CN109538075B - 多层玻璃单元以及多层玻璃单元用玻璃板 - Google Patents

多层玻璃单元以及多层玻璃单元用玻璃板 Download PDF

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Abstract

本发明的多层玻璃单元具备隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态的一对玻璃板,且将室内空间与室外空间分离,在所述一对玻璃板中的位于室内空间侧的玻璃板的双方的主平面上形成有低放射率(Low‑E)膜,在该双方的主平面中的靠室内空间侧的主平面上形成的低放射率膜的表面的算术平均粗糙度(Ra)为14nm以下。在该多层玻璃单元中,能够在维持较低的U值的状态下将SHGC的值设计得比以往大。

Description

多层玻璃单元以及多层玻璃单元用玻璃板
本申请是国际申请号PCT/JP2015/002946,国家阶段申请号201580031115.X、申请日2015年6月11日、发明名称为“多层玻璃单元以及多层玻璃单元用玻璃板”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于窗结构等的多层玻璃单元以及用于该单元的多层玻璃单元用玻璃板。
背景技术
在建筑物以及车辆等的将室内空间与室外空间分离的窗结构中有时使用多层玻璃单元。多层玻璃单元包括隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态的一对玻璃板。在使用多层玻璃单元的窗结构中,由于该空隙层的存在,与仅使用一片玻璃板的窗结构相比,绝热性提高。通过窗结构的绝热性的提高,能够减少室内的空调所需的能量。
近年来,除了绝热性之外,为了进一步确保隔热性,开发出使用在主平面(玻璃面)形成隔热功能膜的玻璃板的多层玻璃单元。当窗结构兼具有隔热性时,尤其是在夏季,能缓和强烈阳光向室内空间的进入,另外,在夜间也能够缓和从室外空间流入热量。作为隔热功能膜,已知有低放射率膜(Low-E膜)。例如,在日本特开2013-517206号公报中公开了一种玻璃单元,该玻璃单元是具备室外空间侧的第一玻璃板以及室内空间侧的第二玻璃板的多层绝热玻璃单元,且在第二玻璃板的外侧面(室内侧的主平面:后述的第四面(#4面))形成有包含透明导电膜的低放射率膜。另外,在日本特开2013-517206号公报记载有:在该玻璃单元中,还可以在第一玻璃板的内侧面(空隙层侧的主平面:后述的第二面(#2面))形成具有包含银的膜的低放射率膜。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-517206号公报
发明内容
发明要解决的课题
如日本特开2013-517206号公报所公开的多层玻璃单元那样,通过在构成该单元的玻璃板的两个主平面形成低放射率膜,与仅在一个主平面形成低放射率膜的情况相比,能期待多层玻璃单元的(即具备该单元的窗结构的)隔热性的提高,例如U值(传热率)的降低。
在此,不仅是夏季,为了也提高冬季的室内环境的舒适度、并减少全年中空调所需的能量,期望能够将SHGC(日射得热率)的值设计得较大的多层玻璃单元。但是,在日本特开2013-517206号公报的多层玻璃单元中,能够采用的SHGC的值具有极限。
本发明的目的之一在于,提供一种能够在维持较低的U值的状态下将SHGC的值设计得比以往大的多层玻璃单元。
用于解决课题的方案
本发明的多层玻璃单元包括隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态的一对玻璃板,且将室内空间与室外空间分离,在所述一对玻璃板中的、位于所述室内空间侧的玻璃板的靠所述空隙层侧的主平面上形成有第一低放射率(Low-E)膜,在所述一对玻璃板中的、位于所述室内空间侧的玻璃板的靠所述室内空间侧的主平面上形成有第二低放射率膜,在所述室内空间侧的主平面上形成的所述第二低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
从与此不同的侧面观察到的本发明的多层玻璃单元由玻璃板A、玻璃板B以及玻璃板C这三个玻璃板构成,且将室内空间与室外空间分离,所述玻璃板A与所述玻璃板B、以及所述玻璃板B与所述玻璃板C分别隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态,在所述三个玻璃板中的位于最靠所述室内空间侧的所述玻璃板C的靠所述空隙层侧的主平面上形成有第一低放射率(Low-E)膜,在所述三个玻璃板中的位于最靠所述室内空间侧的所述玻璃板C的靠所述室内空间侧的主平面上形成有第二低放射率膜,并且,在所述三个玻璃板中的、位于最靠所述室外空间侧的所述玻璃板A的靠所述玻璃板B侧的主平面或者中央的所述玻璃板B的靠所述玻璃板A侧的主平面上形成有第三低放射率膜,在所述玻璃板C的靠所述室内空间侧的主平面上形成的所述第二低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
本发明的多层玻璃单元用玻璃板用于上述本发明的多层玻璃单元中的位于所述室内空间侧的所述玻璃板,在该玻璃板的双方的主平面上形成有低放射率(Low-E)膜,在一方的所述主平面上形成的所述低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
发明效果
根据本发明,可获得能够在维持较低的U值的状态下将SHGC的值设计得比以往大的多层玻璃单元。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的多层玻璃单元的一例的剖视图。
图2是示意性地示出本发明的多层玻璃单元的另一例的剖视图。
图3是示意性地示出本发明的多层玻璃单元的再一例的剖视图。
图4是示意性地示出本发明的多层玻璃单元的又一例的剖视图。
图5是示出实施例以及比较例中的Low-E膜形成面的算术平均粗糙度Ra与粗糙度曲线的均方根斜率RΔq之间的关系的图。
具体实施方式
本发明的第一方案提供一种多层玻璃单元,其包括隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态的一对玻璃板,且将室内空间与室外空间分离,在所述一对玻璃板中的位于所述室内空间侧的玻璃板的靠所述空隙层侧的主平面上形成有第一低放射率(Low-E)膜,在所述一对玻璃板中的位于所述室内空间侧的玻璃板的靠所述室内空间侧的主平面上形成有第二低放射率膜,在所述室内空间侧的主平面上形成的所述第二低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
本发明的第二方案在第一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述第一低放射率膜具有第一层叠结构,该第一层叠结构包括:金属层;与该金属层接触地配置在所述金属层的靠所述空隙层侧的面上的牺牲层;以及夹持所述金属层及所述牺牲层的电介质层的对,所述第二低放射率膜具有第二层叠结构,该第二层叠结构从形成有该第二低放射率膜的所述主平面侧起依次包括基底层、透明导电性氧化物层以及非晶层。
本发明的第三方案在第二方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述非晶层的厚度小于40nm。
本发明的第四方案在第二方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述透明导电性氧化物层包含厚度为120nm以上的掺氟氧化锡层,所述非晶层包含厚度为15nm~70nm的二氧化硅层,所述透明导电性氧化物层的厚度d1以及所述非晶层的厚度d2满足公式d2≥d1×0.11+1.4nm,所述第二低放射率膜的放射率ε为0.34以下。
