JP3642427B1 - 装飾品および時計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 装飾品1Aは、少なくとも表面付近の一部が主としてTiおよび/またはステンレス鋼で構成された基材2と、基材2上に設けられた第1の被膜3と、第1の被膜3上に設けられた第2の被膜4とを有している。第1の被膜3は、主としてTiCNで構成されたものであり、第1の被膜3中におけるCの含有率とNの含有率との和は、5〜30wt%である。第2の被膜4は、主としてM(ただし、Mは、Ti、Pt、PdおよびInから選択される1種または2種以上)で構成されたものである。第1の被膜3の平均厚さは、1.6〜5μmである。また、第2の被膜4の平均厚さは、0.15〜0.5μmである。
【選択図】 図1
Description
しかし、金属材料の硬度は、一般に比較的低く、前記のような材料で構成された装飾品(特に、時計用外装部品や装身具等)は、その表面に傷が付き易く、長期間使用することにより美的外観が著しく低下する等の問題点を有していた。
しかしながら、窒化処理は、表面荒れをおこすので、研磨外観が変わってしまう。鏡面品は特に荒れて、くもりとなってしまい、そのままでは、装飾品としては使用できない。
また、上記のような窒化処理を施した基材においては、その色調が高級感に欠けるため、優れた外観が要求される(特に、白色、銀白色の)装飾品に適用するのが困難であった。
本発明の装飾品は、少なくとも表面付近の一部が主としてTiおよび/またはステンレス鋼で構成された基材と、
前記基材上に設けられ、主としてTiCNで構成された第1の被膜と、
前記第1の被膜の前記基材に対向する面とは反対の面側に設けられ、主としてM(ただし、Mは、Ti、Pt、PdおよびInから選択される1種または2種以上)で構成された第2の被膜とを有し、
前記第2の被膜中におけるMの含有率が、90wt%以上であり、
前記第1の被膜中におけるCの含有率とNの含有率との和が、19.5〜30wt%であることを特徴とする。
これにより、長期間にわたって優れた美的外観を保持することができる装飾品を提供することができる。
これにより、装飾品の美的外観を特に優れたものとしつつ、より長期間にわたって優れた美的外観を保持することができる。
これにより、装飾品の美的外観を特に優れたものとしつつ、より長期間にわたって優れた美的外観を保持することができる。
本発明の装飾品では、前記第1の被膜中におけるCの含有率が、前記第1の被膜中におけるNの含有率より低いことが好ましい。
これにより、装飾品の美的外観を特に優れたものとすることができる。
これにより、第1の被膜の内部応力が大きくなるのを十分に防止しつつ、装飾品を、傷や打痕等の凹み等が特に付き難いものとすることができ、より長期間にわたって優れた美的外観を保持することができる。
これにより、装飾品としての硬度を十分に高いものとしつつ、装飾品の美的外観を特に優れたものとすることができ、より長期間にわたって優れた美的外観を保持することができる。
これにより、均一な膜厚を有し(膜厚のばらつきが小さく)、かつ、基材との密着性(下地層を介しての基材との密着性を含む)が特に優れた第1の被膜を確実に形成することができる。その結果、装飾品としての審美的外観、耐久性を特に優れたものとすることができる。また、形成すべき第1の被膜が比較的薄いものであっても、膜厚のばらつきを十分に小さいものとすることができるため、装飾品の信頼性を向上させる上でも有利である。
これにより、均一な膜厚を有し(膜厚のばらつきが小さく)、かつ、基材との密着性(下地層を介しての基材との密着性を含む)が特に優れた第1の被膜を確実に形成することができる。その結果、装飾品としての審美的外観、耐久性を特に優れたものとすることができる。また、形成すべき第1の被膜が比較的薄いものであっても、膜厚のばらつきを十分に小さいものとすることができるため、装飾品の信頼性を向上させる上でも有利である。
これにより、第2の被膜の密着性を特に優れたものとすることができる。また、(特に、形成すべき第2の被膜が膜厚の比較的小さい場合であっても、)膜厚のばらつきが小さく、かつ、均質な第2の被膜を容易に形成することができる。したがって、装飾品の美的外観を特に優れたものとしつつ、より長期間にわたって優れた美的外観を保持することができる。
これにより、例えば、基材と第1の被膜との密着性を向上させることができ、装飾品の信頼性、耐久性をより優れたものとすることができる。
本発明の装飾品では、前記下地層として、主としてTiで構成された層を有することが好ましい。
これにより、例えば、基材と第1の被膜との密着性をさらに向上させることができ、装飾品の信頼性、耐久性を特に優れたものとすることができる。
これにより、例えば、下地層の内部応力が大きくなり、クラック等が発生するのを十分に防止しつつ、基材と第1の被膜との密着性をさらに向上させることができる。
本発明の装飾品では、前記第2の被膜が設けられた側の面において、10gfの荷重で測定されるビッカース硬度Hvが600〜1000であることが好ましい。
