JP2016158777A

JP2016158777A - 刃部材

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Publication number: JP2016158777A
Application number: JP2015038822A
Authority: JP
Inventors: 昌宏遠藤; Masahiro Endo
Original assignee: Kaijirushi Hamono Center KK
Current assignee: Kaijirushi Hamono Center KK
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: JP6630479B2

Abstract

【解決手段】刃部材１８の刃先部２０においては、基材の尖端部３の外側で金属層がマグネトロンスパッタリングにより設けられ、金属層の外側で第一のフッ素樹脂層１５が高周波マグネトロンスパッタリングにより設けられ、第一のフッ素樹脂層１５の外側で第二のフッ素樹脂層２１がスプレー塗装により設けられる。【効果】スパッタリングの採用により、第一のフッ素樹脂層１５が本体の尖端縁８（基材の尖端部３及び金属層）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては第一のフッ素樹脂層１５の外側に設けた第二のフッ素樹脂層２１も本体の尖端縁８から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材１８の性能を高めることができる。第二のフッ素樹脂層２１の外側の滑りが良くなって、摩擦抵抗の低減により刃部材１８の性能を高めることができる。従って、尖端縁８の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。【選択図】図４

Description

本発明は刃先部にフッ素樹脂コーティングを施した各種刃部材に関するものである。

下記の特許文献１や特許文献２にかかる刃部材の刃先部において、その尖端縁の外側には一つのフッ素樹脂層が設けられて露出している。

特開２００９−２８１９９５号公報特開２００８−２４５９３１号公報

前記刃先部の外側に一つのフッ素樹脂層を設ける際には、スプレーなどによる塗装やスパッタリングなどによる蒸着など、各種の成膜手段のうち一つの成膜手段を採用することができる。例えば、塗装により成膜されたフッ素樹脂層は、比較的、滑りが良いために摩擦抵抗の低減により切断性能に優れている反面、剥がれ易くなって耐久性に劣る場合がある。また、蒸着により成膜されたフッ素樹脂層は、比較的、剥がれにくくなって耐久性に優れている反面、滑りが悪いために摩擦抵抗の増加により切断性能に劣る場合がある。このように、採用した成膜手段に応じてフッ素樹脂層の性能が異なるので、刃先部にフッ素樹脂コーティングを施した刃部材において、そのフッ素樹脂コーティングで所望の性能を得ることが難しい。

この発明は、刃先部にフッ素樹脂コーティングを施した刃部材において、そのフッ素樹脂コーティングで所望の性能を得易くすることを目的としている。

後記実施形態（図１〜４に示す第１実施形態、図５〜６に示す第２実施形態）の図面の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明（第１実施形態に対応）にかかる刃部材（１８）においては、本体（１）に設けた尖端縁（８）の外側に複数のフッ素樹脂層（１５，２１）を互いに異なる成膜手段（１０，１６）により外側へ積層した。

請求項１の発明では、複数のフッ素樹脂層（１５，２１）がそれぞれ特定の成膜手段（１０，１６）に応じた性能を得るので、性能が互いに異なる各フッ素樹脂（１５，２１）を尖端縁（８）の外側に積層したフッ素樹脂コーティングには、各フッ素樹脂層（１５，２１）の性能を併せ持たせることができる。ちなみに、各フッ素樹脂層（１５，２１）は少なくとも一部が同じ成分を含むために互いに剥がれにくい。

請求項１の発明を前提とする請求項２の発明（第１実施形態に対応）において、前記複数のフッ素樹脂層（１５，２１）は、本体（１）の尖端縁（８）の外側に成膜手段（１０）としての蒸着により設けた第一のフッ素樹脂層（１５）と、この第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に蒸着とは異なる成膜手段（１６）、例えば塗装により設けた第二のフッ素樹脂層（２１）とを備えた。請求項２の発明では、本体（１）の尖端縁（８）の外側に第一のフッ素樹脂層（１５）を蒸着により設けたので、第一のフッ素樹脂層（１５）が本体（１）の尖端縁（８）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては、第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に設けた第二のフッ素樹脂層（２１）は、少なくとも一部が第一のフッ素樹脂層（１５）と同じ成分であるフッ素樹脂を含むために第一のフッ素樹脂層（１５）との密着性や相性に優れているとともに、本体（１）の尖端縁（８）から剥がれにくくなって耐久性に優れている。従って、刃部材（１８）の切断性能を高めて、尖端縁（８）の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

