JPH11130472A - 熱線遮蔽ガラス - Google Patents

熱線遮蔽ガラス

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JPH11130472A
JPH11130472A JP9298384A JP29838497A JPH11130472A JP H11130472 A JPH11130472 A JP H11130472A JP 9298384 A JP9298384 A JP 9298384A JP 29838497 A JP29838497 A JP 29838497A JP H11130472 A JPH11130472 A JP H11130472A
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JP
Japan
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layer
thickness
oxide
glass
heat ray
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Application number
JP9298384A
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English (en)
Inventor
Toyo Otsuki
東洋 大槻
Takao Tomioka
孝夫 冨岡
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】可視光線透過率が65%以上で、且つ日射透過
率が45%以下である、主として温暖地に適した熱線遮
蔽ガラスを得る。 【解決手段】ガラス基板上に1層の銀層とその直上部に
金属保護層を設け、ガラス基板と銀層の間、及び金属保
護層の上部に酸化亜鉛または酸化錫を主成分とする第1
酸化物層、第2酸化物層を成膜させてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、住宅やオフィス等
の建築用はもちろん車両用等の窓ガラス、さらには船舶
用や航空機用の窓ガラス等各種の窓ガラスとして有用な
熱線遮蔽ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】最近、例えばオフィスや住宅等におい
て、断熱性、保温性、遮熱等に優れた熱線遮蔽ガラスが
寒冷地を中心に用いられている。この寒冷地の住宅等の
窓ガラスに用いられている熱線遮蔽ガラスは高い可視光
透過率をもち、日射エネルギーの内でも温熱効果の高い
波長1μm程度までの赤外線は透過するが、室内の暖房
機器から放射される波長2〜4μmの赤外線から、室温
程度の物体から放射される10〜20μm程度の長い波
長の赤外線に対しては反射率が高い。そのため、このガ
ラスを用いると、外部からの日射エネルギーは室内に取
り入れつつ、室内から室外に放射される熱線を遮蔽する
ことができるので、冬季の室内環境が快適になり、暖房
負荷も軽減される。
【0003】しかし、このタイプの熱線遮蔽ガラスを温
暖地の夏季に使用しようとすると、温熱効果の高い波長
0.8〜1μm程度の赤外線の約40〜60%を透過
し、日射透過率が約50〜60%あるために、夏季の日
射熱を軽減する効果は充分とは言えない。
【0004】温暖地に使用される日射遮蔽型の熱線遮蔽
ガラスとしては、エアコ社の「Sunbelt Low
−E」やカーデイナル社の「Low−E Sun」など
が知られている。これらは1層のAg層を挟む形で透明
な誘電体膜をガラス板に積層したものであるが、日射透
過率は約30〜45%で日射熱軽減機能は高いが、可視
光の透過率が約47〜60%で、通常の寒冷地向けの熱
線遮蔽ガラスに比べると低い。また、可視光透過率の高
い日射遮蔽型の熱線ガラスとしては、例えば特公平5−
70580号、特開平8−104547号等のAg層を
