JP6898510B2 - 積層ガラスペインのための熱可塑性フィルム - Google Patents

Description

本発明は、積層ガラスペインのための中間層として適した熱可塑性フィルム、この熱可塑性フィルムの製造方法、積層ガラスペイン、並びにこの積層ガラスペインの製造及び使用に関する。

積層ガラスペインは、現在、多くの場所で使用されており、特に、乗り物の部門において使用されている。ここで、「乗り物」との用語は広く解釈され、とりわけ、道路車両、航空機、船舶、農業機械、又はさらに作業機器にも関連している。

積層ガラスペインは、別の部門でも使用されている。これらは、例えば、建築用グレージングも、情報ディスプレイも、例えば、美術館での又は広告としてのディスプレイも含む。

積層ガラスペインは、通常、中間層の上に積層した２つのガラス面を有している。このガラス面それ自体は、湾曲していてよく、通常は一定の厚さを有している。一般的に、中間層は、熱可塑性材料、通常はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を、所定の厚さで、例えば０．７６ｍｍの厚さで含む。

積層ガラスペインは、通常、観察者に対して傾斜しているので、二重像が生じる。入射光は、通常、２つのガラス面の両者を完全には透過せず、その代わり、光の少なくとも一部は、最初に反射し、かつその後、第二のガラス面を通過するのみである、という事実に起因して、これらの二重像が生じる。

これらの二重像は、特に暗がりで目立ち、例えば、接近してくる乗り物のヘッドライトのような、特に、強く放射する光源による暗がりで目立つものである。

これらの二重像は、極めて注意を散漫にする。特に、カメラウィンドウの分野において、これらの二重像は、誤った情報をもたらす。カメラウィンドウは、その裏側に、周囲からの映像を表示するカメラが取り付けられたペインの領域である。こうしたカメラウィンドウは、例えば、自動運転の分野で、より重要になると考えられる。

積層ガラスペインは、しばしば、情報を表示するためのヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）としても使用されている。この場合に、投影装置を使って、積層ガラスペイン上に像を映し出し、観察者の視界にデータを導入する。乗り物の部門では、投影装置は、例えば、ダッシュボードの上に配置され、それによって、観察者の方向に傾斜した積層ガラスペインの、最も近いガラス表面上に、映像を映すようになっている。

しかしながら、この場合もやはり、光の一部が、積層ガラスペインに入り、かつ次いで反射し、例えば、観察者の視点から遠く離れたガラス面の内部境界層及び中間層で反射し、続いて、この光は、オフセットしながら積層ガラスペインを出ていく。

ここでも、類似の影響、すなわち、表示される像に対するゴースト像の影響が生じる。

変化しないくさび角度を有するくさび形フィルムを用いた、純粋に従来から行われているゴースト像の補償は、透過時の二重像に対して、過補償が観察されるということを引き起こす。これは、各観察者を困惑させ、又は最悪の場合には、各観察者が誤った情報を受け取るということを引き起こす。これまで、この問題を解決するために、ペインの表面を、もはや互いに平行ではなく、代わりに、固定した角度で配置することによる試みがなされてきた。これは、例えば、中間層が、線形に及び／又は非線形に、増加する及び／又は減少する厚さを有することで達成される。乗り物の部門では、中間層の厚さは、エンジン室を向いた積層ペインの下端に最小の厚さが与えられ、その一方で、屋根に向かう方向に厚さが増加するように、典型的には変化しており、つまり、中間層は、くさび形の形状をしている。

くさび形の形状の中間層を有するこのタイプの積層ガラスペインと、これらが基礎とする光学的原理とは、それ自体が知られており、かつ例えば、国際特許出願である国際公開第２０１５／０８６２３４ Ａ１号、国際公開第２０１５／０８６２３３ Ａ１号、及び国際公開第２００９／０７１１３５ Ａ１号；米国特許である米国特許第８，４５１，５４１ Ｂ２号、米国特許第７，０６０，３４３ Ｂ２号、米国特許第６，８８１，４７２ Ｂ２号、米国特許第６，６３６，３７０ Ｂ２号、及び米国特許第５，０１３，１３４号；又は独国特許出願公開第１９６ １１ ４８３ Ａ１号公報、及び独国特許出願公開第１９５ ３５ ０５３ Ａ１号公報に記載されている。

必要なくさび角度の進行と、その結果として生じる中間層の厚さのプロファイルとは、各々のペインの形状について個別に計算しなければならない。これまで、こうした発明による厚さのプロファイルは、フィルムの押し出し時に、対応するスロット付きノズルを使用することによって達成されるか、又は適切な温度プロファイルで加熱したフィルムを選択的に伸張することによって達成されている。また、これらの方法を組み合わせることもでき、例えば、押し出し時に、対応するスロット付きノズルを使って、一方向に厚さプロファイルを作り出し、続いて、別方向に、フィルムを対応して伸張することによって、行うこともできる。

しかしながら、この種の製造時に、問題が生じる。

貯蔵及び輸送のために、製造したフィルムウェブをロールに巻き上げるときに、ロールが次第に円錐形になり、このことが、ロールの取り扱い及び輸送に困難をもたらす。これらの問題を回避するため、フィルムウェブを製造することが、欧州特許第０ ６４７ ３２９ Ｂ１号明細書から知られており、このフィルムウェブは、全幅の少なくとも２０％の幅について、両方の縁に均一な厚さプロファイルを有しており、かつそれぞれの場合に、このフィルムウェブの中央に延在する、続くくさび形の形状をした厚さプロファイルを有している。

欧州特許第１ ０６３ ２０５ Ｂ１号明細書から、積層ガラスのための中間層の製造方法が知られており、ここでは、中間層フィルムの出発組成物を、押出成形機、押出ダイ、第一の冷却圧縮ローラー、及び第二の冷却圧縮ローラーを含む製造システムに供給し、ここで、この２つの圧縮ローラーは、それぞれの場合に、製造する中間層フィルムの望ましい断面プロファイルに従って調節された、明確な幅を有している。しかしながら、この方法では、熱可塑性材料が、冷却圧縮ローラー中であまりにも冷却され過ぎてしまうというリスクがあり、不満足な結果を生じる。

