DE69008242T2

DE69008242T2 - Wärmeabsorbierendes Glas.

Info

Publication number: DE69008242T2
Application number: DE69008242T
Authority: DE
Inventors: Jun Kawaguchi; Takashi Muromachi; Hidemi Nakai
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: EP0402075A2; EP0402075B1; EP0402075A3; DE69008242D1; US5130183A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmestrahlen absorbierendes Glas. welches für sichtbares Licht in hohem Maße durchlässig ist und sichtbares Licht nur wenig reflektiert, und in der Lage ist, einen Teil der Sonnenstrahlungsenergie abzuschirmen. Es ist insbesondere für die Anwendung als Fensterglas für Automobile und für die Gebäudeverglasung geeignet.
Unter den Glassorten mit hoher Durchlässigkeit für sichtbares Licht und der Fähigkeit einen Teil der Sonnenstrahlungsenergie abzuschirmen befindet sich eine, welche ein Glassubstrat, eine Oxidschicht mit hohem Brechungsindex, eine Metallnltridschicht und eine Oxidschicht mit einem hohen Brechungsindex umfaßt. Diese Schichten sind auf dem Glassubstrat laminiert (siehe SPIE., Band 324, (1982), 52). Es ist ein Wärmestrahlen abschirmendes Glas bekannt, bei dem das Oxid mit hohem Brechungsindex aus chemisch stabilem TiO&sub2; oder SnO&sub2; besteht und das Metallnitrid aus chemisch stabilem Nitrid aus Ti, Zr oder Hf besteht, welche zu der Gruppe IVa des Periodensystems gehören. Es besitzt eine gute Haltbarkeit und kann allein als einzelne Scheibe verwendet werden.
Das herkömmliche Wärmestrahlen abschirmende Glas hat den Nachteil, daß, wenn Licht durchgelassen und am herkömmlichen Glas reflektiert wird, es zu starken Interferenzfarben (rot, rötlich-violett, gelb etc.) führt, aufgrund der Interferenz zwischen den laminierten Schichten und sichtbarem Licht. Diese Interferenzfarben führen dazu, daß das Glas anders als das Glas selbst aussieht und sind deshalb vom Standpunkt des Designs unerwünscht, wenn das Glas für Automobilfenster verwendet wird. Das Wärmestrahlen abschirmende Glas für Passaglerfenster sollte in der Lage sein, die Menge des direkt in das sich bewegende Abteil eindringende Sonnenlicht zu reduzieren, wodurch sich der Fahrer und die Passagiere angenehmer fühlen. Vom Standpunkt des Designs ist es hoch erwünscht, die Eigenfarbe des Glases zu erhalten.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Wärmestrahlen abschirmendes Glas bereitzustellen, welches kaum die Farben des durchgelassenen Lichtes und des reflektierenden Lichtes in der Praxis verändert, eine vergleichsweise hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht besitzt, eine geringe Reflektivität gegenüber sichtbarem Licht aufweist, gut Wärmestrahlen abschirmen kann und eine gute Haltbarkeit besitzt, so daß es allein für Fensterglas verwendet werden kann, ohne daß es zu laminiertem Glas verarbeitet werden muß.
Um das oben stehende Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird ein Wärmestrahlen abschirmendes Glas bereitgestellt, welches eine Glasscheibe, eine erste Schicht, welche die Glasscheibe überdeckt und welche 55 nm bis 70 nm dick ist und einen Brechungsindex von 1,8 bis 2,1 bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist, eine zweite Schicht, welche die erste Schicht überdeckt und aus einem TiO&sub2;-Film besteht, welcher 30 nm bis 55 nm dick ist und einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,5 bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist, und eine dritte Schicht, welche die zweite Schicht überdeckt und welche 45 nm bis 60 nm dick ist und einen Brechungsindex von 1,8 bis 2,1 bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist, umfaßt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sollten die erste Schicht und die dritte Schicht, welche jeweils einen Brechungsindex von 1,8 bis 2,1 bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweisen, und der TiO&sub2;-Film (die zweite Schicht) mit einem Brechungsindex von 2,3 bis 2,5 bei einer Wellenlänge von 550 nm, die auf der Glasscheibe (Substrat) zu laminieren sind, bestimmte Dicken aufweisen, so daß sie eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht und eine hohe Reflektivität für nahe Infrarotstrahlen (Sonnenstrahlungsenergie) bereitstellen. Die bestimmten Dicken begründen sich auch so, daß die Transmission und die Reflexion von sichtbarem Licht zu keiner Färbung führt, welcher der praktischen Anwendung entgegenspricht.
