JP2004162083A - 硬質被膜付金属コインおよびその製造方法 - Google Patents
硬質被膜付金属コインおよびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】従来、遊戯用に使用される金属製のコインに使用されていた硬質被膜付の金属コインは、基材であるステンレスや銅合金の硬度がビッカース硬度で３００以下であるのに対し、硬質被膜として多く用いられている窒化チタンの硬度は２０００以上であるため、使用環境中の衝撃と硬度差との関係によって硬質被膜が剥がれ、金属コインの外観を著しく損なうという問題が発生していた。
【解決手段】乾式メッキ法にて、中間被膜を設けた密着力に優れる硬質被膜を表面に形成し、金属コインの使用環境下において、容易に被膜が剥がれ外観を損なうことがなく、耐摩耗性と装飾性を有する硬質被膜付金属コインを提供することができる。
【選択図】 図２
【解決手段】乾式メッキ法にて、中間被膜を設けた密着力に優れる硬質被膜を表面に形成し、金属コインの使用環境下において、容易に被膜が剥がれ外観を損なうことがなく、耐摩耗性と装飾性を有する硬質被膜付金属コインを提供することができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式メッキ法によって形成された硬質被膜と、この硬質被膜の密着力をより高くするための中間被膜とを有する硬質被膜付金属コインに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、遊戯用に使用される金属製のコインは、その加工性の良さと安価なコストパフォーマンスから、ステンレスや、銅合金にニッケル−クロム系メッキを施した物が多く用いられている。これらの金属コインの色調は、いずれも白色系に限られており、使用環境の性質上、表面の摩耗は回避できない問題であった。
【０００３】
近年、下記特許文献１に開示されているような、乾式メッキによって金属コインの表面に硬質被膜を設けて耐摩耗性を向上したり、有色の被膜を設けてデザイン性を向上したりするものが、市場に出はじめている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１９８４５号（段落００３８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら硬質被膜付金属コインは、基材であるステンレスや銅合金の硬度がビッカース硬度で３００以下であるのに対し、硬質被膜として多く用いられている窒化チタンの硬度は２０００以上であるため、使用環境中の衝撃と硬度差との関係によって硬質被膜が剥がれ、金属コインの外観を著しく損なうという問題が発生していた。
【０００６】
本発明は、上記に示した問題点に着目して発明なされたものであり、耐摩耗性と装飾性を有し、密着力に優れる硬質被膜を表面に形成し、金属製コインの使用環境下において、容易に被膜が剥がれ外観を損なうことがない硬質被膜付金属コインを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したような従来技術における課題の解決、および目的を達成するために発明なされたものであり、硬質被膜付金属コインにおいて、該硬質被膜と該金属コインとの間に、一層以上の中間被膜を形成し、該硬質被膜と該中間被膜とが硬度的な傾斜構造を成していることを特徴とし、この構成により、基材と硬質被膜との間に大きな硬度差があっても、金属コインの使用環境下における衝撃で容易に剥がれない被膜を形成することが可能となる。
【０００８】
また、前記硬質被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つからなることを特徴とし、この構成により、硬質被膜は高い硬度を持ちながら金色、茶色、青色、灰色、白色をはじめとする、さまざまな色調の被膜にすることができるため、耐摩耗性と装飾性を両立させることが可能となる。
【０００９】
また、前記中間被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属、または該金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つ、好ましくは前記硬質被膜の主成分である金属からなることを特徴とし、この構成により、前記硬質被膜が部分的に摩耗しても基材の露出による見苦しさを防ぐことができ、中間被膜に硬質被膜の主成分と同じ金属をすることで硬質被膜の密着強度をより高めることが可能となる。
【００１０】
また、前記硬質被膜と前記中間被膜とが、乾式メッキ法により形成されたことを特徴とし、この構成により、前記硬質被膜と前記中間被膜との成分や特性や膜厚などを安定して形成することができ、これにより大量生産時にも安定した品質の金属コインを提供することが可能となる。
【００１１】
また、前記金属製コインが、ステンレス、銅合金、チタン、チタン合金の中の少なくとも１つの金属、または該金属の表面に湿式メッキ法による下地メッキを形成したものからなることを特徴とし、この特徴により、従来使用されていた金属コインをそのまま利用することができるため、大きな仕様変更を必要とせず、より安価な生産が可能となる。
【００１２】
また、前記硬質被膜と前記中間被膜とが、前記金属コインの表面の一部分に形成されていることを特徴とし、この構成により、金属コインの表面に硬質被膜で模様やロゴなどを形成することが可能となり、より高い装飾性またはデザイン性を持った金属コインを得ることが可能となる。
【００１３】
また、前記硬質被膜の上面である最外層に、金、白金、の中の少なくとも１つの金属、または該金属の合金の中の少なくとも１つからなる装飾被膜が形成されていることを特徴とし、この構成により、硬質被膜の色調を金色系または白色系にすることで、耐摩耗性を維持しながら貴金属である金や白金の高級感を持たせることが可能となるばかりか、装飾被膜と硬質被膜との色調差が小さいため、装飾被膜が部分的に摩耗しても、基材の露出による見苦しさを防ぐことができ、高い装飾性またはデザイン性を持った金属コインを得ることが可能となる。
【００１４】
さらに、硬質被膜付金属コインの製造方法において、真空装置を用いた乾式メッキ法により、該硬質被膜と該金属コインとの間の一層以上の中間被膜および該硬質被膜を形成することを特徴とし、この構成により、多層の被膜となる硬質被膜を効率の良い生産性を維持しながら形成することが可能となる。
【００１５】
また、前記硬質被膜付金属コインの製造方法において、前記硬質被膜の上面である最外層に、金、白金、の中の少なくとも１つの金属、または該金属の合金の中の少なくとも１つからなる装飾被膜を真空装置を用いた乾式メッキ法により形成する硬質被膜付金属コインの製造方法であることを特徴とし、この構成により、中間被膜、硬質被膜、装飾被膜を効率の良い生産性を維持しながら形成することが可能となり、より高い装飾性またはデザイン性を持った金属コインを得ることが可能となる。
【００１６】
また、前記金属コインにマスキングを施した後、乾式メッキ法によって前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を形成し、マスキングを除去することによって、前記金属コインの表面の一部分に硬質被膜を形成する、または、前記金属コインに、乾式メッキ法によって前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を形成し、マスキングを施した後、マスキングを施していない部分の前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を除去し、マスキングを除去することによって、前記金属コインの表面の一部分に硬質被膜を形成することを特徴とする硬質被膜付金属コインの製造方法により、金属コインの表面に硬質被膜で模様やロゴなどを形成することが可能となり、より高い装飾性またはデザイン性を持った硬質被膜付金属コインを得ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例と図面とに基づいて説明するが、本発明は実施例に限定するものではない。
本発明に係わる硬質被膜付金属コインを図１から図１０に示す。図１から図１０は本発明の実施例１から実施例５の金属コインの被膜構成を示す外観および断面図、または断面を示した模式図である。
