JPS61232247A - 反射防止被覆ガラスおよびその製造法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は反射防止ガラスの技術、さらに詳しくは、アル
カリシリケート被膜に関する。

［従来の技術］ 額縁やブラウン管画面などガラスのいくつかの用途にお
いては、低反射率表面、すなわち反射防止表面（ｎｏｎ
−ｇｌａｒｅ　５ｕｒｆａｃｅ）が要求されている。よ
く知られ広〈実施されているかかる表面の製法は、ガラ
ス表面のエツチングによるものである。

ジャフジ（Ｊｕｎｇｅ）らの米国特許第３，３７４，１
３０号明細書には、フッ化水素酸を用いてガラスに非反
射性表面を形成するためのエツチング溶液およびその方
法が開示されている。

ガラス表面の酸エツチングに代わるものとして、ツウエ
ルス（Ｔｗθｌｌ５）の米国特許第Ｌ３２８．７１５号
明細書には、ガラス表面をアルカリシリケート水溶液と
接触せしめ、その後ガラス表面に耐久性のある固着した
反射防止被膜を生成せしめるのに充分な温度および時間
でガラスを加熱することによって、ガラス製品上に反射
防止低鏡面反射率被膜を形成する方法が開示されている
。

バックレイ（Ｂｕｃｋｌｅｙ）らの米国特許第３．５０
５，０５１号明細書には、帯状ガラス（ガラスリボン）
上に低光沢アルカリシリケート被膜を形成するための連
続コーティング法が開示されており、該方法においては
、好ましくは約３００〜４００”Ｆ　（約１４９〜２０
４℃）の温度でガラスリボン表面がアルカリシリケート
水溶液と接触せしめられている。

［発明が解決しようとする問題点およびそれを解決する
ための手段］ 本発明は、ガラス上の反射防止アルカリシリケート被膜
の光学特性を、該被膜中に曇り（へ−ズ）が生じるのを
防止することによって改良する方法を提供するものであ
る。本発明の方法は、アルカリシリケート反射防止被膜
を、該被膜から過剰のアルカリを除去する酸または弱酸
塩などの化合物で処理する工程を含み、この酸処理法は
、ヘーズ発生を減少せしめると共に反射防止アルカリシ
リケート被膜をより硬くより耐久性のあるかつ初期的に
一層透明性のあるものにするものと考えられる。

［実施例］ 本発明による反射防止ガラスは、まず最初にガラス表面
をアルカリ金属珪酸塩水溶液と接触せしめることによっ
て製造される。アルカリ金属珪酸塩（アルカリシリケー
ト）は珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたはそれらの混
合物からなるものであってよい。珪酸塩に対するアルカ
リの割合は広範囲にわたって変りうる。アルカリシリケ
ートは好ましくは水溶液の状態で使用され、その濃度は
好ましくは少なくとも約５重量％である。市販のアルカ
リシリケートを適量の水で希釈することによって適切な
水溶液が調整される。好ましいアルカリシリケートとし
て′は、フィラデルフィアクオーツ社 （Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｌａ　　Ｑｕａｒｔｚ）製のカ
ージル（ＫＡＳＩＬ）珪酸カリウム溶液やダイヤモンド
ジャムロック社製の種々の等級の珪酸ナトリウムがあげ
られる。

ガラス表面は、アルカリシリケート水溶液と、両者が室
温下にある間に接触させてもよく、あるいはガラスが昇
温下にあってもよい。本発明の好ましい態様においては
、連続フロートガラスリボンに、ガラスが室温に冷却さ
れる前にガラス表面をアルカリシリケート溶液と接触せ
しめて反射防止表面を付与してもよい。ガラスリボンの
潜熱が有効に水を蒸発せしめアルカリシリケート被膜を
形成する。

