JPH06192598A - 紫外線吸収ガラス - Google Patents

紫外線吸収ガラス

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JPH06192598A
JPH06192598A JP3943293A JP3943293A JPH06192598A JP H06192598 A JPH06192598 A JP H06192598A JP 3943293 A JP3943293 A JP 3943293A JP 3943293 A JP3943293 A JP 3943293A JP H06192598 A JPH06192598 A JP H06192598A
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JP
Japan
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film
glass
ultraviolet absorbing
refractive index
ultraviolet
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Application number
JP3943293A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Tomonaga
浩之 朝長
Takeshi Morimoto
剛 森本
Kazuya Hiratsuka
和也 平塚
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】ガラス表面に酸化亜鉛、酸化チタン、および酸
化セリウム等の紫外線吸収膜とガラスとの間に、紫外線
吸収膜と基体ガラスの中間の屈折率と、可視光線のλ/
4波長の光学膜厚を有する中間膜を形成する。 【効果】可視光線の透過率を低下させることなく熱線反
射性を付与させることができ、また可視光線の反射光の
着色を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガラス表面に紫外線吸収
膜を形成させた紫外線吸収ガラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】室内、および車内等へ入射する紫外線を
遮蔽することは、人体の日焼けを防ぐばかりでなく、室
内や車内の装飾品等の劣化を防ぐことができるという点
で重要である。
【0003】従来より、紫外線吸収剤としては、ベンゾ
フェノン、ベンゾトリアゾール等のの有機化合物が主に
知られているが、これらの有機化合物は紫外線の吸収に
伴って劣化が起こりやすいという問題点があった。
【0004】そこで、劣化がないという点で、紫外線吸
収性を有する酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム等の
無機化合物の膜をガラスの表面に形成することによって
紫外線吸収ガラスとする方法がいくつか提案されてき
た。
【0005】一方、夏期において、太陽光からの熱が室
内の温度を上昇させ、冷房効率を低減させるので、これ
を防ぐために、自動車用、建築用等のガラスに、熱線反
射性を付与させることによって日射の室内への侵入を制
限し、冷房効率を向上させることが重要な問題となって
きている。
【0006】現在の熱線反射性ガラスは、表面に貴金属
や導電性金属酸化物、窒化物等の被膜を形成させて得ら
れているものが主流であるが、これらの薄膜は紫外線吸
収性に乏しく、また材料によっては可視光線の吸収が著
しく、自動車や一般建築用等の高い可視光線透過率が必
要な部位には使用できないといった問題点も存在してい
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の有
していた前述の課題を解消しようとするものであり、紫
外線吸収性と熱線反射性を併せ持ち、かつ可視光線透過
率の高いガラスを新規に提供することを目的とするもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、ガラス表面に酸化亜鉛、
酸化チタン、および酸化セリウムのうち少なくとも1種
を主成分とする紫外線吸収膜が形成された紫外線吸収ガ
ラスにおいて、紫外線吸収膜とガラスとの間に、紫外線
吸収膜の屈折率とガラスの屈折率の中間の屈折率を有
し、かつ、熱線反射性能を有する中間膜が形成されたこ
とを特徴とする紫外線吸収ガラスを提供するものであ
る。
【0009】本発明の紫外線吸収膜としては、酸化亜
鉛、酸化チタン、および酸化セリウムのうち少なくとも
1種を主成分とする膜が挙げられ、具体的にはZnO、
TiO2 、CeO2 、ZnO−TiO2 、ZnO−Ce
2 、TiO2 −CeO2 またはZnO−TiO2 −C
eO2 などからなる膜が挙げられ、これら成分にはさら
に他の成分を含むことができる。
【0010】これらのうち、CeO2 −TiO2 系の紫
外線吸収膜は、紫外線吸収特性に優れ、また表面の硬度
や化学的耐久性に優れているので好ましい。しかし、こ
の系の膜は非常に屈折率が高く、反射率の高さから可視
光透過率の減少を招くおそれがあるので、SiO2 等の
低屈折物質を添加して膜としての屈折率を1.9〜2.
