JP2835532B2 - 被覆ガラス材料及びその被覆方法 - Google Patents

被覆ガラス材料及びその被覆方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被覆ガラス材料に関する。特に本発明はガラ
ス上に規定された有利な順序で付着させた材料の数層を
含有する被覆に関する。
「ガラス材料(glazing material)なる表現はガラス
技術の実施に当つて使用されるプラスチツク又はガラス
質材料のシートを表わすためここで使用する。かかるシ
ートは殆どの場合透明であるが、それらは着色させるこ
とができ、そして/又はそれらは単に半透明又は不透明
でさえありうる。不透明ガラスパネルの例としては例え
ば内装仕切における透明パネルの下に装着するためのパ
ネルを挙げることができ、この場合かかる下方パネルを
通して見られない上方透明パネルの組織を再現すること
が望ましい。
ガラスシート及びパネルに対する広い範囲の用途は、
個々の品質を改良するについてガラスの被覆にかなりの
知識をもたらした。被覆は例えばガラス表面を保護する
ため、ガラスを着色するため、又はそれを横切つて導電
性層を作るために設けることができる。
近年において、車両及びビルデイングに使用するため
のガラスに低輻射率及び/又は他の光学的もしくはエネ
ルギー透過もしくは反射性を与える多層被覆の選択にか
なりの研究努力が払われて来た。
一つの目的は、太陽熱の侵入を妨害することなく、又
両方向への光透過の高レベルを妨害せずに、パネルによ
つて包囲された空間内からの熱損失を減ずることにあつ
た。それを達成する一つの従来の提案された方法は、所
望の結果を達成するため相互に補う材料の幾つかの薄層
から作られた被覆を使用することによつて低輻射率品質
を提供することにあつた。
要求される光学的特長の大部分は、赤外部分の大部分
を反射しながら、スペクトルの可視部における放射線の
大部分の透過を許容するよう充分に薄い層として付与し
た反射金属、例えば銀の単一被覆によつて原則的に得る
ことができる。しかしながら単独で使用したとき、かか
る薄い金属層は大気中でやけを生じ、変色を与え、光透
過を低下させ、破砕する傾向を与える。又限定された機
械的強度のものであり、従つて特にガラスパネルの縁で
の欠け及び摩損を生ぜしめる傾向がある。
従つて磨耗に対して物理的に、そして腐蝕に対して化
学的にそれを保護するように反射層と組合せて他の層を
付与している。これらの別の層は、被覆されたガラスの
光学的性質を著しく弱わめることのない材料から選択し
なければならない。反射層に直ぐに隣接する層は金属酸
化物の層が最も普通であり、時にはワニス、プラスチツ
ク積層又は更に別のガラスシートの如き他の材料と組合
せて用いられる。かかる隣接層は或る場合には、スペク
トルの可視部分に対する非反射層として作用することに
よつて、光学的品質を改良するために使用されている。
最も普通に使用される被覆材料の一つには、反射金属
層の両側上に被覆として付与された酸化錫がある。これ
は多くの要求品質を与え、又一般に安価である。それは
(適切な厚さに付与されるならば)非反射層として特別
に良好な光学的性質を有し、又隣接層に良く接合する。
それは反射金属の下及びその上に両方で使用されてい
る。又全体として被覆の個々の化学的、物理的又は光学
的品質を維持するため、別の金属又は金属酸化物を酸化
錫に加えるか又はその一部を置換する幾つかの提案が先
になされた。しかしながら添加材料の選択、及びそれら
をガラスに付与する順序には複雑な問題がある。何故な
ら選択した材料にとつて一つの品質を改良する傾向があ
るが一つ以上の他の品質を低下させる傾向があるからで
ある。これはひいてはかかる他の品質についての悪い効
果を修正するため更に別の層を要求することになる。
複合層の構造の代表例とその結果はヨーロツパ特許明
細書(EP−A)第226993号に記載されている。これはガ
ラス基体上の高透過率低輻射率被覆を記載しており、そ
れは第一透明反射防止フイルムとして亜鉛及び錫を含有
する合金の酸化反応生成物を含み、第一フイルム上に付
着させたプライマーフイルムとしての銅、プライマー上
に付着させた透明赤外反応フイルムとしての銀、銀上に
付着させた第二の透明反射防止フイルムとしての亜鉛及
び錫を含有する合金の酸化反応生成物及び保護被覆とし
ての二酸化チタンを含んでいる。
同様な被覆がヨーロツパ特許明細書(EP−A)第1048
70号に記載されており、これにはその実施例1に順次酸
化錫層、銀層、銅層及び更に別の酸化錫層で被覆したフ
ロートガラスが記載されている。各酸化錫層は厚さ30〜
50nmであり、銀層は8〜12nmであり、銅層は丁度1〜5n
mである。
ヨーロツパ特許明細書(EP−A)第275474号には高透
過率、低輻射率加熱可能製品が記載されており、これは
透明非金属基体、前記基体の面に付着させた亜鉛を含有
する第一透明反射防止金属酸化物フイルム、前記反射防
止金属酸化物層上に付着させた透明赤外反射金属フイル
ム、前記赤外反射金属フイルム上に付着させた金属含有
プライマー層(この場合前記金属はチタン、ジルコニウ
ム、クロム、亜鉛−錫合金及びそれらの混合物からなる
群から選択する)及び前記金属含有プライマー被覆上に
付着させた亜鉛を含有する第二の透明反射防止金属酸化
物フイルムを含有する。
かかる層を付与する確立された方法は陰極スパツタリ
ングである。これはガラス面に被覆材料の層を与えるた
め代表的には0.3Pa台の非常な低圧で行われる。それは
不活性条件下例えばアルゴンの存在下に行うことができ
る。しかしその代りに酸素の如き反応性ガスの存在下に
反応性スパツタリングとして行うこともできる。
ヨーロツパ特許明細書(EP−A)第183052号には、ガ
ラス材料の基体に合金の酸化物反応生成物を付与するよ
うに、酸素雰囲気中で錫及び亜鉛の合金の陰極ターゲツ
トの反応性スパツタリングの使用が記載されている。
ヨーロツパ特許明細書(EP−A)第219273号(これは
自動車の窓のための導電性被覆に大きく関係している)
には、酸化亜鉛の如き非反射層を先づ付着させ、続いて
透明銀層、犠牲金属層(例えばチタンの層)、二酸化チ
タンの層及び第二の非反射層を付着させる被覆方法及び
その製品を記載している。この方法において、両非反射
層は反応性スパツタリングで付着させている。
本発明は、腐蝕に対し銀を保護するばかりでなく、ガ
ラス材料自体及び銀層の性質によりその上に与えられる
如きガラスの光学的性質に悪影響をもたらすことのない
ように、銀反射層を有するガラスシートのための保護層
の組合せを設ける問題の解決を目的としている。
本発明によれば透明下部被覆(undercoat)及び透明
上部被覆(overcoat)の間にサンドイツチされた銀の反
射層を含有する多層被覆を担持するガラス材料の基体を
提供し、銀層に対する下部被覆は金属酸化物の少なくと
も一つの層を含有し、銀層に対する上部被覆は、犠牲金
属の初期付着及びその酸化物への変換によつて形成され
た、チタン、アルミニウム、不銹鋼、ビスマス、錫及び
それらの二つ以上の混合物からなる群から選択した犠牲
金属の酸化物の層、15nm以下の厚さを有する酸化亜鉛の
層、及び酸化錫、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、二
酸化チタン及びそれらの二つ以上の混合物からなる群か
ら選択した金属酸化物の最上部上被覆(uppermost over
coating)層を含有する。
本発明は又ガラス材料の基体上に多層被覆を付着させ
る方法を提供し、この被覆は、透明下部被覆と透明上部
被覆の間にサンドイツチされた銀の反射層を含有し、銀
層に対する下部被覆は金属酸化物の少なくとも一つの層
を付着させることによつて形成し、銀層に対する上部被
覆は順次、チタン、アルミニウム、不銹鋼、ビスマス、
錫及びそれらの二つ以上の混合物からなる群から選択し
た犠牲金属の層を付着させ、金属を酸化物に変換し、15
nm以下の厚さを有する酸化亜鉛の層を付着させ、酸化
錫、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、二酸化チタン及
びそれらの二つ以上の混合物からなる群から選択した金
属酸化物の最上部上被覆層を付着させることによつて形
成する。
本発明において規定した如き金属酸化物及び金属層の
特別の組合せは従来の提案を越えた幾つかの重大な利点
を提供する。例えばそれは、本明細書において後に詳述
する如く、適切な厚さの前記下部被覆及び上部被覆の付
与によつて悪い方法での実質的な影響を受けることなく
残すことのできる望ましい光学的性質を有するガラス材
料の被覆基体を提供する。本発明は更に、被覆基体の製
造工程中のみならず被覆製品の寿命中にわたつて銀層の
腐蝕に対する抵抗における著しい改良を提供する。基
体、そして大きな基体(例えば長さにおいて6mまでの)
に対しても、その全面積にわたる被覆の均一性により、
そして長い生産ラインにわたつて製品品質の一致性によ
つて均一な品質の製品が得られる。被覆を付与する方法
は容易に実施でき、要求される長い生産ラインを通つて
信頼性をもつて再生産できる。
この改良は主として酸化亜鉛の小さい厚さを確実にす
ることによつて達成されるように考えられる。上部被覆
中の犠牲金属上の酸化亜鉛のこの薄層の位置も重要であ
る。別の要因は酸化亜鉛が犠牲バリヤー層を通つて拡散
し、銀の不動態化を行いうることにある。又酸化亜鉛の
存在は、犠牲金属の酸化が完了する間銀の酸化が避けら
れるように、犠牲金属の酸化を増強する。前記酸化亜鉛
層は非常に緊密であり、大気酸素が銀層へと侵入するこ
とを実質的に防止するよう形成できる。
反応機構が何であれ、犠牲金属の全面積にわたる均一
かつ完全な酸化を確実にすることによつて、本発明によ
つて規定した厚さ及び位置での酸化亜鉛の存在は、製品
における所望の品質を達成する再現性ある手段を提供す
る。
本発明の利点は、二重窓ガラス単位を形成するため第
二パネルと共にしばしば使用されるビルデイングのため
の低輻射率ガラスパネルの場合に特に著しい。しかしな
がら本発明は又反太陽パネル、自動車用窓及び鏡にも適
用できる。これらの異なる用途に対する被覆の主たる相
違は銀層の厚さにある。反太陽パネルのための銀層の代
表的な厚さは24〜28nmの範囲にある。鏡は代表的には40
nm以上の厚さを有する銀層を有する、そして低輻射率被
覆に対しては、銀層の厚さは通常8〜12nmの範囲であ
る。自動車の窓の場合、犠牲金属の使用は又続く熱処
理、例えばガラス質シートが受けることのある強化又は
曲げ工程を通して銀層を保護するのを助ける。
本発明の最も広い用途を透明基体と組合せた形であ
り、ガラスが好ましいガラス材料である。
本発明のために好ましい付着方法は、磁気的に増強さ
れたスパツタリングである。これは使用に当つて迅速で
便利であるばかりでなく、厚さの均一性、層内の凝集
性、及び隣接層への接着により付着層へすぐれた物理的
品質も与える。そのまま付与されるか又は金属酸化物を
形成するため、求められる各金属の陰極は、付着の要求
段階で活性化される。陰極の一つの特に好都合な形は、
水の如き冷却剤流体で内部的に冷却された回転中空シリ
ンダーを含むロータリー装置である。金属及び金属酸化
物の種々の組合せの付与を容易にするため多重陰極スパ
ツタリング室が一般に好ましい。
各層の好ましい配置は、別々の陰極が付着せしめられ
る種々の材料源を提供するような多重陰極スパツタリン
グ室中で都合よく達成できる。酸化物が付着せしめられ
る順序は、各源をスパツタリング帯域中に配置する順
序、及び陰極を通るガラス材料の基体の移動方向によつ
て制御する。
単一パスで一つ以上の層を付着させることが、スパツ
タリング装置の完全使用を与え、要求される被覆の迅速
形成に有利である。金属又は金属酸化物の混合物の同時
付着が同様に単一パスで行われる、しかしこの場合同時
に活性化される二つ以上の異なる金属陰極又は要求され
る金属の合金を含有する単一陰極が源であることができ
る。
銀及び犠牲金属層はそれぞれ不活性雰囲気、例えばア
ルゴン中で付着させるべきである。他の層は酸化物をそ
のまま付着させることによつて作ることができる、或い
は好ましくは酸素含有雰囲気中で各金属の反応性スパツ
タリングによつて作ることができる。スパツタリングの
ための加工圧力は0.15〜0.70Paの範囲が好ましい。
酸素含有雰囲気中での金属のスパツタリングにおい
て、酸化生成物が完全に酸化された状態で必ずしも得ら
れない。生成物の少なくとも一部は亜酸化物として又は
金属状態の形でさえ存在しうる。しかしながら反応性雰
囲気中での続いての付着及び被覆したパネルの続いての
熱処理が、先の付着中に形成された亜酸化物又は残存金
属の酸化を完了させる傾向がある。
酸化に対し銀層を保護する目的のため作用する犠牲金
属の場合において、これは酸化性雰囲気への続いて曝露
中に酸化物へ変換される。これは通常大部分が続く金属
酸化物の付着中に行われるが、任意の続く熱処理中又は
長期間の貯蔵中にも生ずる。銀をかく保護しないと、ガ
ラス材料の被覆基体はその低輻射率を失い、その高透過
率が劇的に低下する。好ましい犠牲金属はチタンであ
る、これは容易に酸化され、非常に低い吸光度の酸化物
を形成する利点を有する。
本発明者等は、犠牲金属としてチタンの使用が銀の酸
化に対する非常に有効なバリヤーを与えることを見出し
た。
被覆中に使用する材料の各々が、全体としての被覆の
性質に寄与する光学的、化学的及び物理的性質を有す
る。集約的にはこの性質には、低輻射率及び高光伝達ば
かりでなく、常温及び高温の両方及び長期間にわたつて
の腐蝕に対する化学的抵抗を含む。物理的性質には良好
な基体に対する及び相互に対する接着及び磨損、例えば
チツピング又はフレーキング及び磨耗に対する良好な抵
抗を含む。
光学的には各金属酸化物層は光及び熱放射線の良好な
透過を可能にし、銀層は熱放射線を反射する。
化学的要求は、酸化に対する反射金属を保護すること
である。これは酸素の近接を減じ又は除去する更に別の
金属又は金属酸化物層内に反射金属を内包することによ
つて部分的に達成され、反射金属が酸素に対して有する
よりも大な反応性を有する材料を含ませることによつて
部分的に達成される。
本発明による被覆において、各連続層によつて与えら
れる性質には次のものを含む: 第一金属酸化物層は良好な光透過性を有し、化学的に
不活性であり、物理的には基体との良好な接合を提供す
る。
反射金属は光透過を可能にしながら熱放射線の輻射率
を減ずる。
犠牲金属層は反射金属に対する保護層であり、それと
接触するようになる酸素と反応する。
前述した限定された厚さを有する酸化亜鉛の上部被覆
層は良好な光透過性を有し、又その下の層への酸素の侵
入に対するバリヤーとしても作用する。
金属酸化物の最上層は高度に透明で非反射性であり、
下層に対し、良好な耐化学性及び耐候性を有する保護バ
リヤーを提供する。
下部被覆の透明金属酸化物層は酸化錫(これにはイン
ジウム−錫酸化物、即ちインジウムでドープした酸化錫
を含む)、二酸化チタン、酸化ビスマス、酸化アルミニ
ウム又はこれらの酸化物の二つ以上の混合物から選択で
きる。異なる酸化物の複数の層としてそれは有利に存在
できる。好ましい酸化物は酸化錫及び二酸化チタンであ
る。好ましい一つの配置はガラス材料の基体上に付着さ
せた二酸化チタンの層及び上記二酸化チタン上に付着さ
せた酸化錫の層である。
本発明者等は驚いたことに酸化亜鉛の層の存在が又銀
層の酸化を避けながら一方で犠牲金属の厚さにおける若
干の減少を可能にすることを見出した。これは、犠牲金
属がより容易に、完全にそして均一に酸化されるから高
度の視感透過を達成するのを助長する。この利点は、上
部被覆の酸化物層の付着を実質的に純粋な酸素雰囲気中
で行うとき最も著しい。
1989年1月5日付出願の英国特許出願第8900166.3号
を優先権主張した本出願人の出願には、酸化亜鉛の層が
銀の反射層の下の下部被覆中に含まれるような層の配置
を記載し特許請求している。かかる酸化亜鉛層は、所望
ならば、後述する条件の下に、本発明による被覆中に含
ませることができる。
上記被覆の犠牲金属層上の酸化亜鉛の層の有利な効果
は、この酸化亜鉛層を本発明の本質的な特長にする。そ
れにも拘らず、酸化亜鉛の一定の負の特長は、酸化亜鉛
の全量をできる限り低く保つことを必要とする。例えば
酸化錫と比較すると、酸化亜鉛は化学的抵抗に劣り、耐
候性に劣る傾向がある。
例えば、酸化亜鉛の層を含む被覆は、たとえ不透明化
層を酸化亜鉛の上に置いても、ガラス材料の基体の外面
のために一般には使用できないことが知られている、何
故ならばこれらの層は大気条件に耐性がないからであ
る。同じ問題が酸化亜鉛と酸化錫の混合物でも生ずる。
かかる層は一般に密封された二重ガラスパネルの内面に
使用するだけの用途を有するにすぎない。
ガラスパネルをPVBで積層すべきとき、酸化亜鉛の存
在は積層体を接合するため使用する接着剤に問題を与え
る、これは、例えば酸化クロムの追加のそして相溶性接
合層を介在させぬ限り、各層の分離を生ぜしめる。
酸化亜鉛は又接着剤を付与すべきである窓ガラスの縁
で使用するのには不適当である、それは接着剤と反応す
る傾向があり、従つて除去すべきである。反射金属層は
隣接層に強力に接着しない傾向があり、接着剤を付与す
る前に除去すべきである関連問題がある。従つて本発明
の一つの実施態様は、接着剤のストリツプを基体の一面
の周辺に付与し、本発明により被覆を上記面の残部に付
与して、周辺に酸化亜鉛層を有しないことを確実にした
ようなガラス材料の被覆基体にある。この被覆及び接着
剤ストリツプの配置は、先づ基体の一面全体にわたつて
本発明による被覆層を付着させ、次いで上記面の周辺端
縁部分から被覆層を除去し、最後に接着剤ストリツプを
端縁部分に付与することによつて最も好都合に達成され
る。被覆層の除去は、比較的軟い酸化亜鉛が軟質潤滑剤
として作用し、破り去られるのでなく延びて、除去装置
を汚すようにとり去られる傾向があることで一定の問題
を含んでいる。従つて被覆の端縁部分を除去する確実な
物理的方法が要求され、研磨ミルの使用が特に好まし
い。
かかる接着剤を縁に設けたパネルに二重ガラス単位に
使用する。有効な接着剤を設けることは、二つのパネル
間に持続性の気密封止空間を確保するために重要であ
り、これも端縁部分は接着剤ストリツプの適用前に除去
すべきである。
本発明に関して最も重要なことは、酸化亜鉛がアモル
フアスの形で付着するのであるが、それは例えばガラス
に対して直角の方向で結晶生長を受ける傾向を有し、こ
れによつて一定重量の材料から比較的嵩高な層を形成す
ることである。これは安定で均一な層構造を有するため
の本発明の目的と矛盾するばかりでなく、層内に弱い物
理的強さをもたらし、これが多分前述した低下した化学
的抵抗の理由である。
従つて本発明は、上部被覆酸化亜鉛層の厚さを選択す
るに当つて、隣接層に対し良好な保護を与えるのに要す
る最低の量と、被覆に物理的弱さと化学的反応性を導入
することを避けるための最大量との間のバランスに衝突
する。前述した如く、最大の許容しうる厚さは15nmであ
り、好ましい下限は5nmである。最も好ましい厚さは7
〜13nmの範囲である。
上部被覆中の犠牲金属上の酸化亜鉛層の外に、反射層
のすぐ下で下部被覆中に被覆が酸化亜鉛層も含有すると
きには、前述した同日付出願に提案している如く、被覆
中の酸化亜鉛の存在の負の特長を最小にするように特に
注意を払わなければならない。この配置において、上部
被覆及び下部被覆酸化亜鉛層は実質的に同じ厚さを有す
るのが好ましく、両者は厚さ5〜14nmの範囲であるのが
好ましい。
低輻射率及び高光透過率を与えるため、好ましくは銀
層の厚さは8〜12nmの狭い限界内にあるべきである。こ
の範囲未満であると赤外反射度が一般に不充分であり、
それを越えると金属は光透過に大きすぎるバリヤーを与
える。上述した限界内で、本発明の信頼性と再現性は0.
1未満の輻射率の達成を可能にする。
他の層の厚さについては、これらは、被覆基体に所望
の光学的外観を与える組合された光学通路(各層に対す
る厚さと屈折率の積)を決定するについて、相互に関連
して、及び銀と酸化亜鉛の層の厚さに関連して選択しな
ければならない。低輻射率被覆のためには、できる限り
中性の反射色彩を有する被覆が要件である、しかし他の
色を好むときには青色味の外観である。更に弱い視感反
射が高い視感透過率を得るために求められる。一般に要
求される光学的性質は、銀層の何れかの側で30〜45nmの
合計の厚さ内で得られる、しかし異なる材料の異なる屈
折率のため、一つの層の厚さを減ずることは、要求され
る色彩を回復するために一つ以上の他の層の厚さを調整
する必要があることは理解すべきである。
犠牲金属層は2〜12nmの範囲での厚さのものが好まし
い、そして或る場合には2〜3nmの範囲の厚さのものが
好ましい。材料と接触するように浸透する酸素と反応す
るに充分な材料を含むことと、要求される光透過性を維
持するために充分な材料を含むことの間のバランスに突
き当る。本発明により達成できる金属層の小さい厚さは
そのすぐ上にある酸化亜鉛層の存在からもたらされる。
その金属状態においてはこの層は良好な光透過に対する
バリヤーの役を果し、従つて全体的な被覆の光透過率が
許容限界内にあるべきときには最小の厚さを必要とす
る。しかしながらこの金属層の透過性は、それが酸化さ
れたとき改良される。これは続く層の付与中に生じ、又
基体のための曲げ処理及び/又は強化処理の如き熱処理
工程中にも生ずる。かかる後での熱処理を受けるときに
はより厚い層例えば5〜12nmの層が推奨される。望まし
くは犠牲金属の全部を酸化して、これによつて非反射性
の光透過性金属酸化物の層を生ぜしめる。
下部被覆中の酸化錫及び二酸化チタンの相対的割合に
は一般に厳密な規制はない。多重陰極スパツタリング装
置を使用するに当つての実際的な便利さは、それらが基
体の単一パスで共に付着せしめられることを要求でき
る。本発明の一つの有利な実施態様において、酸化錫は
下部被覆の大きな部分を占める。この例において酸化錫
の厚さは15〜30nmの範囲であるのが好ましく、二酸化チ
タンの厚さは2〜8nmの範囲であるのが好ましい。前述
した如く下部被覆における酸化亜鉛は7〜13nmの厚さを
有するのが好ましい。二酸化チタンは酸化錫よりも大な
る屈折率を有するため、一つの酸化物の一部を他の酸化
物で置換するに当つては、同じ光学的性質を与えるため
には、二酸化チタンの厚さを酸化錫の厚さの約75%とす
べきである。
好ましくは上部被覆は、前記酸化亜鉛層及び前記最上
部層の間に付着させた酸化錫の層を含有する、かかる最
上部層は二酸化チタンである。必須ではないが上部被覆
のこの更に別の中間層は被覆のすぐ下の層に磨耗に対す
る追加の保護を与え、上部被覆中の他の金属酸化物の厚
さを比例的に減ずるならば、それは被覆の光学的性質を
著しく変えることはない。高緻密度、従つて良好な耐磨
耗性の酸化錫層は高度に緻密な酸化チタン層よりも付着
させることが容易である。
被覆積層の最上部上の保護被覆として付与するのが好
ましい二酸化チタンの最上部層は、望ましくは8〜15nm
の厚さを有すべきである。
酸化亜鉛及び酸化錫は、相互に実質的に同じ屈折率を
有する、従つて光学的見地からは層の厚さにおいて何ら
調整することなく相互に交換することができる。
被覆積重に当つて、それぞれの層の厚さの相対的割合
を切り換えると最も識別しうる光学的差異は全体的に被
覆の色彩における僅かな変化である。
本発明は青色反射色彩を有する被覆に対して約0.08の
輻射率及び87%以下の光透過率を有するガラス材料の被
覆基体を提供する。中性又は赤色味色彩が求められるか
又は許容されるときには約88%の大なる光透過率を得る
ことができる。これは従来技術の被覆ガラス基体の光学
的性質を越えた著しい進歩を表わす。
本発明は大規模なときでさえも、かかる結果を均一か
つ再現性が得られるという利点を提供する。特に本発明
は大きなガラスシート(代表的には6m×3m)の全般にわ
たつて87%の光透過率(青色彩色)を容易かつ再現性を
もつて得ることができる。
製造時間中に、本発明は性質の容易な調整を製品に与
えることを可能にする。これは所望される輻射率、視感
透過及び反射彩色を得るために犠牲金属層の必要な厚さ
に関して最も表われる、何故なら本発明による上方酸化
亜鉛層の存在が、所望の性質を達成するために犠牲金属
の正確な厚さに臨界性を少なくするからである。
本発明を実施例を挙げて以下に説明する。
実施例1 0.84の輻射率及び89%の光透過率を有する厚さ4mmの
フロートガラスの窓ガラスパネルを処理室中に導入し
た、処理室は、それぞれチタン、錫、亜鉛、チタン及び
銀のターゲツトを有する5個の平らなマグネトロンスパ
ツタリング源、入口及び出口ガスロツク、ガラスのため
のコンベヤー、電力源、スパツタリングガス入口及び排
気出口を有していた。
室内の圧力は0.15Paに低下させた。パネルを活性化し
た第一チタン、錫及び亜鉛源を有するスパツタリング源
中に送り、0.2Paの有効付着圧力で酸素ガスで冷間スパ
ツタリングをし、二酸化チタン層、続く酸化錫層及び酸
化亜鉛層を基体上に付与した。次に酸素を排気し、基体
を活性化された銀及び第二チタン源を有するスパツタリ
ング源に戻した、しかしこの時スパツタリングガスとし
てアルゴンを用い、銀像及びチタン層を付加し、スパツ
タリングガスとして酸素を用いて亜鉛、錫、第一チタン
源を通し、更に別の酸化亜鉛、酸化錫及び二酸化チタン
の層を付加した。形成された被覆はガラス面から見て下
記の組成を有していた: 下部被覆 二酸化チタン 3nm 酸化錫(SnO2) 22.5nm 酸化亜鉛 10nm 反射層 銀 10nm 上部被覆 二酸化チタンに変換するためのチタン 2.5nm 酸化亜鉛 12.5nm 酸化錫 10nm 二酸化チタン 12nm 被覆したガラスパネルはパネル(寸法6m×3m)の全面
にわたつて約0.08の輻射率及び約87%の光透過率を有し
ていた。被覆は青色味(青緑色)反射彩色を示した。そ
の色指数L、a、b(米国20910、メリーランド州、シ
ルバースプリング、リンデンラン24〜31のGardner Neot
ecのPacific Scientific Divisionから入手したSpectro
gard Color Systemカロリメーターで被覆面で測定した
ハンター反射率)はL=約23、a=約−1.5、及びb=
約−4であつた。この値はCIE D65イルミネーシヨンを
用いて測定した。LR,C=23の値から視感反射RLは約5.3
%であることが計算できる。
これらの光学的性質を得るのに必要な設定、特にチタ
ン層の厚さの設定は容易に得られ、そしてこれらの性質
を維持するために制御できた、かくして一連の生産実施
中作られた全てのガラスパネルは要求された品質制御基
準に合致した。
本実施例の改変において、特に曲げ及び/又は強化処
理をガラスが受ける場合に特に好適である例において、
上部被覆のチタン犠牲層の厚さを7nmに増大し、他の被
覆層及び厚さは同じままにした。
実施例2 実施例1の改変において、実施例1と同じ装置で同様
のガラスパネルを作つた、但し上層及び下層は下記の如
く酸化錫の厚い層を有し、二酸化チタンの隣接層は無し
にした: 下部被覆 酸化錫 26nm 酸化亜鉛 10nm 反射層 銀 10nm 上部被覆 二酸化チタンに変換するためのチタン 2.5nm 酸化亜鉛 12.5nm 酸化錫 25nm この被覆ガラスパネルは実施例1のそれと同じ均一光
学的性質を有していたが、僅かに低下した耐磨耗性を有
していた。
実施例3 別の被覆ガラスパネルを実施例1と同じ装置で作つ
た、但しガラスと接して単一の比較的厚い酸化錫の層を
有していた、即ち下記組成を有していた: 下部被覆 酸化錫 28nm 酸化亜鉛 10nm 反射層 銀 10nm 上部被覆 二酸化チタンに変換するためのチタン 2.5nm 酸化亜鉛 10nm 酸化錫 10nm 二酸化チタン 12nm この被覆ガラスパネルは、約88%の光透過率及び約0.
08の輻射率を有していた、共にパネル全面(6m×3m)に
共に均一であつた。それは他の実施例よりも中性の反射
彩色を有していた。ハンター反射指数L、a、bはL=
約22、a=約−5、及びb=約−3であつた。この値L
=22から視感反射RLは約4.8%であることが計算でき
る。
実施例4 第二のチタン源を316不銹鋼のターゲツトで置換した
以外は実施例1と同じ装置で更に別の被覆ガラスパネル
を作つた。多層被覆は下記の組成及び厚さに付着した: 下部被覆 酸化錫(SnO2) 15nm 酸化亜鉛 14nm 反射層 銀 10nm 上部被覆 酸化物に変換するための不銹鋼 8nm 酸化亜鉛 14nm 二酸化チタン 10nm 本実施例の改変において、被覆は次の通り付着させ
た: 下部被覆 酸化錫(SnO2) 15nm 酸化亜鉛 14nm 酸化物に変換するための不銹鋼 2nm 反射層 銀 10nm 上部被覆 酸化物に変換するための不銹鋼 6nm 酸化亜鉛 14nm 二酸化チタン 10nm 本明細書に記載した各被覆層の厚さの値は、米国ニユ
ージヤージー州フランダースのRudolph Researchによつ
て作られたエリプソメーターAUTOEL II(商標)を用いT
hin Film Phenomena(マツクグローヒル発行)にK.L.Ch
opraによつて記載された如き楕円偏光測定法(ellipsom
etricmethod)で測定した値である。この装置はHe−Ne
レーザー(ラムダ=632.8nm)を用い、測定は70°の入
射角での反射でとつた。

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明下部被覆及び透明上部被覆の間にサン
    ドイッチされた銀の反射層を含有する多層被覆を担持す
    るガラス材料の基体において、銀層に対する下部被覆が
    金属酸化物の少なくとも一つの層を含有し、銀層に対す
    る上部被覆が、チタン、アルミニウム、不銹鋼、ビスマ
    ス、錫及びそれらの二つ以上の混合物からなる群から選
    択した犠牲金属の酸化物の層(これは犠牲金属の初期付
    着及びその酸化物への変換によって形成される)、15nm
    以下の厚さを有する酸化亜鉛の層、及び酸化錫、酸化ビ
    スマス、酸化アルミニウム、二酸化チタン及びそれらの
    二つ以上の混合物からなる群から選択した金属酸化物の
    最上部上被覆層を含有することを特徴とする被覆基体。
  2. 【請求項2】下部被覆が、酸化錫及び二酸化チタンから
    選択した金属酸化物の層を含有する請求項1記載の被覆
    基体。
  3. 【請求項3】下部被覆が二つ以上の異なる金属酸化物を
    含有する請求項1又は2記載の被覆基体。
  4. 【請求項4】下部被覆が基体上に付着した二酸化チタン
    の層及び前記二酸化チタン上に付着した酸化錫の層を含
    有する請求項3記載の被覆基体。
  5. 【請求項5】犠牲金属がチタンである請求項1〜4の何
    れかに記載の被覆基体。
  6. 【請求項6】上部被覆の酸化亜鉛層が5〜15nmの範囲の
    厚さを有する請求項1〜5の何れかに記載の被覆基体。
  7. 【請求項7】酸化亜鉛層が7〜13nmの範囲の厚さを有す
    る請求項6記載の被覆基体。
  8. 【請求項8】下部被覆が銀層の直ぐ下に付着した酸化亜
    鉛の層を含む請求項1〜7の何れかに記載の被覆基体。
  9. 【請求項9】酸化亜鉛の下被覆層及び上被覆層が相互に
    実質的に同じ厚さを有し、かかる厚さが5〜14nmの範囲
    である請求項8記載の被覆基体。
  10. 【請求項10】銀層が8〜12nmの範囲の厚さを有する請
    求項1〜9の何れかに記載の被覆基体。
  11. 【請求項11】0.1未満の輻射率を有する請求項10記載
    の被覆基体。
  12. 【請求項12】銀層に対する上部被覆及び下部被覆の各
    々の合計の厚さが30〜45nmの範囲である請求項1〜11の
    何れかに記載の被覆基体。
  13. 【請求項13】犠牲金属層が2〜12nmの範囲の厚さに付
    着せしめられている請求項1〜12記載の被覆基体。
  14. 【請求項14】犠牲金属層が2〜3nmの範囲の厚さに付
    着せしめられている請求項13記載の被覆基体。
  15. 【請求項15】酸化錫が15〜30nmの範囲の厚さで下部被
    覆中に存在し、二酸化チタンが2〜8nmの厚さで下部被
    覆中に存在する請求項2〜14の何れかに記載の被覆基
    体。
  16. 【請求項16】上部被覆が酸化亜鉛層と前記最上層の間
    に付着させた酸化錫の層を含み、かかる最上層が二酸化
    チタンの層である請求項1〜15の何れかに記載の被覆基
    体。
  17. 【請求項17】二酸化チタンの最上層が8〜15nmの範囲
    の厚さを有する請求項16記載の被覆基体。
  18. 【請求項18】一面の周辺端縁をとりまく接着剤のスト
    リップを有し、前記面の残余部に請求項1〜17の何れか
    に記載の被覆を有する被覆基体。
  19. 【請求項19】基体が透明である請求項1〜18の何れか
    に記載の被覆基体。
  20. 【請求項20】被覆が、透明下部被覆及び透明上部被覆
    の間にサンドイッチされた銀の反射層を含有し、ガラス
    材料の基体上に多層被覆を付着させる方法において、銀
    層に対する下部被覆を金属酸化物の少なくとも一つの層
    を付着させることによって形成し、銀層に対する上部被
    覆を、順次、チタン、アルミニウム、不銹鋼、ビスマ
    ス、錫及びそれらの二つ以上の混合物からなる群から選
    択した犠牲金属の層を付着させ、金属を酸化物に変換
    し、15nm以下の厚さを有する酸化亜鉛の層を付着させ、
    そして酸化錫、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、二酸
    化チタン、及びそれらの二つ以上の混合物からなる群か
    ら選択した金属酸化物の最上部被覆層を付着させること
    によって形成することを特徴とする方法。
  21. 【請求項21】層を磁気的に増強されたスパッタリング
    によって付着させる請求項20記載の方法。
  22. 【請求項22】スパッタリングが多重陰極を使用する請
    求項21記載の方法。
  23. 【請求項23】少なくとも二つの層を単一パスで付着さ
    せる請求項20〜22の何れかに記載の方法。
  24. 【請求項24】少なくとも一つの酸化物層を、酸素含有
    雰囲気中で各金属の反応性スパッタリングによって生成
    させる請求項20〜22の何れかに記載の方法。
  25. 【請求項25】被覆材料の層を付着させた後、被覆を基
    体の被覆面の周辺端縁部から除去し、次いで接着剤のス
    トリップを上記端縁部に付与する請求項20〜24の何れか
    に記載の方法。
  26. 【請求項26】被覆材料の除去を研磨ミルで行う請求項
    25記載の方法。
JP1345057A 1989-01-05 1989-12-27 被覆ガラス材料及びその被覆方法 Expired - Lifetime JP2835532B2 (ja)

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