(57)【要約】物品は、ステンレススチール色を有する多層コーティングでコーティングされている。このコーティングは、物品表面上の電気メッキ層又は複数の層、電気メッキ層又は複数の層上の耐火性金属又は耐火性金属合金ストライク層、ストライク層上の不足当量の酸素含有量を有する、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物を含有する着色層、及び、着色層上の実質的に当量の酸素含有量を有する、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物層を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレススチールの外観を有する、少なくとも表面の一部上に多層コーティングを有する物品であって、
少なくとも１層の電気メッキ層；及び
耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成され、該耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物の酸素含有量が不足当量である着色層、
を含む物品。
【請求項２】
該不足当量の酸素含有量が、約５原子％〜約２５原子％である、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
該不足当量の酸素含有量が、約８原子％〜約１８原子％である、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
該耐火性金属又は耐火性金属合金から構成されるストライク層（ｓｔｒｉｋｅ  ｌａｙｅｒ）が、該少なくとも１層の電気メッキ層と該着色層との中間である、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
実質的に当量の酸素含有量を有する、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される層が、該着色層上に存在する、請求項４に記載の物品。
【請求項６】
該耐火性金属又は耐火性金属合金、酸素及び窒素の反応生成物から構成される層が、該着色層上に存在する、請求項４に記載の物品。
【請求項７】
実質的に当量の酸素含有量を有する、該耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される層が、該着色層上に存在する、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
該耐火性金属又は耐火性金属合金、酸素及び窒素の反応生成物から構成される層が、該着色層上に存在する、請求項１に記載の物品。
【請求項９】
該少なくとも１層の電気メッキ層が、少なくとも１つのニッケル層から構成される、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
該少なくとも１層の電気メッキ層が、クロム層から構成される、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
該少なくとも１層の電気メッキ層が、銅層から構成される、請求項１０に記載の物品。
【請求項１２】
該少なくとも１層の電気メッキ層が、該物品上のニッケル層、及び、該ニッケル層上のクロム層から構成される、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
該電気メッキ層が、該物品上の少なくとも１つの銅層、該少なくとも１つの銅層上の少なくとも１つのニッケル層、及び、該少なくとも１つのニッケル層上のクロム層から構成される、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
ステンレススチールの色を有する多層コーティングを、少なくとも表面の一部上に有する物品であって、
該物品の表面上の少なくとも１層の電気メッキ層；
少なくとも１層の電気メッキ層上の、不足当量の酸素含有量が約５〜約２５原子％である耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される着色層；及び、
該着色上の、実質的に当量の酸素含有量を有する、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物、
を含む物品。
【請求項１５】
該不足当量の酸素含有量が、約８〜約１８原子％である、請求項１に記載の物品。
【請求項１６】
該耐火性金属又は耐火性金属合金から構成される層が、該少なくとも１層の電気メッキ層と該着色層との中間である、請求項１４に記載の物品。
【請求項１７】
該少なくとも１層の電気メッキ層が、少なくとも１つのニッケル層から構成される、請求項１６に記載の物品。
【請求項１８】
