JP4931054B2 - Method for producing thin film pigment - Google Patents

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Description

本発明は、例えばメタリック塗料の顔料に用いて好適な金属又は金属化合物からなる薄膜顔料の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a thin film pigment made of a metal or a metal compound suitable for use in a pigment of a metallic paint, for example.

自動車塗装等の分野においては、アルミニウム等の金属又は金属化合物からなる高反射率材料を顔料に用いたメタリック塗料が広く用いられている。従来は、アトマイズ法などで製造した金属粉末を用いていたが、近年、より高輝度化の要求が高まり表面平滑性の良い蒸着金属薄片が用いられるようになっている(例えば下記特許文献1参照)。また、下記特許文献2には、屈折率の異なる2種類の金属酸化膜を交互に積層してなる積層体を薄膜顔料とした構造発色顔料の製造方法が開示されている。   In the field of automobile painting and the like, metallic paints using a high reflectance material made of a metal or a metal compound such as aluminum as a pigment are widely used. Conventionally, metal powder produced by an atomizing method or the like has been used. However, in recent years, there has been a demand for higher brightness, and vapor-deposited metal flakes having good surface smoothness have been used (for example, see Patent Document 1 below). ). Patent Document 2 listed below discloses a method for producing a structural color pigment using a laminate obtained by alternately laminating two types of metal oxide films having different refractive indexes as a thin film pigment.

従来の薄膜顔料の製造方法について、その代表例を説明する。まず、プラスチック等のシート状基材の上に剥離層を形成する。その後、この剥離層の上に真空蒸着法によってアルミニウム薄膜を成膜した後、アルミニウム薄膜を基材から剥離させる。そして、剥離したアルミニウム薄膜をボールミル等で粉砕して薄片化した後、所望のサイズのもののみを分級する。   A typical example of a conventional method for producing a thin film pigment will be described. First, a release layer is formed on a sheet-like substrate such as plastic. Thereafter, an aluminum thin film is formed on the release layer by a vacuum deposition method, and then the aluminum thin film is peeled off from the substrate. Then, after the peeled aluminum thin film is pulverized by a ball mill or the like to obtain a thin piece, only the desired size is classified.

特開2005−298905号公報JP 2005-298905 A 特開2005−307237号公報JP 2005-307237 A

しかしながら、上述した従来の薄膜顔料の製造方法においては、得られたアルミニウム薄膜を粉砕して薄片化するようにしているため、アルミニウム薄片に機械的なストレスが加わり、薄片の表面平滑性の低下が避けられないという問題がある。薄片の表面平滑性が低下すると、薄片の表面反射率が低下し、所望の金属光沢が得られなくなる。   However, in the conventional method for producing a thin film pigment described above, since the obtained aluminum thin film is crushed into thin pieces, mechanical stress is applied to the aluminum thin pieces, and the surface smoothness of the thin pieces is reduced. There is an inevitable problem. When the surface smoothness of the flakes is lowered, the surface reflectance of the flakes is lowered and the desired metallic luster cannot be obtained.

また、上述した従来の薄膜顔料の製造方法においては、粉砕工程によりアルミニウム薄膜を薄片化しているため、塗装性を左右する薄片形状をコントロールすることができないという問題がある。更に、分級工程での材料ロスも大きく、金属薄片の製造コストの低減が図れないという問題がある。   In addition, in the conventional method for producing a thin film pigment described above, there is a problem that the shape of the flakes that affect the paintability cannot be controlled because the aluminum thin film is cut into thin pieces by the pulverization process. Furthermore, there is a problem that material loss in the classification process is large, and the manufacturing cost of the metal flakes cannot be reduced.

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、表面平滑性に優れ、形状のコントロールも容易に行うことができる薄膜顔料の製造方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the above-mentioned problem, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the thin film pigment which is excellent in surface smoothness and can perform shape control easily.

以上の課題を解決するに当たり、本発明の薄膜顔料の製造方法は、基材上に、所定のパターン形状の水溶性又は油溶性の下地層を形成する工程と、上記基材上に、金属又は金属化合物からなる薄膜を成膜する工程と、上記基材を水又は油中に浸漬して上記下地層を溶解し、上記金属又は金属化合物からなる薄片を上記基材から分離して回収する工程とを有する。   In solving the above problems, the method for producing a thin film pigment of the present invention comprises a step of forming a water-soluble or oil-soluble underlayer having a predetermined pattern shape on a substrate, and a metal or A step of forming a thin film made of a metal compound, a step of immersing the base material in water or oil to dissolve the base layer, and separating and collecting the flakes made of the metal or metal compound from the base material And have.

