JPS62235337A - 貴金属光沢を有する高分子材料及びその製造方法 - Google Patents
貴金属光沢を有する高分子材料及びその製造方法Info
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- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は貴金属光沢を有する高分子材おＩおよびその製
造方法に関するものであり、ざらに詳しくは貴金属を用
いなくても貴金属光沢を有する高分子）ｔＡおＩＪ３よ
びその製造方法に関ずろちのである。
造方法に関するものであり、ざらに詳しくは貴金属を用
いなくても貴金属光沢を有する高分子）ｔＡおＩＪ３よ
びその製造方法に関ずろちのである。
［従来の技術］
従来、高分子＋Ａ′Ｉｌフィルム、高分子材料成形体な
どの表面に金、銀などの貴金属をコーティングし、貴金
属光沢を有する高分子材料が知られており、例えば装飾
的用途に用いられている。
どの表面に金、銀などの貴金属をコーティングし、貴金
属光沢を有する高分子材料が知られており、例えば装飾
的用途に用いられている。
しかし、それらには以下に述べる欠点があった。
■ 貴金属が高価であるため、製品の価格が高くなる。
■ 一般に貴金属と高分子材料の接着性は悪く、コーテ
ィングされた膜が表面をこすることによってはがれ易い
。
ィングされた膜が表面をこすることによってはがれ易い
。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の目的は以上、従来技術の欠点を改良し、貴金属
を使用していないにも関わらず表面に実質的に貴金属光
沢を右する高分子材料を提供することである。また他の
目的はそのような高分子材￥３１を製造する優れた方法
を提供することである。特に、従来の技術では接希性の
良い貴金属コーティング膜をＩＨることが難しかったポ
リオレフィン系、シリコーン系の高分子＋Ａ利にも多大
の効果を発揮する製造方法を提供することである。
を使用していないにも関わらず表面に実質的に貴金属光
沢を右する高分子材料を提供することである。また他の
目的はそのような高分子材￥３１を製造する優れた方法
を提供することである。特に、従来の技術では接希性の
良い貴金属コーティング膜をＩＨることが難しかったポ
リオレフィン系、シリコーン系の高分子＋Ａ利にも多大
の効果を発揮する製造方法を提供することである。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。
「（１） アモルファスカーボン構造を含み、母材よ
りも過剰の酸素または窒素が存在する変性された表層を
有し、実質的に貴金属光沢を有することを特徴とする貴
金属光沢を有する高分子材料。
りも過剰の酸素または窒素が存在する変性された表層を
有し、実質的に貴金属光沢を有することを特徴とする貴
金属光沢を有する高分子材料。
（２）高分子材おｌの表面に酸素または窒素の一種以上
を一価のイオンに換算して１０〜１００ＫｅＶのエネル
ギーで、注入量Ｉ Ｘ １０”／ｃｄ〜１Ｘ１０１７／
ｒｉの範囲でイオン注入することを特徴とする貴金属光
沢を有する高分子材料の製造方法。」 母材としての高分子材料は本来、透明もしくは白色のも
のが用いられる。そのような高分子材料として、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリエ
ステル、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ー１〜などを挙げることができる。
を一価のイオンに換算して１０〜１００ＫｅＶのエネル
ギーで、注入量Ｉ Ｘ １０”／ｃｄ〜１Ｘ１０１７／
ｒｉの範囲でイオン注入することを特徴とする貴金属光
沢を有する高分子材料の製造方法。」 母材としての高分子材料は本来、透明もしくは白色のも
のが用いられる。そのような高分子材料として、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリエ
ステル、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ー１〜などを挙げることができる。
本発明は表層の微妙な光学的性質の変化を利用したもの
であるため、高分子材″！３１自身がもともとむ色して
いる場合、貴金属光沢を発現するのが困難である。
であるため、高分子材″！３１自身がもともとむ色して
いる場合、貴金属光沢を発現するのが困難である。
高分子材お１は一般に炭素、水素、酸素、窒素を含む。
本発明にお【プる高分子材お１の表層は母材よりも多く
の酸素または窒素を含み、かつ高分子結合はその一部が
切断されて炭素原子によるアモルファスカーボン構造が
存在するものである。この表層はＲ１＋Ａと光学的性質
が異なるため、貴金属的光沢を発現するものと考えられ
る。しかし、アモルファスカーボン構造は過度に存在し
てはならない。表層に過度のアモルファスカーボン構造
が存在する場合、表面の色は褐色あるいは黒色となり、
貴金属光沢とはならない。