請求項１の発明を前提とする請求項３の発明（第１実施形態に対応）において、前記複数のフッ素樹脂層（１５，２１）は、本体（１）の尖端縁（８）の外側に塗装とは異なる成膜手段（１０）、例えば蒸着により設けた第一のフッ素樹脂層（１５）と、この第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に成膜手段（１６）としての塗装により設けた第二のフッ素樹脂層（２１）とを備えた。請求項３の発明では、第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に第二のフッ素樹脂層（２１）を塗装により設けたので、第二のフッ素樹脂層（２１）の外側の滑りが良くなって、摩擦抵抗の低減により刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。従って、尖端縁（８）の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

請求項１の発明を前提とする請求項４の発明（第１実施形態に対応）において、前記複数のフッ素樹脂層（１５，２１）は、本体（１）の尖端縁（８）の外側に成膜手段（１０）としての蒸着により設けた第一のフッ素樹脂層（１５）と、この第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に成膜手段（１６）としての塗装により設けた第二のフッ素樹脂層（２１）とを備えた。請求項４の発明では、本体（１）の尖端縁（８）の外側に第一のフッ素樹脂層（１５）を蒸着により設けたので、第一のフッ素樹脂層（１５）が本体（１）の尖端縁（８）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては、第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に設けた第二のフッ素樹脂層（２１）は、少なくとも一部が第一のフッ素樹脂層（１５）と同じ成分であるフッ素樹脂を含むために第一のフッ素樹脂層（１５）との密着性や相性に優れているとともに、本体（１）の尖端縁（８）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。また、第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に第二のフッ素樹脂層（２１）を塗装により設けたので、第二のフッ素樹脂層（２１）の外側の滑りが良くなって、摩擦抵抗の低減により刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。従って、尖端縁（８）の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

請求項２または請求項４の発明を前提とする請求項５の発明（第１実施形態に対応）において、前記蒸着は物理的蒸着である。請求項５の発明では、物理的蒸着の採用により、前述したように、刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。

請求項５の発明を前提とする請求項６の発明（第１実施形態に対応）において、前記物理的蒸着はスパッタリングである。請求項６の発明では、スパッタリングの採用により、前述したように、刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。

請求項７の発明（第１実施形態に対応）にかかる刃部材（１８）においては、本体（１）に設けた尖端縁（８）の外側に複数のフッ素樹脂層（１５，２１）を外側へ積層し、この複数のフッ素樹脂層（１５，２１）は、本体（１）の尖端縁（８）の外側に成膜手段（１０）により設けた第一のフッ素樹脂層（１５）と、この第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に成膜手段（１６）により設けた第二のフッ素樹脂層（２１）とを備え、この第一のフッ素樹脂層（１５）の硬度を第二のフッ素樹脂層（２１）の硬度より大きくした。

請求項７の発明では、第一のフッ素樹脂層（１５）より硬度の小さい第二のフッ素樹脂層（２１）がまず切断に伴う摩擦力を低減して切断抵抗が小さくなり、第一のフッ素樹脂層（１５）が本体（１）の尖端縁（８）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。各フッ素樹脂層（１５，２１）は少なくとも一部が同じ成分であるフッ素樹脂を含むために互いに剥がれにくい。従って、尖端縁（８）の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

請求項８の発明（第１実施形態に対応）にかかる刃部材（１８）においては、本体（１）に設けた尖端縁（８）の外側に複数のフッ素樹脂層（１５，２１）を外側へ積層し、この複数のフッ素樹脂層（１５，２１）は、本体（１）の尖端縁（８）の外側に成膜手段（１０）により設けた第一のフッ素樹脂層（１５）と、この第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に成膜手段（１６）により設けた第二のフッ素樹脂層（２１）とを備え、この第一のフッ素樹脂層（１５）の分子量を第二のフッ素樹脂層（２１）の分子量より小さくした。

請求項８の発明では、第二のフッ素樹脂層（２１）より分子量の小さい第一のフッ素樹脂層（１５）の分子同士が絡み合って配置され易いので、第一のフッ素樹脂層（１５）が本体（１）の尖端縁（８）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては、第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に設けた第二のフッ素樹脂層（２１）は、少なくとも一部が第一のフッ素樹脂層（１５）と同じ成分であるフッ素樹脂を含むために第一のフッ素樹脂層（１５）との密着性や相性に優れているとともに、本体（１）の尖端縁（８）から剥がれにくくなって耐久性に優れている。また、第一のフッ素樹脂層（１５）より分子量の大きい第二のフッ素樹脂層（２１）の分子同士が互いに移動し易い滑らかな状態で配置され易いので、第二のフッ素樹脂層（２１）の外側の滑りが良くなって、摩擦抵抗の低減により刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。従って、刃部材（１８）の切断性能を高めて、尖端縁（８）の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

