JP4698392B2 - Metal-like soft polymer molding - Google Patents
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Description
本発明は、軟質高分子成形体の表面に金属調の加飾がなされた金属調軟質高分子成形体に関する。 The present invention relates to a metal-like soft polymer molded body in which a metal-like decoration is made on the surface of a soft polymer molded body.
樹脂成形体の表面に金属薄膜層を有する金属調樹脂成形体は、樹脂成形体の表面にめっきや蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法により金属薄膜層を形成して得られることが知られており、蒸着などによれば、光沢性の良い、いわゆる鏡面状の加飾を実現でき金属薄膜層は金属板などと同様な金属光沢を放つことができるものとなる。このような場合、金属の被膜を硬質な樹脂の表面に形成させるのが一般的であり、剥離しにくい密着性の高い表面被膜が得られる。 It is known that a metal-like resin molded body having a metal thin film layer on the surface of the resin molded body can be obtained by forming a metal thin film layer on the surface of the resin molded body by a method such as plating, vapor deposition, sputtering, or ion plating. Therefore, by vapor deposition, so-called mirror-like decoration with good glossiness can be realized, and the metal thin film layer can emit the same metallic luster as a metal plate or the like. In such a case, a metal film is generally formed on the surface of a hard resin, and a surface film with high adhesion that is difficult to peel off can be obtained.
ところが、この硬質の樹脂成形体に代えて軟質高分子成形体を用いた場合は、成形体の変形とともに金属薄膜層も連動して変形することで金属薄膜層に割れが発生したり、白濁して見えてしまったりする不都合がある。また、軟質高分子成形体には軟質性を付与するための種々の添加剤が混入されている場合も多く、添加剤成分の染み出しによって金属薄膜層が剥離し易くなり、また、光沢が変化し易いという問題がある。 However, when a soft polymer molded body is used instead of the hard resin molded body, the metal thin film layer is deformed in conjunction with the deformation of the molded body, so that the metal thin film layer is cracked or clouded. There is an inconvenience that you can see. In addition, various additives for imparting softness are often mixed in the soft polymer molding, and the metal thin film layer is easily peeled off due to the exudation of the additive component, and the gloss changes. There is a problem that it is easy to do.
こうした問題は、金属薄膜層が一様に連続した膜として形成される場合に起こることが知られており、この問題を解決するためには、金属薄膜層を一様な連続膜として形成しないようにすることが提案されている。例えば、特開平11−34220号公報(特許文献1)では微細な金属粒を形成するものとして構成したり、特開平11−131213号公報(特許文献2)では、連続膜として形成した金属薄膜層を加熱することでクラックを有する金属薄膜層として構成することが提案されている。
しかしながら、特許文献1の方法で形成された金属薄膜層は、その表面にトップコート層を設けると白濁してしまい、金属光沢を保てない場合がある。その原因は定かではないが、トップコートを形成する際に、金属薄膜層を形成している金属の微粒子にトップコート層用インキが入り込み、金属の微粒子の配列を乱すため、金属の微粒子に当たる光が干渉し乱反射を引き起こすことが原因であると推測される。また、予めクラックを形成する特許文献2に記載の方法では、クラックの大きさを制御することが困難であり、安定した製造条件が得られないという問題がある。 However, the metal thin film layer formed by the method of Patent Document 1 becomes cloudy when a topcoat layer is provided on the surface thereof, and may not maintain a metallic luster. The cause is not clear, but when the topcoat is formed, the topcoat layer ink enters the fine metal particles forming the metal thin film layer and disturbs the arrangement of the fine metal particles. It is presumed that this is caused by interference and causing diffuse reflection. Moreover, in the method described in Patent Document 2 in which cracks are formed in advance, there is a problem that it is difficult to control the size of the cracks and stable manufacturing conditions cannot be obtained.
そこで、本発明では、軟質高分子成形体に優れた金属調を実現し、トップコート層を設けた場合であっても光沢が喪失せず優れた金属調を維持することができ、不具合の起こりにくい高品質の金属調軟質高分子成形体を得ることを目的としてなされたものである。 Therefore, in the present invention, an excellent metal tone is realized in the flexible polymer molded body, and even when a top coat layer is provided, the gloss is not lost and the excellent metal tone can be maintained. It was made for the purpose of obtaining a high-quality metal-like soft polymer molding that is difficult to obtain.
即ち、本発明は、軟質高分子成形体に金属薄膜層を有する金属調軟質高分子成形体であって、金属薄膜層は、長手方向の最大長が0.5μm以内の蒸着金属粒でなる多数の島部が不連続に密集する平坦な表面構造を有し、かつ層厚が20nm〜100nmである金属調軟質高分子成形体を提供する。 That is, the present invention is a metal-like soft polymer molded product having a metal thin film layer on a soft polymer molded product, and the metal thin film layer is made of vapor-deposited metal particles whose maximum length in the longitudinal direction is within 0.5 μm. Provided is a metal-like soft polymer molded article having a flat surface structure in which a large number of islands are discontinuously dense and having a layer thickness of 20 nm to 100 nm.
