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技術 金属表面を持つ素材を保護する被覆物を形成するためのゾル−ゲル溶液を調製するための方法およびこの溶液の使用

出願人 コミツサリアアレネルジーアトミークエオゼネルジザルタナティヴ
発明者 ビューレイン,ローレンスプリーヌ,フィリップモントゥイロウト,イェヴェスベレヴィレ,フィリップ
出願日 2006年3月1日 (13年11ヶ月経過) 出願番号 2007-557558
公開日 2008年8月14日 (11年6ヶ月経過) 公開番号 2008-531853
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 被覆材料層 取出し速度 線束密度 テープコーティング 閃光電球 ペイントコーティング スリップコーティング 金属性基材
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課題・解決手段

本発明は、順に、以下の工程:a)1種以上の分子金属および/またはメタロイド前駆体を、有機溶剤を含む媒体と接触させることによってゾルゲル溶液を調製すること、b)a)で得られた溶液に、少なくとも1種のメルカプトオルガノシラン化合物を添加すること、c)b)で得られた溶液を加水分解すること、およびd)c)で得られた溶液に、カルボン酸、β−ジケトン化合物およびヒドロオキサメート化合物から選択される1種以上の錯化剤を添加すること、を含む安定なゾル−ゲル溶液を調製するための方法に関する。金属基材のための、とりわけ鏡のような銀ベース基材のための被覆材料を形成するための、この溶液の使用。

概要

背景

金属基材、特に、鏡のような銀ベースのそれらは、大気中の硫化水素(H2S)、塩酸(HCl)あるいはオゾン(O3)のような不純物の存在に非常に敏感である。長期的に見て、これらの不純物は、特に、時間とともにこれらの表面およびその光学性能における劣化を引き起こす。

鏡のような基材を、これらの老化徴候から保護することを意図した多くの方法が、先行技術において記述されている。

たとえば、被覆専門家は、それらを、環境不純物に銀よりも敏感でなく、一方でこの層の光学的性質をできるだけ弱めない、金属または金属合金層で被覆することによってそのような基材を保護することを考えてきた。

金属被覆を含む被覆技術の中には、前記基材をクロム化合物水性浴に浸漬することによって、被覆すべき銀ベースの基材をクロム膜で被覆することにあるクロム鍍金について言及されることがある。しかし、最近、この技術は、環境規制によって課された、クロミウムベース化学物質を使用することに関する規制のために、もはやあまり使用されない。

変法として、金のような貴金属に基づいた、または、スズ、ロジウム、銅、亜鉛またはこれらの混合物のような非貴金属に基づいた被覆物堆積させるための技術について言及されることがある。たとえば、文書米国特許第5614327号明細書は、銅、スズおよび亜鉛に基づく合金からなる被覆物の、電気鍍金による銀基材への堆積を記載している。

しかしながら、環境の腐食性不純物に対するこれらの金属被覆の優れた耐性にもかかわらず、これらの被覆物は、特に鏡面反射率に関して、とりわけ紫外可視領域における銀の光学特性のかなりの損失をもたらす。

金属被覆の使用から起こる欠点を避けるために、一部の著者は、保護すべき銀ベースの表面を透明な有機物質からなる被覆物で被覆するというアイデアを持った。たとえば、文書米国特許第4645712号明細書は、アクリルポリマーに基づいた被覆物の堆積を記載している。しかしながら、そのような堆積は、特に強い光束の下では、時間と共に不安定になると判明した。

長期にわたっての安定性の問題を解決するために、先行技術において、物理真空析出方法(より普通には、用語PVD(物理的蒸着法)によって表示される)によって堆積される酸化物セラミック被覆物を使用することが構想された。これは、特に、アルミナおよび二酸化ケイ素に基づいた被覆物のPVD堆積を記載している、文書米国特許第3687713号明細書のケースである。しかし、PVDによる酸化物セラミック被覆の堆積は、大きなサイズおよび/または複雑な形を持つ支持体の上では使用できない高価な装置を必要とする。

これが、「ソフトな化学堆積方法、特にゾルゲル堆積方法が物理的真空堆積方法への有利な代替法として現れた理由である。ゾル−ゲル堆積方法は、上記の方法と比較して、多くの利点をもっており、その中には、被覆物の前駆体溶液の堆積(通常、周辺温度で、かつ、高温熱処理工程に頼ることのない大気圧遂行される)、およびより多様な形の、または、大きなサイズの基材に関して構想することができる堆積が挙げられている。

銀メッキされた基材のための被覆物を生成するゾル−ゲルテクニックを使用する例は、欧州特許出願第0818561号明細書に挙げられ、その中では、第一に、ゾル−ゲル溶液は、分子シリコン前駆体および任意にアルミニウムまたはチタン分子前駆体アルコール溶媒に溶解することによって調製されている。その後、ゾル−ゲル溶液は、保護すべき基材の上に堆積され、500〜700℃の範囲の温度で熱処理される。

概要

本発明は、順に、以下の工程:a)1種以上の分子金属および/またはメタロイド前駆体を、有機溶剤を含む媒体と接触させることによってゾル−ゲル溶液を調製すること、b)a)で得られた溶液に、少なくとも1種のメルカプトオルガノシラン化合物を添加すること、c)b)で得られた溶液を加水分解すること、およびd)c)で得られた溶液に、カルボン酸、β−ジケトン化合物およびヒドロオキサメート化合物から選択される1種以上の錯化剤を添加すること、を含む安定なゾル−ゲル溶液を調製するための方法に関する。金属基材のための、とりわけ鏡のような銀ベースの基材のための被覆材料を形成するための、この溶液の使用。

目的

金属被覆を含む被覆技術の中には、前記基材をクロム化合物の水性浴に浸漬することによって、被覆すべき銀ベースの基材をクロム膜で被覆することにある

効果

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請求項1

以下の工程:a)1種以上の分子金属および/またはメタロイドの前駆体を、有機溶剤を含む媒体と接触させることによってゾルゲル溶液を調製すること、b)a)で得られた溶液に少なくとも1種のメルカプトオルガノシラン化合物を添加すること、c)b)で得られた溶液を加水分解すること、およびd)c)で得られた溶液に、−式R1−COOHのカルボン酸(式中、R1は、1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基または1個のフェニル基を表す)、−式R2−COCH2CO−R3のβ−ジケトン(式中、R2およびR3は、個別に、1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基または1個のフェニル基を表す)、および−式R4−CO−NHOHのヒドロオキサメート(式中、R4は1〜30個の炭素原子を含むアルキル基または1個のフェニル基を表す)から選択された1種以上の錯化剤を添加すること、を、順に、含む安定なゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項2