これにより、より長期間にわたって、装飾品としての優れた美的外観を保持することができる。
時計用外装部品は、一般に、外部からの衝撃を受け易い装飾品であり、装飾品としての外観の美しさが要求されるとともに、実用品としての耐久性も求められるが、本発明によればこれらの要件を同時に満足することができる。
本発明の時計は、本発明の装飾品を備えたことを特徴とする。
これにより、長期間にわたって優れた美的外観を保持することができる時計を提供することができる。
まず、本発明の装飾品の第1実施形態、およびその製造方法の好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明の装飾品の第1実施形態を示す断面図、図2は、図1に示す装飾品の製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の装飾品1Aは、基材2と、第1の被膜3と、第2の被膜4とを有している。
基材(金属基材)2は、少なくとも表面付近の一部が、主としてTiおよび/またはステンレス鋼で構成されたものである。主としてTiで構成される材料としては、例えば、Ti(単体としてのTi)、Ti合金等が挙げられる。また、ステンレス鋼としては、例えば、Fe−Cr系合金、Fe−Cr−Ni系合金等が挙げられ、より具体的には、SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS429、SUS430F等、SUS304、SUS303、SUS316、SUS316L、SUS316J1、SUS316J1L等が挙げられる。なお、窒化処理または浸炭処理が可能な材料としては、上記のようなTiおよび/またはステンレス鋼で構成されたもの以外の材料も挙げられるが、このような材料(主としてTiおよび/またはステンレス鋼で構成された材料)を用いた場合には、最終的に得られる装飾品の硬度を十分に高めることが困難である。また、主としてTiおよび/またはステンレス鋼で構成された材料を用いなかった場合、最終的に得られる装飾品において、十分長期間にわたって優れた美的外観(特に、時計用外装部品等の装飾品において求められる美的外観)を保持するのが困難となる。
基部が金属材料で構成される場合、特に優れた強度特性を有する装飾品1Aを提供することができる。
また、基部が非金属材料で構成される場合、例えば、比較的容易に、所望の形状に成形することができる。
また、基部が非金属材料で構成される場合、電磁ノイズを遮蔽する効果も得られる。
セラミックスとしては、例えば、Al2O3、SiO2、TiO2、Ti2O3、ZrO2、Y2O3、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等の酸化物系セラミックス、AlN、Si3N4、SiN、TiN、BN、ZrN、HfN、VN、TaN、NbN、CrN、Cr2N等の窒化物系セラミックス、グラファイト、SiC、ZrC、Al4C3、CaC2、WC、TiC、HfC、VC、TaC、NbC等の炭化物系のセラミックス、ZrB2、MoB等のホウ化物系のセラミックス、あるいは、これらのうちの2以上を任意に組み合わせた複合セラミックスが挙げられる。
基部が前記のようなセラミックスで構成される場合、特に優れた強度、硬度を有する装飾品1Aを得ることができる。
また、基材2の形状、大きさは、特に限定されず、通常、装飾品1Aの形状、大きさに基づいて決定される。
基材2の表面には、第1の被膜3が設けられている。第1の被膜3は、主としてTiCNで構成されたものである。そして、第1の被膜3中におけるCの含有率とNの含有率との和が19.5〜30wt%である。
このような第1の被膜3を有することにより、装飾品1A全体としての硬度(第1の被膜3、第2の被膜4が設けられている面側における硬度。以下同様。)を優れたものとすることができ、傷や打痕等の凹み等を付き難くすることができる。また、このような第1の被膜3を有することにより、後述する第2の被膜4の膜厚が比較的小さい場合であっても、装飾品1A全体としての美的外観を優れたものとすることができる。すなわち、後述する第2の被膜4の膜厚が比較的小さい場合には第1の被膜3の色調が装飾品1Aの美的外観に与える影響が大きくなるが、上記のようなTiCN(第1の被膜3)の色調(色度)と、第2の被膜4の色調(色度)とは、比較的類似している(差が小さいため)ため、このような場合であっても、装飾品1A全体としての美的外観を優れたものとすることができる。また、例えば、装飾品1Aの長期の使用により、第2の被膜4が磨耗、剥離した場合であっても、装飾品1Aの美的外観に与える悪影響を最小限に止めることができる。これに対し、装飾品がTiCNで構成された第1の被膜を有していない場合、装飾品全体としての硬度を十分に大きいものとすることができない。その結果、装飾品は、傷や打痕等の凹み等を生じ易いものとなる。また、装飾品がTiCNで構成された第1の被膜を有していない場合、基材等の色調が装飾品としての外観に及ぼす影響が大きくなる。このため、基材の構成材料や第2の被膜の構成材料等の組合せによっては、装飾品としての美的外観を著しく損なう場合がある。また、第1の被膜中におけるCの含有率とNの含有率との和が前記下限値未満である場合には、装飾品全体としての硬度を十分に大きいものとすることができない。その結果、装飾品は、傷や打痕等の凹み等を生じ易いものとなる。また、第1の被膜中におけるCの含有率とNの含有率との和が前記上限値を超える場合には、第1の被膜の厚さ等によっては、当該被膜の内部応力が大きくなり過ぎ、クラック等を生じ易くなる。このため、装飾品としての信頼性が著しく低下する。また、第1の被膜中におけるCの含有率とNの含有率との和が前記上限値を超える場合には、第2の被膜との色調(色度)の差が大きくなり過ぎ、装飾品全体としての美的外観を低下させてしまう。
