JP2017518246A - 薄い内側板ガラスを含む合わせガラス - Google Patents

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Abstract

本発明は、車両内部空間を外部環境から分離するための車両用合わせガラスに関する。この車両用合わせガラスは少なくとも、厚さ０．１ｍｍ〜０．４ｍｍのガラスから成る内側板ガラス（１）と、厚さ１．０ｍｍ〜１．８ｍｍのガラスから成る外側板ガラス（２）と、内側板ガラス（１）を外側板ガラス（２）と接合する熱可塑性中間層（３）とを含んでいる。

Description

本発明は、薄い内側板ガラスを含む合わせガラス、その製造方法および使用に関する。
合わせガラスは、車両の分野において嵌め込まれるガラスとしてよく知られている。それらの合わせガラスは一般的に、厚さ２ｍｍ〜３ｍｍの２枚のガラス板から成り、これらのガラス板は、熱可塑性中間層によって互いに接合されている。かかる合わせガラスは特に、フロントウィンドウガラスおよびサンルーフガラスとして用いられるが、サイドウィンドウガラスおよびリアウィンドウガラスとしても用いられることが多くなってきている。
目下、車両産業は、車両の重量を低減し、それに伴って燃料消費が少なくなるように努めている。このことに大きく寄与する可能性があるのは、嵌め込まれるガラスの重量を減らすことであり、これは特に、板ガラスの厚さを減らすことによって達成することができる。そのような薄い板ガラスは、特に２ｍｍよりも薄い厚さを有している。しかしながら、板ガラスの厚さを低減しても、板ガラスの安定性および耐破損性に対する要求が満たされなければならない。
従来、一般的な見解として、十分な安定性と耐破損性を保証するためには、合わせガラスの両方の板ガラスが特定の最小厚さを下回ってはならない、とされていた。米国特許出願公開第２０１３／０２９５３５７号明細書（US 2013/0295357 A1）によればたとえば、薄い内側板ガラスを含む車両用の合わせガラスが開示されている。この場合、合わせガラスは、厚さ１．５ｍｍ〜３．０ｍｍたとえば１．６ｍｍの外側板ガラスと、化学的にプレストレスが与えられた厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍたとえば０．７ｍｍの内側板ガラスとから成る。薄い内側板ガラスを含む合わせガラスは、車両分野における安全性要求を満たすには、明らかに安定性が不十分であると考えられる。
本発明の課題は、厚さがさらに低減され、ひいては重量がさらに低減されてはいるが、車両分野で使用することができるよう、十分な安定性と耐破損性を有する合わせガラスを提供することにある。
本発明の課題は、本発明によれば請求項１記載の合わせガラスによって解決される。従属請求項には好ましい実施形態が示されている。
本発明による合わせガラスは、好ましくは車両のための合わせガラス（車両用合わせガラス）である。この合わせガラスは、開口部特に車両の窓開口部において、内部空間を外部環境から分離するために設けられている。
本発明による合わせガラス（または合わせ板ガラス）は少なくとも、内側板ガラスと、外側板ガラスと、内側板ガラスを外側板ガラスと接合する熱可塑性中間層とを含んでいる。内側板ガラスと外側板ガラスは、好ましくはガラスから成る。
本発明において内側板ガラスが意味するところは、合わせ板ガラスのうち内部空間（車両内部空間）に向いた側の板ガラスのことである。また、外側板ガラスとは、外部環境に向いた側の板ガラスのことである。
外側板ガラスは好ましくは、１．０ｍｍ〜１．８ｍｍの厚さを有する。内側板ガラスは好ましくは、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さを有する。
本発明において内側板ガラスが意味するところは、合わせ板ガラスのうち内部空間（車両内部空間）に向いた側の板ガラスのことである。また、外側板ガラスとは、外部環境に向いた側の板ガラスのことである。
外側板ガラスと内側板ガラスとに対し本発明による厚さを有する合わせガラスは、驚くべきことに高度な安定性と耐破損性を備えており、特に高度な耐スクラッチ性および耐衝撃性を備えていることが判明した。つまり内側板ガラスを、これまで一般的に採用されていたものよりも著しく薄い厚さにすることができるのである。合わせガラスの安定性および耐破損性は、外側板ガラスの厚さを本発明に従って選定し、外側板ガラスと内側板ガラスの厚さを非対称に構成することによって、実現される。驚くべきことに本発明による合わせガラスは、車両分野における高度な安全要求を満たすものである。それらの要求は典型的には、破損、衝撃およびスクラッチに対する標準化された試験によって検査され、たとえばＥＣＥ規則第４３号による球落下試験などによって検査される。
内側板ガラスの厚さは好ましくは、外側板ガラスの厚さの最大で２５％であり、特に好ましくは最大で２０％である。このように構成された非対称性は、板ガラスの耐性に関して特に有利である。
本発明による合わせガラスは特に好ましくは、自動車のフロントウィンドウガラスである。
１つの好ましい実施形態によれば、内側板ガラスは予め曲げられた板ガラスであって、つまり合わせガラス形成のためラミネーションを行う前に、熱による曲げプロセスで処理された板ガラスである。基本的には内側板ガラスを、予め曲げられていない板ガラスとしてもよく、この板ガラスはその厚さが僅かであることから、ラミネーションの際に外側板ガラスの形状に整合される。ただし、複数の空間方向においていわゆる三次元で曲げられる場合には特に、予め曲げられた内側板ガラスを用いるのが有利であり、それというのも、そのようにすれば望ましい形状を僅かな視覚的な歪みで達成できるからである。曲げプロセスは、ガラス構造に特徴的な痕跡を残すので、当業者は予め曲げられたものと予め曲げられていないものとを、目視検査で互いに区別することができる。
本発明によれば、厚い方の外側板ガラスは予め曲げられている。外側板ガラスと内側板ガラスは、好ましくは合同を保ちながら予め曲げられており、つまりこれらの板ガラスは予め同じ曲げ状態を有する。
内側板ガラスはたとえば、０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍまたは０．４ｍｍの厚さを有することができる。外側板ガラスはたとえば、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍまたは１．８ｍｍの厚さを有することができる。
１つの特に有利な実施形態によれば、内側板ガラスは０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さを有しており、好ましくは０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの厚さ、特に好ましくは約０．３ｍｍの厚さを有している。このようにすることで、高度な安定性と耐破損性でありながらも合わせガラスの重量を低減するという点で、特に良好な結果が達成される。
１つの特に有利な実施形態によれば、外側板ガラスは１．４ｍｍ〜１．８ｍｍの厚さを有しており、好ましくは１．５ｍｍ〜１．７ｍｍの厚さ、特に好ましくは約１．６ｍｍの厚さを有する。このことは、一方では合わせガラスの重量を低減するという点で特に有利であり、他方、この厚さは、外側板ガラスと内側板ガラスとの間の厚さの十分な非対称性を確保するに足りるものであり、ひいてはこれによって高度な安定性が実現される。
本発明の１つの有利な実施形態によれば、外側板ガラスはプレストレスが与えられていない板ガラスである。外側板ガラスは、石の衝撃などの負荷に晒される可能性がある。石がガラス板にぶつかると、特に小さく尖った石がガラス板にぶつかると、そのような石がガラス板の表面を貫通する可能性がある。板ガラスにプレストレスが与えられている場合、そのために石が板ガラス内部の引っ張り応力ゾーンに侵入する可能性があり、それによって板ガラスの粉砕が引き起こされる。外側板ガラスにプレストレスが与えられていなければ、圧縮応力ゾーンが広くかつ内部における引っ張り応力が僅かになり、それによって尖った物体の衝撃に対する脆弱性が低減される。よって、プレストレスが与えられていない外側板ガラスは全体として、車両乗員の安全性の点で非常に有利である。
本発明の１つの好ましい実施形態によれば、外側板ガラスはソーダ石灰ガラスまたはホウケイ酸ガラスであり、特にソーダ石灰ガラスである。ソーダ石灰ガラスは低コストで入手可能であり、車両分野での使用が実証されている。
