CN105980325B - 夹层玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明的夹层玻璃具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置、厚度小于上述外侧玻璃板的内侧玻璃板;和夹置在上述外侧玻璃板与内侧玻璃板之间的中间膜,上述夹层玻璃的波长为850~950nm的光的透射率为30~80%,上述外侧玻璃板的厚度为1.8~2.3mm,上述内侧玻璃板的厚度为0.6~2.0mm,上述中间膜由至少包括芯层的多层构成,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa,低于其他的上述层的杨氏模量。
Description
技术领域
本发明涉及汽车的挡风玻璃等所使用的夹层玻璃和安装有该夹层玻璃的安装结构体。
背景技术
近年来,汽车的安全性能飞速提高,作为其一,为了避免与前方车辆碰撞,提出了感知与前方车辆的距离和前方车辆的速度,在异常接近时自动刹车的安全系统。这样的系统使用激光雷达或摄像机测量与前方车辆的距离等。激光雷达或摄像机通常配置在挡风玻璃的内侧,通过向前方照射红外线来进行测量。因此,在使用激光雷达的系统中,需求以规定的透射率透射红外线的挡风玻璃用的玻璃。作为这样的挡风玻璃用的玻璃,通常应用厚度小的玻璃。即,厚度大的玻璃可能无法达到可适于安全系统的红外线的透射率。
但是,在减小挡风玻璃的厚度时,隔音性能降低,因此存在车外的声音进入车内、使车内环境恶化的问题。为了解决该问题,例如在专利文献1中记载了使面密度降低并维持规定的频率时的隔音性能的汽车用的夹层玻璃。该夹层玻璃在一对玻璃板之间配置有树脂制的中间膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-326847
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在专利文献1那样的夹层玻璃中,虽然能够通过减小厚度而在一定程度上防止隔音性能的降低,但由于车外侧的玻璃的厚度也减小,所以存在玻璃容易因车外侧的外力而产生破裂的问题。为了解决该问题,考虑了车外侧的玻璃的厚度与现有技术为同等程度、只使车内侧的玻璃板变薄,整体使面密度降低的方法。对于这一点本发明的发明人研究如下。
首先,本发明的发明人发现:在形成车内侧和车外侧的玻璃的厚度不同的结构时,如图35所示,与相同厚度的情况相比,人容易听到的2000~5000Hz的频率范围的隔音性能降低。该图是表示模拟频率与声透损失(STL)的关系的结果的曲线图。该曲线图表示了由厚度为1.5mm的玻璃板构成的夹层玻璃(以下称为第一夹层玻璃)和由厚度为2.0mm和1.0mm的不同玻璃板构成的夹层玻璃(以下称为第二夹层玻璃)。任一个夹层玻璃均在玻璃板之间配置有树脂制的中间膜。根据该曲线图可知,在3000~5000Hz的频率范围中,第二夹层玻璃的声透损失低于第一夹层玻璃的声透损失。即,可知通过使用厚度不同的玻璃板,人容易听到的2000~5000Hz的频率范围的隔音性能降低。
这样,在组合厚度不同的玻璃时,虽然能够实现轻量化,但存在声透损失降低的问题。特别是存在人容易听到的2000~5000Hz的频率范围的隔音性能降低、车内环境恶化这样的问题。
如上所述,在玻璃的厚度小时,存在隔音性能降低的问题,而在厚度大时,不能达到适应于上述那样的安全系统的红外线的透射率,有产生不良情况的危险。本发明(发明1)是为了解决上述问题而完成的发明,其目的在于:提供一种能够提高隔音性、并有助于使红外线的透射率成为规定范围的、由不同厚度的玻璃构成的夹层玻璃。具体而言,发明1提供下述方式的发明。
用于解决课题的方法
<发明1>
项1.一种夹层玻璃,其具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置、厚度小于上述外侧玻璃板的内侧玻璃板;和夹置在上述外侧玻璃板和内侧玻璃板之间的中间膜,
上述夹层玻璃的波长为850~950nm的光的透射率为20~80%,
上述内侧玻璃板的厚度为0.4~2.0mm,
上述外侧玻璃板的厚度为1.8~2.3mm,
上述中间膜由至少包括芯层的多层构成,
上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa,低于其他的上述层的杨氏模量。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述夹层玻璃的波长为700~800nm的光的透射率为30~80%。
项3.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.6~1.6mm。
项4.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.4mm。
项5.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.3mm。
项6.如项1~5中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的厚度为0.1~2.0mm。
项7.如项1~6中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~16MPa。
项8.如项1~7中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述中间膜具有与上述芯层接触、且在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上的至少一个的外层。
项9.一种夹层玻璃的安装结构体,其具备:项1~8中任一项所述的夹层玻璃;和将上述夹层玻璃以相对于垂直方向的安装角度在45度以下的方式安装的安装部。
<发明2>
在车内成为问题的声音有多种多样,在这些之中,大多是频率超过5000Hz的声音。例如,刹车声、风噪音包括5000Hz以上的频率的声音,成为妨碍车内舒适性的主要原因。因此,即使是频率高于5000Hz的声音对车内产生的影响也大,需要应对这样的频率的汽车用夹层玻璃。特别是在混合动力车或EV车中,发动机的频率在5000Hz以上,需要使这样的频带的隔音性能提高的技术。特别是这些车几乎听不到引擎声、或者没有引擎声,因此5000Hz以上的频带的声音的隔音性能是至关重要的。
如上所述,在玻璃的厚度小时,存在隔音性能降低的问题,而在厚度大时,不能达到发明1中成为课题的适应于安全系统的红外线的透射率,有发生不良情况的危险。发明2是为了解决上述问题而完成的发明,特别而言,其目的在于提供一种能够提高对于高频高于5000Hz的声音的隔音性、并且使红外线的透射率成为规定范围的、由厚度不同的玻璃构成的夹层玻璃。具体而言,发明2提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃,其具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置的内侧玻璃板;和夹置在上述外侧玻璃板与内侧玻璃板之间的中间膜,
上述中间膜具备:芯层;和在夹着该芯层的上述外侧玻璃板侧和上述内侧玻璃板侧中的至少上述外侧玻璃侧配置的至少一个的外层,
上述夹层玻璃的波长为850~950nm的光的透射率为20~80%,
上述外侧玻璃板的厚度与上述内侧玻璃板的厚度的合计在3.8mm以下,
上述外层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述夹层玻璃的波长为700~800nm的光的透射率为30~80%。
项3.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在18MPa以下。
项4.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在14MPa以下。
项5.如项1~4中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的tanδ在频率100Hz、温度20℃时在0.9以下。
项6.如项1~5中任一项所述的夹层玻璃,其中,具备夹着上述芯层的至少一对的上述外层。
项7.如项6所述的夹层玻璃,其中,配置于上述外侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量大于配置于上述内侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量。
项8.如项1~7中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述外侧玻璃的厚度与上述内侧玻璃板的厚度不同。
<发明3>
在车辆用夹层玻璃、特别是挡风玻璃上,为了提高防眩性、隔热性等,有时形成有着色成绿色、蓝色等的带状的阴影区域(阴影带)。阴影区域也有时设置在玻璃板的表面,但大多情况下通过将中间膜着色成带状而形成。其另一方面,在挡风玻璃上具有应该将可见光透射率设定在规定值以上(例如70%以上)的法定的视野区域,因此挡风玻璃的阴影区域配置于视野区域以外,即通常配置于挡风玻璃的上部。
另外,近年来,汽车的安全性能飞速提高,作为其一,为了避免与前方车辆碰撞,提出了感知与前方车辆的距离和前方车辆的速度,在异常接近时自动刹车的安全系统。这样的系统使用激光雷达或摄像机等设备,利用激光或红外线测量与前方车辆的距离等。另外,这些设备通常为了确保安全性和充分发挥设备的功能,希望安装在挡风玻璃的上部区域。
但是,如上所述,有时在该范围形成阴影区域,因此在透过阴影区域接受光时,存在激光或红外线的透射率大幅度降低的危险,设备的灵敏度降低。因此,在现有技术中,不能不放弃改变设备的安装位置或者兼备设备和阴影区域。
如上所述,挡风玻璃用的夹层玻璃存在各种课题,需要不仅能够实现如上所述的轻量化和隔音性能、并且除了防眩性能、隔热性能以外还能够适应于近年来的安全技术的夹层玻璃。发明2是为了解决上述问题而完成的发明,其目的在于提供一种兼备轻量化和隔音性、并且即使具有阴影区域也能够安装安全系统用的设备的、由不同厚度的玻璃构成的夹层玻璃。具体而言,发明3提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃,其具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置、厚度小于上述外侧玻璃板的内侧玻璃板;和夹置在上述外侧玻璃板与上述内侧玻璃板之间、一部分形成有被着色的阴影区域、并在该阴影区域形成有贯通孔的第一中间膜;和配置于上述第一中间膜的贯通孔的透明的第二中间膜,
上述内侧玻璃板的厚度为0.4~2.0mm,
上述外侧玻璃板的厚度为1.8~2.3mm,
上述第一中间膜和第二中间膜由至少包括芯层的多层构成,
构成上述第一中间膜的层的至少1个层被着色,形成上述阴影区域,
上述第一中间膜和第二中间膜的上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa,低于其他的上述层的杨氏模量。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述第一中间膜和第二中间膜具有与上述芯层接触、且在频率100Hz、温度20℃时为560MPa以上的至少一个外层。
项3.如项1或2所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.6~1.6mm。
项4.如项1或2所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.4mm。
项5.如项1或2所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.3mm。
项6.如项1~5中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的厚度为0.1~2.0mm。
项7.如项1~6中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~16MPa。
项8.一种夹层玻璃的安装结构体,其具备:项1~7中任一项所述的夹层玻璃;和将上述夹层玻璃以相对于垂直方向的安装角度在45度以下的方式安装的安装部。
<发明4>
发明2中的涉及隔音的课题在发明4也同样,5000Hz以上的频带的声音的隔音性能是至关重要的。
另外,除了如上所述的涉及隔音的问题以外,还存在以下问题:在挡风玻璃上,冰覆盖表面时,视野变差,另外在车内与车外存在温度差时变得模糊不清。其中,这样的问题除了在将夹层玻璃用于车辆用途时会引起,在作为建筑用途使用时也会引起。
发明4是为了解决上述问题而完成的发明,特别而言,其目的在于提供一种能够提高对于高于5000Hz的高频的声音的隔音性,将表面的冰溶解,并且能够防止模糊不清的夹层玻璃。具体而言,发明4提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃,其具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置的内侧玻璃板;夹置在上述外侧玻璃板与内侧玻璃板之间的中间膜;和沿着上述中间膜配置、在施加电流时发热的电热丝,
上述中间膜具备:芯层;和夹着该芯层配置于上述外侧玻璃板侧和上述内侧玻璃板侧,硬度高于该芯层的一对外层,
上述一对外层中的至少一个层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述电热丝配置在上述中间膜与上述外侧玻璃板之间或者上述中间膜与上述内侧玻璃板之间的任意位置,
夹着上述芯层配置于与上述电热丝的相反侧的上述外层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项3.如项2所述的夹层玻璃,其中,上述电热丝配置于上述中间膜与上述外侧玻璃板之间。
项4.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃,其中,还具有配置于上述杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上的至少一个上述外层与上述电热丝之间的热屏蔽单元。
