(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層を介して３枚以上の板ガラスが積層された合わせガラスであって、
合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐを基準として板厚方向に最短距離にある板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離Ｔが、１．０ｍｍ以下であり、
中央位置Ｐから板厚方向の最短距離にある板ガラスの厚さが４ｍｍ以下であり、
板厚方向に対向する少なくとも一方の合わせガラスの外表面が、板ガラスよりなり、
表裏の少なくとも一方側の最も外側に配置された板ガラスの厚さが１ｍｍ未満であり、
支点間距離１２０ｍｍ、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験の計測条件によるヤング率が４０ＧＰａ以下であることを特徴とする合わせガラス。
【請求項２】
樹脂層が、熱可塑性樹脂を含有するもの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。
【請求項３】
請求項１または請求項２の何れかに記載の合わせガラスの対向する透光面又は端面の何れか１箇所以上を支持部材により支持されてなることを特徴とする合わせガラス部材。
【請求項４】
支持部材が、木材、プラスチック、ゴム、金属、ガラス又は石材の何れか１種以上で構成されてなることを特徴とする請求項３に記載の合わせガラス部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物や自動車、あるいは電子機器等の各種窓板部材として利用される合わせガラスと、この合わせガラスを使用する合わせガラス部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
合わせガラスは、一般に２枚の板ガラスの間に樹脂を挟んで接合したもので、建造物や自動車などの構造材に利用されている。合わせガラスは、耐貫通性などの機械的強度が従来の窓板ガラスよりも高く、安全性やセキュリティの確保のために広く用いられている。近年では、機械的な強度に加え、防音性、保温性、あるいは遮熱性などの様々な性能を付加する試みがなされ、多数の発明が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、高い安全性と居住性を有する自動車窓用合わせガラスが開示されている。この発明では、フロントウインドシールドガラスとすることで車内の安全性と居住性の確保に寄与する合わせガラスが示されている。この合せガラスは、２枚の板ガラス間に中間膜を介在させて接着積層したもので、その中間膜を１０℃〜５０℃の温度範囲で保持するように制御することで静粛性や耐衝撃性などの性能を発揮できる、というものである。
【０００４】
また特許文献２には、ガラスが剥離し難いために耐衝撃性や防犯性に優れる合わせガラスが開示されている。この合わせガラスでは、防犯性能を有する耐衝撃性および耐剥離性に優れた合わせガラスとして、ガラス片の剥離低減に有効な低ヤング率の中間膜を高ヤング率の中間膜の両面に重ね、その積層膜をガラス板間に挿入している。このような構成とすることによって、この発明の合わせガラスは、建材用窓ガラスなどとして有用で、飛来物による破壊貫通や外部からの浸入が困難な性能を有する、というものである。
【０００５】
また特許文献３には、直射日光等による加熱変形の問題が発生し難い防弾用合わせガラスが開示されている。この発明では、光透過率の低下を抑え、変形や部材の分離といった温度上昇による不具合の発生を抑制し、良好な防弾性能を維持できる防弾ガラスが示されている。この防弾ガラスは、化学強化ガラス板を使用し、材料の樹脂膜の熱膨張係数を、ガラス板と樹脂板の中間に設定し、これによって熱膨張差による変形や層間分離の不具合を解消したものとしている。
【特許文献１】特開平５−３１０４５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１９２４０２号公報
【特許文献３】特開２００６−１２４２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これまでに提案された発明だけでは、現在の様々な要望を満足するには不十分である。高層建築の耐震保障や大震災への対応準備などの問題が提起される中、住環境や交通設備等への安全保障の要望は、従来よりも高まっている。そのため、従来よりも一層安全性が高い窓材については、常に関心や需要の対象となる。そのため建造物を構成する窓材に対しても従来以上の安全性を確保する仕様を実現できるならば、それをできる限り採用するのは、消費者からすれば必然的なものとなっている。
【０００７】
住環境への災害要因としては、快適な住環境に障害をもたらす災害としては、地震がまず想起されるが、地震以外にも、台風等による強風もある。強風下では、風で巻き上がった様々な物体が、建造物の窓ガラスを破壊する。建造物内に吹き込んだ強風は、屋内の設置品や構造物を破壊する。そして、設置品や構造物の破片は、強風に乗って他の建造物に衝突する。この２次的被害は、強風による被害を拡大させる要因となる。よって、窓材を強固にして、建造物への吹き込みを防止するのは、強風による被害を軽減する上でも重要である。また２次的な被害で発生した飛来物は、さらに３次的な被害をもたらすというように、被害が拡大する場合もある。よって窓材を強固なものとするのは、台風等の風による被害を軽減する上でも重要なものである。
【０００８】
また近年では、高齢者世帯の増加や単身入居世代の増加など、社会状況に大きな構造変化が生じている。これに伴い、住宅用窓材には、犯罪防止として屋内への不法侵入を阻止できるような堅牢性が求められている。具体的には、容易に窓材が破壊されて貫通されてしまうことのない高い防犯性を有し破壊や貫通に対して高い耐久性を有する窓材が必要とされている。
【０００９】
本発明は係る状況に鑑み、大きな地震等の災害によって窓材を使用した建造物が大きな損害を受けるような場合でも、窓材周囲の窓枠の変形等に伴って窓材が完全に破壊されて貫通してしまうことがなく、震災に伴う火災や水害等の２次的な被災を防止する空間遮蔽性を維持し続けることを可能とし、ある程度窓材が破壊された場合でも外力が除かれた後には、窓材の形状が復元され易い性能、いわゆる弾性変形による形状復元性を有している合わせガラスと、この合わせガラス使用する合わせガラス部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、大きな外力による合わせガラスの破壊現象について研究した。その結果、合わせガラスの板厚方向における中心付近の特定構造、具体的には合わせガラスの中央部の構造、及び合わせガラスを構成する中央部近傍の板ガラス位置を限定すると、合わせガラスの全ての層が容易に破壊されないため、大きな外力を受けて合わせガラスの形状が変形しても、外力が取り除かれた後は元の形状に復帰し易い、という性能が得られることを見出した。そして、板ガラスの位置を精緻に限定した積層構造、すなわち合わせガラスの板厚方向中央部の板ガラス構造を限定した合わせガラスと、この合わせガラスを使用する合わせガラス部材をここに提示するものである。
【００１１】
本発明の合わせガラスは、樹脂層を介して３枚以上の板ガラスが積層された合わせガラスであって、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐを基準として板厚方向に最短距離にある板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離Ｔが、１．０ｍｍ以下であり、中央位置Ｐから板厚方向の最短距離にある板ガラスの厚さが４ｍｍ以下であり、 板厚方向に対向する少なくとも一方の合わせガラスの外表面が、板ガラスよりなり、 表裏の少なくとも一方側の最も外側に配置された板ガラスの厚さが１ｍｍ未満であり、支点間距離１２０ｍｍ、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験の計測条件によるヤング率が４０ＧＰａ以下であることを特徴とする。
【００１２】
この本願の特許請求の範囲について、以下に説明する。まず板ガラスの積層構造は、無機酸化物換算の質量百分率表示で成分表示できる板ガラスを少なくとも３枚重ね合わせ、その間に樹脂を介するものである。合わせガラスの厚さは、合わせガラスの厚さ方向に対向する少なくとも一方側の透光面から計り、その中央を基準とし、板厚方向の中央位置Ｐとする。すなわち合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐは、合わせガラスの厚さをｔとすると、ｔの丁度半分の位置に相当する位置である。板厚方向の中央位置Ｐから合わせガラスの透光面までの最短距離をＴｐとし、板厚方向の中央位置Ｐに最も近い距離にある板ガラスの板厚中央位置Ｃから、合わせガラスの透光面までの最短距離をＴｃとしたとき、ＴｐとＴｃの差の絶対値、すなわち距離Ｔは１．０ｍｍ以下の値となるということを表している。
【００１３】
本発明の合わせガラスの構造について、図１の部分断面説明図を参照してその構造を具体的に説明する。図１中で、１０は合わせガラス、２０ａは合わせガラス１０の透光面、２０ｂは合わせガラス１０の対向する他方の透光面、３０は合わせガラスの端面、４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは板ガラス、５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃは樹脂層、ｔは合わせガラスの厚さ、Ｔｐは合わせガラス１０の板厚方向の中央位置Ｐから合わせガラス１０の透光面までの距離、Ｔｃは合わせガラス１０の板厚方向の中央位置Ｐに最も近い板ガラスの板厚中央位置Ｃから合わせガラス１０の透光面までの距離、ＴはＴｃとＴｐとの差の絶対値すなわち合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐから板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離、をそれぞれ表す。
【００１４】
この合わせガラス１０は、４枚の板ガラス４０の間に３層の樹脂層５０を挟みこんだ構造となっている。板厚方向に対向する２つの透光面２０ａ、２０ｂは、いずれもガラス板４０により構成されている。ガラス板４０のそれぞれを区別するために、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと表す。それぞれの板ガラス４０の厚さは、合わせガラスの透光面２０ａ側から透光面２０ｂ側へと順番に、４０ａが０．７ｍｍ、４０ｂが０．７ｍｍ、４０ｃが０．５ｍｍ、４０ｄが０．７ｍｍとなっており、いずれも１ｍｍ未満の板厚のもので構成されている。そして、これら板ガラス４０間の樹脂層５０の厚さは、合わせガラス１０の透光面２０ａ側から透光面２０ｂ側へと順番に、５０ａが０．５ｍｍ、５０ｂが０．５ｍｍ、５０ｃが０．５ｍｍとなっている。このため、この合わせガラス１０の全体の厚さｔは、４．１ｍｍである。よって、合わせガラス１０の透光面２０ａから合わせガラス板厚ｔの中心、すなわち中央位置Ｐまでの距離Ｔｐは、２．０５ｍｍである。その板厚方向の中央位置Ｐは、樹脂層５０ｂを横切る位置にあり、かつ板ガラス４０ｂと樹脂層５０ｂの境界から透光面２０ｂ側へ０．１５ｍｍの位置にある。また合わせガラス１０の板厚方向の中央位置Ｐに最も近い板ガラス層は、中央位置Ｐから樹脂層４０ｂと板ガラス５０ｂとの境界までの距離が０．１５ｍｍ、中央位置Ｐから樹脂層４０ｃと板ガラス５０ｂとの境界までの距離が０．３５ｍｍであるから、板ガラス層４０ｂである。この４０ｂの板厚中央位置Ｃは、透光面２０ａから１．５５ｍｍの位置にあり、Ｔｃは１．５５ｍｍとなる。合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐから合わせガラス１０の透光面２０ａまでの距離Ｔｐは、２．０５ｍｍであるから、このＴｐ値２．０５ｍｍからＴｃの値１．５５ｍｍを差し引いて、距離Ｔを求めると０．５ｍｍとなる。この距離Ｔは、１．０ｍｍ以下の寸法であり、本発明の構成要件を満足している。
【００１５】
樹脂層を介して３枚以上の板ガラスが積層された合わせガラスであって、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐを基準として板厚方向に最短距離にある板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離Ｔが、１．０ｍｍを超えると、合わせガラスが外力を受けた後に形状の復元する性能、すなわち形状復元性に乏しいものとなるため好ましくない。このような観点から本発明では、より好ましいＴの値は、０．９ｍｍ以下であり、さらに好ましいＴの値は０．８ｍｍ以下である。
【００１６】
また樹脂層を介して板ガラスが積層された合わせガラスを構成する板ガラスの枚数が２枚以下であると、破壊靭性が低下する傾向があるため好ましくない。
【００１７】
本発明で合わせガラスを構成する板ガラスについては、可視光に対する透過性と耐候性について所望の性能を有するならば、どのような材質の板ガラスでも採用できる。例えば、ソーダ石灰ガラス、カリウムボレートガラス、硼珪酸ガラス、アルミノシリケートガラス、バリウム珪酸塩ガラス、チタネートガラス、無アルカリガラス、リン酸塩ガラス及び石英ガラス等の様々なガラス単相より構成させる板ガラスでよい。また、分相ガラスや結晶化ガラスであってもよい。ただし、最外層を構成する板ガラスについては、実用に適した化学的な耐久性を有することが好ましいため、例えば、硼珪酸ガラスや無アルカリガラス、石英ガラス、アルミノシリケートガラスとすることが好ましい。
【００１８】
また本発明の合わせガラスを構成する樹脂層としては、板ガラスを強固に接合でき、可視光に対する透過性に優れたものであれば使用できる。例えば、アクリル（あるいはメタクリル）系樹脂やオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂系、エーテル系樹脂、エポキシ系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、水性高分子−イソシアネート系樹脂、スチレン−ブタジエンゴム溶液系樹脂、シリコーン系、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ニトロ系樹脂シアノアクリレート系樹脂、塩化ビニル系樹脂あるいはクロロプレンゴム系樹脂などを適宜使用してよい。
【００１９】
本発明の合わせガラスについて、合わせガラスを構成する板ガラスや樹脂層の厚さ寸法の計測は、校正されたマイクロゲージ付き顕微鏡などの各種計測機器やノギス、マイクロゲージ等の計測機器を使用して計測すればよい。
【００２０】
合わせガラスの形成方法については、板ガラスに液状の樹脂を塗布してそれを積層する方法、合わせガラスの間隙に液体状の樹脂を流入させる方法、あるいは板ガラスにフィルム状や板状の樹脂を重ねてそれを繰返して積層する方法でよい。いずれの方法でも、積層後は樹脂の特性に合わせて加圧や加熱を行って積層間の密着を行う。また、ここに挙げた以外の方法でも、不要な空隙や欠陥などを生じることなく、複数の板ガラスと樹脂とを強固に結合できる方法であれば採用できる。
【００２１】
本発明の合わせガラスは、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐから板厚方向の最短距離にある板ガラスの厚さが４ｍｍ以下であるため、外部から大きな応力が加わって合わせガラスが表裏両側に不規則に変形しても、合わせガラスの板厚方向における中央位置付近の板ガラス層は、柔軟に変形し、その周辺近傍の樹脂にも過剰に応力が集中し過ぎることがなく、不可逆的な断裂などの変形が生じ難く、破損を回避できる。これによって、合わせガラスの全層破損に対して高い変形許容性が得られる。
【００２２】
ここで、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐから板厚方向の最短距離にある板ガラスの厚さが４ｍｍ以下であるとは、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐに対して、隣接樹脂層との界面が最も近い板ガラス（中心近傍または中心のガラス層）の厚さが４ｍｍ以下であることを意味する。
【００２３】
合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐに最も近い板ガラスの厚さが４ｍｍを超える場合は、合わせガラスの変形に対応して内部構造が柔軟に変形できず、高い変形許容性、すなわち合わせガラスの構造復元性が得難いため、好ましくない。
【００２４】
また本発明の合わせガラスは、上述に加えて板厚方向に対向する少なくとも一方の合わせガラスの外表面が、板ガラスよりなるため、合わせガラスの表裏面では、ガラス特有の耐加傷性や美観が得られ、さらに高い清掃性や優れた化学的耐久性も得られる。またこの場合、合わせガラスの表裏面はほぼ同等の硬度を有するため、この合わせガラスを建造物などに施工する際に、建造物の戸外側と屋内側のいずれの面にも安定した機械的な性能を実現するものとなる。さらに合わせガラスの積層構造が、中央位置Ｐを含む平面に対して対称な構造となる場合は、合わせガラスの表裏面の区別が無くなる。これは、本発明の合わせガラスの管理や施工が簡便となる点で好ましい。
【００２５】
また本発明の合わせガラスは、上述に加えて表裏の少なくとも一方側の最も外側に配置された板ガラスの厚さが１ｍｍ未満であるため、大きな外力が加えられた際に合わせガラスが大きく変形することによって、加えられた力を緩和することができ、合わせガラスがこのような大きな変形許容性を有するものとなるので、最外層の板ガラスが破壊されても合わせガラス全層が容易に破壊され難い性能を発揮するものとなる。
【００２６】
表裏の少なくとも一方側の最も外側に配置された板ガラスの厚さが１ｍｍ未満であるとは、少なくとも最外層の板ガラスについては、合わせガラスの対向する透光面に垂直な方向の厚さ寸法が１ｍｍ未満の板ガラスによって構成されているということで、上述したような外力に対する変形許容性（フレキシビリティ）の高い柔軟な構造となるので、機械的に粘り強い構造を有する合わせガラスとすることができる。
【００２７】
合わせガラスの変形許容性をさらに高めるためには、合わせガラスを構成する全ての板ガラスのうち、その５割以上の板ガラスについて、厚さ１ｍｍ未満とするのがより好ましい。さらに好ましくは、７割以上の板ガラスを厚さ１ｍｍ未満とすることであり、一層好ましくは、全ての板ガラスを厚さ１ｍｍ未満とすることである。
【００２８】
また本発明の合わせガラスは、上述に加えて樹脂層が、熱可塑性樹脂を含有するものであれば、ガラス板と樹脂層を密着させ易く、外力に対応して合わせガラスが大きく変形しても、ガラス板と樹脂層の間の剥離が生じ難いため好ましい。
【００２９】
ここで、樹脂層が熱可塑性樹脂を含有するものとは、樹脂層の成分の８０質量％以上が熱可塑性樹脂で構成されるもの、ということである。熱可塑性樹脂は、加熱すると、錯状ポリマ分子が部分的に互いに流動性を有する状態となって軟化状態を呈し、軟化や流動性を示す。一方、この樹脂は、冷却すると、ポリマ各部の自由運動が困難となる結果、固化する。この熱的変化は、可逆的に進行し、分解物や揮発物もなく環境負荷も小さい。樹脂層には、適宜添加剤を加えることができる。添加剤としては、重合禁止剤、重合促進剤、酸化防止剤、又は粘性調整剤等の添加剤を適量混入してよい。
【００３０】
熱可塑性樹脂としては、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ユリア樹脂（ＵＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、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）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、メタクリル樹脂（ＰＭＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルホルマール（ＰＶＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、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）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を使用できる。これらの樹脂の中でも特に、ガラス板との密着性や変形時の剥離防止の点でより好ましいものは、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリビニルブチラール（ＰＶＢ）である。
【００３１】
また本発明の合わせガラスは、上述に加えて支点間距離１２０ｍｍ、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験の計測条件によるヤング率が４０ＧＰａ以下であるため、柔らかい構造を形作る上で十分な性能を発揮することができる。この場合、形状変形性と形状復元性という２つの性能を併せ持つ採光窓を実現するものとして好適である。
【００３２】
前記の３点曲げ試験について、ここで補足説明する。３点曲げ試験の測定では、長さ１８０ｍｍで幅５０ｍｍの板状試料を用意し、１２０ｍｍ間隔で置いた２本の支持棒の上に試料を載せる。そして、支持棒２本の中間線上を上方より０．５ｍｍ／分の速度で圧子を降下させて圧力を加える。荷重に対する板の変形量から、弾性係数としてヤング率を算出できる。本発明では、弾性変形する際の板状材の変形度から弾性係数を計測すると、その値が４０ＧＰａ以下の値となることを表している。
【００３３】
支点間距離１２０ｍｍ、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験の計測条件によるヤング率が４０ＧＰａを超えると、外力が加わってもガラスが変形し難くなると共に、本発明品の材料構成の場合は、破損までの限界変位量が小さくなる。これは、形状変化に対する耐久性が低下し、形状復元性も小さくなることを示すものであり、好ましくない。
【００３４】
次に、３点曲げ試験にて合わせガラスのヤング率を計測する具体的手順を示す。まず所定外形寸法、すなわち長さ１８０ｍｍで幅５０ｍｍとなる合わせガラスを準備する。次いでこの合わせガラスを、３点曲げを行う押圧強度試験装置の２本のロールよりなる試料台上に設置する。このとき、押圧強度試験装置のロードセルは、予め校正しておく。試料台の支点間距離は１２０ｍｍとなるようにし、圧子の降下位置が支点となるロール間の中央となるように予め調整しておく。そして、大気中で常温常圧環境下にて圧子を０．５ｍｍ／分の速度で降下させ、圧子接触点における合わせガラスの撓み変位量Ｘと印加加重値Ｗとを随時計測する。
【００３５】
図２に、圧子接触点における合わせガラスの撓み変位量Ｘと印加加重値Ｗの関係を説明するためのグラフを示す。図２中で、Ｘ１、Ｘ２は合わせガラスの圧子接触点における撓み変位量、Ｗ１、Ｗ２は圧子による印加加重値、Ｘｆは一次破壊時の撓み変位量、Ｗｆは一次破壊時の圧子による印加加重値、Ｘｍは合わせガラスの全層破壊時の撓み変位量をそれぞれ表している。ＸとＷが直線関係を示す印加荷重域において、合わせガラスの撓み変位量がＸ＝Ｘ１の時、圧子による荷重引加量ＷはＷ＝Ｗ１であり、撓み変位量がＸ＝Ｘ２の時、印加荷重量はＷ＝Ｗ２である。そしてさらに大きな荷重を掛け、撓み変位量がＸ＝Ｘｆ、変位荷重がＷ＝Ｗｆに到達すると、合わせガラスは一次破壊される。この一次破壊では、合わせガラスの全層が破壊されるのではなく、最外層の１枚及びその隣接する樹脂層が破壊されるに留まる。撓み変位量がＸ＞Ｘｆの領域では、ＷとＸとの間に直線関係は見られず、合わせガラスを構成する板ガラスが順次破壊されるに対応して折れ線状の挙動を呈する。そして最後に撓み変位量Ｘ＝Ｘｍでは、合わせガラスの板ガラスが全層破壊された状態となる。
【００３６】
ここで、合わせガラス撓み変位量Ｘと印加加重値Ｗとの関係について、それらが直線関係を示す初期の印加荷重域に着目する。その直線領域において２組の値（Ｘ１, Ｗ１）、（Ｘ２, Ｗ２）を抽出し、それらを数１の式に適用すると、合わせガラスのヤング率Ｅが得られる。数１では、Ｌは支点となるロール間の距離（単位はｍ）、ｔは合わせガラスの厚さ（ｍ）、ｗは合わせガラスの幅（ｍ）、Ｗ１、Ｗ２はそれぞれ圧子による印加加重値（Ｎ）、Ｘ１、Ｘ２は合わせガラスの圧子接触点における撓み変位量（ｍ）である。この数１では、ヤング率（Ｎ／ｍ２）を得られるので、その値を単位換算してＧＰａ単位のヤング率が得られる。
【００３７】
【数１】
0005224116.tif 000002
【００３８】
本発明では、数１において、Ｌは０．１２ｍ、ｗは０．０５ｍある。これらの値を数１に適用すると、数２のように簡略化した式で表されるので、実際の計測ではこの数２の式を使用すればよい。
【００３９】
【数２】
0005224116.tif 000003
【００４０】
本発明の合わせガラスは、上述に加えて２種以上のガラス材質を積層する場合には、合わせガラス板厚ｔの中央位置Ｐを含む板厚方向に垂直な仮想対称面に対して、２種以上の異なるガラス板の少なくとも一つが面対称に配されてなるもの、であることを特徴とする。
【００４１】
ここで、２種以上のガラス材質を積層する場合には、合わせガラス板厚ｔの中央位置Ｐを含む板厚方向に垂直な仮想対称面に対して、２種以上の異なるガラス板の少なくとも一つが面対称に配されてなるものとは、例えば無アルカリガラスのみを板ガラスとして積層するのではなく、無アルカリガラスとソーダ石灰ガラスとを併用して合わせガラスを構成する場合を想起すればよい。この場合には、無アルカリガラスの板の配列、あるいはソーダ石灰ガラスの配列のうち、少なくとも一つは、合わせガラス板厚ｔの中央位置Ｐを含む板厚方向に垂直な仮想対称面に対して面対象の関係となるように配される、ということである。
【００４２】
２種以上の材質のガラス板質を積層する場合、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐを含む板厚方向に垂直な仮想対称面に対して、２種以上の異なるガラス板の少なくとも一方が面対称に配されていれば、異なる熱膨張係数を有する板ガラスを積層しても、膨張係数差による反りを低減できる。これは、大きな面積を有する合わせガラスに、高い寸法整合性と平坦性を与えるのに好適である。また、２種以上の板ガラスを使用する場合、例えば合わせガラスの内側層に安価なガラスを積層し、外側層に高性能な板ガラスを積層すると、高性能な合わせガラスを安価に得られるため好ましい。
【００４３】
本発明の合わせガラス部材は、本発明の合わせガラスの対向する透光面又は端面の何れか１箇所以上を支持部材により支持されてなることを特徴とする。
【００４４】
本発明の合わせガラスの対向する透光面又は端面の何れか１箇所以上を支持部材により支持されてなるという点について説明する。すなわち、本発明の合わせガラスは、樹脂層を介して３枚以上の板ガラスが積層された合わせガラスであって、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐを基準とし、板厚方向に中央位置Ｐから最短距離にある板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離が、１．０ｍｍ以下である。そしてこの合わせガラスに対して、支持部材は、その厚さ方向に対向する透光面、あるいは２つの透光面に隣接する端面の何れか１箇所以上の部位を支持するように配設された構成となっている、ということである。
【００４５】
このように支持部材で支持された合わせガラスは、搬送や施工などの作業性に優れ、施工後も耐候性などについて長期信頼性の高い構造物となるものである。
【００４６】
支持部材については、所望の強度を有し、ガラスや樹脂層との化学的に反応し難いものであればよい。また、耐候性の高い材質であれば一層好ましい。
【００４７】
支持部材の形状は、合わせガラスの形状に沿ったもの、例えば枠体のような形状を呈するものでよく、また合わせガラスを部分的に支持するような構成のものでもよい。支持部材を合わせガラスに取り付ける手段としては、２ヶ以上の支持部材で挟み込んで固定するもの、あるいはビス等の固定手段を使用するもの、さらに有機化合物を介在させて接合するもの等、種々の手段を適宜採用できる。
【００４８】
本発明の合わせガラス部材は、上述に加えて支持部材が、木材、プラスチック、ゴム、金属、ガラス又は石材の何れか１種以上で構成されてなるものであれば、数多くの建造物に違和感なく使用できる意匠性を有する構成とできる。
【００４９】
前記の支持部材について、具体的に補足説明すると、支持部材としては天然木や合板等の様々な木材、ガラス繊維やカーボン繊維等を含有するＦＲＰやＦＲＴＰ、合成樹脂や天然樹脂等のプラスチック、合成または天然ゴムなどのゴム、アルミニウムやステンレス、繊維強化金属等の様々な金属材料、石英ガラスや結晶化ガラス等の様々な材質のガラス材、人工結晶などのセラミックス材、あるいは花崗岩等の天然石材を含む石材といった材料を使用できる。
【００５０】
本発明で使用する木材、プラスチック、ゴム、金属、ガラス又は石材は、それらを単独で使用しても、複数組み合わせて使用してもよい。また、これ以外の材料を付加し、さらに多様な性能を付与する材料構成でもよい。
【００５１】
本発明の合わせガラス部材は、合わせガラスと当接する箇所に緩衝材を設けるのが好ましい。この緩衝材については、合わせガラスが加重印加にて変形する際、それに追従変形し得るヤング率を有することが好ましい。具体的には、支点間距離１２０ｍｍ、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験において、４０ＧＰａ以下のヤング率を有するものであれば、より好ましい。
【００５２】
緩衝材の材質としては、例えば各種の樹脂材やゴム等を使用できる。緩衝材の当接位置は、合わせガラス端面が最もよいが、必要に応じて透光面の一部に当接するものでもよい。また緩衝材の形状としては、プレート状、フィルム状、繊維状、顆粒状等の種々の形態を採用してよい。
【発明の効果】
【００５３】
（１）以上のように、本発明の合わせガラスは、樹脂層を介して３枚以上の板ガラスが積層された合わせガラスであって、合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐを基準として板厚方向に最短距離にある板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離Ｔが、１．０ｍｍ以下であるため、この構造により、大震災等で建造物の窓枠が変形しても、それに装着された窓材は、完全に破壊されないといった靭性を発揮するものである。このことは、窓の重要な機能である空間遮蔽性の維持に大きな効果があり、震災等で生じる火災や水害等の被害の拡散防止に役立つ。そして、本発明の合わせガラスはある程度窓材が破壊されても、外力が除去された後には、その形状復元性により、変形前の形状を再現できる。
【００５４】
（２）また本発明の合わせガラスは、中央位置Ｐから板厚方向の最短距離にある板ガラスの厚さが４ｍｍ以下であれば、合わせガラスに高い柔軟性が付与される。これによって、合わせガラスに大荷重が加わっても変形することで破損を回避できる。その結果、本発明の合わせガラスは、容易に破壊されずに、しかも高い復元性をも有するものである。
【００５５】
（３）さらに本発明の合わせガラスは、板厚方向に対向する少なくとも一方の合わせガラス外表面が、板ガラスよりなれば、合わせガラスの表裏面とも、ガラス特有の耐加傷性や美観を有し、さらに高い清掃性や優れた化学的耐久性も示すものとなる。
【００５６】
（４）本発明の合わせガラスは、表裏の少なくとも一方側の最も外側に配置された板ガラスの厚さが１ｍｍ未満であれば、合わせガラスの軽量化に加え、外力の印加による変形に対して高い形状復元性を示すものとなる。
【００５７】
（５）本発明の合わせガラスは、樹脂層が、熱可塑性樹脂を含有するものであれば、ガラス板と樹脂層を密着させ易く、外力に対応して合わせガラスが大きく変形しても、ガラス板と樹脂層の間の剥離が生じ難いものとなる。また、本発明の合わせガラスでは、用途に応じて種々の樹脂を使い分けができ、最適な形状寸法に加えて各種の高度な物理化学的性能を発揮する合わせガラスを形成できる。
【００５８】
（６）本発明の合わせガラスは、支点間距離１２０ｍｍ、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分の３点曲げ試験の計測条件によるヤング率が４０ＧＰａ以下であれば、高い変形性を有する構造が実現可能となる。これにより、大きな外力が加わっても、合わせガラスが完全には破壊され難いものとなる。そして、本発明の合わせガラスは、部分的に破壊されても、合わせガラスに貫通孔が生じるように完全に破壊されることは極めて稀な構造物である。
【００５９】
（７）本発明の合わせガラス部材は、本発明の合わせガラスの対向する透光面又は端面の何れか１箇所以上を支持部材により支持されてなるものであるため、搬送や施工が容易となっており、従来の窓材の代替部材としての置き換えも、簡単に実現できる。
【００６０】
（８）また本発明の合わせガラス部材は、支持部材が、木材、プラスチック、ゴム、金属、ガラス又は石材の何れか１種以上で構成されてなれば、多くの施工方式に適用し易く、多彩な構成を実現できるものとなる。これにより、本発明の合わせガラス部材は、様々な嗜好や建築様式への適合や、多様な住環境空間の自在な演出が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
本発明の合わせガラスと、この合わせガラスを使用する合わせガラス部材について、以下、その詳細を具体的に説明する。
【実施例１】
【００６２】
図３に本発明の合わせガラス１１の斜視図を示す。この合わせガラス１１は、戸外と屋内との境界に配設される窓ガラス材料として開発されたもので、特に耐震性が重要となる高層建造物に使用されるものである。合わせガラス１１の透光面２０ａ、２０ｂの形状は矩形状で、大きさは７００ｍｍ×８００ｍｍである。また板ガラスの積層構造としては、０．７ｍｍ厚の無アルカリ板ガラス４０を４枚積層している。そして、この合わせガラス１１では、合わせガラス１１を構成する全ての板ガラスの厚さは、１．０ｍｍ以下である。各々の板ガラス４０は、厚さ０．３ｍｍのＰＶＢ樹脂よりなる熱可塑性樹脂層を介して接着されている。このような構成を有する合わせガラス１１の板厚ｔは、３．７ｍｍである。この合わせガラスの板厚ｔは、対向する透光面２０ａに垂直な方向で測定したものである。合わせガラス１１の透光面２０ａから、合わせガラス１１の板厚方向の中央位置Ｐまでの距離Ｔｐは、合わせガラスの板厚ｔである３．７ｍｍの半分で１．８５ｍｍである。合わせガラス１１の透光面２０から、合わせガラス１１の中央位置Ｐに最近傍の板ガラス４０の板厚中央位置Ｃまでの距離Ｔｃは、１．３５ｍｍである。ＴｐとＴｃとの差で表される距離Ｔは、１．８５−１．３５＝０．５０ｍｍとなる。この値は１．０ｍｍ以下であるので、本発明の構成要件を満足する。
【００６３】
合わせガラス１１の作製方法については、まず０．７ｍｍ厚の板ガラスと０．３ｍｍ厚のＰＶＢ樹脂を所定寸法に切断し、これらを交互に積層して固定する。その後、交互に積層して固定された状態の板ガラスを加圧加熱装置に投入して加圧加熱処理を行い、板ガラスと樹脂層とを強固に接着させて仕上げる。
【実施例２】
【００６４】
次いで、本発明の合わせガラスの強度性能を評価するために実施した試験方法について述べ、その手順を説明し、得られた結果を示す。
【００６５】
評価試料の合わせガラスについては、それを構成する板ガラスとして、日本電気硝子株式会社製の無アルカリアルミノシリケートガラス（商品コード  ＯＡ−１０）を用いた。この板ガラスは、ダウンドロー法にて成形したもので、板厚は０．７ｍｍである。この板ガラスの取扱いでは、表裏面に傷が発生しないように注意し、評価結果への影響を防いだ。また、無アルカリアルミノシリケートガラス以外に、一般的な窓板材料である市販のソーダ石灰ガラスを、必要に応じて購入して使用した。
【００６６】
合わせガラスを構成する樹脂層材料については、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）あるいはエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用いた。これらの樹脂層材料は、市販されている所定厚さの板材を購入して使用した。
【００６７】
上記のように準備した板ガラスと樹脂層板状体は、所定の大きさに切り取った後、上記したと同様の手順によって板ガラスの間隙に所定厚の熱可塑性樹脂プレートを挟み込み、交互積層し、加圧加熱処理にて積層界面を強固に接着させた。このようにして、長さ１８０ｍｍ、幅５０ｍｍとなる矩形状の合わせガラス試料を作製し、強度性能評価用の試料とした。
【００６８】
次に、実施した強度性能評価について説明する。強度評価では、３点曲げ試験を行い、荷重に対する変形量、破壊の限界荷重、ヤング率などの強度特性を得た。評価装置には、株式会社島津製作所製のオートグラフ精密万能試験機を使用した。評価測定は、常温常圧環境下で行い、支点間距離は１２０ｍｍ、クロスヘッド速度すなわち圧子の降下速度は０．５ｍｍ／分とした。荷重に対する変形量については、支点間中央における試料の下向き撓みの変位量として計測される。荷重印加量と合わせガラス透光面中央の撓み変位量の計測では、オートグラフ精密万能試験機の計測プログラムの動作にて押圧測定中に途中経過と計測結果とを保存し、あるいは計測後に記録紙に荷重印加量とガラス透光面中央の撓み変位量の計測結果を数値やグラフ形式にて出力し、一連の計測結果が得られる。このようにして得た一連の計測結果と、合わせガラスの試料の積層構造を、表１にまとめて示す。
【００６９】
表１では、表の左から順に、合わせガラスの試料Ｎｏ.（試料番号）、合わせガラスの構造、評価結果を示す。合わせガラスの構造については、まず板ガラスの構成、すなわち材質、１枚の板厚、層数、対向する透光面の垂直方向で測定した厚さｔ（単位はｍｍ）を示している。次に接着層の構成として、樹脂層の材質、１枚の層厚（単位はｍｍ）、層数を示している。そして合わせガラス全体の厚さ（板厚）ｔ（単位はｍｍ）、距離Ｔ＝Ｔｐ−Ｔｃ（単位はｍｍ）、を示している。ここで、Ｔｐは合わせガラスの透光面から合わせガラスの中央位置Ｐまでの距離であり、Ｔｃは合わせガラス透光面から合わせガラスの中央位置Ｐに最も近い板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離である。すなわちＴ値は、ＣとＰとの間の最短の距離である。表中のＴ値は、小数点第２位を四捨五入した値である。
【００７０】
評価結果については、左から順番に一次破壊時の撓み量（ｍｍ）、全層破壊時の撓み量（ｍｍ）、一次破壊時の荷重値（ｋｇｆ）、破壊靭性（ｍｍ・ｋｇｆ）、ヤング率（ＧＰａ）を示す。「一次破壊時の撓み量」について説明する。強度性能の評価で、圧子の降下を進めると、試料の合わせガラスが下方に撓んで、下向きに凸状になる。そしてこの撓み変形が或る値に達すると、最大応力が加わる最も下方に位置するガラス板もしくは樹脂層に割れが生じる。大抵の場合にはガラス板が破壊される。「一次破壊時の撓み量」は、下方に位置するガラス板もしくは樹脂層に割れが生じた時の撓み量であり、一次破壊が生じるまでの変形許容量を示す。この値が大きいほど、大きく変形しても破壊が生じない、ということを意味する。
【００７１】
「全層破壊時の撓み量」について説明する。強度性能の評価で、一次破壊が生じた後に圧子のさらに押下げ続けると、合わせガラスの破壊も進行する。最終的には、合わせガラスを構成する全てのガラス板が破壊される。「全層破壊時の撓み量」は、この時の撓み量である。この値は、合わせガラスが変形される場合に荷重除去時に形状が復元される変形限界を示す。この値が大きいほど、大きな変形で一部破壊が生じても外力除去後には形状復元する、ということを意味する。
【００７２】
「一次破壊時の荷重値」は、この値が大きいほど、大きな荷重が加わっても破壊し難い、ということを意味する。また「破壊靭性」の値は、板ガラスの全層破壊に要するエネルギー値を表すものである。この値の算出については、本方法では、荷重印加量をＹ軸、合わせガラス透光面中央の撓み変位量をＸ軸としたグラフにおいて、グラフとＸ軸とで囲われた面積を算出して得られる。この破壊靭性値が大きいほど、破壊に大きなエネルギーが必要ということを意味し、容易に合わせガラスが完全に破壊されない性質、すなわち完全破壊に対する耐久性を表す。「ヤング率」の値は、合わせガラスの変形性を示す尺度の一つである。この値が小さいほど、変形し易いという性質を示す。表中のヤング率の値は、式２にＷ、Ｘの各値、及び合わせガラス板厚ｔの値を適用して求めた値である。
【００７３】
【表１】
0005224116.tif 000004
【００７４】
表１から明らかなように、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．２３までは、いずれも本発明の構成要件を満足する実施例の合わせガラスとその評価をまとめたものであり、以下その詳細について述べる。
【００７５】
試料Ｎｏ.１は、合わせガラスの表裏面を構成する最外層に厚さが０．７ｍｍのＯＡ-１０材質の板ガラスを２枚使用し、この２枚の板ガラスの間に厚さが３．０ｍｍのソーダ石灰ガラス板を１枚使用している。この計３枚の板ガラスは、厚さ０．４ｍｍのＰＶＢ樹脂を介在させて接着固定している。合わせガラス全体の厚さｔは、５．２ｍｍである。合わせガラスの透光面から、合わせガラスの中央位置Ｐまでの距離Ｔｐは、２．６ｍｍである。合わせガラス透光面から、合わせガラスの中央位置Ｐに最も近い板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離Ｔｃは、２．６ｍｍである。よって、ＴｐとＴｃの差である距離Ｔは、Ｔ＝０ｍｍである。Ｔの値は１ｍｍ以下であり、本発明の合わせガラスの構成要件を満足している。この合わせガラスを、先に述べた３点曲げ試験にて破壊挙動を評価したところ、一次破壊時の撓み量は１．１ｍｍ、全層破壊時の撓み量は１．９ｍｍであり、一般的な合わせガラスの値よりも大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示している。一次破壊時の荷重値は３０ｋｇｆ、破壊靱性は３１ｋｇｆ・ｍｍであり、これらも一般的な合わせガラスと比べて大きく、破壊耐久性が高いことを示す。ヤング率は１７ＧＰａであり、４０ＧＰａより小さい値となっている。
【００７６】
試料Ｎｏ．２は、試料Ｎｏ．１と同様に、合わせガラスの表裏面を構成する最外層に厚
さ０．７ｍｍのＯＡ-１０材質の板ガラスを２枚使用し、この２枚の板ガラスの間に厚さが３．０ｍｍのソーダ石灰ガラス板を１枚使用して計３枚の板ガラスを積層したものである。ただし実施例１とは異なり、この計３枚の板ガラスは、厚さが０．８ｍｍのＰＶＢ樹脂を介在させて接着固定している。これにより、合わせガラス全体の厚さｔは、６．０ｍｍとなっている。Ｔｐの値は３．０ｍｍであり、Ｔｃの値も３．０ｍｍであるため、ＴｐとＴｃの差である距離Ｔは、Ｔ＝０ｍｍである。Ｔの値は１ｍｍ以下であり、本発明の合わせガラスの構成要件を満足している。この合わせガラスの破壊挙動の評価結果については、一次破壊時の撓み量は１．５ｍｍ、全層破壊時の撓み量は４．４ｍｍであり、一般的な合わせガラスの値よりも大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。一次破壊時の荷重値は３２ｋｇｆ、破壊靱性は７１ｋｇｆ・ｍｍであり、これらも一般的な合わせガラスと比べて大きく、破壊耐久性が高いことを示す。ヤング率は９ＧＰａであり、４０ＧＰａより十分小さい値となっている。
【００７７】
試料Ｎｏ．３は、試料Ｎｏ．１や試料Ｎｏ．２と類似した構成、すなわち合わせガラスの表裏面を構成する最外層に厚さが０．７ｍｍのＯＡ-１０材質の板ガラスを２枚使用し、この２枚の板ガラスの間に厚さが３．０ｍｍのソーダ石灰ガラス板を１枚使用し、計３枚の板ガラスを積層したものである。ただし先に挙げた２つの試料とは異なり、この計３枚の板ガラスは、厚さ０．３ｍｍのＥＶＡ樹脂を介在させて接着固定している。これにより、合わせガラス全体の厚さｔは、５．０ｍｍとなっている。Ｔｐの値は２．５ｍｍであり、Ｔｃも２．５ｍｍであるため、ＴｐとＴｃの差である距離Ｔは、Ｔ＝０ｍｍである。Ｔの値は１ｍｍ以下であり、本発明の合わせガラスの構成要件を満足している。この合わせガラスの破壊挙動の評価結果については、一次破壊時の撓み量は１．０ｍｍ、全層破壊時の撓み量は１．５ｍｍであり、一般的な合わせガラスの値よりも大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。一次破壊時の荷重値は４１ｋｇｆ、破壊靱性は３３ｋｇｆ・ｍｍであり、これらも一般的な合わせガラスと比べて大きく、破壊耐久性が高いことを示す。ヤング率は２７ＧＰａであり、４０ＧＰａより小さい値となっている。
【００７８】
試料Ｎｏ．４から試料Ｎｏ．６は、それぞれ試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．３の構成において、中央に挟み込んだソーダ石灰ガラスの板厚を２．０ｍｍにしたものである。いずれの試料も、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．３と同様にＴｐとＴｃの値は等しく、試料Ｎｏ．４では２．１ｍｍ、試料Ｎｏ．５では２．５ｍｍ、試料Ｎｏ．６では２．０ｍｍである。いずれの試料も距離ＴはＴ＝０ｍｍとなり、本発明の合わせガラスの構成要件を満足している。これらの合わせガラスの破壊挙動評価については、一次破壊時の撓み量は、試料Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６の順に、１．９ｍｍ、２．２ｍｍ、１．１ｍｍである。全層破壊時の撓み量は、先と同様の試料順に、２．０ｍｍ、２．７ｍｍ、１．９ｍｍである。いずれの値も、一般的な合わせガラスの値よりも大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。一次破壊時の荷重値は、先と同様の試料順に２７ｋｇｆ、１９ｋｇｆ、２０ｋｇｆであり、破壊靱性は、同様の試料順に２９ｍｍ・ｋｇｆ、２７ｍｍ・ｋｇｆ、２５ｍｍ・ｋｇｆである。これらの値は、一般的な合わせガラスと同程度あり、一般的な合わせガラスが有する破壊耐久性を有することを示す。ヤング率は、同様の試料順に１７ＧＰａ、６ＧＰａ、２５ＧＰａであり、いずれも４０ＧＰａよりも小さい値となっている。
【００７９】
試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．６までの試料は、いずれも合わせガラスの中央層にソーダ石灰ガラスを配しており、合わせガラスの中央位置Ｐを含む板厚方向に垂直な仮想対称面に対して、面対称の構成となっている。そのため、熱膨張係数に差があるガラス板を２種用いているが、熱膨張に起因する合わせガラスの反りが発生し難い。一般的な窓板を併用することで、製造費用を比較的安価に抑える一方で、変形許容性、形状復元性、破壊耐久性を示すものとなっている。これは、一般住宅等の透光ドア材や大きな面積を有する採光窓材として、利用価値の高い構成である。
【００８０】
試料Ｎｏ．７から試料Ｎｏ．１０は、建材用の窓材、特に高層建築物の窓材等として好適な構成である。これらの試料は、いずれも０．７ｍｍ厚のＯＡ−１０の板ガラスを積層し、その層間に０．４ｍｍ厚のＰＶＢ樹脂を挟んだ構成である。板ガラスの積層枚数については、試料Ｎｏ．７では４枚、試料Ｎｏ．８では５枚、試料Ｎｏ．９では６枚、試料Ｎｏ．１０では７枚である。ＰＶＢ樹脂については、板ガラスの層間に介在させるため、板ガラスの積層枚数よりも１層少ない構成となる。合わせガラスの透光面から合わせガラス中央位置Ｐまでの距離Ｔｐ、合わせガラス透光面から合わせガラスの中央位置Ｐに最も近い板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離Ｔｃ、ＴｐとＴｃの差である距離Ｔ値については、試料Ｎｏ.７では、Ｔｐ＝２．０ｍｍ、Ｔｃ＝１．４５ｍｍ、Ｔ＝０．５５ｍｍとなり、Ｔ値は１ｍｍ以下である。試料Ｎｏ．８では、Ｔｐ＝Ｔｃ＝２．５５ｍｍであり、Ｔ＝０ｍｍである。試料Ｎｏ.９では、Ｔｐ＝３．１ｍｍ、Ｔｃ＝２．５５ｍｍ、Ｔ＝０．５５ｍｍであり、Ｔ値は１ｍｍ以下である。試料Ｎｏ．１０については、Ｔｐ＝Ｔｃ＝３．６５ｍｍであり、Ｔ＝０ｍｍである。よって、いずれも本発明の合わせガラスの構成要件を満足している。これらの合わせガラスの破壊挙動評価については、一次破壊時の撓み量は、Ｎｏ.７からＮｏ．１０の順に３．６ｍｍ、５．２ｍｍ、３．４ｍｍ、３．７ｍｍである。全層破壊時の撓み量は、同様の順に７．８ｍｍ、９．９ｍｍ、８．８ｍｍ、８．２ｍｍである。いずれの値も、一般的な合わせガラスの値よりも顕著に大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。一次破壊時の荷重値は、同様の順に１８ｋｇｆ、２８ｋｇｆ、２０ｋｇｆ、２３ｋｇｆであり一般的な合わせガラスと同程度の値だが、破壊靭性は同様の順に９４ｍｍ・ｋｇｆ、１９２ｍｍ・ｋｇｆ、１３３ｍｍ・ｋｇｆ、１３２ｍｍ・ｋｇｆであり、一般的な合わせガラスと比べると顕著に大きく、破壊耐久性が高いことを示す。ヤング率は、同様の順に６ＧＰａ、３ＧＰａ、２．２ＧＰａ、１．１ＧＰａであり、いずれも４０ＧＰａより小さい値となっている。
【００８１】
試料Ｎｏ．１１から試料Ｎｏ．１７は、０．７ｍｍ厚のＯＡ−１０材質の板ガラスを４層から８層の範囲で積層している。板ガラスの層間には、０．８ｍｍ厚のＰＶＢ樹脂層や０．３ｍｍ厚のＥＶＡ樹脂層を介在させている。表１から明らかように、いずれの試料も距離Ｔは１ｍｍ以下であり、本発明の合わせガラスの構成要件を満たす。一次破壊時の撓み量は２．９ｍｍから４．４ｍｍまでの範囲にあり、全層破壊時の撓み量は５．４ｍｍから８．６ｍｍの範囲にあり、これらの値はいずれも一般的な合わせガラスと比べて顕著に大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。そして、一次破壊時の荷重値は１６ｋｇｆから６１ｋｇｆの範囲にあり、破壊靭性は７３ｍｍ・ｋｇｆから３２０ｍｍ・ｋｇｆの範囲にあり、これらの値も、一般的な合わせガラスの値と同程度かそれ以上であり、破壊耐久性が高いことを示す。ヤング率は、０．６ＧＰａから１５ＧＰａの範囲内にあり、４０ＧＰａより小さい値であり好ましい。
【００８２】
試料Ｎｏ．１１から試料Ｎｏ．１７の合わせガラスも、様々な建造物や窓材などに使用できる構成である。また、必要に応じて車載用途でも使用できる。
【００８３】
試料Ｎｏ．１８と試料Ｎｏ．１９は、他の試料と同様に厚さ０．７ｍｍのＯＡ−１０材質の板ガラスを使用する点は上述の他の試料と同じであるが、板ガラス間に介在する樹脂層として、厚さ０．４ｍｍのＰＶＢ樹脂層と厚さ０．８ｍｍのＰＶＢ樹脂層を１枚の合わせガラス中に介在させた構造を有する。試料Ｎｏ.１８では、ＯＡ−１０材質の板ガラスを４枚使用し、その３箇所ある層間のうち中央の層間についてＰＶＢ樹脂層の厚さを０．８ｍｍとし、その両側の２つの層間についてＰＶＢ樹脂層の厚さを０．４ｍｍにしている。試料Ｎｏ．１９では、ＯＡ−１０材質の板ガラスを６枚使用し、その５箇所ある層間のうち中央の層間についてＰＶＢ樹脂層の厚さを０．８ｍｍ厚とし、他の層間には０．４ｍｍ厚の樹脂層を介在させている。このような材料構成により、試料Ｎｏ．１８では、Ｔｐは２．２ｍｍ、Ｔｃは１．４５ｍｍ、距離Ｔは０．７５ｍｍとなり、距離Ｔは１ｍｍ以下となっている。試料Ｎｏ．１９では、Ｔｐは３．３ｍｍ、Ｔｃは２．５５ｍｍ、距離Ｔは０．７５ｍｍとなり、距離Ｔは１ｍｍ以下となっている。評価結果は、一次破壊時の撓み量が、試料Ｎｏ．１８が３．８ｍｍ、試料Ｎｏ．１９が２．１ｍｍである。全層破壊時の撓み量は、試料Ｎｏ．１８が５．８ｍｍ、試料Ｎｏ．１９が７．４ｍｍである。いずれの値も、一般的な合わせガラスと比べて大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。一次破壊時の荷重値は、試料Ｎｏ．１８が１２ｋｇｆ、試料Ｎｏ．１９が１４ｋｇｆであり、一般的な合わせガラスと同程度だが、破壊靭性は、試料Ｎｏ．１８が２１３ｍｍ・ｋｇｆ、試料Ｎｏ．１９が１１０ｍｍ・ｋｇｆであり、一般的な合わせガラスと比べて顕著に大きく、破壊耐久性が高いことを示す。ヤング率は、試料Ｎｏ．１８が３．２ＧＰａ、試料Ｎｏ．１９が１．５ＧＰａであり、いずれも４０ＧＰａより小さい値であり好ましい。
【００８４】
試料Ｎｏ．１８と試料Ｎｏ．１９は、建造物の窓ガラスや車両用の窓材、建材以外の各種透光性構造部材などとしても使用できる構成である。
【００８５】
試料Ｎｏ．２０から試料Ｎｏ．２２は、０．５ｍｍ厚のＯＡ−１０材質の板ガラスを使用した合わせガラスである。試料Ｎｏ．２０は、７枚の板ガラス間に０．８ｍｍ厚のＰＶＢ樹脂層を６層介在させた構造である。試料Ｎｏ．２１では、９枚の板ガラス間に０．４ｍｍ厚のＰＶＢ樹脂層を８層介在させ、試料Ｎｏ．２２では、１０枚の板ガラス間に０．３ｍｍ厚のＰＶＢ樹脂層を９層介在させている。試料Ｎｏ．２０では、ＴｐとＴｃはともに４．１５ｍｍであり、距離Ｔの値は０ｍｍとなる。試料Ｎｏ．２１も、ＴｐとＴｃはともに３．８５ｍｍで、距離Ｔの値は０ｍｍである。試料Ｎｏ．２２では、Ｔｐは３．８５ｍｍ、Ｔｃは３．４５ｍｍであり、距離Ｔは０．４ｍｍとなる（１ｍｍ以下）。よって、いずれも本発明の合わせガラスの構成要件を満足している。評価結果としては、まず一次破壊時の撓み量が、試料Ｎｏ．２０から試料Ｎｏ．２２まで順に５．４ｍｍ、５．４ｍｍ、４．８ｍｍである。全層破壊時の撓み量は、先と同様の順に６．９ｍｍ、１１．４ｍｍ、８．０ｍｍである。いずれの値も、一般的な合わせガラスの値よりも顕著に大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。一次破壊時の荷重値は、先と同様の順に１２ｋｇｆ、１９ｋｇｆ、４７ｋｇｆであり、一般的な合わせガラスと同程度かそれ以上であるが、破壊靭性は順に５０ｍｍ・ｋｇｆ、１７１ｍｍ・ｋｇｆ、１９４ｍｍ・ｋｇｆであり、一般的な合わせガラスの値よりも顕著に大きく、破壊耐久性が高いことを示す。ヤング率も、先と同様の順に０．３ＧＰａ、０．６ＧＰａ、２．０ＧＰａであり、いずれの値も４０ＧＰａよりも小さく好適である。
【００８６】
試料Ｎｏ．２３は、高強度の透光性構造部材として、電子部品や光部品のパッケージ等に利用できる。特に、半導体等の精密部品を保護するための機密構造及び高い強度を要する透光性構造部材として好適である。
【００８７】
試料Ｎｏ．２３は、厚さ０．１ｍｍのＯＡ−１０の板ガラスを４枚積層し、その３箇所の層間に厚さ０．３ｍｍのＥＶＡ樹脂層を挟んだ構成である。その全体の厚さは１．３ｍｍであり、Ｔｐは０．６５ｍｍ、Ｔｃは０．４５ｍｍである。距離Ｔは０．２ｍｍとなり、本発明の合わせガラスの構成要件を満足している。破壊挙動の評価については、一次破壊時の撓み量は８．４ｍｍ、全層破壊時の撓み量は１２．０ｍｍであり、いずれの値も、一般的な合わせガラスの値よりも顕著に大きく、変形許容性や形状復元性が高いことを示す。また、一次破壊時の荷重値は２．２ｋｇｆ、破壊靭性は２７ｍｍ・ｋｇｆである。一般的な合わせガラスと比べて格段に薄いながらも、一般的な合わせガラスと同等の破壊靭性をしており、破壊耐久性が高い材料であることを示す。ヤング率は、１２ＧＰａであり、４０ＧＰａより小さい値である。
【００８８】
試料Ｎｏ．２３に使用した厚さ０．１ｍｍのＯＡ−１０材質の板ガラスは、溶融ガラスから直接ダウンドロー成形して製造したものだが、母材ガラスをリドロー成形することによって厚さを調整したものを使用してもよい。
【００８９】
次いで本発明に対する比較例について述べる。比較例の合わせガラスも、実施例と同様の手順にて合わせガラスを準備し、その破壊挙動を評価した。板ガラスの単板の試料は、市販の窓板であり、所定の大きさに切断して試料として使用した。試料の積層構造と評価結果を、表２にまとめて示す。
【００９０】
【表２】
0005224116.tif 000005
【００９１】
表２から明らかなように、比較例である試料Ｎｏ.１０１から試料Ｎｏ．１０３の各試料は、変形破壊に対する耐久性の点で、本発明の実施例より劣る結果となった。以下、試料順にその詳細を説明する。
【００９２】
試料Ｎｏ．１０１は、合わせガラスではなく、２．０ｍｍ厚のソーダ石灰板ガラスの単板から成る。一次破壊時の撓み量は、全層破壊時の撓み量と等しく１．６ｍｍであり、変形許容性を或る程度有する一方で、一次破壊時の加重値は７ｋｇｆ、破壊靭性値は５ｍｍ・ｋｇｆであり、破壊耐久性が著しく小さい。ヤング率は４５ＧＰａであり、４０ＧＰａを超える値となっている。これらの特性を総合して評価すると、ある外力に対しては変位も起こり、耐久性も有するが、それを超えるような外力には耐久性が無い、と評価できる。さらに、一旦破壊された後は、形状復帰性は全く有しない。
【００９３】
試料Ｎｏ．１０２は、試料Ｎｏ．１０１と同様に合わせガラスではなく、３．０ｍｍ厚のソーダ石灰ガラスの単板から成る。一次破壊時の撓み量は、全層破壊時の撓み量と等しく１．１ｍｍであり、変形許容性は試料Ｎｏ.１０１よりも低い。一次破壊時の加重値は１９ｋｇｆ、破壊靭性値は１０ｍｍ・ｋｇｆであり、破壊耐久性は試料Ｎｏ．１０１と同じく小さい。ヤング率は５２ＧＰａであり、４０ＧＰａを超える値となっている。
【００９４】
試料Ｎｏ．１０３は、従来の一般的な合わせガラスであり、その構成は３．０ｍｍ厚のソーダ石灰板ガラスを２枚積層し、その層間にＰＶＢ樹脂を１．５ｍｍ厚で介在させて、密着接合したものである。合わせガラスの全体厚さは７．５ｍｍであり、Ｔｐは３．７５ｍｍ、Ｔｃは１．５ｍｍである。距離Ｔは２．２５ｍｍで１ｍｍ以上となっており、本発明の合わせガラスの構成要件を満足していない。このため破壊挙動評価については、一次破壊時の撓み量は０．９ｍｍと小さく、全層破壊時の撓み量も１．２ｍｍと極めて小さい。そして、試料Ｎｏ．１０３は、本発明品よりも変形許容性や形状復元性が低い。一次破壊時の加重値は２７ｋｇｆ、破壊靭性は２０ｍｍ・ｋｇｆと小さく、本発明品よりも破壊耐久性が低い。ヤング率は６ＧＰａであり、この点においてのみ、本発明品と同様に４０ＧＰａ以下の条件を満たす。
【００９５】
以上から明らかなように、本発明の合わせガラスは、高い変形許容性や形状復元性を有することで、変位に対して大きな耐久性を有している。また、荷重が加わっても容易には破壊されず、破壊が一部発生しても完全破壊までには大きなエネルギーを要するため、変形破壊に対して高い耐久性を有する材料であることが明瞭となった。
【実施例３】
【００９６】
次いで本発明の合わせガラスを使用した合わせガラス部材について、図４に示す部分断面斜視図を参照しながら説明する。この合わせガラス部材１００は、高層階建造物用の採光窓材として５００×５００ｍｍの透光面の面積を有するものであり、支持部材９０に合わせガラス１２を固定した構造となっている。この合わせガラス１２は、０．７ｍｍ厚のＯＡ−１０材質の板ガラス４０を５枚積層し、板ガラスの層間に０．３ｍｍ厚のＰＶＢ樹脂層５０を４層挟み込んだ構造である。合わせガラス全体の厚さは、４．７ｍｍである。Ｔｐ及びＴｃはいずれも２．３５ｍｍであるため、距離Ｔ＝０ｍｍであり、１ｍｍ以下の要件を満足する構成となっている。
【００９７】
支持部材９０は、枠材９１、緩衝材９２、パッキング材９３、固定ブロック９４で構成される。枠材９１は、アルミニウム金属製で軽量な構成となっている。緩衝材９２は、ヤング率が１．２ＧＰａの樹脂製の板状体で、合わせガラス１２の端面に当接するように、枠材９１内に複数枚重ねて配されている。パッキング材９３は、ゴム製で作られ、合わせガラス１２と支持部材９０との隙間に配されている。固定ブロック９４は、樹脂製の角柱体で、緩衝材９２を固定すべく枠材９１内に配されている。このようにして、合わせガラス１２は、支持部材９０により、固定されている。
【００９８】
このように、本発明の合わせガラス部材は、ゴムや樹脂材等の柔軟性を有する材料に端面を支持される。これにより、本発明の合わせガラスが、透光面中央に大きな外力が加わって変形しても、枠から外れないように対応できる構造を有している。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の合わせガラスの権利範囲に関する説明を行うための部分断面図を表している。
【図２】３点曲げ試験における合わせガラス撓み変位Ｘと圧子による印加荷重値の関係を示すグラフを表している。
【図３】本発明の合わせガラスの斜視図を表している。
【図４】本発明の合わせガラス部材の部分斜視図を表している。
【符号の説明】
【０１００】
１０、１１、１２    合わせガラス
２０ａ    合わせガラスの透光面
２０ｂ    合わせガラスの他方の透光面
３０    合わせガラスの端面
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ    板ガラス
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ    樹脂層
９０    支持部材
９１    枠体
９２    緩衝材
９３    パッキング材
９４    固定ブロック
１００    合わせガラス部材
Ｅ    ヤング率
Ｌ    支点ロール間の距離
ｔ    合わせガラスの厚さ（板厚）
Ｔｐ    合わせガラスの透光面から合わせガラスの板厚方向の中央位置Ｐまでの距離
Ｔｃ    合わせガラス透光面から合わせガラスの板厚方向の中央位置に最も近い板ガラスの板厚中央位置Ｃまでの距離
Ｐ    合わせガラスの板厚方向の中央位置
Ｃ    合わせガラスの板厚方向の中央位置に最も近い板ガラスの板厚中央位置
Ｔ    ＴｃとＴｐとの差の絶対値（ＰからＣまでの距離）
ｗ    試験体の幅寸法
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２    圧子による印加加重値
Ｗｆ    一次破壊時における圧子による印加加重値
Ｘ、Ｘ１、Ｘ２    合わせガラスの圧子接触点における撓み変位量
Ｘｆ    一次破壊時における撓み変位量
Ｘｍ    合わせガラスの全層破壊時における撓み変位量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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