の酸素または窒素を含み、かつ高分子結合はその一部が
切断されて炭素原子によるアモルファスカーボン構造が
存在するものである。この表層はＲ１＋Ａと光学的性質
が異なるため、貴金属的光沢を発現するものと考えられ
る。しかし、アモルファスカーボン構造は過度に存在し
てはならない。表層に過度のアモルファスカーボン構造
が存在する場合、表面の色は褐色あるいは黒色となり、
貴金属光沢とはならない。
表層の厚さは貴金属光沢の発現の上で徂要である。これ
が傳すぎるとそもそも＠色が生じない。
が傳すぎるとそもそも＠色が生じない。
逆に厚すぎると色が褐色化する。この理由により表層の
厚さは好ましくは１０〜１１０００ｎ、またより好まし
くは５０〜５００ｎｍである。アー［ルフ７スカーボン
（？４造の存在とその程度を正確かつ定量的に規定する
のは困難であるが、例えばラマンスペクトルの測定によ
って評価することは可能である。本発明の高分子材、１
’Ｅｌに対してラマンスペクトルを測定す、ると、表層
のアモルファスカーボンに対応したピークと同時に、表
層下の母材に対応したピークも検出することができるの
である。もしアモルファスカーボンのピークのみが現れ
る場合は、表層のアモルファス化の程度が高すぎるか、
必るいは／同時に、変性された表層が厚すぎるのでおる
。このようなものの表層は褐色あるいは黒色である。表
層中の酸素、窒素の作用は明確ではないが、表層の光学
的性質を変化させ、貴金属光沢の発現に寄与しているも
のと考えられる。過剰に存在すべきこれら原子の量は高
分子＋Ａ利の単位面積あたり、１×１０ ／ｃｌＩｔ〜
１×１０１７〉−である。
厚さは好ましくは１０〜１１０００ｎ、またより好まし
くは５０〜５００ｎｍである。アー［ルフ７スカーボン
（？４造の存在とその程度を正確かつ定量的に規定する
のは困難であるが、例えばラマンスペクトルの測定によ
って評価することは可能である。本発明の高分子材、１
’Ｅｌに対してラマンスペクトルを測定す、ると、表層
のアモルファスカーボンに対応したピークと同時に、表
層下の母材に対応したピークも検出することができるの
である。もしアモルファスカーボンのピークのみが現れ
る場合は、表層のアモルファス化の程度が高すぎるか、
必るいは／同時に、変性された表層が厚すぎるのでおる
。このようなものの表層は褐色あるいは黒色である。表
層中の酸素、窒素の作用は明確ではないが、表層の光学
的性質を変化させ、貴金属光沢の発現に寄与しているも
のと考えられる。過剰に存在すべきこれら原子の量は高
分子＋Ａ利の単位面積あたり、１×１０ ／ｃｌＩｔ〜
１×１０１７〉−である。
次に、製造方法について説明する。
本発明の高分子材おｌは高分子材料の表面に酸素または
窒素イオン注入することにＪ：って製造される。イオン
注入とは真空中で高速度に加速されたイオンを固体の表
面に照射し、その表層に元素を添加し、表層を改質する
技術である。照射されたイオンは固体の表面から内部に
侵入し、固体中の原子と衝突を繰り返しながらエネルギ
ーを失い、ついには固体中に停止する。この衝突と注入
されたイオンとの相互作用により固体の表層は様々に変
性、改質される。イオン注入することにより高分子（Ａ
ｌｌが変色することについては既にいくつかの報告が見
られる。しかし、それらの報告はいずれも表面が褐色あ
るいは金属的黒色に変わるということを開示しているに
過ぎない（Ｔ、１Ｉｉｏｋｉ ｐｉ ａｌ、、 Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、４３（１
） ３Ｏ−３２（１９８３））。
窒素イオン注入することにＪ：って製造される。イオン
注入とは真空中で高速度に加速されたイオンを固体の表
面に照射し、その表層に元素を添加し、表層を改質する
技術である。照射されたイオンは固体の表面から内部に
侵入し、固体中の原子と衝突を繰り返しながらエネルギ
ーを失い、ついには固体中に停止する。この衝突と注入
されたイオンとの相互作用により固体の表層は様々に変
性、改質される。イオン注入することにより高分子（Ａ
ｌｌが変色することについては既にいくつかの報告が見
られる。しかし、それらの報告はいずれも表面が褐色あ
るいは金属的黒色に変わるということを開示しているに
過ぎない（Ｔ、１Ｉｉｏｋｉ ｐｉ ａｌ、、 Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、４３（１
） ３Ｏ−３２（１９８３））。
これに対し、本発明者らは高分子材ｙ／３１とイオン注
入条件の適当な組み合せにより表面に貴金属光沢を付与
する手段を見い出した。高分子は通常、炭素、水素、窒
素、酸素などにより構成されている。これにイオン注入
すると高分子の表層は種々の変化を受ける。一般的には
高分子の結合が、注入されたイオンとの衝突によって切
断され、一部の原子は表層から放出される。この結果表
層は切断された原子同士あるいは切断された原子と注入
された原子との再結合により様々の変化を受け、同時に
表面の光学的性質も変化する。高分子の主たる構成原子
である炭素原子同士の再結合が進むと表層はアモルファ
