JP6760273B2 - 車両用の断熱ガラスユニット - Google Patents

Description

本発明は、車両用の断熱ガラスユニットに関する。

自動車等の車両に使われるガラスであって、冬場に車内の熱を車外へ逃さない断熱ガラスユニットが知られている（特許文献１）。

特許文献１には、ガラス基板上に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層およびシリカ（ＳｉＯ_２）層からなる多層膜を形成することにより製造された断熱ガラスユニットが記載されている。ここで、特許文献１の断熱ガラスユニットは、可視光透過率が高く、良好な断熱性能を有するという特徴を有する。

特開２００４−１４９４００号公報

しかしながら、この断熱ガラスユニットは、視認の際の色味が角度依存性を示すという問題を有する。すなわち、この断熱ガラスユニットは、視認方向によって反射光の色味（反射色）が変化する傾向にある。例えば、断熱ガラスユニットを第１の方向から見た際には、青っぽく見えるのに対し、断熱ガラスユニットを第２の方向から見た際には、黄色っぽく見える場合がある。このような断熱ガラスユニットの反射色の角度依存性は、視認者に違和感を与えるため、できるだけ抑制することが好ましい。

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、反射色の角度依存性が改善された断熱ガラスユニットを提供することを目的とする。

本発明では、
ガラス板と、
前記ガラス板の少なくとも一方の表面に配置された色調補正膜と、
前記色調補正膜の上に配置され、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を主体とする透明導電層と、
前記透明導電層の上に配置され、波長６３０ｎｍの光に対する屈折率が１．７以下の上部層と、を有し、
前記色調補正膜は、少なくとも第１の層および第２の層を有し、前記第１の層は、前記第２の層よりも前記ガラス板に近い位置に配置され、かつ波長６３０ｎｍの光に対する第１の層の屈折率は、波長６３０ｎｍの光に対する前記第２の層の屈折率よりも高いことを特徴とする車両用の断熱ガラスユニットが提供される。

本発明では、反射色の角度依存性が改善された断熱ガラスユニットを提供することができる。

本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットの構成を模式的に示した断面図である。 本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットの製造方法のフローの一例を模式的に示した図である。 サンプル１〜３およびサンプル７において、各入射角度で光を照射した際に生じる反射色を、色空間の色座標にプロットした図である。 サンプル４〜６において、各入射角度で光を照射した際に生じる反射色を、色空間の色座標にプロットした図である。 サンプル７の上部層の研磨処理の前後における反射色を、色空間の色座標にプロットした図である。 サンプル８の上部層の研磨処理の前後における反射色を、色空間の色座標にプロットした図である。 サンプル９の上部層の研磨処理の前後における反射色を、色空間の色座標にプロットした図である。 サンプル１０およびサンプル１１において、各入射角度で光を照射した際に生じる反射色を、色空間の色座標にプロットした図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

（本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニット）
図１には、本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットの断面を模式的に示す。

図１に示すように、この断熱ガラスユニット１００は、ガラス板１１０と、色調補正膜１２０と、透明導電層１３０と、密着改善層１４０と、上部層１５０とを有する。

ガラス板１１０は、第１の表面１１２および第２の表面１１４を有し、以降に説明する各部材（層）は、第１の表面１１２側に配置される。ガラス板１１０は、単一のガラスで構成された、いわゆる単ガラス（単板ガラスまたはガラスペイン）である。

色調補正膜１２０は、ガラス板１１０の第１の表面１１２に設置される。色調補正膜１２０は、該色調補正膜１２０に含まれる１または２以上の層の屈折率を制御することにより、断熱ガラスユニット１００の反射色の角度依存性を調節する役割を有する。

図１の例では、色調補正膜１２０は、ガラス板１１０に近い側から、第１の層１２２と第２の層１２６の２層で構成される。この構成では、第１の層１２２は、波長６３０ｎｍの光に対して第２の層１２６よりも高い屈折率を有する。

ただし、これは単なる一例であって、色調補正膜１２０は、３層以上で構成されても良い。

透明導電層１３０は、色調補正膜１２０の上部に配置される。透明導電層１３０は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を主体とする材料で構成される。ここで、本願において、「Ａ層は材料Ｂを主体とする」とは、Ａ層において材料Ｂを５０質量％以上含むことを意味する。

波長６３０ｎｍの光に対する透明導電層１３０の屈折率は、例えば、１．７〜１．８の範囲である。

密着改善層１４０は、透明導電層１３０と上部層１５０の間に配置され、両者の界面での剥離を抑制する役割を有する。密着改善層１４０は、例えば、酸化スズ、酸化亜鉛、および酸化セリウムなどの金属酸化物で構成される。なお、密着改善層１４０の配置は任意であり、密着改善層１４０は、省略しても良い。

上部層１５０は、透明導電層１３０の上部（さらに、密着改善層１４０が存在する場合、密着改善層１４０の上部）に配置される。ここで、本願において、「上部層」の「上部」とは、ガラス板１１０に対して透明導電層１３０よりも遠い側に配置されることを意味する。従って、「上部層」と言う表現は、上部層１５０が、必ずしも最上層であることを意味するものではない。

