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JP6546170B2 - ヘッドアップディスプレイシステムのスクリーンとして使用するための積層ガラスパネル - Google Patents

ヘッドアップディスプレイシステムのスクリーンとして使用するための積層ガラスパネル Download PDF

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Description

本発明は、特に移動用機械、とりわけ自動車のための、振動音響減衰特性を有する積層グレージングを作製するため２枚のガラス板の間に組み入れること目的とする粘弾性プラスチック中間層に関する。
列車および自動車などの現代の輸送手段における快適性に寄与するあらゆる特質のうちで、静寂さが決定的要因となってきている。
音響的快適性は、ノイズ、例えばエンジン由来のノイズ、回転ノイズまたはサスペンションノイズを、その発生源においてあるいは空気または固体を通したそれらの伝播中のいずれかにおいて、例えば吸音性コーティングまたはエラストマー連結部品などを用いて処理することによって、これまで何年にもわたり改善されてきた。
車両の形状も、それら自体がノイズ源である、空気内への進入を改善しかつ乱流を削減するように改良されてきた。
近年、グレージング、特にプラチスチック中間層フィルムを含む積層グレージングが、音響的快適性の改善に対して果たし得る役割が注目されるようになってきた。積層グレージングには、突然の破砕時に破片が飛び散る危険性をなくすこと、不法侵入抑制装置を構成することといった、他の利点もある。
積層グレージングにおける標準的なプラスチックフィルムの使用は、音響的快適性を改善するためには向いていないということが実証されている。その結果、音響的快適性の改善を可能にする減衰特性を有する特定のプラスチックフィルムが開発された。
さらに、既存のフロントガラスにおいては、車両の外部を向くように意図されたガラス板の厚みは一般に２．１ｍｍであり、車両の内部を向くように意図されたガラス板の厚みは一般に１．６ｍｍである。しかしながら、燃費および誘発されるＣＯ2の排出を削減するため、自動車を軽量化しようというのが現在の傾向である。１つの手段は、より軽量の自動車グレージングを提案することである。グレージングの重量を削減するための１つの解決法は、ガラス板の厚みを削減することである。しかしながら、この厚みの削減は、結果として積層グレージングの音響特性の低下をもたらす。
さらに、太陽の赤外線による車両内の温度上昇を制限すること、搭乗者のために快適性を向上させることも重要である。
したがって、振動音響減衰特性を有する積層グレージングを作製するため２枚のガラス板の間に組み入れることを目的とし、振動−音響減衰特性を低下させることなくガラス板の厚みの削減を可能にする一方で、同時に太陽光制御をもたらす、粘弾性プラスチック中間層が必要とされている。
このために、本発明は、振動−音響減衰特性を有する積層グレージングを作製するため２枚のガラス板の間に組み入れることを目的とした粘弾性プラスチック中間層であり、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも１つの層を含むとともに、赤外線スクリーニング機能を有する粒子を含んでいる中間層であって、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上である、粘弾性プラスチック中間層を提供する。
別の特定の特徴によると、前記層はポリビニルブチラールおよび可塑剤をベースとしている。
別の特定の特徴によると、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと９００Ｈｚの間、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である。
別の特定の特徴によると、損失係数η2は０．３０超である。
別の特定の特徴によると、中間層は、標準的なＰＶＢ製の２つの外側層をも含み、前記層が２つの外側層の間にある。
別の特定の特徴によると、機械インピーダンスの測定は、積層グレージングバーの組立てから少なくとも１カ月後に実施され、積層グレージングバー自体は中間層の製造から少なくとも１カ月後に組立てられる。
本発明はまた、
・厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板と、
・厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板と、
・これらのガラス板の間にある、上述の中間層と、
を含み、ガラス板の合計厚みが厳密に３．７ｍｍ未満であるグレージングにも関する。
本発明はまた、上述のグレージングを含む自動車であって、厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板が自動車の外部に向けられ、厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板が自動車の内部に向けられている、上述のグレージングを含む自動車にも関する。
本発明はまた、上述のグレージングを自動車のフロントガラスとして使用することにも関する。
次に、本発明の他の特徴および利点について、図面を参照しながら説明する。
３つのフロントガラスについて測定した、振動数の関数としての防音曲線を示すグラフである。 本発明によるグレージングの断面図である。
本発明は、振動−音響減衰特性を備えた積層グレージングを作製するため２枚のガラス板の間に組み入れることを目的とした粘弾性プラスチック中間層に関する。この中間層は、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の層を少なくとも１つ含む。
中間層は、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって（バーのガラス板の厚みに関して唯一の差異があり、それは４ｍｍでなく２．１ｍｍである）２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである。
さらに、中間層は、太陽光制御を可能にし、その中間層を含むグレージングを装備した車両内の快適性を向上させる、赤外線スクリーニング機能を有する粒子を含む。
発明者らは、以下で見ていくように、これらの特性を含む中間層が、公知の改善された音響特性を有する中間層を組み込んだ標準的な厚みのガラスの積層グレージングの音響性能品質と同等かまたはそれを上回りさえする音響性能品質の薄型積層グレージングを得ることを可能にすることを実証した。
本発明による中間層は、積層グレージングを作製するため２枚のガラス板の間に組み入れることを目的とするものである。
図２は、本発明によるグレージングの断面図を示している。
このグレージングは、２枚のガラス板１、２を含み、これらの間に本発明による中間層が挿入されている。ガラス板への中間層のしっかりとした結合は、例えばガラス板と中間層を積み重ねそしてこの集成体をオートクレーブ内に送り込むなどの、公知の手段によって行なわれる。
グレージングのガラス板１は、車両の外部に向けようとするものであり、それに対してガラス板２は、車両の内部に向けようとするものである。グレージングが外部からの攻撃（悪天時、砂利の飛来など）に対してより良好な保護を提供できるように、ガラス板１はガラス板２よりも厚みがあるのが好ましい。具体的には、ガラスが厚くなればなるほど機械的強度は高くなる。しかしガラスは、厚くなればなるほど重くなる。そこで、グレージングの機械的強度と重量の間の妥協点を見出さなければならない。したがって、ガラス板１の厚みは、例えば０．５ｍｍと２．６ｍｍの間、好ましくは１．４ｍｍと２．０ｍｍの間になり、ガラス板２の厚みは、例えば０．５ｍｍと１．６ｍｍの間、好ましくは１．１ｍｍと１．５ｍｍの間になる。
既存のグレージングでは、ガラス板１の厚みは一般に２．１ｍｍ、ガラス板２の厚みは一般に１．６ｍｍであり、すなわち合計のガラスの厚みは３．７ｍｍである。
本発明によるグレージングは、厳密に３．７ｍｍ未満、好ましくは３．２ｍｍ以下の合計のガラス厚みを有する。
好ましくは、本発明によると、グレージングの重量を制限するために、ガラス板１の厚みは１．８ｍｍ、ガラス板２の厚みは１．４ｍｍであり、これによりこのようなグレージングを備えた車両の燃料消費量の削減が可能になる。これはまた、グレージングの取り扱いをより容易にするのと材料を節約するのを可能にする。
本発明によるグレージングはまた、厚み１．６ｍｍのガラス板１と厚み１．２ｍｍのガラス板２、または厚み１．４ｍｍのガラス板１と厚み１．１ｍｍのガラス板２を有することもできる。
中間層は、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも１つの層３で構成される。それは好ましくは、ポリビニルブチラールと可塑剤をベースとしている。可塑剤の含有量および性質とポリビニルブチラールのアセタール化度により、公知の要領で、ポリビニルブチラールと可塑剤をベースとする構成要素の剛性を変更することが可能である。
図２の例では、中間層は外側層と称する２つの層４、５も含んでおり、それらの間に層３が挿入されている。
外側層４、５は、好ましくは標準的なＰＶＢで作製される。層３は、所望の音響的減衰を確保するため適確に振動するように、外側層４、５より剛性が低い。
別の形態として、中間層は、任意選択的に標準的ＰＶＢの層で取り囲まれた、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも２つの層を含んでいてもよい。
中間層の音響特性は、本発明による中間層、すなわち振動−音響減衰特性を有する少なくとも１つの粘弾性プラスチック層を含む中間層が間に組み込まれている、各々の厚みが２．１ｍｍ（ＩＳＯ １６９４０標準規格で推奨されている厚み４ｍｍではなく）の２枚のガラス板で構成され２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーのＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがった２０℃での機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）によって測定される。
ＭＩＭは、積層グレージングバーのさまざまな共振モードの共振振動数および損失係数の測定を可能にする。
中間層は、ＭＩＭにより測定した積層グレージングバーの第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、かつＭＩＭにより測定した積層グレージングバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上である場合に、本発明によるものとなる。
好ましくは、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと９００Ｈｚの間であり、これにより、臨界振動数に至る前の積層グレージングの脆弱化レベルの低下をより少なくしながら、改善した音響性能品質を得ることが可能になる。より好ましくは、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間であり、これにより、臨界振動数に至る前の積層グレージングの脆弱化レベルの低下を一層少なくしながら、さらに改善した音響性能品質を得ることが可能になる。
好ましくは、損失係数η2は０．３０超であり、これにより、音響減衰を改善しながら、改善された音響性能品質を得ることが可能になる。
機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）は、積層グレージングバーの組立てから少なくとも１カ月後に行い、積層グレージングバー自体は中間層の製造から少なくとも１カ月後に組立てられている。これにより、中間層と積層グレージングが確実に安定状態に達していて、したがって信頼性のある値を測定することが可能になる。
図１は、３つのフロントガラスで測定した、振動数の関数としての防音曲線を示している。グレージングの防音には、当該グレージングを装備した車両で確認できる音響性能品質を考慮に入れる。
こうして、第１のフロントガラス（２１−１６公知）は、
・厚みがそれぞれ２．１ｍｍおよび１．６ｍｍの２枚のガラス板、および、
・標準的なＰＶＢ製の２つの外側層と振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の１つの中央層とを含み、６７５Ｈｚ（±１５Ｈｚ）の共振振動数ｆ2および０．３５（±０．０３）に等しい損失係数η2を有する中間層、
を含んでいる。
第１のフロントガラスは、音響減衰特性を有する公知の中間層を備えた標準的フロントガラスに相当する。
第１のフロントガラスの防音曲線（菱形で示した）は、約６５００Ｈｚで下落を示している。
第２のフロントガラス（１８−１４公知）は、
・厚みがそれぞれ１．８ｍｍおよび１．４ｍｍの２枚のガラス板、および、
・標準的ＰＶＢ製の２つの外側層と振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の１つの中央層とを含み、６７５Ｈｚ（±１５Ｈｚ）の共振振動数ｆ2および０．３５（±０．０３）に等しい損失係数η2を有する中間層、
を含んでいる。
第２のフロントガラスは、第１のフロントガラスのものと同一の中間層を備えた薄型フロントガラスに相当する。
第２のフロントガラスの防音曲線（正方形で示した）は、約５０００Ｈｚに至るまで第１のフロントガラスのものと同様の挙動を示すが、下落は約８０００Ｈｚの高い振動数の方に移っている。この下落の移動は、このフロントガラスが人間の耳には不愉快である高振動数の空中ノイズの通過を可能にすることを暗に示しているため、非常に厄介である。
第３のフロントガラス（１８−１４本発明）は、
・厚みがそれぞれ１．８ｍｍ及び１．４ｍｍの２枚のガラス板、および、
・標準的ＰＶＢ製の２つの外側層と振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の１つの中央層とを含み、８００Ｈｚ（±１５Ｈｚ）の共振振動数ｆ2および０．３０（±０．０３）に等しい損失係数η2を有する中間層、
を含んでいる。
第３のフロントガラスは、本発明による中間層を備えた薄型フロントガラスに相当する。
第３のフロントガラスの防音曲線（三角形で示した）は、第１のフロントガラスのものと同様の挙動を示し、下落は約６５００Ｈｚを中心としており、防音値は第１のフロントガラスのそれらと同様である。
このように、本発明による中間層を備えたフロントガラスは、実際に、グレージングの薄型化に付随する音響特性の低下を補償できるようにする。
本発明による積層グレージングは、自動車のフロントガラスとして使用することができる。この場合、それは当然のことながら、その機械的強度を保証するための高い衝撃強度の国連規則第４３号（規則Ｒ４３として知られる）の全ての条件を満たす。このために、標準的ＰＶＢ製の２つの外側層を含む中間層の場合、例えば、これらの外側層４、５の厚みを、例えば仏国特許出願第０９５２５６７号明細書によって、公知のやり方で適合させる。
さらに、中間層は、赤外線スクリーニング機能を有する粒子を含んでいる。これらの粒子は全体に分散している。それらはミクロン未満の平均寸法を有する。それらは、Ｒｅ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｖ及び／又はＭｏ、及び／又はそれらの酸化物、窒化物、硫化物、ケイ酸塩、及び／又はＳｂもしくはＦをドープされたもので製作することができる。別の形態として、それらはＡＴＯ又はＩＴＯ製であってもよい。
本発明の代表的な態様としては、以下を挙げることができる：
《態様１》
振動−音響減衰特性を有する積層グレージングを作製するため２枚のガラス板の間に組み入れることを目的とした粘弾性プラスチック中間層であり、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも１つの層（３）を含むとともに、赤外線スクリーニング機能を有する粒子を含んでいる中間層であって、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ 2 が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η 2 が０．２５以上である、粘弾性プラスチック中間層。
《態様２》
層（３）がポリビニルブチラールおよび可塑剤をベースとしている、態様１に記載の中間層。
《態様３》
共振振動数ｆ 2 が８００Ｈｚと９００Ｈｚの間、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である、態様１または２に記載の中間層。
《態様４》
損失係数η 2 が０．３０超である、態様１〜３のうちの一つに記載の中間層。
《態様５》
標準的ＰＶＢ製の２つの外側層（４、５）をさらに含み、層（３）がこれら２つの外側層（４、５）の間にある、態様１〜４のうちの一つに記載の中間層。
《態様６》
機械インピーダンス測定が、積層グレージングバーの組立てから少なくとも１カ月後に実施され、積層グレージングバー自体は中間層の製造から少なくとも１カ月後に組立てられている、態様１〜５のうちの一つに記載の中間層。
《態様７》
・厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板（１）と、
・厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板（２）と、
・これらのガラス板（１、２）の間にある、態様１〜６のうちのいずれか一つに記載の中間層と、
を含み、ガラス板（１、２）の合計厚みが厳密に３．７ｍｍ未満であるグレージング。
《態様８》
態様７に記載のグレージングを含む自動車であって、厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板（１）が該自動車の外部に向けられており、厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板（２）が該自動車の内部に向けられている、自動車。
《態様９》
態様７に記載のグレージングの自動車のフロントガラスとしての使用。

Claims (8)

  1. 振動−音響減衰特性を有する積層グレージングを作製するために２枚のガラス板の間に組み入れることを目的とした粘弾性プラスチック中間層であり、振動−音響減衰特性を有する粘弾性プラスチック製の少なくとも１つの層（３）を含み、かつ赤外線スクリーニング機能を有する粒子を含んでいる、粘弾性プラスチック中間層であって、
    前記中間層が、この中間層が間に組み入れられている各々の厚みが２．１ｍｍの２枚のガラス板で構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格にしたがって２０℃で機械インピーダンス測定（ＭＩＭ）により測定される第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、かつ同じ条件下でＭＩＭにより測定される同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものであり、かつ
    前記層（３）が、ポリビニルブチラールおよび可塑剤をベースとしている、
    粘弾性プラスチック中間層。
  2. 共振振動数ｆ2が８００Ｈｚと９００Ｈｚの間、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である、請求項１に記載の中間層。
  3. 損失係数η2が０．３０超である、請求項１または２に記載の中間層。
  4. 前記中間層が、標準的ＰＶＢ製の２つの外側層（４、５）をさらに含み、かつ前記層（３）が、これら２つの外側層（４、５）の間にある、請求項１〜３のうちの一項に記載の中間層。
  5. 機械インピーダンス測定が、積層グレージングバーの組立てから少なくとも１カ月後に実施され、積層グレージングバー自体は中間層の製造から少なくとも１カ月後に組立てられている、請求項１〜４のうちの一項に記載の中間層。
  6. ・厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板（１）と、
    ・厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板（２）と、
    ・これらのガラス板（１、２）の間にある、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の中間層と、
    を含み、ガラス板（１、２）の合計厚みが厳密に３．７ｍｍ未満であるグレージング。
  7. 請求項６に記載のグレージングを含む自動車であって、厚みが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板（１）が該自動車の外部に向けられており、厚みが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板（２）が該自動車の内部に向けられている、自動車。
  8. 請求項６に記載のグレージングの自動車のフロントガラスとしての使用。
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