JPH02263738A - 基板色を変えない熱線遮へいガラス - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車や建築物の窓ガラス用の熱線遮へいガ
ラス、とりわけ自動車の側面ガラスやリアガラスにも使
用できる単板タイプの熱線遮へいガラスに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

窓ガラスを通して建築物や自動車に流入する太陽光の一
部を遮へいし室内の温度の上昇を抑えて冷房負荷を軽減
するために、ガラス板の表面に熱線遮へい性能を有する
膜を被覆した窓ガラスが用いられる。自動車用のかかる
窓ガラスとしては、安全性の面から視認性を確保するた
めに、可視光線透過率が７０％以上である必要があり、
特開昭６３−２０６３３３号に開示されているように、
ガラス板／ＴｉＯ２膜／ＺｒＮ膜／Ｔｉ（ｈ膜／Ｓｉｎ
ｇ厚膜からなる単板で使用可能な熱線遮へいガラスがあ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記した従来の技術では可視光線透過率
を７０％以上にするために高屈折率の酸化物の膜を無反
射層として使用している。そのため反射色調および透過
色調は強い干渉色を呈し、基板ガラスの色調から大きく
ずれてしまうという問題がとくに自動車の窓ガラスとし
て使用するときに生ずる。これを防止するために無反射
層の厚みを小さくすると可視光線反射率が高くなり、反
射映像が明瞭にあられれるようになるので好ましくない
。さらに熱線遮へい性能を有す、る膜は４層以上の膜か
らなるので、各層の厚みの制御を厳密にすることを必要
とする製造上の難点がある。

本発明は前記した欠点を克服し、すなわちガラス板の透
過色、反射色をガラス板自身の色調から大きく変えるこ
となく、高い可視光線反射率己低い可視光線反射率を有
し、かつ、熱線遮へい性能を有する膜が２Ｎからなり単
板で使用できる熱線遮へいガラスを提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる熱線遮へいガラスは、透明なガラス板の
上に、チタニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、ハフニ
ウム窒化物の少なくとも１つが含まれる窒化物であって
、前記窒化物の膜の厚みが２〜２Ｏｒ＋ｍである第１層
と、前記第１層のうえに屈折率が１．４〜１．７の透明
な膜であって、前記透明な膜の厚みが１μｍ以上の第２
層とが被覆された熱線遮へいガラスである。

チタニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、ハフニウム窒
化物の少なくとも１つが含まれる層の厚みは、２〜２０
ｎｍであることが必要である。厚みが２ｎｍより小さい
と熱線遮へい性能が低下し、また厚みが２０ｎｍより大
きいと可視光線透過率を低下させてしまうので好ましく
ない。さらに自動車の窓ガラスとして可視域での明るさ
と熱線遮へい性能をバランス良く得るうえで３．５〜１
５ｒ＋ｍの厚みが最も好ましい。

第１層の窒化物の膜のうえに被覆される第２層は、波長
が５５０ｎｍ近傍における屈折率が１．４〜１．７であ
る透明な膜で、かつ、その厚みは１μｍ以上であること
を必要とする。屈折率力月、７を越えると色調とくに反
射の色が干渉色を呈するようになり、基板色から大きく
ずれていくので自動車の窓ガラスとしてデザイン上問題
を生じるようになる。また１、４より小さいと熱線遮へ
い性能が劣化するので好ましくない。また膜の厚みが１
μｍより薄いと第１層の窒化物の膜に対するスクラッチ
などの機械的な強度が不十分になり、単板使用に耐える
摩耗強度を確保することが困難となる。

さらに膜厚が１０μｍを越えると、膜自身の内部応力に
基因するひび割れが発生し易くなり、これにより第１層
の窒化物の膜へ外部から水分が侵入し熱線遮へい性能を
損なう恐れが生ずるので好ましくない。

