JP6909322B2 - 装飾部材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の装飾部材は、基材と、基材上に形成された装飾被膜とからなり、該装飾被膜は、基材側から下地層および仕上げ層が積層されてなる。本発明の装飾部材は、上記構成を有することにより、さくらピンク色の外観色を有し、また耐傷性に優れる。
実施形態1の装飾部材においては、装飾被膜は、基材側から下地層および仕上げ層が接するように積層されてなる。
基材は、金属、セラミックスまたはプラスチックから形成される。金属(合金を含む)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、上記基材の形状については限定されない。
下地層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層である。上記特定の金属を含む窒炭化物によれば、薄く淡いピンク色、すなわちさくらピンク色の下地層が形成できる。上記特定の金属とともに、窒素および炭素を組み合わせることにより、さくらピンク色が実現できる。本発明の装飾部材では、下地層上の仕上げ層がたとえ剥がれたとしても、下地層がさくらピンク色であるため違和感がほとんどない。
仕上げ層は、例えば、Au、PdおよびCuを含む合金(AuPdCu合金)からなるAu合金層であり、さくらピンク色を示す。Auを含む合金においては、AuとCuとをバランスよく含有させるとピンク色となる。このピンク色を示すAuCu合金にPd、Pt、Rhなどの銀色を示す金属を混ぜ合わせると色が薄まり、さくらピンク色を呈するようになる。このため、仕上げ層は、Au、銀色を示す金属およびCuを含む合金からなるAu合金層である。前記銀色を示す金属は、Pd、PtおよびRhから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の装飾部材は、装飾被膜が調整層をさらに含み、基材側から下地層、調整層および仕上げ層が接するように積層されてなる装飾部材であってもよい(実施形態2)。
調整層は、Au、PdおよびCuを含む合金からなるAu合金層と、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層とが交互に積層された積層構造を有する。上記積層構造によればさくらピンク色の調整層が形成できる。なお、調整層において、下地層に接する層は上記Au合金層であり、仕上げ層に接する層は上記窒炭化物層である。
本発明の装飾部材は、装飾被膜が硬化層をさらに含み、基材側から硬化層、下地層および仕上げ層が接するように積層されてなる装飾部材であってもよい(実施形態3)。
硬化層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層である。硬化層を設けると、装飾部材全体の硬度(複合硬度)が上昇し耐傷性向上に寄与する。
本発明の装飾部材は、装飾被膜が密着層をさらに含み、基材側から密着層、硬化層、下地層および仕上げ層が接するように積層されてなる装飾部材であってもよい(実施形態4)。
金属層からなる密着層は基材との密着性に優れるため、密着層を設けると装飾部材の耐傷性を向上できる。
本発明の装飾部材は、装飾被膜が傾斜層をさらに含み、基材側から密着層、傾斜層、硬化層、下地層および仕上げ層が接するように積層されてなる装飾部材であってもよい(実施形態5)。
傾斜層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層であり、窒化物中の窒素量が、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて増加している。
本発明の装飾部材においては、装飾被膜が下地傾斜層をさらに含み、基材側から密着層、傾斜層、硬化層、下地傾斜層、下地層および仕上げ層が接するように積層されてなる装飾部材であってもよい(実施形態6)。
下地傾斜層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層であり、窒炭化物中の窒素量が、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて減少し、窒炭化物中の炭素量は、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて増加している。
本発明の装飾部材の装飾被膜においては、基材側から下地層および仕上げ層が積層されていれば特に限定されない。本発明の装飾部材としては、具体的には、実施形態1〜6のほか、下地層および仕上げ層に、上述した密着層、傾斜層、硬化層、下地傾斜層、調整層を適宜組み合わせた実施形態が挙げられる。より具体的には、たとえば以下の実施形態が挙げられる。
基材/密着層/硬化層/下地層/調整層/仕上げ層、
基材/密着層/傾斜層/硬化層/下地層/調整層/仕上げ層、
基材/密着層/傾斜層/硬化層/下地傾斜層/下地層/調整層/仕上げ層、
基材/傾斜層/硬化層/下地層/仕上げ層、
基材/傾斜層/硬化層/下地層/調整層/仕上げ層、
基材/傾斜層/硬化層/下地傾斜層/下地層/仕上げ層、
基材/傾斜層/硬化層/下地傾斜層/下地層/調整層/仕上げ層、
基材/密着層/下地層/仕上げ層、
基材/密着層/下地層/調整層/仕上げ層、
基材/硬化層/下地傾斜層/下地層/仕上げ層、
基材/硬化層/下地傾斜層/下地層/調整層/仕上げ層、
