JPH09132435A - スパッタ被覆ガラス製品並びに断熱ガラス・ユニット及びその製造方法 - Google Patents

スパッタ被覆ガラス製品並びに断熱ガラス・ユニット及びその製造方法

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JPH09132435A
JPH09132435A JP8307351A JP30735196A JPH09132435A JP H09132435 A JPH09132435 A JP H09132435A JP 8307351 A JP8307351 A JP 8307351A JP 30735196 A JP30735196 A JP 30735196A JP H09132435 A JPH09132435 A JP H09132435A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に断熱ガラス(IG)ユニットに有用なガラス
基板上のスパッタリング被覆層構造体を提供する。 【解決手段】 この層構造体は、0.06以下の標準放射率
値(En)、良好な耐久性および無彩色を示し、Si3N4から
なる２枚の層と、この層と組み合わせられる十分量のス
テンレススチールと、このスチールにより間設される銀
層とで構成され、低い放射率、無彩色、非鏡のような太
陽光制御特性である独特な特性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は極めて低い放射率を
有し、色が実質的に無彩色のガラス基板の被覆構造体に
関する。更に詳しく説明するに、本発明はこれら被覆構
造体を備える断熱ガラスユニット（例えばドアや窓）の
ようなガラス製品と、このガラスユニットの製造法とに
関する。
【０００２】
【従来の技術】建築窓やドアのような多くの種類のガラ
ス製品に対し太陽制御特性を与える、スパッタリング処
理により被覆された（以下、単に「スパッタリング被
覆」と言う）ガラス層構造体が重要なものであること
は、業界では良く知られている。更に、断熱ガラスユニ
ット（当業者にはIGユニットとして知られている）に対
しこのような層構造体を用いることの重要さも、全く同
様に周知である。ガラスユニットの例としては、外周縁
部で密封される少なくとも２個のガラス仕切り部で構成
され、その間に断熱チャンバを形成する窓やドアが挙げ
られる。この場合、このようなチャンバは多くの場合、
チャンバ内部を真空にし、ガラス仕切り部の縁部を溶封
し、チャンバ内を空気以外のガスで、例えばアルゴンガ
スで充満することにより形成される。
【０００３】IGユニットを含む太陽制御ガラス製品を市
場で使用可能にするために重要な特性は、採用するスパ
ッタリング被覆層構造体と直接関連する以下の特性を有
することである。
【０００４】１）許容レベルの赤外線反射率と関連する
所望量の可視光線透過率（visibletransmittance）。
【０００５】２）非鏡のような外観（即ち、以下に定義
するが、低い可視光線に対する「反射率」。
【０００６】３）ガラス側から見たとき、可視光線が反
射された実質的に無彩色の色（即ち、無彩色から僅かに
青みがかった色への範囲内にある色）。
【０００７】４）耐候性や他の耐化学薬品性（しばしば
「化学的耐久性」とも呼ばれ、以下に定義する）。
【０００８】５）処理中の、特に２枚あるいはそれ以上
のガラス（その内少なくとも１枚には、上述した層構造
体があらかじめスパッタリング処理により被覆される）
からIG窓やドアを製造するに必要な各種工程中の耐摩耗
性（しばしば、「機械的耐久性」）とも呼ばれ、以下に
定義する）。
【０００９】これら物理的特性の他に、使用する被覆構
造体は経済的に（低廉に）製造されねばならない。換言
するに、経済的に製造されなければ、IGユニットのよう
な最終製品が高価となり需要を満たすことができなくな
る。
【００１０】当業者には周知なことであるが、これらの
所望特性は、これらｍｐ特性を得ようとするとき互いに
対立し、従ってその間の妥協が要求される場合が多い。
例えば、許容レベルの透過率を、すなわち換言すると、
許容レベルのIR（赤外線）反射率を得るには、耐久性
（化学的耐久性あるいは機械的耐久性あるいはその両
方）を犠牲にせねばならない。他の妥協点としては、不
望の色と鏡のような窓（あるいはドア）は避けがたいも
のとなる。更に別の妥協点としては、製造費が大きな要
素となる。このような問題点のため、この業界では、こ
れらの特性間の良好な妥協点を見いだすことのできる新
規なスパッタリング被覆層構造体が要求されている。
【００１１】米国特許第5,344,718号には、許容可能な
低い放射率（Ｅ）を有し、従って低い放射率を有する構
造体グループ（即ち、高い紫外線反射率を有する被覆体
のグループ）として好適に分類される複数の優秀なスパ
ッタリング被覆層構造体が開示されている。更に、この
ような被覆構造体グループは一般に、熱分解被覆の耐久
特性に近いあるいは等しい耐久特性を示すので、極めて
好ましい。また、特に好ましい実施例におけるこれらの
被覆体は高い可視光線透過率を示す。同時に、これら被
覆体は幾分青の緑側に入った範囲の好適な無彩色を示
し、この場合この緑側は得られるレベルの可視光線反射
率により好適にマスクされるので、被覆体は実質的に無
彩色を示すことになる。更に、これらの可視光線反射特
性は20%より低いので、例えば窓やドアとして使用され
る場合、内側あるいは外側から見て不望の鏡のような外
観となることが避けられる。
【００１２】米国特許第5,344,718号に開示される層構
造体のグループには、Si3N4とニッケルあるいはニクロ
ムの各種層が採用され、その間に１枚あるいは複数枚
の、紫外線を反射する金属銀の層を所定の順序で挟み、
これにより所望の最終特性が得られる。
【００１３】一般的には、この先行特許（米国特許第5,
344,718号）は、５枚あるいはそれ以上の層からなる構
造体を用いて独特な結果を得ている。即ち、この構造体
はガラスから外側へ向かう順に、以下の層で構成され
る。 ａ）Si3N4からなる下塗り層。 ｂ）ニッケルあるいはニクロムからなる層。 ｃ）銀からなる層。 ｄ）ニッケルあるいはニクロムからなる層。 ｅ）Si3N4からなる上塗り層。 構造体が実質的にこれら５枚の層からなるとき、これら
の層に対し一般に次の厚さが採用される。 層 範囲（オンク゛ストローム） ａ（Si3N4） 約400 〜425 ｂ（NiあるいはNi:Cr） 約 7 あるいはそれ以下 ｃ（Ag） 約 95 〜105 ｄ（NiあるいはNi:Cr） 約 7 あるいはそれ以下 ｅ（Si3N4） 約525 〜575 この先行特許（米国特許第5,344,718号）では、６枚以
上の層が採用されるとき、２枚の銀層が採用される場合
のように、ガラスから外側への構造体には、通常次の層
が含まれる。 ガラス／Si3N4／Ni:Cr／Ag／Ni:Cr／Ag／Ni:Cr／Si3N4 銀の全体の厚さは同じ（例えば95 〜105オンク゛ストローム ）に
保持され、従って各銀層自体の厚さは僅か50オンク゛ストローム
であり全体を構成している。
【００１４】この先行特許（米国特許第5,344,718号）
に開示されるような構造体は、特に従来の技術に開示さ
れる既存の従来構造体に比べ、大幅に改良されている
が、それでも依然「放射率」の特性に改良の余地が残さ
れている。例えば、米国特許第5,344,718号の構造体で
は、通常の放射率（En）は一般に約0.12以下であり、一
方半球放射率（Eh）は一般に0.16より低かった。一方、
実際にあるいは市場で得られる下限値は実際Enが約0.09
でEhは約0.12であった。この場合、得られるシート抵抗
値（Rs）は、一般に約9〜10オーム／sq.であった。
【００１５】良好な紫外線反射を得ること（即ち放射率
の値を減少すること）を禁止することは一般に、次のよ
うに考えられていた。即ち、銀層の厚さを増加して高い
紫外線反射率（従って低い放射率の値）を得ようとする
と、次の４つの悪影響の内の１あるいはそれ以上が生じ
ると考えられていた。 （１）耐久性が低下する。 （２）最終製品があまりに反射しすぎ鏡のようになる。 （３）色が紫あるいは赤／緑の強い外観となり好ましく
ない。 （４）可視光線透過率が低くなり過ぎ好ましくない。
【００１６】耐久性は、機械的耐久性および化学的耐久
性の両方において、一般に一体シートとして使用されよ
