JP6421592B2 - Fire door - Google Patents
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Description
本発明は、表面に低放射膜が形成された低放射ガラスと、樹脂部材とを備えた防火戸に関するものである。 The present invention relates to a fire door including a low radiation glass having a low radiation film formed on a surface thereof and a resin member.
防火戸は、火災時の延焼を防ぐための遮炎性能を有する建材の1つであり、例えば防火シャッター、鉄製のドア、耐熱ガラスや網入りガラスが用いられた窓、防火処理された木製ドア等が用いられている。該防火戸は、遮炎性能によって特定防火設備、防火設備に分けられている。防火設備とは、ISO834に規定されている標準加熱温度曲線となるように20分間加熱した際に、非加熱側に延焼しないかを判断する遮炎性能試験の基準値を満たすものを指し、また、特定防火設備とは上記の防火設備と同様の試験を行った際に、60分間非加熱側への延焼を防ぐものを指す。上記の防火戸のうち、特に防火設備は隣接する建物から延焼を防ぐ為に建物の外壁に用いられることが多く、所定時間火災によって燃え落ちたり融解せず、一定の密閉性を有している事が求められる。 Fire doors are one of the building materials that have flame barrier performance to prevent the spread of fire in the event of a fire. For example, fire shutters, iron doors, windows using heat-resistant glass and meshed glass, and fire-treated wooden doors Etc. are used. The fire doors are divided into specific fire prevention facilities and fire prevention facilities according to the flame shielding performance. Fire prevention equipment refers to equipment that meets the standard value of the flame-proof performance test for judging whether or not to spread to the non-heated side when heated for 20 minutes so that the standard heating temperature curve specified in ISO 834 is achieved. The specific fire prevention equipment refers to equipment that prevents the spread of fire to the non-heated side for 60 minutes when the same test as the above fire prevention equipment is performed. Of the above fire doors, fire prevention equipment is often used on the outer walls of buildings to prevent the spread of fire from adjacent buildings, and does not burn or melt due to fire for a predetermined time and has a certain sealing property Things are required.
近年、冷暖房効率の向上を目的として、2枚のガラス板の間にスペーサーを介して中空層を形成するように貼り合わせた複層ガラスにおいて、ガラス板の中空層側に低放射性の積層膜(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。 In recent years, for the purpose of improving the cooling and heating efficiency, in a multi-layer glass laminated so as to form a hollow layer between two glass plates via a spacer, a low-radiation laminated film (hereinafter referred to as a glass layer) on the hollow layer side of the glass plate. Window glass using low emission glass on which a low emission film is sometimes formed) is becoming widespread.
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、前記の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、室内から室外への熱の伝達を遮断するため、室内を保温、断熱する能力も高い。 This low-emission glass incorporates visible light into the room and meets the daylighting requirements of window glass, while the low-emission film reflects light from the near-infrared region to the infrared region. Temperature rise can be suppressed. Moreover, in order to interrupt | block the transmission of the heat | fever from the room | chamber interior, the capability to heat-insulate and insulate a room | chamber interior is also high.
放射率が低いガラスは火災時に火災による放射熱が非火災側へ伝わるのを抑制することが可能である為、防火戸としても検討がなされている。例えば特許文献1では、放射率の低い酸化スズや酸化インジウムを主体とする透明膜を形成したガラスが開示されている。また、特許文献2ではスズを含有する酸化インジウム膜を用いた防火ガラスが開示されている。
Since glass with low emissivity can suppress the transmission of radiant heat due to fire to the non-fire side during a fire, it is also considered as a fire door. For example,
近年ではAgを用いた低放射ガラスが普及しつつある。Agは熱、大気中の水分、酸素、ハロゲン、硫黄等によって劣化を生じ易いため、例えば特許文献3のように、Ag膜の上にAgの保護膜を形成した低放射膜が検討されている。特許文献3では、例えば、SnO2/ZnO/Ag/随意のブロック層/SnO2/ZnSnO:Al若しくはSb、の順序、又はSnO2/ZnO/Ag/随意のブロック層/SnO2/SiO2/SnO2/ZnSnO:Al若しくはSb、の順序によって特徴付けられる積層体とすることによって、水分や塩酸に対する化学的耐久性を付与した低放射膜が開示されている。当該文献では、AlやSbを添加することによってZnSnO層の結晶構造を密なものとし、上記の化学的耐久性を付与している。
In recent years, low emission glass using Ag is becoming widespread. Since Ag is likely to be deteriorated by heat, moisture in the atmosphere, oxygen, halogen, sulfur, etc., for example, as in
また、前述したようにAgは熱によって劣化を生じ易く、Agを用いた低放射ガラスの場合、火災時の熱によりAgの凝集が生じ、該低放射膜の低放射性能を損なう可能性がある。低放射性能を損なうと、前述したような期待される防火性を失う可能性がある。 Further, as described above, Ag is likely to be deteriorated by heat, and in the case of a low emission glass using Ag, Ag aggregation occurs due to heat at the time of fire, which may impair the low emission performance of the low emission film. . If the low radiation performance is impaired, there is a possibility that the expected fire resistance as described above may be lost.
上記のAgの熱による劣化はよく知られており、例えば特許文献4は、耐熱性を向上させるために、Ag膜を含む低放射膜の最表面に窒化ケイ素膜、該窒化ケイ素膜の直下に酸化物の誘電体膜を形成した低放射膜が開示されている。当該文献では、620℃で8分間熱処理した際の劣化を抑制することが可能である。
The deterioration of Ag due to heat is well known. For example, in
前述したように、Agは熱による劣化が懸念されるが、Agを用いた低放射ガラスの耐熱性を向上させる技術を応用することにより、該低放射ガラスを防火戸へ利用することが期待できる。しかし一方で、窓ガラスは樹脂製のシール材による封止、周縁部に樹脂製のスペーサーや樹脂性のサッシの装着、ガラス表面に樹脂シートを貼り付ける等、様々な樹脂部材と共に建物の開口部に組み込まれる。上記のような樹脂部材は日常的に使用するにあたっては問題ないが、火災などにより該開口部周辺が高温になった場合は、反応性ガスを発生させることがあり、該反応性ガスが低放射膜まで達すると該低放射膜を劣化させる恐れがある。 As described above, although there is a concern about deterioration of Ag due to heat, it is expected that the low emission glass can be used for a fire door by applying a technique for improving the heat resistance of the low emission glass using Ag. . However, on the other hand, the window glass is sealed with a resin sealing material, a resin spacer or resin sash is attached to the periphery, and a resin sheet is affixed to the glass surface. Incorporated into. The resin member as described above has no problem in daily use. However, when the periphery of the opening becomes high due to a fire or the like, a reactive gas may be generated. When reaching the film, the low-emission film may be deteriorated.
本発明者らが検討を行ったところ、室温近傍の温度で反応性ガスへの化学的耐久性に優れる低放射膜や、十分な耐熱性を有する低放射膜であっても、高温環境下において上記樹脂部材から発生した反応性ガスに低放射膜表面を曝露されると、該低放射膜が侵食され、膜表面の白濁や膜自体の変色として外観に変化が生じ、低放射性能が大きく損なわれる場合があることが新たにわかった。 As a result of investigations by the present inventors, even a low radiation film excellent in chemical durability to a reactive gas at a temperature near room temperature or a low radiation film having sufficient heat resistance can be used in a high temperature environment. When the surface of the low radiation film is exposed to the reactive gas generated from the resin member, the low radiation film is eroded and changes in appearance as white turbidity of the film surface or discoloration of the film itself, and the low radiation performance is greatly impaired. It was newly found that there is a case.
従って本発明は、高温環境下において反応性ガスによる低放射膜の侵食を抑制した、低放射ガラスを用いた防火戸を得ることを目的とした。 Accordingly, an object of the present invention is to obtain a fire door using low radiation glass that suppresses erosion of the low radiation film by a reactive gas in a high temperature environment.
前述した課題に対してさらなる検討を行ったところ、高温環境下に置かれた防火戸の樹脂部材から、ハロゲン又は硫黄を含む反応性ガスが発生し、該反応性ガスに含まれるハロゲン又は硫黄によって低放射膜が著しく劣化することがわかった。上記の劣化には該反応性ガスが最表面に形成された膜を腐食して低放射膜の表面から劣化させる場合と、最表面に形成された膜を透過して低放射膜の内部の膜を劣化させる場合とがあり、いずれの場合も高温環境下でガスに曝された時点から数分程度で低放射膜が劣化し、低放射性能の低下が起こることがわかった。 As a result of further studies on the above-mentioned problems, a reactive gas containing halogen or sulfur is generated from the resin member of the fire door placed in a high temperature environment, and the halogen or sulfur contained in the reactive gas It was found that the low-emission film deteriorates significantly. In the above deterioration, the reactive gas corrodes the film formed on the outermost surface and deteriorates from the surface of the low emission film, and the film inside the low emission film passes through the film formed on the outermost surface. In either case, it was found that the low radiation film deteriorates within a few minutes from the time of exposure to gas in a high temperature environment, and the low radiation performance deteriorates.
すなわち本発明は、ガラス基材上に、該ガラス基材側から誘電体で構成される第1層、Agを主成分とする金属で構成される第2層、誘電体で構成される第3層、Agを主成分とする金属で構成される第4層、及び誘電体で構成される第5層が、この順に積層された低放射膜が形成された低放射ガラスと、ハロゲンまたは硫黄を含有する樹脂部材とを備えた防火戸において、
前記第3層は、Snの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%であるZnとSnの混合酸化物膜を含み、該混合酸化物膜の膜厚が40〜120nmであり、
前記第5層は、誘電体膜を2以上有し、ZnとSnの混合酸化物膜、及び該混合酸化物膜の表面にTiO2膜を有するものであり、該TiO2膜は前記ガラス基材と反対側に最も遠い膜であり、該混合酸化物膜はSnの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%であることを特徴とする防火戸である。
That is, the present invention provides a first layer composed of a dielectric from the glass substrate side, a second layer composed of a metal mainly composed of Ag, and a third composed of a dielectric on the glass substrate. A layer, a fourth layer composed of a metal mainly composed of Ag, and a fifth layer composed of a dielectric, a low radiation glass having a low radiation film laminated in this order, and halogen or sulfur. In a fire door provided with a resin member containing,
The third layer includes a mixed oxide film of Zn and Sn having a Sn content of 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn, and the thickness of the mixed oxide film is 40 to 120 nm,
The fifth layer includes two or more dielectric films, a mixed oxide film of Zn and Sn, and a TiO 2 film on the surface of the mixed oxide film, and the TiO 2 film includes the glass substrate. It is a film farthest away from the material, and the mixed oxide film is a fire door characterized in that the content of Sn is 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn.
前記「樹脂部材」とは樹脂製のサッシ等の枠材や、低放射ガラスは複層ガラスに組み込まれることが多い為、複層ガラスの樹脂製のスペーサーや樹脂製のシール材等が挙げられる。 Since the “resin member” is often a frame material such as a resin sash, and low emission glass is often incorporated into a double-layer glass, a double-layer glass resin spacer, a resin seal material, etc. may be mentioned. .
上記のサッシ及びスペーサーは、ガラスを窓枠に組み込む際に用いる部材であり、ガラスの周縁に設けられる。従来、サッシ及びスペーサーとしては熱伝導率の高いアルミが多く使用されていたが、近年は断熱性を高めるために、熱伝導率の低い樹脂や樹脂複合材、アルミと樹脂の複合材等がアルミの代替材料として使用されつつある。用いられる樹脂としては、可塑剤としてフタル酸化合物やリン酸化合物、安定剤として金属有機酸化合物等が添加された、塩化ビニルを主成分とする樹脂が挙げられる。 The sash and spacer are members used when glass is incorporated into a window frame, and are provided on the periphery of the glass. Conventionally, aluminum with high thermal conductivity has been used for sashes and spacers, but in recent years, resins and resin composites with low thermal conductivity, aluminum / resin composites, etc. are made of aluminum in order to improve heat insulation. It is being used as an alternative material. Examples of the resin to be used include a resin mainly composed of vinyl chloride to which a phthalic acid compound or a phosphoric acid compound is added as a plasticizer and a metal organic acid compound is added as a stabilizer.
また、複層ガラスの封止材には従来より樹脂が用いられており、使用される樹脂としてはポリサルファイド系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイソブチレン系樹脂等が挙げられる。 Moreover, resin is conventionally used for the sealing material of multilayer glass, and polysulfide resin, silicone resin, polyisobutylene resin, etc. are mentioned as resin used.
前記第2層及び第4層はAgを主成分とする金属膜であり、Ag膜、又はAgを主成分とするAg合金の膜である。該Ag合金としては、Pd、Au、Pt、Ni、Cuなどの金属をそれぞれ5質量%以下の範囲内で含んでいてもよい。ここで、「主成分」とは、はAgを90質量%以上含むものを指す。 The second layer and the fourth layer are metal films containing Ag as a main component, and are Ag films or Ag alloy films containing Ag as a main component. The Ag alloy may contain a metal such as Pd, Au, Pt, Ni and Cu within a range of 5% by mass or less. Here, “main component” refers to a substance containing 90% by mass or more of Ag.
前記第1層、第3層、及び第5層は誘電体で構成される。当該層は反射や透過等の低放射膜の光学特性を調整し、特に金属膜の上は、該金属膜を保護する役割を果たし、Zn、Sn、Al、Ti、Si、及びInからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物、窒化物、又は酸窒化物の透明な薄膜を用いるのが好ましい。 The first layer, the third layer, and the fifth layer are made of a dielectric. The layer adjusts the optical characteristics of the low-emission film such as reflection and transmission. In particular, the metal film plays a role of protecting the metal film, and is made of Zn, Sn, Al, Ti, Si, and In. It is preferable to use a transparent thin film of an oxide, nitride, or oxynitride containing at least one metal selected from the group consisting of:
ここで、本明細書における「防火性」とは、前述したように、開口部としての遮炎性能によって評価される特性である。遮炎性能試験はガラス単体ではなく、窓として組上げた状態で行う試験であり、試験の合否には低放射ガラスと共に複層ガラスを構成する網入りガラスや耐熱強化ガラス等のガラスの品質、スペーサーやシーリング材等の複層ガラス構成部材の種類、ガラス基材の端面状態等の様々な要因が影響するため、低放射膜の反応性ガスに対する耐久性を直接的に判断することは出来ない。そこで、本検討では、低放射ガラスを遮炎性能試験時と類似した温度にて樹脂部材に起因した反応性ガスに曝し、低放射膜の外観上の変化を観察した。 Here, “fireproof” in the present specification is a characteristic evaluated by the flameproof performance as the opening as described above. The flameproof performance test is not a single glass but a test that is assembled as a window, and the quality of the glass, such as meshed glass and heat-resistant tempered glass, which constitutes the double-glazed glass together with the low radiation glass, and spacer Since various factors such as the type of the multi-layer glass constituent member such as the sealing material and the end face state of the glass base material are affected, the durability of the low emission film to the reactive gas cannot be determined directly. Therefore, in this study, the low emission glass was exposed to a reactive gas caused by the resin member at a temperature similar to that during the flame shielding performance test, and changes in the appearance of the low emission film were observed.
20分間の遮炎性能試験において、低放射ガラスの到達温度は凡そ250〜450℃程度となる。該温度域や該温度域に到達するまでの過程で、樹脂部材から発生した反応性ガスが低放射膜を劣化させると推測される。そこで、実際に20分間の遮炎性能試験後も低放射膜の性能が維持されていたサンプルを用いて、遮炎性能試験を模擬する環境を調べたところ、300℃で保持時間3〜5分程度までは低放射膜の大きな劣化は見られなかったが、保持時間をさらに延長すると低放射膜の外観が白濁したように変化し、シート抵抗の増加や熱線反射性能の低下が見られることがわかった。 In the 20-minute flameproof performance test, the ultimate temperature of the low emission glass is about 250 to 450 ° C. It is presumed that the reactive gas generated from the resin member deteriorates the low radiation film in the temperature range or in the process until reaching the temperature range. Therefore, using a sample in which the performance of the low radiation film was maintained even after the 20-minute flame-shielding performance test, the environment for simulating the flame-shielding performance test was examined. However, when the holding time was further extended, the appearance of the low-emission film changed to appear cloudy, and the sheet resistance increased and the heat ray reflection performance decreased. all right.