基材/密着層/硬化層/下地傾斜層/下地層/仕上げ層、
基材/密着層/硬化層/下地傾斜層/下地層/調整層/仕上げ層
なお、装飾被膜において、密着層を1層積層しても2層以上積層してもよい。傾斜層、硬化層、下地傾斜層、下地層、調整層および仕上げ層についても同様である。また、装飾被膜において、上述した層の間に、本発明の効果を損なわない範囲でその他の層が形成されていてもよい。
本発明の装飾部材の製造方法は、上述したような装飾部材の製造方法であって、下地層積層工程と仕上げ層積層工程とを含む。下地層積層工程および仕上げ層積層工程においては、下地層および仕上げ層は、たとえば反応性スパッタリング法等のスパッタリング法、イオンプレーティング法、アーク式イオンプレーティング法などの乾式メッキ法により形成される。
下地層積層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層である下地層を積層する。
実施形態2の製造方法は、実施形態1の製造方法に対して、調整層積層工程をさらに含む。すなわち、調整層積層工程では、たとえばスパッタリング法により、下地層に、Au、PdおよびCuを含む合金からなるAu合金層と、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層とが交互に積層された積層構造を有する調整層を積層し、仕上げ層積層工程では、たとえばスパッタリング法により、調整層が積層された基材に、Au、銀色を示す金属(例:Pd)およびCuを含む合金からなるAu合金層である仕上げ層を積層する。
実施形態3の製造方法は、実施形態1の製造方法に対して、硬化層積層工程をさらに含む。すなわち、硬化層積層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層である硬化層を積層し、下地層積層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、硬化層が積層された基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層である下地層を積層する。
実施形態4の製造方法は、実施形態3の製造方法に対して、密着層積層工程をさらに含む。すなわち、密着層積層工程では、たとえばスパッタリング法により、基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属からなるTi合金層である密着層を積層し、硬化層積層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、密着層が積層された基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層である硬化層を積層する。
実施形態5の製造方法は、実施形態4の製造方法に対して、傾斜層積層工程をさらに含む。すなわち、傾斜層積層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、密着層が積層された基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層である傾斜層を積層し、硬化層積層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、傾斜層が形成された基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層である硬化層を積層する。また、傾斜層積層工程では、窒化物中の窒素量が、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて増加するように窒化物層を積層する。
実施形態6の製造方法は、実施形態5の製造方法に対して、下地傾斜層積層工程をさらに含む。すなわち、下地傾斜層積層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、硬化層が積層された基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層である下地傾斜層を積層し、下地層工程では、たとえば反応性スパッタリング法により、下地傾斜層が積層された基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層である下地層を積層する。また、下地傾斜層積層工程では、窒炭化物中の窒素量は、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて減少し、窒炭化物中の炭素量は、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて増加するように窒炭化物層を積層する。
実施形態7の製造方法は、本発明の装飾部材の製造方法において、例えば実施形態1〜6の製造方法において、アニール処理工程をさらに含む。アニール処理工程は、得られた装飾部材に対して、アニール処理を実施する工程である。
その他の実施形態の製造方法では、たとえば上述した下地層積層工程および仕上げ層積層工程に、上述した密着層積層工程、傾斜層積層工程、硬化層積層工程、下地傾斜層積層工程、調整層積層工程、アニール処理工程を適宜組み合わせる。
