JP2007254851A - Metallic oxide film, and member coated with the metallic oxide film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は金属酸化物被膜及び金属酸化物被膜が基材に形成されている金属酸化物被膜被覆部材に関し、特に無機顔料からなる装飾性を有する金属酸化物被膜及び金属酸化物被膜被覆部材に関する。 The present invention relates to a metal oxide film and a metal oxide film-coated member having a metal oxide film formed on a substrate, and particularly to a metal oxide film and a metal oxide film-coated member having a decorative property made of an inorganic pigment.
金属酸化被膜は、装飾性薄膜として例えば、眼鏡のフレームや、時計外装部品等の装飾品の表面被膜として用いられている。これらの金属酸化被膜を基材表面に形成する薄膜形成方法としては、イオンプレーティング法、抵抗加熱方式による真空蒸着法またはスパッタリング法等が採用されている。 The metal oxide film is used as a decorative thin film, for example, as a surface film of a decorative frame such as a frame of eyeglasses or a watch exterior part. As a thin film forming method for forming these metal oxide films on the substrate surface, an ion plating method, a vacuum heating method using a resistance heating method, a sputtering method, or the like is employed.
これらの方法によって得られる金属酸化膜のうち、例えば、金属基材上に屈折率の高い酸化チタン層を干渉効果の作用する膜厚範囲で形成することにより、金属基材の色から色度が大きく変化することを利用して様々な色の薄膜を提供する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 Among the metal oxide films obtained by these methods, for example, by forming a titanium oxide layer having a high refractive index on the metal substrate in a film thickness range in which the interference effect acts, the chromaticity can be changed from the color of the metal substrate. A technique for providing thin films of various colors by utilizing a large change is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、イオンプレーティングその他の蒸着法により、基材上に有色の硬質薄膜(例えばTiN)を形成した後、更にその上に透明な硬質薄膜(例えばAlN)を干渉膜として積層形成し、この透明な硬質薄膜を各種膜厚に調整して干渉膜として積層形成することにより、種々な色を現出する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, a colored hard thin film (eg, TiN) is formed on a substrate by ion plating or other vapor deposition, and then a transparent hard thin film (eg, AlN) is further laminated on the substrate as an interference film. A technique for displaying various colors by adjusting various hard film thicknesses to various film thicknesses to form an interference film is disclosed (for example, see Patent Document 2).
また、遊技用コインの表面全体に、イオンプレーティング又はスパッタリングによってチタン−アルミニウム合金の被膜層を形成し、その被膜層を陽極酸化処理して酸化被膜層を形成し、この酸化被膜層の表面における光の干渉作用によって発色させる技術が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。 Also, a titanium-aluminum alloy coating layer is formed on the entire surface of the gaming coin by ion plating or sputtering, and the coating layer is anodized to form an oxide coating layer. A technique for generating a color by the interference action of light is disclosed (for example, see Patent Document 3).
しかしながら従来技術における金属酸化膜においては、基材表面上に薄膜を積層形成させる際、薄膜の膜厚を微妙に制御することで様々な色を形成させるものであり、どのような色が現出されているかは薄膜形成中にチャンバの覗き窓から目視して目的とする色になるまで薄膜の積層形成を続行し膜厚を調整する必要がある。さらに正確に膜厚を制御するには、膜厚モニタを用いる必要がある。また、陽極酸化被膜の発色も酸化被膜表面における光の干渉作用によって起こり、酸化被膜層の厚さを陽極酸化電圧によって制御する必要がある。 However, in the metal oxide film in the prior art, when a thin film is laminated on the surface of the substrate, various colors are formed by finely controlling the thickness of the thin film. It is necessary to adjust the film thickness by continuing the formation of the thin film until the desired color is observed through the viewing window of the chamber during the formation of the thin film. In order to control the film thickness more accurately, it is necessary to use a film thickness monitor. Further, the color development of the anodic oxide film also occurs due to the light interference action on the surface of the oxide film, and the thickness of the oxide film layer needs to be controlled by the anodic oxidation voltage.
このように従来技術における干渉色は、微妙な膜厚の違いでも色が変化する。このため製品内、製造工程におけるバッチ内、バッチ間で安定した発色が得られず、基材表面が凸凹面である場合には、同一製品上であっても部分形状による膜厚の違いが発生するため、均一な発色が得られないという問題があった。 Thus, the interference color in the prior art changes even when the film thickness is slightly different. For this reason, stable color development cannot be obtained within a product, within a batch in a manufacturing process, or between batches, and when the substrate surface is uneven, differences in film thickness due to partial shapes occur even on the same product. Therefore, there is a problem that uniform color development cannot be obtained.
