JP2014518837A - 切換え可能自動車用合わせガラス - Google Patents

Abstract

自動車用途で使用するのに適切な窓の合わせガラス（１０）であって、切換え可能フィルム（１８）は、ＵＶ光を吸収する中間層（１６）と共同してＩＲとＵＶ光を反射する塗布膜（１４）によって、ＵＶに対する暴露と過温度に対する暴露から保護される。

Description

現在開示される発明は、自動車用途に於けるエレクトロクロミック材料などの切換え可能なフィルムの使用に関し、特に、自動車の窓合わせガラスに於けるＳＰＤ及びＰＤＬＣフィルムの有用性に関する。

合わせガラスパネルの色又は透過率を変化させて制御するための多数の技術が存在する。エレクトロクロミクスは、自動車用途で時々使用される技術の１つである。その他の技術に基づく切換え可能フィルムを用いてもよい。エレクトロクロミクスは、エマルジョン又はフィルムに電流又は電位をかけることによって誘引される可逆的反応（化学的又は物理的）に関するものである。特定のエレクトロクロミック装置に於いては、懸濁粒子デバイス（「ＳＰＤ」）エマルジョン又は高分子分散液晶（「ＰＤＬＣ」）フィルムが、２枚の透明基板プレートの間に閉じ込められている。ＳＰＤフィルムの場合、基板プレートは、透明な導電性の塗布されたポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）から形成することが出来る。例えば、ＰＥＴの上の導電性塗布膜に交流電圧を加えるなどによって、電圧をフィルムにかけると、エマルジョンの色又は光透過率の変化が起こる。

懸濁粒子デバイス（「ＳＰＤ」）フィルム又は高分子分散液晶（「ＰＤＬＣ」）フィルムは、時々、「スマートガラス」技術と呼ばれることがある。自動車などの用途の窓に使われるように、フィルムに印加される電圧を制御することによって光透過率の制御を可能とする「切換え可能な合わせガラス」に組み込まれる。

従来技術の問題点は、そのような切換え可能な合わせガラスは適切な「有用性」を有していないことであった。つまり、従来技術の切換え可能な合わせガラスは、紫外線（「ＵＶ」）、高温、及び周りの環境中の物質又は合わせガラス構造の中で使われている物質との化学反応によって、時間と共に品質が低下する傾向にあった。自動車用途に於いては切換え可能な合わせガラスをこれらのすべての条件に露出することになる。時間と共に、このような品質低下は、比較的半透明又は不透明な状態と、比較的透明な状態とを切り替えるための切換え可能な合わせガラスの能力を低下させる。

切換え可能な合わせガラスに於けるエレクトロクノミックフィルム使用に関する別の問題は、その合わせガラスに於けるＳＰＤ切換え可能なフィルムのようなエレクトロクロミックフィルムを組み込むことによる光学的歪みである。例えば、ＳＰＤ切換え可能なフィルムの典型的な厚みは、約０．３８ｍｍオーダーである。ＳＰＤ切換え可能なフィルムのエッジを周囲条件に露出すると、例えば、化学的攻撃によってＳＰＤ切換え可能フィルムは品質低下につながる可能性がある。ＳＰＤ切換え可能なフィルムのエッジを保護するために、ＳＰＤ切換え可能フィルムは積層の中心に置かれ、ガラスと中間層の境界は、ＳＰＤ切換え可能フィルムの外周を超えて延びている。各層のアセンブリがオートクラーブで積層された時、ＳＰＤ切換えフィルムの外周を囲んでいる端に於ける層アセンブリは、ＳＰＤ切換え可能フィルムを含む領域よりも、ＳＰＤフィルムの厚み分だけ薄い。この厚みの相違が、ＳＰＤフィルムの外周に隣接する領域のガラスの曲がりにつながり、許容できない程度の光学的歪みを生じていた。加えて、ＳＰＤ切換え可能フィルムの外周近くのガラスと中間層がうまく接着されていなかった場合、ＳＰＤ切換え可能フィルムの外周に隣接する領域に隙間が発生し、あるいは、その合わせガラスがその後、十分高い温度に暴露された場合、それらの層の弾力によって、それらの層が無強勢の状態に曲がることがあり、中間層が短くなり、合わせガラスにおいて不十分になる。

切換え可能フィルムはまた自動車用途に於ける使用を制限し、危険にさらすかもしれないその他の不利益や困難を提供している。そのために、自動車用途にとって有用であり効果的である切換え可能合わせガラス構造に対する従来技術に於いてニーズがあった。

