JPH07187719A - 金属窒化物層を備えた透明基材とその製法 - Google Patents
金属窒化物層を備えた透明基材とその製法Info
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Abstract
にかけることができる金属窒化物層を備え、この金属窒
化物層が酸化に対して最適に保護された透明基材と、そ
の製法を提供する。 【構成】 この透明基材は、その上に日射をフィルター
にかけるための金属窒化物層(3)が載っており、この
金属窒化物層(3)を特に高温での酸化に対して保護す
るため、この層(3)の上に熱分解された金属酸化物層
(4)を配置してなり、その金属の酸化物生成標準自由
エンタルピーΔG°の値は所定の温度における当該窒化
物層(3)の金属のそれに等しいかあるいはそれより小
さい。
Description
特性を有する窓ガラス(glazing)を製造するのを目的と
した、金属窒化物層を備えた透明基材、特にガラスの透
明基材に関する。
は、金属窒化物の層、例えば窒化チタンの層が吸収と反
射により日射を部分的にフィルターにかけることができ
るため、日射に由来する熱を減少させるのを可能にす
る。
に金属窒化物の層を付着させる方法にはいろいろなもの
がある。特に、例えば磁場によって支援される陰極スパ
ッタリングタイプの真空を利用する方法がある。しかし
ながら、これらの方法は有効ではあるものの、それらは
必要とする装置に関して費用がかさみ、そしてフロート
ガラスの帯に対して連続的に運転することができない。
金属窒化物の膜を残す窒素前駆物質と金属前駆物質とを
高温にした基材上へ噴射することからなる、いわゆる熱
分解法もある。これらの方法は実施するのがより簡単で
あり、そして特に、フロートガラス帯に対して連続的に
使用することができる。
には、四塩化チタンのようなチタン前駆物質とアンモニ
アの形をした窒素前駆物質から、化学気相成長又はCV
Dとしても知られている気相熱分解によって、窒化チタ
ンTiNの層を堆積させる方法が開示されている。しか
しながら、単一の窒化物層を付着させることは基材に日
光遮蔽特性を付与するとは言え、それは色の選択に関し
て柔軟性をもたらすことはほとんどない。更に、保護さ
れていない窒化物層は製造ラインで又はその後で、例え
ば曲げ加工、強化あるいは徐冷といったような基材に対
する熱処理を行う間に、酸化することがある。こうし
て、部分的に酸化した窒化物層は、その特性と目に見え
る外観に有意の悪変を被る。
層の上にそれを保護するための、スズ、ケイ素又はアル
ミニウムの酸化物で構成される別の層を付着させている
のは、このためである。ところが、このようにして窒化
物層が手に入れる耐酸化性の程度は、保護層の固有の性
質、特に酸化物を形成する金属の選定にも、またその厚
さにも密接に依存しており、これらの特性はまた支持基
材の光学的な外観、特に反射の外観に影響を及ぼす。
付着した金属窒化物層の保護、特に酸化に対する保護を
最適にすることであり、この最適化が光学的な外観にと
って有害でないものにすることである。
に、本発明は、日射をフィルターにかけるための金属窒
化物層が上に載っていて、この窒化物層自体の上に、金
属酸化物層であってその主たる金属の酸化物生成標準自
由エンタルピーΔG°が所定の温度、特におよそ600 ℃
で当該金属窒化物層の金属のそれに等しいかあるいはそ
れより小さいものが載っている、透明な基材、特にガラ
スの基材に関する。この酸化物層は、支持基材に対して
実施される例えば徐冷、曲げ又は強化といったような熱
処理を行う際における酸化現象、特に高温でのそれか
ら、上記の窒化物層を保護する。
層の付着を行うための熱分解法の選定とその酸化物の金
属を窒化物のそれに関連するものとして選ぶ(それらの
それぞれのΔG°の値を比較して)こととの組み合わせ
によって、窒化物層はその特性が光学的にもエネルギー
の観点からも損なわれるであろう酸化から効果的に保護
されるのである。
いても窒化物層が高温で酸化を被ることの理由をまとめ
ることを試みた。たくさんの理由が存在している。それ
らの一つは、恐らく、保護層の固有の特性、特にその密
度又は多孔度に原因がある。例えば、多孔性の層は外部
の雰囲気からその厚みを通して下にある窒化物層まで酸
素が拡散するのを容易にしよう。保護層の厚みを増すこ
