(57)【要約】【課題】基材または基材の上に形成されたアンダーコートの表面にアルミニウム合金反射膜が形成された耐腐食性に優れたリフレクタを有する車両用灯具を提供する。【解決手段】車両用灯具のリフレクタ１に形成されているアルミニウム合金反射膜６は、Ｍｇ：０．３〜１０質量％、Ｃｅ：２〜１０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、その最表面がＡｌおよびＭｇを含みＣｅを実質的に含まない酸化物からなるバリア膜８で構成されており、このアルミニウム合金反射膜６の上に保護膜が形成されていない。【選択図】図１
2009021020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材または基材の上に形成されたアンダーコートの表面にアルミニウム合金反射膜が形成されたリフレクタを有する車両用灯具であって、
前記リフレクタにおけるアルミニウム合金反射膜は、Ｍｇ：０．３〜１０質量％、Ｃｅ：２〜１０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、その最表面がＡｌおよびＭｇを含みＣｅを実質的に含まない酸化物からなるバリア膜で構成されていることを特徴とする耐腐食性に優れたリフレクタを有する車両用灯具。
【請求項２】
前記リフレクタにおけるアルミニウム合金反射膜の最表面は外部に露出しており、前記アルミニウム合金反射膜の最表面の上に保護膜が形成されていないことを特徴とする請求項１記載の耐腐食性に優れたリフレクタを有する車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、耐腐食性に優れたリフレクタを有する車両用灯具（例えば、自動車の前照灯、標識灯など）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具（例えば、自動車の前照灯、標識灯など）の機能部分は、図３の断面図に示されるように、リフレクタ１、光源２およびレンズ３からなる基本構造を有している。そして、従来の車両用灯具におけるリフレクタ１は、図２の断面図に示されるように、基材４と、その基材４の上に形成されたアンダーコート５（このアンダーコート５はない場合もある）と、このアンダーコート５の上に形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる反射膜６と、この反射膜６の上に形成された反射膜６を腐食から保護するための保護膜７とで形成されている。
前記基材４は一般にＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＰＴ／ＰＥＴ（ポリプロピレン・テレフタレート／ポリエチレン・テレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレン・テレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＡＳ（アクリルニトリル・アクリル酸エステル・スチレン樹脂）などの合成樹脂からなることが知られている。
また、前記アンダーコート５は、熱硬化型アクリル樹脂系塗料、ＵＶ硬化型アクリル樹脂系塗料、有機シロキサンのプラズマＣＶＤ膜などからなることも知られている。
さらに、前記反射膜６はＪＩＳ１０５０、ＪＩＳ１０７０、ＪＩＳ１０８０、ＪＩＳ１０８５などの純度９９．８５質量％以上の純Ａｌ、またはＦｅ：０．０５〜０．１５質量％、Ｃｕ：０．０６〜０．１５質量％、Ｔｉ：０．００４〜０．０４質量％を含有し、不純物としてＳｉ，ＭｇおよびＭｎがそれぞれ０．０８質量％以下であり、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる成分組成のアルミニウム合金で構成されている。さらに保護膜には有機シロキサンのプラズマＣＶＤ膜を使用することが知られている。
