(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の板ガラス（１）、（２）を空間層（３）を介して対向させ、一方の板ガラス（１）が太陽光の近赤外領域を吸収する特性を有する近赤外吸収ガラスであり、前記板ガラス（１）の空間層（３）側に、フッ素を添加した酸化スズ膜を含む低放射率コーティング（４）が形成されている複層ガラスであって、前記近赤外吸収ガラス（１）が室内側に配設された時の日射遮蔽係数と前記板ガラス（２）が室内側に配設された時の日射遮蔽係数の差が０．２５で、かつ可視光透過率が４５％以上であることを特徴とする複層ガラス。
【請求項２】
前記近赤外吸収ガラス（１）と前記低放射率コーティング（４）の間に、２層からなる屈折率調整層が形成されている、請求項１に記載の複層ガラス。
【請求項３】
前記２層からなる屈折率調整層は、前記近赤外吸収ガラス（１）に近接する層が酸化スズからなる膜であり、前記低放射率コーティング（４）に近接する層が酸化珪素からなる膜である、請求項２に記載の複層ガラス。
【請求項４】
前記低放射率コーティング（４）の膜厚が、２４０ｎｍ以上である請求項１〜３の何れか１項に記載の複層ガラス。
【請求項５】
前記可視光透過率が６０％以上である請求項１〜４の何れか１項に記載の複層ガラス。
【請求項６】
前記近赤外吸収ガラスの低放射率コーティング形成前の波長１１００ｎｍでの透過率が４０％以下である請求項１〜５の何れか１項に記載の複層ガラス。
【請求項７】
前記近赤外吸収ガラスの低放射率コーティング形成前の波長１１００ｎｍでの透過率が３０％以下である請求項１〜６の何れか１項に記載の複層ガラス。
【請求項８】
前記低放射率コーティングの垂直放射率が０．３５以下である請求項１〜７の何れか１項に記載の複層ガラス。
【請求項９】
前記低放射率コーティングの垂直放射率が０．２０以下である請求項１〜８の何れか１項に記載の複層ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物や輸送機材等に用いられているガラス窓のうち、内面と外面を反転させることができる機能を持った窓に供する複層ガラスに関する。さらに詳しくは、内面と外面を反転することにより太陽光エネルギーの室内への流入量を制御することができる、透視性に優れた複層ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
日本などの温帯地方では夏期と冬期の気温差が大きく、住宅や自動車等では夏期は冷房により、冬期は暖房により室内の気温を制御し快適性を維持している。このため、冷暖房エネルギーコスト削減のためには、夏期は流入する太陽光エネルギーをできる限り除去し、冬期は太陽光エネルギーをできる限り取り入れることのできる窓ガラスが望まれている。
【０００３】
一般のガラス窓は、冬期には充分な太陽光エネルギーを室内に取り込むことができる。例えば、３ｍｍ厚さのフロート板ガラス１枚からなるガラス窓は、垂直入射した太陽光エネルギーのうち８８％を室内に取り込むことができる。しかしながら、このようなガラス窓は、夏期には室内に大量の太陽光エネルギーが入り込み冷房コストを著しく増大させてしまう欠点がある。
【０００４】
また、太陽光エネルギーの室内への流入を防ぐ機能を有する熱線吸収ガラスや熱線反射ガラスが、夏期の冷房コストを削減することを目的として商品化されている。しかしながら、このようなガラス窓は、冬期には室内に流入する太陽光エネルギーを遮蔽してしまうので、太陽熱で室内を暖めることができず、暖房コストを増大させてしまう欠点があった。
【０００５】
冬期には太陽光エネルギーを積極的に取り込み、夏期には遮蔽する機能を有する窓ガラスがＧｒａｎｑｖｉｓｔ博士らによって提案されている（C. G. Granqvist, "Energy-Efficient Windows: Options with Presentand Forthcoming Technology", in "Large Area Chromogenics: Materialsand Devices for Transmittance Control" SPIE Optical Engineering Press;Vol. IS4, Sep.1989, p. A3:1-35）。エレクトロクロミックガラス、サーモクロミックガラス等のいわゆるスマートウィンドゥと呼ばれるガラスがそれにあたる。これらは、エレクトロクロミックガラスは電気的なスィッチングによって、またサーモクロミックガラスは温度によって自動的にその太陽光エネルギーの透過特性を変化させることができ、冬期には太陽光を透過し、夏期には遮蔽するというエネルギー調節機能を窓ガラスに付与することができる。しかしながら、これらの特殊なガラスは依然として研究開発段階であり、窓ガラスに応用できるだけの大面積化や長期安定性が確立されておらず、いまだ市場には出ていない。
【０００６】
