JP2005500918A - ステンレススチールの外観を有する被覆された物品 - Google Patents

Abstract

ステンレススチールの外観を有する多層の装飾用且つ保護用被覆で物品が被覆される（図３）。被覆は上記物品の表面上の一層以上の電気めっき層、及び電気めっき層の上に蒸着される、高融点金属又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物を含む着色層を含む。反応生成物中の窒素及び酸素の全含有量は原子パーセントで約４から約３２％であり、同時に窒素含有量は原子パーセントで少なくとも約３％である。

Description

【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調を有する多層の装飾用且つ保護用被覆で被覆された物品、特に真鍮製物品に関する。
【０００２】
（発明の背景）
蛇口、蛇口の縁飾り板、ドアーノブ、ドアーハンドル、ドアー把手の縁飾り板等のような種々の真鍮製物品について、その物品の表面を先ずバフがけして研磨して光沢を出し、次いでこの研磨した表面上にアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を含む被覆のような有機物の保護被覆を施すことが現在行われている。この方法の欠点は、特に物品が複雑な形状の場合にバフがけ及び研磨の作業に人手が掛かることである。又、公知の有機物被覆が必ずしも希望通りの耐性を有しておらず、酸による侵食を受け易い。従って、真鍮製物品、又は実に他の物品、それがプラスチック、磁器或は金属であれ、装飾的外観、並びに、耐久性、耐摩耗性及び耐食性を物品に付与するような被覆を施すことができるならば、非常に好都合であると考えられる。装飾的外観、並びに、耐久性、耐摩耗性及び耐食性を付与する多層被覆を物品に適用することができることは、当業界で公知である。この多層被覆には、窒化ジルコニウム又は窒化チタンのような高融点金属の窒化物の装飾用及び保護用着色層が含まれる。この着色層は、窒化ジルコニウムの場合は真鍮色を呈し、窒化チタンの場合は金色を呈する。
【０００３】
とりわけ、米国特許第５，９２２，４７８号；第６，０３３，７９０号及び第５，６５４，１０８号は、研磨された真鍮のような装飾的色調に加えて、耐久性、耐摩耗性及び耐食性をも物品に付与する被覆を記載している。仮に窒化ジルコニウム又は窒化チタンを含有しながら、真鍮色又は金色でなくステンレススチールの色調である被覆と実質的に同じ性質を呈する被覆が提供されれば、非常に好都合であると考えられる。本発明はこのような被覆を提供する。
【０００４】
（発明の概要）
本発明は、表面の少なくとも一部に施された装飾用且つ保護用の多層被覆を有するプラスチック、磁器又は金属製品のような物品を目的とする。更に具体的には、本発明は表面をある特定の種類の物質を複合的に重ねた層で被覆された物品又は基板、特にアルミニウム、真鍮又は亜鉛のような金属製品を目的とする。本被覆は装飾用で且つ耐食性、耐久性及び耐摩耗性をも付与する。本被覆はステンレススチールの外観を付与する、即ちステンレススチールの色調を呈する。かくて、表面に被覆を有する物品の表面はあたかもステンレススチールの表面のようになる。
【０００５】
物品は先ずその表面上に一層以上の電気めっき層で被覆される。次いで、電気めっきされた層の上に物理的蒸着のような蒸着により、１層以上の蒸着層を析出させる。基板表面上に直に析出した最初の層はニッケルを含有する。最初の層は、一枚層であってもよく、又は、例えば基板表面上に直接析出させた半光沢ニッケル層、及び半光沢ニッケル層の上に重ね合わせた光沢ニッケル層のような二つの異なったニッケル層から成ってもよい。電気めっき層の上方に、酸素及び窒素の含有量が低い、即ち化学量論値以下である、高融点金属又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物を含む保護用且つ装飾用着色層がある。高融点金属、窒素及び酸素の反応生成物中、又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物中の酸素及び窒素の全含有量は原子パーセントで約４から約３２％であり、同時に窒素含有量は原子パーセントで少なくとも約３％であり、好ましくは全含有量は原子パーセントで約５から約２８％であり、同時に窒素含有量は原子パーセントで少なくとも約４％である。
