JP3492980B2 - ガラス表面のためのカーボンに基づく防汚性コーティング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚れ及び水による
しみの蓄積を防ぐガラス基材等のためのコーティングを
提供する。本発明のコーティングされたガラス基材は、
絶縁ガラスユニットで使用することができ、ここでは本
発明のコーティングは１つのガラス板の外部用表面に支
持させ、このガラス板の反対側には反射性コーティング
を適用する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】窓及び
他のガラス表面を清浄に維持することは比較的費用がか
かり、また時間がかかる。いくつかの個々の窓を清浄に
することはそれほど大変なことではないが、多数の窓を
きれいに維持することはかなりの負担である。例えば、
近代的なガラス張りのオフィスビルでは、窓の外部用表
面を常にきれいにするためにはかなりの費用と時間がか
かる。

【０００３】窓及び他のガラス表面は様々な様式で「汚
れる」又は「汚染される」。窓に汚れが集まる２つの主
な様式は、ガラス表面での水の作用を含む。第１に、水
自身が汚れ、又はミネラル類等をガラスの表面に集め又
は堆積させる。明らかに、ガラス上に付着した汚れた水
は、乾燥すると同伴された又は溶解した汚れをガラス上
に残す。窓の外部用表面に比較的きれいな水が付着した
場合であっても、窓に付着したそれぞれの水滴は、乾燥
する間にほこり及び他の浮遊粒子を捕らえる傾向があ
る。水に溶解したこれらの粒子及び他の化学種は、時間
と共に濃縮され、特徴的な斑点又は乾燥環をガラス表面
に残す。

【０００４】窓又は他のガラス表面に汚れた又はあまり
好ましくない外観をもたらす傾向の第２の様式は、ガラ
ス表面自身に対する攻撃と関連している。比較的清浄な
水滴がガラス表面に存在する場合であっても、これはガ
ラスからアルカリ化合物を浸出させ始める。典型的なソ
ーダ−ライムガラスの場合、ソーダ及びライムがガラス
から浸出し、滴のｐＨが上昇する。ｐＨが上昇すると、
ガラスの表面に対する攻撃はより激しくなる。結果とし
て、乾燥していく水滴の下側のガラスは、水滴が完全に
乾燥するまでにわずかに比較的粗くなる。加えて、ガラ
スから浸出するアルカリ化合物は、乾燥環としてガラス
表面に再び堆積する。この乾燥したアルカリ物質はガラ
スの外観を悪くするだけでなく、ガラス表面が濡れたと
きに再び溶液になり、次の水滴のｐＨを素早く上昇させ
てガラス表面に癒着させる傾向もある。

【０００５】ガラス板を貯蔵又は輸送する場合、隣接す
るガラス板間の水の存在は長年の問題である。ガラスが
直接に水と接触しないような保護処理をすることができ
るが、湿った環境においガラスを貯蔵する場合、水は周
囲からガラス表面に凝縮することがある。

【０００６】比較的多くのガラスを集める場合にこのこ
とはより大きな問題である。多くのガラスの熱量はかな
り大きく、暖めるのにはかなりの時間がかかる。結果と
して、周囲の温度が上昇したときに（例えば朝に）、こ
れらのガラスは周囲空気よりも低温となり、空気中の湿
分がガラス表面に凝縮する。空気循環が制限されている
ので、ガラス板間に凝縮した湿分は完全に乾燥させるこ
とが難しい。このことは、凝縮した湿分がガラスからア
ルカリ成分を浸出させる機会を与え、ガラス表面に好ま
しくない影響を与える。この攻撃の速度は、ガラスの表
面に酸を適用することによっていくらか低下させること
ができる。これは、ガラス板が付着しないようにし且つ
ガラス板が互いに摩擦しないようにするために使用する
分離剤中に緩酸、例えばアジピン酸を含ませることによ
って通常は行う。

【０００７】比較的長い期間にわたってガラス板の外観
をきれいに維持するために、多くの試みが行われてき
た。最近の研究の１つの目的は、ガラス又は他のセラミ
ック類のための「自己清浄化」表面である。この分野で
の研究は、ある種の金属酸化物類が赤外光を吸収して、
光触媒的に生化学的な物質、例えばオイル、植物的な物
質、脂質、及びグリース等を分解する能力を持つことに
基づいている。最も強力な光触媒金属酸化物は二酸化チ
タンであると考えられるが、この光触媒効果を持つと考
えられる他の金属酸化物としては、鉄、銀、銅、タング
ステン、アルミニウム、亜鉛、ストロンチウム、パラジ
ウム、金、白金、ニッケル、及びコバルトの酸化物を挙
げることができる。

【０００８】そのような光触媒コーティングは生化学的
な起源の物質を除去するのにはいくらかの利点を有する
が、他の物質への直接的な影響は明確でなく、また紫外
光への露出によって変化すると考えられる。従って、そ
のようなコーティングをされたガラス表面の水に関する
上述の問題は、そのような光触媒コーティングとは直接
に関わりがない。

【０００９】水を小さい滴にすることによってガラス表
面の水の影響を最小化しようとする多くの試みが行われ
てきた。例えば、米国特許第５，４２４，１３０号明細
書（ナカニシら、この教示はここで参照することによっ
て本発明の記載に含める）は、フルオロアルキル基を含
むシリカに基づくコーティングによってガラス表面をコ
ーティングすることを示唆している。この参考文献は、
ガラス表面にシリコーンアルコキシドペイントを適用
し、このペイントを乾燥し、そして乾燥したこのペイン
トを空気中において燃焼させることを教示している。ナ
カニシらは、非金属原子の置換部分の重要性、すなわち
ＳＯ₂ 層の酸素をフルオロアルキル基で置換することの
重要性を強調している。ここでは、１．５％までの酸素
原子を置換するべきであるとしている。ナカニシらは、
０．１％未満の酸素原子がフルオロアルキル基で置換さ
れている場合、ガラス表面での水の接触角が８０°未満
であるので、ガラスは適当に撥水しないとしている。

【００１０】そのような「撥水性」コーティングは、ガ
ラス表面の水を細かくする傾向がある。このコーティン
グを自動車の風防等に適用すると、速い速度の一定の空
気流れがそのような表面上に吹くと、この水を細かくす
る効果は、水滴を表面から吹き飛ばすことを可能にし
て、ガラス表面から水を除去するのに役立つ。しかしな
がら、比較的静的な用途においては、これらの滴はガラ
ス表面上に残って、ゆっくりと蒸発する傾向がある。結
果として、この「撥水性」コーティングは、上述の水に
関する汚れの問題を解決しない。反対に、比較的容易に
水を細かくすることによって、実際に問題を悪化させる
こともある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】１つの面では本発明は、
水をシート状にするコーティングを有するガラス物品、
及びそのようなコーティングを適用する方法を提供す
る。本発明の第１の態様においては、ガラス物品は水を
シート状にするコーティングを有する少なくとも１つの
コーティングされた表面を有する。水をシート状にする
このコーティングは、ガラスの外部用表面に直接にスパ
ッタリングしたカーボンを含む。

【００１２】本発明の第２の態様では、定期的に水と接
触する外部用表面を持つ少なくとも１つのガラス板を含
む窓を提供する。このガラス板の外部用表面は、約１５
Å〜約３５０Åの平均厚さでガラス表面に直接にスパッ
タリングしたカーボン含む水をシート状にするコーティ
ングを有する。

【００１３】本発明の更なる態様では、反射性コーティ
ングを有する内部用表面と、水をシート状にするコーテ
ィングを有する外部用表面とを有するガラス板を提供す
る。この反射性コーティングは、反射性金属層と、少な
くとも１つの誘電体層とを含むことができる。水をシー
ト状にするコーティングは、ガラス板の外部用表面に直
接にスパッタリングしたカーボンを含む。