本発明の目的は複雑な表面形状の基材表面に所望の色で、かつ均一な色で成膜できる金属酸化物被膜とこの金属酸化物被膜を基材に形成した金属酸化物被膜被覆部材を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a metal oxide film that can be formed with a desired color and a uniform color on the surface of a substrate having a complicated surface shape, and a metal oxide film-coated member formed with the metal oxide film on a substrate. It is to provide.
上記目的を達成するための本発明の金属酸化物被膜は、金属酸化物を主成分とする無機顔料からなる金属酸化物被膜であって、前記金属酸化物が、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、銅(Cu)、鉄(Fe)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、アンチモン(Sb)、シリコン(Si)、スズ(Sn)、チタン(Ti)、タングステン(W)、亜鉛(Zn)の中から選ばれる少なくとも2つの金属の酸化物を主成分とし、L*a*b*表色系(CIE表色系)による色評価が30<L*<100、一60<a*<25、−25<b*<60の範囲の色度であり緑色系の色を呈し、高周波スパッタリング法によって形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a metal oxide film of the present invention is a metal oxide film made of an inorganic pigment containing a metal oxide as a main component, and the metal oxide contains aluminum (Al), cobalt (Co ), Chromium (Cr), copper (Cu), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), nickel (Ni), palladium (Pd), antimony (Sb), silicon (Si), tin (Sn) ), Titanium (Ti), Tungsten (W), Zinc (Zn), the main component is an oxide of at least two metals, and the color by the L * a * b * color system (CIE color system) Evaluation is 30 <L * <100, 1 <60 <a * <25, −25 <b * <60 in chromaticity, green color, and high frequency sputtering method. To do.
また、金属酸化物被膜は、膜厚が0.1〜15.0μmの範囲で形成されていることを特徴とする。 Further, the metal oxide film is characterized in that the film thickness is in the range of 0.1 to 15.0 μm.
また、本発明の金属酸化物被膜被覆部材は、基材の少なくとも一部に高周波スパッタリング法によって金属酸化物被膜が形成されており、この金属酸化物被膜が金属酸化物を主成分とする無機顔料からなる金属酸化物被膜であって、金属酸化物が、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、銅(Cu)、鉄(Fe)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、アンチモン(Sb)、シリコン(Si)、スズ(Sn)、チタン(Ti)、タングステン(W)、亜鉛(Zn)の中から選ばれる少なくとも2つの金属の酸化物を主成分とすることを特徴とする。 In the metal oxide film-coated member of the present invention, a metal oxide film is formed on at least a part of a substrate by a high-frequency sputtering method, and the metal oxide film is an inorganic pigment mainly composed of a metal oxide. A metal oxide film comprising: aluminum (Al), cobalt (Co), chromium (Cr), copper (Cu), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), Oxidation of at least two metals selected from nickel (Ni), palladium (Pd), antimony (Sb), silicon (Si), tin (Sn), titanium (Ti), tungsten (W), and zinc (Zn) It is characterized by having an object as a main component.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、基材の少なくとも一部に膜厚が0.1〜15.0μmの範囲の金属酸化物被膜が形成されていることを特徴とする。 Further, the metal oxide film-coated member is characterized in that a metal oxide film having a thickness of 0.1 to 15.0 μm is formed on at least a part of the substrate.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、基材の少なくとも一部にL*a*b*表色系(CIE表色系)による色評価が30<L*<100、一60<a*<25、−25<b*<60の範囲の色度であり、緑色系の色を呈する金属酸化物被膜が形成されていることを特徴とする。 The metal oxide film-coated member has a color evaluation of 30 <L * <100 and 1 <60 <a * <25 based on the L * a * b * color system (CIE color system) on at least a part of the substrate. A metal oxide film having a chromaticity in a range of −25 <b * <60 and exhibiting a greenish color is formed.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、基材が少なくとも1層の下地被膜を有し、該下地被膜の上層の少なくとも一部に金属酸化物被膜が形成されていることを特徴とする。 The metal oxide film-coated member is characterized in that the base material has at least one base film, and the metal oxide film is formed on at least a part of the upper layer of the base film.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、下地被膜がその一部に金属酸化物被膜が欠落した下地被膜露出部を有することを特徴とする。 The metal oxide film-coated member is characterized in that the base film has a base film exposed portion in which the metal oxide film is missing in part.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、下地被膜露出部が少なくとも一部に欠落した基材露出部を有することを特徴とする。 Further, the metal oxide film-coated member has a base material exposed part in which a base film exposed part is missing at least partially.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、表面に少なくとも1層の保護被膜が形成されていることを特徴とする。 The metal oxide film-coated member is characterized in that at least one protective film is formed on the surface.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、基材が、プラチナ(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、ジルコニウム(Zr)、シリコン(Si)、ステンレス、黄銅の中から選ばれる少なくとも1つの金属、または合金からなることを特徴とする。 The metal oxide film covering member has a base material of platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), iron (Fe), zinc (Zn), titanium (Ti), aluminum. It is characterized by comprising at least one metal selected from (Al), tungsten (W), tantalum (Ta), zirconium (Zr), silicon (Si), stainless steel, brass, or an alloy.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、基材が、焼結セラミックス、ガラスまたはプラスチックからなることを特徴とする。 The metal oxide film-coated member is characterized in that the base material is made of sintered ceramics, glass, or plastic.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、基材が装飾品であることを特徴とする。 The metal oxide film-coated member is characterized in that the base material is a decorative article.
