JPH0413860A - 被膜付アルミニウム等外装品 - 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〕 この発明は、口紅類、化粧肌類、シャンプー容器類、ネ
ックレス・ブローチ類、食品・薬品容器類等のキャップ
、ラベル、本体など、基材の表面が装飾あるいは表示を
目的とする被膜で覆われている外装品に関する。

〔従来の技術〕

上記外装品は、乾式の手段による形成である為その形成
時における公害発生の問題が少ないという特長のある点
から、基材の表面に物理的蒸発成膜法（以下ＰＶＤとも
記す）によって被膜を形成することが行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記ＰＶＤによる被膜は、上記基材がチタンやステンレ
ス等の硬度の高い材料であるとその被膜の高硬度という
特長が遺憾なく発揮される為、外装品の使用時において
表面に傷が付き難く、美しい外観を長期にわたって維持
できる点で好ましい。

しかし上記のような外装品の基材としては、加工性が良
く、安価で、軽量であるという利点からアルミニウム類
が多く用いられる。ところがアルミニウム類は硬度が低
い為、その表面にＰＶＤによる被膜を形成しても、その
ＰＶＤによる被膜本来の高硬度という特長が発揮され難
い問題点があった。

本発明は上記従来技術の問題点（技術的課題）を解決す
る為になされたｔ）ので、アルミニウム等の基材の上に
中間膜を形成し、その上に被ＩＩりを形成することによ
って、基材の硬度が低くてもＰＶＤによる被膜本来の高
硬度の特長が発揮されるようにＬ７た被膜付アルミニウ
ム等外装品を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達成する為に、本願発明は前記請求の範囲記
載の通りの手段を講じたものであって、その作用は次の
通りである。

〔作用〕

基材と被膜との間に介在する中間膜は、基材が低硬度、
低耐蝕性等の性質を有していても、ＰＶＤにより形成さ
れた被膜の高硬度、高耐蝕性等の特長の発揮を助ける。

従って基材に対する被膜全体の硬度や耐蝕性等の性能が
高まる。

〔実施例」 以下本願の実施例を示す図面について説明する。

第１図は被膜付アルミニウム等外装品の一部を拡大して
示すものである。この第１図において、１は基材で、−
例としてアルミニウムで形成されている１、その他に、
銅、亜鉛、鉛、錫、銀、金等の金属製の場合もある。ま
たそねらの金属の１種以上を含む合金の場合もある。更
に又、金属に限らず、ＡＢＳやポリプロピレン等のプラ
スチック、樹脂類も用いられる。これらは何れも低融点
（アルミニウムの場合６６０℃）、低硬度（Ｈｖ（５ｇ
）　（荷重、５　ｇでのビッカース硬度）・３０〜７０
）、低耐蝕性等の性質の一つ或いは複数を備えるもので
あり、本例ではこれらの材料をアルミニウム等と総称す
る。２は基材１の」二に形成した中間膜て、被膜を支え
る為のものであり、基材Ｉまりも高い硬度例えばＨｖ（
５ｇ：１＝１００〜５００を有している。該中間膜２は
例えば塗料の膜である。」二足塗料としては目標とする
特性に応して多くの種類から選定可能であるが、特にＰ
ＶＤ処理時にかかる熱（例えば７０’Ｃから３５０℃）
　、ＰＶＤの真空雰囲気内（例えばｌＸｌ０−２からＩ
　Ｘ　１０−’ｍＢａｒ程度）での使用（真空中でのガ
ス放出の少ない物）を考慮して選定され、例えばアルキ
ド樹脂塗料、熱硬化アクリル樹脂塗料、エポキシ・シリ
コーン樹脂塗料、シリコーン樹脂塗料、エポキシ樹脂塗
料、フッ素樹脂塗料などが用いられる。上記中間膜２と
しては塗料被膜の外に酸化被膜が用いられる場合もある
。３は中間膜２の上に形成した装飾用の被膜で、ＰＶＤ
によって形成されている。該被膜３は装飾用の他に表示
用の場合もあるが、本件明細書中ではそれらをまとめて
装飾用と呼ぶ。上記被膜３の材質は、高硬度、耐蝕性、
装飾性などの目的に応じて下記の様な例の種類などから
選定される。

硬質化合物： １’　ｉ　Ｎ　　窒化チタン　　　　−−−一−−−−
−−−金色、ＺｒＮ　　窒化ジルコニウム　−−−−−
一　　金色Ｔｉ（、Ｎ　　炭素窒化チタン　　−−−〜
−−−−−−−−茶または灰色ＴｉＡＩＮ窒化ヂタンー
アルミニウムー濃い茶ＴｉＣ炭化チタン 灰または黒 ＣｒＮ　　窒化クロム 金属色 酸化物：　Ａｌ２Ｏ５酸化アルミニウム上記の如き構造
の外装品にあっては、ＰＶＤによって形成されている被
膜３が美しい外観を呈する。しかもその被膜３と基材ｌ
との間に中間膜２が介在する為、基材１が前述の如き低
硬度、低耐蝕性などの性質を有していても、上記中間膜
２が表面のＰＶＤにより形成された被膜３の特長、即ち
高硬度（例えばＨｖ（５ｇ）〜１０００〜２５００）　
、高耐蝕性の発揮を助け、基材１に対する被膜全体の硬
度や耐蝕性などの性能は高いものとなっている。