前記リフレクタ１を作製するには、まず、射出成型法などにより樹脂原料を成型して基材４を作製し、この基材４の表面に塗装を行ったのち熱硬化もしくはＵＶ硬化しまたはプラズマＣＶＤ法にてアンダーコート５を形成し、このアンダーコート５の上に蒸着法またはスパッタリング法によりアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる反射膜６を形成し、さらに、プラズマＣＶＤ法により保護膜７を形成して作製することも知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−７６６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、車両用灯具に対して一層のコスト削減と性能向上が求められている。かかる要求に対して、図１に示されるように、リフレクタ１における保護膜の形成を省略してコスト削減を図り、さらに光を吸収する保護膜をなくすることによりリフレクタの性能を一層向上させようとする試みがなされている。しかし、一般に、純ＡｌまたはＡｌ合金は両性金属であるために酸およびアルカリに対して非常に弱い。そのために従来のアルミニウムまたはアルミニウム合金膜を反射膜として使用し保護膜を成膜しない場合、短期間で反射率が低下するなどの問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、前記従来のリフレクタにおけるアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる反射膜がかかえるこれら問題点を解決すべく研究を行なった。その結果、
（イ）純度９９．９９質量％以上の高純度Ａｌに純度：９９．９質量％以上のＭｇ：０．３〜１０質量％を添加し、さらに純度：９９．９質量％以上のＣｅ：２〜１０質量％を添加し、これを溶解し鋳造し熱間加工し機械加工することにより得られたＭｇ：０．３〜１０質量％、Ｃｅ：２〜１０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｃｅ系のＡｌ合金製ターゲットを作製し、このターゲットを用いてスパッタリングすることにより得られたアルミニウム合金反射膜は、図１に示されるように、その最表面にバリア膜８が形成され、それによって酸およびアルカリに対する耐腐食性が向上し、この最表面にバリア膜８を有するアルミニウム合金反射膜６をリフレクタ１における反射膜として使用すると、長期にわたって反射率が低下することは無い、
（ロ）このアルミニウム合金反射膜６の最表面に形成されるバリア膜８にはＣｅが実質的に含まれておらず、ＡｌおよびＭｇを含む酸化物で構成されている、などの研究結果が得られたのである。
【０００５】
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）基材または基材の上に形成されたアンダーコートの表面にアルミニウム合金反射膜が形成されたリフレクタを有する車両用灯具であって、
前記アルミニウム合金反射膜は、Ｍｇ：０．３〜１０質量％、Ｃｅ：２〜１０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、その最表面がＡｌおよびＭｇを含みＣｅを実質的に含まない酸化物からなるバリア膜で構成されている耐腐食性に優れたリフレクタを有する車両用灯具、に特徴を有するものである。
【０００６】
前記アルミニウム合金反射膜はその最表面がＡｌおよびＭｇを含みＣｅを実質的に含まない酸化物からなるバリア膜で構成されているので耐腐食性に優れており、このアルミニウム合金反射膜の最表面の上に保護膜を形成しなくても長期間反射率が劣化することはなく、このアルミニウム合金反射膜を使用すると保護膜レスのリフレクタを有するリフレクタを具備した車両用灯具を作製することができる。したがって、この発明は、
（２）前記リフレクタにおけるアルミニウム合金反射膜の最表面は外部に露出しており、アルミニウム合金反射膜の最表面の上に保護膜が形成されていない前記（１）記載の耐腐食性に優れた車両用灯具、に特徴を有するものである。
【０００７】
この発明の車両用灯具に具備されているリフレクタは、図１に示されるように、基材１の表面に直接または基材１の上に形成されたアンダーコート５の表面にアルミニウム合金反射膜６を形成することにより作製する。このアルミニウム合金反射膜６は、Ｍｇ：０．３〜１０質量％、Ｃｅ：２〜１０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、その最表面がＡｌおよびＭｇを含みＣｅを実質的に含まない酸化物からなるバリア膜で構成されている。
