JP5050866B2 - 時計用文字板、時計用文字板の製造方法、および、時計 - Google Patents
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Description
本発明の時計用文字板は、主としてプラスチック材料またはガラス材料で構成された基板と、
前記基板の表面に設けられ、主としてチタン酸化物で構成されたチタン酸化物層と、
前記チタン酸化物層の前記基板に対向する面とは反対側の面に設けられ、主としてチタンで構成されたチタン層と、
前記チタン層の前記チタン酸化物層に対向する面とは反対側の面に設けられ、主として銀で構成された銀層とを有し、
前記チタン層および前記銀層が多数個の島状に設けられており、
時計用文字板を平面視した際に、前記チタン層および前記銀層の設けられていない領域が、光を透過する光透過部として機能することを特徴とする。
これにより、光の透過性(光透過性)に優れるとともに、美的外観、耐久性に優れた時計用文字板を提供することができる。
これにより、時計用文字板の光透過性および美的外観を特に優れたものとすることができる。
本発明の時計用文字板では、前記チタン層および前記銀層は、時計用文字板を平面視した際に、略円形をなすものであることが好ましい。
これにより、時計用文字板の美的外観を特に優れたものとすることができる。
これにより、時計用文字板の美的外観および耐久性を特に優れたものとすることができる。
本発明の時計用文字板では、前記銀層の厚さは、100nm以上であることが好ましい。
これにより、時計用文字板の美的外観および耐久性を特に優れたものとすることができる。
本発明の時計用文字板では、時計用文字板を平面視した際に、前記チタン層、前記銀層が設けられている領域の占める面積の割合が、30〜80%であることが好ましい。
これにより、光透過性を十分に優れたものとしつつ、時計用文字板の美的外観を特に優れたものとすることができる。
前記基板の表面に、主としてチタン酸化物で構成されたチタン酸化物層を形成するチタン酸化物層形成工程と、
前記基板の前記チタン酸化物層が設けられた面側に、所定のパターンで多数個の開口部が設けられたマスクを配した状態で成膜を行うことにより、多数個の、主としてチタンで構成されたチタン層を形成するチタン層形成工程と、
前記基板の前記チタン酸化物層および前記チタン層が設けられた面側に、所定のパターンで多数個の開口部が設けられたマスクを配した状態で成膜を行うことにより、多数個の、主として銀で構成された銀層を形成する銀層形成工程とを有することを特徴とする。
これにより、光の透過性(光透過性)に優れるとともに、美的外観、耐久性に優れた時計用文字板を製造する製造方法を提供することができる。
これにより、製造される時計用文字板において、使用者等に、チタン層が直接視認されてしまうことをより確実に防止することができ、時計用文字板の美的外観を確実に優れたものとすることができる。また、時計用文字板の光透過率を確実に優れたものとすることができる。また、時計用文字板の生産性を特に優れたものとすることができる。
これにより、時計用文字板の光透過性および美的外観を特に優れたものとすることができる。
これにより、製造される時計用文字板において、使用者等に、チタン酸化物層が直接視認されてしまうことをより確実に防止することができ、時計用文字板の美的外観を確実に優れたものとすることができる。また、時計用文字板の光透過率を確実に優れたものとすることができる。また、時計用文字板の生産性を特に優れたものとすることができる。
これにより、基板上の、目的以外の部位に成膜されるのをより確実に防止することができ、最終的に得られる時計用文字板の美的外観および光透過性を確実に優れたものとすることができる。すなわち、製造される時計用文字板の信頼性を特に優れたものとすることができる。
これにより、美的外観、耐久性に優れた時計を提供することができる。また、外部からの光が、時計用文字板を効率よく透過することができるため、外部からの光を有効に利用することが可能な時計(例えば、ソーラー時計等)を提供することができる。
本発明の時計は、本発明の方法を用いて製造された時計用文字板を備えたことを特徴とする。
これにより、美的外観、耐久性に優れた時計を提供することができる。また、外部からの光が、時計用文字板を効率よく透過することができるため、外部からの光を有効に利用することが可能な時計(例えば、ソーラー時計等)を提供することができる。
まず、本発明の時計用文字板の好適な実施形態について説明する。
<時計用文字板>
図1は、本発明の時計用文字板の好適な実施形態を示す断面図、図2は、本発明の時計用文字板の好適な実施形態を示す平面図、図3は、多数個の島状に設けられた銀層およびチタン層の配置パターンの一例を説明するための模式的な平面図、図4は、多数個の島状に設けられた銀層およびチタン層の配置パターンの他の一例を説明するための模式的な平面図である。
時計用文字板1は、基板11のチタン酸化物層12、チタン層13、銀層14が設けられた側の面(図1中の上側の面)が観察者側(外表面側)を向くようにして用いられるものである。
