JP2004051466A - 断熱合わせガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】熱線反射フィルムを用いた断熱合わせガラスにおいて、好適な構成を提案する。
【解決手段】第１ガラス板／中間膜部／第２ガラス板が積層されてなる合わせガラスであって、前記中間膜部は、第１中間膜／熱線反射フィルム／第２中間膜が積層されてなり、前記熱線反射フィルムは、屈折率が異なる２種類のポリマー薄膜を多数積層した光学干渉多層膜であり、前記第１ガラス板はクリアガラスであり、前記第２ガラス板は熱線吸収機能を有するガラスであって、前記第１ガラス面に垂直に入射する日射光に対して、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が４８％以下であり、日射反射率が少なくとも１０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【選択図】 図１
【解決手段】第１ガラス板／中間膜部／第２ガラス板が積層されてなる合わせガラスであって、前記中間膜部は、第１中間膜／熱線反射フィルム／第２中間膜が積層されてなり、前記熱線反射フィルムは、屈折率が異なる２種類のポリマー薄膜を多数積層した光学干渉多層膜であり、前記第１ガラス板はクリアガラスであり、前記第２ガラス板は熱線吸収機能を有するガラスであって、前記第１ガラス面に垂直に入射する日射光に対して、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が４８％以下であり、日射反射率が少なくとも１０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物や車両の窓ガラスとして用いられる断熱合わせガラスに関する。特に、熱線反射フィルムを用いた断熱合わせガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
（社）自動車技術会 学術講演会前刷集 Ｎｏ．９６−００，ｐ１７−ｐ２１（以下、文献１という）には、「金属を含まない熱線反射フィルム」に関する発表の要旨が記載されている。そのなかに、金属を含まないポリマーで構成される熱線反射フィルム（Ｓｏｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ）を用いた合わせガラスが示されている。その構成は、ガラス板／ＰＶＢ１／ＳＲＦ／ＰＶＢ２／ガラス板である（ＰＶＢ：ポリビニルブチラール）。またその性能は、以下に示す表１のように記されている。
【０００３】
【表１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の熱線反射フィルムを用いた合わせガラスでは、熱線反射フィルムとガラス板の日射遮蔽性能がよくないので、表１に示したように合わせガラス全体としてもクリア／グリーン構成については日射透過率が大きい、また、グリーン／グリーン構成については日射反射率が小さいため、日射遮蔽性能が十分でないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、上述のような状況を鑑みなされたものであって、熱線反射フィルムを用いた断熱合わせガラスの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載の発明として、
第１ガラス板／中間膜部／第２ガラス板が積層されてなる合わせガラスであって、
前記中間膜部は、第１中間膜／熱線反射フィルム／第２中間膜が積層されてなり、
前記熱線反射フィルムは、屈折率が異なる２種類のポリマー薄膜を多数積層した光学干渉多層膜であり、
前記第１ガラス板はクリアガラスであり、前記第２ガラス板は熱線吸収機能を有するガラスであって、前記第１ガラス面に垂直に入射する日射光に対して、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が４８％以下であり、日射反射率が少なくとも１０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【０００７】
請求項２に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
０．５〜 １％、
ＣｅＯ２ ０．８〜 ２％、
および
ＴｉＯ２ ０〜０．５％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【０００８】
請求項３に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
１〜１．７％、
ＮｉＯ ０．００１〜０．０５％、
および
ＣｏＯ ０〜０．０２％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【０００９】
請求項４に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が６０％以下であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【００１０】
請求項５に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記熱線反射フィルムが一部切り欠かれた領域を有することを特徴とする断熱合わせガラスである。
【００１１】
請求項６に記載の発明として、
請求項１〜５に記載の断熱合わせガラスを、前記第１ガラスを車外側に、前記第２ガラスを車内側に配置して、窓開口部に装着したことを特徴とする車両窓構造である。
【００１２】
本発明による断熱合わせガラスは、上述した文献１に示された構成の合わせガラスと同様に、その中間膜層は２枚の中間膜で反射フィルムを挟み込んだ構造を有している。
【００１３】
本発明に使用する熱線反射フィルムは、金属を含まずポリマー１００％で構成される熱線反射フィルムである。詳しくは、屈折率が異なる２種類のポリマー薄膜を多数積層した光学干渉多層膜であり、具体的には、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）を交互に多数枚積層し、光学干渉を利用して熱線を反射するものである（例えば、米国特許第６０４９４１９公報、参照のこと）。
【００１４】
この反射フィルムは高い可視光線透過率を有するため、種々の可視光線透過率を有するガラス板を組み合わせて、合わせガラスを構成することが可能となる。
【００１５】
この反射フィルムの特性を有効に作用させるには、日射エネルギーをできるだけ車外側に反射させるために、車外側には吸収の少ないガラス板を配置し、また反射フィルムを通過した日射エネルギーの車内側への放射を抑えるために、車内側ガラスに熱線吸収機能を有したガラス板を配置することが必要である。
【００１６】
上述の文献１には、例としてクリア／グリーンおよびグリーン／グリーンの組み合わせによる特性が示されている（表１）。
【００１７】
表１にあるように、車外側ガラスにクリアガラスを配置することで、日射反射率（Ｒｅ）が大きく、反射性能が高まっていることが示されている。一方、クリアガラスを用いると、日射透過率（Ｔｅ）は大きくなってしまう。
【００１８】
合わせガラス全体として、日射エネルギーの車内への進入を防ぐためには、透過するエネルギーを抑えながら、一旦ガラスに吸収されて車内側に放射されるエネルギーも減じる必要がある。
【００１９】
そこで本発明は、反射フィルムにて反射させた後の日射光のエネルギーを、熱線吸収機能を有する第２ガラス板で吸収させて、車内側に放射されるエネルギーを抑えることによって、熱遮蔽性に優れる断熱合わせガラスを提供するものである。
【００２０】
自動車用の熱線吸収ガラスとしては、グリーンガラス板またはＵＶグリーンガラス板が、広く使用されている。
【００２１】
熱線吸収能の大きいガラス板とするには、従来の熱線吸収ガラスの板厚の厚みを大きくしてもよいし、熱線吸収能を高めた別種類のガラス板を用いてもよい。
【００２２】
熱線吸収能を大きくするためには、ガラス中に導入された酸化鉄のうち酸化第一鉄（ＦｅＯ）の絶対量を増加させればよいことが知られており、過去に提案された熱線吸収ガラスのほとんどはこの方法を採用している。
【００２３】
熱線吸収能の大きいガラス板としては、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
０．５〜 １％、
ＣｅＯ２ ０．８〜 ２％、
および
ＴｉＯ２ ０〜０．５％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であるガラス組成を有していることが好ましい。
【００２４】
また、熱線吸収能の大きい別の組成のガラス板としては、質量％で表示して、ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
１〜１．７％、
ＮｉＯ ０．００１〜０．０５％、
および
ＣｏＯ ０〜０．０２％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であるガラス組成を有していることが好ましい。
【００２５】
上述した２種類の紫外線赤外線吸収ガラスは、自動車用ガラスとして好ましくない黄色味を帯びさせることなく、緑色系の色調を有している。また、可視光透過率も中程度以上の透過率を有するため、合わせガラスとしてクリアガラスと組み合わせることで十分な可視光線透過率を維持することができる。
【００２６】
本発明では、第２ガラス板を熱線吸収能の大きいガラス板とすることによって、熱遮蔽性に優れる断熱合わせガラスを提供するものである。このため、可視光線および赤外線領域の透過率を減じることができる。
【００２７】
一方、近年、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）化に伴い、自動車ならびに車両においてもガラス越しに情報のコミュニケーションを行うシステムやセンサが数多く取り付けられるようになった。
【００２８】
これらセンサーの中には、光ビーコンやレインセンサのように赤外線領域の波長を利用したものもある。
【００２９】
ところで、本発明の断熱合わせガラスでは、可視光および赤外光の透過率を減じているので、これら光学式通信機器または光学式検出装置の検出感度を低下させる畏れがある。
【００３０】
そこで、本発明では、光学式通信機器または光学式検出装置などの光学機器が設けられる領域、すなわち前記光学機器の受光部および発光部の通信領域において、前記熱線反射フィルムを切り欠いて、設けないようにしたことを特徴とする断熱合わせガラスである。
【００３１】
なお、熱線反射フィルムを設けないようにする手段としては、該当する領域のフィルムをガラスを貼り合わせする前にカッティングしておくとよい。
【００３２】
また本発明に用いる熱線反射フィルムは、光学干渉を利用した光学多層膜である。この熱線反射フィルムを用いた合わせ断熱ガラスでは、熱線反射フィルムを用いない合わせガラスに比べ、曇価を示すヘイズ率が高くなる問題があった。
【００３３】
そこで本発明では、第２ガラス板に熱線吸収機能の高めたガラス板を用いることによって、このヘイズ率を低減できる効果を見出した。
【００３４】
ヘイズ率の測定には、スガ試験機株式会社製 ＨＧＭ−３ＤＰを使用した。ヘイズ率の計算式は次の通りであり、計算式の演算は全て試験機内のマイコンで行われる。
【００３５】
【数１】
ヘイズ（曇価）：Ｈ（％）＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００
【数２】
拡散透過率：Ｔｄ（％）＝｛Ｔ４−Ｔ３×（Ｔ２−Ｔ１）｝／Ｔ１×１００
【数３】
平行光線透過率：Ｔｐ（％）＝Ｔｔ−ｔｄ
【数４】
全光線透過率：Ｔｔ（％）＝Ｔ２／Ｔ１×１００
【００３６】
ここで、Ｔ１：入射光線（試料なし、標準板セット）、Ｔ２：全光線透過率（試料あり、標準板セット）、Ｔ３：装置の拡散光（試料なし、暗箱セット）、Ｔ４：拡散透過光（試料あり、暗箱セット）、である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
（基本構成）
本発明による断熱合わせガラスの基本構成は、以下のようである。すなわち、第１（車外側）ガラス板（２．１ｍｍ）上に、通常の中間膜（０．３８ｍｍ）、熱線反射フィルム（０．０５ｍｍ）、通常の中間膜（０．３８ｍｍ）、第２（車内側）ガラス板（２．１ｍｍ）を重ね合わせ、仮接着した後、１４０℃、１３７２．９ｋＰａ（＝１４ｋｇ・ｆ／ｃｍ２）でオートクレーブによる本接着し、断熱合わせガラスを得た（図１参照）。
【００３８】
本発明に使用した熱線吸収の大きいガラス板の基礎ガラス組成と、着色成分であるＴｉＯ２濃度、ＣｅＯ２濃度、ＣｏＯ濃度、ＮｉＯ濃度、Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３濃度、ＦｅＯ（Ｆｅ２Ｏ３換算）／Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３比および板厚と、そのときの光学データ（可視光線透過率（ＹＡ）、日射透過率（ＴＧ））を表２に示す。
【００３９】
また参考として、従来使用されている自動車用熱線吸収ガラスであるグリーンガラス、ＵＶグリーンガラス、および本発明に使用したクリアガラスの基礎ガラス組成、ならびに着色成分であるＴｉＯ２濃度、ＣｅＯ２濃度、Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３濃度、ＦｅＯ（Ｆｅ２Ｏ３換算）／Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３比、および板厚とそのときの光学データ（可視光線透過率（ＹＡ）、日射透過率（ＴＧ））を表３に示す。
【００４０】
【表２】
（熱線吸収ガラス）
【００４１】
【表３】
（参考）
【００４２】
本発明による各実施例、および各比較例におけるガラス構成を表４に示す。表４にある熱線吸収ガラスには、それぞれ表２にある熱線吸収ガラス板を用いている。また、比較例としてクリアガラス／ＵＶグリーンガラスの間に熱線反射フィルムを挟み込んだ場合と、ＵＶグリーン／ＵＶグリーンガラスの間に熱線反射フィルムを挟み込んだ例を併せて示す。
【００４３】
【表４】
（ガラス板の組み合わせ）
【００４４】
表４の構成により作製した断熱合わせガラスの光学性能を表５に示す。
【００４５】
【表５】
（光学性能）
【００４６】
実施例１と比較例１は、同じ組成のＵＶグリーンガラスを車内側ガラス板に用いた場合で、比較例１では板厚が２．１ｍｍ、実施例１では板厚が３．０ｍｍと大きくした例である。
【００４７】
実施例１と比較例１の比較から、板厚を大きくした実施例１では日射透過率は小さくなり、また、日射反射率は大きい値を維持される。このため、車外側からの日射光に対して、ガラス部分を透過する直達入射による熱量とガラスに吸収されて車内側に伝達される熱量の和である日射熱取得率（ＪＩＳ Ｒ ３１０６における夏期条件）は小さな値となり、日射遮蔽性に優れていることがわかった。なお比較例１の光学データは、文献１に記されているクリア／グリーン構成の光学データにほぼ匹敵していた。
【００４８】
実施例２は、比較例１で用いたＵＶグリーンガラスよりも熱線吸収能の大きい全鉄量（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）の割合を高めたガラスを車内側ガラス板に用いた例である。このとき、ガラスの板厚は２．１ｍｍであった。
【００４９】
実施例２では、熱線吸収能の高いガラスを車内側に用いたため、比較例１に比べ、日射透過率は小さく、また、日射反射率は大きくなる。このため、日射熱取得率は小さい値となり、日射遮熱性に優れることがわかった。
【００５０】
実施例３〜４は、実施例２で用いた同じガラス組成の熱線吸収ガラスを用いた例で、板厚を３．０ｍｍおよび３．４ｍｍと大きくしたときの例である。
【００５１】
この場合も、板厚が大きくなると、日射透過率は小さくなり、また、日射反射率は大きい値を維持されるため、日射熱取得率は小さな値となり、日射遮蔽性に優れていることがわかった。
【００５２】
実施例５は熱線吸収ガラスとして、熱線吸収能の大きいＮｉＯおよびＣｏＯを微量添加したガラスを用いた例である。
