JPH06329443A - 紫外線熱線遮断ガラス - Google Patents

紫外線熱線遮断ガラス

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JPH06329443A
JPH06329443A JP14556593A JP14556593A JPH06329443A JP H06329443 A JPH06329443 A JP H06329443A JP 14556593 A JP14556593 A JP 14556593A JP 14556593 A JP14556593 A JP 14556593A JP H06329443 A JPH06329443 A JP H06329443A
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JP
Japan
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layer
film
thickness
glass
ultraviolet
Prior art date
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Application number
JP14556593A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Noguchi
達也 野口
Takashi Muromachi
隆 室町
Toshio Sumi
俊雄 角
Hidemi Nakai
日出海 中井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ガラス板上に厚みが30〜80nmのSnO
2 膜が第1層として被覆され、前記第1層の上に厚みが
20〜80nmのTiO2 膜が第2層として被覆され、
前記第2層の上に厚みが10〜120nmのTa
2 5 、ZrO2 、SiCxNyOzのいずれか一つか
らなる透明層又はこれらを積層したものが第3層として
被覆され、前記第1層と前記第2層との間、前記第2層
と前記第3層との間、又はその両者の間に厚さが5〜8
0nmのTiSixNyOz〔1≦x≦3、0.5≦y
≦3、(1+x)<z<2(1+x)〕膜が設けられて
構成されている。 【効果】 このような構成により、自動車用ガラスとし
て用いて極めて有用であり、乗員の日焼け防止、熱暑感
の低減、クーラー負荷の軽減、内装材の劣化防止が可能
な紫外線熱線遮断ガラスを提供できるようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高い可視光線透過率を
有する紫外線熱線遮断ガラスに関し、更に詳しくは自動
車や建築物の窓ガラスとして有用な紫外線熱線遮断ガラ
スに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、紫外及び赤外線を同時にカットす
る機能をガラスに表面処理で付与する方法としては、次
のような方法が知られている。
【0003】先ず、多層干渉膜が挙げられ、すなわちT
iO2 のような高屈折率物質とSiO2 のような低屈折
率物質薄膜を交互に積層してなる多層干渉薄膜を透明基
板上に形成し、選択反射機能によって紫外線及び赤外線
を反射するものである。
【0004】次に、酸化亜鉛膜の上に透明導電性酸化膜
と高屈折率透明誘電体膜を交互に多層積層してなる多層
干渉膜がある。これは酸化亜鉛の紫外線吸収特性、多層
膜の選択反射特性、透明導電性酸化膜の赤外線反射特性
を組み合わせたものである(特開平4−133004号
公報)。
【0005】更に、有機系紫外線吸収剤含有薄膜が挙げ
られ、すなわち透明な有機または無機ポリマー中に有機
または無機の紫外線吸収剤、赤外線吸収剤を分散させた
塗膜をガラス基板上に塗布して作成されたものである
(特開平4−160037号公報)。
【0006】更にまた、TiSixNyOz膜を用いた
記載もある(特開平4−285033号公報)。またS
nO2 /TiO2 /SnO2 の膜構成に関する記載もあ
る(特開平3−65531号公報、同4−209733
号公報)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】自動車用ガラスへの適
用を考えるときコーティングされるガラスが大面積であ
ること、光学特性としては可視光線透過率が70%以上
であること、色調がニュートラルであること、しかも過
酷な使用環境に劣化しないような耐久性を有することが
要請される。このような観点から、上述の従来技術を検
討すると、次のような問題点があった。
【0008】先ず、多層膜干渉方法には、成膜プロセス
として基板サイズを考慮するとスパッタリング法が最適
