(57)【要約】【課題】優れた耐摩耗性を備え、かつ、紫外線および赤外線のカット性に優れた時計用外装部品、およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の時計ケース１０は、時計を内部に収納可能なケース体１１と、その上に形成された紫外線赤外線カット層１２と、ＤＬＣ層１３と、を備えている。紫外線赤外線カット層１２は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）で形成される。ＤＬＣ層１３は、紫外線赤外線カット層１２の上に形成され、複数の島部１３Ａからなるパターンを形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に時計ムーブメントを収納可能な時計用外装部品であって、
前記時計ムーブメントを収納するケース体と、
前記ケース体の表面に形成された紫外線および赤外線をカットするカット層と、
前記カット層の上に形成されたＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）層と、を備えたことを特徴とする時計用外装部品。
【請求項２】
請求項１に記載の時計用外装部品において、
前記カット層は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を含む材料で形成されることを特徴とする時計用外装部品。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の時計用外装部品において、
前記ＤＬＣ層は、島状のパターンとして形成されることを特徴とする時計用外装部品。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の時計用外装部品において、
前記ＤＬＣ層は、原子比で２０％以上５０％以下の水素を含有していることを特徴とする時計用外装部品。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の時計用外装部品の製造方法であって、
前記カット層を形成するカット層形成工程と、
前記ＤＬＣ層のパターンを形成するためのパターン膜形成工程と、
前記ＤＬＣ層を形成するＤＬＣ層形成工程と、を実施することを特徴とする時計用外装部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時計用外装部品、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、時計用外装部品としては、時計ケース、ガラス縁、飾り縁、裏蓋、バンド駒などがあり、これらの素材としては、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、チタン、チタン合金、アルミニウム合金などの金属材料が使用される場合が多い。また、これらの時計用外装部品には、印刷等の装飾が施されている。
このような時計用外装部品に収納された時計は、例えば、地上よりも紫外線および赤外線の影響が大きい宇宙環境において、紫外線や赤外線が照射されると時計用外装部品から時計体（ムーブメント）に熱が伝わり、ムーブメントの温度変化により運針に乱れが生じるおそれがある。
そこで、例えば、２０〜５０層の多層構成で紫外線と赤外線を反射させる太陽電池カバーが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５８３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の太陽電池カバーは、積層する層が多すぎて、製造工程が複雑になるという問題がある。
また、時計用外装部品としての時計ケース等は、外部との接触により表面が摩耗しやすいという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、優れた耐摩耗性を備え、かつ、紫外線および赤外線のカット性に優れた時計用外装部品、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の時計用外装部品は、内部に時計ムーブメントを収納可能な時計用外装部品であって、前記時計ムーブメントを収納するケース体と、前記ケース体の表面に形成された紫外線および赤外線をカットするカット層と、前記カット層の上に形成されたＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）層と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、カット層が、紫外線を吸収または反射するとともに赤外線を吸収するので、紫外線および赤外線の透過を低減することができる。
したがって、時計ムーブメントの温度変化を防止することができ、正確な運針を維持することができる。
また、ＤＬＣ層は硬度が高いので、ＤＬＣ層を設けることにより時計用外装部品の表面の耐傷性および耐摩耗性を向上させることができる
【０００８】
本発明の時計用外装部品において、前記カット層は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を含む材料で形成されることが好ましい。