以前から知られている、くさび形の形状の熱可塑性フィルムのさらなる不都合な点は、ＨＵＤの表示ウィンドウにおけるくさび形の形状のプロファイルの領域が、ゴースト像の最適な抑制のために必要な領域よりも、非常に大きいということである。加えて、必要に応じて、例えば、ＨＵＤ領域と、カメラウィンドウとを有する積層ガラスペインでの適用のために、くさび角度が異なって変化する２つの領域を製造することは、非常に難しい。欧州特許出願公開第２ ８８３ ６９３ Ａ１号公報では、ＨＵＤ領域のために提供される部分をフィルムから切り取り、次いで、これを、くさび形の形状のプロファイルを有する領域に置き換えることを提案している。しかしながら、くさび形の形状のプロファイルを製造することについては、何の提案もなされていない。その上、複数のフィルムを一緒にする地点で、注意を散漫にする、目に入る移行が生じる。

本発明の目的は、変化するくさび角度を有する少なくとも一つの領域を有する、改善した熱可塑性フィルムを提供し、かつこの熱可塑性フィルムを製造するための改善した方法を提供することである。

本発明の目的は、本発明に従って、独立請求項１に記載のフィルムによって達成される。好ましい実施態様は、その従属請求項から明らかである。

本発明は、カメラウィンドウ又はＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）領域のために提供される、少なくとも一つの規定領域を含む、積層ガラスペインに適した熱可塑性フィルム（Ｆ）を提供する。この規定領域は、０でないくさび角度を有している。くさび角度は、規定領域の範囲内で一定であってよい。この変形は、特に製造するのが簡単である。好ましくは、規定領域は、変化するくさび角度を有する。したがって、熱可塑性フィルムの厚さｈ２も、規定領域の範囲内で変化する。最大厚さであるｈ_ｍａｘは、規定領域において、熱可塑性フィルムが最も厚い地点で測定する。規定領域に隣接しているのは、周囲領域であり、この周囲領域で熱可塑性フィルムは、一定の厚さｈ１を有している。規定領域での最大厚さｈ２_ｍａｘは、周囲領域における熱可塑性フィルムの厚さｈ１よりも小さい。したがって、本発明によるフィルムは、この少なくとも一つの規定領域を除いて、実質的に一定の厚さｈ１を有しており、この規定領域でフィルムは、いずれの場所においても、周囲領域におけるフィルムよりも薄い。好ましくは、規定領域は、周囲領域によって周囲全体が取り囲まれており、言い換えれば、規定領域は、周囲領域によってすべての側が取り囲まれている。完成品の自動車ペインに取り付けられた状態に関して、このことは、規定領域が、上部（ルーフエッジ）、下部、右、及び左で、周囲領域に直接隣接している、ということを意味する。

積層ガラスペインの厚さは、規定領域の範囲内でのみ変化し、かつ厚さは増加しないので、積層ガラスペインにおける中間層として本発明によるフィルムを使用することによって、特に良好な結果が得られる。特に、積層ガラスペインの規定領域が、縁の領域（その後のペインの高さの合計に対して、ペインの縁から１０％の距離）を対象とするものである場合には、そのような厚さの増加が問題となることがある。例えば、乗り物のボディへの移行は、ルーフエッジでできるだけ滑らかに見えるようにすべきであり、このため、特に光学的な利点がもたらされる。ペインが、下縁よりも上縁でより厚い場合には、この差を補償するために、複雑な手段を必要とする。

くさび角度は、ある一つの点で測定したフィルムの表面間の角度である。規定領域において、くさび角度が０でないという事実は、実質的に、規定領域において、くさび角度が０とは異なるということを意味する。このことは、規定領域の範囲内で、くさび角度が０となる個々の地点が存在するという事実を除外するものではない。変化するくさび角度プロファイルの場合には、くさび角度が増加した後で、減少するくさび角度への移行時に、対応する変曲点でくさび角度が０となる地点がある。

規定領域における熱可塑性フィルムの厚さは一定ではなく、変化する。規定領域におけるくさび角度は、好ましくは変化し、かつ場所によって変化する。好ましくは、くさび角度は、互いに対して直角に延在する２つの方向において変化する（二方向性のくさび）。後で、ウィンドシールドに使用する場合、この２つの方向は、鉛直方向（ルーフエッジからエンジンフードへ、すなわち、最上部から底部に向かう方向）と、水平方向（右から左に向かう方向）に相当する。

周囲領域は、規定領域に直接隣接する領域である。規定領域は、周囲領域によって取り囲まれている。典型的には、周囲領域の面積は、規定領域の面積よりも大きい。

周囲領域では、熱可塑性フィルムは、実質的に一定の厚さを有している。このことは、フィルムが、周囲領域に、ある程度の製造に関連した粗さを有するという事実を除外するものではない。しかしながら、製造に関連した粗さは、連続した領域で厚さが計画的に減少することとは異なる。周囲領域における厚さｈ１は、好ましくは５０μｍ〜２０００μｍ、特に好ましくは３００μｍ〜８５０μｍ、及び典型的には３８０μｍ〜７６０μｍである。これらの厚さを有するフィルムは、特に安定した積層ガラスペインを提供する。

本発明による熱可塑性フィルムは、くさび角度プロファイルを必要に応じて適応させた、一つ又は複数の規定領域を含む。

積層ガラスペインに使用したとき、本発明による熱可塑性フィルムは、ペインの表面全体にわたって延在する。その寸法は、それぞれの目的とする用途及びその後の積層ガラスペインの大きさによって制御される。好ましくは、熱可塑性フィルムは、０．２５ｍ〜５ｍの長さ及び０．２５ｍ〜４ｍの幅を有する。

