JP2021033230A

JP2021033230A - 自動車用防眩性シートおよび自動車用防眩性合わせガラス

Info

Publication number: JP2021033230A
Application number: JP2019157218A
Authority: JP
Inventors: 強臣宮古; Takeomi Miyako; 信裕志水; Nobuhiro Shimizu
Original assignee: Toyota Motor Corp; Oji Holdings Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Oji Holdings Corp
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-29
Also published as: JP6972071B2

Abstract

【課題】前方からの可視光線を透過させつつも、防眩性に優れた自動車用防眩性合わせガラスおよび自動車用防眩性シートを提供する。【解決手段】防眩性シートと該防眩シートを挟む２枚の透明板とを有する自動車用防眩性合わせガラスであって、入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいことを特徴とする自動車用防眩性合わせガラスである。また、入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいことを特徴とする自動車用防眩性シートである。【選択図】なし

Description

本発明は、自動車用防眩性シート、自動車用防眩性合わせガラスおよび該合わせガラスを備えた自動車に関するものである。

自動車の運転時等において、太陽光線、ヘッドライト、夜間のＬＥＤ街路灯等の眩しさを防止する防眩手段としては、サングラスやサンバイザーの他、フロントガラスに設置されるサンシェードがある。これらの防眩手段において、防眩効果を高めるために可視光線透過率を小さくすると、交通標識や信号の色が見え難くなるおそれがあった。

そこで、太陽光線等の個々の波長に応じて光線透過率を制御して、可視光線の透過量をある程度維持しつつ、眩しさに関わる特定の波長領域の光線のみを抑制する試みが検討されてきている。

眩しさに関わる特定の波長領域の光線のみを抑制する方法としては、特定の波長領域の光線を選択的に吸収する色素を使用する方法がある。例えば特許文献１には、波長５８０ｎｍ付近の光を吸収する３価のネオジムイオンを含有する合わせガラス用中間膜が開示されている。

特開２００７−５５８３９号公報

自動車のフロントガラスは前方の視野を確保する必要もあるため、単純に透過率を下げることは好ましくない。自動車のフロントガラスは自動車の前面に斜めに備え付けられているので、上からの太陽光線の入射角は小さくなり、フロントガラスの前方からの光の入射角は大きくなる。そうすると、フロントガラスにおいて、入射角が小さくなるに従い透過率を低下させることができれば、太陽光線から感じる眩しさを効果的に抑制できる上、前方の視野を確保できる。

本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、前方からの可視光線を透過させつつも、防眩性に優れた自動車用防眩性シートおよび自動車用防眩性合わせガラスを提供することを課題とする。また、当該合わせガラスを備えた自動車を提供することを課題とする。

本発明者らは、入射角が小さくなるに従い透過率を低下させることができるフィルムについて検討を進めた。その結果、屈折率が異なる層が多数積層されたシートによる多積層光干渉を利用することで、入射角が大きくなるにつれ反射率の最大の波長を短波長側にシフトさせることができることを見出した。

人間の目は、波長毎に光を感じる強さ（視感度）が異なり、明所であれば一般に、５５０ｎｍを中心とした波長の光に敏感であるとされている。そうすると、５５０ｎｍ付近の波長の光の強度を選択的に低減させることができれば、強い光線からの光から感じる眩しさをより効果的に抑制できると考えられる。すなわち、多積層光干渉を利用することにより、入射角が大きくなるにつれ、反射率の最大波長を５５０ｎｍ付近から短波長側にシフトさせることで、視感透過率を大きくすることが可能となる。

本発明は、このような検討を踏まえて、完成するに至ったものである。すなわち、本発明は以下のような構成を有するものである。
（１）本発明の自動車用防眩性合わせガラスは、防眩性シートと該防眩シートを挟む２枚の透明板とを有する自動車用防眩性合わせガラスであって、入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいことを特徴とする。
（２）本発明の自動車用防眩性シートは、入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいことを特徴とする。
（３）前記防眩性シートは屈折率が異なる２層以上の層を含み、波長５００〜５５０ｎｍの範囲に分光反射率の最大値を有することが好ましい。
（４）前記屈折率が異なる２層以上の層は、金属酸化物層を含むことが好ましい。
（５）本発明の自動車は、前記合わせガラスを備えている。

