特許第6922322号(P6922322)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6922322
(24)【登録日】2021年8月2日
(45)【発行日】2021年8月18日
(54)【発明の名称】時計用部品および時計
(51)【国際特許分類】
   G04B 37/22 20060101AFI20210805BHJP
   A44C 5/00 20060101ALI20210805BHJP
【FI】
   G04B37/22 J
   A44C5/00 E
【請求項の数】12
【全頁数】37
(21)【出願番号】特願2017-61196(P2017-61196)
(22)【出願日】2017年3月27日
(65)【公開番号】特開2018-163086(P2018-163086A)
(43)【公開日】2018年10月18日
【審査請求日】2020年2月14日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091292
【弁理士】
【氏名又は名称】増田 達哉
(74)【代理人】
【識別番号】100091627
【弁理士】
【氏名又は名称】朝比 一夫
(72)【発明者】
【氏名】十河 智彦
(72)【発明者】
【氏名】塚本 亙
(72)【発明者】
【氏名】川上 淳
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 寛和
【審査官】 吉田 久
(56)【参考文献】
【文献】 特開2015−169577(JP,A)
【文献】 国際公開第2014/101772(WO,A1)
【文献】 スイス国特許発明第707950(CH,B5)
【文献】 特開2011−49448(JP,A)
【文献】 特開2003−253473(JP,A)
【文献】 特開平8−13133(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0308844(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G04B 37/00−37/22
A44C 5/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材と、
Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成された第1の被膜とを備え、
Co:62.8質量%、Cr:28.2質量%、Mo:6.0質量%、C:1.5質量%、Ar:1.5質量%という組成を有する厚さ1.0μmの膜を基準とした場合の、SIMSを用いて測定される前記第1の被膜中の酸素の平均シグナル強度が、160count/sec以上300count/sec以下であることを特徴とする時計用部品。
【請求項2】
前記第1の被膜が視認される側の面は、JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図におけるLが70.0以上78.4以下である請求項1に記載の時計用部品。
【請求項3】
前記基材は、ステンレス鋼、Tiの少なくとも一方を含む材料で構成されたものである請求項1または2に記載の時計用部品。
【請求項4】
前記基材と前記第1の被膜との間に、Tiを含む材料で構成された下地層が少なくとも1層設けられている請求項1ないし3のいずか1項に記載の時計用部品。
【請求項5】
前記基材と前記第1の被膜との間に、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜が設けられている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の時計用部品。
【請求項6】
前記基材と前記第1の被膜との間に、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜が設けられ、
前記第2の被膜の両面側にそれぞれ前記下地層が設けられている請求項4に記載の時計用部品。
【請求項7】
前記第2の被膜は、厚さ方向に組成が傾斜的に変化する部位を有するものである請求項5または6に記載の時計用部品。
【請求項8】
前記第2の被膜は、当該第2の被膜の表面側に向かってCおよびNの含有率の和が低下する領域を有するものである請求項5ないし7のいずれか1項に記載の時計用部品。
【請求項9】
前記第2の被膜は、当該第2の被膜の両面側にそれぞれ前記領域を有するものである請求項8に記載の時計用部品。
【請求項10】
前記第2の被膜の厚さが0.05μm以上4.0μm以下である請求項5ないし9のいずれか1項に記載の時計用部品。
【請求項11】
時計用部品は、ケースまたはバンドである請求項1ないし10のいずれか1項に記載の時計用部品。
【請求項12】
請求項1ないし11のいずれか1項に記載の時計用部品を備えたことを特徴とする時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、時計用部品および時計に関する。
【背景技術】
【0002】
時計は、実用品としての機能が求められるとともに、装飾品として優れた審美性(美的外観)が要求される。
【0003】
このため、ケース、バンド等の時計用部品には、優れた質感を有する貴金属材料が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
しかしながら、貴金属材料は、一般に高価であるとともに、硬度が低く、傷つきやすい(耐擦性に劣る)等の問題があった。
【0005】
また、従来においては、適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある外観を得るのが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第2990917号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、審美性に優れ(特に、適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある外観を呈し)、耐食性に優れるとともに、耐擦性、耐摩耗性にも優れる時計用部品を提供すること、また、前記時計用部品を備えた時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の時計用部品は、基材と、
Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成された第1の被膜とを備え、
Co:62.8質量%、Cr:28.2質量%、Mo:6.0質量%、C:1.5質量%、Ar:1.5質量%という組成を有する厚さ1.0μmの膜を基準とした場合の、SIMSを用いて測定される前記第1の被膜中の酸素の平均シグナル強度が、160count/sec以上300count/sec以下であることを特徴とする。
【0009】
これにより、審美性に優れ(特に、適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある外観を呈し)、耐食性に優れるとともに、耐擦性、耐摩耗性にも優れる時計用部品を提供することができる。
【0010】
本発明の時計用部品では、前記第1の被膜が視認される側の面は、JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図におけるLが70.0以上78.4以下であることが好ましい。
【0011】
これにより、時計用部品の光沢感をより好適なものとし、より高級感のある外観を得ることができる。
【0012】
本発明の時計用部品では、前記基材は、ステンレス鋼、Tiの少なくとも一方を含む材料で構成されたものであることが好ましい。
【0013】
これにより、時計用部品の耐久性をより優れたものとすることができる。また、第1の被膜の厚さが比較的薄い場合等において、時計用部品全体としての外観に好適な影響を与えることができ、時計用部品全体としての審美性をより確実に優れたものとすることができる。
【0014】
本発明の時計用部品では、前記基材と前記第1の被膜との間に、Tiを含む材料で構成された下地層が少なくとも1層設けられていることが好ましい。
【0015】
これにより、時計用部品の耐久性をより優れたものとすることができる。また、時計用部品全体としての微妙な色味の調整を行うことができ、時計用部品の審美性をより確実に優れたものとすることができる。
【0016】
本発明の時計用部品では、前記基材と前記第1の被膜との間に、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜が設けられていることが好ましい。
【0017】
これにより、時計用部品の硬度をより高いものとすることができ、時計用部品の耐打痕性(打痕の付き難さ)等をより優れたものとすることができ、時計用部品の耐久性をより優れたものとすることができる。また、色味の調整(特に、光沢度の調整)を好適に行うことができる。
【0018】
本発明の時計用部品では、前記基材と前記第1の被膜との間に、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜が設けられ、
前記第2の被膜の両面側にそれぞれ前記下地層が設けられていることが好ましい。
【0019】
これにより、時計用部品の耐久性をさらに優れたものとすることができる。また、時計用部品全体としての微妙な色味の調整を行うことができ、時計用部品の審美性をより確実に優れたものとすることができる。
【0020】
本発明の時計用部品では、前記第2の被膜は、厚さ方向に組成が傾斜的に変化する部位を有するものであることが好ましい。
【0021】
これにより、例えば、時計用部品の耐打痕性、耐擦性、耐磨耗性等の向上や、色味の調整(特に、光沢度の調整)等といった第2の被膜を設けることによる効果を得つつ、時計用部品の耐久性をより優れたものとすることができる。
【0022】
本発明の時計用部品では、前記第2の被膜は、当該第2の被膜の表面側に向かってCおよびNの含有率の和が低下する領域を有するものであることが好ましい。
【0023】
これにより、例えば、時計用部品の耐打痕性、耐擦性、耐磨耗性等の向上や、色味の調整(特に、光沢度の調整)等といった第2の被膜を設けることによる効果を得つつ、時計用部品の耐久性をさらに優れたものとすることができる。
【0024】
本発明の時計用部品では、前記第2の被膜は、当該第2の被膜の両面側にそれぞれ前記領域を有するものであることが好ましい。
これにより、時計用部品の耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0025】
本発明の時計用部品では、前記第2の被膜の厚さが0.05μm以上4.0μm以下であることが好ましい。
【0026】
これにより、時計用部品の硬度をさらに高いものとすることができ、時計用部品の耐打痕性(打痕の付き難さ)等をより優れたものとし、時計用部品の耐久性をさらに優れたものとすることができる。また、時計用部品全体としての微妙な色味の調整をより好適に行うことができる。
【0029】
本発明の時計用部品は、ケースまたはバンドであることが好ましい。
これらの部品(時計用部品)は、時計全体の外観に大きな影響を与えるものであるため、これらの部品に本発明が適用されることにより、時計全体としての審美性をより優れたものとすることができる。また、これらの部品は、時計の使用時等において、通常、外部に露出する部品であり、また、皮膚に接触しやすいものであり、各種部品の中でも、特に優れた耐擦性、耐摩耗性、耐アレルギー性(アレルギー反応の起こしにくさ)等に優れることが特に強く求められる。したがって、これらの部品に本発明が適用されることにより、前述したような本発明による効果がより顕著に発揮される。
【0030】
本発明の時計は、本発明の時計用部品を備えたことを特徴とする。
これにより、審美性に優れ(特に、適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある外観を呈し)、耐食性に優れるとともに、耐擦性、耐摩耗性にも優れる時計用部品を備えた時計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
図1】本発明の時計用部品の第1実施形態を模式的に示す断面図である。
図2】本発明の時計用部品の第2実施形態を模式的に示す断面図である。
図3】本発明の時計用部品の第3実施形態を模式的に示す断面図である。
図4】本発明の時計用部品の第4実施形態を模式的に示す断面図である。
図5】本発明の時計用部品の第5実施形態を模式的に示す断面図である。
図6】本発明の時計(腕時計)の好適な実施形態を模式的に示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、添付する図面を参照しつつ、好適な実施形態について詳細な説明をする。
《時計用部品》
まず、本発明の時計用部品について説明する。
【0033】
[第1実施形態]
図1は、本発明の時計用部品の第1実施形態を模式的に示す断面図である。以下、図1中の上側が観察者の視点側である場合について、中心的に説明する(後述する図2図5についても同様)。
【0034】
時計用部品10は、基材1と、Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成された第1の被膜2とを備えている。