本発明の１つの有利な実施形態によれば、内側板ガラスは化学的にプレストレスが与えられて化学強化された板ガラスである。プレストレスによって、内側板ガラスに特に耐破損性と耐スクラッチ性を与えることができる。本発明に従い内側板ガラスとして設けられているような著しく薄いガラス板の場合、化学的なプレストレスは、熱的なプレストレスないしは熱強化よりも良好に適している。熱的なプレストレスは、表面ゾーンと中核ゾーンとの間の温度差に基づくものであるため、熱的なプレストレスはガラス板が所定の最小厚さを有することを前提条件とする。一般的には市販の熱的プレストレス装置を用いれば、約２．５ｍｍ以上のガラスの厚さにおいて十分な応力を達成することができる。通常、ガラスの厚さがこれよりも薄くなると、一般的に要求されるプレストレスの値を達成できない（たとえばＥＣＥ規則第４３号を参照）。化学的なプレストレスの場合、イオン交換によってガラスの化学的組成が表面領域で変化し、その際、イオン交換は拡散によって表面ゾーンに制限されている。したがって化学的なプレストレスは、薄い板ガラスに特に適している。化学的なプレストレスについては、化学的テンパリング、化学的硬化または化学的強化という名称も一般に用いられている。
化学的プレストレスにおいてイオンの組み込みにより生じる応力の適切な値と局所的分布によって、第１の板ガラスの安定性を改善することができる。
化学的にプレストレスが与えられた内側板ガラスは好ましくは、１００ＭＰａよりも大きい表面圧縮応力を有しており、さらに好ましくは２５０ＭＰａよりも大きい表面圧縮応力、特に好ましくは３５０ＭＰａよりも大きい表面圧縮応力を有している。
板ガラスの圧縮応力深さは特に、その厚さの少なくとも１０分の１であり、好ましくはその厚さの少なくとも６分の１、たとえば内側板ガラスの厚さの約５分の１である。これは一方では、板ガラスの耐破損性の点で、他方ではプレストレスプロセスにかかる時間が僅かになるという点で、有利である。本発明において圧縮応力深さが意味するところは、板ガラス表面から測定された深さのことであって、その深さまで板ガラスが０ＭＰａよりも大きい値の圧縮応力を受けている、ということである。内側板ガラスがたとえば厚さ０．３ｍｍであれば、内側板ガラスの圧縮応力深さは、好ましくは３０μｍよりも大きく、特に好ましくは５０μｍよりも大きく、さらに特に好ましくは１００μｍ〜１５０μｍである。
内側板ガラスは基本的に、どのような当業者にも知られている化学的組成を有することができる。内側板ガラスはたとえば、ソーダ石灰ガラスまたはホウケイ酸ガラスを含むか、またはそれらのガラスから成るようにすることができる。好ましくは内側板ガラスは、化学的にプレストレスを与えるのに適しているのが望ましく、特に適切な含有率のアルカリ元素好ましくはナトリウムを含むのが望ましい。内側板ガラスはたとえば、４０重量％〜９０重量％の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、０．５重量％〜１０重量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、１重量％〜２０重量％の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、０．１重量％〜１５重量％の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、０重量％〜１０重量％の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、０重量％〜１０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）、および０重量％〜１５重量％の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を含有することができる。さらに内側板ガラスは、他の成分および不純物を含んでいてもよい。
ただし驚くべきことに、内側板ガラスの特定の化学的組成が、化学的プレストレスを与えるのに特に適していることが判明した。これは拡散プロセスの速度が速いというかたちで現れ、その結果、プレストレスプロセスにかかる時間的な手間が有利には低減され、さらにプレストレスの深さ（圧縮応力深さ）が深くなり、その結果、破損に強い安定したガラスが形成される。このような組成は、本発明の観点からすれば好ましいものである。
１つの好ましい実施形態によれば、内側板ガラスはアルミノケイ酸ガラスを含む。内側板ガラスは好ましくは、５０重量％〜８５重量％の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、３重量％〜１０重量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、８重量％〜１８重量％の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、５重量％〜１５重量％の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、４重量％〜１４重量％の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、０重量％〜１０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）、および０重量％〜１５重量％の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）を含有する。さらに内側板ガラスは、他の成分および不純物を含んでいてもよい。内側板ガラスは特に好ましくは少なくとも、５５重量％〜７２重量％（さらに特に好ましくは５７重量％〜６５重量％）の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、５重量％〜１０重量％（さらに特に好ましくは７重量％〜９重量％）の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、１０重量％〜１５重量％（さらに特に好ましくは１２重量％〜１４重量％）の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、７重量％〜１２重量％（さらに特に好ましくは８．５重量％〜１０．５重量％）の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、および６重量％〜１１重量％（さらに特に好ましくは７．５重量％〜９．５重量％）の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含有する。
これらの好ましいガラス組成は、化学的プレストレスが可能であるという点以外にも、他の驚くべき利点を奏するものである。かかる板ガラスは、慣用のソーダ石灰ガラス（標準ガラスとも称する）から成る板ガラスと共に、合同を保ちながら曲げるのに適している。このためには、両方の種類のガラスを同じ温度範囲で曲げることができるよう、つまりおおよそ４５０℃〜７００℃の温度範囲で曲げることができるよう、類似の熱特性となっている必要がある。当業者に十分に知られているように、合同を保ちながら曲げられる板ガラスは、それらの形状が互いに最適な状態で整合されていることから、それらを接合して合わせガラスを形成するために特別に適したものである。したがって好ましい化学的組成を有する内側板ガラスは、他の組成の外側板ガラスと共に、特にソーダ石灰ガラスから成る外側板ガラスと共に、合わせガラスにおいて使用するために格別に適している。
ただし別の選択肢として内側板ガラスを、プレストレスが与えられていない板ガラスとしてもよい。著しく薄いガラス板の場合には特に、化学的プレストレスによって達成可能な応力値がいっそう小さくなり、ひいては安定作用がいっそう小さくなる。内側板ガラスに対しプレストレスが与えられていない場合、１つの好ましい実施形態によれば、内側板ガラスはホウケイ酸ガラスを含む。このようにすれば特に顕著な安定性と耐破損性を達成できる、ということが判明した。
熱可塑性中間層は、少なくとも１つの熱可塑性フィルムを含んでおり、１つの有利な実施形態によれば、この熱可塑性中間層は単一の熱可塑性フィルムによって形成されている。このことは、合わせガラスの構造が簡単である点および全体の厚さが薄い点で、有利である。熱可塑性中間層ないしは熱可塑性フィルムは好ましくは少なくとも、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、またはこれらの混合物または共重合体または派生物を含み、それらは合わせガラス用として実証されたものである。
熱可塑性中間層の厚さは、好ましくは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。たとえば、０．７６ｍｍという標準的な厚さの熱可塑性フィルムを用いることができる。
特に好ましい実施形態によれば、合わせガラスはさらに別の板ガラスまたはポリマー層を有しておらず、つまり外側板ガラスと内側板ガラスと熱可塑性中間層のみから成る。
外側板ガラスと内側板ガラスと熱可塑性中間層を、透明かつ無色のものとすることができるが、色調が付けられたまたは着色されたものとしてもよい。１つの好ましい実施形態によれば、合わせガラスを通過する全光線透過率は７０％よりも大きく、特にこれは合わせガラスがフロントウィンドウガラスの場合である。「全光線透過率」という用語は、ＥＣＥ規則第４３号附則３第９．１項によって規定された自動車用板ガラスの光透過率検査方法に関連するものである。
合わせガラスは好ましくは、自動車用板ガラスの場合に一般的であるように、１つまたは複数の空間方向に曲げられており、この場合、典型的な曲率は約１０ｃｍ〜約４０ｍの範囲にある。ただし合わせガラスは平坦であってもよく、これはたとえばバス、列車または牽引車のための板ガラスとして用いられる場合である。
本発明による合わせガラスは、機能コーティングを有することができ、たとえば赤外線反射コーティングまたは赤外線吸収コーティング、紫外線反射コーティングまたは紫外線吸収コーティング、着色コーティング、低エミッションコーティング、加熱可能なコーティング、アンテナ機能を備えたコーティング、破片結合コーティング、または電磁放射遮蔽コーティングなどを有することができる。機能コーティングは、好ましくは外側板ガラスの上に配置されている。比較的厚くしかも好ましくは標準ガラスから成る外側板ガラスは、著しく薄い内側板ガラスよりも技術的に簡単かつ低コストでコーティングすることができ、たとえば物理気相蒸着（スパッタリングなど）によってコーティングすることができる。特に、コーティングと化学的プレストレスとを組み合わせるのは、技術的に非常に難しい。プレストレスの前にコーティングを被着させると、化学的プレストレスの場合、イオン拡散プロセスが妨害される。また、化学的プレストレス後にコーティングをしたならば、一般的には高温であるがゆえに、板ガラスの応力分布が変化する。機能コーティングは好ましくは、外側板ガラスにおいて熱可塑性中間層と向き合った表面に配置され、そこにおいて外側板ガラスは侵食および損傷から保護される。
合わせガラスに付加的な機能を設けることもでき、この場合、機能コーティングに加えて、またはその代わりに、中間層が機能含有物が含むようにし、そのような含有物とはたとえば、赤外線吸収特性、紫外線吸収特性、着色特性、または音響特性をもつ含有物である。含有物はたとえば、有機イオンまたは無機イオン、化合物、凝集体、分子、結晶、顔料または染料である。
本発明はさらに、本発明による合わせガラスの製造方法によって解決される。この場合、
ａ）内側板ガラスと熱可塑性中間層と外側板ガラスとを、この順序で平面的に上下に配置し、
ｂ）内側板ガラスと外側板ガラスとを、ラミネーションにより相互に接合する。
合わせガラスが曲げられているのが望ましい場合には、少なくとも外側板ガラスに対しラミネーションの前に曲げプロセスが実施される。
本発明の１つの実施形態によれば、内側板ガラスは予め曲げられない。内側板ガラスの厚さが著しく薄いことから、内側板ガラスはフィルムのようなフレキシビリティを有しており、したがってこれ自体を予め曲げておかなくても、予め曲げられている外側板ガラスに整合させることができる。このようにすれば、合わせガラスの製造が簡単になる。
択一的な実施形態によれば、内側板ガラスにも同様に曲げプロセスが実施される。このことは特に、複数の空間方向に強く曲げられる（いわゆる三次元で曲げられる）場合に有利である。
外側板ガラスと内側板ガラスとを、個別に曲げることができる。好ましくは、外側板ガラスと内側板ガラスは一緒に（すなわち時間的に同時にかつ同じ工具によって）合同を保ちながら曲げられる。なぜならばこのようにすることで板ガラスの形状が、あとで実施されるラミネーションのために互いに最適に整合された状態となるからである。ガラスを曲げるプロセスのための典型的な温度は、たとえば５００℃〜７００℃である。
１つの好ましい実施形態によれば、内側板ガラスに化学的プレストレスが与えられる。必要に応じて内側板ガラスは、曲げられてから徐々に冷やされる。冷却が速すぎると、板ガラスに熱応力が発生し、このような熱応力によって、あとで化学的プレストレスが行われたときに形状が変化してしまう可能性がある。冷却速度は好ましくは、冷やされて４００℃の温度になるまでに、好ましくは毎秒０．０５℃〜０．５℃であり、特に好ましくは毎秒０．１℃〜０．３℃である。このように徐々に冷やされることによって、ガラスに熱応力を発生させないようにすることができる。そのような熱応力によって特に、光学的欠陥が引き起こされるし、あとで実施される化学的プレストレスに悪影響が及ぼされる。その後、さらに冷却し続けることができ、その際には冷却速度を高めることもできる。その理由は、４００℃を下回ると、熱応力が発生するリスクが減るからである。