【００１８】
本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しており、この硬質被膜と中間被膜とが硬度的な傾斜構造を成している。このことにより、金属コインの基材と硬質被膜との間に大きな硬度差があっても、コインの使用環境下における衝撃で容易に剥がれない被膜を形成することが可能となっている。
【００１９】
また、前記硬質被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つからなることを特徴とし、この構成により、硬質被膜は高い硬度を持ちながら金色、茶色、青色、灰色、白色をはじめとする、さまざまな色調の被膜にすることができるため、耐摩耗性と装飾性を両立させることが可能となる。
【００２０】
また、前記硬質被膜を乾式メッキ法により形成することにより、安定した色調や膜厚を得ることができるようになるため、大量生産時にも非常に安定した硬質被膜を安価に形成することが可能となる。
【００２１】
さらに、現在市場に流通している金属製コイン、すなわちステンレス、銅合金、チタン、チタン合金の中の少なくとも１つの金属、または該金属の表面に湿式メッキ法による下地メッキを形成したものを基材である金属コインとすることで、更に安価で安定した生産が可能となる。
【００２２】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成する前に、基材表面の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成した後に前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良い。
【００２３】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または装飾被膜を形成した後、硬質被膜または装飾被膜の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、マスキングの施されていない部分の硬質被膜または装飾被膜を選択的に除去し、前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良い。
【００２４】
なお、以上の本発明による硬質被膜付金属コインについては、基本的には以下の実施例においても同様である。具体的な硬質被膜付金属コインの製造例としては、以下の通りである。
【００２５】
（実施例１）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例１を図１と図２とに示す。図１は本発明における実施例１の、基材であるステンレス製金属コイン２の表面に、中間被膜であるチタン被膜３および硬質被膜である窒化チタン被膜４を形成した場合の外観および断面図、図２は断面を示した模式図である。
【００２６】
つぎに、中間被膜であるチタン被膜３および硬質被膜である窒化チタン被膜４を基材であるステンレス製金属コイン２の表面に形成する方法を説明する。
【００２７】
まず、ステンレス製金属コイン２を有機溶剤で洗浄し、乾燥した物を基材とする。ステンレス製金属コイン２を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をチタンとし、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、ステンレス製金属コイン２の表面にチタン被膜３をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が５．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、金色調の窒化チタン被膜４をイオンプレーティング法により形成した。
【００２８】
真空装置内からステンレス製金属コイン２を取り出し、金色調の硬質被膜付金属コイン１を作製した。このとき、基材にあたるのがステンレス製金属コイン２、中間被膜にあたるのがチタン被膜３、硬質被膜にあたるのが窒化チタン被膜４となっている。
【００２９】
できあがった硬質被膜付金属コイン１は、表面に金色調の窒化チタン被膜４を有した金属コインとなっていた。また、ステンレス製金属コイン２と窒化チタン被膜４との間には中間被膜であるチタン被膜３が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化チタン被膜４が剥がれることはなかった。できあがった金属コインは、窒化チタン被膜４の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００３０】
なお、上記実施例では基材としてステンレス製の金属コインを使用しているが、基材の材質として、チタン、銅合金、または、湿式メッキ法によるニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってジルコニウムなどの被膜を形成しても良い。
【００３１】
（実施例２）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例２を図３と図４とに示す。図３は本発明における実施例２の、基材である銅合金にニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金製金属コイン６の表面に、中間被膜であるジルコニウム被膜７および硬質被膜である窒化ジルコニウム被膜８を形成した場合の外観および断面図、図４は断面を示した模式図である。
【００３２】
つぎに、中間被膜であるジルコニウム被膜７および硬質被膜である窒化ジルコニウム被膜８を基材である銅合金製金属コイン６の表面に形成する方法を説明する。
【００３３】
まず、銅合金からなるコインに、下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施したものを銅合金製金属コイン６とした。この銅合金製金属コイン６を脱脂洗浄し、酸洗浄し、乾燥した物を基材とする。銅合金製金属コイン６を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をジルコニウムとし、真空装置内の圧力が１．３×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、銅合金製金属コイン６の表面にジルコニウム被膜７をアークイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が１．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で２：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、金色調の窒化ジルコニウム被膜８をアークイオンプレーティング法により形成した。
【００３４】
真空装置内から銅合金製金属コイン６を取り出し、金色調の硬質被膜付金属コイン５作製した。このとき、基材にあたるのが銅合金製金属コイン６、中間被膜にあたるのがジルコニウム被膜７、硬質被膜にあたるのが窒化ジルコニウム被膜８となっている。
【００３５】
できあがった硬質被膜付金属コイン５は、表面に金色調の窒化ジルコニウム被膜８を有した金属コインとなっていた。また、銅合金に下地メッキとしてニッケル−クロム下地メッキを施したものである銅合金製金属コイン６と窒化ジルコニウム被膜８との間には中間被膜であるジルコニウム被膜７が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化ジルコニウム被膜８が剥がれることはなかった。できあがった硬質被膜付金属コインは、窒化ジルコニウム被膜８の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００３６】
なお、上記実施例では基材として銅合金に下地メッキとしてニッケル−クロム下地メッキを施したものを使用しているが、基材の材質として、ステンレス、チタン、銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってチタンなどの被膜を形成しても良い。
【００３７】
