JP4520645B2 - 激しい衝撃に対する構造保全性が改善されたガラス積層板 - Google Patents
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Description
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、１９９９年４月２２日に出願された米国仮出願第６０／１３０，４５５号の利益を請求する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、積層ガラス構造に関する。本発明は、具体的には、激しい衝撃に耐えることができる積層ガラス構造に関する。
【０００３】
（従来技術の説明）
脅威抵抗性（ｔｈｒｅａｔ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）ウインドおよびガラス構造が知られている。米国特許第５，９６０，６０６号（‘６０６）および米国特許第４，７９９，３７６号（‘３７６）はそれぞれ、激しい力に耐えるように製造された積層ウインドについて記述している。国際公開第９８／２８５１５号（ＩＰＮ’５１５）では、例えば、ガラス積層板が剛性の溝（ｃｈａｎｎｅｌ）中に配置され、ガラスと隣り合う弾性材料によって該弾性材料および剛性の溝の間での屈曲運動（ｆｌｅｘｉｎｇ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）が可能となる。接着テープ、ガスケット、パテなどのグレージングパネルを保持するその他の手段を用いて、フレームにパネルをしっかり固定することができる。
【０００４】
しかしながら、ハリケーン級の風および大きな衝撃力に耐えることができる先行技術ウインドおよびガラス構造には問題がないということではない。例えば、激しいハリケーン級の力を受けた場合、ガラスが剛性の溝内で屈曲するＩＰＮ‘５１５ウインド中の屈曲運動によって積層板は該剛性の溝から徐々に引き剥され、構造の保全性が失われることとなる。‘３７６では、フレームに抗して保持されているガラスは破壊および粉砕され、ウインド／フレーム構造の構造保全性が失われることとなり得る。
【０００５】
（発明の概要）
一実施態様において、本発明は、透明な積層板（ｌａｍｉｎａｔｅ）と該積層板に付着した支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層に直接結合された少なくとも１つのガラス層を具え、前記ポリマーは前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出し、前記積層板は前記高分子中間層を介して前記支持構造に付着している、グレージング要素である。
【０００６】
別の実施態様において、本発明は、支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含む方法である。
【０００７】
さらに別の実施態様において、本発明は、支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含む方法である。
【０００８】
さらに別の実施態様において、本発明は、ガラス層がそれぞれスズ側および空気側を有する２つのガラス層を有する透明な積層板を具え、前記ガラス層は前記２つのガラス層の間の熱可塑性樹脂中間層とともに該中間層が少なくとも１つの前記ガラス表面に粘着するように積層され、前記中間層がイオノマー樹脂である、グレージング構造である。
【０００９】
（詳細な説明）
ガラス／熱可塑性積層板（積層板）の中間層を支持構造に付着することにより保全性が改善されたグレージング要素が提供されることが見出されている。本発明のグレージング要素は、少なくとも１つのガラス層と、少なくとも１つのガラス表面に直接粘着された（ｓｅｌｆ−ａｄｈｅｒｅｄ）少なくとも１つの熱可塑性ポリマー層と、を具えるグレージング構造を支持する支持構造を具える。該ポリマーのシートは、モジュラスが高く、引裂き強度に優れ、ガラスへの直接的接着性に優れている。熱可塑性ポリマー層は特定のイオノマー樹脂であることが好ましい。
【００１０】
積層板の中間層材の縁を、いくつかの付着手段（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ）を用いて、直接的または間接的に積層板グレージング構造を支持する構造（以後、支持構造という）に付着することができる。支持構造はフレームであることができ、あるいは積層板は、ボルト、ネジ、ワイヤー、釘、ステップル、またはグレージング要素を支持するための他の任意の慣用手段により支持することができる。中間層の支持体への付着は、上、側、底から、あるいは中間層材を介してできる。支持構造はグレージング構造を取り囲むフレームであることが好ましいが、その他の支持構造または手段を必ずしも排除するものでない。
【００１１】
本発明の積層板は、耐久性、衝撃抵抗性、靱性、およびガラスによる切断に対する抵抗性に優れている。本発明の積層板は、特に、ハリケーンや暴風にさらされた建物における建築上の適用に有用であり、ある者が乗り物に押し入ることによる繰り返される攻撃を受け得る自動車およびトラック用のサイドウインドとしても有用である。中間層を介してフレームに付着した本発明の積層板は、そのような圧力または攻撃後もフレームから剥がれない。本発明の積層板はさらに、曇り度（ｈａｚｅ）が低く、透明性に優れている。これらの特性により、太陽光の減少、音制御、および安全性などのための使用を含む建築用ガラスとして有用となる。
【００１２】
一実施態様おいて、本発明の積層板は、中間層ポリマーの外縁が周囲フレームへ付着している曇り度が低い熱可塑性ポリマーから形成される中間層をガラス表面に直接に粘着した少なくとも１つのガラスを含む。本発明の方法において、積層板は、該積層板が支持構造に付着できるように露出されている中間層を介してフレームへ固定される。
【００１３】
中間層は、該中間層が周囲フレームへ付着できるように中間層が露出されるように、ガラスプレートの間に配置する。中間層は、積層板の全周に沿った連続形式で支持構造に付着することができる。中間層は、積層板の全周周囲の種々の場所で非連続形式で構造支持体へ付着することができる。中間層を介してフレームへ積層板を付着する形式はいずれも、本発明の範囲内にあるものとみなす。例えば、積層板を取り囲むフレームは、積層板のガラス表面、さらにフレームとも結合することができる中間層材を含むことができる。中間層は、例えは、ネジ、フック、釘、またはクランプを用いて、フレームに機械により固定することができる。機械による付着には、支持体を溝削りし（ｓｌｏｔｔｉｎｇ）、嵌込みし（ｆｉｔｔｉｎｇ）、または成形して構造支持体内適所に中間層を保持することよる、中間層の物理的拘束のいずれも含む。接着材料を用いて、あるいは機械的および／または化学的手段の任意の組み合わせを用いることにより、中間層をフレームに化学的に結合することができる。
【００１４】
積層板の層の間から空気を取り除くことができ、構造に加熱および加圧することにより中間層をガラスプレートに結合または接着することができる。好ましい実施態様において、中間層は、構造に高い圧力を加えることなく結合することができる。
【００１５】
本発明の好ましい一実施態様は、少なくとも１つのガラス表面に粘着した中間熱可塑性ポリマー中間層を有する２つのガラス層の透明積層板である。中間層は、ＡＳＴＭ Ｄ ５０２６−９５ａにより測定したとき、０．３Ｈｚ、２５℃で、５０〜１，０００ＭＰａ（メガパスカル）の貯蔵ヤング率を有することが好ましい。
【００１６】