【００１４】上述のように本発明は、ガラス表面を防汚
性及び防汚染性にする方法も考慮している。１つの態様
においては、本発明の方法は、内部用表面及び外部用表
面を有するガラス板を始めに提供することを含む。この
ガラス板の内部用表面及び外部用表面は清浄化する。そ
の後、ガラス板の内部用表面を、少なくとも１つの誘電
体層、少なくとも１つの金属層、及び少なくとも１つの
第２の誘電体層の順序でスパッタリングすることによっ
て、反射性コーティングを適用する。ガラスの外部用表
面は、ガラス板の外部用表面に直接にカーボンをスパッ
タリングすることによって、水をシート状にするコーテ
ィングを適用する。所望であれば、反射性コーティング
を適用するのに使用したのと同じスパッタリングコーテ
ィング設備において、水をシート状にするコーティング
を適用することができる。適当に材料を選択すると、水
をシート状にするコーティング及び反射性コーティング
の誘電体層のうちの１つは、非酸化雰囲気の同じスパッ
タリング容器で適用することもできる。所望であれば、
内部用表面が外部用表面の上側になるようにしてガラス
を一定の向きに維持して、ガラス板の内部用表面と外部
用表面の両方にコーティングを適用することができる。

【００１５】本発明の他の方法では、内部用表面及び外
部用表面を有するガラス板を提供する。スパッタリング
ラインも提供し、ここでこのスパッタリングラインは、
それぞれがガラス板の支持体を有する一連のスパッタリ
ング容器を具備している。これらのスパッタリング容器
のうちの少なくとも１つは、支持体の上方に配置された
上側ターゲットと支持体の下方に配置された下側ターゲ
ットとを有する２方向スパッタリング容器を含む。ガラ
スの内部用表面及び外部用表面を清浄化し、その後、内
部用表面が上側ターゲットに向くようにし且つ外部用表
面が下側ターゲットを向くようにして、ガラス板を、２
方向スパッタリング容器の支持体上に配置する。上側タ
ーゲットをスパッタリングして、誘電体層を堆積させ
る。この誘電体層は、ガラスの内部用表面に直接に、又
はガラスの内部用表面に予め堆積させた積層体に、堆積
させることができる。２方向スパッタリング容器にガラ
ス板を維持したままで、下側ターゲットをスパッタリン
グして、ガラスの外部用表面に水をシート状にするコー
ティングを堆積させる。１つの可能な好ましい態様で
は、上側ターゲットと下側ターゲットの両方を、同じス
パッタリング容器において非酸化雰囲気でスパッタリン
グする。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の１つ有用な態様
の、一対のコーティングを有するガラス板の概略を示し
ている。ガラス板１０は、外部用面１２と内部用面１４
とを有する。（ここで、この「外部用」面と「内部用」
面は任意に決定できるものである。しかしながら多くの
場合には、外部用面は、汚れ及び水等と接触することが
ある周囲雰囲気に露出されると考えられる。内部用面が
そのような周囲雰囲気に向いていてもよい。しかしなが
ら図２及び図３に示される態様においては、「内部用」
面は実際に保護されており、第２のガラス板はこの内部
用面と周囲雰囲気との間に夾まれている。）

【００１７】本発明に関連して使用することが好ましい
ガラス基材１０は、コーティングされたガラス物品を調
製する分野で既知の任意の従来のガラス基材を含む。自
動車の窓及び板状ガラスの製造において典型的に使用さ
れるガラス基材は一般に、ソーダ−ライム−シリカガラ
スと呼ばれる。他の適当なガラスは一般に、アルカリ−
ライム−シリカガラス、ボロシリケートガラス、アルミ
ノシリケートガラス、ボロアルミノシリケートガラス、
ホスホネートガラス、溶融シリカ等、及びそれらの組み
合わせとして考慮することができる。好ましいガラス板
１０は、ソーダ−ライム−シリカガラスでできている。

【００１８】ガラス１０の内部用面１４は、反射性コー
ティング３０を有する。当業者が容易に認識するよう
に、この反射コーティングは、所望の性質に依存して任
意の所望の形でよい。そのような様々なフィルムが当該
技術分野で既知であり、反射コーティング３０の厳密な
性質は本発明の範囲外のものである。

【００１９】例えばガラス物品を鏡として使用する場
合、コーティング３０は単純に反射性金属の比較的厚い
層を含むことができる。所望であれば、誘電体材料の保
護コーティングを、ガラスと接触する金属の表面と反対
の表面上に適用することができる。当該技術分野で既知
のように、これは化学的な攻撃及び物理的な攻撃から金
属層を保護するのに役立つ。反射性金属層の両方の面に
誘電体層を有する当該技術分野で既知の任意の様々な鏡
コーティングを使用することもでき、当該技術分野で既
知の多くの２色性鏡はそのような構造を使用している。

【００２０】図１の態様においては、反射性コーティン
グ３０は典型的に、低放射率太陽光制御フィルムで一般
に使用されるタイプの赤外線反射コーティングである。
典型的にそのようなフィルムは、一対の誘電体層に夾ま
れた金属層を含む。この構造を反復して、この積層体の
赤外線反射性能を更に促進することができる。有益な赤
外線反射積層体の１つの例は米国特許第５，３０２，４
４９号明細書（Ｅｂｙら）によって開示されており、こ
の教示はここで参照することによって本発明の記載に含
める。

【００２１】図１で示されている積層体３０は、１又は
複数の誘電体層を含むことができるベースコーティング
３２を有する。このベースコーティング３２は例えば、
約１５０〜２７５Åの厚さで適用された酸化亜鉛を含む
ことができる。第１の金属層３４は、このベースコーテ
ィング３２の上に直接に適用することができる。この金
属は例えば、約１００〜約１５０Åの厚さで適用された
銀でよい。第２の誘電体層３８は、第１の金属層３４上
に適用することができる。この誘電体層３８の厚さは少
なくとも部分的に、第２の金属層４０が積層体に含まれ
るかどうかに依存している。２つの金属層を有する積層
体では、図示されているように、この第２の誘電体層３
８は典型的に比較的厚い金属酸化物の層を含んでおり、
これは例えば７００〜７５０Åの酸化亜鉛である。所望
であれば、比較的薄い犠牲層３６を金属層３４と誘電体
層３８との間に適用することができる。これは、誘電体
層３８のスパッタリング堆積の間に、金属層３４を保護
するのに役立つ。例えば、この犠牲層３６は２５Å以下
の厚さで適用された金属チタンの層を含むことができ
る。この金属チタンは、金属酸化物誘電体３８の適用の
間に犠牲となって酸化して、下側の銀層３４が受ける損
傷を制限する。

【００２２】説明されている積層体では、第２の金属層
４０を第２の誘電体層３８上に適用している。この第２
の金属層４０は通常は、第１の金属層３４と同じ金属で
できている。例えば、この第２の金属層４０は、約１２
５〜１７５Åの銀を含んでいてよい。また、チタン等の
犠牲層４２をこの金属層４０上に適用して、その後の上
側誘電体層４４及び４６の堆積の間に、この金属層４０
を保護することができる。第３の誘電体層４４を犠牲層
４２上に適用する。この誘電体層４４は金属酸化物、例
えば約２５０〜３００Åの厚さで適用された酸化亜鉛で
もよい。所望であれば、もう１つの誘電体材料の保護オ
ーバーコーティング４６をこの誘電体コーティング４４
上に適用することができる。１つの好ましい態様におい
ては、このオーバーコーティング４６は、５０〜６０Å
のＳｉ₃ Ｎ₄ を含むことができる。

