KR20210005575A - 전자파 투과성 금속 광택 물품, 및, 금속 박막 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기체 (10) 와, 상기 기체 (10) 상에 형성된 금속층 (12) 을 구비하고, 상기 금속층 (12) 의 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치가 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에 있는 전자파 투과성 금속 광택 물품 (1) 에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 전자파 투과성 금속 광택 물품, 및, 금속 박막에 관한 것이다.
종래, 전자파 투과성 및 금속 광택을 갖는 부재가, 그 금속 광택에서 유래하는 외관의 고급감과, 전자파 투과성을 겸비하는 것으로부터, 전자파를 송수신하는 장치에 바람직하게 이용되고 있다.
예를 들어, 프론트 그릴, 엠블럼과 같은 자동차의 프론트 부분에 탑재되는 밀리파 레이더의 커버 부재에 장식을 가한, 광 휘성과 전자파 투과성의 쌍방을 겸비한 금속 광택 물품이 요구되고 있다.
밀리파 레이더는, 밀리파대의 전자파 (주파수 약 77 ㎓, 파장 약 4 ㎜) 를 자동차의 전방으로 송신하고, 타깃으로부터의 반사파를 수신하여, 반사파를 측정, 분석함으로써, 타깃과의 거리나, 타깃의 방향, 사이즈를 계측할 수 있는 것이다.
계측 결과는, 차간 계측, 속도 자동 조정, 브레이크 자동 조정 등에 이용할 수 있다.
이와 같은 밀리파 레이더가 배치되는 자동차의 프론트 부분은, 말하자면 자동차의 얼굴로, 유저에게 큰 임펙트를 부여하는 부분이기 때문에, 금속 광택풍의 프론트 장식으로 고급감을 연출하는 것이 바람직하다. 그러나, 자동차의 프론트 부분에 금속을 사용한 경우에는, 밀리파 레이더에 의한 전자파의 송수신이 실질적으로 불가능, 혹은, 방해되게 된다. 따라서, 밀리파 레이더의 작용을 방해하지 않고, 자동차의 의장성을 해치지 않게 하기 위해서, 광 휘성과 전자파 투과성의 쌍방을 겸비한 금속 광택 물품을 필요로 하게 되었다.
이 종류의 금속 광택 물품은, 밀리파 레이더뿐만 아니라, 통신을 필요로 하는 여러 가지 기기, 예를 들어, 스마트 키를 설치한 자동차의 도어 핸들, 차재 통신 기기, 휴대 전화, PC 등의 전자 기기 등에 대한 응용이 기대되고 있다. 또한, 최근에는, IoT 기술의 발달에 수반하여, 종래에는 통신 등 실시되는 경우가 없었던, 냉장고 등의 가전 제품, 생활 기기 등, 폭 넓은 분야에서의 응용도 기대되고 있다.
금속 광택 부재에 관해서, 일본 공개특허공보 2007-144988호 (특허문헌 1) 에는, 크롬 (Cr) 또는 인듐 (In) 으로 이루어지는 금속 피막을 포함하는 수지 제품이 개시되어 있다. 이 수지 제품은, 수지 기재와, 당해 수지 기재 상에 성막된 무기 화합물을 포함하는 무기질 하지막과, 당해 무기질 하지막 상에 물리 증착법에 의해 성막된 광 휘성 및 불연속 구조의 크롬 (Cr) 또는 인듐 (In) 으로 이루어지는 금속 피막을 포함한다. 무기질 하지막으로서, 특허문헌 1 에서는, (a) 금속 화합물의 박막, 예를 들어, 산화티탄 (TiO, TiO2, Ti3O5 등) 등의 티탄 화합물 ; 산화규소 (SiO, SiO2 등), 질화규소 (Si3N4 등) 등의 규소 화합물 ; 산화알루미늄 (Al2O3) 등의 알루미늄 화합물 ; 산화철 (Fe2O3) 등의 철 화합물 ; 산화셀렌 (CeO) 등의 셀렌 화합물 ; 산화지르콘 (ZrO) 등의 지르콘 화합물 ; 황화아연 (ZnS) 등의 아연 화합물 등, (b) 무기 도료의 도막, 예를 들어, 실리콘, 아모르퍼스 TiOz 등 (그 외, 상기 예시의 금속 화합물) 을 주성분으로 하는 무기 도료에 의한 도막이 사용되고 있다.
한편, 일본 공개특허공보 2009-298006호 (특허문헌 2) 에는, 크롬 (Cr) 또는 인듐 (In) 뿐만 아니라, 알루미늄 (Al), 은 (Ag), 니켈 (Ni) 도 금속막으로서 형성할 수 있는 전자파 투과성 광휘 수지 제품이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2010-5999호 (특허문헌 3) 에는 금속막층을 모재 시트에 형성하고, 모재 시트에, 장력을 부하하면서, 가열 처리를 실시함으로써 크랙을 갖는 전자파 투과성의 금속막 가식 시트를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
그러나, 종래 기술에 있어서의 금속 광택 물품은, 금속층의 반사 스펙트럼이 주파수 특성을 가지는, 즉, 광의 파장마다 반사율이 상이하기 때문에, 양호한 금속풍의 외관을 얻는 것이 곤란한 것을 본 발명자들은 알아냈다.
