JPH0717741A - 干渉色を減じた断熱ガラス - Google Patents

干渉色を減じた断熱ガラス

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JPH0717741A
JPH0717741A JP16282093A JP16282093A JPH0717741A JP H0717741 A JPH0717741 A JP H0717741A JP 16282093 A JP16282093 A JP 16282093A JP 16282093 A JP16282093 A JP 16282093A JP H0717741 A JPH0717741 A JP H0717741A
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JP
Japan
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film
glass
heat insulating
insulating glass
layers
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Pending
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JP16282093A
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English (en)
Inventor
Hironobu Iida
裕伸 飯田
Takao Tomioka
孝夫 冨岡
Itaru Shibata
格 柴田
Masato Shinoda
真人 篠田
Riichi Nishide
利一 西出
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Central Glass Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属膜、誘電体膜等を積層する方法を用いて
作製し、比較的積層数が少ない膜構成でかつ干渉色の低
減した高性能な断熱ガラスを得る。 【構成】 透明な基板上に2層以上の薄膜を積層してな
り、各層の中間に屈折率が両層の中間に相当する中間膜
を挟持した断熱ガラス。 【効果】 直射光のぎらつき感を抑え、光干渉によって
発現される干渉色が低減でき、自動車、建築における居
住性のよい、単板ガラスはもちろん合わせガラスあるい
は複層ガラス等として使用し得る熱線遮蔽ガラスとして
有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はソーラーコントロールガ
ラスに関し、特に自動車用の断熱ガラスにおける外観の
干渉色を低減させた断熱ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、窓ガラスを通じて室内に流入
する太陽エネルギーにより室内の温度が上昇するのを抑
え、省エネルギーの見地から冷房機器の負荷を低減させ
るための断熱ガラスが要求されている。
【0003】太陽エネルギーを遮断させる方法には、表
面に被覆した金属膜のプラズマ振動を利用して、特定波
長よりも長い波長のエネルギーを反射させる方法、基板
材料の成分として特定波長のエネルギーを吸収する材料
を添加する方法、各種の金属薄膜、誘電体薄膜を多層積
層して光の干渉効果を利用する方法などが提案されてい
る。
【0004】金属膜のプラズマ振動を利用すると、プラ
ズマ周波数よりも長い波長では反射率が1になり光を透
過しなくなる。金属膜では一般的にプラズマ周波数が可
視域になるため、断熱性能は高いが、可視域の透過性が
低下する。
【0005】エネルギー吸収材を基板材料中に添加する
方法は、添加材によって、基板の着色がおこるため、特
定の色調しか得られないし、断熱効果においても、添加
材の添加量に限度があるため、十分な性能とはならな
い。
【0006】各種の金属膜、誘電体膜を多層積層して、
光の干渉効果を利用する方法は、基板材料によらず達成
でき、材料の選択性が広いために性能の制御が容易であ
るなどの特徴から広く採用されているが、干渉効果を最
大限利用した場合、干渉色が著しくなる。これを改善す
るために非常に多層化する事が必要となるが、生産性に
著しく劣る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、金属膜、誘電体膜等を積層する方法を用いて作成
し、比較的積層数が少ない膜構成でかつ干渉色の低減し
た高性能な断熱ガラスを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明の断熱ガラスは、透明な基板上に2層以上の薄膜を積
層してなる断熱ガラスであって、各層の中間に屈折率が
両層の中間に相当する中間膜を挟持したことを特徴す
る。
【0009】本発明においては、透明基板上に薄膜を多
