JPH03130397A - 表面着色方法およびその方法を用いた表面着色処理品 - Google Patents
表面着色方法およびその方法を用いた表面着色処理品Info
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- JPH03130397A JPH03130397A JP26358589A JP26358589A JPH03130397A JP H03130397 A JPH03130397 A JP H03130397A JP 26358589 A JP26358589 A JP 26358589A JP 26358589 A JP26358589 A JP 26358589A JP H03130397 A JPH03130397 A JP H03130397A
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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。
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、酸化処理によって金属表面を着色する方法に
関するもので、例えばメガネフレーム、身の回り品、装
飾品、建材、機械部品等に適用される。
関するもので、例えばメガネフレーム、身の回り品、装
飾品、建材、機械部品等に適用される。
(従来の技術)
従来より、表面着色方法として、メツキ、電着塗装、薄
膜干渉法、陽極酸化処理法等が知られている。
膜干渉法、陽極酸化処理法等が知られている。
これらのうちメツキは、その適用範囲が金属材に限られ
、しかもメツキ層が柔らかく傷が付きやすいという欠点
がある。電着塗装は、塗装面に傷が付きやすく、剥離し
やすいという欠点がある。
、しかもメツキ層が柔らかく傷が付きやすいという欠点
がある。電着塗装は、塗装面に傷が付きやすく、剥離し
やすいという欠点がある。
また薄膜干渉法は、膜厚の大きさに応じて色相が変化す
るのを応用したもので、凹凸形状の複雑品には均一な色
相を付加することが困難であるという欠点がある。
るのを応用したもので、凹凸形状の複雑品には均一な色
相を付加することが困難であるという欠点がある。
さらに従来より周知の方法である陽極酸化処理法は、T
i等の母材に適用されろもので、母材の表面に酸化皮膜
を形成し、この酸化皮膜の厚さを変えることによって色
相を変化させるものである。
i等の母材に適用されろもので、母材の表面に酸化皮膜
を形成し、この酸化皮膜の厚さを変えることによって色
相を変化させるものである。
この場合の酸化皮膜層の膜厚は電圧で制御されるため、
所望の色相を発揮させるには電圧変化により制御すれば
よいので、色相コントロールが容易であるという利点が
ある。
所望の色相を発揮させるには電圧変化により制御すれば
よいので、色相コントロールが容易であるという利点が
ある。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、従来の陽極酸化処理法によると、この表
面処理法を使用可能な母材がTi材、Cr材等の所定の
材料のものに限られるため、母材が陽極酸化処理不能な
部分には色が付されず、表面着色の応用範囲が狭いとい
う問題がある。
面処理法を使用可能な母材がTi材、Cr材等の所定の
材料のものに限られるため、母材が陽極酸化処理不能な
部分には色が付されず、表面着色の応用範囲が狭いとい
う問題がある。
例えば、Tiメガネフレームを着色する場合、メガネフ
レームの溶接部、ネジ部等がTi以外の材料からなると
、その部分には陽極酸化処理による表面着色が不可能と
なり、メガネフレームの一部に非着色部分が生じて、こ
の部分がメガネ全体の外観上の美感を損ね、メガネフレ
ームの商品価値を低下させるという問題がある。
レームの溶接部、ネジ部等がTi以外の材料からなると
、その部分には陽極酸化処理による表面着色が不可能と
なり、メガネフレームの一部に非着色部分が生じて、こ
の部分がメガネ全体の外観上の美感を損ね、メガネフレ
ームの商品価値を低下させるという問題がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、どのような母材からなる物品についても均一な
表面着色を可能にし、表面着色の応用範囲を拡大すると
