JPS58104044A - ガラス基体表面上に好ましい組成のコ−テイングを得る方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス基体表面上の多成分金属酸化物コーティ
ング用の好ましい組成物を得る方法に関する・皺多成分
金属酸化物コーティング用の好ましい組成物は熱分解コ
ーティング（ｐｙｒｏｌｙｔｉｃｃｏａｔｉｎｇ　）技
術によってガラス基体表面上に１＃Ｉこされる。皺熱分
解コーティングにおいては、有機ベース（ｏｒｇａｎｉ
ｃ　ｂａａｅｄ　）金属塩の、熱分解し得る乾燥粉末混
合物をガラス基体の表面に対し、腋表面が７００ｆｆ（
３７０℃）から１２００ｆｆ（６５０℃）までのＩｌｓ
内の温度にある間に吹き付けるのである。本発明方法の
好ましい教示によれば鋏有機ペース金属塩の乾燥粉末混
合物をガラスリ？ンの上部表面に向けて、該ｆラスリボ
ンが、通常にはフロート法として知られているＩラス製
造工程から出て来る際に吹き付けるのである。

下記に記載の特許明細書は一般的に、有機ベース金属塩
の乾燥粉末混合物をガラスリＩンの表面Ｋ、直接又は気
化させた形態で塗布する熱分解コーティング技術に関す
る。

しかしながら鋏見出された特許明細書に＃いて。

有機ペース金属塩の乾燥粉末ｉ合物を熱分解；−ティン
グ技術によりがツスリ、：）−ン表ｍに塗布することＫ
ついての多数の試験を行うＫｍつで本発明者が観察した
現象を、いかなる態様においても論議し、又認識したも
のは皆無である。上記本発明者の観察した現象とは、成
る樺の不均一系多成分有機ベース金属塩混合物を熱分解
技術によりｆラスリボンの表面上に塗布した場合に、該
がラスリボンの表面上に出現する組成物は主として吹き
付けられた組成物によらず、むしろ吹付は条件によると
いうことである。本明細書において不均一系金属塩混合
物とは混合物の個々の粒子が主として皺多成分混合物の
異なる成分の１種のみから形成される混合−を意味する
。このような不均一系混合物は短時間にて行われる簡単
な乾燥粉末混合操作又はメールンル操作によって形成さ
せることができる。均一系混合物とは混合物の個々の粒
子が絨多成分混合物の成分のすべてを含有するものであ
る。均−系混、合賽は噴霧乾燥操作において形成するこ
とができ、る。ガラスリ？ンの表面を吹付は塗装するこ
とに対しては不均一系混合物を使用する方が感かに安−
、である。

このように、該不均一系吹付は組成物が塗布される個々
の吹せけ条件により、一つの不均一系吹付は組成物から
ｌ＊がラスリボンの表面上に無数の異なった組成物を生
じさせることができ、かつ実ｉ１１に発生するのである
。吹付は条件が均一に保持される限りｉｔラスリ？ン表
面上に均一な組成物が出現する。しかしながら、もし吹
付は条件、例えばガラスに対す栃吹付は角度あるいはス
ゾレーＩンからガラスの１表面までの距離が変化すれば
ガラスの表面に生ずる組成物が変化するであろう。本発
明者の調査により見１された先行技術において。

この現象につい【述べたも−めは全く皆無である。

米国特許第５，０８１，２００号明細書は第３欄第１３
行において有機ペース金属塩の粉末を、加熱したガラス
基体表面に対して吹き付けることを示している。鋏特許
明細書は詳細なデータを全く与えておらず、しかも該明
細書には該ガラス基体表面に生ずる組成物の種類につい
ての論議が全く含まれていない。

