JP2015168598A

JP2015168598A - 合わせガラス

Info

Publication number: JP2015168598A
Application number: JP2014044445A
Authority: JP
Inventors: 神吉　哲; Satoru Kamiyoshi; 哲神吉; 貴弘浅井; Takahiro Asai; 尚志朝岡; Hisashi Asaoka
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-09-28

Abstract

【課題】強度の低下を抑制しつつ、遮音性を向上することができる合わせガラスを提供する。【解決手段】本発明に係る合わせガラスは、第１ガラス板と、前記第１ガラス板と対向配置され、前記第１ガラス板より厚みの小さい第２ガラス板と、前記第１ガラス板及び第２ガラス板の間に挟持された中間膜と、を備え、前記中間膜は、コア層、当該コア層と隣接し前記第１ガラス板側に配置される第１アウター層、及び当該コア層と隣接し前記第２ガラス板側に配置される第２アウター層、を備え、前記第１及び第２アウター層のヤング率が、前記コア層のヤング率よりも大きく、前記第１アウター層は、前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かって厚みが小さくなるように形成され、前記第２アウター層は、前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かって厚みが大きくなるように形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のウインドシールドなどに用いられる合わせガラスに関する。

近年、自動車の燃費性向上の観点から、装着されるウインドシールドなどのガラスの軽量化が求められ、それに伴い厚みの小さいガラスの開発が進められている。しかしながら、厚みを小さくすると、遮音性能が低下するため、車外の音が車内に流入し、車内環境が悪化するという問題がある。これを解決するため、例えば、特許文献１には、面密度を低下させつつ所定の周波数における遮音性能を維持する自動車用の合せガラスが記載されている。この合わせガラスは、一対のガラス板の間に、樹脂製の中間膜を配置したものである。

特開２００２−３２６８４７号公報

ところで、ガラス板においては、コインシデンス効果と呼ばれる特定の周波数での共振による音響透過損失（Sound Transmission Loss：ＳＴＬ）が生じることが知られており、これにより、遮音性能が大きく低下することが知られている。例えば、以下の数式に示すように、ガラス板は一般的に厚みが小さくなると、コインシデンス周波数が高周波数側にシフトすることが知られている。

また、図９は、周波数と音響透過損失（Sound Transmission Loss：ＳＴＬ）との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。このグラフには、厚みが３．１ｍｍのガラス板と、厚みが２．３ｍｍのガラス板のシミュレーション結果が示されている。この結果からすると、厚みが３．１ｍｍのガラス板においては、人間が聞き取りやすい２０００〜５０００Ｈｚの周波数域でＳＴＬが低下しているが、厚みが２．３ｍｍになると、ＳＴＬの極小値は、４０００Ｈｚ以上の周波数域にシフトしている。したがって、ガラス板の厚みを小さくすれば、人間が聞き取りやすい周波数域でのＳＴＬを向上させることができる。しかしながら、厚みが小さくすると、ガラス板の強度が低下する問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、強度の低下を抑制しつつ、遮音性を向上することができる合わせガラスを提供することを目的とする。

本発明に係る合わせガラスは、第１ガラス板と、前記第１ガラス板と対向配置され、前記第１ガラス板より厚みの小さい第２ガラス板と、前記第１ガラス板及び第２ガラス板の間に挟持された中間膜と、を備え、前記中間膜は、コア層、当該コア層と隣接し前記第１ガラス板側に配置される第１アウター層、及び当該コア層と隣接し前記第２ガラス板側に配置される第２アウター層、を備え、前記第１及び第２アウター層のヤング率が、前記コア層のヤング率よりも大きく、前記第１アウター層は、前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かって厚みが小さくなるように形成され、前記第２アウター層は、前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かって厚みが大きくなるように形成されている。

上記合わせガラスにおいては、前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かういずれの位置においても、前記第１アウター層と前記第２アウター層との合計厚みを同じにすることができる。

上記合わせガラスにおいては、前記第１及び第２アウター層と、前記コア層とのヤング率の差を、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、４００ＭＰａ以上とすることができる。

上記合わせガラスにおいては、前記第１及び第２アウター層の少なくとも１つのヤング率を、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、５６０ＭＰａ以上とすることができる。

上記合わせガラスにおいては、前記コア層のヤング率を、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、２０ＭＰａ以下とすることができる。