上部層１５０は、透明導電層１３０を保護するとともに、断熱ガラスユニット１００の耐久性を高める役割を有する。

ただし、上部層１５０は、断熱ガラスユニット１００の色味およびその角度依存性に悪影響を及ぼさないように配置される必要がある。そのため、上部層１５０は、波長６３０ｎｍの光に対する屈折率が１．７以下となるように構成される。上部層１５０は、例えば、ＳｉＯ_２を主体とする材料で構成されても良い。

このような構成を有する断熱ガラスユニット１００は、良好な断熱性を発揮する。例えば、断熱ガラスユニット１００の放射率は、０．４５以下である。従って、断熱ガラスユニット１００を、例えば、自動車のサイドガラス、リアガラス、および／またはルーフガラス（以下、これらをまとめて、「ガラス部材」と称する）等に適用した場合、冬場に車内の熱が車外へ放熱されることを抑えることが可能になる。また低放射膜により室内側への再放射を低減できるため、夏季にも車内の温度上昇を抑制することも可能になる。

また、断熱ガラスユニット１００は、色調補正膜１２０、さらには色調補正膜１２０、透明導電層１３０、密着改善層１４０、上部層１５０（密着改善層１４０の配置は任意）の相互作用により、反射色の角度依存性を有意に抑制することができる。従って、断熱ガラスユニット１００を、例えば自動車のガラス部材等に適用した場合、視認方向による色味の変化を有意に抑制することが可能となる。

さらに、断熱ガラスユニット１００は、保護層として機能する上部層１５０を有するため、断熱ガラスユニット１００の耐久性を高めることができる。例えば、断熱ガラスユニット１００を自動車のサイドガラスとして適用した場合、サイドガラス開閉時の昇降による傷の発生を有意に抑制することができる。

特に、断熱ガラスユニット１００において、上部層１５０がシリカ（ＳｉＯ_２）を主体とするように構成した場合、仮に上部層１５０に減肉（磨滅）が生じたとしても、視認方向による反射色の変化の抑制効果を、依然として維持することが可能となる。

（本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットを構成する各部材）
次に、本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットを構成する各部材について、より詳しく説明する。なお、以下の説明では、各部材を表す際に、明確化のため、図１に使用した参照符号を使用する。

（ガラス板１１０）
断熱ガラスユニット１００のガラス板１１０は、特に限定されず、例えばソーダライムガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、または無アルカリガラス等であっても良い。

ガラス板１１０の可視光透過率、日射透過率、および波長１５００ｎｍの光の透過率は、それぞれ、７０％〜９０％、４０％〜６５％、３５％〜６０％ であることが好ましい。また、ガラス板１１０は、紫外線を遮蔽することが可能な、紫外線カットガラス板であっても良い。なお、これらの値は、いずれも、ＪＩＳに規定された測定方法より測定した際の値である。

ガラス板１１０の形状は、必ずしも平面である必要はなく、ガラス板１１０は、曲面であっても良い。また、ガラス板１１０は無色であっても、着色されていても良い。また、ガラス板１１０の厚さは、例えば２ｍｍ〜６ｍｍの範囲であっても良い。

（色調補正膜１２０）
色調補正膜１２０は、断熱ガラスユニット１００の反射色の角度依存性を調節する役割を有する。

前述のように、色調補正膜１２０は、少なくとも第１の層１２２と第２の層１２６とを含む、複数の層で構成される。

この場合、ガラス板１１０により近い第１の層１２２は、波長６３０ｎｍの光に対して、第２の層１２６よりも高い屈折率を有する。例えば、第１の層１２２は、波長６３０ｎｍの光に対して、１．７〜２．５の範囲の屈折率を有する。前記第１の層の屈折率は、１．８〜２．３の範囲であることが好ましく、１．８〜２．２の範囲であることがより好ましい。

一方、第２の層１２６は、波長６３０ｎｍの光に対して、１．６以下の屈折率を有する。前記第２の層の屈折率は、１．５５以下あることが好ましい。

第１の層１２２は、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、ＳｉおよびＺｒの少なくとも一種を含む酸化物または酸窒化物を主体とする。特に、これらの中では、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｉｎの少なくとも一種を含む酸化物または酸窒化物が好ましい。第１の層１２２は、例えば、０．１質量％〜１０質量％のシリカがドープされたＴｉであっても良い。

なお、第１の層１２２を酸化スズで構成した場合、以降の加熱プロセスにおいて、第１の層１２２に割れが生じる可能性がある。このため、断熱ガラスユニット１００の製造過程に熱処理工程が含まれる場合、第１の層１２２を酸化スズで構成することは好ましくない。

第１の層１２２の厚さは、例えば３ｎｍ〜４０ｎｍの範囲であり、５ｎｍ〜３５ｎｍの範囲であることが好ましい。

第２の層１２６は、例えば、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、またはＭｇＦ_２のいずれかを主体とする材料で構成されても良い。

