(57)【要約】  【課題】  ガラス本来の可視光線帯域の透明度を損なうことなく保ち、且つ放熱性が大きく安価な光学用放熱ガラスを提供することを課題とする。  【解決手段】  ガラス基板１の少なくとも片面に、可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく（好ましくは９０％以上）、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく（好ましくは日射熱吸収率が０．０１〜１１％、放射熱吸収率が０．０１〜２０％）、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さい（好ましくはガラス基板に対して１０％以下）被膜２を形成し、該被膜表面に空気、水等の冷却流体Ａを接触させることにより、高温となったガラス基板を放熱させる。  【選択図】      図１
2005047759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、該ガラス基板の少なくとも片面に形成された被膜とからなる複合ガラスであって、前記被膜の可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さいことを特徴とする、光学用放熱ガラス。
【請求項２】
前記被膜の可視光線透過率が９０％以上、日射熱吸収率が０．０１〜１１％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．０１〜２０％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、請求項１記載の光学用放熱ガラス。
【請求項３】
前記被膜の可視光線透過率が９４．２％以上、日射熱吸収率が０．０９〜１６．９％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．４８〜１６．９％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、請求項１記載の光学用放熱ガラス。
【請求項４】
ガラス基板の放熱方法であって、該ガラス基板の少なくとも片面に、可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さい被膜を形成し、該被膜表面に冷却流体を接触させることを特徴とする、放熱方法。
【請求項５】
前記被膜の可視光線透過率が９０％以上、日射熱吸収率が０．０１〜１１％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．０１〜２０％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、請求項４記載の放熱方法。
【請求項６】
前記被膜の可視光線透過率が９４．２％以上、日射熱吸収率が０．０９〜１６．９％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．４８〜１６．９％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、請求項４記載の放熱方法。
【請求項７】
前記冷却流体が、空気又は水であることを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載の放熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な光学用放熱ガラス、詳しくは、冷却流体を接触させて放熱させる場合に高い放熱性を有するガラス板、及びその放熱方法に関する。
さらに詳しくいえば、本発明は、放射熱により加熱されたガラス基板すなわち液晶ディスプレイプやプロジェクター用の液晶パネルおよび映像機器などのガラス面が光線により過熱されて温度が高くなったときに、ガラス基板の両面または片面に、可視光線透過率が大きく日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が小さい被膜を、その被膜の熱容量がガラス基板に対して小さくなるように形成し、その形成した被膜表面に冷却流体を接触させながら放熱を促進させることにより、ガラスに密着させた液晶などの劣化を防止することができる、あるいは、透過する光線のユラギを防止して鮮明な画像を得ることができる、といった効果を有する光学用放熱ガラス及びその放熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放熱性を高める方法は、金属などの場合は、その放熱面積を大きくさせる方法としてアルマイト加工やブラスト加工及びフィンの数量を多くする方法（特開平１１−２３８８３７）、そして、その放熱フィンの包絡面を湾曲させ放熱フィンを通り抜ける冷却風の速度と量を増加させる方法（特開平１０−２４２３５７）、放熱フィンの熱容量を小さくさせる方法（特開平１０−１１６９４２）、及び表面に水膜を形成させ蒸発熱を利用して冷却を促進する方法（特公平６−３３３５）などが行われている。
さらに、金属の放熱性を向上させたヒートシンクの放熱を向上させるために、ファンとフィンを組み合わせた空冷方式と水を用いた水冷方式及び放熱フィン側にペルチェ素子を用いた冷却方法（特開平１０−３１８６２４）などがある。
【０００３】
しかし、ガラス面に対しては、ブラスト加工などを行ってガラス面の放熱面積を大きくさせたり、ガラスにフィンを設けて放熱性を向上させることは技術的に可能であるが、ガラスのもつ可視光線帯域の透明度や透過性まで損ない、ガラス本来の機能まで失ってしまう。また、熱容量を小さくさせる方法では、ガラスの熱容量を小さくするためにガラスの厚さを薄くすると機械的な強度が低下し、破損しやすくなる問題がある。
【０００４】
また、ガラスには、その種類によって熱伝導率が大きいサファイヤガラスや水晶ガラスもあるが、可視光線帯域の透明度や透過性には問題ないものの、その放熱性はいまだ不十分であり、かつ、コストが高く経済的にも不利である。
よって、上記従来技術の欠点を解消して、可視光線帯域の透明度が高く、高い冷却効果をもつ、安価な光学用放熱ガラスの開発が望まれている。
なお、本発明者は、先に、ガラス基板の片面に可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がガラス基板のそれより小さい被膜を設けた日射熱遮断ガラスを提案している（特願２００２−１１１５７２）が、これは、日射を吸収して高温となったガラス基板から閉鎖空間内部への熱放射を有効に遮断し、閉鎖空間内部の熱負荷を低減することを目的としたものであり、高温となったガラス基板からの放熱性を高めてガラス基板自体の温度を効率よく低下させる方法とは異なる。
【０００５】