본원 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 그 과제는, 양호한 금속풍의 외관을 갖는 전자파 투과성 금속 광택 물품을 제공하는 것에 있다.
본 발명자 등은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 금속층을 구비하는 전자파 투과성 금속 광택 물품에 있어서, 금속층의 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치를 나타내는 파장을 적절한 범위로 제어함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품은, 기체와, 상기 기체 상에 형성된 금속층을 구비하고, 상기 금속층의 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치가 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에 있다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 금속층은, 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 부분을 포함하고, 상기 복수의 부분의 평균 입경이 100 ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 기체와 상기 금속층 사이에, 산화인듐 함유층을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 산화인듐 함유층은 연속 상태로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 산화인듐 함유층은, 산화인듐 (In2O3), 인듐주석 산화물 (ITO), 또는 인듐아연 산화물 (IZO) 의 어느 것을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 산화인듐 함유층의 두께는, 1 ㎚ ∼ 1000 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 금속층의 두께는, 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 금속층의 두께와 상기 산화인듐 함유층의 두께의 비 (상기 금속층의 두께/상기 산화인듐 함유층의 두께) 는, 0.02 ∼ 100 이어도 된다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태는, 시트 저항이, 100 Ω/□ 이상이어도 된다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 복수의 부분은 섬 형상으로 형성되어 있어도 된다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 금속층은, 알루미늄 (Al), 아연 (Zn), 납 (Pb), 구리 (Cu), 은 (Ag), 또는 이들의 합금의 어느 것인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 투과성 금속 광택 물품의 일 양태에 있어서, 상기 기체는, 기재 필름, 수지 성형물 기재, 유리 기재, 또는 금속 광택을 부여해야 할 물품의 어느 것인 것이 바람직하다.
본 발명의 금속 박막은, 기체 상에 형성된 금속 박막으로서,
상기 금속 박막은, 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 의 두께를 갖고, 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치가 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에 있다.
본 발명의 금속 박막의 일 양태는, 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 섬 형상 부분을 포함하고, 상기 복수의 섬 형상 부분의 평균 입경이 100 ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 금속 박막의 일 양태에 있어서, 상기 금속 박막은, 알루미늄 (Al), 아연 (Zn), 납 (Pb), 구리 (Cu), 은 (Ag), 또는 이들의 합금의 어느 것인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 양호한 금속풍의 외관을 갖는 전자파 투과성 금속 광택 물품을 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품의 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품의 개략 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품의 표면의 전자 현미경 사진이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품의 금속층의 막 두께의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 금속층의 단면의 투과형 전자 현미경 사진 (TEM 화상) 을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품의 개략 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품의 표면의 전자 현미경 사진이다.
도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품의 금속층의 막 두께의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 금속층의 단면의 투과형 전자 현미경 사진 (TEM 화상) 을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다. 이하에 있어서는, 설명의 편의를 위해서 본 발명의 바람직한 실시형태만을 나타내지만, 물론, 이것에 의해 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.
＜1. 기본 구성＞
도 1 에, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자파 투과성 금속 광택 물품 (이하, 「금속 광택 물품」 이라고 한다) (1) 의 개략 단면도를 나타내고, 도 3 에, 본 발명의 일 실시형태에 의한 금속 광택 물품 (1) 의 표면의 전자 현미경 사진 (SEM 화상) 을 나타낸다. 또한, 도 5 에, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 섬 형상 구조의 금속층 (11) 의 단면의 투과형 전자 현미경 사진 (TEM 화상) 을 나타낸다.
금속 광택 물품 (1) 은, 기체 (10) 와, 기체 (10) 상에 형성된, 금속층 (12) 을 포함한다.
금속층 (12) 은 기체 (10) 상에 형성된다. 금속층 (12) 은 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 부분 (12a) 을 포함하는 것이 바람직하다. 금속층 (12) 에 있어서의 이들 부분 (12a) 은, 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있고, 다시 말하면, 적어도 일부에 있어서 간극 (12b) 에 의해 가로막힌다. 간극 (12b) 에 의해 가로막히면, 금속 광택 물품의 시트 저항은 커지고, 전파와의 상호 작용이 저하하기 때문에, 전파를 투과시키기 쉬워져 바람직하다. 이들 각 부분 (12a) 은 금속을 증착, 스퍼터 등 함으로써 형성된 스퍼터 입자의 집합체여도 된다.
또한, 금속층 (12) 의 구성은 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 부분 (12a) 을 포함하는 구성에 한정되지 않고, 전자파 투과성을 확보할 수 있는 한에 있어서 연속적인 구성이어도 된다.