1程度にするのが好ましい。このように紫外線吸収膜の
屈折率を低減させ、かつその下層に形成される中間膜の
光学特性に留意すれば、高い紫外線吸収性能を維持した
まま可視光透過率の低下を妨げるので特に好ましい。
【0011】有効な紫外線吸収性と高い耐久性を具備
し、更に反射率が高くならないようにするための具体的
な組成比(重量比)としては、たとえばCeO2 /Ti
2 /SiO2 =1.0〜5.0/1.0/0.5〜
1.5である。
【0012】本発明の紫外線吸収膜は、紫外線吸収能、
可視光の透過率、膜強度等を考慮して100nm以上8
00nm以下の膜厚を有していることが好ましい。
【0013】本発明において、中間膜は紫外線吸収膜の
屈折率と、ガラスの屈折率との中間の屈折率を有するこ
とが重要である。
【0014】中間膜の屈折率としては、可視光線の反射
を抑え、近赤外線領域での反射を高めるという観点から
考えると、特に好ましいのは無反射条件、即ち紫外線吸
収膜の屈折率をnf 、ガラスの屈折率をng とすると、
中間膜の屈折率nm として nm =(nf ×ng1/2 を成立させるような屈折率を有する中間膜を形成した場
合である。なお、実用上は(nf ×ng1/2 ±10%
の範囲の屈折率であっても差し支えない。
【0015】中間膜の膜厚は特に限定されないが、紫外
線吸収膜の膜厚ムラによる色ムラを抑えるためには、4
00〜700nmの可視光線のλ/4波長の光学膜厚を
有する透明膜、即ち、光学膜厚nm d(dは膜厚)は、
λ0 /4(λ0 は所望の設計波長)であることが好まし
い。なお、実用上は、λ0 /4±10%の範囲の光学膜
厚であっても差し支えない。
【0016】この場合、中間膜が可視光線のλ/4波長
の光学膜厚であれば、可視光線に関しては無反射条件が
成立するため、紫外線吸収膜と中間膜との界面での反射
光(R1)と、中間膜とガラスとの界面での反射光(R
2)の振幅(強度)が等しくなり、また位相が逆になる
のでR1とR2は合成により減衰し、反射率は低下す
る。一方、可視光線よりも波長の長い近赤外線では無反
射条件が成立しなくなり、位相が揃ってくるためにR1
とR2は合成によって増幅されることとなり、結果とし
てこの領域の反射率は高くなる。
【0017】また、このような条件で中間膜を形成させ
れば、可視光線の反射は実質的に最表面の空気と紫外線
吸収膜との界面の反射のみになって見えるために、複数
の界面反射の干渉による反射光の着色も防ぐ効果があ
る。
【0018】また、本発明の中間膜の構成物としては、
前記の光学特性を満足させる膜、例えばSiO2 、Ge
2 、Al23 、ZrO2 、TiO2 、SnO2 、I
23 、Ta25 、ZnO、CeO2 等や、これら
の混合物、例えばZrO2 −SiO2 等を含む透明膜で
あれば特に材料としてはなんら限定されるものではない
が、さらに紫外線吸収能を高めるという点から考える
と、中間膜中にも酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム
等の紫外線吸収性酸化物が含有されていることが好まし
い。具体的に例を挙げれば、ZnO−SiO2 、ZnO
−Al23 、ZnO−GeO2 、TiO2 −SiO
2 、TiO2 −Al23 、TiO2 −GeO2 、Ce
2 −SiO2 、CeO2 −Al23 、CeO2 −G
eO2 等の2成分系、あるいはこれらにZnO、TiO
2 およびCeO2 から選ばれる1種以上の成分を添加し
た3成分系または4成分以上の系等である。
【0019】さらに、中間膜に導電成分を添加して熱線
反射性を高めることもできる。これら導電成分として
は、Sb−SnO2 、Sn−In23 またはAl−Z
nO等を挙げることができる。
【0020】なお、本発明において、熱線反射性能を有
するとは、例えば、遮熱能(ガラスの日射透過率と可視
光透過率との差の比率)を1以上にしたものを表したも
のである。
【0021】また、前記導電成分の超微粒子を中間膜中
に分散させたり、あるいは中間膜を導電膜化することに
よって、熱線反射性能を高めるということもできる。
【0022】本発明における紫外線吸収膜および中間膜
の形成方法は特に限定されるものではなく、従来被膜形
成に用いられてきた方法、すなわち真空蒸着法やスパッ
タリング法、CVD法といった乾式法から、ゾルゲル
法、噴霧熱分解法、塗布熱分解法といった湿式法まで、
幅広く選択できる。
【0023】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げさらに説明を行
うが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下
の実施例および比較例において得られた膜の評価は、外
観(目視)、紫外線透過率(Tuv:ISO−905
0)、可視光線透過率(Tv :JIS−R3106)、
日射透過率(TE :JIS−R3106)、遮熱能(ガ
ラスの日射透過率と可視光透過率との差の比率、ΔTE
/ΔTV )および彩度(C* :CIEL*** にお
ける(a*2+b*21/2 )によって行った。
【0024】実施例1 1−プロパノール22g、アセチルアセトン7g、硝酸
セリウム30gを混合し溶解させ1晩撹拌した(A
液)。2−プロパノール58gにA液26g、エチルシ
リケート40を3.6g、チタンアセチルアセトネート
(Ti(OPr)2 (Acac)2 )を8.7g、0.
