JPH0597475A - 曲げ断熱ガラスおよびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ガラス基板表面に、該表面側から第１層とし
て、Ｃｒターゲットを用い、スパッタ時の混合ガスがＮ
₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．０５〜０．３５である反応性ガス
比率の雰囲気中でもって、ＤＣ反応性スパッタ法によ
り、膜厚５００Å以下の窒化クロム薄膜を少なくとも被
覆し、該薄膜を含む多層膜を積層成膜して成る曲げ断熱
ガラス。ならびに前記積層成膜後、空気中で加熱曲げ成
形加工して成る曲げ断熱ガラスおよびその製造法。 【効果】特異な窒化クロム薄膜とすることで、例えば酸
化錫等を第２層とした２層積層成膜の際も、前記空気中
で加熱曲げ成形加工前後において、可視光透過率、日射
透過率あるいは色調等の光学特性ならびに耐久性等の変
化を低減でき、透視性や色調に違和感がなく、充分断熱
性能を保持して使用でき、ことに回転ドア、建物のコー
ナー部に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築用のことに熱線反
射性能を有する断熱ガラスとして、特に回転ドアあるい
はコーナー部分等の各種曲面形状ガラスに有用な曲げ断
熱ガラス、およびガラス板表面に熱線反射膜を積層成膜
した後、加熱曲げ成形する曲げ断熱ガラスの製造法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築用の断熱ガラスは、その意匠
性ならびに環境性、あるいは冷房等居住性から急速に増
加している。そのなかで特に、建築物のコーナー部分や
ドア部分において、ことに建物のデザイン上から曲面形
状のガラスを採用する頻度が高くなってきている。

【０００３】一方、断熱ガラスとしては、その色調、熱
的特性からＳＵＳ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＮｉＣｒの金属膜、窒
化膜、酸化膜が量産性およびコスト等の点で実用化され
ており、特にＣｒ系膜は膜の機械的強度が高く有用な断
熱膜である。

【０００４】これらの膜を曲げガラスに使用する場合
は、予め曲げ成形したガラスにこれらの膜をスパッタで
成膜することによって得ているものの、曲げ成形ガラス
を予め準備し、しかる後、成膜する必要があり、製造時
の日程などの点で工程のロス、ならびに成膜時における
作業性の困難さおよび膜欠陥の発現など品質低下等が大
きく、したがって前もって膜付き平面状断熱ガラスを通
常品として在庫しておき、必要に応じて所定の形状に切
断加工した後、加熱曲げ成形加工をするようにできる製
造方法ならびに製品が望まれている。

【０００５】しかしながら、従来の膜では加熱成形時に
膜が雰囲気中の酸素と反応して酸化するため、酸化物と
なるとともに透過性が高くなり、断熱性が大幅に低下す
るという欠点があり、ことにＤＣ反応性スパッタ法によ
って成膜し、後加熱曲げ成形することで、高作業性、高
効率ならびに高品位に成し得るものはなかった。

【０００６】例えば特開昭６３ー２６５８４４号公報に
は、ガラス基板表面に、金属窒化物被膜を含む吸収膜を
形成した後、非酸化性雰囲気中で曲げ加工する曲げ熱線
反射ガラスの製造方法が記載されており、非酸化性雰囲
気がＮ₂ 、Ａｒ及びＨ₂ よりなる群から選ばれる１種又
は２種以上よりなる雰囲気であること、金属窒化物が窒
化クロム、窒化チタン又は窒化チタンアルミニウムであ
ること、ならびに吸収膜が金属窒化被膜とその上に形成
された金属酸化物被膜、酸化チタン又は酸化スズとから
なることが開示されている。

【０００７】また、特開昭６３ー２６５８４６号公報に
は、ガラス基板表面に窒化クロム被膜が形成され、更に
その上にアルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミ
ニウム及び酸窒化アルミニウムよりなる群から選ばれる
少なくとも１種の被膜が形成された熱線反射ガラスを曲
げ加工してなる曲げ熱線反射ガラス、およびその製造方
法が記載されている等が知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】前述したように、例
えば特開昭６３ー２６５８４４号公報に記載の製造方法
では、少なくとも曲げ成形装置において、非酸化性雰囲
気を達成するために、真空排気装置ならびに不活性ガス
供給装置等が必要となり、極めて高価な曲げ成形装置お
よび方法となって、曲げ熱線反射ガラスも高価なものと
なり、空気中での加熱曲げ成形加工では透過性があるも
のへと大きく変化し、色調の変化ならびに断熱性低下を
極めて招き易いものである。

【０００９】また例えば、特開昭６３ー２６５８４６号
公報に記載のものおよびその製造方法は、アルミニウム
膜のような金属膜を保護膜として被膜したとしても、耐
摩耗性に非常に弱くかつ耐薬品性に優れているものとは
言い難いものであり、さらに酸化アルミニウム、窒化ア
ルミニウムあるいは酸窒化アルミニウムの膜は、大面積
化が安価で容易に成膜できるＤＣ反応性スパッタでは長
時間安定して成膜することができないものである。

【００１０】さらにまた、上述した窒化クロムを単に前
記公知の条件で第１層目に被膜した後、例えば空気中で
加熱曲げ成形加工したのでは、該加工前後における可視
光透過率の変化が、第２層目にＴｉＯ_x 膜やＳｎＯ_X 膜
を被膜した際、５〜６倍程度の透視性側への移行を有す
るものとなり、あるいは第２層目にＡｌ膜やＡｌＯ_x Ｎ
_Y 膜を被膜した際には２．２〜３．５倍程度の透視性側
への移行を有するものとなる。しかしながら、Ａｌ膜は
耐久性が良くなく、ＡｌＯ_x Ｎ_Y 膜は成膜性が優れると
は言い難く、ことに大面積のスパッタで必要なＤＣ反応
性スパッタでは効率的な製造ができないという問題があ
るものである。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】本発明は、従来のかか
る問題点に鑑みてなしたものであって、種々の断熱性能
を有する膜のうち、ＤＣ反応性スパッタ法でもって、成
膜時の導入混合ガスを特定して制御することで窒化クロ
ム膜をガラス面から第１層として被膜し、２層以上の多
層積層成膜とした膜付き板ガラスとするとともに、該膜
付き板ガラスを空気中でもって加熱曲げ成形加工するこ
とができるようにしたことにより、大面積ガラス板に長
時間安定して効率よく成膜することができ、かつ前記加
工前後における可視光透過率の変化が少なく、色調の変
化が少なくさらに断熱性の変化が少ない等であって、し
かも高作業性、高効率ならびに高品位となるものである
曲げ断熱ガラスならびにその製造法を提供するものであ
る。

【００１２】すなわち、本発明は、ガラス基板表面に、
ガラス面側から第１層として、Ｃｒターゲットを用い、
スパッタ時の混合ガスがＮ₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．０５〜
０．３５である反応性ガス比率の雰囲気中でもって、Ｄ
Ｃ反応性スパッタ法により、膜厚５００Å以下の窒化ク
ロム薄膜を少なくとも被覆し、該薄膜を含む多層膜を積
層成膜して成ることを特徴とする曲げ断熱ガラス。なら
びに前記曲げ断熱ガラスが、前記多層膜を積層成膜した
後、空気中において加熱曲げ成形加工して成ることを特
徴とする上述した曲げ断熱ガラス。また前記積層成膜し
た多層膜が、前記第１層として窒化クロム薄膜を成膜
し、最外側表層として酸化錫あるいは窒酸化錫のうち、
少なくとも１種の保護膜を成膜して成ることを特徴とす
る上述した曲げ断熱ガラス。さらに前記積層成膜した多
層膜が、前記第１層の窒化クロム薄膜と前記最外側表層
の保護膜の間に、ＮｉＣｒまたはＴｉＳｉの金属薄膜を
介在させて成ることを特徴とする上述した曲げ断熱ガラ
ス。

