JPH05139789A

JPH05139789A - 色彩異方ガラス

Info

Publication number: JPH05139789A
Application number: JP3331197A
Authority: JP
Inventors: Michio Kubota; 道雄久保田; Yoshikazu Kondo; 義和近藤
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1993-06-08

Abstract

(57)【要約】【目的】金属膜と酸化錫あるいは酸化錫と錫の混合膜
の２層のみで優れた色彩異方効果が得られ、しかも見る
角度が変化しても色の輝きが低下しない色彩異方ガラス
を提供する。【構成】ガラス上に第一層の反射膜として膜厚１００
〜２０００Åの金属膜を、その上の第二層の透明膜とし
て膜厚１００〜５０００Åの酸化錫膜あるいは酸化錫と
錫の混合膜を有するガラス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、色彩異方ガラスに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】これまで反射膜としてアルミニウム、
金、銀、銅、亜鉛（以下Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ
と記す）等の金属膜を、透明膜として酸化アルミニウ
ム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化ジルコニウム等
の金属酸化物膜を有するフィルムは提案されている。又
フィルム上に金属膜及び金属酸化物膜を形成させた後、
更にこれらを積層させ、最上層に反射率の高いアルミニ
ウム、銀等の反射膜やポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリアクリル酸エステル等の感熱型樹脂或は天然樹
脂、ポリビニルエーテルなどをベースフィルムとして粘
着加工してなる感圧型の接着剤層を付与したものが提案
されている（特開昭６１−１６９００号）。

【０００３】特開平３−８２８８１号公報には、繊維布
帛の少なくとも片面に、該繊維布帛側から反射金属膜、
透明金属化合物膜、半透明金属膜を順次蒸着させ、最上
層の半透明金属膜の膜厚を増加させる（２００Å以上）
ことにより、干渉色を発現させた例もある。

【０００４】特開昭６０−２３８８２号公報には、金属
酸化物等を蒸着し、干渉模様を有するフィルムを作成す
る際、防着マスクを用いて２段以上の膜を形成し、見る
角度に依らない虹彩色を付与する方法が提案されてい
る。

【０００５】更に特開昭５９−２３８８２号公報には、
ステンレス鋼上にスパッタリング、イオンプレーティン
グ及びプラズマＣＶＤ等を用いて窒化チタン薄膜を形成
し、更に耐食性を向上させるために、窒化珪素（以下Ｓ
ｉ₃Ｎ₄と記す）で被覆した二層膜が提案されている。
これも最上層のＳｉ₃Ｎ₄の膜厚を変化させて光の干渉
効果によるさまざまな色彩を発現させたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６１−１６９０
０号公報記載の方法は、優れた色彩異方効果を得るため
に多層構造にしなければならず、作業の煩雑さや経済的
な面に大きな問題が生じる。又作業上の煩雑さ或は経済
的な問題を解決しようとすると、層の数を少なくする必
要があり、この場合では優れた色彩異方効果が得られな
い。

【０００７】特開平３−８２８８１号公報記載の方法で
は特定の色しか発現しないか、或は見る方向により発色
の程度が大きく変わるものである。又干渉効果を得るた
めに、反射金属膜、透明金属化合物膜、半透明金属膜を
積層構造（３層）にし、しかも最上層の半透明金属膜の
膜厚を厚くしなければならず、作業上の煩雑さや経済的
な面、或は耐久性や風合の面に非常に問題がある。

【０００８】又金属酸化物以外、例えばヨウ化銅、フッ
化マグネシウム、フッ化アルミニウム（以下ＣｕＩ、Ｍ
ｇＦ₂、ＡｌＦ₃と記す）等の透明膜を用いた例もある
が（特開昭６０−２３５９号）これらの処理物では耐光
性が悪く、サンプルを数日間放置すると変色し、色の黒
づみや光沢低下が見られ実用性に乏しい。

【０００９】従来よりステンドグラス等、美しい色彩を
呈するガラスは存在するが、真空蒸着、イオンプレーテ
ィングあるいはスパッタリング及びそれらの応用技術を
使用して干渉色を発現させた例は未だ提案されていな
い。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な従来技術の有する欠点を改良すべく鋭意研究した結
果、本発明を完成した。即ち第一の本発明は、ガラス上
に第一層の反射膜として膜厚１００〜２０００Åの金属
膜を、その上の第二層の透明膜として膜厚１００〜５０
００Åの酸化錫（以下ＳｎＯ₂と記す）膜あるいはＳｎ
Ｏ₂と錫（以下Ｓｎと記す）の混合膜を有するガラスで
ある。

