(57)【要約】【課題】本発明は、適度な断熱性を有し、日射を取り込むことが可能な低放射ガラスを得ることを目的とした。【解決手段】１つのＡｇ膜を有する低放射膜が、ガラス板表面に形成された低放射ガラスにおいて、該低放射膜が、ガラス板側から、順に、第１誘電体膜、第２誘電体膜、Ａｇ膜、バリア膜、及び第３誘電体膜を有するものであり、該第１誘電体膜は、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層であり、該第２誘電体膜は、該Ａｇ膜と接する結晶性誘電体層を有し、該第２誘電体膜の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍであり、該第３誘電体膜は、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍであり、該Ａｇ膜は、幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍであることを特徴とする低放射ガラス。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのＡｇ膜を有する低放射膜が、ガラス板表面に形成された低放射ガラスにおいて、
該低放射膜が、ガラス板側から、順に、第１誘電体膜、第２誘電体膜、Ａｇ膜、バリア膜、及び第３誘電体膜を有するものであり、
該第１誘電体膜は、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層であり、
該第２誘電体膜は、該Ａｇ膜と接する結晶性誘電体層を有し、該第２誘電体膜の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍであり、
該第３誘電体膜は、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍであり、
該Ａｇ膜は、幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍであることを特徴とする低放射ガラス。
【請求項２】
前記結晶性誘電体層が、Ｚｎ酸化物層であることを特徴とする請求項１記載の低放射ガラス。
【請求項３】
前記第３誘電体膜は、前記バリア膜と接触する接触面に、該バリア膜に含まれる金属元素の酸化物を含む誘電体層を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の低放射ガラス。
【請求項４】
１つのＡｇ膜を有する低放射膜が、ガラス板表面に形成された低放射ガラスと、ガラス板とを有する複層ガラスであって、
該低放射膜が、ガラス板側から、順に、第１誘電体膜、第２誘電体膜、Ａｇ膜、バリア膜、及び第３誘電体膜を有するものであり、
該第１誘電体膜は、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層であり、
該第２誘電体膜は、該Ａｇ膜と接する結晶性誘電体層を有し、該第２誘電体膜の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍであり、
該第３誘電体膜は、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍであり、
該Ａｇ膜は、幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍであり、
該低放射ガラスは、該ガラス板と１０〜１６ｍｍの間隔を設けて配置され、
該複層ガラスのＪＩＳ  Ｒ３１０７に準拠して算出した熱貫流率が１．９Ｗ／ｍ２Ｋ以下であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０６に準拠して算出した日射熱取得率が０．５０以上であることを特徴とする複層ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低放射性の積層膜中にＡｇ膜を１つ有する低放射ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷暖房効率の向上を目的として、低放射性の積層膜（以下、低放射膜と記載することもある）を形成した低放射ガラスを使用した窓ガラスが普及しつつある。この低放射ガラスは、室内に可視光を取り入れ、窓ガラスに要求される採光性を満たす一方で、低放射膜が近赤外域から赤外域の光を反射するため、太陽光による室内の温度上昇を抑制できる。また、低放射ガラスを組み込んだ複層ガラスを窓ガラスとして用いる場合、当該複層ガラスの中空層と低放射膜とが室内から室外への熱の伝達を遮断するため、室内を保温する能力を向上させることが可能である。
【０００３】
上記の低放射膜は、通常Ａｇ膜と誘電体膜とを積層したものが用いられているが、各膜や各層の厚みや厚みの比率等を特定の範囲内とすることによって、各種光学特性を所望のものとすることが可能である。
【０００４】
