JP3116820U

JP3116820U - 装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構造

Info

Publication number: JP3116820U
Application number: JP2005007478U
Authority: JP
Inventors: 寛幸安久
Original assignee: 株式会社石川技研
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2015-09-12

Abstract

【課題】簡素な構造で、高純度ゲルマニウム層が一様かつ均厚な装飾品を提供する。
【解決手段】眼鏡、ライター、時計、イヤリング、ブレスレット、指輪などの装飾具の表面に形成される皮膜層構造であって、前記装飾具を構成する基材１と；純度が８０％以上で、かつ、略均一な厚みのゲルマニウム材料Ｇより形成されたゲルマニウム層２とを少なくとも含んで構成されており、このゲルマニウム層２を、真空蒸着またはスパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着によって前記基材１の表面に層着している。
【効果】装飾具の表面に高純度なゲルマニウムを略均一な層厚に層着することができるとともに、ゲルマニウムの遠赤外線によって、血行促進効果を得ることができ、さらに免疫力を高め、老化防止にも寄与する。
【選択図】図１

Description

本考案は、ゲルマニウム加工の金属装飾品の改良、更に詳しくは、簡素な構造で、均厚かつ高純度のゲルマニウム層を表面に有する装飾品に関するものである。

近年、遠赤外線には健康増進や治療機能の効果があることが知られており、この遠赤外線放出作用を有する金属としてゲルマニウムが注目されており、このゲルマニウムを眼鏡などの装飾品に埋め込んだものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような構造にあっては、埋め込んだゲルマニウムが脱落して紛失してしまうおそれがあり、また、加工の工程が複雑であるため、製造コストがかかってしまうという問題があった。

また、従来、ゲルマニウムを装飾品と一体化するために、ゲルマニウムイオン水溶液をめっき液とする電気めっき法を使用して表面にゲルマニウム薄膜を形成する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、かかる加工方法では、ゲルマニウムは２０％程度の含有量が限界であって、純度の高いゲルマニウムのめっき層を得ることができず、しかも、導電性の金属にしか層着できなかった。また、めっき浴の場合、場所によって析出のムラが生じ易く、均一な層厚のゲルマニウム層を形成できないという問題がある。
登録実用新案第３１０５６９４号公報（第４−５頁、図１）登録実用新案第３１０７４１９号公報（第３−６頁、図１）

本考案は、従来のゲルマニウム加工装飾具に上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、簡素な構造で、高純度ゲルマニウム層が一様かつ均厚な装飾品を提供することにある。

本考案者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。

即ち、本考案は、眼鏡、ライター、時計、イヤリング、ブレスレット、指輪などの装飾具の表面に形成される皮膜層構造であって、
前記装飾具を構成する基材１と；純度が８０％以上で、かつ、略均一な厚みのゲルマニウム材料Ｇより形成されたゲルマニウム層２とを少なくとも含んで構成されており、
このゲルマニウム層２を、真空蒸着またはスパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着によって前記基材１の表面に層着しているという技術的手段を採用した。

また、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、ゲルマニウム層２を構成する物質を、ゲルマニウム合金であって、ゲルマニウムと、金、銀、クロム、パラジウム、チタン、ジルコニウムの中から選択される一種の金属との合金にしているという技術的手段を採用した。

更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、基材１をチタン、チタン合金、プラスチック、銅合金、ニッケル合金の何れかにしているという技術的手段を採用した。

更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、ゲルマニウム層２の層厚を１〜 100,000nmにしているという技術的手段を採用した。

更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、基材１の表面には、金合金、パラジウム合金またはニッケル合金からなる合金めっき層３を具備しており、この合金めっき層の３の外側にゲルマニウム層２を層着しているという技術的手段を採用した。

更にまた、本考案は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、基材１の表面には、ゲルマニウム色に類似したＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＺｒＣＮなどの硬質皮膜層４を含んでおり、この硬質皮膜層４の外側にゲルマニウム層２を層着しているという技術的手段を採用した。

本考案にあっては、装飾具を構成する基材と；純度が８０％以上で、かつ、略均一厚なゲルマニウム材料からなるゲルマニウム層とを少なくとも具備して構成し、このゲルマニウム層を、真空蒸着またはスパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着によって前記基材の表面に層着させたことによって、装飾具の表面に高純度なゲルマニウムを略均一な層厚に層着することができる。

したがって、本考案における構造を採用すれば、ゲルマニウムの遠赤外線によって、血行促進効果を得ることができ、さらに免疫力を高め、老化防止にも寄与するものであることから、実用的利用価値は頗る高いと云える。