うとも、例えばIGユニットに使用されるときの建築ガラ
スで得られる重要な要素である。上述したように、IGユ
ニットを処理し組み立て密封すると、機械的耐久性が増
加され、一方ガラス仕切り部の縁部を密封し、その間に
断熱チャンバを形成する必要がある。この場合、主にこ
の密封部がどうしても被覆部と接触するため、化学的耐
久性が要求されることになる。美的見地から、鏡のよう
な色および紫色の品質では、このような特性を示す製品
は市場に出すことができない。望ましくない可視光線透
過率の損失は、一体シートの場合約70%より低く低下さ
せ、IGユニットの場合には約63%より低く低下させなけ
れば、特には問題とはならない。一方ある使用例では、
特に低い（即ち、約0.6より低い）遮光率（shading coe
fficient）が望ましい場合、透過率は実際には高くなり
すぎるが、放射率は低くなるので好適である。一般に、
（空気調整費用を下げるために）色直し特性が望まれる
場合、一体シートの可視光線透過率は75%より低く、好
ましくは73%より低く維持され、一方代表的なIGユニッ
トでは可視光線透過率は65%〜68%に維持されねばならな
い。
【００１７】以上の考えを一部確認するため、米国特許
第5,302,449号に開示される幾分複雑な層構造体と、カ
ーディナル・アイジー・カンパニ（Cardinal IG Compan
y）から販売され、カーディナル171（Cardinal 171）と
して知られるIGユニットとしての市販IGユニットとが挙
げられる。この特許に教示される層構造体では、所定の
太陽光制御特性を与えるため、層スタック内の材料の厚
さおよび種類はいろいろに変えられ、また耐摩耗性を与
えるために、亜鉛、錫、インジウム、ビスマスの酸化物
からなる、あるいは錫酸塩亜鉛（zinc stannate）の酸
化物を含む上記元素の合金の酸化物からなる上塗り層が
採用される。更にこの構造体では、最終結果を得るため
に、金、銅あるいは銀からなる１枚あるいは２枚の層が
採用されている。銀からなる２枚の層を使用するとき、
最初の銀層の厚さは100 〜150オンク゛ストロームの間にされ、一
方その上の第２の銀層の厚さは125 〜175オンク゛ストロームの間
に設定される。一枚の銀層のみが採用される場合には、
その厚さは約100 〜175オンク゛ストローム 、好ましくは140オンク゛
ストロームにされる。一方この特許のどこにも、ニッケルや
ニクロムの使用が開示されておらず、またスタック構造
体に素子としての窒化ケイ素素子も使用されていない。
【００１８】実際の市販例では、上述したカーディナル
IGユニットは、許容可能な色特性および比較的良好な非
鏡状の可視光線反射率（一例が比較のために以下に説明
される）を含む十分に許容可能な太陽光制御特性を有す
ること分かった。一方、この十分に許容可能な構造体に
も化学的耐久性に欠けている。すなわち、ここに定義す
るように、規定の沸騰テストに不合格となるので、化学
的耐久性に欠けていることが分かった。この具体的な理
由は分からないが、簡単な解決法は、先行技術で示した
ように、他の特性を所望レベルにするには、少なくとも
１の望ましい特性を犠牲にせねばならないことである。
更に、スタックおよび使用する素子の特性のため、主に
所望結果を得るに必要な層の数および厚さのために、構
造体の製造費がかなり高価となる。
【００１９】上述した米国特許第5,344,718号では、項
「技術背景」の部に、エアコ・コーポレーション（Airco
Corporation）の製品であるスーパーE III（Supr-E II
I）として市場で知られる別の建築用の従来ガラス層構
造体が開示されている。この構造体はガラスから外側へ
向かい順に、以下の層からなる。 Si3N4／Ni:Cr／Ag／Ni:Cr／Si3N4 実際、このスーパーＥ III構造体では、Ni:Cr合金はそ
れぞれ重量が80/20であり（即ち、ニクロム）、２枚の
ニクロム層の厚さは7オンク゛ストロームであり、銀層の厚さは
（銀層が約100である以外は）約70に規定され、Si3N4層
は相対的に厚い（例えば、下塗り層では320オンク゛ストローム 、
上塗り層では約450オンク゛ストローム ）ことが分かった。銀層
は、その厚さ（約70オンク゛ストローム ）のため、実際には半連
続的特性を有することが分かった。
【００２０】この被覆は良好な「耐久性」を有し（即ち
被覆は耐スクラッチ性、耐摩耗性を有し化学的に安定で
あり）、従って厚さ約３mmのガラスに対し、熱分解被覆
体と比較して、重要な目安のこの特性を与えるが、Ehは
わずか約0.20〜0.22であり、Enは約0.14〜0.17である。
これら放射率の値は共に幾分高い。更に、シート抵抗
（Rs）は15.8オーム／sq.と比較的高い（より大きな許
容値は約10.8以下）。従って、機械的耐久性および化学
的耐久性は共にかなり許容できることが分かるが、その
一体シートの可視光線透過率は76±1%と幾分高かった。
またこれら被覆もIGユニットに使用される従来の密封材
に匹敵することが分かったが、赤外線の処理能力は所望
レベル以下であった。更に、一体シートの可視光線透過
率が76±1%と幾分高いので、低い色直し特性が要求され
るとき、このような構造体はむしろ望ましくなかった。
【００２１】エアコ社は、後にスーパーＥ IV構造体と
して名づけられるスーパーＥ III構造体を発売した。こ
の構造体はガラスから外側へ向い順に以下の層から構成
される。 素子 厚さ（オンク゛ストローム ） TiO2 約 300 NiCrNx 約 8 Ag 約 105 NiCrNx 約 8 Si3N4 約 425
【００２２】この構造体は、可視光線透過率が高く（例
えば、80%より大きい）、放射率（emittance）は低く
（例えば、約0.10より低い）、遮光率は幾分高い（高
い、約0.80）こと以外は、性能の点でスーパーＥ IIIと
全く同様である。更に、下塗り層としてTiO2層を採用す
るため、構造体の製造費が高くなる。
【００２３】幾分スーパーＥ IIIおよびIVと同様な別の
層構造体が米国特許第5,377,045号に報告されている。
ここに開示する構造体の場合、一枚の（例えば）銀層が
２枚のニクロム層間に間設、ニクロム層自体は例えばTi
O2あるいはZrが添加されたTiO2からなる下層とSi3N4あ
るいはZrが添加されたSi3N4からなる外側層との間に間
設される。この特許の層構造体は、実際全体として紫色
を有していることで知られ、下記で説明する沸騰テスト
により定義されるような化学的な耐久性を有しておら
ず、熱処理が不可能であり、幾分高い放射率を有するこ
とが分かった。この特許によれば、特殊なスパッタリン
グ法は、誘電層の内の１の「固有応力（intrinsic stre
ss）」と言われるものを減少し、機械的耐久性および化
学的耐久性を定義するテストによりこれら２特性を得る
のに必要とされる。
【００２４】従来例での大きな改良点は、我々の同時継
続出願第08/356,515号「低放射率クラスの被覆構造体お
よびそれから作られる断熱ガラスユニット」と題したも
のに開示されている。本出願の開示は参考のためここに
示される。この継続出願には独特な層構造体が開示さ
れ、この構造体は２枚のニクロム層間に間設される銀層
から構成され、このニクロム層自体はSi3N4からなる下
層と外側層との間に間設される。層の厚さを好適に調整
することにより、本発明の被覆構造体は望ましい低い放
射率（即ち、En<0.7,Eh<0.075, Rs<5.5オーム／sq.）を
示した。更に、反射特性（反射率および真吸光度）のた
め、構造体が断熱ガラスユニット（IGユニット）に極め
て好適に採用可能（すなわち、鏡のような外観を示さな
い）となった。透過特性も好適な範囲内にあり、過去の
従来の構造体の不望な紫色の問題も解決された。
【００２５】これらの層構造体は極めて望ましいが、主
に銀層（主赤外線反射層）を厚くすることにより、より
低い放射率値（即ち、建築用や自動車用のガラスに使用
される多くの層構造体の主な目的である、通過赤外線量
の減少）を得ようとするが、このため可視光線透過、色
および反射の各特性が悪影響を受けることが分かった。
例えば、銀層を厚くすると、許容可能な70%レベル以下
まで、可視光線透過率が大きく減少されることが分かっ
た。更に、あまりに厚い銀層で塗布された製品（例え
ば、IGユニット）のガラス側外観は紫色がつよくなり鏡
