JP2000094564A - 高機能被膜形成基体、及び該基体の形成方法 - Google Patents
高機能被膜形成基体、及び該基体の形成方法Info
- Publication number
- JP2000094564A JP2000094564A JP10265389A JP26538998A JP2000094564A JP 2000094564 A JP2000094564 A JP 2000094564A JP 10265389 A JP10265389 A JP 10265389A JP 26538998 A JP26538998 A JP 26538998A JP 2000094564 A JP2000094564 A JP 2000094564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- carbon
- forming substrate
- coating
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 55
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 4
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 53
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 38
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 21
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 claims description 8
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 55
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100039133 Integrator complex subunit 6 Human genes 0.000 description 2
- 101710092889 Integrator complex subunit 6 Proteins 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 102220057728 rs151235720 Human genes 0.000 description 2
- UKKGMDDPINLFIY-UHFFFAOYSA-N [C+4].[O-2].[Ti+4].[O-2].[O-2].[O-2] Chemical compound [C+4].[O-2].[Ti+4].[O-2].[O-2].[O-2] UKKGMDDPINLFIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000019646 color tone Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical group [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Dry Shavers And Clippers (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
方の特性を備えた基体、特に刃を搭載したシェーバーが
開発されていなかった。 【解決手段】 母材の一方の主面に光触媒反応による抗
菌作用を持つ被膜が形成され、他方の主面に硬質炭素被
膜が形成されていることを特徴とする。
Description
化を必要とする基体、例えばシェーバー刃(内刃、外
刃)、エアコン、空気清浄器、及び空気清浄作用を機能
として持つ各種製品の摺動部材、更に清浄(抗菌)作用
を機能として持つ各種製品の摺動部材からなる高機能被
膜形成基体、及び該基体の形成方法に関する。
は、刃の表面改質の技術が取り入れられ、シェーバー外
刃の母材表面にZrN、或いは高硬度被膜が形成され、耐
摩耗性、耐食性、切れ味の向上を図る改良が為されてお
り、その技術が特開平7−62561号公報(Int6:C23
C 26/00)に開示されている。
顔の皮膚に触れるため、その衛生面では考慮されるべき
製品である。このような観点から、最近では抗菌材料が
着目されており、その抗菌材料が特開平8-13463
0号公報(Int6:C23C 14/08)に開示されている。
は、高硬度性、及び清浄作用の双方の特性を備えた基
体、特に刃を搭載したシェーバーが開発されていないの
が現状である。
動特性の点で優れ、かつ清浄作用を有する基体を提供す
ることにある。
基体は、母材の一方の主面に光触媒反応による清浄作用
を持つ被膜が形成され、他方の主面に硬質被膜が形成さ
れていることを特徴とする。
特徴とする。
作用を持つ材料に炭素が混合された被膜が形成され、他
方の主面に硬質炭素被膜が形成されていることを特徴と
する。
ることを特徴とする。
に向かって減少していることを特徴とする。
る清浄作用を持つ酸化チタン、硫化カドミウム、硫化亜
鉛、ニオブ、酸化第二鉄のうちいずれかを含有する被膜
が形成されたことを特徴とする。