本発明の装飾部材を含む装飾品としては、メガネフレーム等の部材を含む眼鏡;ネックレス、イアリング、ピアス、指輪、ペンダント、ブローチ、ブレスレット等のアクセサリー;時計ケース、時計バンド等の部材を含む時計;スポーツ用品などが挙げられる。これら装飾品は、一部が上記装飾部材で構成されていても、全部が上記装飾部材で構成されていてもよく、上記装飾部材を用いて公知の方法で製造できる。
[実施例1]
スパッタリングターゲットとして、Ti50質量%Nb50質量%の合金組成の焼結体およびAu73質量%Pd4質量%Cu23質量%の焼結体を使用した。図1に示すように、基材11としてJIS2種のTi材を用い、基材11上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmに窒素ガスを52sccm、CH4ガスを57sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を0.25μm形成し、下地層12を形成した。さらに下地層12上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる仕上げ層13を0.06μm形成して、さくらピンク色の装飾部材10を作製した。下地層12の色調はL*70.77、a*:7.22,b*:12.11、h:59.20であり、装飾部材10の色調はL*84.15、a*:6.16,b*:10.32、h:59.17であり、さくらピンク色を示した。
スパッタリングターゲットとして、Ti50質量%Ta50質量%の合金組成の焼結体およびAu73質量%Pd4質量%Cu23質量%の焼結体を使用した。図2に示すように、基材21としてJIS2種のTi材を用い、基材21上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmに窒素ガスを54sccm、CH4ガスを58sccm導入してTaTi合金窒炭化物膜を0.25μm形成し、下地層22を形成した。さらに下地層22上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる仕上げ層23を0.06μm形成して、さくらピンク色の装飾部材20を作製した。下地層22の色調はL*70.41、a*:6.98,b*:12.18、h:60.18であり、装飾部材20の色調はL*84.49、a*:6.19,b*:10.29、h:58.97であり、さくらピンク色を示した。
スパッタリングターゲットとして、Ti50質量%Nb50質量%の合金組成の焼結体およびAu80質量%Pd4質量%Cu16質量%の焼結体を使用した。図3に示すように、基材31としてJIS2種のTi材を用い、基材31上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmに窒素ガスを52sccm、CH4ガスを57sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を1.0μm形成し、下地層32を形成した。さらに下地層32上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる仕上げ層33を0.06μm形成して、さくらピンク色の装飾部材30を作製した。下地層32の色調はL*70.97、a*:7.17,b*:12.42、h:60.0であり、装飾部材30の色調はL*84.8、a*:7.19,b*:13.12、h:58.65であり、さくらピンク色を示した。
スパッタリングターゲットとして、Ti50質量%Nb50質量%の合金組成の焼結体およびAu73質量%Pd4質量%Cu23質量%の焼結体を使用した。図4に示すように、基材41としてJIS2種のTi材を用い、基材41上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmに窒素ガスを52sccm、CH4ガスを57sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を1.0μm形成し、下地層42を形成した。さらに下地層42上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる膜を0.01μm、下地層42と同条件の膜を0.01μm積層させて調整層43を形成した。さらに調整層43上に、AuPdCu膜(調整層43のAuPdCuからなる膜と同条件で得られた膜)からなる仕上げ層44を0.05μm形成して、さくらピンク色の装飾部材40を作製した。下地層42の色調はL*70.97、a*:7.17,b*:12.42、h:60.0であり、調整層43の色調はL*72.66、a*:6.88,b*:12.78、h:61.70であり、装飾部材50の色調はL*84.75、a*:6.28,b*:10.68、h:59.54であり、さくらピンク色を示した(表7)。
スパッタリングターゲットとして、Ti30質量%Nb70質量%の合金組成の焼結体およびAu83質量%Pd3.5質量%Cu13.5質量%の焼結体を使用した。図6に示すように、基材51としてJIS2種のTi材を用い、基材51上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガス100sccmを導入しNbTiN膜からなる硬化層52を0.7μm形成した。次いで硬化層52上にアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを58sccm、CH4ガスを48sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を0.3μm形成し、下地層53を形成した。さらに下地層53上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる膜を0.01μm、下地層53と同条件の膜を0.01μm積層させて調整層54を形成した。さらに調整層54上にAuPdCu膜(調整層54のAuPdCuからなる膜と同条件で得られた膜)からなる仕上げ層55を0.05μm形成して、さくらピンク色の装飾部材50を作製した。下地層53の色調はL*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0であり、調整層54の色調はL*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4であり、装飾部材50の色調はL*85.01、a*:7.16,b*:13.79、h:62.56であり、さくらピンク色を示した(表8)。
スパッタリングターゲットとして、Ti30質量%Nb70質量%の合金組成の焼結体およびAu83質量%Pd3.5質量%Cu13.5質量%の焼結体を使用した。図8に示すように、基材61としてJIS2種のTi材を用い、基材61上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmを導入してNbTi金属膜からなる密着層62を0.1μm形成した。次いでアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガス100sccmを導入しNbTiN膜からなる硬化層63を0.7μm形成した。次いで硬化層63上にアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを58sccm、CH4ガスを48sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を0.3μm形成し、下地層64を形成した。さらに下地層64上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる膜を0.01μm、下地層64と同条件の膜を0.01μm積層させて調整層65を形成した。さらに調整層65上にAuPdCu膜(調整層65のAuPdCuからなる膜と同条件で得られた膜)からなる仕上げ層66を0.05μm形成して、さくらピンク色の装飾部材60を作製した。下地層64の色調はL*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0であり、調整層65の色調はL*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4であり、装飾部材60の色調はL*84.89、a*:7.10,b*:13.54、h:62.33であり、さくらピンク色を示した(表9)。
スパッタリングターゲットとして、Ti30質量%Nb70質量%の合金組成の焼結体およびAu83質量%Pd3.5質量%Cu13.5質量%の焼結体及びTiを使用した。図9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180sccmを導入してTi金属膜からなる密着層72を0.1μm形成した。次いでアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガス100sccmを導入しNbTiN膜からなる硬化層73を0.7μm形成した。次いで硬化層73上にアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを58sccm、CH4ガスを48sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を0.3μm形成し、下地層74を形成した。さらに下地層74上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる膜を0.01μm、下地層74と同条件の膜を0.01μm積層させて調整層75を形成した。さらに調整層75上にAuPdCu膜(調整層75のAuPdCuからなる膜と同条件で得られた膜)からなる仕上げ層76を0.05μm形成して、さくらピンク色の装飾部材70を作製した。下地層74の色調はL*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0であり、調整層75の色調はL*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4であり、装飾部材70の色調はL*85.01、a*:7.2,b*:13.66、h:62.21であり、さくらピンク色を示した(表10)。
スパッタリングターゲットとして、Ti30質量%Nb70質量%の合金組成の焼結体およびAu83質量%Pd3.5質量%Cu13.5質量%の焼結体を使用した。図11に示すように、基材81としてJIS2種のTi材を用い、基材81上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmを導入してNbTi金属膜からなる密着層82を0.1μm形成した。次いでアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを0〜100sccmまで徐々に増加させるように投入し、NbTiN膜の傾斜層83を0.1μm形成した。次いでアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガス100sccmを導入してNbTiNからなる硬化層84を0.7μm形成した。次いで硬化層84上にアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを58sccm、CH4ガスを48sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を0.3μm形成し、下地層85を形成した。さらに下地層85上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる膜を0.01μm、下地層85と同条件の膜を0.01μm積層させて調整層86を形成した。さらに調整層86上にAuPdCu膜(調整層86のAuPdCuからなる膜と同条件で得られた膜)からなる仕上げ層87を0.05μm形成して、さくらピンク色の装飾部材80を作製した。下地層85の色調はL*71.23、a*:6.59,b*:11.89、h:61.0であり、調整層86の色調はL*73.51、a*:6.35,b*:12.68、h:63.4であり、装飾部材80の色調はL*85.31、a*:7.33,b*:13.79、h:62.01であり、さくらピンク色を示した(表11)。
実施例9は本発明に係るさくらピンク色の装飾部材の最も最適な構造である。スパッタリングターゲットとして、Ti50質量%Nb50質量%の合金組成の焼結体およびAu73質量%Pd4質量%Cu23質量%の焼結体を使用した。図12に示すように、基材91としてJIS2種のTi材を用い、基材91上にスパッタリング法でアルゴンガス95sccmを導入してNbTi金属膜からなる密着層92を0.1μm形成した。次いでアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを0〜100sccmまで徐々に増加させるように投入し、NbTiN膜の傾斜層93を0.05μm形成した。次いでアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガス100sccmを導入してNbTiNからなる硬化層94を0.65μm形成した。その後硬化層94上にアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを100sccmから52sccmに減ずるとともに、CH4ガスを0sccmから57sccmまで増加させながら成膜した下地傾斜層95を0.03μm作製した。その後下地傾斜層95上にアルゴンガス95sccmに加えて窒素ガスを52sccm、CH4ガスを57sccm導入してNbTi合金窒炭化物膜を0.33μm形成し、下地層96を形成した。さらに下地層96上にAr180sccmを導入してAuPdCuからなる膜を0.01μm、下地層96と同ガス条件の膜を0.01μm積層させて調整層97を形成した。さらに調整層97上にAuPdCu膜(調整層97のAuPdCuからなる膜と同条件で得られた膜)からなる仕上げ層98を0.05μm形成して、さくらピンク色の装飾部材90を作製した。下地層96の色調はL*70.77、a*:7.22,b*:12.11、h:59.20であり、調整層97の色調はL*72.81、a*:6.49,b*:12.89、h:63.28であり、装飾部材90の色調はL*85.16、a*:6.38,b*:11.20、h:60.33であり、さくらピンク色を示した。
表13にはNbTiまたはTaTiに変えてTiを用いた場合のTiNC膜の色調測定結果を示した。TiNC膜はスパッタリング法でアルゴンガス95sccm、窒素ガス46sccm一定として、メタンガスの流量を振って作製した。CH4ガスを増やしていくとTiNC膜の色調は薄黄色から黄色に変わっていき、CH4ガス62sccmで急激に茶色を呈する膜に変化した。Ti材料はスパッタリング法において、一定量の反応ガス量を超えると成膜状態が遷移領域モードから化合物モードに変化する事に由来する。化合物モードに移行した場合、ターゲット表面上には十分に反応しきってしまった化合物膜(TiNC膜)が堆積し、この化合物膜が基板に成膜されてしまうため、ガス条件を変化させても色調変化が起こらない(CH4:63、64sccm)。この成膜モードの変化は、膜材料の性質や原子量、成膜時の真空度によって決まるといわれているが、Ti材料はこの成膜モード変化が起きる代表格である。
図16にはNbTi合金窒化物膜とTiN膜、NbN膜との結晶性の比較を示した。図16からTiNb合金窒化物膜の結晶性は、TiN膜、NbN膜の丁度中間の位置でピークを持っている事から、NbとTiが固溶した合金結晶を形成していると考えられる。
実施例9で作成したさくらピンク色の装飾部材90について、さらに真空加熱処理(アニール処理)を実施した。装飾部材90を真空加熱炉に投入し、200℃1時間のアニール処理、300℃1時間のアニール処理、400℃1時間のアニール処理を実施して、装飾部材100を作成した。
(元素量)
層を構成する元素の量は、ESCA(X線光電子分光方)およびEPMA(電子プローブマイクロアナライザー)法により測定した。ESCAでは部材表面で定性された元素において、トップ表面からスパッタエッチングを行い、得られた元素のXPS光電子スペクトルの検出から定量を行った。EPMAは加速電圧15kV、プローブ電流5×10-8、プローブ径100μmの条件で、試料表面に電子線を照射し、発生する特性X線のスペクトルを解析する事で元素の定性と定量を行った。また、Cについては計算強度を用いてZAF補正を行った。
