JP2003505588A - 高鏡面反射率を有するアルミニウム・チタン合金、その合金を備える反射コーティング、及びそのコーティングを含む鏡と構成物 - Google Patents
高鏡面反射率を有するアルミニウム・チタン合金、その合金を備える反射コーティング、及びそのコーティングを含む鏡と構成物Info
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Abstract
Description
を備える反射コーティング、及びそのコーティングを含む鏡と構成物に関する。
な制約下に置かれたとしても、その光学特性が明白に定義された範囲に収まり、
それが全体として維持されていなければならない鏡である。本発明を限定するも
のではないが、過酷な制約の例としては、例えば、塩化ナトリウムなどの化学薬
品の存在下における湿潤雰囲気などの腐食雰囲気が特に挙げられる。この際、そ
の凝結の有無は問わない。更に詳しくは、これも本発明を限定するものではない
が、本発明は、プラスチック材料または合成材料の支持体上に金属の層を堆積す
ることにより作成される鏡に関し、後者の合成材料支持体上に堆積する場合には
、反射コーティングと通常はポリマーである基板との間の界面が特に環境に対し
て敏感であり、不可逆的な劣化の生じる箇所である。
属層を堆積することにより作成される。続いて金属層は、透明保護膜により、物
理的、化学的またはそれ以外の攻撃から保護される。何ら限定を意図しない保護
膜の一例としては、金属酸化物または窒素酸化物が挙げられるが、経済的理由に
より、多くの場合はポリマーである。
界面と、反射コーティングと保護膜との界面である。これらの界面は、曇りや膨
れにつながる、全ての場合に鏡の重大な劣化となる分離の生じる箇所となる可能
性があるので、弱点である。
れる、すなわち元素の周期表の第VIII族の金属、より詳しくは、ロジウム、ルテ
ニウム、またはパラジウムを堆積することにより作成される。これらの金属は6
0パーセント近くの許容可能な反射率を有する。これらの金属は、その高硬度に
より、曇り難く、物理的攻撃に対し良好な耐性を有する。しかしながら、この技
術には、これらの金属にコーティングを施す難しさと非常な高コストとに関する
大きな不都合がある。
、金属、ポリマーまたはセラミックの基板上に堆積することにより鏡を製造して
いる。このような鏡は、卓越した光学特性を有するが、コーティングの曇り、膨
れ、及び酸化物の付着のために非常に速く劣化してしまうので、攻撃的雰囲気中
では使用できない。
いに関わらず、チタン層が用いられてきたが、これらの構造体は攻撃的環境にお
いて急速に劣化する。この点に対して、フランス国特許第2768096号は、
透明な支持体の背面上に各層を堆積することを推奨しており、すると特に、物理
的及び化学的影響から良好に保護されることを示している。
はチタンに機械的特性を付与するために用いられ、アルミニウム含有率は低く、
一般的に銅を含有する。
非常に強力な化学結合を形成する特性とを同時に有する金属合金を提供し、それ
により、上述の2面の界面に、工業上の性質を有するか又は塩的性質を有するか
に関わらない、殆どの形態の雰囲気による攻撃に対する耐性を付与することにあ
る。
を有する金属合金を提供することにある。
範囲にわたる温度変化によって劣化しない化学結合を形成する合金を提供するこ
とにある。
る。
明により満たされる。すなわち本発明は、アルミニウム含有率が80〜90原子
パーセントであって、チタン含有率が10〜20原子パーセントの、アルミニウ
ムとチタンとを基材にした微結晶金属合金を提供する。この際、金属合金は熱力
学的平衡になく、それ故酸化及び腐食に対する耐性を有し、同時にポリマー材料
との接着性に関して優れた能力を有する。
る結晶を指す。従って、本発明によれば、微結晶合金は約1μm未満のサイズで
ある結晶から構成される。
向上する。しかしながら、2原子パーセントまでの不純物は、合金の性能に有意
な影響を及ぼさないので許容され得る。
ント以下の不純物を備える。
アルミニウムと13〜16原子パーセントのチタンとを含有する。
ば当該技術においては、アルミニウムに添加物を添加することは、普通ならば著
しくその反射率を低減することが周知であるからである。
は一般にアルミニウムの含有率が低く、一般に銅を含有する合金であって、チタ
ンに機械的特性を付与するために用いられる。
般に、同量のマンガンとマグネシウムとが結合しており、チタンの含有率は1原
子パーセントを超過していない。圧力下での中空体の製作を意図されており、こ
のような合金は全く適用分野外であって、かつ本発明の範囲外である。