とである一定の多孔度を補償しようとすれば、支持基材
の目に見える外観、特に反射の外観を有意に悪くする危
険があろう。
般には500 〜650 又は700 ℃)で行われる方法で、保護
用酸化物層を付着させることは、保護用酸化物層が高密
度を有し且つ下にある層への優れた付着力も有すること
を保証する。このようにして、そのような非多孔性の層
を通しての酸素の拡散は、たとえこの層が比較的薄くて
も、大幅に少なくなる。
護層自体によるものである。それを形成している酸化物
は、高温では、それらの二つの層の界面で窒化物と化学
的に反応する傾向が著しくなることがあり、そしてこれ
は、この界面の近傍において、酸化物の酸素が化学量論
量未満の酸化物への、そして窒化物の部分的に酸化され
た窒化物TiNx Oy への変態を引き起こす。
窒化物の金属のΔG°の値に等しいかまたはそれより小
さいΔG°の値を持つように酸化物の金属を選ぶことに
よって、その酸化物は窒化物に比べて化学的不活性(ch
emical inertia)を高められ、そして窒化物の酸化の速
度が落ちる。従って、本発明による解決策は機能的な窒
化物層の美観と一体性とを兼ね備える。
保護をもたらすことと、他方でそれらは、特に気相熱分
解により、容易に堆積させることができることを理解し
て、好ましくは、窒化物層の金属は主としてチタンであ
る。フロートガラスの帯に連続方式で適用することがで
きるこの方法は、より詳しく言えば、例えば1993年8月
12日出願のフランス国特許出願第93-09916号(これは平
成6年8月12日出願の特願平6-190428号に対応する)明
細書の教示に従って、ハロゲン化チタンとアンモニア及
び/又はアミンのような窒素誘導体とを前駆物質として
使用する。
基材のエネルギー透過を、その透明性を過度に失わせず
に十分に減らすためには、その幾何学的な厚さは、好ま
しくは最大で80nm、特に4 〜80nm、殊に10〜60nm、例え
ば15〜35nmの間である。
層の金属は主としてチタンである。それはTiO2 でよ
い(しかし、下記に示す理由からアルミナ又はジルコニ
アを使用することも可能であろう)。
nm、好ましくは90nm未満、特に10〜30nmであり、これは
いずれの酸化からも、また更にいずれの化学的又は機械
的な作用からも、窒化物層を保護するのに十分なもので
ある。
iO2 積重体を提供することからなる、ということに注
目すべきである。このように、窒化物層と保護層を形成
するために同一の金属を選ぶことによって、これらの二
つの層の相容性が、特に相互の接着力に関して、優れた
ものになる。更に、最小割合の酸素が酸化物層から窒化
物層へ移ってその表面の酸化を引き起こしたとしても、
これは酸化物層のTiO2 を消失させて次に窒化物層の
表面で直ちに再生成させるに過ぎないであろう。この反
応は量的に取るに足りず、検出不能であり、そして一般
に化学収支はゼロである。
を使用することにより、チタンの酸化ΔG°の値は 600
℃でおよそ−190kcal/mol(O2) であることを理解すれ
ば、先に言及したように、酸化物層の金属を、ΔG°の
値がこの温度で精々−190kcal/mol(O2) であるジルコニ
ウム及びアルミニウムのうちから都合よく選ぶこともで
きる。例えば、ジルコニウムの 600℃でのΔG°の値は
およそ−221kcal/mol(O2) であり、アルミニウムのそれ
はジルコニウムのそれに非常に近い。
益の一つは、上記のような層を既知の熱分解法で堆積さ
せることが容易なことである。例えば、ヨーロッパ特許
第75,516号明細書に記載されたように、チタンアセチル
アセトネート、テトラアルキルチタネートあるいはTi
(OCH3)4 のような粉末形態の前駆物質を用いる固相
熱分解法を利用することが可能である。また、有機溶剤
に溶解したあるいはそれで希釈した前駆物質をもちいる
液相熱分解法を利用することも可能であり、この前駆物
質はチタンアセチルアセトネート及び/又はチタンイソ
プロピラート、あるいはチタンテトラオクチレングリコ
ールのようなアルコキシドでよく、いずれもフランス国
特許第 2664259号明細書から知られているものである。
その上に、TiCl4 タイプのハロゲン化物と、H
2 O、CO2 、空気又はエタノールタイプのアルコール
といったような酸素源からの気相熱分解がある。二酸化
ジルコニウムZrO2 層を、熱分解により、特に粉末の
