KR0139619B1 - 티탄산화물청색막 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 티탄산화물막은, 일산화티탄(TiO), 이산화티탄(TiO2), 삼산화티탄(Ti2O3), 오산화티탄(Ti3O5), 및 TinO2n-1(n:4-10의 정수)로 표시되는 기타의 티탄산화물 등의 혼합물로 이루어지며, 산소평균조성이 51-59원자이다.
Description
제1도는 본발명의 혼합티탄산화물청색막을 성형하기 위해 티탄을 이온화하여 진공증착하는 장치의 개략도.
제2도는 혼합티탄산화물청색막의 X선회절패턴을 나타내는 그래프.
제3도는 본 발명 및 종래의 티탄산화물청색막의 색조를 각각 나타내는 그래프.
제4도는 본 발명 및 종래의 티탄산화물청색막의 명도를 각각 나타내는 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:진공실 2:진공펌프
3:전자총 4:전자비임
5:도가니 6:티탄괴
7:이온화전극 8:호울더
9:금속판 10:가스도입노즐
본 발명은, 예를들어 시계밴드, 안경프레임, 장신구 등의 금속장식품 또는 내장재로서 사용되는 금속재의 표면에 형성되어서, 청색의 외관을 부여하는 티탄산화물청색막에 관한 것이다.
금속재의 표면에 청색의 금속광택을 부여하는 방법으로서는, 금속재의 표면에 형성한 투명산화물박막의 간섭색에 의해 청색을 부여하는 것이 알려져 있다.
이 투명산화물박막은, 이온도금법, 스퍼터링법, 화학발색법, 졸-겔법 등에 의해 형성된다.
간섭색에 의해 박막에 부여되는 색조는, 박막의 두께에 따라 변화한다. 그 때문에, 일정한 색조를 얻기 위해서는, 막두께를 엄격하게 제어하는 것이 요구된다. 그러나, 종래의 방법으로 막두께를 엄격하게 제어하면서 박막을 형성하는 것은 곤란하다. 또, 막의 분포가 극히 균일하지 않는 한, 다른 색이 혼입하기 쉽다.
그 결과, 제조롯트(lot)마다 색조가 약간 다른 박막이 형성되는 것을 피할 수 없다. 더구나, 간섭색은 보는 각도에 따라 변화한다. 즉, 한쪽 방향, 예를들어 정면에서 볼 때는 청색이어도, 다른 방향에서 볼 때는 다른 색을 띤다.
일본 특개소 63-161156호 공보에는 금속표면에 청색을 부여하는 다른 방법이 개시되어 있는데, 이 방법에 의하면, 일산화티탄(TiO)과 삼산화티탄(Ti2O3)등의 티탄산화물의 혼합물을 함유하는 혼합박막이 이온도금법에 의해 석출되어서 청색박막을 형성한다.
이 경우는, 막두께를 엄격하게 제어하지 않아도, 균일한 색조를 얻을 수 있지만, 얻어진 색조가 어두워서 선명함이 부족하다.
본 발명의 발명자들은, 이 티탄산화물의 혼합박막이 갖고 있는 결점을 개량하고자 여러가지 조사 및 연구를 거듭한 결과, 막을 구성하는 티탄산화물의 종류 및 산소함유량이 막의 색조를 결정하는데에 중요한 인자임을 알았다. 그리고, 본 발명자들은, 산소평균조성이 52-59원자%이며, 일산화티탄(TiO), 이산화티탄(TiO2), 및 TinO2n-1(n:2이상의정수)로 표시되는 기타의 티탄산화물로 이루어진 혼합박막을 형성할때, 막두께나 보는 각도가 달라도 색조가 항상 일정하게 되는 청색막이 얻어지는 것을 해명하여서, 일본 특원평 2-270108호로서 출원하였다.
본 발명은, 선명한 청색을 띠는 개량된 혼합티탄산화물막을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 일산화티탄(TiO), 이산화티탄(TiO2), 삼산화티탄(Ti2O3), 오산화티탄(Ti3O5), 및 TinO2n-1(n:4-10의 정수)로 표시되는 기타의 티탄산화물로 이루어지며, 산소평균조성이 51-59원자%인 금속편용 청색피막으로서의 티탄산화물막이 제공된다.
본 발명의 박막의 청색은, 간섭색에 의해서가 아니라, 티탄산화물에 의해 생기는 것이므로, 막두께가 불균일하거나 또는 보는 각도가 변화하여도, 색조는 일정하다.