前述の不利益を克服するために、現在開示された合わせガラスは、ＵＶと短波長可視光線からＳＰＤ切換え可能フィルムを保護し、かつ吸収されたＩＲ光またある場合によっては可視光によって誘起される熱から保護する。好ましくは、合わせガラスは、ＵＶスペクトル（３８０ｎｍ未満）の光を吸収し、３８０ｎｍより大きい可視光スペクトルの光さえも吸収する比較的高いＵＶ吸収作用を有する材料の少なくとも１つの中間層と共に接着された複数のガラス層を備える。強化されたＵＶ吸収作用を有する中間層は、ＵＶ光から、ＳＰＤフィルムのような切替え可能フィルムを保護するのに役立つ。好ましくは、強化されたＵＶ吸収中間層は、４００ナノメートル（「ｎｍ」）未満の波長に於ける光を吸収する。４１０ｎｍ未満の波長に於けるＵＶ光の強化された吸収作用を有する中間層はより好ましい。熱可塑性ポリウレタン（「ＴＰＵ」）とＥＶＡは、合わせガラスの積層を形成する時、オートクラーブ処理中、比較的低い温度を要求するように設計することが出来るそのような好ましい中間層材料の例である。好ましくは、ＴＰＵやＥＶＡなどの設計された中間層材料のためのオートクラーブ温度は、１００°Ｃ未満であり、より好ましくは、９０°Ｃ未満である。比較すると、ＰＶＢのような標準自動車の中間層は、一般的に、１２０°Ｃ以上の積層温度を必要とする。

強化されたＵＶ吸収中間層に加えて、合わせガラスは、合わせガラスを照明するＩＲ光を反射することによって、意図された環境での暴露温度を制限するＩＲ反射塗布膜をも備える。より好ましくは、ＩＲ反射塗布膜はＵＶスペクトルの光や約４００乃至４１０ｎｍの範囲でのややＵＶスペクトルより大きい光も反射する。好ましくは、ＩＲ反射塗布膜の光反射は、自動車の合わせガラスのために予期した環境に於ける合わせガラス温度を８０°Ｃ未満に限定する。

好ましくは、境界フレームを、ＳＰＤ切換え可能フィルムの外周の横方向外側である合わせガラスの部分に取り付ける。

好ましくは、エレクトロクロミックフィルムのエッジは、エレクトロクロミックフィルムを、環境から中間層に浸透する可能性のある湿気やその他の物質との反応や１つ以上の中間層との化学的反応による劣化から保護するために１ミリ厚のカプラン（登録商標）テープなどの実質的不浸透材料の層によってシールされる。

本発明の現時点で好ましい実施形態は、次に掲げる図面と併せて、例として本明細書に記述される。
本発明の様々な実施形態による窓合わせガラスの断面図である。 本発明の様々な実施形態による電気コネクタの図である。 本発明の様々な実施形態の図２の電気コネクタの断面図である。 現在開示された発明による窓合わせガラスの別の断面図である。

現在開示されている発明の実施形態は、例えば、車、建物及び建築構造物に於ける適切な窓合わせガラスに関する。該合わせガラスは、例えば、懸濁粒子デバイス（「ＳＰＤ」）フィルムや、高分子分散液晶（「ＰＤＬＣ」）フィルム又は合わせガラスを通して光の透過率を選択的に制御するその他のフィルムなどの切換え可能なフィルムを含む。該合わせガラスは、赤外線（「ＩＲ」）光を反射するために、金属又は金属ベース塗布膜などの赤外線反射塗布膜を、１つ以上のガラス板の１つ以上の表面上に備える。また該合わせガラスは、少なくとも１つの紫外線吸収中間層も含む。更に、該合わせガラスはエレクトロクロミックフィルムが、汚染物質がフィルムに侵入するのを防止するための不浸透縁取り材料を含む。いくつかの場合には、ＩＲ反射塗布膜が、ＵＶスペクトルに於ける光を反射し、可視スペクトルの一部分の光を反射し、エレクトロクロミニック層のＵＶ保護を強化し、合わせガラスが光に暴露されるのに応じた温度上昇を制限するように設計されている。

図１及び４は、本発明の１つの実施形態による窓合わせガラス１０の断面図を示している。図１は断面で示された窓合わせガラス１０の２つの断面を図示している。図１の第１断面１０ａは、合わせガラス１０の周辺部近傍に位置しており、図１の第２断面１０ｂは合わせガラス１０の昼光開口（「ＤＬＯ」）部分に位置している。図４は図１に示したエレクトロクロミックフィルムの周辺部近傍の合わせガラス１０の領域を含む窓合わせガラス１０の断面図を示している。

図１及び４に図示するように、合わせガラス１０は、合わせガラス１０のためのガラスの外層である第１ガラス層１２を備えている。ガラス層１２は、対向して配置される第１と第２主要面を有し、第１と第２主要面は、それらの間に於いて端面を画定する。第１ガラス層１２は、自動車用途で使用されるのに適切なタイプの透明ガラス又は超透明ガラスである。実施例ではＰＰＧ透明ガラス又はソーラーファイヤー（Ｓｏｌａｒｐｈｉｒｅ）（登録商標）ガラス又はＰＰＧスターファイヤー（Ｓｔａｒｐｈｉｒｅ）（登録商標）ガラスなどがある。透明ガラスは、合わせガラス１０が太陽光で照らされた時、ＩＲ光からのより少ないエネルギはガラス層１２で吸収され、以下の記述で理解されるように、より多くのエネルギがガラスの外層から外に、合わせガラス１０から離れるように反射されるので、好まれる。超透明ガラスはより好ましく、その理由は、超透明ガラスは透明ガラスよりもＩＲ光からのエネルギを吸収する率がより低く、さらに、より高い透過率はより多くの光の反射を可能にしている。ＩＲを反射する塗布膜に関する以下の記述から理解されるように、透明ガラスと超透明ガラスによって提供される改善が乗算されるが、ガラスの外層から外に反射される光が、第１ガラス層を二度通る。つまり、光は一度、第１ガラス層を通過して、ＩＲ反射塗布膜に達し、再び、光はＩＲ反射塗布膜から、第１ガラス層を通る。

