JP5812416B2 - 防火複層ガラス - Google Patents

Description

本発明は、防火複層ガラスに関する。

複層ガラスのうち、防火複層ガラスと称されるものは、防火複層ガラスを構成するガラス板の少なくとも一枚に網入りガラス、耐熱強化ガラス、低膨張強化ガラス、透明結晶化ガラス等の耐熱防火性ガラス板が使用されたものをいう。

また、一般的な複層ガラスは、対向する少なくとも二枚のガラス板を、スペーサを介して隔置し、これらの二枚のガラス板と対向するスペーサの各側面を一次シール材によって二枚のガラス板にそれぞれ接着し二枚のガラス板の間に中空層を形成し、一次シール材の外側を二次シール材によって封止することにより構成される。

この一次シール材は、複層ガラスの中空層の乾燥状態を保つ上で不可欠な構成部材であり、ガラス板との接着性が良好で、かつ透湿抵抗が高い有機系のブチル系シーリング材（ブチルゴム）が一般的に使用される。また、上述した防火複層ガラスにおいても、同様のブチル系シーリング材が一次シール材として使用されている。

このように防火複層ガラスは、少なくとも一枚が耐熱防火性ガラス板で、他は通常のガラス（ソーダライムガラス）板からなり、これらのガラス板をスペーサで隔置することにより所定の空気層を設け、その周辺部をシール材で密封している。

ところで、火災時に、防火複層ガラスを構成するガラス板のうち、耐熱防火ガラス板が火災発生側（以下、加熱面側とする）で、通常のガラス板が火災発生側でない側（以下、非加熱面側とする）にある場合、非加熱面側の通常のガラス板が高熱によって割れたり脱落したりすると、空気に晒されて、高温になった一次シール材から発生した可燃性ガスや一次シール材自身が燃焼する場合があり、非加熱面側に火災が生じるというおそれがあった。

そこで、特許文献１の防火複層ガラスは、一次シール材の内側に内面シール材層を形成し、内面シール材層によって耐火難燃性能を高めている。

また、特許文献２の防火複層ガラスは、難燃性テープの層からなる一次シール材と難燃性の二次シール材層との間に、防湿性シール材を介在させることによって耐火難燃性能を高めている。

さらに、特許文献３の防火複層ガラスは、耐熱防火性ガラス板以外のガラス板を、熱強化ガラスで構成して、火災等によって複層ガラスが加熱されたとしても、その厚み方向に熱強化ガラスを介在することで、熱強化ガラスが割れずに炎を遮断し、防火性能を向上させるようにしている。

特開平７−２３７９４１号公報 特開２００１−１２１５７号公報 特許３１２１２０６号公報

しかしながら、特許文献１、２の防火複層ガラスは、一次シール材、二次シール材の他にそれぞれ、内面シール材層や、防湿性シール材を備えなければならず部品点数が増えるとともに、製造が困難であるという問題があった。

また、これらの封着部分では、一般の複層ガラスと比較して封着部分が広くなることがあり、意匠性に問題を起こすこともあった。

また、特許文献３の防火複層ガラスは、耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板を熱強化ガラスで構成しているが、熱強化ガラスは、強化加工をする際にガラスを炉の中で加熱し、急冷することによって製造しており、この加熱時にガラス板が軟化し、ガラス表面に細かな凹凸の跡が発生し急冷時に反りが生じる。すなわち、ガラス板の平坦性が悪くなり、前記熱強化ガラスの表面に映った反射像を見ると、像が歪んで見えるという映像品質低下の問題がある。

とくに、街中でビルの窓や外壁として、このような防火複層ガラスを、耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板を外側にして用いた場合に、その外側のガラス板に映った他のビルやその他の風景の反射像が歪んで見えるため、歩行者等に不快感を与えるという問題がある。

また防火ガラスについては、火災時に炎が窓を破って出て行ったり侵入してきたりするまでの時間を稼ぎ、その間の消火活動で延焼を防ぐことを目的として防火関係法規が定められており、とくに建築基準法施行令第１０９条の２には、防火設備に通常の火災による火熱が加えられた場合に、加熱開始後２０分間当該加熱面以外の面に火炎を出さないものであることが規定されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、従来の防湿性、製造の容易性、封着部分の意匠性を維持しつつ、火災時に炎を遮断し防火性能を向上させ防火関係法規を満たすとともに、耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板側から見た反射像の歪みを抑えた防火複層ガラスを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の防火複層ガラスは、対向する少なくとも二枚のガラス板がスペーサを介して隔置されるとともに、二枚のガラス板と対向するスペーサの各側面が一次シール材によって二枚のガラス板にそれぞれ接着されて二枚のガラス板間に中空層が形成され、一次シール材の外側が二次シール材によって封止された複層ガラスであって、少なくとも一枚のガラス板を耐熱防火性ガラス板で構成した防火複層ガラスにおいて、非加熱面側に配置された前記耐熱防火性ガラス板以外のガラス板を熱強化していない低膨張組成ガラスで構成し、前記熱強化していない低膨張組成ガラスの線膨張率は、少なくとも８×１０ ^-６ ／℃以下であることを特徴とする。

これにより、従来の防湿性、製造の容易性、封着部分の意匠性を維持しつつ、火災時には、非加熱面側にあるガラス板が割れ難いので、炎を遮断し防火性能を向上させ防火関係法規を満たすとともに、耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板を熱処理していないので、この耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板側から見た反射像が歪むことがない。

また、前記熱強化していない低膨張組成ガラスは、ホウケイ酸ガラス、あるいはアルミノケイ酸ガラス、あるいはアルカリ分のないケイ酸ガラスのいずれかであることが好ましい。

このように、耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板を、熱強化処理していない線膨張率が所定値以下の低膨張組成ガラス、とくにホウケイ酸ガラス、あるいはアルミノケイ酸ガラス、あるいはアルカリ分のないケイ酸ガラスのいずれかで構成したことにより、この耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板側から見たときの反射像が、歪んで見えることがない。

また、同様に前記目的を達成するために、本発明の防火複層ガラスは、対向する少なくとも二枚のガラス板がスペーサを介して隔置されるとともに、二枚のガラス板と対向するスペーサの各側面が一次シール材によって二枚のガラス板にそれぞれ接着されて二枚のガラス板間に中空層が形成され、一次シール材の外側が二次シール材によって封止された複層ガラスであって、少なくとも一枚のガラス板を耐熱防火性ガラス板で構成した防火複層ガラスにおいて、前記耐熱防火性ガラス板以外のガラス板を化学強化ガラスで構成したことを特徴とする。

これにより、火災時に炎を遮断し防火性能を向上させ防火関係法規を満たすとともに、耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板の熱処理をしていないので、この耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板側から見た反射像が歪むことがない。

以上説明したように、本発明によれば、従来の防湿性、製造の容易性、封着部分の意匠性を維持しつつ、火災時には、非加熱面側にあるガラス板が割れ難いので、炎を遮断し防火性能を向上させ防火関係法規を満たすとともに、耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板を熱処理していないので、この耐熱防火性ガラス板でない側のガラス板側から見た反射像が歪むことなく、きれいな反射像を映し出すことができる。

本発明の一実施形態に係る防火複層ガラスの要部拡大断面図

以下、添付図面を参照して、本発明に係る防火複層ガラスについて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る防火複層ガラスの要部拡大断面図である。

図１の断面図に示す本実施の形態の防火複層ガラス１０は、対向する二枚のガラス板１２、１４がスペーサ１６を介して隔置されるとともに、二枚のガラス板１２、１４と対向するスペーサ１６の各側面１６Ａ、１６Ｂが一次シール材１８Ａ、１８Ｂによって二枚のガラス板１２、１４にそれぞれ接着されている。これにより、二枚のガラス板１２、１４間に中空層２０が形成される。また、一次シール材１８Ａ、１８Ｂの外側（中空層２０でない側、すなわち図１において、一次シール材１８Ａ、１８Ｂ及びスペーサ１６の下側）が二次シール材２２によって封止されている。

なお、三枚以上のガラス板を備えた防火複層ガラスもあるが、実施の形態では、二枚のガラス板１２、１４を備えたものについて説明する。

スペーサ１６としては、アルミニウムを主材質とする金属製のスペーサが用いられる場合が多いが、ステンレス材や硬質樹脂からなるものも使用される場合がある。スペーサ１６はその内部に中空部２４を有し、中空部２４には粒状ゼオライト等の乾燥剤２６が充填されている。スペーサ１６には、中空部２４を中空層２０に連通させる貫通孔２８が開口されており、この貫通孔２８を介して中空層２０の空気が乾燥される。

本実施形態は、このように構成された防火複層ガラス１０の一方の側のガラス板１２を耐熱防火性ガラス板である網入りガラス板で構成し、他方の、耐熱防火性ガラスでない側のガラス板１４を熱強化以外の方法で熱に対して割れ難くしたガラス板で構成したものである。なお、ガラス板１２として網入りガラスの他、耐熱強化ガラス、低膨張強化ガラス、透明結晶化ガラス等の別の耐熱防火性ガラス板を使用してもよい。

ところで火災時にガラス板１４が割れる原因としては、火災発生時に、ガラス板１４の端部に発生する引っ張り応力が挙げられる。この引っ張り応力は、サッシ枠中に嵌め込まれたガラス板１４の端部と炎に晒される面部との温度差等に起因する。この引っ張り応力が働くと、エッジに存在するクラックに応力が集中し破壊が起きる。

したがって、火災によってガラス板１４が割れるのを防止する一つの方法としては、ガラス板１４の熱膨張率を低くすればよい。そこで、熱に対して割れ難くしたガラス板１４として、熱処理をしていないホウケイ酸ガラス等の低膨張組成ガラスを使用する。

ホウケイ酸ガラス（硼珪酸ガラス、borosilicate glass）とは、ガラスの主成分である二酸化ケイ素にホウ酸を混合したガラスであり、耐熱ガラス、硬質ガラス、ボロシリケイトガラスとも呼ばれている。Ｂ_２Ｏ_３は網目形成イオンとしてＳｉＯ_２と入れ替わる形で導入される。化学的耐久性、電気絶縁性、低膨張、耐熱衝撃性などに優れたガラスは、ほとんどがこのホウケイ酸ガラスに属する。

例えば、ショット日本株式会社（Schott Nippon K．K．）製の「ピラン（登録商標）」は、線膨張率が３．３×１０^-６／℃を示すホウケイ酸ガラスを熱処理して耐熱性を高めた低膨張防火ガラス製品である。このように、ホウケイ酸ガラスは、通常のフロートガラスの熱膨張率（９×１０^−６／℃程度）に比較して熱膨張率が非常に低く、熱衝撃(急激な温度差)に強いため、耐熱製品として利用される。

とくに、ここで防火複層ガラス１０の耐熱防火性ガラスでない側のガラス板１４として用いる低膨張組成ガラスの線膨張率αとしては、少なくとも８×１０^-６／℃以下である。また、とくに、３．３×１０^-６／℃≦α≦８×１０^-６／℃であることが好ましい。より好ましくは３．３×１０^-６／℃≦α≦６×１０^-６／℃である。

線膨張率が小さくなると一般にガラスの溶解温度や軟化点が高くなり、ガラス板の大量生産に困難な点が出てくるが、線膨張率が３．３×１０^-６／℃以上であれば、ガラスの溶解温度、高温粘性、成形性を考えても、いわゆるフロート製法で製造できるので、大量生産が可能であり生産コストを抑えることが可能である。

また、ホウケイ酸ガラスは、普通のソーダライムガラスよりも透明性が高く、とくに熱処理をしていないため、表面が平滑であり反射像が歪むことがない。

次に、防火複層ガラス１０の耐熱防火性ガラスでない側のガラス板１４として用いる、熱強化以外の方法で強度を高め熱に対して割れ難くしたガラス板として、化学強化ガラスを用いることもできる。

ガラスの強度を高める方法として、ガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法が一般的に知られているが、ガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法としては、風冷強化法（物理強化法、熱強化法とも呼ばれる）と化学強化法（ケミカル強化法、またイオン交換強化法とも呼ばれる）が代表的である。

風冷強化法は、軟化点付近まで加熱したガラス板表面を風冷などにより急速に冷却することによりガラス表面に圧縮応力層を形成してガラス板を強化するものである。

また、化学強化法は、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス板表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（典型的にはＬｉイオン、Ｎａイオン）をイオン半径のより大きいアルカリイオン（典型的にはＫイオン）に交換することによりガラス表面に圧縮応力層を形成してガラス板を強化するものである。

このように化学強化ガラスは、ガラスの表面の組成を変えることによりガラスの強度を高めたものである。

化学強化ガラスも前述したホウケイ酸ガラスと同様に熱処理をしていないので、ガラス板の反りや歪みが少なく、その表面に映った反射像に歪みが生じることなく反射像がきれいに見えるという効果がある。

そこで、防火複層ガラス１０の耐熱防火性ガラスでない側のガラス板１４として化学強化ガラスを用いるようにすることも好ましい。

このように、本実施形態においては、防火複層ガラス１０を構成する対向する二枚のガラス板１２、１４のうち、一方のガラス板１２を耐熱防火性ガラス板である網入りガラス板とし、他方の耐熱防火性ガラス板でない方のガラス板１４をホウケイ酸ガラス等の低膨張組成ガラス又は化学強化ガラスで構成することにより、耐熱防火性ガラス板でない方のガラス板１４が火災時の高熱に対して割れ難くしたものである。

ここで、耐熱防火性ガラス板でない方のガラス板１４を低膨張組成ガラスあるいは化学強化ガラスとしたことにより、ガラス板１４が火災時の高温によって生じる引っ張り応力に抗して所定時間割れずに耐えることができ、防火複層ガラス１０が防火関係法規（例えば、建築基準法施行令第１０９条の２等）の規格を満たすことができるようにしている。

また、本実施形態の防火複層ガラス１０は、耐熱防火性ガラス板でない方のガラス板１４に用いた低膨張組成ガラス及び化学強化ガラスは、いずれも熱処理をしていないため、ガラス板１４の表面が平滑であり、その表面に映った反射像が歪むことがない。

したがって、この防火複層ガラス１０を耐熱防火性ガラス板でない方のガラス板１４を外側にしてビルの窓等に用いた場合に、その表面に映った他のビルやその他の風景の反射像が歪むことがないので、道を行く歩行者等に不快感を与えることがない。

以上、本発明に係る防火複層ガラスについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１０…防火複層ガラス、１２…（耐熱防火性ガラス板である）ガラス板、１４…（熱強化処理していない）ガラス板、１６…スペーサ、１６Ａ、１６Ｂ…スペーサの各側面、１８Ａ、１８Ｂ…一次シール材、２０…中空層、２２…二次シール材、２４…中空部、２６…乾燥剤、２８…貫通孔

Claims (2)

1. 対向する少なくとも二枚のガラス板がスペーサを介して隔置されるとともに、二枚のガラス板と対向するスペーサの各側面が一次シール材によって二枚のガラス板にそれぞれ接着されて二枚のガラス板間に中空層が形成され、一次シール材の外側が二次シール材によって封止された複層ガラスであって、少なくとも一枚のガラス板を耐熱防火性ガラス板で構成した防火複層ガラスにおいて、
   非加熱面側に配置された前記耐熱防火性ガラス板以外のガラス板を熱強化していない低膨張組成ガラスで構成し、
   前記熱強化していない低膨張組成ガラスの線膨張率は、少なくとも８×１０ ^-６ ／℃以下である防火複層ガラス。
2. 前記熱強化していない低膨張組成ガラスは、ホウケイ酸ガラス、あるいはアルミノケイ
   酸ガラス、あるいはアルカリ分のないケイ酸ガラスのいずれかである請求項１に記載の防火複層ガラス。

Images