JPH05301743A - Glass with hard carbon film and heat ray reflecting glass - Google Patents
Glass with hard carbon film and heat ray reflecting glassInfo
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- JPH05301743A JPH05301743A JP15405892A JP15405892A JPH05301743A JP H05301743 A JPH05301743 A JP H05301743A JP 15405892 A JP15405892 A JP 15405892A JP 15405892 A JP15405892 A JP 15405892A JP H05301743 A JPH05301743 A JP H05301743A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
- C03C17/3429—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating
- C03C17/3441—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials at least one of the coatings being a non-oxide coating comprising carbon, a carbide or oxycarbide
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は硬質カーボン膜付きガラ
ス、および、耐擦傷性に優れた熱線反射ガラスに関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass with a hard carbon film, and a heat ray reflective glass excellent in scratch resistance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ビルや自動車に熱線反射ガラスが
多く使われるようになってきた。熱線反射ガラスは熱線
と呼ばれる主として近赤外領域の波長の光を反射し、可
視領域の光を透過する機能を持つ。このガラスを用いる
ことにより、特に夏期には室内の温度上昇を抑え、冷房
のエネルギーを低減させることができる。2. Description of the Related Art In recent years, heat-reflecting glass has been widely used in buildings and automobiles. The heat ray reflective glass has a function of reflecting light mainly having a wavelength in the near infrared region called heat ray and transmitting light in the visible region. By using this glass, the temperature rise in the room can be suppressed and the energy for cooling can be reduced especially in summer.
【０００３】熱線反射ガラスとしては板ガラスの上にＳ
ＵＳ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属、ＴｉＮx 、ＣｒＮx 、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 などの窒化物、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、
ＳＵＳＯx 、ＣｒＯx などの酸化物の薄膜をコートした
ものが知られている。膜構成は単層またはこれらを組み
合わせた多層であり、合計膜厚は数ｎｍ〜数百ｎｍであ
る。後者の場合は膜材料、膜構成、膜厚を変化させるこ
とにより、光の干渉効果を利用して多様な色調の熱線反
射ガラスを製造することができる。近年は熱線反射ガラ
スの色調がビル外観の意匠を決定する際の重要な要素と
なっている。As the heat ray reflective glass, S is formed on the plate glass.
Metals such as US, Cr, Ag, TiN x , CrN x , S
i 3 N 4 and other nitrides, TiO 2 , SnO 2 , ZnO,
It is known that a thin film of an oxide such as SUSO x or CrO x is coated. The film structure is a single layer or a multilayer in which these are combined, and the total film thickness is several nm to several hundreds nm. In the latter case, by changing the film material, film structure, and film thickness, it is possible to manufacture heat ray reflective glass of various colors using the interference effect of light. In recent years, the color tone of heat-reflecting glass has become an important factor in determining the appearance of a building.
【０００４】薄膜のコーティング方法としては、スパッ
タ法などのドライプロセスやスプレー法などのウェット
プロセスが用いられている。As a thin film coating method, a dry process such as a sputtering method or a wet process such as a spray method is used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】現在、熱線反射ガラス
に用いられている膜は膜の機械的または化学的耐久性が
充分とはいえず、キズによるクレームの発生やガラスの
板厚の変化による色調の変化が問題となっている。例え
ばスパッタ法で製造された熱線反射ガラスは膜のガラス
基板との付着力が不充分であること、また、多層膜構成
において吸収膜として用いられているＴｉＮx などの窒
化膜が化学的耐久性が弱いことなどから、膜面を室内側
として使われている。そのため、同じ構成で膜をつけて
もガラス板厚の変化によって色調が微妙に変化してしま
う。At present, the film used for the heat ray reflective glass is not sufficient in mechanical or chemical durability of the film, and it is caused by the occurrence of complaints due to scratches or the change in glass thickness. The change in color is a problem. For example, the heat ray-reflecting glass produced by the sputtering method has insufficient adhesion of the film to the glass substrate, and the nitride film such as TiN x used as the absorption film in the multilayer film structure is chemically durable. The membrane surface is used as the indoor side due to its weakness. Therefore, even if a film is attached with the same configuration, the color tone changes subtly due to the change in glass plate thickness.
【０００６】また、スプレー法で製造された熱線反射ガ
ラスには主にＴｉＯ2 膜が使われており、膜面を室外側
として使用可能であるが、膜厚の微妙なコントロールが
できないため、単層膜構成に限られ、色調が限られる。
スプレー法でつけた膜の機械的耐久性は必ずしも充分と
はいえないが、膜面を室外側として使用できるのは、熱
線反射ガラス自体の透過率が高いため、傷がついても目
立ちにくいためである。Further, a TiO 2 film is mainly used in the heat ray reflective glass produced by the spray method, and the film surface can be used as the outdoor side, but since the film thickness cannot be delicately controlled, It is limited to the layered film structure, and the color tone is limited.