３件のドイツ特許明細書もまた注目される。それらはド
イツ特許第２．５２９，０７６号、第２．５２９．０７
７号及び第２，５２９．０７９号の各明細書である。第
２，５２９．０７６号明細書は、ガ米国特許第３．８５
２．０９８号明細書は気化反応物を使用することによる
が９ス基体表面のコーティング速度を増加させる方法に
関する。この場合がラスを加熱し、次いで該高温のガラ
スを気侭混合物と接触させることによりガラス基体を金
属含有塗料によりコーティングする。該気体混合物は反
応性金属化合物の蒸気により４０％から１００チまで飽
和されている。この気体混合物をガラスにより十分な温
度に加熱して該金属化合物を反応させ、それにより該が
ラス基体上にコーティングを沈着させる。この特許明細
書は本発明者が上記において、一つの吹付は組成物が吹
付は条件によって異なったコーティング組成物を生成す
る場合があるという現象を認識していない。

米国特許第４．１８２．７８５号明細書はガラス基体に
おける塗料の気相沈着方侍に関する。この方法において
は、まず分散された微粒物 （ｐａｒｔｉｃｕｌａｎｔ　）固体コーティング反応物
の流動床を確立し、次いで若干量の流動がスと浮遊して
いる微粒固体コーティング反応物とを気化器に抜き取る
ことにより該微粒固体コーティング反応物を流動化し、
かつ気化−させるのである。該気化器は反応物の気体混
合物中における分散された微粒物固体コーティング反応
物を気化させる。次いで腋反応物の気体混合物を、コー
ティングすべき高温ガラス基体と接触する方向に向けて
その上に塗膜な沈着させる。この特許明細書はがラス基
体表面上に出現する組成物の化学についての論議を行わ
ず、また上記に報告された現象についての報告も行って
いない。

米国特許第４，１８８．１９９号明細書は移動するがラ
スリぜン上に金属化合物のコーティングを形成する方法
に関する。この方法は高められた温度においてがラスリ
ボンと、化学反応して該がラスリボン上に金属化合物を
生成する反応物薬品を含有する流動媒体４を接触させる
工程を包含する。

該流動媒体の一部ｉ、該がラスリがンの移動方向の速度
成分と、スプレーとガラスリボンとの間に選択された角
度が形成されφように該がラスリ？ン表面に対して傾斜
した速度成分とを有する流れを形成して腋がラスリざン
に向って放出される。

この特許明細書はがラスリボン表面上に生ずるコーティ
ングの組成とコーティングが行われる個々の条件との間
の関係についてなんら論じられていない。また該特許明
細書は上述した現象について論じていない。

米１ｉｉ１特許第４．２３０，２７１号明細書はがス中
に懸濁した微粒子をガラス基体の少くとも一面上に平坦
かつ均一に沈着させる装置に関する。皺装置は基体上に
材料の均一な、塗布が得られるように設計されている。

この特許明細書もまたガラス基体上に生ずるコーティン
グ組成物と、コーティングが行われる個々の条件との間
の関係について論じていない。

本発明はガラス基体表面上におけるコーティングを得る
方法、更に詳しくは熱分解コーティング技術によりガラ
ス基体表面上に好ましい多成分金属酸化物コーティング
を得る方法に関する。熱分解コーティング技術とは有機
ペース金属塩の不均一系熱分解性乾燥粉末混合物をガラ
ス基体表面に対して鉄表面を７００ｆｆ（３７０℃）か
ら１２００ｆｆ（６５０℃）までの範囲の温度にしなが
ら吹き付ける技術である。本発明方法は次のとおりであ
る。

多成分金属酸化物コーティングに好ましい組成をガラス
基体表面に対して選択する。本明細書において好ましい
組成とは個々の多成分系においてその系に対して蛾良の
物理的及び化学的耐久性を示す組成を意味する。後述す
るように、それぞれの系には、コーティング組成物に対
する蛾良の化学的及び物理的耐久性を得るために、最終
コーチソングにおける特定要素についての好ましい範囲
が存在する。本明細書において多成分コーティング組成
物とは、少−くとも２種の金属酸化物成分を有スる、が
ラス基体上のコーティングを意味する。

本発明方法の一つの実施態様にしたがって不均一系の乾
燥粉末混合物の多数の試験用試料を作製する。各試料は
多成分有機ベース金属塩についての異なる組成を有する
。個々のがラス基体に個々の乾燥粉末混合物の試験用試
料を同一条件下において吹き付ける。このようにして多
数のコーティングされた試片を調製する。各コーティン
グされた試片は同一条件下において、しかし異なる出発
不均一系乾燥粉末混合物を吹き付けられ、それにより該
試片は表面上に異なった組成の多成分金属酸化物コーテ
ィングを有することになるであろう。