今日、市場では、ガラス本来の可視光線の透明度を損なわずに、光線が照射されたときのガラスの温度上昇を抑制して液晶ディスプレイやプロジェクター用の液晶の劣化を防止させ、かつ、映像機器のディスプレイ、レンズなどの温度上昇によって起こる光線のユラギを防止して鮮明な画像を得ることができる光学用放熱ガラスの開発が待たれている。
【０００６】
特に、プロジェクターの液晶パネルには、熱伝導率が小さく放熱性の悪いソーダガラスはほとんど用いられず、用途に応じて、熱伝導率が大きく放熱性が良好なサファイヤガラスや水晶ガラスが用いられている。たしかに、サファイヤガラスの可視光線透過率は大きく、かつ、熱伝導率も大きく放熱性も良いが、非常に高価である。そして、現在、サファイヤガラスに代わって安価な水晶ガラスが多く使われているが、ソーダガラスに比較して熱伝導率も大きく放熱性は良いが、その放熱性はいまだ、充分ではない。
特に、水晶ガラスをプロジェクターの液晶パネルに用いると長時間の仕様により温度が高くなり鮮明な画像を得ることが難しくなったり、液晶の劣化を早めるという欠点がある。
このような状況から、サファイヤガラスや水晶ガラスに代わる、可視光帯域において透明度が高く放熱性が大きい廉価なガラスが求められており、しかも、高性能化を求める分野では、サファイヤガラス以上の放熱性を有するガラスの要望が多くあった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３８８３７
【特許文献２】特開平１０−２４２３５７
【特許文献３】特開平１０−１１６９４２
【特許文献４】特公平０６−００３３３５
【特許文献５】特開平１０−３１８６２４
【特許文献６】特願２００２−１１１５７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決して、ガラス本来の可視光線帯域の透明度を損なうことなく保ち、且つ放熱性が大きく安価な光学用放熱ガラスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意検討した結果、放射熱により加熱されてガラス基板の温度が高くなったときに、ガラス基板の片面あるいは両面に、可視光線透過率が大きく日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が小さい被膜を、その被膜の熱容量がガラス基板に対して小さくなるように形成し、その形成した被膜表面に冷却流体を接触させながら高温となったガラス面からの放熱を促進させることによって、ガラスの温度上昇を格段に低減させることができることを、実験により見出した。
【００１０】
ここで、各種の照明機器から照射される波長の範囲は、照明機器の種類により異なるが、通常、紫外線領域、可視光線領域、近赤外線領域、遠赤外線領域の波長が総合的あるいは選択的に照射される。通常、ガラスは、２．５μｍ以上の赤外線帯域ばかりでなく、２．５μｍ以下の可視光線、近赤外線も吸収する。サファイヤガラス、水晶ガラスにおいても同じである。
【００１１】
そして、各種の照明機器から照射された光線をガラスが吸収すると、ガラスの温度は上昇し、ガラスに吸収された熱は、ガラス表面から対流、放射により外気へ放熱される。
通常、光線がガラスに照射されると、それを吸収したガラスの温度は上昇する。照明機器などからガラスに照射される放射熱は、ガラスの種類により異なるが、一部は透過し、一部は反射して、残りはガラスに吸収されてガラスの温度を上昇させる。
【００１２】
そして、高温となったガラスから空気中に伝達される熱は、ガラス中を伝導で伝達し、ガラス表面から対流、放射により空気中へ伝達される。したがって、ガラスからの放熱性を向上させるには、対流熱伝達あるいは放射熱伝達を大きくすれば良い。放射熱伝達を大きくするには放射率を大きくすれば良い。すなわち、放射熱吸収率を大きくすれば良い。
【００１３】
通常、ガラスは２.５μｍ以上の波長をほとんど吸収するので、もともと放射率が大きいが、そのガラスの放射率をさらに上げるには近赤外線帯域ばかりでなく可視光線帯域まで吸収する必要が生じ、ガラスの放射率を大きくして放熱性を向上させることは難しい。
【００１４】
次に、熱容量を考えると、同じ箱の中に配置された同じ材質かつ形状の物体は、その大きさすなわち熱容量が小さければ温度が早く下がり、温度が早く上がる。
また、冷却流体を用いて物体を冷却すると物体に接する冷却流体の量すなわち冷却流体の熱容量は、小さな物体に対しては大きくなり、大きな物体に対しては相対的に小さくなる。つまり、物体の温度の上昇や下降は、物体の大きさや物体に接する流体の量にも関係するといえる。
【００１５】
したがって、ガラス本来の可視光線帯域の透明度を損なわずに放熱性を向上させるには、つまり、放射率を大きくさせずに放熱性を向上させるには、物体の熱容量を冷却流体に対し相対的に小さくさせることで冷却効果を上げられると考えた。つまり、可視光線帯域と赤外線帯域の吸収、反射が小さい物質、すなわち、可視光線帯域と赤外線帯域の透過が大きい物質をガラスの片面あるいは両面に、ガラス基板に対して熱容量が小さくなるように形成することにより、ガラスの可視光線透過率をほとんど低下させずにプロジェクターの液晶パネルや液晶ディスプレイ、かつ、映像機器などのディスプレイ、レンズなどに用いることができると考え、実験により被膜の可視光線透過率、日射熱吸収率、常温熱放射における波長域の吸収率およびガラスに形成する被膜のガラスに対する熱容量の割合などの関連を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（７）に示す光学用放熱ガラス及びその放熱方法に関する。
（１）  ガラス基板と、該ガラス基板の少なくとも片面に形成された被膜とからなる複合ガラスであって、前記被膜の可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さいことを特徴とする、光学用放熱ガラス。
【００１７】
（２）  前記被膜の可視光線透過率が９０％以上、日射熱吸収率が０．０１〜１１％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．０１〜２０％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、（１）記載の光学用放熱ガラス。
（３）  前記被膜の可視光線透過率が９４．２％以上、日射熱吸収率が０．０９〜１６．９％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．４８〜１６．９％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、（１）記載の光学用放熱ガラス。
【００１８】
（４）  ガラス基板の放熱方法であって、該ガラス基板の少なくとも片面に、可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さい被膜を形成し、該被膜表面に冷却流体を接触させることを特徴とする、放熱方法。
（５）  前記被膜の可視光線透過率が９０％以上、日射熱吸収率が０．０１〜１１％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．０１〜２０％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、（４）記載の放熱方法。
【００１９】
（６）  前記被膜の可視光線透過率が９４．２％以上、日射熱吸収率が０．０９〜１６．９％、及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．４８〜１６．９％であって、且つ該被膜の熱容量がガラス基板のそれに対し１０％以下であることを特徴とする、（４）記載の放熱方法。
（７）  前記冷却流体が、空気又は水であることを特徴とする、（４）〜（６）のいずれかに記載の放熱方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、各種照明機器、ランプなどの光線の照射を受けて高温となったガラスからの放熱を促進させるために、可視光線透過率が大きく日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が小さくなるように被膜を形成した光学用放熱ガラスを用い、被膜面に冷却流体を接触させながら、対流熱伝達による放熱を促進させることによって、ガラスの温度上昇を抑制することができる。すなわち、本発明の光学用放熱ガラスは、ガラス本来の可視光線帯域の透明度や透過性を損なわずにガラスからの放熱を有効に促進することができる複合ガラス構造体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
１．光学用放熱ガラス
本発明の光学用放熱ガラスは、ガラス基板の少なくとも片面に特定の被膜を設けたものである。
（１）ガラス基板
本発明のガラス基板に用いられるガラスの種類には、特に制限はなく、ソーダガラス、サファイヤガラス、水晶ガラスなどを用いることができる。照明機器などから照射された光線を吸収して温度が上昇しうる性質を有するものであれば、いずれも本発明の効果を十分発揮することができる。
【００２２】
ガラス基板の厚さについても特に制限はないが、好ましくは０．１〜２０ｍｍ、より好ましくは０．２〜１０ｍｍである。
【００２３】
（２）被膜
本発明でガラス基板の少なくとも片面に形成される被膜は、その可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さいものである。
【００２４】
（ａ）可視光線透過率、日射熱吸収率及び放射熱吸収率、熱容量
上述したように、本発明は、次のような知見に基づくものである。すなわち、ガラス本来の可視光線帯域の透明度を損なわずにガラス構造体の放熱性を向上させるには、放射熱伝達を大きくさせる方法、例えばガラス構造体表面に放射率の大きい被膜を形成させる方法や、可視光線の透明度や透過性を損なうブラスト加工やフィンの増設などで表面積を大きくさせる方法は、むしろ実用的ではなく、逆に、放射率（放射熱吸収率）を大きくさせずに、ガラス構造体の熱容量を冷却流体に対し相対的に小さくさせ、対流熱伝達を大きくさせることで、冷却効果を格段に高めることができる、というものである。この点について、以下に説明する。
【００２５】
＜放射熱伝達＞
通常、金属のような物体は、放射熱の一部を吸収して、他をすべて反射するので吸収率α、反射率ρの間に次の関係式「α＋ρ＝１」が成り立ち、可視光線、赤外線帯域において透過しないことが分かる。しかし、ガラスやプラスチックスなどの物体は、放射熱を一部吸収し、一部反射し、一部透過する灰色体である。このような灰色体の場合は、吸収率α、反射率ρ及び透過率τの間に次の関係式「α＋ρ＋τ＝１」が成り立ち、可視光線、赤外線帯域において透過することが分かる。
【００２６】
また、放射熱伝達における放射熱Ｑは、次の式で表わされ、これは真空中においても伝達可能である。
（数１）
Ｑ＝σ・ε・（Ｔ／１００）4
ただし、σはステファン・ボルツマン定数、εは物体の放射率、Ｔは物体の絶対温度である。この式から明らかなように、放射率を大きくすればその物体から放射される熱量は多くなる。
【００２７】
また、放射による熱伝達Ｑ2は、物体表面から低温帯域の物体及び流体に伝達される。これを式で表わすと次のようになる。
（数２）
Ｑ2＝σ×ｆ（ε）×［（Ｔr／１００）4−（Ｔ0／１００）4］  
【００２８】
ただし、σはステファン・ボルツマン定数、ｆ（ε）は物体間の放射伝熱の放射係数、Ｔｒは物体の表面温度（K）、Ｔ0は低温帯域の物体の表面温度（K）である。この式から明らかなように、物体表面間の放射伝熱の放射係数を大きくすればその物体間の放射熱伝達量は増大する。
なお、キルヒホッフの法則によると、熱の吸収率と放射率とは等しいので、放射熱吸収率の大きい物質を選択すれば、その物体から放射される熱量は大きくなる。
【００２９】
通常、ガラスは可視光線や２．５μｍ以上の近赤外線を透過させ、２．５μｍより長い波長の赤外線はほとんど吸収する。すなわち、ガラスからの放射熱伝達を大きくするには、可視光線や２．５μｍ以上の近赤外線を吸収させて放射率を大きくさせなければならない。
【００３０】
また、ガラスの温度を上昇させないためには、反射をさせればよいが、一般的には、近赤外線帯域で反射率の大きい金属やセラミックスなどの物質は、可視光線などの各波長域でも同じように反射する。つまり、反射率の大きい金属を用いて反射率を大きくさせると可視光線帯域まで反射し、光学用ガラスとしての機能まで損なってしまう。また、その反射した光が隔壁や光源などにも反射して乱反射が起こるという欠点がある。
【００３１】
そして、近赤外線帯域を吸収させる赤外線吸収剤なども同様であり、赤外線帯域における放射熱吸収率を大きくさせようとすると、可視光帯域における吸収率まで大きくなり可視光帯域の透明度まで低くなってしまう。したがって、可視光線帯域から２．５μｍまでの近赤外線だけを選択的に吸収させたり反射させれば可視光線の透明度や透過性を損なうことはないが、現在の技術においては非常に難しい。
【００３２】
また、密閉された領域と外気の隔壁としてガラスを用いる場合、ガラスの放射熱吸収率すなわち放射率が大きいと、放射熱を多く吸収して内部や外部の温度より高くなる。そして、ガラス表面から密閉された内部と外部へ対流熱伝達と放射熱伝達により熱は伝達される。そして、密閉された内部の温度は上昇する。
【００３３】
密閉された内部における熱伝達は、対流熱伝達より放射熱伝達が大きいため、放射率の小さい被膜をガラスの中側（密閉された空間内部側）に形成すると、高温となったガラスから内部への放射による熱伝達が軽減され、内部温度の上昇を抑えられる。そして、外気側には放射熱伝達率が大きい被膜を形成させれば外気への放射による放熱は増大するが、可視光線の透明度や透過性まで失い、ガラス本来の機能まで損なってしまう。
【００３４】
したがって、ガラスからの放熱を向上させるには、ガラス表面に放射率の大きい被膜を形成させたり、可視光線の透明度や透過性を損なうブラスト加工やフィンなどで表面積を大きくさせる方法を用いて放熱性を向上させることは実用的ではないため、対流熱伝達を大きくさせる方法が必要である。
【００３５】
＜対流熱伝達＞
次に、対流熱伝達について述べる。
物体に冷却流体を接触させて冷却を行う場合は、通常、冷却効果を大きくさせるために、冷却流体の流速を上げている。すなわち、流体の熱輸送能力を大きくさせて冷却効果を大きくさせている。
【００３６】
流体の熱輸送能力は、Ａ（断面積：ｃｍ2）×ｕ（速度：ｃｍ／ｓ）×Ｄ（密度：ｇ／ｃｍ3）×Ｃ（比熱：ｃａｌ／ｇ・℃）で与えられる流体の体積、密度、比熱の関数である。すなわち、熱輸送能力とは、時間当たりの熱容量（ｃａｌ／℃）と同じであるといえる。
【００３７】
通常、空気の冷却効果は水に対し小さい。これは、空気の熱容量が水の熱容量に対し小さいためである。
空気による冷却効果を高めるためにファンを用いてガラスに送風することは、ガラス周辺の高温となった空気を除去し、低温の空気を接触させて放熱させることであるが、これは、放熱フィンに接する空気の風量を増加させることでもある。つまり、ファンを用いて送風することは、空気の熱容量を大きくさせることと同じといえる。
【００３８】
冷却効果を高めるためにガラスの熱容量を小さくさせる方法があるが、これは空気と接するガラスの熱容量を小さくさせることにより、空気の量が同じでも空気の熱容量がガラスの熱容量に対し相対的に大きくなり、放熱効果を向上させる技術である。
【００３９】
また、熱は温度が高い物体から対流、放射により低温の外気へ伝達される。そして、同一面積の場合、放射により伝達される熱は、その物体の放射率により決まるが、対流による熱伝達は、その物体に接する流体の状態に大きく影響される。
【００４０】
高温の物体から低温の流体への熱伝達は、次式で表される。
（数３）
ｑ＝λ／Ｌ（Ｔ１−Ｔ２）
＝α（Ｔ２−Ｔ０）
【００４１】
ただし、ｑ＝熱流（ｋｃａｌ／ｈ・ｍ2）、λ＝物体の熱伝導率（ｋｃａｌ／℃・ｈ・ｍ）、Ｌ＝物体の厚さ（ｍ）、Ｔ１＝物体の温度（℃）、Ｔ２＝低温側の物体の表面温度（℃）、Ｔ０＝流体の温度（℃）、α＝流体の熱伝達率（ｋｃａｌ／℃・ｈ・ｍ2）。
上式から明らかなように、同じ条件の流体中に置かれた物体の熱伝達は、熱伝導率が大きく、厚さが薄いほど外気中に放熱される量が多くなる。
【００４２】
また、熱容量を含む系の熱平衡は、次式で表される。
（数４）
ｑ＝Ｃ・ΔＴ／Δｈ＋Ｗ（Ｔ１−Ｔ０）／Δｈ
【００４３】
ここで、ｑ＝供給熱量（ｋｃａｌ／ｈ）、Ｔ１＝内部温度（℃）、Ｔ０＝外気温度（℃）、ｈ＝時間（ｈ）、Ｗ＝比例定数（ｋｃａｌ／℃）、Ｃ＝熱容量（ｋｃａｌ／℃）。
熱容量は、Ｃ（熱容量：ｋｃａｌ／℃）＝Ｑ（熱量：ｋｃａｌ）／ΔＴ（温度差：℃）と定義される。そして、ΔＴ＝ｑ／Ｃの関係式で表される。
【００４４】
上式から、供給熱量が一定であると、熱容量が小さいほど外気への放熱は増加することが分かる。したがって、熱容量の小さいガラスを使用すると、内部の蓄熱が小さくなり、外気への放熱量が増加できる。
【００４５】
また、熱容量の異なる物体が接触したときの平衡温度は、下記の式で表される。
（数５）
Ｔｅ（平衡温度）＝（Ｃ１・Ｔ１＋Ｃ２・Ｔ２）／Ｃ１＋Ｃ２
【００４６】
この式を検討すると、平衡温度Ｔｅは、高温側の温度Ｔ１と低温側の温度Ｔ２が一定とすると、熱容量の大きい物体の温度に近くなることが分かる。つまり、低温流体の熱容量が大きいと、ガラスと空気の平衡温度は、空気の温度に近い温度で平衡になることが分かる。
【００４７】
そして、熱容量は、Ｃ（熱容量：ｃａｌ／℃）＝Ｖ（体積：ｃｍ3）×Ｄ（密度：ｇ／ｃｍ3）×Ｃ（比熱：ｃａｌ／ｇ・℃）の式で表される。すなわち、同量の水と空気を冷媒として用いた場合、水の比熱、密度が空気に対し大きいため熱容量が大きくなり、水−ガラス間の熱コンダクタンスが空気−ガラス間の熱コンダクタンスに対し大きくなる。したがって、冷却効果を向上させるには、冷却流体として熱容量の大きい物質を用いればよい。また、冷却流体が熱容量の小さい物質でもその冷却流体の量を多くすれば熱容量を大きくさせることができ、冷却効果を高めることができる。
【００４８】
つまり、ファンを用いて送風しガラスに接する空気の量を多くしてガラスに対して空気の熱容量を大きくすることができる。
ファンを用いて強制冷却することは、ヒートシンクの付近に滞留している高温の空気を除去して、低温の空気をヒートシンクに接触させることによりガラスの熱を奪うことであるが、空気の熱輸送能力を熱容量と同じと考えると、強制冷却することは、ガラスに対し空気の熱容量を大きくさせてガラスからの熱を多く奪うことと同じといえる。
【００４９】
＜熱容量＞
次に、空気に対しガラスの熱容量を小さくさせる方法を考える。つまり、ガラスの表面に薄膜を形成させたときの熱の流れについて考える。
第一に、冷却流体としての空気と薄膜についてマクロ的に考えると、薄膜の熱容量は空気の熱容量に対して圧倒的に小さいため薄膜の温度は空気の温度に近い温度で熱力学的に平衡になる。
【００５０】
第二に、薄膜とガラスについて考えると、薄膜の熱容量はガラスの熱容量に対して圧倒的に小さいため、薄膜の温度はガラスの温度に近い温度で平衡になる。
前記で示したように、熱容量を含む系の熱平衡は、「ｑ＝Ｃ・ΔＴ／Δｈ＋Ｗ（Ｔ１−Ｔ０）／Δｈ」の式で表され、そのときの平衡温度は、熱容量の大きい物質の温度に近くなる。
【００５１】
第三に、空気と薄膜とガラスについて考えると、薄膜は空気とガラスの間に位置して平衡になるので空気の熱輸送能力すなわち空気が奪う熱量は同じであるから、薄膜の分だけ熱抵抗が大きくなり放熱効果が減少すると考えられる。
【００５２】
しかし、ガラスにファンを用いて、直接送風したときの空気の熱輸送能力すなわち空気の熱容量は、ガラスの熱容量に対し圧倒的に大きくなると考えられる。すなわち、これは空気の熱輸送能力が大きくてもガラスから空気中への熱伝達が小さいことが原因と考えられる。
【００５３】
次に、ミクロ的に考えると、通常、空気中における物体には、空気中の成分が物体表面にファンデル・ファールス力などの物理的な力で付着している。そして、伝熱工学においては、伝熱面のごく近傍では温度境界層が存在し、熱伝導による熱移動が境界面に対し垂直に行われることが確認されている。
【００５４】
つまり、この伝熱面のごく近傍に付着している空気層は、非常に少なく、その熱容量も非常に小さい数値を示す。この空気層とガラスの熱容量を比較すると、空気層の熱容量はガラスの熱容量に対し非常に小さくなり、その平衡温度はガラスの温度に近い温度になると考えられる。すなわち、ガラスに付着している薄い空気層の温度は高くなる。つまり、熱流の式における空気のλ（熱伝導率）／Ｌ（厚み）だけ放熱性が低減すると考えられる。
【００５５】
次に、薄膜を形成したときの薄膜に付着している空気層と薄膜の熱容量を比較すると、ガラスに付着している空気層の熱容量よりも薄膜に付着している空気層の熱容量のほうが相対的に大きくなり、薄膜に付着している空気層の平衡温度は流動している空気層の温度に近い温度になると考えられ、ガラスに直接、付着していたときの空気層の温度よりは低くなると考えられる。
【００５６】
次に、固体中を移動する熱伝導は、次式で表される。
（数６）
ｑ＝λ／Ｌ（Ｔ１−Ｔ２）
【００５７】
そして、複層体の熱伝導は、ｑ＝（λ／Ｌ＋λ‘／Ｌ’）（Ｔ１−Ｔ２）で表される。薄膜の厚さを物体の厚さに対して無視できる程度の厚さにすると、固体中の温度勾配は、薄膜を形成しても同じになる。
【００５８】
また、固体の熱伝導率が大きくても、固体に熱伝導率の非常に小さい空気層が付着していると、この固体中央部から空気中への熱伝達は大きく阻害される。一般的に、流動している空気の熱輸送能力に対して固体中を移動する熱量、すなわち対流による熱伝達より伝導による熱伝達の方が大きいが、固体に付着している熱伝導率の小さい空気層により、固体中を移動する熱量の方が小さくなると考えた。したがって、空気の熱輸送能力が大きいとすると、固体表面（正確には、固体に付着している空気層表面）から空気中へ移動する熱量は同じである。
【００５９】
次に、薄膜に付着している空気層の温度が低下すると薄膜の温度も低下する。そして、固体中央部と薄膜に付着している空気層の温度差が大きくなり、固体中央部から表面への熱流は増加して固体中央部の温度も低下する。
【００６０】
次に、固体中央部の温度が低下すると、熱源と固体中央部の温度差も大きくなり、放熱効果を向上できると考えた。
また、固体に付着している空気層を無視して考えると、結果として、対流熱伝達の式「ｑ＝α（Ｔ２−Ｔ０）で表される対流熱伝達率αが大きくなったと同じことになる。
これらの考えから、ガラスの表面に熱容量が小さくなるように被膜を形成し、その被膜を空気に接触させることにより相対的に空気の熱容量を大きくさせ、放熱効果の向上が図れると考え実験により見出した。
【００６１】
したがって、本発明の光学用放熱ガラスにおける被膜は、その熱容量がガラス基板の熱容量より小さいものであることが必要であり、好ましくは該被膜の熱容量は、ガラス基板のそれに対し１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは２％以下である。熱容量がこの範囲を超えると、放熱性の向上効果があまり得られない場合がある。
【００６２】
＜日射熱吸収率、放射熱吸収率＞
また、ガラスの表面に、放射熱吸収率が小さい物質で被膜を形成させると、放射率は非常に小さくなり放射による放熱は低減するので、放熱性の向上には放射熱吸収率の大きい物質が一見望ましいように思われる。しかし、ファンを用いて送風させながら冷却を行うと、放射による冷却効果は、対流熱伝達による冷却効果に比較してほとんど無視できるほど小さいものとなる。したがって、ファンを用いて送風させながら冷却を行う場合、たとえ放射率の大きい被膜例えば真っ黒な被膜を形成させても、放熱性の向上にはほとんど貢献しない。逆に、放射率の大きい物質すなわち可視光線帯域と赤外線帯域の吸収、反射が大きい物質は、可視光線帯域と赤外線帯域の透過が小さい物質であるから、ガラス本来の透明度や透過性が劣るものとなる。
【００６３】
したがって、ガラス本来の可視光線帯域の透明度や透過性を損なわずにガラスからの放熱性を向上させるには、むしろ放射熱吸収率の小さい被膜をガラス表面に形成させることが望ましい。すなわち、本発明においては、ガラス基板の片面あるいは両面に形成させる被膜として、放射率の小さいものが選択される。具体的には、その日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が、ガラス基板の日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率より小さい被膜を形成させるのがよい。より好ましくは、前記被膜の日射熱吸収率は０．０１〜１１％であり、さらに好ましくは０．０９〜１１％、特に好ましくは０．０９〜１０．３％、常温熱放射の波長域における放射熱吸収率は０．０１〜２０％、さらに好ましくは０．０２〜１７％、特に好ましくは０．４８〜１６．９％である。日射熱吸収率及び放射熱吸収率が大きすぎると、ガラス本来の透明度や透過性が損なわれる可能性があり、一方小さすぎると、放熱性の向上効果があまり得られない場合がある。
なお、このときの常温熱放射の波長域は５〜５０μｍの範囲である。そして、そのような波長域において放射熱吸収率の小さい物質を選択して形成した被膜表面に冷却流体を接触させながら高温となったガラスから放熱させる場合、その放熱性は格段に向上する。
【００６４】
＜可視光線透過率＞
本発明のガラス構造体は、ガラス本来の可視光線帯域の透明度や透過性を損なわずにガラスからの放熱性を向上させたものである。したがって、ガラス基板の片面あるいは両面に形成させる被膜の可視光線透過率は、ガラス基板の可視光線透過率より大きいものである。具体的には、前記被膜の可視光線透過率の値が９０％以上、より好ましくは９２％以上、特に好ましくは９４．２％以上が望ましい。可視光線透過率が低すぎるとガラス本来の透明度や透過性を損なわずにガラスからの放熱性の向上効果を高めるという本発明の目的を十分達成できない場合がある。
【００６５】
＜測定方法＞
次に、ここでいう被膜の可視光線透過率、日射熱吸収率、常温熱放射の波長域における吸収率の測定方法を示す。
常温熱放射の波長域における吸収率の測定方法は、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６の板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率における測定に準拠して、まず一般の化学分析用の赤外分光光度計を用い、アルミニウム板の上に被膜を形成してＪＩＳ−Ｒ−３１０６の標準反射率の値を用いて反射率を測定し、次いで灰色体の吸収率αと反射率ρと透過率τの間に成り立つ関係式「α＋ρ＋τ＝１」に基づき、吸収率αを、「吸収率α＝１−（反射率ρ＋透過率τ）」により求めた。
【００６６】
また、アルミニウム板の上に形成されたときの被膜の放射熱吸収は、放射熱の入射したときと反射して出るときの2回生じるので、吸収率αは、測定値の１／２とした。この数値を理論値として用い、ガラス表面およびアクリル板表面に形成した被膜の常温熱放射の波長域における吸収率とした。また、被膜の表面に生じる反射は０として計算した数値を用いた。
【００６７】
可視光線透過率及び日射熱吸収率は、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６によりガラスとガラスに被膜を形成した状態で測定し、その差を被膜の可視光線透過率及び日射熱吸収率とした。
次に、熱容量は、Ｃ（熱容量：ｃａｌ／℃）＝Ｖ（体積：ｃｍ3）×Ｄ（密度：ｇ／ｃｍ3）×Ｃ（比熱：ｃａｌ／ｇ・℃）の式で表される。そして、Ｖ（体積：ｃｍ3）×Ｄ（密度：ｇ／ｃｍ3）＝Ｗ（全重量：ｇ）であるから、被膜の全重量と比熱とから熱容量を求めた。ここで、被膜の全重量は、溶剤を用いて規定の濃度に薄めた液剤の重量を測定した後、ガラスに流し塗りの方法で塗布し、流れ落ちた塗布液の重量を測定してガラスに付着した重量を求めた。また、比熱：（ｃａｌ／ｇ・℃）は、各材料に固有のもので、その数値は、温度により変化するが、本発明においては、常温で通常の比熱測定装置を用いて得た測定値を使用した。
【００６８】
（ｂ）被膜の材質
本発明の光学用放熱ガラスにおける被膜の材質は、上述した可視光線透過率、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率、並びに熱容量が本発明の条件を満たすものであれば特に制限はないが、一般的に、プラスチックスは、可視光帯域や常温熱放射における波長域の透過率が大きく、吸収率の小さい物質であるから、被膜を形成させる物質としてプラスチックスが好適と考えられる。
【００６９】
本発明を構成する第１層の被膜の材料としては、可視光線透過率が大きく日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域すなわち５〜50μｍの範囲における吸収率の小さいプラスチックスを用いるのが好ましい。
【００７０】
したがって、被膜の材料としては、可視光線透過率が大きく、日射熱吸収率および常温熱放射の波長域である5〜50μｍの範囲で小さい吸収を示すプラスチックス、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル・スチレン共重合体、ポリメタクリル酸ブチル、シリコーン樹脂、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、酢酸セルロース、ジアリルフタレート樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルブチラール、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、エチレン・α‐オレフィン共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体、アクリル酸・塩化ビニル共重合体、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニルピロリドン、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル・スチレン共重合体、ポリメタクリル酸ブチル、ナイロン６６、エポキシ樹脂、ブタジエン・スチレン樹脂、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ＭＢＳ樹脂、ポリブタジエン、ポリエーテルスルホンなどの各種物質やこれらの混合物を用いるのが好ましい。
【００７１】
また、被膜の厚さを薄くするとランバートベールの法則により可視光線透過率、日射熱吸収率、常温熱放射の波長域における吸収率が小さくなるので、被膜の厚さを薄くすると各波長域において透明になる各種酸化物、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、マグネシア、チタン酸バリウム、ムライト、スピネル、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化タングステン、炭化ホウ素、ホウ化ランタンなどのセラミックスも、被膜の形成材料として用いることができる。
さらに、金属なども薄くコーティングすると可視光線透過率、日射熱吸収率、常温熱放射の波長域における吸収率が小さくなり、各波長域において透明になるので被膜の形成材料として用いることができる。そのような金属としては、例えば、金、銀、銅、スズ、鉄、亜鉛、プラチナ、ニッケル、マンガン、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウム、マグネシウム、インジウム及びそれらの合金などが挙げられる。
【００７２】
これらのうち、より好ましいものとしては、スチレン樹脂（ポリスチレン）、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂（ポリアクリル酸）、シリコーン樹脂（ケイ素樹脂）、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル・アクリル酸エチル・スチレン共重合体、メタクリル酸メチル・スチレン共重合体、ポリメタクリル酸メチルブチル等を挙げることができる。より好ましいものとしては、スチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、メタクリル酸メチル・アクリル酸エチル・スチレン共重合体等を挙げることができる。特に好ましいものとしては、スチレン樹脂、アクリル樹脂、又はシリコーン樹脂を挙げることができる。
【００７３】
このような被膜材料を用いて所定の可視光線透過率、日射熱吸収率及び放射熱吸収率、熱容量を有する被膜を形成する方法は特に限定されないが、例えば、上記被膜材料を溶剤により希釈して一定濃度の溶液を作成し、所望の被膜を得ることができる。
ここで用いられる好ましい溶剤としては、酢酸エチル、トルエン、キシレン、アセトン、シンナー等が挙げられる。これらの溶剤を用いて所定の被膜を得るためには、濃度０．０１〜１０％程度とするのが好ましい。
【００７４】
また、所望の可視光線透過率、日射熱吸収率及び放射熱吸収率を得るために、上記被膜材料に着色剤、赤外線吸収剤などを適宜添加して調整することもできる。添加量は特に限定されるものではなく、公知の技術にしたがって、添加剤の種類や性質に応じて所望の被膜が得られる量を経験的に求めることができる。
【００７５】
（ｃ）被膜の厚さ
ランバート・ベールの法則によると、放射する（すなわち光を吸収する）材料の厚さを大きくすると、吸収量が増加するし、小さくすると吸収量は減少する。したがって、その厚さを薄くすれば薄くするほど吸収率は小さくなり透過率は大きくなる。つまり、物質を薄く形成して近赤外線帯域や常温熱放射における波長域の透過率を大きくして吸収率が小さくなるように被覆すると被膜の可視光線の透過率も大きくなる。
【００７６】
したがって、本発明による被膜の形成は、可視光線透過率を大きく、日射熱吸収率、常温熱放射の波長域における吸収率を小さくさせるために、その厚さを薄くすることが好ましい。それにより、吸収を減らし、可視光線透過率を大きくし、日射熱吸収率、常温熱放射の波長域における吸収率を小さくし、且つ被膜の熱容量も小さくすることができる。ガラスの片面または両面に被膜を形成しても、厚さが薄ければ、ガラスの可視光線帯域の透過率の低減はほとんどなく、ガラス本来の透明度や透過性を損なうことはない。そして、その薄い被膜面に冷却流体を接触させ、ガラスからの放熱を促進させてガラス本来の透明度や透過性を損なはない光学用の放熱ガラスが得られる。
【００７７】
よって、本発明の被膜の厚さは、特に制限はないものの、好ましくは０．０１〜７０μｍ、より好ましくは０．０１〜５０μｍとするのがよい。被膜の厚さが厚すぎると放射熱吸収率が大きくなり可視光線の透過率が低下する傾向にあり、薄すぎると被膜自体の強度が低下しすぎる場合がある。
【００７８】
（３）光学用放熱ガラス
本発明の光学用放熱ガラスの構造を、添付図面に従ってさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の光学用放熱ガラスの一例の構造を示す断面図であって、ガラス基板１の片面に、可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さい被膜２が形成されている。そして、その被膜表面に冷却流体Ａを接触させながら、放射熱を吸収して高温となったガラスからの放熱を促進させ、ガラスの温度を効果的に下げることができる。なお、図１はガラス基板の片面のみに被膜を形成した例であるが、本発明においては、被膜はガラス基板の少なくとも片面に形成されておればよく、よってガラス基板の両面に形成させることもできる。
【００７９】
また、ガラスの片面に被膜を形成する場合は、被膜表面を光線の入射側、出射側のどちらに配置しても良いが、プロジェクター、液晶ディスプレイなどで液晶を貼り付ける場合には、液晶と反対側に被膜を形成させる必要がある。つまり、被膜の温度を低下させてガラスの温度を下げるので冷却流体を被膜に接触させる必要がある。そして、冷却流体を送風させる位置は、冷却流体を被膜に接触させれば良いので、被膜側、ガラスの下あるいは上からのどの位置からでも良い。また、ガラスに形成させた被膜の配置は、光源側あるいは光源と反対側のどちらでも良い。
【００８０】
本発明の光学用放熱ガラスの形状には、特に制限はなく方形状、円形状、筒状、半球状、球状など任意の形状に形成できるし、また、波形表面、凸凹表面、突起状表面などの表面形状に加工されたガラスでもよい。
【００８１】
本発明における光学用放熱ガラスを製造するには、被膜材料としてプラスチックスを用いる場合は、上述したように、プラスチックスを適当な溶剤に溶かして慣用されている方法により塗布し、乾燥、固化させる方法や、あらかじめフィルム状又はシート状に形成した被膜材料を熱融着や接着、粘着などによりガラス基板に貼着する方法など、他の材料に積層するのに慣用されている方法の中から任意に選択してガラス基板に被覆することができる。また、所定の材料を分散、溶解などのこれまで慣用されている方法により処理した後、上記と同様の方法を用いて被覆することもできる。
【００８２】
セラミックスや金属などをガラスに薄く形成させる場合には、スパッタリング、真空蒸着、メッキ、ＰＶＤ、ＣＶＤなどの方法を用いることもできる。そして、従来からある光学用ガラスに後から被覆することもでき、被覆を形成した光学用放熱ガラス板を用いて、液晶パネルや液晶ディスプレイおよび映像機器などのディスプレイやレンズなどを作ることもできる。
【００８３】
図１には、ガラス板が単体の場合の例を示したが、本発明においては、マイクロレンズ−ダイクロイックミラー方式などの液晶をガラスを用いて挟んだ構造のものにも用いることができ、ガラス板或いはその２層すべてを複合体に構成することもできる。この場合においては、空気層に接している層の可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく（好ましくは９０％以上）、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が共にガラス基板のそれより小さく（好ましくは日射熱吸収率が０．０１〜１１％、常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．０１〜２０％）、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さく（好ましくはガラス基板の１０％以下）なるように、被膜を形成するのが望ましい。
【００８４】
このようにして、放射熱を吸収して温度が高くなったガラスからの放熱を促進しガラスの温度を下げることで、ガラスに密着させた液晶などの劣化を防止させたり、レンズなどを光線が透過するときのユラギを防止して鮮明な画像を得る光学用放熱ガラスができる。
【００８５】
２．光学用放熱ガラスの放熱方法
本発明の光学用放熱ガラスの放熱方法は、ガラス基板の少なくとも片面に、上述したように、可視光線透過率がガラス基板のそれより大きく（好ましくは９０％以上）、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率がともにガラス基板のそれより小さく（好ましくは日射熱吸収率が０．０１〜１１％、常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が０．０１〜２０％）、且つ熱容量がガラス基板のそれより小さい（好ましくはガラス基板に対して１０％以下）被膜を形成し、該被膜表面に冷却流体を接触させることを特徴とする。
【００８６】
用いる冷却流体は特に制限されないが、好ましくは空気又は水、より好ましくは空気である。冷却手段としては、従来公知の各種手段から適宜選択することができ、例えばファンを用いて空気をガラス表面に送風する方法、コンプレッサーを用いて空気を送風する方法等が挙げられる。その場合、少なくとも前記被膜表面に冷却流体を接触させるようにする。それによって、本発明の効果を有効に発揮させることができる。
【００８７】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例１】
【００８８】
メタクリル酸メチル−アクリル酸エチル−スチレン共重合体を酢酸エチルにより希釈して同じ濃度の溶液を作成した。そして、着色剤および近赤外線吸収剤としてバナジルフタロシアニンを適宜混合して日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における吸収率の異なる溶液を調整した。
【００８９】
この溶液を流し塗りの方法を用いて、縦３３ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの同一のガラス板の上に日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における吸収率の異なる被膜を形成した。
このときの常温熱放射の波長域における吸収率の値は、前記に示した理論値を用いた。また、このときの被膜の熱容量のガラス基板の熱容量に対する割合｛Ｘ2（被膜の熱容量）／Ｘ1（ガラスの熱容量）×１００（％）｝は、資料１では０．０１％であり、この被膜の厚みは０．１３μｍであった。資料２〜５では、被膜の熱容量のガラス基板の熱容量に対する割合はいずれも０．７０％であり、これらの被膜の厚みはいずれも５．１μｍであった。
【００９０】
次に、厚さ５ｍｍの発泡スチロール板に縦３０ｍｍ、横２７ｍｍの穴を２ヶ所開け、その開口部に被覆していないソーダガラス板及び片面に被覆したソーダガラス板を被膜面が光源側になるように配置して取り付けた。
【００９１】
被覆したガラス板及び被覆していないガラス板を取り付けた発泡スチロール製の板を垂直に立てて、２０℃に設定された室内に置き、１００Ｗ−赤外線ランプを発泡スチロール製の板から５０ｃｍ離れた位置に、ガラスと同じ高さにして平行に配置した。そして、被覆したガラス板及び被覆していないガラス板に均等に光線が照射されるように調整して配置した。次に、ファンを用いて被膜表面に冷却流体（空気）が接するように送風させながら、１００Ｗ−赤外線ランプを照射してガラスの温度が平衡になるまで加熱して、そのときのソーダガラスの光源側の表面温度を測定した。その結果を表１に示す。
【００９２】
【表１】
2005047759.tif 000003
【００９３】
赤外線ランプにより加熱したときのガラスの平衡温度は、日射熱吸収率が０．０９〜１０．３％で常温熱放射の波長域における吸収率が０．４８〜１６．９％のときにガラスより０．４〜１．７℃低くなり、赤外線ランプにより加熱されて高温となったガラス表面からの放射熱が増加したことが分かる。そして、被膜を形成したガラスの可視光線透過率が８５％以上あり、ガラス本来の透明度をほとんど低減させないことが分かる。
【実施例２】
【００９４】
実施例１の１および２で用いた溶液を実施例１と同じ流し塗りの方法を用いて縦３３ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの同一のガラス板の上に、厚みを変えて、被膜の熱容量が異なるように塗布した。ガラス基板に対する被膜の熱容量の割合を、｛Ｘ2（被膜の熱容量）／Ｘ1（ガラスの熱容量）×１００（％）｝として求めた。各資料の被膜の厚みと熱容量は、以下の通りである。
資料１；被膜の厚み０．１３μｍ／熱容量の割合０．０１％
資料２；被膜の厚み５．１μｍ／熱容量の割合０．７０％
資料３；被膜の厚み１０．８μｍ／熱容量の割合１．４９％
資料４；被膜の厚み３８．１μｍ／熱容量の割合５．２６％
資料５；被膜の厚み５７．３μｍ／熱容量の割合７．９１％
資料６；被膜の厚み６９．０μｍ／熱容量の割合９．７２％
資料７；被膜の厚み７６．５μｍ／熱容量の割合１０．５６％
【００９５】
実施例１で用いた厚さ５ｍｍの発泡スチロール板に、実施例１と同様の方法でガラスを取り付け、ファンで送風しながら、１００Ｗ−赤外線ランプを照射してガラスの温度が平衡になったときの温度を測定した。
なお、被膜の可視光線透過率、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における吸収率は、実施例１と同じく理論値を用い、熱容量は前記の方法で測定した。この結果を表２に示す。
【００９６】
【表２】
2005047759.tif 000004
【００９７】
赤外線ランプにより加熱したときのガラスの平衡温度は、ガラスに被膜を形成した被膜の熱容量がガラスに対して１０％以下のときに、ガラスだけのときより０．３〜１．７℃低くなり、被膜の熱容量が小さいほど放熱効果が大きいことが分かる。
【実施例３】
【００９８】
実施例１の資料１で用いた溶液を実施例１と同じ流し塗りの方法を用いて縦３３ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの同一の水晶ガラス板およびサファイヤガラス板の上に塗布した。被膜の厚みは、ともに０．１３μｍであった。
実施例１で用いた厚さ５ｍｍの発泡スチロール板に、実施例１と同様の方法でガラスを取り付け、ファンで送風させながら、１００Ｗ−赤外線ランプを照射してガラスの温度が平衡になったときの温度を測定した。
被膜の可視光線透過率、日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における吸収率は、実施例１と同じく理論値を用い、熱容量は前記の方法で測定した。この結果を表３に示す。
【００９９】
【表３】
2005047759.tif 000005
【０１００】
日射熱吸収率０．０９％、常温熱放射の波長域における吸収率０．４８％、可視光線透過率９９．８％でガラス基板に対する被膜の熱容量の割合｛Ｘ2（被膜の熱容量）／Ｘ1（ガラスの熱容量）×１００（％）｝が０．００１％の被膜を形成した水晶ガラス板およびサファイヤガラス板を赤外線ランプにより加熱したときの平衡温度は、被膜を形成しないガラスに対して１．７〜１．８℃低くなり、放熱効果が向上したことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、ガラス本来の可視光線の透明度を損なわずに、光学機器や映像機器などのガラス面の両面または片面に、可視光線透過率が大きく日射熱吸収率及び常温熱放射の波長域における放射熱吸収率が小さい被膜を、その被膜の熱容量がガラス基板に対して小さくなるように形成させて、その形成した被膜表面に冷却流体を接触させながら高温となったガラスから放熱を促進させることにより、ガラスの温度上昇を格段に効率よく防止し、液晶ディスプレイやプロジェクター用の液晶パネルなど用いられているガラスに密着させた液晶などの劣化を防止させたり、レンズなどの光線が透過するときのユラギを防止して鮮明な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の光学用放熱ガラスの一例の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・ガラス基板
２・・・被膜
Ａ・・・冷却流体
【図１】
2005047759.tif 000006