JP3137938B2 - 携帯型電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人が触れる可能
性のある部位の表面処理に関するもので、主に金属でで
きた携帯型電子機器筐体表面の体感温度対策処理を主目
的とした特殊塗装に関するものである。なお、本明細書
では、表面処理された部材（以下、表面処理部材とい
う）として、特に電子機器の金属筐体を中心として事例
説明を行うが、本発明の表面処理部材は、人が触れる可
能性のあるストーブケースや調理器具の金属ガード、建
築物の壁や床部材など、一般部材全般における表面触感
温度対策処理用途に対して広く応用が可能である。ま
た、処理対象物は特に金属でなくても熱伝導率の大きい
材料であれば効果があるし、高温部に限らず低温部に対
して処理しても効果がある。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、電子機器での対策事例
をあげて説明する。例えば、携帯パーソナルコンピュー
タ、携帯電話、携帯ビデオカメラ、電子手帳等の携帯機
器では近年、半導体素子の冷却も然る事ながら小型（薄
型）化、高密度実装化に伴い筐体表面の加熱・高温対策
も重要な課題となっている。一方、従来、携帯機器の筐
体は、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン共重合体）等の樹脂筐体とすることが多かったが、筐
体の薄型／耐衝撃性強化を狙って金属筐体を用いるケー
スが増えている。しかし、金属筐体では、表面が５０℃
以上になると筐体が熱くて持てない、また、長時間触れ
た場合には低温やけどに至る可能性がある等の問題があ
り、携帯機器として安全上問題となる等、熱設計上の新
たな課題が生じている。この原因は、従来ＡＢＳ（熱伝
導率λ＝０．１Ｗ／ｍＫ程度）のような低熱伝導材料を
指で触れた場合には、指の接触で奪われた部分への熱補
給量が少ないため熱く感じないのに対し、一方、アルミ
ニウム（熱伝導率λ＝２２０Ｗ／ｍＫ程度）等の高熱伝
導材では、継続的に熱源からの熱補給がなされるため手
へ流れ込む熱量が大きく、不快感などにつながるためで
ある。こういった触感温度に対する従来対策手法とし
て、以下の事例がある。

【０００３】例えば、図１０に示すような従来対策例１
では、発熱素子３のような発熱体により加熱され高温と
なった金属筐体１に、熱伝導率の低いフエルト４等の布
を貼り付けることで、手への直接熱流量を減らすことが
できる。製品適用事例としては、特開平６−２９６６５
５号公報のようなサウナ室内処理やプリンターサーマル
ヘッド周辺の高温部への対策事例が一般的である。ま
た、布以外に、断熱材を貼り付けることで同様の対策が
可能で、特開平６−２６６５９号公報では、グリルドア
ハンドルに対しゴム状断熱材を、特開平４−２１００１
２号公報では、電気加温台に対しゴム状保護シートを貼
り付けて対策している。

【０００４】また、特開平８−７４４５０号公報のよう
に建築用ドアハンドルに対し、メッシュ材料を貼ること
で、寒冷地や酷暑地でのドア開閉時の触感温度対策して
いる事例がある。

【０００５】また、これ以外にも図１１に示す従来対策
例２のように、高温面となる金属筐体１に植毛パイル５
を接着処理することも一般的で、製品適用例としては、
特開平６−７５９９号公報のアイロンやコタツのヒータ
ー周りでの事例がある。

【０００６】また、図１２に示す従来対策例３のよう
に、高温面となる金属筐体１に塗料６を塗ることも一般
的である。

【０００７】また、従来対策例４として、塗料に熱膨張
性マイクロカプセルを含ませて、熱膨張性マイクロカプ
セルを加熱して発泡させる高温対策技術が開示されてい
る。例えば、特開平６―９９１３３号公報には、熱硬化
型樹脂の硬化温度より低い温度で殻壁が軟化する熱膨張
性マイクルカプセルを塗料（固体分７０％）に対して、
５〜３０重量％配合してなる熱硬化型塗料を用いて木目
状に塗装する工程と、次で焼付け乾燥する工程とを有
し、該焼付け工程において前記、マイクロカプセルを膨
張破裂させて塗膜を硬化させることを特徴とする木質感
を有する塗膜の形成方法が開示されている。また、特開
昭６２―３９６７４号公報には、熱可塑性樹脂ビヒクル
とし、これに顔料、体質材、溶剤等を配合して成る塗料
組成物に対し、熱膨張性マイクロカプセルを熱可塑性樹
脂１００重量部に対して１０〜８０重量部配合して成る
断熱性模様塗料組成物を、任意の壁、天井、床等に塗布
・乾燥した後、その表面に加熱器具を当接して乾燥塗膜
を膨張せしめることを特徴とする断熱性模様塗膜の形成
方法が開示されている。また、特開平２―３０３５７３
号公報には、熱膨張性マイクロカプセルを、該マイクロ
カプセルの発泡温度より低い温度で硬化可能な塗料に分
散せしめ、基材の全面もしくは一部に塗布、硬化させ、
その後さらに上塗り塗料を塗布し、前記マイクロカプセ
ルの発泡温度以上の温度に加熱することを特徴とする凸
凹模様を有する塗膜の形成方法が開示されている。近
年、特に、モーバイルコンピュータに代表される携帯電
子機器では、小型・高性能・軽量化を実現する実装技術
が製品差別化のキーポイントとなっている。このような
背景から対重量強度に優れる金属ダイキャスト筐体が増
えてきている。金属筐体では従来の樹脂筐体に比べ熱伝
導率が２〜３桁大きいため放熱構造面で有利となる。一
方で、表面を人が触った際には集熱効果により、同一温
度の樹脂筐体よりも熱く感じる課題がある。特に最近の
モーバイルコンピュータではＣＰＵ（Central Processi
ng Unit ）部分での局所発熱増大に伴う筐体表面の高温
化が課題であり、対策が必要となる。前述したように、
金属材表面の感触温度緩和手段としてパイル植毛が一般
的で、コタツやプリンターのサーマルヘッド部での対策
事例がある。しかし、パイル植毛は電子機器筐体への適
用に際しては意匠等が問題となる。また、樹脂系シート
を貼り付ける等の対策手段もあるが形状追従性や生産性
・意匠性な課題も多い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した対策手法１，
２は、いずれも体感温度上は有効であるが、ラバーやメ
ッシュ等の貼り付け対策を電子機器のように複雑な自由
曲面を持つ筐体形状表面に適用しようとした場合、形状
に馴染ませ貼ることが困難な課題がある。また、植毛法
では、形状的に入り組んだ部分に対し均一に繊維を接着
することが困難となり、許容し得る筐体サイズや形状の
自由度が小さい課題がある。また、仮に処理がうまく仕
上がった場合にも、汚れや摩耗といった課題が残るため
意匠的に製品仕様に耐えない問題がある。また、生産性
等の点での課題があり、コストも高くなる問題もある。

【０００９】これらに比較すると、図１２の従来対策例
３に示すような金属筐体での一般外装法である塗装は、
意匠、生産性、コストに優れリーズナブルである。但
し、通常塗装では、塗膜厚が通常４０μｍ程度にしかな
らないため、触感温度上の効果はほとんど期待できず、
金属ベースの触感を和らげることはできず、対触感温度
対策という効果は期待できない。

【００１０】また、従来対策例４に示すように、熱膨張
性マイクロカプセルを塗料に含ませて用いることによ
り、木質感や凹凸模様を形成したり、断熱性のある模様
を形成する技術があるが、いずれの技術も触感温度対策
を目的としたものではなく、金属ベースの触感温度をや
わらげるための技術ではなかった。

【００１１】本発明は、先の課題を解決するためになさ
れたもので、塗装をベースとし表面処理方法に工夫をこ
らすことで従来塗装の持つ意匠性、各種形状への追従性
／処理生産性、低コストといった利点を保ったまま、触
感温度対策処理を実現することを目的とする。特に、本
発明は、金属でできた携帯型電子機器の筐体表面の触感
温度をやわらげるとともに、意匠的に製品仕様が向上す
るとともに、傷の付かない塗装を提供することを目的と
する。「断熱する」ことと、発明における「触感温度を
やわらげる」こととは、異なる概念である。「断熱す
る」というのは、熱を遮断することであり、熱を伝導さ
せないことである。例えば、携帯型電気機器の筐体表面
で「断熱する」ということは携帯型電子機器の内部で発
生する熱が内部に閉じこめられてしまうことを意味し、
故障の原因となってしまう。一方、「触感温度をやわら
げる」というのは、携帯型電子機器の内部で発生する熱
が筐体表面から外部に放熱される場合に、その放熱によ
って手や脂へ流れ込む熱量を減少させることである。す
なわち、「触感温度をやわらげる」というのは、携帯型
電子機器の筐体表面からの放熱を促進しなければならな
いということと、その放熱による人体への不快感を除去
しなければならないということの２つの相反する要求を
満足させるための技術である。このように、この発明
は、放熱性を維持しながら、放熱による人体への影響を
やわらげる塗装技術を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る表面処理
部材は、表面を有する金属部材と、部材の表面に形成さ
れ、触感温度を減少させる層を有する塗膜とを備え、上
記塗膜は、５重量％未満の発泡材を含む塗布材を塗布し
て発泡させた発泡層を有することを特徴とする。

【００１３】上記塗布材は、発泡材を約１重量％含むこ
とを特徴とする。

【００１４】上記塗膜は、上記発泡層の上に、発泡層よ
りも硬度の高いトップコーティング層を有することを特
徴とする。

【００１５】上記トップコーティング層は、ビーズを含
むビーズ系塗布材により形成されることを特徴とする。

【００１６】上記塗布材は、塗料と樹脂コーティング材
とプライマーのいずれかであることを特徴とする。

【００１７】上記金属部材は、アルミニウム及びマグネ
シウム及びアルミニウム合金及びマグネシウム合金のい
ずれかであることを特徴とする。

【００１８】上記発泡層の厚さは、１００μｍ以下であ
ることを特徴とする。

【００１９】上記発泡層の厚さは、４５〜８０μｍであ
ることを特徴とする。

【００２０】上記トップコーティング層の厚さは、１０
０μｍ以下であることを特徴とする。

【００２１】上記トップコーティング層の厚さは、４５
〜６０μｍであることを特徴とする。

【００２２】上記触感温度を減少させる層は、断熱材フ
ィラーを含むことを特徴とする。

【００２３】上記触感温度を減少させる層は、粒状の断
熱材を含むことを特徴とする。

【００２４】上記塗膜は、表面に凸凹を有することを特
徴とする。

【００２５】この発明に係る表面処理方法は、金属表面
を塗装することにより触感温度を低下させる表面処理方
法において、５重量％未満の発泡材を含む塗布材を塗布
する工程と、塗布材を加熱乾燥させるとともに、発泡材
を発泡させて、発泡層を形成する工程とを備えたことを
特徴とする。

【００２６】上記表面処理方法は、さらに、発泡層の上
に発泡層よりも硬度の高いトップコーティング層を形成
する工程を備えたことを特徴とする。

【００２７】上記トップコーティング層を形成する工程
は、ビーズを含むビーズ系塗布材を塗布する工程を有す
ることを特徴とする。

【００２８】上記発泡材を含む塗布材を塗布する工程
は、１重量％の発泡材を塗布材に混入させる工程を有す
ることを特徴とする。

【００２９】上記発泡層を形成する工程は、発泡層を４
５〜８０μｍの厚さにする工程を有することを特徴とす
る。

【００３０】上記トップコーティング層を形成する工程
は、トップコーティング層を４５〜６０μｍの厚さにす
る工程を有することを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】電子機器筐体で要求される意匠性
・量産性・低コスト化から塗料改良による対策処理が有
望となる。以下１〜３を対策コンセプトとした対策塗装
法を試作検討した。

