(57)【要約】      （修正有）【課題】干渉色の発現を阻害することがなく、耐汚染性及び付着性に優れる発色金属を得ることができる酸化皮膜による干渉色発現層を有する発色金属の保護方法及び発色金属を提供する。【解決手段】酸化皮膜による干渉色発現層を有する発色金属の保護方法であって、干渉色発現層２上にクロム層３、アルミニウム層４、トップクリヤー塗膜層５を順じ形成せしめることにより、干渉色の発現を阻害することがなく、耐汚染性及び付着性に優れる発色金属を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属表面に化学的若しくは電気的に酸化又は硫化皮膜による干渉色発現層を形成せしめた発色金属の保護方法であって、干渉色発現層上にクロム層、アルミニウム層、トップクリヤー塗膜層を順じ形成せしめる発色金属の保護方法。
【請求項２】
上記発色金属が、表面に酸化チタン皮膜が形成されたチタンである請求項１に記載の発色金属の保護方法。
【請求項３】
トップクリヤー塗膜が、溶剤型塗料である請求項１又は２に記載の発色金属の保護方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の方法で得られた発色金属。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に酸化皮膜による干渉色発現層を有する発色金属の保護方法に関するものであって、干渉色の発現を阻害することなく、耐汚染性及び付着性に優れる発色金属の保護方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン、マグネシウム、ニッケル等各種金属の表面に酸化皮膜を形成せしめ、酸化皮膜による干渉色を利用した発色金属は、強度が高く、耐食性に優れることに加えて、発色が均一で再現性に優れるために、意匠性が追求される通信機器や家電製品及び建材などに適用する金属製品として広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、干渉色を発現する酸化皮膜に指紋などの汚れがついたり、表面が劣化すると、干渉色の発現が低下してしまう問題点があった。
【０００４】
特許文献１には、金属表面の光の干渉により発色する干渉色発色金属体として、透明な陽極酸化皮膜を形成し得る金属素地にバリヤー層、光反射性層と、透明もしくは半透明の保護皮膜層が形成された干渉色発色金属体が開示されている。特許文献１に開示の干渉色発色金属体は、反射性層によって入射光の一部を透過し一部を反射させることで、金属素地からの反射光と反射性層からの反射光の干渉による発色を成立させている。そのため、金属素地と反射性層の組み合わせによっては干渉が十分に生じず、高彩度の色彩による意匠を得ることが困難であり、金属素地とバリヤー層、反射性層の組み合わせによっては、金属酸化物層と金属層もしくは金属層と保護層の間の付着性に問題があり剥離を生じる可能性が懸念される。
【０００５】
特許文献２には、耐変色性と耐汚染性に優れるカラーチタンの製造方法として、チタンの酸化発色処理を行った後に、ポリシラザンを塗装し、その後、該ポリシラザンの硬化処理を行ってシリカコーティング層を形成せしめる方法が開示されている。チタンに酸化発色処理を行なって得られたカラーチタンは、表層に形成された酸化チタンとの屈折率差によって発色するため、表面にシリカコーティングを行なうと、彩度が低下してしまう問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６３７７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１４８５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、各種金属の表面に酸化皮膜を形成せしめ、酸化皮膜による干渉色を利用した発色金属において、干渉色の発現を阻害することがなく、耐汚染性及び付着性に優れる発色金属の保護方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
１．金属表面に化学的若しくは電気的に酸化又は硫化皮膜による干渉色発現層を形成せしめた発色金属の保護方法であって、干渉色発現層上にクロム層、アルミニウム層、トップクリヤー塗膜層を順じ形成せしめる発色金属の保護方法、
２．上記発色金属が、表面に酸化チタン皮膜が形成されたチタンである１項に記載の発色金属の保護方法、
３．トップクリヤー塗膜が、溶剤型塗料である請求項１又は２に記載の発色金属の保護方法。
４．１〜３項に記載の方法で得られた発色金属
に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の酸化皮膜による干渉色発現層を有する発色金属の保護方法は、干渉色発現層上にクロム層、アルミニウム層、トップクリヤー塗膜層を順じ形成せしめるものであり、干渉色の発現を阻害することがなく、耐汚染性及び付着性に優れる発色金属を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の発色金属の保護方法で得られた発色金属の断面模式図である。
【符号の説明】
【００１１】
１．  金属基材
２．  干渉色発現層
３．  クロム層
４．  アルミニウム層
