JPWO2017094658A1 - 合わせガラス - Google Patents

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Abstract

中間膜のオーバーフロー部に起因する意匠性および生産性の低下を改善した合わせガラスを提供する。互いに対向する1対のガラス板と、前記1対のガラス板の間に配置される、1層または多層で構成される中間膜とを有し、前記中間膜は、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において貯蔵弾性率が要件(1)90〜120℃の温度域での最高値が2.3×106Pa以上である、および要件(2)20〜40℃の温度域に1.0×108〜4.0×108Paの範囲のいずれかの値を有する、を満足する接着層を有する合わせガラス。

Description

本発明は、合わせガラスに関し、特には、意匠性および生産性に優れる合わせガラスに関する。
通常、合わせガラスは、複数枚の同じ形状にカットしたガラス板の間に中間膜を挟み込むように積層して、加熱圧着することによって製造される。中間膜は樹脂製のフィルムであり、上記積層時にはガラス板と同じ形状に作製されていた場合であっても、加熱圧着後の積層体において、ガラス板の外周からはみ出したオーバーフロー部を有するのが一般的である。
そこで、例えば、図9に示すように、2枚のガラス板1、1間に中間膜2を挟持させた積層体10’を加熱圧着し、得られた合わせガラス前駆体10’’において、ガラス板1、1の外周からはみ出した中間膜2のオーバーフロー部2e(幅w)を、カッター8等でガラス板1、1の外周縁に沿ってカットするオーバーフロー部切断工程が行われる。このようにして、ガラス板1、1の端部と中間膜2の端部が揃った合わせガラス10が得られる。
しかしながら、上記切断工程は、用いる中間膜の種類によって硬度や粘性の影響で、時間がかかる、特別な装置が必要となる等、合わせガラスの生産性を悪化させる要因となっていた。さらに、同様の理由により合わせガラスの製品毎に端部の仕上げの品質がばらつき、意匠性の高い製品が得られにくいという問題があった。特に、種々の機能性フィルムを有する合わせガラスにおいては、該機能フィルムを2層の中間膜間に挟持させて製造されるため、上記問題がより顕著であった。
上記問題に対して、例えば、特許文献1では、オーバーフロー部の切断工程を省略するために、一方のガラス板の外周縁が他方のガラス板の外周縁と重なるか、内側となるように構成することで、残存する中間膜が存在しても意匠性が損なわれないような提案がされている。しかし全ての外周において2枚のガラス板の外周縁を重ねることは厳密な位置合わせが必要であり、また一方のガラス板の外周縁を他方のガラス板の外周縁よりも内側にすることは、合せガラスの外周縁の強度が低下する点で問題であった。
特開2013−129552号公報
本発明は、上記観点からなされたものであって、中間膜のオーバーフロー部に起因する意匠性および生産性の低下を改善した合わせガラスを提供することを目的とする。
本発明の合わせガラスは、互いに対向する1対のガラス板と、前記1対のガラス板の間に配置される、1層または多層で構成される中間膜とを有し、
前記中間膜は、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において貯蔵弾性率が下記要件(1)および(2)を満足する接着層を有する。
(1)90〜120℃の温度域での最高値が2.3×10Pa以上である。
(2)20〜40℃の温度域に1.0×10〜4.0×10Paの範囲のいずれかの値を有する。
本発明によれば、中間膜のオーバーフロー部に起因する意匠性および生産性の低下が改善された合わせガラスが提供できる。特に、内部に機能性フィルムを有する合わせガラスにおいて、意匠性および生産性の低下が改善された合わせガラスが提供できる。
本発明の合わせガラスの実施形態の一例の断面図である。 本発明の合わせガラスの実施形態の変形例の断面図である。 本発明の合わせガラスの実施形態の変形例の断面図である。 本発明の合わせガラスの実施形態の変形例の断面図である。 本発明の合わせガラスの実施形態の変形例の断面図である。 接着層について動的粘弾性を測定した際の温度と貯蔵弾性率の関係を示す図である。 シミュレーションに用いた合わせガラスサンプルの圧着過程を模式的に示す図である。 シミュレーションに用いた合わせガラスサンプルの断面図である。 合わせガラス製造時のオーバーフロー部の切断工程を模式的に示す図である。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態を、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、変更または変形することができる。
本発明の合わせガラスは、互いに対向する1対のガラス板と、前記1対のガラス板の間に配置される、1層または多層で構成される中間膜とを有し、
前記中間膜は、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において貯蔵弾性率が下記要件(1)および(2)を満足する接着層を有する。
(1)90〜120℃の温度域での最高値が2.3×10Pa以上である。
(2)20〜40℃の温度域に1.0×10〜4.0×10Paの範囲のいずれかの値を有する。
本明細書において、形状が板状やフィルム状である物品の主面の周縁部とは、該主面の外周から中央部に向かって、ある一定の幅を有する領域を意味する。該物品の両主面の周縁部と端面を併せて端部という。また、本明細書において、ガラス板の主面において中央部から見て外周側を外側、外周からみて中央部側を内側という。
本明細書において、特に断りのない限り貯蔵弾性率とは、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において測定される貯蔵弾性率をいう。貯蔵弾性率は樹脂膜等の剛性を示す指標である。本明細書において、貯蔵弾性率が上記要件(1)および(2)を満足する接着層を接着層(S)ともいう。
