JP3544772B2

JP3544772B2 - 反射板

Info

Publication number: JP3544772B2
Application number: JP33485295A
Authority: JP
Inventors: 優実後藤; 悟志川本; 福田　　伸; 信弘福田
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2015-12-22
Also published as: JPH09174752A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定な銀を用いた反射板に関し、更に詳しくは高温環境においても反射率の低下が少ない銀を用いた、複写機に好適に使用できる反射板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銀は、可視光領域における反射率がもっとも高い金属であり、理科年表（東京天文台編纂、昭和５０年）の物理化学部９９頁においても９７．９％の反射率を持つと記されている。従って、銀は反射用部材として優れた性能を有すると考えられる。しかしながら、銀自体は不安定な金属であるため、大気中に暴露した状態で１５０℃以上の高温に放置したまま長時間放置すると、表面の反射率が低下することが知られている。そこで、銀の不変色化として、様々な合金化が図られている。例えば、５０原子％以上の金もしくは、白金もしくは、パラジウム等の白金族を添加した合金が不変色合金として知られている（貴金属の実際知識、山本勇三著、東洋経済新報社、頁１４６）。しかしながら、上記銀合金は不変色化は図られるものの、反射率が本来銀の持つ値よりも低下するため、反射材としての価値が十分生かせないものであった。
銀に代わる反射体としては、アルミニウムがある。アルミニウムの反射率は９１．６％と理科年表（前出）に記載されているが、実用的には９０％が最も高い値である。従って、銀を反射体として使用するにおいて９０％以上が実用性能の目安になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高温環境における安定性を向上させ、高温環境においても反射率を維持することができる反射板を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、銀を用いた反射体の高温環境における安定性を向上させ、高温環境下に５００時間以上の長期にわたって高い反射率を維持する方法を鋭意研究したところ、極めて薄い特定の金属層を、透明高分子フィルムと銀薄膜層の間に用いることにより、銀を用いた反射体の耐熱安定性を著しく向上させ、該反射体を金属板にラミネートすることで、複写機等に好適に使用できる反射板を得ることを見いだし、本発明に到達した。
【０００５】
すなわち、本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、
（１）少なくとも、透明高分子フィルム（Ａ）、銀薄膜層（Ｂ）、接着層（Ｃ）、支持体（Ｄ）からなる構成ＡＢＣＤの高分子フィルム側を反射面とする反射板にして、１５０℃の温度において５００時間大気中で加熱を行った後においても高分子フィルム側から測定した反射率が９０％以上である反射板、
（２）透明高分子フィルム（Ａ）と銀薄膜層（Ｂ）の間に、チタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層（Ｅ）を設けた構成ＡＥＢＣＤからなる（１）の反射板、
（３）さらに、銀薄膜層（Ｂ）と接着層（Ｃ）の間に、チタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層（Ｅ）を設けた構成ＡＥＢＥＣＤからなる（２）の反射板、
（４）金属層（Ｅ）の厚みが０．５乃至３ｎｍである（２）または（３）の反射板、
（５）透明高分子フィルム（Ａ）が、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリカーボネート、またはポリアリレートである（１）〜（４）のいずれかの反射板、
（６）接着層（Ｃ）が、熱硬化型接着剤である（１）〜（５）のいずれかの反射板に関するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
反射面とは、入射する光の方向を変え、元の媒質に戻す境界面のことであり、例えば高分子フィルム（Ａ）と銀薄膜層（Ｂ）の界面がこれにあたる。しかしながら、反射体においては、反射の用に供する側（面）を反射面と表すことがあり、本発明で言う反射面とは、もっぱら後者の反射の用に供する側（面）を示す。
【０００７】
本発明は図１に示すように、透明高分子フィルム１０の上に、チタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層２０、そして該金属層２０の上に銀薄膜層３０、接着層４０、支持体５０からなる反射板であり、金属層を透明高分子フィルムと銀薄膜層の間に存在せしめたものである。また、図２に示すように銀薄膜層３０の両方の主面にチタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層２０が形成された反射板、すなわち、図１の反射板においてさらに銀薄膜層と接着層の間にも金属層を設けたものも挙げられる。
