复合板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种可适宜用于轻质，且耐冲击性、耐磨损性优异的移动电子设备的外壳、时钟构件等的氧化锆烧结体和基材或者选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的复合板。该复合板是氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成，厚度为2mm以下，其中，该复合板是基材的弹性模量为100GPa以下，且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下，或者该复板是氧化锆烧结体、粘接层、选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材按顺序叠层而成，厚度为2mm以下，该复合板氧化锆烧结体和所述基材的厚度比率(氧化锆烧结体厚度/所述基材厚度)为0.1～1且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合板及其制造方法
本专利技术涉及具有耐磨损性、耐冲击性的氧化锆烧结体与特定的弹性模量的基材的复合板、或氧化锆烧结体与由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的复合板及它们的制造方法。
技术介绍
近年来，在以智能手机等为代表的移动电子设备中，对耐磨损性、耐冲击性优异的构件的要求提高。特别是由于移动电子设备的外装部件是厚度1～2mm左右的薄板形状，且必须要能够耐受落下等碰撞，所以要求耐冲击性特别高的材质。目前使用的材料是通过离子交换而强化的强化玻璃。通过离子交换在玻璃表面生成数十μm左右的强化层，使表面产生压缩应力，防止损伤。然而，由于强化玻璃的强化机理来自强化层，所以如果产生超过强化层的损伤，则会立即破坏。另外，玻璃的维氏硬度为600左右，存在下述问题：容易因与金属、混凝土等的接触而损伤，且损伤随着使用而增加，强度显著降低。陶瓷的耐热性、耐磨损性、耐腐蚀优异，被广泛用于产业构件用途。特别是氧化锆烧结体为高强度、高韧性且高硬度，具有耐磨损性，容易通过着色提高图案设计性，因此促进了在时钟构件等方面的使用。另外，也研究了在移动电子设备等外装构件中的使用，但特别是移动电子设备的外装构件的情况下，为了提高冲击性，需要加厚，因此，构件变重，没有实用性。另外，如果为了轻质化而减薄，则对落下、碰撞等冲击的耐性不充分，容易破裂而无法使用。对于陶瓷构件的耐冲击性的提高，公开了与纤维强化塑料接合而防止炮弹等飞行体的贯通这种所谓的与夹层玻璃类似的方法(例如，专利文献1、专利文献2等)。但是，该方法以防止飞行体的贯通为目的，不能防止碰撞导致的陶瓷的破裂。专利文献3中记述了接合蓝宝石和无机玻璃的时钟用玻璃罩，其在时钟的玻璃罩表面配置高硬度的蓝宝石，由此提高耐磨损性，但该方法无法得到移动电子设备用途所要求的高耐冲击性。因此，迄今为止，就厚度数mm左右的氧化锆烧结体板而言，尚不存在对落下、碰撞等冲击的抗破裂性提高的抗冲击构件及其制造方法。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4869915号公报(日本特开2008-162164号公报)专利文献2:日本特开2009-264692号公报专利文献3:日本特开平6-242260号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题就氧化锆烧结体而言，为了提高耐冲击性，需要增厚构件，作为移动电子设备是不适宜的。本专利技术涉及耐冲击性、特别是对冲击导致的破裂的抗破裂性提高了的氧化锆烧结体与特定弹性模量的基材的复合板、或氧化锆烧结体与由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的复合板及其制造方法。用于解决课题的技术方案鉴于上述课题，本专利技术人等详细研究了氧化锆烧结体薄板在钢球落下时的破坏现象。其结果发现，因钢球的落下冲击，陶瓷板弯曲，产生弯曲力矩，从冲击面的背侧面的冲击点附近产生拉伸破坏。另外，发现材料的弹性模量越小，因冲击而产生的变形越大，需要长时间吸收冲击，由此，作用于冲击面的背面的最大拉伸应力的绝对值减少。本专利技术人等以上述见解为基础进行了专心研究，发现在氧化锆烧结体薄板(弹性模量200GPa)的背面配置弹性模量为一半以下(弹性模量70GPa左右)且由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材，通过将两者牢固地粘接接合，对氧化锆烧结体薄板赋予冲击变形能，实现最大拉伸应力的降低，并且实现下述结构：以产生拉伸应力的背面为所述基材，以主要产生压缩应力的冲击面为氧化锆烧结体薄板，能够提高氧化锆烧结体薄板的耐冲击性，完成了本专利技术。即，本专利技术涉及一种由氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成的厚度2mm以下复合板(复合板1)，其中，基材的弹性模量为100GPa以下，且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下；及一种由氧化锆烧结体、接合层、和由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材依次叠层而成的厚度2mm以下的复合板(复合板2)，其中，氧化锆烧结体和所述基材的厚度比率(氧化锆烧结体厚度/所述基材厚度)为0.1～1，且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下；以及它们的制造方法。