本発明の合わせガラスにおいては、中間膜が有する接着層(S)が、貯蔵弾性率において上記(1)の要件を満足することで、すなわち加熱圧着を行う温度域において所定の剛性を有することで、所期の接着性を確保しながらオーバーフロー部の形成量を少なくすることができる。本発明の合わせガラスにおいては、さらに、接着層(S)が、貯蔵弾性率において上記(2)の要件を満足することで、すなわちオーバーフロー部の切断を行う常温域においては所定の剛性を有することで、意匠性および生産効率ともによい切断が可能となる。
以下、本発明の合わせガラスの実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、ガラス板と中間膜からなる本発明の合わせガラスの実施形態の一例における断面図である。図2は本発明の合わせガラスにおいて、ガラス板が機能性コーティング層を有する構成の実施形態の一例における断面図である。図3、図4は、本発明の合わせガラスにおいて、中間膜間に機能性フィルムを有する構成の実施形態の一例における断面図である。図5は、機能性コーティング層と機能性フィルムの両方を有する本発明の合わせガラスの実施形態の一例における断面図である。
図1に示す合わせガラス10Aは、互いに対向する1対のガラス板1A、1Bと、1対のガラス板1A、1Bに挟持されるように配置される中間膜2を有する。合わせガラス10Aにおいて、1対のガラス板1A、1Bおよび1対の中間膜2は略同形、同寸の矩形の主面を有する。合わせガラス10Aにおいて中間膜2は接着層(S)からなる。
ここで、本明細書において、「略同形、同寸」とは、人の見た目において同じ形状、同じ寸法を有することをいい、例えば、一方の外周形状が切欠き等の凹凸を有さず、他方が一部に微細な切欠き等を有する外周形状である場合もその範疇に含む。他の場合においても、「略」は上記と同様の意味を示す。
以下、合わせガラス10Aを構成する各要素について説明する。
(ガラス板)
本発明の実施形態の合わせガラス10Aに用いるガラス板1A、1Bの材質としては、透明な無機ガラスや有機ガラス(樹脂)が挙げられる。無機ガラスとしては通常のソーダライムガラス(ソーダライムシリケートガラスともいう)、アルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス等が特に制限なく用いられる。これらのうちでもソーダライムガラスが特に好ましい。成形法についても特に限定されないが、例えば、フロート法等により成形されたフロート板ガラスが好ましい。
有機ガラス(樹脂)としては、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ハロゲン化ビスフェノールAとエチレングリコールとの重縮合物、アクリルウレタン樹脂、ハロゲン化アリール基含有アクリル樹脂等が挙げられる。これらのなかでも芳香族系ポリカーボネート樹脂等のポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート系アクリル樹脂等のアクリル樹脂が好ましく、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。さらに、ポリカーボネート樹脂のなかでも特にビスフェノールA系ポリカーボネート樹脂が好ましい。なお、ガラス板は、上記のような樹脂を2種以上含んで構成されてもよい。
上記ガラスとしては、着色成分を添加しない無色透明な材質を用いてもよく、あるいは、本発明の効果を損なわない範囲で着色された着色透明な材質を用いてもよい。さらには、これらのガラスは1種類もしくは2種類以上を組合せて用いてもよく、例えば、2層以上に積層された積層基板であってもよい。合わせガラスの適用箇所にもよるがガラスとしては、無機ガラスが好ましい。
合わせガラス10Aに用いる1対のガラス板1A、1Bは、互いに異なった種類の材質から構成されてもよいが、同一であることが好ましい。ガラス板1A、1Bの形状は平板でもよく、全面または一部が曲率を有していてもよい。ガラス板1A、1Bの厚みは合わせガラス10Aの用途により適宜選択できる。一般的には、各々のガラス板において、0.5〜5mmであることが好ましく、合わせガラスの軽量化と剛性との両立の観点から、1.1〜3.5mmがより好ましく、1.6〜3.0mmが特に好ましい。
さらに、ガラス板1A、1Bには、大気に晒される表出面に、撥水機能、親水機能、防曇機能等を付与するコーティングが施されていてもよい。また、ガラス板1A、1Bの互いに対向する対向面には、後述する図2に示される合わせガラス10Bのように低放射性コーティング、赤外線遮蔽コーティング、導電性コーティング等の機能性コーティングが施されていてもよい。
また、一般的に、合わせガラスにおいては、その枠体等への取り付け部分や配線導体等を隠蔽する目的で、合わせガラスを構成するガラス板の主面の周縁部の一部または全部に帯状に、黒色セラミックス層を設けることがある。本発明の合わせガラスにおいても、その他の層として、このような黒色セラミックス層をガラス板1A、1Bのいずれか一方または両方に設けてもよい。
(中間膜)
合わせガラス10Aにおける中間膜2は、ガラス板1A、1Bの主面と略同形、同寸の主面を有し、厚みが後述のとおりの平膜状の接着層(S)からなる。
接着層(S)は、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において貯蔵弾性率が下記要件(1)および(2)を満足する。
(1)90〜120℃の温度域での最高値が2.3×10Pa以上である。
(2)20〜40℃の温度域に1.0×10〜4.0×10Paの範囲のいずれかの値を有する。
なお、本明細書における貯蔵弾性率は、検体を、周波数10Hzの条件下、せん断法、例えばIT計測制御社製、DVA220により動的粘弾性試験に供することで測定できる。
