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自動車のフロントガラスの樹脂化は難しい?帝人が実現!

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近年は自動車の燃費向上が世界的に進められてきました。ハイブリッドや電気自動車などの新しいパワートレインの採用が話題となりますが、車体の軽量化による効果も重要です。「重量のある部品を樹脂化する」という取り組みも進められる中で、フロントガラスの樹脂化が注目されています。

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自動車のフロントガラスの樹脂化は難しい?

ガラスは密度が高く、フロントガラスだけでもかなり重量がありますので、樹脂化による軽量化は大きな効果があります。しかし、これまで自動車の量産車では、フロントガラスの樹脂化が実現していませんでした。その原因の一つは、樹脂の傷付き易さにあります。

例えば、新幹線の客車の窓に使用されているポリカーボネートは、機動隊の盾に使用されるほど耐衝撃性が優れているのですが、表面を擦ったりした時の強度(耐擦傷性)はそれほど強くなく、傷が付き易いです。この傷によって樹脂の透明性が損なわれ、すりガラスのようになってしまいます。

自動車のフロントガラスの場合は、雨が降った時などにワイパーを動かしてフロントガラスに付いた雨滴などを拭き取らなければならず、その時のワイパーによる摩擦で簡単に傷がついてしまうようでは、前が見難くなってしまうので使うことができないのです。

樹脂の耐擦傷性は、それぞれの樹脂固有の性質ですので、単純なようでかなりの難題です。

自動車のフロントガラスの樹脂化に帝人が成功!

この問題に帝人が挑戦し、長い研究開発の末に解決しました。帝人は1998年からポリカーボネート(PC)による自動車の窓ガラスの樹脂化の開発をスタートしました。当初から前述の「傷付きやすい」という問題に直面し、樹脂表面を耐擦傷性の高い材料でコーティングする方法に取り組みました。いわゆるハードコート層を設けたわけです。

実は、前述の新幹線の客車の窓も帝人のポリカーボネートが使用されており、その表面にはハードコートが形成されています。これにより、新幹線の窓に使用するには十分の耐擦傷性が得られているわけです。しかし、それでは自動車のフロントガラスに用いるには不十分な耐擦傷性でした。

そこで帝人は、このハードコート層の上に、さらに高い耐擦傷性を有する層を追加しました。これはプラズマCVDドライコート技術という独自技術を開発して初めて実現したものです。2005年から月島機械株式会社と協力して開発したそうです。


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自動車のフロントガラスの樹脂化が法改正で可能に!

自動車のフロントガラスの樹脂化は、技術だけの問題ではありません。2017年7月から適用される新しい保安基準(ECE R43 rev.4)によって、初めて法的にも認められるようになりました。

京都大学発のEVメーカーであるGLMが製造/販売するスポーツEV「トミーカイラZZ」に、帝人が開発した世界初のポリカーボネート樹脂製フロントウインドウを採用が採用されました。オープンカーのフロントガラスなのですが、ガラスの枠部分(Aピラー)を無くすことに成功しています。これは樹脂化したことで初めて実現したものです。

このように樹脂化は、軽量化だけでなく、ガラスでは実現できないような形状や他の部品の省略などの可能性もあります。

まとめ

自動車のフロントガラスの樹脂化について紹介しました。ポリカーボネートによる樹脂窓の採用が広がりそうです。

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