【０００６】
（好適な態様の説明）
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のようなプラスチック、磁器、金属又は合金のような、その上にめっき層を施すことができるいずれの材料も含むことができる。一つの実施態様では、銅、鋼、真鍮、亜鉛、アルミニウム、ニッケル合金等のような金属又は合金を含む。
【０００７】
本発明では、図１〜４に図示するように、第一の層又は一組の層群が電気めっきのようなめっきによって物品の表面上に施される。第二の層又は一組の層群が電気めっき層の表面上に蒸着によって施される。電気めっき層は、とりわけ物品の表面を平滑化する基礎被覆の役目をする。本発明の一つの実施態様では、ニッケル層１３を物品の表面に析出することができる。ニッケル層は、例えば光沢ニッケル、半光沢ニッケル、しゅす光沢のニッケル等、めっきによって析出するいずれの通常のニッケルであってもよい。ニッケル層１３は、基板１２の少なくとも一部の表面に通常の公知の電気めっきプロセスによって析出させる。これらのプロセスでは、めっき溶液として、例えば、ワッツ（Ｗａｔｔｓ）浴のような通常の電気めっき浴が使用される。このような浴は一般に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む。塩化物、スルファミン酸塩及びフルオロホウ酸塩の全てのめっき溶液も使用できる。これらの浴は、所望により均染剤、光沢剤等の公知で通常に使用される多くの化合物を含むことができる。鏡のように輝度の高いニッケル層をつくるためには、少なくとも一つのクラスＩの光沢剤及び少なくとも一つのクラスＩＩの光沢剤がめっき溶液に加えられる。クラスＩの光沢剤は硫黄を含む有機化合物である。クラスＩＩの光沢剤は硫黄を含まない有機化合物である。クラスＩＩの光沢剤は表面の平滑化の作用もすることができ、硫黄を含むクラスＩの光沢剤を使わないめっき溶液に添加すると、半光沢ニッケルの被覆となる。これらのクラスＩの光沢剤には、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の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のようなスルホンアミド並びにスルホン酸が含まれる。クラスＩＩの光沢剤は一般に不飽和有機化合物であり、例えばアセチレン系又はエチレン系アルコール、エトキシル化及びプロポキシル化したアセチレン系アルコール、クマリン及びアルデヒドがある。これらのクラスＩ及びクラスＩＩの光沢剤は当業者には公知であり、市場で容易に入手できる。とりわけ、これらは米国特許第４，４２１，６１１号に記載されており、この特許は、参照することにより本明細書に取り入れられている。
【０００８】
ニッケル層は、半光沢ニッケル、しゅす光沢のニッケル又は光沢ニッケルのような一枚層であってもよく、又は異なった二つのニッケル層、例えば半光沢ニッケルを含む層及び光沢ニッケルを含む層の二重層であってもよい。ニッケル層の厚さは物品の表面を平滑にし、耐食性を向上させるのに有効な厚さであるのが一般的である。この厚さは一般に約２．５ミクロンから約９０ミクロン、好ましくは約４ミクロンから約９０ミクロンの範囲である。
【０００９】
当業界で公知のように、ニッケル層を基板上に析出させる前に、基板を通常の公知の酸性浴に浸して酸による活性化を行なう。
【００１０】
図１〜４に図示される一つの実施態様では、ニッケル層１３は異なった二つのニッケル層１４及び１６を実際に含む。層１４は半光沢ニッケルを含み、層１６は光沢ニッケルを含む。この二重ニッケル析出層は、下の基板の耐食性を向上させる。半光沢の硫黄を含まない層１４は、通常の電気めっきプロセスによって基板１２の表面上に析出する。半光沢ニッケル層１４を有する基板１２は、次いで光沢ニッケルめっき浴に入れられ、光沢ニッケル層１６が半光沢ニッケル層１４の上に析出する。
【００１１】