このアルミニウム合金反射膜はスパッタリングにより成膜することができるが、この時使用するスパッタリングターゲットは、原料として純度：９９.９９質量％以上の高純度Ａｌおよびいずれも純度：９９.９質量％以上のＭｇおよびＣｅを用意し、まず、高純度Ａｌを高真空または不活性ガス雰囲気中で溶解して不純物が可及的に少ない高純度Ａｌ溶湯を作製し、得られた高純度Ａｌ溶湯にＭｇを所定の含有量となるように添加し、さらにＣｅを添加し、その後、真空または不活性ガス雰囲気中で鋳造してインゴットを作製し、これらインゴットを熱間加工したのち機械加工することにより製造することができる。
このようにして作製したスパッタリングターゲットを用いてアルミニウム合金反射膜を形成するには、スパッタリングターゲットを直流マグネトロンスパッタ装置に装着し、真空排気装置にて直流マグネトロンスパッタ装置内を排気した後、不活性ガスを導入し、続いて直流電源にてターゲットに直流スパッタ電力を印加して基板と前記ターゲットの間にプラズマを発生させことにより形成し、次いで樹脂基板が変形しない程度の温度で短時間の大気中熱処理を施すことにより形成する。このようにして形成したアルミニウム合金反射膜の最表面にはＡｌおよびＭｇを含みＣｅを実質的に含まない酸化物からなるバリア膜が形成される。
【０００８】
次に、この発明の車両用灯具のリフレクタを構成するアルミニウム合金反射膜の成分組成を前記の如く限定した理由を説明する。
【０００９】
Ｍｇ：
Ｍｇ成分は、Ａｌに固溶し、アルミニウム合金反射膜の表面に厚さが１．５〜３．５ｎｍ緻密で透明な不動態膜を形成することにより高反射率を維持したままアルカリに対する耐腐食性を向上させ、かつ孔食を抑制する成分であるが、Ｍｇを０．３質量％未満含んでも所望の効果が得られず、一方、１０質量％を越えて含有すると、高湿環境下における反射率が低下するようになるので好ましくない。したがって、この発明の車両用灯具のリフレクタを構成するアルミニウム合金反射膜に含まれるＭｇ成分の含有量を０.３〜１０質量％(一層好ましくは０．５〜５質量％)に定めた。
【００１０】
Ｃｅ：
Ｃｅは、熱湿環境下におけるアルミニウム合金反射膜の耐腐食性を一層向上させるとともにスパッタリングにより得られたアルミニウム合金反射膜の表面を一層滑らかにする効果があるので添加するが、その含有量を２質量％未満含んでも所望の効果が得られず、一方、１０質量％を越えて含有すると、孔食が発生するようになるので好ましくない。したがって、Ｃｅの含有量は２〜１０質量％（一層好ましくは３〜７質量％）に定めた。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車両用灯具に具備されているリフレクタを構成するアルミニウム合金反射膜は耐腐食性に優れているので、従来の車両用灯具に比べて、大気中に長期間暴露されても経時変化によるリフレクタの反射率の低下が少なく、長期にわたって使用でき、さらにアルミニウム合金反射膜の上に被覆する保護膜の形成を省略して保護膜レスのリフレクタとすることができるのでリフレクタのコストを削減することができ、したがって、車両用灯具のコストを削減することができる。
この発明は、リフレクタを構成するアルミニウム合金反射膜の表面に保護膜を形成しないリフレクタを有する車両用灯具であることを特徴としているが、この発明は、アルミニウム合金反射膜の表面に保護膜を形成したリフレクタを有する車両用灯具をも含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
原料として、純度：９９.９９質量％以上の高純度Ａｌを用意し、さらにいずれも純度：９９.９質量％以上のＭｇおよびＣｅを用意した。
まず、先に用意した純度：９９.９９質量％以上の高純度Ａｌを高周波真空溶解炉にて真空中で溶解したのち炉内圧力が大気圧となるまでＡｒガスを充填し、先に用意したＭｇおよびＣｅをＡｌ溶湯に添加し、その後、黒鉛製鋳型に鋳造することによりインゴットを作製した。得られたインゴットを４３０℃、２時間加熱した後、熱間圧延し、機械加工することにより直径：１２５ｍｍ、厚さ：５ｍｍの寸法を有し、表１に示される成分組成を有するターゲットＡ〜Ｏを製造した。
【００１３】
【表１】
2009021020.tif 000003
【００１４】
