JP5979927B2 - 金色硬質装飾部材 - Google Patents
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Description
また、前記被膜を基板上に、密着層、傾斜密着層、耐磨耗層、金色調整傾斜層の順で複層として形成することにより、傷や磨耗などに対する耐傷性及び耐磨耗性が著しく向上した高級感のある淡い色彩の金色硬質装飾部材を安定して提供することができる。
(1)基材上に、Tiと、Nb、Ta及びVから選ばれる1種又は2種以上の金属との合金と、窒素、酸素及び炭素から選ばれる1種又は2種以上の非金属元素との反応化合物からなる被膜を単層又は複層で積層したことを特徴とする硬質装飾部材。
(2)前記硬質装飾被膜中の前記非金属元素は、主として窒素からなることを特徴とする上記(1)に記載の硬質装飾部材。
(3)前記硬質装飾被膜は、基材上に、順に、密着層、傾斜密着層、耐磨耗層、金色調整傾斜層として、複層で積層され、前記密着層の非金属元素は低濃度の酸素であり、前記傾斜密着層、前記耐磨耗層及び前記金色調整傾斜層の非金属元素は窒素を主体として、炭素、酸素から選択的に選ばれ、かつ前記傾斜密着層を構成する反応化合物における非金属元素の含有量が基材から離れるにつれて厚さ方向に傾斜的に増加し、前記金色調整傾斜層を構成する反応化合物における非金属元素の含有量が基材から離れるにつれて厚さ方向に傾斜的に増減することを特徴とする上記(1)に記載の硬質装飾部材。
(4)前記Tiの合金比率が25Wt%以上であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の硬質装飾部材。
(5)前記金色調整傾斜層の外観色が淡い金色であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の硬質装飾部材。
(6)前記耐磨耗層の厚さは0.5〜4μmであることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の硬質装飾部材。
(7)前記硬質装飾被膜の明度は、Lab色空間表示により、L*が78以上であることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の硬質装飾部材。
(8)外装部品の一部又は全部が、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の硬質装飾部材で構成されることを特徴とする時計。
(9)反応性スパッタリング法により、Tiと、Nb、Ta及びVから選ばれる1種又は2種以上の金属との合金ターゲットを使用して、前記硬質装飾被膜層の単層又は複層を形成することを特徴とする上記(1)〜(8)のいずれかに記載の硬質装飾部材の製造方法。
(10)反応性スパッタリング法において、前記非金属元素を含む反応ガス量を時系列的に増加又は減少させることにより前記傾斜密着層及び前記金色調整傾斜層を積層することを特徴とする上記(3)に記載の硬質装飾部材の製造方法。
上記密着層22としては、TiとNb、Ta、Vの1種又は2種から選ばれる金属との合金の低級酸化物膜であり、基材材質との相性および被膜の使用環境によって選択される。密着層12は、これらの合金の低級酸化物膜からなるが、微量の窒素、炭素を含んでいても構わない。
上記傾斜密着層23としては、TiとNb、Ta、Vの1種又は2種から選ばれる金属との合金と窒素を主体として炭素、酸素から選択される非金属元素との反応化合物において、非金属元素を傾斜的に増加させた膜から構成される。好ましくは、窒素を主体とした炭素、酸素から選択される非金属元素の混合元素が傾斜的に増加させた膜、例えば、窒化物膜、窒炭化物膜、窒酸化物膜、窒化酸炭化物膜等からなる。どのような材料を選択するかは、密着層22および耐磨耗層24との相性および被膜の使用環境によって決定される。
上記耐磨耗層24としては、TiとNb、Ta、Vの1種又は2種から選ばれる金属との合金と、窒素を主体として炭素、酸素の1種又は2種から選ばれる非金属元素との反応化合物から形成される。どのような材料を選択するかは求める外観色および被膜の使用環境によって決定される。