ガラス窓の分野で確立されている技術の組み合わせにより、太陽光エネルギーの室内への流入量を制御する機構が提案されている。実開平６−６３７８２号公報には、複層ガラスを室内外反転可能機構を有するサッシと組み合わせることにより、冬期には太陽光エネルギーを積極的に取り込み、夏期には遮蔽する機能を持たせた窓ガラスが開示されている。この複層ガラスを構成する２枚の板ガラスの片側には、低放射率コーティング等の熱反射膜が複層ガラス内面側に形成されたガラスが用いられており、冬期にはコーティングが形成されたガラスを室内側に配設することによって室内の輻射熱を反射すると共に室外からの太陽光は有効に透過し、夏期には反転させてコーティングが形成されたガラスを室外側に配設することにより、室内側からの輻射熱は透過して室外に放出させると共に太陽光を反射する機能を有するとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者の研究によると、上述の室内外反転機能付き複層ガラス窓には次のような問題点があることがわかった。
【０００８】
まず室内からの輻射熱については、室温の熱輻射エネルギースペクトルの最大値が波長８〜１０μｍにあり、この波長領域が一般のフロートガラスの吸収帯にあたる。そのため、コーティングが形成されたガラスを室内側に配設した場合、コーティングは積層ガラス内側に形成されているので、ガラス側から入射した輻射熱は膜に達する前にガラスに吸収されてしまう。そのため、低放射率コーティングは輻射熱を直接反射することはできず、吸収された熱がガラスの両表面から再放射する際に室内への再放射の割合を増大させる役割を有するだけである。
【０００９】
一方、反転させてコーティングが形成されたガラスを室外側に配設した場合、室内からの輻射熱は室内側ガラスに吸収再放射されてコーティングガラスの膜面側に入射し、低放射率コーティングにより反射される。この反射と、前述のコーティングが形成されたガラスを室内側に配設した場合の室内側への再放射の増大が同じコーティングの放射率により決定されるため、結果的に室内からの輻射熱がどの程度室外側に放出されるかについては、低放射率コーティングガラスが室内側であろうと室外側であろうとほとんど差がない。
【００１０】
次に太陽光については、一般住宅に用いられている比較的可視光透過率の高い低放射率コーティングの太陽光エネルギーの反射率が、ガラス面側入射の場合と膜面側入射の場合であまり差がないことがわかった。可視光透過率の低い低放射率コーティングではガラス面側と膜面側で太陽光に対する反射率を大きく変えることが可能となるが、可視光透過率の低いガラス窓は一般住宅では好まれない。そのため、一般住宅で好まれるような比較的可視光透過率の高い低放射率コーティングを施した複層ガラスの室内外を反転させても、太陽光エネルギーの遮蔽の程度の差が、日射遮蔽係数に換算して０．２０未満であり、冬期には太陽光エネルギーを取り入れ夏期には遮蔽する機能を充分には有していないことがわかった。
【００１１】
本発明は上記のような欠点を解消し、一般住宅で好まれる透視性を保持したまま、室内外を反転させるだけで太陽光エネルギーの遮蔽の程度を日射遮蔽係数に換算して０．２０以上変化させることができる窓ガラスユニットを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の複層ガラスは、構成されている２枚の板ガラスのうち一方の板ガラスが太陽光の近赤外領域を吸収する特性を有する近赤外吸収ガラスであり、その板ガラスの複層ガラス内部の空間層側に低放射率コーティングが形成されており、前記近赤外吸収板ガラスが室内側に配設された時の日射遮蔽係数と他方の板ガラスが室内側に配設された時の日射遮蔽係数の差が０．２５以上で、可視光透過率が４５％以上、望ましくは６０％以上であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係わる複層ガラスの構成要素を、以下に順に説明する。
【００１４】
近赤外吸収ガラスは、窓ガラスの透視性をなるべく高く保ったまま、できるだけ多くの太陽光エネルギーを吸収できることが望ましい。太陽光エネルギースペクトルは波長３４０〜２５００ｎｍの領域に広がっており、波長３８０〜７８０ｎｍに広がり５５０ｎｍに最大値を持つ視感度曲線と同じ波長領域に最大値を持って近赤外領域に長く裾を引いている。従って、可視光透過率を高く保ったまま近赤外光を多く吸収するように、近赤外吸収ガラスは、近赤外領域の中央である波長１１００ｎｍ付近に吸収の最大があることが好ましい。その程度は、波長１１００ｎｍでの透過率で表して４０％以下、望ましくは３０％以下であることが好ましい。
【００１５】
このような近赤外吸収ガラスはガラスの組成にＦｅＯやＣｕＯ等の成分を加えることにより作製することができるが、フロートガラス製造工程では、この中でＦｅＯを加える方法が、技術的に容易でコスト的にも安価であり、特に好ましい方法である。
【００１６】
通常フロートガラスにもＦｅＯは少量含まれており、その吸収によってガラス厚さを厚くすると波長１１００ｎｍでの透過率を低くすることができる。例えば、通常フロートガラスの厚さを１９ｍｍにすると波長１１００ｎｍでの透過率を４０％以下にすることができる。このようなガラスも本発明の近赤外吸収ガラスとして用いることができる。しかしながら、このようにガラス厚さを厚くすることによって近赤外領域の吸収を大きくする方法を用いると複層ガラスユニットの重量が増加してしまうので、一般住宅用の窓に供するのは適当ではない。従って、通常フロートガラス組成よりもＦｅＯ成分を増やすことにより、単位ガラス厚さ当たりの波長１１００ｎｍでの透過率を通常フロートガラスよりも低くして、一般住宅用の窓として普通使用される厚さ３〜５ｍｍの範囲の近赤外吸収ガラスを用いることが、複層ガラスユニットの軽量化のために望ましい。