コーティングされた各試片を分析して該試片上のコーテ
ィングの化学組成を測定する。次いで、どのコーティン
グされた試片がその面上に好ましい組成のコーティング
、すなわち該多成分系に対して最良の化学的及び物理的
耐久性を示す多成分金属酸化物のコーティング組成を有
するかについて決定する。

ヒ記の決定を行った後、該試片への吹・・き付けに使用
した条件と同一の操作条件下において、工業的量のガラ
スに吹き付ける。千業的吹付けは該コーティングされた
試片上に好ましい組成物を生じさせた組成を有する不均
一系乾燥粉末混合物を使用して行う。

本発明方法のもう一つの実施態様として多成分有機ベー
ス金属塩の選択された組成を有する一つの不均一系乾燥
粉末混合物を製造することができる。この一つの組成物
を多数の異なった条件下に吹き付ける。例えば多数のコ
ーティングされた試片を作製するために多数のガラス基
体上に選択された組成物を吹き付け、その間にスプレー
ガンの高さ及びスゾレーＩンの角度を変える。鍍コーテ
ィングされた試片のそれぞれは、それらの表面上におい
て異なった金属酸化物コーティングの組成を有するであ
ろう。なぜなら吹き付けられた組成物は同一であっても
各コーティング操作に対する吹付は条件が異なったから
である。

もう一度、各コーティングされた試片を分析して、それ
らの面上におけるコーティングの化学組成を測定し、と
や試片がその面上に好ましいコーティング組成物を有す
るかについて決定する。−たんこの決定がなきれたなら
ば、次いで該コーティングされた試片上に好ましい組成
物を生じさせた操作条件下において、工業的量のがラス
に吹付けをする。吹付けに使用する粉末組成物は、試片
を作製するために全部のガラス基体の吹付けに使用した
選択された組成物であるけれど、使用する吹付は条件は
、表面上に好ましい組成のコーティングを有する試片を
生成させる条件である。

本発明の特徴であると思われる新規な特色については特
に特許請求の範囲に記載する。しかしながら本発明自体
については、その決定及びその操作方法の両方ならびに
本発明の、そのほかの目的及び利点が下記の特定の実施
態様において最本よく理解されるであろう。

下記の記載はガラス基体表面上に所望の多成分金属酸化
物コーティングを得る本発明方法の好ましい実施態様で
ある。また下記の記載は本発明方法を実施する蛾良の態
様をも説明する。この記載は本発明方法の、より広い原
則を限定するものではなく、しかも特杵法の要求にした
がって本方法を説明するために好ましい物質を使用して
いるけれど、それは本方法が該記述されている物質のみ
によって操作できるということを意味するものではない
。なぜなら、それに対して他の物質を置き換えることが
できるからである。

また例えば、本明細書に開示される方法は、熱分解する
ことのできる新規な不均一系有機ベース金属塩のような
、将来当業者により開発されるべき物質と共に好首尾に
利用することができる。したがって本明細書において開
示される方法は将来開発されるべき物質とも共に好首尾
に利用し得ることをも意図するものである。なぜなら本
発明方法の操作の原則は、本方法に供される個々の物質
又は本方法と共に使用される物質に無関係に不変のｔｔ
でいるからである。

本発明方法の好ましい実施態様を論じる前に、本発明者
が以紡に出願した、コーティングしたガラス物品を特許
請求の範囲とする米国特許第４．２１７．３９２号明細
書を参照する。該特許明細書においては、もしコーティ
ングを構成する要素の割合が骸特許明細書に開示される
特定の関係の範囲に入るならば、ガラス基体上の多成分
金属酸化物コーティングにおいて、化学的及び物理的性
質の、成る程度の改良を達成することができるといりこ
とを示している。包含される吹付は方式は酸化クロム、
酸化コバルト及び酸化鉄を含有するガラス基体上のコー
ティングを生ずる方式である。該ｔｆｉＩｆｆ−明細書
は、所望の金属物質の有機化合物を有機溶剤に躊解し、
かつガラス基体に溶液吹付けを行う方法から上記のよう
なコーティングを出現させることを取扱っている。

