JP2008238599A

JP2008238599A - 加飾部材、加飾部材の製造方法及び加飾部材を有する製品

Info

Publication number: JP2008238599A
Application number: JP2007082997A
Authority: JP
Inventors: Keimei Kitamura; 啓明北村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】日用品等の各種製品に設けることで新規な加飾を施すことができる加飾部材を提供する。
【解決手段】基材１の表面に、基材１の表面から順に可視光反射性を有する光反射層２、可視光透過性を有する光透過層３、可視光透過性と可視光反射性とを併有する光半反射層４を積層して形成した加飾膜５が設けられている。加飾膜５に入射した光の一部は光半反射層４にて反射され、他の一部は光半反射層４を透過して光反射層２と光半反射層４との間で繰り返し反射されると共に一部の光が光半反射層４を透過して外部に取り出されて光の干渉が生じる。この結果、加飾膜５は視る角度を変えることで色が変化するという特異な外観を呈する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種製品の表面外観を向上することができる加飾部材、この加飾部材の製造方法、及びこの加飾部材を有する製品に関するものである。

従来、電気シェーバーの把持部や、照明のスイッチのプレート、装飾テープ等のような日用品等の製品の外面に、デザイン性向上等の目的のため、各種装飾を施すことが行われている。

例えば特許文献１では、照明スイッチのプレート等として形成される樹脂成形体として、発色用顔料を含む熱可塑性樹脂を主成分として発色させた加飾部を、基台と透明部材の間に熱融着により固定して設けることが開示されている。
特開２００３−１３６５９８号公報

しかし、近年の工業製品のデザイン性向上の要請に伴い、このような製品に対して更にデザイン性の高い加飾を施すことが求められるようになってきている。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、日用品等の各種製品に設けることで新規な加飾を施すことができる加飾部材、この加飾部材の製造方法、及びこの加飾部材を有する製品を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る加飾部材Ａは、基材１の表面に、基材１の表面側から順に可視光反射性を有する光反射層２、可視光透過性を有する光透過層３、可視光透過性と可視光反射性とを併有する光半反射層４を積層して形成した加飾膜５が設けられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記光反射層２が、アルミニウム又は銀からなる厚み８０〜１５０ｎｍの範囲の金属膜であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１において、上記光反射層２が、アルミニウム又は銀からなる厚み１０〜８０ｎｍの範囲の金属膜であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、上記光半反射層４が、チタン又はクロムにて形成されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、上記光半反射層４が、厚み１〜１０ｎｍの金属の薄膜にて形成されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、上記光透過層３の厚みが１００〜８００ｎｍの範囲であることを特徴とする。

請求項７に係る加飾部材Ａの製造方法は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の加飾部材Ａの製造方法であって、基材１の表面に、可視光反射性を有する光反射層２、可視光透過性を有する光透過層３、可視光透過性と可視光反射性とを併有する光半反射層４を、この順に乾式の膜形成法にて積層して形成することを特徴とする。

請求項８に記載の加飾部材Ａを有する製品は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の加飾部材Ａが設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、加飾膜５の外面の光半反射層４側から光が入射すると、その光は一部が光半反射層４にて反射され、他の一部が光半反射層４を透過し、この透過した光は光透過層３内において光反射層２と光半反射層４との間で繰り返し反射されると共に、光半反射層４では一部の光が光半反射層４を透過して外部に取り出されることとなり、このため、加飾膜５にて反射される光は一定の光路差を有する光の重ね合わせとなって光の干渉が生じ、この結果、加飾膜５は視る角度を変えることで色が変化するという特異な外観を呈することとなり、この加飾部材Ａを製品の外装に設けることで製品外観の向上に寄与することができる。

請求項２に係る発明によれば、光反射層２の高い可視光反射性を維持すると共にこの光反射層２にて基材１の表面を十分に隠蔽することができ、またこの光反射層２が不必要に厚く成りすぎないようにして、光反射層２を形成する際に要する時間を短縮し、生産効率を向上することができる。

請求項３に係る発明によれば、光反射層２は一定の可視光反射性を維持しつつ可視光透過性が付与されてハーフミラーとして機能し、この光反射層２を介して下地である基材１の表面が透けて見えることとなって、加飾膜５にて発揮される外観に、基材１の表面外観が重なって見えることになり、これを利用して更に複雑な装飾を行うことができる。