（実施例３）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例３を図５と図６とに示す。図５は本発明における実施例３の、基材であるステンレス製金属コイン１０の表面に、中間被膜であるチタン被膜１１と硬質被膜である酸化チタン被膜１２とを部分的に形成した場合の外観および断面図、図６は断面を示した模式図である。
【００３８】
つぎに、中間被膜であるチタン被膜１１および硬質被膜である酸化チタン被膜１２を基材であるステンレス製金属コイン１０の表面に部分的に形成する方法を説明する。
【００３９】
まず、ステンレス製金属コイン１０を脱脂洗浄し、酸洗浄し、乾燥した物を基材とする。ステンレス製金属コイン１０を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をチタンとし、真空装置内の圧力が３．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、ステンレス製金属コイン１０の表面にチタン被膜１１をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと酸素ガスとを導入し、青色調の酸化チタン被膜１２をイオンプレーティング法により形成した。
【００４０】
真空装置内からステンレス製金属コイン１０を取り出し、青色調の硬質被膜の一部分に樹脂を塗布することでマスキングを行い、アルカリ系チタン剥離剤に浸漬することでマスキングの施されていない部分の硬質被膜と中間被膜とを除去し、有機溶剤によって樹脂を除去し、表面の一部分に青色調の硬質被膜を形成した硬質被膜付金属コイン９を作製した。このとき、基材にあたるのがステンレス製金属コイン１０、中間被膜にあたるのがチタン被膜１１、硬質被膜にあたるのが酸化チタン被膜１２となっている。
【００４１】
できあがった硬質被膜付金属コイン９は、表面の一部分に青色調の酸化チタン被膜１２を有した金属コインとなっていた。また、ステンレス製金属コイン１０と酸化チタン被膜１２との間には中間被膜であるチタン被膜１１が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属製コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって酸化チタン被膜１２が剥がれることはなかった。できあがった硬質被膜付金属コインは、酸化チタン被膜１２の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００４２】
なお、上記実施例では基材としてステンレスを使用しているが、基材の材質として、チタン、銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってクロムなどの異種金属や同色調系の金属被膜を形成して、局部的なキズに対する色調緩和を行っても良い。
【００４３】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成する前に、基材表面の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成した後に前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良く、前記硬質被膜の形状を、模様やロゴの形状にすることでデザイン性の高いツートン加工を施しても良い。
【００４４】
（実施例４）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例４を図７と図８とに示す。図７は本発明における実施例４の、基材であるチタン製金属コイン１４の表面に、中間被膜であるクロム被膜１５と硬質被膜である窒化クロム被膜１６と装飾被膜である白金被膜１７を形成した場合の外観および断面図、図８は断面を示した模式図である。
【００４５】
つぎに、中間被膜であるクロム被膜１５および硬質被膜である窒化クロム被膜１６および装飾被膜である白金被膜１７を基材であるチタン製金属コイン１４の表面に形成する方法を説明する。
【００４６】
まず、チタン製金属コイン１４を綿布で空拭きした物を基材とする。チタン製金属コイン１４を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をクロムとし、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、チタン製金属コイン１４の表面にクロム被膜１５をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が５．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、薄い灰色調の窒化クロム被膜１６をイオンプレーティング法により形成した。
【００４７】
真空装置内の蒸発材の構成物質を白金とし、再度真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、つづいて真空装置内の圧力が３．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、窒化クロム被膜１６の表面に白金被膜１７をスパッタリング法により形成した。
【００４８】
真空装置内からチタン製金属コイン１４を取り出し、白色調の硬質被膜付金属コイン１３を作製した。このとき、基材にあたるのがチタン製金属コイン１４、中間被膜にあたるのがクロム被膜１５、硬質被膜にあたるのが窒化クロム被膜１６、装飾被膜にあたるのが白金被膜１７となっている。
【００４９】
できあがった硬質被膜付金属コイン１３は、表面に白色調の白金被膜１７を有した金属製コインとなっており、白金被膜１７の下層には白色調系の硬質被膜である窒化クロム被膜１６が形成されているため、白金被膜１７は、キズに対する色調緩和がなされているため、白金被膜１７が部分的に剥がれても外観上見苦しくならない。
【００５０】
また、チタンであるチタン製金属コイン１４と窒化クロム被膜１６との間には中間被膜であるクロム被膜１５が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属製コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化クロム被膜１６が剥がれることはなかった。
【００５１】
なお、上記実施例では基材としてチタン製の金属コインを使用しているが、基材の材質として、ステンレス、銅合金、または、湿式メッキ法によるニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってジルコニウムなどの被膜を形成しても良い。
【００５２】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜と装飾被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成する前に、基材表面の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成した後に前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良く、前記硬質被膜の形状を、模様やロゴの形状にすることでデザイン性の高いツートン加工を施しても良い。
【００５３】
（実施例５）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例５を図９と図１０とに示す。図９は本発明における実施例５の、基材である銅合金にニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金製金属コイン１９の表面に、中間被膜であるチタン被膜２０と硬質被膜である窒化チタン被膜２１と装飾被膜である金被膜２２を形成した場合の外観および断面図、図１０は断面を示した模式図である。
【００５４】
つぎに、中間被膜であるチタン被膜２０および硬質被膜である窒化チタン被膜２１および装飾被膜である金被膜２２を基材である銅合金製金属コイン１９の表面に部分的に形成する方法を説明する。
【００５５】
