JP4500613B2

JP4500613B2 - 表面光輝処理方法

Info

Publication number: JP4500613B2
Application number: JP2004205358A
Authority: JP
Inventors: 浩一工藤
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-07-13
Also published as: JP2006026948A

Description

本発明は、金属母材又は樹脂母材の表面に表面光輝処理された成形品の表面光輝処理方法に関するものである。

金属母材又は樹脂母材の表面にメッキ処理等の表面光輝処理を施すことにより、該母材の質感や色彩を変化させて、高級感や趣味感を生じさせるようにした成形品は数多く存在している。例えば、自動車用のアルミニウム合金ホイールにあっても、近年、その意匠性を向上させるため、ホイール意匠面に表面光輝処理を施して、重厚感や格調高い金属調を表現するようにしたものが増加する傾向にあり、表面光輝処理方法も種々提案されている。

このような表面光輝処理された成形品及び処理方法として、例えば、特許文献１には、金属母材の表面に、黒系統の色のベース層を形成し、該ベース層の上にアルミニウム合金をメッキ処理してなる金属反射膜を成膜し、その上にトップコート層を形成するようにして形成された構成が提案されている。この構成では、金属反射膜がベース層の黒系統色を若干透過させることによって、黒味のある金属調の外観が表現される。このような外観は、高級感を生じさせ得るため、例えば、アルミニウム合金ホイールにあって、その意匠性を向上させることができる。

また、例えば、特許文献２には、アルミ部品（成形品）の平面部と、該アルミ部品の立て面部及び奥部等とで、金属反射膜の膜厚を変更し、透過率を変えるようにした構成が提案されている。かかる構成では、当該アルミ部品を、正面から見た場合に比して、斜め方向から見た場合に、該平面部と、立て面部及び奥部との色調が異なって見えることにより、あたかも多色のアルミ部品であるようにすることができ、高い意匠性を発揮できるようにしている。
特開平９−２９０２１３号公報特開２００３−２５４９５号公報

ところで、上述したベース層の黒系統色を若干透過させる金属反射膜を成膜してなる構成（特許文献１）にあっては、成形品を全体的に黒味のある金属調の外観とするものであるから、平面部と立て面部及び奥部との膜厚を変える構成（特許文献２）のように、部分的に色調が変化するような表面光輝処理が施されているものではない。すなわち、前者の構成（特許文献１）では、成形品が全体的に単一の色調で表現されるものであるから、変化に乏しく、また、比較的飽き易く、意匠性に限界がある。

一方、後者の構成（特許文献２）では、金属反射膜を成膜するスパッタリングを行う場合に、立て面部や奥部をマスクで隠したり、該スパッタリングのターゲットを平面部に対して対向するように配置して、該立て面部や奥部を、平面部に比して膜厚が薄くなるようにしている。ところが、通常、アルミニウム合金ホイール等の凹凸形状を有する成形品に、スパッタリングする場合には、マスクなどで隠さなくとも、立て面部や奥部等の膜厚は平面部に比して薄くなり易い。加えて、このような立て面部や奥部は、周囲の光の加減によっても、印象が変わって見えることから、極普通にスパッタリングして金属反射膜を成膜してなるアルミニウム合金ホイールにあっても、斜め方向から注視すると、色調が変化して見える。また、平面部は、前者の構成（特許文献１）と同様に、全体的に単一な色調で表現されている。したがって、立て面部や奥部の膜厚を薄くして、透過率を変えても、見る人の印象を大きく変えることはできず、意匠性を高める効果が充分に発揮されるものではない。

本発明は、さらなる意匠性の向上要求に応え、優れた意匠性を発揮し得る表面光輝処理された成形品の表面光輝処理方法を提案するものである。

本発明方法が適用される第一の表面光輝処理された成形品としては、金属母材又は樹脂母材の表面上に、所定色の着色塗料が塗布されてなる着色ベース層と、該着色ベース層の上に、母材中央部から母材外縁部に向けて徐々に膜厚が薄くなるように、純金属又は金属合金が成膜されてなる金属反射膜とを備えていることを特徴とするものである。
または、第二の表面光輝処理された成形品としては、金属母材又は樹脂母材の表面上に、所定色の着色塗料が塗布されてなる着色ベース層と、該着色ベース層の上に、母材外縁部から母材中央部に向けて徐々に膜厚が薄くなるように、純金属又は金属合金が成膜されてなる金属反射膜とを備えていることを特徴とするものである。

ここで、純金属又は金属合金が成膜されてなる金属反射膜にあっては、膜厚が薄くなるに従って、該金属反射膜の下地を透過できる透過率が増加することとなる。したがって、充分な膜厚に形成された部位では金属の色調が表れ、膜厚が薄くなるに従って、下地の所定色が徐々に強く見えてくるように色調が変化する、いわゆるグラデーション調が表れる。かかる第一発明にあっては、着色ベース層上に形成される金属反射膜の膜厚が、母材中央部から母材外縁部に向けて徐々に薄くなるものであることから、母材中央部は金属ターゲットの金属調が強く、母材外縁部に向かって徐々に透過率が高くなることによって下地色が強調されていく、グラデーション調が表現される。一方、第二の表面光輝処理された成形品にあっては、逆に、母材外縁部から母材中央部に向けて徐々に薄くなるものであることから、金属ターゲットの金属調が強い母材外縁部から、母材中央部に向かって徐々に下地色が強調されていく、グラデーション調が表現される。