前記母材との間、又は前記母材の他方の主面に形成され
た硬質炭素被膜と前記母材との間に中間層が形成されて
いることを特徴とする。
はこれらの混合物、又は、これらの単体或いは混合物の
酸化物、窒化物、もしくは炭化物、或いは硬質炭素被膜
であることを特徴とする。
少なくとも一種類の原子を前記中間層に混入しており、
その原子が前記中間層において傾斜機能化していること
を特徴とする。
少なくとも一種類の原子を前記中間層に混入しており、
その原子が前記中間層側から前記被膜側に向かって多く
なっていることを特徴とする。
金、或いはTi,Zr,Al,Si,Cr,Hf,Geの元素を有するセラミ
ックスであることを特徴とする。
とを特徴とする。
とを特徴とする。
体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種類の
元素との化合物であることを特徴とする。
素、炭素のうち少なくとも1種類の元素が傾斜機能化し
ていることを特徴とする。
体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種類を
含むガスの分子、原子、又はイオン或いはラジカルとを
照射することによって形成されることを特徴とする。
f、Si、Ge、Fe、B、Mg、Ta、Wと窒素、酸素、炭素のう
ち少なくとも1種類の元素との化合物であることを特徴
とする。
方法は、母材の一方の主面に光触媒反応による清浄作用
を持つ被膜が形成され、他方の主面にセラミックス被膜
が形成され、該セラミックス被膜は金属、或いは半導体
材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種類を含
むガスの分子、原子、又はイオン或いはラジカルとを照
射することによって形成されることを特徴とする。
体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種類を
含むガスの分子、原子、又はイオン或いはラジカルとを
照射して第1被膜層を形成する第1工程と、その第1工
程に続けて金属、或いは半導体材料と、窒素、酸素、炭
素のうち少なくとも1種類を含むガスの分子、又は原子
を供給して第2被膜層を形成する第2工程とからなること
を特徴とする。
体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種類の
元素との化合物であることを特徴とする。
素、炭素のうち少なくとも1種類の元素が傾斜機能化し
ていることを特徴とする。
5に基づいて説明する。
被膜は、ダイヤモンド被膜、ダイヤモンド構造と非晶質
炭素構造との混合被膜、或るいは非晶質炭素被膜のうち
いずれであっても良い。
Ru、Mo、W或るいはこれらの酸化物、これらの窒化
物、もしくはこれらの炭化物が該当する。
形成することができるECRプラズマCVD装置の一例
を示す概略断面図である。
は、プラズマ発生室4と、基体ホルダ9が設置される反
応室が設けられている。プラズマ発生室4には、導波管
2の一端が取り付けられており、導波管2の他端には、
マイクロ波供給手段1が設けられている。
波は、導波管2及びマイクロ波導入窓3を通って、プラ
ズマ発生室4に導かれる。プラズマ発生室4には、プラ
ズマ発生室4内にアルゴン(Ar)ガス等の放電ガスを
導入させるための放電ガス導入管5が設けられている。
また、プラズマ発生室4の周囲には、プラズマ磁界発生
装置6が設けられている。
のホルダ9が、図1の紙面に垂直な回転軸のまわりを回
転自在となるように設置されており、ホルダ9には、図
示省略するモータが連結されている。
は24個)のシェーバー刃の基体が等しい間隔で装着さ
れている。ホルダ9には、高周波電源(図示せず)が接
続されている。
ルドカバー(図示せず)がホルダ9から約5mmの距離
隔てて設けられている。このシールドカバーは、接地電
極に接続されており、このシールドカバーは、被膜を形
成するときに、ホルダ9に印加される高周波(RF)電
圧によって被膜形成箇所以外のホルダ9と真空チャンバ
8との間の放電が発生するのを防止するために設けられ
ている。
いる。この開口部を通って、プラズマ発生室4から引き
出されたプラズマが、ホルダ9に装着された基体に放射
されるようになっている。真空チャンバ8内には、反応
ガス導入管10が設けられている。この反応ガス導入管
10の先端は、シールドカバーの開口部の斜め上方に位
置する。 <実施例1>図2は、本発明の基体の一例の構造を示し
たものであり、図2(a)は、母材の一主面(A)に酸
化チタンを形成し、(一主面とは反対側の)他の主面
(B)にSi中間層を形成した後、硬質炭素被膜を形成
した基体の例である。
外刃(Ni電鋳)上に、図2(a)に示すような硬質炭素
被膜を形成すると共に、その硬質炭素被膜を形成した面
とは反対側の主面に酸化チタンを形成する実施例につい
て以下具体的に説明する。
成し、その後、硬質炭素被膜を形成する実施例について
述べる。
-7Torrに排気して、ホルダ9を約10rpmの速度
で回転させる。
を設置し、ホルダ9とターゲット7間に高周波電力を印
加し、プラズマ中のイオンの衝突によるターゲット7の
スパッタを行うマグネトロンスパッタ法により約30n
mの膜厚で形成した。
5.7×10-4Torrで供給すると共に、マイクロ波
