JPH0215663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 本発明は繊維表面にスパツタリングを行うこと
により種々の色を付与した原繊維、糸、布、最終
製品等の顕色繊維物に関するものである。 従来技術 従来、繊維物を着色するには染料あるいは顔料
を用いて行なう方法以外になかつた。これらは一
般に工程が多く、多量の水を必要とする等の問題
を内包しているが、これらを根本的に解決したも
のはまだ提供されていなかつた。 目 的 本第一発明の目的は従来の染料や顔料を必要と
しない全く新しい方法によつて顕色された新規な
顕色繊維物を提供するとともに、あらゆる色、特
に美しい宝石調や金属調の表現を可能にし、顕色
に要する工数やコストの低減を実現することにあ
り、本第二発明の目的は、上記第一発明の目的に
加えて、更に宝石感や金属感が増し、耐久性、耐
候性等も向上して退色や変色が防止されるととも
に色の深みも増す顕色繊維物を提供することにあ
る。 構 成 本第一発明の顕色繊維物は、繊維物の表面に酸
化時に透明被膜となりうる金属よりなる第１層を
スパツタリングにより設け、この第１層表面に前
記第１層を形成する金属酸化物よりなる第２層を
スパツタリングにより設けたことをその構成とす
るものであり、本第二発明の顕色物は繊維物の表
面に合成樹脂材料よりなるベースコート層を形成
し、ベースコート層表面に酸化時に透明被膜とな
りうる金属よりなる第１層をスパツタリングによ
り設け、第１層表面に前記第１層を形成する金属
酸化物よりなる第２層をスパツタリングにより設
け、第２層表面に透明な合成樹脂材料よりなるト
ツプコート層を形成したことをその構成とするも
のである。 実施例 以下、まず本発明を布に具体化して顕色布とし
た３つの実施例について図面に従い説明する。 １は縦型低温ハイレートスパツタリング装置
（本実施例では徳田製作所製、型番CFS−36PVを
使用した。）を示す。２は円筒型のターゲツトと
しての陰極であつて、その少くとも表面部は布に
スパツタリング付着させるための所望の金属材３
により形成されており、本実施例では同金属材３
としてチタンが用いられている。４は棒状の陽極
であつて、前記陰極２との間に500〜1000の直
流電圧が印加されるようになつている。 ５は陽極４側にセツトされた布であつて、１デ
ニールのポリエステル繊維よりなる糸を平織して
形成されており、ロール状に巻かれている。同布
５はスパツタリング装置１内にセツトされる前
に、帯電の程度に応じて適宜静電除去が行なわれ
る。６はロール状の布５を巻送りするための送り
機構を示し、回動可能に設けられて外周に布５が
セツトされる送出し軸７及び巻取り軸８と、同巻
取り軸８を回動させるためのモータ９及び減速伝
動部１０とより構成されている。 １１はバルブ１２を介してスパツタリング装置
１Ｙに連結された真空ポンプであつて、スパツタ
リング前に同装置１内を減圧するためのものであ
る。１３，１４はバルブ１５，１６及び流量計１
７，１８を介してスパツタリング装置１に連結さ
れたガスのボンベであつて、各々アルゴンガス
（Ar）及び酸素ガス（O₂）が装填されている。１
９はバルブ２０を介してスパツタリング装置１に
連結されたガスの排出装置であつて、同装置１内
の気圧を所定値に維持しながら同内のガスを排出
するようになつている。 以上のようなスパツタリング装置１によつて布
５の表面にスパツタリングを行ない、本発明所望
の布を得るには、まずスパツタリング装置１内を
真空ポンプ１１によつて減圧する。 次に、ボンベ１３から同装置１内にアルゴンガ
スを送り込むとともに、同アルゴンガスを排出装
置１９から序々に排出することによつて、同装置
１内を低圧アルゴンガス雰囲気に保持する。 続いて、両極２，４間に直流高電圧を印加する
と、アルゴン分子が解離してアルゴンイオンが生
成され、同アルゴンイオンは陰極２側へ加速され
て陰極２表面の金属材３であるチタンを叩き出
す。同チタンは装置１内に飛散して布５の対向表
面に付着し、第３図に示すように第１層２１を形
成する。 このとき、布５は送り機構６によつて序々に送
られて連続的にスパツタリングされるようになつ
ており、布５の一定面積当りのスパツタリング時
間（以下、単にスパツタリング時間という）は、