또한, 본 명세서에서 말하는 「불연속의 상태」 란, 간극 (12b) 에 의해 서로 가로막혀 있고, 이 결과, 서로 전기적으로 절연되어 있는 상태를 의미한다. 전기적으로 절연됨으로써, 금속 광택 물품의 시트 저항이 커져, 원하는 전자파 투과성이 얻어지기 쉬워진다. 즉, 불연속의 상태로 형성된 금속층 (12) 에 의하면, 충분한 광 휘성이 얻어지기 쉽고, 전자파 투과성을 확보하는 것도 용이해진다. 불연속의 형태는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 섬 형상 구조, 크랙 구조 등이 포함된다. 여기서 「섬 형상 구조」 란, 도 3 에 나타나 있는 바와 같이, 금속 입자끼리가 각각 독립되어 있고, 그것들 입자가, 서로 약간 이간되거나 또는 일부 접촉한 상태로 고르게 깔려 이루어지는 구조이다.
크랙 구조란, 금속 박막이 크랙에 의해 분단된 구조이다.
크랙 구조의 금속층 (12) 은, 예를 들어 기재 필름 상에 금속 박막층을 형성하고, 굴곡 연신하여 금속 박막층에 크랙을 발생시킴으로써 형성할 수 있다. 이 때, 기재 필름과 금속 박막층 사이에 신축성이 부족한, 즉 연신에 의해 크랙을 생성하기 쉬운 소재로 이루어지는 취성층을 형성함으로써, 용이하게 크랙 구조의 금속층 (12) 을 형성할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이 금속층 (12) 이 불연속이 되는 양태는 특별히 한정되지 않지만, 생산성의 관점에서는 섬 형상 구조로 하는 것이 바람직하다.
금속 광택 물품 (1) 의 전자파 투과성은, 예를 들어 전파 투과 감쇠량에 의해 평가할 수 있다. 금속 광택 물품 (1) 에 있어서, 실시예의 난에 기재된 방법으로 측정한 마이크로파 대역 (5 ㎓) 에 있어서의 전파 투과 감쇠량은, 10 [-dB] 이하인 것이 바람직하고, 5 [-dB] 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 [-dB] 이하인 것이 더욱 바람직하다. 10 [-dB] 보다 크면, 90 ％ 이상의 전파가 차단된다는 문제가 있다. 또한, 마이크로파 대역 (1 ㎓) 에 있어서의 전파 투과 감쇠량과 밀리파 레이더의 주파수 대역 (76 ∼ 80 ㎓) 에 있어서의 전파 투과 감쇠량 사이에는 상관성이 있고, 비교적 가까운 값을 나타내는 것으로부터, 마이크로파 대역에 있어서의 전자파 투과성이 우수한 금속 광택 물품은, 밀리파 레이더의 주파수 대역에 있어서의 전자파 투과성도 우수하다.
금속 광택 물품 (1) 의 시트 저항도 전자파 투과성과 상관을 갖는다. 금속 광택 물품 (1) 의 시트 저항은 100 Ω/□ 이상인 것이 바람직하고, 이 경우 마이크로파 대역 (5 ㎓) 에 있어서의 전파 투과 감쇠량은, 10 ∼ 0.01 [-dB] 정도가 된다. 금속 광택 물품의 시트 저항은 200 Ω/□ 이상인 것이 보다 바람직하고, 600 Ω/□ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 특히 바람직하게는, 1000 Ω/□ 이상이다. 시트 저항의 상한치에 특별히 한정은 없지만, 1015 Ω/□ 이하인 것이 바람직하다.
금속 광택 물품 (1) 의 시트 저항은, JIS-Z2316-1 : 2014 에 따라서 와전류 측정법에 의해 측정할 수 있다.
금속 광택 물품 (1) 의 전파 투과 감쇠량 및 시트 저항은, 금속층 (12) 의 재질이나 두께 등에 의해 영향을 받는다. 또한, 금속 광택 물품 (1) 이 산화인듐 함유층 (11) 을 구비하는 경우에는 산화인듐 함유층 (11) 의 재질이나 두께 등에 의해서도 영향을 받는다.
＜2. 기체＞
기체 (10) 로는, 전자파 투과성의 관점에서, 수지, 유리, 세라믹스 등을 들 수 있다.
기체 (10) 는, 기재 필름, 수지 성형물 기재, 유리 기재, 또는 금속 광택을 부여해야 할 물품의 어느 것이어도 된다.
보다 구체적으로는, 기재 필름으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트 (PC), 시클로올레핀 폴리머 (COP), 폴리스티렌, 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌, 폴리시클로올레핀, 폴리우레탄, 아크릴 (PMMA), ABS 등의 단독 중합체나 공중합체로 이루어지는 투명 필름을 사용할 수 있다.
이들 부재에 의하면, 광 휘성이나 전자파 투과성에 영향을 주는 경우도 없다. 단, 산화인듐 함유층 (11) 이나 금속층 (12) 을 후에 형성하는 관점에서, 증착이나 스퍼터 등의 고온에 견딜 수 있는 것인 것이 바람직하고, 따라서, 상기 재료 중에서도, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 아크릴, 폴리카보네이트, 시클로올레핀 폴리머, ABS, 폴리프로필렌, 폴리우레탄이 바람직하다. 그 중에서도, 내열성과 비용의 밸런스가 양호한 것으로부터 폴리에틸렌테레프탈레이트나 시클로올레핀 폴리머, 폴리카보네이트, 아크릴이 바람직하다.