クロム層が、該少なくとも１つのニッケル層上に存在する、請求項１７に記載の物品。
【請求項１９】
該耐火性金属又は耐火性金属合金、酸素及び窒素の反応生成物から構成される層が、該着色層上に存在する、請求項１７に記載の物品。
【請求項２０】
実質的に当量の酸素含有量を有する、該耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される層が、該着色層上に存在する、請求項１７に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、ステンレススチールの外観又は色を有する、多層の装飾及び保護コーティングでコーティングされている物品に関する。
【０００２】
（発明の背景）
蛇口、蛇口の鍵座、ドアノブ、ドアハンドル、ドアの鍵座等の様々な真鍮物品を、まず初めにバフ研磨し、光沢がよくなるまで物品の表面を磨き、次いでアクリル、ウレタン、エポキシ等から構成されるもの等の保護有機コーティングを、この磨かれた表面上に塗工することは、現在慣例である。このシステムは、特に物品が複雑な形状である場合に、バフ研磨及び研磨操作が、労力が非常にかかるという欠点を有する。また、公知の有機コーティングは、望まれるほど耐久性が常にあるわけではなく、酸によって腐食を受け易い。
【０００３】
それ故に、真鍮物品、又は実に他の物品、プラスチック、セラミック又は金属のいずれかが、装飾性の外観を有する物品を与え、また耐磨耗性（ｗｅａｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、耐アブレージョン性（ａｂｒａｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）及び耐腐食性を与える、コーティングを備え得る場合には極めて利点がある。多層コーティングが、物品に塗工されて、装飾性の外観、並びに耐磨耗性（ｗｅａｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、耐アブレージョン性（ａｂｒａｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）及び耐腐食性を与えるということは、当該技術分野において知られている。この多層コーティングは、窒化ジルコニウム又は窒化チタン等の耐火性金属窒化物からなる装飾性及び保護着色層を含む。それが窒化ジルコニウムである場合、この着色層は、真鍮色を呈し、それが窒化チタンである場合には、金色を呈する。
【０００４】
米国特許第５９２２４７８号明細書、同第６０３３７９０号明細書、及び、同第５６５４１０８号明細書には、特に、研磨された真鍮等の装飾色を有する物品を与え、耐磨耗性（ｗｅａｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、耐アブレージョン性（ａｂｒａｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）及び耐腐食性を与える、装飾及び保護コーティングが記載されている。窒化ジルコニウム又は窒化チタンを含有するコーティングと実質的に同じ特性を与えるが、真鍮色又は金色の代わりにステンレススチール色をした装飾及び保護コーティングが与えられ得る場合、非常に有利であるであろう。本発明はこの様なコーティングを提供するものである。
【０００５】
（発明の要約）
本発明は、表面の少なくとも一部に、蒸着された装飾及び保護多層コーティングを有する、プラスチック、セラミック、又は金属物品等の物品に関するものである。より詳細には、その表面上に或る特定のタイプの物質からなる複数重ねられた層が蒸着された、物品又は基板、特にはステンレススチール、アルミニウム、真鍮又は亜鉛等の金属物品に関するものである。コーティングは、装飾性であり、また耐腐食性、耐磨耗性（ｗｅａｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）及び耐アブレージョン性（ａｂｒａｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）も与える。コーティングは、ステンレススチールの外観を与える、即ちステンレススチール色調を有する。従って、その上にコーティングを有する物品表面は、ステンレススチール表面に似ている。
【０００６】
物品は、少なくとも１層の電気メッキ層をその表面に蒸着する。電気メッキ層の上に、物理蒸着等の蒸着によって、１又はそれ以上の蒸着された層を蒸着する。より詳細には、電気メッキ層の上に、酸化物の酸素含有量が不足当量である、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される、保護及び装飾着色層が置かれる。これらの酸化物の不足当量の酸素含有量は、約５〜約２５原子％であり、好ましくは約８〜約１８原子％である。