送り機構６の送り速度を調節することによつて任
意に変えることができる。 布５の全長にわたつて第１層２１を形成した
後、バルブ１６も開けて、ボンベ１３，１４から
スパツタリング装置１内へアルゴンガス及び酸素
ガスを送り込み、同装置１内を両ガスの低圧混合
気雰囲気に保持する。 次に、両極２，４間に直流高電圧を印加する
と、前出のスパツタリングと同様にして、陰極２
表面の金属材３であるチタンが叩き出される。こ
のとき、スパツタリング装置１内には酸素ガス及
び同ガスから解離した活性の高い酸素イオンが存
在するため、飛散したチタンは直ちに酸化して酸
化チタンとなる。同酸化チタンは布５の対向表面
に付着して、第３図に示すように第１層２１の上
に第２層２２をを形成する。従つて、前記第２層
２は新しいターゲツトとしての金属材３と取換え
ることなく形成できるため、前記第１層２１と第
２層２２を連続的に形成できるようになつてい
る。 酸化チタンは透光性及び固有の大きい屈折率を
有するため、第２層２２の厚さを可視光の波長の
80分の１から４分の１である20〜2000Å（オング
ストローム）に形成すると、第３図に示す通り第
２層２２の表面で反射した光Ａと第２層２２の内
部に入つて第１層２１との境界面で反射した光Ｂ
が干渉し、特定色に色づいて見えるようになる。
すなわち、第２層２２の厚さを適当に設ければ、
任意の波長の可視光線の反射を抑えて同波長の色
を呈するようにできる。 以上のようにして、任意の色の顕色布を製造す
ることができるが、次に３つの実施例についてよ
り詳細に述べる。次表は、３つの実施例における
前記第１層２１及び第２層２２の各形成条件を挙
げたものである。

【表】

【表】 上記表中、到達真空度は第１層２１形成前にス
パツタリング装置１内を減圧したときの空気圧を
示している。また、スパツタリング電力は両極
２，４間に印加したスパツタリング電圧と所要電
流の積で示している。 同表の通り、第２層２２の形成条件を変えて同
層２２の厚みを増減するだけで第一実施例では紫
色、第二実施例では金色、第三実施例では青色と
いうように種々の色を容易に顕色させることがで
きる。本実施例以外の例えば赤色、黄色等の全て
の可視光色も、その波長が異なるだけであるから
第２層２２の厚みを変えることにより任意に顕色
し得る。 又、各実施例の色は第２層２２を通して見られ
る第１層２１のチタンによる金属色（銀色に近
い）に、前記干渉に基づく色が重なつたものとな
ることから、宝石調あるいは金属調の美しい色調
を呈し、高級感を与える。 なお、前記実施例において第１層２１の厚さは
布５自身の色を現わさない程度以上であれば、顕
色される色の種類に対してほとんど影響を及ぼさ
ない。 又、本実施例では従来の染料や顔料及び多量の
水等による湿式処理が不要で顕色に要する工数、
手間、コスト等も極めて少なくて済む。特に、本
実施例では第１層２１がチタン、第２層２２が酸
化チタンで各々形成され、後者酸化チタンはスパ
ツタリング中に反応形成される。このため、両層
２１，２２共にターゲツトとしての金属材３はチ
タンでよく、第２層２２の形成前に陰極２を取換
えることなく連続的にスパツタリングを行うこと
ができる。従つて、同一金属を用いない場合のよ
うに、スパツタリング装置１内の減圧を解除する
作業、前記ターゲツトとしての金属３を取換える
作業及び再度スパツタリング装置１内を減圧する
作業を省くことができ、両層２１，２２を形成す
る全体としてのスパツタリング時間を短縮するこ
とができる。 更に、本実施例の金属（チタン）による第１層
２１及び金属酸化物（酸化チタン）による第２層
２２は各々スパツタリングによつて強力に付着し
ているので、密着性、耐洗濯性、耐久性等に優
れ、剥離し難い。又、上記両層２１，２２により
本実施例の顕色布は耐熱性、耐融性、耐候性、光
や熱や電磁波の遮造性、撥水性等に優れ、導電性
も有するので帯電防止効果も奏する。 次に、本発明の第四実施例を第４図に従つて説
明すると、この実施例は布５と第１層２１の間に
ベースコート層２３を設けるとともに、第２層２
２の表面にトツプコート層２４を設けた点におい
て前記各実施例と相違しており、第１層２１及び
第２層２２の内容は前記各実施例のいずれでも、
あるいは後述するようにその他のものでもよい。 すなわち、第１層２１の形成前に布５を有機溶
