JPH01234566A

JPH01234566A - 着色物品

Info

Publication number: JPH01234566A
Application number: JP63060918A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugimura; 博之杉村; Gochirou Ono; 五千郎小野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1989-09-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、着色物品に関するものである。

〔従来の技術〕

メガネフレーム、時計の外装部品、時計ハンド、カメラ
ボディなどの物品は、美観上の理由から表面を着色薄膜
で被覆することが多い。この薄膜は、主として塗料を塗
布して塗膜として形成される。

しかしながら、塗膜は、硬度が低いために傷つき易く、
摩耗し易い。

そこで、塗膜に変えて、黒色硬質炭素薄膜で被覆するこ
とが提案されている。例えば、特開昭５７−１０８２５
９号や同６０−２１３７３号公報には、黒色硬質炭素薄
膜で被覆したメガネフレームや時計バンドが報告されて
いる。

硬質炭素薄膜は、比較的最近開発されたもので、真空蒸
着、スパツタリングなどのＰｖｃや反応を伴うＣＶＤ　
、イオンビームＣＶＤ、プラズマＣＶＤにより低圧で製
造することができ、ダイヤモンドにほぼ匹敵する性質を
存する薄膜として注目を浴びている。従って、当初、こ
の薄膜をダイヤモンド状炭素（カーボン）膜と呼んだが
、その後、ダイヤモンドの如き結晶質ではなくて非晶質
のものも開発されるに及び、非晶質硬質炭素薄膜、ｉ−
カーボン膜などとも呼ばれている。本明細書で言う硬質
炭素薄膜は、これらの総称である。

このような硬質炭素Ｎ膜は、製法にもよるが、透明又は
半透明で僅かに黒色を呈していることが多（、できるだ
け不透明で黒い膜を選び膜厚を厚くすると、漆黒に近い
外観を呈する。また、できるだけ透明で無色の膜を選び
膜厚を薄くすると、干渉色（光の干渉による有彩色）を
呈する。

従って、硬質炭素薄膜は、着色薄膜で被覆して着色物品
を得る場合に、それだけで着色画Ｈりとしてを用である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、硬質炭素薄膜は、基体への密着性が弱い
という問題点があった。

特に耐摩耗性が充分な硬質炭素薄膜を得るには、膜厚を
０．５μｍ以上とすることが好ましく、また黒色の硬質
炭素薄膜を得るには、膜厚を０．５μｍ以上とすること
が好ましいが、密着性の点で０．５μｍ以上の硬質炭素
薄膜を形成することは難しいという問題点があった。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明者らは、鋭意研究の結果、硬質炭素薄膜と基材と
の間に、シリコン化合物からなる中間層を設けることに
より、前記炭素薄膜の密着性を著しく向上させることが
できることを見出し、本発明を成すに至った。

従って、本発明は、硬質炭素薄膜と基材との間に、シリ
コン化合物からなる中間層を設けた着色物品を提供する
。

〔作用〕

本発明の特徴とする中間層は、固体のシリコン化合物で
あり、例えば、シリコン酸化物、シリコン炭化物、シリ
コン窒化膜が効果的であるが、このうち特にケイ素、炭
素及び酸素を主成物とする化合物が密着性が高い点で好
ましい。

中間層は通常−層で十分であるが、場合によっては不均
質構造にすることにより、より一層の効果を得ることが
できる。その場合、中間層の酸素含有量が、基体の界面
付近で多く、炭素薄膜の界面付近で少ない（特に実質的
にゼロである）と効果的である。また、中間層の炭素含
有量が、基体の界面付近で少なく　（特に実質的にゼロ
で）、炭素薄膜の界面付近で多いと効果的である。

また、中間層を多層構造にしてもよく、その場合、全層
を好ましいシリコン、炭素及び酸素を主成分とする化合
物にすることなく、多層構造中間層が全体的に見て、シ
リコン、炭素及び酸素を含んでいればよい。例えば、基
体と接する層は炭素をほとんど含まないシリコン酸化膜
にし、炭素薄Ｈりと接する層を酸素をほとんど含まない
シリコン炭化膜にした２層構造中間層も、十分な効果が
ある。

