JP2020055736A

JP2020055736A - 窓ガラス用断熱性三層複層ガラス

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Publication number: JP2020055736A
Application number: JP2019124104A
Authority: JP
Inventors: 秀明森; Hideaki Mori; 大輔芹田; Daisuke Serita; 知也沼田; Tomoya Numata
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2020-04-09

Abstract

【課題】低放射膜を用いた断熱性三層複層ガラスにおいて、屋内と屋外の温度差が大きい使用環境でもガラス板のたわみを抑制した断熱性三層複層ガラスを得ること。【解決手段】３枚のガラス板と、該ガラス板の４辺に沿わせて配置したスペーサーを用いて隔置し、該ガラス板の２枚の間に設けられた単一の密封空間である、気体によって充填された気体層からなる中空層を２つと、２つの低放射膜と、を有する窓ガラス用断熱性三層複層ガラスにおいて、該ガラス板は、厚みが２〜６．５ｍｍであり、該２つの低放射膜は、最も屋外側に配置されるガラス板である第１ガラス板、及び最も屋内側に配置されるガラス板である第３ガラス板の、中空層側の面にそれぞれ配置されるものであり、該第１ガラス板の日射吸収率が２０％以上、４５％未満であり、該第３ガラス板の日射吸収率が８％未満であり、熱貫流率が２．０Ｗ／ｍ２Ｋ以下である、窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。【選択図】図１

Description

本発明は、窓ガラス用の断熱性複層ガラスに関し、特にガラス板を３枚用いた窓ガラス用の断熱性三層複層ガラスに関する。

複層ガラスは、一般に、複数枚のガラス板を、ガラス板の４辺に沿わせて配置したスペーサーを用いて隔置し、２枚のガラス板同士とスペーサーとで密封空間である中空層を形成した構成である。該複層ガラスは中空層があることで断熱性能が高まり、結露防止や、屋内側冷暖房の負荷軽減などの利点があるため、建物の窓用部材に組み込まれ広く利用されている。上記のような複層ガラスは、中空層に空気以外の気体を充填することにより、断熱性能の向上や遮音性能の向上等、様々な効果を付与することが可能である。

上記のような複層ガラスは、現在、ガラス板を２枚用いたものが広く普及しており、中空層に空気を充填した一般的な複層ガラスの場合、熱貫流率（Ｕ値）は約２．８〜３．６Ｗ／ｍ^２Ｋであることが知られている。複層ガラスの断熱性能を向上させる、すなわち上記の熱貫流率を小さくする手法としては、中空層に充填するガスの種類を断熱性能の高いガスにしたり、中空層の厚みを厚くしたり、中空層の数を増やしたりする方法が挙げられ、例えばガラス板を３枚以上用いた三層複層ガラス（例えば、特許文献１、特許文献２参照）が提案されている。近年、窓用部材に高い断熱性能が要求されており、上記のようなガラス板を３枚以上用いた三層複層ガラスの実用化が検討されつつある（例えば、特許文献３参照）。

また、断熱性能を向上させる手法として、低放射性の積層膜（以下、低放射膜と記載することもある）をガラス板上に設けた低放射ガラスも広く利用されている。該低放射膜は、近赤外域から赤外域の光を反射するため、太陽光による屋内の温度上昇を抑制できる。また、屋内から屋外への熱の伝達を遮断するため、屋内を保温、断熱する能力も高い。上記のような低放射膜としては、通常、Ａｇ膜と透明誘電体層を複数層積層した積層膜が広く知られている。

前述したように、近年はより高い断熱性能を示す窓用部材への要求が高まっており、前述した三層複層ガラスに上記の低放射膜を設けることが検討されている。例えば、特許文献４には、ガラス板を３枚用いた三層複層ガラスが提案されている。当該文献では、屋内側のガラス板の両表面に低放射膜を形成した三層複層ガラスが開示されている。また、当該文献の比較例には、屋外側から、ガラス板／低放射膜／中空層／ガラス板／中空層／低放射膜／ガラス板、という順に積層された複層ガラスが開示されており、熱貫流率が０．９５５Ｗ／ｍ^２Ｋである旨が記載されている。

また、特許文献５には、ガラス板を３枚用いた複層ガラスの内部において、反射防止膜と低放射膜とが対向するように配置した多重窓ガラスユニットが提案されている。当該文献では、ガラス板に低放射膜が形成されると可視光透過率が低下するため、対向する位置に反射防止膜を設けることによって、可視光透過率の低下を抑えることが可能であると開示されている。また、当該文献の例２には、屋外側から、ガラス板／低放射膜／中空層／ガラス板／中空層／低放射膜／ガラス板、という順に積層された複層ガラスが、例３には、屋外側から、ガラス板／低放射膜／中空層／反射防止膜／ガラス板／反射防止膜／中空層／低放射膜／ガラス板、という順に積層された複層ガラスが、それぞれ開示されており、熱貫流率（Ｕ値）が０．７Ｗ／ｍ^２Ｋである旨が記載されている。

また、特許文献６には、ガラス板を３枚用いた複層ガラスにおいて、ガラス板の少なくとも１枚は表面に低放射膜を有し、中空層に不活性ガスが充填され、かつ板ガラスの各々の厚みがそれぞれ異なる複層ガラスが提案されている。当該文献の実施例には、屋外側のガラス板の中空層側の面に低放射膜、屋内側のガラスとして合わせガラスを用い、ガラス板を計４枚使用する三層複層ガラスを開示しており、熱貫流率が０．９７〜１．１１Ｗ／ｍ^２Ｋを示すことが記載されている。