前駆物質としてジルコニウムアセチルアセトネートを用
いる固相法を使って、あるいはまた液相法もしくは気相
法によって、堆積させることも可能である。同じように
して、特にアルコキシド又はβ−ジケトン官能性を有す
る前駆物質、例えばアルミニウムトリイソプロピラー
ト、アルミニウムトリ−n−ブチラート、アルミニウム
トリ−tert−ブチラート、アルミニウムトリエチラート
又はアルミニウムアセチルアセトネートといったような
ものを使って液相又は固相熱分解により、あるいは気相
法を使用して、アルミナを堆積させることができる。
とも都合よく可能であり、それは基材と窒化物層との間
に配置され、そして誘電体材料を基礎材料とする。その
屈折率は好ましくは1.4 〜2であり、特に1.6 〜1.9 で
ある。その幾何学的な厚さは好ましくは100 nm未満であ
り、特におよそ40〜90nmである。この第三の層のための
好ましい誘電体材料はSiO2 及び/又はSiOx Cy
に基づくものであり、既に知られているやり方でもっ
て、例えばケイ素前駆物質の気相熱分解により、堆積さ
せることができる。
間にこの中間層が存在していることは窒化物層の酸化に
対する耐性を有意に強化することができる、ということ
を発見した。これについて提案されている説明は、窒化
物層を施された基材が受ける熱処理が、十分に長い場合
及び/又は十分に高い温度に達する場合には、酸素イオ
ンがガラス製の支持基材から窒化物層の方へ移動するの
に好都合であって、従ってそれは、酸化物の上層で保護
されていても、酸化する傾向があるのであろうというこ
とである。基材と窒化物層との間に配置された誘電体材
料層は、この拡散を効果的に妨げて、窒化物が酸化する
のを防ぐのであろう。
ー機能を果たすのに最も適当な材料は、SiOx Cy 又
はSiO2 を基礎材料とする誘電体である。とは言え、
このような層は、特に窒化物層の堆積を熱分解で、殊に
フロートガラスの帯に対して行う場合には、窒化物層の
実際の堆積の際にバリヤーとして有効に働くこともでき
る。この中間層はまた、光学的な機能を果たすこともで
き、特に、保護用の酸化物の上層と一緒になって、基材
の反射の見かけを調節することを可能にする。
どんなものであれ、窒化物層を酸化に対してより信頼で
きるように保護するためには、先に説明したように化学
的に不活性な緻密な酸化物の上層を持つだけでなく、基
材に関してバリヤーとして働く下層も有することがより
一層優れている。全ては、上記の下層はオプションのま
まに、考えられる熱処理の性質と、窒化物層のために得
ることが望まれる酸化に対する耐性の程度に依存する。
満、特に1.6 〜1.9 である、いわゆる反射防止層を配置
することも可能である。それは、有利にはSiO2 又は
SiOx Cy を基礎材料とする。本質的に光学的な機能
を持つとすれば、この層は好ましくは200 nm未満、特に
20〜150 nm、好ましくは40〜70nmの幾何学的厚さを有す
る。従って、屈折率が小さいこの層は、支持基材の光の
反射率の値を有利に低下させ、そして、特に下層の金属
酸化物層の屈折率が比較的大きく、例えば二酸化チタン
の場合のように2.2 を超える場合に、有効である。それ
は特に気相熱分解により堆積させることができる。
層の上にTiO2 に基づく第一の層を堆積させ、そして
次にSiOx Cy に基づく第二の層を堆積させることか
らなり、有利にはこれらの後者の二つの層の厚さの合計
はおよそ40〜80nm、特に50〜75nmであり、好ましくはT
iO2 は10nmである。これは、曲げやすさ/強化しやす
さと美観の要求条件を融和させるのを可能にする。例え
ば、窒化物の酸化に対する保護を最適にするためにはT
iO2 保護層の厚さは少なくとも10nmで十分である一
方、適切な厚さと屈折率を有するSiO2 層の選択は、
二酸化チタンのような高屈折率の酸化物を使用すること
による積重体の反射の明るい見かけを程度はともあれ
「消す」ことを可能にする。
層の堆積を熱分解で行うことである。この場合、フロー
ト設備のガラス帯に対して連続する堆積を連続式に行う
ことが可能である。例えば、任意的なバリヤー下層と窒
化物層をフロート浴の囲いの中で気相熱分解により堆積
させることができ、そしてTiO2 タイプの酸化物の上
層をフロート浴の囲いの中での気相熱分解によるか、あ
るいはフロートガラスの囲いと徐冷がまの間での固相又
