JPH07215739A - 液膜積層体及びそれを使用した複合積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ ソーダライムガラスのような一般的なガラス
板でサイズフリーの紫外線シャープカットガラスと耐候
性のある液晶調光ガラスをうることである。 ［構成］ ガラス基板間に液膜の紫外線カット層をもつ
ことを特徴とする積層体と液晶調光ガラスの一方の基板
を液膜の紫外線カット層をもつ積層体にした複合積層体
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線シャープカット
ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ソーダライムガラスを使用して紫外線を
カットするために、紫外線吸収剤、紫外線遮蔽剤等を透
明なフィルムやクリヤーラッカー等に添加してソーダラ
イムガラスに接着又は塗布して紫外線吸収層を形成しう
る。例えば、紫外線吸収剤を添加してあるポリビニルブ
チラール（例えば、日本モンサント社のセーフレックス
等）を中間膜とした合わせガラス、紫外線吸収剤を含み
クリヤーで紫外線を吸収カットする塗料（例えば、日本
ペイント社のスーパーフロンＲ、セクト化学社のシーグ
等）、紫外線遮蔽剤である超微粒子酸化チタン（出光興
産社の出光チタニア、石原産業社のタイペークＴＴＯ−
５５等）、粘着フィルム（リンテック社のルミクールＮ
ｏ．１５２１等）等を塗布又は接着したガラス等があ
る。しかし、ランバート−ベアーの法則から分かるよう
に、光吸収は濃度と厚みに比例するので高濃度、厚塗布
が紫外線カットをよりよくする。しかし、高分子マトリ
ックス中に高濃度で安定的に均一に溶存させたり、透過
してくる映像情報の歪みの発生を防止するために均一平
坦性を持って厚膜塗布することは非常に困難である。よ
って、このような方法では確実に紫外線をシャープカッ
トできず、この漏れた紫外線が実使用において問題とな
る。さらに、紫外線吸収域は、良くても３８０ｎｍから
立ち上がりが生じ３８０から４００ｎｍ域の吸収が問題
に残されていた。

【０００３】また、いわゆる紫外線シャープカットガラ
スとして人工衛生の太陽電池を紫外線から保護する目的
のカバーガラスなどが知られている。これらのガラス
は、種々のイオンをドープしたガラスの紫外域の吸収を
利用して紫外線遮蔽をおこなっている。これらのガラス
も前記した接着又は塗布して紫外線吸収層を形成したガ
ラスと同様に、紫外線吸収端付近での波長に対する透過
率の変化の割合が比較的ゆるやかなため、近紫外線をカ
ットするためには可視域での吸収がさけられず、ガラス
が黄色く着色してしまい、逆に、可視域で吸収のない無
色なガラスでは近紫外域がカットできない課題があっ
た。

【０００４】このガラスの欠点の解消を目的として波長
傾斜幅の小さい紫外線吸収ガラスが提案された（特公昭
４６−３４６４）。これは、熱処理によってガラス中に
銅コロイドが析出し、ガラスが赤色に着色してしまう欠
点があった。さらに、特殊なホウ珪酸ガラスとして提案
（特開平４−１８５０１、特開平５−２２９８４８）さ
れたハロゲン化銅の微粒子析出ガラスは、ＺｒＯ2 の添
加により銅コロイドの析出を防止して着色をふせいでい
るが、生成温度が高くなる欠点がある。そこで、Ｌｉ2
Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏを添加して生成温度を低くする
と、こんどは、耐候性が悪くなり着色し易くなる。そこ
で、最適組成設計により製造し提供されているが、Ｂ、
希土類元素Ｚｒ等の高価な原料の使用、高温の製造温度
等の制約からソーダライムガラスのような安価で大型サ
イズの板をうるのは極めて困難である。そこで、本発明
者は一般的なガラス板と液膜の積層構造を考案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、ソーダライムガラスのような一般的なガラス板でサ
イズフリーの紫外線シャープカットガラスと耐候性のあ
る調光ガラスをうることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決するためになされたものであり、ガラス基板間に
液膜の紫外線カット層をもつことを特徴とする積層体及
び液晶微粒子分散マトリックスを一対の基板に積層して
なる調光ガラスにおいて、一方の基板を液膜の紫外線カ
ット層をもつ積層体からなることを特徴とする複合積層
体である。