第２の層１２６の厚さは、例えば５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲であり、１０ｎｍ〜４５ｎｍの範囲であることが好ましい。

（透明導電層１３０）
透明導電層１３０は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を主体とする材料で構成される。ＩＴＯは、赤外線反射機能を有する。

ＩＴＯには、添加物が含有されても良い。そのような添加物は、例えばＧａ、Ｚｎ、Ａｌおよび／またはＮｂ等であっても良い。

ＩＴＯ中の酸化スズの割合は、全体の５質量％〜１２．５質量％の範囲であり、全体の６．５質量％〜１１質量％の範囲であることが好ましい。酸化スズの割合が１２．５質量％以下の場合、酸化スズの量が多いほど、抵抗が小さくなる傾向にある。

また、透明導電層１３０は、ＩＴＯの他に、最大５０質量％未満の他の材料を含んでも良い。そのような材料は、例えば、ナトリウム、鉛、および／または鉄などであっても良い。

透明導電層１３０の厚さは、例えば、１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であり、１２０ｎｍ〜１７０ｎｍの範囲であることが好ましい。

透明導電層１３０の波長６３０ｎｍの光に対する屈折率は、通常、１．７〜１．８の範囲である。

透明導電層１３０は、例えば、色調補正膜１２０上にアモルファス状のＩＴＯ層を成膜し、この層を結晶化させることにより構成されても良い。結晶化のため熱処理温度は、例えば、８０℃〜１７０℃の範囲である。この方法では、低抵抗のＩＴＯ層を得ることができる。

（密着改善層１４０）
密着改善層１４０は、必要に応じて配置される。密着改善層１４０を配置することにより、透明導電層１３０と上部層１５０の間の剥離強度を高められる場合がある。

密着改善層１４０は、例えば、酸化スズ、酸化亜鉛、および／または酸化セリウムなどの金属酸化物で構成されても良い。

密着改善層１４０の厚さは、例えば、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲である。

（上部層１５０）
上部層１５０は、その下側に存在する層、例えば、透明導電層１３０（および／または密着改善層１４０）を保護するために配置される。例えば、透明導電層１３０（および／または密着改善層１４０）の上部に上部層１５０を設置することにより、透明導電層１３０（および／または密着改善層１４０）の耐酸化性を高めることができる。また、上部層１５０を設置することにより、耐擦傷性が高まり、透明導電層１３０（および／または密着改善層１４０）に減肉（磨滅）や傷等が生じることを抑制することができる。

また、上部層１５０を適切に配置した場合、断熱ガラスユニット１００の可視光域の透過率を高めることができる。

上部層１５０は、波長６３０ｎｍの光に対する屈折率が１．７以下の材料で構成されることが好ましく、屈折率が１．５５以下の材料で構成されることがより好ましい。そのような材料として、例えば、シリカ（ＳｉＯ_２）、ＳｉＯＮ、およびＭｇＦ_２等が挙げられる。上部層１５０は、例えばシリカを主体とする層であっても良い。この場合、透明導電層１３０の耐熱性を高めることができる。また、シリカを主体とする層の場合、仮に上部層１５０に減肉（磨滅）が生じても、初期の断熱ガラスユニット１００が有する反射色の角度依存性抑制効果を依然として維持することができる。

上部層１５０は、例えば、ジルコニアがドープされたシリカ（ジルコニアドープトシリカ：zirconia-doped silica）の層であっても良い。上部層１５０全体に対するジルコニアのドープ量は、例えば５ｍｏｌ％〜４０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。また、前記上部層１５０は、複層構成であってもよい。典型的には外側の第１上部層と内側の第２上部層からなる複層構成にすることができる。前記第１上部層はＺｒＢＯ、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＳｉＮ、ＢＮからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。第２上部層はＳｉＯ_２であることが好ましい。たとえば、好ましくは内側（第２上部層）をＳｉＯ_２を主体とする層、外側（第１上部層）をＺｒＢＯ層として複層化できる。

上部層１５０の厚さは、例えば、２０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。上部層１５０の厚さは、例えば、２０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲であるとさらに好ましい。上部層１５０の厚さを６０ｎｍ以下とした場合、以降に示すように、断熱ガラスユニット１００からの反射色を制御することが比較的容易になるという効果が得られる。

（断熱ガラスユニット１００）
断熱ガラスユニット１００は、０．１〜０．４５の範囲の放射率を有することが好ましい。このような放射率を有する断熱ガラスユニット１００では、赤外および遠赤外の波長の光に対する熱貫流率を有意に低下させることができる。

なお、本願では、断熱ガラスユニット１００からの反射色は、ＣＩＥ１９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ色空間で表される（Ｄ６５光源、２°視野）。

特に、本発明の一実施形態による断熱ガラスユニット１００では、入射角度０°〜８０°の範囲で光が入射した際に生じる反射光の色空間は、−５≦ａ^＊≦０および−７．５≦ｂ^＊≦４の領域に含まれるという特長がある。従って、断熱ガラスユニット１００では、反射色の角度依存性を有意に抑制することができる。

