DE112021006087T5

DE112021006087T5 - Glassubstrat mit einem wärmeabschirmungsfilm

Info

Publication number: DE112021006087T5
Application number: DE112021006087.2T
Authority: DE
Inventors: Shimpei MORITA; Aki Ikeda; Miyoko Oiwake
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2023-09-14
Also published as: WO2022107717A1; JPWO2022107717A1; CN116472172A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glassubstrat (1) mit einem Wärmeabschirmungsfilm, das eine Glasplatte (11) und einen Wärmeabschirmungsfilm (12), der auf einer Oberfläche der Glasplatte (11) bereitgestellt ist, umfasst, wobei das Glassubstrat (1) mit einem Wärmeabschirmungsfilm eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger bei einer Frequenz von 80 GHz, eine Durchlässigkeit von 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm und eine durchschnittliche Reflexion von 25 % oder mehr in einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm aufweist.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glassubstrat mit einem Wärmeabschirmungsfilm.
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-192038 beansprucht, die am 18. November 2020 eingereicht worden ist und deren Inhalt unter Bezugnahme hierin einbezogen ist.
[Stand der Technik]
Mit der Entwicklung der ADAS („Advanced Driver-Assistance Systems“)-Technologie hat sich der Einbau von Vorrichtungen, die ein Erfassen innerhalb von Kraftfahrzeugen (einwärts von Scheiben) betreffen, erweitert. Daher muss eine Kraftfahrzeugscheibe nicht nur einen Radio- bzw. Funkwellendurchlass für AM (Amplitudenmodulation), FM (Frequenzmodulation), Fernsehen, usw., ermöglichen, sondern auch einen Lichtdurchlass für Kameras für sichtbares Licht, Millimeterwellenradare, LiDar, Regensensoren, usw.
Darüber hinaus muss eine Kraftfahrzeugscheibe ein sehr gutes Wärmeabschirmungsvermögen zum Einhalten von Kraftstoffeinsparvorschriften oder zum Erfüllen von steigenden Anforderungen für eine Energieeinsparung aufweisen. Ein vorgeschlagenes Radiowellen-durchlässiges Wärmeabschirmungsglas ist ein Glasprodukt (Wärmeisolierglas), das eine Glasplatte mit einer vorgegebenen Dicke und eine Infrarotabsorber-enthaltende Beschichtung umfasst, die auf einer Hauptoberfläche der Glasplatte bereitgestellt ist und eine durchschnittliche Durchlässigkeit von 18 bis 30 % bei einer Wellenlänge von 1000 nm und eine durchschnittliche Durchlässigkeit von 25 bis 40 % bei einer Wellenlänge von 1500 nm aufweist (Patentdokument 1).
[Dokumentenliste]
[Patentdokumente]
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017-145162
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Wenn jedoch die Durchlässigkeit im Nahinfrarotbereich bei einer Wellenlänge von etwa 1000 nm vermindert ist, kann die Empfindlichkeit eines Infrarotsensors oder dergleichen nicht erhalten werden. Daher weist das Glasprodukt von Patentdokument 1 ein Problem dahingehend auf, dass es schwierig ist, gleichzeitig eine hohe Radiowellendurchlässigkeit, eine hohe Durchlässigkeit im Nahinfrarotbereich und ein sehr gutes Wärmeabschirmungsvermögen zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Glassubstrat mit einem Wärmeabschirmungsfilm bereit, das gleichzeitig eine hohe Radiowellendurchlässigkeit, eine hohe Durchlässigkeit im Nahinfrarotbereich ein sehr gutes Wärmeabschirmungsvermögen erreichen kann.
[Lösung des Problems]
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind wie folgt.
[1] Glassubstrat mit einem Wärmeabschirmungsfilm, das eine Glasplatte und einen Wärmeabschirmungsfilm, der auf einer Oberfläche der Glasplatte bereitgestellt ist, umfasst,
wobei das Glassubstrat mit einem Wärmeabschirmungsfilm eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger bei einer Frequenz von 80 GHz, eine Durchlässigkeit von 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm und eine durchschnittliche Reflexion von 25 % oder mehr in einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm aufweist.
[2] Glassubstrat nach [1], das einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 10 Ω/Quadrat oder mehr und 10⁹ Ω/Quadrat oder weniger aufweist und die Formel (1): $R < 10000 exp (14,093 \times d)$
erfüllt, wobei R der spezifische Oberflächenwiderstand ist und d (µm) die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms ist.
[3] Glassubstrat nach [1] oder [2], wobei der Wärmeabschirmungsfilm eine Filmdicke von 5 µm oder weniger aufweist.
[4] Glassubstrat nach einem von [1] bis [3], wobei der Wärmeabschirmungsfilm mindestens eine leitende Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxidteilchen und einem leitenden Polymer, umfasst.
[5] Glassubstrat nach [4], wobei das leitende Polymer eine aromatische Ringstruktur aufweist.
[6] Glassubstrat nach [4] oder [5], wobei die Menge der leitenden Komponente in dem Wärmeabschirmungsfilm 50 Massen-% oder mehr beträgt.
[7] Glassubstrat nach einem von [1] bis [6], wobei der Wärmeabschirmungsfilm auf einer Oberfläche der Glasplatte auf der gesamten Fläche davon, die mit Sonnenlicht bestrahlt wird, bereitgestellt ist.
[8] Glassubstrat nach einem von [1] bis [7], wobei die Glasplatte eine Fahrzeugfensterscheibe ist.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Das Glassubstrat mit einem Wärmeabschirmungsfilm gemäß der vorliegenden Erfindung kann gleichzeitig eine hohe Radiowellendurchlässigkeit, eine hohe Durchlässigkeit im Nahinfrarotbereich und ein sehr gutes Wärmeabschirmungsvermögen erreichen.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]

1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau des Glassubstrats mit einem Wärmeabschirmungsfilm gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Nachstehend wird der Aufbau einer Ausführungsform des Glassubstrats mit einem Wärmeabschirmungsfilm (Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm) gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen weisen die folgenden Begriffe die jeweiligen nachstehend erläuterten Bedeutungen auf.
Die Dicke der Glasplatte und die Dicke des Wärmeabschirmungsfilms sind geometrische Dicken.
Ferner bedeutet „bis“, das einen Zahlenbereich angibt, dass die Zahlenwerte, die vor und nach „bis“ angegeben sind, als die Untergrenze und die Obergrenze des Bereichs einbezogen sind.
Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Glasplatte 11 und einen Wärmeabschirmungsfilm 12, der auf einer Oberfläche der Glasplatte bereitgestellt ist. Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm weist eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger bei einer Frequenz von 80 GHz, eine Durchlässigkeit von 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm und eine durchschnittliche Reflexion von 25 % oder mehr in einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm auf.
Beispiele für das Material der Glasplatte umfassen ein Natronkalkglas, ein Aluminosilikatglas, ein alkalifreies Glas, ein Borosilikatglas und dergleichen, wobei von diesen ein Natronkalkglas bevorzugt ist.
Die Glasplatte kann verstärkt bzw. gehärtet sein. Das Verstärkungsmittel ist nicht beschränkt und es kann sich um ein physikalisches Verstärkungsmittel oder ein chemisches Verstärkungsmittel handeln.
