特開 2024-137365 ウィンドウフィルムおよびガラス窓

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137365

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】ウィンドウフィルムおよびガラス窓

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/049 20140101AFI20240927BHJP

   E06B 5/00 20060101ALI20240927BHJP

   G02B 5/22 20060101ALI20240927BHJP

   H02S 20/26 20140101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L31/04 562

E06B5/00 A

G02B5/22

H02S20/26

E06B5/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048860

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】石井 久史

【テーマコード（参考）】

2E239

2H148

5F251

【Ｆターム（参考）】

2E239AA01

2H148CA12

2H148CA17

2H148CA24

5F251BA18

5F251DA15

5F251JA02

5F251JA03

5F251JA05

(57)【要約】

【課題】ガラスパネルの熱割れを抑制することのできるウィンドウフィルムを提供する。
【解決手段】ガラスパネル１２上に貼り付けられるウィンドウフィルム１１は、太陽電池セル層２０と、ガラスパネル１２から熱を吸収する熱吸収層２２と、最上面に配置された保護層２４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスパネル上に貼り付けられるウィンドウフィルムであって、
太陽電池セル層と、
前記ガラスパネルから熱を吸収する熱吸収層と、
最上面に配置された保護層と、
を備えるウィンドウフィルム。

【請求項2】

前記太陽電池セル層は、近赤外波長帯または近赤外および中赤外波長帯に波長感度を有する、請求項１に記載のウィンドウフィルム。

【請求項3】

前記太陽電池セル層と異なる波長感度を有する第２の太陽電池セル層をさらに備える、請求項１に記載のウィンドウフィルム。

【請求項4】

前記太陽電池セル層は、近赤外波長帯または近赤外および中赤外波長帯の一方に波長感度を有し、
前記第２の太陽電池セル層は、近赤外波長帯または近赤外および中赤外波長帯の他方に波長感度を有する、請求項３に記載のウィンドウフィルム。

【請求項5】

前記ガラスパネル側から順に、前記太陽電池セル層と、前記熱吸収層と、前記保護層とが積層される、請求項１に記載のウィンドウフィルム。

【請求項6】

前記ガラスパネル側から順に、前記太陽電池セル層と、前記熱吸収層と、前記第２の太陽電池セル層と、前記保護層とが積層される、請求項３に記載のウィンドウフィルム。

【請求項7】

前記ガラスパネル側から順に、前記太陽電池セル層と、前記第２の太陽電池セル層と、前記熱吸収層と、前記保護層とが積層される、請求項３に記載のウィンドウフィルム。

【請求項8】

前記ガラスパネル側から順に、前記熱吸収層と、前記太陽電池セル層と、前記保護層とが積層される、請求項１に記載のウィンドウフィルム。

【請求項9】

前記ガラスパネル側から順に、前記熱吸収層と、前記太陽電池セル層と、前記第２の太陽電池セル層と、前記保護層とが積層される、請求項３に記載のウィンドウフィルム。

【請求項10】

ガラスパネルと、
前記ガラスパネルの外周端部を支持するフレームと、
前記ガラスパネルの露出している面上に貼り付けられた請求項１から９のいずれかに記載のウィンドウフィルムと、
を備えるガラス窓。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスパネルに貼り付けられるウィンドウフィルムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ガラスの飛散防止、日射調整、装飾、紫外線カットなどを目的として、ガラスパネルに貼り付けるウィンドウフィルムが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－２２３７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ガラス窓は、ガラスパネルと、該ガラスパネルを支持するフレーム（サッシ）とを備える。ガラスパネルの外周端部は、フレームに設けられた溝に挿入されており、露出していない。ガラスパネルの露出している部分は、日射が直接当たり、吸熱して高温となり膨張しやすい。一方、ガラスパネルの外周端部は、フレームに呑み込まれているため日射を受けず、膨張しにくい。そのため、ガラスパネルの外周部において、ガラス内部に歪みが生じ、ガラスが破損する「熱割れ」と呼ばれる現象が生じる場合がある。

【0005】

特に、ガラスパネルにウィンドウフィルムが貼り付けられている場合、ウィンドウフィルムによる断熱効果や反射効果でガラスパネル内に熱が残りやすいため、熱割れが生じやすくなる。