アルカリシリケート溶液は、浸せき、はけ塗、ロールコ
ーティングなど都合のよいいずれの方法でもガラス表面
に塗布することができるが、スプレ一方法がアルカリシ
リケート溶液をガラス表面に塗布する好ましい方法であ
る。バックレイ（Ｂｕｃｋｌｅｙ）の米国特許第３，５
０５．０５１号明細書には、ガラスへの低光沢アルカリ
シリケートコーティング法が記載されており、該方法が
本発明に容易に適用することができる。ブルーム（ｂｌ
ｏｏｍ）を防止するためには、アルカリシリケート被膜
をガラス基板の少なくとも一方の表面に施したのち、本
発明にしたがって被覆表面を処理することが必要である
。

未処理アルカリシリケート被膜は、約２４時間以内に曇
り状態を呈することが観察されている。

この曇り状外観はブルームと呼ばれており、反射防止被
膜の透明性を低下するので好ましくない。ブルームの形
成は、被膜中の過剰アルカリ金属と空気中の二酸化炭素
とのアルカリ金属炭酸塩を生成する反応に起因し、この
炭酸塩が曇り状外観を生起するものと考えられる。いっ
たんブルームが発生すると除去するのは困難であり、ま
た除去しないのは好ましくない。したがって、ブルーム
防止が本発明が目的とするものである。

本発明においては、好ましくは、アルカリシリケート被
膜は、それが形成された後でかついかなるブルームも発
現する前に実際上できるだけ早く、ブルームを生起せし
める過剰のアルカリを除去するために酸または弱酸塩で
処理される。アルカリシリケート被膜の好ましい処理法
は、形成されて間もない被膜を酸溶液で洗浄する方法で
あり、酸の希薄水溶液がアルカリに誘発されるブルーム
を排除するのに有効である。

好ましい酸としては、硝酸、リン酸、ホウ酸、硫酸、塩
酸などの無機酸があげられる。酢酸などの有機酸も使用
しうるが、有効であるためにはより高濃度が必要な場合
がある。炭酸水素ナトリウムなどの弱酸塩もまた使用し
うる。硝酸が本発明においては特に好適である。硝酸は
充分に希薄な溶液においても有効であり、従来のガラス
洗浄機に加えてもよく、シたがってアルカリシリケート
被膜に酸を施す別工程を設けなくてすむ。

本発明による酸処理は大気温度下で有効であるが、室温
より高い温度を用いてもよく、この場合、より低い酸濃
度またはより短い処理サイクルで実施できる。同様に、
より短い処理時間またはより低い温度でより高い酸濃度
を用いてもよく、あるいは酸の温度または濃度を低くし
て処理時間を長くしてもよい。アルカリシリケート被膜
との接触における酸濃度、温度および時間の３つの変量
は、広範囲にわたって変わりうるちのであり、これらを
変えても、アルカリに誘発されるブルームを有効に除去
することができる。たとえば、特に好ましい一連の酸処
理操作は、アルカリシリケート被膜を７％硝酸と室温で
約２分間接触せしめる工程を含み、一方他の好ましい酸
処理操作は反射防止膜を３％硝酸と　１１０’Ｆ　（約
４３℃）で約３０秒接触せしめる工程を含むものである
。

ツウェルス（Ｔｖｅｌｌｓ）の米国特許第３，８２６，
７１５号明細書に記載されているごとき珪酸カリウム反
射防止膜の熱処理は、偶然にもあるアルカリシリケート
組成物のブルームを防止することができ、本発明に適用
することができる。しかし、かかる熱処理は、額縁用ガ
ラスなどの板ガラスに対しては実際的でないかもしれな
い。本発明による酸処理は、珪酸ナトリウム被膜および
珪酸カリウム被膜の両者に対してブルーム防止に有効で
あり、室温で実施することもでき、また曲面基板上のア
ルカリシリケート反射防止膜の処理と同様に帯状板ガラ
スの連続コーティング法にオンラインで実施することが
できる。