ともに、元来酸化処理が不可能であった部位にも着色可
能にするようにし、物品の商品価値を大幅に向上させる
ことを可能にした表面処理方法を提供することを目的と
する。
もので、どのような母材からなる物品についても均一な
表面着色を可能にし、表面着色の応用範囲を拡大すると
ともに、元来酸化処理が不可能であった部位にも着色可
能にするようにし、物品の商品価値を大幅に向上させる
ことを可能にした表面処理方法を提供することを目的と
する。
(課題を解決するための手段)
そのために、本発明の第1の発明の表面着色方法は、母
材の表面の一部または全部に、Ti、Nb、Ta、Zr
のいずれかの金属皮膜を形成した後、酸化処理すること
を特徴とする。
材の表面の一部または全部に、Ti、Nb、Ta、Zr
のいずれかの金属皮膜を形成した後、酸化処理すること
を特徴とする。
本発明の第2の発明の表面着色方法は、母材表面の一部
であって酸化処理が不可能な部分に、Ti、Nb%Ta
、Zrのいずれかの金属皮膜を形成した後、酸化処理す
ることを特徴とする。
であって酸化処理が不可能な部分に、Ti、Nb%Ta
、Zrのいずれかの金属皮膜を形成した後、酸化処理す
ることを特徴とする。
本発明の第3の発明の表面処理方法、前述した第1また
は第2の発明のいずれかの表面着色方法を用いて着色し
た表面着色処理品であることを特徴とする。
は第2の発明のいずれかの表面着色方法を用いて着色し
た表面着色処理品であることを特徴とする。
本発明の適用できる物品を構成する母材は、金属に限ら
れずガラス、プラスチックス、セラミックス等の絶縁体
、あるいはシリコン等の半導体、複合材等をも適用でき
る。また母材の表面は凹凸があっても適用可能である。
れずガラス、プラスチックス、セラミックス等の絶縁体
、あるいはシリコン等の半導体、複合材等をも適用でき
る。また母材の表面は凹凸があっても適用可能である。
Ti、Nb、Ta、Zr等の金属皮膜を形成する手段は
、スパッタリング法等の物理気相蒸着法(PVD)また
は化学気相蒸着法(CVD)を用いることができるが、
これらの蒸着法に限られず成膜手段であれば適用可能で
ある。
、スパッタリング法等の物理気相蒸着法(PVD)また
は化学気相蒸着法(CVD)を用いることができるが、
これらの蒸着法に限られず成膜手段であれば適用可能で
ある。
(作用)
本発明によれば、酸化処理が不可能な母材であってもあ
らかじめ母材に表面酸化処理可能な表層膜を形成するこ
とで、酸化処理による着色が可能となるので、酸化処理
による表面着色によって物品の全体から感受される外観
上の美感を向上し、その物品の外観面からの商品価値を
向上させられる。
らかじめ母材に表面酸化処理可能な表層膜を形成するこ
とで、酸化処理による着色が可能となるので、酸化処理
による表面着色によって物品の全体から感受される外観
上の美感を向上し、その物品の外観面からの商品価値を
向上させられる。
(実施例)
本発明の第1の実施例について説明する。
まずガラス母材の表面にTiの薄膜を形成する。
薄膜の形成はPVD法により行なった。このPVD法の
具体的な条件は次に示すとおりである。
具体的な条件は次に示すとおりである。
バックプレッシャ:3X10−’torrArガス流入
量 :100m1/min成膜時の圧力 :lX10
−”torr出力(RF) :400W 成膜温度 :室温 成膜時間 ニア0m1n 得られたTi膜の厚さは、1.0μmである。
量 :100m1/min成膜時の圧力 :lX10
−”torr出力(RF) :400W 成膜温度 :室温 成膜時間 ニア0m1n 得られたTi膜の厚さは、1.0μmである。
Ti膜の厚さは、0.5μm以上にし、さらに望ましく
はTi膜の厚さを1μm以上とする。これは、陽極酸化
処理を施すためにTi膜を形成するためのものだからで
ある。Tiは周知の如く耐食性がよく軽量かつ高強度を
有するという利点がある。またPVD法を用いることで
物品の母材表面に多少の凹凸があってもTiの薄膜を母
材表面全体に被覆することができる。
はTi膜の厚さを1μm以上とする。これは、陽極酸化
処理を施すためにTi膜を形成するためのものだからで
ある。Tiは周知の如く耐食性がよく軽量かつ高強度を
有するという利点がある。またPVD法を用いることで
物品の母材表面に多少の凹凸があってもTiの薄膜を母
材表面全体に被覆することができる。
次に、前述のガラス母材の表面に形成したTi膜を陽極