Die Dicke der Glasplatte wird gemäß der Anwendung des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm in einer geeigneten Weise eingestellt. Wenn das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm als Fahrzeugfensterscheibe verwendet wird, beträgt die Dicke der Glasplatte vorzugsweise 2,0 bis 6,0 mm, mehr bevorzugt 2,5 bis 5,5 mm, noch mehr bevorzugt 2,8 bis 5,0 mm. Wenn die Dicke der Glasplatte innerhalb des vorstehenden bevorzugten Bereichs liegt, kann ein Radiowellen-Durchlassvermögen und ein Lichtdurchlassvermögen im Bereich sichtbaren Lichts und im Nahinfrarotbereich ausreichend sichergestellt werden. Die Dicke der Glasplatte kann durch das konfokale Verschiebungsmessgerät „Confocal IFC2461 MP“, hergestellt von Micro-Epsilon, gemessen werden. Die Dicke wird an 5 zufällig ausgewählten Punkten auf der Glasplatte gemessen und der Durchschnittswert für die 5 Punkte wird als die Dicke der Glasplatte verwendet.
Der Wärmeabschirmungsfilm blockiert (reflektiert) Licht im Bereich vom mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich mit einer Wellenlänge von 5 bis 15 µm und weist ein sehr gutes Radiowellen-Durchlassvermögen und ein sehr gutes Lichtdurchlassvermögen im Bereich sichtbaren Lichts und dem Nahinfrarotbereich auf.
Es ist bevorzugt, dass der Wärmeabschirmungsfilm einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 10 Ω/Quadrat oder mehr und 10⁹ Ω/Quadrat oder weniger aufweist und die nachstehende Formel (1) erfüllt, mit der Maßgabe, dass d innerhalb des Bereichs von 0,05 bis 5 µm liegt: $R < 10000 exp (14,093 \times d)$
wobei R der spezifische Oberflächenwiderstand ist und d (µm) die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms ist.
Der spezifische Oberflächenwiderstand des Wärmeabschirmungsfilms kann mit einem Gerät zur Messung des spezifischen Widerstands gemäß JIS K 7194 (1994) gemessen werden.
Wenn der spezifische Oberflächenwiderstand des Wärmeabschirmungsfilms 10⁹ Ω/Quadrat oder weniger beträgt, kann selbst dann, wenn der Wärmeabschirmungsfilm eine geringe Filmdicke aufweist, eine sehr gute Reflexion in Bezug auf Licht im Bereich vom mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich mit einer Wellenlänge von 5 bis 15 µm einfach erhalten werden.
Wenn der spezifische Oberflächenwiderstand des Wärmeabschirmungsfilms 10 Ω/Quadrat oder mehr beträgt, kann ein sehr gutes Radiowellen-Durchlassvermögen einfach sichergestellt werden.
Durch die vorliegenden Erfinder durchgeführte Untersuchungen haben bestätigt, dass mit zunehmendem spezifischen Oberflächenwiderstand R eines Wärmeabschirmungsfilms die Filmdicke d in einem Ausmaß zunimmt, das zum Erhalten einer Reflexion in Bezug auf Licht im Bereich von dem mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich mit einer Wellenlänge von 5 bis 15 µm erforderlich ist, und dass dann, wenn der spezifische Oberflächenwiderstand R eines Wärmeabschirmungsfilms 10⁹ Ω/Quadrat übersteigt, eine starke Reflexion in Bezug auf Licht im Bereich von dem mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich selbst dann nicht erhalten werden kann, wenn die Dicke des Films erhöht wird. Der Wärmeabschirmungsfilm, der die vorstehende Formel (1) erfüllt, weist tendenziell eine starke Reflexion in Bezug auf Licht im Bereich von dem mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich auf, solange die Filmdicke innerhalb eines spezifischen Bereichs liegt.
Der spezifische Oberflächenwiderstand des Wärmeabschirmungsfilms beträgt vorzugsweise 10 Ω/Quadrat oder mehr und 10⁹ Ω/Quadrat oder weniger, mehr bevorzugt 10² Ω/Quadrat oder mehr und 10⁸ Ω/Quadrat oder weniger, noch mehr bevorzugt 10⁴ Ω/Quadrat oder mehr und 10⁸ Ω/Quadrat oder weniger.
Die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms beträgt vorzugsweise 5 µm oder weniger, mehr bevorzugt 1,5 µm oder weniger, noch mehr bevorzugt 1 µm oder weniger. Die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms beträgt vorzugsweise 50 nm oder mehr. Die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms beträgt vorzugsweise 50 nm oder mehr und 5 µm oder weniger, mehr bevorzugt 50 nm oder mehr und 1,5 µm oder weniger, noch mehr bevorzugt 50 nm oder mehr und 1 µm oder weniger. Wenn die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, wird es einfach, einen spezifischen Oberflächenwiderstand zu erhalten, der zum Erhalten einer Reflexion in Bezug auf Licht im Bereich von dem mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich mit einer Wellenlänge von 5 bis 15 µm erforderlich ist. Ferner kann, wenn die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms 5 µm oder weniger beträgt, die Menge von Ausgangsmaterialien vermindert werden, die zur Bildung des Wärmeabschirmungsfilms verwendet werden, was wirtschaftlich vorteilhaft ist.
Die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms kann mit einem Oberflächenprofilmessgerät des Fühlertyps für das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm gemessen werden.
Der Wärmeabschirmungsfilm umfasst vorzugsweise mindestens eine leitende Komponente, die aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxidteilchen und einem leitenden Polymer, ausgewählt ist.
Beispiele für Metalloxidteilchen umfassen Zinn-dotiertes Indiumoxid (ITO), Antimondotiertes Zinnoxid (ATO), ein Wolfram-Mischoxid und Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO). Von diesen sind ITO und ATO im Hinblick auf eine Nahinfrarot-Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von etwa 1000 nm bevorzugt. Bezüglich der Teilchengröße der Metalloxidteilchen kann die durchschnittliche Primärteilchengröße 1 bis 150 nm, mehr bevorzugt 5 bis 100 nm betragen.
Die durchschnittliche Primärteilchengröße der Metalloxidteilchen kann auf der Basis eines dynamischen Lichtstreuverfahrens unter Verwendung des handelsüblichen Nanoteilchengrößenanalysegeräts „Nanotrac Wave II“, hergestellt von Microtrack Inc., gemessen werden. Insbesondere wird durch das dynamische Lichtstreuverfahren eine volumenbasierte kumulative Teilchengrößenverteilungskurve erhalten, aus der ein Wert der Teilchengröße bei 50 % Kumulation, der ausgehend von der Feinteilchenseite gemessen wird, als die durchschnittliche Primärteilchengröße festgelegt wird.
Die Metalloxidteilchen können eine „reaktive Gruppe-enthaltende Verbindung, usw.“ aufweisen, die an ihren Oberflächen chemisch gebunden oder adsorbiert ist, wobei der Ausdruck „reaktive Gruppe-enthaltende Verbindung, usw.“ ein umfassender Ausdruck für eine reaktive Gruppe-enthaltende Verbindung, eine Verbindung mit einer Wasserstoffbrückenbindung-bildenden funktionellen Gruppe und eine Verbindung mit einer Wasserstoffatom-enthaltenden funktionellen Gruppe ist. Das Vorliegen der reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung, usw., auf der Teilchenoberfläche ermöglicht die Bildung von Bindungen zwischen den Teilchen, was die Bildung eines Wärmeabschirmungsfilms mit einer hervorragenden Abriebbeständigkeit und Kratzfestigkeit erleichtert.
Beispiele für reaktive Gruppen umfassen eine Aminogruppe, eine Epoxygruppe, eine Acryloylgruppe, eine Methacryloylgruppe, eine Vinylgruppe, eine Thiolgruppe, eine Isocyanatgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Phenolgruppe, eine Nitrilgruppe, eine Iminogruppe, eine Halogengruppe, eine Ureidogruppe und eine Isocyanuratgruppe.
Beispiele für Wasserstoffbrückenbindung-bildende funktionelle Gruppen umfassen eine Aminogruppe, eine Epoxygruppe, eine Ethergruppe, eine Isocyanatgruppe, eine Carbonylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Phenolgruppe, eine Nitrilgruppe, eine Iminogruppe, eine Ureidogruppe und eine Isocyanuratgruppe.
