JP6235570B2 - 振動音響減衰のための粘弾性プラスチック中間層及び該中間層を含むグレージングユニット - Google Patents

振動音響減衰のための粘弾性プラスチック中間層及び該中間層を含むグレージングユニット Download PDF

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Description

本発明は、２枚のガラスの間に組み入れて、とりわけ移動機械、特に自動車のための、振動音響減衰特性を備えた積層グレージングを形成することを目的とした粘弾性プラスチック中間層に関する。
例えば列車及び自動車などの現代的な輸送手段における快適さに寄与する全ての特性のうちで、静寂さは決定的要素になっている。
音響上の快適さは、騒音源でのあるいは空気を介し又は固体を介しての騒音、例えばエンジンからの騒音、回転やサスペンションの騒音などを、例えば吸収性コーティングあるいはエラストマー接続部品などにより処理することにより、何年にもわたり改善されてきた。
車両の形状も、それら自体が騒音源である空気中における走行の改善と乱流の軽減のために変更されてきた。
近年は、グレージングが、特にプラスチック中間層フィルムを含む積層グレージングが、音響上の快適さを向上させる上で演じる役割に注目が集中している。積層グレージングには、例えば突然の破損時に破片が突き出す危険をなくす、不法侵入を遅らせるようにするなどの、別の利点もある。
積層グレージングで標準的なプラスチックフィルムを使用するのは、音響上の快適さを向上させるのに適していないことが実証された。その後、音響上の快適さの向上を可能にする減衰特性を持った特定のプラスチックフィルムが開発された。
更に、既存のフロントガラスでは、車両の外部に面するようにすることを意図したガラス板の厚さは一般に２．１ｍｍであり、車両の内部に面するようにすることを意図したガラス板の厚さは一般に１．６ｍｍである。しかし、それらの消費量と誘起されるＣＯ2の放出を減らすために、自動車を軽量化する傾向が見られる。１つの手段は、より軽量の自動車用グレージングを提案することである。グレージングの重量を減らすための１つの解決策は、ガラス板の厚さを減らすことである。ところが、この厚さの低減は積層グレージングの音響特性の悪化をもたらす。
従って、振動音響減衰特性の低下なしにガラス板の厚さの低減を可能にする、振動音響減衰特性を備えた積層グレージングを形成するため２枚のガラス板の間に取り入れることを意図した粘弾性プラスチック中間層が必要とされている。
このために、本発明は、振動音響減衰特性を備えた積層グレージングを形成するため２枚のガラス板の間に取り入れることを意図した粘弾性プラスチック中間層であって、該中間層は振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチック製の層を少なくとも１つ含み、該中間層は、間に該中間層が組み入れられるおのおのが２．１ｍｍの厚さの２枚のガラス板から構成された表面積が２５ｍｍ×３００ｍｍの積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格に従って２０℃での機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）により求められる第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより求められる、同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである、粘弾性プラスチック中間層を提案する。
別の特別の特徴によれば、上記の層はポリビニルブチラールと可塑剤とを基礎材料とする。
別の特別の特徴によれば、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと９００Ｈｚの間であり、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である。
別の特別の特徴によれば、損失係数η2は０．３０より大きい。
別の特別の特徴によれば、中間層は標準的なＰＶＢで製作した２つの外層をも含み、当該層はこれら２つの外層の間にある。
別の特別の特徴によれば、機械インピーダンスの測定は、積層グレージングバーの組み立ての少なくとも１箇月後に行われ、積層グレージングバー自体が中間層の製造の少なくとも１箇月後に組み立てられる。
本発明はまた、
・厚さが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板、
・厚さが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板、
・上記のガラス板の間にある、上述の中間層、
を含み、ガラス板の合計の厚さが厳密に３．７ｍｍ未満である、グレージングにも関する。
本発明はまた、上述のグレージングを含む自動車であり、厚さが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板が該自動車の内部に面するようにされ、厚さが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板が該自動車の内部に面するようにされている自動車にも関する。
本発明はまた、上述のグレージングを自動車のフロントガラスとして使用することにも関する。