まず、銅合金からなるコインに、下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施したものを銅合金製金属コイン１９とした。この銅合金製金属コイン１９の表面に、文字の形に樹脂を塗布することでマスキングを行った。この銅合金製金属コイン１９を脱脂洗浄し、酸洗浄し、乾燥した物を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をチタンとし、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、銅合金製金属コイン１９の表面にチタン被膜２０をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が５．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、薄い金色調の窒化チタン被膜２１をイオンプレーティング法により形成した。
【００５６】
真空装置内の蒸発材の構成物質を金とし、再度真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、つづいて真空装置内の圧力が３．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、窒化チタン被膜２１の表面に金被膜２２をスパッタリング法により形成した。
【００５７】
真空装置内から銅合金製金属コイン１９を取り出し、有機溶剤によってマスキングである樹脂を除去し、表面の一部分に金色調の硬質被膜を有した硬質被膜付金属コイン１８を作製した。このとき、基材にあたるのが銅合金製金属コイン１９、中間被膜にあたるのがチタン被膜２０、硬質被膜にあたるのが窒化チタン被膜２１、装飾被膜にあたるのが金被膜２２となっている。
【００５８】
できあがった硬質被膜付金属コイン１８は、表面に金色調の金被膜２２を有した金属コインとなっており、金被膜２２の下層には金色調系の硬質被膜である窒化チタン被膜２１が形成されているため、金被膜２２は、キズに対する色調緩和がなされているため、金被膜２２が部分的に剥がれても外観上見苦しくならない。
【００５９】
また、銅合金からなるコインに下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施した金属製コイン１９と窒化チタン被膜２１との間には中間被膜であるチタン被膜２０が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化チタン被膜２１が剥がれることはなかった。できあがった硬質被膜付金属コインは、窒化チタン被膜２１の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００６０】
なお、上記実施例では基材として銅合金からなるコインに下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施した金属コインを使用しているが、基材の材質として、ステンレス、チタン、銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってジルコニウムなどの被膜を形成しても良い。
【００６１】
【発明の効果】
従来、市場にあった硬質被膜付金属コインは、基材である金属コインに直接硬質膜を形成していたため、金属コインと硬質被膜の硬度差から、ぶつかりやキズが原因で硬質被膜が剥がれやすかった。本発明による硬質被膜は、１層以上の中間被膜を有しており、基材―中間被膜―硬質被膜が硬度的に傾斜構造を成しているため、容易に硬質被膜の剥がれなどが発生しなくなっている。
【００６２】
また、中間被膜と硬質被膜の色調を同系色に設定することで、硬質被膜の一部分にキズが付いても中間被膜で色調緩和され、外観上見苦しくなりにくい。さらに、硬質被膜を金属コインの表面の一部分、特に文字や模様形状に形成したり、最外層に装飾被膜を設けることで、デザイン製を更に高めることも可能である。
【００６３】
また、上記のような硬質被膜付金属コインを乾式メッキ法で生産することで、大量生産時の安定した生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる実施例１における硬質被膜付金属コイン１の外観および断面図である。
【図２】本発明にかかわる実施例１において、ステンレス製金属コイン２の表面に、中間被膜であるチタン被膜３と硬質被膜である窒化チタン被膜４を形成した場合の断面を示した模式図である。
【図３】本発明にかかわる実施例２における硬質被膜付金属コイン５の外観および断面図である。
【図４】本発明にかかわる実施例２において、銅合金製金属コイン６の表面に、中間被膜であるジルコニウム被膜７と硬質被膜である窒化ジルコニウム被膜８とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図５】本発明にかかわる実施例３における硬質被膜付金属コイン９の外観および断面図である。
【図６】本発明にかかわる実施例３において、ステンレス製金属コイン１０の表面に、中間被膜であるチタン被膜１１と硬質被膜である酸化チタン被膜１２とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図７】本発明にかかわる実施例４における硬質被膜付金属コイン１３の外観および断面図である。
【図８】本発明にかかわる実施例４において、チタン製金属コイン１４の表面に、中間被膜であるクロム被膜１５と硬質被膜である窒化クロム被膜１６と装飾被膜である白金被膜１７とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図９】本発明にかかわる実施例５における硬質被膜付金属コイン１８の外観および断面図である。
【図１０】本発明にかかわる実施例５において、銅合金製金属コイン１９の表面に、中間被膜であるチタン被膜２０と硬質被膜である窒化チタン被膜２１と装飾被膜である金被膜２２とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図１１】従来のステンレス製金属コイン２３の表面に硬質膜である窒化チタン２４を形成した物の断面を示した模式図である。
【符号の説明】
１ 硬質被膜付金属コイン
２ ステンレス製金属コイン
３ チタン被膜
４ 窒化チタン被膜
５ 硬質被膜付金属コイン
６ 銅合金製金属コイン
７ ジルコニウム被膜
８ 窒化ジルコニウム被膜
９ 硬質被膜付金属コイン
１０ ステンレス製金属コイン
１１ チタン被膜
１２ 酸化チタン被膜
１３ 硬質被膜付金属コイン
１４ チタン製金属コイン
１５ クロム被膜
１６ 窒化クロム被膜
１７ 白金被膜
１８ 硬質被膜付金属コイン
１９ 銅合金製金属コイン
２０ チタン被膜
２１ 窒化チタン被膜
２２ 金被膜
２３ 窒化チタン被膜
２４ 窒化チタン被膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式メッキ法によって形成された硬質被膜と、この硬質被膜の密着力をより高くするための中間被膜とを有する硬質被膜付金属コインに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、遊戯用に使用される金属製のコインは、その加工性の良さと安価なコストパフォーマンスから、ステンレスや、銅合金にニッケル−クロム系メッキを施した物が多く用いられている。これらの金属コインの色調は、いずれも白色系に限られており、使用環境の性質上、表面の摩耗は回避できない問題であった。
【０００３】
近年、下記特許文献１に開示されているような、乾式メッキによって金属コインの表面に硬質被膜を設けて耐摩耗性を向上したり、有色の被膜を設けてデザイン性を向上したりするものが、市場に出はじめている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１９８４５号（段落００３８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら硬質被膜付金属コインは、基材であるステンレスや銅合金の硬度がビッカース硬度で３００以下であるのに対し、硬質被膜として多く用いられている窒化チタンの硬度は２０００以上であるため、使用環境中の衝撃と硬度差との関係によって硬質被膜が剥がれ、金属コインの外観を著しく損なうという問題が発生していた。
【０００６】
本発明は、上記に示した問題点に着目して発明なされたものであり、耐摩耗性と装飾性を有し、密着力に優れる硬質被膜を表面に形成し、金属製コインの使用環境下において、容易に被膜が剥がれ外観を損なうことがない硬質被膜付金属コインを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したような従来技術における課題の解決、および目的を達成するために発明なされたものであり、硬質被膜付金属コインにおいて、該硬質被膜と該金属コインとの間に、一層以上の中間被膜を形成し、該硬質被膜と該中間被膜とが硬度的な傾斜構造を成していることを特徴とし、この構成により、基材と硬質被膜との間に大きな硬度差があっても、金属コインの使用環境下における衝撃で容易に剥がれない被膜を形成することが可能となる。
【０００８】
また、前記硬質被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つからなることを特徴とし、この構成により、硬質被膜は高い硬度を持ちながら金色、茶色、青色、灰色、白色をはじめとする、さまざまな色調の被膜にすることができるため、耐摩耗性と装飾性を両立させることが可能となる。
【０００９】
また、前記中間被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属、または該金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つ、好ましくは前記硬質被膜の主成分である金属からなることを特徴とし、この構成により、前記硬質被膜が部分的に摩耗しても基材の露出による見苦しさを防ぐことができ、中間被膜に硬質被膜の主成分と同じ金属をすることで硬質被膜の密着強度をより高めることが可能となる。
【００１０】
また、前記硬質被膜と前記中間被膜とが、乾式メッキ法により形成されたことを特徴とし、この構成により、前記硬質被膜と前記中間被膜との成分や特性や膜厚などを安定して形成することができ、これにより大量生産時にも安定した品質の金属コインを提供することが可能となる。
【００１１】
また、前記金属製コインが、ステンレス、銅合金、チタン、チタン合金の中の少なくとも１つの金属、または該金属の表面に湿式メッキ法による下地メッキを形成したものからなることを特徴とし、この特徴により、従来使用されていた金属コインをそのまま利用することができるため、大きな仕様変更を必要とせず、より安価な生産が可能となる。
【００１２】
また、前記硬質被膜と前記中間被膜とが、前記金属コインの表面の一部分に形成されていることを特徴とし、この構成により、金属コインの表面に硬質被膜で模様やロゴなどを形成することが可能となり、より高い装飾性またはデザイン性を持った金属コインを得ることが可能となる。
【００１３】
また、前記硬質被膜の上面である最外層に、金、白金、の中の少なくとも１つの金属、または該金属の合金の中の少なくとも１つからなる装飾被膜が形成されていることを特徴とし、この構成により、硬質被膜の色調を金色系または白色系にすることで、耐摩耗性を維持しながら貴金属である金や白金の高級感を持たせることが可能となるばかりか、装飾被膜と硬質被膜との色調差が小さいため、装飾被膜が部分的に摩耗しても、基材の露出による見苦しさを防ぐことができ、高い装飾性またはデザイン性を持った金属コインを得ることが可能となる。
【００１４】
さらに、硬質被膜付金属コインの製造方法において、真空装置を用いた乾式メッキ法により、該硬質被膜と該金属コインとの間の一層以上の中間被膜および該硬質被膜を形成することを特徴とし、この構成により、多層の被膜となる硬質被膜を効率の良い生産性を維持しながら形成することが可能となる。
【００１５】
また、前記硬質被膜付金属コインの製造方法において、前記硬質被膜の上面である最外層に、金、白金、の中の少なくとも１つの金属、または該金属の合金の中の少なくとも１つからなる装飾被膜を真空装置を用いた乾式メッキ法により形成する硬質被膜付金属コインの製造方法であることを特徴とし、この構成により、中間被膜、硬質被膜、装飾被膜を効率の良い生産性を維持しながら形成することが可能となり、より高い装飾性またはデザイン性を持った金属コインを得ることが可能となる。
【００１６】
また、前記金属コインにマスキングを施した後、乾式メッキ法によって前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を形成し、マスキングを除去することによって、前記金属コインの表面の一部分に硬質被膜を形成する、または、前記金属コインに、乾式メッキ法によって前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を形成し、マスキングを施した後、マスキングを施していない部分の前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を除去し、マスキングを除去することによって、前記金属コインの表面の一部分に硬質被膜を形成することを特徴とする硬質被膜付金属コインの製造方法により、金属コインの表面に硬質被膜で模様やロゴなどを形成することが可能となり、より高い装飾性またはデザイン性を持った硬質被膜付金属コインを得ることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例と図面とに基づいて説明するが、本発明は実施例に限定するものではない。
本発明に係わる硬質被膜付金属コインを図１から図１０に示す。図１から図１０は本発明の実施例１から実施例５の金属コインの被膜構成を示す外観および断面図、または断面を示した模式図である。
【００１８】
本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しており、この硬質被膜と中間被膜とが硬度的な傾斜構造を成している。このことにより、金属コインの基材と硬質被膜との間に大きな硬度差があっても、コインの使用環境下における衝撃で容易に剥がれない被膜を形成することが可能となっている。
【００１９】
また、前記硬質被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つからなることを特徴とし、この構成により、硬質被膜は高い硬度を持ちながら金色、茶色、青色、灰色、白色をはじめとする、さまざまな色調の被膜にすることができるため、耐摩耗性と装飾性を両立させることが可能となる。
【００２０】
また、前記硬質被膜を乾式メッキ法により形成することにより、安定した色調や膜厚を得ることができるようになるため、大量生産時にも非常に安定した硬質被膜を安価に形成することが可能となる。
【００２１】
さらに、現在市場に流通している金属製コイン、すなわちステンレス、銅合金、チタン、チタン合金の中の少なくとも１つの金属、または該金属の表面に湿式メッキ法による下地メッキを形成したものを基材である金属コインとすることで、更に安価で安定した生産が可能となる。
【００２２】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成する前に、基材表面の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成した後に前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良い。
【００２３】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または装飾被膜を形成した後、硬質被膜または装飾被膜の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、マスキングの施されていない部分の硬質被膜または装飾被膜を選択的に除去し、前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良い。
【００２４】
なお、以上の本発明による硬質被膜付金属コインについては、基本的には以下の実施例においても同様である。具体的な硬質被膜付金属コインの製造例としては、以下の通りである。
【００２５】
（実施例１）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例１を図１と図２とに示す。図１は本発明における実施例１の、基材であるステンレス製金属コイン２の表面に、中間被膜であるチタン被膜３および硬質被膜である窒化チタン被膜４を形成した場合の外観および断面図、図２は断面を示した模式図である。