本发明的第五方案在第二方案至第四方案中的任一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述第一低放射率膜具有两个所述第一层叠结构。
本发明的第六方案在第五方案的基础上提供一种多层玻璃单元,两个所述第一层叠结构中的、距形成有所述第一低放射率膜的所述主平面更近的该结构所包含的所述金属层的厚度d4相对于两个所述第一层叠结构中的、距形成有所述第一低放射率膜的所述主平面更远的该结构所包含的所述金属层的厚度d3之比d4/d3为1.15以上,所述厚度d3为6nm以上。
本发明的第七方案在第一方案至第六方案中任一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述第二低放射率膜的表面的粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.77以下。
本发明的第八方案在第一方案至第七方案中任一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述第二低放射率膜还具有功能性层。
本发明的第九方案在第一方案至第八方案中任一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,在所述一对玻璃板中的位于所述室外空间侧的玻璃板的双方的主平面上未形成低放射率(Low-E)膜。
本发明的第十方案在第一方案至第九方案中任一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述多层玻璃单元的厚度为22mm以下,U值为1.6(W/(m2·K))以下,SHGC值为0.4~0.7,可见光线透过率为50%~75%。
本发明的第十一方案在第一方案至第十方案中任一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,在比所述空隙层靠所述室外空间侧具备压花玻璃板或者网眼玻璃板。
本发明的第十二方案在第一方案至第十一方案中任一方案的基础上提供一种多层玻璃单元,所述多层玻璃单元还具备:相对于所述一对玻璃板中的位于所述室外空间侧的玻璃板,以隔着另一个空隙层对置而成为以规定的间隔相互分离的状态的方式配置在所述室外空间侧的玻璃板。
本发明的第十三方案提供一种多层玻璃单元用玻璃板,其用于第一方案至第十二方案中任一方案的多层玻璃单元中的、所述一对玻璃板中位于所述室内空间侧的所述玻璃板,其中,在该玻璃板的双方的主平面上形成有低放射率(Low-E)膜,在一方的所述主平面上形成的所述低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
本发明的第十四方案在第十三方案的基础上提供一种多层玻璃单元用玻璃板,在一方的所述主平面上形成的所述低放射率膜的表面的粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.77以下。
本发明的第十五方案提供一种多层玻璃单元,其由玻璃板A、玻璃板B以及玻璃板C这三个玻璃板构成,且将室内空间与室外空间分离,其中,所述玻璃板A与所述玻璃板B、以及所述玻璃板B与所述玻璃板C分别隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态,在所述三个玻璃板中的位于最靠所述室内空间侧的所述玻璃板C的靠所述空隙层侧的主平面上形成有第一低放射率(Low-E)膜,在所述三个玻璃板中的位于最靠所述室内空间侧的所述玻璃板C的靠所述室内空间侧的主平面上形成有第二低放射率膜,并且,在所述三个玻璃板中的、位于最靠所述室外空间侧的所述玻璃板A的靠所述玻璃板B侧的主平面或者中央的所述玻璃板B的靠所述玻璃板A侧的主平面上形成有第三低放射率膜,在所述玻璃板C的靠所述室内空间侧的主平面上形成的所述第二低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
图1示出本发明的多层玻璃单元的一例。图1所示的多层玻璃单元1具备位于室外空间侧的第一玻璃板2以及位于室内空间侧的第二玻璃板3这两片玻璃板。第一玻璃板2以及第二玻璃板3是隔着空隙层4对置配置的、将空隙层4夹在中间的成对(pair)的玻璃板。第一玻璃板2以及第二玻璃板3配置为以规定的间隔相互分离的状态,在分离的两者之间形成的空间为空隙层4。多层玻璃单元1作为玻璃单元以单体的形式组入到建筑物或者车辆等的窗结构,或者作为具备窗框(sash)部的窗组装件组入到建筑物或者车辆等的窗结构,从而将室内空间与室外空间分离。图1所示的玻璃单元1由两个玻璃板2、3构成,第一玻璃板2配置为最靠室外空间侧且在该室外空间露出,第二玻璃板3配置为最靠室内空间侧且在该室内空间露出。
在多层玻璃单元1中,在隔着空隙层4的一对玻璃板2、3中的、位于室内空间侧的第二玻璃板3的双方的主平面(玻璃面)11c、11d上形成有低放射率(Low-E)膜5a、5b。更具体地说,在位于室内空间侧的第二玻璃板3的靠空隙层4侧的主平面11c上形成有第一低放射率膜5a,在靠室内空间侧的主平面11d上形成有第二低放射率膜5b。由此,在多层玻璃单元1中,能够在维持较低的U值(传热率)的状态下将SHGC(日射得热率)的值设计得比以往大,利用该单元1,不仅是夏季,也能够提高冬季的室内环境的舒适度,能够减少全年中室内的空调所需的能量。另外,通过使在室内空间露出的第二玻璃板3的主平面11d的表面的Ra为14nm以下(严格来说,在主平面11d上形成的、且在室内空间露出的Low-E膜5b的表面的Ra为14nm以下),能够确保多层玻璃单元1的室内侧的玻璃面的良好的污垢脱落性。
在多层玻璃单元中,作为本领域技术人员的惯例,针对该单元所具备的玻璃板的主平面,从室外空间侧起按照第一面、第二面、第三面...这样的顺序标注编号。基于该惯例,在图1所示的多层绝热玻璃单元1中,第一玻璃板2的与空隙层4相反的一侧的主平面(在室外空间露出的主平面)11a为第一面(#1面),第一玻璃板2的面向空隙层4的主平面11b为第二面(#2面),第二玻璃板3的面向空隙层4的主平面11c为第三面(#3面),第二玻璃板3的与空隙层4相反的一侧的主平面(在室内空间露出的主平面)11d为第四面(#4面)。在图1所示的例子中,#3面以及#4面具有Low-E膜。
多层玻璃单元1具有至少两个Low-E膜。由此,与仅具有一个Low-E膜的多层玻璃单元相比,能够提高隔热性,典型的是能够减小U值。例如,在包含银(Ag)层那样的金属层的Low-E膜中,虽然通过使金属层的个数增加也能够降低多层玻璃单元的U值,但在Low-E膜为一个的情况下,该降低具有极限。至少利用两个Low-E膜,能够超过该极限而降低多层玻璃单元的U值。另外,在多层玻璃单元1中,在隔着空隙层4位于室内空间侧的第二玻璃板3的双方的主平面11c、11d上形成有Low-E膜5a、5b。由此,与在其他组合的主平面上形成有两个Low-E膜的情况相比,能够设计出在保持较低的U值的状态下呈现更大的SHGC的值的多层玻璃单元。
Low-E膜5a、5b的结构并不特别限定,能够应用公知的Low-E膜。
Low-E膜的一例是包含Ag层那样的金属层的膜。该膜例如具有从玻璃板的主平面侧起依次层叠了电介质层/金属层/牺牲层/电介质层的结构(第一层叠结构)。换言之,该Low-E膜具有第一层叠结构,该第一层叠结构包含金属层、在金属层的与上述主平面侧相反的一侧的面上与该金属层接触配置的牺牲层、以及夹持金属层及牺牲层的电介质层的对。该Low-E膜也可以包含两个以上的金属层,由此能够将多层玻璃单元的U值设计得更小。在该情况下,Low-E膜例如能够具有从玻璃板的主平面侧起依次层叠了电介质层/金属层/牺牲层/电介质层/金属层/牺牲层/电介质层的结构。即,Low-E膜也可以具有两个以上的第一层叠结构,在该情况下,能够使两个第一层叠结构共用夹持在牺牲层与金属层之间的电介质层。
电介质层、金属层以及牺牲层的各层可以是由一个材料构成的一个层,也可以是由相互不同的材料构成的两个以上的层的层叠体。