金属薄膜層は、長手方向の最大長が0.5μm以内の蒸着金属粒でなる多数の島部が不連続に密集する平坦な表面構造を有し、かつ層厚が20nm〜100nmとしたため、白濁することがなく、優れた金属光沢を有する金属調軟質高分子成形体とできる。また、トップコート層を設けても白濁することなく、優れた金属光沢を有するものとすることができる。さらに、所定の蒸着により製造できるため、安定した製造が可能であり、製造コストが安く、安定して不具合のない品質が得られる金属調軟質高分子成形体とすることができる。 Since the metal thin film layer has a flat surface structure in which a large number of island portions made of vapor-deposited metal grains having a maximum length in the longitudinal direction of 0.5 μm or less are concentrated discontinuously and the layer thickness is 20 nm to 100 nm, It is possible to obtain a metal-like soft polymer molded body having an excellent metallic luster without being clouded. Moreover, even if a top coat layer is provided, it can have excellent metallic luster without causing cloudiness. Furthermore, since it can be manufactured by predetermined vapor deposition, it is possible to obtain a metal-like soft polymer molded body that can be stably manufactured, has a low manufacturing cost, and can stably obtain a defect-free quality.
そして本発明は、金属薄膜層が、走査型電子顕微鏡での表面写真によって3.5μm×5.0μmの範囲内で、島部の抜けまたは前記最大長を超える大きさの島部の存在箇所が2つ以下である金属調軟質高分子成形体とすることができる。 According to the present invention, the metal thin film layer is within the range of 3.5 μm × 5.0 μm according to the surface photograph taken with a scanning electron microscope, and the presence of an island part having a size exceeding the maximum length is omitted. It can be set as the metal tone soft polymer molded object which is two or less places.
すなわち、金属薄膜層の多数の島部が不連続に密集する表面構造を、走査型電子顕微鏡での表面写真による表面状態が、金属薄膜層表面の3.5μm×5.0μmの範囲内で、島部の抜けまたは前記最大長を超える大きさの島部の存在箇所が2つ以下であるととらえることができる。所定の範囲内での島部の抜けや最大長を超える大きさの島部の合計の存在箇所が2つ以下であれば、白濁することがなく、優れた金属光沢を有する金属調軟質高分子成形体とすることができ、また、トップコート層を設けても白濁することがない。 That is, the surface structure in which many islands of the metal thin film layer are discontinuously densely packed is in the range of 3.5 μm × 5.0 μm of the surface of the metal thin film layer by the surface photograph taken with a scanning electron microscope. Thus, it can be considered that there are two or less island portions that are missing or larger than the maximum length. Metal-like soft polymer that has excellent metallic luster without white turbidity as long as there are two or less total locations of islands with a size exceeding the maximum length and omission of islands within a predetermined range It can be set as a molded body, and even if a top coat layer is provided, it does not become cloudy.
軟質高分子成形体には、JIS K 6253のA硬度が50〜95のゴム状弾性体を用いることができる。軟質高分子成形体の硬度がJIS K 6253硬度のA硬度で50〜95であるゴム状弾性体を用いたため、軟質高分子成形体が大きく変形することがあっても、その変形に応じて金属薄膜層を構成する金属粒が追随し、金属薄膜層としての割れや、はがれが生じにくい。そして、白濁することがなく、優れた金属光沢を有する金属調軟質高分子成形体とすることができ、トップコート層を設けても白濁することがない。そのため、屈曲性が必要な用途に用いても金属光沢が劣ることがなく、安定した金属調の外観を保持することができる。さらに、所定の蒸着により製造できるため、製造コストが安く、安定して製造しうる金属調軟質高分子成形体とすることができる。 A rubber-like elastic body having an A hardness of 50 to 95 according to JIS K 6253 can be used as the soft polymer molded body. Since the rubber-like elastic body in which the hardness of the soft polymer molded body is 50 to 95 in A hardness of JIS K 6253 hardness is used, even if the soft polymer molded body is greatly deformed, the metal is The metal particles constituting the thin film layer follow, and the metal thin film layer is not easily cracked or peeled off. And it can be set as the metal tone soft polymer molded object which does not become cloudy and has the outstanding metallic luster, and even if it provides a topcoat layer, it does not become cloudy. Therefore, even if it is used for applications requiring flexibility, the metallic luster is not inferior, and a stable metallic appearance can be maintained. Furthermore, since it can manufacture by predetermined vapor deposition, it can be set as the metal tone soft polymer molded object which can be manufactured stably at low manufacturing cost.
また、軟質高分子成形体は熱可塑性エラストマーでなるものとすることができる。軟質高分子成形体を熱可塑性エラストマーとすることで、優れた金属光沢を有し金属と同様の外観を有する柔らかな成形体を得ることができる。また、熱可塑性を有しながら、金属薄膜層の割れやはがれの生じにくい金属調軟質高分子成形体とすることができる。 The soft polymer molded body can be made of a thermoplastic elastomer. By using a soft polymer molded body as a thermoplastic elastomer, a soft molded body having an excellent metallic luster and the same appearance as a metal can be obtained. Moreover, it can be set as the metal tone soft polymer molded object which has a thermoplasticity and is hard to produce a crack and peeling of a metal thin film layer.
