JP2004306025A

JP2004306025A - 車両用樹脂窓

Info

Publication number: JP2004306025A
Application number: JP2004088327A
Authority: JP
Inventors: Akio Ishiguchi; 明夫石口
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】車両用樹脂窓において、樹脂製の窓本体の曇りや凍結等を迅速に除去できる車両用樹脂窓を提供する。
【解決手段】樹脂製の窓本体２の車内側表面に透明導電膜３を設け、透明導電膜３にヒータ線４を設けることにより、従来どおりヒータ線４に通電し、樹脂製の窓本体２を加熱しても、ヒータ線４が透明導電膜３に設けられていることから、ヒータ線４から電流が透明導電膜３に流れ、透明導電膜３が加熱され、樹脂製の窓本体２全体を加熱することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、防曇・防氷機能を有する車両用樹脂窓に関する。

車両用の窓ガラスにおいて、例えば自動車用リアウインドウでは、従来から強化ガラスが用いられている。そして、車内側に曇りが生じたときや車外側が凍結、あるいは霜等が発生した場合に、視界を確保するため、車内側に銀ペーストを焼成させたヒータ線を設け、このヒータ線を通電することにより発熱させ、曇りや凍結を除去していた。

しかし、従来の強化ガラスでは、複雑な形状の成形は困難であり、またその重量も大きい。そのため、近年ではポリカーボネートなどの樹脂を材料とした樹脂窓が考えられている。樹脂窓であっても、上述したように、車内側に曇りが生じたときや車外側が凍結あるいは霜等が発生した場合に、車内側にヒータ線を設け、このヒータ線を発熱することで、樹脂窓の曇りや凍結等を解消して視界を確保する必要がある。

ところが、樹脂窓の場合には、一般にガラスよりも樹脂の熱伝導率が低いことから、ヒータ線から発生する熱は樹脂窓を熱伝導しにくく、樹脂窓の車内側に設けられたヒータ線から発生する熱は、樹脂窓を介して車外側へ熱伝導するのに時間がかかる。従って、樹脂窓は、従来のガラス製のリアウインドウに適用する場合と同じパターンでヒータ線を設けていると、ヒータ線が配置されていない側の凍結等を解消するのに時間がかかりすぎるという問題があった。

そのため、樹脂窓に設けられるヒータ線の間隔をヒータ線の幅よりも大きくかつ１５ｍｍ以下となるようにした樹脂窓が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この考案によれば、ヒータ線の間隔が狭いため、短時間で樹脂窓全体を加熱することができる。

実開平７−９６６６号公報（第２−６頁、第１図）

しかし、特許文献１の方法では、従来のガラス製のリアウインドウに設けられていたヒータ線のパターンよりもヒータ線間の間隔が狭くなるため、従来のものより視界を遮ることになり安全性に問題がある。

また、ヒータ線の間隔を狭めずに短時間で樹脂窓全体を加熱するために、ヒータ線に印加する電圧を大きくし、発熱量を増加させることが考えられる。しかし、発熱量を大きくしすぎると、ヒータ線が配されている部分が局部的に高温となり、それが繰り返されることにより樹脂窓に永久歪が発生し、経時的に視界が劣化していく。さらに、ヒータ線の温度が６５℃以上に上昇するため、安全性の問題もある。

そこで、本発明の目的は、上記のような点に鑑み、車両用樹脂窓において、樹脂製の窓本体の曇りや凍結等を迅速に除去できる車両用樹脂窓を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するために、車外側表面に車外用ハードコート層と、車内側表面にヒータ線とを備えた樹脂製の窓本体からなる車両用樹脂窓において、前記樹脂製の窓本体は、車内側表面に透明導電膜を設け、該透明導電膜に前記ヒータ線を設けたことを特徴とする車両用樹脂窓を提供する。

本発明は、樹脂製の窓本体の車内側表面全体を加熱するために樹脂製の窓本体の車内側表面に透明導電膜を設けること、透明導電膜にヒータ線を設けることに着目してなされたものである。

