KR960015963B1 - 향상시킨 열처리가능 스퍼터 코팅의 유리 성형 방법 및 유리성형물품(improved heat treatable sputter-coated glass system) - Google Patents

Abstract

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Description

향상시킨 열처리가능 스퍼터 코팅의 유리 성형 방법 및 유리성형물품

제1도는 본 발명에 의해 예기되고, 우선의 실시양태에서 차의 프라이버시 창유리(privacy window)일 수도 있는 유리기판에 적용된, 대표적 코팅 조직의 부분 단면도.

제2도는 본 발명의 실시양태를 실행하는데 유용한, 에어코 테메스칼(Airco-Temescal) 3지대식 건축 스퍼터 코팅기의 개략도.

제3도는 본 발명의 실시양태를 실행하는데 유용한, 에어코 테메스칼 5지대식 건축 스퍼터 코팅기의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

F : 벽 T : 터널

11 : 컨베이어 13 : 전치 세척기

15 : 후치 세척기

본 발명은, 코팅한 후 유리를 만곡, 열강화 및/또는 불리기에 충분히 상승시킨 온도로 열처리하여도 좋은 특수코팅이 마련된 유리에 관한 것이다. 본 발명은 건축 및 차의 유리제품에 특수한 유용성을 제공한다.

건축 및 차의 설계에서 금속 및 산화금속 코팅한 유리의 인기는 잘 알려져 있다. 특허 및 그 밖의 문헌에 풍부하게 보고된 것 처럼, 그러한 유리는, 통상적으로 금속 및/또는 금속산화물 및/또는 두께의 선택에 의한, 코팅의 층으로 하기 방식의 교묘한 다루기를 통해, 매우 흡족하도록, 바라는 색상 뿐 아니라, 반사율, 투과율, 방사율 및 내구성의 정도를 성취할 수 있다. 이와 관련하여서는, 예를들어, 미국특허 제3,935,351; 4,413,877; 4,462,883; 3,826,728; 3,681,042; 3,798,146; 및 4,594,137를 참조하기 바란다.

그러한 코팅을 적용하는데 대해 합리적으로 받아들일 수 있는 대 여섯의 기법이 존재하는 한편, 가장 효험있고, 그래서 바람직한 하나가 "자기적으로 향상시킨 스퍼터 코팅"으로 불리는 잘 알려진 기법임이 또한 잘 보고돼 왔다. 그러한 기법은 주제에 관해 인정된 기초 교훈인, 미국특허 제4,166,018에 보고돼 있다.(SPIE Vol 325 Optical Thin Films, 1982 pp. 65-73, 먼즈 및 그 외의 "현대 건축유리 코팅의 성능과 스퍼터링 기준"을 또한 참조하기 바란다.)

많은 알려진 층 체제가 효험이 있으면서도, 스퍼터 코팅의 이용은 "열분해(pyrolytic)" 기법이라고 하는 또 하나의 알려진 방법에 의해 성취된 것보다 덜한 기계적 내구성 상태를 나타내는 것으로 알려져 있다. 그렇지만, 스퍼터코팅 체제는, 역 기능으로서, 전형적 열분해 코팅보다 적외선 반사율을 가끔 더 잘 성취한다. 또한, 스퍼터 코팅한 유리는, 향상된 코팅 균일성, 양호한 방사율 및 더 좋은 태양 성능특성 따위, 열분해로 형성한 코팅보다 보다 높은 광학적 및 열적 성능특성을 갖는 것으로 일반적을 인정돼 왔다. 명확한 사실은, 만약 스퍼터 코팅 기법이, 특별한 코팅 체제에 대해 고안될 수 있다면 스퍼터 코팅한 체제의 기계적 내구성질은 열분해 기법의 그것에 접근할 수 있거나 같을 수 있는 한편, 동시에 스퍼터 코팅의 기술의 잇점이 향상되는 특별한 코팅 체제에 대해 고안될 수 있다면, 기술분야에 중대한 전진의 단계가 마련될 것이라는 것이다.

근년에, 코팅 유리의 인기는, 열처리하기 전에 코팅할 수 있고, 그런 후에 코팅 유리 물품을, 특성을 역으로 변화시킴이 없이 열처리할 수 있는 코팅 유리를 성취하려는 수 많은 시도를 유발하였다. 이러한데 대한 이유중 하나는, 예를들어, 이미 만곡된 유리편에 균일한 코팅을 달성하기가 극단으로 여려울 수 있다는 것이다. 평유리 표면이 코팅되고난 후에 만곡되어 있다면, 유리가 미리 만곡되는 것 보다 균일한 코팅을 얻는데, 매우 간단한 기법이 이용될 수 있다는 것은 잘 알려져 있다.

그 자리에서, 그 후에 불리기, 만곡, 또는 "열강화"로 알려진 기법의 방법에 의해 열처리가능 유리 물품을 만드는 어떤 정해진 기법들이 지난날 개발되었다. 일반적으로 말해서, 많은 이들 선행기법들은, 경제적 만곡, 불리기 및/또는 열강화(즉, 1150℉-1450℉)를 성취하는데 필요한, 높게 올린 온도에서 진정으로 열처리할 수 없음을 고민하여 왔다. 간단히 말하면, 그러한 기법들은, 유리나 그의 기판에 역영향을 주지않는 열처리가능성을 이루기위해 온도를 대략 1100℉ 이하에 유지할 필요를 가끔 고민하여 온 것이다.