【００１７】
低放射率コーティングに要求される特性としては、窓ガラスの透視性を高く保ったまま、室温の輻射熱に対する放射率が低いことが挙げられる。このような要求特性を満たすために、コーティングの可視光透過率を高く保ったまま、コーティングの垂直放射率を０．３５以下、より望ましくは０．２０以下にすることが好ましい。
【００１８】
このような低放射率コーティングは、スプレー法、ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタリング法等によって酸化物半導体膜をガラス表面に直接コーティング又は透明フィルム上にコーティングして、後から貼り合わせる等の方法により近赤外吸収ガラス表面に形成することが可能である。中でも、ＣＶＤ法によるフッ素添加酸化スズ膜やスパッタリング法によるスズ添加酸化インジウム膜をガラス表面に直接コーティングする方法は、近年最も広く用いられている。これらの方法の中で、ＣＶＤ法によるフッ素添加酸化スズ膜のコーティングはフロートガラス製造工程中で実施することができ、大量生産に適しておりコスト的に安価で、特に好ましい方法である。
【００１９】
また、本発明の複層ガラスにおいては、上述の近赤外吸収ガラスと上述の低放射率コーティングの間に、２層からなる屈折率調整層が形成されていることが好ましく、この２層からなる屈折率調整層は、上述の近赤外吸収ガラスに近接する層が酸化スズからなる膜であり、上述の低放射率コーティングに近接する層が酸化珪素からなる膜であることがより好ましい。
【００２０】
さらに、上述の低放射率コーティングの膜厚は、２４０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
なお、本構成の複層ガラスの低放射率コーティング面以外に本発明の機能を損なわない程度のコーティングを付与することは、本発明の範囲内である。
【００２２】
本発明中における複層ガラスは、ＪＩＳ  Ｒ  ３２０９−１９８６［複層ガラス］中の定義「２枚以上の板ガラスを一様の間げきをおいて並置し、その間げきに外気圧に近い圧力の乾燥空気を満たし、その周辺を封着したもの」に従ったものを代表例とするが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００２３】
例えば、２枚のガラス間隙を満たす気体は、乾燥していれば大気組成とは異なったガス組成であっても良い。なお、間隙を満たす気体を大気組成ガスからＡｒガスやＫｒガスに置換すれば、その優れた熱特性により複層ガラスの断熱性を向上させることができる。また、同一の断熱性をより小さなガラス間隙で実現することができる。
【００２４】
ほぼ一様なガラス間隙を確保する工夫がなされていれば、ガラス間隙内圧力は外気圧と異なっていても良い。圧力を大気圧より小さくできれば、複層ガラスの断熱性はより向上する。また、同一の断熱性をより小さなガラス間隙で実現することができる。
【００２５】
乾燥空気という要請は、２枚のガラスの対向面上で気体が露点温度に達して結露が発生するのを防止するためであるが、結露を生じさせないための工夫がなされていれば乾燥していなくても良い。
【００２６】
また、ガラス周辺部の封着は上述の諸条件を満たし、且つガラス内面をクリーンに維持するための一手段であるが、不完全な封着であっても、または積極的にガラス間隙内の気体を置換する装置が付設されていても、結果的に複層ガラスの断熱性と透視性に悪影響を及ぼさなければ良い。
【００２７】
窓枠の室内外反転機構そのものは本発明の範囲内ではないが、本発明の複層ガラスが供することのできる、内面と外面を反転させることができる機能を有する窓としては、はめ殺し窓の場合は複層ガラス自体が窓枠内に反転自在に取り付け可能な機構により、また、はめ殺し窓以外の場合は、引き違い、片引き、開き、滑り出し、上げ下げ、回転、内倒し等の機構により、窓ガラスの室内面と室外面を反転させることができる機能を有する窓を挙げることができる。
【００２８】
次に可視光透過率、垂直放射率、日射遮蔽係数の計算方法について説明する。
【００２９】
単板ガラス及び単板コーティングガラスの可視光透過率を求めるには、まず波長３８０〜７８０ｎｍの分光透過率を測定し、その測定値を用いてＪＩＳ  Ｒ３１０６−１９８５［板ガラスの透過率・反射率・日射熱取得率試験方法］に従って計算で求める。複層ガラスの可視光透過率は、構成する単板ガラスの波長３８０〜７８０ｎｍの分光透過率と分光反射率の値を用いてＪＩＳ  Ｒ  ３１０６−１９８５［板ガラスの透過率・反射率・日射熱取得率試験方法］に従って計算で求める。
【００３０】
単板コーティングガラスのコーティング形成面の垂直放射率を求めるには、波長４．５〜２５μｍの分光反射率を測定し、その測定値を用いてＪＩＳ  Ｒ  ３１０６−１９８５［板ガラスの透過率・反射率・日射熱取得率試験方法］に従って計算で求める。コーティングを被覆していない面の垂直放射率はＪＩＳ  Ｒ  ３１０６−１９８５［板ガラスの透過率・反射率・日射熱取得率試験方法］に従い、０．８９４とした。
【００３１】
複層ガラスの日射遮蔽係数（ＳＣ, Shading Coefficient）は、次式によって求める。
【００３２】
ＳＣ＝（当該複層ガラスの日射熱取得率）／（３ｍｍ厚の通常単板フロートガラスの日射熱取得率）
【００３３】
