JPH07207446A - チタン系被膜の形成方法 - Google Patents
チタン系被膜の形成方法Info
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- JPH07207446A JPH07207446A JP32883994A JP32883994A JPH07207446A JP H07207446 A JPH07207446 A JP H07207446A JP 32883994 A JP32883994 A JP 32883994A JP 32883994 A JP32883994 A JP 32883994A JP H07207446 A JPH07207446 A JP H07207446A
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- coating
- titanium
- frying pan
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0015—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterized by the colour of the layer
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- Frying-Pans Or Fryers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属基体の表面に、色調が美しく、かつ高温
に曝しても変色等のない、耐熱性に優れたＴｉ系被膜を
形成させる。 【構成】 基体表面にＴｉ被膜およびＴｉＮ被膜を順次
形成した後、この基体を酸素と窒素とからなる混合雰囲
気中にて３５０〜５００℃で加熱し、上記ＴｉＮ被膜の
表面に透明なＴｉＯ2被膜を形成する色調安定化処理を
行う。その結果、大気中の酸素の侵入が、ＴｉＯ2被膜
により抑制される。しかも、ＴｉＯ2被膜は透明である
ため、ＴｉＮ被膜の金色の色調に悪影響をおよぼさな
い。ここで、上記混合雰囲気中における酸素と窒素との
混合比（Ｏ2：Ｎ2）は、Ｏ2：Ｎ2＝１：５〜１：２０の
範囲内にあることが望ましく、かつ上記ＴｉＯ2被膜の
膜厚は、１０００オングストローム未満であることが望
ましい。
に曝しても変色等のない、耐熱性に優れたＴｉ系被膜を
形成させる。 【構成】 基体表面にＴｉ被膜およびＴｉＮ被膜を順次
形成した後、この基体を酸素と窒素とからなる混合雰囲
気中にて３５０〜５００℃で加熱し、上記ＴｉＮ被膜の
表面に透明なＴｉＯ2被膜を形成する色調安定化処理を
行う。その結果、大気中の酸素の侵入が、ＴｉＯ2被膜
により抑制される。しかも、ＴｉＯ2被膜は透明である
ため、ＴｉＮ被膜の金色の色調に悪影響をおよぼさな
い。ここで、上記混合雰囲気中における酸素と窒素との
混合比（Ｏ2：Ｎ2）は、Ｏ2：Ｎ2＝１：５〜１：２０の
範囲内にあることが望ましく、かつ上記ＴｉＯ2被膜の
膜厚は、１０００オングストローム未満であることが望
ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基体表面にチタン系被
膜を形成するための方法に係り、特に加熱による変色の
ないチタン系被膜の形成方法に関する。
膜を形成するための方法に係り、特に加熱による変色の
ないチタン系被膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばネクタイピンや腕時計のフ
レーム等では、その装飾性を高め高級感を付与するとと
もに、耐蝕性および耐摩耗性等を向上させる目的で、基
体表面に窒化チタン（以下、ＴｉＮと略す。）からなる
被膜を形成させる場合がある。このＴｉＮ被膜は美しい
金色を呈し、耐蝕性や耐摩耗性も良好なことから、優れ
たコーティング材として、上記装飾品類の他、刃物等の
表面処理にも用いられつつある。
レーム等では、その装飾性を高め高級感を付与するとと
もに、耐蝕性および耐摩耗性等を向上させる目的で、基
体表面に窒化チタン（以下、ＴｉＮと略す。）からなる
被膜を形成させる場合がある。このＴｉＮ被膜は美しい
金色を呈し、耐蝕性や耐摩耗性も良好なことから、優れ
たコーティング材として、上記装飾品類の他、刃物等の
表面処理にも用いられつつある。
【０００３】上記ＴｉＮ被膜は、上記ネクタイピンや腕
時計のフレーム等の装飾品類のように、通常常温で使用
される物品にあっては、その美しい色調が半永久的に維
持される。