積層板の中間層は、イオノマー樹脂が１４〜２４重量％の酸および７６〜８６重量％のエチレンを含むエチレンとメタクリル酸またはアクリル酸とのポリマーの水不溶性塩であるイオノマー樹脂のシートであることが好ましい。さらに、該イオノマーは金属イオン、好ましくはナトリウムイオンで中和された酸を１０〜８０重量％有することにより特徴づけられ、該イオノマーは０．５〜５０のメルトインデックスを有する。メルトインデックスは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって１９０℃で測定する。既知の方法を用いて適当な光学特性を有するイオノマー樹脂を得ることができる。例えば、イオノマー樹脂の酸含有量を増加させると樹脂の透明性が改善することが知られている。
【００１７】
本発明の積層板の曇り度および透明度は、Ｈａｚｅｇａｒｄ ＸＬ２１１ ｈａｚｅｍｅｔｅｒまたはＨａｚｅｇｕａｒｄ Ｐｌｕｓ Ｈａｚｅｍｅｔｅｒ（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ−ＵＳＡ）を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ−１００３−６１によって測定する。曇りパーセントは、合計した光透過の百分率としての拡散光透過である。建築および輸送上の使用に適していると考えられる。積層板の中間層は一般に、少なくとも９０％の透明度および５％未満の曇り度を有することが必要である。
【００１８】
積層板のガラス表面を非常に大きな力が加えられる方向に選択的に方向付けること（ｏｒｉｅｎｔｉｎｇ）により、さらに改善することができる。積層グレージング構造に用いるガラスは、溶融ガラスを液体スズ浴の表面上に流し込んで周知および慣用のフロートガラス法により製造することができる。このようにして製造されたガラス表面は、一般に、スズ側および空気側を有すると言う。スズ側が熱可塑性ポリマー中間層に結合するようにガラス層を方向付けることにより、応力または衝撃の際のガラスの粉砕およびガラスの剥離を減少することができる。
【００１９】
グレージング要素の作製において、同じ表面寸法のシートを用いてガラス層および中間層を積層すると非常に好都合である。中間層の縁は、積層板の周辺部を超えて延長することができる。例えば、中間層材のストリップを積層板の周辺部に沿って配置することにより、中間層をフレームに付着することができる。あるいは、中間層材のストリップおよび縁を接触させて、フレームの内側に中間層材のストリップを配置することができる。積層プロセスの際に、材料を互いに接触させ、加熱したときに互いに接着する。
【００２０】
本願の目的のため、熱可塑性ポリマー層がガラスに直接に粘着するというとき、熱可塑性ポリマー層およびガラスの間に中間の層がないことを意味する。例えば、ガラスおよび熱可塑性ポリマー層の間に下塗層またはスズ接着層がないだけではなく、ガラスまたは熱可塑性層の表面に特別の処理もされていない。
【００２１】
標準の技術を用いて樹脂中間層シートを形成することができる。例えば、圧縮成形、射出成形、押出し成形および／またはカレンダリングを用いることができる。慣用の押出し成形技術を用いることが好ましい。一般的な方法において、本発明での使用に適したイオノマー樹脂には、再循環イオノマー樹脂および未使用イオノマー樹脂が含まれる。着色剤、抗酸化剤、およびＵＶ安定化剤などの添加剤を慣用の押出し成形機に充填し、メルト混合し、不純物を取り除くためにカートリッジ式メルトフィルターを通過させることができる。ダイを通して溶融物を押出し、カレンダーロールを通して引っ張り、０．３８〜４．６ｍｍの厚さのシートを形成することができる。イオノマー樹脂シートで用いることができる一般的な着色剤は、例えば、黄ばみを少なくするための青みづけ剤または白色化剤であり、着色剤を加えてガラスを着色し、太陽光を制御することができる。
【００２２】
押出し成形後のイオノマー樹脂シートは、滑らかな面を有することができるが、積層化プロセスの際に積層板中の表面の間からほとんどの空気を効果的に取り除くことができる粗い面を有することが好ましい。これは、例えば、押出し成形後にシートを機械により型押することにより、あるいはシートの押出し成形の際のメルトフラクチャーにより、達成することができる。
【００２３】
当業界で知られている慣用方法に従って、積層板を調製することができる。一般的に方法では、脱イオン水中で洗浄し、リンスした、寸法１２”×１２”（３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）および呼称厚さ２．５ｍｍのアニールした２片のフロートガラスの間に、中間層を置く。次いで、ガラス／中間層／ガラスアセンブリを、９０〜１００℃に設定したオーブン中で３０分間加熱する。この後、これをニップロールに通し（ロールプレス）、ガラスおよび中間層の間の空隙スペース中のほとんどの空気を圧縮して追い出し、アセンブリの縁を密封することができる。この段階でのアセンブリを予備プレスと呼ぶ。次いで、温度を１３５℃に上げ、圧力を２００ｐｓｉｇ（１４．３バール）とした空気オートクレーブ中に予備プレスを置く。これらの状態を２０分間維持し、その後、これ以上空気をオートクレーブに加えずに空気を冷却する。オートクレーブ中の空気温度が５０℃未満となる２０分間の冷却後、過剰の空気圧を抜く。
【００２４】
好ましい実施態様において、ガラスシート、イオノマー樹脂シート、および第２のガラスシートは、空気を取り除くために熱、圧力、および真空を一緒に用いて積層することができる。ガラスの各縁からフレーム中に樹脂シートのストリップを含むことにより樹脂シートの縁をフレームまで延長することができる。イオノマー樹脂シートは、真空下（真空バッグまたは真空リングを用いることができる）、２つのガラスプレートの間に配置することができ、２５℃から１３５℃で加熱することによりアセンブリを得ることができる。アセンブリを、この温度で１５分から２．０時間保持し、次いで周囲温度、一般には２５℃以下に冷却する。この方法では、樹脂シートの縁をフレーム中の樹脂シートと融合させてモノリシック構造をつくることができる。あるいは、周囲大気圧を用いることを除き、同じ方法によってガラスシートおよびイオノマーを積層することができる。
【００２５】
図１は、ガラス（１）、熱可塑性中間層（２）、およびガラス（３）を具え、該ガラスは中間接着層（３）を介してフレーム（４）に付着している、慣用の積層板を示している。
【００２６】
図２Ａ〜２Ｈは、積層板アセンブリが中間層を介してフレーム（１０）に付着できるように中間層が少なくとも１つのガラスパネルを超えて延長されている、種々のガラス（６）／中間層（７）／ガラス（８）積層板アセンブリを示している。図２Ａは、フレームと中間層の間に接着層（９Ａ）をさらに含む。図２Ｈは、フレーム（１０Ｈ）が中間接着層（９Ｈ）によりガラスに結合されていることを示していることを除いて、２Ａと同様である。接着剤は、当業界で慣用的な任意の接着剤であることができ、あるいは、中間層材であることができる。
【００２７】
図３Ａ〜３Ｄは、真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝（１７）を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス（１１）／中間層（１２）／ガラス（１３）積層板アセンブリの調製方法を表している。
【００２８】
図４は、フレーム（２１）およびガラス層（１８、２０）の表面の間の空隙スペースの少なくとも一部を中間層（１９）が満たしている、フレーム／積層板アセンブリを表している。
【００２９】
図５は、順にフレーム（２７、２８）に付着された金網またはその他の付着手段（２６）に中間層（２４）が固定されている、ガラス（２３）／中間層（２４）／ガラス（２５）構成を表している。
【００３０】
図６は、ポリマーの縁すべてをフレーム（５３）に付着する必要なしに、中間層（５１）を介してグレージング構造または積層板（５２）をフレームに固定する方法を表している。
【００３１】