合わせガラス１０は更に、ＩＲ波長の光を反射する一方で、可視光を透過させるタイプの金属又は金属ベースの塗布膜であるＩＲ反射塗布膜を備えている。塗布膜１４は、ガラス層１２の主要面にスパッタされるかその他の方法で塗布されることが可能である。必要であれば、塗布膜を塗布する前か後のいずれかにガラス層の主要面に塗料が塗布されることが可能である。好ましいＩＲ反射塗布膜は、２層の銀塗布膜を含む。もっと好ましいＩＲ反射塗布膜は３重の銀塗布膜を含む。ＩＲ反射塗布膜は、紫外線（「ＵＶ」）スペクトルの光を反射する３重層の銀塗布膜であることが最も好ましい。そのような２重層銀塗布膜（商品コードＳＰ０５）、３重層銀塗布膜（商品コードＥＰ０１）及び、強化ＩＲ／ＵＶ反射作用を有する３重層銀塗布膜（商品コードＥＰ０２）は、ＰＧＷから市販されている。ＩＲ反射塗布膜は、ＩＲスペクトル（とＵＶスペクトル及びＵＶ反射作用を有する３重層銀塗布膜の場合は可視光スペクトルの一部分）の光を反射して、太陽光に暴露された時、合わせガラス１０の温度を制限する。３重層銀塗布膜（商品コードＥＰ０１）の場合、反射塗布膜は、ＩＲスペクトルに於ける光の反射によって温度を制限する。ＵＶ反射作用を有する３重層銀塗布膜（商品番号ＥＰ０２）の場合、ＩＲスペクトルの光の反射による温度を制限することに加えて、反射塗布膜も、ＵＶ光を反射して、ＵＶ光に暴露することによってエレクトロクロミックフィルムが破壊されるのを防止し、加えて、吸収されたＵＶ光からの熱エネルギによって温度が上昇するのを制限する。１つの実施形態によれば、塗布膜１４は、ＰＰＧサンゲート（Ｓｕｎｇａｔｅ）（登録商標）ＥＰ０２塗布膜である。透明ガラス２枚との組合せた塗布膜にとって、Ｉ１１．Ａ−２の透過率は５８．２３％であり、反射率は２４．６５％である。ＩＳＯ９０５０（２８０−３８０Ｔ）によって測定された太陽のＵＶ照射では、透過率は０．０１％であり、反射率は全太陽照射では２８．４３％である。ＡＳＴＭ８９１（８００−２５００Ｔ）標準によって測定されたソーラＩＲ照明では、透過率は０．９６％であり、反射率は９１．４６％で、トータルのソーラ照明では、ＳＡＥＴ（Ｒ）ｓｏｌ（Ｅ８９２：３００−２５００）によれば、透過率は２５．６３％であり、反射率は５８．８２％である。様々な実施形態によれば、塗布膜１４の区画１５は、塗布膜の端部の腐食につながる環境への暴露に対して塗布膜１４を保護するために、合わせガラス１０の外周のエッジに於いて削除される。そのように塗布膜１４の削除された部分の典型的な寸法は、ガラス層１２のエッジから内側に約１０ミリメートル（「ｍｍ」）未満である。また、本発明を制限しないで、当業者には公知であるように、ＩＲ反射層を、サウスウォールテクノロジの商品コードＸＩＲ（登録商標）などのＩＲ反射材料を組み込むことによって合わせガラスに含めることが可能である。

合わせガラス１０は比較的高いＵＶ吸収率を有する第１中間層を備えている。中間層１６は互いに対向配置された第１と第２の主要面を有し、第１と第２の対向配置された主要面の間の外縁を画定する。中間層１６の第１主要面はＩＲ塗布膜１４の表面に面している。この用途例で使われる様に、別の面または表面に「面している」という意味は、必ずしもその他の面または表面に触れていなくても、その他の表面の方向に向いているという意味である。それ故に、中間層１６の主要面が、塗布膜１４の表面に「面している」場合は、中間層１６の主要面は、塗布膜１４の方向に向いているが、中間層１６と塗布膜１４の間に他の材料層が存在しても良い。幾つかの実施形態では、中間層１６の主要面は、塗布膜１４に触れていても良く、他の実施形態では、触れてはいない場合もある。この明細書で使われる「対向する」という意味は、表面はお互いに向かい合っていて触れていることを意味し、それら表面の間には他の層は存在しないことを意味する。例えば、中間層１６の主要面は、塗布膜１４の表面とは「対向」している場合、中間層１６の主要面は、塗布膜１４の表面に触れている。