断熱ガラスユニット１００は、例えば、車両のガラス部材等に適用される。そのようなガラス部材は、例えばフロントガラス、リアガラス、サイドガラス、およびルーフガラス等であっても良い。

なお、フロントガラスガラスとして使用する場合には、中間膜によりこの断熱ガラスと他のガラス板とを組み合わせて、合わせガラスとする。このとき、断熱ガラスは、中間膜よりも車内面に配置し、透明導電層などのコーティング面が車内側に向くように使用される。それにより、車内の熱が車外に放熱することを抑えることができ、車外側と中間膜とで吸収された太陽光の熱を車内に入るのを抑えることができる。

さらに、本発明による断熱ガラスユニットは、建物の窓ガラス、ならびに冷蔵装置、冷凍装置、およびショーケース等のガラス部材にも適用することができる。

ここで、本発明の断熱ガラスユニットを車両に実装する場合、断熱ガラスユニットは、膜が形成された面が車内側となるように配置される。このような構成とすることで、角度依存性が改善された断熱ガラスユニットを提供できる。なお、膜が形成された面が車外側となるように実装しても良い。このような構成とすることで、断熱ガラスユニットの角度依存性が改善され、さらに遮熱の効果を得ることができる。

（本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットの製造方法）
次に、図２を参照して、前述のような特徴を有する本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットの製造方法の一例について説明する。なお、ここでは、一例として、図１に示したような断熱ガラスユニット１００を例に、その製造方法について説明する。

図２には、本発明の一実施形態による車両用の断熱ガラスユニットの製造方法のフローの一例を模式的に示す。

図２に示すように、この製造方法は、
ガラス板を準備するステップ（ステップＳ１１０）と、
前記ガラス板の第１の表面に、色調補正膜を設置するステップ（ステップＳ１２０）と、
前記色調補正膜の上に透明導電層を設置するステップ（ステップＳ１３０）と、
前記透明導電層の上に密着改善層を設置するステップ（ステップＳ１４０）と、
前記密着改善層の上に上部層を設置するステップ（ステップＳ１５０）と、
ポスト熱処理を実施するステップ（ステップＳ１６０）と、
を有する。なお、ステップＳ１４０、すなわち密着改善層の設置は、省略しても良い。同様に、ステップＳ１６０、すなわちポスト熱処理は、省略しても良い。

以下、各ステップについて詳しく説明する。なお、以降の記載では、明確化のため、各部材を表す際に、図１に使用した参照符号を使用する。

（ステップＳ１１０）
まず、ガラス板１１０、すなわち単一のガラス板が準備される。

前述のように、ガラス板１１０の組成は、特に限られず、ガラス板１１０は、ソーダライムガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、または無アルカリガラスで構成されても良い。

（ステップＳ１２０）
次に、ガラス板１１０の第１の表面１１２に、色調補正膜１２０が設置される。

前述のように、色調補正膜１２０は、第１の層１２２および第２の層１２６を含む複数の層で形成されても良い。このうち、ガラス板１１０により近い第１の層１２２は、例えば、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、ＳｉおよびＺｒからなる群から選ばれる少なくとも一種を含む酸化物または酸窒化物を主体とする材料で構成されることが好ましい。第１の層１２２は、例えば、シリカがドープされた酸化チタン（シリカドープトチタニア：silica-doped titania）を主体とする層であっても良い。一方、第２の層１２６は、シリカを主体とする層であっても良い。

第１の層１２２および第２の層１２６は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、化学気相成膜法、または湿式成膜法等により形成される。第１および第２の層１２２、１２６は、特に、スパッタリング法により形成されることが好ましい。スパッタリング法は、環境負荷が少なく、スパッタリング法で得られた層は、厚さが比較的均一になるからである。

スパッタリング法としては、ＤＣスパッタリング法、ＡＣスパッタリング法、ＤＣパルススパッタリング法、高周波スパッタリング法、および高周波重畳ＤＣスパッタリング法等が挙げられる。スパッタリング法としては、マグネトロンスパッタリング法を採用しても良い。

第１の層１２２は、例えば、３ｎｍ〜４０ｎｍの厚さで成膜され、第２の層１２６は、例えば、５ｎｍ〜３５ｎｍの厚さで成膜される。

（ステップＳ１３０）
次に、色調補正膜１２０の上に、ＩＴＯを主体とする透明導電層１３０が設置される。

透明導電層１３０は、色調補正膜１２０の場合と同様に、各種スパッタリング法で成膜されても良い。なお、透明導電層１３０がＩＴＯ層の場合、透明導電層１３０をスパッタリング法で成膜する際に、成膜中にガラス板１１０は加熱しないことが好ましい。例えば、スパッタ法によるＩＴＯ層の成膜中のガラス板１１０の温度は、１００℃以下であることが好ましい。

