JPH07286259A - 金属製品 - Google Patents
金属製品Info
- Publication number
- JPH07286259A JPH07286259A JP8162994A JP8162994A JPH07286259A JP H07286259 A JPH07286259 A JP H07286259A JP 8162994 A JP8162994 A JP 8162994A JP 8162994 A JP8162994 A JP 8162994A JP H07286259 A JPH07286259 A JP H07286259A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective film
- metal product
- film
- metal
- product
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- Pending
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】長期の使用や保管によっても変色や反射率低下
など光学特性の変化しない高耐久な金属製品を提供す
る。 【構成】金属基体３の表面に透明かつガスバリヤ性の高
い少なくとも１層以上の保護膜２を形成せしめてなる金
属製品１。
など光学特性の変化しない高耐久な金属製品を提供す
る。 【構成】金属基体３の表面に透明かつガスバリヤ性の高
い少なくとも１層以上の保護膜２を形成せしめてなる金
属製品１。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明で、かつガスバリ
ヤ性の高い保護膜を形成することにより、金属表面の変
質を防止し耐久性が改善された金属製品に関する。
ヤ性の高い保護膜を形成することにより、金属表面の変
質を防止し耐久性が改善された金属製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】銀や銅などの金属製の食器や装飾品、あ
るいは美術品は長期の使用や保管により表面が酸化され
変質層が形成されることによって変色が生じたり、金属
光沢が失われてしまったりする。この場合、金属製品本
来の光学特性を再現するためには、研磨やエッチングな
どの物理的・化学的な方法によって表面変質層を除去す
る以外に方法がない。
るいは美術品は長期の使用や保管により表面が酸化され
変質層が形成されることによって変色が生じたり、金属
光沢が失われてしまったりする。この場合、金属製品本
来の光学特性を再現するためには、研磨やエッチングな
どの物理的・化学的な方法によって表面変質層を除去す
る以外に方法がない。
【０００３】また、鏡などの銀やアルミニウムの金属薄
膜も酸素や水蒸気、塩素等の作用によって劣化が生ずる
ことが知られている。これら金属薄膜では劣化が生ずる
と再生が不可能の場合が多い。特に銀製の鏡の場合、上
記の劣化が著しいため、銀の保護膜に銅および塗料が一
般に用いられている。しかしながら、不透明なこれらの
保護膜の使用により鏡は銀膜のコート面を使用すること
ができない。さらに、現状の銅および塗料による保護膜
では、保護性能が不充分な場合があり、特に端部から
“シケ”と呼ばれる劣化が生じ、その部位の鏡としての
性能が失われてしまうことが多かった。
膜も酸素や水蒸気、塩素等の作用によって劣化が生ずる
ことが知られている。これら金属薄膜では劣化が生ずる
と再生が不可能の場合が多い。特に銀製の鏡の場合、上
記の劣化が著しいため、銀の保護膜に銅および塗料が一
般に用いられている。しかしながら、不透明なこれらの
保護膜の使用により鏡は銀膜のコート面を使用すること
ができない。さらに、現状の銅および塗料による保護膜
では、保護性能が不充分な場合があり、特に端部から
“シケ”と呼ばれる劣化が生じ、その部位の鏡としての
性能が失われてしまうことが多かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は金属製品が有
していた前述の問題点を解決し、長期にわたる使用や保
管によっても光学特性が劣化しない高耐久な金属製品を
提供しようとするものである。
していた前述の問題点を解決し、長期にわたる使用や保
管によっても光学特性が劣化しない高耐久な金属製品を
提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、表面に透明で、かつガ
スバリヤ性の高い少なくとも１種以上の保護膜を形成す
ることにより、長期にわたる使用や保管によっても光学
特性が劣化しない金属製品を提供するものである。
解決すべくなされたものであり、表面に透明で、かつガ
スバリヤ性の高い少なくとも１種以上の保護膜を形成す
ることにより、長期にわたる使用や保管によっても光学