また、金属酸化物被膜被覆部材は、基材が時計外装部品であることを特徴とする。 The metal oxide film-coated member is characterized in that the base material is a watch exterior part.
従来技術における干渉色を利用した有色薄膜では複雑形状品に対して、膜厚を均一に発色する成膜をするのは非常に困難であった。これに対し本発明者は均一な色に形成される被膜を開発すべく鋭意研究実験を重ねた結果、無機顔料を成膜する事により膜厚に関係なく均一な色の薄膜を形成できることを見いだしたものである。また、無機顔料は一般に絶縁物である事が多いが、この無機顔料の成膜方法として検討した結果、高周波スパッタリング法により成膜を行うことで課題を解決できることを見いだし、この知見に基づき本発明を完成させるに至ったものである。 In a colored thin film using interference colors in the prior art, it has been very difficult to form a film having a uniform thickness on a complex shape product. On the other hand, the present inventor has conducted extensive research and experiments to develop a film formed in a uniform color, and as a result, has found that a thin film having a uniform color can be formed by forming an inorganic pigment. It is a thing. In general, inorganic pigments are often insulators, but as a result of studying this inorganic pigment film formation method, it was found that film formation can be solved by high-frequency sputtering, and the present invention is based on this finding. It has come to be completed.
以上のように本発明によれば凹凸模様を有する表面形状の基材や複雑な形状をなす基材の表面に均一で鮮やかな色の金属酸化物被膜を得ることができる。また、この金属酸化物被膜を基材表面の必要部分に形成することや、模様形状に形成することができ、デザイン性やカラーバリエーションに優れた金属酸化物被膜被覆部材を得ることができる。 As described above, according to the present invention, a uniform and vivid color metal oxide film can be obtained on the surface of a substrate having a concavo-convex pattern or a substrate having a complicated shape. Moreover, this metal oxide film can be formed in a necessary part on the surface of the base material, or can be formed in a pattern shape, and a metal oxide film-coated member excellent in design and color variation can be obtained.
また、基材表面に下地被膜と金属酸化物被膜との二層構造の被膜を形成し、この下地被膜の一部に金属酸化物被膜が欠落した下地被膜露出部を設けることによりデザイン性やカラーバリエーションをさらに向上させることができると共に高級感のある金属酸化物被膜被覆部材を得ることができる。さらに、透明保護被膜を設けることにより金属酸化物被膜の剥離や摩耗を防止し外部との接触によって生ずる傷を防止できると共に一層鮮やかな色を呈する金属酸化物被膜被覆部材を得ることができる。 In addition, by forming a two-layered film of a base film and a metal oxide film on the surface of the base material, and providing a base film exposed part in which the metal oxide film is missing on a part of the base film, the design and color Variations can be further improved, and a high-grade metal oxide film-coated member can be obtained. Furthermore, by providing a transparent protective film, it is possible to prevent the metal oxide film from being peeled off and worn, and to prevent scratches caused by contact with the outside, and to obtain a metal oxide film-coated member that exhibits a more vivid color.