のようになる場合が多い。上述した継続出願に説明され
る上記構造体は、従来のどの組み合わせによってもこれ
まで得られなかった特性を得ることができるが、少しで
も可能ならその特性を更に改良する必要がある。
【００２６】上述した層構造体の他に、赤外線を反射し
他の光を制御する目的の層として、銀および／あるいは
Ni:Crを含む他の被覆層がこの特許および化学文献に報
告されている。例えば、米国特許第3,682,528号および
米国特許第4,799,745号に開示されるファブリ・ペロッ
ト・フィルタ（Fbry-Perot filter）、他の従来被覆体
および技術（およびここに説明されおよび／あるいは引
用される従来例）を参照されたし。また例えば、米国特
許第4,179,181号、米国特許第3,698,946号、米国特許第
3,978,273号、米国特許第3,901,997号および米国特許第
3,889,026号（一部のみ挙げた）を含む多くの特許に示
される誘電体、金属積層体も参照のこと。このような他
の被覆体は周知で報告されているが、本発明より以前
に、これら従来のどの開示にも、極めて生産性の高いス
パッタリング処理による被覆工程の採用可能性も、同時
に熱分解被覆の耐久性に近いあるいは等しいのみなら
ず、優秀な太陽制御特性をも有するような建築ガラスを
得ることも教示されてもいないし、得られてもいない。
【００２７】一般に上記の点から、被覆ガラスシートお
よびIGユニットの上述した特性を、知覚特性を優先して
不当に犠牲にする事なく、特に経済的に最適化する、ス
パッタリング被覆層構造体の必要とされていることは、
当業者には明らかであろう。本発明の目的は、この分野
での上記および他の必要性を満たすことであり、このこ
とは以下の開示がなされるにつれ、当業者にはより明ら
かとなろう。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるスパッタ被覆ガラス製品は以下に示す
多層系をガラス基板の平坦面の片側に、ガラス面から外
側に向けて設けている。すなわち、多層系は、 ａ）Ｓｉ3Ｎ4とステンレス・スチールを含み、そのうち
ステンレス・スチールの割合はこの層の０．５から１５
重量％である層と、 ｂ）ニッケルまたはニクロムの層と、 ｃ）銀の層と、 ｄ）ニッケルまたはニクロムの層と、 ｅ）Ｓｉ3Ｎ4とステンレス・スチールを含み、そのうち
ステンレス・スチールの割合はこの層の０．５から１５
重量％である層とを有する。また、上記ガラス基板は約
２ｍｍから６ｍｍの厚さを有する時、被覆後のガラス基
板は約０．０６以下の通常放射率（Ｅn）、約０．０７
以下の半球放射率（Ｅh）、約５．０オーム／sq.の面積抵
抗（Ｒs）を有し、またガラス側から見たときに実質的
に中間可視光線反射色を有する。
【００２９】本発明のある実施例では、多層系は上記の
５層構造である。本発明の他の実施例では、この５層に
加えて、ＴｉＯ2の下塗り層を有する。これら両実施例
では、層の相対的な厚さは調整されて、さらに望ましい
実施例において「熱処理能力」があるようにされる。こ
の熱処理能力は後に説明する。
【００３０】さらに、本発明の実施例では、本発明によ
る多層系を片側の平坦面上に有する上記の約２ｍｍ−６
ｍｍの１枚ガラス板は、以下に示す反射率と色座標特性
とを有する。 ａ）ガラス側から見た時 ｂ）フィルム側から見た時 ＲGＹ 約８から１８ ＲFＹ 約４から１５ ａh 約−３から＋３ ａh 約０から＋８ ｂh 約０から−１５ ｂh 約−５から−２０ ここで、ＲＹは反射率であり、ａhとｂhはHunterユニッ
ト、Ill. C, 10゜観測器で測定された色座標である。
【００３１】本発明のさらに別の実施例では、上記多層
系を片側の平坦面上に有する１枚ガラスは、他のガラス
板を少なくとも１枚用いて、各々を互いに平行になるよ
うにし、その間に断熱空間が形成されるように互いに間
隔を取り、外周端で密閉し、上記多層系を図３の面２４
に設けた際に、以下に示す反射率と色座標特性と、可視
光線透過率が約６１％以上を有するような、窓やドアや
壁として使用可能な断熱ガラス・ユニットを形成する。 外側から見た時 内側から見た時 ＲGＹ 約１４から２０ ＲFＹ 約１１から１８ ａh 約−２から＋２ ａh 約 ０から＋４ ｂh 約 ０から−１０ ｂh 約 ０から−１０ 上記多層系が面２６上に設けられた時、反射率と色座標
は前の場合とは逆になるが、透過率は同じままである。
【００３２】ここで使われた「外側」という用語は、被
覆ガラス板（つまり、ＩＧユニット）を使用した住居の
外側からの観測者による観測を意味する。ここで使われ
た「内側」は「外側」の反対、つまり、ユニットを使用
した住居の内側（例えば、家の部屋内あるいは外側に面
したビル内）からの観測者による観測を意味する。
【００３３】上記したように、本発明の請求の範囲内に
ある多層系が熱処理能力を有する特性を持つことも、本
発明による別の企画でもある。ここで使用された「熱処
理能力」という用語は、多層系が後続の従来の熱処理プ
ロセスの少なくとも１つを受け、所望の最終特性が熱に
より悪影響を受けない能力を意味する。考えられる従来
の熱処理は、焼戻し工程(tempering)、曲げ工程、加熱
強化工程、あるいはＩＧユニットを形成する時に２枚以
上のガラス板を密閉するため使用する加熱密閉工程等で
ある。この密閉工程の場合、ガラス板そのものの端部を
崩すために重ねたガラスを充分加熱することを含んで
も、含まなくてもよい。
【００３４】熱処理能力特性を持つことにより、本発明
のある被覆システムは特殊な目的の利用に応じることが
可能である。例えば、曲げおよび／あるいは焼戻しした
自動車の窓ガラス用に上記多層系を使用するなら、これ
がその処理を通過できるように選択されたものとなる。
別の例として、焼き戻ししてないガラス板と焼戻しした
ガラス板の両方の外観が同じとする建築用窓に有用な
ら、被覆は焼戻し処理を介した熱処理能力により最終目
的を得るように選択される。もちろん、「熱処理可能」
とは、被覆を上記の熱処理全部ではなく、少なくとも１
つに対する耐熱能力のみ必要である。
【００３５】この点に関しては、ある被覆が焼戻し、硬
化、あるいは曲げに対する耐性を有しても、有さなくて
もいいが、被覆ガラスをＩＧユニットに組み立てる時
（ガラス溶融が有る場合、あるいは無い場合）、特に、
ＩＧユニットを形成する方法が、密閉の際に断熱空間か
ら空気を排出（つまり、排気）する工程、およびその空
間を真空にするか、アルゴンのような不活性気体で入れ
換える工程を含む時に、密閉するため使用する熱に対す
る耐性があるなら、「熱処理能力」ありと考えられる。
従って、別の例では必要とするが、本発明のある実施例
では、次の方法により満たされる。
【００３６】少なくとも２枚のガラス板を用い、そのガ
ラス板の外周端部を互いに密閉し、そのガラス板の間に
少なくとも１つの断熱空間を形成するため、上記ガラス
板の間隔を取る工程と、高い温度でそのガラス板を加熱
する工程と、上記高い温度あるいは、それより高い温度
で上記ガラス板の外周端部を互いに密閉する工程を有す
る断熱ガラス・ユニットを作製する方法で、上記ガラス
板の少なくとも１枚の平坦面上に、本発明による被覆し
た熱処理能力のある多層系を、ガラス板の外周端部を互
いに密閉したことにより形成した上記断熱空間内にある
ように設けた事を特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明を添付の図面を参照にし
て、望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００３８】ガラス被覆技術において、特に、建築分野
に使用される被覆ガラスの特徴および太陽光制御特性を
定義する時に、ある種の用語が一般的に使用されてい
る。ここでは、こうした用語は公知の意味に基づいて使
用する。例えば、次のように使用される。
【００３９】可視波長光の強度、「反射率（reflectanc
e)」はその百分率で定義され、ＲxＹ（つまり、Ｙ値はA
STM308-85に基づいて引用）として語られ、ここでＸは
ガラス側はＧ、あるいはフィルム側はＦのどちらかであ
る。「ガラス側」（例えばＧ）は被覆を設けた側と反対
側のガラス基板側から見たときを意味し、一方「フィル
ム側」（つまり、Ｆ）は被覆を設けたガラス基板側から
見たときを意味する。ＩＧユニットについて語る時、下