また、第1の被膜3が組成の異なる複数の領域を有するものである場合(例えば、上記のような第1の領域と第2の領域とを有するものである場合)、第1の被膜3は、例えば、異なる組成を有する複数の層を備えた積層体で構成されたものであってもよいし、組成がその厚さ方向に沿って傾斜的に変化するものであってもよい。
第1の被膜3の表面(基材2に対向する面とは反対側の面)には、第2の被膜4が設けられている。
第2の被膜4は、主としてM(ただし、Mは、Ti、Pt、PdおよびInから選択される1種または2種以上)で構成されたものである。また、Mは、第2の被膜4の全構成材料(構成成分)中、90wt%以上含まれるものであり、特に、99wt%以上含まれるものであるのが好ましい。
第2の被膜4が主としてTiCNで構成されるものである場合、装飾品1A全体としての硬度をより優れたものとすることができる。したがって、装飾品1Aは、より長期間にわたり、安定して、優れた美的外観を保持することができる。
第2の被膜4が主としてTiCNで構成されるものである場合、以下のような条件を満足するのが好ましい。
また、第2の被膜4中におけるNの含有率(X2N)は、0.5〜6wt%であるのが好ましく、1〜5wt%であるのがより好ましい。第2の被膜4中におけるNの含有率が前記範囲内の値であると、装飾品1Aの硬度を十分に高いものとしつつ、第2の被膜4の色調(色度)を最適なものとすることができる。
以上説明したような装飾品1Aは、装飾性を備えた物品であればいかなるものでもよいが、例えば、置物等のインテリア、エクステリア用品、宝飾品、時計ケース(胴、裏蓋、胴と裏蓋とが一体化されたワンピースケース等)、時計バンド(バンド中留、バンド・バングル着脱機構等を含む)、文字盤、時計用針、ベゼル(例えば、回転ベゼル等)、りゅうず(例えば、ネジロック式りゅうず等)、ボタン、カバーガラス、ガラス縁、ダイヤルリング、見切板、パッキン等の時計用外装部品、ムーブメントの地板、歯車、輪列受け、回転錘等の時計用内装部品、メガネ(例えば、メガネフレーム)、ネクタイピン、カフスボタン、指輪、ネックレス、ブレスレット、アンクレット、ブローチ、ペンダント、イヤリング、ピアス等の装身具、ライターまたはそのケース、自動車のホイール、ゴルフクラブ等のスポーツ用品、銘板、パネル、賞杯、その他ハウジング等を含む各種機器部品、各種容器等に適用することができる。この中でも特に、時計用外装部品がより好ましい。時計用外装部品は、装飾品として外観の美しさが要求されるとともに、実用品として、耐久性、耐食性、耐擦傷性、耐摩耗性や、優れた触感等が要求されるが、本発明によればこれらの要件を全て満足することができる。なお、本明細書中での「時計用外装部品」とは、外部から視認可能なものであればいかなるものであってもよく、時計の外部に露出しているものに限らず、時計の内部に内蔵されたものも含む。
また、装飾品1Aは、第2の被膜4が設けられた側の面において、10gfの荷重で測定されるビッカース硬度Hvが600〜1000であるのが好ましい。これにより、より長期間にわたって、装飾品としての優れた美的外観を保持することができる。
図2は、図1に示す装飾品の製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。
図2に示すように、本実施形態の装飾品の製造方法は、基材2の表面の少なくとも一部(2a)に、第1の被膜3を形成する第1の工程(2b)と、第1の被膜3の表面の少なくとも一部に、第2の被膜4を形成する第2の工程(2c)とを有する。
基材2としては、前述したようなものを用いることができる。
また、基材2は、いかなる方法で成形されたものであってもよいが、基材2の成形方法としては、例えば、プレス加工、切削加工、鍛造加工、鋳造加工、粉末冶金焼結、金属粉末射出成形(MIM)、ロストワックス法等が挙げられる。
基材2の表面に、TiCNで構成された第1の被膜3を形成する(2b)。