本発明においては、下地層上に堆積した薄膜のみが選択的に基材から分離されることで(リフトオフ法とも呼ばれる)、下地層の形状パターンに対応した形状の薄片が得られることになる。従って、下地層のパターン形状を任意に設定することによって所望の形状を有する薄膜顔料を容易かつ低コストで製造できる。また、粉砕等の機械的微細化工程を施さないため、薄片の表面平滑性を高く維持することができる。   In the present invention, only the thin film deposited on the underlayer is selectively separated from the base material (also referred to as a lift-off method), whereby a flake having a shape corresponding to the shape pattern of the underlayer is obtained. Therefore, a thin film pigment having a desired shape can be produced easily and at low cost by arbitrarily setting the pattern shape of the underlayer. Moreover, since the mechanical refinement process such as pulverization is not performed, the surface smoothness of the flakes can be kept high.

本発明に係る薄膜顔料を構成する材料は、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ケイ素(Si)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)等のうち何れかの単一金属、又はこれら2種類以上の合金が挙げられる。また、これらの金属材料の酸化物、窒化物又は炭化物等の金属化合物からなる薄片も含まれる。   The material constituting the thin film pigment according to the present invention is aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), iron (Fe), silicon (Si), tantalum (Ta), niobium (Nb). ), Titanium (Ti), zirconium (Zr), magnesium (Mg), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), or the like, or these two types The above alloys are mentioned. Also included are flakes made of metal compounds such as oxides, nitrides or carbides of these metal materials.

下地層を構成する材料は、水溶性又は油溶性の材料であれば特に限定されず、樹脂材料やインク材料等を用いることができる。基材に対する下地層の形成方法は、所定のパターン形状に下地層を形成できる方法であれば特に限定されず、例えば、凸版印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等の印刷法のほか、インクジェット法等の手法を用いることができる。   The material constituting the base layer is not particularly limited as long as it is a water-soluble or oil-soluble material, and a resin material, an ink material, or the like can be used. The formation method of the base layer on the substrate is not particularly limited as long as the base layer can be formed in a predetermined pattern shape. For example, printing methods such as relief printing, flexographic printing, and screen printing, ink jet methods, etc. Techniques can be used.

下地層が形成された基材上への金属又は金属化合物薄膜の成膜方法も特に限定されず、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のほか、各種CVD法を採用することができる。ここで、基材に可撓性フィルムを用い、基材を連続的に巻き取りながら成膜を行うロール方式を採用することで、生産性の向上を図ることができる。   A method for forming a metal or metal compound thin film on the substrate on which the underlayer is formed is not particularly limited, and various CVD methods can be employed in addition to the vacuum deposition method, the sputtering method, and the ion plating method. Here, productivity can be improved by employing a roll method in which a flexible film is used as a base material and film formation is performed while continuously winding the base material.

なお、同一チャンバ内において、成膜処理した金属膜表面にプラズマ処理を施して耐食処理などの薄膜の表面改質を行うこともできる。また、上記薄膜として、屈折率の異なる2種類の金属酸化物を交互に積層した積層膜で構成することにより、光の干渉効果を利用した構造色を有する薄膜顔料を得ることができる。   Note that in the same chamber, the surface of the metal film that has been subjected to film formation can be subjected to plasma treatment to modify the surface of the thin film such as corrosion resistance. In addition, a thin film pigment having a structural color utilizing the light interference effect can be obtained by forming the thin film as a laminated film in which two types of metal oxides having different refractive indexes are alternately laminated.