また、本発明は、金属薄膜層の軟質高分子成形体側とは反対側の面にトップコート層を設けることができる。金属薄膜層の軟質高分子成形体側とは反対側の面にトップコート層を有する金属調軟質高分子成形体であれば、優れた金属光沢と、製造し易さを有しながら、耐磨耗性等にも優れた金属調軟質高分子成形体となる。 Moreover, this invention can provide a topcoat layer in the surface on the opposite side to the soft polymer molded object side of a metal thin film layer. A metal-like soft polymer molded product that has a topcoat layer on the surface opposite to the soft polymer molded product side of the metal thin film layer has excellent metallic luster and ease of manufacturing, but also wear resistance It becomes a metal-like soft polymer molding excellent in properties and the like.
軟質高分子成形体と金属薄膜層の間にベースコート層を有する金属調軟質高分子成形体とすることができる。軟質高分子成形体と金属薄膜層の間にベースコート層を有する金属調軟質高分子成形体であれば、金属薄膜層の密着性が良好で、軟質高分子成形体の表面状態が多少悪い場合でも、金属光沢を有し、安定して製造しうる金属調軟質高分子成形体とすることができる。 It can be set as the metal tone soft polymer molded object which has a basecoat layer between a soft polymer molded object and a metal thin film layer. If the metal-like soft polymer molded body has a base coat layer between the soft polymer molded body and the metal thin film layer, even if the adhesion of the metal thin film layer is good and the surface state of the soft polymer molded body is somewhat poor In addition, a metal-like soft polymer molded body having a metallic luster and capable of being stably manufactured can be obtained.
本発明の金属調軟質高分子成形体によれば、金属薄膜層の上にトップコート層を設けた場合であっても、白濁することがなく、優れた金属光沢を有する金属調軟質高分子成形体である。また、その製造が容易である。 According to the metal-like soft polymer molded body of the present invention, even when a topcoat layer is provided on the metal thin film layer, the metal-like soft polymer molding has excellent metallic luster without being clouded. Is the body. Moreover, the manufacture is easy.
本発明の金属調軟質高分子成形体についてさらに詳しく説明する。なお、各実施形態の説明において、先の実施形態で説明したものと同じ材料、同じ製造方法などとなる場合は重複説明を省略する。 The metal-like soft polymer molding of the present invention will be described in more detail. In the description of each embodiment, duplicate description is omitted when the same material and the same manufacturing method as those described in the previous embodiment are used.
第1実施形態; 図1には本発明の第一実施形態である金属調軟質高分子成形体10の層構成を示す。この金属調軟質高分子成形体10は、軟質高分子成形体11の表面に樹脂膜でなるベースコート層11を有し、その表面に金属薄膜層13、さらにその表面にトップコート層14を有している。 First Embodiment FIG. 1 shows a layer structure of a metallic soft polymer molded body 10 according to a first embodiment of the present invention. The metal-like soft polymer molded body 10 has a base coat layer 11 made of a resin film on the surface of the soft polymer molded body 11, a metal thin film layer 13 on the surface, and a top coat layer 14 on the surface. ing.
軟質高分子成形体11には、JIS K 6253のA硬度で20〜100の硬度を有する高分子材料を用いることができるが、特に、JIS K 6253のA硬度で50〜95である柔らかな高分子材料を用いることができる。これらの材料には、軟質樹脂や熱可塑性エラストマーなどのゴム状弾性体が挙げられる。具体的には、軟質樹脂として、軟質アクリル、塩ビ、オレフィン系樹脂が挙げられ、また、ゴム状弾性体として、エチレン系、スチレン系、ウレタン系、オレフィン系、ポリエステル系、エーテル系、ポリアミド系等の各種熱可塑性エラストマーや、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムや天然ゴムが挙げられる。 A polymer material having a hardness of 20 to 100 according to JIS K 6253 can be used for the flexible polymer molded body 11, and in particular, a soft high material having a hardness of 50 to 95 according to JIS K 6253 can be used. Molecular materials can be used. These materials include rubber-like elastic bodies such as soft resins and thermoplastic elastomers. Specific examples of the soft resin include soft acrylic, vinyl chloride, and olefin resins, and examples of the rubber-like elastic body include ethylene, styrene, urethane, olefin, polyester, ether, polyamide, and the like. And various types of thermoplastic elastomers, synthetic rubbers such as styrene butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, isoprene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, acrylic rubber, and fluoro rubber, and natural rubber.
