(57)【要約】      （修正有）【課題】飛散片の衝突によるクラックの進展範囲を制限することが可能なガラス樹脂複合体及びその製造方法の提供。【解決手段】ガラス樹脂複合体１は、ガラス板２Ａ，２Ｂと、複数のガラスセグメント３ａ，３ｂを含むセグメント層３と、樹脂板４と、を備える。複数のガラスセグメントは、異なる組成を有するガラスセグメントを含む。セグメント層における複数のガラスセグメントは、ヤング率の異なる複数種のガラスを含み、その差を５ＧＰａ以上にすることで、また、クラックレジスタンスの差を１００ｇｆ以上にすることで、飛散片の衝突により生じる衝撃波を効果的に減衰させることができる。【選択図】図２
2019198981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓ガラスに用いるガラス樹脂複合体において、
ガラス板と、複数のガラスセグメントを含むセグメント層と、樹脂板と、を備え、
前記複数のガラスセグメントは、異なる組成を有するガラスセグメントを含むことを特徴とするガラス樹脂複合体。
【請求項２】
前記ガラス板は、外層側に位置する第一ガラス板と、前記第一ガラス板よりも内層側に位置する第二ガラス板とを含み、
前記第二ガラス板は、耐クラック性ガラス板であることを特徴とする請求項１に記載のガラス樹脂複合体。
【請求項３】
前記複数のガラスセグメントは、ヤング率の異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、
前記第一ガラスセグメントの前記ヤング率と、前記第二ガラスセグメントの前記ヤング率との差が５ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス樹脂複合体。
【請求項４】
前記複数のガラスセグメントは、クラックレジスタンスの異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、
前記第一ガラスセグメントの前記クラックレジスタンスと前記第二ガラスセグメントの前記クラックレジスタンスとの差が１００ｇｆ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス樹脂複合体。
【請求項５】
前記複数のガラスセグメントは、屈折率（ｎｄ）の異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、
前記第一ガラスセグメントの前記屈折率（ｎｄ）と前記第二ガラスセグメントの前記屈折率（ｎｄ）との差が０．３以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス樹脂複合体。
【請求項６】
前記複数のガラスセグメントは、熱膨張係数の異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、
前記第一ガラスセグメントの前記熱膨張係数と前記第二ガラスセグメントの前記熱膨張係数との差が２０×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス樹脂複合体。
【請求項７】
三次元的に湾曲した曲面形状を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。
【請求項８】
ガラス板と、セグメント層と、樹脂板と、を備えるガラス樹脂複合体を製造する方法であって、
組成の異なる第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合して前記セグメント層を形成する接合工程を備え、
前記接合工程では、前記第一ガラスセグメントと前記第二ガラスセグメントとを熱融着させることを特徴とするガラス樹脂複合体の製造方法。
【請求項９】
ガラス板と、セグメント層と、樹脂板と、を備えるガラス樹脂複合体を製造する方法であって、
組成の異なる第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合して前記セグメント層を形成する接合工程を備え、
前記接合工程は、前記第一ガラスセグメントに隣接するように複数のガラス小体を集積する集積工程と、前記ガラス小体を加熱して溶融一体化させることにより前記第一ガラスセグメントに融着する前記第二ガラスセグメントを形成する加熱工程と、を備えることを特徴とするガラス樹脂複合体の製造方法。
【請求項１０】
ガラス板と、セグメント層と、樹脂板と、を備えるガラス樹脂複合体を製造する方法であって、
組成の異なる第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合して前記セグメント層を形成する接合工程を備え、
前記接合工程では、前記第一ガラスセグメントと前記第二ガラスセグメントとをオプティカルコンタクトにより接合することを特徴とするガラス樹脂複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のフロントガラスやドアガラス等の窓ガラスに好適に用いられるガラス樹脂複合体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等の窓ガラスには、一般的に、複数枚のソーダライムガラス板を有機樹脂中間層で複合一体化した合わせガラスが使用されており、軽量化を目的として、複数枚のソーダライムガラス板と樹脂板とを有機樹脂中間層で複合一体化したガラス樹脂複合体が用いられることもある（特許文献１〜４参照）。
【０００３】
車両等の窓ガラスに使用されるソーダライムガラス板は、走行中の飛び石等の飛散片の先端部分の板形状を変形させて、その衝撃抵抗を増大させることで、衝突時における飛散片の運動エネルギーを減衰させる機能を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４４２１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１９６１８４号公報
【特許文献３】特開２００１−１５１５３９号公報
【特許文献４】実開平１−８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の窓ガラスであっても、飛散片の衝撃抵抗を増大させる能力が十分であるとは言えない。
【０００６】
