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电磁波透过性金属光泽构件、及其制造方法与流程

2022-10-26 23:56:04 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及电磁波透过性金属光泽构件、及其制造方法。


背景技术:

2.以往,具有电磁波透过性及金属光泽的构件由于兼具源自其金属光泽的外观的高级感和电磁波透过性,因此适合用于发送/接收电磁波的装置。
3.金属光泽样的构件使用金属的情况下,电磁波的发送/接收实质上是不可能的或会受到妨碍。因此,为了不妨碍电磁波的发送/接收、不损害外观性,需要兼具金属光泽和电磁波透过性这两者的电磁波透过性金属光泽构件。
4.这种电磁波透过性金属光泽构件期待作为发送/接收电磁波的装置在需要通信的各种设备、例如设置有智能钥匙的汽车的门把手、车载通信设备、手机、个人电脑等电子设备等中的应用。进而,近年,随着iot技术的发展,也期待在以往未进行通信等的冰箱等家电制品、生活设备等广阔的领域中的应用。
5.关于电磁波透过性金属光泽构件,专利文献1中记载了一种电磁波透过性金属光泽构件,其特征在于,具备:设置于基体的表面的含有铟氧化物的层、和层叠于前述含有铟氧化物的层的金属层,前述金属层包含多个部分,多个部分中,至少一部分处于彼此不连续的状态。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1:日本特开2018-69462号公报


技术实现要素:

9.发明要解决的问题
10.所述电磁波透过性金属光泽构件存在下述问题:弯曲、拉伸来制造3d成形物时,在伸长率变高的部位产生裂缝、发生白浊、变色。这是因为,若隔着含有铟氧化物的层等基底层来形成金属层,则会产生由所述基底层引起的裂纹。若产生裂缝、发生白浊、变色,则会损害金属光泽,无法兼顾良好的电磁波透过性和光亮性。
11.本发明是为了解决上述问题而作出的,其目的在于,提供具备优异的电磁波透过性及光亮性、并且因拉伸而产生的裂缝及由其引起的白浊、变色得以抑制的电磁波透过性金属光泽构件。
12.用于解决问题的方案
13.本发明人等为了解决上述问题进行了深入研究,结果发现,通过在基体上不连续地具备下述金属层,能够解决上述问题,从而完成了本发明,所述金属层包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分,含有铟元素的部分在金属层内偏重存在,并且将含有铟元素的部分的体积分数设为特定范围。
14.即,本发明如下。
15.1.16.一种电磁波透过性金属光泽构件,其具备基体和形成于前述基体上的金属层,
17.前述金属层包含多个部分,所述多个部分中,至少一部分处于彼此不连续的状态,
18.前述金属层包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分,
19.前述含有铟元素的部分在前述金属层内偏重存在,
20.前述金属层中的前述含有铟元素的部分的体积分数(体积%)为5~40体积%。
21.2.22.根据前述[1]所述的电磁波透过性金属光泽构件,其中,前述含有铟元素的部分在前述金属层内在与前述基体相反的一侧偏重存在。
[0023]
[3]
[0024]
根据前述[1]或[2]所述的电磁波透过性金属光泽构件,其中,前述金属层的厚度为10nm~200nm。
[0025]
[4]
[0026]
根据前述[1]~[3]中任一项所述的电磁波透过性金属光泽构件,其中,前述多个部分形成为岛状。
[0027]
[5]
[0028]
根据前述[1]~[4]中任一项所述的电磁波透过性金属光泽构件,其中,前述基体为基材薄膜、树脂成型物基材、或应赋予金属光泽的物品中的任意者。
[0029]
[6]
[0030]
根据前述[1]~[5]中任一项所述的电磁波透过性金属光泽构件,其以伸长率20%进行拉伸试验时的前述金属层的裂缝宽度为150nm以下。
[0031]
[7]
[0032]
根据前述[1]~[6]中任一项所述的电磁波透过性金属光泽构件,其以伸长率20%进行拉伸试验时的、依据jis z 8722的几何条件c使用分光测色计测定的y值(sce)为0.3以下。
[0033]
[8]
[0034]
一种制造前述[1]~[7]中任一项所述的电磁波透过性金属光泽构件的方法,其包括:
[0035]
第1工序,在基体上形成至少包含铟元素、并且包含至少一部分处于彼此不连续的状态的多个部分的层;和
[0036]
第2工序,在通过前述第1工序形成的前述层上蒸镀包含铝元素的金属。
[0037]
[9]
[0038]
根据前述[8]所述的方法,其中,前述第1工序中,在实质上不含氧的气氛下通过溅射形成前述层。
[0039]
发明的效果
[0040]
根据本发明,能够提供具备优异的电磁波透过性及光亮性、并且因拉伸而产生的裂缝及由其引起的白浊、变色得以抑制的电磁波透过性金属光泽构件。
附图说明
[0041]
图1中,图1的(a)为本发明的一实施方式的电磁波透过性金属光泽构件1的截面示意图。另外,图1的(b)为本发明的一实施方式的电磁波透过性金属光泽构件1的表面的电子显微镜照片(sem图像)图。
[0042]
图2中,图2的(a)示出本发明的一实施方式的电磁波透过性金属光泽构件1的截面的电子显微镜照片(tem图像)的例子。图2的(b)为将图2的(a)中金属层放大的照片图。
[0043]
图3为用于对本发明的一实施方式的电磁波透过性金属光泽构件的金属层的厚度的测定方法进行说明的图。
[0044]
图4中,图4的(a)为示出对实施例1的电磁波透过性金属光泽构件实施元素分析时的、in、al、o元素的分布的照片图。图4的(b)为示出对比较例4的电磁波透过性金属光泽构件实施元素分析时的、in、al、o元素的分布的照片图。
[0045]
图5中,图5的(a)示出拉伸前的实施例1的电磁波透过性金属光泽构件的表面的电子显微镜照片(sem图像)图,图5的(b)示出拉伸后的实施例1的电磁波透过性金属光泽构件的表面的电子显微镜照片(sem图像)。
[0046]
图6中,图6的(a)示出拉伸前的比较例4的电磁波透过性金属光泽构件的表面的电子显微镜照片(sem图像)图,图6的(b)示出拉伸后的比较例4的电磁波透过性金属光泽构件的表面的电子显微镜照片(sem图像)图。
具体实施方式
[0047]
本发明的实施方式的电磁波透过性金属光泽构件具备基体和形成于前述基体上的金属层,前述金属层包含多个部分,所述多个部分中,至少一部分处于彼此不连续的状态,前述金属层包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分,前述含有铟元素的部分在前述金属层内偏重存在,前述金属层中的前述含有铟元素的部分的体积分数(体积%)为5~40体积%。