项5.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述电热丝配置于上述中间膜与上述外侧玻璃板之间或者上述中间膜与上述内侧玻璃板之间的任意位置,
配置于上述芯层与上述电热丝之间的上述外层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项6.如项1~5中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在18MPa以下。
项7.如项1~5中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在14MPa以下。
项8.如项1~7中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的tanδ在频率100Hz、温度20℃时在0.9以下。
项9.如项1~8中任一项所述的夹层玻璃,其中,配置于上述外侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量大于配置于上述内侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量。
项10.如项1~9中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述外侧玻璃的厚度与上述内侧玻璃板的厚度不同。
<发明5>
除了与发明4的课题同样的关于隔音的问题以外,挡风玻璃还存在由于来自车外的光入射到车内,使车内的温度上升的问题。另外,来自外部的光也对视野造成影响,因此也需要关于光的透射量的调节。但是,尚未提出能够提高上述的隔音性能、并且能够进行来自外部的光的控制的夹层玻璃。并且,这样的问题除了将夹层玻璃用于车辆用途时会引起之外,在作为建筑用途使用时也会引起。
发明5是为了解决上述问题而完成的发明,特别而言,其目的在于提供一种能够提高对高于5000Hz的高频的声音的隔音性,并能够进行来自外部的光的控制的夹层玻璃。具体而言,发明5提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃,其具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置的内侧玻璃板;和配置于上述外侧玻璃板与内侧玻璃板之间的中间膜,
上述中间膜具备:芯层;夹着该芯层的第一外层和第二外层;与该第一外层和第二外层中的任一层接触、能够控制来自外部的光的功能性膜;和配置于上述外侧玻璃板或上述内侧玻璃板与上述功能性膜之间的第三外层,
上述第一外层~第三外层的硬度高于上述芯层的硬度,
与上述功能性膜接触的外层中的任一层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述第一外层~第三外层中的与上述功能性膜接触的外层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时均在560MPa以上。
项3.如项1或2所述的夹层玻璃,其中,上述功能性膜是热线反射膜。
项4.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述热反射膜配置于上述外侧玻璃板与上述芯层之间。
项5.如项1~4中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在18MPa以下。
项6.如项1~4中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在14MPa以下。
项7.如项1~6中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的tanδ在频率100Hz、温度20℃时在0.9以下。
项8.如项7所述的夹层玻璃,其中,配置于上述外侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量大于配置于上述内侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量。
项9.如项1~8中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述外侧玻璃的厚度与上述内侧玻璃板的厚度不同。
<发明6>
除了与发明4的课题同样的关于隔音的问题以外,挡风玻璃还存在由于来自车外的光入射到车内,使车内的温度上升的问题。并且,这样的问题除了将夹层玻璃用于车辆用途时会引起之外,在作为建筑用途使用时也会引起。
发明6是为了解决上述问题而完成的发明,特别而言,其目的在于提供一种能够提高对高于5000Hz的高频的声音的隔音性,并能够防止车内或屋内的温度上升的夹层玻璃。具体而言,发明6提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃,其具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置的内侧玻璃板;配置于上述外侧玻璃板与内侧玻璃板之间的中间膜;和上述中间膜所含有的ITO微粒,
上述中间膜具备:芯层;夹着该芯层、且硬度高于该芯层的第一外层和第二外层,
上述第一外层和上述第二外层中的至少上述第二外层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上,
上述ITO微粒包含在上述第一外层和上述第二外层中的至少一层中,
第一上述外层所含有的ITO微粒的量多于上述第二外层所含有的ITO微粒的量。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述第一外层和上述第二外层中的至少上述第二外层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项3.如项1或2所述的夹层玻璃,其中,上述第一外层配置于上述外侧玻璃板侧。
项4.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在18MPa以下。
项5.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在14MPa以下。
项6.如项1~5中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的tanδ在频率100Hz、温度20℃时在0.9以下。
项7.如项1~6中任一项所述的夹层玻璃,其中,配置于上述外侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量大于配置于上述内侧玻璃板侧的上述外层的杨氏模量。
项8.如项1~7中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述外侧玻璃的厚度与上述内侧玻璃板的厚度不同。
<发明7>
与发明1的课题同样,在将厚度不同的玻璃板组合时,能够实现轻量化,但出现STL降低的问题。特别是存在人容易听到的2000~5000Hz的频率域的隔音性能降低,车内环境恶化的问题。并且,这样的问题不只是汽车的玻璃会引起,在要求轻量化和隔音性的夹层玻璃中都会引起。
发明7是为了解决上述问题而完成的发明,其目的在于提供一种兼备轻量化和隔音性的、由不同厚度的玻璃板构成的夹层玻璃以及安装有该夹层玻璃的安装结构体。具体而言,发明7提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃,其具备:外侧玻璃板;与上述外侧玻璃板相对配置、且厚度小于上述外侧玻璃板的内侧玻璃板;和夹置在上述外侧玻璃板与内侧玻璃板之间的中间膜,
上述中间膜具备:芯层;与该芯层邻接、配置于上述外侧玻璃板侧的第一外层;和与该芯层邻接、配置于上述内侧玻璃板侧的第二外层,
上述第一外层和第二外层的杨氏模量大于上述芯层的杨氏模量,
上述第一外层的厚度小于上述第二外层的厚度。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,上述外侧玻璃板和上述第一外层的合计厚度与上述内侧玻璃板和上述第二外层的合计厚度相同。
项3.如项1或2所述的夹层玻璃,其中,上述第一外层和第二外层中的至少一层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项4.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在20MPa以下。
项5.如项1~4中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.6mm。
项6.如项1~4中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为1.0~1.4mm。
项7.如项1~4中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.3mm。
项8.如项1~7中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的厚度为0.1~2.0mm。
项9.如项1~8中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述外侧玻璃板的厚度为1.8~5.0mm。
项10.一种夹层玻璃的安装结构体,其具备:项1~9中任一项所述的夹层玻璃;和将上述夹层玻璃以相对于垂直方向的安装角度在45度以下的方式安装的安装部。
<发明8>
已知在玻璃板中产生被称为吻合效应的因特定频率下的共振导致的声透损失(Sound Transmission Loss:STL),由此可知隔音性能大幅降低。例如,如以下的数学式所示,已知通常在玻璃板的厚度减小时,吻合频率向高频侧移动。
另外,图36是表示模拟频率与声透损失(Sound Transmission Loss:STL)的关系的结果的曲线图。该曲线图显示了厚度为3.1mm的玻璃板和厚度为2.3mm的玻璃板的模拟结果。由该结果可知,在厚度为3.1mm的玻璃板中,在人容易听到的2000~5000Hz的频率域中STL降低,但厚度为2.3mm时,STL的极小值向4000Hz以上的频率域偏移。因此,如果减小玻璃板的厚度,能够提高人容易听到的频率域中的STL。但是,在厚度小时,存在玻璃板的强度降低的问题。
发明8是为了解决上述问题而完成的发明,其目的在于提供一种抑制强度的降低、且能够提高隔音性的夹层玻璃。具体而言,发明8提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃,其具备:第一玻璃板;与上述第一玻璃板相对配置的第二玻璃板;和夹置在上述第一玻璃板与第二玻璃板之间的中间膜,
上述中间膜具备:芯层;与该芯层邻接、配置于上述第一玻璃板侧的第一外层;和与该芯层邻接、配置于上述第二玻璃板侧的第二外层,
上述第一外层和第二外层的杨氏模量大于上述芯层的杨氏模量,
上述第一外层以厚度从上述中间膜的表面的一端部向另一端部减小的方式形成,
上述第二外层以厚度从上述中间膜的表面的一端部向另一端部增大的方式形成。
项2.如项1所述的夹层玻璃,其中,在从上述中间膜的表面的一端部向另一端部的任意位置,上述第一外层和上述第二外层的合计厚度都相同。
项3.如项1或2所述的夹层玻璃,其中,上述第一外层和第二外层与上述芯层的杨氏模量之差在频率100Hz、温度20℃时在400MPa以上。
项4.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述第一外层和第二外层中的至少一层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上。
项5.如项1~4中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在50MPa以下。
项6.如项1~5中任一项所述的夹层玻璃,其中,上述外侧玻璃板的厚度与上述内侧玻璃板的厚度的合计在3.8mm以下。
<发明9>
近年来,由外侧玻璃板和内侧玻璃板夹持树脂制的膜等的中间膜而得到的夹层玻璃得到广泛应用。该夹层玻璃例如可以通过以下的工序制作。
首先,将中间膜切割成比外侧玻璃板和内侧玻璃板大的尺寸,从而形成夹层玻璃中所利用的中间膜。接着,在外侧玻璃板与内侧玻璃板之间夹入该中间膜而形成夹层玻璃,将该夹层玻璃放入橡胶袋中,边减压抽气边进行预粘接。再利用高压釜进行加热压接,由此对进行了预粘接的夹层玻璃进行主粘接。最后,作为夹层玻璃的制造的精加工,将从玻璃板的外周边缘伸出的中间膜切断(切边工序)。
在日本特开2000-327376号公报中,提出了能够用于将从玻璃板的外周边缘伸出的膜切断的上述切边工序的切边装置。另外,在日本特开2013-129552号公报中,提出了能够用于上述切边工序的V字状的切割刀。
图37例示了现有的切边工序。在上述2个文献所述的现有的切边工序中,如图37所示,将沿着玻璃板的外周边缘全周伸出的中间膜切断。因此,在沿着玻璃板的外周边缘切断中间膜的伸出部分(图37的箭头S101~S105)之前,必须以切割刀到达玻璃板的外周边缘的方式,向着玻璃板的外周边缘在中间膜的伸出部分切出切口(图37的箭头S100)。
但是,与将中间膜沿着玻璃板的外周边缘切断的情况不同,在向着玻璃板的外周边缘在中间膜的伸出部分切出切口的情况下,不存在如玻璃板的外周边缘那样成为切断的导向的对象。因此,在中间膜的伸出部分切出切口的情况下,有时中间膜从切割刀脱离,难以切断中间膜。
发明9是为了解决上述问题而完成的发明,其目的在于提供一种容易进行切边工序中的中间膜切断的技术。具体而言,发明9提供下述方式的发明。
项1.一种夹层玻璃的制造方法,其包括:
准备第一玻璃板和能够与该第一玻璃板相对配置的第二玻璃板的工序;
准备配置于上述第一玻璃板与第二玻璃板之间,具有比这两个玻璃板大的形状的中间膜的工序;
以上述中间膜形成有从上述两玻璃板的外周边缘伸出的伸出部、并且形成上述中间膜与上述两玻璃板的外周边缘重叠或者进入该外周边缘的内侧的切出部的方式,在上述第一玻璃板与上述第二玻璃板之间加热压接上述中间膜的工序;和
以上述切出部为起点,沿着上述第一玻璃板和上述第二玻璃板的外周边缘将上述中间膜的伸出部切除的工序。
项2.如项1所述的夹层玻璃的制造方法,其中,上述中间膜以构成上述切出部的方式在外周边缘部的至少一部分具有凹状的切口部。
