JPH11292570A - 反射低減ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学特性を損なうことなく、反射低減を有しそ
の性能をより格段に発揮するようにし、密着性、耐擦傷
性ならびに耐候性等に優れ、長期にわたりその性能を保
持し、水分や汚れが付着に対し簡単な払拭くで充分対処
できる、特に建築用、産業用に有用な反射低減ガラスを
得る。 【解決手段】ガラス基板の片面に屈折率の異なる酸化物
薄膜を積層しガラス面の反射を低減せしめた反射低減ガ
ラスにおいて、該薄膜を積層した面と反対の面に、屈折
率ｎが1.50以下のSiO２薄膜もしくはSiO２と他の酸化物
との混合酸化物薄膜を形成してなることを特徴とする建
築用、産業用の反射低減ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輌用、建築用あるい
は一般産業用として用いられるガラス基板の反射を低減
せしめ、特に車輌用においては運転時のダッシュボード
もしくはこれらの周辺部が特定傾斜角度で取り付けたフ
ロントガラスに対する映り込み現象を低減せしめる効果
を持たせ、光学特性を損なうことなくその視野方向での
透過性を増加せしめる、車輌においてことに安全性の向
上に寄与する有用な反射低減ガラスを提供するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】従来から、例えばガラス基
板上に屈折率の異なる酸化物膜を積層し、その多重干渉
を利用してガラス基板の反射率を下げ透視性を改善し、
車内の運転者や乗員はもとより対向車等に対しても、よ
り安全性を有し、居住性に優れかつ環境に優しいものと
なるものがより望まれるなかで、所謂多層膜低反射ガラ
スが知られており、実際に建築用、産業用あるいは車輌
用等として広く用いられようとしてきている。

【０００３】特に、従来の低反射ガラスは正面からの反
射光の低減を目的としたものであり、例えば自動車窓の
うち、特定傾斜角度で取り付けたフロントガラスに用い
た場合では、前記フロントガラス表面の垂直線（法線と
以後いう）となす入射角が例えば50°〜70°以上の斜入
射光に対しては、その低反射効果が半減するものであっ
て、例えば運転車がダッシュボードもしくはそれらの周
辺物がフロントガラスへの映り込みによって、ドライビ
ング時における前景の視認性が低下し、安全性の低下等
を発現することとなるものである。

【０００４】これに対し、例えば特開平３ー17601 号公
報には反射防止コーテイングの形成方法が記載されてお
り、また二層の反射防止膜を積層したものとして、例え
ば特開昭64ー70701 号公報には導電性反射防止膜を有す
る透明板が記載されており、さらに三層の反射防止膜を
積層したものとして、例えば特開昭61ー189501号公報に
は透明低反射板が記載されている等が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】前述した例えば特開
平３ー17601 号公報に記載されているように、ゾル・ゲ
ル技術を用いてコーティングの厚みに対して軽金属弗化
物の濃度勾配をもつコーティングを形成する方法は、複
雑な作業工程を伴い、必ずしも高効率で生産性がよく経
済的であるものとは言い難いものである。また例えば特
開昭64ー70701 号公報ならびに特開昭61ー189501号公報
に記載されているものでは、前述した特定の斜入射光に
対して、必ずしも充分かつ安定した所期の反射低減が得
られ難いものであり、さらに該両者は必ずしも車輌用と
しての必要な耐久性があるものとは言い難いものであ
る。

【０００６】さらに、ガラス基板の片面にのみ２〜３層
の酸化物薄膜層を光の入射角に応じて形成した場合に発
現される反射低減効果は４〜６％の範囲であり、このま
までも未処理のガラスに比べ非常に効果があるものであ
るが、可能であればさらに高い反射低減効果を発現でき
ることが望ましい。しかしこのためには同一面にさらに
薄膜層を積層させてもほとんど性能の向上は望めないば
かりか、仮に1.0 ％以下の僅かな向上が見られる場合で
あっても、薄膜層の積層数が増加するに従い膜の耐久性
が不充分であったり、薄膜層の均質性が低下して商品性
が低下し易くなり、また製造工程も煩雑になりコストア
ップを招くことになる。