は液相熱分解で堆積させることができる。最後に、Si
Ox Cy タイプの第二の上層を、特に徐冷がまでの、気
相熱分解により堆積させることができる。
る温度に耐えるために、好ましくはガラスの基材であ
る。通常の透明なソーダ−石灰−シリカガラス、特にPl
aniluxの商品名でサン−ゴバン・ビトラージュにより市
販されているもの、から作られた基材を使用することが
好ましい。しかしながら、固有の熱的性質を既に有し、
それらを取り入れる窓ガラスのエネルギー透過率を、例
えば着色剤といったような特定の化合物を添加すること
で、低下させることができるガラス基材を選んでもよ
い。Parsolの商品名でサン−ゴバン・ビトラージュによ
り市販されている、種々の熱的性質と色を有する一連の
着色ガラス基材を挙げることができる。また、国際特許
出願公開WO-93/O7095 号パンフレット(特表平6-503300
号公報に対応)及び1992年12月23日付けのサン−ゴバン
・ビトラージュ・アンテルナショナル名義のフランス国
特許出願第92/15537号(特願平6-514881号に対応)明細
書に記載されたガラスを挙げることもできる。一定の機
能性を既に有するガラス基材を使用することは、このよ
うに一方では基材のそして他方では薄い層の積重体の美
観と熱的な効果の両方を相乗的に組み合わせるのが可能
なため、非常に有利である。
窓ガラス(solar protection glazing)、特に一体式
の、多重式の、又は二重式の窓ガラス、より詳しく言え
ば建物で使用するためのものに、有利に取り入れられ
る。この場合には、本発明による基材は二重窓ガラス
に、好ましくは薄い層の積重体がその窓ガラスが取り付
けられると面2に位置するようにして配置される。(多
重窓ガラスの面は標準的に、それらが使用される部屋に
関して一番外の面から始まる番号がつけられる。)この
ように、間に入れられたガス層の断熱効果と薄い層の積
重体で覆われた基材の熱線に関するフィルター効果が組
み合わされる。
に等しいかあるいはそれより低い光透過率TL と、1を
超え、特に1.2 と1.4 の間、例えばおよそ1.3 の、エネ
ルギー透過率に対する光透過率の比TL /TE を有する
ことができる。従って、性能の観点から、これらの窓ガ
ラスは、それらを建物で使用するのに特に適したものに
する透明性のレベルを維持しながら、良好な「日射フィ
ルター」を形成する。比較的大きなTL /TE 比は、そ
れらが選択的であることを証明している。これらの窓ガ
ラスはまた、0.5 未満であることができる日射ファクタ
ー(solar factor)を持つことができ、これはそれらの
非常に重要な「抗日射(anti-solar)」効果を証明して
いる。(窓ガラスの日射ファクターは、窓ガラスを通っ
て室内に入る全エネルギーと入射太陽エネルギーとの比
であることが指摘される。)
3、4で覆われた基材1の断面図を示す添付の図1を参
照して行う、以下の非限定の実施態様の説明から理解す
ることができる。(異なる材料の厚さの割合は、図面を
分かりやすくするため無視されている。)
カガラスの厚さ6mmの基材1の上に、SiOx Cy 層
2、窒化チタンTiN層3、そして二酸化チタンTiO
2 層4を連続して含む薄層の積重体を堆積させることに
関連している。例4は、例1〜3と同様であるが、Si
Ox Cy 層2を持たない例である。
iOx Cy 層2の堆積は、これが存在する場合には、ヨ
ーロッパ特許出願公開第518755号明細書の教示に従って
既に知られているやり方でSiH4 を気相熱分解させて
行った。TiN層3の堆積は、ヨーロッパ特許第128169
号明細書に従ってTiCl4 とアンモニアの気相熱分解
によるか、あるいは1993年8月12日に出願のフランス国
特許出願第93/09916号(特願平6-190428号に対応)明細
書に従いTiCl4 とアミンの気相熱分解により行っ
た。TiO2 層4の堆積は、チタンキレート(アセチル
アセトネートとチタンイソプロピラート)とチタンアル
コキシド(チタンテトラオクチレングリコール)との混
合物の酢酸エチル中での液相熱分解により行った。キレ
ート濃度とアルコキシド濃度のチタンの重量で表した比
は2:2であるようにした。これらの前駆物質と割合は
フランス国特許第 2664259号明細書から知られているも
のである。