５．  トップクリヤー塗膜層
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の発色金属について説明する。発色金属とは、各種金属の表面に金属酸化物による均一且つ透明な干渉色発現層を形成せしめたものであり、干渉色発現層表面での反射光と、干渉色発現層と金属表面との界面での反射光との光の光路差により干渉色を発現させたものである。ここで干渉色発現層を形成せしめる各種金属素材には特に制限はなく、チタン、マグネシウム、ニッケル、銅や、ステンレス等の合金の中から、適用する工業製品との適性や、色調を考慮して適宜選択することができる。
【００１３】
本発明において、上記干渉色発現層は、各種金属の表面に金属酸化物を形成せしめたものであり、その厚さによって、干渉色を制御することが可能である。金属酸化物の形成方法は特に制限されるものではないが、例えば、化学的な方法及び電解着色法によって金属酸化物層を形成することができる。
【００１４】
化学的な方法とは、各種金属素材を酸化又は硫化させる液中に浸漬することで、干渉色発現層を形成させる方法を意味する。各種金属素材ごとに浸漬する液組成を決めることができ、例えばステンレスを素材とする場合、硫酸クロム酸混液に浸漬して酸化膜を形成せしめて干渉色発現層を形成させることができる。膜厚の制御は、浴温度、濃度、時間を制御することによって行なうことができる。
【００１５】
電解着色法とは、チタンやステンレス等の金属表面に陽極酸化処理を施すことによって干渉色発現層形成させる方法を意味する。その場合、電圧を制御することによって、干渉色発現層の厚さを制御することができる。また、金属表面の表面粗度によって、発色金属の彩度が変化するため、求める彩度によって、金属表面の粗度を選択することができる。
【００１６】
本発明において、干渉色発現層上に、後述するアルミニウム層との付着性を付与するためにクロム層を形成させる。クロム層の形成方法は特に限定されるものではないが、電気めっき、無電解メッキ、ＰＶＤ（物理的気相析出法）、ＣＶＤ（化学的気相析出法）によって形成せしめることができる。
【００１７】
電気めっきは、電解溶液中においてクロム層を形成せしめる基材（本発明においては発色金属）を陰極として通電し、その表面に金属（クロム）を析出させる方法を意味する。
【００１８】
無電解めっきは、溶液中における化学反応を利用して、クロム層を形成せしめる基材表面に金属（クロム）を析出させる方法を意味する。
【００１９】
ＰＶＤは、真空（減圧環境）中で、蒸着材料（クロム）を加熱し、発生した蒸気をクロム層を形成せしめる基材（本発明においては発色金属）上に凝縮・付着させて薄膜を作成する方法である。
【００２０】
ＣＶＤは、原料ガスを種々の方法で活性化して基材（本発明においては発色金属）上に凝縮・付着させて薄膜を作成する方法である。活性化の方法によって熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法などがある。
【００２１】
本発明において、クロム層の膜厚は、０．５〜２ｎｍの範囲内とすることが好ましくより好ましくは、１〜１．５ｎｍの範囲内である。０．５ｎｍ未満の膜厚では、付着性が不十分であり、２ｎｍを超える膜厚では、干渉色の発現を阻害してしまう。
【００２２】
本発明においては、上記クロム層の上に、アルミニウム層を形成する。アルミニウム層は、後述するトップクリヤー層とクロム層との付着性を付与し、さらにアルミニウム層表面での反射光により、干渉色発現層表面での反射光を増加せしめて、干渉色の発現を強化することを目的として形成せしめるものであり、上記クロム層と同様にして形成させることができる。
【００２３】
本発明において、アルミニウム層の膜厚は、２〜１０ｎｍの範囲内とすることが好ましくより好ましくは、４〜７ｎｍの範囲内である。２ｎｍ未満の膜厚では、干渉色の発現を強化する効果が不十分であり、１０ｎｍを超える膜厚では、発色金属表面の反射光を遮蔽してしまい、干渉色の発現を阻害してしまう。
【００２４】
本発明方法においては、アルミニウム層上にトップクリヤー塗料を塗装して、トップクリヤー塗膜を形成する。トップクリヤー塗膜は、発色金属表面を保護し、意匠性を低下させることなく耐汚染性を付与するものである。トップクリヤー塗料としては、従来公知のものが制限なく使用できる。例えば、基体樹脂及び架橋剤を含有する液状もしくは粉体状の塗料組成物が適用できる。基体樹脂の例としては、水酸基、カルボキシル基、シラノ−ル基、エポキシ基などの架橋性官能基を含有する、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコン含有樹脂などが挙げられる。架橋剤としては、前記基体樹脂の官能基と反応しうるメラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネ−ト化合物、ブロックポリイソシアネ−ト化合物、エポキシ化合物又は樹脂、カルボキシル基含有化合物又は樹脂、酸無水物、アルコキシシラン基含有化合物又は樹脂等が挙げられる。また、必要に応じて、水や有機溶剤等の溶媒、硬化触媒、消泡剤、紫外線吸収剤等の添加剤を適宜配合することができる。
【００２５】
本発明方法のトップクリヤー塗料において、着色顔料や染料の含有量は、適宜決定されて良いが、仕上がり性と透明性の点から、塗料組成物中の樹脂固形分１００質量部に対して、１０質量部以下、好ましくは０．０５〜５質量部である。