以上述べたように、本発明の薄膜顔料の製造方法によれば、表面平滑性に優れ、形状のコントロールも容易に行うことができるので、反射輝度が高く、塗装性にバラツキのない薄膜顔料を容易かつ低コストに製造することができる。   As described above, according to the method for producing a thin film pigment of the present invention, since the surface smoothness is excellent and the shape can be easily controlled, a thin film pigment having high reflection luminance and no variation in paintability is obtained. It can be manufactured easily and at low cost.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1及び図2は、本発明の一実施形態による薄膜顔料の製造方法を説明するための模式図及び工程フロー図である。本実施形態の薄膜顔料の製造方法は、
(1)基材上に、所定のパターン形状の水溶性又は油溶性の下地層を形成する工程と、 (2)基材上に、金属又は金属化合物からなる薄膜を成膜する工程と、
(3)基材を水又は油中に浸漬して下地層を溶解し、上記金属又は金属化合物からなる薄片を基材から分離して回収する工程とを有する。
1 and 2 are a schematic diagram and a process flow diagram for explaining a method for producing a thin film pigment according to an embodiment of the present invention. The manufacturing method of the thin film pigment of this embodiment is:
(1) a step of forming a water-soluble or oil-soluble underlayer having a predetermined pattern shape on the substrate; (2) a step of forming a thin film made of a metal or a metal compound on the substrate;
(3) A step of immersing the base material in water or oil to dissolve the base layer, and separating and recovering the flakes made of the metal or metal compound from the base material.

まず、図1Aに示すように、基材1を準備する。基材1は、所定幅に裁断されたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム等の可撓性のあるプラスチックフィルムを用いることができる。なお、基材1は、プラスチックフィルムに限らず、紙、金属箔など表面に印刷が可能な材料であれば材質は特に限定されない。   First, as shown in FIG. 1A, a substrate 1 is prepared. As the base material 1, a flexible plastic film such as a PET (polyethylene terephthalate) film cut to a predetermined width can be used. The substrate 1 is not limited to a plastic film, and the material is not particularly limited as long as it is a material that can be printed on the surface, such as paper or metal foil.

次に、図1Bに示すように、この基材1の一方側の表面に下地層2を所定形状にパターン形成する(図2のステップS1)。下地層2は、水溶性又は油溶性の材料で構成されている。水溶性の材料としては、例えば、PVA(ポリビニルアルコール)が挙げられ、油溶性の材料としては、例えば、高解像度の印刷用インクなどを用いることができる。本実施形態では、PVA等の水溶性樹脂が下地層2の構成材料に用いられている。   Next, as shown in FIG. 1B, the base layer 2 is patterned in a predetermined shape on the surface of one side of the substrate 1 (step S1 in FIG. 2). The underlayer 2 is made of a water-soluble or oil-soluble material. Examples of the water-soluble material include PVA (polyvinyl alcohol), and examples of the oil-soluble material include high-resolution printing ink. In the present embodiment, a water-soluble resin such as PVA is used as a constituent material of the base layer 2.

下地層2は、後述するように、作製する金属薄片の個々の形状、大きさを制御するためのもので、所望とする金属薄片の形状、大きさに対応して下地層2の形状、大きさが設定される。具体的には、図3に示すように、基材1の表面に、例えば矩形状の下地層2が一定の間隔をもってパターン形成される。なお、形状は図示する矩形状に限られず、円形、楕円形、三角形その他の多角形状であってもよいし、これらを組み合わせた形状でも構わない。   As will be described later, the underlayer 2 is for controlling the individual shape and size of the metal flakes to be produced, and the shape and size of the underlayer 2 corresponding to the desired shape and size of the metal flakes. Is set. Specifically, as shown in FIG. 3, for example, a rectangular base layer 2 is patterned on the surface of the substrate 1 with a constant interval. Note that the shape is not limited to the illustrated rectangular shape, and may be a circular shape, an elliptical shape, a triangular shape, or other polygonal shapes, or a combination of these shapes.

また、下地層2の厚さは特に制限されないが、後述する金属薄膜3のリフトオフ工程において、金属薄膜3が下地層2のパターン形状に対応する形状で、基材1から適切に分離できる程度の厚さが必要とされる。具体的に、下地層2の厚さは10μm以下とされる。下地層2が薄いほど、ファインパターンを形成できる。   In addition, the thickness of the underlayer 2 is not particularly limited, but the metal thin film 3 can be appropriately separated from the base material 1 in a shape corresponding to the pattern shape of the underlayer 2 in a lift-off process of the metal thin film 3 described later. Thickness is required. Specifically, the thickness of the underlayer 2 is 10 μm or less. The thinner the underlayer 2 is, the more fine pattern can be formed.

