JP3200637B2 - 熱線遮蔽ガラス - Google Patents
熱線遮蔽ガラスInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3429—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating
- C03C17/3441—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating comprising carbon, a carbide or oxycarbide
-
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- C03C17/3435—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating comprising a nitride, oxynitride, boronitride or carbonitride
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱線遮蔽ガラスに関し、
とりわけ単板の状態で使用可能な耐摩耗性を有し、自動
車や建築用の窓ガラスに適した熱線遮蔽性のガラスに関
する。
とりわけ単板の状態で使用可能な耐摩耗性を有し、自動
車や建築用の窓ガラスに適した熱線遮蔽性のガラスに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両や建築物の窓ガラスには、内
部に流入する太陽光エネルギーを低減する目的で、熱線
遮蔽性の被膜を被覆した熱線遮蔽ガラスが用いられてき
ている。このような熱線遮蔽ガラスの例としては、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ａｇのような金属膜や、窒化チタン、窒化ジ
ルコニウムのような金属窒化膜の熱線遮蔽特性を利用し
たもの、あるいは高屈折率材料の膜と低屈折率材料の膜
を交互に積層して光学干渉作用により熱線を反射するよ
うにしたものが知られている。これらの中でＣｕ、Ａ
ｌ、Ａｇのような金属膜を利用したものは、化学的耐久
性すなわち酸やアルカリを含む雰囲気による腐食や、機
械的な耐久性すなわちスクラッチによる被膜の傷の問題
を克服するために、複層ガラスや合せガラスにして被膜
を外部環境に露出しないようにして用いられている。ま
た、熱線遮蔽性の膜として耐久性が優れているといわれ
る金属窒化膜を利用したものでも、単板ガラスとして用
いるには耐久性が十分とは言えない。したがって熱線遮
蔽ガラスの耐久性を向上させるために最上層に耐久性の
優れた保護膜を被覆する研究が活発に行われている。例
えば、特開平１ー３１４１６３号公報には、ホウ化ジル
コニウム（ＺｒＢ2）ターゲットを減圧した酸素雰囲気
中で反応性スパッタリングして被覆したジルコニウムと
ホウ素の酸化膜を保護膜とする耐久性に優れた熱線遮蔽
ガラスが開示されている。
部に流入する太陽光エネルギーを低減する目的で、熱線
遮蔽性の被膜を被覆した熱線遮蔽ガラスが用いられてき
ている。このような熱線遮蔽ガラスの例としては、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ａｇのような金属膜や、窒化チタン、窒化ジ
ルコニウムのような金属窒化膜の熱線遮蔽特性を利用し
たもの、あるいは高屈折率材料の膜と低屈折率材料の膜
を交互に積層して光学干渉作用により熱線を反射するよ
うにしたものが知られている。これらの中でＣｕ、Ａ
ｌ、Ａｇのような金属膜を利用したものは、化学的耐久
性すなわち酸やアルカリを含む雰囲気による腐食や、機
械的な耐久性すなわちスクラッチによる被膜の傷の問題
を克服するために、複層ガラスや合せガラスにして被膜
を外部環境に露出しないようにして用いられている。ま
た、熱線遮蔽性の膜として耐久性が優れているといわれ
る金属窒化膜を利用したものでも、単板ガラスとして用
いるには耐久性が十分とは言えない。したがって熱線遮
蔽ガラスの耐久性を向上させるために最上層に耐久性の
優れた保護膜を被覆する研究が活発に行われている。例
えば、特開平１ー３１４１６３号公報には、ホウ化ジル
コニウム（ＺｒＢ2）ターゲットを減圧した酸素雰囲気
中で反応性スパッタリングして被覆したジルコニウムと
ホウ素の酸化膜を保護膜とする耐久性に優れた熱線遮蔽
ガラスが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】車両や建築用のガラス
のように直接外部の雰囲気にさらされる状態で用いられ
る場合、被膜には機械的及び化学的耐久性が要求される
が、とりわけスクラッチに対する耐摩耗性が強いことが
重要である。しかしながら、上記の従来の技術では酸や
アルカリに対して優れた化学的耐久性を維持しながら、
スクラッチに対する耐摩耗性等の機械的耐久性に優れた
膜は得られていない状態であった。前記のジルコニウム
とホウ素の酸化膜を保護膜としたものでは、総合的に優
れた耐久性を示すが、耐酸性にやや劣っているという問
題点があった。加えて、大面積のガラス板に被膜を形成
する最も優れた方法である反応性スパッタリングで保護
膜を被膜する場合、ターゲットの電気伝導性が十分に低
くないこと、さらにターゲット上に形成される被膜の電
気伝導性が低くないため、スパッタリング中にアーク放
電が発生しやすく、成膜プロセスが不安定になるという
問題点も生じていた。このアーク放電は、プロセスを不
安定にするばかりでなく、ターゲット物質の粒子を膜に
付着させ、それが原因となって膜剥がれ等の欠点も発生
させていた。
のように直接外部の雰囲気にさらされる状態で用いられ
る場合、被膜には機械的及び化学的耐久性が要求される
が、とりわけスクラッチに対する耐摩耗性が強いことが
重要である。しかしながら、上記の従来の技術では酸や
アルカリに対して優れた化学的耐久性を維持しながら、
スクラッチに対する耐摩耗性等の機械的耐久性に優れた
膜は得られていない状態であった。前記のジルコニウム
とホウ素の酸化膜を保護膜としたものでは、総合的に優
れた耐久性を示すが、耐酸性にやや劣っているという問
題点があった。加えて、大面積のガラス板に被膜を形成
する最も優れた方法である反応性スパッタリングで保護
膜を被膜する場合、ターゲットの電気伝導性が十分に低
くないこと、さらにターゲット上に形成される被膜の電
気伝導性が低くないため、スパッタリング中にアーク放
電が発生しやすく、成膜プロセスが不安定になるという
問題点も生じていた。このアーク放電は、プロセスを不
安定にするばかりでなく、ターゲット物質の粒子を膜に
付着させ、それが原因となって膜剥がれ等の欠点も発生
させていた。
【０００４】本発明はこれら従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであって、粒子の付着がなく、優
れた化学的耐久性と機械的耐久性を併せ持った保護膜が
最上層に設けられた熱線遮蔽ガラスを提供するものであ
る。
るためになされたものであって、粒子の付着がなく、優
