JPH08337874A - 基材表面被覆層及びその形成方法並びに熱交換器用フィン及びその製造方法。 - Google Patents
基材表面被覆層及びその形成方法並びに熱交換器用フィン及びその製造方法。Info
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- JPH08337874A JPH08337874A JP7146046A JP14604695A JPH08337874A JP H08337874 A JPH08337874 A JP H08337874A JP 7146046 A JP7146046 A JP 7146046A JP 14604695 A JP14604695 A JP 14604695A JP H08337874 A JPH08337874 A JP H08337874A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】優れた撥水性能が長期間維持される撥水性（耐
久性）と，高機械的強度とを有する基材表面被覆層を提
供する。 【構成】表面４に微小な凹凸を有する基板１の前記表面
４にＤＬＣ層２を形成し、このＤＬＣ層２の表面にフッ
素を含有するプラズマを照射して、その最表面における
フッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55
以上であるフッ素含有カーボン層３を形成する
久性）と，高機械的強度とを有する基材表面被覆層を提
供する。 【構成】表面４に微小な凹凸を有する基板１の前記表面
４にＤＬＣ層２を形成し、このＤＬＣ層２の表面にフッ
素を含有するプラズマを照射して、その最表面における
フッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55
以上であるフッ素含有カーボン層３を形成する
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は優れた撥水性能及び耐久
性を有する基材表面被覆層及びその形成方法，並びに、
熱交換器用フィン及びその製造方法に関するものであ
る。
性を有する基材表面被覆層及びその形成方法，並びに、
熱交換器用フィン及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】フライパンやホットプレートを始めとす
る調理器具の表面に撥水処理が成されると、水や油がは
じかれ、よごれが落ちやすくなる。また、化学プラント
に膨大に使用されるパイプ類の内面に撥水性機能が付加
されると、パイプの中を流れる流体の抵抗や無駄が少な
くなり、コストの低減が図られ、効率の大幅な向上が望
まれる。
る調理器具の表面に撥水処理が成されると、水や油がは
じかれ、よごれが落ちやすくなる。また、化学プラント
に膨大に使用されるパイプ類の内面に撥水性機能が付加
されると、パイプの中を流れる流体の抵抗や無駄が少な
くなり、コストの低減が図られ、効率の大幅な向上が望
まれる。
【０００３】また、エアコンや冷蔵庫に用いられる熱交
換器のフィンも撥水処理が望まれるよい例である。すな
わち、外部の熱を奪い、冷媒ガスを温める機能を持つフ
ィンには露が着きやすい。そして、この露が霜が変わ
り，着霜すると、霜が空気の流れを遮断し、熱交換が円
滑にできなくなり、冷暖房の能力は急激に落ち込む。従
って、かかる着霜を防止するために、熱交換器のフィン
の表面にも撥水処理が施されている。このように、基材
表面に撥水処理を施す、即ち、基材表面を撥水性表面と
することに対するニーズには大きなものがある。
換器のフィンも撥水処理が望まれるよい例である。すな
わち、外部の熱を奪い、冷媒ガスを温める機能を持つフ
ィンには露が着きやすい。そして、この露が霜が変わ
り，着霜すると、霜が空気の流れを遮断し、熱交換が円
滑にできなくなり、冷暖房の能力は急激に落ち込む。従
って、かかる着霜を防止するために、熱交換器のフィン
の表面にも撥水処理が施されている。このように、基材
表面に撥水処理を施す、即ち、基材表面を撥水性表面と
することに対するニーズには大きなものがある。
【０００４】従来、表面を撥水性に処理する方法とし
て、テフロン処理（デュポン商品名）がよく知られてい
る。ポリテトラフルオロエチレンを含む溶液を物体の表
面に塗布して約350 ℃で熱処理して表面をコーティング
する方法であり、その優れた撥水性や潤滑性によりフラ
イパンの内面のコーティング等に広く応用されている。
て、テフロン処理（デュポン商品名）がよく知られてい
る。ポリテトラフルオロエチレンを含む溶液を物体の表
面に塗布して約350 ℃で熱処理して表面をコーティング
する方法であり、その優れた撥水性や潤滑性によりフラ
イパンの内面のコーティング等に広く応用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】テフロン処理をフライ
パンの内面やホットプレートの加熱板のコーティングに
適用する場合、得られるコーティング層（被覆層）はそ
の強度が弱いため、金属製のヘラやシャクシを用いた調
理にこれを使用することができない。つまり、強い接触
や摩擦により傷ついたり剥離したりするためで、木製あ
るいはプラスチック製のヘラやシャクシしか用いること
ができない。また、コーティング層（被覆層）の形成に
当たり、高温処理が必要なため、適用できる基材の構成
材料が大きく制限されるという課題もある。
パンの内面やホットプレートの加熱板のコーティングに
適用する場合、得られるコーティング層（被覆層）はそ
の強度が弱いため、金属製のヘラやシャクシを用いた調
理にこれを使用することができない。つまり、強い接触
や摩擦により傷ついたり剥離したりするためで、木製あ
るいはプラスチック製のヘラやシャクシしか用いること
ができない。また、コーティング層（被覆層）の形成に
当たり、高温処理が必要なため、適用できる基材の構成
材料が大きく制限されるという課題もある。
【０００６】また、熱交換器用のフィンは板厚が0.1mm
程度のアルミ薄板で構成されている。このため、変形、
変質しやすく、前記テフロン処理のための高温プロセス
を経ると、変形、変質が顕著となる。したがって、フィ
ンの撥水処理のため、前述の高温処理の必要なテフロン
処理（加工）を適用することは困難である。また、たと
え、テフロン処理を行えたとしても、テフロン層は熱伝
導率が低いため、フィン本来の熱伝達機能が損なわれて
しまう課題もある。
程度のアルミ薄板で構成されている。このため、変形、
変質しやすく、前記テフロン処理のための高温プロセス
を経ると、変形、変質が顕著となる。したがって、フィ
ンの撥水処理のため、前述の高温処理の必要なテフロン
処理（加工）を適用することは困難である。また、たと
え、テフロン処理を行えたとしても、テフロン層は熱伝
導率が低いため、フィン本来の熱伝達機能が損なわれて
しまう課題もある。
【０００７】そこで最近、より低温で処理ができる方式
としてカーボン層をフッ素プラズマ処理する方法が報告
され、その改質表面の評価がよく行われている。しかし
ながら、フッ素プラズマ処理により改質されたカーボン
層表面は、フッ素のカーボン層表面への進入が強固でな
いため、撥水性能に経時的な変化がみられ、耐久性に問
題がある。さらに、強度も足りないため強い摩擦により
表面の撥水性能が損なわれてしまう課題もある。
としてカーボン層をフッ素プラズマ処理する方法が報告
され、その改質表面の評価がよく行われている。しかし
ながら、フッ素プラズマ処理により改質されたカーボン
層表面は、フッ素のカーボン層表面への進入が強固でな
いため、撥水性能に経時的な変化がみられ、耐久性に問
題がある。さらに、強度も足りないため強い摩擦により
表面の撥水性能が損なわれてしまう課題もある。
【０００８】このように従来の基材表面の撥水化処理で
は、基材表面を機械的強度と撥水性能の両者が優れたも
のとなるように改質する、即ち、基材表面に機械的強度
と撥水性能の両者が優れた被覆層を形成することは困難
であり、また、その際の処理温度も高温であるため、基
材の構成材料が大きく制限されてしまうという問題点を
有している。
は、基材表面を機械的強度と撥水性能の両者が優れたも
のとなるように改質する、即ち、基材表面に機械的強度
と撥水性能の両者が優れた被覆層を形成することは困難
であり、また、その際の処理温度も高温であるため、基
材の構成材料が大きく制限されてしまうという問題点を
有している。
【０００９】本発明は上記のような従来の問題点を解消
するためになされたものであり、優れた撥水性能が長期
間維持される撥水性（耐久性）と，高機械的強度とを有
する基材表面被覆層及びその形成方法を提供することを
目的とする。
するためになされたものであり、優れた撥水性能が長期
間維持される撥水性（耐久性）と，高機械的強度とを有
する基材表面被覆層及びその形成方法を提供することを
目的とする。
【００１０】更に本発明の他の目的は、優れた撥水性能
が長期間維持される撥水性（耐久性）と，高機械的強度
とを有し、しかもこの高機械的強度が長期間維持される
基材表面被覆層及びその形成方法を提供することを目的
とする。
が長期間維持される撥水性（耐久性）と，高機械的強度
とを有し、しかもこの高機械的強度が長期間維持される
基材表面被覆層及びその形成方法を提供することを目的
とする。
【００１１】更に本発明の他の目的は、長期間熱交換が
円滑に行われ、冷却及び昇温能力が急激に落ち込むこと
のない熱交換器用フィルタ及びその製造方法を提供する
ことにある。
円滑に行われ、冷却及び昇温能力が急激に落ち込むこと
のない熱交換器用フィルタ及びその製造方法を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる基材表面
被覆層は、基材表面に形成されたダイヤモンド状カーボ
ン層と、前記ダイヤモンド状カーボン層上に形成された
その最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフ
ッ素含有カーボン層とからなるものである。
被覆層は、基材表面に形成されたダイヤモンド状カーボ
ン層と、前記ダイヤモンド状カーボン層上に形成された
その最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフ
ッ素含有カーボン層とからなるものである。
【００１３】また前記構成においては、前記フッ素含有
カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数とカーボ
ン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下であることが好ま
しい。
カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数とカーボ
ン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下であることが好ま
しい。
【００１４】また前記構成においては、前記フッ素含有
カーボン層は、その前記ダイヤモンド状カーボン層との
界面からその前記最表面に向かってフッ素原子数とカー
ボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したものである
ことが好ましい。
カーボン層は、その前記ダイヤモンド状カーボン層との
界面からその前記最表面に向かってフッ素原子数とカー
ボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したものである
ことが好ましい。
【００１５】また前記構成においては、前記基材表面は
微小な凹凸を有するものであり、前記フッ素含有カーボ
ン層の前記最表面にはこの基材表面の微小な凹凸に対応
した微小な凹凸が形成されていることが好ましい。
微小な凹凸を有するものであり、前記フッ素含有カーボ
ン層の前記最表面にはこの基材表面の微小な凹凸に対応
した微小な凹凸が形成されていることが好ましい。
【００１６】また前記構成においては、前記基材がステ
ンレス，アルミニウム，チタン，ニッケル及び銅から選
ばれる少なくとも１つを主成分として構成された金属製
基板であることが好ましい。
ンレス，アルミニウム，チタン，ニッケル及び銅から選
ばれる少なくとも１つを主成分として構成された金属製
基板であることが好ましい。
【００１７】また前記構成においては前記ダイヤモンド
状カーボン層の厚みが１００〜５０００ｎｍの範囲にあ
り、前記フッ素含有カーボン層の厚みが５〜２００ｎｍ
の範囲にあることが好ましい。
状カーボン層の厚みが１００〜５０００ｎｍの範囲にあ
り、前記フッ素含有カーボン層の厚みが５〜２００ｎｍ
の範囲にあることが好ましい。
【００１８】次に、本発明にかかる基材表面被覆層の形
成方法は、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，基
材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成した後、
前記基材にその電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲にある
ＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、フッ素含有ガ
スのプラズマを前記ダイヤモンド状カーボン層の表面に
照射して、前記ダイヤモンド状カーボン層の上層部をＣ
−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層に改質するもの
である。
成方法は、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，基
材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成した後、
前記基材にその電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲にある
ＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、フッ素含有ガ
スのプラズマを前記ダイヤモンド状カーボン層の表面に
照射して、前記ダイヤモンド状カーボン層の上層部をＣ
−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層に改質するもの
である。
【００１９】また前記構成においては、前記炭化水素系
ガスのプラズマを、前記基材が配置され、前記基材表面
への前記ダイヤモンド状カーボン層の形成が行われる反
応チャンバ内に、前記炭化水素系ガスと，プラズマ発生
室内にて発生させた不活性元素ガスのプラズマとを導入
することにより発生させることが好ましい。
ガスのプラズマを、前記基材が配置され、前記基材表面
への前記ダイヤモンド状カーボン層の形成が行われる反
応チャンバ内に、前記炭化水素系ガスと，プラズマ発生
室内にて発生させた不活性元素ガスのプラズマとを導入
することにより発生させることが好ましい。
【００２０】更に、本発明にかかる基材表面被覆層の形
成方法は、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，基
材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成した後、
前記基材にその電圧値が−240 Ｖ〜−60Ｖの範囲にある
ＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で，炭化水素系ガ
スのプラズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを原料にし
て，前記ダイヤモンド状カーボン層上に、Ｃ−Ｆ結合を
有するフッ素含有カーボン層を堆積形成するものであ
る。
成方法は、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，基
材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成した後、
前記基材にその電圧値が−240 Ｖ〜−60Ｖの範囲にある
ＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で，炭化水素系ガ
スのプラズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを原料にし
て，前記ダイヤモンド状カーボン層上に、Ｃ−Ｆ結合を
有するフッ素含有カーボン層を堆積形成するものであ
る。
【００２１】また前記構成においては、減圧状態に維持
された反応チャンバ内で、前記ダイヤモンド状カーボン
層及びフッ素含有カーボン層の形成を連続的に行うこと
が好ましい。
された反応チャンバ内で、前記ダイヤモンド状カーボン
層及びフッ素含有カーボン層の形成を連続的に行うこと
が好ましい。
【００２２】また前記構成においては、反応チャンバ内
における炭化水素系ガスとフッ素含有ガスの分圧比率
（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの分圧）を順
次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形成を行うこ
とが好ましい。
における炭化水素系ガスとフッ素含有ガスの分圧比率
（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの分圧）を順
次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形成を行うこ
とが好ましい。
【００２３】また前記構成においては、前記フッ素含有
カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内をフッ素
含有ガスのみとすることが好ましい。また前記構成にお
いては、前記基材表面が微小な凹凸を有するものである
ことが好ましい。
カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内をフッ素
含有ガスのみとすることが好ましい。また前記構成にお
いては、前記基材表面が微小な凹凸を有するものである
ことが好ましい。
【００２４】次に、本発明にかかる熱交換器用フィン
は、その内部に冷媒が流れる伝熱管が、各々が複数の貫
通穴を有する複数の金属薄板の互いに対応する位置にあ
る貫通穴に挿入され、前記複数の金属薄板の隣接する２
つの金属薄板間に空気が流動するための隙間が形成され
てなる熱交換器用フィンにおいて、前記金属薄板第１及
び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層が形成され、
このダイヤモンド状カーボン層上にその最表面における
フッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55
以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層
が形成されていることを特徴とする。
は、その内部に冷媒が流れる伝熱管が、各々が複数の貫
通穴を有する複数の金属薄板の互いに対応する位置にあ
る貫通穴に挿入され、前記複数の金属薄板の隣接する２
つの金属薄板間に空気が流動するための隙間が形成され
てなる熱交換器用フィンにおいて、前記金属薄板第１及
び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層が形成され、
このダイヤモンド状カーボン層上にその最表面における
フッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55
以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層
が形成されていることを特徴とする。
【００２５】また前記構成においては、前記フッ素含有
カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数とカーボ
ン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下であることが好ま
しい。
カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数とカーボ
ン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下であることが好ま
しい。
【００２６】また前記構成においては、前記フッ素含有
カーボン層は、その前記ダイヤモンド状カーボン層との
界面からその前記最表面に向かってフッ素原子数とカー
ボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したものである
ことが好ましい。
カーボン層は、その前記ダイヤモンド状カーボン層との
界面からその前記最表面に向かってフッ素原子数とカー
ボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したものである
ことが好ましい。
【００２７】また前記構成においては、前記金属薄板の
第１及び第２の主面は微小な凹凸を有するものであり、
前記フッ素含有カーボン層の前記最表面にはこの金属薄
板の第１及び第２の主面の微小な凹凸に対応した微小な
凹凸が形成されていることが好ましい。
第１及び第２の主面は微小な凹凸を有するものであり、
前記フッ素含有カーボン層の前記最表面にはこの金属薄
板の第１及び第２の主面の微小な凹凸に対応した微小な
凹凸が形成されていることが好ましい。
【００２８】次に、本発明にかかる熱交換器用フィンの
製造方法は、前記の熱交換器用フィンを製造する方法で
あって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置し、前記
金属薄板の第１及び第２の主面に前記炭化水素系ガスの
プラズマを原料にして，ダイヤモンド状カーボン層を堆
積形成した後、前記金属薄板基材にその電圧値が−150
Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、こ
の状態で，フッ素含有ガスのプラズマを前記ダイヤモン
ド状カーボン層の表面に照射して、前記ダイヤモンド状
カーボン層の上層部を、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有
カーボン層に改質する工程を含むことを特徴とする。
製造方法は、前記の熱交換器用フィンを製造する方法で
あって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置し、前記
金属薄板の第１及び第２の主面に前記炭化水素系ガスの
プラズマを原料にして，ダイヤモンド状カーボン層を堆
積形成した後、前記金属薄板基材にその電圧値が−150
Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、こ
の状態で，フッ素含有ガスのプラズマを前記ダイヤモン
ド状カーボン層の表面に照射して、前記ダイヤモンド状
カーボン層の上層部を、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有
カーボン層に改質する工程を含むことを特徴とする。
【００２９】更に、本発明にかかる熱交換器用フィンの
製造方法は、前記の熱交換器用フィンを製造する方法で
あって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置し、炭化
水素系ガスのプラズマを原料にして，前記金属薄板の第
１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形
成した後、前記金属薄板にその電圧値が−240 Ｖ〜−60
Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態
で，炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプ
ラズマを原料にして，前記ダイヤモンド状カーボン層上
にＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を堆積形成
する工程を含むことを特徴とする。
製造方法は、前記の熱交換器用フィンを製造する方法で
あって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置し、炭化
水素系ガスのプラズマを原料にして，前記金属薄板の第
１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形
成した後、前記金属薄板にその電圧値が−240 Ｖ〜−60
Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態
で，炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプ
ラズマを原料にして，前記ダイヤモンド状カーボン層上
にＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を堆積形成
する工程を含むことを特徴とする。
【００３０】また前記構成においては、前記反応チャン
バ内における炭化水素系ガスとフッ素含有ガスの分圧比
率（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの分圧）を
順次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形成を行う
ことが好ましい。
バ内における炭化水素系ガスとフッ素含有ガスの分圧比
率（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの分圧）を
順次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形成を行う
ことが好ましい。
【００３１】また前記構成においては、前記フッ素含有
カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内をフッ素
含有ガスのみとすることが好ましい。また前記構成にお
いては、その表面に微小な凹凸が形成された金型により
前記金属薄板をプレス加工して、前記金属薄板の第１及
び第２の主面に微小な凹凸を転写形成した後、前記ダイ
ヤモンド状カーボン層及びフッ素含有カーボン層の形成
を行うことが好ましい。
カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内をフッ素
含有ガスのみとすることが好ましい。また前記構成にお
いては、その表面に微小な凹凸が形成された金型により
前記金属薄板をプレス加工して、前記金属薄板の第１及
び第２の主面に微小な凹凸を転写形成した後、前記ダイ
ヤモンド状カーボン層及びフッ素含有カーボン層の形成
を行うことが好ましい。
【００３２】また前記構成においては、前記金型は前記
プレス加工時に前記金属薄板に貫通穴を形成するための
打ち抜き加工部を有するものであることが好ましい。ま
た前記構成においては、相対向する第１及び第２の側壁
にその内部にプラズマを導入するための第１の開口部及
び第２の開口部がそれぞれ形成された反応チャンバ内の
中間部に前記金属薄板を配置し、前記第１の開口部及び
第２の開口部から導入される前記炭化水素系ガスのプラ
ズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを原料にして、前記
金属薄板の第１及び第２の主面に同時に前記ダイヤモン
ド状カーボン層及びフッ素含有カーボン層を形成するこ
とが好ましい。
プレス加工時に前記金属薄板に貫通穴を形成するための
打ち抜き加工部を有するものであることが好ましい。ま
た前記構成においては、相対向する第１及び第２の側壁
にその内部にプラズマを導入するための第１の開口部及
び第２の開口部がそれぞれ形成された反応チャンバ内の
中間部に前記金属薄板を配置し、前記第１の開口部及び
第２の開口部から導入される前記炭化水素系ガスのプラ
ズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを原料にして、前記
金属薄板の第１及び第２の主面に同時に前記ダイヤモン
ド状カーボン層及びフッ素含有カーボン層を形成するこ
とが好ましい。
【００３３】また前記構成においては、前記基材が加熱
調理用器具のその表面にて調理が行われる金属製加熱板
であることが好ましい。前記において、「ダイヤモンド
状カーボン層（Daiamond Like Carbon層：ＤＬＣ層）」
は、ｓｐ3 混成軌道により炭素原子間が共有結合した結
晶構造、すなわち、ダイヤモンド型構造を部分的に含む
アモルファス状の硬質カーボン層を意味し、「フッ素含
有カーボン層」は、ダイヤモンド状カーボン層内にフッ
素原子をＣ−Ｆ結合により導入したものを意味する。
調理用器具のその表面にて調理が行われる金属製加熱板
であることが好ましい。前記において、「ダイヤモンド
状カーボン層（Daiamond Like Carbon層：ＤＬＣ層）」
は、ｓｐ3 混成軌道により炭素原子間が共有結合した結
晶構造、すなわち、ダイヤモンド型構造を部分的に含む
アモルファス状の硬質カーボン層を意味し、「フッ素含
有カーボン層」は、ダイヤモンド状カーボン層内にフッ
素原子をＣ−Ｆ結合により導入したものを意味する。
【００３４】
【作用】前記した本発明の基材表面被覆層の構成によれ
ば、基材表面に形成されたダイヤモンド状カーボン層
と、前記ダイヤモンド状カーボン層上に形成されたその
最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ
／Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素
含有カーボン層とからなるものであることにより、前記
ダイヤモンド状カーボン層はその硬度が3000(マイクロ
ビッカース硬度)以上と極めて硬質であり、この極めて
硬質のダイヤモンド状カーボン層の表面に、フッ素をＣ
−Ｆ結合化することにより含有させた，低表面エネルギ
を有するフッ素含有カーボン層が形成されていることか
ら、優れた撥水性能と高機械的強度を有する基材表面被
覆層を得ることができる。特に、フッ素含有カーボン層
の最表面においてフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上であることにより、優れた撥水
性能が長期にわたって維持される，耐久性のあるに撥水
性表面となる。
ば、基材表面に形成されたダイヤモンド状カーボン層
と、前記ダイヤモンド状カーボン層上に形成されたその
最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ
／Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素
含有カーボン層とからなるものであることにより、前記
ダイヤモンド状カーボン層はその硬度が3000(マイクロ
ビッカース硬度)以上と極めて硬質であり、この極めて
硬質のダイヤモンド状カーボン層の表面に、フッ素をＣ
−Ｆ結合化することにより含有させた，低表面エネルギ
を有するフッ素含有カーボン層が形成されていることか
ら、優れた撥水性能と高機械的強度を有する基材表面被
覆層を得ることができる。特に、フッ素含有カーボン層
の最表面においてフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上であることにより、優れた撥水
性能が長期にわたって維持される，耐久性のあるに撥水
性表面となる。
【００３５】また前記構成の好ましい例として、前記フ
ッ素含有カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数
とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下である
と、フッ素含有カーボン層の最表面を高硬度に維持でき
る。
ッ素含有カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数
とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下である
と、フッ素含有カーボン層の最表面を高硬度に維持でき
る。
【００３６】また前記構成の好ましい例として、前記フ
ッ素含有カーボン層が、その前記ダイヤモンド状カーボ
ン層との界面からその前記最表面に向かってフッ素原子