【００１３】さらにまた、本発明は、ガラス基板表面
に、ガラス面側から第１層として、Ｃｒターゲットを用
い、スパッタ時の混合ガスがＮ₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．０
５〜０．３５である反応性ガス比率の雰囲気中でもっ
て、ＤＣ反応性スパッタ法により、膜厚５００Å以下の
窒化クロム薄膜を少なくとも被覆し、該薄膜を含む多層
膜を積層成膜し、該積層成膜後、空気中において加熱曲
げ成形加工することを特徴とする曲げ断熱ガラスの製造
法。ならびに前記加熱曲げ成形加工が、該成形加工後に
おける曲げ断熱ガラスの可視光透過率が５０％を超えな
い範囲である、加熱曲げ成形加工を施すこととなること
を特徴とする上述した曲げ断熱ガラスの製造法をそれぞ
れ提供するものである。

【００１４】ここで、前記したように、ガラス面側から
第１層として、Ｃｒターゲットを用い、スパッタ時の混
合ガスがＮ₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．０５〜０．３５である
反応性ガス比率の雰囲気中でもって、ＤＣ反応性スパッ
タ法により、膜厚５００Å以下の窒化クロム薄膜を少な
くとも被覆し、多層膜として積層成膜したのは、窒化ク
ロム薄膜のなかでも、上述した特定の混合ガス条件下で
の成膜による窒化クロム薄膜であれば、前記空気中での
加熱曲げ成形加工後における、ことに膜の光学特性につ
いての変化が少なくなり、上述した特定条件の範囲より
窒素の比率が低いと金属Ｃｒ状態のため酸化反応が大き
く、該範囲より窒素の比率が高いとまた前記光学特性の
変化が大きくなり充分な性能が得られないためである。

【００１５】また前記窒化クロム薄膜の膜厚を５００Å
以下としたのは、５００Åを超えると窒化クロムが特異
な窒化クロム薄膜と成り難く、またほとんど透視できな
くなって、例えば窓ガラス等として機能し難くなるため
であって、前記特異性、透視性、断熱性等から好ましく
は４００〜８０Å程度である。

【００１６】さらに窒化クロム薄膜を少なくとも被覆し
て順次多層膜として積層成膜したのは、前記特異な窒化
クロム薄膜を保護してより耐薬品性、耐摩耗性、耐久性
等を有するものとし、単板でも使用できるものとするた
めであり、好ましくは前記特異な窒化クロム薄膜を含み
２〜３層の積層であって、最外側表層としては酸化錫あ
るいは窒酸化錫のうち、少なくとも１種の保護膜が好ま
しく、ことに３層の際には前記窒化クロム薄膜と前記最
外側表層の保護膜の間に、ＮｉＣｒまたはＴｉＳｉの金
属薄膜を介在させて成ることが好ましいものである。さ
らにまた前記ＤＣ反応性スパッタ法を用いることとした
のは、例えば大面積のガラス板でも長期に亘り安定して
大きな成膜速度、例えばＳｎＯ₂ 膜であればＡｌ₂ ０₃
の成膜レートの１０倍以上等で前記各膜を成膜できるこ
ととなるためである。

【００１７】さらにまた空気中で加熱曲げ成形加工がで
きるようにしたのは、本発明の特異な膜特性に基因して
従来の設備を改造したり、あるいは例えば真空排気装置
や不活性ガス供給装置を新設付加する必要がなく、コス
ト上ならびに作業性、品位上等からである。またさらに
前記加熱曲げ成形加工が、該成形加工後における曲げ断
熱ガラスの可視光透過率が５０％を超えない範囲である
としたのは、透視性と断熱性の両者を考慮して好ましい
ものであるからである。なお、前記加熱曲げ成形加工時
の処理方法として、前記空気中ではもちろん、真空中あ
るいは非酸化性雰囲気中であってもよいことは言うまで
もない。