供給手段1から2.45GHz、100Wのマイクロ波
を供給して、プラズマ発生室4内に形成されたArプラ
ズマをシェーバー外刃の表面に放射する。
ガスを1.3×10-3Torrで供給しながら、高周波
電源から13.56MHzのRF電力をホルダ9に印加
する。
膜厚210nmの硬質炭素被膜を形成した。
ホルダ9に設置し、シェーバー外刃上にマグネトロンス
パッタ法により酸化チタンを形成した。この時、ターゲ
ット7はSiからTiに変更し、また、チャンバー内に
は1.0×10-3Torrの酸素を導入し、酸化チタン
を形成した。
ビッカースであり、保護特性に優れた膜であることが分
かった。また、膜は透明であり、膜厚を変化させ、光の
干渉を利用することにより、様々な色調の変化も可能で
あることも分かった。
触媒作用による清浄(抗菌)作用があることは見出され
ている。酸化チタンは、そのバンドギャップが3.2e
Vであり、波長380nm以下の紫外線で励起され、内
部に電子、正孔対が生成される。酸化チタン表面で吸着
物質と電子による反応と正孔による反応が起こり、酸化
チタンは、正孔の持つ強い酸化力により、吸着物質を分
解する、所謂光触媒反応に優れている。
に、清浄(抗菌)作用を有する基体となっている。例え
ば、シェーバーなどの応用では、光触媒効果、清浄効果
が果たす役割は大きいと考えられる。
前述の実施例では、酸素分圧を1.0×10-3Torr
としたが、より大きい分圧とすると酸化チタンの構造は
より疎となり、表面積を大きくすることができ、反応性
を高めることが可能である。
材料をSiからTi、Zr、Ge、Ru、Mo、Wに取
り替えることによってSiと同様な作用効果をもたらす
ことが可能である。
することにより、それらの窒化物、酸化物、炭化物にす
ることが可能である。
を持つ基体に対して、摺動特性が優れた基体を提供する
ことをその一つの目的としている。
面の硬度を測定し、その結果、本基体の裏面の硬度は約
3,000ビッカースであり、硬質炭素被膜を形成して
いないものに比べて約6倍の高硬度化が実現できている
ことが分かった。
(1kg)でも剥離はなく、密着性においても優れている
ことを確認している。
していない基体とにおいて、アルミナボールを用いた摺
動試験を行った結果、硬質炭素被膜を形成した基体で
は、荷重10gで約3,000回の摺動でも全くその表
面には傷などが見られないのに対し、未コーティングの
基体では、摩耗痕が見られ、硬質炭素被膜を形成するこ
とにより、明らかに耐摩耗性が向上することが分かっ
た。
i基体を用いて、膜厚250nmの硬質炭素系被膜を形
成し、アルミナボールを用いた摩耗試験(荷重:200
g)を行い、摩耗深さにより摩耗特性を評価し、図3に
その結果を示す。
電圧を0から−150Vまで変化させて硬質炭素被膜を
形成した。
炭素被膜の摩耗により、下地Siが露出したのに対し、
バイアス電圧を印加した場合には、摩耗深さは数十nm
以下と摩耗特性は飛躍的に向上していることが分かる。
抗菌特性を持ち、かつ裏面には優れた耐摩耗性を同時に
有する基体が実現できていることが分かる。
以外に、硫化カドミウム、硫化亜鉛、ニオブ、酸化第二
鉄のうちいずれかを含有する被膜を形成しても、酸化チ
タンと同様な効果を奏すると考えられる。 <実施例2>次に、表面がより高硬度となるように、酸
化チタン中に炭素が添加されている基体の形成例を図2
(b)に示す。図2(b)は、母材の一主面(A)に炭
素原子が添加された酸化チタンを形成し、(一主面とは
反対側の)他の主面(B)にSi中間層を形成した後、
硬質炭素被膜を形成した基体の例である。
(CH4)の流量を減少させることにより、酸化チタン
中の炭素を母材側から被膜表面側に向かって減少させた
傾斜機能構造を有する基体を作製することが可能とな
る。
は、前述の実施例1と同様である。母材の表面に関して
は、シェーバー外刃の表裏を反対にしてホルダに設置
し、放電ガス導入管5からArガスを5.7×10-4T
orrで供給すると共に、マイクロ波供給手段1から
2.45GHz、100Wのマイクロ波を供給して、プ
ラズマ発生室4内に形成されたArプラズマをシェーバ
ー外刃の表面に放射する。
ガスを1.3×10-3Torr、酸素を1.0×10-3
Torr供給しながら、高周波電源から13.56MH
zのRF電力をホルダ9に印加する。これと同時にマグ
ネトロンスパッタ法により、Tiのスパッタを行い、基
体上にTiを供給する。
に、炭素を含有した酸化チタン被膜を形成した。この
時、プロセスが進行するに従い、供給するCH4ガスを
減少させていくと、母材側から被膜表面側に向かって、
炭素の濃度が減少した、いわゆる傾斜機能化した被膜を
形成することができる。 <実施例3>実施例3では、基体として髭(ひげ)を導
入する開口部を有するシェーバー外刃に炭素を含有した
酸化チタン及び硬質炭素被膜の形成について図4に従っ
て述べる。図4は、基体ホルダへのシェーバー外刃の取
り付け例を示す。
する開口部21が存在する。この開口部を利用して、酸
化チタン形成面22と反対側の面23の硬質炭素被膜形
成を先に行うが、この際、基体ホルダ24とシェーバー
外刃20とをあらかじめ浮かせておき、酸化チタン形成
面にも炭素を回り込ませておく。
タ法により、基体バイアス電圧-100Vで形成すると、T
iのイオンが運動エネルギーを持ち、酸化チタンに炭素
が混合した層が形成される。