【００２６】
つぎに、中間被膜であるチタン被膜３および硬質被膜である窒化チタン被膜４を基材であるステンレス製金属コイン２の表面に形成する方法を説明する。
【００２７】
まず、ステンレス製金属コイン２を有機溶剤で洗浄し、乾燥した物を基材とする。ステンレス製金属コイン２を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をチタンとし、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、ステンレス製金属コイン２の表面にチタン被膜３をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が５．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、金色調の窒化チタン被膜４をイオンプレーティング法により形成した。
【００２８】
真空装置内からステンレス製金属コイン２を取り出し、金色調の硬質被膜付金属コイン１を作製した。このとき、基材にあたるのがステンレス製金属コイン２、中間被膜にあたるのがチタン被膜３、硬質被膜にあたるのが窒化チタン被膜４となっている。
【００２９】
できあがった硬質被膜付金属コイン１は、表面に金色調の窒化チタン被膜４を有した金属コインとなっていた。また、ステンレス製金属コイン２と窒化チタン被膜４との間には中間被膜であるチタン被膜３が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化チタン被膜４が剥がれることはなかった。できあがった金属コインは、窒化チタン被膜４の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００３０】
なお、上記実施例では基材としてステンレス製の金属コインを使用しているが、基材の材質として、チタン、銅合金、または、湿式メッキ法によるニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってジルコニウムなどの被膜を形成しても良い。
【００３１】
（実施例２）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例２を図３と図４とに示す。図３は本発明における実施例２の、基材である銅合金にニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金製金属コイン６の表面に、中間被膜であるジルコニウム被膜７および硬質被膜である窒化ジルコニウム被膜８を形成した場合の外観および断面図、図４は断面を示した模式図である。
【００３２】
つぎに、中間被膜であるジルコニウム被膜７および硬質被膜である窒化ジルコニウム被膜８を基材である銅合金製金属コイン６の表面に形成する方法を説明する。
【００３３】
まず、銅合金からなるコインに、下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施したものを銅合金製金属コイン６とした。この銅合金製金属コイン６を脱脂洗浄し、酸洗浄し、乾燥した物を基材とする。銅合金製金属コイン６を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をジルコニウムとし、真空装置内の圧力が１．３×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、銅合金製金属コイン６の表面にジルコニウム被膜７をアークイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が１．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で２：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、金色調の窒化ジルコニウム被膜８をアークイオンプレーティング法により形成した。
【００３４】
真空装置内から銅合金製金属コイン６を取り出し、金色調の硬質被膜付金属コイン５作製した。このとき、基材にあたるのが銅合金製金属コイン６、中間被膜にあたるのがジルコニウム被膜７、硬質被膜にあたるのが窒化ジルコニウム被膜８となっている。
【００３５】
できあがった硬質被膜付金属コイン５は、表面に金色調の窒化ジルコニウム被膜８を有した金属コインとなっていた。また、銅合金に下地メッキとしてニッケル−クロム下地メッキを施したものである銅合金製金属コイン６と窒化ジルコニウム被膜８との間には中間被膜であるジルコニウム被膜７が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化ジルコニウム被膜８が剥がれることはなかった。できあがった硬質被膜付金属コインは、窒化ジルコニウム被膜８の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００３６】
なお、上記実施例では基材として銅合金に下地メッキとしてニッケル−クロム下地メッキを施したものを使用しているが、基材の材質として、ステンレス、チタン、銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってチタンなどの被膜を形成しても良い。
【００３７】
（実施例３）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例３を図５と図６とに示す。図５は本発明における実施例３の、基材であるステンレス製金属コイン１０の表面に、中間被膜であるチタン被膜１１と硬質被膜である酸化チタン被膜１２とを部分的に形成した場合の外観および断面図、図６は断面を示した模式図である。
【００３８】
つぎに、中間被膜であるチタン被膜１１および硬質被膜である酸化チタン被膜１２を基材であるステンレス製金属コイン１０の表面に部分的に形成する方法を説明する。
【００３９】
まず、ステンレス製金属コイン１０を脱脂洗浄し、酸洗浄し、乾燥した物を基材とする。ステンレス製金属コイン１０を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をチタンとし、真空装置内の圧力が３．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、ステンレス製金属コイン１０の表面にチタン被膜１１をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと酸素ガスとを導入し、青色調の酸化チタン被膜１２をイオンプレーティング法により形成した。
【００４０】
真空装置内からステンレス製金属コイン１０を取り出し、青色調の硬質被膜の一部分に樹脂を塗布することでマスキングを行い、アルカリ系チタン剥離剤に浸漬することでマスキングの施されていない部分の硬質被膜と中間被膜とを除去し、有機溶剤によって樹脂を除去し、表面の一部分に青色調の硬質被膜を形成した硬質被膜付金属コイン９を作製した。このとき、基材にあたるのがステンレス製金属コイン１０、中間被膜にあたるのがチタン被膜１１、硬質被膜にあたるのが酸化チタン被膜１２となっている。
【００４１】
できあがった硬質被膜付金属コイン９は、表面の一部分に青色調の酸化チタン被膜１２を有した金属コインとなっていた。また、ステンレス製金属コイン１０と酸化チタン被膜１２との間には中間被膜であるチタン被膜１１が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属製コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって酸化チタン被膜１２が剥がれることはなかった。できあがった硬質被膜付金属コインは、酸化チタン被膜１２の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００４２】
なお、上記実施例では基材としてステンレスを使用しているが、基材の材質として、チタン、銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってクロムなどの異種金属や同色調系の金属被膜を形成して、局部的なキズに対する色調緩和を行っても良い。