【０００７】本発明の基本構造は、図１に示したように
液膜の紫外線カット層１をガラス基板２、封止３で合わ
せた積層体である。ガラス基板には、建材、液晶パネル
等に使用されているソーダライムガラスでよいが、これ
に限定されるものではない。

【０００８】なお、建材用に使用されているソーダライ
ムガラス（例えば、セントラル硝子社のフロート板ガラ
ス）の３５０ｎｍでの分光透過率は、３ｍｍ厚／７８．
１％、６ｍｍ厚／７０．３％、１０ｍｍ厚／５４．０
％、１９ｍｍ厚／３３．７％のように１９ｍｍ厚でさえ
もまだ約３分の１の光量が透過する。当然、３００ｎｍ
以下の透過率は０％である。

【０００９】そこで、本発明者は、図１、図２に本発明
である積層体の実施例の断面図を示す。１は液膜の紫外
線カット層、２はガラス基板、３は封止である。液膜の
紫外線カット層１は、一般的な紫外線吸収剤の使用のよ
うに混合して共存する材料を紫外線から保護するのでは
なく、あくまでも面的に紫外線をカットするフィルター
としての機能を目的にしている。さらに、ヘイズの原因
になる粒界散乱のない可視光線の高い透明性も必要であ
る。このフィルター機能と透明性を満たすために１００
％または高濃度にある室温で液状の紫外線吸収剤を液膜
の紫外線カット層１に用いたのが本発明である。添加剤
として一般的に使用されるときは５％以下であり、本発
明の積層体ように紫外線吸収剤を主剤に利用した応用例
は見あたらない。

【００１０】液膜の紫外線カット層１は、液状の紫外線
吸収剤（例えば、チバガイギー社のＴｉｎｕｖｉｎ１０
９、１７１、３８４、１１３０等）のように紫外線吸収
剤分子が室温で液状であるものや、室温で個体状の紫外
線吸収剤（例えば、チバガイギー社のＴｉｎｕｖｉｎ３
２６、３２７、３２８、２１３、５７１、住友化学社の
スミソーブ１１０、１１０Ｓ、２５０、４００等）を溶
媒に溶解度を考慮して飽和濃度程度に高濃度溶解した溶
液（例えば、スミソーブ１１０のトルエン溶液、スミソ
ーブ３２０のトルエン溶液等）などがある。また、当然
であるがこれらの紫外線吸収剤を混合使用してもよい。
さらに、液状の紫外線吸収剤と個体状の紫外線吸収剤を
組合せて混合溶解して使用してもよく、例えば、吸収波
長の異なる液状のＴｉｎｕｖｉｎ１０９：６重量部と個
体状のＴｉｎｕｖｉｎ３２８：１重量部との混合液等が
ある。なお、破損時に液体の飛び散りを防止するために
液膜の紫外線カット層１に超微粉の無機物、有機高分子
等を増粘のために添加してもよい。また、必要におうじ
て耐光安定剤（例えば、チバガイギー社のＴｉｎｕｖｉ
ｎ１２３、２９２、６２２ＬＤ等）、酸化防止剤（例え
ば、チバガイギー社のＩｒｇａｎｏｘ２４５、１０１
０、１３３０等）等を添加してもよい。なお、液状の紫
外線吸収剤をマイクロカプセル、微小分散マトリックス
にして見かけ状個体化したものを膜状に塗布したものも
本発明に含まれる。

【００１１】液状の紫外線吸収剤（例えば、チバガイギ
ー社のＴｉｎｕｖｉｎ１０９、１７１、３８４、１１３
０等）は、−２０℃でも氷結することなくヘイズのない
透明性をたもち、１５０℃以上でも熱安定性をもち、２
００℃でもわずかに変化するだけであり熱的安定性をも
つ。このことは、高温である光源近傍におくフィルター
にも有効であるといえる。溶媒を持たないのでエポキシ
樹脂等による封止でも安定的に維持できる。また、必要
に応じて封止部をマスクして紫外線から保護するとより
好ましい。また蒸発も非常に小さいのでアクリル系粘着
剤付のメタルテープで封止してもよい。このように、溶
媒を持たない液状の紫外線吸収剤分子の積層体は、本目
的に最適である。液状の紫外線吸収剤分子と個体状の紫
外線吸収剤分子の紫外線吸収の作用機構は、すでに公知
であるように同様である。その違いは、鎖状の官能基を
付加して広範囲の温度域で液状にしたことだけである。

