JP4026936B2

JP4026936B2 - 建築窓ガラス

Info

Publication number: JP4026936B2
Application number: JP18122898A
Authority: JP
Inventors: 真記中村; 健治村田; 長治前田; 哲郎河原
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: JP2000007389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱線反射合せガラスを利用した建築窓ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
板ガラスに金属の薄膜を付着することでミラー効果を発揮させ、特に近赤外線を反射させるところの熱線反射ガラスが建築物の窓ガラス（以下「建築窓ガラス」と記す。）として採用されている。熱線反射ガラスが太陽光線を反射させることから夏季において、クーラに無駄な熱負荷を掛けることがないなどの効果が期待できるからである。この様な熱線反射ガラスに関する発明には、例えば特開昭６３−１３４２３２号公報の「高透過率を有する赤外反射物品」が知られている。この赤外反射物品は、同公報の図１に示されるとおり、透明基板１０に透明酸化物膜１１，１３，１５と銀膜１２，１４とを交互にスパッタリング法などで成膜したものであり、透明基板１０はガラス又はプラスチックなどである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、銀膜１２，１４で極めて高い熱反射率を得ることができる。しかし、前記赤外反射物品を建築窓ガラスとして使用すると、銀膜１２，１４が大気によって腐食し、所定の熱反射率が得られなくなる虞れがある。
仮に、透明樹脂で成膜部分をカバーしたとしても、熱サイクルを受ける建築窓ガラスにあっては数年程度で樹脂カバーにクラックが入り、保護カバーの機能が喪失することが分かった。
そこで、本発明の目的は耐久性に富んだ建築窓ガラスを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、２枚の板ガラスの間に少なくとも一層の銀を主成分とする金属薄膜を介在させ、板ガラスより金属薄膜を一廻り小さくする如くに、板ガラスのエッジから金属薄膜のエッジを後退させる膜無し帯を設けてなる熱線反射合せガラスを、シリコンシーリング材で囲った建築窓ガラスにおいて、膜無し帯の幅を少なくとも５ｍｍにするとともに、シリコンシーリング材をオキシム型シーリング材、アミノキシ型シーリング材又はアルコール型シーリング材としたことを特徴とする。
【０００８】
建築窓ガラスに常用されているシリコンシーリング材が、金属薄膜に悪影響を及ぼすことが分かった。そこで、シリコンシーリング材をオキシム型シーリング材、アミノキシ型シーリング材又はアルコール型シーリング材に限定すれば、５ｍｍ幅の膜無し帯で腐食が防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明の建築窓ガラスに好適な高遮蔽熱線反射合せガラスの正面図であり、高遮蔽熱線反射合せガラス１０（以下単に熱線反射合せガラス１０という。）は、額縁の様に膜無し帯１１を有することを特徴とする。なお、膜無し帯１１は見やすくするために図に陰を入れたが他の部分と同様に透明である。
【００１０】
図２は図１の２−２線断面拡大図であり、熱線反射合せガラス１０は、十分に透明な下部板ガラス１２と、この下部板ガラス１２の片面にスパッタリング法などで形成した多層膜２０と、接着のための中間膜１３と、十分に透明な上部板ガラス１４とからなる合せガラスである。板ガラス１２，１４のエッジから多層膜２０のエッジまでの距離Ｌが膜無し帯１１の幅に相当する。
【００１１】
