JPH06115348A

JPH06115348A - 車両用リヤーウインドー

Info

Publication number: JPH06115348A
Application number: JP26523192A
Authority: JP
Inventors: Masato Hyodo; 正人兵藤; Hiroaki Tada; 弘明多田; Yasuhiro Saito; 靖弘斉藤
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1994-04-26

Abstract

(57)【要約】【目的】微粒子分散媒の漏洩や破損時の飛散のない固
体状の粘弾性体を使用し、運転者の後方視界を確保しつ
つ、太陽光の直達エネルギーの大半を光吸収性の微粒子
及び同鎖状体がその大半を吸収することによって、後部
座席に搭乗する人の生理的不具合を緩和することができ
る車両用リヤーウインドーを提供する。【構成】一対の透明基板と、前記透明基板間に該透明
基板に対して所定の角度で配列した微粒子または微粒子
集合体を含有する弾性体フィルムを介在させた車両用リ
ヤーウインドーである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等のリヤーウイ
ンドーに係り、特に光吸収性の微粒子または同微粒子鎖
状体を含む弾性体フィルムを用いることで太陽光透過率
に入射角度依存性を有した車両用リヤーウインドーに関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近の車両用リヤーウインドーは、車体
の空力設計上あるいはファッション性の面から水平方向
に近い角度をもって傾いている。このため、後部座席に
乗車する人にとっては、リヤーウインドーが自分の頭上
近くに接近していたり、さらに極端な場合にはリヤーウ
インドー上端が頭上より前方に位置するような状態も考
えられる。

【０００３】このような状態では、後部座席に乗車して
いる人は太陽光を直接受けることになり、生理上重大な
問題である。

【０００４】このため、従来より機械方式のサンシェー
ド（ルーバー）をリヤーウインドー内側に設置し、後部
座席搭乗者の直上からの太陽光を遮ったり、リヤーウイ
ンドーの後部座席搭乗者の頭上部位を着色顔料の含有さ
れた塗料で印刷したり、ガラス相互を貼合している中間
膜を部分的に着色して透過光量を低下させる等、種々の
対策を講じている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記機
械式のルーバーは、運転者にとって後方視界の妨げとな
り、また後部座席後方の空間が狭くなるため、スペース
上の制約を受ける。さらに、デザイン上もすっきりとし
た外観が得られないこともあり好ましくない。

【０００６】また、前記着色顔料等を含有した塗料で局
所的にプリントすることによって直射光を緩和する方式
では、通常は黒色系統の熱線を吸収するインキを用いて
いるため、メッシュ状にする等改良を施しているものの
視認性が低下してしまう。

【０００７】さらに、中間膜を部分的に着色したもの
は、従来よりフロントウインドーのサンシェードとして
は用いられているが、眩しさを軽減できる程度の効果は
あるものの、熱線を遮蔽する性能としては不十分であ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、一対の透明基
板と、これら透明基板間に該透明基板に対して所定の角
度で配列した微粒子または微粒子集合体を含有した弾性
体フィルムを介在させた車両用リヤーウインドーであ
る。

【０００９】以下、本発明の車両用リヤーウインドーを
図面に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明のリヤーウインドーを乗用
車に搭載した状態を示す説明図である。同図において、
１はリヤーウインドー、２は微粒子または微粒子集合
体、３は透明基板、そして４は粘弾性体である。

【００１１】また、同図に示されるように、リヤーウイ
ンドー１中に光吸収性の微粒子または微粒子集合体２が
所定の角度（θ）をなして存在している。

【００１２】透明基板３としては、ソーダライムガラス
等のガラス基板の他、光透過性の部材、例えばポリカー
ボネートやポリエチレンテレフタレート等のポリマーを
適用することができる。

【００１３】図２は、リヤーウインドー１の断面構造を
更に詳しく示している。同図において、５は透明導電性
被膜、６はＰＥＴフィルムである。また、７は微粒子を
含有するＰＥＴフィルム６を透明基板３と貼り合わせる
ために必要な中間膜である。