本発明によれば、従来どおりヒータ線に通電され樹脂製の窓本体を加熱するが、さらにヒータ線が透明導電膜に設けられていることから、ヒータ線から電流が透明導電膜に流れ、透明導電膜が加熱される。透明導電膜は、樹脂製の窓本体の車内側表面に面として形成されているので、樹脂製の窓本体全体を加熱することができる。これにより、ヒータ線が配されていない部分もヒータ線と同時に加熱することができ、曇りや凍結等を迅速に除去できる。

また、透明導電膜は面であるため、ヒータ線のみのときのように、局部的に温度差ができることがないため、永久歪が発生することもない。

また、前記樹脂製の窓本体は、熱を吸収する誘加剤（赤外線吸収剤）を含有していることが好ましい。すなわち、樹脂製の窓本体が熱を吸収するようになり、ヒータ線と透明導電膜からの熱を効率的に車外側に伝えることができる。

また、前記透明導電膜と前記ヒータ線とを覆う車内用ハードコート層を設け、該車内側ハードコート層は、防曇コート膜を備えていることが好ましい。すなわち、防曇コート膜により、曇りの発生を低減でき、曇りを除去するまでの時間を短くすることができる。

または、車内側ハードコート層は、断熱コート膜を備えていてもよい。すなわち、断熱コート膜により、ヒータ線と透明導電膜で発生した熱を車内側に逃がさずに、樹脂製の窓本体に伝えることができる。

また、前記車外側ハードコート層は、融氷または氷結防止機能を有する防氷機能膜を備えていることが好ましい。すなわち、融氷または氷結防止機能により、凍結を解除するまでの時間を短くすることができる。

また、前記樹脂製の窓本体と前記車外用ハードコート層との固着に用いられるプライマーは、熱線を吸収する添加剤を含有していることが好ましい。すなわち、太陽光等を効率的に吸収することにより、車両用樹脂窓の車外側の温度を高く保つことができ、融氷の補助となる。

本発明によれば以下の効果を奏する。樹脂製の窓本体の車内側表面に透明導電膜を設け、透明導電膜にヒータ線を設けることにより、従来どおりヒータ線に通電し樹脂製の窓本体を加熱することで、ヒータ線から電流が透明導電膜に流れて透明導電膜が加熱され、樹脂製の窓本体全体を加熱することができる。これにより、ヒータ線が配されていない部分もヒータ線と同時に加熱することができ、曇りや凍結等を迅速に除去できる。

さらに、本発明は次の点でも効果がある。例えば、樹脂製の窓本体の表面にヒータ線を有しない透明導電膜を設けた場合でも樹脂製の窓本体全体を略均一に温めることが可能である。しかし、透明導電膜はヒータ線に比べて抵抗値が大きいため、ガラス板に形成されたヒータ線に通電する場合と同じ大きさの電圧を印加した場合には、流れる電流が小さくなってしまい、所望の熱量が得られない。つまり、ヒータ線を有しない透明導電膜では所望の熱量を得るには高い電圧が必要である。それに比べ本発明は、ヒータ線である程度の熱量を得ることにより、従来と同等の電圧で所望の熱量を得ることができる。

次に、本発明の実施の形態の一例について図を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態の一例である車両用樹脂窓として自動車のリアウインドウを示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ'線における車両用樹脂窓の断面図である。

図１、２に示すように、本発明の実施の形態の樹脂窓１は、樹脂製の窓本体２と、車内側表面に設けられた透明導電膜３と、透明導電膜３に設けられたヒータ線４と、透明導電膜３とヒータ線４を覆う車内用ハードコート層５と、車外側表面に設けられた車外用ハードコート層６とで構成される。

樹脂窓１の周縁部の暗色プリント７は、樹脂窓１の全周縁部にわたって形成されており、車体側に対する樹脂窓１の取り付け部の目隠しとなっている。また、樹脂窓１は、ヒータ線４と、これらのヒータ線を連結するバスバー８とを備え、ヒータ線４はそれぞれほぼ平行に配置されている。そして、ヒータ線４への給電時にバスバー８間に電流が流れることで、ヒータ線４が発熱するように構成されている。また、複数のヒータ線４は、樹脂窓１の正面視においてほぼ等間隔に配置されている。

樹脂窓１は、透明伝導膜フィルム９と車外用フィルム１０とを型内に配置し、窓本体２の樹脂材料を型内に射出して製造される。透明導電膜フィルム９は、図１に示すようなヒータ線４のパターン印刷を行うことによってヒータ線４を形成し、耐擦傷性を得るため、その上にハードコート溶液を塗布する。例えば、アクリル系、シリコン系、ポリシロキ酸系、ウレタン系の塗料を、透明導電膜フィルム９のヒータ線４がプリントされている側の面にディップ法、フローコート法、スプレー法等の手段によって塗布後、熱および紫外線照射によって塗料を硬化させて車内用ハードコート層５を形成される。

また、車外用フィルム１０は、窓本体２の樹脂材料と同じ材料から成り、透明導電膜フィルム９と同様に耐擦傷性を得るため、ハードコート溶液を塗布後硬化させ、車外用ハードコート層６を形成させる。

窓本体２の形状と概略一致するキャビティ空間を有する型内に、型内面に対し車内用ハードコート層５および車外用ハードコート層６がそれぞれ対向するように、両フィルム９、１０を配置する。キャビティ空間内に透明樹脂材料を射出して、樹脂製の窓本体２を成形し、透明導電膜フィルム９と樹脂製の窓本体２とが強固に固着し、車外用フィルム１０と樹脂製の窓本体２とが一体化する。

以上の構成からなる樹脂窓１において、ヒータ線４に通電して加熱を開始すると、ヒータ線４が透明導電膜３に設けられていることから、ヒータ線４から電流が透明導電膜３に流れ、透明導電膜３が加熱される。透明導電膜３は、樹脂窓１の全面にわたって形成されているので、窓本体２の全体を加熱することができる。これにより、ヒータ線４が配されていない部分もヒータ線と同時に加熱することができ、窓本体２の車外面にも迅速に熱が伝わり、曇りや凍結等を除去できる。

また、本発明の実施の形態によれば、透明導電膜３が、ヒータ線４が配されていない部分を暖めるため、ヒータ線のみのときのように、局部的に温度差ができることがないため、永久歪が発生することもない。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、樹脂製の窓本体２の透明樹脂材料は、赤外線吸収剤が添加されているポリカーボネート樹脂であることが好ましい。熱を吸収する赤外線吸収剤を含有しているため、ヒータ線４と透明導電膜３からの熱を効率的に車外側に伝えることができる。

また、透明導電膜フィルム９に車内用ハードコート層５を形成した後、車内用ハードコート層５の表面に、防曇塗料を塗布し硬化させ、防曇コート膜１１を形成させてもよい。防曇コート膜１１を備えることにより、曇りの発生を低減でき、より迅速に曇りを除去できる。

また、車外用フィルム１０に車外用ハードコート層６を形成した後、車外用ハードコート層６の表面に、融氷塗料をフィルムに塗布し硬化させ、融氷機能膜１２を形成させてもよい。融氷機能を有する融氷機能膜１２を備えることにより、ヒータ線４と透明導電膜３の加熱を補助し、より迅速に融氷できる。

また、ハードコート溶液中に紫外線吸収剤を添加してもよい。紫外線吸収剤を添加することで、ポリカーボネートの劣化を防ぐとともに、人体に有害な紫外線が室内へ侵入することも防止できる。

ハードコート溶液の塗布前にプライマーを塗布してプライマー層を形成させてもよい。その場合、車外用フィルム１０と車外用ハードコート層６との固着に用いられるプライマーは、熱線を吸収する添加剤を含有していることが好ましい。すなわち、太陽光等を効率的に吸収することにより、樹脂窓１の車外側の温度を高く保つことができ、融氷の補助となる。

