JP6082350B2 - 高温安定性の低エネルギー層を有するガラス製品又はガラスセラミック製品 - Google Patents
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Description
実施例1:
本発明によるコーティング溶液を作製するために、4gの53質量%(CaO×0.08、ZrO2×0.92)前駆体粉末を、ジエチレングリコールモノエチルエーテルに溶解させ、10gのトリエタノールアミン及び4gのペースト化剤と混合する。スクリーン印刷によって、2μm〜4μmの範囲のウェット膜厚を有する層を塗布する。これは200℃での乾燥後に、層厚200nm〜400nmというキセロゲル膜厚にまで縮小する。
本発明によるコーティング溶液を作製するために、4gの57質量%(Y2O3×0.08、ZrO2×0.92)前駆体粉末を、水に溶解させ、10gのトリエタノールアミン及び4gのペースト化剤と混合する。スクリーン印刷によって、2μm〜4μmの範囲のウェット膜厚を有する層を塗布する。これは200℃での乾燥後に、層厚200nm〜400nmというキセロゲル膜厚にまで縮小する。
本発明によるコーティング溶液を作製するために、4gの58質量%(CeO2×0.30、ZrO2×0.70)前駆体粉末を、n−ブタノールに溶解させ、10gのトリエタノールアミン及び4gのペースト化剤と混合する。スクリーン印刷によって、2μm〜4μmの範囲のウェット膜厚を有する層を塗布する。これは200℃での乾燥後に、層厚200nm〜400nmというキセロゲル膜厚にまで縮小する。
例示的な実施形態は、インラインスパッタシステムにおいて気相プロセスによって作製された、CaをドープしたZrO2層に関する。
Claims (19)
- 製品の外表面の少なくとも一部を形成する表面を有し、金属酸化物を含む無機物層が少なくとも部分的に設けられたガラス基板又はガラスセラミック基板を備える製品であって、前記層が少なくとも部分的にナノ結晶構造を有し、基本材料として元素Hf、Y、Zr又はCeの金属酸化物の少なくとも1つを含み、前記層が低エネルギー表面を有し、該表面がφ>80度の水接触角を有し、したがって該層は疎水性であり、該金属酸化物層が元素Ca、Ce、Y、K、Li、Mg、Sr又はGdのいずれかの少なくとも1つの更なる金属カチオンを含み、少なくとも1つの更なる金属カチオンに起因して熱触媒機能をもたらし、該熱触媒機能は325℃の温度で既に生じている、製品。
- (a)前記層の屈折率が1.65〜2.2の範囲であり、
(b)前記層が10mN/m未満の極性成分、および35mN/m未満の分散成分を有し、
(c)前記層が25体積パーセント未満の残留空隙率を示し、
(d)前記層の細孔がボトルネック型のメソ細孔又はミクロ細孔の形態で存在し、平均細孔径が10nm未満であり、
(e)前記層の表面粗度が10nm未満であり、
(f)前記層が380nm〜1mmの波長範囲の電磁放射線に対して80%超の透過率を示す、
請求項1に記載の製品。 - 前記少なくとも1つの更なる金属カチオンの割合が、前記基本材料の含量の最大で50mol%である、請求項1または2に記載の製品。
- 前記層の前記基本材料が4nm〜50nmの結晶子サイズを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層中のナノ結晶画分が25体積パーセント超である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層が基本材料としてZrO2を含み、該ZrO2が単斜晶、正方晶又は立方晶の形態で存在する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層が基本材料としてCeO2を含み、該CeO2が単斜晶、正方晶又は立方晶の形態で存在する、基板を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層の前記基本材料がZrパイロクロアとして含まれる基板を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層の前記基本材料が、Ce2Zr2O7、Gd2Zr2O7又はY2Zr2O7として含まれる基板を備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層が成分Si、Al、Na、Li、Sr、B、P、Sb、Ti、F、MgF2又はCaF2の少なくとも1つを更に含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層が前記基本材料及び前記少なくとも1つの更なる金属カチオンに加えて、好ましくは4nm〜30nmの直径を有する酸化物ナノ粒子を含む、無機ナノ粒子又は非晶質ナノ粒子又は結晶ナノ粒子を含む基板を備える、請求項1〜10のいずれか一項に記載の製品。
- 前記層の前記金属酸化物がガラス状マトリックスに組み込まれる、請求項1〜11のいずれか一項に記載の製品。
- 前記基板上の前記層の厚さが80nm未満である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の製品。
- 前記基板が少なくとも1つの更なる金属酸化物含有層を有し、該金属酸化物含有層の上に、表面が前記製品の外表面の少なくとも一部を形成し、金属酸化物を含む前記無機物層が塗布されている、請求項1〜13のいずれか一項に記載の製品。
- 調理、フライ、ベーク又はグリル用の装置、輻射加熱及び/又はガス加熱及び/又は誘導加熱を用いる調理装置、マイクロ波装置、電気フライヤー、天板又は金型、調理器具の内部又は外部の部品としての請求項1〜14のいずれか一項に記載の製品の使用。
- 発熱装置、暖炉又は薪ストーブ、暖房システム、輻射暖房システム又はヒーター、排ガス管又は排気管の内部又は外部の部品として、視界窓としての請求項1〜15のいずれか一項に記載の製品の使用。
- 製品の外表面の少なくとも一部を形成する表面を有し、金属酸化物を含む無機物層が少なくとも部分的に設けられたガラス基板又はガラスセラミック基板を備える製品を作製する方法であって、前記層が少なくとも部分的にナノ結晶構造を有し、基本材料として元素Hf、Y、Zr又はCeの金属酸化物の少なくとも1つを含み、前記層が低エネルギー表面を有し、該表面がφ>80度の水接触角を有し、したがって該層は疎水性であり、該金属酸化物層が元素Ca、Ce、Y、K、Li、Mg、Sr又はGdのいずれかの少なくとも1つの更なる金属カチオンを含み、該少なくとも1つの更なる金属カチオンに起因して熱触媒機能をもたらし、該熱触媒機能は325℃の温度で既に生じている、方法。
- 前記層を、
金属塩及び/又は金属アルコキシドを含むコーティング溶液を調製する工程と、
前記コーティング溶液を、コーティング法を用いて2μm〜4μmの厚さで前記基板に塗布する工程であって、使用される好ましいコーティング法がロールコーティング法、パッド印刷法、スプレーコーティング法、又はスクリーン印刷法を含む、塗布する工程と、
前記金属酸化物層を、200℃の温度で200nm〜400nmの範囲の層厚まで乾燥させる工程と、
前記金属酸化物層を500℃の温度で熱後処理する工程と、
を含む液相プロセスによって作製する、請求項17に記載の方法。 - 前記層を、
前記基板を加熱チャンバーにロック装置を介して導入する工程と、
前記基板をコーティングチャンバーに導入する工程であって、前記加熱チャンバーが該コーティングチャンバーとは別に設けられていても、又は該コーティングチャンバーの一部であってもよい、導入する工程と、
前記基板を、パルススパッタリングプロセス(中波スパッタリング)の如きターゲットからスパッタリングすることによって前記無機物層でコーティングする工程であって、スパッタリング時の出力密度が2W/cm2超である、コーティングする工程と、
を含むインラインスパッタプロセスの如き気相プロセスによって作製する、請求項17に記載の方法。
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