【００１１】又第二の本発明は、ガラス上に第一層の反
射膜として膜厚１００〜２０００ÅのＡｌと酸化アルミ
ニウム（以下Ａｌ₂Ｏ₃と記す）の混合膜を、その上の
第二層の透明膜として膜厚１００〜５０００ÅのＳｎＯ
₂膜あるいはＳｎＯ₂とＳｎの混合膜を有するガラスで
ある。

【００１２】本発明に使用するガラスとしては、硬質ガ
ラス、軟質ガラス、透明ガラス、すりガラス、石英ガラ
ス等すべての公知のガラスが挙げられる。金属処理の前
処理として、ガラス表面をプラズマ処理、火炎処理、オ
ゾン処理の物理的洗浄処理や過酸化水素処理、フッ酸処
理等の化学的洗浄処理を行なうのが好ましい。

【００１３】本発明に使用する金属膜としてはＡｕ，Ａ
ｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｌなどが挙げられる。これら
の金属の中では、可視領域においてフラットで大きな反
射率を有するＡｌを用いると最も好ましい結果となる。
即ち４００〜６００ｎｍの光反射率が３０％以上、更に
好ましくは４０％以上、特に好ましくは５０％以上有
し、かつ該波長における反射率差が好ましくは２０％以
下、更に好ましくは１０％以下である。

【００１４】一方金属膜としてＡｌを用いた場合、膜の
構成成分としてＡｌ₂Ｏ₃が混在してもよい。Ａｌ中に
Ａｌ₂Ｏ₃が混在することにより、Ａｌの反射率が減少
し淡い色調が得られる。Ａｌ中のＡｌ₂Ｏ₃の混在量は
系内の真空度によっても大きく左右される。即ち系内の
真空度が低いと残存酸素量が多くなりＡｌの酸化による
Ａｌ₂Ｏ₃の生成が促進され、一方系内の真空度が高い
と残存酸素量が少なくなりＡｌ₂Ｏ₃の生成が抑制され
る。

【００１５】金属膜の膜厚は、通常１００〜２０００
Å、好ましくは１５０〜１０００Åである。金属の膜厚
が１００Åよりも小さいと、光の反射が充分ではなく干
渉効果が弱まり、目的とする優れた色彩異方ガラスが得
られない。又２０００Å以上では、色彩異方効果の飽和
が見られ、かつガラス上への金属被膜が厚くなり過ぎ、
被膜が剥離脱落しやすくなり、耐久性に大きな影響を及
ぼす。

【００１６】本発明において使用する透明膜としてはＳ
ｎＯ₂あるいはＳｎＯ₂とＳｎの混合物（以下該透明膜
と記す）を用いる。該透明膜を用いると驚くべきこと
に、非常に優れた色彩異方効果が得られ、かつ従来の酸
化チタン、Ａｌ₂Ｏ₃等、他の金属酸化物で大きな問題
点とされていた耐光性を改善する事ができる。又、金属
膜及び透明膜の２層のみで優れた虹色干渉が得られ、し
かも見る角度によって色が変化しても色の輝きが低下し
ない色彩異方ガラスが得られる。

【００１７】ＳｎＯ₂／Ｓｎの重量比は１／１以上、好
ましくは５／１〜３／１である。ＳｎＯ₂とＳｎの混合
膜を用いると、ＳｎＯ₂単独膜の場合よりも優れた色彩
異方効果が得られる。該透明膜の膜厚は通常１００〜５
０００Å、好ましくは２００〜２０００Åである。該透
明膜の膜厚が１００Åよりも小さいと、干渉効果が良好
でなく、目的とする優れた色彩異方ガラスは得られな
い。又該透明膜の膜厚が５０００Åより大きいと、色彩
異方効果の飽和が見られ、かつ被膜が厚くなり過ぎ、被
膜の剥離脱落が起こるようになり実用上好ましくない。

【００１８】該透明膜の膜厚により色相を変ることがで
きるので、目的に応じて膜厚を選択すればよい。更にガ
ラスの位置によって５０〜１０００Å程度の膜厚変化が
あれば、一層多様な虹色、多色効果が発現し、好まし
い。

【００１９】本発明により得られる色彩異方ガラスを該
透明膜の方から走査型電子顕微鏡で観察すると、表面に
粒状のものが見られる。これをＸ線顕微鏡解析で観察す
ると。この粒状物は該透明膜が粒状に集合したものであ
ることがわかった。この粒状構造の生成は、粒子の大き
さや数に変化はあるが、殆どすべてのガラスに見られ
る。この粒状構造の粒子の大きさは０．２〜１．０μが
好ましく、更に好ましくは０．３〜０．８μである。又
その数は通常高々１００個／μｍ²、好ましくは高々５
０個／μｍ²である。

