JPH0355188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、結晶模様を持つた金属光沢製品及
びその製造方法に関するものである。

金属光沢のある製品は、古くは専ら金属メツキ
によつて作られて来たが、最近は金属蒸着によつ
て作られるようになつた。金属蒸着は、メツキを
施すべき製品を減圧室に入れ、他方メツキされる
金属を減圧室内で加熱して蒸発させ、金属蒸気を
製品表面上に凝結させて、金属の薄膜を製品表面
上に形成することを原理とする。蒸着された金属
膜は、そのままでは摩擦によつて剥がれる程弱い
ものであるから、その上に透明な合成樹脂塗料を
塗布してこれを保護する。すると、金属膜は、こ
れを擦つても剥がれることなく、永く金属光沢を
保ち得るものとなる。これが金属蒸着製品であ
る。金属蒸着製品は、金属光沢を持つた美麗なも
のであるから、化粧品及び各種の加工食品を入れ
る容器として各方面に使用されている。

蒸着金属としては、安価で蒸発させやすいとい
う点で、アルミニウムが好んで用いられる。アル
ミニウムは10分の１ミクロン以下の薄い膜として
製品表面に蒸着される。また、この上に塗布され
る樹脂としては、透明度がすぐれ、しかも強靭
で、アルミニウムに対する接着力がすぐれたもの
であることを必要とするために、アクリル酸エス
テル系の樹脂が好んで用いられ、また塗布後紫外
線照射によつて重合するタイプの樹脂が好んで用
いられた。

蒸着された金属膜は上述のように薄いものであ
るから、この上に塗布される合成樹脂は、金属膜
を傷つけないように、また金属光沢を阻害しない
ように、慎重な注意が払われた。例えば、塗布を
容易にするために、合成樹脂はこれを有機溶剤に
溶解して金属膜上に塗布することとし、また光の
透過を方向によつて異なるものとしないために、
金属膜上で重合させることとし、さらに重合を早
くするために紫外線を照射するなどの方法が採用
された。

合成樹脂を塗布するのに溶剤を用いるから、金
属膜上に合成樹脂を塗布したあとでは、溶剤を蒸
発させて除去しなければならない。溶剤の蒸発の
ためには、塗布した表面を高温に晒せばよいこと
は自明であるが、急速に高温に晒すと、塗布した
合成樹脂が発泡したり流動したりして、塗布層が
変形を起すので、そのような高温は避けるべきこ
ととされた。また、紫外線による重合時も、合成
樹脂の層を急速に高温に晒すと、塗膜が発泡した
り変形したりするので、高温は避けるべきことと
された。その結果、実際に塗膜を乾燥し、重合を
起させる温度は、予備乾燥として最も高くて100
℃、普通80℃付近だとされて来た。

この発明者は、上述のような従来の慣行に反
し、あえて高温で溶剤を揮散させ、次いで紫外線
を照射して、合成樹脂塗膜の形成を試みた。その
結果、塗膜がところどころで線状に隆起し、この
隆起が金属の蒸着膜上で亀裂のように生成して、
ここに特異な結晶状の模様が形成されることを見
出した。この発明者は、このような知見に基づい
て、さきに結晶模様を持つた金属光沢製品とその
製造方法を特許出願した。

その後、このような結晶模様を持つた金属光沢
製品について、さらに研究を進めた結果、無機質
製品の表面にまず下塗剤を塗布し、あとでその上
に金属の蒸着膜を付設すると、蒸着膜が平滑で光
沢を増すために、亀裂状の結晶模様がとくに美麗
となることに気付いた。それとともに、下塗剤の
塗料を急速に乾燥硬化させると、下塗層にも特異
な結晶状の模様があらわれ、この上に金属蒸着膜
を形成すると、ここに結晶模様を持つた金属光沢
製品の得られることを見出した。この発明は、こ
のような知見に基づいてなされたものである。

すなわち、この発明は、無機質製品の表面に硬
化性樹脂から成る平滑な下塗層を形成するが、そ
の下塗層の表面に不規則な線状に延びる隆起を生
じさせ、その上に金属の蒸着膜を形成することを
一つの要件とするものである。