基板11は、主としてプラスチック材料またはガラス材料で構成されたものである。プラスチック材料およびガラス材料は、一般に、光の透過性(光透過性)に優れている。基板11は、光透過性を有するものであればよく、着色されたもの(例えば、着色剤を含むもの、着色ガラスで構成されたもの等)であってもよいが、基板11全体として、十分な光透過性を有するものであることが求められる。本発明において、「光透過性を有する」とは、可視光領域(380〜780nmの波長領域)の光の少なくとも一部を透過する性質を有することを指し、好ましくは可視光領域の光の透過率が50%以上であり、より好ましくは可視光領域の光の透過率が60%以上である。このような光の透過率は、例えば、光源として、白色蛍光灯(東芝社製、検査用蛍光灯 FL20S−D65)を用い、1000ルクス下で、測定対象の基板(または時計用文字板)と同一形状のソーラーセル(太陽電池)で発電した際の電流値(X)に対する、当該ソーラーセルの光源側の面に測定対象である基板(または時計用文字板)を載せた以外は、前記と同一の状態で発電した際の電流値(Y)の比率((Y/X)×100[%])を、採用することができる。以下、本明細書中において、特に断りのない限り、「光の透過率」とは、このような条件で求められる値のことを指す。また、本発明では、「主として」とは、対象としている部位(部材)を構成する材料のうち最も含有量の多い成分を指し、その含有量は特に限定されないが、対象としている部位(部材)を構成する材料の60wt%以上であることが好ましく、80wt%以上であることがより好ましく、90wt%以上であることがさらに好ましい。
また、基板11の形状、大きさは、特に限定されず、通常、時計用文字板1の形状、大きさに基づいて決定される。なお、図示の構成では、基板11は、平板状をなすものであるが、例えば、湾曲板状等をなすものであってもよい。
また、基板11は、いかなる方法で成形されたものであってもよいが、基板11の成形方法としては、例えば、圧縮成形、押出成形、射出成形、光造形等が挙げられる。
基板11の表面には、主としてチタン酸化物で構成されたチタン酸化物層12が設けられている。このように、時計用文字板1では、プラスチック材料またはガラス材料で構成された基板11の表面に、金属層(チタン層13)が直接設けられずに、基板11と金属層(チタン層13)との間にチタン酸化物層12が介在している。これにより、基板11と金属層(チタン層13)との密着性(チタン酸化物層12を介しての密着性)、特に、後述するような気相成膜により形成される金属層(チタン層13)の密着性を向上させることができ、金属層(チタン層13、銀層14)の浮きや剥がれ(剥離)等を効果的に防止することができる。その結果、時計用文字板1は耐久性に優れたものとなる。また、時計用文字板1は、金属層(チタン層13および銀層14)を有しているため、美的外観にも優れている。
本実施形態の時計用文字板1においては、チタン酸化物層12は、後に詳述するチタン層13、銀層14に対応する形状、大きさ、配置パターンで設けられている。すなわち、チタン酸化物層12は、チタン層13、銀層14に対応するように、多数の島状に設けられている。このような構成であると、チタン酸化物層12の厚さが比較的厚いものであっても、時計用文字板1全体としての光の透過性を、非常に高いものとすることができる。このため、光透過性と美的外観とを、非常に高いレベルで両立させることができる。
また、チタン酸化物層12は、各部位で均一な組成を有するものであってもよいし、そうでなくてもよい。例えば、チタン酸化物層12は、組成(例えば、チタン酸化物の酸素の含有比率等)が厚さ方向に順次変化するもの(傾斜材料)であってもよい。また、チタン酸化物層12は、複数の層を有する積層体であってもよい。これにより、例えば、基板11および金属層(チタン層13)との密着性のさらなる向上を図ることができる。
図示の構成では、時計用文字板1を平面視した際の、チタン酸化物層12の大きさ、形状は、銀層14の大きさ、形状と同一であるので、チタン酸化物層12の幅、ピッチ等の条件も銀層14の条件と同一である。銀層14の幅、ピッチについては、後に詳述する。
チタン酸化物層12の表面(基板11と接触する面とは反対側の面)には、主としてチタンで構成されたチタン層13が設けられている。
チタン層13を有することにより、チタン酸化物層12と銀層14との密着性(チタン層13を介しての密着性)を優れたものとすることができ、時計用文字板1全体としての耐久性を優れたものとすることができる。
上記のような優れた効果は、チタン酸化物層12と銀層14の間に、チタン層13が設けられることにより得られるものであって、チタン層13を設けなかったり、チタン層13の代わりにチタン以外の材料で構成された層を設けたりした場合には得られない。
図示の構成では、時計用文字板1を平面視した際の、チタン層13の大きさ、形状は、銀層14の大きさ、形状と同一であるので、チタン層13の幅、ピッチ等の条件も銀層14の条件と同一である。銀層14の幅、ピッチについては、後に詳述する。
チタン層13の表面(チタン酸化物層12と接触する面とは反対側の面)には、主として銀で構成された銀層14が設けられている。
