(57)【要約】【課題】表面に金属装飾を施したプラスチック製の取っ手、たとえば自動車ドアのハンドルにおいて、従来のクロムメッキに伴っていた、メッキ層が割れたときに危険であるという問題を解消し、使用中に表面層が割れてケガをするという心配がなく、クロムメッキをしのぐ表面強度を有し、しかも、光沢クロム金属色以外のさまざまな色彩の表面を与えることのできるものを提供する。【解決手段】取っ手の形状をもつプラスチック成形品の表面に、シリコーン系樹脂などのハードコート層を形成し、その上にスパッタリングにより金属（Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｃｒなど）の層を設け、さらにこの金属のスパッタリング層の上に、窒素ガスやアセチレンガスを供給しながらイオンプレーティングを行なって、表面に、金属の色彩を有する硬質の金属化合物、たとえばＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＮなどの層を形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取っ手の形状をもつプラスチック成形品の表面に、ハードコート層、スパッタリングにより形成した金属層およびイオンプレーティングにより形成した金属化合物層を順次設けてなる、金属装飾を有するプラスチック製の取っ手。
【請求項２】
取っ手の形状をもつ成形品を構成するプラスチックが、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート−ポリエチレンテレフタレート共重合体、ポリカーボネート−ポリブチレンテレフタレート共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート−ＡＢＳ樹脂共重合体、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＳＡ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂またはＡＥＳ樹脂から選んだものである請求項１のプラスチック製の取っ手。
【請求項３】
ハードコート層として、ポリウレタン系塗料、アクリル系塗料またはシリコーン系塗料を使用した請求項１のプラスチック製の取っ手。
【請求項４】
スパッタリングにより形成した金属層が、Ｔｉ、ＴｉＡｌ合金、ＣｒまたはＺｒの層である請求項１のプラスチック製の取っ手。
【請求項５】
金属化合物の層がＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＣＮ、ＺｒＮ、ＺｒＣ、ＺｒＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣまたはＴｉＡｌＣＮの層である請求項１のプラスチック製の取っ手。
【請求項６】
取っ手の形状をもつプラスチック成形品の表面にハードコート層を形成し、ついで金属のスパッタリング層を設け、その上にイオンプレーティングを行なって金属化合物の層を設けることからなる金属装飾を有するプラスチック製の取っ手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック製で金属装飾を有する種々の取っ手と、その製造方法に関する。ここで、「金属装飾」とは、金属化合物によりゴールド、シルバー、ブロンズ、グレーおよびブラウンのような、光沢またはツヤ消しの金属的な外観を有するものをいう。「取っ手」の語は、自動車のドアの内側または外側に設けるハンドル、家屋のドアの取っ手、家庭用家具やオフィス家具の引き出しの取っ手、キッチン家具の取っ手など、さまざまな取っ手を意味する。取っ手には、棒形状で片もちのものも両もちのものもあり得るし、ノブ状またはリング状のものも包含される。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば自動車のドアの開閉に使用するハンドルは、以前は、鋼にクロムメッキを施して製造されていたが、近年では、軽量化とコスト低減を狙って、プラスチックの成形品にクロムメッキそのほかの金属でメッキを施したもので置き換えられている。プラスチックとしては、高い衝撃強度を有し、価格も比較的安いＡＢＳ樹脂が主として使用されているが、最近は、ＡＥＳ樹脂が有力になりつつある。ＡＥＳ樹脂は、ポリエチレンのゴムであるＥＰＤＭとアクリロニトリルとの共重合体であって、耐候性がＡＢＳ樹脂より改善されている。
【０００３】