そこで本発明では、300℃に加熱したホットプレート上に、試験用のサンプル、塩化ビニル樹脂を粉砕した試料を設置し、ステンレス製の蓋を被せて5分間保持した後、シート抵抗が20Ω/sq以下ものを防火性有りと判断した。 Therefore, in the present invention, a test sample and a sample obtained by pulverizing vinyl chloride resin are placed on a hot plate heated to 300 ° C., covered with a stainless steel lid, and held for 5 minutes, and then the sheet resistance is 20 Ω / sq. The following were judged to be fireproof.
また、前記ZnとSnの混合酸化物膜は必ずしもZn:Sn:Oの比率が1:1:1になる膜ではなく、本明細書では以下ZnxSnyOzと記載することもある(x、y、zは1以上の整数)。通常ZnxSnyOz膜は、低放射膜の一般的な作製方法である室温でのスパッタリング法で作製した場合、ZnとSnの比率により異なる構造を示す。本発明者らの検討では、Snの含有量がZnとの総量に対しておよそ15wt%未満の場合は、酸化亜鉛に由来する結晶構造を示すが、Snの含有量が15wt%以上の場合は大部分が非晶質構造を示し、明確な粒界のない緻密な膜が得られることがわかった。 In addition, the mixed oxide film of Zn and Sn is not necessarily a film in which the ratio of Zn: Sn: O is 1: 1: 1, and may be referred to as Zn x Sn y O z hereinafter ( x, y and z are integers of 1 or more). In general, when a Zn x Sn y O z film is formed by a sputtering method at room temperature, which is a general method for producing a low-emission film, it has a different structure depending on the ratio of Zn and Sn. In the study by the present inventors, when the Sn content is less than about 15 wt% with respect to the total amount with Zn, a crystal structure derived from zinc oxide is shown, but when the Sn content is 15 wt% or more, It was found that most of them showed an amorphous structure, and a dense film without a clear grain boundary was obtained.
尚、本明細書において「非晶質」とは、後述する参考例のように、X線回折測定装置(Rint−ultimaIII、リガク社製)を用いて、CuKα線を用いたX線回折により測定を行い、得られた回折パターンに明確なピークが見られない膜を指すものとする。 In this specification, “amorphous” is measured by X-ray diffraction using CuKα rays using an X-ray diffractometer (Rint-ultima III, manufactured by Rigaku Corporation) as in Reference Examples described later. And a film in which no clear peak is observed in the obtained diffraction pattern.
本発明により、耐熱性を有し、高温環境下において反応性ガスによる低放射膜の侵食を抑制した、低放射ガラスを用いた防火戸を得ることが可能となった。 According to the present invention, it is possible to obtain a fire door using low radiation glass that has heat resistance and suppresses erosion of the low radiation film by a reactive gas in a high temperature environment.
前述したように、樹脂部材を含む防火戸を高温環境下に置くと、ハロゲン又は硫黄を含む反応性ガスが発生し低放射膜を著しく劣化させる。該反応性ガスによる低放射膜の劣化を抑制するためには、金属膜より上、特に低放射膜の最も表面に形成された層(以下、「最表層」と記載することもある)に、反応性ガスによる腐食を抑制する(以下、「耐腐食性」と記載することもある)膜と、反応性ガスの内部への侵入を抑制する(以下、「ガスバリア」と記載することもある)膜との両方が必須である。尚、上記の反応性ガスによる腐食とは反応性ガスに曝されて膜が劣化する事を指し、反応性ガスの内部への侵入とは反応性ガスが膜を透過する事を指すものとする。本発明者らが検討を行った結果、ZnとSnの混合酸化物膜であるZnxSnyOz膜の上にTiO2膜を積層することにより、低放射膜の劣化の抑制が可能となることを見出した。また、さらに検討を進めた結果、上記劣化の抑制には第3層が大きく影響することが明らかとなり、当該第3層にZnxSnyOz膜を用いる事によって低放射膜の劣化をさらに抑制可能となる事がわかった。 As described above, when a fire door including a resin member is placed in a high temperature environment, a reactive gas containing halogen or sulfur is generated, and the low radiation film is significantly deteriorated. In order to suppress the deterioration of the low emission film due to the reactive gas, a layer formed on the uppermost surface of the low emission film (hereinafter sometimes referred to as “the outermost layer”) above the metal film, Suppresses corrosion caused by reactive gas (hereinafter sometimes referred to as “corrosion resistance”) and suppresses penetration of reactive gas into the interior (hereinafter sometimes referred to as “gas barrier”) Both membranes are essential. Incidentally, the corrosion by the reactive gas means that the film is deteriorated by being exposed to the reactive gas, and the penetration of the reactive gas into the inside means that the reactive gas permeates the film. . As a result of investigations by the present inventors, it is possible to suppress deterioration of the low radiation film by laminating a TiO 2 film on a Zn x Sn y O z film that is a mixed oxide film of Zn and Sn. I found out that Furthermore, as a result of further investigations, it becomes clear that the third layer has a great influence on the suppression of the deterioration, and the use of a Zn x Sn y O z film for the third layer further deteriorates the low radiation film. It turned out that it became possible to suppress.
また、従来よりTiO2膜はAgの保護膜に用いられており、化学的耐久性が優れている事が知られているため、TiO2膜は高温環境下であっても腐食を抑制する効果が比較的高いと推察される。また、ZnxSnyOz膜が非晶質な場合は、明確な粒界が見られない事から高温環境下で反応性ガスが透過し難いと推測される。しかし一方で、TiO2膜の上に上記のようなZnxSnyOz膜を形成した場合や、上記2種類のうちいずれか1種類だけを用いた場合は防火性が不十分となった。 In addition, TiO 2 film is conventionally used for Ag protective film and is known to have excellent chemical durability, so TiO 2 film has the effect of inhibiting corrosion even under high temperature environment. Is estimated to be relatively high. In addition, when the Zn x Sn y O z film is amorphous, no clear grain boundary is observed, so that it is presumed that the reactive gas hardly permeates in a high temperature environment. However, on the other hand, when the Zn x Sn y O z film as described above is formed on the TiO 2 film, or when only one of the above two types is used, fire resistance becomes insufficient. .
すなわち本発明は、ガラス基材上に、該ガラス基材側から誘電体で構成される第1層、Agを主成分とする金属で構成される第2層、誘電体で構成される第3層、Agを主成分とする金属で構成される第4層、及び誘電体で構成される第5層が、この順に積層された低放射膜が形成された低放射ガラスと、ハロゲンまたは硫黄を含有する樹脂部材とを備えた防火戸において、
前記第3層は、Snの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%であるZnとSnの混合酸化物膜を含み、該混合酸化物膜の膜厚が40〜120nmであり、
前記第5層は、誘電体膜を2以上有し、ZnとSnの混合酸化物膜、及び該混合酸化物膜の表面にTiO2膜を有するものであり、該TiO2膜は前記ガラス基材と反対側に最も遠い膜であり、該混合酸化物膜はSnの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%であることを特徴とする防火戸である。
That is, the present invention provides a first layer composed of a dielectric from the glass substrate side, a second layer composed of a metal mainly composed of Ag, and a third composed of a dielectric on the glass substrate. A layer, a fourth layer composed of a metal mainly composed of Ag, and a fifth layer composed of a dielectric, a low radiation glass having a low radiation film laminated in this order, and halogen or sulfur. In a fire door provided with a resin member containing,
The third layer includes a mixed oxide film of Zn and Sn having a Sn content of 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn, and the thickness of the mixed oxide film is 40 to 120 nm,
The fifth layer includes two or more dielectric films, a mixed oxide film of Zn and Sn, and a TiO 2 film on the surface of the mixed oxide film, and the TiO 2 film includes the glass substrate. It is a film farthest away from the material, and the mixed oxide film is a fire door characterized in that the content of Sn is 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn.
本発明に用いるガラス基材は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フロ−ト板ガラス、又はロ−ルアウト法で製造されたソーダ石灰ガラス等無機質の透明なガラス板を使用できる。当該ガラス基材には、無アルカリガラス、高透過ガラス等が挙げられる。また、ガラス基材の形状を特に限定するものではなく、平板ガラス、曲げ板ガラス、風冷強化ガラス、及び化学強化ガラス等の各種強化ガラス、網入りガラスも使用できる。また、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の各種ガラス基材を用いることが可能である。 Although the glass substrate used in the present invention is not particularly limited, for example, a commonly used float plate glass or an inorganic transparent glass plate such as soda lime glass produced by a roll-out method is used. it can. Examples of the glass substrate include non-alkali glass and highly transmissive glass. Moreover, the shape of the glass substrate is not particularly limited, and various tempered glasses such as flat glass, bent plate glass, air-cooled tempered glass, and chemically tempered glass, and netted glass can also be used. Various glass substrates such as borosilicate glass, low expansion glass, zero expansion glass, low expansion crystallized glass, and zero expansion crystallized glass can be used.
前記第2層及び第4層はAgを主成分とする金属膜であり、Ag膜、又はAgを主成分とするAg合金の膜である。該Ag合金としては、Pd、Au、Pt、Ni、Cuなどの金属をそれぞれ5質量%以下の範囲内で含んでいてもよい。ここで、「主成分」とは、はAgを90質量%以上含むものを指す。 The second layer and the fourth layer are metal films containing Ag as a main component, and are Ag films or Ag alloy films containing Ag as a main component. The Ag alloy may contain a metal such as Pd, Au, Pt, Ni and Cu within a range of 5% by mass or less. Here, “main component” refers to a substance containing 90% by mass or more of Ag.
また、上記の金属膜はその形成過程で該金属膜のAgが劣化するのを防ぐことを目的として、それぞれの膜表面に犠牲層を形成するのが好ましい。該犠牲層は金属膜より上層に誘電体膜を酸化ガス等が存在する雰囲気下で形成する場合、該ガスや該ガスに由来したプラズマからAgを保護することが可能である。該犠牲層としては、Zn、Sn、Ti、Al、NiCr、Cr、Zn合金、及びSn合金等が好ましい。また、該犠牲層は誘電体膜を形成する際、上記のガスによって酸化や窒化され透明になるものを用いると、可視光透過率を必要以上に損なわずに済むため好適である。該犠牲層は成膜中に直下の金属膜が劣化や変性するのを防止できればよいので、物理膜厚は1nm以上、好ましくは2nm以上とするのがよい。また、4nmを超える場合は反応性ガスによる酸化や窒化が不十分となり易い。 Moreover, it is preferable to form a sacrificial layer on the surface of each metal film for the purpose of preventing the Ag of the metal film from deteriorating during the formation process. The sacrificial layer can protect Ag from the gas and plasma derived from the gas when the dielectric film is formed above the metal film in an atmosphere containing an oxidizing gas or the like. As the sacrificial layer, Zn, Sn, Ti, Al, NiCr, Cr, Zn alloy, Sn alloy and the like are preferable. In addition, it is preferable to use a sacrificial layer that is transparent by being oxidized or nitrided by the above gas when forming the dielectric film, since the visible light transmittance is not impaired more than necessary. Since the sacrificial layer only needs to prevent the metal film directly under the film from being deteriorated or denatured during film formation, the physical film thickness should be 1 nm or more, preferably 2 nm or more. On the other hand, when the thickness exceeds 4 nm, oxidation or nitridation with a reactive gas tends to be insufficient.
前記第1層、第3層、及び第5層は誘電体で構成される。当該層は反射や透過等の低放射膜の光学特性を調整し、特に金属膜の上に形成される場合は該金属膜を保護する役割を果たす膜であり、Zn、Sn、Al、Ti、Si、及びInからなる群から選ばれる少なくとも1つの金属を含む酸化物、窒化物、又は酸窒化物の透明な薄膜を用いるのが好ましい。 The first layer, the third layer, and the fifth layer are made of a dielectric. The layer is a film that adjusts the optical characteristics of the low-emission film such as reflection and transmission, and plays a role of protecting the metal film, particularly when formed on the metal film, and includes Zn, Sn, Al, Ti, It is preferable to use a transparent thin film of oxide, nitride, or oxynitride containing at least one metal selected from the group consisting of Si and In.
図1に示したように、前記第3層8は誘電体で構成される層であり、2以上の誘電体膜を有するのが好ましい。また、該第3層8の全体の厚みは70〜125nmとするのが好ましい。該第3層8を構成する誘電体膜のうち1つは、Snの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%であるZnとSnの混合酸化物膜(ZnxSnyOz6)であり、該ZnxSnyOz膜6は反応性ガスの透過を抑制することが可能である。 As shown in FIG. 1, the third layer 8 is a layer made of a dielectric, and preferably has two or more dielectric films. The total thickness of the third layer 8 is preferably 70 to 125 nm. One of the dielectric films constituting the third layer 8 is a mixed oxide film of Zn and Sn (Zn x Sn y O z ) whose Sn content is 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn. 6), and the Zn x Sn y O z film 6 can suppress the permeation of the reactive gas.
また、該ZnxSnyOz膜6の膜厚は40〜120nmとする。40nm未満だと、防火性能の向上が不十分となり易い。また、120nmを超えて膜を形成しても、防火性能が膜厚に比例して向上するとは限らない為、生産上好ましくない。また、上記の膜厚は好ましくは50〜100nmとしてもよい。第3層8は該ZnxSnyOz膜6の他に、他の誘電体膜2′を用いるのが好ましい。上記の誘電体膜2′のうち、第4層の金属膜3の直下に形成される膜は、該金属膜3に含まれるAgの結晶性向上のために結晶性の酸化亜鉛構造を有する膜を配置することが好ましい。
The film thickness of the Zn x Sn y O z film 6 is 40 to 120 nm. If it is less than 40 nm, improvement in fireproof performance tends to be insufficient. Further, even if the film is formed to exceed 120 nm, the fireproof performance is not always improved in proportion to the film thickness, which is not preferable for production. Further, the film thickness is preferably 50 to 100 nm. The third layer 8 preferably uses another
上記の第3層8において、ZnxSnyOz膜の他に用いる誘電体膜2′としては、AlドープZnO膜、SnO2膜、Si3N4膜等が挙げられる。前述したようにZnxSnyOz膜6の表面に第4層を形成するとAgの結晶性が悪くなり光学特性が低下するため、該ZnxSnyOz膜6と第4層との間にAlドープZnO膜などの結晶性の酸化亜鉛構造を有する誘電体膜2′を形成するのが望ましい。該誘電体膜2′の厚みは特に限定されるものではないが、例えば10nm以上とすることにより、上に形成されるAg膜の結晶性を良好なものとすることが可能なため好ましい。
In the third layer 8, examples of the
前記第5層は第4層の上に形成される層であり、誘電体膜を2以上有する。該第5層は、反応性ガスによって第2層や第4層が劣化するのを抑制する層であり、膜厚の合計は低放射膜の光学特性を損なわなければ特に限定されるものではないが、例えば15〜50nmとしてもよい。 The fifth layer is a layer formed on the fourth layer and has two or more dielectric films. The fifth layer is a layer that suppresses the deterioration of the second layer and the fourth layer by the reactive gas, and the total film thickness is not particularly limited as long as the optical characteristics of the low emission film are not impaired. However, it is good also as 15-50 nm, for example.
また、該第5層は、誘電体膜を3以上有し、SnO2膜、該SnO2膜の表面にZnとSnの混合酸化物膜、及び該混合酸化物膜の表面にTiO2膜を有するものであり、該TiO2膜が前記ガラス基材と反対側に最も遠い膜であることが好ましい。SnO2膜を第4層とZnとSnの混合酸化物膜であるZnxSnyOz膜との間に形成することにより、防火性がより向上することがわかった。また、例えばZnxSnyOz膜、SnO2膜、TiO2膜、というように、積層する順番を変えた場合、防火性能が低下することもわかった。その為、SnO2膜を該第5層に用いる場合は、ZnxSnyOz膜の下に用いるのが望ましい。 Further, the fifth layer has three or more dielectric films, a SnO 2 film, a mixed oxide film of Zn and Sn on the surface of the SnO 2 film, and a TiO 2 film on the surface of the mixed oxide film. It is preferable that the TiO 2 film is a film farthest away from the glass substrate. It was found that fire resistance is further improved by forming the SnO 2 film between the fourth layer and the Zn x Sn y O z film that is a mixed oxide film of Zn and Sn. Further, it was also found that the fireproof performance is lowered when the order of stacking is changed, for example, Zn x Sn y O z film, SnO 2 film, TiO 2 film. Therefore, when using the SnO 2 film for the fifth layer, it is desirable to use it under the Zn x Sn y O z film.