半光沢のニッケル層及び光沢ニッケル層の厚さは、耐食性を向上させ、そして／又は物品の表面を平滑にするのに少なくとも有効な厚さである。一般に、半光沢ニッケル層の厚さは少なくとも約１．２５ミクロン、好ましくは少なくとも約２．５ミクロン、更に好ましくは少なくとも約３．５ミクロンである。厚さの上限は一般に決定的でなく、費用のような二次的なことを考慮して決められる。しかしながら、一般には厚さは約４０ミクロン、好ましくは約２５ミクロン、更に好ましくは約２０ミクロンを超えるべきではない。一般に、光沢ニッケル層は少なくとも約１．２ミクロン、好ましくは少なくとも約３ミクロン、更に好ましくは少なくとも約６ミクロンの厚さを有する。光沢ニッケル層の厚さの上限は重要でなく、一般にコストのようなことを考慮して制御される。しかしながら、一般には厚さは約６０ミクロン、好ましくは約５０ミクロン、更に好ましくは約４０ミクロンを超えるべきではない。光沢ニッケル層１６は基板の欠陥箇所を覆う、又は埋めるのに役立つ平滑化層としても機能する。
【００１２】
一つの実施態様では、図３及び４に図示するように、ニッケル層１３と蒸着層の間に一層以上の電気めっきされた層２１を追加して設けている。これらの追加された電気めっき層はクロム、錫−ニッケル合金等を含むがこれらに限定されない。層２１がクロムを含む場合は、ニッケル層１３の上に通常の公知のクロム電気めっき技術によって析出させてよい。これらの技術は種々のクロムめっき浴と共に、Ｂｒａｓｓａｒｄの「装飾用電気めっき−変遷するプロセス（Ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ−Ａ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）」、Ｍｅｔａｌ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ、１０５〜１０８頁、１９８８年６月；Ｚａｋｉの「クロムめっき（Ｃｈｒｏｍｉｕｍ Ｐｌａｔｉｎｇ）」、ＰＦ Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ、１４６〜１６０頁；及び米国特許第４，４６０，４３８号；第４，２３４，３９６号；及び第４，０９３，５２２号に開示されており、これらは全て、参照することにより本明細書に取り入れられている。
【００１３】
クロムめっき浴は公知であり市場で入手可能である。一般のクロムめっき浴はクロム酸又はその塩、及び硫酸塩又はフッ化物のような触媒イオンを含む。触媒イオンは硫酸又はその塩、及びフルオロケイ酸によって供給することができる。浴は華氏約１１２〜１１６度の温度で操作することができる。クロムめっきでは一般に、約５から９ボルトの電圧で平方フィート当り約１５０アンペアの電流密度が使用される。
【００１４】
クロム層は、一般に、少なくとも約０．０５ミクロン、好ましくは少なくとも約０．１２ミクロン、更に好ましくは少なくとも約０．２ミクロンの厚さを有する。厚さの上限は一般に重要でなく、コストのような二次的なことを考慮して決められる。しかしながら、一般にクロム層の厚さは約１．５ミクロン、好ましくは約１．２ミクロン、更に好ましくは約１ミクロンを超えるべきではない。
【００１５】
層２１はクロムを含む代わりに、ニッケルと錫の合金である錫−ニッケル合金を含んでよい。錫−ニッケル合金層は基板の表面上に、通常で公知の錫−ニッケル電気めっきプロセスによって析出してよい。これらのプロセス及びめっき浴は通常のもので公知であり、とりわけ米国特許第４，０３３，８３５号；第４，０４９，５０８号；第３，８８７，４４４号；第３，７７２，１６８号及び第３，９４０，３１９号に開示されており、これらは全て、参照することにより本明細書に取り入れられている。
【００１６】
錫−ニッケル合金層は、好ましくは約６０〜７０重量％の錫及び約３０〜４０重量％のニッケル、更に好ましくはＳｎＮｉの原子組成に相当する約６５％の錫及び約３５％のニッケルを含む。めっき浴は上記の組成の錫−ニッケル合金を得るに十分な量のニッケル及び錫を含有する。
【００１７】
市場で入手可能な錫−ニッケルめっきプロセスはＡＴＯＴＥＣＨ社から入手可能なＮｉＣｏｌｌｏｙ（Ｒ）プロセスであり、同社の技術情報書Ｎｏ：ＮｉＣｏｌｌｏｙ、１９９４年１０月３０日に記載されている。この技術情報書は、参照することにより本明細書に取り入れられている。
【００１８】
錫−ニッケル合金層２１の厚さは、一般に少なくとも約０．２５ミクロン、好ましくは少なくとも約０．５ミクロン、更に好ましくは少なくとも約１．２ミクロンである。厚さの上限は重要でなく、一般に経済的なことを考慮して決められる。一般に厚さは、約５０ミクロン、好ましくは約２５ミクロン、更に好ましくは約１５ミクロンを超えるべきではない。
【００１９】
電気めっき層の上方には、高融点金属、窒素及び酸素の反応生成物、又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物を含む保護用着色層３２を物理蒸着及び化学蒸着のような蒸着によって析出させる。
【００２０】
高融点金属又は高融点合金、酸素及び窒素の反応生成物には、一般に、高融点金属の酸化物又は高融点合金の酸化物、高融点金属の窒化物又は高融点合金の窒化物、及び高融点金属の酸化窒化物又は高融点合金の酸化窒化物が含まれる。かくて、例えば、ジルコニウム、酸素及び窒素の反応生成物には、酸化ジルコニウム、窒化ジルコニウム及び酸窒化ジルコニウムが含まれる。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金属酸化物及び金属窒化物、並びにこれらの調製及び析出方法は、通常のもので且つ公知であり、とりわけ、米国特許第５，３６７，２８５号に開示されており、その開示内容は、参照することにより本明細書に取り入れられている。
【００２１】
この着色層３２はステンレススチールの色彩又は色調を有しており、これはとりわけ、高融点金属、窒素及び酸素の反応生成物中、又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物中の窒素及び酸素の含有量が化学量論値以下と低いことによる。窒素及び酸素の全含有量は原子パーセントで約４から約３２％であり、同時に窒素含有量は原子パーセントで少なくとも約３％であり、好ましくは全含有量は原子パーセントで約５から約２８％であり、同時に窒素含有量は原子パーセントで少なくとも約４％である。かくて、例えば、窒素含有量が原子パーセントで６％で酸素含有量が原子パーセントで２０％であり、窒素含有量が原子パーセントで８％で酸素含有量が原子パーセントで８％であり、窒素含有量が原子パーセントで１５％で酸素含有量が原子パーセントで２％である。一般に酸素含有量に最小の値はないが、酸素は原子パーセントで少なくとも約１％の量で存在するのが一般的である。
【００２２】
これらの反応生成物中の窒素含有量は、とりわけ、そのステンレススチール色を有する被覆に寄与するのが一般的である。窒素含有量は原子パーセントで少なくとも約３％から約２２％であり、好ましくは原子パーセントで少なくとも約４％から約１６％である。窒素含有量は原子パーセントで約２２％、好ましくは原子パーセントで約１６％を超えてはならない。さもなければ、被覆はそのステンレススチールの外観を失い、ニッケル色を有するようになる。かくて、窒素含有量はステンレススチール色を有する被覆にとって重要である。
【００２３】
高融点金属又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物を含む保護用且つ装飾用の着色層３２では、酸素の含有量を変えることでステンレススチール色の層が、より青みがかった色又は黄色がかった色になる。酸素含有量を増加させると着色層は青みがかった色あいとなる。酸素含有量を下げると着色層は黄色がかった色あいとなる。
【００２４】
この着色した保護層３２の厚さは、ステンレススチールの色調を呈し、且つ耐摩耗性、引っ掻き抵抗及び耐久性を付与するのに少なくとも有効である厚さである。一般に、この厚さは少なくとも約１，０００オングストローム、好ましくは少なくとも約１，５００オングストローム、更に好ましくは少なくとも約２，５００オングストロームである。厚さの上限は一般に重要でなく、コストのように二次的なことを考慮して決められる。一般に、約０．７５ミクロン、好ましくは約０．５ミクロンの厚さを超えるべきではない。
【００２５】
層３２を析出させる方法の一つは、反応スパッタリング又は反応陰極アーク蒸着を利用する物理蒸着による方法である。反応陰極アーク蒸着及び反応スパッタリングは、一般に、反応ガスがチャンバー内に導入され、放出された標的物質と反応すること以外は通常のスパッタリング及び陰極アーク蒸着と類似している。かくて、層３２がジルコニウム、酸素及び窒素の反応生成物を含む場合には、陰極はジルコニウムを含み、そして窒素及び酸素がチャンバーに導入される反応ガスである。
【００２６】
