JP2010265160A - プラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法及びプラスチックフィルム挿入合わせガラス - Google Patents

プラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法及びプラスチックフィルム挿入合わせガラス Download PDF

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Abstract

【課題】
自動車の窓ガラスに用いるための、外観不良のないプラスチックフィルム挿入合わせガラスの提供を課題とする。
【解決手段】
室外側ガラス板、樹脂中間膜、プラスチックフィルム、樹脂中間膜、室内側ガラス板の順に積層してなるプラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて、ガラス板の周辺部に不透明な着色膜が形成され、該ガラス板の透視面積より大きく、ガラス板より小さい面積に裁断されたプラスチックフィルムを2枚の樹脂中間膜に挟み込み、プラスチックフィルムの周辺部で、中間膜をプラスチックフィルムあるいはもう一枚の樹脂中間膜と熱融着されてなる積層中間膜を作製することを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

ガラス板、樹脂中間膜、透明なプラスチックフィルム、樹脂中間膜、ガラス板をこの順に積層して作製される合わせガラスに関し、特に自動車の窓に用いられる合わせガラスに関する。
プラスチックフィルム、特にポリエチレンテレフタレートフィルムを挟持した2枚の樹脂中間膜を用いて、2枚のガラス板を積層したものが、熱線反射機能を持たせた合わせガラスとして、知られている。
通常、合わせガラスは、オートクレーブを用いて、高温高圧処理され、ガラス板とポリエステルフィルムが、樹脂中間膜により熱融着される。
例えば、特許文献1では、薄膜がポリエステルフィルムに形成されてなる熱線反射プラスチックフィルムを、2枚の樹脂中間膜で挟持した可撓性積層体を、2枚のガラス板の間に挟んで積層される、合わせガラスが開示されている。
また、特許文献2には、赤外線反射膜が形成されているポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)あるいはポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム)を、199〜204℃あるいは227〜243℃で加熱し、曲面に前記PETフィルムあるいはPENフィルムを用いるときに、熱収縮によってシワが生じないようにすることが開示されている。
さらに、特許文献3において、30〜70μmの厚さで、延伸方向で0.3〜0.6%の熱収縮率を有する二軸延伸された熱可塑性支持体フィルムを用いたプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法が開示されている。
赤外線反膜が形成されたプラスチックフィルムに関しては、特許文献4にはAg等の金属でなる赤外線反射膜がプラスチックに形成されたものが、特許文献5には、屈折率の異なる誘電体を積層してなる赤外線反射膜がプラスチックフィルムに形成してなるものが、また特許文献6には、屈折率の異なる樹脂膜をプラスチックフィルムに積層してなるものが開示されている。
特開昭56−32352号公報 特表2004−503402号公報 特許3669709号公報 特開2007−291529号公報 特開2007−148330号公報 特開2006−205729号公報
プラスチックフィルムを樹脂中間膜の間に挟持し、これを2枚のガラス板の間に挟持した合わせガラスを作製するとき、曲面形状に曲げられているガラス板の場合、プラスチックフィルムにシワが生じ、外観欠陥となる。
本発明は、曲面形状に曲げられているガラス板を用いてプラスチックフィルム挿入合わせガラスを作製する場合、プラスチックフィルムにシワの生じない製造方法の提供を課題とする。
本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法は、曲げ加工によって湾曲した形状の2枚のガラス板と、2枚の樹脂中間膜と、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムとが、ガラス板、樹脂中間膜、赤外線反射膜付きプラスチックフィルム、樹脂中間膜、ガラス板の順に積層されてなるプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法において、少なくとも1枚のガラス板の周辺部に不透明な着色膜が形成され、次の工程1〜3で積層中間膜が作製され、該積層中間膜を2枚のガラス板の間に挿入して、加熱・加圧処理を行うことを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法である。
工程1:赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを所定形状プラスチックフィルム(ガラス板の面積よりも小さい面積で、かつフィルムのエッジがガラス板の不透明な着色膜に全周で重なる形状のプラスチックフィルム)に裁断する工程。
工程2:工程1で裁断して作製した所定形状プラスチックフィルムを、2枚の樹脂中間膜の間に挟み込むようにして、2枚の樹脂中間膜と所定形状プラスチックフィルムとを重ねる工程。
工程3:所定形状プラスチックフィルムの辺に近い位置で、樹脂中間膜と樹脂中間膜とを、あるいは樹脂中間膜と所定形状プラスチックフィルムとを、熱融着し、積層中間膜とする工程。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法は、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法において、工程3の熱融着に、加熱体を有する加熱装置が用いられるか、あるいはレーザー光が用いられることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法である。
本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、2枚のガラス板の曲率半径が、0.9〜3mの範囲にあることを特徴とする、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法で製造されるプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムに用いられるプラスチックフィルムが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマーから選ばれる1つのプラスチックフィルムであることを特徴とするプラチックフィルム挿入合わせガラスである。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて 樹脂中間膜が、ポリビニルアセタール、エチレンビニルアセテート、あるいはこれらの融着性樹脂に金属もしくは金属酸化物の微粒子を分散させたものであることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて 赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの赤外線反射膜が、高屈折率の酸化物膜と低屈折率の酸化物膜とを交互に積層してなる多層膜、もしくは屈折率の異なるポリマー薄膜の多層膜、もしくは導電性薄膜であることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて、酸化物膜が、TiO2、Nb25、Ta25、SiO2、Al23、ZrO2、MgF2から選ばれる2種以上の酸化物でなることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスであり、あるいは、屈折率の異なるポリマー薄膜の多層膜が、2種類のポリマー薄膜を交互に50層〜200層積層されてなる多層膜であることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスであり、あるいは、導電性薄膜が、Ag、Au、Cu、Al、Pd、Pt、Sn、In、Zn、Ti、Cd、Fe、Co、Cr、Niなどの金属または合金等でなる金属膜または合金膜、あるいはアンチモンドープ酸化錫、錫ドープ酸化インジウム等でなる導電性金属酸化物膜からなることを特徴とするからなることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて 赤外線反射膜付きプラスチックフィルムが、次の(A)、(B)、(C)のいずれかの条件を満たしていることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
(A)厚さが30〜200μmの範囲にある。
(B)熱収縮率が100〜150℃の温度範囲において、0.1〜3%の範囲にある。
(C)100〜150℃の温度範囲で、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの1m幅あたりに引張力10Nを加えたとき、該赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの伸び率が0.3%以下である。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて JISR3212:1998に規定される可視光線透過率が70%以上であることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて、JIS R3106:1998に規定される日射反射率が20%以上であることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
また、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、前記プラスチックフィルム挿入合わせガラスにおいて ISO13837:2008に規定される全日射透過率(Total Solar Transmittance)TTSが50%以下であることを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスである。
2枚の樹脂中間膜で赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを挟持した積層膜により、同形状に湾曲した2枚のガラス板を用いて作製されるプラスチック挿入合わせガラスに関し、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムにシワが生じない、外観が良好なプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法を提供する。
特に、自動車や車両の窓に用いられているガラスのように、場所によって、また同じ場所でも方向によって、曲率半径が異なるような、湾曲したガラスを用いて合わせガラスを作製する場合に、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムにシワを生じないプラスチックフィルム挿入合わせガラスの作製を可能とする。
製造されるプラスチックフィルム挿入合わせガラスは、赤外線反射膜を有しているため、太陽光の熱線を反射し、断熱性に優れている。
本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスの概略平面図。 図1のa−a´断面図。 図1のプラスチックフィルム挿入合わせガラスの端部概略断面図。 赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22が所定形状プラスチックフィルム25に裁断されているところを示す平面図。 所定形状に裁断したプラスチックフィルムを樹脂中間膜と樹脂中間膜とで挟み込んで得られる中間膜積層体の平面図および断面図。 樹脂中間膜23と樹脂中間膜23´とを熱融着して得られる積層中間膜の平面図および断面図。 樹脂中間膜23と所定形状プラスチックフィルム25とを熱融着して得られる積層中間膜の平面図および断面図。 所定形状プラスチックフィルム25を挟みこんだ樹脂中間膜23、23´を、ヒータ30の加熱体31と押さえ部32とで挟み、部分的に熱融着する、熱融着装置を示す概略断面図。 所定形状プラスチックフィルム25を挟みこんだ樹脂中間膜23、23´を、2台のヒータの加熱体で挟み、部分的に熱融着する、熱融着装置を示す概略断面図。 所定形状プラスチックフィルム25を挟みこんだ樹脂中間膜23、23´を、レーザー光で熱融着する、熱融着装置を示す概略断面図。 ロールを用いる脱気方法を示す概略断面図。 チューブを用いる脱気方法を示す概略平面図。 チューブを用いる脱気方法を示す概略断面図(図10のg−g´の断面)。 真空バッグを用いる脱気方法を示す概略平面図。 真空バッグを用いる脱気方法を示す概略断面図(図12のh−h´の断面)。