であるので、清浄(抗菌)作用は失われることなく、炭
素の含有により、酸化チタンのみの被膜に比べてより高
硬度な被膜の形成が可能となり、この面でも優れた保護
特性を有する基体の作製が可能となる。
ついては前述と同様の特性を持つことを確認している。
と、この開口部を通して酸化チタン表面のみならず、母
材裏面(酸化チタンが形成されている面と反対側の面)
からも光が酸化チタンに入射するため、より光触媒効
果、清浄効果が高められる。
酸化チタン被膜形成も前述と同様の方法で可能である。
さらに、内刃に開口部を設けて同様の効果が存在するこ
とを確認している。 <実施例4>実施例4では、実施例1、2における酸化
チタンが形成された面とは反対側の面に窒化ジルコニウ
ム(ZrN)被膜を形成する形成方法について図面を用い
て説明する。
ための真空チャンバ及びイオン注入装置を示し、11は
10-5〜10-7Torrに排気される真空チャンバ、1
2は該真空チャンバ11内に配置され、図5の矢印方向
に10〜20rpmの速度で回転可能にされたホルダ
ー、13はシェーバー外刃、14は電子ビームによって
ジルコニウム(Zr)原子を蒸発させ、シェーバー外刃1
3に向けて放射する蒸発源、15はシェーバー外刃13
の方向に窒素イオン(Nイオン)を放射するか、或いは
窒素ガス(N2)を供給するかのいずれかを行うことが
できるアシストイオンガンである。
3の表面にZrN被膜を形成する方法について説明する。
-7Torrに排気し、アシストイオンガン15にN2ガス
を供給し、Nイオンを取り出して、これをシェーバー外
刃13の表面に照射する。この時のNイオンの加速電圧
は、700eV、イオン電流密度は0.38mA/cm2に設
定した。
を駆動し、Zr原子を蒸発させてシェーバー外刃13の表
面に放射する。この時のZrの蒸発速度はシェーバー外刃
13上での成膜速度に換算して650Å/min.に設定し
た。
ェーバー外刃13の表面に膜厚250Å〜500ÅのZr
Nの第1被膜層を形成した。
15よりイオン化されていないN2ガスをチャンバ11
内に供給すると共に、このN2雰囲気中で蒸発源14よ
りZrN原子をシェーバー外刃13上の第1被膜層表面に
向かって放射した。この時のZrの蒸発速度は第1被膜層
表面での成膜速度に換算して650Å/min.に設定し
た。
い、ZrNの第1被膜層表面に、膜厚2650Å〜290
0Åを有するZrNの第2被膜層を形成した。以上の工程
の結果、シェーバー外刃13の表面に膜厚2900〜3
400ÅのZrN被膜が形成されることになる。
スであり、ビッカース圧子による押し込み試験(1k
g)でも剥離はなく、密着性においても優れていること
を確認している。また、硬質炭素被膜と同様に摺動試験
を行った。荷重10gで3000回の摺動でも表面の状
態には変化がなく、大幅に寿命が向上したことを確認し
た。
形成方法を述べているが、ZrN形成は必ずしも本方法に
限定されるものではなく、第1工程の方法、即ち膜形成
中終始窒素イオンを照射する方法だけでも、ビッカース
圧子による押し込み試験(1kg)で剥離はなく、密着
性においても優れていることを確認している。 <実施例5>Zrの蒸着とNイオン照射を同時に行って、Z
rN被膜を形成する際に、Zrの蒸着速度は、シェーバー外
刃13上での成膜速度に換算して650Å/min.に設定
し、Nイオンの加速電圧は700eVに設定した。但
し、イオン電流密度は当初0.6mA/cm2とし、2分間で
0.38mA/cm2で一定とし、合計5分間のプロセスで約
3150ÅのZrN被膜を形成した。
素量をSIMSで測定した結果、母材からZrN被膜表面側に
向かって減少し、その後、一定となっていることが分か
った。
行った結果、優れていることが分かった。
のみならず、Nラジカルを用いても形成できることは実
験において確認している。
べたが、本実施例の膜としては、Zr以外にセラミック
ス、Ti、Hf、Cr、Fe、B、Al、Si、Ge、Mg、Ta、Wの窒化
物、或いは酸化物、炭化物でもZrN被膜の効果と同様の
効果を発揮することを確認済である。
と、炭素系被膜と同様に両面からの光の入射が可能とな
り、光触媒効果、清浄効果が高められる。
ば、外刃のみならず内刃でも適用が可能であり、更にコ
ンプレッサ、印刷用マスク、スキージ、薄膜磁気ヘッド
等の摺動部材、更には太陽電池、半導体装置に対して本
発明を適用することが可能である。
よれば、耐摩耗性、耐食性、摺動特性の点で優れ、かつ
清浄作用を有する基体を提供することができる。
ラズマCVD装置の一例を示す概略断面図である。
成し、(一主面とは反対側の)他の主面にSi中間層を
形成した後、硬質炭素被膜を形成した基体を示し、一方
図2(b)は、母材の一主面に炭素原子が添加された酸
化チタンを形成し、(一主面とは反対側の)他の主面に
Si中間層を形成した後、硬質炭素被膜を形成した基体
を示す。
0g)を行い、摩耗深さにより摩耗特性を評価した結果
である。
ホルダに取り付ける一例を示す概略断面図である。
チャンバ及びイオン注入装置を示したものである。
Claims (21)
- 【請求項1】 母材の一方の主面に光触媒反応による清
浄作用を持つ被膜が形成され、他方の主面に硬質被膜が
形成されていることを特徴とする高機能被膜形成基体。 - 【請求項2】 前記硬質被膜が硬質炭素被膜であること