数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したも
のであると、フッ素含有カーボン層とダイヤモンド状カ
ーボン層間の熱膨脹係数の差及び内部応力の相違を緩和
することができ、撥水性能と高機械的強度をより一層向
上させることができる。
ッ素含有カーボン層が、その前記ダイヤモンド状カーボ
ン層との界面からその前記最表面に向かってフッ素原子
数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したも
のであると、フッ素含有カーボン層とダイヤモンド状カ
ーボン層間の熱膨脹係数の差及び内部応力の相違を緩和
することができ、撥水性能と高機械的強度をより一層向
上させることができる。
【００３７】また前記構成の好ましい例として、前記基
材表面が微小な凹凸を有するものであり、前記フッ素含
有カーボン層の前記最表面にこの基材表面の微小な凹凸
に対応した微小な凹凸が形成されていると、基材表面と
水滴間の付着張力をより減少させることができ、撥水性
能をより一層向上させることができる。
材表面が微小な凹凸を有するものであり、前記フッ素含
有カーボン層の前記最表面にこの基材表面の微小な凹凸
に対応した微小な凹凸が形成されていると、基材表面と
水滴間の付着張力をより減少させることができ、撥水性
能をより一層向上させることができる。
【００３８】また前記構成の好ましい例として、前記基
材がステンレス，アルミニウム，チタン，ニッケル及び
銅から選ばれる少なくとも１つを主成分として構成され
た金属製基板であると、表面が優れた撥水性能と高機械
的強度を有し、かつ熱伝導性に優れた基材となり、種々
の機器の構成材料として有用なものとなる。
材がステンレス，アルミニウム，チタン，ニッケル及び
銅から選ばれる少なくとも１つを主成分として構成され
た金属製基板であると、表面が優れた撥水性能と高機械
的強度を有し、かつ熱伝導性に優れた基材となり、種々
の機器の構成材料として有用なものとなる。
【００３９】また前記構成の好ましい例として、前記ダ
イヤモンド状カーボン層の厚みが１００〜５０００ｎｍ
の範囲にあり、前記フッ素含有カーボン層の厚みが５〜
２００ｎｍの範囲にあると、基材，ダイヤモンド状カー
ボン層，及びフッ素含有カーボン層における重なる２つ
の層間の密着力を安定にでき、好ましい。
イヤモンド状カーボン層の厚みが１００〜５０００ｎｍ
の範囲にあり、前記フッ素含有カーボン層の厚みが５〜
２００ｎｍの範囲にあると、基材，ダイヤモンド状カー
ボン層，及びフッ素含有カーボン層における重なる２つ
の層間の密着力を安定にでき、好ましい。
【００４０】次に、前記した本発明の基材表面被覆層の
形成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料に
して，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成
した後、前記基材にその電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範
囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、フッ
素含有ガスのプラズマを前記ダイヤモンド状カーボン層
の表面に照射して、前記ダイヤモンド状カーボン層の上
層部をＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層に改質
することにより、前記の優れた撥水性能と高機械的強度
を有し、これが長期にわたって維持される基材表面被覆
層を再現性よく形成することができる。
形成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料に
して，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成
した後、前記基材にその電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範
囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、フッ
素含有ガスのプラズマを前記ダイヤモンド状カーボン層
の表面に照射して、前記ダイヤモンド状カーボン層の上
層部をＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層に改質
することにより、前記の優れた撥水性能と高機械的強度
を有し、これが長期にわたって維持される基材表面被覆
層を再現性よく形成することができる。
【００４１】また前記構成の好ましい例として、前記炭
化水素系ガスのプラズマを、前記基材が配置され、前記
基材表面への前記ダイヤモンド状カーボン層の形成が行
われる反応チャンバ内に、前記炭化水素系ガスと，プラ
ズマ発生室内にて発生させた不活性元素ガスのプラズマ
とを導入することにより発生させると、プラズマ発生室
内に炭素の膜が付着せず、装置を安定稼働させる点で好
ましい。
化水素系ガスのプラズマを、前記基材が配置され、前記
基材表面への前記ダイヤモンド状カーボン層の形成が行
われる反応チャンバ内に、前記炭化水素系ガスと，プラ
ズマ発生室内にて発生させた不活性元素ガスのプラズマ
とを導入することにより発生させると、プラズマ発生室
内に炭素の膜が付着せず、装置を安定稼働させる点で好
ましい。
【００４２】更に、前記した本発明の基材表面被覆層の
形成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料に
して，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成
した後、前記基材にその電圧値が−240 Ｖ〜−60Ｖの範
囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で，炭化
水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを
原料にして，前記ダイヤモンド状カーボン層上に、Ｃ−
Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を堆積形成するこ
とにより、前記の優れた撥水性能と高機械的強度を有
し、これが長期にわたって維持される基材表面被覆層を
再現性よく、しかも高効率に形成することができる。
形成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料に
して，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成
した後、前記基材にその電圧値が−240 Ｖ〜−60Ｖの範
囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で，炭化
水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを
原料にして，前記ダイヤモンド状カーボン層上に、Ｃ−
Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を堆積形成するこ
とにより、前記の優れた撥水性能と高機械的強度を有
し、これが長期にわたって維持される基材表面被覆層を
再現性よく、しかも高効率に形成することができる。
【００４３】また、前記構成の好ましい例として、減圧
状態に維持された反応反応チャンバ内で、前記ダイヤモ
ンド状カーボン層及びフッ素含有カーボン層の形成を連
続的に行うと、ダイヤモンド状カーボン層とフッ素含有
カーボン層間に酸素を含む仲介層が形成されることがな
く、高機械的強度の基材表面被覆層を安定に形成するこ
とができる。
状態に維持された反応反応チャンバ内で、前記ダイヤモ
ンド状カーボン層及びフッ素含有カーボン層の形成を連
続的に行うと、ダイヤモンド状カーボン層とフッ素含有
カーボン層間に酸素を含む仲介層が形成されることがな
く、高機械的強度の基材表面被覆層を安定に形成するこ
とができる。
【００４４】また、前記構成の好ましい例として、反応
チャンバ内における炭化水素系ガスとフッ素含有ガスの
分圧比率（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの分
圧）を順次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形成
を行うと、前記のフッ素含有カーボン層とダイヤモンド
状カーボン層間の熱膨脹係数の差及び内部応力の相違が
緩和され、撥水性能と高機械的強度がより一層向上した
基材表面被覆層を合理的に形成することができる。
チャンバ内における炭化水素系ガスとフッ素含有ガスの
分圧比率（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの分
圧）を順次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形成
を行うと、前記のフッ素含有カーボン層とダイヤモンド
状カーボン層間の熱膨脹係数の差及び内部応力の相違が
緩和され、撥水性能と高機械的強度がより一層向上した
基材表面被覆層を合理的に形成することができる。
【００４５】また前記構成の好ましい例として、前記フ
ッ素含有カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内
をフッ素含有ガスのみとすると、フッ素含有カーボン層
の最表面にフッ素が効率良く取り込まれ、確実に、基材
表面被覆層を優れた撥水性能を有するものに改質でき
る。
ッ素含有カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内
をフッ素含有ガスのみとすると、フッ素含有カーボン層
の最表面にフッ素が効率良く取り込まれ、確実に、基材
表面被覆層を優れた撥水性能を有するものに改質でき
る。
【００４６】また前記構成の好ましい例として、前記基
材表面が微小な凹凸を有するものであると、フッ素含有
カーボン層の最表面にこの基材表面の微小な凹凸に対応
した微小な凹凸が発現し、前記の撥水性能がより一層向
上した基材表面被覆層を形成できる。
材表面が微小な凹凸を有するものであると、フッ素含有
カーボン層の最表面にこの基材表面の微小な凹凸に対応
した微小な凹凸が発現し、前記の撥水性能がより一層向
上した基材表面被覆層を形成できる。
【００４７】次に、本発明の熱交換器用フィンの構成に
よれば、その内部に冷媒が流れる伝熱管が、各々が複数
の貫通穴を有する複数の金属薄板の互いに対応する位置
にある貫通穴に挿入され、前記複数の金属薄板の隣接す
る２つの金属薄板間に空気が流動するための隙間が形成
されてなる熱交換器用フィンにおいて、前記金属薄板の
第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層が形成
され、このダイヤモンド状カーボン層上にその最表面に
おけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）
が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カー
ボン層が形成されていることにより、前記金属薄板が前
記の優れた撥水性能と高機械的強度を有し、これが長期
にわたって維持される表面被覆層を有するものとなり、
着霜することなく、空気が円滑に流動する熱交換器用フ
ィンが得られる。また、前記表面被覆層が高熱伝導率を
有するので、高熱伝達機能を有する熱交換器用フィンが
得られる。
よれば、その内部に冷媒が流れる伝熱管が、各々が複数
の貫通穴を有する複数の金属薄板の互いに対応する位置
にある貫通穴に挿入され、前記複数の金属薄板の隣接す
る２つの金属薄板間に空気が流動するための隙間が形成
されてなる熱交換器用フィンにおいて、前記金属薄板の
第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層が形成
され、このダイヤモンド状カーボン層上にその最表面に
おけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）
が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カー
ボン層が形成されていることにより、前記金属薄板が前
記の優れた撥水性能と高機械的強度を有し、これが長期
にわたって維持される表面被覆層を有するものとなり、
着霜することなく、空気が円滑に流動する熱交換器用フ
ィンが得られる。また、前記表面被覆層が高熱伝導率を
有するので、高熱伝達機能を有する熱交換器用フィンが
得られる。
【００４８】また前記構成の好ましい例として、前記フ
ッ素含有カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数
とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下である
と、フッ素含有カーボン層の最表面が高硬度に維持さ
れ、極めて高い機械的強度を有するものとなる。
ッ素含有カーボン層の前記最表面におけるフッ素原子数
とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.9 以下である
と、フッ素含有カーボン層の最表面が高硬度に維持さ
れ、極めて高い機械的強度を有するものとなる。
【００４９】また前記構成の好ましい例として、前記フ
ッ素含有カーボン層は、その前記ダイヤモンド状カーボ
ン層との界面からその前記最表面に向かってフッ素原子
数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したも
のであると、前記表面被覆層の撥水性能と機械的強度を
より一層向上させることができ、より高性能の熱交換器
用フィンを得ることができる。
ッ素含有カーボン層は、その前記ダイヤモンド状カーボ
ン層との界面からその前記最表面に向かってフッ素原子
数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が順次増加したも
のであると、前記表面被覆層の撥水性能と機械的強度を
より一層向上させることができ、より高性能の熱交換器
用フィンを得ることができる。
【００５０】また前記構成の好ましい例として、前記金
属薄板の第１及び第２の主面は微小な凹凸を有するもの
であり、前記フッ素含有カーボン層の前記最表面にはこ
の金属薄板の第１及び第２の主面の微小な凹凸に対応し
た微小な凹凸が形成されていると、金属薄板はより優れ
た撥水性能を有するものとなり、より高性能の熱交換器
用フィンを得ることができる。
属薄板の第１及び第２の主面は微小な凹凸を有するもの
であり、前記フッ素含有カーボン層の前記最表面にはこ
の金属薄板の第１及び第２の主面の微小な凹凸に対応し
た微小な凹凸が形成されていると、金属薄板はより優れ
た撥水性能を有するものとなり、より高性能の熱交換器
用フィンを得ることができる。
【００５１】次に、本発明の熱交換器用フィンの製造方
法によれば、前記の熱交換器用フィンを製造する方法で
あって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置し、前記
金属薄板の第１及び第２の主面に前記炭化水素系ガスの
プラズマを原料にして，ダイヤモンド状カーボン層を堆
積形成した後、前記金属薄板基材にその電圧値が−150
Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、こ
の状態で，フッ素含有ガスのプラズマを前記ダイヤモン
ド状カーボン層の表面に照射して、前記ダイヤモンド状
カーボン層の上層部を、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有
カーボン層に改質する工程を含むことにより、前記の着
霜することなく、空気が円滑に流動し、しかも、高熱伝
達機能を有する熱交換器用フィンを合理的に製造するこ
とができる。
法によれば、前記の熱交換器用フィンを製造する方法で
あって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置し、前記
金属薄板の第１及び第２の主面に前記炭化水素系ガスの