本実施形態における金属酸化物被膜は金属酸化物を主成分とする無機顔料からなり、この金属酸化物は、アルミニウム(Al)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、銅(Cu)、鉄(Fe)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、アンチモン(Sb)、シリコン(Si)、スズ(Sn)、チタン(Ti)、タングステン(W)、亜鉛(Zn)の中から選ばれる少なくとも2つの金属の酸化物を主成分としている。また、本実施形態における金属酸化物被膜被覆部材は基材表面の全面または一部に前述の金属酸化物被膜を高周波スパッタリング法によって形成したものである。 The metal oxide film in the present embodiment is made of an inorganic pigment mainly composed of a metal oxide, and the metal oxide includes aluminum (Al), cobalt (Co), chromium (Cr), copper (Cu), iron ( Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), nickel (Ni), palladium (Pd), antimony (Sb), silicon (Si), tin (Sn), titanium (Ti), tungsten (W), zinc ( The main component is an oxide of at least two metals selected from Zn). Further, the metal oxide film-coated member in the present embodiment is obtained by forming the above-mentioned metal oxide film on the entire surface or a part of the substrate surface by a high frequency sputtering method.
この金属酸化物被膜被覆部材の製造方法は真空装置のチャンバ内に無機顔料ターゲットと、被処理物である基材を配置し、チャンバ内を排気し、所定圧力(5×10−3Pa以下)に達したのち、不活性ガスであるArガスをチャンバ内ヘ導入し設定圧力(0.1〜1.3Pa)に調整後、ターゲットに高周波電力(500w〜2,500w)を印加し、ターゲットから蒸発した無機顔料粒子を基材へ堆積させることにより形成し、膜厚に関係なく均一な色の金属物酸化被膜を基材表面に形成する。これによってデザイン性やカラーバリエーションに優れ高級感のある金属酸化物被膜被覆部材を実現したものである。
また、無機顔料ターゲットは通電しない絶縁物であることが多く、ターゲットに電圧を印加して行う通常のスパッタリング法に用いることができず、高周波スパッタリング法でなければ成膜することができない。
In this method for producing a metal oxide film-coated member, an inorganic pigment target and a substrate to be processed are placed in a chamber of a vacuum apparatus, the chamber is evacuated, and a predetermined pressure (5 × 10 −3 Pa or less) is obtained. After reaching Ar, an Ar gas as an inert gas is introduced into the chamber and adjusted to a set pressure (0.1 to 1.3 Pa), and then high frequency power (500 w to 2,500 w) is applied to the target. It is formed by depositing evaporated inorganic pigment particles on a substrate, and a metal oxide film having a uniform color is formed on the substrate surface regardless of the film thickness. As a result, a metal oxide film-coated member excellent in design and color variation and having a high-class feeling is realized.
In addition, the inorganic pigment target is often an insulator that is not energized, and cannot be used in a normal sputtering method in which a voltage is applied to the target.
この金属酸化物被膜の膜厚は0.1〜15.0μmの範囲に形成するのが好ましく、0.3〜1.5μmの範囲に形成するのがより好ましい。膜厚が0.1μmより小さい場合は、下地の色を透過してしまい被膜自体の発色が得られなくなるため好ましくない。また、膜厚が15.0μmより大きい場合は成膜方法の特徴として面粗さが増してしまい黒っぽい発色になってしまう上、被膜応力が大きくなるため剥離しやすくなってしまうため好ましくない。 The thickness of the metal oxide film is preferably in the range of 0.1 to 15.0 μm, and more preferably in the range of 0.3 to 1.5 μm. When the film thickness is smaller than 0.1 μm, it is not preferable because the base color is transmitted and the color of the coating itself cannot be obtained. On the other hand, when the film thickness is larger than 15.0 μm, the surface roughness increases as a characteristic of the film forming method, resulting in a blackish color development, and the film stress increases, so that the film is easily peeled off.
また、本実施形態における金属酸化物被膜は緑色系の色を呈し、L*a*b*表色系(CIE表色系)による色評価が30<L*<100、一60<a*<25、−25<b*<60の範囲の色度が好ましく、35<L*<45、一25<a*<−15、0<b*<10の範囲の色度が鮮やか緑色系の色を呈するため、より好ましい。この範囲の色度は緑色系と呼ぶことができる範囲であり、この範囲を外れると実用上きれいな緑色系の発色とは言い難くなるため、商品価値が低くなってしまう。 Further, the metal oxide film in the present embodiment exhibits a green color, and the color evaluation by the L * a * b * color system (CIE color system) is 30 <L * <100, and 1 <60 <a * <. Chromaticity in the range of 25, -25 <b * <60 is preferable, and chromaticity in the range of 35 <L * <45, 25 <a * <-15, 0 <b * <10 is a bright green color. Is more preferable. The chromaticity in this range is a range that can be referred to as green, and if it is outside this range, it is difficult to say that the green color is practically beautiful, so the commercial value is lowered.