なお、下地層2の形成方法としては、例えば、凸版印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等の印刷法のほか、インクジェット法等の手法を用いることができる。例えば、油溶性樹脂のインクジェット印刷、スクリーン印刷等の手法を用いることにより、下地層の微細なパターニングが可能となり、薄片の収率向上を図ることができる。   In addition, as a formation method of the base layer 2, methods, such as an inkjet method other than printing methods, such as letterpress printing, flexographic printing, and screen printing, can be used, for example. For example, by using a technique such as ink-jet printing or screen printing of an oil-soluble resin, fine patterning of the underlayer becomes possible, and the yield of flakes can be improved.

続いて、図1Cに示すように、この基材1の表面に、下地層2の上から金属薄膜3を真空蒸着法により成膜する(図2のステップS2)。金属薄膜3は、下地層2の直上位置と下地層2の形成領域間に露出する基材1の表面に成膜される。   Subsequently, as shown in FIG. 1C, a metal thin film 3 is formed on the surface of the base material 1 from above the base layer 2 by vacuum deposition (step S2 in FIG. 2). The metal thin film 3 is formed on the surface of the substrate 1 exposed between the position immediately above the base layer 2 and the formation region of the base layer 2.

蒸発源は、抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム加熱、レーザ加熱等の各種方式のものを用いることができる。なお、金属薄膜3の成膜方法は真空蒸着法に限らず、スパッタ法やイオンプレーティング法、各種CVD法が適用可能である。   As the evaporation source, various types such as resistance heating, induction heating, electron beam heating, and laser heating can be used. Note that the method for forming the metal thin film 3 is not limited to the vacuum evaporation method, and a sputtering method, an ion plating method, and various CVD methods can be applied.

金属薄膜3の構成材料は、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ケイ素(Si)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、マグネシウム(Mg)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)等のうち何れかの単一金属、又はこれら2種類以上の合金が挙げられる。また、これらの金属材料の酸化物、窒化物又は炭化物等の金属化合物も含まれる。   The constituent material of the metal thin film 3 is aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), iron (Fe), silicon (Si), tantalum (Ta), niobium (Nb), titanium ( Ti), zirconium (Zr), magnesium (Mg), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), etc., any single metal, or an alloy of two or more of these Can be mentioned. Also included are metal compounds such as oxides, nitrides or carbides of these metal materials.

金属酸化物は、成膜雰囲気中に酸素ガスなどの酸化性ガスを導入することで形成することができる。具体的に、Al23、SiO2、Ta25、Nb25、TiO2などの金属酸化膜が作製可能である。窒化物の場合には、窒素、窒素と水素の混合ガス、アンモニアなどの窒化性ガスを使用することで、AlN、CrN、SiN、TaN、TiN、ZrNなどの金属窒化膜が作製可能である。炭化物の場合には、メタン、アセチレンガスなどの炭化水素ガスを使用することで、AlC、SiC、TaC、NbC、TiCなどの金属炭化物が作製可能である。 The metal oxide can be formed by introducing an oxidizing gas such as oxygen gas into the film formation atmosphere. Specifically, metal oxide films such as Al 2 O 3 , SiO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , and TiO 2 can be produced. In the case of nitride, a metal nitride film such as AlN, CrN, SiN, TaN, TiN, ZrN, etc. can be produced by using nitrogen, a mixed gas of nitrogen and hydrogen, and a nitriding gas such as ammonia. In the case of carbides, metal carbides such as AlC, SiC, TaC, NbC, and TiC can be produced by using a hydrocarbon gas such as methane or acetylene gas.

なお、金属薄膜3の成膜後、必要に応じて、成膜した金属薄膜の表面をプラズマ処理して耐食性向上等を目的とした表面改質処理を施してもよい。処理方法は、作製する金属薄片の用途や金属薄膜3の構成材料等に応じて適宜設定可能であり、例えば、アルミニウム薄片を製造する場合には、表面の酸素プラズマ処理によって耐食性向上を図ることができる。   In addition, after the metal thin film 3 is formed, if necessary, the surface of the formed metal thin film may be subjected to a plasma treatment to perform a surface modification process for the purpose of improving corrosion resistance. The treatment method can be appropriately set according to the use of the metal flakes to be produced, the constituent material of the metal thin film 3, and the like. For example, when producing aluminum flakes, the surface can be improved in corrosion resistance by oxygen plasma treatment. it can.

