JPS62216943A - ソ−ラ−遮へいフイルム用保護被覆 - Google Patents

ソ−ラ−遮へいフイルム用保護被覆

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JPS62216943A
JPS62216943A JP62055110A JP5511087A JPS62216943A JP S62216943 A JPS62216943 A JP S62216943A JP 62055110 A JP62055110 A JP 62055110A JP 5511087 A JP5511087 A JP 5511087A JP S62216943 A JPS62216943 A JP S62216943A
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 衾匪皇’Ｎ　ＢＥ 本発明は窒化チタンフィルムの改良に関し、特に温い気
候中の過度の熱上界から窓を遮へいするのに使用される
窒化チタンフィルムの改良に関する。
金属のチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム
、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン又はタングス
テンの窒化物、炭化物またはホウ化物の反応性スパッタ
リングによりソーラー制御フィルムを製造することが米
国特許第３，８８５，８５５号に提案されている。これ
らの材料のいくつかについて有効な光学的性質は知られ
ていたが、反応性スパッタリングの減圧電気的方法によ
る建材ガラスの量産はむしろ遅く高価である。
窓に入るソーラーエネルギーの制御は温い気候中快適な
屋内条件を維持するのに重要である。通常、ソーラー制
御はガラスに光応答性着色材料を添加することにより達
成されていた。しかしながら、この方法のガラスの着色
は、陰を変化するのに長時間が必要なことがあるので製
造に不利な点を有していた。更に最近、ソーラー制御を
達成するため反射性フィルムや吸収性フィルムが透明ガ
ラスに適用されてきている。反射は放射線を完全に除外
するのに対し吸収された熱の一部は結局は建物中に運ば
れるので、望ましくない放射線の反射は吸収よりも有効
である。
１９８５年８月１２日に発行された米国特許第４．５３
５，０００号（本明細書に参考として記載される）にお
いて、Ｒｏｙ　Ｇ　、Ｇ　ｏｒｄｏｎは被覆されるシー
トにおける曇りや欠陥を避けつつ、窒化チタンの透明ソ
ーラースクリーンを迅速付着する方法を開示している。
このような問題は反応器導管中の反応体の早期の粉末形
成性凝縮により起こされていたはずである。
基材に窒化チタンを付着することを特徴とする多数のそ
の他の操作や製品がある。これらの多くのものは窒化物
の耐摩耗性層に関するものであり、この窒化物はその厚
さのためフィルムを不透明にする。これら材料の光透過
性または光学的性質の全ての問題はこれらの材料や操作
には当てはまらない。
窒化チタン付着操作の改良は、建材ガラスの如き市場に
おいて窒化チタンをガラス被覆材として広く許容される
にはいくつかの固有の問題を避けなかった。これらの問
題は機械的、化学的攻塔を受けやすいこと及び窒化チタ
ンフィルムの可視特性に関するある制限を含んでいた。
以下に記載する発明はこれらの問題の解決に関する研究
からなされたものである。
光」Ｉｌｌ叉 本発明の主な目的は薄い透明な窒化チタン含有フィルム
に耐酸化性保護層を設けることにある。
本発明の別の目的は窒化チタンフィルムが付着されてい
るガラスシートの高温処理中、窒化チタンフィルムの酸
化保護を与えることにある。
本発明の別の目的は優れた耐摩耗性を有する窒化チタン
系ソーラーフィルムを提供することにある。
更に本発明の目的は優れた光減衰特性、特に低減された
可視反射性及び軽減された着色を有するソーラー制御製
品を提供することにある。
本発明の別の目的は暑い気候中のソーラー熱上昇を減少
するため建築窓のソーラー遮へいとして窒化チタンを用
いるのに改良されかつ一層効率のよい方法を提供するこ
とにある。
本発明の別の目的は本明細書を読めば当業者に明らかで
あろう。
上記の目的は保護透明フィルム、有利には酸化錫の薄い
被覆物で、近赤外線に対する主なバリヤーとして窒化チ
タンフィルムを有する新しく形成されたソーラースクリ
ーンを被覆することにより実質的に達成された。その他
の保護フィルム手段も使用し得る。例えば酸化ケイ素、
及び酸化アルミニウムも良好な保護特性を有する。しか
しながら、酸化錫、特にフッ素ドーピングされた酸化錫
が補充ソーラー遮へい用途に対し機械的性質、光学的性