とも考えられるが、高屈折率材料であるTiO2 のスパ
ッタリング速度が非常に遅いという問題点があった。ま
た、同時に一層の膜厚としては約百nm程度となり、そ
れが複数層となるため成膜に時間を要し、コストが高く
なるという問題点もあった。
【0009】次に、酸化亜鉛膜の上に透明導電性酸化膜
と高屈折率透明誘電体膜を交互に多数積層してなる多層
干渉膜には、高屈折率透明誘電体膜としてTiO2 を使
用するので、前記した多層干渉方法と同様の問題点があ
った。
【0010】更に、有機系紫外線赤外線吸収剤含有薄膜
には、紫外線を吸収しながらそれ自体が劣化して黄色や
褐色になる等、耐候性や耐熱性の面で劣り、自動車用窓
ガラスには適さないという問題点があった。
【0011】本発明の目的は、上述した問題点の解消に
あり、自動車用窓ガラスとして使用でき、比較的低コス
トで製造可能な紫外線熱線遮断ガラスを提供することで
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の一つである紫外
線熱線遮断ガラスは、ガラス板上に厚みが30〜80n
mのSnO2 膜が第1層として被覆され、前記第1層の
上に厚みが20〜80nmのTiO2 膜が第2層として
被覆され、前記第2層の上に厚みが10〜120nmの
Ta2 5 、ZrO2 、SiCxNyOzのいずれか一
つからなる透明層又はこれらを積層したものが第3層と
して被覆され、前記第1層と前記第2層との間、前記第
2層と前記第3層との間、又はその両者の間に厚さが5
〜80nmのTiSixNyOz〔1≦x≦3、0.5
≦y≦3、(1+x)<z<2(1+x)〕膜が設けら
れていることを特徴とするものである。
【0013】本発明のもう一つである紫外線熱線遮断ガ
ラスは、ガラス板上に厚みが20〜100nmのTiS
ixNyOz〔1≦x≦4、0.5≦y≦3、(1+
x)<z<2(1+x)〕膜が第1層として被覆され、
前記第1層の上に厚みが10〜90nmのSnO2 膜が
第2層として被覆され、前記第2層の上に厚みが50〜
100nmであって、632.8nmの波長における屈
折率が1.8以下であるSiCxNyOz層が第3層と
して被覆されていることを特徴とするものである。
【0014】一般に、地表に到達する紫外線にはUV−
B(波長:290〜320nm)とUV−A(波長:3
20〜600nm)がある。これらは共に人の皮膚に影
響を与え、特にUV−Bは紅斑からの色素沈着、UV−
Aは色素沈着を引き起こす。
【0015】最近になって、自動車においても乗員の快
適性確保のため、紫外線遮断ガラスが望まれている。そ
して、自動車用内装材として天然素材が使用されるよう
になってきており、その面からも紫外線遮断機能が望ま
れるようになってきている。
【0016】ところで、自動車用ガラスにおける紫外線
遮断を考えるとき、その材料であるフロートガラスは3
20nm以下の紫外線をほとんど吸収してしまうため、
UV−Aの紫外線を遮断する必要がある。
【0017】このような要請に応えるため、本発明者等
は鋭意研究を重ねた結果、TiSixNyOz膜が自動
車用ガラスの紫外線吸収材料として良好な特性を有する
ことを見出した。
【0018】そこで、TiSixNyOz膜の組成と紫
外線吸収特性との関係を第5図及び第1表に示す。
【0019】
【表1】
【0020】これらによると、酸素の比率が低いと、紫
外線遮断性は良好であるものの、吸収が可視域まで及ぶ
ため、可視光線透過率の低下と吸収色を生じることがわ
かる。
【0021】このような特性は膜中に存在するTiN構
造によるところが大きいと推量される。また、酸素の比
率が大きくなると、吸収開始端が短波長側にシフトし、
紫外線遮断特性が低下する。このような特性の変化はS
iN、SiO2 、TiO2 によるものと推量される。
【0022】このような事実により、本発明のTiSi
xNyOz膜の組成は、可視光を透過させて紫外線を遮
断するために、次の通りとなる。
【0023】xは1≦x≦4の範囲である。なぜなら、
Tiに比べてこの範囲よりSiが多いとSiNxOyの
特性となってしまうからである。すなわち、SiNxO
yは窒素又は酸素のいずれのガスであっても透明な膜を
与えてしまうからである。一方、Siの量が少ないとT
iNxOyの特性となってしまうためである。好ましく
は1.0≦x≦2.5である。
【0024】また、yとzはTiSi金属の酸窒化度を
決定するものであり、yは0.5≦y≦3で、zは(1
+x)<z<2(1+x)である。
【0025】本発明の紫外線熱線遮断ガラスは、ガラス
/第1層(SnO2 )/第2層(TiO2 )/第3層の
構成からなる積層体であって、第1層と第2層との間、
第2層と第3層との間、或いはその両方の間に前記した
TiSixNyOz膜を有するものである。