この発明は、一面では、このような結晶模様を
持つた金属光沢製品そのものを対象とする。この
物を対象とする発明は、ところどころで隆起し
て、隆起部が不規則な線状に延びて模様を形成し
ている合成樹脂下塗層を無機質製品の表面に形成
し、下塗層上に金属の蒸着膜を付設し、さらにそ
の上に透明な合成樹脂の上塗層を一様な厚みに形
成して、金属膜の隆起を表面に表わし、金属膜の
隆起によつて亀裂状の結晶模様を表わしてなる、
結晶模様を持つた金属光沢製品に関するものであ
る。

この発明は、他面では、このような結晶模様を
持つた金属光沢製品の製造方法を対象としてい
る。製造方法を対象とする発明は、無機質製品の
表面に硬化性樹脂溶液を塗着し、これを110℃以
上の温度で急速に乾燥させるとともに樹脂を硬化
させて、不規則な線状に延びる隆起をところどこ
ろに生成した下塗層を形成し、下塗層上に減圧下
で金属を蒸着させ、さらにその上に透明な合成樹
脂溶液を一様な厚みに塗着し、90℃以下の温度で
予備乾燥し、その後さらに高温で硬化させて上塗
層を形成することを特徴とする、結晶模様を持つ
た金属光沢製品の製造方法に関するものである。

この発明に係る製品を図面に基づいて説明する
と、次のとおりである。第１図は、この発明に係
る製品の斜視図である。第２図は、第１図の製品
の一部切欠拡大断面図である。第３図は、おこ発
明に係る他の製品の斜視図である。

第１図及び第２図において、１は鉄板であり、
２は下塗層であり、３は蒸着された金属膜であ
り、４は透明な上塗層であり、５は上塗層４に形
成された線状の隆起であり、６は下塗層２に形成
された線状の隆起である。鉄板１は、１辺が約
148mmの正方形で、厚みが約６mmのよく磨かれた
平板である。その表面は平滑であるが、梨地とな
つていて、艶やかな光沢を持つていない。

下塗層２は、アクリル系の樹脂から成り、厚み
が10−15ミクロンで鉄板に密接し、艶のある表面
を形成して全体として平滑であるが、ただところ
どころで隆起して、不規則な線状に延びる隆起６
を形成している。隆起６は、下塗層２の表面から
見ると、亀裂のように延びている。下塗層２が艶
のある表面を形成しているので、この上に蒸着さ
れた金属膜３は艶のある表面を持つている。ま
た、下塗層２が隆起しているので、金属膜３は下
塗層２の隆起に合わせて隆起しており、従つて亀
裂状に延びて結晶模様を表わしている。金属膜３
は約0.05ミクロンの厚みを持つている。

上塗層４は、アクリルエステル系の透明樹脂か
ら成り、厚みが約15ミクロンで金属膜３に直接接
触している。上塗層４は、一様な厚みに形成され
ているから、金属膜３が隆起しているところでは
隆起し、その他のところでは平滑面を形成し、そ
の結果、金属膜３の隆起に合つた隆起を表面に表
わしている。また、上塗層４は透明樹脂から成る
ものであるから、金属膜３の艶のある表面を見せ
ている。金属膜３の隆起は、第１図に示したよう
に、金属膜３の全面にわたつて存在し、美麗な結
晶模様のように見えるので、こうして得られた製
品は、結晶模様を持つた金属光沢製品となつてい
る。

線状の隆起５は、その表面に爪を立てて擦る
と、隆起５の位置で僅かに滑りが止まるほどの段
差を生じている。隆起５は、第２図に示したよう
に、山形に突出するが、これはそもそも下塗層２
の隆起６に由来している。

そこで、隆起６を見るに、隆起６は下塗層２の
平面上にほぼ一様な幅及び高さを持つて線状に延
びており、相互に連なつて表面を大小さまざまの
不規則形状を持つた区域に分けている。よく見る
と、隆起６の周囲では平坦な部分が窪んで隆起を
一層顕著にしている。隆起６は、不規則な線状に
延びているから、亀裂のような状態に見える。ま
た、隆起６によつて分けられた区域の中には区域
７に示すように、隆起によつて包囲されているも
のもある。その上に、隆起６の付近では、隆起６
の延びる方向にほぼ垂直に延びる多数の曲線８が
形成されている。細線８は隆起６ほどの大きさの
幅と高さとを持つものではないが、互いに近接し
て多数形成されているので、これが模様として目
立つものとなつている。