分子金属前駆体遷移金属ランタニド金属またはポスト遷移金属の前駆体から選択される分子前駆体であることを特徴とする、請求項1に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項3

遷移金属がTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Ptから選択されることを特徴とする、請求項2に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項4

ランタニド金属がLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Er、Ybから選択されることを特徴とする、請求項2に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項5

ポスト遷移金属がIIIA族元素Al、Ga、InおよびTl、ならびにIVA族元素Ge、SnおよびPbから選択されることを特徴とする、請求項2に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項6

分子メタロイド前駆体がシリコンセレニウムまたはテルルの分子前駆体であることを特徴とする、請求項1に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項7

分子金属またはメタロイド前駆体が無機金属またはメタロイド塩であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項8

分子金属またはメタロイド前駆体が有機金属の金属またはメタロイド化合物であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項9

有機金属の金属またはメタロイド化合物が式(RO)nM(Mは金属またはメタロイドを意味し、nはMに結合しているリガンドの数−この数はまたMの酸化度に相当する−を表し、Rは、1〜10個の炭素原子を含む、線状または分岐状のアルキル基、または1個のフェニル基を表すことを特徴とする)に相当することを特徴とする、請求項8に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項10

金属またはメタロイド有機金属化合物が下の式:XyR5zM(式中、−Mは金属またはメタロイドを表す、−Xは加水分解基を表す、−R5は、*1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基または1個のフェニル基を表すR6をもつ、式R6−COOHのカルボキシル化合物、*1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基または1個のフェニル基を表すR7およびR8(それは同一であるか、または異なる)をもつβ−ジケトン化合物R7−CO−CH2−CO−R8、*式R9−PO(OH)2、R10−PO(OR11)(OH)またはR12−PO(OR13)(OR14)のホスホネート化合物(式中、R9、R10、R11、R12、R13およびR14(それらは同一であるか、または異なる)は、1〜30個の炭素原子または1個のフェニル基を含む線状または分岐状のアルキル基を表す)、*式R15−CO(NHOH)のヒドロキサメート化合物(式中、R15は1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基または1個のフェニル基を表す)、*オルガノシラン化合物スルホナート化合物ホウ酸塩化合物、または式HO−R16−OHの化合物(式中、R16は1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状アルキレン基または1個のフェニレン基を表す)、に由来するリガンドを表し、かつ−xおよびyは、(x+y)がMの原子価に等しいように選択される正の整数である)、に相当することを特徴とする、請求項8に記載のゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項11

加水分解基Xがハロゲン基アセテート基アセトネート基、アクリレート基アクリルオキシ基またはアルコラート基OR’(R’は1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基または1個のフェニル基を表す)であることを特徴とする、請求項10に記載の、安定なゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項12

工程a)で使用される有機溶媒が、−飽和または不飽和の、脂肪族または芳香族の、式R17−OHのモノアルコール(式中、R17は1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基あるいは1個のフェニル基を表す)、および−式HO−R18−OHのジオール(式中、R18は1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキレン基または1個のフェニレン基を表す)から選択されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項13

メルカプトオルガノシラン化合物が下の式:(HS−R19)x’SiR20y’X1(4−x’−y’)(式中:−R19は、1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐の二価炭化水素ベースの基または1個のフェニレン基を表す、−R20は、1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状の一価の炭化水素ベースの基を表す、−X1は、ハロゲン、アセトネート、アクリレート、式OR21(式中、R21が1〜10個の炭素原子を含むアルキル基を表す)のアルコラートから選択された加水分解基を表す、−x’は、1または2に等しい整数である、−y’は、0、1または2に等しい整数である、および−x’とy’の和は最大で3に等しい)に相当することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項14

メルカプトオルガノシラン化合物が下の式:(HS−R22)Si(OR21)3(式中、R21は、1〜10個の炭素原子を含むアルキル基を表し、R22は、1〜10個の炭素原子を含むアルキレン基を表す)に相当することを特徴とする、請求項13に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項15

メルカプトオルガノシラン化合物が、工程a)で使用される分子金属および/またはメタロイド前駆体の総重量に対して1〜50重量%の範囲にある量だけ添加されることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項16

加水分解工程が工程a)で使用された溶媒および水を含む水溶液または溶液を添加することにより行われることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するために方法。

請求項17

加水分解工程が酸性のpHで起こることを特徴とする、請求項16に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項18

水が0.1〜15の範囲にある加水分解度を得るために決められた量だけ添加されることを特徴とする請求項16または17に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法(加水分解度は、添加された水と(a)で得られた溶液に存在する分子前駆体の間のモル比を表す)。

請求項19

カルボン酸が酢酸プロピオン酸酪酸吉草酸イソ吉草酸ヘキサン酸ヘプタン酸オクタン酸ノナン酸デカン酸ウンデカン酸ラウリン酸トリデカン酸、ミリスチン酸および乳酸から選択されることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項20

β−ジケトン化合物がアセチルアセトンであることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項21

錯化剤(単数または複数)が1〜20の範囲にある錯体化度(この錯体化度は添加された錯化剤(単数または複数)と工程a)からの分子前駆体(単数または複数)との間のモル比と定義される)を得ることを可能にする量だけ添加される、請求項1〜20のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項22

さらに、工程d)の後に、工程a)で使用された有機溶媒と同じもので希釈する工程を含む、請求項1〜21のいずれか1項に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項23

分子前駆体がシリコン前駆体であるとき、以下の工程:−テトラエチルオルソシリケートSi(OCH2CH3)4のような分子シリコン前駆体を、エタノールのような脂肪族アルコールの溶媒との接触にもたらすことによってゾル−ゲル溶液を調製すること、−上で得られた溶液に、(3−メルカプトプロピルトリメトキシシランのようなメルカプトオルガノシラン化合物を添加すること、−加水分解度が1〜15の範囲にある量だけ、酸性水溶液を添加することによって、上で得られた溶液を加水分解すること、−上で加水分解された溶液に、錯体化度が1〜20の範囲にあるような量だけ、酢酸のようなカルボン酸タイプの錯化剤を添加すること、および−上で得られた錯体化された溶液を、第一段階で使用したのと同一の脂肪族アルコール溶媒で希釈すること、を含む、請求項1に記載の、ゾル−ゲル溶液を調製するための方法。