層積層する際、各層の中間に両層の中間の屈折率を有す
る中間層を挿入することによって干渉効果を利用しなが
ら干渉によって得られる干渉色を低減させるとともに、
積層膜の層数を比較的少なくすることで、より効率的に
するものであり、層の数は中間層も含めて10層以下、
より好ましくは7層以下でなすものである。
【0010】例えば特開昭59−127001号公報で
は高耐久性多層膜を作成する方法としてはTiO2 とS
iO2 の中間に3〜10nmの酸化アルミニウム、酸化
マグネシウム、酸化ジルコニウムなどの中間層を含む多
層膜が提案されているが、この場合密着力を向上させ、
光学的特性を変化させないことを目的としているため、
干渉が生じない程度に薄い膜厚である必要があり、干渉
色の低減に寄与しないが、本発明ではその目的が干渉色
の低減にあり、このためには中間層による干渉効果を利
用してたくみに組み合わせるため少なくとも10nm以
上、より好ましくは20nm以上必要であり、この程度
以上であれば、干渉色の低減が図れる。
【0011】図2は誘電体を積層してなる一例の断熱ガ
ラスの構成を示す。自動車用を考慮した場合、安全性の
点から視野確保の意味において、できるだけ可視光線の
透過率が高い方が好ましく、また断熱性の点からは日射
の透過率はできるだけ低い方が好ましい。この点を考慮
して膜設計を行うとガラス1の面上に先ず第1層7とし
てTiOを100nm、第2層8としてSiOを150
nm、第3層9としてTiOを100nm積層する事に
より可視光透過率86.3%、日射透過率58.0%の
十分に視野確保でき、かつ、断熱性の優れたガラスが得
られる。しかしながら、干渉効果が十分に発現できるよ
うに、屈折率差の大きい材料を組み合わせるため、反射
色調として強い干渉色が現れる。
【0012】本発明では、上記の強い干渉色を低減させ
るために積層膜の中間に両層の中間の屈折率を有する材
料を中間層として挟持して、断熱性は低下させずに、干
渉色を抑えようとするものである。
【0013】図1は図2の膜構成を基に中間層を挿入し
て得た一例の断熱ガラスの構成を示す。すなわち、第1
層2としてTiOをガラス1の面上に90nm、第2層
3として、第3層4のSiOと第1層2のTiOの中間
の屈折率であるTiSiOを20nm、第3層4として
SiOを130nm、第4層5として第3層4と第5層
5の中間の屈折率であるTiSiOを20nm、第5層
6としてTiOを90nm積層して得た断熱ガラスであ
る。
【0014】本発明による構成では可視光線透過率8
2.4%、日射透過率58.8%と断熱特性は中間層の
ない図2の構成と大きな差はないが、反射色調は図2の
構成に比べると干渉色が低減されており、自動車の窓ガ
ラスとして使用した場合、室内からの居住性、車外から
のイメージの向上が得られ、より商品価値の高いものと
できる。
【0015】本発明において、中間層の作製方法として
は両層の中間組成の材料、例えば両層を構成する各材料
の混合材料によって、中間の屈折率を得てもよいし、中
間の屈折率を有する別の材料を中間層として積層しても
よい。また両層の材料を同時に積層しながら、膜成分を
連続的に変化させて、屈折率の連続体を使用してもよ
い。
【0016】作製方法としては蒸着法、スパッタ法、C
VD法、ゾルゲル法など、薄膜の作製法として利用でき
るものであればよいことは言うまでもない。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により具
体的に説明する。ただし本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。 実施例1 大きさ100mm×100mm、厚さ3mmの透明ガラ
ス(FL3)を中性洗剤、水すすぎ、イソプロピルアル
コールで順次洗浄し、乾燥した後、RF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チタンと
TiSiOとSiO2 のターゲットに対向して上方にセ
ットし、つぎに前記槽内を真空ポンプで約5×10-6
orr以下までに脱気した後、該真空槽内にアルゴンガ
スと酸素ガス(但し、酸素ガスとアルゴンガスの流量比
は100:0から50:50の範囲にあればよい。)を
導入して真空度を約5×10-3Torrに保持し、前記
チタンのターゲットに約300wの電力を印加し、酸素
ガスによるRFマグネトロン反応スパッタの中を、前記
チタンターゲット上方において前記板ガラスにTiO薄
膜を第1層として90nm成膜した。成膜が完了した
後、チタンターゲットへの電力の印加およびガスの供給
を停止した。
【0018】次に、板ガラスを前記真空槽中においたま
ま、前記真空槽内にアルゴンガスと酸素ガス(但しアル
ゴンガスと酸素ガスの流量比は95:5から50:50
の範囲であればよい。)を導入して真空度を約5×10
-3Torrに保持し、前記TiSiOターゲットに約3
00wの電力を印加し、酸素ガスによるRFマグネトロ
ン反応スパッタの中を、前記TiSiOターゲット上方