上記金色調整傾斜層25としては、TiとNb、Ta、Vの1種又は2種から選ばれる金属との合金と窒素を主体として炭素、酸素の1種又は2種から選ばれる非金属元素との反応化合物において、非金属元素を傾斜的に増減させて形成する。例えば、窒化物膜、窒炭化物膜、窒酸化物膜、窒酸化炭化物膜等からなる。どのような材料を選択するかは耐磨耗層24との相性や求める外観色および被膜の使用環境によって決定される。
次に、本発明の金色硬質装飾部材の製造方法について説明する。
本発明の硬質装飾部材を構成する各積層膜は、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法などによって形成することができるが、好ましくは、反応性スパッタリング法により形成される。本発明においては、ターゲット構成原子を合金化することにより、合金の窒化物膜、窒炭化物膜、窒酸化物膜、窒酸化炭化物膜等の合金化合物被膜を形成することが好ましい。ターゲット自体を合金とすることで、形成される硬質装飾膜中の金属を均一な合金構造とすることができる。
本発明により提供される時計は、その構成部品の一部、例えば、外装部品に上述した金色硬質装飾部材を有することを特徴とする。時計は、光発電時計、熱発電時計、標準時電波受信型自己修正時計、機械式時計、一般の電子式時計のいずれであってもよい。このような時計は、上記金色硬質装飾部材を用いて公知の方法により製造される。時計はシャツとの擦れや、机、壁などに衝突することにより傷が入りやすい装飾部材の一例である。本発明の金色硬質装飾部材を時計に形成することにより、長年にわたり傷が入りにくく、外観が非常にきれいな状態を維持することが可能となる。
スパッタリングターゲットとして、Ti45Wt%Nb55Wt%の合金組成の焼結体を使用した。図3に示すように、基材31としてJISに規定されるSUS316L材を用い、基材31上にスパッタリング法でアルゴンガス105sccmに窒素ガスを30sccm導入してTiNb合金窒化物膜32を1.0μm形成し金色硬質装飾部材30を作成した。これにより得られた金色硬質装飾部材30の外観カラーは、Lab色空間表示により、L*:83.15、a*:1.07,b*:20.0であり淡い金色を呈した。
スパッタリングターゲットとして、Ti45Wt%Nb55Wt%合金組成の焼結体を使用した。図10に示すように、基材41としてJISに規定されるSUS316L材を用い、基材41上にスパッタリング法でTiNb合金の低級酸化物からなる密着層42を0.1μm形成した。その後、酸素ガスを微量導入しながら窒素ガスを傾斜的に増加させたTiNb合金酸窒化物膜の傾斜密着層43を0.2μm形成した。その後、TiNb合金窒化物膜からなる薄膜耐磨耗層44を1.5μm形成した。その後、窒素ガスを傾斜的に増減させたTiNb合金窒化膜の金色調整傾斜層45を0.1μm形成した。この実施例2で得られる金色硬質装飾部材40の外観カラーは、Lab色空間表示により、L*:83.15、a*:1.07,b*:20.0であり淡い金色を呈した。
スパッタリングターゲットとして、Ti50Wt%Ta50Wt%合金組成の焼結体を使用した。図13に示すように、基材51としてJISに規定されるSUS316L材を用い、基材51上にスパッタリング法でアルゴンガス105sccmに窒素ガスを35sccm導入してTiTa合金窒化物膜52を1.0μm形成し金色硬質装飾部材50を作成した。この実施例3で得られる金色硬質装飾部材50の外観カラーは、Lab色空間表示により、L*:82.0、a*:1.82,b*:22.84であり淡い金色を呈した。
スパッタリングターゲットとして、Ti50Wt%Ta50Wt%合金組成の焼結体を使用した。図17に示すように、基材61としてJISに規定されるSUS316L材を用い、基材61上にスパッタリング法でTiTa合金の低級酸化物からなる密着層62を0.1μm形成した。その後、酸素ガスを微量導入しながら窒素ガスを傾斜的に増加させたTiTa合金酸窒化物膜の傾斜密着層63を0.2μm形成した。その後TiTa合金窒化物膜からなる薄膜耐磨耗層64を1.5μm形成した。その後窒素ガスを傾斜的に増減させたTiTa合金窒化膜の金色調整傾斜層65を0.1μm形成した。この実施例4で得られる金色硬質装飾部材60の外観カラーは、Lab色空間表示により、L*:82.0、a*:1.82,b*:22.84であり淡い金色を呈した。