付き文字Ｇは「外側」を示し、Ｆは「内側」を示す（つ
まり、ケースに従って「外側」施設から、または「内
側」施設から）。
【００４０】カラー特性はａとｂ座標で測定する。この
座標は、ここでは下付き文字ｈによって示され、ASTM E
-308-85、ASTM規格の年鑑、06.01巻「Standard Method
forComputing the Colors of Objects by Using the CI
E System（CIEシステム使用によりオブジェクトの色を
演算する基準方法）」により拡大されたように、ASTMD-
2244-93「Standard Test Method for Calculation of C
olor Differences From Instrumentally Measured Colo
r Coordinates（機器で測定した色座標から色差の計算
のための基準テスト方法）」により、Hunter法（あるい
はHunterユニット）Ill.C,10゜観測器の従来よりの利用
を意味する。
【００４１】「放射率(emissivity)」および「透過率(t
ransmittance)」という用語は当分野で良く理解されて
おり、ここではその公知の意味に基づき使用される。従
って、例えば、「透過率」という用語は太陽光線透過率
を意味し、それは可視光線透過率、赤外線エネルギ透過
率、紫外線透過率から成っている。全太陽光線エネルギ
透過率は通常、これらの他の値の加重平均として特徴づ
けられる。これらの透過率について、ここで語られてい
るように、可視光線透過率が３８０−７２０ｎｍの基準
発光体Ｃ技術により、赤外線は８００−２１００ｎｍ
で、紫外線は３００−４００ｎｍで、全太陽光線は３０
０−２１００ｎｍで特徴づけられる。しかし、放射率に
対しては、後に説明するように、特別な赤外線領域（つ
まり、２５００−４００００ｎｍ）が用いられる。
【００４２】可視光線透過率は公知の従来技術を使用し
て測定できる。例えば、Beckman 5240 (Beckman Sci. I
nst. Corp)のような分光測光器を使用して、透過率の分
光曲線を得る。可視光線透過率は上記の ASTM 308/2244
-93 方法論を使用して算出される。必要なら上記範囲よ
り波長が小さめで使用することも可能である。可視光線
透過率を測定する別の技術は、Pacific Scientific Cor
poration製の市販されているSpectragard分光測光器の
ような測光器を利用するものである。この装置は可視光
線透過率を直接測定し、報告する。ここで報告し、測定
したように、可視光線透過率（つまり、CIE三刺激値の
Ｙ値、ASTM E308-85）はIll. C., 10゜観測器を使用す
る。
【００４３】「放射率」（Ｅ）は所定の波長の光の吸収
と反射率の両方の基準あるいは特性である。通常、次の
ような式で表される。
【００４４】Ｅ＝１−反射率フィルム
【００４５】建築目的には、放射率は、時には赤外線ス
ペクトルの「遠赤外域」とも呼ばれる約２５００−４０
０００ｎｍの、いわゆる「中間域」で重要になる。これ
は、例えば、後に説明するように、Lawrence Berkley L
aboratories によるWINDOW 4.1 プログラム、LBL-35298
(1994)により詳細が明らかである。ここで使用される
「放射率」という用語は、Primary Glass Manufacturer
s' Council（ガラス製造業者予備協議会）により提案さ
れ、Test Method for Measuring and Calculating Emit
tance of Architectural Flat Glass Products Using R
adiometric Measurements（放射分析測定方法を用いた
建築用平ガラス製品の放射率の測定および算出用の試験
方法）と題をつけられたように、放射率を算出するため
に赤外線エネルギを測定するための1991年提案ASTM基準
により明示された、赤外領域において測定した放射率に
ついて使用する。この基準、およびその規定は、ここに
引例として示す。この基準では、放射率は半球放射率
（Ｅh）および通常放射率（Ｅn）と表される。
【００４６】この放射率の測定用のデータの実際の蓄積
は従来のものであり、例えばＶＷアタッチメントを備え
たBeckman Model 4260分光測光器（Beckman Scientific
Inst. Corp.）を使用して行うことができる。この分光
測光器は反射率対波長を測定し、上記の1991年提案ASTM
基準を使用して、これから放射率を算出する。
【００４７】ここで用いた別の用語は「面積抵抗(sheet
resistance)」である。面積抵抗（Ｒs）は当業界で公
知の用語であり、その公知の意味に基づき使用する。一
般的に、この用語はガラス基板上の多層系を通過する電
流に対する、その多層系のある面積あたりの抵抗（オー
ム）について示したものである。面積抵抗は、層がどの
程度赤外線エネルギを反射するかの指数であり、従っ
て、この特性の尺度として放射率とともに使用される。
「面積抵抗」は、カリフォルニア州サンタクララのSign
atone Corp.製造のMagnetron Instruments Corp.のヘッ
ド、Model M-800を有する施行可能な４点抵抗探針のよ
うな４点探針オームメータを使用して測定する。
【００４８】「化学的耐久性」あるいは「化学的に耐久
性のある」という用語は、ここでは「化学的抵抗」ある
いは「化学的安定性」という技術用語と同じ意味で使用
される。化学的耐久性は、約５００ｃｃの５％ＨＣｌ内
で約１時間（つまり、約２２０゜Ｆで）被覆ガラス基板
の２インチ×５インチ試料を煮沸することにより判定す
る。この試料の多層系が１時間の煮沸の後、約０．００
３インチの直径より大きなピンホールが現れなければ、
この試料はこの試験を通過したと考えられる（また、従
ってこの多層系が「化学的に耐久性がある」あるいは
「化学的耐久性」を有すると考えられる）。
【００４９】「機械的耐久性」あるいは「機械的に耐久
性のある」という用語は、ここでは２つの試験の１つに
より定義する。第１の試験はPacific Scientific Abras
ionTester（パシフィック科学摩耗試験機）あるいは、
同等のものを使用し、６インチ×１７インチの試料の多
層系に２インチ×４インチ×１インチのナイロン・ブラ
シを１５０ｇの加重で５００回、円運動させて通過させ
る。もう一方の試験は、従来のTaber摩耗機（あるいは
同等機）を使用して、４インチ×４インチの試料に２つ
のＣ．Ｓ．１０Ｆ研磨ホイールで各ホイールに５００ｇ
の重りを取り付け、３００回転かける。どちらかの試験
において、可視光の下で裸眼による観察の結果、目立っ
た擦り傷がほとんど見つからなければ、この試験に通過
したと考えられ、その試料は機械的に耐久性があると言
える。
【００５０】ここで話題にする多層系の種々の層の厚さ
は、代替技術により測定され、ここで使用される「厚
さ」という用語が定義される。ある技術では、光学曲線
を知り、あるいは、別の技術では、従来のニードル偏光
解析機（つまり、プロフィロメータ）を用いる。別の特
に優れた技術では、「ｎ&ｋ」分析機（ｎ&ｋ Technolog
y, Inc.,カリフォルニア州、サンタクララ）を使用す
る。この技術は、調査中のフィルムのｎ（つまり、屈折
率）とｋ（つまり、消光率）値を決定する能力と共に、
米国特許番号4,905,170に一般的に説明されていると思
われている。この特許の記述は本発明の引例として示
す。こうした方法と技術は当業者には公知であり、ここ
で話題にされ、使われる厚さはオングストローム単位で
述べられることを除いて、さらに詳細な説明は不要と思
われる。
【００５１】図１および図２には、本発明の２つの実施
例の部分断面図が示されている。同図から分かるよう
に、建築業界で使用されている従来のガラス基板１が用
いられている。このガラスは従来のフロート・プロセス
により作られたものが望ましく、通常、フロート・ガラ
スと称される。その通常の厚さは約２ｍｍから６ｍｍで
ある。そのガラスの組成は広範囲に変化可能であり、厳
密に特定できない。通常、使用されるガラスはガラス業
界で公知のソーダ石灰系ガラスの一つである。
【００５２】ガラス基板１に種々の層を形成するため使