ase Diagrams」第1巻、175〜176ページには、アルミニウム
含有率が80〜90原子パーセントで、チタン含有率が10〜20原子パーセン
トのアルミニウム・チタン合金が開示されている。本発明の範囲外であるこの合
金は、熱力学的平衡にあり、微結晶ではない。酸化及び腐食に対して要求される
耐性を有しておらず、ポリマー材料に対する著しい接着能力も有していない。
反射コーティングをも提供する。
チタン含有率が10〜20原子パーセントである、熱力学的平衡にない、微結晶
チタンとアルミニウムとを基材とした合金である。
された金属合金の層からなり、かつ金属合金は、アルミニウム含有率が80〜9
0原子パーセントであって、チタン含有率が10〜20原子パーセントであって
、更に不純物含有率が最大で約2原子パーセント程度の、アルミニウムとチタン
とを基材にした合金である。 本発明の反射コーティングにおいては、保護膜は通常はポリマー材料である。
反射率以外の特性は影響を受けないが、反射率は低下する。 金属合金層の厚さは、好ましくは0.01〜3μmであって、より好ましくは
0.01〜0.5μmである。
提供する。 基板は一般にはポリマー材料である。
耐性とを有する特殊鏡を得るには、透明保護膜に被覆される金属合金層からなる
反射コーティングであって、金属合金が、アルミニウムと微結晶チタンとを基材
にした合金であり、熱力学的平衡になく、アルミニウム含有率が80〜90原子
パーセントであり、チタン含有率が10〜20原子パーセントであり、不純物含
有率が最大で約2原子パーセント程度であり、合金層の厚さが0.01〜3μm
であることを特徴とする反射コーティングを選択する必要がある。
護される際には、この結合体は、反射率に悪影響を及ぼしたり界面に欠陥を出現
させたりすることなく、ISO基準9227の塩水噴霧試験のような腐食雰囲気
に曝露することが可能である。
ることができる。しかしながら、種々の形態の陰極スパッタリング、一定条件下
での蒸着及び副蒸着(co-evaporation)(これらは微結晶を得るために当業者に
より容易に決定され得る)のような真空堆積法が、特にこのような材料を薄層形
態にするための手段として代表的である。
成物の部品とすることができる。
を有する。
で、腐食耐性もまた高い。
O2の透明層と、例えばアルミニウム・チタン合金であるアルミニウム合金の反
射層とを連続的に堆積したガラス基板からなる鏡が記載されている。その目的は
、TiO2層内の光の干渉により生成される色を用いた着色鏡を作成することに
ある。二酸化チタンが着色鏡の最も重要な成分である。なお、アルミニウム合金
の反射層は光線に対してガラスの背部にあり、従ってその反射面は酸化から保護
される。更に、上記特許のアルミニウム合金は、本発明とは異なりセラミックと
接触するようになっており、ポリマーとの接着力や親和力を有することを必ずし
も必要としていない。セラミックは、物理的および化学的な面においてポリマー
とは全く異なるものである。
する。
食にも耐えねばならない。このために、0.1μmの厚さで、アルミニウムを8
5原子パーセント含有しその残りがチタンである本発明に係るアルミニウム・チ
タン合金を、例えば陰極スパッタリングなどの真空堆積法により堆積し、続いて
、耐摩耗性があり、ポリシロキサンを基材とした透明コーティング(保護膜)に
より保護した。
O基準2409に則り測定したところ、結果はクラスゼロであった。ISO基準
9227に則り、400時間含塩雰囲気に曝露することにより、鏡を人為的に経
時劣化させた。続いて洗浄、乾燥し、接着力について再度試験を行った。結果は
クラスゼロであって、剥離や酸化物の付着などは何ら出現しなかった。試験後の
反射率は66±1パーセントであって、初期値との差は測定誤差の範疇であった
。
、続いて同一のポリシロキサン・コーティングを被覆することにより従来通りに
作成した鏡に同一の試験を施した。400時間の塩水噴霧への曝露の後には、コ
ーティングは鏡の表面のほぼ30パーセントにわたり剥離してしまい、使用に適
さなかった。
氏200度の運転温度に耐え得ねばならない。このために、ポリエーテルイミド
構造体を用い、本発明に係るアルミニウム・チタン合金の層を真空堆積法により
被覆した。その組成は、アルミニウム87原子パーセント、チタン13原子パー
セントとした。厚さは5μmとした。
で述べた方法により試験したが、結果はクラスゼロであった。鏡に、摂氏200
度で1時間、室温で2時間という周期を交互に繰り返す一連の試験を施した。1
0周期繰り返した後に試験を終了し、その特性を再度測定した。接着試験の結果
はクラスゼロであって、反射率に変化はなかった。