上述したように、チタン層13は、多数個の島状に設けられている。そして、銀層14も、チタン層13に対応するように多数個の島状に設けられている。言い換えると、銀層14およびチタン層13は、時計用文字板1を平面視した際に、銀層14が設けられた領域とチタン層13が設けられた領域とが、重なり合う(同一となる)ように設けられている。
上記のような優れた効果は、チタン層13の表面に銀層14が設けられることにより得られるものであって、銀層14を設けなかったり、銀層14の代わりに銀以外の材料で構成された層を設けたりした場合には得られない。例えば、銀層14の代わりに、他の貴金属材料である白金や金からなる層を設けた場合には、時計用文字板の耐久性が著しく低下する。
また、時計用文字板1は、耐久性にも優れているため、携帯時計(例えば、腕時計)に好適に適用することができる。
次に、上述した時計用文字板1の製造方法について説明する。
図5は、本発明の時計用文字板の製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。
図5に示すように、本実施形態の製造方法は、基板11を準備する基板準備工程(1a)と、基板11の表面に、所定のパターンで多数個の開口部21が設けられたマスク2を配した状態で成膜を行うことにより、多数個のチタン酸化物層12を形成するチタン酸化物層形成工程(1b、1c)と、基板11のチタン酸化物層12が設けられた面側に、所定のパターンで多数個の開口部21が設けられたマスク2を配した状態で成膜を行うことにより、多数個のチタン層13を形成するチタン層形成工程(1d)と、基板11のチタン酸化物層12およびチタン層13が設けられた面側に、所定のパターンで多数個の開口部21が設けられたマスク2を配した状態で成膜を行うことにより、多数個の銀層14を形成する銀層形成工程(1e)と、基板11上からマスク2を除去するマスク除去工程(1f)とを有している。
基板11としては、前述したようなものを用いることができる。
また、基板11の表面に対しては、例えば、鏡面加工、スジ目加工、梨地加工等の表面加工が施されてもよい。これにより、得られる時計用文字板1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、得られる時計用文字板1の美的外観をさらに向上させることができる。
基板11の表面に、所定のパターンで開口部21が設けられたマスク2を配した状態で、成膜を行うことにより、主としてチタン酸化物で構成されたチタン酸化物層12を形成する(1b、1c)。
上述したように、チタン酸化物層12は、基板11およびチタン層13との密着性に優れるものである。このようなチタン酸化物層12を形成することにより、時計用文字板1全体としての耐久性を特に優れたものとすることができる。
そして、本実施形態では、マスク2を配した状態で成膜を行うことにより、チタン酸化物層12を形成する。これにより、マスク2の開口部21に対応する形状、大きさ、パターンで、多数個の島状のチタン酸化物層12を、容易かつ確実に形成することができる。また、成膜後の後処理を必要とすることなく、光透過部として機能する領域が形成されるため、不本意な凹凸等が発生してしまうのを確実に防止することができ、所望の形状のチタン酸化物層12を形成することができるとともに、時計用文字板1の生産性を向上させることができる。また、多数個の時計用文字板1の製造に、マスク2を繰り返し用いることができるため、時計用文字板1の生産性が向上するとともに、各時計用文字板1間での品質のばらつきを抑制することができる。すなわち、時計用文字板1の品質の信頼性が向上する。また、形成すべきチタン酸化物層12に対応するパターンの開口部21を有するマスク2を複数種用意することにより、チタン酸化物層12の形成条件を大きく変更することなく、多様なパターンのチタン酸化物層12を有する時計用文字板1の生産にも好適に対応することができる。すなわち、多品種生産にも効率良く対応することができる。
チタン酸化物層12の形成方法(成膜方法)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等の気相成膜法、溶射等が挙げられるが、気相成膜法が好ましい。チタン酸化物層12の形成方法として気相成膜法を適用することにより、均一な膜厚を有し(不本意な厚さのばらつきが抑制され)、均質で、かつ、基板11との密着性が特に優れたチタン酸化物層12を確実に形成することができる。その結果、最終的に得られる時計用文字板1の美的外観、耐久性を特に優れたものとすることができる。また、電波時計等の時計用部品として用いる場合、特に優れた電波の透過性が求められるため、一般に、チタン酸化物層12を前記のように比較的薄いものとするのが好ましいが、チタン酸化物層12の形成方法として気相成膜法を適用することにより、形成すべきチタン酸化物層12がこのように比較的薄いものであっても、膜厚の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、例えば、得られる時計用文字板1の耐久性を十分に高いものとしつつ、時計用文字板1の電波の透過性、美的外観を特に優れたものとすることができる。したがって、得られる時計用文字板1を電波時計に、好適に適用することができる。また、上記のような気相成膜法の中でも、スパッタリングが特に好ましい。チタン酸化物層12の形成方法としてスパッタリングを適用することにより、上記のような効果はより顕著なものとなる。