第1の被膜3の形成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法や、熱CVD、プラズマCVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式めっき法(気相成膜法)、溶射等が挙げられるが、乾式めっき法(気相成膜法)が好ましい。第1の被膜3の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、均一な膜厚を有し、均質で、かつ、基材2との密着性が特に優れた第1の被膜3を確実に形成することができる。その結果、最終的に得られる装飾品1Aの審美的外観、耐久性を特に優れたものとすることができる。また、第1の被膜3の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、形成すべき第1の被膜3が比較的薄いものであっても、膜厚のばらつきを十分に小さいものとすることができる。このため、装飾品1Aの信頼性を向上させる上でも有利である。また、第1の被膜3の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、第1の被膜3中におけるCの含有率およびNの含有率をより確実に制御することができる。
次に、上記のようにして形成された第1の被膜3の表面に、第2の被膜4を形成する(2c)。
第2の被膜4の形成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法や、熱CVD、プラズマCVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式めっき法(気相成膜法)、溶射等が挙げられるが、乾式めっき法(気相成膜法)が好ましい。第2の被膜4の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、均一な膜厚を有し、均質で、かつ、第1の被膜3との密着性が特に優れた第2の被膜4を確実に形成することができる。その結果、最終的に得られる装飾品1Aの審美的外観、耐久性を特に優れたものとすることができる。また、第2の被膜4の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、形成すべき第2の被膜4が比較的薄いものであっても、膜厚のばらつきを十分に小さいものとすることができる。このため、装飾品1Aの信頼性を向上させる上でも有利である。また、第2の被膜4が主としてTiCNで構成されるものである場合、第2の被膜4の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、第2の被膜4中におけるCの含有率およびNの含有率をより確実に制御することができる。
図3は、本発明の装飾品の第2実施形態を示す断面図、図4は、図3に示す装飾品の製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。
以下、第2実施形態の装飾品およびその製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項の説明については、その説明を省略する。
下地層5は、例えば、基材2と第1の被膜3との密着性を向上させる機能(密着性向上層としての機能)や、基材2の傷をレベリング(ならし)により補修する機能(レベリング層としての機能)、得られる装飾品において、外部からの衝撃を緩和する機能(クッション層としての機能)等、いかなる機能を有するものであってもよい。
下地層5の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜2.0μmであるのが好ましく、0.5〜1.0μmであるのがより好ましい。下地層5の平均厚さが前記範囲内の値であると、下地層5の内部応力が大きくなるのを十分に防止しつつ、上記のような下地層5の機能をより効果的に発揮することができる。
図4は、図3に示す装飾品の製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。
図4に示すように、本実施形態の装飾品の製造方法は、基材2の表面の少なくとも一部(4a)に、下地層5を形成する工程(4b)と、下地層5の表面の少なくとも一部に第1の被膜3を形成する第1の工程(4c)と、第1の被膜3の表面の少なくとも一部に第2の被膜4を形成する第2の工程(4d)とを有する。すなわち、第1の被膜3の形成に先立ち、下地層5を形成する以外は、前述した実施形態と同様である。
本実施形態では、基材2の表面に下地層5を形成する(4b)。
下地層5の形成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法や、熱CVD、プラズマCVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式めっき法(気相成膜法)、溶射等が挙げられるが、乾式めっき法(気相成膜法)が好ましい。下地層5の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、均一な膜厚を有し、均質で、かつ、基材2との密着性が特に優れた下地層5を確実に形成することができる。その結果、最終的に得られる装飾品1Bの審美的外観、耐久性を特に優れたものとすることができる。また、下地層5の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、形成すべき下地層5が比較的薄いものであっても、膜厚のばらつきを十分に小さいものとすることができる。このため、装飾品1Bの信頼性を向上させる上でも有利である。
