JPH04317441A - 近赤外線吸収ガラス - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光線中に含まれる近
赤外線を遮断する近赤外線吸収ガラスに関するものであ
り、特に製造が容易で耐久性に優れた近赤外線吸収ガラ
スに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、窓ガラスを通して建物の内部
に侵入する太陽光中の赤外線を遮断して室内の温度上昇
を抑え、冷房負荷を軽減する目的で近赤外線遮断ガラス
が使用されている。また、小型のものではスライドプロ
ジェクター、映写機、投光器等の光源からの熱線を遮断
するためのフィルター、あるいはビデオカメラのＣＣＤ
の視感度補正フィルターとして近赤外線遮断ガラスが大
量に用いられている。

【０００３】従来の近赤外線遮断方式としては、ガラス
基板上にスパッター法や真空蒸着法などを用いて多層構
造を形成し、近赤外部の波長成分だけを反射させる方式
と、ガラス組成中にセリウムイオンや鉄イオンなどを添
加し、近赤外線を吸収させる方式の２種類が用いられて
いる。そして前者の方式は、冷房負荷の軽減など大型の
ものに適用され、後者の方式は小型のものに実用化され
ている。

【０００４】また、近赤外線吸収剤を有機高分子材料中
に分散させてフィルム化し、該フィルムを板ガラスに貼
りつけることによって近赤外線吸収ガラスを作製するこ
とも試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た真空蒸着法やスパッター法などの物理的膜形成法によ
る近赤外線反射方式では、基板を加熱した場合には機械
的強度が強く膜面の清掃、拭きなどの摩擦に充分耐えら
れるが、加熱しない場合には強度が非常に弱く、膜の基
板への付着力や耐湿性が乏しいといった問題点があった
。また、基板上の微細な凹凸に対する追随性が低いとい
う問題点もあり、基板の形状によっては適用できないも
のもあった。さらに、真空装置は高価であり、基板の面
積が大きくなると装置コストが著しく増大する問題点も
無視できない。

【０００６】一方、ガラス組成中に添加剤を入れて近赤
外線吸収ガラスを製造する方式では、通常の板ガラスの
製造とは条件が異なるために生産量が限られてきた。ま
た、膜厚によっては製造できないものがあったり、吸収
波長が限られている等の欠点があり広く普及するに至っ
ていない。

【０００７】さらに、近赤外線吸収剤を酢酸ビニル等の
有機高分子中に分散させることによって作製された近赤
外線吸収フィルムは、近赤外線吸収剤が有機マトリック
スと反応して劣化したり、外部の水分等の影響を受けや
すいために、耐久性に問題があった。また、膜厚によっ
ては作製できないものがあったり、板ガラス上の微細な
凹凸に対する追随性が低いという問題点があった。この
発明は、上記した従来の近赤外線遮断ガラスの問題点を
解決するためになされたものであって、優れた近赤外線
吸収ガラスを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するために、透明基板上に有機近赤外線吸収剤を含
有した二酸化珪素薄膜を形成する構造を採用した。この
構造では安定性に限界のある有機近赤外線吸収剤を、無
機質で安定な二酸化珪素で保護しているため、近赤外線
吸収ガラスの耐久性を著しく高めることが可能である。

【０００９】この方法では薄膜材料との反応がほとんど
無視できるため、広い範囲の近赤外線吸収剤を用いるこ
とができる。そのため、含有する近赤外線吸収剤の種類
を変化させることによって任意の吸収波長を得ることが
できる。また、透明基板としては耐久性の優れた結晶化
ガラスや強度の優れた強化ガラスを用いることもできる
。

