JP2929211B2 - 皮膜を有する板ガラスの製造方法 - Google Patents

皮膜を有する板ガラスの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、コーティング（皮膜）を施した曲げ板ガ
ラス、特に、板ガラスの片面に金属皮膜を施した曲げ板
ガラスの製造方法に関するものである。
（従来の技術） 片面に金属皮膜を施した板ガラスとしては、例えば、
元素周期系の原子番号22から28の元素からなる金属また
は合金の金属皮膜を保護皮膜面とし、約580℃から約680
℃の範囲の温度で焼き入れし、または、曲げ加工が施さ
れたものが知られている。そして、前記金属皮膜の厚さ
は、前記焼き入れし加工または曲げ加工の工程におい
て、金属皮膜へ酸素拡散が生じないように選択されるも
ので、このようにして金属皮膜を有する板ガラスが製造
される。西ドイツ特許公開3544840には、前記のような
板ガラスの製造技術、太陽光線遮断、特に紫外線遮断に
適した金属または金属酸化物からなる金属皮膜を有する
板ガラスの製造技術が開示されている。
（発明が解決しようとする課題） 前記した公知技術は、大方の面で満足のゆくものでは
あるが、米国特許2596515号に開示されているような太
陽光線から保護する紫外線除けライニングプレートまた
はカバープレートなどの前面プレート、さらには、自動
車のバックミラーとして使用されるような不透明な反射
（RL約50％）皮膜を有する板ガラスの製造には、適して
いない問題点がある。
さらに、従来の技術における保護皮膜の化学組成が複
雑であり、さらに、保護皮膜が非常に繊細なため、焼き
入れし加工や曲げ加工において保護皮膜にダメージを与
えやすい問題点がある。
欧州特許公開233003号には、曲げ加工または焼き入れ
し加工に適した透明度の高い銀系皮膜、即ち、アルミニ
ウム、チタン、亜鉛、タンタルまたはジルコニウムの薄
い保護皮膜と金属酸化物皮膜とを組合わせた皮膜を備え
た板ガラスが開示されている。この構造においては、ア
ルミニウム皮膜は、外側保護皮膜として作用するもので
あるが、アルミニウム皮膜は、柔らかで、スクラッチが
入りやすく、摩滅しやすいため、このような保護皮膜
は、ガラスの切断工程や取扱いなどの製造工程中で傷付
きやすく、したがって、保護皮膜が傷付けば、金属酸化
物皮膜が酸化されて、焼きもどしや曲げ加工の工程で、
金属酸化物皮膜は、破壊されるといった問題点がある。
（課題を解決する手段） 前記した従来技術における問題点が、この発明の解決
課題であって、後写鏡（自動車のバックミラーなど）や
紫外線除けの板ガラスなどの使用に適した不透明な反射
皮膜面を背面に有する板ガラスの製造において、製造工
程において前記皮膜面が損傷されずに製造され、しかも
皮膜の化学組成が極めて簡単な組成からなる板ガラスの
製造方法を提供し、前記課題を解決するものである。
この発明は、板ガラスの背面に形成される金属酸化物
皮膜は、不透明の反射膜であり、適切な膜の厚さを有
し、前記金属酸化物皮膜を表面から保護する保護皮膜
が、アルミニウムと、チタン（Ti）および／またはジル
コニウム（Zr）の合金により形成する手段によって、前
記課題を解決するもので、前記保護皮膜は、チタン（T
i）および／またはジルコニウム（Zr）を少なくとも10
原子％、または、20原子％含むものである。
（発明の作用） 前記した保護皮膜により、板ガラスの背面に形成され
る前記金属皮膜は、製造工程中においては完全に保護さ
れ、破壊または破損のおそれがなく、反射面をもつ板ガ
ラスを損失なく製造することができ、製造の歩留りは、
大幅に向上し、反射膜の組成も簡単であるので、コスト
も大幅に節減できる作用を有する。
（実施例） この発明の製造方法においては、保護皮膜がジルコニ
ウムを含まないアルミニウム・チタン合金（AlTi合金）
からなる場合は、チタン（Ti）の含量が30〜50原子％、
好ましくは、40原子％である。
また、保護皮膜が、チタン（Ti）を含まないアルミニ
ウム・ジルコニウム合金（AlZr合金）の場合は、25〜45
原子％、好ましくは、35原子％のジルコニウム（Zr）を
含む。
この発明による保護皮膜の膜の厚さは、10〜50nm、好
ましくは、20〜30nmである。
この発明においては、金属酸化物皮膜を板ガラスの面
に形成するための接着層として、TiO2、Ta2O5、ZrO2お
よびSiO2のグループから選ばれた金属酸化物の少なくと
も一つからなる接着層が板ガラスの金属酸化物皮膜形成
の面に金属酸化物皮膜形成に先行して施される。
この発明によれば、保護皮膜は、マグネトロン陰極ス
パッタリング手段により形成される。
また、前記保護皮膜の形成は、AlターゲットとTiおよ