기재 필름은, 단층 필름이어도 되고 적층 필름이어도 된다. 가공의 용이함 등으로부터, 두께는, 예를 들어, 6 ㎛ ∼ 250 ㎛ 정도가 바람직하다. 산화인듐 함유층 (11) 이나 금속층 (12) 과의 부착력을 강하게 하기 위해서, 플라즈마 처리나 접착 용이 처리 등이 실시되어도 된다.
기체 (10) 가 기재 필름인 경우, 금속층 (11) 은 기재 필름 상의 적어도 일부에 형성하면 되고, 기재 필름의 편면에만 형성해도 되고, 양면에 형성해도 된다.
여기서, 기재 필름은, 그 표면 상에 금속층 (12) 을 형성할 수 있는 대상 (기체 (10)) 의 일례에 지나지 않는 점에 주의해야 한다. 기체 (10) 에는, 상기한 바와 같이 기재 필름 외에, 수지 성형물 기재, 유리 기재, 금속 광택을 부여해야 할 물품 그 자체도 포함된다. 수지 성형물 기재, 및 금속 광택을 부여해야 할 물품으로는, 예를 들어, 차량용 구조 부품, 차량 탑재 용품, 전자 기기의 케이싱, 가전 기기의 케이싱, 구조용 부품, 기계 부품, 여러 가지 자동차용 부품, 전자 기기용 부품, 가구, 부엌 용품 등의 가재용 용도, 의료 기기, 건축 자재의 부품, 그 밖의 구조용 부품이나 외장용 부품 등을 들 수 있다.
금속층 (12) 은, 이들 모든 기체 상에 형성할 수 있고, 기체의 표면의 일부에 형성해도 되고, 기체의 표면 모두에 형성해도 된다. 이 경우, 금속층 (12) 을 부여해야 할 기체 (10) 는, 상기의 기재 필름과 동일한 재질, 조건을 만족하고 있는 것이 바람직하다.
＜3. 산화인듐 함유층＞
또한, 일 실시형태에 관련된 전자파 투과성 금속 광택 물품 (1) 은, 도 2 에 나타나는 바와 같이, 기체 (10) 와 금속층 (12) 사이에, 산화인듐 함유층 (11) 을 추가로 구비해도 된다. 산화인듐 함유층 (11) 은, 기체 (10) 의 면에 직접 형성되어 있어도 되고, 기체 (10) 의 면에 형성된 보호막 등을 개재하여 간접적으로 형성되어도 된다. 산화인듐 함유층 (11) 은, 금속 광택을 부여해야 할 기체 (10) 의 면에 연속 상태로, 다시 말하면, 간극 없이, 형성되는 것이 바람직하다. 연속 상태로 형성됨으로써, 산화인듐 함유층 (11), 나아가서는, 금속층 (12) 이나 전자파 투과성 금속 광택 물품 (1) 의 평활성이나 내식성을 향상시킬 수 있고, 또한, 산화인듐 함유층 (11) 을 면내 편차 없이 성막하는 것도 용이해진다.
이와 같이, 기체 (10) 와 금속층 (12) 사이에, 산화인듐 함유층 (11) 을 추가로 구비하는 것, 즉, 기체 (10) 상에 산화인듐 함유층 (11) 을 형성하고, 그 위에 금속층 (12) 을 형성하는 것에 의하면, 금속층 (12) 을 불연속의 상태로 형성하기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 그 메커니즘의 상세한 것은 반드시 분명하지는 않지만, 금속의 증착이나 스퍼터에 의한 스퍼터 입자가 기체 상에서 박막을 형성할 때에는, 기체 상에서의 입자의 표면 확산성이 박막의 형상에 영향을 미쳐, 기체의 온도가 높고, 기체에 대한 금속층의 젖음성이 작고, 금속층의 재료의 융점이 낮은 것이 불연속 구조를 형성하기 쉬운 것으로 생각된다. 그리고, 기체 상에 산화인듐 함유층을 형성함으로써, 그 표면 상의 금속 입자의 표면 확산성이 촉진되어, 금속층을 불연속의 상태로 성장시키기 쉬워지는 것으로 생각된다.
산화인듐 함유층 (11) 으로서, 산화인듐 (In2O3) 그 자체를 사용할 수도 있고, 예를 들어, 인듐주석 산화물 (ITO) 이나, 인듐아연 산화물 (IZO) 과 같은 금속 함유물을 사용할 수도 있다. 단, 제 2 금속을 함유한 ITO 나 IZO 가, 스퍼터링 공정에서의 방전 안정성이 높은 점에서, 보다 바람직하다. 이들 산화인듐 함유층 (11) 을 사용함으로써, 기체의 면을 따라 연속 상태의 막을 형성할 수도 있고, 또한, 이 경우에는, 산화인듐 함유층 상에 적층되는 금속층을, 예를 들어, 섬 형상의 불연속 구조로 하기 쉬워지기 때문에, 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 이 경우에는, 금속층에, 크롬 (Cr) 또는 인듐 (In) 뿐만이 아니라, 통상적으로는 불연속 구조가 되기 어려워, 본 용도에는 적용이 어려웠던, 알루미늄 등의 여러 가지 금속을 포함하기 쉬워진다.