2層使ったタイプがあるが、膜構成が透明基板/誘電体
/Ag/誘電体/Ag/誘電体の膜構成となっており、
金属に比べて形成速度が遅い誘電体の膜厚がAg層1層
タイプの熱線遮蔽ガラスの約2倍あり、生産性に劣ると
いう問題点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
従来の問題点を鑑みてなしたものであり、透明ガラス基
板上に、第1誘電体層、Ag層、金属保護層、第2誘電
体層の順に形成した積層体において、各層を特定するこ
とにより、高い可視光透過率と同時に低い日射透過率を
実現して高い日射熱軽減性能をもたせ、また、ガラス面
及び膜面の反射をシルバーないしは淡いブルー色、透過
色調を淡いイエロー色にすることで、透明感と同時に優
れた意匠性を付与するものである。さらに、Ag層を1
層とし、第1及び第2の誘電体には反応性スパッタリン
グで高速成膜が可能な、ZnOまたはSnO2を主成分
とする酸化物層を用いることにより、従来の銀2層タイ
プの熱線遮蔽ガラスよりも高い生産性を持ち、居住性の
向上と省エネルギーに寄与する高性能の板ガラスを安価
に提供するものである。
【0006】すなわち本発明は、透明なガラス基板上に
銀層を一層介在させて被膜を多層に形成してなる積層体
において、ガラス基板と銀層の間に酸化亜鉛または酸化
錫を主成分とする膜厚が15nm以上45nm以下の第
1酸化物層と、その上層に膜厚が16nm以上20nm
未満の銀層と、銀層の直上層に膜厚が1nm以上3nm
以下の保護金属層と、さらに保護金属層の上層に酸化亜
鉛または酸化錫を主成分とする膜厚が40nm以上60
nm以下の第2酸化物層をそれぞれ成膜してなる熱線遮
蔽ガラスに関する。
【0007】また、第1酸化物層、第2酸化物層の少な
くとも何れか1層の一部を膜厚が5nm以上10nm以
下のTiO2層で置換することが出来る。。さらに、保
護金属層はTi、Sn、Zn、Al、Ni、Crの内か
ら選ばれた少なくとも1種類の金属あるいは該金属を主
成分とする合金を用いることが出来る。
【0008】さらに、可視光透過率が65%以上で、か
つ日射透過率が45%であることが好ましい。また、透
過主波長が565nm〜575nmの範囲で、且つガラ
ス面と膜面の反射主波長が470nm〜485nmの範
囲であることが好ましい。
【0009】さらに、表面抵抗値が2.5〜4.0Ω/
□であることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の熱線遮蔽ガラスは、次の
ようにして得る。ガラス基板としては、自動車用ならび
に建築用ガラス等に通常用いられている普通板ガラス、
所謂フロート板ガラスなどであり、クリアをはじめグリ
−ン、ブロンズ等各種着色ガラスや各種機能性ガラス、
強化ガラスやそれに類するガラス、合せガラスのほか複
層ガラス等、さらに平板あるいは曲げ板等各種板ガラス
製品として使用できることは言うまでもない。また、ガ
ラスは透明プラスチック板等との積層体であってもよ
い。なお、ガラスの組成は、ソーダ石灰ガラス、アルミ
ノシリケートガラス等であるが、これらに限定されない
ことは、言うまでもない。
【0011】第1酸化物層または第2酸化物層に用いる
酸化亜鉛または酸化錫を主成分とする酸化物は、汎用性
の高い材料であり、ガラス及び銀層との密着性も良いと
同時にDCマグネトロン法における生産性が良い。
【0012】第1酸化物層の膜厚を15nm以上45n
m以下としたのは、望ましい可視光透過率と日射遮蔽性
能を得るためであり、15nm以下であると可視光透過
率が65%より低くなり透明感を損なうためであり、ま
た45nm以上であると日射透過率が45%以上となり
日射遮蔽性能が不十分になるためである。なお、酸化亜
鉛、酸化スズには特に耐湿性を向上させるためにZn、
Sn、Si、Al、Ga、Bi等の金属を少なくとも1
種類添加しても良い。なお、その添加量は0.5〜10
原子%が好ましい。さらに、第1酸化物及び第2酸化物
は、その一部を膜厚が5nm以上10nm以下のTiO
