KR20010033155A

KR20010033155A - 페이드 영역을 갖는 열분해적 코팅을 침착시키는 방법 및장치

Info

Publication number: KR20010033155A
Application number: KR1020007006532A
Authority: KR
Inventors: 쿠틸렉루크
Original assignee: 리타 버어그스트롬; 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2001-04-25
Also published as: CA2315373A1; DE69807354T2; US6312790B1; EP1040086A1; ES2182380T3; PT1040086E; US6627265B2; DK1040086T3; DE69807354D1; ATE222574T1; US20010007698A1; ZA9811393B; TW570904B; JP2002508251A; AU1629899A; WO1999031024A1; AR017813A1; BR9812801A; AU743072B2; EP1040086B1

Abstract

본 발명은 기재(31)에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 방법 및 장치는 코팅 조성물 디스펜서(36)가 기재(31)의 표면에 대체로 수직하게 코팅 조성물 스프레이(40)를 분배하도록 코팅 조성물 디스펜서(36)를 기재의 표면위에 위치시키는 것을 포함한다. 또한, 가스 디스펜서(38)가 기재(31)의 표면위에 또한 코팅 조성물 디스펜서에 인접하게 위치되며, 이 때 가스 디스펜서(38)는 기재의 표면에 대체로 수직하게 가스 스트림(46)을 분배하도록 배향된다. 코팅 조성물 스프레이(40)와 가스 스트림(46)은 그들 사이에서 기재의 표면에 인접하게 간섭 효과를 발전시키도록 서로 이격된다. 바람직하게는, 기재는 코팅 조성물을 열분해하는 온도로 유지된다. 간섭 효과는 코팅 조성물이 기재에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 코팅 조성물을 지향시킨다. 본 발명의 변형예에 있어서, 다수의 코팅 조성물 디스펜서와 가스 디스펜서가 기재에 걸쳐 위치되어 기재상에 각각 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 하나 이상의 코팅을 제공할 수 있다.

Description

페이드 영역을 갖는 열분해적 코팅을 침착시키는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DEPOSITING PYROLYTIC COATINGS HAVING A FADE ZONE}

본 명세서에 사용되는 용어 "페이드 영역"은 제 2 경계로부터 이격된 제 1 경계를 갖는 코팅 제품, 예컨대 코팅 기재의 구역 또는 영역을 지칭하는 것으로서, 영역내의 기재(substrate)에 걸쳐 존재하는 코팅의 두께, 강도 및/또는 밀도가 제 1 경계에서의 제 1 두께, 강도 및/또는 밀도로부터 제 2 경계에서의 제 2 두께, 강도 및/또는 밀도까지 점차적으로 감소한다. 이 용어는 또한 기재에 걸쳐 존재하는 코팅의 두께, 강도 및/또는 밀도가 제 1 경계에서의 제 1 두께, 강도 및/또는 밀도로부터 제 2 경계에서의 기재에 걸쳐 코팅이 존재하지 않을 때까지 점차적으로 감소하는 구역 영역을 지칭한다. 이러한 코팅은 또한 "경사진(graded)" 또는 "구배(gradient)" 코팅으로 지칭될 수 있다.

기재에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하는 것은 공지되어 있다. 예를 들면, 라이틀에 허여된 미국 특허 제 3,004,875 호는 코팅 조성물의 도포 영역을 제한하는 차폐물을 이용하여 코팅될 기재의 에지 부분을 향해 빗각으로 금속염 조성물의 밴드를 도포하는 것을 개시하고 있다. 생성된 밴드는 차폐물의 에지에 인접한 그 경계부로부터 강도가 점차적으로 증가하는데, 이는 코팅 작업동안 차폐물의 에지 부근의 차폐물 아래에서 맴돌이가 발달하기 때문이다.

또한, 예를 들면, 바클리에 허여된 미국 특허 제 2,676,114 호는 유리 시트에 경사진 코팅을 도포하기 위해 기계적 배리어를 사용하여 진공 증착함으로써 경사진 코팅을 생성하는 다양한 방법을 개시하고 있다.

브라운 등에 허여된 미국 특허 제 3,305,336 호는 유리 표면상에 필름을 도포하기 위해 정전기적 스프레이 기술에 반대되는 통상의 스프레이 기술에 사용된 스프레이 건 시스템을 개시하고 있다. 필름은 필름의 투과율의 값이 유리 기재의 투명도에 도달할 때까지 점진적으로 증가하는 페이드-아웃(fade-out) 영역을 규정하는 페이드-아웃 라인에 의해 경계지어진 최대 강도의 주 영역을 갖는 밴드로 형성된다.

포스튜팩에 허여된 미국 특허 제 4,138,284 호 및 포스튜팩 등에 허여된 미국 특허 제 2,208,446 호는 기재의 코팅 영역과 코팅되지 않은 영역 사이의 차단선의 위치를 제어하고 차단선 부근에 침착되는 염료의 양은 제한하여 경사진 코팅을 형성하기 위해, 접지된 전도성 차폐물 또는 다중 접지 차폐 시스템을 지나 기재를 향해 염료 조성물을 정전기적으로 도포함으로써 기재상에 경사진 차양 밴드(shade band)를 형성하는 방법을 개시하고 있다.

스프레이 열분해(spray pyrolysis)에 의해, 코팅, 특히 금속 산화물 코팅을 형성하는 것도 또한 공지되어 있다. 예를 들면, 미국 특허 제 3,660,061 호 및 제 4,719,127 호는 유리 표면상으로의 금속 산화물의 열분해적 침착을 개시하고 있으며, 상기 특허는 모두 본 명세서에 참조로 인용된다.

스프레이 열분해에 의해 코팅을 형성하기 위한 비교적 복잡한 장치가 미국 특허 제 4,111,150 호에 개시되어 있으며, 상기 특허는 본 명세서에 참조로 인용된다. 이 장치는 컨베이어상에서 이동하는 유리를 코팅시키도록 컨베이어에 걸쳐 연속 이동 체인에 의해 이동되는 코팅 조성물 디스펜서의 세트를 배열함으로써 코팅에 있어서 경사진 또는 변하는 두께의 필름과 같은 특수 효과를 얻을 수 있다고 기재되어 있다.

현존하는 장치 및 방법에 부가하여 또한 특히 코팅을 얻기 위해 복잡한 장치를 필요로 하지 않는, 페이드 영역을 갖는 열분해적으로 침착된 필름 또는 코팅을 형성하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 요망된다.

발명의 요약

본 발명은 기재의 표면에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅이 그 위에 형성된 제품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 제품이 표면에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하는 신규한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 코팅은 스프레이 열분해 공정에 의해 형성된다.

기재의 표면에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역(fade zone)을 갖는 코팅을 형성하는 방법은, 코팅 조성물의 스프레이와 가스의 스트림을 동시에 기재의 표면을 향해 지향시키는 단계를 포함한다. 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 상기 기재의 표면에 인접한 간섭 효과가 생성되도록 가스 스트림과 코팅 조성물의 스프레이는 서로 이격된 관계로 유지되며, 간섭 효과는 코팅 조성물이 기재의 표면상에 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시킨다. 방법은 기재의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하도록 기재의 표면에 걸쳐 상기 코팅 조성물을 침착시키는 단계를 포함한다.