Although the mechanical durability of the film applied by the spray method is not always sufficient, the film surface can be used as the outdoor side because the heat-reflecting glass itself has high transmittance and is not easily noticeable even if scratched. is there.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決すべくなされたものであり、硬質カーボン膜を単層あ
るいは多層膜構成の最上層に用いるか、または、単に現
行の多層膜構成の上から薄く保護膜として用いることに
より、膜面を室外側として使用可能な機械的、化学的耐
久性に優れた熱線反射ガラスを提供するものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a hard carbon film is used as the uppermost layer of a single-layer or multi-layer film structure, or simply a current multi-layer film structure. By providing a thin protective film from above, a heat ray-reflecting glass having excellent mechanical and chemical durability can be used, with the film surface used as the outdoor side.
【０００８】即ち、本発明はガラス基板上に、１層また
は多層からなる薄膜が形成され、その最外層が硬質カー
ボン膜であることを特徴とする硬質カーボン膜付きガラ
ス、および、ガラス基板上に、熱線反射膜を含む少なく
とも１層の薄膜が形成され、さらにその外に、最外層と
して硬質カーボン膜が形成されていることを特徴とする
熱線反射ガラスを提供するものである。That is, according to the present invention, a thin film comprising one layer or multiple layers is formed on a glass substrate, and the outermost layer is a hard carbon film. The present invention provides a heat ray reflective glass characterized in that at least one thin film including a heat ray reflective film is formed, and a hard carbon film is formed as an outermost layer on the thin film.
【０００９】硬質カーボン膜（ｉ−カーボン、ダイヤモ
ンドライクカーボン（ＤＬＣ）とも呼ばれる）は非晶質
のカーボン膜で、一部ダイヤモンド構造とグラファイト
構造が混ざり合った中間の構造を有し、ビッカース硬度
が２０００〜６０００の膜である。硬質カーボン膜は表
面平滑性に優れ、表面の摩擦係数が小さく、また、化学
的にも不活性であること、更に、ぬれ性が悪いのでガラ
スより汚れにくいなど、保護膜として優れた特性を有し
ている。硬質カーボン膜はＣＶＤ法による成膜が一般的
であるが、スパッタ法やイオンビームを用いた方法など
でも成膜可能である。硬質カーボン膜は成膜条件により
透過色がほぼ透明なものから、濃い茶色なものまで形成
可能である。A hard carbon film (also called i-carbon, diamond-like carbon (DLC)) is an amorphous carbon film, which has an intermediate structure in which a diamond structure and a graphite structure are partially mixed and has a Vickers hardness. It is a film of 2000 to 6000. The hard carbon film has excellent surface smoothness, a small coefficient of friction on the surface, is chemically inactive, and has poor wettability so that it is less likely to be soiled than glass. is doing. The hard carbon film is generally formed by a CVD method, but it can also be formed by a sputtering method or a method using an ion beam. The hard carbon film can be formed from a transparent color to a transparent color to a dark brown color depending on the film forming conditions.
【００１０】硬質カーボン膜自体にはあまり良好な熱線
反射性能は望めない。したがって、硬質カーボン膜のみ
をガラス板上に形成するときには、特に意匠性のみが重
視される場合に限られる。前述のように最近はビルの外
観の意匠を決める上でガラスの色調の占める割合が大き
い。硬質カーボン膜を単層のみ付けたガラスはブロンズ
色を呈し、現在あるブロンズ色の熱線吸収ガラスによく
似たものとなる。The hard carbon film itself cannot be expected to have very good heat ray reflection performance. Therefore, when only the hard carbon film is formed on the glass plate, it is limited to the case where only the designability is particularly important. As mentioned above, the proportion of glass tones has recently been large in determining the appearance of buildings. The glass with only a single layer of hard carbon film has a bronze color, which is very similar to the existing bronze-colored heat ray absorbing glass.
【００１１】この場合、単層の硬質カーボン膜の膜厚
は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度であることが好まし
い。１００ｎｍを超えると膜の内部応力が大きくなり、
はがれやすくなる。また、５ｎｍ未満であると、汚れに
くい性質が充分発揮されなくなるからである。In this case, the film thickness of the single-layer hard carbon film is preferably about 5 nm or more and 100 nm or less. If it exceeds 100 nm, the internal stress of the film will increase,
Easy to peel off. Also, if it is less than 5 nm, the property of being less likely to become dirty is not sufficiently exhibited.
【００１２】良好な熱線反射性能を出すためには、多層
膜構成をし、硬質カーボン膜以外に熱線反射性能を持つ
膜を使用する必要がある。図１は本発明の熱線反射ガラ
スの一例の断面図である。ここで１はガラス基板であ
り、２は熱線反射膜、３は硬質カーボン膜である。In order to obtain good heat ray reflection performance, it is necessary to have a multilayer structure and use a film having heat ray reflection performance in addition to the hard carbon film. FIG. 1 is a sectional view of an example of the heat ray reflective glass of the present invention. Here, 1 is a glass substrate, 2 is a heat ray reflective film, and 3 is a hard carbon film.
