JP2017218349A

JP2017218349A - 調光積層体、及び複層ガラス

Info

Publication number: JP2017218349A
Application number: JP2016114527A
Authority: JP
Inventors: 中村　茂; Shigeru Nakamura; 茂中村; 平松　徹也; Tetsuya Hiramatsu; 徹也平松
Original assignee: AGC Glass Europe SA; AGC Vidros do Brasil Ltda; Asahi Glass Co Ltd; AGC Flat Glass North America Inc
Current assignee: AGC Glass Europe SA; AGC Vidros do Brasil Ltda; AGC Inc; AGC Flat Glass North America Inc
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2017-12-14

Abstract

【課題】製造時に生じる反りを低減することができる調光積層体、およびその調光積層体を使用した複層ガラスを提供する。
【解決手段】調光積層体１０は、第１透明基板１２と、調光機能材料１６と、調光機能材料１６に対して第１透明基板１２の反対の側に配置される第２透明基板１４とを積層して形成される調光基板１８と、非加熱の接着剤２０により、第１透明基板１２に対して隙間２２を空けて接着される基板２４と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、調光積層体、及びその調光積層体を使用する複層ガラスに関する。

電気的制御によって光の透過状態を制御する調光機能材料を備えた調光積層体（調光装置又は調光ガラスとも称される。）が知られている。このような調光積層体は、光の透過状態を制御することにより、利用者の視野を遮蔽したり開放したり赤外線の流入を制御したりすることができるので、室内の間仕切り材、又は外窓等の建材として用いられている。

調光積層体に用いられる調光機能材料としては、特許文献１には、エレクトロクロミック機能材料を使用したものが記載されている。特許文献１に開示された調光機能を有する物品は、ガラス層上に配置されるエレクトロクロミック機能材料と、ガラス層より大きい厚さを有する基板と、基板とガラス層との間に配置されたラミネート層を有している。また、特許文献１には、ガラス層からエレクトロクロミック機能材料の中へのアルカリ、例えばナトリウム拡散を最小にするために、ガラス層としてソーダ石灰ガラスを使用せず、アルカリ酸化物含有量の少ないガラスが使用されること、ラミネート層として、ポリビニルブチラールが使用されること、基板として、ソーダ石灰ガラスが使用されることが開示されている。

特許第５６８４１１３号公報

特許文献１の物品の製造方法は、一例として、通常の合わせガラスの製造方法と同様にオートクレーブ工程と称される熱処理工程を有する。すなわち、特許文献１の物品は、２枚の基板である無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスとの間にポリビニルブチラールを挟み込み、これをローラーの間に流して予備接着を行い、その後、オートクレーブ釜に入れて、例えば１２０〜１５０℃、１〜１．５ＭＰａで加熱し圧着することにより製造される。

しかしながら、無アルカリガラスとソーダ石灰ガラス（以下、ソーダライムガラスという）とは、熱膨張係数が異なるため、製造後の物品には反りが発生するという問題があった。これにより、特許文献１の物品は、反射映像に歪みが生じるため、見栄えが悪いという問題があった。また、特許文献１の物品を、複層ガラスを構成するガラス板に適用した場合には、複層ガラスの中空層の厚さが、ガラス板の反りにより狭くなることに起因して断熱性能や遮熱性能が低下し、更には、中空層への透湿を抑制するシール材の密着性不良も発生させるという問題があった。なお、無アルカリガラスの５０〜３５０℃での平均熱膨張係数は５０×１０^−７／℃以下であり、これに対してソーダライムガラスの５０〜３５０℃での平均熱膨張係数は８０〜１００×１０^−７／℃である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製造時に生じる反りを低減することができる調光積層体、及びその調光積層体を使用する複層ガラスを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、調光積層体は、第１透明基板と調光機能材料とが積層して形成される調光基板と、非加熱接着剤により、前記第１透明基板に対して隙間を空けて接着される基板と、を備える。

好ましくは、調光基板が２つ以上備えられる。

好ましくは、前記第１透明基板と前記基板との前記隙間の距離が、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下である。