【００１４】光吸収性の微粒子または微粒子集合体２が
透明基板３となす角度（θ）は、自動車の車種等により
異なる。このため、リヤーウインドー１が乗用車に施工
された状態で微粒子または微粒子集合体２の配向方向が
水平となるように、微粒子または微粒子集合体２を予め
透明基板３に対して一定の角度をなすように配向させ
る。

【００１５】微粒子２を分散させた懸濁液が電気粘性流
体の場合には、懸濁液に電場がかかると微粒子が電気的
に分極し、＋部分と−部分ができて双極子になる。この
双極子となった粒子が、互いに＋側と−側を接触させる
ように移動して相互に結合し、電界方向に粒子の連鎖を
形成する。

【００１６】懸濁液がこのような電気粘性流体の場合に
は、微粒子または微粒子集合体２を透明基板３に対して
垂直に配列させるために、電界を作用させることが有効
である。

【００１７】透明基板３の内側に配設される透明導電性
被膜５としては、従来より太陽電池あるいは液晶素子等
に用いられているものであれば、いかなるものも用いる
ことができ、特に限定されない。その具体例としては、
ＳｎＯ₂膜、ＩＴＯ膜等を挙げることができる。また、
その膜厚についても特に制限はない。

【００１８】微粒子２が導体の場合には、微粒子２及び
／または透明導電性被膜５を絶縁膜で被覆することが有
効である。

【００１９】微粒子または微粒子集合体２としては、電
場により分極するかあるいは磁性を示し、液体中に分散
させた場合に電場または磁場方向に微粒子または微粒子
集合体２が配列する電気粘性効果または磁気粘性効果を
示す材料であれば、いかなるものも適用可能であるが、
優れた太陽光エネルギーカット性能を得るためには、太
陽光に対する吸光度ができるだけ高いものが好ましい。

【００２０】太陽光の波長領域における前記吸光度の高
い微粒子として、吸光係数が１×１０⁴ｃｍ^-1以上のも
のが好ましい。また、微粒子の形状としては形状異方性
を有するものが好ましく、その短軸が０．１μｍ以下、
アスペクト比が３以上のものが好ましい。

【００２１】前記微粒子の吸光度が高ければ高い程、直
達の太陽光エネルギーは水平に配列した微粒子または同
集合体によって吸収される量が増大する。その結果、良
好な太陽光エネルギーカット効果が実現される。

【００２２】また、前記微粒子が形状異方性を有する
と、外場がかかった時の微粒子間引力が大きくなるため
に、粒子の連鎖形成が容易となる。さらに、短軸サイズ
が小さい程、集合体形成時のリヤーウインドーの透過率
を高めることができる。この様に、微粒子の形状異方性
及び短軸サイズの微小化も透過率制御性能の向上に大き
な役割を果たす。

【００２３】そのような形状異方性微粒子としては、例
えばグラファイト、ＴｉＯ_x、ＴｉＯ_xＮ_y、酸化チタン
被覆マイカ、ＴｉＯ_x被覆マイカ、ＴｉＯ_xＮ_y被覆マイ
カ、酸化チタン被覆ガラスフレーク、ＴｉＯ_x被覆ガラ
スフレーク、ＴｉＯ_xＮ_y被覆ガラスフレーク、γ−酸化
鉄、チタン酸金属塩、鉄、コバルト、マグネタイト、バ
リウムフェライト、二酸化クロム（ＩＶ）、各種金属被
覆マイカ及び各種金属被覆ガラスフレーク等が挙げられ
る。

【００２４】これらの微粒子は、必ずしも形状異方性を
有する必要はなく、異方性が小さいか、あるいは無い場
合でもそれらの懸濁液が電気粘性効果または磁気粘性効
果を示すものであれば使用することができる。