れた化学的耐久性と機械的耐久性を併せ持った保護膜が
最上層に設けられた熱線遮蔽ガラスを提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明なガラス
板の上に少なくとも一層からなる熱線遮蔽性の被膜が被
覆され、前記熱線遮蔽性の被膜の上に、シリコンとジル
コニウムと炭素と酸素からなる保護膜または、シリコ
ン、ジルコニウム、炭素、酸素と窒素からなる保護膜が
被覆された熱線遮蔽ガラスにおいて、前記保護膜の組成
をＳｉＺｒ j Ｃ k Ｎ m Ｏ n （ｊ、ｋ、ｍ、ｎは原子分率）な
る化学式で表したとき、０．２≦ｊ≦０．６、０＜ｋ≦
０．８、０≦ｍ≦１．０、ｎ≧１．２としたことを特徴
とする熱線遮蔽ガラスである。
板の上に少なくとも一層からなる熱線遮蔽性の被膜が被
覆され、前記熱線遮蔽性の被膜の上に、シリコンとジル
コニウムと炭素と酸素からなる保護膜または、シリコ
ン、ジルコニウム、炭素、酸素と窒素からなる保護膜が
被覆された熱線遮蔽ガラスにおいて、前記保護膜の組成
をＳｉＺｒ j Ｃ k Ｎ m Ｏ n （ｊ、ｋ、ｍ、ｎは原子分率）な
る化学式で表したとき、０．２≦ｊ≦０．６、０＜ｋ≦
０．８、０≦ｍ≦１．０、ｎ≧１．２としたことを特徴
とする熱線遮蔽ガラスである。
【０００６】本発明の目的は、シリコンと炭素と酸素と
からなる薄膜が保護膜としての耐摩耗性が極めて優れて
いることおよび低い屈折率を有するという点を見いだ
し、かつジルコニウムと炭素と酸素とからなる薄膜が保
護膜としての化学的耐久性が極めて優れていることを見
いだし、これにより化学的耐久性と機械的強度を同時に
有する保護膜が被覆された熱線遮蔽ガラスを提供するこ
とである。
からなる薄膜が保護膜としての耐摩耗性が極めて優れて
いることおよび低い屈折率を有するという点を見いだ
し、かつジルコニウムと炭素と酸素とからなる薄膜が保
護膜としての化学的耐久性が極めて優れていることを見
いだし、これにより化学的耐久性と機械的強度を同時に
有する保護膜が被覆された熱線遮蔽ガラスを提供するこ
とである。
【０００７】本発明においては、該保護膜を構成する陰
イオンの元素としては酸素のほかに窒素が含まれていて
もよい。以上
イオンの元素としては酸素のほかに窒素が含まれていて
もよい。以上
【０００８】本発明の保護膜は、ＳｉＺｒjＣkＮmＯnな
る化学式で表すことができ、ｊ、ｋ、ｍ、ｎの大きさや
相対的な関係は必要とする耐久性や透明性や熱線遮蔽性
を考慮して定められる。すなわち可視域の全波長にわた
って透明であることを重視する場合は、ｍを小さな値と
しｎを相対的に大きな値とする。高耐摩耗性と高化学的
耐久性と低屈折率を同時に満足させるためにはｊの値を
０．２〜０．６の範囲に制御することが好ましい。ｊの
値が０．６より小さいと十分な化学的耐久性を有する膜
が得られない。ｊの値が０．６より大きいと屈折率が
２．０より大きくなりまた吸収を生じやすくなるので好
ましくない。ｋの値を０．８以下、ｍの値を１．０以下
で、ｎの値を１．２以上とした保護膜は、可視域におけ
る光学的な吸収が実質的に生じることがない透明な膜と
なる。その場合、j の値が０．５以下の時は屈折率が
１．７以下という小さな値になるので、可視域において
高透過性、低反射性で、かつ、耐久性が優れた熱線遮蔽
ガラスの保護膜となる。ｋとｍの値の下限値は厳密に限
定しにくいが、それは耐摩耗性に関連する値であって、
十分な耐摩耗性を有した膜とするためには、ｋの値は
０．３以上、ｍの値は０．２以上が望ましいが、ｍの値
が０であっても優れた耐摩耗性を有している。ｊ、ｋ、
ｍ、ｎの値を上記の範囲内に定めることによって、保護
膜の表面の平滑性が増し耐摩耗性が向上する。
る化学式で表すことができ、ｊ、ｋ、ｍ、ｎの大きさや
相対的な関係は必要とする耐久性や透明性や熱線遮蔽性
を考慮して定められる。すなわち可視域の全波長にわた
って透明であることを重視する場合は、ｍを小さな値と
しｎを相対的に大きな値とする。高耐摩耗性と高化学的
耐久性と低屈折率を同時に満足させるためにはｊの値を
０．２〜０．６の範囲に制御することが好ましい。ｊの
値が０．６より小さいと十分な化学的耐久性を有する膜
が得られない。ｊの値が０．６より大きいと屈折率が
２．０より大きくなりまた吸収を生じやすくなるので好
ましくない。ｋの値を０．８以下、ｍの値を１．０以下
で、ｎの値を１．２以上とした保護膜は、可視域におけ
る光学的な吸収が実質的に生じることがない透明な膜と
なる。その場合、j の値が０．５以下の時は屈折率が
１．７以下という小さな値になるので、可視域において
高透過性、低反射性で、かつ、耐久性が優れた熱線遮蔽
ガラスの保護膜となる。ｋとｍの値の下限値は厳密に限
定しにくいが、それは耐摩耗性に関連する値であって、
十分な耐摩耗性を有した膜とするためには、ｋの値は
０．３以上、ｍの値は０．２以上が望ましいが、ｍの値
が０であっても優れた耐摩耗性を有している。ｊ、ｋ、
ｍ、ｎの値を上記の範囲内に定めることによって、保護
膜の表面の平滑性が増し耐摩耗性が向上する。
【０００９】透明なガラス板上に被覆される熱線遮蔽性
を有する被膜は特に限定されるものではないが、チタ
ン、ジルコニウム、ハフニウム、クロムの群から選ばれ
る少なくとも一種の窒化膜ないしは酸窒化膜が好んで用
いられる。このときの金属窒化膜ないし酸窒化膜の膜の
厚みは、可視光線透過率を高くするためには薄い方が好
ましく、熱線の遮蔽性を大きくするためには厚い方が好
ましいが、とりわけ自動車の窓ガラスとして要求される
可視光線透過率の高いガラスとするには、２〜１０ｎｍ
の範囲が好ましい。さらに前記熱線遮蔽性の被膜は、低
屈折率材料の被膜と高屈折率材料の被膜が交互に積層さ
れた多層膜の構成であってもよい。これらの被膜の厚み
は遮蔽したい熱線の波長をλとすると、その光学膜厚で
約λ／４に定められる。ここで高屈折率材料の被膜とし
ては、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＩＴＯ、Ｚｒ
Ｏ2、Ｔａ2Ｏ5などの被膜を例示でき、低屈折率材料の
膜としては、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、Ｓ
ｉＺｒjＣkＮmＯn（０．２≦ｊ≦０．６、０＜ｋ≦０．
８、０≦ｍ≦１．０、ｎ≧１．２）を例示することがで
きる。
を有する被膜は特に限定されるものではないが、チタ
ン、ジルコニウム、ハフニウム、クロムの群から選ばれ
る少なくとも一種の窒化膜ないしは酸窒化膜が好んで用
いられる。このときの金属窒化膜ないし酸窒化膜の膜の
厚みは、可視光線透過率を高くするためには薄い方が好
ましく、熱線の遮蔽性を大きくするためには厚い方が好
ましいが、とりわけ自動車の窓ガラスとして要求される
可視光線透過率の高いガラスとするには、２〜１０ｎｍ
の範囲が好ましい。さらに前記熱線遮蔽性の被膜は、低
屈折率材料の被膜と高屈折率材料の被膜が交互に積層さ
れた多層膜の構成であってもよい。これらの被膜の厚み
は遮蔽したい熱線の波長をλとすると、その光学膜厚で
約λ／４に定められる。ここで高屈折率材料の被膜とし