【００２３】本発明の水をシート状にするコーティング
２０は、ガラス１０の外部用表面１２に直接に堆積させ
たカーボンを含むことが望ましい。高度に詳細な表面解
析は行わなかったが、カーボンコーティングの表面は比
較的硬質で滑らかであると考えられる。詳細な解析を行
わなかったので、実質的な機能の改良を示すカーボンコ
ーティングの正確な厚さは未知である。カーボンのスパ
ッタリング速度及びこれらのコーティングの製造におい
て使用される既知の電力及びガラス速度に関する報告さ
れている情報から、これらの厚さの経験的な評価を行う
ことが可能であり、またうまく作用する厚さに関する確
信をもたらすことが可能である。この理解によれば、コ
ーティング２０の厚さは約１５Å〜約１５０Åであるべ
きであり、この厚さは約１５Å〜約１００Åであること
が好ましいと考えられる。最少のコストでのこのコーテ
ィングの最大の利益は、約１５Å〜約４０Åで得られる
と考えられ、実質的に比較的厚い厚さでは、可視光の吸
収が許容できないレベルに増加する傾向があると考えら
れる。このコーティング２０をガラス１０の外部用表面
１２に適用することができる１つの好ましい態様を、以
下でより詳細に説明する。

【００２４】図２は、本発明の更なる態様の複数ガラス
板絶縁ガラスユニットの概略図である。絶縁ガラスユニ
ットは、当該技術分野で既知であり、ここでは更なる詳
細を説明する必要はない。しかしながら簡潔に言うと、
そのような絶縁ガラスユニットは一般に２つのガラス板
１０、１００を有し、これらはスペーサー１１０によっ
て空間を隔てて保持されている。この態様においては、
ガラス１０の外部用表面によって支持される水をシート
状にするコーティング２０は、第２のガラス板１００の
反対側を向くようにし、ガラス１０の内部用表面によっ
て支持される反射性コーティング３０は、第２のガラス
板１００の方を向くようにしている。スペーサー１１０
は、片側を第２のガラス板１００の内部用表面１０２に
結合させ、他方を第１のガラス板１０に結合させてい
る。当該技術分野で既知のように、スペーサーはガラス
１０の内部用表面１４に直接に結合させることができ、
又は反射コーティング３０をガラス１０の周囲にまで拡
げてスペーサーをコーティング３０に直接に結合させる
ことができる。

【００２５】典型的に、スペーサーは金属等で作られて
おり、乾燥剤１１２がその中には保持されている。この
乾燥剤は、ガラス板間の空間１１５のガスと連絡して、
ガラス板の間に拡散することがある湿分を除去すること
ができる。外部シール１１４をスペーサー１１０の外周
囲に取り付けて、信頼可能なガス及び湿分のバリアーを
作ることができる。

【００２６】図２に示される構造の変形では、図１の上
述のコーティング２０と実質的に同一の、水をシート状
にするコーティング（図示せず）を、第２のガラス板１
００の外部用表面１０４に適用することができる。この
コーティングは、第１のガラス板１０の外部用表面で説
明されたコーティング２０に加えて又はこのコーティン
グ２０の代わりに使用することができる。従って、１つ
の態様（図示せず）においては、第１のガラス板１０の
外部用表面１２は水をシート状にする本発明のコーティ
ングを有し、第１のガラス板の内部用表面１４は多層赤
外線反射コーティング３０を有し、第２のガラス板１０
０の内側用表面１０２は２次コーティングを有さず、且
つ第２のガラス板の外部用表面１０４は、第１のガラス
板の外部用表面のコーティング２０と実質的に同じ水を
シート状にする第２のコーティングを有する。

【００２７】図３は、本発明のコーティングされたガラ
ス物品のもう１つの用途を説明している。この態様にお
いては、ガラス板１０を、中間体の耐裂性プラスチック
フィルム１３０によって第２のガラス板１００に結合し
て、積層構造体を作っている。そのような積層窓構造体
は、自動車の窓の分野で知られている。典型的に、この
プラスチック層１３０はポリビニルブチラル等の比較的
厚い層であり、これは加熱して溶融させることによって
他の２つガラス板に結合させる。所望であれば、コーテ
ィング３０はなくてもよい。しかしながらより好ましく
は、この反射フィルム３０は、加熱処理可能な赤外線反
射フィルムを含んでいる。様々なそのようなフィルムが
当該技術分野で既知であり、且つこのフィルムの正確な
性質については本発明の範囲外である。しかしながら、
任意の適当な加熱処理可能コーティング３０を使用する
ことができる。

【００２８】上述のように、水をシート状にするコーテ
ィングはスパッタリングによって適用することが望まし
い。これは、反射コーティング３０が存在する場合のこ
のコーティング３０と同様である。これらそれぞれのコ
ーティングは、従来のスパッタリング設備を使用して、
それぞれのためにスパッタリングラインを通して適用す
ることによって適用することができる。例えば、反射性
コーティングを適用する前に、水をシート状にする本発
明のコーティング２０をガラスの外部用表面に適用する
ことは、非酸化スパッタリング雰囲気においてガラスの
この表面をカーボン含有ターゲットの下に配置すること
によって行うことができる。その後で、従来の様式で一
連のスパッタリング容器を使用して、多層反射コーティ
ングを適用することができる。ここでそれぞれのスパッ
タリング容器は、所望の積層体の１又は複数の特定の層
をスパッタリングさせるようにしている。

【００２９】図４は、本発明の１つの態様の２方向スパ
ッタリング容器の概略を示している。マグネトロンスパ
ッタリング容器は当該技術分野で既知であり、且つ様々
な供給者から商業的に入手することができる。そのよう
なマグネトロンスパッタリング容器についての議論は本
発明の範囲外であるが、そのような装置の比較的有用な
１つの構造は米国特許第５，６４５，６９９号明細書
（Ｓｉｅｃｋ）で説明されており、この教示はここで参
照することによって本発明の記載に含める。

【００３０】一般に、マグネトロンスパッタリングは、
基材に堆積させる誘電体又は金属で作られたターゲット
を使用する。このターゲットは負に帯電しており、且つ
比較的正に帯電したアノードをこのターゲットに隣接さ
せて配置する。ターゲットの近くで容器に比較的少量の
所望のガスを導入することによって、このガスのプラズ
マを作ることができる。このプラズマ中の原子はターゲ
ットに衝突して、ターゲット物質をターゲットから叩き
出して、これをコーティングする基材にスパッタリング
する。当該技術分野では、ターゲットの背後で磁石を使
用すると、プラズマの形成を補助し、且つプラズマがタ
ーゲットの表面に近接した領域に存在するようにするこ
とが知られている。

【００３１】図４においては、コーティングするガラス
板１０は複数の支持ローラー２１０上に配置する。これ
らの支持ローラー２１０はスパッタリング容器２００の
長手方向にわたって間隔を開けて配置されている。以下
でより詳細に説明する理由のためにこれらのローラー２
１０の正確な間隔は変えることができるが、容器２００
の少なくとも１部の長さではわずかに更に間隔を開けて
配置し、下側ターゲット２６０からの実効コーティング
領域を増加させることが望ましい。

【００３２】図示された態様では、ガラス板１０はこれ
らのローラー上を水平に、例えば左から右に移動するよ
うにする。ガラスの内部用表面１４は上側を向くように
し、またガラスの外部用表面１２はローラー２１０上で
下側を向くようにする。（おそらくこれが最も典型的な
配置であるが、上側ターゲット２００と下側ターゲット
２６０の相対的な位置も反対であるならば、スパッタリ
ング容器２００におけるガラスの相対的な向きを交換で
きることは理解すべきである。従って、「上側」及び
「下側」ターゲットのようにこれらのターゲットを呼ぶ
ことは、単に便利さのためであり、スパッタリング容器
におけるこれらの要素の相対的な配置は、所望に応じて
容易に反対にできることに注意すべきである。）

【００３３】図４に示されているスパッタリング容器２
００は、２つの別々の上側スパッタリングターゲット２
２０ａ及び２２０ｂを具備している。これらのターゲッ
トは平らなターゲットでよいが、これらはいわゆるロー
タリー又はシリンダー状ターゲットとして示されてい
る。これらのターゲットは、これらのターゲットに対し
て一般的に並行で水平方向に延びる複数のアノード２３
０と共に、一般に互いに並行に並べられている。米国特
許第５，６４５，６９９号明細書において示唆されてい
るように、中間アノード２３０をこれら２つのターゲッ
トの間に配置することができる。