次に、本発明のこのほかの特徴と利点を、図面に関して説明する。
３つのフロントガラスについて測定した、振動数の関数としての防音性の曲線を示す図である。 本発明によるグレージングの断面図である。
本発明は、振動音響減衰特性を備えた積層グレージングを形成するため２枚のガラス板の間に取り入れることを意図した粘弾性プラスチック中間層に関する。この中間層は、振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチックで製作した少なくとも１つの層を含む。
上記の中間層は、間に該中間層が組み入れられるおのおのが２．１ｍｍの厚さの２枚のガラス板から構成された２５ｍｍ×３００ｍｍの表面積を有する積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格に従って２０℃での機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）（４ｍｍでなく２．１ｍｍであるバーのガラス板の厚さに関して唯一の違いがある）により求められる第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより求められる同じバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であるようなものである。
発明者らは、後に理解されるように、これらの特性を有する中間層は、向上した音響特性を持つ既知の中間層を取り入れた標準的厚さのガラスを用いた積層グレージングのものと同等であるかあるいは更に優れた音響性能の、薄くした積層グレージングを得るのを可能にするということを実証した。
本発明による中間層は、２枚のガラス板の間に取り入れて積層グレージングを形成しようとするものである。
図２は、本発明によるグレージングの断面図を示している。
このグレージングは、本発明による中間層が間に挿入された２枚のガラス板１、２を含む。中間層のガラス板へのしっかりとした結合が、既知の手段によって、例えばガラス板と中間層とを積み重ねそしてこの集成体をオートクレーブ内に送ることによって、なされる。
グレージングのガラス板１は、車両の外部に面するようにしようとするものであるのに対して、ガラス板２は、車両の内部に面するようにしようとするものである。ガラス板１は、グレージングにより外部からの攻撃（荒れ模様の天気、砂利の飛来など）からより良好に保護することができるように、ガラス板２よりも厚いことが好ましい。具体的には、ガラスが厚くなればなるほど、その機械的強度は大きくなる。しかし、ガラスが厚くなればなるほど、それは重くなる。従って、機械的強度とグレージングの重量との間で妥協点を見つけなければならない。よって、ガラス板１の厚さは、例えば０．５ｍｍと２．６ｍｍの間、好ましくは１．４ｍｍと２．０ｍｍの間であり、ガラス板２の厚さは、例えば０．５ｍｍと１．６ｍｍの間、好ましくは１．１ｍｍと１．５ｍｍの間である。
既存のグレージングでは、ガラス板１の厚さは一般に２．１ｍｍであり、ガラス板２の厚さは一般に１．６ｍｍであって、すなわち３．７ｍｍの合計厚さである。
本発明によるグレージングは、合計のガラス厚さが厳密に３．７ｍｍ未満であり、好ましくは３．２ｍｍ以下である。
好ましくは、本発明によれば、グレージングの重量を制限してそのようなグレージングを装備した車両の燃料消費量を減らすのを可能にするように、ガラス板１の厚さは１．８ｍｍ、ガラス板２の厚さは１．４ｍｍである。これはまた、グレージングの取り扱いをより容易にし且つ材料を節約するのも可能にする。
本発明によるグレージングは、厚さ１．６ｍｍのガラス板１と厚さ１．２ｍｍのガラス板２を有してもよく、あるいは厚さ１．４ｍｍのガラス板１と厚さ１．１ｍｍのガラス板２を有してもよい。
中間層は、振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチックで作製した少なくとも１つの層３により構成される。それは、ポリビニルブチラールと可塑剤とを基礎材料とするのが好ましい。可塑剤の含有量と性質及びポリビニルブチラールのアセタール化度とが、ポリビニルブチラールと可塑剤とを基礎材料とする構成部品の剛性を既知の方法で変更するのを可能にする。
図２の例では、中間層は、層３が間に挿入された、外層と呼ばれる２つの層４、５も含んでいる。
外層４、５は、標準的なＰＶＢで製作されるのが好ましい。層３は、適切に振動して所望の音響減衰を保証するように、外層４、５ほど硬質ではない。
別の実施形態として、中間層は、振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチックで製作され、標準的なＰＶＢの層で任意選択的に取り囲まれた、少なくとも２つの層を含んでもよい。
中間層の音響特性は、本発明による中間層、すなわち振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチックの層を少なくとも１つ含む中間層、を間に取り入れた、おのおのの厚さが２．１ｍｍ（ＩＳＯ １６９４０標準規格で推奨されるように４ｍｍの厚さでなく）の２枚のガラス板で構成された表面積が２５ｍｍ×３００ｍｍの積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格に準拠した２０℃での機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）によって求められる。
