JP5625410B2

JP5625410B2 - 窓板

Info

Publication number: JP5625410B2
Application number: JP2010060545A
Authority: JP
Inventors: 耕司池上
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-03-17
Also published as: JP2011194586A

Description

本発明は、窓板に関する。特に、本発明は、樹脂製の窓板本体と、無機機能膜とを備える窓板に関する。

従来、自動車用窓板としては、ガラス板が広く使用されている。しかしながら、ガラス板は、比重が大きいため、自動車用ガラス窓板を用いた場合、自動車の軽量化が困難になる傾向がある。このため、近年、ガラス板よりも軽量である樹脂板を自動車用ガラス窓板として用いることが検討されている（例えば、下記の特許文献１，２等）。

また、自動車用窓板以外の種類の窓板としても、樹脂製の窓板が用いられることがある。具体的には、住宅用窓板や、船舶用窓板としても、樹脂製の窓板が用いられることがある。

特開平７−１４９８７６号公報特許第３９７１１３９号公報

ところで、例えば、反射抑制機能や、熱線吸収機能などの各種機能を付与するために、窓板の表面に無機機能膜を形成することが知られている。例えば、ＴｉＯ_２やＮｂ_２Ｏ_５等からなる高屈折率膜と、ＳｉＯ_２などからなる低屈折率膜とを交互に積層した多層膜を窓板表面に形成することにより、窓板に反射抑制機能を付与することができる。

例えば、ガラス製の窓板の表面に、上述のような無機多層膜を形成した場合は、無機多層膜とガラス製窓板との熱膨張率が近いため、無機多層膜に剥がれやクラックは生じ難い。

しかしながら、上述のような樹脂製窓板の表面に無機機能膜を形成した場合は、樹脂窓板と、無機機能膜との熱膨張率差に起因して、無機機能膜に剥がれやクラックが生じることがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂製の窓板本体と、無機機能膜とを備える窓板であって、無機機能膜に剥がれやクラックが生じ難く、耐久性の高い窓板を提供することにある。

本発明に係る窓板は、樹脂製の窓板本体と、ガラスシートと、無機機能膜と、粘接着剤層とを備えている。ガラスシートは、可撓性を有する。無機機能膜は、ガラスシートの上に形成されている。粘接着剤層は、無機機能膜と、窓板本体とを粘着または接着している。

本発明においては、無機機能膜は、可撓性を有するガラスシートの上に形成されており、かつ、粘接着剤層により窓板本体に粘着または接着されている。このため、窓板の温度が変化し、窓板本体が、無機機能膜よりも相対的に大きく膨張した場合であっても、窓板本体と無機機能膜との間に粘接着剤層が介在していることにより、無機機能膜に大きな応力がかかりにくい。さらに、無機機能膜に応力がかかった場合は、無機機能膜と共に、可撓性を有するガラスシートも変形する。このため、無機機能膜とガラスシートとの界面、無機機能膜と粘接着剤層との界面、及び粘接着剤層と窓板本体との界面に大きな応力がかかりにくい。従って、無機機能膜が剥がれたり、無機機能膜にクラックなどが生じたりすることが効果的に抑制される。

なお、例えば、本発明における、可撓性を有するガラスシートに替えて、可撓性を実質的に有さないガラス板を用いることも考えられる。しかしながら、その場合は、窓板本体が、無機機能膜よりも相対的に大きく膨張することにより、無機機能膜に応力がかかったときにも、ガラス板が変形しないので、無機機能膜も変形し得ず、従って、無機機能膜や、各界面に大きな応力がかかる。その結果、無機機能膜にクラックが生じたり、無機機能膜に剥がれが生じたりする場合がある。

本発明に従い、可撓性を有するガラスシートの上に無機機能膜を形成し、かつ、粘接着剤層を介して無機機能膜を窓板本体に粘着または接着させることによって初めて、無機機能膜にクラックや剥がれが生じることを効果的に抑制することができる。

粘接着剤層の弾性率は、窓板本体の弾性率よりも低いことが好ましい。この場合、粘接着剤層による応力緩和効果がより大きくなるため、無機機能膜にクラックや剥がれが生じることをより効果的に抑制することができる。

なお、本発明において、「粘接着剤層」とは、粘着または接着する層、もしくは、粘着または接着している層を意味する。すなわち、粘接着剤層には、粘着剤を含み粘着する層、粘着剤を含み粘着している層、接着剤を含み接着する層、または接着剤を含み接着している層が含まれるものとする。