在第一层叠结构中,夹持金属层以及牺牲层的一对电介质层可以由相同的材料构成,也可以由相互不同的材料构成。
就包含金属层的Low-E膜而言,在将该金属层的个数设为n时,夹持该金属层的电介质层的个数成为n+1以上,因此,通常由2n+1或者更多个数的层构成。
金属层例如为Ag层。Ag层可以是以Ag为主成分的层,也可以是由Ag构成的层。在本说明书中,“主成分”是指该层中的含有率最大的成分,该含有率通常为50重量%以上,依次优选为70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上。在金属层中,代替Ag,也可以使用将钯、金、铟、锌、锡、铝以及铜等金属掺入Ag中而得到的材料。
在Low-E膜包含金属层的情况下,Low-E膜中的金属层的厚度合计例如为18~34nm,优选为22~29nm。
牺牲层例如是将从钛、锌、镍、铬、锌/铝合金、铌、不锈钢、它们的合金以及它们的氧化物中选出的至少一种作为主成分的层,优选将从钛、钛氧化物、锌以及锌氧化物中选出的至少一种作为主成分的层。牺牲层的厚度例如为0.1~5nm,优选为0.5~3nm。
电介质层例如是将氧化物或氮化物作为主成分的层,这样的电介质层的更具体的例子是将从硅、铝、锌、锡、钛、铟及铌的各氧化物以及各氮化物中选出的至少一种作为主成分的层。电介质层的厚度例如为8~120nm,优选为15~85nm。
金属层、牺牲层以及电介质层的形成方法并不限定,能够利用公知的薄膜形成方法。例如,能够通过溅射法来形成这些层。即,包含金属层的Low-E膜例如能够通过溅射而形成。由氧化物或氮化物构成的电介质层例如能够通过作为溅射法的一种的反应溅射而形成。牺牲层是为了通过反应溅射在金属层上形成电介质层所需的层(在反应溅射时,通过自身氧化来防止金属层的氧化的层),牺牲层这一名称对本领域技术人员来说是公知的。
Low-E膜的另一例是包含透明导电性氧化物层的层叠膜。该膜例如具有从玻璃板的主平面侧起依次层叠了基底层/透明导电性氧化物层/非晶层的结构(第二层叠结构)。换言之,该Low-E膜具有第二层叠结构,该第二层叠结构包含透明导电性氧化物层以及夹持透明导电性氧化物层的基底层及非晶层。该Low-E膜也可以包含两个以上的透明导电性氧化物层。
基底层、透明导电性氧化物层以及非晶层的各层可以是由一个材料构成的一个层,也可以是由相互不同的材料构成的两个以上的层的层叠体。
基底层例如是将从硅、铝、锌以及锡的各氧化物中选出的至少一种作为主成分的层,可以是将从硅、铝以及锌的各氧化物中选出的至少一种作为主成分的层。基底层抑制玻璃板所包含的钠离子等碱性金属离子向透明导电性氧化物层移动,由此能抑制该氧化物层的功能的降低。基底层的厚度例如为25~90nm,优选为35~70nm。基底层可以由折射率相互不同的两个以上的层构成,在该情况下,通过调整各层的厚度,能够使Low-E膜的反射色接近中性色。在由两个以上的层例如两个层构成的基底层中,优选从玻璃板的主平面侧起依次为以氧化锡或氧化钛为主成分的第一基底层、以及以氧化硅或氧化铝为主成分的第二基底层。
透明导电性氧化物层例如是将从氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝、掺锑氧化锡(SnO:Sb)以及掺氟氧化锡(SnO2:F)中选出的至少一种作为主成分的层。透明导电性氧化物层的厚度例如为100~350nm,优选为120~260nm。
非晶层例如是将从硅以及铝的各氧化物中选出的至少一种作为主成分的层。非晶层用于保护透明导电性氧化物层,并且具有减小透明导电性氧化物层、尤其是通过化学气相沉积(CVD)法形成的该氧化物层的表面的粗糙度的作用。非晶层的厚度例如为10~70nm,优选为20~60nm。非晶层的厚度的上限可以小于40nm。
Low-E膜、典型的是在室内空间露出的第二Low-E膜也可以具有功能性层,在该情况下,可以在非晶层的上方形成功能性层。功能性层例如为抗菌层、抗病毒层。功能性层例如为TiO2层,优选为锐钛型的TiO2层。
在第二层叠结构的具体的一例中,透明导电性氧化物层包含厚度为120nm以上的掺氟氧化锡层,非晶层包含厚度为15~70nm的二氧化硅层。厚度为120nm以上的掺氟氧化锡层有助于使Low-E膜的放射率ε成为恒定的值以下。厚度为15nm以上且70nm以下的二氧化硅层在抑制从室内空间侧以及室外空间侧观察到的多层玻璃单元的反射色的变动、尤其是红色化的同时,有助于减小透明导电性氧化物层的表面的粗糙度,从而提高多层玻璃单元1的室内空间侧的玻璃面的污垢脱落性。在该例子中,透明导电性氧化物层的厚度d1以及非晶层的厚度d2优选满足公式d2≥d1×0.11+1.4nm。若考虑非晶层的厚度为二氧化硅层的厚度以上、即15nm以上,则此时透明导电性氧化物层的厚度d1成为125nm以上。在该例子中,第二Low-E膜5b的放射率ε例如为0.34以下。
基底层、透明导电性氧化物层以及非晶层的形成方法并不限定,能够利用公知的薄膜形成方法。例如能够通过CVD法形成这些层。即,包含透明导电性氧化物层的Low-E膜例如能够通过CVD法而形成。基于CVD法的薄膜的形成能够在玻璃板的制造工序中、作为更具体的例子则为在基于浮法的玻璃板的制造工序中以“在线”的方式实施。
这些例子是Low-E膜的一例,多层玻璃单元1所具有的Low-E膜的结构并不局限于这些例子。
在多层玻璃单元1的一个实施方式中,在第二玻璃板3的面向空隙层4的主平面11c上形成的第一Low-E膜5a具有第一层叠结构,该第一层叠结构包括:金属层;在金属层的与主平面11c侧相反的一侧的面(空隙层4侧的面)上与该金属层接触配置的牺牲层;以及夹持金属层及牺牲层的电介质层的对,在第二玻璃板3的室内空间侧的主平面11d上形成的第二Low-E膜5b具有第二层叠结构,该第二层叠结构从该主平面11d侧起依次包含基底层、透明导电性氧化物层以及非晶层。在图1所示的例子中,Low-E膜5b在室内空间露出,与面向空隙层4的Low-E膜5a相比容易附着污垢(例如指纹等),另外,也极度暴露于用于清扫所附着的污垢的应力或者因物体的接触等而引起的化学应力及物理应力之中。而且,在第一层叠结构与第二层叠结构中,第二层叠结构的强度以及化学性及物理性的耐久性更为优异。因此,通过采用这样的实施方式,多层玻璃单元1中的使用时的耐久性提高。
作为该实施方式的更具体的例子,关于第二Low-E膜5b,举出透明导电性氧化物层包含厚度为120nm以上的掺氟氧化锡层、且非晶层包含厚度为15~70nm的二氧化硅层的例子。如上所述,厚度为120nm以上的掺氟氧化锡层有助于使Low-E膜的放射率ε成为恒定的值以下。厚度为15nm以上且70nm以下的二氧化硅层在抑制从室内空间侧以及室外空间侧观察到的多层玻璃单元的反射色的变动、尤其是红色化的同时,有助于减小透明导电性氧化物层的表面的粗糙度,从而提高多层玻璃单元1的室内空间侧的玻璃面的污垢脱落性。在该例子中,透明导电性氧化物层的厚度d1以及非晶层的厚度d2优选满足公式d2≥d1×0.11+1.4nm。若考虑非晶层的厚度为二氧化硅层的厚度以上、即15nm以上,则此时透明导电性氧化物层的厚度d1成为125nm以上。在该例子中,第二Low-E膜5b的放射率ε例如为0.34以下。
作为该实施方式的与上述例不同的具体例,举出第一Low-E膜5a具有两个第一层叠结构的例子。由此,能够设计进一步降低了U值的多层玻璃单元1。在该例子中,优选厚度d4相对于厚度d3之比d4/d3为1.15以上,厚度d3为6nm以上,其中,厚度d3为两个第一层叠结构中的、距离形成有第一Low-E膜5a的主平面11c更远的该结构所包含的金属层的厚度,厚度d4为两个第一层叠结构中的、距离该主平面11c更近的该结构所包含的金属层的厚度。通过该比d4/d3的设定,能抑制主平面11c以及室外空间侧的主平面11a上的多层玻璃单元1的反射色的变动、尤其是红色化,并且能缓和反射色的入射角依赖性。该效果在金属层的厚度d3以及d4之和为27nm以上时尤为显著。
