JPH02133565A - 多層セラミックスコーティング金属板及びその製造法 - Google Patents
多層セラミックスコーティング金属板及びその製造法Info
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- JPH02133565A JPH02133565A JP1192552A JP19255289A JPH02133565A JP H02133565 A JPH02133565 A JP H02133565A JP 1192552 A JP1192552 A JP 1192552A JP 19255289 A JP19255289 A JP 19255289A JP H02133565 A JPH02133565 A JP H02133565A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、インテリア、建材、自動車など装飾部材とし
ていかなる環境の下でも適用可能な装飾性・耐候性に優
れた多層セラミックスコーティング金属板及びその製造
法に関するものである。
ていかなる環境の下でも適用可能な装飾性・耐候性に優
れた多層セラミックスコーティング金属板及びその製造
法に関するものである。
従来の技術
エレクトロニクス技術の発展・成熟に伴い、金属材料の
表面改質にも物理蒸着・化学蒸着などのドライプロセス
が応用され始めた０本技術の進歩により、従来のメツキ
に代表されるウェットプロセスではできないセラミック
スをコーティングし耐候性・耐摩耗性・装飾性会遠赤外
特性などの機能が付与された金属材料も得ることが可能
になってきた。しかしながら、量産性に向いていない、
ランニングコストが高い、装置が高価などコスト面で抱
える問題点が大きく、よほど機能的に優れたものでない
限り、工業的にウェットプロセスに置き変わることは依
然として難しいのが現状である。
表面改質にも物理蒸着・化学蒸着などのドライプロセス
が応用され始めた０本技術の進歩により、従来のメツキ
に代表されるウェットプロセスではできないセラミック
スをコーティングし耐候性・耐摩耗性・装飾性会遠赤外
特性などの機能が付与された金属材料も得ることが可能
になってきた。しかしながら、量産性に向いていない、
ランニングコストが高い、装置が高価などコスト面で抱
える問題点が大きく、よほど機能的に優れたものでない
限り、工業的にウェットプロセスに置き変わることは依
然として難しいのが現状である。
装飾関連分野では、例えば世の中の高級志向を反映して
特に外観に高級感を持たせたＴｉＮの金色装飾コーティ
ングが工業化に成功した唯一の例である。しかしながら
、物質色を利用した装飾コーティングでは物質として上
記ＴｉＮの金色以外に有色を示すものがあまり知られて
いないため色のバラエティ−を持たせることは難しく、
今までのところ金色、黒色、灰色などほんの数種に限ら
れている。また、光の干渉を利用して色を出すいわゆる
干渉色では、色のバラエティ−を出すことはできるが、
（例えば特願昭５４−８８３８５．５４−８５２１４）
この場合には見る角度で色が極端に変わるため装飾品と
して利用価値は低かった。また、膜厚によって色が変わ
るため、均一の色を出すには極めて厳密な膜厚均一コー
ティングが要求される。このため、建材など広い面積で
用いることは事実上不可能であった。
特に外観に高級感を持たせたＴｉＮの金色装飾コーティ
ングが工業化に成功した唯一の例である。しかしながら
、物質色を利用した装飾コーティングでは物質として上
記ＴｉＮの金色以外に有色を示すものがあまり知られて
いないため色のバラエティ−を持たせることは難しく、
今までのところ金色、黒色、灰色などほんの数種に限ら
れている。また、光の干渉を利用して色を出すいわゆる
干渉色では、色のバラエティ−を出すことはできるが、
（例えば特願昭５４−８８３８５．５４−８５２１４）
この場合には見る角度で色が極端に変わるため装飾品と
して利用価値は低かった。また、膜厚によって色が変わ
るため、均一の色を出すには極めて厳密な膜厚均一コー
ティングが要求される。このため、建材など広い面積で
用いることは事実上不可能であった。
また、上述した色を持つセラミックスをコーティングす
ることにより、耐候性、耐摩耗性の付与がある程度可能
となるが、使用環境の厳しい建材等への応用としてはま
だ充分なものではなかった。
ることにより、耐候性、耐摩耗性の付与がある程度可能
となるが、使用環境の厳しい建材等への応用としてはま
だ充分なものではなかった。
発明が解決しようとする課題
本発明は、金属基板上に有色セラミックスと透明セラミ
ックスを二層に積層して、有色セラミックスの色の近辺
で微妙に色を変えることによって色のバラエティ−・を
増やし、見る角度で色が極端に変わる上記問題点を解決
し、更に第二層によってコーテイング面を保護すること
によって、インテリア材・建材・自動車など広い分野に
おいて適用を可１走にした装動性−耐候性の高いコーテ