中間層１６として適切な材料は、高いＵＶ吸収性の熱可塑性ポリウレタン（「ＴＰＵ」）又はエチレンビニルアエテート（「ＥＶＡ」）又はポリビニルブチラール（「ＰＶＢ」）を含む。ＵＶ吸収中間層は、強化された紫外線吸収作用を持っていなくても良いが、樹脂メーカが提供するような強化されたＵＶ吸収作用を有した中間層が好ましい。この好ましい材料においては、ＵＶ吸収剤が、強化されたＵＶ吸収中間層の透過率がＳＡＥ（３００−４００）標準に基づいて３８０ｎｍ未満のスペクトルで約１％未満であるようなバルク材料に添加される。好ましくは、強化されたＵＶ吸収中間層の透過率は、ＳＡＥ（３００−４００）標準に基づいて４００ｎｍ未満のスペクトルに於いて約１％未満である。そのような強化されたＵＶの吸収は、エレクトロクロミックフィルムを、長時間、ＵＶや可視光に暴露することによって起こるＳＰＤフィルムのようなエレクトロクロミックフィルムの劣化を遅らせることが発見されている。

中間層の第１の目的は、オートクレーブ処理中に、ＩＲ反射性塗布膜を有するガラスパネルと合わせガラス１０の他の部分とを接着することである。ＳＰＤフィルムのような切換え可能フィルムが許容することのできるオートクレーブ温度を保ちながら合わせガラスの適切な積層体を提供するために、中間層のメルトインデックスは重要である。メルトインデックスは、指定された温度での粘性の測定単位である。現在開示されている発明と共に使われるように、メルトインデックスは、積層温度での中間層の流れの予測因子である。しかし、メルトインデックスも意図された積層温度も両方とも、熱可塑性ポリウレタン材料のような中間層の組成に従って変化する。

オートクラーブ処理中の熱劣化に暴露されることから、ＳＰＤフィルムの完全性を保護するために、中間層の積層温度は１１０°Ｃ未満であることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンなどの中間層の積層温度が１００°Ｃ未満であることはより好ましい。熱可塑性ポリウレタンなどの中間層の積層温度が、９０°Ｃ未満であることは最も好ましい。このタイプの熱可塑性材料では、メルトインデックスがあまりにも低いと、貧弱な積層品質が生じる。しかし、メルトインデックスが高すぎると、熱可塑性材料は積層スタックから流れ出て、貧弱な積層品質になる。例えば、ＴＰＵ中間層を使用する現在開示された発明による合わせガラスの場合、ＴＰＵ中間層は、ＡＳＴＭＤ−１２３８標準に基づいて、１０乃至１３０の範囲でメルトインデックス（「ＭＩ」）規定に適合しなければならないことが分かった。より好ましくは、ＴＰＵメルトインデックスは、ＡＳＴＭＤ−１２３８標準に基づいて４０乃至８０の範囲になければならない。

図１及び４を参照すると、合わせガラス１０のＤＬＯ領域は、例えば、懸濁粒子装置（「ＳＰＤ」）フィルム１８などの切換え可能フィルムを含むが、他の実施形態では、高分子分散液晶（「ＰＤＬＣ」）フィルムなどの他の切換え可能フィルムも使用することが出来る。図１及び４に図示する様に、切換え可能フィルム１８は、対向する様に配置される第１と第２の主要面と有し、その第１と第２の主要面の間に画定されるエッジ表面を有する。切換え可能フィルム１８の第１主要面は、第１中間層１６の第２主要面に面している。

更に図４で図示されるように、ＳＰＤ切換え可能フィルム１８は、可撓性材料の２つのシート１９ａと１９ｂの間に閉じ込められたＳＰＤエマルジョン１９を有している。好ましい実施形態の例では、シートは、ＰＥＴで形成される。各々のシート１９ａ、１９ｂは、各々の導電性塗布膜１９ｃ、１９ｄを備えている。導電性塗布膜１９ｃ、１９ｄは、エマルジョン１９と各々のシート１９ａ又は１９ｂの間に位置している。銀ペースト又はその他の導電性材料が、塗布膜１９ｃ及び１９ｄを導電性であるバスバーに電気的に接続する。図６は、銀ペースト１９ｆによって塗布膜１９ｄに電気的に接続しているバスバー１９ｅを図示している。同様に、別のバスバーは、図４の断面図で示したものと逆である構造の銀ペーストによって塗布膜１９ｃに電気的に接続されている。ＳＰＤエマルジョン１９を介した１９ａと１９ｂの間の光の透過率は、各々のバスバーを介して塗布膜１９ｃ、１９ｄに印加された電圧を制御することによって制御される。そのようなＳＰＤ切換え可能フィルムは、日立化成株式会社から市販されている。 また、ＰＤＬＣタイプ切換え可能フィルムは、ｉＧｌａｓｓから市販されている。切換え可能フィルム１８は合わせガラス１０に積層され、ＩＲ反射塗布膜１４は、光源（例えば、太陽）と切換え可能フィルム１８の間の合わせガラス１０に位置する。この様に、ＩＲ反射塗布膜１４は、切換え可能フィルム１８を太陽のＩＲ光から保護する。

合わせガラス１０は更に、第１中間層１６に関連して上記の複数の材料などの第１中間層１６と同一であるか又は異なる適切な材料で構成することの出来る第２中間層２０を備える。第２中間層２０は、第１と第２の対向配置された主要面を有しその主要面の間に画定されたエッジ表面を有している。第２中間層２０の第１主要面は、切換え可能フィルム１８の第２主要面に面している。