図は、本発明範囲内にあると考えられるすべての改変体を表すものではない。フレームが、中間の層、例えば、接着層を通して直接的または間接的に中間層に結合することができる、ガラス／中間層／ガラス積層板の任意の改変体は、本発明の範囲内にあるものと信じる。図２Ａまたは図２Ｈに示すように２つのガラス層が異なる長さである好ましい実施態様において、短いガラス層（６Ｈ）は、長いガラス層（８Ｈ）よりも６ミリメートル以下短い。このような構造は、フレームがガラスに直接付着している構造よりも、より信頼性高くその構造保全性を維持することができる。
【００３２】
建築上の使用および自動車、トラックおよび電車などの輸送上の適用における使用に対して、積層板は、２つのガラス層とガラスに粘着した熱可塑性ポリマーの中間層とを有することができる。本発明の積層板は３〜３０ｍｍの全厚を有することができる。中間層は０．３８〜４．６ｍｍの厚さを有し、各ガラス層は少なくとも１ｍｍの厚さであることができる。好ましい実施態様において、中間層がガラスに直接粘着される。すなわち、ガラスおよび中間層の間の中間の接着層またはコーティングは用いない。その他の積層構成を用いることができ、例えば、多層のガラスおよび熱可塑性中間層；または耐久性透明プラスチックフィルム層を中間層に接着させた、熱可塑性ポリマー中間層を有する単層のガラス層などがある。上記の積層板はいずれも、当業界において知られている慣用の磨耗抵抗コーティング（ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｃｏａｔｉｎｇｓ）でコーティングすることができる。
【００３３】
フレームは、例えば、木材、アルミニウム、鋼、ならびにポリ塩化ビニルおよびナイロンを含む種々の強力なプラスチック材料などの種々の材料から加工する（ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ）ことができる。フレームおよび積層板中間層の間で非常に堅い接着結合を得るために、用いる材料および装置のタイプに依って、フレームが積層板上にかぶさる（ｏｖｅｒｌａｙ）ことが必要であったり、必要でなかったりすることができる。
【００３４】
フレームは、中間層をフレームにしっかりと固定することができるという要件を満たすグレージング業界で利用可能な多くのフレーム設計から選択することができる。中間層は、接着材料を用いてまたは用いずに、フレームに付着またはしっかりと固定することができる。例えば、図２Ａは接着剤の使用を表している。図２Ｄにおいて、中間層７Ｄの縁は追加の接着剤を用いずにフレーム１０Ｄにしっかりと粘着される。イオノマー材料からつくられた中間層は、木材、鋼、アルミニウム、およびプラスチックなどのほとんどのフレーム材料にしっかりと粘着することが見出されている。ある用途では、ネジ、ボルト、およびクランプなどの追加のファスナーをフレームの縁に沿って用いることが好ましい。中間層をフレームに固定する方法はいずれも本発明での使用に適している。
【００３５】
本発明の中間層は、ＡＳＴＭ Ｄ ５０２６−９５ａに従って測定したとき、５０から１０００ＭＰａ（メガパスカル）、好ましくは１００ＭＰａから５００ＭＰａの貯蔵ヤング率を有する。中間層は、最高４０℃の温度において５０〜１０００ＭＰａの範囲の貯蔵ヤング率を維持しなくてはならない。
【００３６】
本発明のグレージング要素の調製において、オートクレーブを省略することができる。ロールプレス（１）、真空リングまたは真空バッグ予備プレス（２）、または真空リングまたは真空バッグ（３）などの当業界で周知の工程を用いて、本発明の積層板を調製することができる。層を密接させて、泡がなくかつ適用のサービス期間にわたって積層板性能を保証するために良好な光学および十分な特性を有する最終積層板に処理する。これらのプロセスにおいては、ガラスおよびプラスチック層の間の大部分の空気を圧縮して追い出すか、強制的に追い出すことが目的である。一実施態様において、フレームは真空リングとして働くことができる。空気を追い出すことに加えて外圧を加えることにより、ガラスおよびプラスチック層が直接接触し、接着が進む。
【００３７】
海岸地域での建築使用に対し、ガラス／中間層／ガラスの積層板は、破壊屑（ｄｅｂｒｉｓ）衝撃および風圧サイクリングに対する積層板の抵抗性を測定する模造（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ）ハリケーン衝撃およびサイクリング試験に合格しなければならない。現在許容される試験は、風によって生じた破壊屑に対する南フロリダ建築条例第２３章第２３１５節の衝撃試験に従って行われる。疲労負荷試験は、１９９４年付けの第２３１４．５節の表２３−Ｆに従って測定する。この試験は、激しい天候、例えばハリケーンの際の風力および空気によって生じた破壊屑衝撃を模造するものである。３５インチ×５０インチ（８８．９×１２７ｃｍ）の積層板の試料を試験する。試験は、積層板への２つの衝撃（積層板試料の中央での衝撃、続いて積層板の隅での第２の衝撃）から成る。衝撃は、公称で幅２インチ（５ｃｍ）長さ８フィート（２．４３メートル）４インチ（１０ｃｍ）の９ポンド（４．１キログラム）の板を空気圧砲から５０フィート／秒（１５．２メートル／秒）で発射することにより行う。積層板が上記衝撃シーケンスで非破壊（ｓｕｒｖｉｖｅ）なら、空気圧サイクリング試験を施す。この試験では、積層板をチャンバーにしっかりと留める。正圧試験では、外側の衝撃面を有する積層板をチャンバーにしっかりと留め、チャンバーに真空を加え、次いで該真空を以下の表１に記載するサイクリングシーケンスに対応するように変化させる。圧力サイクリング計画は、以下の表１に示されるように、最大圧力Ｐの関数として特定される。この試験において、Ｐは平方フィートあたり７０ポンド（３３６０パスカル）に等しい。最初の３５００サイクルおよびそれ以後のサイクルの各サイクルは約１〜３秒で完了する。正圧試験シーケンスの完了時に、負圧用の試験のために衝撃面がチャンバーに対して内側に面するように積層板を逆にし、以下のサイクリング試験に対応して真空を加える。値は、負の値（−）として表す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
剥がれないか、５インチ（１２．７ｃｍ）より大きい長さおよび１／１６インチ（０．１６ｃｍ）以下の幅の開きがない場合に、積層板はサイクリング試験に合格したものとする。
【００４０】
実施例は例示的な目的のためのみであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
［１］ 透明な積層板と該積層板に付着した支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は、曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層に直接結合された少なくとも１つのガラス層を具え、前記ポリマーは前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出し、前記積層板の前記支持構造への付着は前記熱可塑性ポリマー中間層を介し、前記熱可塑性ポリマーはイオノマー樹脂であることを特徴とするグレージング要素。
［２］ 前記イオノマー樹脂が、１４〜２４重量％の酸を含有し、かつナトリウムイオンで中和された酸を３０〜５０重量％有する、エチレンとメタクリル酸またはアクリル酸との水不溶性塩から本質的に成り、前記イオノマー樹脂が０．５〜５０のメルトインデックスを有することを特徴とする［１］に記載の要素。
［３］ それぞれスズ側および空気側を有する２つのフロートガラス層が存在し、少なくとも１つのガラス層は、前記スズ側が前記イオノマー樹脂層に直接結合して方向付けされていることを特徴とする［２］に記載のグレージング要素。
［４］ それぞれスズ側および空気側を有する２層のフロートガラス層がそれぞれ、前記ガラス層の前記スズ側が前記熱可塑性ポリマー層に結合して方向付けされていることを特徴とする［１］に記載のグレージング要素。