【００１３】熱線反射膜２としては、特に限定されず、
ＳＵＳ（ステンレス）、Ｃｒ等の金属、ＴｉＮx 、Ｃｒ
Ｎx 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の窒化物、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｚ
ｎＯ、ＳＵＳＯx （ＳＵＳの酸化物）、ＣｒＯx 、ＩＴ
Ｏ（インジウム−錫酸化物）等の酸化物などからなる単
層膜、またはこれらの膜を組み合わせた多層膜、または
これらの膜と他の膜を積層した多層膜、等が挙げられ
る。熱線反射膜２の成膜方法も特に限定されず、スパッ
タ法、イオンプレーティング法、蒸着法等のドライプロ
セスやスプレー法等のウエットプロセス等が使用でき
る。The heat ray reflective film 2 is not particularly limited,
Metals such as SUS (stainless steel) and Cr, TiN x , Cr
Nx , Si 3 N 4 and other nitrides, TiO 2 , SnO 2 , Z
nO, SUSO x (SUS oxide), CrO x , IT
A single layer film made of an oxide such as O (indium-tin oxide), a multilayer film in which these films are combined, a multilayer film in which these films and another film are stacked, and the like can be given. The method for forming the heat ray reflective film 2 is not particularly limited, and a dry process such as a sputtering method, an ion plating method, a vapor deposition method or a wet process such as a spray method can be used.
【００１４】硬質カーボン膜３の成膜方法は前述のよう
にＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビームを用いる方法な
どが挙げられるが、基板または下層の膜との付着力を上
げるためには、イオンビームを用いる方法が望ましく、
また、多層膜構成の場合には他の膜を成膜したのと同一
の真空チャンバー内で成膜することが望ましい。また、
上記の他の膜もイオンビームを用いた成膜法、例えば蒸
着またはスパッタしながらイオンビームを照射するよう
な方法で成膜すれば、最終的に作られた熱線反射ガラス
はさらに機械的耐久性に優れたものとなる。As the method for forming the hard carbon film 3, the CVD method, the sputtering method, the method using an ion beam and the like can be mentioned as mentioned above. In order to increase the adhesion to the substrate or the underlying film, the ion beam is used. Is preferable,
Further, in the case of a multilayer film structure, it is desirable to form the film in the same vacuum chamber in which the other film is formed. Also,
If the above-mentioned other films are also formed by a film-forming method using an ion beam, for example, a method of irradiating an ion beam while performing vapor deposition or sputtering, the final heat-reflecting glass will have even more mechanical durability. Will be excellent.
【００１５】硬質カーボン膜３は、熱線反射膜２との干
渉を利用して、透過率、反射率、色調その他の光学性能
を調節するための多層うちの１層として、その光学設計
に必要な膜厚で設けられていてもよいし、干渉を利用せ
ず、単に保護膜として薄く設けられてもよい。多層膜の
最外層として形成する硬質カーボン膜の膜厚も、上述の
単層の場合と同様の理由で、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下
程度であることが好ましい。The hard carbon film 3 is one layer out of the multiple layers for adjusting optical characteristics such as transmittance, reflectance, color tone and the like by utilizing interference with the heat ray reflective film 2, and is necessary for its optical design. It may be provided with a film thickness, or may be provided simply as a protective film without utilizing interference. The film thickness of the hard carbon film formed as the outermost layer of the multilayer film is preferably about 5 nm or more and 100 nm or less for the same reason as in the case of the above-mentioned single layer.
【００１６】以上のように製造された熱線反射ガラスは
膜面を室外側にして使用することができ、かつ、ドライ
プロセスで成膜すれば膜構成を多層にすることもでき、
また、光の干渉作用により多様な色調を出すこともでき
る。The heat ray-reflecting glass manufactured as described above can be used with its film surface facing outside, and if the film is formed by a dry process, the film structure can be multi-layered.
Also, various color tones can be produced by the interference effect of light.
【００１７】[0017]
【作用】本発明において硬質カーボン膜は熱線反射ガラ
スの機械的、化学的耐久性を向上させる作用をなす。単
層で用いる場合には言うまでもなく膜自体の高耐久性の
ためであり、多層で用い得る場合には保護膜の役目をす
る。In the present invention, the hard carbon film serves to improve the mechanical and chemical durability of the heat ray reflective glass. Needless to say, when it is used as a single layer, it is because of the high durability of the film itself, and when it can be used as a multilayer, it serves as a protective film.
【００１８】[0018]
＜実施例１＞ソーダライムガラス基板の上にダブルイオ
ンビームを用いて硬質カーボン膜を成膜した。手順は以
下の通りである。先ず真空チャンバー２１内を真空ポン
プ２６により、５×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した。次
にイオンガン２２よりアルゴンイオンビームをグラファ
イトターゲット２３に照射し、イオンビームスパッタを
行った。同時にイオンガン２４より水素イオンビームを
ガラス基板２５に向け照射し、ガラス基板上に硬質カー
ボン膜を成膜した。<Example 1> A hard carbon film was formed on a soda lime glass substrate by using a double ion beam. The procedure is as follows. First, the inside of the vacuum chamber 21 was evacuated to 5 × 10 −6 Torr or less by the vacuum pump 26. Next, the graphite target 23 was irradiated with an argon ion beam from the ion gun 22 to perform ion beam sputtering. At the same time, the glass substrate 25 was irradiated with a hydrogen ion beam from the ion gun 24 to form a hard carbon film on the glass substrate.