ては、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＩＴＯ、Ｚｒ
Ｏ2、Ｔａ2Ｏ5などの被膜を例示でき、低屈折率材料の
膜としては、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ2、Ｓ
ｉＺｒjＣkＮmＯn（０．２≦ｊ≦０．６、０＜ｋ≦０．
８、０≦ｍ≦１．０、ｎ≧１．２）を例示することがで
きる。
【００１０】本発明にかかる保護膜の厚みとしては５ｎ
ｍ以上であることが望ましい。これよりも薄い厚みで
は、実用上必要な耐摩耗性を得ることが困難となる。一
方１００ｎｍ以上に厚く被覆しても耐摩耗性はさらに向
上せず、保護膜の被覆に長時間がかかる上に、保護膜の
剥離が生じることがあるので好ましくない。これらの理
由から被覆の経済性、得られるガラスの光学特性を考慮
して、保護膜の厚みは２０〜５０ｎｍの範囲に設定する
のがさらに好ましい。
ｍ以上であることが望ましい。これよりも薄い厚みで
は、実用上必要な耐摩耗性を得ることが困難となる。一
方１００ｎｍ以上に厚く被覆しても耐摩耗性はさらに向
上せず、保護膜の被覆に長時間がかかる上に、保護膜の
剥離が生じることがあるので好ましくない。これらの理
由から被覆の経済性、得られるガラスの光学特性を考慮
して、保護膜の厚みは２０〜５０ｎｍの範囲に設定する
のがさらに好ましい。
【００１１】本発明にかかる、少なくともシリコンとジ
ルコニウムと炭素と酸素を含む保護膜の被覆方法として
は、減圧した雰囲気内で行うスパッタリング法やアーク
蒸着法や真空蒸着法を用いることができるが、なかでも
スパッタリング法が大きな面積の基板の上に安定して被
膜を被覆する上で好ましい。本発明にかかる保護膜をス
パッタリング法で被覆するときは、炭化ケイ素と、炭化
ジルコニウムもしくは窒化ジルコニウムの少なくとも一
種を含む混合物の焼結体からなるターゲットを用い、酸
素を含む減圧された雰囲気あるいは酸素と窒素を含む減
圧された雰囲気内で行う反応性スパッタリング法を用い
るのが好ましい。ターゲット中に炭化ジルコニウムもし
くは窒化ジルコニウムを混合することは、膜特性の上で
は前記したように化学的耐久性を上げるのが目的である
が、同時に成膜プロセスの安定性を確保する点において
も、ターゲットの電気抵抗を低下させ、またターゲット
上に形成される被膜の電気抵抗も低下させることによ
り、プロセスの安定性を大幅に向上させることができ
る。炭化ケイ素と、炭化ジルコニウムもしくは窒化ジル
コニウムの混合割合としては、炭化ジルコニウムもしく
は窒化ジルコニウムの体積比率で表して、１０〜８０体
積％さらには２５〜５０体積％が望ましい。２５体積％
より少ないとターゲット中で炭化ジルコニウムもしくは
窒化ジルコニウムが連続的な構造をとりにくくなり、タ
ーゲットの電気抵抗を安定な成膜プロセスを確保するに
要する値以下にならないので好ましくない。５０体積％
より多いと得られる膜の屈折率が高くなり、また可視域
で光の吸収が生じやすくなるので好ましくない。これら
のターゲットの混合割合の値は上述した膜中のｊの値に
それぞれ対応するものである。
ルコニウムと炭素と酸素を含む保護膜の被覆方法として
は、減圧した雰囲気内で行うスパッタリング法やアーク
蒸着法や真空蒸着法を用いることができるが、なかでも
スパッタリング法が大きな面積の基板の上に安定して被
膜を被覆する上で好ましい。本発明にかかる保護膜をス
パッタリング法で被覆するときは、炭化ケイ素と、炭化
ジルコニウムもしくは窒化ジルコニウムの少なくとも一
種を含む混合物の焼結体からなるターゲットを用い、酸
素を含む減圧された雰囲気あるいは酸素と窒素を含む減
圧された雰囲気内で行う反応性スパッタリング法を用い
るのが好ましい。ターゲット中に炭化ジルコニウムもし
くは窒化ジルコニウムを混合することは、膜特性の上で
は前記したように化学的耐久性を上げるのが目的である
が、同時に成膜プロセスの安定性を確保する点において
も、ターゲットの電気抵抗を低下させ、またターゲット
上に形成される被膜の電気抵抗も低下させることによ
り、プロセスの安定性を大幅に向上させることができ
る。炭化ケイ素と、炭化ジルコニウムもしくは窒化ジル
コニウムの混合割合としては、炭化ジルコニウムもしく
は窒化ジルコニウムの体積比率で表して、１０〜８０体
積％さらには２５〜５０体積％が望ましい。２５体積％
より少ないとターゲット中で炭化ジルコニウムもしくは
窒化ジルコニウムが連続的な構造をとりにくくなり、タ
ーゲットの電気抵抗を安定な成膜プロセスを確保するに
要する値以下にならないので好ましくない。５０体積％
より多いと得られる膜の屈折率が高くなり、また可視域
で光の吸収が生じやすくなるので好ましくない。これら
のターゲットの混合割合の値は上述した膜中のｊの値に
それぞれ対応するものである。
【００１２】また、反応性スパッタリングを行う際の雰
囲気のガス組成を変えることにより保護膜の組成を調整
することが可能である。少なくとも酸素を含む雰囲気で
反応性スパッタリングを行う場合、アルゴンやネオンの
ような不活性ガスを含ませてよいが、あまりに多く含ま
せるのは好ましくない。酸素とともに窒素も加えて反応
性スパッタリングを行ってもよい。不活性ガスや窒素の
量は、雰囲気の組成を調整することによって、得られる
膜の吸収が少なくなり、反応性スパッタの安定性も増す
ように選ばれる。最も重要なのは雰囲気中の酸素ガスの
割合であって、屈折率が小さく吸収がなく、耐摩耗性や
化学的耐久性に優れた膜を得るためには、酸素の分圧は
全圧の２０％以上とすることが好ましい。
囲気のガス組成を変えることにより保護膜の組成を調整
することが可能である。少なくとも酸素を含む雰囲気で
反応性スパッタリングを行う場合、アルゴンやネオンの
ような不活性ガスを含ませてよいが、あまりに多く含ま
せるのは好ましくない。酸素とともに窒素も加えて反応
性スパッタリングを行ってもよい。不活性ガスや窒素の
量は、雰囲気の組成を調整することによって、得られる
膜の吸収が少なくなり、反応性スパッタの安定性も増す
ように選ばれる。最も重要なのは雰囲気中の酸素ガスの
割合であって、屈折率が小さく吸収がなく、耐摩耗性や
化学的耐久性に優れた膜を得るためには、酸素の分圧は
全圧の２０％以上とすることが好ましい。
【００１３】本発明にかかる保護膜は、光の吸収率が小
さいことから可視光線透過率が高く、また屈折率が小さ
いことから表面反射率を小さくすることができるので、
熱線遮蔽性の被膜の厚みと保護膜の厚みを適当に選ぶこ
とにより、特に自動車の窓ガラスに適した可視光線透過
率が７０％以上の熱線遮蔽性のガラスとすることができ
る。
さいことから可視光線透過率が高く、また屈折率が小さ
いことから表面反射率を小さくすることができるので、
熱線遮蔽性の被膜の厚みと保護膜の厚みを適当に選ぶこ
とにより、特に自動車の窓ガラスに適した可視光線透過
率が７０％以上の熱線遮蔽性のガラスとすることができ
る。
【００１４】本発明に用いられる透明なガラス板として
は、無色透明のフロートガラスやブロンズ、グレー、ブ
ルーなどの着色透明フロートガラスを用いることができ
る。
は、無色透明のフロートガラスやブロンズ、グレー、ブ