以下，详细说明本专利技术。本专利技术的复合板1是由氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成的厚度2mm以下的复合板，基材的弹性模量为100GPa以下，且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下。在此，作为基材，例如可举出强化玻璃、酚醛树脂、铝、镁等。该基材的弹性模量能提高基材的变形能，实现最大拉伸应力的降低，并且可作为产生拉伸应力的背面，因此，为100GPa以下，优选为3～100GPa，特别优选5～70GPa。本专利技术的复合板2是由氧化锆烧结体、粘接层、由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材依次叠层而成，且厚度为2mm以下的复合板。本专利技术的复合板中氧化锆烧结体的厚度和所述基材的厚度的比率(氧化锆烧结体厚度/所述基材厚度)为0.1～1。通过将氧化锆烧结体的厚度和所述基材的厚度的比率设为0.1～1，可以实现轻质且耐磨损性优异的耐冲击性复合板。从抑制因氧化锆烧结体的厚度增加引起的复合板表观密度增加，抑制耐冲击强度降低的观点、及抑制氧化锆烧结体的厚度变薄导致的耐磨损性降低的观点出发，优选为0.1～0.75，更优选为0.1～0.5。本专利技术的复合板1、2的表观密度(ρ(复合板))根据氧化锆烧结体的真密度(ρ(氧化锆烧结体))、和基材或由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材的真密度(ρ(基材))由式(1)算出。ρ(复合板)＝ρ(氧化锆烧结体)×氧化锆烧结体体积分数+ρ(基材)×基材的体积分数＝ρ(氧化锆烧结体)×氧化锆烧结体厚度分数+ρ(基材)×基材厚度分数(1)在此，强化玻璃的密度为铝硅酸盐类强化玻璃的密度，为2.45g/cm3。另外，对于酚醛树脂、铝或镁的密度(ρ(基材))，根据构成各基材的成分而变化，因此，需要对每种基材进行测定。本专利技术的复合板1、2的表观密度只要为4.3g/cm3以下，就可以得到作为外装部件使用时的充分轻质感。本专利技术的复合板1的基材、或复合板2的由选自强化玻璃、酚醛树脂、铝及镁中的至少一种构成的基材隔着粘接层粘接，但粘接层的厚度优选为200μm以下。粘接层的厚度优选为100μm以下，更优选为50μm以下。通过设为这样的粘接层厚度，氧化锆烧结体和所述基材成为一体，变形，吸收冲击，因此，可以实现耐冲击性提高。作为本专利技术的复合板1、2的氧化锆烧结体，优选兼具高强度、耐磨损性、高韧性的氧化钇稳定化氧化锆。另外，氧化锆烧结体优选为含有2-10mol％的氧化钇的氧化锆。进而优选2-4mol％。氧化钇的组成相对于氧化锆设为2-10mol％，由此，可以实现高强度、耐磨损性、高韧性。氧化锆烧结体也可以使用氧化钇以外的稳定化剂。作为其它稳定剂，可以例示氧化钙、氧化镁、二氧化铈等。在本专利技术的复合板1、2的氧化锆烧结体中还含有着色剂等，可以提高图案设计性。作为这种着色剂，优选例如含有氧化铝等白色颜料、过渡金属氧化物等着色颜料。作为白色颜料，可以使用氧化铝、二氧化硅、多铝红柱石、尖晶石等氧化物。对于白色以外的色调只要是一般的无机颜料，就可以使用，例如，可以使用含有Fe、Co、Ni、Mn等过渡金属的尖晶石系复合氧化物及铒、钕、镨等稀土类氧化物。另外也可以使用添加了过渡金属的锆石等。另外，镍、铁等过渡金属氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合板，其由氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成，且厚度为2mm以下，其中，基材的弹性模量为100GPa以下，且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.27 JP 2012-1446771.一种复合板，其由氧化锆烧结体、粘接层、基材叠层而成，且厚度为2mm以下，其中，基材的弹性模量为100GPa以下，且复合板的表观密度为4.3g/cm3以下，所述氧化锆烧结体是含有2～10mol％的氧化钇的氧化锆，所述氧化锆烧结体具有产生压缩应力的冲击面。2.如权利要求1所述的复合板，其中，氧化锆烧结体是含有选自氧化铝、二氧化硅、多铝红柱石、尖晶石、含有过渡金属的尖晶石系复合氧化物中的至少一种的氧化锆。3.如权利要求1所述的复合板，其中，氧化锆烧结体的相对密度为97％以上。4.如权利要求1所述的复合板，其中，氧化锆烧结体的维氏硬度为1000以上。5.如权利要求1所述的复合板，其中，基材为强化玻璃。6.如权利要求5所述的复合板，其中，强化玻璃为经过化学强化的铝硅酸盐玻璃。7.如权利要求1所述的复合板，其中，在使130g的钢球自由落下的试验中，所述复合板显示破坏高度为10cm以上的高耐冲击性。8.一种复合板，其由氧化锆烧结体...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下勋，今井紘平，山内正一，津久间孝次，
申请(专利权)人：东曹株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP