JP2017154633A - リアウインドウ - Google Patents
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Abstract
Description
また、可視部とリブ部のみを厚くしているので、重量は軽くなり、可視部の全体を比較的均一な厚さとすることができ、均一な防曇効果を得ることができる。また、可視部を均一な厚さとすることができ、ひずみが発生しにくいので、後続車等の視認に関し、正確に視認することができ、自動車事故等を未然に防止することができる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記リブ部が上記リアウインドウの縁部から可視部まで連続して形成されていると、車両の窓枠にリアウインドウとして固定された場合、リブ部がリアウインドウの変形防止のため補強材としてしっかりと機能し、上記した効果を確実に発揮することができる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記リブ部が上記リアウインドウの4隅の縁部から上記可視部まで連続して形成されていると、リブ部がリアウインドウの変形防止のための最適の個所に形成されているため、車両の窓枠にリアウインドウとして固定された場合、補強材としての機能を最も効果的に発揮することができる。
なお、本発明のリアウインドウにおいて、4隅の縁部とは、略四角形状のリアウインドウの4個の角の部分をいい、リブ部は、角における縁部から可視部まで連続的に形成されていることとなる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記基体がポリカーボネート系樹脂及びアクリル系樹脂からなると、透明性に優れるとともに、機械的特性にも優れ、自動車用の窓として最適である。
本発明のリアウインドウにおいて、上記可視部の平均厚さが3〜10mmであると、上記リブ部と上記可視部とによりリアウインドウとして必要な機械的強度を確保することができ、しかも樹脂ガラス全体にひずみ等が発生しにくいため、上記した本発明の効果を充分に発揮することができる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記可視部の平均厚さをamm、上記リブ部以外の不可視部の平均厚さをbmmとしたとき、b/a=0.2〜0.8であると、上記可視部の厚さと上記リブ部以外の不可視部の厚さとのバランスが良好であるので、樹脂ガラスの機械的特性が良好で、上記可視部にひずみ等が発生にくいリアウインドウとすることができる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記可視部の平均厚さをamm、上記可視部の最も厚い部分と最も薄い部分との差をcmmとしたとき、c/a=0.01〜0.1であると、上記可視部の厚さが均一であるので、上記した可視部の像のひずみ等が発生しにくくなり、上記した種々の本発明の効果を得ることができる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記可視部の面積をxmm2、上記不可視部の面積をymm2としたとき、y/x=0.1〜0.5であると、可視部の面積を充分にとっているので、後続車等の確認を容易に行うことができ、また、上記面積のバランスを調節することにより、車の走行中に不快なノイズが発生しにくいリアウインドウとなる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記不可視部の面積をymm2、上記リブ部の面積をzmm2としたとき、z/y=0.03〜0.5であると、不可視部とリブ部の面積の割合が望ましい範囲に設定されているので、リブ部が補強材としての効果を発揮するとともに、リアウインドウの重量が重くなりすぎず、燃費の低下等の不都合が発生し易くなる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記リアウインドウを構成する樹脂製の基体の上にプライマー層が形成され、上記プライマー層の上にハードコート層が形成されていると、上記リアウインドウの表面は、ハードコート層を有することとなり、表面に傷等が発生しにくいリアウインドウとなる。
以下、本発明のリアウインドウについて詳述する。
また、可視部とリブ部のみを厚くしているので、重量は軽くなり、可視部の全体を比較的均一な厚さとすることができ、均一な防曇効果を得ることができる。また、可視部を均一な厚さとすることができ、ひずみが発生しにくいので、後続車等の視認に関し、正確に視認することができ、自動車事故等を未然に防止することができる。
本発明のリアウインドウは、基体と基体の表面に形成された複数の抵抗発熱体と、抵抗発熱体と接続された給電線とを備えるとともに、周縁に形成された不可視部と周縁を除いた中央部分に形成された可視部とからなり、不可視部のなかで角部に相当する4カ所において、可視部から周辺に延びるリブ部が形成されている。リブ部は、可視部と同じ厚さであるので、リブ部は、リブ部以外の厚さの薄い不可視部と比べて機械的強度が高く、補強材として機能し、リアウインドウの機械的特性が向上する。
図1(a)は、本発明のリアウインドウの一例を模式的に示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)に示すリアウインドウのB−B線断面図であり、図1(c)は、図1(b)に示すリアウインドウの断面の一部(A部)を拡大して示す拡大断面図である。なお、図1(a)及び(b)においては、プライマー層、ハードコート層及びセラミック層を省略している。
なお、基体11は、長さ方向に垂直な方向に湾曲していてもよいが、湾曲の形態は、長さ方向の中心を中心として、左右に線対称となるように湾曲していることが望ましい。また、湾曲の程度は、図1(b)において、基体の長さ方向の長さ(L)の1/2に対し、上記中心線と基体表面との交点で接線を引き、同じ基体表面の端点で上記接線と平行な線を引いたときの幅(d)の比(d/0.5L)が0.05〜0.3となる範囲であることが望ましい。
リブ部は、必ずしもリアウインドウの縁部から可視部まで連続して形成されていなくてもよいが、リアウインドウの縁部から可視部まで連続して形成されていることが望ましい。窓枠に固定された場合、リブ部が窓枠から延びているため、補強材としての効果が高くなるからである。
図2に示すリアウインドウ20では、基体21と、基体21の表面に形成された複数の抵抗発熱体22と、抵抗発熱体22と接続された給電線23(23a、23b)とを備えるとともに、周縁に形成された不可視部27と周縁を除いた中央部分に形成された可視部28とからなり、不可視部27のなかで角部に相当する4カ所において、可視部28から周辺の縁部に延びるリブ部27aが形成されている。
このように、可視部の位置が下側に形成されていると、リアウインドウの重心が下側に移動するため、自動車にリアウインドウを配置した際、車両の重心が下に移動し、安定した走行が可能になる。
上記基体の粗化面の表面粗さRzJISが10nm未満であると、基体の表面積が小さくなるため、基体上に形成する熱拡散層や充填層との密着性が充分に得られにくくなり、熱拡散層や充填層が剥離し易くなる。一方、基体表面の表面粗さRzJISが50nmを超えると、気体の透明性が劣るようになる。
なお、基体表面の表面粗さRzJISは、レーザー顕微鏡(キーエンス社製VK−X200violet仕様)を用いて表面の輪郭曲線を測定した後、JIS B 0601(2001)に準拠して、走査距離は30μmとして測定することができる。
上記可視部の平均厚さが3〜10mmであると、上記リブ部と上記可視部とによりリアウインドウとして必要な機械的強度を確保することができ、しかも樹脂ガラス全体にひずみ等が発生しにくいため、上記した本発明の効果を充分に発揮することができる。
本発明のリアウインドウにおいて、上記可視部の平均厚さをamm、上記リブ部以外の不可視部の平均厚さをbmmとしたとき、b/a=0.2〜0.8であると、上記可視部の厚さと上記リブ部以外の不可視部の厚さのバランスが良好であるので、樹脂ガラスの機械的特性が良好で、上記可視部にひずみ等が発生にくいリアウインドウとすることができる。
上記可視部の平均厚さをamm、上記可視部の最も厚い部分と最も薄い部分との差をcmmとしたとき、c/a=0.01〜0.1であると、上記可視部の厚さが均一であるので、上記した可視部の像のひずみ等が発生しにくくなり、上記した種々の本発明の効果を得ることができる。また、レンズ効果も発生しにくく、車内に温度ムラが発生しにくい。
本発明のリアウインドウにおいて、上記可視部の面積をxmm2、上記不可視部の面積をymm2としたとき、y/x=0.1〜0.5であると、可視部の面積を充分にとっているので、後続車等の確認を容易に行うことができ、また、上記面積のバランスを調節することにより、車の走行中に不快なノイズが発生しにくいリアウインドウとなる。
上記不可視部の面積をymm2、上記リブ部の面積をzmm2としたとき、z/y=0.03〜0.5であると、不可視部とリブ部の面積の割合が望ましい範囲に設定されているので、リブ部が補強材としての効果を発揮するとともに、リアウインドウの重量が重くなりすぎず、燃費の低下等の不都合が発生し易くなる。
抵抗発熱体は、銅、ニッケル、モリブデン、タンタル、タングステン、ニッケル−クロム系、鉄−クロム−アルミ系等の導電性の金属又は合金により形成されている。
抵抗発熱体の形状は特に限定されるものではなく、種々の形状を取り得る。最も基本的な形状としては、互いに平行する直線が所定の間隔で水平方向に複数形成されたパターンが挙げられる。また、抵抗発熱体の形状は、互いに平行する複数の波形状の曲線又は直線の組み合わせが所定の間隔で繰り返されるパターンであってもよい。波形状の曲線としては、サインカーブや上に凸の半円と下に凸の半円が水平方向に繰り返された形状が挙げられる。また、直線の組み合わせとしては、水平方向に対して45°の直線と−45°の直線が繰り返された形状が挙げられる。
抵抗発熱体が直線の組み合わせの場合、屈曲している部分は、曲線から構成されるように、抵抗発熱体の形状を変えてもよい。
給電線を構成する材料は、特に限定されるものではないが、抵抗発熱体と同じ材料であることが望ましい。スクリーン印刷やインクジェット等の方法を用いて抵抗発熱体等を形成する際、抵抗発熱体と給電線とを同時に形成することができるからである。
抵抗発熱体と給電線とを形成する際、給電線の幅を抵抗発熱体よりも広くとることにより、断面積を増加させ、発熱を防止することができる。
プライマー層に用いる材料としては、基体との密着性及び接着性を向上させることができるものであれば特に限定されず、例えば、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリプロピレン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、メラミン系樹脂、ポリビニルアセタールなどが挙げられるが、なかでもポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂が望ましい。
プライマー層の形成範囲は、特に限定されるものではないが、リアウインドウの全体に形成されていることが望ましい。ただし、リアウインドウの主面以外の部分(側面)にプライマー層を形成するのが難しい場合は、側面にプライマー層が形成されていなくてもよい。プライマー層の厚さは、1〜10μmが望ましい。
本発明の樹脂ガラスには、表面が傷つくのを防止するために、ハードコート層が形成されている。
上記ハードコート層は、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、又は、シリカハイブリッドコンポジットからなることが望ましい。
トリアルコキシシランの具体例としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アミノメチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。シリコーン系樹脂からなるハードコート層は、SiOの3次元的な構造を有するので、硬く、耐摩耗性に優れている。
ハードコート層が透光性のフィラーを含んでいると耐候性を改善させることができる。上記フィラーとしては、例えば、チタニア、インジウム−錫酸化物(ITO)、錫−アンチモン酸化物(ATO)、ガラス繊維等が挙げられる。上記フィラーは、製造時に凝集しやすいので、カップリング剤等の分散剤を用いてフィラーを分散させることが望ましい。
プライマー層及びハードコート層も、セラミック層よりも屈折率が小さいことが望ましい。セラミック層に入射した光が、セラミック層から外部に出ないことが望ましいからである。
ハードコート層の厚さは、1〜10μmが望ましい。
上記セラミック層としては、SiO2、酸化物系セラミック、SiOxCy(x=0.5〜1.7、y=0.2〜2.0)などが挙げられるが、これらのなかでは、SiOxCy(x=0.5〜1.7、y=0.2〜2.0)が望ましい。
SiOxCy(x=0.5〜1.7、y=0.2〜2.0)の屈折率は、酸素と炭素との割合により変化し、1.55〜2.5である。
このSiOxCyからなるセラミック層は、SiCとSiO2とをターゲットとした物理蒸着により形成することができるほか、プラズマCVD法を用いて形成することができる。プラズマCVDを行う場合の原料としては、有機シリコーンが好ましく、具体的には、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、テトラメチルジシロキサン(TMDSO)、メチルトリメトキシシラン(MTMOS)、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。
SiO2の屈折率は1.45〜1.55、アルミナの屈折率は1.75〜1.8、ITOの屈折率は、1.8〜2.1、酸化スズの屈折率は、約2.0、酸化亜鉛の屈折率は、約2.0、酸化チタンの屈折率は2.9〜3.1である。
セラミック層の厚さは、0.005〜10μmが望ましい。
基体の表面に抵抗発熱体、プライマー層、ハードコート層等が形成された部分と抵抗発熱体、プライマー層、ハードコート層等が形成されていない部分がある試料を準備し、基体の表面に抵抗発熱体、プライマー層、ハードコート層等が形成された部分と抵抗発熱体、プライマー層、ハードコート層等が形成されていない部分の境界の段差をまたぐようにレーザー顕微鏡を走査して、その段差の高さを抵抗発熱体、プライマー層、ハードコート層等の厚さとして測定することができる。
