JP2021169396A - 赤外線遮蔽ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドアップディスプレイとしての画像表示に優れ、合わせガラスの全面で遮熱性に優れる、赤外線遮蔽ガラスを提供する。【解決手段】第１ガラス板、赤外線遮蔽粒子を含有する中間膜、第２ガラス板及び赤外線遮蔽膜を、この順に有し、第１ガラス板、中間膜、第２ガラス板及び赤外線遮蔽膜の厚さの合計値が、上端側から下端側に向かって薄くなり、中間膜の膜厚は、上端側から下端側に向かって薄くなり、赤外線遮蔽膜の膜厚は、上端側から下端側に向かって厚くなる、赤外線遮蔽ガラス。【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線遮蔽ガラスに関する。

特許文献１には、赤外線反射層を備える中間膜を用いた合わせガラスが開示されている。合わせガラスは、第１の合わせガラス部材、第１の樹脂層、赤外線反射層及び第２の合わせガラス部材をこの順に備える場合と、第１の合わせガラス部材、第１の樹脂層、赤外線反射層、第２の樹脂層及び第２の合わせガラス部材をこの順に備える場合と、がある。どちらの場合でも、第１の合わせガラス部材及び第１の樹脂層の少なくとも一方が楔状であることで、遮熱性と画像表示を良好にできる。赤外線反射層は、第１の合わせガラス部材及び第１の樹脂層と同方向の楔状である。

国際公開第２０１９／１８９７３４号

合わせガラスにおいて、赤外線遮蔽膜と中間膜とが、一端側から他端側に向けて厚さが同様に変化する、同方向の楔状である場合、ヘッドアップディスプレイとしての画像表示は良好であるものの、遮熱性の低いエリアを生じる恐れがあった。

本発明は、ヘッドアップディスプレイとしての画像表示に優れ、合わせガラスの全面で遮熱性に優れる、赤外線遮蔽ガラスを提供する。

本発明は、第１ガラス板、赤外線遮蔽粒子を含有する中間膜、第２ガラス板及び赤外線遮蔽膜を、この順に有し、前記第１ガラス板、前記中間膜、前記第２ガラス板及び前記赤外線遮蔽膜の厚さの合計値が、上端側から下端側に向かって薄くなり、前記中間膜の膜厚は、上端側から下端側に向かって薄くなり、前記赤外線遮蔽膜の膜厚は、上端側から下端側に向かって厚くなる、赤外線遮蔽ガラスを提供する。

本発明によれば、ヘッドアップディスプレイとしての画像表示に優れ、合わせガラスの全面で遮熱性に優れる、赤外線遮蔽ガラスを提供できる。

図１は、赤外線遮蔽ガラスの一例を示す断面図である。 図２は、赤外線遮蔽ガラスの他の一例を示す断面図である。 図３は、赤外線遮蔽ガラスの一例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明において、赤外線遮蔽ガラスの上端側及び下端側は、車両に取り付けられた状態における上端側及び下端側を意味する。

図１に示すように、赤外線遮蔽ガラス１は、第１ガラス板２、赤外線遮蔽粒子を含有する中間膜３、第２ガラス４及び赤外線遮蔽膜５をこの順に有する。第１ガラス板２は、第２ガラス板４よりも室外側に設けられ、第２ガラス板４は、第１ガラス板２よりも室内側に設けられる。第１ガラス板２、中間膜３、第２ガラス板４及び赤外線遮蔽膜５の厚さの合計値は、上端側から下端側に向かって薄くなる。中間膜３及び赤外線遮蔽膜５は、互いに逆方向の楔状の断面形状を備える。具体的には、中間膜３の膜厚は、上端側から下端側に向かって薄くなり、赤外線遮蔽膜５の膜厚は、上端側から下端側に向かって厚くなる。

第１ガラス板２は、無機ガラス及び有機ガラスのいずれでもよい。無機ガラスとしては、例えばソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス等が挙げられる。また、無機ガラスは、未強化ガラス、強化ガラスのいずれでもよい。未強化ガラスは、溶融ガラスを板状に成形し、徐冷したものである。強化ガラスは、未強化ガラスの表面に圧縮応力層を形成したものである。強化ガラスは、物理強化ガラス（例えば風冷強化ガラス）、化学強化ガラスのいずれでもよい。一方、有機ガラスとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の透明樹脂が挙げられる。アクリル樹脂は、例えばポリメチルメタクリレートである。なお、第２ガラス板４も、第１ガラス板２と同様に、無機ガラス及び有機ガラスのいずれでもよい。

第１ガラス板２は、第２ガラス板４よりも室外側に設けられるので、飛び石による傷の発生を抑制すべく、１．８ｍｍ以上の厚さを有する。第１ガラス板２の厚さは、軽量性及び成形性の観点から、３．０ｍｍ以下である。なお、第１ガラス板２の厚さは、一定であってもよいし、位置に応じて変化してもよい。

