JPH03287758A - 有色製品の製造方法及び有色製品 - Google Patents

有色製品の製造方法及び有色製品

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JPH03287758A
JPH03287758A JP8778490A JP8778490A JPH03287758A JP H03287758 A JPH03287758 A JP H03287758A JP 8778490 A JP8778490 A JP 8778490A JP 8778490 A JP8778490 A JP 8778490A JP H03287758 A JPH03287758 A JP H03287758A
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JP
Japan
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base material
titanium
colored product
film
aluminum
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Application number
JP8778490A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Ogisu
康彦 荻巣
Riichi Funahashi
舟橋 利一
Toshiyasu Ito
伊藤 敏安
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Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Publication date
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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、金属又は樹脂上に金属層を設けた基材又はガ
ラス等の基材上に反応性スパッタリングを施すことによ
って加飾膜を形成した有色製品の製造方法及び有色製品
に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、樹脂、金属、ガラス等の基材表面に加飾を施すた
めの1つの方法として、アルミニウム、チタン等の金属
を単独でスパッタリング等の方法によって基材表面に施
すことが知られている。
〔発明が解決しよう−とする課題〕
ところが、上記従来の方法では、基材表面に施される加
飾膜は変化に乏しく、装飾性の低いものであるという問
題点があった。
本発明の目的は、樹脂等の基材表面に装飾性に優れた加
飾膜を容易に形成できる有色製品の製造方法及び有色製
品を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明における第1の発
明では、酸素の存在下でチタン単独又はチタン及びアル
ミニウムのスパッタリングを行うことにより、基材の少
なくとも片面を処理するという手段を採用している。
また、第2の発明では、第1の発明において、前記基材
が表面に反射層を有するものであるという手段を採用し
ている。
第3の発明では、第1の発明において、酸素の分圧が1
0〜20%の範囲の雰囲気中でスパッタリングを行うと
いう手段を採用している。
第4の発明では、基材表面に、少なくともその一部が酸
化されたチタン単独の層又は同チタン及び少なくとも一
部が酸化されたアルミニウムの混合層が設けられている
という手段を採用している。
第5の発明では、第4の発明において、前記基材がその
表面に反射層が設けられているという手段を採用してい
る。
〔作用〕
上記手段を採用したことにより、第1の発明では酸素の
存在下でチタン及びアルミニウムのスパッタリングによ
って、樹脂、金属、ガラス等の基材表面にチタン単独又
はチタン及びアルミニウムの酸化反応生成物による透明
、半透明又は黒色の膜が形成され、これらの膜は酸化チ
タン(TiOx)の薄膜又は酸化チタン(TiOx)及
び酸化アルミニウム(AIOy)の混合薄膜であり、半
透膜においては光の干渉作用に基づいてその先学膜厚に
応じた色調、即ち見る角度によって色が異なるいわゆる
玉虫色の色調が得られ、黒色膜においては4色の色調が
得られ、従って変化に富んだ色調が得られ、装飾性が向
上する。
第2の発明では、めっき等により表面に反射層が形成さ
れた基材上に、チタン単独又はチタン及びアルミニウム
によるスパッタリングによって、上記と同様の半透膜又
は黒色膜が形成され、下地の反射層の反射率が高いため
その光干渉により異質の色調が一層助長され、優れた装
飾性が得られる。
第3の発明では、スパッタリングを行うに際し、酸素の
分圧が10〜20%の雰囲気であると、基材表面は玉虫
色や4色等の暗発色の色調が得られる。
第4の発明では、基材表面には少なくとも一部か酸化さ
れたチタンの層又は同チタン及び少なくとも一部が酸化
されたアルミニウムの混合層が設けられ、この混合層に
基づいて前記第1の発明の装飾性に優れた色調が得られ
る。
第5の発明では、基材表面に反射層が形成され、その上
に少なくとも一部が酸化されたチタンの層又は同チタン
と少なくとも一部が酸化されたアルミニウムの混合層が
形成されているので、その下面の反射層に光が反射して
前記した色調が一層助長される。
〔実施例〕
以下に本発明を具体化した一実施例を第1〜13図に基
ついて説明する。