［５］ 前記グレージング要素が図２Ａに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［６］ 前記グレージング要素が図２Ｂに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［７］ 前記グレージング要素が図２Ｃに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［８］ 前記グレージング要素が図２Ｄに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［９］ 前記グレージング要素が図２Ｅに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１０］ 前記グレージング要素が図２Ｆに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１１］ 前記グレージング要素が図２Ｇに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１２］ 前記グレージング要素が図２Ｈに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１３］ 前記グレージング要素が図４に示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１４］ 前記グレージング要素が図５に示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１５］ 前記グレージング要素が図６に示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１６］ 支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含むことを特徴とする方法。
［１７］ 支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含むことを特徴とする方法。
【００４１】
（実施例１）
６つの別々のガラス積層板を調製する。積層板はすべて、ナトリウムイオンで３７％中和された８１％エチレン、１９％メタクリル酸から成り、かつメルトインデックスが２であるイオノマー樹脂の厚さ９０ミリ（２．３ｍｍ）の中間層と、厚さがそれぞれ３ｍｍの２つのガラス層とを用いた。イオノマー樹脂は、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｕｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されたＳｕｒｌｙｎ（登録商標）イオノマー樹脂として入手できる。イオノマー樹脂中間層は３６１ＭＰａの貯蔵ヤング率を有する。
【００４２】
６つの別々のガラスはすべて、ガラスパネル間に中間層を置くことにより調製する。ガラスパネルはそれぞれ、脱イオン水で洗浄する。積層板を、２２ＰＳＩＧ（１．６ＭＰａ）の圧力において１３５℃で３０分間、空気オートクレーブ中に置く。積層板は、高さ３５インチ（８８．９ｃｍ）、幅５０インチ（１２７ｃｍ）である。図１に示したように、積層板１〜３をシリコン密封剤（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇタイプ９９５）でグレーズされたウインドフレーム中に置く。図２Ｄに示したように、積層板４〜６はそれぞれ、同じ手順を用いてウインドウレーム中に置くが、中間層材のストリップを積層板を取り囲む溝中に置いてそれが中間層の縁に接触するようしたことを除く手順を用いる。各積層板をフロリダ衝撃およびサイクリング試験シーケンスに従って試験する。衝撃試験では、幅２インチ（５ｃｍ）長さ８フィート（２．４３メートル）４インチ（１０ｃｍ）の９ポンド（４．１キログラム）のマツ板の飛翔体を空気圧砲から５０フィート／秒（１５．２メートル／秒）で積層板に対して推進し、積層板にその表面に対して“普通に”打撃を加える。各積層板に、積層板の２つの異なる位置でガラスを粉砕する２つの衝撃を与える。試験結果を以下の表２に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】
積層板１〜６はそれぞれ、衝撃試験に合格した。ガラスは粉砕されたが、積層板はもとのままであった。
【００４５】
各積層板のガラス粉砕後侵入抵抗性を評価するために、衝撃試験後の積層板１〜６にそれぞれ、表３に記載する空気圧サイクリングシーケンスを除き、本明細書中の上記の空気圧サイクリング試験を施した。この試験結果を以下の表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラス、熱可塑性中間層、およびガラスを具え、該ガラスは中間接着層を介してフレームに付着している、慣用の積層板を示している。
【図２Ａ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｂ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｃ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｄ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｅ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｆ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｇ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｈ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図３Ａ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図３Ｂ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図３Ｃ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図３Ｄ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図４】 フレームおよびガラス層表面の間の空隙スペースの少なくとも一部を中間層が満たしている、フレーム／積層板アセンブリを表している。
【図５】 順にフレームに付着された金網またはその他の付着手段に中間層が付着している、ガラス／中間層／ガラス構成を表している。
【図６】 ポリマーの周辺全体をフレームに付着する必要なしに、中間層を介してグレージングまたは積層板をフレームに付着する段階的プロセスを表している。
（発明の背景）
本発明は、１９９９年４月２２日に出願された米国仮出願第６０／１３０，４５５号の利益を請求する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、積層ガラス構造に関する。本発明は、具体的には、激しい衝撃に耐えることができる積層ガラス構造に関する。
【０００３】
（従来技術の説明）
脅威抵抗性（ｔｈｒｅａｔ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）ウインドおよびガラス構造が知られている。米国特許第５，９６０，６０６号（‘６０６）および米国特許第４，７９９，３７６号（‘３７６）はそれぞれ、激しい力に耐えるように製造された積層ウインドについて記述している。国際公開第９８／２８５１５号（ＩＰＮ’５１５）では、例えば、ガラス積層板が剛性の溝（ｃｈａｎｎｅｌ）中に配置され、ガラスと隣り合う弾性材料によって該弾性材料および剛性の溝の間での屈曲運動（ｆｌｅｘｉｎｇ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）が可能となる。接着テープ、ガスケット、パテなどのグレージングパネルを保持するその他の手段を用いて、フレームにパネルをしっかり固定することができる。
