JP2019214785A - 硬質装飾部材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
dを使用し、測定ソフトウェアとしてSpectra Magic NX、光源としてCIE標準光源D65を用いてL*a*b*色度図によるL*a*b*を測定して評価した結果である。
基材1は、金属、セラミックスから形成される。金属として、具体的にはステンレス鋼、チタン、チタン合金、銅、銅合金、タングステンまたは硬質化処理したステンレス鋼、チタン、チタン合金などが挙げられる。これらの金属は、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。また、上記基材1の形状については限定されない。
例えば安価なステンレス鋼を母材5として用い、その表面にチタンを基材密着層6として形成する。
下地層2は、チタンの窒炭化物層であり、チタンが65.3〜69.5重量%、炭素が4.9〜5.9重量%、窒素が25.6〜29.9重量%の量を含有している場合には、金合金層4の色調に近い、薄く淡いピンク色の下地層2を形成することができる。また、実施例1〜6に示すように、チタンが67.3〜69.0重量%、炭素が4.9〜5.3重量%、窒素が25.9〜27.6重量%の量を含有している場合には、より金合金層4の色調に近い、薄く淡いピンク色の下地層2を形成することができる。本発明の硬質装飾部材では、下地層2上の密着層3や金合金層4がたとえ剥がれたとしても、下地層2が金合金層4に近い淡いピンク色であるため違和感がほとんどない外観となる。
れにくくなる。
密着層3は、下地層2(窒炭化チタン)と金合金層4(金、銅及びパラジウム)の混合物であり、下地層2と金合金層4の間に設けることで、異種材料である下地層2(窒炭化チタン)と金合金層4(金、銅及びパラジウムを含む合金)との密着性を向上させることができる。これにより金合金層4の剥離を防ぐことができ、耐傷性、耐摩耗性などの機能品質を向上させることができる。
金合金層4は、金合金(金、銅及びパラジウム)で構成され、その色調は、淡いピンク色系の金色を呈することが好ましく、図5の実施例1〜6及び比較例1〜2の金合金層4を観察した結果、全てのサンプルでさくらの花のようなピンク色の美しい外観を得られたため、L*a*b*表色系による色評価が84.6≦L*≦85.4、5.9≦a*≦6.1、10.3≦b*≦10.6の範囲であることがさらに好ましい。
5.6重量%、パラジウムを3.7〜4.3重量%の量を含有されている。この範囲の組成とした図5の実施例1〜6では、下地層2、密着層3及び金合金層4で構成された層構造におけるビッカース硬度で700以上、800以下の範囲の硬度とすることができ、耐傷性、耐摩耗性に優れた硬質な装飾部材でありながら、淡いピンク色系の金色の外観を得ることができる。
次に、本発明の実施形態における硬質装飾部材の製造方法について、図3の工程図を用いて説明する。本発明の硬質装飾部材の製造方法は、真空装置のチャンバ内に蒸発材料及び基材1を取り付ける準備工程S1と、下地層2として窒炭化チタンを形成する下地層形成工程S2と、窒炭化チタン及び金、銅、パラジウムを含む密着層3を形成する密着層形成工程S3と、金、銅、パラジウムを含む金合金層4を形成する金合金層形成工程S4とを有している。
準備工程S1は、真空装置のチャンバ内へ蒸発材料として、チタンと金合金(金、銅及びパラジウムの合金)をそれぞれ別のルツボ内にセットし、材質がチタン又は母材表面にチタンを形成した基材1をホルダに取り付け、真空装置のチャンバ内を約4.0×10-3Paまで排気する工程である。
下地層形成工程S2は、アルゴンガスを約190cc/min、窒素ガスを約100cc/min、メタンガスを約50cc/minの流量で真空装置のチャンバ内へ導入し、基材1にカソード電圧を10V印加した後、ルツボ内にセットされた蒸発材料(チタン)に電子ビームを照射して蒸発させて、真空度を約0.2Paに維持しながら、30分程度イオンプレーティングを行い、基材1上に窒炭化チタンの下地層2を形成する工程である。
密着層形成工程S3は、下地層形成工程S2後にアルゴンガスを約190cc/min、窒素ガスを約100cc/min、メタンガスを約50cc/minの流量で真空装置のチャンバ内へ導入及びルツボ内にセットされた蒸発材料(チタン)への電子ビームの照射を維持したまま、蒸発材料(金、銅及びパラジウムを含む金合金)に電子ビームを照射させて約1分間イオンプレーティングを行い、下地層2上に窒炭化チタンと金、銅及びパラジウムを含む金合金とを含んだ密着層3を形成する工程である。