ルーなどの着色透明フロートガラスを用いることができ
る。
【００１５】
【作用】本発明の熱線遮蔽ガラスの最上層に形成され
る、少なくともシリコンとジルコニウムと炭素と酸素と
を含む保護膜および、少なくともシリコンとジルコニウ
ムと炭素と酸素と窒素とを含む保護膜は、可視域で透明
でかつ化学的耐久性や摩耗強度が高く、透明基体上に被
覆された熱線遮蔽性の被膜を周囲の環境からの化学的な
腐食や摩耗やスクラッチなどの外力から保護し、キズな
どの欠点を生じにくくする。また、保護膜の厚みおよび
屈折率を調整することにより、熱線遮蔽ガラスの可視光
線反射率を低く抑えることができる。さらに、このよう
な優れた耐久性を有する保護膜を生産性に優れた反応性
スパッタリング法で成膜する場合、ターゲット中の炭化
ジルコニウムもしくは窒化ジルコニウムはターゲットの
電気抵抗を低下させることによりプロセスの安定性を増
大させ、異常放電を起こさないことから粒子が付着する
欠点も抑えることができる。
る、少なくともシリコンとジルコニウムと炭素と酸素と
を含む保護膜および、少なくともシリコンとジルコニウ
ムと炭素と酸素と窒素とを含む保護膜は、可視域で透明
でかつ化学的耐久性や摩耗強度が高く、透明基体上に被
覆された熱線遮蔽性の被膜を周囲の環境からの化学的な
腐食や摩耗やスクラッチなどの外力から保護し、キズな
どの欠点を生じにくくする。また、保護膜の厚みおよび
屈折率を調整することにより、熱線遮蔽ガラスの可視光
線反射率を低く抑えることができる。さらに、このよう
な優れた耐久性を有する保護膜を生産性に優れた反応性
スパッタリング法で成膜する場合、ターゲット中の炭化
ジルコニウムもしくは窒化ジルコニウムはターゲットの
電気抵抗を低下させることによりプロセスの安定性を増
大させ、異常放電を起こさないことから粒子が付着する
欠点も抑えることができる。
【００１６】
【実施例】以下の実施例に基づいて、本発明を詳細に説
明する。図１は、本発明の熱線遮断ガラスの一部断面図
で、熱線遮蔽ガラス１は、ガラス板２の上に、熱線遮蔽
性の被膜３が被覆され、熱線遮蔽性の被膜３の上に保護
膜４が被覆されている。 実施例１ シリコンとジルコニウムと炭素と酸素とからなる保護膜
の成膜は、炭化シリコンと炭化ジルコニウムもしくは窒
化ジルコニウムを微量の焼結助剤を用いて焼結させたタ
ーゲットを、少なくとも酸素を含む雰囲気中で反応性ス
パッタすることにより形成した。熱線遮蔽性の被膜の上
に保護膜として形成する前に、保護膜の最適な成膜条件
を見つけるために、保護膜単層の成膜と評価を実施し
た。ターゲットとして６５体積％の炭化珪素（ＳｉＣ）
と３０体積％の炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）からなるも
のを用いた（残分は焼結助剤からなる）。清浄にされた
２．１ｍｍ厚のフロートガラス板をスパッタ装置に入
れ、ターゲットを設置した真空槽を約５×１０ー4Ｐａま
で排気し、その後窒素と酸素の合計流量で１００ｓｃｃ
ｍのガスをスパッタ装置に導入して、真空槽内の圧力を
０．４Ｐａに調節した。そして、直流電源からターゲッ
トに電力を投入し放電を開始し、４Ａの電流値で約７５
ｎｍの膜厚の被膜をガラス基板上に成膜した。真空槽に
導入する窒素と酸素のガス流量の比を変えて、同様の手
順を繰り返し、７種類のサンプルを作成した。得られた
サンプルの耐摩耗性、耐アルカリ性、耐酸性、屈折率、
化学組成を表１、表２にまとめて示す。
明する。図１は、本発明の熱線遮断ガラスの一部断面図
で、熱線遮蔽ガラス１は、ガラス板２の上に、熱線遮蔽
性の被膜３が被覆され、熱線遮蔽性の被膜３の上に保護
膜４が被覆されている。 実施例１ シリコンとジルコニウムと炭素と酸素とからなる保護膜
の成膜は、炭化シリコンと炭化ジルコニウムもしくは窒
化ジルコニウムを微量の焼結助剤を用いて焼結させたタ
ーゲットを、少なくとも酸素を含む雰囲気中で反応性ス
パッタすることにより形成した。熱線遮蔽性の被膜の上
に保護膜として形成する前に、保護膜の最適な成膜条件
を見つけるために、保護膜単層の成膜と評価を実施し
た。ターゲットとして６５体積％の炭化珪素（ＳｉＣ）
と３０体積％の炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）からなるも
のを用いた（残分は焼結助剤からなる）。清浄にされた
２．１ｍｍ厚のフロートガラス板をスパッタ装置に入
れ、ターゲットを設置した真空槽を約５×１０ー4Ｐａま
で排気し、その後窒素と酸素の合計流量で１００ｓｃｃ
ｍのガスをスパッタ装置に導入して、真空槽内の圧力を
０．４Ｐａに調節した。そして、直流電源からターゲッ
トに電力を投入し放電を開始し、４Ａの電流値で約７５
ｎｍの膜厚の被膜をガラス基板上に成膜した。真空槽に
導入する窒素と酸素のガス流量の比を変えて、同様の手
順を繰り返し、７種類のサンプルを作成した。得られた
サンプルの耐摩耗性、耐アルカリ性、耐酸性、屈折率、
化学組成を表１、表２にまとめて示す。
【００１７】耐摩耗性は市販のテーバー摩耗試験機を用
いて、Ｎｏ.ＣＳ１０Ｆの２つの摩耗輪に５００ｇの荷
重をかけ、６０ｒｐｍの回転数で１０００回転の摩耗を
被膜に加えた後、透過率変化（ΔＹA）とヘイズ率の変
化（ΔＨA）で評価した。耐アルカリ性と耐酸性はそれ
ぞれ０．１規定のＮａＯＨ、Ｈ2ＳＯ4溶液に２４０Ｈｒ
浸漬し、その前後での透過率変化（ΔＹA）と反射率変
化（ΔＲA）で評価した。屈折率はエリプソメーターを
用いて、６３２．８ｎｍの波長での屈折率ｎと消衰係数
ｋを測定した。化学組成はＥＳＣＡを用いて測定した。
いて、Ｎｏ.ＣＳ１０Ｆの２つの摩耗輪に５００ｇの荷
重をかけ、６０ｒｐｍの回転数で１０００回転の摩耗を
被膜に加えた後、透過率変化（ΔＹA）とヘイズ率の変
化（ΔＨA）で評価した。耐アルカリ性と耐酸性はそれ
ぞれ０．１規定のＮａＯＨ、Ｈ2ＳＯ4溶液に２４０Ｈｒ
浸漬し、その前後での透過率変化（ΔＹA）と反射率変
化（ΔＲA）で評価した。屈折率はエリプソメーターを
用いて、６３２．８ｎｍの波長での屈折率ｎと消衰係数
ｋを測定した。化学組成はＥＳＣＡを用いて測定した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】以上の予備実験から、可視光線の領域で光
の吸収がなく透明で、耐摩耗性、耐アルカリ性、耐酸性
のいずれにも優れた保護膜とするには、少なくとも酸素
を１０％以上含む雰囲気で成膜することが重要であるこ
とがわかった。次に、スパッタリングに用いるターゲッ
トの組成の最適な条件を知るために、異なった組成の焼
結体を製作し、その電気抵抗を測定した。その結果、炭
化ケイ素のマトリックス中に混合する炭化ジルコニウム
の体積分率を２０％から３０％に変えることによって、
焼結体の電気抵抗が２×１０ー1Ω・ｃｍから１×１０ー3
Ω・ｃｍまで急激に低下することがわかった。実際に、
炭化ケイ素中に３０体積％の炭化ジルコニウムと微量の
焼結助剤を混合して焼結したターゲットを用いることに
よって、直流スパッタリングの際に、たとえ酸素が１０
０％の雰囲気であっても放電安定性が大幅に向上し、少