【０００４】
しかしながら、ハリケーン級の風および大きな衝撃力に耐えることができる先行技術ウインドおよびガラス構造には問題がないということではない。例えば、激しいハリケーン級の力を受けた場合、ガラスが剛性の溝内で屈曲するＩＰＮ‘５１５ウインド中の屈曲運動によって積層板は該剛性の溝から徐々に引き剥され、構造の保全性が失われることとなる。‘３７６では、フレームに抗して保持されているガラスは破壊および粉砕され、ウインド／フレーム構造の構造保全性が失われることとなり得る。
【０００５】
（発明の概要）
一実施態様において、本発明は、透明な積層板（ｌａｍｉｎａｔｅ）と該積層板に付着した支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層に直接結合された少なくとも１つのガラス層を具え、前記ポリマーは前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出し、前記積層板は前記高分子中間層を介して前記支持構造に付着している、グレージング要素である。
【０００６】
別の実施態様において、本発明は、支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含む方法である。
【０００７】
さらに別の実施態様において、本発明は、支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含む方法である。
【０００８】
さらに別の実施態様において、本発明は、ガラス層がそれぞれスズ側および空気側を有する２つのガラス層を有する透明な積層板を具え、前記ガラス層は前記２つのガラス層の間の熱可塑性樹脂中間層とともに該中間層が少なくとも１つの前記ガラス表面に粘着するように積層され、前記中間層がイオノマー樹脂である、グレージング構造である。
【０００９】
（詳細な説明）
ガラス／熱可塑性積層板（積層板）の中間層を支持構造に付着することにより保全性が改善されたグレージング要素が提供されることが見出されている。本発明のグレージング要素は、少なくとも１つのガラス層と、少なくとも１つのガラス表面に直接粘着された（ｓｅｌｆ−ａｄｈｅｒｅｄ）少なくとも１つの熱可塑性ポリマー層と、を具えるグレージング構造を支持する支持構造を具える。該ポリマーのシートは、モジュラスが高く、引裂き強度に優れ、ガラスへの直接的接着性に優れている。熱可塑性ポリマー層は特定のイオノマー樹脂であることが好ましい。
【００１０】
積層板の中間層材の縁を、いくつかの付着手段（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ）を用いて、直接的または間接的に積層板グレージング構造を支持する構造（以後、支持構造という）に付着することができる。支持構造はフレームであることができ、あるいは積層板は、ボルト、ネジ、ワイヤー、釘、ステップル、またはグレージング要素を支持するための他の任意の慣用手段により支持することができる。中間層の支持体への付着は、上、側、底から、あるいは中間層材を介してできる。支持構造はグレージング構造を取り囲むフレームであることが好ましいが、その他の支持構造または手段を必ずしも排除するものでない。
【００１１】
本発明の積層板は、耐久性、衝撃抵抗性、靱性、およびガラスによる切断に対する抵抗性に優れている。本発明の積層板は、特に、ハリケーンや暴風にさらされた建物における建築上の適用に有用であり、ある者が乗り物に押し入ることによる繰り返される攻撃を受け得る自動車およびトラック用のサイドウインドとしても有用である。中間層を介してフレームに付着した本発明の積層板は、そのような圧力または攻撃後もフレームから剥がれない。本発明の積層板はさらに、曇り度（ｈａｚｅ）が低く、透明性に優れている。これらの特性により、太陽光の減少、音制御、および安全性などのための使用を含む建築用ガラスとして有用となる。
【００１２】
一実施態様おいて、本発明の積層板は、中間層ポリマーの外縁が周囲フレームへ付着している曇り度が低い熱可塑性ポリマーから形成される中間層をガラス表面に直接に粘着した少なくとも１つのガラスを含む。本発明の方法において、積層板は、該積層板が支持構造に付着できるように露出されている中間層を介してフレームへ固定される。
【００１３】
中間層は、該中間層が周囲フレームへ付着できるように中間層が露出されるように、ガラスプレートの間に配置する。中間層は、積層板の全周に沿った連続形式で支持構造に付着することができる。中間層は、積層板の全周周囲の種々の場所で非連続形式で構造支持体へ付着することができる。中間層を介してフレームへ積層板を付着する形式はいずれも、本発明の範囲内にあるものとみなす。例えば、積層板を取り囲むフレームは、積層板のガラス表面、さらにフレームとも結合することができる中間層材を含むことができる。中間層は、例えは、ネジ、フック、釘、またはクランプを用いて、フレームに機械により固定することができる。機械による付着には、支持体を溝削りし（ｓｌｏｔｔｉｎｇ）、嵌込みし（ｆｉｔｔｉｎｇ）、または成形して構造支持体内適所に中間層を保持することよる、中間層の物理的拘束のいずれも含む。接着材料を用いて、あるいは機械的および／または化学的手段の任意の組み合わせを用いることにより、中間層をフレームに化学的に結合することができる。
【００１４】
積層板の層の間から空気を取り除くことができ、構造に加熱および加圧することにより中間層をガラスプレートに結合または接着することができる。好ましい実施態様において、中間層は、構造に高い圧力を加えることなく結合することができる。
【００１５】
本発明の好ましい一実施態様は、少なくとも１つのガラス表面に粘着した中間熱可塑性ポリマー中間層を有する２つのガラス層の透明積層板である。中間層は、ＡＳＴＭ Ｄ ５０２６−９５ａにより測定したとき、０．３Ｈｚ、２５℃で、５０〜１，０００ＭＰａ（メガパスカル）の貯蔵ヤング率を有することが好ましい。
【００１６】
積層板の中間層は、イオノマー樹脂が１４〜２４重量％の酸および７６〜８６重量％のエチレンを含むエチレンとメタクリル酸またはアクリル酸とのポリマーの水不溶性塩であるイオノマー樹脂のシートであることが好ましい。さらに、該イオノマーは金属イオン、好ましくはナトリウムイオンで中和された酸を１０〜８０重量％有することにより特徴づけられ、該イオノマーは０．５〜５０のメルトインデックスを有する。メルトインデックスは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって１９０℃で測定する。既知の方法を用いて適当な光学特性を有するイオノマー樹脂を得ることができる。例えば、イオノマー樹脂の酸含有量を増加させると樹脂の透明性が改善することが知られている。
【００１７】
本発明の積層板の曇り度および透明度は、Ｈａｚｅｇａｒｄ ＸＬ２１１ ｈａｚｅｍｅｔｅｒまたはＨａｚｅｇｕａｒｄ Ｐｌｕｓ Ｈａｚｅｍｅｔｅｒ（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ−ＵＳＡ）を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ−１００３−６１によって測定する。曇りパーセントは、合計した光透過の百分率としての拡散光透過である。建築および輸送上の使用に適していると考えられる。積層板の中間層は一般に、少なくとも９０％の透明度および５％未満の曇り度を有することが必要である。
【００１８】
積層板のガラス表面を非常に大きな力が加えられる方向に選択的に方向付けること（ｏｒｉｅｎｔｉｎｇ）により、さらに改善することができる。積層グレージング構造に用いるガラスは、溶融ガラスを液体スズ浴の表面上に流し込んで周知および慣用のフロートガラス法により製造することができる。このようにして製造されたガラス表面は、一般に、スズ側および空気側を有すると言う。スズ側が熱可塑性ポリマー中間層に結合するようにガラス層を方向付けることにより、応力または衝撃の際のガラスの粉砕およびガラスの剥離を減少することができる。
【００１９】
グレージング要素の作製において、同じ表面寸法のシートを用いてガラス層および中間層を積層すると非常に好都合である。中間層の縁は、積層板の周辺部を超えて延長することができる。例えば、中間層材のストリップを積層板の周辺部に沿って配置することにより、中間層をフレームに付着することができる。あるいは、中間層材のストリップおよび縁を接触させて、フレームの内側に中間層材のストリップを配置することができる。積層プロセスの際に、材料を互いに接触させ、加熱したときに互いに接着する。
【００２０】
本願の目的のため、熱可塑性ポリマー層がガラスに直接に粘着するというとき、熱可塑性ポリマー層およびガラスの間に中間の層がないことを意味する。例えば、ガラスおよび熱可塑性ポリマー層の間に下塗層またはスズ接着層がないだけではなく、ガラスまたは熱可塑性層の表面に特別の処理もされていない。
【００２１】
標準の技術を用いて樹脂中間層シートを形成することができる。例えば、圧縮成形、射出成形、押出し成形および／またはカレンダリングを用いることができる。慣用の押出し成形技術を用いることが好ましい。一般的な方法において、本発明での使用に適したイオノマー樹脂には、再循環イオノマー樹脂および未使用イオノマー樹脂が含まれる。着色剤、抗酸化剤、およびＵＶ安定化剤などの添加剤を慣用の押出し成形機に充填し、メルト混合し、不純物を取り除くためにカートリッジ式メルトフィルターを通過させることができる。ダイを通して溶融物を押出し、カレンダーロールを通して引っ張り、０．３８〜４．６ｍｍの厚さのシートを形成することができる。イオノマー樹脂シートで用いることができる一般的な着色剤は、例えば、黄ばみを少なくするための青みづけ剤または白色化剤であり、着色剤を加えてガラスを着色し、太陽光を制御することができる。
【００２２】
押出し成形後のイオノマー樹脂シートは、滑らかな面を有することができるが、積層化プロセスの際に積層板中の表面の間からほとんどの空気を効果的に取り除くことができる粗い面を有することが好ましい。これは、例えば、押出し成形後にシートを機械により型押することにより、あるいはシートの押出し成形の際のメルトフラクチャーにより、達成することができる。
【００２３】
当業界で知られている慣用方法に従って、積層板を調製することができる。一般的に方法では、脱イオン水中で洗浄し、リンスした、寸法１２”×１２”（３０５ｍｍ×３０５ｍｍ）および呼称厚さ２．５ｍｍのアニールした２片のフロートガラスの間に、中間層を置く。次いで、ガラス／中間層／ガラスアセンブリを、９０〜１００℃に設定したオーブン中で３０分間加熱する。この後、これをニップロールに通し（ロールプレス）、ガラスおよび中間層の間の空隙スペース中のほとんどの空気を圧縮して追い出し、アセンブリの縁を密封することができる。この段階でのアセンブリを予備プレスと呼ぶ。次いで、温度を１３５℃に上げ、圧力を２００ｐｓｉｇ（１４．３バール）とした空気オートクレーブ中に予備プレスを置く。これらの状態を２０分間維持し、その後、これ以上空気をオートクレーブに加えずに空気を冷却する。オートクレーブ中の空気温度が５０℃未満となる２０分間の冷却後、過剰の空気圧を抜く。
【００２４】
好ましい実施態様において、ガラスシート、イオノマー樹脂シート、および第２のガラスシートは、空気を取り除くために熱、圧力、および真空を一緒に用いて積層することができる。ガラスの各縁からフレーム中に樹脂シートのストリップを含むことにより樹脂シートの縁をフレームまで延長することができる。イオノマー樹脂シートは、真空下（真空バッグまたは真空リングを用いることができる）、２つのガラスプレートの間に配置することができ、２５℃から１３５℃で加熱することによりアセンブリを得ることができる。アセンブリを、この温度で１５分から２．０時間保持し、次いで周囲温度、一般には２５℃以下に冷却する。この方法では、樹脂シートの縁をフレーム中の樹脂シートと融合させてモノリシック構造をつくることができる。あるいは、周囲大気圧を用いることを除き、同じ方法によってガラスシートおよびイオノマーを積層することができる。
【００２５】
図１は、ガラス（１）、熱可塑性中間層（２）、およびガラス（３）を具え、該ガラスは中間接着層（３）を介してフレーム（４）に付着している、慣用の積層板を示している。
【００２６】
図２Ａ〜２Ｈは、積層板アセンブリが中間層を介してフレーム（１０）に付着できるように中間層が少なくとも１つのガラスパネルを超えて延長されている、種々のガラス（６）／中間層（７）／ガラス（８）積層板アセンブリを示している。図２Ａは、フレームと中間層の間に接着層（９Ａ）をさらに含む。図２Ｈは、フレーム（１０Ｈ）が中間接着層（９Ｈ）によりガラスに結合されていることを示していることを除いて、２Ａと同様である。接着剤は、当業界で慣用的な任意の接着剤であることができ、あるいは、中間層材であることができる。
【００２７】
図３Ａ〜３Ｄは、真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝（１７）を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス（１１）／中間層（１２）／ガラス（１３）積層板アセンブリの調製方法を表している。
【００２８】
図４は、フレーム（２１）およびガラス層（１８、２０）の表面の間の空隙スペースの少なくとも一部を中間層（１９）が満たしている、フレーム／積層板アセンブリを表している。
【００２９】
図５は、順にフレーム（２７、２８）に付着された金網またはその他の付着手段（２６）に中間層（２４）が固定されている、ガラス（２３）／中間層（２４）／ガラス（２５）構成を表している。
【００３０】
図６は、ポリマーの縁すべてをフレーム（５３）に付着する必要なしに、中間層（５１）を介してグレージング構造または積層板（５２）をフレームに固定する方法を表している。
【００３１】
図は、本発明範囲内にあると考えられるすべての改変体を表すものではない。フレームが、中間の層、例えば、接着層を通して直接的または間接的に中間層に結合することができる、ガラス／中間層／ガラス積層板の任意の改変体は、本発明の範囲内にあるものと信じる。図２Ａまたは図２Ｈに示すように２つのガラス層が異なる長さである好ましい実施態様において、短いガラス層（６Ｈ）は、長いガラス層（８Ｈ）よりも６ミリメートル以下短い。このような構造は、フレームがガラスに直接付着している構造よりも、より信頼性高くその構造保全性を維持することができる。
【００３２】
建築上の使用および自動車、トラックおよび電車などの輸送上の適用における使用に対して、積層板は、２つのガラス層とガラスに粘着した熱可塑性ポリマーの中間層とを有することができる。本発明の積層板は３〜３０ｍｍの全厚を有することができる。中間層は０．３８〜４．６ｍｍの厚さを有し、各ガラス層は少なくとも１ｍｍの厚さであることができる。好ましい実施態様において、中間層がガラスに直接粘着される。すなわち、ガラスおよび中間層の間の中間の接着層またはコーティングは用いない。その他の積層構成を用いることができ、例えば、多層のガラスおよび熱可塑性中間層；または耐久性透明プラスチックフィルム層を中間層に接着させた、熱可塑性ポリマー中間層を有する単層のガラス層などがある。上記の積層板はいずれも、当業界において知られている慣用の磨耗抵抗コーティング（ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｃｏａｔｉｎｇｓ）でコーティングすることができる。
【００３３】
フレームは、例えば、木材、アルミニウム、鋼、ならびにポリ塩化ビニルおよびナイロンを含む種々の強力なプラスチック材料などの種々の材料から加工する（ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ）ことができる。フレームおよび積層板中間層の間で非常に堅い接着結合を得るために、用いる材料および装置のタイプに依って、フレームが積層板上にかぶさる（ｏｖｅｒｌａｙ）ことが必要であったり、必要でなかったりすることができる。