このように隆起６と細線８とを形成している下
塗層２の上に金属膜３を薄く付設するから、金属
膜３は、隆起６と細部８とをそのまま表わした形
状のものとなる。この上にさらに上塗層４を一様
な厚みに形成するから、隆起６の位置で上塗層４
は隆起することとなり、ここに隆起５が形成され
る。従つて、隆起５は隆起６よりも幅がやや大き
く、高さがやや低いもののように見える。

第３図は、第１図及び第２図と同様に、鉄板１
の表面に下塗層２を塗布して艶のある表面を形成
するとともに、その表面のところどころを隆起さ
せて、隆起を不規則な線状に延ばし、その上にア
ルミニウムの蒸着膜３を約0.05マクロンの厚みに
形成し、さらにその上にアクリル系の透明な上塗
層４を約15ミクロンの一様な厚みに形成し、その
結果線状の隆起５を表わしたものである。但し、
そこでは線状の隆起５が相互につながらず、従つ
て線状の隆起５が第１図のような区域７を形成し
ていない場合である。区域７を形成していなくて
も、線状の隆起５の周囲には、隆起５に垂直に延
びる細線８が多数形成されているために、隆起５
の周囲は、その他の部分と状態を異にすることと
なり、従つて矢張り亀裂状の結晶模様として目に
映る。

無機質製品としては、鉄板に限らない。鉄製の
容器、置物等、色々な形状のものを材料として用
いることができる。また、材料も鉄に限らず、鉄
以外の金属、ガラス、陶器等、今まで金属蒸着の
施されて来た色々な無機質製品に用いることがで
きる。

下塗層を形成する樹脂としては、アクリル系樹
脂が適しているが、それに限らない。今まで真空
蒸着において、表面に塗布して来た樹脂をすべて
用いることができる。例えば、今まで表面塗料と
して、紫外線照射によつて重合し硬化する性質の
樹脂で、UV塗料と云われて来た樹脂が用いられ
て来たが、市販のUV塗料は、大体これを用いる
ことができる。UV塗料は、有機溶剤を配合して
塗布しやすくされており、またその中に重合又は
縮合触媒を加えると、短時間のうちに重合又は縮
合するようにされており、さらに紫外線を照射す
ると、一層短時間のうちに重合又は縮合反応が完
結して、そこに樹脂皮膜が形成されるようになつ
ている。

下塗層を形成することは、既に知られている。
一般に下塗層が必要とされる理由は、無機質製品
の方面が梨地のようになつていて、艶のある表面
ではないから、これを艶のある表面にするためで
ある。例えば、鉄板は、その表面を研磨して平滑
にしても、その表面にアルミニウムを蒸着する
と、その蒸着された金属膜は鏡面のように光沢の
ある表面にはならない。これは、鉄板表面自体が
艶のある表面になつていないためである。そこ
で、このような鉄板表面に下塗剤を塗つて下塗層
を形成すると、下塗層の表面が艶のある表面とな
る。だから、この上にアルミニウムを蒸着する
と、蒸着された金属膜は、鏡面のような艶のある
面を形成する。従来の下塗層は、このように艶の
ある面を形成するために作られて来たから、塗着
した塗料は、その表面を掻き乱すことなく、艶の
ある自由表面を形成するようにされて来た。とこ
ろが、この発明の下塗層は、その表面のところど
ころに不規則な線状に延びる隆起を形成し、隆起
によつて結晶模様を描かせようとするのであるか
ら、同じく下塗層であるとは云うものの、従来の
ものとは全く異なる。