次に第２図には、上記のような被膜３を形成する為の装
置が略示されている。この装置はイオンブレーティング
あるいはスパッタリング法等のＰＶＤを用いた公知（例
えば特開昭６ｌ−１７７３６５）の被膜形成装置と同様
の被膜形成装置である。その構成を簡単に説明すると、
１０は反応室で、内部の真空排気及びガス供給源１１．
１２からの夫々アルゴンガス及び窒素ガス等の雰囲気ガ
スの供給が可能となっている。反応室１０内においては
、前記基材Ｉを保持する為のホルダが基材１を符号１３
で示される如き円形の軌跡を描いて移動させられるよう
に備わっている。１４．１５は被膜３の形成の為に用い
られるターゲットで、上記軌跡１３の一部を挾んで対の
状態に設けである。これらのターゲットとしては、形成
すべき被膜３の種類に応じた材質のものが用いられる。

次に基材１の一例として円筒状のアルミニウム製の口紅
ケースに対する被膜の形成を、工程（ａ）〜（ｉ）　　
の順に説明する。

（ａ）基材１を水酸化ナトリウムまたは硫酸を含有の脱
脂液にて脱脂洗浄したあと水洗い、乾燥する。

（ｂ）次にその基材１の表面にアクリル樹脂塗料を１層
または２層以上で合計１５ミクロン程度塗布し、赤外線
乾燥する。

（ｃ）　　さらに紫外線硬化型塗料（例えば、ウレタン
アクリレート塗料）を１層または２層以上で合計１５ミ
クロン程度塗布し、紫外線照射する。これら（ｂ）　、
（ｃ）　　の工程により中間膜２ができる。この後、搬
送、保存、試験などの取扱があった場合は、必要に応じ
て、脱脂洗浄を行なう。

（ｄ）次に上記基材１を前記第２図の装置内に備わって
いるホルダにセットし、前記軌跡１３に沿って移動する
ようにする。

（ｅ）次に反応室１０内を真空引きし、中間膜２のつい
た基材１を炉内雰囲気の加熱ヒータにて約７０°Ｃまで
加熱する。

（ｆ）然る後、ガス供給源１１から反応室１０内にアル
ゴンガスを３００〜３５０３ＣＣＭ導入して、１３．５
６１１ｚで２５０凶から１　、０００弱の高周波（ＲＦ
）を基材１と反応室１０間に印加して、中間膜２の表面
を高周波エツチング（表面清浄処理）する。この後、必
要に応じて過熱防止のためにアルゴンガスのみを３００
〜３５０３ＣＣＭ導入してＩＰＰＭで公転させて冷却す
る。

（ｇ）次にガス供給源１２から反応室１０内に窒素ガス
を導入すると共に、ジルコニウム製のターゲット１４、
１５をスパッタリングして、上記基材１上の中間膜２の
上に窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）　（７）　被ＩＩＩ　
３　ヲ例えば０．２　μｍの厚みに成膜する。尚装置の
作動条件の一例は次の通りである。カソード放重電流は
４Ａ／ターゲツト、基材のバイアスはＲＦで１００〜５
（ＩＯＷ、アルゴンガスは１８０ＳＣＣＭ　、窒素ガス
は１０〜４０ＳＣＣＭ、基材の公転速度はＩＲＰＭ、ト
ータル回転数は５〜２０回転である。

（ｈ）次にガス供給源１１から反応室１０内にアルゴン
ガスを３００〜３５０３ＣＣＭ導入し、被膜３の成膜が
済んだ品物（外装品）をＩｌ？ＰＭで工５から３０回転
させて品物を冷却する。

（ｉ）次に反応室１０を復圧して品物を取り出す。

以上で被膜３の形成の全工程が完了する。

上記のような工程で被膜３の形成を行なう場合、上記中
間膜２はアルミニウム製の基材１の洗浄後の活性かつ軟
らかい表面を覆うことで、次のＰ■Ｄ処理までの運搬中
あるいは取扱中の汚染やキズを防止する。また上記中間
膜２は基材１の表面を覆う際に、その基材１の表面の微
細なキズ等を隠蔽し表面平滑度を向上させる。その結果
、ＰＶＤ被膜３の完了後の製品においては、その表面光
沢、色調の明るさ、指紋や油分などに対する耐汚染性が
良好なものとなる。

上記の方法で作成した製品は、金色系の良好な装飾・表
示性をもち、併せて硬度、耐摩耗性、耐傷性、耐食性な
どを備える。

上記中間膜２の厚みは、目標とする特性により２００　
μｍ以下の範囲で選定される。厚すぎるとＰＶＤ処理処
理熱での変形や変質、または真空雰囲気中のガス放出で
の成膜不良などが発生しやすい。