保護用着色層３２に加えて、所望により蒸着層を更に追加してよい。これら追加の蒸着層は高融点金属又は高融点合金を含む層を含んでよい。高融点金属はハフニウム、タンタル、ジルコニウム及びチタンを含む。高融点合金はジルコニウム−チタン合金、ジルコニウム−ハフニウム合金及びチタン−ハフニウム合金を含む。一般に高融点金属層又は高融点合金層３１は、とりわけ着色層３２の基板上の電気めっき層への接着を改善するストライク層として機能する。図２〜４に図示するように高融点金属又は高融点合金のストライク層３１は、一般に着色層３２及び基板上の電気めっき層の間に入る。層３１は、一般に層３１がストライク層として役立つのに少なくとも有効である厚さを有する。一般に、この厚さは少なくとも約６０オングストローム、好ましくは少なくとも約１２０オングストローム、更に好ましくは少なくとも約２５０オングストロームである。厚さの上限は重要でなく、一般にコスト等の考慮に依存する。しかしながら、一般に層３１の厚さは約１．２ミクロン、好ましくは約０．５ミクロン、更に好ましくは約０．２５ミクロンを超えるべきではない。
【００２７】
高融点金属又は高融点合金の層３１は、陰極アーク蒸着（ＣＡＥ）又はスパッタリングのような物理蒸着技術を含む通常の公知の蒸着技術によって析出される。スパッタリングの技術及び設備は、とりわけ、Ｊ．Ｖｏｓｓｅｎ及びＷ．Ｋｅｒｎの「薄膜プロセスＩＩ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ＩＩ）」、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、１９９１；Ｒ．Ｂｏｘｍａｎらの「真空アーク科学及び技術ハンドブック（Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」、Ｎｏｙｅｓ Ｐｕｂ．、１９９５；及び米国特許第４，１６２，９５４号及び第４，５９１，４１８号に開示されており、これらは全て、参照することにより本明細書に取り入れられている。
【００２８】
簡単にいえば、スパッタリングによる析出プロセスでは、陰極である（チタン又はジルコニウムのような）高融点金属の標的及び基板が真空チャンバー内に置かれる。チャンバー内の空気を追い出してチャンバー内を真空状態にする。アルゴンのような不活性ガスをチャンバー内に導入する。ガス粒子はイオン化され標的に向けて加速されて、チタン又はジルコニウムの原子を放出させる。放出された標的物質は次いで基板上に被覆膜として析出するのが一般的である。
【００２９】
陰極アーク蒸着では、一般的に数百アンペアの電気アークをジルコニウム又はチタンのような金属陰極の表面に打ち当てる。アークが陰極物質を蒸発させ、次いでこれが基板上で凝縮して被覆を形成する。
【００３０】
本発明の好ましい実施態様では、高融点金属はチタン又はジルコニウム、好ましくはジルコニウムを含み、高融点合金はジルコニウム−チタン合金を含む。
【００３１】
保護用着色層３２に加えて、所望により更に蒸着層を追加することができる。追加された蒸着層は、上記の酸窒化物以外の高融点金属の化合物及び高融点合金の化合物を含んでもよい。これらの高融点金属の化合物及び高融点合金の化合物には、高融点金属の酸化物及び高融点合金の酸化物；高融点金属の炭化物及び高融点合金の炭化物；及び高融点金属の炭化窒化物及び高融点合金の炭化窒化物が含まれる。
【００３２】
本発明の一つの実施態様では、図４に図示されるように、高融点金属の酸化物又は高融点合金の酸化物を含む層３４は着色層３２の上に配置される。層３４が含んでいる高融点金属の酸化物及び高融点合金の酸化物には、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン及びジルコニウム−チタン合金の酸化物、好ましくは酸化チタン、酸化ジルコニウム及びジルコニウム−チタン合金の酸化物、更に好ましくは酸化ジルコニウムが含まれるが、これらに限定されない。これらの酸化物及びその調製方法は通常のものであり公知である。
【００３３】