また、車内側ハードコート層５の防曇コート膜１１の代わりに、断熱コート膜を備えていてもよい。すなわち、断熱コート膜により、ヒータ線４と透明導電膜３で発生した熱を車内側に逃がさずに、樹脂製の窓本体２に伝えることができる。

また、上述で、透明導電膜フィルム９および車外用フィルム１０に液状の樹脂を塗布することで、樹脂窓１にハードコート層を形成し、その上層に防曇コート膜１１や融氷機能膜１２を形成する場合について記載したが、被覆部の形態はこれに限定されず必要に応じて種々変更可能である。

例えば、透明導電膜フィルム９や車外用フィルム１０を窓本体２と一体成形した後に、防曇塗料や融氷塗料を塗布し、防曇コート膜１１、融氷機能膜１２を形成してもよい。
また、樹脂製の窓本体２の材料としては、ポリカーボネート樹脂以外に、アクリル樹脂、ポリアクリルイミド樹脂等、必要に応じて各種の樹脂を用いることができる。

本発明の実施の形態では、図１に示されるように、樹脂窓１の車内側に１０本のヒータ線４が設けられているが、配置されるヒータ線の数、配置場所等は限定されず必要に応じて種々変更可能である。また、左右方向にヒータ線４を設けているが、上下方向でもよく、またバスバー７の形状も任意である。
また、アンテナを設置する場合、特願２００２−２３９２３３号の明細書に記載されているように樹脂窓１が設置される合成樹脂製ドアパネルにアンテナを配置することもできる。または、樹脂製の窓本体２と車外用ハードコート層６との間にアンテナパターンを形成させてもよい。

また、透明導電膜フィルム９と窓本体２とを一体成形することにより、窓本体２に透明導電膜を形成させることについて記載したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スパッタ法により形成させてもよい。
また、本発明の実施の形態では、自動車のリアウインドウについて記載したが、リアウインドウ以外の樹脂製の窓、また自動車以外の各種の車体における樹脂製の窓に本発明を適用することもできる。

次に本発明の実施例と比較例とにより得られた樹脂窓の融氷性について評価を行った。
（実施例１の作製）
ポリカーボネート製の樹脂窓（１６０ｍｍ×１６０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を射出成形により成形し、スパッタ法により、ＩＴＯからなる透明導電膜を樹脂窓の表面に形成させた。透明導電膜上に図１のようにバスバー８、８とバスバー間にヒータ線４を銀にエポキシ樹脂を混ぜたペースト状のものをプリントし形成させた。さらにその上にウレタン系の樹脂からなる保護コートを形成させた。ヒータ線４の間隔は２５ｍｍである。

（実施例２の作製）
実施例１と比較して、ヒータ線４の間隔が４０ｍｍである。その他の構成は、実施例１と同じである。

（比較例の作製）
実施例１と比較して、透明導電膜を形成せずに、ポリカーボネート製の樹脂窓の表面にヒータ線４を２５ｍｍ間隔で形成させた。その他の構成は、実施例１と同じである。

（評価）
図３は、融氷性試験装置である。低温槽２０内にはエアコンディショナー（不図示）が設けられ、低温槽２０内の温度制御が可能である。低温槽２０内の中央付近には、窓設置ボックス２１が設けられている。窓設置ボックス２１内にもエアコンディショナー（不図示）が設けられており、窓設置ボックス２１内の温度制御が可能である。窓設置ボックス２１の壁面の一部は、開口されて実施例１、２および比較例で得られた車両用樹脂窓を設置できる窓部となっている。また、図３に示すように、窓部２２に向かって矢印Ｂの方向に沿って風を発生する送風装置２３が窓部と対向する位置に設けられている。

窓部２２に実施例１、２および比較例で得られた車両用樹脂窓を設置し、低温槽２０内の温度を外気温度、窓設置ボックス２１内の温度を車内温度と仮定し任意に温度を設定し、送風機２３により窓部に向かって風を発生させて、必要な環境を形成する。

今回の融氷性の評価は、外気温度を−１０℃、車内温度を−１０℃にそれぞれ設定し、送風機の風速を１ｍ／ｓｅｃとして氷点下の環境を形成した。この氷点下の環境の下で、窓部に設置された樹脂窓のヒータ線に１２Ｖの電圧をかけて樹脂窓を加熱し、加熱から１０分間の樹脂窓のヒータ線上とヒータ線間（ヒータ線とヒータ線との中間の位置でヒータ線が設けられていない部分）の温度を測定することにより、樹脂窓の融氷性の評価を行った。測定温度が０℃以上で融氷可能であると評価する。

図４（ａ）は、ヒータ線上の温度変化の結果を示したものであり、図４（ｂ）は、ヒータ線間の温度変化の結果を示したものである。図４（ａ）に示すヒータ線上において、本発明である実施例１、２は、通電開始後１分３０秒以内で０℃を越え融氷可能となるが、比較例では、０℃を越えるのに通電開始後３分かかってしまう。さらに、図４（ｂ）のヒータ線間においては、本発明である実施例１、２は、通電開始後１分５０秒以内で０℃を越え融氷可能となるが、比較例では、時間が経過しても０℃を越えることはできない。つまり、従来の樹脂窓では、ヒータ線上を加熱することができても、ヒータ線間の温度を大きく上昇させることはできない。

また、実施例では、ヒータ線の間隔は、２５ｍｍと４０ｍｍについて記載したが、本発明はこれに限られるものではない。ヒータ線の間隔を広げると０℃を越えるまでの時間は長くなるが、融氷機能を発現することは可能であり、視界を広く確保できる点とヒータ線上とヒータ線間の温度差が小さくなるため歪の発生を小さく抑えられる点で好ましい。また、ヒータ線の間隔を視界の妨げにならない程度に狭く設定すると、０℃を超えるまでの時間を短くすることができる点で好ましい。

以上のように、本発明の構成とすることにより、樹脂窓に従来は困難であった迅速な曇りの除去や融氷の機能を備えることが可能となる。

本発明の実施の形態の一例である車両用樹脂窓の正面図。図１のＡ−Ａ'線における車両用樹脂窓の断面図。融氷性試験装置の概略斜視図。（ａ）ヒータ線上の温度変化、（ｂ）ヒータ線間の温度変化。

符号の説明

１：樹脂窓
２：窓本体
３：透明導電膜
４：ヒータ線
５：車内用ハードコート層
６：車外用ハードコート層
７：暗色プリント
８：バスバー
９：透明導電膜フィルム
１０：車外用フィルム
１１：防曇コート膜
１２：融氷機能膜
２０：低温槽
２１：窓設置ボックス
２２：窓部
２３：送風機

Claims

車外側表面に車外用ハードコート層と、車内側表面にヒータ線とを備えた樹脂製の窓本体からなる車両用樹脂窓において、前記樹脂製の窓本体は、車内側表面に透明導電膜を設け、該透明導電膜に前記ヒータ線を設けたことを特徴とする車両用樹脂窓。
前記樹脂製の窓本体は、熱を吸収する添加剤を含有している請求項１に記載の車両用樹脂窓。
前記透明導電膜と前記ヒータ線とを覆う車内用ハードコート層を設け、該車内側ハードコート層は、防曇コート膜を備えている請求項１または２に記載の車両用樹脂窓。
前記透明導電膜と前記ヒータ線とを覆う車内用ハードコート層を設け、該車内側ハードコート層は、断熱コート膜を備えている請求項１または２に記載の車両用樹脂窓。
前記車外側ハードコート層は、融氷または氷結防止機能を有する防氷機能膜を備えている請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用樹脂窓。
前記樹脂製の窓本体と前記車外用ハードコート層との固着に用いられるプライマーは、熱線を吸収する添加剤を含有している請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用樹脂窓。