【0035】
そして、Co:62.8質量%、Cr:28.2質量%、Mo:6.0質量%、C:1.5質量%、Ar:1.5質量%という組成を有する厚さ1.0μmの膜を基準とした場合の、SIMS(二次イオン質量分析法)を用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度が、160count/sec以上300count/sec以下である。
【0036】
このような構成により、審美性に優れ(特に、適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある外観を呈し)、耐食性に優れるとともに、耐擦性、耐摩耗性にも優れる時計用部品10を提供することができる。特に、貴金属を主材料として使用しなくても、上記のような優れた外観が得られる。また、基材1として、種々の材料で構成されたものを用いた場合でも、時計用部品10全体としての審美性等を優れたものすることができ、基材1の選択の幅が広い。また、上記のような第1の被膜2の構成材料は、アレルギーの問題を生じにくい材料である。また、第1の被膜2の厚さが比較的薄い場合であっても、優れた審美性が得られるため、時計用部品10の製造コストを抑制することができ、時計用部品10の生産性を優れたものとすることができる。
【0037】
特に、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度が前記範囲内の値であることにより、適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある外観を呈するものとなり、時計用部品10の審美性は特に優れたものとなる。
【0038】
また、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度が前記範囲内の値であることにより、酸素の平均シグナル強度が小さすぎる場合(平均シグナル強度が160count/sec未満、特に、150count/sec以下の場合)に比べて、第1の被膜2は不動態膜のように化学的安定性が優れたものとなり、時計用部品10は、長期間にわたって安定的な外観を得ることができる。
【0039】
これに対し、上記のような条件を満足しない場合には、上記のような優れた効果が得られない。
【0040】
例えば、第1の被膜2中におけるCrの含有率が前記下限値未満であると、耐食性、耐擦性、耐磨耗性が不十分となる。
【0041】
また、第1の被膜2中におけるCrの含有率が前記上限値を超えると、審美性が低下し、高級感のある光沢感が得られない。
【0042】
また、第1の被膜2中におけるMoの含有率が前記下限値未満であると、耐擦性、耐磨耗性が不十分となる。
【0043】
また、第1の被膜2中におけるMoの含有率が前記上限値を超えると、審美性が低下し、高級感のある光沢感が得られない。
【0044】
また、第1の被膜2として、Co、CrおよびMoを含む合金で構成された被膜の代わりに、Pt等の貴金属材料で構成されたものを用いると、耐擦性、耐磨耗性が著しく低いものとなる。
【0045】
また、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度が小さすぎると、時計用部品10の審美性が劣ったものになるわけではないが、明度が高くなりすぎ、華美な印象を与えてしまい、落ち着いた印象の高級感のある外観が得られない。また、第1の被膜2の構成材料の化学的安定性が低下し、時計用部品10は、長期間にわたって安定的な外観を得ることが困難となる。
【0046】
また、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度が大きすぎると、明度が不十分となり、十分な光沢感が得られず、時計用部品10の審美性が低下する。
【0047】
SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度は、第1の被膜2中の酸素含有率が、上記基準の酸素含有率に比べて、どの程度高いかを示す指標である。この値が大きいほど、酸素含有率が高いといえる。
【0048】
そして、上記のように基準とする膜(基準サンプル)は、特定の組成を有するものであるため、基準サンプルに基づいて、第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を評価することにより、第1の被膜2中の酸素含有率を定量的に評価することができる。
【0049】
基準サンプルは、上記のような組成、厚さを有するものであればよいが、マグネトロンスパッタ装置を用いて、Arガス流量:100ccm、雰囲気圧力:0.3Pa、パワー:5kW、バイアス電圧:−80V、基材温度:160℃という条件で製造されたものであるのが好ましい。これにより、基準サンプル中における酸素含有率の信頼性を高くし、異なる装置や異なる時間、異なる場所で基準サンプルを作製したとしても、これらの間での酸素含有率のばらつきを極めて小さくすることができる。数値の信頼性をより向上させることができる。
【0050】
基準サンプルは、Co:62.8質量%、Cr:28.2質量%、Mo:6.0質量%、C:1.5質量%、Ar:1.5質量%という組成を有する厚さ1.0μmの膜である。基準サンプルの組成は、スパッタリングのターゲットの組成を調整することにより、好適に制御することができる。なお、基準サンプル中には、これらの成分以外に不可避的に混入する成分等の不純物(その他の成分)を含んでいてもよい。準サンプル中におけるその他の成分の含有率(複数の元素をその他の成分として含む場合には、これらの総和)は、十分に低いが、具体的には、2000ppm以下であるのが好ましく、1000ppm以下であるのがより好ましく、500ppm以下であるのがさらに好ましい。
【0051】
また、基準サンプルは、マグネトロンスパッタ装置を用いて、Arガス流量:100ccm、雰囲気圧力:0.3Pa、パワー:5kW、バイアス電圧:−80V、基材温度:160℃という条件で製造されたものであればよいが、基準サンプルの製造時(スパッタ時)における酸素原子を含むガスの流量は5ccm以下であるのが好ましく、雰囲気中における酸素原子を含むガスの分圧は10−5Pa以下であるのが好ましい。
【0052】
また、マグネトロンスパッタ装置のチャンバーサイズは、特に限定されないが、内径が1000mm以上1500mm以下、高さが750mm以上1500mm以下であるのが好ましい。
【0053】
基準サンプルの製造に用いることのできるマグネトロンスパッタ装置としては、例えば、ProChina社製のAS14G等が挙げられる。
【0054】
基準サンプルは、本発明に係る時計用部品10を構成する第1の被膜2の形成に用いるのと同一の装置を用いて製造されたものであるのが好ましい。
これにより、第1の被膜2についての酸素の平均シグナル強度の数値の信頼性が向上する。
【0055】
例えば、第1の被膜2の形成後の後処理(例えば、酸化処理、還元処理等)や、第1の被膜2の形成時における雰囲気の条件の調整等により、上記のような酸素の平均シグナル強度の条件を満足する第1の被膜2を好適に形成することができる。
【0056】
≪基材≫
基材1は、第1の被膜2等を支持する支持体としての機能を有するものである。
基材1は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、基材1の構成材料としては、例えば、Al、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、W、Bi、Mgや、これらのうち少なくとも1種を含む合金等の金属材料;アルミナ、ジルコニア、チタニア等の酸化物系セラミックス、ハイドロキシアパタイト等の水酸化物系セラミックス、窒化ケイ素等の窒化物系セラミックス、炭化ケイ素等の炭化物系セラミックス、蛍石等のハロゲン化物系セラミックス、炭酸塩系セラミックス、リン酸塩系セラミックス等の各種セラミックス材料;サファイアガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料;各種熱可塑性樹脂、各種硬化性樹脂等のプラスチック材料等が挙げられる。
【0057】
これらの中でも、基材1は、金属材料であるのがよく、特に、ステンレス鋼、Tiの少なくとも一方を含む材料で構成されたものであるのが好ましい。
【0058】
これにより、高強度、高耐食性を有する基材1が得られるとともに、第1の被膜2等との密着性をより優れたものとすることができ、時計用部品10の耐久性をより優れたものとすることができる。また、第1の被膜2の厚さが比較的薄い場合等において、時計用部品10全体としての外観に好適な影響を与えることができ、時計用部品10全体としての審美性をより確実に優れたものとすることができる。また、第1の被膜2の厚さを比較的薄くした場合でも十分に優れた審美性が得られるため、時計用部品10の生産コストの抑制等の観点からも有利である。
【0059】
Tiとしては、純Ti、Ti合金(α合金、α−β合金、β合金)のいずれでもよい。
ステンレス鋼としては、フェライト系、オーステナイト系、マルテンサイト系、オーステナイト・フェライト系等のいずれをも用いることができる。
ここで、フェライト系ステンレス鋼の中でも、後述する実施形態で用いたSUS444は、極低C、極低N、18Cr−2Moの高純度フェライト系ステンレス鋼であり、特に、耐孔食性、耐隙間腐食性、耐応力腐食割れ性に優れているため、好適に用いることができる。
【0060】
基材1中におけるステンレス鋼およびTiの含有率は、95質量%以上であるのが好ましく、99質量%以上であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【0061】
基材1は、貴金属元素(Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)の含有率が十分に低いものであるのが好ましく、基材1中における貴金属元素の含有率(複数種の貴金属元素を含む場合はこれらの含有率の総和)は、1.0質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0062】
これにより、貴金属を主材料として使用しなくても、優れた外観が得られるという効果がより顕著に発揮される。
【0063】
基材1は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、組成の異なる部位を有するものであってもよい。例えば、基材1は、基部と、当該基部を被覆し当該基部とは異なる組成を有する少なくとも1層の膜を有するものや、組成が傾斜的に変化する傾斜材料(例えば、厚さ方向に組成が傾斜的に変化する傾斜材料等)で構成されたもの等であってもよい。
【0064】
基材1の形状、大きさは、特に限定されず、通常、時計用部品10の形状、大きさに基づいて決定される。
【0065】
基材1は、例えば、表面に、鏡面加工(研磨加工)、粗面化処理(粗面化加工)、スジ目加工、梨地加工等の表面加工が施されたものであってもよい。また、基材1には、文字、数字、記号、模様等の凹凸パターンが設けられていてもよい。
【0066】
これにより、例えば、時計用部品10の表面の光沢具合にバリエーションを持たせることが可能となり、時計用部品10の審美性をさらに向上させることができる。また、後に詳述する各種の膜(例えば、第1の被膜2)は、一般に比較的薄いものであるため、当該膜に表面加工を施す場合に比べて、基材1に表面加工を施した場合、加工が容易で、不良品の発生率を低下させることができる。
【0067】
特に、鏡面加工(研磨加工)を施すことにより、基材1の表面状態をより平滑なものとすることができ、これにより、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)の状態をより平滑なものとすることができる。
【0068】
また、粗面化処理(粗面化加工)を施すことにより、基材1の表面状態を適度に荒らすことができ、これにより、より確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が後に詳述するような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。また、基材1と第1の被膜2等との密着性をより優れたものとすることができ、時計用部品10の耐久性をより優れたものとすることができる。
【0069】
特に、鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行うことにより、さらに確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が後に詳述するような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0070】
鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行う場合、鏡面加工(研磨加工)の後に粗面化処理(粗面化加工)を行うのが好ましい。
【0071】
鏡面加工は、例えば、周知の研磨方法を用いて行うことができ、例えば、バフ(羽布)研磨、バレル研磨、その他の機械研磨等を採用することができる。
【0072】