本発明において、ガラスシートの肉厚は、５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。ガラスシートの膜厚が小さすぎると、ガラスシートの機械的強度が低くなりすぎ、ガラスシートの取り扱いや、ガラスシート上に無機機能膜を形成することが困難となる場合がある。一方、ガラスシートの膜厚が大きすぎると、ガラスシートの可撓性が低くなりすぎ、本発明の効果が得られにくくなる場合がある。

本発明において、無機機能膜の種類は特に限定されない。無機機能膜は、例えば、複数種類の無機膜の積層体により構成されていてもよい。具体的には、無機機能膜は、相対的に屈折率が高い高屈折率膜と、相対的に屈折率が低い低屈折率膜とが交互に積層されてなる積層体により構成されていてもよい。この場合は、無機機能膜に応力が発生しやすくなるため、本発明がより好適に適用される。

本発明によれば、樹脂製の窓板本体と、無機機能膜とを備える窓板であって、無機機能膜に剥がれやクラックが生じ難く、耐久性の高い窓板を提供することができる。

第１の実施形態に係る窓板の略図的断面図である。第１の実施形態に係る窓板の一部分を拡大した略図的断面図である。第２の実施形態に係る窓板の略図的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態について、図１及び図３に示す窓板１，２を例に挙げて説明する。但し、窓板１，２は、単なる例示である。本発明に係る窓板は、窓板１，２に何ら限定されない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る窓板の略図的断面図である。図２は、第１の実施形態に係る窓板の一部分を拡大した略図的断面図である。

図１に示す窓板１は、例えば、自動車や船舶などの各種乗り物の窓部や、建物などの窓部にはめ込まれて使用されるものである。

図１に示すように、窓板１は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂを有する樹脂製の窓板本体１０を備えている。窓板本体１０は、例えば、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリイミドなどの各種樹脂により形成することができる。また、窓板本体１０は、上記各種樹脂に、耐熱性などを向上するためのフィラーや、剛性向上のためのガラスファイバーなどを添加した樹脂組成物からなるものであってもよい。

窓板本体１０の厚みは、窓板本体１０の材質や、所望の機械的強度などに応じて適宜設定することができ、例えば、１ｍｍ〜４ｍｍ程度とすることができる。

窓板本体１０の第１の主面１０ａの上には、ガラスシート２１が配置されている。ガラスシート２１は、可撓性を有する。ガラスシート２１の厚みは、ガラスシート２１が可撓性を有する範囲において特に限定されないが、５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。

ガラスシート２１の材質は、特に限定されない。ガラスシート２１は、例えば、珪酸塩系ガラスや、硼酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどにより形成することができる。なかでも、ガラスシート２１は、外気と接触するため、耐候性の高い珪酸塩系ガラスなどからなることが好ましい。ここで、珪酸塩系ガラスとは、例えば、アルミノ珪酸塩系ガラス、ホウ珪酸塩系ガラス、アルカリ石灰珪酸塩系ガラス等のように、酸化珪素を主成分とするガラスを指す。

ガラスシート２１の上には、無機機能膜２２が形成されている。この無機機能膜２２は、窓板１に、種々の機能を付与するための膜である。無機機能膜２２は、例えば、窓板１の表面における反射を抑制する機能を有するものであってもよい。また、無機機能膜２２は、例えば、熱線、紫外線、電磁波などを遮蔽する機能を有するものであってもよい。また、無機機能膜は、少なくとも一部の光を反射するミラーやハーフミラーとしての機能を有するものであってもよい。

以下、本実施形態では、無機機能膜２２が、窓板１の表面における反射を抑制する機能を有するものである例について説明する。

本実施形態では、無機機能膜２２は、相対的に屈折率が高い高屈折率膜２２Ｈと、相対的に屈折率が低い低屈折率膜２２Ｌとが交互に複数積層されてなる積層体により構成されている。高屈折率膜２２Ｈは、例えば、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５，Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などにより形成することができる。一方、低屈折率膜２２Ｌは、例えば、ＳｉＯ_２、ＣａＦ_２等により形成することができる。

無機機能膜２２の膜厚は、得ようとする機能や、無機機能膜２２の材質などに応じて適宜設定することができる。また、無機機能膜２２が、本実施形態のように、複数種類の無機膜の積層体からなる場合において、積層数も、所望する機能などに応じて適宜設定することができる。