次に、図1Dに示すように、金属薄膜3のリフトオフ工程が行われる(図2のステップS3)。この工程では、金属薄膜3が成膜された基材1を水中に浸漬し、下地層2を溶解させ、下地層2の直上に成膜された金属薄膜3を基材1から選択的に剥離あるいは分離する。これにより、下地層2のパターン形状に対応した形状の金属薄片3Aが形成される。形成された金属薄片3Aは、その後、篩等を用いて回収される(図2のステップS4)。   Next, as shown in FIG. 1D, a lift-off process of the metal thin film 3 is performed (step S3 in FIG. 2). In this step, the base material 1 on which the metal thin film 3 is formed is immersed in water, the base layer 2 is dissolved, and the metal thin film 3 formed on the base layer 2 is selectively peeled off from the base material 1. Or separate. Thereby, the metal flakes 3A having a shape corresponding to the pattern shape of the underlayer 2 are formed. The formed metal flakes 3A are then recovered using a sieve or the like (step S4 in FIG. 2).

以上のように、本実施形態によれば、基材1上に水溶性の下地層2をパターン形成し、リフトオフ工程において下地層2上に堆積した金属薄膜3のみを選択的に基材1から分離させるようにしているので、下地層2の形状パターンに対応した形状の金属薄片3Aが得られることになる。従って、下地層2のパターン形状を任意に設定することによって所望の形状を有する金属薄片(薄膜顔料)3Aを容易かつ低コストで製造することができる。   As described above, according to this embodiment, the water-soluble base layer 2 is patterned on the base material 1, and only the metal thin film 3 deposited on the base layer 2 in the lift-off process is selectively selected from the base material 1. Since they are separated, a metal flake 3A having a shape corresponding to the shape pattern of the underlayer 2 is obtained. Therefore, the metal flakes (thin film pigment) 3A having a desired shape can be manufactured easily and at low cost by arbitrarily setting the pattern shape of the underlayer 2.

また、金属薄片3Aの形成に際して、金属薄膜の粉砕等の機械的微細化工程を施さないため薄片の表面平滑性を高く維持することができる。これにより、金属薄片3Aの表面反射率の低下を防止でき、反射輝度の高いメタリック塗料用顔料として好適に用いることができる。   In addition, when the metal flakes 3A are formed, the surface smoothness of the flakes can be kept high because no mechanical refining process such as grinding of the metal thin film is performed. Thereby, the fall of the surface reflectance of the metal flakes 3A can be prevented, and it can be suitably used as a pigment for metallic paint having high reflection luminance.

図4は、本発明に係る薄膜顔料の製造方法に用いて好適な巻取式真空蒸着装置10の概略構成図である。この真空蒸着装置10は、内部が所定の減圧度(例えば10-3Pa台)に真空排気可能な真空槽11を有している。真空槽11の内部には、予め下地層2が形成されたプラスチックフィルムからなる基材1を連続的に繰り出す巻出しローラ12と、冷却用キャンとしてのメインローラ13と、巻取りローラ14とを備えている。メインローラ13には蒸発源15が対向配置されており、電子ビーム照射器16から照射された電子ビームにより蒸発材料を加熱蒸発させる。更に、図示する真空蒸着装置10においては、メインローラ13と巻取りローラ14との間に、基材1上の金属薄膜3の表面を酸素プラズマで表面処理するプラズマ形成部(電極)18が設けられている。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a take-up vacuum deposition apparatus 10 suitable for use in the method for producing a thin film pigment according to the present invention. The vacuum deposition apparatus 10 includes a vacuum chamber 11 that can be evacuated to a predetermined degree of decompression (for example, 10 −3 Pa level). Inside the vacuum chamber 11, an unwinding roller 12 for continuously feeding out the base material 1 made of a plastic film on which the underlayer 2 has been formed in advance, a main roller 13 as a cooling can, and a winding roller 14 are provided. I have. An evaporation source 15 is disposed opposite to the main roller 13, and the evaporation material is heated and evaporated by the electron beam irradiated from the electron beam irradiator 16. Furthermore, in the vacuum vapor deposition apparatus 10 shown in the figure, a plasma forming portion (electrode) 18 for surface-treating the surface of the metal thin film 3 on the substrate 1 with oxygen plasma is provided between the main roller 13 and the winding roller 14. It has been.