このような、第一及び第二の表面光輝処理された成形品によれば、例えば、自動車用アルミニウム合金ホイールに適合した場合にあって、ほぼ平面状の意匠面が、ホイール中央部からホイール外縁部に向けて（ホイール外縁部からホイール中央部に向けて）徐々に色目が変化していくグラデーション調となり、多色的な外観が表現される。尚、このホイールは、周囲の光の加減に関係せず、どの方向から見ても多色的に見える。さらに、この自動車用ホイールの、ホイール中央部とホイール外縁部との間に表現されたグラデーション調は、自動車走行中に回転している場合にあっても、視認可能である。このため、自動車の停止中のみならず、走行中にあっても、本発明による外観が明確に表現されることとなる。而して、自動車用のアルミニウム合金ホイールとしては、従来にない外観を有し、高い意匠性を発揮できるものとなり、その価値が著しく向上する。

尚、このような第一の成形品にあっては、母材外縁部に金属反射膜が形成されていない部位を有するものとして、着色ベース層の色が直接的に表れるようにしても良い。同様に、第二発明の構成では、母材中央部に金属反射膜が形成されていない部位を有するものとしても良い。これにより、上述したグラデーション調の変化幅が大きくなる。例えば、着色ベース層の色を、金属色と全く異なる色とした場合にあっては、母材中央部と母材外縁部との色の差が大きくなり、外観の多色性が一層強調されることとなり得る。また、このような金属反射膜にあっては、高反射率を有する純アルミニウム又はアルミニウム合金をスパッタリングすることにより形成されたものとすることが好適である。これは、物理的蒸着法（PVD）のひとつであるスパッタリング法によって、金属反射膜の膜厚が徐々に薄くなっていく構成を適正に形成でき、所望のグラデーション調の外観を比較的容易に得ることができるからである。

ここで、上述した第一の成形品にあって、着色ベース層の上に成膜されてなる金属反射膜が、母材中央部で、該着色ベース層を透過しない膜厚を成している構成が提案される。一方、上述した第二の成形品にあって、第二発明の構成にあって、着色ベース層の上に成膜されてなる金属反射膜が、母材外縁部で、該着色ベース層を透過しない膜厚を成している構成が提案される。かかる構成にあって、第一の成形品の母材中央部、及び第二の成形品の母材外縁部では、着色ベース層の色が全く表現されず、金属ターゲットの金属調のみが表現されることとなる。このため、着色ベース層を透過してなるグラデーション調をさらに際立たせることができ、上述した本発明の作用効果が一層高まる。さらに、自動車用のアルミニウム合金ホイールに適用した場合にあっても、上述したように、高い意匠性を発揮できるという本発明の作用効果がさらに向上する。

一方、本発明は、上述した表面光輝処理された成形品に表面処理を施す表面光輝処理方法として、金属母材又は樹脂母材の表面上に、所定色の着色塗料を塗布することにより着色ベース層を形成する下地層形成工程を行った後に、前記着色ベース層が形成された金属母材又は樹脂母材を、母材表面が純金属又は金属合金からなる金属ターゲットと対向するように配すると共に、母材表面とほぼ直交する軸線を回転中心として所定速度で回転させ、母材表面に、該回転に伴って金属ターゲットに周期的に覆われてスパッタリングされる周期成膜部位を形成し、金属反射膜を成膜するようにした反射膜形成工程を行う方法に関する。

かかる方法にあって、母材表面の、金属ターゲットに覆われる部分は、該母材の回転に伴って周方向に順次移り変わっていくと共に、該覆われる部分でも、回転中心からの距離に従って一回転当りに覆われる時間も異なることとなっている。このため、スパッタリングにより形成する周期成膜部位は、回転中心からの距離に従って膜厚が徐々に増加（又は減少）するものとして形成されることとなり得る。このように形成された周期成膜部位では、比較的膜厚の厚い部分で金属ターゲットの金属調が強く表れ、回転中心に対して径外方向又は径内方向に向かって膜厚が薄くなるに従って着色ベース層の透過率が高くなり、該着色ベース層の色目が徐々に強く表れる、いわゆるグラデーション調の外観が表現される。すなわち、本方法によれば、上述した本発明にかかる、成形品の中央部から外縁部（又は外縁部から中央部）に向けて徐々に膜厚が薄くなる金属反射膜を、適正かつ容易に成膜することができ得る。

ここで、例えば、自動車用のアルミニウム合金ホイールに、本発明の表面光輝処理方法を適用する場合にあって、ホイール直径とほぼ等しい長辺からなる直方体状の金属ターゲットを用意する。この金属ターゲットを、ホイール意匠面の上方で、少なくともホイール中央部は覆わず、ホイール外周縁部を部分的に覆うようにした位置で、該ホイール意匠面に対向して配する。そして、このホイール中心軸を回転中心として回転すると共に、スパッタリングすることにより、ホイール外周縁部からホイール中央部に向かって膜厚が徐々に薄くなる周期成膜部位を意匠面に形成できる。このようにして金属反射膜を成膜することにより、上述した第二本発明にかかる構成を備えたアルミニウム合金ホイールを適切に得ることができる。すなわち、本発明の表面光輝処理方法によれば、上述したような、従来にない、グラデーション調の外観が表現された成形品（例えば、自動車用ホイール）を容易かつ適正に得ることができる。そして、この成形品は、上述したように高い意匠性を有するものとなり得る。

上述した反射膜形成工程にあって、周期成膜部位を、その最も膜厚の厚い部分を着色ベース層が透過する膜厚となるように、スパッタリングを制御実行することができる。この方法にあっては、周期成膜部位の最も厚い部分の膜厚を決めることにより、着色ベース層の透過率を適宜設定することができる。例えば、着色ベース層が僅かに透過する透過率となるようにして、最も厚い部分の金属調を強調し、グラデーション調を比較的強めるようにしても良い。又は、透過率を高めることにより、周期成膜部位全体としてグラデーション調を比較的弱め、着色ベース層の色目が表現される外観とすることもできる。