を特徴とする請求項1記載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項3】 母材の一方の主面に光触媒反応による清
浄作用を持つ材料に炭素が混合された被膜が形成され、
他方の主面に硬質炭素被膜が形成されていることを特徴
とする高機能被膜形成基体。 - 【請求項4】 前記炭素が前記被膜中で傾斜機能化して
いることを特徴とする請求項3記載の高機能被膜形成基
体。 - 【請求項5】 前記炭素が前記母材側から前記被膜表面
側に向かって減少していることを特徴とする請求項4記
載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項6】 前記母材の一方の主面に、光触媒反応に
よる清浄作用を持つ酸化チタン、硫化カドミウム、硫化
亜鉛、ニオブ、酸化第二鉄のうちいずれかを含有する被
膜が形成されたことを特徴とする請求項4、又は請求項
5のうちいずれかに記載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項7】 前記母材の一方の主面に形成された被膜
と前記母材との間、又は前記母材の他方の主面に形成さ
れた硬質炭素被膜と前記母材との間に中間層が形成され
ていることを特徴とする請求項2、請求項4乃至請求項
6のうちいずれかに記載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項8】 前記中間層がSi,Ti,Zr,Ge,Ru,Mo,W或る
いはこれらの混合物、又は、これらの単体或いは混合物
の酸化物、窒化物、もしくは炭化物、或いは硬質炭素被
膜であることを特徴とする請求項7記載の高機能被膜形
成基体。 - 【請求項9】 前記中間層上に形成される被膜原子のう
ち少なくとも一種類の原子を前記中間層に混入してお
り、その原子が前記中間層において傾斜機能化している
ことを特徴とする請求項7、又は請求項8のうちいずれ
かに記載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項10】 前記中間層上に形成される被膜原子の
うち少なくとも一種類の原子を前記中間層に混入してお
り、その原子が前記中間層側から前記被膜側に向かって
多くなっていることを特徴とする請求項9記載の高機能
被膜形成基体。 - 【請求項11】 前記母材がNi,Al,Fe,ステンレス系の
合金、或いはTi,Zr,Al,Si,Cr,Hf,Geの元素を有するセラ
ミックスであることを特徴とする請求項2、請求項4乃
至請求項10のうちいずれかに記載の高機能被膜形成基
体。 - 【請求項12】 前記基体が電気シェーバーの外刃であ
ることを特徴とする請求項1、又は請求項3のうちいず
れかに記載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項13】 前記硬質被膜がセラミックス被膜であ
ることを特徴とする請求項1記載の高機能被膜形成基
体。 - 【請求項14】 前記セラミックス被膜は金属、或いは
半導体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種
類の元素との化合物であることを特徴とする請求項13
記載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項15】 前記セラミックス被膜に含まれる窒
素、酸素、炭素のうち少なくとも1種類の元素が傾斜機
能化していることを特徴とする請求項14記載の高機能
被膜形成基体。 - 【請求項16】 前記セラミックス被膜は金属、或いは
半導体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種
類を含むガスの分子、原子、又はイオン或いはラジカル
とを照射することによって形成されることを特徴とする
請求項14、又は請求項15のうちいずれかに記載の高
機能被膜形成基体。 - 【請求項17】 前記セラミックス被膜はZr、Ti、Al、C
r、Hf、Si、Ge、Fe、B、Mg、Ta、Wと窒素、酸素、炭素
のうち少なくとも1種類の元素との化合物であることを
特徴とする請求項13乃至請求項16のうちいずれかに
記載の高機能被膜形成基体。 - 【請求項18】 母材の一方の主面に光触媒反応による
清浄作用を持つ被膜が形成され、他方の主面にセラミッ
クス被膜が形成され、該セラミックス被膜は金属、或い
は半導体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1
種類を含むガスの分子、原子、又はイオン或いはラジカ
ルとを照射することによって形成されることを特徴とす
る高機能被膜形成基体の形成方法。 - 【請求項19】 前記セラミックス被膜は金属、或いは
半導体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種
類を含むガスの分子、原子、又はイオン或いはラジカル
とを照射して第1被膜層を形成する第1工程と、その第
1工程に続けて金属、或いは半導体材料と、窒素、酸
素、炭素のうち少なくとも1種類を含むガスの分子、又
は原子を供給して第2被膜層を形成する第2工程とからな
ることを特徴とする請求項18記載の高機能被膜形成基