【００１９】このときのイオンガン２２および２４の加
速電圧はそれぞれ１２００Ｖ、１０００Ｖであり、ま
た、アルゴンイオン、水素イオンのビーム電流密度はそ
れぞれ、３．２ｍＡ／ｃｍ2 、６４μＡ／ｃｍ2 であっ
た。成膜中の真空度は３．０×１０-4Ｔｏｒｒであっ
た。膜厚は５０ｎｍであり、可視光線簡易透過率（朝日
分光社製モデル３０４により測定）は３３％であった。The acceleration voltage of the ion gun 22 and 24 at this time is respectively 1200 V, 1000V, also argon ion, respectively beam current density of hydrogen ions, 3.2 mA / cm 2, was 64μA / cm 2. The degree of vacuum during film formation was 3.0 × 10 −4 Torr. The film thickness was 50 nm, and the visible light simple transmittance (measured by Model 304 manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.) was 33%.
【００２０】成膜した硬質カーボン膜の機械的耐久性お
よび化学的耐久性を調べた。機械的耐久性はテーバー摩
耗試験（摩耗輪ＣＳ−１０、荷重５００ｇ）前後の透過
率変化で、化学的耐久性は酸、アルカリについてそれぞ
れ０．１規定シュウ酸溶液および０．１規定水酸化ナト
リウム溶液を９０℃に加熱したものに２時間浸漬し、そ
の前後の透過率変化で調べた。The mechanical durability and chemical durability of the formed hard carbon film were investigated. Mechanical durability is the change in transmittance before and after the Taber abrasion test (abrasion wheel CS-10, load 500 g), and chemical durability is 0.1 N oxalic acid solution and 0.1 N sodium hydroxide for acid and alkali, respectively. The solution was immersed in what was heated at 90 ° C. for 2 hours, and the change in transmittance before and after that was examined.
【００２１】比較のためにソーダライムガラス基板上
に、現在、単層膜構成での熱線反射ガラスの膜材料とし
て使われているＴｉＮx 膜をスパッタ法で５０ｎｍつ
け、上記と同様な方法で膜の機械的耐久性および化学的
耐久性を調べた。結果を表１に示した。For comparison, a TiN x film, which is currently used as a film material for heat ray reflective glass having a single-layer film structure, is deposited on a soda lime glass substrate by sputtering to a thickness of 50 nm, and the film is formed by the same method as described above. Was tested for mechanical durability and chemical durability. The results are shown in Table 1.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 1]
【００２３】硬質カーボン膜はＴｉＮx 膜に比べて透過
率変化が格段に少なく、機械的耐久性、化学的耐久性が
優れていることがわかる。It can be seen that the hard carbon film has much less change in transmittance than the TiN x film, and has excellent mechanical durability and chemical durability.
【００２４】＜実施例２＞ソーダライムガラス基板上に
スパッタ法でＴｉＮx 膜を３５ｎｍの厚さに成膜した。
さらにその上から実施例１と同様な方法で硬質カーボン
膜を成膜した。硬質カーボン膜を成膜しないもの、硬質
カーボン膜を厚さ５ｎｍおよび１０ｎｍ成膜したものの
３種類のサンプルについて、その機械的耐久性および化
学的耐久性を実施例１と同様な方法で調べた。結果を表
２に示す。Example 2 A TiN x film having a thickness of 35 nm was formed on a soda lime glass substrate by a sputtering method.
Furthermore, a hard carbon film was formed thereon from above by the same method as in Example 1. The mechanical durability and the chemical durability of three types of samples, that is, a film in which a hard carbon film was not formed and a film in which a hard carbon film was formed to a thickness of 5 nm and 10 nm, were examined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
【００２５】[0025]
【表２】 [Table 2]
【００２６】以上の結果により硬質カーボン膜をオーバ
ーコートすれば機械的耐久性、化学的耐久性を格段に向
上することができることがわかる。From the above results, it is understood that overcoating the hard carbon film can remarkably improve the mechanical durability and the chemical durability.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明によれば熱線反射ガラスの機械
的、化学的耐久性を格段に向上することができる。ま
た、ガラス表面より汚れにくい、建築用、自動車用等に
最適な窓ガラスも提供できる。According to the present invention, the mechanical and chemical durability of the heat ray reflective glass can be remarkably improved. Further, it is possible to provide a window glass which is less likely to be soiled than the glass surface and is most suitable for construction, automobiles and the like.
【図１】本発明の熱線反射ガラスの一例の断面図FIG. 1 is a sectional view of an example of the heat ray reflective glass of the present invention.
【図２】実施例１における硬質カーボン膜成膜装置の概
略図2 is a schematic view of a hard carbon film forming apparatus in Example 1. FIG.
１：ガラス基板 ２：熱線反射膜 ３：硬質カーボン膜 ２１：真空チャンバー ２２、２４：イオンガン ２３：グラファイトターゲット ２５：ガラス基板 ２６：真空ポンプ 1: Glass substrate 2: Heat ray reflective film 3: Hard carbon film 21: Vacuum chamber 22, 24: Ion gun 23: Graphite target 25: Glass substrate 26: Vacuum pump
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年９月２日[Submission date] September 2, 1992
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は硬質カーボン膜付きガラ
ス、および、耐擦傷性に優れた熱線反射ガラスに関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass with a hard carbon film, and a heat ray reflective glass excellent in scratch resistance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ビルや自動車に熱線反射ガラスが
多く使われるようになってきた。熱線反射ガラスは熱線
と呼ばれる主として近赤外領域の波長の光を反射し、可
視領域の光を透過する機能を持つ。このガラスを用いる
ことにより、特に夏期には室内の温度上昇を抑え、冷房
のエネルギーを低減させることができる。2. Description of the Related Art In recent years, heat-reflecting glass has been widely used in buildings and automobiles. The heat ray reflective glass has a function of reflecting light mainly having a wavelength in the near infrared region called heat ray and transmitting light in the visible region. By using this glass, the temperature rise in the room can be suppressed and the energy for cooling can be reduced especially in summer.
【０００３】熱線反射ガラスとしては板ガラスの上にＳ
ＵＳ、Ｃｒ、Ａｇなどの金属、ＴｉＮx 、ＣｒＮx 、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 などの窒化物、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、ＺｎＯ、
ＳＵＳＯx 、ＣｒＯx などの酸化物の薄膜をコートした
ものが知られている。膜構成は単層またはこれらを組み
合わせた多層であり、合計膜厚は数ｎｍ〜数百ｎｍであ
る。後者の場合は膜材料、膜構成、膜厚を変化させるこ
とにより、光の干渉効果を利用して多様な色調の熱線反
射ガラスを製造することができる。近年は熱線反射ガラ
スの色調がビル外観の意匠を決定する際の重要な要素と
なっている。As the heat ray reflective glass, S is formed on the plate glass.
Metals such as US, Cr, Ag, TiN x , CrN x , S
i 3 N 4 and other nitrides, TiO 2 , SnO 2 , ZnO,
It is known that a thin film of an oxide such as SUSO x or CrO x is coated. The film structure is a single layer or a multilayer in which these are combined, and the total film thickness is several nm to several hundreds nm. In the latter case, by changing the film material, film structure, and film thickness, it is possible to manufacture heat ray reflective glass of various colors using the interference effect of light. In recent years, the color tone of heat-reflecting glass has become an important factor in determining the appearance of a building.
【０００４】薄膜のコーティング方法としては、スパッ
タ法などのドライプロセスやスプレー法などのウェット
プロセスが用いられている。As a thin film coating method, a dry process such as a sputtering method or a wet process such as a spray method is used.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】現在、熱線反射ガラス
に用いられている膜は膜の機械的または化学的耐久性が
充分とはいえず、キズによるクレームの発生やガラスの
板厚の変化による色調の変化が問題となっている。例え
ばスパッタ法で製造された熱線反射ガラスは膜のガラス
基板との付着力が不充分であること、また、多層膜構成
において吸収膜として用いられているＴｉＮx などの窒
化膜が化学的耐久性が弱いことなどから、膜面を室内側
として使われている。そのため、同じ構成で膜をつけて
もガラス板厚の変化によって色調が微妙に変化してしま
う。At present, the film used for the heat ray reflective glass is not sufficient in mechanical or chemical durability of the film, and it is caused by the occurrence of complaints due to scratches or the change in glass thickness. The change in color is a problem. For example, the heat ray-reflecting glass produced by the sputtering method has insufficient adhesion of the film to the glass substrate, and the nitride film such as TiN x used as the absorption film in the multilayer film structure is chemically durable. The membrane surface is used as the indoor side due to its weakness. Therefore, even if a film is attached with the same configuration, the color tone changes subtly due to the change in glass plate thickness.
【０００６】また、スプレー法で製造された熱線反射ガ
ラスには主にＴｉＯ2 膜が使われており、膜面を室外側
として使用可能であるが、膜厚の微妙なコントロールが
できないため、単層膜構成に限られ、色調が限られる。
スプレー法でつけた膜の機械的耐久性は必ずしも充分と
はいえないが、膜面を室外側として使用できるのは、熱
線反射ガラス自体の透過率が高いため、傷がついても目
立ちにくいためである。Further, a TiO 2 film is mainly used in the heat ray reflective glass produced by the spray method, and the film surface can be used as the outdoor side, but since the film thickness cannot be delicately controlled, It is limited to the layered film structure, and the color tone is limited.
Although the mechanical durability of the film applied by the spray method is not always sufficient, the film surface can be used as the outdoor side because the heat-reflecting glass itself has a high transmittance and is not easily noticeable even if scratched. is there.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決すべくなされたものであり、硬質カーボン膜を単層あ
るいは多層膜構成の最上層に用いるか、または、単に現
行の多層膜構成の上から薄く保護膜として用いることに
より、膜面を室外側として使用可能な機械的、化学的耐
久性に優れた熱線反射ガラスを提供するものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a hard carbon film is used as the uppermost layer of a single-layer or multi-layer film structure, or simply a current multi-layer film structure. By providing a thin protective film from above, a heat ray-reflecting glass having excellent mechanical and chemical durability can be used, with the film surface used as the outdoor side.