このL*a*b*表色系(CIE表色系)は、国際照明委員会で用いられている色座標で、以下の感覚色度を表すものである。
L*:黒 ← マイナス(−)側、プラス(+)側 → 白
a*:緑 ← マイナス(−)側、プラス(+)側 → 赤
b*:青 ← マイナス(−)側、プラス(+)側 → 黄
The L * a * b * color system (CIE color system) is a color coordinate used in the International Lighting Commission and represents the following sensory chromaticity.
L *: Black ← Minus (−) side, plus (+) side → White a *: Green ← Minus (−) side, plus (+) side → Red b *: Blue ← Minus (−) side, plus (+ ) Side → yellow
また、基材表面に下地被膜と金属酸化物被膜との二層構造の被膜を形成し、この下地被膜の一部に金属酸化物被膜が欠落した下地被膜露出部を設けることもできる。この下地被膜は、湿式メッキまたは乾式メッキのいずれで形成しても良く、金属酸化物被膜と異なる色を用いることで、下地被膜露出部と金属酸化物被膜との組み合わせによる所謂ツートンカラーを実現することが可能である。この結果、デザイン性やカラーバリエーションをさらに向上させることができると共に緑色を主とした高級感のある被覆部材を得ることができる。さらに、下地被膜露出部の一部に欠落した基材露出部を設けることもでき多色の組み合わせが可能となり所謂マルチカラーも実現出来る。 It is also possible to form a two-layered film of a base film and a metal oxide film on the substrate surface, and to provide a base film exposed portion where the metal oxide film is missing in a part of the base film. This undercoating film may be formed by either wet plating or dry plating, and by using a color different from that of the metal oxide film, a so-called two-tone color is realized by combining the undercoating film exposed portion and the metal oxide film. It is possible. As a result, the design and color variation can be further improved, and a high-quality coating member mainly made of green can be obtained. Furthermore, the base-material exposed part lacked in a part of base film exposed part can also be provided, and a multicolor combination is possible, and what is called multicolor is also realizable.
さらに、金属酸化物被膜被覆部材の表面、即ち、基材露出部、下地被膜露出部または金属酸化物被膜の少なくとも一部に透明性の保護被膜を設けることができる。これによって金属酸化物被膜や下地被膜の剥離や摩耗を防止し外部との接触によって生ずる傷を防止することができる。また、表面に透明保護被膜を設けることより一層鮮やかな色を呈する金属酸化物被膜被覆部材を得ることができる。 Furthermore, a transparent protective film can be provided on the surface of the metal oxide film-covered member, that is, at least a part of the base material exposed part, the base film exposed part, or the metal oxide film. As a result, peeling and abrasion of the metal oxide film and the base film can be prevented, and scratches caused by contact with the outside can be prevented. Moreover, the metal oxide film coating | coated member which exhibits a more vivid color can be obtained rather than providing a transparent protective film on the surface.
また、本実施形態における基材としては、プラチナ(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、ジルコニウム(Zr)、シリコン(Si)、ステンレス、黄銅等の各種金属、または合金を用いることができる。さらに、焼結セラミックス、ガラスまたはプラスチック等種々の材料を用いることができる。この結果、本実施形態における金属酸化物被膜被覆部材は食器、玩具、置物等多くの製品に適応が可能であるが、装飾品、特に時計外装部品に適応することで優れた効果を発揮するものである。 Moreover, as a base material in this embodiment, platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), iron (Fe), zinc (Zn), titanium (Ti), aluminum (Al) Various metals such as tungsten (W), tantalum (Ta), zirconium (Zr), silicon (Si), stainless steel, brass, or alloys can be used. Furthermore, various materials such as sintered ceramics, glass or plastic can be used. As a result, the metal oxide film-coated member in this embodiment can be applied to many products such as tableware, toys, figurines, etc., but exhibits an excellent effect when applied to decorative items, particularly watch exterior parts. It is.
図1から図3は本発明の実施例1から実施例3における金属酸化物被膜被覆部材を示す図で、図4、図5は本発明の各実施例において基材に金属酸化物被膜を形成し金属酸化物被膜被覆部材を得るための真空装置を示す図である。以下、本発明の金属酸化物被膜及び金属酸化物被膜被覆部材の具体的実施例について図1から図5に基づいて説明する。 FIGS. 1 to 3 are diagrams showing metal oxide film-coated members in Examples 1 to 3 of the present invention. FIGS. 4 and 5 show formation of a metal oxide film on a substrate in each example of the present invention. It is a figure which shows the vacuum apparatus for obtaining a metal oxide film coating member. Hereinafter, specific examples of the metal oxide film and the metal oxide film-coated member of the present invention will be described with reference to FIGS.