【０００７】
（好ましい実施態様の説明）
物品又は基板１２は、例えばＡＢＳ、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、及びフェノールホルムアルデヒド等のプラスチック、セラミック、金属又は金属合金等の、いずれかの物質から構成されていてもよく、その上にメッキされた層が塗工され得る。１つの実施態様において、それは、銅、スチール、真鍮、亜鉛、アルミニウム、ニッケル合金等の金属又は金属合金から構成される。
【０００８】
本発明においては、図１〜３に説明される通り、第一の層又は一連の層が、電気メッキ等のメッキを行うことによって、物品の表面上に塗工される。第二の一連の層が、蒸着によって、電気メッキされた層又は複数の層の表面に塗工される。電気メッキ層は、特に、物品の表面を平らにする、ベースコートとして働く。本発明の１つの実施態様において、ニッケル層１３は、物品の表面上に蒸着され得る。ニッケル層は、例えば、輝ニッケル、半輝ニッケル、光沢ニッケル等をメッキすることによって蒸着される、従来のニッケルのいずれであってもよい。ニッケル層１３は、従来のよく知られている電気メッキ法によって、基板１２の表面の少なくとも一部上に蒸着され得る。
【０００９】
これらの方法は、メッキ溶液として、例えばワッツ（Ｗａｔｔｓ）浴等の従来の電気メッキ浴を使用することを含む。典型的には、この様な浴は、水に溶解した硫酸ニッケル、塩化ニッケル、及び、ホウ酸を含有している。全ての塩化物、スルファミン酸エステル、及び、フルオロホウ酸エステルメッキ溶液を、使用することができる。これらの浴は、よく知られている従来から使用されている、レベリング剤、光沢剤等の幾つかの化合物を任意に含有することができる。鏡のような輝ニッケル層を製造するためには、分類Ｉ（ｃｌａｓｓ  Ｉ）の光沢剤少なくとも１種及び分類ＩＩ（ｃｌａｓｓ  ＩＩ）の光沢剤少なくとも１種を、メッキ溶液に添加する。
【００１０】
分類Ｉの光沢剤は、硫黄を含有する有機化合物である。分類ＩＩの光沢剤は、硫黄を含有しない有機化合物である。分類ＩＩの光沢剤はまた、硫黄を含有する分類Ｉの光沢剤なしに、メッキ浴に添加される場合、レベリングを生じさせることができ、半輝ニッケル蒸着が生じる。これらの分類Ｉの光沢剤としては、アルキルナフタレン及びベンゼンスルホン酸、ベンゼン及びナフタレンジ−及びトリスルホン酸、ベンゼン及びナフタレンスルホンアミド、及び、サッカリン、ビニル及びアリルスルホンアミド等のスルホンアミド、及びスルホン酸が挙げられる。分類ＩＩの光沢剤は一般的には、例えば、アセチレン性又はエチレン性アルコール、エトキシ化された及びプロポキシ化されたアセチレン性アルコール、クマリン、及び、アルデヒド等の不飽和有機物質である。これらの分類Ｉ及び分類ＩＩの光沢剤は、当業者にはよく知られており、容易に商業的に入手可能である。それらは、特に、言及することによって本明細書中に組入れられる、米国特許第４４２１６１１号明細書に記載されている。
【００１１】
ニッケル層は、半輝ニッケル、光沢ニッケル又は輝ニッケル等のモノリシックな層から構成されてもよいし、又は、例えば、半輝ニッケルから構成される層と輝ニッケルから構成される層の、２つの異なるニッケル層を含有する二重の層であってもよい。ニッケル層の厚みは一般的には、物品の表面を平らにして、向上した耐腐食性を与えるのに効果的な厚みである。この厚みは一般的には、約２．５μｍ、好ましくは約４μｍ〜約９０μｍの範囲である。
【００１２】
当該技術分野においてよく知られている通り、ニッケル層が、基板上に蒸着される前に、基板は、従来のよく知られている酸浴に置かれることによって、酸活性化を受ける。
【００１３】
１つの実施態様において、図１に説明される通り、ニッケル層１３は、２つの異なるニッケル層１４及び１６から実際には構成される。層１４が半輝ニッケルから構成されるのに対して、層１６は輝ニッケルから構成される。この二重のニッケル蒸着により、下にある基板に向上した腐食保護が与えられる。半輝ニッケルの硫黄を含まない板１４は、基板１２の表面上に直接、従来の電気メッキ法によって蒸着される。次いで、半輝ニッケル層１４を含有する基板１２を、輝ニッケルメッキ浴中に置き、輝ニッケル層１６が半輝ニッケル層１４上に蒸着される。
【００１４】
半輝ニッケル層及び輝ニッケル層の厚みは、物品表面の向上した腐食保護及び／又はレベリングを与えるのに少なくとも効果的である厚みである。一般的に、半輝ニッケル層の厚みは、少なくとも約１．２５μｍであり、好ましくは少なくとも約２．５μｍであり、より好ましくは少なくとも約３．５μｍである。上限の厚み制限は、一般的には臨界的ではなく、費用等の二次的な理由によって決定される。しかしながら、一般的には、約４０μｍ、好ましくは約２５μｍ、より好ましくは約２０μｍの厚みを超えない方がよい。