Beispiele für Wasserstoffatom-enthaltende funktionelle Gruppen umfassen eine Aminogruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Phenolgruppe, eine Thiolgruppe und eine Carboxylgruppe.
Die reaktiven Gruppen und funktionellen Gruppen der Verbindung, die auf den Teilchenoberflächen vorliegt, können sich zwischen jeweiligen Teilchen unterscheiden. Beispielsweise bildet durch Einbeziehen von Teilchen mit einer Verbindung mit einer Aminogruppe auf der Oberfläche und Teilchen mit einer Verbindung mit einer Epoxygruppe auf der Oberfläche die Reaktion zwischen der Aminogruppe und der Epoxygruppe eine Bindung zwischen den Teilchen. Umgekehrt können die reaktiven Gruppen der Verbindung, die auf den Teilchenoberflächen vorliegt, von einer einzelnen Art sein. Beispielsweise können Teilchen mit einer Verbindung mit einer Acryloylgruppe, die auf den Oberflächen vorliegt, durch die Reaktion der Acryloylgruppen Bindungen zwischen Teilchen bilden.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, Teilchen auf der Oberfläche, bei denen eine Verbindung mit einer Wasserstoffbrückenbindung-bildenden funktionellen Gruppe vorliegt, und Teilchen auf der Oberfläche, bei denen eine Verbindung mit einer Wasserstoffatom-enthaltenden funktionellen Gruppe vorliegt, einzubeziehen. In diesem Fall wird eine Bindung zwischen Teilchen durch eine Wasserstoffbrückenbindung zwischen der Wasserstoffbrückenbindung-bildenden funktionellen Gruppe und dem Wasserstoffatom der Wasserstoffatom-enthaltenden funktionellen Gruppe gebildet.
Ein Verfahren zum chemischen Binden der reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung, der Verbindung mit einer Wasserstoffbrückenbindung-bildenden funktionellen Gruppe oder der Verbindung mit einer Wasserstoffatom-enthaltenden funktionellen Gruppe an die Teilchenoberfläche ist nicht speziell beschränkt, jedoch ist ein mögliches Beispiel dafür ein Verfahren, bei dem ein Silankopplungsmittel verwendet wird. Insbesondere wird ein Silankopplungsmittel mit mindestens einer Art von Gruppe, ausgewählt aus einer reaktiven Gruppe, wie z.B. einer Aminogruppe oder einer Epoxygruppe, einer Wasserstoffbrückenbindung-bildenden Gruppe und einer Wasserstoffatom-enthaltenden funktionellen Gruppe, einer Dispersion der Metalloxidteilchen zusammen mit einer Alkalikomponente, wie z.B. NaOH, KOH oder NH₃, oder einer Säurekomponente, wie z.B. Schwefelsäure, Salpetersäure, Chlorwasserstoffsäure, Essigsäure oder Maleinsäure, zugesetzt.
Die gesamte Oberfläche der Metalloxidteilchen kann mit der reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung, usw., beschichtet sein oder die Oberfläche kann teilweise beschichtet sein. Der Bedeckungsgrad durch die reaktive Gruppe-enthaltende Verbindung, usw., als Prozentsatz auf der Basis der Gesamtfläche der Metalloxid-Teilchenoberflächen beträgt vorzugsweise 5 bis 90 %, mehr bevorzugt 10 bis 80 %, noch mehr bevorzugt 20 bis 70 %.
Der Bedeckungsgrad kann mittels eines Bilds gemessen werden, das mit dem Transmissionselektronenmikroskop HT7700, hergestellt von Hitachi, aufgenommen worden ist.
Wenn die gesamte Oberfläche der Metalloxidteilchen mit der reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung, usw., beschichtet ist, kann die Bildung einer übermäßig dicken Beschichtungsschicht zu einem übermäßig hohen Oberflächenwiderstand des Wärmeabschirmungsfilms führen. Daher beträgt die Dicke der Beschichtungsschicht auf der Oberfläche der Metallteilchen vorzugsweise 5 nm oder weniger, mehr bevorzugt 3 nm oder weniger, besonders bevorzugt 1 nm oder weniger. Die Dicke der Beschichtungsschicht beträgt vorzugsweise 0,1 bis 5 nm, mehr bevorzugt 0,3 bis 3 nm, noch mehr bevorzugt 0,5 bis 1 nm.
Die Dicke der Beschichtungsschicht kann mittels eines Bilds gemessen werden, das mit dem Transmissionselektronenmikroskop HT7700, hergestellt von Hitachi, aufgenommen worden ist.
Die Menge der reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung, usw., beträgt vorzugsweise 0,5 bis 50 Massen-%, mehr bevorzugt 1 bis 30 Massen-%, besonders bevorzugt 3 bis 15 Massen-% bezogen auf die Gesamtmasse der Metalloxidteilchen und der reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung, usw. In diesem Zusammenhang unterliegt die reaktive Gruppe-enthaltende Verbindung einer morphologischen Veränderung aufgrund der Reaktion, jedoch wird deren Menge bezogen auf die Gesamtmasse von Einheiten berechnet, die von der Verbindung nach der morphologischen Veränderung aufgrund der Reaktion stammen.
Beispiele für leitende Polymere umfassen Poly(4-styrolsulfonsäure)-dotiertes Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (auch als PEDOT/PSS bezeichnet), Polyacetylen, Polyanilin, Polypyrrol und Polythiophen. Von diesen sind (PEDOT/PSS), Polythiophen, usw., mit einer aromatischen Ringstruktur im Hinblick auf die Luftstabilität bevorzugt.
Die Menge der leitenden Komponente, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten ist, beträgt vorzugsweise 50 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 60 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 70 Massen-%, besonders bevorzugt 90 Massen-% oder mehr bezogen auf die Gesamtmasse des Feststoffgehalts des Wärmeabschirmungsfilms. Die Menge der leitenden Komponente, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten ist, beträgt vorzugsweise 50 bis 100 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 60 bis 99 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 70 bis 98 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 90 bis 97 Massen-% oder mehr bezogen auf die Gesamtmasse des Feststoffgehalts des Wärmeabschirmungsfilms.
Wenn die reaktive Gruppe-enthaltende Gruppe, usw., auf der Oberfläche der Metalloxidteilchen vorliegt, ist die Menge der leitenden Komponente nur die Menge der Metalloxidteilchen.
Wenn die Menge der leitenden Komponente, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten ist, 50 Massen-% oder mehr beträgt, beträgt der spezifische Oberflächenwiderstand des Wärmeabschirmungsfilms tendenziell 10⁹ Ω/Quadrat oder weniger. Ferner beträgt, wenn die Menge der leitenden Komponente 90 Massen-% oder mehr beträgt, der spezifische Oberflächenwiderstand tendenziell 10⁹ Ω/Quadrat oder weniger, wobei die Filmdicke 5 µm oder weniger beträgt.
Der Wärmeabschirmungsfilm kann eine Matrixkomponente, wie z.B. eine Alkoxysilanverbindung, ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Phenolharz, usw., enthalten, solange die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Die Menge der Matrixkomponente, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten ist, beträgt vorzugsweise weniger als 50 Massen-%, mehr bevorzugt weniger als 40 Massen-%, noch mehr bevorzugt weniger als 30 Massen-%, besonders bevorzugt weniger als 10 Massen-% bezogen auf die Gesamtmasse des Wärmeabschirmungsfilms. Wenn der Wärmeabschirmungsfilm die Matrixkomponente enthält, beträgt die Menge der Matrixkomponente vorzugsweise mehr als 0 Massen-% und weniger als 50 Massen-%, mehr bevorzugt 1 Massen-% oder mehr und weniger als 40 Massen-%, noch mehr bevorzugt 2 Massen-% oder mehr und weniger als 30 Massen-%, besonders bevorzugt 3 Massen-% oder mehr und weniger als 10 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Wärmeabschirmungsfilms. Ferner ist es in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass der Wärmeabschirmungsfilm die Matrixkomponente nicht enthält.