Bei den Schichten, welche die Anforderungen für die oben erwähnten optischen Eigenschaften erfüllen, müssen die jeweiligen Dicken in Beziehung zueinander und nicht individuell - bestimmt werden. Die erste Schicht besitzt eine Dicke von 55 bis 70 nm, die zweite Schicht (TiO&sub2;-Film) besitzt eine Dicke von 30 bis 55 nm und die dritte Schicht weist eine Dicke von 45 bis 60 nm auf. Wenn die jeweiligen Dicken jenseits der oben erwähnten jeweiligen gegebenen Bereiche liegt, führen die laminierten Folien zu Interferenzfarben und vermindern die Reflektivität für nahe Infrarotstrahlen, wodurch sich das Vermögen, Wärmestrahlung abzuschirmen, verschlechtert. Die Dicken der drei Schichten wird wie oben erwähnt bestimmt, so daß ein absoluter Wert der Differenz in der Farbe zwischen dem Licht des Glassubstrates und dem durchgelassenen Licht oder dem reflektierten Licht weniger als 0,03 beträgt. und zwar bezüglich des x-Wertes und des y-Wertes der Chromatizitäts- bzw. Farbartkoordinaten. Da der absolute Wert der Differenz in der Farbe zu gering ist, ist es im wesentlichen unmöglich, für das nackte Auge, den Farbunterschied in der Praxis festzustellen.
Es ist erforderlich, daß die erste Schicht und die dritte Schicht einen geringeren Brechungsindex als die zweite Schicht (TiO&sub2;-Film) aufweisen, wie obenstehend angegeben.
Die erste Schicht und die dritte Schicht bestehen vorzugsweise aus einem aus der Gruppe SnO&sub2;, ZrO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub5;, ZnO und In&sub2;O&sub3; gewählten Oxidfilm. Der SnO&sub2;-Film ist vorzugsweise für die erste und die dritte Schicht vorgesehen. Der Film von jedem oben erwähnten Oxid besitzt einen Brechungsindex von 1,8 bis 2,1 bei einer Wellenlänge von 550 nm. Der TiO&sub2;-Film besitzt einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,5 bei dieser Wellenlänge.
Das oben erwähnte Wärmestrahlen abschirmende Glas umfaßt ferner vorzugsweise einen Film aus Nitrid von Ti, Zr oder Hf, der zwischen der zweiten und der dritten Schicht liegt, wobei der Film eine Dicke von nicht mehr als 10 nm besitzt. Der Metallnitridfilm zeigt selbst die Eigenschaft Wärmestrahlen abzuschirmen, und deshalb unterstützt er das Wärmestrahlen abschirmende Glas dabei, das verbesserte Wärmestrahlen abschirmende Verhalten zu zeigen, ohne eine Verfärbung zu verursachen, welche für die praktische Anwendung schlecht wäre. Der Metallnitridfilm sollte eine Dicke von nicht mehr als 10 nm besitzen. Wenn die Dicke des Metallnitridfilms oberhalb von 10 nm liegt, absorbiert der Metallnitridfilm eine bestimmte Menge an sichtbarem Licht, so daß das Glas nicht genug Licht durchlassen kann und dunkel aussieht. Die Dicke wird eingestellt, und ein Metall für das Nitrid wird aus Te, Zr und Hf ausgewählt, so daß die Helligkeit und das Wärmestrahlenabschirmungsvermögen des Wärmestrahlen abschirmenden Glases eingestellt werden.
Bei dem Wärme strahlen abschirmenden Glas mit vier Schichten, einschließlich des Films aus einem Nitrid von einem aus Ti, Zr und Hf gewählten Metall, liegt der Metallnitridfilm zwischen dem oberen Oxidfilm (die dritte Schicht) und den zwei unteren Oxidfilmen. Bei den zwei unteren Oxidfilmen ist der eine (die erste Schicht), welcher aus einem Film mit geringerem Brechungsindex besteht in Nachbarschaft zum Glassubstrat angebracht, und der andere (die zweite Schicht), der aus einem TiO&sub2;-Film mit höherem Brechungsindex besteht, liegt in Nachbarschaft zum Metallnitrldfllm.