上述した合わせガラスにおいては、前記外側ガラス板の厚みと前記内側ガラス板の厚みとの合計を３．８ｍｍ以下とすることができる。

本発明に係る合わせガラスによれば、強度の低下を抑制しつつ、遮音性を向上することができる。

本発明に係る合わせガラスの一実施形態を示す断面図である。湾曲状の合わせガラスのダブリ量を示す正面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。湾曲形状のガラス板と、平面形状のガラス板の、一般的な周波数と音響透過損失の関係を示すグラフである。合わせガラスの厚みの測定位置を示す概略平面図である。中間膜の他の例を示す断面図である。コア層の測定に用いる画像の例である。合わせガラスの取付方法を示す概略図である。単板ガラスの厚さを変化させたときの周波数と音響透過損失の関係を示すグラフである。従来の単板のガラスにおける周波数と音響透過損失の関係を示すグラフである。

以下、本発明に係る合わせガラスの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る合わせガラスの断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る合わせガラスは、外側ガラス板（第１ガラス板）１、内側ガラス板（第２ガラス板）２、及びこれらのガラスの間に挟持される中間膜３で構成されている。外側ガラス１とは、外乱を受けやすい側に配置されるガラス板であり、内側ガラス２は、その反対側に配置されるガラス板である。したがって、例えば、この合わせガラスを自動車の窓ガラスとして用いる場合には、車外側のガラス板が外側ガラス板になり、建築材として用いる場合には、屋外を向く側が外側ガラス板になる。但し、受け得る外乱によっては、これとは反対の配置になることもある。以下、各部材について説明する。

＜１．外側ガラス板及び内側ガラス板＞
外側ガラス板１及び内側ガラス板２は、公知のガラス板を用いることができ、熱線吸収ガラス、一般的なクリアガラスやグリーンガラス、またはＵＶグリーンガラスで形成することもできる。但し、この合わせガラスを自動車の窓ガラスに用いる場合には、自動車が使用される国の安全規格に沿った可視光線透過率を実現する必要がある。例えば、外側ガラス板１により必要な日射吸収率を確保し、内側ガラス板２により可視光線透過率が安全規格を満たすように調整することができる。以下に、クリアガラスの組成の一例と、熱線吸収ガラス組成の一例を示す。

（クリアガラス）
ＳｉＯ₂:７０〜７３質量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０．６〜２．４質量％
ＣａＯ：７〜１２質量％
ＭｇＯ：１．０〜４．５質量％
Ｒ₂Ｏ：１３〜１５質量％（Ｒはアルカリ金属）
Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）：０．０８〜０．１４質量％

（熱線吸収ガラス）
熱線吸収ガラスの組成は、例えば、クリアガラスの組成を基準として、Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）の比率を０．４〜１．３質量％とし、ＣｅＯ₂の比率を０〜２質量％とし、ＴｉＯ₂の比率を０〜０．５質量％とし、ガラスの骨格成分（主に、ＳｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃）をＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂およびＴｉＯ₂の増加分だけ減じた組成とすることができる。

本実施形態に係る合わせガラスの厚みは特には限定されないが、軽量化の観点からは、外側ガラス板１と内側ガラス板２の厚みの合計を、２．４〜３．８ｍｍとすることが好ましく、２．６〜３．４ｍｍとすることがさらに好ましく、２．７〜３．２ｍｍとすることが特に好ましい。このように、軽量化のためには、外側ガラス板１と内側ガラス板２との合計の厚みを小さくすることが必要であるので、各ガラス板のそれぞれの厚みは、特には限定されないが、例えば、以下のように、外側ガラス板１と内側ガラス板２の厚みを決定することができる。

外側ガラス板１は、主として、外部からの障害に対する耐久性、耐衝撃性が必要であり、例えば、この合わせガラスを自動車のウインドシールドとして用いる場合には、小石などの飛来物に対する耐衝撃性能が必要である。この観点から、外側ガラス板１の厚みｔ１は１．８ｍｍ以上、１．９ｍｍ以上、２．０ｍｍ以上、２．１ｍｍ以上、２．２ｍｍ以上の順で好ましい。一方、外側ガラス板１の厚みｔ１の上限は、５．０ｍｍ以下、４．０ｍｍ以下、３．１ｍｍ以下、２．５ｍｍ以下、２．４ｍｍ以下の順で好ましい。この中で、２．１ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下、特に、２．２ｍｍ以上２．４ｍｍ以下が好ましい。