時計のフレーム等の装飾品類のように、通常常温で使用
される物品にあっては、その美しい色調が半永久的に維
持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
調理用品のように、空気中で高温に加熱される物品で
は、表面に形成したＴｉＮ被膜が加熱によって変色し、
美しい金色がくすんだ色になってしまうという問題があ
った。
調理用品のように、空気中で高温に加熱される物品で
は、表面に形成したＴｉＮ被膜が加熱によって変色し、
美しい金色がくすんだ色になってしまうという問題があ
った。
【０００５】その原因は、真空中（１×１０-5Torr）加
熱では変色が生じないことや、変色したＴｉＮ被膜中か
ら酸化チタン（以下、ＴｉＯ2と略す。）が検出される
こと等から、被膜中に残存する未反応のＴｉと、雰囲気
が制御されていない大気中の酸素との反応に起因する、
無秩序なＴｉＯ2被膜の形成によるものと考えられる。
すなわち、大気中にてＴｉＮ被膜上に形成されたＴｉ
Ｏ2被膜は、緻密でなく、多くの欠陥（細孔）を有して
いる。そのため、加熱に伴うＴｉＮ被膜と酸素との更な
る反応と、それに伴うＴｉＯ2被膜の厚膜化を抑制でき
ず、かつ、膜厚も不均一となる。一方、加熱に伴うＴｉ
Ｎ被膜の色調変化の度合はＴｉＯ2被膜の厚さに大きく
依存している（ただし、膜厚数１００オングストローム
程度のＴｉＯ2被膜は透明である。）と推測される。故
に、上記のような理由により無秩序なＴｉＯ2被膜が形
成されると、安定した金色が維持できなくなるのであ
る。
熱では変色が生じないことや、変色したＴｉＮ被膜中か
ら酸化チタン（以下、ＴｉＯ2と略す。）が検出される
こと等から、被膜中に残存する未反応のＴｉと、雰囲気
が制御されていない大気中の酸素との反応に起因する、
無秩序なＴｉＯ2被膜の形成によるものと考えられる。
すなわち、大気中にてＴｉＮ被膜上に形成されたＴｉ
Ｏ2被膜は、緻密でなく、多くの欠陥（細孔）を有して
いる。そのため、加熱に伴うＴｉＮ被膜と酸素との更な
る反応と、それに伴うＴｉＯ2被膜の厚膜化を抑制でき
ず、かつ、膜厚も不均一となる。一方、加熱に伴うＴｉ
Ｎ被膜の色調変化の度合はＴｉＯ2被膜の厚さに大きく
依存している（ただし、膜厚数１００オングストローム
程度のＴｉＯ2被膜は透明である。）と推測される。故
に、上記のような理由により無秩序なＴｉＯ2被膜が形
成されると、安定した金色が維持できなくなるのであ
る。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、色調が美しく、かつ高温に曝しても変色等のない耐
熱性に優れたチタン系被膜の形成方法を提供することを
目的とする。
で、色調が美しく、かつ高温に曝しても変色等のない耐
熱性に優れたチタン系被膜の形成方法を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる問題は、基体表面
にチタン（以下、Ｔｉと略す。）被膜およびＴｉＮ被膜
を順次形成した後、この基体を酸素と窒素とからなる混
合雰囲気中にて３５０〜５００℃で加熱し、上記ＴｉＮ
被膜の表面に透明かつ緻密で細孔等の欠陥を有さないＴ
ｉＯ2被膜を均一に形成することにより解消される。す
なわち、このＴｉＯ2被膜は透明であるため、ＴｉＮ被
膜の金色の色調を変えることなく、かつ緻密で細孔等の
欠陥を有さないため、大気中の酸素の侵入が防止され
る。
にチタン（以下、Ｔｉと略す。）被膜およびＴｉＮ被膜
を順次形成した後、この基体を酸素と窒素とからなる混
合雰囲気中にて３５０〜５００℃で加熱し、上記ＴｉＮ
被膜の表面に透明かつ緻密で細孔等の欠陥を有さないＴ
ｉＯ2被膜を均一に形成することにより解消される。す
なわち、このＴｉＯ2被膜は透明であるため、ＴｉＮ被
膜の金色の色調を変えることなく、かつ緻密で細孔等の
欠陥を有さないため、大気中の酸素の侵入が防止され
る。
【０００８】また、上記混合雰囲気中における酸素と窒
素との混合比（Ｏ2：Ｎ2）は、Ｏ2：Ｎ2＝１：５〜１：
２０の範囲内にあることが望ましい。更に、上記ＴｉＯ
2被膜の膜厚は、１０００オングストローム未満である
ことが望ましい。
素との混合比（Ｏ2：Ｎ2）は、Ｏ2：Ｎ2＝１：５〜１：
２０の範囲内にあることが望ましい。更に、上記ＴｉＯ
2被膜の膜厚は、１０００オングストローム未満である
ことが望ましい。
【０００９】更にまた、上記Ｔｉ被膜およびＴｉＮ被膜
の形成に際しては、アルゴン雰囲気下にて上記基体に電
圧を印加し、かつイオン化されたＴｉ粒子を上記基体に
衝突させて上記基体の表面にＴｉ被膜を形成した後、窒