日射熱取得率とは、窓ガラスに入射する太陽光エネルギーについて、直接室内側に到達するエネルギーとガラスに吸収されてから室内側に伝達するエネルギーとの和の入射エネルギーに対する比をいう。日射熱取得率を求めるためにはＪＩＳ  Ｒ  ３１０６−１９８５［板ガラスの透過率・反射率・日射熱取得率試験方法］に従い、構成する単板ガラスの波長３４０〜１８００ｎｍの分光透過率と分光反射率の測定値と上記垂直放射率の値を用いて計算で求める。
【００３４】
【作用】
前記のように構成された複層ガラスにおいては、低放射率コーティングが複層ガラスの対向面側になるように形成されている近赤外吸収ガラスを室外側になるように配設すると、室外側から入射する太陽光エネルギーは近赤外領域の大半が室外側のガラスに吸収され、残されたエネルギーしか室内側のガラスや更にその内部に到達しない。室外側の近赤外吸収ガラスに吸収された太陽エネルギーは、熱エネルギーに変換されてガラスの両面から再放射されるが、複層ガラスの対向面側に形成された低放射率コーティングによって複層ガラス内面に向いた室内側よりも室外側に向けて放射される熱エネルギーの割合の方が大きくなる。これらの作用により、低放射率コーティングが形成されている近赤外吸収ガラスを室外側になるように配設すると、室外側から室内に流入する太陽光エネルギーを低く押さえることが可能となる。
【００３５】
複層ガラスの向きを反転して低放射率コーティングが形成されている近赤外吸収ガラスを室内側になるように配設すると、室外側から入射する太陽光エネルギーは室外側のガラスを透過して室内側の近赤外吸収ガラスに多くが吸収される。しかしこの配置では、近赤外吸収ガラスに吸収された太陽エネルギーは、室外側よりも室内側に向けて再放射される割合の方が大きくなる。というのは、複層ガラスの対向面側に形成された低放射率コーティングは今度は室外側を向いているからである。室内側に向けて再放射された熱エネルギーは、直接室内に放出される。これらの作用により、低放射率コーティングが形成されている近赤外吸収ガラスを室内側になるように配設すると、室外側から室内に流入する太陽光エネルギーを大きくすることが可能となる。
【００３６】
このように本発明の複層ガラスは、太陽光エネルギーの吸収や吸収された熱の再放射の方向が適正に制御されているので、複層ガラスを室内外に反転するだけで太陽光エネルギーの遮蔽性を大きく変化させることができる。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）通常のフロートガラスの原料に鉄分を添加して溶融成形することにより、平板状で厚さ３ｍｍの近赤外吸収ガラスを作製した。近赤外領域の吸収率は原料中への鉄分と還元物質の添加量及びガラス溶融雰囲気の還元性を制御することにより調整した。作製された近赤外吸収ガラスは、可視光透過率７７．０％、波長１１００ｎｍでの透過率２４．６％であった。
【００３８】
この近赤外吸収ガラスの片側表面に、図２に示すようなコーティング機構を４セット有した、いわゆる４チャンバーからなるＣＶＤ装置により、酸化スズ膜を主体とする低放射率コーティングを膜付した。膜付は、洗浄した近赤外吸収ガラスを図２に示したコーティング装置の入口（８）にセットし、所定のコーティング領域に搬送する間にヒーター（１０）によって所定温度まで加熱し、加熱されたガラス表面にコーティングノズル（１１）によって原料ガスが導入され、ガスが熱分解反応を起こすことにより実施される。なお本実施例では、コーティング時のガラス表面温度が６５０℃になるようヒーターを制御した。以下にコーティングの詳細について記述する。
【００３９】
まず、ガラスを第１チャンバー（１６）に搬送し、第１層として酸化スズ膜を形成した。次いで第２チャンバー（１７）にて第２層として酸化珪素膜を形成し、引き続いて、第３、第４チャンバー（１８）、（１９）にて第３層としてフッ素添加した酸化スズ膜を形成した。形成された膜の厚さは、第１層が約３０ｎｍ、第２層が約２２ｎｍ、第３層が約２４０ｎｍであった。それぞれの膜の作製条件は以下の通りである。第１層目の酸化スズ膜は、第１チャンバーにて、スズ原料としてのモノブチルスズトリクロライド（Ｃ４Ｈ９ＳｎＣｌ３）を１５０℃に加熱し、その蒸気を窒素ガスを搬送ガスとして搬送ガス１モル当たり０．００１モル濃度にて搬送し、コーティングノズルに導入すると共に、酸化ガスとしての酸素ガスを同ノズルに別系統から導入し、ガラス表面上にて熱分解反応及び酸化反応を起こさせることにより形成した。第２層目の酸化珪素膜は、第２チャンバーにて、珪素原料としてのモノシラン（ＳｉＨ４）ガスをボンベから直接ノズルに導入し、酸化ガスとしての酸素ガスを前述の酸化スズ膜の場合と同様に別系統からノズルに導入し、ガラス表面上にて熱分解反応及び酸化反応を起こさせることにより形成した。第３層目のフッ素添加した酸化スズ膜は、第３及び第４チャンバーにて第１層目の酸化スズ膜と基本的に同じ方法で形成した。但し、モノブチルスズトリクロライド蒸気は搬送ガス１モル当たり０．０１モル濃度と第１層目の１０倍の濃度とした。また、フッ素原料としてトリフルオロアセテート（ＣＦ３ＣＯＯＨ）を加熱し、その蒸気を窒素ガスを搬送ガスとしてノズルに別系統から導入した。なお、スズ原料の分解反応促進のため、水蒸気を窒素ガスを搬送ガスとして搬送ガス１モル当たり５モル濃度にて搬送し、別系統からノズルに供給した。
【００４０】