つぎに記載する特定の実施例から、本発明はさらにその
理財が深められるであろう。

実施例１ 各ガラス板への反射防止アルカリシリケート被膜の形成
およびブルーム防止のための酸処理を以下のように行な
った。この実施例においては、市販の珪酸ナトリウム溶
液１容量部を水１９容量部で希釈して珪酸ナトリウム溶
液を調整した。好ましい珪酸ナトリウム源はダイアモン
ドジャムロック社製のグレード４０の珪酸ナトリウムで
あり、このものは５ｉ０２３．２２部に対しＮａ２０１
部からなるものであった。厚さ１７８インチ（３ｎｕｉ
）の透明フロートガラスのサンプルを５００″Ｆ　（２
６０℃）で５分間加熱し、ついで加熱ガラス板の表面に
珪酸ナトリウム溶液を１０秒間スプレーした。スプレー
ガンの空気圧およびガラス表面までの距離は、溶液中の
水が熱ガラス板に接触するとただちに蒸発するように調
節した。

被覆ガラス板を冷却した後、サンプルの半分を、濃硝酸
（７０％）１容量部と水１９部からなる酸浴中に５分間
浸漬した。この酸処理前の反射防止被覆表面は、視感透
過率５９％、視感反射率５．３％、ガードナー光沢計で
測定された光沢度２３を有していた。酸処理後、被覆表
面は、視感透過率６４％、視感反射率５．１％、光沢度
２６を有していた。

酸処理品と非処理品の全被覆ガラスサンプルを１５分間
沸騰水中に放置したところ、非処理品は曇って灰色を帯
び、視感透過率６８％、視感反射率６．０％、光沢度３
４であったが、酸処理品は透明な外観を維持し、視感透
過率ＢＢ％、視感反射率５．１％、光沢度２６であった
。常温での大気への通常の暴露では、非処理品は２４時
間以内にブルームを生じるものであるが、処理品は７日
後も透明性を維持し、いつまでもブルームのない状態を
維持するものであることを示した。

実施例２ 以下に述べるようにしてアルカリシリケート組成物をフ
ロートガラスリボン表面に連続的に塗布して反射防止被
膜を形成し、ついでブルームを防止するために被膜の酸
処理を行なった。

１２．５％のＫ　２０と２６、３％の５ｉ０２からなる
珪酸カリウム水溶液であるフィラデルフィアクオーツ社
製カージルＮｏ、６（ＫＡＳＩＬ　Ｎｏ、８）４５容量
部を水２００容量部で希釈して珪酸カリウム水溶液を調
整した。ガラスリボンの移動方向に対して直角に往復運
動するスプレーガンによって、調整したアルカリシリケ
ート溶液をフロートガラスリボン表面に塗布した。本実
施例では、ラインスピード２００インチ／分（約５ｍ／
分）で移動する厚さ６關の透明ガラスをライン上の表面
温度が約４００”Ｆ　（２０４℃）の位置でアルカリシ
リケートと接触せしめた。スプレーガンの空気圧および
ガラス表面までの距離は、溶液中の水が熱ガラス板に接
触するとただちに蒸発するように調節した。ガラスが冷
却するにつれてアルカリシリケート被膜が固着し、カッ
ティング位置へ移送されてそこでガラスリボンは通常の
矩形の寸法に切断された。ついで切断された個々の被覆
ガラス板を１０％硝酸溶液と１５秒間接触せしめてただ
ちに酸処理した。酸処理されたアルカリシリケート被覆
反射防止ガラス製品はいつまでもブルームのないもので
あった。これに対し、同様に被覆を施した酸処理されて
いないガラスは２４時間以内にブルームを、すなわち白
い曇りを生じた。

実施例３ 基板が名目上厚さ３　ａｍのガラスリボンであり、移送
速度が３７０インチ／分（９，４ｍ／分）であって、コ
ーティング組成物をガラス表面に塗布する位置における
ガラス表面の温度が約３９０下（１９９℃）である以外
は実施例２と同様にしてアルカリシリケート被膜を施し
た。アルカリシリケート溶液を収容する溶液タンク内の
圧力を５ボンド／平方インチ、噴霧空気圧を５０ボンド
／平方インチとし、スプレーガンをガラス表面から約１
０インチ（２５，４ｃｍ）の位置に配置した。アルカリ
シリケートコーティングに引き続いてガラスを通常の寸
法に切断し、実施例２と同様にして１０％硝酸で１５秒
間酸処理した。酸処理アルカリシリケート被膜はいつま
でもブルームのないものであったが、非処理被膜は２４
時間以内にブルーミングが生じた。