用されるプロセスや装置は、Airco,Inc.製のようなマル
チチャンバー（複数のターゲット）スパッタ被覆システ
ムである。これに関して、ここで使用するのに望ましい
スパッタ被覆プロセスは、米国特許番号5,344,718に記
載のものと同じで、この特許の全記載は本発明の引例と
して既に本明細書に示してある。ここに特筆すべき事と
して、本発明の固有の結果は、上記の米国特許番号5,37
7,045に報告されたように内因性の応力をやわらげるた
めに特別なプロセスを必要とすることなしで、従来のス
パッタ被覆技術の利用を通じて達成されるものである事
が本発明の特徴である。
【００５３】まず初めに図１に示した多層系では、５層
（ａ）−（ｅ）が用いられている。ガラス側から外側
に、この実施例について上記ｎ&ｋ技術により測定した
層と望ましい厚さの範囲は、表１のごとくである。
【００５４】
【表１】
【００５５】特に望ましい実施例では、層の厚さは次の
表２のごとくである。
【００５６】
【表２】
【００５７】図１に示した５層実施例では、特に望まし
い層の厚さは次の表３のごとくである。
【００５８】
【表３】
【００５９】層ａと層ｅのスパッタ被覆では、シリコン
（Ｓｉ）のターゲットを用いるのが望ましく、これはＳ
ｉと、フィルム層内で所望の最終量を得られるように最
適な量のステンレス・スチール（例えば、＃３１６）を
混ぜてある。窒素内でスパッタリングを行うことによ
り、Ｓｉ3Ｎ4が形成され、ステンレス・スチール内のク
ロムの若干量が窒化クロムを形成する。オプションとし
て、アルミニウムもターゲットの導電性を維持するため
に少量（例えば、６重量％）のドーパントとして使用す
ることが可能である。しかし、ステンレス・スチールも
この目的の役割を果たすので、アルミニウムは所望の導
電性レベルを得るために必須ではない。
【００６０】この点に関し、一般的に、各層に使用する
ため考えられたステンレス・スチールの量は、フィルム
の約０．５−１５重量％である。スパッタ・プロセスは
通常、ほぼ同じ率でＳｉ、およびステンレス・スチール
（それと、オプションとしてアルミニウム）をスパッタ
リングするので、ターゲットその物に使用した（適切に
均一に分配したなら）各成分量は、本発明の目的にたい
して適切な正確さで、スパッタ被覆後の層の最終量（分
析により確認されたように）となると考えられる。従っ
て、層がステンレス・スチールを数重量パーセント含む
と、ここで述べるときは、その量がターゲット内に使わ
れていることを通常意味する。
【００６１】次に、図２は本発明の６層の実施例を示し
ている。ここでは、上面の５層（ａ’）−（ｅ’）は図
１の対応する層（ａ）−（ｅ）と同じ組成である。しか
し、その下には、次の表４に示した望ましい層の厚さを
有するＴｉＯ2の下塗り層ＵＣが加えられてある。
【００６２】
【表４】
【００６３】ある望ましい実施例では、層は次の表５に
示した厚さを有する。
【００６４】
【表５】
【００６５】図２の６層実施例では、次の表６に示した
特に望ましい厚さを有する。
【００６６】
【表６】
【００６７】上記のように、Ｓｉ3Ｎ4層へのステンレス
・スチールの独特な使用は、（図１および図２の例で示
されるように）包括的な多層系を生じることを証明して
おり、その多層系は約２ｍｍ−６ｍｍの厚さを有する継
ぎ目なしの１枚のガラス（例えば、フロート・ガラス）
の平坦面に設けるなら、通常放射率（Ｅn）が約０．０
６以下、半球放射率（Ｅh）が約０．０７以下、面積抵
抗（Ｒs）が約５．０オーム／sq.以下を有するガラス製
品を作り、またガラス側から観察した時に可視光のほぼ
中間の反射した色（つまり、中間から少し青へ）を示
す。適切な厚さを選択することにより、可視光線透過率
は少なくとも約７０％、そしてこの継ぎ目なし１枚ガラ
スは上記したように熱処理能力を有するようになる。
【００６８】上記したような厚さの継ぎ目なし１枚ガラ
スと層を使用する本発明の実施例の反射率および色座標
の通常の範囲は、次の表７に示す。
【００６９】
【表７】
【００７０】望ましい実施例では、次の表８の特性であ
る。
【００７１】
【表８】
【００７２】図１の実施例で、この５層実施例について
上記の特に望ましい厚さが使われると、反射率と色座標
は次の表９に示すようになる。
【００７３】
【表９】
【００７４】図２の実施例で、この６層実施例について
上記の特に望ましい厚さが使われると、反射率と色座標
は次の表１０に示すようになる。
【００７５】
【表１０】
【００７６】透明ガラスから作られたこの継ぎ目なし１
枚ガラスは、約７６％の可視光線透過率を有することが
分かった。一方、上記の特に望ましい５多層系の可視光
線透過率は７１％である。両方の例で、これらの多層系
が熱処理能力、機械的耐久能力、化学的耐久能力がある
ことが分かった。
【００７７】個別の要求に合わせてステンレス・スチー
ルの量を変化させる時に、図１、図２の５層と６層の実
施例のどちらかのスパッタ被覆では、約６重量％のステ
ンレス・スチールを有するシリコン（Ｓｉ）ターゲット
を用いることが望ましく、従って、上記仮定は約６重量
％のステンレス・スチールを有する層を作ることが分か
った。銀層ｃあるいはｃ’を挟み込む２つの中間層ｂ、
ｄあるいはｂ’、ｄ’をスパッタ被覆する時、ニクロム
（例えば、Ｎｉ／Ｃｒの重量％が８０／２０）が用いら
れるなら、そのスパッタリングを窒素雰囲気で行うこと
が本発明の実施において望ましく、これによりニクロム
内の少なくともクロム部分が窒化物に変わる。同様に、
ステンレス・スチールの少なくともクロム部分も、Ｓｉ
／ＳＳターゲットを窒素雰囲気内でスパッタリングして
Ｓｉ3Ｎ4（つまり、窒化珪素）を形成するときに窒化物
を形成することになる。
【００７８】上記参照したように、図３は幾分概略的な
本発明による通常のＩＧユニットを示す。ＩＧユニット
の「内側」と「外側」を区別するため、内側はＩｎとし
外側はＯｕｔを付け、太陽９を概略して示す。このＩＧ
ユニットは外側ガラス板１１と内側ガラス板１３から作
られているのが分かる。これらの２枚のガラス板（例え
ば、２ｍｍ−６ｍｍの厚さ）は、従来の密閉材１５と乾
燥剤の帯１７により外周端を密閉される。そして、これ
らのガラス板は従来の窓あるいはドアの枠１９（部分的
に概略形状を示してある）に保持される。ガラス板の外
周端を密閉し、アルゴンのような気体を２枚のガラス板
によって形成された空間２０内に入れ、通常の高断熱値
のＩＧを形成する。ここの空間２０は通常、約１／２イ
ンチの幅である。
【００７９】上記したように、空間２０内の外側ガラス
板１１のガラス壁（つまり、内側の平坦面）２４上の多
層系２２として、あるいは空間２０内の内側ガラス板１
３のガラス壁（つまり、内側平坦面）２６上の多層系
（図示せず）として、本発明の多層系を用いることによ
り、特に独特の非鏡面状のＩＧユニットが形成され、こ
のＩＧユニットを設置する住居の内側、あるいは外側か
ら見た時にほぼ中間色となる。この点に関し、もちろ
ん、図３は本発明の独特の多層系を用いたＩＧユニット
の一例に過ぎない。事実、本発明の多層系は、２枚より
多いガラス板を用いたＩＧユニットの広範囲な変更例に
対応可能である。しかし、この多層系がＩＧユニットの
断熱空間内にあるいずれかのガラスの壁に設けられてい
る時、一般に本発明のＩＧユニットは次の表１１に示す
特性を有することになる。
【００８０】
【表１１】
【００８１】この点に関し、ある実施例では外側あるい
は内側から見た時に、通常の反射率および色座標が次の
表１２に示す範囲に下がり、可視光線透過率は少なくと
も６１％で望ましくは少なくとも６３％になる。
【００８２】
【表１２】
【００８３】上記特性に加えて、図１に示した特に望ま
しい５層系（上記列記した特に望ましい厚さを用いて）
の望ましい実施例では、次の表１３に示す能力特性が得
られる。この系はアルゴンを満たした１／２インチ幅の
空間２０を有するＩＧユニットで使用され、これらの特
性は、カリフォルニア州、バークレーのLawrence Berkl
ey LaboratoriesによるWINDOW 4.1として知られるソフ
トウェア・プログラムにより演算され、また、（１）可
視光線および太陽光線透過率、（２）太陽光線反射率、
フィルム側とガラス側、（３）放射率を測定するための
Beckman 赤外線分光測光器等の入力データを得るために
Hitachi（日立）分光測光器を使用する。このWINDOW 4.
1プログラム、1988-1994はカリフォルニア大学リージェ
ントに著作権のあるFenestration Production Thermal
Analysis Program（採光用開口製造物の熱分析プログラ
ム）という題のプログラムである。
【００８４】
【表１３】
【００８５】同じ測定技術を用いて同様の方法で、図２
に示した特に望ましい６層系（上記に列記した特に望ま
しい厚さを用いて）をガラス壁２４あるいは２６のどち
らかに設けた多層系は次の表１４に示したような能力特
性を有する。
【００８６】
【表１４】
【００８７】この両方の実施例では、継ぎ目なしの１枚
ガラスを化学的耐久性を判定するために煮沸試験、およ
び機械的耐久性を判定するために上記のPacific Scient
ificAbrasion 試験機にかけることも可能である。両試
験は両実施例で通用する。
【００８８】特定例 Airco ILS-1600 研究用被覆機を用いて図１、図２の両
方の多層系を形成した。この被覆機は、３乃至４のター
ゲットを採用する能力がある（４ターゲットの場合、２
つが少なくともｃ−ｍａｇ、例えばＳｉとＴｉによらな
ければならない）。ここでは、図２の実施例にたいし
て、陰極＃１はチタン、陰極＃２はアルミニウム５％と
＃３１６ステンレス・スチール６％混ぜた珪素であり、
陰極＃３は銀、陰極＃４はニクロム（Ｎｉ／Ｃｒの重量
比８０／２０）とした。説明したように、陰極＃１、＃
２はｃ−ｍａｇ形とすることが可能である。図１の実施
例については、チタン陰極は除き、他の３つの陰極を同
じように残した。
【００８９】この２つの多層系を、厚さ０．０８７イン
チの透明なソーダ石灰シリカ・フロートガラスの継ぎ目
なし１枚ガラス上に形成した。次の表１５および表１６
に示すように塗布機を設定した。
【００９０】
【表１５】
【００９１】
【表１６】
【００９２】前述のｎ&ｋ技術により測定した厚さは次
の表１７に示す。
【００９３】
【表１７】
【００９４】各多層系の光学特性および電気特性は次の
表１８、表１９に示す。
【００９５】
【表１８】
【００９６】
【表１９】
【００９７】上記のように、この２つの多層系は図３に
示したタイプのＩＧユニットに、それぞれ形成された
（ガラス壁２４に塗布、アルゴンガス封入あるいは真空
の１／２インチ幅の空間を有する）。この光学的特性、
熱特性、電気特性を、上記WINDOW 4.1技術を適用して得
た。この結果を次の表２０に示す。
【００９８】
【表２０】
【００９９】光学特性および電気特性に与えるステンレ
ス・スチールの効果は、上記５層系の特性（＃３１６ス
テンレス・スチールの６重量％の場合）と、Ｓｉターゲ
ットはステンレス・スチールではなく５％のアルミニウ
ムを混ぜた以外は、同じ３つのターゲットを用いた同じ
厚さの５層系の複製試料の特性と比較して示す。ここ
で、ステンレス・スチール無しの複製試料用の被覆機設
定は次の表２１に示す通りである。
【０１００】
【表２１】
【０１０１】このステンレス・スチール無しの複製５層
系（同じ継ぎ目なし１枚ガラス上に形成）の光学特性お
よび電気特性は、次の表２１に示す。
【０１０２】
【表２２】
【０１０３】ステンレス・スチールの使用はガラス製品
の特性を顕著に改善することが分かる。特に、Ｅ値の低
下が見られ、６層系の場合には、いっそう低下する。
【０１０４】別の比較によれば、本発明の上記２つの実
施例の特性と対比して、上記WINDOW4.1 技術（１／２ア
ルゴン封入空間）を前述の公知技術の市販ＩＧ製品であ
るCardinal-171に適用させて得た特性が次の表２３に示
されている。
【０１０５】
【表２３】
【０１０６】このCardinal-171 ＩＧ製品は市場におい
てかなり受け入れられている事が知られている。その唯
一の欠点は化学的な耐久性が欠如していることである。
その正確な多層系は明らかになっていないが、上記した
米国特許番号5,302,449で教示されているものと一致し
ていると信じられている。
【０１０７】この商品として成功している製品と本発明
の結果を比較すると、本発明は顕著に異なった構造で、
低コストの多層系を用いて高レベルの競争を達成したこ
とが分かる。例えば、Cardinal製品は本発明の実施例に
くらべて、少し可視光線透過率が高いが（７３％対７０
％）、この７０％という値は受容レベル内で良好である
ばかりではなく、上記のように低い遮光率の時、（例え
ば、暑い季節の時の空調コストを減少させるため）望ま
しく、この７０％は７３％より商業的には望ましい。し
かし、特に重要なのは、本発明のものが優れた化学的耐
久性を有することである。両製品は非常に低い放射率
と、ほぼ同等で優れたＵ値を有している。
【０１０８】上記参照のＩＧ能力特性に関して、Ｕ
（冬）、Ｒ値等はここでは未だ定義されていないが、こ
れらの用語は当業界で公知であり、ここでも一般的に受
け入れられている意味に基づき使用する。例えば、Ｕ値
はＩＧシステムの断熱特性の尺度である。Ｕ（冬）およ
びＵ（夏）は、NFRC 100-91 (1991)、ソフトウェアのWI
NDOW 4.1に包含された基準により決定される。「遮光率
(shading coefficient)」（Ｓ.Ｃ.）は、NFRC 200-93
(1993)に基づき、初めに「太陽熱吸収率(solar heat ga
in coefficient)」を決定し、０．８７で割ることによ
り決定する。「相対熱吸収(relative heat gain)」
（ｒ.ｈ.ｇ）は、この同じNFRC 200-93処置により決定
する。Ｔ（太陽光線）は全太陽エネルギ透過率を意味
し、ＵＶ、可視光線、ＩＲ透過率の組合せである。Ｒ
（太陽光線）も同様に、全太陽光線反射率を意味し、Ｕ
Ｖ、可視光線、ＩＲ反射率の組合せである。
【０１０９】図４は、本発明を利用できる種々の入り口
を有する通常の家庭住居２８の部分概略図である。例え
ば、窓３０は本発明の多層系を設けた継ぎ目なし１枚ガ
ラス、あるいは図３に示したような本発明のＩＧユニッ
トを採用した「耐風雨窓」として用いることが可能であ
る。同様に、引き戸３２、あるいは、はめ殺し戸３４、
また玄関扉の窓３６に、本発明の継ぎ目なし１枚ガラ
ス、あるいはＩＧユニットを用いることができる。
【０１１０】図５は密閉前の通常の２枚のＩＧユニット
の概略図である。上記したように、本発明のある実施例
では、多層系は熱処理能力を有する。この図では、予備
積み重ね状態が示され、ガラス・ビーズ３５によって間
隔（例えば０．１ｍｍ）を取られた２枚の通常の透明フ
ロート・ガラス３１、３３を使用する。下側ガラス３３
は上側ガラス３１より僅かに大きく、本発明による多層
系３７がその内側平坦面にスパッタ被覆されている（オ
プションとして、上側ガラス３１の内側平坦面に層を被
覆することも可能である）。次に、小さい方のガラス板
３１を大きい方のガラス板３３上で中心出しをして決め
た外周端４１に、従来の密閉材３９（例えば、低融点セ
ラミック）を設ける。
【０１１１】従来の方法で、かなり高温の熱（例えば、
約５００℃）を加えて密閉材を溶融して、断熱空間４３
を作る。この処理の間に、真空処理をして経済的に実行
できるだけの空気と水蒸気を除去する。また、オプショ
ンとして、アルゴンのような不活性気体で空気や水蒸気
を置き換えることも可能である。別の技術では、密閉材
を使用するのではなく、ガラス板の端部を火炎密閉する
方法が取られている。どちらの例でも、密閉状態を作る
ため、また水蒸気を追い出すために熱を加えなくてはな
らない。従って、本発明の熱処理能力のある実施例は図
５に示したＩＧユニットで独特の適応能力を示した。つ
まり、本発明の多層系は、所望の特性に逆の影響を与え
ることなしに、密閉の際に使う熱に耐えられる能力があ
る。
【０１１２】また別の方法では、真空処理は使用せず、
断熱空間用の１／２インチの間隔は種々の公知技術によ
り実現させる。こうしたプロセスでは、断熱空間は通
常、アルゴン・ガスで満たして、中にある空気や水蒸気
（つまり、湿気）を追い出す。
【０１１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は先願発明
に示した多層系のＳｉ3Ｎ4層にステンレス・スチールを
混入することにより、あるいは、オプションとして、こ
のステンレス・スチール混合層の下にＴｉＯ2の下塗り
層を設けることにより期待以上の効果があった。すなわ
ち、放射率のかなりの低下が得られ、可視光線の反射率
も同様であり、また、ガラス側から見た時の製品の外観
は非鏡面状態が維持され、ほぼ中間で（つまり、ほんの
少し青寄りの真の中間色領域にある）、また銀層の厚さ
が時々増加するにもかかわらず、化学的耐久性と機械的
耐久性も保持された。実施例のあるものは、熱処理能力
もあり、従って本発明の多層系は熱密閉技術を使用して
製造するＩＧユニット構造のドアおよび窓に使用される
断熱ガラスに、特に利用価値がある。
【０１１４】上記説明から、当業者は多くの他の特徴、
改良、改善が容易に類推可能である。従って、こうした
他の特徴、改良、改善は本発明の一部、すなわち請求の
範囲と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多層系の実施例を示す部分側面断
面図である。
【図２】本発明による多層系の別の実施例を示す部分側
面断面図である。
【図３】本発明により構成されたＩＧユニットを示す部
分断面図である。
【図４】図３に示されたようなＩＧユニットを窓、ド
ア、壁として採用した家を示す部分概略斜視図である。
【図５】本発明によって提案されたように真空排気およ
び密閉の前の予備製造段階でのＩＧユニットの実施例を
示す部分断面概略図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板 ９ 太陽 １１ 外側ガラス １３ 内側ガラス １５ 密閉材 １７ 乾燥剤の帯 １９ 窓あるいはドアの枠 ２０ ２枚のガラスにより作られた空間 ２２ 多層系 ２４ ガラス壁 ２６ ガラス壁 ２８ 住宅 ３０ 窓 ３１ 透明フロートガラス ３２ 引き戸 ３３ 透明フロートガラス ３４ はめ殺し戸 ３５ ガラス・ビーズ ３６ 扉の窓 ３９ 密閉材 ４１ 外周端 ４３ 断熱空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ・ジェイ・リングル アメリカ合衆国、48182・ミシガン、テン ペランス、イースト・テンペランス・ロー ド、43

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平坦面を有するガラス基板の片面にガラ
    ス面から外側に向けて多層系を設けたスパッタ被覆ガラ
    ス製品において、該多層系は、 ａ）Ｓｉ3Ｎ4とステンレス・スチールを含み、そのうち
    ステンレス・スチールの割合はこの層の０．５から１５
    重量％である層と、 ｂ）ニッケルまたはニクロムの層と、 ｃ）銀の層と、 ｄ）ニッケルまたはニクロムの層と、 ｅ）Ｓｉ3Ｎ4とステンレス・スチールを含み、そのうち
    ステンレス・スチールの割合はこの層の０．５から１５
    重量％である層とを有し、 また、上記ガラス基板は約２ｍｍから６ｍｍの厚さを有
    する時、被覆後のガラス基板は約０．０６以下の通常放
    射率（Ｅn）、約０．０７以下の半球放射率（Ｅh）、約
    ５．０オーム／sq.以下の面積抵抗（Ｒs）を有し、またガ
    ラス側から見たときに実質的に中間可視光線反射色を有
    することを特徴とする、スパッタ被覆ガラス製品。
  2. 【請求項２】 上記被覆ガラス基板は少なくとも約７０
    ％の可視光線透過率を有することを特徴とする、請求項
    １に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  3. 【請求項３】 上記ガラス製品は熱処理能力があること
    を特徴とする、請求項１に記載のスパッタ被覆ガラス製
    品。
  4. 【請求項４】 上記多層系は、更にＴｉＯ2を含む下塗
    り層を有し、次の表 ； 層 厚さ（オングストローム） 下塗り １００−４００ ａ ２０−１２０ ｂ ７− ５０ ｃ ７５−２２５ ｄ ７− ３０ ｅ ５０−６００ に示した層の厚さを有することを特徴とする、請求項１
    に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  5. 【請求項５】 上記ガラス基板は約０．０５以下の通常
    放射率（Ｅn）、約０．０６以下の半球放射率（Ｅh）、
    約５．０オーム／sq.以下の面積抵抗（Ｒs）を有すること
    を特徴とする、請求項４に記載のスパッタ被覆ガラス製
    品。
  6. 【請求項６】 上記下塗り層と上記ａからｅ層を有する
    多層系で、上記ａ層とｅ層内のステンレス・スチールは
    該層の約６重量％の量であることを特徴とする、請求項
    ５に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  7. 【請求項７】 上記多層系の層は次の表； 層 厚さ（オングストローム） 下塗り ２００−２５０ ａ ４０− ６０ ｂ ７− ３０ ｃ １５０−１８０ ｄ ７− １５ ｅ ４００−５００ に示した層の厚さを有することを特徴とする、請求項６
    に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  8. 【請求項８】 上記ｂ層とｄ層は窒化クロムを有し、ま
    た、上記ステンレス・スチールは窒化クロムを有するこ
    とを特徴とする、請求項７に記載のスパッタ被覆ガラス
    製品。
  9. 【請求項９】 上記多層系の層は次の表に示した層の厚
    さを有し、 層 厚さ（オングストローム） 下塗り ２２５ ａ ５０ ｂ ２０ ｃ １６５ ｄ ７ ｅ ４５０ 上記多層系を上に設けられたガラス基板は次の表に示し
    た特性を有し、 ガラス側 フィルム側 ＲGＹ 約１１．０ ＲFＹ 約 ６．０ ａh 約 ２．３ ａh 約 ５．４ ｂh 約−８．８ ｂh 約−１７．５ ここで、ＲＹは反射率であり、ａhとｂhはHunterユニッ
    ト、Ill. C, 10゜観測器で測定された色座標であり、ま
    た上記多層系は機械的耐久性と化学的耐久性があり、約
    ７６％の可視光線透過率を有することを特徴とする、請
    求項８に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  10. 【請求項１０】上記ガラス製品は熱処理能力があること
    を特徴とする、請求項９に記載のスパッタ被覆ガラス製
    品。
  11. 【請求項１１】上記多層系は基本的に上記層ａからｅを
    含み、上記層は次の表； 層 厚さ（オングストローム） ａ 約２００−６００ ｂ 約 ７− ５０ ｃ 約１１５−１９０ ｄ 約 ７− ３０ ｅ 約 ５０−６００ に示す厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載
    のスパッタ被覆ガラス製品。
  12. 【請求項１２】上記層は次の表； 層 厚さ（オングストローム） ａ 約４００−５００ ｂ 約 ７− ３０ ｃ 約１４０−１７０ ｄ 約 ７− １５ ｅ 約４００−６００ に示す厚さを有することを特徴とする、請求項１１に記
    載のスパッタ被覆ガラス製品。
  13. 【請求項１３】上記多層系は化学的耐久性および機械的
    耐久性があることを特徴とする、請求項１２に記載のス
    パッタ被覆ガラス製品。
  14. 【請求項１４】上記層は次の表に示す厚さを有し、 層 厚さ（オングストローム） ａ 約４５０ ｂ 約 ２０ ｃ 約１５５ ｄ 約 ７ ｅ 約５５０ また、上記多層系を上に設けたガラス基板は約７０％よ
    り大きな可視光線透過率を有することを特徴とする、請
    求項１３に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  15. 【請求項１５】上記多層系を設けたガラス基板は、次の
    表に示す特性を有し、 ガラス側 フィルム側 ＲGＹ 約１０．２ ＲFＹ 約 ４．６ ａh 約 ０．４ ａh 約 ６．５ ｂh 約−４．７ ｂh 約−１５．８ ここで、ＲＹは反射率であり、ａhとｂhはHunterユニッ
    ト、Ill. C, 10゜観測器で測定された色座標であること
    を特徴とする、請求項１４に記載のスパッタ被覆ガラス
    製品。
  16. 【請求項１６】上記多層系は熱処理能力があることを特
    徴とする、請求項１５に記載のスパッタ被覆ガラス製
    品。
  17. 【請求項１７】上記ａ層とｅ層内のステンレス・スチー
    ルは該層の約６重量％の量であることを特徴とする、請
    求項１６に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  18. 【請求項１８】上記ｂ層とｄ層は窒化クロムを有し、ま
    た、上記ステンレス・スチールは窒化クロムを有するこ
    とを特徴とする、請求項１７に記載のスパッタ被覆ガラ
    ス製品。
  19. 【請求項１９】上記ステンレス・スチールはNo.316ステ
    ンレス・スチールであることを特徴とする、請求項１に
    記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  20. 【請求項２０】上記多層系を設けたガラス基板は、次の
    表に示す特性を有し、 ガラス側 フィルム側 ＲGＹ 約８から１８ ＲFＹ 約４から１５ ａh 約−３から＋３ ａh 約０から＋８ ｂh 約０から−１５ ｂh 約−５から−２０ ここで、ＲＹは反射率であり、ａhとｂhはHunterユニッ
    ト、Ill. C, 10゜観測器で測定された色座標であること
    を特徴とする、請求項１に記載のスパッタ被覆ガラス製
    品。
  21. 【請求項２１】上記ガラス側およびフィルム側特性は、
    次の表； ガラス側 フィルム側 ＲGＹ 約 ９から１５ ＲFＹ 約４から１０ ａh 約−１から＋３ ａh 約＋３から＋７ ｂh 約−４から−１０ ｂh 約−１０から−２０ に示す値を有することを特徴とする、請求項２０に記載
    のスパッタ被覆ガラス製品。
  22. 【請求項２２】上記被覆ガラス基板の上記可視光線透過
    率は約７４％から７６％であることを特徴とする、請求
    項１に記載のスパッタ被覆ガラス製品。
  23. 【請求項２３】少なくとも２枚の、実質的に平行に間隔
    を取ったガラス板を有し、該ガラス板の少なくとも１枚
    は上記請求項１に記載のスパッタ被覆ガラス板であるこ
    とを特徴とする、断熱ガラス・ユニット。
  24. 【請求項２４】上記２枚のガラス板はその外周端部を互
    いに密閉し、その間に断熱空間を形成し、また上記多層
    系は該断熱空間内の該ガラス板の一方の表面上に形成
    し、外側から見た時の反射率と色座標特性は、 ＲGＹ 約１４から２０ ａh 約−２から＋２ ｂh 約 ０から−１０ また、内側から見た時の反射率と色座標特性は、 ＲFＹ 約１１から１８ ａh 約 ０から＋４ ｂh 約 ０から−１０ また、可視光線透過率は少なくとも６１％であることを
    特徴とする、請求項２３に記載の断熱ガラス・ユニッ
    ト。
  25. 【請求項２５】上記ユニットは断熱ガラス窓、あるいは
    断熱ガラス扉、あるいは断熱ガラス壁であり、可視光線
    透過率は少なくとも約６３％であることを特徴とする、
    請求項２４に記載の断熱ガラス・ユニット。
  26. 【請求項２６】少なくとも２枚の、実質的に平行に間隔
    を取り、外周端部を互いに密封し、その間に断熱空間を
    形成したガラス板を有し、該ガラス板の少なくとも１枚
    は上記請求項４に記載のスパッタ被覆ガラス板であり、
    該請求項の多層系は該断熱空間内に設けたことを特徴と
    する断熱ガラス・ユニット。
  27. 【請求項２７】少なくとも２枚の、実質的に平行に間隔
    を取り、外周端部を互いに密封し、その間に断熱空間を
    形成したガラス板を有し、該ガラス板の少なくとも１枚
    は請求項８に記載のスパッタ被覆ガラス板であり、該請
    求項の多層系は該断熱空間内に設けたことを特徴とする
    断熱ガラス・ユニット。
  28. 【請求項２８】少なくとも２枚の、実質的に平行に間隔
    を取り、外周端部を互いに熱密封し、その間にほぼ空気
    を無くした断熱空間を形成したガラス板を有し、該ガラ
    ス板の少なくとも１枚は請求項１０に記載のスパッタ被
    覆ガラス板であり、該請求項の多層系は該断熱空間内に
    設けたことを特徴とする断熱ガラス・ユニット。
  29. 【請求項２９】少なくとも２枚の、実質的に平行に間隔
    を取り、外周端部を互いに密封し、その間に断熱空間を
    形成したガラス板を有し、該ガラス板の少なくとも１枚
    は請求項１１に記載のスパッタ被覆ガラス板であり、該
    請求項の多層系は該断熱空間内に設けたことを特徴とす
    る断熱ガラス・ユニット。
  30. 【請求項３０】少なくとも２枚の、実質的に平行に間隔
    を取り、外周端部を互いに密封し、その間に断熱空間を
    形成したガラス板を有し、該ガラス板の少なくとも１枚
    は請求項１３に記載のスパッタ被覆ガラス板であり、該
    請求項の多層系は該断熱空間内に設けたことを特徴とす
    る断熱ガラス・ユニット。
  31. 【請求項３１】少なくとも２枚の、実質的に平行に間隔
    を取り、外周端部を互いに密封し、その間にほぼ空気無
    しの断熱空間を形成したガラス板を有し、該ガラス板の
    少なくとも１枚は請求項１８に記載のスパッタ被覆ガラ
    ス板であり、該請求項の多層系は該断熱空間内に設けた
    ことを特徴とする断熱ガラス・ユニット。
  32. 【請求項３２】少なくとも２枚のガラス板の間隔をとる
    工程と、上記ガラス板を高温下におく工程と、該高温以
    上で上記ガラス板の外周端部を互いに密封する工程を有
    する、少なくとも２枚の外周端部を互いに密封し、その
    間に断熱空間を形成したガラス板を有する断熱ガラス・
    ユニットを製造する方法において、上記ガラス板の少な
    くとも１枚に、請求項３に記載のスパッタ被覆ガラス製
    品を使用して、該請求項の多層系は上記断熱空間内に設
    けるようにしたことを特徴とする断熱ガラス・ユニット
    製造方法。
  33. 【請求項３３】上記ガラス板の少なくとも１枚は請求項
    １０に記載のスパッタ被覆ガラス製品であることを特徴
    とする請求項３２に記載の断熱ガラス・ユニット製造方
    法。
  34. 【請求項３４】上記ガラス板の少なくとも１枚は請求項
    １６に記載のスパッタ被覆ガラス製品であることを特徴
    とする請求項３２に記載の断熱ガラス・ユニット製造方
    法。
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