(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱成形により発生する金属反射膜のクラックが少なく、かつ金属光沢を失わず、また透過光の黄色化の少ない樹脂半透過鏡およびその製造方法を提供する。【解決手段】透明樹脂基板１の表面に金属反射膜２が積層された樹脂半透過鏡であって、金属反射膜２が、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀を含む合金からなり、該合金中のインジウム、ビスマスおよび銀の各元素の含有量が、スズ１００質量部に対して３４〜５７質量部、３１〜５７質量部、および１８〜５７質量部である樹脂半透過鏡。更に保護塗膜３が金属反射鏡２の樹脂基板１と接っしていない面を覆う、樹脂半透過鏡。前記透明樹脂基板１の表面に前記合金からなる金属反射膜２を真空蒸着、又はスパッタリングで形成し、金属反射膜２の上に保護膜３を形成する、樹脂半透過鏡の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂基板の表面に金属反射膜が積層された樹脂半透過鏡であって、前記金属反射膜が、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀を含む合金からなり、該合金中のインジウム、ビスマスおよび銀の各元素の含有量が、スズ１００質量部に対して３４〜５７質量部、３１〜５７質量部、および１８〜５７質量部である樹脂半透過鏡。
【請求項２】
前記透明樹脂基板の表面に前記金属反射膜および保護塗膜がこの順に積層された請求項１に記載の樹脂半透過鏡。
【請求項３】
透過光の黄色度（ＹＩ）が−５０〜５の範囲内である請求項１または２に記載の樹脂半透過鏡。
【請求項４】
前記透明樹脂基板が加熱成形可能な材質で構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂半透過鏡。
【請求項５】
前記透明樹脂基板の表面に、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀を含む合金からなり、該合金中のインジウム、ビスマスおよび銀の各元素の含有量が、スズ１００質量部に対して３４〜５７質量部、３１〜５７質量部、および１８〜５７質量部である金属反射膜を真空蒸着またはスパッタリングにより形成する工程（１）を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂半透過鏡の製造方法。
【請求項６】
前記工程（１）で得られた金属反射膜上に保護塗膜を形成する工程（２）を含む請求項５に記載の樹脂半透過鏡の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂半透過鏡およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に照明光を発する光源を有する内照式看板やディスプレイの表面部材には、透明樹脂基板の表面に内部の照明光を透過できる程度に金属反射膜を形成することで金属光沢を付与した樹脂半透過鏡が用いられる。この表面部材は樹脂半透過鏡を加熱成形して製造されることがある。樹脂半透過鏡を加熱成形する場合、金属反射膜に発生するクラックを低減し、また金属光沢を失わないようにする必要がある。そのため、金属反射膜を低融点金属元素またはそれらの合金（以下、「低融点金属類」という）により形成する方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、融点が透明樹脂基板の軟化点近傍にあり展延性を有する低融点金属類を透明樹脂基板の表面に形成することで、加熱成形の際の透明樹脂基板の変形に金属反射膜を追従させ、金属反射膜のクラック発生を抑制している。
【０００３】
金属反射膜を形成する方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理成膜法が知られている。特許文献１では、金属反射膜を形成する低融点金属類として、インジウム（Ｉｎ）とカドミウム（Ｃｄ）の合金、並びにスズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）および銀（Ａｇ）からなる群から選ばれる少なくとも二つの金属を含む合金が提案されている。しかしながら、低融点金属類としては、取扱いが容易である常温常圧下で固体の低融点金属類が用いられる場合が多い。例えば特許文献２では、スズ（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）を、融点がアクリル樹脂基板の軟化点以下になるような比率で含む合金を用いることが記されている。