最低の厚みは前記基材１のキズの隠蔽効果並びに被膜３
にそれ本来の高硬度や耐蝕性を発揮させ得る範囲で選ぶ
。

上記被膜３の厚みは例えば３μｍ以下の範囲で選定され
る。その範囲に選定することにより、累積処理温度によ
る悪影響を防止できる。また厚みが上記の範囲を越える
と、厚み方向の膜の結晶構造が変化し剥離（膜の脱落）
が発生したり、表面凹凸の増加での汚れの付き易さが増
大するが、そのようなことも防止できる。

次に異なる実施例について説明する。第３図に示される
ように、中間膜２と被膜３との間に第２中間膜５を形成
してもよい。この第２中間膜５は例えば窒化クロムの膜
であり、その形成は、例えば前記の装置によって、前記
工程（ｆ）　　と工程（ｇ）との間で行なう。この場合
前記ターゲット１４．１５のうちの一方例えばターゲッ
ト１４としてクロムのターゲットを用いる。そして前記
工程（ｆ）の後、中間膜２を備えた基材１の温度を比較
的低温（例えば７０〜２００℃程度）にした状態におい
て、上記クロムのターゲット１４をスパッタリングし、
中間膜２の上に第２中間膜５を例えば０．５　μｍの厚
みに成膜させる。尚装置の作動条件の一例は次の通りで
ある。カソード放電電流は４Ａ／ターゲツト、基材バイ
アスはＲＦで１００〜５．ＯＯＷ、アルゴンガスは１８
０ＳＣＣＭ　、窒素ｘスは１０〜５ｏｓｃｃＬ基材１の
公転速度はＩＰＰＭ、トータル回転数は５〜２０回転で
ある。

この後、必要に応じて過熱防止のためにアルゴンガスの
みを３００〜３５０３ＣＣＭ導入してＩＰＰＭで公転さ
せて冷却する。

上記のような第２中間膜５の形成が完了した後、前記工
程（ｇ）　をジルコニウム製のターゲット１５をスパッ
タリングすることによって実施する。

上記のように第２中聞膜５を形成すると、その上に被膜
３を形成するときの熱が中間膜２に与える影響を緩和す
ることができる。

向上記第２中間膜５の材質は、上記窒化クロムの他にチ
タン、ジルコニウム、アルミニウム、またはそれらの１
種類以上を含む合金、または上記金属あるいは合金の窒
化物、炭化物、炭窒化物であってもよい。また第２中間
膜５の形成は、上記ＰＶＤのほか、真空蒸着法や湿式メ
ツキ法によって行なってもよい。

次に他の異なる実施例について説明する。第４図に示さ
れるように、被膜３の上に保護膜６を形成してもよい。

この保護膜６は例えば被膜３上に塗着した透明塗料の膜
であり、そのような保護膜６の形成はハードコート仕上
げとも呼ばれる。上記保護膜６の形成は、前記工程（ｉ
）　の後、被膜３の上に例えば紫外線硬化型塗料（例え
ば、ウレタンアクリレート塗料）を１層または２層以上
で合計１０〜３０ミクロン程度塗布し、紫外線照射で乾
燥させることにより行なう。

上記の保護膜６の適用により、表面光沢の増大、指紋等
による汚れ付着の防止、特定薬品に対する耐蝕保護、あ
るいはキズ保護（耐擦傷性や硬度の向上）を図ることが
できる。上記保護膜６としては透明のシリコーン樹脂の
塗料を用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明にあっては、基材１の表面を装飾用
の被膜３で覆っであるから、目で見た外観が極めて美し
い特長がある。

しかも上記基材１はアルミニウム等の低い硬度の材料で
形成されていても、上記基材１の表面には、被膜３を支
える為の、基材１より高硬度の中間膜２が形成され、そ
の中間膜２の上に、上記被膜３が物理的蒸発成膜法によ
って形成されているから、上記物理的蒸発成膜法による
被膜３が本来備えている高硬度という性質を発揮させら
れる特長がある。このことは、例えば使用時において被
膜３の表面に傷が付き難くて、上記美しい外観をいつま
でも維持できる有用性がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は外装品の部
分拡大断面図、第２図は被膜の形成装置を略示する図、
第３図及び第４図は外装品の異なる実施例を示す部分拡
大断面図。 ■・・・基材、２・・・中間膜、３・・・装飾用の被膜
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．アルミニウム等で形成されている基材の表面を、装
   飾用の被膜で覆ってある被膜付アルミニウム等外装品に
   おいて、上記基材の表面には、被膜を支える為の、基材
   より高硬度の中間膜が形成され、その中間膜の上に、上
   記被膜が物理的蒸発成膜法によって形成されていること
   を特徴とする被膜付アルミニウム等外装品。
2. ２．中間膜の上に、中間膜に対する被膜の形成時の熱の
   影響を防ぐ為の第２中間膜が形成され、その第２中間膜
   の上に被膜が形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の被膜付アルミニウム等外装品。
3. ３．被膜の上に保護膜が形成されている請求項１記載の
   被膜付アルミニウム等外装品。