JP2017200856A

JP2017200856A - 調光窓

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Publication number: JP2017200856A
Application number: JP2014188573A
Authority: JP
Inventors: 政信小川; Masanobu Ogawa; 龍弥白河; Tatsuya Shirakawa
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2014-09-17
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2017-11-09
Also published as: TW201628991A; WO2016043164A1

Abstract

【課題】防眩機能及び外力に対する対抗力を高めた調光板材を有する調光窓を提供する。
【解決手段】本発明の調光窓１０は、室外側ガラス板１６と室内側ガラス板１８とからなる複層ガラス１２の中空層２４に調光板材１４が封入される。また、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８のうち一方のガラス板の可視光線透過率が７０％以下である。前記一方のガラス板が室外側ガラス板１６の場合には、調光板材１４に到達する外光の透過量を減少させることができるので、調光板材１４によって外光を拡散した際の眩しさを低減できる。また、前記一方のガラス板が室内側ガラス板１８の場合には、調光板材１４によって外光を拡散した際の眩しさを、室内側ガラス板１８によって低減することができる。更に、調光板材１４は、複層ガラス１２によって保護されるので、外力に対する対抗力が高められている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両、自動車、航空機、船舶及び建築物の窓ガラスに適用される調光窓に関する。

鉄道車両用の窓ガラスは、遮音性、断熱性、及び安全性を高めるために、一般的に複層ガラスが使用されている（特許文献１等参照）。この複層ガラスは、室外側ガラス板と室内側ガラス板とがスペーサを介して隔置され、周縁部がシーリング材によって封止されることにより構成されている。

また、特許文献１の複層ガラスの室外側ガラス板には、外部からの光や熱の侵入を抑制する目的のため、自己調光膜が備えられている。この自己調光膜は、室外側ガラス板の２面のうち、室内側ガラス板に対向する面にスパッタリング法によって成膜されている。この自己調光膜は、外光の強度が低いときは、可視光線透過率を７０〜９０％にでき、外光の強度が高いときは、可視光線透過率を５０〜７０％にできる。しかし、自己調光膜を用いた場合、外光の強さに応じて透過率が変化するため、乗客が任意に透過率を調整することは困難であった。

また、前記自己調光膜以外に、電圧印加によって光透過率を変化させる調光シート、例えば懸濁粒子デバイス（以下、ＳＰＤ（Suspended Particle Device）という。）を調光窓に適用することが考えられている。このＳＰＤは、電圧の印加時に透明になり、電圧の非印加時に不透明になる（暗くなる）特性を有している。

しかしながら、前記ＳＰＤは、電圧印加が断たれると、窓が不透明となるため、停電等の事故が起きると、室内が暗くなるおそれがある。

これに対し、特許文献２には、電圧の印加時に不透明になり、非印加時に透明になる調光板材が開示されている。この調光板材は、リバースモード型の液晶と硬化物とにより形成された液晶調光材料を、２枚の透明電極付き透明板材の間に封入することにより構成される。この調光板材によれば、電圧印加が断たれると透明になるので、停電時等の事故が起きた際に、室内が暗くなることを防げる。

特開２００４−１７５６２２号公報特許第３８９０８４１号公報

本発明者らが検討したところ、特許文献２に開示された調光板材は、外光を拡散する機能のみを有するものなので、つまり、外光を白濁する機能のみを有するものなので、外光の眩しさを低減することは難しいことが分った。

また、前記調光板材を単体で調光窓として適用した場合、調光板材は風圧等の外力に弱いため、単体で適用することは難しいという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、防眩機能及び外力に対する対抗力を高めた調光板材を有する調光窓を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、前記目的を達成するために、室外側に配置される室外側ガラス板と室内側に配置される室内側ガラス板とを少なくとも備え、室外側ガラス板と室内側ガラス板とがスペーサおよびシール材を介して隔置された複層ガラスと、電圧の印加時に不透明になり、非印加時に透明になるリバースモード型の液晶と硬化物とにより形成された液晶調光材料が２枚の透明電極付き透明板材の間に封入された調光板材を備え、前記室外側ガラス板及び前記室内側ガラス板のうち一方のガラス板の可視光線透過率は７０％以下であり、前記調光板材は、前記室外側ガラス板と前記室内側ガラス板との対向面のうち、一方の対向面に取り付けられてなることを特徴とする調光窓を提供する。

