JPH0632635A - 電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】透明なガラス基板の一方の表面上に、表面抵抗
率が１ｋΩ／口以上でかつ膜厚が５〜50nmのCrの窒化物
薄膜を第１層とし、次いで膜厚が１〜10nmのCrの窒素酸
化物薄膜又は酸素窒化物薄膜を第２層とし、更にその上
に、膜厚が５〜30nmのTi、TiSi、Ta、Sn、Al、Siの酸化
物薄膜又は酸素窒化物薄膜のうち１種を被膜積層した電
波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラス。並びに前記被膜
した熱線遮蔽性能膜の表面抵抗率が１ｋΩ／口以上で、
かつガラス面側からの反射色調がシルバー系色調を呈す
る電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラス。 【効果】ガラスと同程度に電波を効率よく透過させ、高
層建築物等に用いてTV映像でのゴースト現象をなくする
等電波障害を防ぎ、しかも断熱性能を有し冷暖房効果を
より向上せしめ、かつガラス面反射色調がシルバー系色
調でまた適宜膜面反射色調をニュートラル化せしめるこ
とができ、比較的低透視性等、より美観を呈し、環境に
優しく、高居住性となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽輻射エネルギーを
遮蔽する主として建築物等の窓ガラスに用いる被膜付き
の熱線遮蔽ガラスであって、とりわけ冷暖房効果を向上
せしめるようにできるとともに比較的低い可視光透過率
を有するものであり、しかも電波の透過性が通常すなわ
ち未加工のフロート板ガラス並であって、ビル周囲の住
宅等においてＴＶ画像でのゴースト現象等の電波の障害
を低減でき、さらにとりわけガラス面側からの反射色調
がシルバ−系色調である、特に高層建築用窓ガラスとし
て有用な電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラスに関す
る。

【０００２】

【従来技術】近年、ビル、住宅、自動車等の窓ガラスに
太陽光線を反射する熱線反射ガラスが使用されている。
熱線反射ガラスは、太陽輻射熱を反射し、室内への侵入
をカットして温度上昇を防ぐ省エネルギ−効果や、直射
日光を遮断して眩しさを防いだり、外部の視線からプラ
イバシ−を守る等の機能の他、ミラ−効果により建物等
に美観を付与するなどの効果も有し、各種窓ガラス材と
してことに注目を集めている。また、近年、テレビ電波
の受信にあたり、ビルの反射によるゴースト障害が問題
になり、ビルのコンクリート壁などにフェライト電波吸
収体を設けることが実用化されつつあり、一方、省エネ
や冷暖房効率の向上等から、例えば高層ビルなどの窓ガ
ラスにおいても金属、金属窒化物、金属酸化物などの膜
をコーティングしたり、このような膜を有するフイルム
を貼付けた断熱性能などの機能を付与したものが増加し
ており、ガラスより電波に対して反射率が高い膜をコー
ティングしたり、フイルムを貼付けると電波反射率が例
えばガラスより高い値となり、ことにシルバ−系色調を
呈する熱線反射ガラスとしては電波障害は避けられない
面があった。

【０００３】例えば、特開昭60ー36355 号公報には可視
スペクトル帯域で５〜40％の透過率および熱線に対する
反射性能を有する板の製法について記載されており、ガ
ラス基板の上に第１層であるSn、Ti、Al等の酸化物層の
光学的厚さ20〜280nm 、第２層であるCrの窒化物層の膜
厚10〜40nmであること、あるいはさらに第３層として誘
電体層をそれぞれスパッタ法で成膜してなるものであ
り、ガラス基板からの反射色調がシルバー色系を得るた
めには、第１層である酸化物層の膜厚を調節することに
より得られる。即ちその光学的厚さが20nmであることが
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】前述したような、例
えば特開昭60-36355号公報では、シルバ−色を得るため
の２層構成については、最外層であるCrN 膜の耐摩耗性
が劣るため３層構成にする必要がある。また第１層の膜
厚が比較的厚いため、生産性が悪くまた、膜面の反射率
も高く室内の居住性に優れているとは言いがたい。ま
た、表面抵抗率が比較的低く、その電波低反射性能は充
分とは言いがたく、近年、ことに今日ではさらなる電波
低反射性能に優れているものが望まれつつある。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は、このような
点に鑑みてなされたものであり、特定膜厚で表面抵抗率
が少なくとも１ｋΩ／口以上である特定した窒化物薄膜
を被膜して、その上に特定膜厚の特定した窒素酸化物薄
膜または酸素窒化物薄膜を被膜して、その上に特定膜厚
の特定した酸化物薄膜または酸素窒化物薄膜を積層被膜
することで、光の干渉作用を巧みに利用することによっ
てシルバ−系色調を発現させたものであって、またさら
に、シルバ−系色調を発現させることが可能な特定膜厚
のCrの窒化物薄膜を第１層として、第１層と第３層との
密着力を向上せしめるCrの窒素酸化物薄膜または酸素窒
化物薄膜を第２層として用いる積層膜構成とすること
で、可視光透過率等を特定範囲、例えば10〜60％で任意
に調整せしめることを可能とし、さらにはそれらの膜を
巧みに組み合わせることにより、膜面の反射率を低くし
かつ膜面の色調をニュ−トラル化させ、ガラス面の反射
色調がシルバ−系色調であって、しかも電波反射率をTV
電波帯、ことに周波数150MHz付近において約５％以下と
フロ−トガラス並に低くすることができ、断熱性能を保
持しつつ、ことに特定酸化物をオ−バ−コ−トしている
ので耐摩耗性や耐久性をより頑固に向上せしめるものと
なり、かつ色調を微妙にコントロ−ルできることを可能
とした。単板で充分使用することができる電波低反射特
性を有する熱線遮蔽ガラスを提供するものである。