本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法は、図1、図2に示すような、湾曲したプラスチックフィルム挿入合わせガラス1を製造するものである。
プラスチックフィルム挿入合わせガラス1は、図2に示すような、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを裁断してなる所定形状プラスチックフィルム14を両側から樹脂中間膜11、12で挟み込んだ構成の積層中間膜28を用い、曲げ加工された2枚のガラス板10、13を接着してなる、合わせガラスである。
曲げ加工された2枚のガラス板10、13の形状としては、球面、楕円球面、あるいは、自動車の前面ガラスなどのような曲率半径が場所によって異なるガラス板がある。
湾曲したガラス板の曲率半径は、0.9m〜3mであることが望ましい。
曲率半径が0.9mより小さいと、合わせ加工において、所定形状プラスチックフィルム14のシワが生じやすいので、曲率半径は0.9m以上であることが望ましい。
また、曲率半径を3m以下とするのは、曲率半径が大きくなるとガラス板は平面に近い形状となり、所定形状プラスチックフィルム14のシワが生じないという本発明の効果がほとんどなく、湾曲したガラスの曲率半径が3m以下で、本発明の効果が現れるためである。
ガラス板10が室外側に配置される場合、室外側に位置するガラス板10には、図2に示されるように、周辺部に不透明な着色膜15が形成されたものを用いることが望ましい。
室外側ガラス板10に不透明な着色膜15が形成されたものを用いるのは、所定形状プラスチックフィルム14のエッジ4に太陽光が当たると、エッジ4で光が散乱し、エッジ4が目立つだけでなく、運転に支障をきたす恐れがあるためである。
着色膜15は、室外側に位置するガラス板10の合わせ面に設けることが望ましい。
また、所定形状プラスチックフィルム14の形状は、所定形状プラスチックフィルムのエッジ4がガラス板10の不透明な着色膜15に全周で重なる形状で、かつガラス板10あるいは13の面積よりも小さい面積に裁断されたものを用いることが好ましい。
所定形状プラスチックフィルム14のエッジ4がガラス板10の不透明な着色膜15に全周で重なる形状として、所定形状プラスチックフィルム14の形をガラス板10の透視部5と相似形とすることが、着色膜15を形成するためのCADデータを利用できるので、望ましい。
図3はプラスチック挿入合わせガラスの端部の概略断面を示すもので、寸法d2(ガラスエッジ2から着色膜エッジ3までの寸法)よりも、寸法d1(ガラスエッジ2からプラスチックフィルムエッジ4までの寸法)を小さくし、プラスチッキフィルムのエッジで太陽光が散乱するのを防ぐため、d3=d2−d1は5mm以上とすることが好ましい。
樹脂中間膜11、12には、ポリビニルブチラール(PVB)やエチレンビニルアセテート(EVA)などのホットメルトタイプの接着剤が、好適に用いられる。
樹脂中間膜12が室内側となる場合、室内側に用いられる樹脂中間膜12に、Ag、Al、Tiなどの金属微粒子、金属窒化物、金属酸化物の微粒子、また、ITO、ATO、AZO、GZO、IZOなどの導電性透明酸化物微粒子を混入させると、Ag、Al、Tiなどの金属微粒子、金属窒化物、金属酸化物の微粒子、また、ITO、ATO、AZO、GZO、IZOなどの導電性透明酸化物微粒子が赤外線を吸収し、プラスチック挿入合わせガラスの断熱性を向上させることができるので、好ましい。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムには、延伸法で作製されているものが好適であり、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマーなどでなるプラスチックフィルムの中から選ばれたプラスチックフィルムに、赤外線反射膜(図示せず)が形成されたものが用いられる。
特に2軸延伸法で製膜される結晶性のポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)は、耐熱性にも優れていて広範囲の温度環境に使用することができ、また、透明性が高く、大量に生産されているために品質も安定しており、好適である。
また、中間膜の間に挿入されるプラスチックフィルムによっては、中間膜と密着性が悪かったり、赤外線反射膜を成膜すると白濁が生じたりすることがあり、ハードコート膜を界面に形成することで、これらの不具合を解決できる。
赤外線反射膜に導電性薄膜を用いる場合、導電性薄膜として、Ag、Au、Cu、Al、Pd、Pt、Sn、In、Zn、Ti、Cd、Fe、Co、Cr、Niなどの金属または合金等でなる金属膜または合金膜、あるいはアンチモンドープ酸化錫、錫ドープ酸化インジウム等でなる導電性金属酸化物膜が好適に用いられる。
また、プラスチックフィルムに積層する赤外線反射膜として、屈折率の異なる誘電体の多層膜、あるいは屈折率の異なる樹脂の多層膜を用いると、放送や通信で用いられる電磁波を透過するので好ましい。
屈折率の異なる誘電体の多層膜、あるいは屈折率の異なる樹脂の多層膜とは、屈折率n1の積層膜と屈折率n2(n2≠n1)の積層膜とを交互に繰り返して積層されてなる多層膜である。
赤外線反射膜に、高屈折率の酸化物膜と低屈折率の酸化物膜とを交互に積層してなる多層膜を用いる場合、TiO2、Nb25、Ta25、SiO2、Al23、ZrO2、MgF2から選ばれる1種以上の誘電体でなる膜が好適に用いられる。
特に、屈折率の低い膜にSiO2を用い、屈折率の高い膜に、TiO2、Nb25、Ta25から選ばれる1種以上の誘電体を用いる場合は、4層から11層の多層膜で、近赤外線を反射する好適な赤外線反射膜が形成できるので、好ましい。
さらに、断熱性能を効果的に行うために、誘電体膜でなる赤外線反射膜は、次の(1)および(2)の条件を満たすように、誘電体膜が4層以上、11層以下で積層してなり、波長900nmから1400nmの波長領域で50%を越える反射の極大値を有することが望ましい。
(1)誘電体膜をプラスチックフィルム側から順に数え、偶数番目層の屈折率の最大値をnemax、最小値をneminとし、奇数番目層の屈折率の最大値をnomax、最小値をnominとしたとき、nemax<nominあるいはnomax<nemin