在第二玻璃板3的面向室内空间的玻璃面11d(在图1所示的多层玻璃单元1中为#4面)上形成的第二Low-E膜5b的表面的粗糙度适度地平滑。关于该表面的粗糙度,Low-E膜5b的表面的算术平均粗糙度Ra(由JIS B0601规定)为14nm以下,优选为13nm以下,更优选为12nm以下。本说明书的Ra是根据通过原子力显微镜(AFM)观察到的表面的高度轮廓而计算出的值。另外,关于该表面的粗糙度,Low-E膜5b的表面上的粗糙度曲线的均方根斜率RΔq(由JIS B0601规定)优选为0.77以下。即便在显示相同的Ra的值的情况下,表面的变动的微观倾斜度也有可能不同。考虑到该倾斜度的差,优选0.77以下的RΔq。本说明书的RΔq是根据通过AFM观察到的表面的高度外形而三维地求出的值。二维地求出的RΔq的值与三维地求出的RΔq的值不同,因此无法使用。
第二玻璃板3本身的结构并不特别限定。第二玻璃板3例如是通过浮法形成的浮法玻璃板。第二玻璃板3的玻璃组成也不特别限定,第二玻璃板3例如由钠钙玻璃组成物构成。
第二玻璃板3的厚度例如为2~15mm,优选为2.5~6mm。
第一玻璃板2的结构并不特别限定。第一玻璃板2例如是通过浮法形成的浮法玻璃板、或者压花玻璃板、网眼玻璃板。第一玻璃板2的玻璃组成也不特别限定,第一玻璃板2例如由钠钙玻璃组成物构成。
第一玻璃板2的厚度例如为2~15mm,优选为2~8mm,更优选为2.5~6mm。
可以在第一玻璃板2的主平面上形成Low-E膜,也可以不在第一玻璃板2的主平面上形成Low-E膜。在图1所示的例子中,在第一玻璃板2的双方的主平面上未形成Low-E膜。即,在隔着空隙层4对置的一对玻璃板中的、位于室外空间侧的玻璃板的双方的主平面上未形成Low-E膜。在第一玻璃板2的室外空间侧的主平面上未形成Low-E膜的情况下,无需考虑在室外空间露出的该主平面、例如在使用多层玻璃单元1时暴露于屋外的主平面的污垢的问题。在第一玻璃板2的双方的主平面上未形成Low-E膜的情况下,作为第一玻璃板2,能够使用难以在玻璃面上形成Low-E膜的压花玻璃板或者网眼玻璃板。一方的玻璃板使用了压花玻璃板或网眼玻璃板的多层玻璃单元适合在建筑物的窗结构中使用。作为更具体的优选例,利用压花玻璃板,能期待外观的效果,利用网眼玻璃板,能期待防盗及/或防火的效果。
在图1所示的例子中,空隙层4通过在夹持空隙层4的一对玻璃板(第一玻璃板2以及第二玻璃板3)的周缘部(面向空隙层4的主平面的周缘部)配置的间隔件6来保持其厚度。另外,利用在比间隔件6更靠外周的位置配置的密封件7来密闭空隙层4内的空间。也可以在间隔件6与玻璃板2、3之间进一步配置密封件。间隔件6以及密封件7能够应用公知的结构。空隙层4中可以导入、填充空气(干燥空气)以及氩及氪这样的非活性气体等的气体。在空隙层4中填充有气体的情况下,与填充空气相比,当填充氩时,能够将多层玻璃单元1的U值设计得较小,与填充氩相比,当填充氪时,能够将多层玻璃单元1的U值设计得更小。
空隙层4的厚度例如为4~16mm,优选为6~16mm。
图1所示的多层玻璃单元1的厚度例如为10~22mm,也可以为12~22mm。
图1所示的多层玻璃单元1的制造方法并不特别限定,例如,能够使用通过公知的方法形成的第一玻璃板以及利用上述的薄膜形成方法形成的第二玻璃板,并通过公知的方法进行制造。
也可以对空隙层4进行减压,在该情况下,不限定减压的程度。通过采用减压至真空(压力为大约10Pa以下)的空隙层4,能够将多层玻璃单元1的U值设计得更小。图2示出空隙层4为真空层的多层玻璃单元的一例。
图2所示的多层玻璃单元1除了用于更可靠地维持作为真空层的空隙层4的结构不同之外,具有与图1所示的多层玻璃单元1相同的结构。用于更可靠地维持作为真空层的空隙层4的代表性的结构为,为了将第一玻璃板2以及第二玻璃板3保持为隔着空隙层4以规定的间隔相互分离的状态而配置在双方的玻璃板2、3之间的多个间隔件21。而且,在图2所示的多层玻璃单元1中,利用多个间隔件21以及配置于多层玻璃单元1的外周的密封件7,能保持空隙层4的负压。其他特征与图1所示的玻璃单元l相同。例如,在图2所示的玻璃单元1中,在隔着空隙层4的一对玻璃板2、3中的、位于室内空间侧的第二玻璃板3的双方的主平面11c、11d上也形成有第一Low-E膜5a以及第二Low-E膜5b,在室内空间露出的第二玻璃板3的主平面11d的表面的Ra为14nm以下。间隔件21以及密封件7能够应用公知的结构。
作为真空层的空隙层4的厚度例如为0.1~1mm,典型地为0.2mm。
图2所示的多层玻璃单元1的厚度由于能够减小空隙层4的厚度,因此例如也能够为6~12mm、6.2~10.2mm或者6.2~8.2mm。虽然存在将厚度为3~8mm左右的一个玻璃板嵌入到窗框(sash)中而成的窗结构,但图2所示的多层玻璃单元1根据其厚度能够在这样的窗结构中置换上述一个玻璃板进行使用,并且通过该使用,能期待例如优异的绝热效果(小U值)。
图2所示的多层玻璃单元1的制造方法也未特别限定,例如,能够使用通过公知的方法形成的第一玻璃板以及利用上述的薄膜形成方法形成的第二玻璃板,并通过公知的方法进行制造。
本发明的多层玻璃单元的结构只要具备隔着空隙层4相互对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态的上述的第一玻璃板2以及第二玻璃板3,则不特别限定。例如,本发明的多层玻璃单元除了具备第一玻璃板2以及第二玻璃板3以外还可以具备其他玻璃板。在该情况下,其他玻璃板配置在比第一玻璃板2靠室外空间侧的位置。即,在该情况下,在第一玻璃板2以及第二玻璃板3所夹持的空隙层4的室外空间侧配置有两个以上的玻璃板,位于比空隙层4靠室内空间侧的第二玻璃板3在室内空间露出(在主平面11d上形成的Low-E膜5b在室内空间露出)。换言之,即便在由三个以上的玻璃板构成的本发明的多层玻璃单元中,位于最靠室内空间侧的玻璃板也为第二玻璃板3。
在本发明的多层玻璃单元中,比第一玻璃板2以及第二玻璃板3所夹持的空隙层4靠室外空间侧的玻璃板的片数以及各个该玻璃板的结构并不限定。在一个实施方式中,多层玻璃单元1在比空隙层4靠室外空间侧的位置具备压花玻璃板或网眼玻璃板。该压花玻璃板或网眼玻璃板可以为第一玻璃板2,也可以为配置在比第一玻璃板2更靠室外空间侧的其他玻璃板。利用压花玻璃板以及网眼玻璃板能期待的效果如上所述。
比空隙层4靠室外空间侧的玻璃板的个数为两个以上的多层玻璃单元的一个实施方式还包含如下的玻璃板:该玻璃板相对于上述的一对玻璃板2、3中的位于室外空间侧的第一玻璃板2,以隔着另一个空隙层对置而成为以规定的间隔相互分离的状态的方式配置在室外空间侧。该单元由三个以上的玻璃板构成。该单元的位于最靠室内空间侧的玻璃板为第二玻璃板3。
图3示出这样的多层玻璃单元的一例。图3所示的多层玻璃单元1由三个玻璃板(第一玻璃板2、第二玻璃板3以及第三玻璃板8)构成。第一玻璃板2以及第二玻璃板3与图1所示的多层玻璃单元1同样地,隔着空隙层4对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态。第一玻璃板2以及第三玻璃板8隔着另一个空隙层9对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态。在该玻璃单元1中,第三玻璃板8配置在最靠室外空间侧且在该室外空间露出,第二玻璃板3配置在最靠室内空间侧且在该室内空间露出。另外,与图1所示的玻璃单元1同样地,在位于最靠室内空间侧的第二玻璃板3的双方的主平面11c、11d上分别形成有第一Low-E膜5a以及第二Low-E膜5b,在室内空间露出的第二玻璃板3的主平面11d的表面的Ra为14nm以下。在图3所示的多层玻璃单元中,按照本领域技术人员的惯例,第三玻璃板8的与空隙层9相反的一侧的主平面(在室外空间露出的主平面)11e为#1面,第三玻璃板8的面向空隙层9的主平面11f为#2面,第一玻璃板2的面向空隙层9的主平面11a为#3面,第一玻璃板2的面向空隙层4的主平面11b为#4面,第二玻璃板3的面向空隙层4的主平面11c为#5面,第二玻璃板3的与空隙层4相反的一侧的主平面(在室内空间露出的主平面)11d为#6面。在图3所示的玻璃单元1中,#5面以及#6面具有Low-E膜。