プラスチック成形品へのクロムメッキは、通常、まず銅の無電解メッキ（厚さ５〜２０μｍ）を行なって電解メッキの拠点をつくり、その上にニッケルを電解メッキ（厚さ５〜２０μｍ）し、最後にクロムの電解メッキ（厚さ０．１〜０．３μｍ）を行なうという手順に従う。この技術は確立されたものであり、低コストで光沢クロムメッキを実現することができるが、三次元的に複雑な形状をもつものは、メッキ厚さを均一にすることが困難であり、とくに、自動車ドアのハンドルのような、ある程度のカーブをもち先端に屈曲部を有するような形状のものは、場所による膜厚分布の乱れが大きいという、製造上の問題がある。
【０００４】
プラスチックにメッキをした製品にともなう問題は、メッキ層が、プラスチック成形品が破損したときに、銅−ニッケルの層で鋭角の割れ目が生じ、しばしば、触れた者がケガをするということである。メッキ層の割れ目は、外部から大きな衝撃が加わったような場合に、たとえプラスチック成形品が破損しなくても、生じることがある。さらには、下地であるプラスチックの表面に対するメッキ層の密着がよくないと、界面で剥離し、プラスチック成形品に損傷がなくても、メッキ層に割れが生じるというおそれがある。
【０００５】
このような、メッキ層がプラスチック表面から剥離する大きな原因として、温度変化の繰り返しがあると考えられる。自動車ドアのハンドルであれば、ドア外部のハンドルの方が、内部のハンドルよりも過酷な条件にさらされることはいうまでもない。温度変化の繰り返しに起因する膨張収縮の状況をみるため熱膨張率を比較すると、つぎのようにプラスチックと金属では大きな差がある。プラスチックと金属層との界面で剥離が生じやすいのは当然といえる。
材  質      線膨張率（１０−６／Ｋ）
ＡＢＳ樹脂          約８０
ハードコート樹脂    約６５
銅                    ６．５
ニッケル            １３．３
クロム              １７．０
【０００６】
現実に、自動車ドアのハンドルのメッキ層が割れて、ケガをしたという需用者がいる。この対策として、メッキ層の外側にプラスチックのコーティングを施すことが試みられており、メッキ層の破損に伴うケガの防止にはそれなりの効果があるが、最外層のプラスチックは紫外線に当たるから、いかに耐候性のよいものを用いても、長時間使用すれば劣化するという問題があって、自動車ドアのハンドルのような製品にとって、この対策は実用性に乏しい。
【０００７】
出願人は、さきに、プラスチック製の水栓金具部品であって金属装飾を設けたものに関して改良を企て、金属メッキに代えてセラミック物質である金属化合物で被覆したものを実現し、すでに提案した（特願２００２−３０８６５８）。その水栓金具部品は、プラスチックの成形品表面にポリウレタン系塗料、アクリル系塗料またはシリコーン系塗料でハードコート層を形成し、スパッタリングにより金属層を設けた上にイオンプレーティングにより金属化合物の層を形成したものである。この水栓金具部品に関する技術は当業技術において歓迎されたので、これを自動車ドアのハンドルや家具の取っ手に対し適用を試みたところ、やはり好成績を得た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した水栓金具部品に関する技術を、プラスチック製であって表面に金属光沢を与えた各種の取っ手に応用し、従来のクロムメッキに伴っていた、メッキ層が割れたときに危険であるという問題を解消し、使用中に表面層が割れてケガをするという心配がなく、クロムメッキをしのぐ表面強度を有し、しかも、光沢クロム金属色以外のさまざまな色彩の表面を与えることのできるプラスチック製の取っ手と、その製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の金属装飾を有するプラスチック製の取っ手は、各種の取っ手の形状をもつプラスチック成形品の表面に、ハードコート層、スパッタリングにより形成した金属層およびイオンプレーティングにより形成した金属化合物層を順次設けてなるものである。
【００１０】
金属装飾を有するプラスチック製の取っ手を製造する本発明の方法は、取っ手の形状をもつプラスチック成形品の表面にハードコート層を形成し、ついで金属のスパッタリング層を設け、その上にイオンプレーティングを行なって金属化合物の層を設けることからなる。
【００１１】
【発明の実施形態】
