JPH04259600A - 虹色発色加工物の製造方法 - Google Patents
虹色発色加工物の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
の模様等として色合いが虹色様に多彩に変化する美麗な
反射光沢を示す虹色発色加工物の製造方法に関するもの
で、例えば金属製装飾品、金属製家庭電化用品、金属製
工業用品等として上記反射光沢を有するものを量産する
のに利用される。
程度あるいはそれ以下といった微細な凹凸を密に形成
した場合、該表面が回折格子と同様に作用して入射光を
分光して反射するため、反射光沢の色合いが入射光の方
向や見る角度によって虹色様に多彩に変化することにな
る。従って、このような微細凹凸加工は、金属表面に塗
装や化学的着色では不可能な美麗な多色可変発色を与え
る加飾手段として極めて有望である。
多用されている通常のレーザビームによる加工手段では
、一般に集光レンズにて収束可能な最小スポット径が数
μm 〜10μm 程度であるため、上述のような1μ
m以下といった微細な凹凸は形成不能である。また仮に
上記スポット径を1μm 程度に絞り込めたとしても、
一回の走査で一本の溝を形成できるだけであるから、凹
凸部分を肉眼で見える幅あるいは面状に形成するには膨
大な加工時間を要することになる。
4326号および特願平1−229567号として、レ
ーザの干渉光の照射によって金属表面に該干渉光の干渉
縞の強度分布に対応した微細凹凸を形成するという画期
的な手段を提案している。すなわち、これら提案手段に
よれば、レーザ光の強さを干渉縞の明部で金属が溶融、
蒸発するエネルギー密度に設定することにより、金属表
面に該明部を凹、暗部を凸とした凹凸が形成されるため
、1回の走査で相互の間隔が1μm 程度あるいはそれ
以下といった微細な数百本もの凹凸条を一挙に形成でき
る。
案手段では、微細凹凸を1本ずつ形成するのに比べて加
工時間を数百分の一に短縮できるが、一回の走査で形成
される凹凸領域の幅つまりスポット径は通常のレーザ加
工機では数百μm 程度であるため、虹色発色部を広面
積に形成したり緻密な模様に構成する場合には加工に相
当な時間がかかり、特に量産品の加飾加工には製造効率
およびコストの面で適用しにくいという問題があった。
工物の量産容易な製造方法を提供することを目的として
いる。
工物の製造方法の第1は、上記目的を達成する手段とし
て、金属表面にレーザの干渉光を照射してその干渉縞の
強度分布に対応した微細凹凸を形成し、この微細凹凸を
有する金属表面を型内面とする成形型内で合成樹脂を成
形することにより、該成形物の表面に上記微細凹凸を転
写させた後、この微細凹凸を有する成形物表面に導電性
金属薄膜を被着形成し、該成形物を母型として上記誘導
金属薄膜上に厚肉メッキを施す電鋳を行い、形成された
メッキ層を母型から剥離することを特徴とする構成を採
用するものである。
脂成形→導電性薄膜形成→電鋳の4工程よりなる。
ーザの干渉光の照射により、その干渉縞の強度分布に対
応した微細凹凸、つまり干渉縞の明部を凹、暗部を凸と
する微細凹凸が形成される。ここで、上記の干渉縞は相
互の間隔が可視光の波長域に近い1μm 程度あるいは
それ以下といった微細な数百本もの明暗縞にて構成され
るため、これに対応する微細凹凸は回折格子と同様に作
用して入射光を分光して該入射光の方向や見る角度によ
って色合いが多彩に変化する反射光沢つまり虹色発色を
表出するものとなる。
細凹凸を形成した金属表面を型内面とする成形型内で合
成樹脂を成形するため、該成形型から取り出した成形物
の表面に上記微細凹凸が凹凸を逆に反転した形で転写形
成されることになる。
射出成形、圧縮成形、移送成形、注型加工等の様々な合
成樹脂成形方法を採用できる。また、成形材料としては
、種々の熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を使用可能であ
るが、硬質成形物となる材料がよい。しかして、成形効
率、微細凹凸の転写精度等の観点からは、アクリル系樹
脂やポリカーボネート樹脂を用いた射出成形が最も好適
である。
形物を次の電鋳工程に供する母型とするために、該成形
物の前記微細凹凸が転写形成された表面に導電性金属薄
膜を形成する。すなわち、合成樹脂成形物の表面に該金
属薄膜が存在することにより、その表面に厚肉メッキを
施す電鋳が可能となり、この場合に上記金属薄膜をその
表面に前記微細凹凸が表出する薄い厚みに設定すれば、
電鋳によるメッキ層に該微細凹凸が転写されることにな
る。
脂成形物を母型として、その微細凹凸を有する金属薄膜
の表面に厚肉メッキを施した後、このメッキ層を母型か