In dem Fall eines Wärmeabschirmungsfilms, bei dem Metalloxidteilchen verwendet werden, kann ein Wärmeabschirmungsfilm mit einer hervorragenden Abriebbeständigkeit und Kratzfestigkeit durch Binden der Matrixkomponente an die Teilchenoberfläche einfacher erhalten werden. Die Matrixkomponente bindet an die Metalloxid-Teilchenoberfläche durch Adsorbieren und chemisches Binden an die Teilchenoberfläche. Eine Matrixkomponente mit einer Silanolgruppe kann als Beispiel für die Matrixkomponente genannt werden, die an die Metalloxid-Teilchenoberfläche chemisch binden kann. Ferner weist die Matrixkomponente vorzugsweise eine reaktive Gruppe auf. Die reaktiven Gruppen in der Matrixkomponente, die an die Teilchenoberflächen gebunden ist, reagieren unter Bildung von Bindungen zwischen den Teilchen, was es einfacher macht, einen Wärmeabschirmungsfilm mit hervorragender Abriebbeständigkeit und Kratzfestigkeit zu erhalten. Beispiele für reaktive Gruppen umfassen eine Silanolgruppe, eine Hydroxylgruppe, eine Carbonylgruppe, eine Acryloylgruppe, eine Epoxygruppe und dergleichen.
Abgesehen von der Matrixkomponente kann eine Komponente einbezogen werden, welche die Metalloxidteilchen vernetzt. Mögliche Beispiele für Vernetzungsmittel umfassen eine Verbindung mit zwei oder mehr reaktiven funktionellen Gruppen in einem Molekül. Beispiele für Verbindungen mit reaktiven Gruppen der gleichen Art in einem Molekül umfassen Ethylendiamin und Diethylentriamin, und Beispiele für Verbindungen mit verschiedenen reaktiven Gruppen umfassen Aminopropyltrimethoxysilan und Glycidoxypropyltrimethoxysilan, die Silankopplungsmittel sind.
Der Wärmeabschirmungsfilm kann Verunreinigungen (Oberflächenkonditioniermittel, Teilchendispergiermittel, organische Lösungsmittel, Wasser, usw.) enthalten, die während der Filmbildung zwangsläufig eingebracht werden.
Die Menge von zwangsläufigen Verunreinigungen, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten sind, beträgt vorzugsweise weniger als 50 Massen-%, mehr bevorzugt weniger als 40 Massen-%, noch mehr bevorzugt weniger als 30 Massen-%, besonders bevorzugt weniger als 10 Massen-% bezogen auf die Gesamtmasse des Wärmeabschirmungsfilms. Wenn Verunreinigungen in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten sind, beträgt der Verunreinigungsgehalt vorzugsweise mehr als 0 Massen-% und weniger als 50 Massen-%, mehr bevorzugt mehr als 0 Massen-% und weniger als 40 Massen-%, noch mehr bevorzugt mehr als 0 Massen-% und weniger als 30 Massen-%, besonders bevorzugt mehr als 0 Massen-% und weniger als 10 Massen-% bezogen auf die Gesamtmasse des Wärmeabschirmungsfilms. Ferner ist es in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass der Wärmeabschirmungsfilm keine Verunreinigungen enthält.
Der Wärmeabschirmungsfilm kann eine Einzelschicht oder eine Kombination (Laminat) aus zwei oder mehr verschiedenartigen Schichten sein. Spezifische Beispiele von deren Aufbau umfassen die folgenden (a) bis (f):

(a) Eine Einzelschicht, die eine Art von Metalloxidteilchen umfasst,
(b) eine Einzelschicht, die zwei oder mehr Arten von Metalloxidteilchen umfasst,
(c) eine Einzelschicht, die eine Art von leitendem Polymer umfasst,
(d) eine Einzelschicht, die zwei oder mehr Arten von leitenden Polymeren umfasst,
(e) eine Einzelschicht, die eine oder mehr Art(en) von Metalloxidteilchen und eine oder mehr Art(en) von leitenden Polymeren umfasst, und
(f) eine Kombination (Laminat) aus zwei oder mehr der Schichten (a) bis (e).

Der Wärmeabschirmungsfilm ist auf einer Oberfläche der Glasplatte bereitgestellt. Ferner ist es bevorzugt, dass der Wärmeabschirmungsfilm auf einer Oberfläche der Glasplatte auf deren gesamter Fläche bereitgestellt ist, die mit Sonnenlicht bestrahlt wird. Darüber hinaus ist, wenn das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform so bereitgestellt werden soll, dass es in einer vertikalen Richtung aufwärts und abwärts bewegt werden kann oder in der horizontalen Richtung gleiten kann, so dass ein Teil des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm in einem Aufnahmeteil aufgenommen wird, der Wärmeabschirmungsfilm gegebenenfalls nicht auf der Oberfläche der Glasplatte an deren Fläche, die in dem Aufnahmeteil aufgenommen werden soll, und der Fläche in der Umgebung davon bereitgestellt.
In dem Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform weist der Wärmeabschirmungsfilm ein sehr gutes Radiowellen-Durchlassvermögen und eine hohe Lichtdurchlässigkeit im Bereich sichtbaren Lichts und im Nahinfrarotbereich auf und es besteht kein Bedarf zur Bereitstellung einer Zone, die frei von einem Wärmeabschirmungsfilm ist (Durchlasszone), auf der Oberfläche der Glasplatte, was eine einfache Bildung des Wärmeabschirmungsfilms ermöglicht und zu einer hervorragenden Produktivität des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm beiträgt.
Der Wärmeabschirmungsfilm kann gegebenenfalls eine funktionelle Schicht zwischen der Glasplatte und dem Wärmeabschirmungsfilm aufweisen und kann eine oberste Schicht auf der Oberfläche des Wärmeabschirmungsfilms aufweisen, die am weitesten von der Glasplatte entfernt ist, solange die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Die gegebenenfalls bereitgestellte funktionelle Schicht ist nicht speziell beschränkt. Beispiele für funktionelle Schichten umfassen einen Wärmestrahlen-reflektierenden Film, der ein Metallnitrid enthält, einen UV-Sperrfilm, der einen Ultraviolettabsorber enthält, einen Beschlagschutzfilm der ein wasserabsorbierendes organisches Harz enthält, und dergleichen.
Die Dicke der funktionellen Schicht beträgt vorzugsweise 1 nm bis 50 µm, mehr bevorzugt 5 nm bis 30 µm, besonders bevorzugt 10 nm bis 20 µm.
Die optionale oberste Schicht schützt den Wärmeabschirmungsfilm.
Beispiele für Materialien für die oberste Schicht umfassen Siliziumdioxid, Titannitrid, Kohlenstoff, organische Harze und Silankondensate.
Die Dicke der obersten Schicht beträgt vorzugsweise 1 bis 50 nm, mehr bevorzugt 1 bis 20 nm, besonders bevorzugt 1 bis 10 nm.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform weist eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger, vorzugsweise 4 dB oder weniger bei einer Frequenz von 80 GHz auf. Die Radiowellen-Durchlassdämpfung liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 5 dB, mehr bevorzugt im Bereich von 0 bis 4 dB, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0 bis 3,5 dB, besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 3,0 dB. Wenn die Radiowellen-Durchlassdämpfung bei einer Frequenz von 80 GHz auf 5 dB oder weniger eingestellt wird, kann das Radiowellen-Durchlassvermögen, das für ein Millimeterwellenradar und dergleichen erforderlich ist, einfach sichergestellt werden.
