JPH0419B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

従来分野 この発明は合成樹脂の表面にスパツタリングを
行うことにより種々の色彩を付与した樹脂板、樹
脂パネル、樹脂ケース等の合成樹脂成形品及びそ
の製造方法に関すをものである。 従来技術 従来の有色（着色透明を含む）の合成樹脂成形
品は、合成樹脂材料に顔料を添加するか、成形品
の表面を塗装して製造したものが大部分である。
これらは大抵の色彩をほぼ任意に表わすことがで
きるが、金属感を有する鮮かな色彩の表現は困難
であつた。 又、合成樹脂表面にアルミ等の金属を蒸着ある
いはスパツタリングしたものもあつたが、これで
は金属色そのものあるいはハーフミラーのような
淡い金属色が表われる程度であり、金属感を有す
る任意の色彩を得ることはできなかつた。 目 的 本第一発明の目的はあらゆる色彩、特に鮮かな
金属感を有する任意の色彩を表わすことができる
新規な合成樹脂成形品を提供することにあり、本
第二発明の目的は生産性の高い上記合成樹脂成形
品の製造方法を提供することにある。 構 成 本第一発明の合成樹脂成形品は、合成樹脂の表
面に、スパツタリングにより設けられたチタンよ
りなる第１層と、該第１層の表面に酸化チタンよ
りなる第２層とを有することをその要旨とするも
のである。 本第二発明の合成樹脂成形品の製造方法は、合
成樹脂の表面に、無酸素雰囲気下でチタンをター
ゲツトしたスパツタリングにより、前記チタンか
らなる第１層を設ける工程と、前記無酸素雰囲気
下に酸素を導入し酸素雰囲気を得る工程と、前記
第１層の表面に、前記酸素雰囲気下で前記チタン
をターゲツトとしたスパツタリングにより、前記
チタンの酸化物からなる透明な第２層を設ける工
程とからなることをその要旨とするものである。 実施例 以下、まず本発明を樹脂板に具体化した３つの
実施例について図面に従い説明する。 １は低温ハイレートスパツタリング装置を示
す。２は平板型のターゲツトとしての陰極であつ
て、その少なくとも表面部は樹脂板にスパツタリ
ングにより付着させるためのチタンよりなる金属
材３により形成されている。本実施例では同金属
材３としてチタンが用いられている。４はリング
状の陽極であつて、前記陰極２との間に50〜
1000Vの直流電圧が印加されるようになつてい
る。 ５は試料ホルダー１２にセツトされた樹脂板で
あつて、透明なアクリル樹脂より形成されてい
る。 ６はバルブ７を介してスパツタリング装置１に
連結された真空ポンプであつて、同装置１内を減
圧するためのものである。８，９はバルブ１０，
１１を介してスパツタリング装置１に連結された
ガスのボンベであつて、各々アルゴンガスAr及
び酸素ガスO₂が充填さている。 以上のようなスパツタリング装置１によつて樹
脂板５の表面にスパツタリングを行ない、本発明
所望の樹脂板を得るには、まずスパツタリング装
置１内を真空ポンプ６によつて減圧する。 次に、ボンベ８から同装置１内にアルゴンガス
を送り込むとともに、同アルゴンガスを真空ポン
プ６から序々に排出することによつて同装置１内
を低圧アルゴンガス雰囲気に保持する。 続いて、両極２，４間に直流高電圧を印加する
と、グロー放電が起こり、放電エネルギーにより
アルゴン分子が解離してアルゴンイオンが生成さ
れ、同アルゴンイオンは陰極２側へ加速されて陰
極２表面の金属材３であるチタンを叩き出す。同
チタンは装置１内に飛散して樹脂板５の対向側表
面に付着し、第２図に示すように第１層１６を形
成する。 第１層１６形成後、バルブ１１も開けてポンプ
８，９から装置１内へアルゴンガス及び酸素ガス
を併せて送り込み、同装置１内を両ガスの定圧混
合気雰囲気に保持する。 次に、両極２，４間に直流高電圧を印加する
と、前出のスパツタリングと同様にして、陰極２
表面の金属材３であるチタンが叩き出される。こ
のとき、スパツタリング装置１内には酸素ガス及
び同ガスから解離した活性の高い酸素イオンが存
在するため、飛散したチタンは直ちに酸化して酸
化チタンとなる。同酸化チタンは樹脂板５の対向
側表面に付着して、第２図に示すように第１層１
６の上に第２層１７を形成する。 酸化チタンは透光性及び固有の大きい屈折率を
有するため、第２層１７の厚さを可視光の波長の
80分の１から４分の１である50〜2000Å（オング
ストローム）に形成すると、第２図に示す通り第
２層１７の表面で反射した光Ａと、第２層１７の
内部に入つて第１層１６との境界面で反射した光
Ｂとが干渉し、特定色に色づいて見えるようにな
