JP2006199991A - 加飾方法及び加飾された自動車用部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 工程がシンプルであって環境負荷物質を使用せず、かつ耐久性の高い物品の加飾方法、及びその加飾方法により加飾された自動車用部品を提供する。
【解決手段】 加飾方法は、基材の成形（Ｓ１）、基材表面の処理、脱脂洗浄及び除電ブローを含むスパッタリング前処理（Ｓ２）、光沢を有する材料の基材表面へのスパッタリング（Ｓ３）、基材表面への高分子例えば芳香族ポリユリアの蒸着重合（Ｓ４）、製品の取り出し（Ｓ５）及び製品の組付け（Ｓ６）を含む。Ｓ１〜Ｓ６のいずれの工程も、濃酸や６価クロム等の環境負荷の大きい物質を使用しない。さらに、Ｓ１〜Ｓ６の工程は物流が発生しない同期化生産とすることも可能である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、主に自動車用部品に光沢を付与する加飾方法及びその加飾方法により加飾された自動車用部品に関する。

自動車用部品、特に自動車のインサイドハンドル（自動車のドアを内側から開けるためのハンドル）のような内装部品に光沢を与える加飾においては、従来は湿式メッキ工法、並びに塗装及びスパッタリングによる工法等が採用されていた。これらはいずれも、部品に光沢をもたせるための金属膜を形成する工程を含む。

図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、上述の湿式メッキ、並びに塗装及びスパッタリングによって加飾された物品の断面構成を示す図である。湿式メッキの場合は、図５（ａ）に示すように、基材１００上に無電解メッキによるニッケル層１０２がメッキされ、さらにニッケル層１０２上に、電解メッキ工程による銅、ニッケル及びクロムの各層１０４、１０６及び１０８が順次メッキされる。また図５（ｂ）に示す塗装及びスパッタリングの場合は、基材１１０上に先ずアンダーコート１１２が塗布され、次にアンダーコート１１２の上に光沢をもつクロム層１１４がスパッタリングされ、最後にクロム層１１４上にクロム層の保護のためのトップコート１１６が塗布される。

また自動車用内装部品にはあまり使用されないが機能的に物品に光沢を付与する方法として、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）及びスパッタリングを含むドライプロセスによる工法も使用されている。この方法によれば、さらに図５（ｃ）に示すように、基材１２０の上にプラズマＣＶＤにより酸化ケイ素膜１２２が形成され、次に酸化ケイ素膜１２２上にクロム層１１４がスパッタリングされ、最後に再びプラズマＣＶＤにより酸化ケイ素膜１２６が形成される。なおプラズマＣＶＤを利用した薄膜形成については、例えば特許文献１に記載がある。

特開２００４−２２８５９１号公報

典型的なウェットプロセスである湿式メッキ工法は、例えば図６に示すような工程で行われる。図示するように、この工法は工程数が非常に多く複雑であり、各工程で硫酸、硝酸及び塩酸等の多くの酸又は濃酸を使用する。さらに、例えばエッチング工程やクロムメッキ工程において、適切に処理しないと環境や人体に悪影響を与え得るクロム酸や６価クロムを使用するため、その廃液処理等も別途行う必要があり、コスト面で不利である。

また塗装及びスパッタリングによる工程は、図５（ｂ）に示すように、スパッタリングにより形成されたクロム等の金属層を保護するためのトップコートの塗装が必要であるが、このトップコートは一般にシンナーを含む。このシンナーはクロム層を通過して基材を侵す虞があるため、基材と金属層との間にアンダーコートを塗装してシンナーを阻止する必要がある。またアンダーコートは、基材の凹凸を平均化し、クロム層との密着性を高めるためにも必要とされている。この２つの塗装は、特にインサイドハンドルのように主として曲面から構成される部品、さらに全面塗装が必要な部品に対しては非常に面倒かつ困難である。また曲面への塗装は液ダレが生じやすく、塗装ムラすなわち塗装膜の厚さにばらつきが生じ易い。