素ガスを供給し、上記Ｔｉ粒子とイオン化された窒素ガ
スとを反応させて上記Ｔｉ被膜上に上記ＴｉＮ被膜を形
成することが望ましい。
の形成に際しては、アルゴン雰囲気下にて上記基体に電
圧を印加し、かつイオン化されたＴｉ粒子を上記基体に
衝突させて上記基体の表面にＴｉ被膜を形成した後、窒
素ガスを供給し、上記Ｔｉ粒子とイオン化された窒素ガ
スとを反応させて上記Ｔｉ被膜上に上記ＴｉＮ被膜を形
成することが望ましい。
【００１０】上記構成によれば、基体の表面にＴｉＮ被
膜を形成した後、この基体を酸素と窒素とからなる混合
雰囲気中で加熱し、ＴｉＮ被膜中に残存するＴｉと酸素
とを反応させることにより、高温時における変色のな
い、色調安定性に優れたＴｉＮ系被膜が得られる。
膜を形成した後、この基体を酸素と窒素とからなる混合
雰囲気中で加熱し、ＴｉＮ被膜中に残存するＴｉと酸素
とを反応させることにより、高温時における変色のな
い、色調安定性に優れたＴｉＮ系被膜が得られる。
【００１１】一方、一般にＴｉＮ被膜はそれ自身は耐蝕
性に優れるものの、膜厚方向にピンホールが存在するた
め、基体自身の保護には不十分であった。しかるに、基
体上に予め初層としてＴｉ被膜を形成しておくことによ
り、このピンホールを通過する水分や塩分の基体への到
達がこのＴｉ被膜にて遮断される。そのため、基体の腐
食が防止され、基体自身をも保護できる。
性に優れるものの、膜厚方向にピンホールが存在するた
め、基体自身の保護には不十分であった。しかるに、基
体上に予め初層としてＴｉ被膜を形成しておくことによ
り、このピンホールを通過する水分や塩分の基体への到
達がこのＴｉ被膜にて遮断される。そのため、基体の腐
食が防止され、基体自身をも保護できる。
【００１２】
【作用】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は、本発明に係るＴｉ系被膜の形成方法の一例
として、フライパンの表面に対するＴｉ系被膜の形成方
法を説明するための図である。図中符号１は、例えば鋼
等の金属材料からなるフライパン基体（基体）、２は基
体の表面にＴｉ被膜およびＴｉＮ被膜が形成されたフラ
イパン、３はＴｉＮ被膜の表面にＴｉＯ2被膜による色
調安定化処理が施されたフライパン、４は研磨洗浄装
置、５はイオンプレーティング装置、６は色調安定化処
理工程を行うための熱処理装置である。
る。図１は、本発明に係るＴｉ系被膜の形成方法の一例
として、フライパンの表面に対するＴｉ系被膜の形成方
法を説明するための図である。図中符号１は、例えば鋼
等の金属材料からなるフライパン基体（基体）、２は基
体の表面にＴｉ被膜およびＴｉＮ被膜が形成されたフラ
イパン、３はＴｉＮ被膜の表面にＴｉＯ2被膜による色
調安定化処理が施されたフライパン、４は研磨洗浄装
置、５はイオンプレーティング装置、６は色調安定化処
理工程を行うための熱処理装置である。
【００１３】この装置によりフライパン基体１表面にＴ
ｉ系被膜を形成するには、まず、フライパン基体１の成
型工程に際してフライパン基体１の表面に形成された凹
凸、あるいは該表面に付着した塵挨や油脂等を、研磨洗
浄装置４により除去する。具体的には、フライパン基体
１の表面を研磨した後、純水、酸、アルカリ等を用いて
順次脱脂洗浄を行う。
ｉ系被膜を形成するには、まず、フライパン基体１の成
型工程に際してフライパン基体１の表面に形成された凹
凸、あるいは該表面に付着した塵挨や油脂等を、研磨洗
浄装置４により除去する。具体的には、フライパン基体
１の表面を研磨した後、純水、酸、アルカリ等を用いて
順次脱脂洗浄を行う。
【００１４】このようにして前処理されたフライパン基
体１の表面に、イオンプレーティング装置５によりＴｉ
Ｎ被膜を形成する。このイオンプレーティング装置５
は、図２に示すように、装置本体５Ａと、被膜材料のチ
タン７を入れるるつぼ８と、基板電源９と、ガス（Ａ
ｒ、Ｎ2）供給調節装置１０と、イオン化電極１１と、
電子ビーム装置１２と、真空装置１３と、ヒーター１４
と、ガス（Ａｒ、Ｎ2）供給口１５とを備えている。
体１の表面に、イオンプレーティング装置５によりＴｉ
Ｎ被膜を形成する。このイオンプレーティング装置５
は、図２に示すように、装置本体５Ａと、被膜材料のチ
タン７を入れるるつぼ８と、基板電源９と、ガス（Ａ
ｒ、Ｎ2）供給調節装置１０と、イオン化電極１１と、
電子ビーム装置１２と、真空装置１３と、ヒーター１４
と、ガス（Ａｒ、Ｎ2）供給口１５とを備えている。
【００１５】被膜の形成に際しては、フライパン基体１
を、装置本体５Ａ内のるつぼ８と対向する側に設置し、