第２ガラス板４は、第１ガラス板２よりも室内側に設けられるので、第１ガラス板２よりも薄くてもよい。第２ガラス板４の厚さは、ハンドリング性の観点から、０．３ｍｍ以上である。また、第２ガラス板４の厚さは、軽量性及び成形性の観点から、２．３ｍｍ以下である。なお、第２ガラス板３の厚さは、一定であってもよいし、位置に応じて変化してもよい。

中間膜３は、一般的な樹脂、例えばポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ウレタン、アイオノマー樹脂等の熱可塑性樹脂により形成される。中間膜３は、加熱されると、接着性を発現する。中間膜３は、単層構造、及び複数層構造のいずれでもよい。中間膜３は、遮熱性を高めるために、赤外線遮蔽粒子を含有する。赤外線遮蔽粒子としては、セシウム酸化タングステン粒子又はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）粒子を用いることが好ましい。さらに、中間膜３は、遮音層、有色透明層、紫外線カット層、及び赤外線カット層などから選ばれる１つ以上を有してもよい。

中間膜３の膜厚は、上端側から下端側に向かって薄い。中間膜３の楔角θは、０．１×１０^−３ｒａｄ以上１．０×１０^−３ｒａｄ以下であることが好ましい。楔角θとは、中間膜３と第１ガラス板２の境界線と、中間膜３と第２ガラス板４の境界線とのなす角である。中間膜３の断面形状を楔状とすることで、ヘッドアップディスプレイの画像表示において、二重像の発生を抑制できる。一方で、上端側から下端側に向かって、可視光透過性が上がり、赤外線遮蔽性が下がる場合がある。

赤外線遮蔽膜５の膜厚は、上端側から下端側に向かって厚い。つまり、上端側から下端側に向かって、可視光透過性が下がり、赤外線遮蔽性が上がる。このように、赤外線遮蔽膜５の断面形状を、中間膜３の楔状と逆方向の楔状にすることで、ヘッドアップディスプレイとしての画像表示に優れつつ、上端側から下端側において可視光透過性や赤外線遮蔽性を均一にできる。

図２及び図３に示すように、赤外線遮蔽膜５の上端は、第１のガラス板２及び第２のガラス板４の上端よりも下側に存在していてもよい。同様に、赤外線遮蔽膜５の下端は、第１のガラス板２及び第２のガラス板４の下端よりも上側に存在していてもよい。

赤外線遮蔽膜５は、第１ガラス板２又は第２ガラス板４の表面に直接設けられていてもよく、粘着層及び基材層を介して設けられていてもよい。赤外線遮蔽膜５は、単層膜でも２層以上の複層膜であってもよい。単層膜の場合、酸化ケイ素及び赤外線遮蔽化合物を含有する。赤外線遮蔽化合物としては、錫ドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化錫、アルミニウムドープ酸化亜鉛、インジウムドープ酸化亜鉛、錫ドープ酸化亜鉛、ケイ素ドープ酸化亜鉛、６ホウ化ランタン、６ホウ化セリウムが挙げられる。複層膜の場合、異なる屈折率を有する２種以上の熱可塑性樹脂層が交互に又はランダムに積層された多層樹脂膜でもよく、コレステリック液晶層が積層された液晶膜でもよい。

赤外線遮蔽膜５は単層膜であり、第２ガラス板４の直上に設けられることが好ましい。赤外線遮蔽膜５が、基材層や粘着層を有さないことで、基材層や粘着層の界面でおきる反射及び屈折による多重像の発生を抑制でき、ヘッドアップディスプレイとしての画像表示を明瞭にできる。

赤外線遮蔽膜５の上端から下方に１０ｃｍ離れた第１基準点における膜厚をＡ［ｍｍ］、赤外線遮蔽膜５の下端から上方に１０ｃｍ離れた第２基準点における膜厚をＢ［ｍｍ］、第２基準点と同じ高さの点における中間膜３の膜厚をＣ［ｍｍ］、第１基準点と同じ高さの点における中間膜３の膜厚をＣ＋Ｌ×θ［ｍｍ］、とした場合に、赤外線遮蔽膜５の膜厚及び中間膜３の膜厚は、式（１）を満たすことが好ましい。ここで、Ｌは赤外線遮蔽膜５の第１基準点から第２基準点までの距離［ｍｍ］、θは中間膜の楔角［ｒａｄ］とする。θは、０．１×１０^−３以上である。
｜Ｂ×Ｃ−Ａ×（Ｃ＋Ｌ×θ）｜≦４×１０^−３ ・・・式（１）
赤外線遮蔽膜５の膜厚と中間膜３の膜厚とが、式（１）を満たす場合、中間膜３の上端側の膜厚（Ｃ＋Ｌ×θ）と下端側の膜厚（Ｃ）との比（（Ｃ＋Ｌ×θ）／Ｃ）が、赤外線遮蔽膜５の下端側の膜厚（Ｂ）と上端側の膜厚（Ａ）との比（Ｂ／Ａ）と、ほぼ一致することになり、上端側から下端側において可視光透過性や赤外線遮蔽性を均一にできる。式（１）は、該比の差が一定値以下であることを示すものである。式（１）の左辺の下限値はゼロである。