請求項９の発明（第２実施形態に対応）にかかる刃部材（３０）においては、本体（１）に設けた尖端縁（３）の外側にフッ素樹脂と金属との混合層（２７）を成膜手段（２２）により設けるとともに、この混合層（２７）の外側にフッ素樹脂層（３３）を成膜手段（２８）により設けた。

請求項９の発明では、本体（１）の尖端縁（３）にフッ素樹脂と金属との混合層（２７）を介してフッ素樹脂層（３３）を設けたので、混合層（２７）が本体（１）の尖端縁（３）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、混合層（２７）の外側に設けたフッ素樹脂層（３３）は、少なくとも一部が混合層（２７）と同じ成分であるフッ素樹脂を含むために混合層（２７）との密着性や相性に優れているとともに、混合層（２７）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいてはフッ素樹脂層（３３）が本体（１）の尖端縁（３）から剥がれにくくなって耐久性に優れている。従って、刃部材（３０）の切断性能を高めて、尖端縁（３）の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

次に、請求項以外の技術的思想について実施形態の図面の符号を援用して説明する。
請求項１の発明を前提とする第１０の発明（第１実施形態に対応）にかかる複数のフッ素樹脂層（１５，２１）において、最も外側のフッ素樹脂層（２１）は成膜手段（１６）としての塗装により設けられている。第１０の発明では、最も外側のフッ素樹脂層（２１）の外側の滑りが良くなって、摩擦抵抗の低減により刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。

請求項２または請求項４の発明を前提とする第１１の発明（第１実施形態に対応）において、前記蒸着は化学的蒸着である。第１１の発明では、化学的蒸着の採用により、前述したように、刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。

請求項９の発明を前提とする第１２の発明（第２実施形態に対応）において、前記混合層（２７）は、本体（１）の尖端縁（３）の外側にスパッタリングにより設けられている。第１２の発明では、スパッタリングの採用により、前述したように、刃部材（３０）の切断性能を高めることができる。

請求項９の発明または第１２の発明を前提とする第１３の発明（第２実施形態に対応）にかかる混合層（２７）において、金属は本体（１）の尖端縁（３）に対する隣接部でフッ素樹脂層（３３）に対する隣接部よりも多く含まれている。第１３の発明では、混合層（２７）の金属により、混合層（２７）が本体（１）の尖端縁（３）から剥がれにくくなって耐久性に優れている。

請求項９の発明または第１２の発明を前提とする第１４の発明（第２実施形態に対応）にかかる混合層（２７）において、フッ素樹脂はフッ素樹脂層（３３）に対する隣接部で本体（１）の尖端縁（３）に対する隣接部よりも多く含まれている。第１４の発明では、混合層（２７）の外側に設けたフッ素樹脂層（３３）が、少なくとも一部が混合層（２７）と同じ成分であるフッ素樹脂を含むために混合層（２７）との密着性や相性に優れているとともに、混合層（２７）から剥がれにくくなって耐久性に優れている。

請求項２〜８のうちいずれか一つの請求項の発明を前提とする第１５の発明（第１実施形態に対応）において、前記本体の尖端縁（８）は、基材（１）の尖端部（３）と、この基材（１）の尖端部（３）の外側に設けた金属層（９）とを備え、前記第一のフッ素樹脂層（１５）はこの金属層（９）の外側に設けられている。第１５の発明では、本体の尖端縁（８）の金属層（９）に対する第一のフッ素樹脂層（１５）の密着性が増すため、第一のフッ素樹脂層（１５）が基材（１）の尖端部（３）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては第一のフッ素樹脂層（１５）の外側に設けた第二のフッ素樹脂層（２１）も基材（１）の尖端部（３）から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材（１８）の切断性能を高めることができる。

第１５の発明を前提とする第１６の発明（第１実施形態に対応）において、前記尖端縁（８）の金属層（９）は基材（１）の尖端部（３）の外側にスパッタリングにより設けられている。第１６の発明では、スパッタリングにより、金属層（９）が基材（１）の尖端部（３）から剥がれにくくなって耐久性に優れている。