第２層の透明な膜としては、５ｉｎ２膜またはＢ２０゜
を少量有する５ｉｎ２膜が好んで用いられる。５ｉｎ２
膜またはＢ２０．を少量含有するＳｉＯ□膜は、それぞ
れＳｉターゲットおよびＢを少量ドープしたＳｉをター
ゲットとして、減圧された酸素を含む雰囲気中でのスパ
ッタリングやアーク蒸着、あるいは真空蒸着などの物理
的手段によりガラス板上に被覆することができる。Ｂを
ドープしたＳｉのターゲットはターゲットの導電性がよ
くなるので安定して被覆できる点で好ましく、ターゲッ
ト中のＳｉとＢの組成を選ぶことにより可視域の屈折率
を調節することができる。またＳｉｎ、膜は特開昭５８
−１６１９４４に開示されている珪フン化水素酸の酸化
珪素飽和水溶液を用いる方法により被覆することができ
る。以上の方法により屈折率が１．４〜１．６の透明な
膜を得ることができる。

透明な膜の第２の実施態様としては、Ｎｉ　、　Ｔｉ　
。

Ｔａ、Ｎｂ、Ａ１．Ｗからなる群から選ばれた１つの金
属とシリコンとの合金の酸化物の膜が好んで用いられる
。前記した金属とシリコンとの合金の酸化物からなる膜
は、シリコン金属との合金をターゲットとして酸素を含
む雰囲気ガス中でスパッタリングまたはアーク蒸着など
の物理的手段により被覆することができる。ターゲット
中のシリコンと金属の組成を選ぶことにより、屈折率が
１．５５〜１．７の透明な膜を基板上に被覆することが
できる。

さらに透明な膜の第３の実施態様とて、Ｎｉ　。

Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｊ！、Ｗからなる群から選ばれた
１つの金属とシリコンとの合金の酸窒化物の膜が好んで
用いられる。前記した合金の酸窒化物からなる膜は、シ
リコンと金属との合金をターゲットとして減圧された酸
素と窒素とを含む雰囲気ガス中でスパッタリングまたは
アーク蒸着などの物理的手段により基板上に被覆するこ
とができる。ターゲット中のシリコンと金属の組成を選
び、かつ、スパッタリングあるいはアーク蒸着を行うと
きの雰囲気ガス中の酸素と窒素ガスの分圧を選ぶことに
より、前記した金属とシリコンとの合金の酸窒化物の膜
の屈折率を１．５５〜１．７にすることができる。

また、本発明にかかる熱線遮へい膜の第１層のチタニウ
ム窒化物、ジルコニウム窒化物、ハフニウム窒化物の少
くとも１つが含まれる窒化物の膜は、チタニウム、ジル
コニウム、ハフニウム金属またはこれらの金属の合金を
ターゲットとして、減圧された窒素を含む雰囲気内での
スパッタリングまたはアーク蒸着法により被覆すること
ができる。

本発明において用いることができるガラス板としては、
無色透明または着色透明性のフロートガラスのほかに低
アルカリまたは無アルカリ組成の低膨脹率を有するガラ
スを用いることができる。

本発明にかかる熱線遮へいガラスでは、熱線遮へい性能
を有する第１層の窒化物の膜の厚みと可視域で透明な第
２層の膜の厚みを選ぶことにより基板色をほとんど変え
ることな（、可視光線透過率が７０％以上、日射透過率
が６５％以下、可視光線反射率が１５％の光学特性をも
つ熱線遮へいガラスを得ることができる。

〔作　用〕

本発明にかかる熱線遮へい性能を有する窒化物の膜の上
に被覆された第２層の透明な膜は、１．４〜１．７の屈
折率であるため、熱線遮へい性能を低下させることなく
、熱線遮へいガラスの透過色や反射色をガラス自身の色
とほぼ同じにする。ｉだ、第２層の透明な膜は、１μｍ
以上の厚みを有しているので、窒化物の膜を保護し、熱
線遮へいガラスに耐摩耗性を付与する。

〔実施例〕

以下に、実施例に基づいて説明する。第１図は本発明の
熱線遮へいガラスの部分断面図で、１はガラス板、２は
第１層の熱線遮−・い性能を有する窒化物の膜、３は第
２層の透明な膜である。