【０００６】すなわち、本発明は、透明なガラス基板の
−方の表面上に、表面抵抗率が１ｋΩ／口以上でかつ膜
厚が５〜50nmのCrの窒化物薄膜を第１層として被膜した
後、該第１層の上に、膜厚が１〜10nmのCrの窒素酸化物
薄膜または酸素窒化物薄膜を第２層として被膜した後、
該第２層の上に、膜厚が５〜30nmのTi、TiSi、Ta、Sn、
Al、Siの酸化物薄膜または酸素窒化物薄膜のうち、少な
くとも１種を選択し積層被膜したことを特徴とする電波
低反射特性を有する熱線遮蔽ガラス。

【０００７】ならびに、前記電波低反射特性を有する熱
線遮蔽ガラスにおいて、前記被膜した熱線遮蔽性能膜の
表面抵抗率が１ｋΩ／口以上で、かつ該ガラス面側から
の反射色調がシルバ−系色調を呈することを特徴とする
上述した電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラスをそれ
ぞれ提供するものである。

【０００８】ここで、前記表面抵抗率が1ｋΩ／口以上
でかつ膜厚が５〜50nmのCrの窒化物薄膜である第１層と
して被膜したのは、表面抵抗率が１ｋΩ／口以上、特に
好ましくは５ｋΩ／口以上で、該ガラス面側からの反射
色調がシルバ−系色調を発現させるためであり、膜面の
反射率を低減し、膜面の色調をニュ−トラル化するため
であり、また可視光線透過率を例えば10〜60％の範囲内
で任意に調整せしめることを可能とするためであり、好
ましくは膜厚は10〜40nm程度である。

【０００９】また、前記第１層の上に、第２層として膜
厚が１〜10nmのCrの窒素酸化物薄膜または酸素窒化物薄
膜としたのは、第１層のCrの窒化物薄膜と第３層の特定
した酸化物薄膜または酸素窒化物薄膜とのなじみを良く
する効果があって、積層薄膜の密着性を高めるためであ
り、好ましくは膜厚は３〜７nm程度である。

【００１０】さらに、前記第２層の上に、第３層として
膜厚が５〜30nmのTi，TiSi，Ta、Sn、Al、Siの酸化物薄
膜または酸素窒化物薄膜のうち少なくとも１種を選択し
積層被膜したのは、光の干渉作用を巧みに組み合わせる
ことで、シルバ−色系色調をより強く効果的に発現させ
るためであり、さらに耐久性等が格別に向上し、かつガ
ラス面からの反射色調を微妙にコントロ−ルできること
が可能とでき得るものとなるためであり、好ましくは10
〜25nm程度である。

【００１１】さらにまた、前記被膜した熱線遮蔽性能膜
の表面抵抗率が１ｋΩ／口以上、特に好ましくは５ｋΩ
／口以上で、かつ該ガラス面側からの反射色調がシルバ
−系色調を呈するものとしたのは、充分な電波反射性能
を有し、ＴＶ映像でのゴ−スト現象等の電波障害をより
確実に発現しないようにするためであり、またガラス面
側からの反射色調がシルバ−系色調を呈することにより
ビル等が意匠性に優れ環境に優しいものとなるためであ
る。

【００１２】つぎに、ガラス基板としては、無機質はも
ちろん有機質でも透明ガラスであればよく、無色あるい
は着色等でも電波透過性を損なわない基板であればより
好ましいものである。また単板で使用できることはもと
より、複層ガラスあるいは合せガラス、強化ガラスとう
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。