本発明の自動車用防眩性シートおよび自動車用防眩性合わせガラスは、前方からの可視光線を透過させつつも、防眩性に優れている。

本実施形態の自動車用防眩性合わせガラスの製造方法を示す模式図である。実施例で使用したＬＥＤ光源の波長に対する光強度を示すグラフである。実験１の入射角（°）と透過率（％）をプロットしたグラフである。実験２の入射角（°）と透過率（％）をプロットしたグラフである。実験３の入射角（°）と透過率（％）をプロットしたグラフである。実験４の入射角（°）と透過率（％）をプロットしたグラフである。実験５の入射角（°）と透過率（％）をプロットしたグラフである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明の実施形態は、以下の実施形態に限定されるものではない。以下では、「自動車用防眩性シート」を単に「防眩性シート」と記載し、「自動車用防眩性合わせガラス」を単に「防眩性合わせガラス」と記載する。

本実施形態の防眩性シートおよび防眩性合わせガラスは、入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいことを特徴とする。

視感透過率は、一般に、光源の放射スペクトル分布と明所視における平均的な人眼の比視感度関数との積から求められる。視感透過率の測定方法は、ＪＩＳＴ７３３３：２００５に規定されている。

入射角が０°の場合の視感透過率（％）は、特に限定されず、好ましくは５０〜７５％、より好ましくは６０〜７３％であり、入射角が４０°の場合の視感透過率は、特に限定されず、好ましくは５３〜８０％、より好ましくは６０〜７５％である。

入射角が４０°の場合の視感透過率と入射角が０°の場合の視感透過率（％）の差は、特に限定されず、好ましくは０．１％以上、より好ましくは３％以上、更に好ましくは５％以上である。

本実施形態の防眩性シートおよび防眩性合わせガラスは、入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいという要件を満たしている限り、どのような構造を有するものであってよい。

上記の要件（入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さい）を実現するための方法としては、例えば、屈折率が異なる層が多数（例えば、２層以上）積層されたシートによる多積層光干渉を利用する方法が挙げられる。このような多積層光干渉を利用することで、入射角が大きくなるにつれ視感透過率を大きくすることが可能となる。通常であれば、入射角が大きくなるにつれ光路が大きくなるため、視感透過率が低下していくことになる。

これは、多積層光干渉を利用することで、入射角が大きくなるにつれ反射率の最大の波長が短波長側にシフトしていくためである。つまり、反射率の最大波長が視感度が高い範囲にあり、入射角が大きくなるにつれ反射率の最大波長が視感度が低い短波長側にシフトしていくことで、視感透過率が大きくなっていくことになる。反射率の最大波長は、視感度が高い範囲にあることが望ましく、好ましくは波長５００〜５５０ｎｍ、より好ましくは波長５２０〜５４０ｎｍである。

多積層光干渉を利用する積層シートとしては、例えば、屈折率が相異なる層が交互に積層されたものが挙げられる。交互に積層される層の数としては、特に限定されず、例えば、２〜１００、好ましくは４〜７０である。また、各層の厚さは、例えば、２０〜１０００ｎｍ、好ましくは３０〜９００ｎｍである。積層シート全体の厚さは、例えば、４０ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは１２０ｎｍ〜６０μｍである。屈折率の差は、好ましくは０．０２以上、より好ましくは０．７０以上である。屈折率の差が大きい場合は積層する層の数を少なくても本発明の効果を得ることができ、反対に屈折率の差が小さい場合は積層する層の数を多くする必要がある。

このような多積層光干渉を利用するシートとしては、例えば、（１）樹脂を積層したもの（例えば、特開２０１７−１８１８８９号公報）、（２）金属酸化物を積層したもの、（３）金属化合物粒子が分散された樹脂を積層したもの、などが挙げられる。なお、以下では、屈折率が異なる二層以上の層のうち、相対的に屈折率が高い層を「高屈折率層」と称し、相対的に屈折率が低い層を「低屈折率層」と称する。

（１）の樹脂を積層したものとしては、例えば、屈折率が異なる熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂ）が交互に積層されたものが挙げられる。

使用する熱可塑性樹脂としては、好ましくはポリエステルであり、中でも芳香族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸とジオールあるいはそれらの誘導体を用いて得られるポリエステルが好ましい。ここで、芳香族ジカルボン酸として、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４′−ジフェニルジカルボン酸、４，４′−ジフェニルエーテルジカルボン酸、４，４′−ジフェニルスルホンジカルボン酸などが挙げられる。脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ダイマー酸、ドデカンジオン酸、シクロヘキサンジカルボン酸とそれらのエステル誘導体などが挙げられる。中でも好ましくはテレフタル酸と２，６−ナフタレンジカルボン酸である。これらの成分は１種単独で又は２種以上併用して使用してもよく、さらには、ヒドロキシ安息香酸等のオキシ酸などを一部共重合してもよい。

ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、２，２−ビス（４−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、イソソルベート、スピログリコールなどが挙げられる。中でも好ましくはエチレングリコールである。これらのジオール成分は１種単独で又は２種以上併用して使用してもよい。

上記ポリエステルのうち、ポリエチレンテレフタレートおよびその共重合体、ポリエチレンナフタレートおよびその共重合体、ポリブチレンテレフタレートおよびその共重合体、ポリブチレンナフタレートおよびその共重合体、ポリヘキサメチレンテレフタレートおよびその共重合体、並びにポリヘキサメチレンナフタレートおよびその共重合体の中から選択されるポリエステルを用いること、特に熱可塑性樹脂Ａとして用いることが好ましい。

熱可塑性樹脂Ｂとしては、以下の樹脂Ｃ，Ｄ又はＥを主たる成分として使用することが好ましい。熱可塑性樹脂Ｂとしては、以下の樹脂Ｃ，Ｄ又はＥを主たる成分とする熱可塑性樹脂と、ポリエチレンテレフタレートの混合物からなることも好ましい。
樹脂Ｃ：スピログリコール成分を共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート
樹脂Ｄ：スピログリコール成分およびシクロヘキサンジカルボン酸成分を共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート
樹脂Ｅ：シクロヘキサンジメタノール成分を共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート

（２）の金属酸化物を積層したものとしては、例えば、屈折率が異なる金属酸化物層が交互に積層されたものが挙げられる。

このような金属酸化物層は、基材フィルムの少なくとも一方の表面に設けることができる。金属酸化物積層部は、基材フィルムの車内側および車外側のいずれに設置してもよい。金属酸化物積層部は、基材フィルムの一方の面上に直接形成してもよいし、他の基材層上に形成して、その後基材フィルムと接着層等によって貼合してもよい。

基材フィルムは、可視光線を透過させるように透明樹脂から構成されている。基材フィルムとして使用される透明樹脂としては、アクリル系、ポリカーボネート系、スチレン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、水添環状樹脂、フッ素系、シリコーン系、ウレタン系など種々の樹脂が使用でき、用途や目的に応じて、使い分けることができる。これらの透明樹脂の中では、加工性の観点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系が好ましい。

高屈折率層を構成する金属酸化物としては、チタン酸ランタン（ＬａＴｉＯ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、およびそれらの混合物などの誘電体材料が挙げられる。また、低屈折率層を構成する金属酸化物としては、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）などの誘電体材料が挙げられる。基材フィルムに金属酸化物層を形成する方法は、一般に、気相法が用いられる。気相法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法など公知の方法を適宜選択することができる。

