JP6709612B2 - 発熱体を備えた車窓用樹脂ガラス - Google Patents

Description

本発明は、融雪を目的とし、発熱体を備えた車窓用樹脂ガラスに関する。

近年、車窓用ガラスとして、無機ガラスの代わりに樹脂ガラスが採用されるようになった。しかし、樹脂ガラスは、軽量で意匠を施すのが容易である反面、表面硬度が低い。そのため、樹脂ガラスをワイパー等で拭うと表面を傷つけてしまう恐れがあり、雪や汚れが固着した場合にこれらを取り除くことが難しいという問題があった。

この問題に対し、特許文献１では、樹脂ガラスの車室内側の面（以下、内面と呼ぶ）に透明導電層を設け、透明導電層に発熱線を配線してプライマー層とハードコート層を含むコーティングによって保持し（同文献図５参照）、通電により発熱線が発生した電気抵抗熱で樹脂ガラスを加温し、樹脂ガラスの車室外側の面（以下、外面と呼ぶ）に付着した雪を溶かす技術が提案されている。

特開２０１４−２１８１０３号公報

ところで、ポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂で製作された樹脂ガラスは、無機ガラスより熱伝導率が約１／５程度に低い（図７）。このことから、特許文献１の従来技術によると、樹脂ガラスの内面に熱源を配置し、熱源より車室外側に厚い樹脂層を設けているため、熱源から樹脂ガラスの外面まで熱が伝わり難くなり、ガラス外面に付着した雪を効率的に溶かすことができないという問題があった。

そこで、本発明の主要な目的は、ガラス外面に付着した雪を効率的に溶かすことができる車窓用樹脂ガラスを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用した。
（１）車室外側に設けられた第１樹脂パネルと、車室内側に設けられた第２樹脂パネルと、第１樹脂パネルと第２樹脂パネルとの間に挟み込まれた発熱層とを含むことを特徴とする車窓用樹脂ガラス。
（２）発熱層が通電により発熱する透明フィルムを含むことを特徴とする（１）に記載の車窓用樹脂ガラス。
（３）第１樹脂パネルの少なくとも一部の領域に赤外線吸収剤を含有することを特徴とする（１）または（２）に記載の車窓用樹脂ガラス。
（４）第２樹脂パネルの車室内側を向く面に防曇層が設けられていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の車窓用樹脂ガラス。
（５）第１樹脂パネルの車室外側を向く面にハードコート層が設けられていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の車窓用樹脂ガラス。

本発明の車窓用樹脂ガラスによれば、発熱層を第１樹脂パネルと第２樹脂パネルの間に挟み込んでいるため、熱源をコーティングによって保持している従来技術と比較し、発熱層から樹脂ガラス外面までの距離を短縮することができる。このため、発熱層の熱をガラス外面に効率的に伝え、そこに付着した雪を短時間に溶かすことができるという効果がある。また、２枚の樹脂パネルの間に発熱層を挟み込んでいるため、コーティングによる従来技術と比較し、発熱層が内装された樹脂ガラスを簡単かつ安価に製造できるという効果もある。さらに、車室外側の第１樹脂パネルに赤外線吸収剤を含有させた場合は、発熱層の熱と太陽熱を併用した融雪を行うこともできる。

本発明の一実施形態を示す車窓用樹脂ガラスの外観図である。 図１の車窓用樹脂ガラスの分解斜視図である。 図２の車窓用樹脂ガラスの部分断面図である。 熱源に透明導電膜を用いた本発明の別の実施形態を示す車窓用樹脂ガラスの分解斜視図である。 図３の実施形態の変形例を示す車窓用樹脂ガラスの部分断面図である。 樹脂パネルと表面処理層の組み合わせを示す表である。 材料別の物性比較について示した表である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す車窓用樹脂ガラス１は、車両後部の窓３を覆うように車体２に嵌め込まれている。しかし、本発明の樹脂ガラス１は、図示例に限定されず、車両の前部、左右両側部、ルーフ部に設けられた窓に装着することができ、装着場所に応じて樹脂ガラス１の形状を任意に変更することも可能である。