Die Radiowellen-Durchlassdämpfung des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm kann durch das Freiraumverfahren („free space method“) gemessen werden. Details der Messbedingungen sind in dem Beispielabschnitt beschrieben.
Ferner weist das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger, mehr bevorzugt 4 dB oder weniger, noch mehr bevorzugt 3,5 dB oder weniger, besonders bevorzugt 3,0 dB oder weniger bei Frequenzen von 80 GHz, 28 GHz und 3,5 GHz oder weniger auf. Diese Radiowellen-Durchlassdämpfung liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 5 dB, mehr bevorzugt im Bereich von 0 bis 4 dB, noch mehr bevorzugt im Bereich von 0 bis 3,5 dB, besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 3,0 dB. Die Radiowellen-Durchlassdämpfung bei 3,5 GHz oder weniger kann beispielsweise durch Messen der elektromagnetischen Durchlassdämpfung bei 2 GHz bestimmt werden. Durch Vermindern der Radiowellen-Durchlassdämpfung auf 5 dB oder weniger bei Frequenzen von 80 GHz, 28 GHz und 3,5 GHz oder weniger kann das Radiowellen-Durchlassvermögen, das für eine Mehrzahl von Informationskommunikationsendgeräten, wie z.B. ein Millimeterwellenradar, ein TV/Radio/Satellitenrundfunk, 5G/LTE, usw., erforderlich ist, sichergestellt werden.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform ist vorstehend beschrieben, wobei als Beispiel die Radiowellen-Durchlassdämpfung für Radiowellen mit Frequenzen von 80 GHz, 28 GHz und 3,5 GHz oder weniger verwendet wir, jedoch sind die Frequenzbänder nicht auf die vorstehend genannten Frequenzbänder beschränkt, und es ist bevorzugt, dass die vorstehend beschriebene Radiowellen-Durchlassdämpfung über Frequenzbänder im Bereich von etwa mehreren hundert MHz bis mehreren zehn GHz erhalten werden kann.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform weist eine Durchlässigkeit von 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 50 %, mehr bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 % auf. Durch Einstellen der Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 900 nm auf 15 % oder mehr kann die Lichtdurchlässigkeit im Nahinfrarotbereich, die für einen Infrarotsensor oder dergleichen erforderlich ist, einfach sichergestellt werden.
Die Durchlässigkeit des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm bei einer Wellenlänge von 900 nm kann mit einem Spektrophotometer gemessen werden.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform weist eine durchschnittliche Reflexion von 25 % oder mehr über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 70 %, mehr bevorzugt im Bereich von 30 bis 60 % auf. Durch Einstellen der durchschnittlichen Reflexion über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm auf 25 % oder mehr kann eine sehr gute Reflexion im mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich, welcher der Wärmeabschirmungsbereich ist, der durch die vorliegenden Erfinder neu gefunden worden ist, sichergestellt werden.
Die Reflexion des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm bei einer Wellenlänge von 5 bis 15 µm kann mit einem Infrarotspektrophotometer gemessen werden, das mit einer Reflexionsmessvorrichtung ausgestattet ist. Die durchschnittliche Reflexion über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm kann als Durchschnittswert (%) der Messungen der Reflexion, die bei 5 nm-Intervallen über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm erhalten werden, berechnet werden.
Die Durchlässigkeit des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform für sichtbares Licht beträgt vorzugsweise 50 bis 95 %, mehr bevorzugt 60 bis 85 %, noch mehr bevorzugt 70 bis 75 %. Wenn die Durchlässigkeit für sichtbares Licht innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, kann das Wärmeabschirmungsvermögen verbessert werden, während die Lichtdurchlässigkeit auf einem Niveau zum Erkennen des durchgelassenen Bilds aufrechterhalten wird.
Die Durchlässigkeit des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm für sichtbares Licht kann gemäß JIS R3212 (1998) aus Messungen der Durchlässigkeit bei jeweiligen Wellenlängen mit einem Spektrophotometer berechnet werden.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform kann durch ein- oder mehrmaliges Wiederholen eines Schritts des Aufbringens einer Flüssigkeitszusammensetzung, die eine leitende Komponente enthält, auf eine Glasplatte, gefolgt von einem Erwärmen und Trocknen der resultierenden Glasplatte, die mit der Flüssigkeitszusammensetzung beschichtet ist, hergestellt werden. Die Herstellung des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm kann gegebenenfalls weitere Schritte umfassen. Die Trocknungsbehandlung entfernt das flüssige Medium von der Flüssigkeitszusammensetzung, welche die leitende Komponente enthält, so dass eine Beschichtung, welche die leitende Komponente enthält, auf der Oberfläche der Glasplatte gebildet werden kann.
Wenn die leitende Komponente Metalloxidteilchen enthält, werden die Metalloxidteilchen in einem flüssigen Medium dispergiert, so dass eine Flüssigkeitszusammensetzung erhalten wird, die auf eine vorgegebene Feststoffkonzentration eingestellt ist. Wenn die Oberfläche der Metalloxidteilchen mit der reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung, usw., beschichtet wird, enthält die Flüssigkeitszusammensetzung vorzugsweise eine Alkalikomponente oder eine Säurekomponente sowie die reaktive Gruppe-enthaltende Verbindung, usw.
Wenn die leitende Komponente ein leitendes Polymer enthält, wird das leitende Polymer in einem flüssigen Medium gelöst oder dispergiert, so dass eine Flüssigkeitszusammensetzung erhalten wird, die auf eine vorgegebene Konzentration eingestellt ist.
Beispiele für flüssige Medien umfassen Ketone, wie z.B. Aceton und Methylethylketon, Ester, wie z.B. Ethylacetat und Butylacetat, Alkohole, wie z.B. Methanol, Ethanol, 1-Propanol und 2-Propanol, Carbonsäuren, wie z.B. Essigsäure, Nitrile, wie z.B. Acetonitril, und Wasser. Eines davon kann allein verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden.
Die Flüssigkeitszusammensetzung kann eine Matrixkomponente, wie z.B. eine Alkoxysilanverbindung, ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Phenolharz, usw., enthalten, solange die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Wenn die Flüssigkeitszusammensetzung eine Matrixkomponente enthält, beträgt die Menge der Matrixkomponente in der Flüssigkeitszusammensetzung vorzugsweise 50 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 5 bis 40 Massen-%, mehr bevorzugt 10 bis 30 Massen-% bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung. In diesem Zusammenhang ist die Menge der Matrixkomponente als Feststoffgehalt angegeben. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Menge einer Komponente als Feststoffgehalt bezogen auf die Masse des Rückstands nach dem Entfernen von flüchtigen Komponenten, wie z.B. Wasser.
Das Aufbringen der Flüssigkeitszusammensetzung auf die Oberfläche der Glasplatte kann durch allgemeine Aufbringverfahren implementiert werden, wie z.B. Schleuderbeschichten, Tauchbeschichten, Sprühbeschichten, Fließbeschichten und Düsenbeschichten. Das Fließbeschichten ist insbesondere für gekrümmte Glasplatten geeignet.
In dem Verfahren des Erwärmens und Trocknens der Glasplatte, die mit der Flüssigkeitszusammensetzung beschichtet ist, können ein elektrischer Ofen, ein Gasofen, ein Infrarotheizofen, usw., verwendet werden. Die Erwärmungstemperatur und -zeit können in einer geeigneten Weise eingestellt werden. Die Erwärmungstemperatur kann beispielsweise im Bereich von 70 bis 300 °C liegen. Die Erwärmungszeit kann beispielsweise 1 bis 180 Minuten betragen.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform kann als Wärmeisolierglas, wie z.B. eine Fahrzeugfensterscheibe, verwendet werden.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform kann als solche als eine einzelne Platte verwendet werden oder es kann in einem laminierten Glas oder einer Doppelverglasung verwendet werden.