本発明の調光窓の一態様は、室外側ガラス板と室内側ガラス板とからなる複層ガラスの中空層に調光板材を封入する形態である。また、室外側ガラス板及び室内側ガラス板のうち一方のガラス板の可視光線透過率（Ｔｖ）を７０％以下としている。

これにより、本発明の一態様によれば、Ｔｖが７０％以下のガラス板と、調光材料とを組合せて用いることにより、外光が室内に入るまでに光の強度が弱まり、調光窓として十分な防眩効果を発揮できる。さらに、調光板材は、複層ガラスによって保護されるので、外力に対する対抗力を高めることがでる。

Ｔｖが７０％以下のガラス板は、単板のガラス板でもよく、合わせガラスでもよい。Ｔｖが７０％以下の単板のガラス板は、ガラス板の製造時に、近赤外線域の光吸収剤をガラス材料に添加すること、または、近赤外線域の光吸収材をガラス板にコーティングすることで、製造できる。Ｔｖが７０％以下の合わせガラスは、中間膜の材料に、近赤外線域のみの光吸収剤を添加した、近赤外線吸収タイプの中間膜を用いることで、製造できる。

本発明の一態様では、前記調光板材は、前記室内側ガラス板に取り付けられることが好ましい。

室外側ガラス板および室内側ガラス板は、風圧によって撓みが生じるが、室内側ガラス板は風圧による影響が少ない。本発明の一態様によれば、撓みの生じない室内側ガラス板に調光板材を取り付けているので、調光板材が撓みに起因する液晶調光材料の劣化を防止することができる。

本発明の一態様は、前記室外側ガラス板及び前記室内側ガラス板の少なくとも一方のガラス板は、紫外線遮断機能を備えることが好ましい。これにより、液晶調光材料の紫外線による損傷を低減できる。

本発明の一態様によれば、一方のガラス板が単板の場合には、ガラス板の製造時に、紫外線遮蔽材料をガラス材料に添加させればよく、また、ガラス板の表面に紫外線遮蔽膜を成膜して紫外線遮断機能を備えさせてもよい。更に、一方のガラス板が合わせガラスの場合には、紫外線吸収材を中間膜の材料に添加させて紫外線遮断機能を備えさせてもよい。

本発明の一態様は、前記室外側ガラス板及び前記室内側ガラス板の少なくとも一方のガラス板は、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラスまたは遮熱ガラスであることが好ましい。これらのガラスを使用すれば、液晶調光材料が封入されている複層ガラスの空気層内の温度上昇を抑えることができる。その結果、液晶調光材料が熱により損傷することを低減できる。

本発明の一態様によれば、一方のガラス板が単板の場合には、ガラス板の表面に熱線反射膜を成膜する、または、熱線反射フィルムを貼着して熱線反射ガラスとできる。また、一方のガラス板が合わせガラスの場合には、赤外線吸収剤を中間膜の材料に添加させて、熱線吸収ガラスとすることができる。

以上説明したように本発明によれば、防眩機能を有しつつ、ヘイズ感を低減することで、外観を向上でき、及び外力に対する対抗力を高めた調光板材を有する調光窓を提供することができる。

鉄道車両用の窓ガラスに適用された第１の実施形態の複層ガラスの断面図（Ａ）、（Ｂ）は比較例の調光窓の説明図、（Ｃ）、（Ｄ）は実施例の調光窓の説明図（Ａ）、（Ｂ）は室内側ガラス板に対する調光板材の貼り付け形態を示した説明図第２の実施形態の調光窓の要部縦断面図第３の実施形態の調光窓の要部縦断面図調光窓の変形例を示した要部縦断面図