Die erste und die dritte Schicht können durch jedes beliebige Verfahren gebildewerden, welches nicht besonders beschränkt ist, solange es in der Lage ist, einen im wesentlichen transparenten Oxidfilm mit einem vorbestimmten Brechungsindex zu bilden, welcher bei 1,8 bis 2,1 bei einer Wellenlänge von 550 nm liegt. Er wird für gewöhnlich durch das Sputterverfahren oder durch das Lichtbogenabscheidungsverfahren ausgebildet, welche ein Glas von großer Fläche mit einem einheitlichen Film überdecken können. Der TiO&sub2;-Film für die zweite Schicht kann durch ein beliebiges Verfahren gebildet werden, welches solange nicht besonders beschränkt ist, wie es zur Bildung eines im wesentlichen transparenten Oxidfilms mit einem vorbestimmten Brechungsindex, welcher bei 2,3 bis 2,5 bei einer Wellenlänge von 550 nm liegt, in der Lage ist. Er wird für gewöhnlich durch das Sputter-verfahren oder durch das Lichtbogenabscheidungsverfahren gebildet, wie im Fall des SnO&sub2;-Films.
Der Film aus Nitrid von Ti, Zr oder Hf, welcher zwischen der zweiten und der dritten Schicht liegt, kann durch reaktives Sputtern oder das Lichtbogenabscheidungsverfahren gebildet werden, welches in einer Stickstoff enthaltenden Atmosphäre unter reduziertem Druck unter Verwendung von metallischem Ti, Zr oder Hf als Target durchgeführt wird.
Das Glassubstrat für das Wärmestrahlen abschirmende Glas der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders bezüglich seiner Zusammensetzung beschränkt sofern es transparent ist. Es ist für gewöhnlich transparentes oder gefärbtes (bronzefarben, grau oder blau) Scheibenglas, das durch das Schmelzverfahren (float method) hergestellt wurde.
Die laminierten Schichten (von der ersten bis zur dritten Schicht) in dem Wärmestrahlen abschirmenden Glas führen dazu, daß das Glas einen Teil der Sonnenstrahlungsenergie reflektiert und im wesentlichen zu keiner Farbe im reflektierten Licht und im durchgelassenen Licht führt, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird, bedingt durch die optische Interferenz der ersten bis zu dritten Schicht.
Der Metallnitridfilm, welcher eine zusätzliche Schicht zwischen der zweiten und der dritten Schicht ist, verursacht eine Absorption eines Teils der sichtbaren Strahlen und reflektiert einen Teil der nahen Infrarotstrahlen, wodurch das Vermögen, Sonnstrahlungsenergie abzuschirmen, erhöht wird. Die zweite Schicht (TiO&sub2;-Film), welche einen höheren Brechungsindex als die erste Schicht besitzt, verhindert, daß das Glas durch Interferenz des reflektierten Lichtes gefärbt wird.
Die Fig. 1A ist eine teilweise Schnittansicht des Wärmestrahlen abschirmenden Glases der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 1B ist eine teilweise Schnittansicht des Wärmestrahlen abschirmenden Glases einer anderen Ausfuhrungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 2A ist ein Diagramm, das das spektrale Reflexionsvermögen des Wärmestrahlen abschirmenden Glases in Beispiel 1 zeigt.
Die Fig. 2B ist ein Diagramm, das das spektrale Reflexionsvermögen des Wärmestrahlen abschlrmenden Glases in Beispiel 2 zeigt.
Die Fig. 3 ist ein Diagramm. das das spektrale Reflexionsvermögen des herkömmlichen Glases im Vergleichsbeispiel zeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden genauer in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Das Wärmestrahlen abschirmende Glas der Ausführungsform umfaßt eine Glasscheibe 5 als ein Substrat, einen SnO&sub2;-Film als eine erste Schicht 1, einen TiO&sub2; Film als eine zweite Schicht 2, einen SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3, wie in Fig. 1A gezeigt.
Das Wärmestrahlen abschirmende Glas einer anderen Ausführungsform umfaßt weiterhin einen aus Nitrid von Ti, Zr oder Hf bestehenden Film 4 im Glas, wie in der Fig. 1B gezeigt. Der Metallnitridfilm 4 liegt zwischen der zweiten Schicht 2 und der dritten Schicht 3.
Die folgenden Proben des Wärmestrahlen abschirmenden Glases werden als Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiel angeführt. Beachte, daß die Struktur der laminierten Schichtenin Beispiel 1, 3 bis 7 die gleiche wie die in Fig. 1A und in Beispiel 2, 8 bis 12 die gleiche wie die in Fig. 1B gezeigte ist.