請求項４に係る発明によれば、加飾膜５の外面の耐食性を向上することができ、加飾膜５に表面保護のための保護膜等を形成することなく高い耐久性を付与することができる。

請求項５に係る発明によれば、光半反射層４の良好な可視光反射性及び可視光透過性を維持し、且つ後述するように加飾膜５からの反射光の光路差に対する光半反射層４の影響を低減して、視る角度を変えることによる色の変化を明確に現出させることができる。

請求項６に係る発明によれば、視る角度を変えることによる色の変化を明確に現出させることができる。

請求項７に係る発明によれば、視る角度を変えることで色が変化するという特異な外観を呈する加飾部材を得ることができ、このとき、加飾膜を構成する光反射層、光透過層、光半反射層を薄膜に容易に形成することができ、且つ三層の膜を乾式の膜形成法にて形成する際には基材の温度上昇を抑制することができて、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂等の耐熱性の低い材質からなる基材に対しても加飾膜を形成することが可能となるものである。

請求項８に係る発明によれば、加飾部材Ａを設けた各種製品の外面が、加飾部材Ａによって、視る角度を変えることで色が変化するという特異な外観を呈することとなり、製品の外観を向上することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は加飾部材Ａの一例を示す。加飾部材Ａの基材１としては、加飾部材Ａが設けられる製品に応じた適宜のものが用いられるが、例えばガラス板やその他の無機成形体、ポリカーボネート基板やその他の各種樹脂成形体等を挙げることができる。

この基材１の表面に加飾膜５を設けて加飾部材Ａが形成される。加飾部材Ａは、基材１側から順に可視光反射性を有する光反射層２、可視光透過性を有する光透過層３、可視光透過性と可視光反射性とを併有する光半反射層４が、積層して形成されたものである。

光反射層２は、可視光の反射性の良好な適宜の材質にて形成することができるが、好ましくは金属膜にて形成する。この場合、加飾膜５に金属光沢が付与される。特にアルミニウム又は銀からなる金属膜にて光反射層２を形成することが好ましい。

光反射層２の厚みは適宜設定されるが、アルミニウム又は銀からなる金属膜にて光反射層２を形成する場合、その厚みは８０〜１５０ｎｍの範囲とすることが好ましい。この場合、光反射層２の高い可視光反射性を維持すると共にこの光反射層２にて基材１の表面を十分に隠蔽することができ、またこの光反射層２が不必要に厚く成りすぎないようにして、光反射層２を形成する際に要する時間を短縮し、生産効率を向上することができる。

また、この光反射層２の厚みを１０〜８０ｎｍの範囲に形成することも好ましい。この場合、光反射層２は一定の可視光反射性を維持しつつ可視光透過性が付与されてハーフミラーとして機能し、この光反射層２を介して下地である基材１の表面が透けて見えることとなる。この場合、加飾膜５にて発揮される外観に、基材１の表面外観が重なって見えることになり、これを利用して更に複雑な装飾を行うことができる。

また、光透過層３は、可視光の透過性が高い適宜の材料にて形成される。この光透過層３の、分光光度計にて測定される光透過層３の単層の可視光透過率は、９０％以上であることが好ましい。このような光透過層３は、例えば二酸化ケイ素膜にて形成することができる。

この光透過層３の厚みは適宜設定されるものであり、また後述するようにこの光透過層３の厚みを調整することで、加飾層によって現出される外観を調整することができるものである。ここで、着色の原理は可視光波長帯での干渉作用によるものであり、着色の色調は本構成であれば光透過層３の膜厚のみにほぼ依存する。光透過層３の膜厚は可視光波長の１／１０〜１倍程度であれば良いが、光の干渉によって視る角度による色の変化が明確に生じるためには、具体的には１００〜８００ｎｍの範囲とすることが好ましい。

また、光半反射層４は、可視光透過性と可視光反射性とを併有することでハーフミラーとして機能するものであり、例えば光反射性の高い材質を薄膜に形成することにより可視光透過性が付与されたものを挙げることができる。この光半反射層４の分光光度計にて測定される可視光反射率は１０〜３０％、可視光透過率は２０〜６０％であることが好ましい。このような光半反射層４は、例えば金属の薄膜にて形成することができる。特に光半反射層４を耐食性の高いチタン又はクロムの薄膜にて形成すると、加飾膜５の外面の耐食性を向上することができ、加飾膜５に表面保護のための保護膜を形成することなく高い耐久性を付与することができる。

このような金属の薄膜にて形成される光半反射層４の厚みは、１〜１０ｎｍの範囲とすることが好ましい。この場合、光半反射層４の良好な可視光反射性及び可視光透過性を維持し、且つ後述するように加飾膜５からの反射光の光路差に対する光半反射層４の影響を低減することができる。また、チタン又はクロムの薄膜にて光半反射層４を形成する場合には、前記範囲において良好な耐食性を発揮することができる。

このような加飾部材Ａを作製するにあたり、光反射層２、光透過層３及び光半反射層４は、適宜の手法で形成することができるが、好ましくは基材１の表面に光反射層２、光透過層３及び光半反射層４を、乾式成膜法にてこの順に積層して形成する。乾式成膜法としてはイオンビーム蒸着法等の適宜の物理的蒸着法を採用することができる。このように乾式成膜法を採用すると、各層を薄膜に容易に形成することができ、且つ三層の膜を乾式の膜形成法にて形成する際には基材１の温度上昇を抑制することができて、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂等の耐熱性の低い材質からなる基材１に対しても加飾膜５を形成することが可能となる。また特にイオンビーム蒸着法の場合にはイオンビーム照射効果にて緻密で光学特性の長期安定性が高い膜を形成することができ、更に膜の密着性の改善にも効果がある。

このように形成される加飾部材Ａでは、図２に示すように、加飾膜５の外面の光半反射層４側から光が入射すると、その光は一部が光半反射層４にて反射され、他の一部が光半反射層４を透過する。透過した光は光透過層３内において光反射層２と光半反射層４との間で繰り返し反射されると共に、光半反射層４では一部の光が光半反射層４を透過して外部に取り出される。このため、加飾膜５にて反射される光は一定の光路差を有する光の重ね合わせとなって光の干渉が生じる。

ここで、二次反射光以降の反射光については、互いの光路差は入射角θ、光透過層３の厚み及び光透過層３の屈折率に依存するが、一次反射光と他の反射光との間の光路差は、一次反射光は光半反射層４を透過していないのに対して、他の反射光は光半反射層４を透過しているため、更に光半反射層４の厚み及びその屈折率にも依存する。しかし、上記のように光半反射層４の厚みが１〜１０ｎｍの範囲であると光路差に対する光半反射層４の存在の影響はほとんど無視し得るものであり、上述のように光の干渉は光透過層３のみにほぼ依存する。

このため、加飾膜５は視る角度を変えることで色が変化するという特異な外観を呈することとなり、この加飾部材Ａを各種製品の外装に設けることで製品外観の向上に寄与するものである。

また、光透過層３の厚みを変化させると入射角θと光路差との関係が変化するため、加飾膜５の視る角度と色との関係が変化する。このため、光透過層３の厚みの設計を行うことで加飾部材Ａの視る角度と色の変化との関係を設計することができる。

このような加飾部材Ａは、各種製品の外装、例えば電気シェーバー等の把持部、照明等のスイッチのプレート、装飾テープ等といった、日用品の外装に設けることにより、これらの製品の外観を向上することができるものである。

以下、本発明を実施例により更に詳述する。

（実施例１）
基材１としてポリカーボネート基板を用い、その外面に光反射層２、光透過層３、光半反射層４を順次形成して加飾膜５を設けた
このとき、まず７×１０^-4Ｐａの真空雰囲気下での基材１に対して電子ビーム蒸着法により０．２ｎｍ／秒の蒸着速度でアルミニウムを蒸着し、光反射層２として厚み９０ｎｍのアルミニウム膜を形成した。続けて同じ真空雰囲気下で、３００Ｖイオンビーム照射を併用する電子ビーム蒸着法により０．５ｎｍ／秒の蒸着速度で二酸化ケイ素を蒸着し、光透過層３として厚み４９０ｎｍの二酸化ケイ素膜を形成した。更に続けて同じ真空雰囲気下で電子ビーム蒸着法により０．４ｎｍの蒸着速度でチタンを蒸着し、光半反射層４として厚み８ｎｍのチタン膜を形成した。