例えば特許文献１では、チタン酸化物層と、金属層と、チタン酸化物層とが、この順に交互に２ｎ＋１（ｎは整数）層積層され、金属層とチタン酸化物層との間の少なくとも１つに、５５０ｎｍでの屈折率が２．４未満の中間層を有する積層体が開示されている。当該文献では、低放射性を達成するために金属層としてＡｇ層を用い、反射色調を良好なものとするためにチタン酸化物層を用いている。また、可視光透過率が大きく低下するのを抑制するために、上記の中間層を用いている。また、上記の中間層としては、窒化ケイ素、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化スズが開示されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２では、第１のチタン酸化物含有層、銀を主成分とする低放射率金属層、及びチタンの酸化物を含有する第２チタン酸化物含有層をこの順に積層した薄膜積層部を有する低放射率積層体が提案されている。
【０００６】
また、例えば特許文献３では、順次に、第１金属酸化物を含む第１誘電体層；低放射層；及び、第２金属酸化物を含む第１層及びシリコンアルミニウム窒化物を含む第２層が積層された第２誘電体層；を含み、前記第１金属酸化物及び前記第２金属酸化物の屈折率が、それぞれ５５０ｎｍの波長に対して２．２〜２．６である、低放射コーティングが提案されている。前記第２金属酸化物として、チタン酸化物、ジルコニウム酸化物、ニオブ酸化物が開示されている。
【０００７】
また、例えば特許文献４では、薄い層の組み合わせ体をガラス板上に含む低放射率板ガラスが提案されている。上記文献によれば、当該組合せ体は赤外線を反射する少なくとも一つの金属層を含み、この金属層が、一方ではこの金属層とガラス板の間に、かつ他方ではこの金属層上に設けられた一つ以上の誘電体層間に配置されており、この金属層が導電性酸化チタン陰極を用いて減圧下の弱酸化雰囲気で付着された酸化チタンまたは亜酸化チタン（ＴｉＯｘ；１．７＜ｘ＜１．９）の層からなる保護バリヤー層で覆われている旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２４６８３１号公報
【特許文献２】特許５８４６２０３号公報
【特許文献３】特表２０１７−５３００７４号公報
【特許文献４】特表２００９−５３８８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、冷暖房費の節約を目的として、窓ガラスには高い断熱性や遮熱性が求められてきた。特に断熱性についてはより高い性能が求められており、Ａｇ膜の積層数を増やした低放射膜を用いたり、複層ガラスの中空層の断熱性を向上させたりする事によって、要求される断熱性を達成してきた。
【００１０】
通常、低放射膜はＡｇ膜の積層数が増えるに伴って、断熱性と共に遮熱性も高くなる。遮熱性が高いと室内への日射の侵入が妨げられ、冬期に昼間でも窓まわりの冷え込み感を強く感じてしまうことがある。前述したように、断熱性は中空層を工夫することである程度向上させることが可能だが、遮熱性は低放射膜に依存する。従って、上記の窓まわりの冷え込み感を抑制することを目的として、適度な断熱性を有し、日射を取り込むことが可能な低放射ガラスが求められている。
【００１１】
そこで、本発明は、適度な断熱性を有し、日射を取り込むことが可能な低放射ガラスを得ることを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、１つのＡｇ膜を有する低放射膜が、ガラス板表面に形成された低放射ガラスにおいて、該低放射膜が、ガラス板側から、順に、第１誘電体膜、第２誘電体膜、Ａｇ膜、バリア膜、及び第３誘電体膜を有するものであり、該第１誘電体膜は、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層であり、該第２誘電体膜は、該Ａｇ膜と接する結晶性誘電体層を有し、該第２誘電体膜の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍであり、該第３誘電体膜は、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍであり、該Ａｇ膜は、幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍであることを特徴とする低放射ガラスである。
【００１３】
また、第２の発明は、１つのＡｇ膜を有する低放射膜が、ガラス板表面に形成された低放射ガラスと、ガラス板とを有する複層ガラスであって、該低放射膜が、ガラス板側から、順に、第１誘電体膜、第２誘電体膜、Ａｇ膜、バリア膜、及び第３誘電体膜を有するものであり、該第１誘電体膜は、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層であり、該第２誘電体膜は、該Ａｇ膜と接する結晶性誘電体層を有し、該第２誘電体膜の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍであり、該第３誘電体膜は、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍであり、該Ａｇ膜は、幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍであり、該低放射ガラスは、該ガラス板と１０〜１６ｍｍの間隔を設けて配置され、該複層ガラスのＪＩＳ  Ｒ３１０７に準拠して算出した熱貫流率が１．９Ｗ／ｍ２Ｋ以下であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０６に準拠して算出した日射熱取得率が０．５０以上であることを特徴とする複層ガラスである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、適度な断熱性を有し、日射を取り込むことが可能な低放射ガラスを得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の発明の一実施形態を表す低放射ガラスの断面模式図である。
