JP2002059737A

JP2002059737A - 酸化物膜付き車両用窓ガラスおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002059737A
Application number: JP2000250668A
Authority: JP
Inventors: Keiji Honjo; 啓司本城; Katsuto Tanaka; 勝人田中; Hideki Yamamoto; 秀樹山本; Yoshihiro Nishida; 佳弘西田
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-02-26
Anticipated expiration: 2020-08-22
Also published as: JP3473840B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光触媒膜等の酸化物膜の焼成或いは曲げ／強
化等の熱加工を行っても反射歪みのない所定の曲げ曲率
形状を有する車両用窓ガラスを得る。【解決手段】車両用窓ガラス１は、車外側ガラス面２の
ガラス周縁３より所定の外周部分４（一番狭い箇所でガ
ラス周縁より４０ｍｍ幅、一番広い箇所で７０ｍｍ幅）
を除く中心領域に光触媒膜５が形成されるとともに、車
内側ガラス面１１のガラス周縁３より外周部分４に相当
する外周部分４には黒色の濃色着色膜１２が形成され、
中心部には熱線１３がプリントされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用のフロント
ウインドウ、リアウインドウ、サイドガラス等に用いる
ことが可能な、酸化物膜付き車輌用窓ガラスおよびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱線遮蔽、紫外線遮蔽等の車内の
快適性、或いはデザイン性、プライバシーの保護等を目
的として、自動車の窓ガラスの表面に機能性膜を被覆し
た機能性膜付き車輌用窓ガラスが広く採用されている。
また最近、酸化チタンの光触媒効果による親水性、防曇
性、防汚性を持った商品が種々開発され、これに関する
建築用或いは自動用窓ガラス等に関する特許も多く出願
されている。

【０００３】例えば、特許第２７５６４７４号公報には
基材表面に光触媒性半導体材料とシリカとを含む光触媒
性被膜を光励起により親水性を呈するようにした親水性
の光触媒性表面を備えた基材が、特開平９−２２７１５
９号公報には基材の表面に接合された透明で光触媒性半
導体材料を含む層を備えた乗り物の前後方窓ガラスが、
特開平１０−６０６６５号公報にはチタニアを含む金属
酸化物ゾルおよびゾルの形状が鎖状であるコロイダルシ
リカを含む複合溶液を基板に塗布焼成したチタニアを含
む親水性被膜が、特開平１０−２３１１４６号公報には
ガラス基材の表面にアルカリ遮断膜および光触媒膜を積
層し該光触媒膜の表面に凹凸が形成された防曇防汚ガラ
ス物品等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光触媒膜を、例えば車
両用リアウインドウの車外側ガラス面の全面に湿式法に
より成膜したのち、加熱して該光触媒膜の焼成と同時に
所望の形状にガラスを曲げ及び／又は強化加工すると、
所望のガラス曲げ曲率形状が得られないという問題が生
じる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
課題に鑑み種々検討した結果、光触媒膜をガラス周縁ま
で全面に成膜すると、該光触媒膜の焼成或いは曲げ／強
化等の熱加工時に膜の収縮が起こり、その際の収縮力が
ガラス周縁部にかかり所定の曲げ曲率形状、反射歪みが
得られず、ガラス周縁より所定幅の外周部分を除く領域
に酸化物膜を形成すれば酸化物膜の焼成或いは熱加工し
ても所定の曲げ曲率形状、反射歪みが得られことを見出
した。

【０００６】すなわち、本発明の酸化物膜付き車両用窓
ガラスは、車外側ガラス面のガラス周縁より所定幅の外
周部分を除く領域に酸化物膜を形成し、該所定幅の外周
部分を酸化物膜の加熱焼成による収縮力の非影響部とし
たことを特徴とする。

【０００７】また、本発明の酸化物膜付き車両用窓ガラ
スは、酸化物膜はチタニア結晶を含む光触媒膜よりな
り、親水性能及び／又は防汚性能を有することを特徴と
する。

【０００８】さらに、本発明の酸化物膜付き車輌用窓ガ
ラスは、曲げ及び／又は強化加工が施されてなることを
特徴とする。

【０００９】また、本発明の酸化物膜付き車両用窓ガラ
スの製造方法は、下記の工程により所望のガラス曲率形
状を有する酸化物膜付き車両用窓ガラスを製造する際の
ガラス周縁部への膜の収縮力による曲率不良を防止する
ことを特徴とする。（１）車両用窓ガラスの車外側ガラス面の周縁より所定
幅の外周部分を除く領域に、酸化物膜形成用コーティン
グ溶液を塗布し成膜する工程、（２）酸化物膜を成膜し
たガラスを加熱焼成することにより酸化物膜を形成する
工程。

【００１０】さらに、本発明の酸化物膜付き車両用窓ガ
ラスの製造方法は、成膜した酸化物膜を加熱焼成すると
同時に、ガラスの曲げ加工を行うことを特徴とする。

【００１１】さらにまた、本発明の酸化物膜付き車両用
窓ガラスの製造方法は、酸化物膜を成膜したのち、加熱
焼成する前に加熱焼成する温度より低い温度である３０
０℃〜６２０℃の温度で仮焼成することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の車輌用窓ガラスは、通常
曲げ形状を有するとともに外側に凸の形状となってい
る。さらに、衝突時のガラスの割れに対する安全性を考
慮しガラスが割れた場合には細片となるように強化加工
が施されている。この曲げ及び／又は強化のための熱加
工温度は約５６０〜７００℃程度の温度が適当であり、
成膜された酸化物膜の焼成と同じ温度領域にあるので、
成膜された酸化物膜の焼成と同時にガラスの曲げ及び／
又は強化のための熱加工を行うことが好ましい。なお、
場合によっては酸化物膜の焼成をしたのちに曲げ及び／
又は強化のための熱加工を行うこともできる。また、前
記のような膜焼成、曲げ加工、強化加工の前に、ガラス
が軟化しない温度で且つ出来るだけ高温度であり前記焼
成温度よりも低い温度である約５５０〜６２０℃の温度
で５〜３０分間保持し仮焼成を行うこともできる。

【００１３】本発明の車輌用窓ガラスは、車外側ガラス
面のガラス周縁より所定幅の外周部分を除く領域に酸化
物膜を形成し、該所定幅の外周部分を酸化物膜の加熱焼
成による収縮力の非影響部としたことを特徴とする。車
外側ガラス面に形成する酸化物膜をガラス全面に被覆す
ると該膜の焼成時に熱収縮が起こり、所定の曲げ曲率形
状、反射歪みのガラスが得られない。酸化物膜を成膜し
ない外周部分の領域は、膜の種類、ガラスの曲げ曲率な
どに応じて所定の曲げ曲率、反射歪みが得られるのに十
分な幅とする。その幅は、例えばバックウインドウの場
合１５ｍｍ以上が好ましい。

【００１４】本発明の酸化物膜が形成された車両用窓ガ
ラスは、例えば、下記の工程により製造することができ
る。（１）車両用窓ガラスの車外側ガラス面の周縁より所定
幅の外周部分を除く領域に、酸化物膜形成用コーティン
グ溶液を塗布し成膜する工程、（２）酸化物膜を成膜し
たガラスを加熱焼成することにより酸化物膜を形成する
工程。

【００１５】前記車外側ガラス面に形成する酸化物膜と
しては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ，Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ等を少な
くとも１種以上含む金属の酸化物を用いることができ、
それらの酸化物膜は、目的、用途に応じて熱線遮蔽膜、
紫外線遮蔽膜、親水防曇膜、、防汚膜、電磁波遮蔽膜、
無反射膜、電波透過膜、導電膜、装飾膜等の機能を適宜
選択することができる。

【００１６】その内、ＴiＯ₂結晶を少なくとも含む光触
媒膜の場合には、紫外線により光励起され親水性、防曇
性、防汚性等の機能を発揮するので、特に車外側のガラ
ス面に被覆する必要がある。なお、ＴiＯ₂の他にその他
の酸化物としてＳiＯ₂、Ａl₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂、
ＣｅＯ₂等を含むこともでき、車両用の車外側ガラス面
に使用される耐久性を考えると、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、
ＺｒＯ₂を少なくとも１つ含む膜組成が好ましい。該Ｓ
ｉＯ₂は、酸化物膜の耐摩耗性を向上させ、ＺｒＯ₂は耐
アルカリ性や耐水性などの耐薬品性を向上させる働きが
あるためである。なお、ＺｒＯ₂を添加するに伴い耐ア
ルカリ性が向上する以外に、ＺｒＯ₂の添加が光触媒活
性を向上させるので好ましい。

【００１７】ＴｉＯ₂源としては、焼成後にＴｉＯ₂結晶
を含むものであればよく、特に、市販されているような
粉体状の光触媒用ＴｉＯ₂微粒子或いは薬液を用いるこ
とも可能であり、粉体状の光触媒用ＴｉＯ₂微粒子とし
ては、例えば、ＳＴ−０１、ＳＴ−２１（石原テクノ
製）、ＳＳＰ−２５、ＳＳＰ−２０（堺化学工業製）、
ＰＣ−１０１（チタン工業製）、スーパータイタニアＦ
−６、スーパータイタニアＦ−５（昭和タイタニウム
製）、ＤＮ−２２Ａ（古河機械金属製）などを用いるこ
とが可能である。また、光触媒用薬液としては、例え
ば、ＳＴＳ−０１、ＳＴＳ−０２（石原テクノ製）、Ｐ
Ｃ−２０１（チタン工業製）Ａ−６、Ｍ−６（多木化学
製）などを用いることも可能であり、さらに、光触媒用
ＴｉＯ₂微粒子とシリカ原料との混合物であるＳＴ−Ｋ
０１、ＳＴ−Ｋ０３（石原テクノ製）なども用いること
ができる。

【００１８】また、その他の酸化物用原料としては、例
えばＳｉＯ₂原料の場合には、焼成後に酸化ケイ素を生
成するものであればよく、例えば、テトラメトキシシラ
ンやテトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシランなどのアルコキシシラン
や、それらの加水分解物や重縮合物およびアセチルアセ
トンなどの安定化剤で安定化したもの、さらに市販のシ
リカ薬液、例えばコルコートＰ（コルコート製）、ＭＳ
Ｈ２（三菱化学製）、ＣＳＧ−ＤＩ−０６００（チッソ
製）などを用いることが出来、その他の酸化物用用原料
についても、前記ＴｉＯ₂或いはＳｉＯ₂と同様に金属ア
ルコキシドやそれらの加水分解物や重縮合物およびアセ
チルアセトンなどの安定化剤で安定化したもの等、さら
に市販の薬液等適宜目的に応じて用いることができる。
なお、アルコキシド類を用いた場合には、その加水分解
触媒としての塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸が主に添加さ
れる。

【００１９】コーティング溶液中にはさらに溶媒を含ん
でおり、該溶媒としては、アルコキシドや金属塩を溶解
することが出来る、例えば、メタノール、イソプロピル
アルコール、エタノールなどのアルコール類やエチレン
グリコールオリゴマー、ポリエチレングリコール、プロ
ピレングリコールオリゴマー、ヘキシレングリコールな
どのジオール類、水、また、セロソルブ、カルビトール
類等も用いることが可能である。なお、塗布液中には、
例えば増粘剤等他の原料が含まれていても差し支えな
い。

【００２０】酸化物膜の成膜方法としては、特に限定さ
れるものではないが、ディップコート法、スピンコート
法、ロールコート法、バーコート法、スプレーコート
法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法等の一般的な成
膜方法で成膜することができる。印刷法で成膜する場合
は、ガラス周縁の外周部分等をマスキングする必要はな
いが、それ以外の湿式法で成膜する場合は、成膜しない
部分を予めマスキングフィルム或いはＵＶ硬化樹脂等に
よりマスキングする必要がある。

【００２１】成膜された膜は、最終的に５６０℃〜７０
０℃の温度で焼成し、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、
Ｔａ等の少なくとも１種以上よりなる金属酸化物よりな
る機能性膜をガラス面に強固に固着させ、耐摩耗性、化
学的耐久性等の実用に必要な耐久性等を付与するように
する。

【００２２】酸化物膜の膜厚が５０ｎｍ〜１０００ｎｍ
であれば、例えば、光触媒膜の場合には形成された光触
媒膜は光触媒活性と高い耐久性を保有するが、より好ま
しくは膜厚を５０ｎｍ〜５００ｎｍにすることにより、
１回の成膜で良好な透光性とさらに高い耐久性を有する
酸化物膜が得られるので、より好ましい。

【００２３】ガラスとしては、通常用いられるソーダラ
イムシリケート組成が一般的であり、クリアやそれ以外
のブルーやグレー、ブロンズ、グリーンなどのガラス組
成自体に着色した着色ガラス、車内側ガラス面に蒸着や
スパッタ、プリントなどのコートで金属膜・金属線条や
酸化物膜、樹脂膜などの膜を付けること、エッチングや
サンドブラストなどで車内側ガラス面を加工することな
どの各種加工やそれらを組合せることは構わない。ガラ
スの厚さは、車輌用の場合２〜５ｍｍが一般的に用いら
れるが、これに限定するものではない。なお、本発明の
酸化物膜付き車両用窓ガラスは、フロント窓ガラス、リ
ヤ窓ガラス、サイド窓ガラス用として親水性、防曇性、
防汚性等の機能を充分に発揮できるので好適であるが、
その他の部位の窓ガラスにも用いることもできる。ま
た、本発明の酸化物膜付き車両用窓ガラスは、場合によ
っては平板でも差し支えなく、さらに場合によっては強
化加工されてなくてもよい。

【００２４】なお、車内側ガラス面の外周部分に、防曇
線条やアンテナ線条の端子取り出し部およびガラスを車
体に取りつける取り付け部を遮蔽するための濃色着色膜
を形成する場合には、車外側ガラス面の外周部分の酸化
物膜を形成しない領域と、その領域に対向する車内側ガ
ラス面の外周部分の領域に該濃色着色膜を形成すること
が外観上特に好ましい。車外側ガラス面に形成する光触
媒膜等の酸化物膜の可視光反射率や外観の色調がガラス
基板の色調と異なる場合には、車外側ガラス面の酸化物
を形成しない外周部分の領域と車内側ガラス面の外周部
分の濃色着色膜の領域とが一部重なると、濃色着色膜を
車外面から見た場合に本来の色調と異なった色調に見え
てしまい外観が悪くなり、また前記外周部分の両領域が
重ならずに間隙が空いている場合には、機能上或いは外
観上好ましくない場合も生じる。また、車内側ガラス面
の濃色着色膜が形成されていない中心領域に、アンテナ
線条及び／又は導電線条等が形成されていても差し支え
ない。

【００２５】本発明の酸化物膜付き車両用窓ガラスは、
酸化物膜としてチタニア結晶を含む光触媒膜を用いて光
触媒機能を持たせることにより、太陽光や蛍光灯などに
含まれる紫外線が照射されると光触媒効果により被膜表
面に付着した有機物を分解し、被膜の表面を清浄に保つ
作用（酸化分解型反応と呼ばれる）を示すとともに、Ｔ
ｉＯ₂表面も親水化（超親水性型反応と呼ばれる）され
る。この現象により、雨天時の視認性を向上させる働き
を有するので特に好ましい。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。但し、本発明はこれらの実施例により限定されるも
のではない。なお、得られた車両用窓ガラスについて、
下記の評価を行った〔評価方法〕反射歪み黒色ボードに白線で書いたゼブラパターンを用意し、ガ
ラスの車外側にゼブラパターンを反射させる。評価は、
酸化物膜が成膜されていない所望の形状のガラスと同じ
歪みのものを合格（○）、準良品（△）、不合格（×）
とした。

【００２７】曲率所望の形状をかたどった検査台にガラスを載置し、ガラ
スの周囲と検査台との隙間（形状のずれ）を測定した。
評価は、形状のずれが２ｍｍ以内を合格（○）、２ｍｍ
を超えるものについては不合格とした。

【００２８】（実施例１）下記に示す工程により酸化物
よりなる光触媒膜付き車両用ガラスを製造した。

【００２９】光触媒膜形成用コーティング溶液の調製被膜薬液のＺｒＯ₂源にＺｒＯＣｌ₂（キシダ化学製）、
ＳｉＯ₂源にＣＳＧ−ＤＩ−０６００（チッソ製）、Ｔ
ｉＯ₂微粒子源とＳｉＯ₂源にＳＴ−Ｋ０１（ＴｉＯ₂：
ＳｉＯ₂＝８：２重量比、石原テクノ製）を用いて、溶
媒にエタノール（キシダ化学製）と１−メトキシ−２−
プロパノール（キシダ化学製）を用いて、光触媒膜の酸
化物成分比が１０ＺｒＯ₂・４０ＳｉＯ₂・５０ＴｉＯ₂
（ｗｔ％）になるよう調合した。

【００３０】ガラス面への塗布水と洗剤とセリアとでよく洗浄した１０００ｍｍ×１８
００ｍｍ×３．５ｍｍ（厚み）のフロートガラス板（グ
リーン色）を素板ガラスとした。次いで、下記で述べ
る切断後の最終ガラスの車外側ガラス面の外周部分に相
当する部分（後述する図１，２で示す外周部分４に相
当、一番狭い箇所で４０ｍｍ幅、一番広い箇所で７０ｍ
ｍ幅））及び車内側ガラス面となる全面をマスキングテ
ープによりマスキングし、ディップコート法により前記
で調製した被膜薬液を用いてコートし光触媒膜を成膜
した。なお、マスキングテープは成膜直後に除去した。

【００３１】車両用窓ガラスの形成車外側ガラス面に光触媒膜を成膜したガラスサンプル
を、ガラス温度で６００℃で５分間仮焼成した後、所定
形状にガラスを切断及びガラス端面のシーミングを行っ
た。続いて、スクリーン印刷法により、車内側ガラス面
の外周部分（後述する図１，２で示す１２の部分）に所
望のデザインを有する黒色セラミック膜（黒色の濃色着
色膜）を形成した。黒色セラミック膜は、Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｃｕ元素で構成されたスピネル顔料を含むホウケイ酸鉛
フリット含有ペーストを成膜した。さらに、銀ペースト
を用いスクリーン印刷法により所望のパターンの熱線、
アンテナ線を車内側ガラス面の中央部に形成した。次い
で、６５０℃で光触媒膜の焼成とガラスの曲げ／強化加
工を同時に行うことにより、酸化物膜、黒色セラミック
膜、熱線、アンテナ線を焼結しガラス面に固着させ、膜
厚が２００ｎｍの光触媒膜（１０ＺｒＯ₂・４０ＳｉＯ₂
・５０ＴｉＯ ₂（ｗｔ％））で被膜されたバックウイン
ドウ用車輌用窓ガラスを得た。

【００３２】得られた酸化物膜付き車両用窓ガラスは、
図１（車外側から見た車両用窓ガラスの一部平面図）お
よび図２（車両用窓ガラスの断面図）に示すように、車
輌用窓ガラス１は、車外側ガラス面２のガラス周縁３よ
り所定の外周部分４（一番狭い箇所でガラス周縁より４
０ｍｍ幅、一番広い箇所で７０ｍｍ幅）を除く中心領域
に光触媒膜５が形成されているとともに、車内側ガラス
面１１のガラス周縁３より外周部分４に相当する外周部
分には黒色の濃色着色膜１２が形成されるとともに中心
部には熱線１３がプリントされている。

【００３３】得られた酸化物膜付き車両用窓ガラスを前
記に示す方法で評価した結果、表１に示すように、サン
プルは所望の反射歪みと曲率を有していた。また、親水
性、防汚性に必要な光触媒性能も満たしていた。