実施例４ 個々のガラス板を５００’Ｆ　（２６０℃）で３分間加
熱し、水１００　ｍｌ中にカージルＮｏ、８珪酸力リウ
ム溶液６２ｇを含む溶液を実施例１と同様にスプレーし
て珪酸カリウム反射防止被膜を形成した。

７％硝酸で常温で３０秒間処理したサンプルはブルーム
を発生しなかった。

実施例５ 実施例４と同様にしてガラス板に珪酸カリウム反射防止
膜を被覆した。３．５％硝酸で１１０″Ｆ（約４３℃）
１分間処理したサンプルはブルームを発生しなかった。

実施例６゜ 実施例４と同様にして珪酸カリウム反射防止膜を被覆し
たガラス板を３．５％硝酸で１分間室温で処理した。え
られた被覆ガラスはブルームを発生しなかった。

実施例７ 実施例４と同様にして珪酸カリウム反射防止膜を被覆し
たガラス板を１１０下（約４３℃）で３０秒間３゜５％
硝酸で処理したところ、ブルームは発生しなかった。

実施例８ 実施例４と同様にして珪酸カリウム反射防止膜を被覆し
たガラス板を室温で３０秒間３．５％硝酸で処理したと
ころ、ブルームは発生しなかった。

実施例９ 実施例４と同様にして珪酸カリウム反射防止膜を被覆し
たガラス板を１１０″Ｆ（約４３℃）で１５秒間３．５
％硝酸で処理したところ、ブルームを発生しなかった。

この処理は従来のガラス洗浄機に硝酸を添加したばあい
に相当する。

実施例１Ｏ 実施例１と同様にして個々のガラス板を５００″Ｆ　（
２８０℃）で５分間加熱し珪酸ナトリウム溶液と接触せ
しめて反射防止被膜を形成した。ついで室温で５分間５
％ホウ酸で処理したガラス板はブルームを発生しなかっ
た。

実施例１１ 実施例１Ｏと同様にして珪酸ナトリウムを被覆したガラ
ス板を室温で５分間５％塩酸水溶液で処理したところ、
ブルームは発生しなかった。

叙上の実施例は本発明を説明するために提供したもので
ある。ブルームを防止するために使用しうるその他の酸
としては、ホウ酸、リン酸、硫酸、塩酸などの鉱酸およ
び酢酸などの有機酸があげられ、また炭酸水素ナトリウ
ムなどの弱酸塩の水溶液もブルームを防止するために使
用することができる。酸濃度に加えて酸の組成や接触時
間、接触温度などはブルームを防止するのに充分であれ
ば自由に変えうるちのであり、実施する者によって容易
に決定される。

［発明の効果］ 本発明によれば、ガラス上に反射防止表面を形成するた
めの安価で迅速かつ安全な方法が提供される。反射防止
アルカリシリケート被膜におけるヘーズの発生が防止さ
れる結果、該被膜の光学特性が改良される。本発明にし
たがって製造された反射防止ガラスは、化学的にエッチ
レグされたガラスに比べて正反射率が低くかつ匹敵する
分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を有している。さらに
、本発明にしたがって製造された反射防止ガラスは、洗
浄および環境暴露に対して物理的および化学的両耐久性
を有している。本発明にしたがって製造された反射防止
ガラスは、特にブラウン管モニター、テレビジョン面板
および額縁における使用に適している。

