JP2007144988A - 樹脂製品及びその製造方法並びに金属皮膜の成膜方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 この樹脂製品10は、樹脂基材11の上に無機化合物を含む無機質下地膜12を成膜し、無機質下地膜12の上に光輝性及び不連続構造のCr又はInよりなる金属皮膜13を物理蒸着法により成膜することを含んで製造される。より具体的には、無機質下地膜12は、金属化合物よりなる薄膜であれば物理蒸着法により、無機塗料よりなる塗膜であればスプレー塗装等により成膜できる。金属皮膜13は、Cr,In等を真空蒸着、スパッタリング等することにより成膜できる。
【選択図】図1
Description
(1)樹脂基材と、前記樹脂基材の上に成膜された無機化合物を含む無機質下地膜と、前記無機質下地膜の上に物理蒸着法により成膜された光輝性及び不連続構造のCr又はInよりなる金属皮膜とを含む樹脂製品。
樹脂基材の形態としては、特に限定されないが、板材、シート材、フィルム材等を例示できる。樹脂基材の樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂が好ましく、PC(ポリカーボネート)、アクリル樹脂、ポリスチレン、PVC(ポリ塩化ビニル)、ポリウレタン等を例示できる。
無機化合物を含む無機質下地膜の材質としては、特に限定されないが、次のものを例示できる。なお、無機質下地膜は、無機化合物に対して少量(例えば20質量%以下)の有機化合物を含んでいてもよい。
(a)金属化合物の薄膜
・酸化チタン(TiO、TiO2、Ti3O5等)等のチタン化合物
・酸化ケイ素(SiO、SiO2等)、窒化ケイ素(Si3N4等)等のケイ素化合物
・酸化アルミニウム(Al2O3)等のアルミニウム化合物
・酸化鉄(Fe2O3)等の鉄化合物
・酸化セレン(CeO)等のセレン化合物
・酸化ジルコン(ZrO)等のジルコン化合物
・硫化亜鉛(ZnS)等の亜鉛化合物等
(b)無機塗料の塗膜
シリコン、アモルファスTiO2等(その他、上記例示の金属化合物)を主成分とする無機塗料による塗膜
金属皮膜の膜厚は、特に限定されないが、10〜100nmが好ましい。10nm未満では光輝性が低下する傾向となり、100nmを越えると電気抵抗が低くなり、例えばミリ波透過性を損なう傾向となるからである。
金属皮膜の成膜方法である物理蒸着法は、特に限定されないが、真空蒸着法、分子線蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着、スパッタリング等を例示できる。
金属皮膜の上に金属皮膜を保護するための保護膜を形成することが好ましい。樹脂基材の下面側が意匠面である場合には、金属皮膜の上に保護膜としておさえ塗膜等を形成するとよい。さらに、おさえ塗膜の上に樹脂背後材が射出成形等されてもよい。一方、金属皮膜の上面側が意匠面である場合、金属皮膜の上に保護膜としてのクリヤートップ塗膜等を形成するとよい。
金属皮膜が不連続であることから、電気抵抗が高いためミリ波透過性や落雷防止性があり、腐食の伝搬を抑制するため耐食性があり、樹脂基材の屈曲に金属皮膜が追従しやすい等の性質がある。これらの性質から、樹脂製品の種類(用途)として、特に限定されないが、次のものを例示できる。
(a)ミリ波透過性による用途として、ミリ波レーダー装置カバーを例示できる。該カバーの適用部位は、特に限定されないが、自動車の外装塗装製品への適用が好ましく、特にラジエータグリル、グリルカバー、サイドモール、バックパネル、バンパー、エンブレム等に適する。
(b)落雷防止性による用途として、雨傘等を例示できる。
(c)処理部分のみ電気が通らないことによる用途として、プリント配線基板を例示できる。
(d)耐食性による用途として、エンブレム、ラジエータグリル、光輝モール等の自動車外装部品を例示できる。
(e)屈曲に追従することによる用途として、軟質光輝モール等を例示できる。
(f)その他、赤外線透過性による用途として、電子レンジ用容器を例示できる。
樹脂基材の上に直接又は有機質下地膜を介して金属皮膜を物理蒸着法により成膜すると、その金属皮膜は光輝性にはなるが連続構造となる。これに対して、無機質下地膜の上に金属皮膜を物理蒸着法により成膜すると、光輝性及び不連続構造(海島構造)となりやすいことが判明した。このメカニズムは、次のようなものであると推測される。
(1)樹脂基材11の上に無機化合物を含む無機質下地膜12を成膜する工程
次の表1に示すように、各実施例の無機質下地膜12は、金属化合物よりなる薄膜は真空蒸着により、無機塗料よりなる塗膜はスプレー塗装により成膜される。
次の表1に示すように、実施例の金属皮膜は、Cr,Inを真空蒸着又はスパッタリングにより成膜したものである。
真空蒸着の条件は、特に限定されないが、以下の実施例では、シンクロン社製の真空蒸着装置を用い、加熱方式としてはエレクトロンビーム加熱、到達真空度は5.0×10−3Pa、チャンバー内温度は室温にて行った。
スパッタリングの条件は、特に限定されないが、以下の実施例では、河合光学製のスパッタリング装置を用い、DCマグネトロン方式にて、到達真空度は5.0×10−3Pa、チャンバー内温度は室温にて行った。
この実施例は、SiO2の真空蒸着による下地膜の上に、光線透過率26〜29%となるように真空蒸着にてCr皮膜を成膜したものである。比較例として、PC基材に直に同じくCr皮膜を成膜したものと、ポリエステル塗料の塗装による下地膜の上に同じくCr皮膜を成膜したものとを行った。実施例のCr皮膜の電気抵抗が高いこと(不連続構造)から、SiO2下地膜に効果があることが確認された。
この実施例は、SiO2の真空蒸着による下地膜の上に、光線透過率約4%となるように真空蒸着にてIn皮膜を成膜したものである。比較例として、PC基材に直に同じくIn皮膜を成膜したものと、アクリル塗料の塗装による下地膜の上に同じくIn皮膜を成膜したものとを行った。実施例のIn皮膜の電気抵抗が高いことから、SiO2下地膜に効果があることが確認された。
この実施例は、グループNo.2の実施例に対して、下地膜をTiO2に変更し、In皮膜の光線透過率を変更したものである。ここでも、実施例のIn皮膜の電気抵抗が高いことから、TiO2下地膜に効果があることが確認された。
・図2にグループNo.2の実施例(SiO2の下地膜、光線透過率4.02%、電気抵抗値6.38E+12Ω/□)のIn皮膜の表面を示す。非常に微細で不連続の海島構造をなしている。
・図3に比較例(アクリル塗料の下地膜、光線透過率3.99%、電気抵抗値3.26E+01Ω/□)のIn皮膜の表面を示す。上記図2の実施例と比べると、組織が粗くまた所々がつながった(連続した)構造をなしている。
・図4にグループNo.3の実施例(TiO2の下地膜、光線透過率3.92%、電気抵抗値5.46E+11Ω/□)のIn皮膜の表面を示す。上記図2の実施例と同様に、非常に微細で不連続の海島構造をなしている。
この実施例は、シリコンを主成分とする無機塗料の塗装による下地膜の上に、光線透過率を8,14,23%(いずれも平均値)の3段階となるようにスパッタリングにてIn皮膜を成膜したものである。光線透過率が高いほど皮膜が薄いことを意味しており電気抵抗は高くなる傾向にある。比較例として、アクリルとポリエステルの混合有機塗料の塗装による下地膜の上に同じく3段階にIn皮膜を成膜したものと、ガラス基材に直に同じくIn皮膜を3段階に成膜したものとを行った。同じ光線透過率どうしで比較し、いずれの光線透過率においても実施例のIn皮膜の電気抵抗が、有機塗膜を用いた比較例に対して高いのは勿論、無機質であるガラス基板を用いた比較例に対しても同等以上に高いことから、SiO2下地膜に効果があることが確認された。
この実施例は、グループNo.4に対して、光線透過率26〜29%となるように真空蒸着にてCr皮膜を成膜するように変更したものである。比較例として、アクリル塗料の塗装による下地膜の上に同じくCr皮膜を成膜したものと、PC基材に直に同じくCr皮膜を成膜したものとを行った。実施例のCr皮膜の電気抵抗が高いことから、SiO2下地膜に効果があることが確認された。
この実施例は、グループNo.4に対して、シリコンを主成分とする無機塗料の塗装による下地膜の親水性を、高、中、低の3段階に変えて行うことを変更したものである。親水性を変えても、電気抵抗値はいずれも高く、有意差は見られなかったことから、親水性は不連続構造とは関係が薄いことが分かった。
このグループは全て比較例である。これらの比較例は、グループNo.6に対して、アクリル塗料の塗装による下地膜に変更し、同様に親水性を、高、中、低の3段階に変えて行ったものである。親水性を変えても、電気抵抗値はいずれも低く、有意差は見られなかったことから、親水性は不連続構造化とは関係が薄いことが分かった。
この実施例は、アモルファスTiO2無機塗料の塗装による下地膜の上に、光線透過率約4%弱となるように真空蒸着にてIn皮膜を成膜したものである。比較例として、アクリル塗料の塗装による下地膜の上に同じくIn皮膜を成膜したものと、PC基材に直に同じくIn皮膜を成膜したものとを行った。ここでも、実施例のIn皮膜の電気抵抗が高いことから、TiO2下地膜に効果があることが確認された。
この実施例は、シリコン系無機塗料の塗装による下地膜を形成した後、この下地膜を、室温で6時間乾燥させたものと、80℃で2時間焼き付けて乾燥したものと、150℃で4時間焼き付けて乾燥したものと、の3通りを行い、これら下地膜の上に、真空蒸着にてIn皮膜を成膜したものである。高い温度で焼き付けて乾燥させたものほど、In皮膜の電気抵抗が高いことから、同乾燥条件に効果があることが確認された。
このグループは全て比較例である。これらの比較例は、下地膜に硬質のアクリルハードコートを用いた場合に、通常のアクリル塗料を用いた場合やPC基材上の場合と比べて、変化があるかどうかを調べたものであるが、アクリルならば硬質にしても効果がないことが分かった。
11 樹脂基材
12 無機質下地膜
13 金属皮膜
Claims (9)
- 樹脂基材と、前記樹脂基材の上に成膜された無機化合物を含む無機質下地膜と、前記無機質下地膜の上に物理蒸着法により成膜された光輝性及び不連続構造のCr又はInよりなる金属皮膜とを含む樹脂製品。
- 樹脂基材の上に無機化合物を含む無機質下地膜を形成し、前記無機質下地膜の上に光輝性及び不連続構造のCr又はInよりなる金属皮膜を物理蒸着法により成膜することを含む樹脂製品の製造方法。
- 無機質下地膜の上に光輝性及び不連続構造のCr又はInよりなる金属皮膜を物理蒸着法により成膜する金属皮膜の成膜方法。
- 前記無機質下地膜が金属化合物の薄膜である請求項1記載の樹脂製品。
- 前記無機質下地膜が無機塗料による塗膜である請求項1記載の樹脂製品。
- 前記無機塗料による塗膜が塗布後に焼き付け乾燥されたものである請求項5記載の樹脂製品。
- 前記無機質下地膜が金属化合物の薄膜である請求項2記載の樹脂製品の製造方法又は請求項3記載の金属皮膜の成膜方法。
- 前記無機質下地膜が無機塗料による塗膜である請求項2記載の樹脂製品の製造方法又は請求項3記載の金属皮膜の成膜方法。
- 前記無機塗料による塗膜を塗布後に焼き付け乾燥する請求項8記載の樹脂製品の製造方法又は金属皮膜の成膜方法。
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