JP2016102055A - 合わせガラス、パターンシート及び合わせガラスの製造方法 - Google Patents

合わせガラス、パターンシート及び合わせガラスの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ガラスの間に配置される導電細線が十分に細いことで良好な透視性を得ることができると共に、導電細線の線幅が細くても通電時に好適な発熱を得ることができる合わせガラスを提供する。【解決手段】合わせガラス10は、一対のガラス板11,12と、一対のガラス板11,12の間に配置された導電性パターン部材40と、を備える。導電性パターン部材40は、パターニングされた銅膜から形成されメッシュパターンにて配置された導電細線41を含む。導電細線の線幅41は、1μm以上20μm以下である。【選択図】図3

Description

本発明は、合わせガラス、パターンシート及び合わせガラスの製造方法に関する。
従来、車両のフロントウィンドウやリアウィンドウ等の窓ガラスに用いるデフロスタ装置として、窓ガラスに電熱線を配置したものが知られている。このようなデフロスタ装置では、窓ガラスに配置された電熱線に通電し、その抵抗加熱により窓ガラスを昇温させて、窓ガラスの曇りを取り除いて、又は、窓ガラスに付着した雪や氷を溶かして、乗員の視界を確保することができる。
前述の電熱線としては、従来から種々の材料が用いられており、例えば、特許文献1には、基材上に銀塩感光層を露光し、現像して定着することによって、電熱線を形成することが開示されている。また、特許文献2には、電熱線をタングステンから形成することが開示されている。
特開2012−14945号公報 特開平9−207718号公報
ところで、デフロスタ装置における電熱線(導電細線)は、窓ガラスの透視性の向上のためには、極力細いことが望ましい。しかしながら、特許文献1のように銀塩感光層から形成される電熱線は、ハロゲン化銀粒子から還元された銀であり、その体積抵抗率が比較的高い。そのため、通電時の電熱線の抵抗加熱による発熱を考慮すると、極端に細くすることは困難である。したがって、銀塩感光層から形成される電熱線は、その線幅が小さく形成されたとしても、せいぜい5μmである。そのため、特許文献1のような電熱線がデフロスタ装置に用いられる構成では、良好な透視性を得つつも、発熱の機能を好適に発揮させることに課題がある。
また、特許文献2のようにタングステンから形成される電熱線も、その体積抵抗率が比較的高い。そのため、前述の銀塩感光層の場合と同様に、通電時の電熱線の抵抗加熱による発熱を考慮すると、極端に細くすることは困難である。したがって、特許文献2のような電熱線がデフロスタ装置に用いられる構成でも、前述の特許文献1の場合と同様に、良好な透視性を得つつも、発熱の機能を好適に発揮させることに課題がある。
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、ガラスの間に配置される導電細線が十分に細いことで良好な透視性を得ることができると共に、導電細線の線幅が細くても通電時に好適な発熱を得ることができる合わせガラス、パターンシート及び合わせガラスの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、一対のガラス板と、前記一対のガラス板の間に配置された導電性パターン部材と、を備え、前記導電性パターン部材は、パターニングされた銅膜から形成されメッシュパターンにて配置された導電細線を含み、前記導電細線の線幅は、1μm以上20μm以下である、合わせガラス、である。
また、前記導電細線は、ハニカムパターンで配置されていてもよい。
この場合、前記ハニカムパターンにおける隣接する六角形状の開口のピッチが、0.3mm以上7mm以下であってもよい。
また、前記導電細線は、格子状のパターンで配置されていてもよい。
この場合、前記格子状のパターンにおける隣接する矩形状の開口のピッチが、0.3mm以上7mm以下であってもよい。
また、前記銅膜は、電解銅箔であってもよい。
また、本発明は、電圧を印加されると発熱する発熱板に用いられるパターンシートであって、基材と、前記基材上に設けられた導電性パターン部材と、を備え、前記導電性パターン部材は、パターニングされた銅膜から形成されメッシュパターンにて配置された導電細線を含み、前記導電細線の線幅は、1μm以上20μm以下となっている、パターンシートである。
また、本発明は、一対のガラス板と、前記一対のガラス板の間に配置された導電性パターン部材と、を備える合わせガラスの製造方法であって、基材に、銅膜を積層する工程と、前記銅膜をパターニングして形成される導電細線を含む前記導電性パターン部材を形成する工程と、を備え、前記導電細線は、メッシュパターンで配置され、前記導電細線の線幅が1μm以上20μm以下である、合わせガラスの製造方法、である。
この場合、前記銅膜は、電解銅箔であってもよい。
本発明によれば、ガラスの間に配置される導電細線が十分に細いことで良好な透視性を得ることができると共に、導電細線の線幅が細くても通電時に好適な発熱を得ることができる合わせガラス、パターンシート及び合わせガラスの製造方法を提供することができる。