プラズマを原料にして，ダイヤモンド状カーボン層を堆
積形成した後、前記金属薄板基材にその電圧値が−150
Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、こ
の状態で，フッ素含有ガスのプラズマを前記ダイヤモン
ド状カーボン層の表面に照射して、前記ダイヤモンド状
カーボン層の上層部を、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有
カーボン層に改質する工程を含むことにより、前記の着
霜することなく、空気が円滑に流動し、しかも、高熱伝
達機能を有する熱交換器用フィンを合理的に製造するこ
とができる。
【００５２】更に、本発明にかかる熱交換器用フィンの
製造方法によれば、前記の熱交換器用フィンを製造する
方法であって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置
し、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，前記金属
薄板の第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層
を堆積形成した後、前記金属薄板にその電圧値が−240
Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、こ
の状態で，炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガ
スのプラズマを原料にして，前記ダイヤモンド状カーボ
ン層上にＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を堆
積形成する工程を含むことにより、前記の着霜すること
なく、空気が円滑に流動し、しかも、高熱伝達機能を有
する熱交換器用フィンを合理的に製造することができ
る。
製造方法によれば、前記の熱交換器用フィンを製造する
方法であって、反応チャンバ内に前記金属薄板を配置
し、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，前記金属
薄板の第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層
を堆積形成した後、前記金属薄板にその電圧値が−240
Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、こ
の状態で，炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガ
スのプラズマを原料にして，前記ダイヤモンド状カーボ
ン層上にＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を堆
積形成する工程を含むことにより、前記の着霜すること
なく、空気が円滑に流動し、しかも、高熱伝達機能を有
する熱交換器用フィンを合理的に製造することができ
る。
【００５３】また前記構成の好ましい例として、前記反
応チャンバ内における炭化水素系ガスとフッ素含有ガス
の分圧比率（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの
分圧）を順次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形
成を行うと、前記の金属薄板の表面被覆層の撥水性能と
機械的強度がより一層向上した，より高性能の熱交換器
用フィンを合理的に製造することができる。
応チャンバ内における炭化水素系ガスとフッ素含有ガス
の分圧比率（フッ素含有ガスの分圧／炭化水素系ガスの
分圧）を順次増加させて前記フッ素含有カーボン層の形
成を行うと、前記の金属薄板の表面被覆層の撥水性能と
機械的強度がより一層向上した，より高性能の熱交換器
用フィンを合理的に製造することができる。
【００５４】また前記構成の好ましい例として、前記フ
ッ素含有カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内
をフッ素含有ガスのみとすると、フッ素含有カーボン層
の最表面にフッ素が効率良く取り込まれ、確実に、前記
の表面被覆層が優れた撥水性能を有するものとなり、前
記の着霜することなく、空気が円滑に流動し、しかも、
高熱伝達機能を有する熱交換器用フィンを合理的かつ効
率良く製造することができる。
ッ素含有カーボン層の形成終了時は前記反応チャンバ内
をフッ素含有ガスのみとすると、フッ素含有カーボン層
の最表面にフッ素が効率良く取り込まれ、確実に、前記
の表面被覆層が優れた撥水性能を有するものとなり、前
記の着霜することなく、空気が円滑に流動し、しかも、
高熱伝達機能を有する熱交換器用フィンを合理的かつ効
率良く製造することができる。
【００５５】また前記構成の好ましい例として、その表
面に微小な凹凸が形成された金型により前記金属薄板を
プレス加工して、前記金属薄板の第１及び第２の主面に
微小な凹凸を転写形成した後、前記ダイヤモンド状カー
ボン層及びフッ素含有カーボン層の形成を行うと、金属
薄板の第１及び第２の主面の微小な凹凸を効率よく形成
でき、前記のフッ素含有カーボン層の最表面に微小な凹
凸が形成された，より優れた撥水性能を有する熱交換器
用フィンを、効率良く製造することができる。
面に微小な凹凸が形成された金型により前記金属薄板を
プレス加工して、前記金属薄板の第１及び第２の主面に
微小な凹凸を転写形成した後、前記ダイヤモンド状カー
ボン層及びフッ素含有カーボン層の形成を行うと、金属
薄板の第１及び第２の主面の微小な凹凸を効率よく形成
でき、前記のフッ素含有カーボン層の最表面に微小な凹
凸が形成された，より優れた撥水性能を有する熱交換器
用フィンを、効率良く製造することができる。
【００５６】また前記構成の好ましい例として、前記金
型が前記プレス加工時に前記金属薄板に貫通穴を形成す
るための打ち抜き加工部を有するものであると、金属薄
板に前記伝熱管を挿入するため貫通穴を、前記プレス加
工時に形成できるので、より一層製造効率を向上でき
る。
型が前記プレス加工時に前記金属薄板に貫通穴を形成す
るための打ち抜き加工部を有するものであると、金属薄
板に前記伝熱管を挿入するため貫通穴を、前記プレス加
工時に形成できるので、より一層製造効率を向上でき
る。
【００５７】また前記構成の好ましい例として、相対向
する第１及び第２の側壁にその内部にプラズマを導入す
るための第１の開口部及び第２の開口部がそれぞれ形成
された反応チャンバ内の中間部に前記金属薄板を配置
し、前記第１の開口部及び第２の開口部から導入される
前記炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプ
ラズマを原料にして、前記金属薄板の第１及び第２の主
面に同時に前記ダイヤモンド状カーボン層及びフッ素含
有カーボン層を形成すると、短時間で金属薄板の第１及
び第２の主面に前記の優れた撥水性能を有する表面被覆
層を形成することができ、製造効率を向上できる。
する第１及び第２の側壁にその内部にプラズマを導入す
るための第１の開口部及び第２の開口部がそれぞれ形成
された反応チャンバ内の中間部に前記金属薄板を配置
し、前記第１の開口部及び第２の開口部から導入される
前記炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプ
ラズマを原料にして、前記金属薄板の第１及び第２の主
面に同時に前記ダイヤモンド状カーボン層及びフッ素含
有カーボン層を形成すると、短時間で金属薄板の第１及
び第２の主面に前記の優れた撥水性能を有する表面被覆
層を形成することができ、製造効率を向上できる。
【００５８】また前記構成の好ましい例として、前記基
材が加熱調理用器具のその表面にて調理が行われる金属
製加熱板であると、金属製のヘラやシャクシを使用でき
る金属製加熱板を備えた加熱調理用器具を得ることがで
きる。
材が加熱調理用器具のその表面にて調理が行われる金属
製加熱板であると、金属製のヘラやシャクシを使用でき
る金属製加熱板を備えた加熱調理用器具を得ることがで
きる。
【００５９】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。 （実施例１）図１は本発明の実施例１による基板表面を
被覆する表面被覆層の構成を示す断面図である。表面４
に微小な凹凸を有する基板１表面に、ダイヤモンド状カ
ーボン層（以下、ＤＬＣ層と称す。）２と，Ｃ−Ｆ結合
を有するフッ素含有カーボン層３とがこの順に積層さ
れ、フッ素含有カーボン層３の最表面５においてフッ素
原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上に
なっている。
る。 （実施例１）図１は本発明の実施例１による基板表面を
被覆する表面被覆層の構成を示す断面図である。表面４
に微小な凹凸を有する基板１表面に、ダイヤモンド状カ
ーボン層（以下、ＤＬＣ層と称す。）２と，Ｃ−Ｆ結合
を有するフッ素含有カーボン層３とがこの順に積層さ
れ、フッ素含有カーボン層３の最表面５においてフッ素
原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上に
なっている。
【００６０】図１の表面被覆層を形成する第１の形成方
法を以下に説明する。図３はこの第１の形成方法に適用
される処理装置の概略構成を示す図である。排気系21を
接続した処理チャンバ（反応チャンバ）22には、プラズ
マ発生室23が付帯している。プラズマ発生室23には第１
ガス導入系24からガスが供給されるとともにマイクロ波
電力発生器25から2.45GHzのマイクロ波が供給される。
また、プラズマ発生室23 の周囲に設置したソレノイド
コイル26からの磁場とマイクロ波との相互作用により電
子サイクロトロン共鳴(ＥＣＲ)により、プラズマ発生室
23にプラズマ27が発生する。処理チャンバ22には基板１
が設置され、プラズマ発生室23からのプラズマ27が照射
される。なお、基板１にはＲＦ電源28からＲＦバイアス
電圧が供給されるようになっている。
法を以下に説明する。図３はこの第１の形成方法に適用
される処理装置の概略構成を示す図である。排気系21を
接続した処理チャンバ（反応チャンバ）22には、プラズ
マ発生室23が付帯している。プラズマ発生室23には第１
ガス導入系24からガスが供給されるとともにマイクロ波
電力発生器25から2.45GHzのマイクロ波が供給される。
また、プラズマ発生室23 の周囲に設置したソレノイド
コイル26からの磁場とマイクロ波との相互作用により電
子サイクロトロン共鳴(ＥＣＲ)により、プラズマ発生室
23にプラズマ27が発生する。処理チャンバ22には基板１
が設置され、プラズマ発生室23からのプラズマ27が照射
される。なお、基板１にはＲＦ電源28からＲＦバイアス
電圧が供給されるようになっている。
【００６１】基板１にステンレス鋼を用い、アルミナ粉
体の吹き付け加工により、表面には中心線平均表面粗さ
が2μmの微小な凹凸を形成している。第１ガス導入系24
からArガスを導入し、基板１の上部には第２ガス導入系
29を配置し、ＤＬＣ層２の原料となるCH4ガスを導入す
る。Arガスは10sccm、CH4ガスは20sccmの流量で供給
し、処理チャンバ22の圧力を4x10-4Torrとした。マイク
ロ波電力発生器25から 200Ｗのマイクロ波電力を投入
し、ArのＥＣＲプラズマを発生させ、原料ガスの CH4ガ
スを分解合成して基板１上にＤＬＣ層２を形成する。
体の吹き付け加工により、表面には中心線平均表面粗さ
が2μmの微小な凹凸を形成している。第１ガス導入系24
からArガスを導入し、基板１の上部には第２ガス導入系
29を配置し、ＤＬＣ層２の原料となるCH4ガスを導入す
る。Arガスは10sccm、CH4ガスは20sccmの流量で供給
し、処理チャンバ22の圧力を4x10-4Torrとした。マイク
ロ波電力発生器25から 200Ｗのマイクロ波電力を投入
し、ArのＥＣＲプラズマを発生させ、原料ガスの CH4ガ
スを分解合成して基板１上にＤＬＣ層２を形成する。
【００６２】なお、基板１にはＲＦ電源28からＲＦバイ
アス電圧を供給している。図４は基板１の電位を示して
おり、ＲＦ電圧の印加により基板１には負の自己バイア
ス電圧が発生する。この際の平均の電位とアース電位の
間の電圧Ｖa をＲＦバイアス電圧と呼んでいる。ここで
はＲＦバイアス電圧を-120ＶとしてＤＬＣ層２の成膜を
行った。膜厚は500 nmとしている。ＤＬＣ層２の硬度を
マイクロビッカース硬度計で測定したところ3300であ
り、高硬度の薄膜であることを確認した。なお、前記に
おいては、第２ガス導入系24からCH4ガスを 導入して、
Arガスのプラズマ発生によるエネルギーを受けて、処理
チャンバ22内にてCH4 ガスのプラズマを発生させるよう
にしたが、第１ガス導入系24から直接CH4 ガスを導入し
て、プラズマ発生室23内にてCH4 ガスのプラズマを発生
させ、これを処理チャンバ（反応チャンバ）22内に導入
するようにしても、同様の硬質ＤＬＣ層２を得ることが
できる。ただし、この場合はプラズマ発生室23中に炭素
膜が付着することとなり、これが装置の稼働効率を低下
させる原因となる。
アス電圧を供給している。図４は基板１の電位を示して
おり、ＲＦ電圧の印加により基板１には負の自己バイア
ス電圧が発生する。この際の平均の電位とアース電位の
間の電圧Ｖa をＲＦバイアス電圧と呼んでいる。ここで
はＲＦバイアス電圧を-120ＶとしてＤＬＣ層２の成膜を
行った。膜厚は500 nmとしている。ＤＬＣ層２の硬度を
マイクロビッカース硬度計で測定したところ3300であ
り、高硬度の薄膜であることを確認した。なお、前記に
おいては、第２ガス導入系24からCH4ガスを 導入して、
Arガスのプラズマ発生によるエネルギーを受けて、処理
チャンバ22内にてCH4 ガスのプラズマを発生させるよう
にしたが、第１ガス導入系24から直接CH4 ガスを導入し
て、プラズマ発生室23内にてCH4 ガスのプラズマを発生
させ、これを処理チャンバ（反応チャンバ）22内に導入
するようにしても、同様の硬質ＤＬＣ層２を得ることが
できる。ただし、この場合はプラズマ発生室23中に炭素
膜が付着することとなり、これが装置の稼働効率を低下
させる原因となる。
【００６３】ＤＬＣ層２を形成した後、第１ガス導入系
24からCH4 ガスのみを導入し、処理チャンバ22の圧力を
4x10-4Torrとしてフッ素を含有するプラズマを発生さ
せ、ＤＬＣ層２の表面に照射する。この際、第２ガス導
入系29からのガス導入は行わない。基板１にＲＦバイア
ス電圧を-100Ｖ印加し、プラズマを高エネルギ化して、
これを基板上のＤＬＣ層２表面に照射し、その上層部を
厚み２０nmのフッ素含有カーボン層３に改質した。図５
はこの様にしてプラズマ処理した改質表面（５）の撥水
性能を水の接触角で評価した結果である。改質前のＤＬ
Ｃ層２のみでは接触角は約70゜と低いが、上述のプラズ
マ処理を行うことにより速やかに接触角は上昇し、約 1
25゜で飽和し、撥水性の高い表面に改質されている。こ
こではＲＦバイアス電圧を-100Ｖとしているが、他の種
々のＲＦバイアス電圧を印加して同様のプラズマ照射を
行っても改質表面の撥水特性は図５とよく似た結果が得
られている。
24からCH4 ガスのみを導入し、処理チャンバ22の圧力を
4x10-4Torrとしてフッ素を含有するプラズマを発生さ
せ、ＤＬＣ層２の表面に照射する。この際、第２ガス導
入系29からのガス導入は行わない。基板１にＲＦバイア
ス電圧を-100Ｖ印加し、プラズマを高エネルギ化して、
これを基板上のＤＬＣ層２表面に照射し、その上層部を
厚み２０nmのフッ素含有カーボン層３に改質した。図５
はこの様にしてプラズマ処理した改質表面（５）の撥水
性能を水の接触角で評価した結果である。改質前のＤＬ
Ｃ層２のみでは接触角は約70゜と低いが、上述のプラズ
マ処理を行うことにより速やかに接触角は上昇し、約 1
25゜で飽和し、撥水性の高い表面に改質されている。こ
こではＲＦバイアス電圧を-100Ｖとしているが、他の種
々のＲＦバイアス電圧を印加して同様のプラズマ照射を
行っても改質表面の撥水特性は図５とよく似た結果が得
られている。
【００６４】図６は前記接触角が経時的にどのように変
化するかを調べてみた結果を示したもので、温度25℃、
