JPS6347360A - 着色金属材料の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は光の干渉により色調を呈する有機樹脂薄膜を表
面に有する着色金属材料の製造方法、詳しくは有機ｉＪ
（脂薄膜をプラズマ重合法により形成して製造する方法
に関する。

（従来技術） 建築材料の分野などにおいては金属材料の外観を生かし
た着色金属材料が求められている。従米ニのような材料
としてはインコ法により着色したステンレス鋼板、陽極
酸化法により着色したアルミニウム板など表面または表
層に酸化皮膜を形成して着色したものがあるが、これら
の金属材料の酸化皮膜は原板表面の活性の影響を大きく
受け、活性状態が不均一であると着色ムラになる。この
ため従米均−に着色するのに繁雑な前処理を施して表面
の活性を均一にしていた。しかし表面粗度などにより表
面活性が不均一な場合前処理を施しても均一に着色する
ことは困難であった。また着色ステンレス鋼板の場合な
どは着色の際逐次変動する着色電位を正確に管理しない
と同一色調のものが得られないという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は原板の表面活性が不均一であっても均一に着色
でき、かつ着色電位の管理も必要としない着色金属材料
の製造方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは原板の表面活性が不均一であっても均一に
着色できる方法として、金属材料表面に光の干渉により
色調を呈する有８！樹脂薄膜を形成して着色金属材料を
製造する方法を案出した。そして着色電位の管理を行う
ことなく有機ｏｆ脂薄膜を形成できる方法として、有機
モノマーをプラズマ重合法により重合する方法によれば
、時間制御で光の干渉により着色するような１μ−以下
の薄膜を穿易に形成できることを見出したのである。

すなわち本発明の９１′？Ｌ方法はプラズマ発生装置の
プラズマ発生容器内に金属材料を配置して、該容器内に
有機モノマーを気体にして、容器内圧が１０−２〜５　
Ｔｏｒｒの範囲で導入した後、放電により低温活性化し
たプラズマを発生させて、有機モノマーを金属材料基板
上に重合させて、金属材料表面に１μｍ以下の透明な樹
脂Ｔｉ　ＭｆＪ、を形成することを特徴とするものであ
る。

本発明において有機モノマーをプラズマで重合させるに
は、例えばプラズマ発生装置の平板電極を平行に配置し
たプラズマ発生容器内に金属材料を装入して、容器内圧
力を真空ポンプで１０−コ〜１０−’Ｔｏｒｒに減圧し
た後、例えば＾ｒ〃ス、ｌ１ｅｆｆスナ？：’　［［垣
ＩＱ　宏、ＷＬ　Ｍ＆　学会誌、Ｖｏｌ　３７．Ｎｏ４
．Ｐ２Ｓ５（１９８１）］を１０−２−　Ｉ　Ｔｏｒｒ
になるように導入して、画電極に高周波または低周波電
力を印加することによりプラズマを発生させ、まず金属
材料表面を清浄にする。次に容器内圧力を再び１０−〜
１Ｏ−ＳＴｏｒｒになるように減圧してプラズマ化され
たがスを除去した後、有機モアマーを容器内圧力が１０
−２〜５　Ｔｏｒｒになるように導入し、しかる後に」
二重のように電力を印加してプラズマを発生させて、有
機モノマーを重合させればよい、有機上ツマ−は金属材
料表面で重合するので、表面にはυ（脂の透明なＷｔ膜
が形成される。重合の際印加する電力の周波数としては
、特に制限はないが、高周波の場合的１３，５６８１１
ｚのものを、また低周波の場合は１〜１５Ｋｔｌｚ程度
のものを用いるのが一般的である。

導入する有機モアマーはプラズマにより重合するもので
あれば、官能基や二重結合、三重結合等の不飽和部分を
有していてもいなくてもよく、また気体モノマー、液体
モノマーまたは固体モア７−であっても特に制限はない
が、このましいものを挙げれば、気体モノマーとしでは
、アセチレン、エタン、メタンなどのハイドロカーボン
、テ上うフルオロエチレン、パー７ルオロベンゼン、７
）化ビニリデンなどのフッ素系モノマーなどがある。

また液体モノマーとしては、スチレン、メタクリル酸エ
ステル、アクリル酸、アクリロニトリル、ニトロエタン
、酢酸ビニル、エチレンオキサイド、メタクリル酸など
がある。さらに固体モア７−とじては、アクリルアミド
、メタクリルアミド、マレイン酸などがある。モノマー
が液体の場合は容器内の減圧による気化で気化状にして
、また固体の場合は加熱により気体状にして導入する。