Ein laminiertes Glas weist ein erstes transparentes Substrat, ein zweites transparentes Substrat und eine Zwischenschichtfolie auf, die zwischen diesen transparenten Substraten angeordnet ist. Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Erfindung kann als eines des ersten transparenten Substrats und des zweiten transparenten Substrats verwendet werden.
Eine Doppelverglasung weist ein erstes transparentes Substrat, ein zweites transparentes Substrat und einen rahmenförmigen Abstandshalter auf, der zwischen Umfangskantenbereichen des ersten transparenten Substrats und des zweiten transparenten Substrats derart angeordnet ist, dass eine Lücke zwischen den transparenten Substraten gebildet wird. Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Erfindung kann als eines des ersten transparenten Substrats und des zweiten transparenten Substrats verwendet werden.
Wenn das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform für ein laminiertes Glas oder eine Doppelverglasung verwendet wird, wird das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm so angeordnet, dass sich der Wärmeabschirmungsfilm auf der Innenseite (der Seite, die mit dem Inneren des Raums in Kontakt sein soll) befindet.
Das vorstehend beschriebene Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform weist eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger bei einer Frequenz von 80 GHz, eine Durchlässigkeit von 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm und eine durchschnittliche Reflexion von 25 % oder mehr über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm auf. Durch Erhöhen der Durchlässigkeit auf 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm, die durch herkömmliche Wärmeabschirmungsfilme zum Erhalten eines Wärmeabschirmungsvermögens blockiert wird, kann eine Lichtdurchlässigkeit im Nahinfrarotbereich, die für Infrarotsensoren und dergleichen erforderlich ist, sichergestellt werden. Andererseits kann durch Blockieren (Reflektieren von) Licht im Bereich von dem mittleren Infrarotbereich bis zum Ferninfrarotbereich als der neu gefundene Wärmeabschirmungsbereich das Wärmeabschirmungsvermögen sichergestellt werden. Als Ergebnis kann ein Glassubstrat bereitgestellt werden, das gleichzeitig ein Radiowellen-Durchlassvermögen, ein Durchlassvermögen im Nahinfrarotbereich und ein Wärmeabschirmungsvermögen erfüllt.
Ferner kann, wenn das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 4 dB oder weniger bei Frequenzen von 80 GHz, 28 GHz und 3,5 GHz oder weniger aufweist, gleichzeitig das Radiowellen-Durchlassvermögen, das für eine Mehrzahl von Informationskommunikationsendgeräten, wie z.B. ein Millimeterwellenradar, ein TV/Radio/Satellitenrundfunk, 5G/LTE, usw., erforderlich ist, sichergestellt werden.
Wenn das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform als Fahrzeugfensterscheibe verwendet wird, ermöglicht das Glassubstrat das gleichzeitige Arbeiten von verschiedenen Radaren/Sensoren, wie z.B. eines Millimeterwellenradars, eines Mikrowellenradars, eines LiDAR und eines Regensensors, während das Wärmeabschirmungsvermögen beibehalten wird, und ohne Bereitstellen einer Durchlasszone in dem Bereich, der mit dem Wärmeabschirmungsfilm für das Glassubstrat versehen ist. Darüber hinaus können die Radare/Sensoren frei angeordnet werden, ohne eine Durchlasszone in dem Bereich bereitzustellen, der mit dem Wärmeabschirmungsfilm für das Glassubstrat versehen ist.
Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifizierungen können hinzugefügt werden, solange die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
[Beispiele]
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele detailliert beschrieben, die jedoch nicht so aufgefasst werden sollen, dass sie die vorliegende Erfindung beschränken.
Die Beispiele 1 bis 3 und 7 sind eine Implementierung der vorliegenden Erfindung, während die Beispiele 4 bis 6 Vergleichsbeispiele sind.
(Filmdicke)
Die Filmdicke (µm) des Wärmeabschirmungsfilms des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm wurde mit einem Oberflächenprofilmessgerät des Fühlertyps (Dektak150, hergestellt von ULVAC, Inc.) gemessen.
(Gehalt der leitenden Komponente)
Wenn der Wärmeabschirmungsfilm unter Verwendung einer Flüssigkeitszusammensetzung gebildet wurde, wurde die Menge der leitenden Komponente, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten ist, durch Berechnen der Menge der leitenden Komponente bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, der in der hergestellten Flüssigkeitszusammensetzung enthalten ist, bestimmt.
In dem Fall eines laminierten Films, der zwei oder mehr Schichten enthält, wurden jeweils die Menge der leitenden Komponente, wenn der laminierte Film als Ganzes als ein wärmeisolierender Film verwendet wird, und die Menge der leitenden Komponente, wenn eine der Schichten (eine Einzelschicht) als ein wärmeisolierender Film verwendet wird, berechnet.
(Spezifischer Oberflächenwiderstand)
Der spezifische Oberflächenwiderstand (Ω/Quadrat) des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm wurde mit einem Gerät zur Messung des spezifischen Widerstands (Loresta GP, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) gemäß JIS K 7194 (1994) gemessen.
(Radiowellen-Durchlassdämpfung)
Die Radiowellen-Durchlassdämpfung des erzeugten Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm wurde durch das Freiraumverfahren gemessen.
Insbesondere wurde die Radiowellen-Durchlassdämpfung wie folgt gemessen. Antennen wurden so angeordnet, dass sie aufeinander zu gerichtet waren und das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm wurde so zwischen den Antennen angeordnet, dass die Erstreckungsrichtung der Öffnung und die Polarisationsrichtung der Radiowelle senkrecht zueinander waren. Dann wurden jeweils die Werte der Radiowellen-Durchlassdämpfung für Radiowellen mit Frequenzen von 2 GHz, 28 GHz und 80 GHz gemessen, wobei 0 dB die Radiowellen-Durchlassdämpfung in der Öffnung mit 100 mmΦ ohne das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm war. Ferner wurde die Radiowellen-Durchlassdämpfung entsprechend nur für die Glasplatte vor der Bildung des Wärmeabschirmungsfilms gemessen.
(Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 900 nm)
Die Durchlässigkeit (%) des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm bei einer Wellenlänge von 900 nm wurde mit einem Spektrophotometer (U-4100, hergestellt von Hitachi) gemessen.
(Durchschnittliche Reflexion über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm)
Ein Infrarot-Spektrophotometer (FT/IR-4600U-4100, hergestellt von JASCO Corporation), das mit einer Reflexionsmessvorrichtung (RF-81S, hergestellt von JASCO Corporation) ausgestattet war, wurde zur Messung der Reflexion des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm in 5 nm-Intervallen über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm verwendet und ein Durchschnittswert (%) wurde berechnet.
(Durchlässigkeit für sichtbares Licht)
Die Durchlässigkeit des Glassubstrats mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm bei jeder Wellenlänge wurde mit einem Spektrophotometer (U-4100, hergestellt von Hitachi) gemessen und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht (Tv [%]) wurde gemäß JIS R3212 (1998) berechnet.
(Bewertung des Wärmeabschirmungsvermögens)
Das Wärmeabschirmungsvermögen wurde mit einem Glas, das durch eine Lampe mit künstlichem Sonnenlicht, eine Keramikheizeinrichtung oder eine Sitzheizung erwärmt worden ist, und auf der Basis von Fragebögen für 63 Nutzer bezüglich der Wärmeempfindung, die beim Bestrahlen ihrer Handrücken mit Licht mit einer Wellenlänge von 0,8 bis 20 µm durch das Glas wahrgenommen wurde, bewertet.