【0026】本発明において、ガラス板は、フロートガ
ラスなどからなるガラス板であるのが好ましく、必要な
可視光線透過率を有すれば、必要に応じて着色されても
よい。また、このガラス板の厚みは、用途に応じて任意
に選定し得るが、一般的にいえば、1〜8mm、好まし
くは3〜5mmである。
【0027】本発明の第1層であるSnO2 の膜厚は、
30〜80nmである。膜厚がこの範囲を外れると透過
率が低下したり、色調がニュートラルでなくなるので望
ましくない。好ましくは50〜80nmである。
【0028】本発明の第2層であるTiO2 膜は、20
〜80nmである。膜厚がこの範囲を外れると透過率が
低下したり、色調がニュートラルでなくなるので望まし
くない。好ましくは30〜50nmである。
【0029】本発明の第3層は10nmより小さいと被
覆層の耐摩耗性および耐薬品性が低下し、120nmよ
り大きいと被覆膜の色調が顕著になるので、窓ガラスと
して好ましくない。10〜120nmの厚みの範囲のう
ち、耐摩耗性と耐薬品性を実用的強度を有するように確
保し、かつ、透過色をハンター色度座標で3以下、反射
色を5以下(原稿の7頁に記載)の色調が目立たないガ
ラスとするために、屈折率が1.8〜2.1とし得るZ
rO2 の膜、Ta2 5 の膜を用いる場合は、20〜4
0nmの厚み範囲、1.8より小さくし得るSiCxN
yOz膜を用いる場合は、40〜90nmとするのが好
ましい。
【0030】本発明のTiSixNyOz膜の膜厚は5
〜80nmである。膜厚がこの範囲を外れると紫外線カ
ット効果が薄れたり、可視光線透過率が低下したりして
望ましくない。好ましくは20〜70nmである。
【0031】本発明のもう一つの紫外線熱線遮断ガラス
は、ガラス/第1層(TiSixNyOz)/第2層
(SnO2 )/第3層の構成からなる積層体である。
【0032】本発明において、ガラス板は、前記した通
りである。
【0033】本発明の第1層であるTiSixNyOz
膜の膜厚は20〜100nmである。膜厚がこの範囲を
外れると特に、紫外線カット効果が薄れたり、可視光線
透過率が低下したりして望ましくない。膜中の窒素含有
量を酸素含有量よりも相対的に少ない、すなわち、光吸
収が少なく透過性が大なるときは、50〜90nmとす
るのが好ましく、膜中の窒素含有量よりも相対的に多
く、すなわち、光吸収が有る場合は、20〜50nmと
するのが好ましい。
【0034】本発明の第2層であるSnO2 膜の膜厚は
10〜90nmである。膜厚がこの範囲を外れると透過
率が低下したり、色調がニュートラルでなくなるので望
ましくない。好ましくは20〜70nmである。
【0035】本発明の第3層は、632.8nmの波長
における屈折率が1.8以下とし、その厚みが50〜1
00nmであるSiCxNyOz層である。この層にZ
rO2 層、Ta2 5 層またはこの混合物の層をそれら
の合計厚みが20nmを超えない範囲で積層して2層以
上の複層膜とすることができる。
【0036】このような構成により、本発明の紫外線熱
線遮断ガラスは、可視光線透過率が70%以上で、かつ
紫外線透過率が40%以下であり、しかも日射透過率の
基板からの低下率が8%以上であると共に、透過色及び
反射色がともにニュートラル色という特性を有するもの
である。
【0037】なお、基板色からの変化はハンター色度座
標で、次の通りとなる。 透過色:|△a|≦3 |△b|≦3 反射色:|△a|≦5 |△b|≦5
【0038】本発明の紫外線熱線遮断ガラスは、ガラス
板面に第1層乃至第3層を、あるいはこの間にTiSi
xNyOz膜をスパッタリング法等の常法により順次形
成して、容易に製造される。
【0039】以下に、実施例及び比較例を示し、本発明
を更に詳しく説明する。
【0040】実施例1〜8及び比較例1〜3 ガラス基板としてSZ35(日本板硝子(株)製、セー
フティブロンズ、3.5mm)を用い、かつ成膜装置と
してDCスパッタリング装置を用い、下記第2表の成膜
条件で成膜を行い、本発明の実施例及び比較例のサンプ
ルを作成した。
【0041】
【表2】
【0042】このようにして得られたサンプル(実施例
1〜8及び比較例1〜3)について、光学特性、耐摩耗
性及び耐薬品性について評価した。結果を第3表に示
す。
【0043】なお、評価は次の方法で行った。 光学特性 : 分光光度計 日立U−3400 耐摩耗性 : テーバー摩耗試験機 条件 500g×1000回転 評価 透過率変化 耐薬品性 : 1N H2 SO4 24時間浸漬 1N NaOH 24時間浸漬
【0044】
【表3】
【0045】実施例ではいずれも可視光線透過率が70
%以上であり、紫外線透過率及び日射透過率は共に小さ
い。また、色調もニュートラルであり、しかも耐久性も
優れているため、本発明が自動車用ガラスに極めて適し
