(57)【要約】      （修正有）【課題】一般建築物に使用されるガラスに関し、透明性があり、且つ面発熱に際して制御し易い抵抗値を有する導電膜付ガラスと、それを使用した建築物の窓、間仕切り、什器類等の応用物の提供。【解決手段】金属酸化物による導電膜が形成されたガラスにおいて、面抵抗値が１０Ω□〜１００Ω□、好ましくは１５Ω□〜２５Ω□であり、導電膜がガラス面に溶融されて形成された導電膜付ガラス。防犯ガラス・投射スクリーン・筆記板・音響装置・ショーウインドウ等へ応用出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物による導電膜が形成されたガラスにおいて、面抵抗値が１０Ω□〜１００Ω□、好ましくは１５Ω□〜２５Ω□であり、膜厚が１μｍ以下であることを特徴とする導電膜付ガラス。
【請求項２】
前記導電膜がガラス面に溶融されて形成したことを特徴とする請求項１記載の導電膜付ガラス。
【請求項３】
前記導電膜付ガラスが複層または合わせガラスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電膜付ガラス。
【請求項４】
前記導電膜付ガラスが中間膜を介してパネル材に接着されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電膜付ガラス。
【請求項５】
前記導電膜付ガラスの少なくとも一方の片面へ光学特性を変える表面処理を施したことを特徴とする請求項１記載の導電膜付ガラス。
【請求項６】
前記導電膜付ガラスを建物の開口部又は壁面に用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の導電膜付ガラス。
【請求項７】
前記導電膜付ガラスを什器類の面部に用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の導電膜付ガラス。
【請求項８】
前記導電膜付ガラスへ音響振動子を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の導電膜付ガラス。
【請求項９】
前記導電膜付ガラスがショーウインドウに使用されることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の導電膜付ガラス。
【請求項１０】
前記導電膜付ガラスが浴室に使用されることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の導電膜付ガラス。
【請求項１１】
前記導電膜付ガラスが筆記板であることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の導電膜付ガラス。
【請求項１２】
前記導電膜付ガラスがスクリーンであることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の導電膜付ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、一般建築物に使用されるガラスに関するものであり、透明性があり、且つ面発熱に際して制御し易い抵抗値を有する導電膜付ガラスと、それを使用した建築物の窓、間仕切り、什器類等の応用物を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】従来より、自動車や電車或いは建物の窓ガラスとして用いられるガラスに、Ａｇ薄膜、ＩＴＯ（インジウム・スズ・オキサイド）薄膜或いはＳｎＯ２薄膜等の導電性を有する透光性薄膜を設け、この透光性薄膜に通電することで発生する熱によりガラス表面温度を上昇させて付着した雪や霜の溶融や、結露の消失させる構造が知られている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】ところが、これらのガラスは、室内側に暖房効果を生じさせる程度に温度上昇させる構成とはされていない。
【０００４】本発明は、これらの事情に鑑みて、とりわけ、一般建築物において適宜な暖房効果を生じさせる程度の制御を行う場合に適した導電膜付ガラスとその応用例を提供するものである。
【実施例】
【０００５】第１図は、本発明の導電膜付きガラスの特性示す図であり、第２図は、この防犯システムの概要を示す説明図であり、第４図乃至第８図は、建築物用途に使用される場合の説明図であり、第９図及び第１０図は、既存の窓サッシに使用する場合の説明図であり、第１１図は、投射用のスクリーンに使用した例を示す説明図であり、第１２図は、筆記板に使用した例を示す説明図であり、第１３図は、振動板として使用した例を示す説明図であり、第１４図は、浴室内で使用した例を示す説明図であり、第１５図は、什器類に使用した例を示す説明図である。【０００６】本発明を開示するに際して、一般建築物の開口部においては、太陽光の透過率を維持することが重要である。本発明は、金属酸化物による導電膜が形成されたガラスにおいて、面抵抗値が１０Ω□〜１００Ω□、好ましくは１５Ω□〜２５Ω□であり、導電膜がガラス面に溶融されて形成したことを特徴とする。【０００７】本発明に係わる導電膜は、ガラス面に所定の面積で帯状、或いは、実施例の各図の如く、略全面に亘り形成されるもので、導電膜はガラスの表面に溶融させて形成することで、耐久性に優れた導電膜付ガラスとしたものである。【０００８】第１図は、本発明の導電膜付きガラスの特性示す図である。
ここで、住宅用で通常窓ガラスの最大サイズ４ｍ２、室内間仕切りでのガラス最大サイズを２ｍ２として面抵抗値１５〜２５Ωでの発熱時の温度上昇を計算するに際して、ガラス厚み５〜６ｍｍ，空気層の熱伝達率を５Ｗ／ｍ２の複層ガラスでガラスサイズ４ｍ２の時の発熱時の温度上昇を計算すると、室内側の熱伝達率を１０Ｗ／ｍ２、室外側の熱伝達率を２０Ｗ／ｍ２、で２×２ｍの正方形の場合、１００Ｖの商用電圧を負荷すると面抵抗１５Ωで１１．９℃、２５Ωで７．１℃上昇する。【０００９】縦横比１：２の長方形の場合は抵抗値が３０Ω−５０Ωとして６．０〜３．６℃上昇する。室内間仕切りの場合は正方形で８．３〜５．０℃、１：２の長方形で４．２〜２．５℃上昇する。ガラスサイズが小さい時はオンオフで電圧投入時間で調整したり、トランスを使用して低電圧投入で調整出来る。【００１０】また、浴室で浴室内２５℃、更衣室１５℃、未発熱時ガラス温度２０℃として湿度１００％の浴室内の結露防止のためには最低５℃温度上昇が必要で１．４×１．４ｍ（２ｍ２）の合せガラスを発熱させると１０．０〜１６．７℃上昇可能である。この場合、更衣室が寒いと裸になった時、脳梗塞等を起こし易いが、発熱ガラスが輻射暖房の効果がある。【００１１】更に、間仕切りで２枚のガラスの間にパネル材を挟んだ場合、２×２ｍ（４ｍ２）の大きさでも８．３〜５．０℃温度上昇し、エアコン暖房無しでも十分な暖かさが得られると共に、２×２ｍ（４ｍ２）のショーウィンドも１１．１〜６．７℃の温度上昇が得られる。【００１２】上記の構成によれば、ガラス厚み６ｍｍ＋空気層厚み６ｍｍ、又は１２ｍｍ＋ガラス厚み６ｍｍの複層ガラスの室内側にこの発熱ガラスを使用した場合の可視光透過率は７３％以上で、同じ構成のフロートガラスの７９％に比較して透過率の減少は僅かに過ぎないことが確認されている。導電膜に商用のＡＣ１００Ｖを投入した場合には、ガラス全面を均一に暖めて、結露防止、コールドドラフト防止、室内空気の空気対流の軽減によりオフィスや住宅の環境を快適にする。外の景色を見るときにも透明性が良いので良く見える。違和感がない。【００１３】やや大きめの住宅の引き違いテラス窓の場合、１枚のガラスはＷ１２６０×Ｈ２１２０ｍｍで電極を縦にとると、抵抗値はｒ＝２０×１２６０／２１２０＝１１．９Ωになるが、２枚を直列に繋ぐとＲ＝２３．８Ωになる。そして、ＡＣ１００Ｖをダイレクトに負荷すると、投入電流Ｉ＝Ｅ／Ｒ＝１００／２３．８＝４．２Ａ、投入電力はＰ＝Ｅ×Ｉ＝１００×４．２＝４２０Ｗになり、ガラス面積Ｓ＝１．２６０ｍ×２．１２０ｍ×２枚＝５．３４ｍ２でｍ２当たりの投入電力Ｐｕ＝４２０／５．３４＝７８．７Ｗ／ｍ２となる。【００１４】この構成によれば、ガラス厚み５ｍｍ＋空気層厚み６ｍｍ＋ガラス厚み５ｍｍの複層ガラスの室内側ガラスを発熱ガラスとすると、上記電力を投入すると室内側ガラスは発熱しない状態から約６℃上昇することになる。室外温度０℃、室内温度２４℃の時、発熱していない状態では室内側ガラスの温度は１６℃であるが、発熱により２２℃となり、冷放射やコールドドラフトがなく、快適な室内環境になる。【００１５】また、結線を並列にしたり、電圧をトランスで変えれ��更に高い温度まで発熱させる事も出来る。一般的な住宅の引き違いテラス窓の場合、１枚のガラスはＷ８１０×Ｈ１７２０ｍｍで電極を縦にとると、抵抗値はｒ＝２０×８１０／１７２０＝９．４Ωになるが、２枚を直列に繋ぐとＲ＝１８．８Ωになる。ＡＣ１００Ｖをダイレクトに負荷すると、投入電流Ｉ＝Ｅ／Ｒ＝１００／１８．８＝５．３Ａ、投入電力はＰ＝Ｅ×Ｉ＝１００×５．３＝５３０Ｗになり、ガラス面積Ｓ＝０．８１ｍ×１．７２ｍ×２枚＝２．７９ｍ２でｍ２当たりの投入電力Ｐｕ＝５３０／２．７９＝１９０Ｗ／ｍ２となる。ガラス厚み５ｍｍ＋空気層厚み６ｍｍ＋ガラス厚み５ｍｍの複層ガラスの室内側ガラスを発熱ガラスとすると、上記電力を投入すると室内側ガラスは発熱しない状態から約１５℃上昇する。【００１６】上記の例において、１００％投入せずに投入電力を公知のサイリスタやトライアックを使用して全負荷の７０％、５０％、３０％の３段階に切り替えられるようにすると、室内側ガラスは発熱しない状態から約１０℃、７℃、４℃上昇し、室内側ガラス温度は２６℃、２３℃、２０℃となる。或いは、室内側ガラスの表面にサーミスタや白金センサー等の温度センサーを貼り、公知の温調器を使用してガラス温度を正確にコントロールする事も可能である。【００１７】複層ガラスの場合は、アルミスペーサーと導電膜の耐スパークのため絶縁テープを介し絶縁性の高いブチルゴムによる一次封着剤で絶縁し、二次封着剤として高モジュラスで対候性の高いシリコン系封着剤を使用する。発熱ガラスのエッジは四周に面取りを行い、二次封着剤をガラス端面まで封止する事で導電膜のガラスエッジでの絶縁性を確保する。【００１８】更に好ましくはガラス端面に二次封着剤を盛上げて絶縁を高くする。結露防止は冬場で室外温度が低く、室内温度、室内湿度が高い場合の結露防止がある。又、風呂場に使用する時、風呂場に湿気でガラス面が曇り易い。【００１９】＜応用例１＞防犯ガラス
本発明の導電膜付ガラスは、一般建築物等において、ガラス破損時に導電膜の抵抗値が変化する事を検知して発熱防犯システムを形成する事ができる。従来のガラスの破損を検知するセキュリティシステムおいては、ガラス面に直接貼り付け、ガラスが破壊する時の音を検知して通報する超音波センサーがあるが、風による振動やペットがぶつかった時の振動等で誤動作することが多い。又窓の開閉を検知するため、マグネットで作動するリードスイッチをサッシ障子とサッシ枠に取り付けて開閉を検知するが、サッシ障子のガタで風によって誤動作を起こすことがあり、これらのセンサーが侵入を検知したとしても窓ガラスは容易に破壊されてしまい、短時間の間に室内に侵入され家財が盗まれてしまうことが多かったが、本発明によれば、安定した防犯ガラスを実現することが可能である。【００２０】また、導電線を使用したガラスと比較して、配線箇所が目立って、侵入経路を他の場所に変えられてしまう等の問題が回避される。【００２１】第２図は、この防犯システムの概要を示す説明図である。１は透明な導電膜を有するガラスを使用した窓ガラスで、２はガラスの抵抗値変化を検出する検知装置であり、３は検知装置に接続され、屋外に設置されたサイレンやフラッシュライトからなる警報装置、４はガラス窓付近に設置されたカメラで、ガラスが破損し検知装置が作動した時に画像保存を開始するよう検知装置２に接続される。５は外部の監視センターに伝達する送信手段とを備えたセキュリティ装置（ホームコントローラー）であり、電話回線６でコールセンター８に接続される。【００２２】ガラスが破損すると同時にサイレンやフラッシュライトからなる警報装置が作動し、侵入盗を威嚇する。同時にカメラが作動し画像を記録する。侵入盗はガラスを完全に破壊し、室内まで侵入するには時間が掛かるので、この間カメラが撮影した画像はＡＤＳＬ等により、契約者の携帯電話に添付ファイルとして送付できる。この時メールでは画像を蓄積しているサーバーのＵＲＬを記載することにより、契約者はカメラにアクセスすることも可能である。【００２３】コールセンター８ではセキュリティ装置（ホームコントローラー）５からの通報により、契約者の指定した順番で異常があったことを順次連絡する。