いて層2〜4のナノメートルで表した厚さの値eを示し
ており、そしてSiOx Cy 層2の場合にはその屈折率
が記載されている。
の分光光度測定値、すなわち百分率として表した光透過
率TL とエネルギー透過率TE 、選択率と呼ばれる無次
元のTL /TE 比、百分率として表した外部光反射率R
L 、を示している。これらの値は、三つの層で覆われた
基材を、もう一つの同じ基材であって被覆のないものと
12mmの厚さのガス空間を介して集成したものから構成さ
れている二重窓ガラスにより得られたものであり、上記
の層は面2上にある。これらの値は、光源D65に関する
ものとして示されている。
る前に、これらの三つの例による被覆された基材を、強
化あるいは曲げ加工をシミュレーションする500 ℃より
高い温度での熱処理にかけた。このタイプの処理は基材
の外観を視覚的に検出できるように変更しなかった。ま
た、TiN層は変化しないでそのままであり、日射に関
してその反射/吸収特性を保持していた。
う薄い層の積重体の機械的及び化学的な耐久性の評価を
可能にする2種類の試験にかけた。いわゆるテーバー
(Taber)試験は、層の耐磨耗性を評価するのを可能にす
る機械的な試験である。それは、研磨剤粉末をエラスト
マーに埋め込んだものから作られた研削砥石(wheels)
を利用して行われる。この機械は、米国のTaber Instru
ment Corporation製のもので、モデル 174の「標準磨耗
試験機(Standard Abrasion Tester、商標)」である。
タイプ CS10Fの砥石に 500グラムを負荷した。層は2000
回転させた。HCl試験として知られる化学的試験は、
被覆した基材を濃度1モル/リットルのHCl水溶液に
浸漬し、そして100 ℃で1時間還流させることからなる
ものである。
評価を、一方では試験の終わりに得られた光透過率の値
TL と初めにおけるものとの差(TL −TL0)によって
行い、そして他方では試験の終わりに得られた拡散光の
フラクション値と初めにおけるものとの差(HL −
HL0)により行う。これらの値を次に掲げる表に百分率
として示す。
すことができる。二酸化チタンの上層4は、たとえその
厚さが比較的限られたものであっても、下にある窒化物
層3を保護するのに大変効果的である。600 ℃における
ΔG°の値が窒化物の金属のそれと等しい金属の酸化物
を作るのを選ぶこと(ここでは同じ金属、すなわちチタ
ンを問題としているから)は、二つの利点を兼ね備え
る。酸化物は窒化物に比べて化学的慣性が大きく、酸化
物からの酸素により窒素が酸化する危険をかなり減少さ
せる。その上、たとえ非常に限られた割合の酸素がTi
N層の表面酸化を引き起こすとしても、両方の層につい
て同じ金属が選ばれるということは、その酸化を検出で
きず且つ不利とならないものにし、TiNは二つの層の
界面で事により酸化されてTiO2 層と一致するTiO
2 になる。
られた良好な結果は、上層4の密度が高く且つ下にある
窒化物層3に対するその接着力が強いことを証明してお
り、この密度と接着力は使用した堆積法、すなわち高温
熱分解の結果として得られたものである。このように、
緻密で非多孔性の酸化物の上層は、外部雰囲気からの酸
素が窒化物層3に到達してこれを酸化するために酸化物
の上層を通って拡散するのを防止する。
3の堆積の後に、後者が覆われる前に表面で酸化する時
間がないように、堆積させることであり、これは、窒化
物層を、フロート浴の囲いから出ると周囲空気と接触す
る非常に高温のフロートガラスの帯の上に熱分解で堆積
させる場合にますます注目されるものである。
はTL の値を変更し、従って窓ガラスの透明性の程度を
変えるのを可能にするが、TL :TE 比はおよそ1.3 〜
1.4でほぼ一定のままであることが分かる。これは、た
とえ所望されるTL の値がどんなであれ、本発明による
層の積重体は選択的な窓ガラス、すなわち比較的高いT
L :TE 比を有する窓ガラスを得るのを可能にすること
を意味している。
は、機能性窒化物層3の両側で下層2と上層4を組み合
わせて使用することは窓ガラスの光学的な見かけを調整
することを可能にするということである。例えば、例1
によれば、窓ガラスは15%未満のRL 値を有し、従って
明るくない、わずかに反射性の見かけを有し、これは美
観の観点から現在極めて尊重されていることである。と
