JPS58140344A - 熱線反射ガラス - 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】 本発明は、赤外領域の波長を反射して、可視光領域の波
長を透過する熱線反射ガラスに関するものである。

一般的に調理器などの窓ガラスは、調理物の調理状態が
視覚的に確認できるように、開閉扉に一体的に設けられ
ている場合が多く、透明ガラスが使用されている。現在
市販されている窓ガラスを有する調理器としては、電子
レンジオープン、オーブントースタ−、ガスオーブンな
どがある。これらの調理器は一般家庭で使用さｉするも
のであり、一台当りのエネルギー消費量は多くはないが
、世界的に見れば数千刃台の需要があり、トータルのエ
ネルギー便用線としては非常に大きくなる１、シ。

たがって一台当りの使用址を低減させることは世界全体
の省エネルギーに大きく貢献できる。

本発明者らは、上記の観点から各種調理器のエネルキー
使用実態を調査した結果、窓ガラスからの放熱ＶＣよる
損失が４０％以にあることが明らかになった。現在窓カ
ラスに使用さｉｔでいるガラスは、ソーダ石灰ガラス、
およびソーダ石灰カラスに強化処理を施した強化カラス
、あるいはホラケイ酸ガラス、結晶化カラスなどである
。しかしこれらのガラスは、第１図のように、赤外線領
域の波長の透過、吸収が大きくほとんど反射せず、かつ
、これらのカラスは強化処理のため肉厚が４Ｉ以りの熱
容歓の大きなカラス板が用いられているので、エネルギ
ーの損失が非常に大きい。

一方、熱線反射カラスとして知られているものとして、
機敏のＦｅあるいはＣｕなどを添加したカラスでネサガ
ラス（コーニング社）といわれるものがあるが、コスト
が高く、また反射効果もそれ程期待されるものではない
。他方、ガラス基材に金禰の半透明膜を全面に塗布ある
いは蒸着したものなども提案されているが、第２図に示
すように赤外領域の波長の反射率は１０％秤度である。

以上のように、従来の熱線反射ガラスは、半透明の金属
薄膜あるいは金属酸化物薄膜をカラス基板Ｅに全面に設
けて赤外線領域の波長を反射させ、可視光領域の波長を
透過させようとするものであるが、赤外領域の反射効果
が非常に小さい。

本発明の熱線反射カラスは、従来の熱線反射ガラスと異
なり、赤外線反射材料からなるメツシースクリーンのよ
うな小孔を有する反射膜のパターンをカラス基板上に設
けたことを特徴とするもので、反射膜の部分では可視□
光も赤外波長も全く透過しないが、可視光線領域の波長
は反射膜の小孔の部分のガラスを透過することになる。

本発明によれば、可視光の透過率及び赤外線領域の反射
率を反射膜の開孔率で制御でき、かつ赤外線領域の波長
の反射効果を大きくできる。壕だ反射膜パターンの設計
により装飾性に優れた熱線反射カラスとすることができ
、肉厚の薄い熱容縫の小なるカラス基材を用いることが
できる。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明の熱線反射カラスは、基本的ｔζは第３図に示す
ように、透明カラス基材１と反射膜２から構成されるも
のである。

まず、本発明＆（適用できるカラス基材及び反射膜につ
いて説明する。

（１）透明カラス基材 本発明に用いられるカラス基材は、ソーダ石灰ガラス、
ホウケイ酸カラス、石英カラス、強化カラス、結晶化カ
ラスなどの透明な板ガラスであり、内部の調理物などが
目視できる程度に着色された着色ガラスも適用できる。

−ｊｊ　ラス（１）主Ｉｆｉ料とシテはＳｔ、□、　Ａ
ｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３゜Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，Ｃ
ａｂ、　ＭｇＯ，ＳｘＯ，Ｂａｄ。

ＰｂＣ）、　Ｐ２Ｏ５，ＴｌＯ２，ＺｎＯ，ＺｒＯ２な
どがあり、用途に合わせて組成と配合比率が決定される
。

現在、工業的に生産されているカラスのほとんどがソー
ダ石灰ガラスであり、通常５ｉ０２７０〜７３重ｔ％（
以下、単にチで表す）　、Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏなどのアル
カリ金属酸化物１２〜１６％、ＣａＯ６〜１２　％　、
　Ｍｇ０Ｏ〜４　％　、　Ａ１２０３０〜２．０％Ｆ６
２０３０〜０．２ｑｌＤの組成比である。

Ａｌ２Ｏ３はガラス中で４配位、をとり、８１０２の網
目構造の位置に入る。Ａｌ２Ｏ３の適量をガラス成分と
することにより、シリカ系失透（クリストバライト、ト
リジマイト）の生成を抑制し、ホウケイ酸プラスでは分
相化を防止する。またＡｌ２Ｏ３は化学的耐久性を増大
させ、弾性率や強度を増大させる。このためほとんどの
ガラスに１〜６チのＡｌ２Ｏ３が成分として含まれてい
る。結晶化ガラスでは長石系結晶の析出を目的として１
０％以上のＡｌ２Ｏ３が含まれている。