粗面化処理としては、例えば、プラズマエッチング処理やブラスト処理等が挙げられる。
【0073】
≪第1の被膜≫
第1の被膜2は、Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成されたものである。
【0074】
このような材料で構成された第1の被膜2は、貴金属を含んでいなくても落ち着いた印象の高級感のある光沢感を呈し、審美性に優れている。また、耐食性、耐擦性、耐摩耗性等にも優れている。
【0075】
第1の被膜2は、Coを主成分とするものであるが、第1の被膜2中におけるCoの含有率は、55質量%以上69質量%以下であるのが好ましく、62質量%以上68質量%以下であるのがより好ましく、63質量%以上67質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0076】
これにより、審美性、および、耐擦性・耐摩耗性をより高いレベルで両立することができる。
【0077】
第1の被膜2中におけるCrの含有率は、26質量%以上30質量%以下であればよいが、26.2質量%以上29.8質量%以下であるのが好ましく、26.4質量%以上29.6質量%以下であるのがより好ましく、26.6質量%以上29.4質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0078】
これにより、審美性をより優れたものとしつつ、耐食性、耐擦性、耐摩耗性を特に優れたものとすることができる。
【0079】
第1の被膜2中におけるMoの含有率は、5質量%以上7質量%以下であればよいが、5.2質量%以上6.8質量%以下であるのが好ましく、5.3質量%以上6.7質量%以下であるのがより好ましく、5.4質量%以上6.6質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0080】
これにより、審美性、および、耐擦性・耐摩耗性をより高いレベルで両立することができる。
【0081】
第1の被膜2は、上記以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、Si、Mn、N、Fe、C、Ni、Ti、Al、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir等が挙げられる。
【0082】
ただし、第1の被膜2中におけるCo、CrおよびMo以外の成分の含有率(複数種の成分を含む場合にはこれらの含有率の和)は、3.0質量%以下であるのが好ましく、2.0質量%以下であるのがより好ましく、1.5質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0083】
特に、第1の被膜2中における貴金属元素(Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)の含有率(複数種の貴金属元素を含む場合はこれらの含有率の総和)は、1.0質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0084】
これにより、貴金属を主材料として使用しなくても、優れた外観が得られるという効果がより顕著に発揮される。
【0085】
第1の被膜2は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、組成の異なる部位を有するものであってもよい。例えば、第1の被膜2は、複数の層が積層された積層体や、組成が傾斜的に変化する傾斜材料(例えば、厚さ方向に組成が傾斜的に変化する傾斜材料等)で構成されたもの等であってもよい。これにより、例えば、上記のような第1の被膜2を設けることによる効果を得つつ、第1の被膜2と基材1等との密着性をより優れたものとすることができ、時計用部品10の耐久性をより優れたものとすることができる。
【0086】
前記基準サンプルを用いた場合の、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度は、160count/sec以上300count/sec以下であればよいが、170count/sec以上290count/sec以下であるのが好ましく、180count/sec以上285count/sec以下であるのがより好ましく、190count/sec以上280count/sec以下であるのがさらに好ましい。
これにより、時計用部品10の審美性はより優れたものとなる。
【0087】
また、第1の被膜2の表面22(基材1に対向する第1の面21とは反対側の第2の面22)は、特に限定されないが、該表面22に対し原子間力顕微鏡による測定を行った場合の、平坦面を基準としたときの表面積増加率が、1.5%以上5.0%以下であるのが好ましく、1.6%以上4.5%以下であるのがより好ましく、1.7%以上4.0%以下であるのがさらに好ましい。
これにより、時計用部品10は、より落ち着いた印象のより高級感のある外観を有し、審美性がより優れたものとなる。また、時計用部品10は、傷等がより付きにくいものになるとともに、仮に傷等がついた場合でも、当該傷等が目立ちにくく、審美性の低下を抑制することができる。
【0088】
第1の被膜2の表面22についての表面積増加率は、凹凸が全く無いと仮定した場合の表面(平坦面)の面積(投影面積)を基準にして、原子間力顕微鏡を用いた測定により求められたサンプルの実表面積(極微小なナノメーターオーダーの凹凸が形成された表面の面積)との比(比表面積)を求め、その増加分を百分率で表したものである。言い換えると、実表面積をA[μm]とし、サンプル表面が完全に平坦とした時の測定対象投影面積をB[μm]としたとき、表面積増加率C[%]は以下のように定義される。
C=[(A/B)−1]×100
【0089】
原子間力顕微鏡を用いた測定は、例えば、サンプル表面の5μm角の領域について行うことができる。
【0090】
また、測定視野を変えて複数箇所(例えば、5箇所)について測定を行い、その平均値に基づいて、表面積増加率を求めてもよい。
【0091】
原子間力顕微鏡としては、例えば、ディジタル・インストルメント(Digital Instruments)社製の「ナノスコープIIIa」等が挙げられる。
【0092】
例えば、時計用部品10の種々の製造条件を調整することにより、上記のような表面積増加率の条件を満足するようにすることができる。より具体的には、例えば、第1の被膜2の成膜条件や、第1の被膜2の形成後の表面加工(例えば、研磨加工や粗面化加工等)、第1の被膜2の成膜前における母材(基材1等)の表面状態の調整等により、上記表面積増加率の条件を調整することができる。
【0093】
第1の被膜2の厚さは、0.02μm以上2.0μm以下であるのが好ましく、0.04μm以上1.8μm以下であるのがより好ましく、0.07μm以上1.6μm以下であるのがさらに好ましい。
【0094】
これにより、時計用部品10の生産コストを抑制しつつ、時計用部品10全体としての光沢感、審美性や、耐擦性、耐摩耗性等をより優れたものとすることができる。また、第1の被膜2の不本意な剥離等をより効果的に防止し、時計用部品10の耐久性をより優れたものとすることができる。
【0095】
第1の被膜2の形成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法や、熱CVD、プラズマCVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、レーザーアブレーション等の乾式めっき法(気相成膜法)、溶射等が挙げられるが、乾式めっき法(気相成膜法)が好ましい。
【0096】
第1の被膜2の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、均一な膜厚を有し、均質で、かつ、基材1等との密着性が特に優れた第1の被膜2を確実に形成することができる。その結果、時計用部品10の審美性、耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0097】
また、第1の被膜2の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、形成すべき第1の被膜2が比較的薄いものであっても、膜厚の不本意なばらつきを十分に小さいものとすることができる。このため、時計用部品10の信頼性を向上させる上でも有利である。
【0098】
第1の被膜2をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における酸素原子を含むガスの流量は、1ccm以上50ccm以下であるのが好ましく、2ccm以上30ccm以下であるのがより好ましい。
【0099】
これにより、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を、前述した条件を満足するものにより容易かつ確実に調整することができる。
【0100】
第1の被膜2をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるArガス流量は、50ccm以上150ccm以下であるのが好ましく、80ccm以上120ccm以下であるのがより好ましい。
【0101】
これにより、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を、前述した条件を満足するものにより容易かつ確実に調整することができる。また、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0102】
第1の被膜2をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における雰囲気圧力は、0.1Pa以上2.5Pa以下であるのが好ましく、0.2Pa以上1.0Pa以下であるのがより好ましい。
【0103】
これにより、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を、前述した条件を満足するものにより容易かつ確実に調整することができる。また、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0104】
第1の被膜2をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるスパッタリング装置のパワーは、0.1kW以上1.8kW以下であるのが好ましく、0.3kW以上1.4kW以下であるのがより好ましい。
【0105】
これにより、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を、前述した条件を満足するものにより容易かつ確実に調整することができる。また、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0106】
第1の被膜2をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるバイアス電圧は、−150V以上−30V以下であるのが好ましく、−120V以上−50V以下であるのがより好ましい。
【0107】
これにより、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を、前述した条件を満足するものにより容易かつ確実に調整することができる。また、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0108】
第1の被膜2をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における基材1の温度は、100℃以上210℃以下であるのが好ましく、120℃以上190℃以下であるのがより好ましい。
【0109】
これにより、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を、前述した条件を満足するものにより容易かつ確実に調整することができる。また、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0110】
上記のような方法で形成された第1の被膜2に対しては、例えば、酸化処理、還元処理を施してもよい。
【0111】
これにより、SIMSを用いて測定される第1の被膜2中の酸素の平均シグナル強度を、前述した条件を満足するものにより容易かつ確実に調整することができる。
【0112】
酸化処理は、例えば、酸素ガス、オゾンガス等の酸化性ガスへの暴露(特に、加熱した条件での酸化性ガスへの暴露)等により行うことができる。
【0113】
還元処理は、例えば、水素ガス等の還元性ガスへの暴露(特に、加熱した条件での還元性ガスへの暴露)等により行うことができる。
【0114】
また、第1の被膜2は、例えば、表面に、鏡面加工(研磨加工)、粗面化処理(粗面化加工)等の表面加工が施されたものであってもよい。
【0115】
これにより、より確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が前述したような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0116】