本発明者は本明細書に教示されるような乾燥スプレー成
分を使用して、コーティング組成物中の上記６種の金属
酸化物材料間にある程度の好ましい関係が存在はするけ
れど、金属塩の乾燥不均一系粉末混合物を使用する場合
には、該好ましい組成にわずかな変動があることを発見
した。例えば本発明者は今回、好ましい塗膜中には、よ
り多量の、成る場合には１０ｔＩｋ以上の酸化クロムが
存在し得ることを発見した。なぜ乾燥吹付けによって生
じ■□冒 たコーティング組成物においでは溶液吹付は操作によっ
て生じたコーティング組成物におけるよりも、より多量
の酸化クロムが許容されるかについて本発明者は未だ結
論することはできない。

前記米国特杵嬉４．２１７．３９２号明細書において論
じられているように、化学的及び物理的耐久性は２種の
別個の試験により測定する。化学的耐久性は、コーティ
ングした試料を５時間塩酸蒸気試験に供する第一の手順
により測定する。この場合、塩酸の蒸気が該物質の周囲
をとり巻いて該ガラス上のコーティングを侵食しようと
する。コーティングの侵食により該がラスを通しての可
視波長エネルギーの透過水準が変化する。ｌｊ！膜の耐
久性が侵されるにつれて透過エネルイーの量が大きくな
る。コーティングしたガラスを通してのエネルギーの透
過に対する該コーティングしたがラスの透過特性の変化
は、それが１５チまたはそれ以下の範囲内であ些ば許容
することができると思われ、該塗膜の、いかなるそれ以
上の変化も許容できないと思われる。

密、。

第二の試験は物理的耐久性の試験である。この試験にお
いては試料を最初に加熱焼戻しする。次いで該焼戻しを
した試験用試料を湿度試験に供する。この試験において
は骸試料を１２０ｆｆ（６６℃）の温度において６遍間
にわたり１００−の湿度に供する。高湿度の故に、表面
上のコーティングに、該表面に対する該コーティングの
接着がゆるみ、剥離することが起こる場合がある。耐久
性の基準は、表面コーティングが長時間にわたって適切
なｔまに存在し、かつ１チ程度のコーティングが該表面
から剥離されているということである。

もし、いくらかでも、より多量の物質が剥離されていれ
ば該試験は不合格として廃棄する。

本発明方法の第一の実施態様を下記のようにして行う。

がラス基体表面に対する多成分金属酸化物コーティング
についての好ましい組成を選定する。酸化クロム９．５
−１酸化鉄１８％と残余分の酸化コバルトとより成るコ
ーティング組成物は、前記に説明した酸試験及び湿度試
験の両方に合格するので優れた化学的及び物理的の耐久
性を有することがわかった。それ故、この第一の実施態
様においては、好ましいコーティング組成として前記の
組成を選定した。

本発明方法の次の段階は、熱分解コーティング技術に使
用する乾燥不均一系粉末混合物についての多数の試験用
試料を作製することである。各試料は多成分有機ベース
金属塩についての異った組成を有している。好ましい教
示にしたがって４種の乾燥粉末混合物を調製した。＃４
種の混合物は下記のとおりであり、それぞれ個々の有機
ベース金属塩の存在量を基準とする。それぞれの場合に
おいて金属塩はアセチルアセテート塩である。すなわち
混合物１；コバルト８０−１鉄１〇−及びクロム１０ｔ
ｓ；混合物２：コバルト７８−１鉄１〇−及びクロム１
２１；混合物３：コバルト７６−１鉄１２−及びクロム
１２１！；混合物４：コバルト７４−１鉄１４％及びク
ロム１２−０上記混合物１〜４のそれぞれを、ガラス基
体の個々の試片に対して同一条件下に吹き付けた。試験
条件はスル−がンを試片表面に関して４５°の角度に配
置したこと、及びスプレーガンから基体までの距離が９
．５インチ（２１，５３）であったことであった。この
態様において４種の異なった試片を作製し、該試片のそ
れぞれがその表面上に異なった、金属酸化物コーティン
グのコーティング組成物を有した。