好ましくは、前記調光基板が前記調光機能材料に対して前記第１透明基板の反対の側に配置される第２透明基板を有する。

好ましくは、前記隙間に、前記第１透明基板と前記基板とに接触する熱伝導部材が配置される。

本発明の別の態様によれば、複層ガラスは、２つのガラス板と、前記２つのガラス板を隔置させるスペーサと、前記２つのガラス板の周縁部を封止するシール材と、を備え、前記２つのガラス板のうち、少なくとも１つのガラス板が、上述に記載の調光積層体である。

本発明によれば、製造時に生じる反りを低減することができる調光積層体、及びその調光積層体を使用した複層ガラスを提供することができる。

第１実施形態に係る調光積層体の要部断面図である。第１実施形態に係る別の調光積層体の要部断面図である。第２実施形態に係る調光積層体の要部断面図である。第１実施形態に係る調光積層体が適用された複層ガラスの要部断面図である。第２実施形態に係る調光積層体が適用された複層ガラスの要部断面図である。

以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。

ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。

以下、添付図面に従って本発明に係る調光積層体の好ましい実施形態を説明する。

〔第１実施形態に係る調光積層体〕
図１は、第１実施形態に係る調光積層体１０の要部断面図である。

図１に示されるように調光積層体１０は、第１透明基板１２と、調光機能材料１６と、調光機能材料１６に対して第１透明基板１２の反対の側に配置される第２透明基板１４とを積層して形成される調光基板１８と、接着剤２０により、第１透明基板１２に対して隙間２２を空けて接着される基板２４と、を有している。

第１透明基板１２、及び第２透明基板１４としては、無アルカリガラスが適用されることが好ましい。無アルカリガラスは、一例としてその厚さが０．１ｍｍ〜２．０ｍｍであり、また、その５０〜３５０℃での平均熱膨張係数は、５０×１０^−７／℃以下が好ましく、４５×１０^−７／℃以下がより好ましく、４０×１０^−７／℃以下がさらに好ましい。また、アルカリ金属酸化物の含有量は、酸化物基準のモル百分率立表示で３モル％以下が好ましい。これにより、第１透明基板１２、及び第２透明基板１４から調光機能材料１６へのアルカリ成分のマイグレーションを好適に抑制することができる。アルカリ金属酸化物の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で１％以下がより好ましく、０．５％以下がさらに好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。本明細書において「実質的に含有しない」とは、原料等から混入する不可避的不純物以外には含有しないこと、すなわち、意図的に含有させないことを意味する。本発明において、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないとは、例えば０．１％以下である。なお、本願明細書で言う「厚さ」とは、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｒ３２０２：２０１１で規定されている、許容差を有する厚さである。

調光機能材料１６とは、外部からの刺激により光学的性質を可逆的に可変できる材料を意味し、エレクトロクロミック機能材料、サーモクロミック機能材料、フォトクロミック機能材料等を例示することができる。ただし、これらに限定されるものではない。

本実施形態の調光基板１８では、調光機能材料１６が第１透明基板１２と第２透明基板１４との間に配置されている。したがって、例えば調光機能材料１６がゲル状体であっても、第１透明基板１２と第２透明基板１４とにより調光機能材料１６を保護することができる。

調光機能材料１６が、例えば、リジッドな材料であれば、第２透明基板１４を使用しないで、調光機能材料１６と第１透明基板１２とを積層させることにより調光基板１８を構成することができる。

基板２４は、調光基板１８の補強板として機能する。基板２４としては、ソーダライムガラスを適用することができる。このソーダライムガラスは、一例としてその厚さが１．０〜１２．０ｍｍである。厚さは、２．０ｍｍ以上であってもよく、３．０ｍｍ以上であってもよく、３．５ｍｍ以上であってもよい。また、厚さは、１０．０ｍｍ以下であってもよく、８．０ｍｍ以下であってもよく、６．０ｍｍ以下であってもよい。また、その５０〜３５０℃での平均熱膨張係数は、６０〜１００×１０^−７／℃が好ましい。５０〜３５０℃での平均熱膨張係数は、７０×１０^−７／℃以上であってもよく、８０×１０^−７／℃以上であってもよい。また、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数は、９５×１０^−７／℃以下であってもよく、９０×１０^−７／℃以下であってもよい。

接着剤２０により、第１透明基板１２と基板２４とは隙間２２を空けて接着される。したがって、第１透明基板１２と、接着剤２０と、基板２４とにより、中空層が形成される。接着剤２０として、非加熱接着剤が適用される。非加熱の接着剤２０を使用することにより、調光基板１８の第１透明基板１２と基板２４とを接着する際に、加熱を必要としない。調光基板１８と基板２４との間に熱膨張係数の差があったとしても、接着の際に、加熱をしないので、熱膨張差による反りを抑制することができる。

非加熱の接着剤２０として、常温硬化型のシリコーン接着剤、ブチルゴム系接着剤等を挙げることができる。さらに、接着剤２０に乾燥剤を含有させることが好ましい。本実施形態では、接着剤２０は、第１透明基板１２を囲うようにその周縁部に沿って設けられる。第１透明基板１２と基板２４とを隙間２２を空けて接着することができる限りにおいて、接着剤２０の位置を適宜決定することができる。

接着剤２０は周縁部に沿って配置されることにより視界を阻害しにくいため、不透明体であってもよい。

調光基板１８は日射熱の吸収や動作時の発熱により高温状態となることがあり、部分的に接着剤が剥離したり発泡する場合がある。このとき全面が接着剤２０で接着されていると剥離跡等が視界を阻害することになるが、周縁部のみで接着することにより良好な視野を維持することができる。

第１透明基板１２と基板２４との隙間２２の距離Ｌは、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下が好ましく、０ｍｍより大きく０．３ｍｍ以下がより好ましい。調光基板１８は、日射熱の吸収によって、または動作の際に、熱を発生することがある。熱が発生した場合、調光基板１８の面内で温度差が生じ、特に周縁部と中央部との温度差によって調光基板１８に熱割れが発生しやすくなる。第１透明基板１２と基板２４とは隙間２２の距離Ｌを上述の範囲にすることにより、調光基板１８に発生した熱を基板２４から放熱させることができる。その結果、調光基板１８の熱割れを抑制することが可能となる。

図２は第１実施形態に係る別の調光積層体の要部断面図である。図１に示される調光積層体１０と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図２に示されるように、調光積層体１０は、接着剤２６により接着された２つの調光基板１８、１８Ａを備えている。調光基板１８Ａは、第１透明基板１２Ａと、調光機能材料１６Ａと、調光機能材料１６Ａに対して第１透明基板１２Ａの反対の側に配置される第２透明基板１４Ａとを積層して構成される。

第１透明基板１２Ａは第１透明基板１２と同様の構成とすることができ、第２透明基板１４Ａは第２透明基板１４と同様の構成とすることができ、調光機能材料１６Ａは調光機能材料１６と同様の構成とすることができる。

図２に示されるように、複数（２つ以上）の調光基板１８、１８Ａを備えることにより、調光機能の分解能を細分化することができる。図２の態様において、２つの調光基板１８、１８Ａが示されているが、３つ以上の調光基板を備えることもできる。

接着剤２６として、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ：polyvinyl butyral）製、エチレン-酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ethylene Vinyl Acetate Copolymer）製、又は熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ：Thermoplastic Polyurethane）製等の例えばシート状部材を適用することができる。接着剤２６の厚さは、一例として０．１〜２．０ｍｍである。これらの接着剤２６を適用することにより、調光基板１８と調光基板１８Ａとを、オートクレーブ工程にて接着することができる。