Beispiel 1

In einer mit zwei Magnetronkathoden ausgestatteten Magnetron-Sputtervorrichtung wurden Zinn- und Titan-Targets als Kathoden plaziert. Eine 4 mm dicke, gefärbte Glasscheibe 5 ("Bronze pane", ein Produkt von Nippon Sheet Glass Co.. Ltd.), mit den Maßen 100 mm x 100 mm und gesäuberter Oberfläche wurde am Substrathalter in der Vakuumkammer in der Sputtervorrichtung befestigt. Die Vakuumkammer wurde auf 7 x 10&supmin;&sup4; Pa unter Verwendung einer Kryopumpe evakuiert. In die Vakuumkammer wurde ein aus 20 Vol-% Argon und 80 Vol.-% Sauerstoff bestehendes Mischgas eingeführt, und der Druck wurde auf 0.33 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde für eine vorbestimmte Zeitperiode unter Anlegung einer Kathodenspannung von 400 V und eines Kathodenstroms von 5 A am Zinntarget durchgeführt, wodurch sich ein 65 nm dicker SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1 auf den Glasscheibensubstraten bildete. Dann wurde die Atmosphäre in der Vakuumkammer fast vollständig durch ein aus 40 Vol-% Argon und 60 Vol.-% Sauerstoff bestehendes Mischgas ersetzt und der Druck auf 0,40 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde für eine vorbestimmte Zeitperiode unter Anlegung einer Kathodenspannung von 480 V und eines Kathodenstroms von 8 A am Titan-Target durchgeführt, wodurch sich ein 50 nm dicker TiO&sub2;-Fllm als zweite Schicht 2 auf dem SnO&sub2;-Film 1 bildete. Schließlich wurde die Atmosphäre in der Vakuumkammer fast vollständig durch ein aus 20 Vol.-% Argon und 80 Vol.-% Sauerstoff bestehendes Mischgas ersetzt und der Druck auf 0,40 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde während einer vorbestimmten Zeitperiode unter Anlegung einer Kathodenspannung von 400 V und eines Kathodenstroms von 5 A am Zinn-Target durchgeführt, wodurch sich ein 50 nm dicker SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3 auf dem TiO&sub2;-Film 2 bildete. Die derart erhaltene Probe des Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 1 wurde bezüglich der optischen Charakteristiken und bei züglich der Differenz in der Farbe zum Glasscheibensubstrat untersucht. Die Differenzen, Δx und Δy, in der Tabelle 1 wurden in der Weise erhalten, daß die Chromatizitätskoordinaten (x, y) des Glassubstrates von denen der jeweiligen Probe abgezogen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Haltbarkeitsprüfung der Probe wurde bezüglich der chemichen Beständigkeit, der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der Abriebbeständigkeit durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Es ist aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlungsabschlrmungsvermögen besitzt und sichtbares Licht ohne nennenswerte Veränderung der Farbe des Glasscheibensubstrates durchläßt. Die Proben ergab ben eine wie in Fig. 2A gezeigte Kurve des spektralen Reflexionsvermögens. Es ist aus der Fig. 2A ersichtlich, daß die Probe das Reflexionsvermögen von blauer und roter Farbe vermindert. Nach den Haltbarkeitsprüfungen zeigte die getestete Probe eine vernachlässigbare Änderung in den optischen Charakteristiken und zeigte ebenfalls weder irgendwelche Anzeichen einer Filmablösung noch bemerkenswerter Kratzerbildung. Tabelle 1 Dicke (nm) der Filme Transmission Filmreflexionsvermögen Glasreflexionsvermögen Beispiel Nr. Farbe und Dicke des Glassubstrats Erste Schicht SiO&sub2; Zweite Schicht SiO&sub2; Nitrid TiN Dritte Schicht SnO&sub2; Durchlässigkeit für sichtbares Licht (%) Durchlässigkeit für Sonnenstrahlung (%) Reflexionsvermögen für sichtbares Licht (%) Vergl.-Beispiel bronzefarben mm klar mm Δx und Δy sind die jeweiligen Differenzen, die durch Substraktion der Chromatizitätskoordinaten (x, y) des Glassubstrats von den Chromatizitätskoordinaten (x, y) der Probe erhalten wurden. Tabelle 2 Testmerkmal Chemische Beständigkeit Feuchtigkeitsbeständigkeit Abriebbeständigkeit Testbedingung Stunden Wochen Taber-Abriebmethode Beispiel Nr.
Δx und Δy geben die Änderung in den Chromatizitätskoordinaten vor und nach dem Test an (erhalten durch Subtraktion des vor dem Test erhaltenen Wertes von dem nach dem Test erhaltenen Wert).
ΔH gibt die Änderung in derTrübung vor und nach dem Test an (erhalten durch Subtraktion des vor dem Test erhaltenen Wertes von dem nach dem Test erhaltenen Wert).