また、特許文献７には、最も屋内側のガラス面に低放射膜を形成した複層ガラスが提案されている。当該文献では、室内からの輻射伝達を抑制することを目的として、屋内側のガラス面に低放射膜を形成して断熱性能を向上させている。また、当該文献には、上記の複層ガラスにさらにガラス板を追加し、三層複層ガラスとして用いる旨が開示されている。

実開昭５６−１５７４９号公報特開平９−２６３４２８号公報特開２０１５−１４３４２０号公報国際公開ＷＯ２０１５／１９０１１１号公報特表２０１２−５０５９８４号公報特開２００５−０６０１４１号公報特開平１０−１２０４４７号公報特開２０１３−１４４６１７号公報

複層ガラスとして代表的なのは、２枚のガラス板を、ガラス板の４辺に沿わせて配置したスペーサーと接着剤で接着してシールして密封構造体とし、２枚のガラス板の間に密封空間である中空層を１つ有する二層複層ガラスであるが、中空層に用いられる空気やＡｒ等の気体は温度変化に伴う体積変化が非常に大きく、温度が高くなると膨張、低くなると収縮し、ガラス板にたわみを生じる。このため、二層複層ガラスの製造時より使用環境の温度が高くなると中空層の気体が膨張して、該中空層に対してガラス板が外側にたわみ、製造時より使用環境の温度が低くなると気体が収縮し、該中空層に対してガラス板が内側にたわむことが知られている。なお、通常中空層の温度は、使用環境における屋内の温度と屋外の温度との間の値となる。

近年、断熱性能を向上させる為に、前述したようにガラス板を３枚用いた三層複層ガラスを用いる事が提案され、さらなる断熱性能の向上を目的として、低放射膜を用いた断熱性三層複層ガラスの実用化が検討されている。三層複層ガラスは、一般に、３枚のガラス板を、該ガラス板の４辺に沿わせて配置したスペーサーと接着剤で接着してシールして密封構造体とし、該ガラス板の２枚の間に設けられた単一の密封空間である中空層をそれぞれ１つ有する。中空層は、通常、乾燥空気、アルゴン、クリプトン、ネオン等の気体によって充填された気体層からなる。

上記の三層複層ガラスについて本発明者らが検討を行ったところ、二つの中空層と三枚のガラス板を用いた断熱性三層複層ガラスは、上記の二層複層ガラスの一つの中空層の単純な膨張、収縮によるたわみとは異なって、断熱性三層複層ガラスを屋内と屋外の温度差が数十度になるような、実際に使用する使用環境で窓ガラスとして用いると、３枚あるガラス板のうちいずれかのガラス板が大きくたわんでしまうという、複雑な挙動を生じるようになることが予想された。このような挙動は、三層複層ガラスのそれぞれ密封された中空層が２つになり、屋外側中空層の温度と屋内側中空層の温度との双方が、互いの温度に影響を与え合うようになる為であると考えられる。窓ガラス板がたわむと透過像が歪んで見えてしまい、視認性の低下や違和感を生じさせる原因になる。

また、断熱性能の向上を目的として当該三層複層ガラスに低放射膜を設けると、透過像やガラス板に反射された反射像がより歪んで見えてしまう場合があることがわかった。これは、低放射膜は通常のガラス板の面よりも可視光反射率を上げる傾向があるためと考えられる。例えば、複数の窓ガラスが並んで配置されるようなビルディング等の場合、屋外から窓ガラスを見た時の反射像を歪める等、外観品質を損なわせることが懸念される。

そこで本発明は、窓ガラスとして用いられる低放射膜を用いた上記のような断熱性三層複層ガラスにおいて、屋内と屋外の温度差が大きい使用環境でもガラス板のたわみを抑制した断熱性三層複層ガラスを得ることを目的とした。

通常、複層ガラスの中空層を密閉する際の製造環境は室温（約１５〜２５℃）程度であり、中空層の圧力は、窓ガラスとして使用する使用地の大気圧と同程度になるように製造される。そのため、一般的な複層ガラスの中空層の室温における圧力は、使用地の室温における大気圧と同程度の圧力を有する。従って、中空層の温度が室温から離れて温度差が大きくなるほど中空層内に密封された気体が膨張又は収縮し、当該中空層と接するガラス板にたわみを生じさせて、該複層ガラスの透過像や反射像を歪める原因になると予想される。特に三層複層ガラスの屋外側の中空層は屋内環境と隣接せず、かつ屋外環境と隣接する層である為、屋外の温度に近付いてしまい、室温から離れた温度をとりやすいので気体の膨張又は収縮が大きくなる。

そこで上記の課題に対して本発明者らが検討を行ったところ、図１に示したように、三層複層ガラス１の、最も屋外側の第１ガラス板Ｇ１の中空層Ｓ１側の面に低放射膜ＬＥ_１を設けると、三層複層ガラス１のガラス板に生じるたわみを抑制する傾向が見られることがわかった。そこで、より高い断熱性能を得るために、低放射膜をさらに別の面にもう１つ設けたところ、今度はたわみを抑制出来なくなることがわかった。そこで、得られた知見からさらなる検討を行ったところ、使用する３枚のガラス板の厚みを２〜６．５ｍｍとし、図１に示したように低放射膜を第１ガラス板Ｇ１及び第３ガラス板Ｇ３の中空層側の面に設け、さらに第１ガラス板Ｇ１の日射吸収率、及び第３ガラス板の日射吸収率を特定の範囲内とすることにより、最もガラス板のたわみが生じ易いと考えられる寒冷地の冬期を想定した使用環境において、ガラス板の中央部のたわみの量を０．５ｍｍ未満とすることが可能になることがわかった。具体的には、屋内と屋外の温度差が約３０℃である使用環境において、たわみ量を０．５ｍｍ未満とすることが可能であることがわかった。