【図２】第２の発明の一実施形態を表す複層ガラスの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１：用語の説明
本明細書に用いる用語を以下に説明する。
【００１７】
（各種光学特性）
本明細書において、以下の各種光学特性は、いずれも自記分光光度計（日立製作所製、Ｕ−４１００）、及びフーリエ変換赤外分光光度計（日本分光製、ＦＴ／ＩＲ‐４２００）を用いて測定した結果を用いた。
【００１８】
（可視光透過率、可視光反射率）
本明細書の「可視光透過率、可視光反射率」は、自記分光光度計で測定した透過率及び反射率からＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。また、本明細書における「可視光透過率、可視光反射率」は、特別な記載がない限り厚みが３ｍｍの一般的な透明フロートガラス板を基材として使用した場合の値を示したものである。
【００１９】
（透過色調、反射色調）
本明細書の透過色調及び反射色調は、透過光及び反射光の色調を指すものとする。また、低放射ガラスの非成膜面であるガラス面側の反射を「ガラス面反射」、低放射膜面側である膜面の反射を「膜面反射」と記載することもある。各種色調は、ＪＩＳ  Ｚ８７８１−４に準拠して算出した透過光及び反射光の各色調を、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標図で表した値で示したものとする。なお、本明細書では、特別な記載がない限り厚みが３ｍｍの一般的な透明フロートガラス板を基材として用いた場合の値を示すものとする。
【００２０】
（垂直放射率）
本明細書における低放射膜の膜面の「垂直放射率」は、低放射膜の断熱性能を示す値であり、フーリエ変換赤外分光光度計で測定した反射率からＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。なお、ガラス面の垂直放射率は、ＪＩＳ  Ｒ３１０７（１９９８）にて０．８９と規定されている。
【００２１】
（日射透過率）
本明細書における「日射透過率」は低放射ガラスの遮熱性を示す値であり、自記分光光度計で測定した透過率からＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。また、本明細書における「日射透過率」は、厚みが３ｍｍの一般的な透明フロートガラス板を基材として使用した場合の値を示したものである。
【００２２】
（熱貫流率）
本明細書における「熱貫流率」は複層ガラスの断熱性能を示す値であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０７（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。また、本明細書では、熱貫流率が１．９Ｗ／ｍ２Ｋ以下となるものを、「適度な断熱性を有する」とした。
【００２３】
（日射熱取得率）
本明細書における「日射熱取得率」は複層ガラスの遮熱性能を示す値であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。また、本明細書では、日射熱取得率が０．５以上であるものを「日射を取り込むことが可能」とした。
【００２４】
（幾何学膜厚）
幾何学膜厚とは、一般的に用いられる膜厚と同じ意味であり、物理的な膜の厚さを指す。積層した後に１つの膜の膜厚を測定するのは難しいため、本明細書においては、まず低放射膜成膜時と同様の成膜条件で作製した単層膜の膜厚とガラス板の搬送速度との積から、該単層膜を作製する際の成膜速度を予め算出しておき、次に、実際に低放射膜を成膜した時の成膜速度から膜厚を算出し、得られた値を幾何学膜厚として用いた。
【００２５】
（光学膜厚）
光学膜厚とは、幾何学膜厚と屈折率の積で表される値である。積層した後に１つの膜の屈折率を測定するのは難しいため、本明細書においては低放射膜成膜時と同様の成膜条件で作製した単層膜について、予め波長５５０ｎｍにおける屈折率および成膜速度を算出しておき、次に、実際に低放射膜を成膜した時の成膜速度から膜厚を算出し、膜厚と屈折率の積から得られた値を光学膜厚として用いた。本発明における該屈折率は、単層膜の透過率と反射率とを測定し、得られた値から光学シミュレーション（Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ−ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ法）によって算出した。
【００２６】
２：低放射ガラスの各構成