特に、鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行うことにより、さらに確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が前述したような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0117】
鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行う場合、鏡面加工(研磨加工)の後に粗面化処理(粗面化加工)を行うのが好ましい。これにより、前述したような効果がより確実に得られる。
【0118】
第1の被膜2の表面22(第1の被膜2が視認される側の面、すなわち、時計用部品10の使用時において観察者の視点側の面)は、JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図におけるLが、70.0以上78.4以下であるのが好ましく、72.0以上78.3以下であるのがより好ましく、74.0以上78.2以下であるのがさらに好ましい。
【0119】
これにより、時計用部品10の光沢感をより好適なものとし、時計用部品10の審美性はより優れたものとなる。
【0120】
なお、Lの測定においては、光源として、JIS Z 8720で規定されるD65のものを用いることができる。また、Lの測定時における視野角は2°とすることができる。
【0121】
また、第1の被膜2の表面22(第1の被膜2が視認される側の面、すなわち、時計用部品10の使用時において観察者の視点側の面)は、JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図におけるaが、−2.0以上3.0以下であるのが好ましく、−1.5以上2.5以下であるのがより好ましく、−1.0以上2.0以下であるのがさらに好ましい。
【0122】
また、第1の被膜2の表面22(第1の被膜2が視認される側の面、すなわち、時計用部品10の使用時において観察者の視点側の面)は、JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図におけるbが、−1.0以上10.0以下であるのが好ましく、0.0以上9.0以下であるのがより好ましく、1.0以上8.0以下であるのがさらに好ましい。
【0123】
このような条件を満足することにより、時計用部品10の審美性は、特に優れたものとなる。
【0124】
なお、a、bの測定においては、光源として、JIS Z 8720で規定されるD65のものを用いることができる。また、a、bの測定時における視野角は2°とすることができる。
【0125】
時計用部品10は、時計を構成する部品であればいかなるものであってもよいが、時計の使用時において外部から視認しうる部品であるのが好ましく、具体的には、風防ガラス、ケース、ベゼル、裏蓋、バンド(バンドの駒、バンド中留、尾錠、バックル、バンド・バングル着脱機構等を含む)、文字板、時計用針、ローター、りゅうず(例えば、ネジロック式りゅうず等)、ボタン、ダイヤルリング、見切板等が挙げられ、中でも、ケースまたはバンドであるのが好ましい。
【0126】
これらの部品(時計用部品)は、時計全体の外観に大きな影響を与えるものであるため、これらの部品に本発明が適用されることにより、時計全体としての審美性をより優れたものとすることができる。また、これらの部品は、時計の使用時等において、通常、外部に露出する部品であり、また、皮膚に接触しやすいものであり、各種部品の中でも、特に優れた耐擦性、耐摩耗性、耐アレルギー性(アレルギー反応の起こしにくさ)等に優れることが特に強く求められる。したがって、これらの部品に本発明が適用されることにより、前述したような本発明による効果がより顕著に発揮される。
【0127】
[第2実施形態]
次に、第2実施形態の時計用部品について説明する。
図2は、本発明の時計用部品の第2実施形態を模式的に示す断面図である。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。
【0128】
本実施形態の時計用部品10では、基材1の表面に、Tiを含む材料で構成された下地層(第1の下地層)3、および、Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成された第1の被膜2がこの順に積層されている。言い換えると、本実施形態の時計用部品10では、基材1と第1の被膜2との間に、Tiを含む材料で構成された下地層3が設けられている。
【0129】
これにより、基材1と第1の被膜2との密着性をより優れたものとすることができるとともに、時計用部品10に加わる衝撃を緩和することができ、時計用部品10の耐久性をより優れたものとすることができる。また、基材1の表面を平滑化することができ、また、時計用部品10全体としての微妙な色味の調整を行うことができ、時計用部品10の審美性をより確実に優れたものとすることができる。
【0130】
下地層3は、Ti以外の成分を含むものであってもよい。
ただし、下地層3中におけるTi以外の成分の含有率は、2.0質量%以下であるのが好ましく、1.0質量%以下であるのがより好ましく、0.5質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0131】
特に、下地層3中における貴金属元素(Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)の含有率(複数種の貴金属元素を含む場合はこれらの含有率の総和)は、1.0質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0132】
下地層3の厚さは、0.01μm以上1.0μm以下であるのが好ましく、0.02μm以上0.5μm以下であるのがより好ましく、0.03μm以上0.3μm以下であるのがさらに好ましい。
【0133】
これにより、基材1と第1の被膜2との密着性や衝撃緩和の機能をさらに優れたものとすることができ、時計用部品10の耐久性をさらに優れたものとすることができるとともに、時計用部品10の生産性をより優れたものとし、時計用部品10の生産コストをより効果的に抑制することができる。また、例えば、基材1に対する研磨加工、粗面化加工等の表面加工を省略または簡略化した場合であっても、第1の被膜2の表面22の表面積増加率を前記範囲内の値に容易に調整することができる。
【0134】
下地層3の形成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法や、熱CVD、プラズマCVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、レーザーアブレーション等の乾式めっき法(気相成膜法)、溶射等が挙げられるが、乾式めっき法(気相成膜法)が好ましい。
【0135】
下地層3の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、均一な膜厚を有し、均質で、かつ、基材1等との密着性が特に優れた下地層3を確実に形成することができる。その結果、時計用部品10の審美性、耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0136】
また、下地層3の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、形成すべき下地層3が比較的薄いものであっても、膜厚の不本意なばらつきを十分に小さいものとすることができる。このため、時計用部品10の信頼性を向上させる上でも有利である。
【0137】
下地層3をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるArガス流量は、50ccm以上150ccm以下であるのが好ましく、80ccm以上120ccm以下であるのがより好ましい。
【0138】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0139】
下地層3をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における雰囲気圧力は、0.1Pa以上2.5Pa以下であるのが好ましく、0.2Pa以上1.0Pa以下であるのがより好ましい。
【0140】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0141】
下地層3をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるスパッタリング装置のパワーは、0.1kW以上1.8kW以下であるのが好ましく、0.3kW以上1.4kW以下であるのがより好ましい。
【0142】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0143】
下地層3をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるバイアス電圧は、−150V以上−30V以下であるのが好ましく、−120V以上−50V以下であるのがより好ましい。
【0144】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0145】
下地層3をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における基材1の温度は、100℃以上210℃以下であるのが好ましく、120℃以上190℃以下であるのがより好ましい。
【0146】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0147】
下地層3は、例えば、表面に、鏡面加工(研磨加工)、粗面化処理(粗面化加工)等の表面加工が施されたものであってもよい。
【0148】
これにより、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が前述したような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0149】
特に、鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行うことにより、さらに確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が前述したような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0150】
鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行う場合、鏡面加工(研磨加工)の後に粗面化処理(粗面化加工)を行うのが好ましい。これにより、前述したような効果がより確実に得られる。
【0151】
[第3実施形態]
次に、第3実施形態の時計用部品について説明する。
図3は、本発明の時計用部品の第3実施形態を模式的に示す断面図である。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。
【0152】
本実施形態の時計用部品10では、基材1の表面に、Tiを含む材料で構成された下地層(第1の下地層)3、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜4、および、Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成された第1の被膜2がこの順に積層されている。言い換えると、基材1と第1の被膜2との間に、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜4が設けられている以外は、前述した第2実施形態と同様である。
【0153】
これにより、時計用部品10の硬度をより高いものとすることができ、時計用部品10の耐打痕性(打痕の付き難さ)等をより優れたものとすることができるとともに、応力をより効果的に緩和することができ、時計用部品10の耐久性をより優れたものとすることができる。また、色味の調整(特に、光沢度の調整)を好適に行うことができる。
【0154】
第2の被膜4は、TiC、TiCN以外の成分を含むものであってもよい。
ただし、第2の被膜4中におけるTiC、TiCN以外の成分の含有率は、2.0質量%以下であるのが好ましく、1.0質量%以下であるのがより好ましく、0.5質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0155】
特に、第2の被膜4中における貴金属元素(Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)の含有率(複数種の貴金属元素を含む場合はこれらの含有率の総和)は、1.0質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0156】
第2の被膜4は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、組成の異なる部位を有するものであってもよい。例えば、第2の被膜4は、複数の層が積層された積層体等であってもよい。
【0157】
特に、第2の被膜4は、厚さ方向に組成が傾斜的に変化する部位を有するものであるのが好ましい。