보다 상세하게는, 본 발명은 기재의 표면에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기재의 표면위에 적어도 하나의 코팅 조성물 디스펜서를 제공하는 단계로서, 상기 코팅 조성물 디스펜서는 코팅 조성물의 스프레이를 상기 기재의 표면을 향해 지향시키도록 배향되는, 단계와, 기재의 표면위에 적어도 하나의 가스 디스펜서를 제공하는 단계로서, 상기 가스 디스펜서는 가스의 스트림을 상기 기재의 표면을 향해 지향시키도록 배향되는, 단계를 포함한다. 상기 방법은 코팅 조성물의 스프레이를 분배하도록 코팅 조성물 디스펜서를 작동시키고, 동시에 가스 스트림을 분배하도록 가스 디스펜서를 작동시키는 단계를 포함한다. 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 기재의 표면에 인접한 간섭 효과가 생성되도록 가스 스트림과 코팅 조성물의 스프레이가 서로 이격된 관계로 유지되며, 상기 간섭 효과는 상기 코팅 조성물이 상기 기재의 표면상에 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시킨다. 상기 방법은 기재의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하도록 상기 기재의 표면에 걸쳐 상기 코팅 조성물을 침착시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 변형예에 있어서, 코팅 조성물 디스펜서는 한 쌍의 가스 디스펜서 사이에 개재될 수 있으며, 모든 디스펜서는 기재의 표면 위에 위치된다. 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 기재 표면에 인접하게 간섭 효과가 발생되도록 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림은 서로 이격된 관계로 유지되며, 코팅 조성물은 기재의 표면에 걸쳐 한 쌍의 대향 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 다수의 코팅 조성물 디스펜서와 가스 디스펜서가 기재의 표면 위에 제공되어 기재의 표면상에 다수의 코팅을 제공할 수 있으며, 코팅의 적어도 일부분은 적어도 하나의 페이드 영역을 포함한다. 본 발명은 또한 기재의 표면의 하나 이상의 별개의 부분상에 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 제공하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 기재의 표면에 걸쳐 형성된 적어도 하나의 코팅을 갖는 기재를 포함하는 제품에 관한 것으로, 상기 코팅은 적어도 하나의 페이드 영역을 포함한다. 양호한 실시예에 있어서, 기재는 유리 예컨재 유리 부유 리본 또는 개개의 유리 시트이고, 코팅은 그중 적어도 하나가 페이드 영역을 포함하는 하나 이상의 금속 산화물 코팅이다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 제품의 표면상에 침착시키는 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 대체로 수평한 평면내에 놓이는 제품 이동 경로를 따라 제품을 하류 방향으로 이동시키는 수단과, 상기 제품 이동 경로위로 이격된 관계로 위치되어 코팅 조성물의 스프레이를 제품 이동 경로를 향해 하방으로 지향시키는 코팅 조성물 디스펜서와, 상기 제품 이동 경로위로 이격된 관계로 위치되며 또한 상기 코팅 조성물 디스펜서로부터 상기 제품 이동 경로의 종방향 축에 대체로 수직한 선을 따라 이격되며 가스 스트림을 상기 제품 이동 경로를 향해 하방으로 지향시키는 가스 디스펜서를 포함한다. 코팅 조성물 디스펜서와 가스 디스펜서는 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 간섭 효과를 발생시키도록 서로에 대해 위치되며, 상기 간섭 효과는 상기 코팅 조성물이 상기 제품 이동 경로를 따라 운반된 제품의 표면을 향해 지향될 때 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시킨다.

본 발명은 제품의 표면상에 적어도 하나의 페이드 영역(fade zone)을 갖는 코팅을 형성하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 움직이는 유리의 부유 리본의 일부분위에 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 하나 이상의 금속 산화물 코팅을 열분해적으로(pyrolytically) 침착시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그 표면에 걸쳐 형성된 적어도 하나의 페이드 영역을 포함하는 코팅을 갖는 제품에 관한 것으로서, 특히 상기 코팅된 부유 유리 리본으로 제조된 제품에 관한 것이다.

도 1은 리본형 연속 기재에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅을 침착시키는 장치의 사시도,

도 2는 코팅 조성물 스프레이와 가스 스트림 사이의 간섭 효과의 형성을 도시하는, 도 1의 기재의 평면도,

도 3은 그 위에 페이드 영역을 갖는 코팅의 침착을 도시하는 도 1의 기재의 일부의 측면도,

도 4는 리본형 연속 기재의 표면에 걸쳐 다수의 페이드 영역을 갖는 다수의 코팅을 침착시키는 장치, 특히 기재의 표면에 걸쳐 각각 한 쌍의 대향 페이드 영역을 갖는 두 이격된 코팅을 침착시키는 장치의 사시도,

도 5는 각각 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 갖는 두 개의 이격된 코팅을 기재의 표면에 걸쳐 침착시키기 위해 다수의 코팅 조성물 스프레이와 다수의 가스 스트림 사이의 간섭 효과의 형성을 도시하는 도 4의 기재의 평면도,

도 6은 도 5의 코팅된 기재의 측면도로서, 기재의 표면에 걸쳐 침착된 두 개의 이격된 코팅 각각의 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 도시하는 도면,

도 7은 기재의 표면에 걸쳐 침착된 각각 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 구비하는 한 쌍의 이격된 코팅을 갖는 리본형 연속 기재의 사시도로서, 코팅된 기재의 섹션을 세분화하고, 각각의 세분화된 부분은 기재의 표면에 걸쳐 침착된 단일 페이드 영역을 갖는 단일 코팅을 갖는 도면,

도 8은 자동차의 방풍 유리, 측면창 및 후측창에 구배 페이드 영역을 갖는 코팅을 포함하는 자동차의 사시도.

본 발명 및 그의 사용을 인식하기 위해, 본 발명이 적용될 수 있는 공정 및 장치의 배경에서 본 발명을 고려하는 것이 편리하다. 본 발명은 본 명세서의 일부를 형성하는 도면을 참조로 기술한 다음의 양호한 실시예에 대한 설명에 비추어 보다 명확이 이해될 것이다. 도면에서 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 부여한다.

도 1을 참조하면, 기재 또는 가공물(31)에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 침착시키는 코팅 스테이션(20)이 도시되어 있다. 간단성을 위해, 페이드 영역을 갖는 코팅이 침착되는 가공물(31)은 이하의 설명에서 유리 부유 리본으로 규정되지만, 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 유리 부유 리본, 심지어 유리 기재 또는 리본형 기재에 한정되는 것은 아니며 페이드 영역을 갖는 코팅이 요구 또는 요망되는 임의의 기재를 포함한다. 코팅 스테이션(20)은 운반 설비(24), 예컨대 도 1에 도시된 바와 같은 다수의 이격된 운반 롤러(그러나 이에 한정되지 않음) 위에 위치된 코팅 장치(22)를 포함한다. 양호한 실시예에 따르면, 참조부호(26)로 표시된 코팅 스테이션(20)의 상류 단부에는 부유 형성 챔버(도시안됨)로부터 연장하는 유리 제거 및 운반 설비가 있으며, 부유 형성 챔버에서는 유리가 용융 주석상에 부유함으로써 연속 리본으로 형성된다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 코팅 스테이션(20)으로 진입하여 그것을 통과하는 가공물(31)은 충분히 뜨거운, 예컨대 약 1000℉ 내지 약 1500℉(약 538℃ 내지 약 815℃)의 범위인 유리 리본이며, 후술되는 바와 같이 코팅 스테이션(20)에서 유리 리본상에 침착되는 코팅 반응체의 고온 열분해에 필요한 열을 제공한다. 참조부호(28)로 표시된 코팅 스테이션의 하류 단부에는 유리 리본을 어닐링하여 유리내의 내부 응력을 예컨대 리본의 절단에 적합한 정도로 감소시키기 위해 유리 리본이 제어적으로 냉각되는 어닐링 가마(annealing lehr)가 있을 수 있다. 코팅 스테이션(20)은 돈리 등에 허여된 미국 특허 제 3,660,061 호에 도시되고 개시된 방식으로 부유 형성 챔버와 어닐링 가마 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 상기 특허는 본 명세서에 참조로 인용된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 노내에서 가열되어 코팅 스테이션(20) 및 유리를 템퍼링하기 위한 템퍼링 급랭을 통해 또는 유리를 어닐링하기 위한 어닐링 가마를 통해 운반되는 유리의 별개의 시트 또는 판을 처리하는 공정과 함께 적용될 수 있음을 인식하여야 한다. 또한, 코팅 스테이션(20)에 대한 가공물(31)의 운동은 상대적이며, 본 발명의 변형예에 있어서 가공물(31)은 고정적으로 유지되며 하나 이상의 코팅 스테이션이 가공물의 하나 이상의 표면에 걸쳐 이동하여 가공물(31)의 하나 이상의 표면에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 하나 이상의 코팅을 제공할 수 있음을 인식하여야 한다.

