JPH03226564A - カラーコーティング方法 - 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］ 本発明は、着色しようとする基材、例えば鋼、ステンレ
ス鋼、セラミックス、ガラス、プラスチックスなどの表
面に、普通の真空蒸着法により各種の所望の色の被膜を
容易に形成することができるカラーコーティング方法に
関する。 ［従来の技術］ イオンブレーティング法により、基材の表面に着色する
技術として特開昭５０−４４９３８号公報が開示されて
いる。イオンブレーティング法は金属などの元素を溶解
した原子にイオン化したＡｒ＋などを衝突させ、蒸発原
子をイオン化して基材に衝突させ、気相冷却によって基
材上に薄膜を形成する方法であって、高周波放電領域を
形成することが必要であり、帯電させた被処理物を要す
るなど複雑な装置と工程を必要とする問題がある。 〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、簡易な装置によって成膜条件に変化を与える
だけで、着色しようとする基材、例えば、ステンレス鋼
の表面に所望の色の薄膜を形成することを目的とする。 従来、例えばステンレス鋼の表面に、イオンブレーティ
ング、ＣＶＤ、真空蒸着などによりＴｉの被膜を形成す
る場合、従来の成膜技術では着色すると不良品とされて
おり、また、その着色は限られた色ではあるが再現性に
乏しいものであった。 本発明者らは、Ｔｉ等の被膜の膜厚を変更することによ
って青色、金色、紫色、緑色など任意の色合いのカラー
にコーティングする技術を開発したに の技術は、基本的には真空蒸着法によるもので、イオン
ブレーティング法とは異なり、高周波放電領域や被処理
物の帯電などを必要とせず、抵抗和？ｊＡ又は電子ビー
ム、スパッタ等によって蒸発する蒸＠源を用い、発色に
関与する他のガスをある条件に従って雰囲気中に通すだ
けの操作によって実現することができる。 本発明はこのような新規なカラーコーティング方法を提
供することを目的とするものである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、酸化雰囲気中に基材を導入し、この基材表面
に被蒸着物を真空蒸着法により蒸着させる方法であって
、前記基材の表面に着色させたいと考える色に応じて、
基材上の膜厚を調整することを特徴とするカラーコーテ
ィング方法である。 本発明は基材の表面の被層と被蒸着物の所望の酸化度の
酸化とを一工程で同時に行い、その膜厚を調整すること
によって、酸化物の酸化の程度及び膜厚の差に基づ（固
有の色を有する薄膜を生成させるものである。 ［作用］ 本発明は、酸化性の減圧雰囲気中において基材上に８膜
を生じさせるべき元素の蒸着材料１例えばＴｉを例に挙
げて説明すると、Ｔｉを加熱蒸発させると共に、酸化性
ガスを僅か送入し、反応時間を変えることによって膜厚
を変化させ、各種の色の薄膜を生成させる。このような
Ｔ１酸化物は酸化の程度及び膜厚によって種々の色を呈
する。 このことを利用してそれぞれの色に対応する酸素分圧を
調整し、反応時間を調節して所望の色のコーティングを
生成させる。なお、生成する薄膜の厚さは膜厚ホ１１定
評によってホ１１定することができる。 蒸着材料としては、Ｔｉのほかに、Ａｆｆ、Ｓｉ、Ｃｒ
、Ｚｒ、Ｔａ、Ｍｏ又はこれらの合金を用いてそれぞれ
の色を発色させることができる。合金の場合、蒸着材料
は複数を設けるとよい。 また、不純物をイオン圧入又はドーピングの手法によっ
て薄膜の内部に含ませることによって、半導体の中に準
位を設定し、これを利用した色を発色させることも可能
である。この場合、添加不純物としては、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｕ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｃｄ、Ａｕ
、Ａｇ。 Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｌ１、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｖ。 Ｚｒ、Ｐｄ又はこれらの酸化物若しくは塩化物を単一又