【0158】
これにより、例えば、時計用部品10の耐打痕性、耐擦性、耐磨耗性等の向上や、色味の調整(特に、光沢度の調整)等といった第2の被膜4を設けることによる効果を得つつ、第2の被膜4と当該第2の被膜4に隣接する部位(図示の構成では下地層3および第1の被膜2)との密着性をより優れたものとすることができ、また、第2の被膜4の破壊(層内剥離等)をより効果的に防止することができ、時計用部品10の耐久性をより優れたものとすることができる。
【0159】
第2の被膜4は、当該第2の被膜4の表面42側に向かってCおよびNの含有率の和が低下する領域を有するものであるのが好ましい。
【0160】
これにより、例えば、時計用部品10の耐打痕性、耐擦性、耐磨耗性等の向上や、色味の調整(特に、光沢度の調整)等といった第2の被膜4を設けることによる効果を得つつ、第2の被膜4と当該第2の被膜4に隣接する部位(図示の構成では下地層3および第1の被膜2)との密着性をさらに優れたものとすることができ、また、第2の被膜4の破壊(層内剥離等)をさらに効果的に防止することができ、時計用部品10の耐久性をさらに優れたものとすることができる。
【0161】
第2の被膜4は、当該第2の被膜4の厚さ方向中央部から一方の表面側に向かって、CおよびNの含有率の和が低下する領域を有するものであってもよいが、当該第2の被膜4の厚さ方向中央部から両面側にそれぞれ、CおよびNの含有率の和が低下する領域を有するものであるのが好ましい。
【0162】
これにより、第2の被膜4と第2の被膜4の両面側に設けられた部位(図示の構成では、下地層3および第1の被膜2)との密着性を特に優れたものとすることができ、時計用部品10の耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0163】
第2の被膜4中においてCおよびNの含有率の和が最大となる部位(例えば、第2の被膜4の厚さ方向中央部付近)でのCおよびNの含有率をX1[質量%]、第2の被膜4中においてCおよびNの含有率の和が最小となる部位(例えば、表面42またはこれと反対側の表面)でのCおよびNの含有率をX2[質量%]としたとき、1≦X1−X2≦20の関係を満足するのが好ましく、2≦X1−X2≦15の関係を満足するのがより好ましく、3≦X1−X2≦12の関係を満足するのがさらに好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【0164】
第2の被膜4の厚さは、0.05μm以上4.0μm以下であるのが好ましく、0.1μm以上2.0μm以下であるのがより好ましく、0.2μm以上1.5μm以下であるのがさらに好ましい。
【0165】
これにより、時計用部品10の硬度をさらに高いものとすることができ、時計用部品10の耐打痕性(打痕の付き難さ)等をより優れたものとし、時計用部品10の耐久性をさらに優れたものとすることができるとともに、時計用部品10の生産性をより優れたものとし、時計用部品10の生産コストをより効果的に抑制することができる。また、時計用部品10全体としての微妙な色味の調整をより好適に行うことができる。
【0166】
また、下地層3が設けられているため、基材1と第2の被膜4との密着性がより優れたものとなっており、時計用部品10の耐久性が特に優れたものとなっている。
【0167】
第2の被膜4の形成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法や、熱CVD、プラズマCVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、レーザーアブレーション等の乾式めっき法(気相成膜法)、溶射等が挙げられるが、乾式めっき法(気相成膜法)が好ましい。
【0168】
第2の被膜4の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、均一な膜厚を有し、均質で、かつ、下地層3等との密着性が特に優れた第2の被膜4を確実に形成することができる。その結果、時計用部品10の審美性、耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0169】
また、第2の被膜4の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、形成すべき第2の被膜4が比較的薄いものであっても、膜厚の不本意なばらつきを十分に小さいものとすることができる。このため、時計用部品10の信頼性を向上させる上でも有利である。
【0170】
第2の被膜4をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるArガス流量は、50ccm以上150ccm以下であるのが好ましく、80ccm以上120ccm以下であるのがより好ましい。
【0171】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0172】
第2の被膜4をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるCガス流量は、10ccm以上50ccm以下であるのが好ましく、15ccm以上30ccm以下であるのがより好ましい。
【0173】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0174】
第2の被膜4をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における雰囲気圧力は、0.1Pa以上2.5Pa以下であるのが好ましく、0.2Pa以上1.0Pa以下であるのがより好ましい。
【0175】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0176】
第2の被膜4をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるスパッタリング装置のパワーは、2.0kW以上6kW以下であるのが好ましく、2.5kW以上5.8kW以下であるのがより好ましい。
【0177】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0178】
第2の被膜4をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるバイアス電圧は、−150V以上−30V以下であるのが好ましく、−120V以上−50V以下であるのがより好ましい。
【0179】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0180】
第2の被膜4をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における基材1の温度は、100℃以上210℃以下であるのが好ましく、120℃以上190℃以下であるのがより好ましい。
【0181】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0182】
第2の被膜4は、例えば、表面に、鏡面加工(研磨加工)、粗面化処理(粗面化加工)等の表面加工が施されたものであってもよい。
【0183】
これにより、より確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が前述したような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0184】
特に、鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行うことにより、さらに確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が前述したような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0185】
鏡面加工(研磨加工)と粗面化処理(粗面化加工)とを組み合わせて行う場合、鏡面加工(研磨加工)の後に粗面化処理(粗面化加工)を行うのが好ましい。これにより、前述したような効果がより確実に得られる。
【0186】
以上のような第2の被膜4は、前記第1実施形態に適用することもでき、同様の効果を発揮する。
【0187】
[第4実施形態]
次に、第4実施形態の時計用部品について説明する。
図4は、本発明の時計用部品の第4実施形態を模式的に示す断面図である。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。
【0188】
本実施形態の時計用部品10では、基材1の表面に、Tiを含む材料で構成された下地層(第1の下地層)3、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜4、Tiを含む材料で構成された下地層(第2の下地層)5、および、Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成された第1の被膜2がこの順に積層されている。言い換えると、本実施形態では、基材1と第1の被膜2との間に、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜4が設けられ、当該第2の被膜4の両面側にそれぞれ下地層3および5が設けられている。
【0189】
これにより、基材1と第2の被膜4との密着性だけでなく、第2の被膜4と第1の被膜2との密着性も優れたものとすることができ、また、時計用部品10に加わる衝撃をより効果的に緩和することができ、時計用部品10の耐久性をさらに優れたものとすることができる。また、第2の被膜4の表面を平滑化することができ、また、時計用部品10全体としての微妙な色味の調整を行うことができ、時計用部品10の審美性をより確実に優れたものとすることができる。
【0190】
下地層5は、Ti以外の成分を含むものであってもよい。
ただし、下地層5中におけるTi以外の成分の含有率は、2.0質量%以下であるのが好ましく、1.0質量%以下であるのがより好ましく、0.5質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0191】
特に、下地層5中における貴金属元素(Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os)の含有率(複数種の貴金属元素を含む場合はこれらの含有率の総和)は、1.0質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以下であるのがより好ましく、0.1質量%以下であるのがさらに好ましい。
【0192】
下地層5の厚さは、0.01μm以上1.0μm以下であるのが好ましく、0.02μm以上0.5μm以下であるのがより好ましく、0.03μm以上0.3μm以下であるのがさらに好ましい。
【0193】
これにより、第2の被膜4と第1の被膜2との密着性や、衝撃緩和の機能をさらに優れたものとすることができ、時計用部品10の耐久性をさらに優れたものとすることができるとともに、時計用部品10の生産性をより優れたものとし、時計用部品10の生産コストをより効果的に抑制することができる。また、第2の被膜4の表面の平滑化や、時計用部品10全体としての微妙な色味の調整をより好適に行うことができる。
【0194】
下地層5の形成方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディッピング、刷毛塗り、噴霧塗装、静電塗装、電着塗装等の塗装、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法や、熱CVD、プラズマCVD、レーザーCVD等の化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、レーザーアブレーション等の乾式めっき法(気相成膜法)、溶射等が挙げられるが、乾式めっき法(気相成膜法)が好ましい。
【0195】
下地層5の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、均一な膜厚を有し、均質で、かつ、第2の被膜4等との密着性が特に優れた下地層5を確実に形成することができる。その結果、時計用部品10の審美性、耐久性を特に優れたものとすることができる。
【0196】
また、下地層5の形成方法として乾式めっき法(気相成膜法)を適用することにより、形成すべき下地層5が比較的薄いものであっても、膜厚の不本意なばらつきを十分に小さいものとすることができる。このため、時計用部品10の信頼性を向上させる上でも有利である。
【0197】
下地層5をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるArガス流量は、50ccm以上150ccm以下であるのが好ましく、80ccm以上120ccm以下であるのがより好ましい。
【0198】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0199】
下地層5をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における雰囲気圧力は、0.1Pa以上2.5Pa以下であるのが好ましく、0.2Pa以上1.0Pa以下であるのがより好ましい。