第三玻璃板8的结构(包括厚度)并不特别限定,可以与第一玻璃板2相同。
在图3所示的多层玻璃单元1中,能够成为实现非常小的U值的设计。
图3所示的多层玻璃单元1的厚度例如为17~41mm,也能够为21~41mm。
图3所示的多层玻璃单元1的制造方法并不特别限定,例如能够使用通过公知的方法形成的第一玻璃板及第三玻璃板以及利用上述的薄膜形成方法形成的第二玻璃板,并通过公知的方法进行制造。
空隙层9能够采用与空隙层4相同的结构。空隙层9以及空隙层4的结构(包括厚度)可以相同,也可以相互不同。空隙层4及/或空隙层9也可以为真空层。在该情况下,能够将多层玻璃单元1的U值设计得更小。图4示出被第一玻璃板2以及第二玻璃板3夹持的空隙层4为真空层的多层玻璃单元的一例。
图4所示的多层玻璃单元1除了用于更可靠地维持作为真空层的空隙层4的结构不同、以及在位于最靠室外空间侧的第三玻璃板8的空隙层9侧的主平面(#2面)上形成有第三Low-E膜5c以外,具有与图3所示的由三个玻璃板构成的多层玻璃单元1相同的结构。用于更可靠地维持作为真空层的空隙层4的代表性的结构为,为了将第一玻璃板2以及第二玻璃板3保持为隔着空隙层4以规定的间隔相互分离的状态而配置在双方的玻璃板2、3之间的多个间隔件21。而且,在图4所示的多层玻璃单元1中,利用多个间隔件21以及配置于多层玻璃单元1的外周的密封件7,能保持空隙层4的负压。其他特征与图3所示的玻璃单元1相同。例如在图4所示的玻璃单元1中,在夹持空隙层4的一对玻璃板2、3中的、位于室内空间侧的第二玻璃板3的双方的主平面11c、11d上也形成有第一Low-E膜5a以及第二Low-E膜5b,在室内空间露出的第二玻璃板3的主平面11d的表面的Ra为14nm以下。间隔件21以及密封件7能够应用公知的结构。
如上所述,由于能够减小作为真空层的空隙层的厚度,因此,图4所示的多层玻璃单元1的厚度例如也能够为14~30mm、14.2~29mm或者14.2~21.2mm。虽然存在将由两个玻璃板构成的、厚度为12~22mm左右的以往的多层玻璃单元嵌入到窗框(sash)中而成的窗结构,但图4所示的由三个玻璃板构成的多层玻璃单元1根据其厚度能够置换这样的由两个玻璃板构成的以往的多层玻璃单元进行使用,并且通过该使用,能期待例如极其优异的绝热效果(尤其是小U值)。
第三Low-E膜5c的结构并不限定,例如也可以具有第一层叠结构以及第二层叠结构中的任一结构。从尽可能减小U值的观点出发,优选第三Low-E膜具有第一层叠结构。
图4所示的多层玻璃单元1的制造方法也并不特别限定,例如能够使用通过公知的方法形成的第一玻璃板以及利用上述的薄膜形成方法形成的第二玻璃板及第三玻璃板,并通过公知的方法进行制造。
如图3、4所示的多层玻璃单元1那样在由三个玻璃板构成的多层玻璃单元中,成为中央玻璃板的第一玻璃板2需要至少在其一方的主平面上不形成Low-E膜,优选在双方的主平面上不形成Low-E膜。换言之,无法采用在中央玻璃板的双方的主平面上形成有Low-E膜的结构。这是因为,在由隔着空隙层相互对置地配置的三个玻璃板构成的多层玻璃单元中,当在成为中央玻璃板的玻璃板的双方的主平面上形成Low-E膜时,由于日射的热量,该玻璃板的温度上升,容易发生破损(热炸裂)。尤其是在南面的日射量大、且多层玻璃单元的周缘部被较强地冷却的冬季的晴天中午,容易发生热炸裂。另外,在第一玻璃板2面向作为真空层的空隙层的情况下,优选在该玻璃板的任一主平面上都不形成Low-E膜。这是因为,在中央玻璃板的至少一方的主平面上形成有Low-E膜时,同样容易发生热炸裂。从这些观点出发,在由三个玻璃板构成的多层玻璃单元中,在被第一玻璃板2以及第二玻璃板3夹持的空隙层4为真空层的情况下,Low-E膜优选形成于#2面、#5面以及#6面。在图4所示的玻璃单元1中,在#2面、#5面以及#6面上形成有Low-E膜。
图3所示的玻璃单元1也能够如以下那样呈现,即,图3所示的多层玻璃单元是由玻璃板A、玻璃板B以及玻璃板C这三个玻璃板构成、将室内空间与室外空间分离的多层玻璃单元,玻璃板A与玻璃板B、以及玻璃板B与玻璃板C分别隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态,在三个玻璃板中的位于最靠室内空间侧的玻璃板C(第二玻璃板3)的靠空隙层4侧的主平面上形成有第一Low-E膜,在室内空间侧的主平面上形成有第二Low-E膜,在该室内空间侧的主平面上形成的第二Low-E膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
图4所示的玻璃单元1也能够如以下那样呈现,即,图4所示的多层玻璃单元是由玻璃板A、玻璃板B以及玻璃板C这三个玻璃板构成、将室内空间与室外空间分离的多层玻璃单元,玻璃板A与玻璃板B、以及玻璃板B与玻璃板C分别隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态,在三个玻璃板中的、位于最靠室内空间侧的玻璃板C(第二玻璃板3)的靠空隙层4侧的主平面上形成有第一Low-E膜,在室内空间侧的主平面上形成有第二Low-E膜,并且在三个玻璃板中的、位于最靠室外空间侧的玻璃板A(第三玻璃板8)的靠玻璃板B(第一玻璃板2)侧的主平面(室内空间侧的主平面或者空隙层9侧的主平面)或者中央的玻璃板B的靠玻璃板A侧的主平面(室外空间侧的主平面或者空隙层9侧的主平面)上形成有第三Low-E膜,在玻璃板C的室内空间侧的主平面上形成的第二Low-E膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
本发明的多层玻璃单元能够设计为满足以下的特性。
关于图1所示的多层玻璃单元1:
就U值而言,例如为1.6W/(m2·K)以下,根据玻璃单元的结构也可以为1.4W/(m2·K)以下以及1.2W/(m2·K)以下;
就SHGC的值而言,例如为0.40以上,根据玻璃单元的结构也可以为超过0.40的值,即,0.45以上、0.50以上、0.60以上。SHGC的值的上限并不限定;
就可见光线透过率(Tvis)而言,例如为50~75%,优选为50~70%,更优选为50~65%;
就从室外空间反射的反射率而言,例如为8~26%,优选为10~20%,更优选为12~20%;
就从室内空间反射的反射率而言,例如为8~28%,优选为10~25%,更优选为10~22%。
关于图2所示的多层玻璃单元1:
就U值而言,例如为1.0W/(m2·K)以下,根据玻璃单元的结构也可以为0.9W/(m2·K)以下;
就SHGC的值而言,例如为0.45以上,根据玻璃单元的结构也可以为0.47以上、0.50以上。SHGC的值的上限并不限定;
就可见光线透过率(Tvis)而言,例如为50~75%;
就从室外空间反射的反射率而言,例如为10~25%;
就从室内空间反射的反射率而言,例如为10~30%。
关于图3所示的多层玻璃单元1:
就U值而言,例如为0.93W/(m2·K)以下,根据玻璃单元的结构也可以为0.80W/(m2·K)以下、0.72W/(m2·K)以下;
就SHGC的值而言,例如为0.30以上,根据玻璃单元的结构也可以为0.32以上、0.36以上。SHGC的值的上限并不限定;
就可见光线透过率(Tvis)而言,例如为45~60%;
就从室外空间反射的反射率而言,例如为15~25%;
就从室内空间反射的反射率而言,例如为15~25%。
关于图4所示的多层玻璃单元1:
就U值而言,例如为0.68W/(m2·K)以下,根据玻璃单元的结构也可以为0.67W/(m2·K)以下、0.65W/(m2·K)以下;