【００１５】
輝ニッケル層１６は一般的には、少なくとも約１．２μｍであり、好ましくは少なくとも約３μｍであり、より好ましくは少なくとも約６μｍの厚みを有する。輝ニッケル層の上限の厚み範囲は、臨界的ではなく、費用等の理由によって一般的には制御される。しかしながら、一般的には、約６０μｍ、好ましくは約５０μｍ、より好ましくは約４０μｍの厚みを超えない方がよい。輝ニッケル層１６はまた、基板の欠陥を被う又は充填するのに役立つ、レベリング層としても機能する。
【００１６】
１つの実施態様において、図２及び３に説明されるとおり、ニッケル層１３と蒸着された層との間に、１又はそれ以上の更なる電気メッキ層２１が置かれる。これらの更なる電気メッキ層としては、限定されるものではないが、クロム、スズ−ニッケル合金等が挙げられる。層２１がクロムから構成される場合、それは、従来のよく知られているクロム電気メッキ技術によって、ニッケル層１３上に蒸着され得る。これらの技術は様々なクロムメッキ浴と共に、Ｂｒａｓｓａｒｄ著、「装飾電気メッキ  −  遷移における方法（Ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ−Ａ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｉｎ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）」、Ｍｅｔａｌ  Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ、１０５〜１０８頁、１９８８年６月、Ｚａｋｉ著、「クロムメッキ（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ  Ｐｌａｔｉｎｇ）」、ＰＦ  Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ、１４６〜１６０頁、並びに、米国特許第４４６０４３８号明細書、同第４２３４３９６号明細書、及び、同第４０９３５２２号明細書に開示されており、その全ては言及することによって本明細書中に組入れられる。
【００１７】
クロムメッキ浴は、よく知られており、商業的に入手可能である。典型的なクロムメッキ浴は、クロム酸又はその塩、及び、硫酸塩又はフッ化物等の触媒イオンを含有する。触媒イオンは、硫酸又はその塩及びフルオロ珪酸によって与えられ得る。浴は、約１１２°〜１１６°Ｆ（約４４．４〜４６．７℃）の温度で操作され得る。典型的には、クロムメッキにおいて、約５〜９ボルトで、約１５０ａｍｐｓ／平方フィートの電流密度が、利用される。
【００１８】
クロム層は一般的には、少なくとも約０．０５μｍ、好ましくは少なくとも約０．１２μｍ、より好ましくは少なくとも約０．２μｍの厚みを有する。一般的には、厚みの上限範囲は、臨界的ではなく、費用等の二次的理由によって決められる。しかしながら、クロム層の厚みは、一般的には、約１．５μｍ、好ましくは約１．２μｍ、より好ましくは約１μｍを超えない方がよい。
【００１９】
層２１がクロムから構成される代わりに、ニッケル及びスズの合金である、スズ−ニッケル合金から構成されてもよい。スズ−ニッケル合金層は、従来のよく知られているスズ−ニッケル電気メッキ法によって、基板の表面上に蒸着され得る。これらの方法及びメッキ浴は、従来のものであり、またよく知られており、特に米国特許第４０３３８３５号明細書、同第４０４９５０８号明細書、同第３８８７４４４号明細書、同第３７７２１６８号明細書、及び、同第３９４０３１９号明細書に開示されており、その全ては言及することによって本明細書中に組入れられる。
【００２０】
スズ−ニッケル合金層は、スズ約６０〜７０重量％及びニッケル約３０〜４０重量％から構成されるのが好ましく、より好ましくは原子組成ＳｎＮｉで表される、スズ約６５％及びニッケル３５％である。メッキ浴は、これまでに記載される組成のスズ−ニッケル合金を与えるのに十分な量のニッケル及びスズを含有する。
【００２１】
商業的に入手可能なスズ−ニッケルメッキ法は、ＡＴＯＴＥＣＨ社から入手可能なＮｉＣｏｌｌｏｙ（登録商標）法であり、言及することによって本明細書中に組入れられる、彼らの技術情報シートＮｏ：ＮｉＣｏｌｌｏｙ、１９９４年１０月３０日に記載されている。
【００２２】
スズ−ニッケル合金層２１の厚みは一般的には、少なくとも約０．２５μｍであり、好ましくは少なくとも約０．５μｍであり、より好ましくは少なくとも約１．２μｍである。上限厚み範囲は、臨界的ではなく、一般的には経済的な理由に依存する。一般的には、約５０μｍ、好ましくは約２５μｍ、より好ましくは約１５μｍの厚みを超えない方がよい。
【００２３】
より更なる実施態様において、図３に説明される通り、電気メッキ層は、物品の表面１２の上に蒸着された銅層又はその複数の層２０、銅層２０の上にニッケル層又はその複数の層１３、及び、ニッケル層１３の上にクロム層２１を有している。