【００１８】また、前記ガラス基板としては、所謂無機
質の透明板ガラスはもちろん、有機質の樹脂板であり、
その種類あるいは色調、形状等に特に限定されるもので
はなく、さらに曲げ板ガラスとしてはもちろん、強化ガ
ラス、平板や単板で使用できるとともに、複層ガラスあ
るいは合せガラスとしても使用できることは言うまでも
ない。

【００１９】

【作用】前述したとおり、本発明の曲げ断熱ガラスおよ
びその製造法は、ＤＣ反応性スパッタ法において、Ｃｒ
をターゲットとして、Ｎ₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．０５〜
０．３５の混合ガス雰囲気のなかで、絶縁体であるガラ
ス基板表面に窒化クロム薄膜を第１層目として少なくと
も被膜すること、あるいはその後さらに空気中で特定の
加熱曲げ成形処理を施すことによって、本発明の前記比
率程度の範囲に窒素が入っていると、前記熱エネルギー
によっても酸素が入り難いより安定なＣｒ₂ Ｎの状態と
なる。これより窒素の比率が低い場合には前述したよう
に金属Ｃｒの状態となるため、ことに加熱時の熱エネル
ギーによって容易に酸素がＣｒ中に入り込んでくるもの
と考えられる。また、これより窒素の比率が高いとＣｒ
₂ Ｎより不安定なＣｒＮの状態となり、前記熱エネルギ
ーによって酸素を容易に取り込んで膜が変質するものと
推定される。本発明によれば、特異な窒化クロム薄膜と
なることで、成膜後に前記加熱曲げ成形加工をしたとし
ても透視性、断熱性あるいは色調等の光学特性はもちろ
ん、耐久性等においても変化が少ない有用な各種曲げ断
熱ガラスおよびその製造法を提供するものである。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明は係る実施例に限定されるものではな
い。

【００２１】実施例１ 大きさ３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ６ｍｍのフロート
ガラス板（ＦＬ６）を中性洗剤、水すすぎ、アルコール
で順次洗浄し、乾燥した後、ＤＣマグネトロンスパッタ
リング装置の真空槽内にセットしてあるＳｎ、Ｃｒター
ゲットに対向して上方を往復できるようセットし、次に
前記槽内を真空ポンプで約４×１０^-6Ｔｏｒｒ以下まで
に脱気した後、該真空槽内にＡｒと窒素の混合ガス比が
Ｎ₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．１になるように調整し導入し
て、真空度を約２×１０^-3Ｔｏｒｒに保持し、前記Ｃｒ
ターゲットに約０．４ｋｗの電力を印加し、前記混合ガ
スによるＤＣマグネトロンスパッタの中を、前記Ｃｒタ
ーゲット上方においてスピード約２９０ｍｍ/ ｍｉｎで
前記ガラス板を搬送することによって、約２００ÅのＣ
ｒＮ_X薄膜を成膜した。成膜が完了した後、前記Ｃｒタ
ーゲットへの印加を停止した。

【００２２】次いで、前記槽内を真空ポンプで約４×１
０^-6Ｔｏｒｒ以下までに脱気した後、該真空槽内に酸素
ガスを導入し、真空度を約２×１０^-3Ｔｏｒｒに保持
し、前記Ｓｎターゲットに約０．４ｋｗの電力を印加
し、前記酸素ガスによるＤＣマグネトロンスパッタの中
を、前記Ｓｎターゲット上方においてスピード約１３２
ｍｍ/ ｍｉｎで前記ガラス板を搬送することによって、
約２５０ÅのＳｎＯ（別表示はＳｎＯ_Xであって、０＜
Ｘ≦２）薄膜を第２層目として成膜した。結果を表２に
示す。

【００２３】得られた２層積層膜の光学特性を日立製作
所製３４０型自記分光光度計で測定後、加熱炉に挿入
し、常温から約６００度まで約１時間で昇温後、約６０
０度で約１０分間保持するとともに曲げ成形加工してか
ら、その後自然放冷した。加熱曲げ成形加工後の光学特
性を前記と同様に測定した。

