特許 6264054 積層ガラスセラミックス焼結体および積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6264054

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】積層ガラスセラミックス焼結体および積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/01 20060101AFI20180115BHJP

   C03B 19/06 20060101ALI20180115BHJP

   C03C 8/14 20060101ALI20180115BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20180115BHJP

   G06F 3/0354 20130101ALI20180115BHJP

   B32B 7/02 20060101ALI20180115BHJP

   B32B 18/00 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/01

   C03B19/06 C

   C03C8/14

   G06F3/041 460

   G06F3/041 660

   G06F3/0354 453

   B32B7/02 103

   B32B18/00 B

【請求項の数】14

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-8928(P2014-8928)

(22)【出願日】2014年1月21日

(65)【公開番号】特開2015-137195(P2015-137195A)

(43)【公開日】2015年7月30日

【審査請求日】2016年10月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080621

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 寿一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162020

【弁理士】

【氏名又は名称】岩本 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】加納 邦彦

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０３−０６９３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４５１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３７３５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５４５２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３５／００−３５／８４

Ｇ０６Ｆ ３／０４１−３／０４７

Ｃ０３Ｂ １９／０６

Ｂ３２Ｂ １８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一ガラスセラミックス焼結体層と、第二ガラスセラミックス焼結体層と、前記第一ガラスセラミックス焼結体層と第二ガラスセラミックス焼結体層との間に配置された絵柄層とが積層一体化されてなり、
前記第一ガラスセラミックス焼結体層が可視光を透過してなり、
前記第一ガラスセラミックス焼結体層は、質量百分率でガラスを３０〜７０％、セラミックスを７０〜３０％含み、
前記セラミックスは、アルミナ、ムライト、ジルコン、ジルコニア、コージエライトの群から選択される一種類以上のセラミックスであり、
前記絵柄層により、絵柄および／または文字が形成されてなり、
前記絵柄層が、第一ガラスセラミックス焼結体層の表面から深さ方向に２０［μｍ］を超え、且つ４００［μｍ］以下の位置に形成され、
三点曲げ試験によって計測される曲げ強度が、２００［ＭＰａ］以上である、
ことを特徴とする、積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項2】

前記第二ガラスセラミックス焼結体層は、可視光の透過率が前記第一ガラスセラミックス焼結体層よりも低い、
ことを特徴とする、請求項１に記載の積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項3】

少なくとも一方の表面は段差を有し、
該段差が２０［μｍ］以下である、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項4】

前記絵柄層が、ガラスおよび無機顔料からなり、
質量百分率で、ガラスが７０〜９９．８％、無機顔料が０．２〜３０％である、
ことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項5】

前記第一ガラスセラミックス焼結体層は、無機顔料を含有しない、
ことを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項6】

前記絵柄層が、少なくとも一方の表面から視認可能である、
ことを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項7】

携帯電子機器の外装として用いられる、
ことを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項8】

ノートパソコンのタッチパッドとして用いられる、
ことを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体。

【請求項9】

ガラス粉末およびセラミックス粉末を含む第二のグリーンシートの表面に絵柄および／または文字を形成する絵柄層となる絵柄部をスラリー状の絵柄材料を塗布することにより形成し、該絵柄部を配置した第二のグリーンシート上に、絵柄部を挟み込むように、ガラス粉末およびセラミックス粉末を含む第一のグリーンシートを積層する積層工程と、
積層して得られたグリーンシート積層体を、積層方向に圧着する圧着工程と、
圧着した前記グリーンシート積層体を焼結する焼結工程と
を備える、
ことを特徴とする、積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法。

【請求項10】

前記絵柄部を配置した第二のグリーンシートの前記絵柄部上に積層する第一のグリーンシートの厚みが５０［μｍ］を超え、且つ６００［μｍ］以下である、
ことを特徴とする、請求項９に記載の積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法。

【請求項11】

前記絵柄部が、ガラス粉末および無機顔料粉末を含有する材料からなり、
質量比で、ガラス粉末：無機顔料粉末が７０〜９９．８：０．２〜３０である、
ことを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載の積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法。

【請求項12】

前記第一のグリーンシートは、無機顔料粉末を含有しない、
ことを特徴とする、請求項９〜請求項１１の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法。

【請求項13】

前記絵柄部が、スクリーン印刷で形成される、
ことを特徴とする、請求項９〜請求項１２の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法。

【請求項14】

前記絵柄部が、前記グリーンシート積層体における最外層のグリーンシートと、最外層のグリーンシートに隣接するグリーンシートとの間に配置される、
ことを特徴とする、請求項９〜請求項１３の何れか一項に記載の積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絵柄や文字などが印刷された、積層ガラスセラミックス焼結体および積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯機器の分野においては、ノートパソコンに付属されるタッチパッドなどのような、直接指先で触れることで利用者の直感的な操作を可能にするユーザーインターフェースが増加している。
前記タッチパッドの構成部材としては、特許文献１に開示されているように、従来から樹脂、ガラス、金属等からなる基板が用いられることが多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２５４５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、樹脂製基板からなるタッチパッドの場合、タッチパッドを操作する際の指先との摩擦により表面の摩耗が進行するため、長期間に亘って該表面の平面度を維持することが困難である。その結果、タッチパッドに対して指先が滑りにくくなり、タッチパッドの操作性が悪化し易いという問題があった。
このようなことから、携帯機器の分野においては、例えばタッチパッド表面のような指先との摩擦が生じる部位について、長期間に亘って平面度を維持することができるように耐磨耗性の向上を図ることが求められていた。