就SHGC的值而言,例如为0.30以上,根据玻璃单元的结构也可以为0.31以上。SHGC的值的上限并不限定;
就可见光线透过率(Tvis)而言,例如为45~60%;
就从室外空间反射的反射率而言,例如为15~30%;
就从室内空间反射的反射率而言,例如为15~35%。
在本发明的多层玻璃单元中,关于来自室外空间的色调,能够将La*b*表色系的a*值例如设为-25~0,优选为-20~-4,将b*值例如设为-10~10,优选为-5~5。
在本发明的多层玻璃单元中,关于来自室内空间的色调,能够将La*b*表色系的a*值例如设为-20~0,优选为-15~-3,将b*值例如设为-10~15,优选为-4~10。
就本发明的多层玻璃单元而言,即便在该单元的厚度小的情况下,也能够实现较低的U值以及较高的SHGC的值。例如,在本发明的多层玻璃单元的一方式中,典型的是在由两个玻璃板构成的本发明的多层玻璃单元的一方式中,多层玻璃单元的厚度为22mm以下,U值为1.6W/(m2·K)以下,SHGC值为0.4~0.7,可见光线透过率为50~75%。
本发明的多层玻璃单元的制造方法并不特别限定,例如能够使用通过公知的方法形成的第一玻璃板和利用上述的薄膜形成方法形成的第二玻璃板、以及根据需要通过公知的方法形成或者利用上述的薄膜形成方法形成的第三玻璃板,并通过公知的方法进行制造。
第二玻璃板3作为在本发明的多层玻璃单元的制造中使用的多层玻璃单元用玻璃板而能够单独地流通。该多层玻璃单元用玻璃板在双方的主平面11c、11d上形成有Low-E膜5a、5b,在一方的主平面11d上形成的Low-E膜5b的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。该多层玻璃单元用玻璃板除此之外能够采用第二玻璃板3的说明中的上述的优选方式。例如,在上述一方的主平面11d上形成的Low-E膜5b的表面的粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.77以下。
本发明的多层玻璃单元能够单独地用于任意的窗结构,或者也能够还具备窗框(sash)部而作为将多层玻璃单元嵌入窗框部而成的窗组装件用于任意的窗结构。该窗组装件以及窗结构具备本发明的多层玻璃单元,能够在保持较低的U值的状态下将SHGC的值设计得比以往大。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明进一步详细进行说明。本发明并不局限于以下的实施例。
在本实施例中制作出由两个玻璃板构成的多层玻璃单元以及由三个玻璃板构成的多层玻璃单元,在由两个玻璃板构成的多层玻璃单元中,两个玻璃板隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态,在由三个玻璃板构成的多层玻璃单元中,两个玻璃板隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态,并且相对于一方的玻璃板以隔着另一个空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态的方式配置有另一个玻璃板。以下示出多层玻璃单元的制作方法。
关于各实施例以及比较例,准备两个或三个浮法玻璃板(厚度为3.0mm),将它们分别切断成规定尺寸,并且,如以下的表1A~表1M所示那样在玻璃板的主平面上形成了Low-E膜。在表1A~表1M中,括弧内的数值表示层的厚度(nm),“-”表示未形成Low-E膜。
并且,由这两个或三个玻璃板通过本领域技术人员所公知的制法制造出多层玻璃单元。在多层玻璃单元的空隙层中封入规定的气体(空气或氩),或者采用减压至压力1Pa以下的真空空隙层。
包含金属层(Ag层)的Low-E膜通过溅射法而形成。该Low-E膜中的电介质层(表1A~表1M所示的“电介质层”)为锌氧化物层、锡锌氧化物层、锡氧化物层、氮化硅层等。构成牺牲层的材料使用了钛、ZnAl或者氧化钛(TiOx)。另一方面,包含透明导电性氧化物层的Low-E膜通过CVD法而形成。
如以下那样,对这样制作出的实施例以及比较例的各多层玻璃单元的特性进行了评价。以下示出特性的评价方法。
[热特性以及反射特性]
多层玻璃单元的#1面的可见光透过率Tvis(%)、#1面的可见光反射率R(%)、#4面(由两个玻璃板构成的多层玻璃单元)或者#6面(由三个玻璃板构成的多层玻璃单元)的可见光反射率R(%)、以及多层玻璃单元的SHGC的值根据室外侧的玻璃板以及室内侧的玻璃板各自的光学特性实测值的结果,遵照JIS R3106(板玻璃类的透过率、反射率、放射率、日射得热率的试验方法)通过计算而求出。
另外,将多层玻璃单元的#1面、以及#4面(由两个玻璃板构成的多层玻璃单元)或者#6面(由三个玻璃板构成的多层玻璃单元)的入射角为5°时的反射色设为La*b*表色系的a*值以及b*值,遵照JIS Z8722以及JIS Z8729而求出。需要说明的是,关于实施例1、7~9以及比较例3、5的#1面的反射色,为了评价其入射角依赖性,一并求出了入射角为45°时的a*值以及b*值。需要说明的是,为了消除偏振面的影响,将入射角为45°时的反射色的值设为基于S偏振光的测定值与基于P偏振光的测定值的平均值。
[Low-E膜的表面的粗糙度]
关于在多层玻璃单元的#4面(由两个玻璃板构成的多层玻璃单元)或者#6面(由三个玻璃板构成的多层玻璃单元)上形成了Low-E膜的实施例以及比较例的一部分,遵照JISB0601:2013的规定而求出该Low-E膜的表面的算术平均粗糙度Ra以及粗糙度曲线的均方根斜率RΔq。
[污垢脱落特性]
如以下那样,对制作出的多层玻璃单元中的在室内空间露出的面(多层玻璃单元的#4面或#6面)的污垢脱落特性进行了评价。最初,利用浸染了清洗剂的10平方厘米的棉布对#4面或#6面上的附着了以下的各污垢(指纹、油性墨、口红)的部分擦拭了规定次数之后,将对该部分呼气时用肉眼无法看见污垢的痕跡的情况设为OK,将能够看见污垢的痕迹的情况设为NG。规定的次数为,在未对玻璃面进行涂层的市面在售的浮法玻璃中,利用上述棉布擦拭至无法看见痕跻为止的次数。
<针对指纹的污垢脱落特性>
在被评价表面上按压手的指尖而印上指纹。清洗剂为脱离子水,规定的次数为20次。
<针对油性水彩笔墨的污垢脱落特性>
在被评价表面上用市面在售的黑色的油性水彩笔(记号笔(R)No.500,寺西化学工业株式会社制)描绘出直径约为1cm的圆,使其干燥而附着了污垢。清洗剂为市面在售的玻璃用洗剂(玻璃万洁灵(R),花王株式会社制),规定的次数为50次。
<针对口红的污垢脱落特性>
在被评价表面上用市面在售的口红(株式会社嘉娜宝化妆品制)描绘出直径约为1cm的圆而附着了污垢。清洗剂为市面在售的除光液(洗甲水,株式会社嘉娜宝化妆品制),规定的次数为30次。
[热炸裂可能性]
关于由三个玻璃板构成的多层玻璃单元中的、在实施例71~74、比较例71~78以及实施例81~84中制作出的单元,对其中央部玻璃板的热炸裂可能性进行了评价。
玻璃板有时嵌入到窗框后安装于建筑物等。当玻璃板受到日射时,吸收日射的一部分而温度上升且欲膨胀。另一方面,嵌入到窗框的部分或者由于建筑物的房檐等而成为影子的部分在日射下的温度上升小且热膨胀小,因此,限制了受到日射的部分的膨胀。由此,在玻璃板的周缘部,产生和受到日射的部分与未受到日射的部分、典型的是周缘部之间的温度差成比例的拉伸应力(热应力)。当热应力超过玻璃板的边缘强度时,玻璃板有时发生炸裂。将该情况称为热炸裂。
