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JP3135903B2 - 反射物品の製造方法 - Google Patents
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JP3135903B2 - 反射物品の製造方法 - Google Patents

反射物品の製造方法

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JP3135903B2 JP02122787A JP12278790A JP3135903B2 JP 3135903 B2 JP3135903 B2 JP 3135903B2 JP 02122787 A JP02122787 A JP 02122787A JP 12278790 A JP12278790 A JP 12278790A JP 3135903 B2 JP3135903 B2 JP 3135903B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は反射物品の製造方法に関し、特に、表面保護
層を必要としない反射物品の製造方法に関する。
【従来の技術】
自動車のヘッドライト用反射体といった、反射面を有
する物品を製造する場合、予備成形された合成樹脂製又
はプラスチック製基材の表面に金属、例えば銀又はアル
ミニウムの反射被膜を設け、こうして形成された反射面
を、やはり合成樹脂材料であってもよい例えば透明ラッ
カーの保護層で被覆することが従来行われていた。 保護被膜を設ける理由は反射層が機械的作用を受けや
すいこと、即ち、接触により容易に摩耗すること及び大
気中で酸化を受けやすく、酸化反応により反射特性に変
化が生じるためである。 したがって、このような反射体を製造するための以前
の方法の主な欠点は、環境上危険で高価な手順でしばし
ば有機溶媒系による保護被膜の塗布を必要とすることで
ある。したがって反射体のコストが比較的高くなる。 また、合成樹脂基材に付与される特定表面の反射率の
程度を制御することがしばしば望まれることも挙げるこ
とができる。このことを従来の方法で行うのは容易では
ない。 さらに、ある材料を表面に蒸着させるアーク法につい
ての技術の現状に言及することができる。アーク溶射法
又はこの種の方法には、付着被膜の均一性に有害な効果
である小滴のはねかけという重要な問題がある。したが
って、小滴のはねかけのないアーク法の利用が長い間求
められていた。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第1の目的は反射物品を製造する従来の原理
を発展させて改良された方法を提供することである。 本発明の別の目的は、従来の方法の欠点が解消される
ように反射物品、即ち、反射面を有する物品を製造する
方法を提供することである。 本発明の別の目的は反射面の反射率の制御が改善され
るようにした反射物品の製造方法を提供することであ
る。 本発明のさらに別の目的は、小滴のはねかけという従
来遭遇した問題点を実質的に回避したアーク被覆法を提
供することである。
【課題を解決するための手段】
全く意外なことに、蒸着物が化学的に飽和されかつセ
ラミック質となることにより以後の酸化反応を防止する
ようにした条件下で低温アーク真空蒸着法により2種の
金属を組合せた電極から反射被膜を蒸着させると、反射
面に酸化防止保護層を設ける必要のない反射物品、即
ち、反射面をもった物品を製造することが可能であるこ
とが判明した。 本発明によれば、2種の金属として反射率に寄与す
る、即ち、基材上に反射面を形成するのに普通用いられ
る第1の金属及び窒素又は炭素とセラミック化合物を、
即ち、窒化物及び炭化物を生成し得る第2の金属が挙げ
られる。特に、第1の金属は銀又はアルミニウムであっ
てよく、第2の金属はタングステンであってよい。低温
アークは、減圧、好ましくは10-3バール以下、より好ま
しくは10-4バール以下、最も好ましくは10-5以下に維持
された空間に、被覆されるべき基材に対して並列に配置
された混合金属の電極と、例えばやはり混合金属の対向
電極との間に発生され、別の物質、即ち、窒素又は炭素
もしくは窒素又は炭素を与える物質が前記空間に導入さ
れる。 特に、混合金属電極は、2種の金属のうち融点の低い
方の金属の融点未満の温度で2種の金属の混合粉末を熱