一方、プラズマＣＶＤ法を含むドライプロセスを用いる工程は、複数種の酸を使用するようなウェットプロセスを含まず、比較的工数が少なく、また環境負荷を考慮すべきクロム酸等も使用しない。しかしこの工法では、部品上に形成できる膜の厚さが高々ナノメートルオーダーであるため、耐摩耗性及び硬度の点で他の工法より劣る。一般に人の手が触れる部分には１５μｍ以上の保護膜（ここでは酸化ケイ素）の厚さが必要とされ、従ってこの工法は、人の手等が物理的に接触することがない部品であるヘッドランプの反射材等への使用には適するものの、内装部品には不適である。

そこで本発明は、自動車用部品の加飾において、工程がシンプルであって環境負荷物質を使用せず、かつ耐久性の高い加飾方法、及びその加飾方法により加飾された自動車用部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、スパッタリングによって基材の表面上に金属膜を形成することと、前記金属膜上に蒸着重合によって高分子膜を形成することと、を含むことを特徴とする、物品の加飾方法を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加飾方法において、湿式工程を含まない加飾方法を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の加飾方法において、前記高分子膜はポリユリアである、加飾方法を提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の加飾方法により加飾された自動車用部品を提供する。

本発明に係る加飾方法によれば、湿式工法のような複雑な工程を必要とせずに、表面物性に優れた物品を得ることができる。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る加飾方法により加飾された自動車用内装部品等の物品１０の断面構成を示す模式図である。物品１０は、合成樹脂等の基材１２と、基材１２の表面にスパッタリングにより形成される、物品１０に光沢をもたせるための金属膜１４と、さらに金属膜１４の上に蒸着重合により形成される高分子膜例えばポリユリア（ポリ尿素）膜１６とを有する。なおポリユリア膜１６の厚さは、耐摩耗性と外観（光沢）とのバランスから決定され、好ましい厚さは約１５〜５０μｍ、より好ましくは約２０μｍである。金属膜１４は、要求される光沢及び色調に応じてクロム、クロム−ニッケル合金、ステンレス合金等の種々の金属又は合金が使用可能である。なお図２に示す物品１０′のように、基材１２と金属膜１４との間に、図５（ｂ）に示すアンダーコート１１２と同様のアンダーコート１８をさらに有してもよい。

図３は、図１に示す物品の加飾方法の工程を示す図である。この方法は、基材の成形（Ｓ１）、基材表面の処理、脱脂洗浄及び除電ブローを含むスパッタリング前処理（Ｓ２）、光沢を有する材料の基材表面へのスパッタリング（Ｓ３）、基材表面への高分子例えば芳香族ポリユリアの蒸着重合（Ｓ４）、製品の取り出し（Ｓ５）及び製品の組付け（Ｓ６）を含む。本発明に係る加飾方法は、図６に示した湿式メッキ工程と比較して、必要な工程数が非常に少ないことが理解される。またＳ１〜Ｓ６のいずれの工程も濃酸や６価クロム等の環境負荷の大きい物質を使用しない。さらに、Ｓ１〜Ｓ６の工程は物流が発生しない同期化生産とすることも可能である。

上述の処理Ｓ１〜Ｓ６の各々は、従来公知の方法と同様であってよい。従ってここではＳ４の蒸着重合についてのみ簡単に説明し、他は省略する。蒸着重合は、図４に示すように、真空中すなわち真空槽５０内で加熱蒸発させた原料モノマー（例えばポリユリアであれば２種類のモノマー５２及び５４）を、Ｓ３においてスパッタリングされた基材５６上で反応させて高分子膜を形成する工程である。蒸着重合を用いることにより、基材はその全面、又はマスク蒸着により選択的に成膜可能であり、また基材が複雑な形状であっても均一かつ約０．１〜１００μｍの範囲の任意の厚さに成膜可能である。さらに蒸着重合自体は室温反応であるため、高温時に変質等を生じ得る樹脂材料に成膜することができる。

芳香族ポリユリア（ポリ尿素）は、以下の反応式に示されるように、芳香族ジアミンと芳香族ジイソシアネートとから生成される。なお式中のＡ１及びＡ２はいずれもアリール基であり、Ａ１としては４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジメチルジフェニルエタン、又は４，４′−ジアミノジフェニルメタンが好適であり、Ａ２としては４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、又は３，３−ジメチルジフェニル−４，４′−ジイソシアネートが好適である。