図1は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、合わせガラスを備えた乗り物を概略的に示す斜視図である。特に図1では、乗り物の例として合わせガラスを備えた自動車を概略的に示している。 図2は、合わせガラスをその板面の法線方向から見た図である。 図3は、図2の合わせガラスの横断面図である。 図4は、図3の合わせガラスを構成する各部材の積層前の状態を示す図である。 図5は、パターンシートの一例を示す平面図である。 図6は、図5のA−A線に対応する断面図であって、導電細線の断面形状の一例を示す図である。 図7は、図5のA−A線に対応する断面図であって、導電細線の断面形状の他の例を示す図である。 図8は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。 図9は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。 図10は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。 図11は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。 図12は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。 図13は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。 図14は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。 図15は、合わせガラスの製造方法の一例を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「シート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、「パターンシート」は、「パターン板(基板)」や「パターンフィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
また、「シート面(板面、フィルム面)」とは、対象となるシート状(板状、フィルム状)の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材(板状部材、フィルム状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。
また、本明細書において、「接合」とは、完全に接合を完了する「本接合」だけでなく、「本接合」前に仮止めするための、いわゆる「仮接合」をも含むものとする。
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
図1〜図15は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図1は、合わせガラスを備えた自動車を概略的に示す図であり、図2は、合わせガラスをその板面の法線方向から見た図であり、図3は、図2の合わせガラスの横断面図であり、図4は、図3の合わせガラスを構成する各部材の積層前の状態を示す図である。なお、本実施の形態における合わせガラスは、発熱板と呼ばれる場合もある。
図1に示されているように、乗り物の一例としての自動車1は、フロントウィンドウ、リアウィンドウ、サイドウィンドウ等の窓ガラスを有している。ここでは、フロントウィンドウ5が合わせガラス10で構成されている例を説明する。また、自動車1はバッテリー等の電源7を有している。バッテリーとしては、鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池が用いられる。
この合わせガラス10をその板面の法線方向(Z軸方向)から見たものを図2に示す。また、図2の合わせガラス10のIII−III線に対応する横断面図を図3に示す。合わせガラス10は、一対の湾曲したガラス板11,12と、一対の湾曲したガラス板11,12の間に配置されたパターンシート(導電性パターンシート)20と、ガラス板11,12とパターンシート20とを接合する接合層13,14とを有している。
パターンシート20は、基材30と、基材30上に形成された導電性パターン部材40と、導電性パターン部材40に通電するための配線部15と、導電性パターン部材40と配線部15とを接続する接続部16とを有している。図2の如き形態の接続部16は「バスバー電極」とも呼称される。
図2及び図3に示した例では、バッテリー等の電源7から、配線部15及び接続部16を介して導電性パターン部材40に通電し、導電性パターン部材40を抵抗加熱により発熱させる。導電性パターン部材40で発生した熱は接合層13,14を介してガラス板11,12に伝わり、ガラス板11,12が温められる。これにより、ガラス板11,12に付着した結露による曇りを取り除くことができる。また、ガラス板11,12に雪や氷が付着している場合には、この雪や氷を溶かすことができる。したがって、乗員の視界が良好に確保される。
この合わせガラス10を作成するには、図4に示すように、湾曲したガラス板11、接合層13、パターンシート20、接合層14、湾曲したガラス板12をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧することで、湾曲したガラス板11、パターンシート20及び湾曲したガラス板12が、接合層13,14により接合される。
ガラス板11,12は、特にフロントウィンドウに用いる場合、乗員の視界を妨げないよう可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。このようなガラス板11,12の材質としては、ソーダライムガラス、青板ガラス等が例示できる。ガラス板11,12は、可視光領域における透過率が90%以上であることが好ましい。ここで、ガラス板11,12の可視光透過率は、分光光度計((株)島津製作所製「UV−3100PC」、JISK0115準拠品)を用いて測定波長380nm〜780nmの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。なお、ガラス板11,12の一部または全体に着色するなどして、可視光透過率を低くしてもよい。この場合、太陽光の直射を遮ったり、車外から車内を視認しにくくしたりすることができる。
また、ガラス板11,12は、1mm以上5mm以下の厚みを有していることが好ましい。このような厚みであると、強度及び光学特性に優れたガラス板11,12を得ることができる。
ガラス板11,12とパターンシート20とは、それぞれ接合層13,14を介して接合されている。このような接合層13,14としては、種々の接着性または粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。また、接合層13,14は、可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。典型的な接合層としては、ポリビニルブチラール(PVB)からなる層を例示することができる。接合層13,14の厚みは、それぞれ0.15mm以上0.7mm以下であることが好ましい。
なお、合わせガラス10には、図示された例に限られず、特定の機能を発揮することを期待されたその他の機能層が設けられても良い。また、一つの機能層が二以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、合わせガラス10のガラス板11,12、接合層13,14や、後述するパターンシート20の基材30の少なくとも1つに機能を付与するようにしてもよい。合わせガラス10に付与され得る機能としては、一例として、反射防止(AR)機能、耐擦傷性を有したハードコート(HC)機能、赤外線遮蔽(反射)機能、紫外線遮蔽(反射)機能、偏光機能、防汚機能等を例示することができる。
次に、パターンシート20について説明する。パターンシート20は、基材30と、基材30上に設けられた導電性パターン部材40と、導電性パターン部材40に通電するための配線部15と、導電性パターン部材40と配線部15とを接続する接続部16とを有している。パターンシート20は、ガラス板11,12と略同一の平面寸法を有して、合わせガラス10の全体にわたって配置されてもよいし、運転席の正面部分等、合わせガラス10の一部にのみ配置されてもよい。
基材30は、導電性パターン部材40を支持する基材として機能する。基材30は、可視光線波長帯域の波長(380nm〜780nm)を透過する一般に言うところの透明である電気絶縁性の基板であって、熱可塑性樹脂を含んでいる。
基材30に主成分として含まれる熱可塑性樹脂としては、可視光を透過する熱可塑性樹脂であればいかなる樹脂でもよいが、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース(三酢酸セルロース)等のセルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート樹脂、AS樹脂等を挙げることができる。とりわけ、アクリル樹脂やポリエチレンテレフタレートは、光学特性に優れ、成形性が良いので好ましい。
また、基材30は、製造中の導電性パターン部材40の保持性、可撓性、光透過性等を考慮すると、0.02mm以上0.20mm以下の厚みを有していることが好ましい。
図5〜図7を参照して、導電性パターン部材40について説明する。図5は、パターンシート20をそのシート面の法線方向(同図に於けるZ軸方向)から見た平面図であって、導電性パターン部材40の配置パターンの一例を示す図である。
導電性パターン部材40は、バッテリー等の電源7から、配線部15及び接続部16を介して通電され、抵抗加熱により発熱する。そして、この熱が接合層13,14を介してガラス板11,12に伝わることで、ガラス板11,12が温められる。
図5に示される導電性パターン部材40は、多数の開口43を画成するメッシュパターンにて配置された導電細線41からなる部材であり、導電性メッシュとも呼ばれる部材である。導電性パターン部材40は、2つの分岐点42の間を延びて、開口43を画成する複数の接続要素44を含んで構成されている。すなわち、導電細線41は、両端において分岐点42を形成する多数の接続要素44の集まりとして構成されている。とりわけ図示された例では、分岐点42において、3つの接続要素44が等角度で接続されることにより、6つの接続要素44で囲まれた同一形状のハニカム状(六角形状)の開口43が多数画成されている。