実施例1における金属酸化物被膜被覆部材は時計外装品の中の時計ケースを例としたものであり、時計ケースの外側表面の全面に下地被膜を形成し、この下地被膜の全面に金属酸化物被膜を形成した例である。図1は、実施例1における金属酸化物被膜被覆部材としての時計ケースを示す図で、図1(a)は斜視図、図1(b)は、図1(a)における時計ケースの部分拡大断面図である。図1に示すように、本実施例における金属酸化物被膜被覆部材としての時計ケース10の基材11は黄銅材からなり、基材11の全面に下地被膜13として湿式メッキによるニッケル・クロム(Ni-Cr)メッキが施されている。下地被膜13は厚さaの値がは2μmのニッケル層12aと、その上に形成する厚さbの値が1μmのクロム層12bとからなり下地被膜13の厚さの値は3μmである。さらに、下地被膜13の上層に膜厚cの値が0.5μmの金属酸化物被膜14が形成されている。
The metal oxide film-coated member in Example 1 is an example of a watch case in a watch exterior product. A base film is formed on the entire outer surface of the watch case, and a metal oxide is formed on the entire surface of the base film. This is an example in which a film is formed. 1A and 1B are views showing a watch case as a metal oxide film covering member in Example 1, FIG. 1A is a perspective view, and FIG. 1B is a partially enlarged view of the watch case in FIG. It is sectional drawing. As shown in FIG. 1, the
この金属酸化物被膜14は、酸化コバルト(CoO):酸化亜鉛(ZnO):酸化ニッケル(NiO):酸化チタン(TiO2)の含有比率が2:1:4:3の複合酸化物である無機顔料から形成されている。また、金属酸化物被膜13は、L*a*b*表色系(CIE表色系)による色評価がL*=33、a*=−20、b*=8の色度であり、鮮やかな緑色系の色を呈する。この金属酸化物被膜14は高周波スパッタリング法によって形成されたものであり、以下にその形成方法について説明する。
This
図5に示す真空装置のチャンバ5へ無機顔料(CoO:ZnO:NiO:TiO2=2:1:4:3の複合酸化物)ターゲツト6と、被処理物8として表面の全面に下地被膜13として湿式メッキによるニッケル・クロム(Ni-Cr)メッキが施されている時計ケースの基材11を基材ホルダ9に取付、約80mmの距離で配置したのち、5.0×10−3Paまで排気し、その後Arガスを25cc/minの流量で真空チャンバ5内ヘ導入し、真空度を0.6Paに調整する。その後、無機顔料ターゲット6に2,000wの高周波電力を印加し、約60分間スパッタリングを行った。約20分間冷却した後、チャンバ5内を大気圧にし被処理物8としての時計ケースの基材11を取り出したところ、時計ケースの基材11における下地被膜13上に均一な緑色を呈する金属酸化物被膜14が形成されていることが確認された。また、この金属酸化物被膜14は、従来技術における干渉色を利用した被膜に比して、非常に硬く耐摩耗性に優れていることが確認された。
An inorganic pigment (CoO: ZnO: NiO: TiO 2 = 2: 1: 4: 3 composite oxide)
なお、図5に示す真空装置は、回転機構7を備えており基材ホルダ9が回転すると共に被処理物8自体も回転するように基材ホルダ9に取り付けられるようになっている。したがって、時計ケースの全表面に金属酸化物被膜を形成することができる。
以上のように本実施例によれば装飾性に優れ鮮やかな緑色を呈する時計ケースを得ることができる。また、時計ケースのような複雑な形状をなす基材の全表面に均一で鮮やかな緑色系の金属酸化物被膜を形成することができる。
The vacuum apparatus shown in FIG. 5 includes a
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a watch case having a bright green color with excellent decorativeness. In addition, a uniform and vivid green-based metal oxide film can be formed on the entire surface of a base material having a complicated shape such as a watch case.