【０００４】
しかし、特許文献１で開示されている金属反射膜を構成する合金について金属元素の組合せやその配合比は無数にあり、どのような場合にクラックの発生が抑制され、金属光沢が失われないか不明である。また、特許文献２で開示されている半透過鏡は、内照式照明光の透過光が黄色味を帯びるので、従来のアルミニウムの金属反射膜を用いた半透過鏡と比べて光源の演色性を損なう場合がある。光源の演色性を改善する方法としては、カラーフィルタや透明樹脂基板に着色板を用いる方法があるが、透過光の光量が減少するため光源の光量アップや構成部材の追加を伴うことから経済的でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５３−１１１３８１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７１１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、加熱成形により発生する金属反射膜のクラックが少なく、かつ金属光沢を失わず、また透過光の黄色化の少ない樹脂半透過鏡およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、透明樹脂基板の表面に金属反射膜が積層された樹脂半透過鏡であって、前記金属反射膜が、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀を含む合金からなり、該合金中のインジウム、ビスマスおよび銀の各元素の含有量が、スズ１００質量部に対して３４〜５７質量部、３１〜５７質量部、および１８〜５７質量部である樹脂半透過鏡である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱成形により発生する金属反射膜のクラックが少なく、かつ金属光沢を失わず、また透過光の黄色化の少ない樹脂半透過鏡およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る樹脂半透過鏡の構成を示す模式図である。
【図２】実施例１に係る金属反射膜の融点の測定結果を示す図である。
【図３】加熱成形に用いる型の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る樹脂半透過鏡は、透明樹脂基板の表面に金属反射膜が積層された構成を有する。本発明に用いる透明樹脂基板（以下、「樹脂基板」ともいう）は、半透過鏡に使用可能な透明性を有する樹脂製の板である。透明樹脂基板は、加熱成形可能な材質で構成されていることが好ましい。加熱成形可能な材質としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、メチルメタクリレート・スチレン共重合樹脂等の透明性の高い熱可塑性樹脂や、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。樹脂半透過鏡を加熱成形する場合は熱可塑性樹脂が好ましく、１４０〜１７０℃で加熱成形が可能な熱可塑性樹脂がより好ましく、アクリル樹脂がさらに好ましい。樹脂基板は着色されていてもよい。樹脂基板の厚みは、加熱成形の観点から０．５〜５ｍｍが好ましいが特に限定されない。樹脂基板はどのような方法で製造されたものでも利用できるが、表面が平滑であるものが好ましい。樹脂基板の製造方法としては、例えば、連続キャスト法、セルキャスト法、押し出し法等が挙げられる。
【００１１】
樹脂基板の表面に形成する金属反射膜は、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀を含む合金からなる。この合金中のインジウム、ビスマスおよび銀の各元素の含有量は、スズ１００質量部に対して３４〜５７質量部、３１〜５７質量部、および１８〜５７質量部である。前記各元素の含有量は、スズ１００質量部に対して３９〜５２質量部、３６〜５２質量部、および２３〜５２質量部であることが好ましい。前記合金は、スズ１００質量部に対して２質量部以下であれば、その他の元素を含んでいてもよい。その他の元素としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、ニッケル、クロム、マグネシウム、ケイ素、チタン、鉄、金、白金等が挙げられる。金属反射膜の融点は、樹脂半透過鏡を加熱成形した際のクラック発生および金属光沢低減をさらに抑制する観点から、加熱成形温度に合わせた１４０〜１７０℃が好ましい。前記その他の元素を含まない金属反射膜の場合、融点は１５６．５〜１６２．６℃となるので、１４０〜１７０℃で加熱成形するのに好適である。金属反射膜の融点は各金属元素の含有量により調整できる。例えば、スズやインジウムの比率を増加させると融点が下がり、金属反射膜の展延性が向上するので、クラック発生をさらに抑制することができる。