【００２５】前記ＴｉＯ_x中のｘの範囲としては、１≦
ｘ≦２が好ましいが、吸収係数の点を考慮すれば１．４
０≦ｘ≦１．８０の範囲であることがさらに望ましい。
これを吸収係数で表わせば、５×１０³ｃｍ^-1、さらに
は１×１０⁴ｃｍ^-1以上であるものが好ましい。

【００２６】また、ＴｉＯ_xＮ_y中のｘ＋ｙの範囲として
１．３７≦ｘ＋ｙ≦１．９５、ｙの範囲として０．１５
≦ｙ≦０．９２であるのが吸光係数の点から好ましい。
この組成範囲で吸光係数は５×１０³ｃｍ^-1以上に達す
る。

【００２７】粘弾性体５としては、粘弾性体のせん断弾
性率（Ｇ’）が常温で１×１０²≦Ｇ’ｄｙｎｃｍ
^-2（測定周波数＝１Ｈｚ）の有機及び／または無機のポ
リマー架橋体から構成されることが好ましい。

【００２８】前記せん断弾性率が１×１０²ｄｙｎｃｍ
^-2より小さい場合には、粘弾性体５が柔らかすぎて微粒
子または微粒子集合体の配列を維持できない。

【００２９】また、前記粘弾性体４としては、熱硬化型
ポリマー、光硬化型ポリマー、電子線硬化型ポリマー、
放射線硬化型ポリマー、プラズマ硬化型ポリマーまたは
水素結合、静電気結合もしくは配位結合による３次元網
目構造を有するもの等が適用可能である。

【００３０】具体的には、各種ビニルモノマーとジビニ
ル化合物、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミ
ド、水酸基を有するポリマーとアルデヒド、Ｎ−メチロ
ール化合物、ジカルボン酸、ポリビニルアルコールと２
−オキサゾリン類の混合物、ポリエチレン、α−置換ポ
リマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエ
チレン、ナイロン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルアル
コール高分子間コンプレックス、ポリビニルアルコール
-Ｃｕ²⁺、アクリル酸-Ｆｅ³⁺、アクリル酸-Ｃｕ²⁺、高
分子コンプレックス、ポリオルガノシロキサン等を用い
ることができる。車両用リヤーウインドーは、その要
求温度範囲が比較的広いため、温度依存性の低い粘弾性
体を使用することが望ましい。このような観点から、前
記粘弾性体の中でも、ポリオルガノシロキサンが特に好
ましい。また、ポリオルガノシロキサンは耐熱性及び対
光性にも優れた材料であり、車両用リヤーウインドーに
用いられる粘弾性体としては最適な材料である。

【００３１】前記粘弾性体は、電場または磁場を印加さ
れた状態で粘弾性体化されており、またその中の微粒子
は基板に対して垂直方向に配向、整列した状態で集合体
を形成している場合が多い。

【００３２】後方視界を確保しながら、透過太陽光エネ
ルギーをカットするための微粒子含有量は、０．０７〜
７．０容量％、さらには０．７〜２．３容量％であるの
が好ましく、その粘弾性体４の厚さは５〜１００μｍ、
さらには３０〜７０μｍであるのが特に望ましい。

【００３３】１つの微粒子または微粒子集合体２の大き
さは１０μｍ以下、さらには４μｍ以下であるのが好ま
しい。また、微粒子または微粒子集合体２面内の数密度
は２．０×１０⁵個／ｃｍ²、さらには７．０×１０⁵個
／ｃｍ²であるのが好ましい。

【００３４】本発明の車両用リヤーウインドーは、微粒
子分散媒として漏洩や破損時に飛散することのない半固
体状の分散媒体を使用しているため、事故等の不慮の際
にも内部の材料等が漏洩しない安全なものである。

【００３５】次に、本発明の車両用リヤーウインドーの
製造方法であるが、微粒子または微粒子集合体２を透明
基板３に対して垂直方向に配列させる方法として電圧を
印加する方法及び磁場を印加する方法の二つの方法があ
る。

【００３６】電圧を印加する方法による車両用リヤーウ
インドーの製法として、内側に電極が形成された一対の
透明基板の間に、電場により分極する微粒子を含有する
懸濁液を挟んだ後、前記透明基板間に電圧を印加しなが
ら前記懸濁液を粘弾性体化させる方法が挙げられる。

【００３７】この方法では、まず前記粘弾性体の原料液
に１種または２種以上の微粒子を混合し、必要により触
媒等を添加して懸濁液とし、前記懸濁液を透明基板上
に、例えばスクリーン印刷、ドクターブレード等の方法
により塗布し、一対の透明基板間に一定間隔になるよう
にセットする。次に、電圧を印加しながら、加熱、光照
射等の操作を行い、微粒子を集合体状に配向させたまま
懸濁液を粘弾性体化させる。この場合、粘弾性体の厚み
は、セットされた透明基板の間隔によって決定される。

【００３８】前記透明基板のセットの方法の例として、
例えば懸濁液中に均一な粒径を有する真球状微粒子をス
ペーサーとして添加することにより、透明基板間の距離
を一定に保つことが可能である。この場合、透明基板間
距離はスペーサーの直径によって決定される。また、サ
イズの比較的小さいものには、透明基板の周囲に一定厚
みのスペーサーを設けることも可能である。

【００３９】印加する電圧は、分散液の粘度及び微粒子
の連鎖形成能によって異なるが、通常は１０⁴Ｖｃｍ^-1
以上の電界で十分である。

【００４０】前記懸濁液の粘弾性化は、一対の透明基板
に挟まれた微粒子を含む懸濁液に、透明基板の表面に形
成した電極により電圧を印加しながら放置、加熱、光照
射、電子線照射、放射線照射あるいはプラズマ照射等す
ることにより行われ、懸濁液が粘弾性体化するものであ
る。

【００４１】この場合に、前記した懸濁液の粘弾性化は
最終の粘弾性体と透明基板との良好な接着力を得るため
に、透明基板に挟んだ状態で行なうことが望ましく、微
粒子の分散液としては特に熱硬化型または光硬化型ポリ
マーを使用することが好ましい。さらに、前述の耐候性
及び弾性率の温度依存性の点から、熱硬化型ポリオルガ
ノシロキサンまたは光硬化型のポリオルガノシロキサン
が特に好ましい。

【００４２】次に、粘弾性体を挟持した一対の透明基板
に対してせん断力を及ぼし、配列している微粒子鎖状体
を応力方向に傾斜させる。この場合に、前記微粒子鎖状
体が透明基板となす角度を（θ）となるように、及ぼす
せん断力を調整しながら行う。

【００４３】さらに、この状態で固定するために、前記
透明基板の周辺部に接着剤を充填する。これにより、充
填された接着剤の硬化後には、微粒子鎖状体が所定の角
度をなした状態の粘弾性体フィルムが透明基板間に固定
された合わせガラスを得ることができる。

【００４４】また、接着剤としては、粘弾性体形成に用
いられる材料に対して反応や変質のない材料で、かつガ
ラス用のものであればどのようなものでも適用可能であ
るが、一般的にはシリコーン系、ウレタン系、ポリサル
ファイド系接着剤が用いられる。

【００４５】また、より生産性の向上を図るためには、
外部に設けられた平行平板電極間に粘弾性体原料液に分
散させた微粒子分散液をコーティングした背面基板を挿
入し、高電界を印加しながら加熱することにより、微粒
子鎖状体含有粘弾性体フィルムがコーティングされた背
面基板を得ることができる。

【００４６】さらに、粘弾性体フィルムと透明基板との
十分な接着力を得るために、デュミラン（武田製薬
（株）製）等の中間膜を介して透明基板と合わせること
によって車両用リヤーウインドーを作製することもでき
る。この方法によれば、透明基板上の透明電極が不要に
なり、低コスト化が可能となる。