本考案を実施するための最良の形態を具体的に図示した図面に基づいて更に詳細に説明すると、次のとおりである。

本考案の実施形態を図１から図５に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものは基材であり、この基材１は、眼鏡、ライター、時計、イヤリング、ブレスレット、指輪などの装飾具を構成するものであって、例えば、チタン、チタン合金、プラスチック、銅合金、ニッケル合金、要すれば、セラミックスなどの非導性材料も採用することができる。

また、符号２で指示するものはゲルマニウム層であり、このゲルマニウム層２は、純度が８０％以上で、かつ、略均一な厚みのゲルマニウム材料Ｇにより構成されている。

しかして、本考案は、装飾具の表面に形成される皮膜層構造であって、前記ゲルマニウム層２は、真空蒸着またはスパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着によって前記基材１の表面に層着することによって形成することができる。

諸条件などの詳細については、後述の実施例に説明するけれども、これらの方法を用いたことにより、ゲルマニウム材料Ｇを基材１に直接層着させることができるので、高純度（少なくとも８０％以上）であり、かつ、略均一なゲルマニウム層２を得ることができるのである（図１参照）。

また、この際、ゲルマニウム層２の層厚を１〜 100,000nmにすることができる。このような層厚範囲にするのは、１nm以下である場合にはゲルマニウムの効果が十分に得られないし、また、 100,000nm以上である場合には基材１とのゲルマニウム層のヒビ割れを生じ易くなり、また、密着性も損なわれるからである。

なお、ゲルマニウム層２を構成する物質は、ゲルマニウム合金であって、ゲルマニウムと、金、銀、クロム、パラジウム、チタン、ジルコニウムの中から選択される少なくとも一種の金属との合金にすることができる。

また、本実施形態では、基材１の表面には、金合金、パラジウム合金またはニッケル合金からなる合金めっき層３を形成することができ、この合金めっき層の３の外面にゲルマニウム層２を層着することもできる（図２参照）。

更にまた、本実施形態では、耐久性をより高めるために、前記の基材１とゲルマニウム層２との間、あるいは、前記合金めっき層３とゲルマニウム層２との間に、イオンプレーティング法によって、ゲルマニウム色に類似したＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＺｒＣＮなどの硬質皮膜層４を形成することができ、表面におけるゲルマニウム色を長期維持させることができる（図３参照）。

本実施形態の装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構造を作製するための諸条件および具体的手順を以下の実施例に説明する。

〔実施例１〕
前記ゲルマニウム層２の作製には、マグネトロンスパッタリング装置（ライトボルト社製、Ｚ−７００型）を使用する（図４参照）。ターゲットには、純度４Ｎ（９９．９９％）のゲルマニウム材料Ｇ（(株)高純度化学製）を使用するとともに、基材１には、純チタンの眼鏡フレームおよび耐熱テープ付スライドガラス（ｎ＝１．５２）を用い、基材１とターゲットとの距離を５０mmとした。なお、この基材１は、使用前にアセトン中で１０分間超音波洗浄を行った。

本実施例の成膜条件は、
真空度：０．５Ｐａ
投入電力：ＲＦ５００Ｗ
成膜速度：２．０nm/sec
成膜時間：１５sec、３００sec、５００sec
とした。なお、こうして得られたゲルマニウム層２は、メタルグレー色を呈しており、かつ、高純度のゲルマニウム材料Ｇが基材１に直接にスパッタリングされるので、極めて高純度（少なくとも８０％以上）のゲルマニウム層２を得ることができる。

次に、この実施例におけるゲルマニウム層２の膜厚を測定した。具体的には、成膜された耐熱テープ付きスライドガラスのテープを剥がし、段差式精密膜厚測定器を使用した。結果は以下のとおりであった。

成膜時間膜厚
１５ sec ２６nm
３００ sec ５６５nm
５００ sec ９４２nm
したがって、成膜時間と膜厚とが略直線的な比例関係にあることがわかった。また、この際、略均一な膜厚が成形されている。

なお、これらの膜厚でゲルマニウム材料Ｇをスパッタリングした純チタン眼鏡フレームにおいて、更に、塗料（アクリル系、ピンク色）を約３０μｍで塗装加工することもできる。

このように塗料で被覆された場合における遠赤外線効果を確認した。確認試験には、サーモグラフィー赤外線熱画像装置（ＮＥＣ社製）を使用し、室温２０度で、眼鏡装着後１分、５分、１５分経過後の画像で判断した。その結果、塗装加工した何れの眼鏡フレームであっても、ゲルマニウムによる遠赤外線効果を確認することができた。