[0048]
以下,参照添附附图,详细地对本发明进行说明,但本发明不限定于以下的实施方式,可以在不脱离本发明的主旨的范围内任意变形来实施。另外,表示数值范围的“~”以包含记载于其前后的数值作为下限值及上限值的含义来使用。
[0049]
《1.基本构成》
[0050]
本发明的实施方式的电磁波透过性金属光泽构件具备基体和形成于前述基体上的金属层,前述金属层包含多个部分,所述多个部分中,至少一部分处于彼此不连续的状态。
[0051]
图1的(a)中示出本发明的一实施方式的电磁波透过性金属光泽构件1的截面示意图,另外,图1的(b)中示出本发明的一实施方式的电磁波透过性金属光泽构件1的表面的电子显微镜照片(sem图像)的一例。需要说明的是,电子显微镜照片的图像尺寸为6.25μm
×
4.65μm。
[0052]
如图1的(a)所示,电磁波透过性金属光泽构件1包含基体10和形成于基体10上的金属层12。
[0053]
电磁波透过性金属光泽构件1优选在基体10上形成不连续的状态的金属层12,在基体10与金属层12之间未形成基底层。通过不在基体10与金属层12之间形成基底层,能够
抑制由拉伸引起的基底层的裂纹所导致的裂缝的产生。需要说明的是,如果为引起裂缝的产生的担心少的层(保护层等),则可以设置于基体10与金属层12之间。详情在下述《4.其他层》中说明。
[0054]
金属层12包含多个部分12a。这些部分12a中,至少一部分处于彼此不连续的状态,换言之,至少一部分被间隙12b隔开。由于被间隙12b隔开,因此这些部分12a的薄层电阻变大,与电波的相互作用降低,因此能够使电波透过。所述各部分12a可以为通过使金属蒸镀而形成的溅射颗粒的集合体。溅射颗粒在基体10等基体上形成薄膜时,基体上的颗粒的表面扩散性影响薄膜的形状。
[0055]
需要说明的是,本说明书所说的“不连续的状态”是指彼此被间隙12b隔开,结果彼此电绝缘的状态。通过电绝缘,从而薄层电阻变大,得到期望的电磁波透过性。不连续的形态没有特别限定,例如,包含岛状、裂缝结构等。
[0056]
图1的(b)为电磁波透过性金属光泽构件1的金属层的表面的电子显微镜照片(sem图像)。“岛状”如图1的(b)所示,是指作为溅射颗粒的集合体的颗粒彼此各自独立、这些颗粒以彼此稍微分开或彼此一部分接触的状态铺开而成的结构。
[0057]
另外,裂缝结构是指金属薄膜被裂缝割裂的结构。需要说明的是,所述裂缝结构与在上述的拉伸时产生的裂纹(裂缝)区别开。
[0058]
裂缝结构的金属层12例如可以通过在基体上设置金属薄膜层、进行弯曲拉伸从而使金属薄膜层产生裂缝来形成。此时,通过在基体与金属薄膜层之间设置由缺乏伸缩性、即容易通过拉伸而产生裂缝的原材料形成的脆性层,能够容易地形成裂缝结构的金属层12。
[0059]
如上所述,金属层12呈不连续的方式没有特别限定,从生产率的观点出发,优选采用“岛状”。
[0060]
电磁波透过性金属光泽构件1的电磁波透过性例如可以通过电波透过衰减量进行评价。电波透过衰减量例如可以通过实施例中后述的方法来测定。
[0061]
具体而言,可以使用kec法测定评价治具及agilent公司制波谱分析仪cxa信号分析仪na9000a来评价28ghz下的电波透过衰减量。微波雷达的频带(76~80ghz)下的电磁波透过性与微波频带(28ghz)下的电磁波透过性具有相关性,显示出比较接近的值,因此将微波频带(28ghz)下的电磁波透过性即微波电场透过衰减量作为指标。
[0062]
微波频带(28ghz)下的电波透过衰减量优选为1[-db]以下、更优选为0.3[-db]以下、进一步优选为0.1[-db]以下。通过将微波频带(28ghz)下的电波透过衰减量设为1[-db]以下,能够避免20%以上的电波被阻断的问题。
[0063]
电磁波透过性金属光泽构件1的光亮性(美观性)例如可以通过测定y值(sci)、y值(sce)、及b*值等来评价。y值(sci)、y值(sce)、及b*值可以依据jis z 8722的几何条件c、使用分光测色计来测定。
[0064]
进行拉伸后的光亮性(美观性)的评价的情况下,例如,使用拉伸试验机,以150℃、5mm/分钟的拉伸速度、以伸长率20%实施拉伸试验后,进行评价。
[0065]
拉伸试验后的y值(sci)越大,表示越能够抑制拉伸所引起的光亮性的减少。拉伸试验后的y值(sci)优选为40以上、更优选为50以上、进一步优选为55以上。y值(sci)为40以上时,光亮性变好,外观优异。
[0066]
另外,拉伸试验后的y值(sce)越小,表示越能够抑制拉伸所引起的白浊。拉伸试验
后的y值(sce)优选为1以下、更优选为0.3以下、进一步优选为0.1以下。y值(sce)为1以下时,可抑制外观的白浊,外观优异。
[0067]
b*值表示从蓝到黄的色调的强弱。拉伸试验前的b*值为-4以下时,色调带有蓝色,因此不优选。另外,拉伸试验前的b*值为4以上时,色调带有黄色,因此不优选。