板ガラス１２，１４は、建築窓ガラスに用いるフロートガラスや型板ガラスで、厚さ３〜５ｍｍ程度のものが適当であるが、他の厚みの板ガラスであってもよい。また、通常の合せガラスに採用可能な板ガラスであれば、強化ガラス、網入りガラス、その他の板ガラスであってもよい。
中間膜１３は接着性能を備えた透明樹脂であり、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）膜、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）膜、ポリウレタン膜が好適であるが、合せガラスの中間膜として採用できるものであれば種類は問わない。中間膜１３の厚さは０．２〜０．８ｍｍ程度であり、１枚又は２枚以上を重ねて使用する。
【００１２】
図３は図２の３部拡大図であり、多層膜２０は銀を主成分とする少なくとも一層の金属薄膜を含むものであって、例えば下部板ガラス１２側から、透明な誘電体膜２１、銀を主成分とした金属薄膜２２、ごく薄い金属保護膜２３、透明な誘電体膜２４、銀を主成分とした金属薄膜２５、ごく薄い金属保護膜２６、透明な誘電体膜２７を積層したものであり、極く薄い金属保護膜２３，２６を除いた層数であるところの５層構造の多層膜である。
【００１３】
なお、多層膜２０は透明な誘電体膜２１、銀を主成分とした金属薄膜２２、ごく薄い金属保護膜２３、透明な誘電体膜２４からなる３層構造体であってもよく、又は７，９層構造体であってもよく、要は少なくとも一層の金属薄膜を含むものであればよい。
【００１４】
誘電体膜２１，２４，２７は各数十ｎｍの薄膜であり、酸化すず、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タングステンなどを含む。
銀を主成分とした金属薄膜２２，２５は、２０ｎｍ未満の薄膜であり、純銀又は銀に耐久性を高めることを目的としてパラジウム、金、銅、アルミニウムなどを添加したものである。
５層の多層膜２０の総厚さは、２００ｎｍ未満であり、０．２×１０^-3ｍｍ未満であるから、中間層１３（図２参照）の１／１０００の厚さしかない極めて薄い膜である。
【００１５】
以上の構成からなる熱線反射合せガラス１０の製造方法の一例を次に説明する。
図４は熱線反射合せガラスの製造フロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：上部板ガラスを準備する。
ＳＴ０２：同様に、下部板ガラスを準備する。
ＳＴ０３：この下部板ガラスの片面全面に誘電体膜、金属薄膜を交互に積層する。具体的にはスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、浸漬法、直接コーティング法、膜接着法（樹脂フィルム上に金属薄膜を積層させ、この樹脂フィルムを下部板ガラス上に載置させる方法）等による。
ＳＴ０４：積層した多層膜の周囲を所定寸法剥離して膜無し帯をつくる。具体的には回転砥石で削る。ＳＴ０３の段階で膜無し帯のエリアにマスクをかけることで膜無し帯を形成してもよい。
【００１６】
ＳＴ０５：多層膜をカバーするように下部板ガラスの片面全面にＰＶＢ膜を被せる。
ＳＴ０６：下部板ガラスに上部板ガラスを重ねる。
ＳＴ０７：予備接着を行う。予備接着は、例えば所定温度の加熱室に配置した下ロール及び上ロールとしてのプレスロール間に水平にワークを走行させ、プレス圧と温度で予備的接着を実施する。
ＳＴ０８：本接着を行う。本接着は、例えば１２０〜１５０℃で且つ１０〜１５ｋｇ／ｃｍ²のオートクレーブにて加圧・加熱処理する。
ＳＴ０９：これで本発明の合せガラス、すなわち熱線反射合せガラスが完成する。
【００１７】
図５は本発明に係る建築窓ガラスの要部断面図であり、建築窓ガラス３０は熱線反射合せガラス１０の外周にシリコンシーリング材３１，３１を介在させたものであり、このシリコンシーリング材３１，３１で図示せぬ窓枠との密着性、密封性を高める構造を採用している。なお、図示したシリコンシーリング材３１，３１の断面形状は１例を示したものであり、この断面形状は窓枠の形状や隣接する他の窓ガラスとの接合形態、その他の要因によって決まるものであるから、断面形状は任意に変更して差支えない。
