JPH06321580A - 耐摩耗性低透過率ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の耐摩耗性低透過率ガラスは、ガラス
板面に熱線遮蔽膜、この熱線遮蔽膜面に第１の透明保護
膜、この第１の透明保護膜面に第２の透明保護膜を順次
積層した耐摩耗性低透過率ガラスであって、前記第２の
透明保護膜の厚みが２〜２０ｎｍであり、かつ前記第１
の透明保護膜と前記第２の透明保護膜との厚みの和が２
５ｎｍ以下であり、前記耐摩耗性低透過率ガラスの可視
光線透過率が４０％以下であり、かつガラス面の可視光
線反射率が３０％以下である。 【効果】 可視光線透過率が４０％以下でガラス面の可
視光線反射率が３０％以下でありながら、優れた耐摩耗
性および化学的耐久性を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス板面に熱線遮蔽
膜、この熱線遮蔽膜面に第１の透明保護膜、この第１の
透明保護膜面に第２の透明保護膜を順次積層した耐摩耗
性低透過率ガラスに関するものであって、この耐摩耗性
低透過率ガラスの可視光線透過率を４０％以下とし、か
つガラス面の可視光線反射率を３０％以下として、車両
用窓ガラスおよび建築用窓ガラスとして好適に使用し得
るようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ガラスにおいて、可視光線透過
率が４０％以下である単板のプライバシーガラス（低透
過率ガラス）に対するコーティング膜（保護膜）として
は、従来から、金属酸化物、金属窒化物または金属酸窒
化物の単層膜が用いられている。そして、このような単
層膜の製法としては、大面積に成膜する必要があること
から、スパッタ法や熱分解法が採用されている。また、
このようなプライバシーガラスは、主に、自動車のルー
フ部分、リアー部分などの非可動ガラス部に使用されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近になって、自動車
のデザインの多様化や、自動車内のプライバシーの保護
および日射光による熱負荷の軽減のために、このような
プライバシーガラスを自動車の可動ガラス部にも使用し
たいという要望がある。

【０００４】しかし、上述のような従来の構成を有する
プライバシーガラスを自動車のドアーガラスなどの昇降
ガラス部に使用すると、昇降ガラス部の昇降の際に、プ
ライバシーガラスがドアーボディーに取り付けたウェザ
ーストリップと摩擦して摩耗するために、コーティング
膜面に傷が付いたり、コーティング膜が剥がれたりする
から、このまゝでは使用できない。これは、従来のコー
ティング膜が膜硬度やガラス板との付着力の点で十分で
ないことに起因している。

【０００５】本発明は、上述のような課題を克服するた
めのものであって、その目的は、可視光線透過率が４０
％以下であり、かつガラス面の可視光線反射率が３０％
以下であって、自動車の昇降ガラス部に使用した場合に
も使用に耐え得るような優れた耐摩耗性および化学的耐
久性を有する低透過率ガラスを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の耐摩耗性低透過
率ガラスは、ガラス板面に熱線遮蔽膜、この熱線遮蔽膜
面に第１の透明保護膜、この第１の透明保護膜面に第２
の透明保護膜を順次積層した耐摩耗性低透過率ガラスで
あって、前記第２の透明保護膜の厚みが２〜２０ｎｍで
あり、かつ前記第１の透明保護膜と前記第２の透明保護
膜との厚みの和が２５ｎｍ以下であり、前記耐摩耗性低
透過率ガラスの可視光線透過率が４０％以下であり、か
つ前記耐摩耗性低透過率ガラスのガラス面の可視光線反
射率が３０％以下であることを特徴とするものである。

【０００７】本発明において、第２の透明保護膜の厚み
を２〜２０ｎｍとした理由は、以下に述べるように、こ
の第２の透明保護膜の厚みに応じて、第１の透明保護膜
と第２の透明保護膜との２層構成からなる保護膜全体の
耐久性のフアクターである耐摩耗性および化学的耐久性
に対して異なる影響を与えることが見い出されたからで
ある。

