JPH04337083A - 複合多層膜およびその形成方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合多層膜およびその
形成方法であり、特に装飾性に優れ、かつ耐食性、密着
性、耐摩耗性、耐光性等に優れた機能性に富む複合多層
膜およびその形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空蒸着、スパッタリング、イオ
ンプレーティング、ＣＶＤ等の乾式メッキ法により、基
材表面に金属、無機物、有機物等の被膜を形成し、装飾
膜、機能膜として、いろいろな分野に応用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
乾式メッキ法による装飾膜、機能膜においては、装飾膜
としての色調には優れるが、耐食性や耐摩耗性に劣ると
か、機能膜としては良いが、装飾性にかけるとかの、い
まだに改善すべき問題があるのが現状である。

【０００４】その中でも特に、銀、銅、アルミニウム、
酸化被膜等の変色の問題や、イオンプレーティングによ
るグレー、茶、黒等の有色膜が耐摩耗性に劣るという問
題は深刻な問題となっている。

【０００５】本発明の目的は、上記問題を解決し、装飾
性に優れ、かつ耐食性、密着性、耐摩耗性、耐光性等に
優れた機能性に富む複合多層膜およびその製造方法を提
供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材表面に、
周期率表４ａ、５ａ、６ａ族の元素、シリコン、ゲルマ
ニウムの金属、窒化物、炭化物、酸化物、炭窒化物、炭
窒酸化物、および／または鉄、コバルト、ニッケル、ル
テニウム、ロジウム、パラジウム、白金、銅、銀、金、
亜鉛、アルミニウムの金属、合金の群の少なくとも１つ
よりなる第１の被膜と該第１の被膜以外の組成からなる
前記群のなかの少なくとも１つよりなる第２の被膜とが
交互に多層に形成された構造からなることを特徴とする
ものである。

【０００７】そして、前記第１の被膜と第２の被膜との
間に、第１の被膜と第２の被膜の組成の混合層をもつ構
造であることが好ましい。

【０００８】また、前記第１の被膜が真空蒸着、スパッ
タリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ等の乾式メッ
キ法において、強いプラズマ領域で成膜された周期率表
４ａ、５ａ、６ａ族の元素、酸素、窒素、炭素からなる
グレー色調を呈する被膜であり、前記第１の被膜とは特
性が違った第２の被膜が前記乾式メッキ法において、弱
いプラズマ領域で成膜された周期率表４ａ、５ａ、６ａ
族の元素、酸素、窒素、炭素からなる黒色調を呈する被
膜であってもよい。

【０００９】また、前記第１の被膜が銀、銅、アルミニ
ウム、酸化被膜等の変色しやすい組成物であり、第２の
被膜が酸化シリコン、酸化チタン等の透明保護膜とする
こともできる。

【００１０】さらに、製造方法としては、２つ以上の蒸
発原をもち、遮蔽板を介してそれぞれ違った２以上の条
件の成膜雰囲気を作ることができる乾式メッキ装置を用
いて、基材を前記違った２以上の条件の成膜雰囲気中を
繰り返し移行することにより、２以上の違った組成の被
膜を交互に多層に形成する方法がある。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。図１は実施例を示す複合多層膜の要部断面図、図２
は実施例の複合多層膜を形成する乾式メッキ装置の概略
説明図である。

【００１２】実施例１　　図２のような、２つ以上の蒸
発原６をもち、遮蔽板９を介してそれぞれ違った２以上
の条件の成膜雰囲気８を作ることができる乾式メッキ装
置を用いて、複合多層膜を形成した。

【００１３】基材１はステンレス製のドアノブを用い、
洗浄後、乾式メッキ装置の真空槽５内の基材保持治具７
にセットする。基材保持治具７は基材１を自公転させな
がら、遮蔽板９を介してそれぞれ違った２以上の条件の
成膜雰囲気８を繰り返し移行できるものである。

【００１４】つぎに、真空槽５内を１×１０−５Ｔｏｒ
ｒ以下の真空度に排気し、基材１表面を充分に清浄する
ために、アルゴンガスを導入し、アルゴンプラズマをカ
ソード電位に保たれた基材１に照射し、イオンボンバー
ドを行う。

【００１５】その後、遮蔽板９を介してそれぞれ違った
条件の第１の成膜雰囲気８と第２の成膜雰囲気８をつく
りだす。

【００１６】第１の成膜雰囲気８としては、真空槽５の
ガス導入口より、窒素とアルゴンの混合ガスを導入し、
真空槽５内の圧力を制御して５×１０−３Ｔｏｒｒの真
空度にする。この場合の真空槽５内は窒素が５０容量％
以上あり、かつ０．１〜５．０容量％の酸素と０．１〜
３．０容量％の二酸化炭素を含む雰囲気とする。

【００１７】その後、加速電圧１０ｋＶ、電流０．３Ａ
の電子ビームで蒸発源６の金属チタンを加熱し、アノー
ド電位である蒸発源６の金属チタンとカソード電位であ
る基材１との間に５０Ｖの直流電圧を加え、プラズマを
発生させる。このプラズマの発生した領域の中心からは
ずれた弱いプラズマ領域の第１の成膜雰囲気８を基材１
が移行できるように、基材保持治具７や電極を調整する
。

【００１８】第２の成膜雰囲気８としては、第１の成膜
雰囲気８と同様に条件を設定し、強いプラズマ領域であ
るプラズマの中心を基材１が移行できるように同様に調
整する。

【００１９】それぞれの成膜雰囲気８単独で成膜した場
合は、第１の成膜雰囲気８では黒の色調に、第２の成膜
雰囲気８ではグレーの色調に成膜できる。

【００２０】このように、第１の成膜雰囲気８中と第２
の成膜雰囲気８中を基材１が基材保持治具７により、繰
り返し移行することによって、黒の第１の被膜２とグレ
ーの第２の被膜３が交互に多層に形成し、複合多層膜が
得られた。また、第１の成膜雰囲気８中と第２の成膜雰
囲気８中を基材１が移行する時、多少オーバーラップす
る部分があるのでその時点で黒の第１の被膜２とグレー
の第２の被膜３との混合層４が得られる。

【００２１】上記方法によって形成した複合多層膜の折
り曲げ試験（ＪＩＳ　　Ｈ−０４１１）とキャス試験（
ＪＩＳ　　Ｈ−８６１７）を行った。試験結果は耐食性
、密着性を充分満足するものであった。また、砂落とし
試験による結果も充分に耐摩耗性を満足するものであっ
た。

【００２２】実施例２　　実施例１と同様に、ステンテ
ス製の時計外装を基材１とし、第１の成膜雰囲気８はス
パッタリング法を用い、蒸発源６は銀のターゲットで銀
の被膜の第１の被膜２を形成する条件とし、第２の成膜
条件雰囲気８は蒸発源６としてシリコンターゲットを用
い酸化雰囲気で酸化シリコンの透明保護膜の第２の被膜
３を形成する条件とし、第１の成膜雰囲気８中と第２の
成膜雰囲気８中を基材１が基材保持治具７により、繰り
返し移行することによって、美しい銀色の複合多層膜が
得られた。

【００２３】この銀色の複合多層膜を耐光試験、人工汗
試験を行った結果、変色はほとんど見られず、時計外装
として充分満足できるものであった。

【００２４】実施例３　　実施例１と実施例２をさらに
展開させ、蒸発源６が４つあり、それぞれ遮蔽板９で遮
蔽されている乾式メッキ装置を使用して複合多層膜を形
成した。

【００２５】第１の成膜雰囲気８としては、真空アーク
式蒸着法で金属ハフニウムのターゲトを蒸発源６として
用い、窒素ガス雰囲気で周期率表４ａ族の元素の窒化物
である窒化ハフニウム被膜を形成できる条件とし、第２
の成膜雰囲気８としては、多陰極方式イオンプレーティ
ング法で同様に周期率表４ａ族の元素の窒化物である窒
化ジルコニウム被膜を形成できる条件とする。

【００２６】さらに、第３の成膜雰囲気８としては、真
空蒸着法によって金の被膜を形成できる条件とし、第４
の成膜雰囲気８としては、スパッタリング法で酸化チタ
ン被膜を形成できる条件とし、それぞれ４つの成膜雰囲
気を作り出す。

【００２７】そして、基材１をこれらの４つの成膜雰囲
気８中を繰り返し移行させることにより、それぞれ金色
の窒化ハフニウム被膜、窒化ジルコニウム被膜、金の被
膜、と透明保護膜である酸化チタン被膜とが順次交互に
多層に形成される。

【００２８】なお、被膜の組成として、上記各実施例の
記載に限定されるものではなく、これに代えて周期率表
４ａ、５ａ、６ａ族の元素、シリコン、ゲルマニウムの
金属、窒化物、炭化物、酸化物、炭窒化物、炭窒酸化物
、および／または鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム
、ロジウム、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、ア
ルミニウムの金属、合金の群の少なくとも１つよりなる
被膜でもよく、機能膜、装飾膜として応用できる。

【００２９】さらに、２つ以上の違った条件の成膜雰囲
気の繰り返しであればよく、５種類、６種類、それ以上
の組成の複合多層膜も形成することもできる。

【００３０】また、形成方法として上記各実施例の記載
に限定されるものではなく、これに代えて、実施例以外
の乾式メッキ法、例えば、レーザー蒸着法等のＰＶＤ法
やプラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法でもよく、いろいろな
組合せが可能であることはいうまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、第１の被膜と第２の被膜とを交互に多層に形成
することによって、装飾性に優れ、かつ耐食性、密着性
、耐摩耗性、耐光性等に優れた機能性に富む複合多層膜
を提供することができる。さらに、基材を違った２以上
の条件の成膜雰囲気中を繰り返し移行し形成することに
よって、複雑な工程がなくなり、工数が大幅に削減され
、歩留りが向上するなど、コスト面にも大きな効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す複合多層膜の要部断面図
である。

【図２】本発明の実施例を示す複合多層膜を形成する乾
式メッキ装置の概略説明図である。

【符号の説明】

１　　基材 ２　　第１の被膜 ３　　第２の被膜 ４　　混合層 ５　　真空槽 ６　　蒸発源 ７　　基材保持治具 ８　　成膜雰囲気 ９　　遮蔽板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基材表面に、周期率表４ａ、５ａ、６
   ａ族の元素、シリコン、ゲルマニウムの金属、窒化物、
   炭化物、酸化物、炭窒化物、炭窒酸化物、および／また
   は鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パ
   ラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、アルミニウムの金
   属、合金の群の少なくとも１つよりなる第１の被膜と該
   第１の被膜以外の組成からなる前記群のなかの少なくと
   も１つよりなる第２の被膜とが交互に多層に形成された
   構造からなることを特徴とする複合多層膜。
2. 【請求項２】　　前記第１の被膜と第２の被膜との間に
   、第１の被膜と第２の被膜の組成の混合層をもつ構造で
   あることを特徴とする請求項１記載の複合多層膜。
3. 【請求項３】　　前記第１の被膜が真空蒸着、スパッタ
   リング、イオンプレーティング、ＣＶＤ等の乾式メッキ
   法において、強いプラズマ領域で成膜された周期率表４
   ａ、５ａ、６ａ族の元素、酸素、窒素、炭素からなるグ
   レー色調を呈する被膜であり、前記第１の被膜とは特性
   が違った第２の被膜が前記乾式メッキ法において、弱い
   プラズマ領域で成膜された周期率表４ａ、５ａ、６ａ族
   の元素、酸素、窒素、炭素からなる黒色調を呈する被膜
   であることを特徴とする請求項１記載の複合多層膜。
4. 【請求項４】　　前記第１の被膜が銀、銅、アルミニウ
   ム、酸化被膜等の変色しやすい組成物であり、第２の被
   膜が酸化シリコン、酸化チタン等の透明保護膜であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の複合多層膜。
5. 【請求項５】　　２つ以上の蒸発原をもち、遮蔽板を介
   してそれぞれ違った２以上の条件の成膜雰囲気を作るこ
   とができる乾式メッキ装置を用いて、基材を前記違った
   ２以上の条件の成膜雰囲気中を繰り返し移行することに
   より、２以上の違った組成の被膜を交互に多層に形成す
   ることを特徴とすることを特徴とする複合多層膜の形成
   方法。