一方、この反射膜形成工程が、母材表面の周期成膜部位内で最も膜厚の厚い部分を、着色ベース層が透過しない膜厚となるように、スパッタリングを制御実行するようにした方法も提案される。ここで、上記したスパッタリングにあって、母材の回転に伴って最も金属ターゲットに覆われている時間が長い部分が、周期成膜部位の中で最も膜厚が厚く形成される。したがって、金属ターゲットに覆われている時間や、金属ターゲットの形状等を適宜設定してスパッタリングを行うことにより、下層の着色ベース層が透過しない膜厚に形成する。かかる方法により形成された周期成膜部位は、最も厚い部分で着色ベース層の色目が全く表れず、金属ターゲットの金属調のみが明確に表現され、この部分から徐々に膜厚が薄くなるに従って、上述したように着色ベース層の色目が強くなるグラデーション調の外観が表現されるものとなり得る。これにより、周期成膜部位の膜厚の最も厚い部分と、最も薄い部分との色の差が大きくなり、グラデーション調を際立たせることができる。かかる方法を、上述と同様に、アルミニウム合金ホイールの表面処理に適用すれば、上述したように、さらに高い意匠性を有する自動車用ホイールを得ることができる。

また、このような表面光輝処理方法にあって、反射膜形成工程が、母材表面に、金属ターゲットに周期的に覆われてスパッタリングされる周期成膜部位を形成すると共に、該金属ターゲットに常時覆われてスパッタリングされる常時成膜部位を形成し、金属反射膜を成膜するようにした方法が提案される。かかる方法にあっては、上述したように、母材の回転に伴って金属ターゲットに周期的に覆われる部分と、回転に関係なく常に金属ターゲットに覆われている部分とが、母材表面上に存在するように、該金属ターゲットと母材とを対向して配する。そして、母材を回転させると共に、スパッタリングすることによって、膜厚が徐々に増加又は減少する周期成膜部位と、膜厚一定の常時成膜部位とを形成するようにしている。ここで、常時成膜部位は、周期成膜部位に比して、金属ターゲットに覆われている時間が長いことから、膜厚が厚くなる。したがって、金属ターゲットの金属調が強調された常時成膜部位と、上述したように、徐々に金属ターゲットの金属調から着色ベース層の色目が強くなっていくグラデーション調の周期成膜部位とからなる外観を有する成形品を、適正かつ容易に得ることができる。尚、常時成膜部位は、金属ターゲットが母材の回転中心の周囲を覆うように配することによって、比較的容易に形成することが可能であり、好適である。例えば、矩形状の金属ターゲットを、母材の回転中心から径方向に沿うように、該母材に対向して配して、スパッタリングすることによって、回転中心の周囲に常時成膜部位を形成できると共に、該回転中心から径外方向に向かって徐々に膜厚が薄くなり、着色ベース層の色目が強くなる周期成膜部位を形成できる。ここで、回転中心を母材中央部に設ければ、母材中央部から母材外縁部に向かって徐々に膜厚が薄くなる金属反射膜が成膜された、上述した第一発明にかかる構成の成形品を適切に得ることができる。

ここで、例えば、自動車用のアルミニウム合金ホイールに、上記の表面光輝処理方法を適用する場合にあって、ホイール直径とほぼ等しい長辺と、ホイール半径より短い短辺とからなる直方体状の金属ターゲットを用意し、当該金属ターゲットを、ホイール意匠面の上方で、その長手方向とホイール直径との水平方向位置が合うようにして、該ホイール意匠面に対向して配する。そして、このホイール中心軸を回転中心として回転すると共に、スパッタリングすることにより、ホイール意匠面には、ホイール中央部に常時成膜部位が形成され、さらに、該ホイール中央部からホイール外縁部に向かって膜厚が徐々に薄くなる周期成膜部位が形成される。ここで、ホイール意匠面は、金属調が強調された中央部から、外縁部に向かって徐々に着色ベース層の色目が強調される外観となる。このようにして金属反射膜を成膜することにより、上述した第一本発明にかかる構成を備えたアルミニウム合金ホイールを適切に得ることができる。すなわち、本発明の表面光輝処理方法によれば、上述したような、従来にない、グラデーション調の外観が表現された成形品（例えば、自動車用ホイール）を容易かつ適正に得ることができる。そして、この成形品は、上述したように高い意匠性を有するものとなり得る。

上述した反射膜形成工程にあって、常時成膜部位を、着色ベース層が透過する膜厚となるように、スパッタリングを制御実行することができる。この方法にあって、常時成膜部位の膜厚を決めることにより、着色ベース層の透過率を適宜設定することができる。例えば、着色ベース層が僅かに透過する透過率となるようにして金属調を強調し、周期成膜部位のグラデーション調を比較的強めるようにしても良い。又は、透過率を高めることにより、金属反射膜全体として、着色ベース層の色が比較的強調されて表現される外観とすることもできる。