上記要件(1)および要件(2)は、このようにして測定される接着層の各温度域での貯蔵弾性率を規定するものである。図6は横軸を温度[℃]とし縦軸を貯蔵弾性率[Pa]とする座標上に、接着層(S)として満足する要件(1)および要件(2)を説明するための、座標範囲(1)および座標範囲(2)を示した図である。なお、図6の縦軸は指数軸である。
図6に示される座標範囲(1)は、温度90℃を示す軸線1a、温度120℃を示す軸線1b、貯蔵弾性率2.3×10Paを示す軸線1c、貯蔵弾性率における縦軸の最大値を示す軸線1dで囲まれる矩形の範囲である。ただし、要件(1)においては貯蔵弾性率の最大値は無限大であるので、座標範囲(1)の軸線1dは無限大を示すものとして説明する。
接着層(S)が要件(1)を満たすとは、接着層(S)の貯蔵弾性率の測定結果を示すグラフ(線)を図6の座標に記した場合に、該グラフ(線)が座標範囲(1)と重なる範囲を有することをいう。グラフ(線)が座標範囲(1)と重なる範囲は点であってもよく、所定の長さの範囲であってもよい。つまり、接着層(S)の貯蔵弾性率は、90〜120℃の間の特定の温度の一点のみで2.3×10Pa以上を満足していてもよく、全温度域で2.3×10Pa以上を満足していてもよい。なお、接着層(S)は、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において、貯蔵弾性率の90〜120℃の温度域での最高値が、2.0×108Pa以下であることが好ましい。
接着層(S)の貯蔵弾性率は、90〜120℃の温度域において2.3×10Pa以上1.0×10Pa未満の範囲のいずれかの値を有することが好ましい。すなわち、図6に示される座標範囲(1)と温度90℃を示す軸線1a、温度120℃を示す軸線1b、貯蔵弾性率2.3×10Paを示す軸線1cは同じであるが、貯蔵弾性率の上限の軸線1dを1.0×10Paを示す軸線として、これらに囲まれる矩形の範囲の軸線1d上を除く範囲と、接着層(S)の貯蔵弾性率の測定結果を示すグラフ(線)が重なる範囲を有することが好ましい。
要件(1)を規定する90〜120℃の温度域は、通常、合わせガラスにおいて、さらに温度により影響を受けやすい機能性フィルム等を備える場合においても、その構成要素に影響を及ぼすことなく加熱圧着が行える温度域である。接着層(S)の貯蔵弾性率が、90〜120℃の温度域での最高値が2.3×10Pa以上である要件(1)を満足することで、得られる合わせガラスにおいて所期の接着性を確保しながらオーバーフロー部の形成量を少なくすることができる。
なお、90〜120℃の温度域で貯蔵弾性率の最高値が2.3×10Paに満たないと、接着層を含む中間膜全体の流動性が大きくなり、加熱圧着時のオーバーフロー部の形成量が顕著に増える。また、90〜120℃の温度域で、貯蔵弾性率の最低値が1.0×10Pa以上であると、加熱圧着時において接着層を含む中間膜の流動性が損なわれることがあり十分な接着機能が発現されないおそれがある。
図6に示される座標範囲(2)は、温度20℃を示す軸線2a、温度40℃を示す軸線2b、貯蔵弾性率1.0×10Paを示す軸線2c、貯蔵弾性率4.0×10Paを示す軸線2dで囲まれる矩形の範囲である。
接着層(S)が要件(2)を満たすとは、上記要件(1)の場合と同様に、接着層(S)の貯蔵弾性率の測定結果を示すグラフ(線)を図6の座標に記した場合に、該グラフ(線)が座標範囲(2)と重なる範囲を有することをいう。グラフ(線)が座標範囲(2)と重なる範囲は点であってもよく、所定の長さの範囲であってもよい。つまり、接着層(S)の貯蔵弾性率は、20〜40℃の間の特定の温度の一点のみで1.0×10〜4.0×10Paを満足していてもよく、全温度域で1.0×10〜4.0×10Paを満足していてもよい。
要件(2)を規定する20〜40℃の温度域は、常温域であり、合わせガラスにおいてオーバーフロー部の切断を行う温度域である。接着層(S)の貯蔵弾性率が、20〜40℃の温度域に1.0×10〜4.0×10Paの範囲のいずれかの値を有する要件(2)を満足することで、得られる合わせガラスにおいて、意匠性および生産効率がよいオーバーフロー部の切断が可能となる。
なお、20〜40℃の温度域で貯蔵弾性率の最高値が1.0×10Paに満たないと、オーバーフロー部の切断工程において接着層を含む中間膜全体が引っ張られて変形した状態で切断されるため、合わせガラスのエッジ品質が悪化する。また、20〜40℃の温度域で、貯蔵弾性率の最低値が4.0×10Paを超えると、通常の装置によるオーバーフロー部の切断工程が極めて困難となり、特殊な装置を用いないとオーバーフロー部の切断ができない。
ここで、上記各温度域における貯蔵弾性率と接着層の物性の関係を以下の方法のシミュレーションにより確認している。すなわち、市販の4種類の接着フィルムを準備して、周波数10Hzの条件下、室温から−50℃に冷却し、毎分2℃の速度で昇温しながら−50〜150℃付近まで、IT計測制御社製、DVA220を用いて動的粘弾性試験を行い、各温度における貯蔵弾性率を測定した。
用いた接着フィルムは、EVAフィルムとして、東ソーニッケミ社製、メルセンG7055、メルセンG7060(商品名)、ともに0.4mm厚の2種類、PVBフィルムとして、イーストマンケミカル社製、RK11(商品名)、0.38mm厚、アイオノマー樹脂フィルムとしてクラレ社製、セントリグラス(商品名)、1.1mm厚を用いた。結果は表1に示すとおりであった。
Figure 2017094658
これらの接着フィルムを用いて図7、8に示す合わせガラスサンプル10s(オーバーフロー部切断前の前駆体)を作製して、要件(1)とオーバーフロー部の形成量の関係、要件(2)とオーバーフロー部の切断性との関係を調べた。なお、合わせガラスサンプル10sは、図4に断面図を示す中間膜間に機能性フィルムを備える構成の合わせガラスと同様の合わせガラスを得るためのオーバーフロー部切断前の前駆体である。機能性フィルムとしてはSPD調光フィルム(日立化成社製LCF−1103DHA90、0.35mm厚)を使用した。なお、図8は、図7に示す試験用の仮留めテープTを施し、加熱圧着した合わせガラスサンプル10sのZ−Z線における断面図である。