在玻璃板产生的热应力由于玻璃的温度分布在影子的影响下改变而发生变化(影子系数)、由于玻璃板的中央部的温度在室内的窗帘等的影响下变高而增加(窗帘系数)、由于玻璃板的面积变大而增加(面积系数)、由于嵌入玻璃板的窗框的绝热性变大而减少(边缘系数、窗框颜色)、由于因地域引起的代表性的外部气温不同而发生变化。因此,考虑这些条件而计算出热应力。具体地说,按照日本板硝子株式会社所公开的“玻璃建材目录技术资料编”的第68-71页(参照http://glass-catalog.jp/pdf/g46-010.pdf[2014年12月],http://glass-catalog.jp/pdf/g60-010.pdf[2015年1月20日修正])的记载,将影子系数设为“单一影子”、将窗帘系数设为“无窗帘”、将边缘系数设为“弹性密封材料+备用材料(发泡材料)”、将窗框颜色设为“淡色”、将地域设为日本当地的“关东南部、北陆、东海、近畿、中国、四国、九州”来计算热应力,将计算出的热应力超过标称厚度为3~12mm的浮法玻璃板的允许应力的情况设为存在热炸裂可能性(是),将落入允许应力以下的情况设为不存在热炸裂可能性(否)。
以下的表2A~表2G示出相对于制作出的实施例以及比较例的各多层玻璃单元的上述特性的评价结果。
[表1A]
Figure BDA0001870599690000231
[表1B]
Figure BDA0001870599690000241
[表1C]
Figure BDA0001870599690000251
[表1D]
Figure BDA0001870599690000261
[表1E]
Figure BDA0001870599690000271
[表1F]
Figure BDA0001870599690000281
[表1G]
Figure BDA0001870599690000291
[表1H]
Figure BDA0001870599690000301
[表1I]
Figure BDA0001870599690000311
[表1J]
Figure BDA0001870599690000321
[表1K]
Figure BDA0001870599690000331
[表1L]
Figure BDA0001870599690000341
[表1M]
Figure BDA0001870599690000351
[表2A]
Figure BDA0001870599690000361
[表2B]
Figure BDA0001870599690000371
[表2C]
Figure BDA0001870599690000381
[表2D]
Figure BDA0001870599690000391
[表2E]
Figure BDA0001870599690000401
[表2F]
Figure BDA0001870599690000411
[表2G]
Figure BDA0001870599690000421
在表1A、表1B以及表1D所示的实施例1~9、比较例1~8以及实施例21~22中,制作出由两个玻璃板构成、具有充满空气的厚度为12mm的空隙层的多层玻璃单元。在表1C以及表1E所示的实施例11~17以及实施例31~32中,制作出由两个玻璃板构成、具有充满氩气的厚度为12mm的空隙层的多层玻璃单元。表2A、表2B示出这些多层玻璃单元的特性。
如表2A所示,实施例1~9的多层玻璃单元显示出#4面的较高的污垢脱落特性,并且相对于不具有Low-E膜或者仅在一个面上形成有Low-E膜的比较例1~3的单元而言显示出较低的U值。另外,实施例1~9的多层玻璃单元与在#2面以及#4面上具有Low-E膜的比较例4、7、8的单元相比,显示出较大的SHGC的值。在#2面以及#3面上具有Low-E膜的比较例6的多层玻璃单元中,无论形成于该两个面的Low-E膜的双方是否为具有两层金属层(Ag层)的低放射性优异的膜,与实施例1~9的多层玻璃单元相比,U值都较高,且SHGC的值变小。而且,实施例1~9的多层玻璃单元与#4面的Ra超过14nm的比较例4、5的单元相比,显示出#4面的较高的污垢脱落特性。
在实施例1~9之中,尤其是实施例1、7的多层玻璃单元显示出更低的U值。实施例1、7的单元的Ag层(金属层)的厚度d3与d4之和均为27nm以上,但在与Ag层(金属层)的厚度相关的上述的比d4/d3为1.15以上的实施例1的单元中,与并非如此的实施例7的单元相比,缓和了反射色的入射角依赖性。更具体地说,在实施例7中,由于从5°到45°的入射角的变化,a*值从负值向正值变化,反射色的色调从绿系色变化到红系色,但在实施例1中,即便该入射角发生变化,a*值也保持为负值,反射色的色调保持绿系色。另外,在#3面的Ag层的厚度之和小于27nm的实施例8、9的单元中,与上述的比d4/d3无关,即便入射角发生变化,a*值也保持为负值,反射色的色调保持绿系色,即,缓和了反射色的入射角依赖性。此外,在#3面的Ag层的厚度之和小于27nm的实施例3、4、8、9的单元中,与并非如此的实施例1、2、5~7的单元相比,显示出较大的SHGC的值。
关于表2B所示的实施例11~17、实施例21~22以及实施例31~32,也显示出与表2A所示的实施例1~9相同的倾向。虽然实施例21~22的U值与比较例6相同,但对于具有金属层的Low-E膜而言,若考虑到比较例6的膜为具有两个金属层的、即本质上为低放射性优异的膜,而与此相对,实施例21~22的膜仅具有一个金属层,则可知通过实施例21~22的结构能够实现降低U值的优异效果。此外,实施例21~22的SHGC的值高于比较例1~8的SHGC的值。另外,在具有氩气的空隙层的实施例11~17、实施例31~32中,与具有空气的空隙层的实施例1~9、实施例21~22相比,在具有同样结构的Low-E膜的情况下,U值更小。
在表1F以及表1G所示的实施例41~42、比较例41~44以及实施例51~52中,制作出由两个玻璃板构成、具有厚度为0.2mm的真空空隙层的多层玻璃单元。表2C、表2D示出这些多层玻璃单元的特性。
如表2C、表2D所示,在实施例41~42、实施例51~52以及比较例41~44中,也显示出与表2A所示的实施例1~9以及比较例1~8相同的倾向。另外,在具有真空的空隙层的实施例41~42以及实施例51~52中,与具有空气或氩气的空隙层的、由两个玻璃板构成的其他实施例相比,在具有同样结构的Low-E膜的情况下,U值进一步变小。虽然实施例51~52的U值高于比较例41~44的U值,但对于具有金属层的Low-E膜而言,若考虑到比较例41~44的膜具有两个金属层,而与此相对,实施例51~52的膜仅具有一个金属层,则可知通过实施例51~52的结构能够实现降低U值的优异效果。
在表1H以及表1I所示的实施例61~64以及比较例61~64中,制作出由三个玻璃板构成、一方的空隙层是厚度为0.2mm的真空空隙层的多层玻璃单元。表2E示出这些多层玻璃单元的特性。
如表2E所示,在形成有三个Low-E膜的单元中的、中央的玻璃板的任一主平面上均未形成Low-E膜的实施例61~64以及比较例62~64中,在最靠室内空间侧的玻璃板的双方的主平面(#5面以及#6面)上形成有Low-E膜的实施例61~64中,实现了非常低的U值。另外,相对于形成有两个Low-E膜的比较例61,在实施例61~64中实现了非常低的U值。
在表1J~表1M所示的实施例71~74、比较例71~78以及实施例81~84中,制作出由三个玻璃板构成、在双方的空隙层中填充有气体(空气或者氩)的多层玻璃单元。表2F、表2G示出这些多层玻璃单元的特性。
如表2F、表2G所示,在实施例71~74、比较例71~78以及实施例81~84中,在最靠室内空间侧的玻璃板的双方的主平面(#5面以及#6面)上形成有Low-E膜的实施例71~74以及实施例81~84中,与比较例71~78相比,实现了较低的U值,并且在Low-E膜的个数相同的情况下,实现了更高的SHGC的值。另外,在三个玻璃板中的中央的玻璃板的双方的主平面(#3面以及#4面)上形成有Low-E膜的比较例77中,热炸裂可能性成为是。
更具体地说,在形成有三个Low-E膜的实施例71~74、实施例81~84以及比较例73~78中,在最靠室内空间侧的玻璃板的双方的主平面(#5面以及#6面)、以及最靠室外空间侧的玻璃板的面向空隙层的主平面(#2面)或者中央的玻璃板的室外空间侧的主平面(#3面)上形成有Low-E膜的实施例71~74以及实施例81~84中,实现了非常低的U值。比较例75、76分别是将实施例71、73的#1面与#6面反过来的单元,但当与实施例71、73比较时,SHGC的值未发生变化,而U值增大至与各实施例相比显著变差的程度。