【００３４】

【表１】

【００３５】（実施例２）図３（車両用窓ガラスの断面
図）に示すように、車外側ガラス面２に形成する光触媒
膜５を、ガラス周縁３より１５ｍｍ幅の外周部分４を除
く中心領域とした以外は実施例１と同様に行った。結
果、表１に示すように、サンプルは所望の反射歪みと曲
率を有していた。また、性能については、車両用の窓ガ
ラス（膜側が車外側）に使用できるほど高い耐久性を有
していた。

【００３６】（実施例３）被膜形成領域を、最終的に窓
ガラスとなる所定の形状のガラス周縁より１０ｍｍ幅の
外周部分を除く中心領域とした以外は実施例１と同様に
行った。結果、表１に示すように、曲率は合格であった
が、反射歪みは実施例１，２と比較して少し悪かった。

【００３７】（比較例１）被膜形成領域を車外側ガラス
の車外面全面とした以外は実施例１と同様に行った。結
果、表１に示すように、反射歪み、曲率共に不合格であ
った。

【００３８】

【発明の効果】本発明の酸化物膜付き車両用窓ガラス
は、車外面に光触媒等の機能性膜を形成する場合に、膜
収縮による形状不良、反射歪みを起こすことなく、外観
に優れた所望の形状の窓ガラスを得ることができるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１により得られた車両用窓ガラスの一部
平面図

【図２】実施例１により得られた車両用窓ガラスの断面
図

【図３】実施例２により得られた車両用窓ガラスの断面
図

【符号の説明】

１車輌用窓ガラス２車外側ガラス面３ガラス周縁４外周部分５光触媒膜１１車内側ガラス面１２濃色着色膜１３熱線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本秀樹三重県松阪市大口町1510 セントラル硝子株式会社硝子研究所内 (72)発明者西田佳弘三重県松阪市大口町1510 セントラル硝子株式会社硝子研究所内Ｆターム(参考） 4G015 AA03 AB01 4G059 AA01 AB05 AB19 AC21 AC22 EA04 EB05 4G069 AA03 AA08 AA09 BA02B BA02C BA04A BA04B BA04C BA05B BA05C BA48A BA48C CA01 CA07 CA10 CA11 DA06 EA08 FA03 FB23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車外側ガラス面のガラス周縁より所定幅の
外周部分を除く領域に酸化物膜を形成し、該所定幅の外
周部分を酸化物膜の加熱焼成による収縮力の非影響部と
したことを特徴とする酸化物膜付き車両用窓ガラス。
【請求項２】酸化物膜はチタニア結晶を含む光触媒膜よ
りなり、親水性能及び／又は防汚性能を有することを特
徴とする請求項１記載の酸化物膜付き車両用窓ガラス。
【請求項３】車輌用窓ガラスは、曲げ及び／又は強化加
工が施されてなることを特徴とする請求項１又は２記載
の酸化物膜付き車両用窓ガラス。
【請求項４】下記の工程により所望のガラス曲率形状を
有する酸化物膜付き車両用窓ガラスを製造する際のガラ
ス周縁部への膜の収縮力による曲率不良を防止すること
を特徴とする酸化物膜付き車両用窓ガラスの製造方法。（１）車両用窓ガラスの車外側ガラス面の周縁より所定
幅の外周部分を除く領域に、酸化物膜形成用コーティン
グ溶液を塗布し成膜する工程、（２）酸化物膜を成膜し
たガラスを加熱焼成することにより酸化物膜を形成する
工程。
【請求項５】成膜した酸化物膜を加熱焼成すると同時
に、ガラスの曲げ加工を行うことを特徴とする請求項４
記載の酸化物被膜付き車両用窓ガラスの製造方法。
【請求項６】酸化物膜を成膜したのち、加熱焼成する前
に加熱焼成する温度より低い温度である３００℃〜６２
０℃の温度で仮焼成することを特徴とする請求項４又は
５記載の酸化物被膜付き車両用窓ガラスの製造方法。