本発明者の研究では、建築窓ガラスに不可欠なシリコンシーリング材３１が銀を主成分とする金属薄膜に悪影響を及ぼす場合があることを見出した。その対策を講じることも本発明の目的の一つである。詳細は後述する。
【００１８】
図６は図２の別実施例図であり、製造フローは省略するが、上部板ガラス１４にも多層膜２０を形成したことを特徴とする。
すなわち、熱線反射合せガラス１０Ｂを、上部・下部板ガラス１２，１４、これらに各々沿わせた多層膜２０，２０及び中間膜１３で構成した。
この熱線反射合せガラス１０Ｂは板ガラス１２，１４に平行な中心線Ｃに完全対称であるため、上部板ガラス１２を室外に向けるか否かを心配する必要がない。
【００１９】
【実施例】
本発明の構造を完成するために実施した実験の内容及び結果を説明する。
（供試材）：
２枚の板ガラスは３ｍｍ厚さのフロートガラスを使用した。これらの板ガラスを用いて前記図４の製造フローに従って製造した熱線反射合せガラスを供試材にした。
（膜無し帯の幅）：
ただし、前記供試材においては膜無し帯の幅を、０（膜無し帯なし）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍとしたものを準備した。
（シリコンシーリング材）：
さらに、建築窓ガラスを想定して、シリコンシーリング材としてオキシム型シーリング材、アミノキシ型シーリング材、アルコール型シーリング材、酢酸型シーリング材、アミド型シーリング材を試した。なお、一般用途を想定して、シリコンシーリング材無しのものを先に調べた。
【００２０】
（試験方法）：
５５℃、９５％ＲＨでの恒温恒湿試験
（試験期間）：
４ヵ月
（判定の種類）：
多層膜に腐食が認められたものを不良品、認められなかったものを良品とする。
【００２１】
【表１】

【００２２】
表１は実験結果をまとめた表であって、右欄中、０ｍｍ〜１５ｍｍは膜無し帯の幅、その下の分数、例えば１８／（１８）は分母が（サンプル数）、分子がそのうちの不良数であり、１８／（１８）は１８サンプル中、１８個が不良であったことを示す。
【００２３】
実験Ｎｏ．１は、前記図２を基本構造とし、シリコンシーリング材は無しである。不良数発生率の説明は後述する。
実験Ｎｏ．２は、前記図５を基本構造とし、且つ図５中のシリコンシーリング材の種類をオキシム型（東レ・ダウコーニング・シリコン(株)製ＳＨ７８０相当）とした。
実験Ｎｏ．３は、前記図５を基本構造とし、且つ図５中のシリコンシーリング材の種類をアミノキシ型（東レ・ダウコーニング・シリコン(株)製ＳＨ７９２相当）とした。
【００２４】
実験Ｎｏ．４は、前記図５を基本構造とし、且つ図５中のシリコンシーリング材の種類をアルコール型（東レ・ダウコーニング・シリコン(株)製ＳＥ５５５相当）とした。
実験Ｎｏ．５は、前記図５を基本構造とし、且つ図５中のシリコンシーリング材の種類を酢酸型（東レ・ダウコーニング・シリコン(株)製ＳＨ７８１相当）とした。
実験Ｎｏ．６は、前記図５を基本構造とし、且つ図５中のシリコンシーリング材の種類をアミド型（東レ・ダウコーニング・シリコン(株)製ＳＨ７９０相当）とした。
【００２５】
図７（ａ）〜（ｃ）は実験Ｎｏ．１〜実験Ｎｏ．６のグラフであり、前記表１の右欄の分数を百分率に換算したものを縦軸に目盛り、横軸を膜無し帯の幅とした。
（ａ）は実験Ｎｏ．１（シリコンシーリング材無し）の不良発生率を折れ線グラフで示したものであり、膜無し帯の幅が０では８９％ものサンプルに、多層膜の腐食が認められた。この原因は、多層膜中の特に銀を主体とした金属薄膜のエッジが直接大気に触れており、大気中の酸素と水分とで腐食が始まり、金属薄膜を伝わって内部に腐食が進行したと考えられる。
そこで、膜無し帯を確保し、そこに中間膜を介在させ、この中間膜で酸素などを遮断させることにした。
【００２６】
膜無し帯の幅を２ｍｍにしたところ、不良発生率は３９％まで低下し、膜無し帯の幅を３ｍｍにすると、同２８％まで低下し、更に膜無し帯の幅を４ｍｍにすると不良発生率は０％になった。