【００１２】
本発明の樹脂半透過鏡の透過色は黄色味が少ないものである。具体的には、透過色の黄色度（ＹＩ）が−５０〜５の範囲内であることが好ましい。黄色度は金属元素固有の透過色を考慮して各金属元素の含有量により調整できる。例えば、透過色に青味をもつビスマスと銀の比率を増加させると黄色度を低減することができる。
【００１３】
金属反射膜を形成する方法としては、真空蒸着法またはスパッタリング法が好ましい。真空蒸着法の場合は、各金属元素の蒸着材料を蒸着源として別々のタングステンボートにセットして同時に蒸着してもよい。ただし、製造ロット間のばらつきを小さくする観点から、合金材料を蒸着源として用いることが好ましい。スパッタリング法の場合は、各金属元素の合金をターゲット材として単元カソードのスパッタリング装置で成膜させる方法が好ましい。ただし、多元カソードによるスパッタリング装置を用いて金属元素毎に独立したターゲットから同時に成膜する方法でもよい。金属反射膜の厚みは、金属光沢及び成形性の観点から、２０〜２００ｎｍであることが好ましい。
【００１４】
本発明の樹脂半透過鏡の光線透過率は、金属反射膜の厚みや反射率によって制御することができる。
【００１５】
本発明の樹脂半透過鏡は、透明樹脂基板の表面に金属反射膜および保護塗膜がこの順に積層されていることが好ましい。保護塗膜としては、加熱成形の際の変形に追従できるものが好ましい。保護塗膜は塗料を塗布して形成される。塗料はクリア系が好ましく、着色剤によって色付けされていてもよい。クリア系の塗料としては、例えばアクリル系、ウレタン系等の塗料が挙げられる。これらクリア系の塗料に、硬化剤を含有させて使用してもよい。塗料の塗布は、スプレーコート法、フローコーター法等の公知の技術・方法により行うことができる。塗布後、加熱または光照射により塗膜を硬化させてもよい。保護塗膜の厚みは、防蝕の観点から１０μｍ以上であることが好ましく、また密着性の観点から３０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
以下に図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の樹脂半透過鏡は、透明樹脂基板１の一方の主面（図１中、上面）に、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀の各金属元素を含む金属反射膜２および保護塗膜３が透明樹脂基板側からこの順に積層されてなる。
【実施例】
【００１７】
本発明について実施例と比較例を挙げて更に説明する。
【００１８】
［実施例１］
厚さ２ｍｍの透明なアクリル樹脂板（三菱レイヨン（株）製、商品名：アクリライト（登録商標）ＥＸ−００１）の一方の表面に、真空蒸着装置（（株）アルバック製、商品名：ＥＢＸ−１０Ｄ）を使用し、真空蒸着法によりスズ−インジウム−ビスマス−銀の合金からなる金属反射膜を形成することで、保護塗膜なしの樹脂半透過鏡を作製した。蒸着に際しては、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀を事前に合金化したもの０．２ｇを蒸着材料として使用し、光線透過率３．９％（光学濃度１．２７）の樹脂半透過鏡を得た。真空蒸着の条件は、蒸着真空度：９×１０−３［Ｐａ］、蒸着時間：６０秒、電力：１．０ｋｗであった。
【００１９】
得られた金属反射膜中の各金属元素の質量比は、スズ：インジウム：ビスマス：銀＝１００：５２：５２：２３（小数点第１位以下四捨五入）であった。この金属反射膜の融点は１６２．６℃であった。また、得られた保護塗膜なしの樹脂半透過鏡は、透過光の色度座標（ｘ，ｙ）が（０．３１４２，０．３１６４）、黄色度（ＹＩ）が３．２であった。
【００２０】
透過光の色度座標（ｘ，ｙ）および黄色度（ＹＩ）は、分光光度計（（株）日立ハイテクノロジーズ製、商品名：Ｕ−４１００）を用いて標準光源Ｃとして測定した。
アクリル基板上に形成した金属反射膜中の金属元素の質量比は、ＺＡＦ法による定性分析を行って計測した。具体的には、低真空状態にした電子顕微鏡装置（日本電子（株）製、商品名：ＪＥＤ２１４０）の試料室内に、上記樹脂半透過鏡を１０ｍｍ角に切断した試料を置き、その金属反射膜表面に電子線を照射し、試料表面から放出される特性Ｘ線を利用して、表面の金属反射膜の元素分析を行った。
金属反射膜の融点は、示差走査熱量測定装置（セイコーインスツルメンツ（株）製、商品名：ＤＳＣＥＸＴＥＲ６０００）を用いて測定した。その測定結果を図２に示す。
【００２１】
