JP6211075B2 - 低放射透明積層体、それを含む建築資材および低放射透明積層体の製造方法 - Google Patents

Description

低放射透明積層体、建築資材および低放射透明積層体の製造方法に関する。

低放射ガラス（Ｌｏｗ―Ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ ｇｌａｓｓ）は、銀（Ａｇ）のように赤外線領域における反射率が高い金属を含む低放射層が薄膜で蒸着されたガラスを言う。このような低放射ガラスは、夏は太陽輻射熱を反射し、冬は室内暖房機から発生する赤外線を保存することにより、建築物のエネルギー節減効果をもたらす機能性材料である。

従来の誘電体層は、金属酸化物で構成され、亜鉛（Ｚｎ）、チタニウム（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）等の酸化物や、亜鉛とスズの複合金属（ＳｎＺｎ）の酸化物等が使用されている。しかし、既存の誘電体層を構成する金属酸化物の場合、熱処理後に酸化物と隣接した金属層間で界面反応が起こりやすいため、熱処理前後の可視光透過率が異なり易いという短所がある。

本発明の一実施形態は、断熱性能を確保しつつ、外部表面の可視光線反射率が高いと共に内部表面の可視光線反射率が低いため、視野の確保およびプライバシーの確保の効果を同時に実現する低放射透明積層体を提供する。

本発明の他の実施例は、前記低放射透明積層体を含む建築資材を提供する。

本発明のまた他の実施例は、前記低放射透明積層体を製造する方法を提供する。

本発明の実施例の一つにおいて、基材およびコーティング層を含み、前記コーティング層は前記基材から低放射電気伝導層、誘電体層および光吸収金属層を順に含む多層構造である低放射透明積層体を提供する。

前記基材側の一面と前記光吸収金属層側の他面の可視光線に対する反射率の差が約３０％ないし約７５％でもよい。

前記低放射電気伝導層は、放射率が約０．０１ないし約０．３でもよい。

前記低放射電気伝導層は、面抵抗が約０．７８Ω／ｓｑないし約６.４２Ω／ｓｑである金属を含んでもよい。

前記低放射電気伝導層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、イオンドーピング金属酸化物、およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含んでもよい。

前記光吸収金属層は、可視光線領域の消滅係数が約１．５ないし約３でもよい。

前記光吸収金属層は、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉとＣｒの合金、Ｔｉ、およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含んでもよい。

前記誘電体層は、金属酸化物、金属窒化物、およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含むか、前記の少なくとも一つに、ビスマス（Ｂｉ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、およびこれらの組合せからなる群から選ばれた少なくとも一つの元素がドーピングされていてもよい。

前記誘電体層は、チタニウムオキシド、スズ亜鉛オキシド、亜鉛オキシド、亜鉛アルミニウムオキシド、スズオキシド、ビスマスオキシド、シリコンナイトライド、シリコンアルミニウムナイトライド、およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含んでもよい。

前記基材は、約９０％ないし約１００％の可視光線透過率を有する透明基材でもよい。

前記基材は、ガラスまたは透明プラスチック基板でもよい。

前記低放射電気伝導層の厚さが約１０ｎｍないし約２５ｎｍでもよい。

前記光吸収金属層の厚さが約５ｎｍないし約２５ｎｍでもよい。

前記誘電体層の厚さが約５ｎｍないし約５０ｎｍでもよい。

前記コーティング層は、前記コーティング層の最外殻の一面または両面に少なくとも一つの誘電体層をさらに含んでもよい。

前記低放射透明積層体は、前記基材と前記低放射電気伝導層との間に介在する第１誘電体層を含み、前記誘電体層は第２誘電体層で、前記第２誘電体層に対して前記光吸収金属層の対面側の上部に位置する第３誘電体層を含んでもよい。

