JPH10324971A - 装飾部材 - Google Patents
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- JPH10324971A JPH10324971A JP9137136A JP13713697A JPH10324971A JP H10324971 A JPH10324971 A JP H10324971A JP 9137136 A JP9137136 A JP 9137136A JP 13713697 A JP13713697 A JP 13713697A JP H10324971 A JPH10324971 A JP H10324971A
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- A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
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- A44C27/005—Coating layers for jewellery
- A44C27/006—Metallic coatings
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- B44—DECORATIVE ARTS
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- B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
- B44C1/04—Producing precipitations
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Abstract
(57)【要約】
【課題】優れた耐食性を有するとともに、アレルギー源
となる金属の溶出がなく、機械的特性も兼備した装飾部
材を提供する。 【解決手段】セラミックス製基体の表面に硬質炭素膜を
被覆してなる装飾部材であって、該硬質炭素膜が、ラマ
ン分光スペクトルにおいて１１６０±４０ｃｍ-1および
１３４０±４０ｃｍ-1にピークが存在し、１１６０±４
０ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度の強いピーク
強度をＨ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在するピークの
うち最も強度の強いピーク強度をＨ2 、１５００±６０
ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度の強いピーク強
度をＨ3 としたとき ０．０２≦Ｈ1 ／Ｈ2 ≦１．０ かつ Ｈ2 ＜Ｈ3 を満足する。
となる金属の溶出がなく、機械的特性も兼備した装飾部
材を提供する。 【解決手段】セラミックス製基体の表面に硬質炭素膜を
被覆してなる装飾部材であって、該硬質炭素膜が、ラマ
ン分光スペクトルにおいて１１６０±４０ｃｍ-1および
１３４０±４０ｃｍ-1にピークが存在し、１１６０±４
０ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度の強いピーク
強度をＨ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在するピークの
うち最も強度の強いピーク強度をＨ2 、１５００±６０
ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度の強いピーク強
度をＨ3 としたとき ０．０２≦Ｈ1 ／Ｈ2 ≦１．０ かつ Ｈ2 ＜Ｈ3 を満足する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬質炭素膜を被覆
した装飾部材、特に、時計用ケースやバンドなどの時計
用部品、カフスボタン、バッグ用金具、ライター、指
輪、ネックレス、ピアス、ブローチ、眼鏡フレーム、釣
糸ガイドや繊維ガイド等の装飾用として用いられる部材
に関するものである。
した装飾部材、特に、時計用ケースやバンドなどの時計
用部品、カフスボタン、バッグ用金具、ライター、指
輪、ネックレス、ピアス、ブローチ、眼鏡フレーム、釣
糸ガイドや繊維ガイド等の装飾用として用いられる部材
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、時計用部品（ケース、バンド）、
カフスボタン、バッグ用金具、ライター、指輪、ネック
レス、ピアス、ブローチ、眼鏡フレーム、釣糸ガイドや
繊維ガイド等の装飾部材には装飾性は勿論のこと、高い
耐摩耗性が要求されており、該装飾部材そのものを金色
に類似した色調を有する金属により形成したもの、真鍮
などの金属基体の表面に金メッキを施したもの（特開平
８−１２０４８１号公報参照）、あるいはセラミックス
からなる基体の表面に金色を呈し、金よりも耐摩耗性に
優れた窒化チタンを被覆したものがあった（特開平１−
２６５８４１号公報参照）。
カフスボタン、バッグ用金具、ライター、指輪、ネック
レス、ピアス、ブローチ、眼鏡フレーム、釣糸ガイドや
繊維ガイド等の装飾部材には装飾性は勿論のこと、高い
耐摩耗性が要求されており、該装飾部材そのものを金色
に類似した色調を有する金属により形成したもの、真鍮
などの金属基体の表面に金メッキを施したもの（特開平
８−１２０４８１号公報参照）、あるいはセラミックス
からなる基体の表面に金色を呈し、金よりも耐摩耗性に
優れた窒化チタンを被覆したものがあった（特開平１−
２６５８４１号公報参照）。
【０００３】しかしながら、上記装飾部材が金属からな
るものでは、耐候性、耐食性、さらには耐摩耗性の点で
問題があり、耐用寿命が非常に短いものであった。しか
も、金属中にＮｉが含まれている場合、装飾部材として
人が身に付けると金属アレルギーを引き起こす恐れもあ
った。
るものでは、耐候性、耐食性、さらには耐摩耗性の点で
問題があり、耐用寿命が非常に短いものであった。しか
も、金属中にＮｉが含まれている場合、装飾部材として
人が身に付けると金属アレルギーを引き起こす恐れもあ
った。
【０００４】また、金メッキを施した装飾部材では、初
期の段階において金色の輝きを維持しているものの、
酸、アルカリ等薬品を使用する環境下では耐食性が劣
り、また、金そのものが軟質金属であることより傷付き
易いといった欠点があり、その結果、使用を重ねるにつ
れてその特有の輝きが損なわれるといった課題があっ
た。
期の段階において金色の輝きを維持しているものの、
酸、アルカリ等薬品を使用する環境下では耐食性が劣
り、また、金そのものが軟質金属であることより傷付き
易いといった欠点があり、その結果、使用を重ねるにつ
れてその特有の輝きが損なわれるといった課題があっ
た。
【０００５】さらに、窒化チタンを被覆した装飾部材
は、先に示した装飾部材に比べて耐摩耗性の点で優れる
ものの、さらに長期的な安定性が要求されてきている。
は、先に示した装飾部材に比べて耐摩耗性の点で優れる
ものの、さらに長期的な安定性が要求されてきている。
【０００６】そこで、表面保護を目的として、金や金合
金の表面にダイヤモンドなどの硬質炭素膜を形成するこ
とが提案されている（特開昭６２−１８００７１号、特
開平１−２４４７０５号公報等参照）。
金の表面にダイヤモンドなどの硬質炭素膜を形成するこ
とが提案されている（特開昭６２−１８００７１号、特