また、赤外線遮蔽膜５の膜厚と中間膜３の膜厚とが、式（２）を満たすことが好ましい。
｜Ｂ×Ｃ−Ａ×（Ｃ＋Ｌ×θ）｜／（Ａ×Ｃ）≦０．４ ・・・式（２）
赤外線遮蔽膜５の膜厚と中間膜３の膜厚とが、式（２）を満たす場合、式（１）と同様の理由で、上端側から下端側において可視光透過性や赤外線遮蔽性を均一にできる。式（２）は、式（１）を無次元化したものである。式（２）の左辺の下限値はゼロである。

次に、赤外線遮蔽ガラス１の製造方法について、説明する。

第１ガラス板２及び第２ガラス板４を、熱処理し、曲げ成形する。曲げ成形された第１ガラス板２、中間膜３及び曲げ成形された第２ガラス板４をこの順に重ね合わせ、重合体を作製し、作製した重合体をオートクレーブ等によって加圧、加熱処理する。次に、第２ガラス板４の室内側の表面に、赤外線遮蔽膜５を形成する。赤外線遮蔽膜５は、赤外線遮蔽化合物を含む組成物を第２ガラス板の室外側の表面に塗布し、乾燥し、硬化することで形成する。塗布方法としては、膜厚差をつけやすい点から、フローコート法が好ましい。フローコート法は、ガラス板を上下方向に保持した状態で、ガラス板の上部にノズルを用いて組成物を射出する方法である。ガラス板の上部に射出された組成物が、鉛直下向きに流れ落ちることにより、ガラス板の上部の膜厚と比較して、ガラス板の下部の膜厚を厚くできる。上部から下部に向かう膜厚分布は、ガラス板の保持角度や組成物の動粘度等により、調整できる。

以上、本発明の一実施形態による赤外線遮蔽ガラス１の構成要件及び製造方法について、説明した。これらは単なる一例であって、本発明は、目的を妨げない他の実施形態を含む。

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されない。例１〜４は実施例であり、例５及び例６は比較例である。

（例１）
丸底フラスコに、１−プロパノールを１８．９８ｇ、メタノールを１３．６０ｇ、０．１Ｎ硝酸水溶液を６．３３ｇ、テトラエトキシシランを１０．５２ｇ、ビスアルコキシシラン（信越化学社製、ＫＢＭ３０６６）を１１．５０ｇ、エポキシシラン（信越化学社製、ＫＢＭ−４０３）を１１．２３ｇ、エポキシ樹脂（ナガセケムテックス社製、ＥＸ６１４Ｂ）を１５．３５ｇ、アルミニウムアセチルアセトナートを１．８７ｇ、アルミニウム系硬化触媒（信越化学社製、ＣＡＴ−ＡＣ）を４．１６ｇ、表面調整剤（ビックケミー社製、ＢＹＫ３０７）を０．０７ｇ加え、２８℃で２．５時間撹拌した。最後に、セシウム酸化タングステン分散液（住友金属鉱山社製、濃度２０質量％ＣＷＯ分散液）を６．３８ｇ加え、固形分濃度３９．１％の組成物１を得た。

表２に示す合わせガラス１を準備した。

合わせガラス１の上端が上となるように垂直に立てた状態で、合わせガラスの凹面に、上辺に沿って組成物１を流しかけた。流しかける位置は、合わせガラス１の上端から２０ｍｍ下側とした。その後、大気雰囲気で１００℃３０分間加熱し、赤外線遮蔽膜５を有する赤外線遮蔽ガラス１を得た。得られた赤外線遮蔽膜５の組成を表３に示す。

（例２〜６）
例１に記載の組成物１に加え、組成物２を得た。組成物２の組成を表１に示す。組成物２は、セシウム酸化タングステン分散液に代えて、ＩＴＯ分散液（ＰＩ−６Ａ、三菱マテリアル社製、３０質量％）を用いた以外は、組成物１と同様に調合した。

表２に示す合わせガラス１、２を準備した。合わせガラス２は、表２に示す組み合わせとした以外は、合わせガラス１と同様に準備した。

合わせガラス１、２及び組成物１、２を、表４に示す通り組み合わせ、赤外線遮蔽膜５を有する赤外線遮蔽ガラス２〜６を得た。赤外線遮蔽ガラス５、６は、合わせガラス１、２の下端が上となるようにして、組成物を流しかけた以外は、赤外線遮蔽ガラス１、２と同様にして得た。