また、チタン酸化物層12の形成は、異なる複数の方法、条件を組み合わせて行ってもよい。これにより、前述したような積層体で構成されたチタン酸化物層12を好適に形成することができる。
このようなマスク2は、例えば、板状の部材を用意し、これに、エッチング等の化学的処理を施したり、レーザー光等のエネルギー線の照射、旋盤処理等の機械的処理(物理的処理)を施したりする等して、開口部21を形成することにより得ることができる。
マスク2はいかなる材料で構成されたものであってもよく、マスク2の構成材料としては、各種金属材料、各種セラミックス材料、各種プラスチック材料等が挙げられる。中でも、マスク2の構成材料としては、金属材料が好ましい。マスク2が金属材料で構成されたものであると、マスク2の耐久性を特に優れたものとすることができる。その結果、時計用文字板1の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、多数個の時計用文字板1において品質のばらつきを抑制することができ、時計用文字板1の信頼性が向上する。また、金属材料は、一般に、適度な弾性を有しており、形状の追従性が高いものが多く、基板11(製造すべき時計用文字板1)が平板状のものに限らず、湾曲板状等のものであっても、好適に適用することができる。また、1種類のマスク2を異なる形状の基板11(例えば、平板状の基板11、湾曲板状の基板11)に対しても、共通して利用することができる。
上記のように、本実施形態において、マスク2は、磁性材料を含む材料で構成されたものであるが、マスク2は、例えば、実質的に磁性材料のみで構成されるものであってもよいし、他の成分を含むものであってもよい。
また、マスク2は、図示しない表面層を有するものであってもよい。これにより、例えば、マスク2の耐久性を特に優れたものとすることができたり、気相成膜時に、マスク2上にチタン酸化物層12の構成材料(さらには、チタン層13、銀層14の構成材料)が強固に付着するのを効果的に防止することができる。このような表面層を構成する材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ダイヤモンド様炭素(DLC)等が挙げられる。
次に、基板11のチタン酸化物層12が設けられた面側に、引き続き、所定のパターンで多数個の開口部21が設けられたマスク2を配した状態で成膜を行うことにより、チタン酸化物層12上にチタン層13を形成する(1d)。
上述したように、チタン層13は、チタン酸化物層12および銀層14との密着性に優れるものである。このようなチタン層13を形成することにより、時計用文字板1全体としての耐久性を特に優れたものとすることができる。
本工程は、基板11のチタン酸化物層12が設けられた面側に、マスク2を配した状態で成膜を行う。これにより、マスク2の開口部21に対応する形状、大きさ、パターンで、多数個の島状のチタン層13を、容易かつ確実に形成することができる。また、成膜後の後処理を必要とすることなく、光透過部として機能する領域が形成されるため、不本意な凹凸等が発生してしまうのを確実に防止することができ、所望の形状のチタン層13を形成することができるとともに、時計用文字板1の生産性を向上させることができる。また、多数個の時計用文字板1の製造に、マスク2を繰り返し用いることができるため、時計用文字板1の生産性が向上するとともに、各時計用文字板1間での品質のばらつきを抑制することができる。すなわち、時計用文字板1の品質の信頼性が向上する。また、形成すべきチタン層13に対応するパターンの開口部21を有するマスク2を複数種用意することにより、チタン層13の形成条件を大きく変更することなく、多様なパターンのチタン層13を有する時計用文字板1の生産にも好適に対応することができる。すなわち、多品種生産にも効率良く対応することができる。
また、チタン層13の形成は、異なる複数の方法、条件を組み合わせて行ってもよい。
次に、基板11のチタン酸化物層12、チタン層13が設けられた面側に、引き続き、所定のパターンで多数個の開口部21が設けられたマスク2を配した状態で成膜を行うことにより、チタン層13上に銀層14を形成する(1e)。
このようにチタン層13上に銀層14を設けることにより、最終的に得られる時計用文字板の美的外観を優れたものとすることができる。
本工程は、基板11のチタン酸化物層12、チタン層13が設けられた面側に、マスク2を配した状態で成膜を行う。これにより、マスク2の開口部21に対応する形状、大きさ、パターンで、多数個の島状の銀層14を、容易かつ確実に形成することができる。また、成膜後の後処理を必要とすることなく、光透過部として機能する領域が形成されるため、不本意な凹凸等が発生してしまうのを確実に防止することができ、所望の形状の銀層14を形成することができるとともに、時計用文字板1の生産性を向上させることができる。また、多数個の時計用文字板1の製造に、マスク2を繰り返し用いることができるため、時計用文字板1の生産性が向上するとともに、各時計用文字板1間での品質のばらつきを抑制することができる。すなわち、時計用文字板1の品質の信頼性が向上する。また、形成すべき銀層14に対応するパターンの開口部21を有するマスク2を複数種用意することにより、銀層14の形成条件を大きく変更することなく、多様なパターンの銀層14を有する時計用文字板1の生産にも好適に対応することができる。すなわち、多品種生産にも効率良く対応することができる。
