(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑走面が木材、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の材料からなり、少なくともフッ素（Ｆ）含有ガスのプラズマに曝されることでフッ素終端処理されており、該そり基体の滑走面に耐摩耗性及び潤滑性を有するＤＬＣ膜がプラズマＣＶＤ法にて形成されていることを特徴とするそり。
【請求項２】
滑走面が木材、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の材料からなり、少なくとも水素（Ｈ2 ）ガスのプラズマに曝されることで水素終端処理されており、該そり基体の滑走面に耐摩耗性及び潤滑性を有するＤＬＣ膜がプラズマＣＶＤ法にて形成されていることを特徴とするそり。
【請求項３】
滑走面が木材、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の材料からなり、少なくとも酸素（Ｏ2 ）ガスのプラズマに曝されることで清浄化処理されており、該そり基体の滑走面に耐摩耗性及び潤滑性を有するＤＬＣ膜がプラズマＣＶＤ法にて形成されていることを特徴とするそり。
【請求項４】
滑走面が木材、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の材料からなるそりの該滑走面を少なくともフッ素（Ｆ）含有ガスのプラズマに曝すことでフッ素終端処理する工程、及び該フッ素終端処理されたそり基体滑走面にプラズマＣＶＤ法にて耐摩耗性、潤滑性を有するＤＬＣ膜を形成する工程を含むことを特徴とするそりの製造方法。
【請求項５】
滑走面が木材、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の材料からなるそりの該滑走面を少なくとも水素（Ｈ2 ）ガスのプラズマに曝すことで水素終端処理する工程、及び該水素終端処理されたそり基体滑走面にプラズマＣＶＤ法にて耐摩耗性、潤滑性を有するＤＬＣ膜を形成する工程を含むことを特徴とするそりの製造方法。
【請求項６】
滑走面が木材、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂から選ばれた少なくとも１種の材料からなるそりの該滑走面を少なくとも酸素（Ｏ2 ）ガスのプラズマに曝すことで清浄化処理する工程、及び該清浄化処理されたそり基体滑走面にプラズマＣＶＤ法にて耐摩耗性、潤滑性を有するＤＬＣ膜を形成する工程を含むことを特徴とするそりの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキー板、スノーボード、ボブスレーのそり等の雪の上で用いるためのそりやグラススキー板等の天然又は人工の草の上で用いるためのそり、及びこのようなそりの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキー板、スノーボード、ボブスレーのそり、グラススキー板等のそりは、雪や草との滑りを良くするために、通常、滑走面にワックスを塗ったものを使用する。その際、ワックスを溶かして滑走面に塗り、ワックス凝固後、該塗布面を研磨して滑らかにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、滑走面にワックスを塗布したそりは、使用中に滑走面が雪、草、砂等と擦れてワックス膜に傷がついたり、一部剥がれたりするため、定期的にワックスを除去して塗り直さなければならず、手間がかかる。
そこで本発明は、滑走面の潤滑性が優れるとともに、その潤滑性を維持するための定期的なメンテナンスを要しない、或いは殆ど要しないそり及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、そり基体の滑走面に耐摩耗性、潤滑性のあるＤＬＣ（Diamond Like Carbon ）膜が形成されているそりを提供する。また本発明は、そり基体の滑走面に耐摩耗性、潤滑性のあるＤＬＣ膜を形成する工程を含むそりの製造方法を提供する。
【０００５】
本発明におけるそりには、スキー板、スノーボード、ボブスレーのそり等の雪上を滑走するためのもの、グラススキー板等の天然又は人工の草の上を滑走するためのもの等が含まれる。
本発明に係るそりは、そり基体の滑走面に耐摩耗性及び潤滑性を有するＤＬＣ膜が形成されている。ＤＬＣ膜は、潤滑性良好であり、また、雪、草（人工の草を含む）、砂等との摩擦により摩耗し難く、且つ、その厚さを調整することにより該膜で被覆されたそり基体の本来の可撓性を損なわないようにできる程度の適度な硬度を有する炭素膜であり、さらに、比較的低温で形成できる等、成膜を容易に行うことができる。
本発明に係るそりは、そり基体の滑走面に耐摩耗性及び潤滑性を有するＤＬＣ膜が形成されているため、雪、草（人工草を含む）等との摺動性がよく、これらの上をスムーズに滑ることができる。また、該ＤＬＣ膜は雪、草（人工草を含む）、砂等との摩擦により摩耗し難いため、滑走面の潤滑性を維持するための定期的なメンテナンスを要しない、或いは殆ど要しない。
