JP2001141916A - 有色防曇鏡 - Google Patents
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Abstract
した製品が得られる、鏡表面が青色系の色彩を呈する有
色防曇鏡を提供する。 【解決手段】 基板3の表面側にCr反射膜8、さらに
その表面に光触媒性物質からなるTiO2膜10(光触
媒性物質を含む光触媒層)、さらにその表面に多孔質S
iO2膜12(親水性物質を含む親水性層)が設けられ
ている。TiO2膜10の膜厚が80nmの時、反射率
のピークは、波長が450nm付近に現れ、鏡表面14
は青色を呈する。青色を呈する鏡表面14は、昼間は太
陽光の眩しさを防止し、夜間は優れた視認性を得る。多
孔質SiO2膜12により、水滴が薄い膜状に広げられ
防曇性が得られる。Cr反射膜8の表面と鏡表面14と
の距離を小さくできるため2重像は防止される。
Description
兼ね備えたミラーに関する。
に防曇性と防眩性を高めるのが効果的である。防曇性と
は、ミラー表面に付着する水滴を、除去する性質であ
る。このような防曇性を持つ車両用ミラーとしては、ミ
ラー表面に撥水処理を施すことにより、水滴を除去し易
いようにするものがある。また、逆にミラー表面に親水
処理を施すことにより、付着した水滴を薄い膜状に広げ
るものがある。
軽減する性質である。このような防眩性を持つ車両用ミ
ラーとしては、青色側(短波長側)に反射のピークを持
ち表面が青色を呈する有色鏡(いわゆるブルー鏡)を用
いたものがある。人間の視感度は、周囲が明るい時、波
長が約555nmでピークを持ち、黄緑色が鮮明に見え
るようになる。周囲が暗くなるにしたがって、視感度の
ピークは青色系の方向に移動し、ピーク波長が約505
nmとなる。ブルー鏡は、反射率特性のピークが400
〜510nmの範囲に現われる。よって、ブルー鏡の反
射像は、昼間は人間の視感度のピークとずれており、や
や暗く見え太陽光の眩しさを防止する。夜間は人間の視
感度のピークと一致するため、反射像は明るく見え視認
性に優れている。
ーとしては、本出願人の出願による特願平10−234
981号で提案したものがあった。その構造について、
図2の断面図を参照して説明する。透明ガラス基板2の
裏面に高屈折率を有するTiO2膜4を設ける。さらに
そのTiO2膜4の裏面側に低屈折率を有するSiO 2
膜6を設ける。さらにそのSiO2膜6の裏面側に金属
反射膜であるCr反射膜8を設ける。高屈折率を有する
TiO2膜4と低屈折率を有するSiO2膜6の膜厚
は、光の干渉作用により青色を呈するように設定されて
いる。透明ガラス基板2の表面側には、光触媒機能を有
するTiO2膜10を設ける。さらにそのTiO2膜1
0の表面側に親水性を有する多孔質SiO2膜12を設
ける。
有するTiO2膜4、低屈折率を有するSiO2膜6と
反射膜であるCr反射膜8の干渉作用により、青色の反
射光を示し、防眩性が得られる。また鏡表面14に付着
した水滴は、多孔質SiO2膜12により接触角度が2
0度以下の薄い膜状に広がり、親水性による防曇性が得
られる。車両用のミラーは外気にさらされているため、
ミラー表面にある多孔質SiO2膜12に汚れが付着
し、親水機能を低下させる。しかし、多孔質SiO2膜
12に付着した汚れは、光触媒機能を有するTiO2膜
10の光触媒作用により分解、除去されるため親水機能
が維持される。
ラーでは、基板2の裏面側に金属反射膜であるCr反射
膜8が設けられている。さらに表面側に光触媒機能を有
するTiO2膜10が設けられている。TiO2は、そ
の物質の性質上屈折率が高い。そのため表面反射が起こ
り易く、Cr反射膜8での反射と併わせて反射像に2重
像感が出ていた。特に、曲率半径が小さいミラーや複合
曲率ミラーにおいては、2重像が顕著に現われていた。
ガラス基板の表面と裏面のそれぞれにTiO2膜とSi
O2膜の2層が設けられているので、構造が複雑であ
り、製造コストが高くつく。
もので、2重像を防止しかつ構造が簡単で低コスト化を
実現した、鏡表面が青色系の色彩を呈する有色防曇鏡を
提供するものである。
基材の表面に設けられた金属反射膜と、該金属反射膜の
上に設けられた光触媒性物質を含む親水機能層を具備
し、該親水機能層の膜厚が、反射光の波長が400〜5
10nmの間に反射率のピークを持つように設定され、
もって鏡表面が青色系の色彩を呈するように構成したも
のである。これによれば、光触媒性物質を含む親水機能
層の親水性により、ミラー表面に付着する水滴を薄い膜
状に広げるため防曇性が得ることができる。また、光触
媒性物質を含む親水機能層の膜厚を、金属反射膜での反
射光と光触媒性物質を含む親水機能層の表面での反射光
の干渉により、400〜510nmの間に反射率のピー
クを持つように設定し、鏡表面が青色系の色彩を呈する
ため、昼間は太陽光の眩しさを防止し、夜間は優れた視
認性を得ることができる。また、ミラー表面に汚れが付
着し、親水機能を低下させた場合でも、光触媒性物質を
含む親水機能層の光触媒作用により、汚れが分解される
ため親水機能を復元させることができる。また、2重像
の原因となる金属反射膜と鏡表面との距離が短いので、
人間の目で分かるような2重像を防止することができ
る。また、光干渉作用のための層と、親水性および光触
媒性のための層を兼用する事により、製造工程を簡略化
でき、低コスト化を実現することができる。なお、透明
基板の裏面に反射膜がある構成では、透明基板の表面に
親水機能層を設けてその膜厚を調整しても、分光反射率
に寄与する影響は少ない。この発明のように、基板の表
面に反射膜がある構成で表面に親水機能層を設けてその
膜厚を調整することによって初めて反射膜からの反射光
に色を付けることができる。
含む光触媒性層と、該光触媒性層の上に親水性物質を含
む親水性層の積層体によって構成することができる。こ
れによれば、親水性物質を含む親水性層を設けた事によ
り防曇性が得られ、ミラー表面に付着した水滴を薄い膜
状に広げて、高い視認性を得ることができる。また、ミ
ラー表面に汚れが付着し、親水機能を低下させた場合で
も、光触媒性物質を含む光触媒性層の光触媒作用によ
り、汚れが分解されるため親水機能を復元させることが
できる。
に、該光触媒性層よりも屈折率が低い物質からなる反射
率調整層を設けることもできる。これによれば、反射率
調整層の膜厚を適宜に設定することにより、反射光を視
感度が低い青色系の色彩とすることに伴う反射率の低下
を補償して、鏡の反射率が低下しすぎるのを防止するこ
とができる。
50nmとすることができる。これによれば、光触媒性
物質を含む光触媒性層の光触媒機能を親水性物質を含む
親水性層表面に生じさせ易くすることができる。
性物質を含む層で構成することもできる。
媒物質を含む層との間に、該親水性を有する光触媒物質
を含む層よりも屈折率が低い物質からなる反射率調整層
を設けることもできる。
物質の混合物を含む層で構成することもできる。
に、該混合物を含む層よりも屈折率が低い物質からなる
反射率調整層を設けることもできる。
物とすることができ、具体的には例えばSiO2とする
ことができる。これによれば、SiO2はその性質上、
親水機能があるため、親水性を得ることができる。ま
た、親水性物質を含む親水性層を最表面に設けた構成で
は、光触媒性物質を含む光触媒性層を保護する耐傷付き
性にも優れている。
は、前記反射率調整層を、例えばAl 2O3、Zr
O2、SnO2のいずれかで形成することができる。こ
れは、金属反射膜としてCrを用いて反射光の波長を4
00〜510nmの間で反射率のピークを持つようにし
た場合に、車両用ミラーとして適正な反射率(40%)
が得られなくなる場合の対策として有効である。すなわ
ち、反射率調整層を挿入して隣り合う膜の屈折率の差を
大きくすることにより、可視光域の全域で反射率を上げ
ることができ、低くなりすぎる反射率を上げることがで
きる。
ることができる。これによれば、TiO2は高い光触媒
機能を有しているため、高度な汚れ分解機能を得ること
ができる。また、TiO2はそれ自身親水性も有してい
るため、その配置によっては防曇性を得ることもでき
る。
に形成することができる。これによれば、親水機能層の
表面の多孔質状により、より高度な親水機能を得ること
ができる。
の形態を以下説明する。図1は、この発明の有色防曇鏡
の実施の形態1を示す断面図である。基板3の表面側に
はCr反射膜8が設けられている。Cr反射膜8の表面
には、光触媒性物質であるTiO2膜10(光触媒性物
質を含む光触媒性層)が設けられている。TiO2膜1
0の表面には、蒸着法等によって生成された多孔質Si
O2膜12(親水性物質を含む親水性層)が設けられて
いる。TiO2膜10とSiO2膜12で光触媒物質を
含む親水機能層を構成する。多孔質SiO2膜12の多
孔質は、光干渉作用に影響のない程度の形状および大き
さである。多孔質SiO2膜12の膜厚は、TiO2膜
による光触媒作用が鏡表面14に十分到達できるもの
で、例えば10〜50nmの厚さに設定されている。
10の膜厚によって反射光の色が決まる。TiO2膜1
0の膜厚が80nm、多孔質SiO2膜12の膜厚が2
0nmに設定されている時の反射率の特性を、図3に示
す。図3によれば、反射率のピークは、波長が450n
m付近で現れるため、鏡表面は青色を呈する。青色を呈
する鏡表面14は、昼間は太陽光の眩しさを防止し、夜
間は優れた視認性を持つ。また、多孔質SiO2膜12
の親水性により、鏡表面14に付着する水滴は薄い膜状
に広げられるため防曇性が得られる。また、車両用のミ
ラーは外気にさらされているため、鏡表面14にある多
孔質SiO2膜12に汚れが付着し、親水機能を低下さ
せる。しかし、多孔質SiO2膜12に付着した汚れ
は、光触媒機能を有するTiO2膜10の光触媒作用に
より分解、除去されるため親水機能を低下させることが
ない。また、2重像の原因となるCr反射膜8と鏡表面
14との距離は、十分に短く人間の目で分かるような2
重像は防止される。
iO2膜10の膜厚を175nm、図4(b)では、T
iO2膜10の膜厚を250nmとした場合の反射率特
性を示している。これによれば、反射率は波長が430
〜460nm付近でピークを生じており、反射光は青色
系の色彩を呈し、この発明による有色防曇鏡としての機
能を有する。ただし、TiO2膜10の膜厚が厚くなる
に伴い、可視光域内での反射率のピークの数が増加す
る。このため鏡表面14の反射光は、波長が400〜5
10nmの範囲に1つのピークを有し青色系を保持して
いるものの、他の色が重なり合った色調を呈し、視線の
角度によって色調が変化する。特に複合曲面ミラーのよ
うな小さな曲率半径を有するミラーにおいては、色調ズ
レの原因となる。したがって、色調ズレを防止するため
には、TiO2膜10の膜厚を150nm以下に設定
し、もって可視光域で単一のピークを有するように設定
するのが好適である。
造の製造工程フローを示し、図5(b)は図1で示す構
造の製造工程フローを示している(但し、図1の構造で
は、3工程目の反射率調整層は不要である。)。図1の
構造では、基板に対して表面側に全ての膜を成膜するた
め、蒸着プロセスにより作製する場合、1つの成膜装置
で全ての膜を連続して成膜することができ、製造工程が
簡略化し、低コスト化を実現することができる。また、
層の数が少ないので、膜厚のバラツキによる色調の変動
幅が小さく、色調の安定した製品を容易に得ることがで
きる。
厚を105nmに設定した場合、反射率のピークは、図
6(a)に示すように、波長が550nm付近で現れる
ため、鏡表面14は緑色を呈する。また、実施の形態1
のTiO2膜10の膜厚を140nmに設けた場合は、
図6(b)が示すように、反射率のピークが分散され、
鏡表面14はパープル色を呈する。
ラーに、図2で示す従来構造と、図1で示す構造それぞ
れのTiO2膜10の膜厚をいくつか設定し、初期段階
と6ヶ月後(月1回のワックス洗車を含む)の、鏡表面
14における水との接触角を表わしている。
くても充分自己浄化性を発揮していることが分かる。詳
細は解明されていないが、本願発明の図1の構造では、
光触媒層の裏面に反射膜があるため、図2の構造のよう
に基板での紫外線の吸収がなく、反射膜で反射された紫