請求項24

請求項1〜23のいずれか1項に記載された方法によって得ることができるゾル−ゲル溶液。

請求項25

以下の工程:−請求項1〜23に記載された方法にしたがって調製されたゾル−ゲル溶液の少なくとも一つの層を堆積させること、および−前記の堆積された層を架橋すること/緻密化することを、順に、含む被覆材料を調製するための方法。

請求項26

基材金属基材であることを特徴とする、請求項25に記載の被覆材料を調製するための方法。

請求項27

金属基材が銀ベースであることを特徴とする、請求項25に記載の被覆材料を調製するための方法。

請求項28

さらに、堆積工程の前に、チオ尿素を含む酸性水溶液で基材を洗浄することを含む、基材を表面処理する工程を含む、請求項25〜27のいずれか1項に記載の、被覆材料を調製するための方法、

請求項29

基材上の少なくとも一つの層の堆積が、ディップコーティングによって、スピンコーティングによって、または、層流コーティングによって遂行されることを特徴とする、請求項25〜28のいずれか1項に記載の、被覆材料を調製するための方法。

請求項30

架橋/緻密化工程が100℃〜300℃の範囲にある温度での熱処理によって遂行されることを特徴とする、請求項25〜29のいずれか1項に記載の、被覆材料を調製するために方法。

請求項31

架橋/緻密化工程が赤外線への曝露によって遂行されることを特徴とする、請求項25〜29のいずれか1項に記載の、被覆材料を調製するための方法。

請求項32

架橋/緻密化工程が紫外線に曝露によって遂行されることを特徴とする、請求項25〜29のいずれか1項に記載の、被覆材料を調製するための方法。

請求項33

請求項25〜32のいずれか1項に記載の方法によって得ることができる被覆材料。

請求項34

請求項33に記載の被覆材料(3)の層で完全にまたは部分的に被覆した金属基材(1)。

請求項35

銀ベースである、請求項34に記載の金属基材。

請求項36

被覆材料の層が10〜500nm、好ましくは100〜200nmの範囲にある厚さを持つことを特徴とする、請求項34または35に記載の金属基材。

請求項37

請求項34〜36のいずれか1項に記載の基材を含む鏡または反射体

請求項38

銀ベースの基材、特に鏡または反射体を保護するための、請求項33に記載の被覆材料の使用。

技術分野

0001

本発明は、金属表面を持つ基材のための保護被覆材の前駆体である安定なゾルゲル溶液を調製するための方法に関する。

0002

本発明はまた、本方法によって得ることができる安定なゾル−ゲル溶液に関する。

0003

このゾル−ゲル溶液は、特に、そのような表面の腐食および耐酸化性を改善するために、金属基材の上に被覆物を設計することに対して適用することができる。より具体的には、このゾル−ゲル溶液は、たとえば、太陽光集光装置において、あるいは、反射鏡において使われる銀メッキをされた鏡において見られるような、銀ベースの基材の上に被覆物を設計するために特に効果的である。

背景技術

0004

金属基材、特に、鏡のような銀ベースのそれらは、大気中の硫化水素(H2S)、塩酸(HCl)あるいはオゾン(O3)のような不純物の存在に非常に敏感である。長期的に見て、これらの不純物は、特に、時間とともにこれらの表面およびその光学性能における劣化を引き起こす。

0005

鏡のような基材を、これらの老化徴候から保護することを意図した多くの方法が、先行技術において記述されている。

0006

たとえば、被覆専門家は、それらを、環境不純物に銀よりも敏感でなく、一方でこの層の光学的性質をできるだけ弱めない、金属または金属合金層で被覆することによってそのような基材を保護することを考えてきた。

0007

金属被覆を含む被覆技術の中には、前記基材をクロム化合物水性浴に浸漬することによって、被覆すべき銀ベースの基材をクロム膜で被覆することにあるクロム鍍金について言及されることがある。しかし、最近、この技術は、環境規制によって課された、クロミウムベース化学物質を使用することに関する規制のために、もはやあまり使用されない。

0008

変法として、金のような貴金属に基づいた、または、スズ、ロジウム、銅、亜鉛またはこれらの混合物のような非貴金属に基づいた被覆物を堆積させるための技術について言及されることがある。たとえば、文書米国特許第5614327号明細書は、銅、スズおよび亜鉛に基づく合金からなる被覆物の、電気鍍金による銀基材への堆積を記載している。

0009

しかしながら、環境の腐食性不純物に対するこれらの金属被覆の優れた耐性にもかかわらず、これらの被覆物は、特に鏡面反射率に関して、とりわけ紫外可視領域における銀の光学特性のかなりの損失をもたらす。

0010

金属被覆の使用から起こる欠点を避けるために、一部の著者は、保護すべき銀ベースの表面を透明な有機物質からなる被覆物で被覆するというアイデアを持った。たとえば、文書米国特許第4645712号明細書は、アクリルポリマーに基づいた被覆物の堆積を記載している。しかしながら、そのような堆積は、特に強い光束の下では、時間と共に不安定になると判明した。

0011

長期にわたっての安定性の問題を解決するために、先行技術において、物理真空析出方法(より普通には、用語PVD(物理的蒸着法)によって表示される)によって堆積される酸化物セラミック被覆物を使用することが構想された。これは、特に、アルミナおよび二酸化ケイ素に基づいた被覆物のPVD堆積を記載している、文書米国特許第3687713号明細書のケースである。しかし、PVDによる酸化物セラミック被覆の堆積は、大きなサイズおよび/または複雑な形を持つ支持体の上では使用できない高価な装置を必要とする。

0012

これが、「ソフトな化学堆積方法、特にゾル−ゲル堆積方法が物理的真空堆積方法への有利な代替法として現れた理由である。ゾル−ゲル堆積方法は、上記の方法と比較して、多くの利点をもっており、その中には、被覆物の前駆体溶液の堆積(通常、周辺温度で、かつ、高温熱処理工程に頼ることのない大気圧遂行される)、およびより多様な形の、または、大きなサイズの基材に関して構想することができる堆積が挙げられている。

0013

銀メッキされた基材のための被覆物を生成するゾル−ゲルテクニックを使用する例は、欧州特許出願第0818561号明細書に挙げられ、その中では、第一に、ゾル−ゲル溶液は、分子シリコン前駆体および任意にアルミニウムまたはチタン分子前駆体アルコール溶媒に溶解することによって調製されている。その後、ゾル−ゲル溶液は、保護すべき基材の上に堆積され、500〜700℃の範囲の温度で熱処理される。

発明が解決しようとする課題

0014

しかしながら、現在までに開発された、銀ベースの基材のための被覆物を堆積するためのゾル−ゲル法は、多くの欠点を露呈しており、その中には、
− 工業的状況においてはそのような溶液の使用と相容れない、堆積のために使用されるゾル−ゲル溶液の時間経過での不安定性
− それらをセラミックに変える目的をもってゾル−ゲル溶液を処理するための、あまりにも高すぎる温度、(それは、堆積基材の寸法安定性を損なう可能性があり、高温熱処理に本質的に敏感である基材に適合しない)、
− 前記溶液の緻密化後に得られる、光学的観点から不満足である材料の性質、特に光束へのこれらの材料の抵抗性
− 前記溶液の緻密化の後で得られる、耐薬品性観点から不満足である材料の性質(従来の洗剤による前記材料の繰り返される洗浄および汚染された環境へのこれらの材料の曝露を防止すること)、および
− 前記溶液の緻密化の後に得られる、力学的な観点から不満足である材料の性質(前記被覆物が、特にそれらが堆積する銀メッキされた表面への弱い付着性を持っていること)が言及されている。

課題を解決するための手段

0015

したがって、本発明の目的は、先行技術の前記の欠点を克服することであり、それらの一つの目的は、特に、ゾル−ゲル溶液を調製する方法であり、その操作条件は、この方法を工業的スケールで適用可能にするために、方法の最後に、長期にわたって安定である、ゾル−ゲル溶液を得ることができるように選択される。

0016

本発明の他の目的は、本方法によって得られることができるゾル−ゲル溶液であり、長期にわたっての安定性のその性質以外のそれは、とりわけ銀ベースの基材に対して、処理の後、被覆材料を得ることを可能にし、その被覆材料は、
− 前記基材への良好な接着性
硫黄ベース化合物および 表面を洗浄するために従来使用されている洗剤のような環境汚染物に対する良好な耐薬品性、および
下層にある基材の光学的性質を弱めない光学的性質、
を持つ。

0017

本発明の最終的な目的は、前記の利点を持つ被覆材料を調製するための方法および本方法によって得られる材料である。

0018

こうして、本発明は、第一の目的によれば、以下のステップ
a)1種以上の分子金属および/またはメタロイド前駆体を、有機溶剤を含む媒体と接触させることによってゾル−ゲル溶液を調製すること、
b)a)で得られた溶液に少なくとも1種のメルカプトオルガノシラン化合物を添加すること、
c)b)で得られた溶液を加水分解すること、および
d)c)で得られた溶液に、
− 式R1−COOHのカルボン酸(式中、R1は、1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基、あるいは1個のフェニル基を表す)、
− R2−COCH2CO−R3のβ−ジケトン(式中、R2およびR3は、個別に、1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基、あるいは1個のフェニル基を表す)および
− 式R4−CO−NHOHのヒドロオキサメート(式中、R4は1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含むアルキル基、あるいは1個のフェニル基を表す)
から選択される1種以上の錯化剤を添加すること、
を、順に含む、安定なゾル−ゲル溶液を調製する方法に関する。

0019

本発明の方法は、好都合にも、安定なゾル−ゲル溶液、すなわち長期にわたって安定な粘度を持つゾル−ゲル溶液を得ることを可能にする。これらの慎重に選択された操作条件のために、本発明の方法によって得られるゾル−ゲル溶液は、ハイブリッド有機無機材料に変換する目的で続いて使用することを意図された、市販溶液として使用することができる。その長時間安定性のために、本方法の最後に得られるゾル−ゲル溶液は、処置の後、熟成の種々のステージで使用される同じ溶液から同一の性質を持つハイブリッド有機/無機材料を得ることを可能にする。

0020

第一に、本発明の方法は、1種以上の分子金属および/またはメタロイド前駆体を、有機溶剤を含む媒体と接触させることによってゾル−ゲル溶液を調製する工程を含む。

0021

金属は、遷移金属ランタニド金属および元素周期律表の列IIIAおよびIVAからポスト遷移金属として知られている金属から形成されるグループから選択される。遷移金属元素は、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Ptから選択される。ランタニド元素は、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Er、Ybから選択される。ポスト遷移金属元素は、IIIA族元素Al、Ga、InおよびTl、ならびにIVA族元素Ge、SnおよびPbから選択される。

0022

メタロイド元素は、好都合には、Si、SeまたはTeから選択される。

0023

それはまた、遷移金属、ランタニド金属、ポスト遷移金属およびメタロイドのあらゆる組合せでもありうる。

0024

分子金属またはメタロイドの前駆体は、ハライドフッ化物塩化物臭化物沃化物)、硝酸塩または蓚酸塩のような無機金属またはメタロイド塩類の形でありうる。

0025

分子金属またはメタロイド前駆体はまた、有機金属の金属またはメタロイド化合物の形において存在する、たとえば、
− 式(RO)nMに相当するアルコキシド、(Mは金属またはメタロイドを意味し、nはMに結合したリガンドの数(この数はまた、Mの酸化数に相当する)、Rは、1〜10個の炭素原子を恐らく含む線状または分岐状アルキル基、あるいは1個のフェニル基を示すことにおいて特徴付けられる)、
− 下の式:
XyR5zM
(式中:
− Mは金属またはメタロイドを表す、
− Xは、加水分解基(たとえば、ハロゲン基アセテート基アセトネート基、アクリレート基アセトキシ基アクリルオキシ基、1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状アルキル基、あるいはフェニル基を示すR’をもつOR’アルコラート基)を表す;
− R5は、
*1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状アルキル基、あるいは1個のフェニル基を表わすR6をもつ、式R6−COOHのカルボキシル化合物
*1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む、線状または分岐状アルキル基、あるいは、フェニル基を示す、R7およびR8(同一であるか、または異なる)をもつ、β−ジケトン化合物R7−CO−CH2CO−R8、
*式R9−PO(OH)2、R10−PO(OR11)(OH)、またはR12−PO(OR13)(OR4)のホスホン酸エステル化合物(式中、R9、R10、R11、R12、R13およびR14(同一であるか、または異なる)が1〜30個の、好ましくは1〜10個の炭素原子、炭素原子を含む線状であるか分岐状アルキル基、あるいはフェニル基を表す)、
*R15が1〜30個の、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状アルキル基、あるいは1個のフェニル基を表す、式R15−CO(NHOH)のヒドロキサメート化合物
オルガノシラン化合物スルホナート化合物ホウ酸塩化合物または式HO−R16−OHの化合物(式中、R16は1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状アルキレン基、あるいは1個のフェニレン基を示す)、
から誘導されたリガンドを示す、かつ
− xおよびyは、(x+y)がMの原子価と等しくなるように選択された、正の整数である。

0026

好ましくは、金属またはメタロイドの前駆体は、金属またはメタロイドのアルコキシドである。

0027

とりわけ、メタロイドがシリコンであるとき、シリコン前駆体は、テトラエチルオルソシリケートSi(OCH2CH3)4またはテトラメチルオルソシリケートSi(OCH3)4のようなケイ素アルコキシドである可能性がある。

0028

先に述べたような、分子金属またはメタロイドの前駆体は、ゾル−ゲル溶液を形成するために、有機溶剤を含む媒体との接触にもたらされる。

0029

好ましくは、有機溶剤は、
− 式R17−OHの飽和または不飽和の脂肪族または芳香族モノアルコール(式中、R17は、1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む、線状または分岐状アルキル基、あるいはフェニル基を表す)、および
− 式HO−R18−OHのジオール(式中、R18は1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキレン基、あるいは1個のフェニレン基を表す)
から選択される。

0030

ジオールの例として、エチレングリコールジエチレングリコール、あるいはトリエチレングリコールが挙げられる。

0031

分子前駆体が分子シリコン前駆体である場合には、この前駆体を溶解して、ゾル−ゲル溶液を形成するために用いられる好ましい溶媒エタノールである。

0032

本発明によれば、工程a)に従って、一旦ゾル−ゲル溶液が調製されるならば、好都合には、それに、下の式に相当するメルカプトオルガノシラン化合物が添加される:
(HS−R19)x’SiR20y’X1(4−x’−y’)
(式中:
− R19は1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状の二価炭化水素ベースの基または1個のフェニレン基を表す、
− R20は1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状の一価の炭化水素ベースの基を表す、
− X1は、ハロゲン、アセトネート、アクリレート、式OR21(式中、R21は1〜10個の炭素を含むアルキル基を表す)から選択される加水分解基を表す)のアルコラートから選択される、
− x’は、1または2に等しい整数である;
− y’は、0、1または2に等しい整数である、および
− x’とy’の和は、最大で3に等しい。

0033

好ましくは、X1は、上に定義したようなOR21基である。

0034

R19基は、たとえば、1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキレン基である。そのような基の例として、メチレンエチレンプロピレン、n−ブチレンイソブチレンヘキシレン、2−エチルヘキシレン、n−オクチレンおよびデシレンが挙げられる。

0035

R19基はまた、フェニレンまたはナフチレンのような、6〜20個の炭素原子を含むアリーレン基であり得る。

0036

最後に、R19基は、キシリレントリレンのようなアルカリーレン基シクロペンチレン、シクロヘキシレンシクロブチレンのような4〜20個の炭素原子を含むシクロアルキレン基、2−フェニルプロピレン、スチレンベンジレンのようなアラルキレン基である。

0037

好ましくは、R19基は、1〜10個の炭素原子を含むアルキレン基である。

0038

R20基は、メチル、エチル、プロピルイソプロピルブチル、オクチル、2−エチルヘキシルまたはオクタデシル基のような、1〜30個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基である。R20基はまた、シクロペンチル基またはシクロヘキシル基のような、3〜20個の炭素原子を含むシクロアルキル基である。R20基はまた、フェニル、ナフチルまたはp−フェニルフェニル基のような、5〜20個の炭素原子を含むアリール基トリルまたはキシレニル基のような、アルカリール基ベンジル基フェニルエチル基またはナフチルブチル基のような、アラルキル基である。

0039

好ましくは、R20は、1〜10個の炭素原子を含む線状または分岐状のアルキル基、あるいはフェニル基である。

0040

好ましくは、本発明によれば、下の式:
(HS−R22)Si(OR21)3
(式中、R21は、1〜10個の炭素原子を含むアルキル基を表し、R22は、1〜10個の炭素原子を含むアルキレン基を表す)に相当するメルカプトオルガノシラン化合物が使用される。

0041

上で与えられた定義と一致している一つの特別な化合物は、(3−メルカプトプロピルトリメトキシシランHSCH2CH2CH2Si(OCH3)3である。

0042

メルカプトオルガノシラン化合物は、前に調製されたゾル−ゲル溶液に、直接純粋な形で、または、希釈された形で、好ましくは、工程a)のゾル−ゲル溶液を調製するために使われたそれと同一の有機溶剤に溶かして、添加される。

0043

該メルカプトオルガノシラン化合物は、好都合には、分子金属および/またはメタロイド前駆体の総重量に対して1〜50重量%の範囲の、好ましくは1〜12%の範囲の、より好ましくは、5重量%に等しい量だけ、工程a)で使用された、使われる(s)の前に調製されたゾル−ゲル溶液に添加される。

0044

このメルカプトオルガノシラン化合物は、本発明の方法の終わりに得られたゾル−ゲル溶液の堆積の間、好ましくは金属的堆積面と溶液に由来する層の間の強い相互作用を確実にする役割を持つ。本化合物は、特に、堆積層の緻密化の後、得られた被覆材料の耐摩耗性強化するのを助ける。

0045

工程b)の終わりに得られた溶液は、本発明にしたがって、加水分解をするようにさせられる。この加水分解は、通常、溶液に水、好ましくは脱イオン化された、任意に酸性化された水の制御された量を添加することによって遂行される。この加水分解は、溶液に、工程a)および任意に工程b)で使用された溶媒ならびに水(好ましくは、脱イオン化され、かつ任意に酸性化された水)を含む溶液を添加することによって遂行される。

0046

業者は、適当な方法で、分子金属および/またはメタロイド前駆体(s)の性質および反応性に依存する加水分解条件(添加される水の量、pH)を選択するであろう。

0047

好都合には、添加するべき水(それが水単独の形であっても、または、上記のような溶液の形であっても)の制御された量は、0.1〜15の範囲にある加水分解度(添加される水とa)で得られた溶液に存在する分子前駆体の間のモル比をあらわす加水分解度)を得るように決定される。

0048

この工程は、前駆体およびメルカプトオルガノシラン化合物の加水分解を遂行し、こうして金属またはメタロイドおよびシリコンオキシ水酸化物ネットワークを形成するために必要である。

0049

とりわけ、得られた溶液が、テトラエチルオルトシリケートのような分子シリコン前駆体、およびメルカプトオルガノシラン化合物を含むとき、制御された加水分解工程は、好ましくは、水性のHClまたはHNO3酸性溶液の添加によって、1〜6の範囲にあるpHで、かつ1〜10の範囲にある加水分解度で、遂行される。

0050

加水分解の後、本発明によれば、上で定義されたような、カルボン酸、β−ジケトンまたはヒドロキサメート化合物から選択された1種以上の錯化剤がゾル−ゲル溶液に添加される。

0051

カルボン酸は一般に、本発明によれば、式R1−COOH(式中、R1は、1〜30個の炭素原子、好ましくは1〜10個の炭素原子を含む、線状または分岐状のアルキル基、あるいはフェニル基を示す)に相当する。適当なカルボン酸の例は、酢酸プロピオン酸酪酸吉草酸イソ吉草酸ヘキサン酸ヘプタン酸オクタン酸ノナン酸デカン酸ウンデカン酸ラウリン酸トリデカン酸、ミリスチン酸および乳酸である。好ましくは、酢酸が選択される。

0052

β−ジケトン化合物は一般に、本発明によれば、式R2−CO−CH2−CO−R3(式中、R2およびR3は、同一であるか異なるが、1〜30個の炭素原子を含むアルキル基またはフェニル基を表す)に相当する。適当なβ−ジケトン化合物の例は、アセチルアセトンおよびそれの誘導体である。

0053

ヒドロキサメート化合物の例として、アセトヒドロキサム酸が挙げられる。

0054

錯化剤(単数または複数)は、好都合には、1〜20の範囲にある錯体化度(この錯体化度は、添加される錯化剤(単数または複数)と溶液a)に存在する分子前駆体(単数または複数)との間のモル比として定義される)を得ることを可能にする量だけ添加される。

0055

これらの錯化剤の添加は、加水分解の後得られるゾル−ゲル溶液を安定させる効果を持っている。

0056

錯化剤の添加の後得られる溶液は、任意に、工程a)で使用されるそれと同一の有機溶剤で希釈され、それは、さらに、本発明の方法終了後得られるゾル−ゲル溶液の安定性を改善するのに役立つ。希釈度は、1〜5重量%に亘る。

0057

この工程の終わりに得られるゾル−ゲル溶液は、明るく透明で、少なくとも4カ月間にわたって安定なままである。すなわち、この期間中、この処理溶液に由来する被覆物は、新たに合成された処理溶液と同様の保護特性を持っている。こうして、これらのゾル−ゲル溶液は、数カ月の間使用することができるという長所をもつ。

0058

したがって、本発明の他の目的は、先述のような方法によって得ることができるゾル−ゲル溶液である。

0059

本発明の一つの特別な態様によれば、分子前駆体がシリコン前駆体であるとき、本発明の方法は、好都合には、以下の工程:
−テトラエチルオルソシリケートSi(OCH2CH3)4のような分子シリコン前駆体を、エタノールのような脂肪族アルコールの溶媒との接触へもたらすことによってゾル−ゲル溶液を調製すること、
− 上で得られた溶液に、(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシランのようなメルカプトオルガノシラン化合物を添加すること、
−加水分解の程度が1〜15、たとえば1〜10の範囲にある、好ましくは5に等しい、量だけ、酸性水溶液を添加することによって、上で得られた溶液を加水分解すること;
− 上で得られた加水分解された溶液に、錯体化度が1〜20の範囲にある、好ましくは4に等しい量だけ、酢酸のようなカルボン酸タイプの錯化剤を添加すること、および
− 上で得られた錯体化された溶液を、第一工程で使用されたものと同一の溶媒(この溶媒は、好ましくは、エタノールである)で、たとえばSiO2相当4重量%まで希釈すること、
を含む。

0060

該ゾル−ゲル溶液は、基材、特に銀ベースの基材のような金属基材の上への堆積、および前記堆積溶液の処理の後、以下の有利な性質:
− 前記表面への良好な接着力
−硫黄ベースの化合物のような環境汚染物および表面(たとえば鏡)を清浄にするために従来から使用される洗剤に対する良好な対薬品性、および
−下層にある基材のそれらを減らさない光学的性質、
を持つ被覆材料を生成する能力がある。

0061

こうして、本発明の他の目的は、本発明に従って調製された前記ゾル−ゲル溶液から被覆材料を調製するための方法であり、前記方法は、順に、以下の工程を含む:
− 上述の方法に従って調製されたゾル−ゲル溶液の少なくとも1層を堆積させること、および
− 前記堆積層(単数または複数)を架橋すること/緻密化すること。

0062

こうして、本発明によれば、溶液は、一つ以上の層の形で基材の上に堆積させられる。

0063

好ましくは、基材は金属性基材、より具体的には銀ベースの基材である。

0064

本溶液は種々の堆積技術に従って堆積され、その中には:
ディップコーティング
スピンコーティング
層流コーティングまたはメニスカスコーティング、
スプレーコーティング
スリップコーティング
ロールコーティングまたはロールツーロールコーティング、
刷毛コーティングまたはペイントコーティング
スクリーン印刷、および
テープコーティング
が挙げられる。

0065

好ましくは、溶液の層(単数または複数)はディップコーティングまたはスピンコーティングによって堆積される。堆積した後に、ゾル−ゲル溶液の層は、本発明によれば、特に−M−O−Si−および−Si−O−Si−結合(Mは、上に挙げたのと同じ定義に対応する)を含む酸化物材料に前記層を変換するよう意図された架橋/緻密化処置を行うように仕向けられる。

0066

本発明による、この架橋/緻密化工程は、たとえば100℃〜300℃、好ましくは、約200℃の、温和な非常に高くはない温度で、空気中で、または、窒素および/またはアルゴンのような不活性気体中で、2〜150分、好ましくは15〜60分の範囲にある長さの時間、たとえば200℃で30分間の、熱処理によって遂行される。

0067

この架橋/緻密化工程はまた、赤外線への曝露によって遂行される。該放射線は、空気中および/または不活性気体中で、堆積する層を、120〜300℃の範囲にある温度まで、好ましくは約200℃まで加熱することを可能にする。好ましくは、赤外線照射は、2〜150分、好ましくは12〜60分の範囲にある時間の長さ、たとえば、200℃で30分間持続される。本技術は、それが、鏡のような銀基材で使用されるとき、赤外線スペクトルの範囲における銀の高い反射特性のために基材において顕著な温度上昇を生み出さないという長所がある。

0068

本発明の一つの変法によれば、架橋/緻密化工程は、たとえば180〜350nmの範囲にある波長の、紫外線への堆積層の曝露によって遂行される。実際には、紫外線への曝露は、堆積層を、UVランプ、たとえば水銀蒸気ランプまたはエキシマランプからの放射線にかけることによって遂行される。前記紫外線暴露は、通常、5〜10J/cm2、好ましくは5〜6J/cm2の範囲にあるエネルギーで、10秒〜10分、好ましくは30秒〜5分の範囲にある時間の長さの間、遂行される。

0069

最後に、架橋/緻密化工程は、望ましい架橋を周辺温度で、または、中温(すなわち300℃以下の温度)で遂行することを可能にする、あらゆる他の架橋法によっても遂行される。

0070

レーザビーム電子ビームまたはイオンビーム照射あるいはマイクロ波エネルギーによる照射のような、架橋技術もまた構想される。

0071

基材上へのゾル−ゲル溶液の堆積の前に、該基材は、好都合には、該基材へのゾル−ゲル溶液の層の接着力を向上させることを意図した表面処理にゆだねられることが留意されるべきである。

0072

この表面処理は、たとえば、オルトリン酸を含む水溶液のような酸性水溶液による表面洗浄、続いて行われる前記表面のすすぎおよび乾燥からなる。

0073

効果的表面処理溶液は、特に基材が銀ベースの基材であるとき、オルトリン酸の溶液のような強酸の水溶液(それには、チオ尿素が添加されてあった)である。

0074

本発明に従って得られる被覆材料は、好都合には、金属基材、特に鏡のような銀ベースの基材、のための保護材を形成し、それは、特に、光学的性質を維持し、優れた耐摩耗性のような、優れた機械的性質を持っていながら、環境汚染物に対して該基材を保護することを可能にする。この被覆材料は、M−O−SiおよびSi−O−Si結合、かつまた(メルカプトオルガノシラン化合物からの)有機Si−R−SH結合を持つ固体材料の形をしており、したがって、この材料はおそらく、ハイブリッド有機/無機材料とみなされる。
とりわけSi−R−SH基は、金属基材に対する優れた接着を可能にする。

0075

したがって、本発明はまた、上に定義したような被覆材料からなる層で完全にまたは部分的に被覆された、金属基材(特に銀ベースの基材)に、そしてそのような基材を含む鏡に関する。

0076

この種の出願のために、上に定義したような被覆材料の層は、好都合には、10〜500nm、好ましくは100から200nmの範囲にある(たとえば150nm)厚さを持っている。

0077

本発明の最終的な目的は、銀ベースの基材(特に鏡)を保護するための、上に定義された材料の使用である。

0078

表現「銀ベースの基材」は通常、本発明によれば、少なくともその面の一つが、0.1μm〜数百マイクロメートルの範囲にある厚さを持つ、銀の層で被覆されている、金属的、鉱物的、または有機的性質の基材、あるいはまた固体銀基材を意味すると理解されることが明記される。

0079

鏡の銀ベースの表面のための保護材料として使用される本発明の被覆材料は、以下の利点:
酸化性雰囲気における格別の保護効果
照明用閃光電球の光束に対する良好な抵抗
− 50回の試験の後、被覆材料層への損傷の欠如によって特徴づけられる、US−MIL−A−A−133−C規格による「穏やかな」耐摩耗性によって定義された機械的強度
規格化された接着テープはがした後に被覆材料層の損傷の欠如によって特徴づけられる、US−MIL−C−0675−C規格による付着強さによって定義された接着、かつ
現行洗浄剤に対する、酸、塩基および有機溶剤(たとえばアセトンまたはエタノール)に対する抵抗によって特徴づけられる耐薬品性、
を持つ。

0080

特に有効な材料は、以下の連続工程
−テトラエチルオルソシリケートSi(OCH2CH3)4のような分子シリコン前駆体を、エタノールのような脂肪族アルコールの溶媒との接触にもたらすことによってゾル−ゲル溶液を調製すること、
− 上で得られた溶液に、(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン)のようなメルカプトオルガノシラン化合物を添加すること、
−加水分解度が1〜15、好ましくは3〜10の範囲にある、より好ましくは5に等しい、量だけ酸性水溶液を添加することによって、上で得られた溶液を加水分解すること、
− 上で得られた加水分解された溶液に、錯体化度が1〜20、好ましくは3〜20の範囲にある、より好ましくは、4に等しい、量だけ、酢酸のようなカルボン酸タイプの錯化剤を添加すること、
− 上で得られた錯体化された溶液を、第一段階で使用されたそれと同一の脂肪族アルコールの溶媒(この溶媒は、好ましくはエタノールである)で希釈すること、
−基材の上に前記ゾル−ゲル溶液を堆積させること、かつ
− 前記堆積ゾル−ゲル溶液をして、SiO2に基づいた材料を与えるために架橋/緻密化処置を受けさせること、
を含む方法によって得られるゾル−ゲル溶液から製造されるそれらである。

0081

さて、本発明は、例証として、そして非限定的に与えられる、以下の実施例に関して記述される。

発明を実施するための最良の形態

0082

この実施例は、反射器銀表面に対して意図された被覆材料の調製を例示する。

0083

そのような材料の調製は、
前駆体ゾル−ゲル溶液の調製および銀メッキ表面の調製、および
−架橋/緻密化処置が後に続く、前記溶液の堆積、
を含む。
a)材料前駆体ゾル−ゲル溶液の調製

0084

無水エタノールに溶解したテトラエチルオルソシリケートSi(OCH2CH3)4を三つ口フラスコに入れた。テトラエチルオルソシリケートの量は、得られた溶液の総重量に対して51.3重量%に相当する。本溶液を、テトラエチルオルソシリケートが溶解するまで攪拌した。次に、3−メルカプトトリメチルシランHS−(CH2)3−Si(OCH3)3を該溶液に添加した。3−メルカプトトリメチルシランの量は、テトラエチルオルソシリケートの重量に対して5重量%である。得られた溶液を30分間攪拌した。3−メルカプトトリメチルシランが溶液に完全に溶解したとき、53.3/46.7の量の塩酸(pH=1)と無水エタノールの水溶液を含んだ溶液を添加した。攪拌した溶液の量は、加水分解度5を持つように決定された(加水分解の前記の度合いは、添加された水のモル数テトラオルトシリケートとのモル数の比に相当する)。加水分解された溶液を、マグネチックスターラーで3時間攪拌し、それから21時間攪拌しないで室温に放置した。酢酸を、錯体化度4を得ることを可能にした量だけ添加した。前記の錯体化度は、添加された酢酸のモル数とテトラエチルオルソシリケートのモル数との比に相当する。マグネチックスターラーで3時間攪拌した後、該溶液を、SiO2相当のおよそ4重量%にまで無水エタノールで希釈した。
b)銀ベース基材へのゾル−ゲル溶液の堆積

0085

堆積基材は、5cmの側面を持つステンレス鋼図1で1として参照されている)からなる正方形の金属基材であり、電気メッキによって生成した厚さ10μmの銀の層で被覆した四角い金属基材であった。

0086

堆積の前に、この基材を、
−オルトリン酸(H3P04)の84%水溶液、
−チオ尿素H2NCSNH2の3.8重量%、および
− Triton*100の0.5重量%、
を含む表面処理溶液に2分間浸した。

0087

ついで、該基材を表面処理溶液から取り出し、多量の脱イオン水ですすぎ、ついで、無水エタノールを使用して乾燥した。次に、ゾル−ゲル溶液の層を浸漬被覆することによって堆積を遂行した。それの調製は、上のパラグラフa)で説明されている。こうするために、該基材を溶液に浸した。1分間安定にした後に、該基材をおよそ25cm/分という一定の取出し速度で溶液から取り出した。周辺温度および大気圧で2分間乾燥した後、均一なゾル−ゲル層ステンレス鋼基材の銀表面を被覆した。

0088

ついで、得られたゾル−ゲル溶液の層を、銀表面を被覆している層を200℃で30分間加熱されることを可能にする空気中での赤外線への曝露によって緻密化し、その終わりに、およそ140nmの厚さを持っていた被覆材料からなる層(図1で3と参照符をつけた)が得られた。

0089

被覆材料は、その性質を決定するために分光分析の対象であった。これらの分析の結果は、図2〜4に記録されている。

0090

図2に結果が示されている第一の分析は、それぞれ、
− 本発明による被覆材料で被覆されなかった、上に定義したようなステンレス鋼基材(図2の線a)、および
− 発明による被覆材料で被覆した、上に定義したステンレス鋼基材(それの調製は、上に説明した)(図2の線b)、
に対して波長の関数としての鏡面反射値を計ることにあった。

0091

図2中の線a)およびb)を見ると、鏡面反射の非常に小さな損失があるように見え、そのことは、本発明の被覆材料の層がその下に存在する銀表面の鏡面反射性を損なわないことを証明する。

0092

これらの結果は、本発明の被覆材料が銀表面の鏡面反射性が保護されるようにしていることを証明することを可能にする。

0093

第二の分析(その結果は図3に示されている)は、400〜1000nmの範囲にある異なる波長に対して、
− 本発明による被覆材料で被覆されなかった、上に定義したようなステンレス鋼基材(図3の線a)、および
− 発明による被覆材料で被覆された、上に定義したようなステンレス鋼基材(それの調製は上に説明されている)(図3の線b)、
に対して、それぞれ、UV−オゾンオーブン中で非常に腐蝕性雰囲気中、8°での鏡面反射の値を測定することにある。

0094

図3において、被覆材料の層で被覆されたステンレス鋼基材に関して、平均相対的鏡面反射は、曝露の45分間にわたって変わらず、一方、被覆材料で被覆されていない基材に関しては、平均相対的鏡面反射は、5分間の曝露の後、非常に著しく減少した。

0095

これらの結果は、高い腐食性条件下での本発明による被覆材料の保護効果を実証することを可能にする。

0096

第三の分析(それの結果は図4に示されている)は、本発明による被覆材料で被覆された基材に関して、閃光電球(可視域の25kW/m2の線束密度をもつ10,000回の発光)の光束への曝露の前後の波長(λ)の関数として鏡面反射Rを測ることにあった。

0097

本発明による被覆材料で被覆された基材で被覆していない基材(図の中の線b)は、被覆していない基材(図4で線a)と比較して、曝露後の反射の高いレベルおよび反射の非常に低い損失を維持していることが観測される。

0098

さらに、本発明の被覆材料の耐薬品性および機械的性質を明らかにすることを意図した他の試験もまた遂行した。

0099

これらの試験から、本発明による被覆材料で被覆された基材は、強酸(12M HCl)に、純酢酸に、塩基(1M NaOH)に、28%アンモニア水に、従来の石鹸に、および、アルコール類およびアセトンのような有機溶剤に、不活性であることが明らかになる。

0100

本発明の被覆材料が実験室接着剤および接着テープピールテスト抵抗力があることもまた明らかになる。それらはまた、US−MIL−C−0675−C規格、すなわち1ポンドの圧力による50回の試験の後の、「穏やかな」試験によって損傷されない。

図面の簡単な説明

0101

本発明による被覆材料から作った層で表面の一つを被覆した金属基材の縦の横断図である。
それ自体本発明による被覆材料の層で被覆した、ステンレス鋼基材に関して、nm単位の波長(λ)の関数としての8°での鏡面反射(R)の値を表すグラフである。
それ自体本発明による被覆材料の層で被覆した、銀の層で被覆したステンレス鋼基材に関して、UV−オゾンオーブン(t)中での暴露時間の関数として400と1000nmの間の平均相対的鏡面反射(R’)の値を表すグラフである。
それ自体本発明による被覆材料の層で被覆した、銀の層で被覆したステンレス鋼基材に関して、nm単位の波長(λ)の関数として8°で、かつ10,000回の閃光電球発光の後の鏡面反射(R)の値を表す。

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