一方、この反射膜形成工程が、母材表面の常時成膜部位を、着色ベース層が透過しない膜厚となるように、スパッタリングを制御実行するようにした方法も提案される。ここで、回転する母材表面にスパッタリングする場合、通常、周期的に金属ターゲットに覆われてなる周期成膜部位に比して、金属ターゲットに常時覆われてなる常時成膜部位の膜厚は厚く形成されることとなる。したがって、この常時成膜部位の膜厚が、下層の着色ベース層を透過しない厚みとなるように、スパッタリング時間等を適宜設定する。かかる方法により成膜された常時成膜部位では、着色ベース層の色目が全く表れず、金属ターゲットの金属調のみが明確に表現されることとなる。これにより、常時成膜部位と、周期成膜部位の最も薄い部分との色の差が大きくなり、該周期成膜部位に表現されるグラデーション調を際立たせることができる。かかる方法を、上述と同様に、アルミニウム合金ホイールの表面処理に適用すれば、上述したように、さらに高い意匠性を有する自動車用ホイールを得ることができる。

上述した表面光輝処理方法にあって、反射膜形成工程が、母材表面に、金属ターゲットに覆われず、成膜されない未成膜部位を形成するようにした方法も提案される。かかる方法にあっては、母材の回転に関わらず、母材表面に、金属ターゲットに覆われない部分が在るようにすることにより、スパッタリングにより成膜しないようにした未成膜部位を形成するようにした方法である。したがって、この未成膜部位では、金属反射膜が存在しないこととなっている。このように表面光輝処理されることにより、金属反射膜の最も膜厚が厚い部分における金属調と、未成膜部位で直接的に表現されている着色ベース層の色目とに、大きな色の差を生じさせることができ、上述したグラデーション調を一層際立たせることができる。このため、例えば、着色ベース層の色を、金属色と全く異なる色とした場合には、金属調と着色ベース層の色目とにより、従来にない多色的な外観が表現されることとなり得る。この表面光輝処理方法を、アルミニウム合金ホイールに適用することにより、ホイール中央部とホイール外縁部との色の差が大きいため、上述したように、走行中に回転している場合でもグラデーション調を明確に表現でき、高い意匠性を有するホイールを得ることができる。

上述したように、本発明により表面光輝処理された第一の成形品は、金属母材又は樹脂母材の表面上に、所定色の着色塗料が塗布されてなる着色ベース層と、該着色ベース層の上に、母材中央部から母材外縁部に向けて徐々に膜厚が薄くなるように、純金属又は金属合金が成膜されてなる金属反射膜とを備えるようにしたものである。また、本発明により表面光輝処理された第二の成形品は、金属母材又は樹脂母材の表面上に、所定色の着色塗料が塗布されてなる着色ベース層と、該着色ベース層の上に、母材外縁部から母材中央部に向けて徐々に膜厚が薄くなるように、純金属又は金属合金が成膜されてなる金属反射膜とを備えるようにしたものである。かかる構成の金属反射膜にあっては、膜厚の薄肉化に従って透過率が増加し、膜厚の厚い部位の金属ターゲットの金属調から、膜厚が薄くなっていくにつれて、着色ベース層の色目が徐々に強調されたグラデーション調が表現されることとなる。したがって、例えば、自動車用ホイールに適合した場合に、その意匠面が、ホイール中央部からホイール外縁部に向けて（又は、ホイール外縁部からホイール中央部に向けて）徐々に色目が変化していくグラデーション調となり、多色的な外観が表現される。さらに、この自動車用ホイールに表現されたグラデーション調は、自動車走行中に回転している場合にあっても、視認可能である。而して、かかる構成を適用した自動車用ホイールは、従来にない外観を有し、高い意匠性を発揮できるものとなり、その価値が著しく向上する。

ここで、上述した第一の成形品にあって、着色ベース層の上に成膜されてなる金属反射膜が、母材中央部で、該着色ベース層を透過しない膜厚を成している構成とする。また、上述した第二の成形品にあって、着色ベース層の上に成膜されてなる金属反射膜が、母材外縁部で、該着色ベース層を透過しない膜厚を成している構成とする。かかる構成にあっては、第一の成形品の母材中央部、及び第二の成形品の母材外縁部では、金属ターゲットによる金属調のみが表現され、グラデーション調を際立たせることができるため、本発明の作用効果がさらに高まる。

一方、本発明は、上述した表面光輝処理された成形品に表面処理を施す表面光輝処理方法として、金属母材又は樹脂母材の表面上に、所定色の着色塗料を塗布することにより着色ベース層を形成する下地層形成工程を行った後に、前記着色ベース層が形成された金属母材又は樹脂母材を、母材表面が純金属又は金属合金からなる金属ターゲットと対向するように配すると共に、母材表面とほぼ直交する軸線を回転中心として所定速度で回転させ、母材表面に、該回転に伴って金属ターゲットに周期的に覆われてスパッタリングされる周期成膜部位を形成し、金属反射膜を成膜するようにした反射膜形成工程を行う方法である。かかる方法により、回転中心からの距離に従って膜厚が徐々に増加（又は減少）する周期成膜部位を形成することができ、グラデーション調の外観が表現される成形品を適正かつ容易に得ることができる。例えば、本表面光輝処理方法を自動車用ホイールに適用すれば、上述した本発明のように、高い意匠性を有する自動車用ホイールを得ることができ得る。

ここで、この表面光輝処理方法にあって、反射膜形成工程が、母材表面の周期成膜部位内で最も膜厚の厚い部分を、着色ベース層が透過しない膜厚となるように、スパッタリングを制御実行するようにした方法にあっては、膜厚の最も厚い部分で金属ターゲットの金属調のみが明確に表現され、徐々に膜厚が薄くなる部分で表現されるグラデーション調を際立たせることができる。したがって、自動車用ホイールに適用することにより、一層高い意匠性を有するホイールを得ることができる。