ていることがわかる。
【0046】比較例において、比較例1ではSnO2
TiO2 、SnO2 をこの順序で積層した構成であり、
日射透過率及び色調は良好であるが、紫外線透過率が大
きいことがわかる。
【0047】比較例2では本発明の実施例の構成におけ
るTiSixNyOz膜の成膜条件をN2 100%とし
て各層の膜厚を精密に調整した場合であるが、透過色及
び反射色ともに着色し、自動車用ガラスとしてはデザイ
ン上使用できないことがわかる。
【0048】比較例3では本発明の実施例5の構成にお
けるTiSixNyOz膜の成膜条件をO2 10%とし
た場合であるが、表より明らかに自動車用ガラスとして
は使用できないことがわかる。
【0049】
【効果】以上詳述した通り、本発明の紫外線熱線遮断ガ
ラスは可視光線透過率が70%以上を満足し、紫外線透
過率が40%以下で、かつ日射透過率低減率が8%以上
で、しかも透過及び反射の色調がニュートラルで、かつ
耐久性が優れているものであるため、自動車用ガラスと
して用いて極めて有用であり、乗員の日焼け防止、熱暑
感の低減、クーラー負荷の軽減、内装材の劣化防止とい
う様々な効果を有する。
【0050】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つである紫外線熱線遮断ガラスの一
実施態様を示す縦断面図である。
【図2】本発明の一つである紫外線熱線遮断ガラスの一
実施態様を示す縦断面図である。
【図3】本発明の一つである紫外線熱線遮断ガラスの一
実施態様を示す縦断面図である。
【図4】本発明のもう一つである紫外線熱線遮断ガラス
を示す縦断面図である。
【図5】TiSixNyOzの消衰係数を示す図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 日出海 大阪府大阪市中央区道修町3丁目5番11号 日本板硝子株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス板上に厚みが30〜80nmのS
    nO2 膜が第1層として被覆され、前記第1層の上に厚
    みが20〜80nmのTiO2 膜が第2層として被覆さ
    れ、前記第2層の上に厚みが10〜120nmのTa2
    5 、ZrO2 、SiCxNyOzのいずれか一つから
    なる透明層又はこれらを積層したものが第3層として被
    覆され、前記第1層と前記第2層との間、前記第2層と
    前記第3層との間、又はその両者の間に厚さが5〜80
    nmのTiSixNyOz〔1≦x≦3、0.5≦y≦
    3、(1+x)<z<2(1+x)〕膜が設けられてい
    ることを特徴とする紫外線熱線遮断ガラス。
  2. 【請求項2】 ガラス板上に厚みが20〜100nmの
    TiSixNyOz〔1≦x≦4、0.5≦y≦3、
    (1+x)<z<2(1+x)〕膜が第1層として被覆
    され、前記第1層の上に厚みが10〜90nmのSnO
    2 膜が第2層として被覆され、前記第2層の上に厚みが
    50〜100nmであって、632.8nmの波長にお
    ける屈折率が1.8以下であるSiCxNyOz層が第
    3層として被覆されていることを特徴とする紫外線熱線
    遮断ガラス。
  3. 【請求項3】 前記SiCxNyOz層に、ZrO2
    はTa2 5 の少なくとも一層がその合計厚みが20n
    mを超えない範囲で積層されて第3層が構成されている
    請求項2の紫外線熱線遮断ガラス。
JP14556593A 1993-05-25 1993-05-25 紫外線熱線遮断ガラス Pending JPH06329443A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6305195B1 (en) * 1999-05-27 2001-10-23 Agere Systems Guardian Corp. Process for fabricating silica article involving joining of discrete bodies
US7153808B2 (en) * 2004-07-07 2006-12-26 Kyoto University Ultraviolet and visible-light-sensitive titania-based photocatalyst
KR20180070679A (ko) * 2015-10-22 2018-06-26 코닝 인코포레이티드 내-자외선 제품 및 이의 제조방법

Cited By (4)

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