JP2013001611A - 合わせガラスの加熱方法およびデフロスタ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動車等のフロントガラス、リアガラスを、二枚の板ガラス1の間が高分子製中間膜3,5で接合された合わせガラスで構成し、前記高分子製中間膜3が銅イオン、金属酸化物、ホウ化物、タングステン酸誘導体から選択される少なくとも1種を含有する近赤外線吸収剤を含有し、前記合わせガラスのエッジ部分に、ハロゲンヒーター、ハロゲンランプ、赤外線乾燥用ランプ、近赤外線発光ダイオード、近赤外線レーザー等の光源により近赤外線10を照射することにより、速やかに合わせガラスを加熱し、曇り止め、霜取りを行う。
【選択図】図2
Description
合わせガラスは外部から衝撃が加わり、板ガラス部分が破損した場合であっても、ガラス破片が高分子製中間膜と接合しているため、ガラス破片の飛散を防止することができる。このため自動車用途(例えば自動車のフロントガラス)、建築用途に合わせガラスを用いることにより、事故の際に人体がガラス破片によって傷つくことを防止することが可能であり、安全性の面から有用性が高く、人が外部から車内や住宅内部に侵入することが困難となるため、防犯性の面からも有用性が高い。
前記近赤外線吸収剤が、銅イオン、金属酸化物、ホウ化物、タングステン酸誘導体から選択される少なくとも1種を含有することが好ましく、下記式(1)で表わされるホスホン酸化合物と、銅塩とを反応させることにより得られる銅化合物を含有することがより好ましい。
前記板ガラスの少なくとも一方の、日射透過率(JIS R 3106)が70%未満であってもよい。
前記高分子製中間膜が、二層以上の層を有し、少なくとも一つの層が近赤外線吸収剤を含有する層であり、前記近赤外線吸収剤を含有する層に隣接する少なくとも一層が、近赤外線吸収剤を含有しない層であり、近赤外線の照射が、前記合わせガラスのエッジ部分の前記近赤外線吸収剤を含有しない層に対して行われることがより好ましい。
前記高分子製中間膜が、二層以上の層を有し、少なくとも一つの層が近赤外線吸収剤を含有する層であり、前記近赤外線吸収剤を含有する層に隣接する少なくとも一層が、近赤外線吸収剤を含有しない層であり、前記光源が、前記合わせガラスのエッジ部分の前記近赤外線吸収剤を含有しない層に、近赤外線の照射が可能な位置に配置されることがより好ましい。
本発明の合わせガラスの加熱方法は、前記合わせガラスが、二枚の板ガラスの間が高分子製中間膜で接合された合わせガラスであり、前記高分子製中間膜が近赤外線吸収剤を含有し、前記合わせガラスに近赤外線を照射することを特徴とする。
なお、本発明において、近赤外線とは波長が780〜2500nmの光を意味する。
本発明に係る合わせガラスについてまず説明する。本発明に係る合わせガラスは、二枚の板ガラスが高分子製中間膜で接合された合わせガラスである。すなわち合わせガラスの層構成は、板ガラス/高分子製中間膜/板ガラスである。なお、合わせガラスとしては、板ガラスの表面にさらに別の層が設けられていてもよい。また、本発明に係る合わせガラスは、高分子製中間膜が近赤外線吸収剤を含有するため、近赤外線の吸収性に優れ、近赤外線の照射によって加熱することが可能である。本発明の合わせガラスは、車両用の窓ガラス、自動車用のフロントガラスとして好適に用いることができる。
前記板ガラスとしては特に限定はなく、従来から合わせガラスに用いられていた、通常のガラスを使用することができる。板ガラスとしては、通常は可視光の透過率が高いものが用いられる。なお、通常のガラスは、近赤外線を吸収することが少なく、合わせガラスの表面(板ガラスの表面)に近赤外線を照射した場合には、大半の近赤外線が高分子製中間膜に到達する。
なお、板ガラスの厚さとしては、合わせガラスの用途に応じて決定され、特に限定はないが、合わせガラスを自動車のフロントガラスに用いる場合には、厚さ2mm前後の板ガラスが用いられる。
板ガラスとしては、板ガラスの少なくとも一方の日射透過率(JIS R 3106)が70%以上であることが好ましい。日射透過率が70%以上であると、近赤外線が主として高分子製中間膜に吸収され加熱される。
前記高分子製中間膜は、近赤外線吸収剤を含有する。本発明に係る高分子製中間膜は、高分子および近赤外線吸収剤からなり、さらに他の成分を含んでいてもよい。該高分子製中間膜は、近赤外線吸収剤を含有するため近赤外線を有効に吸収することが可能であり、高分子製中間膜は近赤外線が照射されることにより効率的に加熱される。また、合わせガラスを構成する高分子製中間膜が加熱されると、伝熱によって板ガラスが加熱される。