第2図は本実施例で使用した反応性二元スパッタリング
装置の概略断面図である。四角箱状の容器lには、アル
ゴン及び酸素の供給口2,3が形成されるとともに、こ
れら供給口2,3と対向する位置にはガスが排出される
排出口4か形成されている。同容器l内の下部には、タ
ーゲットとしてのチタン5及びアルミニウム6が配置さ
れ、それぞれ電源7の陰極8に接続されている。また、
容器1内上部には、取付板10に固定された透明又は不
透明の基材11が配置され、電源7の陽極9に接続され
ている。
そして、一定の圧力下で陰陽極8.−9間に電圧を印加
するとグロー放電が起こり、放電によるアルゴン正イオ
ンが陰極8に接続されたチタン5及びアルミニウム6に
衝突してチタン5及びアルミニウム6が飛び出してこれ
らが反応し、第1図に示すように、陽極9に接続された
基材11の表面に酸化チタン及び酸化アルミニウムの反
応性の皮膜12が形成されるようになっている。
上記のようなスパッタリング装置を使用して以下のよう
な試験を行った。
(1)酸素分圧を一定にしてチタン5及びアルミニウム
6の電流を変化させた試験。
到達真空度: 3 X 10 ””5Torr、ガス圧
=7×lO−’Torr、スパッタ時間:30分、ター
ゲット:チタン(純度5N)、アルミニウム(純度5N
)。
その他下記表−1に示すような条件で行った。なお、基
材11が金属表面を有する場合というのは、第3図に示
すように、基材11として樹脂14表面に湿式めっきに
よって反射層としての金属膜13を形成したものである
が、金属自体に適用することもできる。このようにして
チタン5及びアルミニウム6の反応性スパッタリングを
行うことにより、上記金属膜13上に酸化チタン(Ti
Oz等)及び酸化アルミニウム(A1203等)の反応
性の皮膜12が形成される。
表−1 上記表−1かられかるように、ターゲットがアルミニウ
ム6だけの場合(No 1)には、アルミナ(A120
3 )の屈折率が低い(n=1.6)ため、光の干渉に
よる色調(干渉色)が見られない。チタン5の含有量が
増えると、酸化チタン(TiOz)の屈折率が高い(n
=2.2)ため、干渉色が現れるようになる。ここでチ
タン5単独の場合(No 6)でも、干渉色は見られる
が、黒色膜や玉虫色の色調は得られない。このように、
干渉色は屈折率の高い薄膜を形成することにより現れる
が、玉虫色や黒色は、酸化チタン(TiOx)と酸化ア
ルミニウム(A10y)の混合薄膜によって現れ、酸化
チタン単独や酸化アルミニウム単独では現れない。なお
、TiOxのX及びAl0Vのyは黒色の方が玉虫色よ
り値が小さい、即ち黒色膜は玉虫色を生成する膜よりも
酸素欠陥が大きいことになる。また、この際チタン成分
よりアルミニウム成分が多いことが好適である。
第4図は上記Nol〜No6について、分光透過率を測
定したグラフである。この図から、Nol及びNo2で
は可視光線の範囲(波長が約380〜800nmの範囲
)において、透過率の変化は少なく直線的であり、干渉
色は得られにくい。
第5図はNo3の場合について、分光透過率と反射率の
変化を示すグラフである。光は、透過率十反射率+吸収
率=1.0の関係が成立する。第5図より透過率十反射
率=1.0であるから、吸収率はほとんど0となり、膜
の光吸収はほとんどない。
従って、チタン5及びアルミニウム6とも完全に酸化さ
れた状態で存在するものと考えられる。
第6図はNo3の場合について、ガラス及び金属上での
分光反射率の変化を示したグラフである。
この図から双方の反射率が大きく異なっているか、これ
は基材11であるガラスと金属の屈折率が異なることに
基づくものである。従って、干渉色か見えるのは、膜に
色がついているのではなく、光の干渉によって色がつい
て見えるのである。
(2)スパッタ電流を一定にして酸素分圧を変化させた
試験。
スパッタ時間が20分の場合の条件について、下記表−
2に示す。
表−2 また、スパッタ時間が30分の場合の条件について、下
記表−3に示す。
上記表−2及び表−3かられかるように、酸素分圧が1
5〜20%の場合(No7〜9及びNo11〜13)に
は、基材11がガラス又は金属のいずれであっても干渉
色が得られ、特に基材11が金属でスパッタ時間が長い
場合(Nol1. 12)には、玉虫色の色調を呈する
また、酸素分圧が15%以下、通常lO〜15%の場合
(NolO)には、黒色膜が形成されて特に基材11が
光沢面の場合に漆調の色調を呈する。
第7図はNo7〜9の場合について、分光透過率を測定
した結果を示すグラフである。No7はNo8、No9
に比べて透過率が低く、従って色調は暗く見える。
第8図はNo9の場合について、分光透過率と反射率と
の関係を示すグラフである。この図に見られるように、
透過率と反射率の曲線が対称形ではなく、従って膜の光
吸収が存在することがわかる。
これは、チタン5及びアルミニウム6の酸化が不十分で
あることを示している。即ち、TiOxにおいてx<1
.8、Al0yにおいてy<t、3であると推定される
第9図はNo9の場合について、基材11がガラス又は
金属であるときの分光反射率を示すグラフである。この
図から、両基材11上で膜の反射光がほぼ同一の色調と
なる。これは、膜自体に色がついているためで、光の干
渉による効果は少ないものと考えられる。
第10図はNo 10〜13の場合について、分光透過
率の変化を示すグラフである。この図から、スパッタリ
ングの雰囲気中の酸素濃度が小さくなると(No13か
らNo1Oの方向)、透過率が低下する。これは、膜の
酸素欠陥が大きくなり、チタン5とアルミニウム6の酸