オーバーフロー部切断前の合わせガラスサンプルの作製は次のように行った。ガラス板1A(2mm厚、150mm角のソーダライムガラス)の上に150×150mmの接着フィルム2Aを、その4辺がガラス板の4辺に一致するように配置し、さらに、その上にガラス板と同一外寸の額縁状の同一フィルム2C(内寸が80×80mm)をその4辺がガラス板の4辺に一致するように配置した。ただし、セントリグラスとの組合せのみ、額縁フィルムにはRK11を使用した。同額縁フィルム2Cの内側に80×80mmにカットしたSPD調光フィルム4を額縁の内側に額縁と重ならないように配置する。さらに、それらの上に上記と同じ接着フィルム2B、ガラス板1Bを順にずれがないように重ね合せ、ずれ防止と当該部分の接着フィルムのオーバーフロー抑制のため、幅(L)35mmの仮留めテープTを4辺の角部に貼って積層体10s’を得る。
この積層体10s’を真空バッグに入れ、真空バッグ内の圧力が−60kPa以下の減圧度となるように減圧脱気しながら90℃、100℃、110℃、120℃で1時間保持し、加熱圧着を行った。加熱圧着されて得られた合わせガラスサンプル10sの仮留めテープTを施した以外の部分に生じた接着フィルム2のオーバーフロー部Oの幅(w)を、顕微鏡を用いて測定した。4辺のオーバーフロー部Oの幅(w)の平均値(μm)を表2に示す。4辺のオーバーフロー部Oの幅(w)の平均値(μm)が100μm以下であることが好ましい。なお、セントリグラスを用いた合わせガラスサンプルのみは厚みが他のサンプルと異なるため、板厚換算を行い、オーバーフロー部の幅を測定値×0.46とした。セントリグラスを用いた合わせガラスサンプルの接着フィルムの合計厚み=1.1mm×2+0.38mm=2.58mm、その他合わせガラスサンプルの接着フィルムの合計厚み=0.4mm×3枚=1.2mmであり、1.2mm/2.58mm=0.46倍とした。
その結果、得られた合わせガラスサンプルは、いずれもオーバーフロー部の幅の平均値が、上記の好ましい範囲を満たさなかったが、得られた結果より、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定における接着フィルム2の貯蔵弾性率が、90〜120℃の温度域において最高値が2.3×10Pa以上であれば、オーバーフロー部の幅の好ましい範囲を満たすことを導き出した。
Figure 2017094658
次いで得られた合わせガラスサンプル10sについて、オーバーフロー部Oを切断する試験を行った。カッターとして、通常合わせガラスの作製時にオーバーフロー部切断用として使用される、片刃のカッターを用い、ガラス板1B、1Aの端面に対して平行、ガラス板1B、1Aの主面に対して垂直に刃を入れ、オーバーフロー部の切断の状態を確認した。20℃および40℃の環境温度で切断試験を行った。
結果は、セントリグラスについては、20℃では切断が困難であったが、40℃では問題がない切断性であった。G7055については、20℃、40℃において接着フィルムの切断面が波打つ状態で意匠性に問題があった。G7060については、20℃、40℃で接着フィルムがゴム状に伸びて刃が進まず、生産効率の点で問題であり、切断面の意匠性も良好とはいえない。RK11については、20℃ではG7055と同様であり、40℃ではG7060と同様であった。
本発明においては、市販の接着フィルムのこのような試験に基づいて、上記要件(1)を満たせば接着性を維持しながらオーバーフロー部の形成量を実用的な範囲に抑制でき、さらに要件(2)を満たせば意匠性や生産効率を損なうことなくオーバーフロー部の切断が可能であるとして、接着層(S)の特性を規定したものである。
接着層(S)は、具体的には、合わせガラスに通常用いられる中間膜を構成する主材料である熱可塑性樹脂から、上記貯蔵弾性率が要件(1)および要件(2)を満たすように材料を選択し接着層を作製することで得られる。得られる接着層が上記貯蔵弾性率に調整できれば、用いる熱可塑性樹脂の種類は特に制限されない。
熱可塑性樹脂として、具体的には、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)等のポリビニルアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、エチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂、アイオノマー樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)等の従来から中間膜用として用いられている熱可塑性樹脂について、上記貯蔵弾性率に調整されたものが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いられてもよいし、2種類以上が併用されてもよい。
熱可塑性樹脂は、貯蔵弾性率の条件に加えて、合わせガラスの用途に応じて、透明性、耐候性、接着力、耐貫通性、衝撃エネルギー吸収性、耐湿性、遮熱性等の諸性能のバランスを考慮して選択される。このような観点から、熱可塑性樹脂としては、PVB、EVA、アイオノマー樹脂、COP等が好ましい。
このような熱可塑性樹脂について、貯蔵弾性率を要件(1)、(2)を満たすように調整するには、例えば、EVAについては、上記試験に用いた市販品のように全体として貯蔵弾性率が低いものに対して貯蔵弾性率を上げるために共重合体における酢酸ビニルの単位量を15質量%未満となるように調整する等が挙げられる。同様に、PVBについても上記試験に用いた市販品のように全体として貯蔵弾性率が低いものに対して貯蔵弾性率を上げるために可塑剤の量を少なくするように組成を調整する等が挙げられる。
また、アイオノマー樹脂については、例えば、エチレンと、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等との共重合体が金属イオンで架橋されたアイオノマー樹脂において、常温域の貯蔵弾性率を下げるために、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等に対するエチレンの単位量を60質量%未満となるように調整する、金属イオンの中和量を60mol%未満となるように調整する等が挙げられる。アイオノマー樹脂については、また、90〜120℃の貯蔵弾性率を上げるために、エチレンに対する(メタ)アクリル酸または(メタ)アクリル酸エステルの割合を10質量%未満にする等が挙げられる。
COPにおいては、例えば、芳香族ビニル化合物由来の繰り返し単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[A]と、鎖状共役ジエン化合物由来の繰り返し単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[B]とからなり、全重合体ブロック[A]のブロック共重合体全体に占める重量分率をwAとし、全重合体ブロック[B]のブロック共重合体全体に占める重量分率をwBとしたときに、wAとwBとの比(wA:wB)が30:70〜60:40であるブロック共重合体[1]の、全不飽和結合の90%以上を水素化したブロック共重合体水素化物[2]にアルコキシシリル基が導入されてなる、変性ブロック共重合体水素化物[3]を含有する樹脂組成物において、wAの割合を高くすることで貯蔵弾性率を大きくでき、wAの割合を低くすることで貯蔵弾性率を小さくできる。
なお、接着層(S)は、合わせガラス製造時に接着フィルム等として準備される際には、エンボスを有することが好ましい。通常、合わせガラスの中間膜となる材料フィルムはエンボスを有し、ガラス板の間に挟持されて積層体とされた後、加熱圧着される際に、該エンボスが空気の通り路となって機能し、積層体の層間の空気が十分に排気されながら加熱圧着が行われ、最終的には材料フィルムにおけるエンボスが消滅して中間膜となり、残留気泡のない良質な合わせガラスが得られる。なお、接着フィルムと接着層(S)において、貯蔵弾性率の特性に違いはない。
エンボスの高低差を示す深さは、加熱圧着する温度域における接着フィルムの貯蔵弾性率により適宜調整される。例えば、90〜120℃の温度域で貯蔵弾性率が2.3×10Pa以上1.0×10Pa未満の接着フィルムにおいては、エンボスの深さは10〜45μmが好ましい。接着フィルムにおいて90〜120℃の温度域における貯蔵弾性率とエンボスの深さの関係が上記の範囲であれば、合せガラスとなって接着フィルムが接着層(S)となった場合に、エンボス形状が残留することはない。
なお、接着層(S)からなる中間膜2の膜厚は、特に限定されるものではない。具体的には、合わせガラス用等に通常用いられる中間膜と同様に、0.4mm以上4.0mm未満であることが好ましく、0.6〜2.0mmであることがより好ましい。中間膜2の厚みが0.4mm未満であると、合わせガラスとして要求される安全性能を満足できない場合がある。また、中間膜2の膜厚が厚いほど、中間膜2から形成されるオーバーフロー部の幅が大きくなる傾向にあり、本発明の効果は顕著である。一方で、厚い中間膜を製膜するのは難しく、複数枚を積層して膜厚を増大させるには手間がかかり現実的でない。したがって、中間膜2の厚みは4.0mm未満が好ましい。
接着層(S)は、上記の熱可塑性樹脂以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で、すなわち、接着層(S)の貯蔵弾性率が要件(1)および要件(2)をともに満足する範囲内で、各種目的に応じて、例えば、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、蛍光剤、接着性調整剤、カップリング剤、界面活性剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、脱水剤、消泡剤、帯電防止剤、難燃剤等の各種添加剤の1種類もしくは2種類以上を含有していてもよい。これらの添加剤は接着層(S)において、全体に均一に含有される。
なお、接着層(S)は、その貯蔵弾性率が要件(1)および要件(2)をともに満足する範囲内であれば、部分的に染料や顔料からなる着色材を含んでいてもよい。着色された部分は特に、合わせガラス10Aが車両用ウィンドシールドとして使用される場合に、防眩性、遮熱性などの向上のために、グリーンあるいはブルーなどの色で帯状のシェード領域(シェードバンド)として機能する。シェードバンドは視野領域の外、特にウィンドシールドの上部に配置されることが多い。
図1に示す中間膜2は、接着層(S)からなる。接着層(S)は単層構造に限定されない。接着層(S)は貯蔵弾性率が要件(1)および要件(2)をともに満足する範囲内であれば多層構造であってもよい。また、中間膜2は、接着層(S)と接着層(S)としての要件を満たさない他の接着層(以下、単に「他の接着層」という。)との多層構造であってもよい。他の接着層としては、通常、合わせガラスの中間膜に使用される接着層、例えば、上記熱可塑性樹脂等を主体とする接着層であって、貯蔵弾性率が要件(1)および/または要件(2)を満足しない接着層が特に制限なく用いられる。
なお、中間膜2が接着層(S)を含む多層構造の場合であっても、中間膜2の合計の膜厚は、上記と同様に、0.4mm以上4.0mm未満が好ましく、0.6〜2.0mmがより好ましい。
多層構造の中間膜としては、例えば、特開2000−272936号公報等に開示された遮音性能の向上を目的として用いられる、性質の異なる(損失正接の異なる)樹脂膜を積層した多層樹脂膜が挙げられる。中間膜2が、接着層(S)と他の接着層との積層構造である場合、中間膜2全体の膜厚に占める接着層(S)の厚みの割合は30%以上であることが好ましく、該割合は50%以上がより好ましい。