において前記板ガラスのTiO成膜表面に約20nm厚
さのTiSiO薄膜を第2層として成膜積層した。成膜
が完了した後、TiSiOターゲットへの電力の印加お
よびガスの供給を停止した。
【0019】次に、以下ガラスを前記真空槽中においた
まま、前記真空槽内にアルゴンガスと酸素ガス(但しア
ルゴンガスと酸素ガスの流量比は95:5から50:5
0の範囲であればよい。)を導入して真空度を約5×1
-3Torrに保持し、前記SiO2 ターゲットに約3
00wの電力を印加し、酸素ガスによるRFマグネトロ
ンスパッタの中を、前記SiO2 ターゲット上方におい
て前記板ガラスのTiSiO成膜表面に約130nm厚
さのSiO薄膜を第3層として成膜積層した。成膜が完
了した後、SiO2 ターゲットへの電力の印加およびガ
スの供給を停止した。
【0020】次に、板ガラスを前記真空槽中においたま
ま、前記真空槽内にアルゴンガスと酸素ガス(但しアル
ゴンガスと酸素ガスの流量比は95:5から50:50
の範囲であればよい。)を導入して真空度を約5×10
-3Torrに保持し、前記TiSiOターゲットに約3
00wの電力を印加し、酸素ガスによるRFマグネトロ
ン反応スパッタの中を、前記TiSiOターゲット上方
において前記板ガラスのSiO成膜表面に約20nm厚
さのTiSiO薄膜を第4層として成膜積層した。成膜
が完了した後、TiSiOターゲットへの印加およびガ
スの供給を停止した。
【0021】次に、板ガラスを前記真空槽中においたま
ま、前記真空槽内にアルゴンガスと酸素ガス(但しアル
ゴンガスと酸素ガスの流量比は50:50から0:10
0の範囲であればよい。)を導入して真空度を約5×1
-3Torrに保持し、前記チタンターゲットに約30
0wの電力を印加し、酸素ガスによるRFマグネトロン
反応スパッタの中を、前記チタンターゲット上方におい
て前記板ガラスのTiSiO成膜表面に約90nm厚さ
のTiO薄膜を第5層として成膜積層した。成膜が完了
した後、チタンターゲットへの印加およびガスの供給を
停止した。
【0022】得られた5層の膜を有する熱線反射ガラス
について、可視光透過率(380〜780nm)、可視
光反射率(380〜780nm)ならびに日射透過率
(340〜1800nm)については340型自記分光
光度計(日立製作所製)とJIS Z8722、JIS
R3106によってそれぞれの光学的特性を求めた。
【0023】実施例2 RFマグネトロンスパッタ装置を使用してTiO2 膜と
SiO2 膜の中間に屈折率が連続的に変化するTiSi
O膜を形成した。成膜方法を以下に示す。真空槽内には
TiO2 膜用のターゲットとしてTi、SiO2 用のタ
ーゲットとしてSiO2 のターゲットが設置されてい
る。まず真空ポンプにてスパッタ装置真空槽内を5×1
-6Torrまで排気し、スパッタガスとしてAr,O
2 混合ガスをAr:O2 =1:1に調整し真空槽内に導
入した。真空槽内のガス圧が5×10-3Torrとなる
よう排気速度、ガス流量を調整した。次にTiターゲッ
トにRFパワー300wを印加し、ソーダライムガラス
(FL3)上にTiOを90nm成膜した。次にSiO
2 ターゲットにRFパワーを印加した。このときTiタ
ーゲットに印加するRFパワーを時間的に徐々に減少
し、SiO2 ターゲットに印加するパワーを徐々に増加
するようRFパワーを制御した。
【0024】このようにターゲットに印加するパワーを
制御することにより、TiO膜の上に屈折率が連続的に
変化したTiSiO膜を成膜することができた。各ター
ゲットの具体的印加RFパワーはTiターゲットに対し
ては300wから0に、SiO2 ターゲットに対しては
0から300wへと変化させた。この様にしてTiSi
Oを20nm成膜した。次にSiO膜の成膜段階にはい
り、このときSiO2ターゲットに印加するパワーは3
00wでSiO膜を130nm成膜した。その後SiO
2 膜の上にTiSiO膜を20nm、TiO膜を90n
m成膜するが、その手順は前述のTiO膜の上にSiO
膜を形成したときと逆の手順を用いた。すなわちTiタ
ーゲットに印加するRFパワーを時間的に徐々に増加
し、SiO 2 ターゲットに投入するパワーを徐々に減少
するようRFパワーを制御することによって、SiO2
膜の上にTiSiO膜、TiO膜を形成した。このよう
に積層されたものの層構成はFL3/TiO/TiSi
O/SiO/TiSiO/TiOとなっており、実施例
1と同じ層構成であるが、中間のTiSiO膜の屈折率
は連続的に変化したものとなっている。このようにして
成膜したガラスの光学的特性は実施例1のガラスと同等
であった。
【0025】実施例3 実施例1と同様の方法で、表1に示す5層膜およびその
各膜厚を得て、その膜構成において実施例1で示した測
定法等によって同等の評価手段で行い、その結果を表1
に示す。
【0026】比較例1 実施例1と同様の方法で、表1に示す3層膜およびその
各膜厚を得て、その膜構成において実施例1で示した測
