JPH0210877B2 - - Google Patents

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JPH0210877B2
JPH0210877B2 JP59204660A JP20466084A JPH0210877B2 JP H0210877 B2 JPH0210877 B2 JP H0210877B2 JP 59204660 A JP59204660 A JP 59204660A JP 20466084 A JP20466084 A JP 20466084A JP H0210877 B2 JPH0210877 B2 JP H0210877B2
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JP
Japan
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metal layer
metal
intermediate metal
surface layer
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JP59204660A
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English (en)
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JPS6184393A (ja
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Takeo Hinora
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IWASAKI METSUKI JUGEN
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IWASAKI METSUKI JUGEN
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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
「技術分野」 この発明は、外装部品の表面処理を行う方法に
関する。 「従来技術およびその問題点」 メガネフレーム、時計バンド、装身具等の外装
部品には、長期間優れた装飾的効果が求められる
ので、優れた色調と共に、傷がつき難くかつ耐食
性の良い表面処理が必要である。 このような外装部品を生産する方法として、例
えば特公昭59−26664号公報の金色外装部品で開
示された方法がある。 この方法は、ステンレススチール等からなる時
計バンド用等の基材に、金色に近似した色を有し
かつ硬質な窒化チタン(TiN)、窒化タンタル
(TaN)等の硬質金属化合物をイオンプレーテン
グ用により被覆したベース層となし、このベース
層上に、美麗な色調を形成するための金あるいは
金合金をイオンプレーテング法または電気化学メ
ツキ法により被覆した表面層となす方法である。 ところが、表面層をイオンプレーテング法で形
成すると、実際に被覆されて表面積となる金・金
合金は20〜30%で、残る70〜80%のものは装置中
のTiN等金属化合物と層状化合物となるなどし
て回収不可能となるので、高価な金等の材料の無
駄が多い等の問題があつた。 また、表面層を電気化学メツキ法で形成する方
法にあつては、TiN等の金属化合物からなるベ
ース層が硬質で緻密なものであるため、電気化学
メツキ法で与えられる程度の低いエネルギーでは
金などの金属原子をベース層内へ拡散浸透せしめ
ることができない。このため、形成された表面層
に熱処理などを施したとしても、表面層とベース
層との十分な密着強度は得られず、経時的に、金
属・金合金などからなる表面層が剥離し易い問題
があつた。 これらの問題を解決するために鋭意研究を重ね
た結果、本発明者は、硬質金属化合物からなるベ
ース層上に金属または金属合金製の中間金属層を
介して表面層を積層すると、表面層を電気化学メ
ツキ法で形成しても密着性が良好な外装部品とな
ることを見い出した。 ところが、この外装部品を高級な色調に仕上げ
るためには、介在された中間金属層を薄膜化し透