すなわち本発明は、３枚のガラス板と、該ガラス板の４辺に沿わせて配置したスペーサーを用いて隔置し、該ガラス板の２枚の間に設けられた単一の密封空間である、気体によって充填された気体層からなる中空層を２つと、２つの低放射膜と、を有する窓ガラス用断熱性三層複層ガラスにおいて、該ガラス板は、厚みが２〜６．５ｍｍであり、該２つの低放射膜は、最も屋外側に配置されるガラス板である第１ガラス板、及び最も屋内側に配置されるガラス板である第３ガラス板の、中空層側の面にそれぞれ配置されるものであり、該第１ガラス板の日射吸収率が２０％以上、４５％未満であり、該第３ガラス板の日射吸収率が８％未満であり、熱貫流率が２．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以下である、窓ガラス用断熱性三層複層ガラスである。

本発明により、中空層に気体を充填して密封構造とした窓ガラスとして用いられる低放射膜を用いた断熱性三層複層ガラスにおいて、室内外温度差によるガラス板のたわみを抑制した構造の断熱性三層複層ガラスを得ることが可能となる。さらに、本発明の断熱性三層複層ガラスは、ガラス板のたわみが生じ易いと考えられる冬期の、特に寒冷地の使用環境においても、窓ガラスとして実用に足るものである。

本発明の実施形態の一例を示す模式図である。

１：用語の説明
本明細書に用いる用語を以下に説明する。

（各部名称）
本明細書では、最も屋外側に配置されるガラス板を「第１ガラス板」、最も屋内側に配置されるガラス板を「第３ガラス板」、及び２つの中空層に挟まれ、窓ガラス用断熱性三層複層ガラス（以下、単に「三層複層ガラス」と記載することもある）の内部に配置されるガラス板を「第２ガラス板」と記載する。また、２つの中空層のうち、屋外側の中空層を「第１中空層」、屋内側の中空層を「第２中空層」と記載する。また、単に「ガラス板」や「中空層」と記載する場合は、三層複層ガラスに用いられているいずれか又は全てのガラス板や中空層を指すものとする。

（ガラス面）
本明細書では、屋外、屋内、及び中空層と面するガラス板の面を「ガラス面」と記載する。また、「ガラス面上」とは、ガラス面の上を指すものであり、ガラス面と接触するものでも、任意の第３の層を介してガラス面に固定されているものでもよい。また、本明細書では、説明を簡略にする為に、第１ガラス板の屋外側のガラス面を「１面」とし、該１面から屋内側へ向かって、「２面」、「３面」、「４面」、「５面」、及び「６面」と記載することもある。

（たわみ量、日射吸収率）
本明細書の「たわみ量」とは、製造時の中空層の室温での圧力と、使用地の室温での大気圧とが同様である場合に生じる、ガラス板中央部のたわみの量を指すものとする。前述したように、複層ガラスは通常、使用地の大気圧によってたわみが生じないように、製造時の中空層の圧力を調整する。例えば標高の高い高地等で使用する際、製造時の中空層の圧力を通常よりも減圧させ、高地で使用する際にたわまないようにする。また、一般的な複層ガラスの使用地は、大気圧が約１０１３．３×１０^２Ｐａである低地が多く、その場合は室温で中空層の圧力が約１０１３．３×１０^２Ｐａになるように製造を行う。

本明細書における具体的なたわみ量、及び日射吸収率は、以下の（１）〜（３）方法で算出することが可能である。

（１）まず、三層複層ガラスにおける各ガラス板の日射吸収率をＪＩＳＲ３１０６（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）に準拠して計算する。

（２）次に、セントラル硝子株式会社が公開する「板ガラス総合カタログ技術資料編」の第５１−５７ページ（https://www.catalabo.org/iportal/CatalogViewInterfaceStartUpAction.do?method=startUp&mode=PAGE&catalogCategoryId=&catalogId=34980910000&pageGroupId=1&volumeID=CATALABO&keyword=&categoryID=351150000&sortKey=CatalogMain610000&sortOrder=DESC&designID=&designConfirmFlg=を参照）の記載に従い、使用環境下における各ガラス板及び各中空層の温度を算出する。また、この時の使用環境を「冬期」とし、屋外の温度を−１０℃、屋内の温度を２０℃とし、屋外と屋内の温度差を３０℃とする。

（３）次に、汎用ＦＥＭ解析ソフトウェア（Ａｂａｑｕｓ）を用いて、２つの中空層の内部圧力差、及び、それに伴う各ガラス板の変形形状をシミュレーションし、各ガラス板のたわみ量を算出する。尚、中空層の内部圧力差は、生産時の中空層の温度と使用環境下の中空層の温度の差から生じる、中空層の膨張又は収縮から求めることが可能である。当該の「生産時の中空層の温度」は、生産時の室温と同等とみなし２０℃とする。