【０００８】即ち、本発明はガラス基板上に、１層また
は多層からなる薄膜が形成され、その最外層が硬質カー
ボン膜であることを特徴とする硬質カーボン膜付きガラ
ス、および、ガラス基板上に、熱線反射膜を含む少なく
とも１層の薄膜が形成され、さらにその外に、最外層と
して硬質カーボン膜が形成されていることを特徴とする
熱線反射ガラスを提供するものである。That is, according to the present invention, a thin film comprising one layer or multiple layers is formed on a glass substrate, and the outermost layer is a hard carbon film. The present invention provides a heat ray reflective glass characterized in that at least one thin film including a heat ray reflective film is formed, and a hard carbon film is formed as an outermost layer on the thin film.
【０００９】硬質カーボン膜（ｉ−カーボン、ダイヤモ
ンドライクカーボン（ＤＬＣ）とも呼ばれる）は非晶質
のカーボン膜で、一部ダイヤモンド構造とグラファイト
構造が混ざり合った中間の構造を有し、ビッカース硬度
が２０００〜６０００の膜である。硬質カーボン膜は表
面平滑性に優れ、表面の摩擦係数が小さく、また、化学
的にも不活性であること、更に、ぬれ性が悪いのでガラ
スより汚れにくいなど、保護膜として優れた特性を有し
ている。硬質カーボン膜はＣＶＤ法による成膜が一般的
であるが、スパッタ法やイオンビームを用いた方法など
でも成膜可能である。硬質カーボン膜は成膜条件により
透過色がほぼ透明なものから、濃い茶色なものまで形成
可能である。A hard carbon film (also called i-carbon, diamond-like carbon (DLC)) is an amorphous carbon film, which has an intermediate structure in which a diamond structure and a graphite structure are partially mixed and has a Vickers hardness. It is a film of 2000 to 6000. The hard carbon film has excellent surface smoothness, a small coefficient of friction on the surface, is chemically inactive, and has poor wettability so that it is less likely to be soiled than glass. is doing. The hard carbon film is generally formed by a CVD method, but it can also be formed by a sputtering method or a method using an ion beam. The hard carbon film can be formed from a transparent color to a transparent color to a dark brown color depending on the film forming conditions.
【００１０】硬質カーボン膜自体にはあまり良好な熱線
反射性能は望めない。したがって、硬質カーボン膜のみ
をガラス板上に形成するときには、特に意匠性のみが重
視される場合に限られる。前述のように最近はビルの外
観の意匠を決める上でガラスの色調の占める割合が大き
い。硬質カーボン膜を単層のみ付けたガラスはブロンズ
色を呈し、現在あるブロンズ色の熱線吸収ガラスによく
似たものとなる。The hard carbon film itself cannot be expected to have very good heat ray reflection performance. Therefore, when only the hard carbon film is formed on the glass plate, it is limited to the case where only the designability is particularly important. As mentioned above, the proportion of glass tones has recently been large in determining the appearance of buildings. The glass with only a single layer of hard carbon film has a bronze color, which is very similar to the existing bronze-colored heat ray absorbing glass.
【００１１】この場合、単層の硬質カーボン膜の膜厚
は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度であることが好まし
い。１００ｎｍを超えると膜の内部応力が大きくなり、
はがれやすくなる。また、５ｎｍ未満であると、汚れに
くい性質が充分発揮されなくなるからである。In this case, the film thickness of the single-layer hard carbon film is preferably about 5 nm or more and 100 nm or less. If it exceeds 100 nm, the internal stress of the film will increase,
Easy to peel off. Also, if it is less than 5 nm, the property of being less likely to become dirty is not sufficiently exhibited.
【００１２】良好な熱線反射性能を出すためには、多層
膜構成をし、硬質カーボン膜以外に熱線反射性能を持つ
膜を使用する必要がある。図１は本発明の熱線反射ガラ
スの一例の断面図である。ここで１はガラス基板であ
り、２は熱線反射膜、３は硬質カーボン膜である。In order to obtain good heat ray reflection performance, it is necessary to have a multilayer structure and use a film having heat ray reflection performance in addition to the hard carbon film. FIG. 1 is a sectional view of an example of the heat ray reflective glass of the present invention. Here, 1 is a glass substrate, 2 is a heat ray reflective film, and 3 is a hard carbon film.
【００１３】熱線反射膜２としては、特に限定されず、
ＳＵＳ（ステンレス）、Ｃｒ等の金属、ＴｉＮx 、Ｃｒ
Ｎx 、Ｓｉ3 Ｎ4 等の窒化物、ＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 、Ｚ
ｎＯ、ＳＵＳＯx （ＳＵＳの酸化物）、ＣｒＯx 、ＩＴ
Ｏ（インジウム−錫酸化物）等の酸化物などからなる単
層膜、またはこれらの膜を組み合わせた多層膜、または
これらの膜と他の膜を積層した多層膜、等が挙げられ
る。熱線反射膜２の成膜方法も特に限定されず、スパッ
タ法、イオンプレーティング法、蒸着法等のドライプロ
セスやスプレー法等のウエットプロセス等が使用でき
る。The heat ray reflective film 2 is not particularly limited,
Metals such as SUS (stainless steel) and Cr, TiN x , Cr
Nx , Si 3 N 4 and other nitrides, TiO 2 , SnO 2 , Z
nO, SUSO x (SUS oxide), CrO x , IT
A single layer film made of an oxide such as O (indium-tin oxide), a multilayer film in which these films are combined, a multilayer film in which these films and another film are stacked, and the like can be given. The method for forming the heat ray reflective film 2 is not particularly limited, and a dry process such as a sputtering method, an ion plating method, a vapor deposition method or a wet process such as a spray method can be used.
【００１４】硬質カーボン膜３の成膜方法は前述のよう
にＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビームを用いる方法な
どが挙げられるが、基板または下層の膜との付着力を上
げるためには、イオンビームを用いる方法が望ましく、
また、多層膜構成の場合には他の膜を成膜したのと同一
の真空チャンバー内で成膜することが望ましい。また、
上記の他の膜もイオンビームを用いた成膜法、例えば蒸
着またはスパッタしながらイオンビームを照射するよう
な方法で成膜すれば、最終的に作られた熱線反射ガラス
はさらに機械的耐久性に優れたものとなる。As the method for forming the hard carbon film 3, the CVD method, the sputtering method, the method using an ion beam and the like can be mentioned as mentioned above. In order to increase the adhesion to the substrate or the underlying film, the ion beam is used. Is preferable,
Further, in the case of a multilayer film structure, it is desirable to form the film in the same vacuum chamber in which the other film is formed. Also,
If the above-mentioned other films are also formed by a film-forming method using an ion beam, for example, a method of irradiating an ion beam while performing vapor deposition or sputtering, the final heat-reflecting glass will have even more mechanical durability. Will be excellent.
【００１５】硬質カーボン膜３は、熱線反射膜２との干
渉を利用して、透過率、反射率、色調その他の光学性能
を調節するための多層うちの１層として、その光学設計
に必要な膜厚で設けられていてもよいし、干渉を利用せ
ず、単に保護膜として薄く設けられてもよい。多層膜の
最外層として形成する硬質カーボン膜の膜厚も、上述の
単層の場合と同様の理由で、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下
程度であることが好ましい。The hard carbon film 3 is one layer out of the multiple layers for adjusting optical characteristics such as transmittance, reflectance, color tone and the like by utilizing interference with the heat ray reflective film 2, and is necessary for its optical design. It may be provided with a film thickness, or may be provided simply as a protective film without utilizing interference. The film thickness of the hard carbon film formed as the outermost layer of the multilayer film is preferably about 5 nm or more and 100 nm or less for the same reason as in the case of the above-mentioned single layer.
【００１６】以上のように製造された熱線反射ガラスは
膜面を室外側にして使用することができ、かつ、ドライ
プロセスで成膜すれば膜構成を多層にすることもでき、
また、光の干渉作用により多様な色調を出すこともでき
る。The heat ray-reflecting glass manufactured as described above can be used with its film surface facing outside, and if the film is formed by a dry process, the film structure can be multi-layered.
Also, various color tones can be produced by the interference effect of light.
【００１７】[0017]
【作用】本発明において硬質カーボン膜は熱線反射ガラ
スの機械的、化学的耐久性を向上させる作用をなす。単
層で用いる場合には言うまでもなく膜自体の高耐久性の
ためであり、多層で用い得る場合には保護膜の役目をす
る。In the present invention, the hard carbon film serves to improve the mechanical and chemical durability of the heat ray reflective glass. Needless to say, when it is used as a single layer, it is because of the high durability of the film itself, and when it can be used as a multilayer, it serves as a protective film.
【００１８】[0018]
【実施例】 ＜実施例１＞ソーダライムガラス基板の上にダブルイオ
ンビームを用いて硬質カーボン膜を成膜した。手順は以
下の通りである。先ず真空チャンバー２１内を真空ポン
プ２６により、５×１０-6Ｔｏｒｒ以下に排気した。次
にイオンガン２２よりアルゴンイオンビームをグラファ
イトターゲット２３に照射し、イオンビームスパッタを
行った。同時にイオンガン２４より水素イオンビームを
ガラス基板２５に向け照射し、ガラス基板上に硬質カー
ボン膜を成膜した。EXAMPLES <Example 1> A hard carbon film was formed on a soda-lime glass substrate by using a double ion beam. The procedure is as follows. First, the inside of the vacuum chamber 21 was evacuated to 5 × 10 −6 Torr or less by the vacuum pump 26. Next, the graphite target 23 was irradiated with an argon ion beam from the ion gun 22 to perform ion beam sputtering. At the same time, the glass substrate 25 was irradiated with a hydrogen ion beam from the ion gun 24 to form a hard carbon film on the glass substrate.
【００１９】このときのイオンガン２２および２４の加
速電圧はそれぞれ１２００Ｖ、１０００Ｖであり、ま
た、アルゴンイオン、水素イオンのビーム電流密度はそ
れぞれ、３．２ｍＡ／ｃｍ2 、６４μＡ／ｃｍ2 であっ
た。成膜中の真空度は３．０×１０-4Ｔｏｒｒであっ
た。膜厚は５０ｎｍであり、可視光線簡易透過率（朝日
分光社製モデル３０４により測定）は３３％であった。The acceleration voltage of the ion gun 22 and 24 at this time is respectively 1200 V, 1000V, also argon ion, respectively beam current density of hydrogen ions, 3.2 mA / cm 2, was 64μA / cm 2. The degree of vacuum during film formation was 3.0 × 10 −4 Torr. The film thickness was 50 nm, and the visible light simple transmittance (measured by Model 304 manufactured by Asahi Bunko Co., Ltd.) was 33%.
【００２０】成膜した硬質カーボン膜の機械的耐久性お
よび化学的耐久性を調べた。機械的耐久性はテーバー摩
耗試験（摩耗輪ＣＳ−１０、荷重５００ｇ）前後の透過
率変化で、化学的耐久性は酸、アルカリについてそれぞ
れ０．１規定シュウ酸溶液および０．１規定水酸化ナト
リウム溶液を９０℃に加熱したものに２時間浸漬し、そ
の前後の透過率変化で調べた。The mechanical durability and chemical durability of the formed hard carbon film were investigated. Mechanical durability is the change in transmittance before and after the Taber abrasion test (abrasion wheel CS-10, load 500 g), and chemical durability is 0.1 N oxalic acid solution and 0.1 N sodium hydroxide for acid and alkali, respectively. The solution was immersed in what was heated at 90 ° C. for 2 hours, and the change in transmittance before and after that was examined.
【００２１】比較のためにソーダライムガラス基板上
に、現在、単層膜構成での熱線反射ガラスの膜材料とし
て使われているＴｉＮx 膜をスパッタ法で５０ｎｍつ
け、上記と同様な方法で膜の機械的耐久性および化学的
耐久性を調べた。結果を表１に示した。For comparison, a TiN x film, which is currently used as a film material for heat ray reflective glass having a single-layer film structure, is deposited on a soda lime glass substrate by sputtering to a thickness of 50 nm, and the film is formed by the same method as described above. Was tested for mechanical durability and chemical durability. The results are shown in Table 1.
【００２２】[0022]
【表１】 [Table 1]
【００２３】硬質カーボン膜はＴｉＮx 膜に比べて透過
率変化が格段に少なく、機械的耐久性、化学的耐久性が
優れていることがわかる。It can be seen that the hard carbon film has much less change in transmittance than the TiN x film, and has excellent mechanical durability and chemical durability.
【００２４】＜実施例２＞ソーダライムガラス基板上に
スパッタ法でＴｉＮx 膜を３５ｎｍの厚さに成膜した。
さらにその上から実施例１と同様な方法で硬質カーボン
膜を成膜した。硬質カーボン膜を成膜しないもの、硬質
カーボン膜を厚さ５ｎｍおよび１０ｎｍ成膜したものの
３種類のサンプルについて、その機械的耐久性および化
学的耐久性を実施例１と同様な方法で調べた。結果を表
２に示す。Example 2 A TiN x film having a thickness of 35 nm was formed on a soda lime glass substrate by a sputtering method.
Furthermore, a hard carbon film was formed thereon from above by the same method as in Example 1. The mechanical durability and the chemical durability of three types of samples, that is, a film in which a hard carbon film was not formed and a film in which a hard carbon film was formed to a thickness of 5 nm and 10 nm, were examined in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
【００２５】[0025]
【表２】 [Table 2]
【００２６】以上の結果により硬質カーボン膜をオーバ
ーコートすれば機械的耐久性、化学的耐久性を格段に向
上することができることがわかる。From the above results, it is understood that overcoating the hard carbon film can remarkably improve the mechanical durability and the chemical durability.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明によれば熱線反射ガラスの機械
的、化学的耐久性を格段に向上することができる。ま
た、ガラス表面より汚れにくい、建築用、自動車用等に
最適な窓ガラスも提供できる。According to the present invention, the mechanical and chemical durability of the heat ray reflective glass can be remarkably improved. Further, it is possible to provide a window glass which is less likely to be soiled than the glass surface and is most suitable for construction, automobiles and the like.
Claims (2)
薄膜が形成され、その最外層が硬質カーボン膜であるこ
とを特徴とする硬質カーボン膜付きガラス。1. A glass with a hard carbon film, characterized in that a thin film comprising one layer or multiple layers is formed on a glass substrate, and the outermost layer thereof is a hard carbon film.
とも１層の薄膜が形成され、さらにその外に、最外層と
して硬質カーボン膜が形成されていることを特徴とする
熱線反射ガラス。2. A heat ray reflective glass comprising a glass substrate on which at least one thin film containing a heat ray reflective film is formed, and a hard carbon film as an outermost layer formed on the thin film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15405892A JPH05301743A (en) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Glass with hard carbon film and heat ray reflecting glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15405892A JPH05301743A (en) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Glass with hard carbon film and heat ray reflecting glass |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05301743A true JPH05301743A (en) | 1993-11-16 |
Family
ID=15575994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15405892A Withdrawn JPH05301743A (en) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | Glass with hard carbon film and heat ray reflecting glass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05301743A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1030679A (en) * | 1996-07-13 | 1998-02-03 | Nissin Electric Co Ltd | Part for automobile and manufacture thereof |
| JP2013244672A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Toray Advanced Film Co Ltd | Ir reflecting laminate and method for manufacturing the same |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP15405892A patent/JPH05301743A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1030679A (en) * | 1996-07-13 | 1998-02-03 | Nissin Electric Co Ltd | Part for automobile and manufacture thereof |
| JP2013244672A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Toray Advanced Film Co Ltd | Ir reflecting laminate and method for manufacturing the same |
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