JP7262444B2 - 車両用窓ガラス及びその製造方法 - Google Patents
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Description
少なくとも一つの前記ガラス板の表面に積層され、表面抵抗値が11~15Ω/□の導電性膜により形成された膜領域と、
を備えている、車両用窓ガラス。
前記第1除去領域と前記第2除去領域との間に前記導電性膜で形成された領域が形成されている、項2から5のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
前記第2除去領域と前記第3除去領域との間に前記導電性膜で形成された領域が形成されている、項6に記載の車両用窓ガラス。
外側ガラス板と
内側ガラス板と、
前記外側ガラス板及び内側ガラス板の間に配置される中間膜と、
を備え、
前記導電性膜は、前記外側ガラス板における車内側の面、及び前記内側ガラス板の車外側の面の少なくとも一方に積層されている、項1から11のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
前記開いた箇所の長さが、λ×α以上である、項16に記載の車両用窓ガラス。
前記膜領域の一部の前記導電性膜を除去した少なくとも1つの除去領域を形成するステップと、
を備えている、車両用窓ガラスの製造方法。
前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板の少なくとも一方が、前記膜領域が積層されたガラス板である、項18に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
図1は合わせガラスの平面図、図2は図1の断面図である。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る合わせガラス1は、外側ガラス板11と、内側ガラス板12と、これらのガラス板11,12の間に配置される樹脂製の中間膜13と、を備えている。なお、図2では、内側ガラス板12に導電性膜2が形成されているが、これは一例である。以下、これらについて説明する。
外側ガラス板11及び内側ガラス板12は、公知のガラス板を用いることができ、熱線吸収ガラス、一般的なクリアガラスやグリーンガラス、またはUVグリーンガラスで形成することもできる。但し、この合わせガラス1を自動車の窓ガラスに用いる場合には、自動車が使用される国の安全規格に沿った可視光線透過率を実現する必要がある。例えば、外側ガラス板11により必要な日射吸収率を確保し、内側ガラス板12により可視光線透過率が安全規格を満たすように調整することができる。以下に、クリアガラスの組成の一例と、熱線吸収ガラス組成の一例を示す。
SiO2:70~73質量%
Al2O3:0.6~2.4質量%
CaO:7~12質量%
MgO:1.0~4.5質量%
R2O:13~15質量%(Rはアルカリ金属)
Fe2O3に換算した全酸化鉄(T-Fe2O3):0.08~0.14質量%
熱線吸収ガラスの組成は、例えば、クリアガラスの組成を基準として、Fe2O3に換算した全酸化鉄(T-Fe2O3)の比率を0.4~1.3質量%とし、CeO2の比率を0~2質量%とし、TiO2の比率を0~0.5質量%とし、ガラスの骨格成分(主に、SiO2やAl2O3)をT-Fe2O3、CeO2およびTiO2の増加分だけ減じた組成とすることができる。
中間膜13は、複数の層で形成されており、一例として、図2に示すように、軟質のコア層131を、これよりも硬質のアウター層132で挟持した3層で構成することができる。但し、この構成に限定されるものではなく、軟質のコア層131を有する複数層で形成されていればよい。例えば、コア層131を含む2層(コア層が1層と、アウター層が1層)、またはコア層131を中心に配置した5層以上の奇数の層(コア層が1層と、アウター層が4層)、あるいはコア層131を内側に含む偶数の層(コア層が1層と、他の層がアウター層)で形成することもできる。あるいは、一層で中間膜13を構成することもできる。
<2-1.導電性膜の概要>
次に、導電性膜2について説明する。導電性膜2は、合わせガラス1を低放射(Low-E)ガラスとするためのものであり、合わせガラス1の全面に亘って形成することができる。なお、導電性膜2は、合わせガラス1のいずれの面に形成することもできるが、例えば、外側ガラス板11の車内側の面、及び内側ガラス板12の車外側の面の少なくとも一方に形成することができる。また、以下では、導電性膜2が形成されている領域を膜領域20と称することとする。
除去領域は膜領域20から導電性膜2を除去した領域であり、種々の形状にすることができるが、以下のような例がある。