【００５３】
実施例５の場合も日射透過率は小さく、また、日射反射率は大きい値を維持されるため、日射透過率は小さな値となり、日射遮蔽性に非常に優れていることがわかった。
【００５４】
比較例２は、熱線吸収ガラスであるＵＶグリーンガラスを車外側、車内側の両方に用いた例である。
【００５５】
比較例２では、日射透過率は４１．０％と小さな値を示す。しかしながら、これは、熱線吸収ガラスを車内側のみならず車外側にも適応したことによる吸収効果によるものであり、この構成では熱線反射フィルムの反射効果が十分に発揮されない。このため、日射反射率は９．５％と小さく、日射熱取得率は実施例１〜５の何れの例よりも大きい値となり、日射遮蔽性に乏しいものであった。
なお比較例２の光学データは、文献１に記されているグリーン／グリーン構成の光学データにほぼ匹敵していた。
【００５６】
また、本発明の断熱合わせガラスを自動車用ガラスに適応することを考えた場合、例えばウインドシールドガラスでは、可視光線透過率を７０％以上に確保する必要がある。この場合、実施例１〜実施例４のガラス構成では可視光線透過率が７０％を超えており、好適である。
【００５７】
一方、実施例５に示した断熱合わせガラスでは、可視光線透過率に規制のない部位について適応が可能である。
【００５８】
表４の構成で作製した合わせガラスのうち、実施例３〜５および比較例１、比較例２についてヘイズ率を測定した。ヘイズ率の測定はスガ試験機株式会社製 ＨＧＭ−３ＤＰを使用し、測定前にはサンプルをアルコールで十分に清浄にした。
【００５９】
ヘイズ率の測定結果を表６に示す。実施例３〜５、比較例１，２はそれぞれ表４の条件で作製したサンプルである。
【００６０】
【表５】
【００６１】
比較例１または比較例２ではヘイズ率は０．５〜０．６％と高い数値を示したのに対し、実施例３〜５ではヘイズ率は低減されていた。
【００６２】
これは、吸収能の高いガラス板を用いることによって、拡散透過光（Ｔ４）が吸収により小さくなり、拡散透過率（Ｔｄ）が小さい値となる。このことにより、ヘイズ率は小さくなると考えられ、実施例５ではヘイズ率０．２％と熱反フィルムを挟まない通常ガラスと同等のヘイズ率が得られた。
【００６３】
（実施例６）
実施例６は、請求項５の発明に対応する実施例である。実施例６は、上述した基本構成と基本的に同様にして作製した断熱合わせガラスであって、熱線反射フィルムの一部を予め切り欠いたものである（図２）。さらに切り欠き部の第２ガラス板の後方には、光学機器が設けてある。熱線反射フィルムを切り欠いた部分３１は、中間膜、熱線反射フィルム、中間膜を重ねて貼り合せする際に、該当部分のフィルムのみをカッター等でカッティングしておけばよい。なお、熱線反射フィルムは０．０５ｍｍと薄いので、フィルムの切り欠いた部分には特に何もしなくても、合わせガラスとすることができる。
【００６４】
このような構成により、この断熱合わせガラスにおいて、可視光および赤外光の透過に対して悪影響を及ぼすことが少ないので、これら光学式通信機器または光学式検出装置などの光学機器の検出感度を低下させることがない。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳細に説明してきたように、本発明による断熱合わせガラスは、第１ガラス板／中間膜部／第２ガラス板が積層されており、前記中間膜部は、第１中間膜／熱線反射フィルム／第２中間膜が積層された構成とした。
【００６６】
その結果、反射フィルムにて反射させた後の日射光のエネルギーを、熱線吸収機能を有するガラス板で吸収させて、車内側に放射されるエネルギーを抑えることができた。つまり本発明による断熱合わせガラスは、日射透過率は小さく、また日射熱取得率も小さな値を示し、日射遮蔽性に優れていることがわかった。
【００６７】
また第２ガラス板に、吸収能の高いガラス板を用いると、拡散透過光（Ｔ４）が小さくなり、拡散透過率（Ｔｄ）も小さい値となる。このことにより、ヘイズ率を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による断熱合わせガラスの基本構成を示す図である。
【図２】請求項５にかかる断熱合わせガラスの基本構成を示す図である。
【符号の説明】
１：断熱合わせガラス、
１１：第１ガラス板、
１２：第２ガラス板、
２１：第１中間膜、
２２：第２中間膜、
３：熱線反射フィルム、
３１：熱線反射フィルムの切り欠き部、
４：光学機器、
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物や車両の窓ガラスとして用いられる断熱合わせガラスに関する。特に、熱線反射フィルムを用いた断熱合わせガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
（社）自動車技術会 学術講演会前刷集 Ｎｏ．９６−００，ｐ１７−ｐ２１（以下、文献１という）には、「金属を含まない熱線反射フィルム」に関する発表の要旨が記載されている。そのなかに、金属を含まないポリマーで構成される熱線反射フィルム（Ｓｏｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ）を用いた合わせガラスが示されている。その構成は、ガラス板／ＰＶＢ１／ＳＲＦ／ＰＶＢ２／ガラス板である（ＰＶＢ：ポリビニルブチラール）。またその性能は、以下に示す表１のように記されている。
【０００３】
【表１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の熱線反射フィルムを用いた合わせガラスでは、熱線反射フィルムとガラス板の日射遮蔽性能がよくないので、表１に示したように合わせガラス全体としてもクリア／グリーン構成については日射透過率が大きい、また、グリーン／グリーン構成については日射反射率が小さいため、日射遮蔽性能が十分でないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、上述のような状況を鑑みなされたものであって、熱線反射フィルムを用いた断熱合わせガラスの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載の発明として、
第１ガラス板／中間膜部／第２ガラス板が積層されてなる合わせガラスであって、
前記中間膜部は、第１中間膜／熱線反射フィルム／第２中間膜が積層されてなり、
前記熱線反射フィルムは、屈折率が異なる２種類のポリマー薄膜を多数積層した光学干渉多層膜であり、
前記第１ガラス板はクリアガラスであり、前記第２ガラス板は熱線吸収機能を有するガラスであって、前記第１ガラス面に垂直に入射する日射光に対して、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が４８％以下であり、日射反射率が少なくとも１０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【０００７】
請求項２に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
０．５〜 １％、
ＣｅＯ２ ０．８〜 ２％、
および
ＴｉＯ２ ０〜０．５％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【０００８】
請求項３に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
１〜１．７％、
ＮｉＯ ０．００１〜０．０５％、
および
ＣｏＯ ０〜０．０２％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【０００９】
請求項４に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が６０％以下であることを特徴とする断熱合わせガラスである。
【００１０】
請求項５に記載の発明として、
請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記熱線反射フィルムが一部切り欠かれた領域を有することを特徴とする断熱合わせガラスである。
【００１１】
請求項６に記載の発明として、
請求項１〜５に記載の断熱合わせガラスを、前記第１ガラスを車外側に、前記第２ガラスを車内側に配置して、窓開口部に装着したことを特徴とする車両窓構造である。
【００１２】
本発明による断熱合わせガラスは、上述した文献１に示された構成の合わせガラスと同様に、その中間膜層は２枚の中間膜で反射フィルムを挟み込んだ構造を有している。
【００１３】
本発明に使用する熱線反射フィルムは、金属を含まずポリマー１００％で構成される熱線反射フィルムである。詳しくは、屈折率が異なる２種類のポリマー薄膜を多数積層した光学干渉多層膜であり、具体的には、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）とポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）を交互に多数枚積層し、光学干渉を利用して熱線を反射するものである（例えば、米国特許第６０４９４１９公報、参照のこと）。
【００１４】
この反射フィルムは高い可視光線透過率を有するため、種々の可視光線透過率を有するガラス板を組み合わせて、合わせガラスを構成することが可能となる。
【００１５】
この反射フィルムの特性を有効に作用させるには、日射エネルギーをできるだけ車外側に反射させるために、車外側には吸収の少ないガラス板を配置し、また反射フィルムを通過した日射エネルギーの車内側への放射を抑えるために、車内側ガラスに熱線吸収機能を有したガラス板を配置することが必要である。
【００１６】
上述の文献１には、例としてクリア／グリーンおよびグリーン／グリーンの組み合わせによる特性が示されている（表１）。
【００１７】
表１にあるように、車外側ガラスにクリアガラスを配置することで、日射反射率（Ｒｅ）が大きく、反射性能が高まっていることが示されている。一方、クリアガラスを用いると、日射透過率（Ｔｅ）は大きくなってしまう。
【００１８】
合わせガラス全体として、日射エネルギーの車内への進入を防ぐためには、透過するエネルギーを抑えながら、一旦ガラスに吸収されて車内側に放射されるエネルギーも減じる必要がある。
【００１９】
そこで本発明は、反射フィルムにて反射させた後の日射光のエネルギーを、熱線吸収機能を有する第２ガラス板で吸収させて、車内側に放射されるエネルギーを抑えることによって、熱遮蔽性に優れる断熱合わせガラスを提供するものである。
【００２０】
自動車用の熱線吸収ガラスとしては、グリーンガラス板またはＵＶグリーンガラス板が、広く使用されている。
【００２１】
熱線吸収能の大きいガラス板とするには、従来の熱線吸収ガラスの板厚の厚みを大きくしてもよいし、熱線吸収能を高めた別種類のガラス板を用いてもよい。