取っ手の形状をもつ成形品を構成するプラスチックとしては、常用されている各種の材料、すなわちナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート−ポリエチレンテレフタレート共重合体、ポリカーボネート−ポリエチレンテレフタレート共重合体、ポリカーボネート−ポリブチレンテレフタレート共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート−ＡＢＳ樹脂共重合体、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＳＡ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＡＥＳ樹脂などから、任意のものを選んで使用することができる。ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂およびＡＥＳ樹脂が最適である。成形方法も、射出成形、プレス成形、押出成形と後加工の組み合わせなど、任意に選択できるが、射出成形が最適である。
【００１２】
ハードコート層としては、比較的硬度の高い塗膜を与える塗料を使用する。それにより、下地材料の硬度が低くても、最終製品の表面に傷がつきにくいものが得られる。常用されているポリウレタン系塗料またはシリコーン系塗料が好適に使用でき、鉛筆硬度にしてＨ〜５Ｈの塗膜が得られる。ハードコート層により、プラスチック製の取っ手表面に成形時に生じた凹凸の影響を防いで、表面が平滑で外観のすぐれた、密着性のある金属装飾を施すことができる。この層の厚さは、５〜３０μｍの範囲にえらぶのが適切であり、通常は１５μｍ以内、１０μｍ程度の厚さで足りる。
【００１３】
スパッタリングにより形成する金属の層は、Ｔｉ、ＴｉＡｌ金属間化合物または合金、ＣｒまたはＺｒの層が有用である。ターゲットとしてこれらの金属または合金を使用するスパッタリング技術が既知であり、それにしたがって、ハードコート層上のスパッタリング層を形成すればよい。スパッタリングにより金属層を形成することは、金属層の上に形成されるイオンプレーティング層の密着性を、きわめて高いものにするという利益がある。
【００１４】
イオンプレーティングの技術もまた既知であって、上記したスパッタリングのターゲットの使用と、選択されたガスの供給とを組み合わせることにより、スパッタリング層の上に、所望の金属化合物の層を形成することができる。供給ガスは、窒化物の形成にはＮ２ガス、炭化物の形成にはアセチレンガス、炭窒化物の形成には（Ｎ２＋アセチレン）ガスが好適である。スパッタリングの対象とする金属と、イオンプレーティングにより形成する金属化合物の金属とは、同種であっても、異種であってもよい。後者の例を挙げれば、Ｔｉのスパッタリング層の上に、ＣｒＮのイオンプレーティング層を設けるというような組み合わせが可能である。
【００１５】
いうまでもないが、形成する金属化合物の層は、それ自体で美しい外観を与えるとともに、高い硬度を有するものが好適である。具体的な金属化合物は、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＣＮ、ＺｒＮ、ＺｒＣ、ＺｒＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣおよびＴｉＡｌＣＮである。
【００１６】
【実施例１】
ＡＢＳ樹脂の射出成形により、図１に示す形状をもつ自動車ドア内側のハンドル素材を成形した。このハンドル素材は、長さが約１２０ｍｍ、幅が最大３０ｍｍ、厚さが最大２５ｍｍである。その表面に、シリコーン系塗料「Ｘ−４１−２４１５」（信越化学工業製）を塗布して乾燥させ、硬度３Ｈのハードコート層を形成した。このハードコート層の厚さは、約１０μｍである。クロムターゲットを用いたスパッタリング（真空度２．０×１０−３Ｔｏｒｒ）を行なって、このハンドル素材の表面に、厚さ０．１μｍのクロム層を形成した。その後、スパッタリング装置内に窒素ガス（圧力５．０×１０−３Ｔｏｒｒ）を供給してイオンプレーティングを行ない、厚さ０．２５μｍのＣｒＮ層を形成した。このようにして、外観が美しいシルバーグレー色の金属装飾をもった、自動車ドア内側ハンドルを得た。
【００１７】
上記のプラスチック製で金属装飾を有する自動車ドア内側ハンドルについて下記の試験を行ない、それぞれ下に記す結果を得た。
【００１８】
［表面硬度試験］  ＪＩＳ  Ａ４４２０
鉛筆硬度３Ｈ以上（ＣｒＮ層は実質硬さ２０００Ｈｖを有するため、傷がつきにくい。）
［密着性試験］  ＪＩＳ  Ｋ５４００
セロテープ剥離試験：カッターナイフによるマス目の剥離はゼロ。
［キャス試験］  ＪＩＳ  Ｈ８５０２
２４時間：異種金属のコーティング膜がないため、腐食は全く問題ない。
［ヒートサイクル試験］  ＪＩＳ  Ｈ８６３０