図5は、本発明の時計(携帯時計)の好適な実施形態を示す部分断面図である。
図5に示すように、本実施形態の腕時計(携帯時計)10は、胴(ケース)22と、裏蓋23と、ベゼル(縁)24と、ガラス板25とを備えている。また、ケース22内には、図示しないムーブメント(例えば、文字盤、針付きのもの)が収納されている。
胴22とベゼル24とは、プラスチックパッキン28により固定され、ベゼル24とガラス板25とはプラスチックパッキン29により固定されている。
また、胴22に対し裏蓋23が嵌合(または螺合)されており、これらの接合部(シール部)50には、リング状のゴムパッキン(裏蓋パッキン)40が圧縮状態で介挿されている。この構成によりシール部50が液密に封止され、防水機能が得られる。
本発明の腕時計10は、ベゼル24、胴22、りゅうず27、裏蓋23、時計バンド等の装飾品(特に、時計用外装部品)のうち少なくとも1つが前述したような本発明の装飾品で構成されたものである。
例えば、本発明の装飾品の製造方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。例えば、第1の工程と第2の工程との間に、洗浄等の中間処理を施してもよい。また、基材に対しては、切削、研削、研磨、ホーニング等の前処理を施してもよい。
また、前述した実施形態では、第1の被膜と第2の被膜とは、互いに隣接して設けられるものとして説明したが、第1の被膜と第2の被膜との間には、少なくとも1層の中間層が設けられていてもよい。これにより、例えば、第1の被膜と第2の被膜との密着性の更なる向上等を図ることができる。
1.装飾品の製造
(実施例1)
以下に示すような方法により、装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
まず、ステンレス鋼(SUS444)を用いて、鋳造により、腕時計ケース(裏蓋)の形状を有する基材を作製し、その後、必要箇所を切削、研磨した。
上記のようにして洗浄を行った基材に対して、イオンプレーティング装置を用いて、以下のようにして、主としてTiCNで構成される第1の被膜を形成した。
その後、上記のイオンプレーティング装置を用いて、第1の被膜の表面に、主としてTiCNで構成される第2の被膜を形成した(第2の工程)。第2の被膜の形成は、以下のようにして行った。
なお、第1の被膜、第2の被膜の厚さは、JIS H 5821で規定される顕微鏡断面試験方法に従い測定した。
第1の工程における窒素ガスおよびアセチレンガスの流量を変更し、第1の工程の処理時間を変更することにより第1の被膜の平均厚さ、第1の被膜中におけるCの含有率、Nの含有率を表1に示すようにするとともに、第2の工程における窒素ガス、アセチレンガスの流量、第2の工程の処理時間を変更することにより第2の被膜の平均厚さ、第2の被膜中におけるCの含有率、Nの含有率を表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
まず、前記実施例1と同様にして、基材の表面に第1の被膜を形成した。
その後、上記のイオンプレーティング装置を用いて、第1の被膜の表面に、主としてPtで構成される第2の被膜を形成した。第2の被膜の形成は、以下のようにして行った。
まず、イオンプレーティング装置の処理室内を予熱しながら、処理室内を2×10−3Paまで排気(減圧)した。その後、アルゴンガスを、100ml/分の流量で導入し、処理室内における雰囲気圧を5.0×10−3Paとした。このような状態(アルゴンガスを導入し続けた状態)で、ターゲットとしてPtを用い、イオン化電圧:30V、イオン化電流:25Aに設定し、この状態で10分間気相成膜(イオンプレーティング)を行った(第2の工程)。その結果、Ptで構成され、平均厚さが0.3μmの第2の被膜が形成された。
第1の工程における窒素ガスおよびアセチレンガスの流量、第1の工程の処理時間、第2の工程の処理時間を変更することにより、第1の被膜の平均厚さ、第1の被膜中におけるCの含有率、Nの含有率、第2の被膜の平均厚さを表1に示すようにした以外は、前記実施例5と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
第1の工程における窒素ガスおよびアセチレンガスの流量、第1の工程の処理時間、第2の工程で用いるターゲットの組成、第2の工程の処理時間を変更することにより、第1の被膜の平均厚さ、第1の被膜中におけるCの含有率、Nの含有率、第2の被膜の構成材料、第2の被膜の平均厚さを表1に示すようにした以外は、前記実施例5と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
基材として、Tiで構成されたものを用いた以外は、前記実施例3〜8と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
基材としては、以下に述べるような金属粉末射出成形(MIM)により作製したものを用いた。