ら剥離すればよい。しかして、得られたメッキ層からな
る金属板は、その表面に母型の微細凹凸が反転して転写
され、この微細凹凸に基づく前記の美麗な虹色発色を表
出することから、そのまま虹色発色製品あるいは該製品
材料となる。
ザ加工によって金属表面に形成した微細凹凸を次の合成
樹脂成形によって数万〜数十万といった極めて多数の成
形物の表面に転写できるから、電鋳において一回ごとに
新しい母型を使用することが可能となる。
ーブル1上に金属板2が載置され、その上方に設けた加
工用集光レンズ3によってレーザビームの干渉光4が収
束されて該レンズ3の焦点3aよりも遠い位置で金属板
Mの表面に照射される。
せることにより金属板2の表面が収束された干渉光4に
て走査されるから、この一回の走査終了ごとにXYテー
ブル1をY方向に移動させることによって平行線状ある
いは面状の走査パターンが得られる。しかして、一回の
走査ごとに金属板2の表面2aには、照射スポット径の
幅内に図1の仮想線円内に示す拡大図のように干渉パタ
ーンの干渉縞の明部に対応した数百本の凹条5による微
細凹凸部6aが形成される。
4326号に開示されるように低次のマルチモードのレ
ーザビームにおける明パターン成分相互の重なり、もし
くは単一のレーザビームより分割された複数本のビーム
相互の重なりによって構成するか、あるいは同じく既述
の特願平1−229567号に開示されるように、レー
ザビームの一部を横ずれ変位させて元のビーム成分に重
ねることによって構成すればよい。しかして、これら干
渉光4を生じさせるための具体的な装置構成についても
、上記両特許出願にて開示されている。
を連動制御するか、あるいは干渉光4の光軸方向をXY
スキャナー等の光学制御機構にて変化させることにより
、走査線を曲線状としたり複雑な模様をなす軌跡を描く
ように設定でき、更にZ方向変位手段の組み合わせによ
って曲面等の三次元形状の金属表面に対する微細凹凸加
工も可能となる。また干渉光4の照射位置はレンズ3の
焦点3aよりも浅い位置に設定してもよい。しかして干
渉光4の収束手段には凹面鏡も利用できる。
面加工に汎用されるYAGレーザ加工機等による加工性
と、転写性等より、特にステンレス鋼やNi−Cr系合
金が好適である。
数の凹条5にて構成される微細凹凸部6aを設けた金属
板2は、次の合成樹脂成形工程における成形型として使
用する。
図中の7aは加熱シリンダ、7bはノズル、7cは型部
材8,9より構成される金型である。しかして、金型7
cの一方の型部材8には前記レーザ加工を施した金属板
2が用いられており、その微細凹凸部6aを有する表面
2aが型内面となるように配置している。他方の型部材
9には材料注入口9aが設けており、この注入口9aに
ノズル7bの先端が臨んでおり、加熱シリンダ7a内で
加熱溶融された合成樹脂材料10が図示しないプランジ
ャで押し出されてノズル7bより金型7c内に注入され
る。
り出された合成樹脂成形物11は、その表面11aに金
属板2の表面2aの微細凹凸部6aの反転した微細凹凸
部6b、つまり前者6aの凹条5に対応する多数の凸条
12にて構成される微細凹凸部6bが転写されたものと
なる。
有する表面11aに図4で示すように、金、銀、アルミ
ニウム等の導電性金属からなる薄膜13を形成する。こ
の薄膜13は、その表面に下地の成形物11の微細凹凸
6bが表出する薄い厚み、好ましくは1μm 以下の厚
みに設定する。
真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の
高真空中での堆積による薄膜形成方法を始め、無電解メ
ッキの如き電気化学的方法、銀鏡反応の如き化学的方法
等、既存の種々の方法を採用可能である。
3を設けた成形物11は、次の電鋳工程における使い捨
て型の母型とする。すなわち電鋳工程では、成形物11
の薄膜13の導電性を利用し、図5に示すように該薄膜
13の表面上に電鋳による胴やニッケル等の厚肉メッキ
を施し、メッキ層14を形成した後、このメッキ層14
を母型である成形物11から剥離する。
電鋳条件は常法に準じればよい。また、メッキ層14の
剥離を容易にするために、クロム酸塩、酸化物、硫化物
等の化学的に形成する被膜や、ろう、グリース、コロイ
ド状黒鉛等の機械的に付着させる被膜のような剥離被膜
を母型の表面に形成してもよい。
たメッキ層14は、図6に示すように、その剥離した表
面14aに成形物11の微細凹凸部6bの反転した微細
凹凸部6c、つまり最初の金属板2の表面2aにレーザ
加工によって形成した微細凹凸部6aと同パターンの凹
条5からなる微細凹凸部6cが転写形成されたものとな