結晶化のための熱処理温度は、例えば、８０℃〜１７０℃の範囲である。この方法では、低抵抗のＩＴＯ層を得ることができる。

なお、この熱処理（以下、「結晶化熱処理」という）は、全ての層の成膜後に実施しても良い（後述するステップＳ１６０参照）。

（ステップＳ１４０）
次に、透明導電層１３０の上に、密着改善層１４０が配置されることが好ましい。密着改善層１４０は、例えば、酸化セリウムまたは酸化亜鉛などの金属酸化物で構成される。

密着改善層１４０の形成方法は、特に限られない。

密着改善層１４０は、例えば、各種スパッタリング法などの従来の方法で、金属酸化物を直接成膜することにより形成しても良い。金属酸化物は、例えば酸化亜鉛または酸化セリウム等であっても良い。

あるいは、密着改善層１４０は、例えば、スパッタリング法などの従来の方法で金属膜を成膜してから、これを酸化させることにより、形成しても良い。金属膜は、例えば、亜鉛またはセリウム等であっても良い。

後者の場合、金属膜の酸化処理は、前工程（ステップＳ１３０）におけるＩＴＯの結晶化熱処理を兼ねて実施しても良い。あるいは、金属膜の酸化処理は、全ての層の成膜後に実施しても良い（後述するステップＳ１６０参照）。

なお、このステップＳ１４０は、省略しても良い。

（ステップＳ１５０）
次に、上部層１５０が配置される。前記上部層１５０は、密着改善層１４０が存在する場合は密着改善層１４０上に配置され、密着改善層１４０が存在しない場合は、透明導電層１３０上に配置される。上部層１５０は、シリカを主体とする材料で構成されても良い。

上部層１５０は、色調補正膜１２０など、他の層の場合と同様に、各種スパッタリング法で成膜されても良い。

（ステップＳ１６０）
上部層１５０を形成した後、ガラス板１１０全体を熱処理しても良い（「ポスト熱処理」と称する）。これにより、欠陥が少ない透明導電層１３０および上部層１５０を形成することができる。ただし、ポスト熱処理の実施は任意である。例えば、前述のステップＳ１３０において、結晶化熱処理を既に実施している場合、ポスト熱処理は、省略され得る。

ポスト熱処理は、例えば、大気中５５０℃〜７５０℃の温度で、１分から３０分程度実施される。

ここで、断熱ガラスユニット１００を車両のフロントガラス等に適用する場合、得られた断熱ガラスユニット１００に対して、曲げ加工が実施される。この工程は、通常、断熱ガラスユニット１００を熱処理することにより行われる。熱処理温度は、通常、５５０℃〜７５０℃の範囲である。

この曲げ加工の熱処理温度は、前述のポスト熱処理の温度と重複する。このため、ポスト熱処理と曲げ加工の熱処理とを、一度に実施しても良い。

なお、ステップＳ１６０において、ポスト熱処理が実施される場合、色調補正膜１２０の第１の層１２２を酸化スズで構成することは好ましくない。第１の層１２２を酸化スズで構成した場合、熱処理後に、第１の層１２２に割れやクラックが生じる場合があるからである。

以上の工程により、断熱ガラスユニット１００を製造することができる。なお、上部層１５０の上に、さらに別の層（例えばアルミナ、酸化タンタル、窒化シリコン、およびジルコン-ボロン酸化物など）を形成しても良い。

以上、断熱ガラスユニット１００の製造工程について、簡単に説明した。ただし、上記製造方法は、単なる一例であって、本発明の一実施形態による断熱ガラスユニットは、その他の製造方法で製造され得ることは当業者には明らかである。

次に、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
以下の方法で、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル１」と称する）を製造した。

まず、厚さ３．５ｍｍのガラス板（ＵＶＦＬ：旭硝子社製）を準備した。次に、スパッタリング法により、このガラス板の表面に、色調補正膜の第１の層として、シリカを含む酸化チタン（シリカ量８質量％）（波長６３０ｎｍの光に対する屈折率＝２．１５３７）を成膜した。成膜には、シリカ量８質量％のシリカドープトチタニア（silica-doped titania）ターゲットを使用し、膜厚は１０ｎｍを目標とした。

次に、スパッタリング法により、前記第１の層（シリカドープトチタニア層：silica-doped titania layer）の上に、色調補正膜の第２の層として、シリカ層（波長６３０ｎｍの光に対する屈折率＝１．４６２０）を成膜した。膜厚は、３５ｎｍを目標とした。

次に、スパッタリング法により、色調補正膜（シリカドープトチタニア層およびシリカ層）の上に、透明導電層としてＩＴＯ層を成膜した。膜厚は１５０ｎｍを目標とした。なお、成膜の際にガラス板は加熱されていない。これにより、アモルファス状のＩＴＯ層が得られた。その後、ポスト熱処理により結晶化されたＩＴＯ層（波長６３０ｎｍにおける屈折率＝１．７６０６）を形成した。

次に、スパッタリング法により、ＩＴＯ層（透明導電層）の上に、上部層としてシリカ層（波長６３０ｎｍにおける屈折率＝１．４６２０）を成膜した。膜厚は、５５ｎｍを目標とした。