【0200】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0201】
下地層5をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるスパッタリング装置のパワーは、0.1kW以上1.8kW以下であるのが好ましく、0.3kW以上1.4kW以下であるのがより好ましい。
【0202】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0203】
下地層5をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時におけるバイアス電圧は、−150V以上−30V以下であるのが好ましく、−120V以上−50V以下であるのがより好ましい。
【0204】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0205】
下地層5をスパッタリングにより形成する場合、スパッタリング時における基材1の温度は、100℃以上210℃以下であるのが好ましく、120℃以上190℃以下であるのがより好ましい。
【0206】
これにより、研磨処理等の後処理を省略または簡略化した場合でも、前述したような表面積増加率の条件を満足する第1の被膜2をより好適に形成することができる。
【0207】
下地層3は、例えば、表面に、鏡面加工(研磨加工)、粗面化処理(粗面化加工)等の表面加工が施されたものであってもよい。
【0208】
これにより、より確実に、時計用部品10の表面(第1の被膜2の表面22)が前述したような表面積増加率の条件を満足するものとすることができる。
【0209】
[第5実施形態]
次に、第5実施形態の時計用部品について説明する。
図5は、本発明の時計用部品の第5実施形態を模式的に示す断面図である。以下の説明では、前述した実施形態との相違点について中心的に説明し、同様の事項についての説明は省略する。
【0210】
本実施形態の時計用部品10では、基材1の表面に、Tiを含む材料で構成された下地層(第1の下地層)3、TiC、TiCNの少なくとも一方を含む材料で構成された第2の被膜4、Tiを含む材料で構成された下地層(第2の下地層)5、Coを主成分とし、Crを26質量%以上30質量%以下の含有率、Moを5質量%以上7質量%以下の含有率で含む材料で構成された第1の被膜2、および、フッ素含有有機ケイ素化合物を含む材料で構成されたコート層6がこの順に積層されている。言い換えると、第1の被膜2の外表面側に、フッ素含有有機ケイ素化合物を含む材料で構成されたコート層6が設けられている以外は、前述した第4実施形態と同様である。
【0211】
これにより、汚れの付着による審美性の低下をより効果的に防止することができる。また、汚れが付着した場合であっても、より容易に当該汚れを除去することができる。したがって、長期間にわたって、様々な環境下において、優れた審美性をさらに好適に保持することができる。また、フッ素含有有機ケイ素化合物を含む材料で構成されたコート層6を有することにより、防汚性だけでなく、手触り感、防水性等も向上する。また、フッ素含有有機ケイ素化合物は、時計用部品10全体としての外観に与える影響が小さいため、より確実に時計用部品10の審美性を優れたものとすることができる。
【0212】
フッ素含有有機ケイ素化合物の具体例としては、CF(CFSi(OCH、CF(CFSi(OCH、CF(CFSi(OCH、CF(CFSi(OCH、CF(CF10Si(OCH、CF(CF12Si(OCH、CF(CF14Si(OCH、CF(CF16Si(OCH、CF(CF18Si(OCH、CF(CFSi(OC、CF(CFSi(OC、CF(CFSiCl、CF(CFSiCl、CF(CFSi(OCH、CF(CFSi(OCH、CF(CFSi(OC、CF(CFSi(OC、CF(CFSiCl、CF(CFSiCl、CF(CFSi(OCH、CF(CFSi(OCH、CF(CFSi(OC、CF(CFSi(OC、CF(CFSi(CH)(OCH、CF(CFSi(CH)(OCH、CF(CFSi(CH)Cl、CF(CFSi(CH)Cl、CF(CFSi(C)(OC、CF(CFSi(C)(OC等が挙げられる。
【0213】
また、フッ素含有有機ケイ素化合物としては、アミノ基を含有する化合物も好適に用いることができる。
【0214】
アミノ基を含有するフッ素含有有機ケイ素化合物としては、例えば、C19CONH(CHSi(OC、C19CONH(CHSiCl、C19CONH(CHSi(CH)Cl、C19CONH(CH)NH(CH)Si(OC、C19CONH(CHCONH(CH)Si(OC、C17SONH(CHCONH(CH)Si(OC、CO(CF(CF)CFO)−CF(CF)−CONH(CH)Si(OC、CO(CF(CF)CFO)m’−CF(CF)−CONH(CH)Si(OCH[ここで、m’は1以上の整数]等が挙げられる。
【0215】
また、フッ素含有有機ケイ素化合物としては、例えば、R’(CHSiCl、R’(CHSi(CH)Cl、(R’CHCHSiCl、R’(CHSi(OCH、R’CONH(CHSi(OC、R’CONH(CHNH(CHSi(OC、R’SON(CH)(CHCONH(CHSi(OC、R’(CHOCO(CHS(CHSi(OCH、R’(CHOCONH(CHSi(OC、R’COO−Cy(OH)−(CHSi(OCH、R’(CHNH(CHSi(OCH、およびR’(CHNH(CHNH(CHSi(OCHCHOCH等を用いてもよい。上記の各式において、Cyはシクロヘキサン残基であり、R’は、炭素数4以上16以下のポリフルオロアルキル基である。
【0216】
コート層6を構成するフッ素含有有機ケイ素化合物としては、特に、下記式(1)または下記式(2)で示される化合物が好ましい。
【0217】
【化1】
【0218】
式(1)中、Rはパーフルオロアルキル基を示す。Xは臭素、ヨウ素または水素を示す。Yは水素または低級アルキル基を示し、Zはフッ素またはトリフルオロメチル基を示す。Rは加水分解可能な基を示し、Rは水素または不活性な1価の炭化水素基を示す。a、b、c、d、eは0または1以上の整数で、かつa+b+c+d+eは少なくとも1以上であり、a、b、c、d、eで括られた各繰り返し単位の存在順序は、式中において限定されない。fは0、1または2である。gは1、2または3である。hは1以上の整数である。
【0219】
【化2】
【0220】
式(2)中、Rは式:「−(C2k)O−」で示される単位を含み、分岐を有しない直鎖状のパーフルオロポリアルキレンエーテル構造を有する2価の基を示す。なお、式:「−(C2k)O−」におけるkは1以上6以下の整数である。Rは炭素原子数1以上8以下の1価炭化水素基であり、Wは加水分解性基またはハロゲン原子を示す。pは0、1または2であり、nは1以上5以下の整数である。mおよびrは、2または3である。
【0221】
コート層6の厚さは、0.01μm以上1.0μm以下であるのが好ましく、0.02μm以上0.5μm以下であるのがより好ましく、0.03μm以上0.3μm以下であるのがさらに好ましい。
【0222】
以上のようなコート層6は、前記第1〜第4実施形態のいずれにも適用することができ、同様の効果を発揮する。
【0223】
《時計》
次に、本発明の時計について説明する。
【0224】
図6は、本発明の時計(腕時計)の好適な実施形態を模式的に示す部分断面図である。
本実施形態の腕時計(時計)W10は、胴(ケース)W22と、裏蓋W23と、ベゼル(縁)W24と、ガラス板(風防ガラス)W25とを備えている。また、ケースW22内には、図示しないムーブメント(例えば、文字板、針付きのもの)が収納されている。
【0225】
胴W22には巻真パイプW26が嵌入・固定され、この巻真パイプW26内にはりゅうずW27の軸部W271が回転可能に挿入されている。
【0226】
胴W22とベゼルW24とは、プラスチックパッキンW28により固定され、ベゼルW24とガラス板W25とはプラスチックパッキンW29により固定されている。
【0227】
また、胴W22に対し裏蓋W23が嵌合(または螺合)されており、これらの接合部(シール部)W50には、リング状のゴムパッキン(裏蓋パッキン)W40が圧縮状態で介挿されている。この構成によりシール部W50が液密に封止され、防水機能が得られる。
【0228】
りゅうずW27の軸部W271の途中の外周には溝W272が形成され、この溝W272内にはリング状のゴムパッキン(りゅうずパッキン)W30が嵌合されている。ゴムパッキンW30は巻真パイプW26の内周面に密着し、該内周面と溝W272の内面との間で圧縮される。この構成により、りゅうずW27と巻真パイプW26との間が液密に封止され防水機能が得られる。なお、りゅうずW27を回転操作したとき、ゴムパッキンW30は軸部W271と共に回転し、巻真パイプW26の内周面に密着しながら周方向に摺動する。
【0229】
本発明の時計としての腕時計W10は、その構成部品のうち少なくとも1つが前述したような本発明の時計用部品で構成されたものである。言い換えると、本発明の時計は、本発明の時計用部品を備えたものである。
【0230】
これにより、審美性に優れ(特に、適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある外観を呈し)、耐食性に優れるとともに、耐擦性、耐摩耗性にも優れる時計用部品を備えた時計W10を提供することができる。
【0231】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【0232】
例えば、本発明の時計用部品および時計では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
例えば、時計用部品は、Ti以外の材料で構成された下地層を備えるものや、フッ素含有有機ケイ素化合物以外の材料で構成されたコート層を備えるもの等であってもよい。
【0233】
また、前述した実施形態では、下地層を有する時計用部品の形態としては、1層または2層の下地層を有する構成について説明したが、時計用部品は、3層以上の下地層を備えるものであってもよい。また、前述した実施形態では、第2の被膜を有する時計用部品の形態としては、1層の第2の被膜を有する構成について説明したが、時計用部品は、2層以上の第2の被膜を備えるものであってもよい。
また、時計用部品は、下地層と第2の被膜とのセットを複数備えるものであってもよい。
【0234】
また、前記実施形態では、時計用部品の使用時等における観察者の視点が、時計用部品の第1の被膜が設けられた面側である場合について中心的に説明したが、基材が透明性を有する材料で構成されたものである場合等には、観察者の視点が反対の面側であってもよい。言い換えると、基材を介して、第1の被膜が視認されるものであってもよい。このような場合、第1の被膜の観察者側の表面である基材と対向する側の表面が、前述したような表面積増加率の条件を満足しているのが好ましい。
【実施例】
【0235】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。なお、以下の説明でのスパッタリングは、マグネトロンスパッタ装置としてのProChina社製のAS14G(内径:1250mm、高さ:1000mm)を用いて行った。
【0236】
[1]時計用部品の製造
(実施例1)
まず、腕時計用ケースに対応する形状の純Ti製の基材を用意した。
次に、基材の表面(第1の被膜が形成される側の表面)にバフ研磨を施し、さらにその後、プラズマエッチング処理を施した。当該表面について原子間力顕微鏡による測定を行ったところ、平坦面を基準としたときの表面積増加率は2.0%であった。
【0237】
次に、この表面加工(バフ研磨およびプラズマエッチング処理)が施された基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
【0238】
次に、スパッタリングを行うことにより、基材の表面に、CoCrMo合金で構成された厚さ0.5μmの第1の被膜を形成した。第1の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量は10ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧は0.03Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
これにより、時計用部品としての腕時計用ケースを得た。
【0239】
上記の時計用部品の製造に用いたのと同一のマグネトロンスパッタ装置(ProChina社製、AS14G)を用いて、Arガス流量:100ccm、酸素原子を含むガスの流量:0ccm、雰囲気圧力:0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガスの分圧:0Pa、パワー:5kW、バイアス電圧:−80V、基材温度:160℃という条件で、Co:62.8質量%、Cr:28.2質量%、Mo:6.0質量%、C:1.5質量%、Ar:1.5質量%という組成を有する厚さ1.0μmの膜を基準サンプルとして製造した。得られた基準サンプル中におけるCo、Cr、Mo、CおよびAr以外の成分の含有率は、500ppm以下であった。当該膜を基準サンプルとして用いた場合の、SIMSを用いて測定される第1の被膜中の酸素の平均シグナル強度は、270count/secであった。