以下、添付図面に従って本発明に係る調光窓の好ましい実施形態について説明する。

図１は、鉄道車両用の窓ガラスに適用された第１の実施形態の調光窓１０の要部縦断面図である。

[第１の実施形態の調光窓１０の構成]
調光窓１０は、複層ガラス１２と調光板材（商品名「Transmart」：旭硝子株式会社製）１４とから構成される。

〔複層ガラス１２〕
複層ガラス１２は、矩形状の室外側ガラス板１６、矩形状の室内側ガラス板１８、枠状のスペーサ２０及びシール材２２、２６を備える。室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８は、表面積が等しく、かつスペーサ２０を介して隔置される。第１の実施形態においてシール材は、一次シール材２２と二次シール材２６とを使用している。室外側ガラス板１６と室内側ガラス板１８とに対向するスペーサ２０の各側面が、ブチルゴム（一次シール材）２２によって室外側ガラス板１６と室内側ガラス板１８とに接合される。これにより、室外側ガラス板１６と室内側ガラス板１８との間に中空層２４が形成される。そして、スペーサ２０の外周部にシリコーンシーリング材（二次シール材）２６が塗布される。これによって、複層ガラス１２が構成される。シール材は上記形態に限定されず、室外側ガラス板１６と室内側ガラス板１８との接合と、スペーサ２０の外周部を塗布するシール材を同一の材料としてもよい。さらに、二次シール材２６の外周に二次シール材２６を保護する別のシール材を有してもよい。

また、スペーサ２０は中空のパイプによって構成され、その内部に充填された乾燥剤２８によって中空層２４の気体が乾燥されている。なお、符号３０は、乾燥剤２８を中空層２４に露出するために形成された、スペーサ２０の開口部である。

<室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８>
室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８は、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８のうち、少なくとも一方のガラス板の可視光線透過率は７０％以下である。なお、可視光線透過率とは、JIS R3106(1998)に準じて算出された値である（JIS：日本工業標準規格）。

前記一方のガラス板が単板の場合には、ガラス板の製造時に、近赤外線域の光吸収剤をガラス材料に添加することによって、可視光線透過率が７０％以下のガラス板を得ることができる。また、前記一方のガラス板が合わせガラスの場合には、中間膜の材料に、近赤外線域のみの光吸収剤を添加した、近赤外線吸収タイプの中間膜を用いることで、可視光線透過率が７０％以下のガラス板を得ることができる。

図１では、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８は、単板のガラス板を示している。本発明の実施形態においては、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８は、単板のガラス板でもよく、合わせガラスでもよい。

単板のガラス板としては、強化処理が施されていない通常のガラス板、化学強化法によって強化された化学強化ガラス板、または、風冷強化された風冷強化ガラス板等が挙げられる。

単板のガラス板の厚みは、強化処理の有無及び、使用される場所に応じて適宜設計できる。例えば、室外側ガラス板１６として、化学強化ガラス板を用いた場合のガラス板の厚さは、３．０〜４．０ｍｍが好ましい。これにより、調光窓を軽量にできる。また、室内側ガラス板１８として、化学強化ガラス板を用いた場合のガラス板の厚さは、ガラス板１８の撓みを抑制するために２．０〜３．０ｍｍが好ましい。

合わせガラスは、上記した単板のガラス板と中間膜により構成される。中間膜としては、ポリビニルブチラールの中間膜（ＰＶＢ(Polyvinyl butylal)系中間膜）、又はエチレン酢酸ビニル共重合体の中間膜（ＥＶＡ(Ethylene-Vinyl Acetate)系中間膜）を使用できる。

〔調光板材１４〕
調光板材１４は、複層ガラス１２の中空層２４に封入されている。この調光板材１４は、電圧の印加時に不透明になり、非印加時に透明になるリバースモード型の液晶と硬化物とにより形成された液晶３２が、２枚の矩形の透明電極付き透明板材３４、３４の間に封入された液晶の調光板である。