び／またはZrターゲットの二つの陰極によるスパッタリ
ング手段によっても形成できる。さらに、前記保護皮膜
は、可溶の、または、パウダー合金ターゲットをスパッ
タリングしても形成できる。
この発明による板ガラスは、後写鏡や、装飾用の板ガ
ラス、紫外線を防ぐための建築用の板ガラスなど、広範
囲の用途を有する板ガラスとして使用される。
この発明の方法により製造される板ガラスの一例を第
１図と第２図とにより説明すると、第１図の例では、板
ガラス本体10の一方の面に、膜の厚さが60nmのクロミウ
ム皮膜12が形成され、その膜の上に、膜の厚さが20nmの
保護皮膜14が形成されている。この保護皮膜は、Al-Ti
合金からなる。また、第２図の例は、金属皮膜12、保護
皮膜14の他に、膜板ガラス本体10と金属皮膜12との間
に、膜の厚さが70nmの接着膜層16が介在し、この接着膜
層は、Ta2O5からなる。
つぎに、この発明による前記構造の板ガラスの製造方
法の例を以下に記載する。
実験例１ 直流マグネトロン陰極スパッタリング手段により、板
ガラス本体10の一方の面に、光学透過率が１％以下の膜
厚60nmのクロミウム皮膜を形成し、アルミニウム60原子
％とジルコニウム40原子％の粉末合金のスパッタリング
により膜の厚さが約25nmのAl-Ti合金からなる保護皮膜1
4を前記クロミウム皮膜の上にスパッタリングして、金
属皮膜が保護皮膜により保護された板ガラスが製造され
る。このような工程が行なわれるチャンバは、5.10-3Pa
減圧され、ついで、純アルゴンが5.10-1Paとなるまで供
給される。板ガラス本体の寸法は、10×10cmである。
皮膜形成の板ガラス本体10に対し、ついで実験炉にお
いて、時間５分間、温度670℃で曲げ加工と焼き入れし
処理が行なわれる。数次の試験の結果、Cr-AlTiの皮膜
組成は、９分間にわたる焼き入れし処理を施されてもク
ロミウムの金属皮膜12は破壊されないことが判明した。
保護皮膜を含めての全体の皮膜に対する湿気の抵抗度が
温度40℃、100％相対大気圧湿度の条件でテストされ、
皮膜の損傷は、一切発生しなかった。板ガラス本体の皮
膜を施していない面側から観察したとき、焼き入れし処
理が施された板ガラスは、すぐれた反射特性を有し、後
写鏡や建材用として好適な特性を備えていることが観察
できた。
前記皮膜のスクラッチおよび摩滅に対する抵抗力が、
つぎのようにして試験された。前記皮膜が施された板ガ
ラスを回転テーブルの上に置き、アーム部材に取付けた
粗いフエルトを前記板ガラスの前記皮膜面に接触させ
（接触面積１×1cm）、前記回転テーブルを回転させる
と共に前記アーム部材に荷重を作用させて前記の粗いフ
エルトで前記皮膜面を擦過するようにし、前記回転テー
ブルの回転数を記録し、このような試験を経た板ガラス
を実験室炉で５分間焼き入れし処理した。保護皮膜14が
充分な厚さを保てなくなった金属皮膜12の部分において
は、酸化作用を受けていた。これらの領域においては、
前記皮膜は、透明となり、光学的に濃度のある皮膜と好
対照をなしている。強い光の光源からの光線において
は、焼き入れし後、複数の溝が数えられた。
下表の表１は、実用条件に基づく試験結果を示したも
のである。基準値は、純粋なアルミニウム皮膜によりク
ロミウム金属皮膜12を被覆したときの値である。この皮
膜は、一回の回転の後ですでに著しく損傷された。この
発明によるAlTi保護皮膜14の手段による被覆の場合は、
200回の回転の後でも、前記皮膜には、極めて僅かな溝
（スクラッチ）しかなかった。
（注）第２欄と第３欄の数値は、前記組成の皮膜面に
発生した溝（スクラッチ）のセンチメーター当りの数を
示し、「損壊」は、前記皮膜が損傷または剥がれた状態
を示す。
実験例２ 実験例１のAl-Ti保護皮膜に代えてAlZr保護皮膜14と
した。この皮膜は、65原子％アルミニウムと35原子％ジ
ルコニウムを含む溶融合金ターゲットによるスパッタリ
ング（溶射）で形成された。前記皮膜を有する板ガラス
（被実験体）は、12分間にわたり670℃の温度で焼き入
れした（テンパリング）が、何らの損傷も目視できかっ
た。表２は、保護皮膜にAlZr合金皮膜を使用したときの
スクラッチ／摩耗テストの結果を示す。この表から明ら
かなように、アルミニウムのみの保護皮膜で保護された
クロミウム金属皮膜12に比べて大幅な改善が認められ
る。
（注）第２欄と第３欄の数値は、前記組成の皮膜面に
発生した溝（スクラッチ）のセンチメーター当りの数を
示し、「損壊」は、前記皮膜が損傷または剥がれた状態
を示す。
実験例３ 高品質（ハイグレード）のスチール皮膜12（DIN 1.44
01）が板ガラス本体10の一方の面に形成された。この皮
膜の厚さは、80nmであり、この皮膜の上に、厚さ25nmの
