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復合板及其制造方法_2

文檔序號:8926301閱讀:來源:國知局
的情況下,粘接層的厚度優(yōu)選200 μπι以 下,進一步優(yōu)選為100 μ m以下,特別優(yōu)選為50 μ m以下。通過如上進行密合固定,氧化錯質 燒結體和纖維強化塑料一體地變形而吸收沖擊,因此,可實現耐沖擊性的提高。
[0041] 作為本發(fā)明的復合板中的氧化鋯質燒結體,優(yōu)選兼具高強度、耐磨性、高韌性的氧 化釔穩(wěn)定化氧化鋯,通過將氧化釔含量相對于氧化鋯設為2~IOmol %,可形成高強度、耐 磨性、高韌性的氧化釔穩(wěn)定化氧化鋯。更優(yōu)選氧化釔含量為2~4mol%。氧化鋯質燒結體 也可使用氧化釔以外的穩(wěn)定化劑。作為其它穩(wěn)定化劑,可例示氧化鈣、氧化鎂、氧化鈰等。 [0042] 也可以在本發(fā)明的復合板中的氧化鋯質燒結體中進一步含有著色劑等而提高設 計性。作為這樣的著色劑,例如優(yōu)選含有氧化鋁等白色顏料、過渡金屬氧化物等著色顏料。 作為白色顏料,可使用氧化鋁、二氧化硅、莫來石、氧化鋅、尖晶石等氧化物。關于白色以外 的色調,只要為一般的無機顏料就可使用,例如可使用含有Fe、Co、Ni、Mn等過渡金屬的尖 晶石系復合氧化物或鉺、釹、鐠等稀土類氧化物。另外,也可使用添加了過渡金屬的鋯石等。 另外,鎳、鐵等過渡金屬氧化物也可用作顏料。
[0043] 本發(fā)明的復合板中的氧化鋯質燒結體優(yōu)選其相對密度為97%以上,為了進一步提 高耐擦傷性,另外,為了抑制由基于殘留氣孔的燒結體表面的凹凸引起的鏡面精加工時的 設計性降低,更優(yōu)選98%以上,進一步優(yōu)選99%以上。
[0044] 為了顯示充分的耐擦傷性,本發(fā)明的復合板中的氧化鋯質燒結體的維氏硬度優(yōu)選 1000以上,進一步優(yōu)選1100以上,更優(yōu)選1200以上,最優(yōu)選1400以上。
[0045] 作為本發(fā)明的復合板中使用的纖維強化塑料,可例示玻璃纖維強化塑料、碳纖維 強化塑料、芳香族聚酰胺纖維強化塑料、纖維素纖維強化塑料等。優(yōu)選工業(yè)利用容易的碳纖 維強化塑料或玻璃纖維強化塑料。另外,需要電波透過性的元件優(yōu)選玻璃纖維強化塑料。
[0046] 作為纖維強化塑料中使用的塑料,例如可例示不飽和聚酯的熱固化性樹脂、環(huán)氧 樹脂、聚酰胺樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、硅酮、聚砜、聚醚砜、PET等。
[0047] 另一方面,關于強化塑料的纖維,例如可以舉出:玻璃纖維、碳纖維、纖維素纖維、 芳族聚酰胺纖維、硼纖維、聚乙烯纖維等??梢耘e出將這些纖維微細地切斷而均勻地涂抹于 樹脂中,或使纖維具有方向性地浸潤于塑料的方法等。
[0048] 在利用厚度0.1 mm的雙面膠將復合板粘接在鋁合金上,使130g的鋼球從任意高度 自由落下這樣的沖擊試驗中,本發(fā)明復合板的耐沖擊性(抗裂性)顯示在氧化鋯質燒結體 上產生裂紋的高度(破損高度)為IOcm以上、優(yōu)選為15cm以上、進一步優(yōu)選為20cm以上 這樣的高耐沖擊性值。通過設為IOcm以上的破損高度,在用作便攜式電子設備的框體時, 可賦予對于落下或撞擊等的耐沖擊性。