第１の発明は、１つのＡｇ膜を有する低放射膜が、ガラス板表面に形成された低放射ガラスにおいて、該低放射膜が、ガラス板側から、順に、第１誘電体膜、第２誘電体膜、Ａｇ膜、バリア膜、及び第３誘電体膜を有するものであり、該第１誘電体膜は、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層であり、該第２誘電体膜は、該Ａｇ膜と接する結晶性誘電体層を有し、該第２誘電体膜の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍであり、該第３誘電体膜は、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍであり、該Ａｇ膜は、幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍであることを特徴とする低放射ガラスである。
【００２７】
第１の発明の好適な実施形態の１つを図１に示した。以下に、各構成について説明する。
【００２８】
（ガラス板Ｇ）
使用するガラス板Ｇは、低放射膜が形成可能であれば特に限定されるものではないが、例えば、通常使用されているソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、高透過ガラス、風冷強化ガラス、化学強化ガラス、網入りガラス、線入りガラス、ホウケイ酸塩ガラス、低膨張ガラス、ゼロ膨張ガラス、低膨張結晶化ガラス、ゼロ膨張結晶化ガラス等を用いることが可能である。
【００２９】
ガラス板Ｇの厚みは特に限定するものではないが、一般的に建築用窓ガラスとして使用される３〜１９ｍｍとしてもよい。
【００３０】
（低放射膜６０）
低放射膜６０は、ガラス板Ｇ側から、順に、第１誘電体膜１、第２誘電体膜２、Ａｇ膜３、バリア膜４、及び第３誘電体膜５を有し、ガラス板Ｇ表面に形成されるものである。「表面」とは、ガラス板Ｇと接触していることを指すものとする。また、上記のガラス板Ｇと第１誘電体膜１、第１誘電体膜１と第２誘電体膜２との間、バリア膜４と第３誘電体膜５との間は、任意の膜や層が介在してもよい。また、所望の断熱性や遮熱性、各種光学特性を損ねないのであれば、第３誘電体膜５の上に任意の膜を形成してもよい。任意の膜とは、各種誘電体膜でも、金属膜でも、樹脂性の膜やフィルムでもよい。
【００３１】
（第１誘電体膜１）
第１誘電体膜１は、ガラス板Ｇ表面に形成される膜であり、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層１０である。Ｔｉ酸化物層１０によって、Ａｇ膜３の膜厚が厚くなることに起因して、透過色調や反射色調の色味が黄色味や赤色味を帯びることを抑制することが可能となるため、低放射膜６０の断熱性を向上させることと窓ガラスとして好ましい外観を実現することが両立できる。使用するＴｉ酸化物は透明な膜であればよく、例えばＴｉターゲットと酸素を含む雰囲気ガスとを用いたスパッタリング法によって得られる、ＴｉＯｘ膜（１．８≦ｘ≦２）としてもよい（以下、単に「ＴｉＯ２」と記載することもある）。また、放電を安定させたり成膜速度を向上させる、又は得られた膜の耐久性を向上させる目的で、ターゲットにＺｒやＮｂ等を混合した合金ターゲットを用いたり、雰囲気ガスとしてＣやＮ等を混合したガスを用いたりして得たＴｉＯｘ：Ｙ膜（Ｙは膜中に含まれる微量成分）でもよい。ＴｉＯｘ：Ｙ膜についても透明な膜であればよく、上記の「Ｙ」成分としては、例えばＺｒ、Ｎｂ、Ｃ、Ｎ等をＴｉに対して１０ａｔ％以下含有しているとしてもよい。Ｔｉ酸化物層１０の光学膜厚が３０ｎｍ未満の場合、可視から近赤外域の透過率が低く反射率が高くなることで、室内への日射が遮られ易くなり、反射のギラツキも強くなってしまう。また、５０ｎｍを超えると反射色調が強く赤味を帯びるため、窓ガラスの外観として好ましくない。また、好ましくは３３〜４６ｎｍとしてもよい。
【００３２】
（第２誘電体膜２）
第２誘電体膜２は、第１誘電体膜１の上に形成されるものであり、Ａｇ膜３と接する結晶性誘電体層２０を有し、該第２誘電体膜２の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍとなるものである。光学膜厚の合計が１５ｎｍ未満だと、可視から近赤外域の透過率が低く、かつ同波長域の反射率が高くなり、室内へ入る日射が遮られ易くなる。また、反射光のギラツキが強く視認され易くなる。また、３５ｎｍを超えると、反射色調が赤色味を強く帯びるため窓ガラスの外観として好ましくない。
【００３３】
結晶性誘電体層２０は、Ａｇ膜３の結晶性を向上させる層であり、該第２誘電体膜２の最上層に形成される。結晶性誘電体層２０は、酸化亜鉛構造を有するものであり、Ｚｎ酸化物層を用いるのが好ましい。Ｚｎ酸化物としては、例えば、ＺｎＯやＺｎＡｌＯ等が挙げられる。なお、上記の「ＺｎＡｌＯ」とは、ＺｎＯにＡｌが混合していることを指すものであり、Ｚｎ：Ａｌ：Ｏ＝１：１：１であることを示すものではない。また、結晶性誘電体層２０の光学膜厚は、十分な結晶性を発現させるためにも光学膜厚を１０ｎｍ以上とするのが好ましい。
【００３４】
また、図１では、第２誘電体膜２は結晶性誘電体層２０の他に、第１誘電体膜１との間に任意の誘電体層２１を有している。当該誘電体層２１は、Ｔｉ酸化物層１０と結晶性誘電体層２０との密着性を向上させたり、低放射膜６０の耐久性を向上させたり、透過色調や反射色調を調整する目的で用いられるものであり、例えばＳｎ酸化物やＺｎとＳｎの混合酸化物等が挙げられる。上記のＳｎ酸化物は、例えばＳｎＯ２等が挙げられる。誘電体層２１の光学膜厚は、第２誘電体膜２の光学膜厚の合計が前述した範囲内になるようにすればよく、特に限定されるものではない。
【００３５】
（Ａｇ膜３）
Ａｇ膜３は赤外線を反射する機能を有する膜であり、低放射膜６０内に１つ用いるものである。本発明では幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍのＡｇ膜３を１つ用いることで、適度な断熱性と日射を取り込むことを両立させた。Ａｇ膜３を２つ以上使用すると、遮熱性が高くなり前述した窓まわりの冷え込みを抑制し難くなる場合がある。Ａｇ膜３は、Ａｇ又はＡｇを主成分とするＡｇ合金膜を用いる。該Ａｇ合金膜としては、例えばパラジウム、金、白金、ニッケル、銅等の金属をそれぞれ５ｗｔ％以下の範囲内で含むものとしてもよい。
【００３６】
本発明では、Ａｇ膜３の幾何学膜厚を１１〜１４ｎｍとする。１１ｎｍ未満だと断熱性が乏しくなり易く、また、１４ｎｍを超えると日射の透過率の低下や反射率の増加が生じたり、反射色調が赤色味を帯びてしまい易くなる。
【００３７】
（バリア膜４）
バリア膜４はＡｇ膜３の表面に形成されるものであり、バリア膜４の上に第３誘電体膜５等の誘電体層を形成する際、Ａｇ膜３が酸素ガス等の反応性ガスによって劣化するのを抑制するものである。バリア膜４は形成時にＡｇ膜３を劣化させないようにする為、金属膜や合金膜を不活性ガス雰囲気下で成膜することによって得る。金属膜や合金膜は可視光を吸収するものが多いが、該バリア膜４の上に誘電体層を形成すると、この時使用する酸素や窒素を含むガスから生じるプラズマに起因して酸化や酸窒化され、可視光の吸収量を小さくすることが可能となる。
【００３８】
バリア膜４としては、ＺｎＡｌ（ＺｎとＡｌの合金）、Ｔｉ、ＮｉＣｒ（ＮｉとＣｒの合金）、Ｎｂ及びステンレス鋼等を用いるのが好ましい。また、使用する膜の種類や成膜条件によって好適な膜厚が異なるが、例えば幾何学膜厚で、ＺｎＡｌは１〜３．５ｎｍ、Ｔｉは１〜３ｎｍ、ＮｉＣｒは１〜２ｎｍ、Ｎｂは１〜２ｎｍ、及びステンレス鋼は１．５〜２．５ｎｍとしてもよい。なお、上記の「ＺｎＡｌ」や「ＮｉＣｒ」等の合金の記載は、例えばＺｎ：Ａｌ＝１：１やＮｉ：Ｃｒ＝１：１であることを示すものではない。
【００３９】
（第３誘電体膜５）
第３誘電体膜５は、バリア膜４の上に形成されるものであり、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍとなるものである。８０ｎｍ未満だと反射色調が赤色味を強く帯びるため、窓ガラスの外観として好ましくない。また、１２０ｎｍを超えると可視光の透過率が低く、反射率が高くなり、採光性が損なわれたり室内へ入る日射が遮られ易くなる。また、反射光のギラツキが強く視認され易くなる。なお、図１では第３誘電体膜５は２層によって構成されているが、光学膜厚が上記の範囲内となり、所望の光学特性等を損なわないのであれば１層でもよく、３層以上でもよい。
【００４０】
第３誘電体膜５には、耐湿性や物理的・化学的耐久性に優れた材料を用いるのが好ましい。中でもガラス板Ｇから最も遠い最上層には、高い物理的・化学的耐久性を有する層を配置することが好ましい。例えば、耐湿性に優れたＺｎＳｎＯや、物理的・化学的耐久性に優れたＴｉＯ２やＳｉ３Ｎ４等を用いるのが好ましい。なお、上記のＺｎＳｎＯは、Ｚｎ及びＳｎを有する合金酸化物であり、Ｚｎ：Ｓｎ：Ｏ＝１：１：１を示すものではない。
【００４１】
また、バリア膜４と接触する接触面に、該バリア膜４に含まれる金属元素の酸化物を含む誘電体層を有するのが好ましい。例えば、バリア膜４にＺｎを用いた場合は、当該誘電体層にＺｎを含む酸化物を用いるのが好適である。上記のようにすると、バリア膜４と第３誘電体膜５との密着性が向上し、耐湿性や物理的耐久性が向上する場合があるため好適である。
【００４２】
（パッシベーション膜）
パッシベーション膜（図示しない）は、通常ガラス板Ｇの表面に形成されるものであり、ガラス板Ｇから低放射膜の各層へガラス板Ｇの各種成分が拡散したり、侵入したりするのを抑制する機能を有する。図１では、第１誘電体膜１はガラス板Ｇの表面に形成されているが、ガラス板Ｇと第１誘電体膜１との間に上記のパッシベーション膜を有していてもよい。パッシベーション膜はパッシベーション機能を有する誘電体膜を用いればよいが、例えばＳｉＯ２やＳｉＡｌＯ等のＳｉ酸化物が挙げられる。上記のようなＳｉ酸化物の屈折率は、ガラス板Ｇの屈折率と大きな差がなく、低放射ガラスの光学特性を大きく損ねることがないため好適である。
【００４３】
（低放射ガラス６）
第１の発明の低放射ガラスは、可視光透過率を７５〜８５％、透過色調をクリア（−３≦ａ＊≦０、−３≦ｂ＊≦５）、膜面反射の反射率を６〜１６％、反射色調をブルー（−３≦ａ＊≦３、−２０≦ｂ＊≦−１０）とすることが出来る。反射色調のａ＊が正の値の場合、低放射ガラス単板での反射色調は赤味を呈するが、単板で赤味を呈した低放射ガラスを複層ガラスに組み込むと、反射色調の赤味は緩和する傾向にある。ただし、ａ＊が過度に高いと複層ガラスに組み込んだ後も赤味を呈してしまうことから、低放射ガラスのａ＊は３以下とするのが好ましい。また、当該低放射ガラスの日射透過率を５０〜６０％、膜面の垂直放射率を０．０４〜０．０６とすることが出来る。
【００４４】
３：複層ガラス
第２の発明は、１つのＡｇ膜を有する低放射膜が、ガラス板表面に形成された低放射ガラスと、ガラス板とを有する複層ガラスであって、該低放射膜が、ガラス板側から、順に、第１誘電体膜、第２誘電体膜、Ａｇ膜、バリア膜、及び第３誘電体膜を有するものであり、該第１誘電体膜は、光学膜厚が３０〜５０ｎｍのＴｉ酸化物層であり、該第２誘電体膜は、該Ａｇ膜と接する結晶性誘電体層を有し、該第２誘電体膜の光学膜厚の合計が１５〜３５ｎｍであり、該第３誘電体膜は、光学膜厚の合計が８０〜１２０ｎｍであり、該Ａｇ膜は、幾何学膜厚が１１〜１４ｎｍであり、該低放射ガラスは、該ガラス板と１０〜１６ｍｍの間隔を設けて配置され、該複層ガラスのＪＩＳ  Ｒ３１０７に準拠して算出した熱貫流率が１．９Ｗ／ｍ２Ｋ以下であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０６に準拠して算出した日射熱取得率が０．５０以上であることを特徴とする複層ガラスである。なお、より多くの日射を室内に取り込むことを目的として、低放射膜を複層ガラスの室内側ガラスの中空層側の面に配置することが好ましい。
【００４５】
第２の発明の好適な実施形態の１つを図２に示した。以下に、各構成について説明する。なお、低放射膜６０、低放射膜６０の各膜（１〜５）、及び低放射ガラス６については、前述した説明と同様であることから省略する。
【００４６】
（ガラス板Ｇ）
ここで説明するガラス板Ｇは、図２に示した、低放射膜６０を形成しない方のガラス板Ｇである。ガラス板Ｇは特に限定されるものではないが、前述したように、例えば、通常使用されているソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、高透過ガラス、風冷強化ガラス、化学強化ガラス、網入りガラス、線入りガラス、ホウケイ酸塩ガラス、低膨張ガラス、ゼロ膨張ガラス、低膨張結晶化ガラス、ゼロ膨張結晶化ガラス等を用いることが可能である。また、合わせガラスを用いてもよい。当該ガラス板Ｇの厚みは特に限定するものではないが、３〜１９ｍｍとしてもよい。
【００４７】
（スペーサー８）
スペーサー８は低放射ガラス６とガラス板Ｇとの間に設けられる長尺の部材であり、低放射ガラス６及びガラス板Ｇの周縁に沿って設置される。スペーサー８を設けることによって、低放射ガラス６とガラス板Ｇとが所定間隔を隔てて配置することが可能となり、また、低放射ガラス６、スペーサー８、及びガラス板Ｇで囲まれた範囲が中空層７となる。
【００４８】
スペーサー８は既存のものを用いればよく、通常は軽量なアルミ材や樹脂材が用いられる。また、当該スペーサー８内部に乾燥剤（図示しない）等を充填させてもよい。また、スペーサー８はブチルゴムやシリコーン等のシール材によって、低放射ガラス６及びガラス板Ｇに接着され、中空層７を封止する。
【００４９】
（中空層７）
前述したように、中空層７は低放射ガラス６、スペーサー８、及びガラス板Ｇで囲まれた範囲であり、該中空層７に気体を封止することで断熱性や遮音性を向上させることが可能である。封入する気体としては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガス、乾燥空気、Ｎ２等が挙げられ、特に乾燥空気は簡便に利用できるため好ましい。また、厚みを１０〜１６ｍｍとすることによって、所望の熱貫流率を得る事が可能となる。
【００５０】
（複層ガラス９）
複層ガラス９は、前述したように低放射ガラス６とガラス板Ｇが、スペーサー８を介して配置され、１次シール材８１及び２次シール材８２によって一体化したものであり、建物の窓ガラスとして用いることが可能である。第２の発明の複層ガラス９は、ＪＩＳ  Ｒ３１０７に準拠して算出した熱貫流率が１．９Ｗ／ｍ２Ｋ以下であり、ＪＩＳ  Ｒ３１０６に準拠して算出した日射熱取得率が０．５０以上となるものである。好ましくは熱貫流率が１．２〜１．９Ｗ／ｍ２Ｋ、日射熱取得率が０．５５〜０．６５となるものとしても良い。
【００５１】
４：低放射ガラスの製造方法
以下に本発明の低放射ガラスの製造方法の一例を説明する。なお、本発明は以下に限定するものではない。
【００５２】
本発明の低放射ガラスの低放射膜はスパッタリング法、電子ビーム蒸着法やイオンプレーティング法等で形成されることが好ましいが、生産性、均一性を確保しやすいという点でスパッタリング法が適している。スパッタリング法による低放射膜の形成は、各膜の材料となるスパッタリングターゲットが設置された装置内を、ガラス板を搬送させながら行う。この時、装置内の成膜を行う真空チャンバー内にはスパッタリング時に用いる雰囲気ガスが導入されており、ターゲットに負の電位を印加することにより装置内にプラズマを発生させてスパッタリングを行う。
【００５３】
また、所望の膜厚を得る方法はスパッタリング装置の形式によって異なるため特に限定しないが、ターゲットへの投入電力や雰囲気ガスの条件の調整により、成膜速度を変化させることで膜厚を調整する方法や、基板の搬送速度を調整することで膜厚を調整する方法等、公知の方法を使用できる。
【００５４】
前記各誘電体膜や誘電体層を形成する場合、使用するターゲットはセラミックターゲット、金属ターゲット、どちらを用いても構わない。いずれにおいても使用する雰囲気ガスのガス条件は特に限定するものでなく、例えばＡｒガス、Ｏ２ガス、及びＮ２ガス等から目的とする膜に従ってガス種、混合比を適宜決めれば良い。また、真空チャンバーに導入するガスとして、Ａｒガス、Ｏ２ガス、Ｎ２ガスの他に任意の第３成分を含んでも良い。
【００５５】
また、第３誘電体膜を形成する際に、第３誘電体膜の下に形成されたバリア膜を酸化や酸窒化可能なように、Ｏ２ガス、Ｎ２ガス、ＣＯ２ガス等の反応性ガス雰囲気中で成膜するのが好ましい。
【００５６】
Ａｇ膜を形成する場合、使用するターゲットにはＡｇターゲット又はＡｇ合金ターゲットを用いる。この時導入する雰囲気ガスにはＡｒガスを用いるのが好ましいが、Ａｇ膜の光学特性を損なわない程度であれば異なる種類のガスを混合してもよい。
【００５７】
バリア膜を形成する場合、使用するターゲットは適宜選択すればよく、導入する雰囲気ガスにはＡｒ等の不活性ガスを用いればよい。また、可視光透過率が著しく低下するのを抑制するために、バリア膜の膜厚は、後工程で酸化や酸窒化が可能な程度の厚みにするのが望ましい。
【００５８】
プラズマ発生源には直流電源、交流電源、及び交流と直流を重畳した電源等、いずれも用いられるが、誘電体膜や誘電体層を形成する際に異常放電が生じやすい場合は、直流電源にパルスを印加した電源又は交流電源を用いるのが好ましい。
【実施例】
【００５９】
本発明の実施例及び比較例を以下に記載する。なお、本発明は以下の様態に限定されるものではない。
【００６０】
１：低放射ガラスの作製
以下の方法で低放射ガラスの作製を行なった。いずれの実施例及び比較例も、厚み３ｍｍのソーダライムガラス上に、インターバック式マグネトロンスパッタリング装置を用いて成膜を行った。また、いずれの実施例及び比較例においてもガラス板及び膜は非加熱とし、成膜時にスパッタリングに由来してガラス板温度が上昇する場合を除いて、特に加熱は行わなかった。
【００６１】
各層はターゲットへの投入電力もしくはガラス板の搬送速度を調整する事により表１に記載した膜厚を得た。また、成膜速度が遅い、または厚い膜厚を成膜する場合は、ガラス板をターゲットの対向面に通す回数を増やした。また、上記の投入電力や搬送速度は、予め膜の種類ごとに単層膜の成膜速度を求めておき、この成膜速度を使用して算出した。なお、表１の記載において、誘電体層は光学膜厚、Ａｇ層及びバリア層は幾何学膜厚で記載した。また、表１において、第１誘電体膜をＤ１、第２誘電体膜をＤ２、第３誘電体膜をＤ３、Ａｇ膜をＡｇ、バリア膜をＢと記載した。
【００６２】
（実施例１〜２、比較例１〜３）
まず、各真空チャンバー内に所望のターゲットを設置し、真空チャンバー内を真空ポンプによって排気した。該ターゲットは裏側にマグネットが配置されている。次に、ガラス板を真空チャンバー内に導入し、表１の膜構成となるように各層を順に成膜した。また、各層は以下の方法で成膜した。
【００６３】
ＴｉＯ２層の成膜にはターゲットにＴｉターゲットを用い、ターゲットへ電源ケーブルを通じてＤＣ電源より８．１Ｗ／ｃｍ２の電力を投入した。この時、真空ポンプを連続的に稼動させながら、真空チャンバー内にアルゴンガスを０．１Ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスを１．４Ｌ／ｍｉｎ導入し、圧力を０．５Ｐａになるよう調節した。その後、ガラス板を適切な速度・パス回数でターゲットの前面を通過させ、ＴｉＯ２層を得た。
【００６４】
ＺｎＳｎＯ層の成膜にはターゲットにＳｎが５０ｗｔ％添加されたＺｎ（以下ＺｎＳｎと記載することもある）ターゲットを用い、真空チャンバー内の雰囲気ガスはアルゴンガスを０．１Ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスを１．６Ｌ／ｍｉｎで導入し、圧力は０．４Ｐａに調節した。また、ＤＣ電源より投入する電力は２．３Ｗ／ｃｍ２とした。以上の条件にて成膜し、ＺｎＳｎＯ層を得た。
【００６５】
ＺｎＡｌＯ層の成膜にはターゲットにＡｌが２ｗｔ％添加されたＺｎ（以下ＺｎＡｌと記載することもある）ターゲットを用い、真空チャンバー内の雰囲気ガスはアルゴンガスを０．１Ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスを１．６Ｌ／ｍｉｎで導入し、圧力は０．４Ｐａに調節した。また、ＤＣ電源より投入する電力は３．５Ｗ／ｃｍ２とした。以上の条件にて成膜し、ＺｎＡｌＯ層を得た。
【００６６】
ＳｎＯ２層の成膜にはターゲットにＳｎターゲットを用い、真空チャンバー内の雰囲気ガスはアルゴンガスを０．１Ｌ／ｍｉｎ、酸素ガスを１．６Ｌ／ｍｉｎで導入し、圧力は０．４Ｐａに調節した。また、ＤＣ電源より投入する電力は２．３Ｗ／ｃｍ２とした。以上の条件にて成膜し、ＳｎＯ２層を得た。
【００６７】
Ａｇ膜とバリア膜（Ｔｉ膜、ＺｎＡｌ膜）は同時に放電を行い、同一の搬送パスで成膜した。Ａｇ膜の成膜にはターゲットにＡｇターゲットを用い、ＤＣ電源より投入する電力は６．８〜９．６Ｗ／ｃｍ２の範囲内で所望の膜厚となるように調整し、Ａｇ膜を得た。
【００６８】
Ｔｉ膜の成膜にはターゲットにＴｉターゲットを用い、ＤＣ電源より投入する電力は６．７〜７．０Ｗ／ｃｍ２の範囲内で所望の膜厚となるように調整し、Ｔｉ膜を得た。
【００６９】
ＺｎＡｌ膜の成膜にはターゲットにＡｌが４ｗｔ％添加されたＺｎＡｌターゲットを用い、ＤＣ電源より投入する電力は０．７〜１．４Ｗ／ｃｍ２の範囲内で所望の膜厚となるように調整し、ＺｎＡｌ膜を得た。
【００７０】
上記のＡｇ膜及び各バリア膜を成膜する際は、真空チャンバー内にアルゴンガスを０．７Ｌ／ｍｉｎ導入し、圧力を０．５Ｐａになるよう調節した。
【００７１】
【表１】
2019182684.tif 000003
【００７２】
２：低放射ガラスの各種光学特性