間圧縮して凝集構造体に形成されるのがよい。電極中の
2種の金属が互いに合金とならず、実質的に溶け合わな
いことが重要である。 好ましくは、電極は反射性金属とセラミック形成金属
とから成り、第1の金属と第2の金属との重量比は20:8
0乃至80:20、好ましくは25:75乃至45:55である。最良の
結果は30:70乃至50:50の範囲で達成される。 金属が混合金属セラミックとして、即ち、以後の酸化
を防止するように化学的に飽和されたアルミニウム・タ
ングステン炭化物又は窒化物或いは銀,タングステン炭
化物又は窒化物として蒸着される条件下で被膜形成を行
うことの重要性はいくら強調してもしすぎることはな
い。 ここで化学的飽和とは、混合金属被膜の結合能のほと
んどすべてが実際の化学結合により或いは窒素又は炭素
を隙間に閉じ込めていることにより窒素又は炭素で飽和
されていることを意味する。この状態の存在は被膜形成
後の反射率を測定し、被膜を50〜80℃の高温で純酸素雰
囲気にさらし、次いで反射率を再測定することにより簡
単に試験することができる。飽和被膜は当然乍ら反射率
の変化をほとんど示さない。 前記の系を用いて75%を超す反射率を容易に得ること
ができ、この方法は反射面上の保護被膜の必要性とこの
保護被膜に伴う諸欠点とを排除するのでヘッドライト用
反射体の製造に特に有用であることがわかった。 したがって、本発明のこの観点によれば、本発明の方
法は、 (a) 高反射性の第1の金属と、セラミックを形成す
るようにした他の物質と反応可能な第2の金属との2種
の金属の非合金混合物から電極を形成する工程、 (b) 排気可能な空間に前記電極と反射被膜が設けら
れるべき基材とを並列に配列する工程、 (c) 前記空間を10-3バール以下の圧力に排気する工
程、 (d) 前記電極と別の電極との間に低電圧アークを発
生させて前記混合物を気化させる工程、 (e) 前記物質を前記空間に導入して前記物質と気化
混合物とを反応させて、前記混合物と前記物質との反射
反応生成物を前記基材に蒸着させる工程、及び (f) 前記混合物の組成、前記圧力及び前記空間への
前記物質の導入を制御することによって前記物質が前記
反応生成物を化学的に飽和して、前記反応生成物に保護
被膜を必要とすることなく前記反応生成物の反射特性の
酸化変化を防ぐようにする工程、 の各工程を含む。 本発明の別の観点によれば、反射被膜は反射率の制御
が可能なように前記方法で形成することができる。窒素
供与体又は酸素供与体の存在下で混合金属電極を用いて
蒸着した被膜の反射率は蒸着被膜の厚さに依存すること
がわかった。被膜は800〜1500Å、好ましくは800〜1000
Åの厚さ範囲で付与することができ、厚さが増大すると
反射率が増大する。 本発明のさらに別の観点において、混合金属粉末を合
金化することなく熱間圧縮により前記の通り形成した電
極を用いることにより、一方の金属が比較的低融点の金
属で他方の金属が高融点の金属である場合にアーク法で
従来発生した小滴のはねかかり傾向が完全に回避できる
ことが判明した。 高融点金属/低融点金属の重量比は80:20乃至20:80、
好ましくは75:35乃至45:55であるのがよく、最良の結果
は70:30乃至50:50の範囲で得られる。高融点金属は例え
ばタングステンとすることができ、低融点金属は例えば
銀又はアルミニウムとすることができる。 理由はまだ完全には解明できてはいないが、本発明の
改良された電極を用いることによりアーク法において従
来発生していた小滴のはねかかりを伴わずに混合金属の
被膜の形成、即ち、反射被膜として前記した種類のセラ
ミック様被膜の製造が可能である。 本発明の前記及びその他の目的、特徴及び利点は極め
て概略的な添付の図面について以下に記載する説明から
容易に明らかであろう。 第1図からわかる通り、銀とタングステンとから成る
一対の熱間圧縮電極11,12が真空ポンプで減圧に排気さ
れた室10に間隔を置いて並列に配置されている。真空ポ
ンプは15に示されている。 アーク発生装置23がロッド24により可動電極12に連結
されてアーク発生のために電極12を電極11に近づけ、次
いで電極12が電極11から引き離され、発生アークにより
電極の混合金属が気化される。直流電圧源25が両電極に
接続され、20〜150ボルトの電圧と30〜150アンペアの電
圧を供給することができる。 基材13はヘッドライト用の合成樹脂(例えばポリウレ
タン又はポリカーボネート)反射体本体であってよく、