【００２０】金属膜と該透明膜とは、真空中で真空蒸
着、イオンプレーティング、スパッタリングあるいはそ
れらの応用技術にて積層できる。その界面は、原子オー
ダーにて組成が徐々に変化するものである。組成の変化
は、Ｘ線光電子分光法にて分析できるが、大体３０〜７
０Å程度の境界領域を経て変化する。

【００２１】本発明により得られる色彩異方ガラスは、
ガラス上の第一層の反射膜として金属膜を、その上の第
二層の透明膜として該透明膜を蒸着して得られるが、透
明なガラスを使用する限り、ガラス上の第一層に該透明
膜を、その上の第二層に金属膜を蒸着しても、ガラスの
方から観察すると優れた色彩異方効果が得られる。しか
もこうすることにより、耐光性、耐久性が飛躍的に向上
する。又、ガラス表面に様々な加工処理をすることによ
り各種の光沢、模様が得られる。

【００２２】透明ガラスを用いて上述の２種のサンプル
を作成し、肉眼判定及びマクベス分光光度計により色彩
評価を行なった。その結果、両サンプル間の色彩の差異
はほとんど見られず、又５００〜６００ｎｍ付近の最大
吸収波長における反射率の差も１０％未満とさほど変わ
らなかった。

【００２３】本発明でいうところの色彩異方効果とは、
基本的に光の干渉現象によって生じるものと思われる
が、水上の油膜やシャボン玉の色合やコンパクトディス
クでの分光現象とはその大きさや色調、趣において根本
的に異なる。身近な例でいうならば、真珠の光沢を布一
杯に広げた様なものである。しかも見る方向や光の波長
によって、各種自在に色調を異にする。

【００２４】

【発明の効果】本発明方法では透明膜に該透明膜を用い
ているので耐久性、耐光性に優れ、かつ金属膜及び透明
膜の２層のみで優れた色彩異方効果と、見る角度が変化
しても色の輝きが低下しない優れた色彩異方ガラスを得
ることができる。同時に、透明膜の膜厚を変える事によ
り、基調となる色や色彩異方効果を任意に変える事がで
きるので、ファッション性、経済性等、どれを取っても
他のものに比べて比較にならない程優れている。本発明
により得られる色彩異方ガラスは非常にファッショナブ
ルであり、ステンドガラス等装飾品などに使用するとと
てもすばらしいものができる。

【００２５】

【実施例】

実施例１真空蒸着装置を用いて１辺１０ｃｍの透明ガラスを蒸着
源より１５ｃｍ下方に配置し、Ａｌを３００Å、次いで
該透明膜を１００、３００、５００、１０００Åの厚さ
で蒸着した。尚、膜厚は蒸着源とガラスと等距離におい
た膜厚センサーにより測定した。結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例２金属膜をＡｇ、Ａｕに変更する以外、実施例１と同様に
行なった。結果を表１に示す。

【００２８】比較例１透明膜をＣｕＩ、ＭｇＦ₂、ＡｌＦ₃に変更する以外、
実施例１と同様に行なった。結果を表１に示す。

【００２９】色彩異方ガラスの耐光性試験は、オートフ
ェードメーター密閉式（ＦＯＬ−ＨＢ）にて紫外線ロン
グライフカーボンアークを使用し、ブラックパネル温度
７２〜７４℃、温度３１℃、紫外線照射２０時間の条件
で行なった。色彩評価は、肉眼判定及び反射率の測定に
より行なった。この結果、紫外線照射前後のサンプルの
色彩の変化は見られなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空蒸着装置内の蒸着源、ガラス、膜厚センサ
ーの位置を表す図である。蒸着源とガラス及び膜厚セン
サーの距離は同距離である。

【符号の説明】

１蒸着源２ガラス３膜厚センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス上に第一層の反射膜として膜厚１
００〜２０００Åの金属膜を、その上の第二層の透明膜
として膜厚１００〜５０００Åの酸化錫膜あるいは酸化
錫と錫の混合膜を有するガラス。
【請求項２】ガラス上に第一層の反射膜として膜厚１
００〜２０００Åのアルミニウムと酸化アルミニウムの
混合膜を、その上の第二層の透明膜として膜厚１００〜
５０００Åの酸化錫膜あるいは酸化錫と錫の混合膜を有
するガラス。