ITO 에 포함되는 산화주석 (SnO2) 의 질량 비율인 함유율 (함유율 = (SnO2/(In2O3 ＋ SnO2)) × 100) 은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 2.5 wt％ ∼ 30 wt％, 보다 바람직하게는, 3 wt％ ∼ 10 wt％ 이다. 또한, IZO 에 포함되는 산화아연 (ZnO) 의 질량 비율인 함유율 (함유율 = (ZnO/(In2O3 ＋ ZnO)) × 100) 은, 예를 들어, 2 wt％ ∼ 20 wt％ 이다. 산화인듐 함유층 (11) 의 두께는, 시트 저항이나 전파 투과 감쇠량, 생산성의 관점에서, 통상적으로 1000 ㎚ 이하가 바람직하고, 50 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 20 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 적층되는 금속층 (12) 을 불연속 상태로 하기 쉽게 하기 위해서는, 1 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 확실하게 불연속 상태로 하기 쉽게 하기 위해서는, 2 ㎚ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
＜4. 금속층＞
금속층 (12) 은 기체 (10) 상에 형성되고, 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치가 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에 있다. 또한, 금속층 (12) 은 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 부분 (12a) 을 포함하고, 복수의 부분 (12a) 의 평균 입경은 100 ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하다.
여기서, 복수의 부분 (12a) 의 평균 입경이란, 복수의 부분 (12a) 의 원 상당 직경의 평균치를 의미한다. 복수의 부분 (12a) 의 원 상당 직경이란, 복수의 부분 (12a) 의 면적에 상당하는 진원의 직경을 말한다. 복수의 부분 (12a) 의 평균 입경은, 실시예의 난에 기재하는 방법으로 측정할 수 있다.
금속층 (12) 이 양호한 금속풍의 외관을 나타내기 위해서는, 금속층 (12) 의 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치는, 가시광 영역 주변에 있는 것이 바람직하다. 또한, 이하 전광선 반사 스펙트럼에 있어서 반사율이 극대가 되는 파장을 「반사 피크 파장」 이라고도 한다. 금속층 (12) 의 반사 피크 파장이 지나치게 짧으면 금속 광택 물품 (1) 이 푸르스름하게 보이게 되고, 반대로 반사 피크 파장이 지나치게 길면 금속 광택 물품 (1) 이 불그스름하게 보이게 되고, 어느 경우에도 광택도가 저하하여, 양호한 금속풍의 외관을 얻을 수 없게 된다. 본 발명에 있어서는 금속층 (12) 의 반사 피크 파장을 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위로 함으로써, 양호한 금속풍의 외관을 얻고 있다. 금속층 (12) 의 반사 피크 파장은, 400 ㎚ ∼ 700 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다.
금속층 (12) 의 반사 피크 파장은, 금속층의 재질이나 구조에 따라 상이하다. 금속층 (12) 이 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 부분 (12a) 을 포함하는 경우에는, 금속층 (12) 의 반사 피크 파장은 당해 복수의 부분 (12a) 의 평균 입경에 따라 상이하고, 복수의 부분 (12a) 의 평균 입경이 작아지면 반사 피크 파장은 짧아지고, 복수의 부분의 평균 입경이 커지면 반사 피크 파장은 길어지는 경향이 있다. 금속층 (12) 이 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 부분 (12a) 을 포함하는 경우에 있어서 상기의 바람직한 반사 피크 파장을 달성하기 위해서는, 복수의 부분 (12a) 의 평균 입경을 100 ∼ 500 ㎚ 로 하는 것이 바람직하고, 150 ㎚ ∼ 450 ㎚ 로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 각 부분 (12a) 끼리의 거리는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로는 10 ∼ 1000 ㎚ 정도이다.
금속층 (12) 은, 충분한 광 휘성을 발휘할 수 있는 것은 물론, 융점이 비교적 낮은 것이 바람직하다. 금속층 (12) 은, 스퍼터링을 사용한 박막 성장에 의해 형성하는 것이 바람직하기 때문이다. 이와 같은 이유로부터, 금속층 (12) 으로는, 융점이 약 1000 ℃ 이하인 금속이 적합하고, 예를 들어, 알루미늄 (Al), 아연 (Zn), 납 (Pb), 구리 (Cu), 은 (Ag) 에서 선택된 적어도 1 종의 금속, 및 그 금속을 주성분으로 하는 합금의 어느 것을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 물질의 광 휘성이나 안정성, 가격 등의 이유로부터 Al 및 그들의 합금이 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금을 사용하는 경우에는, 알루미늄 함유량을 50 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
금속층 (12) 의 두께는, 충분한 광 휘성을 발휘하도록, 통상적으로 20 ㎚ 이상이 바람직하고, 한편, 시트 저항이나 전파 투과 감쇠량의 관점에서, 통상적으로 100 ㎚ 이하가 바람직하다. 예를 들어, 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 가 바람직하고, 30 ㎚ ∼ 70 ㎚ 가 보다 바람직하다. 이 두께는, 균일한 막을 양호한 생산성으로 형성하는 데에도 적합하고, 또한, 최종 제품인 수지 성형품의 외관도 양호하다. 또한, 금속층 (12) 의 두께는 예를 들어 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
(금속층의 두께의 측정 방법)
먼저, 금속 광택 물품으로부터, 도 4 에 나타내는 바와 같이 1 변 5 ㎝ 의 정방형 영역 (3) 을 적당히 추출하고, 그 정방형 영역 (3) 의 세로 변 및 가로 변 각각의 중심선 (A, B) 을 각각 4 등분함으로써 얻어지는 합계 5 개 지점의 점 「a」 ∼ 「e」 를 측정 지점으로서 선택한다.