は複数に用いる。このような不純物は基本成分となる金
属の蒸着材料と同−又は異なる１以上の蒸着材料を用い
る。 また、誘電体、例えば、ガラス質薄膜中に遷移金属、例
えば、Ｃｏ、Ｃｕ、ランタノイドなどをｔ′＃４捉させ
、放射線を加えて金属をイオン化させ。 発光させる技術を応用することもできる。 このようにして、生成したコーティングは安定であり、
塗装、めっきなどの結合力の弱い比較的厚い被膜ではな
く基材と一体化した強固で極めて１″４い膜である。 この方、井り寸従粛のイオシプＩ７−千ィングの上うに
高周波放電領域を形成したり被処理物に帯電させる必要
がな（、抵抗加熱、電子ビーム又はスパッタにより蒸着
材料を加熱して蒸発させた蒸発粒子を雰囲気中に通すだ
けでよく、簡易な装置で簡単に実現することができる。 マスキング技術等を利用して、基材上の異なる領域に異
なる膜厚を形成し、異なる色彩を施すこともできる。 本発明のカラーコーティングする基材には鋼、ステンレ
ス鋼等金属のほか、セラミックス、ガラス、プラスチッ
クス等を用いることができ、これらの表面に薄膜を生成
させる。セラミックスでは、くすんだ色となる。これは
セラミ・ンクスの表面に凹凸があることと薄膜の中に一
部セラミックスの微粒子が侵入し、そのために光が散乱
するためと考えられる。 ［実施例１］ 次に、実施例によって、本発明のカラーコーティング方
法における膜厚依存性について具体的に説明オろ７ 基材はステンレス鋼とし、第１図に示すように曲板の形
状で用い、真空蒸着装置内においてカラーコーティング
を行った。この曲板により、連続的に変化した膜厚を得
ることができる。 反応器ｌ内に基材２を導入し、排気管４から真空ポンプ
で吸引し反応器内を１ｏ−６Ｔｏｒｒ程度の真空とし、
ガス導入管５からガスを導入して４Ｘ　Ｉ　Ｏ−’Ｔｏ
　ｒ　ｒとし一方、蒸着材料３を加熱して蒸発させ、膜
厚測定計８で膜厚測定を行いながら成膜した。 成膜条件は次の通りである。 基材温度　：室温 蒸着材料　：Ｔｉ ガスの種類：酸素 成膜速度　：０〜４人／　ｓ　ｅ　ｃ ｌｌｑ厚　　　　０〜７４００人の範囲で変化させた。 反応槽内初期圧カニ１Ｏ−６Ｔｏｒｒ ガス圧力　：４．０Ｘ１０−’Ｔｏｒｒ以上の条件の下
て膜厚（成膜速度）を変化させて成膜を行ったところ第
１表に示す結果を得た。 第　　１　　表 〔実施例２ｊ 成膜条件の１部のみを次のように変更した。 蒸着材料　二Ｆｅ 成膜速度　：０〜３１入／　ｓ　ｅ　ｃＩｌ莫厚　　　
：０〜７８００Å 以上の条件の下で膜厚（成膜速度）を変化させで成膜を
行ったところ第２表に示す結果を得た。

【実施例３】 成膜条件の１部のみを次のように変更した。 蒸着材料　二Ｎｉ 成膜速度　二〇〜ｌ１人／　ｓ　ｅ　ｃ膜厚　　　：０
〜４０００Å 以上の条件の下で膜厚（成膜速度）を変化させて成膜を
行ったところ第３表に示す結果を得た。 第　　３　　表 〔実施例４］ 成膜条件の１部のみを次のように変更した。 蒸着材料：Ｆｅ＋Ａβ 成膜速度：０〜２０入／　ｓ　ｅ　ｃ 膜厚：０〜６６００Å 以上の条件下で膜厚（成膜速度）を変化させて成膜を行
ったところ第４表に示す結果を得た。 第４表 ［発明の効果］ 本発明によれば、基材の表面に所望の色の美麗なカラー
コーティングを再現性よ（実現することができる。また
、漸時変化する配色、干渉色などを発色させることがで
きる。 本発明のカラーコーティングは、塗装やめっきとは異な
り、基材表面に強固に生成した薄膜によるもので、剥離
を生じない。 本発明は、イオンブレーティングのような複雑な装置を
要しないから、工業的規模において容易に美麗なカラー
コティングを安価に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる装置の模式的縦断面図で
ある。 ｌ・−反応器 ２・・・基材 ３・・−蒸着材料 ４・・・排気管 ５・・・ガス導入管 ６・・・真空計 ７−・・ガス流量計 ８・・・膜厚測定計 出 願 人 川崎製鉄株式会社 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　酸化雰囲気中に基材を導入し、該基材表面に被蒸着
   物を真空蒸着法により蒸着させるに際し、前記基材の表
   面に着色させる色に応じて、基材表面の膜厚を調整する
   ことを特徴とするカラーコーティング方法。