JPH0532433A - 保護被覆を施した機能性膜付ガラス - Google Patents

保護被覆を施した機能性膜付ガラス

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JPH0532433A
JPH0532433A JP19000591A JP19000591A JPH0532433A JP H0532433 A JPH0532433 A JP H0532433A JP 19000591 A JP19000591 A JP 19000591A JP 19000591 A JP19000591 A JP 19000591A JP H0532433 A JPH0532433 A JP H0532433A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】機能性膜付ガラスに耐候耐久性、耐擦過性等に
優れる特定の保護被覆を施すことにより、機能性膜付ガ
ラスの単板が容易に製造でき、前記保護被覆は機能性膜
との密着性に優れる。 【構成】ガラス基板に透明金属薄膜および透明金属化合
物膜よりなる複数の層を形成した機能性膜の外面に、有
機重合体よりなる保護被覆を施した膜付ガラスにおい
て、保護被覆がコロイダルシリカ、オルガノアルコキシ
シランの部分縮合物、およびアルコール−水溶媒を含む
透明なシリコーン系組成物を塗布、硬化したものである
こと、好適には前記機能性膜の最外層が金属酸化物膜で
あることからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建築物などの窓材として
利用されるガラス基板に電磁遮蔽や熱線反射、低熱放射
(Low Emission)、通電防曇等を目的とする機能性膜を形
成したガラスにかかり、それに保護被覆を施した機能性
膜付ガラスに関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】前記機能性膜はガラス基板上
に透明金属膜 (例えば銀、銅、亜鉛など) 、透明金属酸
化物膜 (例えば酸化亜鉛、酸化錫、酸化インヂウム−酸
化錫など) や透明金属非酸化物膜(例えば窒化珪素、窒
化チタン、硼化チタン、窒化珪素など)等の複数層を形
成したもので、特に3層以上の互層を形成したものは放
送室やオフィスのコンピューター室、一般家屋、ビル等
における電磁遮蔽用の窓材、あるいは前記建築物の屋
内、部屋内において遠赤外線を反射し暖房を効率的に行
う窓材、車両等における導電性防曇窓材等として近年需
要が増大している。
【0003】これらの膜は耐候耐久性、耐擦過性が充分
ではないので、複層ガラスや合せガラス等の少なくとも
一方のガラスの内面側に配して使用される(例えば特開
昭64-5099 号) 。しかし前記複層ガラスや合せガラスの
形態にすることは工程が大掛かりとなり、コスト等も嵩
み、生産能率も良好とはいえない。
【0004】他方特開平2-248344号にはガラス基板に反
射用金属層、さらに透明酸化物層を介してシリコーン撥
水層を積層形成した撥水ミラーが開示されている。該先
行技術は鏡の金属膜面に撥水、防汚性を与えるもので、
本発明の機能性膜付ガラスを対象とするものとは異な
り、またその具体例に示されるようにシリコーン撥水層
は単にジメチルシロキサンをn-ヘキサン溶媒で希釈した
溶液を塗布し形成するものであるが、この構成では膜の
密着性、耐候耐久性、耐擦過性に優れる膜が得難いこと
は容易に推察され、また充分に硬化させるためには 300
℃以上の温度が必要であるが、該温度では機能性膜の種
類によっては膜性能が損なわれる危惧がある。
【0005】本発明は前記問題点を解消し、耐候耐久
性、耐擦過性に優れる膜を被覆した技術的容易な構成か
らなり、低コストで製造できる機能性膜付ガラスを提供
するものである。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明は機能性膜付ガ
ラスに関し、ガラス基板に透明金属薄膜および透明金属
化合物膜よりなる2層以上の層を形成した機能性膜の外
面に、有機重合体よりなる保護被覆を施した膜付ガラス
において、保護被覆がコロイダルシリカ、オルガノアル
コキシシランの部分縮合物、およびアルコール−水溶媒
を含む透明なシリコーン系組成物を塗布、硬化したもの
であること、好適には前記機能性膜の最外層が金属酸化
物膜であること、さらに前記シリコーン系組成物がRSi
(OR')3 式中R はメチル基またはエチル基を、R'はメ
チル基、エチル基またはプロピル基をあらわす で示さ
れるオルガノトリアルコキシシランの部分縮合物、コロ
イダルシリカおよびアルコール−水系溶媒を含み、環式
構造を有する多価カルボン酸の無水物を添加したもので
あることからなる。
【0007】前記した如く、機能性膜はガラス基板上に
透明金属膜、例えば銀、銅、亜鉛等や、透明金属酸化物
膜、例えば酸化亜鉛、酸化錫、酸化インヂウム−酸化錫
等、あるいは透明金属非酸化物膜、例えば窒化珪素、窒
化チタン、炭化珪素等からなる2層以上の層、好適には
3層以上の互層を形成したもので公知の真空蒸着法、ス
パッタリング法、化学蒸着法等により積層形成する。前
記膜の最外層は例えばアルミニウム等の安定性に優れる
金属でもよいが、より好適には後段被覆組成物の塗布、
硬化に際してこれと反応、変質したり、密着性を良好に
する金属酸化物の膜を配するものである。
【0008】保護被覆は耐候耐久性、耐擦過性、前記金
属や金属酸化物、特に金属酸化物との密着性等に優れる
ハードコート剤を採用するものであり、前記した如くコ
ロイダルシリカ、オルガノアルコキシシランの部分縮合
物、およびアルコール−水溶媒を含む透明なシリコーン
系組成物を塗布、硬化してなるものが推奨できる。より
望ましくは本出願人の出願にかかる特願昭61-63899号に
記載した特定のシリコーン系ハードコート組成物を採用
するのが好ましい。前記発明においては樹脂等と良く接
着し、高い硬度を有し、耐候性に優れる特定のシリコー
ン系ハードコート組成物を提起したが、金属やその酸化
物、とりわけ金属酸化物との密着性については言及示唆
していない。
【0009】前記シリコーン系ハードコート組成物にお
いてオルガノトリアルコキシシランの部分縮合物として
メチルトリエトキシシランの部分縮合物を、またコロイ
ダルシリカは弱塩基性コロイダルシリカ水溶液を用いる
のが好ましい。環式構造を有する多価カルボン酸の無水
物は穏やかかつ再現性よく加水分解反応が進行し、生成
するシラノール部分縮合ポリマーは安定化されるという
利得を有する。具体的にはフタル酸、トリメリット酸、
ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸や、
脂環式のテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル
酸、ヘット酸、シクロペンタン酸、テトラカルボン酸等
の多塩基酸の無水物も使用できる。
【0010】またオルガノトリアルコキシシラン、酸無
水物、コロイダルシリカ水溶液の混合反応は30〜50℃程
度で数十時間〜数日、数平均分子量が1000付近に達する
まで行う。その反応生成物はイソプロピルアルコールや
n-プロピルアルコールを添加して溶媒調整し、さらに限
外濾過濃縮して固形分濃度を10〜40% 程度に調整する。
得られた液は保存安定性に優れるが、逆に早硬性に欠け
るため硬化触媒としての有機カルボン酸のアルカリ金属
塩、有機アミン化合物等を液のPHが6 〜7 程度になるよ
うに添加することにより塗布液の調整を完了する。なお
紫外線吸収剤、フロー改良剤等を適宜添加することがで
きる。
【0011】これらシリコーン系組成物の塗布手段は特
定するものではなく、浸漬法、流延塗布法、吹付け法そ
の他適宜手段を採用することができ、通常 1μm 〜数十
μm、好適には3〜4μm ないし10〜15μm とする。こ
のようにして得られた保護被覆は機能性膜、すなわち金
属膜との密着性、特に金属酸化物膜との密着性に優れ、
勿論ハードコート剤としての特性、すなわち耐候耐久
性、耐擦過性等に優れ、膜の機能劣化を抑制するという
作用効果を奏する。
【0012】本発明は低熱放射、電磁遮蔽ガラス等は勿
論、例えばセントラル硝子株式会社製商品名スカイクー
ルのごとき高性能熱線反射ガラス等にも広く適用できる
ものである。
【0013】
【実施例】以下実施例を基に本発明を説明する。 実施例1 70cm×7ocm×4mm(厚) のフロート板ガラスに酸化亜鉛、
銀、亜鉛、酸化亜鉛、銀、亜鉛をスパッタリング法によ
り順次積層し、さらにその上に酸化亜鉛膜をスパッタリ
ング成膜して電磁遮蔽膜を得た。
【0014】別にメチルトリエトキシシラン100 重量部
に無水フタル酸0.2 重量部を添加し、さらに弱塩基性コ
ロイダルシリカ水溶液( 日産化学 (株) 製、商品名スノ
ーテックスC SiO2含有量20wt% ) 100 重量部を加え、40
℃で10日間反応させてシロキサンプレポリマーのエタノ
ール−水混合溶液を得た。これにイソプロパノール140
重量部を添加し、限外濾過( 分面分子量1000) により固
形分25wt% に濃縮した。さらに濃縮液100 重量部に対し
て硬化触媒として酢酸ナトリウムを0.1 重量部加え保護
被覆用のシリコーン系ハードコート原液を調製した。
【0015】前記電磁遮蔽膜を形成した板ガラス上にフ
ローコート法により前記シリコーン系ハードコート原液
を塗布し、常温乾燥後 120℃、90分で硬化させた。なお
ハードコートの膜厚は10μm である。
【0016】得られた被覆膜付ガラスを光度計により可
視光平均透過率、公知のKEC 法により電磁遮蔽効果を測
定した。さらに屋外に立掛け放置し、6ヶ月後の可視光
平均透過率、電磁遮蔽効果を測定し、加えてスチールウ
ール#0000 で軽く擦過し、加傷状況を観察 (表面硬度)
し、メンディングテープにより碁盤目剥離テストし、10
0 個のます目当たりの残留目数を計測 (密着性) した。初期 可視光平均透過率; 68% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-58dB、於500MHZ:-41dB、於1G