体の形成方法。 - 【請求項20】 前記セラミックス被膜は金属、或いは
半導体材料と、窒素、酸素、炭素のうち少なくとも1種
類の元素との化合物であることを特徴とする請求項1
8、19のうちいずれかに記載の高機能被膜形成基体の
形成方法。 - 【請求項21】 前記セラミックス被膜に含まれる窒
素、酸素、炭素のうち少なくとも1種類の元素が傾斜機
能化していることを特徴とする請求項18記載の高機能
被膜形成基体の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26538998A JP3695953B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 被膜形成基体、及び該基体の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26538998A JP3695953B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 被膜形成基体、及び該基体の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000094564A true JP2000094564A (ja) | 2000-04-04 |
| JP3695953B2 JP3695953B2 (ja) | 2005-09-14 |
Family
ID=17416508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26538998A Expired - Lifetime JP3695953B2 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 被膜形成基体、及び該基体の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3695953B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001340672A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-11 | Kaijirushi Hamono Kaihatsu Center:Kk | 刃部材及びその刃先の製造方法 |
| WO2002098619A1 (en) * | 2001-05-28 | 2002-12-12 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Razor blade |
| JP2006241487A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 鉄鋼製品及びその製造方法 |
| JP2006241488A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 非鉄金属製品及びその製造方法 |
| JP2006243081A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 表示材 |
| CN117127142A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-28 | 鑫钏五金制品(深圳)有限公司 | 一种抗菌硬质不锈钢刀具及其加工工艺 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5879180B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2016-03-08 | 日立マクセル株式会社 | 電気かみそり |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP26538998A patent/JP3695953B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001340672A (ja) * | 2000-06-05 | 2001-12-11 | Kaijirushi Hamono Kaihatsu Center:Kk | 刃部材及びその刃先の製造方法 |
| WO2002098619A1 (en) * | 2001-05-28 | 2002-12-12 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Razor blade |
| US7124511B2 (en) | 2001-05-28 | 2006-10-24 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Razor blade |
| JP2006241487A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 鉄鋼製品及びその製造方法 |
| JP2006241488A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 非鉄金属製品及びその製造方法 |
| JP2006243081A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 表示材 |