ＭＩＭは、積層グレージングバーの種々の共振モードの共振振動数と損失係数を求めるのを可能にする。
中間層は、ＭＩＭで求めた積層グレージングバーの第２共振モードの共振振動数ｆ2が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、そしてＭＩＭで求めた積層グレージングバーの第２共振モードの損失係数η2が０．２５以上であれば、本発明によるものである。
好ましくは、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと９００Ｈｚの間であり、これは向上した音響性能品質を有することを可能にする一方で、臨界振動数に至る以前に積層グレージングの弱体化するレベル未満に低下させるのを可能にする。より好ましくは、共振振動数ｆ2は８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間であり、これはより向上した音響性能品質を有することを可能にする一方で、臨界振動数に至る前に積層グレージングの弱体化するレベル未満に更に低下させるのを可能にする。
好ましくは、損失係数η2は０．３０より大きく、これは向上した音響性能品質を有することを可能にする一方で、音響減衰の向上を可能にする。
機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）は、積層グレージングバー組み立ての少なくとも１箇月後に行われ、積層グレージングバー自体は中間層の製造の少なくとも１箇月後に組み立てられる。これは、中間層と積層グレージングが安定な状態を獲得し、それゆえに信頼できる値の測定を確実にするのを可能にする。
図１は、３つのフロントガラスについて測定した、振動数の関数としての防音性の曲線を示している。このグレージングの防音性は、当該グレージングを装備した車両について観測することができる音響性能品質を検討するものである。
第１のフロントガラス（２１−１６既知）は、
・厚さがそれぞれ２．１ｍｍと１．６ｍｍの２枚のガラス板、及び、
・標準的なＰＶＢで作製した２つの外層と振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチックで作製した中心層とを含む中間層であって、共振振動数ｆ2が６７５Ｈｚ（±１５Ｈｚ）であり損失係数η2が０．３５（±０．０３）に等しい中間層、
を含む。
この第１のフロントガラスは、音響減衰特性を備えた既知の中間層を有する標準的なフロントガラスに相当する。
第１のフロントガラスの防音性の曲線（ひし形で示した）は、約６５００Ｈｚで一時的な下落を示している。
第２のフロントガラス（１８−１４既知）は、
・厚さがそれぞれ１．８ｍｍと１．４ｍｍの２枚のガラス板、及び、
・標準的なＰＶＢで作製した２つの外層と振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチックで作製した中心層とを含む中間層であって、共振振動数ｆ2が６７５Ｈｚ（±１５Ｈｚ）であり損失係数η2が０．３５（±０．０３）に等しい中間層、
を含む。
この第２のフロントガラスは、第１のフロントガラスのものと同一の中間層を有する薄型化したフロントガラスに相当する。
第２のフロントガラスの防音性の曲線（正方形で示した）は、約５０００Ｈｚまでは第１のフロントガラスのものと同様の挙動を示しているが、下落部は約８０００Ｈｚの高い振動数の方へシフトしている。下落部のこのシフトは、このフロントガラスが人間の耳にとって不愉快な高い振動数の空気騒音が通過するのを可能にすることを意味するので、非常に厄介である。
第３のフロントガラス（１８−１４本発明）は、
・厚さがそれぞれ１．８ｍｍと１．４ｍｍの２枚のガラス板、及び、
・標準的なＰＶＢで作製した２つの外層と振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチックで作製した中心層とを含む中間層であって、共振振動数ｆ2が８００Ｈｚ（±１５Ｈｚ）であり損失係数η2が０．３０（±０．０３）に等しい中間層、
を含む。
この第３のフロントガラスは、本発明による中間層を備えた薄型化したフロントガラスに相当する。
第３のフロントガラスの防音性の曲線（三角形で示した）は、第１のフロントガラスのものと同様の挙動を示しており、下落部は約６５００Ｈｚに集中していて、防音性の値は第１のフロントガラスのものと同様である。
このように、本発明による中間層を備えたフロントガラスは実際に、グレージングを薄型化することに伴う音響上の悪化を相殺するのを可能にする。
本発明による積層グレージングは、自動車のフロントガラスとして使用することができる。この場合、それは当然ながら、機械的強度を確保するための強力な衝撃強さの国連の規則４３（規則Ｒ４３として知られる）の全ての条件を満たす。このために、標準的なＰＶＢで作製した２つの外層を含む中間層の場合は、これらの外層４、５の厚さは、例えばフランス国特許出願第０９５２５６７号明細書によって、既知のやり方でもって適合させられる。
本発明の典型的な態様としては、以下を挙げることができる：
《態様１》
