(57)【要約】【課題】入射角５０〜７０°の垂直偏波のミリ波透過特性が向上された合わせガラスを提供すること。【解決手段】合わせガラス１は、２枚のガラス板１１、１２の間に中間膜１３を挟み込んで張り合わせた構造である。中間膜１３は、樹脂層１４と、樹脂層１４の両面に積層された反射防止層１５、１６とによって構成されている。反射防止層１５は、ガラス板１１と樹脂層１４との間に、双方に接して位置し、反射防止層１６は、ガラス板１２と樹脂層１４との間に、双方に接して位置している。反射防止層１５、１６の厚さおよび比誘電率は、所定の式を満たすように設定されている。【選択図】図１
2019214129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のガラス板の間に中間膜を挟んで張り合わせた合わせガラスにおいて、
前記中間膜は、樹脂層と、前記樹脂層の両面に積層され、垂直偏波のミリ波の反射を防止する反射防止層と、を有し、
前記反射防止層の厚さをｔ1 、比誘電率をεr1、前記ガラス板の厚さをｔ3 、比誘電率をεr3、前記ミリ波の自由空間波長をλ0 、前記ミリ波の入射角をθ0 （５０°≦θ0 ≦７０°）として、下記式（１）を満たすように、前記反射防止層の厚さｔ1 と比誘電率εr1が設定されている、
ことを特徴とする合わせガラス。
【数１】
2019214129.tif 000005
【請求項２】
前記反射防止層は、前記ミリ波を放射するアンテナから合わせガラス表面までの距離をＬ、前記アンテナの横幅をＷ１、縦幅をＷ２として、横幅がＷ１＋Ｌ×ｓｉｎ６０°、縦幅がＷ２＋Ｌ×ｓｉｎ３０°の矩形領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の合わせガラス。
【請求項３】
前記ミリ波の自由空間波長λ0 は、７６〜７７ＧＨｚである、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の合わせガラス。
【請求項４】
車両のフロントガラス用であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の合わせガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合わせガラスに関するものである。特に、入射角５０〜７０°で斜めに入射する垂直偏波のミリ波の透過特性に優れたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
合わせガラスは、一対のガラス板の間に樹脂からなる中間膜を挟み込んで接着した構造のガラスである。合わせガラスは、外部からの衝撃によって破損しても破片の飛散が少なく、安全性に優れている。そのため、合わせガラスは自動車、鉄道車両、飛行機、船舶、建築物などに広く用いられている。
【０００３】
特許文献１には、ポリビニルアセタール樹脂１００重量部と、トリエチレングリコールモノ２−エチルヘキサノエートを０．１〜５．０重量％含有するトリエチレングリコールジ２−エチルヘキサノエート２０〜６０重量部とを主成分とし、ナトリウムを５〜５０ｐｐｍおよび／またはカリウムを５〜１００ｐｐｍ含有する合わせガラス用中間膜が記載されている。この特許文献１の合わせガラス用中間膜は、耐湿性、接着性、透明性、耐候性などの基本的な性質に加えて、帯電防止性に優れていることが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、第１の層と、第１の層の一方の面に積層された第２の層と、第１の層の他方の面に積層された第３の層とを有し、第１〜３の層は、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤とを含み、第１の層のポリビニルアセタール樹脂の水酸基の含有率が、第２、第３の層のポリビニルアセタール樹脂の水酸基の含有率よりも低く、第１の層の厚みの第２、第３の層の合計厚みに対する比を０．１４以下とした合わせガラス用中間膜が記載されている。この特許文献２の合わせガラス用中間膜は、遮音性を高めることができる旨記載されている。
【０００５】
また、車両にはミリ波レーダー装置が設けられ、前方の車両、歩行者、障害物などの検知に用いられている。ミリ波レーダー装置は、フロントグリルの裏など車両の外部に取り付けられている。しかし、耐環境性などを考慮して車両の室内にミリ波レーダー装置を配置したいという要望がある（特許文献３、４参照）。この場合、合わせガラスであるフロントガラスはミリ波の透過特性が高い必要がある。特に、フロントガラスは傾斜しているため、フロントガラスに対して斜めに入射するミリ波を透過させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−９７７４５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１０７８２１号公報
【特許文献３】特開２０１７−１２２０２２号公報
【特許文献４】特開２０１７−１７８６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
合わせガラスの中間膜は、特許文献１、２のようにポリビニルアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられているが、比誘電率が低いためガラスの比誘電率との差が大きい。そのため、中間膜とガラスとの界面でのミリ波の反射が大きく、合わせガラスのミリ波透過性は低い。
【０００８】
このように、従来の合わせガラスはミリ波の透過率を高めることを考慮しておらず、特に斜めに入射するミリ波を効率的に透過させる合わせガラスが求められていた。特許文献３、４にはミリ波を透過させる旨の記載はあるが、合わせガラスの透過特性については言及されていない。
【０００９】
そこで本発明の目的は、合わせガラスに対して斜めに入射するミリ波の透過特性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、２枚のガラス板の間に中間膜を挟んで張り合わせた合わせガラスにおいて、中間膜は、樹脂層と、樹脂層の両面に積層され、垂直偏波のミリ波の反射を防止する反射防止層と、を有し、反射防止層の厚さをｔ1 、比誘電率をεr1、ガラス板の厚さをｔ3 、比誘電率をεr3、ミリ波の自由空間波長をλ0 、ミリ波の入射角をθ0 （５０°≦θ0 ≦７０°）として、下記式（１）を満たすように、反射防止層の厚さｔ1 と比誘電率εr1が設定されている、ことを特徴とする合わせガラスである。
【数１】
2019214129.tif 000003
【００１１】
なお、本明細書において、比誘電率などの波長依存性のある物性値は、すべて設計波長であるミリ波の自由空間波長λ0 における値とする。
【００１２】
反射防止層は、ミリ波を透過させる範囲に設け、他の領域には設けなくともよい。たとえば、反射防止層は、ミリ波を放射するアンテナから合わせガラス表面までの距離をＬ、アンテナの横幅をＷ１、縦幅をＷ２として、横幅がＷ１＋Ｌ×ｓｉｎ６０°、縦幅がＷ２＋Ｌ×ｓｉｎ３０°の矩形領域に設けられていてもよい。より効率的にミリ波を透過させることができる。
【００１３】
ミリ波の自由空間波長λ0 は任意であるが、７６〜７７ＧＨｚにおいて本発明は好適である。
【００１４】
また本発明は、車両のフロントガラス用として好適である。車両の室内にミリ波レーダー装置を配置した場合に、効率的にミリ波をフロントガラスから透過させて車両外部に照射することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の合わせガラスによれば、入射角５０〜７０°の垂直偏波のミリ波の透過損失を低減することができ、効率的に透過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の合わせガラスの構成を示した図。
【図２】合わせガラスに対して入射するミリ波を示した図。
【図３】合わせガラスにおける反射防止層１５、１６の範囲を示した図。
【図４】実施例１の合わせガラスの透過損失の角度依存性を示したグラフ。
【図５】比較例１の合わせガラスの透過損失の角度依存性を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、実施例１の合わせガラス１の構成を示した図である。実施例１の合わせガラス１は、２枚のガラス板１１、１２の間に中間膜１３を挟み込んで張り合わせた構造である。
【００１９】
ガラス板１１、１２の材料は、任意の無機ガラスでよい。無機ガラスとしては、たとえば、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどを用いることができる。また、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの有機ガラスでもよい。ただし、本発明の合わせガラス１は、ガラス板１１、１２と樹脂層１４との比誘電率差が大きい場合により好適であるため、ガラス板１１、１２の比誘電率は５以上が好ましい。より好ましくは比誘電率が６以上である。
【００２０】
ガラス板１１、１２の厚さは任意であるが、可視光の透過性などの点から１〜５ｍｍとすることが好適である。より好ましくは１．５〜３ｍｍである。
【００２１】
なお、なお、実施例１ではガラス板１１、１２の厚さおよび比誘電率を同一としているが、ガラス板１１とガラス板１２とで厚さや比誘電率が異なっていてもよい。
【００２２】
中間膜１３は、樹脂層１４と、樹脂層１４の両面に積層された反射防止層１５、１６とによって構成されている。反射防止層１５は、ガラス板１１と樹脂層１４との間に、双方に接して位置し、反射防止層１６は、ガラス板１２と樹脂層１４との間に、双方に接して位置している。
【００２３】
樹脂層１４の材料は、従来合わせガラスの中間膜として用いられている任意の樹脂材料でよい。特に車両用合わせガラスの中間膜として用いられている材料が好ましい。また、熱可塑性樹脂が好適である。また特に、光の透過性や引張伸度などの点で優れた特性を持つポリビニルアセタール樹脂が好適である。たとえば、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ＥＶＡ（エチレンビニルアセタール）などを用いることができる。
【００２４】
樹脂層１４の厚さは、合わせガラス１としての基本的な特性（耐貫通性や可視光の透過性）を確保できる範囲であれば任意の厚さでよい。たとえば、０．１〜３ｍｍとすることが好ましい。より好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。
【００２５】
樹脂層１４の比誘電率は任意である。ただし、樹脂層１４とガラス板１１、１２との比誘電率差が大きい場合に本発明の効果はより高くなるため、樹脂層１４の比誘電率は３以下が好適である。より好ましくは２．５以下である。また、樹脂層１４とガラス板１１、１２との比誘電率差が３以上の場合が好ましく、より好ましくは３．５以上である。
【００２６】
樹脂層１４には、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤、顔料、染料、光安定剤、蛍光増白剤、蛍光剤、などの各種添加剤を所望に応じて混合してもよい。
【００２７】
反射防止層１５は樹脂層１４とガラス板１１との間に、反射防止層１６は樹脂層１４とガラス板１２との間に設けられている。この反射防止層１５、１６によって、合わせガラス１に入射角５０〜７０°で入射する垂直偏波のミリ波の透過特性を向上させている。ここで垂直偏波は、図２のように、電界方向が入射面（合わせガラス１表面に垂直で入射波の進行方向を含む面）に対して並行な偏波成分であり、入射角θ0 は合わせガラス１表面に垂直な方向に対して入射波の進行方向が成す角である。
【００２８】
反射防止層１５、１６の材料は、比誘電率が樹脂層１４よりも大きくガラス板１１、１２よりも小さな材料であれば任意の樹脂材料でよい。樹脂層１４と同様に熱可塑性樹脂が好適である。たとえばアセチルセルロースなどを用いることができる。特に、トリアセチルセルロースなどが好適である。また、反射防止層１５、１６についても、樹脂層１４と同様に各種の添加剤が混合されていてもよい。
【００２９】
また、反射防止層１５、１６の厚さおよび比誘電率は、下記式（１）を満たすように設定されている。
【００３０】
【数１】
2019214129.tif 000004
式（１）において、ｔ1 は反射防止層１５、１６の厚さ、εr1は反射防止層１５、１６の比誘電率、ｔ3 はガラス板１１、１２の厚さ、εr3はガラス板１１、１２の比誘電率、λ0 は透過させるミリ波の自由空間波長、θ0 （５０°≦θ0 ≦７０°）はミリ波の入射角である。なお、ガラス板１１とガラス板１２とで厚さや比誘電率が異なっている場合には、接している方のガラス板１１、１２の値である。つまり、反射防止層１５の厚さや比誘電率の設定については、ガラス板１１の厚さ、比誘電率の値を用い、反射防止層１６の厚さや比誘電率の設定については、ガラス板１２の厚さ、比誘電率の値を用いる。
【００３１】
ミリ波の自由空間波長λ0 は、１〜１０ｍｍ（周波数で３０〜３００ＧＨｚ）の範囲であれば任意である。特に、ミリ波レーダーで使用される６０〜６１ＧＨｚ、７６〜７７ＧＨｚ、７７〜８１ＧＨｚにおいて好適であり、７６〜７７ＧＨｚにおいて特に好適である。
【００３２】
入射角θ0 は、５０°〜７０°の範囲で所望の値に設定してよい。実施例１の合わせガラスは、透過損失の入射角依存性が比較的ゆるいので、入射角をθ0 に設定した場合であっても、実際の合わせガラスの使用においてミリ波の入射角がθ0 ±２０°の範囲であれば、透過損失を低減することができる。ただし、入射角が７５°を超えると急激に透過損失が増大するため、７５°以下の範囲で使用する。たとえば、入射角θ0 を６０°と設定した実施例１の合わせガラスは、実際の使用において入射角が５０°や７０°となる場合でも、透過損失を十分に低減できる。
【００３３】
反射防止層１５、１６の厚さｔ1 および比誘電率εr1をこのように設定すると、実施例１の合わせガラス１は、入射角５０〜７０°の垂直偏波のミリ波を効率に透過させることができる。なお、上記式（１）を満たす範囲であれば、反射防止層１５と反射防止層１６とで厚さや比誘電率が異なっていてもよい。
【００３４】
また、反射防止層１５、１６は、ガラス板１１、１２と樹脂層１４との間の全面に設けてもよいが、ミリ波を透過させる範囲にのみ設けるようにしてもよい。ミリ波を透過させる範囲にのみ設ける場合、反射防止層１５、１６の範囲は次のように設定するとよい。ミリ波レーダー装置のアンテナから合わせガラス１表面までの距離をＬ、ミリ波レーダー装置のアンテナの横幅をＷ１、縦幅をＷ２として、反射防止層１５、１６の横幅がＷ１＋Ｌ×ｓｉｎ６０°、縦幅がＷ２＋Ｌ×ｓｉｎ３０°の矩形領域にのみ反射防止層１５、１６を設ける（図３参照）。このように設定すれば、合わせガラス１はミリ波レーダー装置からのミリ波をより効率的に透過させることができる。
【００３５】
実施例１の合わせガラスは、平板状に限らず、任意の曲面形状であってよい。
【００３６】
以上、実施例１の合わせガラスによれば、合わせガラスに対して５０〜７０°で入射する垂直偏波のミリ波を効率的に透過させることができる。
【００３７】
実施例１の合わせガラスは、車両のフロントガラスに好適である。車両室内にミリ波レーダー装置を配置する場合、ミリ波はフロントガラスを透過して対象物に照射する必要がある。また、ミリ波はフロントガラスに対して斜めに入射することになり、その入射角は５０〜７０°付近となる。このような場合において、フロントガラスとして実施例１の合わせガラスを用いれば、ミリ波を低損失で透過させることができるので、ミリ波レーダー装置の検知距離の悪化などを抑制することができる。
【００３８】
図４は、実施例１の合わせガラス１の透過損失の角度依存性をシミュレーションにより算出した結果を示したグラフである。図４（ａ）は垂直偏波、図４（ｂ）は水平偏波である。ガラス板１１、１２の厚さｔ3 は２．０７ｍｍ、比誘電率εr3は６．５、誘電正接は０．０１５とし、樹脂層１４の厚さは０．７６ｍｍ、比誘電率は２．３７、誘電正接は０．０４４とし、反射防止層１５、１６の厚さｔ1 は０．３５ｍｍ、比誘電率εr1は４．５、誘電正接は０．０１とした。
【００３９】
また、比較のため反射防止層１５、１６を設けずに樹脂層１４のみとした合わせガラス（以下比較例１）の合わせガラスについても、同様に透過損失の角度依存性を算出した。図５は、比較例１の合わせガラスの透過損失の角度依存性を示したグラフである。図５（ａ）は垂直偏波、図５（ｂ）は水平偏波である。
【００４０】
図４、５のように、実施例１の合わせガラス１は、比較例１の合わせガラスに比べて、垂直偏波では入射角０〜７０°の範囲において、水平偏波では入射角０〜４０°の範囲において、およそ１〜１．５ｄＢ程度透過損失が低減されていた。特に、入射角５０〜７０°の垂直偏波について、実施例１の合わせガラス１によれば透過損失を低減できることがわかった。
【００４１】
また、反射防止層１５、１６の厚さや比誘電率を各種の値に替えて同様にシミュレーションを行ったところ、式（１）を満たす範囲であれば、合わせガラス１の透過損失は図４とおよそ同様となり、透過損失を低減できることが確認できた。具体的には、ガラス板１１、１２の厚さｔ3 を１．６ｍｍ、比誘電率εr3を６．５、反射防止層１５、１６の厚さｔ1 を０．２５ｍｍ、比誘電率εr1を２．０とした場合や、ガラス板１１、１２の厚さｔ3 を１．８５ｍｍ、比誘電率εr3を６．５、反射防止層１５、１６の厚さｔ1 を０．４ｍｍ、比誘電率εr1を３．０とした場合などにも同様に透過損失を低減することができた。
【００４２】
以上のことから、反射防止層１５、１６の厚さおよび比誘電率が式（１）を満たせば、入射角５０〜７０°の垂直偏波のミリ波について、反射防止層１５、１６を設けない場合に比べて１〜１．５ｄＢ透過損失を低減できることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の合わせガラスは、車両のフロントガラスなどに利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１：合わせガラス
１１、１２：ガラス板
１３：中間膜
１４：樹脂層
１５、１６：反射防止層
【図１】
2019214129.tif 000006
【図２】
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【図３】
2019214129.tif 000008
【図４】
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【図５】
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