계속 도 1을 참조하면, 코팅 스테이션(20)은 상류에 위치되는 제 1 배출 조립체(32)를 포함하며, 제 1 배출 조립체는 제 2 배출 조립체(34)로부터 이격된다. 제 1 배출 조립체(32)와 제 2 배출 조립체(34) 사이에는 코팅 장비(이하에 상세히 기술됨)가 위치된다. 배출 조립체(32, 34)는 그 상단이 외부 배출 설비(도시안됨)에 연결되어 코팅 스테이션(20)으로부터 증발 및 반응의 생성물 및 원하지 않은 공기를 방출한다. 코팅 장비는 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)를 포함하는데, 이들은 각각 가공물(31) 위에 위치된다. 각각의 디스펜서(36, 38)는 각각의 재료(이하에 상세히 설명됨)를 가공물(31)의 운반 평면을 향해 그에 대체로 수직하게 즉, 가공물(31)의 표면(39)을 향해 분배하도록 배향된다. 가스 디스펜서(38)는 도 1에 도시된 바와 같이 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 수직한 선을 따라 코팅 조성물 디스펜서(36)로부터 이격되어 있다. 이러한 이격 관계는 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)에 의해 분배되는 각각의 재료 사이의 간섭 효과를 발전시킬 수 있으며, 이것은 코팅 조성물이 이하에 상세히 설명되는 바와 같이 페이드 영역을 갖도록 침착되도록 한다.

코팅 조성물 디스펜서(36)는 코팅 스테이션(20)을 통해 화살표(42) 방향으로 운반 설비(24)상에서 이동할 때 가공물(31)의 적어도 일부분을 향해 그 위로 코팅 조성물(40)을 분배한다. 양호한 코팅 조성물 디스펜서(36)는 분무화된 액체 코팅 조성물을 스프레이하는 스프레이 디스펜서이다. 코팅 조성물 디스펜서(36)는 팬형 또는 원추형 스프레이내의 코팅 조성물(40)을 가공물(31)의 표면(39)의 적어도 일부분상으로 대체로 원형이거나 또는 타원형인 스프레이 패턴으로 분배하도록 선택되는 것이 바람직하다. 타원형 스프레이 패턴(44)이 도 2에서 가공물(31)의 표면을 가로지르도록 도시되어 있다. 코팅 조성물 디스펜서(36)에 의해 제공된 팬형 또는 원추형 스프레이의 크기 및 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가공물(31) 사이의 거리는 원형 또는 타원형 스프레이 패턴이 가공물(31)의 표면의 소망 부분을 덮도록 조절된다. 코팅 조성물 디스펜서(36)를 통한 코팅 압력 및 체적은 가공물(31)의 표면(39)상에 소망 또는 요구되는 코팅 패턴 및 두께를 침착시키도록 선택적으로 제어된다.

가스 디스펜서(38)는 코팅 조성물(40)과 마찬가지로 가공물(31)의 표면을 가로지르는 가공물(31)을 향한 스트림으로 가스(46)를 분배한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "스트림"은 임의의 가스 흐름을 포함하지만 이하에 상세히 설명된 간섭 효과를 발전시키기 위해 대체로 원형이거나 또는 타원형인 패턴이 특히 바람직하다. 타원형 가스 스트림 패턴(48)이 도 2에서 가공물(31)의 표면을 가로지르는 것으로 도시되어 있다. 가스 디스펜서(38)에 의해 제공된 가스 스트림의 크기와 가스 디스펜서(38)와 가공물(31) 사이의 거리는 가스 스트림이 가공물(31)의 표면(39)의 소망 또는 요구되는 부분을 덮도록 조절된다. 가스는 코팅 조성물(40)과 화학적으로 반응하지 않는 가스나 또는 가공물(31)의 표면(39)에 걸쳐 코팅(47)을 제공하도록 화학적으로 순조롭게 반응하는 가스를 포함할 수 있다. 양호한 가스로는 공기, 불활성 가스 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 불활성 가스는 질소와, 아르곤 및 크립톤을 포함하는 귀 가스(noble gas)와, 이들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 중요한 특징은 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)가 가공물(31) 위에 위치되며 또한 코팅 조성물 타원형 스프레이 패턴(44)과 가공물(31)의 표면(39)에 인접한 가스 스트림 사이에 간섭 효과가 발생되어 그 뒤 코팅 조성물(40)이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 페이드 영역(49)을 갖는 코팅(47)으로 가공물(31)의 표면(39) 위에 침착되도록 서로 상대적으로 위치된다. 보다 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 코팅(47)은 코팅 조성물 스프레이 패턴(44)이 표면(39)상으로 침착될 때 간섭 효과를 거의 또는 전혀 받지 않는 가공물(31)의 영역 위에서 최고로 두껍다. 코팅(47)은 간섭 효과가 관찰되는 영역에서 코팅이 가공물(31)의 표면 위에 침착되지 않을 때까지 두께가 감소하거나 또는 쇠퇴한다.

페이드 영역의 형성은 가공물(31)이 가공물(31)의 표면(39) 위에 열장벽(thermal barrier)을 형성하는 충분히 높은 온도인 경우 촉진된다. 열장벽이 형성되는 온도를 설정하는 중요한 인자는 코팅 조성물의 끓는점이다. 일반적으로, 캐리어 또는 용매가 코팅 조성물의 가장 큰 비율을 구성하는 경우, 캐리어 또는 용매의 끓는점이 열장벽의 형성에 대한 지배적인 효과를 가질 것이다. 가공물(31)의 온도가 코팅 조성물 특히 코팅 조성물의 캐리어 또는 용매의 끓는점보다 높은 경우, 가공물(31)의 표면(39)에 접근하는 코팅 조성물의 방울의 적어도 일부분이 증발하기 시작한다. 이러한 증발 과정은 가공물(31)의 표면(39)상의 코팅 조성물 입자의 적어도 일부분의 침착을 방해 또는 방지하는 상방으로의 힘을 제공하는 작용을 하여 가공물(31)의 표면(39) 위로 코팅 조성물의 입자를 이하에서 상세히 기술되는 바와 같이 침착되거나 또는 제거될 때까지 부유시키는 작용을 하는 팽창 가스를 생성한다. 이러한 현상은 서모포레시스(thermophoresis)로 지칭될 수 있다. 예를 들면, 캐리어 조성물이 주로 수용인 경우, 용매 또는 캐리어의 끓는점이 대체로 약 100℃(212℉)이고 열장벽이 약 이 온도에서 형성될 것으로 기대된다.

가공물(31)의 온도는 종래의 공지된 수단, 예컨대 통상의 오븐 등에 의해 열장벽을 형성하도록 상승될 수 있다. 대안적으로, 가공물(31) 제조 공정은 가공물(31)에 열장벽을 형성하기에 충분한 가열을 부여하는 가열 작업, 예컨대 유리 프릿(frit)을 녹여서 용융 주석조(molten tin bath)위에 유리 부유 리본을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.

열장벽의 존재는 다음과 같은 이유에서 페이드 영역의 형성을 촉진한다고 여겨진다. 코팅 조성물 디스펜서(36)에 의해 가공물(31)의 표면(39)을 향해 지향된 코팅 조성물(40)의 입자는 통상적으로 수 개의 벡터로 이동하는 여러 가지의 질량 및 운동량을 갖는 입자를 포함하며, 이들의 대부분은 대체로 가공물(31)의 표면(39)을 향해 지향된다. 이들 입자는 가공물(31)의 표면을 향한 중력에 기인한 운동량 및/또는 가속도에 의해 운반된다. 이들 입자는 코팅 조성물 스프레이 패턴, 예컨대 타원형 스프레이 패턴(44)과 가공물(31)의 표면(39)의 교차에 의해 규정되는 영역내에 또한 그 주위에 가장 큰 농도로 침착되는 경향이 있다. 나머지 입자들은 상기 교차 영역으로부터 360°패턴으로 가공물(31)의 표면(39)을 따라 대체로 외측으로 연장하는 구배를 따라 그 자체가 침착되는 경향이 있다. 그러나, 가공물(31)이 운반 설비(24)에 의해 화살표(42)로 표시된 방향을 따라 적어도 가공물의 운반 평면의 종방향 축을 따라 운반될 때, 스프레이 패턴(44)하에서 연속 통과하는 가공물(31)의 표면(39)에 기인하여 코팅(47)이 침착되는 가공물(31)의 표면(39)의 부분에 대한 코팅(47)에서 구배 효과가 거의 또는 전혀 관찰되지 않는다. 구배 효과가 가공물(31)의 운반 평면에 대해 대체로 수직하게 연장하는 가공물(31)의 표면(39)에 대체로 평행한 선을 따라 즉, 부유 리본을 가로지르는 선을 따라 관찰될 수 있다. 예컨대 열분해 공정동안 가공물(31)의 표면(39)에 걸쳐 열장벽이 존재하는 경우, 이것은 상기와 같은 중력의 운동량 및 가속에 의해 제공된 힘에 대체로 반대되는 힘을 제공함으로써 가공물(31)의 표면(39)상에 이들 입자가 침착되는 것을 방해 또는 방지하는 경향이 있다. 이들 경쟁하는 힘 사이에서, 열장벽에 의해 제공된 상방 힘을 극복하기에 충분한 운동량 또는 질량을 갖는 코팅 조성물의 입자들만이 가공물(31)의 표면(39)상에 침착될 수 있다. 불충분한 질량 및 운동량을 갖는 입자들은 열장벽에 의해 가공물(31)의 표면(39) 위로 부유되어 이들이 배출 조립체(32 또는 34)에 의해 제거될 때까지 또는 중력의 작용, 냉각에 의한 열장벽의 소산 또는 이들 양자에 의해 열장벽의 상방 힘을 극복할 수 있을 때까지 부유된 상태로 남아있는다. 간섭 효과가 존재하지 않는 경우, 즉 가스 스트림(48)이 없는 경우, 이들 부유 입자는 가공물(31)을 가로질러 상당한 거리만큼 이동하여 매우 무작위적인 형태로 침착되어, 가공물(31)을 가로질러 즉, 가공물(31)의 종방향 운반 평면에 대체로 수직한 방향을 따라 매우 얼룩진 모습의 구배 코팅을 형성한다. 가스 스트림(48)이 제공되고 간섭 효과가 발생되는 경우, 코팅 조성물의 모든 부유 입자 또는 적어도 그 대부분이 가공물(31)을 가로질러 이동하는 것이 억제되고 배출 조립체(32, 34)에 의해 제거되어, 도면 특히 도 3에 도시된 바와 같이 가공물(31)을 가로지르는 코팅(47)에 대해 제어된 고른 모습의 페이드 영역(49)을 형성한다. 따라서, 표면(39)의 특정 영역 즉, 페이드 영역(49)을 지난 영역 위에 원하지 않은 코팅 조성물이 침착되는 것이 방지된다. 또한, 코팅 공정의 효율이 증가되는데, 이는 침착의 발생이 의도되지 않은 기재의 영역으로부터 코팅 조성물(40)을 제거하는데 부가적 단계가 요구되지 않기 때문이다.