このTi粉末:75vol%と、ポリエチレン:8vol%と、ポリプロピレン:7vol%と、パラフィンワックス:10vol%とからなる材料を混練した。前記材料の混練には、ニーダーを用いた。また、混練時における材料温度は60℃であった。
次に、得られた混練物を粉砕、分級して平均粒径3mmのペレットとした。このペレットを用いて、射出形成機にて金属粉末射出成形(MIM)し、腕時計ケースの形状を有する成形体を製造した。このとき成形体は、脱バインダー処理、焼結時での収縮を考慮して成形した。射出成形時における成形条件は、金型温度40℃、射出圧力80kgf/cm2、射出時間20秒、冷却時間40秒であった。
次に、このようにして得られた脱脂体に対し、焼結炉を用いて焼結を行い、基材を得た。この焼結は、1.3×10−3〜1.3×10−4Paのアルゴンガス雰囲気中で、900〜1100℃×6時間の熱処理を施すことにより行った。
以上のようにして得られた基材について、その必要箇所を切削、研磨した後、この基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、アルカリ浸漬脱脂を30秒間行った。その後、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
第1の被膜の形成に先立ち、基材の表面に下地層を形成した以外は、前記実施例3〜8と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
下地層の形成は、以下のようにして行った。
まず、前記実施例1と同様にして洗浄を行った基材を、イオンプレーティング装置の処理室内に設置した。
次に、クリーニング用アルゴンガスを処理室内に導入して、5分間のクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、350Vの直流電圧を印加することにより行った。
その後、処理室内にアルゴンガスを導入し、400Vの直流電圧を印加して30〜60分保持した。このような状態で、ターゲットとしてTiを用い、イオン化電圧:30V、イオン化電流:20A、処理時間:20分間に設定することにより、Tiで構成される下地層を形成した(下地層形成工程)。形成された下地層の平均厚さは、0.5μmであった。
基材として、Tiで構成されたものを用いた以外は、前記実施例15〜20と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
基材としては、前記実施例3で説明したのと同様の方法、条件で作製したものを用いた。
以下に示すような方法により、装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
まず、前記実施例9と同様にしてTi製の基材を作製した。
次に、この基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、アルカリ浸漬脱脂を30秒間行った。その後、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
上記のようにして洗浄を行った基材に対して、浸炭処理を施すことにより、TiCで構成された浸炭層(TiC層)を形成した。
すなわち、加熱炉内にグラファイトファイバー等の断熱材で囲まれた処理室を有し、この処理室内をロッドグラファイトからなる発熱体で加熱すると共に、処理室内の上部に直流グロー放電の正極を接続し、かつ処理品の載置台に陰極を接続し、また処理室内の要所にガスマニホールドを設置して炭化水素、窒素、アルゴン、水素などのプロセスガス(浸炭用ガスおよび希釈用ガス)を適宜導入するようにした浸炭処理装置を用意した。
その後、クリーニング用アルゴンガスを処理室内に導入して5分間のクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、350Vの直流電圧を印加することにより行った。
その後、浸炭層の表面に、前記実施例6と同様にして第2の被膜を形成し、装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を得た。
以下に示すような方法により、装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
まず、前記実施例9と同様にしてTi製の基材を作製した。
次に、この基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、アルカリ浸漬脱脂を30秒間行った。その後、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
上記のようにして洗浄を行った基材に対して、窒化処理を施すことにより、TiNで構成された窒化層(TiN層)を形成した。
まず、イオン窒化処理装置の処理室内に基材を設置し、処理室内を1.3×10−3Paまで減圧した。このように、処理室内が減圧された状態で、ヒータにより基材を300℃に加熱した。
次に、処理室内に水素ガスとアンモニアガスとを導入した。導入後における、処理室内での水素ガスの分圧は、1.3×10−4Pa、アンモニアガスの分圧は、1.2×10−4Paであった。