HZ:-31dB6ヶ月後 可視光平均透過率; 67% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-58dB、於500MHZ:-40dB、於1G
HZ:-30dB 表面硬度; 傷無し 密着性; 残留目数100
【0017】実施例2 シリコーン系ハードコート液としてコロイダルシリカを
含むオルガノアルコキシシランの部分縮合物とアルコー
ル−水溶媒からなる東芝シリコーン (株) 製のハードコ
ート剤、商品名トスガードを準備した。
【0018】実施例1のシリコーン系ハードコートに替
え東芝シリコーン(株) 製トスガードを採用した以外は
実施例1と同様に処理し被覆膜付ガラスを得た。なおト
スガードの膜厚は 8μm である。これを実施例1同様に
試験した。初期 可視光平均透過率; 68% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-58dB、於500MHZ:-41dB、於1G
HZ:-31dB6ヶ月後 可視光平均透過率; 65% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-58dB、於500MHZ:-38dB、於1G
HZ:-28dB 表面硬度; 傷殆ど無し 密着性; 残留目数98 本実施例においては前記実施例1に比べ耐候耐久性、耐
擦過性、膜の密着性においてやや劣るものの総じて劣化
は抑制され、高い水準で機能性膜が保護されているとい
える。
【0019】比較例1 フロート板ガラスに実施例1同様に機能性膜を形成し、
保護被覆を施すことなくそのまま実施例1同様の試験を
実施した。初期 可視光平均透過率; 69% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-57dB、於500MHZ:-41dB、於1G
HZ:-31dB6ヶ月後 可視光平均透過率; 41% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-47dB、於500MHZ:-15dB、於1G
HZ:0dB (保護被覆を省略したため、表面硬度、密着性について
は測定せず) 本比較例においては保護被覆を施さないために可視光透
過率、電磁遮蔽効果が短期間で急激に減退することが明
らかである。
【0020】比較例2 ハードコート液として紫外線硬化型アクリル系樹脂液よ
りなる市販のコーティング剤を採用した。実施例1のシ
リコーン系ハードコートに替え前記ハードコート液を採
用した以外は実施例1と同様に処理し (但し硬化は紫外
線照射による)被覆膜付ガラスを得た。なおハードコー
ト膜厚は12μm である。これを実施例1同様に試験し
た。初期 可視光平均透過率; 67% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-58dB、於500MHZ:-41dB、於1G
HZ:-31dB6ヶ月後 可視光平均透過率; 65% 電磁遮蔽効果; 於100MHZ:-54dB、於500MHZ:-33dB、於1G
HZ:-20dB 表面硬度; 傷跡が明瞭 密着性; 残留目数55 本比較例においては前記実施例1、2に比較し可視光透
過率、電磁遮蔽効果とも劣化が明らかで、膜の硬度、密
着性も悪化しているのが明白である。
【0021】以上のとおり前記実施例1、2においては
可視光平均透過率、電磁遮蔽効果において、その劣化を
抑制し、表面硬度、密着性においても優れることが明ら
かである。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば保護被覆を施すことによ
り可視光平均透過率、電磁遮蔽効果等機能性膜の劣化を
抑制し、また保護被覆は表面硬度、密着性においても優
れるという効果を奏する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基板に透明金属薄膜および透明金属
    化合物膜よりなる2層以上の層を形成した機能性膜の外
    面に、有機重合体よりなる保護被覆を施した膜付ガラス
    において、保護被覆がコロイダルシリカ、オルガノアル
    コキシシランの部分縮合物、およびアルコール−水溶媒
    を含む透明なシリコーン系組成物を塗布、硬化したもの
    であることを特徴とする保護被覆を施した機能性膜付ガ
    ラス。
  2. 【請求項2】機能性膜の最外層が金属酸化物膜であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の保護被覆を施した機能性
    膜付ガラス。
  3. 【請求項3】シリコーン系組成物がRSi(OR')3 式中R
    はメチル基またはエチル基を、R'はメチル基、エチル基
    またはプロピル基をあらわす で示されるオルガノトリ
    アルコキシシランの部分縮合物、コロイダルシリカ、お
    よびアルコール−水系溶媒を含み、環式構造を有する多
    価カルボン酸の無水物を添加してなることを特徴とする
    請求項1または2記載の保護被覆を施した機能性膜付ガ
    ラス。
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