２：三層複層ガラス
本発明は、３枚のガラス板と、該ガラス板の４辺に沿わせて配置したスペーサーを用いて隔置し、該ガラス板の２枚の間に設けられた単一の密封空間である、気体によって充填された気体層からなる中空層を２つと、２つの低放射膜と、を有する窓ガラス用断熱性三層複層ガラスにおいて、該ガラス板は、厚みが２〜６．５ｍｍであり、該２つの低放射膜は、最も屋外側に配置されるガラス板である第１ガラス板、及び最も屋内側に配置されるガラス板である第３ガラス板の、中空層側の面にそれぞれ配置されるものであり、該第１ガラス板の日射吸収率が２０％以上、４５％未満であり、該第３ガラス板の日射吸収率が８％未満であり、熱貫流率が２．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以下である、窓ガラス用断熱性三層複層ガラスである。

以下に、本発明の三層複層ガラス及び該三層複層ガラスを構成する各部材について、図１を参照しながら説明する。なお、図１は本発明の三層複層ガラス１の実施形態の一例であり、本発明を限定するものではない。

（ガラス板）
本発明に用いるガラス板としては、例えば通常使用されているソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、高透過ガラス、風冷強化ガラス、化学強化ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、低膨張ガラス、ゼロ膨張ガラス、低膨張結晶化ガラス、ゼロ膨張結晶化ガラス等を用いることが可能であり、窓ガラス用として通常用いられているソーダ石灰ガラスを用いるのが好ましい。また、３枚のガラス板は同じ種類のガラス板を用いるものでも、異なる種類のガラス板を用いるものでもよい。

また、上記のガラス板のうち、化学強化ガラスや風冷強化ガラスは、ガラス板に強化処理を施したガラス板だが、該強化処理は加熱工程や冷却工程を経ることから、強化処理後にガラス板に反り等が生じる場合がある。そのため、本発明に用いるガラス板は、加熱工程及び冷却工程を経る強化処理を施していないものを用いるのが好ましい。より好ましくは、強化処理を施していない非強化ガラス板を用いるとしてもよい。

本発明では、使用するガラス板の厚みを２〜６．５ｍｍとする。２ｍｍ未満だとたわみの抑制が困難になることがある。また、一般的なガラス板は組成内に着色成分や吸収成分を少なからず含有する為、ガラス板が厚くなるほど日射吸収率が高くなる傾向がある。従って、本発明ではガラス板の厚みを６．５ｍｍ以下とした。また、ガラス板の厚みの下限値を好ましくは３ｍｍ以上としてもよく、上限値を好ましくは５ｍｍ以下としてもよい。また、ガラス板の厚みは３枚が同じでも、異なっていてもよい。

（第１ガラス板Ｇ１、第３ガラス板Ｇ３）
三層複層ガラス１を構成するガラス板のうち、どのガラス板がたわみ易いかは構成によって異なるが、本発明では、第１ガラス板Ｇ１の第１中空層Ｓ１側の面（２面）、及び第３ガラス板Ｇ３の第２中空層Ｓ２側の面（５面）にのみ、それぞれ低放射膜ＬＥ_１、ＬＥ_２を設け、さらに第１ガラス板Ｇ１の日射吸収率を２０％以上、４５％未満とし、第３ガラス板Ｇ３の日射吸収率を８％未満とすることにより、たわみを抑制している。前述したように、低放射膜を２つ用いると低放射膜を１つだけ用いた場合よりもたわみを生じ易くなるが、断熱性能は向上する。従って、本発明は、上記の第１ガラス板Ｇ１及び第３ガラス板Ｇ３を用いる事によって、良好な断熱性能とたわみの抑制を両立した。

また、第１ガラス板Ｇ１の日射吸収率の下限値を好ましくは２８％以上、より好ましくは３０％以上、上限値を好ましくは４４％未満、より好ましくは４２％以下としてもよい。また、第３ガラス板Ｇ１の日射吸収率の下限値は小さい程好ましく、特に限定するものではない。例えば２％以上、より好ましくは３％以上としてもよい。上限値を好ましくは７％未満、より好ましくは５％以下としてもよい。上記の日射吸収率を所定の範囲内とする為の手法としては、低放射膜の成分や膜厚を調整したり、ガラス板の成分や厚みを調整したりすることが挙げられる。また、たわみが大きくならない範囲であれば、１面、６面に防眩膜や防汚膜、視野選択膜や反射防止膜等の任意の膜や層を設けたり、フィルムを添付したりしてもよい。

（第２ガラス板Ｇ２）
本発明では、第２ガラス板Ｇ２に低放射膜を設けないものとする。当該ガラス板Ｇ２の３面、４面に低放射膜を設けると、低放射膜を１つ用いた場合よりも三層複層ガラス１の断熱性能を向上させる事が出来るが、一方で場合によってはたわみの抑制が不十分になることがある。また、たわみが大きくならない範囲であれば、当該３面、４面に防眩膜や防汚膜、視野選択膜や反射防止膜等の任意の膜や層を設けたり、フィルムを添付したりしてもよい。

また、第２ガラス板Ｇ２の日射吸収率は、低放射膜ＬＥ_１を有する第１ガラス板Ｇ１程度にならないのであればよく、特に限定するものではない。例えば、第２ガラス板Ｇ２の日射吸収率を０．５％以上、１２％未満としてもよい。

（低放射膜ＬＥ_１、ＬＥ_２）
低放射膜ＬＥ_１、ＬＥ_２はガラス板のガラス面上に設けられるものであり、透明で、赤外線を反射する膜である。本発明は、該低放射膜（ＬＥ_１、ＬＥ_２）を２面、５面にそれぞれ設けることでガラス板のたわみを抑制するものである。