スカーボン化される。この程度が強すぎる場合は表層は
褐色あるいは黒色となり、貴金属的光沢を発現できない
。逆に、変性の程度か弱すぎる場合は表面の着色が生じ
ない。変性された層の厚さし表面の色調に大ぎな影響が
ある。厚すぎると色調が濃くなる。従って貴金属的な光
沢を持つ表面を得るためには適切なイオン注入の条件を
選ぶことが重要である。本発明者らはイオン注入の条件
を検討し本発明に至った。以下、本発明の製造方法につ
き具体的に説明する。
入条件の適当な組み合せにより表面に貴金属光沢を付与
する手段を見い出した。高分子は通常、炭素、水素、窒
素、酸素などにより構成されている。これにイオン注入
すると高分子の表層は種々の変化を受ける。一般的には
高分子の結合が、注入されたイオンとの衝突によって切
断され、一部の原子は表層から放出される。この結果表
層は切断された原子同士あるいは切断された原子と注入
された原子との再結合により様々の変化を受け、同時に
表面の光学的性質も変化する。高分子の主たる構成原子
である炭素原子同士の再結合が進むと表層はアモルファ
スカーボン化される。この程度が強すぎる場合は表層は
褐色あるいは黒色となり、貴金属的光沢を発現できない
。逆に、変性の程度か弱すぎる場合は表面の着色が生じ
ない。変性された層の厚さし表面の色調に大ぎな影響が
ある。厚すぎると色調が濃くなる。従って貴金属的な光
沢を持つ表面を得るためには適切なイオン注入の条件を
選ぶことが重要である。本発明者らはイオン注入の条件
を検討し本発明に至った。以下、本発明の製造方法につ
き具体的に説明する。
注入されるべき元素は、窒素、酸素である。これらの元
素はイオン注入法にＪ：って高分子材ｒ３＋の表層に添
加される。イオン注入は通常のイオン注入装置ににつて
行なうことができ、イオンは一価または多価イオン、あ
るいはそれらめ混合であってよい。また上記元素は単独
で、あるいは二種以上の混合物が用いられてもよい。イ
オン注入法では変性される表層の厚さをイオンの加速エ
ネルギーににって、また変性の程度をイオンの注入量に
よって正確に制御することができる。従って、イオン注
入法は表層の構造が微妙に制御される必要がある本発明
の高分子材料にとって好適である。
素はイオン注入法にＪ：って高分子材ｒ３＋の表層に添
加される。イオン注入は通常のイオン注入装置ににつて
行なうことができ、イオンは一価または多価イオン、あ
るいはそれらめ混合であってよい。また上記元素は単独
で、あるいは二種以上の混合物が用いられてもよい。イ
オン注入法では変性される表層の厚さをイオンの加速エ
ネルギーににって、また変性の程度をイオンの注入量に
よって正確に制御することができる。従って、イオン注
入法は表層の構造が微妙に制御される必要がある本発明
の高分子材料にとって好適である。
本発明にとって好ましいイオンのエネルギーは一価のイ
オンに換等して、５〜１００ｋｅＶ、より好ましくは１
０〜５０にｅＶである。加速エネルギーが低すぎると変
性された層が薄りきるため充分な着色が生じない。また
加速エネルギーがこれより大きすぎると変性された層が
厚すぎ、色調が濃く、褐色あるいは黒色となる。イオン
の注入量は１Ｘ１０ ／ｄ〜１ ｘ １０１７／ｃＪ
、より好ましくは１Ｘ１０ ／ｉ〜５Ｘ１０１６／ｒ：
ｉである。注入量がこれより少ないと十分に着色せず、
また多すぎると褐色あるいは黒色となる。
オンに換等して、５〜１００ｋｅＶ、より好ましくは１
０〜５０にｅＶである。加速エネルギーが低すぎると変
性された層が薄りきるため充分な着色が生じない。また
加速エネルギーがこれより大きすぎると変性された層が
厚すぎ、色調が濃く、褐色あるいは黒色となる。イオン
の注入量は１Ｘ１０ ／ｄ〜１ ｘ １０１７／ｃＪ
、より好ましくは１Ｘ１０ ／ｉ〜５Ｘ１０１６／ｒ：
ｉである。注入量がこれより少ないと十分に着色せず、
また多すぎると褐色あるいは黒色となる。
［実施例］
以下実施例により詳細に説明する。
実施例１
イオン注入機を用い、ポリエチレンフィルムに酸素イオ
ンを注入した。酸素イオンは二価のイオン（０２）で、
加速エネルギーは６０ＫｅＶ、すなわち−価のイオンに
換節して３０ＫｃＶである。
ンを注入した。酸素イオンは二価のイオン（０２）で、
加速エネルギーは６０ＫｅＶ、すなわち−価のイオンに
換節して３０ＫｃＶである。
フィルムの過度の温度上昇を避りるため、イオンビーム
電流は５μＡ／−以下で注入した。注入量を一価のイオ
ンに換算して５Ｘ１０１６／ｒｉとした。
電流は５μＡ／−以下で注入した。注入量を一価のイオ
ンに換算して５Ｘ１０１６／ｒｉとした。
注入後、フィルムの表面の色は金色に近い白金属光沢に
変色した。この表面をガーゼで強くこずったが、表面の
光沢に変化はなかった。
変色した。この表面をガーゼで強くこずったが、表面の
光沢に変化はなかった。
この表面のラマンスペクトルを測定したものを第１図に
示す。１５５０ｃｍ’にブロードなピークが見られるが
、これはアモルファスカーボンに由来するものである。
示す。１５５０ｃｍ’にブロードなピークが見られるが