【０００６】
本発明におけるそり基体、特にその被成膜滑走面の材質は、そり滑走面の材質として通常採用されているものでよく、木材、樹脂等の１又は２以上を用いることができる。なお、ボブスレー等のように滑走部と搭乗部等のその他の部分とからなるものについては、滑走部のそり滑走面に炭素膜が形成されるため、滑走部基体の被成膜滑走面の材質がこのようなものであればよい。
【０００７】
被成膜滑走面を樹脂で形成する場合、熱硬化性樹脂としては、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等を例示できる。
また、熱可塑性樹脂では、ビニル系樹脂（ポリ塩化ビニル、ポリ２塩化ビニル、ポリビニルブチラート、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルホルマール等）、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエーテル、ポリエステル系樹脂（ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体等）、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、アクリル系樹脂（ポリメチルメタクリレート、変性アクリル等）、ポリアミド系樹脂（ナイロン６、６６、６１０、１１等）、セルロース系樹脂（エチルセルロース、酢酸セルロース、プロピルセルロース、酢酸・酪酸セルロース、硝酸セルロース等）、ポリカーボネート、フェノキシ系樹脂、フッ素系樹脂（３フッ化塩化エチレン、４フッ化エチレン、４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン、フッ化ビニリデン等）、ポリウレタン等を例示できる。
【０００９】
また、前記ＤＬＣ膜の膜厚は、そり基体上に密着性良く形成でき、また、そり基体本来の可撓性を損なわないとともに、そり基体の保護膜として十分機能できる範囲内であればよい。
また、本発明方法においては、前記ＤＬＣ膜形成に先立ち、前処理として、そり基体の滑走面をフッ素（Ｆ）含有ガス、水素（Ｈ2 ）ガス及び酸素（Ｏ2 ）ガスから選ばれた少なくとも１種のガスのプラズマに曝す。この場合、本発明のそりにおいて、そり基体は、その滑走面がこのような前処理を施されたものである。
【００１０】
前記フッ素含有ガスとしては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、３フッ化窒素（ＮＦ3 ）ガス、６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）ガス、４フッ化炭素（ＣＦ4 ）ガス、４フッ化ケイ素（ＳｉＦ4 ）ガス、６フッ化２ケイ素（Ｓｉ2 Ｆ6 ）ガス、３フッ化塩素（ＣｌＦ3 ）ガス、フッ化水素（ＨＦ）ガス等を挙げることができる。
【００１１】
フッ素含有ガスプラズマを採用するときは、これによって被成膜滑走面がフッ素終端され、水素ガスプラズマを採用するときはこれによって被成膜滑走面が水素終端される。フッ素−炭素結合及び水素−炭素結合は安定であるため、前記のように終端処理することで膜中の炭素原子が被成膜滑走面部分のフッ素原子又は水素原子と安定に結合を形成する。そしてこれらのことから、その後形成するＤＬＣ膜とそり基体との密着性を向上させることができる。また、酸素ガスプラズマを採用するときは、被成膜滑走面に付着した有機物等の汚れを特に効率良く除去でき、これらのことからその後形成するＤＬＣ膜とそり基体との密着性を向上させることができる。
【００１２】
本発明において、ＤＬＣ膜形成に先立って行うプラズマによる被成膜滑走面の前処理は、同種類のプラズマを用いて或いは異なる種類のプラズマを用いて複数回行っても構わない。例えば、該滑走面を酸素ガスプラズマに曝した後、フッ素含有ガスプラズマ又は水素ガスプラズマに曝し、さらにその上にＤＬＣ膜を形成するときには、該滑走面がクリーニングされた後、該面がフッ素終端又は水素終端されて、その後形成するＤＬＣ膜とそり基体滑走面との密着性は非常に良好なものとなる。
【００１３】
また、本発明における炭素膜形成方法としては、木材、樹脂等の比較的耐熱性に劣る材料からなるそり基体に熱的損傷を与えない温度範囲で膜形成できる方法として、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等を挙げることができるが、特にプラズマＣＶＤ法を用いる場合は、そり基体のプラズマによる前処理と炭素膜形成とを同一の装置で行うことができる。
【００１４】
プラズマＣＶＤ法により炭素膜を形成する場合のプラズマ原料ガスとしては、炭素膜形成に一般に用いられるメタン（ＣＨ4 ）、エタン（Ｃ2 Ｈ6 ）、プロパン（Ｃ3 Ｈ8 ）、ブタン（Ｃ4 Ｈ10）、アセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）、ベンゼン（Ｃ6 Ｈ6 ）等の炭化水素化合物ガス、及び必要に応じて、これらの炭化水素化合物ガスにキャリアガスとして水素ガス、不活性ガス等を混合したものを用いることができる。