以上のように、基材1を連続的に巻き取りながら金属薄膜3の成膜を行うことにより、金属薄片の生産性を高めて製造コストの低減を図ることが可能となる。また、プラズマ形成部18の設置により、金属薄膜3の成膜、更には金属薄膜3の表面酸化処理を成膜チャンバ内で一貫して行うことができるので、生産性の大幅な向上と製造コストの大幅な削減を図ることが可能となる。   As described above, by forming the metal thin film 3 while continuously winding the base material 1, it is possible to increase the productivity of the metal flakes and reduce the manufacturing cost. In addition, since the plasma forming unit 18 is installed, the metal thin film 3 and the surface oxidation treatment of the metal thin film 3 can be performed consistently in the film forming chamber, thereby greatly improving productivity and manufacturing cost. Can be greatly reduced.

なお、図5に概略的に示す巻取式真空蒸着装置20のように、下地層2の構成材料によっては、巻出しローラ12とメインローラ13との間に、基材1の成膜面に下地層2をパターン形成する下地層形成ユニット17を配置することも可能である。これにより、下地層2の形成、金属薄膜3の成膜、金属薄膜3の表面酸化処理を同一チャンバ内で行うことが可能となる。   Note that, depending on the constituent material of the underlayer 2, the film forming surface of the substrate 1 may be disposed between the unwinding roller 12 and the main roller 13, as in the winding type vacuum vapor deposition apparatus 20 schematically illustrated in FIG. 5. It is also possible to arrange a base layer forming unit 17 for patterning the base layer 2. As a result, the formation of the underlayer 2, the formation of the metal thin film 3, and the surface oxidation treatment of the metal thin film 3 can be performed in the same chamber.

また、図6に概略的に示す成膜装置30は、真空槽31の内部に、回転ドラム32と、第1、第2のスパッタカソード33A,33Bとを設置し、回転ドラム32の周面に基材1を支持させこれを回転させながら、基材1の上に2種類のスパッタ膜を交互に形成するものである。例えば、第1のスパッタカソード33Aでチタンをスパッタし、第2のスパッタカソード33Bでシリコンをスパッタするとともに、真空槽31の内部に酸素ガスを導入するガス導入管36を設置することで、基材1の上にTiO2膜とSiO2膜を交互に積層することが可能となる。これらの金属酸化物は屈折率が相互に異なり(TiO2:2.35、SiO2:1.46)、膜厚、積層数を適宜設定することにより、特定波長領域の構造色を有する誘電体薄膜を形成することができる。なお、図6において参照符号34A,34Bは、スパッタカソード33A,33Bと回転ドラム32との間に配置されたシャッタである。 Further, the film forming apparatus 30 schematically shown in FIG. 6 includes a rotary drum 32 and first and second sputter cathodes 33 </ b> A and 33 </ b> B installed in a vacuum chamber 31. Two types of sputtered films are alternately formed on the substrate 1 while supporting and rotating the substrate 1. For example, titanium is sputtered by the first sputter cathode 33A, silicon is sputtered by the second sputter cathode 33B, and a gas introduction pipe 36 for introducing oxygen gas into the vacuum chamber 31 is installed, thereby providing a base material. TiO 2 films and SiO 2 films can be alternately stacked on the substrate 1. These metal oxides have different refractive indexes (TiO 2 : 2.35, SiO 2 : 1.46), and have a structural color in a specific wavelength region by appropriately setting the film thickness and the number of layers. A thin film can be formed. In FIG. 6, reference numerals 34 </ b> A and 34 </ b> B are shutters disposed between the sputtering cathodes 33 </ b> A and 33 </ b> B and the rotary drum 32.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