그렇지만, 이 점에서, 본 발명의 두 발명자가, 불리기, 만곡, 또는 열강화를 성취함에 전술의 온도를 더 높이 올려서 성공적으로 열처리할 수 있는 일정한 선행기술의 코팅체계를 앞서 발명하여 판매에 내 놓았다. 일반적으로 말하여, 이들 선행기술의 코팅 조성물은, 75.45%의 Ni, 4.00%의 Fe, 16.00%의 Cr, 0.04%의 C, 4.50%의 Al, 및 0.01%의 Y(퍼센디지는 중량임)를 필수적으로 함유하는, Haynes 214로 알려진 합금인, 고 니켈 함유 합금을 금속층으로서 그의 바람직한 형성에 채용하는 적층 체계에 있어 그들의 유일성을 제공한다. Haynes 214 따위의 고 니켈 함유 합금 및 그것을 화학량론적 산화주석(Sn O₂)을 단독으로나 또는 타의 적층들(동일한 화학량론적 산화주석의 언더코팅 및/또는 상측 SnO₂층 및 고 니켈 함유 합금 간의 알루미늄의 중간 층 따위)으로 덧 씌움에 의해, 약 1150℉-1450℉, 2-30분간의 상승된 온도에서 유리물품의 열처리 가능성이 색상, 내구성, 화학적 내성, 투사성, 반사성 또는 투과성의 사실상의 감퇴없이 상취될 수 있다는 것이 발견되었다. 이들 조성물은 따라서 특허 4,790,922; 4,816,034; 4,826,525; 4.715.879; 및 4,857.094등에 개시된 따위의 선행의 열처리가능 체제 이상의 중대한 개량을 성립시키었다.

전술의 특허들의 위의 개시에 부가하여, 레이볼드 "스펙트럼" 윈드실드 유리체제 TCC-2000이 또한 알려져 있다. 이 체제에서는, 넷 또는 다섯의 금속 및 금속산화물의 층이 채용되어, 열처리에 빠른 시간제한이 설정된다면 1100℉까지의 온도에서 열처리할 수 있는, 만곡하거나 만곡하지 않은 유리 윈드실드를 만드는, 사전 코팅한 유리로서 사용될 수 있는 스퍼터 코팅의 유리를 획득하게 돼 있다. 층겹(layering)은 유리 기판으로부터 외향으로 통상 산화주석의 제1의 층, 니켈/크롬 합금(통상적으로 80/20)의 제2의 층, 실버의 제3의 층, 니켈/크롬 합금의 제4의 층, 및 산화주석의 제5의 층을 포함한다. 열처리 온도와 시간의 낮은 상한인데다가, 결과의 코팅은, 오히려 연하고 그들이 적층 유리 윈드실드의 내측 표면에만 현실적으로 사용될 수 있는, 받아들일 수 없게 낮은 화학적 내성 특성을 나타낸다.

상기의 미국특허 제4,715,879에 있어서 그의 층겹 체제는, 형성되는 산화금속(예를 들어, 산화주석)의 보호층 없이는 성취될 수 없어서 산화물은 부족한 산소(즉 비화학량론)을 가지도록 형성된다는 것을 특별히 깨닫게 하고 있다. 이는, 물론, 제조과정에서의 미묘한 평형을 필요로 한다.

이 점에서, 열처리가능성은 또한 미국 특허 4,826,525에 개시돼 있다.

그렇지만, 이 특허에서 열처리가능성을 성취함에는 알루미늄의 층이 적용되어야 한다는 것이 가르쳐져 있다.

본 발명의 실행에 있어서의 고 함유 니켈 함유(즉 약 50중량% 이상의 니켈 함량을 가지는 니켈 합금)은 Haynes 합금 No.214로 알려진, Haynes International Corporation제의 합금이다. 이 합금은 산화, 탄화 및 염소화에의 그의 우수한 내성에 대해 잘 알려져 있는 니켈 기저의, 고온 합금이다. 그의 공칭 화학성분은 상기에 설명한 대로이다. 니켈 함량 50중량% 이상을 가지는 니켈 및/또는 그의 타 합금 뿐 아니라, 이 특수한 유일의 합금은 주제의 발명의 실행에 있어 유용한 한편으로, 주제의 발명에 의해 성취된 개선이 실현되는 것이 이들 합금의 단독에 의하지 않는다는 것이 발견되었다. 대신, 개선은 안 및 그 자신의 특정층과 대비하여, 유일한 층에서 실현된다. 건축 또는 차를 목적으로 하는 공작유리에 일반적으로 채용되는 열처리는 셋의 상이한 형식, 즉, 만곡, 불리기, 및 "열강화" 또는 "경화"라고 하는 작은 형태의 불리기가 있다. 불리기하지 않고 만곡할때 종래의 1/4' 투명 플로트 유리는, 예를 들어, 1150℉ 이상에서 10-30분의 시간을 이용하는 것이 일반적으로 필요하다. 그러한 유리의 열강화나 불리기에서는, 만곡하기 또는 만곡하기 없이, 약 1450℉(예를 들어, 1150℉-1450℉)로 높은 온도가 약 2-5분간 일반적으로 채용된다. 알 수 있는 바와 같이, 열처리가능의, 코팅유리, 특히 효험있는 스퍼터 코팅의 형식을 마련하기 위한, 그들의 상한 온도가 제한되는, 알려지거나 보고된 많은 선행기술의 기법에는 중대한 결점들이 있다. 그러므로, 코팅한(층으로 한) 유리가 위의 셋의 처리의 일 이상을 당할 수 있고, 본 발명의 바람직한 형태에서 열처리가능성은 1150℉-1450℉에서 필요한 시간동안 실시할 수 있음이, 여기에 사용된 용어 "열처리가능"에 의해 의미돼 있다.

건축 또는 차의 설계(예를 들어, 차량의 프라이버시 창유리)에 사용하는 코팅 유리는, 그들의 효험 및/또는 시장성을 결정하는 상업 가능성, 내구성(벗겨짐에 대한 기계적 내구도), 내화학성, 장기의 안정성, 방사율, 투과율, 반사율, 및 색상의 여덟가지 특색을 일반적으로 가진다. 위에 기술한 것처럼, 여기의 두 발명자에 의해 개발된 것들을 포함하는 선행의 체제에서, 몇몇의 특색은 나머지 특색에 대해 필요한 정도의 수용성을 성취하기 위하여 중대하게 양보되어야 하였던 것이다. 예를 들어, 발명자의 선행의 체제의 경우에 있어서, 고온 열처리가능성은 성취되었을 망정, 기계적 내구성은 완벽하게 활용되지 않았다. 따라서, 이런 및 다른 이유 때문에, 기술분야에는 상기 여덟가지 특색의 어느 것도 양보되지 않고, 상기 처리를 상한의 온도범위와 시간에서 바람직하게 또한 열처리(예를 들어 만곡, 불리기 및/또는 열강화)할 수 있는, 건축 및/또는 차의 설계에 유용한 열처리가능의, 코팅 유리의 필요가 존재하고 있음은 분명한 것이다.

또한, 스퍼터 코팅 기법에 의해 형성할 수 있으되, 열분해로 형성된 코팅의 기계적 내구성을 또한 성취하는 코팅에 대한 필요도 역시 있는 것이다.

본 발명의 목적은 상기에 기술한 필요 뿐 아니라, 하기의 본 발명의 상세한 설명으로부터 숙련의 기술자들이 곧 알 수 있는, 타의 필요들을 성취함에 있는 것이다.

이하, 본 발명을 요약한다.

일반적으로 말하여, 본 발명은

(a) 니켈 또는 약 50중량% 이상의 니켈을 가지는 니켈합금으로 형성된 사실상의 비산화의 금속 층;

(b) 산화금속 중의 금속이 층(a)의 금속과는 다른, 금속의 산화물 보호층;

(c) 산화 또는 질화 금속 중의 금속이 니켈 또는 약 50중량% 이상의 니켈을 가지는 니켈 또는 니켈 합금인, 중간 층(a)와 (b)를 격리하는 실리콘 또는 산화 또는 질화 금속의 적리층을 포함하여 층(c)가 층(a)를 층(b)에 단단히 접착하는, 층 체제를 그에 가지는 유리 기판을 함유한 열처리가능의 스퍼터 코팅한 유리 물품을 마련함에 의해, 상기에 설명한 기술분야의 필요를 성취하는 것이다.

본 발명의 어떤 정해진 우선의 형태에서, 전술한 열처리가능 유리물품은,

(a) 주석, 아연, 티타늄 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 제1의 층;

(b) 니켈 및 적어도 50중량%의 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제2의 층;

(c) 니켈 및 적어도 50중량%의 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속으로 이루어진 제3의 층;

(d) 니켈 및 적어도 50중량%의 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제4의 층;

(e) 주석, 아연, 티타늄, 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 제5의 층을 포함하는 코팅을 그에 가지는, 유리 기판을 함유한다.

본 발명의 특히 우선하는 형태들에 있어서, 형성되는 모든 산화물은 화학량론적이다. 예를 들어, 본 발명의 특정의 우선하는 형태에 있어, 상기의 제1 및 제5의 층들은 필수적으로, 주석의 화학량론적 산화물(Sn O₂)로 이루어지는 한편, 제2 및 제4의 층들은, 금속의 제3의 층에 채용된 동일 금속의 화학량론적 산화물들이다.

본 발명에서는 가장 바람직하게 제2, 제3 및 제4의 층들의 금속은 전술한 Haynes 합금 214호의 구성요소가 된다. 이 특수합금이 채용되어 전술의 층 체제에 사용되는 경우, 본 발명은 차의 유리 특히 "프라이버시 유리"로 알려진 유리의 영역에 유일한 적용성을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 그의 범위 내에, 유리 기판상에 스퍼터 코팅을 함유하는 열처리가능의 코팅된 유리물품을, 아래에 주어진 차례로 유리로부터 외향으로 하기의 층들을 형성하는 방법을 계획하고 있다.

(a) 주석, 아연, 티타늄 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 선택의 제1의 층;

(b) 니켈 및 적어도 50중량%의 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 선택적 제2의 층;

(c) 니켈 및 적어도 50중량%의 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속으로 이루어진 제3의 층;

(d) 니켈 및 적어도 50중량%의 니켈을 가지는 비규산 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제4의 층;

(e) 주석, 아연, 티타늄, 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 제5의 층.

이 방법의 특정의 우선 형태에 있어서, 상기 산화물 층의 각각의 스퍼터 코팅은 사실상 화학량적 산화물을 생성하도록 산소가 충분히 풍부한 분위기에서 집행된다. 각종 층들의 우선의 형태들은, 위의 본 발명의 범위 내에 계획된 열처리가능의 유리물품의 설명처럼 꾸며진다.

본 발명의 범위 내에는,

(a) 니켈 또는 약 50중량% 이상의 니켈을 가지는 합금의 사실상 비산화 금속층을 형성하기;

(b) 층(a)에 산화물의 금속이 약 50중량%의 니켈을 가지는 니켈 또는 합금인 금속 실리콘 또는 산화금속 층을 따로따로 형성하기;

(c) 층(b)에 사실상 화학량적 금속 산화물의 보호층을 따로따로 형성하기;

(d) 그런 다음 상기 물품을 용어 "열처리"의 정의 내의 상기 처리들 중의 하나에 의해 열처리하기로 이루어지는 방법이 더 포함된다.

전술한 바와 같이, 채용되는 우선의 적층 체제는 위에 설명한 그런 것들이다. 본 발명의 특히 우선하는 실시양태들에서 이 열처리 방법은, 약 1150℉-1450℉의 범위의 온도에서 필요 열처리를 행하기에 충분한 시간 동안 이 열처리를 실행하기를 포함한다. 물론, 이들 특별히 우선하는 형태들은, 상기에 기술한 바와 같은 스퍼터 코팅의 방법에 의해 코팅을 적용하기를 역시 포함한다. 우선의 형태의 유리가 엷게 칠해지지 않았거나 엷게 칠해진(예를 들어 초록색이 엷게 칠해진) 상태의 플로트 유리의 바람직한 형태의 각종 유리들이 채용되어도 좋다는 것 역시 본 발명의 범위내에 계획돼 있다.

본 발명은 또한, 본 발명의 상기 방법에 의해 제조되는 열처리된 물품을 그의 범위 내에 계획하고 있다. 상기의 물품들은 여러가지의 모양과 형태를 취할 수 있으나, 우선 특정의 실시양태에서는, 그러한 상업유리에 필요한 특질을 나타내는 열처리(불리기, 열강화, 및/또는 막곡)된, 차의 프라이버시 유리창을 구성한다.

이하, 본 발명을 첨부의 도면의 특정한 실시양태를 참조하여 설명한다.

제1도는, 본 발명에 따라 코팅된 유리 물품의 대표적 예를 측단면도로 보이는 그림이다. 거기에는 유리 물품(기판) G와 다섯 겹의 체제 A-E가 예증돼있다. 칠하기 방식과 거의 각종의 조합을 이하에 설명한다. 그렇지만, 유리 기판 G는 많은 형태를 취할 수 있으며 또 많은 형식의 것일 수가 있다는 것을 먼저 알아야 할 것이다. 그러나 바람직하게, 본 발명의 실행에 있어서 유리 기판 G는 전형적 플로트 유리인, 투명이거나 담채의 것이다. 녹 담채 유리 기판 G가 차의 프라이버시 유리창(제1도에 부분단면도로 보임)인 경우, 본 발명의 실행에 특히 바람직한 것으로 발견되었다.

본 발명의 특징의 실시양태에 있어서, 코팅 층 A 및 B는 선택적이다. 코팅 층 C는, 본 발명의 실행에 있어 계획된 금속 층이며, 그 금속층은 필수적으로 니켈 또는 고 니켈 함량의, 비규산 합금(즉, 50중량% 이상의 그리고 가장 바람직하게는 약 70중량% 이상의, 니켈 함량을 가지는 비규산 니켈 합금)이다.

본 발명의 범위 내에 계획된 것은, 순 니켈 뿐 아니라 인코넬, 니크롬 및 타의 잘 알려진 고 함량 니켈 합금 등의 니켈 합금들이다. 그렇지만, 본 발명의 목적을 위해 특히 우선하는 것은, Haynes 214호로 알려진 고함량 비규산 니켈 합금이다. 그러한 합금은 상기에 기술한 바와 같이, 공칭 조성을 가지고 있다.

층 D는, 그것이 층 C와 층 E간의 단단한 접착 구조로서 역할할 뿐 아니라, 그것이 또한 본 발명의 우선의 실시양태의 열처리가능의 특성에 중대하게 부가하는 것으로 믿어진다는 점에서, 본 발명의 실행의 목적을 위해 특히 중요한 층인 것이다. 이런 점에서, 층 D는 스퍼터 코팅에 의해 형성된 격리 층이며, 필수적으로, 단체의 실리콘(Si)이거나 또는 니켈(Ni) 또는 약 50중량% 이상의 니켈을 가지는 합금(바람직하게 비규산의)으로부터 선택된 금속의 산화물(바람직하게 화학량론적)로 이루어져도 좋은 것이다. 본 발명의 특히 우선하는 실시양태에 있어서, 층 D는, 격리하여 형성한 산화물 층이고 그의 금속은 층 C의 형성에 채용된 것과 같은 금속이다.

층 E는, 보호층이며 아연, 티타늄, 주석 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화금속(바람직하게 화학량론적)이다.

그렇지만, 본 발명의 우선의 형태에 있어서, 이 보호 층 E는 화학량론적 산화주석(Sn O₂)을 필수적으로 함유한다.

상기의 셋의 층들은 본 발명의 실행에 의도된 필수적 층들을 구성한다. 그렇지만, 특정의 선택적 층들이 부가되어도 좋으며, 본 발명의 우선의 실시양태에 있어서, 그들은 본 발명의 범위 내에 계획된 것 처럼의 특정 산품에 중대한 향상특성을 부가함이 발견되었다. 이런 점에서, 층 A는 역시 층 B를 유리 기판에 부착시키는 역할을 하는 다시 또 하나의 보호 층인 것이다. 이렇게 층 A는 유리 기판 G로부터의 바람직하지 않은 결과로부터 층겹 체제를 보호하는 것 뿐 아니라, 기판 G와 층 B간의 단단한 접착제로서 역할하게 되는 특성을 가져야 한다. 본 발명의 우선의 실시양태에 있어서, 층 A는 층 E의 것과 같은 산화물들의 그룹으로부터 선택되어도 좋고, 특히 우선하는 실시양태에서는 그것은 층 E에 채용된 것과 같은 금속산화물이며, 이 점에서, 가장 바람직하게는 화학량론적 산화주석(Sn O₂)이다.

선택적 층 B는, 그것이 현재 층 C를 층 A에 단단히 접착시키고 있는 것을 제외하고는 층 D와 같은 기능을 발휘한다. 층 B는 층 D를 만드는데 채용되는 것과 같은 산화금속들에서 선택되어도 좋으며, 이 점에서, 그의 우선의 실시양태에 있어서는, 층 C에 채용된 금속과 같은 금속의 산화물을 구성한다. 물론, 최우선의 형태에 있어, 층 B, C 및 D의 금속은 Haynes 214이고, 층 A 및 E의 금속은 주석이다.

본 발명에 채용되는 코팅의 기법은 알려진 코팅 방법들 중의 어느 것이어도 좋으나, 특별히 우선하는 형태에서는, 그것은 앞에 언급한 스퍼터 코팅 기법이며, 발명을 성취함에 있어, 그것은, 알려진 디자인의 종래의 Airco-Temescal 다지역의 건축 스퍼터 코팅기와 같은, 어떤 종래의 스퍼터 코팅기를 사용하여 실행되어도 좋다. 제2도에 보인 바와 같이, 이 스퍼터 코팅기는 셋의 지대의 각각에 셋의 목표가 채용되어 목표 1-9를 결과하는, 그의 종래의 형태를 취하여도 좋다. 여기에 보인(예를 들어, 만곡 및/또는 불리기하여 차의 프라이버시 창유리로 할 평탄한 꼴의)평유리판은, 말단에 조정가능의 터널 T를 가지는 벽 F에 의해 알려진 모양으로 격리된 Airco 스퍼터 코팅기를 통해 컨베이어(11)(롤러 형 만을 개략적으로 도시)에 실어 운반되는 것이다. 관례대로, 전치 세척기(13)과 후치 세척기(15)가 마련돼 있다.

벽 F들의 이들 터널 T로 인해, 압력의 적절한 조정 또는 O₂노즐들에 산소의 선택적 부가로, 산화물 코팅이 계면에 형성될 수 있는 한편, 사실상 비산화의 금속 층이 지대 2의 중앙에 형성될 수 있다. 예를 들어, 이렇게 기판 상의 코팅으로서 제1도의 코팅 적용을 참조하면, 제2도에 보인 셋의 지대의 장치를 통해 진행하는데, 셋의 목표 1-3 모두는 같은 보호 금속(예를 들어, 주석)의 것이어도 좋다. 이런 상황에서, 지대 1의 압력은 80%의 O₂와 20%의 아르곤 분위기로 대략 2-3×10^-3Torr에 조정되어도 좋다. 그 다음 지대 2는 그의 목표로서, 층들 B, C 및 D가 바라는 각종 요소들을 가져도 좋은 한편, 지대 3은 층 E가 바라는 금속을 가지게 된다. 지대 2에 지대 1보다 낮은 압력을 적용함에 의해, 또 분위기로서 100%의 아르곤을 (및/또는 O₂산화노즐을 선택적으로) 사용하여, 그 다음으로 지대 3에 1.0×10^-3-3×10^-3Torr의 압력을 적용함에 의해, 제1도에 보인 바와 같은 다섯의 층이 아래와 같은 방식으로 형성될 수 가 있는 것이다.

즉, 유리 G가 전술한 압력의 지대 1을 통해 진행하는데, 화학량론적 산화주석의 층 A로서, 만약 이 선택적 층이 요구된다면, 유리에 적용된다. 지대 2보다 지대 1에 높은 압력을 생성함에 의해, 산소가 지대 2 안으로 흐르고/또는 제1의 O₂노즐이 열리어, 목표 4가 선택적 층 B를 생성하게 채용되게 되면, 그로부터의 코팅은 산화(바람직하게 화학량론적으로)되게 된다. 이 점에서, 목표 4는 니켈, 인코넬, 니크롬, Haynes 214, 또는 타의 고함량 니켈 합금으로 형성될 수 있다.

목표 5하의 영역에 도달하기에 불충분한 산소가 용인됨으로 필수적으로 순수한 금속이 층 C로서 격리로 형성된 층 B의 상부에 이제 형성된다. 이렇게 목표 5는 목표 4와 같은 것, 또는 설명과 같은 급내의 것일 수 있다. 만약 이제, 층 D가 실리콘일 것이 요구된다면, 이때 목표 6은 실리콘으로 만들어지며 지대 3은, 필수적으로 비산화 실리콘이 층 D로서 형성될 정도로, 지대 2의 것 보다 낮은 압력(예를 들어, 1×10^-3Torr)에 조정되어 제2의 O₂노즐이 열려도 좋다. 여기서, 실리콘이 아닌 경우, 목표 6은 편리하게 목표 4와(그리고 바람직하게 목표 5와 또한) 같은 금속이나 금속의 급의 것이다.

다음, 유리가 지대 3안으로 진행하는 때에, 목표 7, 8 및 9는 보호 산화금속 코팅(예를 들어, 층 A와 같은, 화학량론적 Sn O₂)을 제공한다.

이는, 그때, 열처리가능 코팅 체제를 완성하는 것이다. 지대 3의 끝에서 벗어나는 것은, 위에 열거한 바와 같이, 단단히 점착시키며 기계적 내구성을 포함하는 탁월한 수준의 여덟 가지의 특성을 가지는 우수한 코팅인 것이다. 이 점에서, 본 발명의 상황에 있어서, 투명 플로트 유리를 사용하거나 우선의 녹 담채의 플로트 유리를 사용하여 채용된, 형태가 무엇이거나 층 C는, 열처리 전이거나 열처리 중이거나 유리 기판의 굴절작용의 지표를 변하지 않는다는 것이 지적되게 된다.

도면의 제2도로부터, 타의 교환 및 조합의 목표들이 채용되어도 좋음이 분명하다. 예를 들어, 지대들 간의 압력차이 및/또는 O₂노즐들의 사용에 의지하기 보다 오히려, 목표 3 및/또는 7을, 보호 층 생성을 돕기 보다 타의 목적에 사용하는 것이 바람직할 수도 있는 것이다.

일 실시양태에서는, 이때, 목표 1-2 및 8-9가 Sn이어도 좋은 한편, 목표 3-7은 Haynes 214인 것이다. 산화 Haynes 214가 이제 Sn O₂층이 형성된 같은 지대에 창생되었기 때문에, 지대들에 사실상 같은 압력을 사용함(및/또는 목표 4이거나 목표 6이거나를 채용하지 않음)으로써, 본 발명에 의해 계획된 것과 같은 다섯의 층의 체제가 형성된다. 물론, 또 하나의 실시양태에 있어서, 목표 6은 Si일 수 있었고 목표 7은 실행할 수 없어 이렇게 본 발명의 범위 내의 또 하나의 층 체제를 창생하고 있다.

한차례 주어진 이 개시로, 숙련 기술인에게는 각종의 타의 조합이 명료해질 것이다.

제3도는 위에 설명한 층으로 하기 체제를 창생하는 대안의 절차를 예증하고 있다. 종래의 다섯의 지대의 Arico-Temescal 스퍼터 코팅기가 이 실시양태에 채용된다. 열다섯 목표들 중의 아홉의 목표들 1-9가 사용(또는 15목표 모두 사용될 수 있다)되어도 좋다. 더구나, 이 실시양태에 있어서, 목표 1-3 및 7-9는 바람직하게, 보호 산화물(예를 들어, 바람직하게 화학량론적 산화주석, Sn O₂)로서 채용되게 되는 금속의 것이며, 물론, 열 다섯의 목표들이 가능하기 때문에, 위에 검토한 것 처럼의 여러가지 변경과 조합이 여기서 구성되어도 좋다.

다음 이 실시양태와 제2도의 것 간의 차이는, 각 개별의 층에 대해 격리 지대를 채용함에 의해서, 차등압력 및/또는 특수산화 O₂노즐의 이용은 채용될 필요가 없는 것이다. 이 점에서, 정상적으로 필요해지는 것은, 어떤 주어진 지대에 바라는 결과를 성취하게, 알려진 방식으로 적절한 분위기를 조절하기만 하면 된다. 예를 들면, 약 2×10^-3Torr의 공칭 압력이 다섯 지대 모두에 채용되어도 좋고, 그 다음으로, 100%의 아르곤 분위기이거나, 또는 80%의 O₂와 20%의 아론분위기이거나 채용에 의해, 필수적으로 금속의 층(100% 아르곤)이거나 또는 화학량론적 산화물 코팅(80% O₂, 20% 아르곤)이거나 형성되어도 좋다. 이 점에서, 물론, 차등압력 및/또는 O₂노즐(도시하지 않음)이 제2도의 실시양태와 관련하여 설명한 바와 같이 선택적으로 사용되어 특별한 결과를 성취하게 되어도 좋다는 것이 이해된다. 양 실시양태와 관련하여, 또한 채용된 일련의 목표들이 변경되어 두께, 속도, 등등의 특별한 결과를 성취하게 되어도 좋다는 것이 이해된다. 이들의 모두는 스퍼터 코팅의 기법에 정통한 숙련 기술인에게 잘 알려져 있다.

바라는 방향의 결과를 성취하게 두께가 변경될 수 있는 한편, 간단한 실험 및 잘못의 기법과 관련하여, 층들을 본 발명의 목적을 위해 하기의 동상의 범위 내에 유지할 것이 바래진다.

실제의 장치에 의해 주제의 발명의 상상과 그의 유일한 층으로 하는 체제가 고도의 열처리가능성과, 동시에 기계적 내구를 성취하고, 충분히 이해되지 않으나, 그럼에도 불구하고 아래의 조건과 목적들이 정상 상태에 적용하는 것으로 믿어진다.

층들의 목적 :

층 E : a) 열처리 중 금속의 층 C의 산화를 줄인다.

b) 층 퇴적의 내마모성을 늘린다.

c) 층 퇴적의 내화학성을 늘린다.

d) 층 퇴적의 광학특성을 조정한다.

층 D : a) 층 E와 층 C간의 점착을 조정한다.

b) 층 퇴적의 광학특성을 약간 조정한다.

c) 층 체제의 내화학성을 늘린다.

층 C : a) 적외선 방사를 반사한다.

b) 가시광선을 반사한다.

c) 태양 에너지 투과를 줄인다.

d) 가시광선 투과를 줄인다.

e) 열처리 중 고온산화에 견딘다.

층 B : a) 층 C와 층 A간의 점착을 조정한다.

b) 층 퇴적의 광학특성을 약간 조정한다.

c) 층 체제의 내화학성을 늘린다.

층 A : a) 유리측의 가시광선 반사율을 줄인다(반사방지).

b) 층 C와 유리기판 간의, 고온에서의 상호작용을 줄인다.

c) 유리의 표면 상의 광색소(습기에 의한 유리부식)에 의, 층 C의 감광성을 줄인다.

d) 층 체제의 내화학성을 늘린다.

e) 색상을 조정한다

[실시예 1]

(제2도, 목표 1-3, 7-9는 Sn이고; 목표 4-6은 Haynes 214 합금이다. 유리 : 녹 담채 플로트 유리)

표본적 진행조건 :

층 E : (우선치)

사용가스-아르곤 및 산소 (O₂80%, Ar 20%)

가스압-0.5∼5.0×10^-3Torr (1.0×10^-3Torr)

목표전압-200-800볼트 (393볼트)

목표전류-변함 (7.4amps)

목표전력-변함 (2.9kw)

층 D :

사용가스-아르곤 및 산소 (O₂50%, Ar 50%)

가스압-0.5∼5.0×10^-3Torr (8.9×10^-4Torr)

목표전압-200-800볼트 (347볼트)

목표전류-변함 (7.4amps)

목표전력-변함 (2.6kw)

층 C :

사용가스-아르곤 및 산소 (O₂14%, Ar 86%)

가스압-0.5∼5.0×10^-3Torr (7.7×10^-4Torr)

목표전압-200-800볼트 (407볼트)

목표전류-변함 (7.9amps)

목표전력-변함 (3.2kw)

층 B : (층 D와 같음)

층 A : (층 E와 같음)

표본의 광학적 및 전기적 특성

5/32˝<4.0mm> 녹담채 플로트 유리에 관해 보고된 특성 [불리기 로에 점화후]

가시투과 : 22-23% C광원, 관측자 2°

가시반사율(유리측) : 11-12% C광원, 관측자 2°

가시반사율(필름측) : 31-33% C광원, 관측자 2°

가시색상(유리측) : 회색 a=0.5, b=0.8

가시색상(필름측) : 금색 a=1.0, b=24.0

방사율 : 0.37-0.38

면적저항 : 35-37옴/평방

태양투과 : 13-14%

태양반사율 : 10%

[실시예 2]

(제2도, 목표 1-3, 8-9는 Sn이고; 목표 4-7은 Haynes 214 합금이지만, 목표 7은 실행할 수 없다. 유리는 5/32˝ 담채 플로트 유리였다.)

표본적 진행조건 :

이 실시예에서는 O₂노즐이 제4 및 제6의 목표(예를 들어, sccm 약 419)에 채용되어 이들 위치에서의 Haynes 214 합금의 산화를 보증하도록 하였다. 채용된 담채 유리는, 대략 1140℉-1160℉의 불리기, 경화 및/또는 만곡 목적을 위한 변이온도를 가지는 종래의 녹 담채의 플로트 유리였다. 세척기 속도는 70.0%로 설정되었고 셋의 지대의 가스 유출/배경은 각기(sccm) 1099/275, 480/149 및 893/222이었다. 지대 2의 배경 튜브(즉 O₂노즐)들은 목표 4 및 6을 위해서만 실행할 수 있었다. 전압은 505 볼트 이상 유지되어 목표 5의 Haynes 214가 사실상 산화하지 않게 보증토록 하였다. 결과로 얻은 코팅은 Sn O₂/214 산화물/214 금속/214 산화물/Sn O₂를 유리로부터 외향으로 필수적으로 함유하는 다섯 층의 체제이었다. 모든 산화물은 화학량론적 산화물을 필수적으로 함유하는 것으로 믿어졌다.

다음에, 전형적 보더(boarder) 페인트(예를 들어, Degussa 페인트)에 의해 칠해진 비만곡의, 차의 프라이버시 창유리의 형태의 이 유리구조를 약 1240℉-1330℉의 오븐 온도로 최종 산품을 성취하기에 충분한 시간동안 종래의 불리기 및 만곡 작업(즉, 슬럼프와 압착)을 하였다. 그 결과는 뛰어난 내구성 특성과 함께, 유리측에서 중간 회색이 코팅측에서 금색이 나타나는 훌륭한 프라이버시 창유리이었다.

[실시예 3]

목표 6은 효력이 나타나지 않게 하고 목표 7이 채용된 것을 제외하고는 실시예 2에서 출발한 절차를 사용하여 실시예 2의 그것과 같은 프라이버시 창유리를 생성하였다. 우수하고 내구성 있는, 차의 프라이버시 창유리를 획득하였다.

위에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 유일의 체제들과 방법들은 뛰어난 기계적 내구성, 광학적, 및 열처리가능 특성을 성취한다. 그러므로, 한차례 주어진 위의 설명은 여러 가지 타의 변경, 특징 또는 개선이 숙련 기술인에게 명확해지게 될 것이다. 그러한 타의 특징, 변경 및 개선은 이 처럼 본 발명의 일부로 고려되고, 그의 범위는 하기의 특허청구의 범위에 의해 결정되게 된다.

Claims (34)

1. 유기 기판이, a) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제1의 층; b) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속으로 이루어진 제2의 층; c) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제3의 층; 및 d) 주석, 아연, 티타늄, 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 제4의 층을 포함하는 코팅을 그에 가지는, 열처리가능 유리 물품.
2. 유리 기판이, a) 주석, 아연, 티타늄, 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 제1의 층, b) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제2의 층; c) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속으로 이루어진 제3의 층; d) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 신화 또는 질화물로 이루어진 제4의 층; 및 e) 주석, 아연, 티타늄, 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 제5의 층을 포함하는 코팅을 그에 가지는, 열처리가능 유리 물품.
3. 제2항에 있어서, 제1 및 제2의 층들은 필수적으로, 산화주석으로 이루어져 있는, 열처리가능 유리 물품.
4. 제2항에 있어서, 제2, 제3, 제4층들의 금속은 같은 금속인, 열처리가능 유리 물품.
5. 제4항에 있어서, 제1 및 제4의 층들은 필수적으로, 화학량론적 산화주석으로 이루어져 있는, 열처리가능 유리 물품.
6. 제5항에 있어서, 제2, 제3, 및 제4층들의 금속은 필수적으로, 70중량% 보다 많은 Ni을 가지는 합금으로 이루어져 있는, 열처리가능 유리 물품.
7. 제2항에 있어서, 제1 및 제4층들은 필수적으로, 화학량론적 산화주석으로 이루어져 있고, 제3의 층은 필수적으로, Ni, Fe, Cr, C, Al 및 Y로 이루어진 합금으로 이루어져 있으며, 또 제2 및 제4의 층들은 필수적으로, 제3의 층의 합금의 산화물로 이루어져 있는, 열처리가능 유리 물품.
8. 제6항에 있어서, 제3의 층의 합금은 필수적으로,

   로 이루어져 있는, 열처리가능 유리 물품.
9. 제2항에 있어서, 유리 기판은 녹 담채의 플로트 유리인, 열처리가능 유리 물품.
10. 제8항에 있어서, 유리는, 유리측에서 중간 회색이, 코팅 측에서 금색이 나타내고 층들의 두께는 약,

    이며, 상기 물품은 차량의 프라이버시 창유리인, 열처리가능 유리 물품.
11. 유리 물품을 형성하는 방법이, a) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제1의 층; b) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속으로 이루어진 제2의 층; c) 니켈 및 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화 또는 질화물로 이루어진 제3의 층; 및 d) 주석, 아연, 티타늄, 및 그의 합금들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속의 산화물로 이루어진 제4의 층들을, 유리에서 외향으로 연속으로 주어진 스퍼터 코팅을 함유하는, 열처리가능 코팅 유리 물품을 형성하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 방법은 제1의 층 전에 유리에 제1의 스퍼터 코팅기를 포함하고, 제5의 층은 주석, 아연, 티타늄, 및 그의 합금들로 이루어지며, 각각의 산화물 층의 스퍼터 코팅은 사실상 화학량론적 산화물들을 생성하도록 산소가 충분히 풍부한 분위기에서 실행되는 방법.
13. 제12항에 있어서, 코팅을 적용한 후 물품을 약 1150℉-1450℉의 온도에서 열처리시키는 것을 더 포함하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 열처리가 유리의 불림의 단계를 포함하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 열처리가 유리의 만곡의 단계를 포함하는 방법.
16. 제13항에 있어서, 열처리가 유리의 열강화의 단계를 포함하는 방법.
17. 제12항에 있어서, 제5 및 제4의 층들은 필수적으로, 산화주석으로 이루어지고, 제2의 층은 필수적으로, 70중량% 이상의 Ni을 가지는 합금으로 이루어지며, 제1 및 제3의 층들은 필수적으로, 제2의 층의 합금의 산화물로 이루어져 있는 방법.
18. 제17항에 있어서, 제2의 층은 필수적으로, Ni, Fe, Cr, C, Al 및 Y로 이루어진 합금으로 이루어져 있는 방법.
19. 제18항에 있어서, 제2의 층은 필수적으로,

    로 이루어지고 있는 방법.
20. 열처리가능 스퍼터 코팅 유리 물품이, a) 니켈 또는 70중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈합금으로 형성된, 사실상 비산화의 금속의 층; b) 금속의 산화물의 금속이 층(a)의 금속과 다른, 금속 산화물 보호층; 및 c) 산화 또는 질화 금속의 금속이 니켈 또는 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금인, 금속의 실리콘 또는 금속의 산화물이나 질화물로 필수적으로 이루어지고 있고, 중간 층(c)는 층(a)를 층(b)에 단단히 접착하는, 격리층(c) 중간 층들(a)와 (b)를 포함하는 층체제를 그에 가지는 유리 기판을 함유하는, 열처리기능의 스퍼터 코팅 유리 물품.
21. 제20항에 있어서. 층(c)의 산화물의 금속은 층(a)의 금속과 같은, 열처리가능의 스퍼터 코팅 유리 물품.
22. 제21항에 있어서, 층(b)는 필수적으로, 화학량론적 산화주석(Sn O2)으로 이루어져 있는, 열처리가능의 스퍼터 코팅 유리 물품.
23. 제22항에 있어서, 열처리가능 스퍼터 코팅 유리 물품이, 층(c)가 니켈 또는 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 니켈 합금의 금속의 산화물 또는 질화물이고, 층(e)가 층(b)와 같은 금속의 산화물이며, 층(d)가 층(c)와 같은 금속의 산화물이고, 또 층(e)가 층(c)을 상기 유기 기판에 단단히 접착하며, 층(d)가 층(e)를 층(a)에 단단히 접착하는, 층(d)와 (e)를 더 포함하는, 열처리가능의 스퍼터 코팅 유리 물품.
24. 제23항에 있어서, 상기 물품은 차의 프라이버시 창유리인, 열처리가능의 스퍼터 피복 유리 물품.
25. 코팅한, 열처리가능의 유리물품을 형성하는 방법이, a) 니켈 또는 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 합금으로 필수적으로 이루어지는 사실상 비산화의 금속의 층을 형성하기; b) 층(a)에 실리콘 또는 산화물의 금속이 니켈 또는 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 합금인 금속의 산화물이나 질화물로부터 선택된 층을 따로따로 형성하기; c) 층(b)에 사실상 화학량론적 금속의 산화물로 보호 층을 따로따로 형성하기; 그리고 그 다음 상기 물품을 열처리하기로 이루어지는, 코팅한, 열처리가능의 유리물품을 형성하는 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 방법은, 상기 유리 물품에 층(c)와 같은 산화물의 층(d)를 최초로 형성하기, 그리고 그 다음 층(d)에 층의 금속이 니켈 또는 50중량% 보다 많은 니켈을 가지는 비실리콘의 합금인 층(b)와 같은 산화물의 층(e)를, 층(e)가 층(a)를 층(d)에 단단히 접착하며 층(d)가 층(e)를 상기 유리 물품에 단단히 접착하게 형성하기를 더 포함하는, 코팅한, 열처리가능의 유리 물품을 형성하는 방법.
27. 제26항에 있어서, 열처리는 불리기, 만곡, 열강화, 또는 그의 조합들로부터 선택되고, 층(c)와 (d)는 필수적으로, 화학량론적 산화주석(Sn O₂)으로 이루어져 있으며 층들 (b)와 (e)의 금속은 층(a)의 것과 같은 금속인, 코팅한, 열처리가능의 유리 물품을 형성하는 방법.
28. 제27항에 있어서, 유리물품은 만곡의, 차의 프라이버시 창유리이고, 층(a)의 상기 금속은, 필수적으로, Ni, Fe, Cr, C, Al 및 Y로 이루어져 있는 합금인, 코팅한, 열처리가능의 유리 물품을 형성하는 방법.
29. 제27항에 있어서, 상기 유리는 녹 담채의 플로트 유리이고, 상기 프라이버시 창유리는 유리측에서 중간 회색이, 코팅측에서 금색이 나타나며, 13-14%의 태양투과와 10%의 태양반사율을 가지는, 코팅한, 열처리가능의 유리 물품을 형성하는 방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 층들은 유리로부터 외향으로 하는 배열 순서와 두께 범위를

    로 가지는, 코팅한, 열처리가능의 유리 물품을 형성하는 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 층(a)는 유리의 반사의 지표를 사실상 변하지 않는, 코팅한, 열처리가능의 유리 물품을 형성하는 방법.
32. 제25항에 있어서, 그 과정에 따른 제품.
33. 제27항에 있어서, 그 과정에 따른 제품.
34. 제30항에 있어서, 그 과정에 따른 제품.