【０００８】
本発明で言うところの銀の薄膜（銀薄膜層）とは、例えば、真空蒸着法やスパッタ法等真空を用いて成膜するものであることが好ましい。真空蒸着法では、銀をルツボの中で、抵抗加熱や電子ビーム加熱で溶融させ、蒸気圧を上げて、所望する高分子フィルム上に薄膜を形成する。スパッタ法には、高周波スパッタ法、直流スパッタ法、高周波マグネトロンスパッタ法、直流マグネトロンスパッタ法、電子サイクロトロン共鳴スパッタ法等がある。スパッタ法では、固体の銀のターゲットを用い、通常はアルゴンガスを１〜１０ｍＴｏｒｒ程度真空容器内に導入してスパッタガスとして用いるが、クリプトンやネオンを使用してもかまわない。ターゲットの銀の純度は特に限定するわけではないが、９９．９％以上が好ましく、更に好ましくは９９．９９％以上である。
【０００９】
銀薄膜層の厚さは、７０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ〜２００ｎｍである。７０ｎｍよりあまり薄いと、銀の膜厚が十分でないために、透過する光が存在し、反射率が低下する。一方、膜厚を３００ｎｍを越えてあまり厚くしても反射率は上昇せず飽和傾向を示す上に、銀薄膜層の高分子フィルムに対する密着性が低下するので好ましくない。
【００１０】
本発明において透明高分子フィルムは、透明で１５０℃以上の連続使用に耐えるものであれば特に限定するものではなく、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエテールケトン、フルオロエチレンプロピレン等のフッ素系フィルム、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート系フィルム等の高分子フィルムを用いることができる。その際、銀薄膜を形成する前に、高分子フィルム表面を、化学洗浄処理、表面粗面化処理、グロー放電処理、コロナ放電処理等を行うことが密着性等を向上させるのに当業者には用意に理解できるであろう。
【００１１】
上記高分子フィルムの厚みには限定的な値はないが、２５〜１００μｍ程度が好ましく用いられる。使用する高分子フィルムの光学特性は、波長５５０ｎｍの光線透過率が８０％以上であることが好ましい。より好ましくは、波長５００〜７００ｎｍの範囲の光に対して光線透過率が８０％以上であり、更に好ましくは波長３５０〜７５０ｎｍの範囲の光に対して光線透過率が８０％以上である。光線透過率が８０％よりもあまり低いと、反射体とした時の反射率が９０％を下回り、反射板としての性能上好ましくない。
【００１２】
本発明の接着層として用いられる接着剤（粘着剤も含む）としては、接着剤に塗布、貼り合わせた後の硬化過程で加熱により化学反応が進む熱硬化型接着剤が適切で、例えばポリエステル系接着剤、アクリル系接着剤、メラミン系接着剤、シリコン系接着剤、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤等、またこれら接着剤を２種類以上混合したものが挙げられるが、必ずしもこれらの種類に限定されるわけではなく、実用上の接着強度があれば良い。接着強度としては９０℃以上で加熱後、１８０度ピール強度を測定して１００ｇ／ｃｍあれば十分であり、好ましくは５００ｇ／ｃｍであり、より好ましくは１０００ｇ／ｃｍである。１００ｇ／ｃｍに達しない場合には、反射板として曲率半径１〜５ｍｍ程度に曲げた時に、透明高分子フィルム側が支持体である金属板より浮き上がる等の事態を引き起こすことがあり、好ましくない。
【００１３】
接着剤層の厚みは、０．５μｍ〜５０μｍ、好ましくは、１μｍ〜２０μｍである。
接着剤の塗布方法としては、バーコート法、メイヤーバーコート法、リバースコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ロールコート法等が挙げられるが、これらは使用する接着剤の種類、粘度、塗布量、塗布速度、得られる面状態等を考慮して選定される。
【００１４】
接着剤の硬化に要する温度、時間は接着剤の種類、塗布量、支持体の種類等により異なるが、８０〜３００℃、０．１秒〜２時間程が適当で、好ましくは１００℃〜２５０℃、０．１秒〜３０分である。
【００１５】
加工性、形状保持性等のため支持体を用いるが、支持体として好ましくは、アルミニウム、アルミ合金、ステンレス鋼、鋼亜鉛合金、鋼等の金属板が挙げられる。これらの金属にはそれぞれ長所があり、次の様に使い分けるれることができる。アルミニウムは軽量かつ加工性に優れ、また、熱伝導率が高くそれにかかる熱を効果的に大気に逃がすことができるため、ランプ発光によって反射板が加熱される複写機に好適に利用できる。また、アルミ合金は軽量かつ機械的強度が強いため、好適に利用でき、ステンレス鋼は機械的強度が高度にあり、また、耐蝕性に優れているため好適に利用できる。さらに、鋼亜鉛合金すなわち黄銅または真鍮は、機械的強度の強いことに加え、はんだ付けが容易なため、好適に利用できる。支持体の厚みは、０．１〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００１６】
１５０℃の加熱試験は、通常の電気炉で行うことができるものであって、雰囲気は大気中である。ここでいう大気中と言うのは、反射体が使用される通常の生活環境の範躊に入るものであり、特殊な環境を特定するものではない。