は言うものの、例3によれば、もっと有意に厚い酸化物
の上層4を使用してもっとRL 値が大きい窓ガラスを選
ぶことも可能である。下層2が存在していることはま
た、酸素イオンが基材1から窒化物層3へ移動するのを
妨げるが、これはそうでなければ、特に考えられる曲げ
又は強化型の熱処理が窒化物の酸化に特に適した条件で
行われる場合に、起こりかねないであろうことである。
SiOx Cy の下層2をなくして、TiO2 層4の上に
載っている同じようにSiOCに基づく、図面には示さ
れていない上層を付け加えた、少し異なる積重体で覆わ
れる透明なガラス基材への堆積に関連している。従っ
て、この場合には、積重体はガラス/TiN/TiO2
/SiOx Cy 型のものである。
製造される。SiOx Cy の上層は、O2 、O3 、水蒸
気又はN2 Oの如き酸化性ガスと組み合わせて、ヨーロ
ッパ特許出願公開第518755号明細書から知られているよ
うにSiH4 とエチレンから気相熱分解により得られる
か、あるいは、有機のケイ素前駆物質(例えばテトラエ
チルオルトシリケート、ジエチルシラン、ヘキサメチル
ジシラン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルシ
クロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロ
キサン、ヘキサメチルジシラザン、あるいはテトラメチ
ルシランといったようなもの)から得られる。SiH4
よりも有機のケイ素前駆物質を使用することの利益は、
特に、その分解温度が一般にSiH4 より少し高く、す
なわちテトラエチルオルトシリケートTEOSについて
はほぼ480 ℃であることである。従って、フロートライ
ンで堆積させる場合に、その時にフロートガラスの帯が
適当な温度にある徐冷がまで第二の上層を堆積させるこ
とが可能である。
1.7 になるように既知のやり方でもって調節される。次
に掲げる表4は、例5〜8のおのおのについて、存在す
る層のそれぞれの厚さeの値をナノメートルで示すもの
である。
ーションする500 ℃での熱処理を施した。やはり、視覚
的なあるいは熱的な観点から有意の変化は認められなか
った。これは、厚さがわずか10nm(例5)のTiO2 の
上層が、殊にその高密度に起因する有効な「遮蔽(シー
ルド)」効果のため、窒化物を酸化に対して最適に保護
するのに十分であることができるということを確認する
ものである。
じ条件で二重窓ガラスに取り付けた。表5は、これらの
四つの二重ガラスについて、測光値TL 、TE 、TL /
TE比、RL (これらは先に示したものと同じ意味を有
する)を示している。この表には、透過光の無次元の日
射ファクターFS、主波長ηd(t) 、及び色純度Pe(t)
も挙げられている。この表はまた、外部反射光の主波
長ηd(R) 、及び色純度Pe (R) も示している。
は、0.5 未満の日射ファクターと1.30より大きい選択率
を有する。従って、それらは、透明性を過度に犠牲とせ
ずに太陽からの熱線に対して良好に保護する。透過光で
は、色は青−緑の範囲にあるが、純度が2未満のままで
あるため非常に弱められた形態になっている、というこ
とにも注目すべきである。
青の着色を有し、それは美的であって且つ、その純度が
4未満にとどまっているため、やはり非常に弱くされて
いる。このように、これらの全ての例において、TiO
2 の上層と第二のSiOCの上層の厚さの合計の値を、
およそ70nmの一定値に保つことが可能であった。TiO
2 層の厚さがSiOC層のそれに比べて厚くなればなる
ほど、RL の値が大きくなることが分かる。このよう
に、高い密度と大きな接着力を得ることを可能にする条
件下で堆積させる場合には、10nmのTiO2 が下にある
窒化物を保護するのに十分であることができることを知
れば、これらの二つの層の厚さを変えることによって外
側から見える窓ガラスの反射の外観を大なり小なり調節
することが可能である。
ているガラス基材上に例5〜8におけるようにして得ら
れた三つの層TiN/TiO2 /SiOx Cyの積重体
の堆積に関するものである。最初の三つは、サン−ゴバ
ン・ビトラージュによりParsolブロンズ、Parsolグレー
及びParsolグリーンの商品名で市販されているものであ