明にする必要があつた。 このためこの外装部品を量産するには、中間金
属層が薄く形成されても効率良くかつ歩留り良く
外装部品を生産できる方法の開発が必要であつ
た。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、硬
質金属化合物からなるベース層上に金属または金
属合金製の中間金属層を介して表面層が形成され
た外装部品を生産するに際して、その効率および
歩留りを高めることを目的とする。 「問題点を解決するための手段」 この発明の表面処理法では、基材を物理蒸着装
置に収容して、該基材上に硬質金属化合物からな
るベース層を形成し、この後続いて金属あるいは
金属合金からなる中間金属層を形成し、この後中
間金属層の形成された基材を前記物理蒸着装置か
ら取り出し、ついで中間金属層を有機酸で活性化
処理し、その後電気化学メツキにより中間金属層
上に金属あるいは金属合金からなる表面層を形成
することによつて、上記問題点の解決を図つた。 「作用」 本願発明の表面処理法にあつては、同一の物理
蒸着装置内でベース層と中間金属層を連続して成
膜するので、ベース層と中間金属層との界面で
は、中間金属層をなす金属原子とベース層をなす
硬質金属とが混合した状態となり、ベース層と中
間金属層は界面部分で複雑に係合して強固に密着
した状態となる。 また本発明の表面処理法では、有機酸で中間金
属層を活性化処理した後に表面層を電気化学メツ
キするので、中間金属層が薄く形成された場合で
も活性化処理時に中間金属層が消失することはな
く、中間金属層を介して硬質金属化合物のベース
層と表面層とが確実に密着する。 さらに、拡散金属層は拡散浸透を受け易い金属
あるいは金属合金により形成されるので、表面層
をなす金属は、電気化学メツキ法により与えられ
る低いエネルギーでも拡散金属層内に拡散浸透し
てゆくことができる。従つて、電気化学メツキ法
によつても、表面層は拡散金属層に強く密着して
形成される。 「実施例」 以下、実施例に沿つてこの発明を詳しく説明す
る。 図に示すものは、この発明の表面処理法で製造
された外装部品の断面を示すものである。この外
装部品は、基材1の表面にまずベース層2が形成
され、このベース層2の上に拡散金属層3と表面
層4が順次形成されてなるものである。 基材1は、ステンレス鋼、チタン、真ちゆう、
あるいはアルミニウム等、種々の金属またはそれ
らの合金あるいは非金属からなるもので、メガネ
フレーム、時計枠、時計バンド等の所望の形状に
形成されてなるものである。この基材1の表面処
理を施すには、まず、基材1を溶剤により洗浄し
油脂類の除去を行つた後、アルカリ脱脂し、つい
でフロンソルブを用いて乾燥する。 ついで、この発明の表面処理法にあつては、基
材1上にベース層2を形成する。ベース層2は、
硬質金属化合物からなる層であつて、後述する表
面層4と近似した色調と高い表面硬度を有する硬
質金属化合物により好適に形成される。そのよう
な硬質金属化合物の例としては、たとえば金色に
近似する色調を呈する窒化チタン(TiN)、窒化
タンタル(TaN)、黒色を呈する炭化タンタル
(TaC)、炭化チタン(TiC)、炭化クロム
(Cr3C2・Cr7C3・Cr23C8)などが挙げられる。こ
れら硬質金属化合物によりベース層2は、イオン
プレーテング法、スパツタリング法、真空蒸着法
などを行う物理蒸着装置で形成される。ベース層
2上の金属層3はベース層2と同一の物理蒸着装
置で形成される。この拡散金属層3は、上記ベー
ス層2と後述する表面層4との密着力を向上せし
めるもので、この層3の厚さは500Å以下、さら
に好ましくは70Å以下に形成されることが望まし
い。この拡散金属層3の厚さが500Åを越えると
層3の透明感が失われ、後述する表面層4が傷つ
いた場合、この層3の色が露出して表面層4の傷
が目立つので好ましくなく、また不経済でもあ
る。この層3の厚さが700Åあれば、層3は良好
な透明感を有するものとなる点で、より好まし
い。また、この拡散金属層3の厚さが50Å以下で
あると、この層3を基材1全体にわたつて形成す
ることが難しく、表面層4の密着強度が不均一と
なるので好ましくない。 この拡散金属層1をなす純金属、金属合金とし
ては、例えば、ニツケル(Ni)、パラジウム
(Pd)、白金(Pt)、インジウム(Ir)、金(Au)、