なくとも数時間は有害な異常アーク放電を生じることな
く直流スパッタリングが行えることを確認した。一方、
炭化ジルコニウムの含有量が２０容積％のターゲットを
用いた場合は、雰囲気中の酸素が約３０％以下の条件で
スパッタした時は数時間以上安定に放電するのに対し
て、さらに酸素を増大させていくと徐々に異常アーク放
電が発生するようになり、放電安定性が低下することが
わかった。次に、炭化ケイ素中に混合するジルコニウム
化合物を、炭化ジルコニウムから窒化ジルコニウムに変
えた場合は含有量が同じ３０体積％であっても、焼結体
の電気抵抗は８×１０ー2Ω・ｃｍ程度であり、放電安定
性の点で炭化ジルコニウムよりも劣ることがわかった。
次に、混合するジルコニウム化合物の量の上限について
知るために、炭化ケイ素２０体積％と窒化ジルコニウム
８０体積％を含むターゲットを用いて上記と同様の方法
で、窒素８０％と酸素２０％を含む雰囲気中で直流スパ
ッタリングして被膜を形成したところ、得られた膜は明
らかに光の吸収が認められる程度に褐色に着色してお
り、また耐摩耗性を評価したところ、可視光透過率の変
化率とヘイズ率が大きな値を示し耐摩耗性にやや劣るこ
とがわかった。 実施例２ ２つのカソードが設置された直流マグネトロンスパッタ
装置の第一のカソードには金属チタンを、第二のカソー
ドには約３０容積％の炭化ジルコニウムと微量の焼結助
剤を含んだ炭化ケイ素焼結体を、それぞれターゲットと
して設置した。清浄にされた４ｍｍ厚のブロンズ着色透
明フロートガラスをスパッタ装置の真空槽に入れ、真空
ポンプで５．３×１０-4Ｐａまで真空に排気した。その
後、窒素ガスを１００ｓｃｃｍの流量で導入し真空槽内
の圧力を０．４Ｐａに調節した。そして、直流電源から
金属チタンターゲットに電力を投入しスパッタ放電を開
始させた。５Ａの電流値にセットした後、このカソード
上を所定のスピードでガラス基板を通過させることによ
り、ガラス基板上に約５ｎｍの窒化チタンの被膜を形成
した。カソードへの電力の印加を停止し、さらにガスの
導入を停止して、再び真空ポンプで５．３×１０-4Ｐａ
まで排気後、窒素ガスを８５ｓｃｃｍと酸素ガスを１５
ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、圧力を０．４Ｐａ
に調整した。そして直流電源から第二のカソードに電力
を印加し、４Ａの電流値でスパッタ放電を開始した。そ
うして再びガラス基板を所定のスピードでこのカソード
上を通過させることにより、前記窒化チタンの被膜の上
に約２０ｎｍの厚みのシリコンとジルコニウムと炭素と
窒素と酸素とからなる被膜を形成した。このようにして
得たガラスサンプル１は、可視光線透過率が７２．７
％、太陽光線透過率が６４．３％、ガラス面からの可視
光線反射率が８．６％という性能を示す熱線遮蔽ガラス
であった。このサンプルに対して上述した単層膜に対し
て行ったのと同一の方法で、耐摩耗性、耐アルカリ性お
よび耐酸性を評価した結果を、表３に示す。 実施例３ 次に、保護膜をスパッタで成膜する際のガスの組成を、
窒素ガスを８０ｓｃｃｍと酸素ガスを２０ｓｃｃｍとし
た以外は実施例２と同一の手順によって、４ｍｍ厚ブロ
ンズ着色透明フロートガラス基板上に窒化チタンの被膜
と、シリコンとジルコニウムと炭素と窒素と酸素とから
なる被膜を形成したガラスサンプル２を得た。このサン
プルは、可視光線透過率が７３．４％、太陽光線透過率
が６５．２％、ガラス面からの可視光線反射率が８．８
％という性能を示す熱線遮蔽ガラスであった。サンプル
１と同様にして耐久性を評価した結果を表３に示した。
サンプル１、２とも優れた耐摩耗性、耐アルカリ性及び
耐酸性を示す熱線遮蔽ガラスであることがわかった。 実施例４ ３つのマグネトロンカソードを有するスパッタリング装
置の、第一のカソードに金属錫のターゲットを、第二の
カソードに金属チタンのターゲットを、第三のカソード
に約３０体積％の炭化ジルコニウムと微量の焼結助剤を
含んだ炭化ケイ素焼結体のターゲットを設置した。清浄
にされた４ｍｍ厚のブロンズ着色フロートガラスをスパ
ッタ装置の真空槽に入れ、真空ポンプで真空槽内を７×
１０-4Ｐａまで排気した。アルゴン２０ｓｃｃｍ、酸素
８０ｓｃｃｍの混合ガスを真空槽内に導入し、圧力を
０．３３Ｐａに調節した。錫のターゲットのカソードに
５Ａの電流を印加し所定時間スパッタリングを行い基板
ガラス上に６５ｎｍのＳｎＯ2膜を被覆した。次に真空
槽内の雰囲気をアルゴン４０ｓｃｃｍ、酸素６０ｓｃｃ
ｍの混合ガスにほぼ完全に置換し、圧力を０．４Ｐａに
調整し、チタンのターゲットのカソードに８Ａの電流を
印加し所定時間スパッタリングを行い、ＳｎＯ2膜の上
に５０ｎｍのＴｉＯ2膜を被覆した。次に真空槽内の雰
囲気をアルゴン２０ｓｃｃｍ，酸素８０ｓｃｃｍの混合
ガスにほぼ完全に置換し、圧力を０．４Ｐａに調整し
た。錫のターゲットのカソードに５Ａの電流を印加し所
定時間スパッタリングを行い、ＴｉＯ2膜の上に４０ｎ
ｍのＳｎＯ2膜を被覆した。最後に真空槽内の雰囲気を
窒素８０ｓｃｃｍ、酸素２０ｓｃｃｍの混合ガスにほぼ
完全に置換し、０．４Ｐａに調整した。炭化ジルコニウ
ムと炭化ケイ素の焼結体のターゲットのカソードに４Ａ
の電流を印加し所定時間スパッタリングを行い、ＳｎＯ
2膜の上に１５ｎｍの厚みのシリコンとジルコニウムと
炭素と窒素と酸素とからなる被膜を形成した。このよう
にして得られたガラスサンプル３は、可視光線透過率が
７５．３％、太陽光線透過率が６０．８％、ガラス面側
からの可視光線反射率が８．５％という特性を示す熱線
遮蔽ガラスであることがわかった。サンプル３に対して
前述したのと同様の方法で耐摩耗性、耐アルカリ性およ
び耐酸性を評価した結果を表３に示した。サンプル３も
優れた耐久性を示すことがわかった。 実施例５ 実施例２と同じ装置を用いて同様の方法で、窒化チタン
の被膜の上にシリコンとジルコニウムと炭素と窒素と酸
素とからなる被膜を形成した。但し、シリコンとジルコ
ニウムと炭素と窒素と酸素とからなる被膜を形成する際
に、ターゲットとして４０体積％の窒化ジルコニウムと
微量の焼結助剤を含む炭化ケイ素焼結体を用いた。清浄
にされた４ｍｍ厚のブロンズ着色透明フロートガラスを
スパッタ装置の真空槽に入れ、真空ポンプで５．３×１
０-4Ｐａまで真空に排気した。その後、窒素ガスを１０
０ｓｃｃｍの流量で真空槽内の圧力を０．４Ｐａに調節
した。そして、直流電源から金属チタンターゲットに電
力を投入しスパッタ放電を開始させた。５Ａの電流値に
セットした後、このカソード上を所定のスピードでガラ
ス基板を通過させることにより、ガラス基板上に約５ｎ
ｍの窒化チタンの被膜を形成した。カソードへの電力の
印加を停止し、さらにガスの導入を停止して、再び真空
ポンプで５．３×１０-4Ｐａまで排気後、窒素ガスを８
０ｓｃｃｍと酸素ガスを２０ｓｃｃｍの流量で真空槽内
に導入し、圧力を０．４Ｐａに調整した。そして直流電
源から第二のカソードに電力を印加し、４Ａの電流値で
スパッタ放電を開始した。そうして、再びガラス基板を
所定のスピードでこのカソード上を通過させることによ
り、前記窒化チタンの被膜の上に約２０ｎｍの厚みのシ