【００２４】
この実施態様において、銅層又はその複数層２１は、従来のよく知られている銅メッキ法によって、物品の表面の少なくとも一部上に蒸着される。銅メッキ法及び銅電気メッキ浴は、従来のものであり、当該技術分野においてよく知られている。それらとしては、酸性銅及びアルカリ性銅の電気メッキが挙げられる。それらは、特に米国特許第３７２５２２０号明細書、同第３７６９１７９号明細書、同第３９２３６１３号明細書、同第４２４２１８１号明細書、及び、同第４８７７４５０号明細書に記載されており、その開示は言及することによって本明細書中に組入れられる。
【００２５】
好ましい銅層２１は、アルカリ性銅及び酸性銅から選択される。銅層は、モノリシックであり、アルカリ性銅又は酸性銅等の１つのタイプの銅から構成されてもよいし、又は、アルカリ性銅から構成される層及び酸性銅から構成される層等の２つの異なる銅層から構成されていてもよい。
【００２６】
銅層の厚みは一般的には、少なくとも約２．５マイクロメートル、好ましくは少なくとも約４マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、好ましくは約５０マイクロメートルの範囲である。
【００２７】
例えば、アルカリ性銅層及び酸性銅層から構成される二重の銅層が存在する場合、アルカリ性銅層の厚みは一般的には、少なくとも約１マイクロメートルであり、好ましくは少なくとも約２マイクロメートルである。上限厚み制限は、一般的には臨界的ではない。一般的には約４０マイクロメートル、好ましくは約２５マイクロメートルの厚みを超えない方がよい。酸性銅層の厚みは一般的には、少なくとも約１０マイクロメートルであり、好ましくは少なくとも約２０マイクロメートルである。上限厚み制限は、一般的には臨界的ではない。一般的には約４０マイクロメートル、好ましくは約２５マイクロメートルの厚みを超えない方がよい。
【００２８】
ニッケル層１３は、従来のよく知られている電気メッキ法によって、銅層２１の表面上に蒸着され得る。これらの方法は、上記に記載されている。
【００２９】
上記に記載される実施態様におけると同様、ニッケル層１３は、半輝ニッケル又は輝ニッケル等のモノリシックな層から構成されてもよいし、又は、例えば、半輝ニッケルから構成される層１４と輝ニッケルから構成される層１６の、２つの異なるニッケル層を含有する二重の層であってもよい。
【００３０】
ニッケル層１３、好ましくは輝ニッケル層１６の上に、クロムから構成される層２１が置かれる。クロム層２１は、従来のよく知られているクロム電気メッキ技術によって、層１６上に蒸着され得る。
【００３１】
他の実施態様において、図３に説明される通り、半輝ニッケル層１４は、物品の表面上に蒸着され、クロム層２１が半輝ニッケル層上に蒸着される。
【００３２】
ステンレススチールの外観を呈するコーティングはまた、ブラシをかけたテクスチュアを有し得る。これは、例えばスコッチブライト型（Ｓｃｏｔｃｈ  Ｂｒｉｔｅ  ｔｙｐｅ）のバフ研磨車輪を備えた、バフ研磨旋盤を用いることによって、基板にテクスチャーを出すことで成し遂げられる。輝ニッケル層は、ブラシをかけたステンレススチール外観が望まれる場合には一般的には使用しない方がよいが、これは輝ニッケル層はバフ研磨によって残っているテクスチャーを平均化してしまい、ブラシをかけた外観がなくなる又は少なくとも減るからである。
【００３３】
ステンレススチールの外観のコーティングはまた、マットなテクスチャーを有し得る。これは、輝ニッケルの代わりに、例えば、パールブライト型（Ｐｅａｒｌ  Ｂｒｉｔｅ  ｔｙｐｅ）のニッケルメッキ化学を使用することによって成し遂げられる。
【００３４】
電気メッキ層又はその複数層上に、物理蒸着及び化学蒸着等の蒸着によって、低い、即ち不足当量の酸素含有量である、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される、保護及び装飾着色層３２が蒸着される。この低い、不足当量の酸素含有量は一般的には、約５原子％〜約２５原子％、好ましくは約８原子％〜約１８原子％である。
【００３５】
耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物を含む着色層３２のこの低酸素含有量は、特に、着色層３２のステンレススチール色の原因である。
【００３６】
耐火性金属酸化物を構成する耐火性金属は、ジルコニウム、チタニウム、ハフニウム等であり、好ましくはジルコニウム、チタニウム又はハフニウムである。ジルコニウム−チタニウム合金、ジルコニウム−ハフニウム合金、チタニウム−ハフニウム合金等の耐火性金属合金は、酸化物を形成するためにも使用され得る。従って、例えば、酸化物は、ジルコニウム−チタニウム合金酸化物を含有していてもよい。