一方、内側ガラス板の厚みｔ２は、外側ガラス板１と同等にすることができるが、例えば、合わせガラスの軽量化のため、外側ガラス板１よりも厚みを小さくすることができる。具体的には、ガラスの強度を考慮すると、内側ガラス板２の厚みｔ２は、０．６ｍｍ以上、０．８ｍｍ以上、１．０ｍｍ以上、１．３ｍｍ以上の順で好ましい。一方、内側ガラス板２の厚みの上限は、５．０ｍｍ以下、４．０ｍｍ以下、３．１ｍｍ以下、２．５ｍ以下、２．０ｍｍ以下、１．６ｍｍ以下、１．４ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ未満の順で好ましい。この中で、例えば、０．６ｍｍ以上１．１ｍｍ未満、または２．１ｍｍより大きく２．５ｍｍ以下、特に、２．２ｍｍ以上２．４ｍｍ以下が好ましい。内側ガラス板２についても、何れの厚みを採用するかは、ガラスの用途に応じて決定することができる。

また、本実施形態に係る外側ガラス板１及び内側ガラス板２の形状は、平面形状及び湾曲形状のいずれであってもよい。しかしながら、ＳＴＬは湾曲形状の方が低下するため、湾曲形状ガラスは特に音響対策が必要である。湾曲形状の方が平面形状よりＳＴＬ値が低下するのは湾曲形状の方が共振モードによる影響が大きいためと考えられる。

さらに、ガラスが湾曲形状である場合には、ダブリ量が大きくなると遮音性能が低下するとされている。ダブリ量とは、ガラス板の曲げを示す量であり、例えば、図２に示すように、ガラス板の上辺の中央と下辺の中央とを結ぶ直線Ｓを設定したとき、この直線Ｓとガラス板との距離のうち最も大きいものをダブリ量と定義する。

図３は、湾曲形状のガラス板と、平面形状のガラス板の、一般的な周波数とＳＴＬの関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。図３によれば、湾曲形状のガラス板は、ダブリ量が３０〜３８ｍｍの範囲では、ＳＴＬに大きな差はないが、平面形状のガラス板と比べると、４０００Ｈｚ以下の周波数域でＳＴＬが低下していることが分かる。したがって、湾曲形状のガラス板を作製する場合、ダブリ量は小さい方がよいが、例えば、ダブリ量が３０ｍｍを超える場合には、後述するように、中間膜３のコア層３１のヤング率を２０ＭＰａ（周波数１００Ｈｚ，温度２０℃）以下とすることが好ましい。

ここで、ガラス板が湾曲している場合の厚みの測定方法の一例について説明する。まず、測定位置については、図４に示すように、ガラス板の左右方向の中央を上下方向に延びる中央線Ｓ上の上下２箇所である。測定機器は、特には限定されないが、例えば、株式会社テクロック製のＳＭ−１１２のようなシックネスゲージを用いることができる。測定時には、平らな面にガラス板の湾曲面が載るように配置し、上記シックネスゲージでガラス板の端部を挟持して測定する。なお、ガラス板が平坦な場合でも、湾曲している場合と同様に測定することができる。

＜２．中間膜＞
中間膜３は、複数の層で形成されており、一例として、図１に示すように、軟質のコア層３１を、これよりも硬質の一対のアウター層３２１、３２２で挟持した３層で構成することができる。ここでは、外側ガラス板１側のアウター層を第１アウター層３２１と称し、内側ガラス板２側のアウター層を第２アウター層３２２と称することとする。但し、この構成に限定されるものではなく、両アウター層３２１、３２２をそれぞれ、複数の層で構成することもできる。

コア層３１は両アウター層３２よりも軟質であればよい。この点については、ヤング率を基準として材料を選択することができ、例えば、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、１〜５０ＭＰａとすることが好ましく、１〜２０ＭＰａとすることがさらに好ましく、１〜１６ＭＰａであることが特に好ましく、１〜１０ＭＰａであることがとりわけ好ましい。

また、本発明者により、一般的にコア層のヤング率を低下させると、３０００〜５０００Ｈｚの周波数域で遮音性能が向上することが見出されている。この点について、以下の表１には、クリアガラスからなる外側ガラス板と内側ガラス板、及びコア層とコア層の両側に位置する両アウター層で構成された中間膜３を有する合わせガラスの遮音性能を示している。外側ガラス板１の厚みは２．０ｍｍ、内側ガラス板２の厚みは１．３ｍｍ、中間膜３の厚みは、コア層が０．１０ｍｍ、両アウター層が０．３３ｍｍであり、合計０．７６ｍｍである。以下の表１では、周波数が１２５０〜１００００Ｈｚの間でのＳＴＬを示している。具体的には、コア層のヤング率（周波数１００Ｈｚ、温度２０℃で測定）を２５ＭＰａ，１２．５ＭＰａ，及び６．２５ＭＰａとした場合のＳＴＬを算出し（算出方法は後述する実施例の方法に従う）、ヤング率が２５ＭＰａの場合を基準として（以下の表では基準であるため０としている）、ヤング率が１２．５ＭＰａ，６．２５ＭＰａのときのＳＴＬの差（単位はｄＢ）を示している。このとき、アウター層のヤング率は５６０ＭＰａ、ｔａｎδは０．２６（温度２０℃、周波数１００Ｈｚ）である。表１によれば、周波数が、３１５０〜５０００Ｈｚの間では、コア層のヤング率が２５ＭＰａから１２．５ＭＰａ，６．２５ＭＰａへと低下するのにしたがってＳＴＬが向上していることが分かる。