さらに、接着層(S)はヘッドアップディスプレイに用いられるように断面が楔形状のような厚みが均一でない他の接着層と組み合わせて中間膜とされてもよい。さらに、接着層(S)自体が、断面が楔形状のような厚みが均一でない接着層(S)とされてもよい。なお、その場合、中間膜全体の膜厚に占める接着層(S)の厚みの割合は、中間膜内において中間膜全体の膜厚に占める接着層(S)厚みの占める割合が最も小さい部分において30%以上であることが好ましい。
以上、図1に示す2枚のガラス板1A、1B間に中間膜2が挟持された合わせガラス10Aについて説明した。次に、図2〜5に示す本発明の合わせガラスの変形例、具体的には、合わせガラス10Aに機能性コーティング層および/または機能性フィルムを付与した合わせガラスについて説明する。
図2に示す合わせガラス10Bは、互いに対向する1対のガラス板1A、1Bと、ガラス板1Bのガラス板1Aに対向する主面上に形成された機能性コーティング層3と、1対のガラス板1A、1Bの間に、機能性コーティング層3と接するように、かつ1対のガラス板1Aの対向面上の全面に亘って配置された中間膜2とを備える。
合わせガラス10Bにおいて、1対のガラス板1A、1Bおよび中間膜2は略同形、同寸の矩形の主面を有する。ガラス板1Bのガラス板1Aに対向する主面上に形成された機能性コーティング層3は、その外周端がガラス板1Bの外周端より距離w1だけ内側に位置するように形成されている。
合わせガラス10Bにおいて、w1は10mm以内が好ましい。すなわち、機能性コーティング層の外周端が、ガラス板の外周端から中央部に向かって10mm以内の範囲に位置することが好ましい。この機能性コーティング層の外周端とガラス板の外周端の距離w1は、より好ましくは5mm以内である。該距離w1の下限は0mmである。その場合、機能性コーティング層の外周端とガラス板の外周端が一致する。しかしながら、機能性コーティング層の端部を特に外部の水分等から保護することが求められる場合には、上記距離w1は1mm以上が好ましく、3mm以上が特に好ましい。なお、上記距離w1は、合わせガラスの外周全体で同一であってもよく、辺ごとに異なる、あるいは所定の箇所において小さい、大きい等、異なってもよい。
なお、合わせガラス10Bの正面視において、合わせガラス10Bの面積に対する機能性コーティング層3の占有する面積の割合は70%以上であることが好ましい。該面積の割合は75%以上がより好ましい。さらに、該面積の割合は必要に応じて80%程度まで大きくしてもよい。
合わせガラス10Bにおける1対のガラス板1A、1B、中間膜2は、合わせガラス10Aにおける1対のガラス板1A、1B、中間膜2と同様にできる。さらに、機能性コーティング層3としては、従来、ガラス板の主面に所期の機能を有するように形成される機能性コーティング層、例えば、赤外線反射層等が挙げられる。
合わせガラス10Bにおいて、機能性コーティング層3は、1対のガラス板1A、1Bの一方のガラス板1Bにのみ形成されている。機能性コーティング層は必要に応じて1対のガラス板の各対向面にそれぞれ形成されてもよい。
図3に示す合わせガラス10Cは、互いに対向する1対のガラス板1A、1Bと、1対のガラス板1A、1Bの対向面にそれぞれ接する1対の接着層2A、2Bと、を備える。合わせガラス10Cにおいては、接着層2Aおよび接着層2Bにより中間膜2が構成される。合わせガラス10Cにおいて、1対のガラス板1A、1Bおよび1対の接着層2A、2Bは略同形、同寸の矩形の主面を有する。
合わせガラス10Cは、さらに、1対の接着層2A、2Bの間に、ガラス板1A、1Bの主面と略同形であるが面積が小さい主面を有し、該主面の外周端がガラス板1A、1Bの主面および接着層2A、2Bの主面の外周端より距離w2だけ内側に位置する機能性フィルム4を有する。機能性フィルム4の外周端から接着層2A、2Bの主面の外周端までの、接着層2A、2Bの対向面における額縁状の周縁部は、互いに接する構成である。
合わせガラス10Cにおける1対のガラス板1A、1Bは、合わせガラス10Aにおける1対のガラス板1A、1Bと同様にできる。合わせガラス10Cにおける接着層2Aおよび接着層2Bを合わせた中間膜2は、ガラス10Aにおける中間膜2と同様にできる。接着層2A、2Bは、合わせガラス10Aにおいて中間膜2が多層である場合の各層と同様にできる。接着層2A、2Bは互いに同一であっても異なってもよい。合わせガラス10Cの中間膜2において、接着層2Aおよび接着層2Bの一方が接着層(S)であり、他方が他の接着層であってもよい。接着層2A、接着層2Bの両方が接着層(S)であるのがより好ましい。接着層2A、2Bは同じ厚みを有していてもよいし、それぞれ異なる厚みを有していてもよいが、中間膜2の総厚が1.0mm以上となる場合に特に本発明の効果が顕著である。
合わせガラス10Cにおいて、機能性フィルム4は、ガラス板1A、1Bの主面に対して小面積かつ略相似形状の主面を有し、該主面の外周端がガラス板1A、1Bの主面の外周端より距離w2だけ内側に位置するように接着層2A、2Bの間に配置されている。合わせガラス10Cにおいて、機能性フィルム4の外周端は4辺ともガラス板1A、1Bの主面の外周端より距離w2だけ内側に位置している。
ここで、本発明の合わせガラスにおいて、w2は10mm以内が好ましい。すなわち、機能性フィルムの外周端が、ガラス板の外周端から中央部に向かって10mm以内の範囲に位置することが好ましい。この機能性フィルムの外周端とガラス板の外周端の距離w2は、より好ましくは5mm以内である。該距離w2の下限は0mmである。その場合、機能性フィルムの外周端とガラス板の外周端が一致する。しかしながら、機能性フィルムの端部を特に外部の水分等から保護することが求められる場合には、上記距離w2は1mm以上が好ましく、3mm以上が特に好ましい。なお、上記距離w2は、合わせガラスの外周全体で同一であってもよく、辺ごとに異なる、あるいは所定の箇所において小さい、大きい等、異なってもよい。
なお、合わせガラス10Cの正面視において、合わせガラス10Cの面積に対する機能性フィルム4の占有する面積の割合は70%以上であることが好ましい。該面積の割合は75%以上がより好ましい。さらに、該面積の割合は必要に応じて80%程度まで大きくしてもよい。
機能性フィルム4の厚みについては、取扱い性ならびに後述する合わせガラス作製工程での脱気処理の観点から20μm〜1mmであることが好ましい。図3に示す構成の合わせガラス10Cにおいては、機能性フィルムの膜厚は20〜120μmであることが好ましい。機能性フィルムの膜厚が120μm超1mm以下の場合には、図4に断面図を示す合わせガラス10Dの構成が好ましい。
合わせガラス10Dは、合わせガラス10Cにおいて、機能性フィルム4の膜厚が大きい場合の構成であり、合わせガラス10Cとガラス板1A、1B、接着層2Aと接着層2Bは同様である。合わせガラス10Dにおいては、接着層2Aと接着層2Bの間に、主面の外周端がガラス板1A、1Bの主面の外周端より距離w3だけ内側に位置するように配置される機能性フィルム4を備え、機能性フィルム4が配置されない幅w3の額縁状部分の隙間を埋める形に接着層2Cを備える。
接着層2Cの幅w3は、用途に応じて適宜選択される。幅w3の下限は、接着層2Cの厚み等にもよるが、概ね3mmとすることができる。なお、より高い防湿性が要求される場合には、接着層2Cの幅の下限は、5mmが好ましい。主面形状が矩形の合わせガラス10Dが有する、外周がガラス板1A、1Bの主面の外周と略一致する額縁状の主面形状を有する接着層2Cにおいて、該矩形の4辺に沿った額縁部分において、幅w3は辺ごとに同一であっても、異なってもよく、辺に関係なく部分的に大小があってもよい。
接着層2Cは、機能性フィルム4の外周面(端面)に、その内周面が接するように配置された、ガラス板1A、1Bの主面の外周と略一致する外周を有する主面形状が額縁状の接着層である。機能性フィルム4の端面を十分に保護する観点から、接着層2Cの厚みは機能性フィルム4の厚みと略同一であることが好ましい。具体的には、接着層2Cの厚みは、機能性フィルム4の厚みの±0.1mm以内が好ましく、±0.075mm以内がより好ましい。
合わせガラス10Dにおいては、接着層2A、接着層2Bおよび接着層2Cの3層により中間膜2が構成される。合わせガラス10Dの中間膜2において、接着層2Cのみが接着層(S)であり、接着層2A、接着層2Bが他の接着層であってもよいが、少なくとも接着層2A、接着層2Bのいずれかが接着層(S)であることが好ましい。接着層2A、接着層2Bの両方が接着層(S)であるのがより好ましく、接着層2A、接着層2Bおよび接着層2Cの全てが接着層(S)であるのが特に好ましい。接着層2A、2B、2Cは同じ厚みを有していてもよいし、それぞれ異なる厚みを有していてもよいが、厚みの総厚が1.0mm以上となる場合に特に本発明の効果が顕著である。なお、中間膜2の総厚は4.0mm未満が好ましい。
機能性フィルム4として、具体的には、赤外線反射フィルム、映像投影用スクリーンフィルム、調光フィルム、発電用薄膜太陽電池フィルム、自発光フィルム等が挙げられる。機能性フィルムは、例えば、光吸収、光反射、光散乱、調光、発電、発熱、発光等の機能を有する材料を含むことで、これらの機能が発現される。機能性フィルム4は、単層膜で上記のような機能性フィルムを構成していてもよく、あるいは2枚以上のフィルムの間に光吸収、光反射、光散乱、調光、発電、発熱、発光等の機能を有する材料が挟み込まれた構成でもよい。なお、赤外線反射フィルムとしては、合わせガラスに通常、用いられる赤外線反射フィルム、例えば、支持フィルムの片側の主面に赤外線反射層が配設された赤外線反射層付きフィルム、屈折率の異なる樹脂フィルムを積層した誘電多層フィルム等が挙げられる。
機能性フィルムについて、例を挙げて説明したが、本発明の合わせガラスはこれらに限定されず他の機能性フィルムにおいても適用可能である。
図5は、本発明の合わせガラスにおいて、機能性コーティング層と機能性フィルムをともに有する場合の実施形態の一例を示す断面図である。図5に示す合わせガラス10Eは、ガラス板1Bのガラス板1Aと対向する面上に全面に亘って形成された機能性コーティング層3を有する以外は合わせガラス10Dと同様である。合わせガラス10Eにおける機能性コーティング層3は配設位置以外は合わせガラス10Bにおける機能性コーティング層3と同様である。
合わせガラス10Eにおいて、例えば機能性コーティング層3が赤外線反射コーティング層である場合、これを窓枠に組み込む際には、通常、屋外側に機能性コーティング層3が位置し屋内側に機能性フィルム4が位置するように組み込まれる。このような配置とすれば、屋外から照射される赤外線を赤外線反射フィルムが反射することで、機能性フィルム4の赤外線による劣化を抑制することができる。
ここで、合わせガラス10Eにおいて、機能性コーティング層3の外周端は、ガラス板1A、1Bの外周端と略一致している。機能性コーティング層3このような配置とすることで、機能性フィルム4との外周端の位置合わせ等の必要がなく、積層工程の簡素化が図れる。ただし、必要に応じて、機能性コーティング層3の外周端は、ガラス板1A、1Bの外周端より内側にあってもよく、その場合、機能性コーティング層3の外周端は、ガラス板1A、1Bの外周端から中央部に向かって10mm以内の範囲に位置することが好ましい。
以上、図1〜図5に示される合わせガラス10A〜10Eを例にして本発明の合わせガラスについて説明したが、本発明はこれらに限定されない。本発明の趣旨および範囲を逸脱することのない範囲で、設計を変更または変形することができる。
本発明の合わせガラスは、必要に応じて、3枚以上のガラス板を有する構成であってもよい。さらに、必要に応じて、本発明の合わせガラスは、上記構成要素に加えて、本発明の効果を損なわい範囲で任意にその他の層を有してもよい。
[合わせガラスの製造]
本発明の合わせガラスは、図9に示される一般的に用いられる公知の技術により、各層を積層し、加熱圧着した後、必要に応じてオーバーフロー部を切断することで製造できる。ただし、本発明の合わせガラスにおいては、中間膜が接着層(S)を有することから、加熱圧着工程で、オーバーフロー部が形成されないか、あるいは形成されたとしてもその量が小さい、すなわちオーバーフロー部の幅(w)が狭い。本発明においては、オーバーフロー部の切断工程は、形成されるオーバーフロー部の量(幅)、用途等に応じて適宜行われる任意の工程である。
(積層工程)
例えば、合わせガラス10Aにおいては、1対のガラス板1A、1Bを準備し、ガラス板間に接着層(S)からなる中間膜2を挟持させた積層体を作製する。
合わせガラス10Bにおいては、例えば、1対のガラス板1A、1Bを準備し、ガラス板1Bの一方の主面上の所定の領域に機能性コーティング層3を形成する。ガラス板1Aに対して機能性コーティング層3付きガラス板1Bを機能性コーティング層3の表面がガラス板1Aの一方の主面に対向するようにガラス板1A、1Bを配置し、その間に接着層(S)からなる中間膜2を挿入して積層した積層体を作製する。その他の層を有する場合も、同様に得られる合わせガラスと同様の積層順にガラス板と各層を積層して積層体を作製する。
また、例えば、合わせガラス10Cにおいては、1対の接着層2A、2B(いずれか一方が、好ましくは両方とも、接着層(S)からなる)の間に機能性フィルム4を所定の位置関係となるように配置した積層体を作製し、これを1対のガラス板1A、1Bの間に挿入して、ガラス板1A、接着層2A、機能性フィルム4、接着層2B、ガラス板1Bの順に積層した積層体を作製する。その他の層を有する場合も、同様に得られる合わせガラスと同様の積層順にガラス板と各層を積層して積層体を作製する。
(加熱圧着工程)
積層工程で準備された積層体をゴムバッグのような真空バッグの中に入れ、この真空バッグを排気系に接続して、真空バッグ内の圧力が−65〜−100kPaの減圧度となるように減圧吸引(脱気)しながら温度90〜120℃で接着することで、オーバーフロー部が形成された合わせガラス前駆体を得ることができる。
さらに、例えば、100〜150℃、圧力0.6〜1.3MPaの条件で加熱加圧する追加の加熱圧着処理を行うことで、より耐久性の優れた合わせガラスを得ることができる。場合によっては工程の簡略化、並びに合せガラス中に封入する材料の特性を考慮して、この追加の加熱圧着工程を行わないこともある。本発明はこの追加の加熱圧着工程がない場合により効果的である。また、加熱圧着工程は、ラバーチャンネル処理でも実行可能である。
(オーバーフロー部切断工程)
上記加熱圧着工程で得られた合わせガラス前駆体を室温に戻した後、ガラス板の端からはみ出した中間膜のオーバーフロー部がある場合、必要に応じて通常の方法で、市販のカッターナイフ、カミソリ、彫刻刀等のカッターを用いて、この中間膜のオーバーフロー部を切り取る。オーバーフロー部の切断により、合わせガラスの外観品質を上げるとともに、自動車等の車両にアセンブリする際の障害となる部分を取り除く。なお、刃物を用いて中間膜を切り取る場合、刃の入る角度は可能な限りガラス板の主面に対して垂直であることが望ましい。このようにして本発明の合わせガラスが製造される。
なお、上記で得られた合わせガラス前駆体において、オーバーフロー部が形成されない、あるいはオーバーフロー部の形成量が少なく、具体的には幅が小さく、オーバーフロー部の切断を必要としない場合には、加熱圧着工程後の合わせガラス前駆体をそのまま合わせガラスとして用いる。
本発明の合わせガラスは、上記のとおり中間膜が接着層(S)を有することから、加熱圧着工程で形成されるオーバーフロー部の量が小さい。また、オーバーフロー部切断工程において、合わせガラス前駆体が有するオーバーフロー部の切断を、通常の機器を用いて容易に実行できる。また、得られる合わせガラスにおいて、中間膜のオーバーフロー部切断面の意匠性にも問題がない。
本発明の合わせガラスは、中間膜のオーバーフロー部に起因する意匠性および生産性の低下が改善された合わせガラス、特に、内部に機能性フィルムを有する合わせガラスにおいて、上記の点が改善された合わせガラスであって、例えば、車両用の窓ガラス、ビルディング用の窓ガラス等に好適に使用される。
10A,10B,10C,10D、10E…合わせガラス、1A,1B…ガラス板、2…中間膜、2A,2B,2C…接着層、3…機能性コーティング層、4…機能性フィルム。

Claims (7)

  1. 互いに対向する1対のガラス板と、前記1対のガラス板の間に配置される、1層または多層で構成される中間膜とを有し、
    前記中間膜は、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において貯蔵弾性率が下記要件(1)および(2)を満足する接着層を有する
    合わせガラス。
    (1)90〜120℃の温度域での最高値が2.3×10Pa以上である。
    (2)20〜40℃の温度域に1.0×10〜4.0×10Paの範囲のいずれかの値を有する。
  2. 前記接着層は、測定周波数10Hzでの動的粘弾性測定において貯蔵弾性率が、90〜120℃の温度域に2.3×10Pa以上1.0×10Pa未満の範囲のいずれかの値を有する請求項1記載の合わせガラス。
  3. 前記1対のガラス板の対向面の少なくとも一方の面上に機能性コーティング層を有する請求項1または2記載の合わせガラス。
  4. 前記中間膜は少なくとも2層で構成され、前記中間膜の層間に機能性フィルムを有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の合わせガラス。
  5. 前記機能性フィルムが光吸収、光反射、光散乱、調光、発電、発熱および発光のいずれかを発現する材料を含む請求項4に記載の合わせガラス。
  6. 前記接着層の厚みが前記中間膜全体の厚みの30%以上を占める請求項1〜5のいずれか1項に記載の合わせガラス。
  7. 前記中間膜全体の厚みが0.4mm以上4.0mm未満である請求項1〜6のいずれか1項に記載の合わせガラス。
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