【００４７】次に、磁場を印加する方法による車両用リ
ヤーウインドーの製法は、一対の透明基板間に磁性微粒
子を含有する懸濁液を挟んだ後、前記透明基板間に磁場
を印加しながら前記懸濁液を粘弾性体化させる方法であ
り、懸濁液に磁場を印加する以外は前記した電圧を印加
する方法による車両用リヤーウインドーの製法と全く同
様である。

【００４８】磁場を印加する方法としては、例えば２つ
の直列につないだソレノイドを平行に設置し、その間に
形成される平行磁場を利用すれば良い。

【００４９】その磁場の強さは、用いる磁性粒子の種類
によっても異なるが、一例を挙げればγ−酸化鉄の場合
には、５ｋＯｅ以上の磁場とすることが微粒子の良好な
配列を得るために必要である。

【００５０】さらに、本発明の車両用リヤーウインドー
を使用した場合の透過太陽光に対するエネルギーカット
性能について説明する。

【００５１】図３は、可視光に対する透過率変化の様子
を示したものであり、横軸は入射太陽光線が垂直入射面
となす角度（θ１）である。図３から明かなように、入
射太陽光の角度が変化した場合、透過率が比例的に減衰
していく。このことから、θ１が大きくなる程、入射太
陽光のエネルギーカット効果が良好になることがわか
る。

【００５２】本発明の車両用リヤーウインドーでは、角
度（θ１）が大きくなるため、真夏のように入射太陽光
の角度が大きい程エネルギーカット効果が顕著になる。

【００５３】

【作用】本発明の車両用リヤーウインドーは、後部座席
の搭乗者への直達の太陽光エネルギーを光吸収性の微粒
子または微粒子集合体が吸収することで熱線による生理
的ダメージを緩和し、しかも運転者の後部視界を確保す
ることができる。また、合わせガラス状態であるため、
従来の機械式ルーバーのように車内スペース上の問題は
ない。

【００５４】また、本発明の光吸収性の微粒子は無機物
で構成されていることから、例えばヘラパサイトに代表
されるアルカロイド酸塩の過ハロゲン化物、塩酸ナフォ
キシジン、グアニン等の有機化合物微粒子に比較して耐
候性の点で優れている。

【００５５】また、中間膜を用いているので、破損時の
安全性も確保され、さらに素子構成が簡単であるため、
低コスト化できるという利点も有している。

【００５６】

【実施例】吸光係数が約１０⁵ｃｍ^-1、長軸長が約０．
５μｍそしてアスペクト比が約１０であるシリカ絶縁膜
を被覆した針状ＴｉＯ_xＮ_y微粒子を、直径２４μｍの微
量の真球状スペーサーとともに、シリコ−ンゲル原料溶
液（信越化学工業（株）製のＫＥ１０５２でＡ液、Ｂ液
の２液からなり、Ａ液とＢ液とを混合比１：１（重量
比）で使用する）に添加して、微粒子含有率が約３ｗｔ
％の懸濁液を調整した。これを、厚さ約５００ｎｍのシ
リカを被覆した厚さ３０±１０ｎｍのＩＴＯ膜付きガラ
ス基板（５０ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ）上に
滴下し、対向ガラス基板で挟んで、６０Ｖの電圧を印加
しながら、約５０℃で１．５時間加熱することによりゲ
ル化反応を進行させた。

【００５７】このようにして得られた透過率可変素子
（セル）を光学顕微鏡で観察したところ、図２に示すよ
うに針状の微粒子が配向凝集し、ガラス基板に対してほ
ぼ垂直な柱状の微粒子集合体を形成しているのが観察さ
れた。前記柱状の微粒子集合体の幅は約２〜６μｍで、
長さはガラス基板間距離にほぼ等しく約２０μｍである
ことがわかった。

【００５８】次に、このようにして作製されたセルに対
し、配向凝集している針状の微粒子がガラス基板の厚み
方向に対して一定角度をなすようにせん断力を印加し
た。さらに、この状態でセルを固定するため、セルのせ
ん断力を印加したままガラス基板間の周辺部にシリコー
ン系接着剤を充填し硬化させた。これにより、微粒子が
所定の角度をなした状態の粘弾性体フィルムがガラス基
板間に固定された合わせガラスを得た。