【0005】

一方、タッチパッドにおいては、従来から、意匠性の向上や商品情報の伝達などを目的とする絵柄や文字などを、その表面に施工することが考えられているが、以下の理由により、未だ実現には至っていない。
即ち、例えタッチパッドの表面上に絵柄や文字などを施工したとしても、タッチパッド操作時の指先との摩擦によって、絵柄や文字などが剥がれ落ちたり、タッチパッド操作時の指先の感触によって、絵柄や文字などの境界線上の段差を感じ取ってしまい、タッチパッドの操作に不快感を生じさせたりする等の理由が挙げられる。
このようなことから、携帯機器の分野においては、例えばタッチパッドの表面のような指先との摩擦が生じる部位について、操作時における指先との摩擦によって剥がれ落ちが生じたり、操作時の指先の感触に不快感を生じさせたりすることがない、絵柄や文字などによる意匠性の向上を図ることが求められていた。

【0006】

なお、携帯機器の分野において、指先や手のひらとの摩擦によって、表面上に施工された図柄や文字などが損傷される可能性のある部材は、タッチパッドに代表されるような操作部の部材に限定されるものではない。
例えば、携帯電話や携帯ゲーム機などの携帯機器においては、携帯機器を操作する際、外装となる筐体が握持されることから、該筐体の表面上に施工された絵柄や文字などが、指先や手のひらとの摩擦によって損傷することが多かった。
このような、手のひらや指先によって握持される外装のような部位についても、長期使用による手のひらや指先との摩擦によって剥がれ落ちたりすることがない、絵柄や文字などによる意匠性の向上や耐磨耗性の向上を図ることが求められていた。

【0007】

さらに言えば、電化製品においては、近年、機能とあわせて、その意匠性（デザイン性）が優先されることも多く、容易に多様なデザインが施工可能な部材、およびその製造方法の開発が求められていた。

【0008】

本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、例えば、携帯機器の分野におけるタッチパッドや外装の表面などのように、指先や手のひらなどとの摩擦が生じる部位に用いた際に、優れた耐磨耗性を実現し、且つ長期間に亘って意匠性を保持することができる積層ガラスセラミックス焼結体および積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

【0010】

即ち、本発明の請求項１に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、第一ガラスセラミックス焼結体層と、第二ガラスセラミックス焼結体層と、前記第一ガラスセラミックス焼結体層と第二ガラスセラミックス焼結体層との間に配置された絵柄層とが積層一体化されてなり、前記第一ガラスセラミックス焼結体層が可視光を透過してなり、前記第一ガラスセラミックス焼結体層は、質量百分率でガラスを３０〜７０％、セラミックスを７０〜３０％含み、前記セラミックスは、アルミナ、ムライト、ジルコン、ジルコニア、コージエライトの群から選択される一種類以上のセラミックスであり、前記絵柄層により、絵柄および／または文字が形成されてなり、前記絵柄層が、第一ガラスセラミックス焼結体層の表面から深さ方向に２０［μｍ］を超え、且つ４００［μｍ］以下の位置に形成され、三点曲げ試験によって計測される曲げ強度が、２００［ＭＰａ］以上であることを特徴とする。

【0011】

本発明の請求項２に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、前記第二ガラスセラミックス焼結体層は、可視光の透過率が前記第一ガラスセラミックス焼結体層よりも低いことを特徴とする。

【0012】

本発明の請求項３に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、少なくとも一方の表面は段差を有し、該段差が２０［μｍ］以下であることを特徴とする。

【0014】

本発明の請求項４に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、前記絵柄層が、ガラスおよび無機顔料からなり、質量百分率で、ガラスが７０〜９９．８％、無機顔料が０．２〜３０％であることを特徴とする。

【0015】

本発明の請求項５に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、前記第一ガラスセラミックス焼結体層は、無機顔料を含有しないことを特徴とする。

【0016】

本発明の請求項６に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、前記絵柄層が、少なくとも一方の表面から視認可能であることを特徴とする。

【0018】

本発明の請求項７に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、携帯電子機器の外装として用いられることを特徴とする。

【0019】

本発明の請求項８に係る積層ガラスセラミックス焼結体は、ノートパソコンのタッチパッドとして用いられることを特徴とする。

【0020】

本発明の請求項９に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法は、ガラス粉末およびセラミックス粉末を含む第二のグリーンシートの表面に絵柄および／または文字を形成する絵柄層となる絵柄部をスラリー状の絵柄材料を塗布することにより形成し、該絵柄部を配置した第二のグリーンシート上に、絵柄部を挟み込むように、ガラス粉末およびセラミックス粉末を含む第一のグリーンシートを積層する積層工程と、積層して得られたグリーンシート積層体を、積層方向に圧着する圧着工程と、圧着した前記グリーンシート積層体を焼結する焼結工程とを備えることを特徴とする。