本発明の他の実施例において、前記低放射透明積層体を含む建築資材を提供する。

本発明のまた他の実施例において、低放射電気伝導性金属または金属酸化物を基材上に蒸着して低放射電気伝導層を形成するステップ；前記低放射電気伝導層上部に誘電体層を形成するステップ；および前記誘電体層の上部に光吸収性金属を蒸着して光吸収金属層を形成するステップ；を含む低放射透明積層体の製造方法を提供する。

前記低放射透明積層体は、断熱性能を確保しつつ、外部表面の可視光線反射率が高いと共に内部表面の可視光線反射率が低いため、視野の確保およびプライバシーの確保効果を同時に実現することができる。

本発明の一実施例にかかる低放射透明積層体の概略的な断面図である。 本発明の他の実施例にかかる低放射透明積層体の概略的な断面図である。 実施例１ないし実施例７の低放射透明積層体の両面のそれぞれで可視光線に対する反射率を測定した結果である。

以下、添付の図面を参考にして、本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は、いくつかの異なる形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されるものではない。

本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて同一または類似する構成要素については同じ参照符号を付す。

図面において、複数層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して表した。そして、図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して表した。

以下で、基材の「上部（又は下部）」または基材の「上（又は下）」に任意の構成が形成されるということは、任意の構成が前記基材の上面（又は下面）に接して形成されることを意味するだけでなく、前記基材と、基材上に（又は下に）形成された任意の構成との間に他の構成を含まないことに限定するものではない。

以下、図１を参照して本発明の一実施例にかかる低放射透明積層体を説明する。

図１は、本発明の一実施例にかかる基材１１０およびコーティング層１９０を含む低放射透明積層体１００の断面図である。前記コーティング層１９０は、前記基材１１０の上部に、低放射電気伝導層１３０、誘電体層１５０、および光吸収金属層１７０を順に含む多層構造である。

前記低放射透明積層体１００において、前記光吸収金属層１７０側の一面（図１において「Ａ」で表示）と、反対面である前記基材１１０側の一面（図１において「Ｂ」で表示）の可視光線に対する反射率差を約３０％ないし約７５％としてもよい。例えば、可視光線に対する反射率差を約５０％ないし約７５％とした場合の前記低放射透明積層体１００は、ガラス基材側の面を室外側に位置したときに、外部では高い反射率によって建具が鏡面として認識され、逆に、室内側の反射率は低いため、外部に向かう視界を十分に確保できることから、プライバシー効果を極大化することができる。

前記コーティング層１９０は、太陽光の中で選択的に遠赤外線を反射する低放射電気伝導層１３０をベースとする多層薄膜構造であり、放射率を下げて前記低放射透明積層体１００にローイー（Ｌｏｗ―ｅ：ｌｏｗ ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ）効果による断熱性能を付与する。前記低放射透明積層体１００は、前記のような構造を形成して、夏は太陽輻射熱を反射し、冬は室内暖房機から発生する赤外線を保存することにより、建築物のエネルギー節減効果をもたらす機能性材料である。

「放射率（Ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ）」とは、物体が任意の特定波長を有するエネルギーを、吸収、透過および反射する比率を意味するものである。つまり、本明細書において放射率は、赤外線の波長領域にある赤外線エネルギーの吸収の度合いを表すものであり、具体的には、強い熱作用を表す約５μｍないし約５０μｍの波長領域に対応する遠赤外線が印加されたとき、印加される赤外線エネルギーに対して吸収される赤外線エネルギーの比率を意味する。

キルヒホッフの法則によると、物質に吸収された赤外線エネルギーは、再度放射されて出てくるエネルギーと同一なため、吸収率は放射率と同一である。

また、吸収されなかった赤外線エネルギーは、物質の表面で反射されるため、放射率は、赤外線エネルギーの反射が高いほど低い値を有するようになる。これを数値で表すと、（放射率＝１−赤外線反射率）の関係を有する。

このような放射率は、本分野で通常知られている様々な方法を通じて測定でき、特に制限されるのではないが、例えば、ＫＳＬ２５１４規格によってフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ―ＩＲ）等の装置で測定することができる。

このような強い熱作用を示す遠赤外線に対する吸収率、つまり放射率が、断熱性能の程度を測定する上で非常に重要な意味を表すことができる。

前記低放射透明積層体１００は、ガラス等のような透明な基材１１０に前述のようなコーティング層１９０を形成することにより、可視光線領域では所定の透過特性を維持しながら放射率を下げ、優れた断熱効果を提供できるエネルギー節約型機能性建築資材として使用することができる。

前記低放射電気伝導層１３０は、低放射率を有し得る導電性材料、例えば、金属で形成された層であって、つまり、低い面抵抗を有し、それに応じて低放射率を有する。例えば、前記低放射電気伝導層１３０は、放射率は約０．０１ないし約０．３とすることができ、具体的には約０．０１ないし約０．２とすることができ、より具体的には約０．０１ないし約０．１とすることができ、さらに具体的には約０．０１ないし約０．０８とすることができる。前記低放射電気伝導層１３０が上記範囲の放射率を有する場合、低放射透明積層体１００の断熱効果および可視光透過率の面を同時に考慮して適切になり得る。上記のような放射率を有する前記低放射電気伝導層１３０は、薄膜で構成した材料の面抵抗を約０．７８Ω／ｓｑないし約６．４２Ω／ｓｑとしてもよい。

前記低放射電気伝導層１３０は、太陽輻射線を選択的に透過および反射させる機能を行う。前記低放射電気伝導層１３０は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、イオンドーピング金属酸化物およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含んでもよく、これに制限されるものではない。前記イオンドーピング金属酸化物は、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドーピングされた酸化スズ（ＦＴＯ）、Ａｌドーピングされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）等を含む。一実施例において、前記低放射電気伝導層１３０は銀（Ａｇ）とすることができ、これにより前記低放射透明積層体１００は高い電気伝導度、可視光線領域における低い吸収率、優れた耐久性等を実現することができる。

前記低放射電気伝導層１３０の厚さは、例えば、約１０ｎｍないし約２５ｎｍとすることができる。上記範囲の厚さを有する低放射電気伝導層１３０は、低放射率および高い可視光線透過率を同時に実現するのに適している。

前記光吸収金属層１７０は、光吸収性能に優れた金属からなるものとしてもよく、前記光吸収金属層１７０を含むために前記低放射透明積層体１００は、前記コーティング層１９０側の一面と前記基材１１０側の他面の可視光線に対する反射率の差を増大させることができる。

一実施例において、前記光吸収金属層１７０は、可視光線領域における消滅係数（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を１．５ないし３とすることができる。前記消滅係数は、光学材料が物質固有の特性として有する光学定数から導出される値であり、前記光学定数は、数式ではｎ−ｉｋと表記される。このとき、実数部分であるｎは屈折率で、虚数部分であるｋは消滅係数（吸収係数、吸光係数、消光係数等とも命名される）とする。消滅係数は、波長（λ）の関数であり、金属の場合は消滅係数が０より大きいことが一般的である。消滅係数ｋは、吸収係数αと、α＝（４πｋ）／λの関係を有し、吸収係数αは、光が通過する媒質の厚さがｄのとき、Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（―αｄ）の関係により、媒質による光の吸収によって、通過した光の強さ（Ｉ）が入射した光の強さ（Ｉ０）に比べて減少する。

前記光吸収金属層１７０は、上記範囲の可視光線領域の消滅係数を有する金属を使用することで、可視光線の一定部分を吸収して、これにより前記低放射透明積層体１００の前記光吸収金属層１７０がコーティングされた側の一面（図１において「Ａ」で表示）と、反対面（図１において「Ｂ」で表示、前記低放射透明積層体の前記基材１１０側の一面）の可視光線反射率の差が発生するようになる。

前記光吸収金属層１７０は、消滅係数が小さくなると可視光線吸収率が低くなるため前記Ａ面と前記Ｂ面の反射率の差が小さくなり、消滅係数が大きくなると光吸収金属層に吸収される光の量が多くなるため可視光線透過率は低くなり、これによって透明な視認性の確保に困難が生じ得る。前記光吸収金属層１７０は、上記範囲の消滅係数の範囲を有する場合、前記Ａ面と前記Ｂ面の反射率差を所定のレベル以上に確保しつつ、可視光線透過率も所定レベルに確保することができる。

例えば、前記光吸収金属層１７０は、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉとＣｒの合金、Ｔｉ、およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含んでもよく、これに制限されるのではない。

前記光吸収金属層１７０の厚さは、例えば、約５ｎｍないし約２５ｎｍとすることができ、具体的には約１５ｎｍないし約２５ｎｍとすることができる。上記の厚さ範囲を有する前記光吸収金属層１７０は、低放射透明積層体の両面の反射率の差、つまり、［（前記基材１１０側の一面（Ａ）の反射率）−（前記光吸収金属層１７０がコーティングされた側の他面（Ｂ）の反射率）］の値が３０％以上であると、十分なプライバシー効果を実現することができ、コーティングガラスの透過率を適切に保ちつつ、外部に向かう視野を確保でき、前記基材１１０側の一面（Ａ）の反射色相を、例えば、青色のような、使用者が好むリラックスできる色にすることができる。

前記誘電体層１５０は、前記低放射電気伝導層１３０と前記光吸収金属層１７０との間に介在するように積層され、このように前記低放射電気伝導層１３０と前記光吸収金属層１７０が連続して位置しないように分離させることにより、前記低放射透明積層体１００は前記基材１１０側の一面と、前記光吸収金属層１７０側の他面の可視光線に対する反射率の差を最大化することができ、これにより、外部では、前記低放射透明積層体１００の一表面の反射率が高いため鏡のように見えて内部を確認できなくなり、他の一表面では、可視光線反射率が低いため視野を確保できるようになる。このような前記低放射透明積層体１００は、プライバシー確保の効果を実現することができる。よって、前記低放射透明積層体１００は建築資材に適用して、建築物の低層部のように個人のプライバシーの保護およびセキュリティが要求される区域における外部の視線遮断用として有用に使用できる。

前記誘電体層１５０は、屈折率が約１．５から約２．３の間にある誘電体物質からなるものとしてもよく、屈折率の値に応じて、透過率、反射率、透過および反射色相を目的とする目標レベルとするために、誘電体層１５０の厚さを調節してもよい。また、前記誘電体層１５０は、光消滅係数が０に近い物質で構成されてもよいが、消滅係数が０より大きいということは、入射光が光吸収金属層に到達する前に誘電体層で吸収されることを意味し、これは透明な視野を確保しにくくなる要因となるため好ましくない。よって、誘電体層１５０の消滅係数は、可視光線領域（約３８０ｎｍないし約７８０ｎｍ波長範囲）で約０．１未満を有するものとしてもよい。

一般的に、低放射電気伝導層１３０に使用される金属は酸化がうまくされるため、前記誘電体層１５０は、前記低放射電気伝導層１３０の酸化防止膜として作用することができ、また、このような誘電体層１５０は可視光透過率を増加させる役割もする。

前記誘電体層１５０は、様々な金属酸化物、金属窒化物等を含むことができ、例えば、チタニウムオキシド、スズ亜鉛オキシド、亜鉛オキシド、亜鉛アルミニウムオキシド、スズオキシド、ビスマスオキシド、シリコンナイトライド、シリコンアルミニウムナイトライド、およびこれらの組合せからなる群から選ばれた少なくとも一つを含むものとすることができるが、これに制限されるのではない。このような金属酸化物および／または金属窒化物に、ビスマス（Ｂｉ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）およびこれらの組合せからなる群から選ばれた少なくとも一つの元素をドーピングしてもよい。

前記誘電体層１５０の材料と物性を適切に調節することにより、前記低放射透明積層体１００の光学性能を調節することができる。また、前記誘電体層１５０は２層以上の複数の層で構成されてもよい。

前記誘電体層１５０の厚さは、例えば、約５ｎｍないし約５０ｎｍとすることができる。誘電体層の厚さは、全体多層薄膜の光学性能（透過率、反射率、色指数）を目標性能に合うようにするために、構成される位置および物質によって多様に調節してもよく、上記の厚さ範囲を有する前記誘電体層１５０を含むことで、誘電体層１５０による光学性能制御を効果的に行うことができ、また、生産速度の面でも好ましい。

前記基材１１０は、可視光線透過率が高い透明基材であってもよく、例えば、約９０％ないし約１００％の可視光線透過率を有するガラスまたは透明プラスチック基板を用いることができる。前記基材１１０は、例えば、建築用として使用されるガラスを制限なく使用でき、使用目的に応じて、例えば、約２ｍｍないし約１２ｍｍの厚さとすることができる。

前記低放射透明積層体１００は、使用目的に合った光学スペクトルを実現するために、前記コーティング層１９０を構成する各層の材料および厚さを調節することにより、光の波長帯に応じた透過率と反射率を制御して達成することができる。例えば、前記低放射透明積層体１００において、可視光線透過率が高いと、高透過率によって快適な視野が確保されるのに対し、可視光線反射率が低いと、外部の視線による個人のプライバシーが侵害されるという問題が生じ得、逆に、可視光線反射率が高いと、外部の視線に対する遮断効果が増加するが、これと同時に室内から室外への視野の確保が円滑でなくなり、透明ガラス窓としての役割に不利になる。

前記低放射透明積層体１００は、前記コーティング層１９０を構成する各層の材料および厚さを調節することにより、外部から見える前記低放射透明積層体１００の高反射面の色、反射率、透過率等の光学性能の微細な制御が可能である。

前記コーティング層１９０は、前述したように、所定の光学性能を実現するために、前述の構造以外の他の追加的な層がさらに介在されて含まれてもよい。実施例の一つにおいて、前記コーティング層１９０は、前記コーティング層１９０の最外殻の一面または両面に少なくとも一つの誘電体層をさらに含んでもよい。

前記の追加的にさらに含んでもよい誘電体層の詳細な説明は、前記誘電体層１５０で説明した通りである。

図２は、本発明の他の実施例にかかる基材２１０、およびコーティング層２９０を含む低放射透明積層体２００の断面図である。前記コーティング層２９０は、前記基材２１０の上部に、第１誘電体層２２０、低放射電気伝導層２３０、第２誘電体層２５０、光吸収金属層２７０、および第３誘電体層２８０を順に含む多層構造である。

本発明のまた他の実施例において、前記低放射透明積層体を含む建築資材を提供する。前記建築資材は、前記低放射透明積層体を適用することにより、ローイー効果による断熱性能を確保しつつも、前述のように、外部表面の可視光線反射率が高いと共に、内部表面の可視光線反射率が低いため、視野の確保およびプライバシーの確保の効果を同時に実現することができる。

本発明のまた他の実施例において、低放射電気伝導性金属または金属酸化物を基材上に蒸着して低放射電気伝導層を形成するステップ；前記低放射電気伝導層の上部に誘電体層を形成するステップ；および前記誘電体層の上部に光吸収性金属を蒸着して光吸収金属層を形成するステップ；を含む低放射透明積層体の製造方法を提供する。

前記透明積層体の製造方法によって、前記低放射透明積層体１００，２００を製造することができる。

前記透明積層体の製造方法において、低放射電気伝導層、誘電体層および光吸収金属層に関する詳細な説明は前述の通りである。

前記蒸着方法は特に制限されず、公知の方法に従って行うことができる。

前記誘電体層の形成方法は、例えば、蒸着によって行われてもよく、やはり公知の方法に従って制限なく行ってもよく、例えば、マグネトロンスパッタ蒸着装置を用いて蒸着してもよい。

以下、本発明の実施例および比較例を記載する。このような下記の実施例は、本発明の実施例の一つに過ぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。

実施例１
マグネトロン（Ｃ―Ｍａｇ）スパッタリング蒸着装置（Ｓｅｌｃｏｓ，Ｃｅｔｕｓ―Ｓ）を使用して、下記表１に示したような組成および厚さを有する多層構造を有する低放射透明積層体を作製した。

先ず、６ｍｍ厚を有する透明ガラス基材上にＴｉＯ_２セラミックをターゲットにして、無線周波数電力装置を用いて、３７．０ｎｍ厚のＴｉＯ_２薄膜を蒸着した。工程ガスはアルゴン１００ｓｃｃｍで、工程圧力は３ｍＴｏｒｒに保った。工程電力は１．５ｋＷを適用した。次いで、亜鉛にアルミニウムが１０ｗｔ％含有された合金の酸化物をターゲットにし、無線周波数の工程電力は１．２ｋＷ、工程ガスはアルゴン１００ｓｃｃｍ、工程圧力３ｍＴｏｒｒにして、６．４ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層を蒸着した。次いで、Ａｇ金属をターゲットにし、直流電流電力は０．５ｋＷ、工程ガスはアルゴン１００ｓｃｃｍ、工程圧力３ｍＴｏｒｒにして、１４．０ｎｍ厚のＡｇ薄膜を蒸着した。前記Ａｇ薄膜上部に、１３．１ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層を前記ＺｎＡｌＯ_ｘ層と同様の方法で蒸着した。次いで、Ｓｎ ５０ｗｔ％およびＺｎ ５０ｗｔ％の合金金属をターゲットにし、無線周波数の工程電力は１ｋＷ、工程ガスはアルゴン３０ｓｃｃｍと酸素３０ｓｃｃｍ、工程圧力３ｍＴｏｒｒを保ちながら、スパッタリング工程中の反応によって酸化物薄膜が蒸着され、３５．２ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層を蒸着した。前記ＳｎＺｎＯ_ｘ層上部にＮｉ ８０ｗｔ％およびＣｒ ２０ｗｔ％の合金金属をターゲットにし、直流電流電力は０．５ｋＷ、工程ガスはアルゴン１００ｓｃｃｍ、工程圧力５ｍＴｏｒｒにして、６．０ｎｍ厚のＮｉＣｒ薄膜を蒸着した。前記ＮｉＣｒ薄膜の上部に、再度、４４．５ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層を、前記ＳｎＺｎＯ_ｘ層と同様の方法で蒸着した。

これにより、下記表１に示したような組成および厚さを有するコーティング層がガラス基材上に形成された低放射透明積層体を作製した。

実施例２ないし実施例６
実施例２ないし実施例６でそれぞれ、前記ＮｉＣｒ薄膜の厚さを９．０ｎｍ、１２．０ｎｍ、１５．０ｎｍ、１８．０ｎｍ、および２１．０ｎｍで蒸着した点を除いては、実施例１と同様の方法で、下記表１に示したような組成および厚さを有するコーティング層がガラス基材上に形成された低放射透明積層体を作製した。

実施例７
前記実施例１と同様の方法で、６ｍｍ厚を有する透明ガラス基材上に、３２．０ｎｍ厚のＴｉＯ_２薄膜、５．２ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層、２１．３ｎｍ厚のＡｇ薄膜、５．０ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層、３２．０ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層、２１．６ｎｍ厚のＮｉＣｒ薄膜、および４１．７ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層を順に蒸着して、下記表１に示したような組成および厚さを有するコーティング層がガラス基材上に形成された低放射透明積層体を作製した。

比較例１
前記実施例１と同様の方法で、６ｍｍ厚を有する透明ガラス基材上に、３７．０ｎｍ厚のＴｉＯ_２薄膜、６．４ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層、１４．０ｎｍ厚のＡｇ薄膜、１３．１ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層、および７９．７ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層を順に蒸着して、下記表１に示したような組成および厚さを有するコーティング層がガラス基材上に形成された低放射透明積層体を作製した。

比較例２
前記実施例１と同様の方法で、６ｍｍ厚を有する透明ガラス基材上に、３７．０ｎｍ厚のＴｉＯ_２薄膜、６．４ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層、１４．０ｎｍ厚のＡｇ薄膜、１５．０ｎｍ厚のＮｉＣｒ薄膜、および４４．５ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層を順に蒸着して、下記表１に示したような組成および厚さを有するコーティング層がガラス基材上に形成された低放射透明積層体を作製した。

比較例３
前記実施例１と同様の方法で、６ｍｍ厚を有する透明ガラス基材上に、３７．０ｎｍ厚のＴｉＯ_２薄膜、１９．５ｎｍ厚のＺｎＡｌＯ_ｘ層、３５．２ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層、１５．０ｎｍ厚のＮｉＣｒ薄膜、および４４．５ｎｍ厚のＳｎＺｎＯ_ｘ層を順に蒸着して、下記表１に示したような組成および厚さを有するコーティング層がガラス基材上に形成された低放射透明積層体を作製した。

評価
実施例１ないし実施例７、および比較例１ないし比較例３で作製した低放射透明積層体に対して、性能分析を下記項目別に実施した。

＜透過率および反射率の計算＞
ＵＶ―Ｖｉｓ―ＮＩＲスペクトル測定装置（Ｓｈｉｍａｄｚｕ，Ｓｏｌｉｄｓｐｅｃ―３７００）を用いて、２５０ｎｍないし２５００ｎｍの範囲の１ｎｍ区間幅で光学スペクトルを測定した後、結果の値からＫＳ Ｌ ２５１４基準によって、可視光線透過率、低放射透明積層体のコーティング層側の面の反射率、および低放射透明積層体のガラス基材側の面の反射率を計算した。

図３は、実施例１ないし実施例６の低放射透明積層体の両面のそれぞれで、可視光線に対する反射率を測定した結果である。

＜放射率＞
遠赤外線分光測定装置であるＦＴ―ＩＲ（Ｆｒｏｎｔｉｅｒ，Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ社）を用いて、低放射透明積層体の光吸収金属層がコーティングされた側の一面の遠赤外線反射率スペクトルを測定し、その結果からＫＳ ２５１４規格に合うように遠赤外線平均反射率を算出した後、１００％−（遠赤外線平均反射率）の数式で放射率を評価した。

＜色指数＞
色差測定器（ＫＯＮＩＣＡ ＭＩＮＯＬＴＡ ＳＥＮＳＩＮＧ，ＩｎＣ．，ＣＭ―７００ｄ）を用いて、ＣＩＥ１９３１基準のＬ＊、ａ＊、およびｂ＊の値を測定した。このとき、光源はＫＳ規格のＤ６５を適用した。

実施例１ないし実施例６の結果から、ＮｉＣｒ層の厚さが増加するにつれて、可視光線の反射率は徐々に増加するが、コーティング層側の面の反射率がより急激に減少して、ガラス基材側の面とコーティング層側の面の反射率の差が増加することが分かる。但し、ＮｉＣｒ層の厚さが増加すると、コーティングガラスの透過率が減少することになり、外部に向かう視野が暗くなることがあるが、前記実施例１ないし実施例６のＮｉＣｒ層の厚さは、このような面でも適正レベルであることが確認できる。

下記表２は、実施例４、実施例７、および比較例１ないし比較例３の低放射透明積層体に対する光学性能を測定した結果を示したものである。

前記実施例４の低放射透明積層体は、透過率が１８．１％で、透過、コーティング層側の面の反射、ガラス基材側の面の反射の色指数ａ＊、ｂ＊は、すべて０ないし−１０の間に位置して、中立（Ｎｅｕｔｒａｌ）の色相で弱い青色を表し、使用者の視野にリラックスできる色を実現した。一般的に、低放射透明積層体の色は、赤色および紫色を示す場合、使用者が好まない色に属するようになる。また、遠赤外線放射率は３．１４％であり、一般的なローイーコーティングガラスに対して比較的優位レベルの断熱性能が確保されている。