質及び赤外線輻射率の最も好ましいＳＪｔ合せを有する
ものと思われる。
窒化チタンは主なシーラー吸収フィルムとして全部又は
一部が米国特許第３，８８５，８５５号に記載せ代用し
得る。しかしながら、窒化チタン被覆物は被覆物へのガ
ス状前駆体が処理装置において比較的容易に形成できま
た取扱い易いので多くの用途に対する最も有利な選択で
ある。
一層薄い酸化錫フィルム、すなわち約５００人の厚さの
フィルムは高光透過ガラスシート、例えば３００Å以上
の厚い窒化チタンフィルムに使用するのが好ましい。−
例は約７０％の可視光透過を有する自動車ガラスの主な
視界域である。このような場合、全ソーラー透過率は約
５０％である。
一層低い透過用（例えば自動車のサンルーフまたは建材
ガラス）においては、５００人の酸化錫の被覆フィルム
と３且合せた約６００〜１０００人の厚さの窒化チタン
が１５％の可視透過と全ソーラー透過の８％透過を得る
のに極めて適する組合せを与える。
本発明の好ましい製品の中には、近赤外線の透過をイホ
滅するための主なソーラー遮へい層としての窒化チタン
とその上に約３００〜８００人の厚さの酸化錫の層とを
上に含む透明ガラスシートである。酸化錫層は高温処理
操作中酸化から窒化チタンを保護するのに役立ち、耐摩
耗性を増大し、かつ５００人あるいは３００〜８００人
の範囲の大凡の中間で窒化チタンフィルムの着色性及び
反射特性を低減するのに有用である。実際には、窒化チ
タンの物理的な保護あるいは可視効果を要しない成極の
酸化錫が窒化物とガラス基材との間に位置し得る。
これらの複合ソーラー制御被覆物の性能はそれらが設置
されるガラス基材に若干依有する。しかしながら、最適
の厚さの一層正確な値は、特別の基材及び輻射率とソー
ラー透過率との値についての所望のパラメータを選定し
た後本発明の個々の用途について決定し得る。本発明の
一つの極めて有利な用途において、窒化チタン系又は窒
化クロム系被覆物は二つの保護酸化物被覆物、例えば二
つの酸化錫被覆物の間にはさまれる。このような系にお
いて、窒化チタンフィルムは近赤外線（約０、７〜２ミ
クロンの波長）の透過を低減するという主な作用を奏す
る。酸化錫の外側層は耐摩耗性を増大するのに役立ち、
かつ被覆操作そのもの及び続く徐冷、強化または曲げ処
理の如き高温加工工程後の製造中酸化保護層として役立
つ。
ガラス基材と窒化チタンとの間に位置された層である酸
化錫の内側層は窒化チタンの付着中の窒化チタンの望ま
しい一様な核形成を促進し、かつ窒化チタンがガラス基
材と望ましくない化学相互作用をすることから隔離する
のに役立つ。
酸化錫の両層は可視光の透過対近赤外線の光の透過の比
率をそれらの高い屈折率のため、増大する。また酸化錫
フィルムは当業界で公知の製造操作によってフン素ドー
ピングされた時輻射率（遠赤外線を反射する）を低減す
るのに特に有効である。幾つかの有利な製品において、
酸化錫フィルムは合計で約１０００人の厚さである。例
えば、各酸化錫フィルムは約５００人の厚さでよい。
一層厚い窒化チタンフィルム、ずなわらそれ以外には成
極の建材用に極めて望ましい陰影特性をもつフィルムは
美惑上望ましくない反射特性をガラス基村上でもつだけ
であった。同じ問題は窒化クロムフィルムにも遭遇して
おり、かくして、約１７５０人の厚さの窒化チタンフィ
ルムは、被覆された側から殆んど鏡のような青みがかっ
た反射色を有する。これは被覆物が米国特許第４，５３
５，０００号においてゴートン（Ｇｏｒｄｏｎ）により
記載された方法に従って形成される、すなわちアンモニ
アと塩化チタンとを反応することにより形成される時が
特にそうである。約５７５人の酸化錫フィルムが窒化チ
タンの上の設けられる時、反射色は多くの観察者に実際
は検知し得なくなる。事実、透明シートの高反射性はま
た著しく低下し、未処理建材ガラスの反射に大凡近似す
る。このような反射減少フィルムはさらに一層低い全ソ
ーラー透過率を有して約５〜６％の可視透過率を有する
。
本発明の製品はその光学的性質及びソーラー遮へい特性
、及び窒化チタンに較べ優れた耐摩耗性のため使用に極
めて有利であるが、酸化錫被ｌＷ吻の使用は処理操作に
特に重要である。かくして、例えば本発明に従って製造
された透明ガラス製品はソーラー制御フィルムの有意な
、即ち検知し得る酸化なしで約１１００’Ｆの典型的な
ガラス板の徐冷温度で１時間徐冷し得る。同様に、約１
１５０°Ｆの温度で５分間の強化処理は製品の何らの劣
化も生じない。窒化チタン層からシリコン基板への酸化
錫フィルム間の接触抵抗を測定することにより同様の試
験を行なった。窒化チタンの酸化があれば試験中に測定