【0021】

本発明の請求項１０に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法は、前記絵柄部を配置した第二のグリーンシートの前記絵柄部上に積層する第一のグリーンシートの厚みが５０［μｍ］を超え、且つ６００［μｍ］以下であることを特徴とする。

【0022】

本発明の請求項１１に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法は、前記絵柄部が、ガラス粉末および無機顔料粉末を含有する材料からなり、質量比で、ガラス粉末：無機顔料粉末が７０〜９９．８：０．２〜３０であることを特徴とする。

【0023】

本発明の請求項１２に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法は、前記第一のグリーンシートは、無機顔料粉末を含有しないことを特徴とする。

【0024】

本発明の請求項１３に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法は、前記絵柄部が、スクリーン印刷で形成されることを特徴とする。

【0025】

本発明の請求項１４に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法は、前記絵柄部が、前記グリーンシート積層体における最外層のグリーンシートと、最外層のグリーンシートに隣接するグリーンシートとの間に配置されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0026】

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

【0027】

本発明の請求項１に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、その表面が第一ガラスセラミックス焼結体層からなるため、優れた耐磨耗性を実現することができる。
また、絵柄層は、第一ガラスセラミックス焼結体層を通して視認可能であり、外部より直接触れられることはない。よって、例えば、指先等との摩擦によって、この絵柄層が剥がれ落ちることがなく、長期間に亘って意匠性を保持することができる。
また、本発明の請求項１に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、絵柄層が、第一ガラスセラミックス焼結体層の表面から深さ方向に２０［μｍ］を超え、且つ４００［μｍ］以下の位置に形成されているため、絵柄層に対して、より良好な表面からの視認性を確保することができる。
さらに、本発明の請求項１に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、三点曲げ試験によって計測される曲げ強度が、２００［ＭＰａ］以上であるため、例えば、落下時や、不意の外部からの衝撃などに耐え得る剛性を確保することができる。

【0028】

本発明の請求項２に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、絵柄層に対して、表面からの良好な視認性を確保することができる。

【0029】

本発明の請求項３に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、例えば、ノートパソコンのタッチパッドなどのような、指先で撫でるようにして操作するユーザーインターフェースに用いられたとしても、表面に存在する段差を気にすることなく、タッチパッドの操作を行うことができる。

【0031】

本発明の請求項４に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、絵柄層に含有されるガラスの割合が大きいことから、絵柄層の熱膨張係数を、ガラスセラミックス焼結体層の熱膨張係数と、略同程度とすることができる。
従って、絵柄層とガラスセラミックス焼結体層との界面等に亀裂や破損などが発生することを防止することができる。

【0032】

本発明の請求項５に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、絵柄層に対して、さらに良好な表面からの視認性を確保することができる。

【0033】

本発明の請求項６に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、意匠性の向上や商品情報の伝達等を、十分に図ることができる。

【0035】

本発明の請求項７に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、優れた耐磨耗性、および長期間に亘る意匠性を付与することが可能な携帯電子機器の外装を提供することができる。

【0036】

本発明の請求項８に係る積層ガラスセラミックス焼結体によれば、優れた耐磨耗性、および長期間に亘る意匠性を付与することが可能なノートパソコンのタッチパッドを提供することができる。

【0037】

本発明の請求項９に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法によれば、表面がガラスセラミックス焼結体層より形成されるため、優れた耐磨耗性を有する積層ガラスセラミックス焼結体を得ることができる。
また、得られる積層ガラスセラミックス焼結体において、絵柄層は、第一ガラスセラミックス焼結体層を通して視認可能であり、外部より直接触れられることはない。よって、本発明における製造方法によれば、例えば、指先等との摩擦によって、これらの絵柄層が剥がれ落ちることがなく、長期間に亘って意匠性を保持することが可能な積層ガラスセラミックス焼結体を得ることができる。

【0038】

本発明の請求項１０に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法によれば、得られる積層ガラスセラミックス焼結体において、絵柄層に対して、より良好な表面からの視認性を確保することができる。

【0039】

本発明の請求項１１に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法によれば、絵柄部に含有されるガラス粉末の割合が大きいことから、焼結した絵柄層の熱膨張係数を、ガラスセラミックス焼結体層の熱膨張係数と、略同程度とすることができる。
従って、例えば焼結中において、ガラスセラミックス焼結体層と、絵柄層との熱膨張率の差によって、絵柄層とガラスセラミックスとの界面等に亀裂や破損などが発生することを防止することができる。

【0040】

本発明の請求項１２に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法によれば、得られる積層ガラスセラミックス焼結体において、絵柄層に対して、さらに良好な表面からの視認性を確保することができる。

【0041】

本発明の請求項１３に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法によれば、得られる積層ガラスセラミックス焼結体において、一般的なスクリーン印刷によって、連続的且つ大量に、グリーンシートに絵柄部を印刷することができるため、製造コストを抑制することができる。

【0042】

本発明の請求項１４に係る積層ガラスセラミックス焼結体の製造方法によれば、得られる積層ガラスセラミックス焼結体において、絵柄層を、隣接するガラスセラミックス焼結体層の間に確実に配置しつつ、外部からの良好な視認性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】本発明の一実施形態に係る積層ガラスセラミックス焼結体を示した側面断面図。

【図2】積層ガラスセラミックス焼結体を形成する際の各工程を示した図であり、（ａ）は積層工程におけるグリーンシートの状態を示した側面断面図、（ｂ）は圧着工程におけるグリーンシートの状態を示した側面断面図、（ｃ）は焼結工程にて焼結された積層ガラスセラミックス焼結体の状態を示した側面断面図。

【発明を実施するための形態】

【0044】

次に、発明の実施の形態を説明する。

【0045】

［積層ガラスセラミックス焼結体１］
先ず、本発明を具現化する、積層ガラスセラミックス焼結体１の構成について、図１を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図１の上下方向を積層ガラスセラミックス焼結体１の上下方向と規定して記述する。

【0046】

本実施形態の積層ガラスセラミックス焼結体１は、複数枚のガラスセラミックス焼結体層１１・１１・・・と、絵柄および／または文字を表現する絵柄層１２とが積層一体化されて、積層ガラスセラミックス焼結体１の内部に絵柄層１２が形成されたものである。
具体的には、例えば、絵柄層１２は、積層ガラスセラミックス焼結体１の、積層ガラスセラミックス焼結体１における一方（本実施形態においては上方）の最外層に位置するガラスセラミックス焼結体層１１（以下、適宜「第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａ」と記載）に対応する部分と、第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａに隣接するガラスセラミックス焼結体層１１（以下、適宜「第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂ」と記載）に対応する部分との間に形成されている。
なお、第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂは、一層で形成しても良いし、複数のガラスセラミックス焼結体層１１の積層体であっても良い。

【0047】

第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａは透光性を有しており、積層ガラスセラミックス焼結体１の内部に配置される前記絵柄層１２を、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面から視認することができる。
特に、積層ガラスセラミックス焼結体１の一方（上方）の表面から前記絵柄層１２を視認する場合は、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面と絵柄層１２との間に一層の透光性を有する第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａが存在するだけであるので、例えば、前記絵柄層１２との間に四層のガラスセラミックス焼結体層１１・１１・１１・１１が存在する、積層ガラスセラミックス焼結体１の他方（本実施形態においては下方）の表面から視認する場合に比べて、良好に視認することができる。
ここで、第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａは、無機顔料を含有させないことにより透光性を損ないにくい。

【0048】

なお、第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂの可視光透過率は、特に、限定されるものではないが、第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａの可視光透過率よりも低くしてもよい。
また、絵柄層１２が有色の絵柄層１２からなる場合、第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂは白色の層、または絵柄層１２とは異なる色の層からなることが好ましい。
また、絵柄層１２が白色の絵柄層１２からなる場合、第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂは有色の層からなることが好ましい。
ここで、第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂが無機顔料を含有してなると、隠蔽性に優れるため、第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂを不透視とする場合であっても、積層ガラスセラミックス焼結体１を薄くすることができ、これを使用した電子機器等の軽量化が図れる。
また、絵柄層１２の輪郭部分が明確になり、絵柄層１２を、ガラスセラミックス焼結体層１１Ａの表面からより明確に視認することができる。

【0049】

このように、絵柄層１２は、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面から視認可能であるにもかかわらず、外部より直接触れられることはない。
よって、例えば、指先等との摩擦によって、これらの絵柄層１２が剥がれ落ちることもなく、長期間に亘って意匠性を保持することができる。

【0050】

なお、絵柄層１２の視認性の程度は、絵柄層１２上に形成されているガラスセラミックス焼結体層１１の厚み、即ち、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面から絵柄層１２までの距離（図１における寸法Ｔ）に影響される。

【0051】

即ち、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面から絵柄層１２までの距離が大きくなりすぎると、絵柄層１２の視認性が低下しやすくなる。
一方、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面から絵柄層１２までの距離が小さくなりすぎると、手のひらや指先との摩擦により絵柄層１２が剥離しやすくなる。

【0052】

このようなことから、絵柄層１２の良好な視認性を確保するには、絵柄層１２を少なくとも一方の表面（本実施形態においては、第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａの外側面）から深さ方向に、２０［μｍ］を超え、且つ４００［μｍ］以下（２０［μｍ］＜Ｔ≦４００［μｍ］）となる位置に形成することが好ましい。
より詳しくは、第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａの外側面から深さ方向に、２０［μｍ］を超え、且つ２００［μｍ］以下（２０［μｍ］＜Ｔ≦２００［μｍ］）となる位置に、絵柄層１２を形成することが、より好ましい。

【0053】

また、本実施形態の積層ガラスセラミックス焼結体１は、一方の表面（本実施形態においては上面）において、絵柄等１２が形成されている部分に対応する箇所が盛り上がることにより突部１１ａが形成されている。
つまり、絵柄層１２の厚みが積層ガラスセラミックス焼結体１の表面形状に影響を与え、絵柄層１２が形成された部分に対応する箇所に、絵柄層１２の厚みに応じた突部１１ａが形成されている。

【0054】

積層ガラスセラミックス焼結体１の表面において、突部１１ａの突出寸法が大きいと、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面を指先で触れながら撫でたときの感触に悪影響を及ぼす。

【0055】

このようなことから、表面を指先で触れながら撫でたときの良好な感触を確保するためには、突部１１ａが形成されている部分と形成されていない部分との間の段差寸法（図１における寸法Ｈ）を、２０［μｍ］以下（Ｈ≦２０［μｍ］）となるように設定することが好ましい。
より詳しくは、段差寸法Ｈを１５［μｍ］以下（Ｈ≦１５［μｍ］）となるように設定することが、より好ましい。
そして、この段差寸法（Ｈ）は、後述するグリーンシート２０の表面に形成する絵柄部２１の厚みが焼成後に２０［μｍ］以下となるように形成することで、容易に調整できる。

【0056】

なお、本実施形態において、絵柄層１２は、第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａと第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂとの間に配置されているが、これに限るものではなく、他のガラスセラミックス焼結体層１１・１１間に配置することも可能である。
但し、この場合においても、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面から絵柄層１２までの距離（Ｔ）、突部１１ａが形成されている部分と形成されていない部分との間の段差寸法（Ｈ）を上述の範囲内とすることが好ましい。

【0057】

また、本実施形態の積層ガラスセラミックス焼結体１は、複数のガラスセラミックス焼結体層１１・１１・・・と、絵柄層１２とが積層一体化されてなるため、高い強度を有することができる。
具体的には、三点曲げ試験によって計測される曲げ強度を、２００［ＭＰａ］以上とすることができる。

【0058】

さらに、上述したように、本実施形態の積層ガラスセラミックス焼結体１は、指先等との摩擦によって、これらの絵柄層１２が剥がれ落ちることもなく、高い強度を有するため、例えば、ノートパソコンに付属されるタッチパッドのような、耐磨耗性を必要とする部位において、従来の樹脂製基板に替わって構成部材や、携帯電子機器の外装などのような、耐磨耗性に加えて意匠性を必要とする部位の構成部材として用いることができる。

【0059】

なお、上述のガラスセラミックス焼結体層１１は、ガラスとセラミックスを含み、ガラスとセラミックスの含有割合は、ガラスやセラミックスの種類やガラスセラミックス焼結体の厚みによって適宜調整すればよいが、質量百分率で、ガラスを３０〜７０％、セラミックスを３０〜７０％となるように調整することが好ましい。

【0060】

ところで、ガラスセラミックス焼結体層１１を構成するガラスは、少なくとも、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）、およびアルカリ土類金属酸化物を含有するガラスからなる。

【0061】

二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）は、ガラスのネットワークフォーマーであり、その含有量は質量百分率で４０％〜６０％である。
二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の含有量が４０％より少なくなると、軟化点が低くなりすぎて焼結開始温度が低くなり、バインダー成分が飛散する前に焼結が始まるため、緻密な焼結体が得られなくなる。また、焼結体を再加熱すると、変形し易くなる。
一方、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の含有量が６０％より多くなると、軟化点が高くなりすぎて、１０００［℃］以下の温度で焼結し難くなる。

【0062】

酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）は、ガラス化を容易にする成分であり、その含有量は、質量百分率で２０％〜４０％である。
酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）の含有量が２０％より少なくなると、ガラス化し難くなるとともに、１０００［℃］以下の温度で緻密な焼結体が得られなくなる。
一方、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）が４０％より多くなると、耐水性が低下する。

【0063】

酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）および酸化バリウム（ＢａＯ）のアルカリ土類金属酸化物は、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、その含有量は、質量百分率で５％〜２０％である。
アルカリ土類金属酸化物が５％より少なくなると、溶融性が悪くなる。
一方、アルカリ土類金属酸化物が２０％より多くなると、熱膨張径数が大きくなりすぎる。

【0064】

なお、本実施形態におけるガラス成分は一例であって、これに限定されるものではなく、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）や、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）など、他の成分をさらに含有させてもよいし、全く異なる成分によって構成してもよい。

【0065】

ガラスセラミックス焼結体層１１を構成するセラミックスとしては、例えば、アルミナ、ムライト、ジルコン、ジルコニア、コージエライトなどの群から選択される、一種以上のセラミックスを用いることができる。

【0066】

また、積層ガラスセラミックス焼結体１の内部に形成される絵柄層１２は、ガラスと無機顔料を含み、ガラスと無機顔料の含有割合は、ガラスや無機顔料の種類により適宜調整すればよく、質量百分率で、ガラスを７０〜９９．８％、無機顔料を０．２〜３０％となる範囲内で調整することが好ましい。
なお、絵柄層１２の視認性を向上させるには、無機顔料の含有割合を多くすれば良い。

【0067】

絵柄層１２を構成するガラスとしては、前述した、ガラスセラミックス焼結体層１１を構成するガラスと同じものを用いることができる。
絵柄層１２を構成するガラスと、ガラスセラミックス焼結体層１１を構成するガラスとを同じにすることで、絵柄層１２とガラスセラミックス焼結体層１１との熱膨張係数を容易に近似させることができるため、絵柄層１２とガラスセラミックス焼結体層１１との界面での剥離が生じにくく、反りの小さい積層ガラスセラミックス焼結体１を得ることができる。

