙或涂布輥和計量輥的間隙需要更大些，才能將使水稀釋涂料施涂在金屬板上。但這樣很難形成均勻的樹脂涂層，會使樹脂涂層上各位置的導電性發(fā)生變化。若其固體組分量大于40％(重量)，會產生即使輥的間隙較窄也形成太厚樹脂涂層的問題。
將水稀釋涂料的固體組分量固定在6-27％(重量)范圍更為合適。
要求水稀釋涂料在20℃時粘度，使用JIS K 5400指明的No.4 Ford杯測定的流出時間應為5-40秒范圍。
下面，描述測定該粘度的方法。
圖9示出測定粘度用No.4 Ford杯的尺寸。按照下述測定粘度首先，將待測的水稀釋涂料樣品和No.4 Ford杯預先保持在20+1℃。測定也在20+1℃進行。
將No.4 Ford杯平置放好，在杯上放置一塊玻璃板，杯保持水平。在杯的下方放置一個接受水稀釋涂料的容器。
然后，在杯的小孔上壓一塊橡膠板，使體溫不傳遞到杯孔，將水稀釋涂料倒入杯中至滿，傾倒時務使不在水稀釋涂料中產生氣泡。之后，將玻璃板從邊緣在杯的上沿水平滑動，刮去過量的水稀釋涂料。然后取下橡膠板。
一面啟動秒表，一面從杯的上沿取下玻璃板，當水稀釋涂料通過杯的小孔連續(xù)流動停止，按停秒表。
水稀釋涂料流出所需的時間應讀到零點幾秒，然后四舍五入為整秒數(shù)。粘度即以此流出時間表示。
流出時間小于5秒的水稀釋涂料的粘度太低。為將這種粘度太低的涂料施涂在接收板上，圖5-8所示輥的間隙必須較大。這就很難形成均勻的樹脂涂層，結果會使樹脂涂層上各位置的導電性發(fā)生變化。流出時間大于40秒的水稀釋涂料的粘度太高。會產生即使輥的間隙較窄也形成太厚樹脂涂層的問題。
要求水稀釋涂料的粘度按照流出時間計為6-30秒。
要求在金屬板上形成樹脂涂層以前，對金屬板先進行預處理，例如漂洗鉻酸鹽處理，如磷酸鹽鉻酸鹽或鉻酸鉻酸鹽、在施涂含鉻樹脂前的非漂洗鉻酸鹽處理、使用鋯或鈦代替鉻的非鉻處理。這是因為上述預處理可以使樹脂涂層更好地粘合在金屬板上，還可以提高制成的金屬板材的抗腐蝕性。
實施方案實施例1-23和比較例1-9(1)制備涂料使用表1和表2列出的各組分制備表1和表2所示的各種涂料，其中，水或溶劑的使用量，使得固體組分量在表1和表2列舉的范圍(重量％)。
表1和表2列出的各涂料中樹脂包括基本樹脂和丙烯酰胺類物質?；緲渲捅０返挠昧堪礃渲偭?作為100)的重量％表示，它們是涂料的一部分固體組分。另一方面，表1和表2中潤滑劑和表面活性劑用量則按照各涂料的固體組分作為100的重量％表示。
表1和表2還列出按流出時間計(秒)的各涂料粘度。
表1
表2
*1壬基酚環(huán)氧乙烷加成物*2高級醇磺酸酯*3烷基三甲基銨鹽
(2)金屬板材的制造和評價表3和表4列出的各種金屬板首先用市售脫脂劑進行脫脂。然后，采用表3和表4列出的各種涂布方法，在金屬板上涂布表1和表2列出的涂料。之后，對金屬板烘焙進行干燥。獲得有干燥樹脂涂層的金屬板材。在各干燥的樹脂涂層中，各涂料的固體組分(包含樹脂、潤滑劑和表面活性劑)已經固化。
之后，按照下面方式測量制得的各金屬板材的樹脂涂層中所含的水量。
首先，測定樣品板的樹脂涂層重量(M)。然后，樣品板在105℃的烘箱中加熱1小時，然后測定樣品板的樹脂涂層重量(M′)，計算(M-M′)×/M表示式的值。由于認為樹脂涂層包含的所有水在加熱期間除去，可以認為該表示式的值是樹脂涂層所包含的水量(以重量％表示)。
可以認為各樹脂涂層中包含的潤滑劑量相當于使用的涂料(表1和表2所示)的固體組分中所含的潤滑劑量。
按照下面所述對制得的金屬板材進行測定，評價其導電性、可成形性、潤滑性、滑動性能和耐溶劑性。
1.導電性使用圖2所述設備，在每個樹脂涂層2上的100個位置測定接觸電阻，作為接地性能和電磁波屏蔽性能的指標，由這些測定值得到一個平均值。使用3030-10HiTESTER(Hioki E.E.Coropration制造)作為測試裝置5。
在樹脂涂層的100個位置測定接觸電阻時，數(shù)出顯示接觸電阻超出正常值的位置(作為非導電位置)的數(shù)目，用以衡量導電性的位置變化。
2.可成形性在下面條件下，用各金屬板材進行圓柱形沖壓成形試驗，獲得成形高度。然后用SEM觀察成形金屬板材側面上的樹脂涂層，檢查其外觀。
圓柱形沖壓成形條件成形速度20mm/sec，沖孔直徑40mm，模頭直徑42.4mm，坯板直徑84mm。
認為6mm或更高的成形高度為優(yōu)(◎)，大于或等于5.5mm但小于6mm被認為是良(○)，小于5mm認為是差(×)。
3.潤滑性和滑動性能分別使用圖1和圖3中所述的裝置，測定各金屬板材的摩擦系數(shù)。
4.耐溶劑性從各金屬板材上切割出100mm見方的樣品，浸在沸騰的三氯乙烯中5分鐘。然后，測定樹脂涂層溶解在三氯乙烯中引起的重量下降，計算溶解率(％)。認為溶解率為5％或更低為優(yōu)(◎)，小于或等于10％但大于5％被認為是良(○)，大于或等于10％認為是差(×)。
結果列于表3和表4。
表3
表3(續(xù))
表4
表4(續(xù))
由表3和表4可知，本發(fā)明的全部實施例1-23中，金屬板材的導電性、可成形性、潤滑性、滑動性能等都良好。因此，這些金屬板材具備充分的用于電器設備/電子設備的板材的性能。
實施例4對耐溶劑性略差，原因是其樹脂涂層中水含量略高。實施例5的可成形性略差，原因是其樹脂涂層中潤滑劑含量略低。實施例18的接觸電阻較大，原因是涂料13的固體組分量和粘度略大，使生成的涂層略厚。實施例20的耐溶劑性略差，原因是涂料12的表面活性劑含量略大。實施例21和實施例22的接觸電阻較大，原因是使用了不能水稀釋涂料。
但是在實際使用這些實施例的涂布樹脂的金屬板材時，沒有出現(xiàn)問題。
由上面所述可以清楚地理解，本發(fā)明的金屬板材中，形成金屬板材表面的樹脂涂層和常規(guī)金屬板材的樹脂涂層不同，不含有導電劑如金屬粉末。此外，本發(fā)明的金屬板材具有優(yōu)良的接地性能、電磁波屏蔽性能、可成形性、潤滑性、滑動性能、耐溶劑性等。所以，作為裝有各種電器設備/電子設備部件的殼體所用的材料即本發(fā)明的金屬板材具有很高的工業(yè)價值。
權利要求
1.一種電器設備/電子設備用的金屬板材，這種金屬板材包括涂布樹脂的金屬板材，其中所述樹脂涂層包含至少一種選自丙烯酸基樹脂、環(huán)氧基樹脂和聚氨酯基樹脂的物質作為樹脂，所用樹脂涂料包含1-50％重量水和0.1-20％重量潤滑劑，涂層厚度為0.05-5微米。
2.如權利要求1所述的電器設備/電子設備用的金屬板材，其特征在于所述樹脂涂料還包含5％重量或更高的至少一種選自下列的丙烯酰胺類物質丙烯酰胺、聚丙烯酰胺和丙烯酰胺化合物。
3.如權利要求1或2所述的電器設備/電子設備用的金屬板材，其特征在于所用樹脂涂料包含0.5-30％重量的表面活性劑。
4.如權利要求1所述的電器設備/電子設備用的金屬板材，其特征在于所述樹脂涂層是通過施涂水稀釋涂料形成的層，其中所述水稀釋涂料包含至少一種選自丙烯酸基樹脂、環(huán)氧基樹脂和聚氨酯基樹脂的物質作為樹脂，以及0.1-20％重量的潤滑劑，所述層是施涂包含1-50％重量水的水稀釋涂料形成的。
5.如權利要求4所述的電器設備/電子設備用的金屬板材，其特征在于所述水稀釋涂料的所述固體組分包含5％重量或更高的至少一種選自下列的丙烯酰胺類物質丙烯酰胺、聚丙烯酰胺和丙烯酰胺化合物。
6.如權利要求4或5所述的電器設備/電子設備用的金屬板材，其特征在于所述水稀釋涂料的所述固體組分包含0.5-30％重量的表面活性劑。
7.如權利要求4-6中任一權利要求所述的電器設備/電子設備用的金屬板材，其特征在于所述水稀釋涂料的固體組分含量為3-40％重量，其粘度使用JIS K 5400指明的No.4 Ford杯在20℃測定的流出時間為5-40秒。
8.如權利要求4-7中任一權利要求所述的電器設備/電子設備用的金屬板材，其特征在于所述層是通過頂部進料施涂方法施涂水稀釋涂料形成的。
9.一種電器設備/電子設備，使用權利要求1-8中任一權利要求所述的金屬板材。
全文摘要
一種用作例如裝有各種電器設備/電子設備部件的殼體的材料,它具有優(yōu)良的接地性能、電磁波屏蔽性能、可成形性、潤滑性、滑動性能和耐溶劑性。這種金屬板材是一種涂布樹脂的金屬板材。樹脂涂層含有至少一種選自丙烯酸基樹脂、環(huán)氧基樹脂和聚氨酯樹脂的物質作為樹脂,并含有1－50%(重量)的水和0.1－20%(重量)潤滑劑,其厚度為0.05－5微米。
文檔編號C09D133/00GK1383357SQ0114377
公開日2002年12月4日 申請日期2001年12月21日 優(yōu)先權日2000年12月21日
發(fā)明者加藤治 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社