銀(Ag)、銅(Cu)、ロジウム(Rh)、インジウ
ム(In)など種々の金属あるいはそれらの合金が
挙げられる。これらの中でもNiは、一般の表面
処理に広く用いられており取り扱いが容易である
うえ、安価なので特に好ましく用いられる。 このように形成された拡散金属層3の上には、
電気化学メツキ法によつて表面層4が形成され
る。 表面層4を形成するには、前処理としてまず拡
散金属層3が形成された基材1を酸性脱脂剤を用
いて脱脂処理し、ついでこれを活性化処理する。
活性化処理は、拡散金属層3を形成するNi等の
金属との反応性に乏しい有機酸によつて行われ
る。また有機酸は、上記ベース層2をTiN等で
形成したときベース層2に共折しているわずかな
炭素類と反応する水素イオン(H+)の発生が少
ない点でも好ましい。ここで好適に用いられる有
機酸としては、例えば、クエン酸、酢酸、シユウ
酸、リンゴ酸等のカルボン酸類や、スルフオミン
酸等のスルフオミン酸類が上げられる。中でも、
クエン酸は、その取り扱いが容易なので特に好ま
しい。 この前処理の後、拡散金属層3上には表面層4
が形成される。表面層4を形成する金属等には
種々のものを利用できる。例えば、所望する色調
が金色である場合には、金あるいは金合金等が用
いられる。また所望する色調が黒色である場合に
は黒ロジウム、黒ルテニウム等が用いられる。こ
の表面層4の厚さは、表面層4が所望する色調、
外観を程すように定められるが、中間金属層3が
薄く透明であれば上記ベース層2をこの表面層4
と近似した色調に形成しておくことにより、表面
層4を薄く形成しても所望の色調を得ることがで
きる。このようにすると表面層4の厚さは0.1μm
〜10μm程度で充分である。 「実験例」 本発明の方法により表面処理を行い、密着性等
の試験を行い、本発明の効果を確認した。実験
で、ステンレス鋼製の時計バンドを基材1とし
て、これを金色に仕上げた。 まず、研磨された時計バンドを溶剤で洗浄し油
脂類を除去し、ついでアルカリ脱脂した後フロン
ソルブで洗浄して乾燥した。 次に、この時計バンドをイオンをイオンプレー
テング装置の基材にセツトして、まずベース層2
を、ついで拡散金属層3を形成した。 ベース層2の形成は常法に従い次の手順で行つ
た。まず、イオンプレーテング装置(以下、
PVD装置と略称する)にアルゴン(Ar)を注入
してイオンボンバードをした後、PVD装置内を
高真空(10-5〜10-7Torr)に排気し、基材に数
百ボルトの電圧を印加して、イオン化したチタン
(Ti)を時計バンドに付着せしめた。Tiが時計バ
ンドに強く付着して均一なTi膜が得られた後、
基板電圧を下げ、PVD装置内に窒素ガス(N2
を導入し、PVD装置内の圧力を約10-6Torrとし
て、イオン化されたTiとN2とを反応せしめ、金
に近似した色調を程する窒化チタン(TiN)を
時計バンドに付着せしめた。これを所定時間行い
膜厚1μm〜2μmのベース層2を形成した。 つづいて同一のPVD装置内でニツケル(Ni)
をイオン化して、これを時計バンドに付着せしめ
た。これを所定時間行い、50Å〜70Åの厚さの拡
散金属層3を形成した。 次に、上記のようにして形成された拡散金属層
3をクエン酸を用いて活性化処理した後、電気化
学メツキ法で22K金よりなる表面層4を形成し
た。処理工程およびその条件は次の通りである。
【表】 形成された表面層4の厚さは、約0.3μmであ
り、得られた製品は美麗な金色を程するものであ
つた。 このように表面処理された時計バンドを各種試
験に供した。次に試験の内容をその結果を述べ
る。 a 人工汗全漬試験 次の組成からなる人工汗液を40℃に保ち、こ
れに時計バンドを浸漬した。 塩化ナトリウム 9.9g/ 硫化ナトリウム 0.8g/ 尿 素 1.7g/ アンモニア水 0.18g/ 乳 酸 1.1g/ 遮 糖 0.22g/ 残り純水 24時間後時計バンドを取り出し外観を観察し
たところ異状は全くなかつた。また、このもの
にセロテープを密着させ急激にはがしてみた
が、金合金からなる表面層4の剥離は生じなか
つた。 b 折り曲げ試験 上記時計バンドを分解して得られた各駒を、
万力を用いて60゜〜90゜に折り曲げて外観を観察
した。 全部の駒を試験したが、外観には亀裂等の異
状は全く見られなかつた。また、この折り曲げ
部にセロテープを密着せしめた後このセロテー
