JPH0478574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は良好な赤外線反射特性を有し、かつ皮
膜に亀裂などの欠陥や変形を生じることなく強化
処理を施した赤外線反射膜を硝子に形成するため
の方法に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来より硝子やセラミツクなどの支持体表面に
形成された導電性の良好な二酸化錫膜は約2.4μよ
りも長波長域の赤外線を反射する性質を示すこと
が知られている。さらに二酸化錫膜は可視光線を
透過する性質があることからこれらの性質を利用
した用途、例えば高温炉ののぞき窓の熱遮へい硝
子、保温、保冷効果を高めるための容器やシヨウ
ケースの窓硝子、加熱むらを改善するための天火
やオーブンにおける窓硝子などに利用されてい
る。これらの目的に利用される赤外線反射膜を有
する硝子の実用性の大きい代表的な薬剤組成は塩
化第二錫を主薬剤とし、赤外線反射特性を得るた
めの副薬剤として三塩化アンチモン、弗化水素酸
をメタノールなどの有機溶剤中に均一に溶解した
組成物が賞用されている。硝子における赤外線反
射膜の形成方法としては、あらかじめ450℃以上
に加熱された硝子基材表面に上記の薬剤組成物を
スプレーなどの方法により霧化せしめることによ
り、薬剤を硝子基材表面で熱分解させ、赤外線反
射膜を硝子表面上に形成させている。この場合、
使用される硝子基材は可視光線の良好な透過性、
平滑性、低価格性の諸点から主にソーダライム系
硝子による場合が大半を占めている。これによる
赤外線反射膜を有する硝子は衝撃や熱に対する実
用上の耐久性が十分でないため使用目的によつて
は耐久性を確保するため、しばしば強化処理が施
されるのが通例である。硝子の強化処理に関して
は幾通りかの方法が知られているが、その代表的
なものは硝子を変形させないように支持して軟化
状態にまで加熱し、直ちに両面に冷風を吹きつけ
ることにより、表面層と中間層の間に応力歪差を
施すもので、いわゆる風冷強化処理がなされる。 赤外線反射膜に高効率の赤外線反射性能と実用
上の耐傷性を確保するためには少なくとも赤外線
反射膜の厚みは1000Å〜3000Åを必要とする。赤
外線反射膜を有する硝子としてこれらの項目を満
足させるためには、上記塩化第二錫を主薬剤とし
て三塩化アンチモンを併用する組成物によるもの
では極めて赤外線反射膜の脆性が大きく、膜形成
後の硝子基材を単に放冷するのみの過程で亀裂の
発生が起るため、膜厚みを厚くすることが出来
ず、ましてや風冷強化処理を施すことは困難であ
つた。しかし副薬剤として弗化水素酸を併用する
組成においては、赤外線反射膜の赤外線反射特性
は三塩化アンチモンによる場合と同等であり、さ
らに1000Å〜3000Åの膜厚みにしても亀裂などの
欠陥はみられず、さらには風冷強化処理による亀
裂の発生も避られる性質が付与できるが、弗化水
素酸は極めて腐食性の高い強酸であるため、しば
しば硝子のエツチングに使用される例からみても
明らかであるように、赤外線反射膜の厚みを厚く
するほど硝子基材への浸食が発生し、その結果透
明性が損われてすり硝子状に曇るという欠点があ
つた。さらに強度付与の目的で実施される風冷強
化処理の加工々程は硝子基材の変形や、破損が発
生しやすいものであり、赤外線反射膜を有する硝
子にあつては反射膜が曇る場合、強化処理のため
の再加熱で加熱むらが出るため、特に変形、破損
の発生が顕著であつた。このような現状にあつて
可視光線の透過性が良好であり、赤外線反射特性
に優れた無変形で、赤外反射膜に亀裂の発生がな
く使用の目的に応じて日本工業規格（JIS−Ｒ−
3206）に適合する強化を施した赤外線反射膜を有
する硝子が容易に得られていないのが現状であ
る。 発明の目的 本発明は、赤外線反射膜に高効率の赤外線反射
特性を付与すると共に可視光線の透過性が大きく
基材硝子の強度確保のための風冷強化処理によつ
て亀裂、基材硝子の変形や破損のない赤外線反射
膜を有する硝子を提供するものである。 発明の構成 本発明の方法は、塩化第二錫100重量部と、一
般式Ｒ−NH₂であらわされる脂肪族第一アミン