リコンとジルコニウムと炭素と窒素と酸素とからなる被
膜を形成した。このようにして得たガラスサンプル４
は、可視光線透過率が７０．７％、太陽光線透過率が６
２．３％、ガラス面からの可視光線反射率が８．９％と
いう性能を示す熱線遮蔽ガラスであった。このサンプル
に対して上述した同様の方法で、耐摩耗性、耐アルカリ
性および耐酸性を評価した結果を表３に示す。サンプル
４も優れた耐久性を示す熱線遮蔽ガラスであることがわ
かった。
の吸収がなく透明で、耐摩耗性、耐アルカリ性、耐酸性
のいずれにも優れた保護膜とするには、少なくとも酸素
を１０％以上含む雰囲気で成膜することが重要であるこ
とがわかった。次に、スパッタリングに用いるターゲッ
トの組成の最適な条件を知るために、異なった組成の焼
結体を製作し、その電気抵抗を測定した。その結果、炭
化ケイ素のマトリックス中に混合する炭化ジルコニウム
の体積分率を２０％から３０％に変えることによって、
焼結体の電気抵抗が２×１０ー1Ω・ｃｍから１×１０ー3
Ω・ｃｍまで急激に低下することがわかった。実際に、
炭化ケイ素中に３０体積％の炭化ジルコニウムと微量の
焼結助剤を混合して焼結したターゲットを用いることに
よって、直流スパッタリングの際に、たとえ酸素が１０
０％の雰囲気であっても放電安定性が大幅に向上し、少
なくとも数時間は有害な異常アーク放電を生じることな
く直流スパッタリングが行えることを確認した。一方、
炭化ジルコニウムの含有量が２０容積％のターゲットを
用いた場合は、雰囲気中の酸素が約３０％以下の条件で
スパッタした時は数時間以上安定に放電するのに対し
て、さらに酸素を増大させていくと徐々に異常アーク放
電が発生するようになり、放電安定性が低下することが
わかった。次に、炭化ケイ素中に混合するジルコニウム
化合物を、炭化ジルコニウムから窒化ジルコニウムに変
えた場合は含有量が同じ３０体積％であっても、焼結体
の電気抵抗は８×１０ー2Ω・ｃｍ程度であり、放電安定
性の点で炭化ジルコニウムよりも劣ることがわかった。
次に、混合するジルコニウム化合物の量の上限について
知るために、炭化ケイ素２０体積％と窒化ジルコニウム
８０体積％を含むターゲットを用いて上記と同様の方法
で、窒素８０％と酸素２０％を含む雰囲気中で直流スパ
ッタリングして被膜を形成したところ、得られた膜は明
らかに光の吸収が認められる程度に褐色に着色してお
り、また耐摩耗性を評価したところ、可視光透過率の変
化率とヘイズ率が大きな値を示し耐摩耗性にやや劣るこ
とがわかった。 実施例２ ２つのカソードが設置された直流マグネトロンスパッタ
装置の第一のカソードには金属チタンを、第二のカソー
ドには約３０容積％の炭化ジルコニウムと微量の焼結助
剤を含んだ炭化ケイ素焼結体を、それぞれターゲットと
して設置した。清浄にされた４ｍｍ厚のブロンズ着色透
明フロートガラスをスパッタ装置の真空槽に入れ、真空
ポンプで５．３×１０-4Ｐａまで真空に排気した。その
後、窒素ガスを１００ｓｃｃｍの流量で導入し真空槽内
の圧力を０．４Ｐａに調節した。そして、直流電源から
金属チタンターゲットに電力を投入しスパッタ放電を開
始させた。５Ａの電流値にセットした後、このカソード
上を所定のスピードでガラス基板を通過させることによ
り、ガラス基板上に約５ｎｍの窒化チタンの被膜を形成
した。カソードへの電力の印加を停止し、さらにガスの
導入を停止して、再び真空ポンプで５．３×１０-4Ｐａ
まで排気後、窒素ガスを８５ｓｃｃｍと酸素ガスを１５
ｓｃｃｍの流量で真空槽内に導入し、圧力を０．４Ｐａ
に調整した。そして直流電源から第二のカソードに電力
を印加し、４Ａの電流値でスパッタ放電を開始した。そ
うして再びガラス基板を所定のスピードでこのカソード
上を通過させることにより、前記窒化チタンの被膜の上
に約２０ｎｍの厚みのシリコンとジルコニウムと炭素と
窒素と酸素とからなる被膜を形成した。このようにして
得たガラスサンプル１は、可視光線透過率が７２．７
％、太陽光線透過率が６４．３％、ガラス面からの可視
光線反射率が８．６％という性能を示す熱線遮蔽ガラス
であった。このサンプルに対して上述した単層膜に対し
て行ったのと同一の方法で、耐摩耗性、耐アルカリ性お
よび耐酸性を評価した結果を、表３に示す。 実施例３ 次に、保護膜をスパッタで成膜する際のガスの組成を、
窒素ガスを８０ｓｃｃｍと酸素ガスを２０ｓｃｃｍとし
た以外は実施例２と同一の手順によって、４ｍｍ厚ブロ
ンズ着色透明フロートガラス基板上に窒化チタンの被膜
と、シリコンとジルコニウムと炭素と窒素と酸素とから
なる被膜を形成したガラスサンプル２を得た。このサン
プルは、可視光線透過率が７３．４％、太陽光線透過率
が６５．２％、ガラス面からの可視光線反射率が８．８
％という性能を示す熱線遮蔽ガラスであった。サンプル
１と同様にして耐久性を評価した結果を表３に示した。
サンプル１、２とも優れた耐摩耗性、耐アルカリ性及び
耐酸性を示す熱線遮蔽ガラスであることがわかった。 実施例４ ３つのマグネトロンカソードを有するスパッタリング装
置の、第一のカソードに金属錫のターゲットを、第二の
カソードに金属チタンのターゲットを、第三のカソード
に約３０体積％の炭化ジルコニウムと微量の焼結助剤を
含んだ炭化ケイ素焼結体のターゲットを設置した。清浄
にされた４ｍｍ厚のブロンズ着色フロートガラスをスパ
ッタ装置の真空槽に入れ、真空ポンプで真空槽内を７×
１０-4Ｐａまで排気した。アルゴン２０ｓｃｃｍ、酸素
８０ｓｃｃｍの混合ガスを真空槽内に導入し、圧力を
０．３３Ｐａに調節した。錫のターゲットのカソードに
５Ａの電流を印加し所定時間スパッタリングを行い基板
ガラス上に６５ｎｍのＳｎＯ2膜を被覆した。次に真空
槽内の雰囲気をアルゴン４０ｓｃｃｍ、酸素６０ｓｃｃ
ｍの混合ガスにほぼ完全に置換し、圧力を０．４Ｐａに
調整し、チタンのターゲットのカソードに８Ａの電流を
印加し所定時間スパッタリングを行い、ＳｎＯ2膜の上
に５０ｎｍのＴｉＯ2膜を被覆した。次に真空槽内の雰
囲気をアルゴン２０ｓｃｃｍ，酸素８０ｓｃｃｍの混合
ガスにほぼ完全に置換し、圧力を０．４Ｐａに調整し
た。錫のターゲットのカソードに５Ａの電流を印加し所
定時間スパッタリングを行い、ＴｉＯ2膜の上に４０ｎ
ｍのＳｎＯ2膜を被覆した。最後に真空槽内の雰囲気を
窒素８０ｓｃｃｍ、酸素２０ｓｃｃｍの混合ガスにほぼ
完全に置換し、０．４Ｐａに調整した。炭化ジルコニウ
ムと炭化ケイ素の焼結体のターゲットのカソードに４Ａ
の電流を印加し所定時間スパッタリングを行い、ＳｎＯ
2膜の上に１５ｎｍの厚みのシリコンとジルコニウムと
炭素と窒素と酸素とからなる被膜を形成した。このよう
にして得られたガラスサンプル３は、可視光線透過率が
７５．３％、太陽光線透過率が６０．８％、ガラス面側
からの可視光線反射率が８．５％という特性を示す熱線
遮蔽ガラスであることがわかった。サンプル３に対して
前述したのと同様の方法で耐摩耗性、耐アルカリ性およ
び耐酸性を評価した結果を表３に示した。サンプル３も
優れた耐久性を示すことがわかった。 実施例５ 実施例２と同じ装置を用いて同様の方法で、窒化チタン
の被膜の上にシリコンとジルコニウムと炭素と窒素と酸