UV塗料は、これを無機質製品の表面に塗布し
てのち、低い温度、通常は90℃以下の温度で、溶
剤を揮散させていわゆる予備乾燥をし、その後高
温、例えば200℃±10℃の温度で紫外線を照射し
て重合又は縮合させると、塗布した状態そのまま
の状態で樹脂層を形成し、従つて一様な厚みの樹
脂層を形成し、艶のある表面を形成する。ところ
が、UV塗料は、これを無機質製品の表面に塗布
した直後に高い温度、通常110℃以上の温度に加
熱して急激に溶剤を揮散させるとともに、紫外線
を照射して重合又は縮合を行わせると、樹脂はそ
の塗布層の表面のところどころで線状に延びる隆
起を生じ、隆起部以外は平坦な表面を生じ、全体
が艶のある表面を形成する。このため、ところど
ころで隆起して不規則な線状に延びて結晶模様を
描く樹脂層が形成される。これが線状隆起を持つ
た下塗層である。この発明の下塗層は、このよう
な隆起を持つたもので、大約数ミクロン乃至数拾
ミクロンの厚みを塗着し、急速に乾燥硬化させる
ことによつて生成される。

下塗層上に金属を蒸着させて金属膜を付設す
る。蒸着させる金属としては、アルミニウムが好
適であるが、そのほか、金、銀、銅、クローム、
ニツケル、ステンレス等を用いることができる。
この金属膜の厚みは普通0.05ないし0.1ミクロン
の厚みである。金属膜の厚みは下塗層の厚みより
も遥かに薄くする。こうして、下塗層の表面に金
属膜を形成すると、金属膜は下塗層の隆起のとこ
ろどころで隆起し、不規則な線状に延びる隆起を
持つたものとなる。

金属膜の表面には透明な合成樹脂の上塗層を形
成する。この上塗層を形成する樹脂としては、ア
クリル系樹脂が適しているが、それに限られな
い。今まで真空蒸着してのち、表面に塗布して来
た樹脂をすべて用いることができる。前述のUV
塗料と呼ばれるものは、今まで金属膜の表面上に
塗布されて来たが、市販のUV塗料はすべてこれ
を上塗層に用いることができる。上塗層は、これ
を一様の厚みに形成すればよいので、上塗層の形
成は従来の上塗層と同じである。上塗層を一様な
厚みに形成すれば、上塗層は、金属膜の隆起した
ところで、隆起した形状となる。また、上塗層は
透明であるから、金属膜の表面をそのまま映して
見せることとなる。

この発明に係る製品は、基材として無機質製品
を用い、その表面に合成樹脂から成る下塗層を形
成したので、下塗層の表面を艶のある面とするこ
とができる。従つて、その下塗層の表面に金属膜
を蒸着させることにより、金属膜の表面を鏡面の
ように艶のある表面にすることができる。また、
下塗層表面をところどころで隆起させ、不規則な
線状に延びる隆起を形成したので、下塗層の表面
に金属膜を付設することにより、金属膜自体に下
塗層に合つた隆起を形成させることができ、従つ
て金属膜に線状隆起による結晶状模様を表わすこ
とができる。さらに、金属膜上に透明の合成樹脂
の上塗層を一様な厚みに形成したので、透明な上
塗層を通して金属膜が見え、従つて金属光沢がよ
く見えて美麗であるとともに、上塗層が金属膜を
保護しているから、その美しさを永く維持させる
ことができる。その上に、金属膜に結晶状模様を
表わしたので、結晶状模様が鮮やかに亀裂状に美
しく見え、従つて全体として結晶模様を持つた美
麗なものとして目に映る。従つて、この製品は、
光の照明具合により、また目の位置によつて反射
状態を異にし、極めて特異な結晶模様を表わすも
のとなる。この点で、この発明の製品は顕著な効
果をもたらす。

次に製造方法に関する発明を説明する。この発
明方法では、無機質製品の表面にまず硬化性樹脂
溶液を塗着することを必要とする。ここで硬化性
樹脂とは、重合又は縮合性の部分重合体を樹脂形
成材料とし、これに重合又は縮合促進剤と有機溶
媒とを加えて溶液としたものである。有機溶剤と
しては、酢酸ブチルのようなエステル類、ブタノ
ールのような脂肪族アルコール類、トルエンのよ
うな芳香族炭化水素類が適当に混合して用いられ
る。部分重合体と重合又は縮合促進剤との組成割
合等は一般に極秘とされているが、前述のよう
に、UV塗料と呼ばれている市販の塗料はすべて
ここで云う硬化性樹脂溶液として用いることがで
きる。UV塗料は、紫外線を照射して硬化する性
質を持つた塗料である。