【００３４】ガス分配装置を使用して、ターゲット２２
０ａ及び２２０ｂの近くで容器にスパッタリングガスを
供給する。様々なガラス分配装置が当該技術分野で既知
であるが、このガス分配装置は単純に、一般にターゲッ
トに向けて間隔を開けて配置された複数の開口部又はノ
ズルを伴う一対のパイプ２３５を有する。

【００３５】マグネトロンスパッタリング容器において
ガラス基材の上方に配置された複数のターゲットを使用
することは、当該技術分野では非常に一般的なことであ
る。しかしながら、図４のスパッタリング容器２００の
独自の点は、「下側」ターゲット２６０の存在である。
このターゲットは、ガラスの外部用表面１２に直接に、
水をシート状にする本発明のコーティング２０をスパッ
タリングするのに使用するターゲットである。上側ター
ゲット２２０ａ及び２２０ｂの様に、下側ターゲット２
６０は少なくとも１つ、好ましくは２つのアノード２７
０を十分に近くに具備して、安定なプラズマの発生を確
立する。上側ターゲット２２０ａ及び２２０ｂに近接し
て示されるガス分配パイプ２３５が下側ターゲット２６
０から遠いことは好ましくなく、またガラス１０が断続
的に存在することは、スパッタリング容器２００を実質
的に２つの別々な機能の領域に分ける。従って、下側タ
ーゲット２６０に隣接するガスの下に配置された別々の
ガス分配パイプ２７５を具備して、このターゲットに近
いプラズマへの一貫したガスの供給を確実にすることは
好ましい。所望であれば、下側パイプ２７５及び上側パ
イプ２３５は、同じガス分配装置の一部であってよい。
すなわち、両方のパイプが単一のガス供給源に接続され
ていてよい。

【００３６】下側パイプ２７５が供給するガスの性質
は、少なくとも部分的にスパッタリングターゲット２６
０の性質に依存している。従来のマグネトロンスパッタ
リングでは、ターゲットはカソードとして機能しなけれ
ばならない。本発明の水をシート状にするコーティング
２０を適用する場合には、グラファイトターゲットを非
酸化雰囲気（好ましくは嫌気性雰囲気）においてスパッ
タリングすることが考えられる。グラファイトは適度に
伝導性であり、また比較的強く硬質である。これはグラ
ファイトに適当な機械的性質を与えて、ターゲット物質
として機能するようにする。また商業的な製造において
は、このターゲットは、グラファイトスパッタリング層
を保持する金属の支えを使用すると考えられる。本発明
で使用するロータリーターゲットは、中空の金属支え管
（ステンレス鋼で作ることができる）を具備することが
でき、例えば、非酸化雰囲気（好ましくはわずかに還元
雰囲気）でのプラズマスプレーによって、又はグラファ
イト粉末の焼結によって、この中空の金属支え管にカー
ボン層を堆積させることができる。このカーボン層はこ
こでは「グラファイト」オーバーコーティングとして言
及しているが、適当なスパッタリングで水をシート状に
する適当なカーボンに基づく本発明のコーティング２０
をもたらす限り、このカーボンは任意の他の結晶系又は
アモルファスであってよいことを理解するべきである。

【００３７】連続的なガラス板１０は、スパッタリング
容器を効率的に分割するが、これは容器の１つの部分か
ら容器の他の部分に移動してくるガスの導入を妨げな
い。下側ターゲット２６０は非酸化雰囲気においてスパ
ッタリングするグラファイトターゲットを有するするこ
とが好ましいので、上側ターゲット２２０ａ及び２２０
ｂのスパッタリングが、所望のコーティング組成物を堆
積させるためにスパッタリングプラズマ中の実質的な酸
素を必要としないことが好ましい。これは、ガラス板の
１つの面に水をシート状にするコーティング２０を堆積
させ、且つ強力な酸化雰囲気において金属ターゲットを
スパッタリングして他の表面に誘電体金属酸化物を堆積
させる場合におけるこの２方向スパッタリング容器２０
０の利用可能性を制限することがある。

【００３８】より有利には、図４の２方向スパッタリン
グ容器を使用して、１つの容器において、ガラスの内部
用表面１４に誘電体層を堆積させ、且つガラスの外部用
表面１２に水をシート状にするカーボンに基づくコーテ
ィング２０を堆積させることができる。スパッタリング
された誘電体は金属酸化物であってもよい。

【００３９】以下に示すいくつかの実験的な例から示唆
されるように、好ましくは本発明の水をシート状にする
カーボンコーティング２０は、非酸化雰囲気、好ましく
はアルゴン又は窒素雰囲気を使用して適用する。所望で
あれば、図４の２方向スパッタリング容器を使用して、
水をシート状にするコーティング２０をガラスの外部用
表面１２に適用するのと同時に、ガラスの内部用表面１
４に金属の層又は金属窒化物の層を適用することができ
る。下側パイプ２７５によって輸送されるガスが純粋な
アルゴンであり、且つ上側パイプ２３５に導入されるガ
スが純粋な窒素又はアルゴンと窒素の組み合わせである
場合でさえも、これら２種類のガスの混合は、上側ター
ゲットを使用して金属窒化物を適用し、同時にグラファ
イトターゲットを使用して水をシート状にするカーボン
に基づくコーティング２０を適用することに好ましくな
い影響を実質的に与えないべきである。例えば、これら
のターゲット２２０ａ及び２２０ｂの１又は両方は、５
％までのアルミニウムでドーピングした金属シリコンで
作ることができ、一組のガス分配パイプ２３５及び２７
５の両方を通して導入されるガスは、アルゴン及び窒素
の適当に釣り合いのとれた混合物又は純粋な窒素を含む
ことができる。

【００４０】従来のマグネトロンスパッタリング容器で
は、ガラスを支持するために使用するローラー２１０の
間隔を非常に狭く維持して、ガラスがローラー間に落下
する全ての有意の危険性をなくして、ライン上において
比較的小さいガラス基材を処理できるようにしている。
しかしながら、ガラスの外部用表面１２に水をシート状
にするコーティングを適用する際のローラーによる邪魔
を最少化するために、この間隔は増加させることができ
る。最大安全間隔は、予想されるガラスの大きさの所定
の範囲に基づいて、それぞれの場合に決定する必要があ
る。しかしながら、下側ターゲット２６０からガラスの
外部用表面１２への経路に配置されたローラー間の間隔
が大きければ大きいほど、ガラスに堆積するスパッタリ
ングされたカーボンの割合は増加する。当然に、スパッ
タリング設備の他の領域のローラーは、それらの通常の
間隔を維持することができる。２方向スパッタリング容
器２００のローラーのうちのいくつかは容易に取り除け
るようにして、容器を、図示された形状から、ガラスの
片方の面のみをコーティングし且つ互いに比較的狭い間
隔で配置されたローラーを有する比較的一般的に操作さ
れる容器に変えられる様にすることも望ましいことがあ
る。

【００４１】ローラー間の間隔を変化させる代わりに、
ローラーの直径を比較的小さくすることができる。従来
のローラーは中空の金属管である。所望であれば、この
直径が比較的小さいローラーは、例えば硬質の発泡体を
充填することによって強化することができる。支持体に
沿うガラスの同じ輸送速度を維持するために、これらの
比較的直径が小さいローラーは、例えば所望のギア比を
有する一対のギアによって比較的速く回転させなければ
ならない。

【００４２】ローラー２１０は任意の従来の形状のもの
でよい。ケブラー（商標）のロープをらせん状に巻き付
けたシリンダー状アルミニウムローラーを使用すること
によって良い結果が得られることが見出されている。こ
こで、ケブラー（商標）はガラスが直接に接触する表面
を提供している。

