CN1460067A - 含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品 - Google Patents

含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品 Download PDF

Info

Publication number
CN1460067A
CN1460067A CN02801089A CN02801089A CN1460067A CN 1460067 A CN1460067 A CN 1460067A CN 02801089 A CN02801089 A CN 02801089A CN 02801089 A CN02801089 A CN 02801089A CN 1460067 A CN1460067 A CN 1460067A
Authority
CN
China
Prior art keywords
refractory metal
nitrogen
layer
goods
metal alloy
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.)
Pending
Application number
CN02801089A
Other languages
English (en)
Inventor
陈国存
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vapor Technologies Inc
Original Assignee
Vapor Technologies Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vapor Technologies Inc filed Critical Vapor Technologies Inc
Publication of CN1460067A publication Critical patent/CN1460067A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C3/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing ornamental structures
    • B44C3/02—Superimposing layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0015—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterized by the colour of the layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/042—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/044—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/40—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition
    • C23C28/42—Coatings including alternating layers following a pattern, a periodic or defined repetition characterized by the composition of the alternating layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12556—Organic component
    • Y10T428/12569—Synthetic resin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678—Of metal
    • Y10T428/31692—Next to addition polymer from unsaturated monomers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

采用具有不锈钢外观的多层装饰和保护性涂层涂敷的制品。该涂层包括在所述制品表面上的聚合物层和在聚合物层上的气相沉积的堆叠层，该堆叠层包括与包含耐火金属含氮化合物和耐火金属合金含氮化合物的层交替的包含耐火金属或耐火金属合金的层，其中耐火金属含氮化合物和耐火金属合金含氮化合物的氮含量为约3－约22原子百分比。