例えば図1に示したように、前記第5層4は前述したSnO2膜5、ZnxSnyOz膜6、及びTiO2膜7をこの順で積層したものであり、該TiO2膜7がガラス基材1と最も遠い膜となる。また、本発明に用いる低放射膜は、該第5層4の下にAgを主成分とする金属膜3を有するが、該金属膜3との間に任意の誘電体膜や金属膜を有していてもよい。
For example, as shown in FIG. 1, the
上記のSnO2膜5は反応性ガスによる腐食を抑制する膜であり、応力緩和等を目的として、C、N等を含有してもよい。また、該SnO2膜5の膜厚は5〜20nmとするのが好ましい。5nm未満だと効果が薄い。また、20nmを超えても差し支えないが、結果的に第5層全体の厚みが増えてしまい、外観の色味等に影響を及ぼす可能性がある為、本願発明では20nm以下とするのが好適である。 The SnO 2 film 5 is a film that suppresses corrosion by reactive gas, and may contain C, N, etc. for the purpose of stress relaxation. The film thickness of the SnO 2 film 5 is preferably 5 to 20 nm. Less than 5 nm is less effective. Moreover, although it may exceed 20 nm, as a result, the thickness of the entire fifth layer increases, and there is a possibility of affecting the color of the appearance, so in the present invention, it is preferably 20 nm or less. It is.
上記のZnxSnyOz膜6はSnの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%のものを用いる。15wt%未満だとZnxSnyOz膜は酸化亜鉛に由来する結晶構造を取るため非晶質の場合と比べてガスバリア性が劣り、一方で80wt%を超えると酸化スズに類似した構造を取るため、非晶質構造を有するものの、明確な粒界が存在し、同じくガスバリア性が低下する。好ましくは20〜70wt%としてもよい。また、前記ZnxSnyOz膜5の厚みが6〜40nmであることが好ましい。ガスバリア性能をより向上させるという点では6nm未満だと不十分になり易く、40nmを超えると結果的に第5層全体の厚みが増えてしまい、外観の色味等に影響を及ぼす可能性がある為、本願発明では40nm以下とするのが好適である。より好ましくは10〜30nmとしてもよい。 The Zn x Sn y O z film 6 has a Sn content of 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn. When it is less than 15 wt%, the Zn x Sn y O z film has a crystal structure derived from zinc oxide, and thus has a gas barrier property inferior to that of an amorphous film. On the other hand, when it exceeds 80 wt%, a structure similar to tin oxide is obtained. Therefore, although it has an amorphous structure, there is a clear grain boundary, and the gas barrier property is also lowered. Preferably it is good also as 20-70 wt%. The Zn x Sn y O z film 5 preferably has a thickness of 6 to 40 nm. In terms of improving the gas barrier performance, if it is less than 6 nm, it tends to be insufficient, and if it exceeds 40 nm, the thickness of the entire fifth layer increases as a result, which may affect the appearance color and the like. Therefore, in the present invention, the thickness is preferably 40 nm or less. More preferably, it may be 10 to 30 nm.
上記のTiO2膜7は、ガラス基材1から最も遠い位置に存在する膜であり、耐腐食性を有する膜である。応力緩和等を目的として、C、N等を含有してもよい。また、該TiO2膜7の膜厚は3〜10nmとするのが好ましい。3nm未満だと耐腐食性が不十分となり易く、また、TiO2膜はSnO2膜やZnxSnyOz膜に比べて成膜速度が低いことから、10nmを超えると生産タクトが低下する可能性がある。
The TiO 2 film 7 is a film that is located farthest from the
前記樹脂部材として、樹脂製のサッシを用いると防火戸全体の体積に占める樹脂の割合が高くなるため、反応性ガスの発生量が多くなる。また、スペーサーに樹脂を用いると、低放射膜が接している面へ反応性ガスを発生させる事になる。本発明の低放射ガラスは、樹脂製のサッシや樹脂製のスペーサーを用いた時に特に効果的に用いる事が可能である。すなわち、前記樹脂部材が、樹脂サッシ又は樹脂スペーサーであることが好ましい。 If a resin sash is used as the resin member, the proportion of the resin in the volume of the entire fire door increases, and the amount of reactive gas generated increases. Further, when a resin is used for the spacer, a reactive gas is generated on the surface in contact with the low radiation film. The low emission glass of the present invention can be used particularly effectively when a resin sash or a resin spacer is used. That is, it is preferable that the resin member is a resin sash or a resin spacer.
前記防火戸とは、開口部に取り付けられる部材であり、ガラス基材、低放射膜、及びサッシ枠を少なくとも備えるものである。また、複層ガラスとして用いる場合、上記にスペーサー、シール材を含む。当該防火戸の一例について、図2を参照しながら以下に説明する。図2は低放射ガラスを用いた複層ガラスを示すものであるが、これに限定されるものではない。 The fire door is a member attached to the opening, and includes at least a glass substrate, a low radiation film, and a sash frame. Moreover, when using as a multilayer glass, a spacer and a sealing material are included above. An example of the fire door will be described below with reference to FIG. FIG. 2 shows a multilayer glass using a low emission glass, but is not limited to this.
すなわち、本発明の好適な実施形態のひとつは、前記防火戸が、前記低放射ガラスと少なくともスペーサーを介して配置されたガラス基材と、該低放射ガラス及び該ガラス基材と該スペーサーとの間にそれぞれ介在した接着剤と、該複層ガラスを封止する封止材と、を有する複層ガラスを有し、該複層ガラスが樹脂材料を介して開口部のサッシ枠と接するものであることを特徴とする防火戸である。 That is, according to one preferred embodiment of the present invention, the fire door includes the low emission glass and a glass substrate disposed through at least a spacer, the low emission glass, the glass substrate, and the spacer. Each of which has a multilayer glass having an adhesive interposed therebetween and a sealing material for sealing the multilayer glass, and the multilayer glass is in contact with the sash frame of the opening through the resin material. It is a fire door characterized by being.
複層ガラスはガラス基材1を2枚使用し、中空層10を形成するように、スペーサー11を介して配置されたものである。この時、低放射膜9は損傷を抑制するために中空層10と面するように設置される。該スペーサー11はガラス基材1の周縁部にあり、該スペーサー11と該ガラス基材1との間に接着剤として1次シール材13が介在している。また、ガラス基材1の周縁部には上記の中空層10を封止するために2次シール材14が埋め込まれている。
The double-glazed glass is one in which two
スペーサー11は内部に乾燥剤12を有し、前述したようにガラス基板の周縁部に1次シール材13によって固定される。該スペーサー11は、アルミ製が広く普及しているが、前述したように樹脂製を用いてもよい。また、該1次シール材13はガラス基材1とスペーサー11とを接着するものであり、ポリイソブチレン系樹脂等が用いられる。また2次シール材14は封止材であり、ポリサルファイド系樹脂やシリコーン系樹脂等が用いられる。
The spacer 11 has a desiccant 12 inside, and is fixed to the peripheral portion of the glass substrate by the primary sealant 13 as described above. The spacer 11 is widely made of aluminum, but may be made of resin as described above. The primary sealing material 13 is for bonding the
上記の複層ガラスを建築物の開口部に設置する際、該複層ガラスを窓枠に組み込む為に、周縁にサッシ等の部材が設けられる。図2には簡易なサッシ枠を示しており、該複層ガラスはガラス基材1面がバックアップ材15を介してサッシ枠17と接する。また、ガラス基材1及び2次シール材14とはセッティングブロック16を介してサッシ枠17と接する。
When the multilayer glass is installed in an opening of a building, a member such as a sash is provided on the periphery in order to incorporate the multilayer glass into a window frame. A simple sash frame is shown in FIG. 2, and the surface of the
バックアップ材15は、ガラス基材1とサッシ枠17との間に設けられる樹脂材料であり、ガラス基材1を固定するものである。該バックアップ材15としては、ポリエチレンフォーム、発泡ゴム等が用いられる。また、セッティングブロック16はサッシ枠17の内部に設けられ、ガラス基材1の自重を支えるものである。該セッティングブロック16としては、クロロプレンゴム、EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)、シリコーン、塩化ビニル樹脂等が用いられる。
The backup material 15 is a resin material provided between the
また、本発明の好適な実施形態のひとつは、低放射膜において、前記第1層は誘電体膜を2以上、前記第3層は誘電体膜を6以上それぞれ積層したものであり、該第1層及び該第3層は異なる誘電体膜同士が接することを特徴とする防火戸である。 One of the preferred embodiments of the present invention is a low radiation film, wherein the first layer is formed by laminating two or more dielectric films, and the third layer is composed of six or more dielectric films, One layer and the third layer are fire doors in which different dielectric films are in contact with each other.
当該実施形態は、第1層及び第3層を構成する誘電体膜の積層数を増やすことにより、誘電体膜の界面を複数存在させてより反応性ガスの透過を抑制している。そのため、積層膜の界面において、異なる誘電体膜同士が接するのが好適である。 In this embodiment, by increasing the number of laminated dielectric films constituting the first layer and the third layer, a plurality of interfaces of the dielectric films are present to further suppress the permeation of the reactive gas. Therefore, it is preferable that different dielectric films are in contact with each other at the interface of the laminated film.
上記の「異なる誘電体膜同士が接する」とは、接触する膜同士が異なる成分又は異なる成分比である事を指すものとする。なお、例えばAlを3wt%含有するZnO膜のように膜中に第3成分を有する場合、該第3成分を含有する膜と含有しない膜とで、差異が第3成分の含有量のみで物性等に変化が見られない場合は、上記の「異なる誘電体同士が接する」構成から除くものとする。また、例えばZnxSnyOz膜のSnの含有量が異なる膜が接する時、差異が成分の含有比率のみで物性等に変化が見られない場合は、上記の「異なる誘電体同士が接する」構成から除くものとする。 The phrase “different dielectric films are in contact with each other” means that the films in contact with each other have different components or different component ratios. For example, when a third component is included in the film, such as a ZnO film containing 3 wt% of Al, the difference between the film containing the third component and the film not containing is only the content of the third component. If there is no change in the above, it is excluded from the above-mentioned configuration where “different dielectrics are in contact with each other”. In addition, for example, when films having different Sn contents in a Zn x Sn y O z film are in contact with each other, if there is no change in physical properties or the like due to only the content ratio of the components, the above-mentioned “different dielectrics are in contact with each other” "Is excluded from the configuration.
本発明の低放射膜の形成方法を以下に示す。該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。 The method for forming the low emission film of the present invention will be described below. The low emission film is preferably formed by a sputtering method, an electron beam vapor deposition method, an ion plating method, or the like, but the sputtering method is suitable because it is easy to ensure productivity and uniformity.
スパッタリング法による低放射膜の形成は、各層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、透明基板を搬送させながら行う。この時、装置内に設けられている膜形成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。 The formation of the low radiation film by the sputtering method is performed while the transparent substrate is transported in the apparatus in which the sputtering target as the material of each layer is installed. At this time, a gas used for sputtering is introduced into a vacuum chamber for film formation provided in the apparatus, and a negative potential is applied to the target to generate plasma in the apparatus to perform sputtering. .
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導入ガス条件の調整により、成膜速度を変化させることで膜厚を制御する方法や、基板の搬送速度を調整することで膜厚を制御する方法などが広く用いられている。 In addition, a method for obtaining a desired film thickness is not particularly limited because it varies depending on the type of the sputtering apparatus, but a method for controlling the film thickness by changing the film formation rate by adjusting the power input to the target or the introduction gas condition, A method of controlling the film thickness by adjusting the substrate conveyance speed is widely used.
前記誘電体膜を形成する場合、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ガス条件は特に限定するものでなく、Arガス、O2ガス、及びN2ガス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ガス以外の任意の第3成分を含んでも良い。 When forming the dielectric film, the target to be used may be either a ceramic target or a metal target. In any case, the gas conditions to be used are not particularly limited, and the gas type and the mixing ratio may be appropriately determined from Ar gas, O 2 gas, and N 2 gas according to the target film. Further, as the gas to be introduced into the vacuum chamber, Ar gas, O 2 gas, may include any third component other than N 2 gas.
Agを主成分とする金属膜を形成する場合、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。 In the case of forming a metal film containing Ag as a main component, an Ag target or an Ag alloy target is used as a target to be used. Ar gas is preferably used as the gas introduced at this time, but different types of gases may be mixed as long as the optical properties of the Ag film are not impaired.
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、誘電体の膜を形成する際に異常放電が生じやすい場合は、交流電源又は直流電源にパルスを印加した電源を用いるのが好ましい。 The plasma generation source may be a DC power supply, an AC power supply, or a power supply in which AC and DC are superimposed, but if abnormal discharge is likely to occur when forming a dielectric film, use an AC power supply or a DC power supply. It is preferable to use a power supply to which a pulse is applied.
1.ZnxSnyOz膜の検討
まず、実施例及び比較例で用いるZnxSnyOz膜のSn含有量について検討を行った。ガラス基材を基材ホルダーに保持させ、真空チャンバー内にZnとSnが所定割合で混合された合金ターゲットを設置した。該合金ターゲットのSnの含有量は、9wt%(参考例1)、12wt%(参考例2)、24wt%(参考例3)、65wt%(参考例4)とした。該合金ターゲットは裏側にマグネットが配置されている。次に、真空チャンバー内を真空ポンプによって排気した。真空チャンバー内の雰囲気ガスは酸素ガスを10sccmで導入し、圧力は0.5Paに調節し、電源ケーブルを通じてDC電源より100Wの電力を投入して、それぞれ30nmのZnxSnyOz膜を得た。
1. Study of Zn x Sn y O z Film First, the Sn content of the Zn x Sn y O z film used in Examples and Comparative Examples was examined. The glass substrate was held by a substrate holder, and an alloy target in which Zn and Sn were mixed at a predetermined ratio was placed in a vacuum chamber. The Sn content of the alloy target was 9 wt% (Reference Example 1), 12 wt% (Reference Example 2), 24 wt% (Reference Example 3), and 65 wt% (Reference Example 4). The alloy target has a magnet disposed on the back side. Next, the inside of the vacuum chamber was evacuated by a vacuum pump. The atmosphere gas in the vacuum chamber was introduced with oxygen gas at 10 sccm, the pressure was adjusted to 0.5 Pa, and 100 W power was applied from the DC power source through the power cable to obtain a Zn x Sn y O z film of 30 nm each. It was.
得られた参考例1〜4について、X線回折測定装置(Rint−ultimaIII、リガク社製)を用いて、CuKα線を用いたX線回折により測定を行った。得られたスペクトルを図3に示す。図3より、参考例1、2はZnOの(002)面に由来して33〜34°の付近にピークが見られ、参考例3、4は非晶質である事がわかった。従って、実施例及び比較例では、Snを50wt%含有するZnxSnyOz膜を非晶質のZnxSnyOz膜として、Snを10wt%含有するZnxSnyOz膜を結晶性のZnxSnyOz膜として用いることにした。 The obtained Reference Examples 1 to 4 were measured by X-ray diffraction using CuKα rays using an X-ray diffractometer (Rint-ultima III, manufactured by Rigaku Corporation). The obtained spectrum is shown in FIG. From FIG. 3, it was found that Reference Examples 1 and 2 were derived from the (002) plane of ZnO and had a peak in the vicinity of 33 to 34 °, and Reference Examples 3 and 4 were amorphous. Therefore, in the examples and comparative examples, a Zn x Sn y O z film containing 50 wt% Sn is used as an amorphous Zn x Sn y O z film, and a Zn x Sn y O z film containing 10 wt% Sn is used. It was decided to use it as a crystalline Zn x Sn y O z film.
2.低放射膜の作製
以下に本発明の実施例及び比較例を示す。実施例1〜4、比較例1〜6の各誘電体膜及び各金属膜の膜厚を表1に記載した。実施例及び比較例は、いずれも厚み3mmのソーダライムガラス上に、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。各膜はガラス基材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、上記の搬送速度は予め単層膜を形成し、膜の種類ごとに算出した速度を使用した。なお、いずれの実施例及び比較例においても第2層及び第4層の上に犠牲層(表1に記載しない)を形成し、基材及び膜を加熱する工程は行わず、成膜時にスパッタリングに由来して基材温度が上昇する場合を除いて、特に基材及び膜の加熱は行わなかった。
2. Production of Low Emission Film Examples and comparative examples of the present invention are shown below. Table 1 shows the film thicknesses of the dielectric films and the metal films of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6. In both Examples and Comparative Examples, a film was formed on soda lime glass having a thickness of 3 mm using a magnetron sputtering apparatus. Each film obtained the film thickness described in Table 1 by adjusting the conveyance speed of a glass substrate. Moreover, the said conveyance speed used the speed | rate calculated for every kind of film | membrane previously forming the single layer film | membrane. In any of the examples and comparative examples, a sacrificial layer (not shown in Table 1) is formed on the second layer and the fourth layer, and the step of heating the base material and the film is not performed. Except for the case where the substrate temperature rose due to the above, the substrate and the film were not heated.
実施例1
まず、ガラス基材を基材ホルダーに保持させ、真空チャンバー内に所望のターゲットを設置した。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、真空チャンバー内を真空ポンプによって排気した。尚、犠牲層の成膜は、ターゲットにAlが4wt%添加されたZnとAlの合金ターゲット、真空チャンバー内の雰囲気ガスはアルゴンガスを100sccmで導入し、圧力は0.6Paに調節して行った。また、DC電源より投入する電力は200Wとした。
Example 1
First, a glass substrate was held on a substrate holder, and a desired target was placed in a vacuum chamber. The target has a magnet disposed on the back side. Next, the inside of the vacuum chamber was evacuated by a vacuum pump. The sacrificial layer is formed by Zn and Al alloy target with 4 wt% Al added to the target, argon gas is introduced at 100 sccm as the atmospheric gas in the vacuum chamber, and the pressure is adjusted to 0.6 Pa. It was. The power supplied from the DC power source was 200W.
(第1層)
ZnxSnyOz膜をガラス基材上に成膜した。ターゲットにはSnが50wt%添加されたZnとSnの合金ターゲットを用い、電源ケーブルを通じてDC電源より1100W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酸素ガスを60sccmで導入し、圧力を0.3Paになるよう調節した。
(First layer)
A Zn x Sn y O z film was formed on a glass substrate. An alloy target of Zn and Sn added with 50 wt% of Sn was used as a target, and 1100 W of power was supplied from a DC power source through a power cable. At this time, while continuously operating the vacuum pump, oxygen gas was introduced into the vacuum chamber at 60 sccm and the pressure was adjusted to 0.3 Pa.
次に、ZnxSnyOz膜上にAZO膜を成膜した。ターゲットにはAlが2wt%添加されたZnとAlの合金ターゲット、真空チャンバー内の雰囲気ガスは酸素ガスを60sccmで導入し、圧力は0.3Paに調節した。また、DC電源より投入する電力は2100Wとした。 Next, an AZO film was formed on the Zn x Sn y O z film. The target was an alloy target of Zn and Al to which 2 wt% of Al was added, oxygen gas was introduced at 60 sccm as the atmospheric gas in the vacuum chamber, and the pressure was adjusted to 0.3 Pa. The power input from the DC power source was 2100W.
(第2層)
AZO膜の上にAg膜を成膜した。ターゲットにAgターゲット、真空チャンバー内の雰囲気ガスはアルゴンガス45sccmと酸素ガス2.5sccmの混合ガスで導入し、圧力は0.3Paに調節した。また、DC電源より投入する電力は360Wとした。
(Second layer)
An Ag film was formed on the AZO film. The target was an Ag target, and the atmosphere gas in the vacuum chamber was introduced as a mixed gas of argon gas 45 sccm and oxygen gas 2.5 sccm, and the pressure was adjusted to 0.3 Pa. The power supplied from the DC power source was 360 W.
(第3層)
犠牲層が成膜された第2層の上にZnxSnyOz膜を成膜した。所望の膜厚を得る為に搬送速度を調整した他は、成膜条件を第1層のZnxSnyOz膜と同様とした。
(3rd layer)
A Zn x Sn y O z film was formed on the second layer on which the sacrificial layer was formed. The film forming conditions were the same as those of the first Zn x Sn y O z film except that the conveyance speed was adjusted to obtain a desired film thickness.
次に、ZnxSnyOz膜上にAZO膜を成膜した。所望の膜厚を得る為に搬送速度を調整した他は、成膜条件を第1層のAZO膜と同様とした。 Next, an AZO film was formed on the Zn x Sn y O z film. The film forming conditions were the same as those of the first AZO film except that the conveyance speed was adjusted to obtain a desired film thickness.
(第4層)
AZO膜上にAg膜を成膜した。所望の膜厚を得る為に搬送速度を調整した他は、成膜条件を第2層のAg膜と同様とした。
(Fourth layer)
An Ag film was formed on the AZO film. The film forming conditions were the same as those for the second Ag film except that the conveyance speed was adjusted to obtain a desired film thickness.
(第5層)
犠牲層が成膜された第4層の上にSnO2膜を成膜した。ターゲットにはSnターゲットを用い、Snターゲットへ電源ケーブルを通じでDC電源より1100W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酸素ガスを60sccmで導入し、圧力を0.3Paになるよう調節した。
(5th layer)
An SnO 2 film was formed on the fourth layer on which the sacrificial layer was formed. An Sn target was used as the target, and 1100 W of electric power was supplied from the DC power source through the power cable to the Sn target. At this time, while continuously operating the vacuum pump, oxygen gas was introduced into the vacuum chamber at 60 sccm and the pressure was adjusted to 0.3 Pa.
次に、SnO2膜上にZnxSnyOz膜を成膜した。所望の膜厚を得る為に搬送速度を調整した他は、成膜条件を第1層のZnxSnyOz膜と同様とした。 Next, a Zn x Sn y O z film was formed on the SnO 2 film. The film forming conditions were the same as those of the first Zn x Sn y O z film except that the conveyance speed was adjusted to obtain a desired film thickness.
次に、ZnxSnyOz膜上にTiO2を成膜した。ターゲットにはTiターゲットを用い、Tiターゲットへ電源ケーブルを通じでDC電源より3100W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酸素ガスを80sccmで導入し、圧力を0.4Paになるよう調節した。 Next, TiO 2 was formed on the Zn x Sn y O z film. A Ti target was used as a target, and power of 3100 W was supplied from a DC power source to the Ti target through a power cable. At this time, while continuously operating the vacuum pump, oxygen gas was introduced into the vacuum chamber at 80 sccm and the pressure was adjusted to 0.4 Pa.
実施例2、3
第5層を表1に記載した通りの順に成膜した他は、実施例1と同様の方法で低放射膜を得た。尚、実施例2はSnO2膜の成膜を行わず、犠牲層が形成された第4層の上にZnxSnyOz膜を形成した。
Examples 2 and 3
A low emission film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the fifth layer was formed in the order as described in Table 1. In Example 2, no SnO 2 film was formed, and a Zn x Sn y O z film was formed on the fourth layer on which the sacrificial layer was formed.
実施例4
第1層をAZO膜とした他は実施例1と同様の方法で低放射膜を得た。
Example 4
A low emission film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the first layer was an AZO film.
比較例1〜3
第5層を表1に記載した通りの順に成膜した他は、実施例1と同様の方法で低放射膜を得た。
Comparative Examples 1-3
A low emission film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the fifth layer was formed in the order as described in Table 1.