2層で置換しても良い。置換可能なTiO2層の膜厚を5
nm以上10nm以下としたのは、5nm以下のTiO
2では置換によるガラス面反射率の低減効果が少なく、
また10nm以上ではTiO2の形成速度がZnO、S
nOに比べて約1/10と遅く、生産性が低下するため
である。
【0013】銀層の膜厚は、16nm以上20nm未満
が好ましく、16nm未満では第1酸化物層の膜厚を1
5nm以上40nm以下、第2酸化物層の膜厚を40n
m以上60nm以下にすると、可視光透過率が65%以
上で、かつガラス面および膜面の反射色調がブルー色、
ないしはブルーがかった紫色、透過色調が淡いイエロー
色を呈するガラスは得られるものの、その場合は日射透
過率が45%以上となり、日射熱軽減効果が不十分にな
るためである。さらに、銀層の膜厚が16nm未満で
は、第1酸化物層と第2酸化物層の膜厚を上述の範囲外
にすると、可視光透過率が65%以下となる、あるい
は、ガラス面および膜面の反射色調が好ましくない赤味
がかった色になるためである。
【0014】銀層の膜厚を20nm未満としたのは、2
0nm以上では第1酸化物層の膜厚を15nm以上40
nm以下、第2酸化物層の膜厚を40nm以上60nm
以下にすると、可視光透過率が65%以上で、かつ日射
透過率が45%以下となるガラスは得られるものの、そ
の場合はガラス面と膜面の反射色が、日本人の好まない
赤味がかった色調になるためである。
【0015】また、銀層の膜厚が20nm以上では、第
1酸化物層と第2酸化物層の膜厚を上述の範囲外にする
と、可視光透過率が65%以下となる、あるいは、ガラ
ス面および膜面の反射色調が好ましくない赤味がかった
色になるためである。
【0016】なお、銀層の厚みは好ましくは19nm以
上が良い。19nm以上であると日射透過率が約43%
以下と非常に小さくなり、日射熱の侵入をさらに抑制し
好ましい。
【0017】銀層の直上部に形成する保護金属層は、銀
層と第2酸化物層の両方に高い密着性をもつTi、S
n、Zn、Al、Ni、Cr等の金属またはこれらの金
属を主成分とする合金が望ましい。なお、ここでいう保
護金属層とは、銀層の直上に保護金属層を成膜した直後
は全厚が金属層であるが、次いで該金属層の上層に第2
の酸化物層を成膜するとき、酸素雰囲気下で成膜するた
め、該金属層の上層部の一部に酸化物に変換される。こ
の上層部が酸化された酸化物層と残った金属層を含めて
保護金属層と呼ぶ。該保護金属層の作用は、第2の酸化
物層を成膜する際に、その酸素雰囲気の影響が下部の銀
層に及ばないように該保護金属層を介在させて銀層が酸
化されるのを保護するためのものである。
【0018】透過主波長は、565nm〜575nmの
範囲であるとイエロー色であり、565nm以下ではグ
リーンがかったイエロー色であり、575nm以上では
赤味がかったイエロー色である。また、ガラス面と膜面
の反射主波長は、470nmから485nmの範囲であ
るとブルー色ないしは紫色であり、470nm以下であ
ると赤味がかった紫色であり、485nm以上であると
グリーンがかったブルー色である。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。
【0020】実施例1 洗浄した厚さ3mmのフロートガラス板をスパッタ装置
内に入れて真空度が2〜4×10-4 Paに達するまで
排気した。その後、装置内に酸素ガスを流して真空度を
2〜3×10-1 Paにした後、Znターゲットに60
0WのDC電力を印加して放電させた。
【0021】次に、先のガラス板を167mm/minの速
度で搬送してZnターゲット上方のプラズマ中を通過さ
せ、反応性スパッタリング法により膜厚15nmの第1
酸化物層であるZnOを形成した。ZnO膜を形成した
後、電力と酸素ガスの供給を停止した。
【0022】次いで、アルゴンガスを流して装置内の真
空度が2〜3×10-1 Paになった時点で、今度はA
gターゲットに146Wの電力を印加して放電させた。
そして、第1酸化物層であるZnO層を形成したガラス
板を293mm/minの速度で搬送して、Agターゲット
上方を1回通過させ、膜厚16nmのAg層をZnO層
の上に形成した。形成後、電力とアルゴンガスの供給を
停止した。
【0023】次に、再びアルゴンガスを流して、Tiタ
ーゲットに480WのDC電力を印加して放電させた。
そして、ガラス板を1690mm/minの速度で搬送して
プラズマ中を通過させ、Ag層の上に1.5nmの保護
金属層であるTi層を形成した。Ti層を形成後、電力
とガスの供給を停止した。
【0024】最後に、酸素ガスを流し装置内の圧力が2
〜3×10-1 Paになった時点で、再度ZnOターゲ
ットに600WのDC電力を印加して放電させ、ガラス
板を111mm/minの速度で2回搬送して、Ti上に膜
厚45nmの第2酸化物層であるZnO層を形成した。
【0025】なお、第2酸化物層を形成する際に、保護
金属層であるTiの上層部の少なくとも一部はTiの酸
化物であるTiOXに酸化されている。このようにして得
られたガラス板は、表1の実施例1に示したように、可
視光透過率が65.3%、日射透過率が44.9%で、寒
冷地仕様の熱線遮蔽ガラスに比べて日射透過率が10%
以上少なく、優れた日射熱軽減効果を示すものであっ
た。また、表面抵抗値は熱線遮蔽ガラスの性能を示す放
射率と比例関係にあり、値が小さいほど優れた断熱性能
を持つことを意味するが、このガラス板の表面抵抗値は
3.83Ω/□で、一般の寒冷地向けの熱線遮蔽ガラス
より約5Ω/□小さく、高い断熱性能を有するものであ
った。
【0026】さらに、得られたガラス板のガラス面と膜
面の反射色調はニュートラルであり、高い透明感を有し
ていた。なお、得られた熱線遮蔽ガラスの光学特性は、
分光光度計(日立製作所製U4000型自記分光光度
計)によって測定した。また、表面抵抗は、四端針抵抗
率測定装置(NAPSON製RT−8S型)により測定
した。なお、表1のRgはガラス面での反射を表し、R
fは膜面での反射を表す。さらに、表1における各膜組
成での( )内の数字は各成分の膜厚を示し、保護金属
層については、酸化物に変換された層と残った金属層と
を合わせた合計の膜厚を( )内に示した。
【0027】実施例2〜4 実施例1と同じターゲットを用い、実施例1と同様な方
法で成膜した。なお、実施例2については第2酸化物層
であるZnO層の厚みを40nmに成膜し、実施例3及
び実施例4については全ての層の膜厚を表に示すような
膜厚になるように成膜した。
【0028】実施例5〜7 実施例1と同様な方法で成膜した。なお、実施例1の方
法と比較して、第2酸化物層をTiO2層とZnO層
(最上層)の2層に成膜した。各層の膜厚は表1に示す
通りである。
【0029】実施例8〜10 実施例1と同様な方法で成膜した。なお、実施例1の方
法と比較して、第2酸化物層をZnO層とTiO2
(最上層)の2層に成膜した。各層の膜厚は表1にに示
す通りである。
【0030】実施例11〜12 実施例1と同様な方法で成膜した。なお、実施例1の方
法と比較して、第1酸化物層をZnO層(最下層)とT
iO2の2層に成膜するとともに、第2酸化物層もZn
O層とTiO2層の2層に成膜した。各層の膜厚は表1
に示す通りである。
【0031】実施例13 実施例1と同様な方法で成膜した。なお実施例1と比較
して、第1酸化物層と第2酸化物層はSnO層とし、保
護金属にはZnを用いた。各層の膜厚は表1に示す通り
である。
【0032】実施例14 実施例1と同様な方法で成膜した。なお、実施例1と比
較して、第1酸化物層はSnO層とし、第2酸化物層は
ZnO層とTiO2層を用いた。各層の膜厚は表1に示
す通りである。
【0033】以上の実施例2〜14は、可視光線透過率
がいずれも65%以上と高く、且つ日射透過率が45%
以下と低く、高い日射熱軽減性能を有し、またガラス面
及び膜面の反射をシルバー乃至淡いブルー色、透過色調
は淡いイエローであり、透明感と同時に優れた意匠性を