湿度45％の通常の環境下で1000時間以上の経時特性を調
べた結果である。特性に次のような有意差が見られた。
負のＲＦバイアス電圧が０Ｖ、40Ｖでは接触角の低下が
見られているが、60Ｖ以上に増すことにより（ＲＦバイ
アス電圧が０Ｖ、-40Ｖでは接触角の低下が見られてい
るが、-60Ｖ以下にすることにより）、接触角の経時変
化はほとんど見られず、耐久性の高い撥水性表面となっ
ている。このような撥水性表面をＸ線光電子分光法（Ｘ
ＰＳ）で観察し、スペクトルを分析した結果が図７であ
る。スペクトルにＣＦ、ＣＦ2、ＣＦ3のピークが現れて
おり、改質層にＣ−Ｆ結合が形成されていることが確認
された。
化するかを調べてみた結果を示したもので、温度25℃、
湿度45％の通常の環境下で1000時間以上の経時特性を調
べた結果である。特性に次のような有意差が見られた。
負のＲＦバイアス電圧が０Ｖ、40Ｖでは接触角の低下が
見られているが、60Ｖ以上に増すことにより（ＲＦバイ
アス電圧が０Ｖ、-40Ｖでは接触角の低下が見られてい
るが、-60Ｖ以下にすることにより）、接触角の経時変
化はほとんど見られず、耐久性の高い撥水性表面となっ
ている。このような撥水性表面をＸ線光電子分光法（Ｘ
ＰＳ）で観察し、スペクトルを分析した結果が図７であ
る。スペクトルにＣＦ、ＣＦ2、ＣＦ3のピークが現れて
おり、改質層にＣ−Ｆ結合が形成されていることが確認
された。
【００６５】図８はＲＦバイアス電圧をパラメータとし
てＤＬＣ層２をプラズマ処理した改質表面（５）におけ
る組成をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）で分析した結果で
ある。縦軸に組成としてフッ素原子数とカーボン原子数
の比Ｆ／Ｃ値を示している。ＲＦバイアス電圧を増加す
るに従い、Ｆ／Ｃ値が上昇し、ＤＬＣ層のフッ素化を促
進している。図６の接触角の経時特性で、負のＲＦバイ
アス電圧を60Ｖ以上印加することにより（-60 Ｖ以下の
ＲＦバイアス電圧を印加することにより）経時変化のな
い撥水性表面が得られているが、図８の組成では、負の
ＲＦバイアス電圧が60Ｖ（ＲＦバイアス電圧が-60Ｖ）
でＦ／Ｃ値は0.55 を示している。すなわち、改質表面
の組成としてＦ／Ｃ値が0.55以上で耐久性に優れた撥水
性表面が提供されることがここで判明した。
てＤＬＣ層２をプラズマ処理した改質表面（５）におけ
る組成をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）で分析した結果で
ある。縦軸に組成としてフッ素原子数とカーボン原子数
の比Ｆ／Ｃ値を示している。ＲＦバイアス電圧を増加す
るに従い、Ｆ／Ｃ値が上昇し、ＤＬＣ層のフッ素化を促
進している。図６の接触角の経時特性で、負のＲＦバイ
アス電圧を60Ｖ以上印加することにより（-60 Ｖ以下の
ＲＦバイアス電圧を印加することにより）経時変化のな
い撥水性表面が得られているが、図８の組成では、負の
ＲＦバイアス電圧が60Ｖ（ＲＦバイアス電圧が-60Ｖ）
でＦ／Ｃ値は0.55 を示している。すなわち、改質表面
の組成としてＦ／Ｃ値が0.55以上で耐久性に優れた撥水
性表面が提供されることがここで判明した。
【００６６】図９はＲＦバイアス電圧をパラメータとし
て前記プラズマ処理した改質表面の硬度をマイクロビッ
カース硬度計で測定した結果である。プラズマ処理前、
すなわちＤＬＣ層２の硬度は前述のごとく3300であり、
負のＲＦバイアス電圧が150Ｖ以下（ＲＦバイアス電圧
が-150Ｖ以上）ではフッ素化処理を行っても硬度は変わ
っていないが、150Ｖを超えること（ＲＦバイアス電圧
が-150 Ｖより小さくなること）により硬度の低下が見
られている。バイアス電圧−150 Ｖで処理したときの最
表面での組成は図７より0.9 であることより、改質面に
フッ素が多く入り込むことにより、ＤＬＣ層２における
強固なＣ同士の結合（Ｃ−Ｃ結合）を阻害したことに基
づくものと考えられる。図１０はＲＦバイアス電圧をパ
ラメータとしてプラズマ処理した際のＤＬＣ層２におけ
るエッチング深さを測定した結果である。負のＲＦバイ
アス電圧の増加により、高エネルギ化されたイオンの影
響でエッチング量が徐々に増しているが、負のＲＦバイ
アス電圧を150 Ｖよりも大きくすると（ＲＦバイアス電
圧を-150Ｖより小さくすると）、そのエネルギによりＤ
ＬＣ層２のエッチング量が急激に増加し、硬質層として
のＤＬＣ層２の薄膜化を招き、適当でない。このため、
ＲＦバイアス電圧は-60Ｖから-150 Ｖの範囲内にあるこ
とが重要である。なお、このＲＦバイアス電圧-150Ｖは
図９に示す改質表面の硬度の低下の見られる電圧と合致
しており、改質表面へのフッ素の多量の含有が、硬度の
低下とエッチング量の増大を招いたものと考えられる。 （実施例２）図２は本願発明の実施例２による基板表面
を被覆する表面被覆層の構成を示す断面図であり、図１
と同一符号は同一または相当する部分を示し、３ａはＣ
−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層である。このフ
ッ素含有カーボン層３ａはＤＬＣ層２の表面上に堆積形
成されたもので、最表面５ではフッ素原子数とカーボン
原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上になっている。
て前記プラズマ処理した改質表面の硬度をマイクロビッ
カース硬度計で測定した結果である。プラズマ処理前、
すなわちＤＬＣ層２の硬度は前述のごとく3300であり、
負のＲＦバイアス電圧が150Ｖ以下（ＲＦバイアス電圧
が-150Ｖ以上）ではフッ素化処理を行っても硬度は変わ
っていないが、150Ｖを超えること（ＲＦバイアス電圧
が-150 Ｖより小さくなること）により硬度の低下が見
られている。バイアス電圧−150 Ｖで処理したときの最
表面での組成は図７より0.9 であることより、改質面に
フッ素が多く入り込むことにより、ＤＬＣ層２における
強固なＣ同士の結合（Ｃ−Ｃ結合）を阻害したことに基
づくものと考えられる。図１０はＲＦバイアス電圧をパ
ラメータとしてプラズマ処理した際のＤＬＣ層２におけ
るエッチング深さを測定した結果である。負のＲＦバイ
アス電圧の増加により、高エネルギ化されたイオンの影
響でエッチング量が徐々に増しているが、負のＲＦバイ
アス電圧を150 Ｖよりも大きくすると（ＲＦバイアス電
圧を-150Ｖより小さくすると）、そのエネルギによりＤ
ＬＣ層２のエッチング量が急激に増加し、硬質層として
のＤＬＣ層２の薄膜化を招き、適当でない。このため、
ＲＦバイアス電圧は-60Ｖから-150 Ｖの範囲内にあるこ
とが重要である。なお、このＲＦバイアス電圧-150Ｖは
図９に示す改質表面の硬度の低下の見られる電圧と合致
しており、改質表面へのフッ素の多量の含有が、硬度の
低下とエッチング量の増大を招いたものと考えられる。 （実施例２）図２は本願発明の実施例２による基板表面
を被覆する表面被覆層の構成を示す断面図であり、図１
と同一符号は同一または相当する部分を示し、３ａはＣ
−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層である。このフ
ッ素含有カーボン層３ａはＤＬＣ層２の表面上に堆積形
成されたもので、最表面５ではフッ素原子数とカーボン
原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上になっている。
【００６７】次に、この図２に示す本実施例の表面被覆
層の形成方法を以下に説明する。前記実施例１による形
成方法と同じ図２の装置を用い、実施例１の形成方法と
同様に処理チャンバ22内に、CH4 ガスのプラズマをプラ
ズマ発生室23にてArガスのプラズマを発生させることに
より発生させ、厚み５００nmのＤＬＣ層２を基板１の微
小な凹凸を有する表面４上に形成する。そしてこの後、
第２ガス導入系29からCH4 ガスとCF4ガスの混合ガスを
処理チャンバ22内に導入し、これらCH4 ガスとCF4 ガス
のプラズマを発生させ、厚み５０nmのフッ素含有カーボ
ン層３をＤＬＣ層２の上に堆積形成する。この際、第１
ガス導入系24からArガスを10sccm、第２ガス導入系29か
らCH4 ガスを20sccm、CF4 ガスを10sccmの流量で供給
し、処理チャンバ22の圧力を4x10-4Torrとした。また、
マイクロ波電力発生器25から200 Ｗのマイクロ波電力を
投入し、ArのＥＣＲプラズマを発生させ、原料ガスのCH
4 ガスとCF4 ガスを分解合成して、これらガスのプラズ
マを発生させる。なお、第１ガス導入系24からプラズマ
発生室23に直接CH4ガスとCF4ガスを導入し、これらガス
のプラズマを発生させてフッ素含有カーボン層３を形成
しても良い。
層の形成方法を以下に説明する。前記実施例１による形
成方法と同じ図２の装置を用い、実施例１の形成方法と
同様に処理チャンバ22内に、CH4 ガスのプラズマをプラ
ズマ発生室23にてArガスのプラズマを発生させることに
より発生させ、厚み５００nmのＤＬＣ層２を基板１の微
小な凹凸を有する表面４上に形成する。そしてこの後、
第２ガス導入系29からCH4 ガスとCF4ガスの混合ガスを
処理チャンバ22内に導入し、これらCH4 ガスとCF4 ガス
のプラズマを発生させ、厚み５０nmのフッ素含有カーボ
ン層３をＤＬＣ層２の上に堆積形成する。この際、第１
ガス導入系24からArガスを10sccm、第２ガス導入系29か
らCH4 ガスを20sccm、CF4 ガスを10sccmの流量で供給
し、処理チャンバ22の圧力を4x10-4Torrとした。また、
マイクロ波電力発生器25から200 Ｗのマイクロ波電力を
投入し、ArのＥＣＲプラズマを発生させ、原料ガスのCH
4 ガスとCF4 ガスを分解合成して、これらガスのプラズ
マを発生させる。なお、第１ガス導入系24からプラズマ
発生室23に直接CH4ガスとCF4ガスを導入し、これらガス
のプラズマを発生させてフッ素含有カーボン層３を形成
しても良い。
【００６８】前記実施例１と同様に、本実施例において
もフッ素含有カーボン層３ａの形成の際、基板１には負
のＲＦバイアス電圧を印加しているが、この負のＲＦバ
イアス電圧の増加に伴い、フッ素含有カーボン層３（３
ａ）はバイアス電圧によって高エネルギ化されたイオン
の効果によってその硬度が増すこととなる。そして、フ
ッ素含有カーボン層３表面の撥水性能は負のＲＦバイア
ス電圧を60Ｖ以上（ＲＦバイアス電圧を-60Ｖ 以下）に
することにより、その撥水性能の経時変化がほとんどな
いものとなり、耐久性のある撥水性表面を提供できる。
本実施例の方法では、前記実施例１の方法のように、Ｄ
ＬＣ層２の表面にプラズマを照射して、ＤＬＣ層２の表
面、すなわち、その上層部をフッ素含有カーボン層３に
改質するのとは異なり、ＤＬＣ層２の表面上にフッ素含
有カーボン層３ａを堆積形成するものである。従って、
前記実施例１の方法で見られたＤＬＣ層２のエッチング
浸食は基本的には起こらない。しかし、負のＲＦバイア
ス電圧を240 Ｖより大きくすると（ＲＦバイアス電圧を
を-240Ｖより小さくすると）、イオンの高エネルギ化に
より、膜形成能と，既に得られた膜の被エッチング能が
バランスしてしまい、フッ素含有カーボン層３ａの膜の
堆積速度（成膜速度）が極めて小さくなってしまうの
で、適当でない。以上より、本実施例方法ではフッ素含
有カーボン層３ａの形成において、ＲＦバイアス電圧は
-60Ｖから-240 Ｖの範囲にあることが好ましい。
もフッ素含有カーボン層３ａの形成の際、基板１には負
のＲＦバイアス電圧を印加しているが、この負のＲＦバ
イアス電圧の増加に伴い、フッ素含有カーボン層３（３
ａ）はバイアス電圧によって高エネルギ化されたイオン
の効果によってその硬度が増すこととなる。そして、フ
ッ素含有カーボン層３表面の撥水性能は負のＲＦバイア
ス電圧を60Ｖ以上（ＲＦバイアス電圧を-60Ｖ 以下）に
することにより、その撥水性能の経時変化がほとんどな
いものとなり、耐久性のある撥水性表面を提供できる。
本実施例の方法では、前記実施例１の方法のように、Ｄ
ＬＣ層２の表面にプラズマを照射して、ＤＬＣ層２の表
面、すなわち、その上層部をフッ素含有カーボン層３に
改質するのとは異なり、ＤＬＣ層２の表面上にフッ素含
有カーボン層３ａを堆積形成するものである。従って、
前記実施例１の方法で見られたＤＬＣ層２のエッチング
浸食は基本的には起こらない。しかし、負のＲＦバイア
ス電圧を240 Ｖより大きくすると（ＲＦバイアス電圧を
を-240Ｖより小さくすると）、イオンの高エネルギ化に
より、膜形成能と，既に得られた膜の被エッチング能が
バランスしてしまい、フッ素含有カーボン層３ａの膜の
堆積速度（成膜速度）が極めて小さくなってしまうの
で、適当でない。以上より、本実施例方法ではフッ素含
有カーボン層３ａの形成において、ＲＦバイアス電圧は
-60Ｖから-240 Ｖの範囲にあることが好ましい。
【００６９】なお、本実施例において、ＤＬＣ層２の形
成の後、基板１を大気中に戻し、再び減圧状態にしてフ
ッ素含有カーボン層３ａを形成すると、両層の界面に酸
素を僅かに含む仲介層が形成され、この仲介層が形成さ
れるとＤＬＣ層２とフッ素含有カーボン層３ａとの付着
性が悪くなり、表面被覆層の強度が低下する傾向とな
る。したがって、ＤＬＣ層２の形成工程とフッ素含有カ
ーボン層３ａの形成工程の間で基板１を大気状態に戻す
ことなく、減圧状態にされた処理チャンバ22でＤＬＣ層
２とフッ素含有カーボン層３ａを連続的に形成するのが
好ましい。 （実施例３）本発明の実施例３による基板表面を被覆す
る表面被覆層について説明する。本実施例３の表面被覆
層の構成は基本的には前記実施例２の表面被覆層のそれ
と同じであるが（図２参照）、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ
素含有カーボン層３ａが、そのＤＬＣ層２との界面６か
らその最表面５に向かってＦ／Ｃ値が次第に増加し、最
表面５においてＦ／Ｃ値が0.55以上になっているもので
ある。このように、フッ素含有カーボン層３ａにそのＤ
ＬＣ層２との界面６からその最表面５に向かって含有さ
れるフッ素原子の割合を増加させることにより、下層で
あるＤＬＣ層２との間の熱膨張係数の差や内部応力の相
違が緩和され、表面被覆層の機械的強度がより一層向上
する。
成の後、基板１を大気中に戻し、再び減圧状態にしてフ
ッ素含有カーボン層３ａを形成すると、両層の界面に酸
素を僅かに含む仲介層が形成され、この仲介層が形成さ
れるとＤＬＣ層２とフッ素含有カーボン層３ａとの付着
性が悪くなり、表面被覆層の強度が低下する傾向とな
る。したがって、ＤＬＣ層２の形成工程とフッ素含有カ
ーボン層３ａの形成工程の間で基板１を大気状態に戻す
ことなく、減圧状態にされた処理チャンバ22でＤＬＣ層
２とフッ素含有カーボン層３ａを連続的に形成するのが
好ましい。 （実施例３）本発明の実施例３による基板表面を被覆す
る表面被覆層について説明する。本実施例３の表面被覆
層の構成は基本的には前記実施例２の表面被覆層のそれ
と同じであるが（図２参照）、Ｃ−Ｆ結合を有するフッ
素含有カーボン層３ａが、そのＤＬＣ層２との界面６か
らその最表面５に向かってＦ／Ｃ値が次第に増加し、最
表面５においてＦ／Ｃ値が0.55以上になっているもので
ある。このように、フッ素含有カーボン層３ａにそのＤ
ＬＣ層２との界面６からその最表面５に向かって含有さ
れるフッ素原子の割合を増加させることにより、下層で
あるＤＬＣ層２との間の熱膨張係数の差や内部応力の相
違が緩和され、表面被覆層の機械的強度がより一層向上
する。
【００７０】本実施例の表面被覆層の形成方法を以下に
示す。前記実施例２のそれと同様にして、処理チャンバ
22内に表面に微小な凹凸４を有する基板１を設置し、第
１ガス導入系24からCH4ガスとCF4ガスを供給する。図11
(a)のＡ期間に示すように、成膜当初は原料ガスをCH4
ガスのみとしてそのプラズマを発生させ、基板１上にＤ
ＬＣ層２を堆積形成する。この際、CH4 ガスの流量を20
sccmとして供給し、処理チャンバ22の圧力を4x10-4Torr
にし、200Ｗのマイクロ波電力を投入し、基板１には負
のＲＦバイアス電圧を120 Ｖ印加してＥＣＲプラズマを
発生させ、ＤＬＣ層２を500nm の膜厚で形成した。この
後、CH4 ガスにCF4ガスを添加し、図11(a) のＢ期間に
示すように、その分圧比率（分圧(CF4)／分圧(CH4) ）
を順次増加させてフッ素含有カーボン層３ａを200nm の
膜厚で形成する。このフッ素含有カーボン層３ａの形成
の際、ＤＬＣ層２の形成と同様に基板１には負のＲＦバ
イアス電圧を印加するが、負のＲＦバイアス電圧の増加
に伴い、フッ素含有カーボン層３ａはバイアス電圧によ
って高エネルギ化されたイオンの効果によりその硬度が
増す。フッ素含有カーボン層３ａに基づく表面の撥水性
能は負のＲＦバイアス電圧が60Ｖ以上で経時変化のほと
んどない耐久性のある撥水性能となる。しかし、負のＲ
Ｆバイアス電圧を240 Ｖより大きくすると、前述のごと
く、イオンの高エネルギ化により、膜形成能と、膜の被
エッチング能がバランスするため、フッ素含有カーボン
層３ａの堆積速度は極めて小さくなってしまう。以上よ
り、分圧比率（分圧(CF4)／分圧(CH4)）を順次変化させ
て、そのＤＬＣ層２との界面６からその最表面５に向か
って含有されるフッ素原子の割合が増加したフッ素含有
カーボン層３ａを形成する場合においても、ＲＦバイア
ス電圧を-60Ｖから-240 Ｖの範囲にするのが好ましい。
示す。前記実施例２のそれと同様にして、処理チャンバ
22内に表面に微小な凹凸４を有する基板１を設置し、第
１ガス導入系24からCH4ガスとCF4ガスを供給する。図11
(a)のＡ期間に示すように、成膜当初は原料ガスをCH4
ガスのみとしてそのプラズマを発生させ、基板１上にＤ
ＬＣ層２を堆積形成する。この際、CH4 ガスの流量を20
sccmとして供給し、処理チャンバ22の圧力を4x10-4Torr
にし、200Ｗのマイクロ波電力を投入し、基板１には負
のＲＦバイアス電圧を120 Ｖ印加してＥＣＲプラズマを
発生させ、ＤＬＣ層２を500nm の膜厚で形成した。この
後、CH4 ガスにCF4ガスを添加し、図11(a) のＢ期間に
示すように、その分圧比率（分圧(CF4)／分圧(CH4) ）
を順次増加させてフッ素含有カーボン層３ａを200nm の
膜厚で形成する。このフッ素含有カーボン層３ａの形成
の際、ＤＬＣ層２の形成と同様に基板１には負のＲＦバ
イアス電圧を印加するが、負のＲＦバイアス電圧の増加
に伴い、フッ素含有カーボン層３ａはバイアス電圧によ
って高エネルギ化されたイオンの効果によりその硬度が
増す。フッ素含有カーボン層３ａに基づく表面の撥水性
能は負のＲＦバイアス電圧が60Ｖ以上で経時変化のほと
んどない耐久性のある撥水性能となる。しかし、負のＲ
Ｆバイアス電圧を240 Ｖより大きくすると、前述のごと
く、イオンの高エネルギ化により、膜形成能と、膜の被
エッチング能がバランスするため、フッ素含有カーボン
層３ａの堆積速度は極めて小さくなってしまう。以上よ
り、分圧比率（分圧(CF4)／分圧(CH4)）を順次変化させ
て、そのＤＬＣ層２との界面６からその最表面５に向か
って含有されるフッ素原子の割合が増加したフッ素含有
カーボン層３ａを形成する場合においても、ＲＦバイア
ス電圧を-60Ｖから-240 Ｖの範囲にするのが好ましい。
【００７１】なお、フッ素含有カーボン層３ａの形成に
当たり、図11(b) のＢ期間に示すように分圧比率（分圧
(CF4)／分圧(CH4)）を順次増加させ、層形成の終了時の
Ｃ期間にはCF4 ガスのみとしてその最表面を改質するこ
とによっても、撥水性能の耐久性に優れたフッ素含有カ
ーボン層３ａを形成することができる。なお、このよう
に、フッ素含有カーボン層形成の最終工程で原料ガスを
CF4 ガスのみとした場合は、ＲＦバイアス電圧を-60Ｖ
から-240Ｖの範囲から-60Ｖから-150Ｖの範囲に変更す
ることが適当である。なぜなら、CF4 のみのプラズマを
照射する場合、-150Ｖを超えるとエッチング量が急激に
増えるため、それまでに形成してきたフッ素含有カーボ
ン層を浸食してしまう恐れがあるからである。 （実施例４）図12は本発明の実施例４による熱交換器用
フィンの構成を示す図であり、図12(ａ)は熱交換器用フ
ィンの組立構成を示す斜視図、図12(ｂ)はフィン用金属
薄板の構成を示す図である。熱交換器用フィンは、冷媒
を流す複数の伝熱管46が複数のホール部47が形成された
複数のフィン用金属薄板41のホール部47に挿入されて組
み立てられている。金属薄板41の両表面44には微小な凹
凸が形成され、この両表面44上にＤＬＣ層42とＣ−Ｆ結
合を有するフッ素含有カーボン層43が積層されている。
ここで、フッ素含有カーボン層43の最表面45ではフッ素
原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上と
なっている。
当たり、図11(b) のＢ期間に示すように分圧比率（分圧
(CF4)／分圧(CH4)）を順次増加させ、層形成の終了時の
Ｃ期間にはCF4 ガスのみとしてその最表面を改質するこ
とによっても、撥水性能の耐久性に優れたフッ素含有カ
ーボン層３ａを形成することができる。なお、このよう
に、フッ素含有カーボン層形成の最終工程で原料ガスを
CF4 ガスのみとした場合は、ＲＦバイアス電圧を-60Ｖ
から-240Ｖの範囲から-60Ｖから-150Ｖの範囲に変更す
ることが適当である。なぜなら、CF4 のみのプラズマを
照射する場合、-150Ｖを超えるとエッチング量が急激に
増えるため、それまでに形成してきたフッ素含有カーボ
ン層を浸食してしまう恐れがあるからである。 （実施例４）図12は本発明の実施例４による熱交換器用
フィンの構成を示す図であり、図12(ａ)は熱交換器用フ
ィンの組立構成を示す斜視図、図12(ｂ)はフィン用金属
薄板の構成を示す図である。熱交換器用フィンは、冷媒
を流す複数の伝熱管46が複数のホール部47が形成された
複数のフィン用金属薄板41のホール部47に挿入されて組
み立てられている。金属薄板41の両表面44には微小な凹
凸が形成され、この両表面44上にＤＬＣ層42とＣ−Ｆ結
合を有するフッ素含有カーボン層43が積層されている。
ここで、フッ素含有カーボン層43の最表面45ではフッ素
原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上と
なっている。
【００７２】本実施例の熱交換器用フィンの製造方法を
以下に示す。図13に示すように、プレス用金型49,50 で
アルミより成る金属薄板41をプレス加工し、金属薄板41
の表面に微小な凹凸を形成するとともに、複数の伝熱管
46を挿入するためのホール部47を形成する。ここで、プ
レス用金型49,50 はその表面に微小な凹凸を有するとと
もに、ホール部47を形成するための打ち抜き部48を有し
ている。かかる金属薄板41のプレス加工により、その表
面に微小な凹凸を有するフィン用金属薄板41を安価で大
量に製作することができる。この後、複数の金属薄板41
の複数のホール部47の各々に伝熱管46を挿入して、熱交
換器用フィンを組み立てる。
以下に示す。図13に示すように、プレス用金型49,50 で
アルミより成る金属薄板41をプレス加工し、金属薄板41
の表面に微小な凹凸を形成するとともに、複数の伝熱管
46を挿入するためのホール部47を形成する。ここで、プ
レス用金型49,50 はその表面に微小な凹凸を有するとと
もに、ホール部47を形成するための打ち抜き部48を有し
ている。かかる金属薄板41のプレス加工により、その表
面に微小な凹凸を有するフィン用金属薄板41を安価で大
量に製作することができる。この後、複数の金属薄板41
の複数のホール部47の各々に伝熱管46を挿入して、熱交
換器用フィンを組み立てる。
【００７３】以上が熱交換器用フィンの基本的な組み立
て工程であるが、本実施例では、組み立て前に、図３に
示した処理装置を用いて、実施例１または実施例２の製
造方法と同様にして、このアルミより成る金属薄板41の
表面にＤＬＣ層42を形成し、この上にＣ−Ｆ結合を有す
るフッ素含有カーボン層43をＤＬＣ層42表面の改質によ
って、あるいはプラズマの堆積によって形成する。CF4
ガス のプラズマによりＤＬＣ層42表面を改質してフッ
素含有カーボン層43を形成する場合はＲＦバイアス電圧
を-60Ｖから-150Ｖの範囲で印加することが望ましい。
また、CH4ガス とCF4ガスのプラズマによりフッ素含有
カーボン層43を堆積形成する場合は、ＲＦバイアス電圧
を-60Ｖから-240 Ｖの範囲で印加するとよい。これによ
り、最表面45におけるフッ素原子数とカーボン原子数の
比（Ｆ／Ｃ値）を0.55以上にして耐久性のある撥水性能
を有し、かつ高硬度の撥水性表面を形成できる。
て工程であるが、本実施例では、組み立て前に、図３に
示した処理装置を用いて、実施例１または実施例２の製
造方法と同様にして、このアルミより成る金属薄板41の
表面にＤＬＣ層42を形成し、この上にＣ−Ｆ結合を有す
るフッ素含有カーボン層43をＤＬＣ層42表面の改質によ
って、あるいはプラズマの堆積によって形成する。CF4
ガス のプラズマによりＤＬＣ層42表面を改質してフッ
素含有カーボン層43を形成する場合はＲＦバイアス電圧
を-60Ｖから-150Ｖの範囲で印加することが望ましい。
また、CH4ガス とCF4ガスのプラズマによりフッ素含有
カーボン層43を堆積形成する場合は、ＲＦバイアス電圧
を-60Ｖから-240 Ｖの範囲で印加するとよい。これによ
り、最表面45におけるフッ素原子数とカーボン原子数の
比（Ｆ／Ｃ値）を0.55以上にして耐久性のある撥水性能
を有し、かつ高硬度の撥水性表面を形成できる。
【００７４】図14は図３に示されたものとは別の基材表
面に表面被覆層を形成するための装置であり、処理チャ
ンバ22に、これを挟んで対向配置した２つのプラズマ発
生室23を接続し、各プラズマ発生室23におけるマイクロ
波と磁場の相互作用によりＥＣＲプラズマが同時に発生
するよう構成されたもので、処理チャンバ22の中央に配
置されたフィン用金属薄板41の両表面にプラズマが同時
に照射されるようになっている。フィン用金属薄板41に
はＲＦ電源28を接続させ、ＲＦバイアス電圧を印加す
る。かかる装置を用いれば、フィン用金属薄板41の両面
に同時にＤＬＣ層42及びフッ素含有カーボン層43を形成
できるので、熱交換器用フィン量産時における製造時間
を短縮することができる。 （実施例５）図15は本発明の実施例５による熱交換器用
フィンのフィン用金属薄板の構成を示す断面図であり、
図において、図12（ａ）と同一符号は同一または相当す
る部分を示し、43a はＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カ
ーボン層である。このＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カ
ーボン層３ａは、そのＤＬＣ層42との界面51からその最
表面45に向かってＦ／Ｃ値が次第に増加し、最表面45に
おいてＦ／Ｃ値が0.55以上になっているものである。こ
のＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層３ａの形成
方法は、実施例４と同様にしてフィン用金属薄板41を作
製し、その表面に実施例３と同様の処理方法でＤＬＣ層
42とフッ素含有カーボン層43a を形成する。また、この
ＤＬＣ層42とフッ素含有カーボン層43a の形成時、図14
に示すような、プラズマ発生室23を２つ有する処理装置
を用いることによりフィン用金属薄板41の両面にＤＬＣ
層42とフッ素含有カーボン層43a を同時に形成できるの
で、製造効率を向上できる。 （実施例６）本実施例６は本発明を調理用ホットプレー
トに適用した例である。図16は本実施例６による調理用
ホットプレートの構成を示す断面図であり、ヒータ66の
上に本体67の支持部68を介してステンレス製加熱板61が
配置されて、温度コントローラ部69によって加熱板61の
温度制御がなされる。加熱板61の表面64には微小な凹凸
が形成され、この表面上にＤＬＣ層62とＣ−Ｆ結合を有
するフッ素含有カーボン層63がこの順に積層されてい
る。フッ素含有カーボン層63の最表面65はフッ素原子数
とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上になって
いる。ここで、加熱板61の表面にＤＬＣ層62とフッ素含
有カーボン層63をこの順に積層して形成する方法は、前
記実施例のそれと同様にして行われる。
面に表面被覆層を形成するための装置であり、処理チャ
ンバ22に、これを挟んで対向配置した２つのプラズマ発
生室23を接続し、各プラズマ発生室23におけるマイクロ
波と磁場の相互作用によりＥＣＲプラズマが同時に発生
するよう構成されたもので、処理チャンバ22の中央に配
置されたフィン用金属薄板41の両表面にプラズマが同時
に照射されるようになっている。フィン用金属薄板41に
はＲＦ電源28を接続させ、ＲＦバイアス電圧を印加す
る。かかる装置を用いれば、フィン用金属薄板41の両面
に同時にＤＬＣ層42及びフッ素含有カーボン層43を形成
できるので、熱交換器用フィン量産時における製造時間
を短縮することができる。 （実施例５）図15は本発明の実施例５による熱交換器用
フィンのフィン用金属薄板の構成を示す断面図であり、
図において、図12（ａ）と同一符号は同一または相当す
る部分を示し、43a はＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カ
ーボン層である。このＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カ
ーボン層３ａは、そのＤＬＣ層42との界面51からその最
表面45に向かってＦ／Ｃ値が次第に増加し、最表面45に
おいてＦ／Ｃ値が0.55以上になっているものである。こ
のＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層３ａの形成
方法は、実施例４と同様にしてフィン用金属薄板41を作
製し、その表面に実施例３と同様の処理方法でＤＬＣ層
42とフッ素含有カーボン層43a を形成する。また、この
ＤＬＣ層42とフッ素含有カーボン層43a の形成時、図14
に示すような、プラズマ発生室23を２つ有する処理装置
を用いることによりフィン用金属薄板41の両面にＤＬＣ
層42とフッ素含有カーボン層43a を同時に形成できるの
で、製造効率を向上できる。 （実施例６）本実施例６は本発明を調理用ホットプレー
トに適用した例である。図16は本実施例６による調理用
ホットプレートの構成を示す断面図であり、ヒータ66の
上に本体67の支持部68を介してステンレス製加熱板61が
配置されて、温度コントローラ部69によって加熱板61の
温度制御がなされる。加熱板61の表面64には微小な凹凸
が形成され、この表面上にＤＬＣ層62とＣ−Ｆ結合を有
するフッ素含有カーボン層63がこの順に積層されてい
る。フッ素含有カーボン層63の最表面65はフッ素原子数
とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上になって
いる。ここで、加熱板61の表面にＤＬＣ層62とフッ素含
有カーボン層63をこの順に積層して形成する方法は、前
記実施例のそれと同様にして行われる。
【００７５】このような本実施例のホットプレート用の
加熱板61では、その表面にＤＬＣ層62と，最表面65のフ
ッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以
上であるＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層63と
がこの順に積層され、撥水性のみならず、撥油性も備え
ているため、水や油をよくはじくことができ、よごれが
落ちやすくなる。また、ＤＬＣ層62とフッ素含有カーボ
ン層63は高硬度であるので、従来のその表面がテフロン
処理されたものでは使用できなかった、金製のヘラやシ
ャクシを使用して調理を行うことができ、極めて便利な
ものとなる。
加熱板61では、その表面にＤＬＣ層62と，最表面65のフ
ッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以
上であるＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層63と
がこの順に積層され、撥水性のみならず、撥油性も備え
ているため、水や油をよくはじくことができ、よごれが
落ちやすくなる。また、ＤＬＣ層62とフッ素含有カーボ
ン層63は高硬度であるので、従来のその表面がテフロン
処理されたものでは使用できなかった、金製のヘラやシ
ャクシを使用して調理を行うことができ、極めて便利な
ものとなる。
【００７６】なお、前記実施例１〜６では基板表面にア
ルミナ粉体を吹き付けて、表面に中心線平均表面粗さ
（Ｒａ）が2μmの微小な凹凸を形成したが、本発明では
表面が平坦な基板を用いても、この表面にＤＬＣ層と，
その最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上であるＣ−Ｆ結合を有するフッ
素含有カーボン層をこの順に積層した表面被覆層を形成
することにより、優れた撥水性能が長期にわたって維持
されるとともに、高機械的強度を有する表面を得ること
ができる。ただし、基板表面を中心線平均粗さ（Ｒａ）
が0.1μm 〜5.0μm の範囲にある微小な凹凸を有するも
のとすることにより、得られる基板表面被覆層の表面に
もこの中心線平均粗さ（Ｒａ）が0.1μm 〜5.0μm の範
囲にある微小な凹凸に対応した微小な凹凸が形成される
ので、基板表面が平坦である場合、すなわち、基板表面
被覆層の表面が平坦である場合に比して、基板表面被覆
層の表面と水滴間の付着張力がより一層減少し、撥水性
能がより一層向上したものとなる。
ルミナ粉体を吹き付けて、表面に中心線平均表面粗さ
（Ｒａ）が2μmの微小な凹凸を形成したが、本発明では
表面が平坦な基板を用いても、この表面にＤＬＣ層と，
その最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上であるＣ−Ｆ結合を有するフッ
素含有カーボン層をこの順に積層した表面被覆層を形成
することにより、優れた撥水性能が長期にわたって維持
されるとともに、高機械的強度を有する表面を得ること
ができる。ただし、基板表面を中心線平均粗さ（Ｒａ）
が0.1μm 〜5.0μm の範囲にある微小な凹凸を有するも
のとすることにより、得られる基板表面被覆層の表面に
もこの中心線平均粗さ（Ｒａ）が0.1μm 〜5.0μm の範
囲にある微小な凹凸に対応した微小な凹凸が形成される
ので、基板表面が平坦である場合、すなわち、基板表面
被覆層の表面が平坦である場合に比して、基板表面被覆
層の表面と水滴間の付着張力がより一層減少し、撥水性
能がより一層向上したものとなる。
【００７７】また、前記実施例１〜６では炭素を含む原
料ガスとしてCH4 ガスを用いたが、本発明ではこれに限
定されず、C2H6ガス，C3H8ガス等の他の脂肪族炭化水素
ガスや、C6H6（ベンゼン）ガス等の芳香族炭化水素ガス
を原料ガスとして用いてもよい。
料ガスとしてCH4 ガスを用いたが、本発明ではこれに限
定されず、C2H6ガス，C3H8ガス等の他の脂肪族炭化水素
ガスや、C6H6（ベンゼン）ガス等の芳香族炭化水素ガス
を原料ガスとして用いてもよい。
【００７８】また、前記実施例１〜６ではフッ素を含む
ガスとしてCF4 ガスを用いたが、CHF3ガス等の他の炭素
系ガスや、SF6ガスあるいはNF3ガス等のフッ素を含むイ
オウ系ガスや窒素系ガスを用いても同様の効果を得るこ
とができる。
ガスとしてCF4 ガスを用いたが、CHF3ガス等の他の炭素
系ガスや、SF6ガスあるいはNF3ガス等のフッ素を含むイ
オウ系ガスや窒素系ガスを用いても同様の効果を得るこ
とができる。
【００７９】また、前記実施例１〜６ではステンレス製
基板を用いる場合を説明したが、本発明はアルミニウ
ム，チタン，ニッケル及び銅等のステンレス以外の他の
金属をその主成分として構成された基板、または、プラ
スチック，ガラス等の金属以外の他の材料からなる基板
を用いる場合にも適用することができる。
基板を用いる場合を説明したが、本発明はアルミニウ
ム，チタン，ニッケル及び銅等のステンレス以外の他の
金属をその主成分として構成された基板、または、プラ
スチック，ガラス等の金属以外の他の材料からなる基板
を用いる場合にも適用することができる。
【００８０】また、前記実施例１〜６では表面被覆層を
形成する基材として基板を用いる場合を説明したが、本
発明は板状材だけでなく、棒状材，ブロック状材等の他
の形状の基材を用いる場合にも適用することができる。
形成する基材として基板を用いる場合を説明したが、本
発明は板状材だけでなく、棒状材，ブロック状材等の他
の形状の基材を用いる場合にも適用することができる。
【００８１】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる基材表面
被覆層によれば、基材表面に形成されたダイヤモンド状
カーボン層と、前記ダイヤモンド状カーボン層上に形成
されたその最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子
数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有
するフッ素含有カーボン層とからなるものとしたので、
前記ダイヤモンド状カーボン層はその硬度が3000(マイ
クロビッカース硬度)以上と極めて硬質であり、この極
めて硬質のダイヤモンド状カーボン層の表面に、フッ素
をＣ−Ｆ結合化することにより含有させた，低表面エネ
ルギを有するフッ素含有カーボン層が形成されているこ
とから、優れた撥水性能と高機械的強度を有する基材表
面被覆層を得ることができ、特に、フッ素含有カーボン
層の最表面においてフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上にしているので、優れた撥水性
能を長期にわたって維持することができる。
被覆層によれば、基材表面に形成されたダイヤモンド状
カーボン層と、前記ダイヤモンド状カーボン層上に形成
されたその最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子
数の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有
するフッ素含有カーボン層とからなるものとしたので、
前記ダイヤモンド状カーボン層はその硬度が3000(マイ
クロビッカース硬度)以上と極めて硬質であり、この極
めて硬質のダイヤモンド状カーボン層の表面に、フッ素
をＣ−Ｆ結合化することにより含有させた，低表面エネ
ルギを有するフッ素含有カーボン層が形成されているこ
とから、優れた撥水性能と高機械的強度を有する基材表
面被覆層を得ることができ、特に、フッ素含有カーボン
層の最表面においてフッ素原子数とカーボン原子数の比
（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上にしているので、優れた撥水性
能を長期にわたって維持することができる。
【００８２】次に、本発明にかかる基材表面被覆層の形
成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料にし
て，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成し
た後、前記基材にその電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲
にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、フッ素
含有ガスのプラズマを前記ダイヤモンド状カーボン層の
表面に照射して、前記ダイヤモンド状カーボン層の上層
部をＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層に改質す
るので、前記の優れた撥水性能と高機械的強度を有し、
これが長期にわたって維持される基材表面被覆層を再現
性よく、いかも高効率に形成することができる。
成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料にし
て，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成し
た後、前記基材にその電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲
にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、フッ素
含有ガスのプラズマを前記ダイヤモンド状カーボン層の
表面に照射して、前記ダイヤモンド状カーボン層の上層
部をＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層に改質す
るので、前記の優れた撥水性能と高機械的強度を有し、
これが長期にわたって維持される基材表面被覆層を再現
性よく、いかも高効率に形成することができる。
【００８３】更に、本発明にかかる基材表面被覆層の形
成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料にし
て，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成し
た後、前記基材にその電圧値が−240 Ｖ〜−60Ｖの範囲
にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で，炭化水
素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを原
料にして，前記ダイヤモンド状カーボン層上に、Ｃ−Ｆ
結合を有するフッ素含有カーボン層を堆積形成するの
で、前記の優れた撥水性能と高機械的強度を有し、これ
が長期にわたって維持される基材表面被覆層を再現性よ
く、しかも高効率に形成することができる。
成方法によれば、炭化水素系ガスのプラズマを原料にし
て，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成し
た後、前記基材にその電圧値が−240 Ｖ〜−60Ｖの範囲
にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で，炭化水
素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを原
料にして，前記ダイヤモンド状カーボン層上に、Ｃ−Ｆ
結合を有するフッ素含有カーボン層を堆積形成するの
で、前記の優れた撥水性能と高機械的強度を有し、これ
が長期にわたって維持される基材表面被覆層を再現性よ
く、しかも高効率に形成することができる。
【００８４】次に、本発明にかかる熱交換器用フィンに
よれば、その内部に冷媒が流れる伝熱管が、各々が複数
の貫通穴を有する複数の金属薄板の互いに対応する位置
にある貫通穴に挿入され、前記複数の金属薄板の隣接す
る２つの金属薄板間に空気が流動するための隙間が形成
されてなる熱交換器用フィンにおいて、前記金属薄板の
第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層が形成
され、このダイヤモンド状カーボン層上にその最表面に
おけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）
が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カー
ボン層が形成されているので、前記金属薄板が前記の優
れた撥水性能と高機械的強度を有し、これが長期にわた
って維持される表面被覆層を有するものとなり、着霜す
ることなく、空気が円滑に流動する熱交換器用フィンを
得ることができる。また、前記表面被覆層が高熱伝導率
を有するので、高熱伝達機能を有する熱交換器用フィン
を得ることができる。
よれば、その内部に冷媒が流れる伝熱管が、各々が複数
の貫通穴を有する複数の金属薄板の互いに対応する位置
にある貫通穴に挿入され、前記複数の金属薄板の隣接す
る２つの金属薄板間に空気が流動するための隙間が形成
されてなる熱交換器用フィンにおいて、前記金属薄板の
第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層が形成
され、このダイヤモンド状カーボン層上にその最表面に
おけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）
が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カー
ボン層が形成されているので、前記金属薄板が前記の優
れた撥水性能と高機械的強度を有し、これが長期にわた
って維持される表面被覆層を有するものとなり、着霜す
ることなく、空気が円滑に流動する熱交換器用フィンを
得ることができる。また、前記表面被覆層が高熱伝導率
を有するので、高熱伝達機能を有する熱交換器用フィン
を得ることができる。
【００８５】次に、本発明にかかる熱交換器用フィンの
製造方法によれば、反応チャンバ内に前記金属薄板を配
置し、前記金属薄板の第１及び第２の主面に前記炭化水
素系ガスのプラズマを原料にして，ダイヤモンド状カー
ボン層を堆積形成した後、前記金属薄板基材にその電圧
値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を
印加し、この状態で，フッ素含有ガスのプラズマを前記
ダイヤモンド状カーボン層の表面に照射して、前記ダイ
ヤモンド状カーボン層の上層部を、Ｃ−Ｆ結合を有する
フッ素含有カーボン層に改質する工程を含むものとした
ので、前記の着霜することなく、空気が円滑に流動し、
しかも、高熱伝達機能を有する熱交換器用フィンを合理
的に製造することができる。
製造方法によれば、反応チャンバ内に前記金属薄板を配
置し、前記金属薄板の第１及び第２の主面に前記炭化水
素系ガスのプラズマを原料にして，ダイヤモンド状カー
ボン層を堆積形成した後、前記金属薄板基材にその電圧
値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を
印加し、この状態で，フッ素含有ガスのプラズマを前記
ダイヤモンド状カーボン層の表面に照射して、前記ダイ
ヤモンド状カーボン層の上層部を、Ｃ−Ｆ結合を有する
フッ素含有カーボン層に改質する工程を含むものとした
ので、前記の着霜することなく、空気が円滑に流動し、
しかも、高熱伝達機能を有する熱交換器用フィンを合理
的に製造することができる。
【００８６】更に、本発明にかかる熱交換器用フィンの
製造方法によれば、反応チャンバ内に前記金属薄板を配
置し、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，前記金
属薄板の第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン
層を堆積形成した後、前記金属薄板にその電圧値が−24
0 Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、
この状態で，炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有
ガスのプラズマを原料にして，前記ダイヤモンド状カー
ボン層上にＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を
堆積形成する工程を含むものとしたので、前記の着霜す
ることなく、空気が円滑に流動し、しかも、高熱伝達機
能を有する熱交換器用フィンを合理的に製造することが
できる。
製造方法によれば、反応チャンバ内に前記金属薄板を配
置し、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，前記金
属薄板の第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン
層を堆積形成した後、前記金属薄板にその電圧値が−24
0 Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印加し、
この状態で，炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ素含有
ガスのプラズマを原料にして，前記ダイヤモンド状カー
ボン層上にＣ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層を