【００４３】いくらかの特定の用途では、図４の２方向
スパッタリング容器２００は、ガラスの内部用表面と外
部用表面の両方に所望のコーティングの全てを適用する
のに十分なことがある。しかしながら比較的一般的に
は、スパッタリング容器２００は、一連のスパッタリン
グ容器を含むスパッタリングラインの一部である。この
ラインのそれぞれのスパッタリング容器は、上側ターゲ
ットと下側ターゲットの両方を具備することができる
が、最も一般的な用途では、ガラスの上側表面に適用す
る積層体がより複雑であり（すなわち、様々な組成の一
連の別個の層を含み）、且つ本発明の水をシート状にす
るコーティングよりも厚い。結果として、スパッタリン
グ容器の大部分は、上側ターゲットのみを具備して支持
体の下に配置された下側ターゲットを具備しない従来の
下向きスパッタリング容器を含むことができる。

【００４４】スパッタリングラインが下向きスパッタリ
ング容器と２方向スパッタリング容器２００の組み合わ
せを含む場合、スパッタリングラインにおける２方向ス
パッタリング容器の位置は変化させることができる。水
をシート状にする本発明のコーティングを窒素雰囲気で
のグラファイトのスパッタリングによって適用する場
合、例えばこの容器においてガラスの上側表面に、金属
ターゲットから金属酸化物の層を堆積させようとすべき
でない。従って、金属酸化物層をスパッタリングするた
めに使用するこれらの容器だけでも、下側ターゲットな
しで下向きスパッタリング容器として操作することがで
きる。しかしながら、同じ容器において、ガラスの上側
表面に金属窒化物（例えば、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＴｉＮ、又は
Ｓｉ₃ Ｎ₄とＳｉＣの組み合わせ）を堆積させることは
可能である。

【００４５】従来の認識によれば当業者は、水をシート
状にする本発明のコーティングを、第１のスパッタリン
グ容器又は必要であれば初めの複数のスパッタリング容
器において適用して、容器内においてガラスを支持する
ローラーと接触することによってガラス表面が汚染され
る又は損傷を受ける前に、水をシート状にするコーティ
ングを確実に適用することを選択する。非常に予想外
に、反対の事実が判明した。つまり、本発明の水をシー
ト状にするコーティングは最後のスパッタリング容器に
おいて適用することが最適である。スパッタリングライ
ンを通るガラスの速度を不適当に低下させることなく水
をシート状にする十分に厚いコーティングを堆積させる
ために、１以上の２方向スパッタリング容器２００が必
要である場合、水をシート状にするコーティングは最後
の複数のスパッタリング容器において適用することが最
適である。

【００４６】水をシート状にする本発明のコーティング
をスパッタリングラインの最初で適用すると、ガラスの
外部用表面の大部分は水をシート状にする所望の性質を
示す。しかしならがら、ガラスの周縁部は、一貫したこ
れらの改良された性質を示さないことがある。これは、
水をシート状にするコーティングの堆積の後でガラスの
上側表面に適用したコーティングのわずかなオーバース
プレーによるものであると考えられる。ここでは、上側
表面に適用した物質の非常に少量が下側表面に移動し
て、ガラス板の縁の近くに存在する水をシート状にする
コーティングの上に重なると考えられる。このオーバー
スプレーによるコーティングは、ガラスの光学的な性質
に容易に検知可能な影響を与えないほど薄いが、この実
質的に不可視的なコーティングは、ガラスの縁に沿う水
をシート状にするコーティングの利点を危険にさらす。
スパッタリングラインの末端部の近くでガラスの外部用
表面にカーボンを適用することによって、カーボンコー
ティング上に堆積するオーバースプレーの量を最少化す
ることができ、またこのコーティングの水をシート状に
する有益な効果を維持することができる。

【００４７】図４において示されるような２方向スパッ
タリング容器２００は、ガラス板の両面へのコーティン
グの適用において、コストを最少化し且つコーティング
の製造効率を最大化すると考えられる。あまり望ましく
はないが、本発明の水をシート状にするコーティングを
１回の通過で適用し、反射コーティングを２回目の通過
でガラスの他の面に適用することができる。ここでは、
通過の間にガラスを裏返しにすることによって、容器の
支持体の同じ側に全てのターゲットを配置することを可
能にする。しかしながらこれは、先に概略を示した方法
に比べて効率が良くなく、低コストの商業的なガラスの
製造には適当でないと考えられる。

【００４８】ガラス基材は容器を通って移動するので、
このガラスが、上側ターゲット２００ａ及び２００ｂを
下側ターゲット２６０から効果的に保護しないとき又は
下側ターゲットを上側ターゲットから保護しないときが
ある。結果として、上側ターゲットからの物質が下側タ
ーゲットに堆積し、また下側ターゲットからの物質が上
側ターゲットの片方又は両方に堆積することがある。図
４のスパッタリング容器２００は、上側ターゲット２２
０ａ及び２２０ｂの組成が下側ターゲット２６０の組成
と実質的に同じ場合に理想的であるが、このことは必要
はわけではない。上側ターゲットと下側ターゲットの組
成が異なる場合、異なるターゲットの相互汚染を最少化
するように注意することが必要なことがある。

【００４９】少なくとも理論的には、それぞれのスパッ
タリングターゲットへの電力供給を独立に制御して、ガ
ラス板が上側及び下側のターゲットを互いに保護しする
位置にある場合にのみそれぞれのターゲットをスパッタ
リングすることを確実にすることによって、この問題を
解決することができる。しかしながら、現在商業的に入
手することができる電力供給制御装置は、この様な様式
にはなっていない。更に、一定の大きさではなく様々な
大きさのガラス基材をコーティングするためにこのスパ
ッタリングラインを使用する場合、そのような設定のた
めの制御理論は非常に困難なことがある。

【００５０】図５は、１つの可能なスパッタリング容器
３００を示している。このスパッタリング容器３００を
使用して、スパッタリングターゲットの有意の相互汚染
をなくして、一回の通過で基材の内部用表面１４及び外
部用表面１２の両方をコーティングすることができる。
図４に示される構成要素と類似の機能を持つ構成要素
は、１００を加算した参照番号で示してある。例えば、
図５の上側ガス分配パイプ３３５は、図４の上側ガス分
配パイプ２３５と機能的に類似である。

【００５１】図５のスパッタリング容器３００は、一対
のバリアー３４０によって、３つのコーティング領域３
００ａ、３００ｂ、及び３００ｃに効果的に分けられて
いる。１つのコーティング領域のいくらかのガス画分
は、もう１つのコーティング領域に流入することもあ
り、従ってこれら３つ全ての領域において同様な雰囲気
を使用することが最良である。しかしながら、バリアー
３４０は、１つのコーティング領域においてスパッタリ
ングされた物質が、もう１つのコーティング領域のター
ゲットに到達する量を効果的に制限する働きをする。

【００５２】図５に示される態様においては、３つのコ
ーティング領域３００ａ〜３００ｃのそれぞれは４つま
でのターゲットを備えるようにされており、ここでは、
２つのターゲットを基材の上方に配置し、２つのターゲ
ットを基材の下方に配置するようになっている。従っ
て、ガラス経路の上方に配置された６個の上側ターゲッ
トマウント３２１〜３２６、及びガラス経路の下方に配
置された６個の下側ターゲットマウント３６１〜３６６
が存在する。これは、この単一の複数領域スパッタリン
グ容器３００を使用して、異なる性質の製品を作る最大
自在性を可能にする。図５は、下側ターゲットマウント
３６１〜３６６のうちの１つに垂直に配置されたそれぞ
れの上側ターゲットマウント３２１〜３２６の概略を示
している。しかしながら、ターゲットをこの様式で垂直
に配置する必要はないこと、及び水平にずらした配置で
比較的有利に配置できることを理解すべきである。