次に、得られた低放射ガラスの日射透過率（Ｔｓｏｌ）、可視光透過率（Ｔｖ）、透過色調、膜面の可視光反射率（Ｒｆ）、ガラス面の可視光反射率（Ｒｇ）、反射色調、及び膜面の垂直放射率（εｎ）を測定した。また、いずれも自記分光光度計（日立製作所製、Ｕ−４１００）、及びフーリエ変換赤外分光光度計（日本分光製、ＦＴ／ＩＲ‐４２００）を用いて測定した。
【００７３】
（日射透過率）
日射透過率（Ｔｓｏｌ）は上記の自記分光光度計で測定した透過率からＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。
【００７４】
（可視光透過率、可視光反射率）
可視光透過率（Ｔｖ）、可視光反射率（ＲｆおよびＲｇ）は、自記分光光度計で測定した透過率および反射率からＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。
【００７５】
（透過色調、反射色調）
透過色調、及び反射色調は、ＪＩＳ  Ｚ８７８１−４に準拠して算出した透過光及び反射光の各色調を、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊色度座標図で表した値で示した。
【００７６】
（垂直放射率）
低放射膜の膜面の垂直放射率（εｎ）は、上記のフーリエ変換赤外分光光度計で測定した反射率からＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。
【００７７】
【表２】
2019182684.tif 000004
【００７８】
表２の結果から、いずれの実施例も日射透過率が５０〜６０％、低放射膜の垂直放射率が０．０４〜０．０６の範囲内となることがわかった。また、透過色調は赤味のないクリア、反射色調はブルーであり、赤味は全く入らないか視認できないレベルで僅かに入る程度であった。
【００７９】
一方で、比較例１は垂直放射率（εｎ）が大きく断熱性能が実施例よりも低いものであった。また、比較例２は遮熱性や断熱性能は実施例相当だったが、透過色調の黄色味が強く、膜面やガラス面の反射色調が赤味を帯びるため、外観に劣るものだった。比較例３も遮熱性や断熱性能は実施例相当だったが、透過色調の黄色味が強かった。
【００８０】
３：複層ガラスの作製
得られた低放射ガラス、一般的なフロート板ガラス（厚み３ｍｍ）、及び内部に乾燥剤が充填されたアルミニウム製スペーサーを用いて複層ガラスを作製した。まず、低放射ガラスとフロート板ガラスを、中空層の厚みが１０ｍｍになるように対向させ、当該ガラス板の間に、ガラス板の周縁に沿って上記スペーサーを配置した。この時、低放射膜が中空層と接するようにした。
【００８１】
次に該スペーサーとガラス面との間にブチルゴム製の１次シール材、該スペーサーの外周にポリサルファイドシーラント製の２次シール材を用いて、全部材を一体化させた。以上の方法により中空層が乾燥空気である複層ガラスを得た。
【００８２】
４：複層ガラスの各種評価
得られた複層ガラスの可視光透過率、室外側および室内側の可視光反射率、熱貫流率、及び日射熱取得率を、低放射ガラスの自記分光光度計及びフーリエ変換赤外分光光度計の測定結果から、ＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）、ＪＩＳ  Ｒ３１０７（１９９８）に準拠する方法で算出し、得られた結果を表３に示した。なお、複層ガラスは、室外側のガラスが一般的なフロート板ガラス、室内側のガラスが低放射ガラスとなるように配置した。また、表３の「透過光」の「％」は可視光透過率、「反射光」の「％」はそれぞれの可視光反射率を示すものとする。
【００８３】
（熱貫流率）
熱貫流率は、ＪＩＳ  Ｒ３１０７（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。また、熱貫流率が１．９Ｗ／ｍ２Ｋ以下となるものを、「適度な断熱性を有する」とした。
【００８４】
（日射熱取得率）
日射熱取得率は、ＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に準拠する方法で算出した値を用いた。また、日射熱取得率が０．５以上であるものを「日射を取り込むことが可能」とした。
【００８５】
【表３】
2019182684.tif 000005
【００８６】
複層ガラスの熱貫流率及び日射熱取得率から、実施例１、２ともに適度な断熱性を有し、日射を取り込むことが可能であることがわかった。また、可視光透過率が７２％以上であり、採光性も十分であることがわかった。
【００８７】
一方で、Ａｇ層が薄い比較例１は十分な断熱性を実現できなかった。また、第２誘電体層が厚い比較例２は、実施例相当の断熱性と遮熱性を有するものだが、複層ガラス構成においてもなお反射色調が赤味を呈し、さらに透過色調も黄色味を呈しており窓ガラスの外観として好ましくなかった。第１誘電体層がＴｉ酸化物ではなくＳｎＯ２である比較例３も、透過色調が黄色味を呈しており窓ガラスの外観として好ましくなかった。
【符号の説明】
【００８８】
Ｇ：ガラス板、１：第１誘電体膜、１０：Ｔｉ酸化物層、２：第２誘電体膜、２０：結晶性誘電体層、２１：誘電体層、３：Ａｇ膜、４：バリア膜、５：第３誘電体膜、６：低放射ガラス、６０：低放射膜、７：中空層、８：スペーサー、８１：１次シール材、８２：２次シール材、９：複層ガラス
【図１】
2019182684.tif 000006
【図２】
2019182684.tif 000007