JPH03226560A - カラーコーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は１着色しようとする基材、例えば鋼。

ステンレス鋼、セラミックス、ガラス、プラスチックス
などの表面に、普通の真空蒸着法により各種の所望の色
の被膜を容易に形成することができるカラーコーティン
グ方法に関する。

［従来の技術］ イオンブレーティング法により、基材の表面に着色する
技術として特開昭５０−４４９３８号公報が開示されて
いる。イオンブレーティング法は金属などの元素を溶解
した原子にイオン化したＡｒ＋などを衝突させ、蒸発原
子をイオン化して基材に衝突させ、気相冷却によって基
材上に薄膜を形成する方法であって、高周波放電領域を
形成することが必要であり、帯電させ−た被処理物を要
するなど複雑な装置と工程を必要とする問題がある。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、簡易な装置によって成膜条件に変化を与える
だけで、着色しようとする基材、例えば、ステンレス鋼
の表面に所望の色の薄膜を形成することを目的とする。

従来、例えばステンレス鋼の表面に、イオンブレーティ
ング、ＣＶＤ、真空蒸着などによりＴ１の被膜を形成す
る場合、従来の成膜技術では着色すると不良品とされて
おり、また、その着色は限られた色ではあるが再現性に
乏しいものであった。

本発明者らは、Ｔｉ等の被膜を酸化度の異なるＴｉ酸化
物を形成させることによって、桃色、紫色、青緑色、青
色、金色など任意の色合いのカラーにコーティングする
技術を開発した。

この技術は、基本的には真空蒸着法によるもので、イオ
ンブレーテインク法とは異なり、高周波放電領域や被処
理物の帯電などを必要とせず、抵抗加熱又は電子ビーム
、スパッタ等によって蒸発する蒸着材料を用い、発色に
関与する他のガスを雰囲気中に入れておくだけの操作に
よって実現することができる。

本発明はこのような新規なカラーコーティング方法を提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、酸化雰囲気中に基材を導入し、この基材表面
に被蒸着物を真空蒸着法により蒸着させる方法であって
、前記基材の表面に着色させたいと考える色に応じて、
成膜速度を調整することを特徴とするカラーコーティン
グ方法である。

本発明は基材の表面の１ｆｉ層工程と被蒸着物の所望の
酸化度の酸化工程とを＝工程で同時に行い。

成膜速度を調整することにより、酸化物の酸化の程度を
変化させ、その酸化物の固有の色を有する薄膜を生成さ
せるものである。

Ｃ作用ｊ 本発明は、酸化性の減圧雰囲気中において基材上に薄膜
を生じさせるべき元素の蒸着材料、例えばＴ１を例に挙
げて説明すると、Ｔｉを加熱蒸発させると共に、Ｔｉを
飛ばす速度を変えることによって、被膜中のＴｉと酸素
の比率を変化させる。この手段によって酸化度の異なる
Ｔｉ酸化物の薄膜を生成させる。このようなＴｉ酸化物
は酸化の程度によって種々の色を呈する。このことを利
用してそれぞれの色に対応するＴｉと酸素の比率を調整
し、所望の色のコーティングを生成させる。

蒸着源としではＴｉのほかに、Ａｇ、、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｔａ、Ｍｏ又はこれらの合金を用いてそれぞれの色
を発色させることができる。合金の場合、蒸着材料は複
数を設けるとよい。

また、不純物をイオン注入又はドーピングの手法によっ
て薄膜の内部に含ませることによって、半導体の中に準
位を設定し、これを利用した色を発色させることも可能
である。この場合、添加不純物としては、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ。

Ｎｉ、　　Ｕ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｓｅ、Ｃｄ、Ａｕ、Ａｇ、
Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｒ１．Ｍｇ、Ｐｂ。

Ｖ、Ｚｒ、Ｐｄ又はこれらの酸化物若しくは塩化物を単
一又は複数に用いる。このような不純物は基本成分とな
る金属の蒸着材料と同−又は異なる１以上の蒸着材料を
用いる。

また、誘電体、例えば、ガラス質薄躾中に遷移金属、例
えば、Ｃｏ、Ｃｕ、ランタノイドなどを捕捉させ、放射
線を加えて金属をイオン化させ、発光させる技術を応用
することもできる。

このようにして、生成したコーティングは安定であり、
塗装、めっきなどの結合力の弱い比較的厚い被膜ではな
（基材と一体化した強固で極めて薄い膜である。

この方法は従来のイオンブレーテインクのように高層？
ｔＬ放電領域を形成したり被処理物に帯電させる必要が
なく、抵抗加熱、電子ビーム又はスパッタにより蒸着材
料を加熱して蒸発させた蒸発粒子を雰囲気中に通すだけ
でよく、簡易な装置で簡単に実現することができる。

また、任意の一定の成膜速度で所定の色を得るのみでな
く、薄膜生成中に成膜速度を変更することによって各種
の色の多層薄膜を形成することも可能である。また、マ
スキング技術等を利用して、基材上の異なる領域に異な
る色彩を施すこともできる。

本発明のカラーコーティングする基材には鋼、ステンレ
ス鋼等金属のほか、セラミックス、ガラス、プラスチッ
クス等を用いることができ、これらに薄膜を生成させる
。セラミックスでは、くすんだ色となる。これはセラミ
ックスの表面に凹凸があることと薄膜の中に一部セラミ
ックスの微粒子が侵入し、そのために光が散乱するため
と考えられる。

〔実施例］ 次に、実施例によって、本発明のカラーコーティング方
法における成膜速度依存性について具体的に説明する。

ステンレス鋼を基材とし、第１図に示す真空層ｉＩ装置
内においてカラーコーティングを行った。

反応器１内に基材２を導入し、排気管４から真空ポンプ
で吸引し反応器内を１ｏ−６Ｔｏｒｒ程度の真空とし、
ガス導入管からガスを導入して４×１０−’Ｔｏｒｒと
し、一方蒸着材料３の加熱温度を変えて加熱して蒸発さ
せた。なお、６は真空計８は膜厚測定計である。成膜条
件は次の通りである。

基材温度　二室温 蒸着材料　”Ｔｉ ガスの種類：酸素 ガスの流量：１５ＳＣＣＭ 成膜速度　、０．５〜３．５人／　ｓ　ｅ　ｃの範囲で
変化させた。

膜厚　　　ニア５０人 ガス圧力　：４．０ＸｌＯ−’Ｔｏｒｒ以上の簑件の下
で成膜速度を変化させて成膜を行った。結果を第１表に
示す。

［発明の効果］ 本発明によれば、基材の表面に所望の色の美麗なカラー
コーティングを再現性よく実現することができる。連続
的に変化する配色や干渉色をカラーコーティングするこ
ともできる。

本発明のカラーコーティングは、塗装やめっきとは異な
り、基材表面に強固に生成した薄膜によるもので、剥離
を生じないから、工業的規模で安価に実施をすることが
できる。

本発明は、イオンブレーティングのような複雑な装置を
要しないので、工業的規模で安価に実施をすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる装置の模式的縦断面図で
ある。 ｌ・・・反応器 ２・・−基材 ３−・−蒸着材料 ４・・・排気管 ５・・−ガス導入管 ６−・・真空計 ７・・・ガス流量計 ８−・−膜厚測定計 出 願 人 川 崎 製 鉄 株 式

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　酸化雰囲気中に基材を導入し、該基材表面に被蒸着
   物を真空蒸着法により蒸着させるに際し、前記基材の表
   面に着色させる色に応じて、成膜速度を調整することを
   特徴とするカラーコーティング方法。