赤外線遮蔽ガラス１〜６の評価結果を表４に示す。

（可視光透過率）
分光光度計（日立製作所製：Ｕ−４１００）を用いて、赤外線遮蔽ガラス１〜６の各波長における透過率を測定した結果から、ＪＩＳ Ｒ３２１２記載の可視光透過率を算出した。

（赤外線透過率）
分光光度計（日立製作所製：Ｕ−４１００）を用いて、赤外線遮蔽ガラス１〜６の波長１５００ｎｍにおける透過率（Ｔ１５００）を測定した。

（画像表示性）
赤外線遮蔽ガラス１〜６を車両に設置して、ヘッドアップディスプレイとした。プロジェクターで画像を投影して、車両の運転席から目視し、鮮明に投影像を視認できたものを「ＯＫ」、二重像又は三重像が生じて鮮明に投影像を視認できなかったものを「ＮＧ」とした。

表４に示す通り、赤外線遮蔽膜５の膜厚が、上端側から下端側に向かって厚くなる例１〜４では、赤外線遮蔽ガラス１の可視光透過率の上端及び下端の差を１．２％以下に、赤外線透過率の差を０．８％以下に抑えた。一方、赤外線遮蔽膜５の膜厚が上端側から下端側に向かって厚くなる例５、６では、赤外線遮蔽ガラス１の可視光透過率の上端及び下端の差が１．７％以上となり、赤外線透過率の差が２．５％以上となった。

本発明の赤外線遮蔽ガラスは、ヘッドアップディスプレイとしての画像表示に優れ、合わせガラスの全面で遮熱性に優れる。よって、自動車のウィンドシールドガラスやサイドガラスへの適用が可能である。

１：赤外線遮蔽ガラス
２：第１ガラス板
３：中間膜
４：第２ガラス板
５：赤外線遮蔽膜

Claims (5)

1. 第１ガラス板、赤外線遮蔽粒子を含有する中間膜、第２ガラス板及び赤外線遮蔽膜を、この順に有し、
   前記第１ガラス板、前記中間膜、前記第２ガラス板及び前記赤外線遮蔽膜の厚さの合計値が、上端側から下端側に向かって薄くなり、
   前記中間膜の膜厚は、上端側から下端側に向かって薄くなり、
   前記赤外線遮蔽膜の膜厚は、上端側から下端側に向かって厚くなる、赤外線遮蔽ガラス。
2. 前記第１ガラス板が室外側、前記赤外線遮蔽膜が室内側に設けられる、請求項１に記載の赤外線遮蔽ガラス。
3. 前記赤外線遮蔽膜は単層膜であり、ガラスの直上に設けられる、請求項１又は２に記載の赤外線遮蔽ガラス。
4. 前記赤外線遮蔽膜の上端から下方に１０ｃｍ離れた第１基準点における膜厚をＡ［ｍｍ］、前記赤外線遮蔽膜の下端から上方に１０ｃｍ離れた第２基準点における膜厚をＢ［ｍｍ］、前記中間膜の前記第２基準点と同じ高さの点における膜厚をＣ［ｍｍ］、前記中間膜の前記第１基準点と同じ高さの点における膜厚をＣ＋Ｌ×θ［ｍｍ］、とした場合に、式（１）を満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載の赤外線遮蔽ガラス。
   ｜Ｂ×Ｃ−Ａ×（Ｃ＋Ｌ×θ）｜≦４×１０^−３ ・・・式（１）
   ここで、Ｌは前記赤外線遮蔽膜の前記第１基準点から前記第２基準点までの長さ［ｍｍ］、θは前記中間膜の楔角［ｒａｄ］とする。θは、０．１×１０^−３以上である。
5. 前記赤外線遮蔽膜の上端から下方に１０ｃｍ離れた第１基準点における膜厚をＡ［ｍｍ］、前記赤外線遮蔽膜の下端から上方に１０ｃｍ離れた第２基準点における膜厚をＢ［ｍｍ］、前記中間膜の前記第２基準点と同じ高さの点における膜厚をＣ［ｍｍ］、前記中間膜の前記第１基準点と同じ高さの点における膜厚をＣ＋Ｌ×θ［ｍｍ］、とした場合に、式（２）を満たす、請求項１〜４のいずれか１項に記載の赤外線遮蔽ガラス。
   ｜Ｂ×Ｃ−Ａ×（Ｃ＋Ｌ×θ）｜／（Ａ×Ｃ）≦０．４ ・・・式（２）
   ここで、Ｌは前記赤外線遮蔽膜の前記第１基準点から前記第２基準点までの長さ［ｍｍ］、θは前記中間膜の楔角［ｒａｄ］とする。θは、０．１×１０^−３以上である。

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