光線透過率（出射光強度／入射光強度）は、デンシトメーター（コニカミノルタ（株）製、商品名：ＰＤＡ１００）を用いて吸光度（光学濃度）を測定し、次式に基づき算出した。
吸光度＝−ｌｏｇ１０（光線透過率）
【００２２】
次に、上記で得られた保護塗膜なしの樹脂半透過鏡の金属反射膜上に、アクリル系透明塗料（三菱レイヨン（株）製、商品名：ＬＲ９０２）をスプレーコート法により、乾燥膜厚が１０μｍとなるように塗布した。その後、６８℃に設定した乾燥炉で１時間乾燥し、金属反射膜上に保護塗膜を有する樹脂半透過鏡を得た。
【００２３】
［実施例２］
金属反射膜を、金属元素の質量比がスズ：インジウム：ビスマス：銀＝１００：３９：３６：５２（小数点第１位以下四捨五入）の合金を用いて形成した以外は、実施例１と同様にして、光線透過率４．５％（光学濃度１．２２）の保護塗膜なしの樹脂半透過鏡を作製した。この金属反射膜の融点は１５６．５℃であった。また、得られた保護塗膜なしの樹脂半透過鏡は、透過光の色度座標（ｘ，ｙ）が（０．２７１５，０．２７８７）、黄色度（ＹＩ）が−４６．６であった。
【００２４】
［比較例１］
金属反射膜を、金属元素の質量比がスズ：インジウム：ビスマス＝１００：３１：６５（小数点第１位以下四捨五入）の３元素合金を用いて形成した以外は、実施例１と同様にして、光線透過率４．０％（光学濃度１．２６）の保護塗膜なしの樹脂半透過鏡を作製した。この金属反射膜の融点は９７．８℃であった。また、得られた保護塗膜なしの樹脂半透過鏡は、透過光の色度座標（ｘ，ｙ）が（０．３３７０，０．３３７６）、黄色度（ＹＩ）が２５．４であった。
【００２５】
［比較例２］
金属反射膜を、金属元素の質量比がスズ：インジウム：ビスマス＝１００：４１：７６（小数点第１位以下四捨五入）の３元素合金を用いて形成した以外は、実施例１と同様にして、光線透過率４．２％（光学濃度１．２５）の保護塗膜なしの樹脂半透過鏡を作製した。この金属反射膜の融点は９７．５℃であった。また、得られた保護塗膜なしの樹脂半透過鏡は、透過光の色度座標（ｘ，ｙ）が（０．３０１２，０．３０９３）、黄色度（ＹＩ）が−９．１であった。
【００２６】
＜加熱成形性試験＞
実施例および比較例で得た保護塗膜なしの樹脂半透過鏡の表面の温度が１４０〜１６０℃になるように加熱成形装置のヒーター温度を調節し、図３に示す形状の型を用いて真空成形を行った。なお、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は側面図である。成形後の金属反射膜および保護塗膜なしの樹脂半透過鏡の状態を目視で確認し、次の方法で透過色および成形性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００２７】
［透過色の評価］
保護塗膜なしの樹脂半透過鏡の透過色の状態を次の基準で評価した。
◎：半透過鏡として好ましい青味がかった白色光。黄色度（ＹＩ）が−５０以上０未満となる。
○：半透過鏡として使用可能な白色光。黄色度（ＹＩ）が０以上５以下となる。
△：半透過鏡として使用可能だが少し黄色味を帯びている。黄色度（ＹＩ）が５超１０以下となる。
×：半透過鏡として使用不可能なほど黄色味を帯びている。黄色度（ＹＩ）が１０超となる。
【００２８】
［成形性の評価］
保護塗膜なしの樹脂半透過鏡の成形性の状態を次の基準で評価した。
◎：半透過鏡として使用可能な金属光沢を有しておりクラックも白化も全く起こしていない。
○：半透過鏡として使用可能な金属光沢を有しているが部分的かつ僅かにクラックまたは白化を起こしている。
△：半透過鏡として使用可能な金属光沢を有しているが部分的にクラックまたは白化を起こしている。
×：半透過鏡として使用可能な金属光沢を有しておらず全体的にクラックまたは白化を起こしている。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示すように、スズ、インジウム、ビスマスおよび銀を所定の比率で含む金属反射膜を有する実施例１および２の樹脂半透過鏡は、黄色度が低く、成形性に優れるものであった。
一方、インジウムの含有量が少なく、ビスマスの含有量が多く、かつ銀を含まない金属反射膜を有する比較例１の樹脂半透過鏡は、黄色度が高く、成形性も部分的に不十分であった。また、ビスマスの含有量が多く、銀を含まない金属反射膜を有する比較例２の樹脂半透過鏡は、黄色度は低いものの、成形性が全体的に不十分であった。
【符号の説明】
【００３１】
１  透明樹脂基板
２  金属反射膜
３  保護塗膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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