化学的プレストレスは、好ましくは３００℃〜６００℃の温度で実施され、特に好ましくは４００℃〜５００℃の温度で実施される。その際、内側板ガラスは溶融塩によって処理され、たとえば溶融塩中に浸漬される。この処理中、特にガラスのナトリウムイオンがそれよりも大きいイオンによって交換され、特にそれよりも大きいアルカリイオンによって交換され、それにより望ましい表面圧縮応力が発生する。溶融塩は好ましくは、カリウム塩の溶融物であり、特に好ましくは硝酸カリウム（ＫＮＯ３）または硫酸カリウム（ＫＳＯ４）の溶融物であり、さらに特に好ましいのは硝酸カリウム（ＫＮＯ３）の溶融物である。
イオン交換は、アルカリイオンの拡散によって定まる。したがって表面圧縮応力および圧縮応力深さに対する望ましい値を、特にプレストレスプロセスの温度と期間とによって調整することができる。この期間に対する一般的な時間は、２時間〜４８時間である。
溶融塩による処理後、板ガラスは室温まで冷やされる。ついで板ガラスは洗浄され、好ましくは硫酸（Ｈ２ＳＯ４）によって洗浄される。
熱可塑性中間層は、好ましくはフィルムとして準備される。ラミネーションによる合わせガラスの製造は、当業者にそれ自体知られている一般的な手法によって実施され、たとえばオートクレーブ法、真空バッグ法、真空リング法、カレンダ法、真空ラミネータまたはこれらの組み合わせによって実施される。その際、外側板ガラスと内側板ガラスとの接合は一般的に、熱、真空および／または圧力の作用のもとで実施される。
本発明はさらに、本発明による合わせガラスの自動車における使用を含み、好ましくは自動車、特に好ましくは自家用車における使用を含み、特にフロントウィンドウガラス、サイドウィンドウガラス、リアウィンドウガラスまたはサンルーフガラスとして使用される。
次に、図面および実施例を参照しながら本発明について詳しく説明する。図面は概略的なものであり、原寸通りに描かれたものではない。また、図面によって本発明が限定されてしまうものではない。
本発明による合わせガラスの１つの実施形態を示す断面図 本発明による方法の１つの実施形態を示すフローチャート
図１には、本発明による合わせガラスが示されており、この合わせガラスは、内側板ガラス１と外側板ガラス２とから成り、これらの板ガラスは熱可塑性中間層３を介して互いに接合されている。中間層３は、厚さ０．７６ｍｍのＰＶＢから成る単一のフィルムによって形成されている。合わせガラスは、自動車のフロントウィンドウガラスとして設けられている。この合わせガラスは、自動車のフロントウィンドウガラス用では一般的であるように、三次元的に曲げられている。つまりこの場合、板ガラスは、複数の空間方向で曲げられており、特に水平方向と垂直方向で曲げられている。ただし見やすくするため、図面の合わせガラスは概略的に平坦に描かれている。
本発明による合わせガラスに関して、内側板ガラス１および外側板ガラス２の厚さとガラス材料とプレストレスとが表１にまとめてある（実施例）。
この場合、本発明による合わせガラスの安定性を、標準化試験によって判定し、その結果を、従来の厚さ（比較例、表１参照）を有する合わせガラスの結果と比較した。
Figure 2017518246
石（尖った石）の衝撃に対する安定性
ダイアモンド先端部を有する投射物を、本発明による合わせガラス（実施例）上へ高さを増しながら落下させて、尖った石の衝突をシミュレートした。その際、合わせガラスが破損したときの高さを測定した。外側板ガラス２に衝突したとき、高さ１４００ｍｍでガラスの破損が観察された。驚くべきことに、ガラスの厚さが著しく薄い本発明による合わせガラスは、石の衝撃に対する耐性が従来の比較例（高さ１１００ｍｍでガラスが破損）よりも高いことが示された。
ＥＣＥ規則第４３号による球落下試験
この試験は、３０ｃｍ×３０ｃｍの供試体に対して実施された。第１の試験において、重量２２７ｇの鋼球を８．５ｍの高さから外側板ガラス２上に落下させた。この試験は、石が外側から合わせガラスに衝突したことをシミュレートしている。この試験に合格したとみなされるのは、球が合わせガラスにより阻止されて合わせガラスを貫通しなかった場合であり、かつ、衝突面とは反対側から放出される剥離破片量が（厚さに応じた）所定量を下回っている場合である。フロントウィンドウ板ガラス用として実証されているガラスの組み合わせによる比較例は、予想どおりこの試験に合格した。ただし驚くべきことに、ガラスの厚さが薄い実施例による本発明の合わせガラスも、この試験に合格した。それどころか、衝突時に内側板ガラス１から剥離した破片はいっそう少なくなっており、このことは車両乗員の安全性にとって有利であると評価することができる。
第２の試験において、重量２２６０ｇの鋼球を４ｍの高さから内側板ガラス１上に落下させた。この試験は、乗員の頭部が合わせガラスに衝突したことをシミュレートしている。この試験に合格したとみなされるのは、球が合わせガラスにより阻止され破損後５秒以内に合わせガラスを貫通しなかった場合である。ガラスの厚さが厚い比較例は、予想どおりこの試験に合格した。ただし、ガラスの厚さが薄い実施例による本発明の合わせガラスも、この試験に合格した。
本発明による合わせガラスは、ガラスの厚さが著しく薄いことから、その重量は著しく僅かである。しかも、試験が示したとおりこの合わせガラスは、耐破損性および石による衝撃耐性が高い点で優れている。この合わせガラスは特に、車両分野における合わせガラスに対する高い安全性要求を満たしており、したがってたとえばフロントウィンドウガラスとして使用することができる。特に、車両用板ガラスのために極めて薄い内側板ガラスを使用することができる。このような結果は、当業者にとって予期されなかったことであり、驚くべきものである。
別の選択肢として、内側板ガラス１を、プレストレスが与えられていないホウケイ酸ガラスから成るようにしてもよい。この場合に判明したのは、かかるガラスの組み合わせ（外側板ガラス１．６ｍｍ、プレストレスが与えられていないソーダ石灰ガラス；中間層０．７６ｍｍ、ＰＶＢ；内側板ガラス０．３ｍｍ、プレストレスが与えられていないホウケイ酸ガラス）によっても、安定性と耐破損性に関して著しく良好な結果を達成することができる。
図２には、本発明による合わせガラスを製造するための、本発明による方法の１つの実施例のフローチャートが示されている。内側板ガラス１と外側板ガラス２は、平坦な初期状態で準備される。内側板ガラス１と外側板ガラス２に対しこれらを一緒に曲げるプロセスが実施され、これらは最終的な三次元形状となるように合同を保ちながら曲げられる。
オプションとして、内側板ガラス１が曲げられた後、この板ガラスに対し化学的にプレストレスが与えられる。この目的で内側板ガラス１は曲げられた後、熱的応力を回避するために徐々に冷やされる。適切な冷却速度は、たとえば毎秒０．１℃である。ついで内側板ガラス１は、数時間の期間たとえば４時間にわたり、４６０℃の温度で硝酸カリウムの溶融物により処理され、それによって化学的にプレストレスが与えられる。この処理により、ガラス表面を介したナトリウムイオンとそれよりも大きいカリウムイオンとの拡散に基づく交換が行われる。これによって表面圧縮応力が形成される。ついで内側板ガラス１が冷却され、硝酸カリウムの残留物を取り除くため、硫酸によって洗浄される。
その後、内側板ガラス１と外側板ガラス２との間に、熱可塑性中間層３が配置される。内側板ガラス１と中間層３と外側板ガラス２とから成る積層体は、慣用のようにラミネーションによって、たとえば真空バッグ法によって、接合される。
１ 内側板ガラス
２ 外側板ガラス
３ 中間層

Claims (15)

  1. 車両内部空間を外部環境から分離するための車両用合わせガラスであって、該車両用合わせガラスは少なくとも、
    ・厚さ０．１ｍｍ〜０．４ｍｍのガラスから成る内側板ガラス（１）と、
    ・厚さ１．０ｍｍ〜１．８ｍｍのガラスから成る外側板ガラス（２）と、
    ・前記内側板ガラス（１）を前記外側板ガラス（２）と接合する熱可塑性中間層（３）と
    を含み、
    前記内側板ガラス（１）の厚さは、前記外側板ガラス（２）の厚さの最大で２５％である、
    車両用合わせガラス。
  2. 当該合わせガラスはフロントウィンドウガラスである、
    請求項１に記載の車両用合わせガラス。
  3. 前記内側板ガラス（１）は予め曲げられた板ガラスである、
    請求項１または２に記載の車両用合わせガラス。
  4. 前記内側板ガラス（１）は化学的にプレストレスが与えられた板ガラスである、
    請求項１から３までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラス。
  5. 前記内側板ガラス（１）はアルミノケイ酸ガラスを含み、好ましくは、５５重量％〜７２重量％の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、５重量％〜１０重量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、１０重量％〜１５重量％の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、７重量％〜１２重量％の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、および６重量％〜１１重量％の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含む、
    請求項４に記載の車両用合わせガラス。
  6. 前記内側板ガラス（１）は、プレストレスが与えられていない板ガラスであり、ホウケイ酸ガラスを含む、
    請求項１から３までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラス。
  7. 前記内側板ガラス（１）は、０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの厚さを有し、好ましくは約０．３ｍｍの厚さを有する、
    請求項１から６までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラス。
  8. 前記外側板ガラス（２）は、１．４ｍｍ〜１．８ｍｍの厚さを有し、好ましくは１．５ｍｍ〜１．７ｍｍの厚さを有し、特に好ましくは約１．６ｍｍの厚さを有する、
    請求項１から７までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラス。
  9. 前記外側板ガラス（２）は、プレストレスが与えられていない板ガラスであり、好ましくはソーダ石灰ガラスを含む、
    請求項１から８までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラス。
  10. 前記中間層（３）は、単一の熱可塑性フィルムによって形成されており、該中間層（３）は好ましくは少なくとも、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、またはこれらの混合物または共重合体または派生物を含み、
    前記中間層（３）は好ましくは０．２ｍｍ〜１ｍｍの厚さを有する、
    請求項１から９までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラス。
  11. 前記外側板ガラス（２）の、前記中間層（３）に向いた側の表面（ＩＩ）に、機能コーティングが施されており、該機能コーティングは好ましくは、赤外線反射コーティングまたは赤外線吸収コーティング、紫外線反射コーティングまたは紫外線吸収コーティング、着色コーティング、低エミッションコーティング、加熱可能なコーティング、アンテナ機能を備えたコーティング、破片結合コーティング、または電磁放射遮蔽コーティングである、
    または、
    前記中間層（３）は、赤外線吸収特性、紫外線吸収特性、着色特性、または音響特性を有する機能含有物を含み、好ましくは有機イオンまたは無機イオン、化合物、凝集体、分子、結晶、顔料または染料を含む、
    請求項１から１０までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラス。
  12. 請求項１から１１までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラスの製造方法において、
    ａ）内側板ガラス（１）と熱可塑性中間層（３）と外側板ガラス（２）とを、この順序で平面的に上下に配置し、
    ｂ）前記内側板ガラス（１）と前記外側板ガラス（２）とを、ラミネーションにより相互に接合する、
    車両用合わせガラスの製造方法。
  13. 前記内側板ガラス（１）と前記外側板ガラス（２）とを一緒に曲げる、
    請求項１２に記載の方法。
  14. 前記内側板ガラス（１）に対し、曲げられた状態で化学的にプレストレスを与える、
    請求項１２または１３に記載の方法。
  15. 請求項１から１１までのいずれか１項に記載の車両用合わせガラスを自動車において使用し、好ましくは自家用車において使用し、特にフロントウィンドウ板ガラス、サイドウィンドウ板ガラス、リアウィンドウ板ガラス、またはサンルーフ板ガラスとして使用する、
    車両用合わせガラスの使用。
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