堆積形成する工程を含むものとしたので、前記の着霜す
ることなく、空気が円滑に流動し、しかも、高熱伝達機
能を有する熱交換器用フィンを合理的に製造することが
できる。
【図１】本発明の実施例１による基板表面を被覆する表
面被覆層の構成を示す断面図である。
面被覆層の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１による基板表面を被覆する表
面被覆層の構成を示す断面図である。
面被覆層の構成を示す断面図である。
【図３】図１の表面被覆層の形成方法に適用される処理
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図４】図１の表面被覆層の形成時の基板電位（電圧）
を示した図である。
を示した図である。
【図５】図１の表面被覆層のプラズマ処理により表面改
質されたフッ素含有カーボン層表面の撥水性能を水の接
触角で評価した図である。
質されたフッ素含有カーボン層表面の撥水性能を水の接
触角で評価した図である。
【図６】 図１の表面被覆層のプラズマ処理により表面
改質されたフッ素含有カーボン層表面の撥水性能の経時
的変化を示した図である。
改質されたフッ素含有カーボン層表面の撥水性能の経時
的変化を示した図である。
【図７】 図１の表面被覆層のプラズマ処理により表面
改質されたフッ素含有カーボン層表面をＸ線光電子分光
法（ＸＰＳ）で観察し、スペクトルを分析した結果を示
した図である。
改質されたフッ素含有カーボン層表面をＸ線光電子分光
法（ＸＰＳ）で観察し、スペクトルを分析した結果を示
した図である。
【図８】 図１の表面被覆層のＲＦバイアス電圧をパラ
メータとしてプラズマ処理されたＤＬＣ層表面（フッ素
含有カーボン層表面）のＲＦバイアス電圧と、フッ素原
子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）との関係を示し
た図である。
メータとしてプラズマ処理されたＤＬＣ層表面（フッ素
含有カーボン層表面）のＲＦバイアス電圧と、フッ素原
子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ値）との関係を示し
た図である。
【図９】 図１の表面被覆層のＲＦバイアス電圧をパラ
メータとしてプラズマ処理されたＤＬＣ層表面（フッ素
含有カーボン層表面）のＲＦバイアス電圧と、硬度との
関係を示した図である。
メータとしてプラズマ処理されたＤＬＣ層表面（フッ素
含有カーボン層表面）のＲＦバイアス電圧と、硬度との
関係を示した図である。
【図10】 図１の表面被覆層のＲＦバイアス電圧をパラ
メータとしてプラズマ処理されたＤＬＣ層表面（フッ素
含有カーボン層表面）のＲＦバイアス電圧と、エッチン
グ深さとの関係を示した図である。
メータとしてプラズマ処理されたＤＬＣ層表面（フッ素
含有カーボン層表面）のＲＦバイアス電圧と、エッチン
グ深さとの関係を示した図である。
【図11】 本発明の実施例３による基板表面を被覆する
表面被覆層の形成工程における形成開始から形成終了ま
でのCH4 ガスとCF4 ガスの供給量変化を示した図であ
る。
表面被覆層の形成工程における形成開始から形成終了ま
でのCH4 ガスとCF4 ガスの供給量変化を示した図であ
る。
【図12】 本発明の実施例４による熱交換器用フィンの
構成を示す図で、図12(ａ)は熱交換器用フィンの組立構
成を示す斜視図、図12(ｂ)はフィン用金属薄板の構成を
示す図である。
構成を示す図で、図12(ａ)は熱交換器用フィンの組立構
成を示す斜視図、図12(ｂ)はフィン用金属薄板の構成を
示す図である。
【図13】 本発明の実施例４による熱交換器用フィンの
製造工程を示す図である。
製造工程を示す図である。
【図14】 図３の処理装置とは異なる構成からなる本発
明の表面被覆層の形成方法に適用される処理装置の概略
構成図である。
明の表面被覆層の形成方法に適用される処理装置の概略
構成図である。
【図15】 本発明の実施例５による熱交換器用フィンの
フィン用金属薄板の構成を示す断面図である。
フィン用金属薄板の構成を示す断面図である。
【図16】 本発明の実施例６による調理用ホットプレー
トの構成を示す断面図である。
トの構成を示す断面図である。
１ 基板 ２ ＤＬＣ層 ３ Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層 ３ａ Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層 ４ 基板表面 ５ フッ素含有カーボン層の最表面 21 排気系 22 処理チャンバ（反応チャンバ） 23 プラズマ発生室 24 第１ガス導入系 25 マイクロ波電力発生器 26 ソレノイドコイル 27 プラズマ 28 ＲＦ電源 41 フィン用金属薄板 42 ＤＬＣ層 43,43a Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層 44 金属薄板の表面 45 フッ素含有カーボン層の最表面 48 打ち抜き部 49,50 プレス用金型 61 ステンレス製加熱板 62 ＤＬＣ層 63 Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含有カーボン層 64 ステンレス製加熱板表面 65 フッ素含有カーボン層の最表面 66 ヒータ 67 本体 68 本体に形成されたステンレス製加熱板の支持部 69 温度コントローラ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 19/04 Ｆ２８Ｆ 19/04 Ａ (72)発明者 塩川 晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (25)
- 【請求項１】 基材表面に形成されたダイヤモンド状カ
ーボン層と、前記ダイヤモンド状カーボン層上に形成さ
れたその最表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数
の比（Ｆ／Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有す
るフッ素含有カーボン層とからなる基材表面被覆層。 - 【請求項２】 前記フッ素含有カーボン層の前記最表面
におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ
値）が0.9 以下である請求項１に記載の基材表面被覆
層。 - 【請求項３】 前記フッ素含有カーボン層は、その前記
ダイヤモンド状カーボン層との界面からその前記最表面
に向かってフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ
値）が順次を増加したものである請求項１に記載の基材
表面被覆層。 - 【請求項４】 前記基材表面は微小な凹凸を有するもの
であり、前記フッ素含有カーボン層の前記最表面にはこ
の基材表面の微小な凹凸に対応した微小な凹凸が形成さ
れている請求項１に記載の基材表面被覆層。 - 【請求項５】 前記基材はステンレス，アルミニウム，
チタン，ニッケル及び銅から選ばれる少なくとも１つを
主成分として構成された金属製基板である請求項１に記
載の基材表面被覆層。 - 【請求項６】 前記ダイヤモンド状カーボン層の厚みが
１００〜５０００ｎｍの範囲にあり、前記フッ素含有カ
ーボン層の厚みが５〜２００ｎｍの範囲にある請求項１
に記載の基材表面被覆層。 - 【請求項７】 炭化水素系ガスのプラズマを原料にし
て，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成し
た後、前記基材にその電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲
にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、フッ素
含有ガスのプラズマを前記ダイヤモンド状カーボン層の
表面に照射して、前記ダイヤモンド状カーボン層の上層
部を、Ｃ−Ｆ結合を有する，フッ素含有カーボン層に改
質する基材表面被覆層の形成方法。 - 【請求項８】 前記炭化水素系ガスのプラズマを、前記
基材が配置され、前記基材表面への前記ダイヤモンド状
カーボン層の形成が行われる反応チャンバ内に、前記炭
化水素系ガスと，プラズマ発生室内にて発生させた不活
性元素ガスのプラズマとを導入することにより発生させ
る請求項７に記載の基材表面被覆層の形成方法。 - 【請求項９】 炭化水素系ガスのプラズマを原料にし
て，基材表面にダイヤモンド状カーボン層を堆積形成し
た後、前記基材にその電圧値が−240 Ｖ〜−60Ｖの範囲
にあるＲＦバイアス電圧を印加し、この状態で、炭化水
素系ガスのプラズマ及びフッ素含有ガスのプラズマを原
料にして、前記ダイヤモンド状カーボン層上に、Ｃ−Ｆ
結合を有する，フッ素含有カーボン層を堆積形成する基
材表面被覆層の形成方法。 - 【請求項１０】 減圧状態に維持された反応チャンバ内
で、前記ダイヤモンド状カーボン層及びフッ素含有カー
ボン層の形成を連続的に行う請求項９に記載の基材表面
被覆層の形成方法。 - 【請求項１１】 反応チャンバ内における炭化水素系ガ
スとフッ素含有ガスの分圧比率（フッ素含有ガスの分圧
／炭化水素系ガスの分圧）を順次増加させて前記フッ素
含有カーボン層の形成を行う請求項９に記載の基材表面
被覆層の形成方法。 - 【請求項１２】 前記フッ素含有カーボン層の形成終了
時は前記反応チャンバ内をフッ素含有ガスのみとする請
求項１１に記載の基材表面被覆層の形成方法。 - 【請求項１３】 前記基材表面が微小な凹凸を有するも
のである請求項７または９に記載の基材表面被覆層の形
成方法。 - 【請求項１４】 その内部に冷媒が流れる伝熱管が、各
々が複数の貫通穴を有する複数の金属薄板の互いに対応
する位置にある貫通穴に挿入され、前記複数の金属薄板
の隣接する２つの金属薄板間に空気が流動するための隙
間が形成されてなる熱交換器用フィンにおいて、前記金
属薄板第１及び第２の主面にダイヤモンド状カーボン層
が形成され、このダイヤモンド状カーボン層上にその最
表面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／
Ｃ値）が0.55以上である，Ｃ−Ｆ結合を有するフッ素含
有カーボン層が形成されていることを特徴とする熱交換
器用フィン。 - 【請求項１５】 前記フッ素含有カーボン層の前記最表
面におけるフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／Ｃ
値）が0.9 以下である請求項１４に記載の熱交換器用フ
ィン。 - 【請求項１６】 前記フッ素含有カーボン層は、その前
記ダイヤモンド状カーボン層との界面からその前記最表
面に向かってフッ素原子数とカーボン原子数の比（Ｆ／
Ｃ値）が順次増加したものである請求項１４に記載の熱
交換器用フィン。 - 【請求項１７】 前記金属薄板の第１及び第２の主面は
微小な凹凸を有するものであり、前記フッ素含有カーボ
ン層の前記最表面にはこの金属薄板の第１及び第２の主
面の微小な凹凸に対応した微小な凹凸が形成されている
請求項１４に記載の熱交換器用フィン。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の熱交換器用フィン
を製造する方法であって、反応チャンバ内に前記金属薄
板を配置し、前記金属薄板の第１及び第２の主面に前記
炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，ダイヤモンド
状カーボン層を堆積形成した後、前記金属薄板基材にそ
の電圧値が−150 Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス
電圧を印加し、この状態で、フッ素含有ガスのプラズマ
を前記ダイヤモンド状カーボン層の表面に照射して、前
記ダイヤモンド状カーボン層の上層部を、Ｃ−Ｆ結合を
有する，フッ素含有カーボン層に改質する工程を含むこ
とを特徴とする熱交換器用フィンの製造方法。 - 【請求項１９】 請求項１４に記載の熱交換器用フィン
を製造する方法であって、反応チャンバ内に前記金属薄
板を配置し、炭化水素系ガスのプラズマを原料にして，
前記金属薄板の第１及び第２の主面にダイヤモンド状カ
ーボン層を堆積形成した後、前記金属薄板にその電圧値
が−240 Ｖ〜−60Ｖの範囲にあるＲＦバイアス電圧を印
加し、この状態で、炭化水素系ガスのプラズマ及びフッ
素含有ガスのプラズマを原料にして、前記ダイヤモンド
状カーボン層上に、Ｃ−Ｆ結合を有する，フッ素含有カ
ーボン層を堆積形成する工程を含むことを特徴とする熱
交換器用フィンの製造方法。 - 【請求項２０】 前記反応チャンバ内における炭化水素
系ガスとフッ素含有ガスの分圧比率（フッ素含有ガスの
分圧／炭化水素系ガスの分圧）を順次増加させて前記フ
ッ素含有カーボン層の形成を行う請求項１９に記載の熱
交換器用フィンの製造方法。 - 【請求項２１】 前記フッ素含有カーボン層の形成終了
時は前記反応チャンバ内をフッ素含有ガスのみとする請
求項２０に記載の表面被覆層の形成方法。 - 【請求項２２】 その表面に微小な凹凸が形成された金
型により前記金属薄板をプレス加工して、前記金属薄板
の第１及び第２の主面に微小な凹凸を転写形成した後、
前記ダイヤモンド状カーボン層及びフッ素含有カーボン
層の形成を行う請求項１９または２０に記載の熱交換器
用フィンの製造方法。 - 【請求項２３】 前記金型は前記プレス加工時に前記金
属薄板に貫通穴を形成するための打ち抜き加工部を有す
るものである請求項２２に記載の熱交換器用フィンの製
造方法。 - 【請求項２４】 相対向する第１及び第２の側壁にその
内部にプラズマを導入するための第１の開口部及び第２
の開口部がそれぞれ形成された反応チャンバ内の中間部
に前記金属薄板を配置し、前記第１の開口部及び第２の
開口部から導入される前記炭化水素系ガスのプラズマ及
びフッ素含有ガスのプラズマを原料にして、前記金属薄
板の第１及び第２の主面に同時に前記ダイヤモンド状カ
ーボン層及びフッ素含有カーボン層を形成する請求項１
９または２０に記載の熱交換器用フィンの製造方法。 - 【請求項２５】 前記基材が加熱調理用器具のその表面
にて調理が行われる金属製加熱板である請求項１〜６の
いずれかに記載の基材表面被覆層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7146046A JPH08337874A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 基材表面被覆層及びその形成方法並びに熱交換器用フィン及びその製造方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7146046A JPH08337874A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 基材表面被覆層及びその形成方法並びに熱交換器用フィン及びその製造方法。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08337874A true JPH08337874A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15398884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7146046A Pending JPH08337874A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 基材表面被覆層及びその形成方法並びに熱交換器用フィン及びその製造方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08337874A (ja) |
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- 1995-06-13 JP JP7146046A patent/JPH08337874A/ja active Pending
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