酸化処理する。このTi陽極酸化処理に用いた装置の概
略図を第1図に示す。
酸化処理する。このTi陽極酸化処理に用いた装置の概
略図を第1図に示す。
第1図において、電解槽1に電解液2として1wt%リ
ン酸水溶液を蓄え、この電解液2の中にΔβ板からなる
陰極3と、前述したTi膜を形成した物品の表面をアル
カリ脱脂した陽極4を浸漬した。そして直流電源5の電
圧を電圧可変手段6により一定の電圧に変換し、この変
換した定電圧を陰極3および陽極4にそれぞれマイナス
極、プラス極として加え、定電圧電解を行なった。する
と、陽極4のTi膜の表面に酸化皮膜8が形成され、こ
の酸化皮膜8が成長した。
ン酸水溶液を蓄え、この電解液2の中にΔβ板からなる
陰極3と、前述したTi膜を形成した物品の表面をアル
カリ脱脂した陽極4を浸漬した。そして直流電源5の電
圧を電圧可変手段6により一定の電圧に変換し、この変
換した定電圧を陰極3および陽極4にそれぞれマイナス
極、プラス極として加え、定電圧電解を行なった。する
と、陽極4のTi膜の表面に酸化皮膜8が形成され、こ
の酸化皮膜8が成長した。
この第1の実施例による陽極酸化処理の際に電圧を変え
て様々な色彩を発色させた試験結果を第1表に示す。
て様々な色彩を発色させた試験結果を第1表に示す。
(以下、余白。)
第
■
表
第1表において、n:酸化皮膜を形成する物質の屈折率
、d:膜厚、x、yはそれぞれの酸化皮膜のスペクトル
の色度図上の座標を示す。
、d:膜厚、x、yはそれぞれの酸化皮膜のスペクトル
の色度図上の座標を示す。
このx、yの値に応じて色度図を作成したところ、第3
図に示す試験結果を得た。第3図において、番号はそれ
ぞれ試験No、を示す。この試験により、ガラス母材の
表面に様々な色の色彩を付すことが可能であった。
図に示す試験結果を得た。第3図において、番号はそれ
ぞれ試験No、を示す。この試験により、ガラス母材の
表面に様々な色の色彩を付すことが可能であった。
Ti膜表面に成長した酸化皮膜の屈折率と厚さの積と、
陽極酸化電圧との関係は、第2図に示す通りである。陽
極酸化電圧を上昇させるにしたがい、酸化皮膜の厚さは
、直線的に上昇し、ゴールド、ブラウン、ブルー、イエ
ロー、パープル、グリーン、グリーンイエロー、さらに
ピンクと多彩に変化した。すなわち、電圧のコントロー
ルにより容易に膜厚をコントロールすることができ、再
現性良く均一な目的とする色調を得ることができる。得
られた陽極酸化皮膜は、前述のように色調が豊富であり
、10種類の基本的な有彩色のすべてを発色できる。ま
た他の着色金属材に比較して極めて彩度が高く、あたか
も塗料のような鮮やかな色彩を発色できる。さらには電
圧に応じて色調を変えられるので、色調コントロールが
極めて容易である。
陽極酸化電圧との関係は、第2図に示す通りである。陽
極酸化電圧を上昇させるにしたがい、酸化皮膜の厚さは
、直線的に上昇し、ゴールド、ブラウン、ブルー、イエ
ロー、パープル、グリーン、グリーンイエロー、さらに
ピンクと多彩に変化した。すなわち、電圧のコントロー
ルにより容易に膜厚をコントロールすることができ、再
現性良く均一な目的とする色調を得ることができる。得
られた陽極酸化皮膜は、前述のように色調が豊富であり
、10種類の基本的な有彩色のすべてを発色できる。ま
た他の着色金属材に比較して極めて彩度が高く、あたか
も塗料のような鮮やかな色彩を発色できる。さらには電
圧に応じて色調を変えられるので、色調コントロールが
極めて容易である。
次に、薄膜の種類、薄膜の生成条件、母材の種類をそれ
ぞれ変化させて陽極酸化処理を行った。
ぞれ変化させて陽極酸化処理を行った。
第2の実施例は、薄膜には第1の実施例と同様Tiを用
い、母材の種類(A氾、Ti) 、薄膜の生成条件(成
膜時の圧力、出力、成膜時間)を変化させ、陽極酸化処
理を行ったもので、具体的な条件は第2表に示す。第3
の実施例は薄膜としてNb、第4の実施例は薄膜として
Ta、第5の実施例は薄膜としてZrを用い、膜の生成
条件(成膜時の圧力、出力、成膜時間)母材の種B (
T i、AI2、ガラス)変化させ、陽極酸化処理を行
ったものである。これらの具体的な条件は第3表〜第5
表に示す。
い、母材の種類(A氾、Ti) 、薄膜の生成条件(成
膜時の圧力、出力、成膜時間)を変化させ、陽極酸化処
理を行ったもので、具体的な条件は第2表に示す。第3