真空装置１３により装置本体５Ａ内を圧力１０-5〜１０
-7Torr程度の真空状態とするとともに、基板電源９によ
り、数百ボルトの電圧を印加する。そして、この条件下
で、ガス供給調節装置１０からＡｒガスを供給し、装置
本体５Ａ内をＡｒ雰囲気として、フライパン基体１の表
面をイオンボンバートさせる。更に、電子ビーム装置１
２により、るつぼ８内のチタン７を加熱蒸散させてＴｉ
粒子とし、そのＴｉ粒子をイオン化電極１１によりイオ
ン化してフライパン基体１に衝突させると、フライパン
基体１の表面にＴｉ被膜が形成される。
を、装置本体５Ａ内のるつぼ８と対向する側に設置し、
真空装置１３により装置本体５Ａ内を圧力１０-5〜１０
-7Torr程度の真空状態とするとともに、基板電源９によ
り、数百ボルトの電圧を印加する。そして、この条件下
で、ガス供給調節装置１０からＡｒガスを供給し、装置
本体５Ａ内をＡｒ雰囲気として、フライパン基体１の表
面をイオンボンバートさせる。更に、電子ビーム装置１
２により、るつぼ８内のチタン７を加熱蒸散させてＴｉ
粒子とし、そのＴｉ粒子をイオン化電極１１によりイオ
ン化してフライパン基体１に衝突させると、フライパン
基体１の表面にＴｉ被膜が形成される。
【００１６】このＴｉ被膜の膜厚が数百オングストロー
ムとなった時点で、フライパン基体１への印加電圧を下
げ、イオンプレーティング装置本体５Ａ内にガス供給口
１５からＮ2ガスを供給し、同時に、ガス（Ａｒ、Ｎ2）
供給調節装置１０により、装置本体５Ａの内圧を１０-5
Torr程度に調節する。そして、前述のイオン化したＴｉ
粒子と、同様にイオン化電極１１によりイオン化された
Ｎ2ガスとを反応させて、フライパン基体１表面のＴｉ
被膜上に、膜厚２〜３μmのＴｉＮ被膜を形成させる。
その結果、Ｔｉ被膜の表面にＴｉＮ被膜が形成されたフ
ライパン２が得られる。
ムとなった時点で、フライパン基体１への印加電圧を下
げ、イオンプレーティング装置本体５Ａ内にガス供給口
１５からＮ2ガスを供給し、同時に、ガス（Ａｒ、Ｎ2）
供給調節装置１０により、装置本体５Ａの内圧を１０-5
Torr程度に調節する。そして、前述のイオン化したＴｉ
粒子と、同様にイオン化電極１１によりイオン化された
Ｎ2ガスとを反応させて、フライパン基体１表面のＴｉ
被膜上に、膜厚２〜３μmのＴｉＮ被膜を形成させる。
その結果、Ｔｉ被膜の表面にＴｉＮ被膜が形成されたフ
ライパン２が得られる。
【００１７】次に、このフライパン２を熱処理装置６内
に設置する。この熱処理装置６は、図３に示すように、
処理装置本体６Ａと、窒素（Ｎ2）ガスボンベ１６と、
酸素（Ｏ2）ガスボンベ１７と、純化器１８，１９と、
ヒーター２０と、棚２１と、ポンプ２２を備えている。
膜の形成に際しては、熱処理装置本体６Ａ内の棚２１に
設置されたフライパン２を加熱し、かつＮ2ガスボンベ
１６およびＯ2ガスボンベ１７から、それぞれ純化器１
８，１９を経てＮ2ガスおよびＯ2ガスを熱処理装置本体
６Ａ内に供給し、熱処理装置本体６Ａ内を、Ｏ2とＮ2と
からなる混合雰囲気に保つ。
に設置する。この熱処理装置６は、図３に示すように、
処理装置本体６Ａと、窒素（Ｎ2）ガスボンベ１６と、
酸素（Ｏ2）ガスボンベ１７と、純化器１８，１９と、
ヒーター２０と、棚２１と、ポンプ２２を備えている。
膜の形成に際しては、熱処理装置本体６Ａ内の棚２１に
設置されたフライパン２を加熱し、かつＮ2ガスボンベ
１６およびＯ2ガスボンベ１７から、それぞれ純化器１
８，１９を経てＮ2ガスおよびＯ2ガスを熱処理装置本体
６Ａ内に供給し、熱処理装置本体６Ａ内を、Ｏ2とＮ2と
からなる混合雰囲気に保つ。
【００１８】特に、本発明を鍋類等に適用した場合にお
けるＴｉ系被膜の美観の維持およびＴｉ系被膜に対する
焼き付き防止の観点からは、ＴｉＮ被膜表面に透明かつ
緻密で細孔等の欠陥を有さないＴｉＯ2被膜が均一に形
成され、かつＴｉＯ2被膜の表面が鏡面状をなしている
ことが重要となる。これらの条件を満たすためには、上
記混合雰囲気のＯ2：Ｎ2の比率を＝１：５〜１：２０の
範囲内に維持することが望ましい。
けるＴｉ系被膜の美観の維持およびＴｉ系被膜に対する
焼き付き防止の観点からは、ＴｉＮ被膜表面に透明かつ
緻密で細孔等の欠陥を有さないＴｉＯ2被膜が均一に形
成され、かつＴｉＯ2被膜の表面が鏡面状をなしている
ことが重要となる。これらの条件を満たすためには、上
記混合雰囲気のＯ2：Ｎ2の比率を＝１：５〜１：２０の
範囲内に維持することが望ましい。
【００１９】更に、ヒーター２０によりフライパン２を