【００１７】
本発明で言う反射板の反射率は、積分球を用いた反射率、即ち、正反射と拡散反射の和を示すものである。反射率は、例えば、日立の分光光度計Ｕ３４００に積分球ユニットを装着したもので測定できる。
【００１８】
高分子フィルムと銀薄膜層の間に設ける、好ましくはさらに銀薄膜層と接着層の間にも設けるチタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層の作製方法は、銀薄膜層と同様、真空蒸着法やスパッタ法等を用いて積層することができるが、タングステンは融点が高いため真空蒸着法よりも、スパッタ法が好ましく採用される。
【００１９】
チタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層の厚さは、反射率を損ねない範囲で充分な反射率低下を抑制することができる範囲ならばよく、０．５ｎｍ〜３ｎｍの範囲が望ましく、より望ましくは０．５ｎｍ〜２ｎｍの範囲である。なお、該金属層は複数層積層してもよい。
【００２０】
上記金属層の膜厚の測定には、触針粗さ計、繰り返し反射干渉計、マイクロバランス、水晶振動子法等があるが、水晶振動子法では成膜中に膜厚測定が可能なので、所望の膜厚を得るのに適している。また、前もって成膜の条件を定めておき、試験基材上に成膜を行い、成膜時間と膜厚との関係を調べた上で成膜時間により膜厚を制御する方法もある。例えば、Ｍ（秒）間成膜した時の薄膜の膜厚を触針粗さ計で測定したところＤ（ｎｍ）であったとするとｄ（ｎｍ）の膜厚を得るには、次の式により、成膜時間Ｔ（秒）を決定する。すなわち、Ｔ＝ｄ×（Ｍ／Ｄ）である。例えば、スパッタ法において、タングステンを１０００秒間成膜したところ、１００ｎｍのタングステンを得たとすると、同一の成膜条件で１ｎｍのタングステン膜を得るには、１０秒間成膜すれば良いことになる。
【００２１】
また、水晶振動子法で膜厚を決めるときには、膜厚がＤ（ｎｍ）の膜を製作した時の水晶振動子の周波数の減少がＦ（Ｈｚ）であったとすると、ｄ（ｎｍ）成膜するには、次の式により求められた周波数ｆ（Ｈｚ）が減少した時をもって膜厚を決定する。すなわち、ｆ＝ｄ×（Ｆ／Ｄ）である。ここで、Ｄの決定は、触針粗さ計や繰り返し反射干渉計等を用いればよい。
【００２２】
本発明ではかくのごとき方法により膜厚を決定しており、本発明で言うところの薄膜層が、常識的な連続膜もしくは連続層の状態になっている必要はなく、例えば、島状の構造を有していてもよい。また、これは成書においても指摘されているとおりである（例えば、「薄膜の基本技術」金原粲著、東京大学出版、頁８９から９４）。
【００２３】
なお、上記０．５乃至３ｎｍの薄い金属層は、当然のことながら非常に不安定であり、成膜中もしくは成膜後に、真空中の残存ガスや高分子中もしくは高分子上の不純物によって酸化等の変化を受けた状態になっており、完全に金属状態ではないことは当業者には容易に理解できることであろう。
また、上記金属層の状態は、Ｘ線光電子分光法、オージェ電子分光法等で調査できることを付記しておく。
【００２４】
本発明の反射板の実際の製造方法の一例を具体的に例示すれば、透明高分子フィルムにスパッタ法等にてチタン、タングステン、または銅を成膜し、続いて銀を成膜し、さらにチタン、タングステン、または銅を成膜してもよい。スパッタはバッチ法でもロールトゥーロール法でもかまわない。続いて、バーコート法にて熱硬化型接着剤を塗布し、熱ロールにて鋼板やアルミニウム板等とラミネートすることにより製造されるのである。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例ならびに比較例に基づき本発明について説明する。
（実施例１）
ポリエーテルサルフォン（三井東圧ＴＡＬＰＡ１０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、０．５ｎｍのチタンを成膜し、続いて、１５０ｎｍの銀を成膜し、さらに、続いて、０．５ｎｍのチタンを成膜し、バーコート法にて飽和ポリエステル／メラミン樹脂系接着剤を塗布し、厚さ０．３ｍｍの鋼板とラミネートして反射板を得た。
【００２６】
（実施例２）
ポリエーテルエーテルケトン（三井東圧ＴＡＬＰＡ２０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、０．５ｎｍのチタンを成膜し、続いて、１５０ｎｍの銀を成膜し、さらに、続いて、０．５ｎｍのチタンを成膜し、バーコート法にて飽和ポリエステル／メラミン樹脂系接着剤を塗布し、厚さ０．３ｍｍの鋼板とラミネートして反射板を得た。
【００２７】
（実施例３）
ポリエーテルサルフォン（三井東圧ＴＡＬＰＡ１０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、０．５ｎｍのタングステンを成膜し、続いて、１５０ｎｍの銀を成膜し、ロールコート法にてエポキシ樹脂接着剤を塗布し、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム板とラミネートして反射板を得た。
【００２８】
（実施例４）