本発明は、刃先部（２０，３２）にフッ素樹脂コーティングを施した刃部材（１８，３０）において、フッ素樹脂コーティングで所望の性能を得易くすることができる。

（ａ）は第１実施形態にかかる刃部材の基材を多数並べた状態を示す図であり、（ｂ）は同じく基材の尖端部を示す部分拡大断面図である。（ａ）は第１実施形態にかかる刃部材の刃先部においてクロム層の成膜手段を示す概略図であり、（ｂ）は同じく基材の尖端部にクロム層を設けた本体を多数並べた状態を示す図であり、（ｃ）は同じく本体の尖端縁を模式的に示す部分拡大断面図である。（ａ）は第１実施形態にかかる刃部材の刃先部において第一のフッ素樹脂層の成膜手段を示す概略図であり、（ｂ）は同じく尖端縁のクロム層に第一のフッ素樹脂層を設けた本体を多数並べた状態を示す図であり、（ｃ）は同じく本体の尖端縁を模式的に示す部分拡大断面図である。（ａ）は第１実施形態にかかる刃部材の刃先部において第二のフッ素樹脂層の成膜手段を示す概略図であり、（ｂ）は同じく第一のフッ素樹脂層に第二のフッ素樹脂層を設けた刃部材を多数並べた状態を示す図であり、（ｃ）は同じく刃先部を模式的に示す部分拡大断面図である。（ａ）は第２実施形態にかかる刃部材の刃先部において混合層の成膜手段を示す概略図であり、（ｂ）は同じく本体である基材の尖端縁に混合層を設けた本体を多数並べた状態を示す図であり、（ｃ）は同じく本体の尖端縁を模式的に示す部分拡大断面図である。（ａ）は第２実施形態にかかる刃部材の刃先部においてフッ素樹脂層の成膜手段を示す概略図であり、（ｂ）は同じく混合層にフッ素樹脂層を設けた刃部材を多数並べた状態を示す図であり、（ｃ）は同じく刃先部を模式的に示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の第１実施形態にかかる刃部材について図１〜４を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように多数の基材１を並べた成膜対象物２において、基材１はステンレス鋼により成形されている。基材１としては、ステンレス鋼以外の金属材料や、金属材料以外の材料、例えば、セラミックスや合成樹脂などを用いてもよい。図１（ｂ）に示すように、基材１には刃付けされた尖端部３が形成されている。尖端部３には例えば窒化やホウ化や炭化などの硬化処理が施されている。尖端部３の尖端角度を１２〜３０度、好ましくは１４〜２４度に設定し、また、尖端部３の最尖端の半径を１０〜４０ｎｍに設定することが好ましい。

図２（ａ）に示す周知のマグネトロンスパッタ装置４（成膜手段）において、アルゴンガスが導入された成膜室内には多数の基材１を並べた成膜対象物２とターゲット５としての板状またはブロック状のクロムとが相対向して取り付けられている。マグネトロンスパッタリングを行うと、真空中でグロー放電によりイオン化されたアルゴンイオンがターゲット５としてのクロムに照射されることにより、ターゲット５の表面のクロムが原子あるいは分子の状態でたたき出されて基材１の尖端部３に堆積される。そのため、図２（ｂ）に示すように多数の本体６を並べた成膜対象物７において、本体６の尖端縁８には図２（ｃ）に示すように基材１の尖端部３の外側でクロム層９が設けられる。クロム層９の膜厚を１０〜５０ｎｍに設定し、２０ｎｍ程度に設定することが好ましい。

図３（ａ）に示す周知の高周波マグネトロンスパッタ装置１０（成膜手段）において、アルゴンガスが導入された成膜室内には多数の本体６を並べた成膜対象物７とターゲット１１としての板状またはブロック状のフッ素樹脂とが取り付けられている。フッ素樹脂としては例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いる。高周波マグネトロンスパッタリングを行うと、真空中でグロー放電によりイオン化されたアルゴンイオンがターゲット１１としてのフッ素樹脂の表面に照射されて無秩序にぶつかることにより、ターゲット１１の表面にあるフッ素樹脂の長鎖状重合体は、無秩序に切断されて種々の原子あるいは分子の状態でたたき出され、本体６の尖端縁８に堆積される。そのため、図３（ｂ）に示すように多数の本体１２を並べた成膜対象物１３において、本体１２の尖端縁１４には図３（ｃ）に示すようにクロム層９の外側で第一のフッ素樹脂層１５が設けられる。第一のフッ素樹脂層１５は、スパッタリング前のフッ素樹脂Ｃ_２Ｆ_４の長鎖状重合体と異なり、その長鎖状重合体が無秩序に切断された短鎖状重合体やモノマー、あるいは、−ＣＦ_２−の繰り返し構造のみならず、−Ｃ−や−ＣＦ−や−ＣＦ_３−などの繰り返し構造が混在して、複雑な結合状態になる。また、スパッタリングにより、ターゲット１１の表面にあるフッ素樹脂の長鎖状重合体が無秩序に切断されるので、第一のフッ素樹脂層１５の分子量がスパッタリング前のフッ素樹脂の分子量より小さくなり、第一のフッ素樹脂層１５が複雑な結合状態になるので、第一のフッ素樹脂層１５の硬度がスパッタリング前のフッ素樹脂の硬度より大きくなる。第一のフッ素樹脂層１５の膜厚を１０〜２００ｎｍ程度に設定することが好ましい。