（３）の金属化合物粒子が分散された樹脂を積層したものとしては、例えば、屈折率が異なる、金属酸化物粒子が分散された水溶性樹脂が交互に積層されたものが挙げられる。

このような層は、透明の有機材料で形成された基材上に設けることができる。

金属酸化物粒子としては、例えば、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、チタン酸鉛、鉛丹、黄鉛、亜鉛黄、酸化クロム、酸化第二鉄、鉄黒、酸化銅、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化ニオブ、酸化ユーロピウム、酸化ランタン、ジルコン、酸化スズなどが挙げられる。

高屈折率層で用いる金属酸化物粒子としては、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２が好ましい。低屈折率層で用いる金属酸化物粒子としては、二酸化ケイ素粒子を用いることが好ましく、酸性のコロイダルシリカゾルを用いることが特に好ましい。

水溶性高分子としては、特に限定されず、例えば、反応性官能基を有するポリマー、無機ポリマー、増粘多糖類、ゼラチンなどが挙げられる。

防眩性合わせガラスは、防眩性シートと前記防眩性シートを挟む２枚の透明板とを有している。防眩性シートの両側に接着層を設けて、２枚の透明板で挟んで、固定することによって、防眩性合わせガラスが形成される。防眩性合わせガラスに使用される透明板としては、透明ガラスまたは前記した透明樹脂を用いることができる。ガラスとしては、ソーダ石灰ガラスが代表的なものである。

防眩性合わせガラスの接着層としては、合わせガラスの中間膜と透明板との接着層として使用される樹脂膜であれば特に制限されない。接着層に使用される接着剤としては、例えば、ポリビニルブチラール系樹脂（ＰＶＢ系樹脂）等のポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂（ＥＶＡ系樹脂）、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。接着層の厚さは、１００〜１０００μｍであることが好ましい。

接着層に使用される接着剤には、紫外線吸収剤、抗酸化剤、帯電防止剤、熱安定剤、滑剤、充填剤、着色剤、接着調整剤等を適宜添加配合してもよい。

防眩性合わせガラスを製造する方法は、公知の合わせガラスを製造する方法を用いることができる。具体例を次に説明する。図１は、本実施形態の防眩性合わせガラスの製造方法を示す模式図である。

まず、図１（ａ）に示すように、２枚のガラス板５の間に、両面に接着層を形成した防眩性フィルム４を積層する。積層されたガラス板５、防眩性フィルム４およびガラス板５は、ローラー２１上を移動して、次の工程に移る。

次に、図１（ｂ）に示すように、密閉されたチャンバ２２内で、積層されたガラス板５、防眩性フィルム４およびガラス板５は、ヒータ２３によって８０〜１４０℃の温度範囲、例えば９０℃程度に加熱される。続いて、１対の圧着ロール２４を通過させることによって、積層されたガラス板５、防眩性フィルム４およびガラス板５は仮圧着される。

次に、図１（ｃ）に示すように、仮圧着された防眩性合わせガラス１０は、オートクレーブ２５中に収納される。オートクレーブ２５中で、約１ＭＰａに加圧され、８０〜１４０℃の温度範囲、例えば１３０℃程度に加熱されることによって、仮圧着後に残った気泡は取り除かれ、防眩性フィルム４の接着層がガラス板５と十分に貼合されて、防眩性合わせガラス１０が製造される。

防眩性合わせガラス形成工程における加熱としては、仮圧着前の加熱とオートクレーブ２５中での加熱の２回行われる。いずれの場合も加熱温度は、８０〜１４０℃であることが好ましい。また、通常は、仮圧着前の加熱時よりもオートクレーブでの加熱時の方が加熱温度を高く設定する。

本実施形態の防眩性シートは、前方からの可視光線を透過させつつも、防眩性に優れていることから、自動車等の交通車輌の窓（特にフロントガラス）において、窓ガラスに貼り合わせて利用することができる。また、防眩性合わせガラスは、そのまま自動車のフロントガラスとして（特に設置角度を２０〜５０°にして）利用することができる。