多層構造は、また、層間に明確な境界がなく、組成が連
続的に変化し、例えば、基体の界面から炭素薄膜の界面
へと酸素濃度が連続的に減少する中間層でも同様な効果
が得られる。この場合に炭素薄膜との界面付近が酸素を
含まない中間層や基体との界面付近が炭素を含まない中
間層や、炭素薄膜との界面付近が酸素を含まず、基体と
の界面付近が炭素を含まない中間層でも密着性が向上す
る。

中間層の膜厚は、一般に０．０１〜１０μｍ特に０１〜
５μｍが好ましい。

中間層の形成方法は、例えば、■真空蒸着、スパッタリ
ング、ＣＶＤ法、イオンビーム法等のドライプロセス又
は■塗布、ディッピング、スプレー等のウェットプロセ
スが使用される。

他方、炭素薄膜の膜厚は、着色の色として黒を選択する
か干渉色を選択するがで異なるが、黒色にするには０．
５μｍ以上とすることが適当であり、干渉色を得るには
、干渉を起こす膜厚でなければならない。

しかし、耐摩耗性、耐食性を得るためには、炭素薄膜の
膜厚は、０．０５μｍ以上特に０．１μｍ以上であるこ
とが好ましい。

尚、炭素薄膜として比較的無色透明なものを選択し、膜
厚を薄くすることにより無色透明とし、その代わり中間
層として干渉色を持つものを選択することにより、全体
として着色物品としてもよい。

〔実施例１〕第１図は、本実施例にかかる着色物品の概略断面図であ
り、基体１は、洋白製の眼鏡フレームで、これを被覆す
る中間Ｎ２は、膜厚０．５μｍのシリコン、炭素及び酸
素を主成分とするシリコン化合物であり、これを被覆す
る炭素薄膜３は、膜厚１μｍで漆黒を呈している。

〔実施例２〕第２図は、本実施例にかかる着色物品の概略断面図であ
り、基体１ば、洋白製の眼鏡フレームである。基体１を
被覆する中間層２は、膜厚０３μｍの炭素をほとんど含
まないシリコン酸化物層２ａと膜厚０．３μｍの酸素を
ほとんど含まないシリコン炭化物層２ｂからなる。最外
層の炭素薄膜３は、膜厚１μｍで漆黒を呈している。

〔実施例３〕第３図は、本実施例にかかる着色物品の概略断面図であ
り、基体１は、洋白製の眼鏡フレームで、基体１を被覆
する中間層２は、組成が連続的に変化する膜厚０．５μ
ｍのシリコン化合物である。最外層の炭素薄膜３は、膜
厚１μｍで漆黒を呈している。

中間層２は、シリコン、炭素及び酸素を主成分とするシ
リコン化合物からなるが、炭素の含有量は、基体１との
界面から炭素薄膜３の界面にかけて連続的に増加し、酸
素の含有量は、基体１との界面から炭素薄膜３との界面
にかりて連続的に減少する。そして、基体４との界面付
近の炭素含有量は実質的にゼロで、炭素薄膜３との界面
付近の酸素含有量は実質的にゼロである。

〔比較例１〕比較のために、実施例１の基体１をそのまま比較例１と
した。

一８＝〔比較例２〕比較のために、中間層２を設けないほかは実施例１と同
様に着色物品を製造した。

ここで、以上の実施例及び比較例における中間Ｎ２及び
炭素薄膜３の製法について説明する。

中間層２は、テトラメチルシラン（有機シリコン化合物
の一種）を原料とするプラズマＣＶＤ法によって形成し
た。形成条件及び形成された中間層２の組成は、実施例
１〜３で異なるので、それを下記第１表、第２表に示す
。実施例３では、中間層２の形成に際、最初テトラメチ
ルシランと酸素の流量をそれぞれ２０．５０ｓｅｃｍで
スタートし、酸素濃度を徐々に減らしていった。

実施例１〜３の中間層２の組成は、Ｘ線光電子分光法及
び２次イオン質量分析により決定した。

実施例３の中間層２では、特に深さ方向の組成変化を調
べたところ、酸素濃度が基体１に近いところほど高くな
っており、基体１との界面付近ではほぼ炭素濃度ゼロ、
炭素薄膜３との界面付近での酸素濃度はほぼゼロであっ
た。

第　１　表（形成条件）（注）　ＴＭＳ：テトラメチルシラン第　２　表（組成）次に炭素薄膜３の形成条件及び形成された膜の組成を下
記第３表に示す。実施例１〜３とも同一条件である。尚
、炭素薄膜３の組成は膜を燃焼させたガスを分析して調
べた。