1N−塩酸水溶液0.6gを混合し塗布液Bとした。エ
タノールにエチルシリケート40を4.5g、テトライ
ソプロピルチタネートを4.3g、0.1N−塩酸水溶
液3.0gを順次添加してよく混合し、塗布液Cとし
た。
【0025】ソーダライムガラス(ng =1.52)上
にスピンコート法によって塗布液Cを塗布し、200℃
で30分間焼成して屈折率1.74、膜厚68nmのT
iO2 −SiO2 系の透明膜からなる中間膜(重量比で
TiO2 :SiO2 =40/60)を得た。その上に、
塗布液Bをスピンコート法によって塗布し、600℃で
5分間焼成してCeO2 −TiO2 −SiO2 系の紫外
線吸収膜(重量比でCeO2 :TiO2 :SiO2 =6
4/18/18)を形成させた。この紫外線吸収膜の屈
折率は2.05、膜厚は180nmであった。光学特性
の結果を表1に示す。
【0026】実施例2 エタノールにエチルシリケート40、テトライソプロピ
ルチタネート、0.2N−塩酸水溶液を順次添加してよ
く混合して中間膜形成用塗布液とし、ソーダライムガラ
ス上にスピンコート法によって塗布し、200℃で30
分間焼成して屈折率1.72、膜厚75nmのTiO2
−SiO2 系の透明膜からなる中間膜(重量比でTiO
2 :SiO2 =38/62)を得た。
【0027】その上に、酸化セリウムコロイドゾル(多
木化学製:商品名ニードラールU−15)をスピンコー
ト法によって塗布し、再度200℃で30分間焼成して
紫外線吸収膜を形成し、紫外線吸収ガラスを得た。酸化
セリウム被膜の屈折率は1.95、膜厚は290nmで
あった。得られた紫外線吸収ガラスの特性を表1に示
す。
【0028】実施例3 エタノールに珪酸エチル、硝酸セリウム、アセチルアセ
トンを順次添加して中間膜用塗布液とし、ソーダライム
ガラス上にスピンコート法によって塗布し、400℃で
10分間焼成して屈折率1.68、膜厚68nmのCe
2 −SiO2系の透明膜からなる中間膜(重量比でC
eO2 :SiO2 =40/60)を得た。その上に、酸
化亜鉛超微粒子分散塗布液(住友セメント製:商品名Z
C−120M)をスピンコート法によって塗布し、実施
例1と同様の処理をして紫外線吸収膜を形成し、紫外線
吸収ガラスを得た。酸化亜鉛被膜の屈折率は1.88、
膜厚は520nmであった。得られた紫外線吸収ガラス
の特性を表1に示す。
【0029】実施例4 実施例1に示される中間膜を、平均粒径10nmのアン
チモン含有酸化錫超微粒子を重量比でSiO2 /TiO
2 /Sb−SnO2 =30/10/60となるように分
散させた塗布液を用いて形成させた屈折率1.73、膜
厚70nmの膜とした以外は実施例1と同様にして紫外
線吸収ガラスを作成した。このガラスの特性を表1に示
す。
【0030】比較例 実施例1に示される中間膜を形成させずに、ガラス上に
紫外線吸収膜を実施例1と同様にし、紫外線吸収ガラス
を作成した。このガラスの特性を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、紫外線吸
収ガラスに可視光線透過率を低下させることなく熱線反
射性を付与させることができ、また可視光線の反射光の
着色も抑えられるために、自動車用や建築用等の分野へ
の紫外線吸収ガラスの応用が広がる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス表面に酸化亜鉛、酸化チタン、およ
    び酸化セリウムのうち少なくとも1種を主成分とする紫
    外線吸収膜が形成された紫外線吸収ガラスにおいて、紫
    外線吸収膜とガラスとの間に、紫外線吸収膜の屈折率と
    ガラスの屈折率の中間の屈折率を有し、かつ、熱線反射
    性能を有する中間膜が形成されたことを特徴とする紫外
    線吸収ガラス。
  2. 【請求項2】中間膜は、紫外線吸収膜の屈折率をnf
    ガラスの屈折率をng とすると、中間膜の屈折率nm
    して、 nm =(nf ×ng1/2 を成立させるような中間膜であることを特徴とする請求
    項1の紫外線吸収ガラス。
  3. 【請求項3】中間膜は、400〜700nmの可視光線
    のλ/4波長の光学膜厚を有することを特徴とする請求
    項1または2の紫外線吸収ガラス。
  4. 【請求項4】中間膜は、酸化亜鉛、酸化チタン、および
    酸化セリウムのうち少なくとも1種を含み、熱線反射性
    能と併せて紫外線吸収能も付与されていることを特徴と
    する請求項1〜3のいずれか1項の紫外線吸収ガラス。
  5. 【請求項5】紫外線吸収膜は、酸化セリウム、酸化チタ
    ン、および酸化ケイ素からなることを特徴とする請求項
    1〜4のいずれか1項の紫外線吸収ガラス。
  6. 【請求項6】中間膜は導電成分を含み、それにより熱線
    反射性がさらに高められたことを特徴とする請求項1〜
    5のいずれか1項の紫外線吸収ガラス。
JP3943293A 1992-07-03 1993-02-03 紫外線吸収ガラス Pending JPH06192598A (ja)

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JP4-200683 1992-07-03
JP20068392 1992-07-03
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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