JP2015508374A - 車両または建築用の合わせガラス - Google Patents

Abstract

本発明は、太陽光の波長スペクトルからの電磁放射線の選択的反射を有する、車両または建築用の合わせガラスに関する。本発明によれば、この合わせガラス上に、４０％未満の総太陽光透過率ＴＴＳ、７０％超の可視光の波長範囲内の透過率Ｔｖｉｓ、および１２％未満の可視光の波長範囲内の反射率Ｒｖｉｓを有している光学的多層システムが存在している。垂直の光入射では、それは、−５〜５の値Ｒａ＊および−２５〜−４０のＲｂ＊によって限定される色空間内の、ＡＳＴＭ３０８（照明源Ｄ６５および標準観察者１０?）に従った反射色を有する。単独で、または加えて、この合わせガラスは、ＡＳＴＭ３０８に従って、垂直の光入射での透過および反射について、−５〜５の値Ｒａ＊および−２５〜−４０のＲｂ＊によって限定される色空間（カラーボックス）内の、反射色を有している。

Description

本発明は、太陽光の波長スペクトルからの電磁放射線の選択的反射を有する、車両または建築用の合わせガラスに関する。部分的に光学的に透明である多層システムが、この目的に用いられている。

この種類の多層システムは、太陽によって放射された電磁放射線の透過および反射に選択的に影響を与えるために用いられ、そしてこの用途では、既知の真空コーティング法、特にはＰＶＤ法によって、基材、特には電磁放射線に対して透明であるガラスまたはポリマーフィルム上に、薄膜として形成される。このことの目標は、非可視範囲（例えば、太陽エネルギー範囲、または近赤外スペクトル範囲）の放射線の可能な最高のパーセントを反射することであり、それによって透過する太陽エネルギーのパーセントを最小化することである。具体的な目標は、前記の基材上のこの種類の多層システムが備えられた合わせガラスを通過することができる総太陽光透過の値、Ｔ_ＴＳ（ＤＩＮ ＩＳＯ１３８３７、ケース１に従って計算される）を、太陽によって放射され、そして地球の表面に到達する電磁放射線の最大で４０％に制限することである。このことの目標は、室内または車両内部の加熱を最小化し、そしてそれらの室内または車両内部の人間に快適な環境を創出するのに必要なエネルギーの量を低減させることである。しかしながら、これとは反対に、この目標は、更に可視光の範囲において、反射、および可能な最高の程度に、放射線の可能な最高のパーセンテージの吸収を防止して、それによって人間の目で見ることができる太陽光の部分（Ｔ_ｖｉｓ、照明光源Ａおよび観察者（observer）２°でのＡＳＴＭ Ｅ３０８に従って計算される；Ｒ_ｖｉｓは、適用可能な場合に同じ標準に従って計算される）を７０％超に保持することができることである。このＴ_ｖｉｓ基準は、車両用ガラスに用いられるガラスでは、法律によって要求されている。

基材（ガラスまたはプラスチック）上に形成された多層システムは、この目的に長い間用いられてきている。このシステムは、誘電体材料の高屈折率および低屈折層が、一方が他方の上に形成される、交互の層システムであることができる。

しばしば、薄い誘電体層（酸化物および窒化物）と交互の薄い金属層もまた用いられる。これらの酸化物または窒化物は、５５０ｎｍの波長において１．８〜２．５の範囲の光学的な屈折率を必要とする。

他の反射性金属、例えば金または銅に加えて、これらの用途に非常に有益な光学特性を有する銀または銀合金（Ａｇ−Ａｕ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄなど）が、金属層として好ましく用いられる。

太陽によって放射された電磁放射線の選択的な透過および反射へ影響を与えることとは別に、車両または建築に用いられるガラスにはまた、その視覚的な色の印象に関係する審美的な要求がある。例えば、慣用の光学的多層システムは、反射において、中立の、または緑もしくは青味がかっていない色の印象を有している。しかしながら、しばしば、車両または建築の全体の外観に適合された異なる色の印象を実現することが望ましい。

従って、本発明の目的は、強い青色の印象を有し、そして４０％未満のＴ_ＴＳを達成し、そして好ましくは７０％超の高い可視の透過率Ｔ_ｖｉｓを有する、車両または建築用の合わせガラスを提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する合わせガラスで達成される。有利な態様および更なる進展を、従属請求項中に特定された特徴で実現することができる。

本発明による合わせガラスは、光学的多層システムを有しており、それによって４０％未満の総太陽光透過率Ｔ_ＴＳ、７０％超の可視光波長範囲における透過率Ｔ_ｖｉｓ、および１２％未満の可視光波長範囲における反射Ｒ_ｖｉｓが達成される。光学的多層システムは、ガラス表面上、または光学的に透明なポリマー上、またはいずれかの他の好適な基材材料上に、直接に形成することができる。被覆されたポリマーフィルムまたは基材材料は、接着促進剤または接着促進フィルムを用いてガラス表面に平らに貼付することができ、あるいはガラスの２枚の板の間に封入して、それによってそれらを互いに結合することができる。

図１は、垂直の光入射での色空間内の反射色を示すグラフを示している。 図２は、６０°の角度の光入射での色空間内の反射色を示すグラフを示している。 図３は、概略の形態の例を示しており、その中で、多層システム構造の中で、３層の銀層のそれぞれがシード層およびキャップ層を与えられている。 図４は、合わせガラス中に封入されたプラスチックフィルムを備えた、本発明による多層システムの組立体の概略図を示している。

エネルギーの透過、例えば総太陽光透過率Ｔ_ＴＳは、ＩＳＯ１３８３７に従って定めることができる。

更に、垂直の光入射での透過および反射のために、合わせグラスは、ＡＳＴＭ３０８に従って、−５〜５の値Ｒａ^＊および−２５〜−４０の値Ｒｂ^＊で限定される色空間（カラーボックス）内の反射光を有し、この反射色は、照明光源Ｄ６５および標準観察者１０°で測定される。

単独で、または更には、光の６０°の入射角で、反射色はまた、０〜１２の値Ｒａ^＊および−２０〜−３０のＲｂ^＊で限定される色空間（カラーボックス）内に入り、この反射色は、照明光源Ｄ６５および標準観察者１０°で測定される。

例えば、Ｐｅｒｋｉｎ ＥｌｍｅｒからＰＥ９００のモデル名で入手可能なもののような、分光光度計、好ましくは積分球を備えたものを、反射色を測定するために用いることができる。

垂直の光入射では、反射色は、彩度中心、Ｒａ^＊＝０、Ｒｂ^＊＝−３５付近で、それぞれのＲａ^＊およびＲｂ^＊の値について、±５、好ましくは±２の範囲内の空間内である、より小さな色空間内に入ることができる。

６０°の光入射角では、Ｒａ^＊＝７、Ｒｂ^＊＝−２５の彩度中心付近の反射色についてのこれらの値は、Ｒａ^＊およびＲｂ^＊のそれぞれの値について、±５、好ましくは±２の範囲内の色空間内に入ることができる。

色空間の大きさは、生産を基にした層の厚さの変動（それぞれの目標の層厚の典型的には±２％）によって定められ、これが正確な色の印象に影響を与える。

太陽光の波長スペクトルからの電磁放射線の選択的な反射のための光学的多層システムは、少なくとも１層の銀、もしくは銀合金、および少なくとも１層の誘電体層から形成することができる。銀層または銀合金から形成された層は、５ｎｍ〜２５ｎｍの範囲の層厚さを有することができ、そして誘電体層は、５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の層厚さを有することができる。

銀層または銀合金から形成された層は、両方の表面の全体の領域に亘って、「シード層」および「キャップ層」で被覆されていることが有利である。

また、純粋な銀に加えて、少量のＡｕ、ＰｄまたはＣｕを含む銀合金も用いることができる。以下では、そのような層は、包括的に銀層と称される。銀合金の場合には、含まれている他の金属のパーセントは、非常に小さく、可能であれば２％未満でなければならない。

光学的多層システムまたは複数のこれらの多層システムは、ガラス表面またはポリマー表面上に、一方を他方の上に形成することができる。この場合には、慣用の真空コーティング法、特にはＰＶＤ法および特に有利にはマグネトロンスパッタ法を用いることができる。

混合酸化物、ＺｎＯ：Ｘ、（例えば、Ｘは、Ａｌ_２Ｏ_３、ＧａＯ_３、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３またはＭｇＯである）を、シードおよびキャップ層を形成するために用いることができる。シード層および／またはキャップ層は、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の層厚さを有さなければならず、そして銀層は、５ｎｍ〜２５ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲の層厚さ有さなければならない。

また、キャップ層は、薄い金属層、いわゆる遮断層（blocker layer）からなることができ、遮断層は、典型的にはＴｉ、ＮｉＣｒおよびＣｕで作られており、そして５ｎｍ未満の層厚さを有している。

そのような多層システムを両方の表面上で封入する付加的な誘電体層を生成することが有利であり、可能である。

光学的な多層の銀層システムを生成するには、２もしくは３以上の単一銀層システム、好ましくは３層銀層システムを、一連のコーティング工程で堆積することができる。単一銀層システムは、誘電体層、薄いシード層、銀層、キャップ層および最終的な誘電体層を含む構造であることができる。

銀層の厚さおよび誘電体層の厚さは、所望の光学的性質を達成するように調整されなければならない。

この種類の多層システム中に存在する誘電体層は、通常は、５５０ｎｍの波長における１．８超の屈折率ｎおよび低い吸収を有しており、そして、例えば、Ｉｎ_２Ｏ_３で作ることができる。

２つの銀層の間に形成され、そしてキャップ層、誘電体層およびシード層で構成された誘電体層構造は、合わせガラスのスペクトルの透過範囲の位置および色の印象を規定するための光学フィルタシステムにおける誘電体スペーサー層として作用する。シード層およびキャップ層への誘電体材料の使用は、シード層およびキャップ層の厚さが、誘電体スペーサー層の厚さに寄与し、そして従って他の誘電体材料と同様の光学的な効果を産み出し、それによって全体の光学的な効果に寄与するために有益である。

従って、基材としてのＰＥＴフィルム上で、３つの銀層を有し、それぞれがシード層およびキャップ層および誘電体層に封入された多層システム構造により、そして合わせガラスにおけるこのようにコーティングされたフィルムの使用によって、４０％未満の透過放射線の総パーセントＴ_ＴＳ、７０％超の可視光波長スペクトル内の透過放射線のパーセントＴ_ｖｉｓ、そして１０％未満の可視光波長スペクトル内の反射放射線のパーセントＲ_ｖｉｓを維持することができる。

また、本発明に従って用いることができる、光学的多層システムの製造およびパラメータについての更なる選択肢および示唆を、前もっては公開されていなDE 10 2011 116 191中に見出すことができ、これを参照することによって本明細書の内容とする。

以下に、本発明を、例をもって更に詳細に説明する。

図１に示したグラフは、垂直の光入射での色空間内の反射色を示している。反射色の個々の値は、本明細書の包括的部分に記載したように測定した。従来技術によれば、０〜−５の値Ｒａ^＊および−８〜−４の値Ｒｂ^＊の色空間が好まれている。具体的に得られた値を黒四角で示した。このグラフから明らかなように、これらの値の全ては、緑がかった色相範囲内に入り、但し唯一の例の値が赤味がかった範囲に入っている。示された色座標は、商業的に入手可能な合わせガラス（自動車両の風防ガラス）を用いて測定した。それらは、従来技術を示しており、そして全てが４０％超（４５％超）のＴＴＳを有している。

本発明によって維持されるべき色空間が、グラフの下部に示されており、そして深い青色の反射色の特徴をなしている。２つの具体的な値を黒三角で示し、そして本発明による合わせガラスを用いて測定した（実施例として。下記を参照）。

図２に示したグラフには、６０°での光入射および放射線源Ｄ６５に対応する色空間および値をプロットした。従来技術による具体的な値を白四角で示し、そして本発明による反射色の値を白三角で示した。

図３に示され、そして３層の銀層４を含み、そのそれぞれがシード層３およびキャップ層５の間に形成されている多層システム構成が、ＰＥＴ基材１の上に、３つのコーティング工程で生成された。

従って、基材１上に形成されたＩｎ_２Ｏ_３の誘電体層２は、２０ｎｍ〜５０ｎｍの層厚さを有していなければならず、そしてキャップ層５およびシード層３の間に形成された、Ｉｎ_２Ｏ_３の誘電体層６は、４０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の厚さを有していなければならない。基材１に面していない外側表面上に形成されたＩｎ_２Ｏ_３の誘電体層７は２０ｎｍ〜７０ｎｍの範囲の厚さを有していなければならない。全ての銀層は、７ｎｍ〜２５ｎｍの範囲の層厚さを有していなければならない。

更に、本発明による３つの多層システムからなり、そして一方が他方の上に形成された多層システムが、合わせガラスにおいて、４０％未満のＴ_ＴＳ，７０％超のＴ_ｖｉｓ、そして１０％未満のＲ_ｖｉｓを得るように、個々の層の厚さを調整することによって、最適化することができる。「合わせガラス」の構造が、図４に示されている。この図では、１がＰＥＴ基材であり、８が、３層の銀層を有する本発明による多層システムであり、９が、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）層であり、そして１０がガラスである。

図３に示された例では、シード層の層厚さは、３〜８ｎｍに保持され、そしてキャップ層の厚さは、５〜７ｎｍに保持された。銀層４は、以下の厚さを有していた（基材１から始めて）：第１の銀層＝８．７ｎｍ、第２の銀層＝１６．９ｎｍ、そして第３の銀層＝１３．７ｎｍ。誘電体層は、Ｉｎ_２Ｏ_３から作られ、そして以下の厚さを有していた、同様に基材１から始めて：Ｉｎ_２Ｏ_３の第１層２＝２４ｎｍ、Ｉｎ_２Ｏ_３の第２層６＝７６ｎｍ、Ｉｎ_２Ｏ_３の第３層６＝９０ｎｍ、そしてＩｎ_２Ｏ_３の第４層７＝３２ｎｍ。

この層システムによって、「合わせガラス」について以下の値を得た。
Ｔ_ｖｉｓ（Ａ，２°）＝７２．４％
Ｒ_ｖｉｓ（Ａ，２°）＝９．１％
Ｔ_ＴＳ（ＩＳＯ）＝３８．１％
Ｒａ^＊（Ｄ６５，１０°）垂直＝０．７
Ｒｂ^＊（Ｄ６５，１０°）垂直＝−３８．０
Ｒａ^＊（Ｄ６５，１０°）光入射６０°＝９．５
Ｒｂ^＊（Ｄ６５，１０°）光入射６０°＝−２５．５

Claims (6)

1. 車両または建築用の合わせガラスであって、その中に、
   ４０％未満の総太陽光透過率Ｔ_ＴＳ、７０％超の可視光波長における透過率Ｔ_ｖｉｓ、１２％未満の可視光波長における反射の反射率Ｒ_ｖｉｓ、ならびにＡＳＴＭ３０８（照明源Ｄ６５および標準観察者１０°）に従って測定された、垂直の光入射での反射において、−５〜５の値Ｒａ^＊および−２５〜−４０のＲｂ^＊によって限定される色空間内の、および／または６０°の光入射角において、０〜１２の値Ｒａ^＊および−２０〜−３０のＲｂ^＊によって限定される色空間内の、反射色を有する光学的多層システム、
   が存在している合わせガラス。
2. 垂直の光入射において、反射色が、色空間内の、彩度中心Ｒａ^＊＝０、Ｒｂ^＊＝−３５の付近の、Ｒａ^＊およびＲｂ^＊の値のそれぞれについて±５の範囲内である、小さい色空間内に入る、請求項１記載の合わせガラス。
3. ６０°の光入射角で、反射色が、色空間内の、彩度中心Ｒａ^＊＝７、Ｒｂ^＊＝−２５の付近の、Ｒａ^＊およびＲｂ^＊の値のそれぞれについて±５の範囲内である、小さい色空間内に入る、請求項１記載の合わせガラス。
4. 前記光学的多層システムが、少なくとも１層の銀層または銀合金層層ならびに少なくとも１層の誘電体層で形成されている、請求項１〜３のいずれか１項記載の合わせガラス。
5. 銀層または銀合金で形成された層が、５ｎｍ〜２５ｎｍの範囲の層厚さを有しており、かつ誘電体層が５ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の層厚さを有している、請求項１〜４のいずれか１項記載の合わせガラス。
6. 前記光学的層システムが、好ましくは、誘電体スペーサー層によって互いに分離されている３層の銀層を含む、請求項１〜５のいずれか１項記載の合わせガラス。

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