基材として、ロールに巻いた長さ300m、幅0.2m、厚さ12μmのPETフィルムを用い、これに下地層として、水溶性樹脂であるポリビニルアルコール(PVA)溶液を樹脂製凸版を用いたロールコータでパターン塗布した後、乾燥させた。下地層のパターン形状は、図3に示すように、30μmの間隔で分離された縦50μm、横80μmの矩形状とした。   A PET film having a length of 300 m, a width of 0.2 m, and a thickness of 12 μm wound around a roll was used as a substrate, and a resin-made relief printing was used as a base layer with a polyvinyl alcohol (PVA) solution, which is a water-soluble resin. After applying a pattern with a roll coater, it was dried. As shown in FIG. 3, the pattern shape of the underlayer was a rectangular shape having a length of 50 μm and a width of 80 μm separated at intervals of 30 μm.

下地層を形成した基材を(株)アルバック社製巻取り成膜装置「EWS−020」に仕込み、電子ビーム加熱によりアルミニウムを蒸発させ、膜厚0.1μmのアルミニウム蒸着膜を成膜した。引き続き、成膜チャンバ内においてアルミニウム薄膜の表面をプラズマ酸化することで薄膜の耐食処理を行った。   The base material on which the underlayer was formed was placed in a roll-up film forming apparatus “EWS-020” manufactured by ULVAC, Inc., and aluminum was evaporated by electron beam heating to form an aluminum vapor deposition film having a thickness of 0.1 μm. Subsequently, the surface of the aluminum thin film was subjected to plasma oxidation in the film forming chamber to perform corrosion resistance treatment of the thin film.

アルミニウム薄膜を成膜した基材を大気中に取り出し、約40℃の温水中に30分浸漬して基材からアルミニウム薄片を分離させた後、メッシュ(篩)を用いて回収した。これにより、縦50μm、横80μmの矩形状の金属薄片が得られた。   The base material on which the aluminum thin film was formed was taken out into the atmosphere, immersed in warm water of about 40 ° C. for 30 minutes to separate the aluminum flakes from the base material, and then recovered using a mesh (sieving). As a result, a rectangular metal flake having a length of 50 μm and a width of 80 μm was obtained.

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.

例えば以上の実施形態では、メタリック塗料用の顔料の製造に本発明を適用した例について説明したが、これに限定されず、他用途の金属フレークあるいは金属薄片の製造に本発明は適用可能である。   For example, in the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the production of a pigment for a metallic paint has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to the production of metal flakes or metal flakes for other uses. .

また、以上の実施形態では、下地層2の構成材料としてPVAを用いたが、これ以外にも、例えば水溶性の澱粉質材料あるいは糖質材料を上記下地層の構成材料として用いることも可能である。また、下地層2の構成材料に有機レジスト材料を用い、これをアルカリ水溶液で溶解するようにしてもよい。   In the above embodiment, PVA is used as the constituent material of the underlayer 2, but other than this, for example, a water-soluble starch material or a saccharide material can also be used as the constituent material of the underlayer. is there. Alternatively, an organic resist material may be used as the constituent material of the underlayer 2 and dissolved in an alkaline aqueous solution.

なお、下地層2の構成材料は、作製する金属箔片の溶剤に対する耐性を考慮して選定する必要がある。例えば、マグネシウム薄片を作製する場合、マグネシウムは水と反応するので下地層にインク等の油溶性材料を用いることが好ましい。一方、マグネシウム合金やマグネシウム酸化物の金属箔片を得る場合には、水溶性材料を用いることができる。   In addition, it is necessary to select the constituent material of the base layer 2 in consideration of resistance to the solvent of the metal foil piece to be manufactured. For example, when producing a magnesium flake, it is preferable to use an oil-soluble material such as ink for the underlayer because magnesium reacts with water. On the other hand, when obtaining a metal foil piece of magnesium alloy or magnesium oxide, a water-soluble material can be used.

また、上述した実施形態において、金属薄片3Aを回収した後の基材1は、金属薄片の作製に再利用するようにしてもよく、これにより、金属薄片の製造コストの更なる低減を図ることが可能となる。   Further, in the above-described embodiment, the base material 1 after the metal flakes 3A are collected may be reused for the production of the metal flakes, thereby further reducing the manufacturing cost of the metal flakes. Is possible.