開平１−２４４７０５号公報等参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６２−１８００７１号や特開平１−２４４７０５号
等に記載された硬質炭素膜は、プラズマＣＶＤ法等によ
って形成された高純度のダイヤモンドからなるものであ
り、このような高純度ダイヤモンド膜は、ダイヤモンド
の結晶成長が顕著であるために、結晶粒子が大きく、膜
厚を厚くしないと膜化し得ないという問題があった。
開昭６２−１８００７１号や特開平１−２４４７０５号
等に記載された硬質炭素膜は、プラズマＣＶＤ法等によ
って形成された高純度のダイヤモンドからなるものであ
り、このような高純度ダイヤモンド膜は、ダイヤモンド
の結晶成長が顕著であるために、結晶粒子が大きく、膜
厚を厚くしないと膜化し得ないという問題があった。
【０００８】しかも、表面にダイヤモンド自身による凹
凸が存在し、表面で乱反射が発生するという問題もあっ
た。この表面の凹凸による乱反射は、膜表面を研磨加工
することにより解消し得るものの、ダイヤモンドからな
る膜表面を鏡面研磨加工するのは非常に長時間を要する
ために生産性に劣るものであった。また、このダイヤモ
ンド膜には結晶粒界が存在し、しかも膜内部にボイドが
多量に存在するため、薬品に対して局所的な腐食を生じ
やすいという問題もあった。
凸が存在し、表面で乱反射が発生するという問題もあっ
た。この表面の凹凸による乱反射は、膜表面を研磨加工
することにより解消し得るものの、ダイヤモンドからな
る膜表面を鏡面研磨加工するのは非常に長時間を要する
ために生産性に劣るものであった。また、このダイヤモ
ンド膜には結晶粒界が存在し、しかも膜内部にボイドが
多量に存在するため、薬品に対して局所的な腐食を生じ
やすいという問題もあった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、装飾部材として必要な機械的特性を備えたセ
ラミックス製基体に対し、ラマン分光スペクトルにおけ
るピーク強度比を規定した硬質炭素膜を被覆することに
よって、耐久性及び装飾性に優れる装飾部材を構成した
ものである。
題に鑑み、装飾部材として必要な機械的特性を備えたセ
ラミックス製基体に対し、ラマン分光スペクトルにおけ
るピーク強度比を規定した硬質炭素膜を被覆することに
よって、耐久性及び装飾性に優れる装飾部材を構成した
ものである。
【００１０】即ち、本発明に係る装飾部材は、セラミッ
クス製基体に硬質炭素膜を被覆してなるものであり、該
硬質炭素膜が、ラマン分光スペクトルにおいて１１６０
±４０ｃｍ-1、１３４０±４０ｃｍ-1、及び１５００±
６０ｃｍ-1にピークが存在し、１１６０±４０ｃｍ-1に
存在するピークのうち最も強度の強いピーク強度を
Ｈ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在するピークのうち最
も強度の強いピーク強度をＨ2 、１５００±６０ｃｍ-1
に存在するピークのうち最も強度の強いピーク強度をＨ
3 としたとき、 ０．０２≦Ｈ1 ／Ｈ2 ≦１．０ かつ Ｈ2 ＜Ｈ3 を満足することが大きな特徴である。
クス製基体に硬質炭素膜を被覆してなるものであり、該
硬質炭素膜が、ラマン分光スペクトルにおいて１１６０
±４０ｃｍ-1、１３４０±４０ｃｍ-1、及び１５００±
６０ｃｍ-1にピークが存在し、１１６０±４０ｃｍ-1に
存在するピークのうち最も強度の強いピーク強度を
Ｈ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在するピークのうち最
も強度の強いピーク強度をＨ2 、１５００±６０ｃｍ-1
に存在するピークのうち最も強度の強いピーク強度をＨ
3 としたとき、 ０．０２≦Ｈ1 ／Ｈ2 ≦１．０ かつ Ｈ2 ＜Ｈ3 を満足することが大きな特徴である。
【００１１】この硬質炭素膜は、ダイヤモンドを主とす
るものであるが、一般に知られているダイヤモンド膜
は、高純度ダイヤモンドからなり、炭素原子間がｓｐ3
混成で結合された構造からなり、ラマン分光スペクトル
において１３４０±４０ｃｍ-1にピークを有するものが
多用されている。また、一部において、ｓｐ2 混成で結
合されたグラファイト構造の炭素等を含み、１３４０±
４０ｃｍ-1のピークに加えて１５００〜１６００ｃｍ-1
付近にブロードなピークを有するダイヤモンド膜も知ら
れている。
るものであるが、一般に知られているダイヤモンド膜
は、高純度ダイヤモンドからなり、炭素原子間がｓｐ3
混成で結合された構造からなり、ラマン分光スペクトル
において１３４０±４０ｃｍ-1にピークを有するものが
多用されている。また、一部において、ｓｐ2 混成で結
合されたグラファイト構造の炭素等を含み、１３４０±
４０ｃｍ-1のピークに加えて１５００〜１６００ｃｍ-1
付近にブロードなピークを有するダイヤモンド膜も知ら
れている。
【００１２】しかし、これらのダイヤモンド膜は、ダイ
ヤモンド結晶粒が大きいことにより、成膜後の表面の凹
凸が大きく、結晶粒界が存在し、しかも膜内部にボイド
が多量に存在するため、薬品に対して局所的な腐食を生
じやすい。
ヤモンド結晶粒が大きいことにより、成膜後の表面の凹
凸が大きく、結晶粒界が存在し、しかも膜内部にボイド
が多量に存在するため、薬品に対して局所的な腐食を生
じやすい。
【００１３】これに対して、本発明における硬質炭素膜
は、ダイヤモンドを主とするものであるが、ラマン分光
スペクトルにおいて、少なくとも１３４０±４０ｃ
ｍ-1、１１６０±４０ｃｍ-1にピークを有するものであ
る。上記ピークのうち、１３４０±４０ｃｍ-1のピーク
はダイヤモンド結晶のピークを示し、１１６０±４０ｃ
ｍ-1のピークは、ダイヤモンド前駆体またはポリエン構
造の存在を示すものと考えられ、極めて微細な結晶によ
って形成されることを意味するものである。
は、ダイヤモンドを主とするものであるが、ラマン分光
スペクトルにおいて、少なくとも１３４０±４０ｃ
ｍ-1、１１６０±４０ｃｍ-1にピークを有するものであ
る。上記ピークのうち、１３４０±４０ｃｍ-1のピーク
はダイヤモンド結晶のピークを示し、１１６０±４０ｃ
ｍ-1のピークは、ダイヤモンド前駆体またはポリエン構
造の存在を示すものと考えられ、極めて微細な結晶によ
って形成されることを意味するものである。
【００１４】さらに、本発明の硬質炭素膜は、１５００
±６０ｃｍ-1にもピークを有している。この１５００±
６０ｃｍ-1のピークは、ダイヤモンド結晶間に存在する
非晶質相を示すものであり、この非晶質相が膜中のボイ
ドに充填されるために、膜の密度を高めることができ
る。
±６０ｃｍ-1にもピークを有している。この１５００±
６０ｃｍ-1のピークは、ダイヤモンド結晶間に存在する
非晶質相を示すものであり、この非晶質相が膜中のボイ
ドに充填されるために、膜の密度を高めることができ
る。
【００１５】従って、本発明における硬質炭素膜は、ダ
イヤモンド結晶が極めて微細で平均粒径が１μｍ以下の
結晶により構成され、膜中にはほとんどボイドが存在し
ない高緻密質な膜からなる。
イヤモンド結晶が極めて微細で平均粒径が１μｍ以下の
結晶により構成され、膜中にはほとんどボイドが存在し
ない高緻密質な膜からなる。
【００１６】このように、本発明では、硬質炭素膜自体
が高硬度であり非常に緻密質で微細な結晶からなり、し
かも膜中にボイドが存在しないために、酸、アルカリ等
の薬品と接触しても膜中のボイド等や結晶粒界による局
所的な浸食がなく、優れた耐食性を発揮することができ
る。しかも、従来のようなダイヤモンド結晶による凹凸
がなく平坦性に優れたものである。また、グラファイト
構造の物質を微量含んでいても高硬度と耐摩耗性を有す
るものである。