【0240】
また、第1の被膜の表面(第2の面)は、原子間力顕微鏡による測定を行った場合の、平坦面を基準としたときの表面積増加率が2.5%であった。
【0241】
なお、原子間力顕微鏡を用いた測定は、サンプル表面の測定視野を変えた5箇所の5μm角の領域について行い、それぞれの領域について表面積増加率を求め、これらの平均値として表面積増加率を当該表面の表面積増加率とした。原子間力顕微鏡としては、ディジタル・インストルメント(Digital Instruments)社製の「ナノスコープIIIa」を用いた。以下の各実施例および各比較例についても同様である。
【0242】
(実施例2)
基材として、表面加工(研磨加工、粗面化加工等)を施していないフェライト系ステンレス鋼であるSUS444製のもの(第1の被膜が形成される側の表面の原子間力顕微鏡による測定を行った場合の、平坦面を基準としたときの表面積増加率が2.5%のもの)を用い、第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量を10ccm、雰囲気圧力を0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧を0.03Pa、パワーを1kW、バイアス電圧を−80V、基材温度を160℃とし、形成された第1の被膜の表面に、バフ研磨およびプラズマエッチング処理をこの順で施した以外は、前記実施例1と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0243】
(実施例3)
まず、腕時計用ケースに対応する形状の純Ti製の基材を用意した。
次に、基材の表面(下地層、第1の被膜が形成される側の表面)にバフ研磨を施し、さらにその後、プラズマエッチング処理を施した。当該表面について原子間力顕微鏡による測定を行ったところ、平坦面を基準としたときの表面積増加率は2.0%であった。
【0244】
次に、この表面加工(バフ研磨およびプラズマエッチング処理)が施された基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
【0245】
次に、スパッタリングを行うことにより、基材の表面に、Tiで構成された厚さ0.1μmの下地層(第1の下地層)を形成した。下地層の形成時におけるArガス流量は100ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0246】
引き続き、スパッタリングにより、下地層の表面にCoCrMo合金で構成された厚さ0.5μmの第1の被膜を形成した。第1の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量は10ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧は0.03Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
これにより、時計用部品としての腕時計用ケースを得た。
【0247】
(実施例4)
基材として表面加工(研磨加工、粗面化加工等)を施していないSUS444製のもの(下地層、第1の被膜が形成される側の表面の原子間力顕微鏡による測定を行った場合の、平坦面を基準としたときの表面積増加率が2.5%のもの)を用い、第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量を10ccm、雰囲気圧力を0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧を0.03Pa、パワーを1kW、バイアス電圧を−80V、基材温度を160℃とし、形成された第1の被膜の表面に、バフ研磨およびプラズマエッチング処理をこの順で施した以外は、前記実施例3と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0248】
(実施例5)
まず、腕時計用ケースに対応する形状の純Ti製の基材を用意した。
次に、基材の表面(下地層、第2の被膜、第1の被膜が形成される側の表面)にバフ研磨を施し、さらにその後、プラズマエッチング処理を施した。当該表面について原子間力顕微鏡による測定を行ったところ、平坦面を基準としたときの表面積増加率は2.0%であった。
【0249】
次に、この表面加工(バフ研磨およびプラズマエッチング処理)が施された基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
【0250】
次に、スパッタリングを行うことにより、基材の表面に、Tiで構成された厚さ0.1μmの下地層を形成した。下地層の形成時におけるArガス流量は100ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0251】
引き続き、スパッタリングにより、下地層の表面にTiCで構成された厚さ0.35μmの第2の被膜を形成した。第2の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、Cガス流量は22ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは5kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0252】
引き続き、スパッタリングにより、下地層の表面にCoCrMo合金で構成された厚さ0.5μmの第1の被膜を形成した。第1の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量は10ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧は0.03Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
これにより、時計用部品としての腕時計用ケースを得た。
【0253】
(実施例6)
基材として表面加工(研磨加工、粗面化加工等)を施していないSUS444製のもの(下地層、第2の被膜、第1の被膜が形成される側の表面の原子間力顕微鏡による測定を行った場合の、平坦面を基準としたときの表面積増加率が2.5%のもの)を用い、第1の被膜の形成時にターゲットとして用いたCoCrMo合金の組成を変更し、第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量を10ccm、雰囲気圧力を0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧を0.03Pa、パワーを1kW、バイアス電圧を−80V、基材温度を160℃とし、形成された第1の被膜の表面に、バフ研磨およびプラズマエッチング処理をこの順で施した以外は、前記実施例5と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0254】
(実施例7)
まず、腕時計用ケースに対応する形状の純Ti製の基材を用意した。
次に、基材の表面(第1の下地層、第2の被膜、第2の下地層、第1の被膜が形成される側の表面)にバフ研磨を施し、さらにその後、プラズマエッチング処理を施した。当該表面について原子間力顕微鏡による測定を行ったところ、平坦面を基準としたときの表面積増加率は2.0%であった。
【0255】
次に、この表面加工(バフ研磨およびプラズマエッチング処理)が施された基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
【0256】
次に、スパッタリングを行うことにより、基材の表面に、Tiで構成された厚さ0.1μmの第1の下地層を形成した。第1の下地層の形成時におけるArガス流量は100ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0257】
引き続き、スパッタリングにより、第1の下地層の表面にTiCで構成された厚さ0.50μmの第2の被膜を形成した。第2の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは5kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。また、このとき、Cガスの流量を10ccmから20ccmまで上昇させ、その後、Cガスの流量を20ccmから10ccmまで低下させることにより、第2の被膜を、厚さの中心部付近でCおよびNの含有率の和が大きく、両表面に向かってCおよびNの含有率の和の値が漸減する傾斜材料で構成されたものとして形成した。
【0258】
引き続き、スパッタリングにより、第2の被膜の表面にTiで構成された厚さ0.05μmの第2の下地層を形成した。第2の下地層の形成時におけるArガス流量は100ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0259】
引き続き、スパッタリングにより、第2の下地層の表面にCoCrMo合金で構成された厚さ0.5μmの第1の被膜を形成した。第1の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量は10ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧は0.03Pa、基材温度は160℃に設定し、パワーを0.3kWから1kWへと経時的に変化させ、また、バイアス電圧を−40Vから−80Vへと経時的に変化させることにより、第1の被膜を、厚さ方向で組成、膜質が傾斜的に変化する傾斜材料として形成した。
これにより、時計用部品としての腕時計用ケースを得た。
【0260】
(実施例8)
基材として表面加工(研磨加工、粗面化加工等)を施していないSUS444製のもの(第1の下地層、第2の被膜、第2の下地層、第1の被膜が形成される側の表面の原子間力顕微鏡による測定を行った場合の、平坦面を基準としたときの表面積増加率が2.5%のもの)を用いるとともに、各膜(各層)の成膜時間を変更し、第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量を10ccm、雰囲気圧力を0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧を0.03Pa、パワーを1kW、バイアス電圧を−80V、基材温度を160℃とし、形成された第1の被膜の表面に、バフ研磨およびプラズマエッチング処理をこの順で施すことにより、表1に示すような構成となるようにした以外は、前記実施例7と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0261】
(実施例9)
まず、腕時計用ケースに対応する形状の純Ti製の基材を用意した。
次に、基材の表面(第1の下地層、第2の被膜、第2の下地層、第1の被膜、コート層が形成される側の表面)にバフ研磨を施し、さらにその後、プラズマエッチング処理を施した。当該表面について原子間力顕微鏡による測定を行ったところ、平坦面を基準としたときの表面積増加率は2.0%であった。
【0262】
次に、この表面加工(バフ研磨およびプラズマエッチング処理)が施された基材を洗浄した。基材の洗浄としては、まず、アルカリ電解脱脂を30秒間行い、次いで、中和を10秒間、水洗を10秒間、純水洗浄を10秒間行った。
【0263】
次に、スパッタリングを行うことにより、基材の表面に、Tiで構成された厚さ0.1μmの第1の下地層を形成した。第1の下地層の形成時におけるArガス流量は100ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0264】
引き続き、スパッタリングにより、第1の下地層の表面にTiCで構成された厚さ0.35μmの第2の被膜を形成した。第2の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、Cガス流量は22ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは5kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0265】
引き続き、スパッタリングにより、第2の被膜の表面にTiで構成された厚さ0.05μmの第2の下地層を形成した。第2の下地層の形成時におけるArガス流量は100ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0266】
引き続き、スパッタリングにより、第2の下地層の表面にCoCrMo合金で構成された厚さ0.5μmの第1の被膜を形成した。第1の被膜の形成時におけるArガス流量は100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量は10ccm、雰囲気圧力は0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧は0.03Pa、パワーは1kW、バイアス電圧は−80V、基材温度は160℃に設定した。
【0267】
次に、以下のようにして、第1の被膜の表面に、フッ素含有有機ケイ素化合物で構成された厚さ0.03μmのコート層を形成し、時計用部品としての腕時計用ケースを得た。