【００２６】
本発明のトップクリヤー塗料としては、付着性や意匠性の点から溶剤型のクリヤー塗料を使用することが好ましく、ビヒクル形成成分として水酸基含有アクリル樹脂を用い、硬化剤としてポリイソシアネ−ト化合物を用いる２液型クリヤー塗料や、水酸基含有樹脂とメラミン樹脂とをビヒクル形成成分とする熱硬化型クリヤー塗料を使用することが好ましい。
【００２７】
また、トップクリヤー塗料は、静電塗装、エア−スプレ−、エアレススプレ−などの方法で塗装することができ、その膜厚は、塗膜の平滑性の点から硬化塗膜に基づいて２０〜５０μｍの範囲内とするのが好ましい。
【００２８】
本発明方法において、トップクリヤー塗料を塗装後、熱風乾燥炉等を使用して乾燥硬化せしめることができる。トップクリヤー塗料の塗膜は約２０〜１６０℃の温度で架橋硬化させることができる。
【００２９】
本発明の保護方法で得られた発色金属の構造及び干渉色の発色について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の発色金属の保護方法で得られた発色金属の断面模式図である。図１は構成をわかりやすく図示するために縮尺を調整したものであり、図中の各層を示す四角形の上下方向の長さは、塗膜層の厚さを正確に反映するものではない。本発明の発色金属は、金属基材１に干渉色発現層２が積層された発色金属にさらにクロム層３、アルミニウム層４及びトップクリヤー塗膜層５が順じ積層されたものである。
【００３０】
左上の光源からの光の一部は、干渉色発現層表面Ａで反射される。金属基材１と干渉色発現層２との界面Ｂで反射される光と、前記干渉色発現層表面Ａで反射された光の光路差によって干渉色を生じる。さらに、光源からの光の一部はアルミニウム層４の表面Ｃにおいても一部反射する。この光は、前記干渉色発現層表面Ａで反射される光を強める効果を発現し、アルミニウム層がない通常の発色金属よりも強い干渉色を発現する。尚、クロム層３及びアルミニウム層４の膜厚は、実際には干渉色発現層２の膜厚と比較してきわめて薄いが、図１においては上下方向の大きさを拡大している。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」及び「％」はいずれも質量基準によるものである。
（実施例１）
陽極酸化処理を行なって干渉色を発現させた発色チタン（干渉色：青）の表面を溶剤脱脂し、ＪＥＥ−４２０（商品名、真空蒸着装置、日本電子社製）を使用して、１０-4 Ｐａに減圧し、膜厚１．６ｎｍのクロム層を形成した。ついで、同じ装置を使用してクロム層上に膜厚５．６ｎｍのアルミニウム層を形成した。ついでアルミニウム層上にルーガベーククリヤー（商品名、アクリル／メラミン系有機溶剤型熱硬化塗料、関西ペイント社製）をエアスプレーを用いて塗装し、硬化塗膜として４０μｍのトップクリヤー塗膜を形成し、表面に保護層が形成された発色チタンを得た。
（実施例２〜６、比較例１〜７）
表１に示す工程で、発色金属を得た。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
トップクリヤー塗膜Ａ：「レタンＰＧ２Ｋクリヤー」（商品名、水酸基含有アクリル樹脂系、関西ペイント社製）１００部に対して「レタンＰＧ２Ｋ硬化剤」（商品名、ポリイソシアネ−ト化合物、関西ペイント社製）５０部を添加し、塗装に適正な粘度になるように希釈して、エアスプレーを使用して塗装し、約２０℃の実験室に１０分間静置後、熱風乾燥機を使用して８０℃で３０分間乾燥せしめて硬化塗膜として４０μｍのトップクリヤー塗膜を得た。
トップクリヤー塗膜Ｂ：「ルーガベーククリヤー」（商品名、アクリル／メラミン系有機溶剤型熱硬化塗料、関西ペイント社製）をエアスプレーを用いて塗装し、約２０℃の実験室に１０分間静置後、熱風乾燥機を使用して１４０℃で３０分間乾燥せしめて硬化塗膜として４０μｍのトップクリヤー塗膜を得た。
（評価試験）
前記実施例及び比較例で得られた発色金属を下記に示す要領で評価し、結果を表２に示した。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
・発色性
作成した発色金属を、人工太陽灯（セリック社製、色温度６５００Ｋ）で照明し、ハイライト（正反射光近傍）における干渉色の発現を評価した。
○：干渉色が強く見られた。
△：干渉色が見られた。
×：干渉色が見られなかった。
・付着性
作成した発色金属にカッターを使用して干渉色発現層に達するクロスカットを入れ、クロスカット部にセロハン粘着テープを密着させ、急激に剥がした後の塗膜状態を観察して評価した。
○：塗膜に変化がない。
△：塗膜が一部剥離した。
×：塗膜が全部剥離した。
・耐指紋性
作成した発色金属に人差し指を押し当てて、その部位の発色状態を観察して評価した
○：発色に変化がない。
×：発色が低下した。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の酸化皮膜による干渉色発現層を有する発色金属の保護方法は、意匠性が追求される通信機器や家電製品及び建材などの金属製品に適用できる。
【図１】
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