、これはアモルファスカーボンに由来するものである。
しかし、もともとのポリエチレンのピークも残っており
、過剰のアモルファスカーボン構造が存在しないことを
示す。
、過剰のアモルファスカーボン構造が存在しないことを
示す。
実施例２
実施例１と同様にしてイオン注入機によりシリコーンゴ
ム（東しシリコーン（株）、商品名５Ｈ７８１）に１０
０ＫｅＶの窒素イオン（Ｎ２＋）をＩ Ｘ １０１６／
ｃ／注入した。注入後表面は赤みががった金色に近い色
に変色した。
ム（東しシリコーン（株）、商品名５Ｈ７８１）に１０
０ＫｅＶの窒素イオン（Ｎ２＋）をＩ Ｘ １０１６／
ｃ／注入した。注入後表面は赤みががった金色に近い色
に変色した。
比較例１
イオン注入機を用い、ポリエチレンフィルムに炭素イオ
ンを注入した。加速エネルギーは、１５０にｃｖで、注
入量は１Ｘ１０１６／−である。注入時のイオンビーム
電流は５μＡ／ｃｆｆＶ以下で行なった。注入後のフィ
ルムの表面はほとんど黒色であり、貴金属光沢とは大き
く異なった。このフィルムのラマンスペクトルを測定す
ると第２図の通りであり、アモルファスカーボンのブロ
ードなピーク（１５５０ｃｍ−１＞以外にポリエチレン
のピークは見られない。これは過剰のアモルファス４Ｍ
造の存在を示す。
ンを注入した。加速エネルギーは、１５０にｃｖで、注
入量は１Ｘ１０１６／−である。注入時のイオンビーム
電流は５μＡ／ｃｆｆＶ以下で行なった。注入後のフィ
ルムの表面はほとんど黒色であり、貴金属光沢とは大き
く異なった。このフィルムのラマンスペクトルを測定す
ると第２図の通りであり、アモルファスカーボンのブロ
ードなピーク（１５５０ｃｍ−１＞以外にポリエチレン
のピークは見られない。これは過剰のアモルファス４Ｍ
造の存在を示す。
化較例２
ポリエチレンフィルムに真空？Ａ着法を用いて、金の薄
膜をコーディングした。蒸着中の真空麿は３ Ｘ １０
’ＴｏｒｒＦ、Ｆｌ １００ ｎｍ（７） ｊ’；”
ｉ：５ （７） 膜’Ｅ 形成した。しかし、この表面
をガーゼで強くこすると、膜ははがれてしまった。
膜をコーディングした。蒸着中の真空麿は３ Ｘ １０
’ＴｏｒｒＦ、Ｆｌ １００ ｎｍ（７） ｊ’；”
ｉ：５ （７） 膜’Ｅ 形成した。しかし、この表面
をガーゼで強くこすると、膜ははがれてしまった。
［発明の効果］
本発明の高分子材料は高価な白金属を用いることなく、
表面に白金属光沢を右するため価格的に右利である。さ
らに本発明によればポリオレフィン樹脂、シリコーン樹
脂といった従来法では金属薄膜のコーティングが！「シ
かった材Ｆ３１にも容易に白金属光沢を発現することが
できる。変性された表層は母月と一体的に接合されてお
り、密着性が高く、屈曲などに対しても破壊しにくい。
表面に白金属光沢を右するため価格的に右利である。さ
らに本発明によればポリオレフィン樹脂、シリコーン樹
脂といった従来法では金属薄膜のコーティングが！「シ
かった材Ｆ３１にも容易に白金属光沢を発現することが
できる。変性された表層は母月と一体的に接合されてお
り、密着性が高く、屈曲などに対しても破壊しにくい。
さらに本発明の製造方法によれば、そのような高分子材
お１を容易に再現性良く製造することができる。
お１を容易に再現性良く製造することができる。
第１図は本発明の実施例１の酸素イオンを注入したポリ
エチレンのラマンスペクトルを示Ｖ、第２図は比較例１
の炭素イオンを注入したポリエチレンのラマンスペクト
ルを承り。 特許出願人 東 し 株 式 会 社特許出願人
理 化 学 ω］ 究 所ラマンシフト （ｃｍ−１） 第 １ 口
エチレンのラマンスペクトルを示Ｖ、第２図は比較例１
の炭素イオンを注入したポリエチレンのラマンスペクト
ルを承り。 特許出願人 東 し 株 式 会 社特許出願人
理 化 学 ω］ 究 所ラマンシフト （ｃｍ−１） 第 １ 口
Claims (2)
- （１）アモルファスカーボン構造を含み、母材よりも過
剰の酸素または窒素が存在する変性された表層を有し、
実質的に貴金属光沢を有することを特徴とする貴金属光
沢を有する高分子材料。 - （２）高分子材料の表面に酸素または窒素の一種以上を
一価のイオンに換算して１０〜１００ＫｅＶのエネルギ
ーで、注入量１×１０＾１＾４／ｃｍ＾２〜１×１０＾
１＾７／ｃｍ＾２の範囲でイオン注入することを特徴と
する貴金属光沢を有する高分子材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61077101A JPS62235337A (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | 貴金属光沢を有する高分子材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61077101A JPS62235337A (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | 貴金属光沢を有する高分子材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62235337A true JPS62235337A (ja) | 1987-10-15 |