【００１３】

【作用】前述したとおり、本発明の電波低反射特性を有
する熱線遮蔽ガラスは、表面抵抗率が１ｋΩ／口以上で
かつ特定膜厚のCrの窒化物薄膜を第１層として被膜し、
該第１層の上に、特定膜厚のCrの窒素酸化物薄膜または
酸素窒化物薄膜を第２層として被膜積層し、該第２層の
上に、特定膜厚のTi、TiSi、Ta、Sn、Al、Siの酸化物薄
膜または酸素窒化物薄膜のうち少なくとも１種を被膜積
層し、第１層から第３層を巧みに組み合わせるものとし
たものであり、その表面抵抗率が１ｋΩ／口以上と高
く、可視光線透過率を10〜60％程度の範囲内で任意にコ
ントロ−ルすることでき膜面からの反射を低くかつその
反射色調のニュ−トラル化を可能にせしめ、とりわけガ
ラス面側からの反射色調がシルバ−系色調を呈すること
となり、各薄膜の密着性を高め、積層した多層膜全体の
耐摩耗性ならびに耐食性が向上し、耐久性に優れ、単板
として充分採用できるものとなることはもちろん、ＴＶ
帯での電波低反射性能が格段に優れて通常のフロ−トガ
ラス並であることから、高層建築物等に使用されても、
その周囲において従来発現していたＴＶ画像におけるゴ
−スト現象等の電波障害を低減することができ、さらに
適度の干渉効果でもって熱線反射を持たせて断熱機能を
充分有するものとなって冷暖房の効果を高め、透視性を
適宣抑えてより色調に富むものとすることができる等、
建築物内外の居住性ならびに景観性等環境をより優れた
ものとすることができる、有用な電波低反射特性を有す
る熱線遮蔽ガラスを提供するものである。

【００１４】なお、電波低反射のため、衛星放送帯の電
波も透過できることは言うまでもなく、室内での衛星放
送受信等も可能である。そのため、自動車用のル−フ熱
線遮蔽ガラス等として有効である。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。

【００１６】実施例１ 大きさ約600mmx600mm 、厚さ約6mm のクリアーガラス
(FL6)を中性洗剤、水すすぎ、イソプロピルアルコール
で順次洗浄し、乾燥した後、DCマグネトロンスパッタリ
ング装置の真空槽内にセットしてあるCr，Tiのターゲッ
トに対向して上方を往復できるようセットし、つぎに前
記槽内を真空ポンプで5x10^-6Torr以下までに排気した
後、該真空槽内にN₂ガス（但し、ArとN₂の流量比は1:1
から0:1 の範囲にあればよい。）を導入して真空度を2x
10^-3Torrに保持し、前記Crのターゲットに約1.2kw の電
力を印加し、N₂ガスによるDCマグネトロン反応スパッタ
の中を、前記Crターゲット上方においてスピ−ド約146m
m/min で前記板ガラスを搬送することによって、約30nm
厚さのCrNx薄膜を第１層として成膜した。成膜が完了し
た後、Crターゲットへの印加を停止する。

【００１７】次に、板ガラスを前記真空槽内に置いたま
ま、該真空槽内を5x10^-6Torr以下までに排気した後、該
真空槽内に、N₂、O₂の混合ガス（N₂:O₂=99:1）を導入し
て真空度を2x10^-3Torrに保持し、Crターゲットに約1.2k
w の電力を印加し、前記Crターゲット上方においてスピ
−ド約1320mm/minで前記板ガラスを搬送することによっ
て、前記板ガラスのCrNx薄膜表面上に約３nm厚さのCrNx
Oy薄膜を第２層として積層成膜した。成膜が完了した
後、Crターゲットへの印加を停止する。

【００１８】さらに板ガラスを前記真空槽内に置いたま
ま、該真空槽内を5x10^-6Torr以下までに排気した後、該
真空槽内にO₂ガス（但し、ArとO₂の流量比は1:1 から0:
1 の範囲にあればよい。）を導入して真空度を2x10^-3To
rrに保持し、Tiターゲットに約1.9kw の電力を印加し、
前記Tiターゲット上方においてスピ−ド約56mm/minで前
記板ガラスを搬送することによって、前記板ガラスのCr
NxOy薄膜表面上に約20nm厚さのTiOx薄膜を第３層として
積層成膜した。成膜が完了した後、Tiターゲットへの印
加を停止する。すなわち、表１の実施例１に示す薄膜構
成である。

【００１９】得られた３層膜を有する電波低反射特性を
有する熱線遮蔽ガラスについて、可視光透過率(380nm〜
780nm)、可視光反射率(380nm〜780nm)ならびに日射透過
率(340nm〜1800nm) についてはU-4000型自記分光光度計
（日立製作所製）とJISZ8722、JISR3106によってそれぞ
れの光学的特性を求めた。さらにテ−バ−試験によるヘ
−ズ（曇り具合）値の変化量（△Ｈ％）については、テ
−バ−試験機（MODEL503 、TABER 社製）に膜面を上に
した10cm角試験片をセットし、膜面に荷重500gのかかっ
た摩耗輪(CS-10F)が２箇所で当たるようになっているも
ので、300 回回転した後、ヘーズメーター（日本電色工
業製、NDH-20D ）によって測定し、試験前の測定値と対
比し、その変化量（△Ｈ％）をもって表した数値であ
る。

【００２０】次に、耐薬品性のうち耐酸試験について
は、常温で１規定のHCl 溶液中に前記試験片を約６時間
浸漬した後、膜の劣化状態を見て判断したものであり、
耐アルカリ試験については、常温で１規定のNaOH溶液中
に試験片を約６時間浸漬した後、膜の劣化状態を見てJI
SR3221により判断したものであり、それぞれ○印はほと
んど劣化が見られなかったもの、×印は劣化が明らかに
目立ったものである。

【００２１】さらに表面抵抗率については、10⁵ Ω／口
以下のものは四探針抵抗測定装置RT-8（NAPSON社製）に
よって、10⁵ Ω／口〜10⁵ ＭΩ／口のものは三菱油化製
表面高抵抗計（HIRESTA HT-210）によって測定したもの
である。

【００２２】またさらに、電波反射率については、大型
導波管法によって測定することで得た。表２の実施例１
に示すことより明らかなように、従来の熱線反射ガラス
とほぼ同等の断熱性能を示し、優れた居住性をもって、
耐摩耗性、耐食性、耐候性、耐久性を有し、電波を充分
透過するものであって、電波低反射特性を有する熱線遮
蔽ガラスとして高層建築物等の窓ガラスに有用なものと
なり、ことにガラス面側からの反射色調がシルバ−系色
調で所期のめざすものを得た。

【００２３】実施例２ 実施例１と同様の方法で、処理したガラスを使用し、DC
マグネトロンスパッタリング装置内の真空槽内にCr、Ta
のターゲットをセットし、前記槽内を真空ポンプで5x10
^-6Torr以下までに排気た後、該真空槽内にN₂ガス（但
し、ArとN₂の流量比は1:1 から0:1 の範囲にあればよ
い。）を導入して実施例１と同真空度、同N₂ガス、同印
加電力にて、DCマグネトロン反応スパッタの中を、前記
Crのターゲット上方においてスピ−ド約218mm/min で前
記板ガラスを搬送することによって、約20nm厚さのCrNx
薄膜を第１層として成膜した。

【００２４】次に前記板ガラスを前記真空槽内に置いた
まま、該真空槽内を5x10^-6Torr以下までに排気した後、
該真空槽内に、O₂、N₂の混合ガス（O₂:N₂=6:4 ）を導入
して真空度を2x10^-3Torrに保持し、Crターゲットに約1.
8kw の電力を印加し、前記Crターゲット上方においてス
ピ−ド約960mm/min で前記板ガラスを搬送することによ
って、前記板ガラスのCrNx薄膜表面上に約５nm厚さのCr
OxNy薄膜を第２層として積層成膜した。成膜が完了した
後、Crターゲットへの印加を停止する。

【００２５】さらに前記板ガラスを前記真空槽内に置い
たまま、該真空槽内を5x10^-6Torr以下までに排気した
後、該真空槽内にO₂ガス（但し、ArとO₂の流量比は1:1
から0:1 の範囲にあればよい。）を導入して真空度を2x
10^-3Torrに保持し、Taターゲットに約1.3kw の電力を印
加し、前記Taターゲット上方においてスピ−ド約28mm/m
inで前記板ガラスを搬送することによって、前記板ガラ
スのCrOxNy薄膜表面上に約30nm厚さのTaOx薄膜を第３層
として積層成膜した。すなわち表１の実施例２に示す薄
膜構成である。

【００２６】表２の実施例２に示すように、得られた３
層膜を有する電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラスは
その膜構成において実施例１で示した測定法等によって
同様の評価手段で行ない、その結果は実施例１と同様に
優れた所期の光学特性等各物性を示すものであった。