本発明者等の調査によると、飛散片の衝突によりガラス板にクラックが形成され、このクラックが形成された部位に重なるように別の飛散片が衝突すると、その衝撃波がガラス板を伝搬することで、クラックがガラス板の広範囲に亘って進展することが判明した。このように飛散片が繰り返しガラス板に衝突し、クラックが広範囲に形成されると、当該飛散片がガラス板を貫通するおそれがある。
【０００７】
飛散片によるガラス板の貫通を抑制するには、ガラス板の厚み寸法を大きくし、或いはガラス板の数を増加させることが考えられるが、これではガラス樹脂複合体の重量が増大し、車両の窓ガラスとして使用した場合には、機動性低下や燃費悪化を招く結果となる。
【０００８】
ガラス樹脂複合体の重量を増加させることなく飛散片によるガラス板の貫通を抑制するには、その原因となるクラックが広範囲に進展しないように、その進展範囲を制限する必要がある。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、飛散片の衝突によるクラックの進展範囲を制限することが可能なガラス樹脂複合体及びそ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】
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、窓ガラスに用いるガラス樹脂複合体において、ガラス板と、複数のガラスセグメントを含むセグメント層と、樹脂板と、を備え、複数のガラスセグメントは、異なる組成を有するガラスセグメントを含むことを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、異なる組成を有するガラスセグメントによりセグメント層を構成することで、セグメント間の組成の相違によるヤング率の差によって、ガラス樹脂複合体に飛散片が衝突した場合に生じる衝撃波を減衰させることができる。これにより、衝突によって生じたクラックが衝撃波の伝搬に従って進展する範囲を可及的に制限できる。
【００１２】
また、ガラス板は、外層側に位置する第一ガラス板と、第一ガラス板よりも内層側に位置する第二ガラス板とを含み、第二ガラス板は、耐クラック性ガラス板（クラックレジスタンスが３００ｇｆ以上のガラス板を指す）により構成できる。これにより、ガラス樹脂複合体の耐クラック性を高めることができる。
【００１３】
セグメント層における複数のガラスセグメントは、ヤング率の異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントのヤング率との差を５ＧＰａ以上にしてもよい。このように第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントのヤング率を異ならせることで、飛散片の衝突により生じる衝撃波を効果的に減衰させることができる。ここで、「ヤング率」は、周知の共振法等で測定可能である。
【００１４】
或いは、複数のガラスセグメントは、クラックレジスタンスの異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントのクラックレジスタンスとの差を１００ｇｆ以上にしてもよい。このように第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントのクラックレジスタンスを異ならせることで、飛散片の衝突により生じる衝撃波を効果的に減衰させることができる。
【００１５】
ここで、「クラックレジスタンス」は、クラック発生率が５０％となる荷重を指す。「クラック発生率」は、次のようにして測定した値を指す。まず湿度３０％、温度２５℃に保持された恒温恒湿槽内において、所定荷重に設定したビッカース圧子をガラス表面（光学研磨面）に１５秒間打ち込み、その１５秒後に圧痕の４隅から発生するクラックの数をカウント（一つの圧痕につき最大４とする）する。このようにして圧子を２０回打ち込み、総クラック発生数を求めた後、（総クラック発生数／８０）×１００の式によりクラックレジスタンスを求める。
【００１６】
或いは、複数のガラスセグメントは、屈折率の異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、第一ガラスセグメント屈折率と第二ガラスセグメントの屈折率との差を０．３以下にしてもよい。これにより、窓ガラスの好適な視認性を確保できる。ここで、「屈折率」は、島津製作所社製ＫＰＲ−２０００用いて、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値を指す。
【００１７】
或いは、複数のガラスセグメントは、熱膨張係数の異なる、第一ガラスセグメント及び第二ガラスセグメントを含み、第一ガラスセグメントの熱膨張率と第二ガラスセグメントの熱膨張係数との差を２０×１０−７／℃以下にすることができる。これにより、セグメント層を形成する際に、第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを好適に接合できる。ここで、「ガラスの熱膨張係数」は、０〜３００℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を指す。
【００１８】
ガラス樹脂複合体は、三次元的に湾曲した曲面形状を有していてもよい。これにより、ガラス樹脂複合体を車両の窓ガラスとして好適に使用できる。
【００１９】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ガラス板と、セグメント層と、樹脂板と、を備えるガラス樹脂複合体を製造する方法であって、組成の異なる第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合してセグメント層を形成する接合工程を備え、接合工程では、第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを熱融着させることを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、有機樹脂中間層を使用することなく第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合できるため、セグメント層の熱加工性を向上させることができる。
【００２１】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ガラス板と、セグメント層と、樹脂板と、を備えるガラス樹脂複合体を製造する方法であって、組成の異なる第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合してセグメント層を形成する接合工程を備え、接合工程は、第一ガラスセグメントに隣接するように複数のガラス小体を集積する集積工程と、ガラス小体を加熱して溶融一体化させることにより第一ガラスセグメントに融着する第二ガラスセグメントを形成する加熱工程と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
かかる構成によれば、有機樹脂中間層を使用することなく第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合できるため、セグメント層の熱加工性を向上させることができる。
【００２３】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、ガラス板と、セグメント層と、樹脂板と、を備えるガラス樹脂複合体を製造する方法であって、組成の異なる第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合してセグメント層を形成する接合工程を備え、接合工程では、第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとをオプティカルコンタクトにより接合することを特徴とする。ここで、「オプティカルコンタクト」とは、平滑に形成された各ガラスセグメントの端面同士を当接させた場合に、第一ガラスセグメントの端面の分子と、第二ガラスセグメントの端面の分子とがファンデルワールス力により結合して、第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとが強固に密着することをいう。
【００２４】
かかる構成によれば、有機樹脂中間層を使用することなく第一ガラスセグメントと第二ガラスセグメントとを接合できるため、セグメント層の熱加工性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、飛散片の衝突によるクラックの進展範囲を制限することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態に係るガラス樹脂複合体の斜視図である。
【図２】ガラス樹脂複合体の断面図である。
【図３】セグメント層の平面図である。
【図４】ガラス樹脂複合体に係る製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５】クラックが発生する過程を示すガラス樹脂複合体の断面図である。
【図６】クラックが発生する過程を示すガラス樹脂複合体の断面図である。
【図７】クラックが発生する過程を示すガラス樹脂複合体の断面図である。
【図８】第二実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。
【図９】第三実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。
【図１０】第四実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。
【図１１】第五実施形態に係るガラス樹脂複合体のセグメント層を示す平面図である。
【図１２】第六実施形態に係るガラス樹脂複合体の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１３】第七実施形態に係るガラス樹脂複合体の製造方法の一工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図７は、本発明に係るガラス樹脂複合体の第一実施形態を示す。本実施形態では、自動車の窓ガラスに使用される透明なガラス樹脂複合体を例示するが、ガラス樹脂複合体の用途はこれに限定されない。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るガラス樹脂複合体１（ガラス樹脂積層体）は、ガラス板２Ａ，２Ｂと、複数の透明なガラスセグメント３ａ，３ｂを含むセグメント層３と、樹脂板４とを主に備える。ガラス樹脂複合体１において、ガラス板２Ａ，２Ｂとセグメント層３、ガラス板２Ｂと樹脂板４は、有機樹脂中間層５ａ〜５ｃにより接合されている。ガラス樹脂複合体１は、曲面加工が施されており、三次元的に湾曲した曲面形状を有する。これに限らず、ガラス樹脂複合体１は平板状に構成されてもよい。
【００２９】
ガラス樹脂複合体１の総板厚は、好ましくは７０ｍｍ以下、６５ｍｍ以下、６０ｍｍ以下、特に５５ｍｍ以下であり、好ましくは７ｍｍ以上、１１ｍｍ以上、１２ｍｍ以上、特に１５ｍｍ以上である。ガラス樹脂複合体１の総板厚が小さ過ぎると、耐衝撃性能が低下し易くなる。一方、ガラス樹脂複合体１の総板厚が大き過ぎると、ガラス樹脂複合体１の重量が重くなり、また視認性が低下し易くなる。
【００３０】
窓ガラスの最外層（外面）を構成する第一ガラス板２Ａと、内層を構成する第二ガラス板２Ｂは、透明性を有し、飛散片（又は飛翔体）の衝撃抵抗を高めるためのものである。
【００３１】
第一ガラス板２Ａ及び第二ガラス板２Ｂ（以下、ガラス板２Ａ、２Ｂとも称する）は、クラックレジスタンスが３００ｇｆ以上となる耐クラック性ガラスにより構成されることが好ましい。耐クラック性ガラスのクラックレジスタンスは、好ましくは５００ｇｆ以上、８００ｇｆ以上、１０００ｇｆ以上、特に好ましくは１２００〜５０００ｇｆである。クラックレジスタンスが低過ぎると、ガラス板２Ａ，２Ｂに傷が付き易くなり、その傷によってガラス板２Ａ，２Ｂの耐衝撃性や透明性が低下し易くなる。
【００３２】
耐クラック性ガラスは、アルミノシリケートガラスにより構成されることが好ましい。アルミノシリケートガラスは、クラックレジスタンスが高い傾向がある。またアルミノシリケートガラスは耐失透性が良好であるため、容易に板状に成形できる。
【００３３】
耐クラック性ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ2  ４５〜８０％、Ａｌ2Ｏ3  ５〜３０％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ（Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合量）  ０〜２０％、ＭｇＯ  ２〜２５％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ  ０〜１５％を含有することが好ましい。上記のように各成分の含有範囲を規制した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示はモル％を指すものとする。
【００３４】
ＳｉＯ2は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ2の含有量は、好ましくは４５〜８０％、５０〜７５％、特に５５〜７０％である。ＳｉＯ2の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなる。一方、ＳｉＯ2の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、樹脂板４や有機樹脂中間層５ａ〜５ｃの熱膨張係数に整合させ難くなる。
【００３５】
Ａｌ2Ｏ3は、耐候性やクラックレジスタンスを高める成分である。Ａｌ2Ｏ3の含有量は、好ましくは５〜３０％、１０〜３０％、１５〜２５％、特に１８〜２３％である。Ａｌ2Ｏ3の含有量が少な過ぎると、耐候性やクラックレジスタンスが低下し易くなる。一方、Ａｌ2Ｏ3の含有量が多過ぎると、溶融性、成形性及び耐失透性が低下し易くなる。
【００３６】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性及び熱加工性を高める成分である。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合量は、好ましくは０〜２０％、１〜１５％、特に５〜１２％である。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏのそれぞれの含有量は、好ましくは０〜１５％、１〜１２％、特に３〜１０％である。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの含有量が多過ぎると、クラックレジスタンスと耐候性が低下し易くなる。
【００３７】
ＭｇＯは、クラックレジスタンスを高める成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性、成形性及び熱加工性を高める成分である。ＭｇＯの含有量は、好ましくは２〜２５％、３〜１５％、特に５〜１６％である。ＭｇＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。
【００３８】
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性及び熱加工性を高める成分である。ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量は、好ましくは０〜１５％、０〜１０％、特に０〜５％である。ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのそれぞれの含有量は、好ましくは０〜１２％、０〜５％、特に０〜２％である。ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性とクラックレジスタンスが低下し易くなる。
【００３９】
クラックレジスタンスを高める観点から、モル比ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は、好ましくは０．５以上、０．７以上、０．８以上、特に０．９以上である。なお、「ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）」は、ＭｇＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量で除した値である。
【００４０】
上記成分以外にも、例えば以下の成分を添加してもよい。
【００４１】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、またクラックレジスタンスを高める成分であるが、耐候性を低下させる成分である。よって、Ｂ2Ｏ3の含有量は、好ましくは０〜２０％、１〜１５％、特に５〜１０％である。
【００４２】
ＴｉＯ2は、耐候性を高める成分であるが、ガラスを着色させる成分である。よって、ＴｉＯ2の含有量は、好ましくは０〜０．５％、特に０〜０．１％未満である。
【００４３】
ＺｒＯ2は、耐候性を高める成分であるが、耐失透性を低下させる成分である。よって、ＺｒＯ2の含有量は、好ましくは０〜０．５％、特に０〜０．１％未満である。
【００４４】
清澄剤として、ＳｎＯ2、Ｃｌ、ＳＯ3、ＣｅＯ2の群（好ましくはＳｎＯ2、ＳＯ3の群）から選択された一種又は二種以上を０．０５〜０．５％添加してもよい。
【００４５】
Ｆｅ2Ｏ3は、ガラス原料に不純物として不可避的に混入する成分であり、着色成分である。よって、Ｆｅ2Ｏ3の含有量は、好ましくは０．５％以下、特に０．０１〜０．０７％である。
【００４６】
Ｖ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ3及びＮｉＯは、着色成分である。よって、Ｖ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｏＯ3及びＮｉＯのそれぞれの含有量は、好ましくは０．１％以下、特に０．０１％未満である。
【００４７】
Ｎｄ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3等の希土類酸化物は、原料自体のコストが高く、また多量に添加すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の合量は、好ましくは３％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。
【００４８】
環境的配慮から、ガラス組成として、実質的にＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3及びＦを含有しないことが好ましい。ここで、「実質的に〜を含有しない」とは、ガラス成分として積極的に明示の成分を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、明示の成分の含有量が０．０５％未満であることを指す。
【００４９】
第一ガラス板２Ａ及び第二ガラス板２Ｂは、同じ組成のガラスにより構成されてもよく、異なる組成のガラスにより構成されてもよい。また、第一ガラス板２Ａが窓ガラスの最外層に用いられる場合、上記の耐クラック性ガラスを用いてもよいが、製造コストの観点から、ソーダライムガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスは、一般的に、モル％で、ＳｉＯ2  ６８〜７８％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜３％、ＣａＯ  ６〜１５％、ＭｇＯ  ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ  １０〜２０％、Ｋ2Ｏ  ０〜３％、Ｆｅ２Ｏ３  ０〜１％を含有している。
【００５０】
各ガラス板２Ａ，２Ｂのヤング率は、好ましくは８０ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以上、９０ＧＰａ以上、特に９５〜１５０ＧＰａである。ヤング率が低過ぎると、飛散片の衝突による衝撃波Ｗの速度が遅くなるため、衝撃波Ｗが狭い領域にしか広がらず、飛散片の衝突エネルギーを減衰し難くなる。第一ガラス板２Ａのヤング率と第二ガラス板２Ｂのヤング率とは異なる値に設定されることが好ましい。
【００５１】
各ガラス板２Ａ，２Ｂの結晶化度は、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは１％未満、つまり非晶質ガラスである。結晶化度が高過ぎると、ガラス板２Ａ，２Ｂを曲げ加工し難くなる。ここで、「結晶化度」は、粉末法によりＸＲＤを測定することにより、非晶質の質量に相当するハローの面積と、結晶の質量に相当するピークの面積とをそれぞれ算出した後、［ピークの面積］×１００／［ピークの面積＋ハローの面積］（％）の式により求めた値を指す。
【００５２】
各ガラス板２Ａ，２Ｂの板厚は、好ましくは１５ｍｍ以下、１２ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、特に８ｍｍ以下であり、好ましくは３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、特に７ｍｍ以上である。ガラス板２Ａ，２Ｂの板厚が小さ過ぎると、耐衝撃性能を確保し難くなる。一方、ガラス板２Ａ，２Ｂの板厚が大き過ぎると、ガラス樹脂複合体１を薄型化し難くなり、視認性が低下し易くなる。またガラス樹脂複合体１の重量が増大して、自動車等の燃費が高騰してしまう。
【００５３】
セグメント層３は、飛散片の衝突によって発生するクラックＣＲが進展する範囲を制限するためのものである。セグメント層３は、第一ガラス板２Ａと第二ガラス板２Ｂとの間に配される。セグメント層３は、複数のガラスセグメント３ａ，３ｂを相互に接合することにより板状に構成される。複数のガラスセグメント３ａ，３ｂは、異なる組成により構成される、第一ガラスセグメント３ａ及び第二ガラスセグメント３ｂを含む。セグメント層３は、第一ガラスセグメント３ａと、第二ガラスセグメント３ｂとが交互に配されてなる構成を有する。第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとは、熱融着により一体化されている。
【００５４】
セグメント層３の厚みは、好ましくは１５ｍｍ以下、１２ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、特に８ｍｍ以下であり、好ましくは３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、特に７ｍｍ以上である。セグメント層３の厚みが小さ過ぎると、クラックＣＲの進展範囲の制限機能を確保し難くなる。一方、セグメント層３の厚みが大き過ぎると、ガラス樹脂複合体１を薄型化し難くなり、視認性が低下し易くなる。
【００５５】
図２及び図３に示すように、各ガラスセグメント３ａ，３ｂは、平面視において長尺状の棒状又は板状に構成される。各ガラスセグメント３ａ，３ｂは、四角形状の断面を有する。本実施形態において、複数のガラスセグメント３ａ，３ｂは、同じ長さ及び幅を有する同形状のものが用いられるが、この構成に限定されない。セグメント層３は、異なる寸法を有する複数のガラスセグメント３ａ，３ｂの組み合わせにより構成され得る。
【００５６】
各ガラスセグメント３ａ，３ｂは、上記の耐クラック性ガラスにより構成されることが好ましい。ガラスセグメント３ａ，３ｂは、各ガラス板２Ａ，２Ｂと同様な組成、結晶化度、ヤング率等を有する。
【００５７】
本実施形態では、セグメント層３は、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとで、組成、ヤング率、クラックレジスタンス、屈折率、及び熱膨張係数を異ならせてある。
【００５８】
第一ガラスセグメント３ａのヤング率と第二ガラスセグメント３ｂのヤング率との差は、好ましくは５ＧＰａ以上、より好ましくは１０ＧＰａ以上である。
【００５９】
第一ガラスセグメント３ａのクラックレジスタンスと第二ガラスセグメント３ｂのクラックレジスタンスとの差は、好ましくは１００ｇｆ以上、特に３００ｇｆ以上である。
【００６０】
第一ガラスセグメント３ａの屈折率（ｎｄ）と第二ガラスセグメント３ｂの屈折率（ｎｄ）との差は、好ましくは０．３以下、０．２以下、特に０．１以下である。
【００６１】
第一ガラスセグメント３ａの熱膨張係数と第二ガラスセグメント３ｂの熱膨張係数との差は、好ましくは２０×１０−７／℃以下、特に１０×１０−７／℃以下である。
【００６２】
