JP2004175593A

JP2004175593A - 合わせガラス

Info

Publication number: JP2004175593A
Application number: JP2002341402A
Authority: JP
Inventors: Isao Nakamura; 功中村
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】遮音性と日射遮蔽性の両方を改善した軽量のガラス製品はこれまで開発されていなかった。
【解決手段】遮音性フィルムを２枚の日射遮蔽性能を持たした中間膜で挟んだ構成からなり、日射遮蔽性能と遮音性能を有することおよび厚さの合計が４ｍｍ以上５ｍｍ以下の合わせガラスである。日射遮蔽性能をもった中間膜の厚さが１枚当り０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の厚さである合わせガラスである。さらに、２５００〜５０００Ｈｚにおいて、その遮音性能が５ｄＢ以上、可視光透過率が７０％以上、日射透過率が６０％以下、さらには軽量である特徴も有す。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用や鉄道車両の窓ガラス、建築用窓ガラスなど合わせガラスが使われている分野、あるいは強化ガラスや網入りガラスが使われている多くの分野で使用できる。特に、自動車用フロントガラスとしても使用できる。
【０００２】
【従来の技術】
合わせガラスは、２枚以上のガラスを合わせ膜で貼り合わせたガラス商品であり、破壊した場合でもガラスが飛散や脱落しにくいという特徴および紫外線をカットするという特徴を有している。この特徴を生かし、合わせガラスは安全性や防犯性が要求される場所、あるいは紫外線を防止したい場所など、数多くのところで使われている。その使用例は、自動車のフロントガラス、建築物や鉄道車両のドアや窓ガラス、ショーウィンドウ、水槽、プールの覗き窓、ベランダのフェンスなど、数多い。なお、中間膜と呼ばれることが多い合わせ膜としては、ポリビニルブチラール（以下，ＰＶＢ）が使われている場合が多い。
【０００３】
合わせガラスは、２枚以上のガラスと中間膜という異なる特性をもつ材料から構成されているため、安全性、防犯性や紫外線カット性の他、ガラスのみでは難しい特性も得ることができる。遮音性と日射遮蔽性も着目され、その改良が試みられている。
【０００４】
遮音性についても、合わせガラスとすることにより、その特性を改善することができる。すなわち、その遮音特性は主にガラスの板厚の影響を受ける質量則とコインシデンス効果と呼ばれる周波数依存をもった遮音性の低下現象で決まる。一般的には、遮音性を上げるために質量則の観点からガラスの板厚を増大する方向が良いとされているが、その材料自身やその板厚など多くの点でコインシデンス効果が変化するので、遮音特性は主にコインシデンス効果から判断されることも多い。しかし、コインシデンス効果も存在する中で、ガラスの板厚は破壊強度や重量など、遮音性以外の要素から決まることが多い。従って、単板ガラスの場合、質量則とコインシデンス効果という２つの現象は必然的なものとなり、遮音性の改善は非常に難しくなる。
【０００５】
これに対し、合わせガラスは中間膜という別の特性を持った材料も有するため、コインシデンス効果を引き起こす周波数が異なるので、中間膜とガラス板のそれぞれのコインシデンス周波数を考慮することにより、改善を行うことができる。
【０００６】
さらに、中間膜の材料を変えることにより、遮音性を大幅に改善することができる。しかし、遮音性が改善された中間膜は一般的に柔らかであり、例えば自動車用窓ガラスの強度関係の試験に合格することはできない。遮音性を改善した中間膜は自動車用窓ガラスには使用することができないので、自動車用窓ガラスの遮音性を改善しようとする場合には、別の手法を使わなければならない。自動車用窓ガラスを厚くすれば、遮音性を上げることができ、破壊強度の問題も解消するが、重量増加という基本的な問題が顕著になる。
【０００７】
公知文献をみれば、ＰＶＢフィルムと遮音フィルムを組み合わせた合わせガラス（例えば、特許文献１参照）、可塑化ポリビニルブチラールとジメチルホルムアミドを含有する遮音性合わせガラス（例えば、特許文献２参照）等が開示されている。
【０００８】
日射遮蔽性についても、省エネルギの観点から着目されている。例えば、夏の暑い日には、自動車の内部はかなりの高温になることが知られており、多くの人々はクーラーをつけて対応している。しかし、クーラーの多用は石油資源の使用に加えて、二酸化炭素の発生も誘発し、大きな環境問題となっている。この問題は自動車に限らず、多くの建築物でも同様である。
【０００９】