排気室内に14に概略示した支持体に載置されている。 被膜を窒化物セラミックとする場合は、タンク21から
窒素を管路16,17及び弁6を経て排気室10に導すること
ができる。 炭化物セラミックを望む場合は、炭素源としてメタン
をタンク22から弁20と管路16,19を経て排気室に導入す
ることができる。 排気室内の雰囲気が窒素とメタンの両方から成る場合
は、もちろん窒化物と炭化物の混合物を形成することが
できる。 第1図の装置は被覆のために既に記載したように操作
される。真空ポンプ15がまず室10を排気し、窒素かメタ
ン或いは両方を室内の微量の空気を除くために室に導入
することができる。所望により窒素又は炭素のポテンシ
ャルをこれらのガスをアルゴンで希釈することにより減
少させることができる。 前記の通り熱間圧縮により形成された電極が室内に位
置付けられ、排気により脱ガスされ、室に窒素及び/又
はメタンが導入される間にアークを(所望により繰返
し)発生させ、例えば第2図に示したヘッドライト用反
射体のプラスチック基材31に反射被膜32を蒸着させるこ
とができる。窒素及び/又はメタンの量は、被膜が炭素
及び/又は窒素で完全に飽和されて、以後に空気中で反
射帯域33に酸化が起こらないように制御される。したが
って保護被膜を設ける必要はない。 この方法では小滴のはねかかりは全てない。 本発明を以下の実施例により説明する。
【実施例】
実施例I 電極11,12を銀粉末30重量%とタングステン粉末70重
量%の混合物から熱間圧縮によりつくった。いずれも粒
径が50〜100ミクロンの銀粉末とタングステン粉末を充
分に混合してから熱間圧縮用鋳型に入れた。 これらの粉末を圧力100バール、温度900℃で熱間圧縮
した。 被膜形成は第1図に概略示した装置を用い、アーク電
圧100ボルト、電流40〜80アンペアを用いて行った。窒
素を室に供給し、厚さ100Åの混合窒化物の被膜をポリ
ウレタン基材に蒸着した。反射率を純酸化雰囲気で75℃
及び80℃で測定し、反射率の変化は認められなかった。 室にメタンを導入した場合も同様の結果が得られた。 実施例II 銀の代わりにアルミニウム粒子を用いた外は実施例I
の工程に従った。熱間圧縮は600℃で実施した。この実
施例では熱間圧縮をアルゴン雰囲気下で行った。 得られたヘッドライト用反射体は75%を超える反射率
を有し、反射面に保護被膜を必要としなかった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の被膜形成を説明する図であり、第2図
は本発明の方法によって製造されたヘッドライト用反射
体の横断面図である。 10……真空室、11,12……電極、13……基材、14……支
持体、23……アーク発生装置、30……ヘッドライト用反
射体、31……プラスチック基材、32……反射被膜、33…
…反射帯域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F21V 7/22 F21M 3/08 Z G02B 5/08 (56)参考文献 特開 昭60−255973(JP,A) 特開 昭58−150901(JP,A) 特開 昭63−192856(JP,A) 特表 昭63−502288(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 F21S 8/10 F21V 7/00 F21V 7/22 G02B 5/08

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反射体の製造方法であって、 (a) 高反射性の第1の金属と、セラミックを形成す
    るように他の物質と反応可能な第2の金属との2種の金
    属の非合金混合物から電極を形成する工程、 (b) 排気可能な空間に前記電極と反射被膜が設けら
    れるべき基材とを並列に配置すること、 (c) 前記空間を10-3バール以下の圧力に排気する工
    程、 (d) 前記電極と別の電極との間に低電圧アークを発
    生させて前記混合物を気化させる工程、 (e) 前記物質を前記空間に導入して前記物質と気化
    混合物とを反応させ、前記混合物と前記物質との反射反
    応生成物を前記基材に蒸着させる工程、及び (f) 前記混合物の組成、前記圧力及び前記空間への
    前記物質の導入を制御することによって前記物質が前記
    反応生成物を化学的に飽和して、前記反応生成物に保護