Family
ID=13624395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61077101A Pending JPS62235337A (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | 貴金属光沢を有する高分子材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62235337A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0502634A2 (en) * | 1991-03-07 | 1992-09-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | A polymer with crosslinked surface zones |
| WO1997010097A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-20 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Kunststoffolie |
| GB2290546B (en) * | 1994-06-24 | 1998-03-11 | Atomic Energy Authority Uk | Surface treatment of plastics films |
| KR100264153B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2000-08-16 | 박호군 | 이온주입법에 의해 내마모성이 향상된 인공관절용 uhmwpe의 표면 개질방법 |
| JP2013534975A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-09-09 | アプター フランス エスアーエス | 流体投与装置の表面処理方法 |
| JP2013538279A (ja) * | 2010-09-20 | 2013-10-10 | ヴァレオ ビジョン | 高分子系の表面処理材料から成る自動車部品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138A (en) * | 1980-03-13 | 1982-01-05 | Inst Za Yadreni Izsledvaniya | Polymer surface dressing method |
-
1986
- 1986-04-03 JP JP61077101A patent/JPS62235337A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57138A (en) * | 1980-03-13 | 1982-01-05 | Inst Za Yadreni Izsledvaniya | Polymer surface dressing method |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0502634A2 (en) * | 1991-03-07 | 1992-09-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | A polymer with crosslinked surface zones |
| GB2290546B (en) * | 1994-06-24 | 1998-03-11 | Atomic Energy Authority Uk | Surface treatment of plastics films |
| WO1997010097A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-20 | Daimler-Benz Aktiengesellschaft | Kunststoffolie |
| KR100264153B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2000-08-16 | 박호군 | 이온주입법에 의해 내마모성이 향상된 인공관절용 uhmwpe의 표면 개질방법 |
| JP2013534975A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-09-09 | アプター フランス エスアーエス | 流体投与装置の表面処理方法 |
| JP2013538279A (ja) * | 2010-09-20 | 2013-10-10 | ヴァレオ ビジョン | 高分子系の表面処理材料から成る自動車部品 |
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