JP2017518951A - 犠牲層を用い機能性層により被覆された基材を得るための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも一方の面の少なくとも一部分を少なくとも１つの機能性層により被覆された基材を含む材料を得るための方法であって、少なくとも１つの機能性層を被着させる工程、次いで前記少なくとも１つの機能性層の上に犠牲層を被着させる工程、次いで２００ｎｍと２５００ｎｍの間の少なくとも１つの処理波長を有する、レーザ放射線又は少なくとも１つのフラッシュランプからの放射線から選ばれる放射線による熱処理の工程であって、前記犠牲層がこの熱処理工程の間空気と接触している、熱処理工程、次いで溶媒を用いて前記犠牲層を除去する工程、を含み、前記犠牲層は単層であり、そしてこれは、熱処理前に前記少なくとも１つの処理波長の前記放射線の少なくとも一部を吸収し、かつ熱処理後に前記溶媒中への溶解及び／又は分散により除去するのに適当であるようなものである、少なくとも１つの機能性層により被覆された基材を含む材料を得るための方法に関する。

Description

本発明は、少なくとも１つの機能性層により被覆された基材を得ることに関する。

一部の機能性層は、その特性を改良するために、又はさらにはそれらに機能性を付与するために、熱処理を必要とする。例として、銀をベースとし又は透明導電性酸化物（ＴＣＯ）をベースとした低放射率機能性層を挙げることができ、その放射率及び電気抵抗率は熱処理後に低下する。酸化チタンをベースとする光触媒層も、熱処理後により活性になる。と言うのは、該処理は結晶成長を促進するからである。熱処理はまた、シリカをベースとする層を、光反射率を低減するため多孔性にすることを可能にする。

層上に焦点合わせた放射線、特に赤外レーザ放射線による熱処理のための方法は、国際公開第２０１０／１３９９０８号から知られている。このような処理により、基材を有意に加熱することなく非常に急速に層を加熱することができる。一般に、層を支持する面と反対側の基材の面の任意の点の温度は処理の間１５０℃を超えず、又はさらには１００℃を超えない。フラッシュランプからのものなどの他のタイプの放射線も、同一の目的で使用することができる。

しかしながら、一部の層は、赤外線を非常に少量しか吸収せず、赤外線のエネルギーの多くの部分が材料を有意に加熱することなくそれを通過する。それゆえ、この既知の方法は使用できない。

国際公開第２０１２／０２２８７４号には、ハロゲン化物又は硫酸塩をベースとする可溶性層を処理対象の層の上に被着させ、そして赤外線を吸収する層をかぶせることができる方法が記載されている。

本発明の目的は、熱処理前の基材に適用された単一の層が犠牲層及び吸収層の両方としての役割を担う単純化された方法を提供することにより、このタイプの技術を改良することである。出願人は、実際、光及び赤外線を吸収することができそしてそれを下層に熱の形態で解放することができる特定の材料が、熱処理後に水性又はアルコール性溶媒に可溶又は分散可能であり、そして結果的に処理後の洗浄により除去することができるために可溶性の下層が存在することを必要としないことを見いだした。

それゆえ、本発明の主題は、少なくとも一方の面の少なくとも一部分を少なくとも１つの機能性層により被覆された基材を含む材料を得るための方法であって、この方法は、
・少なくとも１つの機能性層を被着させる工程、次いで、
・前記少なくとも１つの機能性層の上に犠牲層を被着させる工程、次いで、
・２００ｎｍと２５００ｎｍの間の少なくとも１つの処理波長を有する、レーザ放射線又は少なくとも１つのフラッシュランプからの放射線から選ばれる放射線による熱処理の工程であって、前記犠牲層はこの熱処理工程の間空気と接触している、熱処理工程、次いで、
・溶媒を用いて前記犠牲層を除去する工程、
を含む。

犠牲層は、有利には単層であり、そしてこれは、熱処理前には前記少なくとも１つの処理波長の前記放射線の少なくとも一部を吸収することができ、かつ熱処理後には前記溶媒中への溶解及び／又は分散により除去することができるようなものである。

本発明の主題はまた、本発明による方法により得ることができる材料でもある。

以下で説明するすべての特徴又はすべての実施形態は、方法及び得られる材料の両方に当てはまる。

本発明による方法は、吸収性犠牲層により熱処理の効率の向上を可能にし、この層はその後溶媒により除去される。単層の犠牲コーティングの使用が、国際公開第２０１２／０２２８７４号に記載されるような多層犠牲コーティングの使用と比較して単純でかつ費用のかからない方法の提供を可能にする。

溶媒は、有利には水性である。それは、例えば水でよく、特に酸性化された水でよく、例えば酢酸、クエン酸又は他の任意の酸を用いて酸性化されたものでよい。溶媒はまた、アルコールであってもよく、例えばエタノール又はプロパノールであってもよい。

犠牲層を除去する工程は、犠牲層を溶媒と接触させる。この接触は、例えばブラシ、布などによる、犠牲層の自動化された又は手作業での機械的処理を伴ってもよく又は伴わなくてもよい。犠牲層を除去する工程は、例えば、特にガラス製造工場又は加工工場において一般に使用されているタイプの、ガラス洗浄装置において行うことができる。犠牲層を除去する工程は、特に、ガラス洗浄機において行うことができる。