これら表１に示されるターゲットＡ〜Ｏをそれぞれ無酸素銅製のバッキングプレートにはんだ付けし、これを直流マグネトロンスパッタ装置に装着し、真空排気装置にて直流マグネトロンスパッタ装置内を１×１０-4Ｐａまで排気した後、Ａｒガスを導入して１．０Ｐａのスパッタガス圧とし、続いて直流電源にてターゲットに１０００Ｗの直流スパッタ電力を印加し、前記ターゲットに対抗しかつ７０ｍｍの間隔を設けてターゲットと平行に配置した縦：１１０ｍｍ、横：６０ｍｍ、厚さ：３ｍｍのＰＣ基板と前記ターゲットの間にプラズマを発生させスパッタリングし、次いで大気中で８０℃、１０分間保持の熱処理を施すことにより表２に示される成分組成を有する膜であって、その最表面にバリア層を有し、全体の厚さが１００ｎｍである本発明アルミニウム合金反射膜（以下、本発明反射膜という）１〜１０、比較アルミニウム合金反射膜（以下、比較反射膜という）１〜４および従来アルミニウム合金反射膜（以下、従来反射膜という）１を形成した。これら反射膜の最表面層をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）により分析した結果、最表面のバリア層には主成分のＡｌ以外にはＭｇとＯが存在するが、Ｃｅはほとんど存在しないこと、Ｍｇは最表面層中に濃化しており、膜内部より濃度が高いこと、最表面層中のＡｌは２ｐ電子に起因するピークの化学シフトにより判断すると少なくとも一部は酸化物として存在すること、および最表面酸化物層は約１．５〜３．５ｎｍの厚さを有することが判った。Ｍｇの存在状態についてはピークシフトからは明確な判定をすることができなかったが、Ａｌ酸化物の表面からの深さ方向分布とほぼ同じ位置にＭｇが濃化して存在すること、Ｍｇ酸化物の標準生成自由エネルギーはＡｌ酸化物よりも低いことが知られていることから、ＭｇはＡｌとＭｇとの複合酸化物として存在する可能性が高いと考えられる。
【００１５】
このようにして形成した厚さ：１００ｎｍを有する本発明反射膜１〜１０、比較反射膜１〜４および従来反射膜１について、下記の試験を行った。
（ａ）Ａｌ合金反射膜の初期反射率試験
作製した直後の本発明反射膜１〜１０、比較反射膜１〜４および従来反射膜１の各反射率を分光光度計により波長：５５０ｎｍにて測定し、その結果を表２に示した。
【００１６】
（ｂ）耐湿性試験
本発明反射膜１〜１０、比較反射膜１〜４および従来反射膜１をそれぞれ温度：５０℃、相対湿度：９５％の恒温恒湿槽に１００時間保持したのち取出して反射率を分光光度計により波長：５５０ｎｍにて測定し、その結果を表２に示した。さらに保持後の膜の外観を目視観察し孔食発生の有無を調べ、その結果を表２に示した。
【００１７】
（ｃ）耐アルカリ試験
本発明反射膜１〜１０、比較反射膜１〜４および従来反射膜１の膜上に１質量％ＫＯＨ水溶液をスポイトで滴下し、滴下後３分間経過後にＫＯＨ水溶液を洗浄し、滴下部分を目視観察してＫＯＨ水溶液による膜の溶け出しの結果を表２に示した。
【００１８】
【表２】
2009021020.tif 000004
【００１９】
表１〜２に示される結果から、この発明の本発明ターゲット１〜１０を用いてスパッタリングを行うことにより得られた本発明反射膜１〜１０は、従来ターゲット１を用いてスパッタリングを行うことにより得られた従来反射膜１に比べて、初期反射率に大差が無いが、本発明反射膜１〜１０は従来反射膜１に比べて耐湿性試験後の反射率の低下が少なく、耐湿性試験後に白濁することがなく、ＫＯＨ水溶液に対する耐腐食性に優れていることがわかる。しかし、この発明の範囲から外れてＭｇ、Ｃｅおよび不可避不純物を含む比較ターゲット１〜４を用いて作製した反射膜は、耐湿性試験後の反射率が低下し膜が白濁化したり、孔食が発生したり、ＫＯＨ水溶液に溶出しやすくなるなどの好ましくない特性が現れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の車両用灯具に具備されるリフレクタの一部断面図である。
【図２】従来の車両用灯具に具備されるリフレクタの一部断面図である。
【図３】車両用灯具の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  リフレクタ、２  光源、３  レンズ、４  基材、５  アンダーコート、６  アルミニウムまたはアルミニウム合金膜からなる反射膜、７  保護膜、８  バリア膜
【図１】
2009021020.tif 000005
【図２】
2009021020.tif 000006
【図３】
2009021020.tif 000007