膜厚測定は、マスクを施したSiウエハーを基材と共に成膜装置内に導入し、成膜後にマスクを除去して、マスクされていた部分とマスクされていない部分での段差を測定して行った。尚、実施例に記載している膜厚は、予め各成膜条件にて単層膜を成膜し、得られた成膜レートから規定膜厚になるように時間で制御した膜厚である。
膜硬度測定は、微小押込み硬さ試験機(FISCHER製H100)を用いて行った。測定子にはビッカース圧子を使用し、5mN荷重で10秒間保持した後に除荷を行い、挿入されたビッカース圧子の深さから膜硬度を算出して行った。
色調(明度、彩度)は、KONICA MINOLTA製のSpectraMagic NXを用いて測定した。具体的には、光源D65を用いてL*a*b*色度図によるL*a*b*およびL*C*h表色系のhを測定した。
耐傷性試験は、以下のように行った。まず、JISに定めるSUS316L基材に装飾膜を施し、アルミナ粒子が均一に分散した磨耗紙を試験サンプルに一定加重で接触させ、一定回数擦ることで傷を発生させた。傷がついた試験サンプルの表面を、キズの方向と垂直方向にスキャンして表面粗さを測定し、この二乗平均粗さから耐傷性を評価とした。なお、傷の発生量が多いほど、傷の深さが深いほど二乗平均粗さの数値が大きくなり、逆に傷の発生量が少ないほど、傷の深さが浅いほど二乗平均粗さの数値が小さくなることから、耐傷性を数値的に評価することができる。
原子間力顕微鏡はSII製のSPM3800Nを使用し、SI−DF20マイクロカンチレバーを用いてDFMモードによる3μm領域の測定を実施した。
X線回折測定はRigaku製SmartLabを使用し、測定はOut Of Plane法(薄膜法)を用いて、入射角1°、ステップ0.02°、スピード3sec/step、測定範囲0度〜120度の範囲で行った。
11: 基材
12: 下地層
13: 仕上げ層
20: 装飾部材
21: 基材
22: 下地層
23: 仕上げ層
30: 装飾部材
31: 基材
32: 下地層
33: 仕上げ層
40: 装飾部材
41: 基材
42: 下地層
43: 調整層
44: 仕上げ層
50: 装飾部材
51: 基材
52: 硬化層
53: 下地層
54: 調整層
55: 仕上げ層
60: 装飾部材
61: 基材
62: 密着層
63: 硬化層
64: 下地層
65: 調整層
66: 仕上げ層
70: 装飾部材
71: 基材
72: 密着層
73: 硬化層
74: 下地層
75: 調整層
76: 仕上げ層
80: 装飾部材
81: 基材
82: 密着層
83: 傾斜層
84: 硬化層
85: 下地層
86: 調整層
87: 仕上げ層
90: 装飾部材
91: 基材
92: 密着層
93: 傾斜層
94: 硬化層
95: 下地傾斜層
96: 下地層
97: 調整層
98: 仕上げ層
Claims (21)
- 基材と、基材上に形成された装飾被膜とからなる装飾部材であって、
装飾被膜は、基材側から下地層および仕上げ層が積層されてなり、
下地層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層であり、
前記下地層の厚さが、0.05〜3μmであり、
仕上げ層は、Au、銀色を示す金属およびCuを含む合金からなるAu合金層であり、
前記銀色を示す金属が、Pd、PtおよびRhから選ばれる少なくとも1種であり、
前記仕上げ層の厚さが、0.02〜0.15μmであり、
L * a * b * 表色系において、L * が80以上、a * が4〜10、b * が9.5〜16であり、L * C * h表色系において、hが55〜67°である
ことを特徴とする装飾部材。 - 前記装飾被膜が、調整層をさらに含み、基材側から下地層、調整層および仕上げ層が積層されてなり、
調整層は、Au、PdおよびCuを含む合金からなるAu合金層と、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層とが交互に積層された積層構造を有することを特徴とする請求項1に記載の装飾部材。 - 前記調整層が、Au合金層1層および窒炭化物層1層の積層構造を1単位として、該単位を1〜2回繰り返す積層構造を有することを特徴とする請求項2に記載の装飾部材。
- 前記装飾被膜が、硬化層をさらに含み、基材側から硬化層、下地層および仕上げ層が積層されてなり、
硬化層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層であることを特徴とする請求項1に記載の装飾部材。 - 前記装飾被膜が、密着層をさらに含み、基材側から密着層、硬化層、下地層および仕上げ層が積層されてなり、
密着層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属からなるTi合金層であることを特徴とする請求項4に記載の装飾部材。 - 前記装飾被膜が、密着層をさらに含み、基材側から密着層、硬化層、下地層および仕上げ層が積層されてなり、
密着層は、酸素を含んでいてもよいTiからなるTi層であることを特徴とする請求項4に記載の装飾部材。 - 前記装飾被膜が、傾斜層をさらに含み、基材側から密着層、傾斜層、硬化層、下地層および仕上げ層が積層されてなり、