契約者はメール又はコールセンターからの連絡により、室内の状況を確認し、警察に出動を要請することができる。【００２４】ガラスが破損すると同時にサイレンやフラッシュライトからなる警報装置が作動し、侵入盗を威嚇するのでガラス窓が破り難い構成になっていて、侵入までの時間が掛かりそうな時には、侵入盗は侵入をあきらめて被害を未然に防ぐこともできる。【００２５】第３図は、複層ガラスの断面図を示している。導電膜１２は室内側のガラス１１に配置されていて、ガラス破損や窓を開けると同時に検知して信号を送る。前記導電膜１２には、電極１３を介して交流電源及び直流電源からなる電源が接続されると共に、警報装置（図示せず）に接続された防犯用のコントロールユニットが接続されている。従って、この様な構成により、導電膜は発熱用途に使用されるだけでなく、破損が抵抗値の変化や断線として検知され、外部からの侵入者によるガラス破損を検知することができる。尚、導電膜に対して発熱する際には強い電流を流す必要があるが、防犯検知をする場合には微弱な電流で良く、必要に応じた制御により導電膜を検知部として警報を行うことができる。【００２６】交流電源及び直流電源を切り替え可能とすると、発熱の必要な時期には交流電源を使用して発熱と共にガラス破損を監視し、発熱の不必要な時期には直流電源を使用してガラス破損のみを監視することができる。公知の電子回路で、例えば１秒間の５０サイクルの内、１サイクル２０ｍｓは電流を流さず、抵抗値を検知させ、記憶した抵抗値から所定の変動（例えば±１０％）あった時に警報を出す。新たな防犯システムを導入せずに発熱ガラスと兼用出来る。【００２７】＜応用例２＞建物用途
本発明の導電膜付ガラスは、部屋の間仕切りの窓部、壁に合わせガラスとして形成することができる。第４図乃至第８図は、この場合の典型的な例を示していて、発熱により仕切られる両方の部屋が暖まり、また、遠赤外線の効果で輻射熱で快適な補助暖房となる。これにより、遠赤外線を放射する面発熱によりエアコン等の従来暖房での不快な空気対流がない暖房を実現する事ができる。【００２８】この例で使用するガラス１１は、板透明なフロートガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス、（透明な金属膜を有する）発熱ガラス、塗装ガラス、ミラーガラス等から成り、その上にガラス以外の無機質材として、石膏ボード又はケイカル板、フレキシブルボード、珪酸カルシュウム板、化粧合板、アルミハニカムパネル、紙製ハニカム、鉄板、等のパネル材１５をＰＶＢ、ＥＶＡ、或いは反応硬化性アクリル樹脂の中間膜１４で接着してガラス複合板材を構成させている。尚、前記板ガラス１１に、透明なガラスを使用する場合はパネル材１５の板ガラス１１との合わせ側に塗装等で着色しておく事が望ましい。【００２９】第４図は、パネル材１５の両側に板ガラス１１を複合させたガラス複合板として構成させており、第５図は、これを間仕切り壁に取り付けた状態を示している。これらのガラス複合板には、スペーサ１６やシール材１７を使用してサッシ１８で保持して通常の建築用ガラスのように取り付けることが可能である。尚、第６図、第７図は、パネル材の一部をくりぬいてガラスと複合することにより、一部を透視可能としたガラス複合板材としたものである。また、第８図の如く床面などにも設置することが可能である。【００３０】本発明の導電膜付ガラスは、第９図及び第１０図に図示の如く、既存の窓サッシ、ガラスはそのままで、既存のサッシ枠３２の内周に新規のサッシ枠３５と導電膜付きガラス１１を取り付ける形態が可能である。既存のガラス３１と新規ガラス１１間の空気層は結露防止のため、空いているスペースに乾燥剤３３を設置し、両側に形成した電極からは通電線３４を引き出し、サッシ内３２．３５を通して電源へ配線する。既存のガラス３１が透明の場合、新規の導電膜付きガラス１１の既存側（空気層側）は、発熱可能な導電膜で室内側にはパターンエッチング等により、目隠し効果を出す事ができる。【００３１】（投射スクリーン）
本発明は、第１１図の如く、全部、又は一部乳白フィルムを使用する事で透過型映写スクリーン、反射型スクリーンとして機能する。図の例は、離れたプロジェクタ４０から投射する反射型スクリーンとしてガラス１１を使用している。この際、見る側のガラス表面は微細な凹凸の持つエッチングを施す事により、室内の蛍光灯等の映りこみを防止する。【００３２】（筆記板）