    被膜を必要とすることなく前記反応生成物の反射特性の
    酸化変化を防ぐようにする工程、 の各工程を含む反射体の製造方法。
  2. 【請求項2】前記基材上の前記反応生成物によって少な
    くとも75%の反射率が得られるように前記混合物の組
    成、前記圧力、前記空間への前記物質の導入及び前記基
    材上の前記反応生成物の厚さを選択する請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】前記厚さが800乃至1500Åである請求項2
    記載の方法。
  4. 【請求項4】前記第1の金属が銀、アルミニウム及びこ
    れらの混合物から成る群から選択される請求項2記載の
    方法。
  5. 【請求項5】前記第2の金属がセラミック窒化物又は炭
    化物を生成可能な金属である請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】前記第2の金属がタングステンである請求
    項5記載の方法。
  7. 【請求項7】前記物質が窒素又は炭素であり、前記反応
    生成物が窒化物又は炭化物である請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】前記物質が炭素でありかつ前記空間へメタ
    ンを導入することによって生成される請求項6記載の方
    法。
  9. 【請求項9】前記第1の金属と前記第2の金属が前記電
    極中に80:20乃至20:80の重量比で存在する請求項6記載
    の方法。
  10. 【請求項10】前記重量比が30:70乃至50:50である請求
    項9記載の方法。
  11. 【請求項11】前記電極が、前記第1及び第2の各金属
    の粉末を混合して粉末混合物を形成し、この粉末混合物
    を前記各金属のうち融点の低い方の金属の融点未満の温
    度で熱間圧縮することによって形成される請求項1記載
    の方法。
  12. 【請求項12】請求項1記載の方法により製造されたヘ
    ッドライト用反射体。
  13. 【請求項13】基材をアーク蒸着被覆する際の小滴のは
    ねかかりを防止する方法であり、 (a) 低融点の第1の金属であって、この金属により
    前記基材に近接してアークを発生させると前記基材上へ
    小滴となってはねかかりやすい前記第1の金属と高融点
    の第2の金属との2種の金属の非合金混合物から電極を
    形成する工程、 (b) 排気可能な空間に前記電極と反射被膜が設けら
    れるべき基材とを並列に配置する工程、 (c) 前記空間を10-3バール以下の圧力に排気する工
    程、及び (d) 前記電極と対向電極との間に低電圧アークを発
    生させて前記混合物を気化させ、前記基材に前記混合物
    の被膜を蒸着させることにより前記電極からの小滴が前
    記基材上へはねかかるのを防ぐ工程、 の各工程を含む前記方法。
  14. 【請求項14】前記第1の金属が銀,アルミニウム及び
    これらの混合物から成る群から選択される請求項13記載
    の方法。
  15. 【請求項15】前記第2の金属がセラミック窒化物又は
    炭化物反応生成物を生成可能な金属である請求項14記載
    の方法。
  16. 【請求項16】前記第2の金属がタングステンである請
    求項15記載の方法。
  17. 【請求項17】前記物質が窒素又は炭素であり、前記反
    応生成物が窒化物又は炭化物である請求項16記載の方
    法。
  18. 【請求項18】前記物質が炭素でありかつ前記空間へメ
    タンを導入することによって生成される請求項16記載の
    方法。
  19. 【請求項19】前記第1の金属と前記第2の金属が前記
    電極中に80:20乃至20:80の重量比で存在する請求項16記
    載の方法。
  20. 【請求項20】前記重量比が30:70乃至50:50である請求
    項19記載の方法。
  21. 【請求項21】前記金属が、前記第1及び第2の各金属
    の粉末を混合して粉末混合物を形成し、この粉末混合物
    を前記各金属のうち融点の低い方の金属の融点未満の温
    度で熱間圧縮することによって形成される請求項13記載
    の方法。
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