このようにして得られたフッ素添加した酸化スズ主体のコーティングでは、第１層の酸化スズと第２層の酸化珪素はガラスと第３層のフッ素添加した酸化スズ膜の間の屈折率調整層として機能するため、フッ素添加した酸化スズ層の光の干渉によって生じる虹色を低減する効果がある。第３層のフッ素添加した酸化スズ膜は、酸化物半導体としての性質により良好な可視光透過性と共に電導性を有しており、室温の輻射熱の波長領域を反射する特性があり、ガラス表面を低放射率にする役割を担う。
【００４１】
低放射率コーティング形成後の近赤外吸収ガラスの光学特性を測定したところ、可視光透過率は６９．８％、波長１１００ｎｍでの透過率は２１．５％、コーティングされた面の垂直放射率は０．１９であった。
【００４２】
このようにして得られた、低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを１枚のガラスとし、３ｍｍ厚さの通常フロートガラスをもう１枚のガラスとして組み合わせて図１のような複層ガラスを作製した。その際、低放射率コーティングされた面（４）がもう１枚のガラス（２）と対向するように配置し、空間層（３）の厚さが１２ｍｍとなるように２枚のガラスの周辺にアルミニウム製スペーサー（５）をブチルゴム（６）で接着した。スペーサー（５）中には空間層（３）を乾燥雰囲気に保つための乾燥剤を充填した。このようにして作製された複層ガラスの特性は、可視光透過率が６３．５％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．５２、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．８０であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．２８であった。
【００４３】
（参考例２）実施例１によって得られた低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを用いて、図１での空間層（３）の厚さが６ｍｍとなるようにアルミニウムスペーサー（５）を調整して実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。このようにして得られた複層ガラスの特性は、可視光透過率が６３．５％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．５５、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．７７であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．２２であった。
【００４４】
（参考例３）実施例１と同様の方法で近赤外吸収ガラスを作製した。但し、原料中への鉄分と還元物質の添加量及びガラス溶融雰囲気の還元性を調整することにより、厚さ３ｍｍの近赤外吸収ガラスの光学特性を、可視光透過率８２．５％、波長１１００ｎｍでの透過率３９．６％とした。
【００４５】
このガラスに実施例１と同様の方法で低放射率コーティングを形成したところ、光学特性は、可視光透過率７４．８％、波長１１００ｎｍでの透過率３４．６％、コーティングされた面の垂直放射率０．１９であった。
【００４６】
この低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを用いて、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。この複層ガラスの特性は、可視光透過率が６８．０％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．６１、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．８２であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．２１であった。
【００４７】
（参考例４）実施例１と同様の方法で作製した近赤外吸収ガラスに実施例１と同様の方法で低放射率コーティングを形成した。但し、第４番目のチャンバーではコーティングを行わず、第３層のフッ素添加した酸化スズの膜厚を実施例１の約半分とした。この低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスの光学特性は、可視光透過率７３．０％、波長１１００ｎｍでの透過率２０．０％、コーティングされた面の垂直放射率０．３４であった。
【００４８】
この低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを用いて、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。この複層ガラスの特性は、可視光透過率が６６．４％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．５５、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．７８であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．２３であった。
【００４９】
（実施例５）実施例１と同様の方法で作製した近赤外吸収ガラスに実施例１と同様の方法で低放射率コーティングを形成した。但し、４つのコーティングチャンバーに第５番目のチャンバーを加えて、該チャンバーで第３、４チャンバーと同様のコーティングを行い、第３層のフッ素添加した酸化スズの膜厚を実施例１の約１．５倍とした。この低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスの光学特性は、可視光透過率７０．７％、波長１１００ｎｍでの透過率２０．８％、コーティングされた面の垂直放射率０．１４であった。
【００５０】
この低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを用いて、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。この複層ガラスの特性は、可視光透過率が６４．３％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．５１、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．８１であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．３０であった。
【００５１】
（比較例１）３ｍｍ厚さの通常のフロートガラスに実施例１と同様の方法で低放射率コーティングを施した。この低放射率コーティングガラスの光学特性は、可視光透過率８１．８％、波長１１００ｎｍでの透過率６９．８％、コーティングされた面の垂直放射率０．１９であった。
【００５２】
このガラスを１枚のガラスとし、３ｍｍ厚さの通常フロートガラスをもう１枚のガラスとして組み合わせ、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。この複層ガラスの特性は、可視光透過率が７４．４％、低放射率コーティングガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．７８、低放射率コーティングガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．８５であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．０７であった。
【００５３】
（比較例２）実施例１と同様の方法で近赤外吸収ガラスを作製し、低放射率コーティングを施さずに、このガラスを１枚のガラスとし、３ｍｍ厚さの通常フロートガラスをもう１枚のガラスとして組み合わせ、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。この複層ガラスの特性は、可視光透過率が６９．９％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．６２、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．８０であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．１８であった。
【００５４】
（比較例３）実施例１と同様の方法で近赤外吸収ガラスを作製し、この近赤外吸収ガラスの片側表面に、図３に示すような、カソードを２セット有した、いわゆるロードロック式インライン型マグネトロンスパッタリング装置により、酸化亜鉛／銀／酸化亜鉛サンドイッチ構造膜からなる低放射率コーティングを膜付した。膜付は、洗浄した近赤外吸収ガラス（２０）を図３に示したコーティング装置の入口（２１）からロードロックチャンバー（２２）に搬送して所定の圧力まで真空排気し、コーティングチャンバー（２３）に搬送した後、コーティングチャンバー（２３）中にスパッタリングガス（２４）を導入し、カソード（２５）に電圧を引加し放電を発生させて、カソード（２５）にセットされた材料をスパッタリングすることにより実施される。なお本実施例では、コーティング時のガラスは特に加熱せず室温にて膜付した。以下にコーティングの詳細について記述する。
【００５５】
まず、チャンバー中に酸素ガスを圧力０．３Ｐａとなるように導入し、亜鉛ターゲットをセットしたカソードに直流電圧４４０Ｖを印加して酸素ガスとの反応性スパッタリングを引き起こして、カソード下をガラスを往復させることにより、第１層として酸化亜鉛膜を形成した。次に、チャンバー中のガスをＡｒガスに切り替え圧力０．３Ｐａとなるようにし、銀ターゲットをセットしたカソードに直流電圧４８５Ｖを印加してスパッタリングにより、第２層として銀膜を形成した。その次に、第２層と同じＡｒガス雰囲気中で、亜鉛ターゲットをセットしたカソードに直流電圧３６０Ｖを印加することにより、第３層として亜鉛膜を形成した。最後に、第１層と同様の方法で第４層の酸化亜鉛膜を形成した。膜の厚さはガラスを往復させる速度と往復回数により調節し、第１層を約３７ｎｍ、第２層を約１０ｎｍ、第３層を約１ｎｍ、第４層を約４５ｎｍとした。
【００５６】
このようにして得られたコーティングでは、第１層の酸化亜鉛膜はガラスと第２層の銀膜との間の屈折率調整層として、第４層の酸化亜鉛膜は第２層の銀膜と空気との間の屈折率調整層として機能するため、可視光透過率を高める効果がある。第３層の薄い亜鉛膜は、第４層の酸化亜鉛膜を膜付する際に第２層の銀膜を保護する働きがあり、その時に酸化物に変化する。第２層の銀膜は良好な電導性を有しており、室温の輻射熱の波長領域を反射して、ガラス表面を低放射率にする役割を担う。