媒で希釈したアクリル系のウレタン２液無黄変型
塗料にデイツピングすることによつて、同塗料を
単位面積当たり約100ｇ/m²付着させた。この付着
量は塗料の希釈率等により調整することができ
る。次に、布５を80℃の暖気中に120分保持して
前記塗料を乾燥させることより２〜5μｍ厚の透
明なベースコート層２３を形成した。 次に、第２層２２形成後、布５を同じく有機溶
媒で希釈したアクリル系のウレタン２液無黄変型
塗料にデイツピングして50ｇ/m²付着させた後、
80゜×120分乾燥して２〜5μｍ厚の透明なトツプコ
ート層２４を形成した。 この第四実施例は前記各実施例の効果を奏する
他、ベースコート層２３を設けたので、布５の表
面起伏が同ベースコート層２３によつてある程度
埋められ、第一層２１の付着性が均一となる。従
つて、第一層２１表面の平滑性が向上して反射光
Ｂの散乱が抑えられ、前記宝石感あるいは金属感
の増したより美しい色調が得られる。又、第１層
２１の付着力が増すため、耐久性も更に向上す
る。 又、トツプコート層２４が非常に薄い第１層21
及び第２層２２を剥離や変質から保護して退色や
変色を防止するため、耐久性や耐候性等が向上す
る。更に、色の深みも増す。 なお、繊維を予め染色した後に上記各層２１，
２２，２３，２４を施すことにより、色彩の多様
化を図ることもできる。 以上、４つの実施例について説明したが、この
発明はこれらの実施例の構成に限定されるもので
はなく、例えば次のようにして具体化することも
可能である。 (1) 第１層２１は前記チタンの他、単体金属では
アルミニウム、スズ、亜鉛、ジルコニウム、ニ
ツケル、銅、コバルト、クロム、アンチモン、
ニオブ等を用いることができる。 又、第１層２１の厚みも特に限定されず、例
えば100〜10000Åの範囲内で任意に選択するこ
とができる。同厚みが100Å程度になると金属
色がうすく表われ始め、300Å程度でほぼ完全
な金属色が得られる。 (2) 第２層２２の厚みは、前記の通り可視光線が
干渉し得る可視光線の波長の80分の１から４分
の１である20〜2000Åの範囲であれば特に限定
されない。 (3) ベースコート層２３を形成する材料は前記ア
クリル系ウレタン２液無黄変型塗料に限らず、
耐久性及び密着性のよい各種合成樹脂材料を用
いることができる。 又、同コート層２３の厚みも特に限定されな
いが、第１層２１の平滑性、密着性、布５のし
なやかさ等の点から通常は２〜10μｍの範囲で
選択される。 (4) トツプコート層２４を形成する材料及び厚み
も前記ベースコート層２４と同様に限定され
ず、耐久性、密着性、透明性のよい各種合成樹
脂材料及び任意の厚みが選択される。 又、トツプコート層２４の材料にわずかな顔
料を加えて着色透明とし、この色を前記第１層
２１及び第２層２２による色と組合わせるよう
にしてもよい。本発明における透明の概念には
上記着色透明も含まれる。 (5) ベースコート層２３及びトツプコート層２４
は、前記デイツピング以外にロールコート、ス
プレー等の種々の方法により塗布形成してもよ
い。 (6) 前記各実施例は本発明を布に具体化したが、
その他原繊維、糸、最終繊維製品等の各段階に
おける繊維物に具体化してもよい。又、布につ
いても単に織つたり、編んだり、不織布にした
りしたものに限定されず、起毛、植毛等によつ
て高級感を付与したり、リン化合物の付着によ
り難燃化処理した布等も対象に入る。糸に第１
層２１及び第２層２２を形成するときに、糸の
一部ないし全周に行うことにより、同糸から布
を形成したとき色が種々の表われ方をするよう
にできる。 布や最終繊維製品についても、第１層２１及
び第２層２２の施し方は片面（表裏を問わず、
選択し得る）、両面、一部のいずれでも任意に
選択し得る。 (7) 本発明の繊維とは、ポリエステル、ポリアク
リル、ポリアミド、レーヨン、綿等の各種天然
繊維、合成繊維、その他ガラス繊維、カーボン
繊維等の特殊繊維あるいはこれらの組合わせ
等、あらゆる繊維を含む。 (8) 本発明におけるスパツタリング条件は次の通
りである。スパツタリグを生じさせるためのガ
スとして前記アルゴンガス以外にネオン、キセ
ノン等不活性ガスを使用し得る。又、同ガスの
圧力は３×10^-4Torr〜９×10^-2Torrの間で選
択される。３×10^-4Torr以下ではスパツタリ