ィング金属板及びその製造法を提供するものである。
ックスを二層に積層して、有色セラミックスの色の近辺
で微妙に色を変えることによって色のバラエティ−・を
増やし、見る角度で色が極端に変わる上記問題点を解決
し、更に第二層によってコーテイング面を保護すること
によって、インテリア材・建材・自動車など広い分野に
おいて適用を可１走にした装動性−耐候性の高いコーテ
ィング金属板及びその製造法を提供するものである。
課題を解決するための手段
本発明は、ステンレス等の金属基板と、基板に隣合う第
一層として０．１〜１ μｍ、更に望ましくは０．２〜
０．５μｍの厚さのＴｉ、 Ｚｒ、 Ｉｆ、 Ｃｒ、
Ｎｂ、Ａｌの窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも
１種からなるイｉ色セラミックス層と２第一層に隣合う
第二層としテ０．１〜５Ｊｉ、ｍの厚さノ５ｉｏ２．５
ｉＪｎ蚊、０３の酸化物から選ばれる少なくとも１種か
らなる透明セラミックス層とからなることを特徴とした
装飾性Φ耐候性に優れた多層セラミックスコーティング
金属板を提供するものである。
一層として０．１〜１ μｍ、更に望ましくは０．２〜
０．５μｍの厚さのＴｉ、 Ｚｒ、 Ｉｆ、 Ｃｒ、
Ｎｂ、Ａｌの窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも
１種からなるイｉ色セラミックス層と２第一層に隣合う
第二層としテ０．１〜５Ｊｉ、ｍの厚さノ５ｉｏ２．５
ｉＪｎ蚊、０３の酸化物から選ばれる少なくとも１種か
らなる透明セラミックス層とからなることを特徴とした
装飾性Φ耐候性に優れた多層セラミックスコーティング
金属板を提供するものである。
また、本発明はステンレス等の金属基板と、基板に隣合
う第一層として０．１〜３μｍ、更に望ましくは０．１
〜ｌμｍの厚さの５ｉ０２．５１３Ｍ、 、 ＡＱ２０
３の酸化物から選ばれる少なくとも１種からなる透明セ
ラミックス層と、第一層に隣り合う第二層として０．１
−１ ＃Ｌｍ 、更に望ましくは０．２〜０．５ｊＬｍ
の厚さのＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｃｒ、 Ｎｂ、 Ｍ
（７）窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１種か
らなる有色セラミックス層とからなることを＃徴とした
装飾性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング
金属板を提供するものである。
う第一層として０．１〜３μｍ、更に望ましくは０．１
〜ｌμｍの厚さの５ｉ０２．５１３Ｍ、 、 ＡＱ２０
３の酸化物から選ばれる少なくとも１種からなる透明セ
ラミックス層と、第一層に隣り合う第二層として０．１
−１ ＃Ｌｍ 、更に望ましくは０．２〜０．５ｊＬｍ
の厚さのＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｃｒ、 Ｎｂ、 Ｍ
（７）窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１種か
らなる有色セラミックス層とからなることを＃徴とした
装飾性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング
金属板を提供するものである。
更に、本発明は、金属基板上に、０．１〜ＩＪＬｍ、更
に望ましくは０．２−０．５μｍの厚さのＴｉ、 Ｚｒ
、）Ｉｆ、 Ｏｒ、 Ｗｂ、 Ａｌｌの窒化物或は炭化
物から選ば机る少なくとも１種からなる有色セラミック
ス層の第一層をイオンプレーティング及び或はスパッタ
リングで形成し、統いて０．１〜５μｍの厚さの５ｉ０
２、Ｓｉ３Ｎ４ 、 ｋｌｔｏｓの酸化物から選ばれる
少なくとも１種からなる透明セラミックス層の第二層を
プラズマＣＶＤ及び或はスパッタリングで積層する装飾
性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング金属
板の製造法を提供するものである。
に望ましくは０．２−０．５μｍの厚さのＴｉ、 Ｚｒ
、）Ｉｆ、 Ｏｒ、 Ｗｂ、 Ａｌｌの窒化物或は炭化
物から選ば机る少なくとも１種からなる有色セラミック
ス層の第一層をイオンプレーティング及び或はスパッタ
リングで形成し、統いて０．１〜５μｍの厚さの５ｉ０
２、Ｓｉ３Ｎ４ 、 ｋｌｔｏｓの酸化物から選ばれる
少なくとも１種からなる透明セラミックス層の第二層を
プラズマＣＶＤ及び或はスパッタリングで積層する装飾
性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング金属
板の製造法を提供するものである。
また、本発明は、金属基板上に、 ０．１〜３ｐ＋ｎ、
更に望ましくは０．１〜１４ｍの厚さ（７） Ｓ ｉ０
２ 、 Ｓ ｉＪ ４、Ａ１．、Ｏ，の酸化物から選ば
れる少なくとも１種からなる透明セラミックス層の第一