なお、本実施形態では、無機機能膜２２は、窓板本体１０の第１の主面１０ａの全面を覆うように設けられている例について説明するが、無機機能膜２２は、窓板本体１０の一部分の上にのみ設けられていてもよい。

本実施形態では、図１に示すように、無機機能膜２２と窓板本体１０とは、粘接着剤層３０により粘着または接着されている。粘接着剤層３０は、無機機能膜２２と窓板本体１０とを粘着または接着できるものであれば特に限定されない。粘接着剤層３０は、例えば、アクリル系樹脂などにより形成することができる。なかでも、低い弾性率を有するアクリル酸エステル共重合体により粘接着剤層３０を形成することが好ましい。

なお、本実施形態において、粘接着剤層３０は、窓板本体１０の弾性率よりも低い弾性率を有している。

粘接着剤層３０の厚みは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。

ところで、無機機能膜を用いて窓板に種々の機能を付与する方法としては、以下の（１）〜（４）が考えられる。

（１）樹脂製の窓板本体の表面の上に無機機能膜を直接形成する方法
（２）樹脂製の窓板本体の表面の上に、無機機能膜を形成した樹脂板または樹脂シートを粘着または接着する方法
（３）樹脂製の窓板本体の表面の上に、無機機能膜を形成したガラス板を粘着または接着する方法
（４）樹脂製の窓板本体の表面の上に、無機機能膜を形成した、可撓性を有するガラスシートを粘着または接着する方法（本実施形態において採用している方法）

上記方法（１）の場合は、窓板本体と無機機能膜以外の部材が不要であるため、安価に行うことができる。しかしながら、樹脂製の窓板本体と、無機機能膜とでは、熱膨張係数が大きく異なる。このため、窓板の加熱及び冷却が繰り返されると、窓板本体と無機機能膜との熱膨張差に起因して、無機機能膜が窓板本体から剥がれたり、無機機能膜にクラックが生じたりする場合がある。

上記の方法（２）の場合は、樹脂製の窓板本体と無機機能膜との間に粘接着剤層が介在する。粘接着剤層は、ある程度の弾性を有するため、窓板本体が無機機能膜と比べて大きく膨張または収縮した場合であっても、粘接着剤層の変形により、無機機能膜や、無機機能膜と粘接着剤層との界面、及び粘接着剤層と窓板本体との界面に加わる応力が小さくなる。このため、無機機能膜が窓板本体から剥がれることは効果的に抑制される。

しかしながら、この場合は、無機機能膜は、膨張係数を大きく異にする樹脂板または樹脂シートの上に直接形成されている。例えば、無機機能膜が樹脂板の上に形成されている場合は、上記（１）の方法の場合と同様に、無機機能膜と樹脂板との熱膨張率差によって、無機機能膜に剥がれやクラックが生じる場合がある。

一方、樹脂シートは、樹脂板とは異なり、可撓性を有する。このため、無機機能膜を樹脂シートの上に形成した場合は、無機機能膜と樹脂シートのみに着目した場合は、樹脂シートが無機機能膜に対して大きく膨張したときでも、樹脂シートと無機機能膜とが変形することにより、無機機能膜に剥がれやクラックが生じにくくなるように考えられる。

しかしながら、この場合は、熱膨張率の小さな無機機能膜は、熱膨張率が大きな粘接着剤層と樹脂シートとの間に介在している。このため、例えば、窓板の温度が上昇すると、粘接着剤層と樹脂シートとのそれぞれが、無機機能膜よりも大きく膨張する。これにより、無機機能膜の両表面に圧縮応力が加わる。このため、無機機能膜にクラック等が発生しやすい。従って、方法（２）の場合でも、無機機能膜に剥がれやクラックが生じることを十分に抑制することができない。

上記方法（３）の場合は、無機機能膜は、無機機能膜の熱膨張率と近似した熱膨張率を有するガラス板の上に形成されている。このため、窓板の温度が変化したときにも、無機機能膜とガラス板との間には大きな応力は発生しない。

しかしながら、無機機能膜及びガラス板と、樹脂製窓板及び粘接着剤層とは、大きく熱膨張係数を異にする。このため、窓板の温度が変化したときに、無機機能膜と粘接着剤層との界面に大きな応力が発生する。この応力により、無機機能膜に剥がれやクラックが生じたりする場合がある。従って、この方法（３）の場合でも、無機機能膜に剥がれやクラックが生じることを十分に抑制することができない。