図示された例では、導電性パターン部材40は、同一形状のハニカム状の開口43が規則的に画成されるメッシュパターンにて配置された導電細線41を有しているが、導電性パターン部材40は、このようなメッシュパターンに限られず、三角形、矩形等の同一形状の開口43が規則的に画成されるメッシュパターン(格子状のパターン)、異形状の開口43が規則的に画成されるメッシュパターン、特開2013−238029号公報等に開示されるような平面上に於ける特定ランダム分布で配置された母点のボロノイ図形から成る導電性メッシュのような、異形状の開口43が不規則的に画成されるメッシュパターン等、種々のメッシュパターンにて配置される導電細線41を有していてもよい。なお、ハニカムパターンである場合、電流が分岐点42においてスムーズに2方向に分岐して進行方向を変えることができる。これにより、導電性パターン部材40の全体に電流が流れ易くなることで、導電性パターン部材40の全体で均一な発熱が発生して透視性を向上させることができる。
このような導電性パターン部材40を構成するための材料として、本実施の形態では、銅膜が用いられている。銅膜としては、純度99質量%以上の純銅が好ましいが、其の他、錫、亜鉛等との銅合金とすることも出来る。斯かる銅膜は、電解銅箔、圧延銅箔、スパッタリングや真空蒸着等により形成(成膜)される。詳細は後述するが、導電性パターン部材40は、銅膜をエッチング等によりパターニングすることにより形成されている。
図6は、図5のA−A線に対応する断面図であって、導電細線の断面形状の一例を示す図である。基材30上に、導電性パターン部材40をなす導電細線41(接続要素44)が形成されている。図示された例では、導電細線41は、基材30側の面41a、基材30の反対側の面41b及び側面41c,41dを有し、全体として略長方形の断面を有している。ここで、本実施の形態では、導電細線41の線幅(以下、単に幅)W、すなわち、基材30のシート面に沿った幅Wが、1μm以上20μm以下、好ましくは2μm以上15μm以下となっている。このため、導電性パターン部材40は、全体として透明に把握され、透視性が極めて良好である。また、導電細線41の高さ(厚さ)H、すなわち、基材30のシート面への法線方向に沿った高さ(厚さ)Hは、1μm以上20μm以下とすることが好ましく、1μm以上10μm以下とすることがより好ましい。このような高さ寸法の導電細線41によれば、線幅Wと相俟って、十分に細線化されているので、導電性パターン部材40を効果的に不可視化することができる。
また、図6において符号Pは、導電性パターン部材40がハニカムパターンを有する場合の当該ハニカムパターンにおける隣接する開口43のピッチ(隣接する開口43の中心の間の距離)を示している。ピッチPは、0.3mm以上7mm以下であることが好ましく、0.3mm以上2mm以下であることがより好ましい。また、導電性パターン部材40が格子状のパターンを有する場合には、当該格子状のパターンにおける隣接する矩形状の開口のピッチが、0.3mm以上7mm以下であることが好ましく、0.3mm以上2mm以下であることがより好ましい。
また、導電細線41は、基材30上に設けられた第1の暗色層46、第1の暗色層46上に設けられた導電性金属層45、及び、導電性金属層45上に設けられた第2の暗色層47を含んでいる。言い換えると、導電性金属層45の表面のうち、基材30側の面を第1の暗色層46が覆っており、導電性金属層45の表面のうち、基材30と反対側の面及び両側面を第2の暗色層47が覆っている。
金属材料からなる導電性金属層45は、比較的高い反射率を呈する。そして、導電性パターン部材40の導電細線41をなす導電性金属層45によって光が反射されると、その反射した光が視認されるようになり、乗員の視界を妨げる場合がある。また、外部から導電性金属層45が視認されると、意匠性が低下する場合がある。そこで、暗色層46,47が、導電性金属層45の表面の少なくとも一部分に配置されている。暗色層46,47は、導電性金属層45よりも可視光の反射率が低い層であればよく、例えば黒色等の暗色の層である。この暗色層46,47によって、導電性金属層45が視認されづらくなり、乗員の視界を良好に確保することができる。また、外部から見たときの意匠性の低下を防ぐことができる。なお、このような暗色層46,47は、無くても構わない。この場合、導電細線41の幅Wは、導電性金属層45単体の幅となる。
図7は、図5のA−A線に対応する断面図であって、導電細線の断面形状の他の例を示す図である。図示された例では、導電細線41(接続要素44)は、基材30側の面41a、基材30の反対側の面41b及び側面41c,41dを有している。基材30側の面41aと基材30の反対側の面41bは平行をなしている。側面41cは、パターンシート20のシート面の法線方向に沿って基材30から離間するにつれて側面41dに近づくようなテーパ面をなしている。側面41dも、パターンシート20のシート面の法線方向に沿って基材30から離間するにつれて側面41cに近づくようなテーパ面をなしている。導電細線41は、全体として略台形の断面を有している。すなわち、導電細線41の幅は、パターンシート20の法線方向に沿って基材30から離間するにつれて狭くなるように変化している。また、図6に示した例と同様、導電性金属層45の表面のうち、基材30側の面を第1の暗色層46が覆っており、導電性金属層45の表面のうち、基材30と反対側の面及び両側面を第2の暗色層47が覆っている。