調光板材１４は、室外側ガラス板１６と室内側ガラス板１８との対向面のうち、室内側ガラス板１８の対向面１８Ａに取り付けられているが、室外側ガラス板１６の対向面１６Ａに取り付けられていてもよい。

調光板材１４は、例えば透明接着剤３６によって、室内側ガラス板１８の対向面１８Ａに接着される。また、対向面１８Ａに対する透明接着剤３６の塗布面積は、調光板材１４の表面積よりも広く、透明接着剤３６の外周の内側に調光板材１４が接着される。これにより、調光板材１４の外周四辺部のエッジを室内側から目立たなくすることができる。透明接着剤３６としては、ウレタン系、シリコーン系、アクリル系等の透明接着剤を使用できる。

[第１の実施形態の調光窓１０の特徴]
第１の実施形態の調光窓１０の特徴は、室外側ガラス板１６と室内側ガラス板１８とからなる複層ガラス１２の中空層２４に調光板材１４を封入したことにある。また、第１の実施形態の調光窓１０の特徴は、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８のうち一方のガラス板の可視光線透過率を７０％以下としたことにある。

これにより、第１の実施形態の調光窓１０によれば、可視光線透過率が７０％以下のガラス板と、調光板材１４により、室内に入る外光の透過量の減少と、外光の拡散により、良好な防眩効果が得られる。更に、調光板材１４が、複層ガラス１２によって保護されるため、外力による調光材料１４の劣化を低減できる。

第１の実施形態の調光窓１０の好ましい形態は、室内側ガラス板１８に調光板材１４を取り付けたことに特徴がある。室外側ガラス板１６は、風圧によって撓みが生じるが、室内側ガラス板１８は風圧による撓みが小さい。よって、撓みの生じにくい室内側ガラス板１８に調光板材１４を取り付けことにより、調光板材１４の撓みに起因する液晶３２の劣化を防止することができる。

〔比較例及び実施例〕
<比較例>
図２（Ａ）は、電圧非印加時（透明時）における調光板材１４を介して見た、室外側の景色を示す説明図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の調光板材１４に電圧を印加して調光板材１４を白濁化し、外光を拡散した状態を示した説明図である。

図２（Ｂ）に示すように、調光板材１４のみでは、電圧を印加した場合、その表面が白濁化するだけで眩しさが残る。

<実施例>
図２（Ｃ）は、可視光線透過率が７０％以下の室内側ガラス板１８と、電圧非印加時（透明時）における調光板材１４と、可視光線透過率が１００％の室外側ガラス板１６とを介して見た、室外側の景色を示す説明図である。図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）の調光板材１４に電圧を印加して調光板材１４を白濁化し、外光を拡散するとともに、拡散した外光を、室内側ガラス板１８を介して見た説明図である。

図２（Ｄ）に示すように、調光板材１４によって外光を拡散した際の眩しさを、室内側ガラス板１８によって低減することができる。

〔変形例〕
以下に、本発明の調光窓の変形例を、図を用いて説明する。

図３は、一枚の室内側ガラス板１８に複数の調光板材１４を貼り付けた調光窓１０の変形例である。室内側ガラス板１８に対する調光板材１４の貼り付け形態としては、複数の形態が存在するので、調光板材１４及び室内側ガラス板１８のサイズに応じて適宜選択すればよい。

図３（Ａ）は、６枚の調光板材１４を、室内側ガラス板１８の全面に整列させて貼り付けた調光窓１０の変形例を示した説明図である。調光板材１４を複数用いることにより、調光を行う場所を任意に設定できる。そのため、意匠性の向上や、個々の調光板材１４を細分化することで文字情報の提示も可能となる。