また、銀層14の形成は、異なる複数の方法、条件を組み合わせて行ってもよい。
次に、基板11上から、マスク2を除去する(1f)。これにより、マスク2の開口部21に対応する部位は、基板11の表面が露出した状態(光透過部として機能する領域)となり、それ以外の部位は、チタン酸化物層12、チタン層13、銀層14で被覆された状態となる。
以上のようにして、時計用文字板1を得ることができる。
なお、上記のようなチタン酸化物層形成工程、チタン層形成工程、銀層形成工程は、製造すべき時計用文字板1に対応する大きさ、形状の基板11に対して施すものであってもよいが、例えば、シート状の基板11に対して施し、その後、打ち抜き、切断等により、目的の大きさ、形状に加工してもよい。
次に、上述したような本発明の時計用文字板を備えた本発明の時計について説明する。
本発明の時計は、上述したような本発明の時計用文字板を有するものである。上述したように、本発明の時計用文字板は、光透過性および装飾性(美的外観)に優れたものである。このため、このような時計用文字板を備えた本発明の時計は、ソーラー時計としての求められる要件を十分に満足することができる。なお、本発明の時計を構成する時計用文字板(本発明の時計用文字板)以外の部品としては、公知のものを用いることができるが、以下に、本発明の時計の構成の一例について説明する。
図6に示すように、本実施形態の腕時計(携帯時計)100は、胴(ケース)82と、裏蓋83と、ベゼル(縁)84と、ガラス板(カバーガラス)85とを備えている。また、ケース82内には、前述したような本発明の時計用文字板1と、太陽電池94と、ムーブメント81とが収納されており、さらに、図示しない針(指針)等が収納されている。時計用文字板1は、太陽電池94と、ガラス板(カバーガラス)85との間に設けられており、基板11のチタン酸化物層12、チタン層13、銀層14が設けられた面(第1の面)が、ガラス板(カバーガラス)85側を向くように配置されている。
ムーブメント81は、太陽電池94の起電力を利用して、指針を駆動する。
図6中では省略しているが、ムーブメント81内には、例えば、太陽電池94の起電力を貯蔵する電気二重層コンデンサー、リチウムイオン二次電池や、時間基準源として水晶振動子や、水晶振動子の発振周波数をもとに時計を駆動する駆動パルスを発生する半導体集積回路や、この駆動パルスを受けて1秒毎に指針を駆動するステップモーターや、ステップモーターの動きを指針に伝達する輪列機構等を備えている。
太陽電池94は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有する。そして、太陽電池94で変換された電気エネルギーは、ムーブメントの駆動等に利用される。
太陽電池94は、例えば、非単結晶シリコン薄膜にp型の不純物とn型の不純物とが選択的に導入され、さらにp型の非単結晶シリコン薄膜とn型の非単結晶シリコン薄膜との間に不純物濃度の低いi型の非単結晶シリコン薄膜を備えたpin構造を有している。
また、胴82に対し裏蓋83が嵌合(または螺合)されており、これらの接合部(シール部)93には、リング状のゴムパッキン(裏蓋パッキン)92が圧縮状態で介挿されている。この構成によりシール部93が液密に封止され、防水機能が得られる。
なお、上記の説明では、時計の一例として、ソーラー電波時計としての腕時計(携帯時計)を挙げて説明したが、本発明は、腕時計以外の携帯時計、置時計、掛け時計等の他の種類の時計にも同様に適用することができる。また、本発明は、ソーラー電波時計を除くソーラー時計や、ソーラー電波時計を除く電波時計等、いかなる時計にも適用することができる。
例えば、本発明の時計用文字板、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、各種印刷法により形成された印刷部を有するものであってもよい。また、時計用文字板の表面(銀層が設けられた側の表面や、その反対側の表面)には、少なくとも1層の層(コート層)が設けられていてもよい。このような層は、例えば、時計用文字板の使用時等において除去されるものであってもよい。
また、前述した実施形態では、マスクとして磁性材料を含む材料で構成されたものを用い、基板のマスクに対向する面とは反対の面側に配された磁石により、マスクと、ワークとしての基板とを密着させた状態で行うものとして説明したが、磁石を用いなくてもよい。
1.時計用文字板の製造
以下に示すような方法で、各実施例および各比較例について、100個ずつの時計用文字板(腕時計用文字板)を製造した。
(実施例1)
まず、ポリカーボネートを用いて、射出成形により、腕時計用文字板の形状を有する母材を作製し、その後、必要箇所を型抜きし、不要なバリ等を切削、研磨することにより基板を得た。得られた基板は、略円盤状をなし、直径:27mm×厚さ:500μmであった。