【０００８】すなわち、保護膜の耐摩耗性については、
第２の透明保護膜の厚みが２０ｎｍまであれば、その厚
みの増加とともに保護膜全体の耐摩耗性はだんだん大き
くなる。しかし、第２の透明保護膜の厚みが２０ｎｍよ
りも大きくなると、この第２の透明保護膜が柱状の構造
となり、また、この第２の透明保護膜が結晶性になって
この膜の表面の平滑性が悪くなり、さらに、内部応力が
大きくなって保護膜全体としての耐摩耗性が第２の保護
膜を設けないときよりも低下する。したがって、第２の
保護膜の厚みを２０ｎｍ以下（好ましくは、１５ｎｍ以
下）とすることにより、第１の保護膜のみの場合よりも
耐摩耗性の改善を図ることができる。

【０００９】一方、第２の透明保護膜の厚みが２ｎｍよ
りも小さいと、その膜面に沿った方向に連続構造をとり
にくくなるから、この第２の透明保護膜が島状の構造と
なる。このために、外部から侵入する酸性物質やアルカ
リ性物質が第２の透明保護膜を通して第１の透明保護膜
の表面に到達し易くなるから、保護膜全体としての化学
的耐久性、とりわけ、耐アルカリ性が改善されない。し
たがって、第２の透明保護膜の膜厚は化学的耐久性を確
保するために２ｎｍ以上は必要である。

【００１０】上述のように、その厚みを膜の粒子成長や
結晶構造が発達しない２〜２０ｎｍの厚みに限定した第
２の透明保護膜をその下層の第１の透明保護膜と積層す
ることにより、第２の透明保護膜のみを保護膜とした低
透過率ガラスよりも優れた耐摩耗性と化学的耐久性とを
併せもつ低透過率ガラスとすることができる。

【００１１】本発明において、第１の透明保護膜と第２
の透明保護膜との厚みの和を２５ｎｍ以下とした理由
は、これらの透明保護膜と熱線遮蔽膜との光学的干渉に
よる反射光の着色化を防ぐためや可視光線反射率があま
り高くならないようにするためである。特に、上記厚み
の和が２５ｎｍを超えると、これらの透明保護膜面にお
ける反射光の着色化が大きくなるから、低透過率ガラス
の低透過率とも相俟って、自動車内の乗員に対して不快
感を与える。

【００１２】上述のように、本発明においては、第１の
透明保護膜と第２の透明保護膜との厚みの和は２５ｎｍ
以下であり、第２の透明保護膜の厚みは２〜２０ｎｍで
あるから、第１の透明保護膜の厚みの上限は２３ｎｍと
なるが、その下限は、この第１の保護膜の実用上の存在
効果から見て、５ｎｍであるのが好ましい。

【００１３】本発明において、ガラス板は、フロートガ
ラスなどからなるのが好ましく、必要な可視光線透過率
を有すれば、必要に応じて着色されていてもよい。ま
た、このガラス板の厚みは、用途に応じて任意に選定し
得るが、実用上の観点から見て一般的に言えば、２〜６
ｍｍであるのが好ましく、３〜５ｍｍであるのがさらに
好ましい。

【００１４】本発明において、熱線遮蔽膜を構成する材
料としては、熱線遮蔽機能を有する材料であれば、特に
制限はない。しかし、可視光線透過率を４０％以下とし
たときにも自動車用ガラスに適したニュートラルな色調
を与えるようにするために、チタン、ジルコニウムおよ
びクロムからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属
の窒化物を用いるのが好ましく、これらの中でも、クロ
ムの窒化物が特に好ましい。

【００１５】本発明において、第１の透明保護膜を構成
する材料としては、通常この種の保護膜として用いられ
るものであれば、特に制限はない。しかし、第２の透明
保護膜が化学的または機械的にダメージを受けても傷が
付き難くて良好な耐摩耗性を有する保護膜を与えるよう
にするために、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、Ｚｒ
Ｂ_x Ｏ_y （ｘ＝１．０〜１．９、ｙ＝１．５〜２．
５）、ＳｉＣ_x Ｏ_y Ｎ_z （ｘ＝０．３〜１．２、ｙ＝
０．４〜１．５、ｚ＝０．１〜０．７）およびＴａＣ_x
Ｏ_y Ｎ_z （ｘ＝０．４〜１．１、ｙ＝０．７〜２．０、
ｚ＝０．２〜０．７）からなる群より選ばれた少なくと
も１種の化合物を用いるのが好ましい。また、第２の透
明保護膜の結晶成長を抑制するためには非晶質である必
要があるから、これらの中でも、ＳｉＯ₂ またはＳｉＯ
_x Ｎ_y 、ＳｎＯ₂ を用いるのが特に好ましい。