このため、日射遮蔽性を上げることが検討され、熱線と呼ばれる赤外領域の光を防ぐ手法やガラス製品が検討されている。例えば、ガラスの片面または両面に日射反射性能をもった膜を付与した熱線反射ガラスがある。この熱線反射ガラスは熱線反射という点では高い性能をもつが、光の透過特性を下げるという問題があり、例えば自動車のフロントガラスとして用いる場合には問題が生ずる。透視性が確保される透明性を有しながら、日射遮蔽性能を有すガラス製品とすることは簡単ではない。
【００１０】
公知文献をみれば、可塑剤を用いて成形してなる樹脂膜中に機能性超微粒子を付与して日射遮蔽性を改良した自動車用合わせガラス（例えば、特許文献３参照）、赤外線遮蔽性微粒子を含んだ中間膜と０．３〜１％鉄分含有のガラスを組み合わせた合わせガラス（例えば、特許文献４参照）、さらには０．２μｍ以下の赤外線遮蔽性微粒子の含有率とガラスのトータル日射透過率を限定した合わせガラス（例えば、特許文献５参照）などが開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−１６５２３５号公報
【特許文献２】
特開平３−１１２８３５号公報
【特許文献３】
特開平８−２５９２７９号公報
【特許文献４】
特開２００１−１５１５３９号公報
【特許文献５】
特開２００２−１７３３４６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
遮音性を向上させるためには、板厚を厚くする方向が良好な結果を示す。しかし、板厚を厚くしても、コインシデンス効果のためにすべての周波数で遮音性を満足することはできない上、環境的な問題も発生する。日射遮蔽性については、透視性が確保される透明度を維持しながら、日射遮蔽性能を付与するのは簡単ではない。さらに、例えば自動車用フロントガラスとして用いる場合、燃費を考慮した軽量化の問題からその厚さの合計は５ｍｍ以下で、強度的な問題や透視性を確保し、遮音性と日射遮蔽性をも満足するガラス製品はこれまでなかった。
【００１３】
すなわち、特開平９−１６５２３５号公報や特開平３−１１２８３５号公報で開示された合わせガラスの場合、遮音性は良いが、日射遮蔽性に問題がある。一方、特開平８−２５９２７９号公報、特開２００１−１５１５３９号公報および特開２００２−１７３３４６号公報で開示された合わせガラスの場合、日射遮蔽性は良いが、遮音性に問題がある。
【００１４】
このように、遮音性を改善したガラス製品および日射遮蔽性を改善したガラス製品はそれぞれ提案されているが、遮音性と日射遮蔽性の両方を改善した軽量のガラス製品はこれまで開発されていなかった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するために、鋭意検討した結果、本発明に至った。本発明は、２枚のガラス板状体の間に中間膜層を有する合わせガラスにおいて、遮音性フィルムを２枚の日射遮蔽性能を持たした中間膜で挟んだ構成からなり、日射遮蔽性能と遮音性能を有することおよび厚さの合計が４ｍｍ以上５ｍｍ以下の合わせガラスである。
【００１６】
また、２枚のガラス、日射遮蔽性能をもつ中間膜層、および遮音性能をもつフィルムからなり、その厚さの合計が４ｍｍ以上５ｍｍ以下である合わせガラスである。
【００１７】
日射遮蔽性能をもった中間膜の厚さが１枚当り０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の厚さである合わせガラスである。
【００１８】
さらに、２５００〜５０００Ｈｚにおいて、その遮音性能が５ｄＢ以上、可視光透過率が７０％以上、日射透過率が６０％以下である合わせガラスである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、図１に示すように、２枚のガラス板１、５の間に、遮音性フィルム３を２枚の日射遮蔽性能を持たした中間膜２、４で挟んだ構成からなる合わせガラスである。
【００２０】
外側の２枚のガラス板は、本発明品の透明性、化学的耐久性、強度、硬度などを得る材料として不可欠である。１枚当りのガラス板の厚さは、２ｍｍ±０．４程度が適切であるが、他の要求物性との絡みで、多少の変動は許される。
【００２１】
遮音性を有すフィルムは、遮音性の他、透明性や強度も重要である。また、厚さも薄い方が望ましい。このフィルムとしては、ＰＥＴフィルムが好適である。
【００２２】
日射遮蔽性能を持たした中間膜は、重要であり、不可欠である。この中間膜は一般的にはＰＶＢ膜が使われる。日射遮蔽性能については、機能性超微粒子を付与する方法でも良いし、他の方法でも良い。しかし、この中間膜は、日射遮蔽性能の他、強度や透視性も重要である。また、ガラス板と遮音性を有すフィルムを接着させる効果も必要である。
【００２３】