[0049] 接著,對本發(fā)明的復合板的制造方法進行詳述。
[0050] 本發(fā)明的復合板例如可通過使用粘接劑將由氧化鋯質燒結體構成的薄板和纖維 強化塑料以300°C以下的溫度進行接合來制造。作為接合中使用的粘接劑,例如可例示環(huán)氧 類熱固化型粘接劑、在室溫下固化的丙烯酸粘接劑、氰基丙烯酸酯粘接劑、紫外線固化樹脂 等粘接劑等。從氧化鋯質燒結體和纖維強化塑料的接合強度高,耐熱性、耐沖擊性也高這樣 的方面考慮,優(yōu)選使用環(huán)氧類熱固化型粘接劑。另外,也可以在粘接劑中添加無機粒子等填 料而提高粘接層的剛性。為了實現更高的粘接力,優(yōu)選對粘接面進行紫外線/臭氧處理或 等離子體處理而變得潔凈。另外,氧化鋯的粘接面也可通過加熱而變得潔凈。
[0051] 也可以進一步通過熱、溶劑將纖維強化塑料熔解而熔接于氧化鋯薄板。另外,也可 以在模具中配置氧化鋯薄板,使賦予了流動性的纖維強化塑料流入至模具中并進行熔接而 得到接合體。作為其它,也可以使含浸了纖維的預浸物與氧化鋯密合,然后,通過紫外線或 熱等使其固化并聚合物化而得到復合體。
[0052] 本發(fā)明的復合板的氧化鋯質燒結體的薄板的制作方法也可以使用一般的陶瓷成 型方法制作。例如,可例示壓制法、擠出法、泥漿鑄入法、注射成形法、片材成型法,其中,優(yōu) 選利用刮刀的片材成型法。具體而言,也可利用刮刀將混合了氧化鋯粉末和有機粘合劑的 漿料而成膜為厚度Imm以下的生片以1300~1500°C進行燒結,得到氧化鋯質燒結體,在將 其接合于纖維強化塑料后,對氧化鋯質燒結體表面進行磨削、拋光而制造復合板。燒結除通 常的大氣燒結以外,也可以使用真空燒結、熱壓、熱等靜壓法(HIP)等。
[0053] 本發(fā)明的復合板中使用的氧化鋯質燒結體優(yōu)選表面?zhèn)冗M行鏡面拋光。作為呈現鏡 面的表面粗糙度,優(yōu)選Ra(輪廓算術平均偏差)=0.1ym以下。輪廓算術平均偏差為如下 得到的值:根據粗糙度曲線,在其平均線方向上僅取樣基準長度,并對從該取樣部分的平均 線到測定曲線為止的偏差的絕對值進行合計,取平均值。另外,與纖維強化塑料接合的氧化 鋯質燒結體的表面凹凸之差的最大值為每Icm2為50 μπι。若粘接于纖維強化塑料并對氧化 鋯進行磨削、拋光,則因加工所致的殘留應力而容易產生翹曲、變形,因此,優(yōu)選將在粘接前 加工至最終形狀而變得平坦的氧化鋯粘接于纖維強化塑料。另外,在粘接于纖維強化塑料 的狀態(tài)下對氧化鋯側進行機械加工時,優(yōu)選盡可能在不殘留殘留應力的條件下進行磨削、 拋光。
[0054] 最大高度(Ry)表示每一基準長度從最低谷底到最高峰頂為止的高度,Ry優(yōu)選 IOym以下。而且,微觀不平度十點高度(Rz)從每一基準長度的峰頂的高處選擇5點,從谷 底的低處選擇5點,表示其平均高度,Rz優(yōu)選5 μπι以下。
[0055] 發(fā)明的效果
[0056] 本發(fā)明的復合板為薄板狀且耐沖擊性、耐擦傷性高,因此,可用作智能型手機、平 板型電子終端、筆記型PC、小型音樂播放器等便攜式電子設備的框體元件。另外,也可以用 作觸控面板等的輸入裝置元件。另外,使用玻璃纖維強化塑料的復合板由于具有高電波透 過性,因此,也可以用于天線的保護元件等元件中。進而,通過使用著色氧化鋯,容易提高設 計性,因此,也可以用作鐘表元件。
【附圖說明】
[0057] 圖1為表示實施例4中得到的氧化鋯復合板的外觀的圖。