特性が劣化しない金属製品を提供するものである。
【０００６】本発明によれば、水蒸気等の作用によって
金属製品の表面に生ずる変質層の形成が抑制され、高耐
久性の金属製品が実現できる。
金属製品の表面に生ずる変質層の形成が抑制され、高耐
久性の金属製品が実現できる。
【０００７】以下本発明をより詳細に説明する。まず、
金属製品の変色や光沢が失われる光学特性の劣化メカニ
ズムについて述べる。金属製品の表面では、酸素や水蒸
気の作用によって酸化反応が生じ、表面酸化層が形成さ
れる。そして、長期の使用や保管によって、この酸化層
の厚みが増大し光学特性の変化が生ずる結果となる。
金属製品の変色や光沢が失われる光学特性の劣化メカニ
ズムについて述べる。金属製品の表面では、酸素や水蒸
気の作用によって酸化反応が生じ、表面酸化層が形成さ
れる。そして、長期の使用や保管によって、この酸化層
の厚みが増大し光学特性の変化が生ずる結果となる。
【０００８】上記のメカニズムから金属製品の光学特性
の変化を抑制するためには、ガスバリヤ性の高い保護膜
で金属製品の表面を被覆することが有効と考えられる。
の変化を抑制するためには、ガスバリヤ性の高い保護膜
で金属製品の表面を被覆することが有効と考えられる。
【０００９】この保護膜は金属製品の光学特性を損なわ
ないために、可視光領域において透明でなければならな
い。
ないために、可視光領域において透明でなければならな
い。
【００１０】この保護膜の例としては、ケイ素、ホウ
素、アルミニウムのうち少なくとも１種以上のチッ化物
または炭化物が好ましい例として挙げられる。なかでも
窒化ケイ素は特に酸素や水蒸気などのガスバリヤ性が良
好である。
素、アルミニウムのうち少なくとも１種以上のチッ化物
または炭化物が好ましい例として挙げられる。なかでも
窒化ケイ素は特に酸素や水蒸気などのガスバリヤ性が良
好である。
【００１１】本発明の保護膜の組成はガスバリヤ性能お
よび透過率の点から、一定範囲であることが好ましい。
例えば窒化ケイ素の場合、ガスバリヤ性能の点からケイ
素に対する窒素の原子比は１．２５以上であり、かつ
１．４０以下であることが好ましく、透過率の点から
１．２５以上であることが好ましい。従って、保護膜と
しての窒化ケイ素の組成比は１．２５以上であり、かつ
１．４０以下であることが望ましい。また、この保護膜
はガスバリヤ性能の点から、不純物としての酸素含有量
は少ないほど好ましく、１．０重量％以下であることが
望ましい。
よび透過率の点から、一定範囲であることが好ましい。
例えば窒化ケイ素の場合、ガスバリヤ性能の点からケイ
素に対する窒素の原子比は１．２５以上であり、かつ
１．４０以下であることが好ましく、透過率の点から
１．２５以上であることが好ましい。従って、保護膜と
しての窒化ケイ素の組成比は１．２５以上であり、かつ
１．４０以下であることが望ましい。また、この保護膜
はガスバリヤ性能の点から、不純物としての酸素含有量
は少ないほど好ましく、１．０重量％以下であることが
望ましい。
【００１２】この保護膜の厚みは、均一に金属製品の表
面を被覆し、酸素および水蒸気の侵入を防止するために
ある程度以上の膜厚が必要であり、少なくとも２０Å以
上、特に３０Å以上であることが好ましい。
面を被覆し、酸素および水蒸気の侵入を防止するために
ある程度以上の膜厚が必要であり、少なくとも２０Å以
上、特に３０Å以上であることが好ましい。
【００１３】さらに、本発明においては保護膜の被覆に
伴う光の干渉によって金属製品の光学特性が影響を受け
る場合があるため、上記保護膜と屈折率の異なる透明膜
を組み合わせて、多層構造とすることにより、所望の光
学特性を得ることが可能である。この場合、保護膜の膜
厚と保護膜を組み合わせて使用する透明膜の種類および
膜厚は金属製品の種類に依存して決定される。
伴う光の干渉によって金属製品の光学特性が影響を受け
る場合があるため、上記保護膜と屈折率の異なる透明膜
を組み合わせて、多層構造とすることにより、所望の光
学特性を得ることが可能である。この場合、保護膜の膜
厚と保護膜を組み合わせて使用する透明膜の種類および
膜厚は金属製品の種類に依存して決定される。
【００１４】上記金属製品としては、例えば、銀製の食
器や銅製の美術品、あるいは鏡などの銀やアルミニウム
の薄膜がその一例として挙げられる。
器や銅製の美術品、あるいは鏡などの銀やアルミニウム
の薄膜がその一例として挙げられる。
【００１５】
【作用】本発明で構成される金属製品は、表面に形成さ
れた酸素や水蒸気などのガスに対する透過性の低い保護
膜により、長期の使用や保管による光学特性の劣化が著
しく改善される。これは、保護膜の優れたガスバリヤ性
により酸素および水蒸気の透過が防止され、その結果、
金属表面の酸化が抑制されたためと考えられる。
れた酸素や水蒸気などのガスに対する透過性の低い保護
