JP2011168474A - 車両用窓ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は日射エネルギーの遮蔽と電磁波透過性を有する車両用窓ガラスを製造する方法を得ることを目的とした。
【解決手段】真空成膜法を用いて赤外線反射膜を形成する車両用窓ガラスの製造方法であって、マスキング材を用いて形成した電磁波を透過する電磁波透過窓を有する赤外線反射膜の膜端部をエッチングにより除去する工程を有することを特徴とし、特に上記エッチング手段として砥石又はレーザーを使用することを特徴とする車両用窓ガラスの製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、赤外線反射膜が形成された車両用窓ガラスに関するものであり、特にフロントウインドーに使用される自動車用窓ガラスに関するものである。

従来、冷房負荷の低減に代表される省エネルギーの観点から、赤外線の影響を極力小さくしようとする傾向にある。この傾向により、近年、車両用ガラスにおいて、車内に通入する太陽輻射エネルギー（以下日射エネルギーと記載することがある）を遮蔽し、車内の温度上昇を抑え、冷房負荷を低減させる目的から、特に赤外線を反射することが可能な赤外線反射膜が表面に形成された熱線遮蔽ガラスの採用が求められつつある。

一般的な赤外線反射膜としては、ガラス上に酸化インジウムと酸化錫の混合膜（ＩＴＯ膜）やアルミニウムを添加した酸化亜鉛膜に代表される導電性薄膜を成膜したものや、銀膜を誘電体膜で挟んだ積層体や、窒化物膜を誘電体膜で挟んだ積層体等が知られている。

上記の赤外線反射膜は、赤外線が入射する窓ガラスの全面にわたって形成されるのが一般的であるが、一方で、前述したような導電性薄膜や積層体は、広い波長範囲で光や電磁波等を反射することから、車両用ガラスの赤外線反射膜として用いる場合には、携帯電話による通信、又は車両の窓ガラスに設けられたガラスアンテナの利得を低下させるなど、電波障害が生じ易いという問題があった。

このような事情から、現在、上記の導電性薄膜や積層体が形成されない電磁波が透過する部分（以下、電磁波透過窓と記載することがある）を、窓ガラスに対して部分的に設けることによって、好適な電波透過性を獲得する方法が用いられている（特許文献１）。

前述した導電性薄膜や積層体の形成方法としては、スパッタリング法やＣＶＤ法等の真空成膜法が広く用いられている。通常、上記の電磁波透過窓を設けるためには、上記の真空成膜法を用いて薄膜の形成を行う場合、成膜前に予め金属板やフィルム等のマスキング材で該電磁波透過窓を覆うマスキング方法（特許文献２）や、形成された導電性薄膜や積層体を酸等で取り除くエッチング方法（特許文献３）を用いることが知られている。又は形成された赤外線反射膜に対して砥石（特許文献４）やレーザー（特許文献５）等を用いて該赤外線反射膜を加工し、除去する方法が広く知られている。

特開平７−２４２４４１号公報 特開２００５−３１０４７２号公報 特開２０００−０８０４８３号公報 特開２００５−１８６２０９号公報 特開２００３−６６２１２号公報

前述したマスキング方法は量産化や実用性という点で有用な方法であるが、真空成膜法を用いて成膜を行う場合、マスキング材の厚みや形状に由来して、電磁波透過窓と赤外線反射膜との境界で、該赤外線反射膜が部分的に厚くなったり、前記境界が不明瞭になる欠陥が生じることがあった。上記のような欠陥が生じると、熱線遮蔽ガラスが乱反射したり不透明となったりすることがあり、車両用窓ガラスとして使用する際、車外の視認性が損なわれるという問題があった。

また、車両用窓ガラスに形成される赤外線反射膜は、好適な赤外線反射性を得ることを目的として、Ａｇ等の金属を含むものが多く採用されている。しかし、Ａｇのような金属はエッチングに使用する薬液への耐久性に乏しく、エッチングを行うと該赤外線反射膜にＡｇに起因した白濁等の欠陥を生じることがあり、該欠陥部分は赤外線反射しなかったり、可視光透過性を著しく低下させることがあった。

また、砥石を用いる方法では、形成された赤外線反射膜を削り取るものであるが、研磨を行う形状に制限があり、さらに研磨面のガラス板にヘーズが生じることがあり、ガラス板にヘーズが生じるとガラス板を透過する像が歪んでしまうという問題があった。