測定方法としては、例えば、Metravib社製固体粘弾性測定装置DMA 50を用い、ひずみ量０．０５％にて周波数分散測定を行うことができる。以下、本明細書においては、特に断りのない限り、ヤング率は上記方法での測定値とする。但し、周波数が２００Ｈｚ以下の場合の測定は実測値を用いるが、２００Ｈｚより大きい場合には実測値に基づく算出値を用いる。この算出値とは、実測値からWLF法を用いることで算出されるマスターカーブに基づくものである。

一方、アウター層３２１，３２２のヤング率は、コア層３１より大きければよい。例えば、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、４００ＭＰａ以上高いことが好ましく、５００ＭＰａ以上高いことがさらに好ましい。また、具体的なヤング率としては、例えば、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において５６０ＭＰａ以上、６５０ＭＰａ以上、１３００ＭＰａ以上、１７６４ＭＰａ以上の順で好ましい。一方、アウター層３２のヤング率の上限は特には限定されないが、例えば、加工性の観点から設定することができる。例えば、１７５０ＭＰａ以上となると、加工性、特に切断が困難になることが経験的に知られている。また、コア層３１を挟む一対のアウター層３２を設ける場合、外側ガラス板１側のアウター層３２１のヤング率を、内側ガラス板２側のアウター層３２２のヤング率よりも大きくすることが好ましい。これにより、車外や屋外からの外力に対する耐破損性能が向上する。

中間膜３のコア層３１のｔａｎδは、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、０．５〜３．０であることが好ましく、０．７〜２．０であることがさらに好ましく、１．０〜１．５であることが特に好ましい。ｔａｎδが上記範囲にあると、音を吸収しやすくなり、遮音性能が向上する。しかし、３．０よりも大きくなると、中間膜３が柔らかくなりすぎ、取り扱いが困難になるため、好ましくない。また、０．５より小さくなると耐衝撃性能が低下して好ましくない。

一方、アウター層３２１，３２２のｔａｎδは、コア層３１よりも小さい値であればよく、例えば、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、０．１から３．０の間で定めることができる。

この点について、本発明者により、一般的にコア層のｔａｎδを大きくすると、５０００〜１００００Ｈｚの周波数域で遮音性能が向上することが見出されている。この点について、以下の表２には、クリアガラスからなる外側ガラス板１と内側ガラス板２、及びコア層とこのコア層の両側に位置するアウター層で構成された中間膜を有する合わせガラスの遮音性能を示している。外側ガラス板１の厚みは２．０ｍｍ、内側ガラス板２の厚みは１．３ｍｍ、中間膜の厚みは、コア層が０．１０ｍｍ、両アウター層３２１，３２２が０．３３ｍｍであり、合計０．７６ｍｍである。なお、このときのコア層３１、及び両アウター層のヤング率はそれぞれ１２．５ＭＰａ，５６０ＭＰａである（周波数１００Ｈｚ，温度２０℃で測定）。以下の表２では、周波数が１２５０〜１００００Ｈｚの間での音響透過損失を示している。具体的には、コア層のｔａｎδ（周波数１００Ｈｚ、温度２０℃で測定）を０．８，１．２，及び１．６とした場合の音響透過損失を算出し（算出方法は後述する実施例の方法に従う）、ｔａｎδが０．８の場合を基準として（以下の表では基準であるため０としている）、ｔａｎδが１．２，１．６のときの音響透過損失の差（単位はｄＢ）を示している。なお、アウター層のｔａｎδは、０．２６である。表２によれば、周波数が、５０００〜１００００Ｈｚの間では、コア層のｔａｎδが０．８から１．２，１．６へと大きくなるのにしたがってＳＴＬが向上していることが分かる。