Die Personen antworteten mit einem Mitteilungsformblatt mit einer Mitteilung über eine kalte und warme Empfindung vor und nach der Bestrahlung und einer subjektiven Meldung einer Empfindung auf ihren Handrücken aufgrund der Bestrahlung unmittelbar nach der Bestrahlung.
Wenn 50 oder mehr Personen antworteten, dass das geprüfte Glas verglichen mit einem Fahrzeugglas ohne einen Wärmeabschirmungsfilm einen Wärmeabschirmungseffekt aufwies, wurde das geprüfte Glas als „A“ bewertet. Wenn andererseits weniger als 50 Personen antworteten, dass das geprüfte Glas verglichen mit einem Fahrzeugglas ohne einen Wärmeabschirmungsfilm keinen Wärmeabschirmungseffekt (keine Differenz) aufwies, wurde das geprüfte Glas als „B“ bewertet.
(Bewertung der Abriebbeständigkeit)
Die Abriebbeständigkeit wurde mittels eines sich hin- und herbewegenden Traversenprüfgeräts (hergestellt von KNT Co., Ltd.) gemessen. Insbesondere wurde eine Belastung von 500 g derart auf ein Flanelltuch ausgeübt, dass die Abrieboberfläche 1 cm x 4 cm betrug, und das Prüfgerät wurde 500 Mal hin- und herbewegt. Dann wurde das Aussehen visuell untersucht. Die Bewertung „A“ wurde vergeben, wenn keine Beschädigung oder kein Ablösen vorlag, und die Bewertung „B“ wurde vergeben, wenn eine geringfügige Reibmarkierung bei reflektiertem Licht sichtbar war.
(Beispiel 1)
Eine Flüssigkeitszusammensetzung 1, die durch Verdünnen von 5 g einer ITO-Dispersion (Feststoffkonzentration: 20 %) mit 15 g Methanol hergestellt worden ist, wurde auf ein 10 cm × 10 cm × 3,5 mm dickes stark wärmeabsorbierendes Glas (UVFL, hergestellt von AGC Inc.) mit einem Schleuderbeschichter (MS-B200, hergestellt von Mikasa Co., Ltd.) bei einer Drehzahl von 100 U/min aufgebracht und bei 150 °C für 3 Minuten in einer Luftatmosphäre getrocknet. Ferner wurde die Flüssigkeitszusammensetzung 1 nach dem Trocknen bei den gleichen Bedingungen durch Schleuderbeschichten auf das Substrat aufgebracht. Das Schleuderbeschichten und das Trocknen wurden insgesamt dreimal wiederholt, so dass ein Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm erhalten wurde.
(Beispiel 2)
Eine Flüssigkeitszusammensetzung 2, die durch Verdünnen von Poly(4-styrolsulfonsäure)-dotiertem Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (PEDOT/PSS) (hergestellt von Sigma-Aldrich) mit destilliertem Wasser auf eine Konzentration von 1,3 % erhalten worden ist, wurde auf ein 10 cm × 10 cm × 3,5 mm dickes stark wärmeabsorbierendes Glas (UVFL, hergestellt von AGC Inc.) mit einem Schleuderbeschichter (MS-B200, hergestellt von Mikasa Co., Ltd.) bei einer Drehzahl von 100 U/min aufgebracht und bei 100 °C für 30 Minuten in einer Luftatmosphäre getrocknet, wobei ein Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm erhalten wurde.
(Beispiel 3)
Ein Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Drehzahl für das Schleuderbeschichten von 100 U/min zu 500 U/min geändert wurde.
(Beispiel 4)
Ein 10 cm × 10 cm × 3,5 mm dickes stark wärmeabsorbierendes Glas (UVFL, hergestellt von AGC Inc.) wurde ohne die Bildung eines Films verwendet.
(Beispiel 5)
Eine 10 cm × 10 cm × 2,8 mm dicke Glasplatte (FL, hergestellt von AGC Inc.) wurde in eine anlagenintegrierte Sputtervorrichtung eingebracht, die dann zu einem Vakuumgrad von 2 × 10^-6 Torr oder weniger evakuiert wurde, wodurch ein zweischichtiger Film auf der Glasplattenoberfläche gebildet wurde, der eine Schicht aus Zinkoxid, das mit Zinn dotiert ist, und eine Schicht aus Zinkoxid, das mit Aluminium dotiert ist, aufwies und eine Gesamtfilmdicke von 43,5 nm aufwies. Dann wurden ein 12,5 nm dicker Film aus Silber, ein 2 nm dicker Film aus Titan, ein dreischichtiger Film mit einer Gesamtdicke von 87,5 nm, der eine Schicht aus Zinkoxid, das mit Aluminium dotiert ist, eine Schicht aus Zinkoxid, das mit Zinn dotiert ist, und eine Schicht aus Zinkoxid, das mit Aluminium dotiert ist, die in dieser Reihenfolge laminiert sind, aufweist, ein 12,5 nm dicker Film aus Silber, ein 2 nm dicker Film aus Titan und ein zweischichtiger Film mit einer Gesamtdicke von 31,5 nm, der eine Schicht aus Zinkoxid, das mit Aluminium dotiert ist, und eine Schicht aus Zinkoxid, das mit Zinn dotiert ist, die in dieser Reihenfolge laminiert sind, aufweist, nacheinander gebildet. Nach der Filmbildung wurde das resultierende Laminat bei 730 °C in der Luft für 4 Minuten wärmebehandelt, so dass ein Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm erhalten wurde.
In Bezug auf die Menge der leitenden Komponente, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten ist, wurden bezüglich Silber als die leitende Komponente der Gehalt in dem gesamten laminierten Film und der Gehalt in der einzelnen Silberschicht berechnet.
(Beispiel 6)
2,05 g 2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenon (hergestellt von BASF), 5,14 g 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan (hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 0,033 g Benzyltriethylammoniumchlorid (hergestellt von Junsei Chemical Co., Ltd.) und 4,17 g Butylacetat (hergestellt von Junsei Chemical Co., Ltd.) wurden in einen Behälter eingebracht, auf 120 °C erwärmt, für 4 Stunden gerührt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurden 46,2 g Solmix AP-1, 14,2 g Tetraethoxysilan (hergestellt von Junsei Chemical Co., Ltd.), 0,87 g SR-SEP (hergestellt von Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.), 18,4 g reines Wasser, 0,06 g BYK307 (hergestellt von BYK-Chemie), 0,10 g einer wässrigen Salpetersäurelösung mit einer Konzentration von 63 Massen-% und 0,012 g Maleinsäure zugeführt und bei 50 °C für 2 Stunden gerührt, worauf 8,7 g YMF-02A (hergestellt von Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) zugesetzt wurden, wobei es sich um eine Dispersion von Cäsiumwolframoxid-Nanoteilchen (hergestellt von Mining Co., Ltd.) handelt, so dass eine Flüssigkeitszusammensetzung 6 erhalten wurde.
Die erhaltene Flüssigkeitszusammensetzung 6 wurde mittels Schleuderbeschichten auf ein 10 cm × 10 cm × 3,5 mm dickes stark wärmeabsorbierendes Glas (UVFL, hergestellt von AGC Inc.) mit einem Schleuderbeschichter (MS-B200, hergestellt von Mikasa Co., Ltd.) bei einer Drehzahl von 50 U/min aufgebracht und bei 200 °C für 30 Minuten in einer Luftatmosphäre getrocknet, wobei ein Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm erhalten wurde.