また、２面に設けられた低放射膜ＬＥ_１と、５面に設けられた低放射膜ＬＥ_２とは、同じでも、異なっていてもよい。ここで、低放射膜が形成されたガラス板は、反射色や透過色に色味を呈することがあり、所望の色調に調整するために該低放射膜の各層の厚みや成分を適した範囲とするのが一般的である。２つの該低放射膜が同じ膜である場合、色調の調整が難しくなり易いため、異なる膜とするのが好適である。すなわち、前記２つの低放射膜は、該低放射膜を構成する成分が異なる膜であることが好ましい。上記の「成分が異なる」とは、低放射膜を構成する各層の成分うち少なくとも１層の成分が、当該２つの低放射膜の間で異なることを指すものとする。なお、製造過程や製造設備によって生じる誤差や、意図しない任意成分の混入等による成分の違い等は、光学特性を著しく変化させるものではない限り含まないものとする。

また、前記２つの低放射膜は、該低放射膜に含まれる層の厚みが、少なくとも１つ異なる膜であることが好ましい。前述したように、通常低放射膜は複数の層が積層された積層膜を用いる。低放射膜の反射色や透過色を所望な色調とするために、２つの低放射膜の間で、誘電体層等の厚みを変えることが可能である。また、「厚みが異なる」とは、製造過程や製造設備によって生じる誤差等は、光学特性を著しく変化させるものではない限り含まないものとする。

該低放射膜は、スパッタリング装置を用いて透明な誘電体層や金属層等を積層して得る事が可能であり、公知の低放射膜を用いればよい。例えば、Ａｇを主成分とする金属層と、誘電体層とを積層した積層膜が広く知られている。上記の金属層は、Ａｇを９０〜１００ｗｔ％有する膜としてもよく、任意成分として膜中にＰｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｂｉ及びＮｉ等を含んでもよい。また、誘電体層としては、例えばＺｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｚｎ合金、及びＳｎ合金の、酸化物、窒化物、酸窒化物等を用いる事ができる。

第１ガラス板Ｇ１の日射吸収率を２０％以上、４５％未満とする為には、日射光（可視光〜近赤外光にかけての波長光）の吸収率を適宜調整すればよい。例えば、該低放射膜ＬＥ_１内のＡｇを主成分とする金属層の厚みの合計値を、１５ｎｍ以上、３０ｎｍ以下としてもよい。また、第３ガラス板Ｇ３の日射吸収率は、第１ガラス板Ｇ１や第２ガラス板の日射吸収率等の光学特性の影響を受けやすいため、低放射膜ＬＥ_２の性能のみで決定されるものではない。例えば第１ガラス板Ｇ１に形成された低放射膜ＬＥ_１と、該第３ガラス板に形成される低放射膜ＬＥ_２とが異なる場合は、該低放射膜ＬＥ_２内のＡｇを主成分とする金属層の厚みの合計値を、７ｎｍ以上、１５ｎｍ未満としてもよい。当該範囲内であれば、第１ガラス板Ｇ１や第２ガラス板Ｇ２の光学特性から影響を受けても、第３ガラス板Ｇ３の日射吸収率を８％未満とすることが可能である。また、使用する誘電体層としてＴｉＮ等の着色を有する膜を用いたり、Ａｇの他に任意の金属層を積層して可視光吸収膜を有する積層体としてもよい。

また、低放射膜の金属層としてＡｇを主成分とする層を用いる場合、通常、金属層中のＡｇが、他の誘電体層を成膜する際の酸素ガス等の反応性ガスによって劣化する事を抑制する目的で、該金属層の上に薄い金属層や合金膜等のバリア層を積層することが知られている。金属層や合金膜は可視光を吸収するものが多いが、該バリア層を積層した後でさらにその上に誘電体層を成膜すると、成膜時に使用する酸素等の反応性ガスから生じるプラズマに起因して、該バリア層が酸化や酸窒化されて可視光の吸収率を小さくすることが可能となる。

上記より、本明細書の低放射膜においても上記バリア層を用いてもよく、例えばＺｎＡｌ（ＺｎとＡｌの合金）、Ｔｉ、ＮｉＣｒ（ＮｉとＣｒの合金）、Ｎｂ及びステンレス鋼等を用いるのが好ましい。また、使用する膜の種類や成膜条件によって好適な膜厚が異なるが、例えばＺｎＡｌは１〜３．５ｎｍ、Ｔｉは１〜３ｎｍ、ＮｉＣｒは１〜２ｎｍ、Ｎｂは１〜２ｎｍ、及びステンレス鋼は１．５〜２．５ｎｍとしてもよい。また、前述したように、日射吸収率を上昇させることを目的として、当該バリア層の厚みを上記の範囲よりも厚くし、可視光の吸収率を大きくしてもよい。

（中空層Ｓ１、Ｓ２）
中空層は、ガラス板Ｇ１〜Ｇ３の４辺に沿わせて配置したスペーサー１０、２０と、ガラス板Ｇ１〜Ｇ３と、に囲まれた単一の密封空間が、気体によって充填された気体層である。第１中空層Ｓ１は第１ガラス板Ｇ１と第２ガラス板Ｇ２との間に形成される層であり、第２中空層Ｓ２は第２ガラス板Ｇ２と第３ガラス板Ｇ３との間に形成される層である。中空層に充填させる気体としては、乾燥空気、アルゴン、クリプトン、ネオンからなる群から選ばれる少なくとも１つを用いるのが好ましい。