〔実施例２〕
次に、第２実施例にあっては、金８０％−ゲルマニウム２０％ターゲットのゲルマニウム合金ターゲットを使用し、上記実施例１と同様に、薄膜の膜厚が１〜 100,000nmになるように純チタンフレームにスパッタリングした。

然る後、この純チタンフレームにグレー系の塗装加工を行い、前記実施例同様に遠赤外線効果の確認試験を実施した結果、金−ゲルマニウム合金による遠赤外線効果を確認することができた。

〔実施例３〕
また、第３実施例にあっては、純チタン眼鏡フレームと耐熱テープ付スライドガラスに電子ビーム加熱蒸着実験機（岩崎電気株式会社製型式：ＥＣ２５０／１５／１Ｌ）を用いてゲルマニウム材料Ｇ（４Ｎ）を真空蒸着させた（図５参照）。

本実施例では、成膜条件を、真空度：５ｍＰａ、成膜速度：０．５nm/secで、ゲルマニウム材料Ｇの膜厚が１〜 100,000nmになるように蒸着時間を設定した。

そして、本実施例においては、真空蒸着された純チタンフレームにブラウン系の塗装加工を行い、前記同様の遠赤外線効果の確認試験を実施した結果、ゲルマニウムによる遠赤外線効果を確認することができた。

〔実施例４〕
第４実施例にあっては、実施例１と同様の装置を用いて、純チタンの眼鏡フレームをセットして装置内の気圧を下げ、更に電気的クリーニング（イオンボンバード）してからチタンターゲットをスパッタリングして、窒素ガス、メタンガスと反応させて炭化窒化チタンのメタルグレー色を形成する。

なお、本実施例の成膜条件は、
真空度：０．１Ｐａ
投入電力：ＤＣ５Ｋｗ
成膜速度：０．２nm/sec
成膜時間：３０ min
とした。

このように、３０分間のイオンプレーティングで、厚さ３００nmの炭化窒化チタンが純チタン眼鏡フレームの表面に得られた。続いて、前記実施例１に示した、成膜時間３００ secの条件で、ゲルマニウム層２を厚さ５００nm形成した。

また、基材１の上にゲルマニウム色に類似した硬質皮膜層４を形成させることにより、たとえ最上層のゲルマニウム層２が摩滅した場合であっても、下層にある硬質皮膜層４が透けて見えるようになるので、非摩滅部分との色調差による違和感を感じさせることが全くなく、外観を損ねることがない。

本考案は、概ね上記のように構成されるが、本考案は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「実用新案登録請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、基材１の材料およびゲルマニウム層２の材料の組み合わせは適宜変更することができ、本考案の技術的範囲に属する。

本考案の実施形態の均厚構造を表わす説明断面図である。本考案の実施形態の均厚構造の変形例を表わす説明断面図である。本考案の実施形態の均厚構造の変形例を表わす説明断面図である。本考案の実施形態の均厚構造を作製するための装置を表わす説明概略図である。本考案の実施形態の均厚構造を作製するための装置を表わす説明概略図である。

符号の説明

１基材
２ゲルマニウム層
３合金めっき層
４硬質皮膜層
Ｇゲルマニウム材料

Claims

眼鏡、ライター、時計、イヤリング、ブレスレット、指輪などの装飾具の表面に形成される皮膜層構造であって、
前記装飾具を構成する基材１と；純度が８０％以上で、かつ、略均一な厚みのゲルマニウム材料Ｇより形成されたゲルマニウム層２とを少なくとも含んで構成されており、
このゲルマニウム層２は、真空蒸着またはスパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着によって前記基材１の表面に層着されていることを特徴とする装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構造。
ゲルマニウム層２を構成する物質がゲルマニウム合金であって、ゲルマニウムと、金、銀、クロム、パラジウム、チタン、ジルコニウムの中から選択される一種の金属との合金であることを特徴とする請求項１記載の装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構
造。
基材１がチタン、チタン合金、プラスチック、銅合金、ニッケル合金の何れかであることを特徴とする請求項１または２記載の装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構
造。
ゲルマニウム層２の層厚が１〜 100,000nmであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構造。
基材１の表面には、金合金、パラジウム合金またはニッケル合金からなる合金めっき層３を具備しており、この合金めっき層の３の外側にゲルマニウム層２が層着されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構造。
基材１の表面には、ゲルマニウム色に類似したＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＣＮ、ＺｒＣＮなどの硬質皮膜層４を含んでおり、この硬質皮膜層４の外側にゲルマニウム層２が層着されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の装飾具における高純度ゲルマニウム層の均厚構造。