蒸着重合によって成膜される高分子材料としては、ポリユリア以外にもポリイミド、ポリアミド、ポリオキサジアゾール、ポリウレタン及びポリアゾメチン等の蒸着重合可能な他の高分子材料が使用することも可能である。しかしポリユリアを用いた部品は従来のものに比べ非常に優れた表面物性を有することが確認された。表１は、本発明により形成されたポリユリア膜の表面物性の測定結果を、２つの従来の工法すなわち塗装及びスパッタリングによる工法並びにプラズマＣＶＤを含むドライプロセスによる工法によるものと比較しつつ示すものである。なお耐摩耗性は、テーバ摩耗試験機を用いて得られた、各方法により作製された部品表面が摩耗し始めるまでの試験機の回転数であり、硬度は鉛筆硬度試験による結果であり、耐薬品性は耐スポット法によって試験前後の表面の色差値（ΔＥ）を示すものである。対摩耗性、硬度及び耐薬品性のいずれにおいても、本発明によるポリユリア膜の優位性が確認された。

また蒸着重合によって成膜されるポリユリア膜は、上述のトップコート等の塗装による膜に比べ、部品の光沢に影響する表面の平滑性を非常に高くできることが確認された。すなわち、塗装膜の表面は多くの場合微細な凹凸を有する（いわゆる「ゆず肌」である）が、蒸着重合によるポリユリア膜はそのような凹凸を有さない。具体的には、塗装面に映して見える画像はぼやけて見えるが、ポリユリア膜に映る画像は鏡に映したように非常に鮮明である。従って本発明に係る加飾方法によれば、より美しい外観（光沢）の部品を得ることができる。

本発明に係る加飾方法は、乾式法であるスパッタリング及びポリユリアの蒸着重合を組み合わせて用いることにより、従来の工法の欠点を解消している。すなわち、メッキ工法及びゾルゲル工法のようなウェットプロセスは採用しないので、複雑かつ環境負荷の高い濃酸等を使用する工程の使用を回避することができる。また塗装及びスパッタリングによる工法において必要だったアンダーコートは、シンナーを含むトップコートの代わりに金属膜の上にポリユリア膜を成膜することによって不要となる。また蒸着重合によれば膜厚さを部品全体にわたって均一にできるので、塗装による液ダレ等の虞もない。これはインサイドハンドルのように曲面から構成される部品に対し特に有効である。さらにポリユリア膜は約０．１〜１００μｍの範囲の任意の厚さに形成可能なので、上述のプラズマＣＶＤによって形成されるナノオーダーの保護膜とは異なり、インサイドハンドル等への使用にも耐え得る耐摩耗性を備える。以上のことから、所望の加飾が施されかつ耐摩耗性等の表面物性に優れた自動車部品を、非常にシンプルな工程で提供することが可能になる。

以上、本発明を自動車用部品特に内装部品の加飾方法として説明したが、本発明は比較的頻繁に人の手等が触れかつ光沢が要求される他の物品への加飾にももちろん適用可能である。

本発明に係る加飾方法により加飾された物品の断面構成を示す図である。 図１に示す断面構成の変形例を示す図である。 本発明に係る加飾方法の工程を示す図である。 蒸着重合方法の概略を示す図である。 （ａ）従来の湿式メッキ工法により加飾された物品の断面構成を示す図であり、（ｂ）従来の塗装及びスパッタリングを含む工法により加飾された物品の断面構成を示す図であり、（ｃ）従来のドライプロセス工法により加飾された物品の断面構成を示す図である。 従来の湿式メッキ工法の工程を示す図である。

符号の説明

１０ 物品
１２ 基材
１４ 金属膜
１６ ポリユリア膜

Claims (4)

1. スパッタリングによって基材の表面上に金属膜を形成することと、
   前記金属膜上に蒸着重合によって高分子膜を形成することと、
   を含むことを特徴とする、物品の加飾方法。
2. 湿式工程を含まない、請求項１に記載の加飾方法。
3. 前記高分子膜はポリユリアである、請求項１又は２に記載の加飾方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の加飾方法により加飾された自動車用部品。

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