このようにして洗浄を行った基板の表面に、TiO2(チタン酸化物)で構成されるチタン酸化物層を、以下に説明するようなスパッタリングにより形成した(チタン酸化物層形成工程)。
マスクは、ステンレス鋼(SUS430)で構成されたものであり、その厚さは50μmであった。また、開口部の直径は160μmであった。また、マスクを平面視した際に開口部が占める面積率で表されるマスクの開口率は40%であった。
また、本工程は、基板のマスクに対向する面(第1の面)とは反対の面(第2の面)側に磁石(ネオジウム磁石)を配し、この磁石により、基板と、マスクとを密着させた状態で行った。
まず、洗浄済みの基板をスパッタリング装置内に取付け、その後、装置内を予熱しながら、スパッタリング装置内を1.0×10−4Paまで排気(減圧)した。
次に、アルゴン流量:20ml/分でアルゴンガスを導入するとともに、酸素流量:10ml/分で酸素を導入した。このような状態で、ターゲットとしてTiを用い、投入電力:1400W、処理時間:5.0分間という条件で放電を行うことにより、TiO2で構成されるチタン酸化物層を形成した。このとき、基板の主面の垂線方向と、スパッタ粒子の進行方向がほぼ平行となるようにした。このようにして形成されたチタン酸化物層の平均厚さは、10nmであった。
チタン層の形成は、チタン酸化物層で被覆された基板をスパッタリング装置内から取り出すことなく、また、基板とマスクとを相対的に移動させることなく、前記工程に引き続いて行った。
まず、装置内を3×10−3Paまで排気(減圧)し、その後、アルゴンガス流量:25ml/分でアルゴンガスを導入した。このような状態で、ターゲットとしてTiを用い、投入電力:1000W、処理時間:10分間という条件で放電を行うことにより、Tiで構成されるチタン層を形成した。このとき、基板の主面の垂線方向と、スパッタ粒子の進行方向がほぼ平行となるようにした。このようにして形成されたチタン層の平均厚さは、100nmであった。
銀層の形成は、チタン酸化物層、チタン層で被覆された基板をスパッタリング装置内から取り出すことなく、また、基板とマスクとを相対的に移動させることなく、前記工程に引き続いて行った。
まず、装置内を3×10−3Paまで排気(減圧)し、その後、アルゴンガス流量:25ml/分でアルゴンガスを導入した。このような状態で、ターゲットとしてAgを用い、投入電力:1000W、処理時間:5.0分間という条件で放電を行うことにより、Agで構成される銀層を形成した。このとき、基板の主面の垂線方向と、スパッタ粒子の進行方向がほぼ平行となるようにした。このようにして形成された銀層の平均厚さは、200nmであった。
その後、ポリナールクリアおよびポリナールホワイト(大橋化学社製)を用いて、基板の銀層が設けられた面側に、主としてアクリル系樹脂で構成されるコート層を形成した。これにより、図1、図2に示すような腕時計用文字板を得た(コート層形成工程。ただし、コート層は図示せず。)。コート層の形成は、スプレーコート法により行った。形成されたコート層の平均厚さは、10μmであった。
なお、基板、チタン酸化物層、チタン層、銀層、コート層およびマスクの厚さは、JIS H 5821で規定される顕微鏡断面試験方法に従い測定した。
基板の構成材料を表1に示すようにするとともに、マスクの条件、チタン酸化物層形成工程、チタン層形成工程、および、銀層形成工程の処理条件を調整することにより、チタン酸化物層、チタン層、銀層の構成が表1に示すものとなるようにし、また、コート層の厚さを表1に示すようにした以外は、前記実施例1と同様にして、腕時計用文字板を製造した。
チタン酸化物層形成工程、チタン層形成工程、および、銀層形成工程においてマスクを用いなかった以外は、前記実施例1と同様にして腕時計用文字板を製造した。
(比較例2)
チタン酸化物層形成工程を省略した以外は、前記実施例1と同様にして腕時計用文字板を製造した。すなわち、本比較例の時計用文字板は、基板の表面に直接チタン層が設けられたものである。
チタン層形成工程を省略した以外は、前記実施例1と同様にして腕時計用文字板を製造した。すなわち、本比較例の時計用文字板は、チタン酸化物層の表面に直接銀層が設けられたものである。
(比較例4)
銀層形成工程を省略した以外は、前記実施例1と同様にして腕時計用文字板を製造した。すなわち、本比較例の時計用文字板は、銀層を有しておらず、チタン層が露出したものである。
チタン酸化物層の代わりに、Cr2O3で構成されたクロム酸化物層を形成した以外は、前記実施例1と同様にして腕時計用文字板を製造した。すなわち、本比較例の時計用文字板は、基板、クロム酸化物層、チタン層、銀層の積層構造を有するものである。
(比較例6)
チタン層の代わりに、Crで構成されたクロム層を形成した以外は、前記実施例1と同様にして腕時計用文字板を製造した。すなわち、本比較例の時計用文字板は、基板、チタン酸化物層、クロム層、銀層の積層構造を有するものである。
(比較例7)
銀層の代わりに、Ptで構成された白金層を形成した以外は、前記実施例1と同様にして腕時計用文字板を製造した。すなわち、本比較例の時計用文字板は、基板、チタン酸化物層、チタン層、白金層の積層構造を有するものである。