その後、400Vの直流電圧を印加し、温度300に加熱して8時間保持しながら、グロー放電を行い、窒化処理を行い約15μmの厚さの窒化層を形成した。
その後、窒化層の表面に、前記実施例6と同様にして第2の被膜を形成し、装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を得た。
まず、前記実施例1と同様にして、ステンレス鋼製の基材を作製した。
この基材に対し、以下に示すような方法により、Tiで構成されたTi層を形成することにより、装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を得た。
まず、上記の基材に対し、前記実施例1と同様にして洗浄を行い、その後、イオンプレーティング装置の処理室内に設置した。
次に、イオンプレーティング装置の処理室内を予熱しながら、処理室内を3×10−3Paまで排気(減圧)した。
次に、クリーニング用アルゴンガスを処理室内に導入して、5分間のクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、350Vの直流電圧を印加することにより行った。
その後、処理室内にアルゴンガスを導入し、400Vの直流電圧を印加して30〜60分保持した。このような状態で、ターゲットとしてTiを用い、イオン化電圧:30V、イオン化電流:20A、処理時間:80分間に設定することにより、Tiで構成されるTi層を形成した。形成されたTi層の平均厚さは、2.5μmであった。
(比較例4)
Ti層の表面に、前記実施例6と同様にして第2の被膜を形成した以外は、前記比較例3と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を得た。
まず、前記実施例1と同様にして、ステンレス鋼製の基材を作製した。
この基材に対し、以下に示すような方法により、TiCNで構成されたTiCN層(第1の被膜)を形成することにより、装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を得た。
まず、上記の基材に対し、前記実施例1と同様にして洗浄を行い、その後、イオンプレーティング装置の処理室内に設置した。
次に、クリーニング用アルゴンガスを処理室内に導入して、5分間のクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、350Vの直流電圧を印加することにより行った。
次に、処理室内を2×10−3Paまで排気(減圧)した後、窒素ガス、アセチレンガスを、それぞれ、90ml/分、20ml/分の流量で導入し、処理室内における雰囲気圧(全圧)を5.0×10−3Paとした。このような状態(窒素ガス、アセチレンガスを導入し続けた状態)で、ターゲットとしてTiを用い、イオン化電圧:32V、イオン化電流:16Aに設定し、この状態で35分間気相成膜(イオンプレーティング)を行った。その結果、TiCNで構成され、平均厚さが0.8μmのTiCN層(第1の被膜)が形成された。形成されたTiCN層(第1の被膜)中のCの含有率は25.0wt%、Nの含有率は6.0wt%であった。なお、TiCN層(第1の被膜)の厚さは、JIS H 5821で規定される顕微鏡断面試験方法に従い測定した。
TiCN層の表面に、前記実施例6と同様にして第2の被膜を形成した以外は、前記比較例5と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を得た。
(比較例7)
第1の被膜の表面に第2の被膜を形成しなかった以外は、前記実施例4と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
窒素ガスを用いずに第1の工程を行った以外は、前記実施例6と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
(比較例9)
アセチレンガスを用いずに第1の工程を行った以外は、前記実施例6と同様にして装飾品(腕時計ケース(裏蓋))を製造した。
上記の各実施例および各比較例で製造した各装飾品について、目視および顕微鏡による観察を行い、これらの外観を以下の4段階の基準に従い、評価した。
◎:外観優良。
○:外観良。
△:外観やや不良。
×:外観不良。
上記の各実施例および各比較例で製造した各装飾品について、以下に示すような試験を行い、耐擦傷性を評価した。
スガ磨耗試験機(スガ試験機株式会社製、NUS-ISO-1)を用いて、荷重:400gfという条件で、各装飾品の被膜が形成された側の面(基材の表面が露出しているのとは反対側の面)を、合計200DS(ダブルストローク)磨耗した後の各装飾品の外観を目視により観察し、これらの外観を以下の4段階の基準に従い、評価した。なお、上記試験は、住友スリーエム(株)製、ラッピングフィルム(酸化アルミニウム、粒度:30μm)を用いて行った。
◎:被膜の表面に、傷の発生が全く認められない。
○:被膜の表面に、傷の発生がほとんど認められない。