Ｎａ　２０はＳ　ｉ０２　、　ＣａＯとともｒ（工業用
ガラスの重要な成分であり、融点を下げる作用をする。

Ｋ２ＯはＮａ２Ｏに比較して粘性を高める作用をもつが
、他方粘性の温度傾斜を緩やかにする特性をもつ。Ｃａ
Ｏは高温で粘性を減じるが、電気絶縁性、および水への
溶解度を改善するので、これらの目的で数チガラスレ（
４人される。

ＭｇＯは高温でのガラスの粘度を）げ、しかも失透しに
くくする。また熱膨張も小さくするので耐熱性も向トさ
せる作用があり、ＣａＯの一部をＭｇＯで置換させる場
合が多い。

以上、本発明の熱線反射ガラスの基材として用いられる
ソーダ石灰ガラスについて述べたカ、耐熱性を要求され
る場合は、適用できない。調理器などの窓ガラス用とし
ては、２００’Ｃ程度の耐熱温度が要求されるので、ガ
ラス基材としてはソーダ石灰ガラスを強化処理した強化
ガラス、あるいはケイ酸塩ガラス、結晶化ガラス、石英
ガラスなどの耐熱性の高いガラスを用いる必要がある。

どのようなガラスを用いるにしても、本発明の熱線反射
ガラスの基材に要求される特性としてれ、可視光線領域
の波長の透過率が優れていることが最も重要である。

（２）反射膜 本発明に用いられる反射膜は、赤外線反射材料からなる
メノシエスクリーンのような小孔を有するパターンに形
成された面状体であり、ガラス基材Ｖ（一体的に設けら
れるものである。反射膜の製法としてはスパッタリング
、メッキあるいはスクリーン印Ｉ１１など、赤外線反射
材料の性状によって適した製法が選択できる。反射膜の
形状については開孔部を有するものであればよい。

第４図に反射膜の形状の実施例を示す。Ａはパンチング
状、Ｂはハニカム状、Ｃはストライブ、Ｄはグイヤカソ
ト、Ｅは網目状、Ｆは星印、Ｇはハート形、Ｈはノコ歯
状、工は三角形、１は長方形のパターンを有するもので
あるが、その他、花柄などの模様であってもよく、装飾
性を向−トさせる形状を任意に選択することができる。

図ではイの部分を反射膜にし、口の部分゛□を可視光の
透過部にしているが、その逆であってもよい。

反射膜の膜厚は、赤外線領域の波長を全く透過しない膜
厚以上であることを要し、また赤外線領域の反射率は３
０％以ヒ以上−ましくは５ｏ％以ヒの反射率を有する赤
外線反射材料を選択するのがよい。反射膜の開孔率は２
０％〜ｓｏ％が適当で、望ましくは４０〜６０％である
。。

反射膜の材料としては、以Ｆの実施例に示すような金！
Ｉ４または合金が用いられるが、赤外領域の反射特性の
優れたものであれば酸化物も用いられる。

ガラス基材の厚みは、従来６Ｉａｌ以トの板厚のものが
用いられていたが、本発明では４Ｂ以下の板厚について
も適用することができる。その理由は、本発明では赤外
線領域の波長の吸収が少ないので、ガラス基材の温度上
昇が小さいことによる。従来の熱線反射ガラスは、赤外
領域の波長の吸収が大きいので、基材の温度上昇が激し
い。したがって従来は６１１１ｍ１以上の板厚のガラス
基材を用いなければ、ヒートサイクルなどに酎えられな
かったが、本発明の熱線反射ガラスは、４ｗｍ以下のガ
ラス基材を用いても充分に使用できるものを提供できる
。

以下、本発明の詳細な説明する。

実施例１ 大きさ４０５ｍＸ６０ｓａ＋、厚さ３ｍの強化ガラス（
ソー′ダ石灰ガラスを強化処理したもの）を基材とし、
赤外線反射材料として種々の金Ｗ４を用い、スパッタリ
ング装置にて第４図のようなパターンに蒸着して試料を
作成した。なお、試験に用いた金属はＡｇ、　Ａｌ、　
Ｔｉ、　Ｃｒ、　Ｚｎ、　Ａｕ、　Ｔａ、　Ｎｉ。

Ｃｕ、　Ｐｔ、　Ｒｈなどで、合金としてはステンレス
鋼。

黄銅、ジーラルミンなどである。

反射膜の膜厚は２．０μｍに統一し、開孔率を６０％に
合わせて試料を調製し、赤外分光光度計（島津製作所の
ＩＲ−４４０）、と自記分ｙｔ、ｙｔ、度計（島津製作
所のＵＶ−３６５）を用いて反射率と透過率を測定した
。その測定結果の一例を第６図に示す。

第６図は反射膜としてＡｑ、　Ａｌを用いた場合の反射
率と透過率を示すものであるが、反射膜の材料を変えて
も透過率は全く変化せず、反射膜の開孔率と基材の材質
および膜厚により決定されることが判明した。可視光領
域の透過率は、反射膜の開孔率が６０％で約５６％であ
り、反射膜のしくターンはほとんど無関係である。

