JPH0680441A - 熱処理可能なスパッタ被覆されたガラス製品およびその形成方法 - Google Patents
熱処理可能なスパッタ被覆されたガラス製品およびその形成方法Info
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- Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱処理可能なスパッタ被覆されたガラス製品
およびその形成方法を提供する。 【構成】 ニッケルまたは高ニッケル含有合金からなる
金属層を含み、その金属層が金属ケイ素、またはニッケ
ルまたは高ニッケル含有合金の酸化物の別の層によって
被覆され、一方その別の層が化学量論的SnO2 のよう
な保護金属酸化物によって被覆されたコーティングをガ
ラス基板に被覆する。
およびその形成方法を提供する。 【構成】 ニッケルまたは高ニッケル含有合金からなる
金属層を含み、その金属層が金属ケイ素、またはニッケ
ルまたは高ニッケル含有合金の酸化物の別の層によって
被覆され、一方その別の層が化学量論的SnO2 のよう
な保護金属酸化物によって被覆されたコーティングをガ
ラス基板に被覆する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、後でガラスを曲げ加工
し、熱強化しおよび/または焼戻しするのに十分な温度
において熱処理可能な特殊コーティングを設けたガラス
に関するものである。本発明は建築用および自動車用ガ
ラス生産に特に使用される。
し、熱強化しおよび/または焼戻しするのに十分な温度
において熱処理可能な特殊コーティングを設けたガラス
に関するものである。本発明は建築用および自動車用ガ
ラス生産に特に使用される。
【0002】
【従来の技術】建築設計および自動車設計における金属
および金属酸化物被覆ガラスは周知である。特許および
他の文献に多数報告されているように、このようなガラ
スは、通常金属および/または金属酸化物および/また
は厚さの選択によりコーティングの層形成操作を用い
て、反射率、透過率、放射率および耐久性ならびに所定
の色を十分満足する形で通常達成することができる。こ
の点に関してはたとえば米国特許第3,935,351
号;第4,413,877号;第4,462,883
号;第3,826,728号;第3,681,042
号;第3,798,146号;および第4,594,1
37号参照。
および金属酸化物被覆ガラスは周知である。特許および
他の文献に多数報告されているように、このようなガラ
スは、通常金属および/または金属酸化物および/また
は厚さの選択によりコーティングの層形成操作を用い
て、反射率、透過率、放射率および耐久性ならびに所定
の色を十分満足する形で通常達成することができる。こ
の点に関してはたとえば米国特許第3,935,351
号;第4,413,877号;第4,462,883
号;第3,826,728号;第3,681,042
号;第3,798,146号;および第4,594,1
37号参照。
【0003】このようなコーティングを施工するための
合理的に満足すべき幾つかの方法が存在するが、最も有
効でかつ好ましい方法の1つは「励磁スパッタコーティ
ング」として知られる周知の方法である。この方法は米
国特許第4,166,018号に報告されており、これ
はこの問題に関する広く認められた基本的な教示であ
る。(また Munz et al, “Performance and Sputterin
g Criteria of ModernArchitectural Glass Coating
s" SPIE Vol.325 Optical Thin Films,1982,pp.65−73
も参照。)
合理的に満足すべき幾つかの方法が存在するが、最も有
効でかつ好ましい方法の1つは「励磁スパッタコーティ
ング」として知られる周知の方法である。この方法は米
国特許第4,166,018号に報告されており、これ
はこの問題に関する広く認められた基本的な教示であ
る。(また Munz et al, “Performance and Sputterin
g Criteria of ModernArchitectural Glass Coating
s" SPIE Vol.325 Optical Thin Films,1982,pp.65−73
も参照。)
【0004】多くの周知の層形成のために有効ではある
が、スパッタコーティングの使用は「熱分解法」と呼ば
れる他の既知の方法により達成されるものよりも機械的
耐久性が劣る結果になることが知られている。しかしな
がら逆の機能として、スパッタ被覆された形成層はしば
しば典型的な熱分解コーティングよりも良好な赤外線反
射率を達成している。またスパッタ被覆されたガラスは
一般に熱分解で形成されたコーティングよりも、コーテ
ィングの改善された均一性、良好な放射率およびより良
好な太陽性能特性を有する優れた光学的および熱的性能
特性を有することが一般に認められてきている。もしス
パッタ被覆された製品の機械的耐久性が熱分解法のそれ
に接近するかまたはそれに等しく一方同時にスパッタ被
覆法の優れた利点を達成することができることから特定
のコーティング製品に対しスパッタ被覆法が使用される
ようであるならば、顕著な技術的進歩がなされるであろ
うことは明らかである。以下にそれに関する好ましい実
施態様により説明される本発明は、この分野において長
い間感じられてきた要望を達成するものである。
が、スパッタコーティングの使用は「熱分解法」と呼ば
れる他の既知の方法により達成されるものよりも機械的
耐久性が劣る結果になることが知られている。しかしな
がら逆の機能として、スパッタ被覆された形成層はしば
しば典型的な熱分解コーティングよりも良好な赤外線反
射率を達成している。またスパッタ被覆されたガラスは
一般に熱分解で形成されたコーティングよりも、コーテ
ィングの改善された均一性、良好な放射率およびより良
好な太陽性能特性を有する優れた光学的および熱的性能
特性を有することが一般に認められてきている。もしス
パッタ被覆された製品の機械的耐久性が熱分解法のそれ
に接近するかまたはそれに等しく一方同時にスパッタ被
覆法の優れた利点を達成することができることから特定
のコーティング製品に対しスパッタ被覆法が使用される
ようであるならば、顕著な技術的進歩がなされるであろ
うことは明らかである。以下にそれに関する好ましい実
施態様により説明される本発明は、この分野において長
い間感じられてきた要望を達成するものである。
【0005】近年被覆ガラスが一般に使用されるように
なり、したがって熱処理の前にコーティングが可能でし
かも被覆ガラス製品の特性に悪影響を与えることなく熱
処理が可能な被覆ガラスを製作しようとする多くの試み
がなされてきた。この試みの理由の1つは、たとえば既
に曲げ加工されたガラス製品上に均一なコーティングを
行うことがきわめて困難であることである。もし平らな
ガラス面がコーティングされそのあとで曲げ加工を行う
ことが可能ならば、ガラスが事前に曲げ加工された場合
よりもより簡単な方法で均一なコーティングを得ること
が可能となる。
なり、したがって熱処理の前にコーティングが可能でし
かも被覆ガラス製品の特性に悪影響を与えることなく熱
処理が可能な被覆ガラスを製作しようとする多くの試み
がなされてきた。この試みの理由の1つは、たとえば既
に曲げ加工されたガラス製品上に均一なコーティングを
行うことがきわめて困難であることである。もし平らな
ガラス面がコーティングされそのあとで曲げ加工を行う
ことが可能ならば、ガラスが事前に曲げ加工された場合
よりもより簡単な方法で均一なコーティングを得ること
が可能となる。
【0006】あとで焼戻し、曲げ加工または「熱強化」
として知られる方法で熱処理できる熱処理可能ガラス製
品を製作するために、過去に種々の方法が開発されてき
た。一般的にいえば、これらの従来の方法の多くは経済
的な曲げ加工、焼戻し、および/または熱強化を行うた
めに必要な高温(すなわち1150°F−1450°
F)で実際には熱処理ができなかった。要するにこのよ
うな方法では、ガラスすなわち基板に悪影響を与えるこ
となく熱処理を行うためには、温度を約1100°F以
下に保持しなければならない場合が多かった。
として知られる方法で熱処理できる熱処理可能ガラス製
品を製作するために、過去に種々の方法が開発されてき
た。一般的にいえば、これらの従来の方法の多くは経済
的な曲げ加工、焼戻し、および/または熱強化を行うた
めに必要な高温(すなわち1150°F−1450°
F)で実際には熱処理ができなかった。要するにこのよ
うな方法では、ガラスすなわち基板に悪影響を与えるこ
となく熱処理を行うためには、温度を約1100°F以
下に保持しなければならない場合が多かった。
【0007】しかしながらこの点において、本発明の2
人の発明者が既に、焼戻し、曲げ加工または熱強化を得
るためにより高い前記温度で十分熱処理可能なある種の
従来技術コーティング方法を発明しかつ販売に供した。
一般的にいって、これらの従来技術のコーティングの組
成は層形成において独創性を有しており、その層形成は
金属層として高ニッケル含有合金を使用し、この合金は
その好ましい形状においては本質的に75.45%N
i、4.00%Fe、16.00%Cr、0.04%
C、4.50%Alおよび0.01%Y(%は重量%)
からなるハイネス(Haynes)214として知られる合金
である。ハイネス214のような高ニッケル含有合金を