본 발명의 혼합티탄산화물막의 색조는 종래의 티탄산화물막의 색조에 비해 밝고 선명하다. 이막의 색조는, 산소량이 51원자%미만이면 흑색을 띠게 되고, 산소량이 59원자%보다 많게 되면 흑색을 띠게 된다. 이 청색박막은, 산소분위기하에서 진공도를 조정하면서 티탄을 진공증착하는 것에 의해 형성된다.
이하, 첨부도면을 참조하면서, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.
금속판(9)위에 혼합티탄산화물막을 형성하는 장치는, 제1도에 나타내는 바와같이, 공기를 배출하기 위해 그 저부에 진공펌프(2)가 설치되어 있는 진공실(1)로 이루어진다. 진공실(1)의 상부에는 금속판(9)을 지지하기 위해 가열기를 보유하는 호울더(8)가 장착되어 있다.
이온원(ion source)으로서의 티탄괴(塊)(6)가 배치되어 있는 도가니(5)는 진공실(1)의 하부에 위치하고 있다. 도가니(5)의 아래에는 전자총(3)이 설치되고, 도가니(5)의 위에는 이온화전극(7)이 설치되어 있다.
진공실(1)의 벽에는 산소를 공급하기 위해서 가스도입노즐(10)이 부착되어 있다.
이하, 상기한 장치의 운전에 대해 설명한다.
예를들어, 두께가 0.5mm이고 치수가 100mm×100mm인 SUS 304 스테인레스강판 등의 금속판(9)을 호울더(8)에 장착하고, 진공펌프(2)를 구동하여 진공실(1)의 진공도를 2.0×10-5Torr까지 감소시키고, 금속판(9)을 호울더(8)의 가열기로 400℃까지 가열시킨다. 전자총(3)에 의해 발생한 전자비임(4)이 도가니(5)내의 티탄(6)을 용해, 증발시킨다.
이온화전극(7)에 50V의 정전압을 인가하면, 티탄(6)과 전극(7)사이에서 아아크방전이 발생하여서 티탄증기를 이온화시킨다.
다음에, 진공실(1)내의 진공도를 2.0×10-5Torr로 유지하면서, 가스도입노즐(10)을 통해 진공실(1)내로 산소를 도입해서, 산소를 이온화티탄증기와 반응시키면, 진공실 내에 여러가지 티탄산화물이 형성되며, 이 산화물이 금속판(9)의 표면에 증착되어서 두께 2μm의 혼합티탄산화물막을 형성한다.
오오제전자분광법(AES:Auger electron spectroscopy)에 의해 측정된 이 박막의 산소량은 55원자%이었다.
제2도에 X선회절패턴으로 표시된 바와같이, 금속판(9)위에 형성된 티탄산화물막은, 일산화티탄(TiO), 이산화티탄(TiO2), 삼산화티탄(Ti2O3), 오산화티탄(Ti3O5), 및 TinO2n-1(n:4-10의 정수)로 표시되는 기타의 티탄산화물로 이루어져 있음이 판명되었다.
제3도와 제4도는 각각, 상기한 바와같이 형성된 티탄산화물막의 색조와 명도를, CIELAB 표색계(표준광:C)로 표시하여 나타낸다.
제3도에 있어서, a*축을 따라서 +방향으로의 증가는 적색의 증가를, -방향으로의 증가는 녹색의 증가를 나타내고, b*축을 따라서 +방향으로의 증가는 황색의 증가를, -방향으로의 증가는 청색의 증가를 나타내며, 원점을 무채색은 나타낸다.
그래프에 표시된 바와같이, 종래의 티탄산화물막의 색조는 b*축상에서 -25부근이지만, 본 발명 박막의 색조는 -40부근으로 되어있다. 즉, 본 발명 박막의 청색이 보다 유채색이므로, 더욱 선명한 청색박막이 얻어진다.
제4도에서 종축 L*는 명도를 나타내는 것으로, 본 발명 박막의 청색명도는 55부근으로서, 종래의 박막의 명도가 30부근염에 비해 현저하게 증대되어 있음을 알 수 있다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명의 청색막은, 종래의 박막과 동일하게 티탄산화물의 혼합막이지만, 구성티탄산화물 및 산소평균조성을 특정하는 것에 의해서, 종래의 것에 비해 선명하고 밝은 청색을 나타내므로, 분위기에 조화된 고급감을 부여하는 장식품 등이 얻어진다.
Claims (1)
- 일산화티탄(TiO), 이산화티탄(TiO2), 삼산화티탄(Ti2O3), 오산화티탄(Ti3O5) 및 TinO2n-1(n:4∼10의 정수)의 티탄산화물의 혼합물로 이루어지며, 막의 산소평균조성이 51∼59원자%인 것을 특징으로 하는 티탄산화물 청색막.
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