ングが困難となり、９×10^-2Torr以上ではブ
ラツキグ現象が起こり易く、付着金属が黒ずむ
からである。又、印加電圧はスパツタリング可
能な範囲であれば特に限定されないが、通常
500〜1KVである。又、高周波電減を使用し
てもよい。 本発明の繊維物は前述の通り宝石調あるいは金
属調の美しい色を呈し、前記種々の性質を示すの
で、次のように広汎な用途がある。 ａ 美しい色を生かした各種服地、ソフアー他、
敷き物他、カーテン地、その他の屋内装置用布
地 ｂ 遮光性、耐候性等を利用したカーテン地 ｃ 帯電防止性等を利用した洋服の裏地 ｄ 遮光、断熱性、保温性等を利用した自動車の
天井材や防寒服地 ｅ 不燃性、難燃性、耐熱性を利用した自動車の
内装材 ｆ 電磁波シールド性を利用したコンピユータ誤
動作防止材や電磁波防護服地 ｇ 導電性、帯電防止性等を利用して静電気によ
るスパークを防止する自動車用内装フアブリツ
ク材 効 果 以上詳述したように、本第一発明は繊維物５の
表面に酸化時に透明被膜となりうる金属よりなる
第１層２１をスパツタリングにより設け、この第
１層２１表面に前記第１層２１を形成する金属酸
化物よりなる第２層２２を設けたことにより、従
来の染料や顔料を必要とせず、あらゆる色、特に
宝石調や金属調の美しい色を顕色させることがで
き、その顕色に要する工数やコストを低減し得る
ばかりでなく、耐熱性、耐融性、耐候性、光や熱
や電磁波の遮断性、撥水性、帯電防止性等に優れ
る。さらに、前記両層２１，２２をスパツタリン
グによつて形成する場合、第１層２１形成後にタ
ーゲツトとなる金属を取換える必要がないため、
連続的なスパツタリングを行うことができ、スパ
ツタリング処理に係わる時間を短縮させることが
できるという効果を奏する。 又、本第二発明は繊維物５の表面に合成樹脂材
料よりなるベースコート層２３を形成し、ベース
コート層２３表面に酸化時に透明被膜となりうる
金属よりなる第１層２１をスパツタリングにより
設け、第１層２１表面に前記第１層２１を形成す
る金属酸化物よりなる第２層２２を設け、第２層
２２表面に透明な合成樹脂材料よりなるトツプコ
ート層２４を形成したことにより、上記第一発明
の効果を奏する他、更に宝石感が金属感が増し、
耐久性、耐候性等も向上して退色や変色が防止さ
れるとともに色の深味も増す優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した実施例の製造方法
を示す概略断面図、第２図は同じく別の切断箇所
で示した概略断面図、第３図は第一〜第三実施例
の要部断面図、第４図は第四実施例の要部断面図
である。 布…５、第１層…２１、第２層…２２、ベース
コート層…２３、トツプコート層…２４。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維物５の表面に酸化時に透明被膜となりう
   る金属よりなる第１層２１をスパツタリングによ
   り設け、この第１層２１表面に前記第１層２１を
   形成する金属酸化物よりなる第２層２２をスパツ
   タリングにより設けたことを特徴とする顕色繊維
   物。 ２ 第１層２１はチタンよりなり、第２層２２は
   酸化チタンよりなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の顕色繊維物。 ３ 繊維物５の表面に合成樹脂材料よりなるベー
   スコート層２３を形成し、ベースコート層２３表
   面に酸化時に透明被膜となりうる金属よりなる第
   １層２１をスパツタリングにより設け、第１層２
   １表面に前記第１層２１を形成する金属酸化物よ
   りなる第２層２２をスパツタリングにより設け、
   第２層２２表面に透明な合成樹脂材料よりなるト
   ツプコート層２４を形成したことを特徴とする顕
   色繊維物。 ４ 第１層２１はチタンよりなり、第２層２２は
   酸化チタンよりなることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の顕色繊維物。 ５ ベースコート層２３及びトツプコート層２４
   はアクリル系ウレタン２液無黄変型塗料であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第４項
   記載の顕色繊維物。