の実施例は薄膜としてNb、第4の実施例は薄膜として
Ta、第5の実施例は薄膜としてZrを用い、膜の生成
条件(成膜時の圧力、出力、成膜時間)母材の種B (
T i、AI2、ガラス)変化させ、陽極酸化処理を行
ったものである。これらの具体的な条件は第3表〜第5
表に示す。
(以下、余白。)
また、第2の実流例ないし第5の実施例の膜表面に成長
した酸化皮膜の屈折率と厚さの積と、陽極酸化電圧との
関係を第4図〜第16図に示す。
した酸化皮膜の屈折率と厚さの積と、陽極酸化電圧との
関係を第4図〜第16図に示す。
前記試験結果より、陽極電圧の大きさに応じて薄膜上に
様々な色彩を発色させることができることが判明した。
様々な色彩を発色させることができることが判明した。
なお、本発明に用いられる母材は、前述したものに限ら
れず、他の金属、無機材料、有機材料、複合材であって
もよい。さらに陽極酸化で用いた陰極はへβ以外の金属
を用いてもよい。実施例の酸化皮膜はTi、Nb、Ta
、Zrの酸化皮膜を用いたが、本発明においては、これ
らに限られない。また、その他の金属膜を成膜した後、
陽極酸化、化学液酸化、空気酸化等の酸化処理によって
酸化皮膜を形成し、その酸化皮膜の厚さによって色調を
変化させてもよい。
れず、他の金属、無機材料、有機材料、複合材であって
もよい。さらに陽極酸化で用いた陰極はへβ以外の金属
を用いてもよい。実施例の酸化皮膜はTi、Nb、Ta
、Zrの酸化皮膜を用いたが、本発明においては、これ
らに限られない。また、その他の金属膜を成膜した後、
陽極酸化、化学液酸化、空気酸化等の酸化処理によって
酸化皮膜を形成し、その酸化皮膜の厚さによって色調を
変化させてもよい。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明の表面着色方法によれば、
どのような母材からなる物品についても均一に表面着色
を可能にし、表面着色の応用範囲を拡大するとともに、
元来陽極酸化処理が不可能であった溶接部、ネジ部等の
部位にも極めて簡単な作業により着色でき、その物品全
体の外観上の美感を向上させられることはもちろん、そ
の商品価値を高めることができるという効果がある。
どのような母材からなる物品についても均一に表面着色
を可能にし、表面着色の応用範囲を拡大するとともに、
元来陽極酸化処理が不可能であった溶接部、ネジ部等の
部位にも極めて簡単な作業により着色でき、その物品全
体の外観上の美感を向上させられることはもちろん、そ
の商品価値を高めることができるという効果がある。
第1図は本発明の第1の実施例による陽極酸化処理装置
を表わす模式図、第2図は本発明の第1の実施例による
陽極酸化電圧と、Ti酸化皮膜の屈折率と厚さの積との
関係を示す図、第3図は本発明の第1の実施例で得られ
た試験結果を表わす色度図、第4図および第5図は本発
明の第2の実施例による陽極酸化電圧と、Ti酸化皮膜
の屈折率と厚さの積との関係を示す図、第6図、第7図
、第8図および第9図は本発明の第3の実施例による陽
極酸化電圧と、Nb酸化皮膜の屈折率と厚さの積との関
係を示す図、第10図、第11図、第12図、第13図
および第14図は本発明の第4の実施例による陽極酸化
電圧と、Ta酸化皮膜の屈折率と厚さの積との関係を示
す図、第15図および第16図は本発明の第5の実施例
による陽極酸化電圧と、Zr酸化皮膜の屈折率と厚さの
積との関係を示す図である。
を表わす模式図、第2図は本発明の第1の実施例による
陽極酸化電圧と、Ti酸化皮膜の屈折率と厚さの積との
関係を示す図、第3図は本発明の第1の実施例で得られ
た試験結果を表わす色度図、第4図および第5図は本発
明の第2の実施例による陽極酸化電圧と、Ti酸化皮膜
の屈折率と厚さの積との関係を示す図、第6図、第7図
、第8図および第9図は本発明の第3の実施例による陽
極酸化電圧と、Nb酸化皮膜の屈折率と厚さの積との関
係を示す図、第10図、第11図、第12図、第13図
および第14図は本発明の第4の実施例による陽極酸化
電圧と、Ta酸化皮膜の屈折率と厚さの積との関係を示
す図、第15図および第16図は本発明の第5の実施例
による陽極酸化電圧と、Zr酸化皮膜の屈折率と厚さの
積との関係を示す図である。
Claims (3)
- (1)母材の表面の一部または全部に、Ti、Nb、T
a、Zrのいずれかの金属皮膜を形成した後、酸化処理