上記の「単一の密封空間」とは、ガラス板とスペーサーとに囲まれた密封空間の気体層が、スペーサーや樹脂板、フィルム等の他の任意の部材によって分割されないことを指すものとする。なお、例えば特許文献８に開示されたような、吸音性能を付与するための、中空層と連通する連通孔を有する長尺部材を、スペーサーに沿って、該中空層を囲むように、該スペーサーから５〜２０ｍｍ程度中空層側に離した位置に設けるような場合は、上記「分割」に含まないものとする。また、中空層は１層あたり１気室であるとしてもよい。

中空層の１層あたりの厚みは、充填させるガスの種類や断熱性能、及び、三層複層ガラス１を組み付けるサッシの溝の寸法に合わせて決定されればよい。通常、中空層が厚いほど断熱性能が向上するため、例えば１層あたり４ｍｍ以上、２層の合計で８ｍｍ以上としてもよい。また、ある特定の厚みより厚くなると充填されたガスが中空層内で対流してしまい、断熱性能を損なってしまう。この特定の厚みを「対流限界」と言い、通常、乾燥空気は１６ｍｍ、アルゴンは１５ｍｍ、クリプトンは１０ｍｍ、ネオンは２４ｍｍ程度とされている。従って、中空層の厚みは、乾燥空気は４〜１６ｍｍ、アルゴンは４〜１５ｍｍ、クリプトンは４〜１０ｍｍ、ネオンは４〜２４ｍｍとするのが好ましい。また、第１中空層Ｓ１と第２中空層Ｓ２は異なる気体を充填してもよく、第１中空層Ｓ１の厚みと第２中空層Ｓ２の厚みは異なっていても同じでもよい。

また、本発明の中空層の圧力は、前述したように窓ガラスとして使用する際の使用地の、室温における大気圧と同じとする。具体的には、本発明の中空層の２０℃における圧力は、使用地の２０℃における大気圧と同じであるとしてもよい。例えば、室温における大気圧が約１０１３×１０^２Ｐａの低地で使用する場合は、中空層の室温における圧力は約１０１３×１０^２Ｐａであり、標高が高い高地等で使用する場合は、低地での圧力よりも小さくするものとする。上記のように使用地での大気圧と中空層の圧力とを同程度にすることによって、室温での大気圧と中空層との圧力差に起因するたわみを抑制することが可能である。また、本発明は使用地の大気圧（＝製造時の中空層の圧力）の大小によらず使用することが可能であるため、中空層の圧力は特に限定するものではないが、例えば、２０℃における圧力が７８８×１０^２〜１０３０×１０^２Ｐａとしてもよい。

（スペーサー１０、２０）
スペーサー１０、２０は、ガラス板とガラス板との間に設置される長尺の部材であり、該スペーサー１０、２０をガラス板の４辺に沿わせて配置し、後述のシール材でガラス板と接着する。また、通常、該スペーサー１０、２０の端部をコーナー部材（図示しない）を用いて連結し、スペーサー同士を固定する。また、スペーサー１０、２０は、内部に乾燥材１１、２１を有していてもよい。なお、図１では、第１ガラス板Ｇ１と第２ガラス板Ｇ２との間にあるスペーサーを１０、第２ガラス板Ｇ２と第３ガラス板Ｇ３との間にあるスペーサーを２０と記載する。

スペーサー１０、２０は、アルミ製が広く普及しているが、断熱性を高めるために熱伝導率の低い樹脂や樹脂複合材、アルミと樹脂の複合材等を用いてもよい。用いられる樹脂としては、可塑剤としてフタル酸化合物やリン酸化合物、安定剤として金属有機酸化合物等が添加された、塩化ビニルを主成分とする樹脂が挙げられる。

（シール材１２、１３、２２、２３）
１次シール材１２、２２は、少なくともガラス板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３とスペーサー１０、２０とを接着する接着材であり、中空層Ｓ１、Ｓ２を密封し密封構造体とする。また、スペーサー１０、２０の外周と、各ガラス板間の隙間を封着するように設ける接着剤を２次シール材１３、２３とする。上記１次シール材１２、２２としてはポリイソブチレン系樹脂等、２次シール材１３、２３としてはポリサルファイド系樹脂やシリコーン系樹脂等を用いるのが一般的である。

（三層複層ガラス１）
三層複層ガラス１は、３枚のガラス板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を、スペーサー１０、２０を介して所定間隔を隔てて互いに対向させたものであり、前記ガラス板Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の周縁部をシール材１２、１３、２２、２３によって密封することによって、スペーサーとガラス板に囲まれた中空層Ｓ１、Ｓ２を密封する密封構造体である。また、第１ガラス板Ｇ１の第１中空層Ｓ１側の面（２面）に低放射膜ＬＥ_１、第３ガラス板Ｇ３の第２中空層Ｓ２側の面（５面）に低放射膜ＬＥ_２を、それぞれ有するものである。

本発明の三層複層ガラス１は、熱貫流率が２．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以下となるものである。下限値は特に限定するものではないが、例えば０．５Ｗ／ｍ^２Ｋ以上、より好ましくは０．６Ｗ／ｍ^２Ｋ以上としてもよい。また、本発明の三層複層ガラス１は、中空層に充填するガスを断熱性能の高いガスとすることにより、さらに熱貫流率の値を小さくすることが可能である。すなわち、本発明は、前記２つの中空層Ｓ１、Ｓ２が、乾燥空気、アルゴン、及びクリプトンからなる群から選ばれる少なくとも１つが充填された気体層であり、熱貫流率が１．３Ｗ／ｍ^２Ｋ未満であるのが好ましい。さらに好ましくは１．２Ｗ／ｍ^２Ｋ以下としてもよい。

また、本発明の三層複層ガラス１の中空層Ｓ１、Ｓ２に充填するガスとして、ネオンを用いてもよい。ネオンガスは優れた遮音性能を持つガスであり、一般的には複層ガラスの遮音性能を向上させるガスとして用いられている。本発明の三層複層ガラス１に用いることによって、熱貫流率を２．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以下とすることが可能となる。すなわち、前記中空層Ｓ１、Ｓ２のうち少なくとも１つが、ネオンを有する気体層であり、熱貫流率が１．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以上、２．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以下であるのが好ましい。また、前記中空層Ｓ１、Ｓ２のうち屋外側の中空層Ｓ１をネオン、屋内側の中空層Ｓ２を乾燥空気、アルゴン、又はクリプトンとすると、たわみを抑制し、さらに良好な断熱性能と遮音性能とを実現できるためさらに好ましい。

また、本発明の三層複層ガラス１は、建築物の窓ガラス部材としてサッシ等に組み込まれるものであり、三層複層ガラス１の片面（１面）は屋外、反対側の面（６面）は屋内に面しているものとする。ただし、加熱源や強いエネルギーを発する光源に近接しないのであれば、屋内の仕切り板等といったガラスパネルとして使用しても差し支えない。

本発明の三層複層ガラス１は、窓ガラス用のサッシ等に設置することが可能であれば、総厚み（ガラス板と中空層との厚みの合計値）は特に限定されるものではない。また、広く用いられている複層ガラス用のサッシに設置可能とする為に、前記ガラス板と前記中空層との厚みの合計を、４７ｍｍ以下、該中空層の厚みの合計を８ｍｍ以上、とするのが好ましい。また、該ガラス板と該中空層との厚みの合計を、より好ましくは４２ｍｍ以下としてもよい。下限値は特に限定するものではないが、例えば１７ｍｍ以上としてもよい。

また、本発明の三層複層ガラス１は、ガラス板の面積が異なってもたわみ量に大きな差が見られないため、ガラス板の面積は特に限定されるものではない。また、ガラス板の面積が小さくなるに伴って、たわみが生じた際のガラス面の曲率半径が小さくなると予想され、反射像や透過像の歪みを感じやすくなることが懸念される。その為、例えば該三層複層ガラス１のガラス板の短辺を６００ｍｍ以上とするのが好ましいとしてもよい。また、上限値は短辺が３０００ｍｍ以下としてもよい。また、該ガラス板の面の形状は、建物の開口部に合わせて選択されればよく、長方形でも正方形でもよい。

３：三層複層ガラスの実施形態
以下に本発明の実施形態を記載する。本発明は、以下実施形態に限定されるものではない。

本実施形態では、使用する３枚のガラス板をフロート法で製造したソーダ石灰ガラス板（幅１２００ｍｍ×高さ２０００ｍｍ）とする（以下、「フロート板ガラス」又は「ＦＬ」と記載することもある）。また、表１にはＡ〜Ｆの低放射膜を有するガラス板について、それぞれの日射透過率及び日射吸収率を示す。尚、表中の「ガラス面」とは低放射膜が形成されていない側の面を、「膜面」とは低放射膜が形成された側の面を、それぞれ指すものとする。また、低放射膜を持たない厚み３ｍｍのフロート板ガラスは、日射透過率を８５．２％、日射反射率を７．９％（膜面、ガラス面の区別なし）、中空層は２０℃における圧力が１０１３．３×１０^２Ｐａであるものとする。

表１の低放射膜の膜構成は、ガラス板と接触する側から、膜ＡはＴｉＯ_２／ＺｎＳｎＯ／ＡＺＯ／Ａｇ／バリア層１／ＡＺＯ／ＺｎＳｎＯ／ＴｉＯ_２、膜Ｂ、膜ＣはＡＺＯ／Ａｇ／バリア層１／ＺｎＳｎＯ／ＴｉＯ_２、膜Ｄ、膜ＥはＡＺＯ／Ａｇ／バリア層１／ＡＺＯ／Ａｇ／バリア層１／ＺｎＳｎＯ／ＴｉＯ_２、膜ＦはＡＺＯ／Ａｇ／バリア層１／ＡＺＯ／Ａｇ／バリア層２／ＺｎＳｎＯ／ＴｉＯ_２と、この順で積層された積層体とし、各膜厚を調整することで、表１に記載した光学特性を示すことが可能である。

なお、上記の「ＺｎＳｎＯ」とはＺｎに対してＳｎを５０ｗｔ％含有する酸化物膜であり、「ＡＺＯ」とはＺｎに対してＡｌを２ｗｔ％含有する酸化物膜である。また、「バリア層１」とは、Ｚｎに対してＡｌを４ｗｔ％含有する膜を前述したバリア層として用いるものであり、「バリア層２」とはＴｉ膜を前述したバリア層として用いるものである。