比较例78与实施例72、74相同,是形成有三个Low-E膜的单元,但在#5面以及#6面的双方的主平面上未形成Low-E膜,因此,虽然U值没有变化,但SHGC的值较小,与各实施例相比变差。在比较例73、74中,无论其三个Low-E膜是否均具有两个金属层,U值都较大,与三个Low-E膜中的仅两个膜具有两个金属层的实施例71~74以及实施例81~84相比变差。另外,相对于形成有两个Low-E膜的单元即比较例71、72,在实施例71~74以及实施例81~84中实现了非常低的U值。
接下来,准备与上述实施例以及比较例所使用的玻璃板相同的厚度为3.0mm的浮法玻璃板,将该浮法玻璃板切断成规定尺寸,并且如以下的表3所示,仅在该玻璃板的一方的主平面上形成了Low-E膜。针对形成有Low-E膜的该玻璃板,不制造多层玻璃单元,而仅评价了其Low-E膜的表面的粗糙度和该表面上的污垢脱落特性。将其结果作为比较例91、92而示于表3。
[表3]
Figure BDA0001870599690000461
图5示出实施例1~7以及比较例4、5、91、92的#4面(在比较例91、92中为Low-E膜的形成面)中的算术平均粗糙度Ra与粗糙度曲线的均方根斜率RΔq之间的关系。如图5所示,在各实施例之间以及各比较例之间,Ra与RΔq显示良好的相关性,但在实施例与比较例之间,Ra与RΔq缺乏相关性。即,在第二层叠结构包含非晶层的实施例的Low-E膜中,Ra是相同的,但与不包含非晶层的Low-E膜相比,具有较小的RΔq,可以说具有较高的污垢脱落特性。
本发明在不脱离其目的以及本质的特征的范围内,能够应用于其他实施方式。该说明书所公开的实施方式在所有方面进行了说明,且不局限于此。本发明的范围通过附带的权利要求示出,而非上述的说明,处于与权利要求等同含义以及范围内的全部变更也包含于此。
工业实用性
本发明的多层玻璃单元在建筑物以及车辆等的窗结构中广泛使用。

Claims (14)

1.一种多层玻璃单元,其包括隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态的一对玻璃板,且将室内空间与室外空间分离,其中,
在所述一对玻璃板中的、位于所述室内空间侧的玻璃板的靠所述空隙层侧的主平面上形成有第一低放射率膜、即第一Low-E膜,在所述一对玻璃板中的、位于所述室内空间侧的玻璃板的靠所述室内空间侧的主平面上形成有第二低放射率膜,
在所述室内空间侧的主平面上形成的所述第二低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下,
所述空隙层为真空层,
所述第一低放射率膜具有第一层叠结构,该第一层叠结构包括:金属层;与该金属层接触地配置在所述金属层的靠所述空隙层侧的面的牺牲层;以及夹持所述金属层与所述牺牲层的电介质层的对,
所述第二低放射率膜具有第二层叠结构,该第二层叠结构从形成有该第二低放射率膜的所述主平面侧起依次包括基底层、透明导电性氧化物层以及非晶层。
2.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
所述非晶层的厚度小于40nm。
3.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
就所述第二低放射率膜而言,
所述透明导电性氧化物层包括厚度为120nm以上的掺氟氧化锡层,
所述非晶层包括厚度为15nm~70nm的二氧化硅层,
所述透明导电性氧化物层的厚度d1以及所述非晶层的厚度d2满足公式d2≥d1×0.11+1.4nm,
所述第二低放射率膜的放射率ε为0.34以下。
4.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
所述第一低放射率膜具有两个所述第一层叠结构。
5.根据权利要求4所述的多层玻璃单元,其中,
两个所述第一层叠结构中的、距形成有所述第一低放射率膜的所述主平面更近的该结构所包含的所述金属层的厚度d4相对于两个所述第一层叠结构中的、距形成有所述第一低放射率膜的所述主平面更远的该结构所包含的所述金属层的厚度d3之比d4/d3为1.15以上,
所述厚度d3为6nm以上。
6.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
所述第二低放射率膜的表面的粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.77以下。
7.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
所述第二低放射率膜还具有功能性层。
8.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
在所述一对玻璃板中的、位于所述室外空间侧的玻璃板的双方的主平面上未形成低放射率膜、即Low-E膜。
9.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
所述多层玻璃单元的厚度为22mm以下,U值为1.6(W/(m2·K))以下,SHGC值为0.4~0.7,可见光线透过率为50%~75%。
10.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
在比所述空隙层靠所述室外空间侧具备压花玻璃板或者网眼玻璃板。
11.根据权利要求1所述的多层玻璃单元,其中,
所述多层玻璃单元还具备:相对于所述一对玻璃板中的位于所述室外空间侧的玻璃板,以隔着另一个空隙层对置而成为以规定的间隔相互分离的状态的方式配置在所述室外空间侧的玻璃板。
12.一种多层玻璃单元用玻璃板,其用于权利要求1~11中任一项所述的多层玻璃单元中的、所述一对玻璃板中位于所述室内空间侧的所述玻璃板,其中,
在该玻璃板的双方的主平面上形成有低放射率膜、即Low-E膜,
在一方的所述主平面上形成的所述低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下。
13.根据权利要求12所述的多层玻璃单元用玻璃板,其中,
在所述一方的主平面上形成的所述低放射率膜的表面的粗糙度曲线的均方根斜率RΔq为0.77以下。
14.一种多层玻璃单元,其由玻璃板A、玻璃板B以及玻璃板C这三个玻璃板构成,且将室内空间与室外空间分离,其中,
所述玻璃板A与所述玻璃板B、以及所述玻璃板B与所述玻璃板C分别隔着空隙层对置配置而成为以规定的间隔相互分离的状态,
在所述三个玻璃板中的位于最靠所述室内空间侧的所述玻璃板C的靠所述空隙层侧的主平面上形成有第一低放射率膜、即第一Low-E膜,在所述三个玻璃板中的位于最靠所述室内空间侧的玻璃板的靠所述室内空间侧的主平面上形成有第二低放射率膜,并且,在所述三个玻璃板中的、位于最靠所述室外空间侧的所述玻璃板A的靠所述玻璃板B侧的主平面或者中央的所述玻璃板B的靠所述玻璃板A侧的主平面上形成有第三低放射率膜,
在所述玻璃板C的靠所述室内空间侧的主平面上形成的所述第二低放射率膜的表面的算术平均粗糙度Ra为14nm以下,
所述玻璃板B与所述玻璃板C之间的空隙层为真空层,
所述第一低放射率膜具有第一层叠结构,该第一层叠结构包括:金属层;与该金属层接触地配置在所述金属层的靠所述空隙层侧的面的牺牲层;以及夹持所述金属层与所述牺牲层的电介质层的对,
所述第二低放射率膜具有第二层叠结构,该第二层叠结构从形成有该第二低放射率膜的所述主平面侧起依次包括基底层、透明导电性氧化物层以及非晶层。
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