層３４は酸又は塩基のような化学品に対する被覆の抵抗力を向上させるのに有効である。高融点金属の酸化物又は高融点合金の酸化物を含む層３４は一般に化学抵抗を向上させるのに少なくとも有効な厚さを有する。一般に、この厚さは少なくとも約１０オングストローム、好ましくは少なくとも約２５オングストローム、更に好ましくは少なくとも約４０オングストロームである。層３４は下層の着色層３２の色調を鈍らせないように、十分薄くなければならない。即ち、層３４は不透明でない、又は実質的に透明であるように十分薄くなければならない。一般に層３４の厚さは、約０．１０ミクロン、好ましくは約２５０オングストローム、更に好ましくは約１００オングストロームを超えるべきではない。
【００３４】
被覆のステンレススチールの色調は、ステンレススチールの指定された色基準によって制御され又は予め決定することができる。ステンレススチールの色調は全ガス流中の窒素の対酸素比を増減することで、僅かながらより黄色がかった、又はより青みがかったように調節することができる。着色層はステンレススチールの研磨された又はブラシがけされた表面仕上げに、まさに匹敵する。
【００３５】
本発明を更に容易に理解するために、以下の実施例を提供する。実施例は例示であって、本発明をそれらに限定するものではない。
【００３６】
実施例１
標準的で公知の石鹸、洗剤、解こう剤等を含み、ｐＨ８．９〜９．２、温度１８０〜２００゜Ｆに保たれた通常の浸透洗浄浴中に真鍮製蛇口を約１０分間浸す。次いで、真鍮製蛇口を通常の超音波アルカリ洗浄浴に浸す。超音波洗浄浴はｐＨ８．９〜９．２であり、華氏約１６０〜１８０度の温度に保持され、通常で公知の石鹸、洗剤、解こう剤等を含む。超音波洗浄の後、蛇口を水洗し、通常のアルカリ電解洗浄浴に浸す。電解洗浄浴は温度華氏約１４０〜１８０度、ｐＨ約１０．５〜１１．５に保持され、標準的で通常の洗剤を含む。次いで蛇口を二度水洗し、通常の酸活性化浴に浸す。酸活性化浴はｐＨが約２．０〜３．０、大気温度で、フッ化ナトリウム系の酸の塩を含む。次いで蛇口を二度水洗し、光沢ニッケルめっき浴に約１２分間浸す。光沢ニッケル浴は、一般に、温度華氏約１３０〜１５０度、ｐＨ約４で保持される通常の浴で、ＮｉＳＯ_４、ＮｉＣｌ_２、ホウ酸及び光沢剤を含む。平均厚さ約１０ミクロンの光沢ニッケル層が蛇口の表面に析出する。光沢ニッケルめっきされた蛇口を三度水洗し、次いで市場で入手可能な通常の六価クロムめっき浴に通常のクロムめっき設備を使用して約７分間浸す。六価クロム浴はガロン当り約３２オンスのクロム酸を含む通常で公知の浴である。この浴は通常で公知のクロムめっき用添加剤も含む。浴は温度華氏約１１２〜１１６度に保持され、硫酸塩／フッ化物の混合触媒を使用する。クロム酸の硫酸塩に対する比は約２００：１である。約０．２５ミクロンのクロム層が光沢ニッケル層の表面に析出する。蛇口を脱イオン水で完全に水洗し、次いで乾燥する。クロムめっきした蛇口を陰極アーク蒸着めっき槽に入れる。槽は一般に円筒の容器であり、ポンプによって脱気するように適合している真空チャンバーを備えている。チャンバーへのアルゴン流量を変えるための調節弁によってアルゴンガス供給源はチャンバーに連結している。更に、チャンバーへの窒素及び酸素の流量を変えるための調節弁によって、窒素及び酸素ガス供給源はチャンバーと連結している。
【００３７】
円筒形の陰極をチャンバーの中央に取り付け、可変直流電源の負側端子に接続する。電源の正側はチャンバーの壁に接続する。陰極材料はジルコニウムを含む。
【００３８】
めっきした蛇口をスピンドルに取り付け、１６個のスピンドルを陰極の外周のリング上に取付ける。リング全体が陰極の周囲で回転すると同時に、個々のスピンドルも自軸の周りを回転し、いわゆる遊星運動が形成され、これにより個々のスピンドルの周囲に取付けられた複数の蛇口を陰極に対し均一に曝露することができる。一般にリングは１分間に数回転し、個々のスピンドルはリングが一回転する毎に数回転する。スピンドルはチャンバーとは電気的に絶縁しており、被覆中にバイアス電圧が基板にかかるように回転接触子を備えている。
【００３９】
真空チャンバーは約１０^−５から１０^−７トールまで脱気され、約１５０℃まで加熱される。
【００４０】
電気めっきされた蛇口は、次いで高バイアスアークプラズマ洗浄を受け、この洗浄では、約５００ボルトの（負の）バイアス電圧が電気めっきされた蛇口にかかり、同時に約５００アンペアのアークが陰極上で発生し持続する。洗浄の持続時間は約５分である。
【００４１】