【００５７】
低放射率コーティング形成後の近赤外吸収ガラスの光学特性を測定したところ、可視光透過率は７３．７％、波長１１００ｎｍでの透過率は１２．２％、コーティングされた面の垂直放射率は０．０８であった。
【００５８】
このようにして得られた、低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを１枚のガラスとし、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。このようにして作製された複層ガラスの特性は、可視光透過率が６６．８％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．４９、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．７３であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．２４であった。
【００５９】
（比較例４）実施例１と同様の方法で近赤外吸収ガラスを作製し、この近赤外吸収ガラスの片側表面に、比較例３と同様の方法で低放射率コーティングを膜付した。但し、低放射率コーティングを酸化亜鉛／銀／酸化亜鉛／銀／酸化亜鉛の構成のサンドイッチ構造膜とした。
【００６０】
膜の厚さは、ガラス側から第１層の酸化亜鉛膜を約３７ｎｍ、第２層の銀膜を約９ｎｍ、第３層の亜鉛膜を約１ｎｍ（この層は第４層膜付後には酸化亜鉛膜となる）、第４層の酸化亜鉛膜を約７０ｎｍ、第５層の銀膜を約１２ｎｍ、第６層の亜鉛膜を約１ｎｍ（この層は第７層膜付後には酸化亜鉛膜となる）、第７層の酸化亜鉛膜を約４３ｎｍとした。
【００６１】
このようにして得られたコーティングでは、第１層と第７層の酸化亜鉛膜は実施例６の場合と同じく、それぞれガラスと第２層の銀膜との間、もしくは、第５層の銀膜と空気との間の屈折率調整層として機能するため、可視光透過率を高める効果がある。第４層の酸化亜鉛膜は第２層と第５層の銀膜の間でキャビティ層として働き、可視光透過率を高める効果がある。第３層と第６層の薄い亜鉛膜は、実施例６の場合と同じように第２層と第５層の銀膜を保護する働きがある。第２層と第５層の銀膜は、合わせて、ガラス表面を低放射率にする役割を担う。
【００６２】
低放射率コーティング形成後の近赤外吸収ガラスの光学特性を測定したところ、可視光透過率は６７．５％、波長１１００ｎｍでの透過率は２．６％、コーティングされた面の垂直放射率は０．０４であった。
【００６３】
このようにして得られた、低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを１枚のガラスとし、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。このようにして作製された複層ガラスの特性は、可視光透過率が６１．０％、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．４０、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．６０であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．２０であった。
【００６４】
（比較例５）比較例１と同じ３ｍｍ厚さの通常のフロートガラスに実施例５と同じ低放射率コーティングを施した。この低放射率コーティングガラスの光学特性は、可視光透過率は８５．９％、波長１１００ｎｍでの透過率は３９．９％、コーティングされた面の垂直放射率は０．０８であった。
【００６５】
この低放射率コーティングガラスを１枚のガラスとし、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。このようにして作製された複層ガラスの特性は、可視光透過率が７８．１％、低放射率コーティングガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．７０、低放射率コーティングガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．７６であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．０６であった。
【００６６】
（比較例６）比較例１と同じ３ｍｍ厚さの通常のフロートガラスに実施例６と同じ低放射率コーティングを施した。この、低放射率コーティングガラスの光学特性は、可視光透過率は７９．０％、波長１１００ｎｍでの透過率は８．６％、コーティングされた面の垂直放射率は０．０４であった。
【００６７】
この低放射率コーティングガラスを１枚のガラスとし、実施例１と同様の方法で複層ガラスを作製した。このようにして作製された複層ガラスの特性は、可視光透過率が７１．４％、低放射率コーティングガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．５１、低放射率コーティングガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．６２であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．１１であった。