[0068]
另外,拉伸试验后的b*值优选小于4、更优选小于3、进一步优选小于2。拉伸试验后的b*值小于4时,能够抑制拉伸所引起的黄色色调的产生,呈自然的色调(银色),外观优异。另外,拉伸试验后的b*值优选为-1以上。拉伸试验后的b*值为-1以上时,能够抑制拉伸所引起的蓝色色调的产生,呈自然的色调(银色),外观优异。
[0069]
电磁波透过性金属光泽构件1的拉伸性可以通过测定拉伸试验后的金属层的裂缝宽度来评价。拉伸试验例如通过与上述光亮性(美观性)同样的方法进行。拉伸试验后的金属层的裂缝宽度越小,可以说越能够抑制拉伸所引起的裂缝的产生,表示耐拉伸性优异。拉伸试验后的金属层的裂缝宽度优选为170nm以下、更优选为160nm以下、进一步优选为150nm以下。
[0070]
《2.基体》
[0071]
作为基体10,从电磁波透过性的观点出发,例如,可举出基材薄膜、树脂成型物基材、或应赋予金属光泽的物品。
[0072]
更具体而言,作为基材薄膜,例如,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚碳酸酯(pc)、环烯烃聚合物(cop)、聚苯乙烯、聚丙烯(pp)、聚乙烯、聚环烯烃、聚氨酯、亚克力(pmma)、abs等均聚物、共聚物形成的透明薄膜。
[0073]
利用这些构件,不会影响光亮性、电磁波透过性。但是,从之后形成金属层12的观点出发,优选为可耐受蒸镀等高温的材料。因此,上述材料中,例如,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、亚克力、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、abs、聚丙烯、聚氨酯。其中,从耐热性与成本的平衡良好的方面出发,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、聚碳酸酯、亚克力。
[0074]
基材薄膜可以为单层薄膜,也可以为层叠薄膜。从加工的容易性等方面出发,厚度例如优选6μm~250μm左右。为了增强与金属层12的附着力,可以实施等离子体处理、易粘接处理等。另外,优选为不含颗粒的基材薄膜。
[0075]
此处,应该注意的是,基材薄膜不过是能够在其表面上形成金属层12的对象(基体10)的一例。基体10如上所述除了基材薄膜以外,还包含树脂成型物基材、应赋予金属光泽的物品其本身。作为树脂成型物基材、及应赋予金属光泽的物品,例如,可举出车辆用结构部件、车辆搭载用品、电子设备的壳体、家电设备的壳体、结构用部件、机械部件、各种汽车用部件、电子设备用部件、家具、厨房用品等家居用用途、医疗设备、建筑材料的部件、其他结构用部件、外装用部件等。
[0076]
《3.金属层》
[0077]
金属层12形成于基体10上。如上所述,金属层12可以直接设置于基体10的面,也可以隔着设置于基体10的面的保护层等发生由拉伸所引起的裂缝产生的担心少的层间接设置。金属层12为具有金属样的外观的层,优选为具有金属光泽的层。
[0078]
金属层12包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分。含有铝元素的部分如图2
的(a)、(b)的白箭头所示,通常占据金属层12的主要的区域。另外,含有铝元素的部分和含有铟元素的部分在同一金属层内各自包含1个以上。即,使用图1的(a)进行说明时,在至少1个部分12a内包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分这两者。需要说明的是,包含铝元素的金属层与包含铟元素的金属层层叠而形成部分12a等、含有铝元素的部分和含有铟元素的部分存在于不同的金属层中、在同一金属层内不包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分两者的方式不包含在本发明的实施方式中。
[0079]
金属层12中的含有铝元素的部分的体积分数(体积%)优选为60体积%以上、更优选为75体积%以上、进一步优选为90体积%以上。通过使金属层12中的含有铝元素的部分的体积分数为60体积%以上,能够实现充分的光亮性,并且能够呈自然的色调。
[0080]
含有铝元素的部分优选除了铝以外还含有可发挥充分的光亮性自不必说、熔点也比较低的元素。这是因为含有铝元素的部分优选通过基于蒸镀的薄膜生长来形成。基于这样的理由,作为含有铝元素的部分,熔点为约1000℃以下的金属是适合的,例如,可以包含选自锌(zn)、铅(pb)、铜(cu)、银(ag)中的至少一种金属、及以该金属为主成分的合金中的任意者。
[0081]
对于含有铝元素的部分如何包含在金属层中而言,没有特别限定,优选含有铝元素的部分的至少一部分与基体(在基体上设置其他层的情况下,为该其他层)接触。即,优选含有铝元素的部分存在于基体侧。由此,越过基体观察到的外观也能够维持高的光亮性。
[0082]