【００５３】図５に示す配置では、第１のコーティング
領域３００ａは２つの上側ターゲット（３２０ａ及び３
２０ｂ）を具備しているが、下側ターゲットマウント３
６１又は３６２には下側ターゲットが存在しない。第１
のコーティング領域においては上側ガス分配パイプ３３
５にスパッタリングガスを供給すべきであり、また上側
アノード３３０に電力を供給すべきであるが、下側ガス
分配パイプ３７５にガスを輸送する必要はなく、また下
側アノード３７０に電力を供給する必要はない。第２の
コーティング領域３００ｂは２つの下側ターゲット３６
０ｃ及び３６０ｄを具備しているが、上側ターゲットマ
ウント３２３及び３２４にはスパッタリングターゲット
が存在しない。同様に、第３のコーティング領域３００
ｃは２つの下側ターゲット３６０ｅ及び３６０ｆを具備
しているが、上側ターゲットマウント３２５又は３２６
にはスパッタリングターゲットが存在しない。随意に
（上述のように）、第１のコーティング領域３００ａ
は、基材の内部用表面１４によって支持される反射積層
体の最も外側の層を適用するために使用し、後半の２つ
のコーティング領域３００ｂ及び３００ｃは、基材の外
部用表面１２に水をシート状にするコーティング２０を
スパッタリングするために使用する。

【００５４】図５の複数領域スパッタリング容器３００
におけるターゲットの配置は単に説明のためのものであ
り、ターゲットの配置を変更して、様々な製品の製造効
率を最大化できることを理解すべきである。例えば、同
じガラス速度で水をシート状にする比較的厚いコーティ
ングが所望である場合、それぞれの下側ターゲットマウ
ント３６１〜３６６にグラファイトターゲット等を取り
付けて、上側ターゲットマウント３２１〜３２６のいず
れもがターゲットを具備しないようにすることができ
る。比較的薄いコーティングで十分な場合（又は適当に
減速させてガラスをコーティング容器に通す場合）、最
後の２つのターゲットマウント３２５及び３２６のみが
ターゲットを具備し、初めの４つの上側ターゲットマウ
ント３２１〜３２４のそれぞれがスパッタリングターゲ
ットを具備するようにすることができる。当然に、同じ
領域の上側ターゲットマウントと下側ターゲットマウン
トにターゲットを取り付けることによって、図４の２方
向スパッタリング容器２００と同様に、コーティング領
域３００ａ〜３００ｃのいずれか１つ又は複数を操作す
ることができる。

【００５５】図４及び５の装置及びそのようなコーティ
ング設備を使用するコーティングの堆積方法は、本発明
の用途では主に、ガラスの１つの面の反射性積層体を適
用し、且つガラスの他の面に水をシート状にするコーテ
ィングを適用することに関して説明する。しかしなが
ら、この装置及び方法を使用して、適用するコーティン
グの性質に関わらずに、ガラス板の両方の面にコーティ
ングを適用できることを理解される。例えば、この装置
を使用して、ガラス板の両面に反射防止コーティングを
適用すること、透明若しくは半透明の有機基材の両面に
赤外線反射コーティングを適用すること、又は同じ基材
のそれぞれの面に水をシート状にするコーティングを適
用することができる。

【００５６】図４及び５において説明した設備の利点
は、基材を一定の向きに維持しながらコーティング装置
に一回通すことによって、基材の両方の面にスパッタリ
ングによるコーティング（組成に関わらない）を具備さ
せられることである。すなわち、基材をひっくり返すこ
と、方向転換を行うこと、又は手動で操作することが必
要ないということである。これは、単純な一連の標準輸
送ローラーを使用して、製造ラインに沿ってガラスを移
動させることを可能にする。本発明を使用しない場合、
典型的に、ガラスを手動で扱ってひっくり返して更にコ
ーティング装置に戻して通さなければならず、又は製造
プロセスの間のいくつかの箇所で基材を保持してひっく
り返さなければならない複雑なガラス取り扱い設備を使
用しなければならない。これは、コーティングの品質を
低下させずに、両面をコーティングされたガラスを特に
経済的に製造することを可能にする。

【００５７】かつては、ガラスの底面側をコーティング
しようとする場合でさえも、ローラーとの接触がコーテ
ィングを傷つけ及び／又はコーティングの適用の前にガ
ラスの底面が損傷を受けると考えられてきた。しかしな
がら意外にも、本発明は、１回の通過でガラスの両面を
コーティングすることが非常によい結果をもたらすこと
を示している。

【００５８】水をシート状にする本発明のコーティング
を適用する正確な操作条件（例えば、ターゲット組成、
プラズマ組成等）は、必要に応じて変化させて、所望の
厚さのコーティングの堆積を最適化することができる。
本発明の教示によれば、過度の実験なしで、当業者は適
当な操作条件を選択して本発明のコーティング２０を適
用することができる。

【００５９】フロートガラスの製造においては、溶融し
たガラスを溶融スズ浴に浮かせる。このガラスには上側
面及び下側面又は「スズ」側面が存在する。最も一般的
には、フロートガラスに反射コーティングを具備させる
場合、このコーティングはガラスの上側に適用する。こ
れは、ガラスのスズ側には、アニール窯において支持ロ
ーラーと接触することによってもたらされることがある
いくらかの小さい表面欠陥が存在するためである。フロ
ートガラス板１０に水をシート状にするコーティング２
０及び反射層３０を具備させる場合、このガラス板の上
側面をガラスの内部用表面１４として使用して、反射性
コーティング３０を具備させ、ガラスのスズ側面を外部
用表面として使用して、水をシート状にするコーティン
グ２０を具備させることが好ましい。

【００６０】本発明の水をシート状にするコーティング
を具備したガラス板の性質は、本発明のコーティングを
具備していない同様なガラス板の性質とは明らかに異な
る。水をシート状にするコーティング２０を具備したガ
ラス表面は、コーティングされていない同じ条件の相当
するガラス板と比較すると、比較的容易に水をシート状
にする傾向があり、また可視的な筋又は欠陥を残さずに
かなり容易に清浄化することができる。

【００６１】Ｗｉｎｄｅｘ（商標）という商標名で商業
的に入手することができる従来のクリーニング溶液を、
コーティング２０を具備したガラス板の表面に噴霧し、
この表面が乾燥したと思われるまでペーパータオルで拭
いた。同じ処理を、平らでコーティングをしていない同
じ組成のフロートガラスに繰り返した。これによって、
水をシート状にする本発明のコーティング２０では、標
準のフロートガラスと比較して、比較的少ない労力及び
比較的短い時間で乾燥し且つ筋が無くなることを測定し
た。ガラス上の実質的な全ての残っている筋を無くさな
いと、そのような可視的な筋は最終的に乾燥し、平均的
な人は、可視的な筋が消えるまでガラス表面を拭き続け
る傾向があると考えられるので、水をシート状にするコ
ーティング２０を具備していないガラス物品と比較した
ときに、そのようなコーティング２０を具備しているガ
ラス物品を清浄化するための労力及び時間が比較的短く
なることを意味する。

【００６２】本発明によって提供される表面性質の変化
は、質的なレベルで容易に区別することができるが、有
意の様式によってこれらの差を定量的なレベルで評価す
ることは比較的難しい。にもかかわらず、以下の例はコ
ーティングされていないガラス板と、水をシート状にす
る本発明のコーティング２０を具備したガラスの違いを
説明しているものと考える。

【００６３】［実験例１］５つの同様なソーダ−ライム
ガラスのガラス板を提供した。試料のうちの２つ（試料
Ａ１及びＡ２）は、本発明のカーボンコーティング２０
によってアルゴン雰囲気でコーティングした。試料のう
ちの他の２つ（試料Ｂ１及びＢ２）は、窒素雰囲気にお
いて同様なコーティングを適用した。５番目の試料（試
料Ｃ）はコーティングをしなかった。

【００６４】全てのカーボンコーティングは、粒状グラ
ファイト層を噴霧した金属芯を有するロータリーターゲ
ットを使用して、標準の商業的なスパッタリングライン
において適用した。試料Ａ１は、ガラスを約８８９ｃｍ
／分（約３５０インチ／分）で移動させながら、約４．
０ｍＴに維持した約６２７ｓｃｃｍの流量のアルゴン雰
囲気中において、４８５Ｖで約１５．５ｋＷの電力を使
用してコーティングした。試料Ａ２は、ガラスを約１２
７０ｃｍ／分（約５００インチ／分）で移動させなが
ら、約４．０ｍＴに維持した約６１６ｓｃｃｍの流量の
アルゴン雰囲気中において、５１３Ｖで約１５．７ｋＷ
の電力を使用してコーティングした。第３の試料試料Ｂ
１は、ガラスを約８８９ｃｍ／分（約３５０インチ／
分）で移動させながら、約４．０ｍＴで約１２０４ｓｃ
ｃｍの流量の窒素雰囲気中において、５７６Ｖで約１５
ｋＷの電力を使用して作った。最後に試料Ｂ２は、ガラ
スを約１２７０ｃｍ／分（約５００インチ／分）で移動
させながら、約４．０ｍＴで１１８７ｓｃｃｍの流量の
窒素雰囲気中において、６０３Ｖで約１５．３ｋＷの電
力を使用して適用した。

【００６５】その後、ガラスのコーティングされた面で
の水の接触角を、そのような接触角を測定する標準の商
業的な装置を使用して測定した。これらの測定の結果は
表１に示す。それぞれの試料は、約１５日間にわたって
約１２０°Ｆ（約４９℃）で相対湿度を９０％に維持し
たＳｉｇｌｅｔｏｎ Ｍｏｄｅｌ ＳＬ２３湿度試験容
器に配置した。その後、それぞれの試料をこの試験容器
から取り出して、水道水を噴霧し、そして乾燥させた。
その後、乾燥した試料を視覚的に検査して、表面の清浄
性を決定した。ここで、清浄さは１〜５の５段階とし、
１が最も清浄であり５が最も汚れているとした。その
後、これらの汚いガラス表面にＷｉｎｄｅｘ（商標）を
噴霧して、ＫｉｍＷｉｐｅ（商標）ペーパータオルで拭
いた。この清浄化工程の間に、清浄化の容易性及び拭き
取りの容易性を決定した。ここでは、両方の測定で同様
な５ポイント式の格付けを使用し、１が最も容易であり
５が最も困難であるとした。清浄さ、清浄化の容易性、
及び拭き取りの容易性のデータも表１に示す。 ［表１］ 試料 接触角 清浄さ 清浄化の容易性 拭き取りの容易性 Ａ１ ４３° ４ ３ ３ Ａ２ ４３° ４ ３〜４ ３ Ｂ１ １７° ３ ２ ２ Ｂ２ ２４° ４ ３ ２ Ｃ ４ ３ ３

【００６６】これらの結果は、本発明のコーティングさ
れた試料は少なくともコーティングされていない試料と
同じぐらい好ましいことを示している。おそらく意外に
も、コーティング２０の適用において使用したプラズマ
中のガスは、ガラスの性質に有意の影響を与える。特
に、窒素雰囲気において適用したカーボンコーティング
を使用する２つの試料（Ｂ１及びＢ２）は、アルゴン中
においてスパッタリングしたコーティングを有する試料
よりも有意に小さい接触角を有する。試料Ｂ１は、清浄
さ、清浄化の容易性、及び拭き取りの容易性に関して、
未処理のコーティングしていないガラスを超えるいくら
かの改良も示す。従って、このコーティングは、コーテ
ィングされていないガラスと比較すると、同じ周囲雰囲
気に露出されたときに、比較的長い期間にわたって清浄
なままであり、且つ汚くなった場合には清浄化がかなり
容易であろう。

【００６７】［実験例２］Ｑ Ｐａｎｅｌ Ｍｏｄｅｌ
ＱＵＶ試験装置を使用して同様な試料に耐候性試験も
行った。この試験は、太陽光中の紫外線エネルギーへの
長時間の露出及び雨又は露のような水によってもたらさ
れる劣化を模擬している。試料は約７日間にわたって、
約６０℃での紫外光線への４時間の露出、及び５０°で
の４時間の凝縮（すなわち、この温度において容器内の
相対湿度を十分に高くしてガラスの表面に水を凝縮させ
た）のサイクルに露出した。清浄さ、清浄化の容易性、
及び拭き取りの容易性に関する同様な評価を行った。結
果は以下の表に示している。 ［表２］ 試料 清浄さ 清浄化の容易性 拭き取りの容易性 Ａ１ ３ １ ４ Ａ２ ３ １ ４ Ｂ１ ２ １ ３ Ｂ２ ２ １ ３ Ｃ ４ ３ ３

【００６８】このデータは、かなりの改良を示してい
る。本発明のコーティング２０を有するそれぞれの試料
は、コーティングをしていないガラスと比較して清浄に
維持されており、且つ清浄化がかなり容易であった。唯
一の欠点は、アルゴン雰囲気中においてコーティングさ
れた試料の拭き取りが、他の試料の拭き取りよりも難し
いことであった。また、窒素雰囲気でのスパッタリング
による水をシート状にするコーティングを有する試料
は、アルゴン雰囲気において適用されたコーティングを
有する試料の結果よりも良好な結果をもたらすことが明
らかである。

【００６９】［実験例３］ガラス表面の清浄化の容易性
を、比較的厳密な一連の汚染物質を使用して比較した。
特に、水をシート状にするコーティング２０を有するガ
ラスの表面及びコーティングされていないガラスの表面
を、それぞれ水道水（ｔａｐ ｗａｔｅｒ）、汚い水、
雨水、ＣｈａｐＳｔｉｋ（ワックス状の残留物を残すリ
ップクリーム）、及び洗っていない手による指紋で汚し
た。コーティングしていないガラス試料の全ての清浄化
の容易性は上述の５ポイント式の基準では４であったに
もかかわらず、本発明のカーボンでコーティングした表
面の全ての清浄化の容易性の評価は同じ基準で２よりも
良好であった。

【００７０】本発明の好ましい態様を説明してきたが、
様々な変更、付加、及び修飾を、本発明の特許請求の範
囲及び本発明の本質の範囲内で行えることは理解すべき
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のコーティングを有するガラス
板の断面概略図である。

【図２】図２は、水をシート状にする本発明のコーティ
ングを組み込んだ複数ガラス板絶縁ガラスユニットの断
面概略図である。

【図３】図３は、水をシート状にする本発明のコーティ
ングを有する自動車用風防で一般的に使用されるタイプ
の積層窓構造体の断面概略図である。

【図４】図４は、本発明で使用する２方向スパッタリン
グ容器の概略図である。

【図５】図５は、本発明のもう１つの態様で使用する複
数領域２方向スパッタリング容器の概略図である。

【符号の説明】

１０…ガラス板 １２…外部用表面 １４…内部用表面 ２０…水をシート状にするコーティング ３０…反射コーティング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボブ ボンド アメリカ合衆国，ウィスコンシン 53588，スプリング グリーン，ワシン トン 645 (72)発明者 ロジャー スタネク アメリカ合衆国，ウィスコンシン 53588，スプリング グリーン，ノース シンシナティ 633 (72)発明者 ゲイリー ファフ アメリカ合衆国，ウィスコンシン 53588，スプリング グリーン，イース ト マディソン ストリート 1024 (56)参考文献 特開 平２−104665（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−105895（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−500061（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 14/00 - 16/56 C03C 15/00 - 23/00 C03C 27/00 - 29/00