実施例７の低放射透明積層体は、ガラス基材側の面とコーティング層側の面の反射率の差は６９％に至る。

比較例１の低放射透明積層体は、光吸収金属層であるＮｉＣｒがない場合であり、コーティング層側の面の可視光線反射率は５１．４％に増加し、ガラス基材側の面の可視光線反射率は４８．９％に減少して、反射率の差によるプライバシー効果が非常に劣っている。

比較例２の低放射透明積層体は、銀層とＮｉＣｒ層との間に誘電体層がない場合であり、コーティング層側の面とガラス基材側の面の反射率の差は２９％のレベルに確保されるが、コーティング層側の面の反射色指数がａ＊＝２３．３６、ｂ＊＝−２２．２１と強い紫色を示し、室内使用者に好まれない色を帯びるという問題点がある。

比較例３の低放射透明積層体は、低放射電気伝導層である銀層がない場合であり、コーティング面とガラス面の反射率の差は２９％のレベルに確保されるが、コーティング層側の面の放射率が８６．７％であり、コーティングがない一般ガラス基材側の面の放射率と同一になるため、ローイー効果を有する低放射透明積層体としての断熱性能が確保されないという問題点がある。

１００，２００：低放射透明積層体
１１０，２１０：基材
１３０，２３０：低放射電気伝導層
１５０，２２０，２５０，２８０：誘電体層
１７０，２７０：光吸収金属層
１９０，２９０：コーティング層

Claims (8)

1. 基材およびコーティング層を含む低放射透明積層体であって、
   前記基材は、ガラス基板であり、
   前記コーティング層は、前記基材から第１誘電体層、低放射電気伝導層、第２誘電体層、光吸収金属層および第３誘電体層を順に含む多層構造であり、
   前記低放射電気伝導層は、Ａｇからなり、
   前記光吸収金属層は、ＮｉとＣｒの合金であり、かつ厚さが５ｎｍ〜２５ｎｍであり、
   前記誘電体層は、スズ亜鉛オキシド、亜鉛オキシド、亜鉛アルミニウムオキシド、スズオキシド、ビスマスオキシド、およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含み、
   前記光吸収金属層は、前記第２誘電体層に隣接しており、
   前記基材側の一面と、前記光吸収金属層側の他面との可視光線に対する反射率の差が３０％〜７５％である、低放射透明積層体。
2. 前記低放射電気伝導層は、放射率が０．０１〜０．３である、請求項１に記載の低放射透明積層体。
3. 前記低放射電気伝導層は、面抵抗が０．７８Ω／ｓｑ〜６.４２Ω／ｓｑである金属を含む、請求項１に記載の低放射透明積層体。
4. 前記光吸収金属層は、可視光線領域の消滅係数が１．５〜３である、請求項１に記載の低放射透明積層体。
5. 前記低放射電気伝導層の厚さが１０ｎｍ〜２５ｎｍである、請求項１に記載の低放射透明積層体。
6. 前記誘電体層の厚さが５ｎｍ〜５０ｎｍである、請求項１に記載の低放射透明積層体。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の低放射透明積層体を含む建築資材。
8. 低放射透明積層体の製造方法であって、
   ガラス基板上に第１誘電体層を形成するステップ；
   Ａｇを前記第１誘電体層の上部に蒸着して低放射電気伝導層を形成するステップ；
   前記低放射電気伝導層の上部に第２誘電体層を形成するステップ；
   前記第２誘電体層の上部にＮｉとＣｒの合金を蒸着して、前記第２誘電体層に隣接するように、厚さが５ｎｍ〜２５ｎｍの光吸収金属層を形成するステップ；および
   前記光吸収金属層の上部に第３誘電体層を形成するステップ；
   を含み、
   前記誘電体層は、スズ亜鉛オキシド、亜鉛オキシド、亜鉛アルミニウムオキシド、スズオキシド、ビスマスオキシド、およびこれらの組合せを含む群から選ばれた少なくとも一つを含み、
   前記低放射透明積層体において、前記ガラス基板側の一面と、前記光吸収金属層側の他面との可視光線に対する反射率の差が３０％〜７５％である、低放射透明積層体の製造方法。

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