厚さの合計は４ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが必要である。４ｍｍよりも薄いと、遮音性を満足することはできない。また、自動車用合わせガラスとして用いる場合には、その要求強度を満足させることができない。一方、５ｍｍを超えると、その重量が増すので、例えば自動車のフロントガラスとして使うことはできなくなる。望ましくは、４．１〜４．７ｍｍの厚さである。
【００２４】
日射遮蔽性能をもった中間膜の厚さが１枚当り０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の厚さであることも重要である。その厚さが０．３ｍｍよりも薄いと、強度上の問題が発生する。また、合わせガラスの大きな長所の一つとされる紫外線カット効果にも問題がでてくる。０．４ｍｍを超えると、その重量が増すので、例えば自動車のフロントガラスとして使うことはできなくなる。望ましくは、４．１〜４．７ｍｍの厚さである。
【００２５】
さらに、２５００〜５０００Ｈｚにおいて、その平均的な遮音性能を５ｄＢ以上向上させることが必要である。２５００〜５０００Ｈｚの範囲としたのは、この領域でコインシデンス効果による差異が大きくなり、材料による差異が最も顕著となるからである。５ｄＢよりも小さいと、その遮音性は小さすぎ、遮音性に対する要求を満たさない。遮音性能とは、例えばＪＩＳＡ１４１６に準じた２５００〜５０００Ｈｚにおける平均的な遮音特性であり、コインシデンス効果領域における改善性能である。
【００２６】
可視光透過率は７０％以上が必要である。７０％未満の場合、その透視性に問題があり、例えば自動車用フロントガラスとして使用することができない。望ましくは、７５％以上である。
【００２７】
日射透過率は６０％以下が必要である。６０％を超える場合、その日射遮蔽性は要求仕様を満足しているとは言えない。望ましくは、５５％以下である。
【００２８】
ここで、述べている可視光透過率および日射透過率は、いわゆる自動車用ガラスの判定で用いられるＡ光源（タングステン光源）での３８０〜７８０ｎｍおよび３００〜２５００ｎｍでの値であり、可視光線透過率についてはＪＩＳＺ８７２２、日射透過率はＩＳＯ−ＤＩＳ１３８３７で決められた方法に基づく平均値である。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例に基づき、述べる。
【００３０】
（実施例１）
厚さが２ｍｍで３００ｍｍｘ３００ｍｍのフロートガラスと厚さが０．１ｍｍで３００ｍｍｘ３００ｍｍのＰＥＴフィルムを準備した。先ず、機能性超微粒子（材料：２０ｗｔ％ＡＴＯ（導電性アンチモン含有錫酸化物）、粒径：０．０２μｍ以下）分散ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）１０ｇと通常のＤＯＰをＰＶＢ樹脂４８５ｇに添加し、他の紫外線吸収剤とともに、約７０度で約１５分練りこみ混合した。得られた製膜用原料樹脂を型押出機にて１９０℃前後で厚さ０．３８ｍｍ程度にフィルム化し、ロールに巻き取った。このとき、フィルム表面にはエンボスと呼ぶ凹凸を付けた。
【００３１】
次に、ＰＶＢフィルムを３００ｍｍｘ３００ｍｍの大きさに切断し、２枚のＰＶＢフィルムを得た。上から、フロートガラス、ＰＶＢフィルム、ＰＥＴフィルム、ＰＶＢフィルム、フロートガラスとして重ね、合わせガラス化処理を行った。合わせガラス化は、予備接着（ゴム製の真空袋、８０〜１１０℃、２０〜３０分）と本接着（オートクレーブ、１１０〜１４０℃、２０〜４０分、１０〜１４ｋｇｆ／ｃｍ^２）の２段階で行った。
【００３２】
得られた合わせガラスについて、以下の試験を行った。その結果を図２〜３に示す。なお、この合わせガラス試料のトータル厚さは４．７ｍｍである。
【００３３】
図２は２０℃における遮音性試験の結果で、２のデータが本発明にあたる。縦軸は音響透過損失（ｄＢ）を、横軸は周波数（Ｈｚ）である。１は基準とするフロートガラス単板（４ｍｍ）、３は従来の合わせガラスの場合を示している。本発明の２の値は、フロートガラス１の値よりも、遮音性能が良好であることが分かる。すなわち、本発明による合わせガラスでは、コインシデンス効果はほとんど認められず、２５００〜５０００Ｈｚにおける遮音性能は約９ｄＢであり、５ｄＢ以上であることが確認された。なお、遮音性能の測定は、ＪＩＳＡ１４１６に準じて行った。
【００３４】
図３は、分光透過曲線である。縦軸は透過率（％）、横軸は波長（ｎｍ）であり、１は本発明を２は従来の合わせガラスの場合を示している。本発明による合わせガラスでは、可視光域では透過率が確保されているのに対し、赤外および遠赤外域で透過率が大幅に下がっており、日射遮蔽性が大幅に上がったことを示している。この結果、３８０〜７８０ｎｍでの可視光透過率が７７％、３００〜２５００ｎｍでの日射透過率が４６％であり、可視光透過率が７０％以上、日射透過率が６０％以下であることが確認された。なお、可視光線透過率についてはＪＩＳＺ８７２２、日射透過率はＩＳＯ−ＤＩＳ１３８３７に準じて測定した。