【０００７】また、上記酸化物薄膜層を車外面または室
外面に形成した場合は、非常に高い反射低減効果が得ら
れるが、多層膜のために膜強度が使用に耐えず、ワイパ
ーなどでの強い払拭で劣化することとなり、また表面に
水や油が付着した場合は、著しく反射を生じることとな
る、といった問題点があり、安全上好ましくないもので
ある。

【０００８】

【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、ガラス基板の片
面にのみ２〜３層の酸化物薄膜層を形成した場合に発現
される反射低減効果を、同一面側への薄膜層の積層数を
増やさずに増強するため、該薄膜層が形成される面と反
対の面に、通常車輌用、建築用あるいは産業用に最も一
般的に用いられるソーダライムシリケートガラスの屈折
率ｎ＝1.51〜1.53よりも低い屈折率1.50以下の薄膜を例
えば一層のみ形成することによって、該２〜３層の酸化
物薄膜層を透過しガラス内に入射する光の反対面での反
射（裏面反射）を低減させ、２〜３層の酸化物薄膜層の
みの場合に比べてさらに0.5 乃至2.0 ％程度の性能向上
を図る反射低減ガラスを提供するものである。

【０００９】すなわち、本発明は、ガラス基板の片面に
屈折率の異なる酸化物薄膜を積層しガラス面の反射を低
減せしめた反射低減ガラスにおいて、該薄膜を積層した
面と反対の面に、屈折率ｎが1.50以下のSiO２薄膜もし
くはSiO２と他の酸化物との混合酸化物薄膜を形成して
なることを特徴とする建築用、産業用の反射低減ガラ
ス。

【００１０】また、前記酸化物薄膜層の最上層が、該酸
化物薄膜層の反対面に形成したSiO２薄膜もしくはSiO２
と他の酸化物との混合酸化物薄膜と同一の膜であること
を特徴とする上述した反射低減ガラスをそれぞれ提供す
るものである。

【００１１】ここで、前記SiO２と混合される他の酸化
物とは、TiO２、ZrO２、Al２O３ 、B２O３、SnO２、In
２O３ あるいはTa２O３ など種々の酸化物の中から適
宜自由自在に選択することができるものであり、最上層
となる当該SiO２系酸化物薄膜を金属アルコキシドを出
発原料とするゾルゲル法で形成することがよく、この金
属化合物の出発原料がSiO２系のゾル溶液と可溶性であ
って、混合後に均質な混合酸化物ゾル溶液となり、かつ
その混合酸化物の薄膜を形成した際に膜の屈折率が1.50
を超えることがないような、好ましくは屈折率が1.47以
下の混合酸化物を選択することが必要である。

【００１２】さらにまた、前記ガラス基板としては、無
機質（場合によっては有機質）の透明板ガラスであっ
て、無色または着色、ならびに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、各種被膜ガラス、各種強化ガラ
スや強度アップガラス、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。特に自動車用フロントウインド
ウに使用する合せガラスにおいて格段にその機能を発揮
するものである。

【００１３】

【作用】前述したとおり、本発明の反射低減ガラスは、
ガラス基板上の片面に異なる屈折率の酸化物を積層して
成る反射低減層を設けた中で、該反射低減層面の反対面
あるいは該反対面と反射低減層の最上層に、例えばSiO
２もしくはSiO２と他の酸化物薄膜との混合酸化物でも
って少なくとも形成することによるものであり、付着性
も向上し強固な薄膜とすることでき、ガラス基板との界
面はもちろん、積層膜での膜と膜の界面においても密着
性を格段に向上させ、反射低減の効果を増大するように
して充分透視性があってかつ優れた耐摩耗性、耐久性を
有するものとなり、透明で硬度が高い、しかも所定の光
学特性等も同時に発現させて充分に満足できるものとで
き、高安全で厄介な工程を必要とせず、安価に効率よく
得られることとなって、建築用窓材にはもちろん車両用
窓材等に、広く有用な反射低減ガラスとなるものであ
る。

【００１４】

【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。

【００１５】実施例１ TiのアルコキシドとSiのアルコキシドとを酸化物換算の
モル比で約43:57 になるように混合し、これにイソプロ
ピルアルコール等の溶媒を加えて溶質濃度約0.45mol ／
l に調製した。該アルコキシド溶液の粘度は約２ mPa・
s (cps) であった。

【００１６】次いで大きさが自動車用フロントガラスの
素板サイズであり、厚さ約２mmのフロートガラス基板
（ブロンズ色）を中性洗剤、水すすぎ、アルコール、ア
セトン等で順次洗浄し、乾燥した後、該ガラス基板の片
面をマスキングテープでマスキングし、該ガラス基板を
前記調製溶液中に浸漬し、約3.0mm ／秒の一定速度で上
方に静かに引き上げ、ガラス基板上にゲル膜を形成し、
マスキングテープを取り除き約280 ℃に保持した電気炉
中に約10分間入れ乾燥加熱し、第１層目のSiO２・TiO２
系酸化物薄膜を得た。

【００１７】つぎに、上記ガラス基板の非成膜面に再度
マスキングテープを貼り、溶質濃度約0.25mol ／l とな
るよう調整し粘度が約６ mPa・s であるSiアルコキシド
溶液中に浸漬した後、約４mm／秒の一定速度で上方に静
かに引き上げ、第１層目と同様にマスキングテープを取
り除き、再度約280 ℃で約10分間保持乾燥加熱し、第２
層目のSiO２の酸化物薄膜を得た。

【００１８】また、上記Siアルコキシド溶液中に、片面
を前記と同様にマスキングテープでマスキングした新た
な前記同様のサイズで２mm厚さのガラス基板（クリア
ー）を浸漬し、上方に約4.0 mm／秒の一定速度で静かに
引き上げ、マスキングテープを取り除き、前記と同じ電
気乾燥炉に入れて約280 ℃で約10分間加熱乾燥し、片面
にSiO２の酸化物薄膜を得た。

【００１９】得られた２枚のガラス基板を、自動車のフ
ロントガラスの製造ラインに供給し、同形の規定形状に
それぞれを切断した後、該２枚のガラス基板の成膜面が
それぞれ外側に向くように重ね、ブロンズ色のガラス基
板の成膜面が凹面に、またクリアーのガラス基板の成膜
面が凸面となるように曲げ加熱加工を行った。

【００２０】得られた複数の該合せガラス用曲げガラス
基板の中から１対を取り出し小片に切断し各薄膜層の光
学特性を測定したところ、ブロンズガラス基板に形成し
た積層薄膜層は、第１薄膜層が屈折率n１= 約1.75、膜
厚d１= 約100nm のSiO２・TiO２酸化物薄膜、第２薄膜
層が屈折率n２= 約1.45、膜厚d２= 約118nm のSiO２酸
化物薄膜であった。またクリアーガラス基板に形成した
薄膜層は屈折率n１'=約1.45、膜厚d１'=約118nm であっ
た。

【００２１】次に、該クリアーガラス基板と、先に一旦
分離した相手方のブロンズ色ガラス基板とを、該２枚の
ガラス基板の間にポリビニルブチラール膜（PVB 中間
膜）を挟持させペアリングした後、オートクレーブに入
れ加圧加熱を行い、フロントウインドウ用の合せガラス
を得た。

【００２２】このようにして得られた合せガラスの凹面
側（自動車窓として取り付けた際の車内面側）の可視光
反射率を分光光度計で測定したところ、入射角約60°の
入射光に対する可視光反射率が約9.3 ％であった。一方
前記したような薄膜層を全く形成していないガラス基板
の組み合わせは前記と同じであってかつPVB 中間膜の厚
みも同じである通常のフロントウインドウよう合せガラ
スについて、同様に入射角約60°での可視光反射率を測
定したところ、約15.4％であった。したがって本発明の
反射低減ガラスである合せガラスは、可視光反射率が約
6.1 ％低減したこととなった。

【００２３】また該合せガラスのクリアーガラス基板側
の凸面（自動車窓として取り付けた際の車外側となる
面）における、耐摩耗強度（テーバー試験、摩耗輪CSー
10Ｆ、1000回転）は、△Ｈ（ヘーズ値）が約１％と非常
に耐摩耗性に優れた膜付きガラスであった。

【００２４】実施例２ 実施例１における第１薄膜層と同様の溶液を調製し、実
施例１と同様のガラス基板を用い、該溶液からの引き上
げ速度を約3.2mm ／秒として形成し、第１薄膜層として
SiO２・TiO２系酸化物薄膜を得た。

【００２５】次にTiのアルコキシドとSiのアルコキシド
とを酸化物換算のモル比が約93：７になるように混合し
た後、これにイソプロピルアルコール等の溶媒と、さら
に約0.3wt ％の微量のヒドロキシプロピルセルロースを
加えてよく混合し、溶質濃度が約0.45mol ／l のゾル溶
液を調製した。該溶液の粘度は約７ mPa・s であった。

【００２６】次いで先に第１薄膜層を形成したガラス基
板の非成膜面を再度マスキングテープでマスキングした
該ガラス基板を該溶液中に浸漬し、約2.8mm ／秒の一定
速度で静かに引き上げ、マスキングテープを取り外し、
約280 ℃に保持した電気炉中で約10分間加熱乾燥し、第
２薄膜層としてSiO２・TiO２系酸化物薄膜を得た。

【００２７】さらに該第２薄膜層上に、実施例１の第２
薄膜層を形成したと全く同じ操作を行い第３薄膜層を形
成した。ただし該第３薄膜層を形成する際の引き上げ速
度は約3.8mm ／秒であった。

【００２８】こうして得られた３層の積層薄膜層を形成
したガラス基板と、実施例１と全く同じ操作をして得ら
れたクリアーガラス基板とを用い、実施例１と同様にフ
ロントウインドウ用の合せガラスを作製した。

【００２９】なお、実施例１と同様の操作によって、ブ
ロンズ色ガラス基板に形成した３層の薄膜層の光学測定
を行ったところ、第１薄膜層が屈折率n１= 約1.75、膜
厚d１= 約105nm 、第２薄膜層が屈折率n２= 約2.10、膜
厚d２= 約135nm 、第３薄膜層が屈折率n３= 約1.45、膜
厚d３= 約115nm であった。

【００３０】このようにして得られた合せガラスの凹面
側（自動車窓として取り付け際車内面側）の可視光反射
率を実施例１と同様に測定したところ、入射角約65°の
入射光に対する可視光反射率が約13.8％であった。一方
前記したような薄膜層を全く形成していないガラス基板
の組み合わせは前記と同じであってかつPVB 中間膜の厚
みも同じである通常のフロントウインドウ用合せガラス
について、同様に入射角約65°での可視光反射率を測定
したところ、約19.9％であった。したがって本発明の反
射低減ガラスである合せガラスは、可視光反射率が約6.
1 ％低減したこととなった。

【００３１】実施例３ ZrのアルコキシドとSiのアルコキシドとを酸化物換算の
モル比が約67：33になるように混合した後、これにイソ
プロピルアルコール: エチルセロソルブ等を含む混合溶
媒を入れて撹拌し、溶質濃度が約0.3mol／l のアルコキ
シド溶液を調製した。該溶液の粘度は約2.5mPa・s であ
った。

【００３２】次いでよく洗浄し充分乾燥させ、かつ片面
のみマスキングテープで覆いマスキングした板厚８mmの
ガラス基板を該溶液中に浸漬し、約3.0mm ／秒の一定速
度で静かに引き上げ、マスキングテープを取り外し、約
350 ℃に保持した電気加熱炉中で約15分間加熱乾燥し、
第１薄膜層としてSiO２・ZrO２系酸化物薄膜を得た。

【００３３】次に実施例１でクリアーガラス基板上に成
膜したと同じ溶液中に、上記の該ガラス基板を片面マス
キングを行わずに浸漬し、約4.5mm ／秒の一定速度で静
かに引き上げ両面に溶液を塗布し、約350 ℃で約15分間
加熱し、ガラス基板に片面には２層からなる積層薄膜
層、反対面に１層の単層薄膜層を形成した。

【００３４】次いで得られたガラス基板を焼成炉に入
れ、約550 ℃で約30分間の焼成を行い徐冷し、両面に薄
膜層を形成したフラット形状のガラス基板を得た。

【００３５】得られたガラス基板について実施例１と同
様にして光学測定を行ったところ、２層の薄膜層を形成
した側の第１薄膜層は屈折率n１= 約1.75、膜厚d１= 約
100nm 、第２薄膜層が屈折率n２= 約1.45、膜厚d２= 約
120nm であり、反対面の単層の薄膜層は屈折率n１'=約
1.45、膜厚d１= 約120nm であった。