上記方法（４）では、上記方法（３）の場合と同様に、無機機能膜は、無機機能膜の熱膨張率と近似した熱膨張率を有するガラスシートの上に形成されているため、無機機能膜とガラスシートとの間に大きな応力は発生しない。

また、無機機能膜及びガラスシートと、樹脂製窓板及び粘接着剤層とは、大きく熱膨張係数を異にするということも上記方法（３）の場合と同様である。しかしながら、この方法（４）の場合は、無機機能膜が形成されているのは、可撓性を有するガラスシートである。このため、窓板の温度が変化したときに、無機機能膜と粘接着剤層との界面に応力が発生すると、無機機能膜及びガラスシートが変形する。例えば、窓板の温度が上昇し、樹脂製窓板が無機機能膜及びガラスシートに対して大きく膨張したときは、無機機能膜及びガラスシートは、窓板本体側に向かって凸状となるように変形する。この変形により、無機機能膜や、各界面に加わる応力が緩和される。従って、方法（４）を採用した本実施形態の窓板１では、無機機能膜に剥がれやクラックが生じ難い。すなわち、方法（４）を採用した本実施形態の窓板１は、高い熱的耐久性を有する。

より高い熱的耐久性を実現するためには、粘接着剤層３０の弾性率が、窓板本体１０の弾性率よりも高いことが好ましい。この場合、粘接着剤層３０による応力緩和効果がより大きくなるため、無機機能膜２２にクラックや剥がれが生じることをより効果的に抑制することができる。

また、ガラスシート２１の厚みは、１００μｍ以下であることが好ましい。この場合、ガラスシート２１の可撓性が高くなるためである。但し、ガラスシート２１の厚みが５０μｍ未満であると、ガラスシート２１の機械的強度が低くなりすぎ、ガラスシート２１の取り扱いや、ガラスシート２１上に無機機能膜２２を形成することが困難となる場合がある。従って、ガラスシート２１の厚みは、５０μｍ以上であることが好ましい。

また、本実施形態では、窓板１の表面に、ガラスシート２１が設けられている。このため、窓板１の表面硬度、耐薬品性、ガスバリア性、耐摩耗性、表面平滑性等を向上することができる。

なお、上記本実施形態の効果は、無機機能膜２２がどのような種類のものであっても奏されるものである。但し、無機機能膜２２が、本実施形態のように、複数種類の積層体により構成されている場合は、温度変化により無機機能膜２２に応力が発生しやすくなるため、本実施形態の効果がより大きく奏される。従って、本実施形態の技術は、無機機能膜２２が複数種類の積層体により構成されている場合に特に有効である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る窓板の略図的断面図である。

上記第１の実施形態では、窓板本体１０の第１の主面１０ａに無機機能膜２２が粘着または接着されている場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図３に示す窓板２のように、窓板本体１０の第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂのそれぞれに、ガラスシート２１と無機機能膜２２との積層体を粘着または接着してもよい。

１，２…窓板
１０…窓板本体
１０ａ…窓板本体の第１の主面
１０ｂ…窓板本体の第２の主面
２１…ガラスシート
２２…無機機能膜
２２Ｈ…高屈折率膜
２２Ｌ…低屈折率膜
３０…粘接着剤層

Claims

樹脂製の窓板本体と、
ガラスシートと、
前記ガラスシートの上に形成されている無機膜からなる無機機能膜と、
前記無機機能膜と、前記窓板本体とを粘着または接着している粘接着剤層とを備え、
前記ガラスシートは、前記無機機能膜に応力がかかった際、前記無機機能膜と共に変形する可撓性を有する窓板。
樹脂製の窓板本体と、
可撓性を有するガラスシートと、
前記ガラスシートの上に形成されている無機膜からなる無機機能膜と、
前記無機機能膜と、前記窓板本体とを粘着または接着している粘接着剤層とを備え、
前記ガラスシートの肉厚は、５０μｍ〜１００μｍの範囲内である窓板。
前記無機機能膜は、複数種類の無機膜の積層体により構成されている、請求項１または２に記載の窓板。
前記無機機能膜は、相対的に屈折率が高い高屈折率膜と、相対的に屈折率が低い低屈折率膜とが交互に積層されてなる積層体により構成されている、請求項３に記載の窓板。
前記粘接着剤層の弾性率は、前記窓板本体の弾性率よりも低い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の窓板。