層をプラズマＣＶＤ及び或はスパッタリング形成し、続
いて０．１〜ｌＢｍ、更に望ましくは０．２〜０．５μ
ｍの厚さのＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｃｒ、 Ｎｂ、
ＡＱの窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１種か
らなる有色セラミックス層の第二層をイオンプレーティ
ング及び或はスパッタリングで積層する装飾性・耐候性
に優れた多層セラミックスコーティング金属板の製造法
を提供するものである。
更に望ましくは０．１〜１４ｍの厚さ（７） Ｓ ｉ０
２ 、 Ｓ ｉＪ ４、Ａ１．、Ｏ，の酸化物から選ば
れる少なくとも１種からなる透明セラミックス層の第一
層をプラズマＣＶＤ及び或はスパッタリング形成し、続
いて０．１〜ｌＢｍ、更に望ましくは０．２〜０．５μ
ｍの厚さのＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｃｒ、 Ｎｂ、
ＡＱの窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１種か
らなる有色セラミックス層の第二層をイオンプレーティ
ング及び或はスパッタリングで積層する装飾性・耐候性
に優れた多層セラミックスコーティング金属板の製造法
を提供するものである。
本発明で開示している優れた装飾性は、金属基板、１：
に第一層の有色セラミックスをコーティングすることで
該金属基板に該有色セラミックスの物質色で色の基調を
与え、該コーティング金属基板に第二層として透明のセ
ラミックスをコーティングすることで該透明セラミック
スの膜厚に基づいた干渉色が混合され、その結果第一層
の物質色を基調にしてその近辺で色が微妙に変わること
を利用して初めて可能になった。また第二層の透明セラ
ミックス層を厚くすることにより干渉色を利用せず透明
感のある色調を得ることも可能になった。同時に、第二
層の透明セラミックスは硬度的にも高いため、外的な要
因（例えば建材に使った場合砂利などによる膜への衝！
りから該金属基板を保護することかでＳ優れた耐候性・
耐摩耗性付与を実現した。
に第一層の有色セラミックスをコーティングすることで
該金属基板に該有色セラミックスの物質色で色の基調を
与え、該コーティング金属基板に第二層として透明のセ
ラミックスをコーティングすることで該透明セラミック
スの膜厚に基づいた干渉色が混合され、その結果第一層
の物質色を基調にしてその近辺で色が微妙に変わること
を利用して初めて可能になった。また第二層の透明セラ
ミックス層を厚くすることにより干渉色を利用せず透明
感のある色調を得ることも可能になった。同時に、第二
層の透明セラミックスは硬度的にも高いため、外的な要
因（例えば建材に使った場合砂利などによる膜への衝！
りから該金属基板を保護することかでＳ優れた耐候性・
耐摩耗性付与を実現した。
また、第一層に透明セラミックス層を形成し７、第二層
として有色セラミックス層を積層することにより、物質
色をそのまま生かし、なおかつ耐候性の高い装飾性金属
基板を得ることが可能となりた。
として有色セラミックス層を積層することにより、物質
色をそのまま生かし、なおかつ耐候性の高い装飾性金属
基板を得ることが可能となりた。
金属基板としては、ステンレス、チタン、銅、鋼、アル
ミなどが用いられるが、本発明では基板に対して特にこ
れら金属に制限するものではない０本発明は、特に建材
や自動車などに適用可能であるように、リボン状或はコ
イル状の大面積の基板（例えば３７０＋ｗ＋ｓＸ ３０
０ｍ）が選ばれる。
ミなどが用いられるが、本発明では基板に対して特にこ
れら金属に制限するものではない０本発明は、特に建材
や自動車などに適用可能であるように、リボン状或はコ
イル状の大面積の基板（例えば３７０＋ｗ＋ｓＸ ３０
０ｍ）が選ばれる。
第−暦はＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｃｒ、Ｎｂ、 Ａｌ
の窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１種からな
る有色セラミックス層とする。膜厚は、０．１〜ｌＩＬ
ｍとすることが望ましい、なぜならば、 ０．１μｍよ
り薄いと物質色として充分な色が期待できないためであ
り、またｌμｍ以上では充分な色が既に得られるためこ
れ以上厚くする必要がないためである。厚くし過ぎると
金属基板と第一層の間の密着性の低下を引き起こすとい
う弊害も生じてくる。
の窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１種からな
る有色セラミックス層とする。膜厚は、０．１〜ｌＩＬ
ｍとすることが望ましい、なぜならば、 ０．１μｍよ
り薄いと物質色として充分な色が期待できないためであ
り、またｌμｍ以上では充分な色が既に得られるためこ
れ以上厚くする必要がないためである。厚くし過ぎると