された電気接触抵抗に大きな増加を生じたであろう。
本発明の別の重要な方法の局面は、米国特許第４．５３
５，０００号に開示された方法に示されるような高温操
作に従って加熱ガラスを窒化チタンで被覆する方法中に
そうしなければ酸化消失されるであろう窒化チタン又は
同様の窒化物の保存である。
このような操作において、窒化チタンフィルムは錫フロ
ート浴出口から酸化錫被覆へと１０フイート移動するの
に約２０秒かかると仮定すると、酸化チタンの上表面の
約１００〜１５０人は酸化されて酸化チタンとなるであ
ろう。このような窒化チタンの損失はしばしば許容され
また補償され得る。しかし、これは全く不要な変化を方
法に導く。
酸化錫は被覆操作中の前記の窒化物の損失を避けるのに
特に価値がある。このような窒化物から酸化物への転化
は別の変化を製品に導き、しかも後の被覆、徐冷及び強
化にかけられる際に製品の着色変化を生じることがある
。酸化錫は８００°Ｆを超える温度、典型的には１００
０〜１２００’Ｆの温度での徐冷操作及び強化操作中断
たに形成された窒化チタンを酸化から保護するのに特に
価値がある。
従って、酸化錫を有する窒化物の被覆は被覆されるガラ
スシートが形成される錫浴構成の非酸化性雰囲気中で有
利に行なわれる。この操作は酸化に対し考慮する必要は
ないので必要量の窒化物がソーラー遮へい体として一層
有効に使用されかつ一層迅速に付着されることを可能に
する。
−６のス・な町。
本出願において、本発明の好ましい態様が記載されその
種々の代案及び変形が示唆されているが、これらは完全
であることを意図するものではなくその他の変化及び変
形を本発明の範囲内でなし得ることを理解すべきである
。本明細書のこれらの示唆は当業者が本発明及びその原
理を充分理解しこれを修正し夫々特別の場合の条件に適
し得るような捕々の形態で具体化し得るように本発明の
説明の目的に対し選ばれ、かつ含まれる。
園皿夙災皿 第１図及び第２図は本発明の特別の態様を示す。
第１図は建材ガラスとしての用途に適しソーダカルシウ
ムガラス基材１０、約１５００人の窒化チタンの被覆物
１２、及び４００人のフッ素ドーピングされた酸化錫の
被覆物１４から成る透明ソーラー遮へい製品８を示す。
第２図は別のソーラー遮へい製品２０を示す。
ガラス１０は５００人のフッ素ドーピングされた酸化Ｓ
′１Ｊ（Ｆ！Ｊ２２）、７００人の窒化チタン（層２４
）及び４００人の酸化錫（層２６）で被覆される。当業
界で公知の反応体系、すなわち夫々窒化チタン及び酸化
錫について米国特許第４，５３５，０００及び同第４，
２６５，９７４号に記載されたものを用いて被覆物が得
られる。
第１図及び第２図のガラスに付着された窒化チタンは米
国特許第４，５３５，０００号に記載された方法に従っ
て付着される。酸化錫はフッ素ドーピングされた酸化物
であって米国特許第４．１４６，６５７号に記載された
方法に従って付着される。
第１図の構造体は酸化錫を一例として酸化ケイ素で、お
よび他の例として酸化アルミニウムで置換することによ
り変形された。これら酸化物の両者は良好な保護被覆物
であった。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の態様を示すもので、第１図は建材ガ
ラスに適する透明ソーラー遮へい製品の一例、第２図は
別のソーラー遮へい製品を示す。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）約８００°Ｆ以上の温度での徐冷、強化、曲げま
    たはその他の方法中でも耐酸化性であることを特徴とす
    るソーラー遮へい透明シート製品であって、上記製品が （ａ）無機ソーラー遮へいフィルムを機械的、化学的に
    保護する手段を形成する酸化錫の外側フィルム； （ｂ）上記酸化錫の下にあり、かつ上記製品の近赤外線
    に対する主要なバリヤーを形成するフィルム；及び （ｃ）上記フィルムの下にある透明ガラスの基材を有す
    るシート製品。
  2. （２）上記のソーラー遮へいフィルムは窒化物で形成さ
    れる特許請求の範囲第１項記載のソーラー遮へいシート
    製品。
  3. （３）上記のソーラー遮へいフィルムは窒化クロムで形
    成される特許請求の範囲第２項記載のソーラー遮へいシ
    ート製品。
  4. （４）上記の酸化錫の外側フィルムは約３００〜８００
    Åの範囲の厚さである特許請求の範囲第３項記載のソー
    ラー遮へいシート製品。
  5. （５）上記のソーラー遮へいフィルムは窒化チタンで形
    成される特許請求の範囲第２項記載のソーラー遮へいシ
    ート。
  6. （６）上記の窒化物と上記のガラス基材との間に酸化錫