図４（ａ）に示す周知のスプレー塗装装置１６（成膜手段）においては、成膜対象物１３が塗装ノズル１７の下方で取り付けられる。分子量が１万から数十万のフッ素樹脂を水分散させた溶液を成膜対象物１３に塗装ノズル１７によりスプレー塗装を行うと、図４（ｂ）に示すように多数の本体１８（刃部材）を並べた成膜対象物１９において、本体１８の尖端縁２０（刃先部）には図４（ｃ）に示すように第一のフッ素樹脂層１５の外側で第二のフッ素樹脂層２１が塗装される。第二のフッ素樹脂層２１を乾燥させた後、加熱炉内において３６０度程度で２時間ほど焼成する。焼成後、第二のフッ素樹脂層２１の膜厚は第一のフッ素樹脂層１５の膜厚より大きくなり、その膜厚を５０〜５０００ｎｍに設定し、数百ｎｍ程度に設定することが好ましい。第一のフッ素樹脂層１５の分子量は第二のフッ素樹脂層２１の分子量より小さくなっているとともに、第一のフッ素樹脂層１５の硬度は第二のフッ素樹脂層２１の硬度より大きくなっている。

次に、図４に示す本体１８をミクロトームに利用する場合について説明する。
本体である刃部材１８を利用してミクロトームによる薄切テストを行った際、第二のフッ素樹脂層２１は、第一のフッ素樹脂層１５に対するスプレー塗装の採用によりテスト片に対し滑り易くなって、それらの間の摩擦抵抗が低減する。その摩擦抵抗の低減により、第二のフッ素樹脂層２１を第一のフッ素樹脂層１５から剥がす力や、第一のフッ素樹脂層１５をクロム層９から剥がす力や、クロム層９を基材１の尖端部３から剥がす力が、いずれも小さくなる。第一のフッ素樹脂層１５と第二のフッ素樹脂層２１とは、少なくとも一部が同じ成分であるフッ素樹脂を含んでいるばかりでなく、その摩擦抵抗の低減により、互いに剥がれにくい。第一のフッ素樹脂層１５は、その摩擦抵抗の低減ばかりでなく、尖端縁８のクロム層９に対するスパッタリングの採用に伴う密着性の向上により、そのクロム層９に対し剥がれにくい。尖端縁８のクロム層９は、その摩擦抵抗の低減ばかりでなく、基材１の尖端部３に対するスパッタリングの採用に伴う密着性の向上により、その尖端部３に対し剥がれにくい。例えば、ベアリング式ミクロトームにて、パラフィンに埋設した豚舌の薄切テストを行うと、きれいに薄切ができない状態までの薄切回数を使用限界数とした場合、従来の刃部材に比して、本発明による刃部材１８は１．２〜２倍の使用限界数を示した。

本体である刃部材１８の最尖端において、スプレー塗装後や焼成後に第二のフッ素樹脂層２１に生じる丸み部分を剥がしたり溶剤によって除去したり、その丸み部分を生じないようにスプレー塗装を行ったり、スプレー塗装時に最尖端にのみフッ素樹脂が塗布されないようにマスキングを行ったり、その最尖端の塗布量が他所の塗布量よりも少なくなるように塗装することによって、第二のフッ素樹脂層２１に生じる丸みを抑え、切断時に最尖端の丸みにより切断性能が劣ることを防止して刃部材１８の切断性能を高めることができる。特に、この丸み部分を少なくすることにより、初期の切断時から刃部材１８の最尖端の性能がより一層発揮されて初期切断性能が良くなる。

次に、本発明の第２実施形態にかかる刃部材について図５〜６を参照して説明する。
図５（ａ）に示す周知の高周波アンバランスドマグネトロンスパッタ装置２２（成膜手段）においては、アルゴンガスが導入された成膜室内に多数の基材１を並べた成膜対象物２と一対のターゲット２３とが取り付けられている。一対のターゲット２３は成膜対象物２に向けられた状態で互いに並べられ、一方のターゲット２３は板状またはブロック状のフッ素樹脂であり、他方のターゲット２３は板状またはブロック状のクロムである。成膜対象物２は一方のターゲット２３または他方のターゲット２３に交互に対向するように移動し得る。フッ素樹脂としては例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いる。高周波アンバランスドマグネトロンスパッタリングを行うと、真空中でグロー放電によりイオン化されたアルゴンイオンがターゲット２３としてのフッ素樹脂及びクロムの表面に照射されて無秩序にぶつかることにより、一方のターゲット２３の表面にあるフッ素樹脂の長鎖状重合体は、無秩序に切断されて種々の原子あるいは分子の状態でたたき出され、基材１の尖端部３に堆積されるとともに、他方のターゲット２３の表面のクロムが原子あるいは分子の状態でたたき出されて基材１の尖端部３に堆積される。そのため、図５（ｂ）に示すように多数の本体２４を並べた成膜対象物２５において、本体２４の尖端縁２６には図５（ｃ）に示すように基材１の尖端部３の外側で混合層２７が設けられる。混合層２７は、スパッタリング前のフッ素樹脂Ｃ_２Ｆ_４の長鎖状重合体と異なり、その長鎖状重合体が無秩序に切断された短鎖状重合体やモノマー、あるいは、−ＣＦ_２−の繰り返し構造のみならず、−Ｃ−や−ＣＦ−や−ＣＦ_３−などの繰り返し構造が混在して、複雑な結合構造を含んだ状態になる。混合層２７の膜厚を１０〜２００ｎｍ程度に設定することが好ましい。ちなみに、各ターゲット２３の電源の電圧または電流を調整することにより、成膜後の混合層２７においてフッ素樹脂とクロムとの混合割合を任意に調整することができる。

混合層２７において、クロムは基材１の尖端部３に対する隣接部でフッ素樹脂層３３に対する隣接部よりも多く含まれ、フッ素樹脂はフッ素樹脂層３３に対する隣接部で基材１の尖端部３に対する隣接部よりも多く含まれている。この場合、混合層２７において、基材１の尖端部３に対する隣接部におけるフッ素樹脂の割合を０〜３０％に設定することが好ましく、その隣接部におけるクロムの割合を７０〜１００％に設定することが好ましい。また、フッ素樹脂層３３に対する隣接部におけるフッ素樹脂の割合を５０〜１００％に設定することが好ましく、その隣接部におけるクロムの割合を０〜５０％に設定することが好ましい。

図６（ａ）に示す周知のスプレー塗装装置２８（成膜手段）においては、成膜対象物２５が塗装ノズル２９の下方で取り付けられる。分子量が１万から数十万のフッ素樹脂を水分散させた溶液を成膜対象物２５に塗装ノズル２９によりスプレー塗装を行うと、図６（ｂ）に示すように多数の本体３０（刃部材）を並べた成膜対象物３１において、本体３０の尖端縁３２（刃先部）には図６（ｃ）に示すように混合層２７の外側でフッ素樹脂層３３が塗装される。フッ素樹脂層３３を乾燥させた後、加熱炉内において３６０度程度で２時間ほど焼成する。焼成後、フッ素樹脂層３３の膜厚は混合層２７の膜厚より大きくなり、フッ素樹脂層３３の膜厚を５０〜５０００ｎｍに設定し、数百ｎｍ程度に設定することが好ましい。

次に、図６に示す本体３０をミクロトームに利用する場合について説明する。
本体である刃部材３０を利用してミクロトームによる薄切テストを行った際、フッ素樹脂層３３は、混合層２７に対するスプレー塗装の採用によりテスト片に対し滑り易くなって、それらの間の摩擦抵抗が低減する。その摩擦抵抗の低減により、フッ素樹脂層３３を混合層２７から剥がす力や、混合層２７を基材１の尖端部３から剥がす力が、いずれも小さくなる。フッ素樹脂層３３は、その摩擦抵抗の低減ばかりでなく、少なくとも一部が同じ成分であるフッ素樹脂を含む混合層２７に対し剥がれにくい。クロムを含む混合層２７は、その摩擦抵抗の低減ばかりでなく、基材１の尖端部３に対するスパッタリングの採用に伴う密着性の向上により、その尖端部３に対し剥がれにくくなると考えられる。

本体である刃部材３０の最尖端においても、第１実施形態と同様に、スプレー塗装後や焼成後にフッ素樹脂層３３に生じる丸みを抑えることにより、切断時に刃部材３０の切断性能を高めることができる。