| CN117127142A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-28 | 鑫钏五金制品(深圳)有限公司 | 一种抗菌硬质不锈钢刀具及其加工工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3695953B2 (ja) | 2005-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3660866B2 (ja) | 硬質炭素膜の形成方法並びにその装置 | |
| US5695832A (en) | Method of forming a hard-carbon-film-coated substrate | |
| US4480010A (en) | Method and coating materials by ion plating | |
| US6066399A (en) | Hard carbon thin film and method of forming the same | |
| EP1116801B1 (en) | Method of applying a coating by physical vapour deposition | |
| JPH10500391A (ja) | ダイヤモンド状炭素フィルムの大型で低圧力のプラズマイオン付着 | |
| US20050136656A1 (en) | Process for depositing composite coating on a surface | |
| Roy et al. | A review of plasma-assisted deposition methods for amorphous carbon thin and ultrathin films with a focus on the cathodic vacuum arc technique | |
| JP4122387B2 (ja) | 複合硬質皮膜、その製造方法及び成膜装置 | |
| JP2004043867A (ja) | 炭素膜被覆物品及びその製造方法 | |
| JP3695953B2 (ja) | 被膜形成基体、及び該基体の形成方法 | |
| JP2689146B2 (ja) | 硬質炭素膜のコーティング方法 | |
| JP2777543B2 (ja) | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 | |
| JP3187487B2 (ja) | ダイヤモンド様薄膜の保護膜付き物品 | |
| JP3025743B2 (ja) | 硬質炭素被膜形成装置 | |
| JP3162906B2 (ja) | 非晶質ダイヤモンド状被膜基板の形成方法 | |
| US7279078B2 (en) | Thin-film coating for wheel rims | |
| JPH10130865A (ja) | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 | |
| EP0651385A2 (en) | Method for producing diamond-like carbon film and tape driving apparatus | |
| JP3056827B2 (ja) | ダイヤモンド様炭素保護膜を有する物品とその製造方法 | |
| KR100325560B1 (ko) | 경질탄소피막기판및그형성방법및장치 | |
| JP2975817B2 (ja) | ダイヤモンド状被膜形成方法 | |
| JP4378022B2 (ja) | アモルファス炭素成膜装置及び成膜方法 | |
| JP3172384B2 (ja) | 硬質炭素被膜形成装置及びこれを用いた被膜形成方法 | |
| US20040129557A1 (en) | Method of forming non-oxide thin films using negative sputter ion beam source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040810 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041008 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041221 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050621 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050628 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090708 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090708 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100708 Year of fee payment: 5 |