は1μmの金をポリエーテルイミド基板に被覆することにより得て、他の1枚は
純アルミニウムを同一の基板に被覆することにより得た。10周期終了した後に
は、金のコーティングは部分的に剥離し、鏡は使用不能となった。アルミニウム
・コーティングの反射率は、95パーセントであったものが、表面の酸化層の成
長により52パーセントにまで減少した。
タジエン・スチレン(ABS)から作成し、光沢のある金属的外観を有する必要
があった。設置場所での供用寿命は5年より長くなければならなかった。
パーセントとを含有する本発明に係るアルミニウム・チタン合金により金属メッ
キを施した。その厚さは0.3μmとした。続いて、20μmの厚さに透明保護
ニスを塗布した。実施例1で述べた試験により測定されたコーティングの接着力
はクラスゼロであって、反射率は68パーセントであった。
とにより、経時劣化についてシミュレーションを行った。試験終了時に、広告板
を洗浄、乾燥し、その特性を再度測定した。接着力には変化がないままであって
、反射率は65パーセントであった。このわずかな反射率の変化は、塩水噴霧に
よる保護ニス表面へのわずかな攻撃に関連していた。
で被覆され、同一のニスにより保護された広告板に対し、同一の試験を施した。
反射率は70パーセントであって、接着力のクラスはゼロであった。塩水噴霧へ
の曝露後には、同じ理由で反射率は66パーセントに減少したが、接着力のクラ
スは1になってしまった。
パーセント含有するAlTi合金の鋳塊を鋳造及び圧延して、10μmの厚さの
膜を得た。膜のX線検査により、その結晶構造は、アルミニウム・チタンの状態
図により予測していたものと一致することが確認された。
まで減少させた。
ーボネート基板に糊付けした。続いて、全体を透明な引っ掻き傷に耐えるニスの
層で被覆し、反射面を損傷から保護した。この技術により、工業化が容易に可能
になり、かつ低コストの大量生産が可能になった。
を施した。24時間の試験の後には、これは著しく短すぎたのだが、保護ニスの
層が際だって劣化していた。顕微鏡での検査では、劣化の原因は、以上のように
して得られたアルミニウム・チタン合金に対するポリマー・ニスの不十分な接着
状態にあることが示された。
Claims (15)
- 【請求項1】 アルミニウムとチタンとを基材にした微結晶金属合金であっ
て、アルミニウム含有率が80〜90原子パーセントで、チタン含有率が10〜
20原子パーセントであり、熱力学的平衡になく、それ故酸化及び腐食に対する
耐性を有し、同時にポリマー材料に対する優れた接着能力を有することを特徴と
する微結晶金属合金。 - 【請求項2】 不純物含有率が最大約2原子パーセント程度であることを特
徴とする請求項1に記載の金属合金。 - 【請求項3】 アルミニウム含有率が84〜87原子パーセントであって、
チタン含有率が13〜16原子パーセントであることを特徴とする請求項1に記
載の金属合金。 - 【請求項4】 保護膜により被覆された、請求項1に記載のアルミニウムと
チタンとを基材にした金属合金の層からなる反射コーティング。 - 【請求項5】 透明保護膜により被覆された、請求項2に記載のアルミニウ
ムとチタンとを基材にした金属合金の層からなる反射コーティング。 - 【請求項6】 前記保護膜がポリマー材料の膜であることを特徴とする請求
項4に記載の反射コーティング。 - 【請求項7】 金属合金層が0.01〜5μmの厚さであることを特徴とす
る請求項4乃至6のいずれかに記載の反射コーティング。 - 【請求項8】 金属合金層が0.01〜3μmの厚さであることを特徴とす
る請求項7に記載の反射コーティング。 - 【請求項9】 金属合金層が0.01〜0.5μmの厚さであることを特徴
とする請求項8に記載の反射コーティング。 - 【請求項10】 請求項4乃至9のいずれかに記載の反射コーティングを支
持する基板を備えることを特徴とする鏡。 - 【請求項11】 前記基板がポリマー材料からなることを特徴とする請求項
10に記載の鏡。 - 【請求項12】 少なくとも約65パーセント程度の鏡面反射率と、腐食及
び酸化に対し良好な耐性を有する特殊鏡であって、請求項5、6、8及び9のい
ずれかに記載の反射コーティングを支持する基板を備えることを特徴とする特殊
鏡。 - 【請求項13】 請求項12に記載の特殊鏡を含むことを特徴とする構成物
。 - 【請求項14】 自動車用バックミラーを構成することを特徴とする請求項
13に記載の構成物。 - 【請求項15】 広告板を構成することを特徴とする請求項13に記載の構
成物。
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