従って、図２の構造では、膜無し帯の幅を少なくとも４ｍｍ確保すれば、腐食の発生を抑えることができることが分かった。
【００２７】
（ｂ）は実験Ｎｏ．２（オキシム型シーリング材付き）、実験Ｎｏ．３（アミノキシ型シーリング材付き）及び実験Ｎｏ．４（アルコール型シーリング材付き）を折れ線グラフで示したが、いづれも膜無し帯が０ｍｍのときには１００％不良となり、３ｍｍで５０〜８０％の不良率となり、４ｍｍで２０〜３０％の不良率に収まり、５ｍｍで不良率０となった。
【００２８】
ここで、注目すべきことは、前記（ａ）に比較して腐食に対する成績が悪いことである。この原因は、建築窓ガラスに常用されるシリコンシーリング材が酸素や水分もしくはシリコンシーリング材の硬化時に発生する脱気生成物すなわちオキシム系化合物、アルコール系化合物、アミノキシ系化合物等を多層膜へ供給する作用を果たしていると考えざるを得ない。
しかし、実験Ｎｏ．２（オキシム型シーリング材付き）、実験Ｎｏ．３（アミノキシ型シーリング材付き）及び実験Ｎｏ．４（アルコール型シーリング材付き）の条件下では、膜無し帯の幅を少なくとも５ｍｍ確保すれば、腐食の発生を抑えることができることが分かった。
【００２９】
（ｃ）実験Ｎｏ．５（酢酸型シーリング材付き）及び実験Ｎｏ．６（アミド型シーリング材付き）を折れ線グラフで示したが、いづれも膜無し帯が０ｍｍ及び３ｍｍのときには１００％の不良率となり、１０ｍｍで５０〜７０％の不良率となり、１５ｍｍで３３％の不良率となり、良品を得る見通しは得られなかった。
従って、本発明の熱線反射合せガラスには、酢酸型シーリング材及びアミド型シーリング材は不適当であることが分かった。
【００３１】
請求項１はシリコンシーリング材を伴なう建築用に限るものである。
ただし、熱線反射合せガラスの供給者は、最終用途が不明であることがままある。そこで、少なくとも５ｍｍ幅の膜無し帯、好ましくは余裕を見込んで少なくとも１０ｍｍ幅の膜無し帯を設けた熱線反射合せガラスを供給することがより実用的である。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１では、建築窓ガラスにおいて、前記膜無し帯の幅を少なくとも５ｍｍにするとともに、前記シリコンシーリング材をオキシム型シーリング材、アミノキシ型シーリング材又はアルコール型シーリング材とした。シリコンシーリング材をオキシム型シーリング材、アミノキシ型シーリング材又はアルコール型シーリング材に限定すれば、５ｍｍ幅の膜無し帯で腐食が防止できる。従って、請求項１により、耐久性の高い建築窓ガラスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建築窓ガラスに好適な高遮蔽熱線反射合せガラスの正面図
【図２】図１の２−２線断面拡大図
【図３】図２の３部拡大図
【図４】熱線反射合せガラスの製造フロー図
【図５】本発明に係る建築窓ガラスの要部断面図
【図６】図２の別実施例図
【図７】実験Ｎｏ．１〜実験Ｎｏ．６のグラフ
【符号の説明】
１０，１０Ｂ…高遮蔽熱線反射合せガラス（熱線反射合せガラス）、１１…膜無し帯、１２…板ガラス（下部板ガラス）、１３…中間膜、１４…板ガラス（上部板ガラス）、２０…多層膜、２１，２４，２７…誘電体膜、２２，２５…銀を主体とした金属薄膜（金属薄膜）、３０…建築窓ガラス、３１…シリコンシーリング材、Ｌ…膜無し帯の幅。

Claims

２枚の板ガラスの間に少なくとも一層の銀を主成分とする金属薄膜を介在させ、前記板ガラスより前記金属薄膜を一廻り小さくする如くに、板ガラスのエッジから金属薄膜のエッジを後退させる膜無し帯を設けてなる熱線反射合せガラスを、シリコンシーリング材で囲った建築窓ガラスにおいて、前記膜無し帯の幅を少なくとも５ｍｍにするとともに、前記シリコンシーリング材をオキシム型シーリング材、アミノキシ型シーリング材又はアルコール型シーリング材としたことを特徴とする建築窓ガラス。