【００１０】有機近赤外線吸収剤を含有する二酸化珪素
薄膜の形成方法として、この発明では二酸化珪素が過飽
和状態となっている珪弗化水素酸水溶液と有機近赤外線
吸収剤とからなる溶液を透明基板と接触させている。こ
の場合、二酸化珪素を過飽和に含む珪弗化水素酸水溶液
は、珪弗化水素酸水溶液に二酸化珪素を飽和した溶液に
、ホウ酸、アンモニア水、金属ハライドあるいは水素よ
りもイオン化傾向の大きい金属を添加することによって
得られる。あるいは、低温の珪弗化水素酸水溶液に二酸
化珪素を添加した後、この溶液の温度を上昇させること
によっても得られる（例えば、特開昭６１−２８１０４
７号公報参照）。

【００１１】有機近赤外線吸収剤の添加については、直
接添加してもよいし、水あるいはエタノールなどの水溶
性有機溶剤に溶解させて添加してもよい。有機近赤外線
吸収剤の添加時期については、珪弗化水素酸の二酸化珪
素飽和溶液に加えてもよく、二酸化珪素が過飽和状態に
なった後の溶液に添加してもよい。

【００１２】二酸化珪素薄膜作製条件のうち、珪弗化水
素酸の濃度としては１．０モル／ｌ以上、望ましくは１
．５〜３．０モル／ｌが適用される。また、透明基板を
接触させる時の処理液の温度は１５〜６０℃、望ましく
は２５〜４０℃であり、温度差を利用する場合には通常
１０℃以下の温度で二酸化珪素を飽和させ、２０〜６０
℃の温度で処理液と透明基板を接触させる。接触方法は
、一般的には処理液の中に透明基板を浸漬する方法がと
られる。

【００１３】近赤外線吸収剤としては、たとえば、ＮＫ
−５　　［１−Ｅｔｈｙｌ−４−〔３−（１−ｅｔｈｙ
ｌ−４（１Ｈ）−ｑｕｉｎｏｌｙｄｅｎｅ）−１−ｐｒ
ｏｐｅｎｙｌ〕ｑｕｉｎｏｌｉｎｉｕｍ　ｉｏｄｉｄｅ
］、ＮＫ−１４５６　　［１−Ｅｔｈｙｌ−２−〔５−
（１−ｅｔｈｙｌ−２（１Ｈ）−ｑｕｉｎｏｌｙｌｉｄ
ｅｎｅ）−１，３−ｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ〕ｑｕｉｎ
ｏｌｉｎｉｕｍ　ｉｏｄｉｄｅ］、ＮＫ−７８　　［１
−Ｅｔｈｙｌ−４−〔３−ｃｈｌｏｒｏ−５−（１−ｅ
ｔｈｙｌ−４（１Ｈ）−ｑｕｉｎｏｌｙｌｉｄｅｎｅ）
−１，３−ｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ〕　ｑｕｉｎｏｌｉ
ｎｉｕｍ　ｉｏｄｉｄｅ］、ＮＫ−１１４４　　［１−
Ｅｔｈｙｌ−４−〔５−（１−ｅｔｈｙｌ−４（１Ｈ）
−ｑｕｉｎｏｌｙｌｉｄｅｎｅ）−１，３−ｐｅｎｔａ
ｄｉｅｎｙｌ〕　ｑｕｉｎｏｌｉｎｉｕｍ　ｉｏｄｉｄ
ｅ］、ＮＫ−１２５　　［１，３，３−Ｔｒｉｍｅｔｈ
ｙｌ−２−〔７−（１，３，３−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−
２−ｉｎｄｏｌｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）−１，３，５−ｈ
ｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌ〕−３Ｈ−ｉｎｄｏｌｉｕｍ　
ｉｏｄｉｄｅ］、ＮＫ−１９６７　　［３，３−Ｄｉｍ
ｅｔｈｙｌ−２−〔７−〔３，３−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−
１−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｐｙｌ）２−ｉｎｄｏｌｉｎ
ｙｌｉｄｅｎｅ〕−１，３，５−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎ
ｙｌ〕−１−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）−３Ｈ−
ｉｎｄｏｌｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，　ｉｎｎｅｒ
　ｓａｌｔ，　ｓｏｄｉｕｍ　ｓａｌｔ］、ＮＫ−１２
６　　［３−Ｅｔｈｙｌ−２−〔７−（３−ｅｔｈｙｌ
−２−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）
−１，３，５−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌ〕　ｂｅｎｚ
ｏｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ　ｉｏｄｉｄｅ］、ＮＫ−１６
６６　　［３−Ｅｔｈｙｌ−２−〔７−（３−ｅｔｈｙ
ｌ−２−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｙｌｉｄｅｎｅ
）−１，３，５−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌ〕ｂｅｎｚ
ｏｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ　ｂｒｏｍｉｄｅ］、ＮＫ−７
４７　　［３−Ｅｔｈｙｌ−２−〔７−（３−ｅｔｈｙ
ｌ−２−ｂｅｎｚｏｓｅｌｅｎａｚｏｌｉｎｙｌｉｄｅ
ｎｅ）−１，３，５−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌ〕　ｂ
ｅｎｚｏｓｅｌｅｎａｚｏｌｉｕｍ　ｉｏｄｉｄｅ］、
ＮＫ−２０１４［１，１，３−Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ−２
−〔７−（１，１，３−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚ〔
ｅ〕ｉｎｄｏｌｉｎ−２−ｙｌｉｄｅｎｅ）−１，３，
５−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌ〕−１Ｈ−ｂｅｎｚ〔ｅ
〕ｉｎｄｏｌｉｕｍ　ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ］（以上
日本感光色素研究所製）などを用いることができる。

【００１４】なお、近赤外線吸収剤の種類によっては、
膜形成直後の状態では近赤外部の吸収が小さくなるもの
がある。このような膜については、さらに加熱すること
によって吸収を大きくすることができる。この場合、加
熱温度は近赤外線吸収剤が分解する温度以下にする必要
があり、通常は２００℃以下が好適であり、６０〜１５
０℃がより望ましい。

【００１５】

【作用】この発明の近赤外線吸収ガラスは、透明基板す
なわち板ガラス上に有機近赤外線吸収剤を含有した二酸
化珪素薄膜を形成して得られるために製造が容易であり
、複雑な形状を持つガラスや特殊な板厚のガラスにも適
用できる。

【００１６】また、この近赤外線吸収薄膜は二酸化珪素
の過飽和状態となった珪弗化水素酸溶液と、有機近赤外
線吸収剤とからなる処理液中で形成されるため、緻密で
あり不純物が混入することがない。従って、膜中の有機
近赤外線吸収剤は変質することなく長期にわたって近赤
外線を吸収することができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例１ 縦７６ｍｍ、横２６ｍｍ、厚さ１ｍｍのスライドガラス
を充分に洗浄、乾燥し、基板として用いた。次にシリカ
ゲルを飽和させた珪弗化水素酸水溶液１０００ｃｃに金
属アルミニウム４ｇを溶解させた。この溶液を１００ｍ
ｌのポリ容器に取り、有機近赤外線吸収剤を０．０５ｇ
添加した後、充分に攪拌してから３５℃の水浴上で加温
した。この処理液中に上記のスライドガラスを１枚浸漬
し、１６時間保持した後、取り出して洗浄乾燥した。

【００１８】添加した有機近赤外線吸収剤の種類及び実
験結果を下記の表１に示す。二酸化珪素薄膜の膜厚は、
接触針式膜厚測定機にて測定したものであり、前記薄膜
がスライドガラスの両面に形成されている。

【００１９】

【００２０】有機近赤外線吸収剤は、Ｘ線光・電子分光
法（ＥＳＣＡ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、
赤外線分光法（ＩＲ）などにより分析した結果、膜中に
均一に取り込まれていることが確認された。さらに、得
られた近赤外線吸収ガラスを３５℃の９９．５％エタノ
ール溶液または６０℃の温水に２００時間浸漬したが、
有機近赤外線吸収剤の溶出は見られなかった。また、テ
ープテスト、スポンジ払拭テストによる二酸化珪素薄膜
の剥離も見られなかった。

【００２１】図１に、この実施例により得られた近赤外
線吸収ガラスの分光透過スペクトルを示す。

【００２２】実施例２ 縦７６ｍｍ、横２６ｍｍ、厚さ１ｍｍのスライドガラス
を充分に洗浄、乾燥し、基板として用いた。次にシリカ
ゲルを飽和させた珪弗化水素酸水溶液１０００ｃｃに金
属アルミニウム４ｇを溶解させた。この溶液を１００ｍ
ｌのポリ容器に取り、有機近赤外線吸収剤を０．０５ｇ
添加した後、充分に攪拌してから３５℃の水浴上で加温
した。この処理液中に上記のスライドガラスを１枚浸漬
し、１６時間経過した後、取り出して洗浄乾燥した。ま
た、取り出したスライドガラスを恒温乾燥器中で加熱処
理した。

【００２３】添加した有機近赤外線吸収剤の種類及び実
験結果を下記の表２に示す。二酸化珪素薄膜の膜厚は、
接触針式膜厚測定機にて測定したものであり、前記薄膜
がスライドガラスの両面に形成されている。

【００２４】有機近赤外線吸収剤は、Ｘ線光・電子分光
法（ＥＳＣＡ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、
赤外線分光法（ＩＲ）などにより分析した結果、膜中に
均一に取り込まれていることが確認された。さらに、得
られた近赤外線吸収ガラスを３５℃の９９．５％エタノ
ール溶液または６０℃の温水に２００時間浸漬したが、
有機近赤外線吸収剤の溶出は見られなかった。また、テ
ープテスト、スポンジ払拭テストによる二酸化珪素薄膜
の剥離も見られなかった。

【００２５】

【００２６】図２に、この実施例により得られた近赤外
線吸収ガラスの分光透過スペクトルを示す。図２におい
て、ａは成膜直後の分光透過スペクトルであり、またｂ
は成膜後に６０℃で１６時間熱処理を施して得られた分
光透過スペクトルである。同図より、近赤外部の吸収が
加熱処理によって大きくなることがわかる。

【００２７】

【発明の効果】この発明の近赤外線吸収ガラスは、以下
のような優れた点を有している。 （１）透明基板として通常の板ガラスを用いることがで
きるので、製造が容易であり、傷つきや劣化などが少な
い。このため長期の使用に耐える。 （２）無機質で緻密な二酸化珪素薄膜中に有機近赤外線
吸収剤を固定しているため、吸収剤の劣化や膜外への溶
出による機能の低下が緩和される。 （３）ガラス基板と有機近赤外線吸収剤を含んだ二酸化
珪素薄膜とから構成されており、有機溶剤や弗化水素酸
以外の酸などには侵されない。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】　　　　この発明の実施例１で得られた近赤外
線吸収ガラスの分光透過スペクトルである。

【図２】　　　　この発明の実施例２で得られた近赤外
線吸収ガラスの分光透過スペクトルである。

【符号の説明】

ａ　　　　　　成膜直後の分光透過スペクトルｂ　　　
　　　成膜後に６０℃で１６時間熱処理を加えて得られ
た分光透過スペクトル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　有機近赤外線吸収剤を含有する二酸化
   珪素薄膜が透明基板上に形成された近赤外線吸収ガラス
   であって、前記二酸化珪素薄膜は二酸化珪素の過飽和状
   態となった珪弗化水素酸水溶液中に有機近赤外線吸収剤
   を含む処理液と透明基板とを接触させて形成されている
   ことを特徴とする近赤外線吸収ガラス。
2. 【請求項２】　　前記二酸化珪素薄膜が形成されている
   前記透明基板を、さらに加熱処理する請求項１に記載の
   近赤外線吸収ガラス。