実施例１ ３つのマグネトロンカソードを有するスパッタ装置内の
第１のカソードにチタニウムを第２のカソードにシリコ
ンをターゲットとしてセットした。

表面を超音波洗浄により清浄にした厚み４　ｍ＋ｗのブ
ロンズ色ガラス板（商品名日本板硝子製ブロンズベーン
）を真空槽内に入れ、排気ポンプで真空槽内を５．３　
Ｘ　１０−’Ｐａに排気した。最初にアルボッ９４体積
％窒素ガス６体積％の混合ガスを導入し、真空槽内の圧
力を０２４Ｐａにした。チタニウムのターゲットに１．
６ｋＷの電力を直流電源から印加し、６ｎｒｒｌのチタ
ニウムの窒化物の膜をガラス板上に被覆した。その後、
ガスの導入、電力の印加を停止し、真空槽内を５．３　
Ｘ　１０”’Ｐａまで排気後、アルゴンガス２８体積％
酸素ガス７２体積％の混合ガスを導入し、真空槽内を０
．４Ｐａの圧力にした。そしてシリコンのターゲットに
２．２に−の電力を高周波電源から印加し、膜厚が１μ
ｍのＳｉｎ、膜をさらに被覆した。得られたガラスサン
プルの光学特性を測定した。結果を第１表に示すように
可視光線反射率が低く、反射色、透過色ともガラス板の
みの色調とほとんど変らない熱線遮へい性能を存するガ
ラスであった。

実施例２ 実施例１と同じ装置でチタニウムの代わりにハフニウム
をターゲットとしてセットした。表面を超音波洗浄によ
り清浄にした厚み４１１のブロンズ色ガラス板（商品名
日本板硝子製ブロンズベーン）を真空槽内に入れ、排気
ポンプで真空槽内を５．３ＸＩＯ−’Ｐａに排気した。

アルボッ９４体積％窒素ガス６体積％の混合ガスを導入
し、真空槽内の圧力を０．４　Ｐａにした。ハフニウム
のターゲットに１゜６に−の電力を直流電源から印加し
、６ｎｍのハフニウムの窒化物の膜をガラス板上に被覆
した。その後、ガスの導入、電力の印加を停止し、真空
槽内を大気圧に戻し、ハフニウムの窒化物の膜を被覆し
たガラスサンプルを取出した０次にこのサンプルを珪フ
ッ化水素酸１１に対して２．５Ｘ１０−”モルの硼酸が
添加された３５℃のシリカ飽和珪フッ化水素酸水溶液に
浸漬し、窒化物の膜の上に２μｍの厚みのＳｉ０ｇ膜を
被覆した。上記のようにして得られたサンプルを水洗、
乾燥後光学特性を測定した。結果を第１表に示すように
、可視光線反射率が低く、反射色、透過色ともガラス板
のみの色調とほとんど変らない熱線遮へい性能を有する
ガラスであった。

実施例３ 真空槽内にマグネトロンカソードと電子ビーム加熱用蒸
発源とを有する真空被覆形成装置内に、スパッタリング
ターゲットとしてジルコニウム、電子ビーム加熱蒸発材
料として溶融石英ガラスの粉末をセントした。表面を超
音波洗浄により清浄にした厚み４ｍのブロンズ色ガラス
板（商品名日本板硝子製ブロンズベーン）を真空槽内に
入れ、排気ポンプで真空槽内を５．３　Ｘ　１０−’Ｐ
ａにした。

アルボッ９４体積％窒素ガス６体積％の混合ガスを真空
槽内に導入し、圧力を０．４．　Ｐａにした。ジルコニ
ウムのターゲットに１．６に−の電力を直流電源から印
加し、６ｎｍのジルコニウムの窒化物の膜をガラス板上
に被覆した。その後ガスの導入、電力の印加を停止し、
真空槽内を５．３　Ｘ　１０−’Ｐａまで真空排気した
。つづいて酸素ガスを真空槽内に導入し、圧力を０．０
５Ｐａにした。電子ビーム加熱用蒸発源に６ｋＶ、２０
０ｍＡの電力を印加し、厚みが２μｍの５ｉＯｔ膜をジ
ルコニウムの窒化物の膜の上に被覆した。ガス導入およ
び電力の印加を停止して、真空槽内を大気圧に戻しガラ
スサンプルを取出した。得られたガラスサンプルの光学
特性を測定した。結果を第１表に示すように、可視光線
反射率が低く、反射色、透過色ともガラス板のみの色調
とほとんど変らない熱線遮へい性能を有するガラスであ
った。