素とからなる被膜を形成した。但し、シリコンとジルコ
ニウムと炭素と窒素と酸素とからなる被膜を形成する際
に、ターゲットとして４０体積％の窒化ジルコニウムと
微量の焼結助剤を含む炭化ケイ素焼結体を用いた。清浄
にされた４ｍｍ厚のブロンズ着色透明フロートガラスを
スパッタ装置の真空槽に入れ、真空ポンプで５．３×１
０-4Ｐａまで真空に排気した。その後、窒素ガスを１０
０ｓｃｃｍの流量で真空槽内の圧力を０．４Ｐａに調節
した。そして、直流電源から金属チタンターゲットに電
力を投入しスパッタ放電を開始させた。５Ａの電流値に
セットした後、このカソード上を所定のスピードでガラ
ス基板を通過させることにより、ガラス基板上に約５ｎ
ｍの窒化チタンの被膜を形成した。カソードへの電力の
印加を停止し、さらにガスの導入を停止して、再び真空
ポンプで５．３×１０-4Ｐａまで排気後、窒素ガスを８
０ｓｃｃｍと酸素ガスを２０ｓｃｃｍの流量で真空槽内
に導入し、圧力を０．４Ｐａに調整した。そして直流電
源から第二のカソードに電力を印加し、４Ａの電流値で
スパッタ放電を開始した。そうして、再びガラス基板を
所定のスピードでこのカソード上を通過させることによ
り、前記窒化チタンの被膜の上に約２０ｎｍの厚みのシ
リコンとジルコニウムと炭素と窒素と酸素とからなる被
膜を形成した。このようにして得たガラスサンプル４
は、可視光線透過率が７０．７％、太陽光線透過率が６
２．３％、ガラス面からの可視光線反射率が８．９％と
いう性能を示す熱線遮蔽ガラスであった。このサンプル
に対して上述した同様の方法で、耐摩耗性、耐アルカリ
性および耐酸性を評価した結果を表３に示す。サンプル
４も優れた耐久性を示す熱線遮蔽ガラスであることがわ
かった。
【００２１】
【表３】
【００２２】比較例１ 実施例２と同様の、２つのカソードが設置された直流マ
グネトロンスパッタ装置の一方のカソードには金属チタ
ンを、他方のカソードには約１８重量％の遊離のシリコ
ンを含む炭化ケイ素焼結体（ジルコニウムは全く含まな
い）を、それぞれターゲットとして設置した。清浄にさ
れた４ｍｍ厚のブロンズ着色フロートガラス板をスパッ
タ装置の真空槽に入れ、真空ポンプで５．３×１０-4Ｐ
ａまで真空に排気した。その後、窒素ガスを１００ｓｃ
ｃｍの流量で真空槽内に導入して圧力を０．４Ｐａに調
節した。そして、直流電源から金属チタンターゲットに
電力を投入しスパッタ放電を開始した。５Ａの電流値に
セットした後、ターゲットの上方をガラス基板を所定の
スピードで通過させることにより、５ｎｍの厚みの窒化
チタンの被膜を形成した。ターゲットへの電力の印加を
停止し、さらにガス導入を停止して、再び真空ポンプで
５．３×１０-4Ｐａまで排気後、窒素ガスを９５ｓｃｃ
ｍ，酸素ガスを５ｓｃｃｍ真空槽内に導入し、圧力を
０．４Ｐａに調整した。そして直流電源から炭化ケイ素
ターゲットに電力を印加し、２Ａの電流値でスパッタ放
電を開始した。その後ターゲット上を所定のスピードで
ガラス基板を通過させることにより、シリコンと炭素と
窒素と酸素とからなる保護膜を２０ｎｍの厚みで形成し
た。このようにして得られた比較サンプル１は、可視光
線透過率が７３．５％、太陽光線透過率が６５．５％、
ガラス面側からの可視光線反射率が７．６％という光学
特性を示す熱線遮蔽ガラスであった。この比較サンプル
１に対して実施例と同様の方法でテーバー摩耗試験によ
る耐摩耗性の評価と、耐アルカリ性、耐酸性を評価した
結果を表３に示した。優れた耐摩耗性を示すが、耐アル
カリ性に劣ることがわかる。 比較例２ 実施例４と全く同様の方法で、最上層に本発明にかかる
保護膜を形成しない例として、４ｍｍ厚ブロンズ着色フ
ロートガラス板上に、５５ｎｍの厚みのＳｎＯ2膜と、
６０ｎｍの厚みのＴｉＯ2膜と、５５ｎｍの厚みのＳｎ
Ｏ2膜をこの順序で形成した。得られた比較サンプル２
は、可視光線透過率が７５．２％、太陽光線透過率が６
１．４％、ガラス面側からの可視光線反射率が８．９％
という光学特性を示す熱線遮蔽ガラスであった。この比
較サンプル２に対しても同様の耐摩耗性と耐アルカリ性
と耐酸性の評価を行った結果を表３に示す。表３から、
比較サンプル２は耐摩耗性に劣り、化学的耐久性と摩耗
性の両特性が優れていないことがわかる。
グネトロンスパッタ装置の一方のカソードには金属チタ
ンを、他方のカソードには約１８重量％の遊離のシリコ
ンを含む炭化ケイ素焼結体（ジルコニウムは全く含まな
い）を、それぞれターゲットとして設置した。清浄にさ
れた４ｍｍ厚のブロンズ着色フロートガラス板をスパッ
タ装置の真空槽に入れ、真空ポンプで５．３×１０-4Ｐ
ａまで真空に排気した。その後、窒素ガスを１００ｓｃ
ｃｍの流量で真空槽内に導入して圧力を０．４Ｐａに調
節した。そして、直流電源から金属チタンターゲットに
電力を投入しスパッタ放電を開始した。５Ａの電流値に
セットした後、ターゲットの上方をガラス基板を所定の
スピードで通過させることにより、５ｎｍの厚みの窒化
チタンの被膜を形成した。ターゲットへの電力の印加を
停止し、さらにガス導入を停止して、再び真空ポンプで
５．３×１０-4Ｐａまで排気後、窒素ガスを９５ｓｃｃ
ｍ，酸素ガスを５ｓｃｃｍ真空槽内に導入し、圧力を
０．４Ｐａに調整した。そして直流電源から炭化ケイ素
ターゲットに電力を印加し、２Ａの電流値でスパッタ放
電を開始した。その後ターゲット上を所定のスピードで
ガラス基板を通過させることにより、シリコンと炭素と
窒素と酸素とからなる保護膜を２０ｎｍの厚みで形成し
た。このようにして得られた比較サンプル１は、可視光
線透過率が７３．５％、太陽光線透過率が６５．５％、
ガラス面側からの可視光線反射率が７．６％という光学
特性を示す熱線遮蔽ガラスであった。この比較サンプル
１に対して実施例と同様の方法でテーバー摩耗試験によ
る耐摩耗性の評価と、耐アルカリ性、耐酸性を評価した
結果を表３に示した。優れた耐摩耗性を示すが、耐アル
カリ性に劣ることがわかる。 比較例２ 実施例４と全く同様の方法で、最上層に本発明にかかる
保護膜を形成しない例として、４ｍｍ厚ブロンズ着色フ
ロートガラス板上に、５５ｎｍの厚みのＳｎＯ2膜と、
６０ｎｍの厚みのＴｉＯ2膜と、５５ｎｍの厚みのＳｎ
Ｏ2膜をこの順序で形成した。得られた比較サンプル２
は、可視光線透過率が７５．２％、太陽光線透過率が６
１．４％、ガラス面側からの可視光線反射率が８．９％
という光学特性を示す熱線遮蔽ガラスであった。この比
較サンプル２に対しても同様の耐摩耗性と耐アルカリ性
と耐酸性の評価を行った結果を表３に示す。表３から、
比較サンプル２は耐摩耗性に劣り、化学的耐久性と摩耗
性の両特性が優れていないことがわかる。
【００２３】以上の実施例でわかるように、本発明の熱
線遮蔽ガラスは化学的耐久性と耐摩耗性の両特性が強く
なるように改善されている。
線遮蔽ガラスは化学的耐久性と耐摩耗性の両特性が強く
なるように改善されている。
【００２４】
【発明の効果】本発明の熱線遮蔽ガラスの空気と接する
最外層は、シリコンとジルコニウムと炭素と酸素または
シリコンとジルコニウムと炭素と酸素と窒素とからなる
化学的耐久性や耐摩耗性に優れた保護膜であるので、直