また、軟質高分子成形体11に用いる材料は、ベースコート層11との密着性がよく、その軟質高分子成形体11の成分が染み出さない種類のものが好ましい。この観点から、未反応モノマーが少なく、液状の添加剤等の含有が少ない材料とすることが好ましく、単一、または、より少ない構成単位よりなる重合体であることが好ましい。また、軟質高分子成形体として熱可塑性エラストマーを用いることは好ましい。熱可塑性エラストマーを用いれば、柔らかな材料で表面を金属調に装飾することができるからである。軟質高分子成形体11は、原材料となる軟質高分子を射出成形などで成形することで得られる。 Further, the material used for the soft polymer molded body 11 is preferably of a type that has good adhesion to the base coat layer 11 and does not exude the components of the soft polymer molded body 11. From this point of view, it is preferable to use a material with a small amount of unreacted monomers and a small amount of liquid additives and the like, and a polymer consisting of a single or fewer constituent units is preferable. In addition, it is preferable to use a thermoplastic elastomer as the flexible polymer molding. This is because if a thermoplastic elastomer is used, the surface can be decorated in a metallic style with a soft material. The soft polymer molded body 11 can be obtained by molding a soft polymer as a raw material by injection molding or the like.
ベースコート層12は基材である軟質高分子成形体11と金属薄膜層13との両方に密着性があり、金属薄膜層13の軟質高分子成形体11への固着力を高めるために設けられる層である。具体的には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、エーテル樹脂及び硝化綿(ニトロセルロース)系樹脂よりなる蒸発乾燥型、紫外線硬化型、加熱硬化型の樹脂を用いて形成することができる。また、ベースコート層12は、軟質高分子成形体11の変形時にはその変形に追随して柔軟に屈曲する材質が好ましく、この観点からウレタン系またはアクリルウレタン系樹脂を用いることが好ましい。ベースコート層12の形成は、軟質高分子成形体11の表面に印刷、塗布など種々の方法により塗工して形成することができる。 The base coat layer 12 has adhesion to both the soft polymer molded body 11 and the metal thin film layer 13 which are base materials, and is a layer provided to increase the adhesion of the metal thin film layer 13 to the soft polymer molded body 11. It is. Specifically, evaporative drying, ultraviolet curable, and heat curable resins made of acrylic resin, urethane resin, polyester resin, epoxy resin, alkyd resin, fluororesin, ether resin, and nitrified cotton (nitrocellulose) resin are used. Can be formed. The base coat layer 12 is preferably made of a material that flexes flexibly following the deformation when the flexible polymer molded body 11 is deformed. From this viewpoint, it is preferable to use a urethane-based or acrylic urethane-based resin. The base coat layer 12 can be formed by coating the surface of the soft polymer molded body 11 by various methods such as printing and coating.
金属薄膜層13は、薄厚の金属層であり、蒸着法により形成することができる層である。用いられる金属としては、アルミニウム、クロム、銅、ゲルマニウム、金、インジウム、鉄、鉛、マグネシウム、ニッケル、パラジウム、白金、銀、錫、チタン、亜鉛などが挙げられる。アルミニウム、銀、インジウム、マグネシウム、錫などは、その融点が低く、金属薄膜を容易に形成できる点で好ましい。 The metal thin film layer 13 is a thin metal layer and can be formed by a vapor deposition method. Examples of the metal used include aluminum, chromium, copper, germanium, gold, indium, iron, lead, magnesium, nickel, palladium, platinum, silver, tin, titanium, and zinc. Aluminum, silver, indium, magnesium, tin and the like are preferable in that their melting points are low and a metal thin film can be easily formed.
軟質高分子成形体11への金属薄膜層13の形成は、蒸着装置を用い、金属を蒸着装置の空間内に均一かつ直線的に飛散させて形成することができる。金属を蒸着装置の空間内に均一かつ直線的に飛散させることで、一様に不連続な金属粒で構成される金属薄膜層13を軟質高分子成形体11に形成することができる。これに対し、蒸発した金属が均一かつ直線的に飛散しない場合は、蒸着装置内で金属濃度が不均一となり、偏りが生じて表面に凹凸がある金属薄膜層となる。 The metal thin film layer 13 can be formed on the soft polymer molded body 11 by using a vapor deposition device and dispersing the metal uniformly and linearly in the space of the vapor deposition device. The metal thin film layer 13 composed of uniformly discontinuous metal particles can be formed on the soft polymer molded body 11 by scattering the metal uniformly and linearly in the space of the vapor deposition apparatus. On the other hand, when the evaporated metal does not scatter evenly and linearly, the metal concentration is non-uniform in the vapor deposition apparatus, resulting in a metal thin film layer having unevenness on the surface.
金属薄膜層13の層厚は、20nm〜100nmとすることで金属光沢が十分に発揮され、高級感のある金属調軟質成形体とすることができる。20nmより薄いと、金属調といえる程度に十分な金属光沢を得ることができず、黒みがかった発色を呈してしまう。また、100nmを超えるとトップコート層14を設けた際に白濁した金属光沢となってしまい、金属薄膜層13に亀裂が生じやすくなる。 By setting the thickness of the metal thin film layer 13 to 20 nm to 100 nm, the metallic luster is sufficiently exhibited, and a high-quality metallic tone soft molded body can be obtained. If it is thinner than 20 nm, sufficient metallic luster that cannot be said to be metallic can not be obtained, and a blackish color will be exhibited. Moreover, when it exceeds 100 nm, when the topcoat layer 14 is provided, it becomes a cloudy metallic luster, and the metal thin film layer 13 tends to crack.
