JP2023148567A

JP2023148567A - 複層構造体

Info

Publication number: JP2023148567A
Application number: JP2022056668A
Authority: JP
Inventors: 啓介佐藤; Keisuke Sato; 淳一稲垣; Junichi Inagaki; 綾渡邉; Aya Watanabe
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-10-13
Also published as: TW202346097A; WO2023190477A1

Abstract

【課題】被着体の表面の凹凸の影響を受けにくく、かつ被着体と粘着剤層との界面が剥離しにくい複層構造体を提供する。【解決手段】本複層構造体は、樹脂製の支持体と、前記支持体の上面側に積層された金属層と、前記金属層上に積層されたガラス層と、前記支持体の下面に積層された粘着剤層と、を有し、前記支持体の比重／前記粘着剤層の硬さは、２０以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、複層構造体に関する。

２以上の層を積層させた複層構造体が知られている。一例として、板厚の薄いガラス層（ガラスフィルム）上に銀反射層を積層させた複層構造体が挙げられる。この複層構造体の厚みは、例えば、１０～２００μｍの範囲内である。この複層構造体は、例えば、ダウンドロー法によって成形されたガラスロールより得られる。

特開２０１３－２３１７４４号公報

ところで、複層構造体の支持体として樹脂製の支持体を用い、樹脂製の支持体上に金属層を設け、反射材として使用することも考えられる。この複層構造体は、例えば、粘着剤層を介して支持体を壁などの被着体に貼り付けて使用される。

しかし、樹脂製の支持体は被着体の表面の凹凸に追従して凹凸が生じやすく、この凹凸が金属層にうねりを生じさせ、金属層に反射する像の見栄えが悪化する場合がある。

また、上記のような反射材として使用する複層構造体は、壁や天井に貼りつけられることも多く、複層構造体の自重により被着体と粘着剤層との界面が剥離する場合がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、被着体の表面の凹凸の影響を受けにくく、かつ被着体と粘着剤層との界面が剥離しにくい複層構造体を提供することを目的とする。

本複層構造体は、樹脂製の支持体と、前記支持体の上面側に積層された金属層と、前記金属層上に積層されたガラス層と、前記支持体の下面に積層された粘着剤層と、を有し、前記支持体の比重／前記粘着剤層の硬さは、２０以下である。

開示の技術によれば、被着体の表面の凹凸の影響を受けにくく、かつ被着体と粘着剤層との界面が剥離しにくい複層構造体を提供できる。

本実施形態に係る複層構造体を例示する断面図である。剥離と見栄えの検討結果を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

図１は、本実施形態に係る複層構造体を例示する断面図である。図１に示すように、複層構造体１は、支持体１０と、接合層２０と、金属層３０と、ガラス層４０と、粘着剤層５０とを有している。接合層２０、金属層３０、及びガラス層４０は、支持体１０の上面１０ａに順次積層されている。粘着剤層５０は、支持体１０の下面１０ｂに積層されている。

複層構造体１の平面形状（支持体１０の上面１０ａの法線方向から視た形状）は、例えば、矩形状である。しかし、これには限定されず、複層構造体１の平面形状は、円形状、楕円形状、これらの複合、その他の適宜な形状とすることが可能である。

複層構造体１は、例えば、反射材（鏡）として使用できる。複層構造体１において、ガラス層４０の厚みは１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。複層構造体１では、ガラス層４０の厚みが薄く、ガラス層４０の表面と金属層３０との距離が極めて近い。そのため、複層構造体１では、像が二重に映る従来の板ガラスの課題を解決してクリアな像を映し出すことができる。

ここで、複層構造体１の各部の材料等について説明する。

［支持体］
支持体１０は、樹脂製であり、ガラス層４０等を支持する。支持体１０の材料としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂が挙げられる。支持体１０を構成する樹脂は、ガラスクロス等の補強材を有していてもよい。

支持体１０の厚さが０．３ｍｍ未満であると、うねりを低減することが困難である。そのため、支持体１０の厚さは、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．４ｍｍ以上であることがより好ましい。一方、支持体１０が厚くなり過ぎると、取り扱いが困難となり、また自重による剥がれ等の問題も生じる。そのため、支持体１０の厚さは、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。

支持体１０の比重は、１．０以上２．０以下が好ましい。また、支持体１０の弾性率は、１．０［ＧＰａ］以上３０［ＧＰａ］以下が好ましい。この比重と弾性率であれば自重による剥離の問題が回避され、取扱いが容易に行えるため施工時のガラス破損のリスクが低減できる。

支持体１０としてガラスや金属を用いることも可能ではあるが、ガラスや金属は重いため、複層構造体１全体の重量が増加してハンドリング性が悪化する。樹脂製の支持体１０を用いることで、複層構造体１を軽量化することが可能となり、複層構造体１のハンドリング性を向上できる。また、樹脂製の支持体１０を用いることで、可撓性を有する複層構造体１を実現可能である。例えば、複層構造体１を湾曲面に沿って貼り付けることが可能となる。

［接合層］
接合層２０は、支持体１０上に積層されている。接合層２０としては、任意の粘着剤又は接着剤を使用できる。

なお、本明細書において、粘着剤とは、常温で接着性を有し、軽い圧力で被着体に接着する層をいう。従って、粘着剤に貼着した被着体を剥離した場合にも、粘着剤は実用的な粘着力を保持する。一方、接着剤とは、物質の間に介在することによって物質を結合できる層をいう。従って、接着剤に貼着した被着体を剥離した場合には、接着剤は実用的な接着力を有さない。

接合層２０に粘着剤を用いる場合は、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとする粘着剤が用いられる。接合層２０に粘着剤を用いる場合、好ましくは、アクリル系粘着剤が用いられる。アクリル系粘着剤は、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れ得るからである。特に、炭素数が４～１２のアクリル系ポリマーよりなるアクリル系粘着剤が好ましい。

接合層２０に接着剤を用いる場合は、例えば、ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、エポキシ系接着剤が用いられる。接着剤が熱硬化型接着剤である場合は、加熱して硬化（固化）することにより剥離抵抗力を発揮できる。又、接着剤が紫外線硬化型等の光硬化型接着剤である場合は、紫外線等の光を照射して硬化することにより剥離抵抗力を発揮できる。又、接着剤が湿気硬化型接着剤である場合は、空気中の水分等と反応して硬化し得るので、放置することによっても硬化して剥離抵抗力を発揮できる。

［金属層］
金属層３０は、ガラス層４０の下面に設けられており、接合層２０を介して支持体１０に接合されている。金属層３０は、ガラス層４０を介して入射する可視光を反射する層である。金属層３０の材料としては、可視光反射率が高い材料が好ましく、例えば、アルミニウム、銀、銀合金等が挙げられる。金属層３０の厚みは、特に限定するものではないが、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度である。金属層３０は、ガラス層４０の下面に、例えば、スパッタ法、蒸着法、めっき法等により形成できる。

なお、金属層３０は、支持体１０の上面１０ａに、例えば、スパッタ法、蒸着法、めっき法等により形成されてもよい。この場合は、金属層３０とガラス層４０との間に可視光を透過する接合層が設けられる。

［ガラス層］
ガラス層４０は、金属層３０上に積層されている。ガラス層４０は、特に限定はなく、目的に応じて適切なものを採用できる。ガラス層４０は、組成による分類によれば、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。又、アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスが挙げられる。上記ガラスのアルカリ金属成分（例えば、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ）の含有量は、好ましくは１５重量％以下であり、更に好ましくは１０重量％以下である。

ガラス層４０の厚みは、ガラスの持つ表面硬度や気密性や耐腐食性を考慮すると、１０μｍ以上が好ましい。又、ガラス層４０はフィルムのような可撓性を有することが望ましいため、ガラス層４０の厚みは３００μｍ以下が好ましい。ガラス層４０の厚みは、更に好ましくは２０μｍ以上２００μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以上１５０μｍ以下である。

ガラス層４０の波長５５０ｎｍにおける光透過率は、好ましくは８５％以上である。ガラス層４０の波長５５０ｎｍにおける屈折率は、好ましくは１．４～１．６５である。ガラス層４０の密度は、好ましくは２．３ｇ／ｃｍ^３～３．０ｇ／ｃｍ^３であり、更に好ましくは２．３ｇ／ｃｍ^３～２．７ｇ／ｃｍ^３である。

ガラス層４０の成形方法は、特に限定はなく、目的に応じて適切なものを採用できる。代表的には、ガラス層４０は、シリカやアルミナ等の主原料と、芒硝や酸化アンチモン等の消泡剤と、カーボン等の還元剤とを含む混合物を、１４００℃～１６００℃程度の温度で溶融し、薄板状に成形した後、冷却して作製できる。ガラス層４０の成形方法としては、例えば、スロットダウンドロー法、フュージョン法、フロート法等が挙げられる。これらの方法によって板状に成形されたガラス層は、薄板化したり、平滑性を高めたりするために、必要に応じて、フッ酸等の溶剤により化学的に研磨されてもよい。

なお、ガラス層４０の上面（金属層３０が形成されていない側の面）に、防汚層、反射防止層、導電層、反射層、加飾層等の機能層を設けてもよい。

［粘着剤層］
粘着剤層５０は、複層構造体１を被着体に貼り付けるために使用する層である。粘着剤層５０としては、接合層２０の説明で例示した任意の適切な粘着剤が用いられる。粘着剤層５０の材料としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。粘着剤層５０の厚みは、特に限定するものではないが、例えば、５μｍ以上５００μｍ以下程度である。粘着剤層５０は、両面テープであってもよい。

なお、粘着剤層５０の支持体１０とは反対側に離形フィルムを設けてもよい。離形フィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の樹脂により形成できる。離形フィルムは、複層構造体１が壁等の被着体に貼り付けられる前に、粘着剤層５０との界面で剥離される。

［樹脂層］
必要な場合は、接合層２０と金属層３０との間に、１つの層又は複数の層から構成された樹脂層を設けてもよい。樹脂層が複数の層からなる場合には、接着機能を有する密着層を介在させ積層させることが好ましい。樹脂層の総厚みは、可撓性の観点から２０μｍ以上１０００μｍ以下であればよく、好ましくは２５μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲である。樹脂層が１層から構成される場合には、樹脂層の厚みは、例えば、２０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲とすることができる。

樹脂層の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂やポリエチレンナフタレート系樹脂等のポリエステル系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミドアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、セルロース系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。

樹脂層は必要に応じて設けられるが、樹脂層を設けることで、複層構造体１のハンドリング性向上の効果を奏する。

［剥離と見栄えの検討］
複層構造体１は、粘着剤層５０を介して被着物に貼り付けられる。被着物は、代表的には、ケイ酸カルシウムを含む壁等の建築用資材である。あるいは、被着物は、石膏ボード、壁紙クロス、木材、金属等の一般的に建材用途で使用されているものである。

これらの被着物の表面は平坦ではなく、小さな凹凸が形成されている。そのため、複層構造体１を、粘着剤層５０を介して被着物に貼り付けると、被着体の表面の凹凸に追従して樹脂製の支持体１０にも凹凸が生じ、この凹凸が金属層３０にうねりを生じさせ、金属層３０に反射する像の見栄えが悪化する場合がある。また、複層構造体１を壁や天井に貼りつける場合、複層構造体１の自重により被着体と粘着剤層５０との界面が剥離することを抑制しなければならない。

発明者らは、様々な検討の結果として、支持体１０の比重と粘着剤層５０の硬さとの比を適切な範囲内とすることにより、金属層３０に生じるうねりを低減し、かつ複層構造体１の自重による被着体と粘着剤層５０との界面の剥離を抑制できることを見出した。