Description

含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品
                       发明领域
本发明涉及采用具有不锈钢外观或颜色的多层装饰和保护性涂层涂敷的制品，特别是黄铜制品。
                       发明背景
目前对于各种黄铜制品如龙头、龙头罩、门旋钮、门把手、门锁眼盖等的实际情况是首先擦亮和抛光制品的表面到高光泽和然后涂敷保护性有机涂层(如由丙烯酸类、聚氨酯类、环氧类等组成的涂层)到此抛光的表面上。此体系的缺点是擦亮和抛光操作的劳动强度较大，特别是如果制品具有复杂的形状。同样，已知有机涂层并不总是如所需耐用的，且易于受酸的侵蚀。因此，如下情况是相当有利的：如果黄铜制品，或事实上其它制品，塑料、陶瓷、或金属，可以含有提供制品装饰性外观以及提供耐磨性、抗磨性和耐腐蚀性的涂层。在本领域已知的是可以将多层涂层涂敷到制品上，它提供装饰性外观以及提供耐磨性、抗磨性和耐腐蚀性。此多层涂层包括由耐火金属氮化物如氮化锆或氮化钛组成的装饰和保护性颜色层。此颜色层，当它是氮化锆时，提供黄铜色，和当它是氮化钛是提供金色。
U.S.专利Nos.5,922,478,6,033,790和5,654,108尤其描述了这样的涂层，它提供具有装饰性颜色的制品，如抛光的黄铜，且也提供耐磨性、抗磨性和耐腐蚀性。如果可以提供这样的涂层是非常有利的，该涂层提供与包含氮化锆或氮化钛的涂层基本相同的性能但不是黄铜色的或金色的，是不锈钢色的。本发明提供这样的涂层。
                       发明概述
本发明涉及含有沉积在制品至少一部分表面上的装饰和保护性多层涂层的制品如塑料、陶瓷或金属制品。更特别地，本发明涉及含有沉积在其表面上的某些特定类型材料的多个重叠层的制品或基材，特别是金属制品如铝、黄铜或锌。涂层是装饰性的且也提供耐腐蚀性、耐磨性和抗磨性。涂层提供不锈钢外观，即具有不锈钢颜色色调。因此，在其上含有涂层的制品表面模拟了不锈钢表面。
制品首先在它的表面上含有聚合物基础涂层。然后在聚合物基础涂层的顶部，通过气相沉积如物理气相沉积，沉积夹层或堆叠层。更特别地，直接沉积在基材表面上的第一层由聚合物组成。位于聚合物层上的是由如下物质组成的气相沉积保护性夹层或堆叠层：与包含耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物的层交替的包含耐火金属或耐火金属合金的层。在夹层或堆叠层上是由耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物组成的颜色层。耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物是氮化物，碳氮化物和耐火金属或耐火金属合金、氮气和氧气的反应产物，其中氮含量较低，即，低于化学计量。这些耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物的低于化学计量的氮含量为约3-约22原子百分比，优选约4-约16原子百分比。
                      附图简述
图1是含有多层涂层基材一部分的不按比例的横截面图，该多层涂层包括聚合物基础涂层，在聚合物基础涂层上的保护性夹层或堆叠层和在堆叠层上的颜色层；
图2是相似于图1的视图，区别在于在聚合物层和夹层或堆叠层中间存在耐火金属或耐火金属合金的触击层(strike layer)；
图3是相似于图2的视图，区别在于在聚合物层和堆叠层中间存在铬层；和
图4是相似于图1的视图，区别在于在颜色层上存在耐火金属氧化物或耐火金属合金氧化物层。
                  优选实施方案的描述
制品或基材12可以由如下物质组成：可以在其上涂敷镀敷层的任何材料，如塑料，如ABS、聚烯烃、聚氯乙烯、和酚醛树脂，陶瓷，金属或金属合金。在一个实施方案中，它由金属或金属合金如铜、钢、黄铜、锌、铝、镍合金等组成。
在本发明中，如图1-4所示，将聚合物或树脂层涂敷到制品表面上。在聚合物表面上通过气相沉积涂敷第二层或系列层。聚合物层尤其用作使制品表面变平的基础涂层。
聚合物基础涂层13可以由热塑性和热固性聚合物或树脂材料两者组成。这些聚合物或树脂材料包括公知的、常规和可购得的聚碳酸酯、环氧聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、尼龙、聚酯、聚丙烯、聚环氧化物、醇酸树脂和含苯乙烯聚合物如聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、苯乙烯-丁二烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、及其共混物和共聚物。
聚碳酸酯描述在U.S.专利Nos.4,579,910和4,513,037中这两个文献在此引入作为参考。
尼龙和聚酰胺可以通过二胺和二羧酸的反应制备。一般用于制备尼龙的二胺和二羧酸通常包含2-约12个碳原子。尼龙也可通过另外的聚合制备。它们描述在“聚酰胺树脂”中,D.E.Floyd，ReinholdPublishing Corp.，纽约，1958，该文献在此引入作为参考。