【００２７】実施例３〜５ 前記実施例と同様の方法で、表１に示す３層膜の各膜厚
を得て、その膜構成において実施例１で示した測定法等
によって同様の評価手段で行ない、その結果を表２に示
す。

【００２８】得られた３層膜を有する電波低反射特性を
有する熱線遮蔽ガラスは、実施例１と同様に優れた所期
の光学特性等各物性を示すものであった。なお、TiSixO
y 薄膜については同装置でTiSiターゲットを用い、同真
空度、O₂ガス、印加電1.8kw において、例えば板ガラス
搬送スピ−ド約276mm/min で膜厚約５nmのTiSixOy 薄膜
を得た。

【００２９】さらになお、上記各実施例は、例えば刺激
純度が５％程度以下、ガラス面反射率が20％程度以上、
あるいは主波長が460 〜490nm 程度とより好ましいもの
であった。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】比較例１〜３ 実施例１と同様に処理したガラスを用い、同装置にTi、
Cr、Tiターゲットをセットし、真空槽内を約5x10^-6Torr
以下に排気した後、該真空槽内にO₂ガスを導入し、真空
度を約2x10^-3Torrに保持し、前記Tiのターゲットに約1.
9kw の電力を印加し、板ガラス搬送スピード約112mm/mi
n で膜厚約10nmのTiOx薄膜を第１層として成膜した。次
いでCrのターゲットを用い、同真空度、ArとN₂の混合ガ
ス（Ar:N ₂=7:3 ）、印加電力約1.2kw において、ガラス
搬送スピード約506mm/min で膜厚約15nmのCrNx薄膜を得
た。さらに第１層と同様して板ガラス搬送スピード約3
7.3mm/minで膜厚約30nmのTiOx薄膜を第３層として成膜
積層した。

【００３３】また、SnOx薄膜については、同装置でSnタ
ーゲットを用い、同真空度、O₂ガス、印加電力約0.4kw
において、例えば板ガラス搬送スピード約330mm/min で
膜厚約10nmのSnOx薄膜を得た。

【００３４】このような方法によって、表３に示すよう
な１〜３層の積層膜を得、その膜構成において、実施例
１と同様の測定法、同様の評価手段で行い、その結果を
表４にそれぞれ示す。

【００３５】それぞれ、各実施例に比して、従来の熱線
反射ガラスであるこれらにおいては、例えば表面抵抗率
が低く、150 Ω／口以下であって、電波反射率も20％以
上となり、従来のフロートガラスの電波反射率より悪
く、建築物の周辺に電波障害を発現し易いものまたは発
現するものである。

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】

【００３８】

【発明の効果】以上前述したように、本発明はスパッタ
法で、特定膜厚の高表面抵抗率を有するCrの窒化物薄膜
を第１層とし、該第１層の上に特定膜厚のCrの窒素酸化
物薄膜または酸素窒化物薄膜を第２層とし、該第２層の
上に特定膜厚のTi、TiSi、Ta、Sn、Al、Siの酸化物薄膜
または酸素窒化物薄膜のうち１種を被膜積層し、特異に
適宜巧みに組み合わせることで構成せしめたことによ
り、断熱ガラスであって、耐摩耗性、耐食性ならびに耐
久性に優れ、適宜膜面の反射色調をニュートラル化する
ことができ、電波透過がよく、通常のフロートガラス並
の電波低反射率であり、高層建築物周辺に対し電波障害
を発現するようなこともなく、ガラス面側からの反射色
調がシルバ−系色調を呈する居住性のよい、単板ガラス
はもちろん合せガラスあるいは複層ガラス等として使用
し得る、有用な電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラス
を効率よく提供するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明なガラス基板の一方の表面上に、表
   面抵抗率が１ｋΩ／口以上でかつ膜厚が５〜50nmのCrの
   窒化物薄膜を第１層として被膜した後、該第１層の上に
   膜厚が１〜10nmのCrの窒素酸化物薄膜または酸素窒化物
   薄膜を第２層として被膜した後、該第２層の上に膜厚が
   ５〜30nmのTi、Ta、TiSi、Sn、Al、Siの酸化物薄膜また
   は酸素窒化物薄膜のうち、少なくとも一種選択し積層被
   膜したことを特徴とする電波低反射特性を有する熱線遮
   蔽ガラス。
2. 【請求項２】 前記電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガ
   ラスにおいて、前記被膜した熱線遮蔽性能膜の表面抵抗
   率が１ｋΩ／口以上で、かつ該ガラスのガラス面側から
   の反射色調がシルバー系色調を呈することを特徴とする
   請求項１記載の電波低反射特性を有する熱線遮蔽ガラ
   ス。