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）清浄な内部用表面及び清浄な外部
   用表面を有するガラス板を提供し、 （ｂ）基材支持体を有するスパッタリング容器を提供
   し、ここでこの容器は、下向きにスパッタリングするよ
   うに前記支持体の上方に配置された上側ターゲット、及
   び上向きにスパッタリングするように前記支持体の下方
   に配置された下側ターゲットを具備し、 （ｃ）前記ガラスの前記内部用表面が前記上側ターゲッ
   トに向くようにし、且つ前記ガラスの前記外部用表面が
   前記下側ターゲットに向くようにして、前記支持体上に
   前記ガラス板を配置し、 （ｄ）前記上側ターゲットをスパッタリングして、前記
   ガラスの前記内部用表面に、又は前記ガラスの前記内部
   用表面に予め堆積させた積層体に、反射性コーティング
   の層を堆積させ、そして （ｅ）前記下側ターゲットをスパッタリングして、前記
   ガラスの前記外部用表面にカーボンコーティングを堆積
   させ、それによって水との接触角が約２５°以下の水を
   シート状にするコーティングをもたらし、ここで、この
   コーティングはコーティングされたこのガラスの外部用
   表面に適用された水をシート状にする、ことを含むガラ
   ス表面を防汚性及び防汚染性にする方法。
2. 【請求項２】 少なくとも１つの上側ガス分配パイプ及
   び少なくとも１つの下側ガス分配パイプを通して、前記
   スパッタリングの間に、気体雰囲気を前記スパッタリン
   グ容器に輸送することを更に含み、ここで、それぞれの
   前記上側パイプが、前記基材支持体の上方に配置された
   上側出口を通してガスを輸送し、且つそれぞれの前記下
   側パイプが、前記基材支持体の下方に配置された下側出
   口を通してガスを輸送する請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記スパッタリング容器に非酸化雰囲気
   を輸送することを含む請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記上側ターゲット及び前記下側ターゲ
   ットを実質的に同時にスパッタリングする請求項１に記
   載の方法。
5. 【請求項５】 前記上側ターゲットが窒化可能金属であ
   り、且つ前記下側ターゲットがグラファイトを含み、前
   記スパッタリング工程を窒素含有雰囲気において行っ
   て、前記反射性コーティングが金属窒化物を含むように
   し、且つ前記カーボンコーティングが非水素化カーボン
   層を含むようにする請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 （ａ）清浄な内部用表面及び清浄な外部
   用表面を有するガラス板を提供し、 （ｂ）それぞれが基材支持体を具備する一連のスパッタ
   リング容器を含むスパッタリングラインを提供し、ここ
   でこのスパッタリングラインは、前記支持体の上方に配
   置された上側ターゲットを具備した下向きスパッタリン
   グ容器、及び前記支持体の下方に配置された下側ターゲ
   ットを具備した上向きスパッタリング容器を有し、 （ｃ）前記内部用表面が前記上側ターゲットに向くよう
   にして、前記ガラス板を、前記下向きスパッタリング容
   器の前記支持体上に配置し、そして前記上側ターゲット
   をスパッタリングして、前記ガラスの前記内部用表面
   に、又は前記ガラスの前記内部用表面に予め堆積させた
   積層体に、誘電体層を堆積させ、そして （ｄ）前記外部用表面が前記下側ターゲットに向くよう
   にして、前記ガラス板を、前記上向きスパッタリング容
   器の前記支持体上に配置し、そして前記下側ターゲット
   をスパッタリングして、前記ガラスの前記外部用表面に
   水をシート状にするコーティングを堆積させる、ことを
   含むガラス板の表面を防汚性及び防汚染性にする方法。
7. 【請求項７】 （ａ）内部用表面及び外部用表面を有す
   るガラス板を提供し、ここで、前記外部用表面は定期的
   に水と接触する表面であり、そして（ｂ）前記ガラスの
   前記外部用表面に直接にカーボンをスパッタリングする
   ことによって、前記ガラスの前記外部用表面に水をシー
   ト状にするコーティングを堆積させ、ここで、この水を
   シート状にするコーティングは、前記ガラスのコーティ
   ングされた前記外部用表面の水との接触角を約２５°以
   下に減少させて、このガラスのコーティングされた前記
   外部用表面に適用された水をシート状にする、ことを含
   むガラスの表面を防汚性及び防汚染性にする方法。
8. 【請求項８】 前記カーボンを１５〜１００Åの厚さで
   スパッタリングする請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記カーボンを１５〜４０Åの厚さでス
   パッタリングする請求項７に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記カーボンを窒素含有スパッタリン
    グ雰囲気においてスパッタリングして、非水素化カーボ
    ンをもたらす請求項７に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記ガラスの前記内部用表面に反射性
    コーティングをスパッタリング堆積させることを更に含
    む請求項７に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記ガラス板を同じ向きに維持しなが
    ら、前記ガラスの前記外部用表面に前記カーボンをスパ
    ッタリング堆積させ、且つ同時に、前記ガラス板の前記
    内部用表面に、又は前記ガラス板の前記内部用表面に予
    め堆積させた積層体に、誘電体層をスパッタリング堆積
    させる請求項７に記載の方法。
13. 【請求項１３】 内側面と、定期的に水と接触する外部
    用面とを有するコーティングされたガラス物品であっ
    て、前記外部用面が、水をシート状にする外側コーティ
    ングを有し、このコーティングが、１５〜１００Åの厚
    さで前記外部用面に直接にスパッタリングしたカーボン
    層でできており、またこのコーティングが、このガラス
    のコーティングされた外部用面と水との接触角を約２５
    °以下に減少させて、このガラスのコーティングされた
    外部用面に適用された水をシート状にするコーティング
    されたガラス物品。
14. 【請求項１４】 前記カーボン層の厚さが１５〜４０Å
    である請求項１３に記載のコーティングされたガラス物
    品。
15. 【請求項１５】 水をシート状にする前記コーティング
    が、非水素化カーボンを含む請求項１３に記載のコーテ
    ィングされたガラス物品。
16. 【請求項１６】 前記ガラスの前記内側面に支持される
    反射性コーティングを更に具備し、この反射性コーティ
    ングが、前記内側面と誘電体層との間に金属層を有する
    請求項１３に記載のコーティングされたガラス物品。
17. 【請求項１７】 前記反射性コーティングが、前記金属
    層と前記内側面との間に内側誘電体層を有する赤外線反
    射コーティングである請求項１６に記載のコーティング
    されたガラス物品。
18. 【請求項１８】 （ａ）シールされたガラス板間の空間
    を定めるスペーサーによって間隔を開けて保持された第
    １及び第２のガラス板であって、前記第１のガラス板
    が、前記第２のガラス板の反対側を向いていて定期的に
    水と接触する外部用表面を有し、前記第２のガラス板
    が、前記ガラス板間の空間に露出される内部用表面と、
    前記第１のガラス板の反対側を向く外部用表面とを有す
    る第１及び第２のガラス板、 （ｂ）前記第２のガラス板の前記内部用表面によって支
    持される反射性コーティング、並びに （ｃ）前記第１のガラス板の前記外部用表面によって支
    持される水をシート状にするコーティングであって、１
    ５〜１００Åの厚さで前記第１のガラス板の前記外部用
    表面に直接にスパッタリングしたカーボン層でできてお
    り、また水との接触角が２５°以下であって適用された
    水をシート状にする絶縁ガラスユニットの外部用表面を
    定める水をシート状にするコーティング、を有する複数
    ガラス板絶縁ガラスユニット。
19. 【請求項１９】 前記第２のガラス板の前記外部用表面
    によって支持される水をシート状にするコーティングを
    更に含み、ここで、このコーティングは、１５〜１００
    Åの厚さで前記第２のガラス板の前記外部用表面に直接
    にスパッタリングしたカーボンフィルムでできており、
    また水をシート状にするこのコーティングは、水との接
    触角が２５°以下であって適用された水をシート状にす
    る絶縁ガラスユニットの第２の外部用表面を定める、請
    求項１８に記載の複数ガラス板絶縁ガラスユニット。