【０００９】
ＩＴＯは、紫外線の反射特性および赤外線の吸収特性に優れた材料である。
この発明では、カット層がＩＴＯを含む材料で形成されるので、紫外線および赤外線が時計用外装部品を透過する量を低減させることができる。したがって、時計ムーブメントの温度変化を防止することができ、正確な運針を維持することができる。
また、カット層１層のみで紫外線と赤外線の両方をカットすることができるので、製造時の積層の手間が省け、製造性に優れるとともに、材料などのコスト低減を図ることができる。
【００１０】
本発明の時計用外装部品において、前記ＤＬＣ層は、島状のパターンとして形成されることが好ましい。
【００１１】
時計用外装部品は、デザイン性や機能性を高めるために曲面状に形成されることが多い。このような曲面状の時計ケースの表面にＤＬＣ層を一面に形成すると、クラックが発生しやすい。
しかしながら、この発明によればＤＬＣ層が島状に形成されるため、時計用外装部品の曲面による応力を緩和することができ、クラックの発生を抑制することができる。したがって、耐傷性および耐摩耗性に優れたＤＬＣ層を長期にわたって維持することができる。すなわち、耐久性に優れている。
【００１２】
本発明の時計用外装部品において、前記ＤＬＣ層は、原子比で２０％以上５０％以下の水素を含有していることが好ましい。
【００１３】
この発明では、ＤＬＣ層に水素が含まれているので、ＤＬＣ層の着色を防止することができる。また、ＤＬＣ層に対する水素の合計含有量が原子比で２０％未満または５０％を超えると、ＤＬＣ層が着色する場合があるため好ましくない。また、５０％を超えると、ＤＬＣ層の硬度が低下する場合があり好ましくない。
なお、ＤＬＣ層に対する水素の合計含有量は、原子比で２５％以上４５％以下であることがより好ましく、３０％以上４０％以下であることがさらに好ましい。
【００１４】
本発明の時計用外装部品の製造方法は、前記カット層を形成するカット層形成工程と、前記ＤＬＣ層のパターンを形成するためのパターン膜形成工程と、前記ＤＬＣ層を形成するＤＬＣ層形成工程と、を実施することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、カット層形成後に、ＤＬＣ層のパターンを形成するためのパターン膜形成工程を設けた。これにより、次のＤＬＣ層形成工程において、ＤＬＣ層の島状のパターンを確実に形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
このような本発明によれば、優れた耐摩耗性を備え、かつ、紫外線および赤外線のカット性に優れた時計用外装部品、およびその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態の時計用外装部品は、腕時計用の時計ケースであり、図１には、本実施形態の時計ケースの断面を示す模式図が示されている。
図１において、時計ケース１０は、図示しない時計体（ムーブメント）を内部に収納可能なケース体１１と、その上に形成された紫外線赤外線カット層１２と、ＤＬＣ層１３と、を備えている。
【００１８】
〔ケース体１１の構成〕
ケース体１１は、内部に時計体を収納できる収納空間Ｐを有し、この収納空間Ｐを取り囲む上面部１１Ａ、下面部１１Ｂ、および２枚の側面部１１Ｃを有している。上面部１１Ａは曲面状に形成され、時計体の文字板と対向する。下面部１１Ｂは、腕時計として腕に取り付けられた場合に腕に接触する部分である。
ケース体１１の材質は、一般的に時計ケースに使用される材料から任意に選択可能であるが、例えば、ステンレスやチタンなどを選択することができる。
【００１９】
〔紫外線赤外線カット層１２の構成〕
紫外線赤外線カット層１２は、ケース体１１の上面部１１Ａおよび側面部１１Ｃの表面に形成される。紫外線赤外線カット層１２を形成する材料としては、紫外域において反射特性または吸収特性に優れるとともに、赤外域において吸収特性に優れた材料を選択する。このような材料として、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）が挙げられる。ＩＴＯの紫外域および赤外域における吸収特性および反射率を図２に示す。
【００２０】
〔ＤＬＣ層１３の構成〕
ＤＬＣ層１３は、紫外線赤外線カット層１２の上に形成され、複数の島部１３Ａからなるパターンを形成している。
島部１３Ａは、径が１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内で形成され、各々の島部１３Ａは、１０μｍ以上５０μｍ以下の間隔で分布している。島部１３Ａの径が１０μｍより小さいとコストが高くなり、１００μｍを超えると島部１３Ａにクラックが入りやすくなり好ましくない。また、各々の島部１３Ａの間隔が１０μｍより小さいとコストが高くなり、５０μｍを超えるとＤＬＣ層１３のパターンの形状が目視で確認できてしまうので、見た目が美しくない。
【００２１】