本実施形態を下記の実施例によって、さらに具体的に説明する。

（防眩性フィルムの作製）
防眩性フィルム１はピカサス「４１ＧＢ３１」（東レ株式会社製）を使用した。

防眩性フィルム２〜４は、真空蒸着器を用い、成膜開始真空度：０．９ｍＰａ、電子ビーム蒸発、成膜時基材温度：６０±３０℃でＺｒＯ_２／ＳｉＯ_２の順に成膜して、積層膜を作製した。

（合わせガラスの作製）
グリーンガラスのフロートガラス板（厚さ２ｍｍ、以下「ガラス板」と記載する。）上に、接着層としての３８０μｍ厚のＰＶＢ（ポリビニルブチラールフィルム、積水化学工業社製、Ｓ−ＬＥＣＰＶＢ０．３８ｍｍ）のシート（以下「ＰＶＢシート」と記載する。）を置いた。その上に、上記防眩性フィルムを、金属積層部を下側にして置き、さらに接着層としてのＰＶＢシートを置き、最後にガラス板を置いて、防眩フィルムを接着層で挟み込んだ積層板を得た。この積層板を図１に記載した製造ラインに通した。

すなわち、密閉されたチャンバ２２内で、ヒータ２３を用い、得られた積層板を約９０℃に加熱した。その後、１対の圧着ロール２４を通過させることによって、積層されたガラス板５と防眩フィルム４とを仮圧着させた。次に、仮圧着された防眩合わせガラス１０をオートクレーブ２５中に収納した。オートクレーブ２５中で、約１ＭＰａに加圧し、約１３０℃で３０分間加熱することによって、仮圧着後に残った気泡を取り除き、防眩フィルム４が接着層によってガラス板５と十分に貼合された防眩性合わせガラス１０を製造した。

＜評価項目＞
（光学特性）
分光光度計（日立製作所社製、Ｕ−４１００）を用い、合わせガラス試験片のスペクトルを３００〜２５００ｎｍの波長範囲で測定し、最大反射率および最大反射波長を求めた。また、変角分光測色システム（村上色彩技術研究所社製、ＧＣＭＳ−４）を用い、合わせガラス試験片のスペクトルを３９０〜７３０ｎｍの波長範囲で測定し、Ｄ６５光源、Ａ光源、Ｃ光源およびＬＥＤ光源（図２）を使用した下記数値を計算により求めた。

測定項目：
・視感透過率：ＪＩＳＺ８７２２：２００９準拠
・視感反射率：ＪＩＳＺ８７２２：２００９準拠

防眩性フィルム１〜４の構成を表１に、実験１〜５の評価結果を表２に示した。図３〜７は、それぞれ実験１〜５の入射角（°）と透過率（％）をプロットしたグラフである。

実験１、３、４では、入射角が低いほど、視感透過率が小さくなる傾向が見られた。自動車のフロントガラスでは、空気抵抗を低減するため、角度を付けて設置されている。太陽光など低い入射角で光が入射する場合、当該品は視感透過率が小さくなるので、防眩性に優れる。一方、実験２、５では、入射角が低いほど、視感透過率が高くなるので、上記使用の際では、防眩性に劣る。

Claims

防眩性シートと該防眩シートを挟む２枚の透明板とを有する自動車用防眩性合わせガラスであって、
入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいことを特徴とする自動車用防眩性合わせガラス。
前記防眩性シートは屈折率が異なる２層以上の層を含み、波長５００〜５５０ｎｍの範囲に分光反射率の最大値を有する、請求項１に記載の防眩性合わせガラス。
前記屈折率が異なる２層以上の層が、金属酸化物層を含む、請求項２に記載の防眩性合わせガラス。
入射角が０°の場合の視感透過率（％）が、入射角が４０°の場合の視感透過率より小さいことを特徴とする自動車用防眩性シート。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の合わせガラスを備えた自動車。