[0058] 圖2為表示對實施例37中得到的氧化鋯復合板進行損傷處理后的表面的顯微鏡 照片。
[0059] 圖3為表示對實施例39中得到的氧化鋯復合板進行釘刺試驗后的狀態(tài)的圖。
[0060] 圖4為表示對比較例5中使用的鋁硅酸鹽類強化玻璃進行損傷處理后的表面的顯 微鏡照片。
[0061] 圖5為表示對比較例6的母料(白色氧化鋯質燒結體)進行釘刺試驗后的狀態(tài)的 圖。
[0062] 圖6為實施例41中使用的氧化鋯質燒結體的三維表面形狀。
[0063] 圖7為實施例41的氧化鋯復合板的三維表面形狀。
[0064] 圖8為實施例42的氧化鋯復合板的三維表面形狀。
[0065] 圖9為參考例1的復合板的表面分布圖。
[0066] 圖10為參考例2的氧化鋯質燒結體的表面形狀。
[0067] 圖11為表示第1實施方式的平板型終端的圖。
[0068] 圖12為表不第2實施方式的手表的圖。
[0069] 符號說明
[0070] 1平板型電子終端
[0071] 2 框體
[0072] 3 手表
[0073] 4鐘表元件(鐘表側)
【具體實施方式】
[0074] 以下,通過實施例及比較例對本發(fā)明具體地進行說明。
[0075](相對密度)
[0076] 集中5塊氧化鋯質燒結體并使用阿基米得法測定試樣的密度。求出得到的密度相 對于真密度的相對密度。將對以下的實施例、比較例中使用的粉末進行燒結而得到的各燒 結體的真密度設為如下:使用白色氧化鋯粉末(3YS20A)的燒結體:5. 51g/cm3,使用黑色氧 化鋯粉末(東曹制、商品名"TZ-Black")的燒結體:6.06g/cm3,使用氧化鋯粉末(東曹制, 商品名"3YSE")的燒結體:6. 09g/cm3。
[0077] 另外,3YS20A為在含有3mol%的氧化釔的氧化鋯中添加以重量比計為20wt%的 氧化鋁的體系,TZ-Black為相對于含有3mol %的氧化釔的氧化鋯添加尖晶石化合物系的 黑色顏料的體系,3YSE為相對于含有3mol%的氧化釔的氧化鋯添加0. 25wt%的氧化鋁作 為助劑的體系。
[0078](沖擊強度測定)
[0079] 使用鋼球落下試驗進行復合板的沖擊強度評價。鋼球落下試驗應用類似于「々才 7于用力' 7只?寸法、試験方法("手表用玻璃的尺寸,試驗方法")」標準的IS014368-3的 方法。即,利用厚度〇· Imm的雙面膠(3M制、商品編號"4511-100")在厚度5mm的平坦的鋁 合金上(50mmX52mm)固定實施例或比較例中得到的復合板,使130g的鋼球從任意高度自 由落下至該復合板的中心位置,測定復合板破裂的高度。另外,關于沖擊面,使用鏡面拋光 至表面粗糙度Ra = 0. 02 μ m以下的面。
[0080] (彎曲強度測定)
[0081] 依據雙軸彎曲強度測定(IS0/DIS6872)來測定復合板的彎曲強度。將支承半徑設 為6mm,對復合板的中央加以支承地設置,將氧化鋯面作為表面,將纖維強化塑料面作為背 面,以壓頭對氧化鋯面的中央施加負載的方式進行測定。彎曲強度的計算使用換算半徑,該 換算半徑使用平板面積。氧化鋯使用兩面鏡面拋光至表面粗糙度Ra = 0. 02 μπι以下的氧 化鋯。(表面形狀測定)
[0082] 使用ZygoNewView7100來評價復合板的表面凹凸的三維形狀測定。以試片中央為
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