【００３４】
フレームは、中間層をフレームにしっかりと固定することができるという要件を満たすグレージング業界で利用可能な多くのフレーム設計から選択することができる。中間層は、接着材料を用いてまたは用いずに、フレームに付着またはしっかりと固定することができる。例えば、図２Ａは接着剤の使用を表している。図２Ｄにおいて、中間層７Ｄの縁は追加の接着剤を用いずにフレーム１０Ｄにしっかりと粘着される。イオノマー材料からつくられた中間層は、木材、鋼、アルミニウム、およびプラスチックなどのほとんどのフレーム材料にしっかりと粘着することが見出されている。ある用途では、ネジ、ボルト、およびクランプなどの追加のファスナーをフレームの縁に沿って用いることが好ましい。中間層をフレームに固定する方法はいずれも本発明での使用に適している。
【００３５】
本発明の中間層は、ＡＳＴＭ Ｄ ５０２６−９５ａに従って測定したとき、５０から１０００ＭＰａ（メガパスカル）、好ましくは１００ＭＰａから５００ＭＰａの貯蔵ヤング率を有する。中間層は、最高４０℃の温度において５０〜１０００ＭＰａの範囲の貯蔵ヤング率を維持しなくてはならない。
【００３６】
本発明のグレージング要素の調製において、オートクレーブを省略することができる。ロールプレス（１）、真空リングまたは真空バッグ予備プレス（２）、または真空リングまたは真空バッグ（３）などの当業界で周知の工程を用いて、本発明の積層板を調製することができる。層を密接させて、泡がなくかつ適用のサービス期間にわたって積層板性能を保証するために良好な光学および十分な特性を有する最終積層板に処理する。これらのプロセスにおいては、ガラスおよびプラスチック層の間の大部分の空気を圧縮して追い出すか、強制的に追い出すことが目的である。一実施態様において、フレームは真空リングとして働くことができる。空気を追い出すことに加えて外圧を加えることにより、ガラスおよびプラスチック層が直接接触し、接着が進む。
【００３７】
海岸地域での建築使用に対し、ガラス／中間層／ガラスの積層板は、破壊屑（ｄｅｂｒｉｓ）衝撃および風圧サイクリングに対する積層板の抵抗性を測定する模造（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ）ハリケーン衝撃およびサイクリング試験に合格しなければならない。現在許容される試験は、風によって生じた破壊屑に対する南フロリダ建築条例第２３章第２３１５節の衝撃試験に従って行われる。疲労負荷試験は、１９９４年付けの第２３１４．５節の表２３−Ｆに従って測定する。この試験は、激しい天候、例えばハリケーンの際の風力および空気によって生じた破壊屑衝撃を模造するものである。３５インチ×５０インチ（８８．９×１２７ｃｍ）の積層板の試料を試験する。試験は、積層板への２つの衝撃（積層板試料の中央での衝撃、続いて積層板の隅での第２の衝撃）から成る。衝撃は、公称で幅２インチ（５ｃｍ）長さ８フィート（２．４３メートル）４インチ（１０ｃｍ）の９ポンド（４．１キログラム）の板を空気圧砲から５０フィート／秒（１５．２メートル／秒）で発射することにより行う。積層板が上記衝撃シーケンスで非破壊（ｓｕｒｖｉｖｅ）なら、空気圧サイクリング試験を施す。この試験では、積層板をチャンバーにしっかりと留める。正圧試験では、外側の衝撃面を有する積層板をチャンバーにしっかりと留め、チャンバーに真空を加え、次いで該真空を以下の表１に記載するサイクリングシーケンスに対応するように変化させる。圧力サイクリング計画は、以下の表１に示されるように、最大圧力Ｐの関数として特定される。この試験において、Ｐは平方フィートあたり７０ポンド（３３６０パスカル）に等しい。最初の３５００サイクルおよびそれ以後のサイクルの各サイクルは約１〜３秒で完了する。正圧試験シーケンスの完了時に、負圧用の試験のために衝撃面がチャンバーに対して内側に面するように積層板を逆にし、以下のサイクリング試験に対応して真空を加える。値は、負の値（−）として表す。
【００３８】
【表１】
剥がれないか、５インチ（１２．７ｃｍ）より大きい長さおよび１／１６インチ（０．１６ｃｍ）以下の幅の開きがない場合に、積層板はサイクリング試験に合格したものとする。
【００４０】
実施例は例示的な目的のためのみであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
［１］ 透明な積層板と該積層板に付着した支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は、曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層に直接結合された少なくとも１つのガラス層を具え、前記ポリマーは前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出し、前記積層板の前記支持構造への付着は前記熱可塑性ポリマー中間層を介し、前記熱可塑性ポリマーはイオノマー樹脂であることを特徴とするグレージング要素。
［２］ 前記イオノマー樹脂が、１４〜２４重量％の酸を含有し、かつナトリウムイオンで中和された酸を３０〜５０重量％有する、エチレンとメタクリル酸またはアクリル酸との水不溶性塩から本質的に成り、前記イオノマー樹脂が０．５〜５０のメルトインデックスを有することを特徴とする［１］に記載の要素。
［３］ それぞれスズ側および空気側を有する２つのフロートガラス層が存在し、少なくとも１つのガラス層は、前記スズ側が前記イオノマー樹脂層に直接結合して方向付けされていることを特徴とする［２］に記載のグレージング要素。
［４］ それぞれスズ側および空気側を有する２層のフロートガラス層がそれぞれ、前記ガラス層の前記スズ側が前記熱可塑性ポリマー層に結合して方向付けされていることを特徴とする［１］に記載のグレージング要素。
［５］ 前記グレージング要素が図２Ａに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［６］ 前記グレージング要素が図２Ｂに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［７］ 前記グレージング要素が図２Ｃに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［８］ 前記グレージング要素が図２Ｄに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［９］ 前記グレージング要素が図２Ｅに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１０］ 前記グレージング要素が図２Ｆに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１１］ 前記グレージング要素が図２Ｇに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１２］ 前記グレージング要素が図２Ｈに示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１３］ 前記グレージング要素が図４に示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１４］ 前記グレージング要素が図５に示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１５］ 前記グレージング要素が図６に示すように構成されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のグレージング要素。
［１６］ 支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含むことを特徴とする方法。
［１７］ 支持構造中にガラス／熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、２つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス／プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程；および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含むことを特徴とする方法。
【００４１】
（実施例１）
６つの別々のガラス積層板を調製する。積層板はすべて、ナトリウムイオンで３７％中和された８１％エチレン、１９％メタクリル酸から成り、かつメルトインデックスが２であるイオノマー樹脂の厚さ９０ミリ（２．３ｍｍ）の中間層と、厚さがそれぞれ３ｍｍの２つのガラス層とを用いた。イオノマー樹脂は、Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｕｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されたＳｕｒｌｙｎ（登録商標）イオノマー樹脂として入手できる。イオノマー樹脂中間層は３６１ＭＰａの貯蔵ヤング率を有する。
【００４２】
６つの別々のガラスはすべて、ガラスパネル間に中間層を置くことにより調製する。ガラスパネルはそれぞれ、脱イオン水で洗浄する。積層板を、２２ＰＳＩＧ（１．６ＭＰａ）の圧力において１３５℃で３０分間、空気オートクレーブ中に置く。積層板は、高さ３５インチ（８８．９ｃｍ）、幅５０インチ（１２７ｃｍ）である。図１に示したように、積層板１〜３をシリコン密封剤（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇタイプ９９５）でグレーズされたウインドフレーム中に置く。図２Ｄに示したように、積層板４〜６はそれぞれ、同じ手順を用いてウインドウレーム中に置くが、中間層材のストリップを積層板を取り囲む溝中に置いてそれが中間層の縁に接触するようしたことを除く手順を用いる。各積層板をフロリダ衝撃およびサイクリング試験シーケンスに従って試験する。衝撃試験では、幅２インチ（５ｃｍ）長さ８フィート（２．４３メートル）４インチ（１０ｃｍ）の９ポンド（４．１キログラム）のマツ板の飛翔体を空気圧砲から５０フィート／秒（１５．２メートル／秒）で積層板に対して推進し、積層板にその表面に対して“普通に”打撃を加える。各積層板に、積層板の２つの異なる位置でガラスを粉砕する２つの衝撃を与える。試験結果を以下の表２に示す。
【００４３】
【表２】
積層板１〜６はそれぞれ、衝撃試験に合格した。ガラスは粉砕されたが、積層板はもとのままであった。
【００４５】
各積層板のガラス粉砕後侵入抵抗性を評価するために、衝撃試験後の積層板１〜６にそれぞれ、表３に記載する空気圧サイクリングシーケンスを除き、本明細書中の上記の空気圧サイクリング試験を施した。この試験結果を以下の表３に示す。
【００４６】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラス、熱可塑性中間層、およびガラスを具え、該ガラスは中間接着層を介してフレームに付着している、慣用の積層板を示している。
【図２Ａ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｂ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｃ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｄ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｅ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｆ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｇ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図２Ｈ】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図３Ａ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図３Ｂ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図３Ｃ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図３Ｄ】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板／フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス／中間層／ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図４】 フレームおよびガラス層表面の間の空隙スペースの少なくとも一部を中間層が満たしている、フレーム／積層板アセンブリを表している。
【図５】 順にフレームに付着された金網またはその他の付着手段に中間層が付着している、ガラス／中間層／ガラス構成を表している。
【図６】 ポリマーの周辺全体をフレームに付着する必要なしに、中間層を介してグレージングまたは積層板をフレームに付着する段階的プロセスを表している。
Claims (3)
- 透明な積層板と該積層板を取り付けた支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は、曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層の両面に直接結合された２つのガラス層を具え、前記熱可塑性ポリマーの中間層は前記積層板を前記支持構造へ取り付けできるように両側の２つのガラス層を超えて延長して露出し、前記積層板の前記支持構造への取り付けは前記熱可塑性ポリマーの中間層を介し、前記熱可塑性ポリマーは、１４〜２４重量％の酸を含有し、かつナトリウムイオンで中和された酸を３０〜５０重量％有する、エチレンとメタクリル酸またはアクリル酸との水不溶性塩から本質的に成るイオノマー樹脂であって、前記イオノマー樹脂が０．５〜５０のメルトインデックスを有することを特徴とするグレージング要素。
- 請求項１に記載のグレージング要素を製造するための方法であって、２つのガラス層の間に熱可塑性ポリマーの中間層を配置することにより前記積層板を形成する工程、ここで、前記熱可塑性ポリマーの中間層は、前記積層板が前記支持構造へ取り付けできるように両側の２つのガラス層を超えて延長して露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラス層を前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程；および前記支持構造に前記熱可塑性ポリマーの中間層を取り付ける工程を含むことを特徴とする方法。
- 請求項１に記載のグレージング要素を製造するための方法であって、２つのガラス層の間に熱可塑性ポリマーの中間層を配置することにより前記積層板を形成する工程、ここで、前記熱可塑性ポリマーの中間層は、前記積層板が前記支持構造へ取り付けできるように両側の２つのガラス層を超えて延長して露出している；前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程；前記ガラス層を前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程；および前記支持構造に前記熱可塑性ポリマーの中間層を取り付ける工程を含むことを特徴とする方法。
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