【0006】

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、ガラスパネルの熱割れを抑制することのできるウィンドウフィルムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のウィンドウフィルムは、ガラスパネル上に貼り付けられるウィンドウフィルムであって、太陽電池セル層と、ガラスパネルから熱を吸収する熱吸収層と、最上面に配置された保護層と、を備える。

【0008】

本発明の別の態様は、ガラス窓である。このガラス窓は、ガラスパネルと、ガラスパネルの外周端部を支持するフレームと、ガラスパネルの露出している面上に貼り付けられた上記のウィンドウフィルムと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るウィンドウフィルムが貼り付けられたガラス窓を示す概略断面図である。

【図2】比較例に係るウィンドウフィルムが貼り付けられたガラス窓を示す概略断面図である。

【図3】第２実施形態に係るウィンドウフィルムが貼り付けられたガラス窓を示す概略断面図である。

【図4】第３実施形態に係るウィンドウフィルムが貼り付けられたガラス窓を示す概略断面図である。

【図5】第４実施形態に係るウィンドウフィルムが貼り付けられたガラス窓を示す概略断面図である。

【図6】第５実施形態に係るウィンドウフィルムが貼り付けられたガラス窓を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。以下の構成は本開示を理解するための例示を目的とするものであり、本開示の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ定まる。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0011】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１が貼り付けられたガラス窓１０を示す概略断面図である。ガラス窓１０は、建物の開口部や腰部に配置される。

【0012】

図１に示すように、ガラス窓１０は、ガラスパネル１２と、ガラスパネル１２を支持するフレーム１４と、を備える。フレーム１４は、ガラスパネル１２の外周端部１２ａが挿入される溝部１４ａを有する。下部のフレーム１４の溝部１４ａ内には、ガラスパネル１２の荷重を支えるためのセッティングブロック１６が配置されている。また、フレーム１４の溝部１４ａ内には、ガラスパネル１２とフレームとの隙間を埋めるためのシーリング材１８が設けられている。このように、ガラス窓１０においては、ガラスパネル１２の外周端部がフレーム１４に呑み込まれており、露出していない。ガラスパネル１２の外周端部１２ａ以外の面は露出している。

【0013】

ウィンドウフィルム１１は、ガラスパネル１２の屋内側の露出面に貼り付けられる。ウィンドウフィルム１１は、ガラスパネル１２側から順に、ガラス側保護層２１と、封止材で挟まれた太陽電池セル層２０と、熱吸収層２２と、保護層２４とが積層されている。保護層２４はウィンドウフィルム１１の最上面に配置されている。ガラス側保護層２１、太陽電池セル層２０、熱吸収層２２および保護層２４は、一体に形成されており、ガラス側保護層２１の太陽電池セル層２０側の面と反対側の面に粘着層または接着層（図示せず）が設けられている。

【0014】

太陽電池セル層２０は、複数の太陽電池セルが配列された層である。太陽電池セルは、光起電力効果を利用し、太陽光エネルギーを電力に変換するものである。太陽電池セル層２０では、複数の太陽電池セルが電気的に直列および／または並列に接続され、必要な所定の電圧を得られるようになっている。太陽電池セル層２０で生じた電力は、配線（図示せず）を介して外部に取り出される。

【0015】

太陽電池セル層２０は、近赤外波長帯（例えば７８０ｎｍ～１２００ｎｍ）に波長感度を有する透明太陽電池セル層（可視光に対しては高透過率）であってよい。あるいは、太陽電池セル層２０は、近赤外から中赤外波長帯（例えば１４００ｎｍ～４０００ｎｍ）に波長感度を有する透明太陽電池セル層（可視光に対しては高透過率）であってもよい。

【0016】

熱吸収層２２は、可視光線、近赤外線および中赤外線の透過率は高いが、熱伝導でガラスパネル１２から熱を吸収するものであってよい。あるいは、熱吸収層２２は、可視光線の透過率は高いが近赤外線および中赤外線を吸収し、熱伝導でガラスパネル１２から熱を吸収するものであってもよい。あるいは、熱吸収層２２は、可視光線や近赤外線の透過率は高いが中赤外線を吸収し、熱伝導でガラスパネル１２から熱を吸収するものであってもよい。あるいは、熱吸収層２２は、可視光線や中赤外線の透過率は高いが近赤外線を吸収し、熱伝導でガラスパネル１２から熱を吸収するものであってもよい。熱吸収層２２は、例えば、透過性のあるＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、六ホウ化物、セシウムドープ酸化タングステンを用いて形成されてよい。