特許出願人　ピービージー・インダストリーズ會インコ
ーポレーテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（ａ）ガラスの表面を、該ガラス表面にアルカリシ
   リケート被膜を形成するアルカリシリケート組成物と接
   触させる工程と、 （ｂ）該アルカリシリケート被膜を、該被膜から過剰の
   アルカリを除去する酸および弱酸塩よりなる群から選ば
   れた化合物と接触させる工程とからなる反射防止被覆ガ
   ラスの製造法。 ２　ガラス表面をアルカリシリケート組成物と接触させ
   る前記工程が連続帯状ガラスについてなされる特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３　ガラス表面が珪酸ナトリウム、珪酸カリウムおよび
   それらの混合物よりなる群から選ばれたアルカリシリケ
   ートからなる水溶液と接触させられる特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ４　アルカリシリケート被膜が溶液状の酸と接触させら
   れる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５　前記被膜が無機酸の水溶液と接触させられる特許請
   求の範囲第４項記載の方法。 ６　前記被膜が硝酸、リン酸、ホウ酸、硫酸、および塩
   酸よりなる群から選ばれた鉱酸の希薄水溶液と接触させ
   られる特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７　前記被膜が硝酸の希薄水溶液と接触させられる特許
   請求の範囲第６項記載の方法。 ８　アルカリシリケート被膜を硝酸希薄水溶液と接触さ
   せる工程が硝酸を通常のガラス洗浄システムに添加する
   ことによって行なわれる特許請求の範囲第７項記載の方
   法。 ９　硝酸の濃度が約７％であり、被膜を大気温度で約２
   分間硝酸水溶液と接触させる特許請求の範囲第７項記載
   の方法。 １０　硝酸の濃度が約３．５％であり、被膜を約４３℃
   で約３０秒間硝酸水溶液と接触させる特許請求の範囲第
   ７項記載の方法。 １１　被膜が有機酸の水溶液と接触させられる特許請求
   の範囲第４項記載の方法。 １２　有機酸が酢酸である特許請求の範囲第１１項記載
   の方法。 １３　被膜が弱酸の塩の水溶液と接触させられる特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 １４　弱酸塩が炭酸水素ナトリウムである特許請求の範
   囲第１３項記載の方法。 １５　（ａ）ガラス基板と、 （ｂ）該ガラス基板の少なくとも一方の表面に形成され
   たアルカリシリケート被膜であって、該被膜から過剰の
   アルカリを除去する酸および弱酸塩よりなる群から選ば
   れた化合物で処理されたアルカリシリケート被膜 とからなる反射防止被覆ガラス製品。 １６　ガラス基板が連続帯状ガラスである特許請求の範
   囲第１５項記載の製品。 １７　アルカリシリケート被膜が珪酸ナトリウム、珪酸
   カリウムおよびそれらの混合物よりなる群から選ばれた
   ものである特許請求の範囲第１５項記載の製品。 １８　アルカリシリケート被膜が酸溶液で処理されてい
   る特許請求の範囲第１５項記載の製品。 １９　被膜が無機酸の水溶液で処理されている特許請求
   の範囲第１８項記載の製品。 ２０　被膜が硝酸、リン酸、ホウ酸、硫酸および塩酸よ
   りなる群から選ばれた鉱酸の希薄水溶液で処理されてい
   る特許請求の範囲第１９項記載の製品。 ２１　被膜が硝酸の希薄水溶液で処理されている特許請
   求の範囲第２０項記載の製品。 ２２　アルカリシリケート被膜の硝酸希薄水溶液による
   処理が硝酸を通常のガラス洗浄システムに添加すること
   によって行なわれている特許請求の範囲第２１項記載の
   製品。 ２３　被膜が大気温度で約２分間約７％硝酸水溶液で処
   理されている特許請求の範囲第２１項記載の製品。 ２４　被膜が約４３℃で約３０秒間３．５％硝酸水溶液
   で処理されている特許請求の範囲第２１項記載の製品。 ２５　被膜が有機酸の水溶液で処理されている特許請求
   の範囲第１８項記載の製品。 ２６　有機酸が酢酸である特許請求の範囲第２５項記載
   の製品。 ２７　被膜が弱酸塩の水溶液で処理されている特許請求
   の範囲第１５項記載の製品。 ２８　弱酸塩が炭酸水素ナトリウムである特許請求の範
   囲第２７項記載の製品。