犠牲層を除去する工程は、熱処理工程の直後に熱処理装置の近傍で行うことができる。

あるいはまた、除去工程は、その後に又は熱処理装置から離れたところで行ってもよい。犠牲層は、実際のところ、搬送又は取扱い中に機能性層を機械的に保護するものとして働くことができる。例として、材料がグレージングの製造において使用することを目的としている場合、該材料をなおもその犠牲層により被覆された状態で加工工場に搬送することができ、そして犠牲層をこの工場で、加工工程（切断、絶縁性グレージングへの挿入など）の前に、又はその間に、又は加工を終えた時点で除去することができる。

基材は、好ましくはガラス製又はガラス−セラミック製である。それは好ましくは透き通っており、無色であり（この場合、それは透明又は超透明ガラスである）、又は有色であり、例えば青、グレイ、緑又はブロンズ色である。「超透明ガラス」という用語は、酸化鉄の含有分が最大で０．０２％であり、そして光透過率が少なくとも９０％であるガラスを意味するものである。ガラスは、好ましくはソーダ石灰シリカタイプであるが、特に高温用途（オーブンドア、チムニーインサート、耐火性グレージング）向けには、ホウケイ酸塩又はアルミノホウケイ酸塩タイプのガラスであってもよい。基材は、有利には、１ｍ以上、又はさらには２ｍ以上、そしてさらには３ｍ以上である少なくとも１つの寸法を有する。基材の厚さは、一般に０．１ｍｍと１９ｍｍの間の範囲にあり、好ましくは０．７ｍｍと９ｍｍの間、特に１ｍｍと６ｍｍの間、又はさらには２ｍｍと４ｍｍの間の範囲にある。

ガラス基材は、好ましくはフロートガラスタイプであり、すなわち溶融スズの浴（「フロート」浴）上に溶融ガラスを流し込むものである方法により得ることができるタイプである。この場合には、処理対象のコーティングは基材の「雰囲気」面上と同様に「スズ」面上に被着させることができる。「雰囲気」面及び「スズ」面という用語は、それぞれフロート浴において広く行き渡った雰囲気と接触していた基材の面及び溶融スズと接触していた基材の面を意味するものである。スズ側は、ガラスの構造中に拡散した少量の表層スズを含む。ガラス基材はまた、２つのロール間での圧延によっても得ることができ、それは特にガラスの表面に模様をつけることを可能にする技術である。

「…の上の」又は「…の上に」という表現は、犠牲層が機能性層よりも基材から遠くにあることを意味するものである。しかしながら、この表現は２つの層が直接接触するものと先入観を持たせるものではない。

犠牲層は、好ましくは、８００ｎｍと１３００ｎｍの間の少なくとも１つの処理波長の放射線の少なくとも一部を吸収する。好ましくは、少なくとも１つの処理波長での犠牲層による吸収率は少なくとも１５％、特に２０％、さらには２５％又は３０％である。吸収率は、分光光度計を用いて行う測定から、既知のやり方で推定することができる。

処理波長での機能性層の吸収率は、好ましくは最大で１０％、特に５％である。特に、吸収性犠牲層を頼みとするのが最も有用であるのが、このタイプの層である。

機能性層は、低放射率、低電気抵抗率、反射防止効果、自己洗浄機能又は易洗浄機能から選ばれる少なくとも１つの機能を、被覆された基材に付与するのが好ましい。

機能性層は、基材上に被着された唯一の層（犠牲層に加えて）であることができる。あるいはまた、機能性層は薄層のスタック中に含まれてもよい。本書の以下の部分では、基材の同一の面に被着された機能性層及び犠牲層、そしてまた該当する場合に任意のその他の層を含む集成体を、「コーティング」として説明する。

機能性層の物理的厚さは、一般には１ｎｍと５μｍの間であり、特に２ｎｍと２μｍの間、とりわけ１０ｎｍと１μｍの間である。

１つの好ましい実施形態によると、（少なくとも１つの）機能性層はシリカをベースとする層である。このタイプの層は、考慮下の波長範囲での、特に近赤外での吸収が多くなく、そのため吸収性犠牲層の存在なしでは熱処理が非効率的である。

シリカをベースとする層は、好ましくは、熱処理後にシリカから本質的になり、又はさらにはシリカからなる。シリカをベースとする層は有利には、層が基材の単一の面上に被着される場合、層の側での光反射率が熱処理後に最大で６％、特に５％である（この値はそれゆえ、被覆されていない反対側の面の約４％である反射率を考慮に入れる）という意味で、反射防止層である。

第一の形態によると、シリカをベースとする層は、熱処理前に、ケイ素、酸素、炭素及び場合により水素を含み、後者２つの元素は、シリカから本質的になる多孔性層が得られるように熱処理の間に少なくとも部分的に除去される。この層は好ましくは、ケイ素又はシリカターゲットのマグネトロンスパッタリングにより、あるいは例えばヘキサメチルジシロキサンなどの有機金属化合物をケイ素前駆体として用いるプラズマ化学気相成長により被着される。

第二の形態によると、シリカをベースとする層は、熱処理前にシリカマトリックスと細孔形成剤を含み、後者はシリカから本質的になる多孔性層が得られるように熱処理の間に除去される。細孔形成剤は、好ましくは有機であり、特にポリマーであり、例えばポリ（メチルメタクリレート）製であって、その平均寸法は好ましくは２０〜２００ｎｍの範囲に含まれる。この層は、好ましくはゾルゲルタイプの方法により被着される。