在金属层12,偏重存在有含有铟元素的部分。含有铟元素的部分如图2的(a)、(b)的黑箭头所示,含有铟元素的部分在金属层12中不均匀地分布,在金属层12中的任意部位偏重存在。只要含有铟元素的部分在金属层12中偏重存在,则可以以被上述含有铝元素的部分包围的方式在金属层12中偏重存在,也可以如图2的(a)、(b)所示在含有铝元素的部分的上部附近、即与基体相反的一侧(金属层12的表面侧)偏重存在,没有特别限定。其中,优选含有铟元素的部分在与基体相反的一侧偏重存在。由此,越过基体观察到的外观也能够维持高的光亮性。
[0083]
为了得到这种含有铟元素的部分偏重存在的金属层12,如下述《5.电磁波透过性金属光泽构件的制造方法》中所说明,首先,在基体10上形成包含铟元素、并且包含至少一部分处于彼此不连续的状态的多个部分的层。接着,在形成的上述不连续层上,使包含铝元素的金属靶材蒸镀。由此,得到含有铟元素的部分偏重存在的金属层12。关于得到所述金属层12的理由尚不明确,推测如下。
[0084]
即,在基体10上形成不连续层后,在所述不连续层上蒸镀包含铝元素的金属靶材(溅射制膜等)时,在维持不连续的形状的状态下、铝元素等金属在不连续层上连续生长,在不连续层上形成含铝的层。通过所述蒸镀(溅射制膜等),逐渐形成的含铝的层的膜厚及能量变高,不连续层中包含的低熔点的铟等溶解。不连续层及含铝的层中包含的金属彼此的润湿性差,另外,不连续层中包含的铟等表面能低,因此不连续层中包含的铟等向含铝的层内、其表面转移。其结果,推测铟等被带入到含铝的层内,在同一金属层内存在含有铝元素的部分和含有铟元素的部分,并且含有铟元素的部分偏重存在的金属层12直接形成在基体上。
[0085]
金属层12中的含有铟元素的部分的体积分数(体积%)为5~40体积%。通过为5体积%以上,能够抑制拉伸后的白浊。另外,通过为40体积%以下,能够呈现高的光亮性和自
然的色调。
[0086]
金属层12中的含有铟元素的部分的体积分数(体积%)为5体积%以上,优选为10体积%以上。另外,为40体积%以下,优选为25体积%以下。
[0087]
金属层12中的含有铟元素的部分的体积分数例如可以通过实施例中后述的方法进行测定。
[0088]
上述铟元素除了铟单质以外、还可以以铟合金的形式包含,没有特别限制。例如,可举出in-sn、in-cr、及in-zn等。
[0089]
作为上述含有铝元素的部分及含有铟元素的部分以外的部分,金属层12例如可以包含含有银(ag)、铬(cr)等的部分。
[0090]
对于金属层12的厚度,从发挥充分的金属光泽的观点出发,通常为7nm以上,优选为10nm以上,另一方面,从薄层电阻、电磁波透过性的观点出发,通常优选200nm以下。例如,更优选7nm~100nm、进一步优选10nm~70nm。该厚度也适于生产率良好地形成均匀的膜,另外,作为最终制品的树脂成形品的美观性也好。
[0091]
金属层12的厚度例如可以通过实施例中后述的方法进行测定。
[0092]
金属层12形成在基体10上,包含至少一部分处于彼此不连续的状态的多个部分。金属层12在基体10上为连续状态的情况下,可得到充分的金属光泽,但电波透过衰减量变得非常大,因此,无法确保电磁波透过性。
[0093]
对于在基体10上不连续地形成金属层12而言,优选降低金属层12中的氧浓度。认为基于金属的蒸镀的溅射颗粒在基体上形成薄膜时,基体上的颗粒的表面扩散性影响薄膜的形状,基体的温度高、金属层对基体的润湿性小、金属层的材料的熔点低时容易形成不连续结构。认为通过在基体上使用实质上不含氧的溅射材料、或在实质上不含氧的气氛下进行蒸镀,可促进基体表面上的金属颗粒的表面扩散性,能够以不连续的状态形成金属层。
[0094]
金属层12的部分12a的圆当量直径没有特别限定,通常为10~1000nm左右。多个部分12a的平均粒径是指多个部分12a的圆当量直径的平均值。
[0095]
部分12a的圆当量直径为与部分12a的面积相当的正圆的直径。
[0096]
另外,各部分12a彼此的距离没有特别限定,通常为10~1000nm左右。
[0097]
《4.其他层》
[0098]
另外,本发明的实施方式的电磁波透过性金属光泽构件1除了上述的金属层12以外,还可以根据用途具备其他层。但是,若在基体10上形成两层以上的连续层,则变得容易产生由拉伸所引起的连续层的裂纹(裂缝)。因此,在基体10与金属层12之间设置其他层的情况下,优选为引起裂缝的产生的担心少的层。
[0099]
作为其他层,例如,可举出用于调整色调等外观的高折射材料等光学调整层(色调调整层)、用于提高耐擦伤性等耐久性的保护层(耐擦伤性层)、阻挡层(耐腐蚀层)、易粘接层、硬涂层、防反射层、光取出层、防眩层等。
[0100]
《5.电磁波透过性金属光泽构件的制造方法》
[0101]
本实施方式的电磁波透过性金属光泽构件的制造方法的特征在于,包括:第1工序,在基体上形成至少包含铟元素、并且包含至少一部分处于彼此不连续的状态的多个部分的层(以下,也简称为不连续层或第1层);和第2工序,在所述不连续层上蒸镀包含铝元素的金属。以下详细地对各工序进行说明。
[0102]
(1)第1工序
[0103]