定法等によって同等の評価手段で行い、その結果を表1
に示す。
【0027】実施例4 実施例1と同様の方法で、表1に示す5層膜およびその
各膜厚を得て、その膜構成において実施例1で示した測
定法等によって同様の評価手段で行い、その結果を表1
に示す。
【0028】比較例2 実施例1と同様の方法で、表1に示す3層膜およびその
各膜厚を得て、その膜構成において実施例1で示した測
定法等によって同等の評価手段で行い、その結果を表1
に示す。
【表1】
【0029】表1より明らかなように、実施例1,2と
比較例1、および実施例3と比較例2を比べると、同等
の熱線反射性能を発現しながら、干渉色の強さは低減さ
れており、優れた居住性をもって自動車、建築物等の窓
ガラス、ことに直射光を遮る熱線反射ガラスになり所期
のめざすものを得た。
【0030】本発明では膜成分をTiO,SiO,Ti
SiO,ALO,TiNOと表しているが成膜させる際
に還元がおこるため、酸素の数はTiO,SiOでは
1.8〜2.0、TiSiOでは1.5〜2.0、AL
Oでは1.2〜1.5、TiNOでは1〜1.8となっ
ている。
【0031】
【作用】前述したとおり、本発明の干渉色を低減した断
熱ガラスは、屈折率の異なる特定膜厚の薄膜を多層積層
してなる、光干渉を利用した方法で作製した断熱ガラス
において、中間に両層の中間の屈折率を有する中間層膜
を特定厚みで挟持することにより、光干渉効果による断
熱性能を維持しながら、干渉によって発現される干渉色
を中間層として挿入しないものに比べ低減でき、太陽光
のエネルギー流入が減じられるために、自動車、建築物
内外の居住性ならびに景観性等環境をより優れたものと
することができる、ことに単板の断熱ガラス等に有用な
直射熱線遮蔽ガラスを提供するものである。
【0032】
【発明の効果】以上前述したように、本発明はスパッタ
法等で、特定膜厚の多層積層体の各層の中間に屈折率が
両層の中間の中間膜を巧みに組み合わせて積層膜に構成
せしめたことにより、直射光のぎらつき感を抑える熱線
遮蔽ガラスであって、その光干渉によって発現される干
渉色が中間層を積層しないものに比べ低減でき、自動
車、建築における居住性のよい、単板ガラスはもちろん
合わせガラスあるいは複層ガラス等として使用し得る。
太陽の直射光によるぎらつき感を遮蔽する熱線遮蔽ガラ
スとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例の断熱ガラスの断面図である。
【図2】従来の誘電体を積層してなる一例の断熱ガラス
の断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 TiOからなる第1層 3 TiSiOからなる第2層 4 SiOからなる第3層 5 TiSiOからなる第4層 6 TiOからなる第5層 7 TiOからなる第2層 8 SiOからなる第3層 9 TiOからなる第4層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 格 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 篠田 真人 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 西出 利一 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な基板上に2層以上の薄膜を積層し
    てなる断熱ガラスにおいて、各層の中間に屈折率が両層
    の中間に相当する中間膜を挟持したことを特徴とする断
    熱ガラス。
  2. 【請求項2】 中間層が両層の混合材料からなることを
    特徴とする請求項1記載の断熱ガラス。
  3. 【請求項3】 中間層が両層とは異なる材料であること
    を特徴とする請求項1記載の断熱ガラス。
  4. 【請求項4】 中間層の屈折率が両層の屈折率に連続し
    て変化することを特徴とする請求項1または2記載の断
    熱ガラス。
JP16282093A 1993-06-30 1993-06-30 干渉色を減じた断熱ガラス Pending JPH0717741A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08225636A (ja) * 1995-11-28 1996-09-03 Toray Ind Inc 共重合ポリエステル
JP2000211948A (ja) * 1998-12-21 2000-08-02 Saint Gobain Vitrage 反射防止コ―ティングを備える透明基板
US6905607B2 (en) 2000-12-04 2005-06-14 Takachiho Corp. Method for utilizing rainwater collected at buildings

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