合わせガラス１０は更に、第２ガラス層２２を備えている。ガラス層２２は、合わせガラス１０のガラスの内側層である。第２ガラス層は、自動車用途に適切なタイプのガラスならどのようなタイプでもよく、例えば、ＰＰＧソーラーファイヤー（Ｓｏｌａｒｐｈｉｒｅ）（登録商標）ガラス又はＰＰＧソレックス（登録商標）ガラスなどがある。第２ガラス層２２は、互いに対向配置された第１と第２の主要面を有しており、その第１と第２の主要面は、その間にエッジの表面を画定する。第２ガラス層２２の第１主要面は、第２中間層２０の第２主要面に面する。

合わせガラス１０は更に、合わせガラス１０の外周に隣接して位置する暗色又は黒色の塗装層又は帯２４を備える。塗装帯２４は、合わせガラス１０のエッジ構造や、切換え可能フィルム１８等のための電気導体を隠すための美的目的である。塗装帯２４は、図１に図示するように、ＩＲ塗布膜１４ａに接着することが可能である。又は、塗装帯２４は、中間層１６ａに面しているガラス層１２ｂの表面に直接接着することが出来る。その場合には、ＩＲ塗布膜１４ａは、スパッタされるか、それ以外は、塗装帯に塗布され、ＩＲ塗布膜は、中間層１６ａの主要表面と接触している。加えて、塗装帯２４は、図１に図示するように、中間層２０ａから離れたガラス２２ａの表面に接着することが出来る。さらに別の実施形態では、塗装帯２４は、中間層２０ａに面しているガラス２２の表面に接着することが出来る。さらに別の実施形態では、塗装帯２４は、中間層１６ａから離れたガラス１２ａ表面に接着することも出来る。最後に、塗装帯２４は、上記の様にガラス１２ａ、ガラス２２ａ及びＩＲ反射塗布膜１４ａの表面のどのような組合せにも塗布されることが可能で、ガラス１２ａ、ガラス２２ａ及びＩＲ反射塗布膜１４ａのうちの１つ以上に位置することが可能である。

図１と図４に図示される様に、ＰＶＢなどの中間層／スペーサ２５材料の一部の層は、切換え可能なフィルム１８の外周の外側領域に位置している。スペーサ２５は、切換え可能フィルム１８の外周を超えた領域に、合わせガラス１０が、ＤＬＯ領域と切換え可能フィルム１８の領域で有する合わせガラス１０のおおよその全体的な厚みを保持している。この様な方法に於いて、ガラス層１２、２２は、切換え可能フィルム１８の外周近くの積層ガラス領域で光学的歪みを発生させるようにオートクラーブ処理中に過度に曲げられることはない。

好ましくは、合わせガラス１０は、ＳＰＤフィルム１８の外周エッジに取り付けられたエッジ材料２６を備える。エッジ材料は、例えば、デュポンカプトン（Ｄｕｐｏｎｔ Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）ポリイミドフィルムなどのポリイミドフィルムであっても良い。エッジ材料２６は、中間層、スペーサからの合成物が浸透して切換え可能フィルム１８を劣化させないように、切換え可能フィルム１８を、中間層１６、２０及び、スペーサ／中間層２５から分離する。

エッジ材料２６が厚すぎる場合、エッジ材料２６は、オートクラーブステップの前に空気をスタックから取除くプレプレス処理中に、空気の移動を阻止する。この場合、捕捉された空気は標準温度とオートクラーブサイクル期間の間に中間層に溶解されることはない。余分な空気は、エッジ材料のエッジやエッジ近くの合わせガラスの中に空気の泡を形成させる。高温とオートクラーブサイクル保持時間によって、空気を中間層の中に溶解させることによって、空気の泡が除去されることが分かった。典型的な時間と温度は、約１２０分と１００°Ｃであることが分かっている。

ガラス１２、２２及び中間層１６、２０の数は、合わせガラス１０の特定の用途によってどのような枚数でも可能である。また、合わせガラス１０は、外周領域の周りに黒色塗装層２４を有するように図１及び４に図示されているが、合わせガラス１０の特定の用途によっては、黒色塗装層２４を省略しても良い。

様々な実施形態に於いて、第１ガラス層１２と第２ガラス層２２の厚みは、例えば、１．８乃至２．１ｍｍであり、中間層１６、２０の厚みは、例えば、０．３８乃至０．８０ｍｍであり、切換え可能フィルム１８の厚みは、例えば、０．３４ｍｍである。本発明の様々な実施形態では、合わせガラス１０は、４００ナノメートル以下の波長では、９９％より大きいＵＶ光をブロックする。

現在開示された発明による合わせガラスは、長年に渡って使用可能な自動車用途の切換え可能な合わせガラスを提供する。塗布膜１４は、合わせガラス１０の赤外線と可視光線の反射率を増大し、従って、合わせガラス１０が太陽光に暴露された時の切換え可能フィルム１８の温度を制限する。塗布膜１４はＵＶ反射率を有しており、ＵＶ光に暴露されることによる切換え可能フィルム１８の劣化を低減する。中間層１６も、ＵＶ光を吸収して、その為、ＵＶ光暴露による切換え可能フィルム１８の劣化を低減する。切換え可能フィルム１８のエマルジョンは、中間層１６、２０と互換性がないかもしれないので、エッジ材料２６は、フィルム１８のエッジをシールして、切換え可能フィルム１８の劣化を更に制限する。