本実施形態は下記の効果を有する。
（１）第１実施形態においては、本体の尖端縁８の外側に第一のフッ素樹脂層１５をスパッタリングにより設けたので、第一のフッ素樹脂層１５が本体の尖端縁８から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては第一のフッ素樹脂層１５の外側に設けた第二のフッ素樹脂層２１も本体の尖端縁８から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材１８の性能を高めることができる。また、第１実施形態においては、第一のフッ素樹脂層１５の外側に第二のフッ素樹脂層２１をスプレー塗装により設けたので、第二のフッ素樹脂層２１の外側の滑りが良くなって、摩擦抵抗の低減により刃部材１８の性能を高めることができる。従って、尖端縁８の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。ちなみに、スパッタリングにより成膜された第一のフッ素樹脂層１５の硬度は、塗装により成膜された第二のフッ素樹脂層２１の硬度より大きくなり、その第一のフッ素樹脂層１５の分子量はその第二のフッ素樹脂層２１の分子量より小さくなる。

（２）第２実施形態においては、基材１の尖端部３の外側にフッ素樹脂とクロムとの混合層２７をスパッタリングにより設けたので、混合層２７が基材１の尖端部３から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては混合層２７の外側に設けたフッ素樹脂層３３も基材１の尖端部３から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材３０の性能を高めることができる。また、第２実施形態においては、フッ素樹脂とクロムとの混合層２７の外側にフッ素樹脂層３３をスプレー塗装により設けたので、フッ素樹脂層３３の外側の滑りが良くなって、摩擦抵抗の低減により刃部材３０の性能を高めることができる。従って、尖端部３の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

（３）第１実施形態においては、フッ素樹脂に対する金属の密着性が他の金属に比べて良いために本体の尖端縁にクロム層を介してフッ素樹脂層を設けることが従来から行われていることに鑑み、本体の尖端縁８のクロム層９により、第一のフッ素樹脂層１５が基材１の尖端部３から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいては第一のフッ素樹脂層１５の外側に設けた第二のフッ素樹脂層２１も基材１の尖端部３から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材１８の性能を高めることができる。従って、尖端部３の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

（４）第２実施形態においては、フッ素樹脂に対する金属の密着性が他の金属に比べて良いために本体の尖端縁にクロム層を介してフッ素樹脂層を設けることが従来から行われていることに鑑み、クロムを含む混合層２７により、混合層２７が基材１の尖端部３から剥がれにくくなって耐久性に優れているとともに、混合層２７の外側に設けたフッ素樹脂層３３が混合層２７から剥がれにくくなって耐久性に優れ、ひいてはフッ素樹脂層３３も基材１の尖端部３から剥がれにくくなって耐久性に優れ、刃部材３０の性能を高めることができる。従って、尖端部３の外側に積層したフッ素樹脂コーティングの性能を高めることができる。

前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。
・前記第１実施形態では、第一のフッ素樹脂層１５と第二のフッ素樹脂層２１とによる二層構造としたが、第二のフッ素樹脂層２１の外側や第一のフッ素樹脂層１５と第二のフッ素樹脂層２１との間にさらに一以上のフッ素樹脂層を積層した三層以上の構造としてもよい。また、前記第２実施形態では、混合層２７とフッ素樹脂層３３とによる二層構造としたが、フッ素樹脂層３３の外側や混合層２７とフッ素樹脂層３３との間にさらに一以上のフッ素樹脂層を積層した三層以上の構造としてもよい。

・前記第１実施形態では、第一のフッ素樹脂層１５と第二のフッ素樹脂層２１とを互いに異なる成膜手段により設けたが、第一のフッ素樹脂層１５と第二のフッ素樹脂層２１とを同種の成膜手段により設けてもよい。また、前記第２実施形態では、混合層２７とフッ素樹脂層３３とを互いに異なる成膜手段により設けたが、混合層２７とフッ素樹脂層３３とを同種の成膜手段により設けてもよい。

・前記第１，２実施形態では、成膜手段として、マグネトロンスパッタリングや高周波マグネトロンスパッタリングや高周波アンバランスドマグネトロンスパッタリングやスプレー塗装を採用した。それらのスパッタリング以外に、イオンビームスパッタリングなどの他のスパッタリングを採用することができる。スパッタリング以外に、真空蒸着やイオンプレーティングなどの物理的蒸着を採用することができる。スパッタリングなどの物理的蒸着以外に、化学的蒸着を採用することができる。スプレー塗装以外に、電着塗装やどぶ漬け塗装などの他の塗装を採用することができる。

・前記第２実施形態において、フッ素樹脂とクロムとの混合物であるターゲット２３を移動不能に成膜室内に取り付け、多数の基材１を並べた成膜対象物２をそのターゲット２３と対向して成膜室内に取り付けてもよい。

・前記第１実施形態にかかる本体の尖端縁８においては、基材１の尖端部３の外側にクロム層９を設けてクロム層９の外側に第一のフッ素樹脂層１５を設けたが、クロム層９を省略して基材１の尖端部３の外側に第一のフッ素樹脂層１５を設けてもよい。

・前記第１，２実施形態では、フッ素樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を採用したが、それ以外に例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などを採用してもよい。

・前記第１実施形態において、第一のフッ素樹脂層１５と第二のフッ素樹脂層２１とは、同じ組成のフッ素樹脂でも組成の異なるフッ素樹脂を用いてもよい。
・前記第１実施形態においては、クロム層９を採用したが、クロム層９以外の金属層であってもよい。金属としては、クロムに代えて、例えば、アルミニウムやチタニウムやタングステンなどの金属を用いることができる。

・前記第２実施形態においては、フッ素樹脂とクロムとの混合層２７を採用したが、さらにフッ素樹脂及びクロムに加えて別の金属や樹脂も含めた混合層２７であってもよい。また、クロムに代えて、例えば、アルミニウムやチタニウムやタングステンなどの金属とフッ素樹脂との混合層２７であってもよい。

・病理検査などで使用するミクロトーム用替刃や剃刀用替刃や包丁やナイフや鋏や爪切りや外科用刃物などの各種刃部材において、刃先部にフッ素樹脂コーティングを施す場合に本発明を応用することができる。

１…基材、３…尖端部、４…マグネトロンスパッタ装置（成膜手段）、８…尖端縁、９…クロム層、１０…高周波マグネトロンスパッタ装置（成膜手段）、１５…第一のフッ素樹脂層、１６…スプレー塗装装置（成膜手段）、１８…本体（刃部材）、２０…本体の尖端縁（刃先部）、２１…第二のフッ素樹脂層、２２…高周波アンバランスドマグネトロンスパッタ装置（成膜手段）、２６…尖端縁、２７…混合層、２８…スプレー塗装装置（成膜手段）、３０…本体（刃部材）、３２…本体の尖端縁（刃先部）、３３…フッ素樹脂層。

Claims

本体に設けた尖端縁の外側に複数のフッ素樹脂層を互いに異なる成膜手段により外側へ積層したことを特徴とする刃部材。
前記複数のフッ素樹脂層は、本体の尖端縁の外側に成膜手段としての蒸着により設けた第一のフッ素樹脂層と、この第一のフッ素樹脂層の外側に蒸着とは異なる成膜手段により設けた第二のフッ素樹脂層とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の刃部材。
前記複数のフッ素樹脂層は、本体の尖端縁の外側に塗装とは異なる成膜手段により設けた第一のフッ素樹脂層と、この第一のフッ素樹脂層の外側に成膜手段としての塗装により設けた第二のフッ素樹脂層とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の刃部材。
前記複数のフッ素樹脂層は、本体の尖端縁の外側に成膜手段としての蒸着により設けた第一のフッ素樹脂層と、この第一のフッ素樹脂層の外側に成膜手段としての塗装により設けた第二のフッ素樹脂層とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の刃部材。
前記蒸着は物理的蒸着であることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の刃部材。
前記物理的蒸着はスパッタリングであることを特徴とする請求項５に記載の刃部材。
本体に設けた尖端縁の外側に複数のフッ素樹脂層を外側へ積層し、この複数のフッ素樹脂層は、本体の尖端縁の外側に成膜手段により設けた第一のフッ素樹脂層と、この第一のフッ素樹脂層の外側に成膜手段により設けた第二のフッ素樹脂層とを備え、この第一のフッ素樹脂層の硬度を第二のフッ素樹脂層の硬度より大きくしたことを特徴とする刃部材。
本体に設けた尖端縁の外側に複数のフッ素樹脂層を外側へ積層し、この複数のフッ素樹脂層は、本体の尖端縁の外側に成膜手段により設けた第一のフッ素樹脂層と、この第一のフッ素樹脂層の外側に成膜手段により設けた第二のフッ素樹脂層とを備え、この第一のフッ素樹脂層の分子量を第二のフッ素樹脂層の分子量より小さくしたことを特徴とする刃部材。
本体に設けた尖端縁の外側にフッ素樹脂と金属との混合層を成膜手段により設けるとともに、この混合層の外側にフッ素樹脂層を成膜手段により設けたことを特徴とする刃部材。