熱可塑性フィルムは、一つの熱可塑性フィルムから形成することができ、又は互いに重ねて配置した、複数の平らな熱可塑性フィルムによって形成することもできる。

好ましい実施態様では、熱可塑性フィルムは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアクリレート、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール樹脂、注型用樹脂、ポリアクリレート樹脂、フッ素化エチレンプロピレンコポリマー、ポリフッ化ビニル、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、並びにこれらのコポリマー及び混合物からなる群から選択される少なくとも一つの材料を含む。特に好ましくは、熱可塑性フィルムは、実質的にＰＶＢでできている。これは、積層ガラスペインのための中間層として特に適しており、良好な結果を与える。

本発明の別の好ましい実施態様では、熱可塑性フィルムは、ノイズ低減効果を有している。その結果、熱可塑性フィルムを具備した積層ペインを通じたノイズの伝達を、有利に低減することができ、それによって、環境騒音及び運転ノイズに起因して、注意が散漫になることを減らすことができる。このような効果は、多層の、例えば、三層の熱可塑性フィルムで達成することができ、ここで、例えば、可塑剤の含量をより高くすることで、内層（音響特性のコア）は、これを囲む外層よりも高い可塑性及び弾性を有することになる。特に好ましくは、熱可塑性フィルムは、多層構造を有し、特に三層構造を有する。

好ましい実施態様では、周囲領域における熱可塑性フィルムの厚さｈ１と、規定領域における最も薄い地点での厚さとの、厚さの差Δｈ２_ｍｉｎは、０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍである。この厚さの差を最小にすることで、臨界応力を引き起こすことなく、積層ガラスペインを完璧に積層することができる。

ＨＵＤ領域のための規定領域は、好ましくは、１０，０００ｍｍ^２〜２００，０００ｍｍ^２の面積にわたって延在している。好ましくは、乗り物のウィンドシールドでは、ＨＵＤ領域は、運転者側に配置されている。

ＨＵＤ領域は、通常は、積層ガラスペインを通じた視界領域の、運転者側に位置している。「視界領域」との用語は、ガラスペインを通じた視界のために提供され、かつガラスペインを通じた視界に適した、このペインの領域を指す。ペインの視界領域は、特に、透明であり、かつ縁領域にある、通常の周辺マスキングスクリーンプリントのような、不透明の印刷した領域を有していない。本発明に照らして、「透明」とは、可視スペクトル範囲で、７０％を超える透過率を有するペインを意味する。

好ましくは、規定領域におけるくさび角度は、最終的な積層ガラスペインにおいて、初めは底部から上方に向かって緩やかに増加し、それによって、急激な増加に起因する像のゆがみを回避するようになっている。次に、中央領域では、前もって最適化したプロファイルに対応して、くさび角度は増加し、ゴースト像の形成を最適に抑制するようになっている。この後に、くさび角度が緩やかに減少する領域が続き、それによって、できるだけ目立たないように、第一の熱可塑性フィルムへ再び移行するようになっている。このようなくさび角度の進行は、カメラウィンドウ及びＨＵＤ領域に適している。

カメラウィンドウのための規定領域は、好ましくは、２，０００ｍｍ^２〜１０，０００ｍｍ^２の面積にわたって延在している。乗り物のウィンドシールドの場合は、カメラウィンドウは、好ましくはルーフエッジ付近に配置される。この領域は、通常は、もはや、ペインを通じた視界領域の部分ではない。

熱可塑性フィルムは、第一の面及び反対側の第二の面を有している。一定の厚さｈ１を有する周囲領域において、第一の面及び第二の面の平面は、互いに平行に配置されている。好ましい実施態様では、規定領域における第二の面の平面は、周囲領域における第一の面の平面に対して連続して平行であり（図４の態様を参照されたい）、言い換えれば、周囲領域と比較すると、材料は、第一の面からのみ出発して、規定領域において除去されている。したがって、規定領域では、第一の面は、周囲領域における第二の面の平面に対して、連続して平行ではない。このフィルムは、単一の工程で製造することができる。

別の好ましい実施態様では、規定領域における第一の面及び第二の面は、周囲領域における第一の面及び第二の面の平面に対して平行ではない。この場合に、材料は、第一の面の側から、及び第二の面の側から除去されている。特に好ましくは、この材料の除去は、対称的になされており、すなわち、各地点で、第一の面の側からと、第二の面の側からと、ちょうど同じ程度に除去されている（図１０の態様を参照されたい）。その結果、規定領域では、熱可塑性フィルムは、鏡面／対称面を有している。対称面は、周囲領域における第一の面及び第二の面の平面に対して平行に、これらの平面間の中央に配置されている。この対称な構造は、特に良好な結果を与える。それぞれの場合に、外側にある複数の層が、より少ない材料の除去による影響を受けるだけなので、材料をフィルムの一方のみから除去したときよりも、この実施態様は、多層の熱可塑性フィルムと組み合わさって、特に有利である。

別の好ましい実施態様では、熱可塑性フィルムは、１つを超える規定領域、好ましくは２つの規定領域を含む。この場合に、一番目の規定領域は、特に好ましくは、ＨＵＤ領域として提供され、かつペインを通じた視界領域にあり、かつ二番目の規定領域は、カメラウィンドウとして提供され、かつペインの上部３分の１にある。本発明による熱可塑性フィルムでは、規定領域におけるくさび角度の進行は、厚さの減少によって実現されるので、最終的な積層ガラスペインに、増加した応力を引き起こすことなく、複数の規定領域を提供することができる。

本発明のある一つの実施態様では、熱可塑性フィルムは、少なくとも一つの着色領域を有することができる。ペインの上縁の、このような着色領域は、当業者には、例えば「シェードバンド（ｓｈａｄｅｄ ｂａｎｄ）」として知られており、すなわち、この領域は、まぶしい日光で、運転者の注意が散漫になることを低減する。

熱可塑性フィルムは、本発明のある一つの実施態様では、太陽光又は熱からの保護機能を有することができる。例えば、この熱可塑性フィルムは、赤外領域で反射するコーティング、又は赤外線を吸収する添加剤を含むことができる。

本発明は、さらに、積層ガラスペインのための中間層として適している、本発明による熱可塑性フィルムを製造するための方法を提供する。本発明による方法の第一の工程で、実質的に一定の厚さｈ１を有する熱可塑性フィルムを提供する。積層ガラスペインのための中間層として適しているこのようなフィルムは、知られている。第二の工程で、あらかじめ規定した領域において、レーザーによって熱可塑性ポリマーを除去する。あらかじめ規定したくさび角度プロファイルを作り出す。レーザーを使用することによって、シミュレーション工具を用いて前もって計算したくさび角度プロファイルを、一定の厚さを有する熱可塑性フィルムに、正確に転写することができる。これは、従来技術の方法では、それほど正確には製造することができない、比較的複雑なくさび角度プロファイルの場合に特に有利である。

規定領域の位置を自由に選択することができるので、本発明による方法は、特に順応性がある。したがって、例えば、対応する場所で熱可塑性ポリマーを除去することによって、右ハンドル又は左ハンドルのためのＨＵＤ領域を有する適切なフィルムを作り出すことができる。除去によって、くさび角度を作り出すので、材料の不適合性が生じることがない。加えて、例えば、規定領域を別個に作り出し、かつフィルム中の収納部に挿入するときに、縁での光学的欠陥が低減する。本発明による方法は、異なる組成を有する多数の層からなるフィルムを加工するために特に適している。一例として、ノイズ低減効果を有する中間層が挙げられる。取り除かなければならないのは少量の材料だけなので、そのようなフィルムは、注意を散漫にする光学的欠陥を生じずに、くさび角度の進行を具備することもできる。好ましくは、ノイズ低減効果を有するそのような中間層は、３つの層を含む。好ましくは、本発明による方法で、限られた量の材料を除去し、内部層には接触しない。内部層は異なる屈折率を有することができ、それによって、この層から材料を除去すると、注意を散漫にする光学的欠陥を引き起こす可能性がある。本発明による方法は、周囲領域によってすべての側が取り囲まれた少なくとも一つの規定領域を有する熱可塑性フィルムを製造するために特に適している。そのような熱可塑性フィルムは、例えば、欧州特許出願公開第０ ６４７ ３２９ Ｂ１号公報に記載されているような従来技術の方法では成し得ない。この公報に記載されている方法を使用すると、変化するくさび角度を有している領域が、この熱可塑性フィルムの縁まで延在するような熱可塑性フィルムしか得ることができない。しかしながら、このフィルムを積層ガラスペインに使用すると、ペインの厚さが最上部から底部縁まで変化するという、既に述べた不都合を有することになる。

２つの方向に変化するくさび角度によって、二重像及びゴースト像を、特に効果的に回避でき、又は低減することができる。くさび角度の進行と、ゴースト像及び二重像の防止及び低減との関係は、従来技術から知られており、かつ例えば、国際公開第２０１５／０８６２３４ Ａ１号、国際公開第２０１５／０８６２３３ Ａ１号に記載されている。好ましくは、最適なくさび角度の進行は、二重像及びゴースト像を防止するためのシミュレーション工具を使用して、前もって最適化されている。

本発明による方法の好ましい実施態様では、加工前の熱可塑性フィルムの第一の面を、最初に、規定領域においてレーザーで処理し、かつここでポリマーを除去する。その後、熱可塑性フィルムの第二の面を、同じ規定領域において処理する。好ましくは、それぞれの場合において、同一量のポリマーを両方の側で除去する（対称的な鏡面）。この方法で、一方の側での除去は低減し、それによって、それぞれの場合において、ポリマーを表面的に除去するだけでよいようになっている。このため、多層フィルムの場合に、複数の層から材料を除去することが回避される。したがって、除去によって生じる光学的欠陥は、少ないままである。

本発明による方法の好ましい実施態様では、除去の深さは、０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍである。除去の深さとは、レーザーと材料との相互作用によって生じる、材料が除去された深さである。記載した除去の深さの場合、材料は、非常に表面的にしか除去されない。その結果、厚さの変化は、フィルム全体にわたって非常に少なく、したがって、フィルムは、積層ガラスペインのための中間層として使用するのに特に十分に適している。加えて、これらの除去の深さで、多層フィルム、特にノイズ低減フィルムを、規定領域の縁で注意を散漫にする光学的欠陥を生じずに、改善することもできる。

本発明は、さらに、本発明による熱可塑性フィルムを有する積層ガラスペインを提示する。

本発明による積層ガラスペインは、少なくとも一つの第一のガラスペイン、第二のガラスペイン、及び本発明による熱可塑性フィルムを含み、ここで、熱可塑性フィルムは、第一のガラスペインと、第二のガラスペインの間に配置されている。フィルムの厚さの変化は、比較的小さな領域についてだけ規定されているので、変化するくさび角度を有する局所的な規定領域を有する、本発明による積層ガラスペインは、特に安定である。一定のくさび角度を有する従来技術のフィルムの場合は、厚さが、ペインの高さ及び／又は幅の全体にわたって、鉛直及び／又は水平方向で変化し、応力の発生を引き起こすことを伴う。このような従来技術の積層ガラスペインの厚さは、下部末端での厚さよりも上部末端での厚さのほうが大きい。より厚いペインの縁は、ときには、ルーフエッジへの移行のときに突き出ることがあるので、この厚さの差は、取り付けたペインに、光学的な不利益をも引き起こす。本発明による熱可塑性フィルムの使用によって、本発明による積層ガラスペインの厚さは、上縁及び下縁で同一である。

有利な実施態様では、積層ガラスペインの総厚は、３．５ｍｍ〜６．０ｍｍ、好ましくは４．０ｍｍ〜６．０ｍｍ、特に好ましくは４．４ｍｍ〜５．６ｍｍである。これらの厚さを有する積層ペインは、十分な機械的安定性と強度とを有し、かつ周囲騒音を遮断するという観点から、有利な音響特性を有している。しかしながら、その一方で、これらの積層ペインは、厚すぎずかつ重すぎないので、典型的な乗り物の、特に自動車のウィンドシールドとして使用することができる。

外部ペイン及び内部ペインは、好ましくは、実質的に平行な平面である主面、及びこれらを結合する周囲の側端と一体となって、一定の厚さを有している。

内部ペインの厚さは、有利な実施態様では、０．３〜３．５ｍｍ、好ましくは、０．７ｍｍ〜２．６ｍｍである。

外部ペインの厚さは、有利な実施態様では、少なくとも１．８ｍｍ、好ましくは、少なくとも２．１ｍｍである。外部ペインの厚さは、好ましくは、最大で４．５ｍｍ、好ましくは、最大で３．５ｍｍである。外部ペインの厚さは、特に有利な実施態様では、２．１ｍｍ〜４．５ｍｍ、例えば、２．１ｍｍ〜３．５ｍｍ又は２．５ｍｍ〜４．５ｍｍ、好ましくは、２．５ｍｍ〜３．５ｍｍである。この範囲で、積層ペインは、有利な機械的安定性及び騒音遮断特性を有しているが、それでもなお十分に薄くかつ軽く、ウィンドシールドとして使用することができる。

外部ペイン及び内部ペインは、好ましくはガラスでできており、特に、ウィンドウに一般的なものである、ソーダ石灰ガラスでできている。しかしながら、ペインは、原則として、別の種類のガラス（例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、アルミノケイ酸ガラス）、又は透明なプラスチック（例えば、ポリメチルメタクリレート又はポリカーボネート）でできていてもよい。

外部ペイン及び内部ペインは、互いに独立して、強化処理されていないか、部分的に強化処理されているか、又は強化処理されているものとすることができる。これらのペインのうち少なくとも一方を強化処理する場合は、熱的に又は化学的に強化処理を行うことができる。

本発明は、さらに、積層ガラスペインの製造方法を提示する。２つのガラスペインを提供する。本発明による熱可塑性フィルムをこれらのガラスペインの間に配置し、かつ２つのガラスペイン及び本発明による熱可塑性フィルムを含むパッケージを結合する。好ましくは、この結合は積層プロセスで行う。例えば、オートクレーブ法や真空バッグ法のような積層に適した方法が、当業者に知られている。

本発明は、さらに、ヘッドアップディスプレイ装置、カメラを有する装置、及び積層ガラスペインの使用を提示する。

本発明の実施態様を、添付の図面を参照しながら、例示として記載する。

図１は、透過時の二重像の発生についての基本的な状況を示す。 図２は、反射時のゴースト像の発生についての基本的な状況を示す。 図３は、くさび形の中間層を有する積層ガラスペインの例示的な構造を示す。 図４は、本発明による熱可塑性フィルムの領域の断面図を示す。 図５は、カメラウィンドウを有する、本発明による積層ガラスペインの平面図を示す。 図６は、カメラ装置の基本的な構造を示す。 図７は、ＨＵＤ領域を有する、本発明による積層ガラスペインの平面図を示す。 図８は、本発明による方法の概略図を示す。 図９は、上記の方法の間の、規定領域の概略的な平面図を示す。 図１０は、本発明による熱可塑性フィルムの領域の断面図を示す。 図１１は、本発明による熱可塑性フィルムの領域の断面図を示す。

図１は、ビーム像に関して、透過時の二重像の発生についての基本的な状況を示したものである。湾曲したペイン１を想定する。湾曲したガラスペイン１に、ビームが入射する地点で、この湾曲したペインは、曲率半径（Ｒ＋Ｄ）を有している。ここで、光源３から光が発せられる。この光は、ペインに突き当たり、かつ空気からガラスへ移行する第一の境界面、及びガラスから空気へ移行する第二の境界面で、既知の屈折の法則に従って屈折し、かつ観察者の目２に到達する。このビームを実線Ｐとして示している。観察者の視点では、光源３は、位置３’にあるように見える。これをビームＰ’として示している。しかしながら、一次ビームと呼ぶこのビームＰに加えて、ビームは、上述した様式で、ガラス／空気の第二の境界面で、部分的にのみ屈折し；より少ない一部が、第二の境界面で反射し、かつ第一の境界面で再度反射し、その後、このビームは、第二の境界面を通過し、かつ観察者の目２に到達する。このビーム、いわゆる「二次ビーム」を、点線Ｓで示している。観察者の視点では、光源３は、また、位置３”にあるようにも見える。一次ビームＰと二次ビームＳとで囲まれた角度ηが、いわゆる「二重像角度」である。

この二重像に対処するために、ここで、図１において実質的に平行であると仮定した２つの境界層の間に、くさび角度を付与することを規定することができる。

Ｚ． Ｇｌａｓｔｅｃｈｎ． Ｂｅｒ．、１９３（１９７０）、第１９３〜１９８頁の、Ｊ．Ｐ． Ａｃｌｏｃｑｕｅによる、「Ｄｏｐｐｅｌｂｉｌｄｅｒ ａｌｓ ｓｔｏｅｒｅｎｄｅｒ ｏｐｔｉｓｃｈｅｒ Ｆｅｈｌｅｒ ｄｅｒ Ｗｉｎｄｓｃｈｕｔｚｓｃｈｅｉｂｅ（ウィンドシールドでの干渉光学誤差としての二重像）」に基づき、二重像角度を、ガラスペインの曲率半径及び光線の入射角の関数として、以下の式に従って、計算することができる：

式中、ηは二重像角度であり；ｎはガラスの屈折率であり；ｄはガラスペインの厚さであり；Ｒは、入射光線の位置でのガラスペインの曲率半径であり；及びφは、ペインの接線上の垂線に対する光線の入射角である。

平らなガラスペインの場合、二重像角度ηは、以下の式によるものとなり、ガラス面で形成されるくさび角度δの関数となる：

したがって、上記の式を等しいものとすれば、二重像の除去に必要なくさび角度を、以下のとおり計算することができる：

通常は、このくさび角度は、図３からわかるとおり、積層ガラスペイン１において、くさび形の中間層Ｆを、第一のガラス層ＧＳ１と第二のガラス層ＧＳ２の間に置くことで、実現される。中間層Ｆ及びガラスペインＧＳ１、ＧＳ２の屈折率の差はかなり小さく、それによって、この小さな差による影響は、ほとんどないものになっているので、単純化のために、通常、屈折率ｎは一定であるものと仮定することができる。

この考えは、湾曲したウィンドシールドにも適用することができる。通常、単純化のために、入射角及び曲率半径を、基準となる視点について仮定し、これを用いて決定したくさび角度を、ウィンドシールド全体に使用する。

しかしながら、大きな積層ガラスペイン１、いわゆる「パノラマペイン」、及び／又はより高度に湾曲した積層ガラスペイン１の場合には、この方法は、もはや適切なものであるとは言えず、そのため、ここでは、通常、鉛直方向に変化するくさび角度の進行を定めなければならないことになっている。

したがって、例えば、積層ガラスペインの仮想的な垂直中心線に沿った、各点での計算と可能な内挿によって、補償くさび角度プロファイルδを決定することができる。補償くさび角度プロファイルの決定後に、対応する中間層Ｆを製造することができる。

ヘッドアップディスプレイに関しては、ゴースト像と呼ばれている、二重像の現象に類似した問題が生じる。

図２は、ビーム像に関して、反射時のゴースト像の発生についての基本的な状況を示したものである。ここで、湾曲したペイン１を想定する。湾曲したガラスペイン１は、この湾曲したガラスペイン１にビームが入射する地点で、曲率半径Ｒを有している。ここで、ヘッドアップディスプレイＨＵＤに代表的な光源３から、光が発せられる。この光は、角度θで、内側からビームＲ_ｉに沿ってガラスペイン１に衝突し、そこで、同じ角度θで反射する。反射したビームＲ_ｒが観察者の目２に到達する。このビーム経路を実線で示している。観察者の視点では、光源３は、実際上は、位置３’に、すなわち、ガラスペイン１の前にあるように見える。これをビームＲ_ｖとして示している。この第一のビームに加えて、別のビームが、観察者の目２に到達する。このビームＲ’_ｉも同様に光源３から発せられている。しかしながら、このビームＲ’_ｉは、既知の屈折の法則に従って、内部空気／ガラス境界面でガラスペイン１に入り、外部ガラス／空気境界面で反射した後で、このビームは、内部境界面を通過し、かつ観察者の目２にビームＲ’_ｒとして到達する。したがって、「内部境界面」という用語は、観察者により近い位置にある境界面を指し、一方、「外部境界面」とは、観察者からより離れた境界面を指す。このビーム経路を破線で示している。観察者の視点からは、光源３は、実際上は、位置３”に、すなわち、同様にガラスペイン１の前にあるように見える。これをビームＲ’_ｖとして示している。

この問題に対処するために、くさび角度を変化させることができ、それによって、外部境界面で反射したビームＲ’_ｒと、内部境界面で反射したビームＲ_ｒとを、観察者の目２に対して重ね合わせるように、すなわち、外部境界面で反射したビームが、内部境界面に衝突するビームの反射点から出るようにする。

しかしながら、このことを一つだけの眼の位置について行うだけでは、そこから決定したくさび角度が、最適な結果を生み出すことはできない。これは、とりわけ、ＨＵＤディスプレイが主に対象とする運転者の体の大きさ及び座席の位置は、両方とも、非常に異なり、このため、考えられる眼の位置が数多くある、という事実から説明することができる。この結果、仮想ディスプレイは、眼の位置に応じた異なる場所にあり；したがって、これらの眼の位置のそれぞれについて、最適化されたくさび角度の、その時々の異なる値が存在することになる。加えて、もっぱらゴースト像に対して最適化されたくさび角度は、通常、二重像の過補償を引き起こし、それによって、こうして生じた二重像が、観察者の認知、及び／又は規制となる試験仕様の順守、及び／又は二重像に対する顧客仕様の順守に関して、再び問題のあるものとなってしまう。

二重像とゴースト像との両者に関する異なる眼の位置、すなわち、ＨＵＤ領域での二重像の補償をも考慮したくさび角度プロファイルは、水平方向又は鉛直方向のどちらかで、一定ではない。その結果生じる中間層Ｆの厚さプロファイルは、単純な押出プロセスによって製造することはできない。

図４は、本発明による熱可塑性フィルムＦの領域の断面図を示したものである。この例では、プラスチックフィルムＦはＰＶＢでできている。周囲領域Ａでは、厚さｈ１は、０．７６ｍｍであり、実質的に一定である。規定領域Ｋでは、厚さは減少している。最も薄い地点では、熱可塑性フィルムＦは、０．５６ｍｍの厚さを有している。言い換えれば、周囲領域における厚さと、規定領域における最も薄い地点での厚さとの差Δｈ_ｍｉｎは、０．７６ｍｍ−０．５６ｍｍ＝０．２０ｍｍ＝Δｈ２_ｍｉｎである。フィルムＦは、周囲領域におけるものよりも、規定領域におけるもののほうがより薄く、つまり、最も厚い地点での厚さｈ２_ｍａｘは、厚さｈ１よりも小さい。規定領域Ｋでは、くさび角度は、あらかじめ最適化したプロファイルに対応しながら、最初は、第一の境界領域ｇ１で緩やかに増加し、かつその後、中央領域で増加する。この後で、くさび角度は、第二の境界領域ｇ２で再び緩やかに減少し、それによって、周囲領域Ａへの移行が、できるだけ目立たないようになっている。したがって、フィルムの厚さは、あらかじめ最適化したプロファイルに従って、最初は、第一の境界領域ｇ１で緩やかに減少し、その後、中央領域で変化し、かつその後、第二の境界領域ｇ２で再び緩やかに増加する。設置するウィンドシールドに対して、上及び下に、又は右及び左に、緩やかに上昇又は下降するくさび角度を有する２つの境界領域を有しているこの配置は、周囲領域Ａと規定領域Ｋとの間の移行における光学的な欠陥を最小限なものとするために特に有利である。この断面図では、第二の面１０．２に沿った、材料の除去は生じておらず、言い換えれば、規定領域において、第二の表面は、周囲領域での第一の面１０．１に平行な、周囲領域Ａと同一の平面に連続していることがわかる。したがって、規定領域では、第一の面１０．１の側からだけで、材料が除去されている。

図５は、本発明による積層ガラスペイン１の平面図を示したものである。この積層ガラスペインは、乗用車のウィンドシールドとして提供される。図中の上縁が、乗り物のルーフエッジと境を接しており、下縁がエンジンエッジと境を接している。カメラウィンドウＫが、ガラスペインを通じた視界領域の外側の、積層ガラスペインの上部３分の１に配置されている。好ましくは、ウィンドシールドは、上縁領域に、マスキングプリント９を有している。中央の視界領域の外にあるマスキングプリントは、乗り物のペインにとって一般的であり、乗り物のペインと車体とを接続している取り付け部品を隠し、又はその接着剤を紫外線放射から保護する。マスキングプリントは、典型的には、スクリーン印刷プロセスで適用されかつ焼成された、黒色若しくは暗色のエナメルからなる。この例では、マスキングプリント９が、乗り物のペインのカメラウィンドウＫの周囲を縁取り、その後ろにあるカメラを隠している。積層ガラスペインは、２つのガラス層ＧＳ１とＧＳ２、及びこれらのガラス層の間に配置された熱可塑性フィルムＦからなる。ガラス層ＧＳ１及びＧＳ２は、２．１ｍｍの厚さを有するソーダ石灰ガラスでできている。熱可塑性フィルムＦは、図４に記載したように形成される。固定した領域Ｋがカメラウィンドウを形成する。

図６は、記載した積層ガラスペイン１及びカメラ７からなる、可能なカメラ装置６を示している。積層ガラスペイン１のガラス層ＧＳ１が、乗り物の外側の方を向いており、かつガラス層ＧＳ２が、内側の方を向いている。カメラ７は、乗り物の内部に配置されており、外側から内側に向かって、積層ガラスペイン１を通過する光線を記録する。カメラは、規定領域を向いており；つまり、これは、光線が、最適化したくさび角度プロファイルを有する領域を通過するように、カメラが搭載されていることを意味する。したがって、透過時の二重像は、効果的に減少する。例えば、これは、車線支援システムの分野で、首尾よく使用することができる。

図７は、周囲領域Ａによってすべての側が囲まれているＨＵＤ領域を有する、本発明による積層ガラスペイン１の図を示したものである。このＨＵＤ領域は、ゴースト像及び二重像を防止するために、最適化したくさび角度プロファイルを配置した規定領域にある。ここに示した例では、ＨＵＤ領域は、ウィンドシールドを通じた視界領域の左側に位置している。ガラス層ＧＳ１、ガラス層ＧＳ２、及び本発明による熱可塑性フィルムＦからの、積層ガラスペイン１の製造時に、あらかじめ最適化したくさび角度プロファイルに従って、右側において、規定領域Ｋで熱可塑性ポリマーを除去することによって、右ハンドルの乗り物に、この設計を容易に適合させることができる。

図８は、例示としての、本発明による方法のサイクルを示したものである。工程Ｉで、実質的に一定の厚さを有する熱可塑性フィルム４を提供する。工程ＩＩで、レーザー８が、規定領域Ｋにおいて一定の厚さを有する熱可塑性フィルム４の表面１０から、おおよそ１７００ｍｍの距離に位置している。レーザーとして適しているのは、例えば、１０．６μｍの波長を有し、出力が２５０ＷであるＣＯ_２レーザーである。レーザーによる走査線１１で規定領域を横断した（図９を参照されたい）。図９は、レーザーによる走査線で処理した規定領域Ｋの平面図を示す。レーザー出力は、初めのうちは低く、徐々に増加させた。１０ｍ／ｓの速度ｖで、規定領域において走査線でポリマーを除去した。レーザーは、１つの走査線の後で、その都度０．１ｍｍオフセットしており、かつ次いで、ポリマーを次の走査線に沿って除去した。おおよそ５０の走査線（５ｍｍ）の後で、レーザーの出力Ｐを増加させ、それによって、ポリマーの除去を増加させた。これは、除去の深さをも増加させる。この操作を、望ましいプロファイルが得られるまで実施する。このように段階的に出力を増加させることによって、望ましいくさび角度を特に得ることが可能となった。

図１０は、第一の面１０．１及び第二の面１０．２上の規定領域を、レーザーで処理した熱可塑性フィルムＦを示したものである。ここで、熱可塑性ポリマーの鏡面対称除去を行った。したがって、一方の面上でだけ除去を行うときよりも、これらの面上の絶対的な除去の深さをより小さいものとしながら、より大きいくさび角度を得ることが可能である。

図１１は、図１０と同様に、第一の面１０．１及び第二の面１０．２上の規定領域を、レーザーで処理した熱可塑性フィルムＦを示したものである。規定領域Ｋにおけるくさび角度の進行のみが異なっている。この場合には、同じ量の材料を、それぞれ、第一の面１０．１及び第二の面１０．２上で除去した。これは、規定領域Ｋにおいて、この２つの面１０．１及び１０．２の鏡面対称配置をもたらす。ここで、鏡面／対称面Ｓは、第一の面１０．１及び第二の面１０．２のこれら２つの平面に対して平行に、これらの平面間の中央を走っている平面である。したがって、鏡面Ｓは、周囲領域Ａにおける第一の面１０．１の平面及び第二の面１０．２の平面に対して平行に走っており、これらの面から１／２ｈ１の距離にある。