L2≧1.5×L3 (A)
但し、L2はいずれか2つの除去領域のうち、全長の長い除去領域の長さであり、L3はいずれか2つの除去領域のうち、全長の短い除去領域の長さである。なお、除去領域に開いた箇所が形成されているとき、L2,L3は、除去領域を外挿して閉じた図形としたときの長さとする。
本実施形態に係る合わせガラスの製造方法は、特に限定されず、従来より公知の合わせガラスの製造方法を採用することができる。まず、外側ガラス板11及び内側ガラス板12の少なくとも一方に導電性膜2を上述したCVD法(特に、オンラインCVD法)により積層し、膜領域20を形成する。その後、必要に応じて、レーザーによって除去領域を形成する。次に、中間膜13を外側ガラス板11及び内側ガラス板12の間に挟み、これをゴムバッグに入れ、減圧吸引しながら約70~110℃で予備接着する。予備接着は、これ以外の方法を用いることもできる。例えば、中間膜13を外側ガラス板11及び内側ガラス板12の間に挟み、オーブンにより45~65℃で加熱する。続いて、この合わせガラス1を0.45~0.55MPaでロールにより押圧する。次に、この合わせガラス1を、再度オーブンにより80~105℃で加熱した後、0.45~0.55MPaでロールにより再度押圧する。こうして、予備接着が完了する。
上記のように、面抵抗が11~15Ω/□の導電性膜2を合わせガラス1に積層すると、遮熱効果により、車内の断熱性を確保することができる。特に、電気自動車においては、エアコンの使用を少なくすることができ、節電効果が高い。そして、このような導電性膜2であれば、合わせガラス1の全面に積層したとしても、電波透過性能の低減を抑制することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。また、以下の変形例及び上記実施形態で示した除去領域の態様は、2以上を適宜組み合わせることができる。
(2) 導電性膜の組成(3層を積層した)
FL/SnO2(25nm)/SiO2(25nm)/SnO2:F(350nm)
(3) 導電性膜の各層の複素屈折率(対象波長での値、波長依存性はない)
500+500i
(4) シミュレーションソフト
使用ソフトはDiffractMOD(RCWA法による電磁波解析ソルバー)である。
(5) 対象波長範囲
100mm~1000mm(周波数:0.3GHz~3GHz)
これは、携帯電話の電波波長単位が、将来使用される見込みも含めて、0.7GHz~2.4GHzであることを考慮したものである。携帯電話の波長を中心に考慮する理由は、次の通りである。つまり、車両用に電波を受発信する機器としては様々なものがあり、将来的な使用が想定されているものも多数ある。そして、車載機器は車内の一定場所に固定設置することが可能であり、それに対応したある特定部分だけ機器特有の電波透過性能を向上させておけばよいのに対し、携帯電話は搭乗者が車内のさまざまな位置で使用し、位置が固定できない。したがって、車両の全周囲に渡って電波透過性能を確保しておくことが必要となる。
透過減衰量(dB)=20×log(透過電界強度/入射電界強度)
・実施例1
上述した導電性膜をガラス板の全面に形成し、シミュレーションを行った。導電性膜は、CVD法による膜として典型的な面抵抗値13Ω/□の膜とした。
図12に示すように、実施例1の膜領域に、一辺の長さlが50mmの正方形の第1除去領域を多数形成した。第1除去領域の幅dは、0.1mmであり、隣接する第1除去領域の間隔bは、2mmである。なお、図12では、説明の便宜のため、第1除去領域を3つだけ形成しているが、シミュレーションにおいては、評価対象となるガラス板の全体に複数の第1除去領域を形成している。この点については、以下の実施例3~40においても、特に断りのない限り(例えば、実施例16)、同じであり、ガラス板の全体に亘って、多数の除去領域を形成してシミュレーションを行った。
上述した導電性膜をガラス板の全面に形成し、シミュレーションを行った。導電性膜は、スパッタリング膜として典型的な面抵抗値4Ω/□の膜とした。
図14に示すように、正方形の第1除去領域及び第2除去領域を、膜領域に複数形成した。以下では、第1除去領域の一辺(除去領域の線端部から、他端側の線端部までの距離)をl(mm)、第1除去領域及び第2除去領域の線幅をd(mm)、第1除去領域と第2除去領域との間の距離(第一除去領域の線内側端から、第二除去領域の線外側端間の距離)をh(mm)、隣接する第1除去領域間の距離(除去領域の線端部から、隣接する除去領域の線端部までの距離)をb(mm)としている。
・実施例3: l=37.5mm
・実施例4: l=50mm
・実施例5: l=75mm
・実施例6: h=0.1mm
・実施例7: h=0.5mm
・実施例8: h=1mm
・実施例9: h=3mm
・実施例10: h=5mm
・実施例11: b=0.1mm
・実施例12: b=0.5mm
・実施例13: b=2mm
・実施例14: b=5mm
・実施例15: b=10mm
・実施例16: b=50mm
・実施例17: d=0.01mm
・実施例18: d=0.02mm
・実施例19: d=0.03mm
・実施例20: d=0.04mm
・実施例21: d=0.05mm
・実施例22: d=0.1mm
・実施例23: d=1mm
図19に示すように、実施例24として、同心状の正方形の第1除去領域、第2除去領域、及び第3除去領域を、膜領域に複数形成した。以下では、第1除去領域の一辺をl=50(mm)、各除去領域の線幅をd=0.1(mm)、第1及び第2除去領域間の距離、第2及び第3除去領域間の距離をh=1(mm)、隣接する第1除去領域間の距離をb=2(mm)としている。また、同様の条件で、第1除去領域のみ形成したものを実施例25、第1及び第2除去領域を形成したものを実施例26として、併せて検討した。結果は、図20に示すとおりである。同図に示すように、同心状の除去領域の数が多くなるほど、電波の透過性能が向上することが分かった。
図21に示す除去領域を作成した。これは、上述した実施形態における図9と同じ態様である。このように開いた領域を設ける理由としては、視認性の観点がある。前述の通り、車両用ガラスの場合、搭乗者の視線の動きとガラス角度の関係から、一般的には、車両に対して水平な方向に透過光の差が存在する場合(横筋状)が、車両に対して垂直に存在する場合(縦筋状)よりも、差が視認されやすいことが知られている。したがって、除去領域としては、横筋状の線をできるだけ減らすことが望ましいためである。
・実施例27: S=0.1mm
・実施例28: S=1mm
・実施例29: S=10mm
・実施例30: S=47.5mm
・実施例31: S=0.1mm
・実施例32: S=1mm
・実施例33: S=10mm
・実施例34: S=47.5mm
態様4で得られた結果を検証するため、さらに図24に示す除去領域を作成した。これは、上述した実施形態における図10と同じ態様である。各除去領域間の間隔は、h=1mm、除去領域の線幅d=0.1mmとし、以下の通り、一辺の長さlを変化させて、電波の透過性能を算出した。また、参考のため、実施例4、5との対比も行った。
・実施例35: l=50mm
・実施例36: l=75mm
(6)態様6
図26は、その一例である。図26に示すように、第1除去領域及び第2除去領域を一つの単位形状とし、4つの単位形状を囲む正方形の第4除去領域、及びこの第4除去領域を囲む正方形の第5除去領域を複数形成した。各領域間の間隔は、h=1mm、第5除去領域間の間隔は、b=2mm、第1除去領域の一辺は50mm、第5除去領域の一辺は100mmとした。
2 :導電性膜
20 :膜領域
21 :第1除去領域
22 :第2除去領域
23 :第3除去領域
24 :第4除去領域
Claims (25)
- 少なくとも一つのガラス板を有するガラス体と、
少なくとも一つの前記ガラス板の表面に積層され、表面抵抗値が11~15Ω/□の導電性膜により形成された膜領域と、
を備え、
前記膜領域には、
少なくとも一部に車両に対して水平な方向に開いた箇所を有する不連続線で形成され、前記導電性膜が積層されていない、少なくとも一つの第1除去領域が形成されており、
前記不連続線の線幅は1mm以上である、車両用窓ガラス。 - 前記膜領域には、閉じた線により形成され、前記導電性膜が積層されていない、少なくとも一つの除去領域が形成されている、請求項1に記載の車両用窓ガラス。
- 前記ガラス板の波長短縮率をαとしたとき、前記除去領域は、一辺が50×α(mm)以上の矩形状に形成されている、請求項2に記載の車両用窓ガラス。
- 前記除去領域の全周の長さをL1(mm)としたとき、L1≧200×αを充足する、請求項3に記載の車両用窓ガラス。
- 前記各第1除去領域の内側に、当該第1除去領域に沿って前記導電性膜が積層されていない、第2除去領域が形成され、
前記第1除去領域と前記第2除去領域との間に前記導電性膜で形成された領域が形成されている、請求項1から4のいずれかに記載の車両用窓ガラス。 - 前記各第2除去領域の内側に、当該第2除去領域に沿って前記導電性膜が積層されていない、第3除去領域が形成され、
前記第2除去領域と前記第3除去領域との間に前記導電性膜で形成された領域が形成されている、請求項5に記載の車両用窓ガラス。 - 前記第1から第3除去領域のうち、いずれか2つの除去領域において、全長の長い除去領域の長さをL2、全長の短い除去領域の長さをL3としたとき、L2≧1.5×L3を充足する、請求項6に記載の車両用窓ガラス。