【００１６】本発明において、第２の透明保護膜を構成
する材料としては、ＺｒＯ₂ 、Ｔａ₂ Ｏ₅ およびＮｂ₂
Ｏ₅ からなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物を
用いることができ、また、これらの化合物は、その膜中
に小量の窒素が取り込まれた酸窒化ジルコニウム、酸窒
化タンタルおよび酸窒化ニオブであってもよい。そし
て、これらの中でも、化学的安定性のために、ＺｒＯ₂
およびＴａ₂ Ｏ₅ を用いるのが特に好ましい。

【００１７】本発明において、第１の透明保護膜と第２
の透明保護膜とを構成する化合物の組み合せとしては、
ＳｎＯ₂ とＴａ₂ Ｏ₅ 、ＺｒＢ_x Ｏ_y とＴａ₂ Ｏ₅ 、Ｓ
ｎＯ₂ とＺｒＯ₂ 、Ｓｉ₃ Ｎ₄ とＺｒＯ₂ の各組合せが
特に好ましい。その理由は、内部応力が相殺されるため
であると考えられる。

【００１８】本発明の耐磨耗性低透過率ガラスは、ガラ
ス板面に熱線遮蔽膜、第１の透明保護膜および第２の透
明保護膜をスパッタリング法などの常法により順次形成
することにより、容易に製造することができる。

【００１９】次に、本発明をその実施例および比較例に
つきさらに詳しく説明する。

【００２０】図１は、本発明による耐摩耗性低透過率ガ
ラスを自動車の昇降ガラス部のドアガラスに適用した実
施例を示している。そして、この低透過率ガラスは、図
１に示すように、ガラス基板１の表面（自動車の車内側
になる面）に熱線遮蔽膜２、第１の透明保護膜３および
第２の透明保護膜４を順次積層したものである。また、
次に述べる実施例１〜９は、図１に示す低透過率ガラス
において、膜構成および／または膜厚を種々に変えたも
のてあり、比較例１〜４は、上記実施例１〜９に準じて
膜構成および／膜厚を種々に変えたものである。

【００２１】実施例１〜９および比較例１〜４ ガラス基板としてグレーペーン（日本板ガラス（株）製
商品名、３．５ｍｍ厚）を用い、また、成膜装置として
ＤＣスパッタリング装置を用いて、次の表１に示す成膜
条件で成膜を行うことによって、本発明の実施例および
比較例のサンプルを作成した。

【００２２】

【表１】

【００２３】ただし、上記表１において、ｓｃｃｍは標
準状態（ｓｔａｎｄａｒｄ）ｃｃ／ｍｉｎを意味してい
る。また、Ｓｉ以外のターゲットとしてはプラナーカソ
ードを用い、Ｓｉのターゲットとしては円筒回転型カソ
ードを用いた。また、ＣｒＮｘの膜厚は透過率が２０％
になるように搬送速度で調節し、その他の透明保護層の
膜厚は膜厚計にて成膜速度を算出した後に搬送速度で調
節した。

【００２４】このようにして得られたサンプル（実施例
１〜９および比較例１〜４）について、光学特性、耐摩
耗性および化学的耐久性について評価し、その結果を第
２表および第３表に示した。

【００２５】なお、評価は次の方法で行った。 光学特性：分光光度計（日立Ｕ−３４００）により測定
した。 耐摩耗性：テーバー摩耗試験機により次の条件で測定
し、次の評価を行った。 条件 ５００ｇ×１０００回転 評価 透過率変化 化学的耐久性（ボイルテスト）：（１）1Nの H₂SO₄に２
４時間浸漬した。 （２）1Nの NaOH に２４時間浸漬した。 （３）１００℃沸騰水中に２時間浸漬した。 上記（１）〜（３）の試験のいずれの場合にも、試験前
後の光学特性を評価した。