接外気に触れる状態で使用しても腐食したりスクラッチ
等による傷を生じることがない。したがって自動車の窓
ガラスや建物の窓ガラスとして複層ガラスや合わせガラ
スにすることなく単板の状態で用いることができる。ま
た、本発明の保護膜は安定的に直流スパッタリング法に
より被覆できるので、大きな基板に安定して被覆するこ
とができる。
最外層は、シリコンとジルコニウムと炭素と酸素または
シリコンとジルコニウムと炭素と酸素と窒素とからなる
化学的耐久性や耐摩耗性に優れた保護膜であるので、直
接外気に触れる状態で使用しても腐食したりスクラッチ
等による傷を生じることがない。したがって自動車の窓
ガラスや建物の窓ガラスとして複層ガラスや合わせガラ
スにすることなく単板の状態で用いることができる。ま
た、本発明の保護膜は安定的に直流スパッタリング法に
より被覆できるので、大きな基板に安定して被覆するこ
とができる。
【図１】本発明の熱線遮蔽ガラスの一部断面図である。
１・・・熱線遮蔽ガラス、２・・・ガラス板、３・・・
熱線遮蔽性の被膜、４・・・保護膜
熱線遮蔽性の被膜、４・・・保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−833（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03C 15/00 - 23/00 C23C 14/00 - 14/58
Claims (6)
- 【請求項１】透明なガラス板の上に少なくとも一層から
なる熱線遮蔽性の被膜が被覆され、前記熱線遮蔽性の被
膜の上に、シリコン、ジルコニウム、炭素と酸素からな
る保護膜または、シリコン、ジルコニウム、炭素、酸素
と窒素からなる保護膜が被覆された熱線遮蔽ガラスにお
いて、前記保護膜の組成をＳｉＺｒ j Ｃ k Ｎ m Ｏ n （ｊ、
ｋ、ｍ、ｎは原子分率）なる化学式で表したとき、０．
２≦ｊ≦０．６、０＜ｋ≦０．８、０≦ｍ≦１．０、ｎ
≧１．２としたことを特徴とする熱線遮蔽ガラス。 - 【請求項２】前記熱線遮蔽性の被膜が、チタン、ジルコ
ニウム、ハフニウム、クロムの群から選ばれた少なくと
も一種の窒化膜または酸窒化膜であることを特徴とする
請求項１に記載の熱線遮蔽ガラス。 - 【請求項３】前記熱線遮蔽性の被膜が、低屈折率材料か
らなる被膜と高屈折率材料からなる被膜が交互に積層さ
れた多層構成の被膜であることを特徴とする請求項１乃
至２に記載の熱線遮蔽ガラス。 - 【請求項４】前記保護膜の厚みが、５ｎｍ以上１００ｎ
ｍ以下である請求項１乃至３のいずれかの項に記載の熱
線遮蔽ガラス。 - 【請求項５】可視光線透過率が７０％以上であることを
特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の熱線
遮蔽ガラス。 - 【請求項６】前記保護膜が、炭化ケイ素と、炭化ジルコ
ニウムもしくは窒化ジルコニウムの少なくとも一種を含
む混合物からなるターゲットを用いて、少なくとも酸素
を含む減圧された雰囲気内で直流反応性スパッタリング
により被覆されたことを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかの項に記載の熱線遮蔽ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01926692A JP3200637B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | 熱線遮蔽ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01926692A JP3200637B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | 熱線遮蔽ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221689A JPH05221689A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3200637B2 true JP3200637B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=11994641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01926692A Expired - Fee Related JP3200637B2 (ja) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | 熱線遮蔽ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200637B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2759362B1 (fr) * | 1997-02-10 | 1999-03-12 | Saint Gobain Vitrage | Substrat transparent muni d'au moins une couche mince a base de nitrure ou d'oxynitrure de silicium et son procede d'obtention |
| KR20020047879A (ko) * | 2000-12-14 | 2002-06-22 | 엘지전자 주식회사 | 친수성 코팅막 |
| FR2858816B1 (fr) * | 2003-08-13 | 2006-11-17 | Saint Gobain | Substrat transparent comportant un revetement antireflet |
| US7879202B2 (en) | 2003-12-15 | 2011-02-01 | Guardian Industries Corp. | Scratch resistant coated glass article including carbide layer(s) resistant to fluoride-based etchant(s) |
| US7445273B2 (en) | 2003-12-15 | 2008-11-04 | Guardian Industries Corp. | Scratch resistant coated glass article resistant fluoride-based etchant(s) |
| CN107614451B (zh) * | 2015-06-11 | 2020-04-14 | Ａｇｃ株式会社 | 膜层叠体及夹层玻璃 |
-
1992
- 1992-02-05 JP JP01926692A patent/JP3200637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05221689A (ja) | 1993-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |