JP2024051583A - 複層構造体 - Google Patents

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諒太 森島
Ryota MORISHIMA
淳一 稲垣
Junichi Inagaki
綾 渡邉
Aya Watanabe
洋平 相良
Yohei Sagara
誠也 宮本
Seiya Miyamoto
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Abstract

【課題】金属層に傷が付きにくい層構成を有する複層構造体の提供。【解決手段】本複層構造体は、樹脂層と、前記樹脂層の上面側に接着剤層を介して積層されたガラス層と、前記樹脂層の下面側に積層された金属層と、を有し、前記ガラス層の厚みは、10μm以上300μm以下である。【選択図】図1

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)上に銀等からなる金属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、金属層は光を反射する反射層として機能するため、製造工程で傷が付くと反射特性に悪影響を与える。そこで、複層構造体は、金属層に傷が付きにくい層構成とすることが好ましい。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、金属層に傷が付きにくい層構成を有する複層構造体の提供を目的とする。
本複層構造体は、樹脂層と、前記樹脂層の上面側に接着剤層を介して積層されたガラス層と、前記樹脂層の下面側に積層された金属層と、を有し、前記ガラス層の厚みは、10μm以上300μm以下である。
開示の技術によれば、金属層に傷が付きにくい層構成を有する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。 外観検査について説明する斜視図である。 外観検査について説明する平面図である 実施例及び比較例の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、樹脂層10と、金属層20と、接着剤層30と、ガラス層40と、粘着剤層50とを有している。
複層構造体1の平面形状(ガラス層40の上面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、鏡として使用できる。
ここで、複層構造体1の各部の材料等について説明する。
[樹脂層]
複層構造体1を鏡として使用する観点から、樹脂層10の単体での全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。樹脂層10の厚さは、可撓性の観点から2μm以上4000μm以下であることが好ましい。なお、樹脂層10の単体での全光線透過率は、JIS K7361-1に準拠した方法で測定可能である。測定装置としては、例えば、株式会社 村上色彩技術研究所製のヘーズメータ:HM-150Nを用いることができる。
樹脂層10は、複数の層から構成されてもよい。樹脂層10が複数の層から構成される場合には、接着機能を有する密着層を介在させて積層させることが好ましい。
樹脂層10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、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
[金属層]
金属層20は、樹脂層10の下面10b側に積層されている。金属層20は、ガラス層40、接着剤層30、及び樹脂層10を介して入射する可視光を反射する層である。すなわち、金属層20の上面20a(樹脂層10と接する面)は、ガラス層40、接着剤層30、及び樹脂層10を介して入射する可視光を反射する反射面である。
金属層20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20の単体での可視光反射率は、70%以上であることが好ましく、75%以上であることがより好ましく、83%以上であることがさらに好ましい。金属層20の単体での可視光反射率としては、例えば、コニカミノルタ株式会社製の分光測色計:CM-26DのSCIのY(D65)値を用いることができる。金属層20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20は、樹脂層10の下面10bに、例えば、スパッタ法、蒸着法、めっき法等により直接成膜することができる。
[接着剤層]
接着剤層30は、可視光透過率が高い材料から形成されている。接着剤層30の厚みは、例えば、0.1μm以上25μm以下である。接着剤層30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、紫外線硬化性アクリル系接着剤、紫外線硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性メラミン系接着剤、熱硬化性フェノール系接着剤、エチレンビニルアセテート(EVA)中間膜、ポリビニルブチラール(PVB)中間膜等が利用できる。
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。
[ガラス層]
ガラス層40は、接着剤層30を介して樹脂層10の上面10a側に積層されている。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、NaO、KO、LiO)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~3.0g/cmであり、更に好ましくは2.3g/cm~2.7g/cm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(接着剤層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、金属層20の樹脂層10とは反対側に積層されている。粘着剤層50としては、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。なお、粘着剤層50は、必要に応じて設けることができる。
〈実施例、比較例〉
以下、実施例、比較例について説明するが、本発明は、これらの例に何ら限定されるものではない。
[実施例1]
実施例1では、図1に示す構造の複層構造体1を作製した。ここでは、平面視で(ガラス層の法線方向から視て)250mm×500mmの矩形の複層構造体1を作製した。
具体的には、まず、樹脂層10として、厚さが100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなる樹脂フィルムを準備した。樹脂層10の単体での全光線透過率をJIS K7361-1に準拠した方法で、株式会社 村上色彩技術研究所製のヘーズメータ:HM-150Nを用いて測定したところ91%であった。
次に、樹脂層10の片面に、金属層20として、アルミニウムを厚さ40nmとなるようにスパッタ法により成膜した。
次に、厚さが100μmのガラス層40を準備し、ガラス層40の片面と、樹脂層10の金属層20が形成されていない面に、ワイヤバーを用いて接着剤を塗布した。そして、接着剤同士が対向するように樹脂層10上にガラス層40を配置し、ガラス層40を介して紫外線を照射して接着剤を硬化させ、接着剤層30を作製した。
これにより、樹脂層10の上面側に接着剤層30を介して積層されたガラス層40と、樹脂層10の下面側に積層された金属層20とを有する複層構造体1が完成した。次に、完成した複層構造体1の外観検査を行い、金属層20の傷の本数を確認した。
外観検査は、500lx以上の明るさの環境において、複層構造体1をガラス層40側から目視することで行った。具体的には、線状に視認できる異常部を『傷』と定義し、複層構造体1の金属層20の上面20aの全体において、ピークルーペ(20倍)を用いて傷の長さを測長し、線状に視認できる1mm以上の長さの傷の本数を確認した。詳細には、以下のとおりである。
図2は、外観検査について説明する斜視図である。図3は、外観検査について説明する平面図である。図2及び図3は、いずれも複層構造体1をガラス層40側から視た場合の金属層20の上面20aのみを図示している。
外観検査では、金属層20の上面20aを複数の測定領域に区分する。測定領域は、例えば10mm×10mmの領域である。そして、各測定領域において、図2及び図3に示す測定点A~Eの5箇所から傷を観察する。
測定点Aは、測定領域の中心Oを通る金属層20の上面20aの法線H上にあり、かつ中心Oからの距離が40cmとなる位置である。測定点B~Eは、測定点B~Eの各々と中心Oとを結ぶ線分と法線Hとのなす角度が45度であり、かつ中心Oからの距離が40cmとなる位置である。
また、平面視で、測定点Bと測定点Cとを結ぶ線分は測定点Aを通り、金属層20の上面20aの長辺と平行である。また、平面視で、測定点Dと測定点Eとを結ぶ線分は測定点Aを通り、金属層20の上面20aの短辺と平行である。
外観検査の測定対象は金属層20の上面20aの全体であるため、各測定領域において測定点A~Eの5箇所で傷の本数を確認し、これを合計して1m当たりの傷の本数に換算する。
[実施例2]
実施例2では、樹脂層10として、厚さが30μmのトリアセチルセルロース(TAC)からなる樹脂フィルムを準備した。それ以外は実施例1と同様にして複層構造体を作製し、実施例1と同様の外観検査を実施した。なお、樹脂層10の単体での全光線透過率を実施例1と同様の方法で測定したところ92%であった。
[実施例3]
実施例3では、樹脂層10として、厚さが10μmのポリビニルアルコール(PVA)からなる樹脂フィルムを準備した。それ以外は実施例1と同様にして複層構造体を作製し、実施例1と同様の外観検査を実施した。なお、樹脂層10の単体での全光線透過率を実施例1と同様の方法で測定したところ92%であった。
[実施例4]
実施例4では、樹脂層10として、厚さが30μmのアクリルからなる樹脂フィルムを準備した。それ以外は実施例1と同様にして複層構造体を作製し、実施例1と同様の外観検査を実施した。なお、樹脂層10の単体での全光線透過率を実施例1と同様の方法で測定したところ92%であった。
[実施例5]
実施例5では、樹脂層10として、厚さが2μmのウレタンアクリレートからなる樹脂フィルムを準備した。それ以外は実施例1と同様にして複層構造体を作製し、実施例1と同様の外観検査を実施した。なお、樹脂層10の単体での全光線透過率を実施例1と同様の方法で測定したところ92%であった。
[実施例6]
実施例6では、樹脂層10として、厚さが4000μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなる樹脂フィルムを準備した。それ以外は実施例1と同様にして複層構造体を作製し、実施例1と同様の外観検査を実施した。なお、樹脂層10の単体での全光線透過率を実施例1と同様の方法で測定したところ89%であった。
[実施例7]
実施例7では、樹脂層10として、厚さが500μmのポリ塩化ビニル(PVC)からなる樹脂フィルムを準備した。それ以外は実施例1と同様にして複層構造体を作製し、実施例1と同様の外観検査を実施した。なお、樹脂層10の単体での全光線透過率を実施例1と同様の方法で測定したところ88%であった。
[比較例1]
比較例1では、実施例1~7とは層構成の異なる複層構造体を作製した。ここでは、平面視で(ガラス層の法線方向から視て)250mm×500mmの矩形の複層構造体を作製した。まず、樹脂層として、厚さが38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)からなる樹脂フィルムを準備した。樹脂層10の単体での全光線透過率を実施例1と同様の方法で測定したところ91%であった。
次に、樹脂層の片面に、金属層として、アルミニウムを実施例1と同じ厚さとなるようにスパッタ法により成膜した。
次に、実施例1と同じ厚さのガラス層を準備し、ガラス層の片面と、金属層の樹脂層とは反対側の面に、ワイヤバーを用いて接着剤を塗布した。そして、接着剤同士が対向するように金属層上にガラス層を配置し、ガラス層を介して紫外線を照射して接着剤を硬化させ、接着剤層を作製した。
これにより、樹脂層の一方の側に金属層、接着剤層、ガラス層が順次積層された複層構造体が完成した。次に、実施例1等と同様の方法により、完成した複層構造体の外観検査を行い、金属層の傷の本数を確認した。
図4に実施例1~7及び比較例1の結果をまとめた。図4において、傷の本数は1m当たりの本数として示した。また、1m当たりの傷の本数が10本以下の場合をOK、10本よりも多い場合をNGとした。
図4に示すように、実施例1~7では、いずれも1m当たりの傷の本数が10本以下であったのに対し、比較例1では1m当たりの傷の本数が121本であり判断基準である10本を大幅に超えていた。これより、金属層の上面に接着剤層を形成すると金属層の上面に傷が付きやすいが、樹脂層の下面に金属層を形成すると金属層の上面に付く傷の本数を大幅に減らせることが分かった。
接着剤層の形成には粘度が高い接着剤を用いるため、対象物に非接触で形成することが困難である。そのため、例えば、対象物が金属層であれば、金属層の上面に接着剤を塗布して薄く塗り広げることが必要である。この場合、薄く塗り広げるときに、金属層の上面に傷が付きやすくなる。そのため、樹脂層の上面に金属層を形成し、金属層の上面に接着剤を塗布して塗り広げる工程が存在する比較例1では、金属層の上面の傷の本数が多くなったと考えられる。
これに対し、実施例1~7では、樹脂層の下面に金属層を形成するため、ガラス層を通して視認される金属層の上面は樹脂層の下面と接することになる。すなわち、ガラス層を通して視認される金属層の上面に接着剤を塗布して塗り広げる工程が存在しないため、金属層の上面の傷の本数が少なくなったと考えられる。このように、図1に示す層構成の複層構造体は、金属層に傷が付きにくい。
なお、比較例1において、ガラス層のみにワイヤバーを用いて接着剤を塗布し、金属層には接着剤を塗布しない方法も考えられる。しかし、接着剤をガラス層の金属層側の面に均一に塗り広げることは困難であるため、この方法は好ましくない。ガラス層の金属層側の面に接着剤を塗布し、かつ金属層のガラス層側の面にも接着剤を塗布することにより、最終的な接着剤の厚みを面内で均一にすることができる。また、片面だけに接着剤を塗布して貼合すると、貼合時に気泡や異物を噛み込みやすくなってしまう。この理由からも、ガラス層の金属層側の面に接着剤を塗布し、かつ金属層のガラス層側の面にも接着剤を塗布する必要がある。
また、図4より、図4に示した樹脂層の材料を適切な厚さにすることで、樹脂層の単体での全光線透過率を85%以上とすることができ、樹脂層の材料を選択することにより90%以上にできることが確認された。すなわち、実施例1~7のように樹脂層の下面側に金属層が配置される層構成であっても、複層構造体を鏡として使用することは十分可能である。
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。
以上の実施形態等に加えて、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
樹脂層と、
前記樹脂層の上面側に接着剤層を介して積層されたガラス層と、
前記樹脂層の下面側に積層された金属層と、を有し、
前記ガラス層の厚みは、10μm以上300μm以下である、複層構造体。
(付記2)
前記樹脂層の単体での全光線透過率は85%以上である、付記1に記載の複層構造体。
(付記3)
前記樹脂層の厚さは2μm以上4000μm以下である、付記1又は2に記載の複層構造体。
(付記4)
前記金属層は、前記樹脂層の下面に直接成膜されている、付記1乃至3の何れか1に記載の複層構造体。
(付記5)
前記金属層の前記樹脂層と接する面は、前記ガラス層、前記接着剤層、及び前記樹脂層を介して入射する可視光を反射する反射面である、付記1乃至4の何れか1に記載の複層構造体。
1 複層構造体
10 樹脂層
10a 上面
10b 下面
20 金属層
20a 上面
30 接着剤層
40 ガラス層
50 粘着剤層

Claims (5)

  1. 樹脂層と、
    前記樹脂層の上面側に接着剤層を介して積層されたガラス層と、
    前記樹脂層の下面側に積層された金属層と、を有し、
    前記ガラス層の厚みは、10μm以上300μm以下である、複層構造体。
  2. 前記樹脂層の単体での全光線透過率は85%以上である、請求項1に記載の複層構造体。
  3. 前記樹脂層の厚さは2μm以上4000μm以下である、請求項1又は2に記載の複層構造体。
  4. 前記金属層は、前記樹脂層の下面に直接成膜されている、請求項1又は2に記載の複層構造体。
  5. 前記金属層の前記樹脂層と接する面は、前記ガラス層、前記接着剤層、及び前記樹脂層を介して入射する可視光を反射する反射面である、請求項1又は2に記載の複層構造体。
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