また、接着剤２６として、非加熱接着剤である常温硬化型のシリコーン接着剤、ブチルゴム系接着剤等を調光基板１８、１８Ａの周縁部に沿って配置し、適用することができる。接着剤２６として、非加熱接着剤を使用することにより、調光基板１８と調光基板１８Ａとを接着する際に加熱を必要としない。調光基板１８と調光基板１８Ａとの間に熱膨張係数の差があったとしても、接着の際に、加熱をしないので、熱膨張差による反りを抑制することができる。その場合、調光基板１８と調光基板１８Ａとの隙間の距離は、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下が好ましく、０ｍｍより大きく０．３ｍｍ以下がより好ましい。調光基板１８と調光基板１８Ａとは隙間の距離を上述の範囲にすることにより、調光基板１８、１８Ａに発生した熱を基板２４から放熱させることができる。その結果、調光基板１８、１８Ａの熱割れを抑制することが可能となる。

調光基板１８と調光基板１８Ａとを実質的に同様の構成にすることにより、調光基板１８と調光基板１８Ａとの間の熱膨張係数の差を小さくすることができる。したがって、オートクレーブ工程において、調光基板１８と調光基板１８Ａと間の熱膨張係数の差に起因する反りが抑制される。

第１透明基板１２、１２Ａ、及び第２透明基板１４、１４Ａとして無アルカリガラスを適用することで、調光機能材料１６、１６Ａへのアルカリ成分のマイグレーションを好適に抑制することができる。

〔第２実施形態に係る調光積層体〕
図３は、第２実施形態に係る調光積層体の要部断面図である。図１、及び図２に示される調光積層体と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図３に示されるように調光積層体３０は、第１透明基板１２と、調光機能材料１６と、調光機能材料１６に対して第１透明基板１２の反対の側に配置される第２透明基板１４とを積層して形成される調光基板１８と、接着剤２０により、第１透明基板１２に対して隙間２２を空けて接着される基板２４と、を有し、隙間２２に、第１透明基板１２と基板２４とに接触する熱伝導部材３２が配置されている。

第１透明基板１２と基板２４とに接触する熱伝導部材３２を配置することにより、調光基板１８に発生する熱をより効果的に基板２４に伝えることができ、基板２４から熱をより効果的に放熱することができる。その結果、調光基板１８に熱割れが発生することを抑制することが可能となる。

熱伝導部材３２として、例えば、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導度を有する樹脂材料、ガラス材料、セラミック材料、金属材料を適用することができる。このなかでも、熱伝導度が大きいため金属材料を適用することが好ましい。また、金属はんだやガラスフリットペーストや樹脂材料においては、ディスペンスにより配置することも可能であるため好ましい。

隙間２２に熱伝導部材３２を配置する場合、隙間２２内に均等に配置することが好ましい。調光基板１８に温度差が発生するのを抑制し、熱割れの発生をより確実に抑制することが可能となる。

また、隙間２２に熱伝導部材３２を配置する場合、充填率（熱伝導部材３２の体積／隙間の容積×１００）は１％以上９０％以下が好ましい。充填率を１％以上とすることにより、熱の発生に起因する熱割れを防止することが可能となる。充填率は、１０％以上であってもよく、２０％以上であってもよく、３０％以上であってもよい。また、充填率を９０％以下とすることにより、調光積層体３０の透過度が向上する。充填率は、８０％以下であってもよく、７０％以下であってもよい。

〔複層ガラス〕
図４は、第１実施形態に係る調光積層体１０が適用された複層ガラス４０の要部断面図であり、図５は、第２実施形態に係る調光積層体３０が適用された複層ガラス５０の要部断面図である。図４および図５に示した複層ガラス４０、５０の主要部の構成は同一なので、同一の符号を付して説明する。また、複層ガラス５０については、括弧の中に符号を付して説明する。

複層ガラスとは、少なくとも２つのガラス板と、２つガラス板を隔置するスペーサと、ガラス板とスペーサとにより形成される少なくとも１つ中空層と、を有するものを意味し、３つ以上のガラス板を有してもよく、また２つ以上の中空層を有していても良い。

複層ガラス４０（５０）は、矩形状に構成された調光積層体１０（３０）、ガラス板４２、および枠状のスペーサ４４を有する。調光積層体１０（３０）とガラス板４２とは、スペーサ４４によって隔置され、調光積層体１０（３０）とガラス板４２との間に中空層４６が形成される。スペーサ４４は、その両側面４４Ａがブチル系シーリング材等の一次シール材４８によって、調光積層体１０（３０）とガラス板４２とに接着される。