実施例４ 実施例１と同じスパッタ装置を用い、第１のカソードに
ターゲットとしてチタニウムを、第２のカソードにター
ゲットとしてシリコンとアルミニウムの合金（重量％で
シリコン：アルミニウム＝１２：８８）をセットした。

表面を超音波洗浄により清浄にした厚み４１のブロンズ
色ガラス板（商品名日本板硝子型ブ、ロンズペーン）を
真空槽内に入れ、排気ポンプで真空槽内を５．３Ｘ１０
−’Ｐａに排気した。まずアルボッ９４体積％窒素６体
積％の混合ガスを導入し、真空槽内の圧力を０．４Ｐａ
にした。その後チタニウムのターゲットに１．６ｋＷの
電力を直流電源から印加し、４牝のチタニウムの窒化物
の膜をガラス板上に被覆した。そしてガスの導入および
電力の印加を停止した。真空槽内を５．３　Ｘ　１０−
’Ｐａまで排気後、アルゴン７０体積％酸素２０体積％
窒素１０体積％の混合ガスを導入し、真空槽内を０．４
Ｐａにした。そしてシリコンアルミニウム合金のターゲ
ットに２．２に−の電力を直流電源から印加し、膜厚が
２μｍのシリコンとアルミニウムの合金の酸室素化物の
膜をチタニウム窒化物の膜の上に被覆した。得られたガ
ラスサンプルの光学特性を測定した。結果を第１表に示
すように、反射色、透過色ともガラス板のみの色調とほ
とんど変らない熱線遮へい性能を有するガラスであった
。

実施例５ 実施例１と同じスパッタ装置を用い、第１のカソードに
ターゲットとしてジルコニウムを、第２のカソードにタ
ーゲットとしてシリコンとチタニウムとの合金（重量％
でシリコン：チタニウム＝６７：３３）をセントした。

表面を超音波洗浄により清浄にした厚み４１１１のブロ
ンズ色ガラス板（商品名日本板硝子製ブロンズベーン）
を真空槽内に入れ、排気ポンプで真空槽内を５．３Ｘ１
０−’Ｐａに排気した。まずアルボッ９４体積％窒素６
体積％の混合ガスを導入し、真空槽内の圧力を０．４Ｐ
ａにした。ジルコニウムのターゲットに１．６に−の電
力を直流電源から印加し、４ｎｍのジルコニウムの窒化
物の膜をガラス上に被覆した。その後ガスの導入、電力
の印加を停止し、真空槽内を５．３×１０”　’Ｐａま
で排気後、アルボ２４０体積％酸素６０体積％の混合ガ
スを導入し、真空槽内を０．４Ｐａにした。そしてシリ
コンとチタニウムのターゲットに２．２に■の電力を直
流電源から印加し、膜厚が２μｍのシリコンとチタニウ
ムの合金の酸化物の膜をジルコニウムの窒化物の膜の上
に被覆した。得られたガラスサンプルの光学特性を測定
した。結果を第１表に示すように、反射色、透過色とも
ガラス色のみの色調とほとんど変らない熱線遮へい性能
を有するガラスであった。

比較例 第２図に本発明の比較に用いた熱線遮へいガラスの部分
断面図を示す。２１はガラス板、２２は高屈折率の透明
な膜、２３は熱線遮へい性能を有する窒化物の膜、２４
は透明な厚膜である。

実施例１と同じスパッタ装置を用い、第１のカソードに
チタニウムを、第２のカソードにジルコニウムを、第３
のカソードに石英ガラスを、それぞれターゲ・ノドとし
てセットした。表面を超音波洗浄により清浄にした厚み
４ｆｉのブロンズ色ガラス板（商品名日本板硝子製ブロ
ンズベーン）を真空槽内に入れ、排気ポンプで真空槽内
を５．３×１０−’Ｐａに排気した。アルボ２４０体積
％酸素６０体積％の混合ガスを導入し、真空槽内の圧力
を０．４Ｐａにした。チタニウムのターゲットに２．２
ｋＨの電力を直流電源から印加し、３０ｒ＋ｓの厚みの
チタニウム酸化物の膜をガラス板上に被覆した。

