JP2021066022A - インジウム蒸着保持フィルム、金属調多層フィルム、インジウム蒸着保持フィルムの製造方法、金属調多層フィルムの製造方法およびエンブレム - Google Patents
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Abstract
Description
インジウム蒸着保持フィルム層70のミリ波透過減衰量は、−1.0dB以内である。ミリ波透過減衰量が−1.0dB以内であれば、ミリ波帯の透過性に極めて優れる。そのため、例えばミリ波レーダの装置本体が照射する電波がインジウム蒸着保持フィルム層70を透過する際や、この照射された電波が障害物により反射してインジウム蒸着保持フィルム層70を透過する際において、ミリ波の減衰量を低く抑えることができる。その結果として、ミリ波の照射経路上および反射経路上にインジウム蒸着保持フィルム層70が配置される場合であっても、ミリ波レーダの電波の検出感度を高水準に維持することができる。
インジウム蒸着保持フィルム層70が備えるインジウム蒸着層20は、インジウムを蒸着させることで形成される層であり、装飾部分に用いられるメッキ部分や、金属材料からなる部品等と同等の装飾性や意匠性を付与することが出来るよう、充分な金属光沢をインジウム蒸着保持フィルム層70や金属調多層フィルム100に付与することができる層である。
インジウム蒸着層20の厚さは、装飾性や意匠性を考慮すると、15nm〜130nmであることが好ましい。インジウム蒸着層20の厚さが15nm未満である場合には、インジウム蒸着保持フィルム層70を備える金属調多層フィルム100に充分な金属光沢を付与できないおそれがあり、装飾性や意匠性を満足しないおそれがある。一方、インジウム蒸着層20の厚さが130nmを超える場合には、装飾性や意匠性への影響は飽和し、さらにインジウム蒸着保持フィルム層70を備える金属調多層フィルム100の製造コストの上昇を引き起こすおそれがあり、また、海島構造とならないことでミリ波が透過できないインジウム蒸着層となるおそれがある。なお、インジウム蒸着保持フィルム層70を備える金属調多層フィルム100と、バックライトとの構成により、インジウム蒸着層20を介して光を透過させることで、装飾性や意匠性を演出する場合がある。このような場合は、インジウム蒸着層20の厚さが15nm〜50nmであれば、装飾性や意匠性等を満足することができる。通常は、インジウム蒸着層20の厚さは50nm程度であり、例えば、インジウム蒸着保持フィルム層70を備える光線透過用の金属調多層フィルム100の場合には、インジウム蒸着層20の厚さは25nm程度に設定することができる。
インジウム蒸着保持フィルム層70を備える金属調多層フィルム100は、優れた装飾性や意匠性を付与すると共に、波長が3.90〜3.95mmで周波数が76〜77GHzの領域の電波を良好に透過する電波透過性を有することが要求される。特に、インジウム蒸着層20は、インジウム蒸着保持フィルム層70を備える金属調多層フィルム100が優れた装飾性や意匠性を満足するための重要な層であると共に、優れた電波透過性を有するためにも重要な層である。
インジウム蒸着保持フィルム層70が備える保持フィルム層30は、その片面にインジウム蒸着層20を保持するフィルムである。保持フィルム層30は、例えば、透明性を有し、融点が230℃〜250℃である変性ポリエチレンテレフタレートのような熱可塑性樹脂を含む。なお、保持フィルム層30の融点は、例えばJIS K 7121に準拠し、示差走査熱量計(DSC)を用いて特定した融解温度を融点とすることができる。
特に、エンブレムの材料として用いられるインジウム蒸着保持フィルム層70を備える金属調多層フィルム100の場合には、保持フィルム層30は、厚みが5μm〜50μmのポリエチレンテレフタレート系樹脂層であることが好ましい。
金属調多層フィルム100のミリ波透過減衰量は、−1.0dB以内である。ミリ波透過減衰量が−1.0dB以内であれば、ミリ波帯の透過性に極めて優れる。そのため、例えばミリ波レーダの装置本体が照射する電波が金属調多層フィルム100を透過する際や、この照射された電波が障害物により反射して金属調多層フィルム100を透過する際において、ミリ波の減衰量を低く抑えることができる。その結果として、ミリ波の照射経路上および反射経路上に金属調多層フィルム100が配置される場合であっても、ミリ波レーダの電波の検出感度を高水準に維持することができる。
ベースフィルム層10は、金属調多層フィルム100の最下層に配される層であり、エンブレム等の光輝装飾成形品を製造する際の温度に耐えられるものである。また、透明性が要求されない光輝装飾成形品に用いられる場合には、透明性等の色彩、透明度などに関しても通常特に要求されない。ただし、ベースフィルム層の色調が光輝装飾成形品の表面における金属光沢への色調に影響を与えるおそれがある。また、光輝装飾成形品とバックライトとの構成により、金属層を介して光を透過させることで、装飾性や意匠性を演出する場合があり、この場合には、ベースフィルム層も透明性が要求される。
特に、エンブレムの材料として用いられる金属調多層フィルム100の場合には、ベースフィルム層10は、厚みが50μm〜1000μmであり、射出密着性の高いポリカーボネート系樹脂層であることが好ましい。
金属調多層フィルム100が備えるインジウム蒸着保持フィルム70については、[インジウム蒸着保持フィルム70]の項目において説明したとおりであり、ここでは説明を省略する。
保護フィルム層40は、金属調多層フィルム100の最上層に配される層であり、インジウム蒸着層20が視認できるよう透明性を有し、光輝装飾成形品を成形する際の温度に耐えられるものである。
特に、エンブレムの材料として用いられる金属調多層フィルム100の場合には、保護フィルム層40は、厚みが50μm〜200μmであり、射出密着性の高いポリカーボネート系樹脂層であることが好ましい。
金属調多層フィルム100は、ベースフィルム層10とインジウム蒸着層20を接合する第1ポリウレタン系接着層50と、保持フィルム層30と保護フィルム層40を接合する第2ポリウレタン系接着層60と、を備えてもよい(図1)。
第1ポリウレタン系接着層50は、インジウム蒸着層20および/またはベースフィルム層10にポリウレタン系接着剤を塗布することにより形成することができる。ポリウレタン系接着剤は、インジウム蒸着層20およびベースフィルム層10との接着性に優れており、また、透明性や接着性、成形時の温度に耐えられる耐熱性等を満足することができる。透明性の目安としての全光線透過率やヘイズについては、上記したとおりであるため、説明を省略する。ポリウレタン系接着剤の使用に際しては、適宜溶剤を用いて、あるいは、エマルジョンとして、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーター、ナイフコーター、ロールコーター等の公知の手段により、インジウム蒸着層20および/またはベースフィルム層10に適量を塗布し、必要により乾燥して、第1ポリウレタン系接着層50を形成することができる。
第2ポリウレタン系接着層60は、保護フィルム層40および/または保持フィルム層30にポリウレタン系接着剤を塗布することにより形成することができる。第2ポリウレタン系接着層60は、着色されていてもよく、第2ポリウレタン系接着層60の透明度や色調等を調整するべく、種々の色素、顔料および/または染料等を含んでもよく、金属粉末、金属箔粉末および/またはマイカ等が含まれてもよい。
金属調多層フィルム100は、上記の構成に加え、更なる構成を備えてもよい。例えば、金属調多層フィルム100を用いてエンブレム等の光輝装飾成形品を製造するまでの間、保護フィルム層40やベースフィルム層10の表面を清浄な状態に維持し、汚れが付くのを防止するため、剥離の容易な保護フィルム等を保護フィルム層40やベースフィルム層10の表面に備えることができる。
上記したインジウム蒸着層20は、いわゆる真空蒸着法によって形成され、インジウム蒸着保持フィルム70が製造される。以下、真空蒸着法によるインジウム蒸着保持フィルム70の製造方法について、図4に示す真空蒸着装置200の概略図を参照しつつ、説明する。