项3.如项2所述的夹层玻璃的制造方法,其中,上述切口部相对于上述第一玻璃板和上述第二玻璃板的外周边缘所成的角为锐角。
项4.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃的制造方法,其中,上述中间膜由多层构成,
上述多层中的至少一层具有在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上的杨氏模量。
项5.如项1~3中任一项所述的夹层玻璃的制造方法,上述中间膜由至少包括芯层的多层构成,
上述芯层具有在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa的杨氏模量。
项6.一种夹层玻璃,其具备:第一玻璃板;以与上述第一玻璃板相对的方式配置的第二玻璃板;
夹置在上述第一玻璃板与上述第二玻璃板之间的中间膜,
在上述中间膜的外周边缘部局部地形成有进入上述第一玻璃板和上述第二玻璃板的外周边缘的内侧的部分。
项7.如项6所述的夹层玻璃,其中,上述中间膜由多层构成,
上述多层中的至少一层具有在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上的杨氏模量。
项8.如项6或7所述的夹层玻璃,其中,上述中间膜由至少包括芯层的多层构成,
上述芯层具有在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa的杨氏模量。
附图说明
图1是表示本发明的夹层玻璃的一个实施方式的剖面图。
图2是表示弯曲状的夹层玻璃的剖面弯曲量(ダブリ量)的正面图(a)和剖面图(b)。
图3是表示弯曲形状的玻璃板和平面形状的玻璃板的一般的频率与声透损失的关系的曲线图。
图4是表示夹层玻璃的厚度的测定位置的俯视图。
图5是芯层的测定所使用的图像的例子。
图6是表示夹层玻璃的安装方法的示意图。
图7是表示使单板玻璃的厚度变化时的频率与声透损失的关系的曲线图。
图8是表示本发明的夹层玻璃的另一例的俯视图。
图9是图8的A-A线剖面图。
图10是表示第二中间膜的安装方法的图。
图11是表示本发明的夹层玻璃的另一例的剖面图。
图12是表示夹层玻璃中的频率与声透损失的关系的曲线图。
图13是表示本发明的夹层玻璃的另一例的剖面图。
图14是表示本发明的夹层玻璃的另一例的剖面图。
图15是表示本发明的夹层玻璃的另一例的剖面图。
图16是表示图15的中间膜的另一例的剖面图。
图17例示中间膜的形状。
图18例示切边工序。
图19例示切出部中的玻璃板和中间膜的状态。
图20例示切出部中的玻璃板和中间膜的状态。
图21例示切边工序后的夹层玻璃。
图22例示变形例的切口部的形状。
图23例示变形例的切出部和伸出部的结构。
图24例示变形例的切出部和伸出部的结构。
图25是表示外侧玻璃板的评价结果的曲线图。
图26是表示用于将声透损失输出的模拟的模式图。
图27是表示关于芯层的杨氏模量的评价结果的曲线图。
图28是表示关于芯层的厚度的评价结果的曲线图。
图29是表示关于夹层玻璃的安装角度的评价结果的曲线图。
图30是表示关于外层的杨氏模量的评价结果的曲线图。
图31是表示关于外层的杨氏模量的评价结果的曲线图。
图32是表示关于夹层玻璃的光的透射率的评价结果的曲线图。
图33是表示关于中间膜的杨氏模量的评价结果的曲线图。
图34是表示关于中间膜的杨氏模量的评价结果的曲线图。
图35是表示现有的夹层玻璃中的频率与声透损失的关系的曲线图。
图36是表示现有的单板玻璃中的频率与声透损失的关系的曲线图。
图37例示现有例中的切边工序。
具体实施方式
以下参照附图对于将本发明的夹层玻璃适用于汽车用挡风玻璃时的一个实施方式进行说明。特别而言,本实施方式的夹层玻璃适用于使用激光雷达等的前方安全系统所采用的挡风玻璃。
图1是本实施方式的夹层玻璃的剖面图。如该图所示,本实施方式的夹层玻璃由外侧玻璃板1、内侧玻璃板2和夹置在这些玻璃之间的中间膜3构成。外侧玻璃板1是配置于容易受到外部干扰的一侧的玻璃板,内侧玻璃板2是配置于其相反侧的玻璃板。因此,例如在将该夹层玻璃用作汽车的玻璃时,车外侧的玻璃板为外侧玻璃板,在用作建筑材料时,朝向屋外的一侧为外侧玻璃板。但是,根据所受到的外部干扰,也有与此相反配置的情况。以下对各部件进行说明。
<1.外侧玻璃板和内侧玻璃板>
外侧玻璃板1和内侧玻璃板2能够使用公知的玻璃板,也能够由吸热玻璃、普通的透明玻璃、绿玻璃、或者UV绿玻璃形成。其中,在将该夹层玻璃用于汽车的车窗时,需要实现根据汽车所使用的国家安全标准的可见光透射率。例如,可以进行调节使得利用外侧玻璃板1确保必要的日照吸收率,利用内侧玻璃板2使可见光透射率满足安全标准。以下表示透明玻璃、吸热玻璃和钠钙系玻璃的一例。
(透明玻璃)
SiO2:70~73质量%
Al2O3:0.6~2.4质量%
CaO:7~12质量%
MgO:1.0~4.5质量%
R2O:13~15质量%(R为碱金属)
换算成Fe2O3的全部氧化铁(T-Fe2O3):0.08~0.14质量%
(吸热玻璃)
吸热玻璃的组成例如可以为如下组成:以透明玻璃的组成为基准,换算为Fe2O3的全部氧化铁(T-Fe2O3)的比率为0.4~1.3质量%、CeO2的比率为0~2质量%、TiO2的比率为0~0.5质量%、玻璃的骨架成分(主要为SiO2和Al2O3)的减少量为T-Fe2O3、CeO2和TiO2的增加量。
(钠钙系玻璃)
SiO2:65~80质量%
Al2O3:0~5质量%
CaO:5~15质量%
MgO:2质量%以上
NaO:10~18质量%
K2O:0~5质量%
MgO+CaO:5~15质量%
Na2O+K2O:10~20质量%
SO3:0.05~0.3质量%
B2O3:0~5质量%
换算成Fe2O3的全部氧化铁(T-Fe2O3):0.02~0.03质量%
本实施方式的夹层玻璃的厚度没有特别限定,从轻量化的观点考虑,优选使外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的厚度的合计为2.4~3.8mm,进一步优选为2.6~3.4mm,特别优选为2.7~3.2mm。这样,为了实现轻量化,需要减小外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的合计厚度,因此各玻璃板各自的厚度没有特别限定,例如,能够如下所述确定外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的厚度。
外侧玻璃板1主要需要对来自外部障碍的耐久性、耐冲击性,例如,在将该夹层玻璃用作汽车的挡风玻璃时,需要对小石子等飞来物的耐冲击性能。另一方面,厚度越大,重量越增加,不优选。从这样的观点考虑,外侧玻璃板1的厚度依次优选1.8mm以上、1.9mm以上、2.0mm以上、2.1mm以上、2.2mm以上。另一方面,外侧玻璃板1的厚度的上限依次优选5.0mm以下、4.0mm以下、3.1mm以下、2.5mm以下、2.4mm、2.3mm以下。其中,优选大于2.1mm且在2.5mm以下,特别优选2.2mm以上2.4mm以下。采用多大的厚度可以根据玻璃的用途来确定。
内侧玻璃板的厚度可以与外侧玻璃板1相同,但是例如为了实现夹层玻璃的轻量化,可以比外侧玻璃板1的厚度小。具体而言,依次优选0.4mm以上、0.6mm以上、0.8mm以上、1.0mm以上、1.3mm以上。另一方面,内侧玻璃板2的厚度的上限依次优选2.0mm以下、1.8mm以下、1.6mm以下、1.4mm以下、1.3mm以下、小于1.1mm。其中,例如优选0.6mm以上且小于1.1mm。关于内侧玻璃板2,采用多大的厚度也可以根据玻璃的用途来确定。
另外,本实施方式的外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的形状可以是平面形状和弯曲形状的任意形状。但是,由于弯曲形状的玻璃板的STL低,因此弯曲形状玻璃特别需要对于声音方面做出对应。可以认为弯曲形状的玻璃与平面形状的玻璃相比STL值降低的原因是由于弯曲形状的玻璃受共振模式的影响大的缘故。
而且,在玻璃为弯曲形状的情况下,可以认为剖面弯曲量大则隔音性能降低。剖面弯曲量是表示玻璃板的弯曲的量,例如,如图2所示,设定连结玻璃板的上边的中央和下边的中央的直线L时,将该直线L与玻璃板的距离中最大的距离定义为剖面弯曲量。
图3是表示弯曲形状的玻璃板和平面形状的玻璃板的一般的频率与声透损失的关系的曲线图。根据图3可知,弯曲形状的玻璃板的剖面弯曲量在30~38mm的范围内时,声透损失没有大的差别,但与平面形状的玻璃板相比,在4000Hz以下的频带中声透损失降低。因此,在制作弯曲形状的玻璃板时,优选剖面弯曲量小,例如在剖面弯曲量超过30mm时,如后所述,优选使中间膜的芯层的杨氏模量在18MPa(频率100Hz、温度20℃)以下。
这里,对于玻璃板弯曲时的厚度的测定方法的一例进行说明。首先,关于测定位置,如图4所示,是在经过玻璃板的左右方向的中央沿上下方向延伸的中央线S上的上下两个位置。测定仪器没有特别限定,例如能够使用株式会社Teclock制的SM-112这样的厚度仪。在测定时,以玻璃板的弯曲面置于平坦面的方式配置,用上述厚度仪夹持玻璃板的端部进行测定。另外,在玻璃板为平坦的情况下,也可以与弯曲的情况同样地测定。
<2.中间膜>
中间膜3由多层形成,作为一例,能够如图1所示,通过将软质的芯层31用比其硬质的外层32夹持的3层结构来构成。但不限定于该结构,只要由具有芯层31和配置在外侧玻璃板1侧的至少一个外层32的多层形成即可。例如,也可以形成为具有芯层31和配置于外侧玻璃板1侧的1个外层32的2层的中间膜3,或者以芯层31为中心、两侧分别配置2层以上的偶数层的外层32的中间膜3,或者夹着芯层31、一侧配置奇数层的外层32、另一侧配置偶数层的外层32的中间膜3。其中,在只设置一个外层32时,如上所述设置在外侧玻璃板1侧,这是为了提高对来自车外或屋外的外力的耐破损性能。另外,外层32的数量多时,隔音性能也增高。
芯层31只要比外层32软即可,对其硬度没有特别限定,例如,可以以杨氏模量为基准选择材料。例如,在频率100Hz、温度20度时,优选为1~20MPa,更优选为1~18MPa,进一步优选为1~16MPa,特别优选为1~14MPa。在这样的范围内时,在大约3500Hz以下的低频率域,能够防止STL降低。
关于这一点,本发明的发明人发现,通常在芯层的杨氏模量降低时,在3000~5000Hz的频率域隔音性能提高。关于这一点,在以下的表1中表示了具有由透明玻璃构成的外侧玻璃板和内侧玻璃板、以及由芯层和位于该芯层的两侧的外层构成的中间膜的夹层玻璃的隔音性能。外侧玻璃板的厚度为2.0mm,内侧玻璃板的厚度为1.3mm,关于中间膜的厚度,芯层为0.10mm,外层为0.33mm,合计为0.76mm。在以下的表1中,表示了频率在1250~10000Hz之间的声透损失。具体而言,计算出芯层的杨氏模量(频率100Hz、温度20℃时测定)为25MPa、12.5MPa和6.25MPa时的声透损失(计算方法按照后述的实施例的方法),将杨氏模量为25MPa的情况作为基准(在以下的表中,因为是基准,所以记为0),表示杨氏模量为12.5MPa、6.25MPa时的声透损失的差(单位为dB)。此时,外层的杨氏模量为560MPa(温度20℃、频率100Hz)。根据表1可知,频率在3150~5000Hz之间,伴随中间膜的杨氏模量从25MPa降低为12.5MPa、6.25MPa,声透损失提高。
[表1]
1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 | 4000 | 5000 | 6300 | 8000 | 10000 | |
6.25MPa | 0.3 | 0.6 | 1.1 | 1.7 | 2.2 | 2.3 | 0.3 | -2.4 | -1.7 | -1.2 |
12.5MPa | 0.1 | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1.3 | 1.3 | 0 | -1.1 | -0.8 | -0.5 |
25MPa | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
作为测定方法,例如使用Metravib公司制的固体粘弹性测定装置DMA 50,以形变量0.05%进行频率分散测定。以下,在本说明书中,只要没有特别的说明,杨氏模量是通过上述方法测得的值。其中,频率在200Hz以下时的测定使用实测值,大于200Hz时使用基于实测值的计算值。该计算值是基于采用WLF法由实测值计算的标准曲线的值。
另一方面,如后所述,为了提高高频域中的隔音性能,优选外层32的杨氏模量大,例如,在频率100Hz、温度20度时,可以为400MPa以上、440MPa以上、560MPa以上、600MPa以上、650MPa以上、700MPa以上、750MPa以上、880MPa以上或1300MPa以上。另一方面,外层32的杨氏模量的上限没有特别限定,例如,可以从加工性的观点进行设定。例如,根据经验可知杨氏模量为1750MPa以上时,加工性、特别是切断变得困难。另外,在设置夹着芯层31的一对外层32的情况下,优选使外侧玻璃板1侧的外层32的杨氏模量大于内侧玻璃板2侧的外层32的杨氏模量。由此,对来自车外或屋外的外力的耐破损性能提高。
另外,芯层31的tanδ在频率100Hz、温度20℃时例如可以为0.1~1.6,也可以为0.1~1.2,还可以为0.1~0.9。tanδ在上述范围内时,隔音性能提高。
关于这一点,本发明的发明人发现,通常芯层的tanδ增大时,在5000~10000Hz的频率域隔音性能提高。关于这一点,在以下的表2中表示了具有由透明玻璃构成的外侧玻璃板和内侧玻璃板、以及由芯层和位于该芯层的两侧的外层构成的中间膜的夹层玻璃的隔音性能。外侧玻璃板的厚度为2.0mm,内侧玻璃板的厚度为1.3mm,关于中间膜的厚度,芯层为0.10mm,外层为0.33mm,合计为0.76mm。其中,此时的芯层和外层的杨氏模量分别为12.5MPa、560MPa(在频率100Hz、温度20℃时测定)。在以下的表2中表示了频率为1250~10000Hz之间的声透损失。具体而言,计算出芯层的tanδ(在频率100Hz、温度20℃时测定)为0.8、1.2和1.6时的声透损失(计算方法按照后述的实施例的方法),将tanδ为0.8的情况作为基准(在以下的表中,因为是基准,所以记为0),表示tanδ为1.2、1.6时的声透损失的差(单位为dB)。其中,外层的tanδ为0.26。根据表2可知,频率在5000~10000Hz之间,伴随中间膜的tanδ从0.8增大为1.2、1.6,声透损失提高。