本比較例では、以下に述べるように、チタン層および銀層を多数の開口部を有する膜状のもの(多数個の島状のものではない)として形成し、腕時計用文字板を得た。
まず、前記実施例1と同様にして洗浄した基板を用意した。
次に、洗浄を行った基板の表面(第1の面)の全体に、チタン酸化物層、チタン層および銀層を形成した。チタン酸化物層、チタン層および銀層の形成は、マスクを用いずに行った以外は、前記実施例1と同様にして行った。
その後、チタン酸化物層、チタン層および銀層が設けられた基板をスパッタリング装置内から取り出した。
次に、45wt%の硝酸水溶液をエッチング液として用いたエッチングを行うことにより、銀層のうち、マスクの開口部に対応する部位に開口部を形成した。エッチングは、シャワー方式により行った。本工程におけるエッチング液の温度、エッチング時間は、それぞれ約20℃、約5分間であった。
次に、水酸化ナトリウム溶液で構成されたマスク除去剤に浸漬することにより、マスクを除去した。また、本工程におけるマスク除去剤の温度、マスク除去剤への浸漬時間は、それぞれ35℃、8分間であった。
本比較例の時計用文字板において、チタン層および銀層は、円形状の開口部が千鳥格子状に配置された(正三角形の各頂点に対応する部位に、開口部の中心が位置するように配置された)ものであった。また、チタン層の開口率(時計用文字板を平面視したときに開口部の占める面積率)、および銀層の開口率は、いずれも、60%であった。
各実施例および各比較例の時計用文字板の製造に用いたマスク(気相成膜用マスク)および時計用文字板の構成を表1にまとめて示す。なお、表中、ポリカーボネートをPCで示し、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)をABS、アクリル系樹脂をAcで示した。また、表1中、被覆率の欄には、時計用文字板(基板)を平面視した際に銀層(比較例7については、白金層)で被覆されている面積の割合(銀層の占有率)を示した。また、表1中、比較例の「クロム酸化物層」の条件については「チタン酸化物層」の欄に、「クロム層」の条件については「チタン層」の欄に、「白金層」の条件については「銀層」の欄に、それぞれ示した。また、表1中、銀層についての「形状、配置パターン」の欄には、図2に示すような形状、配置パターンを「A」で示し、図3に示すような形状、配置パターンを「B」で示し、図4に示すような形状、配置パターンを「C」で示し、基板の表面(第1の面)全体に膜状に設けられたものを「D」で示し、多数の開口部を有する膜状のものであり(多数個の島状のものではなく)、円形状の開口部が千鳥格子状に配置された(正三角形の各頂点に対応する部位に、円形状の開口部の中心が位置するように配置された)ものを「E」で示した。ただし、光透過部として機能する領域の占有率は、図2〜図4に示すものと異なるものであってもよい。また、時計用文字板の各部位は、いずれも、表1に示す成分を主成分として構成されたものであり、それ以外の成分の含有率が1wt%未満であった。
前記各実施例および各比較例で製造した各腕時計用文字板について、基板の第1の面側(チタン酸化物層、チタン層、銀層が設けられた面側)から、目視による観察を行い、これらの外観を以下の5段階の基準に従い、評価した。
A:非常に優れた外観を有している。
B:優れた外観を有している。
C:外観がやや不良。
D:外観が不良。
E:外観が極めて不良。
前記各実施例および各比較例で製造した各腕時計用文字板について、以下のような方法により、光透過性を評価した。
まず、太陽電池と各腕時計用文字板とを暗室にいれた。その後、太陽電池単体でその受光面に対し、所定距離離間した白色蛍光灯(光源)からの光を入射させた。この際、太陽電池の発電電流をA[mA]とした。次に、前記太陽電池の受光面の上面に、腕時計用文字板を重ね合わせた状態で、前記と同様に所定距離離間した白色蛍光灯(光源)からの光を入射させた。この状態での、太陽電池の発電電流をB[mA]とした。そして、(B/A)×100で表される時計用文字板の光透過率を算出し、以下の4段階の基準に従い、評価した。光透過率が大きいほど、時計用文字板の光透過性は優れたものであるといえる。なお、時計用文字板は、基板の第1の面(チタン酸化物層、チタン層、銀層が設けられた側の面)が白色蛍光灯(光源)側を向くように、太陽電池に重ね合わせた。また、白色蛍光灯としては、白色蛍光灯(東芝社製、検査用蛍光灯 FL20S−D65)を用いた。
A:33%以上。
B:27%以上33%未満。
C:19%以上27%未満。
D:19%未満。
前記各実施例および各比較例で製造した各時計用文字板について、以下に示すような方法で電波透過性を評価した。
まず、時計ケースと、電波受信用のアンテナを備えた腕時計用内部モジュール(ムーブメント)とを用意した。
次に、時計ケース内に、腕時計用内部モジュール(ムーブメント)および、腕時計用文字板を組み込み、この状態での電波の受信感度を測定した。このとき、時計用文字板は、基板の第1の面(チタン酸化物層、チタン層、銀層が設けられた側の面)が外表面側を向くようにした。
A:感度の低下が認められない(検出限界以下)。