トップコート層14は、金属薄膜層13の保護、傷つき防止の機能を有する層であり、金属薄膜層13との密着性、耐摩耗性、耐薬品性、軟質高分子成形体11の変形に対する追従性などに優れた性質を持つことが好ましい。トップコート層14として用いることのできる材料には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、エーテル樹脂及び硝化綿(ニトロセルロース)系樹脂よりなる蒸発乾燥型、紫外線硬化型、加熱硬化型の樹脂を挙げることができるが、特に架橋型の樹脂を用いることが好ましい。トップコート層14の形成は、金属薄膜層13の表面に印刷、塗布など種々の方法により塗工して形成することができる。 The topcoat layer 14 is a layer having functions of protecting the metal thin film layer 13 and preventing scratches, and adheres to the metal thin film layer 13, wear resistance, chemical resistance, and follows deformation of the flexible polymer molded body 11. It is preferable to have excellent properties such as properties. Materials that can be used as the top coat layer 14 include evaporation drying type, ultraviolet curing, and acrylic resin, urethane resin, polyester resin, epoxy resin, alkyd resin, fluororesin, ether resin, and nitrified cotton (nitrocellulose) resin. Examples of the resin include a mold and a thermosetting resin, and it is particularly preferable to use a cross-linked resin. The top coat layer 14 can be formed by coating the surface of the metal thin film layer 13 by various methods such as printing and coating.
こうして得られる金属調軟質高分子成形体10の金属薄膜層13の表面状態を図2に示し、比較のため、蒸着条件を種々代えて形成した比較例となる金属調軟質高分子成形体の金属薄膜層の表面写真を図3〜図5に示す。いずれの写真も、金属薄膜層を形成した後のその表面を、走査型電子顕微鏡で25000倍に拡大したものである。図2〜図5のいずれにおいても写真上の一目盛り(点と点のピッチ)は0.2μmを表す。 The surface state of the metal thin film layer 13 of the metal-like soft polymer molded body 10 thus obtained is shown in FIG. 2, and for comparison, the metal of the metal-type soft polymer molded body as a comparative example formed with various deposition conditions changed. The surface photograph of a thin film layer is shown in FIGS. In all the photographs, the surface after the metal thin film layer is formed is enlarged 25,000 times with a scanning electron microscope. In any of FIGS. 2 to 5, one scale (point-to-point pitch) on the photograph represents 0.2 μm.
図2で示す電子顕微鏡写真は、試料1とした金属調軟質高分子成形体10の金属薄膜層13の表面写真である。試料1の詳細は後述する。試料1の金属調軟質高分子成形体10は、金属薄膜層13を設けた際、また、その後のトップコート層14を設けた際も、鏡面状の金属光沢を有し、白濁することなく、優れた金属光沢を有している。これは、金属薄膜層13が、不連続に密集した金属粒で平坦に形成されているため、トップコート層14に対して安定しており、金属粒の変化がないためと考えられる。すなわち、この金属調軟質高分子成形体10の表面は、長手方向の最大長が0.5μm以内の蒸着金属粒でなる多数の島部が不連続に密集する平坦な表面構造を有し、島部の抜けまたは前記最大長を超える大きさの島部の存在、あるいは、周囲の島部とはコントラストが相違し白く視認される島部が1つも無いように見える。また、金属薄膜層13の他の表面を観察しても、走査型電子顕微鏡での表面写真による表面状態が、金属薄膜層表面の3.5μm×5.0μmの範囲内でこのような箇所が2つ以下である。この金属薄膜層13の所定の2点間の抵抗値を計測すると1GΩ程度となり、金属薄膜層13は金属粒で形成された不連続体であって、電気的に絶縁状態にあると考えられる。 The electron micrograph shown in FIG. 2 is a surface photograph of the metal thin film layer 13 of the metal-like soft polymer molding 10 used as the sample 1. Details of the sample 1 will be described later. When the metal thin film 10 of the sample 1 is provided with the metal thin film layer 13 and also when the subsequent top coat layer 14 is provided, it has a mirror-like metallic luster and does not become cloudy. Excellent metallic luster. This is presumably because the metal thin film layer 13 is formed flat with discontinuously dense metal particles and is stable with respect to the topcoat layer 14 and there is no change in the metal particles. That is, the surface of the metal-like soft polymer molded body 10 has a flat surface structure in which a large number of island portions made of vapor-deposited metal grains having a maximum length in the longitudinal direction of 0.5 μm or less are discontinuously densely packed. It appears that there is no island part that is visible in white because the island part is missing or there is an island part with a size exceeding the maximum length, or the surrounding island part is different in contrast. Further, even when the other surface of the metal thin film layer 13 is observed, the surface state by a surface photograph with a scanning electron microscope is within the range of 3.5 μm × 5.0 μm of the surface of the metal thin film layer. There are no more than two locations. When the resistance value between two predetermined points of the metal thin film layer 13 is measured, it becomes about 1 GΩ, and the metal thin film layer 13 is a discontinuous body formed of metal grains, and is considered to be electrically insulated.