上記測定用試料は、形成した抵抗発熱体、プライマー層、ハードコート層等の一部を除去することによって作製してもよい。
(1)基体の作製
本発明のリアウインドウの製造方法では、はじめに、基体を作製する。
基体としては、本発明のリアウインドウを構成する基体の説明で説明した材料を使用することができる。
上記洗浄処理としては特に限定されず、従来公知の洗浄処理を用いることができ、具体的には、例えば、水やアルコール溶媒中で超音波洗浄を行う方法等を用いることができる。
また、スパッタリング装置内に基体を設置し、プラズマを発生させることによって基体の表面をプラズマ洗浄してもよい。
上記処理の後に、さらに洗浄処理を施してもよい。
基体を構成する材料や基体表面の望ましい表面粗さ等については、既に本発明のリアウインドウを構成する基体の説明で説明したので、ここでは、その説明を省略する。
本発明のリアウインドウの製造方法では、基材の表面に抵抗発熱体及び給電線を形成する。抵抗発熱体を形成する方法は、特に限定されるものではないが、スクリーン印刷法、インクジェット法、メッキ法、基体に貼り付けた金属箔をエッチングすることにより形成する方法、マスクを介したPVD法を用いる方法等が挙げられる。これらのなかでは、スクリーン印刷法、インクジェット法、メッキ法が望ましい。
抵抗発熱体及び給電線を構成する材料や厚さ等の特性については、本発明のリアウインドウの説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
可視部と不可視部との境界部分では、なだらかにその厚さを変化させることにより、スクリーン印刷法を用いても、設計したパターン通りの抵抗発熱体を形成することができる。また、可視部と不可視部との境界部分である程度厚さが大きく変化する場合であっても、メッキ法やインクジェット法を用いることにより正確なパターンの抵抗発熱体を形成することができる。
抵抗発熱体及び給電線を構成する材料や厚さ等の特性については、本発明のリアウインドウの説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
樹脂製基体及びプリズム部の表面に、順次、プライマー層及びハードコート層を形成する。
この際、プライマー層となる樹脂を含む溶液の塗膜の塗布等の方法を用いて形成し、乾燥、硬化させ、プライマー層とした後、その上に、ハードコート層となる樹脂を含む溶液の塗膜を塗布等の方法を用いて形成し、乾燥、硬化によりハードコート層を形成する。プライマー層やハードコート層となるフィルムを貼り付けてもよい。
塗布方法としては、例えば、スキージを用いた塗布法、スプレー塗布法、ローラー塗布法、静電塗布法、カーテン塗布法等を用いることができる。プライマー層及びハードコート層を樹脂製基体の一部に形成する際には、塗布部分のみが開口したマスク等を用い、必要な部分のみに塗膜を形成するか、塗布部分以外の部分にマスクのための層を形成し、プライマー層及びハードコート層を形成した後、マスクのための層を剥離すればよい。
プライマー層やハードコート層を構成する材料や厚さ等の特性については、本発明の樹脂ガラスの説明において説明したので、ここでは、その詳しい説明を省略する。
上記セラミック層は、必要に応じて形成すればよい。
セラミック層の形成は、物理蒸着(PVD)法又はプラズマCVD法により行うことができる。
物理蒸着法やプラズマCVD法によりセラミック層を形成する場合、基体の温度が高温にならず、基体に樹脂材料を用いた場合であっても、樹脂材料の耐熱温度以下の温度でセラミック層を形成することができるので、セラミック層の形成方法として適している。
物理蒸着法を行う際には、5〜200℃で行うことが望ましい。この温度はチャンバー内の設定温度であり、常温(25℃±15℃)であることも望ましい。
これらの中でもスパッタリングにより行われることがより好ましく、スパッタリングは、マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング、2極スパッタリング、反応性スパッタリング、又は、ECRスパッタリングであることが望ましい。
特に、RF(交流、高周波)スパッタリングであることが好ましく、RFマグネトロンスパッタリングであることがより望ましい。
RFスパッタリングであると、絶縁体であるセラミックターゲットについてもスパッタリングが可能であり、マグネトロンスパッタリングとすることによって成膜速度を速くすることができる。
セラミック層を樹脂製基体の一部に形成する際には、形成部分のみが開口したマスクを用い、必要な部分のみにセラミック層を形成するか、セラミック層を形成する部分以外の部分にマスクのための層を形成し、セラミック層を形成した後、マスクのための層を剥離すればよい。
(1)本発明のリアウインドウでは、可視部の周囲の不可視部の少なくとも2カ所に、可視部と同じ厚さのリブ部が形成されているので、重心が中心に集中しにくく、固有振動に起因する不快なノイズが発生しにくい。
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
厚さ4mm、縦550mm、横1300mmのポリカーボネート製の基体を、200℃まで加熱した後、圧縮プレス成形機内に搬入し、さらに180℃で5分間圧縮成形することにより、その長さが1150mm、幅が400mmの可視部が形成され、可視部の左右及び可視部の上下に75mmの幅で不可視部が形成され、図1(a)に示すように、4隅の縁部から可視部まで連続してリブ部が形成された基板を作製した。可視部の平均厚さ(a)は、4mmで、リブ部以外の不可視部の平均厚さ(b)は、2mmであり、可視部の最も厚い部分と最も薄い部分との差をcmmとしたときのc/aは、0.05であった。また、リブ部の最も狭い部分の幅は、D=50mmであった(図1(a)参照)。さらに、図1(b)のd=130mmとなるように、基体は湾曲していた。
ポリカーボネート製の基体を作製する際、2色射出成形の方法を用いて、可視部が透明で、不可視部が黒色の基体を作製したほかは、実施例1と同様にしてリアウインドウの製造を行った。すなわち、射出成形の装置は、一方側に可視部を形成するためのポリカーボネートの溶融層が準備されており、他方側に黒色に着色されたポリカーボネート樹脂の溶融層が準備されており、1回目の射出成形で、それぞれの側から溶融した樹脂を注入することにより、可視部の半分を作製するとともに、不可視部の半分を作製し、この後、射出成形されたものを反転させ、2回目の射出成形で可視部の他の半分を作製するとともに、不可視部の他の半分を作製することにより、形状は、実施例1と全く同様で、可視部と不可視部とで色彩の異なる基体を作製することができた。
その後は、実施例1と同様にして、プライマー層、ハードコート層及びセラミック層を形成し、リアウインドウの製造を完了した。製造したリアウインドウは、本発明のリアウインドウであった。
基体を圧縮プレス成形機を用いて成形したが、作製された基体は、縦550mm、横1300mmで、中央部の厚さが4mm、縁部の厚さが2mm、中央部から縁部に行くに従って厚さが次第に薄くなるポリカーボネート製の基体であった。この基体に対し、実施例1と同様にして抵抗発熱体及び給電線を形成し、その上にプライマー層、ハードコート層及びセラミック層を形成し、比較例1に係るリアウインドウの製造を完了した。
製造された実施例1〜2に係るリアウインドウを、温度5℃、相対湿度105%の部屋に搬入し、基体の表面に曇りを発生させた後、基本セルの集合体である抵抗発熱体に通電した。
その結果、実施例1〜2に係るリアウインドウでは、いずれも約10分後に曇りが除去され、比較例1に係るリアウインドウでは、12分後に曇りが除去された。
11、21 基体
12、22 抵抗発熱体
13(13a、13b)、23(23a、23b) 給電線
14 プライマー層
15 ハードコート層
16 セラミック層
17、27 不可視部
17a、27a リブ部
17b、27b リブ部以外の不可視部
18、28 可視部
Claims (10)
- 可視部と該可視部の周囲に配置された不可視部とから構成される樹脂製のリアウインドウであって、
前記可視部の周囲の前記不可視部の少なくとも2カ所に、前記可視部と同じ厚さのリブ部が形成されるとともに、前記可視部は、前記リブ部以外の前記不可視部よりも厚さが厚いことを特徴とするリアウインドウ。 - 前記リブ部は、前記リアウインドウの縁部から可視部まで連続して形成されている請求項1に記載のリアウインドウ。
- 前記リブ部は、前記リアウインドウの4隅の縁部から前記可視部まで連続して形成されている請求項1に記載のリアウインドウ。
- 前記リアウインドウを構成する基体の樹脂は、ポリカーボネート系樹脂及びアクリル系樹脂からなる請求項1〜3のいずれかに記載のリアウインドウ。
- 前記可視部の平均厚さは、3〜10mmである請求項1〜4のいずれかに記載のリアウインドウ。
- 前記可視部の平均厚さをamm、前記リブ部以外の不可視部の平均厚さをbmmとしたとき、b/a=0.2〜0.8である請求項1〜5のいずれかに記載のリアウインドウ。
- 前記可視部の平均厚さをamm、前記可視部の最も厚い部分と最も薄い部分との差をcmmとしたとき、c/a=0.01〜0.1である請求項1〜6のいずれかに記載のリアウインドウ。
- 前記可視部の面積をxmm2、前記不可視部の面積をymm2としたとき、y/x=0.1〜0.5である請求項1〜7のいずれかに記載のリアウインドウ。
- 前記不可視部の面積をymm2、前記リブ部の面積をzmm2としたとき、z/y=0.03〜0.5である請求項1〜8のいずれかに記載のリアウインドウ。
- 前記リアウインドウを構成する樹脂製の基体の上にプライマー層が形成され、前記プライマー層の上にハードコート層が形成されている請求項1〜9のいずれかに記載のリアウインドウ。
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