【００１２】つぎに、液膜の紫外線カット層１の透過ス
ペクトルの代表例として図３、図４に示す。図３は、３
ｍｍ厚のソーダライムガラス基板にＴｉｎｕｖｉｎ３８
４を０．１ｍｍ厚で積層した液膜の紫外線カット層１を
もつ合わせ基板の透過スペクトルである。その５０％透
過率の波長は、４１４ｎｍである。図４は、図３と同基
板で液膜厚を０．０２５ｍｍの条件でＴｉｎｕｖｉｎ１
０９を測定した透過スペクトルである。特に説明するま
でもなく、共に４００ｎｍ以下の紫外線を確実にカット
していることが分かる。またシャープカット特性に関し
ては、スペクトルから分かるように立ち上がりの急峻性
（透過率１０％〜７５％で約１４ｎｍ）も前記した特殊
ホウ珪酸ガラス（約１０ｎｍ）よりわずかに劣るが、他
の紫外線吸収ガラス（約２０〜３０ｎｍ）により明かに
良好であった。

【００１３】まお、液膜の紫外線カット層１の厚み依存
性は、例えば、図３の液膜の厚みを０．１ｍｍから０．
０２５ｍｍ、０．０１２ｍｍで測定したところ５０％透
過率の波長が４１４ｎｍから４０８ｍｍ、４０６ｎｍに
シフトしたが３９５ｎｍ以下の紫外線は確実にカットし
た。このように、液膜の厚みは、特に限定されるもので
はなく紫外線を確実に吸収カットすればよい。また特に
厚くしなくても液膜がバルクの状態で紫外線を十分に吸
収するので実使用として使用しやすい１ｍｍ以下程度で
よい。このバルクによる吸収は、紫外部の全域にわたっ
てもれなく確実に紫外線をカットでき、特に溶媒を持た
ない液状の紫外線吸収剤分子からなる液膜は、吸収され
た紫外線は分子内での自己緩和機構により自己劣化をお
こさない。このように、本発明の積層体は、従来の無色
透明な一般ガラスと同様な感覚で使用できる紫外線シャ
ープカットガラスである。また、積層構造により研磨等
をすることなしに完全な平坦性も満たすことができた。
なお、必要におうじてスペーサー（例えば、カーボンビ
ーズ、前記した特殊ホウ珪酸ガラスのビーズ等）を介し
て液膜層の厚みを制御してもよい。

【００１４】積層体の形状は、平板、曲面等自由に選択
できまた大きさも特に限定されるものではなく内部を一
部直視できる透明部をもてばよい。ガラス基板も特に限
定される事無く建材、光学ガラス等に使用されているも
のを広く利用できる。、例えば、ソーダライムガラス、
普通のホウ珪酸ガラス等がある。また、建材用として一
般に使用されている加工ガラス（例えば、強化ガラス、
網入板ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス、熱線
吸収反射ガラス、液晶調光ガラス等）を基板に利用して
もよい。また、光源の反対側の基板であれば、ポリカー
ボネイト板、アクリル板等の有機ガラスも使用できる。
さらに、赤外線を選択カットするガラス、可視光線の低
反射膜をもつガラス等を基板にしてより機能を高めた機
能性フィルターとしたものも本発明に含まれる。特に、
赤外線をもカットしたもの例えば、吸収型のホーヤ社の
ＨＡ−３０等、反射型のホーヤ社のＣＦ、ピルキントン
社のＫガラス等は、液晶プロジェクター、インテリジェ
ントビル等の可視光線のみ透過したい光学機器用フィル
ター、高機能性窓等に有用である。また製造方法は、液
晶パネルの積層、封止、注入と同様の方法でよい。しか
し、液膜の厚みは特に厳密である必要もなく、厚みも
０．０１ｍｍ以下のような極薄層、配向処理等をする必
要もなく特別な工夫することなく一般的な積層方法でも
よい。

【００１５】なお、この液膜積層体は、窓、掲示板のカ
バーガラス、光学機器の紫外線カットフィルター等広く
利用できる。特に、紫外線シャープカットを要求する液
晶調光ガラスの基板、液晶投映機の光源紫外線カットに
有用である。この窓とは、通常の建物の窓、自動車、鉄
道車両等の車両、航空機、船等の輸送機の窓等がある。
もちろん、この窓は広い意味であり、アトリュウム、天
窓ようなものも含む。

【００１６】特に、液晶微粒子分散マトリックスからな
る液晶調光ガラスの一方の基板に本積層体を使用すると
太陽光線の紫外線を漏れなく確実にカットして液晶劣化
の防止に役立つ。この実施例の中心部の断面図が図５で
あり、４が液晶シート、５が透明電極である。従来の液
晶調光ガラスは、紫外線吸収剤が添加されているブチラ
ールフィルムを使用した積層体（例えば、日本板硝子社
のウム等）でも太陽光線に弱く、耐候テストでも分かる
ように通常の建物の窓に使用できるものではなかった。
しかし、図５に示すように本発明の液膜積層体を使用す
ると非常に安定し通常の建物の窓に使用できるようにな
った。それも、ソーダライムガラスでよいので安価でか
つ大型の複合積層体が簡便にえられる。このことは、同
系統のガラス使用となり膨張係数が同一になり、温度変
化による歪み発生をおこさない理想的な複合積層体とな
る。なお、図５の中間ガラス基板２をフィルム（例え
ば、ポリエステルフィルム等）にしてもよい。以下に実
施例を示す。

【００１７】

【実施例】

実施例１ Ｔｉｎｕｖｉｎ３８４を０．１ｍｍ厚でソーダライムガ
ラス基板（３ｍｍ厚の１０ｃｍ角）と日本板硝子社のウ
ム（６．５ｍｍ厚の１０ｃｍ角）で積層封止をして複合
積層体とした。つぎに積層体の合わせ基板を光源側に置
き、サンシャインウエザーメーター（スガ試験機社のＷ
ＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣ型）を使用しＪＩＳのＫ５４００の
条件で１００００時間照射したが、積層体の機能である
白濁散乱効果に変化を認めなかった。

【００１８】

【実施例】

実施例２ 実施例１と同様にえた複合積層体を紫外線光量がウエザ
ーメーターの約１０倍以上のレベルをもつ岩崎電気社の
ＳＵＶ−Ｆ２型を使用して、紫外線強度１００ｍｗ、ブ
ラックパネル温度６３℃、照射距離２３５ｍｍの条件で
５００時間照射したが、同様に白濁散乱効果に変化を認
めなかった。

【００１９】

【実施例】

実施例３ 比較例としてＴｉｎｕｖｉｎ３８４を０．１ｍｍ厚の代
わりに紫外線吸収剤をもつポリビニルブチラール（日本
モンサント社のセーフレックス）を０．３７５ｍｍにし
て実施例１と同様に光照射したところ約３０００時間で
僅かに劣化がみとめられ、５０００時間で目視で散乱む
らが強く現われ使用不能となった。このことより直射光
の当る一般的な窓に使用するには問題があるといえる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、高価な原
料の使用、高温の製造温度等の制約がないソーダライム
ガラスのような一般的なガラス板でよく、サイズフリー
の紫外線シャープカットガラスを安価にえたれた。さら
に、この紫外線シャープカットガラスを使用することに
より耐候性のある調光ガラスをうることができ、長期間
にわたる太陽光線の照射に対しても十分な耐光性をもち
える。その結果、使用条件が非常に苛酷な建物、車両等
の窓にも耐久性を伴って使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明である液膜の紫外線カット層１をもつ積
層体の実施例である。

【図２】本発明である液膜の紫外線カット層１をもつ積
層体の実施例である。

【図３】液膜の紫外線カット層１をもつ積層体の透過ス
ペクトル例である。

【図４】液膜の紫外線カット層１をもつ積層体の透過ス
ペクトル例である。

【図５】本発明である液膜の紫外線カット層１をもつ積
層体を基板にした液晶調光ガラス機能をもつ複合積層体
の実施例である。

【符号の説明】

１ 液状の紫外線カット層 ２ ガラス基板 ３ 封止 ４ 液晶シート ５ 透明電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板間に液膜の紫外線カット層を
   もつことを特徴とする積層体。
2. 【請求項２】 液膜の紫外線カット層が溶媒をもたない
   液状の紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項１の
   積層体。
3. 【請求項３】 少なくとも一方の基板を赤外線カットガ
   ラスとして可視光線を選択透過することを特徴とする請
   求項１または請求項２の積層体。
4. 【請求項４】 液晶微粒子分散マトリックスを一対の基
   板に積層してなる調光ガラスにおいて、一方の基板を液
   膜の紫外線カット層をもつ積層体からなることを特徴と
   する複合積層体。