外線が再び光触媒層に入射されることにより、光触媒反
応に寄与する確率が増加することによるものと推測され
る。
孔質SiO2膜12の膜厚による、反射率特性の変化に
ついて示している。これによれば、多孔質SiO2膜1
2の膜厚が5〜35nm範囲では、ピーク波長、ピーク
反射率共、SiO2膜厚変化により大きく変わることが
ない。
膜硬度の点で優れているが、Al反射膜に比べて反射率
が低い。そこで、以下に説明する実施の形態2では、反
射率調整層20を設けることにより反射率を増加させて
いる。
態2を示す断面図である。基板3の表面側にはCr反射
膜8が設けられている。Cr反射膜8の表面には、反射
率調整層20が設けられている。反射率調整膜20の表
面には、TiO2膜10が設けられている。TiO2膜
10の表面には、蒸着法等によって生成された多孔質S
iO2膜12が設けられている。TiO2膜10の膜厚
および多孔質SiO2膜12の膜厚は、実施の形態1と
同様に設定することができ、多孔質SiO2膜12の親
水機能による防曇性とTiO2膜10の光触媒作用につ
いても、実施の形態1と同様に得られる。反射率調整層
20は、TiO2よりも屈折率が低いAl2O3、Zr
O2、SnO2、SiO2、MgF2等で形成されてい
る。
Rは、入射側の物質の屈折率をna、出射側の物質の屈
折率をnbとすると、
くなることが分かる。よってTiO2(屈折率:2.3
5)と比較して、より屈折率が小さい物質を反射膜と光
触媒層に介在させることにより、反射率調整層と光触媒
層の境界面での比較的大きな反射が得られ、全体として
反射率を増加させることができる。
々の物質を用いた場合の反射率特性を示したものであ
る。なお、反射率調整層20以外の膜厚は、TiO2膜
10が65nm、多孔質SiO2膜12が20nmであ
る。
Al2O3を用いて、膜厚(a)25nm、(b)50
nmとした場合の反射率特性を示している。図3に比べ
て、図9(a)、(b)では、全体として反射率が増加
している。
mのZrO2を用いた場合の反射率特性を示している。
これによれば、図3に比べて全体として反射率が増加し
ている。
mのSnO2を用いた場合の反射率特性を示している。
これによれば、図3に比べて全体として反射率が増加し
ている。
mのSiO2を用いた場合の反射率特性を示している。
これによれば、図3に比べて全体として反射率が増加し
ている。
mのMgF2を用いた場合の反射率特性を示している。
これによれば、図3に比べて全体として反射率が増加し
ている。
基板2の表面に形成した膜の密着性、耐久性試験の結果
を示している。試験方法は、それぞれのミラーサンプル
を5%の塩水中にて5時間煮沸し、反射率調整層20の
剥離状態を確認するものである。
ては全く剥離がなかった。SiO2については、一部剥
離があった。MgF2については全面剥離してしまって
いた。この結果より、車両用の外部バックミラーに用い
る場合は、Al2O3、ZrO2、SnO2が好適であ
ることが分かる。
色防曇鏡の実施の形態3を示す断面図である。基板3の
表面側にはCr反射膜8が設けられている。Cr反射膜
8の表面には、蒸着法等によりTiO2の透明な光触媒
性物質からなるTiO2膜10(光触媒性物質を含む親
水機能層、親水性を有する光触媒性物質を含む層)が、
80nmの厚さに設けられている。TiO2膜10を8
0nmの厚さに設定した場合の反射率の特性を図15に
示す。これによれば、反射率のピークは、波長が450
nm付近に現れる。よって、鏡表面14は青色を呈し、
昼間は太陽光の眩しさを防止し、夜間は優れた視認性を
得ている。また、TiO2自体が持つ親水性により、ミ
ラー表面に付着する水滴を薄い膜状に広げるため、防曇
性が得られている。また、2重像の原因となるCr反射
膜8と鏡表面14との距離は短いため、人間の目で分か
るような2重像が防止されている。また、光干渉作用
と、親水性のための膜はTiO2膜のみで兼用されてお
り、製造工程を簡略化でき、低コスト化を実現してい
る。また、膜数が少ないので、膜厚のバラツキによる色
調の変動幅が小さく、色調の安定した製品を容易に得る