【００１５】
本発明の炭素膜はそり基体の滑走面に形成されているが、必要に応じ、滑走面に加えてその他の部分の一部又は全部にわたって形成されていてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るそりの製造に用いることができる成膜装置の概略構成を示す図である。図２は、本発明に係るそりの１例（スキー板）の側面図である。
図１の装置は、排気装置１１が付設された真空チャンバ１を有し、チャンバ１内には電極２及びこれに対向する位置に電極３が設置されている。電極３は接地され、電極２にはマッチングボックス２２を介して高周波電源２３が接続されている。また、電極２にはその上に接触して支持される被成膜基体Ｓを成膜温度に加熱するためのヒータ２１が付設されている。また、チャンバ１にはガス供給部４が付設されて、内部にプラズマ原料ガスを導入できるようになっている。ガス供給部４には、マスフローコントローラ４１１、４１２・・・及び弁４２１、４２２・・・を介して接続された１又は２以上のプラズマ原料ガスのガス源４３１、４３２・・・が含まれる。
【００１７】
この装置を用いて本発明に係るそりを製造するにあたっては、そり基体Ｓをそり基体トレーＴで支持して真空チャンバ１内に搬入し、そり基体の滑走面Ｓ１を電極３の方に向けて該トレーごと電極２上に配置し、排気装置１１の運転にてチャンバ１内部を所定の真空度にする。次いで、ガス供給部４からチャンバ１内にフッ素含有ガス、水素ガス及び酸素ガスのうち１種以上のガスを前処理用ガスとして導入するとともに高周波電源２３からマッチングボックス２２を介して電極２に高周波電力を供給し、これにより前記導入した前処理用ガスをプラズマ化し、該プラズマの下でそり基体Ｓの滑走面Ｓ１の表面処理を行う。
【００１８】
次いで、必要に応じてチャンバ１内を再び真空引きした後、ガス供給部４からチャンバ１内に成膜用原料ガスとして炭化水素化合物ガスを導入するとともに高周波電源２３から電極２に高周波電力を供給し、これにより前記導入した炭化水素化合物ガスをプラズマ化し、該プラズマの下で基体Ｓの滑走面Ｓ１に炭素膜Ｆを形成する。
【００１９】
なお、上記表面処理及び炭素膜形成処理においては、図示しない基体駆動手段によりそり基体ＳをトレーＴごと適宜動かして、基体Ｓの被成膜滑走面Ｓ１全体に均一に表面処理及び炭素膜形成が行われるようにする。
このようにして、図２に示すように、そり基体Ｓの滑走面Ｓ１に炭素膜Ｆが形成された炭素膜被覆そり（ここではスキー板）が得られる。
【００２０】
次に、図１の装置を用いて、木材からなるスキー板基体と同材質の試験片の滑走面相当表面にＤＬＣ膜を形成した実施例を説明する。
実験例１
前処理用ガスプラズマによる試験片の前処理を行わず、試験片表面に直接ＤＬＣ膜を形成した。
【００２１】
試験片材質                  木材
サイズ                １０ｃｍ×３０ｃｍ×厚さ１ｃｍ
高周波電極２サイズ          ４０ｃｍ×４０ｃｍ
成膜条件
成膜用原料ガス        メタン（ＣＨ4 ）  １００ｓｃｃｍ
高周波電力            周波数１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ
成膜真空度            ０．１Ｔｏｒｒ
成膜速度              ５００Å／ｍｉｎ
成膜時間              ２０ｍｉｎ
実験例２
前記実験例１において、成膜に先立ち、試験片に次の条件で水素ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件は前記実験例１と同様とした。
【００２２】
前処理条件
前処理用ガス          水素（Ｈ2 ）  １００ｓｃｃｍ
高周波電力            周波数１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ
処理真空度            ０．１Ｔｏｒｒ
処理時間              ５ｍｉｎ
実験例３
前記実験例１において、成膜に先立ち、試験片に次の条件でフッ素化合物ガスプラズマによる前処理を施した。成膜条件は前記実験例１と同様とした。
【００２３】
前処理条件
前処理用ガス          ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）  １００ｓｃｃｍ
高周波電力            周波数１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ
処理真空度            ０．１Ｔｏｒｒ
処理時間              ５ｍｉｎ
実験例４
前記実験例１において、成膜に先立ち、試験片に次の条件で酸素ガスプラズマによる第１の前処理を施し、さらに水素ガスプラズマによる第２の前処理を施した。成膜条件は前記実験例１と同様とした。
