JPH0157059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属含有フイルムの熱分解沈着法に
関する。さらに詳しくはコーテイング用反応物
（coating reactant）類の水性組成物からの金属
酸化物フイルムの熱分解沈着法に関する。

ガラス表面への金属酸化物フイルムの熱分解沈
着法については、ドンレイ（Donley）らの米国
特許第3660061号明細書に記載されている。有機
金属塩類、好ましくはアセチルアセトネート類
は、メチレンクロライドのような有機ビヒクルに
溶解される。他の適する溶剤としては、脂肪族系
またはオレフイン系の炭化水素類、ハロゲン化炭
化水素類、アルコール類、ベンゼンやトルエンの
ような非極性芳香族化合物類があげられる。該有
機溶液は熱いガラス表面にスプレーされ、そこで
金属酸化物フイルムを形成するように熱分解す
る。ガラス表面に形成された金属酸化物フイルム
は太陽エネルギーの反射および伝達を変化させ
る。

有機溶剤を多量使用することによる衛生上およ
び環境上の問題をなくすための今日の関心は、水
性コーテイング用組成物類の開発によつて促進さ
れている。レイモンド（Raymond）による米国
特許第2688565号明細書から、コバルト酸化物の
光反射コーテイング類が、酢酸コバルトの水溶液
を熱いガラス表面に接触させることにより沈着さ
れうることが知られている。しかし、そのような
フイルムは粒状のものが多い、不規則な組織であ
り、多孔性であり、結果としてフイルムの剥離に
より明白にされる耐酸性不足を生ずる。

ミケロツチ（Michelotti）らによる米国特許第
4308319号明細書には、水溶性コバルト塩および
水溶性スズ化合物の水溶液から、耐久力のある、
均一な、太陽エネルギー反射スピネルタイプフイ
ルムの熱分解沈着が開示されている。

本発明は、有機溶液から熱分解沈着されたフイ
ルムと比較して、同様のスペクトル的、物理的、
化学的性質を有する光および熱反射金属酸化物フ
イルムに関する。しかし本発明のフイルム類は、
典型的には有機溶液類にされる有機金属コーテイ
ング用反応物類が連続したはげしい混合により、
水性媒体中に物理的に懸濁されている水性サスペ
ンジヨンから熱分解的に沈着される。水性媒体中
に物理的に懸濁される有機金属コーテイング用反
応物は、熱的コーテイング操作が一般に遭遇する
温度および雰囲気条件下で、通常のスプレー装置
を用いて熱いガラス基板上に金属酸化物フイルム
を形成するために、熱分解的に沈着されうる。二
者択一的に、本発明のフイルム類は、典型的には
有機溶液類にされる有機金属コーテイング用反応
物が、超微細粉末状反応物との組合せで化学的湿
潤剤を使用することにより、水性媒体中に化学的
に懸濁されている水性サスペンジヨンから熱分解
的に沈着される。水性媒体中に化学的に懸濁され
る有機金属コーテイング用反応物は、熱的コーテ
イング操作が一般に遭遇する温度および雰囲気条
件下で、通常のスプレー装置を用いて熱いガラス
基体上に金属酸化物フイルムを形成するように、
熱分解的に沈着される。結果として、有機溶液か
ら普通に沈着されているものと比較しうる商業的
にうけいれられうる金属酸化物フイルムは、水性
サスペンジヨンを用いることにより有機溶剤使用
による高コストと危険を除去し、かつ同一のコー
テイング設備を使用して生産することができる。

つぎに本発明の方法を図面を用いて説明する。
第１図は、有機金属コーテイング用反応物をサス
ペンジヨンに維持するために、水性媒体をかきま
ぜるスターラー２を有する混合タンク１を示す。
該水性サスペンジヨンは、懸濁された反応物の均
一な流れを保証するギアポンプ４を通して導管３
により、スプレーガン（図示されていない）に運
搬される。バルブ６および圧力ゲージ７を有する
再循環ループ５は、連続混合のために水性サスペ
ンジヨンをスプレーガンに送るのではなく、混合
タンク１にかえす。

第２図には、ジエツトミル１３に粉末化された
コーテイング用反応物を供給するスケール
（scales）１２を有するホツパー１１が示されて
いる。該ジエツトミル１３は、コーテイング用反
応物を超微細粉末に粉砕し、粉砕された超微細粉
末がバツグハウス（baghouse）１４に運搬され、
エアロツク（airlock）１５をとおしてスターラ
ー２を有する混合タンク１に配達される。スター
ラー２は水性サスペンジヨンをゆつくり撹拌す
る。該水性サスペンジヨンは、ポンプ８により、
不純物や未分散コーテイング用反応物を除去する
フイルター９をとおしてスプレーガン（図示され
ていない）に供給される。

熱分解コーテイングプロセスにおける有機溶剤
による衛生上および環境上の危険をなくすること
に対する関心は、コストと同様に水性コーテイン
グ溶液の使用を促進しているが、多くのコーテイ
ング用反応物、とくに有機金属コーテイング用反
応物は、商業的な熱分解沈着が可能でないという
ような水に対する低い溶解性限界を有している。
たとえばがラス上への金属酸化物フイルムの熱分
解沈着に関する米国特許第3660061号明細書に開
示されているアセチルアセトネート類を用いる
と、高品質、高性能のコーテイング製品が製造さ
れるが、それらの水への溶解性は比較的低く、第
２コバルト（cobaltic）アセチルアセトネートで
は30℃でほんの0.3％、第２クロム（chromic）
アセチルアセトネートではほんの0.15％である。
そのような濃度では非常に大量の水溶液が必要と
されるとともに、うけいれがたいほどおそいフイ
ルム形成速度の上に、はなはだ高価なガラスの冷
却という結果になる。

本発明によると、アセチルアセトネート類のよ
うな比較的水不溶性の反応物類が、連続混合によ
り水性媒体中に物理的に懸濁される。二者択一的
にそのような反応物類は、化学品である湿潤剤と
ともにコーテイング用反応物類の非常に微細なミ
クロンサイズの粒子を用いることにより、水性媒
体中に化学的に懸濁される。そのばあいには、有
機溶剤類に許容されるよりも高い濃度が水性サス
ペンジヨン中で達成されうる。その結果えられる
水性サスペンジヨンは普通の手段、典型的にはス
プレーにより、コーテイングされる基体、とくに
熱いガラス表面、好ましくはフロートガラスリボ
ン（float glass ribbon）に適応されうる。

本発明によるとアセチルアセトネート類は好ま
しいコーテイング用反応物であるが、比較的水不
溶性の化合物と同様に、一般に種々の他の有機金
属コーテイング用反応物類もまた用いうる。水性
媒体中に比較的不溶性のコーテイング用反応物を
物理的または化学的に懸濁させる理由は、金属含
有フイルム類の熱分解沈着の分野に広い適応性を
有するためである。

本発明の好ましい実施態様においては、比較的
水不溶性コーテイング用反応物類が固体粉末形状
でえられる。該粉末は均一なメリケン粉状に粉砕
される。該粉末の粒子サイズは、325メツシユス
クリーンを通過するのに充分小さいことが好まし
い。典型的なコーテイングプロセスにおいて、金
属酸化物類の混合物がフイルムにされるとき、有
機金属コーテイング用反応物類がまず所望の割合
に混合され、そののち物理的に水性媒体に懸濁さ
れる。

該水性媒体は典型的にはまさに水であるが、コ
ーテイング用反応物類をサスペンジヨンに維持す
るために必要とされるはげしい混合は、泡を生じ
うる。それゆえ消泡剤が使用されうる。通常、商
業的に使用しうる消泡剤類としては、とくにダウ
コーニング社製などのシリコーンベースの製品
が適している。もし消泡剤が使用されるのであれ
ば、コーテイング用反応物を加える前に水に加え
られる。界面活性剤が泡を減少させるのにまた有
用でありうる。用いられるそれぞれのスプレー装
置によるが、ポリエチレングリコールのような増
粘剤が、水性サスペンジヨンの粘度を増加させ、
結果として生ずるコーテイングの組織を改良する
ために加えられる。しかしながら本発明の本質的
な特徴は、水性媒体に物理的に懸濁されたコーテ
イング用反応物を用いることにあり、任意の種々
の添加物を用いることにあるのではない。

本発明の好ましい実施態様において、金属アセ
チルアセトネート類の混合物がブレンドされ、粉
細され、325メツシユスクリーンをとおしてふる
いにかけられ、少量のシリコーン消泡剤を含む水
にはげしく撹拌しながら加えられる。水性サスペ
ンジヨンは物理的に形成され、連続混合により維
持される。（もし混合が連続的に行なわれないの
であれば、コーテイング用反応物類は一夜のうち
に沈殿する。）水性サスペンジヨンはギアポンプ
の手段により連続的に循環せしめられる。該ギア
ポンプは、またサスペンジヨンを均一に維持する
ために連続的に機械にかけるのに用いられる。水
性サスペンジヨンは熱いフロートガラスリボンの
表面に、普通の熱分解スプレー装置の手段により
散布される。該コーテイング用反応物類は、有機
溶液中の同一のコーテイング用反応物類の熱分解
により形成されるフイルムと同様のスペクトル
的、物理的、化学的性質を有する金属酸化物フイ
ルムを形成するために熱分解される。

他の本発明の好ましい実施態様において、比較
的水不溶性のコーテイング用反応物類が固体粉末
状でえられる。該粉末は、典型的には直径10μm
より小さい、好ましくは約２〜5μmを有する均一
な微粉末に、ジエツトミルで粉砕される。典型的
なコーテイングプロセスにおいて、金属酸化物類
の混合物がフイルムにされるとき、有機金属コー
テイング用反応物類はまず所望の割合に混合さ
れ、所望の粒子サイズをうるためにジエツトミル
で粉砕され、それから化学的サスペンジヨンを形
成するために、化学品である湿潤剤を含む水性媒
体に加えられる。

該水性媒体は、好ましくは蒸留水または脱イオ
ン水である。しかし、もしより粘度のある媒体が
所望のばあいには、水およびグリセリンまたは他
の水と混合しうる有機増粘剤の混合物を使用して
もよい。該水性媒体はさらに、超微細コーテイン
グ用反応物粒子類を分散させ、酸化させず
（deaerate）に懸濁させるためにはたらく湿潤剤
を含んでいてもよい。アニオン性、ノニオン性ま
たはカチオン性組成物を含む種々の湿潤剤が適し
ており、その量は湿潤剤、コーテイング用反応物
類、それらの濃度および水性媒体により経験的に
決定される。本発明の本質的な特徴は、水性媒体
中で化学的サスペンジヨンを形成するためのコー
テイング用反応物の超微細粒子と共同する湿潤剤
の使用にある。該湿潤剤は該粉末にひきずられた
空気を置換し、粉末表面を湿らせることによつて
粉末粒子の分散および懸濁を促進する。化学品で
ある湿潤剤をのぞくと、超微細粒子は該水性媒体
の表面にうかぶであろう。

本発明の最も好ましい実施態様において、金属
アセチルアセトネート類の混合物がブレンドさ
れ、10μmより小さい粒子サイズにジエツトミル
により粉砕され、湿潤剤を含む水に撹拌しながら
加えられる。水性サスペンジヨンが形成される。
該水性サスペンジヨンは撹拌または混合すること
なしに３カ月よりも長い間貯蔵されたのち、該水
性サスペンジヨンからコーテイング用反応物類の
分離または沈殿がほとんどおこらないという事実
により証明されるように、本当の化学サスペンジ
ヨンである。該水性サスペンジヨンは、普通の熱
分解スプレー装置の手段により熱いフロートガラ
スリボンの表面に散布される。該コーテイング用
反応物類は、有機溶液中の同一のコーテイング用
反応物類の熱分解により形成されたフイルムと同
様のスペクトル的、物理的および化学的性質を有
する金属酸化物フイルムを形成するように熱分解
する。その上、本発明により水性サスペンジヨン
類から熱分解的に沈着されたフイルムは、有機溶
液類から熱分解的に沈着されたフイルムに対して
測定された成長速度よりも速い成長速度、典型的
には約1/3速い速度を示す。このより速い速度は、
より速いラインスピードでうけいれられるフイル
ム類の沈着を可能にする。

本発明を実施例にもとづきさらに詳しく説明す
る。

実施例 １ 第２コバルトアセチルアセトネート400ｇ、第
２鉄（ferric）アセチルアセトネート116ｇ、第
２クロムアセチルアセトネート136ｇをブレンド
し、該混合物をはげしく混合されている水４に
加え、水性サスペンジヨンを調製した。形成され
た水性サスペンジヨンを連続して混合し、第１図
に示すように、テール（Teel）ギアポンプを用
いて再循環させ、最後に約1100〓のガラスシート
表面にスプレーガンの手段で散布した。該有機金
属コーテイング用反応物類を熱分解し、本明細書
に参考のためにあげられている米国特許第
3660061号明細書に開示されていると同様の反応
物類の有機溶液から形成されるフイルム類と比較
しうる混合金属酸化物フイルムを形成した。

実施例 ２ 第２クロムアセチルアセトネート180ｇ、第２
コバルトアセチルアセトネート133ｇ、第２鉄ア
セチルアセトネートをブレンドし、該混合物をは
げしく混合されている水３に加え、水性サスペ
ンジヨンを調製した。形成された水性サスペンジ
ヨンを連続して混合し、再循環させ、実施例１と
同様に、最終的に熱いガラス表面に散布して、光
および熱反射金属酸化物フイルムを形成した。

実施例 ３ 鉄（iron）アセチルアセトネート336ｇ、ニツ
ケル（nickel）アセチルアセトネート114ｇをブ
レンドし、該混合物をはげしく混合している水３
に加え、水性サスペンジヨンを調製した。形成
された水性サスペンジヨンを連続して混合し、前
記実施例と同様に再循環させ、均一なフイルムを
熱分解的に沈着させるために、熱いガラス基体に
適応した。

実施例 ４ 第２コバルトアセチルアセトネート100ｇ、第
２鉄アセチルアセトネート29ｇ、第２クロムアセ
チルアセトネート34ｇをブレンドし、該混合物を
はげしく混合している水250mlに加え、水性サス
ペンジヨンを調製した。泡を減少させるために、
アメリカン シアナミド（American
Cyanamid）社から市販されているシリコーンベ
ースの消泡剤であるAEROSOL RT 70％の３ｇ
を該水は含んでいた。該水性サスペンジヨンを連
続して混合し、前記実施例と同様に再循環させ、
熱いガラス表面にスプレーガンで散布した。消泡
剤の存在による有害な効果を示さない金属酸化物
フイルムを形成した。

実施例 ５ サスペンジヨン１当り第２コバルトアセチル
アセトネート117.7ｇ、第２鉄アセチルアセトネ
ート30.2ｇ、第２クロムアセチルアセトネート
41.0ｇをブレンドし、該混合物粉末をジエツトミ
ルにより平均粒子サイズが約10μmより小さくな
るように粉砕し、該混合物をプロピレングリコー
ルをイニシエイターとしたプロピレンオキサイド
ポリマーからなるノニオン性湿潤剤を0.3容量％
含む水に加え、水性サスペンジヨンを調製した。
前記のような湿潤剤は、BASF ワイアンドツト
（Wyandotte）社からのPluronic Ｌ―31のように
市販されている。形成された水性サスペンジヨン
は、第２図に示すようにフイルターをとおしてポ
ンプによりスプレーガンに供給され、約1100〓の
ガラスシートの表面にスプレーガンの手段により
散布された。該有機金属コーテイング用反応物類
を熱分解し、本明細書に参考のためにあげられて
いる米国特許第3660061号明細書に開示されてい
るのと同様の反応物類の有機溶液から形成される
フイルム類にスペクトル的、物理的および化学的
性質において比較しうる混合金属酸化物フイルム
を形成した。そのような比較しうるフイルムは、
有機コーテイング溶液から経験的にえられるフイ
ルム形成速度より、約33％速い成長速度で形成さ
れた。

実施例 ６ 実施例１に記載したのと同様のコーテイングプ
ロセスの間に、排出された材料が、第２図に示さ
れている収集バツグハウスと同様の再生バツグハ
ウスに回収された。該金属アセチルアセトネート
類はメチレンクロライド溶液として回収された。
乾燥せしめられた粉末は、再びジエツトミルで約
10μmより小さい平均粒子サイズに粉砕された。
実施例１の割合にするのに必要とされたので、特
定の金属アセチルアセトネート類を加えた。もと
の組成にもどした粉末を湿潤剤を含む水性媒体に
化学的に懸濁させ、前記実施例と同様にして熱い
ガラス基体に散布し、結果として実質的に同等の
性質を有するコーテイングをえた。この結果は反
応物の回収、再使用が商業的に可能であることを
示している。

実施例 ７ サスペンジヨン１当り第２コバルトアセチル
アセトネート117.7ｇ、第２鉄アセチルアセトネ
ート30.2ｇ、第２クロムアセチルアセトネート
41.0ｇの乾燥粉末混合物をジエツトミルで約
10μm以下の平均粒子サイズに粉砕し、湿潤剤と
してPluronic Ｌ―31を（合せた容積の）３％含
ませた水60容量％とグリセリン40容量％からなる
水性媒体に分散させた。えられた水性サスペンジ
ヨンを熱いガラス基体表面にスプレーし、有機コ
ーテイング溶液類のものと比較してフイルム成長
速度で優れた特性の耐久力のあるフイルムを形成
した。

実施例 ８ 前記実施例と同様にしてアセチルアセトネート
類混合物を粉砕し、懸濁させた。水性媒体は水60
容量％およびグリセリン40容量％からなる媒体で
あつた。該水性サスペンジヨン媒体は、ローム
アンド ハース社製のTriton Ｘ―100などとし
て市販されているノニオン性アルカリール
（alkaryl）ポリエーテルアルコール0.3％（水と
グリセリンの総容量にもとづく）をさらに含んで
いる。該水性サスペンジヨンは、耐久力のある金
属酸化物フイルムを形成するために、前記実施例
と同様にして熱いガラス表面にスプレーされた。

前記実施例は本発明を説明するためのものであ
る。種々の他のコーテイング用反応物類、湿潤剤
類、濃度、添加剤類、基体類および温度が、水性
サスペンジヨン類から広く異なつたコーテイング
類を形成するために用いられうる。たとえば他の
適する湿潤剤としては、ノニオン性ポリプロピレ
ンオキサイド組成物類；１，１，４，４―テトラ
アルキル―２―ブチン―１，４―ジオール；アニ
オン性ラウリルサルフエート組成物類があげら
れ、種々の濃度で用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はいずれも本発明に用いる
サスペンジヨンを形成し、供給するための装置を
示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コーテイング用反応物が反応するのに充分な
   温度で、液体媒体中のコーテイング用反応物を基
   体表面に接触させることにより、該基体上に金属
   含有フイルムを沈着させる方法において、基体表
   面にフイルムを沈着させるばあいに、水性サスペ
   ンジヨンを形成させるために水性媒体に反応物を
   物理的に懸濁させるようにはげしく混合しながら
   水性媒体中にコーテイング用反応物を分散させる
   ことを特徴とする水性サスペンジヨンからの金属
   酸化物フイルムの熱分解沈着法。 ２ 前記コーテイング用反応物が有機金属組成物
   である特許請求の範囲第１項記載の熱分解沈着
   法。 ３ 前記有機金属組成物が金属アセチルアセトネ
   ートからなる特許請求の範囲第２項記載の熱分解
   沈着法。 ４ 前記有機金属組成物がコバルト（cobalt）、
   鉄（iron）およびクロム（chromium）のアセチ
   ルアセトネート類の混合物からなる特許請求の範
   囲第３項記載の熱分解沈着法。 ５ 前記水性媒体が水である特許請求範囲第１項
   記載の熱分解沈着法。 ６ 前記水性媒体がさらに消泡剤を含んでいる特
   許請求の範囲第５項記載の熱分解沈着法。 ７ 前記消泡剤がシリコーンをベースとする組成
   物である特許請求の範囲第６項記載の熱分解沈着
   法。 ８ 前記のコーテイングされる基体がガラスであ
   る特許請求の範囲第１項記載の熱分解沈着法。 ９ 前記ガラス基体が、有機金属コーテイング用
   反応物類を熱分解させるために接触するときに、
   充分な温度である特許請求の範囲第８項記載の熱
   分解沈着法。 １０ 前記ガラス基体に金属酸化物フイルムを形
   成させるために、金属アセチルアセトネート類の
   水性サスペンジヨンを接触させる特許請求の範囲
   第９項記載の熱分解沈着法。 １１ コーテイング用反応物が反応するのに充分
   な温度で液体媒体中のコーテイング用反応物を基
   体表面に接触させることにより、該基体上に金属
   含有フイルムを沈着させる方法において、基体表
   面にフイルムを沈着させるばあいに、水性サスペ
   ンジヨンを形成させるために水性媒体に反応物を
   化学的に懸濁させるように湿潤剤を含む水性媒体
   中にコーテイング用反応物を分散させることを特
   徴とする水性サスペンジヨンからの金属酸化物フ
   イルムの熱分解沈着法。 １２ 前記コーテイング用反応物が有機金属組成
   物である特許請求の範囲第１１項記載の熱分解沈
   着法。 １３ 前記有機金属組成物が金属アセチルアセト
   ネートからなる特許請求の範囲第１２項記載の熱
   分解沈着法。 １４ 前記有機金属組成物がコバルト、鉄および
   クロムのアセチルアセトネート類の混合物からな
   る特許請求の範囲第１３項記載の熱分解沈着法。 １５ 前記水性媒体が水である特許請求の範囲第
   １１項記載の熱分解沈着法。 １６ 前記水性媒体が、水性媒体の粘度を増加さ
   せるために、さらに水と混合しうる溶剤を含んで
   いる特許請求の範囲第１５項記載の熱分解沈着
   法。 １７ 前記水と混合しうる溶剤がグリセリンであ
   る特許請求の範囲第１６項記載の熱分解沈着法。 １８ 前記湿潤剤がノニオン系ポリプロピレンオ
   キサイド組成物である特許請求の範囲第１１項記
   載の熱分解沈着法。 １９ 前記湿潤剤が１，１，４，４―テトラアル
   キル―２―ブチン―１，４―ジオールである特許
   請求の範囲第１１項記載の熱分解沈着法。 ２０ 前記湿潤剤がアニオン性ラウリルサルフエ
   ート化合物である特許請求の範囲第１１項記載の
   熱分解沈着法。 ２１ 前記コーテイングされる基体がガラスであ
   る特許請求の範囲第１１項記載の熱分解沈着法。 ２２ 前記ガラス基体が金属アセチルアセトネー
   ト類の水性サスペンジヨンと接触せしめられる特
   許請求の範囲第２１項記載熱分解沈着法。 ２３ 前記ガラス基体が、金属酸化物フイルムを
   形成するように、金属アセチルアセトネート類を
   熱分解するために充分な温度で金属アセチルアセ
   トネート類の水性サスペンジヨンと接触せしめら
   れる特許請求の範囲第２２項記載の熱分解沈着
   法。 ２４ 前記ガラスがコバルト、鉄およびクロムの
   アセチルアセトネート類の水性サスペンジヨンと
   接触せしめられる特許請求の範囲第２３項記載の
   熱分解沈着法。