【００３６】さらに該ガラス基板の２層の積層薄膜層側
への入射角50°の入射光に対する可視光反射率が約5.3
％であり、薄膜を全く形成していない同じ厚みのガラス
基板における同じ入射角での可視光反射率が10.7％に比
し、反射率が約5.4 ％低減する反射低減ガラスであっ
た。

【００３７】比較例１ 前記実施例１において、ブロンズ色ガラス基板に２層の
積層薄膜層を形成したものを用い、また合せガラスの相
手となるクリアーガラス基板には薄膜層を形成せずに、
合せガラスを作製した。

【００３８】該合せガラスでは、入射角60°の可視光反
射率が約11.4％であり、上記通常のフロントウインドウ
用の合せガラスの入射角60°での可視光反射率が約15.4
％に比し、可視光反射率が約4.0 ％低下したが、実施例
１の本発明の反射低減ガラスの合せガラスの場合の可視
光反射率の低減率6.1 ％に比べ、2.1 ％程度の反射率低
減効果が劣るものであり、不充分であった。

【００３９】比較例２ 前記実施例２において、ブロンズ色ガラス基板に３層の
積層薄膜層を形成したものを用い、また合せガラスの相
手となるクリアーガラス基板には薄膜層を形成せずに、
合せガラスを作製した。

【００４０】該合せガラスでは、入射角65°の可視光反
射率が約16.0％であり、上記通常のフロントウインドウ
用の合せガラスの入射角65°での可視光反射率が約19.9
％に比し、可視光反射率が約3.9 ％低下したが、実施例
１の本発明の反射低減ガラスの合せガラスの場合の可視
光反射率の低減率6.1 ％に比べ、2.2％程度の反射率低
減効果が劣るものであり、不充分であった。

【００４１】比較例３ 前記実施例３において、ガラス基板の片面に同様の２層
の積層薄膜層を形成し、反対面にマスキングをして薄膜
を形成しなかったものは、薄膜層側の入射角50°の可視
光反射率が約7.2 ％であり、実施例３より1.9 ％程度そ
の性能が低下したものであった。

【００４２】

【発明の効果】以上前述したように、本発明の反射低減
ガラスによれば、手軽に容易な膜形成手段でもって、フ
ロントウィンドウの取付角度において６％前後以上の反
射低減率である低反射性能を安価に効率よく得て、格段
にその性能を発揮して、光学特性を損なうことなく、密
着性、耐擦傷性ならびに耐候性等に優れ、長期に亘りそ
の性能を保持する等、建築用もしくは自動車用窓材をは
じめ、各種ガラス物品において好適に採用できる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板の片面に屈折率の異なる酸化
   物薄膜を積層しガラス面の反射を低減せしめた反射低減
   ガラスにおいて、該薄膜を積層した面と反対の面に、屈
   折率ｎが1.50以下のSiO２薄膜もしくはSiO２と他の酸化
   物との混合酸化物薄膜を形成してなることを特徴とする
   建築用、産業用の反射低減ガラス。
2. 【請求項２】 前記反射低減ガラスにおいて、前記積層
   した酸化物薄膜層が特定の入射角の入射光に対し、その
   反射率を最も低減せしめた薄膜層からなることを特徴と
   する請求項１記載の反射低減ガラス。
3. 【請求項３】 前記反射低減ガラスにおいて、前記特定
   の入射角が40〜80°であって、その反射率の低減率が可
   視光反射率で4.5 〜７％であることを特徴とする請求項
   １乃至２記載の反射低減ガラス。
4. 【請求項４】 前記反射低減ガラスにおいて、SiO２薄
   膜もしくはSiO２と他の酸化物との混合酸化物薄膜が、
   屈折率ｎが1.43〜1.47で、かつ膜厚が105 〜130nm であ
   ることを特徴とする請求項１乃至３記載の反射低減ガラ
   ス。
5. 【請求項５】 前記酸化物薄膜層の最上層が、該酸化物
   薄膜層の反対面に形成したSiO２薄膜もしくはSiO２と他
   の酸化物との混合酸化物薄膜と同一の膜であることを特
   徴とする請求項１乃至４記載の反射低減ガラス。