が高硬度であり非常に緻密質で微細な結晶からなり、し
かも膜中にボイドが存在しないために、酸、アルカリ等
の薬品と接触しても膜中のボイド等や結晶粒界による局
所的な浸食がなく、優れた耐食性を発揮することができ
る。しかも、従来のようなダイヤモンド結晶による凹凸
がなく平坦性に優れたものである。また、グラファイト
構造の物質を微量含んでいても高硬度と耐摩耗性を有す
るものである。
【００１７】従って、上記硬質炭素膜をセラミックス部
材の表面に形成する場合に、セラミックス部材の表面形
状に整合した平滑で緻密な膜面を形成できる。そのた
め、耐食性と高い平滑性が要求される装飾部材において
も、セラミックスの母材表面を所望の表面粗さに仕上げ
ておくと、平滑性に優れた硬質炭素膜を形成することが
できる。
材の表面に形成する場合に、セラミックス部材の表面形
状に整合した平滑で緻密な膜面を形成できる。そのた
め、耐食性と高い平滑性が要求される装飾部材において
も、セラミックスの母材表面を所望の表面粗さに仕上げ
ておくと、平滑性に優れた硬質炭素膜を形成することが
できる。
【００１８】また、仮に膜表面を研磨する必要があると
きも、従来のダイヤモンド膜に比較して容易に研磨で
き、ボイドのない膜面を形成することができる。
きも、従来のダイヤモンド膜に比較して容易に研磨で
き、ボイドのない膜面を形成することができる。
【００１９】また、この硬質炭素膜は、緻密質であるた
めに、部材がＮｉメッキ等の下地層を有する場合におい
ても、汗や海水等と接触した場合において、膜中のボイ
ドや結晶粒界を通して基体の局所的な浸食が生じず、優
れた耐食性を有し、部材中にＮｉを含んでいたとしても
アレルギー源金属が溶出するのを防止することができ
る。
めに、部材がＮｉメッキ等の下地層を有する場合におい
ても、汗や海水等と接触した場合において、膜中のボイ
ドや結晶粒界を通して基体の局所的な浸食が生じず、優
れた耐食性を有し、部材中にＮｉを含んでいたとしても
アレルギー源金属が溶出するのを防止することができ
る。
【００２０】ここで、本発明における硬質炭素膜のラマ
ン分光スペクトルにおけるピーク強度について具体的に
説明する。本発明の硬質炭素膜は、図１に示すように、
少なくとも１３４０±４０ｃｍ-1と１１６０±４０ｃｍ
-1にピークが存在する。１１６０±４０ｃｍ-1のピーク
強度は、１１００ｃｍ-1と１７００ｃｍ-1の位置間で斜
線を引き、これをベースラインとして、１１６０±４０
ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度の高いピーク強
度をＨ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在するピークのう
ち最も強度の高いピーク強度をＨ2 としたとき、Ｈ1 ／
Ｈ2 で表されるピーク強度比が ０．０２≦Ｈ1 ／Ｈ2 ≦１．０ であることが重要である。
ン分光スペクトルにおけるピーク強度について具体的に
説明する。本発明の硬質炭素膜は、図１に示すように、
少なくとも１３４０±４０ｃｍ-1と１１６０±４０ｃｍ
-1にピークが存在する。１１６０±４０ｃｍ-1のピーク
強度は、１１００ｃｍ-1と１７００ｃｍ-1の位置間で斜
線を引き、これをベースラインとして、１１６０±４０
ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度の高いピーク強
度をＨ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在するピークのう
ち最も強度の高いピーク強度をＨ2 としたとき、Ｈ1 ／
Ｈ2 で表されるピーク強度比が ０．０２≦Ｈ1 ／Ｈ2 ≦１．０ であることが重要である。
【００２１】このピーク強度比Ｈ1 ／Ｈ2 が０．０２よ
り小さくなると、ダイヤモンド結晶粒子が大きく成長し
すぎ、膜中にボイドが発生したり膜の表面粗さが大きく
なり、薬品を使用する環境下においては、局所的な腐食
が進行しやすくなる。また、ピーク強度比Ｈ1 ／Ｈ2 が
１．０よりも大きいとダイヤモンド結晶の比率が少なく
なる結果、膜硬度が低下してしまう場合があるため、上
記ピーク強度比Ｈ1 ／Ｈ2 は１．０以下とする。
り小さくなると、ダイヤモンド結晶粒子が大きく成長し
すぎ、膜中にボイドが発生したり膜の表面粗さが大きく
なり、薬品を使用する環境下においては、局所的な腐食
が進行しやすくなる。また、ピーク強度比Ｈ1 ／Ｈ2 が
１．０よりも大きいとダイヤモンド結晶の比率が少なく
なる結果、膜硬度が低下してしまう場合があるため、上
記ピーク強度比Ｈ1 ／Ｈ2 は１．０以下とする。
【００２２】また、本発明の硬質炭素膜は、ラマン分光
スペクトルにおいて１５００±６０ｃｍ-1にもピークを
有し、該領域内のピークのうち最も強度の強いピーク強
度をＨ3 としたとき、 Ｈ2 ＜Ｈ3 の関係を満足し、したがって上記式より Ｈ1 ≦Ｈ2 ＜Ｈ3 の関係を満足するものであることも重要である。
スペクトルにおいて１５００±６０ｃｍ-1にもピークを
有し、該領域内のピークのうち最も強度の強いピーク強
度をＨ3 としたとき、 Ｈ2 ＜Ｈ3 の関係を満足し、したがって上記式より Ｈ1 ≦Ｈ2 ＜Ｈ3 の関係を満足するものであることも重要である。
【００２３】この１５００±６０ｃｍ-1のピークは、ダ
イヤモンド結晶間に存在する非晶質相を示すものであ
り、膜中のボイドに充填されるために、膜の密度を高め
ることができ、それによりＮｉの溶出をより効果的に防
止することができる。
イヤモンド結晶間に存在する非晶質相を示すものであ
り、膜中のボイドに充填されるために、膜の密度を高め
ることができ、それによりＮｉの溶出をより効果的に防
止することができる。
【００２４】また、上記硬質炭素膜を被覆する基体であ
るセラミックスは、装飾部材として必要な機械的特性を
備えることが望ましい。装飾部材に要求される機械特性
としては、 部材に荷重が与えられても容易に破壊しないこと 欠けにくいこと 身に付けていても重さを感じさせないこと 硬いものをぶつけても凹まないこと 変形したり、たわんだりしにくいこと が挙げられる。
るセラミックスは、装飾部材として必要な機械的特性を
備えることが望ましい。装飾部材に要求される機械特性
としては、 部材に荷重が与えられても容易に破壊しないこと 欠けにくいこと 身に付けていても重さを感じさせないこと 硬いものをぶつけても凹まないこと 変形したり、たわんだりしにくいこと が挙げられる。
【００２５】そのため、基体を成すセラミックスとして
は、３点曲げ強度８８０ＭＰａ以上、破壊靭性４．５Ｍ
／ｍ2/3 以上、比重６．０以下、ビッカース硬度１０．
８ＧＰａ以上、ヤング率２００ＧＰａ以上であることが
要求される。これらの要求を満たすセラミックスとして
は、例えば、窒化珪素、ジルコニアを主成分とするセラ
ミックス、またはＴｉＣ基あるいはＴｉＮ基サーメット
が望ましい。
は、３点曲げ強度８８０ＭＰａ以上、破壊靭性４．５Ｍ
／ｍ2/3 以上、比重６．０以下、ビッカース硬度１０．
８ＧＰａ以上、ヤング率２００ＧＰａ以上であることが
要求される。これらの要求を満たすセラミックスとして
は、例えば、窒化珪素、ジルコニアを主成分とするセラ
ミックス、またはＴｉＣ基あるいはＴｉＮ基サーメット
が望ましい。
【００２６】ここで、窒化珪素を主成分とするセラミッ
クスとは、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分とし、焼結
助剤としてＡｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＷＣ等を含有する原