[表2]
1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150400 | 0 | 5000 | 6300 | 8000 | 10000 | |
1.6 | -0.1 | -0.2 | -0.3 | -0.4 | -0.4 | 0.2 | 1.4 | 2.0 | 1.5 | 1.2 |
1.2 | 0.0 | -0.1 | -0.2 | -0.2 | -0.2 | 0.2 | 0.9 | 1.2 | 0.9 | 0.7 |
0.8 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
另外,构成各层31、32的材料没有特别限定,需要至少能够将杨氏模量设定在上述范围内的树脂材料。例如,外层32能够由聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)构成。聚乙烯醇缩丁醛树脂由于与各玻璃板的粘接性和抗穿透性优异,所以优选。另一方面,芯层31能够由乙烯乙酸乙烯酯树脂(EVA)构成,或者能够由比构成外层的聚乙烯醇缩丁醛树脂更软质的聚乙烯醇缩醛树脂构成。通过将软质的芯层夹在中间,能够保持与单层的树脂中间膜同等的粘接性和抗穿透性,并且大幅提高隔音性能。
一般来说,聚乙烯醇缩醛树脂的硬度能够通过(a)作为起始物质的聚乙烯醇的聚合度、(b)缩醛化程度、(c)增塑剂的种类、(d)增塑剂的添加比例等来控制。因此,通过适当调节这些条件中的至少一项,即使同样是聚乙烯醇缩丁醛树脂,也能够分别制作用于外层的硬质的聚乙烯醇缩丁醛树脂和用于芯层的软质的聚乙烯醇缩丁醛树脂。并且,也能够通过缩醛化所使用的醛的种类、多种醛的共缩醛化或者单种醛的纯缩醛化来控制聚乙烯醇缩醛树脂的硬度。虽然不能一概而论,但使用碳原子数越多的醛得到的聚乙烯醇缩醛树脂具有越软质的倾向。因此,例如,在外层由聚乙烯醇缩丁醛树脂构成时,芯层使用利用聚乙烯醇将碳原子数为5以上的醛(例如,正己醛、2-乙基丁醛、正庚醛、正辛醛)缩醛化所得到的聚乙烯醇缩醛树脂。其中,在可以得到规定的杨氏模量的情况下,不限定于上述树脂等。
另外,中间膜3的总厚度没有特别限定,优选为0.3~6.0mm,更优选为0.5~4.0mm,特别优选为0.6~0.2mm。另一方面,芯层31的厚度优选为0.1~2.0mm,进一步优选为0.1~0.6mm。这是因为在小于0.1mm时,软质的芯层31难以发挥其影响,而在大于2.0mm或0.6mm时,总厚度增大,成本上升。另一方面,外层32的厚度没有特别限定,例如,优选为0.1~2.0mm,更优选为0.1~1.0mm。此外,也能够使中间膜3的总厚度恒定,在其中调节芯层31的厚度。
芯层31的厚度例如可以通过如下方法进行测定。首先,使用显微镜(例如,Keyence公司制VH-5500)将夹层玻璃的剖面放大为175倍显示。然后,然后目测指定芯层31的厚度,对其进行测定。此时,为了排除目测引起的误差,使测定次数为5次,取其平均值作为芯层31的厚度。例如,拍摄图5所示的夹层玻璃的放大照片,在其中指定芯层,测定厚度。
此外,中间膜3的厚度没有必要在整个面上都一样,例如,在用于平视显示器(head-up display)的夹层玻璃用途时,也可以形成为楔形。在这种情况下,关于中间膜3的厚度,测定厚度最小的部位、即夹层玻璃的最下边部。在中间膜3为楔形的情况下,外侧玻璃板和内侧玻璃板不是平行地配置,但这样的配置也包括在本发明的外侧玻璃板与内侧玻璃板的“相对配置”中。即,本发明的“相对配置”例如包括使用厚度以每1m的变化在3mm以下的变化率增大的中间膜3时的外侧玻璃板和内侧玻璃板的配置。
中间膜3的制造方法没有特别限定,例如,可以列举配合上述的聚乙烯醇缩醛树脂等树脂成分、增塑剂以及根据需要的其他添加剂进行均匀混炼,之后将各层一并挤出成型的方法;将由该方法制得的2种以上的树脂膜通过压制法、层压法等进行叠层的方法。通过压制法、层压法等进行叠层的方法所使用的叠层前的树脂膜可以是单层结构,也可以是多层结构。
<3.夹层玻璃的红外线透射率>
如上所述,本实施方式的夹层玻璃用于使用激光雷达、摄像机等的汽车的前方安全系统用的挡风玻璃。在这样的安全系统中,向前方的车辆照射红外线测量前方的汽车的速度和车间距离。因此,要求夹层玻璃达到规定范围的红外线的透射率。
作为这样的透射率,例如在激光雷达使用一般的传感器时,相对波长为850~950nm的光(红外线)为20%以上80%以下、优选为20%以上60%以下是有用的。透射率的测定方法可以按照JIS R3106,使用UV3100(岛津制作所制)作为测定装置。具体而言,测定对夹层玻璃的表面以90度的角度进行照射的单方向的光的透射。
另外,在上述这样的安全系统中,也有时不使用激光雷达而使用红外线摄像机来测定前方车辆的速度和车间距离,但在该情况下,例如激光雷达使用一般的摄像机时,相对波长为700~800nm的光(红外线)为30%以上80%以下、优选为40%以上60%以下是有用的。透射率的测定方法按照ISO9050。
<4.夹层玻璃的制造方法>
本实施方式的夹层玻璃的制造方法没有特别限定,能够采用现有公知的夹层玻璃的制造方法。例如,首先,将中间膜3夹在外侧玻璃板1与内侧玻璃板2之间,将其装入橡胶袋中,边减压抽气边以约70~110℃进行预粘接。预粘接的方法也可以是除此以外的方法。例如,将中间膜3夹在外侧玻璃板1与内侧玻璃板2之间,利用烘箱以45~65℃进行加热。接着,利用辊以0.45~0.55MPa对该夹层玻璃进行按压。接着,再次利用烘箱以80~105℃对该夹层玻璃进行加热,之后,再次利用辊以0.45~0.55MPa进行按压。这样操作,完成预粘接。
接着,进行主粘接。利用高压釜以8~15个大气压、100~150℃对进行了预粘接的夹层玻璃进行主粘接。具体而言,能够在14个大气压、145℃的条件下进行主粘接。这样操作,能够制造本实施方式的夹层玻璃。
<5.车体>
本实施方式的夹层玻璃能够应用于各种汽车的车窗玻璃。其中,本实施方式的夹层玻璃如后所述,对5000Hz以上的频带的声音的隔音性能优异,因此特别是安装在混合动力车或EV车时,隔音效果好。这是因为在混合动力车或EV车中使用的发动机以高频驱动,容易产生高频声音的缘故。
<6.用于车体的位置>
本实施方式的夹层玻璃也能够应用于汽车的任意位置的车窗玻璃。其中,本实施方式的夹层玻璃不限定于挡风玻璃,也能够用于侧向玻璃、后方玻璃。
<7.夹层玻璃的安装结构>
上述的夹层玻璃能够安装于例如汽车、建筑物等的安装结构体。此时,夹层玻璃通过安装部安装于安装结构物。安装部例如相当于用于安装于汽车的聚氨酯框等的框体、粘接剂、夹具等。列举向汽车安装的一例时,如图6(a)所示,首先,在夹层玻璃10的两端安装好销50,在作为安装对象的汽车的框体70上涂布粘接剂60。在框体上形成有插入销的贯通孔80。然后,如图6(b)所示,将夹层玻璃10安装于框体70。首先,将销50插入贯通孔80,使夹层玻璃10相对于框体70预固定。此时,由于销50形成有阶梯差,所以销50只能插入到贯通孔80的中途,由此在框体70与夹层玻璃10之间产生间隙。然后,在该间隙中涂布上述的粘接剂60,因此,经过一段时间后,夹层玻璃10和框体70通过粘接剂60固定。
将这样的夹层玻璃安装到安装结构体时,优选夹层玻璃10的安装角度θ如图6(c)所示相对于垂直N方向在45度以下。
<8.特征>
<8.1>
根据本实施方式,通过使构成中间膜3的一部分的芯层31的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa这样小的值,能够获得以下的效果。首先,如果中间膜的杨氏模量大,则即使是夹层玻璃,作为单板的性质也会变强。另外,如上述的数学式1所示,一般来说,玻璃的厚度或杨氏模量越小,吻合频率越向高频侧移动。
考虑到这些,例如,在中间膜3的杨氏模量大时,即使是合计厚度为4mm的夹层玻璃,也与具有4mm厚度的单板同样,吻合频率为3~4kHz,在人容易听到的频带中的性能降低。另一方面,如果杨氏模量小,则夹层玻璃的性能相当于2块玻璃板的总和。例如,如果是由2mm的玻璃板和1mm的玻璃板构成的夹层玻璃,则具有其性能变为2块玻璃板的性能的总和的倾向。即,图7所示的各玻璃板的厚度小于4mm,因此吻合频率向高频侧移动,2mm的玻璃板在5000Hz附近存在吻合频率,1mm的玻璃板在8000Hz存在吻合频率。这样,由于这些1mm和2mm厚度的玻璃板的夹层玻璃的性能为其总和,因此吻合频率存在于5000~8000Hz之间。其中,图7是表示非夹层玻璃的单板的频率与声透损失的关系的曲线图。
这样,在本实施方式中,由于构成中间膜3的一部分的芯层31的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa,因此夹层玻璃的性能为外侧玻璃板1与内侧玻璃板2的总和。由此,即使内侧玻璃板2的厚度如0.4~2.0mm那样小,在人容易听到的频率中隔音性能也不会降低。即,通过使内侧玻璃板2的厚度变小,吻合频率向高频侧移动,因此如上所述,由于内侧玻璃板2的薄厚化而引起的在2000~5000Hz的频率区域中降低的声透损失上升。其结果,能够实现夹层玻璃的轻量化,并且提高人容易听到的2000~5000Hz的频率区域的隔音性能。
<8.2>
另外,通过使构成中间膜3一部分的外层32的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上,能够获得以下效果。
即,本发明的发明人发现,在提高中间膜3的外层32的杨氏模量时,在约4000Hz以上的频率域的隔音性能提高。发现例如相对于通常使用的杨氏模量为441Hz(20℃、100Hz)的外层,使用杨氏模量为560MPa(20℃、100Hz)的外层32时,在频率6300Hz,STL提高0.3dB。通常认为人能够识别0.3dB以上的声音的变化,因此通过提高杨氏模量,能够获得在高频域的人能够识别的隔音效果。另外还发现外层32的杨氏模量越高,隔音性能越高,例如,如果杨氏模量为880MPa(20℃、100Hz)以上,在频率6300Hz时STL降低1.0dB以上,如果杨氏模量在1300MPa(20℃、100Hz)以上,则STL进一步降低。
另一方面可知,在1000~3500Hz的低频率域,在提高外层的杨氏模量时,STL降低。但是,也发现其降低小。
另外,如上述数学式1所示,通常玻璃的厚度或杨氏模量越小,吻合频率越向高频侧移动。
因此,如果是厚度小的夹层玻璃,如上所述,使用杨氏模量高的外层32是有利的。
另外,如上所述,例如使内侧玻璃板2的厚度为0.6~2.0mm,使外侧玻璃板1的厚度为1.8~2.3mm,作为夹层玻璃10整体厚度在3.8mm以下,在这样小时,有助于相对波长为850~950nm的光(红外线)使透射率达到20%以上80%以下。因此,能够用于使用激光雷达的安全系统用的挡风玻璃。
<9.变形例>
以上对本发明的一个实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式,只要不脱离其主旨,可以进行各种变更。其中,以下的变形例可以适当组合。另外,在以下的变形例中,对于没有特别记载的事项,可以利用上述实施方式所述的事项(例如制造方法等)。
<9.1>
以下例示的夹层玻璃例如可以应用于汽车用的挡风玻璃。特别而言,该夹层玻璃可以应用于使用了激光雷达等的前方安全系统所采用的挡风玻璃。
图8是该夹层玻璃的正面图,图9是图8的A-A线剖面图。如图8和图9所示,该夹层玻璃由外侧玻璃板1、内侧玻璃板2和夹置在这些玻璃之间的第一中间膜3和第二中间膜4构成。外侧玻璃板1是配置于容易受到外部干扰的一侧的玻璃板,内侧玻璃板2是配置于其相反侧的玻璃板。因此,车外侧的玻璃板为外侧玻璃板。但是,根据所受的外部干扰,也有时与此相反地配置。
另外,该夹层玻璃形成有对可见光来说透射率损失高的阴影区域10和透射率损失低的视野区域20,阴影区域10是沿着夹层玻璃的上缘整体而着色的区域,发挥伴随减光的各功能(防眩、隔热等)。另一方面,视野区域20作为光学的车窗而被利用。这2个区域10、20由上述第一中间膜3形成。
另外,阴影区域10的左右方向的中央形成有矩形的透射区域30。该透射区域30是没有被着色的透明的区域,透射来自激光雷达或摄像机等的安全系统用的设备的激光或红外线。并且,该区域由上述的第二中间膜4形成。这里所使用的外侧玻璃板1和内侧玻璃板2与上述实施方式所示的玻璃板相同,因此以下主要对中间膜3、4进行说明。
第一中间膜3由多层形成,作为一例,可以如图9所示,由将软质的芯层31用比其硬质的外层32夹置的3层来构成。但不限定于该结构,只要由具有软质的芯层31的多层形成即可。例如也可以由包括芯层31的2层(芯层为1层,外层为1层)、将芯层31配置于中心的5层以上的奇数层(芯层为1层,外层为4层)、或内侧包含芯层31的偶数层(芯层为1层,其他的层为外层)形成。
另外,第一中间膜3的一部分形成有用于形成上述的阴影区域20的被着色的区域。该区域沿着第一中间膜3的上端边缘形成,利用颜料或染料等着色剂将芯层31和外层32的任意一层以上着色成绿色、蓝色等。作为颜料,例如可以使用偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系等有机颜料、金属氧化物、金属粉等无机颜料。
在使用颜料时,由将颜料与树脂和增塑剂一起混炼而成的树脂组合物、和不含颜料的树脂组合物(树脂和增塑剂),分别通过挤出成型法,制作着色层和透明层,利用透明层夹持着色层并进行成型,由此能够得到经过着色的第一中间膜3。另一方面,在使用染料时,使用掩模,使要形成阴影区域10的区域露出,在该区域涂布染料。染料例如能够通过喷涂或印刷而涂布。另外,掩模也可以事先配置于上述的透射区域30。
第一中间膜3的芯层31和外层32的厚度和组成等的详细情况与上述实施方式相同。
第一中间膜3的制造方法没有特别限定,例如可以列举将上述的聚乙烯醇缩醛树脂等树脂成分、增塑剂和根据需要的其他添加剂进行均匀混炼,之后将各层一起挤出成型的方法;利用压制法、层压法等将通过该方法制作的2个以上的树脂膜叠层的方法。通过压制法、层压法等进行叠层的方法所使用的叠层前的树脂膜可以是单层结构,也可以是多层结构。另外,可以在任意层着色形成阴影区域之后进行叠层,也可以在叠层后在任意外层着色形成阴影区域。
接着,对第二中间膜4进行说明。第二中间膜4与第一中间膜3同样,由芯层41和外层42形成。与第一中间膜3的不同点在于:不着色、是透明的;和形状。第二中间膜4的大小、形状没有特别限定,只要是上述的激光雷达或摄像机的光能够透过的大小即可。第二中间膜4可以通过各种方法安装在第一中间膜3,例如图10所示,安装在第一中间膜3。
首先,如图10(a)所示,在预先在一端部形成有阴影区域10的第一中间膜3上重叠不含着色剂等的通常的第二中间膜4用的膜材40。此时,膜材配置于应该形成阴影区域10之中的透射区域30的位置。接着,如图10(b)所示,使用具有透射区域30的形状的模具,将第一中间膜3和膜材40的2张一起冲压。接着,如图10(c)所示,将第一中间膜3中被冲压掉的区域取下形成贯通孔39,并使从膜材40冲压掉的第二中间膜4嵌入该贯通孔39。最后使用钎焊烙铁等,施加例如100~200℃左右的热,将贯通孔39的周围的边界部分预粘接,能够可靠地消除第一中间膜3与第二中间膜4的间隙和阶梯差。但是,该方法只是一例,只要能够在第一中间膜3的贯通孔39配置第二中间膜4,也可以是其他的方法。其中,透射区域30可以在阴影区域10的内部或者阴影区域10与视野区域20的边界附近以向视野区域开放的方式形成。
如上所述,在所构成的夹层玻璃中,例如,通过使芯层的杨氏模量为1~20MPa(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高2000~5000Hz的频率域的隔音性能。另外,例如,通过使外层的杨氏模量在560MPa以上(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高约4000Hz以上的频率域的隔音性能。
另外,在第一中间膜3的阴影区域10形成有由第二中间膜4形成的透明的透射区域30。因此,来自安全系统的激光雷达或摄像机的激光或红外线能够通过该透射区域30。因此,虽然具有阴影区域10,也能够通过透射区域30使安全系统工作。另外,该透射区域30通过由与第一中间膜3相同的材料形成的第二中间膜4形成,因此能够得到与上述同样的隔音效果。
<9.2>
挡风玻璃等的夹层玻璃也存在以下问题:在冰覆盖表面时,视野变差,另外在产生车内与车外的温度差时变得模糊不清。因此,可以按照以下方式构成本发明的夹层玻璃。
图11所示的夹层玻璃具有外侧玻璃板1、内侧玻璃板2以及夹置在这些玻璃之间的中间膜3,另外多个电热丝4配置在外侧玻璃板1与中间膜3之间。除电热丝以外的结构与上述方式相同。
电热丝可以利用公知的电热丝。即,在2块玻璃板1、2之间以规定间隔配置多个电热丝,向其施加电流。电热丝的配置没有特别限定,可以沿玻璃板的纵向或横向的任意方向延伸配置。另外,可以沿着玻璃板的边缘配置用于向电热丝施加电流的导线。
上述那样的配置有电热丝的夹层玻璃的制造方法没有特别限定,可以采用现有公知的夹层玻璃的制造方法。例如,首先,在中间膜的表面配置多个电热丝。其方法有各种方法,例如可以按照日本特开平10-6939号公报所记载的方法进行。然后,将配置有电热丝的中间膜夹在外侧玻璃板1与内侧玻璃板2之间,将其放入橡胶袋中,边减压抽气边以约70~110℃进行预粘接。该预粘接的方法与上述方式相同,之后的主粘接也同样。最后如果配置用于向电热丝施加电流的导线,则完成夹层玻璃。其中,在将这样的导线安装到汽车上时等,也可以在后续的工序中进行。
如上所述,在所构成的夹层玻璃中,例如,通过使外层的杨氏模量在560MPa以上(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高约4000Hz以上的频率域的隔音性能。另外,例如,通过使芯层的杨氏模量为1~20MPa(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高2000~5000Hz的频率域的隔音性能。
另外,如上所述,由于该夹层玻璃配置有电热丝4,可以通过施加电流而发热,由此能够将夹层玻璃上产生的冰溶解,并且,能够消除模糊不清。并且能够获得以下的效果。关于这一点,参照图12进行说明。
图12表示5种中间膜的温度下模拟频率与声透损失的关系的结果。在该例中,将在厚度为2mm的2块玻璃板之间配置有杨氏模量为441MPa、厚度为0.76mm的中间膜而得到的夹层玻璃作为对象。根据该图可知,其倾向是:中间膜的温度高时,在5000Hz以下的频率域声透损失升高,温度越高,该频率域的隔音性能越高。另一方面,可知在大于5000Hz的频率域,其倾向为:中间膜的温度越升高,一般声透损失越降低。
而在使用电热丝4时,由于发热使得与其接触的外层的温度升高,但此时如图12所示,温度升高时,在大于5000Hz的频率域声透损失降低。因此,在本实施方式中,通过使用杨氏模量在560MPa以上这样高的外层,即使温度上升时,也能够抑制声透损失。
特别是在提高不与电热丝4直接接触的第二外层322的杨氏模量时,能够抑制该外层322的温度升高,能够防止隔音性能降低。另外,通过将电热丝4以与外侧玻璃板1接触的方式配置,能够将夹层玻璃上的冰溶解,并且能够有效地消除因外部气体产生的模糊不清。
另外,配置有这样的电热丝的夹层玻璃也可以按照如下方式构成。例如,在上述的示例中,将电热丝配置于外侧玻璃板与中间膜之间,但电热丝4也可以配置在任意的位置。例如,在上述的示例中,在外侧玻璃板1与第一外层321之间配置电热丝,但是也可以在内侧玻璃板与第二外层之间配置电热丝。在该情况下,使不与电热丝4直接接触的第一外层321的杨氏模量在560MPa(20℃、100Hz)以上时,能够如上所述抑制该外层321的温度升高,能够防止隔音性能降低。另外,也可以将电热丝4配置于外侧玻璃板1的表面、内侧玻璃板2的表面。并且,也可以使所有的外层321、322的杨氏模量在560MPa(20℃、100Hz)以上。
另外,也可以在电热丝4与外层32之间设置热屏蔽单元。热屏蔽单元有各种方式,例如可以使用公知的热线反射膜。通过使用热线反射膜,能够防止来自车外的红外线的放射导致的传热。另外,能够多少抑制电热丝4的热的影响被传递给外层32。热线反射膜有各种结构,例如可以通过在作为基材的树脂膜上交替地叠层氧化物层和金属层而形成热线反射膜。在该情况下,热线反射膜不与玻璃板粘接,因此需要按照玻璃板、外层、电热丝、热线反射膜、外层、芯层、外层的顺序配置。即,用外层夹着热线反射膜,与外层的玻璃板粘接。这里所说的玻璃板可以是外侧玻璃板、薄侧玻璃板中的任意玻璃板。
另外,还可以以杨氏模量高的外层与电热丝接触的方式配置。这样,电热丝被硬度高的外层支承,因此能够防止在制造时电热丝的配置紊乱。即,在制造时,外层因热而变得柔软,伴随于此,存在电热丝的配置从规定的位置错离等而出现紊乱的危险,但是如上所述通过使其与硬度高的外层接触,能够防止这种状况。
<9.3>
挡风玻璃等的夹层玻璃还存在由于来自车外的光入射到车内,使得车内的温度升高的问题。另外,来自外部的光也会对视野造成影响,因此也希望调节光的透射量。对此,可以按照如下方式构成挡风玻璃。
图13所示的夹层玻璃具有外侧玻璃板1、内侧玻璃板2以及夹置在这些玻璃之间的中间膜3。而且,中间膜3可以按照如下方式构成。
例如,如图13所示,可以形成将软质的芯层31用比其更硬质的外层321、322夹置而成的3层,并进一步形成将功能性膜4和追加的外层323设置在外侧玻璃板1侧的5层结构。但不限定于该结构,也可以形成以芯层31为中心、在两侧分别配置2层以上的偶数层的外层而得到的中间膜3,或者夹着芯层31、在一侧配置奇数层的外层、在另一侧配置偶数层的外层而得到的中间膜3。在此,为了便于说明,将夹着芯层31、配置在外侧玻璃板1侧的外层称为第一外层321,将配置在内侧玻璃板2侧的外层称为第二外层322,将与外侧玻璃板1接触的外层称为第三外层323,利用第一外层321和第三外层323夹持功能性膜4。
芯层31和外层32如上所述,下面对功能性膜4进行说明。作为功能性膜,可以利用对夹层玻璃赋予特定功能的各种功能性膜。例如可以采用热线反射膜、调光膜等。
<9.3-1.热线反射膜>
热线反射膜只要是反射热线的膜即可,没有特别限定。例如可以通过在作为基材的树脂膜上交替地叠层氧化物层和金属层而形成热线反射膜。其中,可以在不与树脂膜接触的主面上形成例如保护层等具有其他功能的层。
树脂膜只要由基本上透明的材料构成即可,没有特别限定,例如可以为由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚砜、聚芳酯、尼龙、环烯烃聚合物等构成的树脂膜。
通常,从强度较高、抑制夹层玻璃在制造时损伤的观点考虑,可以使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的树脂膜。树脂膜的厚度未必受到限定,但通常优选为5μm以上200μm以下,更优选为20μm以上100μm以下。
另外,关于构成热线反射膜的氧化物层,通常只要折射率(波长550nm时的折射率、下同)为1.7以上2.6以下、特别为1.8以上2.6以下即可,例如可以为由氧化铋、氧化锡、氧化锌、氧化钽、氧化铌、氧化钨、氧化钛、氧化锆、氧化铟等的金属氧化物、或者它们的混合物、或含有锡、铝、铬、钛、硅、硼、镁、铟、镓等的氧化锌、或者含有锡的氧化铟构成的层。
这些之中,从能够使金属层稳定且具有高结晶性地形成的观点考虑,优选由氧化锌、或含有选自锡、铝、铬、钛、硅、硼、镁、铟、镓等中的至少1种元素的氧化锌构成的层,特别优选由含有铝和/或钛的氧化锌构成的层。其中,各氧化物层可以是单层,也可以是多层。
另一方面,金属层是以银为主要成分的金属层,可以是只由银构成的层、或由以银为主要成分的合金构成的层。金属层中的银以外的结构成分例如为钯、金、铜等,这些银以外的构成成分的含量合计优选为0.3原子%以上10原子%以下。
氧化物层和金属层的厚度可以根据整体的层数和各层的构成材料而有所不同,例如各氧化物层为5nm以上100nm以下,各金属层为5nm以上20nm以下,组合所有的氧化物层和金属层的整体的层厚为50nm以上400nm以下,更优选为150nm以上300nm以下。
其中,热线反射膜也可以为由高折射率层和低折射率层构成的膜以代替上述的由氧化物层和金属层构成的膜。通常,高折射率层和低折射率层的合计层数在3以上,高折射率层的厚度为70nm以上150nm以下,低折射率层的厚度为100nm以上200nm以下。
关于高折射率层,例如折射率在1.9以上,优选为1.9以上2.5以下,具体由选自氧化钽、氧化钛、氧化锆和氧化铪等高折射率材料中的至少1种构成。
另外,关于低折射率层,例如折射率在1.5以下,优选为1.2以上1.5以下,具体由选自氧化硅和氟化镁等低折射率材料中的至少1种构成。
<9.3-2.调光膜>
作为调光膜,可以采用公知的调光膜,例如具备:在多个空穴中封入有液晶的具有调光功能的液晶层;夹持该液晶层的一对透明导电膜;和夹持透明导电膜的一对聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)。液晶层由具有多个空穴的透明的聚合物膜形成,通过各空穴封入液晶,形成液晶囊。另外,向一对透明导电膜施加电压。
该调光膜在不施加电压时,液晶分子沿着液晶囊的壁的曲面排列,不沿透过液晶囊的透射光的行进方向排列,因此使透射光的光路发生弯折,或在液晶囊与聚合物膜的边界层使入射光散射,使得液晶层呈乳白色。而在向透明导电膜施加电压时,液晶分子沿着产生的电场方向排列。此时,由聚合物膜的折射率与液晶分子的常光折射率一致的材料构成液晶层时,形成在光学上不存在液晶囊与聚合物膜的边界层的状态。其结果,能够使入射到液晶层的透射光原样透射,由此使得液晶层变得透明。
如上所述,调光膜在不施加电压时,因入射光的散射而隔断视野,在施加电压时,使入射光以原样的状态透射,由此具有确保视野的视野控制功能。因此,能够调节透射光量。
以上是液晶方式的调光膜,除此以外,还可以使用SPD(Suspended ParticleDevice)方式、电致色变方式、热致色变方式等各种方式的公知的调光膜,作为基材可以使用PET膜等的热收缩性的膜。
中间膜3的制造方法没有特别限定,例如可以列举配合上述的聚乙烯醇缩醛树脂等的树脂成分、增塑剂和根据需要的其他添加剂进行均匀混炼,之后,将第一外层和第二外层321、322、芯层31一起挤出成型,并通过压制法、层压法等在其上叠层第三外层323、功能性膜4的方法。或者,也可以将所有的层成型后,将它们重叠,利用压制法、层压法进行叠层。其中,功能性膜4由于其本身不与玻璃板1、2粘接,因此需要由外层夹持。另外,也可以将功能性膜4配置于内侧玻璃板2侧。在该情况下,中间膜3从外侧玻璃板1侧起按照外层、芯层、外层、功能性膜、外层的顺序配置。
如上所述,在所构成的夹层玻璃中,例如通过使外层的杨氏模量在560MPa以上(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高约4000Hz以上的频率域的隔音性能。另外,例如通过使芯层的杨氏模量为1~20MPa(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高2000~5000Hz的频率域的隔音性能。
另外,在该夹层玻璃中,由于在中间膜3上配置有功能性膜4,能够赋予中间膜3以各种功能。特别而言,在该夹层玻璃中,作为功能性膜4,可以配置热线反射膜、调光膜等,因此在夹层玻璃中,能够控制来自外部的光。
而且,通过用杨氏模量高的第一外层和第三外层321、323夹着这样的功能性膜4,特别是在使用具有热收缩性的功能性膜4的情况下,能够抑制在制造夹层玻璃时、即在预粘接和主粘接时发生收缩。其结果,能够防止产生桔皮状缺陷(orange peel)。例如在利用聚对苯二甲酸乙二醇酯这样的具有热收缩性的膜形成功能性膜的情况下,在制造夹层玻璃时的高压釜中,容易产生因热收缩导致的桔皮状缺陷,但通过如上所述构成,能够抑制桔皮状缺陷的发生。其中,热线反射膜与调光膜相比,厚度小、刚性低,因此存在容易发生桔皮状缺陷的倾向。
其中,如果功能性膜4为热线反射膜,从车外入射的热的反射,在比第一外层321、芯层31和第二外层322更靠近车外的一侧进行。由此能够获得以下效果。
首先,在中间膜的温度变化时,表现出图12所述的隔音性能。相对于此,如上所述,在第一外层321与第三外层323之间配置热线反射膜时,热在到达第一外层321之前向车外反射,因此能够抑制热到达第一外层321或第三外层323。因此,能够抑制这些外层321、323的温度升高,其结果,能够防止大于5000Hz的频率域的隔音性能的降低。
其中,在上述的示例中,将功能性膜4配置于外侧玻璃板1侧,但也可以配置于内侧玻璃板2侧。此时,中间膜3从外侧玻璃板1侧起按照外层、芯层、外层、功能性膜、外层的顺序配置。
<9.4>
挡风玻璃等的夹层玻璃还存在由于来自车外的光入射到车内,使得车内的温度升高的问题。因此,例如,在图1的夹层玻璃中,可以在至少一个外层分散配合作为红外线遮蔽性颗粒之一的ITO微粒。其中,以下为了便于说明,将与外侧玻璃板接触的外层称为第一外层321,将与内侧玻璃板接触的外层称为第二外层322。
该ITO微粒可以由氧化铟和氧化锡以大致重量比为9﹕1形成的作为复合氧化物的铟锡氧化物形成。这里所使用的ITO微粒例如优选平均粒径在0.2μm以下,进一步优选在0.1μm以下。这是因为平均粒径大于0.2μm的微粒或者凝集而成的粗大微粒成为所形成的中间膜的光散射源,使中间膜模糊不清。
2个外层321、323所含的合计的ITO微粒的量例如优选为0.4g/m2以上0.8g/m2以下。这是因为在低于0.4g/m2时,可能因红外线遮蔽而导致隔热效果不充分,在超过0.8g/m2时,可能使成本增高。
另外,ITO微粒在第一外层321和第二外层323中的任一层中的含量多。即,使一个外层中的ITO微粒的含量为整体的51~100%,另一个外层中的含量为0~49%。其中,一个外层所含有的ITO微粒的量优选为70~90%,更优选为100%。含量多的外层可以是第一外层321和第二外层323中的任意层,但在与外侧玻璃板1邻接的第一外层321中的含量多时,从车内脱离后,红外线被进一步吸收,因此有助于防止室内温度升高。
作为中间膜3所含的ITO微粒的量的测定方法,例如可以采用以下方法:将中间膜3切断成约1cm×6cm,用酸进行分解,通过等离子体发光分析法对分解后的溶液中的Sn、In进行定量。
含有ITO微粒的中间膜3可以如下所述制造。例如,利用辊式混合机将分散在增塑剂中的ITO微粒混入构成外层32的树脂中。然后,如上所述,将所得到的树脂原料熔融,与芯层31一起用挤出机进行成型,得到片状的中间膜3。例如,作为外层32,使用乙烯系树脂组合物,将其成型为片状时,可以根据需要配合热稳定剂、抗氧化剂等,另外为了提高片材的贯通性,可以配合粘接力调节剂(例如金属盐)。
关于这样的ITO微粒,为了良好地分散在乙烯系树脂中,可以使其分散在增塑剂中,再添加到乙烯系树脂中。作为增塑剂,可以使用一般用于中间膜用途的增塑剂,可以单独使用,也可以并用2种以上使用。具体而言,例如优选使用三甘醇-二-2-乙基己酸酯(3GO)、三甘醇-二-2-乙基丁酸酯(3GH)、己二酸二己酯(DHA)、四甘醇-二-庚酸酯(4G7)、四甘醇-二-2-乙基己酸酯(4GO)、三甘醇-二-庚酸酯(3G7)等。这样的增塑剂的添加量相对于乙烯系树脂100重量份优选为30~60重量份。
可以在乙烯系树脂中加入其他的添加剂。作为添加剂的例子,例如可以列举各种颜料、紫外线吸收剂、光稳定剂等。作为紫外线吸收剂,没有特别限定,例如优选使用苯并三唑系的紫外线吸收剂。作为具体例,例如可以使用Ciba-Geigy公司制的“TINUVIN P”。作为光稳定剂,没有特别限定,例如优选使用受阻胺系的光稳定剂。作为具体例,例如可以使用旭电化工业公司制“ADEKA STAB LA-57”。
如上所述,在所构成的夹层玻璃中,例如,通过使外层的杨氏模量在560MPa以上(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高约4000Hz以上的频率域的隔音性能。另外,例如,通过使芯层的杨氏模量为1~20MPa(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高2000~5000Hz的频率域的隔音性能。
另外,该示例的构成中间膜3的2个外层321、323可以含有ITO微粒。因此,来自车外的红外线在挡风玻璃中被ITO微粒吸收,因此能够抑制红外线到达车内,其结果,能够防止车内的温度升高。另外,由于在中间膜3中一个外层所含有的ITO微粒的量比另一个外层所含有的ITO微粒的量多,因此能够获得以下效果。
首先,中间膜的温度发生变化时,表现出图12所示的隔音性能。因此,在一个外层所含有的ITO微粒的量少时,所吸收的红外线的量减少,能够抑制该外层中的温度升高,因此能够防止高于5000Hz的频率的隔音性能的降低。在如上所述那样的夹层玻璃中,一个外层中的ITO微粒的量少,且红外线量的吸收的降低通过另一个外层中的ITO微粒的量多而得到确保。因此,维持红外线量的整体吸收量,同时提高一个外层的隔音性能,因此防止对频率高于5000Hz的声音的隔音性能降低。其中,夹层玻璃对频率高于5000Hz的声音的隔音性能通过至少一个外层的隔音性能来实现。综上所述,优选仅在2个外层321、322中的一个中含有ITO微粒。
如上所述,在外层中含有ITO微粒时,外层的温度升高,从而使得大于5000Hz的频率域的隔音性能降低,但在本实施方式中,通过使外层32的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时在560MPa以上,使得约4000Hz以上的频率域的隔音性能提高。因此,由于ITO微粒,即使外层的温度升高,也能够防止频率高于5000Hz时的隔音性能降低。
<9.5>
图14所示的夹层玻璃具有外侧玻璃板1、内侧玻璃板2和夹置在这些玻璃之间的中间膜3。于是,中间膜3可以以如下方式构成。作为一例,如图14所示,可以由将软质的芯层31用比其硬质的一对外层321、322夹持而成的3层构成。在此,将外侧玻璃板1侧的外层称为第一外层321,将内侧玻璃板2侧的外层称为第二外层322。但是,不限定于该构成,两外层321、322也可以分别由多层构成。
芯层31和两外层32的杨氏模量如上所述。另外,中间膜3的总厚度没有特别规定,优选为0.3~6.0mm,更优选为0.5~4.0mm,特别优选为0.6~2.0mm。另一方面,芯层31的厚度优选为0.1~2.0mm,进一步优选为0.1~0.6mm。这是因为在小于0.1mm时,难以产生软质的芯层31的影响,另外,在大于2.0mm或0.6mm时,总厚度增加,因而成本增高。
两外层321、322的厚度可以按照以下方式进行调整。即,如图14所示,第一外层321的厚度t3小于第二外层322的厚度t4。特别优选调整两外层321、322的厚度t3、t4,使得第一外层321和外侧玻璃板1的合计厚度(t1+t3)与第二外层322和内侧玻璃板2的合计厚度(t2+t4)相同。两外层321、322的厚度t3、t4只要这样进行调整即可,具体的厚度没有特别限定,例如优选为0.1~2.0mm,进一步优选为0.1~1.0mm。
在以上的夹层玻璃中,可以使构成中间膜3一部分的芯层31的杨氏模量小于两外层321、322的杨氏模量。由此,使夹层玻璃的性能成为外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的合计(这一点如上所述)。其结果,能够防止隔音性能在人容易听到的频率中降低。例如,即使使内侧玻璃板2的厚度小于外侧玻璃板1的厚度,由于吻合频率向高频侧移动,因此也能够使在2000~5000Hz的频率区域降低的STL升高。其结果,能够实现夹层玻璃的轻量化,并能够提高人容易听到的2000~5000Hz的频率域的隔音性能。特别是通过使芯层31的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为50MPa以下这样的小的值,上述的效果显著。
另外,使用上述那样的中间膜时,具有以下效果。即,在该例中,减小厚度大的外侧玻璃板1侧的第一外层321的厚度t3,增大厚度小的内侧玻璃板2侧的第二外层322的厚度t4。因此,虽然两玻璃板1、2的厚度t1、t2不同,但夹着芯层31配置在两侧的部件(玻璃板与外层的合计厚度)的厚度之差却减小。这里,由于两外层321、322的杨氏模量比芯层31的杨氏模量高,因此,关于隔音性能,可以认为外层321近似地表现作为与玻璃板1、2一体的部件的行为。因此,由于夹着芯层31配置在两侧的部件的厚度之差减小,由此能够防止因两玻璃板1、2的厚度不同而导致的隔音性能的降低。其结果,能够兼备轻量化和隔音性。
特别是如果使外侧玻璃板1和第一外层321的合计厚度(t1+t3)与内侧玻璃板2和第二外层322的合计厚度(t2+t4)相同,则夹着芯层31配置在两侧的部件的厚度相同,关于隔音性能,可以认为表现出与相同厚度的玻璃板所形成的夹层玻璃近似的行为。因此,能够使隔音性能大幅提高。
另外,如上所述,在所构成的夹层玻璃中,例如通过使外层的杨氏模量在560MPa以上(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高约4000Hz以上的频率域的隔音性能。另外,例如通过使芯层的杨氏模量为1~20MPa(频率100Hz、温度20℃),能够如上所述提高2000~5000Hz的频率域的隔音性能。
<9.6>
图15所示的夹层玻璃具有外侧玻璃板1、内侧玻璃板2和夹置在这些玻璃之间的中间膜3。而且,中间膜3可以如下所述构成。作为一例,如图15所示,可以由将软质的芯层31用比其硬质的一对外层321、322夹持而成的3层结构。在此,将外侧玻璃板1侧的外层称为第一外层321,将内侧玻璃板2侧的外层称为第二外层322。但是,不限定于该构成,两外层321、322也可以分别由多层构成。
而且,中间膜的厚度等如上所述,但例如可以将两外层的厚度按照图15进行调整。即,第一外层321的厚度t3以从中间膜3的面方向的一端部(图15的左侧)向另一端部(图15的右侧)厚度逐渐变小的方式形成。具体而言,与芯层31的接触面从一端部向另一端部倾斜,形成截面为梯形。以下,将这样的从一端部向另一端部的厚度发生变化的方向称为倾斜方向。另一方面,第二外层322的厚度以从中间膜3的面方向的另一端部(图15的右侧)向一端部(图15的左侧)厚度逐渐变小的方式形成。具体而言,与芯层31的接触面从另一端部向一端部倾斜,形成断面为梯形。
此时,可以在从中间膜3的面方向的一端部朝向另一端部的任意位置,第一外层321与第二外层322的合计厚度都相同。例如,如图15所示,倾斜方向的位置(1)中第一外层321的厚度t31和第二外层322的厚度t41的合计(t31+t41)与位置(2)中第一外层321的厚度t32和第二外层322的厚度t42的合计(t32+t42)相同。但也可以不必须相同。
另外,外层的厚度不需要在从面方向的一端部向另一端部的所有区域发生变化,也可以是在其一部分发生变化。例如,可以如图16所示,在第一外层321设置在倾斜方向的一端部厚度不发生变化的区域321a,以从这里向另一端部厚度变小的方式形成。另一方面,在第二外层322中设置在倾斜方向的另一端部厚度不发生变化的区域322a,以从这里向一端部厚度变小的方式形成。这样的中间膜3也能够使用。
其中,倾斜方向可以进行各种设定。例如可以是从夹层玻璃的上端部向下端部的方向,也可以是从左端部向右端部、从右端部向左端部、或者倾斜地朝向的方向。
另外,如上所述,为了使外层的厚度发生变化,可以预先准备形成预期形状的模具,通过挤出成型进行制作。
在以上的夹层玻璃中,可以使构成中间膜3一部分的芯层31的杨氏模量小于两外层321、322的杨氏模量。由此,夹层玻璃的性能为外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的合计(这一点如上所述)。其结果,能够防止隔音性能在人容易听到的频率降低。例如,即使内侧玻璃板2的厚度小于外侧玻璃板1的厚度,由于吻合频率向高频侧移动,因此也能够使在2000~5000Hz的频率区域降低的STL上升。其结果,能够实现夹层玻璃的轻量化,并能够提高人容易听到的2000~5000Hz的频率域的隔音性能。特别是使芯层31的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃为50MPa以下这样的小的值,上述的效果显著。
另外,如上所述那样构成中间膜时,有以下的效果。在上述的示例中,第一外层321的厚度t3以向着倾斜方向的一方、厚度逐渐减小的方式形成。另一方面,第二外层322的厚度以向着倾斜方向的另一方、厚度逐渐减小的方式形成。而且,在从中间膜3的面方向的一端部向另一端部的任意位置中,第一外层321和第二外层322的合计厚度都相同。这里,两外层321、322的杨氏模量比芯层31的杨氏模量高,因此关于隔音性能,可以认为外层321近似地表现出作为与玻璃板1、2一体的部件的行为。
因此,如上所述,通过外层321、322的厚度发生变化,能够表现与各玻璃板1、2的厚度发生变化的情况同样的行为,与玻璃板的厚度恒定的情况相比,吻合频率向高频侧和低频侧分散。其结果,虽然STL降低的范围变宽,但能够抑制吻合频率附近的STL的显著降低,与玻璃板的厚度恒定的情况相比,作为整体能够提高STL。
另外,如上述数学式1所示,一般而言,玻璃板的厚度大时,吻合频率向低频率侧移动,厚度小时,吻合频率向高频侧移动。因此,在该夹层玻璃中,在中间膜3的倾斜方向的任意位置,吻合频率高的部分和低的部分都能够互相增补。例如,在图15的位置(1)中,第一外层321的厚度t31大,因此吻合频率降低,但由于第二外层322的厚度t41小,因此吻合频率升高。其结果,在位置(1),吻合频率和STL得到增补,与上述情况相同,虽然STL降低的范围变宽,但能够抑制吻合频率附近的STL的显著降低。这样的增补遍及倾斜方向整体而发生,因此能够防止STL的降低。
进一步而言,如果在中间膜3的倾斜方向的任意位置第一外层321和第二外层322的合计厚度都相同,则夹层玻璃的合计厚度不发生变化。因此,能够防止夹层玻璃整体的厚度变大。
另外,在使玻璃板的厚度直接变化时,存在加工困难的问题,但在本实施方式中,使容易加工的外层321、322的厚度发生变化,因此能够近似地使玻璃板的厚度变化。其结果,能够容易进行如上所述的STL的提高。其中,只要能够使玻璃板1、2的厚度变化即可,也可以使用外层321、322的厚度恒定的中间膜。
为了使上述这样的外层321、322的行为近似地与玻璃板成为一体,优选外层的杨氏模量高,例如优选在560MPa以上。除此以外,本发明的发明人发现如上所述提高中间膜3的外层321、322的杨氏模量时,在约4000Hz以上的频率域的隔音性能提高。
<9.7>
夹层玻璃例如可以如图17~图21所示地制造。但是,可以不限定于以下说明的例子,可以适当地进行工序的省略、置换和追加。其中,为了便于说明,将图17和图18的上下方向称为“上下”,将图17和图18的左右方向称为“左右”。
首先,准备外侧玻璃板1和能够与该外侧玻璃板1相对配置的内侧玻璃板2。外侧玻璃板1和内侧玻璃板2可以分别以如上结构适当地制造。
接着,如图17所例示的那样,准备具有比外侧玻璃板1和内侧玻璃板2大的形状的中间膜3。图17是示意性地例示在该工序中形成的中间膜3的俯视图。例如从中间膜3的辊体将中间膜3切断成比外侧玻璃板1和内侧玻璃板2大的尺寸,由此形成利用于本实施方式的夹层玻璃的中间膜3。其中,在该工序中,中间膜3以与外侧玻璃板1和内侧玻璃板2对应的形状的方式,形成为弯曲形状。
然后,将构成中间膜3的外周边缘的任一边的一部分切除,从而在中间膜3的外周边缘部的至少一部分形成凹状的切口部3a。在本实施方式中,如图17所例示的那样,在中间膜3的下边形成三角状的切口部3a。形成切口部3a的方法可以根据实施方式适当地选择。例如,可以利用与切口部3a的形状相对应的剪刀,以自动方式或手动方式将中间膜3的下边(外周边缘)的一部分切除,从而形成切口部3a。
其中,图中的虚线表示进行后述的主粘接后的两玻璃板(1、2)的位置。在该中间膜3的加工工序中,如图17所例示的那样,将中间膜3的下边的一部分以超过表示两玻璃板(1、2)的外周边缘的线的方式切除,由此形成从外周边缘(下边)向内侧延伸的切口部3a。由此,能够简单地制作后述的切出部3b。
接着,将形成有切口部3a的中间膜3夹在外侧玻璃板1和内侧玻璃板2之间,形成玻璃板的叠层体(夹层玻璃)。然后,将该夹层玻璃放入橡胶袋内,边减压抽气边以约70~110℃进行加热,由此进行夹层玻璃的预粘接。预粘接的方法也可以是除此以外的方法。例如,将在外侧玻璃板1和内侧玻璃板2之间夹入中间膜3而成的夹层玻璃,利用烘箱以45~65℃进行加热。接着,利用辊以0.45~0.55MPa按压该夹层玻璃。接着,再次利用烘箱以80~105℃对该夹层玻璃进行加热后,在此利用辊以0.45~0.55MPa进行按压。这样,完成夹层玻璃的预粘接。
其中,在实施该预粘接的工序之前,可以实施预先将中间膜3的外周边缘切除的工序。例如,可以在将中间膜3夹入外侧玻璃板1和内侧玻璃板2之间之后,将从外侧玻璃板1和内侧玻璃板2伸出的中间膜3的伸出部分沿着两玻璃板(1、2)的外周边缘切除。然后,将切除了中间膜3的伸出部分后的夹层玻璃放入橡胶袋内,边减压抽气边以约70~110℃进行加热,由此进行夹层玻璃的预粘接。
接着,进行夹层玻璃的主粘接。利用高压釜在8~15个大气压下以100~150℃对进行了预粘接的夹层玻璃进行主粘接。具体而言,能够以14个大气压、145℃的条件进行夹层玻璃的主粘接。由此,中间膜3被加热压接在外侧玻璃板1和内侧玻璃板2之间。即,该主粘接的工序相当于本发明的“对中间膜进行加热压接的工序”。其中,在该主粘接之前,可以以自动方式或手动方式实施从两玻璃板(1、2)的外周边缘伸出的中间膜3的预切除(预切边工序)。
最后,如图18所例示的那样,作为夹层玻璃的制造的精加工,进行将从两玻璃板(1、2)的外周边缘伸出的中间膜3切除的切边工序。如上所述,本实施方式的中间膜3与两玻璃板(1、2)的形状相匹配,并且形成比两玻璃板(1、2)大的尺寸。另一方面,在该中间膜3上,通过从下边向内侧(图的上方向)以超过表示两玻璃板(1、2)的外周边缘的线的方式将中间膜3的一部分切除,由此设置切口部3a。
因此,在中间膜3的外周边缘部,设置有切口部3a的部分不会从两玻璃板(1、2)的外周边缘向外侧伸出,构成与两玻璃板(1、2)的外周边缘重合或进入该外周边缘内侧的切出部3b。另一方面,在中间膜3的外周边缘部,未设置切口部3a的部分构成从两玻璃板(1、2)的外周边缘向外侧伸出的伸出部3c。
这里,使用图19和图20,对切出部3b的状态进行详细说明。图19和图20是示意性地例示切出部3b中两玻璃板(1、2)和中间膜3的状态的剖面图。如本实施方式所例示的那样,两玻璃板(1、2)的外周边缘的端面被研磨而形成弯曲状。该情况下外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的外周边缘的位置由线L1表示。另外,中间膜3的外周边缘的位置由线L2表示。其中,两玻璃板(1、2)的外周边缘的形状可以根据实施的方式适当地选择。两玻璃板(1、2)的外周边缘例如可以研磨成图19所例示的椭圆形状,也可以如图20所例示的那样进行轻倒角研磨。
沿着外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的外周边缘将中间膜3的伸出部3c切除的情况下,切除伸出部3c的切割刀以与外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的外周边缘抵接的方式沿着线L1配置。因此,在本实施方式中,为了容易地进行切边的切出,以表示中间膜3的外周边缘的线L2与线L1重合或位于线L1内侧(图的左方向)的方式,构成切出部3b。
但是,在中间膜3过度进入两玻璃板(1、2)的外周边缘的内侧时,夹层玻璃的侧壁的凹部变得明显,夹层玻璃的外观变差。另外,由于雨水等进入该凹入部分,可能对夹层玻璃造成不良影响。为了避免这样的不良影响,切出部3b中两玻璃板(1、2)的外周边缘与中间膜3的外周边缘之间的距离X例如设定在0mm~3.0mm之间。
其中,距离X为0mm的状态对应于切出部3b中中间膜3的外周边缘与两玻璃板(1、2)的外周边缘重合的状态。在本实施方式中,在切出部3b的至少一部分的区域,以切出部3b中中间膜3的外周边缘从两玻璃板(1、2)的外周边缘进入内侧的方式,形成切口部3a。但是,切口部3a的构成可以不限定于这样的例子,可以在切出部3b的全部区域,以切出部3b中中间膜3的外周边缘与两玻璃板(1、2)的外周边缘重合的方式,形成切口部3a。
如上所述,在该例中,在中间膜3的周边缘部形成不从两玻璃板(1、2)的外周边缘向外侧伸出的切出部3b、和从两玻璃板(1、2)的外周边缘向外侧伸出的伸出部3c。因此,在上述的切边工序中,以这样的切出部3b为起点,进行沿着两玻璃板(1、2)的外周边缘的伸出部3c的切除。具体而言,如图18所例示的那样,切出部3b与伸出部3c的右侧的边界、换言之即伸出部3c的端部3d成为切除的起点。使切割刀接近该起点,以切割刀与两玻璃板(1、2)的外周边缘抵接的状态,以自动方式或手动方式使切割刀移动(图中的S10~S14)。由此,进行沿着两玻璃板(1、2)的外周边缘的伸出部3c的切除。
然后,沿着两玻璃板(1、2)的外周边缘,切割刀大致走一周到达终点,在该阶段完成伸出部3c的切除,该切边工序完成。其中,切出部3b可以形成为能够放入切割刀的程度的尺寸,在该例中,在作为构成中间膜3的外周边缘的一边的下边的一部分的区域设置切出部3b。与此对应,切口部3a的尺寸可以对应于这样的切出部3b的尺寸进行调节。另外,切除的起点和终点可以交换。并且,切除伸出部3c的顺序也没有特别限定,可以根据实施的方式适当地选择。如此能够制造夹层玻璃。
图21是示意性地表示夹层玻璃的俯视图。这样制造的夹层玻璃中,如图21所例示的那样,成为伸出部3c所存在的区域中中间膜3的外周边缘与两玻璃板(1、2)的外周边缘重合的状态。另一方面,切出部3b的区域中中间膜3的外周边缘是与伸出部3c切除前相同的状态。即,切出部3b的区域中中间膜3的外周边缘从两玻璃板(1、2)的外周边缘进入内侧的状态。
在上述的夹层玻璃的制造方法中,如上所述操作,在中间膜3的外周边缘部,能够局部形成进入外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的外周边缘的内侧的部分(以下也称为凹入区域)。其中,“局部”是表示不在构成夹层玻璃的外周边缘的任一边的全部区域形成该凹入区域,而是在该任一边的一部分形成凹入区域的状态。
其中,沿着两玻璃板(1、2)的外周边缘的伸出部3c的切除可以在不影响夹层玻璃的性能的程度内稍稍偏离。在该情况下,上述切边工序后的伸出部3c所存在的区域中中间膜3的外周边缘可以以1.0mm以内的程度从两玻璃板(1、2)的外周边缘向外侧伸出。另外,上述切边工序后的伸出部3c所存在的区域中中间膜3的外周边缘可以以3.0mm以内的程度从两玻璃板(1、2)的外周边缘进入内侧。
(关于切边工序)
根据以上的例子,中间膜3设有不从两玻璃板(1、2)的外周边缘向外侧伸出的切出部3b。因此,不需要像现有的切边工序中进行的、在中间膜的伸出部分切出切口的操作,能够从使切割刀与两玻璃板(1、2)的外周边缘抵接的状态开始进行中间膜3的伸出部3c的切除。即,在中间膜3的切边工序中,能够排除在不存在导向的不稳定状态下的伸出部3c的切断工序。由此,在该示例中,切边工序中的中间膜3的切断变得容易。
另外,在该示例中,中间膜3的总厚度没有特别规定,有时设定为0.6~2.0mm等较薄的膜厚。在这样的情况下,在不存在切断的导向的状态下,难以利用切割刀在中间膜3切出切口,切边工序中的中间膜3的切断变得更加困难。因此,在本技术中,通过设置中间膜3不从两玻璃板(1、2)的外周边缘伸出的部分,切边工序中的中间膜3的切除容易进行,本技术在利用这种较薄膜厚的中间膜3时特别重要。
并且,在该示例中,为了提高后述的隔音性能,利用较硬的外层32构成中间膜3。并且,中间膜3由包括较软的芯层31的多层构成。这样,在中间膜3包括较硬的层时、以及中间膜3的部分区域变软时,切割刀难以进入中间膜3。因此,在这些情况下,如现有技术那样,在伸出部分切出切口时,中间膜3容易从切割刀脱离,切边工序中的中间膜3的切断变得更加困难。因此,在本技术中,通过设置中间膜3不从两玻璃板(1、2)的外周边缘伸出的部分,切边工序中的中间膜3的切除容易进行,本技术在利用这样的提高隔音性能的中间膜3时特别重要。
以上对本发明的一例进行了说明,上述的说明在所有方面都只是本发明的例示。只要不脱离本发明的范围,当然可以进行各种改良和变形。例如,设置于中间膜3的外周边缘的切口部3a的数量可以不是1个而是多个。同样,切出部3b的数量也可以不是1个而是多个。
(切口部的形状)
例如,在上述的示例中,在中间膜3的外周边缘设有三角形的切口部3a。但是,切口部3a的形状不限定于这样的三角形,可以根据实施的方式适当地选择。切口部3a例如可以形成为圆弧状、椭圆状、矩形等。另外,切口部3a也可以如图22所示,以与外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的外周边缘所成的角为锐角的方式形成。
图22例示了变形例的切口部3a的形状。图22所例示的切口部3a形成为梯形,外侧玻璃板1和内侧玻璃板2的外周边缘与切口部3a所成的角G为锐角。由此,成为切出伸出部3c的起点的伸出部3c的端部3d向着切出方向(图的箭头S20)的相反方向延伸。因此,在利用切割刀切断伸出部3c时,伸出部3c不易从切割刀脱离,切割刀容易进入伸出部3c的端部3d。由此,切边工序中的中间膜的切断更容易进行。
(切口部的位置)
另外,在上述的示例中,切口部3a设置在中间膜3的下边。但是,切口部3a所设置的位置不限定于中间膜3的下边,也可以是中间膜3的上边、或左右的任一侧边。其中,在由于该切口部3a,在中间膜3的外周边缘出现成为两玻璃板(1、2)的外周边缘的内侧的部分的情况下,可能导致夹层玻璃的侧壁的外观变差。因此,优选切口部3a设置于不易进入利用者视野的位置。另外,如上所述,在中间膜3的外周边缘出现成为两玻璃板(1、2)的外周边缘的内侧的部分,由此可能对夹层玻璃产生不良影响。因此,优选切口部3a设置于不易产生这样的不良影响的位置。从这些的观点考虑,切口部3a优选设置于中间膜3的下边。
另外,将上述示例的夹层玻璃作为车辆用玻璃利用时,夹层玻璃以其下边隐藏于车辆本体内部的方式安装。因此,在中间膜3的下边设置切口部3a时,能够将该切口部3a隐藏在车辆本体的内部。因此,在将上述的夹层玻璃作为车辆用的玻璃利用时,优选切口部3a设置于中间膜3的下边。
(切出部的结构)
另外,在上述示例中,通过在中间膜3的外周边缘设置切口部3a,构成成为中间膜3不从两玻璃板(1、2)伸出的部分的切出部3b。但是,构成切出部3b的方法不限定于这样的例子,可以根据实施的方式适当地选择。例如,可以在将中间膜3夹入两玻璃板(1、2)之间时,以产生中间膜3不从两玻璃板(1、2)伸出的部分的方式,调节中间膜3的位置和/或方向,由此可以构成切出部3b。
图23和图24例示变形例的切出部3b和伸出部3c的构成。在图23中,通过使中间膜3相对于两玻璃板(1、2)向左侧偏移,形成切出部3b。这样,可以通过在将中间膜3夹入两玻璃板(1、2)之间时,调节配置中间膜3的位置,由此形成切出部3b。另外,在图24中,通过使中间膜3相对于两玻璃板(1、2)顺时针旋转,形成切出部3b。这样,通过在将中间膜3夹入两玻璃板(1、2)之间时,调节配置中间膜3的方向,由此形成切出部36。
实施例
下面对本发明的实施例进行说明。但是本发明不限定于以下的实施例。以下进行上述的夹层玻璃中使用的玻璃板和中间膜的评价。
<1.外侧玻璃板的厚度的评价>
首先,进行外侧玻璃板的厚度的评价。这里,准备如下所示的7种夹层玻璃。各夹层玻璃由外侧玻璃板、内侧玻璃板和被它们夹持的中间膜构成。中间膜的芯层、外层的厚度分别为0.1mm、0.33mm,杨氏模量分别为10MPa、441MPa(20℃、100Hz)。
[表3]
外侧玻璃板 | 内侧玻璃位置 | |
夹层玻璃1 | 2.1mm | 2.1mm |
夹层玻璃2 | 2.1mm | 1.6mm |
夹层玻璃3 | 2.1mm | 1.3mm |
夹层玻璃4 | 2.1mm | 1.0mm |
夹层玻璃5 | 1.8mm | 1.3mm |
夹层玻璃6 | 1.6mm | 1.6mm |
夹层玻璃7 | 2.0mm | 1.3mm |
将上述各夹层玻璃以相对于垂直方向成60度角度的方式配置,使平均粒径约5~20mm的花岗岩以64km的时速撞击各夹层玻璃。分别使30个花岗岩撞击各夹层玻璃,算出裂痕的发生率。结果如图25所示。如该图所示,外侧玻璃板的厚度为2.0mm的夹层玻璃1~4,无论内侧玻璃板的厚度如何,裂痕的发生率均在5%以下。而外侧玻璃板的厚度在1.8mm以下的夹层玻璃6、7,无论内侧玻璃的厚度如何,裂痕的发生率达到8%。因此,从对飞行物的耐冲击性的观点考虑,如上所述,优选外侧玻璃板的厚度在1.8mm以上,更优选在2.0mm以上。
<2.关于芯层的杨氏模量的评价>
如下所述准备实施例和比较例的夹层玻璃。
[表4]
外侧玻璃板的厚度 | 内侧玻璃板的厚度 | 芯层的杨氏模量 | |
实施例1 | 2.0mm | 1.0mm | 20MPa |
实施例2 | 2.0mm | 1.0mm | 16MPa |
实施例3 | 2.0mm | 1.0mm | 10MPa |
实施例4 | 20mm | 1.0mm | 5MPa |
比较例1 | 1.5mm | 1.5mm | 40MPa |
比较例2 | 2.0mm | 1.0mm | 40MPa |
各玻璃板由上述的透明玻璃形成。另外,中间膜由芯层和夹持该芯层的一对外层构成。中间膜的厚度为0.76mm,芯层的厚度为0.1mm,两外层的厚度为0.33mm。两外层的杨氏模量调节为441MPa(20℃、100Hz)。
关于上述实施例和比较例,通过模拟来评价声透损失。模拟条件如下所述。
首先,模拟使用声音分析软件(ACTRAN、Free Field technology公司生产)进行。该软件通过使用有限元法对下列波动方程式进行求解,能够计算出夹层玻璃的声透损失(透过声压水平/入射声压水平)。
■一般性的波动方程
接着,对计算条件进行说明。
(1)模型的设定
在图26中表示本模拟中使用的夹层玻璃的模型。该模型中,规定从声音发生源侧开始以外侧玻璃板、中间膜、内侧玻璃板、聚氨酯框的顺序叠层的夹层玻璃。这里,在模型中加入聚氨酯框是由于考虑到有无聚氨酯框对声透损失的计算结果多少会产生影响、并且一般在夹层玻璃与车辆的挡风玻璃之间使用聚氨酯框来粘接。
(2)输入条件1(尺寸等)
[表5]
两玻璃尺寸 | 800×500mm |
两玻璃厚度 | 如上所述 |
中间膜构成 | 外层·芯层·外层的三层结构 |
中间膜厚度 | 如上所述 |
限制条件 | 聚氨酯框的下表面被固定限制 |
声音的入射条件 | 随机扩散声波 |
其中,玻璃板的尺寸800×500mm小于实际的车辆中使用的大小。存在玻璃尺寸越大STL值越变差的倾向,这是由于尺寸越大则限制部位也越大,伴随于此的共振模也越大。但是,即使玻璃的大小不同,对于每个频率的相对值的倾向也是相同的,即,由不同厚度的玻璃板构成的夹层玻璃与由同厚的玻璃板构成的夹层玻璃相比,在特定频率域变差的倾向是相同的。
另外,上述表3的随机扩散声波是指特定频率的声波向外侧玻璃板以所有方向的入射角传播的声波,假定是测定声透损失的混响室中的声源。
(3)输入条件2(物性值)
[表6]
[关于芯层和两外层的杨氏模量和损失系数]
每个主要频率使用不同的值。这是由于芯层和两外层是粘弹性体,因而根据粘性效果杨氏模量对频率的依赖性强的缘故。此外,温度依赖性也大,但这里使用假设温度恒定(20℃)的物性值。
[表7]
其中,以上的模拟方法在以下的3、4、5、7、8项中也是同样的。
结果如图27的曲线图所示。根据该结果,如实施例1~4所示,通过使芯层的杨氏模量在20MPa(20℃、100Hz)以下,能够抑制因不同厚度引起的STL值。另外,如实施例2~4所示,通过使芯层的杨氏模量在16MPa(20℃、100Hz)以下,与两玻璃相同厚度的比较例1相比,在2000~5000Hz的频率区域的声透损失提高。并且,如实施例3、4所示,通过使芯层的杨氏模量在10MPa(20℃、100Hz)以下,与两玻璃相同厚度的比较例1相比,在2000~5000Hz的频率区域的声透损失明显提高。因此,可知通过使内侧玻璃板比外侧玻璃板薄、且使芯层的杨氏模量在20MPa以下,能够提高人容易听到的2000~5000Hz的频率区域的隔音性能。
<3.关于芯层的厚度的评价>
如下所述,准备实施例和比较例的夹层玻璃。这里,改变芯层的厚度,通过上述模拟方法计算出声透损失。中间膜由3层构成,总厚度不变,改变芯层和外层的厚度。芯层的杨氏模量为10MPa(20℃、100Hz),外层的杨氏模量为441Mpa(20℃、100Hz)。另外,外侧玻璃板和内侧玻璃板的厚度分别为2.0mm、1.0mm。
[表8]
芯层 | 外层 | 中间膜 | |
实施例5 | 0.1mm | 0.325mm | 0.76mm |
实施例6 | 0.2mm | 0.28mm | 0.76mm |
实施例7 | 0.4mm | 0.18mm | 0.76mm |
实施例8 | 0.6mm | 0.08mm | 0.76mm |
比较例3 | 0.05mm | 0.305mm | 0.76mm |
比较例4 | 0.01mm | 0.375mm | 0.76mm |
对于上述实施例和比较例,通过模拟评价声透损失。结果如图28所示。根据该图可知,芯层的厚度小于0.1mm时,2000~5000Hz的频率区域中声透损失降低。因此,为了提高人容易听到的2000~5000Hz的频率区域的隔音性能,优选使芯层的厚度在0.1mm以上。
<4.关于夹层玻璃的安装角度的评价>
接着,通过改变声音的入射角的模拟,对夹层玻璃的安装角度进行评价。这里,使相对于垂直方向的角度在0~75度改变,计算出声透损失。各玻璃板由上述的透明玻璃形成。另外,中间膜由芯层和夹持该芯层的一对外层构成。中间膜的厚度为0.76mm,芯层的厚度为0.1mm,两外层的厚度为0.33mm。芯层的杨氏模量为10MPa(20℃、100Hz),两外层的杨氏模量为441MPa(20℃、100Hz)。另外,玻璃板的厚度为2.0mm、1.0mm。
[表9]
安装角度 | |
实施例9 | 0度 |
实施例10 | 15度 |
实施例11 | 30度 |
实施例12 | 45度 |
比较例5 | 60度 |
比较例6 | 75度 |
对上述实施例和比较例,通过上述模拟方法对声透损失进行评价。其中,作为输入条件,追加夹层玻璃的安装角度进行模拟。结果如图29所示。根据该图可知,在安装角度超过60度时,在3000Hz附近的频率中声透损失急剧降低。因此,可知为了提高人容易听到的2000~5000Hz的频率区域的隔音性能,优选夹层玻璃的相对于垂直方向的安装角度在45度以下。另外,如果在60度以下,则能够提高隔音性能,某些情况下,为75度以下也能够提高隔音性能。
<5.关于外层的杨氏模量的评价>
为了进行关于外层的杨氏模量的评价,如下所述,准备实施例和比较例的夹层玻璃。这里,在使外侧玻璃和内侧玻璃的厚度恒定的基础上,改变中间膜的外层和芯层的杨氏模量,利用上述模拟方法计算出声透损失。各玻璃板由上述的透明玻璃形成,中间膜由芯层和夹持该芯层的一对外层构成。中间膜的厚度为0.76mm,芯层的厚度为0.1mm,两外层的厚度为0.33mm。
[表10]
结果如下所述。首先,图30表示实施例13和14的结果。由上述的芯层的杨氏模量的评价可知,杨氏模量在20MPa以下时,人容易听到的2000~5000Hz的频率区域中的声透损失提高。对此,在实施例13和14中,在使芯层的杨氏模量恒定的基础上,改变外层的杨氏模量。其结果如图30所示,可知在外层的杨氏模量高的实施例14中,在5000Hz以上的高频率区域中声透损失提高。
另外,在实施例15~18中,进一步降低芯层的杨氏模量并提高外层的杨氏模量。如图31所示,在这些示例中,与实施例13和14相比,在2000~5000Hz的频率区域的声透损失提高,但不像实施例13和实施例14在5000Hz以上的高频率区域的声透损失提高。特别是在外层的杨氏模量超过1764MPa时,5000Hz以上的高频率区域的声透损失几乎不提高。
<6.关于夹层玻璃的光的透射率的评价>
最后评价光对于夹层玻璃的透射率。这里,对2种实施例19~22和比较例7,研究光的透射率。实施例19~22中,其外侧玻璃板的厚度都为2.0mm,内侧玻璃板的厚度都为1.8mm。另一方面,比较例7中,外侧玻璃板的厚度为2.3mm,内侧玻璃板的厚度为2.3mm。另外,实施例和比较例的外侧玻璃板和内侧玻璃板的组成等以及中间膜的种类如下。
[表11]
[表12]
如上所述,在实施例19~22和比较例7中,使用2种中间膜,即通常膜和IR截断膜。在任意中间膜中,芯层、外层的厚度分别为0.1mm、0.33mm,杨氏模量分别为10MPa、650MPa(20℃、100Hz)。其中,IR截断膜和通常膜基于积水化学工业株式会社制的S-LEC膜制作。两中间膜的不同之处在于IR截断膜含有ITO微粒,而通常膜不含ITO膜。而且,本实施例中使用的ITO微粒主要具有能够截断1500~2500nm波长的性能。
针对以上的实施例和比较例,基于JIS R3106,使用UV3100(岛津制作所制)作为测定装置,制作分光图。结果如图32所示。根据该图,对于上述安全系统所要求的850~950nm的波长域的光,在实施例19~22中达到20~80%的透射率(基准1)。另外可知,对于使用红外线摄像机的系统所要求的波长为700~800nm的光,在实施例19~22中,透射率达到30%以上80%以下(基准2)。另一方面,在比较例7中,不满足上述基准1,可以认为原因之一是因为比较例7的夹层玻璃的厚度大于实施例19~22的夹层玻璃的厚度。
另外,在实施例20~22中,850~950nm的波长域的透射率接近下限20%。因此,除了能够应用于安全系统之外,因为红外线的透射率较小,所以能够使从外部入射到车内的红外线变少。因此,也能够抑制车内因热而达到高温。
对以上的实施例19~22、比较例7的评价结果进行研究,认为玻璃的种类、中间膜的种类和玻璃的厚度对透射率产生影响。在这三个因素中,玻璃的厚度除了对透射率产生影响之外,如上所述还对隔音性能产生影响。相对于此,根据上述实施例19~22可知,玻璃和中间膜的种类虽然产生影响,但特别地通过将玻璃的厚度限定在规定的范围,能够使相对于波长为850~950nm的光的透射率达到20~80%,还能够保证隔音性能。
<7.关于外层的杨氏模量的评价1>
如下所述,准备实施例2-1和比较例2-1的夹层玻璃。实施例2-1和比较例2-1的不同之处仅在于外层的杨氏模量。
首先,由上述的透明玻璃形成外侧玻璃板和内侧玻璃板。外侧玻璃板的厚度为2.0mm,内侧玻璃板的厚度为1.3mm。而且,中间膜由芯层和夹持该芯层的一对外层构成。中间膜的厚度为0.76mm,芯层的厚度为0.1mm,两外层的厚度分别为0.33mm。而且,芯层的杨氏模量调节为19MPa(20℃、100Hz)。另外,使实施例1的外层的杨氏模量为882MPa(20℃、100Hz),使比较例1的外层的杨氏模量为441MPa(20℃、100Hz)。
关于上述实施例2-1和比较例2-1,通过模拟对声透损失进行评价。模拟条件如表5~表8所示,与关于芯层的杨氏模量的评价是一样的。
结果如图33的曲线图所示。该曲线图中,横轴为频率(Hz),纵轴为各频率时实施例2-1和比较例2-1的STL之差(dB)。根据该结果,如实施例1那样,通过增大外层的杨氏模量,能够使大致在4000Hz以上的频率域的STL比比较例2-1高。即,能够提高隔音性能。可知例如在约5000~10000Hz中,实施例2-1与比较例2-1产生0.6dB以上的STL的差,在实施例2-1中隔音性能显著提高。因此,将这样的夹层玻璃用于汽车时,能够有效地屏蔽刹车声、风噪声等高频声音流入车内。另一方面,实施例2-1与比较例2-1相比,在1000~3500Hz的频率域中STL大致降低0~0.2dB。但是,通常,如果存在约0.3dB的变化,人能够识别声音的不同,因此如果是0.2dB左右的STL的差,人可能无法识别。因此,在提高外层的杨氏模量时,在约3500Hz以下的低频中STL降低,但其降低是可以忽视的程度,另一方面可知,对约3500Hz以上、特别是5000Hz以上的频率域的声音,能够有效地隔音。
<8.关于外层的杨氏模量的评价2>
如下所述,准备实施例2-2~2-4和比较例2-2的夹层玻璃。实施例2-2~2-4与比较例2-2的不同之处仅在于外层的杨氏模量。
由上述的透明玻璃形成外侧玻璃板和内侧玻璃板。外侧玻璃板的厚度为2.0mm,内侧玻璃板的厚度为1.3mm。而且,中间膜由芯层和夹持该芯层的一对外层构成。中间膜的厚度为0.76mm,芯层的厚度为0.1mm,两外层的厚度分别为0.33mm。而且,芯层的杨氏模量调节为9.5MPa(20℃、100Hz)。另外,实施例2-2~2-4中的外层的杨氏模量分别为882、1764、3528MPa(20℃、100Hz),比较例2-2中的外层的杨氏模量为441MPa(20℃、100Hz)。其他的试验条件与“关于外层的杨氏模量的评价1(以下称为评价1)”相同。
结果如图34所示。可知在试验B中,虽然芯层的杨氏模量减小,但与评价1同样,在外层的杨氏模量增大时,高频域中的STL显著上升,该频率域中的隔音性能显著提高。另外,可知在该试验B中,芯层的杨氏模量与评价1相比成为一半,但由此1000~3500Hz的频率域中的STL稍有增加。
因此,可知通过增大外层的杨氏模量,高频域中的STL增加,隔音性能提高。另外,还能够确认通过使芯层的杨氏模量降低,1000~3500Hz的频率域中的隔音性能提高。
符号说明
1:外侧玻璃板;2:内侧玻璃板;3:中间膜;31:芯层;32:外层。
Claims (9)
1.一种夹层玻璃,其特征在于:
具备外侧玻璃板;与所述外侧玻璃板相对配置、且厚度小于所述外侧玻璃板的内侧玻璃板;和夹置在所述外侧玻璃板与内侧玻璃板之间的中间膜,
所述夹层玻璃的波长为850~950nm的光的透射率为20~80%,
所述内侧玻璃板的厚度为0.4~2.0mm,
所述外侧玻璃板的厚度为1.8~2.3mm,
所述中间膜由至少包括芯层的多层构成,
所述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~20MPa,低于其他的所述层的杨氏模量。
2.如权利要求1所述的夹层玻璃,其特征在于:
所述夹层玻璃的波长为700~800nm的光的透射率为30~80%。
3.如权利要求1所述的夹层玻璃,其特征在于:
所述内侧玻璃板的厚度为0.6~1.6mm。
4.如权利要求1所述的夹层玻璃,其特征在于:
所述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.4mm。
5.如权利要求1所述的夹层玻璃,其特征在于:
所述内侧玻璃板的厚度为0.8~1.3mm。
6.如权利要求1~5中任一项所述的夹层玻璃,其特征在于:
所述芯层的厚度为0.1~2.0mm。
7.如权利要求1~5中任一项所述的夹层玻璃,其特征在于:
所述芯层的杨氏模量在频率100Hz、温度20℃时为1~16MPa。
8.如权利要求1~5中任一项所述的夹层玻璃,其特征在于:
所述中间膜具有与所述芯层接触、且在频率100Hz、温度20℃时为560MPa以上的至少1个外层。
9.一种夹层玻璃的安装结构体,其特征在于,具备:
权利要求1~7中任一项所述的夹层玻璃;和
将所述夹层玻璃以相对于垂直方向的安装角度在45度以下的方式安装的安装部。
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