【0068】

絵柄層１２を構成する無機顔料は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｍｎ系、Ｃｏ−Ｓｉ系、Ｃｏ−Ａｌ系等の青色顔料、Ｃｏ−Ｓｉ−Ａｌ系、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｆｅ系、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ系等の黒色顔料、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｚｎ系等の茶色顔料、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｃｒ系等の赤黄色顔料、Ｔｉ−Ｓｂ−Ｎｉ系等の黄色顔料、Ｃｏ−Ａｌ−Ｃｒ系等の青緑顔料、およびＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の白色顔料の群から選択された一種以上の無機顔料からなる。
また、これら無機顔料は、必要に応じて、第二ガラスセラミックス焼結体層１１Ｂに含有させることができる。

【0069】

［積層ガラスセラミックス焼結体１の製造方法］
次に、積層ガラスセラミックス焼結体１の製造方法について、図２を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、図２の上下方向を積層ガラスセラミックス焼結体１の上下方向と規定して記述する。

【0070】

先ず始めに、ガラスセラミックス焼結体層１１となるグリーンシート２０を作製する。
具体的には、前述したガラスとなるガラス粉末および前述したセラミックスとなるセラミックス粉末を、所定の混合比で混合し、さらに、バインダー、可塑剤、および溶剤等を加えて混合することにより、スラリー状のガラスセラミックス材料を調製する。
ガラス粉末とセラミックス粉末の質量比は、ガラス粉末：セラミックス粉末が３０〜７０：３０〜７０となるように調整することが好ましい。

【0071】

なお、バインダーとしては、例えば、エチルセルロース樹脂やポリビニルブチラール樹脂やメタアクリル酸樹脂等を用いることができる。
また、可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチル等を用いることができる。
さらに、溶剤としては、例えば、ターピネオール、ブタノール、トルエン、メチルエチルケトン等を用いることができる。

【0072】

そして、調製したスラリー状のガラスセラミックス材料を、ドクターブレード法によって帯状のポリエステルフィルム上に連続的に塗布し、乾燥させ、所定の寸法に裁断し、複数の枚葉形状に形成する。
こうして、複数枚のグリーンシート２０・２０・・・を作製する。

【0073】

次に、作製したグリーンシート２０の表面に絵柄部２１を形成する。
具体的には、前述したガラスとなるガラス粉末および前述した無機顔料となる無機顔料粉末を、所定の混合比で混合し、さらに、バインダー、可塑剤、および溶剤等を加えて混合することにより、スラリー状の絵柄材料を調製する。
ガラス粉末と無機顔料粉末の質量比は、ガラス粉末：無機顔料粉末が７０〜９９．８：０．２〜３０となるように調整することが好ましい。
なお、ガラス粉末、バインダー、可塑剤、および溶剤等は、前述したグリーンシートを作製する際に用いたものと同じものを用いることができる。

【0074】

その後、上述のようにして作製したグリーンシート２０の表面にスラリー状の絵柄材料を塗布し、乾燥させて、グリーンシート２０の表面に絵柄部２１を形成する。

【0075】

なお、絵柄部２１を形成する方法としては、グリーンシート２０の表面に絵柄部２１を、連続的且つ大量に印刷することができ製造コストを抑制することができるスクリーン印刷法を用いることが好ましい。

【0076】

そして、以上の手順によって得られた複数のグリーンシート２０・２０・・・を用いて、積層ガラスセラミックス焼結体１を形成する。
具体的には、図２（ａ）に示すように、所定枚数（例えば、本実施形態においては三枚）のグリーンシート２０・２０・２０を積層し、これらのグリーンシート２０・２０・２０の上面に、スクリーン印刷法で絵柄部２１が形成されたグリーンシート２０（以下、適宜「第二グリーンシート２０Ｂ」と記載）を印刷面が上面となる姿勢で積層し、さらに、第二グリーンシート２０Ｂの上面に、最外層に位置するグリーンシート２０（以下、適宜「第一グリーンシート２０Ａ」と記載）を積層する。
このように、まず、５枚のグリーンシート２０・２０・・・を積層することによりグリーンシート積層体を構成する積層工程が行われる。

【0077】

なお、焼結後に得られる積層ガラスセラミックス焼結体１において、積層ガラスセラミックス焼結体１の内部に形成された絵柄層１２を、積層ガラスセラミックス焼結体１の一方の表面から視認できるようにするには、絵柄部２１の上面に積層するグリーンシート２０（本実施形態においては第一グリーンシート２０Ａ）の厚み寸法（図２における寸法ｔ）を、５０［μｍ］を超え、且つ６００［μｍ］以下（５０［μｍ］＜ｔ≦６００［μｍ］）となるように調整することが好ましい。
より詳しくは、第一グリーンシート２０Ａの厚み寸法（ｔ）を、５０［μｍ］を超え、且つ５００［μｍ］以下（５０［μｍ］＜ｔ≦５００［μｍ］）となるように調整することがより好ましい。

【0078】

このようにすることで、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面から絵柄層１２までの距離（図１における寸法Ｔ）を、２０［μｍ］を超え、且つ４００［μｍ］以下となるように調整することが可能となる。

【0079】

また、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面に形成される突部１１ａの段差寸法（図１における寸法Ｈ）を小さくするには、グリーンシート２０の表面に形成する絵柄部２１の厚み寸法（図２（ａ）における寸法ｈ１）を、３０〜４０[μｍ]となるように調整することが好ましい。