ＧＳ１ ガラス層１、ガラスペイン１
ＧＳ２ ガラス層２、ガラスペイン２
Ｆ 熱可塑性フィルム
Ｋ 規定領域
Ａ 周囲領域
ｇ１ 第一の境界領域
ｇ２ 第二の境界領域
ｈ１ 加工前の熱可塑性フィルムの厚さ、周囲領域Ａにおける熱可塑性フィルムの厚さ
ｈ２ 規定領域における熱可塑性フィルムの厚さ
ｈ２_ｍａｘ 規定領域における熱可塑性フィルムの最大厚さ
Ｓ 対称面、鏡面
１ ガラスペイン
２ 目
３ 光源、ＨＵＤプロジェクター
４ 一定の厚さを有する熱可塑性フィルム、加工前の熱可塑性フィルム
５ ＨＵＤ装置
６ カメラ装置
７ カメラ
８ レーザー
９ マスキングプリント
１０ 熱可塑性フィルムの表面
１０．１ 熱可塑性フィルムの第一の面
１０．２ 熱可塑性フィルムの第二の面
１１ 走査線

Claims (16)

1. 積層ガラスペイン（１）のための中間層として適している熱可塑性フィルム（Ｆ）であって、少なくとも以下を含む熱可塑性フィルム（Ｆ）：
   − カメラウィンドウ又はＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）領域のために提供される、０でないくさび角度を有している規定領域（Ｋ）、及び
   − 前記規定領域（Ｋ）のすべての側を取り囲んでいる領域であって、前記熱可塑性フィルムが実質的に一定の厚さ（ｈ１）を有している周囲領域（Ａ）、
   ここで、前記熱可塑性フィルムの前記規定領域（Ｋ）における最大厚さ（ｈ２_ｍａｘ）が、前記周囲領域（Ａ）における厚さ（ｈ１）よりも小さい。
2. 前記規定領域（Ｋ）が、変化するくさび角度を有している、請求項１に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）。
3. 前記周囲領域（Ａ）における、前記熱可塑性フィルムの厚さ（ｈ１）が、５０μｍ〜２０００μｍ、好ましくは３００μｍ〜８５０μｍ、特に好ましくは３８０μｍ〜７６０μｍである、請求項１又は２に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）。
4. 前記熱可塑性フィルム（Ｆ）が、実質的にＰＶＢでできている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）。
5. 前記熱可塑性フィルム（Ｆ）が、ノイズ低減効果を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）。
6. 前記規定領域（Ｋ）が、２０００ｍｍ^２〜２００，０００ｍｍ^２の面積にわたって延在しており、好ましくは、ＨＵＤ領域のためには、１０，０００ｍｍ^２〜２００，０００ｍｍ^２の面積にわたって、かつカメラウィンドウのためには、２０００ｍｍ^２〜１０，０００ｍｍ^２の面積にわたって延在している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）。
7. 前記熱可塑性フィルム（Ｆ）が、第一の面（１０．１）及び反対側の第二の面（１０．２）を有しており、これらの平面が、前記周囲領域（Ａ）において、互いに平行に配置されており、かつ前記熱可塑性フィルムが、前記規定領域（Ｋ）において、前記周囲領域の前記第一の面（１０．１）及び前記第二の面（１０．２）の前記平面に対して平行に、これらの平面間の中央に配置された鏡面／対称面（Ｓ）を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）。
8. 以下を含む、積層ガラスペインのための中間層として適している熱可塑性フィルム（Ｆ）の製造方法：
   − 一定の厚さ（４）を有する熱可塑性フィルムを提供すること、
   − 少なくとも一つの規定領域（Ｋ）において、レーザー（８）を使って、熱可塑性ポリマーを除去すること、
   ここで、前記熱可塑性フィルム（Ｆ）は、０でないくさび角度を有している少なくとも一つの規定領域（Ｋ）、及び前記熱可塑性フィルム（Ｆ）が実質的に一定の厚さ（ｈ１）を有している周囲領域（Ａ）を含み、
   前記熱可塑性フィルムの前記規定領域（Ｋ）における最大厚さ（ｈ２_ｍａｘ）は、前記周囲領域（Ａ）における厚さ（ｈ１）よりも小さい。
9. 前記規定領域（Ｋ）における前記くさび角度が変化する、請求項８に記載の方法。
10. 最初に、一定の厚さ（４）を有する前記熱可塑性フィルムの第一の面（１０．１）を、前記規定領域（Ｋ）においてレーザー（８）で処理し、かつその後、前記熱可塑性フィルムの第二の面（１０．２）を、同じ前記規定領域（Ｋ）においてレーザー（８）で処理する、請求項８又は９に記載の方法。
11. 前記除去の深さが、０．１０ｍｍ〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍである、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 第一のガラス層（ＧＳ１）、第二のガラス層（ＧＳ２）、及び請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）を少なくとも含み、前記熱可塑性フィルム（Ｆ）が、前記第一のガラス層（ＧＳ１）と、前記第二のガラス層（ＧＳ２）との間に配置されている、積層ガラスペイン（１）。
13. 以下の工程を含む、積層ガラスペイン（１）を製造する方法：
    − 第一のガラスペイン（ＧＳ１）を提供すること、
    − 第二のガラスペイン（ＧＳ２）を提供すること、
    − 第一のガラスペイン（ＧＳ１）上に、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱可塑性フィルム（Ｆ）を設置すること、
    − 前記熱可塑性フィルム（Ｆ）上に、第二のガラスペイン（ＧＳ２）を設置すること、及び
    − 第二のガラスペイン（ＧＳ２）を、前記熱可塑性フィルム（Ｆ）と結合すること。
14. 積層ガラスペイン（１）のヘッドアップディスプレイ領域を照らすためのプロジェクター（３）と、請求項１２に記載の積層ガラスペイン（１）とを含むヘッドアップディスプレイ装置（５）であって、操作時に、前記プロジェクター（３）が、前記規定領域（Ｋ）を実質的に照らす、ヘッドアップディスプレイ装置（５）。
15. カメラ（７）と、請求項１２に記載の積層ガラスペイン（１）とを含むカメラ装置（６）であって、前記カメラ（７）が、前記規定領域（Ｋ）を向いており、かつ前記積層ガラスペイン（１）を通過する光線を記録する、カメラ装置（６）。
16. 水上、陸上、及び空中の移動手段における、ヘッドアップディスプレイ及び／又はカメラウィンドウを有するフロントペインとしての、請求項１２に記載の積層ガラスペイン（１）の使用。

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