用いかつその上に化学量論的酸化スズ(SnO2 )を単
独でまたは他の層(同じ化学量論的酸化スズの下塗りお
よび/または頂部SnO2 層および高ニッケル含有合金
との間のアルミニウムの中間層のような)と共にコーテ
ィングすることにより、色、耐久性、耐薬品性、放射
率、反射率または透過率を実質的に低下させることなし
に、約1150°F−1450°Fの高温において約2
−30分間ガラス製品の熱処理を行うことができること
がわかった。したがってこれらの組成は以下の米国特許
第4,790,922号;第4,816,034号;第
4,826,525号;第4,715,879号および
第4,857,094号に開示されているような従来の
熱処理可能な形成層をはるかに改善した。
人の発明者が既に、焼戻し、曲げ加工または熱強化を得
るためにより高い前記温度で十分熱処理可能なある種の
従来技術コーティング方法を発明しかつ販売に供した。
一般的にいって、これらの従来技術のコーティングの組
成は層形成において独創性を有しており、その層形成は
金属層として高ニッケル含有合金を使用し、この合金は
その好ましい形状においては本質的に75.45%N
i、4.00%Fe、16.00%Cr、0.04%
C、4.50%Alおよび0.01%Y(%は重量%)
からなるハイネス(Haynes)214として知られる合金
である。ハイネス214のような高ニッケル含有合金を
用いかつその上に化学量論的酸化スズ(SnO2 )を単
独でまたは他の層(同じ化学量論的酸化スズの下塗りお
よび/または頂部SnO2 層および高ニッケル含有合金
との間のアルミニウムの中間層のような)と共にコーテ
ィングすることにより、色、耐久性、耐薬品性、放射
率、反射率または透過率を実質的に低下させることなし
に、約1150°F−1450°Fの高温において約2
−30分間ガラス製品の熱処理を行うことができること
がわかった。したがってこれらの組成は以下の米国特許
第4,790,922号;第4,816,034号;第
4,826,525号;第4,715,879号および
第4,857,094号に開示されているような従来の
熱処理可能な形成層をはるかに改善した。
【0008】上記特許に開示されたもののほかに、Leyb
old 「スペクトル」ウインドシールドガラス方式TCC
−2000もまた既知である。この方式においては、曲
げ加工の有無にかかわらずガラスウインドシールドを製
作するためにプレコートガラスとして用いられる110
0°F以下の温度である程度熱処理が可能なスパッタ被
覆されたガラスを得るために、4層または5層の金属お
よび金属酸化物が用いられる。ガラス基板から外側への
積層は通常酸化スズの第1層、ニッケル/クローム合金
(通常約80/20)の第2層、銀の第3層、ニッケル
/クローム合金の第4層および酸化スズの第5層を含
む。熱処理温度および時間の上限がかなり低いうえに、
得られたコーティングはかなり軟らかくかつ耐薬品性が
著しく低いために、これらは積層ガラスウインドシール
ドの内面のみにしか実際には使用可能ではなかった。
old 「スペクトル」ウインドシールドガラス方式TCC
−2000もまた既知である。この方式においては、曲
げ加工の有無にかかわらずガラスウインドシールドを製
作するためにプレコートガラスとして用いられる110
0°F以下の温度である程度熱処理が可能なスパッタ被
覆されたガラスを得るために、4層または5層の金属お
よび金属酸化物が用いられる。ガラス基板から外側への
積層は通常酸化スズの第1層、ニッケル/クローム合金
(通常約80/20)の第2層、銀の第3層、ニッケル
/クローム合金の第4層および酸化スズの第5層を含
む。熱処理温度および時間の上限がかなり低いうえに、
得られたコーティングはかなり軟らかくかつ耐薬品性が
著しく低いために、これらは積層ガラスウインドシール
ドの内面のみにしか実際には使用可能ではなかった。
【0009】上記の米国特許第4,715,879号に
おいては、金属酸化物(たとえば酸化スズ)が酸素不足
(すなわち化学量論的ではない)を有するように該金属
酸化物の保護層が形成されないかぎり、その中に層形成
が達成されない、ということが特に教示されている。こ
れはもちろん製造プロセスにおける微妙なバランスを必
要とする。この点に関して熱処理性もまた米国特許第
4,826,525号に開示されている。しかしながら
この特許においては、熱処理性を得るためにアルミニウ
ムの層が設けられなければならないということが特に教
示されている。
おいては、金属酸化物(たとえば酸化スズ)が酸素不足
(すなわち化学量論的ではない)を有するように該金属
酸化物の保護層が形成されないかぎり、その中に層形成
が達成されない、ということが特に教示されている。こ
れはもちろん製造プロセスにおける微妙なバランスを必
要とする。この点に関して熱処理性もまた米国特許第
4,826,525号に開示されている。しかしながら
この特許においては、熱処理性を得るためにアルミニウ
ムの層が設けられなければならないということが特に教
示されている。
【0010】本発明を実施する際に高ニッケル含有合金
(すなわち約50重量%以上のニッケル含有量を有する
ニッケル合金)として使用される最も好ましい合金は、
Hay-nes International Corporation により製作される
ハイネス合金No.214として既知の合金である。こ
の合金はニッケルベースの耐熱合金であり、これは酸
化、炭化および塩素化に対し優れた抵抗性を有するもの
として知られている。その呼称組成は前記のとおりであ
る。このとくにユニークな合金ならびにニッケルおよび
/または約50重量%以上のニッケル含有量を有するそ
の他のニッケル合金が本発明の実施において有用である
ことがわかっているが、これらの合金だけを使用するこ
とでは本発明により得られる改良は実現されない。その
中の特定の層よりもむしろ独特な層形成方法により改良
が達成されるのである。
(すなわち約50重量%以上のニッケル含有量を有する
ニッケル合金)として使用される最も好ましい合金は、
Hay-nes International Corporation により製作される
ハイネス合金No.214として既知の合金である。こ
の合金はニッケルベースの耐熱合金であり、これは酸
化、炭化および塩素化に対し優れた抵抗性を有するもの
として知られている。その呼称組成は前記のとおりであ
る。このとくにユニークな合金ならびにニッケルおよび
/または約50重量%以上のニッケル含有量を有するそ
の他のニッケル合金が本発明の実施において有用である
ことがわかっているが、これらの合金だけを使用するこ
とでは本発明により得られる改良は実現されない。その
中の特定の層よりもむしろ独特な層形成方法により改良
が達成されるのである。
【0011】建築用または自動車用のガラスを加工する
のに一般的に用いられる熱処理には3つの異なるタイプ
があり;これらはすなわち曲げ加工、焼戻しおよび「熱
強化」または「硬化」と呼ばれるより程度の低い焼戻し
である。たとえば通常の1/4″厚さの無色フロートガ
ラスを焼戻しすることなく曲げ加工するときは一般に、
1150°Fにおいて10−30分以上の時間が必要で
ある。このようなガラスを熱強化または焼戻しするとき
は、曲げ加工の有無にかかわらず約2−5分の時間に対
して約1450°F(たとえば1150°F−1450
°F)のような高い温度が通常採用される。これからわ
かるように、熱処理可能な被覆ガラス特に有効なスパッ
タ被覆タイプの被覆ガラスを提供するためには、それら
の上限温度が制限される既知のすなわち報告されている
従来技術の多くには著しい欠陥がある。したがって、こ
こで使用される用語「熱処理可能な」は、被覆された
(層被覆された)ガラスは上記の3つの処理の1つ以上
を受けることが可能なこと、および本発明の好ましい形
態においては1150°F−1450°Fの温度におい
て必要時間熱処理を行うことが可能であることを意味す
る。
のに一般的に用いられる熱処理には3つの異なるタイプ
があり;これらはすなわち曲げ加工、焼戻しおよび「熱
強化」または「硬化」と呼ばれるより程度の低い焼戻し
である。たとえば通常の1/4″厚さの無色フロートガ
ラスを焼戻しすることなく曲げ加工するときは一般に、
1150°Fにおいて10−30分以上の時間が必要で
ある。このようなガラスを熱強化または焼戻しするとき
は、曲げ加工の有無にかかわらず約2−5分の時間に対
して約1450°F(たとえば1150°F−1450
°F)のような高い温度が通常採用される。これからわ
かるように、熱処理可能な被覆ガラス特に有効なスパッ
タ被覆タイプの被覆ガラスを提供するためには、それら
の上限温度が制限される既知のすなわち報告されている
従来技術の多くには著しい欠陥がある。したがって、こ
こで使用される用語「熱処理可能な」は、被覆された
(層被覆された)ガラスは上記の3つの処理の1つ以上
を受けることが可能なこと、および本発明の好ましい形
態においては1150°F−1450°Fの温度におい
て必要時間熱処理を行うことが可能であることを意味す
る。
【0012】建築設計または自動車設計(たとえば車両
用プライバシー窓)に用いられる被覆ガラスは一般に、
それらの有効性および/または市場性を決定する8つの
特性すなわち:市販経済性、耐久性(機械的な摩耗抵
抗)、耐薬品性、長期安定性、放射率、透過率、反射率
および色を有している。以上に報告したように本発明の
2人の発明者によって開発された方法を含む従来の方法
においては、これらの特性のうちの幾つかを著しく犠牲