Beispiel 2

Eine 4 mm dicke, gefärbte Glasscheibe 5, mit den Maßen 100 mm x 100 mm ("Bronze pane", ein Produkt von Nippon Sheet Glass Co., Ltd.), wurde auf dem Substrathalter in der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 1 befestigt. Die Vakuumkammer wurde auf 7 x 10&supmin;&sup4; Pa unter Verwendung einer Kryopumpe evakuiert. In die Vakuumkammer wurde ein aus 20 Vol.-% Argon und 80 Vol.-% Sauerstoffbestehendes Mischgas eingeführt und der Druck auf 0,33 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde während einer vorbestimmten Zeitperiode unter Anlegen einer Kathodenspannung von 400 V und eines Kathodenstroms von 5 A an ein Zinn-Target durchgeführt, wodurch sich ein 65 nm dicker SnO&sub2;-Film 1 auf dem Glasscheibensubstrat bildete. Dann wurde die Atmosphäre in der Vakuumkammer fast vollständig durch eine aus 40 Vol.-% Argon und 60 Vol.-% Sauerstoff bestehendes Mlschgas ersetzt und der Druck auf 0,40 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde während einer vorbestimmten Zeitperiode unter Anwendung einer Kathodenspannung von 480 V und eines Kathodenstroms von 8 A am Titan-Target durchgeführt, wodurch sich ein 50 nm dicker TiO&sub2;-Film 2 auf dem SnO&sub2;-Film 1 bildete. Ferner wurde die Atmosphäre in der Vakuumkammer fast vollständig durch ein aus 94 Vol.-% Argon und 6 Vol.-% Stickstoffbestehendes Mischgas ersetzt und der Druck auf 0,40 Pa eingestellt. Ds Sputtern wurde während einer vorbestimmten Zeitdauer unter Anlegung einer Kathodenspannung von 390 V und eines Kathodenstromes von 3 A am Titan-Target durchgeführt, wodurch sich ein 5 nm dicker Titannitridfilm 4 auf dem TiO&sub2;-Film 2 bildete. Schließlich wurde die Atmosphäre in der Vakuumkammer fast vollständig durch ein aus 20 Vol.-% Argon und 80 % Sauerstoff bestehendes Mischgas ersetzt, und es wurde der Druck auf 0,33 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde während einer vorbestimmten Zeitdauer unter Anwendung einer Kathodenspannung von 400 V und eines Kathodenstroms von 5 A am Zinn-Target durchgeführt, wodurch sich ein 46 nm dicker SnO&sub2;-Film 3 auf dem TiO&sub2;-Film 4 bildete. Die derart erhaltene Probe des Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 2 wurde bezüglich der optischen Charakteristiken und bezüglich der Differenz in der Farbe zum Glasplattensubstrat entsprechend dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabel le 1 dargestellt. Die Raltbarkeitsprüfung der Probe wurde bezüglich der chemischen Beständigkeit, der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der Abriebbeständigkeit durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.
Es ist aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und sichtbares Licht ohne nennenswerte Veränderung der Farbe des Glasscheibensubstrates durchläßt. Die Probe ergab eine wie in Fig. 2B gezeigt Kurve des spektralen Reflexionsvermögens. Es ist aus Fig 2B ersichtlich, daß die Probe das Reflexionsvermögen gegenüber der blauen und roten Farbe vermindert. Nach den Haltbarkeitsprüfungen zeigte die getestete Probe eine vernachlässigbare Veränderung bezüglich der optischen Charakteristiken und zeigte ebenfalls weder Anzeichen für eine Filmablösung noch eine nennenswerte Kratzerbildung.

Beispiel 3

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, um eine Probe von einem Wärmestrahlen abschirmenden Glas als Beispiel 3 zu erhalten, das einen 55 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1. einen 45 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einen 45 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3 besitzt. Die Probe wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in der Tabelle 1 gezeigt sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 4

Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wiederholt, um eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 4 zu erhalten, das einen 70 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einen 45 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einen 45 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3 besitzt. Die Probe wurde gemäß dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in der Tabelle 1 gezeigt sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabsorptionsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt welche sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 5

Die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, um eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 5 zu erhalten, das einen 70 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einen 55 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einen 45 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3 aufweist. Die Probe wurde gemäß dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in der Tabelle 1 angegeben sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen aufweist und eine Farbe zeigt, welche sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 6

Es wurde die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 1 wiederholt, um eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 6 zu erhalten, das einen 55 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einen 55 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einen 55 nm SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3 aufweist. Die Probe wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 angegeben sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 7

Die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, um eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 7 mit einem 70 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einen 45 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einen 55 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3 zu erhalten. Die Probe wurde entsprechend der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in der Tabelle 1 angegeben sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 8

Die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß das gefärbte Glasschelbensubstrat durch ein 4 mm dickes, klares (farbloses) Schmelzglas (Floatglas) ersetzt wurde, um eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 8 mit einem 65 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einem 50 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einen 10 nm dicken Titannitridfilm 4 und einem 55 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3, die der Reihe nach gebildet werden, zu erhalten. Die Probe wurde entsprechend dergleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 dargestellt sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 9

Die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß das gefärbte Glasschelbensubstrat durch ein 4 mm dickes, klares (farbloses) Schmelzglas ersetzt wurde, um eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases mit einem 70 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einem 45 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einem 10 nm dicken Titannitridfilm 4 und einem 45 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3, die der Reihe nach gebildet wurden, zu erhalten. Die Probe wurde entsprechend der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in der Tabelle 1 angegeben sind. Es ist aus der Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 10

Die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß das gefärbte Glasscheibensubstrat durch eine 3,5 mm dicke bronzefarbige Glasplatte ersetzt wurde, wodurch man eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 10 mit einem 70 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einem 50 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht und einem 5 nm dicken Titannitridfilm 4 und einem 50 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3, die der Reihe nach geformt wurden, erhielt. Die Probe wurde entsprechend den gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 gezeigt sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der des Glasschelben substrates unterscheidet.

Beispiel 11

Die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 2wurde wiederholt, außer daß das gefärbte Glasschelbensubstrat durch ein 3,5 mm dickes, bronzefarbiges Glas ersetzt wurde, wodurch eine Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 11 mit einem 67 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einem 38 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einem 6 nm dicken Titannitridfilm 4 und einem 47 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3, die der Reihe nach ausgebildet wurden, erhalten wurde. Die Probe wurde gemäß der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 gezeigt sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der dem Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Beispiel 12

Die gleiche Arbeitsweise wie in Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß das gefärbte Glasscheibensubstrat durch eine 3,5 mm dicke, bronzefarbige Glasscheibe ersetzt wurde, was zu einer Probe eines Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Beispiel 12 mit einem 64 nm dicken SnO&sub2;-Film als erste Schicht 1, einem 30 nm dicken TiO&sub2;-Film als zweite Schicht 2 und einem 6 nm dicken Titannitridfilm 4 und einem 57 nm dicken SnO&sub2;-Film als dritte Schicht 3, die der Reihe nach gebildet wurden, erhalten wurde. Die Probe wurde entsprechend der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 1 untersucht, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 gezeigt sind. Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe ein gutes Wärmestrahlenabschirmungsvermögen besitzt und eine Farbe zeigt, die sich nicht stark von der des Glasscheibensubstrates unterscheidet.

