JPH0649932B2

JPH0649932B2 - マスキング材料

Info

Publication number: JPH0649932B2
Application number: JP60233443A
Authority: JP
Inventors: 健玉置; 正之島田
Original assignee: 株式会社ノリタケカンパニ−リミテド
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPS6293365A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はマスキング材料に関し、詳しくは非水溶性無機
質粉末と、水ガラスおよび特定の水溶性無機化合物から
なる水溶性原料とをそれぞれ特定の割合で配合すること
により、取扱い操作が容易で、しかも下地との密着性に
優れた金属化合物皮膜を安価に形成できるマスキング材
料に関する。

［従来の技術］一般に真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ
リング法、プラズマ法等の物理的蒸着法（ＰＶＤ法）に
よって、金属やセラミックス等の下地表面に多結晶シリ
コン、酸化ケイ素、アルミナ、窒素チタン等の金属や金
属化合物等の皮膜を形成させる場合は、予め皮膜を形成
しない部分にマスキングを施してから蒸着を行なってい
る。

従来、このようなマスキングの方法としては、皮膜形成
の不要な部分に金属板等を強固に密着保持してマスキン
グする方法が知られている。しかし、この方法では、金
属板を密着させる操作に手間がかかり、複雑な形状のも
のへの適応性に乏しく特に独立した細かなパターンがで
きないという欠点がある。

一方、他のマスキング方法としては、粘土等の無機質粉
末を有機質糊材と混合し水性または油性のペーストとし
てから、皮膜を形成しない部分に塗布し、500〜800℃で
焼成付着させる方法が知られている。しかし、この方法
ではペーストを直接印刷したり、陶磁器画付の転写法等
により付着させるが、500〜800℃の高温で有機質糊材を
焼成して焼失させなければならないため、金属のように
500℃程度で容易に酸化されるものには適用できないと
いう欠点がある。

また、このマスキング材料は、100℃以上に加熱する
と、有機質糊材に起因するガスが発生するため、500〜8
00℃の焼成による脱ガス操作という工程が必ず必要とな
る。これは、発生したガスが形成皮膜の純度を低下させ
皮膜の付着強度等に悪影響を与えるためである。

［発明が解決しようとする課題］本発明は上述の課題に鑑みてなされたもので、取扱いが
容易で、しかも下地との密着性に優れた金属化合物皮膜
を安価に形成できるマスキング材料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］本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した
ところ、通常のマスキング材料の主原料として用いられ
る非水溶性無機質粉末に、水ガラスおよび特定の水溶性
無機化合物からなる水溶性原料を特定の比率で配合する
ことにより上記目的を達成するマスキング材料を見出し
本発明に到達した。

すなわち本発明は、非水溶性無機質粉末原料（Ａ）100
重量部に、固形分として水ガラスを30〜70重量％および
ナトリウム、カリウムの炭酸塩化合物または塩化物を主
成分とし、かつ融点または分解温度が500℃以上である
水溶性無機化合物70〜30重量％の組成からなる水溶性原
料（Ｂ）15〜200重量部を混合したことを特徴とするマ
スキング材料である。

本発明において、非水溶性無機質粉末原料（Ａ）は、通
常マスキング材料の主原料として用いられる無機質粉末
で、例えば珪石、長石、カオリン、タルク、雲母等の造
岩鉱物、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の
金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の非
水溶性の炭酸塩等が挙げられる。

また、本発明において水溶性原料（Ｂ）として、水ガラ
スと特定の水溶性無機化合物の混合物を用いる。

水ガラスとしては市販の水ガラスが用いられ、ナトリウ
ム、カリウム、リチウム等のアルカリ珪酸塩から選ばれ
る少なくとも１種以上またはこれらの水溶液が用いられ
る。これらの水ガラスのうち、特にＪＩＳＫ 1408に
規定されているものが好ましい。

また、特定の水溶性無機化合物としては、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムとい
ったナトリウム、カリウムの炭酸塩化合物または塩化物
を主成分とするものが用いられる。この水溶性無機化合
物は、マスキング層の水洗除去を可能とするため水に容
易に溶けることが必要であり、また蒸着時の処理温度に
耐えられるように融点や分解温度が500℃以上のものを
用いる。さらにマスキング材料として使用された後、水
洗により除去して廃棄されるため、工場廃水に混入して
も環境汚染を起こさない化合物であることが望ましい。

本発明においては、水溶性原料（Ｂ）における水ガラス
および特定の水溶性無機化合物の固形分としての混合割
合は、水ガラス30〜70重量％、特定の水溶性無機化合物
70〜30重量％の範囲である。なお、この水ガラスの混合
割合においては、水ガラス中の水分はその重量に含まな
いものである。水ガラスの混合量が70重量％を越えた
り、特定の水溶性無機化合物の混合量が30重量％未満で
は、マスキング材料を乾燥固化した後のマスキング層の
被マスク面への付着強度が大き過ぎるため、蒸着後にマ
スキング層を除去するのが困難となる。また水ガラスの
混合量が30重量％未満であったり、特定の水溶性無機化
合物の混合量が70重量％を越えた場合には、逆に乾燥固
化後の被マスク面への付着強度が弱すぎて蒸着等の取扱
い中に脱落してしまう。

上述の比率で配合された水溶性原料（Ｂ）は、非水溶性
無機質粉末原料（Ａ）100重量部に対し、固形分として1
5〜200重量部配合されることが必要である。なお、非水
溶性無機質粉末原料（Ａ）はその比重や粒度等によって
嵩が異なるため、上記範囲内において、嵩の多い場合は
水溶性原料（Ｂ）を多くし、嵩の少ない場合は水溶性原
料（Ｂ）を少なくして付着強度や洗浄除去の難易度を調
節する必要がある。水溶性原料（Ｂ）の配合量が200重
量部を越えるとマスキング層と下地面との付着強度が大
きくなるが洗浄除去が困難となり、また15重量部未満で
は洗浄除去し易くなるが付着強度が小さくなるためそれ
ぞれ好ましくない。

本発明においては、マスキング材料の粘稠度を調節した
り、無機質粉末原料と水溶性原料の混合を容易にし、ペ
ースト状またはスラリー状とするために、所望量の水を
配合してもよい。なお、水ガラス中に予め必要量の水が
含有されているときは、さらに水を加える必要はない。

以下、本発明のマスキング材料の使用方法を説明する。

まず、上述のようにペースト状またはスラリー状に調製
されたマスキング材料を、刷毛塗り、スプレー塗布、直
接印刷等の方法でマスキングが施される下地としての金
属やセラミックス等の表面に塗布する。次に、塗布され
たマスキング材料を乾燥させて水分を除去して固化させ
マスキング層を形成する。さらに物理蒸着法により、マ
スキング層が施されていない下地表面に金属または金属
化合物の皮膜を形成する。この物理蒸着法では、下地表
面を500℃程度までに加熱して金属または金属化合物の
皮膜を形成する。この際、本発明に用いられる原料はい
ずれも無機物で、また、水は低温乾燥で蒸発されるので
マスキング層からガスが発生しない。従って、有機物を
原料の一部とする従来のマスキング材料に必要だった脱
ガス工程を省略することができる。さらに、このような
ガスが発生すると炉中で蒸発している蒸着材に混入し純
度を低下させるが、本発明ではガスが発生しないため蒸
着材に全く影響を及ぼさない。

最後に、不要となったマスキング層を水洗により除去す
る。本発明のマスキング材料には特定の水溶性無機化合
物が配合されているため、水洗の際それらが溶出しマス
キング層の付着強度を低下させマスキング層が容易に除
去できる。

なお、本発明のマスキング材料は物理的蒸着法に用いら
れるものであるが、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）が500℃
以下で行なうことが可能な場合には、本発明のマスキン
グ材料は化学的蒸着法にも適用可能である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例および比較例に基づき具体的に説
明する。

実施例１〜７および比較例１〜３先ず、第１表に示す配合割合で、非水溶性無機質粉末原
料（Ａ）、水ガラスと特定の水溶性無機質化合物とから
なる水溶性原料（Ｂ）および水を配合してマスキング材
料を調製した。なお、第１表中の１号、３号および４号
珪酸ソーダはＪＩＳＫ 1408に規定する水ガラスであ
る。

得られた各マスキング材料をよく研磨した金属表面に、
直接印刷、スプレー塗装、刷毛塗りで塗布し、次いで乾
燥固化し、部分的にマスキング層を設けた。さらにイオ
ンプレーティング法により、真空中、300℃の条件下に
窒化チタンを蒸着し、最後に水洗によりマスキング層を
除去した。

この一連の操作において、マスキング層と下地との付着
強度、窒化チタンのマスキング効果および水洗除去の難
易を調べ、結果を第１表に示した。

なお、これらの評価は下記の方法によって行なった。

［付着強度］蒸着等の処理直後、基体に塗布したマスキング層部にセ
ロファンテープを貼付して再びテープを剥離した時、テ
ープ粘着面にマスキング材料がテープ接触面積の１／２
を超えて基体より剥離付着するのを“非常に弱い”、１
／３〜１／２を“弱い”１／３未満の付着を“強い”と
した。

［マスキング効果］窒化チタンの蒸着後、水洗してマスキング層を除去した
時、下地表面に窒化チタンが認められず、蒸着前と同じ
状態を示すものを“良好”とし、下地表面に窒化チタン
が認められるものを“不良”とした。

［水洗除去の難易］常温の水に30分間浸漬し、その後、水圧0.5kg／cm²未満
の圧力で全て剥離するものを“容易”、水圧0.5〜1.0kg
／cm²の圧力で全て剥離するものを“やや困難”、水圧
1.0kg／cm²を超えた圧力にって全て剥離するものを“困
難”とした。

第１表に示されるごとく、本発明のマスキング材料はい
ずれも物理蒸着法に用いられるマスキング材料として使
用に供し得ることが判った。

［発明の効果］以上説明したように、本発明のマスキング材料によれば
以下の効果を奏する。

金属やセラミックス等の下地との付着強度が高い値を
示し、しかも皮膜の蒸着状態やマスキング効果も良好で
ある。

蒸着を行なう際にガスを発生しないので、従来必要だ
った脱ガス工程を省略することができ、またガス発生に
よる形成皮膜への悪影響がない。

特定の水溶性無機化合物を含有させることにより、マ
スキング層の洗浄除去は水を用いて行なうことができる
ので、従来の方法よりも取扱い操作が容易である。

無機化合物や水を原料とするため、従来の樹脂や有機
溶剤を用いたマスキング材料よりも安価で取扱いが容易
である。

従って、上記のような効果を奏する本発明のマスキング
材料は、金属やセラミックス等の下地表面に物理的蒸着
法を用いて皮膜を形成する際に有効である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非水溶性無機質粉末原料（Ａ）100重量部
に、固形分として水ガラスを30〜70重量％およびナトリ
ウム、カリウムの炭酸塩化合物または塩化物を主成分と
し、かつ融点または分解温度が500℃以上である水溶性
無機化合物70〜30重量％の組成からなる水溶性原料
（Ｂ）15〜200重量部を混合したことを特徴とするマス
キング材料。
【請求項２】前記非水溶性無機質粉末原料が、造岩鉱
物、金属酸化物、炭酸塩を主成分とする前記特許請求の
範囲第１項記載のマスキング材料。
【請求項３】前記造岩鉱物が珪石、長石、カオリン、タ
ルク、雲母から選択される少なくとも１種である前記特
許請求の範囲第２項記載のマスキング材料。
【請求項４】前記金属酸化物がシリカ、アルミナ、ジル
コニア、チタニアから選択される少なくとも１種である
前記特許請求の範囲第２項記載のマスキング材料。
【請求項５】前記炭酸塩が炭酸マグネシウムおよび／ま
たは炭酸カルシウムである前記特許請求の範囲第２項記
載のマスキング材料。
【請求項６】前記水ガラスがアルカリ珪酸塩水溶液を主
成分とする前記特許請求の範囲第１項記載のマスキング
材料。