にして他の特性のための必要な程度の効果を達成しなけ
ればならなかった。たとえば本発明者の従来の方法の場
合、高温熱処理性は達成されるが、機械的耐久性は最適
化されなかった。したがってこれらの種々の理由のため
に、上記の8つの特性のいずれをも著しく犠牲にするこ
となくしかもこのような処理の上限温度範囲で十分な時
間好ましく熱処理(たとえば曲げ加工、焼戻しおよび/
または熱強化)が可能な建築設計および/または自動車
設計に有用な熱処理可能な被覆ガラスを求める要望がこ
の技術分野において存在していることは明らかである。
また、スパッタ被覆法で形成可能でありしかも熱分解法
で形成されたコーティングの機械的耐久性をも達成する
コーティングを求める要望も存在した。
用プライバシー窓)に用いられる被覆ガラスは一般に、
それらの有効性および/または市場性を決定する8つの
特性すなわち:市販経済性、耐久性(機械的な摩耗抵
抗)、耐薬品性、長期安定性、放射率、透過率、反射率
および色を有している。以上に報告したように本発明の
2人の発明者によって開発された方法を含む従来の方法
においては、これらの特性のうちの幾つかを著しく犠牲
にして他の特性のための必要な程度の効果を達成しなけ
ればならなかった。たとえば本発明者の従来の方法の場
合、高温熱処理性は達成されるが、機械的耐久性は最適
化されなかった。したがってこれらの種々の理由のため
に、上記の8つの特性のいずれをも著しく犠牲にするこ
となくしかもこのような処理の上限温度範囲で十分な時
間好ましく熱処理(たとえば曲げ加工、焼戻しおよび/
または熱強化)が可能な建築設計および/または自動車
設計に有用な熱処理可能な被覆ガラスを求める要望がこ
の技術分野において存在していることは明らかである。
また、スパッタ被覆法で形成可能でありしかも熱分解法
で形成されたコーティングの機械的耐久性をも達成する
コーティングを求める要望も存在した。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】以下の本発明に関する
詳細説明により、当業者に明らかな上記の要望ならびに
その他の要望を充足させることが本発明の目的である。
詳細説明により、当業者に明らかな上記の要望ならびに
その他の要望を充足させることが本発明の目的である。
【0014】
【課題を解決するための手段】一般的にいえば、本発明
は: (a)ニッケルまたは約50重量%以上のニッケルを有
するニッケル合金で形成された実質的に酸化されてない
金属層と; (b)金属酸化物内の金属が層(a)内の金属とは異な
るところの金属酸化物保護層と;および (c)層(a)および(b)の中間のケイ素または金属
酸化物または窒化物層からなる別個の層であって、金属
酸化物または窒化物内の金属がニッケルまたは約50重
量%以上のニッケルを有するニッケル合金でありまた該
層(c)が層(a)を層(b)に密に接着させるところ
の該別個の層と;を含む層構成をその上に有するガラス
基板からなる熱処理可能なスパッタ被覆されたガラス製
品を提供することにより、この技術分野における上記の
要望を充足させるものである。
は: (a)ニッケルまたは約50重量%以上のニッケルを有
するニッケル合金で形成された実質的に酸化されてない
金属層と; (b)金属酸化物内の金属が層(a)内の金属とは異な
るところの金属酸化物保護層と;および (c)層(a)および(b)の中間のケイ素または金属
酸化物または窒化物層からなる別個の層であって、金属
酸化物または窒化物内の金属がニッケルまたは約50重
量%以上のニッケルを有するニッケル合金でありまた該
層(c)が層(a)を層(b)に密に接着させるところ
の該別個の層と;を含む層構成をその上に有するガラス
基板からなる熱処理可能なスパッタ被覆されたガラス製
品を提供することにより、この技術分野における上記の
要望を充足させるものである。
【0015】本発明のある好ましい形態においては、上
記の熱処理可能なガラス製品は: (a)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなる
グループから選択された金属の酸化物からなる第1の層
と; (b)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなる第2の層と; (c)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属からなる第3の層と; (d)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなる第4の層と;および (e)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなる
グループから選択された金属の酸化物からなる第5の層
と;を含むコーティングをその上に有するガラス基板か
らなるものである。
記の熱処理可能なガラス製品は: (a)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなる
グループから選択された金属の酸化物からなる第1の層
と; (b)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなる第2の層と; (c)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属からなる第3の層と; (d)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなる第4の層と;および (e)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなる
グループから選択された金属の酸化物からなる第5の層
と;を含むコーティングをその上に有するガラス基板か
らなるものである。
【0016】本発明の特に好ましい形態においては、形
成されるすべての酸化物は化学量論的である。たとえば
本発明のある好ましい形態においては、上記の第1およ
び第5の層は本質的にスズの化学量論的酸化物(SnO
2 )からなり、一方第2および第4の層は第3の金属層
で使用されているものと同一金属の化学量論的酸化物で
ある。
成されるすべての酸化物は化学量論的である。たとえば
本発明のある好ましい形態においては、上記の第1およ
び第5の層は本質的にスズの化学量論的酸化物(SnO
2 )からなり、一方第2および第4の層は第3の金属層
で使用されているものと同一金属の化学量論的酸化物で
ある。
【0017】本発明において、第2、第3および第4の
層の金属は上記のハイネス合金No.214で構成する
のが最も好ましい。この特定の合金が使用されかつ上記
の層構成が使用されるとき、本発明は車両用ガラス特に
「プライバシー窓」として知られるガラスの領域におい
てユニークな適応性を有することがわかっている。
層の金属は上記のハイネス合金No.214で構成する
のが最も好ましい。この特定の合金が使用されかつ上記
の層構成が使用されるとき、本発明は車両用ガラス特に
「プライバシー窓」として知られるガラスの領域におい
てユニークな適応性を有することがわかっている。
【0018】本発明はまたその範囲内に、下記の層: (a)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなる
グループから選択された金属の酸化物からなるオプショ
ンの第1の層と; (b)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなるオプションの第2の
層と; (c)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属からなる第3の層と; (d)金属ケイ素、またはニッケルおよび少なくとも約
50重量%ニッケルを有するケイ化されてないニッケル
合金からなるグループから選択された金属の酸化物また
は窒化物からなる第4の層と;および (e)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなる
グループから選択された金属の酸化物からなる第5の層
と;をガラスから外側に上に与えられた順序でガラス基
板上にスパッタ被覆することを含む熱処理可能な被覆ガ
ラス製品の成形方法をも含むものである。
グループから選択された金属の酸化物からなるオプショ
ンの第1の層と; (b)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなるオプションの第2の
層と; (c)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属からなる第3の層と; (d)金属ケイ素、またはニッケルおよび少なくとも約
50重量%ニッケルを有するケイ化されてないニッケル
合金からなるグループから選択された金属の酸化物また
は窒化物からなる第4の層と;および (e)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなる
グループから選択された金属の酸化物からなる第5の層
と;をガラスから外側に上に与えられた順序でガラス基
板上にスパッタ被覆することを含む熱処理可能な被覆ガ
ラス製品の成形方法をも含むものである。
【0019】本発明のある好ましい形態においては、前
記酸化物層の各々のスパッタ被覆は、実質的に化学量論
的酸化物を形成するように酸素が十分豊富にある雰囲気
内で行われる。上記のような種々の層の好ましい形態
が、本発明の範囲内に含まれる熱処理可能なガラス製品
の説明の中に含まれている。
記酸化物層の各々のスパッタ被覆は、実質的に化学量論
的酸化物を形成するように酸素が十分豊富にある雰囲気
内で行われる。上記のような種々の層の好ましい形態
が、本発明の範囲内に含まれる熱処理可能なガラス製品
の説明の中に含まれている。
【0020】本発明の範囲内にはさらに: (a)本質的にニッケルまたは約50重量%以上のニッ
ケルを有するニッケル合金からなる実質的に酸化されて
ない金属層を形成することと; (b)金属ケイ素の層、または金属酸化物層であって前
記酸化物中の金属がニッケルまたは約50重量%以上の
ニッケルを有するニッケル合金であるところの該金属酸
化物層を層(a)上に別個に形成することと; (c)実質的に化学量論的金属酸化物の保護層を層
(b)上に別個に形成することと;および (d)そのあとで用語「熱処理」の定義内の上記処理の
1つにより前記製品を熱処理することと;を含む被覆さ
れかつ熱処理されたガラス製品の形成方法もまた含まれ
る。
ケルを有するニッケル合金からなる実質的に酸化されて
ない金属層を形成することと; (b)金属ケイ素の層、または金属酸化物層であって前
記酸化物中の金属がニッケルまたは約50重量%以上の
ニッケルを有するニッケル合金であるところの該金属酸
化物層を層(a)上に別個に形成することと; (c)実質的に化学量論的金属酸化物の保護層を層
(b)上に別個に形成することと;および (d)そのあとで用語「熱処理」の定義内の上記処理の
1つにより前記製品を熱処理することと;を含む被覆さ
れかつ熱処理されたガラス製品の形成方法もまた含まれ
る。
【0021】前記のように、使用される好ましい層形成
方法は上記のようなものである。本発明の特に好ましい
実施態様においては、熱処理のこの方法は、約1150
°F−1450°Fの範囲内の温度において必要な熱処
理を行うのに十分な時間だけこの熱処理を実施すること
を含む。これらの特に好ましい形態はもちろん、上記の
ようにスパッタ被覆法によりコーティングを施工するこ
ともまた含む。種々のガラスが使用可能であり、ガラス
の好ましい形態が無色または着色(たとえば緑に着色)
の形態のフロートガラスであることもまた本発明の範囲
内に含まれるものである。
方法は上記のようなものである。本発明の特に好ましい
実施態様においては、熱処理のこの方法は、約1150
°F−1450°Fの範囲内の温度において必要な熱処
理を行うのに十分な時間だけこの熱処理を実施すること
を含む。これらの特に好ましい形態はもちろん、上記の
ようにスパッタ被覆法によりコーティングを施工するこ
ともまた含む。種々のガラスが使用可能であり、ガラス
の好ましい形態が無色または着色(たとえば緑に着色)
の形態のフロートガラスであることもまた本発明の範囲
内に含まれるものである。
【0022】本発明は本発明の上記の方法により製作さ
れた熱処理製品をもまたその範囲内に含むものである。
このような製品はいろいろな形状または形態をとっても
よいが、ある好ましい実施態様においてはこの製品は、
熱処理(焼戻し、熱強化および/または曲げ加工)され
た車両用プライバシー窓であってこのような市販ガラス
に対する必要な特性を示す該車両用プライバシー窓を含
むものである。本発明をここで、以下の図面に示した本
発明のある実施態様について説明しよう。
れた熱処理製品をもまたその範囲内に含むものである。
このような製品はいろいろな形状または形態をとっても
よいが、ある好ましい実施態様においてはこの製品は、
熱処理(焼戻し、熱強化および/または曲げ加工)され
た車両用プライバシー窓であってこのような市販ガラス
に対する必要な特性を示す該車両用プライバシー窓を含
むものである。本発明をここで、以下の図面に示した本
発明のある実施態様について説明しよう。
【0023】
【実施例】図1を参照すると、本発明により被覆された
ガラス製品の典型的な例が側断面図で示されている。こ
こにはガラス製品(基板)Gおよび5つの層構成A−E
が示されている。層構成およびその種々の組合せを以下
に説明しよう。しかしながらまず第1に、ガラス基板G
は種々の形態をとってもよくまた種々のタイプでもよい
ことを理解すべきである。しかしながら本発明の実施態
様においては、ガラス基板Gは無色または着色のいずれ
かの典型的なフロートガラスであることが好ましい。ガ
ラス基板Gが車両用プライバシー窓(ここでは図1に部
分断面図が示されている)であるとき、本発明の実施態
様においては緑に着色されるのが特に好ましいことがわ
かった。
ガラス製品の典型的な例が側断面図で示されている。こ
こにはガラス製品(基板)Gおよび5つの層構成A−E
が示されている。層構成およびその種々の組合せを以下
に説明しよう。しかしながらまず第1に、ガラス基板G
は種々の形態をとってもよくまた種々のタイプでもよい
ことを理解すべきである。しかしながら本発明の実施態
様においては、ガラス基板Gは無色または着色のいずれ
かの典型的なフロートガラスであることが好ましい。ガ
ラス基板Gが車両用プライバシー窓(ここでは図1に部
分断面図が示されている)であるとき、本発明の実施態
様においては緑に着色されるのが特に好ましいことがわ
かった。
【0024】本発明のある実施態様においては、コーテ
ィング層AおよびBはオプションである。コーティング
層Cは本発明の実施態様においては金属層であり、この
金属層は本質的にニッケルまたはケイ化されてない高ニ
ッケル含有合金(たとえば約50重量%以上最も好まし
くは約70重量%以上のニッケル含有量を有するケイ化
されてないニッケル合金)からなるものである。
ィング層AおよびBはオプションである。コーティング
層Cは本発明の実施態様においては金属層であり、この
金属層は本質的にニッケルまたはケイ化されてない高ニ
ッケル含有合金(たとえば約50重量%以上最も好まし
くは約70重量%以上のニッケル含有量を有するケイ化
されてないニッケル合金)からなるものである。
【0025】純ニッケルのみでなく、インコネル、ニク
ロムなどのニッケル合金およびその他の周知の高ニッケ
ル含有合金もまた本発明の範囲内に含まれる。しかしな
がら本発明の目的には、ハイネスNo.214として知
られるケイ化されてない高ニッケル含有合金が特に好ま
しい。このような合金は上記に記載のような呼称組成を
有する。
ロムなどのニッケル合金およびその他の周知の高ニッケ
ル含有合金もまた本発明の範囲内に含まれる。しかしな
がら本発明の目的には、ハイネスNo.214として知
られるケイ化されてない高ニッケル含有合金が特に好ま
しい。このような合金は上記に記載のような呼称組成を
有する。
【0026】層Dは、それが層CおよびEの間の密な接
着機構として働くばかりでなく、それがまた本発明の好
ましい実施態様の熱処理可能な特性に著しく貢献すると
信じられているという点において、本発明の実施態様の
目的のために特に重要な層である。この点において層D
はスパッタコーティングにより形成された別個の層であ
り、および本質的に元素ケイ素(Si)、またはニッケ
ル(Ni)または約50重量%以上のニッケルを有する
合金(好ましくはケイ化されていない)から選択された
金属の酸化物(好ましくは化学量論的である)からなる
ものでよい。本発明の特に好ましい実施態様において
は、層Dはその金属が層Cの形成において使用されたも
のと同一金属である別個に形成された酸化物層である。
着機構として働くばかりでなく、それがまた本発明の好
ましい実施態様の熱処理可能な特性に著しく貢献すると
信じられているという点において、本発明の実施態様の
目的のために特に重要な層である。この点において層D
はスパッタコーティングにより形成された別個の層であ
り、および本質的に元素ケイ素(Si)、またはニッケ
ル(Ni)または約50重量%以上のニッケルを有する
合金(好ましくはケイ化されていない)から選択された
金属の酸化物(好ましくは化学量論的である)からなる
ものでよい。本発明の特に好ましい実施態様において
は、層Dはその金属が層Cの形成において使用されたも
のと同一金属である別個に形成された酸化物層である。
【0027】層Eは亜鉛、チタン、スズおよびそれらの
合金からなるグループから選択された金属の金属酸化物
(好ましくは化学量論的である)である保護層である。
しかしながら本発明の好ましい形態においては、この保
護層Eは本質的に化学量論的酸化スズ(SnO2 )から
なる。
合金からなるグループから選択された金属の金属酸化物
(好ましくは化学量論的である)である保護層である。
しかしながら本発明の好ましい形態においては、この保
護層Eは本質的に化学量論的酸化スズ(SnO2 )から
なる。
【0028】上記の3つの層は本発明の実施態様におい
て見られる本質的な層を構成する。しかしながら幾つか
のオプション層を加えてもよく、本発明の好ましい実施
態様においては、それらは本発明の範囲内に含まれるよ
うなある種の製品に著しく改良された特性を与えること
がわかった。この点において層Aもまた別の保護層であ
り、これはまた層Bをガラス基板に接着させる働きもな
すものである。したがって層Aは層構成をガラス基板G
からの好ましくない影響から保護するばかりでなくまた
基板Gおよび層Bの間の密な接着を行う接着剤としても
働くような性質を有しているべきである。本発明の好ま
しい実施態様においては、層Aは層Eと同一グループの
酸化物から選択してもよく、特に好ましい実施態様にお
いてはそれは層Eとして用いられたものと同一の金属酸
化物であり、この点においてそれは化学量論的酸化スズ
(SnO2 )であることが最も好ましい。
て見られる本質的な層を構成する。しかしながら幾つか
のオプション層を加えてもよく、本発明の好ましい実施
態様においては、それらは本発明の範囲内に含まれるよ
うなある種の製品に著しく改良された特性を与えること
がわかった。この点において層Aもまた別の保護層であ
り、これはまた層Bをガラス基板に接着させる働きもな
すものである。したがって層Aは層構成をガラス基板G
からの好ましくない影響から保護するばかりでなくまた
基板Gおよび層Bの間の密な接着を行う接着剤としても
働くような性質を有しているべきである。本発明の好ま
しい実施態様においては、層Aは層Eと同一グループの
酸化物から選択してもよく、特に好ましい実施態様にお
いてはそれは層Eとして用いられたものと同一の金属酸
化物であり、この点においてそれは化学量論的酸化スズ
(SnO2 )であることが最も好ましい。
【0029】オプション層Bは、それがこの場合層Cを
層Aに密に接着することを除いては層Dと同一機能を果
たすものである。層Bは層Dを形成するときに使用され
るものと同一金属酸化物から選択してもよく、この点に
おいてその好ましい実施態様においてはそれは層C内の
金属として使用されたものと同一金属の酸化物からなっ
ている。もちろん最も好ましい形態においては、層B、
CおよびDの金属はハイネス214であり、一方層Aお
よびEの金属はスズである。
層Aに密に接着することを除いては層Dと同一機能を果
たすものである。層Bは層Dを形成するときに使用され
るものと同一金属酸化物から選択してもよく、この点に
おいてその好ましい実施態様においてはそれは層C内の
金属として使用されたものと同一金属の酸化物からなっ
ている。もちろん最も好ましい形態においては、層B、
CおよびDの金属はハイネス214であり、一方層Aお
よびEの金属はスズである。
【0030】本発明において用いられる被覆方法は既知
の被覆方法のいずれでもよいが、特に好ましい形態にお
いてはそれは上記のスパッタ被覆法であり、この方法は
本発明を実施するときに、市販されている既知設計の A
irco-Temescal マルチゾーン建築用スパッタ被覆装置の
ような任意の市販スパッタ被覆装置を用いてもよい。こ
のスパッタ被覆装置は図2に示すように、3つのゾーン
の各々内に3つのターゲットが用いられしたがってター
ゲットが1−9となる通常の形態をとっていてもよい。
この図では、平坦なガラス板(たとえば平坦ではあるが
曲げ加工されおよび/または焼戻しされた車両用プライ
バシー窓の形状である)として示されているガラス基板
Gはコンベヤ11(ローラタイプが略図で示されてい
る)上でAirco スパッタ被覆装置の中を搬送され、該ス
パッタ被覆装置のゾーンは既知のように壁Fにより分割
されており、該壁Fはそれぞれの下端部において調節可
能なトンネルTを有している。前洗浄機13および後洗
浄機15が通常設けられている。
の被覆方法のいずれでもよいが、特に好ましい形態にお
いてはそれは上記のスパッタ被覆法であり、この方法は
本発明を実施するときに、市販されている既知設計の A
irco-Temescal マルチゾーン建築用スパッタ被覆装置の
ような任意の市販スパッタ被覆装置を用いてもよい。こ
のスパッタ被覆装置は図2に示すように、3つのゾーン
の各々内に3つのターゲットが用いられしたがってター
ゲットが1−9となる通常の形態をとっていてもよい。
この図では、平坦なガラス板(たとえば平坦ではあるが
曲げ加工されおよび/または焼戻しされた車両用プライ
バシー窓の形状である)として示されているガラス基板
Gはコンベヤ11(ローラタイプが略図で示されてい
る)上でAirco スパッタ被覆装置の中を搬送され、該ス
パッタ被覆装置のゾーンは既知のように壁Fにより分割
されており、該壁Fはそれぞれの下端部において調節可
能なトンネルTを有している。前洗浄機13および後洗
浄機15が通常設けられている。
【0031】壁F内にこれらのトンネルTがあることに
より、圧力を適切に調節したりまたはノズルO2 におい
て酸素を選択的に追加したりして境界面に酸化物コーテ
ィングを形成することができ、一方実質的に酸化されて
ない金属層をゾーン2の中央において形成することがで
きる。したがってたとえば、基板Gが図2に示すような
3ゾーン装置内を通過するときに基板G上のコーティン
グとして図1のコーティングを施工する場合、すべての
3つのターゲット1−3は同一保護金属(たとえばス
ズ)であってよい。この場合に、ゾーン1内の圧力は8
0%O2 および20%アルゴンの雰囲気で約2−3×1
0-3トル(Torr)に調節してよい。ゾーン2はこの
ときそのターゲットとして層B、CおよびDのために好
ましい種々の元素を有してよく、一方ゾーン3は層Eの
ために好ましい金属を有するであろう。ゾーン2内にゾ
ーン1内より低い圧力を加え、雰囲気として100%ア
ルゴンを用い(および/または選択的に酸化ノズルO2
を用い)およびそのあとにゾーン3において1.0×1
0-3−3×10-3トルの圧力を加えることにより、下記
のようにして図1に示すような5つの層が形成可能であ
る:
より、圧力を適切に調節したりまたはノズルO2 におい
て酸素を選択的に追加したりして境界面に酸化物コーテ
ィングを形成することができ、一方実質的に酸化されて
ない金属層をゾーン2の中央において形成することがで
きる。したがってたとえば、基板Gが図2に示すような
3ゾーン装置内を通過するときに基板G上のコーティン
グとして図1のコーティングを施工する場合、すべての
3つのターゲット1−3は同一保護金属(たとえばス
ズ)であってよい。この場合に、ゾーン1内の圧力は8
0%O2 および20%アルゴンの雰囲気で約2−3×1
0-3トル(Torr)に調節してよい。ゾーン2はこの
ときそのターゲットとして層B、CおよびDのために好
ましい種々の元素を有してよく、一方ゾーン3は層Eの
ために好ましい金属を有するであろう。ゾーン2内にゾ
ーン1内より低い圧力を加え、雰囲気として100%ア
ルゴンを用い(および/または選択的に酸化ノズルO2
を用い)およびそのあとにゾーン3において1.0×1
0-3−3×10-3トルの圧力を加えることにより、下記
のようにして図1に示すような5つの層が形成可能であ
る:
【0032】ガラスGが上記の圧力にあるゾーン1内を
通過するときに、もし層Aのオプション層が必要な場合
には、層Aとして化学量論的酸化スズがガラスに施工さ
れる。ゾーン1内にゾーン2よりも高い圧力を形成する
ことにより、酸素がゾーン2内に流れ込みおよび/また
は第1のノズルO2 が開かれ、したがってオプション層
Bを形成するためにもしターゲット4が使用される場合
にはそれから形成されるコーティングは酸化されるであ
ろう(化学量論的であることが好ましい)。この場合タ
ーゲット4は、ニッケル、インコネル、ニクロム、ハイ
ネス214または他の高ニッケル含有合金で形成するこ
とが可能である。
通過するときに、もし層Aのオプション層が必要な場合
には、層Aとして化学量論的酸化スズがガラスに施工さ
れる。ゾーン1内にゾーン2よりも高い圧力を形成する
ことにより、酸素がゾーン2内に流れ込みおよび/また
は第1のノズルO2 が開かれ、したがってオプション層
Bを形成するためにもしターゲット4が使用される場合
にはそれから形成されるコーティングは酸化されるであ
ろう(化学量論的であることが好ましい)。この場合タ
ーゲット4は、ニッケル、インコネル、ニクロム、ハイ
ネス214または他の高ニッケル含有合金で形成するこ
とが可能である。
【0033】ターゲット5の下側の領域には十分な酸素
が到達できないので、ここでは別個に形成された層Bの
頂部に層Cとして本質的に純粋な金属が形成される。し
たがってターゲット5はターゲット4と同一かまたは上
記のように同一クラス内のものでよい。ここでもし層D
がケイ素であることが好ましい場合には、ターゲット6
はケイ素で形成されまたゾーン3はゾーン2よりも低い
圧力に制御され(1×10-3トル)および第2のノズル
O2 が閉じられ、したがって層Dとして本質的に酸化さ
れてないケイ素が形成される。一方ここで層Bと同一酸
化物の層Dを形成することが望ましい場合には、ゾーン
3内の圧力はゾーン2内の圧力を越えるように(たとえ
ば3×10-3トル)形成されおよび/または第2のノズ
ルO2 が開かれ、これにより層Dとして酸化物(化学量
論的であることが好ましい)が形成される。このときケ
イ素でない場合には、ターゲット6は通常ターゲット4
と同一材料または同一材料クラスで形成される(および
同様にターゲット5と同一であることが好ましい)。
が到達できないので、ここでは別個に形成された層Bの
頂部に層Cとして本質的に純粋な金属が形成される。し
たがってターゲット5はターゲット4と同一かまたは上
記のように同一クラス内のものでよい。ここでもし層D
がケイ素であることが好ましい場合には、ターゲット6
はケイ素で形成されまたゾーン3はゾーン2よりも低い
圧力に制御され(1×10-3トル)および第2のノズル
O2 が閉じられ、したがって層Dとして本質的に酸化さ
れてないケイ素が形成される。一方ここで層Bと同一酸
化物の層Dを形成することが望ましい場合には、ゾーン
3内の圧力はゾーン2内の圧力を越えるように(たとえ
ば3×10-3トル)形成されおよび/または第2のノズ
ルO2 が開かれ、これにより層Dとして酸化物(化学量
論的であることが好ましい)が形成される。このときケ
イ素でない場合には、ターゲット6は通常ターゲット4
と同一材料または同一材料クラスで形成される(および
同様にターゲット5と同一であることが好ましい)。
【0034】さらにガラスGがゾーン3内を通過すると
き、ターゲット7、8および9は保護金属酸化物コーテ
ィング(たとえば層Aと同一の化学量論的SnO2 )を
提供する。これで熱処理可能なコーティングの形成を完
了する。このときゾーン3の端部から、上記のような機
械的耐久性を含む8つの特性レベルが著しく高い密に接
着した優れたコーティング層を有する製品が排出され
る。この場合本発明の態様においては、無色のフロート
ガラスまたは好ましい緑の着色フロートガラスのいずれ
が用いられた場合においても、層Cはいかなる形態にお
いても熱処理の前または熱処理中のいずれにおいてもガ
ラス基板の屈折率を変化させないことが特筆されるべき
である。
き、ターゲット7、8および9は保護金属酸化物コーテ
ィング(たとえば層Aと同一の化学量論的SnO2 )を
提供する。これで熱処理可能なコーティングの形成を完
了する。このときゾーン3の端部から、上記のような機
械的耐久性を含む8つの特性レベルが著しく高い密に接
着した優れたコーティング層を有する製品が排出され
る。この場合本発明の態様においては、無色のフロート
ガラスまたは好ましい緑の着色フロートガラスのいずれ
が用いられた場合においても、層Cはいかなる形態にお
いても熱処理の前または熱処理中のいずれにおいてもガ
ラス基板の屈折率を変化させないことが特筆されるべき
である。
【0035】図2から、ターゲットの他の順列および組
合せを使用可能であることがわかる。たとえばゾーン間
の圧力差および/またはノズルO2 の使用に頼らない
で、保護層の形成を助けること以外の目的のためにター
ゲット3および/または7を使用することが望ましいこ
ともある。このとき一実施態様においては、ターゲット
1−2および8−9がSnでよく、一方ターゲット3−
7はハイネス214である。この場合ハイネス214の
酸化物はSnO2 の層が形成されるのと同じゾーン内で
形成されるので、ゾーン内で実質的に等しい圧力を使用
することにより(および/またはターゲット4またはタ
ーゲット6のいずれかを使用しないで)、本発明に含ま
れるような5層の構成が形成される。もちろん他の実施
態様において、ターゲット6がSiでありかつターゲッ
ト7が使用されなくてもよく、この場合も本発明の範囲
内の他の層構成を形成する。本開示により、種々の他の
組合せが存在することが当業者には明らかであろう。
合せを使用可能であることがわかる。たとえばゾーン間
の圧力差および/またはノズルO2 の使用に頼らない
で、保護層の形成を助けること以外の目的のためにター
ゲット3および/または7を使用することが望ましいこ
ともある。このとき一実施態様においては、ターゲット
1−2および8−9がSnでよく、一方ターゲット3−
7はハイネス214である。この場合ハイネス214の
酸化物はSnO2 の層が形成されるのと同じゾーン内で
形成されるので、ゾーン内で実質的に等しい圧力を使用
することにより(および/またはターゲット4またはタ
ーゲット6のいずれかを使用しないで)、本発明に含ま
れるような5層の構成が形成される。もちろん他の実施
態様において、ターゲット6がSiでありかつターゲッ
ト7が使用されなくてもよく、この場合も本発明の範囲
内の他の層構成を形成する。本開示により、種々の他の
組合せが存在することが当業者には明らかであろう。
【0036】図3は上記の層構成を形成するための代替
方法を示す。この実施態様においては、市販の5ゾーン
Airco-Temescal スパッタ被覆装置が使用される。15
のターゲットのうち9つのターゲット1−9だけを使用
してもよい(または15のターゲットのすべてを使用し
てもよい)。さらにこの実施態様においては、ターゲッ
ト1−3および7−9は保護酸化物として金属が使用さ
れることが好ましく(たとえば化学量論的酸化スズSn
O2 )、15のターゲットが利用可能なので、この場合
もちろん上記のような種々の順列および組合せで置き換
えてもよい。
方法を示す。この実施態様においては、市販の5ゾーン
Airco-Temescal スパッタ被覆装置が使用される。15
のターゲットのうち9つのターゲット1−9だけを使用
してもよい(または15のターゲットのすべてを使用し
てもよい)。さらにこの実施態様においては、ターゲッ
ト1−3および7−9は保護酸化物として金属が使用さ
れることが好ましく(たとえば化学量論的酸化スズSn
O2 )、15のターゲットが利用可能なので、この場合
もちろん上記のような種々の順列および組合せで置き換
えてもよい。
【0037】このとき本実施態様と図2の実施態様との
相違は、個々の層に対し別個のゾーンを利用することに
より異なる圧力および/または特殊な酸化ノズルO2 の
使用の必要がないということである。この場合通常必要
なことは、任意のゾーンにおいて所定の結果を得るため
に既知の方法によって雰囲気を適切に制御することであ
る。たとえば5つのすべてのゾーンにおいて約2×10
-3トルの呼称圧力を使用してもよく、さらに100%ア
ルゴンの雰囲気または80%O2 および20%アルゴン
の雰囲気のいずれかを用いることにより本質的に金属だ
けの層(100%アルゴン)または化学量論的酸化物コ
ーティング(80%O2 、20%Ar)のいずれも形成
可能である。この場合もちろん、特定の結果を得るため
に、図2の実施態様の場合と同様に異なる圧力および/
またはノズルO2 (図示なし)を使用してもよいことが
わかる。両方の実施態様に関し、厚さ、速度などのよう
な特定の結果を得るために使用されるターゲットの数を
変えてもよいことがわかる。これらのすべてはスパッタ
被覆法に詳しい当業者には周知のことである。
相違は、個々の層に対し別個のゾーンを利用することに
より異なる圧力および/または特殊な酸化ノズルO2 の
使用の必要がないということである。この場合通常必要
なことは、任意のゾーンにおいて所定の結果を得るため
に既知の方法によって雰囲気を適切に制御することであ
る。たとえば5つのすべてのゾーンにおいて約2×10
-3トルの呼称圧力を使用してもよく、さらに100%ア
ルゴンの雰囲気または80%O2 および20%アルゴン
の雰囲気のいずれかを用いることにより本質的に金属だ
けの層(100%アルゴン)または化学量論的酸化物コ
ーティング(80%O2 、20%Ar)のいずれも形成
可能である。この場合もちろん、特定の結果を得るため
に、図2の実施態様の場合と同様に異なる圧力および/
またはノズルO2 (図示なし)を使用してもよいことが
わかる。両方の実施態様に関し、厚さ、速度などのよう
な特定の結果を得るために使用されるターゲットの数を
変えてもよいことがわかる。これらのすべてはスパッタ
被覆法に詳しい当業者には周知のことである。
【0038】所定の最終結果を簡単な試行錯誤法で厚さ
を変える場合に、本発明の目的のために層を下記の一般
的な範囲内に維持することが好ましい:
を変える場合に、本発明の目的のために層を下記の一般
的な範囲内に維持することが好ましい:
【0039】 層 厚さ(オングストローム) A 約 0−1000(>1使用するとき) B 約 0− 100(>5使用するとき) C 約20− 250 D 約 5− 100 E 約20−1000
【0040】本発明の概念およびその独特な層形成方法
が程度の高い熱処理性および同時に程度の高い機械的耐
久性を達成するところの実際の機構は十分解明されては
いないが、正常な状態において下記の条件および目的が
達成されるものと信じられている:
が程度の高い熱処理性および同時に程度の高い機械的耐
久性を達成するところの実際の機構は十分解明されては
いないが、正常な状態において下記の条件および目的が
達成されるものと信じられている:
【0041】層の目的: 層E: a)熱処理中における金属層Cの酸化防止 b)積重ね層の耐摩耗性の増大 c)積重ね層の耐薬品性の増大 d)積重ね層の光学特性の調節 層D: a)層Eと層Cとの間の接着の促進 b)積重ね層の光学特性の微調節 c)層構成の耐薬品性の増大 層C: a)赤外放射線の反射 b)可視光線の反射 c)太陽エネルギーの透過を減少 d)可視光線の透過を減少 e)熱処理中の高温酸化防止 層B: a)層Cと層Aとの間の接着の促進 b)積重ね層の光学特性の微調節 c)層構成の耐薬品性の増大 層A: a)ガラス側での可視光線の反射率の減少(反射防止) b)高温における層Cとガラス基板との間の相互作用の
減少 c)ガラス面上の光線汚れ(湿気によるガラス腐食)に
対する層Cの感度の減少 d)層構成の耐薬品性の増大 e)色の調節
減少 c)ガラス面上の光線汚れ(湿気によるガラス腐食)に
対する層Cの感度の減少 d)層構成の耐薬品性の増大 e)色の調節
【0042】実施例1 (図2、ターゲット1−3、7−9はSn;ターゲット
4−6はハイネス214合金。ガラス:緑に着色された
フロートガラス)
4−6はハイネス214合金。ガラス:緑に着色された
フロートガラス)
【0043】 典型的なプロセス条件 層E: (好ましい条件) 作業ガス − アルゴンおよび酸素 (80%O2,20%Ar) ガスの圧力 − 0.5から5.0×10-3トル (1.0×10-3トル) ターゲット電圧 − 200−800V (393V) ターゲット電流 − 可変 (7.4A) ターゲット電力 − 可変 (2.9kW) 層D: 作業ガス − アルゴンおよび酸素 (50%O2,50%Ar) ガスの圧力 − 0.5から5.0×10-3トル (8.9×10-4トル) ターゲット電圧 − 200−800V (347V) ターゲット電流 − 可変 (7.4A) ターゲット電力 − 可変 (2.6kW) 層C: 作業ガス − アルゴンおよび酸素 (14%O2,86%Ar) ガスの圧力 − 0.5から5.0×10-3トル (7.7×10-4トル) ターゲット電圧 − 200−800V (407V) ターゲット電流 − 可変 (7.9A) ターゲット電力 − 可変 (3.2kW) 層B: (層Dと同じ) 層A: (層Eと同じ)
【0044】 典型的な光学および電気特性 (5/32″(4.0mm)厚さで緑に着色されたフロートガラスに関して報 告された性状)[焼戻し炉内で加熱後] 可視透過率 : 22−23% I11.C,2°オブザーバ 可視反射率(ガラス側) : 11−12% I11.C,2°オブザーバ 可視反射率(フィルム側): 31−33% I11.C,2°オブザーバ 可視色(ガラス側) : 灰色 a=0.5,b= 0.8 可視色(フィルム側) : 金色 a=1.0,b=24.0 放射率 : 0.37−0.38 シート抵抗 : 35−37 Ω/m2 太陽透過率 : 13−14% 太陽反射率 : 10%
【0045】実施例2 (図2、ターゲット1−3、8−9はSn;ターゲット
4−7はハイネス214合金であるがターゲット7は作
動されない。ガラスは5/32″厚さで着色されたフロ
ートガラスであった。)
4−7はハイネス214合金であるがターゲット7は作
動されない。ガラスは5/32″厚さで着色されたフロ
ートガラスであった。)
【0046】 典型的なプロセス条件: 雰囲気 ゾーン ターゲット kW V A 材料 圧力 (O2%/Ar%) 1 1 20 421 45 Sn 2×10-3(トル) 80/20 1 2 19 428 45 Sn 〃 〃 1 3 19 427 45 Sn 〃 〃 2 4 2 348 10 214 〃 100% Ar (背景 O2) 2 5 17 515 31.5 214 〃 100% Ar 2 6 5 371 10 214 〃 100% Ar (背景 O2) 3 7 − − − 214 〃 80/20 3 8 14 390 21 Sn 〃 〃 3 9 12 399 34 Sn 〃 〃
【0047】この実施例においては、第4および第6の
ターゲット(たとえば約149sccm)においてこれ
らの位置におけるハイネス214合金の酸化を確実にす
るためにノズルO2 が使用される。使用された着色ガラ
スは、焼戻し、硬化および/または曲げ加工の目的のた
めの約1140°F−1160°Fの遷移温度を有する
市販の着色フロートガラスであった。洗浄機速度は7
0.0%にセットされまた3つのゾーン内におけるガス
ブリード/背景はそれぞれ1099/275、480/
149および893/222(sccm)であった。ゾ
ーン2において、背景チューブ(すなわちノズルO2 )
はターゲット4および6に対してのみ作動可能であっ
た。ターゲット5におけるハイネス214の酸化を実質
的に行わせないために、電圧は505Vより大きく維持
された。得られたコーティングは5層の構成であり、そ
れらはガラスから外側に向かって本質的に:SnO2 /
214酸化物/214金属/214酸化物/SnO2 か
らなるものであった。すべての酸化物は本質的に化学量
論的酸化物からなるものと思われる。典型的な縁材塗料
(たとえばデグサ塗料)によって縁どりされた曲げ加工
されてない車両用プライバシー窓で形成されたこのガラ
ス構造に対し、次に約1240°F−1330°Fの炉
内温度において最終製品を得るのに十分な時間の間通常
の焼戻しおよび曲げ加工作業(すなわちスランプおよび
プレス)が行われた。結果は、ガラス側からは無彩灰色
を呈しまたコーティング側からは金色を呈する優れたプ
ライバシー窓であり、その耐久性能は優れていた。
ターゲット(たとえば約149sccm)においてこれ
らの位置におけるハイネス214合金の酸化を確実にす
るためにノズルO2 が使用される。使用された着色ガラ
スは、焼戻し、硬化および/または曲げ加工の目的のた
めの約1140°F−1160°Fの遷移温度を有する
市販の着色フロートガラスであった。洗浄機速度は7
0.0%にセットされまた3つのゾーン内におけるガス
ブリード/背景はそれぞれ1099/275、480/
149および893/222(sccm)であった。ゾ
ーン2において、背景チューブ(すなわちノズルO2 )
はターゲット4および6に対してのみ作動可能であっ
た。ターゲット5におけるハイネス214の酸化を実質
的に行わせないために、電圧は505Vより大きく維持
された。得られたコーティングは5層の構成であり、そ
れらはガラスから外側に向かって本質的に:SnO2 /
214酸化物/214金属/214酸化物/SnO2 か
らなるものであった。すべての酸化物は本質的に化学量
論的酸化物からなるものと思われる。典型的な縁材塗料
(たとえばデグサ塗料)によって縁どりされた曲げ加工
されてない車両用プライバシー窓で形成されたこのガラ
ス構造に対し、次に約1240°F−1330°Fの炉
内温度において最終製品を得るのに十分な時間の間通常
の焼戻しおよび曲げ加工作業(すなわちスランプおよび
プレス)が行われた。結果は、ガラス側からは無彩灰色
を呈しまたコーティング側からは金色を呈する優れたプ
ライバシー窓であり、その耐久性能は優れていた。
【0048】実施例3 ターゲット6が作動されずまたターゲット7が使用され
たこと以外は実施例2に規定された方法を用いて、実施
例2に類似のプライバシー窓が形成された。耐久性のあ
る優れた車両用プライバシー窓が得られた。
たこと以外は実施例2に規定された方法を用いて、実施
例2に類似のプライバシー窓が形成された。耐久性のあ
る優れた車両用プライバシー窓が得られた。
【0049】上記からわかるように、本発明の独特の装
置および方法が優れた機械的耐久性、光学特性および熱
処理可能な性質を与えるものである。したがって上記の
開示がなされると、種々の他の修正、特徴または改良が
当業者には明らかになろう。このような他の特徴点、修
正および改良はしたがって本発明の一部分とみなされ、
本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定されるもの
である。
置および方法が優れた機械的耐久性、光学特性および熱
処理可能な性質を与えるものである。したがって上記の
開示がなされると、種々の他の修正、特徴または改良が
当業者には明らかになろう。このような他の特徴点、修
正および改良はしたがって本発明の一部分とみなされ、
本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定されるもの
である。
【0050】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、ガラス基板にコーティングを施した後に、ガラスを
曲げ加工し、熱強化しおよび/または焼戻しするのに十
分な温度において熱処理することが可能となる。
ば、ガラス基板にコーティングを施した後に、ガラスを
曲げ加工し、熱強化しおよび/または焼戻しするのに十
分な温度において熱処理することが可能となる。
【図1】好ましい実施態様においては車両用プライバシ
ー窓であるガラス基板に施工された、本発明による典型
的なコーティング構成の部分断面図である。
ー窓であるガラス基板に施工された、本発明による典型
的なコーティング構成の部分断面図である。
【図2】本発明の実施態様を実施するのに有効な Airco
-Temescal の3ゾーン建築用スパッタ被覆装置の概略図
である。
-Temescal の3ゾーン建築用スパッタ被覆装置の概略図
である。
【図3】本発明の実施態様を実施するのに有効な Airco
-Temescal の5ゾーン建築用スパッタ被覆装置の概略図
である。
-Temescal の5ゾーン建築用スパッタ被覆装置の概略図
である。
1−9 ターゲット 11 コンベヤ 13,15 洗浄機 A,B,C,D,E 層 F 壁 G ガラス基板 O2 ノズル T トンネル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年6月30日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・ジェイ・リングル アメリカ合衆国、ミシガン48144、ランバ ートビル、リトル・ストリーム・ティーア ール 4279 (72)発明者 レイモンド・ネイルプカ アメリカ合衆国、ミシガン48185、ウエス トランド、セルマ 1242
Claims (34)
- 【請求項1】 a)ニッケルおよび少なくとも約50重
量%ニッケルを有するニッケル合金からなるグループか
ら選択された金属の酸化物または窒化物からなる第1の
層と; b)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケルを
有するニッケル合金からなるグループから選択された金
属からなる第2の層と; c)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケルを
有するニッケル合金からなるグループから選択された金
属の酸化物または窒化物からなる第3の層と;および d)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなるグ
ループから選択された金属の酸化物からなる第4の層
と;を含むコーティングをその上に有するガラス基板か
らなる熱処理可能なガラス製品。 - 【請求項2】 a)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの
合金からなるグループから選択された金属の酸化物から
なる第1の層と; b)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケルを
有するニッケル合金からなるグループから選択された金
属の酸化物または窒化物からなる第2の層と; c)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケルを
有するニッケル合金からなるグループから選択された金
属からなる第3の層と; d)ニッケルおよび少なくとも約50重量%ニッケルを
有するニッケル合金からなるグループから選択された金
属の酸化物または窒化物からなる第4の層と;および e)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなるグ
ループから選択された金属の酸化物からなる第5の層
と;を含むコーティングをその上に有するガラス基板か
らなる熱処理可能なガラス製品。 - 【請求項3】 前記第1および第5の層が本質的に酸化
スズからなる請求項2の熱処理可能なガラス製品。 - 【請求項4】 前記第2、第3および第4の層の金属が
同一金属である請求項2の熱処理可能なガラス製品。 - 【請求項5】 第1および第5の層が本質的に化学量論
的酸化スズからなる請求項4の熱処理可能なガラス製
品。 - 【請求項6】 前記第2、第3および第4の層の前記金
属が本質的に約70重量%以上のニッケルを有する合金
からなる請求項5の熱処理可能なガラス製品。 - 【請求項7】 前記第1および第5の層が本質的に化学
量論的酸化スズからなり、前記第3の層が本質的にN
i、Fe、Cr、C、AlおよびYからなる合金からな
りおよび前記第2および第4の層が本質的に第3の層の
前記合金の酸化物からなる請求項2の熱処理可能なガラ
ス製品。 - 【請求項8】 前記第3の層の前記合金が本質的に下記
のものからなる請求項6の熱処理可能なガラス製品: 元素 重量% Ni 約75.45 Fe 約 4.00 Cr 約16.00 C 約 0.04 Al 約 4.50 Y 約 0.01 - 【請求項9】 前記ガラス基板が緑に着色されたフロー
トガラスである請求項2の熱処理可能なガラス製品。 - 【請求項10】 前記ガラスがガラス側からは無彩灰色
を呈しまたコーティング側からは金色を呈しおよび前記
層の厚さがほぼ下記の値であり: 層 厚さ(オングストローム) 1 1−1000 2 5− 100 3 20− 250 4 5− 100 5 20−1000 および前記製品が車両用プライバシー窓である請求項8
の熱処理可能なガラス製品。 - 【請求項11】 前記ガラス上にガラスから外側に向か
って以下に与えられた順序で下記の層をスパッタ被覆す
ることからなる熱処理可能な被覆ガラス製品を形成する
方法: a)ニッケルおよび少なくとも約50重量%のニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなる第1の層; b)ニッケルおよび少なくとも約50重量%のニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属からなる第2の層; c)ニッケルおよび少なくとも約50重量%のニッケル
を有するニッケル合金からなるグループから選択された
金属の酸化物または窒化物からなる第3の層;および d)スズ、亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなるグ
ループから選択された金属の酸化物からなる第4の層。 - 【請求項12】 前記方法が前記第1の層の前にスズ、
亜鉛、チタンおよびそれらの合金からなるグループから
選択された金属の酸化物からなる第5の層を前記ガラス
上にまずスパッタ被覆することを含み、および各前記酸
化物層のスパッタ被覆が実質的に化学量論的酸化物を形
成するように酸素が十分に豊富な雰囲気内で行われる請
求項11の方法。 - 【請求項13】 前記コーティングを施工したのちに前
記製品を約1150°F−1450°Fの温度で熱処理
することをさらに含む請求項12の方法。 - 【請求項14】 前記熱処理が前記ガラスを焼戻しする
ステップを含む請求項13の方法。 - 【請求項15】 前記熱処理が前記ガラスの曲げ加工の
ステップを含む請求項13の方法。 - 【請求項16】 前記熱処理が前記ガラスを熱強化する
ステップを含む請求項13の方法。 - 【請求項17】 前記第5および第4の層が本質的に酸
化スズからなり、前記第2の層が本質的に約70重量%
以上のニッケルを有する合金からなり、および前記第1
および第3の層が本質的に前記第2の層の合金の酸化物
からなる請求項12の方法。 - 【請求項18】 前記第2の層が本質的にNi、Fe、
Cr、C、AlおよびYからなる請求項17の方法。 - 【請求項19】 前記第2の層が本質的に下記のものか
らなる請求項18の方法: 元素 重量% Ni 約75.45 Fe 約 4.00 Cr 約16.00 C 約 0.04 Al 約 4.50 Y 約 0.01 - 【請求項20】 a)ニッケルまたは約50重量%以上
のニッケルを有するニッケル合金で形成された実質的に
酸化されてない金属層と; b)金属酸化物内の金属が層(a)内の金属とは異なる
ところの金属酸化物保護層と;および c)層(a)および(b)の中間の別個の層(c)であ
って、本質的に金属ケイ素、または金属酸化物または窒
化物中の金属がニッケルまたは約50重量%以上のニッ
ケルを有するニッケル合金であるところの該金属酸化物
または窒化物からなる該層(c)が層(a)を層(b)
に密に接着させるところの該別個の層(c)と;を含む
層構成をその上に有するガラス基板を含む熱処理可能な
スパッタ被覆されたガラス製品。 - 【請求項21】 前記層(c)の酸化物内の金属が層
(a)内と同一金属である請求項20の熱処理可能なス
パッタ被覆されたガラス製品。 - 【請求項22】 前記層(b)が本質的に化学量論的酸
化スズ(SnO2)からなる請求項21の熱処理可能な
スパッタ被覆されたガラス製品。 - 【請求項23】 層(c)がニッケルまたは約50重量
%以上のニッケルを有するニッケル合金の金属酸化物ま
たは窒化物であり、層(e)が層(b)と同一金属酸化
物でありかつ層(d)が層(c)と同一金属酸化物であ
り、および層(e)が層(d)を前記ガラス基板に密に
接着させかつ層(d)が層(e)を層(a)に密に接着
させるところの該層(d)および(e)を含む請求項2
2の熱処理可能なスパッタ被覆されたガラス製品。 - 【請求項24】 前記製品が車両用プライバシー窓であ
る請求項23の熱処理可能なスパッタ被覆されたガラス
製品。 - 【請求項25】 a)本質的にニッケルまたは約50重
量%以上のニッケルを有するニッケル合金からなる実質
的に酸化されてない金属層を形成することと; b)ケイ素、または酸化物中の金属がニッケルまたは約
50重量%以上のニッケルを有するニッケル合金である
ところの該金属酸化物または窒化物から選択された層を
層(a)上に別個に形成することと; c)実質的に化学量論的金属酸化物の保護層を層(b)
上に別個に形成することと;およびその後に製品を熱処
理することと;を含む被覆されかつ熱処理されたガラス
製品の形成方法。 - 【請求項26】 前記方法が、最初に前記ガラス製品上
に層(c)と同一酸化物の層(d)を形成することとお
よびその次に層(b)と同一酸化物の層(e)を層
(d)上に形成するが、層(e)が層(a)を層(d)
に密に接着させかつ層(d)が層(e)を前記ガラス製
品に密に接着させるように層(e)を層(d)上に形成
することとをさらに含み、および前記層(b)内の金属
がニッケルまたは約50重量%以上のニッケルを有する
ケイ化されてない合金である請求項25の方法。 - 【請求項27】 前記熱処理が焼戻し、曲げ加工、熱強
化またはそれらの組合せから選択され、層(c)および
(d)が本質的に化学量論的酸化スズ(SnO2 )から
なりおよび層(b)および(e)内の金属が層(a)の
金属と同一金属である請求項26の方法。 - 【請求項28】 前記ガラス製品が曲線を有する車両用
プライバシー窓でありおよび層(a)の前記金属が本質
的にNi、Fe、Cr、C、AlおよびYからなる合金
である請求項27の方法。 - 【請求項29】 前記ガラスが緑に着色されたフロート
ガラスであり、前記プライバシー窓がガラス側からは無
彩灰色を呈しまたコーティング側からは金色を呈しおよ
び約13−14%の太陽透過率と約10%の太陽反射率
とを有する請求項27の方法。 - 【請求項30】 前記層がガラスから外側に下記の順序
で配置されかつほぼ下記の範囲の厚さを有する請求項2
9の方法: 層 厚さ(オングストローム) d 1−1000 e 5− 100 a 20− 250 b 5− 100 c 20−1000 - 【請求項31】 前記層(a)が実質的にガラスの屈折
率を変化させない請求項30の方法。 - 【請求項32】 請求項25の方法による製品。
- 【請求項33】 請求項27の方法による製品。
- 【請求項34】 請求項30の方法による製品。
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