【００５９】図４に、本実施例において作製されたセル
の透過スペクトルを計測した結果を示す。同図のよう
に、（θ１）＝６０度、及び０度での太陽光透過スペク
トルをプロットした。同図において、（θ１）＝６０度
は透過率可変素子のｏｆｆ状態（太陽光エネルギーが遮
断された状態）；ＴＧ（ｏｆｆ）を意味し、（θ１）＝
０度は透過率可変素子のｏｎ状態（太陽光エネルギーが
透過する状態）；ＴＧ（ｏｎ）を意味している（ただ
し、ＴＧは太陽光透過率）。

【００６０】これにより、太陽光透過率変化幅（同図
中、ＴＧ（ｏｎ）時とＴＧ（ｏｆｆ）時の差）は４０％
を越える大きな値を得た。この変化幅；△ＴＧ＝〔ＴＧ
（ｏｎ）−ＴＧ（ｏｆｆ）〕が４０％を越えているとい
うことは、本透過率可変素子が非常に優れた調熱性能を
有していることにほかならない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用リ
ヤーウインドーでは、透明基板間に挟持された光吸収性
の微粒子または微粒子集合体がほぼ同一方向に配列して
おり、しかも前記リヤーウインドーが車両へ施工された
状態において、前記透明基板間の微粒子または微粒子集
合体がほぼ水平方向に配列しているので、運転者の後方
視界を確保しつつ、しかも太陽光の直達エネルギーの大
半を光吸収性の微粒子または微粒子集合体により吸収さ
せることができ、後部座席に搭乗する人の生理的不具合
を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリヤーウインドーを乗用車に使用した
状態を示す模式的な説明図

【図２】本発明のリヤーウインドーの断面構造を示す説
明図

【図３】本発明のリヤーウインドーの微粒子を含有する
弾性体フィルムにおける入射角と透過率の関係を示すグ
ラフ

【図４】本発明のリヤーウインドーの微粒子を含有する
弾性体フィルムにおける特定入射角での太陽光透過率変
化を示すグラフ

【符号の説明】

１リヤーウインドー２微粒子または微粒子集合体３透明基板４粘弾性体５透明導電性被膜６ＰＥＴフィルム７中間膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の透明基板と、該透明基板間に該透
明基板に対して所定の角度で配列した微粒子または微粒
子集合体を含有する弾性体フィルムを介在させたことを
特徴とする車両用リヤーウインドー。
【請求項２】前記微粒子が吸収性の微粒子である請求
項１記載の車両用リヤーウインドー。
【請求項３】前記微粒子がグラファイト、ＴｉＯ
_x（１≦ｘ≦２）、ＴｉＯ_xＮ_y（１．３７≦ｘ＋ｙ≦
１．９５、０．１５≦ｙ≦０．９２）、ＴｉＯ_x被覆マ
イカ（１≦ｘ≦２）、ＴｉＯ_xＮ_y被覆マイカ（１．３７
≦ｘ＋ｙ≦１．９５、０．１５≦ｙ≦０．９２）、Ｔｉ
Ｏ_x被覆ガラスフレーク（１≦ｘ≦２）、ＴｉＯ_xＮ_y被
覆ガラスフレーク（１．３７≦ｘ＋ｙ≦１．９５、０．
１５≦ｙ≦０．９２）、γ−酸化鉄、チタン酸金属塩、
鉄、コバルト、マグネタイト、バリウムフェライト及び
二酸化クロム（ＩＶ）からなる群から選ばれた１種また
は２種以上の微粒子である請求項１または２記載の車両
用リヤーウインドー。
【請求項４】前記粘弾性体のせん断弾性率（Ｇ’）が
常温で１×１０²≦Ｇ’ｄｙｎ／ｃｍ²の（測定周波数＝
１Ｈｚ）の有機及び／または無機のポリマー架橋体で構
成される請求項１記載の車両用リヤーウインドー。