金属基板と第一層の間の密着性の低下を引き起こすとい
う弊害も生じてくる。
更に好ましくは、 ０．２〜０．５ ＪＬ ｍとする。
０．２μｍ以上あれば、物質色として充分な色が得られ
、またコスト的な面から０．５ ｇ ｍ以下が望ましい
からである。
、またコスト的な面から０．５ ｇ ｍ以下が望ましい
からである。
第二層は５ｉ０２、Ｓｉ３？ｌａ 、 Ａｌ２Ｏ３の酸
化物から選ばれる少なくとも１種からなる透明セラミッ
クス層とする。膜厚は、０．１〜５ＪＬｍの厚さが望ま
しい、０．１μｍより薄いと金属基板を保護するのに不
十分であるためであり、５ＪＬｍ以上では第一層と第二
層の間の密着性の低下が引き起こされるためである。更
に該透明セラミックスの膜厚は用途に応じて０．１〜３
Ｂｍの範囲で用いる方法と３〜５ＪＬｍの範囲で用いる
方法がある。０．１〜３μｍの範囲で用いることにより
干渉色を生かした装飾性コイルが得やれ、３〜５μｍの
範囲で用いることにより干渉色を避は透明感のある装飾
性金属基板が得られる。
化物から選ばれる少なくとも１種からなる透明セラミッ
クス層とする。膜厚は、０．１〜５ＪＬｍの厚さが望ま
しい、０．１μｍより薄いと金属基板を保護するのに不
十分であるためであり、５ＪＬｍ以上では第一層と第二
層の間の密着性の低下が引き起こされるためである。更
に該透明セラミックスの膜厚は用途に応じて０．１〜３
Ｂｍの範囲で用いる方法と３〜５ＪＬｍの範囲で用いる
方法がある。０．１〜３μｍの範囲で用いることにより
干渉色を生かした装飾性コイルが得やれ、３〜５μｍの
範囲で用いることにより干渉色を避は透明感のある装飾
性金属基板が得られる。
また、第一層に透明セラミックス層を形成し、第二層に
有色セラミックス層を積層する場合、透明セラミックス
層の厚さは０．１〜３ｐＬｍ、更に望ましくは０．１−
１終ｍとする。０．１壓ｍ以下であると充分な耐候性が
期待できないためであり、３μｍ以上では密着性の低下
が引き起こされるためである。充分な密着性を得るため
には１μｍ以下が望ましい。
有色セラミックス層を積層する場合、透明セラミックス
層の厚さは０．１〜３ｐＬｍ、更に望ましくは０．１−
１終ｍとする。０．１壓ｍ以下であると充分な耐候性が
期待できないためであり、３μｍ以上では密着性の低下
が引き起こされるためである。充分な密着性を得るため
には１μｍ以下が望ましい。
用いられるドライプロセスとしては、有色セラミックス
コーティングはイオンプレーティング及び或はスパッタ
リングが望ましい、なぜならば、多層膜のように界面が
多くなると密着性が重要な問題点となるが、イオンプレ
ーティングは密着性良好の膜を生産性良くコーティング
することができるためである。また、有色セラミックス
の色の品質を向上するためにＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、
Ｏｒ、 Ｗｂ、 Ａｉの金属と窒素或は炭素の化学量論
組成比を厳密に制御する必要があるが、スパッタリング
は化学量論組成比の膜を容易にコーティングできるから
である。従って、有色セラミック層が第一層となる場合
、金属基板との密着性をあげるために、金属基板に近い
第一層の部分をイオンプレーティングで、統いてＴ１、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、 Ｎｂ、 Ａｌの金属と窒素或は炭
素の化学量論組成比を厳密に制御し高品質の色を得るた
めに、第二層に近い第一層の部分はスパッタリングで行
うことがより好ましい、また、有色セラミック層が第二
層となる場合、第一層との密着性をあげるために、第一
層に近い第二層の部分をイオンプレーティングで、続い
てＴｉ、Ｚｒ、 Ｈｆ、Ｃｒ、 Ｎｂ、 Ａｉの金属と
窒素或は炭素の化学量論組成比を厳密に制御し高品質の
色を得るために１表層に近い第二層の部分はスパッタリ
ングで行うことがより好ましい。
コーティングはイオンプレーティング及び或はスパッタ
リングが望ましい、なぜならば、多層膜のように界面が
多くなると密着性が重要な問題点となるが、イオンプレ
ーティングは密着性良好の膜を生産性良くコーティング
することができるためである。また、有色セラミックス
の色の品質を向上するためにＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、
Ｏｒ、 Ｗｂ、 Ａｉの金属と窒素或は炭素の化学量論
組成比を厳密に制御する必要があるが、スパッタリング
は化学量論組成比の膜を容易にコーティングできるから
である。従って、有色セラミック層が第一層となる場合
、金属基板との密着性をあげるために、金属基板に近い
第一層の部分をイオンプレーティングで、統いてＴ１、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、 Ｎｂ、 Ａｌの金属と窒素或は炭
素の化学量論組成比を厳密に制御し高品質の色を得るた
めに、第二層に近い第一層の部分はスパッタリングで行
うことがより好ましい、また、有色セラミック層が第二
層となる場合、第一層との密着性をあげるために、第一
層に近い第二層の部分をイオンプレーティングで、続い
てＴｉ、Ｚｒ、 Ｈｆ、Ｃｒ、 Ｎｂ、 Ａｉの金属と
窒素或は炭素の化学量論組成比を厳密に制御し高品質の
色を得るために１表層に近い第二層の部分はスパッタリ
ングで行うことがより好ましい。
従来、金属酸化物をコーティングする例としては、金属
のアルコキサイドやキレートをアルコール溶液に溶かし
て熱分解する方法がある。この熱分解によるコーティン
グ方法は、ある程度の耐候性の向上は認められるものの
、できた膜は本プロセス特有のポーラスな１々となり、
耐候性は充分なものではない、更に、膜厚の制御も困難
であるため膜Ｈによって干渉色を出すことが不可能であ
る。また、金属酸化物を作製する他の手段としてスプレ
ー法、ロールコート法、スピン法等があるが、いずれも
膜厚の制御がネックとなっている。
のアルコキサイドやキレートをアルコール溶液に溶かし
て熱分解する方法がある。この熱分解によるコーティン
グ方法は、ある程度の耐候性の向上は認められるものの
、できた膜は本プロセス特有のポーラスな１々となり、
耐候性は充分なものではない、更に、膜厚の制御も困難
であるため膜Ｈによって干渉色を出すことが不可能であ
る。また、金属酸化物を作製する他の手段としてスプレ
ー法、ロールコート法、スピン法等があるが、いずれも
膜厚の制御がネックとなっている。
■り厚の均一性という点からは浸漬引き上げ法が適して
いるが、この場合溶液の粘度や基板の種類によって膜厚
は決定されてしまい、やはり膜Ｈの制御の点で問題があ
った０本発明では、上述したようにドライプロセスを、
作製する膜の種類に応じて使い分けることにより従来な
かった金属基板を得るに至ったものである。
いるが、この場合溶液の粘度や基板の種類によって膜厚
は決定されてしまい、やはり膜Ｈの制御の点で問題があ
った０本発明では、上述したようにドライプロセスを、
作製する膜の種類に応じて使い分けることにより従来な
かった金属基板を得るに至ったものである。
第二層の透明セラミックスコーティングは、ドライプロ
セスとしてプラズマＣＶＤ及び或はスパッタリングを用
いる。なぜならプラズマＣＶＤによるコーティングはｗ
ｌ、密な膜ができるため、膜の中における光の散乱等な
く優れた干渉膜−透明膜を得ることがで、きるからであ
る、同時にピッティングなどのミクロな欠陥に起因する
下地金属基板の腐食を防ぎ耐候性を大幅に改善すること
も可能となるためである。また、スパッタリングはプラ
ズマＣＶＤで透明セラミックスを成膜した場合に比べて
耐候性の向上はやや劣るが、依然として高い＃候性＋１
榮が実現され、またプラズマＣＶＤの原料ガスであるシ
ランなどの有害な物質の取扱がなく容易にコーティング
できるメリットがあるためである。
セスとしてプラズマＣＶＤ及び或はスパッタリングを用
いる。なぜならプラズマＣＶＤによるコーティングはｗ
ｌ、密な膜ができるため、膜の中における光の散乱等な
く優れた干渉膜−透明膜を得ることがで、きるからであ
る、同時にピッティングなどのミクロな欠陥に起因する
下地金属基板の腐食を防ぎ耐候性を大幅に改善すること
も可能となるためである。また、スパッタリングはプラ
ズマＣＶＤで透明セラミックスを成膜した場合に比べて
耐候性の向上はやや劣るが、依然として高い＃候性＋１
榮が実現され、またプラズマＣＶＤの原料ガスであるシ
ランなどの有害な物質の取扱がなく容易にコーティング
できるメリットがあるためである。
イオンブレ−ティング及び或はスパッタリングで第一層
に有色セラミ−、クスをコーティングし、プラズマＣＶ
Ｄ及び或はスパッタリングで第二層に透１月セラミック
スをコーティングする場合、或はプラズマＣＶＤ及び或
はスパッタリングで第一層に透明セラミックスをコーテ
ィングし、イオンプレーティング及び或はスパッタリン
グで第二層に有色セラミックスをコーティングする場合
、第一層と第二層を同一チャンバー内で連続的１で行う
ことが望ましい、なぜなら、第一層を形成した後真空を
破りサンプルを大気中に取り出してから第二層を形成す
る場合には、第一層と第二層の間に大気中のガス成分、
特に酸素ガスと水分が残るため第一層と第二層の界面が
分離し密着性が低下するためである。また、第一層と第
二層を別チャンバーで行う操作により該金属基板の温度
が昇停されるため膜の内部応力が発生したり、内部応力
の増加・緩和が繰り返されるためコーティング層にクラ
ックが発生したりするために、金属基板と第一層の間で
密着性の低下が引き起こさ４るためである。
に有色セラミ−、クスをコーティングし、プラズマＣＶ
Ｄ及び或はスパッタリングで第二層に透１月セラミック
スをコーティングする場合、或はプラズマＣＶＤ及び或
はスパッタリングで第一層に透明セラミックスをコーテ
ィングし、イオンプレーティング及び或はスパッタリン
グで第二層に有色セラミックスをコーティングする場合
、第一層と第二層を同一チャンバー内で連続的１で行う
ことが望ましい、なぜなら、第一層を形成した後真空を