ポリエーテルエーテルケトン（三井東圧ＴＡＬＰＡ２０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、０．５ｎｍのタングステンを成膜し、続いて、１５０ｎｍの銀を成膜し、ロールコート法にてエポキシ樹脂接着剤を塗布し、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム板とラミネートして反射板を得た。
【００２９】
（実施例５）
ポリエーテルサルフォン（三井東圧ＴＡＬＰＡ１０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、０．５ｎｍの銅を成膜し、続いて、１５０ｎｍの銀を成膜し、バーコート法にてフェノール系接着剤を塗布し、厚さ０．３ｍｍの黄銅板とラミネートして反射板を得た。
【００３０】
（実施例６）
ポリエーテルエーテルケトン（三井東圧ＴＡＬＰＡ２０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、０．５ｎｍの銅を成膜し、続いて、１５０ｎｍの銀を成膜し、バーコート法にてフェノール系接着剤を塗布し、厚さ０．３ｍｍの黄鋼板とラミネートして反射板を得た。
銀薄膜を得た。
【００３１】
（比較例１）
ポリエーテルサルフォン（三井東圧ＴＡＬＰＡ１０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、１５０ｎｍの銀を成膜し、バーコート法にて飽和ポリエステル／メラミン樹脂系接着剤を塗布し、厚さ０．３ｍｍの鋼板とラミネートして反射板を得た。
【００３２】
（比較例２）
ポリエーテルエーテルケトン（三井東圧ＴＡＬＰＡ２０００：厚さ５０μｍ）にスパッタ法で、１５０ｎｍの銀を成膜し、バーコート法にて飽和ポリエステル／メラミン樹脂系接着剤を塗布し、厚さ０．３ｍｍの鋼板とラミネートして反射板を得た。
【００３３】
上記、実施例１〜６で作製した試料と、比較例１〜２で作製した試料を、１５０℃に設定した電気炉に設置し、５００時間保持した後取り出し、反射率の測定を行い、加熱前後での反射率の測定を行った。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
また、実施例１〜６で作製した試料と、比較例１〜２で作製した試料を、１５０℃に加熱した台に置き、１００Ｗのハロゲンランプを薄膜から１０ｃｍ離したところに設置し、光照射と加熱を同時に行い銀薄膜の安定性を反射率を測定することにより加熱前および５００時間後の反射率を評価した。その結果を表２に示す。なお、反射率は、金属面でない側、すなわち、高分子フィルム側から分光光度計Ｕ３４００（日立）を用い、反射率すなわち、鏡面反射率＋拡散反射率を測定した。
【００３６】
【表２】

【００３７】
【発明の効果】
透明高分子フィルムと銀薄膜層の間に薄い、好ましくは０．５乃至３ｎｍのチタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの金属層を用いて、かつ接着層に熱硬化型接着剤を用い、金属板とラミネートすることにより、高温環境下においても安定な反射板を得ることができる。これにより、該反射板を１５０℃の温度において５００時間大気中で加熱を行った後においても、９０％以上の反射率を保ち、複写機に好適に使用できる反射板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射板の一例を示す断面図
【図２】本発明の反射板の一例を示す断面図
【符号の説明】
１０透明高分子フィルム
２０チタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの金属層
３０銀薄膜層
４０接着層
５０支持体

Claims

少なくとも、透明高分子フィルム（Ａ）、銀薄膜層（Ｂ）、接着層（Ｃ）、支持体（Ｄ）からなる構成ＡＢＣＤの高分子フィルム側を反射面とする反射板にして、透明高分子フィルム（Ａ）と銀薄膜層（Ｂ）の間に、チタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層（Ｅ）を設けた構成ＡＥＢＣＤからなり、金属層（Ｅ）の厚みが０．５乃至３ｎｍであることを特徴とする１５０℃の温度において５００時間大気中で加熱を行った後においても高分子フィルム側から測定した反射率が９０％以上である反射板。
前記銀薄膜層（Ｂ）と前記接着層（Ｃ）の間に、チタン、タングステン、もしくは銅から選ばれた少なくとも一つの薄い金属層（Ｅ）を設けた構成ＡＥＢＥＣＤからなり、金属層（Ｅ）の厚みが０．５乃至３ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の反射板。
透明高分子フィルム（Ａ）が、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリカーボネート、またはポリアリレートである前記請求項１〜２のいずれかに記載の反射板。
前記接着層（Ｃ）が、熱硬化型接着剤である前記請求項１〜３のいずれかに記載の反射板。
前記接着層（Ｃ）が、接着強度が９０℃以上で加熱後、１８０度ピール強度を測定して少なくとも１００ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の反射板。
前記接着層（Ｃ）の厚みが、０．５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の反射板。