実施例2における金属酸化物被膜被覆部材は遊技用コインを例としたものであり、その片側表面に金属酸化物被膜を形成した例である。図2は、実施例2における金属酸化物被膜被覆部材としての遊技用コインを示す図で、図2(a)は斜視図、図2(b)は、図2(a)におけるA−A断面図である。図2に示すように、本実施例における金属酸化物被膜被覆部材としての遊技用コイン15の基材16はオーステナイト系ステンレス材からなり、基材16の一方の表面16aの全面には膜厚tの値が1.0μmの金属酸化物被膜18が形成されている。
The metal oxide film covering member in Example 2 is an example of a gaming coin, and is an example in which a metal oxide film is formed on one surface of the coin. 2A and 2B are diagrams showing a gaming coin as a metal oxide film covering member in Example 2, FIG. 2A is a perspective view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. As shown in FIG. 2, the
この金属酸化物被膜18は、酸化コバルト(CoO):酸化亜鉛(ZnO):酸化ニッケル(NiO):酸化チタン(TiO2)の含有比率が1:2:4:3の複合酸化物である無機顔料から形成されている。また、この金属酸化物被膜18は、L*a*b*表色系(CIE表色系)による色評価がL*=45、a*=−18、b*=5の色度であり、鮮やかな緑色系の色を呈する。この金属酸化物被膜18は実施例1と同様に高周波スパッタリング法によって形成されたものである。以下にその形成方法について説明する。
The
図4に示す真空装置のチャンバ1へ無機顔料(CoO:ZnO:NiO:TiO2=1:2:4:3の複合酸化物)ターゲツト2と、被処理物3として遊技用コインの基材16を基材ホルダ3に取付、約80mmの距離で配置した。このとき、遊技用コインの基材16の一方の表面16aをターゲツト2と対向するように配置し、一方の表面16a以外の表面にはマスキングを行った。その後、5.0×10−3Paまで排気し、その後Arガスを25cc/minの流量で真空チャンバ1内ヘ導入し、真空度を0.6Paに調整する。その後、無機顔料ターゲット2に2,000wの高周波電力を印加し、約90分スパッタリングを行った。約20分間冷却した後、チャンバ1内を大気圧にし被処理物3としての遊技用コインの基材16を取り出したところ、基材16の一方の表面16a上に均一な緑色を呈する金属酸化物被膜18が形成されていることが確認された。また、この金属酸化物被膜18は、実施例1と同様に従来技術における干渉色を利用した被膜に比して、非常に硬く耐摩耗性に優れていることが確認された。
An inorganic pigment (CoO: ZnO: NiO: TiO 2 = 1: 2: 4: 3 complex oxide)
以上のように本実施例によれば金属酸化物被膜を基材表面の必要部分に形成することができるため遊技用コインのように凹凸模様を有する表面形状の基材や複雑な形状をなす基材の一方の表面に均一で鮮やかな緑色系の金属酸化物被膜を形成することができる。また、遊技用コインの一方の表面である緑色を呈する金属酸化物被膜と他方の表面としての基材露出部であるオーステナイト系ステンレス材による金属面との組み合わせによる所謂ツートンカラーを実現することができる。この結果、デザイン性やカラーバリエーションをさらに向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, a metal oxide film can be formed on a necessary portion of the surface of the base material, and therefore, a surface-shaped base material having a concavo-convex pattern or a base having a complicated shape like a game coin. A uniform and vivid green metal oxide film can be formed on one surface of the material. In addition, a so-called two-tone color can be realized by combining a metal oxide film exhibiting green, which is one surface of a gaming coin, and a metal surface made of austenitic stainless steel, which is a base material exposed portion, as the other surface. . As a result, the design and color variation can be further improved.