(2)i番目の層の屈折率をniと厚さをdiとしたとき、波長λが900〜1400nmの範囲の赤外線に対して、225nm≦ni・di≦350nm。
屈折率の異なる2種類のポリマー薄膜を交互に積層してなる多層膜を赤外線反射膜に用いる場合、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマー等を用いることが好ましく、2種類のポリマー層が交互に積層された多層膜の総数は、50〜200層であることが好適である。
導電性薄膜や誘電体膜は、PVD法、スパッタリング法などにより成膜することが好ましく、また、ポリマー薄膜は、ロールコート法、フローコート法やディッピング法などで成膜することが好ましい。
さらに、曲面形状のガラス板を用いてプラスチック挿入合わせガラスを作製する場合、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムは、次の(A)、(B)、(C)のいずれかの条件を条件を満たしていることが好ましい。
(A)厚さが30〜200μmの範囲にある。
(B)熱収縮率が100〜150℃の温度範囲において、0.1〜3%の範囲にある。
(C)100〜150℃の温度範囲で、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの1m幅あたりに引張力10Nを加えたとき、該赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの伸び率が0.3%以下である。
曲面形状のガラス板を用いてプラスチックフィルム挿入合わせガラスを作製する場合、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの厚さを30〜200μmの範囲とするのは、厚さが30μmよりも小さいと、取扱い中にシワが発生しやすく、また、200μmを越えると、ガラス板の曲面に赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの形状が追従しなくなって、シワが生じてしまうという理由による。
さらに、合わせ加工時には、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムは、100〜150℃の温度になり、この温度範囲で、熱収縮率が0.1〜3%の範囲にあることが好ましい。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの、90〜150℃での、熱収縮率が、0.1%より小さいと、湾曲したガラス板周囲部で赤外線反射膜つきフィルムがだぶついて、シワとなる外観欠陥が発生する。
また、熱収縮率が3%より大きいと、赤外線反射膜がフィルムの収縮に耐えられず、ヒビ状に割れてクラックとなる外観欠陥が生ずる。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの熱収縮率は、透明なプラスチックフィルムに関するJISに規定されている場合は、該当するJISに準じて行うのが望ましく、例えば、JIS C2318:2007に準じて行うことが望ましい。
熱収縮率の測定温度は、例えば、JIS C2318では、150℃とされているが、合わせ加工の温度設定条件にあわせて測定温度を決定することが望ましく、90℃から150℃の温度範囲で熱収縮率を測定することが好ましい。
また、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムにシワが生じないようにするためには、90〜150℃の高温範囲において、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムに、幅1mあたり引張力10Nを加えたとき、伸び率が0.3%以下であることが望ましい。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの幅1mあたりに加える、10Nの引張力は、中間膜に挟持された赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを、オートクレーブにより高温高圧にして、中間膜によって赤外線反射膜付きプラスチックフィルムとガラス板とが熱融着するとき、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムに生じる、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを伸ばそうとする引張力に相当するものである。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの伸び率は、次の手順1〜5で測定される。
手順1:赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを、長さ15mm×幅5mmに切り出し、測定試料とする。測定用試料の両端に固定用の治具を取りつける。両端の固定用治具の間に測定用試料が露出し、この測定用資料の露出する長さを10mmにする。
手順2:測定用試料に、1m幅あたり引張力10Nとなる荷重を加える。手順1に示す測定試料の場合、0.05Nの荷重を加える。
手順3 固定用治具間の測定用試料の長さL0を測定する。
手順4 5℃/minで90〜150℃の間の測定温度まで加熱し、該測定温度での測定用試料の固定用治具間の長さLを測定する。
手順5 伸び率(%)を(L0−L)/L×100によって算定する。
図1、図2に示されるプラスチックフィルム挿入合わせガラス1は、次の工程1〜工程5によって製造される。
また、工程1〜工程3によって、所定形状プラスチックフィルム14が2枚の樹脂中間膜11、12の間に挟み込まれた構成の積層中間膜28が作製される。
工程1:赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを所定形状プラスチックフィルム(ガラス板の面積よりも小さい面積で、かつ所定形状プラスチックフィルムのエッジがガラス板の不透明な着色膜に全周で重なる形状のプラスチックフィルム)に裁断する工程。
工程2:所定形状プラスチックフィルム14を2枚の樹脂中間膜11、12の間に挟み込むように、2枚の樹脂中間膜11、12と所定形状プラスチックフィルム14を重ねる工程。
工程3:所定形状プラスチックフィルム14の辺に近い位置で、樹脂中間膜11と樹脂中間膜12とを、あるいは樹脂中間膜11、12と所定形状プラスチックフィルム14とを、熱融着し、積層中間膜28とする工程。
工程4:工程3で得られる積層中間膜28を2枚の湾曲したガラス板10、13の間に入れてガラス板積層体となし、該2枚のガラス板10、13の間を脱気する工程。
工程5:脱気した後のガラス板積層体を加圧加温して接着する工程。
工程1から工程5までは次のようにして実施される。
工程1では、図4のように、赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22を、所定形状プラスチックフィルム25に裁断し、不要部26を除去する。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22の裁断には、直線形または円形のカッターナイフ、またはレーザー光を走査して裁断するレーザーカッターを用いることが好ましい。特に、カッターナイフの移動を数値制御で行う裁断装置を用いることが好ましい。
所定形状プラスチックフィルム25は、図1に示されるプラスチックフィルム挿入合わせガラス1の透視部5と相似形であることが望ましい。
所定形状プラスチックフィルム25を透視部5と相似形に裁断するため、曲げ加工されているガラス板10に赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22を重ねて裁断を行って、所定形状プラスチックフィルム25が得られる。
しかし、ガラス板10は、自動車のフロント窓に用いられる場合、曲率が場所によって異なる、複雑な面形状をしていることが多く、ガラス板10の曲面上で赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22を裁断することは困難となるので、ガラス板10が曲げ加工される前の、平板形状での透視部の形に合わせて、赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22を裁断することにより、容易に所定形状プラスチックフィルム25が得られる。
従って、赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22の裁断は、ガラス板10の曲げ加工前の平板形状の透視部に合わせて行うことが望ましい。
工程2で、図5に示すように、所定形状プラスチックフィルム25の両側に樹脂中間膜23、23´が重ねられ、中間膜積層体20が作製される。
工程3では、図6に示すように、中間膜積層体の所定形状プラスチックフィルム25の辺中央付近で、樹脂中間膜23と23´とを、線状の熱融着部29が形成されるように加熱融着して、積層中間膜28が作製される。
あるいは、図7に示すように、所定形状プラスチックフィルム25の両側に樹脂中間膜23、23´を重ねて、所定形状プラスチックフィルム25の辺中央付近で、熱融着部29´が形成されるように、樹脂中間膜23を所定形状プラスチックフィルム25に加熱融着して、積層中間膜28´を作製してもよい。
なお、熱融着部29、29´は、線状に形成されることが好ましいが点線状あるいは点状であってもよい。
図7では、樹脂中間膜23を所定形状プラスチックフィルム25に加熱融着しているが、樹脂中間膜23´を所定形状プラスチックフィルム25に、あるいは、樹脂中間膜23、23´の両方を所定形状プラスチックフィルム25に加熱融着してもよい。
線状の熱融着部29、29´は、シワの発生しやすい、所定形状プラスチックフィルム25の辺中央付近に形成されることが好ましい。
積層中間膜28、28´の作製は、工程4で、所定形状プラスチックフィルム25が曲げ加工されたガラス板10、13に重ねられるとき、プラスチックフィルムの辺近傍に生じるシワの発生が防止できる。
このシワの発生防止を十分効果的にするためには、線状の熱融着部29、29´の長さを5mm以上とすることが好ましい。また、樹脂中間膜23、23´の間の脱気不良が起こらないようにするため、線状の熱融着部29、29´の長さを300mm以下とすることが好ましい。
なお、熱融着部29、29´は、所定形状プラスチックフィルム25の、全ての辺の中央付近に形成することが好ましいが、曲げ加工されたガラス板の曲率が3mより大きく、プラスチックフィルムにシワの発生する危険性がない辺の場合は、形成しなくてもよい。
熱融着部29は、図8aに示すように、電気ヒータ30を用い、電気ヒータの加熱体31を樹脂中間膜23に押し当て、形成することができる。
図8bに示すように、電気ヒータ30を2台用いて、樹脂中間膜の両側から加熱体31を押し当てて、加熱してもよい。
また、図8Cに示すように、レーザー光33を樹脂中間膜23と23´とが接触する面に凸レンズ34等で集光させて、熱融着部29を形成してもよい。レーザー光で加熱する場合は、樹脂中間膜23のエンボス加工されている表面で光が散乱しないように、ガラス板のような透明板35で樹脂中間膜の表面を圧迫し、レーザー光が樹脂中間膜の表面で散乱しないようにすることが望ましい。
樹脂中間膜23´と所定形状プラスチックフィルム25とが加熱融着されている熱融着部29´も、熱融着部29と同様にして形成することができる。
工程4では、工程1〜工程3で作製された積層中間膜28あるいは28´を用い、ガラス板10、積層中間膜28、ガラス板13と重ねてガラス板積層体40とし、ガラス板10とガラス板13との間の脱気を行う。
脱気は、特に限定するものではないが、図9に示すような押し圧ロール41によって、ガラス板積層体40の両面から押し圧して脱気する方法、図10、図11に示すような、ゴム系の樹脂でできたチューブ42をガラス板積層体40の周辺に装着し、排気ノズル43から空気を排気して脱気する方法、図12、図13に示すような、真空バッグ44の中にガラス板積層体40を入れて、排気ノズル45から空気を排気して行うことができる。空気の排気には、真空ポンプ(図示せず)が好ましく使用できる。
工程5は、工程4の脱気している状態のガラス板積層体40を、オートクレーブ装置によって加熱加圧処理する。加熱加圧処理の温度範囲は90〜150℃の加熱、加圧は1MPa以下とし、30分程度行うことが好ましい。
なお、工程1から工程3において、樹脂中間膜にロール状の連続したものを用い、樹脂中間膜が連続している状態の積層中間膜を作製してもよい。この場合は、工程3あるいは工程4の前で、樹脂中間膜が連続した状態から、図5に示すような形に切り離して、積層中間膜20とガラス板とを重ねればよい。
工程1から工程5によって作製される本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスで、JIS R3212:1998に規定されている可視光線透過率を70%以上とすることにより、自動車の運転に必要とされる窓に使用することができるので、好ましい。
さらに、本発明のプラスチックフィルム挿入合わせガラスで、JIS R3106:1998に規定される日射反射率が20%以上であるものやISO 13837:2008に規定される全日射透過率(Total Solar Transmittance)TTSが50%以下であるものは、室内の温熱環境を好適にし、空調に費やされるエネルギーを少なくし、省エネルギーに好ましい窓部材を提供する。
以下、図面を参照しながら本発明を、実施例および比較例を挙げて、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
実施例1
図1、図2に示す、ガラス板10、樹脂中間膜11、赤外線反射膜が形成された所定形状プラスチックフィルム14、樹脂中間膜12、ガラス板13が積層されてなるプラスチックフィルム挿入合わせガラス1を作製した。
湾曲したガラス板10、13には、自動車の前面窓に合わせガラスとして用いられる、室外側ガラス板と室内側ガラス板を用いた。
ガラス板10、13のサイズは1100mm×1800mm、厚さが2mmのフロートガラスを曲げ加工したもので、室外側に用いるガラス板10には、凹面側にセラミックペーストをスクリーン印刷して焼成し、着色膜を形成した。室内側に用いるガラス板13には、厚さが2mmのグリーン系の熱線吸収ガラスを用いた。
着色膜の幅(図3のd2)は、最小となる所では30mm、最大となる所では200mmとした。
湾曲したガラス板の曲率半径は、0.9m〜1mの間にあり、周辺部が0.9mの値であり、中央部が1mの値であった。
樹脂中間膜11、12には、厚さが0.38mmのPVB膜を用いた。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムには、厚さが100μmのPETフィルムを用いた。
該PETプラスチックフィルムの片面に、赤外線吸収層(図示せず)として、錫をドープしたインジウム酸化物(ITO)微粒子を分散したアクリル樹脂を主成分とするハードコート被膜を、硬化後厚さ5μmになるように、ロールコート法で塗布し、さらに、その上に赤外線反射膜を形成した。
赤外線反射膜には誘電体多層膜によるものを用い、TiO2膜(厚さ105nm)、SiO2膜(厚さ175nm)、TiO2膜(厚さ105nm)、SiO2膜(厚さ175nm)、TiO2膜(厚さ105nm)、SiO2膜(厚さ175nm)、TiO2膜(厚さ105nm)、SiO2膜(厚さ175nm)、TiO2膜(厚さ105nm)をハードコート膜上に順次スパッタリングで成膜した。
PETプラスチックフィルムの赤外線反射膜を形成しない面に、シランカップリング剤を塗布した。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの熱収縮率を、JIS C2318:2007に準じて測定したところ、MD方向(フィルムの長手方向)で0.6%、TD方向(MD方向に直交する幅方向)0.3%であった。
工程1〜工程5を次のようにして実施し、図1、図2に示すプラスチック挿入合わせガラスを作製した。
〈工程1〉
ステンレス鋼製の薄刃のカッターナイフを用いて、PETフィルムにハードコート膜、赤外線反射膜およびシランカップリング剤の塗膜が形成された赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22を図4に示すような所定形状プラスチックフィルム25に裁断した。
所定形状プラスチックフィルム25の形状は、図1の透視部5に相似形とし、所定形状プラスチックフィルム25と着色膜15との重なり幅(図3に示すd3)が10mmとなるようなサイズにした。
〈工程2〉
所定形状プラスチックフィルム25を挟み込むようにして、樹脂中間膜23、23´と所定形状プラスチックフィルム25とを重ねて、図5に示す中間膜積層体20を形成した。
〈工程3〉
工程2で形成した中間膜積層体20の所定形状プラスチックフィルム25のエッジ付近で、2枚の樹脂中間膜23、23´を加熱融着し、図8のように、所定形状プラスチックフィルム25の辺の中央部付近に、熱融着部29を形成して、積層中間膜28とした。
加熱融着は、図8aに示す装置を用いて行った。加熱体31の樹脂中間膜23に押し当てる面積を10mm×200mmとし、加熱体の温度を45℃に加熱し、1平方cm当たり1Nの力で20秒間、樹脂中間膜23に押し当てて行い、図6に示す熱融着部29を形成した。
〈工程4〉 工程3で作製した積層中間膜28を湾曲した室外側ガラス10に重ね、さらに湾曲した室内側ガラス13をその上に重ね、湾曲したガラス板の縁からはみ出た樹脂中間膜をカッターナイフで切り取り、ガラス板積層体40を形成した。
ガラス板積層体40の形成において、図3に示すd3が10mmとなるように、積層中間膜28を湾曲した室外側ガラス10に重ねた。
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムに形成されている赤外線反射膜は、図2の室外側の樹脂中間膜11に接するように配置し、赤外線を吸収するハードコート層は、室内側の樹脂中間膜12に接するようにした。
ガラス板積層体40の脱気を、図10、11に示すチューブ42を用い、排気ノズル43に、図示しない真空ポンプをつないで行った。チューブ42には、ゴム系樹脂で作製されたものを用いた。
〈工程5〉
図10、11のチューブ42を用いて脱気している状態のまま、ガラス板積層体40をオートクレーブに入れ、15分間、加圧(0.2MPa)・加熱(95℃)処理した後、ガラス板積層体40をオートクレーブから取出した。
ガラス板積層体40からチューブ42を取外し、チューブ42を取り外したガラス板積層体40を再度オートクレーブに入れ、30分間、加圧(1MPa)・加熱(140℃)処理し、図1に示すプラスチック挿入合わせガラス1を作製した。
作製したプラスチックフィルム挿入合わせガラス1は、所定形状プラスチックフィルム14にシワがなく、外観不良の無いものであり、JISR3211−1998に規定されている可視光線透過率は73%有し、自動車のフロントガラスとして好適に使用できるものであった。
さらに、本実施例のプラスチックフィルム挿入合わせガラスのJIS R3106:1998に規定される日射反射率は21%、また、ISO 13837:2008に規定されている全日射透過率(Total Solar Transmittance)TTSは48%であった。
実施例2
樹脂中間膜13に、アンチモンをドープした酸化錫(ATO)微粒子を分散した厚さ0.76mmの透明なPVB膜を用い、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムに厚さ80μmの透明なPETフィルムを用い、赤外線反射膜として、Nb2O5膜(厚さ115nm)、SiO2膜(厚さ175nm)、Nb2O5膜(厚さ115nm)、SiO2膜(厚さ175nm)、Nb2O5膜(厚さ115nm)を順次スパッタリング法で成膜して形成した。
ATO微粒子を分散したアクリル樹脂を主成分とするハードコート被膜を、硬化後厚さ5μmとなるように、ロールコート法で塗布して形成し、赤外線反射膜は、該ハードコート被膜の上に形成した。
その他は、実施例1と同様にして、プラスチックフィルム挿入合わせガラスを作製した。
なお、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの熱収縮率は、130℃で、MD方向0.7%、TD方向0.4%であった。
作製したプラスチックフィルム挿入合わせガラス1は、所定形状プラスチックフィルム14にシワがなく、外観不良の無いものであり、JISR3211−1998に規定されている可視光線透過率は73%有し、自動車のフロントガラスとして好適に使用できるものであった。
さらに、本実施例のプラスチックフィルム挿入合わせガラスのJIS R3106:1998に規定される日射反射率は21%、また、ISO 13837:2008に規定されている全日射透過率(Total Solar Transmittance)TTSは48%であった。
実施例3
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの赤外線反射膜に、PETフィルムに酸化亜鉛と銀の薄膜をスパッタリング法で積層してなる赤外線反射膜を形成したものを用いた他は、全て実施例1と同様にして、プラスチックフィルム挿入合わせガラス1を作製した。
本実施例で作製したプラスチックフィルム挿入合わせガラス1は、所定形状プラスチックフィルムにシワがなく、外観不良の無いものであった。
さらに、JISR3211−1998に規定されている可視光線透過率も70%有し、自動車のフロントガラスとして好適に使用できるものであった。
実施例4
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムに形成した赤外線吸収層を、スパッタリング法で酸化インジウム、銀、酸化インジウム、銀、酸化インジウムを順次積層してなる赤外線反射膜としたものを用いた。
その他は全て実施例1と同様にしてプラスチックフィルム挿入合わせガラス1を作製した。
本実施例で作製したプラスチックフィルム挿入合わせガラス1は、所定形状プラスチックフィルム14にシワがなく、外観不良の無いものであった。
本実施例の断熱性合わせガラス1のJIS R3106:1998に規定される日射反射率は24%、JIS R3212:1998に規定されている可視光線透過率は71%であった。また、ISO 13837:2008に規定されている全日射透過率(Total Solar Transmittance)TTSは46%であった。
なお、本実施例の赤外線反射膜付きプラスチックフィルム22の熱収縮率は、130℃でMD方向、TD方向ともに0.7%であり、伸び率は、130℃でMD方向、TD方向ともに0%であった。
実施例5
赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの赤外線反射膜に、屈折率の異なる2種類のポリマー薄膜を交互に多数積層してなる多層膜を用いた他は、全て実施例1と同様にしてプラスチックフィルム挿入合わせガラスを作製した。
低屈折率のポリマー薄膜にポリメチルメタクリレートを用い、高屈折率のポリマー薄膜膜にポリエチレンテレフタレートを用いた。PMMAを用いて形成した低屈折率の層をPMMA層と呼び、ポリエチレンテレフタレートを用いて形成した高屈折率の層をPET層と呼ぶ。
PMMA層は、PMMAを酢酸2−メトキシエチルに溶解させた液をロールコート法で塗布して成膜した。屈折率は1.49であった。
PET層は、PETのペレットを押し出し機で溶融させながら塗膜した。PET層の屈折率は1.65であった。
赤外線反射層7は、0.144μmのPMMA層と0.159μmのPET層とを交互に20層ずつ繰り返して積層し、さらに、0.165μmのPMMA層と0.183μmのPET層とを交互に10層ずつ繰り返して積層し、さらに、0.187μmのPMMA層と0.207μmのPET層とを交互に15層ずつ繰り返して積層し、さらに、158μmのPMMA層と0.175μmのPET層とを交互に15層ずつ繰り返して積層し、さらに、0.172μmのPMMA層と0.191μmのPET層とを交互に15層ずつ繰り返して積層して、形成した。ポリマー薄膜は全部で150層である。
本実施例の赤外線反射膜付きフィルム22の熱収縮率は、130℃で、MD方向、TD方向ともに1.1%であった。
本実施例で作製したプラスチックフィルム挿入合わせガラス1は、所定形状プラスチックフィルム14にシワがなく、外観不良の無いものであった。
また、本実施例で作製したプラスチックフィルム挿入合わせガラスのJIS R3106:1998に規定される日射反射率は20%、JIS R3212:1998に規定されている可視光線透過率は73%であった。また、ISO 13837:2008に規定されている全日射透過率(Total Solar Transmittance)TTSは49%であった。
比較例1
実施例1の工程3において、熱融着部29を形成しないで積層中間膜28とした他は、全て実施例1と同様にして、プラスチックフィルム挿入合わせガラスを作製した。
作製したプラスチックフィルム挿入合わせガラスには、所定形状プラスチックフィルムの周辺部でシワが観察され、外観不良のため実用には適さないものであった。
1 プラスチックフィルム挿入合わせガラス
2 プラスチックフィルム挿入合わせガラスのエッジ
3 着色膜のエッジ
4 プラスチックフィルムのエッジ
5 プラスチックフィルム挿入合わせガラス透視部
10 ガラス板
11、12 樹脂中間膜
13 ガラス板
14 所定形状プラスチックフィルム
15 着色膜
20 中間膜積層体
22 赤外線反射膜付きプラスチックフィルム
23、23´ 樹脂中間膜
25 所定形状プラスチックフィルム
26 不要部
28、28´ 積層中間膜
29、29´ 熱融着部
30 ヒータ
31 加熱体
32 押さえ部
33 レーザー光
34 凸レンズ
35 透明板
40 ガラス板積層体
41 押し圧ロール
42 チューブ
43、45 排気ノズル
44 真空バッグ

Claims (13)

  1. 曲げ加工によって湾曲した形状の2枚のガラス板と、2枚の樹脂中間膜と、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムとが、ガラス板、樹脂中間膜、赤外線反射膜付きプラスチックフィルム、樹脂中間膜、ガラス板の順に積層されてなるプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法において、少なくとも1枚のガラス板の周辺部に不透明な着色膜が形成され、次の工程1〜3で積層中間膜が作製され、該積層中間膜を2枚のガラス板の間に挿入して、加熱・加圧処理を行うことを特徴とするプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法。
    工程1:赤外線反射膜付きプラスチックフィルムを所定形状プラスチックフィルム(ガラス板の面積よりも小さい面積で、かつフィルムのエッジがガラス板の不透明な着色膜に全周で重なる形状のプラスチックフィルム)に裁断する工程。
    工程2:工程1で裁断して作製した所定形状プラスチックフィルムを、2枚の樹脂中間膜の間に挟み込むようにして、2枚の樹脂中間膜と所定形状プラスチックフィルムとを重ねる工程。
    工程3:所定形状プラスチックフィルムの辺に近い位置で、樹脂中間膜と樹脂中間膜とを、あるいは樹脂中間膜と所定形状プラスチックフィルムとを、熱融着し、積層中間膜とする工程。
  2. 工程3の熱融着に、加熱体を有する加熱装置が用いられるか、あるいはレーザー光が用いられることを特徴とする請求項1に記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラスの製造方法。
  3. 2枚のガラス板の曲率半径が、0.9〜3mの範囲にあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の製造方法で製造されるプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  4. 赤外線反射膜付きプラスチックフィルムに用いられるプラスチックフィルムが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ナイロン、ポリアリレート、シクロオレフィンポリマーから選ばれる1つのプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項3に記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  5. 樹脂中間膜が、ポリビニルアセタール、エチレンビニルアセテート、あるいはこれらの融着性樹脂に金属もしくは金属酸化物の微粒子を分散させたものであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  6. 赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの赤外線反射膜が、高屈折率の酸化物膜と低屈折率の酸化物膜とを交互に積層してなる多層膜、もしくは屈折率の異なるポリマー薄膜の多層膜、もしくは導電性薄膜であることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれかに記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  7. 酸化物膜が、TiO2、Nb25、Ta25、SiO2、Al23、ZrO2、MgF2から選ばれる2種以上の酸化物でなることを特徴とする請求項6に記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  8. 屈折率の異なるポリマー薄膜の多層膜が、2種類のポリマー薄膜を交互に50層〜200層積層されてなる多層膜であることを特徴とする請求項6に記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  9. 導電性薄膜が、Ag、Au、Cu、Al、Pd、Pt、Sn、In、Zn、Ti、Cd、Fe、Co、Cr、Niなどの金属または合金等でなる金属膜または合金膜、あるいはアンチモンドープ酸化錫、錫ドープ酸化インジウム等でなる導電性金属酸化物膜からなることを特徴とする請求項6に記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  10. 赤外線反射膜付きプラスチックフィルムが、次の(A)、(B)、(C)のいずれかの条件を満たしていることを特徴とする請求項3乃至請求項9のいずれかに記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
    (A)厚さが30〜200μmの範囲にある。
    (B)熱収縮率が100〜150℃の温度範囲において、0.1〜3%の範囲にある。
    (C)100〜150℃の温度範囲で、赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの1m幅あたりに引張力10Nを加えたとき、該赤外線反射膜付きプラスチックフィルムの伸び率が0.3%以下である。
  11. JISR3212:1998に規定される可視光線透過率が70%以上であり、車両用窓に使用されることを特徴とする請求項3乃至請求項10のいずれかに記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  12. JIS R3106:1998に規定される日射反射率が20%以上であることを特徴とする請求項3乃至請求項11のいずれかに記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
  13. ISO13837:2008に規定される全日射透過率(Total Solar Transmittance)TTSが50%以下であることを特徴とする請求項3乃至請求項12のいずれかに記載のプラスチックフィルム挿入合わせガラス。
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