AlZr皮膜（Alが65原子％、Zrが35原子％）が保護皮膜と
して形成された。このような皮膜構成は、高温、高湿気
に耐え、実験例１、２に匹敵する機械的強度を有してい
た。
実験例４ 皮膜組成ならびに皮膜形成手段は、前記実験例1,2と
同様であるが、板ガラス本体10と高品質のスチール皮膜
12との間に、接着剤層16として、Ta2O5の接着層（厚さ8
0nm）を介在させて構成した。このような皮膜構成は、
高温、高湿気に耐え、実験例１、２に匹敵する機械的強
度を有していた。
前記した説明は、この発明を限定するものではない。
（発明の効果） 前記した保護皮膜により、板ガラスの背面に形成され
る前記金属皮膜は、製造工程中においては完全に保護さ
れ、破壊または破損のおそれがなく、反射面をもつ板ガ
ラスを損失なく製造することができ、製造の歩留りは、
大幅に向上し、反射膜の組成も簡単であるので、コスト
も大幅に節減できる効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第１図と第２図は、それぞれ、この発明に係る板ガラス
の要部の断面図を示すものである。 10……板ガラス本体 12……金属皮膜 14……保護皮膜 16……接着層

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一方の面に元素の周期系の原子番号22乃至
    28の元素から選ばれた金属、または、その合金を主成分
    とする金属皮膜が形成され、この金属皮膜の表面が金属
    を含む素材の保護皮膜で保護された板ガラスを約580℃
    から約680℃の温度で焼き入れ処理または曲げ処理を施
    して紫外線除けガラス、熱線遮断ガラス、後写鏡などと
    して使用される板ガラスを製造する方法において、前記
    保護皮膜をTiおよび／またはZrを含むAl合金により形成
    してなる皮膜を有することを特徴とする板ガラスの製造
    方法。
  2. 【請求項２】前記保護皮膜が少なくとも10原子％のTiお
    よび／またはZrを含むことを特徴とする請求項第１項の
    製造方法。
  3. 【請求項３】前記保護皮膜が少なくとも20原子％のTiお
    よび／またはZrを含むことを特徴とする請求項第２項の
    製造方法。
  4. 【請求項４】前記保護皮膜がTiを30〜50原子％含み、Zr
    を含まないAlTi合金からなることを特徴とする請求項第
    １項の製造方法。
  5. 【請求項５】前記保護皮膜がTiを約40原子％含むことを
    特徴とする請求項第４項の製造方法。
  6. 【請求項６】前記保護皮膜がZrを25〜45原子％含み、Ti
    を含まないAlZr合金からなることを特徴とする請求項第
    １項の製造方法。
  7. 【請求項７】前記保護皮膜がZrを約35原子％含むことを
    特徴とする請求項第６項の製造方法。
  8. 【請求項８】前記保護皮膜が10〜50nmの膜の厚さを有す
    ることを特徴とする請求項第１項の製造方法。
  9. 【請求項９】前記保護皮膜が20〜30nmの膜の厚さを有す
    ることを特徴とする請求項第８項の製造方法。
  10. 【請求項１０】前記金属皮膜を形成する前に、板ガラス
    の前記金属皮膜を形成する面に、TiO2,Ta2O5,ZrO2およ
    びSiOのグループから選ばれた金属酸化物の少なくとも
    一つからなる接着層が施されることを特徴とする請求項
    第１項−第９項いずれかの製造方法。
  11. 【請求項１１】前記接着層が色を変える干渉皮膜として
    作用する程度の厚さに施されることを特徴とする請求項
    第10項の製造方法。
  12. 【請求項１２】前記皮膜が少なくとも部分的にはマグネ
    トロン陰極スパッタリング手段により形成されることを
    特徴とする請求項第１項の製造方法。
  13. 【請求項１３】Alターゲットおよび／あるいはZrターゲ
    ットの二つの陰極の同時スパッタリングまたは交互スパ
    ッタリングにより前記保護皮膜を形成することを特徴と
    する請求項第12項の製造方法。
  14. 【請求項１４】溶融またはパウダー合金ターゲットによ
    るスパッタリングで前記保護皮膜を形成することを特徴
    とする請求項第12項の製造方法。
  15. 【請求項１５】請求項第１項の製造方法により製造され
    た背面に不透明で反射する面を備えた板ガラス。
  16. 【請求項１６】接写鏡、装飾ガラス、建材用ガラスとし
    て使用される請求項第15項の板ガラス。
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