なお、図7には、導電細線41が全体として略台形の断面を有して、導電細線41の幅が、パターンシート20の法線方向に沿って基材30から離間するにつれて狭くなるように変化しているものを示したが、これに限らず、側面41c,41dが曲線で構成されていたり、多段状となっていたりしてもよい。また、パターンシート20の法線方向に沿って基材30から離間するにつれて、部分的に導電細線41の幅が広くなる箇所があってもよい。すなわち、導電細線41の断面を全体的かつ大局的に見た場合において、導電細線41の幅が、パターンシート20の法線方向に沿って基材30から離間するにつれて狭くなるように変化しているものであればよい。
図7に示した例では、導電細線41の幅が、パターンシート20の法線方向に沿って基材30から離間するにつれて狭くなるように変化するように構成されているので、ガラス板11,12、接合層13,14及びパターンシート20を積層する際に、隣接する導電細線41同志の間に存在する空気が接合層13,14により円滑且つ確実に追い出される為、導電性パターン部材40を確実に接合層13,14に埋め込むことができ、導電性パターン部材40と接合層13との界面に気泡が残留することを抑制することができる。尚、若しも、配列した導電細線41間に気泡が残留すると、該気泡により透過光が散乱され、合わせガラス10を透してみる外界の視認性が低下して好ましく無い。
次に、図8〜図15を参照して、合わせガラス10の製造方法の一例について説明する。図8〜図15は、合わせガラス10の製造方法の一例を順に示す断面図であり、特に、パターンシート20の製造について詳しく説明する図である。パターンシート20が製造された後、パターンシート20をガラス板11,12で挟み込み、合わせガラス10が製造される。
パターンシート20を製造する際には、まず、図8に示すように、基材30を準備する。基材30は、可視光線波長帯域の波長(380nm〜780nm)を透過する一般に言うところの透明である電気絶縁性の基板であって、前記の如き熱可塑性樹脂を含むものである。
次に、図9に示すように、基材30上に第1の暗色層46を設ける。例えば、電解めっき及び無電解めっきを含むめっき法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、これらの他のPVD(物理的気相堆積)法、CVD(化学的気相堆積)法、又はこれらの二以上を組み合わせた方法により、基材30上に第1の暗色層46を設けることができる。なお、第1の暗色層46の材料としては、種々の公知のものを用いることができる。例えば窒化銅、酸化銅、酸素原子を含有する窒化銅、窒化ニッケル等が例示できる。
次に、図10に示すように、第1の暗色層46上に導電性金属層45を設ける。導電性金属層45は、銅膜からなる層である。導電性金属層45の形成に電解銅箔または圧延銅箔を用いる場合には、例えば、第1の暗色層46上に、2液混合型ウレタンエステル系接着剤(図示省略)を介して、導電性金属層45が設けられる。電解銅箔を用いる場合、導電細線41を極力細くするために、厚み7μm以下のものが用いられることが好ましい。また、導電性金属層45の形成にスパッタリングや真空蒸着等による銅膜を用いる場合には、例えば、第1の暗色層46上に、間に何も介さずに直接製膜するか或いは接着用プライマ(図示省略)を介して成膜を行うことで、導電性金属層45が設けられる。導電性金属層45にスパッタリングや真空蒸着等による銅膜を用いる場合には、当該銅膜上に電解メッキ層を成膜して、スパッタリングや真空蒸着等による銅膜及び電解メッキ層を含む導電性金属層45としてもよい。なお、銅膜についての成膜法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、これらの他のPVD法、又はこれらを組み合わせた方法を採用することができる。また、上述したように電解メッキ法により銅膜が形成されてもよく、さらに、上述したスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に電解メッキ法を組み合わせた方法が採用されてもよい。
次に、図11に示すように、導電性金属層45上に、レジスト層48を設ける。レジスト層48は、例えば特定波長域の光、例えば紫外線に対する感光性を有する樹脂層(此の場合は、特に、感光性レジスト層と呼称する)である。この樹脂層は、樹脂フィルムを貼着して形成してもよいし、流動性の樹脂をコーティングすることにより形成してもよい。また、レジスト層48の具体的な感光特性は特に限られない。例えば、レジスト層48として、光硬化型の感光材が用いられてもよく、若しくは、光溶解型の感光材が用いられてもよい。
その後、図12に示すように、レジスト層48をパターニングして、レジストパターン49を形成する。レジスト層48をパターニングする方法としては、公知の種々の方法を採用することができるが、この例では、レジスト層48として、特定波長域の光、例えば紫外線に対する感光性を有する樹脂層を用い、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングしている。まず、レジスト層48上に、パターン化したい部分を開口したマスク、又は、パターン化したい部分を遮蔽したマスクを配置し、このマスクを介してレジスト層48に紫外線を照射する。その後、紫外線がマスクにより遮蔽された部分、又は、紫外線が照射された部分を現像等の手段により除去する。これにより、パターニングされたレジストパターン49を形成することができる。マスクを用いないレーザーパターニング法を用いることもできる。