（ただしＲはアルキル基であり、炭素数１〜６を
示す）と、三弗化硼素との錯化合物0.5重量部〜
15重量部と、メチルアルコールとの均一組成物
を、加熱した硝子表面上で分解して形成すること
を特徴とするもので、皮膜欠陥や硝子変形を生じ
ることなく硝子の強化処理が行えるものである。 実施例の説明 硝子への赤外線反射膜形成にあつて、塩化第二
錫のみによる酸化錫膜を基材とする硝子表面上に
形成した場合、赤外線反射特性はほとんど得られ
ずその膜は極めて脆いものである。酸化錫膜に赤
外線の反射特性を付与するためには、アンチモン
あるいは弗素元素を赤外線反射膜形成時に酸化錫
成分にドーピングすることにより達せられるもの
であり、この基本原理はすでに公知である。これ
らの元素を酸化錫にドーピングするために用いら
れる化合物は、塩化アンチモン、有機アンチモン
系の化合物や、弗化水素酸である。既にこれら公
知の薬剤組成に対して本発明は、同等もしくはそ
れ以上の赤外線反射性能が確保でき、3000Å以上
の膜厚とした場合にあつても基材硝子への薬剤に
よる侵食による白濁や未分解等に基ずく着色がな
く可視光線の透過性が良好であること、さらに使
用目的に応じた基材硝子の強度保持のために施さ
れる赤外線反射膜の急熱急冷による風冷強化処理
に際しても微細な亀裂の発生が除去でき、JIS−
Ｒ−3206を満足する副薬剤として、一般式、Ｒ−
NH₂であらわされる脂肪族第一アミン（たゞし
Ｒはアルキル基であり、炭素数１〜６を示す）と
三弗化硼素との錯化合物（以下三弗化硼素脂肪族
第一アミン錯化合物と称する）を塩化第二錫を主
薬剤として選定し、組み合せることによつて、従
来と同様の赤外線反射膜形成方法によつて本発明
の赤外線反射膜を有する硝子が容易に形成できる
ことを実験的にみい出した。 三弗化硼素脂肪族第一アミン錯化合物を塩化第
一錫に組合せた場合、本発明の目的を満足するに
たる効果を特に顕著に現出するのは次のような理
由に基ずくものと考えられる。 赤外線反射膜を形成するための主薬剤として塩
化第二錫副薬剤として三弗化硼素脂肪族第一アミ
ン錯化合物を組み合せ、メタノールなどの溶媒に
混合してなる組成物を、あらかじめ450℃以上に
加熱した硝子表面にスプレーなどの方法により霧
化した微細粒子が接触した時点で、主剤が熱分解
すると同時に三弗化硼素脂肪族第一アミン錯化合
物もすみやかに熱分解され、極めて効果的に酸化
錫中に三弗化硼素成分がドーピングされるためで
ある。さらに、本発明で使用する三弗化硼素脂肪
族第一アミン錯化合物は塩化第二錫との混合組成
物状態では安定性が良く溶液とした時の分解が起
りにくく赤外線反射膜形成時の加熱硝子基材表面
ではこれに接触すると同時に極めて容易に熱分解
され有機物成分の膜組成中への残留もほとんどな
く、完全な赤外線反射膜への移行が短時間で完結
する性質を有する。この場合副薬剤の熱分解は、
錯結合部分によるものが主であり容易にアミン成
分は飛散するために有機物成分の赤外線反射膜中
への混在がない。また三弗化硼素成分は酸性を示
すが酸化錫とのドーピングに寄与し得なかつた部
分はすみやかに飛散してしまい、可視光線透過性
の良好な赤外線反射硝子が形成できる。 本発明による赤外線反射膜を有する硝子の赤外
線反射特性は、縦軸に赤外線反射率（％）（株式
会社日立製作所製赤外分光光度計にILR−３形反
射セルをセツトし、クロムメツキ鏡板の反射率を
100％とした）を、横軸は赤外線の波長（μ）と
した第１図中曲線１に示すように、従来例の構成
に基ずく弗化水素酸使用による赤外線反射膜を有
する硝子の赤外線反射特性である。曲線２、及
び、三塩化アンチモン使用による曲線３に比較し
て、3.5μより長波長域における赤外線反射性能は
同等もしくはそれ以上が確保できるものである。 赤外線反射特性を確保するために本発明で使用
する一般式、Ｒ−NH₂であらわされる脂肪族第
一ミン類と三弗化硼素との錯化合物においてＲで
示されるアルキル基の炭素数は、板厚３mmのソー
ダ硝子の片面のみに、塩化第二錫100重量部に対
して脂肪族第一アミンの炭素数が１，２，４，
５，６、および８と変化させた三弗化硼素錯化合
物を８重量部加えたアルコールによる均一混合物
を使用し、あらかじめ550℃に加熱した基材に噴
霧、微粒子化した薬剤を接触させ熱分解して3000
Åの反射膜を形成した赤外線反射硝子について、
可視光線平均透過率（％）（島津製作所製分光光
度計UV−120装置による可視光線波長域0.4〜
2.5μの透過率の平均値）を求め第２図の曲線４を
得た。 この結果から、赤外線反射硝子としての各種用
途に供する上で最低限必要であると考えられる可
視光線平均透過率は70％であるとすると、脂肪族
第一アミンと三弗化硼素との錯化合物（BF₃：
NH₂−Ｒ）のＲの本発明における有効な炭素数
は、６以内である。この条件を満足する脂肪族第
一アミンと三弗化硼素との錯化合物は、三弗化硼
素メチルアミン錯化合物、三弗化硼素エチルアミ
ン錯化合物、三弗化硼素プロピルアミン錯化合
物、三弗化硼素ブチルアミン錯化合物、三弗化硼
素ペンチルアミン錯化合物、三弗化硼素ヘキシル
アミン錯化合物である。 脂肪族第一アミンと三弗化硼素との錯化合物の
塩化第二錫に対する組合せ量は、本発明において
は特に限定するものではないが、塩化第二錫に対
する組合せ量を適宜変化させたアルコール均一溶
解組成物により赤外線反射膜の膜厚を3000Åとし
た場合の赤外線反射特性は、赤外線波長3.75μ
（500℃相当）における反射率を縦軸にとり、横軸
は三弗化硼素エチルアミン錯化合物の使用量とし
た第３図の曲線５に示す如く、実用上60％以上の
赤外線反射率が必要であるとの観点に立つて、好
ましくは0.5重量部以上の使用が必要であること
が理解できる。ただし15重量部以上の使用では赤
外線反射特性の向上は頭打ちとなる。本発明の目
的とする強度確保のための風冷強化処理によつ
て、赤外線反射膜の亀裂や、白濁の発生の状態
は、第１表に示すように従来の強化硝子であるNo.
５，６に比較して、本発明による赤外線反射硝子
は本発明の目的を満足するものであり、比較品と
して示した強化硝子に比較して遜色のない強化度
を有しているものである。本発明に

【表】 判定基準 ○ 良好 △ 可 × 不可
おいて赤外線反射膜の形成は片面のみになされる
よりも両面になされた場合の方が表に示すように
赤外線反射特性は大きいものとなり、使用する用
途に応じて適宜反射膜の両面形成が実施できるも
のである。 赤外線反射膜形成用組成物を構成する溶剤成分
は、特に限定するものではなく、アルコール系溶
剤を中心に使用すれば良く、基材硝子は価格の
面、及び本発明の目的とする風冷強化処理を施す
点からソーダ硝子の選定使用が適している。 次に本発明による赤外線反射膜を有する硝子の
実施例で得られた赤外線反射特性、可視光線透過
特性、ガラス強化特性、ガラス耐衝撃特性につい
て以下に説明する。 塩化第二錫（Sucl₄） 100（重量部） 三弗化硼素エチルアミン錯化合物８（ 〃 ） メチルアルコール 100（ 〃 ） これらの均一混合溶液を、300×300mm、板厚み
５mmのガラスの上端部を吊り下げ具で鋏み、550
℃に加熱したガラスの片面及び両面に酸化錫膜厚
として3000±150Åとなるように噴霧して膜を形
成後600℃に再加熱し、赤熱状態の硝子を、あら
かじめ向かい合せの多数のノズル口から噴出して
いる空気流の中に投入し風冷強化を施した。この
ようにして得た本発明の強化ガラスは、全く変形
がなく、反射膜に亀裂く白濁の発生が発見できな
かつた。赤外線反射特性は2.5μ以上の長波長領域
で、片面にのみ3000±150Åの赤外線反射膜を形
成した硝子は80％の赤外線反射率を示し、両面に
赤外線反射膜を形成した硝子は85％を示した。ま
た波長域0.4〜2.5μの可視光線平均透過率は、そ
れぞれ78％，70％であつた。風冷強化度を判断す
るため、これら二種類の赤外線反射硝子を破壊
し、破壊起点から80mm離れた箇所から50×50mmの
面積を定め破片数を求めた結果、片面に赤外線反
射膜を形成した硝子は151個であり両面に形成し
た硝子は155個であつた。（JIS−Ｒ−3206によれ
ば、５mmの板硝子の場合の強化破片数は60個以上
と定められている。）同様にして別の未試験赤外
線反射硝子をJIS−Ｒ−3206，６−６衝撃試験法
に基づき、重量225±５ｇ、直径φ38mmの鋼球の