これに対し、比較例となる試料2の金属調軟質高分子成形体は、その金属薄膜層の表面写真を図3で示すが、金属薄膜層を設けた際は、白濁することが無い優れた金属光沢を有しているものの、トップコート層を設けた後は、白濁してしまい、金属光沢の無い金属調軟質高分子成形体となる。これは、金属薄膜層を形成している金属粒が崩れるためと考えられる。この金属調軟質高分子成形体の表面は、周囲の島部とはコントラストが異なり白く視認される島部が見え、隣接する島部に対し凹凸を有し、平坦な平面となっていないものと推測される。これは、金属が蒸着槽の空間内に均一かつ直線的に飛散せず、偏った分布で飛散してできたものであり、金属薄膜層が連続体となっていると考えられる。 On the other hand, the metal-like soft polymer molded body of Sample 2 as a comparative example shows a surface photograph of the metal thin film layer in FIG. 3, and when the metal thin film layer was provided, it was excellent in that it did not become cloudy. Although it has a metallic luster, it becomes cloudy after the top coat layer is provided, resulting in a metallic soft polymer molded body without metallic luster. This is probably because the metal grains forming the metal thin film layer collapse. The surface of the metal-like soft polymer molded body has a contrast with the surrounding islands and is visible as white and has irregularities on the adjacent islands, and is not a flat plane. Guessed. This is because the metal was not scattered uniformly and linearly in the space of the vapor deposition tank, but was scattered with an uneven distribution, and the metal thin film layer is considered to be a continuous body.
また、比較例となる試料3の金属調軟質高分子成形体は、金属薄膜層の表面写真を図4で示すが、試料2と同様に、金属薄膜層を設けた際は、白濁することが無く優れた金属光沢を有していたが、トップコート層を設けた後は、白濁してしまい、金属光沢の無い金属調軟質高分子成形体となる。これは、金属粒の濃淡のバラツキがあったため、トップコート層の形成で金属薄膜層のバラツキが増幅されて見えるためと考えられる。この金属調軟質高分子成形体の表面は、試料1と同様に、長手方向の最大長が0.5μm以内の蒸着金属粒でなる多数の島部が不連続に密集する表面構造が見られるものの、島部の抜けとみられる部分、換言すれば、島部が密集していない部分が3〜4か所見える。これは、フィラメントと被着体との間隔を広くしたため、蒸着槽内の高さ方向でバラツキが生じたまま金属薄膜層が形成されたためであり、金属薄膜層が連続体となっていると考えられる。
In addition, the metal-like soft polymer molded body of
さらに、比較例となる試料4の金属調軟質高分子成形体は、金属薄膜層の表面写真を図5で示すが、金属薄膜層を形成した段階から白濁した金属調軟質高分子成形体となる。この金属調軟質高分子成形体の表面には、長手方向の最大長が0.5μmを超える大きな金属粒が見える。これは、金属薄膜層の厚みを厚くしたため、蒸着時間も長くなり、金属粒が成長し、または連なってしまったため、金属薄膜層が連続体となっていると考えられる。
Further, the metal-like soft polymer molded body of
このように、金属薄膜層の上にトップコート層を設けた場合であっても、白濁することがなく、優れた金属光沢を有する金属調軟質高分子成形体であるかどうかは、金属薄膜層の表面状態を走査型電子顕微鏡で観察することにより、粒状に見える島部の大きさ、島部の抜けの状態、表面の平坦性によって判断することができる。 Thus, even when the topcoat layer is provided on the metal thin film layer, the metal thin film layer does not become cloudy and determines whether it is a metal-like soft polymer molded article having excellent metallic luster. By observing the surface state with a scanning electron microscope, it can be determined by the size of the island portions that appear to be granular, the state of the island portions missing, and the flatness of the surface.
図2〜図5のそれぞれに示す金属薄膜層を形成する金属調軟質高分子成形体のより具体的な製造条件及び電子顕微鏡による撮影条件を次に示す。 The more specific manufacturing conditions and photographing conditions with an electron microscope of the metal-like soft polymer molded body for forming the metal thin film layer shown in each of FIGS.
試料1: JIS K 6253硬度60のポリエステル系熱可塑性エラストマーを成形した軟質高分子成形体12に、ベースコート層12として「オリジプレートZクリヤ」(商品名:オリジン電気株式会社製)の主剤4部に対し「ポリハードR硬化剤」(商品名:オリジン電気株式会社製)の1部を混合し、「オリジンシンナー#210No.3」(商品名:オリジン電気株式会社製)を加えて粘度調整したアクリル系ウレタン塗料を塗布し、80℃、30分での乾燥硬化後の層厚を10μmとした。その後、該成形体とフィラメントとの間を100mm〜200mmとした真空蒸着装置にて、電流値が100アンペア〜200アンペア、時間が30秒〜2分、で適宜調整してインジウム(純度99.9%、株式会社ニラコ製)を該成形体に蒸着させ、層厚が20nmの金属薄膜層13を形成した。走査型電子顕微鏡による写真撮影は、「走査型電子顕微鏡S−3000N」(商品名:株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用い、この金属薄膜層13の表面を倍率25,000倍にて撮影したものである。その後、トップコート層14として、「オリジプレートセットMPクリヤ」(商品名:オリジン電気株式会社製)の主剤4部に対し、前記ポリハードR硬化剤の1部を混合し、前記オリジンシンナー#210No.3を加えて粘度調整したアクリル系ウレタン塗料を塗布し、90℃、30分での乾燥硬化後の層厚を10μmとした。こうして試料1とする金属調軟質高分子成形体10を得た。
Sample 1: A flexible polymer molded body 12 obtained by molding a polyester-based thermoplastic elastomer having JIS K 6253
試料2: フィラメントの種類を代えた以外は、試料1と同様にして製造し、同様に撮影した。 Sample 2: Manufactured in the same manner as Sample 1 except that the type of filament was changed, and photographed in the same manner.