【0080】

このようにすることで、焼結時に、絵柄部２１が厚み方向に収縮して、絵柄層１２の厚み寸法（図２（ｃ）における寸法ｈ２）を約２０［μｍ］以下とすることができ、積層ガラスセラミックス焼結体１の表面における突部１１ａの段差寸法Ｈを、２０［μｍ］以下（Ｈ≦２０［μｍ］）に調整し易くなる。

【0081】

なお、本実施形態では、絵柄部２１は、第一グリーンシート２０Ａと第二グリーンシート２０Ｂとの間に配置されているが、これに限るものではなく、他のグリーンシート２０・２０間に配置することも可能である。
但し、この場合においても、絵柄部２１の上面に積層するグリーンシート２０の厚み寸法（ｔ）、グリーンシート２０の表面に形成する絵柄部２１の厚み寸法（ｈ１）を上述の範囲内とすることが好ましい。

【0082】

次に、図２（ｂ）に示すように、五枚のグリーンシート２０を積層した後、図示せぬ治具等によって積層方向に圧着することにより、グリーンシート積層体を得る圧着工程が行われる。

【0083】

さらに、圧着状態にある前記グリーンシート積層体を焼結する焼結工程が行われる。
つまり、図２（ｂ）に示すように、圧着状態にあるグリーンシート積層体を大気中で毎分１［℃］の速度で昇温し、５００［℃］の温度で２時間保持することにより、各グリーンシート２０中のバインダー、可塑剤等の有機物質を除去する。

【0084】

その後、グリーンシート積層体を毎分１［℃］の速度で９００［℃］〜１０００［℃］まで昇温し、１時間保持することにより焼結させ、図２（ｃ）に示す積層ガラスセラミックス焼結体１を得る。

【0085】

［検証実験］
次に、本実施形態における積層ガラスセラミックス焼結体１において、最外層に位置する第一ガラスセラミックス焼結体層１１Ａの厚み寸法（つまり、積層ガラスセラミックス焼結体１の内部に配置される前記絵柄層１２から積層ガラスセラミックス焼結体１の表面までの寸法）Ｔ［μｍ］、および積層ガラスセラミックス焼結体１の表面の突部１１ａの段差寸法Ｈ［μｍ］について適切な範囲を設定するために、本発明者が行った検証実験について説明する。

【0086】

本発明者は、ガラスセラミックス焼結体の材料となるガラスセラミックス材料および絵柄材料について、以下の手順により調製した。
先ず、ガラス粉末として、質量百分率で、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）が５０％、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）が３０％、およびアルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯの合量）が１２％、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）が５％、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）が３％となるようにガラス原料を調合した後、これを白金坩堝に投入し、１４００〜１５００℃の温度で、３〜６時間溶融した。

【0087】

次に、水冷ローラーによって、溶融したガラスを薄板状に引き伸ばした後、粗砕し、ボールミルによって水を加えながら湿式粉砕することによって、平均粒径が１．５〜３．０［μｍ］のガラス粉末を形成した。

【0088】

その後、このようにして形成されたガラス粉末を用いて、ガラスセラミックス材料および絵柄材料を得た。

【0089】

なお、ガラスセラミックス材料は、上記のガラス粉末とセラミックス粉末を用いて作製した。
具体的には、セラミックス粉末としてアルミナ粉末を用い、ガラス粉末とアルミナ粉末との質量比が５０：５０となるように、ガラス粉末にアルミナ粉末を添加し、混合して得た混合粉末に、エチルセルロースをバインダーとして、ジブチルフタレートを可塑剤として、ターピネオールを溶剤として加えて混練して、スラリー状のガラスセラミックス材料を作製した。

【0090】

また、絵柄材料は、上記のガラス粉末と無機顔料粉末を用いて作製した。
具体的には、無機顔料粉末としてＣｏ−Ｃｒ−Ａｌ系青色顔料粉末を用い、ガラス粉末とＣｏ−Ｃｒ−Ａｌ系青色顔料粉末との質量比が９９．５：０．５となるように、ガラス粉末に無機顔料粉末を添加し、混合して得た混合粉末に、ポリビニルブチラールをバインダーとして、ジブチルフタレートを可塑剤として、ブタノールを溶剤として加えて混練して、スラリー状の絵柄材料を作製した。

【0091】

続いて、本発明者は、積層ガラスセラミックス焼結体を、以下の手順によって形成した。
先ず、作製したスラリー状のガラスセラミックス材料を用いて、ドクターブレード法により、厚み寸法が約１５０［μｍ］のグリーンシートを複数枚成形し、さらに厚み寸法が約５０［μｍ］、約１００［μｍ］、約２００［μｍ］、約３００［μｍ］、約４００［μｍ］、および約５８０［μｍ］のグリーンシートも各々成形した。
また、厚み寸法が約１５０［μｍ］のグリーンシートにおいては、作製したスラリー状の絵柄材料をスクリーン印刷することにより、絵柄部を形成したグリーンシートも所定の枚数分用意した。