傾斜層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒化物からなる窒化物層であり、窒化物中の窒素量は、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて増加することを特徴とする請求項5または6に記載の装飾部材。 - 前記装飾被膜が、下地傾斜層をさらに含み、基材側から密着層、傾斜層、硬化層、下地傾斜層、下地層および仕上げ層が積層されてなり、
下地傾斜層は、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層であり、窒炭化物中の窒素量は、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて減少し、窒炭化物中の炭素量は、装飾被膜の厚さ方向に基材から離れるにつれて増加することを特徴とする請求項7に記載の装飾部材。 - 前記下地層において、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種ならびにTiからなる金属と、窒素と、炭素との合計を100質量%としたときに、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種が合計で22〜66質量%、Tiが20〜50質量%、窒素が7〜19質量%、炭素が4〜15質量%の量で含まれることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の装飾部材。
- 前記仕上げ層が、Au、PdおよびCuを含む合金からなるAu合金層であり、
前記仕上げ層において、Au、PdおよびCuの合計を100質量%としたときに、Auが62〜90質量%、Pdが2.5〜17質量%、Cuが5〜21質量%の量で含まれることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の装飾部材。 - 調整層中のAu合金層において、Au、PdおよびCuの合計を100質量%としたときに、Auが62〜90質量%、Pdが2.5〜17質量%、Cuが5〜21質量%の量で含まれることを特徴とする請求項2または3に記載の装飾部材。
- 調整層中の窒炭化物層において、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種ならびにTiからなる金属と、窒素と、炭素との合計を100質量%としたときに、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種が合計で22〜66質量%、Tiが20〜50質量%、窒素が7〜19質量%、炭素が4〜15質量%の量で含まれることを特徴とする請求項2または3に記載の装飾部材。
- 前記密着層において、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとの合計を100質量%としたときに、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種が合計で25〜75質量%、Tiが25〜75質量%の量で含まれることを特徴とする請求項5に記載の装飾部材。
- 前記装飾被膜の厚さが、0.3〜3.0μmであることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の装飾部材。
- 前記仕上げ層は、L*a*b*表色系において、L*が80以上、a*が4〜10、b*が9.5〜16であり、L*C*h表色系において、hが55〜67°であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の装飾部材。
- 前記仕上げ層が、Au、PdおよびCuを含む合金からなるAu合金層であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の装飾部材。
- 前記仕上げ層のX線回折測定で得られた回折パターンにおいて、[100]面および/または[211]面に相当するピークが観測される請求項1〜16のいずれか1項に記載の装飾部材。
- 基材と、基材上に形成された装飾被膜とからなる装飾部材の製造方法であって、
装飾被膜は、基材側から下地層および仕上げ層が積層されてなり、
基材に、NbおよびTaより選ばれる少なくとも一種とTiとを含む金属の窒炭化物からなる窒炭化物層である、厚さ0.05〜3μmの下地層を積層する下地層積層工程と、
下地層が積層された基材に、Au、銀色を示す金属およびCuを含む合金からなるAu合金層である、厚さ0.02〜0.15μmの仕上げ層を積層する仕上げ層積層工程と
を含み、
前記銀色を示す金属が、Pd、PtおよびRhから選ばれる少なくとも1種であり、
前記仕上げ層は、L * a * b * 表色系において、L * が80以上、a * が4〜10、b * が9.5〜16であり、L * C * h表色系において、hが55〜67°である
ことを特徴とする装飾部材の製造方法。 - 前記仕上げ層が、Au、PdおよびCuを含む合金からなるAu合金層であることを特徴とする請求項18に記載の装飾部材の製造方法。
- 前記装飾部材に対してアニール処理を実施する工程をさらに含むことを特徴とする請求項18または19に記載の装飾部材の製造方法。
- 前記アニール処理の温度が200〜500℃であることを特徴とする請求項20に記載の装飾部材の製造方法。
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