膜により、長期の使用や保管による光学特性の劣化が著
しく改善される。これは、保護膜の優れたガスバリヤ性
により酸素および水蒸気の透過が防止され、その結果、
金属表面の酸化が抑制されたためと考えられる。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を実施例に
より説明する。
より説明する。
【００１７】［実施例１］図１は本発明による金属製品
の一実施例を示す断面図である。図１において、金属基
体３には銀を用いた。この金属基体の表面に、ケイ素タ
ーゲットを用い窒素とアルゴンの混合気体中で反応性ス
パッタリングを行うことにより、窒化ケイ素からなる保
護膜２を形成し金属製品１を得た。本実施例の保護膜と
しての窒化ケイ素膜の組成はケイ素に対する窒素の原子
比で１．３５であり、不純物としての酸素の含有量は
０．５重量％であった。
の一実施例を示す断面図である。図１において、金属基
体３には銀を用いた。この金属基体の表面に、ケイ素タ
ーゲットを用い窒素とアルゴンの混合気体中で反応性ス
パッタリングを行うことにより、窒化ケイ素からなる保
護膜２を形成し金属製品１を得た。本実施例の保護膜と
しての窒化ケイ素膜の組成はケイ素に対する窒素の原子
比で１．３５であり、不純物としての酸素の含有量は
０．５重量％であった。
【００１８】この金属製品を５００℃、１５分間電気炉
で熱処理を行った。保護膜としての窒化ケイ素の膜厚を
５００Å，３０Å，０Å（即ち、窒化ケイ素を形成しな
かった場合）と変えた場合について得られた金属製品の
熱処理による５００ｎｍの反射率変化を表１に示す。表
１より本発明の金属製品は、保護膜の高い酸素遮断性に
よって反射率の低下を防止でき、耐久性の高い金属製品
を実現できることが明らかである。
で熱処理を行った。保護膜としての窒化ケイ素の膜厚を
５００Å，３０Å，０Å（即ち、窒化ケイ素を形成しな
かった場合）と変えた場合について得られた金属製品の
熱処理による５００ｎｍの反射率変化を表１に示す。表
１より本発明の金属製品は、保護膜の高い酸素遮断性に
よって反射率の低下を防止でき、耐久性の高い金属製品
を実現できることが明らかである。
【００１９】
【表１】
【００２０】［実施例２］図２は本発明による金属製品
の一実施例を示す断面図である。図２において、ガラス
基体７上に銀ターゲットをアルゴン気体中でスパッタし
て銀膜からなる金属膜６を１０００Å形成し、次いでケ
イ素ターゲットをチッ素とアルゴンの混合気体で反応性
スパッタリングを行うことにより窒化ケイ素からなる保
護膜５を形成し、金属製品４を得た。本実施例の保護膜
としての窒化ケイ素の組成は、ケイ素に対する窒素の原
子比で１．３０であり、不純物としての酸素の含有量は
実施例１と同様０．５重量％であった。
の一実施例を示す断面図である。図２において、ガラス
基体７上に銀ターゲットをアルゴン気体中でスパッタし
て銀膜からなる金属膜６を１０００Å形成し、次いでケ
イ素ターゲットをチッ素とアルゴンの混合気体で反応性
スパッタリングを行うことにより窒化ケイ素からなる保
護膜５を形成し、金属製品４を得た。本実施例の保護膜
としての窒化ケイ素の組成は、ケイ素に対する窒素の原
子比で１．３０であり、不純物としての酸素の含有量は
実施例１と同様０．５重量％であった。
【００２１】この金属製品を１０５℃、相対湿度９９％
の条件で５０時間耐湿テストを行った。保護膜としての
窒化ケイ素の膜厚が５００Åの場合と０Å（即ち、窒化
ケイ素を形成しなかった場合）の場合について反射率変
化を調べた。その結果、窒化ケイ素を形成しなかった場
合に生じた反射率の低下が本保護膜の形成により生じな
いことが判明した。従って、本保護膜の低透湿性によ
り、本発明の金属製品は高い耐久性を実現できることが
明らかである。
の条件で５０時間耐湿テストを行った。保護膜としての
窒化ケイ素の膜厚が５００Åの場合と０Å（即ち、窒化
ケイ素を形成しなかった場合）の場合について反射率変
化を調べた。その結果、窒化ケイ素を形成しなかった場
合に生じた反射率の低下が本保護膜の形成により生じな
いことが判明した。従って、本保護膜の低透湿性によ
り、本発明の金属製品は高い耐久性を実現できることが
明らかである。
【００２２】［比較例］上記実施例と同様の方法によ
り、１０Å厚の窒化ケイ素からなる保護膜を形成した金
属製品を得た。本比較例のチッ化ケイ素の組成は実施例
１と同様１．３５であった。この金属製品を実施例１と
同様な熱処理を行ったのち評価すると、反射率の１８％
の低下が認められた。従って、保護膜としての窒化ケイ
素の膜厚は１０Åでは不充分であり、少なくとも２０Å
以上必要であることがわかる。
り、１０Å厚の窒化ケイ素からなる保護膜を形成した金
属製品を得た。本比較例のチッ化ケイ素の組成は実施例
１と同様１．３５であった。この金属製品を実施例１と