【0092】

そして、絵柄材料がスクリーン印刷されていない厚み寸法が約１５０［μｍ］のグリーンシートを三枚積層した後、その上面に、絵柄部（１５μｍ）を形成した厚み寸法が約１５０［μｍ］のグリーンシートを絵柄部が上面に向く姿勢で積層し、さらに、その上面に、厚み寸法が約５０［μｍ］、約１００［μｍ］、約２００［μｍ］、約３００［μｍ］、約４００［μｍ］、約５８０［μｍ］の最上層のグリーンシートを積層し、実施例１〜６のグリーンシート積層体をそれぞれ作製した。
また、比較例１として、最上層のグリーンシートを積層しないグリーンシート積層体も作製した。

【0093】

その後、各グリーンシート積層体を積層方向に圧着しつつ、９００℃の温度で２０分間焼成することによって、実施例１〜６および比較例１の積層ガラスセラミックス焼結体を形成した。

【0094】

こうして得られた複数の積層ガラスセラミックス焼結体について、絵柄層の剥離性、第一ガラスセラミックス焼結体層の透過状態、表面段差寸法、表面段差の感触、曲げ強度について評価し、「表１」に示す評価結果を得た。

【0095】

なお、絵柄層の剥離性については、次のような耐磨耗性試験を行い評価した。
即ち、番手＃３０００のサンドペーパーを用いて、絵柄層が形成された側の積層ガラスセラミックス焼結体の表面を荷重１．０ｋｇ、片道１０ｍｍ／秒の速度で１０００回往復した後、絵柄の剥離の有無を目視で観察し評価した。
その評価結果を、絵柄層が剥離しなかったものを「○」、絵柄層が一部でも剥離したものを「×」によって表１中に示すこととした。

【0096】

また、第一ガラスセラミックス焼結体層の透過状態については、絵柄層が形成された側から積層ガラスセラミックス焼結体を目視で観察し評価した。
その評価結果を、明確に絵柄層を識別できたものを「◎」、「◎」の場合ほど明確ではないものの絵柄層を識別できたものを「○」、絵柄層が薄くしか見えないものの絵柄を識別できたものを「△」によって、表１中に示すこととした。

【0097】

表面段差寸法については、絵柄層が形成された側の積層ガラスセラミックス焼結体の表面における絵柄層の輪郭部（即ち、積層ガラスセラミックス焼結体の上面の突部）の段差寸法Ｈ（図１を参照）を測定した。
具体的には、マイクロメーターを用いて、各積層ガラスセラミックス焼結体の厚み寸法を、絵柄層のある部分（図１における寸法Ｈ２）と、絵柄層のない部分（図１における寸法Ｈ１）とに分けてそれぞれ測定し、これらの測定値の差をもって、表面段差寸法（Ｈ＝Ｈ２−Ｈ１）とした。

【0098】

また、表面段差の感触については、絵柄層が形成された側の積層ガラスセラミックス焼結体の表面を、指先で触れながら撫でたときの感触を評価した。
その評価結果を、段差を感じることなく指先で撫でることができたものを「○」、段差を感じたものの指先で撫でた際に引っ掛かりを感じることなく撫でることができたものを「△」、段差の存在が明確であって段差に引っ掛かりを感じたものを「×」によって、表１中に示すこととした。

【0099】

曲げ強度Ｐ（単位［ＭＰａ］）については、各積層ガラスセラミックス焼結体を、平面視にて４０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］の矩形状に加工し、その後、絵柄層を形成した焼結体表面が下向きになるように各試料を配置し、３０［ｍｍ］のスパンによる三点曲げ試験によって、曲げ強度を測定した。

【0100】

【表1】

【0101】

表１に示すように、実施例１〜６については、絵柄層を形成した焼結体表面から絵柄層までの距離Ｔが３０〜３６０［μｍ］であり、耐磨耗試験を行っても絵柄層が剥がれず、携帯電子機器の外装や、ノートパソコンのタッチパッドなどに用いた場合でも、手のひらや指先との摩擦による絵柄および／または文字などの剥離を防止できることが予想される。
また、第一ガラスセラミックス焼結体層の透過状態も、絵柄層を識別可能なものであった。

【0102】

さらに、表面段差寸法Ｈは２０［μｍ］以下であり、表面段差の感触についても、段差を感じない、もしくは、段差を感じても、指先で撫でた際に引っ掛かりを感じないものであった。

【0103】

また、曲げ強度は、２７０［ＭＰａ］以上あり、携帯電子機器の外装や、ノートパソコンのタッチパッドなどに用いた場合でも、例えば、落下時や、不意の外部からの衝撃などに耐え得ることができるものであった。

【0104】

これに対して、比較例１については、表面に絵柄層が形成されたものであるため、耐磨耗試験を行うと絵柄層が剥離し、携帯電子機器の外装や、ノートパソコンのタッチパッドなどに用いた場合、手のひらや指先との摩擦による絵柄および／または文字などの剥離を防止できないことが予想される。

【0105】

また、表面段差寸法Ｈは２５［μｍ］であり、表面段差の感触についても、焼結体表面を指先で触れながら撫でた際に、引っ掛かりを感じるものであった。

【符号の説明】

【0106】

１ 積層ガラスセラミックス焼結体１
１１ ガラスセラミックス焼結体層
１１Ａ 第一ガラスセラミックス焼結体層
１１Ｂ 第二ガラスセラミックス焼結体層
１１ａ 突部
１２ 絵柄層
２０ グリーンシート
２１ 絵柄部

【図1】

【図2】