【００３５】
この他、ＪＩＳＲ３２１１に基づく透視歪試験、二重像試験、耐光性試験、耐熱性試験、耐湿性試験、およびヘッドフォーム試験なども併せて行い、全ての試験に合格していることを確認した。
【００３６】
（実施例２）
実施例１と同様の手法で、０．３２ｍｍの機能性超微粒子付与のＰＶＢフィルムを得て、同寸法の合わせガラスで同様の試験を行った。この結果、２５００〜５０００Ｈｚにおける遮音性能は８ｄＢ、可視光透過率が７６％、日射透過率が４８％であった。この他、ＪＩＳＲ３２１１に基づく透視歪試験、二重像試験、耐光性試験、耐熱性試験、耐湿性試験、およびヘッドフォーム試験なども併せて行い、全ての試験に合格していることを確認した。なお、この合わせガラス試料のトータル厚さは４．７ｍｍであった。
【００３７】
（実施例３）
実施例１と同様の手法で、０．３８ｍｍの機能性超微粒子付与のＰＶＢフィルムを得た。同寸法のフロートガラスを１．８ｍｍに変え、その合わせガラスで同様の試験を行った。この結果、２５００〜５０００Ｈｚにおける遮音性能は１２ｄＢ、可視光透過率が７８％、日射透過率が４０％であった。この他、ＪＩＳＲ３２１１に基づく透視歪試験、二重像試験、耐光性試験、耐熱性試験、耐湿性試験、およびヘッドフォーム試験なども併せて行い、全ての試験に合格していることを確認した。なお、この合わせガラス試料のトータル厚さは４．３ｍｍであった。
【００３８】
（比較例１）
実施例１と同様の合わせガラスを、ＰＥＴフィルムなしで作製した。この合わせガラスで同様の試験を行った。この結果、２５００〜５０００Ｈｚにおける遮音性能は４ｄＢで通常の合わせガラスと同等であり、遮音性能に問題が発生した。なお、この合わせガラス試料のトータル厚さは４．７ｍｍであり、可視光透過率が７７％、日射透過率が４６％であった。
【００３９】
（比較例２）
実施例１と同様の手法で、０．２８ｍｍの機能性超微粒子付与のＰＶＢフィルムを得て、同寸法の合わせガラスで同様の試験を行った。この結果、２５００〜５０００Ｈｚにおける遮音性能は８ｄＢ、可視光透過率が７３％、日射透過率が５１％であり、遮音性能と日射透過率に大きな問題はなかったが、この合わせガラスではヘッフォーム試験に合格しなかった。なお、本試料のトータル厚さは４．６４ｍｍであった。
【００４０】
（比較例３）
実施例１と同様の手法で、０．４３ｍｍの機能性超微粒子付与のＰＶＢフィルムを得て、同寸法の合わせガラスで同様の試験を行った。このとき、フロートガラスの厚さを２．３ｍｍとした。この結果、２５００〜５０００Ｈｚにおける遮音性能は１０ｄＢ、可視光透過率が７４％、日射透過率が３９％であった。しかし、この合わせガラス試料のトータル厚さは５．５ｍｍとなって実施例１の場合よりも約１７％も増加し、従来の自動車用フロントガラスの厚さを大きく超えてしまったため、自動車用フロントガラスとしては実用化できなかった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の合わせガラスによれば、遮音性と日射遮蔽性の両方を改良した軽量の合わせガラスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す概念図である。
【図２】実施例１で得られた２０℃における遮音性試験の結果である。
【図３】実施例１で得られた分光透過曲線の結果である。
【符号の説明】
１ガラス板
２中間膜
３遮音フィルム
４中間膜
５ガラス板

Claims

２枚のガラス板状体の間に中間膜層を有する合わせガラスにおいて、遮音性フィルムを２枚の日射遮蔽性能を持たした中間膜で挟んだ構成からなり、日射遮蔽性能と遮音性能を有することおよび厚さの合計が４ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする合わせガラス。
日射遮蔽性能をもった中間膜の厚さが１枚当り０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の厚さであることを特徴とする請求項１に記載の合わせガラス。
２５００〜５０００Ｈｚにおいて、その遮音性能が５ｄＢ以上であることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の合わせガラス。
可視光透過率が７０％以上、日射透過率が６０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の合わせガラス。