有している。
【0034】比較例1〜3 実施例1と同じターゲットを用い、実施例1と同様な方
法で成膜した。なお、比較例1については第2酸化物層
であるZnO層の厚みを本発明の範囲外である65nm
に成膜し、比較例2はAg層の膜厚を本発明の範囲外で
ある15nmに成膜し、比較例3はAg層の膜厚を本発
明の範囲外である20nmに成膜した。
【0035】結果、比較例1及び比較例2は日射透過率
が45%以上であり、日射熱軽減性能が低くかった。比
較例3は膜面の反射の主波長が−561nmで、赤味が
かった色調である。
【0036】
【表1】
【0037】
【発明の効果】本発明は、透明ガラス基板上に、第1誘
電体層、Ag層、金属保護層、第2誘電体層の順に形成
した積層体において、各層を特定することにより、高い
可視光透過率と同時に低い日射透過率を実現して高い日
射熱軽減性能をもたせ、また、ガラス面及び膜面の反射
をシルバーないしは淡いブルー色、透過色調を淡いグリ
ーン色にすることで、透明感と同時に優れた意匠性を付
与したものである。さらに、Ag層を1層とし、第1及
び第2の誘電体には反応性スパッタリングで高速成膜が
可能な、ZnOまたはSnO2を主成分とする酸化物層
を用いることにより、従来の銀2層タイプの低放射ガラ
スよりも高い生産性を持ち、居住性の向上と省エネルギ
ーに寄与する高性能の板ガラスを安価に提供するもので
あり、特に温暖地の夏季用に日射軽減ガラスとして好適
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI E06B 9/24 E06B 9/24 A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明なガラス基板上に銀層を一層介在させ
    て被膜を多層に形成してなる積層体において、ガラス基
    板と銀層の間に酸化亜鉛または酸化錫を主成分とする膜
    厚が15nm以上45nm以下の第1酸化物層と、その
    上層に膜厚が16nm以上20nm未満の銀層と、銀層
    の直上部に膜厚が1nm以上3nm以下の保護金属層
    と、さらに保護金属層の上層に酸化亜鉛または酸化錫を
    主成分とする膜厚が40nm以上60nm以下の第2酸
    化物層をそれぞれ成膜してなる熱線遮蔽ガラス。
  2. 【請求項2】第1酸化物層、第2酸化物層の少なくとも
    何れか1層の一部を膜厚が5nm以上10nm以下のT
    iO2層で置換した請求項1記載の熱線遮蔽ガラス。
  3. 【請求項3】保護金属層はTi、Sn、Zn、Al、N
    i、Crの内から選ばれた少なくとも1種類の金属或い
    は該金属を主成分とする合金である請求項1記載の熱線
    遮蔽ガラス
  4. 【請求項4】可視光透過率が65%以上で、且つ日射透
    過率が45%以下の請求項1記載の熱線遮蔽ガラス。
  5. 【請求項5】透過主波長が565nm〜575nmの範
    囲で、且つガラス面と膜面の反射主波長が470nm〜
    485nmの範囲である請求項1または4記載の熱線遮
    蔽ガラス。
  6. 【請求項6】表面抵抗値が2.5〜4.0Ω/□である
    請求項1記載の熱線遮蔽ガラス。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101820003A (zh) * 2010-04-27 2010-09-01 南开大学 薄膜太阳电池用双层氧化锌透明导电薄膜及其制备方法
WO2013047244A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 国立大学法人大阪大学 導電層付き基板
CN108975726A (zh) * 2018-09-30 2018-12-11 吴江南玻华东工程玻璃有限公司 超低反可钢化low-e玻璃

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