図３（Ｂ）は、サイズの異なる２枚の調光板材１４を、室内側ガラス板１８の所定の防眩位置に貼り付けた調光窓１０の変形例を示した説明図である。調光板材１４をこのように配置することにより、窓の必要な一部のみに調光機能を持たせて、必要最低限の調光板材１４を用いて目隠し機能を実現できる。

[第２の実施形態の調光窓４０の構成及び特徴]
第２の実施形態の調光窓４０は、複層ガラス１２、調光板材１４と、紫外線遮蔽層４２とから構成される。

図４は、第２の実施形態の調光窓４０の要部縦断面図であり、図１に示した調光窓１０と同一の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。

調光窓４０は、紫外線遮蔽層４２を備えているので、調光板材１４の液晶３２が紫外線により損傷することを低減できる。紫外線遮蔽層４２は、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８のそれぞれの外表面に成膜してもよい。紫外線遮蔽層４２の劣化を防止する観点から、複層ガラス１２の中空層２４側に設けられることが好ましい。すなわち、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８の対向面１６Ａ、１８Ａのうち少なくとも一方の面に設けられることが好ましく、室外側ガラス板の対向面１８Ａに設けられることが特に好ましい。

紫外線遮蔽層４２は、例えば有機または無機の紫外線吸収剤を含むゾルゲル膜を使用できる。有機の紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン類、トリアジン類、ベンゾトリアゾール類、シアノアクリレート類、アゾメチン類、インドール類、サリシレート類および、アントラセン類等が挙げられる。無機の紫外線吸収剤としては、酸化亜鉛の微粒子などが挙げられる。ゾルゲル膜は、加水分解性ケイ素化合物を使用できる。さらに、紫外線遮蔽層４２として、紫外線カット機能を有するフィルム（スコッチティント（ＴＭ）ＮＡＮＯ８０ＣＰ：３Ｍ社製）を用いてもよい。

図４の調光窓４０は、室外側ガラス板１６の対向面１６Ａに、紫外線遮蔽層４２が成膜されている。これにより、調光窓４０には、紫外線遮断機能が備えられている。

[第３の実施形態の調光窓５０の構成及び特徴]
第３の実施形態の調光窓５０は、複層ガラス１２と調光板材１４とから構成され、複層ガラスの少なくとも一方のガラス板が、合わせガラスである。

図５は、第３の実施形態の調光窓５０の要部縦断面図であり、図１に示した調光窓１０と同一の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。

図５の調光窓５０は、室外側ガラス板として合わせガラス５２が使用される。合わせガラス５２は、２枚の単板のガラス板５４の間に中間膜５６が介在された周知の合わせガラスであり、その中間膜５６に紫外線遮断機能が備えられている。調光窓５０は、紫外線遮蔽機能が設けられているので、調光板材１４の液晶３２が紫外線により損傷することを低減できる。

中間膜５６は、具体的には、ハロゲン原子を含まないベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等の紫外線吸収材を、中間膜５６の材料に添加させて紫外線遮断機能を備えさせている。なお、調光窓５０は、単板の室内側ガラス板１８に代えて、図５の合わせガラス５２を使用してもよい。

図４では紫外線遮蔽層４２を成膜することで紫外線遮断機能を調光窓４０に付与し、図５では、中間膜５６の材料に紫外線吸収材を添加させることで紫外線遮断機能を調光窓５０に付与している。本発明の実施形態において、紫外線遮蔽機能を備える調光窓は、これらに限定されるものではない。例えば、図１に示した室外側ガラス板１６又は室内側ガラス板１８の製造時に、酸化セリウム等の紫外線遮蔽材料をガラス材料に添加することにより、単板の室外側ガラス板１６又は室内側ガラス板１８に紫外線遮断機能を備えさせることもできる。

〔熱線吸収ガラス、熱線反射ガラスおよび遮熱ガラス〕
他の形態として、室外側ガラス板１６及び室内側ガラス板１８の少なくとも一方のガラス板を熱線吸収ガラス、熱線反射ガラスおよび遮熱ガラスとして構成した例が挙げられる。この形態であれば、車両室内および複層ガラス内の昇温を抑制できる。これにより、室内の快適性を高め、かつ、調光板材１４の液晶３２が熱により損傷することを低減できる。