【００３７】
着色及び保護層３２の厚みは、ステンレススチールの色を与え、耐アブレーション性（ａｂｒａｓｉｏｎ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、耐引っ掻き性、耐磨耗性（ｗｅａｒ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、及び高い耐薬品性を与えるのに、少なくとも効果的である厚みである。一般的には、この厚みは、少なくとも約１０００Åであり、好ましくは少なくとも約１５００Åであり、より好ましくは少なくとも約２５００Åである。上限の厚み範囲は、一般的には臨界的ではなく、費用等の二次的理由に依存する。一般的には、約０．７５μｍ、好ましくは約０．５μｍの厚みを超えない方がよい。
【００３８】
層３２を蒸着する１つの方法は、反応性スパッタリング又は反応性陰極アーク蒸着を利用する、物理蒸着による。反応性陰極アーク蒸着及び反応性スパッタリングは一般的には、取り除かれるターゲット物質と反応する反応性ガスが、チャンバーに導入される以外は、通常のスパッタリング及び陰極アーク蒸着と同様である。従って、層３２が酸化ジルコニウムから構成される本ケースにおいては、陰極は、ジルコニウムから構成され、酸素が、チャンバーに導入される反応性ガスである。
【００３９】
保護着色層３２に加えて、更なる蒸着層が存在していてもよい。これらの更なる蒸着層は、耐火性金属又は耐火性金属合金から構成される層を含んでいてもよい。耐火性金属としては、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム及びチタニウムが挙げられる。耐火性金属合金としては、ジルコニウム−チタニウム合金、ジルコニウム−ハフニウム合金、及び、チタニウム−ハフニウム合金が挙げられる。耐火性金属層又は耐火性金属合金層３１は一般的には、電気メッキされた層への着色層３２の接着性を向上させる、ストライク層（ｓｔｒｉｋｅ  ｌａｙｅｒ）として特に機能する。
【００４０】
図２及び３に説明される通り、耐火性金属又は耐火性金属合金のストライク層３１は一般的には、着色層３２及び頂上の電気メッキ層の中間に置かれる。層３１は、一般的には層３１がストライク層（ｓｔｒｉｋｅ  ｌａｙｅｒ）として機能するのに少なくとも効果的である厚みを有する。一般的には、この厚みは、少なくとも約６０Åであり、好ましくは少なくとも約１２０Åであり、より好ましくは少なくとも約２５０Åである。上限の厚み範囲は、臨界的ではなく、一般的には費用等の理由に依存する。しかしながら、一般的には、層３１は、約１．２μｍ、好ましくは約０．５μｍ、より好ましくは約０．２５μｍよりも厚くない方がよい。
【００４１】
耐火性金属又は耐火性金属合金層３１は、陰極アーク蒸着（ＣＡＥ）又はスパッタリング等の物理蒸着技術を含む、従来のよく知られている蒸着技術によって蒸着される。スパッタリング技術及び装置は、特にＪ．Ｖｏｓｓｅｎ及びＷ．Ｋｅｒｎ著の「薄いフィルム処理ＩＩ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ＩＩ）」、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、１９９１年、Ｒ．Ｂｏｘｍａｎ等著の「真空アーク科学及び技術のハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ａｒｃ  ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」、Ｎｏｙｅｓ  Ｐｕｂ．、１９９５年、並びに、米国特許第４１６２９５４号明細書、及び、同第４５９１４１８号明細書に開示されており、その全ては言及することによって本明細書中に組入れられる。
【００４２】
簡単に、スパッタリング蒸着法において、陰極である、耐火性金属（チタニウム又はジルコニウム等）のターゲット及び基板は、真空チャンバー内に置かれる。チャンバー内の空気は、チャンバー内を真空条件にするために排気される。アルゴン等の不活性ガスが、チャンバーに導入される。ガス粒子は、イオン化され、チタニウム又はジルコニウム原子を移動させるために、ターゲットに加速される。次いで、移動させられたターゲット物質は、基板上にコーティングフィルムとして蒸着されるのが典型的である。
【００４３】
陰極アーク蒸着において、典型的に数百のアンペアの電気アークが、ジルコニウム又はチタニウム等の金属陰極の表面上に衝突させられる。アークは、陰極物質を蒸発させ、次いでそれは基板上で凝縮して、コーティングを形成する。
【００４４】
本発明の好ましい実施態様において、耐火性金属は、チタニウム又はジルコニウム、好ましくはジルコニウムから構成され、また耐火性金属合金は、ジルコニウム−チタニウム合金から構成される。