このように形成した加飾部材Ａにつき、まず光透過層３の厚みに基づいて、入射角０°及び４５°の場合における加飾膜５からの反射光の、波長ごとの光の反射率を、一般的な応用光学理論に基づいて予測した。この結果を図３に示す。当該予測によれば、加飾膜５を正面から視た場合（入射角０°の場合）には、加飾膜５は青色に見え、斜め４５°から視た場合（入射角４５°の場合）には、加飾膜５は赤色に見える。

次に、この加飾膜５の、入射角０°の場合の波長ごとの光の反射率を、分光光度計を用い、標準白色板の反射光の強度を基準にして実際に測定した。この結果を図４に示す。図示のグラフのように、加飾膜５の波長ごとの光の反射率は上記予測結果に近い結果となり、この加飾膜５を正面から目視すると青色に見え、また斜め４５°から目視すると赤色に見えた。

（実施例２〜５）
実施例１と同様の方法により、光透過層３の厚みのみを下記表１のように変化させて、４種の加飾部材Ａを作製した。

この各加飾部材Ａにつき、実施例１の場合と同様の方法により入射角０°の場合の波長ごとの光の反射率を実測した。この結果を図５に示す。この加飾膜５を正面から目視した場合に現出する色を下記表１に併せて示す。

この結果、光透過層３の厚みを変化させることで入射角θに対する反射光の波長を変化させることができ、光透過層３の厚み調整により多様な色の変化を現出させ得ることが確認できた。

（実施例６）
光反射層２の厚みを１０ｎｍに変更し、光透過層３の厚みは４９０ｎｍ、光半反射層４の厚みは８ｎｍのままにした以外は、実施例１と同様にして加飾部材Ａを作製した。

このような加飾部材Ａについて、加飾膜５の光透過率を理論的に算出した結果を図６に示す。この結果、加飾膜５は平均約１０％の光透過率を有することが予測される。これは、厚み１０ｎｍのアルミニウム膜からなる光反射層２は光透過性が付与されていることから、加飾膜５全体がハーフミラーとして機能するためである。

また、この加飾部材Ａにつき、光透過層３の厚みに基づいて、入射角０°及び４５°の場合における加飾膜５からの反射光の、波長ごとの光の反射率を理論的に予測した。この結果を図７に示す。加飾膜５は前記のように平均約１０％の光透過性を有するため、反射光の光の反射率はその分全体的に低くなっているが、実施例１の場合と同様の予測が得られた。

この加飾部材Ａを実際に目視で観察したところ、加飾部材Ａを透かして反対側が透けて見えた。またこの加飾膜５を正面から目視すると青色に見え、斜め４５°から目視すると赤色に見えた

本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。同上の実施の形態における、加飾膜での光の反射を示す説明図である。実施例１について理論的に導出した、入射光の波長と反射率との関係の予測結果示すグラフである。実施例１について実測した、入射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。実施例２〜５について実測した、入射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。実施例６について理論的に導出した、入射光の波長と透過光の透過率との関係を示すグラフである。実施例６について理論的に導出した、入射光の波長と反射光の反射率との関係を示すグラフである。

符号の説明

Ａ加飾部材
１基材
２光反射層
３光透過層
４光半反射層
５加飾膜

Claims

基材の表面に、基材の表面側から順に可視光反射性を有する光反射層、可視光透過性を有する光透過層、可視光透過性と可視光反射性とを併有する光半反射層を積層して形成した加飾膜が設けられていることを特徴とする加飾部材。
上記光反射層が、アルミニウム又は銀からなる厚み８０〜１５０ｎｍの範囲の金属膜であることを特徴とする請求項１に記載の加飾部材。
上記光反射層が、アルミニウム又は銀からなる厚み１０〜８０ｎｍの範囲の金属膜であることを特徴とする請求項１に記載の加飾部材。
上記光半反射層が、チタン又はクロムにて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の加飾部材。
上記光半反射層が、厚み１〜１０ｎｍの金属の薄膜にて形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の加飾部材。
上記光透過層の厚みが１００〜８００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の加飾部材。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の加飾部材の製造方法であって、基材の表面に、可視光反射性を有する光反射層、可視光透過性を有する光透過層、可視光透過性と可視光反射性とを併有する光半反射層を、この順に乾式の膜形成法にて積層して形成することを特徴とする加飾部材の製造方法。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の加飾部材が設けられていることを特徴とする加飾部材を有する製品。