３５０〜５００℃に加熱し、これによってＴｉＮ被膜表
面に均一な数１００Ａ°程度の膜厚のＴｉＯ2被膜を形
成させることにより、加熱による変色のないＴｉ系被膜
を持つフライパン３が得られる。ここで、上記操作にお
ける温度を３５０〜５００℃の範囲に限定した理由は、
この範囲が、本発明を鍋類等に適用した場合における上
限付近の温度であり、かつこの範囲であれば、ＴｉＯ2
被膜の膜厚が１０００オングストローム未満に保たれる
ためである。すなわち、膜厚が１０００オングストロー
ム未満であればＴｉＯ2被膜は概ね透明となり、その結
果、表面にＴｉＯ2被膜を形成させても、ＴｉＮ本来の
色調である金色が失われることはない。
３５０〜５００℃に加熱し、これによってＴｉＮ被膜表
面に均一な数１００Ａ°程度の膜厚のＴｉＯ2被膜を形
成させることにより、加熱による変色のないＴｉ系被膜
を持つフライパン３が得られる。ここで、上記操作にお
ける温度を３５０〜５００℃の範囲に限定した理由は、
この範囲が、本発明を鍋類等に適用した場合における上
限付近の温度であり、かつこの範囲であれば、ＴｉＯ2
被膜の膜厚が１０００オングストローム未満に保たれる
ためである。すなわち、膜厚が１０００オングストロー
ム未満であればＴｉＯ2被膜は概ね透明となり、その結
果、表面にＴｉＯ2被膜を形成させても、ＴｉＮ本来の
色調である金色が失われることはない。
【００２０】また、このＴｉ系被膜の形成方法において
は、イオンプレーティング法によりＴｉＮ被膜を形成す
る際のＴｉとＮとの組成割合を変えることにより、熱処
理後のＴｉＮ系被膜を様々な色調にすることができる。
例えば、本例におけるイオンプレーティング装置の条件
をＴｉ／Ｎ＝２．０前後とすればＴｉＮ成膜時は薄金色
で熱処理後に金色をなす被膜が得られ、Ｔｉ／Ｎ＝１．
０前後とすればＴｉＮ成膜時は金色で熱処理後に濃金色
をなす被膜が得られる。
は、イオンプレーティング法によりＴｉＮ被膜を形成す
る際のＴｉとＮとの組成割合を変えることにより、熱処
理後のＴｉＮ系被膜を様々な色調にすることができる。
例えば、本例におけるイオンプレーティング装置の条件
をＴｉ／Ｎ＝２．０前後とすればＴｉＮ成膜時は薄金色
で熱処理後に金色をなす被膜が得られ、Ｔｉ／Ｎ＝１．
０前後とすればＴｉＮ成膜時は金色で熱処理後に濃金色
をなす被膜が得られる。
【００２１】以上のようにして、図４に示すような、フ
ライパン基体１表面に、高温条件における色調安定性に
優れたＴｉ系被膜２９が形成されたフライパン３が得ら
れる。
ライパン基体１表面に、高温条件における色調安定性に
優れたＴｉ系被膜２９が形成されたフライパン３が得ら
れる。
【００２２】このＴｉ系被膜の形成方法によれば、Ｔｉ
Ｎ被膜中のＴｉを酸素と窒素の混合雰囲気中で加熱して
ＴｉＮ被膜表面に透明かつ緻密で細孔等の欠陥を有さな
いＴｉＯ2被膜を均一に形成させることにより、ＴｉＮ
被膜の美しい色調が加熱に対しても変色することのな
い、耐熱性に優れたＴｉ系被膜が得られる。また、イオ
ンプレーティング装置による被膜の形成条件のうち、Ｔ
ｉ／Ｎの割合を適宜に調節することにより、種々の色調
のＴｉＮ被膜を形成することができる。しかも、基体自
身は、基体上に初層として形成されたＴｉ被膜により予
め保護されているため、基体が腐食することもない。
Ｎ被膜中のＴｉを酸素と窒素の混合雰囲気中で加熱して
ＴｉＮ被膜表面に透明かつ緻密で細孔等の欠陥を有さな
いＴｉＯ2被膜を均一に形成させることにより、ＴｉＮ
被膜の美しい色調が加熱に対しても変色することのな
い、耐熱性に優れたＴｉ系被膜が得られる。また、イオ
ンプレーティング装置による被膜の形成条件のうち、Ｔ
ｉ／Ｎの割合を適宜に調節することにより、種々の色調
のＴｉＮ被膜を形成することができる。しかも、基体自
身は、基体上に初層として形成されたＴｉ被膜により予
め保護されているため、基体が腐食することもない。
【００２３】従って、本発明の方法を、例えば上記例で
示したフライパンを始めとする比較的底の浅い調理用鍋
類や、あるいは調理用のへら等の様々な加熱調理用品に
適用した場合には、表面に美しい金色の色調を持つ、装
飾性が高く高級感が付与された調理用品が得られる。し
かも、このＴｉ系被膜は色調安定化処理されているた
め、調理時に加熱しても変色することがなく、美しい金
色の色調が維持される。
示したフライパンを始めとする比較的底の浅い調理用鍋
類や、あるいは調理用のへら等の様々な加熱調理用品に
適用した場合には、表面に美しい金色の色調を持つ、装
飾性が高く高級感が付与された調理用品が得られる。し
かも、このＴｉ系被膜は色調安定化処理されているた