    の第二フィルムを含む特許請求の範囲第２項記載の透明
    シート製品。
  7. （７）上記の酸化錫の外側フィルムは約３００〜８００
    Åの範囲の厚さである特許請求の範囲第１項記載のシー
    ト製品。
  8. （８）上記の酸化錫の外側フィルムは約５００Åの厚さ
    である特許請求の範囲第１項記載のシート製品。
  9. （９）上記の酸化錫の外側フィルムは窒化チタンの耐摩
    耗性よりすぐれた耐摩耗性を与える手段である特許請求
    の範囲第１項記載のシート製品。
  10. （１０）上記の酸化錫の外側フィルムと酸化錫の第二フ
    ィルムの各々は約５００Åの厚さであり、上記の窒化物
    フィルムは窒化チタンフィルムで、少くとも約３００Å
    の厚さである特許請求の範囲第６項記載のシート製品。
  11. （１１）上記の酸化錫フィルムは合計で約１０００Åの
    厚さである特許請求の範囲第６項記載のシート製品。
  12. （１２）上記の酸化錫の外側フィルム及び酸化錫の第二
    フィルムは約５００Åの厚さであり、窒化チタンフィル
    ムは約７００Åの厚さである特許請求の範囲第６項記載
    のシート製品。
  13. （１３）上記のソーラー遮へいフィルムは窒化物層が被
    覆されない時着色された反射特性を示すのに充分な厚さ
    の窒化チタン層であり、また酸化錫の外側フィルムはシ
    ート製品において上記の着色された反射特性を実質的に
    減少するのに有効な厚さである特許請求の範囲第１項記
    載のシート製品。
  14. （１４）上記の窒化物フィルムは約１７００Åの厚さで
    あり、上記の酸化錫の外側フィルムは少くとも約５００
    Åの厚さである特許請求の範囲第９項記載の製品。
  15. （１５）近赤外線が被覆ガラスを透過することを減ずる
    ための手段として窒化チタン又は窒化クロムの層を含む
    透明シート製品の製造法であって、 （ａ）上記近赤外線の通過を減するための手段を形成す
    る有効な厚さの窒化チタン又は窒化クロムで上記ガラス
    を被覆し；ついで （ｂ）上記窒化チタン又は窒化クロムを３００〜８００
    Åの酸化錫の被覆物で上塗りする工程を含む上記製造法
    。
  16. （１６）近赤外線が被覆ガラスを透過することを減ずる
    ための手段として窒化チタン又は窒化クロムの層を含む
    徐冷された透明シート製品の製造法であって、 （ａ）上記近赤外線の通過を減ずるための手段を形成す
    る有効な厚さの窒化チタン又は窒化クロムで上記ガラス
    を被覆し、 （ｂ）上記窒化チタン又は窒化クロムを３００〜８００
    Åの酸化錫の被覆物で上塗りし；ついで （ｃ）上記ガラスシートを１０００°Ｆを越える温度で
    徐冷する 工程を含む上記製造法。
  17. （１７）近赤外線がガラスを透過することを減ずる手段
    として窒化チタン又は窒化クロムの層を含む強化された
    透明のシート製品の製造法であって、 （ａ）上記近赤外線の通過を減ずるための手段を形成す
    る有効な厚さの窒化チタン又は窒化クロムで上記ガラス
    を被覆し、 （ｂ）上記窒化チタン又は窒化クロムを３００〜８００
    Åの酸化錫の被覆物で上塗りし；ついで （ｃ）上記ガラスシートを１０００°Ｆを越える温度で
    強化処理する 工程を含む上記製造法。
  18. （１８）被覆工程及び上塗り工程はフロートガラス製造
    ラインの錫フロート浴包囲体の還元性雰囲気内で、かつ
    上記錫フロート浴中に形成されるガラスシートの上で行
    なわれる特許請求の範囲第１５項記載の製造法。
  19. （１９）約８００°Ｆ以上の温度での徐冷、強化、曲げ
    またはその他の方法中でも耐酸化性であることを特徴と
    するソーラー遮へい透明シート製品であって、 （ａ）窒化チタン又は窒化クロムのフィルムを機械的、
    化学的に保護する手段を形成する酸化錫、酸化ケイ素、
    および酸化アルミニウム又はこれらの混合物から選ばれ
    た保護酸化物の外側フィルム； （ｂ）上記保護酸化物の下にあり、上記製品の近赤外線
    に対する主要バリヤーを形成する窒化チタン又は窒化ク
    ロムの上記フィルム；及び （ｃ）上記の窒化物のフィルムの下にある透明なガラス
    基材 を有する上記製品。
  20. （２０）上記保護酸化物は酸化錫である特許請求の範囲
    第１９項記載のシート製品。
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