인식될 수 있는 바와 같이, 열장벽이 존재하지 않더라도, 상기 간섭 효과는 고른 모습의 제어된 페이드 영역을 제공하도록 적용될 수 있다. 그러나, 공정의 효율은 다소 감소되는데, 이는 코팅 스테이션(20)내에 또한 소정 순간에 가스 스트림(48)의 영향을 직접 받는 표면(39)의 부분의 바로 상류 및 바로 하류에 있는 표면(39)의 부분에 코팅 조성물의 입자가 즉각적으로 침착되기 때문이다. 침착은 즉각적인데, 이는 존재시 상술한 바와 같이 입자들을 부유시키는 경향이 있는 열장벽이 존재하지 않는 것에 기인한다. 배출 조립체(32, 34)를 향해 가공물(31) 위에서 당겨지는 공정내의 소용돌이치는 코팅 조성물 입자들은 상기 입자 부유를 강제하는 열장벽이 없을 때 가공물(31)의 표면(39)상의 어느 곳이든, 심지어 페이드 영역을 지나 연장하는 표면(39)의 부분과 같이 침착이 요망되지 않는 가공물(31)의 표면의 부분위에도 즉각적으로 침착될 수 있다. 이것은 특히 코팅 조성물이 요망되지 않는 코팅 부분 또는 페이드 영역의 외측에 있는 표면(39)의 부분에 대해 가공물(31)의 표면(39)상의 코팅 조성물 입자의 침착을 제어 또는 지향시키는 간섭 효과의 능력을 다소 제한한다. 예컨대 침착의 발생이 의도되지 않은 가공물(30)의 표면(39)의 영역으로부터 코팅 조성물(40)을 제거하는데 부가적 단계가 요구되는 경우, 공정의 효율은 다소 감소될 수 있다.

전술한 바와 같이, 가스 스트림의 패턴 및 코팅 조성물 스프레이의 패턴은, 이들 사이에 간섭 효과가 발생되는 경우, 예컨대 원형 또는 타원형과 같은 임의의 기하학적 형상을 가질 수 있다. 또한, 다양한 특성을 갖는 페이드 영역을 구비한 코팅(47)을 제공하도록, 각각의 가스 스트림의 패턴과 코팅 조성물 스프레이의 패턴 사이의 상호작용이 적용될 수 있다.

예를 들면, 각각의 패턴이 장축 및 단축을 갖는 타원형인 경우, 각 타원의 장축은 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축과 소정 각도를 이룰 수 있다. 타원형 가스 스트림(48)의 장축과 코팅 조성물 스프레이 패턴(44)의 장축은 각각 동일한 선을 따르며, 이 선은 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 수직하다. 페이드 영역내에 약간 얼룩진 모습의 비교적 넓은 페이드 영역을 갖는 코팅(47)이 형성된다. 간섭 효과가 관찰되는 영역내의 난류 공기 흐름이 영역 및/또는 맴돌이 기류가 상기 얼룩진 효과를 야기한다고 여겨진다.

대안적으로, 예를 들면, 가스 스트림 및 코팅 조성물 스프레이 패턴(44)의 각각의 타원형 패턴의 타원의 장축은 각각 서로 평행하며 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축에 평행하며 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 수직한 선을 따라 서로 이격된 경우, 비교적 좁은 페이드 영역을 갖는 코팅(47)이 형성된다.

다른 대안적 실시예에 있어서, 코팅 조성물(40) 스프레이 패턴 및 가스 스트림이 모두 타원형이고 각 타원의 장축이 대체로 서로 평행하고 가공물(31)이 운반 평면의 종방향 축으로부터 대략 45°각도인 선을 따라 놓이는 경우, 맴돌이 기류 및/또는 난류 공기 흐름의 영역이 상당히 감소됨을 발견하였다. 이것은 가스(46)의 타원형 스프레이 패턴(48)의 장축(50)이 가공물(31)의 운반 평면(54)의 종방향 축과 대fir 45°각도를 이루는 경우가 도 2에 도시되어 있다. 마찬가지로, 코팅 조성물(40)의 타원형 스프레이 패턴(44)의 장축(56)은 가공물(31)의 운반 평면(54)의 종방향 축과 대략 45°각도를 이루고 장축은 서로 평행하다. 이 실시예에 있어서, 가공물(31)상에 얼룩이 없는 완만한 또는 고른 모습의 페이드 영역을 갖는 비교적 넓은 페이드 영역이 형성된다. 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)가 작동 압력, 작동 체적 및 가공물(31)로부터의 이격 거리의 견지에서 대체로 균형을 이룸으로써 각각의 가스 스트림 및 코팅 조성물 스프레이 패턴이 이러한 형태로 적용되고 얼룩 또는 갑작스런 페이드 영역 또는 드로우 라인(draw line)이 없는 소망의 완만한 고른 모습의 페이드 영역을 갖는 코팅(47)이 형성될 수 있음을 발견하였다.

본 발명은 기재에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 단일 코팅(47)을 형성하는 것에 한정되지 않으며 하나의 코팅보다 많은 형성을 포함한다. 예를 들면, 쌍을 이룬 다수의 코팅 조성물 디스펜서(36) 및 가스 디스펜서(38)가 배출 조립체(32, 34) 사이에서 서로의 상류 및/또는 하류에 위치되는 경우, 가공물(31)의 표면(39)에 걸쳐 각각 페이드 영역을 갖는 다수의 코팅(47)이 형성될 수 있다. 또한 예를 들면, 운반 설비(24) 위에 연속적으로 서로의 상류 또는 하류에 다수의 코팅 스테이션(20)을 설치함으로써 각각 페이드 영역을 갖는 다수의 코팅(47)이 침착될 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 있어서, 각각 페이드 영역을 갖는 다수의 코팅은 가공물(31)이 그 운반 평면을 따라 하류로 이동할 때 서로의 위에 침착될 수 있다. 또한, 페이드 영역을 갖지 않는 코팅을 형성하는 종래의 코팅 스테이션(도시안됨)이 본 발명의 다수의 코팅 스테이션과 혼합되어, 일부는 페이드 영역을 포함하고 일부는 페이드 영역을 포함하지 않는 코팅의 혼합을 기재에 걸쳐 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 가공물(31)의 표면(39)의 둘 이상의 분리된 부분이 각각 동시에 코팅(47)으로 덮여질 수 있는데, 여기서 코팅중 하나 이상은 적어도 두 개의 페이드 영역을 포함한다. 이러한 실시예는 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 대부분의 관점에서 도 2의 것과 유사한 코팅된 유리(60)를 준비하는 설비가 도시되어 있는데, 동일한 요소는 동일한 참조부호를 부여하며, 가공물(31)이 운반 평면에 대체로 수직한 선을 따라 이격된 3개의 가스 디스펜서(38) 사이에 배치된 2개의 코팅 조성물 디스펜서(36)를 포함하는 코팅 스테이션(62)을 포함한다. 양호한 실시예에 있어서, 가스 스트림 스프레이 패턴(48)과 코팅 조성물(44)의 스프레이 패턴은 타원형이며, 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 장축(50, 56)이 서로 평행하고 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축과 약 45°각도를 이루도록 위치된다. 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)는 각각 서로 이격되어 최소의 맴돌이 기류와 난류 유동에 의한 간섭 효과를 제공하는데, 이것은 기재(31)의 표면(39)에 걸쳐 두 코팅(64)을 침착시키며, 각각의 코팅(64)은 도 6에 도시된 바와 같이 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 갖는다.