アルゴンガスは、圧力を約１から５ミリトールに維持するのに十分な流量で導入される。平均厚さが約０．１ミクロンのジルコニウム層が、クロムめっきされた蛇口に３分間かけてめっきされる。陰極アークによるめっきプロセスは、陰極に直流電源を適用して約５００アンペアの電流を得、めっき槽にアルゴンガスを導入してめっき槽の圧力を約１から５ミリトールに保持し、そして上記の遊星方式で蛇口を回転させることを含む。
【００４２】
ジルコニウム層がめっきされた後、ジルコニウム、窒素及び酸素の反応生成物を含む保護用着色層がジルコニウム層の上にめっきされる。アークの放出が約５００アンペアで持続している中で、窒素及び酸素流が真空チャンバーに導入される。この窒素及び酸素流により、原子パーセントで約６から１６％の窒素含有量を有する着色層が生成する。この窒素及び酸素流はアルゴン、窒素及び酸素の全体流の約４から２０％に相当し、そして約２０から３５分間続けられて、約１，５００オングストロームから２，５００オングストロームの厚さの着色層を形成する。ジルコニウム、窒素及び酸素の反応生成物を含むこの着色層を析出させた後に窒素及び酸素流を停止し、酸素流を１分間に約２０から８０標準リットルの割合で約１０から６０秒間続ける。約２０オングストロームから１００オングストロームの厚さの酸化ジルコニウムの薄い層が形成される。アークを消し、真空チャンバーを大気開放して被覆された物品を取り出す。
【００４３】
例示のために本発明の実施態様をいくつか記載したが、本発明の全般的な範囲内で種々の実施態様及び改良があり得ることが理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、二重のニッケルの基礎被覆層、及びこのニッケル層のすぐ上にある高融点金属又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物を含む着色層を含む多層被覆を有する基板の一部の断面図であり；
【図２】
図２は、高融点金属又は高融点合金のストライク層が、基板上のニッケル層と着色層との中間に存在すること以外は、図１と類似する図であり；
【図３】
図３は、クロム層が基板上のニッケル層と高融点金属のストライク層の中間に存在する以外は、図２と類似する図であり；そして
【図４】
図４は、高融点金属の酸化物又は高融点合金の酸化物の層が、着色層の上に存在すること以外は、図３と類似する図である。

Claims (13)

1. ステンレススチールの外観を有する保護用且つ装飾用被覆をその表面上の少なくとも一部に有する物品であって：
   ニッケルを含む少なくとも一つの層；
   高融点金属又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物を含む着色層；
   ここで、上記の高融点金属又は高融点合金、窒素及び酸素の反応生成物の窒素及び酸素の全含有量は、原子パーセントで約４から約３２％であり、同時に窒素の含有量は原子パーセントで少なくとも約３％である；
   を含む物品。
2. 上記窒素及び酸素の全含有量が原子パーセントで約５から約２８％であり、同時に窒素の含有量が原子パーセントで少なくとも約４％である、請求項１記載の物品。
3. 高融点金属又は高融点合金を含む層が上記の少なくとも一層のニッケルを含む層の上にある、請求項１記載の物品。
4. 高融点金属の酸化物又は高融点合金の酸化物を含む層が上記着色層の上にある、請求項１記載の物品。
5. 高融点金属の酸化物又は高融点合金の酸化物が上記着色層の上にある、請求項３記載の物品。
6. クロムを含む層が、上記少なくとも一層のニッケルを含む層の上にある、請求項１記載の物品。
7. 高融点金属又は高融点合金を含む層が、上記クロムを含む層の上にある、請求項６記載の物品。
8. 錫及びニッケルの合金を含む層が、上記少なくとも一層のニッケルを含む層の上にある、請求項１記載の物品。
9. 高融点金属又は高融点合金を含む層が、上記錫及びニッケルの合金を含む層の上にある、請求項８記載の物品。
10. 上記少なくとも一層のニッケルを含む層が、一層のニッケル層を含む、請求項１記載の物品。
11. 上記少なくとも一層のニッケルを含む層が、二層のニッケル層を含む、請求項１記載の物品。
12. 上記被覆がブラシがけされたステンレススチールの仕上げ面の外観を有する、請求項１記載の物品。
13. 上記高融点金属が、ジルコニウム、チタン及びハフニウムから成る群から選ばれる、請求項１記載の物品。