本工序中,在基体10上形成至少包含铟元素、并且包含至少一部分处于彼此不连续的状态的多个部分的层。
[0104]
上述不连续层例如可以通过在基体10表面蒸镀包含铟元素的金属来形成。作为蒸镀的方法,可举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法等物理蒸镀法、等离子体cvd、光cvd、激光cvd等化学蒸镀法(cvd)等。优选可举出物理蒸镀法,更优选可举出溅射法。通过该方法能够形成均匀的薄膜的不连续层。
[0105]
其中,优选使用包含铟元素、并且实质上不含氧(1体积%以下)的金属靶材,通过溅射法形成不连续层。更优选金属靶材完全不含氧。通过使所述金属靶材不含氧,能够减小与基体的润湿性,可促进在基体10上不连续层的形成。另外,基于同样的理由,形成不连续层时,优选在实质上不含氧(100体积ppm以下)的气氛下进行蒸镀,更优选在完全不含氧的气氛下进行蒸镀。
[0106]
金属靶材中包含的铟元素除了铟单质以外、还可以以铟合金形式包含,没有特别限制。例如,可举出in-sn、in-cr、及in-zn等。
[0107]
另外,上述金属靶材除了包含铟元素的金属以外、还可以包含银(ag)、铬(cr)等。
[0108]
溅射在真空下实施。具体而言,对于溅射时的气压,从溅射速率的降低抑制、放电稳定性等观点出发,例如为1pa以下,优选为0.7pa以下。
[0109]
溅射法中使用的电源例如可以为dc电源、ac电源、mf电源及rf电源中任意者,另外,可以为它们的组合。
[0110]
另外,为了形成期望厚度的不连续层,可以适宜设定金属靶材、溅射的条件等来实施多次溅射。
[0111]
(2)第2工序
[0112]
接着,在形成的不连续层上蒸镀包含铝元素的金属。作为蒸镀方法,可以采用与上述第1工序同样的方法。
[0113]
作为金属靶材,使用包含铝元素的金属。铝元素除了铝单质以外,还可以以铝化合物、或铝合金的形式包含在金属靶材中。
[0114]
另外,上述金属靶材除了包含铝元素的金属以外、还可以包含锌(zn)、铅(pb)、铜(cu)、银(ag)等。
[0115]
根据本实施方式的制造方法,能够在基体上形成包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分的不连续的金属层。推测这是因为:如上所述,含铝的层在不连续层上连续生长时,不连续层中包含的铟元素等转移至上述含铝的层内、其表面,从而在同一金属层内存在含有铝元素的部分和含有铟元素的部分。
[0116]
《6.电磁波透过性金属光泽构件的用途》
[0117]
本实施方式的电磁波透过性金属光泽构件由于具有电磁波透过性,因此优选用于发送/接收电磁波的装置、物品及其部件等。例如,可举出车辆用结构部件、车辆搭载用品、电子设备的壳体、家电设备的壳体、结构用部件、机械部件、各种汽车用部件、电子设备用部件、家具、厨房用品等家居用用途、医疗设备、建筑材料的部件、其他结构用部件、外装用部件等。
[0118]
更具体而言,车辆相关的可举出仪表板、中控台盒、门把、门饰板(door trim)、变
速杆、踏板类、手套箱、保险杠、发动机罩、挡泥板(fender)、后备箱(trunk)、门、顶盖、柱(pillar)、座椅、方向盘、ecu盒、电装部件、引擎周边部件、驱动系统
·
齿轮周边部件、吸气
·
排气系统部件、冷却系统部件等。
[0119]
作为电子设备及家电设备,更具体而言,可举出冰箱、洗衣机、吸尘器、微波炉、空调、照明设备、电热水器、电视、钟、换气扇、投影仪、扬声器等家电制品类、个人电脑、手机、智能电话、数码相机、平板型pc、便携式音乐播放器、便携式游戏机、充电器、电池等电子信息设备等。
[0120]
实施例
[0121]
以下,举出实施例及比较例,更具体地对本发明进行说明。
[0122]
关于电磁波透过性金属光泽构件1,准备各种试样,在拉伸前后,分别对作为电磁波透过性的评价的电波衰减量、作为光亮性(美观性)的评价的y值(sci)、y值(sce)、b*、作为拉伸性的评价的裂缝宽度进行测定。
[0123]
需要说明的是,各种试样的拉伸使用minebea mitsumi inc.制拉伸试验机tg-10kn,在150℃下、以5mm/min的拉伸速度、伸长率20%的条件通过单向拉伸试验进行。伸长率由下式表示。
[0124]
伸长率(%)=100
×
(l-lo)/lo(lo:拉伸前的试样长度、l:拉伸后的试样长度)。
[0125]
[电磁波透过性]
[0126]
(1)电波透过衰减量
[0127]
使用kec法测定评价治具及agilent公司制波谱分析仪(cxa信号分析仪na9000a)对28ghz下的电波透过衰减量进行评价。微波雷达的频带(76~80ghz)下的电磁波透过性与微波频带(28ghz)下的电磁波透过性存在相关性,显示出比较接近的值,因此在此次的评价中,将微波频带(28ghz)下的电磁波透过性、即微波电场透过衰减量作为指标,按照以下的基准进行判断。
[0128]
《拉伸后的电波透过衰减量》
[0129]
0.1[-db]以下:

[0130]
超过0.1[-db]且为0.3[-db]以下:〇
[0131]
超过0.3[-db]且为1[-db]以下:

[0132]
超过1[-db]:
×
[0133]
[光亮性(美观性)]
[0134]
(2)y值(sci)、y值(sce)、b*
[0135]
y值(sci)、y值(sce)、b*使用konica minolta japan inc.制分光测色计cm-2600d、依据jis z 8722的几何条件c来测定。此处,作为美观性的定量的表现的金属光泽的定量的表现使用y值(sci),白浊的定量的表现使用y值(sce),色相的定量的表现使用b*。y值(sci)、y值(sce)、b*按照以下的基准进行评价。
[0136]
《拉伸后的y值(sci)》
[0137]
55以上:

[0138]
50以上且小于55:〇
[0139]
40以上且小于50:

[0140]
小于40:
×
[0141]
《拉伸后的y值(sce)》
[0142]
0.1以下:

[0143]
超过0.1且为0.3以下:〇
[0144]
超过0.3且为1以下:

[0145]
超过1:
×
[0146]
《拉伸前后的b*》
[0147]
拉伸前b*超过-4且小于4、并且拉伸后b*为-1以上且小于2:

[0148]
拉伸前b*超过-4且小于4、并且拉伸后b*为2以上且小于3:〇
[0149]
拉伸前b*超过-4且小于4、并且拉伸后b*为3以上且小于4:

[0150]
拉伸前b*为-4以下或4以上、或者拉伸后b*小于-1或为4以上:
×
[0151]
[拉伸性]
[0152]
(3)裂缝宽度
[0153]
裂缝宽度利用hitachi high-technologies corporation制fe-sem(su-8000)进行测定,按照以下的基准进行评价。
[0154]
《拉伸后的裂缝宽度》
[0155]
150nm以下:

[0156]
超过150nm且为160nm以下:〇
[0157]
超过160nm且为170nm以下:

[0158]
超过170nm:
×
[0159]
[综合评价]
[0160]
全部评价结果为

的情况:

[0161]
全部结果中最低的评价为〇的情况:〇
[0162]
全部结果中最低的评价为

的情况:

[0163]
全部结果中最低的评价为
×
的情况:
×
[0164]
需要说明的是,将综合评价为

以上的情况设为合格。
[0165]
(4)金属层的测定方法
[0166]
使用日本电子株式会社制fe-tem、jem-2800,实施fe-tem观察,测定金属层的厚度。另外,进行edx分析(包含映射),测量/算出金属层整体的厚度及其中包含的铝及铟体积,由此测定包含al的部分及包含in的部分的体积分数。
[0167]
《金属层的厚度》
[0168]
考虑金属层的偏差、更详细而言考虑如图1的(a)所示的部分12a的厚度的偏差,将部分12a的厚度的平均值设为金属层的厚度。需要说明的是,各个部分12a的厚度采用自基体10起垂直方向上最厚的地方的厚度。以下,方便起见,将该平均值称为“最大的厚度”。图2的(a)、(b)中示出电磁波透过性层叠构件的截面的电子显微镜照片(tem图像)的例子。
[0169]
求最大的厚度时,首先,对于在如图2的(a)、(b)所示那样的电磁波透过性层叠构件的表面出现的金属层,适当地抽出如图3所示的边长5cm的正方形区域3,选择通过将该正方形区域3的纵边及横边各自的中心线a、b分别4等分而得到的合计5个部位的点“a”~“e”作为测定部位。
[0170]
接着,在选择的测定部位各自处的如图2的(a)、(b)所示的截面图像中,抽出包含
大约5个部分12a的视角区域。求出所述合计5个部位的测定部位各自中的5个部分12a、即25个(5个
×
5个部位)的部分12a的各自的厚度,将它们的平均值作为“最大的厚度”。
[0171]
《包含al的部分及包含in的部分的体积分数测定》
[0172]
为了测定包含al的部分及包含in的部分的体积分数,在上述的膜厚测定后进行tem-edx分析、或tem-edx映射,测定铝和铟的质量浓度(质量%)。即,求出在金属层的厚度的测定时选出的上述25个部分12a所对应的部位的铝质量浓度和铟的质量浓度,分别求出它们的平均值。其后,根据in密度7.31g/cm3、al密度2.70g/cm3,使用体积%=质量%
÷
密度的换算式,将质量%换算为体积%,由此算出包含al的部分的体积分数(体积%)和包含in的部分的体积分数(体积%)。
[0173]
[实施例1]
[0174]
作为基材薄膜,使用三菱化学株式会社制易成形pet薄膜(型号:g931e75、厚度:50μm)。首先,使用in-sn合金靶(sn比5质量%):itm,通过dc脉冲溅射(150khz),在上述基材薄膜上形成包含in-sn合金的层作为第1层。需要说明的是,溅射在不供给氧的气氛下实施。得到的第1层为不连续结构。
[0175]
接着,使用al靶,通过交流溅射(ac:40khz),在第1层上形成含铝(al)的层作为第2层。其后,上述第1层与第2层成为一体,形成金属层。根据以上,得到在基材薄膜上形成有上述金属层的实施例1的电磁波透过性金属光泽构件。
[0176]
将对得到的实施例1的电磁波透过性金属光泽构件进行各种评价而得的结果示于表1。另外,使用日本电子株式会社制fe-tem jem-2800进行元素分析,将测定in、al、o元素的分布的结果示于图4的(a)。
[0177]
得到的金属层为不连续结构,在同一金属层内包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分,含有铟元素的部分在金属层内(与基材薄膜相反的一侧)偏重存在。
[0178]
另外,将拉伸前后的实施例1的电磁波透过性金属光泽构件的表面的电子显微镜照片(sem图像)示于图5的(a)、(b)。
[0179]
[实施例2]
[0180]
金属层中的含有al元素的部分的含量(体积%)、及金属层中的含有铟元素的部分(in、sn)的含量(体积%)变更为表1那样,除此以外,与实施例1同样地操作,制作实施例2的电磁波透过性金属光泽构件并进行评价。
[0181]
另外,得到的金属层为不连续结构,在同一金属层内包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分,含有铟元素的部分在金属层内(与基材薄膜相反的一侧)偏重存在。
[0182]
[实施例3]~[实施例6]
[0183]
金属层中的含有al元素的部分的含量(体积%)、及金属层中的含有铟元素的部分(in、sn)的含量(体积%)、以及金属层的膜厚变更为表1那样,除此以外,与实施例1同样地操作,制作实施例3~6的电磁波透过性金属光泽构件并进行评价。
[0184]
另外,得到的金属层为不连续结构,在同一金属层内包含含有铝元素的部分和含有铟元素的部分,含有铟元素的部分在金属层内(与基材薄膜相反的一侧)偏重存在。
[0185]
[比较例1]
[0186]
将第1层作为含铝(al)的层、在不设置第2层的状态下形成金属层,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例1的电磁波透过性金属光泽构件并进行评价。
[0187]
[比较例2]
[0188]
金属层中的含有al元素的部分的含量(体积%)、及金属层中的含有铟元素的部分(in、sn)的含量(体积%)变更为表1那样,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例2的电磁波透过性金属光泽构件并进行评价。
[0189]
[比较例3]
[0190]
将第1层作为包含in-sn合金的层,在不设置第2层的状态下形成金属层,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例3的电磁波透过性金属光泽构件并进行评价。
[0191]
[比较例4]
[0192]
使用ito形成第1层,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例4的电磁波透过性金属光泽构件并进行评价。比较例4的电磁波透过性金属光泽构件中,使用ito形成第1层,由此第1层与第2层不成为一体,以各自独立的2层(基底层和金属层)层叠的状态形成。因此,第2层中的含有al元素的部分的含量为100体积%,含有in元素的部分的含量为0体积%。
[0193]
另外,对得到的比较例4的电磁波透过性金属光泽构件使用日本电子株式会社制fe-tem jem-2800进行元素分析,将测定in、al、o元素的分布的结果示于图4的(b)。
[0194]
另外,将拉伸前后的比较例4的电磁波透过性金属光泽构件的表面的电子显微镜照片(sem图像)示于图6的(a)、(b)。
[0195]
[比较例5]~[比较例6]
[0196]
将itm靶变更为in靶,将金属层中的含有al元素的部分的含量(体积%)、及金属层中的含有铟元素的部分(in)的含量(体积%)、以及金属层的膜厚变更为表1那样,除此以外,与实施例1同样地操作,制作比较例5、6的电磁波透过性金属光泽构件并进行评价。
[0197]
[表1]
[0198][0199]
根据表1可明确,实施例1及2的电磁波透过性金属光泽构件在拉伸后也呈电磁波透过性、美观性、及拉伸性均良好的结果。另外,如实施例1的拉伸后的sem图像(图5的(b))
所示,拉伸后的裂缝宽度小,另外,也未看到表面的白浊。实施例3~6的电磁波透过性金属光泽构件在拉伸后电磁波透过性也良好,拉伸性也良好。另外,美观性也为合格水平。
[0200]
另一方面,比较例1~3、5及6中,金属层中的含有铟元素的部分的体积分数在本发明的范围外,因此拉伸后呈电磁波透过性、美观性、及拉伸性中的至少一者的评价差的结果。另外,比较例4中,第1层与第2层未成为一体,各自独立的2层的金属层层叠而形成,含有铝元素的部分和含有铟元素的部分不包含在同一金属层内,拉伸后呈电磁波透过性、美观性、及拉伸性中的至少一者的评价差的结果。另外,如比较例4的拉伸后的sem图像(图6的(b))所示,拉伸后的裂缝宽度大,另外,也看到了表面的白浊。
[0201]
本发明不限定于前述实施例,也可以在不脱离发明的主旨的范围内进行适宜变更并具体化。
[0202]
产业上的可利用性
[0203]
本发明的电磁波透过性金属光泽构件可以用于发送/接收电磁波的装置、物品及其部件等。例如,也可以用于车辆用结构部件、车辆搭载用品、电子设备的壳体、家电设备的壳体、结构用部件、机械部件、各种汽车用部件、电子设备用部件、家具、厨房用品等家居用用途、医疗设备、建筑材料的部件、其他结构用部件、外装用部件等要求外观性和电磁波透过性这两者的各种用途中。
[0204]
参照详细且特定的方式对本发明进行了说明,但可以在不脱离本发明的精神和范围下进行各种变更及修正对于本领域技术人员而言是显而易见的。
[0205]
本技术基于2020年3月9日申请的日本专利申请(特愿2020-040058),其内容作为参照被并入其中。
[0206]
附图标记说明
[0207]
1 电磁波透过性金属光泽构件
[0208]
10 基体
[0209]
12 金属层
[0210]
12a 部分
[0211]
12b 间隙
再多了解一些

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