【００４３】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成する前に、基材表面の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成した後に前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良く、前記硬質被膜の形状を、模様やロゴの形状にすることでデザイン性の高いツートン加工を施しても良い。
【００４４】
（実施例４）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例４を図７と図８とに示す。図７は本発明における実施例４の、基材であるチタン製金属コイン１４の表面に、中間被膜であるクロム被膜１５と硬質被膜である窒化クロム被膜１６と装飾被膜である白金被膜１７を形成した場合の外観および断面図、図８は断面を示した模式図である。
【００４５】
つぎに、中間被膜であるクロム被膜１５および硬質被膜である窒化クロム被膜１６および装飾被膜である白金被膜１７を基材であるチタン製金属コイン１４の表面に形成する方法を説明する。
【００４６】
まず、チタン製金属コイン１４を綿布で空拭きした物を基材とする。チタン製金属コイン１４を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をクロムとし、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、チタン製金属コイン１４の表面にクロム被膜１５をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が５．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、薄い灰色調の窒化クロム被膜１６をイオンプレーティング法により形成した。
【００４７】
真空装置内の蒸発材の構成物質を白金とし、再度真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、つづいて真空装置内の圧力が３．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、窒化クロム被膜１６の表面に白金被膜１７をスパッタリング法により形成した。
【００４８】
真空装置内からチタン製金属コイン１４を取り出し、白色調の硬質被膜付金属コイン１３を作製した。このとき、基材にあたるのがチタン製金属コイン１４、中間被膜にあたるのがクロム被膜１５、硬質被膜にあたるのが窒化クロム被膜１６、装飾被膜にあたるのが白金被膜１７となっている。
【００４９】
できあがった硬質被膜付金属コイン１３は、表面に白色調の白金被膜１７を有した金属製コインとなっており、白金被膜１７の下層には白色調系の硬質被膜である窒化クロム被膜１６が形成されているため、白金被膜１７は、キズに対する色調緩和がなされているため、白金被膜１７が部分的に剥がれても外観上見苦しくならない。
【００５０】
また、チタンであるチタン製金属コイン１４と窒化クロム被膜１６との間には中間被膜であるクロム被膜１５が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属製コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化クロム被膜１６が剥がれることはなかった。
【００５１】
なお、上記実施例では基材としてチタン製の金属コインを使用しているが、基材の材質として、ステンレス、銅合金、または、湿式メッキ法によるニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってジルコニウムなどの被膜を形成しても良い。
【００５２】
また、本発明による硬質被膜付金属コインは、表面に一層以上の中間被膜と硬質被膜と装飾被膜とを形成しているが、このとき、乾式メッキ法により硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成する前に、基材表面の一部分に樹脂等によるマスキングを施し、硬質被膜または中間被膜または装飾被膜を形成した後に前記マスキングを除去することで、基材と硬質被膜または装飾被膜とのツートン加工などを施しても良く、前記硬質被膜の形状を、模様やロゴの形状にすることでデザイン性の高いツートン加工を施しても良い。
【００５３】
（実施例５）
本発明に係わる硬質被膜付金属コインの実施例５を図９と図１０とに示す。図９は本発明における実施例５の、基材である銅合金にニッケル−クロム下地メッキを施した銅合金製金属コイン１９の表面に、中間被膜であるチタン被膜２０と硬質被膜である窒化チタン被膜２１と装飾被膜である金被膜２２を形成した場合の外観および断面図、図１０は断面を示した模式図である。
【００５４】
つぎに、中間被膜であるチタン被膜２０および硬質被膜である窒化チタン被膜２１および装飾被膜である金被膜２２を基材である銅合金製金属コイン１９の表面に部分的に形成する方法を説明する。
【００５５】
まず、銅合金からなるコインに、下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施したものを銅合金製金属コイン１９とした。この銅合金製金属コイン１９の表面に、文字の形に樹脂を塗布することでマスキングを行った。この銅合金製金属コイン１９を脱脂洗浄し、酸洗浄し、乾燥した物を真空装置内の治具に取り付け、真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、この圧力下で１０分間加熱した。つづいて、必要に応じてイオンボンバードによる清浄化処理を行った後、蒸発材の構成物質をチタンとし、真空装置内の圧力が４．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、銅合金製金属コイン１９の表面にチタン被膜２０をイオンプレーティング法により形成した後、真空装置内の圧力が５．０×１０−１Ｐａになるように、体積比で１：１のアルゴンガスと窒素ガスとを導入し、薄い金色調の窒化チタン被膜２１をイオンプレーティング法により形成した。
【００５６】
真空装置内の蒸発材の構成物質を金とし、再度真空装置内の圧力が４．０×１０−３Ｐａになるまで排気し、つづいて真空装置内の圧力が３．０×１０−１Ｐａになるように、アルゴンガスを導入し、窒化チタン被膜２１の表面に金被膜２２をスパッタリング法により形成した。
【００５７】
真空装置内から銅合金製金属コイン１９を取り出し、有機溶剤によってマスキングである樹脂を除去し、表面の一部分に金色調の硬質被膜を有した硬質被膜付金属コイン１８を作製した。このとき、基材にあたるのが銅合金製金属コイン１９、中間被膜にあたるのがチタン被膜２０、硬質被膜にあたるのが窒化チタン被膜２１、装飾被膜にあたるのが金被膜２２となっている。
【００５８】
できあがった硬質被膜付金属コイン１８は、表面に金色調の金被膜２２を有した金属コインとなっており、金被膜２２の下層には金色調系の硬質被膜である窒化チタン被膜２１が形成されているため、金被膜２２は、キズに対する色調緩和がなされているため、金被膜２２が部分的に剥がれても外観上見苦しくならない。
【００５９】
また、銅合金からなるコインに下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施した金属製コイン１９と窒化チタン被膜２１との間には中間被膜であるチタン被膜２０が形成されているので、密着力は強く、粘着テープを貼り付けて剥がす剥離試験では、まったく剥がれてはこなかったばかりか、できあがった金属コイン同士がぶつかり合っても、衝撃によって窒化チタン被膜２１が剥がれることはなかった。できあがった硬質被膜付金属コインは、窒化チタン被膜２１の硬度が高いため、非常に高い耐摩耗性を有していた。
【００６０】
なお、上記実施例では基材として銅合金からなるコインに下地メッキとして湿式メッキ法によりニッケル−クロム下地メッキを施した金属コインを使用しているが、基材の材質として、ステンレス、チタン、銅合金などを用いても良く、中間被膜としてイオンプレーティング法によってジルコニウムなどの被膜を形成しても良い。