【００２４】得られた曲げ断熱ガラスにおける加熱曲げ
成形加工前後の光学特性は、表２に示すように、殆ど変
化がなかった。実施例２〜７ 表１に示すような特定混合ガスとガラス板の搬送スピー
ドであって、他は実施例１と同様の条件および操作で行
い、実施例１と同様に加熱曲げ成形前後の光学特性の変
化を測定した。

【００２５】得られた曲げ断熱ガラスは、表２に示すよ
うに、光学特性の変化が実施例１より少ないものもある
等、相対的に変化が少なく、色調に違和感が見られない
ものであった。

【００２６】比較例１〜４ 表１、２に示すように、実施例と同様に成膜し、加熱曲
げ成形加工前後での比較を行なった。該比較例によれ
ば、その加工前後において、酸化反応等によると推定さ
れる、可視光透過率、透過色調等の変化が大きく、これ
ら該前後での光学的違和感が大きいものを同時に使用す
ることは困難であり、断熱性能も該加工後はないもので
あるといっても過言ではないものとなっている等、明ら
かに本発明の曲げ断熱ガラスより劣るものである。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】以上前述したように、本発明はことに特
定雰囲気とした成膜条件のＤＣ反応性スパッタ法で、特
定の膜厚の窒化クロム薄膜を第１層薄膜として少なくと
も成膜し、多層膜を効率よく巧みにガラス板表面に積層
成膜するものとするとともに、該積層成膜後、空気中で
加熱曲げ成形処理を施すことにより、その前後における
可視光透過率、日射透過率あるいは色調等の光学特性な
らびに耐久性などの変化を低減せしめることができ、透
視性や色調に違和感がなく、かつ断熱性能を保持したも
のとなり、建築物での各種曲げガラス製品、ことに回転
ドアあるいはコーナー部分等に有用な曲げ断熱ガラスお
よびその製造法を提供するものである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板表面に、ガラス面側から第１
   層として、Ｃｒターゲットを用い、スパッタ時の混合ガ
   スがＮ₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．０５〜０．３５である反応
   性ガス比率の雰囲気中でもって、ＤＣ反応性スパッタ法
   により、膜厚５００Å以下の窒化クロム薄膜を少なくと
   も被覆し、該薄膜を含む多層膜を積層成膜して成ること
   を特徴とする曲げ断熱ガラス。
2. 【請求項２】 前記曲げ断熱ガラスが、前記多層膜を積
   層成膜した後、空気中において加熱曲げ成形加工して成
   ることを特徴とする請求項１記載の曲げ断熱ガラス。
3. 【請求項３】 前記積層成膜した多層膜が、前記第１層
   として窒化クロム薄膜を成膜し、最外側表層として酸化
   錫あるいは窒酸化錫のうち、少なくとも１種の保護膜を
   成膜して成ることを特徴とする請求項１記載の曲げ断熱
   ガラス。
4. 【請求項４】 前記積層成膜した多層膜が、前記第１層
   の窒化クロム薄膜と前記最外側表層の保護膜の間に、Ｎ
   ｉＣｒまたはＴｉＳｉの金属薄膜を介在させて成ること
   を特徴とする請求項１記載の曲げ断熱ガラス。
5. 【請求項５】 ガラス基板表面に、ガラス面側から第１
   層として、Ｃｒターゲットを用い、スパッタ時の混合ガ
   スがＮ₂ ／Ａｒ＋Ｎ₂ ＝０．０５〜０．３５である反応
   性ガス比率の雰囲気中でもって、ＤＣ反応性スパッタ法
   により、膜厚５００Å以下の窒化クロム薄膜を少なくと
   も被覆し、該薄膜を含む多層膜を積層成膜し、該積層成
   膜後、空気中において加熱曲げ成形加工することを特徴
   とする曲げ断熱ガラスの製造法。
6. 【請求項６】 前記加熱曲げ成形加工が、該成形加工後
   における曲げ断熱ガラスの可視光透過率が５０％を超え
   ない範囲である、加熱曲げ成形加工を施すこととなるこ
   とを特徴とする請求項５記載の曲げ断熱ガラスの製造
   法。