図２は、本発明の様々な実施形態の電気的コネクタ４０を図示している。図３は、本発明の様々な実施形態による図２に示す電気的コネンクタ４０の線Ｂ−Ｂでの断面図を示す。コネクタ４０は、切換え可能フィルム１８のバスバーに対して電圧を提供するように形成されている。コネクタ４０は、切換え可能フィルム１８の状態変化を作動するために、切換え可能フィルム１８の電源を制御する電気システム（図示せず）に接続するようにしたハウジング４２を備えている。非導電スリーブ４６を有するワイヤ４４は、ハウジング４２から成形領域４８に延びている。導電箔５０は成形領域４８から延び、各々の導電箔５０はワイヤ４４の１つと電気的に接続されている。箔５０は、電気的終端５４以外は絶縁層５２に封入されており、電気的結合を達成するために、箔５０は切換え可能フィルム１８のバスバーに接している。絶縁層５２は、例えば、デュポンカプトン（Ｄｕｐｏｎｔ Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）ポリイミドフィルムなどのポリイミドフィルムで構成することが出来る。粘着層５６は、コネクタ４０を合わせガラス１０に接続する。

コネクタ４０は合わせガラス１０に装着され、一方の終端５４は、切換え可能フィルム１８の一方のサイド（つまり、第２ガラス層２２に面した切換え可能フィルム１８の一方のサイド）のバスバーに接しており、他方の端末ポイント５４は、切換え可能フィルム１８の他方のサイド（つまり、第１ガラス層１２に面した切換え可能フィルム１８の一方のサイド）のバスバーに接している。ＡＣ電圧源などの電圧源（図示せず）は、ワイヤ４４に接続している。切換え可能フィルム１８の状態変化は、ＡＣ電圧源から切換え可能フィルム１８のバスバーへ電圧の印加を制御することによって達成する。

様々な実施形態に於いては、ＡＣ電源レベルは、６０Ｈｚ乃至５００Ｈｚの周波数範囲に於いて、例えば、０ボルト乃至１４０ボルトの範囲で調整可能である。そのような実施形態に於いて、印加される信号レベルは、光の透過率（つまり、可視光線透過のパーセンテージ）に直接関係して、０ボルトは「オフ」又は、最も暗くなり、１４０ボルトは、切換え可能フィルム１８の最も透明な状態である。様々な実施形態に於いて、複数の終端５４は、回路のショートと電磁波適合性（ＥＭＣ）問題を避けるために、物理的に間隔を置いて配置される。

本発明の実施形態は、変更可能光透過率、グレアの低減、及びプライバシーレベル能力を保持し、美的に心地良い積層ガラスを提供する。本発明の実施形態による合わせガラス１０の用途の非限定の例として、自動車のサンルーフに於ける使用がある。自動車用途に於いて合わせガラス１０を使用する利点は、サンルーフがグレアと熱を遮断するために、閉じたシェードで蔽われる必要がないということにある。むしろ、透明状態と半透明な状態を切り替えることが出来、幾つかの実施形態に於いては、光の透過率状態を変化させる。

様々な実施形態に於いて、本発明は合わせガラス１０を形成するためのプロセスに関する。第１ガラス層１２と第２ガラス層２２は、切断され、研磨され、洗浄され、黒色塗装層２４（必要に応じて）で塗装され、塗布膜１４で被覆され、ある形状に曲げられる。エッジカバーが、ＳＰＤフィルムのエッジに貼付される。第１ガラス層１２と第２ガラス層２２は、中間層１６、２０、切換え可能フィルム１８、スペーサ／中間層２５及びコネクタ４０に共に組み立てられる。このアセンブリは、合わせガラス１０を形成するために、オートクレーブでプレスされ加熱されることにより積層される。

図４と図５は、切換え可能フィルムが日立化成株式会社（Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）が製品化しているタイプのＳＰＤ切換え可能フィルムである場合の本発明によって構成されている合わせガラス１０の典型的実施形態のスペクトル特性を示している。Ｔは合わせガラスの光透過率の割合を示しており、Ｒ_１は、指定された光源に暴露された時、ガラスパネル１２の自由表面から反射した光の割合であり、Ｒ_２は、指定された光源に暴露された時、ガラスパネル２２の自由表面から反射した光の割合を表わす。

切換え可能フィルム１８が「電源オフ」状態で、合わせガラス１０がＩＩＩ．Ａ−２光源で照明された時の合わせガラスのスペクトル特性は、合わせガラス１０通る可視光線の透過率は０．４０％であり、ガラスパネル１２の自由表面からの可視光線の反射率は２４．７４パーセントであり、ガラスパネル２２の自由表面からの可視光線の反射率は、６．５２パーセントである。同様に、ＩＳＯ９０５０（２８０−３８０Ｔ）によって定義されたＵＶスペクトルの透過率は、０．０１％であり、ＡＳＴＭ８９１（８００−２５００Ｔ）によって定義されたＩＲスペクトルの透過率は０．２２パーセントで、ＳＡＥＴ（Ｒ）ｓｏｌ（Ｅ８９２：３００−２５００）によって定義された全太陽光透過率は、０．４６パーセントである。太陽光ＵＶのＲ_１は２７．７５パーセントであり、太陽光ＩＲのＲ_１は９２．３５パーセントで、全太陽光のＲ_１は、５９．５７パーセントである。

切換え可能フィルム１８が「電源オン」状態であり、合わせガラス１０がＩＩＩ．Ａ−２光源によって照明された時の合わせガラス１０のスペクトル特性は、可視スペクトルの合わせガラスの透過率が３９．１０パーセントで、反射率（Ｒ_１）が２５．３９パーセントである。ＵＶスペクトルの場合、ＩＳＯ９０５０（２８０−３８０Ｔ）標準によって測定された透過率は、０．０１パーセントであり、Ｒ_１は２７．７５パーセントである。太陽光のＩＲスペクトルでは、ＡＳＴＭ８９１（８００−２５００Ｔ）標準によって測定された透過率は、０．７９パーセントであり、Ｒ_１は９２．２８パーセントである。ＳＡＥＴ（Ｒ）ｓｏｌ（Ｅ８９２：３００−２５００）標準によって測定された全太陽光の場合、透過率は１６．０５パーセントであり、Ｒ_１は５９．７８パーセントである。

前述のテスト結果は、合わせガラスは、「オフ」状態の時は、ほとんど（０．４０パーセント）可視光線を透過しない。同時に、ＩＲ光の高比率（９２．３５％）とＵＶ光の高比率（２７．７５％）が反射されるので、合わせガラス１０の温度は、ＳＰＤフィルムのエマルジョンに損傷を与えるレベルまで上昇することはない。「オン」状態では、合わせガラス１０は、可視光の高比率（３９．１％）を透過するが、ＩＳＯ９０５０（２８０−３８０Ｔ）によって測定されるように、太陽光のＵＶ光の大部分（２７．７５％）を反射して、ＡＳＴＭ８９１（８００−２５００Ｔ）標準によって測定されるように大部分の太陽光ＩＲ光（９２．２％）を反射する。これは次のことを意味する：合わせガラス１０が「オン」状態であって、可視光は透過して、合わせガラス１０の反対側の映像は明瞭に見えるときですら、ＳＰＤフィルムは、ＵＶ光に暴露されること及び／又は９０°Ｃより大きい温度によって劣化することから保護される。ＵＶ光に対する暴露とＩＲ光による高温（＞９０°Ｃ）から保護されることによって、ＳＰＤフィルムの有用な光を延長し、自動車用途に於ける応用での合わせガラス１０の有用性を強固にする。

本発明のいくつかの実施形態に関して記述する一方、これらの実施形態に対する様々な改良、変更、改作は、当業者にとって明らかで、本発明の利益の一部又はすべてが達成される。それ故に、現在開示された発明は、本発明の範囲と精神から逸脱することなく、そのような改良、変更、改作のすべてを含むものである。

Claims (25)

1. 制御信号に応答してガラスを通過する光の透過率を選択的に制御する積層された合わせガラスであって、前記合わせガラスは、
   第１と第２の対向配置された主要面を有する少なくとも１つの透明ガラス層と、
   赤外線スペクトル中の光を反射するＩＲ反射層と、
   紫外線スペクトルと可視光線スペクトル中の光を吸収する第１中間層であって、第１と第２の対向配置された主要面を有する前記中間層と、
   互いに対向配置された第１と第２主要面を有する切換え可能フィルムであって、前記切換え可能フィルムの前記第１と第２主要面の間の可視光の透過率は前記切換え可能フィルムに印加された制御信号に応答して変化可能であって、前記切換え可能フィルムの前記第１主要面は前記中間層の前記第２主要面に面しており、前記ＩＲ反射層は前記透明ガラス層の前記第２の対向配置された主要面と前記切換え可能フィルムの間に存在し、前記第１中間層も前記透明ガラス層の前記第２の対向配置された主要面と前記切換え可能フィルムの間に存在している前記切換え可能フィルムと、
   第１と第２の対向配置された主要面を有する第２中間層であって、前記第２中間層の前記第１主要面は前記切換え可能フィルムの前記第２主要面に面している前記第２中間層と、
   第１と第２の対向配置された主要面を有する第２ガラス層であって、前記第２ガラス層の前記第１主要面は前記第２中間層の前記第２主要面に面している前記第２ガラス層と、
   を含んでいるアセンブリから製造されることを特徴とする合わせガラス。
2. 前記ＩＲ反射層は、２層の銀塗布膜を含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
3. 前記ＩＲ反射層は、３層の銀塗布膜を含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
4. 前記ＩＲ反射層は、強化されたＵＶ反射を伴う３層の銀塗布膜を含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
5. 前記第１中間層は熱可塑性材料の層を含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
6. 前記第１中間層は、強化された紫外線吸収を伴う熱可塑性材料の層を含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
7. 前記第１中間層は、１０乃至１３０の範囲のメルトインデックスを有することを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
8. 前記第１中間層は、４０乃至８０の範囲のメルトインデックスを有することを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
9. 前記第１中間層は、４００ナノメートル未満の波長を有する光スペクトルに対する強化された紫外線吸収を伴うことを特徴とする請求項６の積層された合わせガラス。
10. 前記第１中間層は、４１０ナノメートル未満の波長を有する光スペクトルに対する強化された紫外線吸収を伴うことを特徴とする請求項６の積層された合わせガラス。
11. 前記第１中間層は、熱可塑性ポリウレタン、エチレンビニルアセテート及びポリビニルブチラールを含んでいるグループの１つから選択された材料を含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
12. 前記切換え可能フィルムに電力を供給するための前記切換え可能フィルムに接続された電気導体を更に含んでいることを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
13. 前記ＩＲ反射層、前記第１ガラス層の前記第１主要面、前記第１ガラス層の前記第２主要面、前記第２ガラス層の前記第１主要面及び前記第２ガラス層の前記第２主要面を含んでいるグループのうちの少なくとも１つに接着された不透明塗布膜を更に含んでいることを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
14. 前記切換え可能フィルムは、ＳＰＤフィルムを含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
15. 前記切換え可能フィルムは、ＰＤＬＣフィルムを含むことを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
16. 前記積層された合わせガラスは、外側エッジを画定し、前記積層された合わせガラスは更に、前記切換え可能フィルムの外周と、前記積層された合わせガラスの前記外側エッジとの間に位置する境界層を含んでいることを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
17. 前記切換え可能フィルムは、前記切換え可能フィルムの前記第１主要面と前記第２主要面の間に配置されたエッジ表面を有し、前記積層された合わせガラスは前記切替え可能フィルムの前記エッジに固着されたポリイミドのバリアを含み、前記バリアは前記中間層に対して低い浸透性を有することを特徴とする請求項１の積層された合わせガラス。
18. 自動車用途で使用する窓合わせガラスであって、前記合わせガラスは、
    電気制御信号に応答して切換え可能フィルムを通過する可視光の透過率を制御する前記切換え可能フィルムと、
    １つの表面上に反射塗布膜を有する第１ガラス板であって、赤外線スペクトルの９０％より大きい光を反射する前記第１ガラス板と、
    前記切換え可能フィルムと前記第１ガラス板の間に配置される第１中間層であって、前記切換え可能フィルムを前記第１ガラス板に結びつけ、３８０ナノメートル未満の波長を有する光の少なくとも９８％を吸収する前記中間層と、
    前記第１中間層から対向する前記切換え可能フィルムの側面に配置される第２中間層と、
    前記切換え可能フィルムから対向する前記第２中間層の側面に位置し、前記第２中間層によって前記切換え可能フィルムに結び付けられた第２ガラス板と、
    を含んでいることを特徴とする合わせガラス。
19. 前記第１中間層は、４００ナノメートル未満の波長を有する光の少なくとも９８％を吸収することを特徴とする請求項１８の窓合わせガラス。
20. 前記第１中間層は、４１０ナノメートル未満の波長を有する光の少なくとも９８％を吸収することを特徴とする請求項１８の窓合わせガラス。
21. 前記第１ガラス板の前記反射塗布膜は、４００ナノメートルより大きい波長を有する光を反射することを特徴とする請求項１８の窓合わせガラス。
22. 前記第１ガラス板の前記反射塗布膜は、４１０ナノメートルより大きい波長を有する光を反射することを特徴とする請求項１８の窓合わせガラス。
23. 前記電気制御信号がオンの時、前記切換え可能フィルムは３８％より大きい可視光を透過し、前記電気制御信号がオフの時、前記切換え可能フィルムは１％未満の可視光を透過することを特徴とする請求項２２の窓合わせガラス。
24. 前記第１中間層は、４０乃至６０の範囲のメルトインデックスを有する熱可塑性材料を含むことを特徴とする請求項１８の窓合わせガラス。
25. 電気制御信号に反応してガラスを透過する光の透過率を選択的に制御する積層された合わせガラスであって、前記合わせガラスは、
    第１と第２の対向配置された主要面を有する少なくとも１つの透明ガラス層と、
    赤外線スペクトルの光を反射するＩＲ反射塗布膜であって、前記透明ガラス層の前記第２の対向配置された主要面に塗布された前記ＩＲ反射塗布膜と、
    紫外線スペクトルの光と可視光スペクトルの光を吸収する第１中間層であって、前記中間層は第１と第２の対向配置された主要面を有し、前記第１中間層の前記第１主要面は前記ＩＲ反射塗布膜に面している前記第１中間層と、
    互いに対向配置された第１と第２主要面を有する切換え可能フィルムであって、前記切換え可能フィルムの前記第１と第２主要面の間の可視光の透過率は前記切換え可能フィルムに印加された電気制御信号に反応して可変であり、前記切換え可能フィルムの前記第１主要面は前記中間層の前記第２主要面に面している前記切換え可能フィルムと、
    第１と第２の対向配置された主要面を有する第２中間層であって、前記第２中間層の前記第１主要面は前記切換え可能フィルムの前記第２主要面に面している前記第２中間層と、
    第１と第２の対向配置された主要面を有する第２ガラス層であって、前記第２ガラス層の前記第１主要面は前記第２中間層の前記第２主要面に面している前記第２ガラス層と、
    を含んでいるアセンブリから製造される合わせガラス。