以下に検討内容及び検討結果を示す。まず、支持体１０として、比重が１．３、２．０、及び２．５の３種類の樹脂ボードを準備した。また、粘着剤層５０として、硬さが０．０５、０．１、及び０．３の両面テープを準備した。そして、準備した樹脂ボードと両面テープを図２に示すように組み合わせて、図１に示す構造の複層構造体を作製した。そして、複層構造体の自重による剥離と、見栄えについて評価した。

複層構造体の自重による剥離は、複層構造体を天井または壁へ貼り付けてから１か月後に剥離が生じるか否かを目視で確認した。また、見栄えは、複層構造体に映る像をガラス層越しに目視し、気になるうねりがあるか否かを確認した。

なお、見栄えは、金属層３０のうねりの大小に既存し、うねりが小さいほど見栄えが良くなる。図２に示す凸／凹は、金属層３０のうねりを示す指標であり、小さいほどよい。見栄えは凹の割合よりも凸の割合に依存し、凸／凹が小さいほどよい。凸の割合が多くなると見栄えが悪くなるのは、ガラス層４０の外側から金属層３０に入射する光が凸の部分で散乱されるためと考えられる。

図２において、両面テープの硬さは、Hysitron Inc.製 Triboindenter T1980を用いて測定した。また、金属層３０の凸／凹（凸成分と凹成分との比率）は、八光オートメーション株式会社製のフレキシブルミラー歪検査装置を用いてガラス層４０を介して測定した。

この測定器は、ライン状の拡散光照明にスリットを設けて被測定物に照射し、その正反射光をカメラで撮影し、正反射光の歪みから被測定物の非測定面の傾きを算出し、曲率を計算するものである。非測定面全体の曲率をマッピングすることで、金属層３０の表面の凸／凹を算出できる。

図２に示すように、比重／硬さ、すなわち支持体の比重／粘着剤層の硬さが２０以下であれば、複層構造体の自重による剥離と、見栄えが共に問題なく、総合評価が〇となることが分かった。

また、凸／凹が１．９以下であれば、見栄えが悪化しないことを確認できた。なお、見栄えは、凸／凹が１．９以下であれば良好であるが、凸／凹が１．９以下であっても比重／硬さが２０よりも大きいと、自重による剥離が生じるため、総合評価は〇にはならない。ただし、見栄えのみに着目すれば、凸／凹が小さい方がよい。つまり、比重／硬さが２０以下であり、かつ凸／凹が１．５であれば見栄えはさらによくなり、凸／凹が１以下であれば見栄えはいっそうよくなる。

このように、複層構造体において、支持体の比重／粘着剤層の厚さが０より大きく２０以下であることにより、複層構造体の自重による被着体と粘着剤層との界面の剥離を抑制でき、かつ、被着体の表面の凹凸の影響を受けにくく良好な見栄えを実現できる。つまり、初期特性として見栄えが良く、かつ剥がれについては耐久性のよい複層構造体を実現できる。

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

１複層構造体
１０支持体
１０ａ上面
１０ｂ下面
２０接合層
３０金属層
４０ガラス層
５０粘着剤層

Claims

樹脂製の支持体と、
前記支持体の上面側に積層された金属層と、
前記金属層上に積層されたガラス層と、
前記支持体の下面に積層された粘着剤層と、を有し、
前記支持体の比重／前記粘着剤層の硬さは、２０以下である、複層構造体。
前記支持体の厚さは、０．３ｍｍ以上である、請求項１に記載の複層構造体。
前記ガラス層の厚さは、１０μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１又は２に記載の複層構造体。
前記金属層の表面の凸／凹は、１．５以下である、請求項１乃至３の何れか一項に記載の複層構造体。
前記金属層の表面の凸／凹は、１以下である、請求項４に記載の複層構造体。