また、レーザーを用いる方法は、形成された赤外線反射膜をレーザーを照射し、該レーザーの熱によって蒸発させる方法であるが、面積が大きくなると、レーザーを照射する時間が長くなるにも関わらず赤外線反射膜の除去が不十分となり易いという問題があった。また、一方で時間をかけずに赤外線反射膜の除去を行おうとすると、レーザーの強度を上げなくてはならず、それによってガラス面にダメージを与えてしまうことがあり、ガラス板が破壊され易くなることがあった。

上記の問題を鑑みて、本発明は日射エネルギーの遮蔽と電磁波透過性を有する車両用窓ガラスを製造する方法を得ることを目的とした。

発明者が上記課題について鋭意検討した結果、マスキングによって形成した電磁波透過窓と、該電磁波透過窓と接する赤外線反射膜の端部とを、レーザーや砥石を用いて処理することにより、上記課題を解決できることを見出した。

すなわち本発明の車両用窓ガラスの製造方法は、真空成膜法を用いて赤外線反射膜を形成する車両用窓ガラスの製造方法であって、マスキング材を用いて形成した電磁波を透過する電磁波透過窓を有する赤外線反射膜の膜端部をエッチングにより除去する工程を有することを特徴とする。

上記の電磁波透過窓とは、赤外線反射膜が形成されていない車両の窓ガラスを指すものである。該電磁波透過窓は電磁波が透過する程度の面積があればよく、波長９００〜１４００ｎｍの波長領域の光を５０％以上反射するように設計される。

上記の赤外線反射膜の膜端部とは、マスキング材を用いて形成した電磁波透過窓と接する赤外線反射膜の端部を指し、前述した欠陥を有する部分を含む。

また、本発明の車両用窓ガラスの製造方法は、前記エッチングとして砥石又はレーザーを用いることを特徴とする。

また、本発明の車両用窓ガラスの製造方法は、赤外線反射膜が導電性薄膜であることを特徴とする。

本発明により、車両用窓ガラスとして視認性を損なわず、電磁波透過窓を赤外線反射膜を形成することが可能となる。また、好適な実施形態のひとつとして、レーザーや砥石を用いる面積が小さいことから、ガラスへのダメージを抑えることが可能となる。

ガラス板としては、透明ガラスであれば無色又は有色のどちらでもよい。例えばブルー、ブロンズ、グレー又はグリーンガラス等でもよく、紫外線や赤外線を吸収するガラスであってもよい。また強化ガラス、半強化ガラス等も用いることが可能であり、ガラス基板が無機質でも有機質でも差し支えない。また、ガラスの厚みは１．６〜５．０ｍｍとするのが好ましい。

前記赤外線反射膜は好適な赤外線反射性と可視光線透過性を有していればよく、赤外線を反射する主成分として、Ａｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｎ、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯなどが挙げられ、これら成分は金属膜や導電性薄膜として用いられてもよい。さらに、上記の成分を主成分として用いる金属膜や導電性薄膜と、誘電体膜等とを積層した積層膜を用いても差し支えない。又は、前記熱線反射層は誘電体膜を多層積層した光学干渉膜であってもよい。

また、形成される赤外線反射膜は、赤外線反射性、可視光透過性や視認性を損なわず、膜にクラック等の欠陥が発生しない程度であれば、厚みは特に限定しなくともよいが、例えば３００ｎｍ以下としてもよく、好ましくは５０ｎｍ以下としてもよい。

上記赤外線反射膜に導電性薄膜を用いる場合、該導電性薄膜の表面抵抗値が５００Ω／□以下である場合、プラズマ振動により振動数が低い電磁波を反射することから、熱線遮蔽ガラスとして好適な赤外線反射性を持つため好ましい。また、上記の赤外線反射性は波長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と、車両用の合わせガラスとして好ましい。

本発明の車両用窓ガラスは真空成膜法を用いて形成されるものであり、例えばスパッタリング法、電子ビーム蒸着法、イオンビームデポジション法、イオンプレーティング法等が挙げられるが、均一性を確保しやすいスパッタリング法は好適に用いられる。スパッタリング法は、例えば、ＤＣ（直流）スパッタリング方式、ＡＣ（交流）スパッタリング方式、高周波スパッタリング方式、マグネトロンスパッタリング方式が挙げられる。中でも、プロセスが安定しており、大面積への成膜が容易であるという利点があることから、ＤＣマグネトロンスパッタリング法、ＡＣマグネトロンスパッタリング法が好ましい。

電磁波透過窓を形成する際、砥石やレーザーを用いることが好ましく、除去する赤外線反射膜の形状や位置に従って適宜選択されればよい。砥石は研磨機に設置されているものがよく、砥石の種類としては例えば、ダイヤモンド、ＳｉＣ、アルミナ、ＢＮ等が、ボンド材としては鉄、鋳鉄、カーボン等導電材料で構成される材質が挙げられる。

砥石の粒度、周速度は要求される表面状態に合わせて適宜選択されればよいが、例えば粒度を０．６〜２０μｍ、周速度を８００〜１２００ｍ／ｍｉｎ程度としても差し支えない。また、必要に応じてクーラントを使用してもよい。

レーザーは公知のレーザーを用いればよく、例えばルビーレーザーや各種ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等のガスレーザーなどが挙げられ、特にＹＡＧレーザー（波長：１０６０ｎｍ又は１０６４ｎｍ）が好適に用いられる。ビーム径は０．５〜１．５ｍｍとするのが好ましく、赤外線反射膜を除去する際の除去する幅はレンズによって可変であり、好適な幅を設定すればよい。また、ビーム強度は２０〜５００Ｗとするのがよく、上記範囲を外れると、ガラスにダメージを与えたり、赤外線反射膜の除去が不十分となることがある。

また、加工速度は４００〜８０００ｍｍ^２／ｓｅｃとしても差し支えない。さらに、レーザーは赤外線反射膜が形成された膜面から照射するものでも、ガラス面から照射するものでもよいが、ガラス面から照射した時の方がビーム強度を調節し易いため好適である。

ガラス板に赤外線反射膜が形成された膜付きガラスは、単板、合わせガラス、複層ガラス等として用いてもよい。車両用窓ガラスとしては、例えば自動車のフロントウインドー、リヤウインドー又はサイドウインドー又はサンルーフ、シェードバンド等に、ことに風防用ガラスにも充分適用することが可能である。特に車両のフロントガラスとして使用する場合は合わせガラスとして使用される。

本発明の合わせガラスとする場合は、上記の膜付きガラスとは異なるガラス板を用意し、膜付きガラスとガラス板との２枚のガラスの間に離型剤を散布し、離型剤散布後に２枚のガラス板を合わせて一体とし、一体となったガラス板を金型等の保持材に設置した後、加熱し曲げ加工を行う。

曲げ加工方法は、自重法やプレス法等、適宜選択されればよい。曲げ工程後、ガラス板を常温で冷却し、冷却後にＰＶＢ、ＥＶＡ等の樹脂膜を２枚のガラス板の間に挟み、油圧又は空気圧のオートクレーブで圧着することで、合わせガラスとすることが可能である。ＰＶＢ膜を用いる場合、加熱温度を１２０〜１４５℃、圧力、１．０３×１０^６〜１．２７×１０^６Ｐａ／ｍ^２で製造することが好ましい。

以下に本発明を好適な実施例に従って説明する。なお、本発明は以下に限定されるものではない。

まず、厚み２．１ｍｍのフロートガラス板（５００ｍｍ×３００ｍｍ）を中性洗剤、水すすぎ、イソプロピルアルコールで順次洗浄し、乾燥する。

次に、乾燥後のガラス板の一方の面上に矩形１５０ｍｍ角のマスキング材を設置し、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いてＡｇ膜を含む積層膜を形成する。この時、該装置の真空チャンバー内を真空ポンプで約５×１０^−４Ｐａまで脱気した後、スパッタガスを導入し、真空チャンバー内の圧力を０．３６Ｐａとし、マスキング材が設置されたガラス板を搬送させながら全面に赤外線反射膜を形成する。

赤外線反射膜形成後、上記マスキング材を除去し、マスキング材除去後にＮｄ-ＹＡＧレーザーを用いてビームの照射角度は９０°とし、赤外線反射膜端部の除去を行う。除去後に洗浄、乾燥を行うと、電磁波透過窓を有する好適な車両用窓ガラスが得られる。

Claims (5)

1. 真空成膜法を用いて赤外線反射膜を形成する車両用窓ガラスの製造方法であって、マスキング材を用いて形成した電磁波を透過する電磁波透過窓を有する赤外線反射膜の膜端部をエッチングにより除去する工程を有することを特徴とする車両用窓ガラスの製造方法。
2. 前記エッチングは、砥石又はレーザーを用いることを特徴とする請求項１に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
3. 赤外線反射膜が導電性薄膜であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用窓ガラスの製造方法を含むことを特徴とする車両用合わせガラスの製造方法。
5. 請求項４に記載の製造方法によって製造された車両用合わせガラス。