【００４５】
酸素含有量が一般的には当量又は当量よりも僅かに少ない、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される薄層３４が、着色層３２上に存在する。層３４において、酸素含有量は一般的には約５０原子％（当量よりも僅かに少ない）〜約６７原子％（当量）である。
【００４６】
他の実施態様において、層３４が耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物から構成される代わりに、それは、耐火性金属又は耐火性金属合金、酸素及び窒素の反応生成物から構成される。耐火性金属又は耐火性金属合金、酸素及び窒素の反応生成物は、一般的には、耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物、耐火性金属窒化物又は耐火性金属合金窒化物、並びに、耐火性金属オキシ−窒化物又は耐火性金属合金オキシ−窒化物から構成される。従って、例えば、ジルコニウム、酸素及び窒素の反応生成物は、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム及びオキシ−窒化ジルコニウムを含む。酸化ジルコニウム及び窒化ジルコニウム合金を含むこれらの耐火性金属酸化物及び耐化成金属窒化物、並びに、それらの製造方法及び蒸着は、従来のよく知られているものであり、特に米国特許第５３６７２８５号明細書に開示されており、その開示は、言及することによって本明細書中に組入れられる。
【００４７】
層３４は、コーティングに向上した耐酸化性、及び、酸又は塩基等の耐薬品性を与えるのに効果的である。耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物を含有する層３４は一般的には、向上した耐酸化性及び耐薬品性を与えるのに少なくとも効果的な厚みを有する。一般的には、この厚みは、少なくとも約１０Åであり、好ましくは少なくとも約２５Åであり、より好ましくは少なくとも約４０Åである。層３４は、下にある着色層３２の色を暗くしないように、十分薄い方がよい。即ち、層３４は、不透明ではない又は実質的に透明であるように十分薄い方がよい。一般的には層３４は、約０．１０μｍ、好ましくは約２５０Å、より好ましくは約１００Åよりも厚くない方がよい。
【００４８】
本発明をより容易に理解し得るために、下記実施例を提供する。実施例は、例示であり、本発明をそれに限定するものではない。
【００４９】
（実施例）
真鍮蛇口を、ｐＨ８．９〜９．２に、また温度約１４５〜２００°Ｆ（約６２．８〜９３．３℃）に維持されている、標準でよく知られている石鹸、洗剤、解膠剤等を含有する従来の浸漬洗浄浴中に、約１０分間置く。次いで、真鍮蛇口を従来の超音波アルカリ性洗浄浴中に置く。超音波洗浄浴のｐＨは、８．９〜９．２であり、約１６０〜１８０°Ｆ（約７１．１〜８２．２℃）の温度で維持され、従来のよく知られている石鹸、洗剤、解膠剤等を含有する。超音波洗浄した後、蛇口を濯ぎ、従来のアルカリ性電気洗浄浴中に約５０秒間置く。電気洗浄浴は、温度約１４０〜１８０°Ｆ（約６０．０〜８２．２℃）、ｐＨ約１０．５〜１１．５に維持され、標準的な従来の洗剤を含有する。次いで、蛇口を濯ぎ、従来の酸活性化剤浴中に約２０秒間置く。酸活性化剤浴のｐＨは２．０〜３．０であり、周囲温度であり、フッ化ナトリウムをベースとする酸塩を含有する。
【００５０】
次いで、蛇口を濯ぎ、従来の標準的な酸性銅メッキ浴中に、約１４分間置く。酸性銅メッキ浴は、硫酸性銅、硫酸、及び、微量の塩化物を含有する。浴は、約８０°Ｆ（約２６．７℃）に維持されている。平均厚みが約１０マイクロメートルの銅層が、蛇口上に蒸着される。
【００５１】
次いで、銅からなる層を有する蛇口を濯ぎ、輝ニッケルメッキ浴中に約１２分間置く。輝ニッケルメッキ浴は一般的には、温度約１３０〜１５０°Ｆ（約５４．４〜６５．６℃）、ｐＨ約４．０〜４．８に維持され、ＮｉＳＯ４、ＮｉＣｌ２、ホウ酸及び光沢剤を含有する、従来の浴である。平均厚みが約１０マイクロメートルの輝ニッケル層が、銅層上に蒸着される。銅及び輝ニッケルがメッキされた蛇口を３回濯ぎ、次いで従来のクロムメッキ装置を使用する、従来の商業的に入手可能な６価のクロムメッキ浴に約７分間置く。６価のクロム浴は、クロム酸を約３２オンス／ガロン含有する、従来のよく知られている浴である。この浴はまた、従来のよく知られているクロムメッキ添加剤も含有する。
【００５２】
浴を約１１２°〜１１６°Ｆ（約４４．４〜４６．７℃）の温度に維持し、混合された硫酸塩／フッ化物触媒を利用する。硫酸塩に対するクロム酸の比率は、約２００：１である。約０．２５マイクロメートルのクロム層が、輝ニッケル層の表面上に蒸着される。蛇口を、脱イオン水中で完全に濯ぎ、次いで乾燥させる。クロムメッキされた蛇口を、陰極アーク蒸着メッキ容器中に置く。容器は一般的には、ポンプによって排気させられるようにされている、真空チャンバーを有する円柱状の封入容器である。アルゴンガス及び酸素の源は、アルゴン及び酸素のチャンバーへの流速を変えるための調節可能なバルブによって、チャンバーに接続されている。