これらの有様モノマーは金属材料表面の薄膜が１μｍ以
下になるように重合させる。光の干渉による薄膜の色は
膜厚により変化するので、１μ論以下にするにしても、
同一色調にするためには膜厚を正確に制御する必要があ
る。成膜速度は一定のプラズマ発生条件下ではほぼ一定
になるので、発生時間、すなわち重合時間を制御すれば
、すべて目的の膜厚、すなわち色調にすることができる
。

なおり１ｒ＄は水晶振動子法等によればさらに正確に制
御できる。

次に実施例により本発明を説明する。

（実施例） 実施例１ 板厚が０．４＋ｎの５ＵＳ３０４ステンレス鋼板（Ｂ＾
仕上）をメタノール中で５分間超音波洗浄した後、添付
図面に示すようなプラズマ発生装置を使用して表面に樹
脂の薄膜を形成し、着色金属材料を製造した。添付図面
において１はプラズマ発生容器、２は上下に平行に配置
した平板電極、３は下側の平板電極２に載置した鋼板、
４は平板電極２に接続された高周波電源、５はプラズマ
発生容器１の下側に接続された排気管、６は排気管５の
先端に接続された真空ポンプ、７はプラズマ発生容器１
の上側に接続された導入管、８および９はそれぞれアル
ゴンボンベおよび有機モノマーボンベで、導入管７に接
続されている。

電極２の上に載置して真空ポンプ６で１０−’Ｔｏｒｒ
まで減圧した後、アルゴンボンベ８より＾「〃ス１００
　ｃｃ／＋＋＋ｉｎの流量でプラズマ発生容器１内の圧
力が０．ＩＴｏｒｒになるまで導入し、１３．５６旧１
ｚの高周波電源４で平板′Ｋｉ極２の開にプラズマを発
生させ、鋼板３を３０分間プラズマ中にさらして鋼板３
を清浄にした。

その後真空ポンプ６で再び１０−５Ｔｏｒｒまで減圧し
た後、有機モノマーボンベ９よりエチレンガスを２５　
ｃｃ／ｎｉｎの流量でプラズマ発生容器１内の圧力が０
，３Ｔｏｒｒになるまで導入し、高周波電源４より上記
同様の周波数の高周波電力を５０Ｗ印加し、プラズマを
発生させ、エチレンなｗ４＠３の表面に重合させた。

第１表はプラズマによるエチレンの重合時間と薄膜の色
および膜厚の関係を示したものであるが、重合時間を変
えることにより種々の色の着色ステンレス鋼板を得るこ
とができた。

第　１　表 実施例２ 実施例１のステンレスＲ＠の代わりにスムース圧延した
溶融アルミニウムめっき鋼板を使用して着色金属材料の
製造を行った。本実施例の場合鋼板清浄の際の周波数を
１０Ｋｉｌｚの低周波にした点、有機モノマーとしては
室温、１　ａｔｌにおいて液状であるスチレンモノマー
を使用した点およびモアマー重合の際の周波数１０Ｋｆ
ｌｚの低周波を２００Ｗで印加した点を除いて実施例１
と同一条件で実施した。

第２表にこの結果を示す。

第　２　表 （発明の効果） 以上のように本発明は金属材料表面１こ光の干渉により
着色して見える樹脂の薄膜を形成して着色するのである
から、原板表面の活性状態に関係なく均一に着色するこ
とができ、また色調はプラズマ発生時間により調整でき
るのであるから、逐次変動する電位を管理するより容易
である。

【図面の簡単な説明】

添付図面は実施例において使用したプラズマ発生装置を
示すものである。 １・・・プラズマ発生容器、２・・・平板電極、３・・
・鋼板、４・・・高周波電源、５・・・排気管、６・・
・真空ポンプ、７・・・導入管、８・・・アルゴンボン
ベ、９・・・有機モノマーボンベ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラズマ発生装置のプラズマ発生容器内に金属材料を配
   置して、該容器内に有機モノマーを気体にして、容器内
   圧が１０＾−＾２〜５Ｔｏｒｒの範囲で導入した後、放
   電により低温活性化したプラズマを発生させて、有機モ
   ノマーを金属材料基板上に重合させて、金属材料表面に
   １μｍ以下の透明な樹脂薄膜を形成することを特徴とす
   る着色金属材料の製造方法。