△:被膜の表面に、傷の発生がわずかに認められる。
×:被膜の表面に、傷の発生が顕著に認められる。
上記の各実施例および各比較例で製造した各装飾品について、以下に示すような試験を行うことにより、耐打痕性を評価した。
各装飾品の被膜が形成されている側の面に向けて、ステンレス鋼製の球(径1cm)を高さ50cmの位置から落下させて、装飾品表面の凹み大きさ(凹み痕の直径)の測定を行い、以下の4段階の基準に従い、評価した。
◎:凹み痕の直径が1mm未満、または、凹み痕が求められない。
○:凹み痕の直径が1mm以上2mm未満。
△:凹み痕の直径が2mm以上3mm未満。
×:凹み痕の直径が3mm以上。
上記の各実施例および各比較例で製造した装飾品について、薬品による被膜の除去と、それぞれに対応する上述した各実施例および各比較例での条件と同様の条件で、被膜の再形成とを行い、被膜(第1の被膜、第2の被膜)の除去、被膜の再形成のし易さを、以下の4段階の基準に従い、評価した。
◎:薬品による被膜の除去および被膜の再形成を容易かつ確実に行うことができ、か
つ、被膜が再形成された装飾品についての外観が、薬品による被膜の除去を行う
前と同等。
○:薬品による被膜の除去および被膜の再形成がやや困難であるが、被膜が再形成さ
れた装飾品についての外観は、薬品による被膜の除去を行う前とほぼ同等。また
は、薬品による被膜の除去および被膜の再形成は容易であるが、被膜が再形成さ
れた装飾品についての外観が、薬品による被膜の除去を行う前に比べてやや劣る
。
△:薬品による被膜の除去および被膜の再形成がやや困難であり、かつ、被膜が再形
成された装飾品についての外観が、薬品による被膜の除去を行う前に比べてやや
劣る。
×:薬品による被膜の除去および被膜の再形成が実質的に不可能、および/または、
被膜が再形成された装飾品についての外観が、薬品による被膜の除去を行う前に
比べて著しく劣る。
なお、被膜を除去するための方法としては、上記薬品として、硝酸(HNO3):15vol%、硫酸(H2SO4):15vol%を含む水溶液を用い、この水溶液中に各装飾品を浸漬する方法を採用した。
これらの結果を、被膜のビッカース硬度Hvとともに表4、表5に示す。なお、ビッカース硬度Hvとしては、各装飾品の表面(第2の被膜が設けられている側の面)について、測定荷重10gfにて測定した値を示す。
また、本発明の装飾品は、いずれも、ザラツキ感のない、優れた触感を有していた。
また、本発明の装飾品では、優れた耐久性を有しつつ、特定の薬品を用いることにより、被膜を容易かつ確実に除去することができ、被膜の再形成を好適に行うことができた。
また、前記各実施例および各比較例で製造した装飾品を用いて、図5に示すような腕時計を組み立てた。これらの腕時計について、上記と同様な評価を行ったところ、上記と同様な結果が得られた。
Claims (15)
- 少なくとも表面付近の一部が主としてTiおよび/またはステンレス鋼で構成された基材と、
前記基材上に設けられ、主としてTiCNで構成された第1の被膜と、
前記第1の被膜の前記基材に対向する面とは反対の面側に設けられ、主としてM(ただし、Mは、Ti、Pt、PdおよびInから選択される1種または2種以上)で構成された第2の被膜とを有し、
前記第2の被膜中におけるMの含有率が、90wt%以上であり、
前記第1の被膜中におけるCの含有率とNの含有率との和が、19.5〜30wt%であることを特徴とする装飾品。 - 前記第1の被膜中におけるCの含有率は、3〜12wt%である請求項1に記載の装飾品。
- 前記第1の被膜中におけるNの含有率は、2〜18wt%である請求項1または2に記載の装飾品。
- 前記第1の被膜中におけるCの含有率が、前記第1の被膜中におけるNの含有率より低い請求項1ないし3のいずれかに記載の装飾品。
- 前記第1の被膜の平均厚さは、1.6〜5μmである請求項1ないし4のいずれかに記載の装飾品。
- 前記第2の被膜の平均厚さは、0.15〜0.5μmである請求項1ないし5のいずれかに記載の装飾品。
- 前記第1の被膜は、気相成膜法により形成されたものである請求項1ないし6のいずれかに記載の装飾品。
- 前記気相成膜法は、イオンプレーティングである請求項7に記載の装飾品。
- 前記第2の被膜は、イオンプレーティングにより形成されたものである請求項1ないし8のいずれかに記載の装飾品。
- 前記基材と前記第1の被膜との間に、少なくとも1層の下地層を有する請求項1ないし9のいずれかに記載の装飾品。
- 前記下地層として、主としてTiで構成された層を有する請求項10に記載の装飾品。
- 前記下地層の平均厚さは、0.1〜2.0μmである請求項10または11に記載の装飾品。
- 前記第2の被膜が設けられた側の面において、10gfの荷重で測定されるビッカース硬度Hvが600〜1000である請求項1ないし12のいずれかに記載の装飾品。
- 装飾品は、時計用外装部品である請求項1ないし13のいずれかに記載の装飾品。
- 請求項1ないし14のいずれかに記載の装飾品を備えたことを特徴とする時計。
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