【0017】

ガラス側保護層２１、保護層２４は、ウィンドウフィルム１１の全体を保護する目的で設けられるものであり、透明で日射透過率と放射率の高い材料が用いられてよい。ガラス側保護層２１、保護層２４は、例えばＥＴＦＥ（Ethylene Tetra Fluoro Ethylen）やＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）を用いて形成されてよい。

【0018】

（比較例）
第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１の作用について説明する前に、比較例について説明する。図２は、比較例に係るウィンドウフィルム１１１が貼り付けられたガラス窓１１０を示す概略断面図である。比較例に係るウィンドウフィルム１１１は通常のウィンドウフィルムであり、屋内側への光の透過や熱の移動などを抑制するものである。

【0019】

図２には、日射熱がガラス窓１１０を介してどのように伝熱されるかを太線矢印を用いて表している。ガラスパネル１２の露出している部分に入射した日射熱は、一部が屋内側へ透過し、一部がガラスパネル１２で反射し、一部がガラスパネル１２内に吸収され、ガラスパネル１２内で伝熱される。ガラスパネル１２内を伝わる熱は、一部が屋内側へ放射され、一部が屋外側へ放射される。ここで、比較例に係るウィンドウフィルム１１１が断熱層として働くため、屋内側への熱の放射は小さくなり、ガラスパネル１２内の熱を逃がすルートとしては屋外側への放射に対する依存度が高くなることから、ガラスパネル１２内に熱が残りやすい。また、ウィンドウフィルム１１１が光反射層となるため、ガラスパネル１２を透過してきた光をガラスパネル１２へ再び返すこととなり、ガラスパネル１２の熱吸収分は増加する。一方、ガラスパネル１２の外周端部１２ａはフレーム１４内に隠れており、露出していないことから、日射熱の影響を受けない。そのため、ガラスパネル１２の外周部において、露出部分と非露出部分の温度差が大きくなることから、ガラス内部に歪みが生じ、熱割れが生じる場合がある。

【0020】

図１に戻り、第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１の作用について説明する。ガラスパネル１２の露出している部分に入射した日射光は、一部が屋内側へ透過し、一部がガラスパネル１２で反射し、一部がガラスパネル１２内に吸収される。ガラスパネル１２の熱は熱吸収層２２に吸収され、熱吸収層２２から放射率が大きい保護層２４を介して屋内側へ放射される。また、ガラスパネル１２に入射する近赤外線および中赤外線は熱吸収層２２を透過し、その一部が熱吸収層２２で吸収され、放射率が大きい保護層２４を介して屋内側へ放射される。さらに、ウィンドウフィルム１１では、太陽電池セル層２０として近赤外波長帯に波長感度を有するものを用いた場合、太陽電池セル層２０で近赤外線が電力に変換され、消費される。これにより、ガラスパネル１２の外周部における露出部分と非露出部分の温度差は、比較例の場合よりも小さくなり、その結果、熱割れを抑制することができる。

【0021】

また、第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１によれば、太陽電池セル層２０で近赤外線が電力に変換され、消費されることにより、屋内側への近赤外線透過成分と放射熱を減らすことができ、断熱遮熱効果を高めることができる。さらに、第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１によれば、太陽電池セル層２０で発電した電力を利用することができる。

【0022】

太陽電池セル層２０として近赤外から中赤外波長帯に波長感度を有するものを用いた場合も同様であり、太陽電池セル層２０で近赤外線から中赤外線が電力に変換され、消費されるため、ガラスパネル１２への再反射分による熱吸収を抑制し、ガラスパネル１２における露出部分と非露出部分の温度差を小さくでき、熱割れを抑制できる。