【００６８】
（実施例８）実施例１によって得られた低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを用いて、実施例２と同様のアルミニウムスペーサーを用いて空間層６ｍｍの複層ガラスを作製した。但し、スペーサーに２つの穴をあけ、一方の穴からボンベでＡｒガスを流入させ、１時間後に穴を封止する方法によって、空間層の気体をＡｒで置換した。このようにして得られた複層ガラスの可視光透過率は、Ａｒガスが可視光領域で吸収を持たないために実施例１、２と同様の６３．５％である。しかし、日射遮蔽係数については、ＪＩＳではＡｒガスが封入された複層ガラスの日射熱取得率の計算方法が示されていないので、次のように求めた。
【００６９】
ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６−１９８５［板ガラスの透過率・反射率・日射熱取得率試験方法］では、日射熱取得率の求め方として、構成する単板ガラスの波長３４０〜１８００ｎｍの分光透過率と分光反射率の測定値と垂直放射率の値を用いて計算で求める方法の他に、複層ガラスの熱コンダクタンスを実測してこの値を利用する方法が示されている。これに従い、作製したガラスの熱コンダクタンスを保護熱箱法によって測定で求め、この値と分光透過率、反射率の値から日射熱取得率を計算した。その結果は、近赤外吸収ガラスを室外側に配設したときの日射遮蔽係数が０．５３、近赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．７９であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．２６であった。
【００７０】
（実施例９）実施例１によって得られた低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを用いて複層ガラスを作製した。但し、ステンレス製の微小スペーサーを２枚の板ガラス間に均一に配置して空間層を０．２ｍｍに保持すると共に、ガラスの周囲を低融点ガラスによって封着し、さらに板ガラスの１箇所に設けた穴からガラス間隙を真空引きした後に封じ切ることによって、空間層内のガス圧力を０．１Ｐａ以下にした。このようにして得られた複層ガラスの可視光透過率は、実施例１、２、８と同様の６３．５％であって、スペーサーが微小であるために透視性も良好であった。また、実施例８と同様の方法で求めた日射遮蔽係数は、赤外吸収ガラスを室内側に配設したときの日射遮蔽係数が０．８２であって、室内外反転時の日射遮蔽係数の差は０．３２であった。
【００７１】
以上示したように、通常のフロートガラスを低放射率コーティングしただけのガラス、低放射率コーティング無しの近赤外吸収ガラスを用いて作製した複層ガラス、または、低放射率コーティングとして銀を主体とする膜を用いた複層ガラスでは、室内外反転時の日射遮蔽係数の差はいずれも０．２５未満であるのに対し、フッ素を添加した酸化スズ膜を低放射率コーティングとして用いた近赤外吸収ガラスを用いた複層ガラスでは、室内外反転時の日射遮蔽係数の差を０．２５以上にすることができることが明らかである。
【００７２】
【発明の効果】
本発明の複層ガラスは以上説明したように構成されているので、夏期には太陽光エネルギーの室内への流入を防ぐことができ、冬期には室内外を反転させるだけで太陽光エネルギーを室内に有効に取り入れることができ、年間を通して冷暖房コストを削減し省エネルギーに寄与することができる。
【００７３】
また、このような効果を有するガラス窓を一般住宅で好まれるような高い透視性を保ったままで実現できる利点がある。
【００７４】
さらに、このような効果を有するガラス窓を軽量に、かつ薄く構成できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施態様を示すものであり、低放射率コーティングされた近赤外吸収ガラスを用いた複層ガラスの模式断面図である。
【図２】低放射率コーティングを施すために用いられるＣＶＤ装置の模式断面図である。
【図３】低放射率コーティングを施すために用いられるスパッタリング装置の模式断面図である。
【符号の説明】
１  近赤外吸収ガラス
２  板ガラス
３  空間層
４  低放射率コーティング
５  スペーサー
６  接着剤
７  ガラス
８  コーター入口
９  コーター出口
１０  ヒーター
１１  コーティングノズル
１２  搬送ベルト
１３  原料ガス
１４  パージガス
１５  排気
１６  第１チャンバー
１７  第２チャンバー
１８  第３チャンバー
１９  第４チャンバー
２０  ガラス
２１  入口
２２  ロードロックチャンバー
２３  コーティングチャンバー
２４  スパッタリングガス
２５  スパッタリングカソード
２６  排気
２７  搬送コンベア
２８  ゲートバルブ
【図１】
0004013264.tif 000002
【図２】
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【図３】
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