【００２４】
第１前処理条件
前処理用ガス          酸素（Ｏ2 ）  １００ｓｃｃｍ
高周波電力            周波数１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ
処理真空度            ０．１Ｔｏｒｒ
処理時間              ５ｍｉｎ
第２前処理条件
前処理用ガス          水素（Ｈ2 ）  １００ｓｃｃｍ
高周波電力            周波数１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ
処理真空度            ０．１Ｔｏｒｒ
処理時間              ５ｍｉｎ
実験例５
前記実験例１において、成膜に先立ち、試験片に次の条件で酸素ガスプラズマによる第１の前処理を施し、さらにフッ素化合物ガスプラズマによる第２の前処理を施した。成膜条件は前記実験例１と同様とした。
【００２５】
第１前処理条件
前処理用ガス          酸素（Ｏ2 ）  １００ｓｃｃｍ
高周波電力            周波数１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ
処理真空度            ０．１Ｔｏｒｒ
処理時間              ５ｍｉｎ
第２前処理条件
前処理用ガス          ６フッ化硫黄（ＳＦ6 ）  １００ｓｃｃｍ
高周波電力            周波数１３．５６ＭＨｚ、３００Ｗ
処理真空度            ０．１Ｔｏｒｒ
処理時間              ５ｍｉｎ
次に、前記実験例１、２、３、４、５により得られたＤＬＣ膜被覆試験片、ＤＬＣ膜を形成していない未処理の同様の試験片（比較例１）及び同様の試験片の表面に市販のワックスを塗布し、凝固後、該塗布面を研磨したもの（比較例２）について、滑走面相当表面の、アルミニウム材との摩擦係数及びダイアモンド材との摩耗特性をそれぞれ評価した。また、実験例１、２、３、４、５により得られた各ＤＬＣ膜被覆試験片についてＤＬＣ膜と試験片との密着性を評価した。また、比較例２により得られたワックス膜被覆試験片のワックス膜の密着性も評価した。
【００２６】
摩擦係数は、試験片表面上でアルミニウムからなるピン状物品を１０ｇの荷重をかけた状態で２０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させたときの値を測定し、摩耗特性は、試験片表面上でダイアモンドからなるピン状物品を２００ｇの荷重をかけた状態で２０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させ、単位時間あたりに摩耗した厚さを測定することで評価した。膜密着性は、円柱状部材を接着剤を用いて膜表面に接合させ、該円柱状部材を膜に対して垂直方向に引っ張って該膜を試験片本体から剥離させ、剥離に要した力を測定する引っ張り法により評価した。
【００２７】
結果を次表に示す。
0003760507.tif 000002
このように、ＤＬＣ膜を被覆した実験例１から５の試験片では、アルミニウム材との間の摩擦係数はＤＬＣ膜を形成していない比較例１の試験片より小さく、そり基体滑走面にＤＬＣ膜を被覆することにより潤滑性が向上することが分かる。また、ダイアモンド材との間の摩耗特性値は、前記比較例１及びワックスを塗布した比較例２の試験片より著しく小さかった。
【００２８】
また、前記実験例１から５の各ＤＬＣ膜の試験片への密着強度は、ＤＬＣ膜形成に先立ち試験片表面に対しプラズマによる前処理を施した実施例２から５の試験片の方が、前処理を施さない実験例１の試験片よりも大きかった。
以上のことから、そり基体滑走面に炭素膜（特にＤＬＣ膜）を形成したそりは、摺動性及び耐摩耗性が優れることが分かる。なお、炭素膜と雪や草との摺動性は、アルミニウムとの摺動性より良好であるため、本発明のそりは雪や草との摺動性が優れるものと考えられる。また、前処理を施して形成した炭素膜は密着性が優れることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、滑走面の潤滑性が優れるとともに、その潤滑性を維持するための定期的なメンテナンスを要しない、或いは殆ど要しないそり及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るそりの製造に用いることができる成膜装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係るそりの１例の側面図である。
【符号の説明】
１  真空チャンバ
１１  排気装置
２  高周波電極
２１  ヒータ
２２  マッチングボックス
２３  高周波電源
３  接地電極
４  プラズマ原料ガス供給部
Ｓ  被成膜そり基体
Ｓ１  基体Ｓの被成膜滑走面
Ｆ  炭素膜
【図１】
0003760507.tif 000003
【図２】
0003760507.tif 000004