赤外領域の反射率は、反射膜の拐料Ｖζよって変化する
が、Ａｑを用いた場合、反射率は４０％以りであり、特
に半透膜を設けた熱線反射ガラス（第２図）と異なり、
波長が６μｍ以にの遠赤外領域の波長の反射率が非常に
高くなる特徴がある。

赤外線反射材料として他の全綱１合金を用いた反射膜で
も同様の傾向を示し、調理器などの窓ガラスとして非常
に優れた熱線反射ガラスが提供できる。

実施例２ ガラス基材は実施例１と同じとし、その表面に着色およ
び基材との接着を強化する装飾膜をスクリーン印刷を用
いて、第４図Ａのバタ・−ン（膜厚５　／Ｊ　ｍ　、開
孔率６０％）に形成シフ、さらにその表面にＡｑの反射
膜を設けて、透過率１反射率を測定した。その結果実施
例１と同様の特性を示した。

この例によれば反射膜の密着強度が増大し、ヒートサイ
クルに対して強くなり、装飾性に優れた熱線反射ガラス
が得られた。

実施例３ 基材は実施例１と同じとし、反射膜として、金属アルミ
ニウムを６０％含有するリン酸系塗料を調整し、スクリ
ーン印刷を用いて第４図Ａのパターンの反射膜（膜厚１
０　ｐ　ｍ　、開孔率６０％）を形成し、反射率と透過
率を測定した。

その結果を第６図に示す。ａは可視光領域の透過率を示
し、これは実施例１，２と同様であるが、反射率につい
てみると、スクリーン印刷だけではｂの特性を示し、金
属の反射膜より反射性能は劣るが従来の熱線反射ガラス
より赤外領域の反射率は高い。また、反射膜の表面を研
摩するとＣの反射特性を示し、金属の反射膜に近ずくこ
とがわかる。

実施例４ 実施例２０反射膜の開孔率を種々変化させて、透過率と
反射率を測定した。

その結果、開孔率が２０％未満になると反射率は向上す
るが可視光領域の透過率が少なく、調理器の窓ガラスに
用いた場合など、調理物が判別できないなどの欠点が発
生し、また反射膜の開孔率が８６％を越えると反射軸性
が従来の熱線反射ガラスより劣り、効果が少ない。従−
一で、反射膜の開孔率は２０〜８６％にすべきであり、
好捷しくは、４０〜６０係が良好である。

実施例５ 各種板厚のソーダ石灰ガラスの基材に、実施例１と同様
にしてＡｅからなる開孔率６０％の反射膜を形成した試
料爲１〜６を作成し、気温２５’Ｃ。

無風の状態において、太陽光線に直角に設置して裏面の
温度、Ｆ昇を測定した。その結果を次表に示す。

なお、比較例１はソーダ石灰ガラスの全面に厚さ１μｍ
のＳｎＯ２を被着したもの、比較例２はアルミナ板、比
較例３はソーダ石灰ガラス、４はアクリル樹脂板である
。表中最高温度は裏面中央の温度である。

表から明らかなように、本発明の熱線反射ガラスは、従
来品に比べて影の部分の温度が低く、断熱の効果が非常
に大きいことがわかる。また従来品は基材の板厚が６隅
以上であったが、本発明では４１１Ｉ＋１以下でも充分
効果を発揮する。

以上のように、本発明の熱線反射ガラスは赤外線領域の
反射特性に優れたものである。なお、実施例では金属の
反射膜について述べたが、酸化物でも赤外領域の反射特
性の優れたものは本発明Ｑ（適用できるものである。

本発明の熱線反射ガラスは、建材としての窓、あるいは
調理器の窓ガラスなど、赤外線を反射してエネルギーを
有効に利用しようとする機器などに適用でき、機器の特
徴を大巾に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は透明ガラス基材の透過・反射率特゛性を不す図
、第２図は従来の熱線反射ガラスの透過・反射率特性を
示す図、第３図は本発明の熱線反射ガラスの基本的な構
成を示す断面図、第４図は反射膜のパターンの例を不す
乎面図、第６図及び第６図は実施例の熱線反射ガラスの
透過・反射率特性を示す。 １・・・・・・ガラス基材１２・・・・・・反射膜０代
理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１図 ）末成（μｍ） 第　２　図 第３図 第４図 （八＋　　　　　　　　　　　　　　　　（ＢＪ（Ｃン
　　　　ｆＤｌ ＜ｒ＋　　　　　（Ｊｌ り ）友友（ｐＨｌｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）透明ガラスに赤外線反射材料からなる反射膜のパ
   ターンを形成したことを特徴とする熱線反射ガラス。 （望　前記赤外線反射材料が、金属または合金である特
   許請求の範囲第１項記載の熱線反射ガラス。 （３）前記反射膜の開孔率が、２０〜８６チである特許
   請求の範囲第１項記載の熱線反射ガラス。