９０℃の雰囲気に１時間→−２０℃の雰囲気に１時間のサイクルを１０回繰り返したのち、密着の状況を確認したところ、問題はなかった。
【００１９】
［落球試験］
水平に置いた自動車ドア内側ハンドルの上に、重さ５００ｇの鋼球を、２０ｃｍの高さから落下させた。鋼球が当たった部分に凹みを生じたが、表面層はその変形に追従しており、明らかな割れや剥離は観察されなかった。
［引張試験］
自動車ドア内側ハンドルの両端を固定しておき、中央部に太さ約１ｍｍの鋼線を引っかけて、２０ｋｇの荷重を１分間かけた。鋼線の当たった部分が凹んだが、表面装飾層に明瞭な割れや剥離は見当たらなかった。
【００２０】
【実施例２】
ＡＥＳ樹脂のインサート射出成形により、図２に示す形状をもつユニットキッチンの引き出しに付ける取っ手の素材を製造した。この取っ手の素材は、長さが約１６０ｍｍ、太さが１０ｍｍである。その表面に、シリコーン系塗料「Ｃ−１１７５」（日本エーアールシー製）を塗布して乾燥させ、硬度２Ｈのハードコート層を形成した。このハードコート層の厚さは、約１０μｍである。チタンターゲットを用いたスパッタリング（真空度２．０×１０−３Ｔｏｒｒ）を行なって、この取っ手の素材の表面に、厚さ０．１μｍのチタン層を形成した。その後、スパッタリング装置内に窒素ガス（圧力５．０×１０−３Ｔｏｒｒ）を供給してイオンプレーティングを行ない、厚さ０．２μｍのＴｉＮ層を形成した。このようにして、外観が美しいゴールド色の金属装飾をもった、ユニットキッチンの引き出し用取っ手を得た。
【００２１】
【発明の効果】
本発明にしたがえば、プラスチック製の各種の取っ手の表面に、ハードコート−スパッタリング−イオンプレーティングを順に行なうという簡易な方法により、プラスチックとよく密着した装飾被膜を形成し、表面の金属化合物の被膜により金属装飾を行なうことができる。色調は、形成する金属化合物の選択によって、ゴールド（ＴｉＮ，ＺｒＮ）、シルバー（ＴｉＣ）、ブロンズ（ＴｉＣＮ）、シルバーグレー（ＣｒＮ）およびブラウン（ＴｉＡｌＮ）など、さまざまなものが実現可能である。
【００２２】
この被膜はプラスチック成形品によく密着しており、割れを生じる心配が少なく、安全性が高い。その理由について考えると、各層の厚さが薄いことと、その間の密着性がよいこと、また、粒子の積層により塗膜が形成されていることが挙げられる。まず、ハードコート層は合成樹脂であって、プラスチック成形品の素材に適用したとき、素材表面を膨潤させて付着しているから、よく一体化している。その上には、スパッタリングにより打ち込まれた金属の粒子が積層した金属層があり、さらにその上に連続する形で、イオンプレーティングによる金属化合物の層が形成されている。このような構成は、温度変化にもとづく面方向の伸縮を吸収ないし緩衝する機能がある。
【００２３】
本発明の金属装飾層は、スパッタリングによる金属層の厚さが０．１μｍ以下という薄いものであり、イオンプレーティングによる金属化合物層の厚さも０．２μｍ程度で、合わせても、サブミクロンのオーダーの厚さであるから、従来の光沢クロムメッキを構成していた金属層の厚さ（合計１０〜４０μｍ）にくらべれば、格段に薄い。プラスチックの基材が温度変化により伸縮するとき、厚い金属層よりも薄い（金属／金属化合物）層の方が追従しやすいことは、容易に理解されるであろう。
【００２４】
従来技術におけるクロムメッキは上記のように厚いものであり、基材のプラスチック層とは明確な界面を形成して付着しているため、温度変化による応力が加わると、割れて、異種金属層の界面や、金属層とプラスチックとの界面で剥離する。その破面は、メッキが硬質であるため、鋭角になりやすい。これに対し、本発明のスパッタリングによる金属層は、微少な粒子が集積したものであるため、仮に外部からの衝撃などの原因によりプラスチック層から剥離することがあっても、いわゆる粉状剥離であって、鋭い破面が形成されることはない。このようなわけで、本発明のプラスチック製取っ手は、安全で耐久性が高く、しかも低コストで提供可能な部品である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１において製造した自動車ドアの内側ハンドルの形状を示す図であって、Ａは平面図、Ｂは縦断面図。
【図２】本発明の実施例２において製造したユニットキッチンの引き出し取っ手の形状を示す図であって、Ａは平面図、Ｂは横断面図。
【図１】
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【図２】
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