別の好ましい実施形態によると、機能性層は酸化チタンをベースとする層であり、特に酸化チタンからなる又はそれから本質的になる層である。

酸化チタンをベースとする薄層は、紫外線の作用下で有機化合物の分解を促進すること（光触媒現象）及び水の流れの作用下で無機質の汚れ（ダスト）を除去することにより、自己洗浄性であるという顕著な特徴を有する。アナターゼ型で結晶化した二酸化チタンが、非晶質の二酸化チタン又はルチル型もしくはブルッカイト型で結晶化した二酸化チタンよりも有機化合物の分解に関してずっと効果的である。酸化チタンは場合により、金属イオン、例えば遷移金属のイオンをドープされていてもよく、又は窒素、炭素、フッ素などの原子をドープされていてもよい。酸化チタンはまた、酸素に関して準化学量論組成又は超化学量論組成（ＴｉＯ₂又はＴｉＯ_x）であってもよい。

酸化チタンをベースとする層は好ましくは、マグネトロンスパッタリングにより被着される。しかしながら、この技術は非常に活性な層を得ることを可能にしない。と言うのは、それらが含む酸化チタンはあまり結晶性でないか又はさらには結晶性でないからである。この場合、感知できるほどの自己洗浄特性を付与するために熱処理が必要とされる。

これらの層の結晶化をさらに向上させるために、酸化チタンをベースとする層の直接下に、特にアナターゼ型の酸化チタンの結晶成長を促進する効果を有する下層を考えることが可能である。それは特に、国際公開第０２／４０４１７号に記載されるとおりのＺｒＯ₂の下層でよく、さもなければ、例えば国際公開第２００５／０４００５８号に記載されるとおりの、アナターゼ型の酸化チタンのヘテロエピタキシャル成長を促進する下層、特にＢａＴｉＯ₃又はＳｒＴｉＯ₃の層でよい。他の下層を基材と二酸化チタンの層との間に挿入してもよい。それらは、例えば、アルカリのマイグレーションに対するバリアである層、特にＳｉＯ₂をベースとする層、ＳｉＯＣをベースとする層、アルミナＡｌ₂Ｏ₃をベースとする層又は窒化ケイ素Ｓｉ₃Ｎ₄をベースとする層であることができる。

他の機能性層を、本発明に従って処理してもよい。金属層、特に銀又はモリブデンの層、又は酸化物層、特に透明導電性酸化物の層（例えば、酸化インジウムスズの層、アルミニウム又はガリウムをドープされた酸化亜鉛の層、フッ素又はアンチモンをドープされた酸化スズの層など）を、限定せずに挙げることができる。

機能性層は、任意のタイプの薄層被着方法により得ることができる。これには、例えば、ゾルゲルタイプの方法、（液体又は固体）熱分解、化学気相成長（ＣＶＤ）、特にプラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、場合により大気圧下でのプラズマ化学気相成長（ＡＰＰＥＣＶＤ）、蒸発、スパッタリング、特にマグネトロンスパッタリング（マグネトロン法）を含めることができる。後者の方法において、プラズマは、被着させようとする化学元素を含むターゲットの領域において、高真空下で作られる。プラズマの活性種は、ターゲットに衝撃を加えながら、前記元素を剥ぎ取り、それを基材上に被着させて所望の薄層を形成する。この方法は、層がターゲットから剥ぎ取られた元素とプラズマ中に含まれるガスとの化学反応から得られる材料からなる場合、「反応性」と称される。この方法の主な利点は、一般に１つの同一の装置において、基材に様々なターゲットの下を連続的に走行させることにより、非常に複雑な層のスタックを同一のラインで被着させることが可能なことにある。

犠牲層は、有機系及び／又は無機系であることができる。それは、その能力が、一方では熱処理のために使用される放射線を吸収することができ、このため機能性層を加熱することができて、他方では溶媒により容易に除去することができるように選択される。

犠牲層は、熱処理の間に化学的性質が変化することができる。一部の実施形態では、被着されたままの犠牲層は溶媒に可溶性でないが、熱処理後に可溶性になる。

第一の好ましい実施形態によると、犠牲層は、熱処理の間に少なくとも部分的に酸化するＺｎ及びＭｇから選ばれる金属の層であり、あるいは酸素に関して準化学量論組成である酸化亜鉛又は酸化マグネシウムの層である。

この層は、好ましくはマグネトロンスパッタリングにより被着される。

ＺｎＯ_x又はＭｇＯ_xへの少なくとも部分的な酸化の後に、犠牲層は酸性水溶液との単純な接触により容易に除去することができる。例として、２％〜５％の酢酸又はクエン酸を含む水溶液が、このような層を急速に除去することを可能にする。

このタイプの犠牲層の厚さは、好ましくは５〜５０ｎｍの範囲に含まれ、特に５〜２０ｎｍの範囲に含まれる。

第二の実施形態によると、犠牲層は色素又は顔料を含む有機系の層である。

「有機系」という用語は、層が少なくとも３０質量％、特に５０質量％の有機物質を含むことを意味するものである。

有機系の層は好ましくは、インク、又はより一般的には溶媒中に分散又は溶解した有機、植物又は無機起源の色素又は顔料を含む溶液を用いた、液体被着技術により被着される。

赤外線を吸収する顔料は、特にカーボンブラック、ランプブラック、酸化鉄、酸化クロム、クロムスピネル(例えばＦｅＣｒ₂Ｏ₄、ＭｇＣｒ₂Ｏ₄、ＺｎＣｒ₂Ｏ₄）、あるいはイッテルビウム塩である。紫外線を吸収する顔料は、特に金属塩、酸化セリウム又は硫化セリウムから選ばれる。

赤外線を吸収する色素は、特にシアニン、ジチオレン配位子を含む金属（Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｐｄなど）の錯体、及びイッテルビウムの有機金属錯体から選ばれる。紫外線を吸収する色素は、特にローダミン、フタロシアニン、クマリン及びフルオレセインから選ばれる。

有機系の層は、例えば塗布、スプレーコーティング、ロールコーティング、カーテンコーティングなどによる被着などの、種々の既知の技術により被着させることができる。

熱処理後に、有機系の層は、適切な溶媒を用いた単純な洗浄により容易に除去することができる。有機系の犠牲層の場合には、構成成分の一部、例えば顔料などが、当該犠牲層の完全な除去に悪影響を及ぼさなければ、溶媒に不溶性のままであってもよいことが理解される。

１つの好ましい実施形態において、本方法は、少なくとも一方の面の少なくとも一部分を多孔性シリカ層により被覆された基材を含む材料を得るための方法であって、この方法は、
・ケイ素、酸素、炭素を含み、そして場合により水素を含む、シリカをベースとする層を被着させる工程、次いで、
・前記シリカをベースとする層の上に、Ｚｎ及びＭｇから選ばれる金属の犠牲層又は色素もしくは顔料を含む有機系の犠牲層を被着させる工程、次いで、
・２００ｎｍと２５００ｎｍの間の少なくとも１つの波長を有する、レーザ放射線又は少なくとも１つのフラッシュランプからの放射線による熱処理の工程であって、シリカから本質的になる多孔性層を形成するようにシリカをベースとする層から炭素及び水素を少なくとも部分的に除去し、前記犠牲層はこの熱処理工程の間空気と接触している、熱処理工程、次いで、
・溶媒を用いて犠牲層を除去する工程、
を含む。

熱処理は、２００ｎｍと２５００ｎｍの間、好ましくは８００ｎｍと１３００ｎｍの間の処理波長を有する、レーザ放射線又は少なくとも１つのフラッシュランプからの放射線を用いる。

熱処理工程全体を通して、機能性層を支持する面とは反対側の基材の面上の任意の点における温度は、好ましくは最高で１５０℃、特に１００℃、そしてさらには５０℃である。

機能性層の各々の点が熱処理の間にさらされる最高の温度は、好ましくは少なくとも３００℃、特に３５０℃、又はさらには４００℃、そしてさらには５００℃又は６００℃である。熱処理工程の間に、機能性層の各点は、一般に１秒を超えず、好ましくは０．５秒を超えない時間、この最高温度にさらされる。

第一の好ましい実施形態によると、放射線は少なくとも１つのフラッシュランプからの放射線である。

このようなランプは一般に、希ガスを充填されたシールガラス管又は石英管の形態であり、端部に電極を備えている。コンデンサの放電により得られる短時間の電気パルスの作用下で、ガスがイオン化し、そして特に強い非コヒーレント光を生じる。発光スペクトルは一般に、少なくとも２つの輝線を含み、それは好ましくは連続スペクトルであり、近紫外に最大発光があり、そして近赤外まで及んでいる。この場合には、熱処理は連続した処理波長を用いる。

ランプは、好ましくはキセノンランプである。それはまた、アルゴン、ヘリウム又はクリプトンランプであってもよい。発光スペクトルは、好ましくは、特に１６０〜１０００ｎｍの範囲の波長で複数のラインを含む。

フラッシュの時間は、好ましくは０．０５〜２０ミリ秒の範囲、特に０．１〜５ミリ秒の範囲に含まれる。反復速度は、好ましくは０．１〜５Ｈｚの範囲、特に０．２〜２Ｈｚの範囲に含まれる。

放射線は、より広い範囲を同時に処理するように、並べて配置された複数のランプ、例えば５〜２０個のランプ、あるいは８〜１５個のランプからのものでよい。この場合には、すべてのランプが同時に閃光を発する。

ランプは、好ましくは、基材の最も大きい辺を横断して配置される。ランプの長さは、大きい寸法の基材を処理することができるように、好ましくは少なくとも１ｍ、特に２ｍ、そしてさらには３ｍである。

コンデンサは、典型的には５００Ｖ〜５００ｋＶの電圧で充電される。電流密度は、好ましくは少なくとも４０００Ａ／ｃｍ²である。コーティングの表面積と関係がある、フラッシュランプにより放出される合計エネルギーの密度は、好ましくは１Ｊ／ｃｍ²と１００Ｊ／ｃｍ²の間、特に１Ｊ／ｃｍ²と３０Ｊ／ｃｍ²の間であり、又はさらには５Ｊ／ｃｍ²と２０Ｊ／ｃｍ²の間である。

第二の好ましい実施形態によると、放射線はレーザ放射線であり、特に少なくとも１つのレーザラインの形態で機能性層に焦点を合わせたレーザ放射線である。

レーザ放射線は好ましくは、1つ以上のレーザ光源を含み、そしてまた成形及び方向変更用の光学素子を含むモジュールから発生される。

レーザ光源は、典型的にはレーザダイオード又はファイバーレーザ、特にファイバー、ダイオード又はディスクレーザである。レーザダイオードは、小さい必要スペースで、供給電力に対して高出力密度を経済的に得ることを可能にする。ファイバーレーザの必要スペースはさらに小さく、そして得られる線出力密度を、コストは高くなるが、さらに高くすることができる。「ファイバーレーザ」という用語は、レーザ光を発生させる場所がそれが送出される場所から空間的に離れており、レーザ光が少なくとも１つの光ファイバーにより送出されるレーザを意味するものとする。ディスクレーザの場合には、レーザ光は、ディスクの形をした、例えばＹｂ：ＹＡＧの薄いディスク（約０．１ｍｍの厚さ）の形をした発光媒体が収容されている共鳴キャビティーにおいて発生される。このように発生された光は、処理の場所に向けた少なくとも１本の光ファイバーに結合される。ファイバー又はディスクレーザは、好ましくはレーザダイオードを用いて光学的に励起される。

レーザ光源から生じる放射線は、好ましくは連続である。

レーザ放射線の波長、それゆえに処理波長は、好ましくは８００〜１３００ｎｍ、特に８００〜１１００ｎｍの範囲に含まれる。８０８ｎｍ、８８０ｎｍ、９１５ｎｍ、９４０ｎｍ又は９８０ｎｍから選ばれる１つ以上の波長で発光する高出力レーザダイオードが、特に好適であることが分かっている。ディスクレーザの場合には、処理波長は例えば１０３０ｎｍ（Ｙｂ：ＹＡＧレーザの発光波長）である。ファイバーレーザの場合は、処理波長は一般的に１０７０ｎｍである。

非ファイバーレーザの場合には、成形及び方向変更用の光学素子は、レンズ及びミラーを含むのが好ましく、放射線の位置合わせ、均一化及び焦点合わせの手段として使用される。

位置合わせ手段の目的は、該当する場合に、レーザ光源により発光される放射線をラインに沿って並べることである。それらは好ましくはミラーを含む。均一化手段の目的は、ラインの全体に沿って均一な線出力密度を得るためにレーザ光源の空間プロファイルを重ね合わせることである。均一化手段は好ましくは、入射ビームを二次ビームへと分離し該二次ビームを再結合させ均一ラインにするのを可能にするレンズを含む。放射線の焦点合わせ手段は、処理するコーティング上に放射線を所望の長さ及び幅のラインの形態で焦点合わせすることを可能にする。焦点合わせ手段は、好ましくは焦点合わせ用のミラー又は収束レンズを含む。

ファイバーレーザの場合には、成形用の光学素子は、光ファイバーの出口に配置された光ヘッドの形態で一緒にグループ化されるのが好ましい。

前記光ヘッドの成形用光学素子は、好ましくはレンズ、ミラー及びプリズムを含み、そして放射線を変換し、均一化し、焦点合わせするための手段として使用される。

変換手段はミラー及び／又はプリズムを含み、そして光ファイバーの出口で得られる円形ビームをラインの形をした異方性の非円形ビームに変換する役割を果たす。このために、変換手段は、ビームの軸線のうちの１つ（速軸、又はレーザラインの幅ｌの軸）によるビームの品質を向上させ、そして他方の軸（遅軸、又はレーザラインの長さＬの軸）によるビームの品質を低下させる。

均一化手段は、ラインの全体に沿って均一な線出力密度を得るために、レーザ光源の空間プロファイルを重ね合わせる。均一化手段は、入射ビームを二次ビームに分離しそして該二次ビームを再結合させて均一ラインにすることができるレンズを含むのが好ましい。

最後に、放射線の焦点合わせ手段は、作業平面、すなわち処理するコーティングの平面のレベルで、所望の長さ及び幅のラインの形態で放射線の焦点を合わせることを可能にする。焦点合わせ手段は、好ましくは焦点合わせ用のミラー又は収束レンズを含む。

単一のレーザラインを使用する場合、ラインの長さは有利には、基材の幅と等しい。この長さは、典型的には少なくとも１ｍ、特に２ｍ、そしてさらには３ｍである。分離されているか又は分離されていないが、全基材幅を処理するように配置されている複数のラインを使用することも可能である。この場合には、各レーザラインの長さは好ましくは少なくとも１０ｃｍ又は２０ｃｍであり、特に３０〜１００ｃｍの範囲、とりわけ３０〜７５ｃｍ、又はさらには３０〜６０ｃｍの範囲にある。

ラインの「長さ」という用語は、第一の方向においてコーティングの表面で測定した、ラインの最も大きい寸法を意味するものであり、そして「幅」という用語は、第二の方向に沿った寸法を意味するものである。レーザの分野では慣例であるように、ラインの幅ｗは、ビームの軸線（放射線の強度がそこで最大である）と放射線の強度が最大強度の１／ｅ²倍である点との間の（この第二の方向に沿っての）距離に相当する。レーザラインの長手方向の軸線をｘと称するならば、この軸線に沿った幅の分布をｗ（ｘ）と称して規定することが可能である。

レーザラインの平均幅は、好ましくは少なくとも３５μｍであり、特に４０〜１００μｍ又は４０〜７０μｍの範囲内にある。本書全体を通して、「平均」という用語は算術平均を意味するものである。ラインの全長さにわたって、処理の不均一性をできるかぎり制限するために、幅分布は狭い。例えば、最も大きい幅と最も小さい幅との差は好ましくは、平均幅の値の１０％以下である。この数値は好ましくは５％以下、そしてさらには３％以下である。

成形及び方向変更用の光学素子、特に位置合わせ手段は、手動で、又は位置合わせを遠隔的に調節することを可能にするアクチュエータを用いて、調節可能である。これらのアクチュエータ（典型的には圧電モータ又はブロック）は、手動で制御してもよく及び／又は自動的に調節してもよい。後者の場合には、アクチュエータは好ましくは検出器に接続され、そしてフィードバックループにも接続される。

レーザモジュールの少なくとも一部又はそのすべては、好ましくは漏れのないボックス内に配置され、それは熱安定性を確保するため有利には冷却され、特に換気される。

レーザモジュールは好ましくは、金属元素をベースとする、典型的にはアルミニウム製の、「ブリッジ」と呼ばれる剛性構造体に取り付けられる。この構造体は、好ましくは大理石の板を含まない。ブリッジは、好ましくは搬送手段と平行に配置されて、それによりレーザラインの焦点面は処理対象の基材の表面と平行を維持する。好ましくは、ブリッジは少なくとも４フィートであり、その高さは、すべての状況において平行の位置を確保するために個々に調節することができる。この調節は、１フィート毎に配置され距離センサーに接続したモータにより手動又は自動のいずれかで行うことができる。ブリッジの高さは、処理する基材の厚さを考慮しそして基材の平面をレーザラインの焦点面と確実に一致させるために、（手動又は自動で）調節することができる。

レーザラインの線出力密度は、好ましくは少なくとも３００Ｗ／ｃｍ、有利には３５０又は４００Ｗ／ｃｍ、特に４５０Ｗ／ｃｍ、又はさらには５００Ｗ／ｃｍ、そしてさらには５５０Ｗ／ｃｍである。それは、さらに有利には少なくとも６００Ｗ／ｃｍ、特に８００Ｗ／ｃｍ、又はさらには１０００Ｗ／ｃｍである。線出力密度は、レーザラインがコーティング上に焦点を合わせされる個所で測定される。それは、ラインに沿って出力ディテクタ、例えば、熱量測定出力計、例として特にＣｏｈｅｒｅｎｔ Ｉｎｃ．社からのＢｅａｍ Ｆｉｎｄｅｒ Ｓ／Ｎ ２０００７１６出力計を配置することにより測定することができる。出力は、有利にはラインの全体長さにわたり均一に分布する。好ましくは、最も高い出力と最も低い出力との差は平均出力の１０％以下である。

コーティングに供給されるエネルギー密度は、好ましくは少なくとも２０Ｊ／ｃｍ²、又はさらには３０Ｊ／ｃｍ²である。

高い出力とエネルギー密度は、基材を有意に加熱することなく、コーティングを非常に素速く加熱することを可能にする。

前述のとおり、コーティングの各点が熱処理の間にさらされる最高温度は、好ましくは少なくとも３００℃、特に３５０℃又はさらには４００℃、そしてさらには５００℃又は６００℃である。当該コーティングの点がレーザラインの下を通過するときに、又はフラッシュランプの閃光により照射されるときに、最高温度となる。所与の時点において、レーザラインの下又はフラッシュランプの下及びそのすぐ近傍（例えば１ｍｍ未満離れている）にあるコーティングの表面の点のみが、通常少なくとも３００℃の温度である。レーザラインの下流を含む、２ｍｍより大きい、特に５ｍｍより大きいレーザラインまでの距離（走行方向に沿って測定）で、コーティングの温度は通常、最高で５０℃、さらには４０℃又は３０℃である。

コーティングの各点は、有利には０．０５〜１０ミリ秒、特に０．１〜５ミリ秒、又は０．１〜２ミリ秒の範囲に含まれる時間にわたって、熱処理に付される（又は最高温度にされる）。レーザラインによる処理の場合には、この時間はレーザラインの幅及び基材とレーザラインとの相対移動の速度の両方により設定される。フラッシュランプによる処理の場合には、この時間は点灯の時間に相当する。

レーザ放射線は、処理するコーティングにより部分的に反射され、そして部分的に基材を透過する。安全上の理由から、これらの反射放射線及び／又は透過放射線の経路に放射線停止手段を配置することが好ましい。これらの放射線停止手段は、典型的には、流体、特に水の循環により冷却されている金属ボックスである。反射放射線がレーザモジュールを損傷させることを防止するために、レーザラインの伝播の軸線は基材の法線と好ましくは非ゼロの角度をなし、一般的には５°と２０°の間の角度をなす。

処理の有効性を向上させるために、基材を透過した及び／又はコーティングにより反射された（主）レーザ放射線の少なくとも一部の方向を前記基材の方向に変更させて少なくとも１つの二次レーザ放射線を形成することが好ましく、二次レーザ放射線は好ましくは主レーザ放射線と同じ位置で、有利には同一の焦点深度及び同一のプロファイルで、基材に当たる。二次レーザ放射線の形成には、ミラー、プリズム及びレンズから選ばれる光学要素のみを含む光学アセンブリ、特に２つのミラー及び１つのレンズからなる又は１つのプリズム及び１つのレンズからなる光学アセンブリを使用するのが有利である。失われた主放射線の少なくとも一部を回収し、そしてそれを基材に向けて方向変更させることにより、熱処理はかなり改良される。基材を透過した主放射線の部分を使用する（「透過モード」）か又はコーティングにより反射された主放射線の部分を使用する（「反射モード」）かの選択、あるいは場合により両方を使用することの選択は、層の性質及びレーザ放射線の波長に依存する。

基材が特に並進して移動する場合には、任意の機械的搬送手段を用いて、例えば並進して走行するベルト、ローラ又はトレイを用いて、移動させることができる。この搬送装置は、走行速度を制御しそして調節することを可能にする。搬送手段は、好ましくは、剛性のシャーシ及び複数のローラを含む。ローラのピッチは、５０〜３００ｍｍの範囲にあるのが有利である。ローラは、一般的には鋼製であってプラスチックのラッピング材により覆われた、金属リングを含むのが好ましい。ローラは、一般的には軸受け当たりに３つのローラの割合で、間隔を小さくして、軸受けに取り付けられるのが好ましい。搬送平面の完全な平坦さを確保するために、ローラの各々の位置を調節可能であることが有利である。ローラは、少なくとも１つのモータにより駆動されるピニオン又はチェーン、好ましくはタンジェンシャルチェーンを用いて、動かされる。

基材と放射線源（特にレーザライン）との相対移動運動の速度は、有利には少なくとも２ｍ／分、特に５ｍ／分、そしてさらには６ｍ／分又は７ｍ／分、さもなければ８ｍ／分、そしてさらには９ｍ／分又は１０ｍ／分である。一部の実施形態によると、特にコーティングによる放射線の吸収率が高い場合又はコーティングを高い被着速度で被着させることができる場合には、基材と放射線源（特にレーザラインもしくはフラッシュランプ）との相対移動運動の速度は少なくとも１２ｍ／分又は１５分／分、特に２０ｍ／分、そしてさらには２５又は３０ｍ／分である。できるかぎり均一な処理を確保するために、基材と放射線源又はその各々（特にレーザラインもしくはフラッシュランプ）との相対移動運動の速度は、処理の間に、その公称値に対して相対的に最大で１０％、特に２％そしてさらには１％だけ変動する。

好ましくは、放射線源（特にレーザライン又はフラッシュランプ）は固定されており、そして基材が、相対移動の速度が基材の走行速度に一致するように移動する。

熱処理装置は、層の被着ラインに、例えばマグネトロンスパッタリング被着（マグネトロン法）ライン又は化学気相成長（ＣＶＤ）ライン、特にプラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）ラインであって、真空下での又は大気圧下でのもの（ＡＰＰＥＣＶＤ）に、統合させてもよい。一般に、当該ラインは、基材取扱い装置、被着ユニット、光学制御装置及び積み重ね用の装置を含む。例えば、基材は、搬送ローラに載って、各デバイス又は各ユニットを順次通過する。

熱処理装置は、コーティング被着ユニットの直後に、例えば被着ユニットの出口に、位置するのが好ましい。例えば、被覆された基材を、コーティングを被着させた後に、被着ユニットの出口かつ光学制御装置の前のラインで、又は光学制御装置の後かつ基材の積み重ね用装置の前のラインで、処理することができる。

熱処理装置はまた、被着ユニットに統合させてもよい。例えば、レーザ又はフラッシュランプを、スパッタリング被着ユニットのチャンバーの１つに、とりわけ雰囲気が希薄で特に１０^-6ｍｂａｒと１０^-2ｍｂａｒの間の圧力のチャンバーに、取り入れてもよい。熱処理装置はまた、被着ユニットの外部に配置してもよいが、但し該ユニットの内部にある基材を処理するようにする。この目的のためには、使用する放射線の波長に対して透明であるウインドーであって、放射線が層を処理するためそれを通り抜けるウインドーを設けることで十分である。このように、同一のユニットにおいて次に別の層を被着する前に、層（例えば銀層）を処理することが可能である。

熱処理装置が被着ユニットの外部にあろうがそれに統合されていようが、これらの「インライン」プロセスは、被着工程と熱処理の間にガラス基材を積み重ねる必要があるオフライン操作を伴うプロセスよりも好ましい。

しかしながら、オフライン操作を伴うプロセスは、被着を行う場所とは異なる場所で、例えばガラスの加工を行う場所で、本発明による熱処理を行う場合には有利であろう。それゆえ、熱処理装置は、層被着ライン以外のラインに統合してもよい。例えば、それを複層グレージング（特に二層グレージング又は三層グレージング）製造ラインに、積層グレージング製造ラインに、あるいは湾曲及び／又は浸漬被覆グレージング製造ラインに、統合してもよい。積層又は湾曲又は浸漬被覆グレージングは、建築用グレージングとしても自動車用グレージングとしても使用することができる。これらの種々の場合において、本発明による熱処理は、複層グレージング又は積層グレージングを製造する前に実施されるのが好ましい。しかしながら、熱処理は、二層グレージング又は積層グレージングを製造後に実施してもよい。

熱処理装置は、放射線との接触を防止することによって関係者らを保護すること、そして汚染を、特に基材、光学素子又は処理ゾーンの汚染を防止することを可能にする、閉鎖されたチャンバー内に配置されるのが好ましい。

本発明の主題はまた、本発明による方法により得ることができる材料でもある。

このような材料は、その後、グレージングに、例えば複層（二層、三層などの）グレージングに、組み入れることができる。酸化チタンをベースとする自己洗浄性層の場合には、材料は特に、複層グレージングの第一のシートを構成することができ、機能性層がこのグレージングの面１上に配置される。このような材料はまた、光電池に組み入れることもできる。上記のようなシリカベースの反射防止層の場合、それにより被覆された材料は光電池の前面を形成することができる。

本発明を、下記の非限定的な例示の実施形態を活用して説明する。

直径が約７０ｎｍであるポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）のビーズを４５体積％含む１５０ｎｍの厚さのシリカの層を、フロート法により得てから長さＬ＝６ｍ及び幅ｌ＝３．３ｍの矩形に切断したソーダ石灰シリカガラス基材の主要面上にゾルゲル液体法により被着させた。

この層の反射の色座標は、８％の光反射率（未被覆面の反射を考慮して）で、Ｌ^*＝３０．４５、ａ^*＝０．０３、ｂ^*＝−１．１３である。このタイプの層は、ＰＭＭＡビーズの除去後に反射性の多孔性シリカ層を形成することを目的としている。

ミマキエンジニアリング社によりＬＦ−１４０ Ｂｌａｃｋの呼称で販売されているインクジェット印刷インクからなり、近赤外線を吸収する約５μｍ厚さのコーティングを、シリカ層の上にロールで被着させた。

次に、このようにして被覆した基材を、９００ｎｍと１０００ｎｍの間の波長で発光する実質的に連続な光源である、ｌｎＧａＡｓレーザダイオードタイプのレーザ光源から形成したレーザラインを用いて処理した。このレーザラインは、長さが基材の幅ｌと等しく３．３ｍであり、そして平均幅が５０μｍである。

基材の長さに平行な方向Ｘに走行するように、基材を搬送ベルト上に載置した。レーザラインを、その長手方向Ｙを基材の走行方向Ｘに垂直に、すなわち基材の幅に沿ってこの幅全体にわたり延在させて、固定しそして基材の被覆した面の上に配置した。

レーザラインの焦点面を、基材をコンベヤ上に配置したときにインクの層の厚さの範囲内にあるように調節し、焦点面のレベルにおけるレーザラインの表面出力は１０⁵Ｗ／ｃｍ²であった。

基材を、８ｍ／分の速度でレーザラインの下を走行させた。

処理後に、洗浄機を通過させることによりインクを除去した。

処理後の色座標は、５％の光反射率で、Ｌ^*＝２７．８０、ａ^*＝−０．１８、ｂ^*＝０．６５であり、焼き戻し熱処理後に得られた値に相当する値である。

１つの比較例において、同一の熱処理を、同一のシリカの層であるがインクで覆われていない層に適用した。この場合には、ＰＭＭＡビーズは処理により除去されず、そのため反射の特性に変化はない。

Claims (13)

1. 少なくとも一方の面の少なくとも一部分を少なくとも１つの機能性層により被覆された基材を含む材料を得るための方法であって、
   ・少なくとも１つの機能性層を被着させる工程、次いで、
   ・前記少なくとも１つの機能性層の上に犠牲層を被着させる工程、次いで、
   ・２００ｎｍと２５００ｎｍの間の少なくとも１つの処理波長を有する、レーザ放射線又は少なくとも１つのフラッシュランプからの放射線から選ばれる放射線による熱処理の工程であって、前記犠牲層がこの熱処理工程の間空気と接触している、熱処理工程、次いで、
   ・溶媒を用いて前記犠牲層を除去する工程、
   を含み、
   前記犠牲層は単層であり、そしてこれは、熱処理前に前記少なくとも１つの処理波長で前記放射線の少なくとも一部を吸収することができ、かつ熱処理後に前記溶媒中への溶解及び／又は分散により除去することができるようなものである、
   少なくとも１つの機能性層により被覆された基材を含む材料を得るための方法。
2. 前記溶媒が水性である、請求項１記載の方法。
3. 前記基材がガラス又はガラスセラミック製である、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記処理波長での前記機能性層の吸収率が最大で１０％、特に５％である、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
5. 少なくとも１つの機能性層がシリカをベースとする層である、請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記シリカをベースとする層が熱処理の前にシリカマトリックス及び有機の細孔形成剤を含み、該細孔形成剤をシリカから本質的になる多孔性層を得るように熱処理の間に除去する、請求項５記載の方法。
7. 前記有機の細孔形成剤がポリマーである、請求項６記載の方法。
8. 前記有機の細孔形成剤がポリ（メチルメタクリレート）である、請求項７記載の方法。
9. 少なくとも１つの機能性層が酸化チタンをベースとする層である、請求項４記載の方法。
10. 前記犠牲層が、前記熱処理の間に少なくとも部分的に酸化する、Ｚｎ及びＭｇから選ばれる金属の層であり、又は酸素に関して準化学量論組成である酸化亜鉛もしくは酸化マグネシウムの層である、請求項１〜９のいずれか１項記載の方法。
11. 前記犠牲層が色素又は顔料を含む有機系の層である、請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
12. 熱処理工程の間に、前記機能性層の各点を１秒を超えない時間、少なくとも３００℃の最高温度にさらす、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。
13. 前記放射線が少なくとも１つのレーザラインの形態で前記機能性層に焦点を合わせたレーザ放射線である、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。