金合金層形成工程S4は、密着層形成工程S3後にルツボ内にセットされた蒸発材料であるチタンへの電子ビームの照射を停止し、窒素ガスとメタンガスの導入を停止し、アルゴンガスを約280cc/minの流量で真空チャンバ内へ導入し、5分間イオンプレーティングを行い、密着層3上に金合金層4を形成する工程である。
また、基材1の材質がチタン以外の場合は、図4に示す工程図のように、準備工程S1と下地層形成工程S2との間に母材5の表面に基材密着層6を形成する基材密着層形成工程S1’を行うことで、様々な材質の材料を基材1として使用することができる。
持しながら、ルツボ内にセットされた蒸発材料(チタン)に電子ビームを照射して蒸発させて、3分間イオンプレーティングを行い、純チタンから構成される基材密着層6を形成する工程である。
2 下地層
3 密着層
4 金合金層
5 基材
6 基材密着層
10 硬質装飾部材
Claims (11)
- チタン又は母材表面にチタンを形成した基材上に乾式メッキ法によって成膜された金合金層を有する硬質装飾部材であって、
前記基材上に形成された窒炭化チタンで構成される下地層と、
前記下地層上に形成された窒炭化チタンと金、銅及びパラジウムとを含む密着層と、
前記密着層上に形成された金、銅及びパラジウムを含む金合金層と、を備え、
前記金合金層は、金が70.3〜75.2重量%、銅が20.7〜25.6重量%、パラジウムが3.7〜4.3重量%の量を含有している
ことを特徴とする硬質装飾部材。 - 前記金合金層は、前記下地層、前記密着層及び前記金合金層で構成された層構造におけるビッカース硬度が700以上、800以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の硬質装飾部材。 - 前記金合金層は、L*a*b*表色系による色評価が84.6≦L*≦85.4、5.9≦a*≦6.1、10.3≦b*≦10.6の範囲である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の硬質装飾部材。 - 前記下地層は、ビッカース硬度が2100以上2400以下である
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の硬質装飾部材。 - 前記下地層は、チタンが65.3〜69.5重量%、炭素が4.9〜5.9重量%、窒素が25.6〜29.9重量%の量を含有している
こと特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の硬質装飾部材。 - 前記下地層は、L*a*b*表色系による色評価が70.6≦L*≦73.0、5.0≦a*≦7.1、11.7≦b*≦15.2の範囲である
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の硬質装飾部材。 - チタン又は母材表面にチタンを形成した基材上に窒炭化チタンの下地層を形成する下地層形成工程と、
前記下地層上に窒炭化チタンと金、銅及びパラジウムとを含む密着層を形成する密着層形成工程と、
前記密着層上に金、銅及びパラジウムを含み、金が70.3〜75.2重量%、銅が20.7〜25.6重量%、パラジウムが3.7〜4.3重量%の量を含有している金合金層を形成する金合金層形成工程と、を有する
ことを特徴とする硬質装飾部材の製造方法。 - 前記下地層形成工程は、チタンが65.3〜69.5重量%、炭素が4.9〜5.9重量%、窒素が25.6〜29.9重量%の量を含有している前記下地層を形成する
ことを特徴とする請求項7に記載の硬質装飾部材の製造方法。 - 前記下地層形成工程は、アルゴンガス、窒素ガス及びメタンガスを真空装置のチャンバ内へ導入し、前記基材にカソード電圧を印加した状態で、チタンを蒸発させる
ことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の硬質装飾部材の製造方法。 - 前記密着層形成工程は、アルゴンガス、窒素ガス及びメタンガスを真空装置のチャンバ内へ導入し、前記基材にカソード電圧を印加した状態で、チタンと金、銅及びパラジウムを含む金合金とを蒸発させることを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか1つに記
載の硬質装飾部材の製造方法。 - 前記金合金層形成工程は、アルゴンガスを真空装置のチャンバ内へ導入し、前記基材にカソード電圧を印加した状態で、金、銅及びパラジウムを含む金合金を蒸発させる
ことを特徴とする請求項7から請求項10のいずれか1つに記載の硬質装飾部材の製造方法。
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