真空蒸着装置200は、隔壁210によって隔てられた上室220と下室230を備えている。上室220には、蒸着対象となる保持フィルム30aが繰り出される繰出しロール240と、蒸着された保持フィルム30bが巻き取られる巻取りロール250と、繰出しロール240より送られた保持フィルム30aを冷却して蒸着させ、蒸着された保持フィルム30bを巻取りロール250へ送る冷却ロール260の上部が配されている。下室230には、隔壁210で隔てられた冷却ロール260の下部と、インジウムを入れる蒸発源るつぼ270が配されており、蒸発源るつぼ270よりインジウムが気化して下室230においてインジウムの蒸気流が発生し、この蒸気流が冷却ロール260で冷却された保持フィルムの表面に付着する原理となっている。上室220および下室230は、それぞれ開口部221、231より未図示のポンプによって減圧される。
本工程は、1.33×10-3Pa〜1.33×10-2Paの圧力条件下で、温度が−5℃〜5℃のロールに沿った保持フィルム層をインジウム蒸気流中に露出させて、保持フィルム層にインジウム蒸着層を形成する工程である。真空蒸着装置200では、下室230の室内圧力を1.33×10-3Pa〜1.33×10-2Paの圧力条件下に制御し、冷却ロール260の温度を−5℃〜5℃に制御する。そして、蒸発源るつぼ270よりインジウムを気化させて、下室230内にインジウムの蒸気流を発生させる。この状態で繰出しロール240から保持フィルム30aを冷却ロール260へ送り出し、保持フィルム30aの温度を−5℃〜5℃に冷却し、更に下室230へ侵入させる。下室230へ侵入した保持フィルム30aの表面にインジウムの蒸気流が付着し、インジウムが冷却されてインジウム蒸着層20が形成される。
本工程は、蒸着工程によって得られたインジウム蒸着層と保持フィルム層との積層体の全光線透過率を測定する工程である。真空蒸着装置200では、蒸着工程により蒸着された保持フィルム30b(インジウム蒸着層20と保持フィルム層30との積層体)は、冷却ロール260より巻取りロール250へ送られて、巻取りロール250に巻き取られる。例えば、透過率測定器280を冷却ロール260と巻取りロール250の間に配置することで、保持フィルム30bの全光線透過率を測定することができる。
本工程は、測定工程により得られる積層体の全光線透過率が1.3%〜30%となるように、インジウム蒸着層の形成速度を制御する工程である。真空蒸着装置200では、透過率測定器280によって測定された保持フィルム30bの全光線透過率が1.3%〜30%である場合には、下室230の圧力条件、冷却ロール260の温度、および保持フィルム30aを下室230へ送る送り速度、蒸発源るつぼ270内のインジウムの温度等の蒸着条件が維持できるよう、真空蒸着装置200を制御する。一方で、保持フィルム30bの全光線透過率が1.3%〜30%ではない場合には、全光線透過率が1.3%〜30%となるように、上記の蒸着条件を適宜制御する。例えば、全光線透過率が1.3%〜30%の範囲で予め定められた値になるように、主として保持フィルム30aの送り速度を制御し、他の条件は固定することができる。所望の意匠や演出を実現させるインジウム蒸着層の膜厚となるよう、全光線透過率をセンサで常時監視し、このデータをフィードバックして送り速度を制御することができる。
以下、上記した金属調多層フィルム100の製造方法の一例について、説明する。
本工程は、上記した本発明のインジウム蒸着保持フィルム70の製造方法により得た、インジウム蒸着保持フィルム70のインジウム蒸着層20と、ベースフィルム層10を積層する工程である。例えば、インジウム蒸着層20および/またはベースフィルム層10にポリウレタン系接着剤を塗布することにより、第1ポリウレタン系接着層50を介して、インジウム蒸着層20とベースフィルム層10を積層することができる。また、保持フィルム層30とベースフィルム層10を積層しても良い。
本工程は、インジウム蒸着保持フィルム70の保持フィルム層30と、保護フィルム層40を積層する工程である。例えば、保護フィルム層40および/または保持フィルム層30にポリウレタン系接着剤を塗布することにより、第2ポリウレタン系接着層60を介して、保持フィルム層30と保護フィルム層40を積層することができる。また、インジウム蒸着層20と保護フィルム層40を積層しても良い。
本発明の金属調多層フィルム100の製造方法は、上記の工程の他、更なる工程を含んでもよい。例えば、剥離の容易な保護フィルム等を保護フィルム層40やベースフィルム層10の表面に積層する工程を備えることができる。この工程により、保護フィルム層40やベースフィルム層10の表面を清浄な状態に維持し、汚れが付くのを防止することができる。
本発明のエンブレムは、上記の本発明の金属調多層フィルムを備えるエンブレムである。以下、本発明のエンブレムの製造方法の一例について、図5に示すエンブレム300の製造工程の一例を示す概略図を参照しつつ、説明する。
図5(a)の金属調多層フィルム100の保護フィルム層40の表面に、所定の図形や色の組み合わせとなるように、印刷により模様層310を形成する。印刷方法は特に限定されず、例えば、金属調多層フィルム100が枚葉フィルムの場合にはスクリーン印刷すればよく、金属調多層フィルム100がロール状の場合にはグラビア印刷すればよい。
真空蒸着装置200を使用し、保持フィルム30aにインジウム蒸着層20を蒸着した。まず、保持フィルム30aを繰出しロール240に取り付け、冷却ロール260を介して巻取りロール250につないだ。次に、真空ポンプを用いて、上室220の圧力を1.33×10-2〜1.33×10-1Paに調製し、下室230の圧力を1.33×10-3〜1.33×10-2Paに調製した。そして、高周波誘導加熱用コイルで、下室230の蒸発源るつぼ270中のインジウムを徐々に加熱し、インジウムがその蒸発温度である2100℃〜2200℃に達してから、保持フィルム30aを繰出しロール240から−5℃〜5℃に冷却した冷却ロール260に沿わせながら巻取りロール250に巻きとり、下室230で保持フィルム30aをインジウム蒸気流中に露出させてインジウムを蒸着し、保持フィルム30aの表面にインジウム蒸着層20を形成した。
ベースフィルム層10にポリウレタン系接着剤を塗布し、インジウム蒸着保持フィルム70のインジウム蒸着層20とベースフィルム層10を接着した。また、保護フィルム層40にポリウレタン系接着剤を塗布し、インジウム蒸着保持フィルム70の保持フィルム層30と保護フィルム層40を接着した。以上により、金属調多層フィルム100を形成した。
走査電子顕微鏡(SEM)を用いて、インジウムが蒸着する方向と垂直な方向におけるインジウム蒸着層20の表面の画像を撮影し、以下の方法により、島部分Iの個数、面積、外周長さの合計を算出した。
倍率3万倍としたSEM画像中にある島部分Iの個数を数え、SEM画像の面積で割ることにより、島部分Iの個数(個/cm2)を算出した。
倍率5万倍としたSEM画像中にある島部分Iのうち、最大面積の島部分Iと最小面積の島部分Iを目視で選択し、それらの島部分Iの面積を、タマヤ計測システム株式会社製デジタルプラニメーターPLANIX5を使用して測定した。
株式会社マイゾックス製マップメジャー(キルビメーター)を使用し、倍率3万倍としたSEM画像中にある島部分Iの外周となる海部分Sの総延長距離を測定し、SEM画像の面積で割ることにより、島部分Iの外周長さの合計(μm/cm2)を算出した。なお、海部分Sの総延長距離の測定において、島部分Iが隣り合うことにより、2つ以上の島部分Iが外周として共有する海部分Sについては、1度のみ距離を測定し、重複して測定しなかった。
走査電子顕微鏡(SEM)を用いて、金属調多層フィルム100の側面断面の画像を撮影した。保持フィルム層30の表面31と平らに潰れたインジウム粒子の表面21との距離Lを測定し、最も長い距離Lをインジウム蒸着層20の膜厚とした。
透過率測定器を使用し、金属調多層フィルム100の全光線透過率を測定した。
KEYCOM社製RAS(SM5899)を使用して、金属調多層フィルム100における、周波数76.5GHzのミリ波のミリ波透過減衰量を測定した。金属調多層フィルム100は、ミリ波がベースフィルム層10から保護フィルム層40へ透過するように装置へセットされた。測定は、ベースフィルム層10から保護フィルム層40への1方向のみについて250回行い、250回の測定値の平均値をミリ波透過減衰量とした。
金属調多層フィルム100の外観を目視観察した。金属光沢の視認性に問題はなく、装飾性や意匠性を満足する外観であるものを「〇」、金属光沢の視認性に問題があり、装飾性や意匠性を満足しない外観であるものを「×」と評価した。
以上より、本発明であれば、ミリ波帯の透過性と可視領域における反射性について、より高い性能を満たすことのできる、インジウム蒸着保持フィルム、金属調多層フィルム、インジウム蒸着保持フィルムの製造方法、金属調多層フィルムの製造方法およびエンブレムを提供することができることは、明らかであり、産業上有用である。
20 インジウム蒸着層
21 表面
30 保持フィルム層
30a 保持フィルム
30b 蒸着された保持フィルム
31 表面
40 保護フィルム層
50 第1ポリウレタン系接着層
60 第2ポリウレタン系接着層
70 インジウム蒸着保持フィルム
100 金属調多層フィルム
200 真空蒸着装置
210 隔壁
220 上室
221 開口部
230 下室
231 開口部
240 繰出しロール
250 巻取りロール
260 冷却ロール
270 蒸発源るつぼ
280 透過率測定器
300 エンブレム
310 模様層
320 ポリカーボネート系樹脂層
330 ポリカーボネート系樹脂層
340 トップコート層
A 領域
I 島部分
L 距離
S 海部分
Claims (9)
- インジウム蒸着層と、
前記インジウム蒸着層を保持する保持フィルム層とを備える、インジウム蒸着保持フィルムであって、
前記インジウム蒸着層は、前記保持フィルム層にインジウムが島状に点在する海島構造を有し、
前記インジウムが蒸着する方向と垂直な方向における、前記インジウム蒸着層の表面において、前記島状の前記インジウムは150×106個/cm2以上存在し、
前記表面において、前記島状の前記インジウムの外周の長さの合計が100×106μm/cm2以上であり、
前記インジウム蒸着保持フィルムのミリ波透過減衰量は、−1.0dB以内であり、
前記インジウム蒸着保持フィルムの全光線透過率は、1.3%〜30%である、
インジウム蒸着保持フィルム。 - 前記表面において、前記島状の前記インジウムの面積が0.01μm2〜0.4μm2である、請求項1に記載のインジウム蒸着保持フィルム。
- 前記保持フィルム層は、厚みが5μm〜50μmのポリエチレンテレフタレート系樹脂層である、請求項1または2に記載のインジウム蒸着保持フィルム。
- 順に、
ベースフィルム層と、
前記ベースフィルム層と積層するインジウム蒸着層と、当該インジウム蒸着層を保持する保持フィルム層とを備える、請求項1〜3のいずれかに記載のインジウム蒸着保持フィルムと、
前記保持フィルム層と積層する保護フィルム層と、が積層する金属調多層フィルムであって、
前記金属調多層フィルムのミリ波透過減衰量は、−1.0dB以内であり、
前記金属調多層フィルムの全光線透過率は、1.3%〜30%である、
金属調多層フィルム。 - 前記ベースフィルム層は、厚みが50μm〜1000μmのポリカーボネート系樹脂層であり、
前記保護フィルム層は、厚みが50μm〜200μmのポリカーボネート系樹脂層である、請求項4に記載の金属調多層フィルム。 - 前記ベースフィルム層と前記インジウム蒸着層を接合する第1ポリウレタン系接着層と、
前記保持フィルム層と前記保護フィルム層を接合する第2ポリウレタン系接着層と、を備える請求項4または5に記載の金属調多層フィルム。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のインジウム蒸着保持フィルムの製造方法であって、
1.33×10-3Pa〜1.33×10-2Paの圧力条件下で、温度が−5℃〜5℃のロールに沿った前記保持フィルム層をインジウム蒸気流中に露出させて、前記保持フィルム層に前記インジウム蒸着層を形成する蒸着工程と、
前記蒸着工程によって得られた前記インジウム蒸着層と前記保持フィルム層との積層体の全光線透過率を測定する測定工程と、
前記測定工程により得られる前記積層体の全光線透過率が1.3%〜30%となるように、前記インジウム蒸着層の形成速度を制御する制御工程と、
を含む、インジウム蒸着保持フィルムの製造方法。 - 請求項7に記載のインジウム蒸着保持フィルムの製造方法により得た、前記インジウム蒸着保持フィルムの前記インジウム蒸着層と、前記ベースフィルム層を積層する第1積層工程と、
前記インジウム蒸着保持フィルムの前記保持フィルム層と、前記保護フィルム層を積層する第2積層工程と、
を含む、請求項4〜6のいずれかに記載の金属調多層フィルムの製造方法。 - 請求項4〜6のいずれかに記載の金属調多層フィルムを備えるエンブレム。
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