また、ＤＬＣ層１３（島部１３Ａ）は、１０ｎｍ以上１０μｍ以下の厚さに形成される。ＤＬＣ層１３の厚さが１０ｎｍ未満であると硬度が不十分となり、十分な耐摩耗性を発揮することができない。また、ＤＬＣ層１３の厚さが１０μｍを越えるとＤＬＣ層１３が着色しやすく、成膜時間も長くなり実用的でない。なお、ＤＬＣ層１３の厚さは、１００ｎｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以上３μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２２】
また、ＤＬＣ層１３は水素を含有しており、ＤＬＣ層１３に対する水素の含有量は、原子比で２０％以上５０％以下である。水素の含有量が原子比で２０％以上５０％以下であれば、ＤＬＣ層１３の硬度を低下させることなく、ＤＬＣ層１３の着色を適切に防止することができる。なお、ＤＬＣ層に対する水素の含有量は、原子比で２５％以上４５％以下であることがより好ましく、３０％以上４０％以下であることがさらに好ましい。
【００２３】
〔時計ケース１０の製造方法〕
次に、時計ケース１０の製造方法を、図３および図４に基づいて説明する。
まず、ケース体１１をエタノールで脱脂洗浄した後、１２０℃に設定した大気中オーブンで２０分間乾燥する。
（カット層形成工程）
次に、ケース体１１をＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）蒸着装置にセットし、真空引きを行い、１０−６Ｔｏｒｒの圧力とし、ＩＴＯを所定の厚み（例えば、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下）になるように成膜する。その結果、図３に示すように、ケース体１１に紫外線赤外線カット層１２が形成される。
なお、紫外線赤外線カット層１２の形成方法としては、スパッタリング法や真空蒸着法なども好適に用いられる。
【００２４】
（パターン膜形成工程）
続いて、図４に示すように、紫外線赤外線カット層１２の上にパターン膜１４を形成する。パターン膜１４は、ＤＬＣ層１３を島状に形成するために一時的に形成される膜であり、例えば、レーザで８０μｍの孔をあけた膜厚５０μｍのポリエチレン膜である。パターン膜１４をケース体１１にかぶせ、１２０℃のオーブンで加熱してパターン膜１４をケース体１１に貼り付ける。
【００２５】
（ＤＬＣ層形成工程）
そして、ケース体１１をＣＶＤ装置にセットし、装置内にアセチレンガスを１５．０ＳＣＣＭ流し、０．２ｍＴｏｒｒとした後、プラズマを起こしてＤＬＣ層１３を形成する。原料ガスは、メタン等の炭化水素ガスである。この原料ガスに、水素を含有させることで、ＤＬＣ層１３に水素を導入することができる。
なお、ＤＬＣ層１３は、本実施形態で用いたプラズマＣＶＤ法以外にも、例えば、スパッタリング法、イオン化蒸着法等によっても形成することができる。
【００２６】
ＤＬＣ層１３を形成した後、ケース体１１をＮＭＰ（N-methylpyrrolidone）液に浸漬してパターン膜１４を除去する。そして、時計ケース１０が得られる。
【００２７】
〔実施形態による効果〕
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）本実施形態では、内部に時計ムーブメントを収納したケース体１１の表面に紫外線赤外線カット層１２を設けたので、ケース体１１を透過する紫外線および赤外線の量を大幅に低減させることができる。したがって、時計ムーブメントの温度変化を防止することができ、時計の正確な運針を維持することができる。
また、ケース体１１に硬度の高いＤＬＣ層１３を設けるので、時計ケース１０は、その表面の耐傷性および耐摩耗性に優れている。
すなわち、本発明によれば、高い耐傷性および耐摩耗性と、紫外線カット機能及び赤外線カット機能に優れた時計ケース１０を提供することができる。
【００２８】
（２）紫外線赤外線カット層１２は、ＩＴＯからなる１層のみで形成されている。ＩＴＯは透明膜であるので、ケース体１１の色をそのまま生かすことができる。また、ＩＴＯは紫外線と赤外線の両方をカットすることができるので、ケース体１１に収納される時計の温度上昇を抑制することができる。すなわち、時計ムーブメントの温度変化を防止して正確な運針を維持できるとともに、ケース体１１にデザインされた色をそのまま生かして見た目を美しくすることができる。
また、ＩＴＯからなる紫外線赤外線カット層１２を１層だけ形成すればよいので、製造工程において手間がかからず、製造性に優れている。
【００２９】
（３）本実施形態では、ＤＬＣ層１３は、島部１３Ａを有するパターンとして形成された。ケース体１１の上面部１１Ａは曲面状に形成されるため、上面部１１Ａに積層された層にはクラックが入りやすいが、ＤＬＣ層１３を島状に形成することによって応力が緩和され、クラックの発生を抑制することができる。
【００３０】
（４）また、ＤＬＣ層１３には水素が添加されるので、ＤＬＣ層１３の着色を防止することができる。特に、本実施形態では、ＤＬＣ層１３に対する水素の含有量を原子比で２０％以上５０％以下としたので、ＤＬＣ層１３の硬度を低下させることなく、ＤＬＣ層１３の着色を適切に防止することができる。
したがって、ケース体１１の色をそのまま生かすことができるので、見た目に美しい製品を製造することができる。