聚环氧化物描述在H.Lee和K.Nevill的“环氧树脂”中，McGraw-Hill，纽约，1957，和描述在U.S.专利Nos.2,633,458、4,988,572、4,680,076、4,933,429和4,999,388中，所有这些文献在此引入作为参考。
聚酯是芳族二羧酸和二元醇的缩聚产物。芳族二羧酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、4，4’-二苯基二羧酸、2，6-萘二羧酸等。二元醇包括含有2-约10个碳原子的低级链烷二醇，例如，乙二醇、丙二醇、环己烷二甲醇等。聚酯的一些说明性非限制性例子包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、和聚(对苯二甲酸1，4-环己烷二亚甲基酯)。  它们公开于U.S.专利Nos.2,465,319、2,901,466和3,047,539中，所有文献在此引入作为参考。
聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯是来自如下物质聚合的聚合物或树脂：一种或多种丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等，以及甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯等。以上丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体的共聚物也包括在当它于其中出现时的术语“聚丙烯酸酯”和“聚甲基丙烯酸酯”中。以提供用于本发明实施的聚丙烯酸酯树脂的单体丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的聚合可以通过任何公知的聚合技术完成。
苯乙烯-丙烯腈和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂和它们的制备，尤其公开于U.S.专利Nos.2,769,804、2,989,517、2,739,142、3,991,136和4,387,179中，所有这些文献在此引入作为参考。
醇酸树脂公开于“醇酸树脂技术”中，Patton，IntersciencePubli shers，NY，NY，1962，和公开于U.S.专利Nos.3,102,866、3,228,787和4,511,692中，所有这些文献在此引入作为参考。
环氧聚氨酯和它们的制备，尤其公开于U.S.专利Nos.3,963,663、4,705,841、4,035,274、4,052,280、4,066,523、4,159,233、4,163,809、4,229,335和3,970,535中,所有这些文献在此引入作为参考。特别有用的环氧聚氨酯是电涂在制品上的那些。这样的可电沉积环氧聚氨酯描述在上述U.S.专利Nos.3,963,663、4,066,523、4,159,233、4,035,274和4,070,258中。
这些聚合物材料可非必要地包含常规和公知的填料如云母、滑石和玻璃纤维。
可以通过任何公知和常规的方法如浸渍、喷涂、刷涂和电沉积将聚合物基础涂层13涂敷到基材表面上。
聚合物层13，尤其用于使基材表面变平、覆盖制品表面中的任何划痕或缺陷和提供平滑和均匀的表面用于继续层如气相沉积层的沉积。
聚合物基础涂层13的厚度至少有效使制品或基材的表面变平。一般情况下，此厚度至少为约0.12μm，优选至少约2.5μm，和更优选至少约5μm。厚度上限范围应当不超过约250μm。
在一些情况下，依赖于基材材料和聚合物基础涂层的类型，聚合物基础涂层并不能充分地粘合到基材上。在这样的状况下，在基材上沉积底漆层以改进聚合物基础涂层对基材的粘合。底漆层可以尤其由卤化聚烯烃组成。卤化聚烯烃是一般可市售的常规和公知的聚合物。优选的卤化聚烯烃是氯化和溴化聚烯烃，更优选是氯化聚烯烃。卤化聚烯烃，特别是氯化聚烯烃和它们的制备方法一起，尤其公开于U.S.专利Nos.5,319,032、5,840,783、5,385,979、5,198,485、5,863,646、5,489,650和4,273,894中，所有这些文献在此引入作为参考。
底漆层的厚度是有效改进聚合物基础涂层对基材粘合的厚度。一般情况下此厚度至少为约0.25μm。厚度上限不是关键的且一般由次要的如成本和外观的考虑来控制。一般情况下应当不超过约125μm的上限厚度。
在一个实施方案中，如图3所示，位于聚合物层13和气相沉积层之间的是一个或多个电镀层21。这些电镀层包括但不限于铬、锡-镍合金等。当层21由铬组成时，它可以通过常规和公知的铬电镀技术沉积在镍层13上。这些技术与各种铬镀敷浴一起公开于Brassard，“装饰性电镀-转变中的工艺”，Metal Finishing，105-108页，1988年6月；Zaki，“铬镀敷”，PF Directory，146-160页；和U.S.专利Nos.4,460,438、4,234,396和4,093,522中，所有这些文献在此引入作为参考。
铬镀敷浴是公知和可购得的。典型的铬镀敷浴包含铬酸或其盐，和催化剂离子如硫酸根或氟离子。催化剂离子可以由硫酸或其盐和氟硅酸提供。该浴可以在约112-116°F的温度下操作。典型地在铬镀敷中，在约5-9伏下采用约150安培每平方英尺的电流密度。
铬层的厚度一般至少为约0.05μm，优选至少约0.12μm，和更优选至少约0.2μm。厚度上限一般不是关键的且由次要的如成本的考虑来决定。然而，一般情况下，铬层的厚度不应当超过约1.5μm，优选约1.2μm，和更优选约1μm。
代替由铬组成的层21，它可以由锡-镍合金，即锡和镍的合金组成。锡-镍合金层可以通过常规和公知的锡-镍电镀工艺沉积在基材表面上。这些工艺和镀敷浴是常规和公知的，且尤其公开于U.S.专利Nos.4,033,835、4,049,508、3,887,444、3,772,168和3,940,319中，所有这些文献在此引入作为参考。
锡-镍合金层优选由代表原子组成SnNi的约60-70wt％锡和约30-40wt％镍，更优选约65％锡和35％镍组成。镀敷浴包含足够量的镍和锡以提供上述组成的锡-镍合金。
市售的锡-镍镀敷工艺是购自ATOTECH的NiColloyTM工艺，且描述在它们的技术信息表No：NiColloy，1994年10月30日，该文献在此引入作为参考。
锡-镍合金层21的厚度一般至少为约0.25μm，优选至少约0.5μm，和更优选至少约1.2μm。厚度上限范围一般不是关键的且一般依赖于经济考虑。一般情况下，不应当超过约50μm，优选约25μm，和更优选约15μm的厚度。
在聚合物层，或如存在的电镀层上，通过气相沉积如物理气相沉积和化学气相沉积，优选物理气相沉积，至少沉积由如下组成的夹层或堆叠层32：与由耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物组成的层36交替的包括耐火金属或耐火金属合金的层34。
包括耐火金属或耐火金属合金的层34包括铪、钽、钛、锆、锆-钛合金、锆-铪合金等，优选铪、钛、锆或锆-钛合金。
包括耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物的层36是氮化物、碳氮化物和耐火金属或耐火金属合金、氧气和氮气的反应产物。在这些耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物中，氮含量为约3-约22原子百分比，优选约4-约16原子百分比。
包括耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物的层36包括，但不限于氮化锆，氮化钛，氮化铪，锆-钛合金氮化物，锆、氧气和氮气的反应产物，钛、氧气和氮气的反应产物，碳氮化铪，碳氮化锆和锆-钛合金碳氮化物。
因此，根据本发明，氮化锆的氮含量为约3-约22原子百分比，优选约4-约16原子百分比，氮化铪的氮含量为约3-约22原子百分比，优选约4-约16原子百分比等。
耐火金属或金属合金、氮气和氧气的反应产物包括耐火金属氧化物或耐火金属合金氧化物，耐火金属氮化物或耐火金属合金氮化物，和耐火金属氧-氮化物或耐火金属合金氧-氮化物。
夹层或堆叠层32的平均厚度一般为约500埃-约1μm，优选约0.1μm-约0.9μm，和更优选约0.15μm-约0.75μm。夹层或堆叠层一般包含约4-约100个交替层34和36，优选约8-约50个交替层34和36。
每个层34和36的厚度一般至少为约15埃，优选至少约30埃，和更优选至少约75埃。一般情况下，层34和36应当不厚于约0.38μm，优选约0.25μm，和更优选约0.1μm。
形成堆叠层32的方法是通过采用溅射或阴极弧蒸发以沉积耐火金属如锆或钛的层34，随后通过反应性溅射或反应性阴极弧蒸发以沉积耐火金属含氮化合物如氮化锆或氮化钛的层36。
优选在气相沉积如反应性溅射期间，在零(不引入气体)到在所需值下引入气体之间改变(脉冲)氮气和/或氮气和氧气的流量，以在夹层32中形成耐火金属的层36和耐火金属含氮化合物的层34的多个交替层。
在夹层或堆叠层32上是颜色层38。颜色层38由耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物组成。颜色层38由与层36相同的含氮化合物组成。颜色层38的厚度至少有效提供颜色，更具体地为不锈钢颜色。一般情况下，此厚度至少为约25埃，和更优选至少约500埃。厚度上限范围不是关键的且依赖于次要的如成本的考虑。一般情况下不超过约0.75μm，优选约0.65μm，和更优选约0.5μm的厚度。
如果颜色层38由耐火金属或耐火金属合金、氮气和氧气的反应产物组成，改变氧含量会使不锈钢颜色更带蓝色或带黄色。增加氧含量会使颜色层具有带蓝色的色调。降低氧含量会使颜色层具有带黄色的色调。
除夹层或堆叠层32和颜色层38以外，可以非必要地存在另外的气相沉积层。这些另外的气相沉积层可包括由在堆叠层32和聚合物或电镀层之间沉积的耐火金属或耐火金属合金组成的层。耐火金属包括铪、钽、锆和钛。耐火金属合金包括锆-钛合金、锆-铪合金和钛-铪合金。耐火金属层或耐火金属合金层31一般尤其用作改进夹层32对聚合物或电镀层粘合的触击层。如图2-4所示，耐火金属或耐火金属合金触击层31一般位于堆叠层32和聚合物或电镀层中间。层31的厚度一般至少有效使层31用作触击层，即用以改进堆叠层32对其下层的粘合。一般情况下，此厚度至少为约60埃，优选至少约120埃，和更优选至少约250埃。厚度上限范围不是关键且一般依赖于如成本的考虑。然而，一般情况下，层31应当不厚于约1.2μm，优选约0.5μm，和更优选约0.25μm。
通过常规和公知的气相沉积技术包括物理气相沉积技术如阴极弧蒸发(CAE)或溅射，沉积耐火金属或耐火金属合金层31。溅射技术和设备尤其描述于J.Vossen和W.Kern的“薄膜工艺II”，AcademicPress，1991；R.Boxman等人，“真空弧科学和技术手册”，NoyesPub.，1995；和U.S.专利Nos.4,162,954和4,591,418中，所有这些文献在此引入作为参考。
简单地，在溅射沉积工艺中，将耐火金属(如钛或锆)目标(它是阴极)和基材放入真空腔室中。将腔室中的空气抽空以在腔室中产生真空条件。将惰性气体，如氩气引入腔室。将气体粒子电离和向目标加速以移除钛或锆原子。然后将移除的目标材料典型地作为涂膜沉积在基材上。
在阴极弧蒸发中，将典型地几百安培的电弧撞击在金属阴极如锆或钛的表面。该弧蒸发阴极材料，它然后冷凝在基材上，形成涂层。
在本发明的优选实施方案中，耐火金属由钛、铪或锆组成，和耐火金属合金由锆-钛合金组成。
另外的气相沉积层可包括不是上述氮化物，碳氮化物或耐火金属或耐火金属合金、氮气和氧气的反应产物的耐火金属化合物和耐火金属合金化合物。这些耐火金属化合物和耐火金属合金化合物包括耐火金属氧化物和耐火金属合金氧化物和耐火金属碳化物和耐火金属合金碳化物。
在本发明的一个实施方案中，如图4所示，在颜色层38上沉积由耐火金属氧化物或耐火金属合金氧化物组成的层39。该层39的耐火金属氧化物和耐火金属合金氧化物包括，但不限于氧化铪、氧化钽、氧化锆、氧化钛、和锆-钛合金氧化物，优选氧化钛、氧化锆、和锆-钛合金氧化物。这些氧化物和它们的制备是常规和公知的。
层39有效向涂层提供改进的耐化学品，如酸或碱性能。包含耐火金属氧化物或耐火金属合金氧化物的层39的厚度一般至少有效提供改进的耐化学品性能。一般情况下此厚度至少为约10埃，优选至少约25埃，和更优选至少约40埃。层39应当足够薄使得它并不使其下的颜色层38的颜色变暗。即层39应当足够薄使得它是非不透明的或基本透明的。一般情况下层39应当不厚于约0.10μm，优选约250埃，和更优选约100埃。
可以通过指定的不锈钢颜色标准控制或预定涂层的不锈钢颜色。在其中颜色层38由耐火金属或耐火金属合金、氮气和氧气的反应产物组成的情况下，可以通过总气体流中氮气对氧气比例的增加或减少，将不锈钢颜色调节到轻微更带黄色或蓝色。可以完全地匹配于不锈钢的抛光或刷光表面润饰。
为更容易理解本发明，提供以下实施例。该实施例是说明性和并不将本发明限定于此。
                      实施例1
将黄铜龙头放入包含标准和公知的肥皂、洗涤剂、抗絮凝剂等的常规浸泡清洁剂浴中，将该浴保持在8.9-9.2的pH和180-200°F的温度下约10分钟。然后将黄铜龙头放入常规超声波碱性清洁剂浴中。超声波清洁剂浴的pH为8.9-9.2，其被保持在约160-180°F的温度下，且包含常规和公知的肥皂、洗涤剂、抗絮凝剂等。在超声波清洁之后，将龙头清洗和干燥。
通过标准和常规高体积低压枪将基础涂层聚合物组合物涂敷到清洁和干燥的龙头上。聚合物由35wt％苯乙烯化丙烯酸类树脂，30wt％蜜胺甲醛树脂，和35wt％双酚A环氧树脂组成。将聚合物溶于足够的溶剂中以提供包含约43wt％固体的聚合物组合物。在龙头上涂敷基础涂层之后，允许龙头静置20分钟用于环境溶剂闪蒸。然后将龙头在375°F下焙烧两小时。获得的固化聚合物基础涂层的厚度为约20μm。
将聚合物涂敷的龙头放入阴极弧蒸发镀敷容器中。容器一般是包含真空腔室的圆筒形外壳，该真空腔室适于通过泵抽空。通过用于改变进入腔室的氩气流量的可调节阀门，将氩气源连接到腔室。此外，通过用于改变进入腔室的氮气和氧气流量的可调节阀门，将氮气和氧气源连接到腔室。
将圆筒形阴极安装在腔室中心且连接到可变D.C.电源的负输出上。将电源的正侧连接到腔室壁上。阴极材料包括锆。
将涂敷的龙头安装在转轴上，将16个这样的转轴安装在围绕阴极外部的环上。整个环围绕阴极旋转而每个转轴也围绕它自身的轴旋转，导致所谓的行星运动，它对于围绕每个转轴安装的多个龙头提供对阴极的均匀曝露。该环典型地在几个rpm下旋转，而每个转轴相对于每个环回转进行几个回转。转轴与腔室被电隔离且提供有可旋转接触使得可以在涂敷期间将偏压施加到基材上。
将真空腔室抽空到约10-5-10-7托的压力且加热到约150℃。
然后将聚合物涂敷的龙头进行高偏压弧等离子体清洁，其中将约500伏的(负)偏压施加到电镀龙头上同时将大约500安培的弧撞击和保持在阴极上。清洁的持续时间大约是5分钟。
在足以保持约2×10-1毫巴压力的速率下引入氩气。在聚合物层上涂敷堆叠层。在足以提供约4-16原子百分比氮含量的流量下，周期性地向真空腔室中引入氮气流。此物流是氩气和氮气总物流的约4-20％。在流动期间弧放电在大约500安培下持续。将氮气流量脉冲，即将它周期性地从总流量的约10％-20％和约零的流量改变。氮气脉冲的周期是1到2分钟(30秒到1分钟开启，然后关闭)。脉冲沉积的总时间是约15分钟，导致约10-15个层的堆叠，每个层的厚度为约2.5埃-约75埃。
在沉积堆叠层之后，将氮气流保留在足以提供约4-16原子百分比的氮含量的流量下。此流量是总氩气和氮气流的约4-约20％，对于约5-10分钟的时间以在堆叠层顶部形成颜色层。在沉积此氮化锆层之后，终止氮气流且将大约0.1标准升每分钟的氧气流引入30秒到1分钟的时间。形成厚度为约50埃-125埃的氧化锆薄层。在该最后沉积阶段结束时将弧熄灭，将真空腔室排气和取出涂敷制品。
尽管已经为了说明的目的描述了本发明的某些实施方案，应理解在本发明总的范围中可以有各种实施方案和改进。

Claims (15)

1.一种在其至少一部分表面上含有具有不锈钢外观的保护和装饰性涂层的制品，包括：
由聚合物组成的层；
由如下组成的堆叠层：与由耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物组成的层交替的由耐火金属或耐火金属合金组成的层；
由耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物组成的颜色层；
其中所述耐火金属含氮化合物或耐火金属合金含氮化合物的氮含量为约3-约22原子百分比。
2.权利要求1的制品，其中所述氮含量为约4-约16原子百分比。
3.权利要求1的制品，其中所述含氮化合物选自氮化物，碳氮化物和耐火金属或金属合金、氧气和氮气的反应产物。
4.权利要求3的制品，其中所述含氮化合物是氮化物。
5.权利要求3的制品，其中所述含氮化合物是碳氮化物。
6.权利要求3的制品，其中所述含氮化合物是耐火金属或耐火金属合金、氧气和氮气的反应产物。
7.权利要求1的制品，其中由耐火金属氧化物或耐火金属合金氧化物组成的层在所述颜色层上。
8.权利要求1的制品，其中耐火金属或耐火金属合金触击层在所述聚合物层上。
9.权利要求1的制品，其中铬层在所述聚合物层上。
10.权利要求1的制品，其中耐火金属或耐火金属合金触击层在所述铬层上。
11.权利要求1的制品，其中所述耐火金属选自铪、锆和钛。
12.权利要求1的制品，其中所述耐火金属合金是锆-钛合金。
13.权利要求4的制品，其中所述耐火金属选自锆、钛和铪。
14.权利要求5的制品，其中所述耐火金属选自锆、钛和铪。
15.权利要求6的制品，其中所述耐火金属选自锆、钛和铪。
CN02801089A 2001-04-05 2002-04-04 含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品 Pending CN1460067A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/827,004 US20020146585A1 (en) 2001-04-05 2001-04-05 Coated article with polymeric basecoat having the appearance of stainless steel
US09/827,004 2001-04-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1460067A true CN1460067A (zh) 2003-12-03

Family

ID=25248077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN02801089A Pending CN1460067A (zh) 2001-04-05 2002-04-04 含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20020146585A1 (zh)
CN (1) CN1460067A (zh)
BR (1) BR0204751A (zh)
CA (1) CA2409181A1 (zh)
WO (1) WO2002081194A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030113589A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-19 Guocun Chen Low pressure coated article with polymeric basecoat having the appearance of stainless steel
DE102008062860A1 (de) * 2008-12-23 2010-07-01 Universität Bremen Schichtverbundwerkstoff, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung desselben
CN102534477A (zh) * 2010-12-09 2012-07-04 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 壳体及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6196936B1 (en) * 1996-01-11 2001-03-06 Molecular Metallurgy, Inc. Coated golf club component
US6004684A (en) * 1997-04-30 1999-12-21 Masco Corporation Article having a protective and decorative multilayer coating
US5879532A (en) * 1997-07-09 1999-03-09 Masco Corporation Of Indiana Process for applying protective and decorative coating on an article
US6154311A (en) * 1998-04-20 2000-11-28 Simtek Hardcoatings, Inc. UV reflective photocatalytic dielectric combiner having indices of refraction greater than 2.0
US6132889A (en) * 1999-07-30 2000-10-17 Vapor Technologies, Inc. Coated article

Also Published As

Publication number Publication date
US20020146585A1 (en) 2002-10-10
BR0204751A (pt) 2003-04-29
CA2409181A1 (en) 2002-10-17
WO2002081194A1 (en) 2002-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1250392C (zh) 具有不锈钢外观的涂敷制品
US6803133B2 (en) Coated article
CN1461258A (zh) 具有不锈钢颜色的涂敷制品
CN1460066A (zh) 具有不锈钢外观的涂敷制品
CN1460060A (zh) 含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品
CN1460061A (zh) 具有不锈钢外观的涂敷制品
CN1461259A (zh) 含有具有不锈钢颜色的聚合物基础涂层的涂敷制品
CN1460067A (zh) 含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品
CN1460062A (zh) 含有具有不锈钢外观的聚合物基础涂层的涂敷制品
CN1463224A (zh) 涂敷制品
CN1460064A (zh) 具有不锈钢外观的涂敷制品
CN1463225A (zh) 含有聚合物基础涂层的涂敷制品
US20020081449A1 (en) Coated article
US20020081450A1 (en) Coated article with polymeric basecoat
US20030113589A1 (en) Low pressure coated article with polymeric basecoat having the appearance of stainless steel
CN1460065A (zh) 具有不锈钢外观的涂敷制品
CA2552357A1 (en) Coated article
US20030113557A1 (en) Low pressure coated article with polymeric basecoat
US20030113558A1 (en) Low pressure coated article with polymeric basecoat having the appearance of stainless steel
US20030113543A1 (en) Low pressure coated article with polymeric basecoat
AU2002307069A1 (en) Coated article with polymeric basecoat having the appearance of stainless steel
AU2002247469A1 (en) Coated article with polymeric basecoat having the appearance of stainless steel
AU2002307240A1 (en) Coated article with polymeric basecoat having a stainless steel color
AU2002254510A1 (en) Coated article having the appearance of stainless steel

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication