(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材から順次に次の薄い皮膜を含む積層を施した透明な基材（１）であって、
・誘電体の第１皮膜（２）
・赤外に反射特性を有する第１金属皮膜（３）
・誘電体の第２皮膜（４）
・赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）
・誘電体の第３皮膜（６）
・赤外に反射特性を有する第３金属皮膜（７）
・誘電体の第４皮膜（８）
赤外に反射特性を有する第３金属皮膜（７）の厚さが赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さよりも厚く、赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さが赤外に反射特性を有する第１金属皮膜（３）の厚さよりも厚い透明な基材。
【請求項２】
赤外に反射特性を有する第３金属皮膜（７）の厚さと赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さの比、及び赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さと赤外に反射特性を有する第１金属皮膜（３）の厚さの比が１．４０〜１．０５である請求項１に記載の基材。
【請求項３】
前記比が１．３０〜１．１０である請求項２に記載の基材。
【請求項４】
赤外に反射特性を有する第３金属皮膜（７）の厚さと赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さの比、及び赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さと赤外に反射特性を有する第１金属皮膜（３）の厚さの比が実質的に同じである請求項１〜３のいずれか１項に記載の基材。
【請求項５】
前記比が１．１３〜１．１５である請求項４に記載の基材。
【請求項６】
赤外に反射特性を有する第１金属皮膜（３）の厚さが８〜１２ナノメートルである請求項１〜５のいずれか１項に記載の基材。
【請求項７】
前記赤外に反射特性を有する第１金属皮膜（３）の厚さが９．５ナノメートルである請求項６に記載の基材。
【請求項８】
赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さが１０〜１３ナノメートルである請求項１〜７のいずれか１項に記載の基材。
【請求項９】
前記赤外に反射特性を有する第２金属皮膜（５）の厚さが１１ナノメートルである請求項８に記載の基材。
【請求項１０】
赤外に反射特性を有する第３金属皮膜（７）の厚さが１１〜１５ナノメートルである請求項１〜９のいずれか１項に記載の基材。
【請求項１１】
前記赤外に反射特性を有する第３金属皮膜（７）の厚さが１２．５ナノメートルである請求項１０に記載の基材。
【請求項１２】
誘電体の第４皮膜（８）の厚さと誘電体の第１皮膜（２）の厚さの比が１〜１．２である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の基材。
【請求項１３】
誘電体の第３皮膜（６）の厚さと誘電体の第２皮膜（４）の厚さの比が０．９〜１．１である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の基材。
【請求項１４】
誘電体の第２皮膜（４）と第３皮膜（６）のそれぞれの厚さが、誘電体の第１皮膜（２）と第４皮膜（８）の厚さの合計Ｓと同じかそれ以上である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の基材。
【請求項１５】
前記誘電体の第２皮膜（４）と第３皮膜（６）のそれぞれの厚さがＳ×１．１〜Ｓ×１．２である請求項１４に記載の基材。
【請求項１６】
誘電体の第１皮膜（２）の厚さが２７〜３４ナノメートル、誘電体の第２皮膜（４）と第３皮膜（６）の厚さが７０〜８０ナノメートル、誘電体の第４皮膜（８）の厚さが３２〜３７ナノメートルである請求項１〜１５のいずれか１項に記載の基材。
【請求項１７】
前記金属皮膜（３，５，７）が銀をベースとする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の基材。
【請求項１８】
誘電体皮膜（２，４，６，８）が酸化錫、酸化タンタル、酸化亜鉛のような１種又は２種以上の金属酸化物、又は硫化亜鉛のような金属硫化物である請求項１〜１７のいずれか１項に記載の基材。
【請求項１９】
赤外に反射特性を有する金属皮膜（３，５，７）のそれぞれを薄い部分的に酸化された金属バリヤ皮膜でコーティングした請求項１〜１８のいずれか１項に記載の基材。
【請求項２０】
前記バリヤ皮膜がニッケルクロム合金、タンタル、又はチタンを基礎にする請求項１９に記載の基材。
【請求項２１】
赤外に反射特性を有する金属皮膜（３，５，７）のそれぞれを薄い金属の結合皮膜の上に配置する請求項１〜２０のいずれか１項に記載の基材。
【請求項２２】
前記金属の結合皮膜がニッケルクロム合金、タンタル、又はチタンを基礎にする請求項２１に記載の基材。
【請求項２３】
ガラス製である請求項１〜２２のいずれか１項に記載の基材。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の基材を組み込んだ窓ガラス。
【請求項２５】
少なくとも１．８の選択度を有する請求項２４に記載の窓ガラス。
【請求項２６】
２の選択度を有する請求項第２５項に記載の窓ガラス。
【請求項２７】
５８〜６８％の光透過率ＴLと２８〜３６％の日射係数ＳＦを有する請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の窓ガラス。
【請求項２８】
内側と外側の光反射において、青から青緑のくすんだ色を有し、観察する角度によらず目に見える外観がほぼ一定である請求項２４〜２７のいずれか１項に記載の窓ガラス。
【請求項２９】
二重板ガラスの窓ガラスのような多重窓ガラスである請求項２４〜２８のいずれか１項に記載の窓ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、日光及び／又は赤外線に作用することができる少なくとも１種の薄い皮膜、特に金属皮膜を含む薄い皮膜の積層でコーティングした透明な基材、特にガラスに関係する。
また、本発明は窓ガラス、より具体的には断熱及び／又は日除けに適する窓ガラスを製造するためのコーティングした基材の用途に関係する。これらの窓ガラスは、特に、ビルディングの部屋や車両の区画に使用される、大きくなってきているガラス面積から生じる過度の温度上昇及び／又は空調動力を低減する目的でビルディング、船舶、車両にはめ込むことを意図する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
基材に上記のような特性を与える薄い皮膜の積層の公知のタイプの１つは、１種以上の金属皮膜、例えば銀の皮膜、及びこれと互い違いに配置する誘電体材料、例えば金属酸化物皮膜から構成する。この積層は、一般に、磁場を利用した陰極スパーター方式の減圧を使用する方法によって行う一連の堆積によって形成する。
【０００３】
積層中の金属皮膜の数の増加は日射係数を最適化することを可能し、窓ガラスの日射係数を低下することができる。（ここで、窓ガラスの日射係数ＳＦは、窓ガラスを通って部屋に入る全エネルギーと入射太陽エネルギーの比である。）しかし、このことは同時に窓ガラスの透明度の低下につながり、これはその窓ガラスの光透過率ＴL の値の低下から明らかに分かる。
【０００４】
したがって、積層の工業的実施可能性を前提にしながら、日除け性能と透明度に妥協を見いだす必要がある。
米国特許第５０７１２０６号は、特に、３層の銀ベースの皮膜、それと互い違いの４層の酸化インジウムのような金属酸化物の皮膜からなり、３層の銀皮膜はほぼ同じ厚さであるが中央の皮膜が他の２層よりやや厚い積層を堆積した基材を提案している。ここで、このような基材がラミネートした窓ガラスに組み込まれていない限り、積層でコーティングされた基材の面はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）タイプの熱可塑性プラスチック皮膜に接触しており、その基材の反射の外観は見た目に悪く、反射が赤みがかって見え、美的に全く評判が悪く、さらに色がかなり強い。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、赤外において反射特性を有する特に金属皮膜の少なくとも３層を含む積層でコーティングした基材であって、高い選択度、即ちＴL ／ＳＦが所与のＴL においてできるだけ高く、一方で、基材を一体の窓ガラス、二重窓ガラスタイプの多重断熱窓ガラス、又はラミネート窓ガラスに組み込んだ場合であっても特に外側反射において見た目に良い外観を依然として保証しする基材を開発することによってこの欠点を抑えることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
本発明は透明な基材、特に、本質的に次の構成成分を順次に含む薄い皮膜の積層を施したガラスを課題とする。即ち、基材から出発し、誘電体の第１皮膜、赤外に反射特性を有する特に金属の第１皮膜、誘電体の第２皮膜、赤外に反射特性を有する特に金属の第２皮膜、誘電体の第３皮膜、赤外に反射特性を有する特に金属の第３皮膜、その上に誘電体の第４皮膜が存在する。本発明にしたがうと、赤外に特性を有する３種の皮膜の厚さは、第３皮膜の厚さは第２皮膜の厚さより厚く、第２皮膜は第１皮膜より厚いように選択する。
【０００７】
赤外に反射特性を有する３つの皮膜、特に金属皮膜のこの厚さの不整は、好ましくは、第３皮膜と第２皮膜の比、及び第２皮膜と第１皮膜の比が１．４０〜１．０５、より好ましくは１．３０〜１．１０であるように調節する。
赤外に反射特性を有する皮膜が厚くなり、基材から遠くなると、非常に高い選択度、即ち、少なくとも１．８又はさらには２以上のＴL ／ＳＦを有する窓ガラスを得ることを可能にする。皮膜の厚さを調整することにより、窓ガラスの透明度を制御し、ビルディング用の窓ガラスに適する５８〜６８％のＴL を得ることが可能である。
【０００８】
ここで、本発明の主な利点は、日除けに関するこれらの良好な性質が、基材の見た目を損なわずに達成されることである。
具体的には、一体の窓ガラスとして使用する場合又は二重板ガラスタイプの多重窓ガラスに組み込む場合のいずれでも、本発明による皮膜の積層でコーティングした基材は心地よくソフトな外側反射の、青又は青緑の色彩（主な波長は４７０〜５００ナノメートル）を有する。また、この色彩はくすんだ白味がかった（ｗａｓｈｅｄ  ｗｉｔｈ  ｗｈｉｔｅ）鮮明でない外観であり、特に１０％未満の外側反射ＲLによって確認される。
【０００９】
１つの特徴として、この外観は窓ガラスを観察する方角によらず、実質的に変化せずに保たれることである。このことは、このような窓ガラスを全体に取り付けたビルディングを見る外からの観察者は、着色や外観に有意な不均一性を感じることがなく、このことは現状で美的な面から強く求められている。
窓ガラスとして取り付けた基材は、内側反射においても青又は青緑の色彩のくすんだ鮮明でない色彩を有することに注目すべきである。このことは、この窓ガラスを取り付けた部屋で外が暗い場合、部屋の中の人間はこれらの窓ガラスを心地よい状態で着色しているように見るであろう。
【００１０】
本発明による基材の測色は、赤外に反射特性を有する３つの皮膜の厚さが次第に均一に増加すれば、即ち、第３皮膜と第２皮膜の厚さの比、第２皮膜と第１皮膜の厚さの比が実質的に同じであればさらに最適化される。好ましくは、これらの比は１．１３〜１．１５の近くに選択する。
本発明の好ましい態様において、第１皮膜の厚さは８〜１２ナノメートル、特には約９．５ナノメートルに、第２皮膜は１０〜１３ナノメートル、特には約１１ナノメートルに、第３皮膜は約１１〜１５ナノメートル、特には１２．５ナノメートルに選択する。
【００１１】
誘電体の４つの皮膜の厚さの選択もまた重要である。即ち、誘電体の第４皮膜の厚さは第１皮膜の厚さと同等かやや厚いことが好ましく、この比は１〜１．２０である。
同様に、誘電体の中間皮膜、即ち、第２と第３の皮膜は好ましくは両方が近いように選択し、特には０．９〜１．１の比である。また、これらの皮膜は第１と第４皮膜よりも厚いように選択する。
【００１２】
好適には、第２と第３皮膜の各々の厚さは、第１と第４皮膜の厚さの合計Ｓと同じ以上に選択し、特にはＳ×１．１〜Ｓ×１．２の範囲である。
これらの条件を確かにするため、第１皮膜の厚さは２７〜３４ナノメートル、特には約２７ナノメートル以上から３２ナノメートルまでに選択することができる。第２と第３皮膜の厚さは７０〜８０ナノメートル、特には７２、７３、又は７７ナノメートルに選択することができる。第４皮膜の厚さは３２〜３７ナノメートルに選択することができ、特には３４又は３５ナノメートルであることができる。
【００１３】
材料の選択に関して、赤外に反射特性を有する皮膜は金属で形成することが、より具体的には銀をベースにすることが好ましい。誘電体皮膜については、金属酸化物、例えばタンタル、亜鉛、錫の酸化物、又はこれらの酸化物の２種以上の混合物で形成することができ、これらの酸化物の各々は固有の特長を有する。即ち、酸化錫又は酸化亜鉛は反応性陰極スパッターを使用した場合に高速で堆積させることができ、このことは工業的に大きな特長である。一方、酸化タンタルは、機械的又は化学物質の攻撃に対する耐久性の向上を得ることを可能にする。誘電体の全ての皮膜について同じ酸化物を選択する必要はない。即ち、最初の２つ又は３つの皮膜は生産速度を高めるために酸化錫で形成し、最後の皮膜は出来るだけ有効にこれらの攻撃を防ぐために酸化タンタルで形成することができる。さらに、４つの誘電体皮膜が全て同一ということではない選択は、大なり小なり有益に積層の特定の光学的特性値、特にＴL 及び／又は日射係数ＳＦ、及び恐らくその測色を調節することを可能にする。
【００１４】
また、誘電体皮膜は別な性質のもの、特に硫化亜鉛ＺｎＳのような硫化物をベースにして形成してもよく、これは減圧下の蒸着技術によって薄い皮膜に容易に堆積する。このように、積層の皮膜を蒸着又は陰極スパッターによって堆積させることができる。
また、赤外に反射特性を有する各々の皮膜をコーティングすることが好ましいことに注意すべきであり、皮膜が金属の場合で、特に誘電体の皮膜を酸素存在下の陰極スパッターで堆積させる場合、非常に薄い銀以外のニッケルクロム合金、タンタル、チタンのような金属「バリヤ」皮膜でコーティングすることが好ましい。これらのバリヤ皮膜は、下にある皮膜、特に金属皮膜をそれ自身の酸素との接触による部分的な酸化から防止する。
【００１５】
また、赤外に反射特性を有する各々の皮膜の表面に、「結合」皮膜として知られる非常に薄い皮膜を、特に下にある誘電体皮膜に対する接着を向上するために堆積することができる。これらの結合皮膜は上記のバリヤ皮膜と同様な性質であり、即ち、金属であって銀以外であり、例えばニッケルクロムタイプの合金、タンタル、又はチタンをベースにする。
【００１６】
また、これらの「バリヤ」及び／又は「結合」皮膜の存在は、皮膜の積層が全体として有効に後の熱処理に耐えることを可能にすることに留意すべきであり、この熱処理は支持基材をアニーリング、曲げ、又は強化の処理に供することができる。
次に、本発明の詳細と有益な特徴を下記の非限定的な例と図１を利用して明らかにする。
【００１７】
次の２つの例においては、磁場を利用した陰極スパッターによって堆積を行ったが、堆積すべき皮膜の厚さの制御が良好であるならば、他の任意の堆積技術でもよいことを強調しておく。積層を堆積した基材は厚さ４ｍｍのシリカ−ソーダ−石灰ガラスの基材である。次いでこれらは、厚さ１０ｍｍの気体の層を用い、同じであるが裸基材と一緒に組み立て、二重板ガラスの窓ガラスを形成する。
【００１８】
【実施例】
図１は本発明による積層を示すが、寸法は皮膜の厚さの等倍ではなく、明示のために図にしたものである。基材１、赤外に反射特性を有する３つの皮膜３、５、７（この場合は銀）、及び誘電体の４つの皮膜２、４、６、８（この場合は酸化錫又は酸化チタン）を見ることができる。各々の銀皮膜を覆うＮｉ−Ｃｒの非常に薄いバリヤ皮膜は図示していない。
【００１９】
堆積装置は、適当な物質のターゲットを備えた陰極スパッター（その下を基材１が連続的に通過する）を有する少なくとも１つのスパッタリングチャンバーを含む。各々の皮膜の堆積条件を次に示す。
・銀ベースの皮膜３、５、７は、アルゴン雰囲気の０．８Ｐａの圧力下で銀ターゲットを用いて堆積させる。
【００２０】
・ＳｎＯ2 をベースにした場合の皮膜２、４、６、８は錫ターゲットを用い、３６体積％の酸素を含むアルゴン／酸素雰囲気の０．８Ｐａの圧力下で反応スパッターによって堆積させる。
・Ｔａ2 Ｏ5 をベースにした場合の皮膜２、４、６、８はタンタルターゲットを用い、約１０体積％の酸素を含むアルゴン／酸素雰囲気の０．８Ｐａの圧力下で反応スパッターによって堆積させる。
【００２１】
・Ｎｉ−Ｃｒをベースにした３つのバリヤ皮膜はニッケル−クロム合金のターゲットを用い、アルゴン雰囲気中の同じ圧力下で堆積させる。
電力密度と基材１の走行速度は、所望の厚さの皮膜をうるために通常の仕方で調節する。
例１はこのような積層に関係し、誘電体皮膜は酸化錫であり、一方で例２は４つの誘電体皮膜が酸化タンタルである同じタイプの積層に関係する。
【００２２】
0003902676.tif 000002
下記の表２は、２つの例のそれぞれについて、光透過率（％単位）、標準ＤＩＮ６７５０７（Ａｎｎｅｘｅ２３３）にしたがって求めた日射係数ＳＦ（％単位）、外側光反射率と内側光反射率（％単位）とナノメートル単位のその支配的な波長であるλ（外）とλ（内）、それに関係する％単位の純度ｐ（外）とｐ（内）（二重板ガラスに装着した基材で、光源Ｄ65について測定した値）を示す。
【００２３】
0003902676.tif 000003
上記の表より次のことが言える。
【００２４】
本発明による窓ガラスは約２と高いＴL ／ＳＦ比を有し、したがって、光透過率の適切な範囲においてビルディングの装備に特に適する日除けを提供する。
また、外側と内側の反射の色合いは、美的な見地から良い青から緑の範囲にある。これらの色は、悪くても６％の純度と約１０％又はそれ以下の反射率を有するため、非常にくすんでいる。
【００２５】
さらに、これらの窓ガラスは、観察される角度が変化しても、反射において知覚できる変化に悩まされることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による積層を示す。
【符号の説明】
１…基材
２…誘電体の第１皮膜
３…赤外に反射特性を有する第１皮膜
【図１】
0003902676.tif 000004