破りサンプルを大気中に取り出してから第二層を形成す
る場合には、第一層と第二層の間に大気中のガス成分、
特に酸素ガスと水分が残るため第一層と第二層の界面が
分離し密着性が低下するためである。また、第一層と第
二層を別チャンバーで行う操作により該金属基板の温度
が昇停されるため膜の内部応力が発生したり、内部応力
の増加・緩和が繰り返されるためコーティング層にクラ
ックが発生したりするために、金属基板と第一層の間で
密着性の低下が引き起こさ４るためである。
実施例１
コイル巻きだし機構と巻きとり機構の間に、りＩＪ
、＝−ンク機構、イオンプレーティング、スパツタリン
グ、ブンズマＣＶＤ装置が直列に配社された連続コーテ
ィング３電領ｉを用いて、幅３７０園鵬、長さ３００厘
のコイル状フェライト系ステ〉ルス０．５■厚材に、第
一層としてスパッタリングで０．５μｍ厚ノＴｉＮ 、
ＺＴｍ層トしテブラズーｉ’ｃＶＤテｏ、２鉢ｍ厚の
５ｉ０２を連続的に積層した。積層に先立つで、クリー
ニングルームにおいて、基板に下地処理としてアルゴン
ガスによるイオンボンバードメントを施した。得られた
２層膜の色調は、ＴｉＮの金色とは微妙に違った、もっ
と鮮度の高い黄色を示した。同じ組合せでＴｉＮの膜厚
を０．５μｍに固定してＳ ｉ ０７の膜厚を変えてい
ったときの色調の違いを表１にまとめた０色調は、市販
の色差計を用いて、Ｌｍ ａｔ ｂ本表示に従って測定
、算出した。
、＝−ンク機構、イオンプレーティング、スパツタリン
グ、ブンズマＣＶＤ装置が直列に配社された連続コーテ
ィング３電領ｉを用いて、幅３７０園鵬、長さ３００厘
のコイル状フェライト系ステ〉ルス０．５■厚材に、第
一層としてスパッタリングで０．５μｍ厚ノＴｉＮ 、
ＺＴｍ層トしテブラズーｉ’ｃＶＤテｏ、２鉢ｍ厚の
５ｉ０２を連続的に積層した。積層に先立つで、クリー
ニングルームにおいて、基板に下地処理としてアルゴン
ガスによるイオンボンバードメントを施した。得られた
２層膜の色調は、ＴｉＮの金色とは微妙に違った、もっ
と鮮度の高い黄色を示した。同じ組合せでＴｉＮの膜厚
を０．５μｍに固定してＳ ｉ ０７の膜厚を変えてい
ったときの色調の違いを表１にまとめた０色調は、市販
の色差計を用いて、Ｌｍ ａｔ ｂ本表示に従って測定
、算出した。
ステンｉ／ス上のＴｉＮ ｔＤ−層の場合、耐候性試験
をするとほとんどステンレス表面ままの耐候性しか示さ
なかった（表３中、比較Ｍｌ）が、 ＴｉＮ上に更に５
ｉｎ２をコーティングした一Ｆ−述のサンプルの場合、
ステンレス表面のままに比べて２４倍以上の錆発生！！
命を示した。
をするとほとんどステンレス表面ままの耐候性しか示さ
なかった（表３中、比較Ｍｌ）が、 ＴｉＮ上に更に５
ｉｎ２をコーティングした一Ｆ−述のサンプルの場合、
ステンレス表面のままに比べて２４倍以上の錆発生！！
命を示した。
また、表面の耐傷付き性を評価するため三角圧子を用い
た微小硬度計により表面の硬度を測定した結果、コーテ
ィングを施さない基板の硬度が２？Ｏｋｇ／ｓｍ２なの
に対して、ここで得られたサンプルの表面硬度は１００
０ｋｇ／ａｍ２と硬度のかなりの上ｙ１が認められた。
た微小硬度計により表面の硬度を測定した結果、コーテ
ィングを施さない基板の硬度が２？Ｏｋｇ／ｓｍ２なの
に対して、ここで得られたサンプルの表面硬度は１００
０ｋｇ／ａｍ２と硬度のかなりの上ｙ１が認められた。
実施例２
実施例１と同様に、Ｓｉｎ、の膜厚のみ３．５μｍコー
ティングした０色調はＴｉＮの金色そのままを示した（
ＴｉＮそのまま、５ｉＯ７／ＴｉＮ膜の色差はΔＥ
−１，７８であった。これは人間が区別認識できる限界
の値とほぼ回しである）。
ティングした０色調はＴｉＮの金色そのままを示した（
ＴｉＮそのまま、５ｉＯ７／ＴｉＮ膜の色差はΔＥ
−１，７８であった。これは人間が区別認識できる限界
の値とほぼ回しである）。
実施例３
コイル状フェライト系ステンレス０．５ｍｍ厚材に、ｍ
−Ｈとしてイオンプレーティングで０．５ｇ’ｍ厚のＴ
ｉＣ： 、第二層とし、てプラズマＣＶＤで０．２ｐ−
ｍの５ｉｆＴ）２を積層した０色調は暗綽色の落ち着い
た色を呈した。同じ組合せでＴｉＣ０，５μｍは固定１
．てＳｉＯ２の膜厚を変えていった時の色調の違いを検
討したが、この場合でも微妙な色の違いを明らかに呈し
た。
−Ｈとしてイオンプレーティングで０．５ｇ’ｍ厚のＴ
ｉＣ： 、第二層とし、てプラズマＣＶＤで０．２ｐ−
ｍの５ｉｆＴ）２を積層した０色調は暗綽色の落ち着い
た色を呈した。同じ組合せでＴｉＣ０，５μｍは固定１
．てＳｉＯ２の膜厚を変えていった時の色調の違いを検
討したが、この場合でも微妙な色の違いを明らかに呈し
た。
ステンレス上のＴｉＣ単層の場合、耐候性試験をすると
、耐候性能は極端に落も（表３中、比較例２）、その錆
発生寿命は、ステンレス表面ままの約局になった。 Ｔ
ｉＣ上に更に５ｉＱ２をコーティングすると、錆発生寿
命は改善され、ステンレス表面と同程度以上の耐候性を
示した。
、耐候性能は極端に落も（表３中、比較例２）、その錆
発生寿命は、ステンレス表面ままの約局になった。 Ｔ
ｉＣ上に更に５ｉＱ２をコーティングすると、錆発生寿
命は改善され、ステンレス表面と同程度以上の耐候性を
示した。
実施例４
コイル状フェライト系ステンレス０．５ｍｍ厚材に、第
一層としてスパッタリングでｌＪＬｍ厚のＨｆＮ 、第
二層としてプラズマＣＶＤで９．２４ｍ厚の５ｉ０２を
連続的に積層した。得られた２層膜の色調は、ＨｆＨの
金色とは微妙に違った、もっと鮮度の高い黄色を示した
。同じ組合せでＨｆＮの膜厚をｌＪＬｍに固定して５ｉ
０２の膜厚を変えていったときの色調の違いを表２にま
とめた６色調は、市販の色差計を用いて、Ｌｍ ａｔ
ｂｔ表示に従って測定。
一層としてスパッタリングでｌＪＬｍ厚のＨｆＮ 、第
二層としてプラズマＣＶＤで９．２４ｍ厚の５ｉ０２を
連続的に積層した。得られた２層膜の色調は、ＨｆＨの
金色とは微妙に違った、もっと鮮度の高い黄色を示した
。同じ組合せでＨｆＮの膜厚をｌＪＬｍに固定して５ｉ
０２の膜厚を変えていったときの色調の違いを表２にま
とめた６色調は、市販の色差計を用いて、Ｌｍ ａｔ
ｂｔ表示に従って測定。
算出した０表かられかるようにＨｆＮ／５ｉＯｚの組合
せは、ＴｉＮ／５ｉ０２の組合せと色としてほぼ同じ傾
向を示した。
せは、ＴｉＮ／５ｉ０２の組合せと色としてほぼ同じ傾
向を示した。
実施例５〜１８
基板にステンレス、チタン、銅、普通鋼、アルミを用い
、第一層と第二層を種々変えて２層膜を作製した。この
２層膜の成膜手段と耐候性試験の結果を表３にまとめる
。第一層の膜厚は全て０．５μｍ、第二層の膜厚は０．
２μｍである。実施例１５までは第一層の有色セラミッ
クス層の物質色と第二層の透明セラミックス層の干渉色
が混合した色を呈し、実施例１Ｂから１９までは第二層
の有色セラミックス層の物質色を呈した。
、第一層と第二層を種々変えて２層膜を作製した。この
２層膜の成膜手段と耐候性試験の結果を表３にまとめる
。第一層の膜厚は全て０．５μｍ、第二層の膜厚は０．
２μｍである。実施例１５までは第一層の有色セラミッ
クス層の物質色と第二層の透明セラミックス層の干渉色
が混合した色を呈し、実施例１Ｂから１９までは第二層
の有色セラミックス層の物質色を呈した。
耐候性試験の結果、錆発生寿命を下地基板と比較した場
合、全てが２倍以上の寿命の伸びを示した。
合、全てが２倍以上の寿命の伸びを示した。
（以下余白）
表 Ｉ ５ｉ０２／ＴｉＮ二層膜の成膜条件と色調表
２ ！１ｌｌｉｏ２／ＨｆＮ ２層膜の積層条件と
色調成膜条件 ：マグネトロンスパッタリング、ＲＦ ｌ ｋＷ、５Ｘ
１０−３丁ｏｒｒＴｉターゲットに縞入０幻乙性スパッ
タリンのｉ０２ ：プラズ？ＣＶＤ 、 ５ｉｎ４＋Ｎ２０ 。
２ ！１ｌｌｉｏ２／ＨｆＮ ２層膜の積層条件と
色調成膜条件 ：マグネトロンスパッタリング、ＲＦ ｌ ｋＷ、５Ｘ
１０−３丁ｏｒｒＴｉターゲットに縞入０幻乙性スパッ
タリンのｉ０２ ：プラズ？ＣＶＤ 、 ５ｉｎ４＋Ｎ２０ 。
１ Ｘ １０−’ Ｔｏｒｒ
成膜条件
ｉ０２
：プラズマｃＶＤ 、 ＳｉＨ４＋Ｎ２０、ｌ Ｘ １
０−’ Ｔｏｒｒ基板 ： ５ｔｌＳ４３０ＢＡ板（加熱なし）基板 ： ５ＵＳ４３ＯＢＡ板（加熱ナシ） 発明の効果 本発明のうち、第一層に有色セラミックス層を形成し１
、第二層に透明セラミックス層を積層することにより、
有色セラミックスの色の近辺で微妙に色を変えることに
よって色のバラエティ−を増やし、見る角度で色が極端
に変わる問題点を解決し、更に第二層によってコーテイ
ング面を保護することによって、耐候性・装飾性の高い
コーティング金属を得ることができた。
０−’ Ｔｏｒｒ基板 ： ５ｔｌＳ４３０ＢＡ板（加熱なし）基板 ： ５ＵＳ４３ＯＢＡ板（加熱ナシ） 発明の効果 本発明のうち、第一層に有色セラミックス層を形成し１
、第二層に透明セラミックス層を積層することにより、
有色セラミックスの色の近辺で微妙に色を変えることに
よって色のバラエティ−を増やし、見る角度で色が極端
に変わる問題点を解決し、更に第二層によってコーテイ
ング面を保護することによって、耐候性・装飾性の高い
コーティング金属を得ることができた。
また、第一層に透明セラミックス層を形成し、第二層に
有色セラミックス層を積層することにより、従来の装飾
セラミックスコーティングに耐候性を付与することがで
き、使用環境の厳しいところでも使用可能なコーティン
グ金属を得ることができた。これにより、インテリア材
・建材−自動車など広い分野において適用を可使にした
。
有色セラミックス層を積層することにより、従来の装飾
セラミックスコーティングに耐候性を付与することがで
き、使用環境の厳しいところでも使用可能なコーティン
グ金属を得ることができた。これにより、インテリア材
・建材−自動車など広い分野において適用を可使にした
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属基板と、基板に隣合う第一層として０．１〜１
μｍ、更に望ましくは０．２〜０．５μｍの厚さのＴｉ