め、調理時に加熱しても変色することがなく、美しい金
色の色調が維持される。
【００２４】なお、上記の例においては、イオンプレー
ティング法を用いてＴｉＮ被膜を形成しているが、その
他の成膜方法、例えばスパッタ法や蒸着法あるいは化学
蒸着法等を用いてＴｉＮ被膜を形成してもよい。
ティング法を用いてＴｉＮ被膜を形成しているが、その
他の成膜方法、例えばスパッタ法や蒸着法あるいは化学
蒸着法等を用いてＴｉＮ被膜を形成してもよい。
【００２５】
【実施例】図１ないし図３に示す装置を用いて、表面に
ＴｉＯ2被膜が形成されたＴｉＮ被膜を有するフライパ
ンを作製した。
ＴｉＯ2被膜が形成されたＴｉＮ被膜を有するフライパ
ンを作製した。
【００２６】まず、スチール製のフライパン基体１を研
磨洗浄装置４内に入れ、表面研磨の後、水洗浄、純水洗
浄、酸洗浄、アルカリ洗浄、再水洗浄、アルコール洗浄
の順で順次洗浄した。
磨洗浄装置４内に入れ、表面研磨の後、水洗浄、純水洗
浄、酸洗浄、アルカリ洗浄、再水洗浄、アルコール洗浄
の順で順次洗浄した。
【００２７】このフライパン基体１を更にイオンプレー
ティング装置本体５Ａ内に設置した後、イオンプレーテ
ィング装置本体５Ａ内を、真空装置１３により圧力１０
-5〜１０-7Torr程度の真空状態とし、かつフライパン基
体１に数１００ボルトの電圧を印加した。次いで、装置
内にＡｒガスを供給し、Ａｒ雰囲気にてフライパン基体
１表面をイオンボンバートし、膜厚２００オングストロ
ームのＴｉ被膜をフライパン基体１表面に形成させた。
その後、フライパン基体１の印加電圧を下げ、イオンプ
レーティング装置本体５Ａ内にガス供給調節装置１０に
よりＴｉ／Ｎ＝１．０となるようにＮ2ガスを供給し、
かつイオンプレーティング装置本体５Ａの内圧を１０-5
Torr程度として、膜厚２〜３μmのＴｉＮ層を形成させ
た。
ティング装置本体５Ａ内に設置した後、イオンプレーテ
ィング装置本体５Ａ内を、真空装置１３により圧力１０
-5〜１０-7Torr程度の真空状態とし、かつフライパン基
体１に数１００ボルトの電圧を印加した。次いで、装置
内にＡｒガスを供給し、Ａｒ雰囲気にてフライパン基体
１表面をイオンボンバートし、膜厚２００オングストロ
ームのＴｉ被膜をフライパン基体１表面に形成させた。
その後、フライパン基体１の印加電圧を下げ、イオンプ
レーティング装置本体５Ａ内にガス供給調節装置１０に
よりＴｉ／Ｎ＝１．０となるようにＮ2ガスを供給し、
かつイオンプレーティング装置本体５Ａの内圧を１０-5
Torr程度として、膜厚２〜３μmのＴｉＮ層を形成させ
た。
【００２８】上記方法により得たフライパン２を熱処理
装置本体６Ａ内の棚に設置し、Ｎ2ガスボンベ１６およ
びＯ2ガスボンベ１７から、Ｎ2ガスおよびＯ2ガスをそ
れぞれ純化器１８，１９を経て熱処理装置本体６Ａ内に
供給した。このようにして熱処理装置本体６Ａ内を
Ｏ2：Ｎ2＝１：２０〜１：５の雰囲気に保ち、この条件
でフライパンをヒーター２０によって３５０℃に加熱
し、膜厚数百オングストローム程度のＴｉＯ2被膜を形
成させた。その結果、表面に濃金色の美しい色調のＴｉ
系被膜が形成されたフライパン（以下、実施例とい
う。）が得られた。
装置本体６Ａ内の棚に設置し、Ｎ2ガスボンベ１６およ
びＯ2ガスボンベ１７から、Ｎ2ガスおよびＯ2ガスをそ
れぞれ純化器１８，１９を経て熱処理装置本体６Ａ内に
供給した。このようにして熱処理装置本体６Ａ内を
Ｏ2：Ｎ2＝１：２０〜１：５の雰囲気に保ち、この条件
でフライパンをヒーター２０によって３５０℃に加熱
し、膜厚数百オングストローム程度のＴｉＯ2被膜を形
成させた。その結果、表面に濃金色の美しい色調のＴｉ
系被膜が形成されたフライパン（以下、実施例とい
う。）が得られた。
【００２９】上記方法により得られた実施例のフライパ
ンについて、加熱によるＴｉ系被膜の変色、食品の耐焼
き付き性、および耐摩耗性をテストした。
ンについて、加熱によるＴｉ系被膜の変色、食品の耐焼
き付き性、および耐摩耗性をテストした。
【００３０】まず、加熱による変色について、実施例の
フライパンおよび、ＴｉＯ2を形成せず、単にＴｉＮ被
膜のみを形成したフライパン（以下、比較例という。）
を、それぞれ３００℃で加熱した。その結果、実施例の
フライパンには変色は見られなかったが、比較例のフラ
イパンは黒味を帯びた暗黄色に変色した。また、この加
熱テスト後の各々のフライパンについてＸ線回析を行っ
た。その結果を図５に示す。
フライパンおよび、ＴｉＯ2を形成せず、単にＴｉＮ被
膜のみを形成したフライパン（以下、比較例という。）
を、それぞれ３００℃で加熱した。その結果、実施例の
フライパンには変色は見られなかったが、比較例のフラ
イパンは黒味を帯びた暗黄色に変色した。また、この加
熱テスト後の各々のフライパンについてＸ線回析を行っ
た。その結果を図５に示す。
【００３１】ここで、図５中記号Ａは、実施例のＴｉ系
被膜が形成されたフライパンを３００℃で加熱したも
の、Ｂは比較例のフライパンを３００℃で加熱したも
の、Ｃは加熱前の比較例のフライパンを示す。その結
果、比較例では、加熱後に実施例を上回る量のＴｉＯ2
が出現していることがわかる。
被膜が形成されたフライパンを３００℃で加熱したも
の、Ｂは比較例のフライパンを３００℃で加熱したも
の、Ｃは加熱前の比較例のフライパンを示す。その結
果、比較例では、加熱後に実施例を上回る量のＴｉＯ2
が出現していることがわかる。
【００３２】一方、食品の焼き付き性については、実施
例のフライパンを用いて、魚と餅とを焼いて永い期間に
わたりテストしたところ、焼き付きは全く見られなかっ
た。また、耐摩耗性については、実施例のフライパンの
表面を金属たわしを用いて強力に擦過したが、膜表面の
傷つきや膜の剥離は見られず、優れた耐摩耗性を有する
ことが確認された。
例のフライパンを用いて、魚と餅とを焼いて永い期間に
わたりテストしたところ、焼き付きは全く見られなかっ
た。また、耐摩耗性については、実施例のフライパンの
表面を金属たわしを用いて強力に擦過したが、膜表面の
傷つきや膜の剥離は見られず、優れた耐摩耗性を有する
ことが確認された。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明におけるＴｉ
系被膜の形成方法によれば、色調が美しく、かつ高温に
曝しても変色等のない、耐熱性に優れたＴｉ系被膜が得
られる。
系被膜の形成方法によれば、色調が美しく、かつ高温に
曝しても変色等のない、耐熱性に優れたＴｉ系被膜が得
られる。
【図１】本発明のＴｉ系被膜形成方法を実施する装置の
一例を示す概略構成図である。
一例を示す概略構成図である。
【図２】図１で示す装置で用いたイオンプレーティング
装置を示す概略構成図である。
装置を示す概略構成図である。
【図３】図１で示す装置で用いた熱処理装置の一例を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
【図４】本発明の実施により得られたフライパンの斜視
図である。
図である。
【図５】本発明の実施例を説明するためのＸ線回析図で
ある。
ある。
１ フライパン基体（基体） ２ フライパン（ＴｉＮ被膜形成） ３ フライパン（ＴｉＯ2被膜形成） ４ 研磨洗浄装置 ５ イオンプレーティング装置 ５Ａ イオンプレーティング装置本体 ６ 熱処理装置
Claims (4)
- 【請求項１】 基体表面にチタン被膜および窒化チタン
被膜を順次形成した後、この基体を酸素と窒素とからな
る混合雰囲気中にて３５０〜５００℃で加熱し、上記窒
化チタン被膜の表面に透明な酸化チタン被膜を形成する
色調安定化処理を行うことを特徴とするチタン系被膜の
形成方法。 - 【請求項２】 上記混合雰囲気中における酸素と窒素と
の混合比（Ｏ2：Ｎ2）が、Ｏ2：Ｎ2＝１：５〜１：２０
の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載のチタン
系被膜の形成方法。 - 【請求項３】 上記酸化チタン被膜の膜厚が１０００オ
ングストローム未満であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のチタン系被膜の形成方法。 - 【請求項４】 アルゴン雰囲気下にて上記基体に電圧を
印加し、かつイオン化されたチタン粒子を上記基体に衝
突させて上記基体の表面にチタン被膜を形成した後、窒
素ガスを供給し、上記チタン粒子とイオン化された窒素
ガスとを反応させて上記チタン被膜上に上記窒化チタン
被膜を形成することを特徴とする請求項１，２または３
記載のチタン系被膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32883994A JPH07207446A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | チタン系被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32883994A JPH07207446A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | チタン系被膜の形成方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2176968A Division JPH0774448B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-07-04 | 調理用鍋類 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207446A true JPH07207446A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=18214666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32883994A Pending JPH07207446A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | チタン系被膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07207446A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007024125A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Showa Corp | フロントフォーク及びその製造方法 |
| KR100977496B1 (ko) * | 2007-12-21 | 2010-08-23 | 한국기계연구원 | 금색 타일 |
| WO2017217506A1 (ja) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | 株式会社アールシーロゴ | 車両用サスペンションの摺動部材及びその製造方法 |
| CN112779509A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种过渡金属氮化物核壳结构薄膜及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149234A (en) * | 1976-06-07 | 1977-12-12 | Tsuneo Nishida | Surface treatment |
| JPS60138066A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | Casio Comput Co Ltd | 時計用外装部品の表面処理方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32883994A patent/JPH07207446A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52149234A (en) * | 1976-06-07 | 1977-12-12 | Tsuneo Nishida | Surface treatment |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPWO2017217506A1 (ja) * | 2016-06-17 | 2019-05-16 | 株式会社アールシーロゴ | 車両用サスペンションの摺動部材及びその製造方法 |
| EP3473886A4 (en) * | 2016-06-17 | 2020-03-11 | RC-Logo Co., Ltd. | SLIDING ELEMENT FOR VEHICLE SUSPENSION, AND METHOD FOR MANUFACTURING A SLIDING ELEMENT |
| US10844471B2 (en) | 2016-06-17 | 2020-11-24 | Rc-Logo Co., Ltd. | Sliding member for vehicular suspension and method for producing same |
| CN112779509A (zh) * | 2019-11-07 | 2021-05-11 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种过渡金属氮化物核壳结构薄膜及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970218 |