B:感度の低下が0.7dB未満で認められる。
C:感度の低下が0.7dB以上1.0dB未満。
D:感度の低下が1.0dB以上。
前記各実施例および各比較例で製造した各腕時計用文字板について、以下に示すような2種の試験を行い、被膜(チタン酸化物層、チタン層、銀層、比較例については、さらに、クロム酸化物層、クロム層、白金層)の密着性を評価した。
5−1.折り曲げ試験
各腕時計用文字板について、直径2.8mmの鉄製の棒材を支点とし、腕時計用文字板の中心を基準に30°の折り曲げを行った後、腕時計用文字板の外観を目視により観察し、これらの外観を以下の4段階の基準に従い、評価した。折り曲げは、圧縮/引っ張りの両方向について行った。
A:被膜の浮き、剥がれ等が全く認められない。
B:被膜の浮きがほとんど認められない。
C:被膜の浮きがはっきりと認められる。
D:被膜のひび割れ、剥離がはっきりと認められる。
各腕時計用文字板を、以下のような熱サイクル試験に供した。
まず、腕時計用文字板を、15℃の環境下に1.5時間、次いで、60℃の環境下に2時間、次いで、15℃の環境下に1.5時間、次いで、−20℃の環境下に3時間静置した。その後、再び、環境温度を15℃に戻し、これを1サイクル(8時間)とし、このサイクルを合計4回繰り返した(合計32時間)。
A:被膜の浮き、剥がれ等が全く認められない。
B:被膜の浮きがほとんど認められない。
C:被膜の浮きがはっきりと認められる。
D:被膜のひび割れ、剥離がはっきりと認められる。
これらの結果を表2に示す。
これに対し、比較例では、満足な結果が得られなかった。
また、各実施例および各比較例で得られた時計用文字板を用いて、図6に示すような時計を組み立てた。このようにして得られた各時計について、上記と同様の試験、評価を行ったところ、上記と同様の結果が得られた。
Claims (13)
- 主としてプラスチック材料またはガラス材料で構成された基板と、
前記基板の表面に設けられ、主としてチタン酸化物で構成されたチタン酸化物層と、
前記チタン酸化物層の前記基板に対向する面とは反対側の面に設けられ、主としてチタンで構成されたチタン層と、
前記チタン層の前記チタン酸化物層に対向する面とは反対側の面に設けられ、主として銀で構成された銀層とを有し、
前記チタン層および前記銀層が多数個の島状に設けられており、
時計用文字板を平面視した際に、前記チタン層および前記銀層の設けられていない領域が、光を透過する光透過部として機能することを特徴とする時計用文字板。 - 前記チタン層および前記銀層に加え、前記チタン酸化物層が多数個の島状に設けられている請求項1に記載の時計用文字板。
- 前記チタン層および前記銀層は、時計用文字板を平面視した際に、略円形をなすものである請求項1または2に記載の時計用文字板。
- 前記チタン層の厚さは、50nm以上である請求項1ないし3のいずれかに記載の時計用文字板。
- 前記銀層の厚さは、100nm以上である請求項1ないし4のいずれかに記載の時計用文字板。
- 時計用文字板を平面視した際に、前記チタン層、前記銀層が設けられている領域の占める面積の割合が、30〜80%である請求項1ないし5のいずれかに記載の時計用文字板。
- 主としてプラスチック材料またはガラス材料で構成された基板を準備する基板準備工程と、
前記基板の表面に、主としてチタン酸化物で構成されたチタン酸化物層を形成するチタン酸化物層形成工程と、
前記基板の前記チタン酸化物層が設けられた面側に、所定のパターンで多数個の開口部が設けられたマスクを配した状態で成膜を行うことにより、多数個の、主としてチタンで構成されたチタン層を形成するチタン層形成工程と、
前記基板の前記チタン酸化物層および前記チタン層が設けられた面側に、所定のパターンで多数個の開口部が設けられたマスクを配した状態で成膜を行うことにより、多数個の、主として銀で構成された銀層を形成する銀層形成工程とを有することを特徴とする時計用文字板の製造方法。 - 前記銀層形成工程において用いる前記マスクは、前記チタン層形成工程で用いた前記マスクと同一のものである請求項7に記載の時計用文字板の製造方法。
- 前記チタン酸化物層形成工程は、前記基板の表面に、所定のパターンで多数個の開口部が設けられたマスクを配した状態で行うものである請求項7または8に記載の時計用文字板の製造方法。
- 前記チタン層形成工程において用いる前記マスクは、前記チタン酸化物層形成工程で用いた前記マスクと同一のものである請求項9に記載の時計用文字板の製造方法。
- 前記マスクを用いた成膜は、前記マスクとして磁性材料を含む材料で構成されたものを用い、前記基板の前記マスクに対向する面とは反対の面側に配された磁石により、前記マスクと、ワークとしての前記基板とを密着させた状態で行うものである請求項7ないし10のいずれかに記載の時計用文字板の製造方法。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の時計用文字板を備えたことを特徴とする時計。
- 請求項7ないし11のいずれかに記載の方法を用いて製造された時計用文字板を備えたことを特徴とする時計。
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