（たわみ量、日射吸収率）
本実施形態のたわみ量及び日射吸収率を、以下の（１）〜（３）方法で算出することが可能である。

（２）次に、セントラル硝子株式会社が公開する「板ガラス総合カタログ技術資料編」の第５１−５７ページ（https://www.catalabo.org/iportal/CatalogViewInterfaceStartUpAction.do?method=startUp&mode=PAGE&catalogCategoryId=&catalogId=34980910000&pageGroupId=1&volumeID=CATALABO&keyword=&categoryID=351150000&sortKey=CatalogMain610000&sortOrder=DESC&designID=&designConfirmFlg=を参照）の記載に従い、使用環境下における各ガラス板及び各中空層の温度を算出する。また、この時の使用環境を「冬期」とし、屋外の温度を−１０℃、屋内の温度を２０℃とする。

本発明の実施形態と、各実施形態における第１ガラス板の日射吸収率（表中では「Ａ_１」と記載）、第３ガラス板の日射吸収率（表中では「Ａ_３」と記載）、及び各ガラス板のたわみ量について、以下の表２、３に記載した。表２、３中の「Ｇ１」、「Ｇ２」、「Ｇ３」はそれぞれ第１ガラス板、第２ガラス板、第３ガラス板を、「Ｓ１」、「Ｓ２」はそれぞれ第１中空層、第２中空層を、「ＬＥ_１」は最も屋外側の面の低放射膜を、「ＬＥ_２」はＬＥ_１よりも屋内側に配置される低放射膜を、それぞれ示すものとする。また、ガラス板表面に低放射膜が形成されている場合は、例えば「ＦＬ（３）／ＬＥ_１」等のように記載する。また、各中空層の「Ａｒ」「Ｋｒ」「空気」「Ｎｅ」は、中空層に密閉されたガスの種類を示すものであり、「空気」とは「乾燥空気」を示すものとする。

また、表の「たわみ量」は、屋外側へ向かって凸形状にたわむ場合を「＋」、屋外側に対して凹形状にたわむ場合を「−」と記載する。

表２より、本発明の請求項１の範囲内に入る実施形態Ｎｏ．１〜１５は、いずれもたわみ量を０．５ｍｍ未満に抑えることが可能であることがわかる。また、中空層が乾燥空気、Ａｒ、又はＫｒであるＮｏ．１〜９、１２〜１５は、熱貫流率が０．６５〜０．９４Ｗ／ｍ^２Ｋであり、高い断熱性を有することがわかる。また、屋外側の中空層Ｓ１がＮｅであるＮｏ．１０、１１は、熱貫流率が１．０４〜１．１３Ｗ／ｍ^２Ｋであり、良好な断熱性を有することがわかる。また、Ｎｏ．６、７はガラス板の厚みが３ｍｍと５ｍｍで異なる他は同様の構成を有するものだが、ガラス板の厚いＮｏ．７の方が第１ガラス板及び第３ガラス板の日射吸収率が高くなることがわかる。

また、表３より、請求項１の範囲外である実施形態Ｎｏ．１６〜２４は、いずれもたわみ量が０．５ｍｍを超えるものである。また、請求項１の範囲外ながらも、２面に低放射膜を形成したＮｏ．１６〜１９、２２、２４は、前述したＮｏ．１〜１５程ではないがＮｏ．２０、２１、２３よりもたわみを抑制する効果が高いことから、２面に低放射膜を形成するだけでもガラス板のたわみを抑制する傾向が見られることがわかる。

Ｇ１：第１ガラス板、Ｇ２：第２ガラス板、Ｇ３：第３ガラス板、Ｓ１：第１中空層、Ｓ２：第２中空層、ＬＥ_１：最も屋外側の低放射膜、ＬＥ_２：最も屋内側の低放射膜、１：三層複層ガラス、１０、２０：スペーサー、１１、２１：乾燥材、１２、２２：１次シール材、１３、２３：２次シール材

Claims

３枚のガラス板と、該ガラス板の４辺に沿わせて配置したスペーサーを用いて隔置し、該ガラス板の２枚の間に設けられた単一の密封空間である、気体によって充填された気体層からなる中空層を２つと、２つの低放射膜と、を有する窓ガラス用断熱性三層複層ガラスにおいて、
該ガラス板は、厚みが２〜６．５ｍｍであり、
該２つの低放射膜は、最も屋外側に配置されるガラス板である第１ガラス板、及び最も屋内側に配置されるガラス板である第３ガラス板の、中空層側の面にそれぞれ配置されるものであり、
該第１ガラス板の日射吸収率が２０％以上、４５％未満であり、
該第３ガラス板の日射吸収率が８％未満であり、
熱貫流率が２．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以下である、窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。
前記ガラス板と前記中空層の厚みの合計が、４７ｍｍ以下であり、
該中空層の厚みの合計が８ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。
前記２つの低放射膜は、該低放射膜を構成する成分が異なる膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。
前記２つの低放射膜は、該低放射膜に含まれる層の厚みが、少なくとも１つ異なる膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。
前記中空層は、乾燥空気、アルゴン、クリプトン、及びネオンからなる群から選ばれる少なくとも１つが充填された気体層であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。
前記２つの中空層は、乾燥空気、アルゴン、及びクリプトンからなる群から選ばれる少なくとも１つが充填された気体層であり、
熱貫流率が１．３Ｗ／ｍ^２Ｋ未満である、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。
前記中空層のうち少なくとも１つは、ネオンを有する気体層であり、
熱貫流率が１．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以上、２．０Ｗ／ｍ^２Ｋ以下である、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の窓ガラス用断熱性三層複層ガラス。