比較例4、5
第3層を表1に記載の膜厚となるように搬送速度を調整して成膜した他は、実施例4と同様の方法で低放射膜を得た。
Comparative Examples 4 and 5
A low radiation film was obtained in the same manner as in Example 4 except that the third layer was formed by adjusting the conveyance speed so as to have the film thickness shown in Table 1.
比較例6
ZnxSnyOz膜の成膜において、ターゲットにSnが10wt%添加されたZnとSnの合金ターゲットを用いた他は、実施例4と同様の方法で低放射膜を得た。
Comparative Example 6
In the formation of the Zn x Sn y O z film, a low emission film was obtained in the same manner as in Example 4 except that a Zn and Sn alloy target in which Sn was added to the target at 10 wt% was used.
3.低放射膜の評価
実施例1〜4、比較例1〜6の低放射膜を、25mm×25mm×3mmのガラス板上に形成した試験サンプルについて、以下に示す遮炎性能試験環境を模擬した試験を実施した。
3. Evaluation of Low Radiation Film Tests simulating the flameproof performance test environment shown below for test samples in which the low radiation films of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6 were formed on a glass plate of 25 mm × 25 mm × 3 mm Carried out.
まず、ホットプレートを300℃に加熱し、その上に試験サンプルを低放射膜面を上にして設置した。次に粉砕した塩化ビニル樹脂1gを試験サンプルと同様にホットプレート上に設置した後、該試験サンプルと塩化ビニル樹脂を覆うようにステンレス鋼製の蓋を被せた。蓋を被せた後から、5、10、15、20分経過した時点で試験サンプルを取り出し、シート抵抗値を測定した。尚、シート抵抗値は、4探針抵抗測定器(Resistest VIII、Napson社製)を用いて測定を行った。また、より高い防火性能を検証するために、上記と同様の方法で、ホットプレートの加熱温度を340℃とし、3、4、5、7、10分経過した時点での評価も行った。 First, the hot plate was heated to 300 ° C., and the test sample was placed thereon with the low radiation film surface facing up. Next, 1 g of the pulverized vinyl chloride resin was placed on a hot plate in the same manner as the test sample, and then a stainless steel lid was placed over the test sample and the vinyl chloride resin. The test sample was taken out when 5, 10, 15, 20 minutes passed after the cover was put on, and the sheet resistance value was measured. The sheet resistance value was measured using a 4-probe resistance measuring device (Resistest VIII, manufactured by Napson). Moreover, in order to verify higher fireproof performance, the heating temperature of the hot plate was set to 340 ° C. by the same method as described above, and evaluation was performed when 3, 4, 5, 7, and 10 minutes passed.
シート抵抗がサンプルの全面で20Ω/sq以下の場合は○、サンプルの全面で無限大又は測定上限を超える場合は×、サンプルの一部にシート抵抗を測定可能な領域があり、一部にシート抵抗が20Ω/sqを超える領域がある場合は△とした。シート抵抗が20Ω/sq以下の場合、放射率は0.23以下と見込まれるため(非特許文献1参照)、低放射膜として火炎による放射熱が非加熱側へ伝わるのを抑制する効果があると考えられる。評価結果を表2に示す。 ○ when the sheet resistance is 20Ω / sq or less on the entire surface of the sample, x when the entire surface of the sample is infinite or exceeds the upper limit of measurement, and there is an area where the sheet resistance can be measured on a part of the sample, and part of the sheet When there was a region where the resistance exceeded 20 Ω / sq, it was marked as Δ. When the sheet resistance is 20 Ω / sq or less, the emissivity is expected to be 0.23 or less (see Non-Patent Document 1), and therefore, it has an effect of suppressing the radiant heat due to the flame from being transmitted to the non-heating side as a low radiation film. it is conceivable that. The evaluation results are shown in Table 2.
実施例1〜4、比較例1、4は300℃の上記試験において、高い防火性を示すことがわかった。一方で、第5層にZnxSnyOz膜を用いなかった比較例2、及び最表面にTiO2膜を用いなかった比較例3は300℃の試験に耐え得る防火性を示さなかった。以上より、低放射膜の最表面にTiO2膜、その下にZnxSnyOz膜を有することで、優れた防火性を示すことがわかった。また、比較例5は第3層のZnxSnyOz膜の厚みが薄く、比較例6はZnxSnyOz膜に含有されるSnの量が10wt%となるものであるが、どちらも防火性は劣るものとなった。 Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 4 were found to exhibit high fire resistance in the above test at 300 ° C. On the other hand, Comparative Example 2 that did not use the Zn x Sn y O z film for the fifth layer and Comparative Example 3 that did not use the TiO 2 film for the outermost surface did not show fire resistance that could withstand the 300 ° C. test. . From the above, it has been found that by having a TiO 2 film on the outermost surface of the low radiation film and a Zn x Sn y O z film therebelow, excellent fire resistance is exhibited. In Comparative Example 5, the thickness of the third layer Zn x Sn y O z film is thin. In Comparative Example 6, the amount of Sn contained in the Zn x Sn y O z film is 10 wt%. Both were inferior in fire resistance.
比較例1は、340℃の試験では3分経過時に膜が完全に劣化していた。すなわち、ZnxSnyOz膜とTiO2膜の間にSnO2膜が介在する場合は、より過酷な条件に使用された時に耐久力が不足すると言える。また、比較例4についても、より過酷な条件に使用された時に耐久力が不足するという結果となった。 In Comparative Example 1, in the test at 340 ° C., the film was completely deteriorated after 3 minutes. In other words, when the SnO 2 film is interposed between the Zn x Sn y O z film and the TiO 2 film, it can be said that the durability is insufficient when used under more severe conditions. Moreover, also about the comparative example 4, when it was used on more severe conditions, it resulted in that durability was insufficient.
また、実施例2よりも実施例1、4の方が340℃の試験において優れた膜である事から、SnO2膜をZnxSnyOz膜の下に用いることによって、さらなる防火性の向上が期待できることがわかった。 In addition, since Examples 1 and 4 are superior to Example 2 in the test at 340 ° C., by using the SnO 2 film under the Zn x Sn y O z film, further fire resistance can be achieved. It was found that improvement can be expected.
1 ガラス基材
2、2′ 誘電体膜
3 金属膜
4 第5層
5 SnO2膜
6 ZnxSnyOz膜
7 TiO2膜
8 第3層
9 低放射膜
10 中空層
11 スペーサー
12 乾燥剤
13 1次シール材
14 2次シール材
15 バックアップ材
16 セッティングブロック
17 サッシ枠
1
Claims (6)
前記第3層は、Snの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%であるZnとSnの混合酸化物膜を含み、該混合酸化物膜の膜厚が40〜120nmであり、
前記第5層は、誘電体膜を2以上有し、ZnとSnの混合酸化物膜、及び該混合酸化物膜の表面にTiO2膜を有するものであり、該TiO2膜は前記ガラス基材と反対側に最も遠い膜であり、該混合酸化物膜はSnの含有量がZnとの総量に対して15〜80wt%であることを特徴とする防火戸。 On the glass substrate, the first layer composed of a dielectric from the glass substrate side, the second layer composed of a metal mainly composed of Ag, the third layer composed of a dielectric, mainly Ag A low radiation glass having a low radiation film in which a fourth layer composed of a metal as a component and a fifth layer composed of a dielectric are laminated in this order; and a resin member containing halogen or sulfur; In a fire door equipped with
The third layer includes a mixed oxide film of Zn and Sn having a Sn content of 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn, and the thickness of the mixed oxide film is 40 to 120 nm,
The fifth layer includes two or more dielectric films, a mixed oxide film of Zn and Sn, and a TiO 2 film on the surface of the mixed oxide film, and the TiO 2 film includes the glass substrate. A fire door which is a film farthest on the side opposite to the material, and the mixed oxide film has a Sn content of 15 to 80 wt% with respect to the total amount of Zn.
該複層ガラスが樹脂材料を介して開口部のサッシ枠と接するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の防火戸。
A glass substrate in which the fire door is disposed with at least a spacer through the low emission glass, an adhesive interposed between the low emission glass and the glass substrate and the spacer, and the multilayer glass; A double-glazed glass having a sealing material for sealing
The fire door according to any one of claims 1 to 5, wherein the multi-layer glass is in contact with a sash frame of an opening through a resin material.
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