また、上述した表面光輝処理方法にあって、反射膜形成工程が、母材表面に、金属ターゲットに周期的に覆われてスパッタリングされる周期成膜部位を形成すると共に、該金属ターゲットに常時覆われてスパッタリングされる常時成膜部位を形成し、金属反射膜を成膜するようにした方法にあっては、膜厚が徐々に増加又は減少する周期成膜部位と、膜厚一定の常時成膜部位とを形成することができる。したがって、金属ターゲットの金属調が強調される常時成膜部位と、グラデーション調の周期成膜部位とからなる、従来にない外観に表現された成形品を適正かつ容易に得ることができ得る。例えば、本表面光輝処理方法を自動車用ホイールに適用すれば、上述した本発明のように、高い意匠性を有する自動車用ホイールを得ることができ得る。

ここで、この表面光輝処理方法にあって、反射膜形成工程が、母材表面の常時成膜部位を、着色ベース層が透過しない膜厚となるように、スパッタリングを制御実行するようにした方法にあっては、常時成膜部位で金属ターゲットの金属調のみが明確に表現されることから、周期成膜部位で表現されるグラデーション調を際立たせることができる。したがって、自動車用ホイールに適用することにより、一層高い意匠性を有するホイールを得ることができる。

このような表面光輝処理方法にあって、反射膜形成工程が、母材表面に、金属ターゲットに覆われず、成膜されない未成膜部位を形成するようにした方法にあっては、着色ベース層の色目が直接的に表現される未成膜部位を備えることにより、金属ターゲットの金属調との色の差を大きくでき、上述したグラデーション調を一層際立たせることができる。この本表面光輝処理方法を自動車用ホイールに適用することにより、上述したように、走行中に回転している場合でもグラデーション調が一層明確に表現され、高い意匠性を発揮するホイールを得ることができる。

本発明の一実施形態例を添付図面を用いて詳述する。
本実施形態例にあっては、図１に示す基本的な表面処理構成を有するアルミニウム合金ホイール１（図４（ロ）の１ｘ、図６（ロ）の１ｙ）を得るように、鋳造等により成形された自動車用アルミニウム合金ホイールのホイール母材１Ａの意匠面（図４（ロ）の意匠面２ｘ，図６（ロ）の意匠面２ｙ参照）に、表面処理工程を行う。ここで、アルミニウム合金ホイール１（図４（ロ）の１ｘ、図６（ロ）の１ｙ）が本発明にかかる成形品であり、ホイール母材１Ａが本発明にかかる金属母材である。

このアルミニウム合金ホイール１（図４（ロ）の１ｘ、図６（ロ）の１ｙ）にあって、上記した表面処理工程を、処理順序に従って説明する。
先ず、所定のホイール形状に整えられたホイール母材１Ａの意匠面に、前処理として脱脂・洗浄、及び所定の処理液を塗布して該意匠面上に皮膜（図示省略）を形成する化成処理を施す。この化成処理によって、ホイール母材１Ａを保護し耐食性を高めると共に、この上に塗布される粉体塗料の密着性を向上させる。そして、この前処理した表面に粉体塗料を塗布した後、焼き付け乾燥させ、約７０〜１５０μｍの粉体塗装層３を形成する。この粉体塗装層３によって、ホイール母材１Ａの、鋳造や鍛造による梨地肌を隠して平滑な表面を形成すると共に、滑らかな厚み感、艶、光沢感を高めるようにしている。その後、粉体塗装層３の上に、所定色の着色塗料を塗装した後、焼き付け乾燥させ（又は、未乾燥状態で）、金属反射膜６の下地となる着色ベース層４を所定の厚さ（約１５〜２５μｍ）で形成する。この着色ベース層４の所定色は、後述するように、金属反射膜６の周期成膜部位では透過されてホイール１がグラデーション調を表わし、また、未成膜部位では直接的に表われることとなっている。本実施形態例にあっては、着色ベース層４を黒系統色としている。尚、金属反射膜６の周期成膜部位や未成膜部位は、本発明の要部にかかり、詳しくは後述する。このようにアルミニウム合金ホイール１の色目を表現する、着色ベース層４を形成する工程が、本発明にかかる下地層形成工程である。

上記した着色ベース層４の上に、クリアの塗料を塗布して焼き付け乾燥させ、ベースコート層５を所定の厚さ（約１５〜２５μｍ）で形成する。このクリアのベースコート層５を設けることにより、上記した着色ベース層４の光沢性を高めるようにしている。

次に、本発明の要部にかかる、金属反射膜６を成膜する反射膜形成工程について説明する。
上記のように、ホイール母材１Ａの意匠面に着色ベース層４を形成してベースコート層５を形成したホイール１Ｂを、図２に示すスパッタリング装置１０により、該ベースコート層５上に金属反射膜６を成膜するスパッタリングを行う（図１参照）。ここで、スパッタリング装置１０は、内部を真空状態とする真空容器１１と、該真空容器１１内の天井に配設された金属ターゲット１２と、該真空容器１１内でホイール１Ｂを把持し、該ホイール１Ｂをホイール中心軸線Ｐを回転中心として、回転駆動装置１５により所定回転速度で回転させるホイール配置部材１４とを備えている。そして、このホイール配置部材１４は、金属ターゲット１２の下面とホイール１Ｂの意匠面２とがほぼ平行に対向するように配置されており、さらに、金属ターゲット１２に対する水平方向位置を変更可能のように設けられている（図示省略）。ここで、金属ターゲット１２はマイナス電極（図示せず）と電気的に接続するように設けられている。一方、ホイール１Ｂは、ホイール配置部材１４を介してアース接続されている。このホイール配置部材１４は、図示しない搬送装置により真空容器１１内に搬入されてきたホイール１Ｂを、金属ターゲット１２に対向する所定位置に配置するように設けられている。また、スパッタリングが終了すると、図示しない搬送装置により、この真空容器１１から搬出されるようになっている。