本発明は、第１２図に図示の如く、ガラス表面を加工することで、水生マーカー等での書き込み、消去を可能とした例である。この場合、合わせガラスの中間膜の間に薄い鉄板と挟み込む事によりメモ等を強力なマグネットを使用して貼り付ける事ができる。【００３３】（音響装置）
本発明は、第１３図に図示の如く、ガラス１１の周辺近くにガラス１１を振動させるエキサイター４１を取付け、ガラス１１を振動板としてスピーカー機能を持たせ実施例を示している。この場合、前述の如く、映像を投射するプロジェクタ装置等にも使用が可能である。【００３４】（浴室）
本発明の導電膜付ガラス１１は、一般建築物の中において、好適には浴室等の湿度の高い環境下で使用することが可能である。第１４図は、その実施形態を示したもので、浴槽４２を備えた浴室内で結露の発生を抑え、大画面での半身浴を可能にする。また、脱衣所４３の温熱環境も改善できるので、特に高齢者の温度差によるヒートショックの緩和にも役立つ。より具体的には、風呂場の間仕切りに乳白フィルムを挟んだ合せガラスを使用し、どちらかのガラスを発熱させて、結露を防止し、更衣室側からプロジェクタでＴＶ、ビデオ等を投影し、長時間の半身浴で楽しむ事ができる。又、透明性が高いので乳白フィルムの色調が変わる事がなく、色が冴え綺麗な画面となる。温泉地の展望窓、住宅での展望風呂も同様に曇り易いが、発熱させる事により曇る事がなく、透明な眺望が得られる。【００３５】（筆記板）
本発明は、第１２図に図示の如く、ガラス表面を加工することで、水生マーカー等での書き込み、消去を可能とした例である。この場合、合わせガラスの中間膜の間に薄い鉄板と挟み込む事によりメモ等を強力なマグネットを使用して貼り付ける事ができる。【００３６】（ショーウインドウ）
音響装置やプロジェクタスクリーンへの応用に関連して、合せガラスの一部にスクリーン投影用に乳白部分を設け、室外側のスクリーン部分には反射防止の特殊エッチングをすることで特にショーウィンドへの使用が可能である。この場合、室内のスクリーン部分にも特殊エッチングを施し室内から水性マーカーで書くことも出来る。前述の如く、内部音源を設ければ、雨露の影響がなく、外を通る人に音声を投げ掛ける事ができる。【００３７】（什器類）
本発明の導電膜付ガラスは、一般建築物の他、机、椅子等の什器類に使用することが可能である。第１５図は、この例を示したものであり、椅子４４の天板に本発明の導電膜付ガラス１１を用いることで、座る人に快適な環境を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の導電膜付きガラスの特性示す図
【図２】防犯システムの概要を示す説明図
【図３】複層ガラスの断面図
【図４】建築物用途に使用される場合の説明図
【図５】建築物用途に使用される場合の説明図
【図６】建築物用途に使用される場合の説明図
【図７】建築物用途に使用される場合の説明図
【図８】建築物用途に使用される場合の説明図
【図９】既存の窓サッシに使用する場合の説明図
【図１０】既存の窓サッシに使用する場合の説明図
【図１１】投射用のスクリーンに使用した例を示す説明図
【図１２】筆記板に使用した例を示す説明図
【図１３】振動板として使用した例を示す説明図
【図１４】浴室内で使用した例を示す説明図
【図１５】什器類に使用した例を示す説明図
【符号の説明】
【００３９】１  窓ガラス
２  検知装置
３  警報装置
４  カメラ
５  セキュリティ装置（ホームコントローラー）
６  電話回線
８  コールセンター
１１  ガラス
１２  導電膜
１３  電極
１４  中間膜
１５  パネル材
１６  スペーサ
１７  シール材
１８  サッシ
３１  ガラス
３２  サッシ枠
３３  乾燥剤
３４  通電線
３５  サッシ枠
４０  プロジェクタ
４１  エキサイター
４２  浴槽
４３  脱衣所
４４  椅子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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