(57)【要約】      （修正有）【課題】透光性に優れ、ガラス板の厚みが薄くかつ高強度である防火ガラスを提供する。【解決手段】薄い板厚でも高い表面圧縮応力を付与することができる化学強化処理されたガラス１０１を防火ガラスに用いた。また、化学強化処理されたガラス１０１と合わせガラスから成る複層ガラス、複数の化学強化処理されたガラス１０１からなる複層ガラス、及びこれらのガラス板の表面にＬｏｗ−Ｅ層を形成した複層ガラスとすることで、よりガラス板の厚みが薄くかつ高強度である防火ガラス。前記化学強化ガラスの表面圧縮応力が１８０ＭＰａ以上であり、前記表面圧縮応力の深さが１μｍ以上であり、ガラスの板厚が２〜３ｍｍである防火ガラス【選択図】図１
2014218422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学強化ガラスを用いたことを特徴とする防火ガラス。
【請求項２】
前記化学強化ガラスの表面圧縮応力が１８０ＭＰａ以上である請求項１に記載の防火ガラス。
【請求項３】
前記化学強化ガラスの表面圧縮応力の深さが１μｍ以上である請求項１または２に記載の防火ガラス。
【請求項４】
前記化学強化ガラスの板厚が、２ｍｍ以上３ｍｍ以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の防火ガラス。
【請求項５】
二枚のガラス板を中間膜を間に介して接着された合わせガラスであって、前記ガラス板のうち少なくとも一枚は前記化学強化ガラスである請求項１から４のいずれか一項に記載の防火ガラス。
【請求項６】
二枚のガラス板をスペーサを介して対面して配置し、シール材によって封止することで中空層を形成した複層ガラスにおいて、前記ガラス板のうち少なくとも一枚は、前記化学強化ガラスである請求項１から４のいずれか一項に記載の防火ガラス。
【請求項７】
前記二枚のガラス板のうち少なくとも一枚は、中間膜を間に介して接着された合わせガラスである請求項６に記載の防火ガラス。
【請求項８】
前記二枚のガラス板のうち少なくとも一枚が、化学強化処理されたガラス板と化学強化処理されていないガラス板とが前記中間膜を間に介して接着された合わせガラスである請求項７に記載の防火ガラス。
【請求項９】
前記二枚のガラス板のうち少なくとも一枚の表面にＬｏｗ−Ｅ膜が形成された請求項５から８のいずれか一項に記載の防火ガラス。
【請求項１０】
三枚のガラス板を互いにスペーサを介して各々対面して配置し、シール材によって封止することで二つの中空層を形成した複層ガラスにおいて、前記ガラス板のうち少なくとも一枚は、前記化学強化ガラスである請求項１から４に記載の防火ガラス。
【請求項１１】
前記三枚のガラス板のうち、少なくとも一枚の表面にＬｏｗ−Ｅ膜が形成されたガラス板である請求項１０に記載の防火ガラス。
【請求項１２】
前記三枚のガラス板は、それぞれ化学強化の度合いが異なる化学強化ガラスである請求項１０または１１に記載の防火ガラス。
【請求項１３】
前記三枚のガラス板は、前記二つの中空層のうちいずれか片方と隣り合う両側のガラス板と、前記二つの中空層の両方と隣り合う内部のガラス板とを備え、
前記両側のガラス板の化学強化の度合いが、前記内部のガラス板の化学強化の度合いよりも小さい請求項１０から１２のいずれか一項に記載の防火ガラス。
【請求項１４】
前記三枚のガラス板は、前記二つの中空層のうちいずれか片方と隣り合う両側のガラス板と、前記二つの中空層の両方と隣り合う内部のガラス板とを備え、
前記両側のガラス板の化学強化の度合いが、前記内部のガラス板の化学強化の度合いよりも大きい請求項１０から１２のいずれか一項に記載の防火ガラス。
【請求項１５】
耐熱基板で構成され、内部に空間を有する箱状構造体を準備する工程と、
前記箱状構造体内部にガラス板を配置する工程と、
前記ガラス板の周縁にカバー部材を設ける工程と、
前記箱状構造体内部を加熱する工程と、
前記加熱時間と、前記箱内構造体内部の温度と、前記ガラス板との破損状態を観測する工程と、
を備えたことを特徴とする防火ガラスの評価方法
【請求項１６】
複数のガラス板のうち、少なくとも一つのガラス板サンプルを抽出する工程と、
前記抽出されたガラス板サンプルの周縁にカバー部材を設ける工程と、
前記ガラス板サンプルを耐熱基板で構成された箱状構造体内部に配置する工程と、
前記箱状構造体内部を加熱する工程と、
前記箱状構造体内部のガラス板サンプルの破損状態を評価する工程と
を備えたことを特徴とするガラス板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防火ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、延焼防止等の目的のため、遮炎性能が求められる防火ガラスとしては、火災発生時にガラスが割れ、脱落することによる開口が生じないようにした網入りガラス（特許文献１）のほか、ガラス表面に表面圧縮応力を形成し、火災によって発生するガラス面内とサッシで覆われたエッジ部分との温度差により発生する引張応力（熱応力）に耐えることで、割れにくくした耐熱強化ガラス（特許文献２）や透明結晶化ガラス（特許文献３）などが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−７０１９０号公報
【特許文献２】国際公開２００８−０２０５０９号
【特許文献３】特開２００６−０４４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の網入りガラスは、網が入る分、ガラスの厚みを厚くしなければならない。また、特許文献２に記載の風冷強化法では、薄いガラス板に対しては、表面と内部の温度差がつきにくいために表面圧縮応力層を形成することが困難であり、十分な防火性能を満たす強度を得られない。そのため、風冷強化法による耐熱強化ガラス（以後、防火用風冷強化ガラスという）は、ガラス板の厚みを厚くしなければならないという問題点がある。また、特許文献３に記載の透明結晶化ガラスは、硫黄を含む石油、石炭、ガス、木材等が燃焼した場合、結晶と燃焼による生成物とのイオン交換反応によって結晶が収縮し、表面に微細なクラックが発生して強度が低下するという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ガラス板の厚みが薄くかつ高強度である防火ガラスを提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、防火ガラスの防火性能を簡易的に評価する評価方法及びその評価方法を用いた防火ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様である防火ガラスは、化学強化ガラス用いる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、透光性に優れ、厚みが薄くかつ高強度である防火ガラスを提供する。また、防火ガラスの防火性能を簡易的に評価する評価方法及びその評価方法を用いた防火ガラスの製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本願発明の第１実施形態による防火ガラスを示す断面図である。
【図２】本願発明の第２実施形態による防火ガラスを示す断面図である。
【図３】本願発明の第３実施形態による防火ガラスを示す断面図である。
【図４】本願発明の第４実施形態による防火ガラスを示す断面図である。
【図５】防火性能を測定する簡易試験の装置を表わした概略図である。
【図６】第１実施形態のガラス板を試験した際の箱内温度と時間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の防火ガラス）
図１には第１の防火ガラス１００の断面模式図を示す。なお、以下の説明では、図内左下に矢印で座標を定義しており、必要があればこの座標を用いて説明する。また図１は、防火ガラスをガラスの端面側から見た断面模式図である。
【００１１】
図１に示すように本発明の第１実施形態による第１の防火ガラス１００は、化学強化処理されたガラス板（以後、化学強化ガラス板）１０１から構成されている。
【００１２】
ここで、本発明で化学強化処理されたガラス板１０１として用いるガラスは、酸化物基準のモル百分率表示でＳｉＯ２を５６〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を１〜２０％、Ｎａ２Ｏを８〜２２％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１４％、ＺｒＯ２を０〜５％、ＣａＯを０〜１０％含有することを特徴とする。以降、百分率表示は、特に断らない限り、モル百分率表示含有量を示す。
【００１３】
本実施形態の化学強化処理されたガラスにおいて、ガラス組成を前記範囲に限定した理由を以下に説明する。
【００１４】
ＳｉＯ２は、ガラス微細構造の中で網目構造を形成する成分として知られており、ガラスを構成する主要成分である。ＳｉＯ２の含有量は、５６％以上であり、好ましくは６０％以上、より好ましくは６３％以上、さらに好ましくは６５％以上である。また、ＳｉＯ２の含有量は、７５％以下であり、好ましくは７３％以下、より好ましくは７１％以下である。ＳｉＯ２の含有量が５６％以上であるとガラスとしての安定性や耐候性の点で優位である。一方、ＳｉＯ２の含有量が７５％以下であると熔解性及び成形性の点で優位である。
【００１５】
Ａｌ２Ｏ３は化学強化におけるイオン交換性能を向上させる作用があり、特に表面圧縮応力（ＣＳ）を向上する作用が大きい。ガラスの耐候性を向上する成分としても知られている。また、フロート成形時にボトム面からの錫の浸入を抑制する作用がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１％以上であり、好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上である。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２０％以下であり、好ましくは１７％以下、より好ましくは１２％以下、さらに好ましくは１０％以下、特に好ましくは７％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１％以上であると、イオン交換により、所望のＣＳが得られ、また、錫の浸入を抑制する効果が得られる。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が２０％以下であると、ガラスの粘性が高い場合でも失透温度が大きくは上昇しないため、ソーダライムガラス生産ラインでの熔解、成形の点で優位である。
【００１６】
ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量の合計ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３は８０％以下であることが好ましい。８０％超では高温でのガラスの粘性が増大し、溶融が困難となるおそれがあり、好ましくは７９％以下、より好ましくは７８％以下である。また、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３は７０％以上であることが好ましい。７０％未満では圧痕が付いた時のクラック耐性が低下し、より好ましくは７２％以上である。
【００１７】
Ｎａ２Ｏはイオン交換により表面圧縮応力層を形成させる必須成分であり、圧縮応力深さ（ＤＯＬ）を深くする作用がある。またガラスの高温粘性と失透温度を下げ、ガラスの熔解性、成形性を向上させる成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は、８％以上であり、好ましくは１２％以上、より好ましくは１３％以上である。また、Ｎａ２Ｏの含有量は、２２％以下であり、好ましくは２０％以下、より好ましくは１６％以下である。Ｎａ２Ｏの含有量が８％以上であると、イオン交換により所望の表面圧縮応力層を形成することができる。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が２２％以下であると、充分な耐候性が得られる。
【００１８】
Ｋ２Ｏは必須ではないが、イオン交換速度を増大しＤＯＬを深くする効果があるため含有してもよい。一方、Ｋ２Ｏが多くなりすぎると十分なＣＳが得られなくなる。Ｋ２Ｏを含有する場合は１０％以下が好ましく、好ましくは８％以下、より好ましくは６％以下である。Ｋ２Ｏの含有量が１０％以下であると、充分なＣＳが得られる。
【００１９】
ＭｇＯは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。ＭｇＯの含有量は、２％以上、好ましくは３％以上、より好ましくは３．６％以上である。また、ＭｇＯの含有量は、１４％以下であり、好ましくは８％以下、より好ましくは６％以下である。ＭｇＯの含有量が２％以上であると、ガラスの耐薬品性が良好になる。高温での熔解性が良好になり、失透が起こり難くなる。一方、ＭｇＯの含有量が１４％以下であると、失透の起こりにくさが維持され、充分なイオン交換速度が得られる。
【００２０】
ＺｒＯ２は必須ではないが、一般に、化学強化での表面圧縮応力を大きくする作用があることが知られている。しかし、少量のＺｒＯ２を含有してもコスト増加の割には、その効果は大きくない。したがって、コストが許す範囲で任意の割合のＺｒＯ２を含有することができる。含有する場合は、５％以下であることが好ましい。
【００２１】
ＣａＯは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。ＣａＯはアルカリイオンの交換を阻害する傾向があるため、特にＤＯＬを大きくしたい場合は含有量を減らす、もしくは含まないことが好ましい。一方、耐薬品性を向上させるためには、２％以上、好ましくは４％以上、より好ましくは６％以上含有することが好ましい。ＣａＯを含有する場合の量は、１０％以下であり、好ましくは９％以下、より好ましくは８．２％以下である。ＣａＯの含有量が１０％以下であると、充分なイオン交換速度が保たれ、所望のＤＯＬが得られる。
【００２２】
ＳｒＯは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。ＳｒＯはイオン交換効率を低下させる作用があるため、特にＤＯＬを大きくしたい場合は含有しないことが好ましい。含有する場合のＳｒＯ量は３％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。
【００２３】
ＢａＯは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。ＢａＯはガラスの比重を重くする作用があるため、軽量化を意図する場合には含有しないことが好ましい。含有する場合のＢａＯ量は３％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。
【００２４】
ＴｉＯ２は天然原料中に多く存在し、黄色の着色源となることが知られている。ＴｉＯ２の含有量は０．３％以下であり、好ましくは０．２％以下、より好ましくは０．１％以下である。ＴｉＯ２の含有量が０．３％を超えるとガラスが黄色味を帯びる。
【００２５】
このほか、ガラスの熔融の清澄剤として、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。本発明のガラスは本質的に以上で説明した成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。そのような成分を含有する場合、それら成分の含有量の合計は５％以下であることが好ましく、より好ましくは３％以下、典型的には１％以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。
【００２６】
ＺｎＯはガラスの高温での熔融性を向上するために、例えば２％まで含有してもよい。しかし、フロート法で製造する場合には、フロートバスで還元され製品欠点となるので含有しないことが好ましい。
【００２７】
Ｂ２Ｏ３は高温での熔融性またはガラス強度の向上のために、１％未満の範囲で含有してもよい。一般的には、Ｎａ２ＯまたはＫ２Ｏのアルカリ成分とＢ２Ｏ３を同時に含有すると揮散が激しくなり、煉瓦を著しく浸食するので、Ｂ２Ｏ３は実質的に含有しないことが好ましい。
【００２８】
Ｌｉ２Ｏは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した表面圧縮応力層を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は１％未満であることが好ましく、より好ましくは０．０５％以下、特に好ましくは０．０１％未満である。
【００２９】
本発明のガラスの製造方法は特に限定されないが、例えば種々の原料を適量調合し、約１５００〜１６００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌などにより均質化し、周知の、ダウンドロー法、プレス法などによって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される
化学強化処理の方法としては、例えばイオン交換法などがある。イオン交換法では、ガラスを処理液に浸漬して、ガラスの表層に含まれる、小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）と置換することで、増加する体積分だけガラスの表層に圧縮応力を生じさせる。
【００３０】
化学強化の度合いを示す指標として、ガラス表面の圧縮応力（Compressive stress：ＣＳ）及び圧縮応力層の深さ（Depth of layer：ＤＯＬ）を用いる。
【００３１】
ＣＳがガラス表面に発生する熱応力の値よりも高ければ、ガラスを割れにくくすることができる。特に、ＣＳは１８０ＭＰａ以上、より好ましくは３００、４００、５００、５５０、６００、６５０、７００ＭＰａ以上あることが望ましい。
【００３２】
ＤＯＬは、ガラス表面から板厚方向の内部に発生する熱応力に対して、ＣＳがどの深さまで対抗しているかを示すと考えられる。ＤＯＬは１μｍ以上、より好ましくは３、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５μｍ以上あることが望ましい。
【００３３】
また、ＣＳが高ければ、サッシにガラス取り付けの際にガラス表面に傷が付きにくくなり、傷が付いたとしても進展しづらくなるため好ましい。さらに傷が付いたとしても、ＤＯＬの深さまではＣＳが形成されているので、傷の深さよりもＤＯＬの深さが大きければ傷の有無によらず熱応力に対抗することができる。
【００３４】
なお、化学強化処理の具体的な手法は、上述のイオン交換ができるものであれば特に限定されない。例えば加熱された硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩にガラス板を浸漬する方法が挙げられる。ガラス板に所望の表面圧縮応力層を形成するための条件はガラス板の厚さによっても異なるが、４００〜５５０℃のＫＮＯ３溶融塩に２〜２０時間ガラス基板を浸漬させることが典型的である。
【００３５】
本実施形態のような化学強化ガラス板１０１は、表層が圧縮応力によって強化され、熱による引張応力が生じても割れにくいため防火ガラスとして十分な遮炎性能を得ることができる。よって、網入りガラスのようにガラスの割れを想定して網を入れる必要がなく、ガラス板の板厚を薄くすることができる。さらに、錆による破壊等の問題もなくなる。
【００３６】
また、化学強化ガラス板１０１は、ガラス板の厚みが薄くても充分高いＣＳ及びＤＯＬを形成できる、したがって薄いガラス板には圧縮応力を形成しにくい風冷強化と比べ、ガラス板厚を薄くすることができる。具体的には、風冷強化の場合、一般的な戸建やビル用防火ガラスの最小板厚である５ｍｍ以下で十分にガラス板を強化することは非常に困難だが、本実施形態によれば、２以上３ｍｍ以下の厚さで防火性能を持つガラス板を作成することが可能である。
【００３７】
また、化学強化ガラス板１０１は、透明結晶化ガラスのように燃焼による生成物とのイオン交換反応が起こらないため、表面に微細なクラックが発生しにくい。さらに、面内に微細なクラックが生じたとしても、表面の圧縮応力によってクラックは進展しづらく、高い強度が得られる。
【００３８】
以上より、化学強化ガラスを用いた防火ガラスとすることで、透光性に優れ、ガラス板の厚みが薄くかつ高強度である防火ガラスを得られる。
【００３９】
（第２の防火ガラス）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態（第２の防火ガラス２００）について説明する。図２には、第２の防火ガラス２００の断面模式図を示している。第２の防火ガラス２００は、化学強化ガラス１０１を一部に取り入れた合わせガラス２０４である。したがって、図１と同様の部材には同様の参照符号を使用し、説明は省略する。
【００４０】
本実施形態は、第１のガラス板２０２と化学強化ガラス板１０１とが中間膜２０１を介して接着されており、化学強化ガラス板１０１の第１の表面１０１Ａには、Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５が形成されている。
【００４１】
第１のガラス板２０２は、化学強化されていない一般的なソーダライムガラス等であってもよく、化学強化されたガラス板であってもよい。
【００４２】
中間膜２０１は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等で構成されており、ビニル系ポリマー、エチレン‐ビニル系モノマー共重合体、スチレン系共重合体、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選択される一種類以上で構成されていることが好ましい。例えば、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）が典型的である。
【００４３】
Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５は、低放射性能を実現する膜であり、一般に知られる組成、構成と同等のものでよい。例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）から成る吸収層、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）から成る透明誘電体膜、Ａｇ主成分膜等、金属亜鉛から成る透明誘電体膜を積層させたものを用いてもよい。また、各層の厚みは所望の遮熱性能に合わせて任意に設定すればよい。
【００４４】
本実施形態では、Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５は第１の表面１０１Ａに設けた例を示したが、第２の表面１０１Ｂに設けられていてもよい。
【００４５】
Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５を設ける意義は、次の理由による。例えば、図２に示す第２の防火ガラス２００の化学強化ガラス板１０１の右側から火災が発生した場合、火炎自体は化学強化ガラス１０１によって遮炎されるが、火炎から発せられる熱が伝わり、第１のガラス板２０２が割れるおそれがある。さらに中間膜２０１が熱により発火すると、防火ガラス本来の遮炎という目的を達成できない。このような場合に本実施形態のように、いずれかのガラス板の表面にＬｏｗ−Ｅ膜２０５を設けて、遮熱・断熱性を強化すれば、遮炎性能の向上の観点から好ましい。
【００４６】
以上より、本実施形態によれば、合わせガラスとすることで、第１実施形態の効果に加え、仮に割れが発生したとしても、中間膜２０１がガラス片の脱落を防止し、遮炎性能を保つことができる。さらに、Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５を設けることで遮熱・断熱性を強化し、熱の伝導によるガラス板の割れや中間膜の発火を防止し、遮炎性を向上させることができる。
【００４７】
（第３の防火ガラス）
第３の防火ガラス３００は化学強化ガラス板１０１を一部に取り入れた複層ガラスである。図３において、図１、図２と同様の部材には、同様の参照符号を使用し、説明は省略する。
【００４８】
図３では、第３の防火ガラス３００は、中間膜２０１を介して接着された第１のガラス板２０２と、表面にＬｏｗ−Ｅ膜２０５が形成された第２のガラス板３０１から成る合わせガラス３０４が、スペーサ３０６を介して化学強化ガラス板１０１と対向して隔置されている。
【００４９】
そして、第２のガラス板３０１、化学強化ガラス板１０１と対向するスペーサ３０６の各側面が一次シール材３０７Ａ、３０７Ｂによって第２のガラス板３０１、化学強化ガラス板１０１とそれぞれ接着されている。
【００５０】
これにより、第２のガラス板３０１、化学強化ガラス板１０１の間に中空層３０８が形成される。また、一次シール材３０７Ａ、３０７Ｂの外側が二次シール材３０９によって封止されている。中空層は大気圧以下または真空状態を保持されることが好ましい。
【００５１】
化学強化ガラス板１０１、第１のガラス板２０２及び第２のガラス板３０１は、化学強化されていない一般的なソーダライムガラス等であってもよく、化学強化されたガラス板であってもよい。すなわち、第３の防火ガラス３００のうち、少なくともいずれかのガラス板に化学強化処理されたガラス板を用いれば良く、さらに化学強化処理されたガラス板を二枚以上用いても良い。特に、最も火炎側のガラス板が化学強化されたガラス板であると好ましい。
【００５２】
本実施形態において、Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５は第２のガラス板３０１の第１の表面３０１Ａに形成された例を示したが、本実施形態に限られない。例えば、第２のガラス板３０１の第２の表面３０１Ｂ、化学強化ガラス板１０１の第１の表面１０１Ａなどに形成してもよい。すなわち、前述の第２実施形態で説明したように、火災発生側と逆側のガラス板の割れ、及び中間膜の発火を防ぐ態様で用いられれば、Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５はいずれのガラス板の表面に設けられていても良い。
【００５３】
スペーサ３０６としては、アルミニウムを主材質とする金属製のスペーサが用いられる場合が多いが、ステンレス材や硬質樹脂からなるものも使用される場合がある。スペーサ３０６はその内部に中空部３１０を有し、中空部３１０には粒状ゼオライト等の乾燥剤３１１が充填されている。スペーサ３０６には、中空部３１０を中空層３０８に連通させる貫通孔３１２が開口されており、この貫通孔３１２を介して中空層３０８の空気が乾燥される。
【００５４】
一次シール材３０７Ａ、３０７Ｂには、主成分としてはブチル系シーリング材が用いられるが、難燃性の向上のために難燃剤を配合しても良い。また加工性、粘着性等の向上のために加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等の架橋剤、加硫遅延剤、その他添加材（カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどの充填剤（フィラー）、ワックス、シランカップリング剤、活性剤、可塑剤、軟化剤、老化防止剤、酸化防止剤、滑剤、顔料、紫外線吸収剤、分散剤、脱水剤、粘着付与剤、帯電防止剤、加工助剤）を配合しても良い。これらの配合成分は、ゴム組成物用の一般的なものを挙げることができる。それらの配合量も特に制限されず、任意に選択される。
【００５５】
二次シール材３０９は、ポリサルファイド、シリコーン、ウレタンなどの硬化性エラストマーとし、一次シールと同様に、ガラスとの接着性を発現するために適当な変性を加えられたものなどが好適である。
【００５６】
本実施形態のように複層ガラスとすることで、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加え、さらに中空層を設けて断熱性能を向上させることで、Ｌｏｗ−Ｅ膜２０５と同様に熱の伝導によるガラス板の割れや中間膜の発火を防止することができる。
【００５７】
また、化学強化ガラス板を用いたことによって、同じ強度の複層ガラスでも厚みを薄くできるため、施行性の向上及び軽量化が可能である。特に、窓のサッシ幅の規格による制約から今まで強化ガラスを含んだ複層ガラスを設置することが困難であった箇所にも設置することが可能となる。
【００５８】
なお、複層ガラスの構成は本実施形態に限定されない。例えば、複層ガラスの片側として合わせガラス３０４を用いる必要はなく、第１または第２のガラス板のいずれかと、化学強化ガラス板との複層ガラスであってもよい。
【００５９】
（第４の防火ガラス）
次に、図４を参照して、本発明の第４実施形態（第４の防火ガラス４００）について説明する。図４には、第４の防火ガラス４００の断面模式図を示している。第４の防火ガラス４００は図３と同様の構成を有する。したがって、図４において、図３と対応する部材には、図３の参照符号と同様の参照符号を使用している。
【００６０】
図４に示す第４の防火ガラス４００では、第１の化学強化ガラス板４０１、第２の化学強化ガラス板４０２、第３の化学強化ガラス板４０３（以後、必要に応じて三枚の化学強化ガラス板と表現する）が各々スペーサ３０６を介して対向し、隔置されている。そして、第３の防火ガラス３００と同様に、スペーサ３０６それぞれが、一次シール材３０７Ａ、３０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄ及び二次シール材３０９によって封止され中空層３０８が２層形成されている。
【００６１】
なお、以後必要に応じて、いずれか片方の中空層３０８と隣り合う第１、第３の化学強化ガラス板４０１、４０３を両側のガラス板、二つの中空層３０８の両方と隣り合う第２の化学強化ガラス板４０２を内部のガラス板と表現する。
【００６２】
このように三枚の化学強化ガラス板を用いた中空層３０８を２層備えた複層ガラスとすることで、さらに断熱性能を向上させるとともに、火災による割れを抑制し、遮炎性能を向上させることができる。さらに従来の網入りガラスや防火用風冷強化ガラスを用いた複層ガラスに比べ、薄い板厚でも高い表面圧縮応力が得られるため、複層ガラス全体の厚みを小さくすることができ、軽量化、施行性の向上、窓のサッシ幅の規格に適合することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態では、第２の化学強化ガラス板４０２は、第１の化学強化ガラス４０１と第３の化学強化ガラス４０３に比べて化学強化の度合いが高くなっている。ここで、化学強化の度合いが高いとは、ＣＳが高いことまたはＤＯＬが深いこと、またはその両方を意味する。
【００６４】
このように、第２の化学強化ガラス４０２の化学強化の度合いを他の化学強化ガラスと比べて高くすることで、防火性能を第２の化学強化ガラス板４０２で担保できるため、第１、第３の化学強化ガラス板４０１、４０３の化学強化の度合いを小さくすることができ、製造工程の簡略化及び低コスト化が図れる。また、第２の化学強化ガラス板４０２が十分遮炎性能を満足するほどの化学強化の度合いであれば、第１、第３の化学強化ガラス板４０１、４０３は化学強化しない一般的なソーダライムガラスであっても良い（本明細書において、化学強化しない一般的なソーダライムガラスの化学強化の度合いは、ＣＳの値が０、ＤＯＬの値も０であると表現する）。この場合、熱が伝わることによるガラスの割れを防止するため、いずれかのガラス板の表面にＬｏｗ−Ｅ膜２０５を形成させても良い。
【００６５】
また、化学強化の度合いを高くするガラス板は、第２の化学強化ガラス板４０２に限られず、第１の化学強化ガラス板４０１及び第３の化学強化ガラス板４０３であっても良い。すなわち、三枚のガラス板のうち、少なくとも一枚が、所望の遮炎性能を満足する化学強化の度合いを有する化学強化ガラスであればよく、他のガラス板は化学強化の度合いを小さくしてもよい。また、他のガラス板は、化学強化されていない一般的なソーダライムガラスを用いてもよい。
【００６６】
また、三枚の化学強化ガラス板のうち、いずれか二枚の化学強化の度合いを高めても良い。この場合、風圧や微細なクラックといった外側からの外力に対する強度を高める観点から、両側のガラスすなわち第１、第３の化学強化ガラス板４０１、４０３の化学強化の度合いを高めたものが望ましい。
【実施例】
【００６７】
本発明の実施形態の防火ガラスを用いて、その防火性能を検討した結果について以下に示す。
【００６８】
＜実施例１＞
本実施例においては、図５に示す防火性能を測定する簡易試験を行った。簡易試験装置は、内部に空間を有する箱状構造体５０４と、ガラス板５０２と、火炎発生手段５０３と、耐熱部材とを備え、箱状構造体５０４は、耐熱基板で構成され、第１の開口部５０６と第２の開口部５０５とを有し、ガラス板５０２は、面中央部とその外側に位置する周縁部を有し、周縁部に耐熱部材が設けられ、第１の開口部５０６に配置され、火炎発生手段５０３は、第２の開口部５０５に対向する位置に配置され、火炎発生手段５０３により、箱状構造体５０４の内部の空間が加熱されることを特徴とする。
【００６９】
また、本実施例において、耐熱基板で構成され、内部に空間を有する箱状構造体を準備する工程と、前記箱状構造体内部にガラス板を配置する工程と、前記ガラス板の周縁にカバー部材を設ける工程と、前記箱状構造体内部を加熱する工程と、前記加熱時間と、前記箱内構造体内部の温度と、前記ガラス板との破損状態を観測する工程と、を備えたことを特徴とする防火ガラスの評価方法を開示する。
【００７０】
また、本実施例において、複数のガラス板のうち、少なくとも一つのガラス板サンプルを抽出する工程と、前記抽出されたガラス板サンプルの周縁にカバー部材を設ける工程と、前記ガラス板サンプルを耐熱基板で構成された箱状構造体内部に配置する工程と、前記箱状構造体内部を加熱する工程と、前記箱状構造体内部のガラス板サンプルの破損状態を評価する工程とを備えたことを特徴とするガラス板の製造方法を開示する。
【００７１】
箱状構造体５０４は、厚さ４０ｍｍのケイ酸カルシウム板５０１で構成される。本実施例では、そのうち一面は、第１の開口部５０６を形成するように組み合わせられる。第１の開口部５０６には、ケイ酸カルシウム板５０１でエッジ部を覆われた評価対象のガラス板５０２を配置する。箱状構造体５０４の内部の空間の寸法は横２７０ｍｍ、縦３７０ｍｍ、奥行き１２０ｍｍとした。
【００７２】
なお、本実施例に限定されず、例えば第１の開口部５０６を有さず、単に箱状構造体５０４の内部の空間にガラス板を設けても良い。
【００７３】
評価対象のガラス板５０２の寸法は、横２３０ｍｍ、高さ３３０ｍｍとし、ガラス板５０２の外周端より面中央側に１０ｍｍの部分（周縁部）の両面をケイ酸カルシウム板５０１（カバー部材）で覆った。このようにすることでガラスのエッジがサッシに覆われた状態を模擬している。
【００７４】
このカバー部材は、箱状構造体５０４とは独立してガラス板５０２の周縁部に取り付けられる構成でもよく、また実際のサッシのように、ガラス板を箱状構造体５０４に設けられたカバー部材に取り付けることで、ガラス板の周縁部に配されるような構成でもよい。
【００７５】
なお、ガラス板５０２の周縁部の両面は耐熱部材で覆われることが好ましいが、内部の空間側のみ耐熱部材を設ける構成であってもよい。