- 複数の前記第1除去領域の外側に、当該複数の第1除去領域を囲むように配置された閉じた線により形成され、前記導電性膜が積層されていない、少なくとも一つの第4除去領域が形成されている、請求項1から7のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
- 前記導電性膜は、CVD法により形成されている、請求項1から8のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
- 前記導電性膜は、JIS R3221:2002に規定される耐光性、耐摩耗性、耐酸性、および耐アルカリ性の全ての項目において、A類及びB類の要求品質を全て満たす導電性膜である、請求項1から9のいずれかに記載に車両用窓ガラス。
- 前記導電性膜は、前記ガラス体の車内側の面に積層されている、請求項1から10のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
- 前記ガラス体は
外側ガラス板と、
内側ガラス板と、
前記外側ガラス板及び内側ガラス板の間に配置される中間膜と、
を備え、
前記導電性膜は、前記外側ガラス板における車内側の面、及び前記内側ガラス板の車外側の面の少なくとも一方に積層されている、請求項1から11のいずれかに記載の車両用窓ガラス。 - 前記導電性膜は、前記外側ガラス板における車内側の面、及び前記内側ガラス板の車外側の面の両方に積層されている、請求項12に記載の車両用窓ガラス。
- 周波数X(X≧0.7×109Hz)の電波を-24dB以上透過する、請求項1から13のいずれかに記載の車両用窓ガラス。
- 前記ガラス板の波長短縮率をα、光速をc(mm/s)、前記第1除去領域の全周の長さをL1(mm)としたとき、L1≧λ×α(但し、λ(mm)=c/X)を充足する、請求項14に記載の車両用窓ガラス。
- 前記第1除去領域は、矩形状に形成され、少なくとも一部に開いた箇所を有する不連続線で形成され、
前記開いた箇所の長さが、λ×α以上である、請求項15に記載の車両用窓ガラス。 - フロート法によるガラス板の製造中において、前記ガラス板の表面に、表面抵抗値が11~15Ω/□の導電性膜により形成された膜領域を積層するステップと、
前記膜領域の一部の前記導電性膜を除去した少なくとも1つの除去領域を形成するステップと、
を備え、
前記除去領域は、
少なくとも一部に車両に対して水平な方向に開いた箇所を有する不連続線で形成され、前記導電性膜が積層されておらず、
前記不連続線の線幅は1mm以上である、車両用窓ガラスの製造方法。 - 前記ガラス板において、車内側を向く面に前記膜領域が形成されている、請求項17に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
- 外側ガラス板及び内側ガラス板の間に、中間膜を配置した合わせガラスを形成するステップをさらに備え、
前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板の少なくとも一方が、前記膜領域が積層されたガラス板である、請求項17に記載の車両用窓ガラスの製造方法。 - 前記内側ガラス板が、前記膜領域が積層されたガラス板であり、前記膜領域は、前記内側ガラス板において車内側の面に積層されている、請求項19に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
- 前記外側ガラス板及び内側ガラス板の両方が、前記膜領域が積層されたガラス板であり、前記膜領域は、前記外側ガラス板及び内側ガラス板において車内側の面にそれぞれ積層されている、請求項19に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
- 前記除去領域の少なくとも1つは、閉じた線により構成されている、請求項17から21のいずれかに記載の車両用窓ガラスの製造方法。
- 前記除去領域を形成するステップでは、レーザーを照射することで前記導電性膜を除去
する、請求項17から22のいずれかに記載の車両用窓ガラスの製造方法。 - 前記レーザーは、赤外線レーザー、グリーンレーザー、紫外線レーザーの内から選択される、請求項23に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
- 前記レーザーは、赤外線レーザーである、請求項23に記載の車両用窓ガラスの製造方法。
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