スパッタリングターゲットとして、Ti50Wt%Nb40Wt%V10Wt%合金組成の焼結体を使用した。図19に示すように、基材71としてJISに規定されるSUS316L材を用い、基材71上にスパッタリング法でアルゴンガス105sccmに窒素ガスを30sccm導入してTiNbV合金窒化物膜を1.0μm形成し金色硬質装飾部材70を作成した。この実施例5で得られる金色硬質装飾部材70の外観カラーは、Lab色空間表示により、L*:82.4、a*:1.62,b*:21.75であり淡い金色を呈した。
スパッタリングターゲットとして、Ti50Wt%Nb40Wt%V10Wt%合金組成の焼結体を使用した。図23に示すように、基材81としてJISに規定されるSUS316L材を用い、基材81上にスパッタリング法でTiNbV合金の低級酸化物からなる密着層82を0.1μm形成した。その後、酸素ガスを微量導入しながら窒素ガスを傾斜的に増加させたTiNbV合金酸窒化物膜の傾斜密着層83を0.2μm形成した。その後TiNbV合金窒化物膜からなる薄膜耐磨耗層84を1.5μm形成した。その後窒素ガスを傾斜的に増減させたTiNbV合金窒化膜の金色調整傾斜層85を0.1μm形成した。この実施例6で得られる金色硬質装飾部材80の外観カラーは、Lab色空間表示により、L*:82.4、a*:1.62,b*:21.75であり淡い金色を呈した。
11 基材
12 耐磨耗層
110 金色硬質装飾部材
111 基材
112 耐摩耗層
113 仕上げ層
20 金色硬質装飾部材
21 基材
22 密着層
23 傾斜密着層
24 耐摩耗層
25 金色調整傾斜層
30 金色硬質装飾部材
31 基材
32 耐磨耗層
40 金色硬質装飾部材
41 基材
42 密着層
43 傾斜密着層
44 耐摩耗層
45 金色調整傾斜層
50 金色硬質装飾部材
51 基材
52 耐摩耗層
60 金色硬質装飾部材
61 基材
62 密着層
63 傾斜密着層
64 耐摩耗層
65 金色調整傾斜層
70 金色硬質装飾部材
71 基材
72 耐磨耗層
80 金色硬質装飾部材
81 基材
82 密着層
83 傾斜密着層
84 耐摩耗層
85 金色調整傾斜層
Claims (8)
- 基材上に、Tiと、Nb、Ta及びVから選ばれる1種又は2種以上の金属との合金と、窒素、酸素及び炭素から選ばれる1種又は2種以上の非金属元素との反応化合物からなる硬質装飾被膜を複層で積層した硬質装飾部材であって、
前記硬質装飾被膜が、前記基材上に、順に、密着層、傾斜密着層、耐磨耗層、金色調整傾斜層として、複層で積層された前記硬質装飾部材において、
前記密着層の非金属元素は低濃度の酸素であり、
前記傾斜密着層、前記耐磨耗層及び前記金色調整傾斜層の非金属元素は窒素を主体として、炭素、酸素から選択的に選ばれ、かつ
前記傾斜密着層を構成する反応化合物における非金属元素の含有量が前記基材から離れるにつれて厚さ方向に傾斜的に増加し、
前記金色調整傾斜層を構成する反応化合物における非金属元素の含有量が前記基材から離れるにつれて厚さ方向に傾斜的に増減することを特徴とする、硬質装飾部材。 - 前記Tiの合金比率が25Wt%以上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。
- 前記金色調整傾斜層の外観色が淡い金色であることを特徴とする請求項1または2に記載の硬質装飾部材。
- 前記耐磨耗層の厚さは0.5〜4μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬質装飾部材。
- 前記硬質装飾被膜の明度は、Lab色空間表示により、L*が78以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬質装飾部材。
- 外装部品の一部又は全部が、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬質装飾部材で構成されることを特徴とする時計。
- 反応性スパッタリング法により、Tiと、Nb、Ta及びVから選ばれる1種又は2種以上の金属との合金ターゲットを使用して、前記硬質装飾被膜層の単層又は複層を形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬質装飾部材の製造方法。
- 反応性スパッタリング法において、前記非金属元素を含む反応ガス量を時系列的に増加又は減少させることにより前記傾斜密着層及び前記金色調整傾斜層を積層することを特徴とする請求項1に記載の硬質装飾部材の製造方法。
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