【００３２】１．塗装皮膜の断熱性向上 異なった温度の半無限固体どうしが接触した場合、式
（１）により接触部中間温度Ｔm が概算できることが知
られている。つまり、手を半無限固体と考えた場合、β
₂ の小さい材料に接触した場合ほどＴm 値が相手物体温
度の影響を受けにくくなる。この原理を応用し、第１の
試作指針として“塗装皮膜の物性改良（断熱性の向
上）”を検討した。ここでいう「断熱性の向上」とは、
「断熱する」ことを意味しているのではない。この「断
熱性の向上」とは、塗装皮膜から手への伝熱量を減少さ
せることを意味している。 Ｔm ＝（β₁ Ｔ₁ ＋β₂ Ｔ₂ ）／（β₁ ＋β₂ ）（１） β₁ ＝λ₁ ／√α₁ β₂ ＝λ₂ ／√α₂ （２） ここで、 α₁ ：人体の熱拡散率（ｍ² ／Ｓ） β₁ ：人体の熱浸透率（Ｗ（√Ｓ）／（ｍ² Ｋ）） α₂ ：接触物体の熱拡散率（ｍ² ／Ｓ） β₂ ：接触物体の熱浸透率（Ｗ（√Ｓ）／（ ｍ²
Ｋ）） λ₁ ：人体の熱伝導率（Ｗ／（ｍＫ）） λ₂ ：接触物体の熱伝導率（Ｗ／（ ｍＫ）） Ｔ₁ ：人体の温度（Ｋ） Ｔ₂ ：接触物体の温度（Ｋ）

【００３３】２．塗装皮膜の厚膜化促進 塗膜内の熱通過率は以下（３）式で計算され、上述１の
物性値的改善以外に厚膜化することで手の熱通過を抑制
できる。このことから塗膜の“厚膜化”を第２の試作指
針として検討した。 Ｕ＝λ／ｄ （３） Ｕ：塗膜の熱通過率（Ｗ／ｍ² Ｋ） ｄ：塗膜の厚さ（ｍ）

【００３４】３．塗装皮膜表面の凸凹化促進 第３の対策指針として表面を凸凹化することにより指と
の真実接触面積を減らす方法を検討した。つまり、皮膜
表面での接触熱抵抗が増し、手への伝熱量を減らすこと
が期待できる。

【００３５】上記１〜３の対策指針に基づく各種塗装例
を以下に説明する。

【００３６】実施の形態１．この発明に係る体感温度処
理方法を施した表面処理部材の実施の形態を図１に示
す。なお、図１中の楕円枠部分は、その直下に実装され
た発熱素子３から加熱されて高温化した筐体表面部位で
ある。図２は、図１の斜視図におけるＡ−Ａの断面部を
示す筐体実装断面図である。金属筐体１として、例え
ば、マグネシウム又はマグネシウム合金を用いる。又
は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いてもよ
い。又は、その他密度が４．０ｇ／ｃｍ³ 以下又は５．
０ｇ／ｃｍ³ 以下の軽金属を用いてもよい。一般塗装で
は、厚膜塗装を施すことが困難なので、事前に樹脂コー
ティング材７により下地を形成して表面処理層の厚さを
増して、触感温度特性を改善する。具体的下地材として
は、塩化ビニール樹脂、例えば、日本特殊塗料（株）
製、製品名「Ｎ．Ｔ．ガードコート」等を用いれば良
く、およそ１００ミクロン以上の厚さがあれば効果があ
る。この例は、異なる種類の塗布材（塗料６と樹脂コー
ティング材７）を多層構造で配置し、表面処理層の厚さ
を増して、触感温度特性を改善するものである。また塩
化ビニール樹脂の代わりに、高分子化合物（ポリマー）
を用いれば良く、例えば、アクリル樹脂、フッ素系樹
脂、ビニール樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、エ
ポキシ樹脂、ポリエチレン、ゴム、尿素樹脂、メラミン
樹脂、ウレタン樹脂、珪素樹脂、ポリアミド等であり、
このポリマーを単独もしくは２種類以上を混合して用い
ても良い。

【００３７】実施の形態２．図３は、塗料６の中に繊維
状の断熱材フィラー８を混ぜた塗料を塗布して断熱層構
造を作り込んだ事例の筐体断面図であり、断熱材フィラ
ー８による塗膜内の有効熱伝導率を下げる効果により、
触感温度を下げることができる。具体的には、断熱材フ
ィラー８としては、熱伝導率が低く、断熱効果が大きい
雲母やパーライトを用いる。雲母、パーライトの他、珪
藻土（SiO₂+H₂O）、アルミナ（Al₂O₃・nH₂O）粉末、炭
酸カルシウム（CaCO₃）、チタニア（TiO₂）等の無機粒
子もしくは牛の皮、合皮等の粉砕物でもよい。断熱材フ
ィラー８は、増量材としての働きもあるので塗装膜厚を
増す効果がある。断熱材フィラー８を樹脂コーティング
材７に混ぜるようにしても構わない。

【００３８】実施の形態３．図４は、塗料の中に粒状の
断熱材９を多数混入させた塗料を塗布した事例の筐体断
面図である。具体的材料としては、熱伝導率が低く、断
熱効果が大きいコルク粉や球内部が空洞となっている空
気ビーズ材（例えば、OHASHI CHEMICAL INDUSTRIES LTD
製カラーポリマービーズ材製品名「ラビ１型」エナメ
ル）が適しており、実効的に塗膜内の有効熱伝導率が下
がる効果で触感温度を和らげることができる。また、増
量材としての働きもあるので塗装膜厚を増す効果があ
る。ビーズ径としては１０〜２００μｍを用いるのがよ
いが径が大きいほどよい。粒状の断熱材９を樹脂コーテ
ィング材７に混ぜるようにしても構わない。空気ビーズ
材のかわりに、カーボンバルーン、アクリル及びスチレ
ンの玉、珪素塩鉱物、シリカアルミナ繊維、ガラス等で
も良く、空気ビーズ材及びカーボンバルーン等を単独も
しくは２種類以上混合して用いても良い。

【００３９】実施の形態４．図５は、塗料の中にあらか
じめ発泡材１０を混ぜて高温発泡させることで空気ボイ
ドを作り込んだ表面処理構造の筐体断面概念図である。
発泡材１０の具体例としては、通常塗料の中に発泡材と
して、低沸点炭化水素等の熱膨張性マイクロカプセルを
混合すればよい。例えば、松本油脂製薬（株）製、製品
名「マツモトマイクロスフェアーＦ５０」を用いるのが
良い。塗料を加熱・発泡させることで塗膜内に多孔質構
造を作り込むことができ、塗膜内の有効熱伝導率を下げ
ることで触感温度を下げることができる。また、増量材
としての働きもあるので、塗装膜厚を増す効果がある。
発泡材１０を樹脂コーティング材７に混ぜるようにして
も構わない。また。発泡材１０として泡ガラス、発泡コ
ンクリート、発泡ウレタン、発泡スチレン、発泡ポリプ
ロピレン、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）
等を、単独もしくは２種類以上を混合して用いても良
い。また、発泡材１０の代わりに、アルミナ（Al₂O₃ ・
nH₂O）粉末、炭酸カルシウム（CaCO₃ ）、チタニア（Ti
O₂）、珪素塩鉱物、ガラスの玉、スチレンの玉、アクリ
ルの玉等の素材を塗料６又は樹脂コーティング材７に含
有させ、その塗料６又は樹脂コーティング材７を延伸又
は塗布してもよい。その際、素材がスペーサーとなり、
素材の両側に空隙ができる。また、例えば、発泡材１０
として塗料６又は樹脂コーティング材７とは異なる蒸気
圧を持ったモノマーを単独もしくは２種類以上混合した
ものを用いてもよい。塗布時に発泡材１０として混合し
たモノマーが揮発して空隙をもったポリマーが形成され
る。なお、ある高温金属面を触った際の人の温冷感を支
配する触感温度Ｔｓと発泡塗膜厚さの関係の一例は、図
６に示す通りであり、約５０μｍ以上の厚さをとれば触
感温度は顕著に下がってきており、約３００μｍ以上又
は５００μｍ以上となれば塗膜厚さに関係なく、ほぼ同
等の温冷感となる。よって、実用上は５０〜５００μｍ
位までの厚さで処理を行えば、最も効率が良い。

【００４０】以下に、本実施の形態の効果の度合を熱通
過率Ｕを指標として概算評価する。前述したように、こ
の発明の「感触温度をやわらげる」というのは、携帯電
子機器の内部で発生する熱が接触した手や指に流れ込む
熱流量を減らすことを意味している。ここで、金属筐体
を人が触れた際の熱流状況を模式的に表すと図２３のよ
うになる。図２３において、 λ_p ：塗膜の熱伝導率（Ｗ／（ｍＫ）） λ_Al：アルミニウムの熱伝導率（Ｗ／（ｍＫ）） λ_a ：空気の熱伝導率（Ｗ／（ｍＫ）） α_p ：塗膜の熱拡散率（ｍ² ／Ｓ） α_Al：アルミニウムの熱拡散率（ｍ² ／Ｓ） α_a ：空気の熱拡散率（ｍ² ／Ｓ） Ｔ_p ：塗膜（表面処理層）の温度（Ｋ） Ｔ_Al：アルミニウム筐体の温度（Ｋ） Ｔ_a ：空気の温度（Ｋ） ｄ_p ：塗膜厚 ｄ_Al：アルミニウム筐体の厚さ ｑ_s ：熱流量 である。アルミニウム等の金属筐体では、手が触れて温
度が下がった箇所に対し、周囲からの広範な水平面内熱
補給が起こるが、アルミニウムの熱伝導率に対して、塗
料の熱伝導率のオーダーが３桁程度悪いため（１０００
分の１程度であるため）、水平面内での熱補給量が小さ
い。よって、手への熱流経路は、図２３のように太い矢
印で示した垂直方向の熱流の影響が支配的と考えられ、
手への熱流量の大小は下式で計算される塗膜内の垂直１
次元方向の熱通過率Ｕを指標に概算評価することができ
る。 Ｕ＝λ_p ／ｄ_p （４）

【００４１】本仮定をもとに１次元モデルでの表面処理
部材の垂直方向の熱通過率（熱の通り易さを現すパラメ
ータ）を以下に試算する。

【００４２】まず、比較の対象として、発泡材を用いな
い通常塗装処理の場合を概算する。通常塗装に用いる塗
料の熱伝導率λ_p1は、エポキシやアクリル樹脂の熱伝導
率と同オーダーと考え、０．１５（Ｗ／ｍＫ）とする。
また、塗膜厚ｄ_p1として膜厚４０μｍを用いると、熱通
過率は下式から３７５０（Ｗ／ｍ² Ｋ）である。 Ｕ₁ ＝λ_p1／ｄ_p1 ＝０．１５／４０×１０^-6 ＝３７５０（Ｗ／ｍ² Ｋ）

【００４３】次に、発泡塗装とした場合の効果を概算す
る。発泡層の有効熱伝導率λ_p2は、上述した熱伝導率が
０．１５（Ｗ／ｍＫ）の塗料と空気（熱伝導率λ_a を
０．０２５（Ｗ／ｍＫ）とする）が５０％ずつ混在して
いると仮定し、並列熱抵抗から逆算した合成熱伝導率
０．０８８（Ｗ／ｍＫ）とする。また、塗膜厚ｄ_p2は、
膜厚２００μｍを用いる。下式の計算結果から熱通過率
は、４４０（Ｗ／ｍ² Ｋ）である。 Ｕ₂ ＝λ_p2／ｄ_p2 ＝０．０８８／２００×１０^-6 ＝４４０（Ｗ／ｍ² Ｋ）