振動音響減衰特性を備えた積層グレージングを形成するため２枚のガラス板の間に取り入れることを意図した粘弾性プラスチック中間層であって、該中間層は振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチック製の層（３）を少なくとも１つ含み、該中間層は、間に該中間層が取り入れられるおのおのが２．１ｍｍの厚さの２枚のガラス板から構成された表面積が２５ｍｍ×３００ｍｍの積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格に従って２０℃での機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）により求められる第２共振モードの共振振動数ｆ ２ が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、同じ条件下でＭＩＭにより求められる同じバーの第２共振モードの損失係数η ２ が０．２５以上であるようなものである、粘弾性プラスチック中間層。
《態様２》
前記層（３）がポリビニルブチラールと可塑剤とを基礎材料としている、態様１記載の中間層。
《態様３》
前記共振振動数ｆ ２ が８００Ｈｚと９００Ｈｚの間であり、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である、態様１又は２記載の中間層。
《態様４》
前記損失係数η ２ が０．３０より大きい、態様１〜３の１つに記載の中間層。
《態様５》
標準的なＰＶＢで作製した２つの外層（４、５）を更に含み、前記層（３）がこれら２つの外層（４、５）の間にある、態様１〜４の１つに記載の中間層。
《態様６》
前記機械インピーダンスの測定を前記積層グレージングバーの組み立ての少なくとも１箇月後に行い、当該積層グレージングバー自体を当該中間層の製造の少なくとも１箇月後に組み立てる、態様１〜５の１つに記載の中間層。
《態様７》
・厚さが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板（１）、
・厚さが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板（２）、
・これらのガラス板（１、２）の間にある、態様１〜６のいずれか１つに記載の中間層、
を含むグレージングであり、該ガラス板（１、２）の合計の厚さが厳密に３．７ｍｍ未満であるグレージング。
《態様８》
態様７記載のグレージングを含む自動車であって、厚さが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間の前記ガラス板（１）が該自動車の内部に面するようにされ、厚さが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間の前記ガラス板（２）が該自動車の内部に面するようにされている自動車。
《態様９》
態様７記載のグレージングの自動車フロントガラスとしての使用。

Claims (8)

  1. 振動音響減衰特性を備えた積層グレージングを形成するために２枚のガラス板の間に取り入れることを意図した粘弾性プラスチック中間層であって、
    該中間層は、振動音響減衰特性を備えた粘弾性プラスチック製の層（３）を少なくとも１つ含み、
    該中間層は、間に該中間層が取り入れられるおのおのが２．１ｍｍの厚さの２枚のガラス板から構成された表面積が２５ｍｍ×３００ｍｍの積層グレージングバーの、ＩＳＯ １６９４０標準規格に従って２０℃での機械インピーダンスの測定（ＭＩＭ）により求められる第２共振モードの共振振動数ｆ２が７６０Ｈｚと１０００Ｈｚの間であり、かつ同じ条件下でＭＩＭにより求められる同じバーの第２共振モードの損失係数η２が０．２５以上であるようなものであり、そして
    該層（３）が、ポリビニルブチラールと可塑剤とを基礎材料としている、
    粘弾性プラスチック中間層。
  2. 前記共振振動数ｆ２が８００Ｈｚと９００Ｈｚの間であり、好ましくは８００Ｈｚと８５０Ｈｚの間である、請求項１記載の中間層。
  3. 前記損失係数η２が０．３０より大きい、請求項１又は２記載の中間層。
  4. 標準的なＰＶＢで作製した２つの外層（４、５）を更に含み、前記層（３）がこれら２つの外層（４、５）の間にある、請求項１〜３の１つに記載の中間層。
  5. 前記機械インピーダンスの測定を前記積層グレージングバーの組み立ての少なくとも１箇月後に行い、当該積層グレージングバー自体を当該中間層の製造の少なくとも１箇月後に組み立てる、請求項１〜４の１つに記載の中間層。
  6. ・厚さが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間のガラス板（１）、
    ・厚さが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間のガラス板（２）、
    ・これらのガラス板（１、２）の間にある、請求項１〜５のいずれか１つに記載の中間層、
    を含むグレージングであり、該ガラス板（１、２）の合計の厚さが厳密に３．７ｍｍ未満であるグレージング。
  7. 請求項６記載のグレージングを含む自動車であって、厚さが０．５ｍｍと２．６ｍｍの間の前記ガラス板（１）が該自動車の内部に面するようにされ、厚さが０．５ｍｍと１．６ｍｍの間の前記ガラス板（２）が該自動車の内部に面するようにされている自動車。
  8. 請求項６記載のグレージングの自動車フロントガラスとしての使用。
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