図２に示すように、車窓用樹脂ガラス１は、車室外側に配置される透明な第１樹脂パネル１１と、車室内側に配置される透明な第２樹脂パネル１３と、これらのパネル１１，１３の間に挟み込まれる透明な通電発熱層１２とを備え、これら３枚の透明部材がプレス加工により一体的に圧着成形されている。通電発熱層１２は、透明樹脂フィルム１２ａ上にアンテナ線１０と発熱線１５を這い回し、通電時に発熱線１５が発生したジュール熱で透明樹脂フィルム１２ａを全体的に発熱させるようになっている。

通電発熱層１２のコーナ部にはプラグ１６が設けられ、プラグ１６にアンテナ線１０と発熱線１５の端部が接続されている。第２樹脂パネル１１には、コネクタ１７を差し込む開口部１４が形成され、電力が外部電源からコネクタ１７およびプラグ１６を介してアンテナ線１０と発熱線１５に供給される。なお、アンテナ線１０および発熱線１５には、発熱層１２の透明性を損なわない程度の細線が用いられている。細線を透明樹脂フィルム１２ａに埋設してもよく、透明樹脂フィルム１２ａの表面に印刷して設けてもよい。開口部１４は、第２樹脂パネル１１の成形時または成形後に加工することができる。

図３に示すように、車室外側の第１樹脂パネル１３の透明樹脂基材には、太陽光に含まれる赤外線光を吸収して熱エネルギーを発生するフタロシアニンや酸化タングステン等の赤外線吸収剤２５が含有され、第１樹脂パネル１３の外面（車室外側を向く面）に、樹脂ガラス１の表面の傷つきを防止するハードコート層２３が設けられている。第２樹脂パネル１１の内面（車室内側を向く面）には、結露による曇りを防止するための防曇層２１が設けられている。通電発熱層１２は２枚の樹脂パネル１１，１３の間に配置され、接着剤（図示略）によって各パネル１１，１３に固着されている。

第１および第２樹脂パネル１３，１１としては、ポリカーボネート系、アクリル系樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明樹脂基材を使用できる。車室外側のハードコート層２３および車室内側の防曇層２１には、それぞれ、シリコーン系、アクリルウレタン系、アクリルシリコン系樹脂等からなる湿式表面処理層を設けることができるほか、プラズマＣＶＤ等による酸化ケイ素層を形成することもできる。また、防曇層２１に重ねてハードコート層を設けたり、ハードコート層２３に重ねて防曇層を形成してもよい。さらに、ハードコート層２３や防曇層２１に重ねて防汚機能層を設けることもできる。

したがって、この実施形態の車窓用樹脂ガラス１によれば、ほぼ同じ厚さの２枚の樹脂パネル１１，１３の間に通電発熱層１２を挟み込んでいるので、熱源から樹脂ガラス１の外面および内面までの距離をそれぞれ短くし、材質が熱伝導率の低い樹脂であっても、少ない電力で樹脂ガラス１の内外両面を効率よく加温し、ガラス外面に付着した雪を短時間に融かすことができるとともに、ガラス内面の結露の発生を未然に抑制できるという効果がある。また、通電発熱層１２を接着剤を用いてプレス加工によって樹脂パネル１１，１３の間に容易に圧着することができ、従来のコーティング法による場合と比較し、発熱層１２を備えた樹脂ガラス１を安価に製作できるという利点もある。

図４に示す車窓用樹脂ガラス１では、発熱層として発熱線を備えない透明導電膜１８が使用されている。透明導電膜１８は、周縁の一部に外部電力を受け取る端子部１９を備え、通電により全域から均等な熱を発生するようになっている。なお、透明導電膜１８としては、インジウムと錫を含む酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウムを含む亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、インジウムを含む亜鉛酸化膜（ＩＺＯ）、フッ素ドープ酸化スズ膜（ＦＴＯ）、ガリウムを含む亜鉛酸化物、チタン酸化物等の透明な導電性酸化物の薄膜（ＴＣＯ膜）を採用できる。

図５に示す車窓用樹脂ガラス１では、車室外側の第１樹脂パネル１３に加えて、車室内側の第２樹脂パネル１１にも赤外線吸収材２５が含有されている。この構成によれば、太陽熱エネルギーを樹脂ガラス１の内外で吸収し、樹脂ガラス１の内外両面を効率よく加温して、融雪および防曇効果をより一層高めることができる。

図６は、車窓用樹脂ガラス１を構成する樹脂パネルと表面処理層の組み合わせを例示したものである。車室内側の第２樹脂パネル１１および車室外側の第１樹脂パネル１３には、それぞれ、ＰＣ（ポリカーボネート）またはアクリルからなる透明樹脂基材を使用でき、必要に応じて基材中に赤外線吸収剤を含ませることができる。ＰＣ製の透明樹脂基材を使用する場合は、車室内側の表面処理層２１として、耐傷付性を担保するハードコート、高耐久性を担保しつつ結露を防ぐ防曇コートを設けることができる。車室外側の表面処理層２３には、耐傷付性のハードコート、耐候性のハードコート、防汚コート等を適宜に組み合わせて設けることができる。アクリル製の透明樹脂基材を使用する場合は、車室内側の表面処理層２１に高耐久性の防曇コートを使用でき、車室外側の表面処理層２３に耐傷付性のハードコート、耐候性のハードコート、防汚コート等を適宜に組み合わせて使用することができる。

図７に示すように、樹脂ガラス１を構成する材料別の物性を比較すると、ＰＣとアクリルで熱伝導率に大きな差異は見られないが、鉛筆硬度が大きく相違する。ＰＣの鉛筆硬度は２Ｂ〜Ｆであるのに対して、アクリルの鉛筆硬度は２Ｈと高い。このため、少なくとも傷がつきやすい車室外側の第１樹脂パネル１３にアクリル樹脂を使用するのが好ましい。尚、ポリカーボネート樹脂に比べアクリル樹脂は耐衝撃性に劣り、単一パネルで使用した場合には破損時の破片が飛散する恐れがあるが、車室外側、車室内側共にアクリル樹脂を使用すれば、両者を接着剤で貼り合わせることにより破片の飛散を防止することができるとともに、車室内側のパネルに対しても傷つきを防止することができる。

なお、本発明の車窓用樹脂ガラスは前記実施形態に限定されるものではなく、樹脂パネルと表面処理層の組み合わせや材質を適宜に変更するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を任意に変更して実施することも可能である。

１ 車窓用樹脂ガラス
２ 車体
３ 窓
１１ 第２樹脂パネル（車室内側）
１２ 通電発熱層
１３ 第１樹脂パネル（車体外側）
１４ 開口部
１５ 発熱線
１６ プラグ
１７ コネクタ
１８ 透明導電膜
１９ 端子部
２１ 防曇層（車室内側）
２３ ハードコート層（車室外側）
２５ 赤外線吸収剤

Claims (4)

1. 車室外側に設けられた第１樹脂パネルと、
   車室内側に設けられた第２樹脂パネルと、
   前記第１樹脂パネルと前記第２樹脂パネルとの間に挟み込まれた発熱層とを含み、
   前記発熱層が通電により発熱する透明フィルムを含み、
   前記透明フィルムに、発熱線が這い回され、該発熱線の両端部は前記透明フィルムのコーナ部に設けられていることを特徴とする車窓用樹脂ガラス。
2. 前記第１樹脂パネルの少なくとも一部の領域に赤外線吸収剤が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の車窓用樹脂ガラス。
3. 前記第２樹脂パネルの車室内側を向く面に防曇層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車窓用樹脂ガラス。
4. 前記第１樹脂パネルの車室外側を向く面にハードコート層が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車窓用樹脂ガラス。

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