る。四番目のものは、国際特許出願公開WO-93/07095 号
パンフレット(特表平6-503300号公報に対応)に記載さ
れているものと同様の、青(ブルー)に着色したガラス
である。表6は、厚さ6mmのこれらの四つの一体式ガラ
スの特性を先の例で使用したPlanilux透明ガラスと比較
して示している。
種類の積重体AとBを堆積させた。積重体Aは15nmのT
iN層、次に10nmのTiO2 層、そして次に60nmのSi
OC層を堆積させたもの、積重体Bは5nmのTiN層、
次に10nmのTiO2 層、そして次に60nmのSiOC層を
堆積させたものであった。
の結果を、各例の番号の下に使用したガラスの種類を指
示して表7に示す。
材に関する分光測定の結果を、上記と同じ方式で表8に
示す。
トを引き出すことが可能である。第一に、本発明による
薄い層の積重体の透過光の着色が中性であることは、ガ
ラス基材がその最初の透過光の色を保持するのを可能に
することに注目すべきである。とは言うものの、反射光
では、これらの薄い層の積重体は、美的であることを証
明できる最初の色との組み合わせの効果を得ながら、ブ
ランクのガラス基材の外観をわずかに変更することがで
きる。
薄い層による日射をフィルターにかける効果が、特に都
合のよいように組み合わされることにも注目すべきであ
る。例えば、光の透過率とエネルギーの透過率との新し
い「折衷」を得ることが可能であり、従って、基材のガ
ラスの種類と窒化物層の厚さの両方を変える可能性を持
ちながらいわゆる日射調節窓ガラス(solar control gl
azings)の範囲を多様化させることによって、窓ガラス
の性能特性を必要に応じてよりうまく調節することが可
能である。表7と表8の比較からは、同一の基材につい
て、TiNの厚さがTL を、それゆえに必要とする透明
性のレベルを、必要に応じるように、そして特に、基材
が一体式の窓ガラスとして用いられるのかそれとも二重
窓ガラスタイプの多重窓ガラスの一部を形成するのかを
考慮に入れるように、「調節する」のを可能にすること
が示される。
さを所定の範囲内で変え、また基材の種類を変えること
で、窓ガラスの抗日射性能特性も視覚的外観も耐酸化性
も変更することが可能であり、これは窓ガラスを市場の
要求に適応させるの可能にする。
する際に問題は生じず、初めの酸化物又は酸炭化物層2
と窒化物層3の二つの堆積は、例えば、フロート浴の囲
いの下流部分で気相熱分解により行われ、そしてTiO
2 の酸化物の上層4の堆積は、フロートガラスの囲いと
徐冷がまとの間での液相又は固相熱分解により、あるい
はガラス帯がフロート浴の囲いを出てゆく直前での気相
熱分解により行われ、また第二の上層のそれは徐冷がま
での気相熱分解により行われる。
性金属窒化物層を最適に保護すると同時に、工業的に実
施可能なものである。それをフィルター用基材と組み合
わせることによって、窓ガラスとそれらの性能特性を最
適化し且つ多様化することが可能である。
する図である。
Claims (21)
- 【請求項1】 日射をフィルターにかけるための金属窒
化物層(3)を上に載せた透明基材(1)であって、当
該金属窒化物層を特に高温での酸化に対して保護するた
め、この層(3)の上に熱分解された金属酸化物層
(4)を配置してなり、その金属の酸化物生成標準自由
エンタルピーΔG°の値が所定の温度における当該窒化
物層(3)の金属のそれに等しいかあるいはそれより小
さいことを特徴とする透明基材。 - 【請求項2】 前記金属窒化物層(3)の金属が主とし
てチタンであることを特徴とする、請求項1記載の基
材。 - 【請求項3】 前記金属窒化物層(3)の幾何学的厚さ
が5〜80nm、好ましくは10〜60nm、特に15〜35nmである
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の基材。 - 【請求項4】 前記保護用金属酸化物層(4)の金属が
主としてチタンであり、特にこの層がTiO2 層である
ことを特徴とする、請求項1から3までのいずれ一つに
記載の基材。 - 【請求項5】 前記保護用金属酸化物層(4)の金属が
ジルコニウム又はアルミニウムであることを特徴とす
る、請求項1から3までのいずれ一つに記載の基材。 - 【請求項6】 前記保護用金属酸化物層(4)の幾何学
的厚さが10〜120 nm、好ましくは90nm未満、特に10〜30