試料3: 蒸着を施す成形体とフィラメントとの間を約240mmとした以外は、試料1と同様にして製造し、同様に撮影した。 Sample 3: Manufactured in the same manner as Sample 1 except that the distance between the molded body to be vapor-deposited and the filament was about 240 mm, and photographed in the same manner.
試料4: 金属薄膜層の形成時間を試料1の場合よりも長くし、金属薄膜層の厚みを120nmとした以外は、試料1と同様にして製造し、同様に撮影した。 Sample 4: A metal thin film layer was formed in the same manner as Sample 1 except that the formation time of the metal thin film layer was longer than that of Sample 1 and the thickness of the metal thin film layer was 120 nm.
第2実施形態; 第2実施形態による金属調軟質高分子成形体20を図6に示す。金属調軟質高分子成形体20は、第1実施形態で示した金属調軟質高分子成形体10においてベースコート層12を設けない構造としたものであり、軟質高分子成形体11、金属薄膜層13、トップコート層14が積層した層構成を有している。 Second Embodiment : FIG. 6 shows a metallic soft polymer molded body 20 according to a second embodiment. The metal-like soft polymer molded body 20 has a structure in which the base coat layer 12 is not provided in the metal-like soft polymer molded body 10 shown in the first embodiment, and the soft polymer molded body 11 and the metal thin film layer 13 are provided. The top coat layer 14 is laminated.
金属調軟質高分子成形体20を構成する材料、製造方法については、ベースコート層を除き、第1実施形態で示した材料、製造方法と同じである。 About the material and manufacturing method which comprise the metal tone soft polymer molded object 20, except a basecoat layer, it is the same as the material and manufacturing method which were shown in 1st Embodiment.
また、金属薄膜層13の表面状態を走査型電子顕微鏡写真で観察すると、第1実施形態における試料1と同様の表面状態が観察された。 Further, when the surface state of the metal thin film layer 13 was observed with a scanning electron micrograph, the same surface state as that of the sample 1 in the first embodiment was observed.
第3実施形態; 第3実施形態による金属調軟質高分子成形体30を図7に示す。金属調軟質高分子成形体30は、軟質高分子成形体11に金属薄膜層13が積層した層構成を有している。ベースコート層12及びトップコート層14が形成されていない以外は第1実施形態と同じである。 Third Embodiment : FIG. 7 shows a metallic soft polymer molded body 30 according to a third embodiment. The metal-like soft polymer molded body 30 has a layer structure in which the metal thin film layer 13 is laminated on the soft polymer molded body 11. The same as the first embodiment except that the base coat layer 12 and the top coat layer 14 are not formed.
金属調軟質高分子成形体30を構成する材料、製造方法については、ベースコート層12、トップコート層14を除き、第1実施形態で示した材料、製造方法と同じである。 About the material and manufacturing method which comprise the metal tone soft polymer molded object 30, except the basecoat layer 12 and the topcoat layer 14, it is the same as the material and manufacturing method which were shown in 1st Embodiment.
また、金属薄膜層13の表面状態を走査型電子顕微鏡写真で観察すると、第1実施形態における試料1と同様の表面状態が観察された。 Further, when the surface state of the metal thin film layer 13 was observed with a scanning electron micrograph, the same surface state as that of the sample 1 in the first embodiment was observed.
実施形態の変更例; 上記各実施形態については、ベースコート層12、金属薄膜層13、トップコート層14の他に、金属調軟質高分子成形体10,20,30に着色を与える着色層や、金属薄膜層13の金属光沢を発揮させないための被覆層、文字や記号などを付与する表示層などを形成することも可能である。 Example of change of embodiment ; For each of the above embodiments, in addition to the base coat layer 12, the metal thin film layer 13, and the top coat layer 14, a colored layer that imparts color to the metallic soft polymer molded body 10, 20, 30; It is also possible to form a coating layer for preventing the metallic thin film layer 13 from exhibiting metallic luster, a display layer for imparting characters, symbols, and the like.