熱線反射ガラスは、表面に熱線反射膜を有するガラス板や、熱線反射フィルムを貼着したガラス板が挙げられる。また、ガラス板が合わせガラスの場合には、赤外線吸収剤を中間膜の材料に添加させることによって熱線吸収ガラスが得られる。

前記熱線反射膜としては、銀又は酸化錫を主成分とする層を有する膜、いわゆる、Low-E(Low Emissivity)膜を例示できる。このLow-E膜は、スパッタリング法等の成膜法によって成膜される。Low-E膜による赤外線の反射率は、高ければ高いほど好ましいが、通常の反射率は４０〜５０％程度である。Low-E膜によって、車両室内の昇温を抑制することができる。

前記熱線反射フィルムとしては、ＰＥＴ等の透明フィルムの表面に酸化物層又は金属層からなる熱線反射膜を形成したフィルムを例示できる。

前記赤外線吸収剤としては、ＩＴＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２系）、ＡＴＯ（ＺｎＯ−ＴｉＯ_２系）、ホウ化ランタン等の無機微粒子や、シアニン系化合物、フタロシアニン系化合物、ナフタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物、ジイモニウム系化合物、ポリメチン系化合物、フタリド化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、インドフェノール系化合物等の有機系色素を例示できる。

〔調光窓の変形例〕
図６に示す調光窓６０の要部断面図によれば、室外側ガラス板１６、室内側ガラス板１８、及び中間ガラス板６２からなる３枚のガラス板によって複層ガラス６４を構成し、室内側ガラス板１８の対向面１８Ａに調光板材１４を貼り付けたものである。つまり、複層ガラスとしては、２枚以上のガラス板を備えるものも含む。

〔産業上の利用可能性〕
上記実施の形態では、本発明の調光窓として、鉄道車両用の窓ガラスに適用された調光窓１０を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明の複層ガラスは、自動車、航空機、船舶等の窓ガラスの他、建築物の窓ガラスとしても適用することができる。

１０…調光窓、１２…複層ガラス、１４…調光板材、１６…室外側ガラス板、１６Ａ…対向面、１８…室内側ガラス板、１８Ａ…対向面、２０…スペーサ、２２…ブチルゴム、２４…中空層、２６…シリコーンシーリング材、２８…乾燥剤、３０…開口部、３２…液晶、３４…透明電極付き透明板材、３６…透明接着剤、４０…調光窓、４２…紫外線遮蔽層、５０…調光窓、５２…合わせガラス、５４…ガラス板、５６…中間膜、６０…調光窓、６２…中間ガラス板

Claims

室外側に配置される室外側ガラス板と室内側に配置される室内側ガラス板とを少なくとも備え、室外側ガラス板と室内側ガラス板とがスペーサおよびシール材を介して隔置された複層ガラスと、
電圧の印加時に不透明になり、非印加時に透明になるリバースモード型の液晶と硬化物とにより形成された液晶調光材料が２枚の透明電極付き透明板材の間に封入された調光板材を備え、
前記室外側ガラス板及び前記室内側ガラス板のうち一方のガラス板の可視光線透過率は７０％以下であり、
前記調光板材は、前記室外側ガラス板と前記室内側ガラス板との対向面のうち、一方の対向面に取り付けられてなることを特徴とする調光窓。
前記調光板材は、前記室内側ガラス板に取り付けられる請求項１に記載の調光窓。
前記室外側ガラス板及び前記室内側ガラス板の少なくとも一方のガラス板は、紫外線遮断機能を備える請求項１又は２に記載の調光窓。
前記室外側ガラス板及び前記室内側ガラス板の少なくとも一方のガラス板は、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラスまたは遮熱ガラスである請求項１、２又は３に記載の調光窓。