る。すなわち、第２層１７の厚さを適当に設けれ
ば、任意の波長の可視光線の反射を抑えてあらゆ
る色彩を呈するようにできる。 以上のようにして、任意の色彩の樹脂板を製造
することができるが、次に３つの実施例について
より詳細に述べる。次表は、３つの実施例におけ
る前記第１層１６及び第２層１７の各形成条件を
挙げたものである。

【表】

【表】 上記表中、到達真空度は第１層１６形成前にス
パツタリング装置１内を減圧したときの空気圧を
示している。また、スパツタリング電力は両極
２，４間に印加したスパツタリング電圧と所要電
流の積で示している。 同表の通り、第２層１７の形成条件を変えて同
層１７の厚みを増減するだけで第一実施例では紫
色、第二実施例では青色、第三実施例では金色と
いうように前記干渉に基づく種々の色彩を容易に
顕色させることができる。本実施例以外の例えば
赤色、黄色等の全ての色彩も、その波長が異なる
だけであるから第２層１７の厚みを変えることに
より任意に顕色し得る。 又、第１層１６自身はチタンによる金属色（銀
色に近い）を示す。従つて、各実施例で認められ
る色彩は第２層１７を通して見られる第１層１６
の金属色に、前記干渉に基づく色が重なつたもの
となることから、金属感を有する鮮かな色調を呈
し、高級感を与える。 なお、前記実施例において第１層１６は外部か
らの光をその表面で反射して前記干渉を起こし得
る最小限以上の厚さを有すれば、干渉に基づく色
彩の種類にはほとんど影響を与えない。ただし、
第１層１６の厚さは上記金属感の程度と、樹脂板
５の透明感とを左右する。 又、本実施例では第１層１６がチタン、第２層
１７が酸化チタンで各々形成され、後者の酸化チ
タンはスパツタリング中に反応形成される。従つ
て、両層１６，１７共にターゲツトとしての金属
材３はチタンでよく、第２層１７の形成前に陰極
２を取換える必要がない。 更に、第１層１６及び第２層１７は各々スパツ
タリングによつて強固に付着しているので、密着
性、耐久性等に優れ、剥離し難い。 又、本実施例は上記両層１６，１７の有する導
電性に基づき帯電防止効果や電磁波遮断効果を奏
するとともに、両層１６，１７が赤外線や紫外線
をある程度反射するため、同光線の遮断効果も奏
する。 次に、本発明の第四実施例を第３図に従つて説
明すると、この実施例は樹脂板５と第１層１６の
間にベースコート層１８を設けるとともに、第２
層１７の表面にトツプコート層１９を設けた点に
おいて前記各実施例と相違しており、第１層１６
及び第２層１７の内容は前記各実施例のいずれで
も、あるいは後述するようにその他のものでもよ
い。 すなわち、第１層１６の形成前に樹脂板５に有
機溶媒で希釈したアクリル系のウレタン２液無黄
変型塗料をスプレーコーテイングすることによつ
て、同塗料を単位面積当たり約10g／m²付着させ
た。この付着量は塗料の希釈率等により調整する
ことができる。次に、樹脂板５を80℃の暖気中に
120分保持して前記塗料を硬化させることにより
約10μm厚の透明なベースコート層１８を形成し、
樹脂板５とともに合成樹脂体を形成する。そし
て、その合成樹脂体その表面に前記第１層及び第
２層を形成する。 次に、第２層１７形成後、同層１７上に同じく
有機溶媒で希釈したアクリル系のウレタン２液無
黄変型塗料をスプレーコーテイングして20g／m²
付着させた後、80×120分乾燥して約20μm厚の透
明なトツプコート層１８を形成した。 第四実施例は前記各実施例の効果を奏する他、
ベースコート層１８の樹脂板５に対する付着力及
び第１層１６のベースコート層１８に対する付着
力がともに非常に強いため、第１層１６の付着
性、耐剥離性が向上し、耐久性が高まる。 又、トツプコート層２４が非常に薄い第１層２
１及び第２層２２を剥離や変質から保護して退色
や変色を防止するため、耐久性や耐候性等が向上
する。更に色の深みも増す。 以上、４つの実施例について説明したが、この
発明はこれらの実施例の構成に限定されるもので
はなく、例えば次のようにして具体化することも
可能である。 (1) 第１層１６の厚みも特に限定されず、例えば
100〜10000Åの範囲内で任意に選択することが
できる。同厚みが100Å程度になると金属色が
淡く表われ始め、300Å程度でほぼ完全な金属
色が得られる。 (2) 第２層１７の厚みは、前記の通り可視光線が
干渉し得る可視光線の波長の80分の１から４分
の１である50〜2000Åの範囲であれば特に限定
されない。 (3) ベースコート層１８を形成する材料は前記ア