本発明の実施形態による薄膜顔料の製造方法を説明するための各工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows each process for demonstrating the manufacturing method of the thin film pigment by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による薄膜顔料の製造方法を説明するための工程フロー図である。It is a process flow figure for explaining a manufacturing method of a thin film pigment by an embodiment of the present invention. 下地層のパターン形状の一例を示す基材の平面図である。It is a top view of the base material which shows an example of the pattern shape of a base layer. 本発明に係る薄膜顔料の製造方法を実施するための巻取式真空蒸着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the winding-type vacuum evaporation apparatus for enforcing the manufacturing method of the thin film pigment which concerns on this invention. 図4の変形例を示す巻取式真空蒸着装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the winding type vacuum evaporation system which shows the modification of FIG. 本発明に係る薄膜顔料の製造方法を実施するための他の成膜装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other film-forming apparatus for enforcing the manufacturing method of the thin film pigment concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基材
2 下地層
3 金属薄膜
3A 金属薄片(薄膜顔料)
10,20 巻取式真空蒸着装置
11 真空槽
12 巻出しローラ
13 メインローラ
14 巻取りローラ
15 蒸発源
16 電子ビーム照射器
17 下地層形成ユニット
18 プラズマ形成部
30 成膜装置
31 真空槽
33A,33B スパッタカソード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Underlayer 3 Metal thin film 3A Metal flake (thin film pigment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 Winding type vacuum evaporation apparatus 11 Vacuum tank 12 Unwinding roller 13 Main roller 14 Winding roller 15 Evaporation source 16 Electron beam irradiator 17 Underlayer forming unit 18 Plasma forming part 30 Film forming apparatus 31 Vacuum tank 33A, 33B Sputter cathode

Claims (6)

基材上に、所定のパターン形状の水溶性又は油溶性の下地層を形成する工程と、
前記基材上に、金属又は金属化合物からなる薄膜を成膜する工程と、
前記基材を水又は油中に浸漬して前記下地層を溶解し、前記金属又は金属化合物からなる薄片を前記基材から分離して回収する工程とを有することを特徴とする薄膜顔料の製造方法。
Forming a water-soluble or oil-soluble underlayer having a predetermined pattern shape on a substrate; and
Forming a thin film comprising a metal or a metal compound on the substrate;
A step of dissolving the base layer by immersing the base material in water or oil, and separating and recovering the flakes made of the metal or metal compound from the base material. Method.
前記金属は、アルミニウム、銅、ニッケル、クロム、鉄、ケイ素、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、銀、金、白金及びパラジウムのうち何れか1種類の金属、又はこれらのうち2種類以上の合金であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜顔料の製造方法。   The metal is any one of aluminum, copper, nickel, chromium, iron, silicon, tantalum, niobium, titanium, zirconium, magnesium, silver, gold, platinum and palladium, or two or more of these metals It is an alloy, The manufacturing method of the thin film pigment of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記金属化合物は、アルミニウム、銅、ニッケル、クロム、鉄、ケイ素、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、銀のうち何れか1種類の金属又はこれらのうち2種類以上の合金の酸化物、窒化物又は炭化物であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜顔料の製造方法。   The metal compound may be any one kind of metal selected from aluminum, copper, nickel, chromium, iron, silicon, tantalum, niobium, titanium, zirconium, magnesium, silver, or an oxide or nitride of two or more kinds of these metals. The method for producing a thin film pigment according to claim 1, wherein the thin film pigment is a product. 前記薄膜は、屈折率の異なる2種類の金属酸化物を交互に積層した積層膜であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜顔料の製造方法。   2. The method for producing a thin film pigment according to claim 1, wherein the thin film is a laminated film in which two kinds of metal oxides having different refractive indexes are alternately laminated. 前記基材は可撓性フィルムからなり、前記基材を連続的に巻き取りながら前記薄膜を成膜することを特徴とする請求項1に記載の薄膜顔料の製造方法。   The method for producing a thin film pigment according to claim 1, wherein the base material is made of a flexible film, and the thin film is formed while the base material is continuously wound up. 前記薄膜の成膜工程の後に、前記薄膜の表面をプラズマ処理する工程を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜顔料の製造方法。




The method for producing a thin film pigment according to claim 1, further comprising a step of performing a plasma treatment on a surface of the thin film after the film forming step of the thin film.




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