また、各層３１，３２１、３２２を構成する材料は、特には限定されないが、少なくともヤング率が上記のような範囲とすることができる材料であることが必要である。例えば、アウター層３２１，３２２は、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）によって構成することができる。ポリビニルブチラール樹脂は、各ガラス板との接着性や耐貫通性に優れるので好ましい。一方、コア層３１は、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）、またはアウター層を構成するポリビニルブチラール樹脂よりも軟質なポリビニルアセタール樹脂によって構成することができる。軟質なコア層３１を間に挟むことにより、単層の樹脂中間膜と同等の接着性や耐貫通性を保持しながら、遮音性能を大きく向上させることができる。

一般に、ポリビニルアセタール樹脂の硬度は、（ａ）出発物質であるポリビニルアルコールの重合度、（ｂ）アセタール化度、（ｃ）可塑剤の種類、（ｄ）可塑剤の添加割合などにより制御することができる。したがって、それらの条件から選ばれる少なくとも１つを適切に調整することにより、同じポリビニルブチラール樹脂であっても、アウター層に用いる硬質なポリビニルブチラール樹脂と、コア層に用いる軟質なポリビニルブチラール樹脂との作り分けが可能である。さらに、アセタール化に用いるアルデヒドの種類、複数種類のアルデヒドによる共アセタール化か単種のアルデヒドによる純アセタール化かによっても、ポリビニルアセタール樹脂の硬度を制御することができる。一概には言えないが、炭素数の多いアルデヒドを用いて得られるポリビニルアセタール樹脂ほど、軟質となる傾向がある。したがって、例えば、アウター層がポリビニルブチラール樹脂で構成されている場合、コア層３１には、炭素数が５以上のアルデヒド（例えばｎ−ヘキシルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、ｎ−へプチルアルデヒド、ｎ−オクチルアルデヒド）、をポリビニルアルコールでアセタール化して得られるポリビニルアセタール樹脂を用いることができる。なお、所定のヤング率が得られる場合は、上記樹脂等に限定されることはい。

また、中間膜３の総厚は、特に規定されないが、０．３〜６．０ｍｍであることが好ましく、０．５〜４．０ｍｍであることがさらに好ましく、０．６〜２．０ｍｍであることが特に好ましい。コア層３１の厚みは一定であり、０．１〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．６ｍｍであることがさらに好ましい。０．１ｍｍよりも小さくなると、軟質なコア層３１の影響が及びにくくなり、また、２．０ｍｍや０．６ｍｍより大きくなると総厚が増大するため、コストアップとなるからである。

両アウター層３２１，３２２の厚みは、次のように調整される。すなわち、第１アウター層３２１の厚みｔ３は、中間膜３の面方向の一端部（図１の左側）から他端部（図１の右側）へ向かって、厚みが漸進的に小さくなるように形成されている。具体的には、コア層３１との接触面が一端部から他端部へ向かって傾斜しており、断面台形状に形成されている。以下、このような、一端部から他端部への厚みが変化する方向を傾斜方向と称する。一方、第２アウター層３２２の厚みは、中間膜３の面方向の他端部（図１の右側）から一端部（図１の左側）へ向かって、厚みが漸進的に小さくなるように形成されている。具体的には、コア層３１との接触面が他端部から一端部へ向かって傾斜しており、断面台形状に形成されている。

このとき、中間膜３の面方向の一端部から他端部へ向かういずれの位置においても、第１アウター層３２１と第２アウター層３２２の合計厚みが、同じにすることができる。例えば、図１に示すように、傾斜方向の位置(1)における第１アウター層３２１の厚みｔ３１と第２アウター層３２２の厚みｔ４１との合計（ｔ３１＋ｔ４１）と、位置(2)における第１アウター層３２１の厚みｔ３２と第２アウター層３２２の厚みｔ４２との合計（ｔ３２＋ｔ４２）とが同じになっている。但し、必ずしも同じにしなくてもよい。

また、アウター層の厚みは、面方向の一端部から他端部へ向かうすべての領域で変化させる必要はなく、その一部であってもよい。例えば、図５に示すように、第１アウター層３２１において傾斜方向の一端部において厚みが変化しない領域３２１ａを設け、そこから他端部に向かって厚みが小さくなるように形成する。一方、第２アウター層３２２においては、傾斜方向の他端部において厚みが変化しない領域３２２ａを設け、そこから一端部に向かって厚みが小さくなるように形成する。このような中間膜３でも用いることができる。

なお、傾斜方向は、種々の設定が可能である。例えば、合わせガラスの上端部から下端部に向かう方向としてもよいし、左端部から右端部、右端部から左端部、あるいは斜めに向かう方向とすることもできる。

そして、両アウター層３２１，３２２の厚みは、上記のような調整がなされているのであれば、具体的な厚みは特に限定されないが、例えば、０．１〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜１．０ｍｍであることがさらに好ましい。また、例えば、最も厚みの大きい部分が０．３〜０．７ｍｍ、最も厚みが小さい部分が０．１〜０．３ｍｍとすることができ、いずれもコア層３１よりも厚いことが、好ましい。例えば、アウター層の少なくとも一つの厚みが０．１ｍｍより小さいと、質量則により遮音性能が担保できない可能性がある。

コア層３１及び両アウター層３２１，３２２の厚みは、例えば、以下のように測定することができる。まず、マイクロスコープ（例えば、キーエンス社製ＶＨ−５５００）によって合わせガラスの断面を１７５倍に拡大して表示する。そして、コア層３１の厚みを目視により特定し、これを測定する。このとき、目視によるばらつきを排除するため、測定回数を５回とし、その平均値をコア層３１及び両アウター層３２１，３２２の厚みとする。例えば、図６に示すような合わせガラスの拡大写真を撮影し、このなかでコア層及び両アウター層３２１，３２２を特定して厚みを測定する。

なお、中間膜３の厚みは全面に亘って一定である必要はなく、例えば、ヘッドアップディスプレイに用いられる合わせガラス用に楔形にすることもできる。この場合、例えば、コア層３１の厚みを変化させることで、中間膜３を全体としてくさび形にすることができる。そして、中間膜３の厚みは、最も厚みの小さい箇所、つまり合わせガラスの最下辺部を測定する。中間膜３が楔形の場合、外側ガラス板１及び内側ガラス板２は、平行に配置されないが、このような配置も本発明における外側ガラス板と内側ガラス板との「対向配置」に含まれるものとする。すなわち、本発明の「対向配置」は、例えば、１ｍ当たり３ｍｍ以下の変化率で厚みが大きくなる中間膜３を使用した時の外側ガラス板１と内側ガラス板２の配置を含む。

中間膜３の製造方法は特には限定されないが、例えば、上述したポリビニルアセタール樹脂等の樹脂成分、可塑剤及び必要に応じて他の添加剤を配合し、均一に約１１０℃の温度でロールにより約１５分間混練した後、約１４０℃の温度で約３０ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加えて各層を一括で押出し成型する方法、この方法により作成した２つ以上の樹脂膜をプレス法、ラミネート法等により積層する方法が挙げられる。プレス法、ラミネート法等により積層する方法に用いる積層前の樹脂膜は単層構造でも多層構造でもよい。また、２つ以上の樹脂膜を共押出により積層して中間膜を得てもよい。

また、上記のようにアウター層の厚みを変化させるためには、あらかじめ所望形状となる金型を準備し、押出し成型により作製すればよい。

＜３．合わせガラスの製造方法＞
本実施形態に係る合わせガラスの製造方法は、特に限定されず、従来より公知の合わせガラスの製造方法を採用することができる。例えば、まず、中間膜３を外側ガラス板１及び内側ガラス板２の間に挟み、これをゴムバッグに入れ、減圧吸引しながら約７０〜１１０℃で予備接着する。予備接着は、これ以外の方法を用いることもできる。例えば、中間膜３を外側ガラス板１及び内側ガラス板２の間に挟み、オーブンにより４５〜６５℃で加熱する。続いて、この合わせガラスを０．４５〜０．５５ＭＰａでロールにより押圧する。次に、この合わせガラスを、再度オーブンにより８０〜１０５℃で加熱した後、０．４５〜０．５５ＭＰａでロールにより再度押圧する。こうして、予備接着が完了する。

次に、本接着を行う。予備接着がなされた合わせガラスを、オートクレーブにより、８〜１５気圧で、１００〜１５０℃によって、本接着を行う。具体的には、１４気圧で１４５℃の条件で本接着を行うことができる。こうして、本実施形態に係る合わせガラスが製造される。

＜４．合わせガラスの取付構造＞
上述した合わせガラスは、例えば、自動車、建築物などの取付構造体に取付けることができる。このとき、合わせガラスは、取付部を介して取付構造物に取付けられる。取付部とは、例えば、自動車に取付けるためのウレタン枠などのフレーム、接着材、クランプなどが該当する。自動車への取付の一例を挙げると、図７（ａ）に示すように、まず、合わせガラス１０の両端にピン５０を取付けておき、取付対象となる自動車のフレーム７０に接着材６０を塗布する。フレームには、ピンが挿入される貫通孔８０が形成されている。そして、図７（ｂ）に示すように、合わせガラス１０をフレーム７０に取付ける。まず、ピン５０を貫通孔８０に挿入し、合わせガラス１０をフレーム７０に対して仮止めする。このとき、ピン５０には段差が形成されているため、ピン５０は貫通孔８０の途中までしか挿入されず、これにより、フレーム７０と合わせガラス１０との間に隙間が生じる。そして、この隙間には上述した接着材６０が塗布されているため、時間の経過とともに接着材６０を介して合わせガラス１０とフレーム７０が固定される。

このような合わせガラスの取付構造体への取付において、合わせガラス１０の取付角度はθは、図７（ｃ）に示すように、垂直Ｎから４５度以下にすることが好ましい。

＜５．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、中間膜３の一部を構成するコア層３１のヤング率を、両アウター層３２１，３２２のヤング率よりも小さくすることで、次の効果を得ることができる。例えば、中間膜３のヤング率が大きいと、合わせガラスであっても、単板として性質が強くなる。また、上述した数式（数１）に示すように、ガラス板は一般的に厚みやヤング率が小さくなるほどコインシデンス周波数は高周波側にシフトする。

これらを考慮すれば、中間膜３のヤング率が大きいと、例えば、厚みが２ｍｍの２枚のガラス板を有する合計の厚みが４ｍｍの合わせガラスであっても、４ｍｍの厚みを有する単板と同様の挙動を示す。この場合、コインシデンス周波数が３０００〜４０００Ｈｚとなり、人が聞きやすい周波数帯で性能が低下する。一方、ヤング率が小さくなれば、合わせガラスの性能は２枚のガラス板の合算になる。例えば、図８に示すように、２ｍｍのガラス板は５０００Ｈｚあたりにコインシデンス周波数が存在し、１ｍｍのガラス板は８０００Ｈｚにコインシデンス周波数が存在する。そして、これら１ｍｍと２ｍｍの厚さのガラス板の合わせガラスの性能はその合算であるため、コインシデンス周波数は、５０００〜８０００Ｈｚの間に存在することになる。なお、図８は、合わせガラスではない単板の、周波数とＳＴＬとの関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。

そこで、本実施形態においては、中間膜３の一部を構成するコア層３１のヤング率を、両アウター層３２１，３２２よりも小さくすることで（例えば、４００ＭＰａ以上）、合わせガラスの性能を外側ガラス板１と内側ガラス板２との合算となるようにしている。これにより、人間が聞き取りやすい周波数においては遮音性能が低下するのを防止することができる。特に、内側ガラス板２の厚みを外側ガラス板１の厚みよりも小さくしても、コインシデンス周波数が高周波側にシフトするため、２０００〜５０００Ｈｚの周波数領域において低下したＳＴＬを上昇させることが可能となる。その結果、合わせガラスの軽量化とともに、人間が聞き取りやすい２０００〜５０００Ｈｚの周波数域での遮音性能を向上することができる。特に、コア層３１のヤング率を、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃で５０ＭＰａ以下という小さいものとすることで、上述した効果が顕著になる。

さらに、次のような効果もある。本実施形態では、第１アウター層３２１の厚みｔ３が傾斜方向の一方へ向かって、厚みが漸進的に小さくなるように形成されている。一方、第２アウター層３２２の厚みは、傾斜方向の他方へ向かって、厚みが漸進的に小さくなるように形成されている。そして、中間膜３の面方向の一端部から他端部へ向かういずれの位置においても、第１アウター層３２１と第２アウター層３２２の合計厚みが、同じになっている。ここで、両アウター層３２１，３２２のヤング率はコア層３１に比べて高いため、遮音性能に関してアウター層３２１は、近似的にガラス板１，２と一体的なものとしての挙動を示すと考えられる。

そのため、本実施形態では、アウター層３２１，３２２の厚みが変化することにより、各ガラス板１，２の厚みが変化するのと同様の挙動が示され、ガラス板の厚みが一定の場合と比べ、コインシデンス周波数が高周波側及び低周波側に分散される。その結果、ＳＴＬが低下する範囲は広がるものの、コインシデンス周波数近傍におけるＳＴＬの大きい低下が抑制され、ガラス板の厚みが一定の場合と比べ、全体としてＳＴＬを向上することができる。

また、上記数１で示したように、一般的にガラス板の厚みが大きいとコインシデンス周波数が低周波数側にシフトし、厚みが小さいとコインシデンス周波数が高周波数側にシフトする。したがって、本実施形態に係る合わせガラスでは、中間膜３の傾斜方向のいずれの位置においても、コインシデンス周波数の高い部分と低い部分とが補完し合うようになっている。例えば、図１の位置(1)では、第１アウター層３２１の厚みｔ３１が大きいため、コインシデンス周波数は低くなるが、第２アウター層３２２の厚みｔ４１は小さいため、コインシデンス周波数は高くなる。その結果、位置(1)ではコインシデンス周波数及びＳＴＬが補完され、上記と同様に、ＳＴＬが低下する範囲は広がるものの、コインシデンス周波数近傍におけるＳＴＬの大きい低下が抑制される。このような補完が傾斜方向全体に亘って行われるため、ＳＴＬの低下を防止することができる。

さらに、中間膜３の傾斜方向のいずれの位置においても、第１アウター層３２１と第２アウター層３２２の合計厚みが同じであれば、合わせガラスの合計厚みは変化しない。したがって、合わせガラス全体の厚みが大きくなるのを防止することができる。

また、直接的にガラス板の厚みを変化させるためには、加工が困難という問題があるが、本実施形態では、加工がしやすいアウター層３２１，３２２の厚みを変化させているため、近似的にガラス板の厚みを変化させることができる。その結果、上記のようなＳＴＬの向上を容易に行うことができる。但し、ガラス板１、２の厚みを変化できるのであれば、アウター層３２１、３２２の厚みを一定とした中間膜を用いることもできる。

上記のようなアウター層３２１，３２２の挙動を近似的にガラス板と一体となるようにするには、アウター層のヤング率が高いことが好ましく、例えば、５６０ＭＰａ以上であることが好ましい。これに加え、本発明者は、中間膜３のアウター層３２１、３２２のヤング率を向上すると、約４０００Ｈｚ以上の周波数域での遮音性能が向上することを見出した。例えば、ヤング率が４４１ＭＰａ（２０℃、１００Ｈｚ）のアウター層に対し、ヤング率が５６０ＭＰａ（２０℃、１００Ｈｚ）のアウター層３２を用いると、周波数６３００Ｈｚにおいて、ＳＴＬが０．３ｄＢ向上することを見出した。一般的に、人間は０．３ｄＢ以上の音の変化を認識できるとされているため、ヤング率を高めることで、高周波数域において、人間が認識できるほどの遮音効果を得ることができる。また、アウター層３２のヤング率は高くなるほど、遮音性能が高くなることが見出されており、例えば、ヤング率を８８０ＭＰａ（２０℃、１００Ｈｚ）以上とすると、周波数６３００Ｈｚにおいて、１．０ｄＢ以上ＳＴＬが向上し、１３００ＭＰａ（２０℃、１００Ｈｚ）以上とすると、さらにＳＴＬが向上することが見出されている。

一方、１０００〜３５００Ｈｚの低周波数域では、アウター層のヤング率を向上すると、ＳＴＬが低下することが分かっている。しかしながら、その低下は小さいことも見出されている。

１外側ガラス板
２内側ガラス板
３中間膜
３１コア層
３２１第１アウター層
３２２第２アウター層

Claims

第１ガラス板と、
前記第１ガラス板と対向配置される第２ガラス板と、
前記第１ガラス板及び第２ガラス板の間に挟持された中間膜と、
を備え、
前記中間膜は、コア層、当該コア層と隣接し前記第１ガラス板側に配置される第１アウター層、及び当該コア層と隣接し前記第２ガラス板側に配置される第２アウター層、を備え、
前記第１及び第２アウター層のヤング率が、前記コア層のヤング率よりも大きく、
前記第１アウター層は、前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かって厚みが小さくなるように形成され、
前記第２アウター層は、前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かって厚みが大きくなるように形成されている、合わせガラス。
前記中間膜の表面の一端部から他端部へ向かういずれの位置においても、前記第１アウター層と前記第２アウター層との合計厚みが同じである、請求項１に記載の合わせガラス。
前記第１及び第２アウター層と、前記コア層とのヤング率の差が、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、４００ＭＰａ以上である、請求項１または２に記載の合わせガラス。
前記第１及び第２アウター層の少なくとも１つのヤング率が、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、５６０ＭＰａ以上である、請求項１から３のいずれかに記載の合わせガラス。
前記コア層のヤング率が、周波数１００Ｈｚ，温度２０℃において、５０ＭＰａ以下である、請求項１から４のいずれかに記載の合わせガラス。
前記外側ガラス板の厚みと前記内側ガラス板の厚みとの合計が３．８ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれかに記載の合わせガラス。