次にガスの導入および電力の印加を停止し、真空槽内の
バックグラウンド圧力を５．３　Ｘｌ０−’Ｐａにした
。その後アルゴンガス８３体積％窒素ガス１７体積％の
混合ガスを導入し真空槽内の圧力を０．４Ｐａにした。

ジルコニウムのターゲットに２．２　ｋＷの電力を直流
電源から印加し、第２Ｎとして２０ｒ＋ｍの厚みのチタ
ニウムの窒化物の膜を被覆した。さらに電力の印加を停
止し、第１層の膜の被覆終了時と同じようにしてアルゴ
ンガス４０体積％酸素６０体積％の混合ガスに完全に置
換して、真空槽の圧力を０．４　Ｐａにした。第１層の
膜と全く同様−にして、第３層として厚みが３０ｎｎ＋
のチタニウム酸化物の膜を被覆した。さらに、第１層の
膜の被覆終了時と同じようにして、アルゴン１００％の
ガスに完全に置換して、真空槽の圧力を０．４Ｐａにし
た。そして石英ガラスのターゲットに３．０に−の電力
を高周波電源から印加し、膜厚が２μｍの５ｔ（ｈ膜を
第４層として被覆した。得られたガラスサンプルの光学
特性を測定した。結果を第１表に示すように可視光線反
射率は高く、反射色、透過色はガラス板のみの色調と大
きく異なる熱線遮へい性能を有するガラスであった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高い可視光線透過率と低い可視光線反
射率を合せもち、かつ、色調が多層膜構成に基因する干
渉色を呈しない、とくに自動車用の窓ガラスに適した熱
線遮へいガラスが得られる。

また本発明による熱線遮ｌ＼いガラスは、実用に耐え得
る耐摩耗強度を有するので、複層ガラスにする必要がな
く単板で使用できるので、自動車などの車両用の窓ガラ
スとして使用しても重量増にならない。また本発明の熱
線遮へいガラスの被覆は２層という簡単な膜構成からな
っているので、膜の被覆にあたっては経済性が優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる熱線遮へいガラスの一実施例
の部分断面図であり、第２図は従来の熱線遮へいガラス
の一実施例の部分断面図である。 １°・・・ガラス板、２・・・第１Ｎの熱線遮へい性能
を有する窒化物の膜、３・・・第２層の透明な膜、２１
・・・ガラス板、２２・・・高屈折率の透明な酸化物の
膜、２３・・・窒化物の膜、２４・・・透明な厚膜。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明なガラス板の上に、チタニウム窒化物、ジル
   コニウム窒化物、ハフニウム窒化物の少なくとも１つが
   含まれる窒化物の膜であって、前記窒化物の膜の厚みが
   ２〜２０ｎｍである第１層と、前記第１層のうえに屈折
   率が１．４〜１．７の透明な膜であって、前記透明な膜
   の厚みが１μｍ以上である第２層とが被覆された熱線遮
   へいガラス。
2. （２）前記透明な膜がＳｉＯ＿２またはＳｉＯ＿２を主
   成分とする酸化物の膜である特許請求の範囲第１項記載
   の熱線遮へいガラス。
3. （３）前記透明な膜が、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ
   、Ｗからなる群から選ばれた１つの金属とシリコンとの
   合金の酸化物である特許請求の範囲第１項記載の熱線遮
   へいガラス。
4. （４）前記透明な膜がＮｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ａｌ、
   Ｗからなる群から選ばれた１つの金属とシリコンとの合
   金の酸窒化物である特許請求の範囲第１項記載の熱線遮
   へいガラス。
5. （５）前記透明な膜の厚みが、１０μｍ以下である特許
   請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかの項記載の熱線
   遮へいガラス。
6. （６）可視光線透過率が７０％以上、可視光線反射率が
   １５％以下、日射透過率が６５％以下である、特許請求
   の範囲第１項乃至第５項のいずれかの項記載の熱線遮へ
   いガラス。