【００５３】
円柱状の陰極は、チャンバーの中央に載せられ、可変性のＤ．Ｃ．電力供給の負の出力に接続されている。電力供給の正の側は、チャンバー壁に接続されている。陰極物質は、ジルコニウムを含む。
【００５４】
メッキされた蛇口は、スピンドル上に載せられ、そのうちの１６は、陰極の外側の周りの環上に載せられている。環全体は、陰極の周りを回転するのに対して、それぞれのスピンドルもそれ自身の軸の周りを回転し、その結果それぞれのスピンドルの周りに載せられた複数の蛇口を陰極に均一に晒す、所謂プラネタリーモーションが生じる。その環は、数ｒｐｍで回転するのが一般的であるのに対して、それぞれのスピンドルは、環１回転当たり、数回転する。スピンドルは、チャンバーから電気的に絶縁されており、バイアス電圧が、コーティング中に基板にかけられ得るように、回転可能な接触子を備えている。
【００５５】
真空チャンバーは、圧力５×１０−３ミリバールまで排気させられ、約１００℃まで加熱させられる。
【００５６】
次いで、電気メッキされた蛇口は、高バイアスアークプラズマ洗浄を受け、その中で約５００ボルトの（負の）バイアス電圧が、電気メッキされた蛇口にかけられるのに対して、約５００アンペアのアークが衝突し、陰極上で維持される。洗浄期間は、約５分である。
【００５７】
アルゴンガスの導入は、圧力約１〜５ミリトールの圧力を維持するのに充分な速度で続けられる。平均厚み約０．１マイクロメートルのジルコニウムからなる層が、３分間で、電気メッキされた蛇口の上に蒸着される。陰極アーク蒸着法は、約４６０アンペアの電流が達成させるように、陰極にＤ．Ｃ．電力をかけ、容器内の圧力を約２ミリトールに維持するために、容器にアルゴンガスを導入し、また上記に記載されるプラネタリー法で蛇口を回転させることからなる。
【００５８】
ジルコニウム層が蒸着された後、酸素含有量が約８〜約１８原子％である、酸化ジルコニウムから構成される、保護及び装飾着色層が、ジルコニウム層上に蒸着される。アルゴンガスの流速は、約２５０ｓｃｃｍで続けられ、酸素は、流速約５０ｓｃｃｍで導入されるのに対して、アーク放電は、約４６０アンペアで持続する。アルゴン及び酸素の流れは、約４０分間続けられる。着色層の厚みは、約３５００〜４５００Åである。この着色層を蒸着した後、電流を持続させながら、アルゴンガスの流れを止め、酸素ガスの流れを約５００ｓｃｃｍまで増加させる。このレベルでの酸素の流れは、約０．５分続く。約４０〜１００Åの厚みを有する、実質的に当量の酸素含有量を有する酸化ジルコニウム層が形成される。アークが消され、真空チャンバーが排気され、コーティングされた物品が取り除かれる。
【００５９】
本発明の或る実施態様が、説明する目的で記載されたが、本発明の一般的な概念内で他の様々な実施態様及び変更が可能であると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、基板の表面上に半輝ニッケル層を、半輝ニッケル層の上に輝ニッケル層を、及び、輝ニッケル層の上に耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物の着色層を有する、基板の一部の、一定の比例に拡大されたものではない断面図である。
【図２】
図２は、半輝ニッケル層の上に輝ニッケル層がなく、半輝ニッケル層の上にクロム層があり、クロム層の上に耐火性金属又は耐火性金属合金のストライク層があり、及び、ストライク層の上に耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物の着色層がある以外は、図１と同様の図面である。
【図３】
図３は、物品表面上に銅層が、銅層の上に半輝ニッケル層が、半輝ニッケル層の上に輝ニッケル層が、輝ニッケル層の上にクロム層が、クロム層の上に耐火性金属又は耐火性金属合金のストライク層が、ストライク層の上に着色層が、及び、着色層の上に実質的に当量の酸素含有量を有する耐火性金属酸化物又は耐火性金属合金酸化物層がある以外は、図１と同様の図面である。
【符号の説明】
１２  基板（物品の表面）
１３  ニッケル層
１４  半輝ニッケル層
１６  輝ニッケル層
２０  銅層
２１  電気メッキ層（クロム層）
３１  耐火性金属層又は耐火性金属合金層
３２  着色層
３４  薄層
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004519366.tif 000026
【国際調査報告】
2004519366.tif 000027
2004519366.tif 000028