nmであることを特徴とする、請求項1から5までのいず
れか一つに記載の基材。 - 【請求項7】 当該基材(1)と前記金属窒化物層
(3)との間に位置する誘電体材料層(2)を備えてな
ることをことを特徴とする、請求項1から6までのいず
れか一つに記載の基材。 - 【請求項8】 前記誘電体材料層(2)の屈折率が1.5
〜2、好ましくは1.6 〜1.9 であり、幾何学的厚さが10
0 nm未満、特におよそ40〜90nmであることを特徴とす
る、請求項7記載の基材。 - 【請求項9】 前記誘電体材料層(2)がSiO2 及び
/又はSiOx Cyに基づくものであることを特徴とす
る、請求項7又は8記載の基材。 - 【請求項10】 前記金属酸化物層(4)の上に、屈折
率が2未満、特に1.6 〜1.9 の反射防止層が配置されて
いることを特徴とする、請求項1から9までのいずれか
一つに記載の基材。 - 【請求項11】 屈折率が2未満の前記反射防止層が酸
化物に基づく、特にSiO2 又はSiOx Cy に基づく
ものであることを特徴とする、請求項10記載の基材。 - 【請求項12】 屈折率が2未満の前記反射防止層の幾
何学的厚さが200 nm未満、特に20〜150 nm、好ましくは
40〜70nmであることを特徴とする、請求項10又は11
記載の基材。 - 【請求項13】 TiNタイプの前記金属窒化物層
(3)の上にTiO2 タイプの保護用金属酸化物層
(4)が配置されていて、それ自体の上にSiOCタイ
プの反射防止層が載っていることをことを特徴とする、
請求項10から12までのいずれか一つに記載の基材。 - 【請求項14】 前記TiO2 タイプの保護層(4)と
前記SiOCタイプの反射防止層の幾何学的厚さの合計
がおよそ40〜80nm、特に50〜75nmであり、そのうちの好
ましくは少なくとも10nmはTiO2 タイプの保護層であ
ることを特徴とする、請求項13記載の基材。 - 【請求項15】 当該透明基材(1)がソーダ−石灰−
シリカガラスタイプの透明ガラス基材、又はエネルギー
透過率を低下させた、特に着色されている、ガラス基材
であることを特徴とする、請求項1から14までのいず
れか一つに記載の基材。 - 【請求項16】 請求項1から15までのいずれか一つ
に記載の被覆された基材を取り入れてなる日射防護窓ガ
ラス(solar protection glazing)であって、その光透
過率TL が65%に等しいかあるいはそれ未満であり、且
つ、光透過率TL とエネルギー透過率TE との比TL /
TE が1より大きく、特に1.2 〜1.4、例えばほぼ1.3
であることを特徴とする日射防護窓ガラス。 - 【請求項17】 最高で0.5 の日射ファクター(solar
factor)を有することを特徴とする、請求項16記載の
日射防護窓ガラス。 - 【請求項18】 前記金属酸化物層(4)を固相、液相
又は気相熱分解法によって、特に二酸化チタンの場合に
はアセチルアセトネート及び/又はイソプロピラート及
び/又はアルコキシドタイプの前駆物質の、例としてチ
タンテトラオクチレングリコールのようなものの固相熱
分解により、あるいはTiCl4 タイプのハロゲン化物
と酸素源、例えば、H2 O、空気、CO2 もしくは、エ
タノールの如きアルコール、といったようなものとを主
原料とする気相熱分解により、堆積させることを特徴と
する、請求項1から15までのいずれか一つに記載の層
を備えてなる基材を得るための方法。 - 【請求項19】 前記金属窒化物層(3)を熱分解法に
よって、特に窒化チタン層の場合にはハロゲン化チタン
タイプの金属前駆物質とアンモニア及び/又はアミンタ
イプの窒素前駆物質の気相熱分解により、堆積させるこ
とを特徴とする、請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 前記誘電体材料層(2)を熱分解法に
よって、特にSiO 2 及び/又はSiOx Cy の場合に
はケイ素前駆物質の気相熱分解により、堆積させること
を特徴とする、請求項18又は19記載の方法。 - 【請求項21】 前記層の堆積をフロートラインのガラ
ス帯の上で熱分解法により連続的に行うことを特徴とす
る、請求項18から20までのいずれか一つに記載の方
法。
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