、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ａｌの窒化物或は炭化物か
ら選ばれる少なくとも１種からなる有色セラミックス層
と、第一層に隣り合う第二層として０．１〜５μｍの厚
さのＳｉＯ＿２、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ａｌ＿２Ｏ＿３の酸
化物から選ばれる少なくとも１種からなる透明セラミッ
クス層とからなることを特徴とした装飾性・耐候性に優
れた多層セラミックスコーティング金属板。 ２、第一層の有色セラミックス層と第二層の透明セラミ
ックス層が物理蒸着や化学蒸着などのドライプロセスで
作製されたセラミックス層である特許請求の範囲１項記
載の装飾性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティ
ング金属板。 ３、第二層の透明セラミックスが、０．１〜３μｍの厚
さである干渉色を利用した特許請求の範囲１項記載の装
飾性、耐候性に優れた多層セラミックスコーティング金
属板。 ４、第二層の透明セラミックスが、３〜５μｍの厚さで
ある干渉色を利用しない特許請求の範囲１項記載の装飾
性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング金属
板。 ５、金属基板に隣合う第一層として０．１〜３μｍ、更
に望ましくは０．１〜１μｍの厚さのＳｉＯ＿２、Ｓｉ
＿３Ｎ＿４、Ａｌ＿２Ｏ＿３の酸化物から選ばれる少な
くとも１種からなる透明セラミックス層と、第一層に隣
り合う第二層として０．１〜１μｍ、更に望ましくは０
．２〜０．５μｍの厚さのＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｎ
ｂ、Ａｌの窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１
種からなる有色セラミックス層とを物理蒸着や化学蒸着
などのドライプロセスで作製したことを特徴とした装飾
性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング金属
板。 ６、金属基板上に、０．１〜１μｍ、更に望ましくは０
．２〜０．５μｍの厚さのＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｎ
ｂ、Ａｌの窒化物或は炭化物から選ばれる少なくとも１
種からなる有色セラミックス層の第一層をイオンプレー
ティング及び或はスパッタリングで形成し、続いて０．
１〜５μｍの厚さのＳｉＯ＿２、Ｓｉ＿３Ｈ＿４、Ａｌ
＿２Ｏ＿３の酸化物から選ばれる少なくとも１種からな
る透明セラミックス層の第一層をプラズマＣＶＤ及び或
はスパッタリングで積層する装飾性・耐候性に優れた多
層セラミックスコーティング金属板の製造法。 ７、第一層の有色セラミックス層と第二層の透明セラミ
ックス層を真空を破ることなく同一チャンバー内で連続
して積層する特許請求の範囲６項記載の装飾性・耐候性
に優れた多層セラミックスコーティング金属板の製造法
。 ８、第一層の有色セラミックスコーティングを下地基板
に近い部分をイオンプレーティングで、第二層に近い部
分をスパッタリングで行う特許請求の範囲６項記載の装
飾性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング金
属板の製造法。 ８、金属基板上に、０．１〜３μｍ、更に望ましくは０
．１〜１μｍの厚さのＳｉＯ＿２、Ｓｉ＿３Ｎ＿４、Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３の酸化物から選ばれる少なくとも１種から
なる透明セラミックス層の第一層をプラズマＣＶＤ及び
或はスパッタリング形成し、続いて０．１〜１μｍ、更
に望ましくは０．２〜０．５μｍの厚さのＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ａｌの窒化物或は炭化物から選ばれ
る少なくとも１種からなる有色セラミックス層の第一層
をイオンプレーティング及び或はスパッタリングで積層
する装飾性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティ
ング金属板の製造法。 １０、第一層の透明セラミックス層と第二層の有色セラ
ミックス層を真空を破ることなく同一チャンバー内で連
続して積層する特許請求の範囲９項記載の装飾性・耐候
性に優れた多層セラミックスコーティング金属板の製造
法。 １１、第二層の有色セラミックスコーティングを第一層
に近い部分をイオンプレーティングで、表層に近い部分
をスパッタリングで行う特許請求の範囲９項記載の装飾
性・耐候性に優れた多層セラミックスコーティング金属
板の製造法。
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