【００７６】
ガラス板５０２の面を正面としたとき、箱状構造体の両側面には、第２の開口部５０５、即ち直径４０ｍｍの孔を設け、その孔から火炎発生手段５０３によって箱内の空間を熱した。第２の開口部５０５を箱状構造体の両側面に設けることで、ガラス板５０２に直接火炎が当たって局所的な応力を発生させることなく、さらにガラス板５０２に対して左右対称な位置からの加熱により、ガラス板５０２を均一に加熱することができる。火炎発生手段５０３としては火炎温度が８００℃から１８００℃となるガストーチを用いた。
【００７７】
箱状構造物５０４を加熱する手段は、本実施例に限定されず、後述する温度上昇の急峻な傾きを実現できる加熱手段でよい。その際、第２の開口部５０５は設けなくともよい。
【００７８】
また、このとき箱内のガラス面から約１０ｃｍの位置に熱電対を挿入して箱内の温度を測定した。
【００７９】
この評価方法を用いることで、加熱開始直後の箱内の温度上昇の傾きを急峻にでき、火災時の室内を模擬してガラス板５０２の防火性能を評価することができる。また、一般的な防火試験よりも温度上昇の傾きをさらに急峻にすることで、試験に要する時間を短縮して防火性能を評価することができる。
【００８０】
また、この評価方法を用いてガラスを製造することで、より短時間で、適正な防火性能を有したガラス板が製造できる。
【００８１】
なお、箱状構造体の容積は、８０００ｃｍ２以上１５０００ｃｍ２以下、好ましくは１００００ｃｍ２以上１３０００ｃｍ２以下であれば、加熱開始直後の箱内の温度上昇の傾きを急峻にできるため好ましい。またガラス板５０２の寸法は、箱状構造体５０４の一面の大きさに合わせて適宜変更可能である。
【００８２】
また、孔の寸法は火炎の熱量などに応じて適宜変更可能であり、火炎発生手段５０３で箱内を加熱する以外の孔を設けてもよい。孔の寸法の変更、及び新たに孔を設けることで、空気を箱内に送り込み火炎温度の調整及び箱内の温度の調整をすることができる
図６は、試験時の箱内温度と時間の関係を示す。実施例１と実施例２としては、厚さ３ｍｍの化学強化処理されたガラス板を用い、それぞれ化学強化の度合いを以下の表に示した。また、参考例としては厚さ５ｍｍの防火用風冷強化ガラス板でＣＳが１７８ＭＰａ、ＤＯＬが８３３μｍ（一般的に風冷強化ガラスのＤＯＬは、板厚の１／６と言われているため、その値を用いる）のガラスを用い、比較例としては強化処理をしていないガラス板を用いた。ガラス板が破壊するまでの箱内温度と時間を測定し、図６においてグラフが途切れている部分は、ガラス板がその時点で破壊したことを示す。
【００８３】
【表１】
2014218422.tif 000003
【００８４】
図６より、比較例である強化処理していないガラス板が箱内温度約３００℃、加熱開始から３０秒で熱応力によるクラックが発生し、破損している。一方で、化学強化を施した実施例１及び２は、箱内温度が約５００℃〜６００℃に達しても、実施例１では約３分、実施例２では約６分間破壊せずに保持された。参考例も同様に約６分間破壊せずに保持された。
【００８５】
以上の結果から、化学強化されたガラス板を用いることで、防火性能が得られることが分かった。実施例１と実施例２から、ＣＳ及びＤＯＬが高い方がより特に防火性能が高いことが分かった。
【００８６】
ここで、実施例１及び実施例２は、一般的に発生する熱応力の値よりも高いＣＳの値であるにも関わらず、防火性能に差が生じていることから、実施例１と実施例２において、ＤＯＬの違いが防火性能に寄与していると考えられた。
【００８７】
また、実施例２は参考例と同等の性能を示すことから、従来の防火ガラスと同等の性能でありながら、より厚みの薄い防火ガラスが得られることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、建築物の窓ガラス等に使用される防火ガラスに利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１００    第１の防火ガラス
１０１    化学強化ガラス板
２００    第２の防火ガラス
２０１    中間膜
２０２    第１のガラス板
２０４、３０４    合わせガラス
２０５    Ｌｏｗ−Ｅ膜
３０１    第２のガラス板
３０１Ａ  第１の表面
３０１Ｂ  第２の表面
３０６    スペーサ
３０７Ａ、３０７Ｂ、３０７Ｃ、３０７Ｄ    一次シール材
３０８    中空層
３０９    二次シール材
３１０    中空部
３１１    乾燥剤
３１２    貫通孔
４００    第３の防火ガラス
４０１    第１の化学強化ガラス板
４０２    第２の化学強化ガラス板
４０３    第３の化学強化ガラス板
５０１    ケイ酸カルシウム板
５０２    ガラス板
５０３    火炎発生手段
５０４    箱状構造体
５０５    第２の開口部
５０６    第１の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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