また、このスパッタリング装置１０には、真空容器１１内を真空状態とするための、図示しない真空ポンプと接続された吸引口１７が設けられている。さらには、真空容器１１内にアルゴンガスを流入するガス流入口１６が設けられている。

本実施形態例にあっては、上述したように、ホイール１Ｂを、金属ターゲット１２に対する水平方向位置を適宜設定できるように、ホイール配置部材１４が設けられている。そして、本実施形態例では、実施例１として、金属ターゲット１２を、ホイール１Ｂの回転に伴って、意匠面２を覆う部分が周期的に変化するような位置に設定してスパッタリングするようにしている（図３参照）。また、実施例２として、金属ターゲット１２を、ホイール１Ｂの回転に伴って意匠面２を覆う部分が周期的に変化する部位と、常時覆う部分が存在する部位との両方を備えるような位置に設定し、スパッタリングするようにしている（図５参照）。以下、各実施例を夫々に説明する。

（実施例１）
上述したスパッタリング装置１０にあって、直方体状のアルミニウム合金からなる金属ターゲット１２が配設されている。ここで、金属ターゲット１２は、ホイール１Ｂの外径とほぼ等しい長手方向の長辺Ｌと、該ホイール１Ｂの半径より短い幅方向の短辺Ｔとから構成されているものとしている（図３参照）。

このようなスパッタリング装置１０の真空容器１１の内部に、上述したベースコート層５が形成されたホイール１Ｂが搬入されて来ると、予め定められた位置でホイール配置部材１４により把持されて固定される。ここで、本実施例１にあっては、図３に示すように、直方体状の金属ターゲット１２と、ホイール１Ｂとを、該金属ターゲット１２が、該ホイール１Ｂの中央部を覆わず、ホイール外周縁部を部分的に覆う位置となるように配置される。

そして、真空容器１１内を１×１０^-3Ｐａ程度の真空度とし、プロセスガスとしてアルゴンガスを約５．１×１０^-1Ｐａ・ｍ³／ｓの流量により、ガス流入口１６から流入すると共に、真空容器１１内の圧力を約１．０Ｐａに保持している。このように、比較的低圧力状態のアルゴンガス雰囲気中を形成した後、ホイール配置部材１４により所定位置で把持されているホイール１Ｂを所定回転数により回転させると共に、金属ターゲット１２とホイール１Ｂとの間に所定電圧が生じるように、該金属ターゲット１２にマイナス電極から電流を流し、スパッタリングを行う。

本実施例１のスパッタリングでは、ホイール１Ｂの回転に伴って、金属ターゲット１２により覆われるホイール１Ｂの意匠面２の部分がホイール周方向に順次移り変わっていく。ここで、意匠面２のホイール外周縁部が、一回転当りに金属ターゲット１２に覆われる時間が最も長く、中心に向かって覆われる時間が徐々に少なくなる。このように、ホイール１Ｂの意匠面２の、回転に伴って金属ターゲット１２により周期的に覆われる領域に、本発明にかかる周期成膜部位２１ｘが形成されることとなる。尚、ホイール１Ｂの、金属ターゲット１２のホイール中心側の長手方向側縁よりも中心側領域では、該ホイール１Ｂの回転に関わらず金属ターゲット１２に覆われない。このように、回転に伴って周期的に金属ターゲット１２に覆われてスパッタリングされることにより、ホイール１Ｂのベースコート層５上には、図４（イ）の概念図に示すように、ホイール外周縁部で最も膜厚が厚く、中心方向に向かって徐々に膜厚が薄くなる周期成膜部位２１ｘが形成される。そして、意匠面２の中央部分は、ベースコート層５が露出する未成膜部位２２となっている。このようにして、金属反射膜６ｘが成膜される。

この金属反射膜６ｘにあっては、ホイール外周縁部に形成された膜厚が最も厚くなり、この部分の膜厚を、上述した着色ベース層４の黒系統色を全く透過しない厚さとなるように成膜されている。この膜厚は、ホイール１Ｂの回転速度とスパッタリング時間等を調整することにより制御している。本実施例１では、この最も厚い部分の膜厚を、約０．１μｍとなるように制御している。そして、この膜厚が最も厚い部分から、中心方向に向かって徐々に膜厚が薄くなっていることにより、透過率も徐々に高くなり、着色ベース層４の黒系統色が、金属反射膜６ｘのアルミニウム色から透過して段々強くなる。そして、ホイール中央部の未成膜部位２２では、着色ベース層４の黒系統色が直接的に表れることとなっている。すなわち、この金属反射膜６ｘが成膜されていることにより、ホイール中央部の未成膜部位２２の黒系統色から、ホイール外周縁部のアルミニウム色まで徐々に変化するグラデーション調が表現される。