同様な熱処理を行ったのち評価すると、反射率の１８％
の低下が認められた。従って、保護膜としての窒化ケイ
素の膜厚は１０Åでは不充分であり、少なくとも２０Å
以上必要であることがわかる。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、従来の金属製品が有していた
長期の使用や保管によって生ずる反射率の低下を抑制す
る効果を有する。従って、金属製品の耐久性を著しく改
善することを可能とした。
長期の使用や保管によって生ずる反射率の低下を抑制す
る効果を有する。従って、金属製品の耐久性を著しく改
善することを可能とした。
【００２４】さらに、本発明の金属製品の保護膜は耐摩
耗性および耐薬品性にも優れることからキズの発生の抑
制や化学耐久性向上の効果も期待される。
耗性および耐薬品性にも優れることからキズの発生の抑
制や化学耐久性向上の効果も期待される。
【００２５】以上のように本発明は、多大の効果を有す
る金属製品を提案するものであり、産業上の利用価値が
高い。
る金属製品を提案するものであり、産業上の利用価値が
高い。
【図１】本発明の金属製品の実施例の構成を示す断面図
【図２】本発明の金属製品の実施例の構成を示す断面図
１：金属製品 ２：保護膜 ３：金属基体 ４：金属製品 ５：保護膜 ６：金属薄膜 ７：ガラス基体
フロントページの続き (72)発明者 門脇 一生 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】表面に透明で、かつガスバリヤ性の高い少
なくとも１層以上の保護膜を形成せしめてなることを特
徴とする金属製品。 - 【請求項２】前記保護膜は、ケイ素、ホウ素、アルミニ
ウムのうち少なくとも１種の元素の窒化物または炭化物
を主成分とする膜であることを特徴とする請求項１記載
の金属製品。 - 【請求項３】前記保護膜が窒化ケイ素からなり、ケイ素
に対する窒素の原子比が１．２５〜１．４０の範囲にあ
ることを特徴とする請求項１記載の金属製品。 - 【請求項４】前記保護膜の膜厚が、２０Å以上であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属
製品。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項記載の金属製
品がバルク金属成形体、および基体にコーティングされ
た金属薄膜であることを特徴とする金属製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8162994A JPH07286259A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 金属製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8162994A JPH07286259A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 金属製品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286259A true JPH07286259A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13751634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8162994A Pending JPH07286259A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 金属製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07286259A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007007570A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Asahi Glass Company, Limited | 反射鏡およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP8162994A patent/JPH07286259A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007007570A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Asahi Glass Company, Limited | 反射鏡およびその製造方法 |
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