【００３１】
（５）ＤＬＣ層１３の厚さを１０ｎｍ以上１０μｍ以下としたので、ＤＬＣ層１３の着色を防止して透明性を確保しつつ、耐傷性および耐摩耗性を向上することができる
【００３２】
（６）本実施形態では、ケース体１１の表面にＤＬＣ層１３を形成する前に、複数の孔を有するパターン膜１４を形成した。これにより、ＤＬＣ層１３を島状のパターンに確実に形成することができる。
また、パターン膜１４としてポリエチレンを使用する。ポリエチレンはＮＭＰ液に溶解するので、ケース体１１の表面からパターン膜１４を容易に除去することができる。
したがって、所望の形状およびパターンのＤＬＣ層１３を確実に形成することができる。
【００３３】
［本発明の変形例］
本発明は、以上述べた実施形態には限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で種々の改良および変形を行うことが可能である。
【００３４】
例えば、本発明の時計用外装部品は、時計に使用されるカバー部材に限らず、携帯電話、携帯情報機器、計測機器、ディジタルカメラ、プリンタ、ダイビングコンピュータ、脈拍計等の各種機器におけるカバー部材として好適に使用できる。
【００３５】
また、前記実施形態では、時計ケース１０の下面部１１Ｂにはカット層およびＤＬＣ層を形成しなかったが、これらの層を下面部１１Ｂに形成してもよい。
【００３６】
そして、前記実施形態では、紫外線と赤外線をカットする１層でなるカット層が形成されたが、紫外線カット層と赤外線カット層との２層からなるカット層が形成されてもよい。
この場合、紫外線カット層は、紫外線を反射または吸収する材料を含む。このような材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＴｉＯ２（酸化チタン）およびＳｎＯ２（酸化スズ）などが挙げられる。また、赤外線カット層には、赤外線を吸収する材料が使用される。このような材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＳｉＯＣ（酸化炭化ケイ素）およびＡｌＮ（窒化アルミニウム）などが挙げられる。
このような構成であれば、紫外線カット層により紫外線の透過を低減させることができ、また、赤外線カット層により赤外線の透過を低減させることができる。したがって、時計ケースを透過する紫外線量および赤外線量が減少するので、時計ケースの内部に収納された時計ムーブメントの温度変化を防止することができ、正確な運針を維持することができる。
なお、紫外線カット層および赤外線カット層に使用される上述の化合物はいずれも無機酸化物であるので、これらの層を積層した場合に各層間の密着性に非常に優れる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００３８】
［水素含有量によるＤＬＣ層の特性の変化］
ケース体としてのステンレス製時計ケースをエタノールで脱脂洗浄した後、１２０℃に設定した大気中オーブンで２０分間乾燥し、実施形態に記載の方法によって、時計ケースの表面にＩＴＯを１００ｎｍ成膜した。
そして、洗浄したケース体をＥＢ装置にセットし、所定濃度の水素を含むアセチレンガスを１５．０ＳＣＣＭで導入し、０．２ｍＴｏｒｒとした。この状態で、プラズマを発生させ、ＤＬＣ層を形成した。
ここで、水素含有量の異なるアセチレンガスを用いることで、ＤＬＣ層に対する水素含有量の異なる複数の時計ケース（カット層は備えない）を得た。
【００３９】
これらの時計ケース１０を、以下の方法により評価した。
水素濃度：ＤＬＣ層１３の水素濃度を、ＳＩＭＳを用いて測定した。
屈折率：ＤＬＣ層１３の屈折率を、エリプソメータを用いて測定した。
色：ＤＬＣ層１３の色を、目視にて評価した。
表面硬度：ナノインデンターを使用してＤＬＣ層１３の表面硬度を測定した値であり、ＩＳＯ１４５７７に準拠する。
これらの評価の結果を、以下の表１にまとめる。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１から、ＤＬＣ層に対する水素の含有量が原子比で２０％以上であれば、ＤＬＣ層の着色を十分に防止できることがわかる。また、水素の含有量が原子比で５０％以下であれば、ＤＬＣ層の表面硬度を１９６００Ｎ／ｍｍ２以上の高硬度とできることがわかる。なお、一般に、表面硬度が１９６００Ｎ／ｍｍ２以上であれば、表面の耐傷性が十分なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態にかかる時計ケースの断面を示す模式図。
【図２】ＩＴＯの紫外赤外吸収特性を示すグラフ。
【図３】前記実施形態の製造工程の一部を示す模式図。
【図４】前記実施形態の製造工程の一部を示す模式図。
【符号の説明】
【００４３】
１０・・・時計ケース、１１・・・ケース体、１２・・・紫外線赤外線カット層、１３・・・ＤＬＣ層、１４・・・パターン膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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