ここで、図４に示した調光積層体１０の場合には、調光積層体１０の第２透明基板１４が一次シール材４８を介してスペーサ４４に接着される。図５に示した調光積層体３０の場合も、同様に、調光積層体３０の第２透明基板１４が一次シール材４８を介してスペーサ４４に接着される。

また、調光積層体１０（３０）とガラス板４２との間の端縁部の凹部４３に、シリコーン系シーリング材等の二次シール材５２が封着される。これによって、調光積層体１０（３０）とガラス板４２との周縁部が封止され、調光積層体１０（３０）とガラス板４２とで挟まれる中空層４６が封止される。

スペーサ４４は、中空のパイプ材によって構成され、スペーサ４４の中空部４４Ｂにはゼオライト等の乾燥材５４が充填される。また、スペーサ４４には、中空部４４Ｂと中空層４６とを連通する貫通孔４４Ｃが形成され、これによって、中空層４６の気体が乾燥材５４によって乾燥される。また、中空層４６には、機能性ガスである断熱性ガス（アルゴンガス、クリプトンガラス等の不活性ガス）が予め封入されてもよい。断熱性ガスが予め封入されることにより、複層ガラス４０（５０）の断熱性が向上する。

更に、ガラス板４２および第２透明基板１４の中空層４６側の面には、遮熱性や断熱性を向上させるための低放射膜であるLｏw−E（Low Emissivity）膜５６がコーティングされてもよい。ガラス板４２は、フロート法によって製造された所謂フロートガラスでもよく、網入りガラス等の防火ガラス又は合わせガラスであってもよい。

複層ガラス４０（５０）を構成する２枚のガラス板うち、少なくとも一方のガラス板に調光積層体１０（３０）を適用すると、複層ガラス４０（５０）に調光機能を備えさせることができ、かつ、調光積層体１０（３０）自身の反りが低減されているため、複層ガラス４０（５０）が有する断熱性能や遮熱性能に影響を与えず、かつ、中空層４６への透湿を抑制する一次シール材４８の密着性不良も防止することができる。なお、複層ガラス４０（５０）においては、ガラス板４２に代えて調光積層体１０（３０）を適用してもよい。

図４、及び図５においては、一つの調光基板１８を備える複層ガラス４０（５０）について説明したが、複数の調光基板を備えることもできる。

１０、３０…調光積層体、１２、１２Ａ…第１透明基板、１４、１４Ａ…第２透明基板、１６、１６Ａ…調光機能材料、１８、１８Ａ…調光基板、２０…接着剤、２２…隙間、２４…基板、２６…接着剤、３２…熱伝導部材、４０、５０…複層ガラス、４２…ガラス板、４３…凹部、４４…スペーサ、４４Ａ…両側面、４４Ｂ…中空部、４４Ｃ…貫通孔、４６…中空層、４８…一次シール材、５２…二次シール材、５４…乾燥材、５６…Ｌｏｗ‐Ｅ膜

Claims

第１透明基板と、調光機能材料とが積層して形成される調光基板と、
非加熱接着剤により、前記第１透明基板に対して隙間を空けて接着される基板と、
を備える調光積層体。
前記調光基板が２つ以上備えられる請求項１に記載の調光積層体。
前記第１透明基板と前記基板との前記隙間の距離が、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の調光積層体。
前記調光基板が前記調光機能材料に対して前記第１透明基板の反対の側に配置される第２透明基板を有する請求項１から３の何れか一項に記載された調光積層体。
前記隙間に、前記第１透明基板と前記基板とに接触する熱伝導部材が配置される請求項１から４の何れか一項に記載の調光積層体。
２つのガラス板と、前記２つのガラス板を隔置させるスペーサと、前記２つのガラス板の周縁部を封止するシール材と、を備える複層ガラスにおいて、
前記２つのガラス板のうち、少なくとも１つのガラス板が、請求項１から５の何れか一項に記載の調光積層体である複層ガラス。