樹脂板４は、透明性を有し、飛散片の衝突による衝撃を緩和し、また飛散片の衝撃によるガラス板２Ａ，２Ｂの飛散を防止するためのものである。樹脂板４は、窓ガラス（ガラス樹脂複合体１）の最内層（車室側に面する層）として構成される。樹脂板４は複数枚でもよいが、視認性を高める観点から、一枚であることが好ましい。樹脂板４は、アクリル板、ポリカーボネート板等の種々の樹脂板が使用可能である。その中でも、ポリカーボネート板は、透明性、衝撃緩和性、軽量化の観点から特に好ましい。
【００６３】
樹脂板４の板厚は、好ましくは１０ｍｍ以下、８ｍｍ以下、７ｍｍ以下、６ｍｍ以下、特に５ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、特に３ｍｍ以上である。樹脂板４の板厚が小さ過ぎると、飛散片が衝突した時にその衝撃を緩和し難くなる。一方、樹脂板４の板厚が大き過ぎると、窓ガラスを薄型化し難くなり、視認性が低下し易くなる。
【００６４】
有機樹脂中間層５ａ〜５ｃは、第一ガラス板２Ａとセグメント層３とを接合する第一有機樹脂中間層５ａと、第二ガラス板２Ｂとセグメント層３とを接合する第二有機樹脂中間層５ｂと、第二ガラス板２Ｂと樹脂板４とを接合する第三有機樹脂中間層５ｃとを含む。
【００６５】
各有機樹脂中間層５ａ〜５ｃの厚みは、好ましくは０．１〜２ｍｍ、０．３〜１．５ｍｍ、０．５〜１．２ｍｍ、特に０．６〜０．９ｍｍである。有機樹脂中間層５ａ〜５ｃの厚みが小さ過ぎると、飛散片が衝突した時に、衝撃吸収性が低下し易くなり、また固着性にばらつきが生じ易くなって、第二ガラス板２Ｂと樹脂板４、各ガラス板２Ａ，２Ｂとセグメント層３が剥離し易くなる。一方、各有機樹脂中間層５ａ〜５ｃの厚みが大き過ぎると、ガラス樹脂複合体１の視認性が低下し易くなる。
【００６６】
各有機樹脂中間層５ａ〜５ｃの熱膨張係数は、ガラス板２Ａ，２Ｂの熱膨張係数以上、且つ樹脂板４の熱膨張係数以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラス樹脂複合体１が直射日光で加熱された時に、第二ガラス板２Ｂと樹脂板４が分離、変形し難くなる。
【００６７】
各有機樹脂中間層５ａ〜５ｃとして、種々の有機樹脂が使用可能であり、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、セルロースアセテート（ＣＡ）、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡＰ）、ユリア樹脂（ＵＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルホルマール（ＰＶＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）、酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、アイオノマー（ＩＯ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、メタクリル−スチレン共重合樹脂（ＭＳ）、ポリアレート（ＰＡＲ）、ポリアリルスルフォン（ＰＡＳＦ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳＦ）、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が使用可能である。その中でも、透明性と固着性の観点から、ＥＶＡ、ＰＶＢが好適であり、特にＰＶＢは遮音性を付与し得るため好ましい。
【００６８】
各有機樹脂中間層５ａ〜５ｃ中に着色剤を添加してもよく、赤外線、紫外線等の特定波長光線を吸収する吸収剤を添加してもよい。
【００６９】
各有機樹脂中間層５ａ〜５ｃには、上記有機樹脂を複数種類組み合わせたものを用いてもよい。例えば、第二ガラス板２Ｂと樹脂板４の複合一体化に二層の有機樹脂中間層を用いると、第二ガラス板２Ｂと樹脂板４が異なる有機樹脂で固着されるため、ガラス樹脂複合体１の反りを低減し易くなる。
【００７０】
以下、上記構成のガラス樹脂複合体１を製造する方法について説明する。
【００７１】
まず所定のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入して、１５００〜１７００℃で加熱して溶融ガラスを生成する。溶融ガラスを清澄、攪拌した後、成形装置に供給して板状に成形し、徐冷することにより、ガラス板２Ａ，２Ｂを作製することができる。
【００７２】
ガラスを平板形状に成形する方法として、オーバーフローダウンドロー法を採用することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、表面が未研磨の状態で、高品位なガラス板２Ａ，２Ｂを大量に作製し得ると共に、大型のガラス板２Ａ，２Ｂも容易に作製し得る方法である。なお、表面が未研磨であると、ガラス板２Ａ，２Ｂの製造コストを低廉化することができる。
【００７３】
オーバーフローダウンドロー法以外にも、フロート法又はロールアウト法でガラス板２Ａ，２Ｂを形成することも好ましい。特に、フロート法は、大型のガラス板２Ａ，２Ｂを安価に作製し得る方法である。
【００７４】
ガラス板２Ａ，２Ｂは、必要に応じて、面取り加工されていることが好ましい。その場合、＃８００のメタルボンド砥石等により、Ｃ面取り加工を行うことが好ましい。このようにすれば、端面強度を高めることができる。必要に応じて、ガラス板２Ａ，２Ｂの端面をエッチングして、端面に存在するクラックソースを低減することも好ましい。
【００７５】
次に、得られたガラス板２Ａ，２Ｂについて、必要に応じて、曲面加工を行う。曲面加工の方法として、種々の方法を採用することができる。特に、金型によりガラス板２Ａ，２Ｂを一枚ずつ或いは積層してプレス成形する方法が好ましく、所定の形状の金型でガラス板２Ａ，２Ｂを挟み込んだ状態で熱処理炉を通過させることが好ましい。このようにすれば、曲面形状の寸法精度を高めることができる。また、所定形状の金型上にガラス板２Ａ，２Ｂを配置した後、ガラス板２Ａ，２Ｂの一部又は全体を熱処理することにより、金型の形状に沿って、ガラス板２Ａ，２Ｂを自重で軟化変形させる方法も好ましい。このようにすれば、曲面加工の効率を高めることができる。
【００７６】
また、上記のように成形したガラス板２Ａ，２Ｂを切断することにより、複数のガラスセグメント３ａ，３ｂが作製される。第一ガラス板２Ａと、第二ガラス板２Ｂとの組成を異ならせておけば、各ガラス板２Ａ，２Ｂを切断することで、組成の異なる第一ガラスセグメント３ａ及び第二ガラスセグメント３ｂを容易に作製できる。
【００７７】
本方法では、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとを接合する工程（接合工程）が実施される。接合工程では、まず図４（ａ）に示すように、第一ガラスセグメント３ａと、第二ガラスセグメント３ｂが交互に配列させる。そして、図４（ｂ）に示すように、第一ガラスセグメント３ａの端面と第二ガラスセグメント３ｂの端面とが相互に接触した状態で、各ガラスセグメント３ａ，３ｂを耐熱性型枠６に配置する（設置工程）。その後、この耐熱性型枠６を、熱処理炉に通過させる（加熱工程）。これにより、第一ガラスセグメント３ａの端面と第二ガラスセグメント３ｂの端面とが熱融着により一体化し、図４（ｃ）に示すように板状のセグメント層３を得る。その後、セグメント層３は、各ガラス板２Ａ，２Ｂと同様に曲面加工される。
【００７８】
次に、第一ガラス板２Ａ、セグメント層３、第二ガラス板２Ｂ、及び樹脂板４を、各有機樹脂中間層５ａ〜５ｃによって複合一体化する。この場合において、各ガラス板２Ａ，２Ｂとセグメント層３の間、及び第二ガラス板２Ｂと樹脂板４との間に有機樹脂を注入した後に硬化する方法、有機樹脂シートを各ガラス板２Ａ，２Ｂとセグメント層３の間、及び第二ガラス板２Ｂと樹脂板４との間に介在させて加圧加熱処理（熱圧着）する方法等が使用される。前者の方法は、第二ガラス板２Ｂと樹脂板４の膨張不整合による樹脂板４の変形を抑制することができる。後者の方法は、複合一体化が容易である。
【００７９】
また、複合一体化した後に、最外層の第一ガラス板２Ａの外表面に、ハードコート膜、赤外線反射膜、熱線反射膜等の機能膜を形成してもよい。また複合一体化する前に、第一ガラス板２Ａの内表面に、ハードコート膜、赤外線反射膜、熱線反射膜等の機能膜を形成してもよい。
【００８０】
図５乃至図７は、本実施形態に係るガラス樹脂複合体１に飛散片が衝突した場合におけるクラックＣＲの形成過程を示す。図５に示すように、飛散片が最外層の第一ガラス板２Ａに衝突（衝突位置を符号ＣＰで示す）すると、この衝突により発生した衝撃波Ｗが第一ガラス板２Ａを放射状に伝搬する。飛散片の衝突によって第一ガラス板２Ａに生じるクラックＣＲは、この衝撃波Ｗの伝搬の方向に沿って第一ガラス板２Ａの内部を放射状に進展する（図６参照）。
【００８１】
飛散片の衝突位置ＣＰに重なるように、別の飛散片が衝突すると、その衝撃波Ｗにより、先に形成されていたクラックＣＲが第一ガラス板２Ａの内部をさらに進展する。このような飛散片の衝突が繰り返されると、クラックＣＲがセグメント層３にまで進展する場合がある。図７に示すように、クラックＣＲは第二ガラスセグメント３ｂの内部を進展するが、この第二ガラスセグメント３ｂと、隣接する第一ガラスセグメント３ａとの間のヤング率の相違及びクラックレジスタンスの相違により、衝撃波Ｗが減衰する。これにより、クラックＣＲが形成されている第二ガラスセグメント３ｂから第一ガラスセグメント３ａへと当該クラックＣＲが進展することを防止できる。したがって、仮にこのクラックＣＲが第二ガラス板２Ｂに進展したとしても、その範囲は限定的なものとなる。
【００８２】
以上のように、衝撃波Ｗの伝搬に従って放射状に進展しようとするクラックＣＲの進展範囲をセグメント層３によって制限（抑制）することで、ガラス樹脂複合体１の耐久性を大幅に向上させるとともに、クラックＣＲによるガラス樹脂複合体１の視認性の低下をも抑制できる。また、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとを熱融着により一体化させてセグメント層３を構成することで、有機樹脂中間層を使用して一体化（接合）する場合と比較して、当該セグメント層３の熱加工性を大幅に向上させることが可能になる。
【００８３】
図８は、ガラス樹脂複合体の第二実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１は、セグメント層３の構成が第一実施形態と異なる。セグメント層３は、断面が三角形状に構成される複数の第一ガラスセグメント３ａ及び第二ガラスセグメント３ｂを含む。セグメント層３は、第一ガラスセグメント３ａの斜面と第二ガラスセグメント３ｂの斜面とを対向させるとともに、当該斜面同士を熱融着により接合することで板状に構成される。また、セグメント層３は、第一有機樹脂中間層５ａ及び第二有機樹脂中間層５ｂを介して第一ガラス板２Ａ及び第二ガラス板２Ｂに接合されている。本実施形態におけるその他の構成は第一実施形態と同じである。
【００８４】
図９は、ガラス樹脂複合体の第三実施形態を示す。本実施形態では、セグメント層３を形成する接合工程の態様が第一実施形態と異なる。本実施形態において、接合工程は、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとをオプティカルコンタクトにより接合することで、セグメント層３を作製する。
【００８５】
オプティカルコンタクトによる密着は、各ガラスセグメント３ａ，３ｂの表面（端面）の平滑度合いが高い方が強くなる傾向にあるため、両者を強固に接合するには、その表面の算術平均粗さＲａが可及的に小さいことが望ましい。よって、各ガラスセグメント３ａ，３ｂの表面に係る算術平均粗さＲａは、好ましくは０．１〜２０ｎｍ、特に０．２〜１５ｎｍである。
【００８６】
本実施形態に係るガラス樹脂複合体１を製造する場合、各ガラスセグメント３ａ，３ｂを接合する工程（接合工程）において、各ガラスセグメント３ａ，３ｂの端面（平滑面）同士を常温（−１０〜４０℃）で密着させる。これにより、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとが交互に直接接着（オプティカルコンタクト）されてなる板状のセグメント層３が形成される。
【００８７】
本実施形態に係るセグメント層３を備えるガラス樹脂複合体１は、セグメント層３を伝搬する衝撃波Ｗを、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとの間の界面によって反射し、減衰させることができる。