Vergleichsbeispiel

Eine 4 mm dicke, gefärbte Glasscheibe ("Bronze pane", ein Produkt von Nippon Sheet Glass co., Ltd.), mit den Maßen 100 mm x 100 mm, wurde auf dem Substrat halter in der gleichen Vorrichtung, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, befestigt. Die Vakuumkammer wurde mittels einer Kryopumpe auf 7 x 10&supmin;&sup4; Pa evakuiert. In die Vakuumkammer wurde ein aus 20 Vol.-% Argon und 80 Vol.-% Sauerstoff bestehendes Mischgas eingeführt, und der Druck wurde auf 0,33 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde für einen vorbestimmten Zeitraum unter Anlegung einer Kathodenspannung von 400 V und eines Kathodenstroms von 5 A am Zinn- Target durchgeführt, wodurch ein 62 nm dicker SnO&sub2;-Film auf dem Glasscheibensubstrat ausgebildet wurde. Dann wurde die Atmosphäre in der Vakuumkammer fast vollständig durch ein aus 94 Vol.-% Argon und 6 Vol.-% Stickstoff beste hendes Mischgas ersetzt und der Druck auf 0,40 Pa eingestellt. Das Sputtern wur de während eines vorbestimmen Zeitraums unter Anlegung einer Kathodenspannung von 480 V und eines Kathodenstroms von 8 A am Titan-Target durchgeführt, wodurch ein 6 nm dicker Titannitridfilm auf dem SnO&sub2;-Film entstand. Schließlich wurde ein aus 20 Vol.-% Argon und 80 Vol.-% Sauerstoff bestehendes Mischgas In die Vakuumkammer eingeführt und der Druck auf 0,33 Pa eingestellt. Das Sputtern wurde während einer vorbestimmten Zeitdauer unter Anlegung einer Kathodenspannung von 400 V und eines Kathodenstroms von 5 A am Zinn-Target durchgeführt, wodurch sich ein 62 nm dicker SnO&sub2;-Film auf dem Titannitridfilm bildete. Die derart erhaltene Probe des Wärmestrahlen abschirmenden Glases als Vergleichsbeispiel wurde bezüglich der optischen Charakteristiken und bezüglich der Differenz in der Farbe zum Glasscheibensubstrat gemäß dergleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Es ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß die Probe sichtbares Licht unterbeachtlicher Veränderung in der Farbe zu der des Glasscheibensubstrates durchläßt. Die Probe zeigte das reflektierende Licht, was dazu führte, daß die Probe deutlich anders als das Glasscheibensubstrat aussah. Die Probe ergab eine in Fig. 3 gezeigte Kurve des spektralen Reflexionsvermögens. Es ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß die Probe ein erhöhtes Reflexionsvermögen im roten Wellenlängenbereich aufweist; deshalb nimmt es eine starke rote Farbe an.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Glas bereit, welches Wärmestrahlen ohne Veränderung der Farbe des Glasplattensubstrates abschirmt, während es eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhält. Darüber hinaus besitzt das Glas der vorliegenden Erfindung eine solche Haltbarkeit, daß es allein eingesetzt werden kann, ohne daß die Verarbeitung zu einem laminierten Glas notwendig wäre.