実施例3における金属酸化物被膜被覆部材は眼鏡フレームを例としたものであり、その表面の全面に無機顔料からなる金属酸化物被膜を設け、その後眼鏡フレームの全面に透明保護被膜を設けた例である。図3は、実施例3における金属酸化物被膜被覆部材としての眼鏡フレームを示す図で、図3(a)は斜視図、図3(b)は、図3(a)における部分拡大断面図である。図3に示すように、本実施例における金属酸化物被膜被覆部材としての眼鏡フレーム20の基材21はチタン(Ti)材からなり、基材21の全面に膜厚cの値が0.4μmの金属酸化物被膜22が形成されている。この金属酸化物被膜22は、
酸化コバルト(CoO):酸化亜鉛(ZnO):酸化ニッケル(NiO):酸化チタン(TiO2)の含有比率が2:2:3:3の複合酸化物である無機顔料から形成されている。また、金属酸化物被膜22は、L*a*b*表色系(CIE表色系)による色評価がL*=40、a*=−25、b*=0の色度であり、鮮やかな緑色系の色を呈する。この金属酸化物被膜22は高周波スパッタリング法によって形成されたものであり、以下にその形成方法について説明する。
The metal oxide film covering member in Example 3 is an example of an eyeglass frame, in which a metal oxide film made of an inorganic pigment is provided on the entire surface, and then a transparent protective film is provided on the entire surface of the eyeglass frame. It is. 3 is a view showing a spectacle frame as a metal oxide film covering member in Example 3, FIG. 3 (a) is a perspective view, and FIG. 3 (b) is a partially enlarged sectional view in FIG. 3 (a). is there. As shown in FIG. 3, the
It is formed from an inorganic pigment which is a complex oxide having a content ratio of cobalt oxide (CoO): zinc oxide (ZnO): nickel oxide (NiO): titanium oxide (TiO 2 ) of 2: 2: 3: 3. In addition, the
図5に示す真空装置のチャンバ5へ無機顔料(CoO:ZnO:NiO:TiO2=2:2:3:3の複合酸化物)ターゲツト6と、被処理物8としての眼鏡フレーム20の基材21を基材ホルダ9に取り付け、約80mmの距離で配置したのち、5.0×10−3Paまで排気し、その後Arガスを25cc/minの流量で真空チャンバ1内ヘ導入し、真空度を0.6Paに調整する。その後、無機顔料ターゲット6に2,000wの高周波電力を印加し、約30分間スパッタリングを行った。約20分間冷却した後、チャンバ5内を大気圧にし被処理物8としての眼鏡フレーム20の基材21を取り出したところ、眼鏡フレーム20の基材21の全面に均一な緑色を呈する金属酸化物被膜22が形成されていることが確認された。また、この金属酸化物被膜22は、実施例1と同様に従来技術における干渉色を利用した被膜に比して、非常に硬く耐摩耗性に優れていることが確認された。
The inorganic pigment (CoO: ZnO: NiO: TiO 2 = 2: 2: 3: 3 composite oxide)
次に、眼鏡フレームの基材21の全面に形成されている金属酸化物被膜22の全面に2液式のウレタン塗料の第1剤と第2剤とを混合し、スプレー等により塗布した。その後、70℃で60分間加熱保持し硬化させ透明性の保護被膜23を形成した。
以上のように本実施例によれば眼鏡フレームのような複雑な形状をなす基材の全表面に均一で鮮やかな緑色系の金属酸化物被膜を形成することができる。また、眼鏡フレーム20の表面に形成されている金属酸化物被膜22の全面に透明性の保護被膜23を設けることより金属酸化物被膜22の剥離や摩耗を防止し外部との接触によって生ずる傷を防止することができる。また、透明性の保護被膜23の作用により一層鮮やかな緑色を呈する眼鏡フレームを得ることができる。
Next, the first agent and the second agent of the two-component urethane paint were mixed on the entire surface of the
As described above, according to the present embodiment, a uniform and vivid green-based metal oxide film can be formed on the entire surface of a base material having a complicated shape such as a spectacle frame. Further, by providing a transparent
本実施形態においては一層の酸化物被膜を形成した例で説明したが、これに限定されるものではなく、複数層の酸化物被膜を形成することができる。
また、本実施形態においては酸化コバルト(CoO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化チタン(TiO2)を酸化物被膜として形成した例で説明したが、これに限定されるものではなく、他物質の酸化物被膜を形成することができる。
In this embodiment, although the example which formed the oxide film of one layer was demonstrated, it is not limited to this, A multiple layer oxide film can be formed.
In the present embodiment, cobalt oxide (CoO), zinc oxide (ZnO), nickel oxide (NiO), and titanium oxide (TiO 2 ) are formed as oxide films. However, the present invention is not limited thereto. Instead, an oxide film of another substance can be formed.
1、5 真空装置
2、6 無機顔料ターゲット
3、9 基材ホルダ
4、8 被処理物
7 回転機構
10 時計ケース
11 時計ケースの基材
12a ニッケル層
12b クロム層
13 下地被膜
14 金属酸化物被膜
15 遊技用コイン
16 遊技用コインの基材
16a 一方の表面
18 金属酸化物被膜
20 眼鏡フレーム
21 眼鏡フレームの基材
22 金属酸化物被膜
23 透明保護膜
DESCRIPTION OF
Claims (11)
The metal oxide film-coated member according to any one of claims 3 to 10, wherein the base material is a watch exterior part.
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