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JPS63262454A - オキシ窒化チタン被覆物品及びその製造方法 - Google Patents

オキシ窒化チタン被覆物品及びその製造方法

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Publication number
JPS63262454A
JPS63262454A JP63071705A JP7170588A JPS63262454A JP S63262454 A JPS63262454 A JP S63262454A JP 63071705 A JP63071705 A JP 63071705A JP 7170588 A JP7170588 A JP 7170588A JP S63262454 A JPS63262454 A JP S63262454A
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JP
Japan
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titanium
titanium oxynitride
film
metal
layer
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Application number
JP63071705A
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JPH0336901B2 (ja
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フランク ハワード ギレリイ
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Original Assignee
PPG Industries Inc
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/031,319 external-priority patent/US4861669A/en
Priority claimed from US07/031,315 external-priority patent/US4920006A/en
Priority claimed from US07/031,317 external-priority patent/US4900633A/en
Application filed by PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Publication of JPS63262454A publication Critical patent/JPS63262454A/ja
Publication of JPH0336901B2 publication Critical patent/JPH0336901B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/006Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterized by the colour of the layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0015Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterized by the colour of the layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0676Oxynitrides

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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
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  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には非金鳥基材上に金塊含有膜を溶射(
スパッタリング)する技術に関し、さらに詳細には、ガ
ラスに多層金属誘電透明膜を溶射する技術に関する。
061b6rの米1i%許第3.99 C1,784号
には、透明基材と、第1及び第2金属層の間に誘電層ン
有する多層皮膜とを含む建築用被接ガラスシステムが開
示され、第1及び第2金域層の厚さの比率は、この比率
を一定に維持しながら各金属層の厚さを変えることによ
って被膜の透過率をその反射特性とは無関係に変化させ
得るようにしている。
誘電層の厚さは被膜からの反射が濃く着色しないような
ものとしている。
Grubbらの米国特許第4,022,947号には、
大部分の入射太陽光を反射する一方で、所望割合の可視
光を透過させ得る透明パネル及びそれを製造するために
鉄、ニッケル又はクロム合金を溶射して透明金緬膜l得
、同じもの又は同様の合金を#素の存在下で反応的に浴
射し′C酸化膜を得る方法が開示されている。−好適態
様でに、金属膜に基材と金域酸化物展の間に存在する。
別の好適態様では、金線酸化物iは基材と金槙腺の間に
存在する。
)!artigらの米国特許第4.534,841号に
は、陰極蒸発法によつ【透明基材に元学的厚さ20〜2
80馬−9の酸化物層をまず被覆し、次いで幾何学的厚
さ10〜40 m−’の窒化クロム層を被覆することに
より製造される太陽調節板ガラスが開示されている。光
学的な第6誘電体層を第2層に被覆してもよい。酸化物
層は錫、チタン及びアルミニウムの各酸化物から選択さ
れる。
□ordonの米国特許第4,535,000号には、
250〜320℃でハロゲン化金属をアン七ニアのよう
な還元性ガスと混合し、このガスv400〜700℃に
加熱されたガラス表面で反応させてガラス上に膜を形成
することによりガラス基材に金属窒化物、例えば、窒化
チタンの薄膜を設けることが開示されている。
Ambergerらの米国特許第4,546.050号
には、銅、ステンレス鋼、二酸化チタン;銅、チタン、
二酸化チタン;及び銅、チタン、窒化チタンから成る群
から選択される多層被膜を有する板ガラスが開示されて
いる。
金属及び/又は金!/I4r!11化物の膜を有する建
築用ガラス製品は、暖房及び冷房に焚するエネルギーが
益々高価になるに従ってX装柱を増している。
建築用被覆ガラス製品は一般に2つに分類される。
即ち、太陽熱制御用及び高透過/低放射用被O製品であ
る。
太陽熱制御用製品は一般に、淡彩のガラス基材に低可視
光通過着色膜が被覆されていて、この膜は窓から建物内
部への太陽熱の透過を低下させて、空調コストを低減さ
せている。この製品は温暖な地帯では極めて有効であり
、商業的構造体として最も多く見られるものである。暖
房コストか大きな問題となる地域では、特に住居用建造
物では、内部への可視光の透過″4を高め、一方では赤
外線を反射させて熱を建物の内部に保持するために、高
透過/低放射被膜が望まれている。高透過/低放射被膜
は典型的には多/m膜であり、銀、金及び銅といった赤
外線反射膜属が、ビスマス、インジウム及び/又は錫の
酸化物といった反射防止金属酸化物層の間に挟まれてい
る。他方、太陽熱制御膜は典型的にはコバルト、鉄、ク
ロム、ニッケル、銅などの金属又は金属龍化物の1m又
は2棟以上からなる単層膜である。
太陽熱制御用金鵬換χ製造するための湿式法は米国特許
第3.846,152号、第4,091,172号、第
3,723,158号及び第3,457,138号から
公知である。太陽熱制御用の金梧酸化@膜を製造するだ
めの熱分解法は米国特許第3,660.061号、第3
.658.568号、第3,978,272号及び第4
,100.360号から公知である。
高透過/低放射多層被膜を製造するための溶射技術は米
国特許第4.462,884号と第4.508.789
号に開示されている。太陽熱制御膜を製造するための溶
射技術は米国特許第4,512.863号と第4.59
4,137号に開示されている。
発明の要約 本発明はガラス上の多種類の多層建築用被膜に用いる新
規ですぐれた誘を膜を提供するものである。本発明はオ
キシ窒化チタンを含む被膜を付着させるために酸素と窒
素とを含む雰囲気内でチタン陰極(cathoae )
を溶射することに係る。本発明のオキシ窒化チタン膜は
銀といった赤外線反射膜と組合わせて付着させて多層低
放射膜を形成することかできる。本発明のオキシ窒化チ
タン膜はまた、ステンレス鋼又はインコネルといった合
金膜と組合わせて付着させて、比較的鮮やかな色をした
着色多層被膜を形成することができる。本発明のオキシ
窒化チタン膜はまた、銀といった赤外線反射膜及び光反
射率を低下させる金属膜、特にインコネルといった合金
膜と組合わせて付着させて、比較的鮮やかな色の、低放
射率の多層被膜を形成することができる。
好適態様の詳細な説明 透明な非金楓基材、好ましくはガラスが陰極溶射、好ま
しくはマグネトロン溶射により被覆されて、所望の耐久
性と審美的特性を有する、オキシ窒化チタンを含む製品
を与える。
慣用のマグネトロン溶射法において、基材は溶射される
べき材料のターゲツト面と向い合つ【被覆用室内に置か
れる。本発明による好適な基材としてガラス、セラミッ
クス及び核種工程の操作条件により悪影響を受けないプ
ラスチックが挙げられる。
陰極は慣用の設計、好ましくは長方形の設計であってよ
く、電源に接続され、好ましくは磁場と組合わせて用い
られて溶射処理を高める。少なくとも1個の陰極ターゲ
ツト面は、反応性雰囲気内で溶射されてオキシ窒化膜を
形成するチタンを含む。陽極は()illerjらの米
国特許第4.478.702号に開示されているような
対称に設計され、位置付けられた組立体が好ましい。
本発明のオキシ窒化チタン膜は、酸素と窒素とt含む雰
囲気内でチタン陰極を溶射することにより付溜される。
この雰囲気の組成は好ましくは酸素10〜50俤の範囲
及び窒素90〜5096の範囲である。a素10〜25
qbと残部が窒素である雰囲気が特に好ましめ。
図面はガス組成が変化するとオキシ窒化チタンの性質が
徐々にかつ連続的に変化することを示している。これと
対照的に、tR索/アル♂ン雰囲気内で溶射されたチタ
ンは酸化物から金属へ急激に変化する。図面はさらに、
所望の透過と吸収の物性を有するオキシ窒化チタン膜を
7fr望の速度で浴射し′4るように付層条件を選択で
きることを示し【いる。
ある所望の被膜色は無色の誘電材料と内側及び外側の着
色金域層とを組合わせることにより、又は、着色金M#
R化物と反射金属とを組合わせることにより建築用とし
て製造することができる。本発明に従って、オキシ窒化
チタンと銀などの高赤外線反射金鵬とを組合わせて極め
て鮮やかな、低放射性の旗色を得ることにより所望の被
膜色が得られる。このような被膜の光反射率が所望以上
に高い場合、色の純屓又は放射率を犠牲にしないで、ニ
ッケル及び鉄の各合金、特にインコネル及びステンレス
鋼といった中性金属を必要に応じて用いることにより光
反射率を低下さJd:ることができろ。
本発明は、最小限の層数と材料とを用いて一連の着色被
膜の製造を可能とするものである。本発明の被膜系は比
較的低反射、色の尚い彩度及び一体的耐久性を有する。
一連の色は透明誘電材料の層の上下に第1及び第2金属
層を設けることにより作り得ることは知られている。そ
の色は誘電体層の厚さを変化させると変る。しかし、従
来用いられた誘電体は迅速溶射、高屈折率及び艮好な耐
久性といった必要特性をもっていなかった。本発明のオ
キシ窒化チタンはこれらの特性を有し、適当な金属膜と
組合わせることにより濃色の建築用被膜を得ることがで
きる。例えば、オキシ窒化チタンとニッケル合金この組
合わせは耐久性のすぐれた魅力的な色を出すのに用いる
ことができる。
反射円形図とコンピュータ計算とを用いて、金属と誘電
体この二層組合わせは、最小反射率と最高の色彩民この
組合わせン与える、各層の最適厚さt有するように決定
される。誘電体の屈折率が高い程、最適厚さの被膜の透
過率は低く、色の彩度は高くなる。低いn及び高いk(
ここで、nとkは複素屈折率の尖部と虚部であり、媒体
内での電磁線の伝播を規定する)を有する金員は最低の
透過率と最高の彩度を与える傾向がある。
透過率を低下させる目的で金属の厚さを増すと、反射率
が増大し、薄い色となる。誘電層の付着前に極薄全編層
ン付着させると、反射率を低下させて、より鮮明な色を
得ることができろ。止金J!14層の厚さ!増し、極薄
金属層を組合わせると、低透過、低反射、高着色の被膜
を得ることができる。
2つの主金員層を用いる場合、低屈折率誘電体な低n1
高にの金員と組合わせると最も魅力的な外貌を与える。
計算によれば、透過率20チの場合、金属を屈折率2.
3の誘電体と組合わせて用いると、適当な彩度を得るこ
とができる。これより低い透過率の場合は、金網−誘電
体−金属の系が好ましい。
本発明のオキシ窒化チタンの場合、多くの金属又は合金
のyAヲ用いて艮好な性質を有する多層被膜な得ろこと
ができる。好適な膜としてチタンといった金属、ニッケ
ル合金及び鉄合金といった合金が挙げられる。耐薬品性
が高く、色に対し中性であり、付層が容易である理由か
ら、ニッケル合金が好ましい。
清浄なガラス基材を、好ましくは10−4 )ル未満、
より好ましくは2X10−6)ル未溝に排気された被覆
用室内に置く。反応性ガス、好ましくは窒素と酸素この
選択された雰囲気ft約5 X 10−4トルと10−
2 トルの間の圧力で室内につくる。チタンのターゲツ
ト面を有する陰極を、被覆されるべき基材の全面に対し
て操作する。ターゲット金属を浴射し、室内の雰囲気と
反応させてガラス面上にオキシ窒化チタン被膜層を付着
させる。
オキシ窒化チタンの最初の層を付着させた後、被覆用室
を排気し、純アルビンといった不活性雰囲気を約5 X
 10−’ )ルと10−2 )ルの間の圧力でつくる
。金属又は合金のターゲツト面を有する陰極なオキシ窒
化チタン被覆面全体に対して操作する。ターゲットを溶
射してオキシ窒化チタン被覆ガラス面に金塊TfIIを
溶射する。好適な金塊はチタンである。好適な合金とし
てインコネル、ニッケル合金、ステンレス鋼及び鉄合金
が挙けられ、純アルゴン中で4〜6ミリトルの圧力で浴
射するのが好ましい。
本発明の好適態様において、金属膜はオキシ窒化チタン
膜の上並びに下に付着させる。二屑膜の場合のように、
未被覆面から反射する色の主波長はほとんどすべてオキ
シ窒化チタン層の厚さに依存する。表面金楠層の厚さは
透過率がほぼ所望値になるまで変えられ、次いで下ノー
金属層の厚さは物品の未核種側からの所望の反射率が達
成されるまで変えられる。表面金1!4膜の厚さの最終
調整が最適最終透過率を得るのに必要なことがあり得る
関係する厚さ範囲内において、衣面金hJ4膜の厚さを
増すと透過率は低下し、被覆物品の未被覆面からの反射
率は増大する。最下層の金属膜の厚さt増すと透過54
は増大し、未被覆面からの反射率は低下する。
本発明の好適態様において、多M腰は陰極溶射により付
着されて高透過率、低放射率の被fIA′lt形成する
。チタンターゲットに加えて、少なくとも1個の他の陰
極ターゲツト面は赤外線反射金編層を形成する溶射用金
属を含む。赤外線反射金機層を反射防止オキシ窒化チタ
ン層と組合わせて有する多層被膜は次の通りに製造され
る。
清浄なガラス基材ン、好ましくは10−4 )ル未満、
より好ましくは2 X 10−IS)ル未満に排気され
た被覆用室内に置く。反応性ガス、好ましくは窒素と酸
素この選択された雰囲気を約5 X 10−4トルと1
o−g トルの間の圧力で室内につくる。チタンのター
ゲツト面を有する陰極を、被覆されるべき基材の全面に
対して好ましくは5〜10キロワツトの電カレペルで操
作する。ターゲット金属を浴射し、室内の雰囲気と反応
させてガラス面上にオキシ窒化チタン被膜層を付着させ
る。
オキシ窒化チタンの最初の層を付着させた後、被嶺用室
ケ排気し、純アルピンといった不活性雰囲気を約5X1
0−4)ルと10−2 )ルの間の圧力でつ(る。銀の
ターゲツト面を有する陰極をオキシ窒化チタン被頌面全
体に対して操作する。ターゲット金栖ン浴射し、オキシ
窒化チタン被覆ガラス面に均一で赤外線反射率の高い導
電性金属層を付着させる。オキシ窒化チタンの第2層は
ツ1オキシ窒化チタン層の付着に用いたのと本質的に同
じ条件で銀層に付着させる。
本発明は以下の具体例の説明によりさらに理解されるで
あろう。
実施例1 大きさ5×1フインチ(約12−7 X 43.2cm
 )のチタン陰樹ターゲットに、圧力4ミリトルで酸素
23%と窒素77q6この雰囲気を有する減圧室内で1
0キロワツトの′岨力を供給した。陰極は固定し、ガラ
ス基材は溶射ターゲツト面の下方を120インチ(約6
薦)7分の速度で通過する。
4回の通過でガラス表面にオキシ窒化テタンン含む膜が
付着し、透過率75.7 %となった。
実施例2 ガラス基材に実施例1の場合と同様にしてオキシ窒化チ
タンを含む第1層馨核種した。次いで、オキシ9 化チ
タン?、8面に、圧力4ミリトルのアルイン雰囲気中で
肌27キロワツトに付勢された銀陰極ターゲットの溶射
により均一な銀層を被膜し、最終的に透過率’16B俤
とした。銀′f!f:酸化から保護するために、4ミリ
トルのアルデフ中で0.03 キロワットを供給された
チタン陰極に1回通過させてチタンの極薄保護被膜を付
着させ、最終の透過率χ67.5%とした。
実施例3 ガラス基材に、前記各実施例と同様にしてオキシ窒化チ
タンと銀を被覆した。チタンの薄い保護層を付着させた
後、オキシ窒化チタンの第2層を付着させて最終の透過
率を82.1チとし、高透過率、低放射率の被覆物品を
つくった。
実施例4 大きさ5×1フインチ(約12.7 X 43.2CI
+! )のチタン陰極ターデッドに、圧力4ミリトルで
酸素23%と窒素77チこの雰囲気を有する減圧室内で
645ボルト、10キロワツトのtカを供給した。ガラ
ス基材を陰極に108インチ(約2.74風)7分の速
度で1回通過させ、オキシ窒化チタンを複機した。室を
排気し、純アルゴンの雰囲気χ4ミリトルの圧力で導入
した。銀陰極に2.5アンペア、441メルトl供給し
、オキシ窒化チタン被覆面に120インチ(約3.05
 m ) 7分で1回通過により銀膜を溶射した。銀膜
Fil−酸化から保護するために、銀膜にニッケル合金
の極薄ノーχ付鳥−させた。クロム18.696 、鉄
3チ、ニオブ4%。
モリブデン9%、残部がニッケルからなるインコネル6
25のターゲットに1アンペア、652ボルトヲ供給し
た。ニッケル合金は4ミリトルの純アルイン中で溶射し
、基材は120インチ(約3.05 ffi ) 7分
で通過させた。被覆物品は光透過率が21.3チ、未被
覆側からの反射率は54.6チであった。未被覆側から
の色座標は! −0,3516、y −0,3805で
あり、wM祭された色は淡黄色であった。
実施例5 オキシ窒化チタン膜と銀膜とン組合わせて十分に反射し
、十分に濃い黄色の膜をつくって、外嵌を金膜に似たも
のとする。640ボルト、10キロワツトを供給された
チタン陰極Y、4ミリトルの雰囲気の酸素を少くした以
外は実施例4と同様にして溶射した。わずかに酸素の不
足した雰囲気で120インチ(約3.05 m ) 7
分で1回通過させ、実施例4のオキシ窒化チタン膜より
吸収性がやや大きいオキシ窒化チタン膜を得た。2.4
アンペナ、441ざルトを供給された銀陰極を4ミリト
ルの純アルビン中で溶射して、120インチ(約3.0
5 fi ) 7分の1回通過によりオキシ窒化チタン
被覆面に銀膜な付着させた。
銀膜な酸化から保護するために、実施例4の場合と同様
のニッケル合金の極薄膜を、1アンペア、656ボルト
を供給されたインコネル625金属の陰極ターゲットに
より120インチ(3,05ff1)7分の1回通過で
4ミリトルのアルイン中で溶射した。被覆物品の光透過
率は実施例4の物品とほぼ同じであったが、未被覆面か
らの反射率は40.2チであり、色座標は! −0,3
833、y −0,4093であった。嵌察された色は
金色で、実施例4の色より濃色であった。この換は冷熱
試験に対して曇りを生じなかった。
実施例6 オキシ窒化チタンとニッケル合金の多層被膜を次の条件
でガラス基材に付着さ、せた。清浄なガラス基材ン圧力
6ミリトルで酸素15%、窒素85俤の雰囲気の減圧室
内に置いた。6.7キロワツトを供給されたチタン陰極
と120インチ(約3m)7分の線速度により、−次青
色を有する厚さのオキシ窒化チタン膜をつくるのに8回
の通過が必要であった。次いでオキシ窒化ナタン核種ガ
ラス面を純アルゴン中でニッケル合金ターゲットの下を
通過させた。この実施例におけるニッケル合金はクロム
18.6 % 、鉄6チ、ニオブ4%、モリブデン9%
、残部がニッケルのインコネル625であった。透過率
’に一22%まで低下させるに足る厚さにニッケル合金
層1ftm射した。この被膜の色度座標は未被覆ガラス
面からの反射において!−0,3198、y −0,2
863であった。鋭察された色は紫系ピンク色で、未被
稜ガラス面からの光反射″4は5.65であった。
実施例7 実施例6の場合と同様のオキシ窒化チタン−インコネル
層構成ケ用いて、光透過耶約20%で魅力的な青色を有
する被膜を第1表に示す条件でつくった。2層被膜の色
調節は簡単である。オキシ窒化チタンの厚さで色相が調
節される。緑が強すきる場合は層が厚すきるのである。
赤が強すぎる場合は層が薄丁ぎるのである。オキシ窒化
チタンの厚さは透過率(又は反射率)にも影響を与える
理由は赤系青色被膜は緑系肯色被膜より一般に透過率が
高いからである。しかし、一旦色相が決まると、透過率
(又は反射率)はインコネル層の厚さl変えて調節する
ことができる。予期される通り、その厚さを増すと透過
率は低下し、反射率は増大する。この変化は色相の主安
波長にほとんど影響ケ与えない。第1表に示した各条件
で得られる被膜厚さのチとして表わされる層の厚さ変化
が本実施例の5種類の二層被膜の色に及は丁影響は第n
表に示した。
実施例8 前記各実施例と同様にしてガラス基材に光透過率が60
4になるようにインコネル625の第1層ヲ溶射被覆し
た。前記各実施例と同様にしてニッケル合金上にオキシ
窒化チタン膜馨浴射した。
#終の光透過率が22俤になるように第2ニッケル合金
mt浴射した1、被膜の色度座標はガラス表から! −
0,2644、y −0,2540であった。
観察された色は紫色で、未被覆ガラス面からの元反射率
は8.9チであった。
実施例9 オキシ窒化チタン層とインコネル層のそれぞれの厚さを
変え【一連の6層被膜をつくった。これらの試料につい
ての結果は第1V光に示した。ilV表において厚さは
第m表に記載の条件を用いて得られた厚さのチとして表
わした。
実施例10 オキシ窒化チタン膜を実施例6と同様にしてガラス基材
面に付着させた。このオキシ窒化チタンの全面にステン
レス鋼膜を付着させた。この被膜の色度座標はガラス面
から!−0−2466、y−0,2680であった。観
察された色は緑系肯色であり、未被覆ガラス面からの光
反射率は18.5チであった。
実施例11 前記各実施例と同様にしてオキシ窒化チタン膜を8回通
過によりガラス面に付着させた。アルビン中でチタン陰
極を溶射してチタン金編膜を付着さセた。被膜のガラス
からの色度座標は!−0,3317、y −0,303
7であった。観察された色は素糸ピンク色であり、未被
櫟ガラス面からの光反射率は5.17チであった。
実施例12 実施例11と同様にしてオキシ窒化チタン膜t9回通過
によりガラス面に付着させた。アルゴン中でチタン陰極
′lt溶射してチタン金属膜ヲ付着させだ。被膜のガラ
ス面からの色度座標はX −0,2402、y −0,
2265であった。観察された色は紫系青色であり、未
被覆ガラス面からの光反射率は5.321であった。
以上の各実施例は本発明の詳細な説明するために示した
ものである。第n表と第m表に示した被膜は室温の20
%塩絃又は室温の30チ硝酸により24時間の期間は侵
されなかった。
5時間の275’F(135℃)加熱試験でに、透過率
にわずかな変化と反射の色にわずかな変化があった。こ
れは、定型的とも思われる過程であるインコネル上の保
11[化物の成長と一致する。
150″′″F(約66℃)でのクリープランド凝縮湿
度試験において、4チ月間に被膜の変化は認められなか
った。被膜は被膜の内部一体的クレージングを評価する
のに用いられる消しビムによる擦過にも繰り返し剛毛ブ
ラシ試験にも影IIjI″4I:受けなかった。しかし
、湿潤又は乾燥軽石でこすると、被膜は窒化チタン膜は
ど硬くないことがわかった。
オ′キシ窒化チタン/合金の組合わせ層により製造でき
る魅力的な製品の数は多くない。しかし、金楓/オキシ
窒化チタン/金属系ではわずか2111類の材料を用い
てはるかに広範囲の反射色と透過率を得ることができる
。オキシ窒化チタンは透明で、耐薬品性であり、高い屈
折率を有し、性質の劣る錫や亜鉛の各酸化物と同じ程度
迅速に付着す 4る。付着速度をその絶対的な最高値ま
で増大させない限りでは、窒素中の酸素の濃度は本発明
の方法にとって考え得るはどx螢ではない。このために
、膜厚の増加による透過率の低下と吸収の増加による透
過率の低下とを区別できない装飯内モニターは透過率モ
ードにおいてのみ信頼できるに過ぎないという複雑性が
なくなる。したがって、2層被膜の色制御は困難ではな
い。6層被膜については色制御はやや複雑となり、例え
は反射率が高過ぎる場合、表面金属層を薄くするか、又
は最下全編層′?:厚くすることにより色制御の複雑性
は少なくなる。
前記の各実施例は本発明を説明するために示したもので
ある。種々の溶射条件を用いることができ、酸素と窒素
の比率を変えることができ、本発明のオキシ窒化チタン
膜1kf4々の厚さ及び構成で他の金属含有膜と一緒に
用いて広範囲の反射色を得ることができる。本発明の範
囲は特許請求の範囲により規定される。
【図面の簡単な説明】
第1−はガラス上のオキシ窒化チタン膜の550nmに
おける透過率を、窒素中の種々のチの酸素における、陰
極通過回数で測定した膜厚の関数として示す図、 第2嫡は陰極通過1回当りのオキシ窒化チタンの付着速
度(単位X)を、被覆用意の雰囲気内の酸素のチの関数
として示す囚、 第6図に厚さ約600叉のオキシ窒化チタン膜の吸収を
被覆用室の雰囲気内の酸素の−の関数として示す図1 第4図はインコネル膜上のオキシ窒化チタン膜の550
 nmにおける透過率を、陰極の種々の電力レベルにお
ける膜厚の関数として示す−である。

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オキシ窒化チタン被覆物品の製造方法であつて、 a、被覆用室内に基材を置き、 b、前記室を排気し、 c、前記室内に酸素と窒素とを含む雰囲気を与え、 d、前記基材の表面に面するように前記室内にチタン陰
    極を置き、 e、前記室内の酸素と窒素とを含む前記雰囲気内で前記
    チタン陰極を溶射させて前記基材の前記表面にオキシ窒
    化チタン被膜を付着させる 各工程を含む方法。
  2. (2)前記基材がガラスである請求項1に記載の方法。
  3. (3)前記雰囲気が酸素10〜50%及び窒素50%を
    含む請求項1に記載の方法。
  4. (4)低放射率被覆物品の製造方法であつて、a、透明
    基材上にオキシ窒化チタンの第1層を付着させ、 b、前記透明基材上に高赤外線反射金属膜の第2層を付
    着させる 各工程を含む方法。
  5. (5)前記基材がガラスである請求項4に記載の方法。
  6. (6)オキシ窒化チタンを含む第3層を付着させる工程
    をさらに含む請求項4に記載の方法。
  7. (7)前記各層が溶射によつて付着される請求項6に記
    載の方法。
  8. (8)オキシ窒化チタンの第1層をガラス基材上に付着
    させ、このオキシ窒化チタン上に銀層を付着させ、この
    銀上にオキシ窒化チタンの第2層を付着させる請求項4
    に記載の方法。
  9. (9)着色建築用製品の製造方法であつて、a、酸素と
    窒素とを含む雰囲気内でチタンを溶射させて基材の表面
    にオキシ窒化チタン膜を付着させ、 b、不活性雰囲気内で金属を溶射して前記基材の表面に
    金属膜を付着させる 各工程を含む方法。
  10. (10)前記基材がガラスである請求項9に記載の方法
  11. (11)第2金属膜を溶射することをさらに含む請求項
    9に記載の方法。
  12. (12)前記オキシ窒化チタン膜を前記第1及び第2金
    属膜の間に溶射する請求項11に記載の方法。
  13. (13)前記金属がニッケル合金、鉄合金及びチタンか
    ら成る群から選択される請求項12に記載の方法。
  14. (14)a、透明基材、 b、オキシ窒化チタン膜及び c、金属膜 を含む製造物品。
  15. (15)基材がガラスであり、第2金属膜をさらに含み
    、前記オキシ窒化チタン膜が前記第1及び第2金属膜の
    間に付着されている請求項14に記載の物品。
  16. (16)各前記金属膜がニッケル合金、ステンレス鋼、
    チタン及びこれらの混合物から成る群から選択される請
    求項15に記載の物品。
  17. (17)a、透明基材、 b、オキシ窒化チタンの透明膜及び c、高赤外線反射透明金属膜 を含む製造物品。
  18. (18)基材がガラスである請求項17に記載の物品。
  19. (19)被覆物品の全光反射率を低下させる第2金属膜
    をさらに含む請求項17に記載の物品。
  20. (20)前記第2金属膜が金属合金を含み、この金属合
    金がニッケル合金及び鉄合金から成る群から選択される
    請求項19に記載の物品。
  21. (21)前記金属合金がステンレス鋼及びインコネルか
    ら成る群から選択される請求項20に記載の物品。
  22. (22)太陽熱反射被覆物品の製造方法であつて、a、
    基材の表面にオキシ窒化チタンの透明皮膜を溶射し、 b、前記オキシ窒化チタン膜と結合するように高赤外線
    反射透明金属膜を溶射する 各工程を含む方法。
  23. (23)前記基材がガラスである請求項22に記載の方
    法。
  24. (24)被覆物品の光反射率を低下させる第2金属膜を
    溶射することをさらに含む請求項23に記載の方法。
  25. (25)前記第2金属膜が鉄合金及びニッケル合金から
    成る群から選択される合金である請求項24に記載の方
    法。
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