도 7에는 인덱싱 시스템이 도시되어 있는데, 여기서 각각 적어도 두 개의 페이드 영역(49)을 갖는 두 개의 코팅(64)이 그 위에 침착된 가공물(31)이 절단 장치(도시안됨)에 의해 각각 단일 페이드 영역(49)을 그 위에 갖는 코팅을 포함하는 하부 부분(66, 68, 70, 72)으로 인덱스되거나 또는 절단된다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예는 두 개의 코팅 조성물 디스펜서(36)를 포함하지만, 인식될 수 있는 바와 같이 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 도 4 및 도 5에 도시된 방식으로 가스 디스펜서(38) 사이에 개재된 수 개의 코팅 조성물 디스펜서(36)가 사용되어 가공물(31)에 걸쳐 임의의 수의 코팅(64)을 제공한다.

인식될 수 있는 바와 같이, 코팅 조성물(40)은 본 발명을 한정하지 않으며, 가공물(31)을 향해 스프레이될 수 있고 가스 디스펜서(38)의 존재에서 간섭 효과의 형성을 받는 종래에 공지된 임의의 코팅 조성물일 수 있다. 열분해적 침착이 가능한 코팅 조성물이 바람직하다. 특히 양호한 것은 미국 특허 제 3,660,061 호의 컬럼 6, 라인 45 내지 컬럼 8, 라인 25, 미국 특허 제 4,719,126 호의 컬럼 2, line 18 내지 컬럼 4, 라인 60, 및 미국 특허 제 4,719,127 호의 컬럼 2, 라인 16 내지 컬럼 6, 라인 14에 개시된 것과 같은 금속 산화물 코팅 조성물이며, 상기 개시내용은 각각 본 명세서에 참조로 인용된다.

이하, 본 발명이 효과적이라고 밝혀진 선택된 파라미터의 비제한적 예를 설명한다. 많은 코팅 적용에 대해서, 코팅 조성물 디스펜서(36)는 가스 공급장치, 통상적으로는 공기 공급장치를 갖는 표준 분무 스프레이 노즐을 포함할 수 있는데, 이 공기 공급장치는 제곱인치 게이지당 약 30 내지 60 파운드(pound per square inch gauge: psig)의 범위내의 압력에서, 분당 약 2 내지 20 표준 입방피트(standard cubic feet per minute: scfm)[분당 57 내지 570 표준 리터(standard liters per minute: slpm)]의 범위내의 체적 흐름, 바람직하게는 약 3 내지 6 scfm(85 내지 170 slpm)에서 작동될 수 있다. 코팅 조성물은 약 1 내지 20 psig의 압력에서 분당 약 25 내지 200 ㎖(0.8 내지 6.8 액량 온스)의 유체 유량으로 노즐을 통해 분배된다. 코팅 조성물 디스펜서(36)는 가공물(31)로부터 임의의 거리에서 작동되어 적합한 페이드 영역을 제공하는 소망의 코팅 두께 및 코팅 면적을 제공한다. 가스 디스펜서가 후술되는 바와 같이 동시에 적용되는 경우 페이드 영역을 포함하는 코팅(47)의 폭이 약 9인치(22.9 ㎝)일 때 비교적 완만한 페이드 영역을 갖는 가장 두꺼운 지점이 약 500 내지 약 1000Å 범위인 코팅을 제공하는데 약 10인치(25.4 ㎝)의 거리가 적합하다고 밝혀졌다. 가스 디스펜서(38)가 작동하는 압력은 가공물(31)로부터의 간격과 코팅 조성물 디스펜서(36)로부터의 간격과 조합하여 적합한 페이드 영역을 생성하는데 바람직한 간섭 효과를 제공하는 범위내이다. 예를 들면, 가스 디스펜서(38)는 가공물(31)위로 약 10인치(25.4 ㎝)의 거리만큼 이격될 때 약 2 내지 20scfm(57 내지 570 slpm)의 범위내의 체적 유량, 보다 바람직하게는 약 3 내지 6 scfm의 범위내의 체적 유량에서 약 30 내지 약 60 psig의 공기압에 의해 작동되는 표준 스프레이 노즐을 포함할 수 있다. 코팅 조성물 디스펜서(36)로부터의 가스 디스펜서(38)의 간격은 소정 적용에 대해 최적 페이드 영역을 제공하도록 변할 수 있다. 그러나, 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 수직한 선을 따라 약 8인치(약 20.3 ㎝)의 거리를 갖는 공간이 상기 작동 파라미터내에서 작동되는 가스 디스펜서(38)와 코팅 조성물 디스펜서(36)에 대해 상기 적합한 페이드 영역을 제공함이 밝혀졌다.

그 운반 평면을 따른 가공물(31)의 이동 속도는 소망 두께의 코팅을 제공하도록 상기 유량을 따라 변한다. 상기 범위의 파라미터내에서, 분당 약 100 내지 600 인치(분당 약 254 내지 약 1524 ㎝) 범위의 선 속도가, 코팅 조성물(40)이 약 1000℉ 내지 1500℉(약 538℃ 내지 약 815℃) 범위의 온도내에 유지될 때 코팅 조성물이 가공물 위에 분배된 수성 서스펜션내에 약 10 내지 25% 고체 농도의 금속 아세틸아세토네이트를 포함하는 경우, 가장 두꺼운 지점의 두께가 약 500 내지 1000Å인 코팅, 특히 열분해적으로 침착된 금속 산화물 코팅을 제공하기에 적합하다고 밝혀졌다.

상기 파라미터 및 주어진 범위는 예시를 위한 것으로 비제한적인 것을 의미한다. 그러나, 어떠한 작동 파라미터가 선택되든 다음의 상호관계가 얻어지는 것이 바람직하다. 도 3을 참조하면, 코팅 조성물(40) 및 가스(46)의 스프레이 패턴의 측면도가 도시되어 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 각각의 스프레이 패턴은 앞에서 일반적으로 팬형 또는 원추형으로 기술되었지만, 이것은 특히 그 외측 에지가 대체로 포물선을 형성하는 벨형(bell-like) 곡선으로 지칭될 수 있는 것을 형성한다. 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)가 기재(31)의 표면(39)위로 충분히 이격된 경우, 각각의 스프레이 또는 유동 패턴의 외측 에지는 궁극적으로 본질적으로 수직하며 기재(31)의 표면(39)에 대체로 수직하게 표면(39)을 가로지르는 유동 라인을 따라 흐른다. 이 점에서, 각각의 유동 패턴은 각 디스펜서와 기재(31)간의 거리가 증가함에 따라 뚜렷이 변하지 않는 표면적에 걸쳐 기재(31)와 충돌한다. 따라서, 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)가 가공물(31)의 표면(39) 위에서 유지되는 양호한 최소 거리는 각 스프레이 패턴의 벨형 곡선의 외측 에지가 표면(39)에 대체로 수직하게 표면(39)을 가로지를 수 있도록 하는 거리이다. 보다 큰 거리가 선택될 수 있지만, 이것은 대체로 불필요하며 적절한 코팅을 보장하기 위해 보다 큰 작동 압력 및/또는 체적을 요구할 수 있다.

전술한 바와 같이 가공물(31)의 표면(39) 위로 코팅 조성물 디스펜서(36)와 가스 디스펜서(38)를 유지하는 적절한 거리의 범위를 선택할 때, 각각의 분배 압력 및 체적이 다음과 같이 경계지어지는 범위를 갖도록 선택되어야 한다. 이 거리에 대한 압력 및 체적의 상한값은, 모든 또는 거의 모든 코팅 조성물 입자가 열장벽을 뚫고 나가서 기재(31)의 표면(39)상에 침착되도록 하여 표면 위의 코팅 조성물 입자의 부유 및 상기 소망의 간섭 효과를 제거하여, 페이드 영역의 형성을 방지하는 코팅 조성물 디스펜서(36)에 대한 압력 및 체적이다. 가스 디스펜서(38)의 거리에 대한 압력 및 체적의 상한값은, 간섭 효과가 유사하게 소실되어, 마찬가지로 소망 페이드 영역의 형성을 방지하는 난류 유동을 생성하는 압력 및 체적이다. 코팅 조성물 디스펜서(36)의 거리에 대한 압력 및 체적의 하한값은, 불충분한 코팅 조성물이 표면을 향해 지향되어 기재상에 너무 얇은 코팅을 제공하는 너무 작은 압력 및 체적이다. 이 거리에 있는 가스 디스펜서(38)에 대한 압력 및 체적의 하한값은 간섭 효과를 형성하기에 불충분하여 가공물(31)의 모든 또는 거의 모든 표면(39)에 걸쳐 코팅 조성물 입자를 침착시켜 소망 페이드 영역의 형성을 방지하는 압력 및 체적이다.

전술한 바와 같은 범위내의 각각의 작동 압력 및 체적에 따라 기재(31)의 표면(39) 위로의 각 디스펜서(36, 38)의 거리를 선택하여, 가공물(31)의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 수직한 선을 따른 각 디스펜서(36, 38)간의 거리는 소망 간섭 효과를 제공하는 범위내에서 선택될 수 있다. 간섭 효과는, 다른 효과중에서 대체로 고른 페이드 영역 즉, 얼룩이 적은 균일한 페이드 영역을 형성하도록 또는 기재(31)의 표면(39)의 코팅된 부분 및 코팅되지 않은 부분간의 경계의 가시적 선을 제공하도록 선택되어야 한다. 소망의 간섭 효과를 얻는 각 디스펜서간의 간격은 또한 각 스프레이 패턴의 기하학적 형상중 어느 하나가 원형이 아닌 경우 영향을 받는다. 예를 들면, 전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 각각의 가스 및 코팅 조성물 스프레이 패턴이 장축 및 단축을 갖는 타원형인 경우 대체로 고른 페이드 영역을 얻기 위해 각 타원형 스프레이 패턴의 장축은 서로 평행하고 가공물(31)의 종방향 운반 평면과 약 45°각도를 이루도록 배열되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 다른 인자를일정하게 유지하면서 디스펜서(36, 38)간의 간격을 감소시키면 기재(31)의 표면(39)의 코팅된 부분과 코팅되지 않은 부분간의 경계의 명백한 드로우 라인이 형성되어 얼룩진 불균일한 페이드 영역이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 일반적으로, 다른 인자를 일정하게 유지하면서 디스펜서(36, 38)간의 간격을 증가시키면, 간접 효과가 소멸되어 코팅 조성물 입자가 가공물(31)의 모든 또는 거의 모든 표면(39)에 걸쳐 침착되므로 소망 페이드 영역의 형성을 방지한다.

인식될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 임의의 특정한 적용에 제한되는 것이 아니며, 임의의 기재위에 페이드 영역을 갖는 임의의 코팅이 요구되는 경우 사용될 수 있다. 그러나, 특히 양호한 실시예에 있어서, 본 발명은 기재, 특히 유리 기재에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 열분해적으로 침착된 코팅을 제공하는데 적용된다.

비제한적인 예로서, 본 발명은 육상 차량, 해상 차량, 공중 차량 및 우주 차량에 사용되는 유리 기재 또한 빌딩 등과 같은 건축 구조물에 사용되는 유리 기재와 같은 유리 기재에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 차양 밴드, 프라이버시 밴드/코팅 및/또는 장식적/심미적 밴드/코팅을 형성하는데 특히 유용하다. 본 명세서에서 사용된 용어 "차양 밴드"는 유리 기재를 통해 투과되는 광 에너지 특히 가시광 에너지의 양을 감소시키는 기능을 하는 하나 이상의 코팅으로 코팅된 유리 기재의 부분을 지칭한다. 차양 밴드는 일반적으로 예컨대 자동차 방풍 유리의 일부분을 따라 특히 자동차의 지붕선에 인접한 방풍 유리 부근에 적용되어 방풍 유리를 통해 투과되는 태양광의 양을 감소시켜 자동차 승객의 안락을 위한 차양 밴드를 제공한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "프라이버시 밴드" 또는 "프라이버시 코팅"은 차량이나 빌딩의 외부로부터 유리 기재를 통해 차량이나 빌딩의 내부를 볼 수 있는 능력을 방지하거나 감소시키는 기능을 하는 하나 이상의 코팅으로 코팅된 유리 기재의 부분을 지칭한다. 이러한 코팅이 유리 기재의 일부분상에만 존재하는 경우, 프라이버시 밴드로 지칭될 수 있다. 예컨대 자동차 측면창과 같이, 이러한 코팅이 전체 유리 기재에 걸쳐 존재하는 경우 프라이버시 코팅으로 지칭될 수 있다. 프라이버시 코팅 및 프라이버시 밴드는 예컨대 자동차의 측면창 및 후측창에 적용되어 자동차 승객에 프라이버시를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "장식적/심미적 밴드/코팅"은 유리 기재에 장식적 심미적 외관을 제공하는 기능을 하는 "밴드" 또는 "코팅"을 지칭한다. 이러한 밴드 또는 코팅은 부수적으로 차양 또는 프라이버시를 제공할 수 있지만, 장식적/심미적 코팅 또는 밴드의 주 기능은 상기 장식적 심미적 기능을 제공하는 것이다. 디자인에 의해 프라이버시, 차양 및/또는 심미적 기능을 복합적으로 수행하는 밴드 또는 코팅이 또한 특정한 응용에 대해 적용될 수 있다.

상기 차양 밴드/코팅, 프라이버시 밴드/코팅 및/또는 장식적/심미적 밴드/코팅 적용 각각에 있어서, 본 발명은 프라이버시, 차양 및/또는 심미적 밴드/코팅으로 피복된 유리 기재의 제 1 부분과 프라이버시, 차양 및/또는 심미적 밴드 코팅으로 피복되지 않은 유리 기재(또는 인접한 유리 기재)의 제 2 부분 사이에 페이드 영역을 갖는 프라이버시, 차양 및/또는 심미적 밴드/코팅을 제공하도록 적용될 수 있다.

예를 들어, 도 8을 참조하면, 방풍 유리(82), 후측창(84) 및 측면창(86, 88, 90)을 포함하는 자동차(80)가 도시되어 있다. 방풍 유리(82)는 페이드 영역을 갖는 차양 밴드(92)를 포함한다. 차양 밴드(92)는 본 발명에 따라 방풍 유리(92)의 표면상에 침착된 코팅으로 형성된다. 차양 밴드(92)는 방풍 유리(92)의 내측 또는 외측 표면상에 형성될 수 있다. 마찬가지로, 가상선으로 도시된 후측창은 페이드 영역(49)을 갖는 차양 밴드(94)를 포함한다. 차양 밴드(94)는 본 발명에 따라 후측창(84)의 표면상에 침착된 코팅으로 형성된다. 차양 밴드(94)는 후측창(84)의 내측 또는 외측 표면상에 형성될 수 있다.

도 8에는 또한 프라이버시 코팅이 침착되지 않은 측면창(86)을 포함한다. 그와 반대로, 측면창(90)은 프라이버시 코팅을 포함한다. 측면창(88)은 프라이버시 코팅(98)이 침착되지 않은 측면창(88)의 부분(100)을 제공하도록 희미해지는 페이드 영역(49)을 갖는 프라이버시 코팅(98)을 포함한다. 이러한 형태에 있어서, 측면창(88)은 완전 프라이버시 코팅(96)을 포함하는 측면창(90)과 프라이버시 코팅이 침착되지 않은 측면창(86)간의 심미감을 주는 전이(transition)를 제공하도록 기능한다. 페이드 영역을 포함하는 프라이버시 코팅(98)은 본 발명에 따라 형성되었다. 프라이버시 코팅(96, 98) 중 어느 하나가 각각의 측면창(90, 88)의 내측 및 외측 표면 중 어느 하나상에 침착될 수 있다.

인식될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 도 8에 도시된 정밀한 실시예에 한정되지 않으며, 도 8에 도시된 방풍 유리(82), 후측창(84) 또는 측면창(86, 88, 90) 중 임의의 것상에 차양 밴드 코팅, 프라이버시 밴드, 프라이버시 코팅, 심미적 밴드, 심미적 코팅 또는 이들의 혼합 중 임의의 것을 포함시키는 것은 본 발명의 범위내에 있다. 예를 들면, 인식될 수 있는 바와 같이, 후측창(84)상에 차양 밴드(94) 대신에 또는 그에 부가하여 프라이버시 코팅(도시안됨)을 침착시킬 수 있으며, 이러한 프라이버시 코팅은 본 발명에 따른 페이드 영역을 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다.

본 발명의 페이드 영역을 갖는 코팅은 전술된 차양, 프라이버시 및/또는 심미적 기능외에 유리 또는 다른 기재에 자외선 흡수, 저방사(low emissivity), 반사방지 성능을 제공하는 것 등과 같은 다른 기능을 제공할 수도 있다. 또한, 페이드 영역을 갖는 본 발명의 코팅이 소정 기능(예컨대, 차양)을 위해 존재할 수 있으며, 또한 하나 이상의 다른 코팅과 결합하여 코팅된 제품에 부가적 기능(예컨대, 저방사, 컬러 등)을 제공할 수 있다.

본 발명은 다음의 비제한적 특정 실시예에 대한 설명을 통해 더욱 이해될 것이다.

예 1

길이가 약 30 인치(76 ㎝)이고 폭이 약 25 인치(64 ㎝)이고 두께가 약 0.25 인치(0.64 ㎝)인 투명 부유 유리의 시트를 오븐내에서 약 1150℉(621℃)의 온도까지 가열하였다. 가열된 유리 시트를 오븐에서 제거하여 즉시 운반 롤러의 세트상의 스프레이 열분해 장치의 코팅 스테이션내로 도입시켰다. 운반 롤러의 세트는 유리 시트가 코팅 스테이션을 통해 분당 약 250 인치(635 ㎝)의 선 속도로 이동하도록 하였다.

코팅 스테이션은 폭이 약 12 인치(30 ㎝)이고 길이가 약 36 인치(91 ㎝)인 제 1 배출 조립체를 포함하는데, 이 제 1 배출 조립체는 거의 동일한 치수를 갖는 제 2 배출 조립체로부터 대략 15 인치(38 ㎝) 이격되어 있다. 배출 조립체는 각각 유리 기재위로 약 2 인치(5.08 ㎝) 이격되었고 각각 분당 약 350 표준 입방피트(이하, "scfm"이라 칭함)의 공기량으로 작동되었다.

배출 조립체간의 대략 중간에 코팅 조성물 디스펜서를 위치시켰다. 코팅 조성물 디스펜서는 통상의 압축 공기 분무 스프레이 노즐을 포함하였다. 코팅 조성물 디스펜서를 유리 시트의 표면에 대체로 수직하게 코팅 조성물을 분배하도록 배향하고 유리 시트위로 약 10 인치(25.4 ㎝) 이격시켰다. 물에 분산된 17% 고체 농도의 코발트-크롬-철 아세틸아세토네이트를 포함한 코팅 조성물을 코팅 조성물 디스펜서를 통해 분당 약 75 ㎜(2.5 액량 온스)의 비율로 또한 약 8 psig의 압력으로 분배하였다. 코팅 조성물은 장축이 약 16 인치(41 ㎝)이고 단축이 약 8 인치(20 ㎝)인 타원으로 유리 시트를 가로지르는 대체로 타원형인 패턴으로 침착되었다. 타원의 장축은 코팅 스테이션을 통해 유리 시트의 운반 평면의 종방향 축에 대해 대체로 약 45°각도를 이루었다.

통상의 압축 공기 분무 스프레이 노즐을 포함한 가스 디스펜서를 유리 시트의 표면에 대체로 수직한 공기 스트림을 분배하도록 배향하였다. 노즐을 유리 시트위로 약 10 인치(25.4 ㎝) 이격시켜 위치시켰다. 가스 디스펜서를 코팅 조성물 디스펜서로부터 코팅 스테이션을 통해 유리 시트의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 평행한 선을 따라 대략 8 인치(20 ㎝) 이격되도록 위치시켰다. 대기의 압축 공기를 가스 디스펜서를 통해 약 5 scfm의 비율로 약 50 psig의 압력으로 분배하였다. 공기 스트림 패턴은 유리 시트를 가로지르는 곳에서 대체적으로 타원형 패턴이었으며, 타원은 약 16 인치(41 ㎝) X 약 8 인치(20 ㎝)의 치수를 가졌다. 타원의 장축은 코팅 스테이션을 통해 유리 시트의 운반 평면의 종방향 축에 대해 약 45°각도를 이루었다.

코팅 조성물 디스펜서와 가스 디스펜서는 간섭 효과를 형성하였으며, 이러한 간섭 효과는 완만한 고른 모습의 페이드 영역을 갖는 코발트-크롬-철 금속 산화물 코팅의 열분해적 침착을 야기하였다. 가장 두꺼운 곳에서의 코팅의 두께는 코팅 스테이션을 통해 유리 시트의 운반 평면의 종방향 축을 따라 대체로 유리 시트의 종방향 에지를 따라 연장하는 코팅 조성물 디스펜서의 아래에 있는 영역과 대체로 대응하는 영역내에서 대략 500Å이었다. 페이드 영역은 유리 시트의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 수직한 선을 따라 즉, 유리 시트를 가로질러 연장하였다. 육안 관찰에 의해, 코팅은 유리 시트의 종방향 에지로부터 대략 5 인치(13 ㎝)만큼 완전하게 일반적으로 고르게 희미해지는 것처럼 보여, 시트상에 페이드 영역을 갖는 차양 밴드를 형성하였으며, 차양 밴드의 폭은 페이드 영역을 포함하여 대략 5 인치(13 ㎝)였다.

상기 예는 본 발명을 설명하기 위해 제공되었으며, 본 발명을 한정하려는 것은 아니다. 다음의 특허청구범위에 의해 규정되는 본 발명의 범위내에 다양한 변형이 포함될 수 있다.

Claims

기재의 표면에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역(fade zone)을 갖는 코팅을 형성하는 방법에 있어서,

코팅 조성물의 스프레이와 가스의 스트림을 동시에 기재의 표면을 향해 지향시키는 단계와,

상기 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 상기 기재의 표면에 인접한 간섭 효과가 생성되도록 상기 가스 스트림과 코팅 조성물의 스프레이를 서로 이격된 관계로 유지시키는 단계로서, 상기 간섭 효과는 코팅 조성물이 상기 기재의 표면상에 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시키는, 단계와,

상기 기재의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하도록 기재의 표면에 걸쳐 상기 코팅 조성물을 침착시키는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 지향 단계와 상기 침착 단계동안 상기 기재 위에 열장벽을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 2 항에 있어서,

(a) 열분해적 침착이 가능한 코팅 조성물을 선택하는 단계와,

(b) 상기 기재의 표면에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 열분해적으로 침착된 코팅을 제공하도록 상기 지향 단계 및 침착 단계 동안 코팅 조성물을 열분해하는 온도로 상기 기재를 유지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 3 항에 있어서,

(a) 상기 기재위에 코팅 스테이션을 위치시키는 단계로서, 상기 코팅 스테이션은 코팅 스테이션으로부터 코팅 조성물의 증발 및 반응에 의한 가스와 생성물을 제거하기 위해 서로 이격된 적어도 한 쌍의 배출 조립체를 포함하며, 상기 한 쌍의 배출 조립체는 그들 사이에 코팅 조성물 디스펜서와 가스 디스펜서를 유지하는, 단계와,

(b) 상기 기재의 표면에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 열분해적으로 침착된 코팅을 제공하도록 상기 기재와 코팅 스테이션을 서로에 대해 이동시키는 수단을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 이동 수단은 대체로 수평한 운반 평면을 따라 상기 기재를 운반하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 코팅 조성물 디스펜서는 상기 기재의 표면에 걸쳐 대체로 타원형 패턴의 코팅 조성물을 분배하고, 상기 가스 디스펜서는 상기 기재의 표면에 걸쳐 대체로 타원형 패턴의 가스 스트림을 분배하며, 상기 각 타원형 패턴의 장축은 서로 평행하고 상기 각각의 장축은 상기 기재의 운반 평면의 종방향 축과 약 45°각도를 이루는 선을 따라 놓이는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 기재는 유리 기재이고, 상기 이동 수단은 유리 운반 수단인 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 코팅 스테이션을 부유 유리 형성 챔버와 어닐링 가마 사이에 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 8 항에 있어서,

(a) 상기 기재의 운반 평면의 종방향 축에 대체로 평행한 선을 따라 배열되도록 기재위로 다수의 가스 디스펜서를 위치시키는 단계와,

(b) 상기 각각의 가스 디스펜서 사이에 적어도 하나의 코팅 조성물을 위치시키는 단계와,

(c) 상기 코팅 조성물 디스펜서로부터의 코팅 조성물의 스프레이와 상기 각각의 가스 디스펜서로부터의 가스 스트림을 동시에 상기 기재의 표면을 향해 지향시키는 단계와,

(d) 상기 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 상기 기재의 표면에 인접한 간섭 효과가 생성되도록 상기 가스 스트림과 코팅 조성물의 스프레이를 서로 이격된 관계로 유지시키는 단계로서, 상기 간섭 효과는 상기 각각의 코팅 조성물이 상기 기재의 표면상에 적어도 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시키는, 단계와,

(d) 상기 기재의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 코팅을 형성하도록 상기 기재의 표면에 걸쳐 상기 코팅 조성물을 침착시키는 단계로서, 상기 코팅은 적어도 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 갖는, 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 기재의 분리된 부분에 걸쳐 다수의 코팅을 형성하도록 다수의 가스 디스펜서 사이에 다수의 코팅 조성물 디스펜서를 개재시키는 단계로서, 상기 각각의 코팅은 적어도 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 포함하는, 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 기재를 다수의 소부분으로 절단하는 단계로서, 상기 각각의 소부분은 그 적어도 일부분에 걸쳐 단일 페이드 영역을 갖는 코팅을 포함하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 가스는 공기, 불활성 가스 및 그 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코팅은 금속 산화물 막으로 구성된 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 코팅은 적어도 하나의 유기 용매속에서 용해되는 적어도 하나의 유기금속 화합물, 비수용성 캐리어내에 현탁된 적어도 하나의 유리금속 화합물 및 수용성 캐리어내에 현탁된 적어도 하나의 유기금속 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 코팅 조성물로 형성되는 방법.
기재의 표면에 걸쳐 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하는 방법에 있어서,

(a) 기재의 표면위에 적어도 하나의 코팅 조성물 디스펜서를 제공하는 단계로서, 상기 코팅 조성물 디스펜서는 코팅 조성물의 스프레이를 상기 기재의 표면을 향해 지향시키도록 배향되는, 단계와,

(b) 상기 기재의 표면위에 적어도 하나의 가스 디스펜서를 제공하는 단계로서, 상기 가스 디스펜서는 가스의 스트림을 상기 기재의 표면을 향해 지향시키도록 배향되는, 단계와,

(c) 상기 코팅 조성물 디스펜서로부터의 코팅 조성물 스프레이와 상기 가스 디스펜서로부터의 가스의 스트림을 동시에 분배하는 단계와,

(d) 상기 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 상기 기재의 표면에 인접한 간섭 효과가 생성되도록 상기 가스 스트림과 코팅 조성물의 스프레이를 서로 이격된 관계로 유지시키는 단계로서, 상기 간섭 효과는 상기 코팅 조성물이 상기 기재의 표면상에 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시키는, 단계와,

(e) 상기 기재의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하도록 상기 기재의 표면에 걸쳐 상기 코팅 조성물을 침착시키는 단계를 포함하는 방법.
그 위에 적어도 하나의 코팅이 형성된 유리 리본을 생성하는 연속 방법으로서, 상기 유리의 리본은 용융 금속의 액체조위에 용융 유리를 부유시킴으로써 형성되며, 상기 코팅은 상기 유리 리본의 표면이 코팅 조성물을 열분해하여 상기 리본의 표면에 걸쳐 열분해된 코팅을 형성하기에 충분한 온도에 있는 동안 분무 스프레이에 의해 코팅 조성물을 상기 유리 리본의 표면에 운반함으로써 상기 유리 리본의 표면에 걸쳐 열분해적으로 형성되는, 방법에 있어서,

(a) 상기 리본의 표면위에 적어도 하나의 코팅 조성물 디스펜서를 제공하는 단계로서, 상기 코팅 조성물 디스펜서는 코팅 조성물의 스프레이를 상기 리본의 표면을 향해 지향시키도록 배향되는, 단계와,

(b) 상기 리본의 표면위에 적어도 하나의 가스 디스펜서를 제공하는 단계로서, 상기 가스 디스펜서는 가스의 스트림을 상기 리본의 표면을 향해 지향시키도록 배향되는, 단계와,

(c) 상기 코팅 조성물 디스펜서로부터의 코팅 조성물 스프레이와 상기 가스 디스펜서로부터의 가스의 스트림을 동시에 분배하는 단계와,

(d) 상기 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 상기 리본의 표면에 인접한 간섭 효과가 생성되도록 상기 가스 스트림과 코팅 조성물의 스프레이를 서로 이격된 관계로 유지시키는 단계로서, 상기 간섭 효과는 상기 코팅 조성물이 상기 리본의 표면상에 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시키는, 단계와,

(e) 상기 리본의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 페이드 영역을 갖는 코팅을 형성하도록 상기 리본의 표면에 걸쳐 상기 코팅 조성물을 침착시키는 단계를 포함하는 방법.
적어도 하나의 주 표면을 갖는 기재와,

상기 기재의 주 표면에 걸쳐 침착된 적어도 하나의 열분해적으로 침착된 코팅을 포함하며,

상기 코팅은 페이드 영역을 포함하는 제품.
제 17 항에 있어서,

상기 코팅은 적어도 한 쌍의 대향된 페이드 영역을 포함하는 제품.
제 17 항에 있어서,

상기 기재는 유리 기재인 제품.
제 19 항에 있어서,

상기 유리 기재는 연속 부유 유리 리본과 유리 시트로 구성된 그룹으로부터 선택된 제품.
제 20 항에 있어서,

상기 코팅은 열분해적으로 침착된 금속 산화물 코팅을 포함하는 제품.
제 21 항에 있어서,

상기 유리 기재는 건축학적으로 투명한 것과, 자동차 방풍 유리와, 자동차 측면창과, 자동차 후측창으로 구성된 그룹으로부터 선택된 유리 시트인 제품.
제 22 항에 있어서,

상기 코팅은 차양 밴드, 차양 밴드 코팅, 프라이버시 밴드, 프라이버시 코팅, 심미적 밴드, 심미적 코팅 및 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 제품.
제 23 항에 있어서,

상기 페이드 영역은 상기 유리 기재의 수평축에 대체로 평행한 제품.
제 23 항에 있어서,

상기 페이드 영역은 상기 유리 기재의 수직축에 대체로 평행한 제품.
제품의 표면상에 적어도 하나의 페이드 영역을 갖는 코팅을 침착시키는 장치에 있어서,

대체로 수평한 평면내에 놓이는 제품 이동 경로를 따라 제품을 하류 방향으로 이동시키는 수단과,

상기 제품 이동 경로위로 이격된 관계로 위치되어 코팅 조성물의 스프레이를 제품 이동 경로를 향해 하방으로 지향시키는 코팅 조성물 디스펜서와,

상기 제품 이동 경로위로 이격된 관계로 위치되며 또한 상기 코팅 조성물 디스펜서로부터 상기 제품 이동 경로의 종방향 축에 대체로 수직한 선을 따라 이격되며 가스 스트림을 상기 제품 이동 경로를 향해 하방으로 지향시키는 가스 디스펜서를 포함하며,

상기 코팅 조성물 디스펜서와 상기 가스 디스펜서는, 각각 동시에 분배될 때, 상기 코팅 조성물의 스프레이와 가스 스트림 사이에 간섭 효과를 발생시키도록 서로에 대해 위치되며, 상기 간섭 효과는 상기 코팅 조성물이 상기 제품 이동 경로를 따라 운반된 제품의 표면을 향해 지향될 때 페이드 영역을 갖는 코팅으로 침착되도록 지향시키는 장치