高分子製中間膜を構成する高分子としては、板ガラスと強力に接合することが可能な高分子で有ればよく、具体的には、前記高分子としては、ポリビニルアセタール、エチレン‐酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリエステル、ポリウレタン、から選択される少なくとも1種の高分子が挙げられる。
前記高分子としては、ポリビニルアセタール、およびEVAから選択される少なくとも1種の高分子であることがより好ましく、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)、およびEVAから選択される少なくとも1種の高分子であることが特に好ましく、PVB、またはEVAが最も好ましい。
本発明に用いる高分子としては、市販品を用いてよい。
銅イオンを含有する近赤外線吸収剤としては、下記式(1)で表わされるホスホン酸化合物と、銅塩とを反応させることにより得られる銅化合物を含有する近赤外線吸収剤、アルキルリン酸化合物と銅塩とを反応させることにより得られる銅化合物、硫化銅等が挙げられる。
金属酸化物を含有する近赤外線吸収剤としては、スズドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化スズ等が挙げられる。
タングステン酸誘導体を含有する近赤外線吸収剤としては、一般式MxWyOzで示される化合物(ただし、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi、Iのうちから選択される1種類以上の元素、Wはタングステン、Oは酸素、0.001≦x/y≦1.1、2.2≦z/y≦3.0)の微粒子が挙げられる。
本発明に用いる近赤外線吸収剤としては、市販品を用いてよい。
前記特定のリン酸エステル化合物としては、市販されているリン酸エステル化合物を用いることもできる。
前記工程で得られる近赤外線吸収剤(A)は、特定のホスホン酸化合物と、特定のリン酸エステル化合物と、銅塩とから得られる。前記工程で得られる近赤外線吸収剤(A)としては、前記特定のホスホン酸化合物と銅塩とが反応したホスホン酸銅塩が存在し、さらにその周りに前記特定のリン酸エステル化合物が存在すると考えられる。また、前記ホスホン酸銅塩を構成する前記特定のホスホン酸化合物の一部が、前記特定のリン酸エステル化合物で置き換わったホスホン酸銅塩も存在すると考えられる。
また、前記工程で用いる前記各成分の量は以下のとおりである。前記特定のホスホン酸化合物は、前記特定のリン酸エステル化合物1モルあたり、5モル以上用いることが好ましく、8〜100モル用いることがより好ましく、10〜80モル用いることが特に好ましい。5モルを下回ると、高分子製中間膜の近赤外線の吸収特性が悪化する場合や、耐熱性が低下する場合がある。
前記分散媒としては、近赤外線吸収剤(A)を分散することが可能であり、かつ原料(前記銅塩、特定のホスホン酸化合物、特定のリン酸エステル化合物)を溶解可能であればよく、例えばメタノール、エタノール、2−プロパノール等が挙げられる。
本発明に係る合わせガラスは、合わせガラス素材から製造される。合わせガラス素材は二枚の板ガラスの間に高分子製中間膜が挟み込まれた層構造を有している。すなわち、合わせガラス素材の層構成は、板ガラス/高分子製中間膜/板ガラスである。
なお、合わせガラスを製造する方法の具体例を以下に例示する。
本発明の合わせガラスの加熱方法は、前述の高分子製中間膜が近赤外線吸収剤を含有することを特徴とする合わせガラスに近赤外線の照射を行うことを特徴とする。
光源としては、近赤外線領域の光を発する発光ダイオード、近赤外線領域の光を発するレーザーが好ましい。特に近赤外線の照射を合わせガラスのエッジ部分から行う場合には、近赤外線領域の光を発する発光ダイオード、近赤外線領域の光を発するレーザーを用いることが、設置容易なため好ましい。
なお、光源としては、近赤外線領域の光を含んでいればよく、近赤外線領域以外の波長の光を含んでいてもよい。
本発明の合わせガラスの加熱方法は、高分子製中間膜が含有する近赤外線吸収剤が合わせガラスに照射される近赤外線を効率よく吸収するため、速やかに合わせガラスを加熱することが可能であり、これにより合わせガラスの曇り止めや霜取りが可能である。また、本発明の合わせガラスの加熱方法は、近赤外線の照射により行われるため静音性に優れる。さらに、合わせガラスに電熱線等の視界を遮る部材を配置する必要がないため、本発明の合わせガラスの加熱方法は視認性にも優れる。さらに本発明に用いられる合せガラスは近赤外線を吸収する特性を有するために太陽光に含まれる熱線を効率よく遮断する事が可能であり、夏季などには冷房効率を上げることも可能である。
本発明のデフロスタ装置は、前記合わせガラスと、前記合わせガラスに近赤外線を照射することが可能な光源と有する。
また、前記高分子製中間膜が、二層以上の層を有し、少なくとも一つの層が近赤外線吸収剤を含有する層であり、前記近赤外線吸収剤を含有する層に隣接する少なくとも一層が、近赤外線吸収剤を含有しない層であり、前記光源が、前記合わせガラスのエッジ部分の前記近赤外線吸収剤を含有しない層に、近赤外線の照射が可能な位置に配置されることがより好ましい。
(近赤外線吸収剤の調製)
酢酸銅1水和物1.16g(5.83×10-3mol)を、エタノール60gに溶解させた溶液(a1)、並びに、酢酸銅1水和物に対して等モルのエチルホスホン酸0.64gおよび下記リン酸エステル化合物(A)0.5gを、エタノール5gに溶解させた溶液(b1)をそれぞれ準備した。
反応後、反応液を50℃にて酢酸臭が無くなるまで減圧乾固して1.50gの固形物(近赤外線吸収剤)を得た。
次いでこの近赤外線吸収剤分散液2.75g、トリエチレングリコールビス−2−エチルヘキサノエート2.09gをトルエン/エタノール(2/1)混合液150mlに溶解し、更にこの溶液にポリビニルブチラール5.50gを添加して溶解した。この近赤外線吸収剤入りのポリビニルブチラール樹脂溶液から溶剤キャスト法によって近赤外線吸収剤入りポリビニルブチラール樹脂を得た。
合せガラスAを−30℃の冷凍庫に5分間いれることにより冷却を行った。この冷却された合せガラスを冷凍庫より室温23℃相対湿度30%の室内に取り出すと真っ白に曇った。
対照として、近赤外線吸収剤の入っていないポリビニルブチラールから得られた高分子製中間膜を用いた以外は同様な方法で合わせガラスを作製し、曇り除去テストを行った。
なお、東芝社製赤外線乾燥用電球IR100V125WRHEの分光分布図を図4に示す。
3・・・近赤外線吸収剤を含有する層
5・・・近赤外線吸収剤を含有しない層
10・・・近赤外線
Claims (13)
- 合わせガラスの加熱方法であって、
前記合わせガラスが、二枚の板ガラスの間が高分子製中間膜で接合された合わせガラスであり、
前記高分子製中間膜が近赤外線吸収剤を含有し、
前記合わせガラスに近赤外線を照射することを特徴とする合わせガラスの加熱方法。 - 前記近赤外線吸収剤が、近赤外線吸収特性を有する平均粒子径200nm以下の微粒子であることを特徴とする請求項1に記載の合せガラスの加熱方法。
- 前記近赤外線吸収剤が、銅イオン、金属酸化物、ホウ化物、タングステン酸誘導体から選択される少なくとも1種を含有する請求項1または2に記載の合わせガラスの加熱方法。
- 前記近赤外線の照射が、ハロゲンヒータ、ハロゲンランプ、赤外線乾燥用ランプ、近赤外線領域の光を発する発光ダイオード、近赤外線領域の光を発するレーザーから選択される少なくとも1種の光源によって行われる請求項1〜4のいずれか一項に記載の合わせガラスの加熱方法。
- 前記近赤外線の照射が、近赤外線領域の光を発する発光ダイオード、近赤外線領域の光を発するレーザーによって行われる請求項1〜4のいずれか一項に記載の合わせガラスの加熱方法。
- 前記板ガラスの少なくとも一方の、日射透過率(JIS R 3106)が70%以上である請求項1〜6のいずれか一項に記載の合わせガラスの加熱方法。
- 前記板ガラスの少なくとも一方の、日射透過率(JIS R 3106)が70%未満である請求項1〜7のいずれか一項に記載の合わせガラスの加熱方法。
- 近赤外線の照射が、前記合わせガラスのエッジ部分から行われる請求項1〜8のいずれか一項に記載の合わせガラスの加熱方法。
- 前記高分子製中間膜が、二層以上の層を有し、
少なくとも一つの層が近赤外線吸収剤を含有する層であり、
前記近赤外線吸収剤を含有する層に隣接する少なくとも一層が、近赤外線吸収剤を含有しない層であり、
近赤外線の照射が、前記合わせガラスのエッジ部分の前記近赤外線吸収剤を含有しない層に対して行われる請求項1〜8のいずれか一項に記載の合わせガラスの加熱方法。 - 合わせガラスと、前記合わせガラスに近赤外線を照射することが可能な光源とを有するデフロスタ装置であって、
前記合わせガラスが、二枚の板ガラスの間が高分子製中間膜で接合された合わせガラスであり、
前記高分子製中間膜が近赤外線吸収剤を含有することを特徴とするデフロスタ装置。 - 前記光源が、近赤外線の照射を前記合わせガラスのエッジ部分から行うことが可能な位置に配置される請求項11に記載のデフロスタ装置。
- 前記高分子製中間膜が、二層以上の層を有し、
少なくとも一つの層が近赤外線吸収剤を含有する層であり、
前記近赤外線吸収剤を含有する層に隣接する少なくとも一層が、近赤外線吸収剤を含有しない層であり、
前記光源が、前記合わせガラスのエッジ部分の前記近赤外線吸収剤を含有しない層に、近赤外線の照射が可能な位置に配置される請求項11に記載のデフロスタ装置。
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