이어서, 선택한 측정 지점 각각에 있어서의, 도 5 에 나타내는 바와 같은 단면 화상 (투과형 전자 현미경 사진 (TEM 화상)) 을 측정하고, 얻어진 TEM 화상으로부터, 5 개 이상의 금속 부분 (12a) 이 포함되는 시야각 영역을 추출한다.
5 개 지점의 측정 지점 각각에 있어서 추출된 시야각 영역에 있어서의 금속층의 총단면적을 시야각 영역의 가로 폭으로 나눈 것을 각 시야각 영역의 금속층의 두께로 하고, 5 개 지점의 측정 지점 각각에 있어서의, 각 시야각 영역의 금속층의 두께의 평균치를 금속층의 두께로 한다.
또한, 동일한 이유로부터, 금속층 (12) 의 두께와 산화인듐 함유층 (11) 의 두께의 비 (금속층 (12) 의 두께/산화인듐 함유층 (11) 의 두께) 는, 0.1 ∼ 100 의 범위가 바람직하고, 0.3 ∼ 35 의 범위가 보다 바람직하다.
본 실시형태의 금속 광택 물품에는, 상기 서술한 금속층, 및 산화인듐 함유층 외에, 용도에 따라 그 밖의 층을 형성해도 된다.
그 밖의 층으로는 색미 등의 외관을 조정하기 위한 고굴절 재료 등의 광학 조정층 (색미 조정층), 내습성이나 내찰상성 등의 내구성을 향상시키기 위한 보호층 (내찰상성층), 배리어층 (부식 방지층), 접착 용이층, 하드 코트층, 반사 방지층, 광 취출층, 안티글레어층 등을 들 수 있다.
＜5. 금속 광택 물품의 제조＞
금속 광택 물품 (1) 의 제조 방법의 일례에 대하여, 설명한다. 특별히 설명하지 않지만, 기재 필름 (10) 이외의 기체를 사용한 경우에 대해서도 동일한 방법으로 제조할 수 있다.
기체 (10) 상에 금속층 (12) 을 형성하는 데에 있어서는, 예를 들어, 진공 증착, 스퍼터링 등의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 기체 (10) 상에 산화인듐 함유층 (11) 을 형성하는 경우에는, 금속층 (12) 의 형성에 앞서, 산화인듐 함유층 (11) 을, 진공 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 등에 의해 형성한다. 단, 대면적이어도 두께를 엄밀하게 제어할 수 있는 점에서, 스퍼터링이 바람직하다.
또한, 기체 (10) 와 금속층 (12) 사이에 산화인듐 함유층 (11) 을 형성하는 경우, 산화인듐 함유층 (11) 과 금속층 (12) 사이에는, 다른 층을 개재시키지 않고 직접 접촉시키는 것이 바람직하다.
＜6. 금속 박막＞
본 실시형태에 관련된 금속 박막은, 기체 상에 형성된 금속 박막으로서, 상기 금속 박막은, 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 의 두께를 갖고, 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치가 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에 있다. 또한, 본 실시형태에 관련된 금속 박막은, 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 섬 형상 부분을 포함하고, 상기 복수의 섬 형상 부분의 평균 입경이 100 ∼ 500 ㎚ 인 것이 바람직하다.
상기 서술한 금속층 (12) 을, 두께 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 로 형성하고, 이것만을 금속 박막으로서 사용할 수도 있다. 예를 들어, 기재 필름과 같은 기체에 적층된 산화인듐 함유층 (11) 상에, 스퍼터링으로 금속층 (12) 을 형성하여, 금속 박막이 부착된 필름을 얻는다. 또한, 이것과는 별도로, 접착제를 기재 상에 도공하여 접착제층이 부착된 기재를 제작한다. 금속 박막이 부착된 필름과 접착제층이 부착된 기재를, 금속층 (12) 과 접착제층이 접하도록 첩합하고, 충분히 밀착시킨 후에 필름과 기재를 박리시킴으로써, 금속 박막이 부착된 필름의 최표면에 존재한 금속층 (금속 박막) (12) 을 접착제층이 부착된 기재의 최표면에 전사시킬 수 있다.
기체, 금속 박막, 및 복수의 부분의 평균 입경으로는, 상기 서술한 설명을 그대로 원용할 수 있다.
＜7. 금속 광택 물품 및 금속 박막의 용도＞
본 실시형태의 금속 광택 물품 (1) 및 금속 박막은, 전자파 투과성을 갖는 것으로부터 전자파를 송수신하는 장치나 물품 및 그 부품 등에 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차량용 구조 부품, 차량 탑재 용품, 전자 기기의 케이싱, 가전 기기의 케이싱, 구조용 부품, 기계 부품, 여러 가지 자동차용 부품, 전자 기기용 부품, 가구, 부엌 용품 등의 가재용 용도, 의료 기기, 건축 자재의 부품, 그 밖의 구조용 부품이나 외장용 부품 등을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 차량 관계에서는, 인스트루먼트 패널, 콘솔 박스, 도어 노브, 도어 트림, 시프트 레버, 페달류, 글로브 박스, 범퍼, 보닛, 펜더, 트렁크, 도어, 루프, 필러, 좌석 시트, 스티어링 휠, ECU 박스, 전장 부품, 엔진 주변 부품, 구동계·기어 주변 부품, 흡기·배기계 부품, 냉각계 부품 등을 들 수 있다.
전자 기기 및 가전 기기로서 보다 구체적으로는, 냉장고, 세탁기, 청소기, 전자 레인지, 에어컨, 조명 기기, 전기 온수기, 텔레비전, 시계, 환기 팬, 프로젝터, 스피커 등의 가전 제품류, PC, 휴대 전화, 스마트 폰, 디지털 카메라, 태블릿형 PC, 휴대 음악 플레이어, 휴대 게임기, 충전기, 전지 등 전자 정보 기기 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 실시예 1 ∼ 7 및 비교예 1 ∼ 3 의 금속 광택 물품을 준비하고, 금속층을 구성하는 복수의 부분의 평균 입경, 반사 피크 파장, 광택도, 금속층의 두께 (막 두께), 시트 저항을 측정하였다. 또한, 기체 (10) 로는, 기재 필름을 사용하였다.
20°광택도는, 광 휘성에 관한 평가로, 큰 것이 바람직하다.
평가 방법의 상세한 것은 이하와 같다.
(1) 평균 입경
주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여, 금속 광택 물품의 금속층의 1.92 ㎛ × 2.56 ㎛ 의 영역의 5 만배의 SEM 화상을 얻었다. 얻어진 SEM 화상으로부터 각 부분의 면적 V 를 구하여, 각 부분의 입경 R 을 R = 2 × (V/π)0.5 로부터 구하고, 그 평균치를 복수의 부분의 평균 입경으로 하였다. 또한, 평균치를 구할 때에는 R 이 0.05 ㎛ 이하인 것은 노이즈로서 무시하였다.
도 3 에 얻어진 SEM 화상의 일례를 나타낸다. 도 3 은, 실시예 3 의 금속 광택 물품의 금속층의 SEM 화상이다.
(2) 반사 피크 파장
금속 광택 물품의 기체측에 흑색 테이프를 첩합하고, 금속층측의 면에 대하여 광을 조사하고, 분광 광도계 U4100 ((주) 히타치 하이테크놀로지즈 제조) 을 사용하여 전광선 반사광의 스펙트럼을 얻었다. 이어서, 얻어진 스펙트럼에 있어서 파장 200 ㎚ ∼ 2000 ㎚ 의 범위에서 반사율이 극대가 되는 파장을 검출하여, 반사 피크 파장으로 하였다.
(3) 20°광택도
금속 광택 물품의 기체측에 흑색 테이프를 첩합하고, 20°광택도를 JIS Z 8741 (1997년판) 에 준거하여 측정하였다. 구체적으로는, PG-IIM (닛폰 전색 공업 (주) 제조) 을 사용하여 측정을 실시하였다. 또한, 20°광택도의 측정은 금속층측의 면에 대하여 실시하였다. 얻어진 광택도의 값에 따라, 금속 광택 물품의 광 휘성을 이하의 기준으로 판단하였다.
(광 휘성의 평가 기준)
1000 초과 : ○ (양호)
500 ∼ 1000 : △ (약간 불량)
500 미만 : × (불량)
(4) 금속층의 두께 (막 두께)
투과형 전자 현미경 (TEM) 을 사용하여 상기 서술한 방법에 의해 금속층의 두께 (막 두께) 를 측정하였다.
(5) 시트 저항
냅슨사 제조 비접촉식 저항 측정 장치 NC-80MAP (측정 상한 : 3000 Ω/□) 를 이용하여, JIS-Z2316 에 준거하여, 와전류 측정법에 의해 금속층과 산화인듐 함유층의 적층체로서의 시트 저항을 측정하였다.
이하의 표 1 에, 평가 결과를 나타낸다.
[실시예 1]
기재 필름으로서, 미츠비시 수지사 제조 PET 필름 (두께 38 ㎛) 을 사용하였다.
먼저, DC 마그네트론 스퍼터링을 사용하여, 기재 필름의 면을 따라, 5 ㎚ 의 두께의 ITO 층을 그 위에 직접 형성하였다. ITO 층을 형성할 때의 기재 필름의 온도는, 130 ℃ 로 설정하였다. ITO 에 포함되는 산화주석 (SnO2) 의 함유율 (함유율 = (SnO2/(In2O3 ＋ SnO2)) × 100) 은 10 wt％ 였다.
이어서, 교류 스퍼터링 (AC : 40 ㎑) 을 사용하여, ITO 층 상에, 알루미늄 (Al) 층을 형성하여, 금속 광택 물품 (금속 필름) 을 얻었다. Al 층을 형성할 때의 기재 필름의 온도는, 130 ℃ 로 설정하였다.
[실시예 2 ∼ 7, 비교예 1 ∼ 3]
ITO 층 상에, 알루미늄 (Al) 층을 형성할 때의 스퍼터 시간을 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 실시예 2 ∼ 7, 및 비교예 1 ∼ 3 의 금속 광택 물품 (금속 필름) 을 얻었다.
실시예 1 ∼ 7 의 금속 광택 물품은, 모두 양호한 광 휘성을 갖고, 우수한 금속풍의 외관을 나타냈다.
한편, 비교예 1 및 2 의 금속 광택 물품은, 금속층의 복수의 부분의 평균 입경이 작고, 반사 피크 파장이 짧고, 푸르스름한 외관을 나타내고, 광택도가 작고, 광 휘성이 뒤떨어졌다.
또한, 비교예 3 의 금속 광택 물품은, 금속층의 복수의 부분의 평균 입경이 크고, 반사 피크 파장이 길고, 불그스름한 외관을 나타내고, 광택도가 작고, 광 휘성이 뒤떨어졌다.
또한, 이상의 실시예에서 특별히 사용한 알루미늄 (Al) 이외의 금속에 대해서도, 아연 (Zn), 납 (Pb), 구리 (Cu), 은 (Ag) 등의 비교적 융점이 낮은 금속에 대해서는, 동일한 수법으로 불연속 구조를 형성할 수 있는 것으로 생각된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 구체화할 수도 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 상기 서술한 실시형태에 제한되는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상기 서술한 실시형태에 여러 가지 변형 및 치환을 더할 수 있다.
또한, 본 출원은, 2018년 4월 23일 출원된 일본 특허출원 (특원 2018-082657) 및 2019년 4월 22일 출원된 일본 특허출원 (특원 2019-080636) 에 기초하는 것이고, 그 내용은 본 출원 중에 참조로서 원용된다.
산업상 이용가능성
본 발명에 관련된 금속 광택 물품은, 전자파를 송수신하는 장치나 물품 및 그 부품 등에 사용할 수 있다. 예를 들어, 차량용 구조 부품, 차량 탑재 용품, 전자 기기의 케이싱, 가전 기기의 케이싱, 구조용 부품, 기계 부품, 여러 가지 자동차용 부품, 전자 기기용 부품, 가구, 부엌 용품 등의 가재용 용도, 의료 기기, 건축 자재의 부품, 그 밖의 구조용 부품이나 외장용 부품 등, 의장성과 전자파 투과성의 쌍방이 요구되는 여러 가지 용도에도 이용할 수 있다.
1 ; 금속 광택 물품
10 ; 기체
11 ; 산화인듐 함유층
12 ; 금속층
12a ; 부분
12b ; 간극
10 ; 기체
11 ; 산화인듐 함유층
12 ; 금속층
12a ; 부분
12b ; 간극
Claims (15)
- 기체와, 상기 기체 상에 형성된 금속층을 구비하고,
상기 금속층의 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치가 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에 있는
전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 1 항에 있어서,
상기 금속층은, 적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 부분을 포함하고,
상기 복수의 부분의 평균 입경이 100 ∼ 500 ㎚ 인 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 부분은 섬 형상으로 형성되어 있는 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체와 상기 금속층 사이에, 산화인듐 함유층을 추가로 구비하는 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 4 항에 있어서,
상기 산화인듐 함유층은 연속 상태로 형성되어 있는 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 산화인듐 함유층은, 산화인듐 (In2O3), 인듐주석 산화물 (ITO), 또는 인듐아연 산화물 (IZO) 의 어느 것을 포함하는 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화인듐 함유층의 두께는, 1 ㎚ ∼ 1000 ㎚ 인 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속층의 두께는, 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 인 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속층의 두께와 상기 산화인듐 함유층의 두께의 비 (상기 금속층의 두께/상기 산화인듐 함유층의 두께) 는, 0.02 ∼ 100 인 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
시트 저항이, 100 Ω/□ 이상인 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속층은, 알루미늄 (Al), 아연 (Zn), 납 (Pb), 구리 (Cu), 은 (Ag), 또는 이들의 합금의 어느 것인 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체는, 기재 필름, 수지 성형물 기재, 유리 기재, 또는 금속 광택을 부여해야 할 물품의 어느 것인 전자파 투과성 금속 광택 물품. - 기체 상에 형성된 금속 박막으로서,
상기 금속 박막은, 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 의 두께를 갖고, 전광선 반사 스펙트럼에 있어서의 반사율의 극대치가 380 ㎚ ∼ 780 ㎚ 의 범위에 있는 금속 박막. - 제 13 항에 있어서,
적어도 일부에 있어서 서로 불연속의 상태에 있는 복수의 섬 형상 부분을 포함하고, 상기 복수의 섬 형상 부분의 평균 입경이 100 ∼ 500 ㎚ 인 금속 박막. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 금속 박막은, 알루미늄 (Al), 아연 (Zn), 납 (Pb), 구리 (Cu), 은 (Ag), 또는 이들의 합금의 어느 것인 금속 박막.
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