【００８８】
図１０は、ガラス樹脂複合体の第四実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１は、複数のガラスセグメント３ａ，３ｂを離間させてなるセグメント層３を備える。複数のガラスセグメント３ａ，３ｂは、第一ガラス板２Ａと第二ガラス板２Ｂとの間で、交互に配置され、かつ等間隔に離間されている。したがって、隣り合う第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂの間には空間Ｓが形成されている。
【００８９】
本実施形態において、第一ガラス板２Ａと第二ガラス板２Ｂの間にセグメント層３を形成するには、例えば各ガラスセグメント３ａ，３ｂを第一ガラス板２Ａの一方の面に第一有機樹脂中間層５ａを介して接合する。その後、この第一ガラス板２Ａを第二ガラス板２Ｂに重ね合わせ、第二有機樹脂中間層５ｂを介して第二ガラス板２Ｂと各ガラスセグメント３ａ，３ｂとを接合する。本実施形態に係るその他の構成は第一実施形態と同じである。
【００９０】
図１１は、ガラス樹脂複合体（セグメント層）の第五実施形態を示す。本実施形態に係るセグメント層３は、平面視において三角形状を有する複数のガラスセグメント３ａ，３ｂを一体化したものである。セグメント層３は、各ガラスセグメント３ａ，３ｂの斜辺同士を熱融着により接合することで板状に構成される。
【００９１】
図１２は、ガラス樹脂複合体（セグメント層）の第六実施形態を示す。本実施形態では、セグメント層を形成する接合工程の態様が第一実施形態とは異なる。本実施形態に係る接合工程は、セグメント層の一部（第二ガラスセグメント）を集積法により形成する。集積法とは、耐熱性型枠６にガラス小体を集積し、これを熱処理することにより、ガラス小体を相互に融着させる方法である。
【００９２】
具体的には、接合工程は、第一ガラスセグメント３ａに隣接するように複数のガラス小体７を集積する集積工程と、ガラス小体７を加熱することにより第一ガラスセグメント３ａに融着する第二ガラスセグメント３ｂを形成する加熱工程と、を備える。なお、加熱によって、ガラス小体７を結晶化させてもよい。
【００９３】
集積工程では、図１２（ａ）に示すように、棒状に構成される複数の第一ガラスセグメント３ａを、一定間隔をおいて耐熱性型枠６に配置した後、図１２（ｂ）に示すように、第一ガラスセグメント３ａの間の空間に複数のガラス小体７を充填する。これにより、離間して配置される各第一ガラスセグメント３ａに隣接するように、複数のガラス小体７が集積される。
【００９４】
その後、耐熱性型枠６を加熱炉内に収容し加熱することで、ガラス小体７は、溶融し、相互に融着する。このとき、第一ガラスセグメント３ａの側面に接触しているガラス小体７は当該側面にも融着する。全てのガラス小体７が溶融して一体化することで、第一ガラスセグメント３ａと一体化してなる第二ガラスセグメント３ｂが形成される（図１２（ｃ）参照）。その後、第一ガラスセグメント３ａ及び第二ガラスセグメント３ｂを冷却することで（冷却工程）、板状のセグメント層３が作製される。
【００９５】
図１３は、ガラス樹脂複合体（セグメント層）の第七実施形態を示す。本実施形態では、セグメント層を形成する接合工程の態様が第一実施形態とは異なる。
【００９６】
接合工程では、まず図１３（ａ）に示すように、棒状に構成される複数の第一ガラスセグメント３ａを、一定間隔をおいて耐熱性型枠６に配置する（設置工程）。
【００９７】
次に、図１３（ｂ）に示すように、第一ガラスセグメント３ａの間の空間に、第二ガラスセグメント３ｂの原料である複数のガラス板８を積層する。その後、耐熱性型枠６を加熱炉で加熱することで、原料ガラス板８を溶融させる（加熱工程）。複数のガラス板８が溶融して一体化し、冷却されることで、第一ガラスセグメント３ａと一体化（熱融着）してなる第二ガラスセグメント３ｂが形成される。これにより、図１３（ｃ）に示すように、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとが交互に一体化されてなる板状のセグメント層３が作製される。
【００９８】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９９】
上記の実施形態では、二枚のガラス板２Ａ，２Ｂを含むガラス樹脂複合体１を例示したが、本発明はこの構成に限定されない。ガラス樹脂複合体１は、一枚又は三枚以上のガラス板を備え得る。また、ガラス樹脂複合体１は、一層のセグメント層３を備えていたが、二層以上のセグメント層３を備え得る。
【０１００】
上記の実施形態では、組成、ヤング率、クラックレジスタンス、屈折率、及び熱膨張係数の異なる、第一ガラスセグメント３ａと第二ガラスセグメント３ｂとを交互に接合してなるセグメント層３を例示したが、本発明はこの構成に限定されない。第一ガラスセグメント３ａ及び第二ガラスセグメント３ｂに加えて、組成等の異なる第三ガラスセグメント、第四ガラスセグメント等の他のガラスセグメントを含むセグメント層３を採用できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１            ガラス樹脂複合体
２Ａ          第一ガラス板
２Ｂ          第二ガラス板
３ａ          第一ガラスセグメント
３ｂ          第二ガラスセグメント
３            セグメント層
４            樹脂板
７            ガラス小体
【図１】
2019198981.tif 000003
【図２】
2019198981.tif 000004
【図３】
2019198981.tif 000005
【図４】
2019198981.tif 000006
【図５】
2019198981.tif 000007
【図６】
2019198981.tif 000008
【図７】
2019198981.tif 000009
【図８】
2019198981.tif 000010
【図９】
2019198981.tif 000011
【図１０】
2019198981.tif 000012
【図１１】
2019198981.tif 000013
【図１２】
2019198981.tif 000014
【図１３】
2019198981.tif 000015