化物からチタン5とアルミニウム6の合金へと変化する
ためと考えられる。
第11図はNo12の場合について、分光透過率と反射
率の関係を示すグラフである。この図から透過率の曲線
と反射率の曲線が互いに対称となっておらず、膜自体の
光吸収があることがわかる。これは、チタン5及びアル
ミニウム6の酸化が不完全なためと考えられる。
第12図はNo12の場合について、ガラス及び金属上
での分光反射率の変化を示すグラフである。
この図に見られるように、ガラスと金属では反射色が異
なり、光の干渉色が見られる。
第13図はNo12の場合について、金属上で入射角5
°と45°における分光反射率を示すグラフである。こ
の図かられかるように、光の入射角の違いによって反射
色が異なる。これは、光路差の違いにより、光の吸収、
光の干渉作用が変化するためと考えられる。
〔発明の効果〕
本発明の第1の発明によれば、透明又は不透明の樹脂、
金属、ガラス等の基材表面にチタン単独又はチタン及び
アルミニウムのスパッタリングに基づく酸化反応生成物
によって半透膜又は黒色膜が形成され、この半透膜によ
って見る角度により色が異なるいわゆる玉虫色の色調が
得られ、黒色膜によって原色の色調が得られ、装飾性が
向上するという効果を奏する。
第2の発明によれば、めっき等により表面に反射層を有
する基材上に、チタン単独又はチタン及びアルミニウム
によるスパッタリングによって、上記と同様の半透膜又
は黒色膜が形成され、基材の反射層に光が反射すること
により、−層変化のある優れた装飾性が得られるという
効果を奏する。
第3の発明によれば、基材表面は玉虫色や原色等の暗発
色の特異な色調が得られるという効果を奏する。
第4の発明の有色製品は、基材表面に前記のような見る
角度によって色調が異なる装飾性の優れた層が形成され
るという効果を奏する。
第5の発明の有色製品は、基材の反射層上に少なくとも
一部が酸化されたチタン単独の層又は同チタンと少なく
とも一部が酸化されたアルミニウムの混合層が形成され
ているので、その下面の反射層に光が反射して前記した
暗発色の色調が一層助長されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1〜13図は本発明の実施例を示す図であって、第1
図はめっきを施した基材上にスパッタリングによる薄膜
層を設けた状態を示す断面図、第2図はスパッタリング
装置を示す概略断面図、第3図はめっきを施した基材を
示す断面図、第4図は光の波長と透過率の関係を示すグ
ラフ、第5図は光の波長と透過率又は反射率の関係を示
すグラフ、第6図は基材が金属とガラスの場合の光の波
長と透過率の関係を示すグラフ、第7図は光の波長と透
過率の関係を示すグラフ、第8図は光の波長と透過率又
は反射率の関係を示すグラフ、第9図は基材が金属とガ
ラスの場合の光の波長と反射率の関係を示すグラフ、第
10図は酸素濃度を変えた場合の光の波長と透過率の関
係を示すグラフ、第11図は光の波長と透過率又は反射
率の関係を示すグラフ、第12図は基材が金属とガラス
の場合の光の波長と反射率の関係を示すグラフ、第13
図は入射角の違いによる光の波長と反射率の関係を示す
グラフである。 5・・・チタン、6・・・アルミニウム、11・・・基
材、13・・・反射層としての金属膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.酸素の存在下でチタン(5)単独又はチタン(5)
    及びアルミニウム(6)のスパッタリングを行うことに
    より、基材(11)の少なくとも片面を処理することを
    特徴とする有色製品の製造方法。
  2. 2.前記基材(11)が表面に反射層(13)を有する
    ものである請求項1に記載の有色製品の製造方法。
  3. 3.酸素の分圧が10〜20%の範囲の雰囲気中でスパ
    ッタリングを行うことを特徴とする請求項1に記載の有
    色製品の製造方法。
  4. 4.基材(11)表面に、少なくともその一部が酸化さ
    れたチタン(5)単独の層又は同チタン(5)及び少な
    くとも一部が酸化されたアルミニウム(6)の混合層が
    設けられている有色製品。
  5. 5.前記基材(11)がその表面に反射層(13)が設
    けられている請求項4に記載の有色製品。
JP8778490A 1990-03-02 1990-04-02 有色製品の製造方法及び有色製品 Pending JPH03287758A (ja)

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JP8778490A JPH03287758A (ja) 1990-04-02 1990-04-02 有色製品の製造方法及び有色製品
CA 2036326 CA2036326A1 (en) 1990-03-02 1991-02-14 Ornament
DE19914106440 DE4106440C2 (de) 1990-03-02 1991-02-28 Verzierung, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016188412A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 住友金属鉱山株式会社 成膜方法および積層体フィルムの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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