【0023】

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係るウィンドウフィルム３１が貼り付けられたガラス窓３０を示す概略断面図である。このウィンドウフィルム３１は、熱吸収層２２と保護層２４との間に、太陽電池セル層（第１太陽電池セル層と呼ぶ）２０と異なる波長感度を有する第２太陽電池セル層２６をさらに備える点が、第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１（図１参照ｓ）と異なる。ウィンドウフィルム３１では、ガラスパネル１２側から順に、ガラス側保護層２１と、第１太陽電池セル層２０と、熱吸収層２２と、第２太陽電池セル層２６と、保護層２４とが積層されている。

【0024】

第１太陽電池セル層２０は近赤外波長帯に波長感度を有し、第２太陽電池セル層２６は近赤外と中赤外波長帯に波長感度を有してよい。あるいは、第１太陽電池セル層２０は近赤外と中赤外波長帯に波長感度を有し、第２太陽電池セル層２６は近赤外波長帯に波長感度を有してもよい。

【0025】

第２実施形態に係るウィンドウフィルム３１によれば、太陽電池セル層２０および第２太陽電池セル層２６を備えることにより、近赤外線および中赤外線が電力に変換され、消費されるため、ガラスパネル１２における露出部分と非露出部分の温度差を第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１と比較してさらに小さくできる。従って、熱割れをより効果的に抑制できる。また、屋内側への放射熱を第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１と比較してさらに減らすことができるので、断熱遮熱効果をより向上できる。また、近赤外線および中赤外線を電力に変換できるので、発電力を増やすことができる。

【0026】

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係るウィンドウフィルム４１が貼り付けられたガラス窓４０を示す概略断面図である。このウィンドウフィルム４１は、太陽電池セル層（第１太陽電池セル層と呼ぶ）２０と熱吸収層２２との間に、第１太陽電池セル層２０と異なる波長感度を有する第２太陽電池セル層２６をさらに備える点が、第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１（図１参照）と異なる。ウィンドウフィルム４１では、ガラスパネル１２側から順に、ガラス側保護層２１と、第１太陽電池セル層２０と、第２太陽電池セル層２６と、熱吸収層２２と、保護層２４とが積層されている。

【0027】

第１太陽電池セル層２０は近赤外波長帯に波長感度を有し、第２太陽電池セル層２６は近赤外と中赤外波長帯に波長感度を有してよい。あるいは、第１太陽電池セル層２０は赤外波長帯に波長感度を有し、第２太陽電池セル層２６は近赤外波長帯に波長感度を有してもよい。

【0028】

第３実施形態に係るウィンドウフィルム３１によれば、太陽電池セル層２０および第２太陽電池セル層２６を備えることにより、近赤外線および中赤外線が電力に変換され、消費されるため、ガラスパネル１２における露出部分と非露出部分の温度差を第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１と比較してさらに小さくできる。従って、熱割れをより効果的に抑制できる。また、屋内側への放射熱を第１実施形態に係るウィンドウフィルム１１と比較してさらに減らすことができるので、断熱遮熱効果をより向上できる。また、近赤外線および中赤外線を電力に変換できるので、発電力を増やすことができる。

【0029】

太陽電池セル層２０と第２太陽電池セル層２６は一体でもよいし、重ねてもよい。第２太陽電池セル層２６を近赤外と中赤外線波長帯に波長感度を有するものとする場合、両面受光型としてもよい。この場合、熱吸収層２２での近赤外と中赤外線の吸収分を発電できるため、より効果的に熱割れを抑制でき、断熱遮熱効果を向上できる。

【0030】

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態に係るウィンドウフィルム５１が貼り付けられたガラス窓５０を示す概略断面図である。

【0031】

ウィンドウフィルム５１は、ガラスパネル１２の屋内側の露出面に貼り付けられる。ウィンドウフィルム１１は、ガラスパネル１２側から順に、ガラス側保護層２１と、熱吸収層２２と、太陽電池セル層２０と、保護層２４とが積層されている。保護層２４はウィンドウフィルム５１の最上面に配置されている。ガラス側保護層２１と熱吸収層２２の積層順序は逆であってもよい。

【0032】

太陽電池セル層２０は、近赤外波長帯（例えば７８０ｎｍ～１２００ｎｍ）に波長感度を有する透明太陽電池セル層（可視光に対しては高透過率）であってよい。あるいは、太陽電池セル層２０は、近赤外および中赤外波長帯（例えば１４００ｎｍ～４０００ｎｍ）に波長感度を有する透明太陽電池セル層（可視光に対しては高透過率）であってもよい。

【0033】

第４実施形態に係るウィンドウフィルム５１の作用について説明する。ガラスパネル１２の露出している部分に入射した日射光は、一部が屋内側へ透過し、一部がガラスパネル１２で反射し、一部がガラスパネル１２内に吸収される。ガラスパネル１２の熱は熱吸収層２２に吸収され、熱吸収層２２から放射率が大きい保護層２４を介して屋内側へ放射される。また、ガラスパネル１２に入射する近赤外線および中赤外線は熱吸収層２２を透過し、その一部が熱吸収層２２で吸収され、放射率が大きい保護層２４を介して屋内側へ放射される。さらに、ウィンドウフィルム５１では、太陽電池セル層２０として近赤外波長帯に波長感度を有するものを用いた場合、太陽電池セル層２０で近赤外線が電力に変換され、消費される。これにより、ガラスパネル１２の外周部における露出部分と非露出部分の温度差は、比較例（図２参照）の場合よりも小さくなり、その結果、熱割れを抑制することができる。

【0034】

また、第４実施形態に係るウィンドウフィルム５１によれば、太陽電池セル層２０で近赤外線が電力に変換され、消費されることにより、屋内側への放射熱を減らすことができ、断熱遮熱効果を高めることができる。さらに、第４実施形態に係るウィンドウフィルム１１によれば、太陽電池セル層２０で発電した電力を利用することができる。

【0035】

太陽電池セル層２０として近赤外と中赤外波長帯に波長感度を有するものを用いた場合も同様であり、太陽電池セル層２０で近赤外線と中赤外線が電力に変換され、消費されるため、ガラスパネル１２における露出部分と非露出部分の温度差を小さくでき、熱割れを抑制できる。

【0036】

（第５実施形態）
図６は、第５実施形態に係るウィンドウフィルム６１が貼り付けられたガラス窓６０を示す概略断面図である。このウィンドウフィルム６１は、太陽電池セル層（第１太陽電池セル層と呼ぶ）２０と保護層２４との間に、第１太陽電池セル層２０と異なる波長感度を有する第２太陽電池セル層２６をさらに備える点が、第４実施形態に係るウィンドウフィルム５１（図５参照）と異なる。ウィンドウフィルム６１では、ガラスパネル１２側から順に、ガラス側保護層２１と、熱吸収層２２と、第１太陽電池セル層２０と、第２太陽電池セル層２６と、保護層２４とが積層されている。ガラス側保護層２１と熱吸収層２２の積層順序は逆であってもよい。

【0037】

第１太陽電池セル層２０は近赤外波長帯に波長感度を有し、第２太陽電池セル層２６は近赤外と中波長帯に波長感度を有してよい。あるいは、第１太陽電池セル層２０は近赤外と中赤外波長帯に波長感度を有し、第２太陽電池セル層２６は近赤外波長帯に波長感度を有してもよい。

【0038】

第５実施形態に係るウィンドウフィルム６１によれば、太陽電池セル層２０および第２太陽電池セル層２６を備えることにより、近赤外線および中赤外線が電力に変換され、消費されるため、ガラスパネル１２における露出部分と非露出部分の温度差を第４実施形態に係るウィンドウフィルム５１と比較してさらに小さくできる。従って、熱割れをより効果的に抑制できる。また、屋内側への放射熱を第４実施形態に係るウィンドウフィルム５１と比較してさらに減らすことができるので、断熱遮熱効果をより向上できる。また、近赤外線および赤外線を電力に変換できるので、発電力を増やすことができる。

【0039】

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

【0040】

例えば、上記では、単相ガラスにウィンドウフィルムを貼り付けた実施形態を説明したが、ウィンドウフィルムは複層ガラスの外側ガラスの中空層側や内側ガラスの中空層側および屋内ガラスの屋内側面に貼り付けられてもよい。

【符号の説明】

【0041】

１０、３０、４０、５０ ガラス窓、 １１、３１、４１、５１、６１ ウィンドウフィルム、 １２ ガラスパネル、 １４ フレーム、 ２０ 太陽電池セル層、 ２２ 熱吸収層、 ２４ 保護層、 ２６ 第２太陽電池セル層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】