このように金属反射膜６ｘが成膜されると、電流を停止し、ホイール１Ｂの回転を停止することにより、スパッタリングによる表面光輝処理工程を終了する。そして、この金属反射膜６ｘが形成されたホイール１Ｂを真空容器１１から搬出する。そして、次に、金属反射膜６ｘ（未成膜部位２２にあってはベースコート層５）上に、図１に示すように、クリアのプライマー塗装を行い、約５〜１０μｍのプライマー層７を形成する。このプライマー層７は、金属反射膜６Ｘと、該プライマー層７上に塗装されるトップクリアコート層８との親和性に優れるものであり、両者と強く密着した状態が形成される。さらに、このプライマー層７は、金属反射膜６Ｘ（及び着色ベース層４）を保護し防錆性を高めることができる。その後、プライマー層７の表面上にトップクリアコート塗装した後、焼き付け乾燥させ、約２０〜３０μｍの厚さのトップクリアコート層８を形成する。このトップクリアコート層８により、金属反射膜６Ｘ（及び着色ベース層４）を保護し耐食性を向上させる。さらに、トップクリアコート層８は、透光性を有していることから、クリアのプライマー層７と共に、金属反射膜６Ｘ及び着色ベース層４の高い光沢性を発揮し得る。このように、金属反射膜６の上層に、プライマー層７及びトップクリアコート層８を形成することによって該金属反射膜６の保護作用を高めている。尚、金属反射膜６の表面上に、プライマー層７を介してトップクリアコート層８を形成するようにしたから、前述のように、各層間の密着性は高くなる。このため、表面側から衝撃等を受けた場合にあっても、この層間に剥離が生じることを防止でき、高い耐久性を発揮できる。

このように、ホイール母材１Ａの意匠面に表面処理が施されたアルミニウム合金ホイール１ｘにあっては、図４（ロ）のように、意匠面２ｘが中央部分の黒系統色から、外周縁部分のアルミニウム色まで、徐々に色目が変化するグラデーション調の外観が表現される意匠面２ｘを有するものとなっている。

（実施例２）
実施例２にあっても、上述した実施例１と同じ直方体状のアルミニウム合金からなる金属ターゲット１２を用いてスパッタリングを行うようにしている（図５参照）。この実施例２では、図５のように、真空容器１１に搬入されてホイール配置部材１４に把持されたホイール１Ｂと、金属ターゲット１２とを、該金属ターゲット１２の長手方向と該ホイール１Ｂの直径とが重なる位置となるように配置している。

そして、上述の実施例１と同様に、真空容器１１内を１×１０^-3Ｐａ程度の真空度として、プロセスガスとしてアルゴンガスを約５．１×１０^-1Ｐａ・ｍ³／ｓの流量により流入し、真空容器１１内の圧力を約１．０Ｐａに保持することにより、比較的低圧力状態のアルゴンガス雰囲気中を形成する。その後、ホイール配置部材１４により所定位置で把持されているホイール１Ｂを所定の回転数により回転させると共に、スパッタリングを行う。

ここで、ホイール１Ｂの、金属ターゲット１２の幅（短辺Ｔの長さ）に相当するホイール中央部は、回転に関わらず、該金属ターゲット１２に常時覆われることとなる。また、この金属ターゲット１２の幅よりも外側領域では、回転に伴って該金属ターゲット１２に覆われる部分がホイール周方向に順次移り変わっていくこととなり、回転中心（ホイール中心軸線Ｐ）から遠くなるに従って一回転当りに金属ターゲット１２に覆われる時間が短くなる。このように金属ターゲット１２に覆われてスパッタリングされることによって、図６（イ）のように、ホイール中央部には、ほぼ一定膜厚の常時成膜部位２３が形成され、該常時成膜部位２３の外側には、常時成膜部位２３から連成し、径外方向に向かって徐々に膜厚が薄くなる周期成膜部位２１ｙが形成される。このようにして、金属反射膜６ｙが成膜される。尚、本実施例２では、周期成膜部位２１ｙがホイール外周縁部まで形成されており、上述した実施例１のような未成膜部位２２は存在しない。

この金属反射膜６ｙにあっては、常時成膜部位２３の膜厚が、周期成膜部位２１ｙに比して厚くなっており、上述した着色ベース層４の黒系統色を全く透過しない厚さとなるように成膜されている。この常時成膜部位２３の膜厚は、ホイール１Ｂの回転速度とスパッタリング時間等を調整することにより制御している。本実施例２では、この常時成膜部位２３の膜厚を、約０．１μｍとなるように制御している。この常時成膜部位２３はアルミニウム色となっており、また、周期成膜部位２１ｙは径外方向に向かって徐々に膜厚が薄くなることにより透過率も高くなり、着色ベース層４の黒系統色がアルミニウム色から透過して段々強くなっている。すなわち、この金属反射膜６ｙが成膜されることにより、ホイール中央部の常時成膜部位２３のアルミニウム色と、周期成膜部位２１ｙの、ホイール径外方向に向かって該アルミニウム色から比較的強い黒系統色まで徐々に変化するグラデーション調とが表現される。

このスパッタリングによる表面光輝処理が終了すると、上述した実施例１と同様に、金属反射膜６ｙ上に、プライマー層７とトップクリアコート層８を順次形成し、ホイール母材１Ａに表面処理してなるアルミニウム合金ホイール１ｙを得る。このように、ホイール母材１Ａの意匠面に表面処理が施されたアルミニウム合金ホイール１ｙにあっては、図６（ロ）のように、意匠面２ｙが中央部のアルミニウム色から、外側に向かって黒系統色が強くなっていくように、徐々に色目が変化するグラデーション調の外観が表現された意匠面２ｙを有するものとなる。