その後、ポスト熱処理として、ガラス板を６５０℃で７分間加熱した。

以上の工程により、サンプル１が得られた。

（実施例２）
実施例１と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル２」と称する）を製造した。

ただし、この実施例２では、上部層としてのシリカ層の厚さは、９５ｎｍとした。その他の条件は、実施例１の場合と同様である。

（実施例３）
実施例１と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル３」と称する）を製造した。

ただし、この実施例３では、上部層として、ジルコニアがドープされたシリカ層（ジルコニアドープトシリカ層）（波長６３０ｎｍにおける屈折率＝１．６８３１）を成膜した。ジルコニアのドープ量は、上部層の３３ｍｏｌ％とした。上部層の厚さは、６０ｎｍを目標とした。その他の条件は、実施例１の場合と同様である。

（比較例１）
以下の方法で、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル４」と称する）を製造した。

まず、厚さ３．５ｍｍのガラス板（ＵＶＦＬ：旭硝子社製）を準備した。次に、スパッタリング法により、このガラス板の表面に、透明導電層としてＩＴＯ層を成膜した。膜厚は、１５０ｎｍを目標とした。なお、成膜の際にガラス板は加熱されていない。これにより、アモルファス状のＩＴＯ層が得られた。

次に、スパッタリング法により、ＩＴＯ層（透明導電層）の上に上部層としてシリカ層を成膜した。膜厚は８０ｎｍを目標とした。

その後、ポスト熱処理として、ガラス板を６５０℃で７分間加熱した。

以上の工程により、サンプル４が得られた。

（比較例２）
比較例１と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル５」と称する）を製造した。

ただし、この比較例２では、上部層としてジルコニアがドープされたシリカ（ジルコニアドープトシリカ：zirconia-doped silica）の層を形成した。上部層に対するジルコニアのドープ量は、３３ｍｏｌ％である。上部層の厚さは８０ｎｍとした。その他の条件は比較例１の場合と同様である。

（比較例３）
比較例１と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル６」と称する）を製造した。

ただし、この比較例３では、ＩＴＯ層（透明導電層）の厚さを、１３５ｎｍとした。また、上部層として、スパッタリング法により、窒化ケイ素層（波長６３０ｎｍにおける屈折率＝２．０８９８）を形成した。上部層の厚さは、４６ｎｍとした。その他の条件は、比較例１の場合と同様である。

（実施例４）
実施例１と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル７」と称する）を製造した。

ただし、この実施例４では、上部層をＺｒＢＯ（第１上部層）とＳｉＯ_２（シリカ）（第２上部層）の２層構成とした。前記ＺｒＢＯ層の厚さは３０ｎｍ、シリカ層の厚さは、３０ｎｍとした。その他の条件は、実施例１の場合と同様である。

以下の表１には、サンプル１〜７の層構成をまとめて示した。

（評価）
次に、各サンプル１〜７を用いて、以下の特性評価を実施した。

（反射色の角度依存性）
各サンプルを用いて、以下の方法により、反射色の角度依存性を評価した。

分光光度計（Ｖ５７０ＡＲＭ−５００Ｎ:日本分光社製）を使用し、上部層の側から所定の角度（５゜〜７０゜）で可視光（波長３００ｎｍ〜８００ｎｍ）を照射し、得られる反射色を測定した。

得られた反射色は、ＣＩＥ１９７６ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間で表した（Ｄ６５光源、２゜視野）。

以下の表２〜表８には、それぞれ、サンプル１〜サンプル７における測定結果を示す。ここで、入射角度（°）は、サンプルの上部層における法線を０°とし、この法線に対する傾斜角で表わした。

図３には、サンプル１〜サンプル３、およびサンプル７において、各入射角度で光を照射した際に生じた反射色を、色空間の色座標にプロットした図を示す。同様に、図４には、サンプル４〜サンプル６において、各入射角度で光を照射した際に生じた反射色を、色空間の色座標にプロットした図を示す。

これらの図３および図４では、各サンプルにおいて、光の入射角度が５゜〜７０゜まで変化した際に生じる反射色の変化を定量的に把握することができる。特に、入射角度によらず、断熱ガラスユニットで反射される反射光の色が、いずれも領域Ａに含まれる場合、そのような断熱ガラスユニットは、反射色の角度依存性が有意に抑制されていると言える。

ここで、領域Ａは、ａ^＊が−５〜０であり、ｂ^＊が−７．５〜４である範囲として定められる。この領域Ａは、自動車用のガラス部材に対する発明者らの経験に基づいて、反射色に違和感がない範囲として定められたものである。一般に、自動車用のガラス部材の場合、反射色は、白色〜薄赤色よりも白色〜薄青色に近い色が好まれる傾向にある。このため、領域Ａは、薄青色領域（原点よりも左下の領域）の側で幾分広くなる傾向にある。

図３から、サンプル１〜３、およびサンプル７では、入射角度が５゜〜７０゜まで変化しても、反射光の色座標が領域Ａ内に収まっていることがわかる。このことから、サンプル１〜サンプル３では、サンプルからの反射色の角度依存性が有意に抑制されていることが確認された。

一方、図４において、サンプル４〜サンプル６では、入射角度が５゜〜７０゜まで変化すると、反射光の色座標は、領域Ａから大きく逸脱し、原点から大きく外れた左上の領域（強い黄色〜黄緑の領域）に分布する傾向にあることがわかる。このことから、サンプル４〜サンプル６では、サンプルからの反射色の角度依存性が大きく、視認の際に、違和感が生じるという問題があることが確認された。

（可視光反射率、可視光透過率、および放射率の測定）
次に、サンプル１〜３、およびサンプル７を用いて、可視光反射率、可視光透過率、および放射率の測定を実施した。

測定には、分光光度計（Ｕ４１００：日立製作所製）を使用し、各サンプルに対して、上部層の側から光を照射した。光の波長が３００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲で、各サンプルの可視光反射率および可視光透過率を測定した。測定は、ＪＩＳ Ａ５７５９に準拠して実施した。

一方、サンプルの放射率（半球放射率）は、放射率測定器（ＴＳＳ−５Ｘ：ジャパンセンサー社製）により測定した。

サンプル１において得られた測定結果をまとめて表９に示す。

サンプル２において得られた測定結果をまとめて表１０に示す。

サンプル３において得られた測定結果をまとめて表１１に示す。

サンプル７において得られた測定結果をまとめて表１２に示す。

これらの結果から、サンプル１〜サンプル３、およびサンプル７における可視光反射率、可視光透過率、および放射率は、いずれも車両用の断熱ガラスユニットとして、適正な範囲にあることがわかる。このように、サンプル１〜サンプル３、およびサンプル７は、車両用のガラス部材に適用可能であることがわかった。

（実施例５）
実施例１と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル８」と称する）を製造した。

ただし、この実施例５では、厚さ４．０ｍｍのガラス板（ＶＦＬ：旭硝子社製）を用い、ＩＴＯ層と上部層の間に、酸化亜鉛（厚さ５ｎｍ）の密着改善層を形成した。密着改善層は、一般的なスパッタリング法により形成した。

また、第１の層の厚さは８．３ｎｍとし、第２の層の厚さは４１ｎｍとし、ＩＴＯ層（透明導電層）の厚さは１５４ｍとし、上部層の厚さは、５５．５ｎｍとした。

（実施例６）
前述の実施例３と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル９」と称する）を製造した。

ただし、この実施例６では、厚さ４．０ｍｍのガラス板（ＶＦＬ：旭硝子社製）を用い、第１の層の厚さは９．５ｎｍとし、第２の層の厚さは３８ｎｍとし、ＩＴＯ層（透明導電層）の厚さは１５４ｍとし、上部層の厚さは、５８ｎｍとした。

以下の表１３には、サンプル８およびサンプル９の層構成をまとめて示した。

（評価）
次に、サンプル７〜９を用いて、以下の評価を実施した。

（被膜の耐擦傷性および上部層の減肉による影響の評価）
サンプルの耐擦傷性や上部層の厚さが変化（減少）した際に、これが反射色に及ぼす影響について評価した。

まず、テーバー摩耗試験装置を用いて、サンプルの上部層を研磨した。サンプルを、該サンプルの上部層が上向きとなるようにして、装置台に水平に配置した。次に、上部から、４．９Ｎの荷重で、装置の研磨面（摩耗輪：Ｃ１８０ＯＸＦ）をサンプルに押し付けた。この状態で、装置の研磨面を１０００回転させることにより、サンプルを研磨した。

テーバー試験前後のサンプル７〜９を用いて、前述の方法で、反射色を測定した（入射角度＝５゜）。また、ヘイズメーター（ＭＯＤＥＬ Ｈｚ−２：スガ試験機社製）を用いて、サンプル７〜９の研磨テーバー試験前後における、全光線透過率およびヘーズ率を測定した。

以下の表１４には、サンプル７〜９における評価結果をまとめて示す。

表１４において、「座標間距離」の項は、研磨処理前の色座標と、研磨処理後の色座標との間の距離を表している。従って、座標間距離が小さいことは、研磨処理の前後における、色座標の変化が小さいことを意味する。

また、図５には、サンプル７の研磨処理の前後における、反射色の色座標を示し、図６には、サンプル８の研磨処理の前後における、反射色の色座標を示し、図７には、サンプル９の研磨処理の前後における、反射色の色座標を示す。図５〜７において、矢印は、研磨処理前から研磨処理後の、座標の変化の方向を示している。

これらの結果から、サンプル７〜９では、上部層が薄くなっても、反射色にはほとんど影響が生じていないことがわかる。

このことから、本発明の一実施例による断熱ガラスユニットは、自動車のサイドガラス部材のような、昇降の繰り返しによる摩耗を受ける部材に適用された場合、上部層が時間とともに薄くなったとしても、反射色の角度依存性の抑制効果を、依然として発揮することができると考えられる。

（実施例７）
前述の実施例１と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル１０」と称する）を製造した。

ただし、この実施例７では、第１の層は、ノンドープのチタニア（酸化チタン）（波長６３０ｎｍにおける屈折率＝２．４３４７）とし、厚さは６ｎｍとした。また、第２の層の厚さは３９ｎｍとした。その他の条件は、実施例１の場合と同様である。

（実施例８）
実施例７と同様の方法により、断熱ガラスユニットのサンプル（「サンプル１１」と称する）を製造した。ただし、この実施例７では、上部層の厚さは、９５ｎｍとした。その他の条件は、実施例７の場合と同様である。

以下の表１５には、サンプル１０およびサンプル１１の層構成をまとめて示した。

（評価）
次に、サンプル１０およびサンプル１１を用いて、前述の方法で、反射色の角度依存性を評価した。

以下の表１６および表１７には、それぞれ、サンプル１０およびサンプル１１における評価結果を示す。

図８には、サンプル１０およびサンプル１１において、各入射角度で光を照射した際に生じた反射色を、色空間の色座標にプロットした図を示す。

図８から、サンプル１０およびサンプル１１のいずれにおいても、入射角度が５゜〜７０゜まで変化しても、反射光の色座標は領域Ａ内に収まっていることがわかる。従って、サンプル１０および１１では、サンプルからの反射色の角度依存性が有意に抑制されていると言える。

ただし、サンプル１０では、各入射角度における反射色は、いずれも色座標の原点近くに存在する。これに対して、サンプル１１の場合、各入射角度における色座標は、領域Ａの左上の部分、すなわち薄黄緑色〜薄黄色の領域に偏る傾向にある。

前述のように、本発明による断熱ガラスユニットを自動車のガラス部材に適用することを考慮した場合、断熱ガラスユニットの反射色は、白色〜薄青色に近い色（原点〜少し左下の領域）となることが好ましい。そのような反射色の観点からは、サンプル１１よりは、サンプル９０の方が好ましいと言える。

また、サンプル１１では、反射色が領域Ａを定める境界線（特にａ^＊値の上限ラインおよびｂ^＊値の下限ライン）に接近する傾向にある。このことから、サンプル１０のように上部層の厚さが６０ｎｍを超える場合、反射色を所望の範囲に設計することが難しくなる可能性がある。従って、反射色の設計のし易さを考慮すると、断熱ガラスユニットにおける上部層の厚さは、６０ｎｍ以下にすることが望ましいと言える。

本発明は、車両のガラス部材、および建物の窓ガラス部材等に利用することができる。

本願は、２０１５年５月１１日に出願した日本国特許出願２０１５−０９６２４５号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。

１００ 断熱ガラスユニット
１１０ ガラス板
１１２ 第１の表面
１１４ 第２の表面
１２０ 色調補正膜
１２２ 第１の層
１２６ 第２の層
１３０ 透明導電層
１４０ 密着改善層
１５０ 上部層

Claims (8)

1. ガラス板と、
   前記ガラス板の少なくとも一方の表面に配置された色調補正膜と、
   前記色調補正膜の上に配置され、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を主体とする透明導電層と、
   前記透明導電層の上に配置され、波長６３０ｎｍの光に対する屈折率が１．７以下の上部層と、
   を有し、
   前記色調補正膜は、少なくとも第１の層および第２の層を有し、前記第１の層は、前記第２の層よりも前記ガラス板に近い位置に配置され、かつ波長６３０ｎｍの光に対する第１の層の屈折率は、波長６３０ｎｍの光に対する前記第２の層の屈折率よりも高く、
   前記上部層は、屈折率が１．７超であって最表層に配置される第１上部層と、屈折率が１．７以下であって前記第１上部層の下に配置される第２上部層とを少なくとも有し、
   前記第１上部層は、最上層であり、ＺｒＢＯを含み、
   前記第２上部層は、ＳｉＯ _２ を主体とする、車両用の断熱ガラスユニット。
2. 前記透明導電層は、１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の厚さを有する、請求項１に記載の車両用の断熱ガラスユニット。
3. 前記上部層は、６０ｎｍ以下の厚さを有する、請求項１または２に記載の車両用の断熱ガラスユニット。
4. さらに、前記透明導電層と前記上部層の間に密着改善層を有する、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両用の断熱ガラスユニット。
5. 前記第１の層は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、ＳｉおよびＺｒの少なくとも一種を含む酸化物または酸窒化物で構成される、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の車両用の断熱ガラスユニット。
6. 前記第２の層は、ＳｉＯ_２を主体とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の車両用の断熱ガラスユニット。
7. 前記第１の層は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、ＳｉおよびＺｒの少なくとも一種を含む酸化物または酸窒化物で構成され、
   前記第２の層は、ＳｉＯ_２を主体とする、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の車両用の断熱ガラスユニット。
8. ０．４５以下の放射率を有する、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の車両用の断熱ガラスユニット。

Images