(Beispiel 7)
5 g einer ITO-Dispersion (Feststoffkonzentration: 20 %) wurden mit 15 g Methanol verdünnt und 0,14 g 3-Aminopropyltrimethoxysilan und 1,13 g einer wässrigen 1 mol/L NaOH-Lösung wurden dieser zugesetzt, worauf das resultierende Gemisch gerührt wurde, so dass eine Dispersion von oberflächenbeschichteten Teilchen 1 erhalten wurde.
Entsprechend wurden 5 g einer ITO-Dispersion (Feststoffkonzentration: 20 %) mit 15 g Methanol verdünnt und 0,14 g 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 1,13 g einer wässrigen 1 mol/L NaOH-Lösung wurden dieser zugesetzt, worauf das resultierende Gemisch gerührt wurde, so dass eine Dispersion von oberflächenbeschichteten Teilchen 2 erhalten wurde.
Eine Flüssigkeitszusammensetzung, die durch Mischen und Rühren der gleichen Menge der Dispersion von oberflächenbeschichteten Teilchen 1 und 2 erhalten wurde, wurde auf einem 10 cm × 10 cm × 3,5 mm dicken stark wärmeabsorbierenden Glas (UVFL, hergestellt von AGC Inc.) in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 zu einem Film ausgebildet, wodurch ein Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm erhalten wurde.

In Bezug auf jedes der erhaltenen Glassubstrate mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der Beispiele 1 bis 7 wurden die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms, die Menge der leitenden Komponente, die in dem Wärmeabschirmungsfilm enthalten ist, der spezifische Oberflächenwiderstand, die Radiowellen-Durchlassdämpfung und die Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 900 nm, die durchschnittliche Reflexion über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht (Tv) gemessen und das Wärmeabschirmungsvermögen wurde bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

		Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3	Bsp. 4	Bsp. 5	Bsp. 6	Bsp. 7
Wärmeabschirmungsfilm	Leitende Komponente	ITO	PEDOT/PSS	PEDOT/PSS	-	Ag	Cäsiumwolframoxid	ITO
	Filmdicke (µm)	0,95	0,60	0,12	-	0,20	7,30	1,02
	Gehalt der leitenden Komponente (Massen-%)	90	97	97	-	22	7,5	80
	Spezifischer Oberflächenwiderstand (Ω/Quadrat)	6,7 × 10⁶	6,4 × 10¹	5,5 × 10²	1,0 × 10¹⁰ oder mehr	3,6	1,0 × 10¹⁰ oder mehr	45 × 10⁷
Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm	80 GHz-Radiowellen-Durchlassdämpfung	2,1 dB	3,7 dB	3,0 dB	2,1 dB	38,4 dB	2,1 dB	2,1 dB
	28 GHz-Radiowellen-Durchlassdämpfung	3,5 dB	4,0 dB	3,8 dB	3,5 dB	35,8 dB	3,5 dB	3,5 dB
	2 GHz-Radiowellen-Durchlassdämpfung	0,5 dB	0,6 dB	0,6 dB	0,5 dB	32,1 dB	0,5 dB	0,5 dB
	Durchlässigkeit bei 900 nm (%)	25,4	21,9	28,7	29,6	1,55	13,6	26,1
	Durchschnittliche Reflexion über 5 bis 15 µm (%)	33,5	59,2	27,8	9,5	93	9,5	31,2
	Tv (%)	70,2	61,7	71,0	73,7	79,7	71,7	70,5
	Bewertung des Wärmeabschirmungsvermögens	A	A	A	B	A	A	A
	Abriebbeständigkeit	B	B	B	A	A	A	A

Jedes der Glassubstrate mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der Beispiele 1 bis 3 und 7 wies eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger bei einer Frequenz von 80 GHz, eine Durchlässigkeit von 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm und eine durchschnittliche Reflexion von 25 % oder mehr über einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm auf; daher erfüllten die Glassubstrate gleichzeitig ein sehr gutes Radiowellen-Durchlassvermögen, ein sehr gutes Durchlassvermögen im Nahinfrarotbereich und ein sehr gutes Wärmeabschirmungsvermögen.
Insbesondere wurde gefunden, dass, da das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm von Beispiel 7 Metalloxidteilchen mit einer reaktive Gruppe-enthaltenden Verbindung auf der Oberfläche als eine leitende Komponente nutzte, Bindungen zwischen den Metalloxidteilchen über diese Verbindungen ausgebildet wurden, was zu einer hervorragenden Abriebbeständigkeit führt.
Bezüglich des Glassubstrats von Beispiel 4 konnte, da das Glassubstrat keinen Wärmeabschirmungsfilm aufwies, ein hohes Wärmeabschirmungsvermögen nicht erhalten werden, obwohl das Glassubstrat ein Radiowellen-Durchlassvermögen und ein Durchlassvermögen im Nahinfrarotbereich aufwies.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm von Beispiel 5 wies einen Wärmeabschirmungsfilm auf, der Silber als eine leitende Komponente enthält, und wies ein Wärmeabschirmungsvermögen zum Blockieren des Nahinfrarotbereichs (900 nm) auf, wobei es sich um einen der Wärmeabschirmungsbereiche handelt, jedoch konnten ein sehr gutes Radiowellen-Durchlassvermögen und ein sehr gutes Durchlassvermögen im Nahinfrarotbereich nicht erhalten werden.
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm von Beispiel 6 wies einen Wärmeabschirmungsfilm auf, der Cäsiumwolframoxid als eine leitende Komponente enthält, und wies ein Radiowellen-Durchlassvermögen und ein Wärmeabschirmungsvermögen auf, jedoch konnte ein sehr gutes Durchlassvermögen im Nahinfrarotbereich nicht erhalten werden.
[Gewerbliche Anwendbarkeit]
Das Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm der vorliegenden Ausführungsform ist als Wärmeisolierglas, wie z.B. eine Fahrzeugfensterscheibe, geeignet.
[Bezugszeichenliste]

1: Glassubstrat mit aufgebrachtem Wärmeabschirmungsfilm
11: Glasplatte
12: Wärmeabschirmungsfilm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020192038 [0002]
JP 2017145162 [0005]

Claims

Glassubstrat mit einem Wärmeabschirmungsfilm, das eine Glasplatte und einen Wärmeabschirmungsfilm, der auf einer Oberfläche der Glasplatte bereitgestellt ist, umfasst, wobei das Glassubstrat mit einem Wärmeabschirmungsfilm eine Radiowellen-Durchlassdämpfung von 5 dB oder weniger bei einer Frequenz von 80 GHz, eine Durchlässigkeit von 15 % oder mehr bei einer Wellenlänge von 900 nm und eine durchschnittliche Reflexion von 25 % oder mehr in einem Wellenlängenbereich von 5 bis 15 µm aufweist.
Glassubstrat nach Anspruch 1, das einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 10 Ω/Quadrat oder mehr und 10⁹ Ω/Quadrat oder weniger aufweist und die Formel (1): $R < 10000 exp (14,093 \times d)$
erfüllt, wobei R der spezifische Oberflächenwiderstand ist und d (µm) die Filmdicke des Wärmeabschirmungsfilms ist.
Glassubstrat nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmeabschirmungsfilm eine Filmdicke von 5 µm oder weniger aufweist.
Glassubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wärmeabschirmungsfilm mindestens eine leitende Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metalloxidteilchen und einem leitenden Polymer, umfasst.
Glassubstrat nach Anspruch 4, wobei das leitende Polymer eine aromatische Ringstruktur aufweist.
Glassubstrat nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Menge der leitenden Komponente in dem Wärmeabschirmungsfilm 50 Massen-% oder mehr beträgt.
Glassubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wärmeabschirmungsfilm auf einer Oberfläche der Glasplatte auf der gesamten Fläche davon, die mit Sonnenlicht bestrahlt wird, bereitgestellt ist.
Glassubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Glasplatte eine Fahrzeugfensterscheibe ist.