【００４４】以上の結果のように、発泡塗装時には熱伝
導率の小さい空気が多数含有されることで、合成熱伝導
率が下がる効果と、発泡層により塗膜が厚くできる効果
により、通常塗装時と比べ、熱通過率のオーダーが約１
桁（約１０分の１に）小さくなる。これが、アルミニウ
ムから手への熱流量減少効果として、即ち、通常塗装と
発泡塗料との両者の触感特性差として現れる。つまり、
手から見た場合、アルミニウム金属面と指との間の熱通
過率が支配的な伝熱パラメータとなるが、この発泡層に
より大幅に熱通過率を抑制することで手への熱流量が緩
和される。本発泡塗料を施したことで、通常塗装時に３
７５０（Ｗ／ｍ² Ｋ）だった塗膜の熱通過率は、４４０
（Ｗ／ｍ² Ｋ）となり、筐体内部の熱も通過しにくくな
るため、携帯電子機器内部の熱こもりが懸念される。し
かし、携帯電子機器での自然空気冷却時の筐体表面から
の熱通過率は、１０（Ｗ／ｍ² Ｋ）以下程度と小さく、
塗膜の熱通過率が４４０（Ｗ／ｍ² Ｋ）に低下したとこ
ろで、全体放熱系においては、筐体表面の自然空気冷却
分の熱通過率１０（Ｗ／ｍ² Ｋ）の方が明らかに大きな
断熱的効果を持っているため、本塗膜の厚さが増えたこ
とによる筐体内部の温度上昇は無視できる程度であり問
題ない。

【００４５】実施の形態５．図７は、ビーズ系塗料１１
を層状に何度か重ね塗りし、塗膜厚を増した事例であ
り、塗膜内に多量の空気を含んだ多孔質構造を作り込ん
だもので、同様の効果を奏する。ビーズ系樹脂コーティ
ング材及び複層板ガラスを用いても構わない。

【００４６】実施の形態６．図８は、上述した実施の形
態４と実施の形態５を複合的にあわせたものである。発
泡材特有の復元力の低下をビーズ系塗料１１でトップコ
ーティングすることで表面硬度を増し、補ったものであ
る。内部が多孔質構造となったり、空気層ができたこと
により復元力が弱く傷付きやすくなった塗膜表面に対
し、硬度の高い塗料をトップコーティングして塗膜強度
を高め、補強したものである。ビーズ系塗料と従来塗料
との大きな違いは、塗料顔料成分のブレンドの仕方にあ
る。従来の塗料は、顔料をそのまま塗料中に分散させて
いる。一方、ビーズ系塗料は、「顔料成分を特殊樹脂で
包み微細ビーズ状にしたもの（ビーズ）」を、塗料中に
多量含ませている。このビーズにより多種多様な色調を
出す。径の異なる種類の着色ビーズがバランスよく組み
合わされたビーズ系塗料の意匠範囲は広い。例えば、ス
ェード調塗膜は、起毛感・粒子感が大である。粒子感小
のベルベット調やバックスキン調、シモフリ調などに加
え、微粉末化した天然コラーゲン繊維を入れたフラット
な塗面の塗料もある。図８に示す構造において、暖かみ
のある指触感を出すためには、下塗り塗装皮膜の膜厚が
所定の範囲内にあることが絶対条件となる。下塗り塗料
の塗料メーカーが推奨する標準膜の厚さは一般的には２
０〜３０μｍであるが、上塗りのビーズ系塗料だけでは
得られない“より暖かみのある指触感を出す”ために下
塗り塗膜の厚膜を４５〜８０μｍとする塗装を適用す
る。さらに上塗り塗膜の膜厚を４５〜６０μｍとするこ
とにより、スェード調の外観を呈し、且暖かみのある指
触感を有することができる。

【００４７】なお、これまで述べてきた実施の形態を目
的に応じて組み合わせて複合処理しても効果的で、各種
の目的に適した表面処理方法を適宜実施すれば良い。以
下に、上層から下層の順に記載した各種の組み合せにつ
いて例示する。 （１）第１の塗料６ 第２の塗料６（第１の塗料と同一種類又は異なる種類の
塗料） 金属筐体板金１ （２）第１の樹脂コーティング材７ 第２の樹脂コーティング材７（第１の樹脂コーティング
材と同一種類又は異なる種類の樹脂コーティング材） 金属筐体板金１ （３）塗料６（又は断熱材フィラー８又は粒状の断熱材
９又は発泡材１０を混ぜた塗料６） 樹脂コーティング材７（又は断熱材フィラー８又は粒状
の断熱材９又は発泡材１０を混ぜた樹脂コーティング材
７） 塗料６（又は断熱材フィラー８又は粒状の断熱材９又は
発泡材１０を混ぜた塗料６） 金属筐体板金１ （４）樹脂コーティング材７（又は断熱材フィラー８又
は粒状の断熱材９又は発泡材１０を混ぜた樹脂コーティ
ング材７） 塗料６（又は断熱材フィラー８又は粒状の断熱材９又は
発泡材１０を混ぜた塗料６） 樹脂コーティング材７（又は断熱材フィラー８又は粒状
の断熱材９又は発泡材１０を混ぜた樹脂コーティング材
７） 金属筐体板金１ （５）ビーズ系塗料１１ 断熱材フィラー８又は粒状の断熱材９又は発泡材１０を
混ぜた樹脂コーティング材７ 塗料６ 金属筐体板金１ （６）断熱材フィラー８又は粒状の断熱材９又は発泡材
１０を混ぜた樹脂コーティング材７ ビーズ系塗料１１ 塗料６ 金属筐体板金１ （７）塗料６ ビーズ系塗料１１ 金属筐体板金１ （８）樹脂コーティング材７ ビーズ系塗料１１ 金属筐体板金１ その他にも、種々の組み合せが可能である。また、上述
した実施の形態１〜６で述べたような処理を用い、塗膜
表面に意識的に凸凹形状を作り込めば手への接触面積を
減らして、手への有効熱伝達率を下げる効果も加わるた
め、より効果的な体感温度処理が実現できる。

【００４８】実施の形態７．図９は、ダイキャストによ
る金属筐体の成形時における表面のヒケや湯じわや傷を
補完する目的で、上述した実施の形態１〜６で述べたよ
うな表面処理方法を適宜組み合わせ実施した例である。
マグネシウム（Ｍｇ）やアルミニウム（Ａｌ）のダイキ
ャストによる金属筐体では、射出成形の際に表面に小さ
なヒケや湯じわ１２が発生し、パテによる補修を行うこ
とが一般的である。ヒケは引け巣ともいい、鋳造時の表
面の凹み欠陥のことをいう。湯じわとは鋳造時に鋳型空
隙に溶融金属が流れ込んだときにできる表面のしわをい
う。上述した実施の形態１〜６のような厚膜塗装法を施
せば、目処め的な効果もあり、ヒケや湯じわ１２が隠蔽
されるので、程度の小さいものについては、改めてパテ
補修を施す必要はなくなり、工程数の削減・品質向上・
低コスト化に効果的である。

【００４９】一般電子機器では、発熱素子３からの加熱
により金属筐体板金１が高温化するが、前述した通り、
塗料と樹脂コーティング材を多層に配置したり、塗料又
は樹脂コーティング材中に断熱材料を高い割合で混入さ
せて筐体表面に塗布することで、塗膜内に断熱層構造を
作り込んだり、また、断熱材料を混入させることで、手
への熱流量を減らす上で効果的である。また、発泡材を
混入させ発泡構造を作り込み、塗膜表面に凸凹構造を作
り込むことも接触面積を減らし、手への熱流量を減らす
上で効果的である。また、高温となった金属筐体に対
し、断熱材料又は空気ボイドを多数混入させた塗料又は
樹脂コーティング材を塗布することにより塗膜内の有効
熱伝導率を下げられ、触感温度を大幅に改善することが
できる。また、筐体表面に意識的に凸凹処理すること
で、手が触れた際の接触面積を減り、手への有効熱伝達
率が下げることができる。つまり、手への熱流量が減
り、金属面特有の触った瞬間に手へ流れ込んで来る熱流
及びその後補給される熱流量を軽減できるため、触感温
度を下げることができる。

【００５０】なお、表面処理を施す部分は、部材全体で
もよいし、部材の温度変化が生ずる部分（例えば、図１
の楕円枠部分）のみでもよいし、部材と手が接触する可
能性がある表面部分のみでもよい。

【００５１】実施例 前述した第１〜３の試作指針の観点から、前述した各種
塗装例の中でも塗料の中に発泡材を混入させて発泡層を
形成する対策方法が有望とわかった。今回、発泡材とし
て使用したのは低沸点炭化水素を内包した熱膨張性マイ
クロカプセルである。本対策法では焼き付け塗装時に塗
膜が発泡膨張し、多孔空気泡が内包できるため塗膜内の
有効熱伝導率が低下する。更に、発泡作用により通常塗
装に比べ塗膜を厚くできる効果もある。また、凸凹化促
進という観点からも発泡効果が有効である。また、発泡
層の上に、さらに発泡層よりも硬度の高いビーズ系、塗
料によるトップコーティング層を設けることが有効であ
る。以下、図８に示した場合の実施例を説明する。な
お、本発明は、金属筐体に限らず、熱伝導率の高い素材
を用いた筐体に対しても適用することができる。図１３
は、図８に示した表面処理構造を持つ場合の１８種類の
具体例を示す図である。図１３は、１８種類の下塗り塗
料と上塗りの塗料の組み合わせに対する評価結果を示す
図である。図１３に示す例は、図１４及び図１５の塗装
フローチャートに基づいて防錆用化学塗膜処理を施した
マグネシウム板又はウォッシュプライマーを施したアル
ミニウム板に対して、図１３に示すような下塗り塗料及
び上塗り塗料を施した場合の評価結果を示している。図
１６は、塗膜の断面を示す図である。評価結果の欄の
「触感度」とは、塗装された表面を指で触った場合の好
ましさを示すものである。塗装された表面がザラザラす
ぎず且つツルツルすぎず適度な且つ暖かみのある指触感
が得られるものを良好としている。また、「触感温度」
とは、塗装表面を指で触った場合、塗装表面から指が受
ける熱さを示すものである。また、「硬度」とは、硬度
がＢ，ＨＢ，Ｆ，Ｈの鉛筆の芯で塗装表面を傷つけよう
とした場合に、傷の付き具合から判断した硬度である。
硬度Ｈ以上を合格とし、それ以外の軟らかい硬度の場合
を不合格としている。次に、「密着性」とは、図１７に
示すように、塗装表面に１ｍｍ間隔のクロスカットを施
し、粘着テープを貼り付けて剥がした場合に、塗装が剥
離するかしないかを示すものである。評価結果において
○印は良好であることを示す。また、×印は不可である
ことを示す。△印は良好と不可の間を示す。なお、評価
結果において、○、×、△印が記入されていない欄は評
価していないことを示す。

【００５２】図１３において特徴となる点は硬度に対す
る評価結果である。下塗り塗料に対して１％から５％の
発泡材を添加しているが、発泡材の添加量を多くする
と、発泡材特有の復元力の低下を招いてしまうため、硬
度が落ちてしまう。５％よりも多くの発泡材を添加する
とさらに硬度が落ちてしまう。硬度を満足したのはＮ
ｏ．１６の場合だけであり、そのほかは硬度Ｈを満足す
ることができない。発泡材を有する下塗り塗料の復元力
の低下を補うために、上塗り塗料としてビーズ系塗料を
トップコーティングすることにより表面硬度を増してい
るにもかかわらず、多くのケースにおいて硬度Ｈを満足
させることができない。原則として、発砲材の添加量が
少なくなればなるほど、硬度を増すことができる。Ｎ
ｏ．１６に示す場合は発泡材の添加量は１％である。特
に携帯型電子機器において硬度の高い塗装を行うことは
重要であり、硬度が柔らかい場合には傷つきやすくな
り、商品価値を下げてしまうことになる。触感度につい
ては、Ｎｏ．１のケースが従来系の塗料を上塗り塗料と
して用いているため、×印となったが、その他は△印ま
たは○印となった。「触感温度」については、下塗り塗
料に発泡材を添加していること、および、上塗り塗料に
ビーズ系塗料を用いていることから、Ｎｏ．１とＮｏ．
２とＮｏ．４の場合を除き、ほぼ良好な触感温度特性を
有していることがわかった。すなわち、図１６に示すよ
うな塗膜構造にすることにより、指で触れた場合に、指
に伝わる温度をやわらげるという効果を持っていること
がわかった。次に、「密着性」については、特に下塗り
塗料と上塗り塗料との密着性が問題となり、発泡材の添
加量が３％または５％の場合には、密着性不良となっ
た。しかし、発泡材の添加量が１％の場合には、上塗り
塗料による塗膜が下塗り塗料から剥離することなく良好
であった。以上のように、図１３に示す場合は、Ｎｏ．
６とＮｏ．９とＮｏ．１６が総合的に望ましいケースで
あり、Ｎｏ．１６が最適である。また、Ｎｏ．１７とＮ
ｏ．１８のケースが次順位になる。なお、図１３には図
示していないが、下塗り塗料のみによる発泡層の塗膜で
は、塗膜表面の凸凹がありすぎて「触感度」が不合格で
あり、且つ、発泡材による復元力低下により硬度が不合
格となる。また、上塗り塗料（ビーズ系塗料）のみによ
る塗膜では従来系塗料の場合と同様に、「触感温度」が
不合格となる。このように、図１３に示す評価結果は、
発泡層とトップコーティング層の両者が存在しているか
ら得られるものである。図１３からわかるように、発泡
材の添加量を５％以下又は５％未満にした場合には触感
温度が満足される塗装を得ることができる。また、触感
温度に加えて、硬度や密着性を満足させる場合には、発
泡材の添加量を１％以下にすることが望ましい。図１８
は、図１３に示したＮｏ．６とＮｏ．９とＮｏ．１６の
場合の下塗り塗料と上塗り塗料の商品名を示す図であ
る。Ｎｏ．６とＮｏ．９とＮｏ．１６の場合は発泡材の
添加量を１％にした良好な場合を示している。図１８に
示すような市場において、市販されている塗料を用いる
ことにより、携帯用電子機器に対して、体感温度がやわ
らげられたうえに触感度または硬度又は密着性が良好で
ある塗装を得ることができる。図１８に示す３つのケー
スは、プライマーに対して発泡材を添加する場合を示し
ている。防錆処理されたマグネシウム板に対して、図１
８の下塗り塗料を用いるということは、マグネシウム板
に対する第一回目の塗装つまりプライマーの塗装におい
て、発泡材を添加するといういうことを意味している。
このようにプライマーに発泡材を入れてしまうことによ
り、下塗り塗装と上塗り塗装の２回の塗装により塗装が
完了する。プライマー処理を行ってから、発泡材を添加
した中塗り処理を行い、その後上塗り処理を行う場合に
比べて塗装工程が簡単になる。また、図１８に示すよう
に、下塗り塗料と上塗り塗料を同一の製造メーカーから
選択するのが望ましい。その理由は、同一の製造メーカ
ーからの製品の方が高い「密着性」を得られるからであ
る。なお、下塗り塗膜の厚さが４５〜８０μｍであり、
トップコーティング層の厚さが４５〜６０μｍであり、
全体の塗膜の厚さが２００μｍ以下である場合に総合的
に良好な結果が得られている。図１３に示した１８種類
の組み合わせの中でもっとも良い場合はＮｏ．１６に示
したケースであり、その場合の下塗り塗膜の厚さが５
９．９〜６６．６μｍであり、全体の塗膜の厚さが１３
５〜１５５μｍある場合が、触感温度、硬度、密着性に
おいて、良好な結果が得られている。

【００５３】次に、発泡塗装の効果を実験的に評価した
結果を示す。 検証実験１（温度上昇特性評価） 図１９に示すように、手を模擬したゴム角柱を接触させ
た際の温度上昇特性を測定した。なお、温度センサーは
ゴム模擬手内０．５ｍｍの深さ位置に埋め込んだ。供試
品は１０５Ｘ１５０Ｘ０．３ｍｍのアルミニウム（Ａ
ｌ）板のベースに通常エポキシ塗装したサンプルＡと同
じく１０５Ｘ１５０Ｘ０．３ｍｍのアルミニウム（Ａ
ｌ）板のベースにＮｏ．１６として示した発泡塗装した
サンプルＢである。サンプルは４ｍｍ下に設置したヒー
ターで加熱し表面を５０℃一定温度とした。結果は、図
２０の通りで通常エポキシ塗装に比べ発泡塗装では接触
温度上昇プロファイルが鈍る傾向が確認された。

【００５４】検証実験２（感触温度レベル申告評価） 次に、同サンプルを実際に人が触った際の感触温度特性
を９人の被験者の申告から評価した。図２１に示すよう
に、本検証では実験１で用いたサンプルＡ、Ｂ以外にＡ
ＢＳ樹脂板に通常塗装したサンプルＣを比較対象用に追
加した。サンプルは室温２５℃条件下で表面温度が４６
℃一定となるよう実験１の装置で加熱した。サンプル３
種類を手で触れた際に、熱く感じた順位・レベルを被験
者に申告させた集計結果を図２２に示す。サンプルＡは
他のサンプルＢ、Ｃに比べ明らかに熱く感じられた（Ａ
＞＞Ｂ，Ａ＞＞Ｃ）と全員が回答した。一方、サンプル
ＢはサンプルＡと比べ触感温度が大幅に低下することが
確認され、その度合いはサンプルＣに近い結果であっ
た。サンプルＢとＣでは区別がつきにくく、申告順位が
被験者により逆転するケースも見られた（Ｂ＞Ｃ，Ｃ＞
Ｂ，Ｂ＝Ｃ）。

【００５５】

【発明の効果】その効果を、以下に列挙する。従来の対
策手段であった断熱材の貼り付け、植毛といったものに
比べ、処理手順が容易で、従来塗装法の延長線上で対策
できるので生産性が上がり、コスト低減に効果が大き
い。

【００５６】本特殊処理により、これまで金属筐体利用
上の課題の１つとなっていた触感温度問題が緩和され、
金属筐体の適用可能性が広がる。これに伴い、携帯機器
製品の差別化において、重要となる小型・軽量・薄型・
強固な筐体構造が実現できる。

【００５７】また、表面に凸凹処理を行った場合には、
金属特有の塗装面のノッペリ感がなくなり、意匠的なメ
リットがある。

【００５８】また、本厚膜塗装を用いれば、目処め的な
効果もあるので、ダイキャストによる筐体成形時にでき
る表面のヒケや湯じわが隠蔽されるので、程度の小さい
ものにについては、改めてパテ補修を施す必要はなくな
り、工程数の削減・品質向上・低コスト化に効果があ
る。

【００５９】また、本表面処理により筐体表面に多孔質
皮膜が形成されるので、耐振動・耐衝撃強度が増す。ま
た、吸音／遮音効果ももたらされるので、防音機能も出
てくる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す斜視図であ
る。

【図２】 この発明の実施の形態１を示す断面図であ
る。

【図３】 この発明の実施の形態２を示す断面図であ
る。

【図４】 この発明の実施の形態３を示す断面図であ
る。

【図５】 この発明の実施の形態４を示す断面図であ
る。

【図６】 この発明の実施の形態４の塗膜厚さと触感温
度との関係を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態５を示す断面図であ
る。

【図８】 この発明の実施の形態６を示す断面図であ
る。

【図９】 この発明の実施の形態７を示す断面図であ
る。

【図１０】 従来対策例１を示す断面図である。

【図１１】 従来対策例２を示す断面図である。

【図１２】 従来対策例３を示す断面図である。

【図１３】 この発明の実施例を示す図である。

【図１４】 この発明のマグネシウム板に対する塗装工
程を示すフローチャート図である。

【図１５】 この発明のアルミニウム板に対する塗装工
程を示すフローチャート図である。

【図１６】 この発明の塗膜の断面を示す図である。

【図１７】 この発明のクロスカットの状態を示す図で
ある。

【図１８】 この発明の塗料の商品名を示す図である。

【図１９】 この発明の実験検証装置を示す図である。

【図２０】 この発明の検証結果を示す図である。

【図２１】 この発明の実験サンプルを示す図である。

【図２２】 この発明の実験結果を示す図である。

【図２３】 指で触れた場合の熱流概念図である。

【符号の説明】

１ 金属筐体板金、２ 基板、３ 発熱素子、４ フエ
ルト、５ 植毛パイル、６ 塗料、７ 樹脂コーティン
グ材、８ 断熱材フィラー、９ 粒状の断熱材、１０
発泡材、１１ ビーズ系塗料、１２ ダイキャスト成形
時にできるヒケや湯じわ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 篤与 神奈川県藤沢市遠藤2005−21 株式会社 フジックス内 (72)発明者 芹澤 健雄 神奈川県藤沢市遠藤2005−21 株式会社 フジックス内 (56)参考文献 特開 平８−290509（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−319433（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−319085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−70865（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−28419（ＪＰ，Ａ) 「創立100周年記念講演会 熱工学シ ンポジウム講演論文集」社団法人日本機 械学会 平成９年７月15日発行 第75− 76頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B05D 1/00 - 7/26 H05K 5/00 - 5/06

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱素子と、 この発熱素子を収納するとともに、収納した発熱素子か
   ら発生した熱を筐体内部から筐体外部へ熱伝導により放
   熱するダイキャスト成形された金属筐体と、 この金属筐体の表面に塗布された塗膜とを備えた携帯型
   電子機器において、 上記塗膜は、 ２重量％以下の発泡材を含む塗布材を塗布して発泡させ
   た発泡層と、 上記発泡層の上に、発泡層よりも硬度の高いトップコー
   ティング層とを有し、 上記塗膜は、 筐体内部で発生する熱を筐体の表面から筐体外部に放熱
   する放熱性を維持した塗膜であり、かつ、人体が筐体の
   表面に触れた場合に人体へ流れ込む熱量を減少させ人体
   への不快感をやわらげる塗膜である ことを特徴とする携
   帯型電子機器。
2. 【請求項２】 上記塗布材は、 発泡材を１重量％以下含むことを特徴とする請求項１に
   記載の携帯型電子機器。
3. 【請求項３】 上記トップコーティング層は、ビーズを
   含むビーズ系塗布材により形成されることを特徴とする
   請求項１に記載の携帯型電子機器。
4. 【請求項４】 上記塗布材は、塗料と樹脂コーティング
   材とプライマーのいずれかであることを特徴とする請求
   項１に記載の携帯型電子機器。
5. 【請求項５】 上記金属筐体は、アルミニウム及びマグ
   ネシウム及びアルミニウム合金及びマグネシウム合金の
   いずれかであることを特徴とする請求項１に記載の携帯
   型電子機器。
6. 【請求項６】 上記発泡層の厚さは、１００μｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子機
   器。
7. 【請求項７】 上記発泡層の厚さは、４５〜８０μｍで
   あることを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子機
   器。
8. 【請求項８】 上記トップコーティング層の厚さは、１
   ００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の
   携帯型電子機器。
9. 【請求項９】 上記トップコーティング層の厚さは、４
   ５〜６０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の
   携帯型電子機器。
10. 【請求項１０】 上記塗膜は、表面に凸凹を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の携帯型電子機器。