る。したがって、微細凹凸部6cが入射光の角度や見る
方向によって色合いが虹色様に多彩に変化する反射光沢
を表出するため、このメッキ層14からなる金属板は虹
色発色製品あるいは該製品の材料となる。
棄すればよいが、必要とあれば、薄膜13の金属を回収
したり、熱可塑性材料である場合には溶融して再利用す
ることも可能である。
る方向によって色合いが虹色様に多彩に変化する美麗な
反射光沢を示す虹色発色加工物を製造するに際し、該虹
色発色に必要となるレーザの干渉縞に対応した微細凹凸
を原型となる金属表面のみにレーザ加工にて形成するだ
けで、該原型から多数の合成樹脂成形物の表面に該微細
凹凸を転写し、これら成形物の各々を母型として更に該
微細凹凸を電鋳にて金属表面に転写できるから、同一の
虹色発色化合物を容易かつ安価に量産することが可能で
ある。
原型の微細凹凸が損耗しにくく何回も再使用でき、また
上記生成物が安価であるために電鋳において一回ごとに
母型を使い捨て可能であり、該母型を反復使用する場合
のような微細凹凸の転写精度の低下を回避でき、もって
一定した高品質の虹色発色加工物を恒常的に製作できる
という利点がある。
合成樹脂成形工程の射出成形機要部の縦断面図、
を示す要部断面図、
状態の断面図、
図6】 電鋳の母型から剥離したメッキ層の断面図で
ある。
6b,6c…微細凹凸部、7…射出成形機、7c…金型
(成形型)、8…型部材(金属板2)、10…合成樹脂
材料、11…合成樹脂成形物、11a…表面、13…導
電性金属の薄膜、14…メッキ層。
Claims (1)
- 【請求項1】 金属表面にレーザの干渉光を照射して
その干渉縞の強度分布に対応した微細凹凸を形成し、こ
の微細凹凸を有する金属表面を型内面とする成形型内で
合成樹脂を成形することにより、該成形物の表面に上記
微細凹凸を転写させた後、この微細凹凸を有する成形物
表面に導電性金属薄膜を被着形成し、該成形物を母型と
して上記誘導金属薄膜上に厚肉メッキを施す電鋳を行い
、形成されたメッキ層を母型から剥離することを特徴と
する虹色発色加工物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3042895A JPH0751400B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 虹色発色加工物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3042895A JPH0751400B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 虹色発色加工物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04259600A true JPH04259600A (ja) | 1992-09-16 |
JPH0751400B2 JPH0751400B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=12648770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3042895A Expired - Lifetime JPH0751400B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 虹色発色加工物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0751400B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011102909A (ja) * | 2009-11-11 | 2011-05-26 | Nikkiso Co Ltd | モルフォ型構造色発色体の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP3042895A patent/JPH0751400B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011102909A (ja) * | 2009-11-11 | 2011-05-26 | Nikkiso Co Ltd | モルフォ型構造色発色体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0751400B2 (ja) | 1995-06-05 |
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