することを特徴とする表面着色方法。 - (2)母材表面の一部であって酸化処理が不可能な部分
に、Ti、Nb、Ta、Zrのいずれかの金属皮膜を形
成した後、酸化処理することを特徴とする表面着色方法
。 - (3)請求項1または請求項2のいずれか一項に記載の
表面着色方法により着色したことを特徴とする表面着色
処理品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1-188435 | 1989-07-20 | ||
| JP18843589 | 1989-07-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03130397A true JPH03130397A (ja) | 1991-06-04 |
Family
ID=16223627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26358589A Pending JPH03130397A (ja) | 1989-07-20 | 1989-10-09 | 表面着色方法およびその方法を用いた表面着色処理品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03130397A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439766B1 (ko) * | 2001-02-28 | 2004-07-12 | 주식회사 범일 | 발색 티타늄과 지르코늄 합금 및 그 제조방법 |
| JP2011507306A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 干渉裏側マスクを有する光起電力装置 |
| CN101994144A (zh) * | 2010-12-08 | 2011-03-30 | 西安优耐特容器制造有限公司 | 一种锆表面阳极氧化的处理方法 |
| US7923067B2 (en) | 2004-05-28 | 2011-04-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of coloring surface of zirconium-based metallic glass component |
| CN102953109A (zh) * | 2011-08-26 | 2013-03-06 | 可成科技股份有限公司 | 双色阳极钛膜形成方法及其制品 |
-
1989
- 1989-10-09 JP JP26358589A patent/JPH03130397A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439766B1 (ko) * | 2001-02-28 | 2004-07-12 | 주식회사 범일 | 발색 티타늄과 지르코늄 합금 및 그 제조방법 |
| US7923067B2 (en) | 2004-05-28 | 2011-04-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of coloring surface of zirconium-based metallic glass component |
| US8865253B2 (en) | 2004-05-28 | 2014-10-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of coloring surface of zirconium-based metallic glass component |
| JP2011507306A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 干渉裏側マスクを有する光起電力装置 |
| CN101994144A (zh) * | 2010-12-08 | 2011-03-30 | 西安优耐特容器制造有限公司 | 一种锆表面阳极氧化的处理方法 |
| CN102953109A (zh) * | 2011-08-26 | 2013-03-06 | 可成科技股份有限公司 | 双色阳极钛膜形成方法及其制品 |
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