次に、図13に示すように、レジストパターン49をマスクとして、導電性金属層45及び第1の暗色層46をエッチングする。このエッチングにより、導電性金属層45及び第1の暗色層46がレジストパターン49と略同一のパターンにパターニングされる。エッチング方法は特に限られることはなく、公知の方法が採用できる。公知の方法としては、例えば、塩化第2鉄水溶液等のエッチング液を用いるウェットエッチングや、プラズマエッチングなどが挙げられる。その後、図14に示すように、レジストパターン49を除去する。
最後に、導電性金属層45の基材30の反対側の面41b及び側面41c,41dに第2の暗色層47を形成する。第2の暗色層47は、例えば導電性金属層45をなす材料の一部分に暗色化処理(黒化処理)を施して、形成される。すなわち、この場合、導電性金属層45をなしていた物質の表面近傍の金属(銅)の一部分を酸化、硫化等の化学反応により、金属酸化物や金属硫化物に変化せしめて、金属酸化物或いは金属硫化物からなる第2の暗色層47を形成することができる。また、暗色材料の塗膜や、ニッケルやクロム等のめっき層等のように、導電性金属層45の表面上に新たに積層された層として第2の暗色層47を設けるようにしてもよい。また、導電性金属層45の表面を粗化して第2の暗色層47を設けるようにしてもよい。
この例では、導電性金属層45の基材30の反対側の面41b及び側面41c,41dに第2の暗色層47を形成したが、これに限られず、導電性金属層45の基材30の反対側の面41bのみ、又は、導電性金属層45の側面41c,41dのみに第2の暗色層47を形成してもよい。
導電性金属層45の基材30の反対側の面41bのみに第2の暗色層47を形成する場合は、例えば、図10に示した工程の後に、導電性金属層45上に第2の暗色層47及びレジスト層48をこの順に設け、レジスト層48をパターニングしてレジストパターン49を形成する。その後、レジストパターン49をマスクとして、第2の暗色層47、導電性金属層45及び第1の暗色層46をエッチングすればよい。
また、導電性金属層45の側面41c,41dのみに第2の暗色層47を形成する場合は、例えば、図13に示した工程の後に、レジストパターン49を除去せずに第2の暗色層47を形成し、その後、レジストパターン49を除去すればよい。
なお、第1の暗色層46が必要ない場合には、図9に示した、基材30上に第1の暗色層46を設ける工程を省略すればよい。
そして、以上のようなパターンシート20が製造された後、湾曲したガラス板11、接合層13、パターンシート20、接合層14、湾曲したガラス板12をこの順に重ね合わせ、加熱・加圧することで、合わせガラス10が製造される。このような合わせガラス10は、一対の湾曲したガラス板11,12と、一対の湾曲したガラス板11,12の間に配置されたパターンシート20と、各ガラス板11,12とパターンシート20との間に配置され且つガラス板11,12と前記パターンシート20とを接合する接合層13,14と、を備えている。前記パターンシート20は、基材30と、前記基材30上に形成された導電性パターン部材40と、を有している。導電性パターン部材40は、上述したパターニング方法によって、所望のパターンが高精度に付与される。したがって、例えば優れた光学特性を有する合わせガラス10を作製することが可能となる。
そして、本実施の形態の合わせガラス10によれば、導電性パターン部材40が、パターニングされた銅膜から形成されメッシュパターンにて配置された導電細線41を含んで構成され、導電細線41の線幅は、1μm以上20μm以下に形成される。このため、導電細線41が十分に細いことで良好な透視性を得ることができると共に、銅からなる導電細線41の体積抵抗率が低いことで、その線幅が細くても通電時に好適な発熱を得ることができる。
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。
例えば、パターンシート20の導電性パターン部材40は、図3の如く基材30のガラス板11側の面上ではなく、ガラス板12側の面上に設けてもよい。また、基材30のガラス板11側及びガラス板12側の両面に設けてもよい。
又、図3の形態では、導電性パターン部材40は基材30上に積層されているが、これに対して、基材30を省略し、接合層13と接合層14との間に導電性パターン部材40のみが積層された形態としても良い。斯かる形態の合わせガラスを製造する工程の1例を挙げると以下のとおりである。先ず、ガラス板11(又は12)上に接合層13(又は14)を積層したものを用意する。次いで、基材30と導電性パターン層40とから成るパターンシート20を其の導電性パターン層40側が接合層13(又は14)側と対面する向きで重ね合わせ、適宜加熱及び加圧して接合層13(又は14)と導電性パターン部材40とを接着せしめる。次いで、これら積層体から基材30のみを剥離除去する。次いで、該積層体の導電性パターン部材40上に接合層14(又は13)とガラス板12(又は11)を重ね合わせる。而る後、適宜加熱及び加圧して、ガラス板11、接合層13、導電性パターン部材40、接合層14、ガラス板12が此の順に積層された合わせガラス10を得る。
合わせガラス10は、自動車1のリアウィンドウ、サイドウィンドウやサンルーフに用いてもよい。また、自動車以外の、鉄道、航空機、船舶、宇宙船等の乗り物の窓に用いてもよい。
さらに、合わせガラス10は、乗り物以外にも、特に室内と室外とを区画する箇所、例えばビルや店舗、住宅の窓等に使用することもできる。
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
実施例1の合わせガラス10は、次のようにして作製した。まず、基材30として、厚み100μm、幅98cm、長さ100mの2延伸PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡株式会社製 A4300)を準備した。この基材30に、2液混合型ウレタンエステル系接着剤を硬化時の乾燥厚みが7μmとなるようにグラビアコーターにて積層した。そして、基材30上に接着剤を介して、厚み10μm、幅97cm、長さ80mの電解銅箔を導電性金属層45として積層して、この状態を50℃の環境で4日間維持して、電解銅箔を基材30に固定した。
その後、電解銅箔(導電性金属層45)に、感光性レジスト層48を積層して、1.5mmピッチ、線幅が4μmで単位格子が正6角形である6角形格子状のハニカムパターンのフォトマスクを介して水銀燈で露光した。そして、余分なレジストを洗浄(除去)してレジストパターン49を形成し、レジストパターン49をマスクとして電解銅箔を塩化第2鉄水溶液の腐食液を用いてエッチングした。そして、純水で洗浄して、格子状のパターンにて配置された導電細線41を含む導電性パターン部材40を有する図5の如き平面視形状のパターンシート20を得た。このパターンシート20では、6角形格子状のハニカムパターンにおける開口のピッチが1.5mm、導電細線41の線幅が4μmである。
そして、上述のようにして得られたパターンシート20を、上底125cm、下底155cm、高さ96cmに切り出した。そして、法線方向から観察した場合の形状寸法が上底120cm、下底150cm、高さ95cmのガラス板11,12の間に、これと同じサイズのPVB接着シートからなる接合層13,14を介して、パターンシート20を配置した。そして、これらの積層物を、加熱・加圧(真空ラミネート)した。そして、ガラス板11,12からはみ出した接合層及びパターンシート20をトリミングして、実施例1にかかる合わせガラス10を得た。
実施例1にかかる合わせガラス10を目視で確認したところ、高い透明性を有していた。また、光芒も目立たなかった。なお、光芒とは点光源を透視した際に透過光が該点光源から放射される筋状に目視可能に表れる現象であり、デフロスタ装置においては電熱線(導電細線)が太い場合に、光芒の大きさが大きく目立ち易くなる傾向がある。また、配線部15の間の抵抗は、0.7Ωであり、通電時に好適な発熱が得られていることが確認できた。なお、上述の配線部15の間の抵抗は、12Vの印加電圧を印加した場合の抵抗である。
(実施例2)
実施例2の合わせガラス10は、次のようにして作製した。まず、基材30として、厚み100μm、幅98cm、長さ100mの2延伸PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡株式会社製 A4300)を準備した。この基材30に、接着用プライマを介して、銅を厚みが500nmとなるようにスパッタリングし、さらにメッキにより銅を積層して、スパッタリングによる銅膜及びメッキ銅からなる合計厚み2μmの導電性金属層(銅膜)45を積層した。
その後、導電性金属層45に、感光性レジスト層48を積層して、0.3mmピッチ、線幅が3μmの平面視形状は実施例1と同形状の格子状のパターンで露光した。そして、以下の工程は実施例1と同様にして、余分なレジストを洗浄(除去)してレジストパターン49を形成し、レジストパターン49をマスクとして銅膜をエッチングした。そして、洗浄して、格子状のパターンにて配置された導電細線41を含む導電性パターン部材40を有するパターンシート20を得た。このパターンシート20では、格子状のパターンにおける開口のピッチが0.3mm、導電細線41の線幅が3μmである。
そして、上述のようにして得られたパターンシート20を、上底125cm、下底155cm、高さ96cmに切り出した。そして、法線方向から観察した場合の形状寸法が上底120cm、下底150cm、高さ95cmのガラス板11,12の間に、これと同じサイズのPVB接着シートからなる接合層13,14を介して、パターンシート20を配置した。そして、これらの積層物を、加熱・加圧(真空ラミネート)した。そして、ガラス板11,12からはみ出した接合層及びパターンシート20をトリミングして、実施例2にかかる合わせガラス10を得た。
実施例2にかかる合わせガラス10を目視で確認したところ、高い透明性を有していた。また、光芒も目立たなかった。また、配線部15の間の抵抗は、0.9Ωであり、通電時に好適な発熱が得られていることが確認できた。なお、上述の配線部15の間の抵抗は、12Vの印加電圧を印加した場合の抵抗である。
(実施例3)
実施例3の合わせガラス10は、パターンシート20の製造において、厚み6μmの銅箔を用い、当該銅箔(導電性金属層45)上の感光性レジスト層48には、ピッチを1mm、線幅を6μmとした平面視形状は実施例1と同形状の格子状のパターンを露光した。その他は、実施例1と同様の材料を用いると共に同様の工程を行い、合わせガラス10を得た。この合わせガラス10におけるパターンシート20では、格子状のパターンにおける開口のピッチが1mm、導電細線41の線幅が6μmである。この実施例3の合わせガラス10では、配線部15の間の抵抗は、0.5Ωであり、通電時に好適な発熱が得られていることが確認できた。なお、上述の配線部15の間の抵抗は、12Vの印加電圧を印加した場合の抵抗である。
(実施例4)
実施例4の合わせガラス10は、パターンシート20の製造において、厚み10μmの銅箔を用い、当該銅箔(導電性金属層45)上の感光性レジスト層48には、ピッチを1.7mm、線幅を8μmとした平面視形状は実施例1と同形状の格子状のパターンを露光した。その他は、実施例1と同様の材料を用いると共に同様の工程を行い、合わせガラス10を得た。この合わせガラス10におけるパターンシート20では、格子状のパターンにおける開口のピッチが1.7mm、導電細線41の線幅が8μmである。この実施例4の合わせガラス10では、配線部15の間の抵抗は、0.4Ωであり、通電時に好適な発熱が得られていることが確認できた。なお、上述の配線部15の間の抵抗は、12Vの印加電圧を印加した場合の抵抗である。
(実施例5)
実施例5の合わせガラス10は、パターンシート20の製造において、厚みが1000nmとなるように銅をスパッタリングし、メッキ層は積層せずに基材30に導電性金属層(銅膜)45を積層した。また、導電性金属層45に、ピッチを0.3mm、線幅を9μmとした平面視形状は実施例1と同形状の格子状のパターンを露光した。その他は、実施例2と同様の材料を用いると共に同様の工程を行い、合わせガラス10を得た。この合わせガラス10におけるパターンシート20では、格子状のパターンにおける開口のピッチが0.3mm、導電細線41の線幅が9μmである。この実施例5の合わせガラス10では、配線部15の間の抵抗は、0.6Ωであり、通電時に好適な発熱が得られていることが確認できた。なお、上述の配線部15の間の抵抗は、12Vの印加電圧を印加した場合の抵抗である。
以下の表1には、実施例1〜実施例5の各々の、導電細線41の線幅、導電細線41を形成する銅膜の厚み、格子状のパターンにおける開口のピッチ、測定した抵抗、当該抵抗を測定した際の印加電圧、および当該印加電圧の印加時の発熱量が示されている。実施例1〜実施例5では、150〜310Wの好適な発熱量が得られている。
Figure 2016102055
1 自動車
5 フロントウィンドウ
7 電源
10 合わせガラス
11,12 ガラス板
13,14 接合層
15 配線部
16 接続部
20 パターンシート
30 基材
40 導電性パターン部材
41 導電細線
41a 面
41b 面
41c,41d 側面
42 分岐点
43 開口
44 接続要素

Claims (9)

  1. 一対のガラス板と、
    前記一対のガラス板の間に配置された導電性パターン部材と、を備え、
    前記導電性パターン部材は、パターニングされた銅膜から形成されメッシュパターンにて配置された導電細線を含み、
    前記導電細線の線幅は、1μm以上20μm以下である、合わせガラス。
  2. 前記導電細線は、ハニカムパターンで配置されている、請求項1に記載の合わせガラス。
  3. 前記ハニカムパターンにおける隣接する六角形状の開口のピッチが、0.3mm以上7mm以下である、請求項2に記載の合わせガラス。
  4. 前記導電細線は、格子状のパターンで配置されている、請求項1に記載の合わせガラス。
  5. 前記格子状のパターンにおける隣接する矩形状の開口のピッチが、0.3mm以上7mm以下である、請求項4に記載の合わせガラス。
  6. 前記銅膜は、電解銅箔である、請求項1乃至5のいずれかに記載の合わせガラス。
  7. 電圧を印加されると発熱する合わせガラスに用いられるパターンシートであって、
    基材と、
    前記基材上に設けられた導電性パターン部材と、を備え、
    前記導電性パターン部材は、パターニングされた銅膜から形成されメッシュパターンにて配置された導電細線を含み、
    前記導電細線の線幅は、1μm以上20μm以下である、パターンシート。
  8. 一対のガラス板と、前記一対のガラス板の間に配置された導電性パターン部材と、を備える合わせガラスの製造方法であって、
    基材に、銅膜を積層する工程と、
    前記銅膜をパターニングして形成される導電細線を含む前記導電性パターン部材を形成する工程と、
    を備え、
    前記導電細線は、メッシュパターンで配置され、前記導電細線の線幅が1μm以上20μm以下である、合わせガラスの製造方法。
  9. 前記銅膜は、電解銅箔である、請求項8に記載の合わせガラスの製造方法。
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