上記硬化性樹脂溶液を無機質製品の表面に一様
に塗着する。塗膜の厚さは、あとでこの上に付設
する金属膜の厚みよりも遥かに大きくする。例え
ば前述のように、金属蒸着膜の厚みは普通0.05な
いし0.1ミクロンの厚みであるが、樹脂溶液の厚
さは、乾燥硬化後に数ミクロン乃至数拾ミクロン
の厚さになるように塗着する。塗着は一様の厚さ
に行なう。これは溶液の状態で行うから、自然に
一様に塗布されることになるが、実際にも努めて
一様に塗布する。

硬化性樹脂溶液を塗着したのちは、110℃以上
の高温に晒す。これは、樹脂溶液中の有機溶剤を
できるだけ早く揮散させて除去するとともに、樹
脂の重合を早く行なわせるためである。高温とし
ては110℃以上230℃までの温度を採用できるが、
樹脂が焼け焦げたり発泡したりしない限りは、高
温ほど望ましい。なぜならば、高温ほど塗着樹脂
層中にできる隆起が顕著になり、従つて隆起の高
さと幅とが増すからである。また、高温になるほ
ど、線状の隆起が相互につながつて隆起によつて
区分けされた区域が明瞭となるからである。ま
た、高温に晒すとき、塗布面に熱風を吹き付け、
さらに吹き付け速度を大きくすればするほど、隆
起は顕著となる。こうして、下塗層を形成する。

従来は、合成樹脂溶液を塗布したのちには、で
きるだけ溶液を撹乱しないことを旨とし、既に述
べたように、塗着後の乾燥は、普通80℃付近で行
ない、それに±10℃の誤差を許容して、その温度
範囲で行なつて来た。従つて、塗着後直ちに100
℃以上の温度に晒すことはあり得なかつた。だか
ら、この発明方法のように、110℃以上の高温に
晒すことは、全く目新しいことである。また、急
速に樹脂を硬化させるためには、紫外線を照射す
ることが望ましい。

この発明方法では、上述のように高温に晒して
樹脂溶液を急速に乾燥するとともに、樹脂を急速
に硬化させることによつて樹脂皮膜を形成し、下
塗層を形成する。このとき皮膜の表面にところど
ころ不規則な線状に延びる隆起が形成される。こ
の隆起は不規則であるために、亀裂のように見え
る。また、この隆起の周りには、隆起の延びる方
向と垂直に延びる多数の細線が形成されることも
ある。その結果、これらの隆起は、結晶模様のよ
うに見える。

この発明方法では、上述の下塗層の上に金属の
薄膜を蒸着させる。この工程は、方法として見れ
ば、従来真空蒸着として行なわれて来た工程と何
等変わりがない。しかし、こうして蒸着された薄
膜の形状は、従来のものと非常に異なつている。
それは、下塗層上のところどころに不規則な線状
に延びる隆起があつて、隆起が亀裂状を呈してい
るから、この上に蒸着された金属膜は、亀裂状を
呈する基部で隆起し、その結果、結晶模様を持つ
た金属膜となるからである。

こうして蒸着された金属膜の上に、合成樹脂溶
液を一様な厚み、例えば数ミクロン乃至数拾ミク
ロンの厚みに塗着して、透明な樹脂皮膜を形成す
る。これが状塗層である。状塗層を形成する工程
は、従来の状塗工程と変わりがない。すなわち、
樹脂溶液を塗着してのち、90℃以下の温度で予備
乾燥して溶剤を徐々に揮散させ、その後高温、例
えば200℃±10℃の温度に晒して、樹脂を重合又
は結合させて樹脂皮膜とする。この樹脂皮膜は金
属膜上に一様な厚みに形成され、そのため金属膜
の隆起部では隆起している。上塗層は透明である
から、その下にある金属膜が見え、従つて結晶状
模様が鮮やかに見える。その結果、結晶模様を持
つた金属光沢製品が得られる。

この発明方法において、下塗層の表面になぜ隆
起が形成されるかは、よくわからない。

以下に実施例を挙げて、この発明方法の詳細を
説明する。

実施例 １辺が約15cmの正方形で、厚さが約1.5mmの表
面に艶のあるガラス板を無機質製品として用い
た。このガラス板上に紫外線硬化性の黄色透明な
合成樹脂塗料を塗布した。この場合用いた塗料
は、重量で次のような組成を持つたものであつ
た。

アクリルエステル系オリゴマー （ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート）
30％ ポリメチルアクリレート 10％ ベンゾフエノン（重合促進剤） １％ シランカプリング剤 ３％ 酢酸ブチル 20％ ブタノール 20％ トルオール 16％ 100％ 上記の塗料を塗着後直ちに150℃の熱風乾燥炉
に入れ、ここで拾数分間乾燥し、その後直ちに紫
外線を照射して、塗膜を硬化させ下塗層を形成し
た。硬化後に樹脂塗膜の厚みを測定したところ、
厚みは15ミクロンであつた。この下塗層はその全
面に亀裂状に延びる隆起が形成され、隆起は幅が
数ミクロン乃至数拾ミクロン、高さが数ミクロン
乃至数拾ミクロンであつたが、下塗層自体が透明
であるために、隆起はさほど顕著には見えなかつ
た。

この下塗層の表面に直接アルミニウムの薄膜を
常法に従つて減圧下に、厚み0.05ミクロンに蒸着
した。

次いでアルミニウム薄膜の面上に下塗層に用い
たのと同じ塗料をアルミニウム膜よりも厚く塗布
し、下塗層とほぼ同じ厚みに塗布した。塗布後、
直ちに80℃の乾燥炉に入れ、ここで10数分間予備
乾燥し、その後200℃に約40分間加熱して塗膜を
硬化さ、上塗層を形成した。硬化後に上塗層の厚
みを測定したところ、厚みは15ミクロンであつ
た。また上塗層は下塗層の隆起に見合つたところ
で隆起するだけでその他の部分はほぼ平滑であつ
た。

こうして得られた製品は、第１図に示すよう
に、全表面にわたつて亀裂状に延びる線状隆起を
備えており鮮やかな結晶模様を持つた金属光沢板
であつた。その線状隆起は、幅が数ミクロン乃至
数拾ミクロンで高さが数ミクロン乃至数拾ミクロ
ンであつた。

線状隆起は互いに連なり、大小さまざまの不規
則形状区域７が形成されていた。また、各区域７
内には、隆起にほぼ直角に延びる細線８が形成さ
れていた。従つて、この製品は、結晶模様を持つ
た金属光沢板として、特異な美観を呈するもので
あつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る製品の斜視図であ
る。第２図は、第１図の製品の一部切欠拡大断面
図である。第３図は、この発明に係る他の製品の
斜視図である。 図において、１は無機質製品、２は下塗層、３
は蒸着された金属膜、４は上塗層、５は上塗層４
における線状隆起、６は下塗層２における線状隆
起、７は区域、８は細線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ところどころで隆起し、隆起部が不規則な線
   状に延びて模様を形成している合成樹脂下塗層を
   無機質製品の表面に形成し、下塗層上に金属の薄
   膜を付設し、さらにその上に透明な合成樹脂の上
   塗層を一様な厚みに形成して金属膜の隆起を表面
   に表わし、金属膜の隆起によつて亀裂状の結晶模
   様を表わしてなる、結晶模様を持つた金属光沢製
   品。 ２ 無機質製品の表面に、硬化性合成樹脂溶液を
   塗着し、これを110℃以上の温度で急速に乾燥さ
   せるとともに樹脂を硬化させて、不規則な線状に
   延びる隆起をところどころに持つた下塗層を形成
   し、下塗層上に減圧下で金属を蒸着させ、さらに
   その上に透明な合成樹脂溶液を一様な厚みに塗着
   し、90℃以下の温度で予備乾燥し、その後さらに
   高温で硬化させて上塗層を形成することを特徴と
   する、結晶模様を持つた金属光沢製品の製造方
   法。