第　３　表（炭素薄膜３）〔密着性・耐食性試験〕各実施例及び比較例の着色物品を、試験Ａ：純水中での
超音波洗浄試験、試験Ｂ：１６時間のＣＡＳＳ試験（眼
鏡フレームの代表的な耐食性試験）に供し、外観を肉眼
で評価した。この結果を次の第４表に示す。

一■− 第　４　表（試験結果）以上の実施例では、中間層２の形成のための原料ガスと
してテトラメチルシランを使用したが、これに限らず、
テトラエチルシラン、ビニルトリメチルシラン等のアル
キルシラン類、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチ
ルジシロキサンのようなシロキサン化合物、ヘキサメチ
ルジシラザン、テトラメチルジシラザン等のシラザン化
合物、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン等
のアルコキシシラン類を用いてもよい。また、シラン、
ジシラン、塩化シラン等の無機シラン類を用いてもよい
。場合により、炭化水素、水素、酸素等の反応性ガスや
、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスと、上記シリコン
化合物とを混合して用いてもよい。

また、炭素薄膜３の形成のための原料ガスとしてメタン
を使用したが、これに限らず、エタン、プロパン、ブタ
ン等の直鎖状炭化水素ガス、イソブタン、ネオペンタン
等の分枝状炭化水素ガス、ヘンゼン、トルエン等の芳香
族炭化水素ガス、アセチレン、エチレン等の不飽和炭化
水素ガスを用いてもよい。更に、アルコール、ケトン、
エーテル等の含酸素有機化合物、アニリン、アセトニト
リル等の含窒素有機化合物等を用いることも可能である
。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、基体と炭素薄膜との間に
シリコン化合物（特にシリコン、炭素及び酸素を主成分
とする化合物）からなる中間層を設けることにより、炭
素薄膜の密着性が向上する。

そのため、本発明の着色物品は、着色硬質炭素薄膜の持
つ様々な利点を確実に発揮させることができる。例えば
、耐摩耗性や耐擦傷性が向上するため傷がつきにくくな
る。汗や薬品にもおかされず、汚れに（い。さらに、溶
剤にも強（汚れても簡単に拭き取ることができる。海水
中での使用も問題ない。また、本発明の着色物品は、染
料や塗料のように退色することもなく半永久的に着色状
態が持続する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１にかかる着色物品の概略断面図であ
る。第２図は、実施例２にかかる着色物品の概略断面図であ
る。第３図は、実施例２にかかる着色物品の概略断面図であ
る。〔主要部分の符号の説明〕１−一−−−−−−−−−基体２−−−−−−−−−−一中間層３−−−−−−−−−−硬質炭素薄膜％ｘ＋図箋２図

Claims

【特許請求の範囲】１　基体を硬質炭素薄膜で被覆してなる着色物品におい
て、前記基体と前記炭素薄膜との間にシリコン化合物からな
る中間層を設けたことを特徴とする着色物品。２　前記シリコン化合物が、ケイ素、炭素及び酸素から
なる化合物であることを特徴とする請求項第１項記載の
着色物品。３　前記中間層の酸素含有量が、基体の界面付近で多く
、炭素薄膜の界面付近で少ないことを特徴とする請求項
第１項又は第２項記載の着色物品。４　前記中間層の酸素含有量が、炭素薄膜の界面付近で
実質的にゼロであることを特徴とする請求項第３項記載
の着色物品。５　前記中間層の炭素含有量が、基体の界面付近で少な
く、炭素薄膜の界面付近で多いことを特徴とする請求項
第１項又は第２項記載の着色物品。６　前記中間層の炭素含有量が、基体の界面付近で実質
的にゼロであることを特徴とする請求項第５項記載の着
色物品。７　前記炭素薄膜が、光の吸収による黒色に着色されて
いることを特徴とする請求項第１項記載の着色物品。８　前記炭素薄膜が、光の干渉による有彩色に着色され
ていることを特徴とする請求項第１項記載の着色物品。９　前記炭素薄膜が無色透明で、前記中間層が、光の干
渉による有彩色に着色されていることを特徴とする請求
項第１項記載の着色物品。１０　前記基体が、メガネフレームであることを特徴と
する請求項第１項〜第９項のいずれかに記載の着色物品
。１１　前記基体が、カメラボディであることを特徴とす
る請求項第１項〜第７項のいずれかに記載の着色物品。