各コーティングされた試片を分析して、その表面上のコ
ーティングの化学組成を測定した。上記混合物ム３によ
りコーティングした該コーティング試片が、所望の好ま
しい組成の、酸化鉄１８％、酸化クロウ９．５優、そし
て残余分が酸化コア々ルトであるブーティング組成物を
表面上に有することがわかった。すなわち第三の混合物
が前記酸試験及び湿度試験に合格する所望の組成物を有
する試料を生成したのであった。

この測定な行った後、試験用試料を吹き付けるのに使用
した吹付は条件と同二条件下、すなわち４５°の角度及
び９．５インチの距離において工業的量のがラスに吹き
付けた。どの工業的操作においては、得られたガラスは
その、Ｐ！画面上好ましい組成のコーティング組成を生
じる゛ように混合物ＩＥ３を使用した。

本発明方法の第二の実施態様においては、４種の異なる
試片に吹付けるのに唯１種の不均一系粉末組成物を使用
したけれど、吹付けされるべき試片とスゾレーノズルと
の間に異なった角度と距離とを使用した。吹付は操作に
対する異なった条件の結果、異なる塗膜組成物が得られ
た。この場会に使用した不均一系吹付は混合物は本発明
方法の前記第一の実施態様からの混合物瓜６であった。

この新規な試験において、試験１は角度６０°、距離１
６インチ；試験２は角度４５°、距−１３インチ；試験
３は角度６０°、距離９．５インチ；試験４は角度４５
°、距離９．５インチであった。このようにして一つの
吹付は組成物を使用したけれど、異なった吹付は条件を
使用して４種の試片を生じさせた。例１は酸化物３６．
６　％、酸化りｑム９．６１１と残余分の酸化シパルト
とを含有する点に特徴を有する塗膜組成物を生成した。

試験２は酸化鉄３０．９５ｋ、酸化“）ロム１０．５１
！と、残余分の酸化コバルトとを含有゛゛する点におい
て特徴を有する塗膜組成物を生成した。試験６は酸化鉄
５６．８１！、酸化クロム１０．０１Ｇと、残余分の酸
化コバルトとを含有する点において特徴を有する塗膜組
成物を生成した。試験４は酸化鉄１８饅、クロム９．５
−と、残余分の酸化コア嗜ルトとより成る所望の、好ま
しい塗膜組成物を生成した。この塗膜組成物は上述の酸
試験及び湿度試験に合格する。

代理人　　浅　村　　皓 外４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ガラス基体の表面に対して、該表面が７００
   ’ＩＦ（３７０℃）から１２００’Ｆ（６５０℃）まで
   の範囲の温度にある間に、有機ベース金属塩の。 熱分解し得る不均一系乾燥粉末混合物を吹き付ける熱分
   解コーティング技術により、該ガラス基体の表面上に好
   ましい多成分金属酸化物コーティングを得る方法におい
   て。 前記ガラス基体の前記表面に対する多成分金属酸化物コ
   ーティングについての好ましい組成を選定する工程； 前記不均一系乾燥粉末混合物についての多数の試験用試
   料を作製し、各試料は前記多成分有機ペース金属塩の異
   った組成を有するものである工１；個々のガラス基体試
   片に前記乾燥粉末混合物の個々の試験用試料を同一条件
   下に吹き付け、それｋより多数のコーティングした試片
   を作製し、各コーティングした試片は、その表面上ＫＪ
   ％なった金属酸化物コーティング組成を有する工程；前
   記コーティングした各試片を分析して、誼試片上の前記
   コーティングの化学組成を定める工１；どのコーティン
   グした試片がその表面上に前記好ましい組成のコーティ
   ングを有するかについて決定する工程：及び 前記試片に吹き付けるのに採用したものと同一の吹付は
   条件下に、工業酌量のガラスに吹き付け、前記工業的吹
   付けを、゛前記コーティングした試片上に前記好ましい
   組成を生成した組成を有する乾燥粉末混合物により行う
   工種；とを包含する前記方法。　　−