【0268】
すなわち、まず、フッ素含有有機ケイ素化合物(信越化学工業社製、KY−130(3))をフッ素系溶剤(信越化学工業社製、FRシンナー)で希釈して固形分3質量%となるように調製したものを、スチールウール(日本スチールウール社製、#0、線径0.025mm)0.5gが前もって充填された容器(上方が解放された円筒形の銅製容器、内径16mm×内高さ6mm)に、1.0g充填して、120℃で1時間乾燥した。次に、この銅製容器を、第1の下地層、第2の被膜、第2の下地層および第1の被膜が形成された基材とともに、真空蒸発装置内に載置し、装置内を0.01Paの圧力とした後、0.6Å/sの膜形成速度(蒸着速度)となるように銅製容器からフッ素含有有機ケイ素化合物を蒸発させた。加熱源としてはモリブデン製抵抗加熱ボートを用いた。
【0269】
(実施例10)
基材として表面加工(研磨加工、粗面化加工等)を施していないSUS444製のもの(第1の下地層、第2の被膜、第2の下地層、第1の被膜、コート層が形成される側の表面の原子間力顕微鏡による測定を行った場合の、平坦面を基準としたときの表面積増加率が2.5%のもの)を用い、第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量を10ccm、雰囲気圧力を0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧を0.03Pa、パワーを1kW、バイアス電圧を−80V、基材温度を160℃とし、形成された第1の被膜の表面に、バフ研磨およびプラズマエッチング処理をこの順で施した以外は、前記実施例9と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0270】
(比較例1)
CoCrMo合金で構成された第1の被膜の代わりに、Ptからなる膜を形成した以外は、前記実施例1と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0271】
(比較例2〜5)
第1の被膜の形成時にターゲットとして用いたCoCrMo合金の組成を変更した以外は、前記実施例1と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0272】
(比較例6)
第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガスの流量を0ccm、雰囲気圧力を0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガスの分圧を0Pa、パワーを9kW、バイアス電圧を−120V、基材温度を200℃とした以外は、前記実施例1と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0273】
(比較例7)
第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガスの流量を0ccm、雰囲気圧力を0.3Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガスの分圧を0Pa、パワーを9kW、バイアス電圧を−120V、基材温度を200℃とした以外は、前記実施例5と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0274】
(比較例8)
第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量を50ccm、雰囲気圧力を0.4Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧を0.15Pa、パワーを1kW、バイアス電圧を−70V、基材温度を150℃とし、スパッタリングにより形成された第1の被膜に対し、200℃に加熱された酸化性ガスである酸素ガス(圧力:10Pa)中に1分間暴露した以外は、前記実施例1と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0275】
(比較例9)
第1の被膜の形成時におけるArガス流量を100ccm、酸素原子を含むガス(Oガス)の流量を50ccm、雰囲気圧力を0.4Pa、雰囲気中における酸素原子を含むガス(Oガス)の分圧を0.15Pa、パワーを1kW、バイアス電圧を−70V、基材温度を150℃とし、スパッタリングにより形成された第1の被膜に対し、200℃に加熱された酸化性ガスである酸素ガス(圧力:10Pa)中に1分間暴露した以外は、前記実施例5と同様にして時計用部品(腕時計用ケース)を製造した。
【0276】
各実施例および各比較例の時計用部品の構成を表1にまとめて示す。なお、比較例1については、Ptからなる膜の条件を第1の被膜の欄に示した。また、第1の被膜中における表1に示した以外の成分の含有率(複数の成分の含有率の和)は、各実施例および各比較例のいずれについても、0.1質量%以下であった。また、時計用部品を構成する各部位について、表中に示す成分の含有率は、いずれも、99.9質量%以上であった。
【0277】
【表1】
【0278】
[2]評価
[2−1]目視による外観評価
前記各実施例および各比較例で製造した各時計用部品について、目視による観察を行い、以下の基準に従い評価した。
【0279】
A:適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある極めて優れた外観を呈する。
B:適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある非常に優れた外観を呈する。
C:適度な光沢感を有しつつも、明度が高すぎず落ち着いた印象の高級感のある優れた外観を呈する。
D:光沢感が不十分、または、明度が高すぎて、やや劣った外観を呈する。
E:光沢感が低い、または、極端に明度が高く、劣った外観を呈する。
【0280】
[2−2]分光測色計による外観評価
[2−2−1]Lについての評価
前記各実施例および各比較例で製造した時計用部品について、分光測色計(コニカミノルタ社製、CM−5)を用いた測定を行い、以下の基準に従い評価した。
【0281】
A:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、Lが74.0以上78.2以下の範囲内である。
B:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、Lが72.0以上78.3以下の範囲内である(ただし、Aの範囲を除く)。
C:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、Lが70.0以上78.4以下の範囲内である(ただし、AおよびBの範囲を除く)。
D:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、Lが68.0以上80以下の範囲内である(ただし、A、BおよびCの範囲を除く)。
E:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、Lが68.0以上80以下の範囲外の値である。
【0282】
なお、分光測色計の光源としては、JIS Z 8720で規定されるD65のものを用い、視野角:2°で測定した。
【0283】
[2−2−2]aおよびbについての評価
前記各実施例および各比較例で製造した時計用部品について、分光測色計(コニカミノルタ社製、CM−5)を用いた測定を行い、以下の基準に従い評価した。
【0284】
A:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、aが−1.0以上2.0以下でありかつbが1.0以上8.0以下の範囲内である。
B:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、aが−1.5以上2.5以下でありかつbが0.0以上9.0以下の範囲内である(ただし、Aの範囲を除く)。
C:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、aが−2.0以上3.0以下でありかつbが−1.0以上10.0以下の範囲内である(ただし、AおよびBの範囲を除く)。
D:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、aが−3.0以上4.0以下でありかつbが−2.0以上11.0以下の範囲内である(ただし、A、BおよびCの範囲を除く)。
E:JIS Z 8729で規定されるL表示の色度図において、aが−3.0以上4.0以下でありかつbが−2.0以上11.0以下の範囲外である。
【0285】
なお、分光測色計の光源としては、JIS Z 8720で規定されるD65のものを用い、視野角:2°で測定した。
【0286】
[2−3]耐食性評価
デシケーター内に人工汗を入れ、45℃で12時間放置した。その後、デシケーター内に、各時計用部品を入れ、さらに45℃で放置した。このとき、各時計用部品は、人工汗中に浸漬しないように配置した。120時間後、各時計用部品をデシケーター内から取り出し、時計用部品の色調を分光測色計(コニカミノルタ社製、CM−5)を用いて測定し、前記曝気試験を行う前後での色差を求め、以下の基準に従い評価した。
【0287】
A:色差ΔEが3未満である。
B:色差ΔEが3以上4未満である。
C:色差ΔEが4以上5未満である。
D:色差ΔEが5以上6未満である。
E:色差ΔEが6以上である。
【0288】
なお、分光測色計の光源としては、JIS Z 8720で規定されるD65のものを用い、視野角:2°で測定した。
【0289】
[2−4]耐擦傷性・耐磨耗性評価
前記各実施例および各比較例で製造した各時計用部品について、以下に示すような試験を行い、耐擦傷性・耐磨耗性を評価した。
【0290】
スガ磨耗試験機(スガ試験機社製、NUS−ISO−1)を用いて、荷重:200gfという条件で、各時計用部品の表面を、合計300DS(ダブルストローク)磨耗した後の各時計用部品の外観を目視により観察し、これらの外観を以下の基準に従い評価した。なお、上記試験は、住友スリーエム社製、ラッピングフィルム(酸化アルミニウム、粒度:30μm)を用いて行った。
【0291】
A:表面に傷の発生が全く認められない。
B:表面に傷の発生がほとんど認められない。
C:表面に傷の発生がわずかに認められる。
D:表面に傷の発生が顕著に認められる。または、被膜(第1の被膜、コート層等)の剥離が認められる。
【0292】
[2−5]耐打痕性評価
前記各実施例および各比較例で製造した各時計用部品について、以下に示すような試験を行うことにより、耐打痕性を評価した。
【0293】
各時計用部品の特定の部位に向けて、ステンレス鋼製の球(径1cm)を高さ100cmの位置から落下させて、時計用部品表面の凹みの大きさ(凹み痕の直径)の測定を行い、以下の基準に従い評価した。
【0294】
A:凹み痕の直径が0.5mm未満、または、凹み痕が求められない。
B:凹み痕の直径が0.5mm以上1.0mm未満。
C:凹み痕の直径が1.0mm以上1.5mm未満。
D:凹み痕の直径が1.5mm以上。
これらの結果を、表2にまとめて示す。
【0295】
【表2】
【0296】
表2から明らかなように、本発明では優れた結果が得られた。また、国際皮膚学会によるICDRGの基準に基づくパッチテストを行ったところ、本発明の時計用部品では、アレルギー反応は確認されなかった。また、JCWA−T003、EN1811に基づく人口汗による溶出テストを行ったところ、アレルギー反応が問題となる成分の溶出は確認されなかった。これに対し、比較例では満足のいく結果が得られなかった。また、フッ素含有有機ケイ素化合物を含む材料で構成されたコート層を有する実施例9、10の時計用部品では、防汚性、手触り感等が特に優れていた。
【0297】
基材の形状をバンドに変更した以外は、前記各実施例および各比較例と同様にして時計用部品(バンド)を製造して、前記と同様の評価を行ったところ、前記と同様の結果が得られた。
【0298】
また、第2の被膜をTiCの代わりにTiCNで構成されたものとして形成した以外は、前記実施例5〜10と同様にして時計用部品を製造して、前記と同様の評価を行ったところ、前記と同様の結果が得られた。
【0299】
また、前記各実施例および各比較例で製造した時計用部品を用いて、図6に示すような腕時計を組み立てた。これらの腕時計にて、上記と同様な評価を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
【符号の説明】
【0300】
10…時計用部品、1…基材、2…第1の被膜、21…第1の面、22…第2の面(表面)、3…下地層(第1の下地層)、4…第2の被膜、42…表面、5…下地層(第2の下地層)、6…コート層、W10…腕時計(時計)、W22…胴(ケース)、W23…裏蓋、W24…ベゼル(縁)、W25…ガラス板(風防ガラス)、W26…巻真パイプ、W27…りゅうず、W271…軸部、W272…溝、W28…プラスチックパッキン、W29…プラスチックパッキン、W30…ゴムパッキン(りゅうずパッキン)、W40…ゴムパッキン(裏蓋パッキン)、W50…接合部(シール部)
図1
図2
図3
図4
図5
図6