自然落下（５試料の平均値）による非破壊の平均
距離を求めた結果、赤外線反射膜を片面に形成し
た硝子は、2.6ｍを示し、両面に形成した硝子は
2.8ｍを示した。（JIS−Ｒ−3206，６−６衝撃試
験法によれば鋼球落下高さは2.5ｍ以上である。） 以上の本発明による赤外線反射膜を有する硝子
の諸特性に対する従来例による赤外線反射膜を有
する硝子のそれらの諸特性を比較試料によつて説
明する。 比較試料−１ 塩化第二錫（Sncl₄） 100（重量部） 三塩化アンチモン（Sbcl₃） ５（ 〃 ） メチルアルコール 100（ 〃 ） この均一混合液を上記と同様の方法で処理し、
強化硝子とした結果、硝子の全面に微細な亀裂が
無数に発生し、すり硝子状となつた。 比較試料−２ 塩化第二錫（Sncl₄） 100（重量部） 弗化水素（HF25重量％） 10（ 〃 ） メチルアルコール 100（ 〃 ） これらの均一混合溶液を上記本発明による実施
例と同様の方法により処理し、赤外線反射膜を片
面に形成した硝子と、両面に形成した硝子を得
た。これらの硝子は亀裂の発生はみられなかつた
が白濁が強くみられ、赤外線反射特性はそれぞれ
79％及び87％を示したが、可視光線平均透過率は
55％及び45％であつた。 JIS−Ｒ−3206による硝子の破片数はそれぞれ
155個及び152個であり、JIS−Ｒ−3206、606衝撃
試験結果は2.6ｍ及び2.7ｍであつた。 この比較試料−２の内、片面のみに赤外線反射
膜を形成した硝子は変形が観察され、試片を垂直
に立て、それに定規をあてて、端面にすきまを作
らないようにした場合、一方の端面に硝子長さ
300mmに対して２％の「そり」が発生した。硝子
の両面に赤外線反射膜を形成した硝子は全く変形
を検出できなかつた。この「そり」は、赤外線反
射膜を形成した面が弧状に変形した外側にくるよ
うに発生していた。 発明の効果 以上の説明から明らかであるように、本発明に
よれば、塩化第二錫に、赤外線反射特性を確保す
るものとして、三弗化硼素アルキル第一アミン錯
化合物を組み合せた組成物により赤外線反射膜を
形成することによつて、従来の赤外線反射硝子の
ように反射膜としては透明性が良好であつたとし
ても風冷強化を施すと亀裂が発生したり白濁が発
生するため、強化処理のために硝子を再加熱した
場合、昇温バランスが均一とならないため、強冷
強化時に硝子に「そり」を発生するなどの欠点が
除去できJIS−Ｒ−3206を満足する風冷強化を施
した赤外線反射硝子が形成でき、この実用性は特
に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は赤外線反射特性の比較図、第２図は一
般式、Ｒ−NH₂であらわされる脂肪族第一アミ
ンと三弗化硼素との錯化合物のアルキル基の炭素
数の変化による可視光線平均透過率（％）を示す
図、第３図はSncl₄100重量部に対する三弗化硼素
エチルアミン錯化合物の添加量変化に及ぼす赤外
線反射特性を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塩化第二錫100重量部と、一般式Ｒ−NH₂で
   あらわされる脂肪族第一アミン（ただしＲはアル
   キル基であり、炭素数１〜６を示す）と、三弗化
   硼素との錯化合物0.5重量部〜15重量部と、メチ
   ルアルコールとの均一組成物を、加熱した硝子表
   面上で分解することにより、この硝子表面上に赤
   外線反射膜を形成することを特徴とする硝子にお
   ける赤外線反射膜の形成方法。 ２ 赤外線反射膜を形成した後再加熱し、硝子の
   軟化状態から急冷して強化を施したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の硝子における
   赤外線反射膜の形成方法。 ３ 硝子の両面にほゞ同程度の赤外線反射率とな
   るように赤外線反射膜を形成した後再加熱し、硝
   子の軟化状態から急冷して強化を施したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の硝子にお
   ける赤外線反射膜の形成方法。