【００６１】
【発明の効果】
従来、市場にあった硬質被膜付金属コインは、基材である金属コインに直接硬質膜を形成していたため、金属コインと硬質被膜の硬度差から、ぶつかりやキズが原因で硬質被膜が剥がれやすかった。本発明による硬質被膜は、１層以上の中間被膜を有しており、基材―中間被膜―硬質被膜が硬度的に傾斜構造を成しているため、容易に硬質被膜の剥がれなどが発生しなくなっている。
【００６２】
また、中間被膜と硬質被膜の色調を同系色に設定することで、硬質被膜の一部分にキズが付いても中間被膜で色調緩和され、外観上見苦しくなりにくい。さらに、硬質被膜を金属コインの表面の一部分、特に文字や模様形状に形成したり、最外層に装飾被膜を設けることで、デザイン製を更に高めることも可能である。
【００６３】
また、上記のような硬質被膜付金属コインを乾式メッキ法で生産することで、大量生産時の安定した生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる実施例１における硬質被膜付金属コイン１の外観および断面図である。
【図２】本発明にかかわる実施例１において、ステンレス製金属コイン２の表面に、中間被膜であるチタン被膜３と硬質被膜である窒化チタン被膜４を形成した場合の断面を示した模式図である。
【図３】本発明にかかわる実施例２における硬質被膜付金属コイン５の外観および断面図である。
【図４】本発明にかかわる実施例２において、銅合金製金属コイン６の表面に、中間被膜であるジルコニウム被膜７と硬質被膜である窒化ジルコニウム被膜８とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図５】本発明にかかわる実施例３における硬質被膜付金属コイン９の外観および断面図である。
【図６】本発明にかかわる実施例３において、ステンレス製金属コイン１０の表面に、中間被膜であるチタン被膜１１と硬質被膜である酸化チタン被膜１２とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図７】本発明にかかわる実施例４における硬質被膜付金属コイン１３の外観および断面図である。
【図８】本発明にかかわる実施例４において、チタン製金属コイン１４の表面に、中間被膜であるクロム被膜１５と硬質被膜である窒化クロム被膜１６と装飾被膜である白金被膜１７とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図９】本発明にかかわる実施例５における硬質被膜付金属コイン１８の外観および断面図である。
【図１０】本発明にかかわる実施例５において、銅合金製金属コイン１９の表面に、中間被膜であるチタン被膜２０と硬質被膜である窒化チタン被膜２１と装飾被膜である金被膜２２とを形成した場合の断面を示した模式図である。
【図１１】従来のステンレス製金属コイン２３の表面に硬質膜である窒化チタン２４を形成した物の断面を示した模式図である。
【符号の説明】
１ 硬質被膜付金属コイン
２ ステンレス製金属コイン
３ チタン被膜
４ 窒化チタン被膜
５ 硬質被膜付金属コイン
６ 銅合金製金属コイン
７ ジルコニウム被膜
８ 窒化ジルコニウム被膜
９ 硬質被膜付金属コイン
１０ ステンレス製金属コイン
１１ チタン被膜
１２ 酸化チタン被膜
１３ 硬質被膜付金属コイン
１４ チタン製金属コイン
１５ クロム被膜
１６ 窒化クロム被膜
１７ 白金被膜
１８ 硬質被膜付金属コイン
１９ 銅合金製金属コイン
２０ チタン被膜
２１ 窒化チタン被膜
２２ 金被膜
２３ 窒化チタン被膜
２４ 窒化チタン被膜
Claims (11)
- 硬質被膜付金属コインにおいて、該硬質被膜と該金属コインとの間に、一層以上の中間被膜を形成し、該硬質被膜と該中間被膜とが硬度的な傾斜構造を成していることを特徴とする硬質被膜付金属コイン。
- 前記硬質被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１記載の硬質被膜付金属コイン。
- 前記中間被膜が、チタン、ジルコニウム、クロムの中の少なくとも１つの金属、または該金属と、窒素、酸素、炭素のうちの１つ以上との化合物の中の少なくとも１つ、好ましくは前記硬質被膜の主成分である金属からなることを特徴とする請求項１記載の硬質被膜付金属コイン。
- 前記硬質被膜と前記中間被膜とが、乾式メッキ法により形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の硬質被膜付金属コイン。
- 前記金属コインが、ステンレス、銅合金、チタン、チタン合金の中の少なくとも１つの金属、または該金属の表面に湿式メッキ法による下地メッキを形成したものからなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の硬質被膜付金属コイン。
- 前記硬質被膜と前記中間被膜とが、前記金属コインの表面の一部分に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の硬質被膜付金属コイン。
- 前記硬質被膜の上面である最外層に、金、白金、の中の少なくとも１つの金属、または該金属の合金の中の少なくとも１つからなる装飾被膜が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の硬質被膜付金属コイン。
- 硬質被膜付金属コインの製造方法において、真空装置を用いた乾式メッキ法により、該硬質被膜と該金属コインとの間の一層以上の中間被膜および該硬質被膜を形成することを特徴とする硬質被膜付金属コインの製造方法。
- 真空装置を用いた乾式メッキ法により、前記硬質被膜の上面である最外層に、金、白金、の中の少なくとも１つの金属、または該金属の合金の中の少なくとも１つからなる装飾被膜を形成することを特徴とする請求項８記載の硬質被膜付金属コインの製造方法。
- 前記金属コインにマスキングを施した後、乾式メッキ法によって前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を形成し、マスキングを除去することによって、前記金属製コインの表面の一部分に硬質被膜を形成することを特徴とする請求項８または請求項９記載の硬質被膜付金属コインの製造方法。
- 前記金属コインに、乾式メッキ法によって前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を形成し、マスキングを施した後、マスキングを施していない部分の前記中間被膜および前記硬質被膜および装飾被膜を除去し、マスキングを除去することによって、前記金属コインの表面の一部分に硬質被膜を形成することを特徴とする請求項８または請求項９記載の硬質被膜付金属コインの製造方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011162832A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Yi-Shiang Liang | 貴金属部品のゲルマニウム含有真空めっき法 |
| JP2013163021A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-22 | Dunlop Sports Co Ltd | ゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブヘッドを製造する方法 |
| CN103436843A (zh) * | 2013-09-18 | 2013-12-11 | 佛山市伟盛利得镀膜有限公司 | Pvd复合膜层及其制备方法 |
| US9447515B2 (en) | 2008-06-13 | 2016-09-20 | Royal Canadian Mint | Control of electromagnetic signals of coins through multi-ply plating technology |
-
2002
- 2002-11-11 JP JP2002326218A patent/JP2004162083A/ja active Pending
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