【００２６】

【表２】

【００２７】ΔＹＡ：可視光線透過率の変化分 ΔＲＡ：可視光線反射率の変化分 ＨＡＺＥ：曇価

【００２８】

【表３】

【００２９】これらの表２および表３から、上述の実施
例１〜９では、いずれも、耐摩耗性試験および化学的耐
久性試験における透過率変化が小さく、また、透過色調
およびび反射色調のガラス基板からのずれが小さいこと
がわかる。このことは、本発明の実施例による低透過率
ガラスが耐摩耗性および化学的耐久性のいずれにも優
れ、また、その色調がニュートラルであることを示して
いる。

【００３０】また、上記表２および表３から、上述の比
較例１〜４においては、金属窒化物膜からなる単層膜で
は色調はニュートラルであるが、耐摩耗性試験における
透過率変化が非常に大きく、また、耐摩耗性も劣ってい
ることがわかる。また第１および第２の保護層の膜厚を
厚くした場合には、膜面反射色調が基板色から大きくず
れたり、また、ガラス面の可視光線反射率が大きくなっ
たりすることがわかる。

【００３１】

【効果】以上に詳述したとおり、本発明の耐摩耗性低透
過率ガラスは、従来のプライバシーガラスが有するよう
に、４０％以下の可視光線透過率および３０％以下のガ
ラス面の可視光線反射率を有すると共に、これらの特性
に加えて、優れた耐摩耗性および化学的耐久性を有する
から、耐摩耗性および化学的耐久性に関して極めて苛酷
な条件が課せられる自動車用ドアーなどの昇降ガラス部
に使用するのに最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による耐摩耗性低透過率ガラスの一部分
の縦断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ 熱線遮蔽膜 ３ 第１の透明保護膜 ４ 第２の透明保護膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス板面に熱線遮蔽膜、この熱線遮蔽
   膜面に第１の透明保護膜、この第１の透明保護膜面に第
   ２の透明保護膜を順次積層した耐摩耗性低透過率ガラス
   であって、 前記第２の透明保護膜の厚みが２〜２０ｎｍであり、か
   つ前記第１の透明保護膜と前記第２の透明保護膜との厚
   みの和が２５ｎｍ以下であり、 前記耐摩耗性低透過率ガラスの可視光線透過率が４０％
   以下であり、かつ前記耐摩耗性低透過率ガラスのガラス
   面の可視光線反射率が３０％以下であることを特徴とす
   る耐摩耗性低透過率ガラス。
2. 【請求項２】 前記第１の透明保護膜を構成する化合物
   が、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＯ₂ 、ＳｎＯ₂ 、ＺｒＢ_x Ｏ
   _y （たゞし、ｘ＝１．０〜１．９、ｙ＝１．５〜２．
   ５）、ＳｉＣ_x Ｏ_y Ｎ_z （たゞし、ｘ＝０．３〜１．
   ２、ｙ＝０．４〜１．５、ｚ＝０．１〜０．７）および
   ＴａＣ_x Ｏ_y Ｎ_z （たゞし、ｘ＝０．４〜１．１、ｙ＝
   ０．７〜２．０、ｚ＝０．２〜０．７）からなる群から
   選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の耐摩耗
   性低透過率ガラス。
3. 【請求項３】 前記第２の透明保護膜を構成する化合物
   が、ＺｒＯ₂ 、Ｔａ₂ Ｏ₅ およびＮｂ₂ Ｏ₅ からなる群
   より選ばれた少なくとも１種である請求項１または２に
   記載の耐摩耗性低透過率ガラス。
4. 【請求項４】 前記熱線遮蔽膜を構成する化合物が、チ
   タン、ジルコニウムおよびクロムからなる群から選ばれ
   た少なくとも１種の金属の窒化物である請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の耐摩耗性低透過率ガラス。