クリル系のウレタン２液無黄型塗料に限らず、
耐久性及び密着性のよい各種透明合成樹脂材料
を用いることができる。 又、同コート層１８の厚みも特に限定されな
いが、第１層１６の付着性の点から通常は２〜
330μmの範囲で選択される。 (4) トツプコート層１９を形成する材料及び厚み
も前記ベースコート層１８と同様に限定され
ず、耐久性、密着性、透明性のよい各種合成樹
脂材料及び任意の厚みが選択される。 又、トツプコート層１９の材料にわずかな顔
料を加えて着色透明とし、この色を前記第１層
１６及び第２層１７による色と組合わせるよう
にしてもよい。これにより色彩の多様化を図る
ことができる。本発明における透明の概念には
上記着色透明も含まれる。 (5) ベースコート層１８及びトツプコート層１９
は、前記ロールコーテイング以外にデイツピン
グ、スプレー等の種々の方法により塗布しても
よい。 (6) 前記各実施例は本発明を樹脂板に具体化した
が、その他樹脂製パネル、樹脂製包装用容器、
樹脂製台所用品等の各種合成樹脂成形品に具体
化してもよい。 又、第１層１６及び第２層１７の施し方は合
成樹脂成形品の片面（表裏を問わず、選択し得
る）、両面、又は一部のいずれでもよく、任意
に選択し得る。 (7) 本発明におけるスパツタリング条件は次の通
りである。スパツタリングを生じさせるための
ガスとして前記アルゴンガス以外に窒素イオ
ン、キセノン等の不活性ガスを使用し得る。 又、同ガスの圧力は３×10^-4Torr〜９×
10^-2の間で選択される。３×10^-4Torr以下で
はスパツタリングが困難となり、９×10^-2
Torr以上ではブラツキング現象が起こり易く、
付着金属が黒ずむからである。又、印加電圧は
スパツタリング可能な範囲であれば特に限定さ
れないが、通常500〜1KVである。又、ターゲ
ツトTiO₂を使用する場合は高周波電源を使用
してもよい。 効 果 以上詳述したように、本第一発明によれば、酸
化チタンは透光性及び固有の大きい屈折率を有し
ており、その結果、透明な第２層の表面で反射し
た光と、第２層内に入つて第１層の表面で反射し
た光との干渉に基づいて特定色に色づいて見える
ため、前記第２層の厚さを任意に設定すれば、あ
らゆる波長の可視光線の反射を抑えて種々の色
彩、特にチタンの金属感を有する爽やかな色彩を
表すことができるとともに、帯電防止や電磁波遮
断の効果を奏する。 本第二発明は、単一の処理室内で行う第１層を
設ける工程と第２層を設ける工程とは同一の金属
をターゲツトとするので第１層を設ける工程と第
２層を設ける工程との間に常圧に戻して他の金属
をターゲツトとして交換する必要がなく、単に第
１層を設ける工程と第２層を設ける工程との間に
酸素を導入するだけで良いため、ターゲツトの交
換時に処理物が汚染されることがないとともに、
連続的に生産を行うことができ、しかも樹脂成形
品に金属化処理を施すために使用するスパツタリ
ング装置をそのまま適用できるので、生産性を向
上することができる。さらに、透明な酸化チタン
を第２層とし、チタンを第１層とし、あらゆる波
長の可視光線の反射を抑えて種々の色彩を有する
合成樹脂成形品がきわめて簡単に得ることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した実施例の製造方法
を示す概略断面図、第２図は第一〜第三実施例の
要部断面図、第３図は第四実施例の要部断面図で
ある。 樹脂板……５、第１層……１６、第２層……１
７、ベースコート層……１８、トツプコート層…
…１９。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合成樹脂５の表面に、スパツタリングにより
   設けられたチタンよりなる第１層１６と、 該第１層１６の表面に酸化チタンよりなる透明
   な第２層１７とを有する合成樹脂成形品。 ２ 第２層１７の厚みは20〜2000Åであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の合成樹
   脂成形品。 ３ 合成樹脂５の表面に、無酸素雰囲気下でチタ
   ンをターゲツトとしたスパツタリングにより、前
   記チタンからなる第１層１６を設ける工程と、 前記無酸素雰囲気下に酸素を導入し酸素雰囲気
   を得る工程と、 前記第１層１６の表面に、前記無酸素雰囲気下
   で前記チタンをターゲツトとしたスパツタリング
   により、前記チタンの酸化物からなる透明な第２
   層を設ける工程と、 からなる合成樹脂成形品の製造方法。