プを急激に剥がしたが、表面層4の剥離は生じ
なかつた。 c 塩水試験 時計バンドを、常温の3%NaCl溶液に浸漬
した。 48時間後、時計バンドを取り出し錆の発生の
有無を観察したが、錆は全く発生していなかつ
た。 d 摩耗試験 耐摩耗試験機を用いて時計バンドの摩耗試験
を行つた。試験条件は、荷重500g、摩耗回数
15000回とした。 試験後の時計バンドの外観を観察したとこ
ろ、表面層4は傷ついていたが、ベース層2を
なすTiNの色調が表面層4をなす金合金の色
調と同一であり、しかも拡散金属層3が薄く透
明なので、表面層4の傷はほとんど目立たなか
つた。また、チタン製のメガネフレームについ
ても同様の表面処理を行い、上記試験に供した
ところ、ステンレス鋼製時計バンドと同様良好
な結果が得られた。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明の表面処理法
は、基材を物理蒸着装置に収容して、該基材上に
硬質金属化合物からなるベース層を形成し、この
後続いて金属あるいは金属合金からなる中間金属
層を形成し、この後該中間金属層の形成された基
材を前記物理蒸着装置から取り出し、ついで中間
金属層を有機酸で活性化処理し、その後電気化学
メツキにより中間金属層上に金属あるいは金属合
金からなる表面層を形成する方法なので、硬質金
属化合物からなるベース層上に金属または金属合
金製の中間金属層を介して表面層が形成された外
装部品を生産するに際の、生産効率の向上および
歩留りの向上を図ることができる。 すなわち、本発明の表面処理法にあつては、同
一の物理蒸着装置内でベース層と中間金属層を連
続して成膜するので、ベース層に対して界面部分
で複雑に係合して強固に密着した中間金属層を形
成できる。また2層を形成する間の汚染事故を完
全に防止できるので、両層間の密着性が損なわれ
る恐れがなく、表面処理の歩留りを向上できる。
しかも緊密に密着したベース層と中間金属層を効
率良く成膜できる。 また本発明の表面処理法では、有機酸で中間金
属層を活性化処理した後に表面層を電気化学メツ
キするので、中間金属層が薄く形成された場合で
も中間金属層が消失することはなく、中間金属層
を介して硬質金属化合物製のベース層と表面層と
が確実に密着する。従つて、本発明の表面処理法
によれば、電気化学メツキ法で形成される表面層
の密着性が十分保証される。この点でも本発明
は、表面処理の歩留りを向上できる。 さらにまた成膜速度の遅い物理蒸着法で中間金
属層を厚く形成する必要が無くなり、この点でも
表面処理の効率を向上できる。 加えてこのように中間金属層を有機酸で活性化
処理して中間金属層の消失を防止できると共に中
間金属層の薄膜化が可能であるという効果は、中
間金属層を薄膜化して透明にし、表面層と近似色
のベース層を設けて外観色を高級化した外装部品
を製造する場合に、特に顕著である。
【図面の簡単な説明】
図は、この発明の表面処理法で製造された外装
部品を示す断面図である。 1……基材、2……ベース層、3……中間金属
層、4……表面層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 基材を物理蒸着装置に収容して、該基材上に
    硬質金属化合物からなるベース層を形成し、この
    後続いて金属あるいは金属合金からなる中間金属
    層を形成し、この後該中間金属層の形成された基
    材を前記物理蒸着装置から取り出し、ついで中間
    金属層を有機酸で活性化処理し、その後電気化学
    メツキにより中間金属層上に金属あるいは金属合
    金からなる表面層を形成することを特徴とする表
    面処理法。
JP20466084A 1984-09-29 1984-09-29 表面処理法 Granted JPS6184393A (ja)

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JP2005270479A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Citizen Watch Co Ltd 金色被膜を有する装飾品およびその製造方法

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