【００２２】
熱線吸収能を大きくするためには、ガラス中に導入された酸化鉄のうち酸化第一鉄（ＦｅＯ）の絶対量を増加させればよいことが知られており、過去に提案された熱線吸収ガラスのほとんどはこの方法を採用している。
【００２３】
熱線吸収能の大きいガラス板としては、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
０．５〜 １％、
ＣｅＯ２ ０．８〜 ２％、
および
ＴｉＯ２ ０〜０．５％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であるガラス組成を有していることが好ましい。
【００２４】
また、熱線吸収能の大きい別の組成のガラス板としては、質量％で表示して、ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
１〜１．７％、
ＮｉＯ ０．００１〜０．０５％、
および
ＣｏＯ ０〜０．０２％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であるガラス組成を有していることが好ましい。
【００２５】
上述した２種類の紫外線赤外線吸収ガラスは、自動車用ガラスとして好ましくない黄色味を帯びさせることなく、緑色系の色調を有している。また、可視光透過率も中程度以上の透過率を有するため、合わせガラスとしてクリアガラスと組み合わせることで十分な可視光線透過率を維持することができる。
【００２６】
本発明では、第２ガラス板を熱線吸収能の大きいガラス板とすることによって、熱遮蔽性に優れる断熱合わせガラスを提供するものである。このため、可視光線および赤外線領域の透過率を減じることができる。
【００２７】
一方、近年、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）化に伴い、自動車ならびに車両においてもガラス越しに情報のコミュニケーションを行うシステムやセンサが数多く取り付けられるようになった。
【００２８】
これらセンサーの中には、光ビーコンやレインセンサのように赤外線領域の波長を利用したものもある。
【００２９】
ところで、本発明の断熱合わせガラスでは、可視光および赤外光の透過率を減じているので、これら光学式通信機器または光学式検出装置の検出感度を低下させる畏れがある。
【００３０】
そこで、本発明では、光学式通信機器または光学式検出装置などの光学機器が設けられる領域、すなわち前記光学機器の受光部および発光部の通信領域において、前記熱線反射フィルムを切り欠いて、設けないようにしたことを特徴とする断熱合わせガラスである。
【００３１】
なお、熱線反射フィルムを設けないようにする手段としては、該当する領域のフィルムをガラスを貼り合わせする前にカッティングしておくとよい。
【００３２】
また本発明に用いる熱線反射フィルムは、光学干渉を利用した光学多層膜である。この熱線反射フィルムを用いた合わせ断熱ガラスでは、熱線反射フィルムを用いない合わせガラスに比べ、曇価を示すヘイズ率が高くなる問題があった。
【００３３】
そこで本発明では、第２ガラス板に熱線吸収機能の高めたガラス板を用いることによって、このヘイズ率を低減できる効果を見出した。
【００３４】
ヘイズ率の測定には、スガ試験機株式会社製 ＨＧＭ−３ＤＰを使用した。ヘイズ率の計算式は次の通りであり、計算式の演算は全て試験機内のマイコンで行われる。
【００３５】
【数１】
ヘイズ（曇価）：Ｈ（％）＝Ｔｄ／Ｔｔ×１００
【数２】
拡散透過率：Ｔｄ（％）＝｛Ｔ４−Ｔ３×（Ｔ２−Ｔ１）｝／Ｔ１×１００
【数３】
平行光線透過率：Ｔｐ（％）＝Ｔｔ−ｔｄ
【数４】
全光線透過率：Ｔｔ（％）＝Ｔ２／Ｔ１×１００
【００３６】
ここで、Ｔ１：入射光線（試料なし、標準板セット）、Ｔ２：全光線透過率（試料あり、標準板セット）、Ｔ３：装置の拡散光（試料なし、暗箱セット）、Ｔ４：拡散透過光（試料あり、暗箱セット）、である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
（基本構成）
本発明による断熱合わせガラスの基本構成は、以下のようである。すなわち、第１（車外側）ガラス板（２．１ｍｍ）上に、通常の中間膜（０．３８ｍｍ）、熱線反射フィルム（０．０５ｍｍ）、通常の中間膜（０．３８ｍｍ）、第２（車内側）ガラス板（２．１ｍｍ）を重ね合わせ、仮接着した後、１４０℃、１３７２．９ｋＰａ（＝１４ｋｇ・ｆ／ｃｍ２）でオートクレーブによる本接着し、断熱合わせガラスを得た（図１参照）。
【００３８】
本発明に使用した熱線吸収の大きいガラス板の基礎ガラス組成と、着色成分であるＴｉＯ２濃度、ＣｅＯ２濃度、ＣｏＯ濃度、ＮｉＯ濃度、Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３濃度、ＦｅＯ（Ｆｅ２Ｏ３換算）／Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３比および板厚と、そのときの光学データ（可視光線透過率（ＹＡ）、日射透過率（ＴＧ））を表２に示す。
【００３９】
また参考として、従来使用されている自動車用熱線吸収ガラスであるグリーンガラス、ＵＶグリーンガラス、および本発明に使用したクリアガラスの基礎ガラス組成、ならびに着色成分であるＴｉＯ２濃度、ＣｅＯ２濃度、Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３濃度、ＦｅＯ（Ｆｅ２Ｏ３換算）／Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３比、および板厚とそのときの光学データ（可視光線透過率（ＹＡ）、日射透過率（ＴＧ））を表３に示す。
【００４０】
【表２】
（熱線吸収ガラス）
【表３】
（参考）
本発明による各実施例、および各比較例におけるガラス構成を表４に示す。表４にある熱線吸収ガラスには、それぞれ表２にある熱線吸収ガラス板を用いている。また、比較例としてクリアガラス／ＵＶグリーンガラスの間に熱線反射フィルムを挟み込んだ場合と、ＵＶグリーン／ＵＶグリーンガラスの間に熱線反射フィルムを挟み込んだ例を併せて示す。
【００４３】
【表４】
（ガラス板の組み合わせ）
表４の構成により作製した断熱合わせガラスの光学性能を表５に示す。
【００４５】
【表５】
（光学性能）
実施例１と比較例１は、同じ組成のＵＶグリーンガラスを車内側ガラス板に用いた場合で、比較例１では板厚が２．１ｍｍ、実施例１では板厚が３．０ｍｍと大きくした例である。
【００４７】
実施例１と比較例１の比較から、板厚を大きくした実施例１では日射透過率は小さくなり、また、日射反射率は大きい値を維持される。このため、車外側からの日射光に対して、ガラス部分を透過する直達入射による熱量とガラスに吸収されて車内側に伝達される熱量の和である日射熱取得率（ＪＩＳ Ｒ ３１０６における夏期条件）は小さな値となり、日射遮蔽性に優れていることがわかった。なお比較例１の光学データは、文献１に記されているクリア／グリーン構成の光学データにほぼ匹敵していた。
【００４８】
実施例２は、比較例１で用いたＵＶグリーンガラスよりも熱線吸収能の大きい全鉄量（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）の割合を高めたガラスを車内側ガラス板に用いた例である。このとき、ガラスの板厚は２．１ｍｍであった。
【００４９】
実施例２では、熱線吸収能の高いガラスを車内側に用いたため、比較例１に比べ、日射透過率は小さく、また、日射反射率は大きくなる。このため、日射熱取得率は小さい値となり、日射遮熱性に優れることがわかった。
【００５０】
実施例３〜４は、実施例２で用いた同じガラス組成の熱線吸収ガラスを用いた例で、板厚を３．０ｍｍおよび３．４ｍｍと大きくしたときの例である。
【００５１】
この場合も、板厚が大きくなると、日射透過率は小さくなり、また、日射反射率は大きい値を維持されるため、日射熱取得率は小さな値となり、日射遮蔽性に優れていることがわかった。
【００５２】
実施例５は熱線吸収ガラスとして、熱線吸収能の大きいＮｉＯおよびＣｏＯを微量添加したガラスを用いた例である。
【００５３】
実施例５の場合も日射透過率は小さく、また、日射反射率は大きい値を維持されるため、日射透過率は小さな値となり、日射遮蔽性に非常に優れていることがわかった。
【００５４】
比較例２は、熱線吸収ガラスであるＵＶグリーンガラスを車外側、車内側の両方に用いた例である。
【００５５】
比較例２では、日射透過率は４１．０％と小さな値を示す。しかしながら、これは、熱線吸収ガラスを車内側のみならず車外側にも適応したことによる吸収効果によるものであり、この構成では熱線反射フィルムの反射効果が十分に発揮されない。このため、日射反射率は９．５％と小さく、日射熱取得率は実施例１〜５の何れの例よりも大きい値となり、日射遮蔽性に乏しいものであった。
なお比較例２の光学データは、文献１に記されているグリーン／グリーン構成の光学データにほぼ匹敵していた。
【００５６】
また、本発明の断熱合わせガラスを自動車用ガラスに適応することを考えた場合、例えばウインドシールドガラスでは、可視光線透過率を７０％以上に確保する必要がある。この場合、実施例１〜実施例４のガラス構成では可視光線透過率が７０％を超えており、好適である。
【００５７】
一方、実施例５に示した断熱合わせガラスでは、可視光線透過率に規制のない部位について適応が可能である。
【００５８】
表４の構成で作製した合わせガラスのうち、実施例３〜５および比較例１、比較例２についてヘイズ率を測定した。ヘイズ率の測定はスガ試験機株式会社製 ＨＧＭ−３ＤＰを使用し、測定前にはサンプルをアルコールで十分に清浄にした。
【００５９】
ヘイズ率の測定結果を表６に示す。実施例３〜５、比較例１，２はそれぞれ表４の条件で作製したサンプルである。
【００６０】
【表５】
比較例１または比較例２ではヘイズ率は０．５〜０．６％と高い数値を示したのに対し、実施例３〜５ではヘイズ率は低減されていた。
【００６２】
これは、吸収能の高いガラス板を用いることによって、拡散透過光（Ｔ４）が吸収により小さくなり、拡散透過率（Ｔｄ）が小さい値となる。このことにより、ヘイズ率は小さくなると考えられ、実施例５ではヘイズ率０．２％と熱反フィルムを挟まない通常ガラスと同等のヘイズ率が得られた。
【００６３】
（実施例６）
実施例６は、請求項５の発明に対応する実施例である。実施例６は、上述した基本構成と基本的に同様にして作製した断熱合わせガラスであって、熱線反射フィルムの一部を予め切り欠いたものである（図２）。さらに切り欠き部の第２ガラス板の後方には、光学機器が設けてある。熱線反射フィルムを切り欠いた部分３１は、中間膜、熱線反射フィルム、中間膜を重ねて貼り合せする際に、該当部分のフィルムのみをカッター等でカッティングしておけばよい。なお、熱線反射フィルムは０．０５ｍｍと薄いので、フィルムの切り欠いた部分には特に何もしなくても、合わせガラスとすることができる。
【００６４】
このような構成により、この断熱合わせガラスにおいて、可視光および赤外光の透過に対して悪影響を及ぼすことが少ないので、これら光学式通信機器または光学式検出装置などの光学機器の検出感度を低下させることがない。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳細に説明してきたように、本発明による断熱合わせガラスは、第１ガラス板／中間膜部／第２ガラス板が積層されており、前記中間膜部は、第１中間膜／熱線反射フィルム／第２中間膜が積層された構成とした。
【００６６】
その結果、反射フィルムにて反射させた後の日射光のエネルギーを、熱線吸収機能を有するガラス板で吸収させて、車内側に放射されるエネルギーを抑えることができた。つまり本発明による断熱合わせガラスは、日射透過率は小さく、また日射熱取得率も小さな値を示し、日射遮蔽性に優れていることがわかった。
【００６７】
また第２ガラス板に、吸収能の高いガラス板を用いると、拡散透過光（Ｔ４）が小さくなり、拡散透過率（Ｔｄ）も小さい値となる。このことにより、ヘイズ率を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による断熱合わせガラスの基本構成を示す図である。
【図２】請求項５にかかる断熱合わせガラスの基本構成を示す図である。
【符号の説明】
１：断熱合わせガラス、
１１：第１ガラス板、
１２：第２ガラス板、
２１：第１中間膜、
２２：第２中間膜、
３：熱線反射フィルム、
３１：熱線反射フィルムの切り欠き部、
４：光学機器、
Claims (6)
- 第１ガラス板／中間膜部／第２ガラス板が積層されてなる合わせガラスであって、
前記中間膜部は、第１中間膜／熱線反射フィルム／第２中間膜が積層されてなり、
前記熱線反射フィルムは、屈折率が異なる２種類のポリマー薄膜を多数積層した光学干渉多層膜であり、
前記第１ガラス板はクリアガラスであり、前記第２ガラス板は熱線吸収機能を有するガラスであって、前記第１ガラス面に垂直に入射する日射光に対して、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が４８％以下であり、日射反射率が少なくとも１０％であることを特徴とする断熱合わせガラス。 - 請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
０．５〜 １％、
ＣｅＯ２ ０．８〜 ２％、
および
ＴｉＯ２ ０〜０．５％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であることを特徴とする断熱合わせガラス。 - 請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、質量％で表示して、
ＳｉＯ２ ６５〜８０％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜 ５％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ５〜１５％、
（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量 ５〜１５％）、
Ｎａ２Ｏ １０〜１８％、
Ｋ２Ｏ ０〜 ５％、
（ただし、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計量 １０〜２０％）、
および
Ｂ２Ｏ３ ０〜 ５％
からなる基礎ガラス組成と、
着色成分として、
Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）
１〜１．７％、
ＮｉＯ ０．００１〜０．０５％、
および
ＣｏＯ ０〜０．０２％
からなり、かつ
Ｆｅ２Ｏ３に換算したＦｅＯがＴ−Ｆｅ２Ｏ３の２０〜４０％であることを特徴とする断熱合わせガラス。 - 請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記第２ガラス板は、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）で算出される波長範囲３００〜２５００ｎｍにおける日射透過率が６０％以下であることを特徴とする断熱合わせガラス。 - 請求項１に記載の断熱合わせガラスにおいて、
前記熱線反射フィルムが一部切り欠かれた領域を有することを特徴とする断熱合わせガラス。 - 請求項１〜５に記載の断熱合わせガラスを、前記第１ガラスを車外側に、前記第２ガラスを車内側に配置して、窓開口部に装着したことを特徴とする車両窓構造。
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- 2002-07-24 JP JP2002214982A patent/JP2004051466A/ja not_active Withdrawn
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Effective date: 20050314 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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