ことができる。
色防曇鏡の実施の形態4を示す断面図である。基板3の
表面側にはCr反射膜8が設けられている。Cr反射膜
8の表面には、蒸着法等により光触媒性物質のTiO2
と親水性無機酸化物のSiO2の混合物からなる混合層
22が設けられている。これによれば、膜厚を調整する
ことにより反射率のピークは、波長が450nm付近に
現れる。よって、鏡表面14は青色を呈し、昼間は太陽
光の眩しさを防止し、夜間は優れた視認性をを得てい
る。また、TiO2とSiO2の混合物自体が持つ親水
性により、ミラー表面に付着する水滴を薄い膜状に広げ
るため防曇性が得られている。また、2重像の原因とな
るCr反射膜8と鏡表面14との距離は短いため、人間
の目で分かるような2重像が防止されている。また、光
干渉作用と、親水性のための層は混合層のみで兼用され
ており、製造工程を簡略化でき、低コスト化を実現して
いる。また、膜数が少ないので、膜厚のバラツキによる
色調の変動幅が小さく、色調の安定した製品を容易に得
ることができる。
Crを用いたが、Al、その他の金属を用いることもで
きる。
る。
mとした時の反射率特性を示すグラフである。
nm、250nmとした時の反射率特性を示すグラフで
ある。
すフローである。
nm、140nmとした時の反射率特性を示すグラフで
ある。
反射率特性を示すグラフである。
る。
3を用いた時の反射率特性を示すグラフである。
2を用いた時の反射率特性を示すグラフである。
2を用いた時の反射率特性を示すグラフである。
2を用いた時の反射率特性を示すグラフである。
2を用いた時の反射率特性を示すグラフである。
る。
ラフである。
る。
0…TiO2膜、12…多孔質SiO2膜、14…鏡表
面、20…反射率調整層、22…混合層(光触媒性物質
を含む親水機能層、光触媒性物質と親水性物質の混合物
を含む層)
Claims (12)
- 【請求項1】基材と、該基材の表面に設けられた金属反
射膜と、該金属反射膜の上に設けられた光触媒性物質を
含む親水機能層を具備し、 該親水機能層の膜厚が、反射光の波長が400〜510
nmの間に反射率のピークを持つように設定され、もっ
て鏡表面が青色系の色彩を呈するように構成された有色
防曇鏡。 - 【請求項2】前記親水機能層が、光触媒性物質を含む光
触媒性層と、該光触媒性層の上に設けられた親水性物質
を含む親水性層の積層体で構成されている請求項1記載
の有色防曇鏡。 - 【請求項3】前記金属反射膜と前記光触媒性層との間
に、該光触媒性層よりも屈折率が低い物質からなる反射
率調整層が設けられている請求項2記載の有色防曇鏡。 - 【請求項4】前記親水性層の膜厚が10nm〜50nm
である請求項2または3記載の有色防曇鏡。 - 【請求項5】前記親水機能層が親水性を有する光触媒性
物質を含む層で構成されている請求項1記載の有色防曇
鏡。 - 【請求項6】前記金属反射膜と前記親水性を有する光触
媒物質を含む層との間に、該親水性を有する光触媒物質
を含む層よりも屈折率が低い物質からなる反射率調整層
が設けられている請求項5記載の有色防曇鏡。 - 【請求項7】前記親水機能層が、光触媒性物質と親水性
物質の混合物を含む層で構成されている請求項1記載の
有色防曇鏡。 - 【請求項8】前記金属反射膜と前記混合物を含む層の間
に、該混合物を含む層よりも屈折率が低い物質からなる
反射率調整層が設けられている請求項7記載の有色防曇
鏡。 - 【請求項9】前記親水性物質が、SiO2である請求項
2、3、4、7、8のいずれかに記載の有色防曇鏡。 - 【請求項10】前記金属反射膜が、Crで形成され、前
記反射率調整層が、Al2O3、ZrO2、SnO2の
いずれかで形成される請求項3、6、8のいずれかに記
載の有色防曇鏡。 - 【請求項11】前記光触媒性物質が、TiO2である請
求項1〜10のいずれかに記載の有色防曇鏡。 - 【請求項12】前記親水機能層の表面が多孔質状に形成
される請求項1〜11のいずれかに記載の有色防曇鏡。
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