上述したように、実施例１，２のアルミニウム合金ホイール１ｘ，１ｙには、ホイール中央部とホイール外縁部との間で徐々に色目が変化していく、従来にない、グラデーション調の外観を有する意匠面２ｘ、２ｙが形成されている（図４（ロ），図６（ロ）参照）。さらに、このグラデーション調は、ホイール中央から外周縁に向かって、あたかも同心円状に色目が変化していくことから、自動車の走行中にあって当該ホイール１ｘ，１ｙが回転している場合でも、当該グラデーション調を視認することができる。したがって、このようなアルミニウム合金ホイール１ｘ，１ｙは、極めて高い意匠性を発揮でき、自動車用ホイールとしての市場価値が大きいものとなる。また、このようなグラデーション調の外観は、一般的なスパッタリング装置を用いて、着色ベース層４を形成したホイール１Ｂを回転させると共に、金属ターゲット１２の配置を工夫することによって、比較的容易に形成することができるものであるから、処理工程の繁雑化や費用高騰することなく達成できるという優れた利点も有する。特に、実施例１，２のように、アルミニウム色と着色ベース層４に用いた黒系統色とにより、黒味が表現されている意匠面２ｘ，２ｙは、重厚かつ格調高い雰囲気を有しており、高級感を生じさせることともなっている。

また、上述した実施例２にあっては、意匠面２ｙに常時成膜部位２３と周期成膜部位２１ｙとを成すようにした方法であるが、実施例１と同様の未成膜部位を外周縁部分に形成するようにした方法とすることもできる。これは、ホイール外径に比して短い長辺Ｌとする金属ターゲットを用いることにより達成することが可能である。

また、上述した実施例１にあって、周期成膜部位２１ｘを、その最も膜厚の厚い部分を、着色ベース層４の黒系統色を透過する厚さとなるように成膜するようにしても良い。同様に、実施例２にあって、常時成膜部位２３の膜厚を、着色ベース層４の黒系統色を透過する厚さとなるように成膜するようにしても良い。それぞれの着色ベース層４の透過率は膜厚により適宜設定することできる。例えば、僅かに着色ベース層４を透過する膜厚とすれば、最もアルミニウム色が強い部分でも、黒系統色が僅かに表現される外観となる。又は、直色ベース層４の透過率を高めるように膜厚を設定すれば、意匠面全体が、黒系統色が強調された外観となり、重厚かつ格調高い雰囲気を一層表現でき得る。

また、実施例１及び実施例２では、長辺Ｌと短辺Ｔとからなる直方体状の金属ターゲット１２を用いてスパッタリングするようにした構成であるが、この他に、長辺Ｌや短辺Ｔの長さを変更したり、Ｌ字状やＴ字状等の様々な形状の金属ターゲットを用いることにより、常時成膜部位、周期成膜部位、未成膜部位を適宜成すようにすることもできる。これにより、各部位の占有面積を変更したり、周期成膜部位の膜厚変化割合を多彩に設定することも可能である。

また、上述した実施形態例は、アルミニウム合金ホイール１に本発明を適用したものであるが、他の用途に適用することも可能であり、ホイール母材１Ａのような金属母材の他に樹脂母材にも適用できる。例えば、自動車のバンパー、携帯電話、ノート型パソコンの筐体等、メッキ処理を行う様々な成形品に適用可能である。また、利用させる用途によっては、粉体塗装層を形成しない場合もある。

本発明により表面光輝処理された成形品に係る、ホイール母材１Ａの意匠面に形成された各表面処理層を示す説明図である。本発明により表面光輝処理された成形品に係る、ホイール１Ｂに、スパッタリングを施すスパッタリング装置１０を表す説明図である。スパッタリング装置１０にあって、実施例１における、ホイール１Ｂと金属ターゲット１２との配置を平面的に表した説明図である。実施例１の、（イ）金属反射膜６ｘの膜厚を表す概念図と、（ロ）アルミニウム合金ホイール１ｘの意匠面２ｘを表す外観図である。スパッタリング装置１０にあって、実施例２における、ホイール１Ｂと金属ターゲット１２との配置を平面的に表した説明図である。実施例２の、（イ）金属反射膜６ｙの膜厚を表す概念図と、（ロ）アルミニウム合金ホイール１ｙの意匠面２ｙを表す外観図である。

符号の説明

１，１ｘ，１ｙアルミニウム合金ホイール
１Ａホイール母材
２，２ｘ，２ｙ意匠面
４着色ベース層
６，６ｘ，６ｙ金属反射膜
１２金属ターゲット
２１ｘ，２１ｙ周期成膜部位
２２未成膜部位
２３常時成膜部位

Claims

金属母材又は樹脂母材の表面上に、所定色の着色塗料を塗布することにより着色ベース層を形成する下地層形成工程を行った後に、
前記着色ベース層が形成された金属母材又は樹脂母材を、母材表面が純金属又は金属合金からなる金属ターゲットと対向するように配すると共に、母材表面とほぼ直交する軸線を回転中心として所定速度で回転させ、
母材表面に、該回転に伴って金属ターゲットに周期的に覆われてスパッタリングされる周期成膜部位を形成し、金属反射膜を成膜するようにした反射膜形成工程を行うことを特徴とする表面光輝処理方法。
反射膜形成工程が、母材表面に、金属ターゲットに周期的に覆われてスパッタリングされる周期成膜部位を形成すると共に、該金属ターゲットに常時覆われてスパッタリングされる常時成膜部位を形成し、金属反射膜を成膜するようにしていることを特徴とする請求項１に記載の表面光輝処理方法。
反射膜形成工程が、母材表面の周期成膜部位内で最も膜厚の厚い部分を、着色ベース層が透過しない膜厚となるように、スパッタリングを制御実行していることを特徴とする請求項１に記載の表面光輝処理方法。
反射膜形成工程が、母材表面の常時成膜部位を、着色ベース層が透過しない膜厚となるように、スパッタリングを制御実行していることを特徴とする請求項２に記載の表面光輝処理方法。
反射膜形成工程が、母材表面に、金属ターゲットに覆われず、成膜されない未成膜部位を形成するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表面光輝処理方法。