料を所定形状に成形し、窒素雰囲気中、１７００〜１９
００℃で焼成して得られるものである。また、ジルコニ
アを主成分とするセラミックスは、ジルコニア（ＺｒＯ
2 ）を主成分としてＹ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ
2 、Ｄｙ2 Ｏ3 等を安定化剤として含有する原料を所定
形状に成形し、酸素雰囲気中、１３００〜１５００℃で
焼成して得られる、正方晶の結晶を主体とする部分安定
化ジルコニアセラミックスである。さらに、ＴｉＣ基サ
ーメットは、硬質成分としてＴｉＣやＴｉＣＮ等を、金
属成分としてＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の鉄族金属をそれぞれ
含有する原料を所定形状に成形し、真空雰囲気中、１３
００〜１５００℃で焼成して得られるものである。ま
た、ＴｉＮ基サーメットは、硬質成分としてＴｉＮやＴ
ｉＯ2 等を、金属成分としてＮｉ，Ｃｒ等の鉄族金属を
それぞれ含有する原料を所定形状に成形し、真空雰囲気
中、１３００〜１５００℃で焼成して得られるものであ
る。
クスとは、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を主成分とし、焼結
助剤としてＡｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＷＣ等を含有する原
料を所定形状に成形し、窒素雰囲気中、１７００〜１９
００℃で焼成して得られるものである。また、ジルコニ
アを主成分とするセラミックスは、ジルコニア（ＺｒＯ
2 ）を主成分としてＹ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ
2 、Ｄｙ2 Ｏ3 等を安定化剤として含有する原料を所定
形状に成形し、酸素雰囲気中、１３００〜１５００℃で
焼成して得られる、正方晶の結晶を主体とする部分安定
化ジルコニアセラミックスである。さらに、ＴｉＣ基サ
ーメットは、硬質成分としてＴｉＣやＴｉＣＮ等を、金
属成分としてＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ等の鉄族金属をそれぞれ
含有する原料を所定形状に成形し、真空雰囲気中、１３
００〜１５００℃で焼成して得られるものである。ま
た、ＴｉＮ基サーメットは、硬質成分としてＴｉＮやＴ
ｉＯ2 等を、金属成分としてＮｉ，Ｃｒ等の鉄族金属を
それぞれ含有する原料を所定形状に成形し、真空雰囲気
中、１３００〜１５００℃で焼成して得られるものであ
る。
【００２７】また、硬質炭素膜の厚みは、平均値で１．
０〜１０．０μｍの範囲が好ましい。これは、厚みが
１．０μｍよりも薄いと膜に対して引っ掻く力が働いた
場合、基体が露出しやすく、逆に１０．０μｍより厚い
と膜の浮きが発生するからであり、特に２．０〜８．０
μｍの範囲が好適である。
０〜１０．０μｍの範囲が好ましい。これは、厚みが
１．０μｍよりも薄いと膜に対して引っ掻く力が働いた
場合、基体が露出しやすく、逆に１０．０μｍより厚い
と膜の浮きが発生するからであり、特に２．０〜８．０
μｍの範囲が好適である。
【００２８】また、硬質炭素膜と基体を成すセラミック
スとの密着性を高めるために、両者の間に、少なくとも
ダイヤモンドと金属炭化物との複合体からなる中間層を
介在させることもできる。
スとの密着性を高めるために、両者の間に、少なくとも
ダイヤモンドと金属炭化物との複合体からなる中間層を
介在させることもできる。
【００２９】このような中間層の介在によって硬質炭素
膜とセラミックス製基体との密着強度が向上する理由は
次のように考えられる。
膜とセラミックス製基体との密着強度が向上する理由は
次のように考えられる。
【００３０】即ち、原子同士は電子を介在することによ
り結合されているが、一般に、原子間の電子が一方に存
在して電気的な結び付きにより結合しているイオン結合
よりも、電子を双方の原子で共有している共有結合の方
が強い結合力を持つ。そして、ダイヤモンドは炭素の共
有結合により構成されているため強い結合力を有してい
る。従って、ダイヤモンドと異種化合物との密着強度を
向上させるためには、中間層として、類似の結合様式で
ある共有結合性の化合物を有することが望ましく、ま
た、この中間層はダイヤモンドの成分である炭素を含む
化合物の方がより整合性がよいと考えられる。
り結合されているが、一般に、原子間の電子が一方に存
在して電気的な結び付きにより結合しているイオン結合
よりも、電子を双方の原子で共有している共有結合の方
が強い結合力を持つ。そして、ダイヤモンドは炭素の共
有結合により構成されているため強い結合力を有してい
る。従って、ダイヤモンドと異種化合物との密着強度を
向上させるためには、中間層として、類似の結合様式で
ある共有結合性の化合物を有することが望ましく、ま
た、この中間層はダイヤモンドの成分である炭素を含む
化合物の方がより整合性がよいと考えられる。
【００３１】このような、共有結合性の金属炭化物とし
ては炭化珪素や炭化硼素等を用いることができ、本発明
の装飾部材においては炭化珪素が最も望ましい。
ては炭化珪素や炭化硼素等を用いることができ、本発明
の装飾部材においては炭化珪素が最も望ましい。
【００３２】また、この中間層はダイヤモンドと硬質炭
素膜が層分離して存在しているのではなく、ダイヤモン
ドの周りを金属炭化物が取り囲むような構造を呈し、ダ
イヤモンドが島状に分布した構造となるために、いわゆ
るアンカー効果により密着性が向上する。
素膜が層分離して存在しているのではなく、ダイヤモン
ドの周りを金属炭化物が取り囲むような構造を呈し、ダ
イヤモンドが島状に分布した構造となるために、いわゆ
るアンカー効果により密着性が向上する。
【００３３】なお、硬質炭素膜を作製する方法として
は、従来よりマイクロ波や高周波によりプラズマを発生
させて所定の部材表面に炭素膜を形成する、いわゆるプ
ラズマＣＶＤ法あるいは熱フィラメント法が主流であ
る。しかしながら、プラズマＣＶＤ法では、プラズマ発
生領域が小さいために、成膜できる面積が小さく、成膜
できる面積が一般に直径２０ｍｍ程度であり、装飾部材
としての応用が限られる。また圧力が高すぎるか、もし
くはプラズマ密度が低すぎるために基体が複雑な構造を
有する場合や曲面構造を有する場合、その構造に沿った
均一なプラズマが得られず、膜厚分布が不均一になりや
すい。
は、従来よりマイクロ波や高周波によりプラズマを発生
させて所定の部材表面に炭素膜を形成する、いわゆるプ
ラズマＣＶＤ法あるいは熱フィラメント法が主流であ
る。しかしながら、プラズマＣＶＤ法では、プラズマ発
生領域が小さいために、成膜できる面積が小さく、成膜
できる面積が一般に直径２０ｍｍ程度であり、装飾部材
としての応用が限られる。また圧力が高すぎるか、もし
くはプラズマ密度が低すぎるために基体が複雑な構造を
有する場合や曲面構造を有する場合、その構造に沿った
均一なプラズマが得られず、膜厚分布が不均一になりや
すい。
【００３４】一方、熱フィラメントＣＶＤ法では、フィ
ラメントが切れやすく、また膜厚のバラツキを抑制する
ために母材の形状に合わせてフィラメントを設置する必
要があり、装置が汎用性に欠けるなどの欠点を有してい
る。
ラメントが切れやすく、また膜厚のバラツキを抑制する
ために母材の形状に合わせてフィラメントを設置する必
要があり、装置が汎用性に欠けるなどの欠点を有してい
る。
【００３５】そこで、本発明では、プラズマＣＶＤ法に
おけるプラズマ発生領域に磁界をかけた、いわゆる電子
サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法（以下ＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ法）により硬質炭素膜を被覆する。このＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ法によれば、低圧（１ｔｏｒｒ以下）
で高密度のプラズマを得ることができるために、プラズ
マを広い領域に均一に発生させることができ、通常のプ
ラズマＣＶＤ法に比較して約１０倍程度の面積に均一に
膜の形成を行うことができる。
おけるプラズマ発生領域に磁界をかけた、いわゆる電子
サイクロトロン共鳴プラズマＣＶＤ法（以下ＥＣＲプラ
ズマＣＶＤ法）により硬質炭素膜を被覆する。このＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ法によれば、低圧（１ｔｏｒｒ以下）
で高密度のプラズマを得ることができるために、プラズ
マを広い領域に均一に発生させることができ、通常のプ
ラズマＣＶＤ法に比較して約１０倍程度の面積に均一に
膜の形成を行うことができる。
【００３６】具体的なＥＣＲプラズマＣＶＤ法による硬
質炭素膜の被覆方法は以下の通りである。まず、内部に
母材を成すセラミックス製基体を設置した反応炉内に反
応ガスを導入すると同時に２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を導入する。それと同時にこの領域に対して８７５ガウ
ス以上のレベルの磁界を印加する。これにより電子はサ
イクロトロン周波数ｆ＝ｅＢ／２πｍ（ｍ：電子の質
量、ｅ：電子の電荷、Ｂ：磁束密度）に基づきサイクロ
トロン運動を起こす。
質炭素膜の被覆方法は以下の通りである。まず、内部に
母材を成すセラミックス製基体を設置した反応炉内に反
応ガスを導入すると同時に２．４５ＧＨｚのマイクロ波
を導入する。それと同時にこの領域に対して８７５ガウ
ス以上のレベルの磁界を印加する。これにより電子はサ
イクロトロン周波数ｆ＝ｅＢ／２πｍ（ｍ：電子の質
量、ｅ：電子の電荷、Ｂ：磁束密度）に基づきサイクロ
トロン運動を起こす。
【００３７】この周波数がマイクロ波の周波数（２．４
５ＧＨｚ）と一致すると共鳴し、電子はマイクロ波のエ
ネルギーを著しく吸収して加速され、中性分子に衝突、
電離を生じせしめて高密度のプラズマを生成するように
なる。このときの母材の温度は、１５０〜１０００℃、
炉内圧力１×１０-2〜１ｔｏｒｒに設定される。
５ＧＨｚ）と一致すると共鳴し、電子はマイクロ波のエ
ネルギーを著しく吸収して加速され、中性分子に衝突、
電離を生じせしめて高密度のプラズマを生成するように
なる。このときの母材の温度は、１５０〜１０００℃、
炉内圧力１×１０-2〜１ｔｏｒｒに設定される。
【００３８】上記方法によれば、成膜時の母材温度、炉
内圧力および反応ガス濃度を変化させることにより成膜
される硬質炭素膜の成分等が変化する。具体的には、炉
内圧力が高くなるとプラズマの領域が小さくなり、膜の
成長速度が下がるが結晶性は向上する傾向にある。ま
た、反応性ガス濃度が高くなると、膜を構成する粒子の
大きさが小さくなり、結晶性が悪くなる傾向にある。こ
れらの条件を具体的には後述する実施例に記載されるよ
うに適宜制御することにより、前述したピーク強度
Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 を所定の範囲となるように制御するこ
とができる。
内圧力および反応ガス濃度を変化させることにより成膜
される硬質炭素膜の成分等が変化する。具体的には、炉
内圧力が高くなるとプラズマの領域が小さくなり、膜の
成長速度が下がるが結晶性は向上する傾向にある。ま
た、反応性ガス濃度が高くなると、膜を構成する粒子の
大きさが小さくなり、結晶性が悪くなる傾向にある。こ
れらの条件を具体的には後述する実施例に記載されるよ
うに適宜制御することにより、前述したピーク強度
Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 を所定の範囲となるように制御するこ
とができる。
【００３９】また、上記の成膜方法において、本発明の
装飾部材を作製する場合、硬質炭素膜の形成にあたって
は原料ガスとして水素と炭素含有ガスを用いる。この炭
素含有ガスとしては、例えば、メタン、エタン、プロパ
ンなどのアルカン類、エチレン、プロピレンなどのアル
ケン類、アセチレンなどのアルキン類、ベンゼンなどの
芳香族炭化水素類、シクロプロパンなどのシクロパラフ
ィン類、シクロペンテンなどのシクロオレフィン類など
が挙げられる。また一酸化炭素、二酸化炭素、メチルア
ルコール、アセトンなどの含酸素炭素化合物、モノ
（ジ、トリ）メチルアミン、モノ（ジ、トリ）エチルア
ミンなどの含窒素炭素化合物などを炭素源ガスとして使
用することができる。これらは一種単独で用いることも
できるし、二種以上で併用することもできる。
装飾部材を作製する場合、硬質炭素膜の形成にあたって
は原料ガスとして水素と炭素含有ガスを用いる。この炭
素含有ガスとしては、例えば、メタン、エタン、プロパ
ンなどのアルカン類、エチレン、プロピレンなどのアル
ケン類、アセチレンなどのアルキン類、ベンゼンなどの
芳香族炭化水素類、シクロプロパンなどのシクロパラフ
ィン類、シクロペンテンなどのシクロオレフィン類など
が挙げられる。また一酸化炭素、二酸化炭素、メチルア
ルコール、アセトンなどの含酸素炭素化合物、モノ
（ジ、トリ）メチルアミン、モノ（ジ、トリ）エチルア
ミンなどの含窒素炭素化合物などを炭素源ガスとして使
用することができる。これらは一種単独で用いることも
できるし、二種以上で併用することもできる。
【００４０】また、前述したようなダイヤモンドと炭化
珪素の混合物からなる中間層を形成するには、所望によ
りダイヤモンド核発生処理を行った後、反応ガスとし
て、水素と、炭素含有ガス及び珪素含有ガスを導入すれ
ば良い。前記珪素含有ガスとしては、四フッ化珪素、四
塩化珪素、四臭化珪素などのハロゲン化物、二酸化珪素
などの酸化物の他に、モノ（ジ、トリ、テトラ、ペン
タ）シラン、モノ（ジ、トリ、テトラ）メチルシランな
どのシラン化合物、トリメチルシラノールなどのシラノ
ール化合物などが挙げられる。これらは一種単独で用い
てもよく、二種以上で併用することもできる。
珪素の混合物からなる中間層を形成するには、所望によ
りダイヤモンド核発生処理を行った後、反応ガスとし
て、水素と、炭素含有ガス及び珪素含有ガスを導入すれ
ば良い。前記珪素含有ガスとしては、四フッ化珪素、四
塩化珪素、四臭化珪素などのハロゲン化物、二酸化珪素
などの酸化物の他に、モノ（ジ、トリ、テトラ、ペン
タ）シラン、モノ（ジ、トリ、テトラ）メチルシランな
どのシラン化合物、トリメチルシラノールなどのシラノ
ール化合物などが挙げられる。これらは一種単独で用い
てもよく、二種以上で併用することもできる。
【００４１】
【実施例】実験例１ 装飾部材の基体として、ジルコニアを主成分とするセラ
ミックス、窒化珪素を主成分とするセラミックス、Ｔｉ
Ｎ基サーメット、ＴｉＣ基サーメット、炭化珪素を主成
分とするセラミックス、アルミナを主成分とするセラミ
ックス、金、銀、ニッケル、ステンレスのいずれかを用
い、これらの基体を成膜用の母材として電子サイクロト
ロン共鳴プラズマＣＶＤ装置の炉内に設置した。
ミックス、窒化珪素を主成分とするセラミックス、Ｔｉ
Ｎ基サーメット、ＴｉＣ基サーメット、炭化珪素を主成
分とするセラミックス、アルミナを主成分とするセラミ
ックス、金、銀、ニッケル、ステンレスのいずれかを用
い、これらの基体を成膜用の母材として電子サイクロト
ロン共鳴プラズマＣＶＤ装置の炉内に設置した。
【００４２】そこに、Ｈ2 ２９４ｓｃｃｍ、ＣＨ4 ６ｓ
ｃｃｍのガスを用いて、ガス濃度２％、母材６５０℃、
炉内圧力０．１ｔｏｒｒで１時間処理して、ダイヤモン
ド核を発生させた後、原料ガスとしてＨ2 ガス、ＣＨ4
ガス及びＳｉ（ＣＨ3 ）4 ガスを用いて、 Ｈ2 ２９４ｓｃｃｍ ＣＨ4 ６ｓｃｃｍ Ｓｉ（ＣＨ3 ）4 ０．３ｓｃｃｍ の割合で、ガス濃度２％、母材温度６５０℃、炉内圧力
０．０５ｔｏｒｒの条件で、電子サイクロトロン共鳴プ
ラズマＣＶＤ法により最大２Ｋガウスの強度の磁場を印
可させ、マイクロ波出力３．０ＫＷの条件で３時間成膜
して基体表面にダイヤモンドと炭化珪素が混在した中間
層を厚み１μｍとなるように形成した。
ｃｃｍのガスを用いて、ガス濃度２％、母材６５０℃、
炉内圧力０．１ｔｏｒｒで１時間処理して、ダイヤモン
ド核を発生させた後、原料ガスとしてＨ2 ガス、ＣＨ4
ガス及びＳｉ（ＣＨ3 ）4 ガスを用いて、 Ｈ2 ２９４ｓｃｃｍ ＣＨ4 ６ｓｃｃｍ Ｓｉ（ＣＨ3 ）4 ０．３ｓｃｃｍ の割合で、ガス濃度２％、母材温度６５０℃、炉内圧力
０．０５ｔｏｒｒの条件で、電子サイクロトロン共鳴プ
ラズマＣＶＤ法により最大２Ｋガウスの強度の磁場を印
可させ、マイクロ波出力３．０ＫＷの条件で３時間成膜
して基体表面にダイヤモンドと炭化珪素が混在した中間
層を厚み１μｍとなるように形成した。
【００４３】次に、中間層の上に、純度９９．９％以上
のＨ2 ガス、ＣＨ4 ガス、ＣＯ2 ガスを用いて、表１、
２に示すガス比、ガス濃度、成膜温度、炉内圧力で成膜
を行い、膜の厚みが３μｍの硬質炭素膜を形成した。
のＨ2 ガス、ＣＨ4 ガス、ＣＯ2 ガスを用いて、表１、
２に示すガス比、ガス濃度、成膜温度、炉内圧力で成膜
を行い、膜の厚みが３μｍの硬質炭素膜を形成した。
【００４４】なお、表１中、試料Ｎｏ．１−６は、中間
層形成を Ｈ2 ３００ｓｃｃｍ Ｓｉ（ＣＨ3 ）4 ０．３ｓｃｃｍ のガス比とする以外は前記と全く同様にして、炭化珪素
からなる中間層を形成したものである。
層形成を Ｈ2 ３００ｓｃｃｍ Ｓｉ（ＣＨ3 ）4 ０．３ｓｃｃｍ のガス比とする以外は前記と全く同様にして、炭化珪素
からなる中間層を形成したものである。
【００４５】各試料について、成膜した硬質炭素膜に対
して、膜表面のラマン分光スペクトル分析を行い、ラマ
ン分光スペクトルチャートから１１００ｃｍ-1と１７０
０ｃｍ-1の位置間で線を引き、これをベースラインと
し、１１６０±４０ｃｍ-1に存在する最大ピークの強度
をＨ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在する最大ピークの
ピーク強度をＨ2 として、Ｈ1 ／Ｈ2 で表される強度比
を算出した。また、１５００±６０ｃｍ-1の領域内のピ
ークのうち最も強度の強いピーク強度をＨ3 とし、Ｈ
1 、Ｈ2 及びＨ3 の大小関係を示した。
して、膜表面のラマン分光スペクトル分析を行い、ラマ
ン分光スペクトルチャートから１１００ｃｍ-1と１７０
０ｃｍ-1の位置間で線を引き、これをベースラインと
し、１１６０±４０ｃｍ-1に存在する最大ピークの強度
をＨ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在する最大ピークの
ピーク強度をＨ2 として、Ｈ1 ／Ｈ2 で表される強度比
を算出した。また、１５００±６０ｃｍ-1の領域内のピ
ークのうち最も強度の強いピーク強度をＨ3 とし、Ｈ
1 、Ｈ2 及びＨ3 の大小関係を示した。
【００４６】なお、表１中、試料Ｎｏ．１−４（本発明
実施例）と試料Ｎｏ．１−１０（比較例）について、チ
ャートを図１、図２に示した。また、ラマン分光分析に
おける発振源として、レーザーはＡｒレーザー（発振線
４８８．０ｎｍ）を用いた。次に、試料を王水溶液に浸
し、４８週間放置した。放置後の膜面を双眼顕微鏡で観
察し腐食の状態を表１及び表２に示した。
実施例）と試料Ｎｏ．１−１０（比較例）について、チ
ャートを図１、図２に示した。また、ラマン分光分析に
おける発振源として、レーザーはＡｒレーザー（発振線
４８８．０ｎｍ）を用いた。次に、試料を王水溶液に浸
し、４８週間放置した。放置後の膜面を双眼顕微鏡で観
察し腐食の状態を表１及び表２に示した。
【００４７】表１、表２の結果によれば、Ｈ1 ／Ｈ2 で
表されるピーク強度比が０．０２以上であり、且つＨ2
＜Ｈ3 を満足する硬質炭素膜を形成した試料Ｎｏ.1-4、
1-5、1-6 、1-7 、1-8 、1-9 、2-2 、3-2 、4-2 、5-2
、6-2 、7-2 、8-2 、9-2、10-2、11-2は、腐食するこ
となく、良好であることがわかる。
表されるピーク強度比が０．０２以上であり、且つＨ2
＜Ｈ3 を満足する硬質炭素膜を形成した試料Ｎｏ.1-4、
1-5、1-6 、1-7 、1-8 、1-9 、2-2 、3-2 、4-2 、5-2
、6-2 、7-2 、8-2 、9-2、10-2、11-2は、腐食するこ
となく、良好であることがわかる。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】実験例２ 実験例１で腐食の発生が観察されなかった試料Ｎｏ．1-
4 、2-2 、3-2 、4-2、5-2 、6-2 、7-2 、8-2 、9-2
、10-2、11-2の基体を別途作製し、その基体の比重及
び硬度をＪＩＳ Ｃ ２１４１（電気絶縁用セラミック
材料試験方法）に準拠して測定した。その結果を表３に
示す。
4 、2-2 、3-2 、4-2、5-2 、6-2 、7-2 、8-2 、9-2
、10-2、11-2の基体を別途作製し、その基体の比重及
び硬度をＪＩＳ Ｃ ２１４１（電気絶縁用セラミック
材料試験方法）に準拠して測定した。その結果を表３に
示す。
【００５１】なお、試料Ｎｏ．1-5 、1-6 、1-7 、1-8
、1-9 は、試料Ｎｏ．1-4 で代表した。
、1-9 は、試料Ｎｏ．1-4 で代表した。
【００５２】表３の結果によると、Ａｕ、Ａｇ等の金属
材を基体としたもの（Ｎｏ．8-2 、9-2 、10-2、11-2）
は、装飾部材としての商品価値は高いが、比重が大きい
ため、容量の大きな装飾部材を身につけた場合に重くな
るといった欠点がある。
材を基体としたもの（Ｎｏ．8-2 、9-2 、10-2、11-2）
は、装飾部材としての商品価値は高いが、比重が大きい
ため、容量の大きな装飾部材を身につけた場合に重くな
るといった欠点がある。
【００５３】これに対し、セラミックス製の基体を用い
た試料Ｎｏ．1-4 、2-2 、3-2 、4-2 、5-2 、6-2 、7-
2 は比重が小さく、装飾部材として良好であることがわ
かる。特に、試料Ｎｏ．1-4 、2-2 、3-2 、4-2 、5-2
は容量の大きな装飾部材に使用しても軽量感がある。
た試料Ｎｏ．1-4 、2-2 、3-2 、4-2 、5-2 、6-2 、7-
2 は比重が小さく、装飾部材として良好であることがわ
かる。特に、試料Ｎｏ．1-4 、2-2 、3-2 、4-2 、5-2
は容量の大きな装飾部材に使用しても軽量感がある。
【００５４】また、試料Ｎｏ．8-2 、9-2 、10-2、11-2
のような金属製の基体に硬質炭素膜を被覆した場合、そ
の硬度は、母材を成す金属基体の影響を受けるため、セ
ラミックスに被覆した場合に比べて硬質炭素膜の硬度が
低くなる。そのため、硬いものにぶつけた場合、試料Ｎ
ｏ．8-2 、9-2 、10-2、11-2は凹みやすいが、試料Ｎ
ｏ.1-4、2-2 、3-2 、4-2 、5-2 、6-2 、 7-2 は凹ま
ない。
のような金属製の基体に硬質炭素膜を被覆した場合、そ
の硬度は、母材を成す金属基体の影響を受けるため、セ
ラミックスに被覆した場合に比べて硬質炭素膜の硬度が
低くなる。そのため、硬いものにぶつけた場合、試料Ｎ
ｏ．8-2 、9-2 、10-2、11-2は凹みやすいが、試料Ｎ
ｏ.1-4、2-2 、3-2 、4-2 、5-2 、6-2 、 7-2 は凹ま
ない。
【００５５】
【表３】
【００５６】実験例３ さらに実験例２で用いた試料Ｎｏ．1-4 、2-2 、3-2 、
4-2 、5-2 、6-2 、7-2 、8-2 、9-2 、10-2、11-2の基
体を別途作製し、ＪＩＳ Ｒ １６０２（ファインセラ
ミックスの弾性率試験方法）に記載される超音波パルス
法を用いて、ヤング率を測定した。その結果を表４に示
す。
4-2 、5-2 、6-2 、7-2 、8-2 、9-2 、10-2、11-2の基
体を別途作製し、ＪＩＳ Ｒ １６０２（ファインセラ
ミックスの弾性率試験方法）に記載される超音波パルス
法を用いて、ヤング率を測定した。その結果を表４に示
す。
【００５７】また、基体のヤング率測定後、表１、表２
に示される膜を被覆し、圧痕法を用いて、膜の付着強度
を測定した。
に示される膜を被覆し、圧痕法を用いて、膜の付着強度
を測定した。
【００５８】ここで、圧痕法とは、ビッカース硬度計を
用いて、膜に荷重をかけ、膜が基体から剥離する、また
は浮きが発生する荷重を臨界荷重とし、その大小で評価
する方法である。圧痕法による付着強度の測定結果は、
表４に示されるが、荷重を５ｋｇｆ印加したときに剥離
または浮きが発生したものを×、発生しなかったものを
○とした。
用いて、膜に荷重をかけ、膜が基体から剥離する、また
は浮きが発生する荷重を臨界荷重とし、その大小で評価
する方法である。圧痕法による付着強度の測定結果は、
表４に示されるが、荷重を５ｋｇｆ印加したときに剥離
または浮きが発生したものを×、発生しなかったものを
○とした。
【００５９】この結果より、セラミックス製基体を用い
た本発明実施例（試料Ｎｏ．1-4 、2-2 、3-2 、4-2 、
5-2 、6-2 、7-2 ）では、剥離が生じることなく優れた
結果を示した。
た本発明実施例（試料Ｎｏ．1-4 、2-2 、3-2 、4-2 、
5-2 、6-2 、7-2 ）では、剥離が生じることなく優れた
結果を示した。
【００６０】
【表４】
【００６１】なお、図３は、硬質球が硬質炭素膜を引っ
掻いた場合を想定した模式図であり、ヘルツの理論によ
り、硬質球１が基体３上の硬質炭素膜２を引っ掻いたと
きの接触面積Ａ、摩擦力Ｆは、それぞれ数１、数２で表
される。
掻いた場合を想定した模式図であり、ヘルツの理論によ
り、硬質球１が基体３上の硬質炭素膜２を引っ掻いたと
きの接触面積Ａ、摩擦力Ｆは、それぞれ数１、数２で表
される。
【００６２】
【数１】
【００６３】
【数２】
【００６４】従って、負荷が一定である場合、基体３の
ヤング率Ｅ2 が大きいほど接触面積は小さくなる。その
結果、摩擦力を低減でき、硬質炭素膜２は基体３から剥
離しにくくなるということが理論的にも言える。
ヤング率Ｅ2 が大きいほど接触面積は小さくなる。その
結果、摩擦力を低減でき、硬質炭素膜２は基体３から剥
離しにくくなるということが理論的にも言える。
【００６５】実験例４ さらに実験例３で付着強度が良好であったＳｉ3 Ｎ4 セ
ラミックス及びＴｉＮ基サーメットに対し、硬質炭素膜
の厚みを各々５水準設定し、圧痕法を用いて付着強度を
測定した。
ラミックス及びＴｉＮ基サーメットに対し、硬質炭素膜
の厚みを各々５水準設定し、圧痕法を用いて付着強度を
測定した。
【００６６】圧痕法による付着強度の測定結果は表５に
示されるが、荷重を５ｋｇｆ印加したときに基体が露出
したものを×１、剥離または浮きが発生したものを×
２、基体の露出、剥離、浮きが発生しなかったものを○
とした。
示されるが、荷重を５ｋｇｆ印加したときに基体が露出
したものを×１、剥離または浮きが発生したものを×
２、基体の露出、剥離、浮きが発生しなかったものを○
とした。
【００６７】表５の結果より装飾部材の被覆として用い
られる硬質炭素膜の厚みは、１．０〜１０．０μｍが好
適であることがわかる。
られる硬質炭素膜の厚みは、１．０〜１０．０μｍが好
適であることがわかる。
【００６８】
【表５】
【００６９】実験例５ 次に試料Ｎｏ.1-4、2-2 、3-2 、4-2 、5-2 、6-2 、7-
2 に用いた母材を別途作成し、ＪＩＳ Ｒ １６０１
（ファインセラミックスの曲げ強さ試験法）に準拠して
３点曲げ強度を、またＪＩＳ Ｒ １６０７（ファイン
セラミックスの破壊靭性試験方法）に準拠して破壊靭性
をそれぞれ測定した。この３点曲げ強度及び破壊靭性の
測定値を表６に示す。
2 に用いた母材を別途作成し、ＪＩＳ Ｒ １６０１
（ファインセラミックスの曲げ強さ試験法）に準拠して
３点曲げ強度を、またＪＩＳ Ｒ １６０７（ファイン
セラミックスの破壊靭性試験方法）に準拠して破壊靭性
をそれぞれ測定した。この３点曲げ強度及び破壊靭性の
測定値を表６に示す。
【００７０】表６の結果によると、試料Ｎｏ.1-4、2-2
、3-2 、4-2 、5-2 が装飾部材として必要とされる曲
げ強度及び破壊靭性を有しており、良好であることがわ
かる。
、3-2 、4-2 、5-2 が装飾部材として必要とされる曲
げ強度及び破壊靭性を有しており、良好であることがわ
かる。
【００７１】
【表６】
【００７２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
セラミックス製基体に対し、ラマン分光スペクトルにお
けるピーク強度比を規定した硬質炭素膜を被覆すること
によって、微細な結晶からなる緻密で表面が平滑な硬質
炭素膜によって被覆されているために、基体の色味を大
きく損ねることなく、傷等がつきにくく、しかも基体に
Ｎｉメッキ等が含まれていたとしてもＮｉの溶出を防止
することができる。また、基体自体が充分な機械的特性
を有しているため、装飾部材としての耐久性および安全
性を高めることができる。
セラミックス製基体に対し、ラマン分光スペクトルにお
けるピーク強度比を規定した硬質炭素膜を被覆すること
によって、微細な結晶からなる緻密で表面が平滑な硬質
炭素膜によって被覆されているために、基体の色味を大
きく損ねることなく、傷等がつきにくく、しかも基体に
Ｎｉメッキ等が含まれていたとしてもＮｉの溶出を防止
することができる。また、基体自体が充分な機械的特性
を有しているため、装飾部材としての耐久性および安全
性を高めることができる。
【図１】本発明における硬質炭素膜（表１中、試料Ｎ
ｏ．1-4 ）のラマン分光スペクトル図である。
ｏ．1-4 ）のラマン分光スペクトル図である。
【図２】比較例の硬質炭素膜（表１中、試料Ｎｏ．1-1
0）のラマン分光スペクトル図である。
0）のラマン分光スペクトル図である。
【図３】硬質球が硬質炭素膜を引っ掻く場合を想定した
模式図である。
模式図である。
１：硬質球 ２：硬質炭素膜 ３：基体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 真一 鹿児島県川内市高城町1810番地 京セラ株 式会社鹿児島川内工場内
Claims (3)
- 【請求項１】セラミックス製基体の表面に硬質炭素膜を
被覆してなる装飾部材であって、 上記硬質炭素膜が、ラマン分光スペクトルにおいて１１
６０±４０ｃｍ-1、１３４０±４０ｃｍ-1、及び１５０
０±６０ｃｍ-1にピークが存在し、 １１６０±４０ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度
の強いピーク強度をＨ1 、１３４０±４０ｃｍ-1に存在
するピークのうち最も強度の強いピーク強度をＨ2 、１
５００±６０ｃｍ-1に存在するピークのうち最も強度の
強いピーク強度をＨ3 としたとき、 ０．０２≦Ｈ1 ／Ｈ2 ≦１．０ かつ Ｈ2 ＜Ｈ3 を満足することを特徴とする装飾部材。 - 【請求項２】上記硬質炭素膜の厚みが１．０〜１０．０
μｍであることを特徴とする請求項１記載の装飾部材。 - 【請求項３】上記セラミックス製基体が、３点曲げ強度
８８０ＭＰａ以上、破壊靭性４．５ＮＭ／ｍ2/3 以上、
比重６．０以下、ビッカース硬度１０．８ＧＰａ以上、
ヤング率２００ＧＰａ以上であることを特徴とする請求
項１記載の装飾部材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137136A JPH10324971A (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 装飾部材 |
| US09/084,826 US5981060A (en) | 1997-05-27 | 1998-05-26 | Decorative member |
| CH01161/98A CH692740A5 (de) | 1997-05-27 | 1998-05-27 | Zierteile. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9137136A JPH10324971A (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 装飾部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10324971A true JPH10324971A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15191672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9137136A Withdrawn JPH10324971A (ja) | 1997-05-27 | 1997-05-27 | 装飾部材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5981060A (ja) |
| JP (1) | JPH10324971A (ja) |
| CH (1) | CH692740A5 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008149824A1 (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Onward Ceramic Coating Co., Ltd. | Ｄｌｃ被覆工具 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1149506A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-23 | Kyocera Corp | 装飾部材 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62180071A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 表面に透明硬質膜を有する貴金属製品 |
| US5225275A (en) * | 1986-07-11 | 1993-07-06 | Kyocera Corporation | Method of producing diamond films |
| US4900628A (en) * | 1986-07-23 | 1990-02-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Gaseous phase synthesized diamond and method for synthesizing same |
| US4960643A (en) * | 1987-03-31 | 1990-10-02 | Lemelson Jerome H | Composite synthetic materials |
| JPH01265841A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-10-23 | Showa Denko Kk | 釣り具部品の製造方法 |
| JP2580690B2 (ja) * | 1988-03-28 | 1997-02-12 | 三菱マテリアル株式会社 | 人工ダイヤモンドコートの金合金製装飾品 |
| US5094985A (en) * | 1989-01-30 | 1992-03-10 | Kazunori Kijima Kyoto | Sintered silicon carbide body with high thermal conductivity and process of producing the same |
| US5227196A (en) * | 1989-02-16 | 1993-07-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of forming a carbon film on a substrate made of an oxide material |
| US5173089A (en) * | 1990-03-30 | 1992-12-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing the polycrystalline diamond tool |
| JP3073148B2 (ja) * | 1994-08-31 | 2000-08-07 | シチズン時計株式会社 | 装飾部材 |
| DE69523950T2 (de) * | 1995-12-07 | 2002-06-20 | Citizen Watch Co Ltd | Dekoratives element |
-
1997
- 1997-05-27 JP JP9137136A patent/JPH10324971A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-05-26 US US09/084,826 patent/US5981060A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-05-27 CH CH01161/98A patent/CH692740A5/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008149824A1 (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Onward Ceramic Coating Co., Ltd. | Ｄｌｃ被覆工具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH692740A5 (de) | 2002-10-15 |
| US5981060A (en) | 1999-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050221 |