JP2016000664A - 複層ガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】可視光反射率をより容易に低減させることができ、可視光透過率を高め、断熱性能を高めることが可能な複層ガラスを提供する。
【解決手段】間隔をあけて配置された複数枚のガラス板11,12を有しており、前記複数枚のガラス板11,12の表面11A,11B,12A,12Bのうち、少なくとも1つの面について、フッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、前記複数枚のガラス板11,12の表面11A,11B,12A,12Bのうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている複層ガラス10。
【選択図】図1
【解決手段】間隔をあけて配置された複数枚のガラス板11,12を有しており、前記複数枚のガラス板11,12の表面11A,11B,12A,12Bのうち、少なくとも1つの面について、フッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、前記複数枚のガラス板11,12の表面11A,11B,12A,12Bのうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている複層ガラス10。
【選択図】図1
Description
本発明は、複層ガラスに関する。
近年窓ガラス等に、断熱性能に優れる複層ガラスが用いられるようになってきている。
複層ガラスにおいて、断熱性能を高めるためにLow−E膜と呼ばれる熱線反射膜(遮熱膜)を設ける方法が採られているが、建築用や車両用の窓ガラスとして適した高い可視光透過率を有し、かつ断熱性能は従来の複層ガラスよりも向上させた複層ガラスが求められている。ここで、熱線反射膜の厚さを厚くすれば断熱性能を高めることが可能であるが、一方で可視光反射率や光吸収が大きくなり、可視光透過率が低下することが知られている。さらに、熱線反射膜の膜厚増加に伴って外観の反射色が赤みを帯びることも問題となりやすく、従って、高透過率と高断熱を両立させることが難しい。
そこで、可視光透過率を高め、熱線反射膜の厚さを十分に確保できる複層ガラスについて従来から検討されている。例えば特許文献1には、2枚のガラス板をスペーサーにより封止した構成を有し、一方のガラス板の、一方の面に窒化チタン膜または酸窒化チタン膜、酸化スズ膜、酸化ケイ素膜を積層した反射防止膜を形成し、他方の面に遮熱膜(熱線反射膜)を形成した複層ガラスが開示されている。
しかしながら、特許文献1の複層ガラスにおいては反射防止膜を形成する際、複数の膜を積層する必要があるためその製造プロセスが複雑であった。また、係る反射防止膜では可視光領域の光のガラス板表面での反射を十分に抑制できておらず、可視光透過率を十分に高めることができていなかった。また、係る反射防止膜では可視光領域に吸収を持つ材料を用いているため、可視光反射率を低減できても透過率の向上効果は小さかった。
本発明は上記従来技術の問題に鑑み、可視光反射率をより容易に低減させることができ、可視光透過率を高め、断熱性能を高めることが可能な複層ガラスを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため本発明は、間隔をあけて配置された複数枚のガラス板を有しており、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面について、フッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている複層ガラスを提供する。
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面について、フッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている複層ガラスを提供する。
本発明の複層ガラスにおいては、可視光反射率を容易に低減させ、可視光透過率を高めることによって、断熱性能を高めることが可能な複層ガラスを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
本実施形態では、本発明の複層ガラスについて説明する。
本実施形態の複層ガラスは、間隔をあけて配置された複数枚のガラス板を有しており、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面について、フッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている。
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面について、フッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている。
本実施形態の複層ガラスの具体的な構成例について、図1を用いて以下に説明する。
図1は、本実施形態の複層ガラスの断面図を模式的に示したものであり、ガラス板11、12が、スペーサー13を介して対向する様に配置された構成を有している。
なお、図1においては、複層ガラスが2枚のガラス板11、12を有する構成となっているが、係る形態に限定されるものではなく、ガラス板が3枚以上であっても良い。この場合、例えばガラス板12の上面、または、ガラス板11の下面にさらにスペーサーを介してガラス板が積層された構成となる。
そして、ガラス板11、12が有する表面11A、11B、12A、12Bのうち、少なくとも1つの面についてフッ化水素によりエッチング処理が施され反射防止面が形成されており、少なくとも1つの面にLow−E膜(熱線反射膜)が形成されている。
以下、複層ガラスの構成について具体的に説明する。
<ガラス板>
複層ガラスを構成するガラス板11、12としては特に限定されるものではなく、公知の各種ガラス板を用いることができる。具体的には例えばフロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入板ガラス、線入板ガラス、熱線吸収板ガラス、それらを用いた合わせガラス、強化ガラス(風冷強化ガラス、化学強化ガラス)等が挙げられる。
<ガラス板>
複層ガラスを構成するガラス板11、12としては特に限定されるものではなく、公知の各種ガラス板を用いることができる。具体的には例えばフロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入板ガラス、線入板ガラス、熱線吸収板ガラス、それらを用いた合わせガラス、強化ガラス(風冷強化ガラス、化学強化ガラス)等が挙げられる。
また、ガラス板11、12の材質についても特に限定されるものではなく、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等の各種ガラスを用いることができる。
ガラス板11、12の厚さについても特に限定されるものではなく、複層ガラスに要求される強度、サイズ、断熱性能等に応じて選択することができるが、1mm〜10mmとすることが好ましい。
上記の様に複層ガラスは複数枚のガラス板から構成されるが、各ガラス板の厚さは同じであっても良く、異なる厚さのガラス板を組み合わせて用いても良い。
<ガス層>
ガス層14は、ガラス板間に設けられた層(空間)であり、特に別途ガスによる置換を行わずに空気層とすることもできる。また、各種ガスにより置換した層、例えばAr、Kr等の断熱性ガスにより置換した断熱性ガス層とすることができ、または、減圧した減圧層とすることもできる。
<ガス層>
ガス層14は、ガラス板間に設けられた層(空間)であり、特に別途ガスによる置換を行わずに空気層とすることもできる。また、各種ガスにより置換した層、例えばAr、Kr等の断熱性ガスにより置換した断熱性ガス層とすることができ、または、減圧した減圧層とすることもできる。
断熱性ガスにより置換した断熱性ガス層、または、減圧した減圧層の場合、ガラス板間の伝熱を抑制することができ、複層ガラスの断熱性能を高めることができるためより好ましい。
ガス層14の厚さ(幅)15は特に限定されるものではなく、要求される複層ガラス全体の厚さ、断熱性能等に応じて選択することができる。具体的には例えば、2mm〜20mmであることが好ましく、3mm〜16mmであることがより好ましい。
なお、ここでいうガス層14の厚さとは、ガラス板表面(図1では11B、12A)にLow−E膜、反射防止面等を形成した場合は、該膜または反射防止面の表面からの距離を意味する。
<スペーサー>
スペーサー13については特に限定されるものではなく、ガラス板間を所定の間隔に保持し、封止できるものであればよい。具体的には例えば樹脂やガラス、金属により構成することができる。また、ガス層14側のガラス板表面(図1の11B、12A)において結露しないように、ガス層14内の湿度を低減するため乾燥剤をスペーサー内に配置することもできる。
<スペーサー>
スペーサー13については特に限定されるものではなく、ガラス板間を所定の間隔に保持し、封止できるものであればよい。具体的には例えば樹脂やガラス、金属により構成することができる。また、ガス層14側のガラス板表面(図1の11B、12A)において結露しないように、ガス層14内の湿度を低減するため乾燥剤をスペーサー内に配置することもできる。
本実施形態の複層ガラスにおいてはさらに、複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にフッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている。
この点について以下に説明する。
<反射防止面>
反射防止面は、上記の様に、複層ガラスを構成する複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にフッ化水素によりエッチング処理を施すことにより形成される。
<反射防止面>
反射防止面は、上記の様に、複層ガラスを構成する複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にフッ化水素によりエッチング処理を施すことにより形成される。
なお、ここでいうガラス板表面とは、複層ガラスを構成するガラス板の積層方向に垂直なガラス板の面を意味している。例えば、図1に示す複層ガラスの場合、11A、11B、12A、12Bを意味しており、係るガラス板表面から選択される少なくとも1つの面に係る処理が施されていれば良い。反射防止面とする面は1面に限定されるものではなく、2面以上について同様に処理を施して反射防止面とすることもできる。また、後述するLow−E膜が形成される面以外の面全てに係る処理を施して反射防止面としても良い。
反射防止面とするための具体的な操作手順としては特に限定されるものではなく、上記の様にフッ化水素によるエッチング処理を行えば良いが、例えば、以下の様にして行うことが好ましい。
フッ化水素によるエッチング処理としては例えば、搬送されているシート状のガラスに対して、常圧下でフッ化水素を含有する気体を吹きつけることにより行うことができる。
そして、シート状のガラスの、少なくともフッ化水素を含有する気体を吹きつける部分が250℃以上であり、シート状のガラスの被処理部分に対する前記フッ化水素を含有する気体を吹き付ける時間が1秒以上2分以下であり、前記フッ化水素を含有する気体中に含まれるフッ化水素濃度が0.1vol.%以上10vol.%以下であることが好ましい。
ここで、シート状のガラスとは、成型工程後、除冷工程、切断工程等を経て製造されたガラス板と、製造工程において成型工程後、切断工程を行っていないガラスリボンとを含み、いずれの形態であってもよい。ガラスリボンの場合には、エッチング処理後更に切断工程を行い所望のサイズのガラス板とすることができる。
フッ化水素を含有する気体としては、シート状のガラスに吹きつけた際、少なくともシート状のガラス表面においてフッ化水素を含有する気体であればよい。
つまり、エッチング処理用の原料として用いる物質、すなわち、シート状のガラス表面に対してノズル等から吐出する(吹きつける)物質としては、シート状ガラス表面において、(熱分解反応等により)フッ化水素を含有するようになる物質を用いることができる。中でも、非爆発性等の安全性およびガラスとの反応性の観点からフッ化水素が、非爆発性等、原料自体の安定性、熱分解反応物の安全性の観点からトリフルオロ酢酸が好ましい。
フッ化水素を含有する気体は、上記物質以外にも各種液体や気体を含んでいてもよく、係る液体又は気体は常温で、フッ素原子が存在する分子、特にフッ化水素と反応しない気体であることが好ましい。具体的には例えばN2、空気、H2、O2、Ne、Xe、CO2、Ar、He、Krなどが挙げられるが、これらのものに限定されるものではない。またこれらのガスのうち、2種以上を混合して使用することもできる。フッ化水素を含有する気体のキャリアガスとしては、N2、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
また、フッ化水素を含有する気体には、更にSO2を含んでもよい。SO2はフロート法などで連続的にガラス基体を生産する際に使用されており、徐冷域において搬送ローラーがガラス基体と接触して、ガラスに疵を発生させることを防ぐ働きがある。また、高温で分解するガスを含んでいてもよい。
更に、フッ化水素を含有する気体には、水蒸気もしくは水を含んでもよい。水蒸気は加熱した水に窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素などの不活性ガスをバブリングさせて取り出すことができる。大量の水蒸気が必要な場合は、気化器に水を送り込んで直接気化させる方法をとることも可能である。ただし、反射防止面の性能を高めるためには、ガラス板表面を十分にエッチングすることが好ましいため、フッ化水素を含有する気体には水を添加しないほうが好ましい。
そして、フッ化水素を含有する気体に含まれるフッ化水素濃度は特に限定されるものではないが、上記の様に0.1vol.%以上10vol.%以下であることが好ましく、0.2vol.%以上8vol.%以下であることがより好ましく、0.5ol.%以上6vol.%以下であることが更に好ましい。ここでいうフッ化水素を含有する気体に含まれるフッ化水素濃度とは、少なくとも被処理物であるシート状のガラス表面における濃度であり、より好ましくはエッチング処理用の原料の吐出口から、シート状のガラス表面にわたる範囲において上記濃度であることが好ましい。また、標準状態における濃度を意味している。
フッ化水素濃度は要求される反応性や、ガラス板表面に対するエッチングの程度等に応じて選択することができるが、上記範囲を満たしている場合、シート状のガラス表面について十分にエッチングがなされ、可視光に対して高い反射防止効果を有する反射防止面とすることができるため好ましい。
上記の様に、フッ化水素を含有する気体にガスや場合によっては水等を添加する場合には、予めその全部を混合してからシート状のガラスに吹きつけることもできる。また、予め一部を混合したガスおよび/または各成分のガスを、例えば後述するインジェクタ部分において互いに近接して配置したノズルからシート状のガラスに対して吹きつけ、シート状のガラス表面で略混合されるように吹きつけてもよい。
エッチング処理を十分に進めるため、上記の様に、シート状のガラスは、少なくともフッ化水素を含有する気体を吹きつける部分を250℃以上とすることが好ましい。特にエッチング処理の際の反応性を高めるため、300℃以上とすることがより好ましい。また、トリフルオロ酢酸を含有する気体を吹き付ける場合、該気体を吹き付ける部分はトリフルオロ酢酸を熱分解しフッ化水素を発生させため500℃以上とすることが好ましい。
この際、シート状のガラスのフッ化水素を含有する気体を吹きつける部分の温度の上限値としては特に限定されるものではない。シート状のガラスに対してフッ化水素を含有する気体を吹きつけた際に、シート状のガラスが変形、破損しない程度であることが好ましい。また、フッ化水素を含有する気体を吹きつけてエッチング処理を行った後、係る反応以外により形状が変化しない温度であることが好ましい。具体的には例えば加熱に要するコスト等も鑑みて、650℃以下であることが好ましい。
上記のようにシート状のガラスのうち、少なくともフッ化水素を含有する気体を吹きつける部分(エッチング処理を行う部分)について上記温度範囲となっていることが好ましく、シート状のガラスの全体を上記温度としてもよい。
また、シート状のガラスは上記の様に製造した(既に冷却された)ガラス板を加熱して上記温度とすることもできるが、ガラス板の製造工程において、ガラス板(ガラスリボン)が上記温度範囲にあるタイミングでフッ化水素によるエッチング処理を行うこともできる。例えばフロートバスで成型し、フロートバスから出てきたガラスリボン、具体的には例えば除冷工程におけるガラスリボンに対して行うことができる。なお、この場合でも必要に応じて加熱を行ってもよい。
このようにガラス板の製造工程において、ガラス板またはガラスリボンが所定の温度範囲にある時に行うことにより、加熱に要するエネルギーを節約することができるため、製造コスト、環境負荷の低減の観点から好ましい。
シート状のガラスに対して、フッ化水素を含有する気体を吹きつける方法としては特に限定されるものではないが、搬送されているシート状のガラスの搬送経路上にインジェクタを配置して、インジェクタに設けた吐出口から吹きつけることができる。
インジェクタは、両流し・片流しなど、いずれの態様で用いてもよく、シート状のガラスの搬送方向に直列に2個以上並べて、シート状のガラス表面を処理してもよい。
両流しインジェクタとは、後述する図3に示すように、吐出から排気へのガスの流れがシート状のガラスの搬送方向に対して、順方向と逆方向に均等に分かれるインジェクタである。片流しインジェクタとは、吐出から排気へのガスの流れがガラス基体の移動方向に対して順方向もしくは逆方向のいずれかに固定されるインジェクタである。片流しインジェクタを使用するときは、気流安定性の点でシート状のガラス上のガスの流れとガラス基体の移動方向が同じであることの方が好ましい。
常圧下でフッ化水素を含有する気体を吹きつけるとは、シート状のガラス周辺部分を意図して加圧または減圧とするものではないことを意味しており、フッ化水素を含有するガス等の操作に伴い圧力変動が生じることを排除するものではない。
具体的には例えば、フッ化水素を含有する気体の吹きつけに応じて、排気(吸気)を行い、シート状のガラス周辺の雰囲気を常圧またはその近傍に保つ環境下で操作を行うことが好ましい。
特に、本実施形態において、フッ化水素を含有する気体の吹きつけを行う際の常圧としては、大気圧±100Paの圧力範囲の雰囲気の中で行われることが好ましく、大気圧±50Paの圧力範囲の雰囲気の中で行われることがより好ましい。
シート状のガラスの被処理部にフッ化水素を含有するガスを吹きつける時間としては、シート状のガラス表面上に可視光反射率を十分に低減した反射防止面を形成するため1秒以上2分以下であることが好ましい。特に、5秒以上60秒以下であることがより好ましく、5秒以上30秒以下であることが特に好ましい。
ここで、上記シート状のガラスの被処理部にフッ化水素を含有するガスを吹きつける時間とは、フッ化水素を含有するガスを吹きつけている領域をシート状のガラスが通過するのに要する時間を意味している。具体的には、(フッ化水素を含有する気体を吹きつけている領域のシート状のガラスの搬送方向の長さ)/(シート状のガラスの搬送速度)により算出される。
シート状のガラスの搬送方法としては特に限定されるものではなく、シート状のガラスの形状を所望の形状に維持しながら搬送することができるものであればよい。具体的には例えば、ローラーや(ベルト)コンベヤー(以下、これらについて「ローラー等」とも記載する)を用いて搬送することができる。このように搬送しているシート状のガラスに対してフッ化水素を含有する気体を吹きつけることにより、連続的にエッチング処理を行うことが可能になるため、生産性を高めることができる。
フッ化水素を含有する気体(以下、「気体等」とも記載する)は、上記の様に搬送しているシート状のガラスについて、ローラー等に触れていない側と、ローラー等に触れている側の少なくとも一方の側に供給し、エッチング処理を行えばよい。また、例えばガラス板の両面に反射防止面を形成する場合など、シート状のガラスの両面についてエッチング処理を行う場合には、ローラー等に触れていない側と、ローラー等に触れている側の両方の側に当該気体等を供給してエッチング処理をしてもよい。
なお、ローラー等に接触している面に当該気体等を供給する場合には、例えばローラー間に、シート状のガラスと(その吐出口が)対向する様にインジェクタを配置することにより行える。また、シート状のガラスの搬送手段がコンベヤーの場合には、コンベヤーベルトにメッシュベルトなどのシート状のガラスの一部が覆われていないメッシュ素材を用いることにより、コンベヤーに触れている側から供給してもよい。
ただし、ローラー等が接触している側についてエッチング処理を行った場合、その後の搬送工程において、エッチング処理を行った面は更にローラー等と接触することから、エッチング処理を行った部分の形状が変化する可能性がある。このため、ローラー等の搬送手段が接触していない面についてフッ化水素を含有する気体を供給してエッチング処理を行うことが好ましい。
シート状のガラスを搬送する際の速度等は特に限定されるものではなく、シート状のガラスに対して十分にフッ化水素によるエッチング処理を施せる速度であればよく、シート状のガラスの被処理部にフッ化水素を含有する気体を吹きつける時間が上記範囲になるように速度を選択することが好ましい。
そして、反射防止面の表面特性は、以下の特性を有していることが好ましい。
反射防止面について上記フッ化水素によるエッチング処理を施すことにより、微細構造として、複数の凹凸を有する構造(凹凸構造)となっていることが好ましい。
そして、ガラス面に凹凸構造を形成して反射防止効果を上げるためには、ガラス材料からなる凸部と、凹部の空間を占める空気等(複層ガラスのガス層においては当該ガス成分)から構成される、2つの材料の屈折率(混合屈折率)が、ガラスの屈折率よりも低いことが好ましい。凹凸構造の概略図を図2(a)に例示する。本実施形態において、凹凸構造は、複数の凹部21及び凸部20からなる複数の凹凸を有する構造のことをいう。
上記凹凸構造における「凹部の深さ」は、断面SEM像などから深さを測定することもできるが、本実施形態では、凸部を正四角錐と近似した場合の底面の一辺の長さRpと、凸部を断面で見て、その凸部を二等辺三角形として近似した場合の傾斜角θpを求めることなどで表現している。
具体的には、図2(a)に示した凹凸を二次元フーリエ変換で近似処理をした(図2(b)、図2(c))後に、複数の凹凸の凸部を正四角錐と近似した場合に、該四角錐の底辺の一辺の長さを前記凸部の大きさRとした場合の度数分布において、最大度数を示す大きさをRpとする。
一辺の長さRとは凸部の大きさ、言い換えると凹部入り口の広さを表しており、上記のとおりに近似した凸部の大きさRについて、度数分布における最大度数を示す大きさを凸部の大きさRpとする。
なお、通常、画像処理後の度数分布はバラツキが大きく、データ解析には不向きであるため、度数分布のデータ(グラフ)を平滑化してからRpを算出することが好ましい。平滑化の方法としては例えば、ある大きさRにおける度数を、その前後の数点とあわせた複数点の度数を平均して算出して平滑化することが好ましい。
具体的には例えば、ある大きさRにおける度数を、その前後4点と合わせた計9点における度数を平均して算出し、これにより大きさRの度数分布グラフが平滑化し、データ解析を行うことが好ましい。最大度数を示すRpは、平滑化されたグラフ及びそのデータから求めることができる。
そして、凸部の一辺の長さRpは、37nm以上200nm以下であることが好ましい。これは、37nmより小さい場合、凹凸構造が非常に細かくなり、凹部が浅くなるため、十分な反射防止効果を得られない場合があり、200nmよりも大きい場合、凹凸構造が非常に大きくなり、凹部が非常に深くなるため、外力に弱くなり、十分な耐摩耗性が得られない場合があるためである。Rpは、より好ましくは37nm以上180nm以下であり、さらに好ましくは40nm以上150nm以下である。さらにより好ましくは60nm以上130nm以下である。
傾斜角θpとはRpと共に凸部の高さ、言い換えると凹部の深さを示しており、図2(c)に示す凸部の傾斜角θの度数分布における最大度数を示す傾斜角θのことをいう。
傾斜角θpは20°以上、75°以下であることが好ましい。20°より小さい場合、凹凸構造の傾斜がなだらかになり、凹部が浅くなるため、十分な反射防止効果を得られない場合があり、75°より大きい場合は凹凸構造の傾斜が非常に急峻になるため、外力に弱く、十分な耐摩耗性が得られない場合があるためである。θpは20°以上70°以下であることがより好ましく、25°以上70°以下であることがさらに好ましい。
また傾斜角θの累積度数分布において50%を示す値をθ50とした場合の、θpとθ50の差(θp−θ50)の絶対値は、30°以下であることが好ましい。(θp−θ50)が30°を超える場合、凹凸構造の凸部の高さや、凹部の深さが一様ではなく、凹凸構造を有するガラス板の反射防止効果の面内均一性が悪化する場合があり好ましくないためである。(θp−θ50)の絶対値は、20°以下であることがより好ましく、13°以下であることがさらに好ましい。
上記の様に反射防止面においてガラス材料とガスから構成される2つの材料の屈折率(混合屈折率)を、ガラスの屈折率よりも低くするため、AFMで観察される表面形状におけるJIS B 0601(1994)に規定された表面粗さ(Ra)が2nm以上100nm以下であることが好ましい。2nm未満では反射防止効果が十分でない場合があり、100nmを超えるとガラス板表面の凹凸が激しくなり、耐摩耗性が大きく低下する場合があるためである。表面粗さ(Ra)は2nm以上70nm以下であることがより好ましく、2nm以上50nm以下であることがさらに好ましい。
また、反射防止面についてAFMで観察される表面形状におけるP−V(最大高低差)が35nm以上400nm以下であることが好ましく、35nm以上350nm以下であることがより好ましく、35nm以上200nm以下であることがさらに好ましい。なお、P−V(最大高低差)とは、JIS B 0601(2001)定義のRzと同じである。
そして、反射防止面についてAFMで観察される表面形状におけるS−Ratio(反射防止面の凹凸を含む面積を観察面積で除した面積比)は1.1以上3.0以下であることが好ましい。これは、1.1未満であると、元のガラス基体に対する面積増加率が10%未満であり、要求される反射防止効果によっては、凹凸構造が十分に形成されているとはいえず、そのため反射防止効果が不十分な場合があるため好ましくないためである。
また3.0を超えると反射防止効果は十分であるが、凹凸構造の凸部の大きさRが非常に小さく、傾斜角θが非常に大きい状態になり、なおかつ、ガラス基体は金属などに比べて非常に脆性が高いという性質を持つので、該表面での耐摩耗性は非常に小さくなる場合があり、好ましくない。S−ratioは、1.1以上2.7以下であることがより好ましく、1.1以上2.5以下であることがさらに好ましい。
反射防止面の凹凸構造の深さを断面電子顕微鏡写真から求めた値t(nm)は30nm以上400nmであることが好ましい。ここで、上記深さtは倍率10万倍で撮影した断面電子顕微鏡写真の任意の3点において測定した値の平均値である。そして、該深さtは30nm以上350nmであることがより好ましく、30nm以上300nm以下であることがさらに好ましい。
以上の様にして得られた反射防止面を形成することにより、(複層ガラスを構成する)反射防止面を形成したガラスでは、未処理(エッチング前)のガラスに対し、可視光透過率Tv(%)が1%以上増加することが好ましく、1.5%以上増加することがより好ましい。
これは、反射防止面を形成したことにより、可視光透過率Tv(%)が向上し、反射防止面として特に十分な機能を有することを意味している。このため、複層ガラスとした場合に複層ガラスの可視光透過率を十分に高めることができる。また、複層ガラスの可視光透過率を高めることができるため、従来技術の様にLow−E膜の厚さの制約が緩和されるため、Low−E膜の厚さを従来よりも厚くすることが可能になり、複層ガラスの断熱性能をより高めることが可能になる。
なお、上記可視光透過率Tv(%)は、反射防止面を形成したガラス板および未処理(エッチング前)のガラス板の波長300〜850nmの間の透過率を測定し、JIS R3106の規定に従い求めることができる。
また、複層ガラスを構成するガラス板の複数の面について反射防止面を形成した場合、各面毎の可視光透過率Tv(%)の向上効果が1%以上であることが好ましく、1.5%以上であることがより好ましい。すなわち、例えばガラス板の2面に反射防止面を形成した場合には、各面ごとに可視光透過率Tv(%)の向上効果が1%以上であり、係る複層ガラス全体の可視光透過率Tv(%)としては2%以上向上することが好ましい。
そして、反射防止面の深さ5nmまでの範囲において、FとSiの原子数濃度比であるF/Siが0.05以上であることが好ましく、0.1以上であることがより好ましく、0.15以上であることが特に好ましい。
一般にフッ化物には低屈折率化合物が多いことが知られている。たとえば、NaF、KF、MgF2、CaF2などの結晶性化合物が挙げられる。またNaF、KF、MgF2、CaF2などと同じような組成のアモルファス化合物もある。またNa3AlF6に代表されるような、2つ以上の元素とFを含むような結晶性化合物ならびにアモルファス化合物があるが、これらに限定されるものではない。F/Siが0.05未満であると、低屈折率層が十分形成されていない場合があり、結果として十分な反射防止効果が得られない場合があるため、好ましくない。
また、ガラス板のフッ化水素によりエッチング処理が施された面、すなわち反射防止面において、表面から深さ方向内部にいくに従ってF/Siが連続的に減少することが好ましい。
フッ化水素によるエッチング処理により、フッ素化物が存在する部分のガラス板は未処理のガラス板に比べて組成の観点からも屈折率が低下した低屈折率層となる。このため、上記の様にガラス板表面にフッ素化物を配置することにより、反射防止効果のより高いガラス板を得ることができる。
そして、特に、上記の様にガラス板の表面から深さ方向(ガラス板の中心方向)に向かって、F/Siが連続的に減少することは、低屈折率物質がガラス板の表面から深さ方向(バルク厚み方向)に広がって分布していることになる。このため、ガラス板表面のみにフッ素原子が存在するよりも更に反射防止効果が大きくなるため好ましい。
なお、F/Siが連続的に減少していくとは、XPSの深さ方向の組成分析で得られた各深さにおけるF原子数濃度を該深さのSi原子濃度で規格化した数値をY軸、ガラス板表面をゼロとして深さ方向をX軸としてプロットした曲線において、X軸の数値が大きくなるにつれてYが単調減少することを意味している。
<Low−E膜>
Low−E膜(熱線反射膜、熱線遮蔽膜、低放射膜ともいう)の構成としては熱線を反射(遮蔽)する機能を有するものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、低放射性能を有するAgを含有する層を有する膜であることが好ましく、Ag層またはPd等の金属元素を含有する銀合金からなる膜であってもよい。銀合金とする場合、銀合金の全体中、Ag以外の金属元素の含有量は10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下がさらに好ましい。
<Low−E膜>
Low−E膜(熱線反射膜、熱線遮蔽膜、低放射膜ともいう)の構成としては熱線を反射(遮蔽)する機能を有するものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、低放射性能を有するAgを含有する層を有する膜であることが好ましく、Ag層またはPd等の金属元素を含有する銀合金からなる膜であってもよい。銀合金とする場合、銀合金の全体中、Ag以外の金属元素の含有量は10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下がさらに好ましい。
また、Agを含有する層を、誘電体層間に配置した構成、すなわち、第1誘電体層、Agを含有する層、第2誘電体層のように積層した構成とすることが好ましい。
誘電体層の構成材料は、各種の金属酸化物および金属窒化物が挙げられる。
金属酸化物としては、Zn、Ti、Sn、Si、Al、TaおよびZrから選ばれる少なくとも1種の金属元素の酸化物を主成分とするものが挙げられる。他には、例えば、Alを含む酸化亜鉛、Snを含む酸化亜鉛が挙げられる。Alを含む酸化亜鉛としては、ZnとAlとの合計量に対するAlの割合が1〜10原子%であるものが好ましく、3〜7原子%であるものがより好ましい。Snを含む酸化亜鉛としては、ZnとSnとの合計量に対するSnの割合が10〜90質量%であるものが好ましく、20〜80質量%であるものがより好ましい。
また、金属窒化物としては、SiおよびAlから選ばれる少なくとも1種の金属の窒化物を主成分とするものが挙げられる。
Agを含有する層を上記の様に第1誘電体層、第2誘電体層により挟んだ構成とする場合に、第1誘電体層、第2誘電体層の構成は異なる材料から構成されていても良い。また、Low−E膜として、Agを含有する層を複数層含むように該Agを含有する層を複数層積層した構成としても良い。この場合、誘電体層に関しても同様に複数層積層した構成とすることができる。
また、上記のようにAgを含有する層と、誘電体層とを積層する場合には、Agを含有する層と、誘電体層との間にバリア層を配置することもできる。バリア層は、Agを含有する層の酸化等を抑制するために設けられる。すなわち、Agを含有する層上に第2の誘電体層等の他の層を成膜する際、Agを含有する層が酸化されるおそれがあるが、バリア層を設けることで、Agを含有する層の酸化を抑制して所望の光学特性とすることが容易となる。具体的には例えばTi、Zn、Cr、Ni、Cr、Al、Zn、W、Pd、Au、Pt、Si、Sn、Nb、Ta、Hf、Zrから選ばれる少なくとも1種の金属を主成分とするもの等を配置することができる。
Low−E膜の厚さは特に限定されるものではなく、要求される断熱性能(熱線反射性能)や、膜の構成等により選択することができるが、0.05μm以上0.4μm以下であることが好ましく、0.1μm以上0.3μm以下であることがより好ましい。また、本発明では、可視光吸収が大きいAg層の厚み(Ag層が複数ある場合は、合計値)を従来技術より厚くすることが可能となる。
Low−E膜を設ける面については特に限定されるものではないが、Low−E膜は一般的に耐擦傷性能が弱く傷つきやすいこと、そして耐湿性能が低く大気中の水分により膜が腐食する可能性があることから、外気や傷の原因となる埃等と接触する機会を低減するため、複層ガラスを構成するガラス板が対向する面、すなわち、封止される領域内(ガス層14内)に設けることが好ましい。例えば、図1の場合、11Bおよび/または12A面に形成することが好ましい。
Low−E膜は1つの面に設けるのみでもよく、複数の面に設けることもできる。ただし、Low−E膜は、光学的および反射防止性能面の観点から、フッ化水素によりエッチング処理が施された面以外に設けることが、好ましい。
以上に本実施形態の複層ガラスについて説明してきたが、係る複層ガラスは、複層ガラスの可視光透過率Tv(%)と、複層ガラスの日射熱取得率ηとの比であるTv/(100×η)が1.65以上であることが好ましく、1.70以上であることがより好ましい。
ここで、複層ガラスの可視光透過率Tvは、複層ガラスの一方の面に照射される可視光線の量を100とした場合に、他方の面まで透過する光の割合を示したものである。
複層ガラスの日射熱取得率ηは複層ガラスの一方の面から入射する太陽エネルギーを1とした場合に、他方の面まで透過する熱量の比率を表したものである。
このため、Tv/(100×η)の値が上記数値範囲を満たすことにより、可視光の透過性能、断熱性能をバランス良く備えた複層ガラスとすることができる。
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(1)評価方法
以下の実施例、比較例において得られた複層ガラス、または、複層ガラスを構成するガラス板の特性評価方法について以下に説明する。
<複層ガラスの光学特性評価>
以下の実施例、比較例で作製した複層ガラスについて、分光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、U4100)により波長300〜2500nmの間の透過率、反射率を測定し、JIS R 3106の規定に従い、可視光透過率Tv(%)、日射透過率Te(%)、積層体(Low−E膜)側および積層体を成膜していない側(Low−E膜を成膜していない側)の可視光反射率Rv(%)、日射熱取得率ηを求めた。また、可視光透過率Tv(%)日射熱取得率ηとの比であるTv/(100×η)についても算出した。
(1)評価方法
以下の実施例、比較例において得られた複層ガラス、または、複層ガラスを構成するガラス板の特性評価方法について以下に説明する。
<複層ガラスの光学特性評価>
以下の実施例、比較例で作製した複層ガラスについて、分光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、U4100)により波長300〜2500nmの間の透過率、反射率を測定し、JIS R 3106の規定に従い、可視光透過率Tv(%)、日射透過率Te(%)、積層体(Low−E膜)側および積層体を成膜していない側(Low−E膜を成膜していない側)の可視光反射率Rv(%)、日射熱取得率ηを求めた。また、可視光透過率Tv(%)日射熱取得率ηとの比であるTv/(100×η)についても算出した。
また、積層体側の反射光の色調a*については、L*a*b*表色系におけるa*をJIS Z 8722に基づいて測定し、a*についてはJIS Z 8729に準じて算出した。
なお、以下の実施例、比較例においてはLow−E膜を図1における12A面に形成していることから、上記積層体側、積層体を成膜していない側とは、それぞれ図1における12B側、11A側を意味しており、係る面側から測定したことを意味している。
<ガラス板の光学特性評価>
複層ガラスの場合と同様にして、実施例において、反射防止面を形成した所定のガラス板の、比較例においては未処理のガラス板の波長300〜850nmの間の透過率を測定し、JIS R 3106の規定に従い、可視光透過率Tv(%)をそれぞれ求めた。
<ガラス板の光学特性評価>
複層ガラスの場合と同様にして、実施例において、反射防止面を形成した所定のガラス板の、比較例においては未処理のガラス板の波長300〜850nmの間の透過率を測定し、JIS R 3106の規定に従い、可視光透過率Tv(%)をそれぞれ求めた。
実施例については、未処理のガラス板の可視光透過率との差ΔTv(%)についても算出した。
<AFMの測定による、反射防止面の表面特性評価>
(a)Ra、P−V、S−Ratio
走査型プローブ顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、型番SPI3800N)を用いて、以下の実施例においてフッ化水素によりエッチング処理した面について、観察層を2μm角、取得データ数を1024×1024として、DFMモードで観察を行い、表面粗さ(Ra)、最大高低差(P−V)、S−Ratio(凹凸を含む面積を観察面積で除した値)を測定した。
<AFMの測定による、反射防止面の表面特性評価>
(a)Ra、P−V、S−Ratio
走査型プローブ顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、型番SPI3800N)を用いて、以下の実施例においてフッ化水素によりエッチング処理した面について、観察層を2μm角、取得データ数を1024×1024として、DFMモードで観察を行い、表面粗さ(Ra)、最大高低差(P−V)、S−Ratio(凹凸を含む面積を観察面積で除した値)を測定した。
なお、本実施例における最大高低差(P−V)とは、Rz(JIS B 0601:2001)と同じである。
また、ここでの表面粗さRaはJIS B 0601(1994)で規定された表面粗さである。
(b)Rp(凸部の大きさ)
反射防止面のガラス表面の凹凸の模式図を図2(a)に示す。このような反射防止面の凹凸についてRa等を測定した場合と同じ条件で測定したAFM像を二次元フーリエ変換画像処理して、凹凸構造を正四角錐と近似した場合(図2(b)、図2(c))の底辺の一辺の長さを凹凸の大きさRとした場合の度数分布において、最大度数を示す大きさをRpとした。画像処理後の度数分布はバラツキが大きく、データ解析には不向きであるため、ある大きさRにおける度数は、その前後4点と合わせた計9点における度数を平均して算出した。これにより大きさRの度数分布グラフが平滑化され、データ解析を容易に行うことが可能になる。最大度数を示すRpは、平滑化されたグラフ及びそのデータから求めた。
(b)Rp(凸部の大きさ)
反射防止面のガラス表面の凹凸の模式図を図2(a)に示す。このような反射防止面の凹凸についてRa等を測定した場合と同じ条件で測定したAFM像を二次元フーリエ変換画像処理して、凹凸構造を正四角錐と近似した場合(図2(b)、図2(c))の底辺の一辺の長さを凹凸の大きさRとした場合の度数分布において、最大度数を示す大きさをRpとした。画像処理後の度数分布はバラツキが大きく、データ解析には不向きであるため、ある大きさRにおける度数は、その前後4点と合わせた計9点における度数を平均して算出した。これにより大きさRの度数分布グラフが平滑化され、データ解析を容易に行うことが可能になる。最大度数を示すRpは、平滑化されたグラフ及びそのデータから求めた。
(c)θp(凸部の傾斜角)
図2(a)に示すような凹凸構造を有するガラス板の反射防止面について、Ra等と同じ条件で測定したAFM像をRpの場合と同様に画像処理して、凹凸構造を二等辺三角形として近似した場合(図2(b)、図2(c))の傾斜角θの度数分布を角度2度ずつに分けて作成し、前記度数分布において最大度数を示す傾斜角を2度刻みの角度の中間値を採用して、θpとした。
(d)θ50
傾斜角θの度数分布線が累積度数50%を通過する時の前後の傾斜角の平均値とした。例えば累積度数分布曲線が累積度数50%を通過するのが、角度分布28〜30°と角度分布30〜32°の間である(仮に角度分布28〜30°が47%、角度分布30〜32°が51%とする)場合、θ50は30°となる。
<t:凹凸構造の厚み>
FE−SEM(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、型番:SU70)を用いて、反射防止面を形成したガラス板の断面SEM像を撮影した。そして、SEM装置の距離測定機能を使用して3点平均として算出した凹凸構造部分の膜厚を凹凸構造の厚みとした。
<F/Si組成>
X線光電子分光分析装置(XPS、アルバック・ファイ社製 QuanteraSXM)にて測定した。XPS分析の測定条件としては、X線源に単色化AlKα線を25Wで用い、光電子検出面積を100μmφ、光電子検出角を45度、パスエネルギーを224eVとし、スパッタイオンにはArイオンを用いた。XPS分析より検出される元素のそれぞれのピーク強度から、各原子濃度プロファイルを求め、Si濃度で規格化した。また、表面からの深さは、以下の方法で測定した値から算出した。
膜厚測定用のSi基板上へスパッタ成膜法で作製した、酸化物ガラス(ガラス基体)と同一組成の膜厚既知の薄膜を、上記の測定方法と同条件下でXPS分析し、得られた深さ方向の組成プロファイルより見積もった薄膜のスパッタレートから求めた。
(2)実験手順
[実施例1]
図1に示すように2枚のガラス板を、スペーサーを介して対向するように配置し、図1における11A面が室内側、12B面が室外側に配置される構成の複層ガラスを形成した。
(2)実験手順
[実施例1]
図1に示すように2枚のガラス板を、スペーサーを介して対向するように配置し、図1における11A面が室内側、12B面が室外側に配置される構成の複層ガラスを形成した。
ガラス板11、12としては、旭硝子製ソーダライムガラス(FL3、300mm×300mm×3mmt)を使用し、図1における11B面にフッ化水素によるエッチング処理を施して反射防止面とし、12A面にLow−E膜を形成した。
反射防止面、Low−E膜を形成後、ガラス板11、12を、ガラス板の面11Bと面12Aとが、空気層(幅12mm)を介して対向するように配置し、次いで乾燥剤入りスペーサー13を介して周辺をシール剤で常法に従い封止することにより、複層ガラスを製造した。なお、ここでいう空気層の幅はガラス板11、12の表面に形成したLow−E膜の表面と反射防止面との間の距離を意味している。以下の実施例、比較例においても同様とする。
以下に反射防止面、Low−E膜の形成方法について説明する。
<反射防止面の形成方法>
図3に模式的に示すように、大気圧CVD法で用いる両流しインジェクタ40を用いて、ガラス板(ガラス基体)の表面に、フッ化水素を含むガスを接触させて反射防止面を形成した(以下、単に「HF処理」とも呼ぶ)。
<反射防止面の形成方法>
図3に模式的に示すように、大気圧CVD法で用いる両流しインジェクタ40を用いて、ガラス板(ガラス基体)の表面に、フッ化水素を含むガスを接触させて反射防止面を形成した(以下、単に「HF処理」とも呼ぶ)。
すなわち、図3に示す中央スリット41から、HF1.50SLM(標準状態での気体で毎分リットル)とN230.5SLMを混合したガスを150℃に加熱して流速34cm/sで、外スリット42からN210SLMを同じく150℃に加熱してガラス板に向けて吹きつけて、ガラス板の所定の面に凹凸構造を有する反射防止面を形成した。ガス全体に対するフッ化水素の濃度は3.6体積%であった。ガスはガラス板43上を、流路44を通じて流れ、排気スリット45では吹きつけガス流量の2倍量を排気している。ガスの温度と流速の計測には、熱線風速計(カノマックス社製、クリモマスター6543)を用いた。ガラス板は560℃に加熱して、速度2m/min.で搬送した。ガラス板の温度は、ガスを吹き付ける直前に放射温度計を設置して測定した。エッチング時間は約10秒と短時間であった。
上記ガラス板の光学特性評価方法により、反射防止面を形成したガラス板の可視光透過率Tvを測定したところ、表1に示すように未処理のガラス板に比較して2.9%増加していることが確認できた。
<Low−E膜の形成>
Low−E膜はガラス基板に対して、金属ターゲットおよび金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法を適用することにより、製造することができ、スパッタ装置として、インライン型スパッタ装置を使用した。
<Low−E膜の形成>
Low−E膜はガラス基板に対して、金属ターゲットおよび金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法を適用することにより、製造することができ、スパッタ装置として、インライン型スパッタ装置を使用した。
真空槽内に清浄化した上記幾何学的厚さ3mmの旭硝子製ソーダライムガラスを設置し、以下に示す方法で各膜を順次成膜することにより、Low−E膜を堆積した。
ターゲットとして、以下の2種類のターゲット(ターゲット1と2)を準備した:
(ターゲット1)アルミニウムを添加した金属亜鉛ターゲット(アルミニウムの含有率5質量%、亜鉛の含有率95質量%)、
(ターゲット2)パラジウムを添加した銀合金ターゲット(パラジウムの含有率1質量%、銀の含有率99質量%)、
これらのターゲット1と2を、それぞれ、ガラス板の対向位置に設置し、真空槽内を2×10−3Paまで排気し、以下の順に成膜処理を行った。
(ターゲット1)アルミニウムを添加した金属亜鉛ターゲット(アルミニウムの含有率5質量%、亜鉛の含有率95質量%)、
(ターゲット2)パラジウムを添加した銀合金ターゲット(パラジウムの含有率1質量%、銀の含有率99質量%)、
これらのターゲット1と2を、それぞれ、ガラス板の対向位置に設置し、真空槽内を2×10−3Paまで排気し、以下の順に成膜処理を行った。
(ステップ1:第1のアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の形成)
ターゲット1を用いて、DCスパッタリング法により、ガラス板上にアルミニウムドープ酸化亜鉛膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスと酸素ガスを2:1の割合で使用した。投入電力はパワー密度を17.65W/cm2として成膜を行った。
ターゲット1を用いて、DCスパッタリング法により、ガラス板上にアルミニウムドープ酸化亜鉛膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスと酸素ガスを2:1の割合で使用した。投入電力はパワー密度を17.65W/cm2として成膜を行った。
得られたアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の厚さは、347Åであった。
(ステップ2:第1の銀合金膜の形成)
ステップ1による残存ガスを排気後、ターゲット2を用いて、DCスパッタリング法により、アルミニウムドープ酸化亜鉛膜を有するガラス基板上に、銀合金膜(Ag−Pd合金膜)を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を1.765W/cm2として成膜を行った。
ステップ1による残存ガスを排気後、ターゲット2を用いて、DCスパッタリング法により、アルミニウムドープ酸化亜鉛膜を有するガラス基板上に、銀合金膜(Ag−Pd合金膜)を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を1.765W/cm2として成膜を行った。
得られた銀合金膜の厚さは、80Åであった。銀合金膜の組成は、ターゲット2とほぼ同等であった。
(ステップ3:第1のアルミニウムドープ亜鉛バリア膜の形成)
ステップ2による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DCスパッタリング法により、銀合金膜を有するガラス基板上にアルミニウムドープ亜鉛バリア膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を0.588W/cm2として成膜を行った。
ステップ2による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DCスパッタリング法により、銀合金膜を有するガラス基板上にアルミニウムドープ亜鉛バリア膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を0.588W/cm2として成膜を行った。
得られたアルミニウムドープ亜鉛バリア膜の厚さは、19Åであった。
(ステップ4:第2のアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の形成)
ステップ3による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DC反応性スパッタリング法により、アルミニウムドープ亜鉛バリア膜上に、アルミニウムドープ酸化亜鉛膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスと酸素ガスを2:1の割合で使用した。投入電力はパワー密度を17.65W/cm2として成膜を行った。
ステップ3による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DC反応性スパッタリング法により、アルミニウムドープ亜鉛バリア膜上に、アルミニウムドープ酸化亜鉛膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスと酸素ガスを2:1の割合で使用した。投入電力はパワー密度を17.65W/cm2として成膜を行った。
得られたアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の厚さは、820Åであった。
(ステップ5:第2の銀合金膜の形成)
ステップ4による残存ガスを排気後、ターゲット2を用いて、DCスパッタリング法により、第2のアルミニウムドープ酸化亜鉛膜上に、銀合金膜(Ag−Pd合金膜)を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を1.765W/cm2として成膜を行った。
ステップ4による残存ガスを排気後、ターゲット2を用いて、DCスパッタリング法により、第2のアルミニウムドープ酸化亜鉛膜上に、銀合金膜(Ag−Pd合金膜)を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を1.765W/cm2として成膜を行った。
得られた銀合金膜の厚さは、146Åであった。
(ステップ6:第2のアルミニウムドープ亜鉛バリア膜の形成)
ステップ5による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DCスパッタリング法により、銀合金膜を有するガラス基板上にアルミニウムドープ亜鉛バリア膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を0.588W/cm2として成膜を行った。
(ステップ6:第2のアルミニウムドープ亜鉛バリア膜の形成)
ステップ5による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DCスパッタリング法により、銀合金膜を有するガラス基板上にアルミニウムドープ亜鉛バリア膜を成膜した。スパッタリングガスには、アルゴンガスを使用した。投入電力はパワー密度を0.588W/cm2として成膜を行った。
得られたアルミニウムドープ亜鉛バリア膜の厚さは、23Åであった。
(ステップ7:第3のアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の形成)
ステップ6による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DC反応性スパッタリング法により、第2のアルミニウムドープ亜鉛バリア膜上に、アルミニウムドープ酸化亜鉛膜を成膜した。スパッタリングガスには、酸素ガスとアルゴンガスを2:1の割合で使用した。投入電力はパワー密度を17.65W/cm2として成膜を行った。
ステップ6による残存ガスを排気後、ターゲット1を用いて、DC反応性スパッタリング法により、第2のアルミニウムドープ亜鉛バリア膜上に、アルミニウムドープ酸化亜鉛膜を成膜した。スパッタリングガスには、酸素ガスとアルゴンガスを2:1の割合で使用した。投入電力はパワー密度を17.65W/cm2として成膜を行った。
得られたアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の厚さは、323Åであった。
以上の処理により、ガラス板上に、7つの層が積層されたLow−E膜が形成された。
以上の手順により得られた、ガラス板11の11B面に形成した反射防止面の表面特性の評価を上記評価方法により行った。結果を表1に示す。
また、上記手順により得られた複層ガラスの光学特性の評価を上記評価方法により行った。結果を表2に示す。
[実施例2]
実施例1と同様に2枚のガラス板を、スペーサーを介して対向するように配置し、図1における11A面が室内側、12B面が室外側に配置される構成の複層ガラスを作製した。
[実施例2]
実施例1と同様に2枚のガラス板を、スペーサーを介して対向するように配置し、図1における11A面が室内側、12B面が室外側に配置される構成の複層ガラスを作製した。
ガラス板11、12としては、実施例1と同様に旭硝子製ソーダライムガラス(FL3、300mm×300mm×3mmt)を使用し、図1における11A、12B面にフッ化水素によるエッチング処理を施して反射防止面とし、12A面にLow−E膜を形成した。
反射防止面、Low−E膜を形成後、ガラス板11、12を、ガラス板の面11Bと面12Aとが、空気層(幅12mm)を介して対向するように配置し、ついで乾燥剤入りスペーサー13を介して周辺をシール剤で常法に従い封止することにより、複層ガラスを製造した。
以下に反射防止面、Low−E膜の形成手順について説明する。
<反射防止面の形成方法>
本実施例の複層ガラスにおいては、ガラス板11、12それぞれに反射防止面を形成しているが、11A、12B面にエッチング処理を施す際の条件は以下に示した同じ条件で行った。
<反射防止面の形成方法>
本実施例の複層ガラスにおいては、ガラス板11、12それぞれに反射防止面を形成しているが、11A、12B面にエッチング処理を施す際の条件は以下に示した同じ条件で行った。
中央スリット41からのHF量を1.0SLMとN2量を31.0SLMとした以外は実施例1と同様に行った。ガス全体に対するフッ化水素の濃度は2.4体積%であった。
上記ガラス板の光学特性評価方法により、反射防止面を形成した一方のガラス板11の可視光透過率Tvを測定したところ、表1に示すように、未処理のガラス板に比較して2.3%増加していることが確認できた。
<Low−E膜の形成方法>
上記のように、12B面にエッチング処理を施したガラス板12の12A面をターゲットに対向する様に配置して該12A面にLow−E膜を形成した。
<Low−E膜の形成方法>
上記のように、12B面にエッチング処理を施したガラス板12の12A面をターゲットに対向する様に配置して該12A面にLow−E膜を形成した。
Low−E膜の形成については、実施例1と同様である。
以上の手順により得られた、ガラス板11の11A面に形成した反射防止面の表面特性の評価を上記評価方法により行った。結果を表1に示す。
また、上記手順により得られた複層ガラスの光学特性の評価を上記評価方法により行った。結果を表2に示す。
[比較例]
実施例1、2と同様に2枚のガラス板を、スペーサーを介して対向するように配置し、図1における11A面が室内側、12B面が室外側に配置される構成の複層ガラスを作製した。
[比較例]
実施例1、2と同様に2枚のガラス板を、スペーサーを介して対向するように配置し、図1における11A面が室内側、12B面が室外側に配置される構成の複層ガラスを作製した。
ガラス板11、12としては、実施例1、2と同様に旭硝子製ソーダライムガラス(FL3、300mm×300mm×3mmt)を使用し、反射防止面は形成せず、12A面にLow−E膜を形成した。
Low−E膜を形成後、ガラス板11、12を、ガラス板の面11Bと面12Aとが、空気層(幅12mm)を介して対向するように配置し、ついで乾燥剤入りスペーサー13を介して周辺をシール剤で常法に従い封止することにより、複層ガラスを製造した。
以下にLow−E膜の形成手順について説明する。
<Low−E膜の形成方法>
Low−E膜を形成するに当たっては、第1のアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の厚さを300Å、第1の銀合金膜の厚さを70Å、第2のアルミニウムドープ酸化亜鉛の厚さを780Å、第2の銀合金膜の厚さを118Åとした以外の条件は、実施例1と同様にして行った。
<Low−E膜の形成方法>
Low−E膜を形成するに当たっては、第1のアルミニウムドープ酸化亜鉛膜の厚さを300Å、第1の銀合金膜の厚さを70Å、第2のアルミニウムドープ酸化亜鉛の厚さを780Å、第2の銀合金膜の厚さを118Åとした以外の条件は、実施例1と同様にして行った。
未処理のガラス板11の可視光透過率Tvについて、上記ガラス板の光学特性評価方法により行った。結果を表1に示す。
また、上記手順により得られた複層ガラスの光学特性の評価を上記評価方法により行った。結果を表2に示す。
また、実施例1、2においては、比較例と比較してAg−Pd膜の厚さ比率が高いLow−E膜を使用しているにも関わらず、得られた複層ガラスの可視光透過率は同程度となっており、反射防止面を設けることにより、可視光透過率を低減させることなく断熱性能を向上できることが確認できた。特に、実施例1、2においては、Tv/(100×η)が1.65以上になっており、断熱性能と可視光透過率のバランスの取れた複層ガラスが得られていることが分かる。
また、可視光反射率は、反射防止面を設けることにより積層体側、積層体を成膜していない側共に低減された。実施例1、2においては積層体側の反射色はAg−Pd膜の厚さ比率が高いにもかかわらずa*がマイナスであるため赤味がなく良好な外観を有することを確認できた。よって、実施例1、2における複層ガラスは断熱性能と可視光透過率のバランスがとれ、さらに意匠性も良好であることが分かる。
10 複層ガラス
11、12 ガラス板
11、12 ガラス板
Claims (7)
- 間隔をあけて配置された複数枚のガラス板を有しており、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面について、フッ化水素によりエッチング処理を施すことにより反射防止面が形成され、
前記複数枚のガラス板の表面のうち、少なくとも1つの面にLow−E膜が形成されている複層ガラス。 - 可視光透過率Tv(%)と、日射熱取得率ηとの比であるTv/(100×η)が1.65以上である請求項1記載の複層ガラス。
- 前記複層ガラスを構成する前記反射防止面を形成したガラス板が前記エッチング前のガラス板と比べて、可視光透過率Tvが1%以上増加している請求項1乃至2いずれか一項に記載の複層ガラス。
- 前記反射防止面は、複数の凹凸を有しており、
前記複数の凹凸を二次元フーリエ変換で近似処理をした後に、
前記複数の凹凸の凸部を正四角錐と近似した場合に、該四角錐の底辺の一辺の長さを前記凸部の大きさとした場合の度数分布において、
最大度数を示す大きさをRpとした場合に、前記凸部の大きさRpが37nm以上200nm以下であり、
前記凸部の傾斜角θの度数分布における最大度数を示す傾斜角θpが20°以上75°以下であり、
前記傾斜角θの累積度数分布において50%を示す値をθ50とした場合のθpとθ50との差(θp−θ50)の絶対値が30°以下であって、
前記反射防止面のJIS B 0601(1994)で規定された表面粗さ(Ra)が2nm以上100nm以下、最大高低差P−Vが35nm以上400nm以下、前記反射防止面の凹凸を含む面積を観察面積で除した面積比S−Ratioが1.1以上3.0以下である、請求項1乃至3いずれか一項に記載の複層ガラス。 - 前記反射防止面の深さ5nmまでの範囲において、FとSiの原子数濃度比であるF/Siが0.05以上である請求項1乃至4いずれか一項に記載の複層ガラス。
- 前記反射防止面において、表面から深さ方向に向かって、F/Siが連続的に減少する請求項1乃至5いずれか一項に記載の複層ガラス。
- 前記反射防止面は、
搬送されているシート状のガラスに対して、常圧下でフッ化水素を含有する気体を吹きつけることにより行い、
前記シート状のガラスの、少なくとも前記フッ化水素を含有する気体を吹きつける部分が250℃以上であり、
シート状のガラスの被処理部分に対する前記フッ化水素を含有する気体を吹きつける時間が1秒以上2分以下であり、
前記フッ化水素を含有する気体中に含まれるフッ化水素濃度が0.1vol.以上10vol.%以下である、請求項1乃至6いずれか一項に記載の複層ガラス。
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