第1実施形態の部分で説明した試料1〜試料4は、いずれも真空蒸着装置により形成したものであるが、同様の表面構造は真空蒸着以外にも、イオンプレーティング、スパッタリングなどの方法によって形成することもできる。 Samples 1 to 4 described in the first embodiment are all formed by a vacuum deposition apparatus, but the same surface structure is formed by a method such as ion plating or sputtering in addition to vacuum deposition. You can also
金属調軟質高分子成形体10,20,30は、柔軟性がありながら表面光沢に優れた金属調の材料であり、金属調のデザインが要求される柔らかな部材、例えば、柔らかなジャックカバーやロボットおもちゃなど可撓性のある材料への利用をはじめ、質量低減が要求される部材などへの利用など種々の用途に用いることができる。 The metal-like soft polymer moldings 10, 20, and 30 are metal-like materials that have flexibility and excellent surface gloss, and are soft members that require a metal-like design, such as soft jack covers and It can be used for various purposes such as use for flexible materials such as robot toys and use for members that require mass reduction.
10,20,30 金属調軟質高分子成形体
11 軟質高分子成形体
12 ベースコート層
13 金属薄膜層
14 トップコート層
10, 20, 30 Metal-like soft polymer molding 11 Soft polymer molding 12 Base coat layer 13 Metal thin film layer 14 Top coat layer
Claims (5)
軟質高分子成形体の表面にベースコート層、金属薄膜層、トップコート層がこの順に積層されており、
金属薄膜層は、インジウムを蒸着装置の空間内に均一かつ直線的に飛散させて形成したインジウム薄膜層であり、長手方向の最大長が0.5μm以内の蒸着金属粒でなる多数の島部が不連続に密集し走査型電子顕微鏡での表面写真による3.5μm×5.0μmの範囲内で、濃淡のない平坦な表面構造を有し、かつ島部の抜けまたは前記最大長を超える大きさの島部の存在箇所が2つ以下であって、層厚が20nm〜100nmである金属調軟質高分子成形体。 A metal-like soft polymer molded article having a metal thin film layer, a top coat layer and a base coat layer on a soft polymer molded article,
A base coat layer, a metal thin film layer, and a top coat layer are laminated in this order on the surface of the flexible polymer molded body.
The metal thin film layer is an indium thin film layer formed by uniformly and linearly scattering indium in the space of the vapor deposition apparatus, and has a large number of island portions made of vapor deposited metal grains having a maximum length in the longitudinal direction of 0.5 μm or less. Within a range of 3.5 μm × 5.0 μm by a surface photograph taken with a scanning electron microscope, it has a flat surface structure with no shading , and has a gap between islands or exceeding the maximum length. The metal-like soft polymer molded article having two or less island portions and a layer thickness of 20 nm to 100 nm.
軟質高分子成形体の表面に金属薄膜層、トップコート層がこの順に積層されており、
金属薄膜層は、インジウムを蒸着装置の空間内に均一かつ直線的に飛散させて形成したインジウム薄膜層であり、長手方向の最大長が0.5μm以内の蒸着金属粒でなる多数の島部が不連続に密集し走査型電子顕微鏡での表面写真による3.5μm×5.0μmの範囲内で、濃淡のない平坦な表面構造を有し、かつ島部の抜けまたは前記最大長を超える大きさの島部の存在箇所が2つ以下であって、層厚が20nm〜100nmである金属調軟質高分子成形体。 A metal-like soft polymer molding having a metal thin film layer and a topcoat layer on a soft polymer molding,
A metal thin film layer and a topcoat layer are laminated in this order on the surface of the flexible polymer molded body.
The metal thin film layer is an indium thin film layer formed by uniformly and linearly scattering indium in the space of the vapor deposition apparatus, and has a large number of island portions made of vapor deposited metal grains having a maximum length in the longitudinal direction of 0.5 μm or less. Within a range of 3.5 μm × 5.0 μm by a surface photograph taken with a scanning electron microscope, it has a flat surface structure with no shading , and has a gap between islands or exceeding the maximum length. The metal-like soft polymer molded article having two or less island portions and a layer thickness of 20 nm to 100 nm.
金属薄膜層は、インジウムを蒸着装置の空間内に均一かつ直線的に飛散させて形成したインジウム薄膜層であり、長手方向の最大長が0.5μm以内の蒸着金属粒でなる多数の島部が不連続に密集し走査型電子顕微鏡での表面写真による3.5μm×5.0μmの範囲内で、濃淡のない平坦な表面構造を有し、かつ島部の抜けまたは前記最大長を超える大きさの島部の存在箇所が2つ以下であって、層厚が20nm〜100nmである金属調軟質高分子成形体。 A metal-like soft polymer molded product having a metal thin film layer on a soft polymer molded product,
The metal thin film layer is an indium thin film layer formed by uniformly and linearly scattering indium in the space of the vapor deposition apparatus, and has a large number of island portions made of vapor deposited metal grains having a maximum length in the longitudinal direction of 0.5 μm or less. Within a range of 3.5 μm × 5.0 μm by a surface photograph taken with a scanning electron microscope, it has a flat surface structure with no shading , and has a gap between islands or exceeding the maximum length. The metal-like soft polymer molded article having two or less island portions and a layer thickness of 20 nm to 100 nm.
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