Deshalb wird es als Automobilfensterglas Anwendung finden, ohne daß es irgendwelche mit dem Design in Verbindung stehendne Probleme verursachen wird und ohne das Gewicht eines Automobils zu erhöhen. Es vermindert die in den Passagierraum eintretende Sonnenstrahlungsenergie und verhindert die Temperaturzunahme im Passagierraum, wodurch die Belastung des Kühlsystems im Auto vermindert wird.

Claims

1. Wärmestrahlen abschirmendes Glas, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Glasscheibe (5).

eine erste Schicht (1), welche die Glasscheibe (5) überdeckt, 55 nm bis 70 nm dick ist und einen Brechungsindex von 1,8 bis 2,1 bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist,

eine zweite Schicht (2), welche die erste Schicht (1) überdeckt und aus einem TiO&sub2;-Film besteht, welcher 30 nm bis 55 nm dick ist und einen Brechungsindex von 2,3 bis 2,5 bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist, und

eine dritte Schicht (3), welche die zweite Schicht (2) überdeckt 45 nm bis 60 nm dick ist und einen Brechungsindex von 1,8 bis 2,1 bei einer Wellenlänge von 550 nm aufweist,

umfaßt.

2. Wärmestrahlen abschirmendes Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin einen Film (4) umfaßt, welcher zwischen der zweiten Schicht (2) und der dritten Schicht (3) eingefügt ist, aus einem Nitrid von Ti, Zr oder Hf besteht und eine Dicke von nicht mehr als 10 nm aufweist.

3. Wärmestrahlen abschlrmendes Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der absolute Wert jeder Differenz in den Chromatizitäts- bzw. Farbartkoordinaten weniger als 0.03 beträgt, wobei die Differenzen durch Subtrahieren der Chromatizitäts- bzw. Farbartkoordinaten der Glasscheibe (5) von den Chromatizitäts- bzw. Farbartkoordinaten des Wärmestrahlen abschirmenden Glases erhalten werden.

4. Wärmestrahlen abschirmendes Glas nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) aus einem aus der Gruppe SnO&sub2;, ZrO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub5;, ZnO und In&sub2;O&sub3; gewählten Oxidfilm und die dritte Schicht (3) aus einem aus der Gruppe gewählten Oxidfilm bestehen.

5. Wärmestrahlen abschirmendes Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, zweite und dritte Schicht (1, 2, 3) im wesentlichen transparent sind.

6. Wärmestrahlen abschirmendes Glas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) und die dritte Schicht (3) aus einem SnO&sub2;-Film bestehen.