JP2007091491A - 中間膜および合わせガラス - Google Patents

Abstract

【課題】
遮音性および透明性に優れた遮音中間膜および遮音性能に優れた合わせガラスの提供を目的とする。
【解決手段】
ポリスチレンとゴム系樹脂の共重合でなる、ロスファクターが０．０７以上であり、タンデルタ（ｔａｎΔ）が、−２５〜１０℃の温度範囲において０．２以上の樹脂膜Ａが、可塑化されたポリビニルアセタール系樹脂（主に代表されるものとしてＰＶＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体を主体とした変性物、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体を主体とした変性物、ウレタン系重合体、塩化ビニル重合体を主体とした変性物の中から選ばれる樹脂でなる樹脂膜Ｂで挟着されてなる、中間膜。該中間膜が少なくとも２枚のガラス板で挟着されている合わせガラス。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遮音性に優れる合わせガラスに用いる中間膜、および合わせガラスに関する。

建物の多くの窓に、透明なガラス板が用いられている。ガラス板は耐久性のよい透明板で、採光性に優れているが、ダンピング性能が非常に小さい材料であるので、コインシデンス効果による遮音性能の低下は顕著である。

そのため、中間膜で２枚以上のガラス板を積層してなる、合わせガラスが遮音性能を要求する窓に用いられてきた。これは、ダンピング性能を有する中間膜を使用して、窓ガラスの遮音性能を向上させるものである。即ち、中間膜は振動のエネルギーを熱エネルギーに変換して振動エネルギーを吸収する能力―「制振性能」を兼ね備えているために使用されている。

従来、建築用の合わせガラス用中間膜としては、透明性、接着性、耐衝撃性能の優れているポリビニルブチラール（以後ＰＶＢと略す）樹脂やエチレンビニルアセテート樹脂が多く用いられている。

しかし建築用窓ガラスに使用される合わせガラスでは、透明性が高いこと、破損時の飛散防止の他に建物の内外の音に対する優れた遮音性が要求されている。

一般に、ＪＩＳ Ａ ４７０６「サッシ」に規定されている、Ｔ−３等級の遮音性能を満足する窓ガラスの、厚みが最小となるガラス構成は、厚み６ｍｍのガラス板２枚をＰＶＢの中間膜で積層した合わせガラスである。

この板厚が６ｍｍのガラス板を２枚用いる合わせガラスは、重量が３０ｋｇ／ｍ^２となり、この合わせガラスを嵌め込むサッシについても、窓ガラスの重さに相応する剛性力が必要となり、従って、開口部全体の重量は、通常の窓ガラスに比べると非常に重い。このため、作業性が悪く、材料費ばかりでなく、施工費用も高くなり、遮音特性の良い窓ガラスの軽量化が望まれていた。

遮音性能の良い窓ガラスを軽量化する手段として、中間膜を厚くしたり、異なる厚みのガラス板を用いる等の方法があるが、製造費の上昇、目標とする遮音性能が得られない等、遮音窓としての実現が困難である。

軽量化を中間膜の改善によって行う方法もある。例えば、特許文献１には、ポリビニルアセタール樹脂に関してその分子配列を変えて遮音性能を向上させる方法が開示されている。さらには、特許文献２には、可塑剤を含有させたポリビニルアセタール樹脂を３層構成にした中間膜が開示されている。
しかしながら、これらの中間膜は、使用される広い温度範囲においては高い遮音性を示すものでなかった。
特開平６−９２６号公報 特開２００４−２１０８号公報

本発明は上記の合わせ中間膜の欠点に鑑み、遮音性および透明性に優れた遮音中間膜および遮音性能に優れた透明な積層板、特に遮音性能に優れた合わせガラスの提供を目的とする。

本発明は遮音性能におおいに関係するとされている、ロスファクター（損失係数）とタンデルタ（ｔａｎΔ）に着目し、合わせガラスに用いる中間膜が、ロスファクターとタンデルタの両方の値が高い、ポリスチレンとゴム系樹脂の複合樹脂を含む積層膜であることを特徴とする。

すなわち、本発明の中間膜は、合わせガラスの中間膜であって、ポリスチレンとゴム系樹脂のブロック共重合でなる樹脂膜Ａが、透明性を有する熱接着性樹脂である樹脂膜Ｂで挟着されてなることを特徴とする中間膜である。

また、本発明の中間膜は、前記中間膜において、樹脂膜Ａが水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合体でなることを特徴とし、樹脂膜Ｂが、可塑化されたポリビニルアセタール系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体を主体とした変性物、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体を主体とした変性物、ウレタン系重合体、塩化ビニル重合体を主体とした変性物の中から選ばれる樹脂でなることを特徴とする。

また、本発明の中間膜は、前記中間膜において、樹脂膜Ａの、ロスファクターが０．０７以上であり、タンデルタ（ｔａｎΔ）が、−２５〜１０℃の温度範囲において、０．２以上であることを特徴とする。

また、本発明の中間膜は、前記中間膜において、樹脂膜Ａを挟着する樹脂Ｂが、同種あるいは異種であることを特徴とし、さらに、樹脂膜Ａを挟着する樹脂Ｂが、２種以上の樹脂を積層してなることを特徴とする中間膜である。

さらに、本発明の合わせガラスは、少なくとも２枚の透明なガラス板の間に、前記中間膜を挟着していることを特徴とする合わせガラスである。

また、本発明の合わせガラスは、前記合わせガラスにおいて、ガラス板の厚みが４ｍｍ以上であり、中間膜の厚みが０．２ｍｍ以上であり、ＪＩＳ Ａ ４７０６に規定されている遮音等級がＴ−３以上の等級であることを特徴とする。

本発明の中間膜および該中間膜を用いる合わせガラスは、建物の窓に軽量で高性能の遮音性能を有する窓ガラスの提供を可能にする。

本発明の中間膜は、図１に示すように、ポリスチレンとゴム系樹脂との共重合体でなる樹脂膜Ａ（２）を、可塑化されたポリビニルアセタール系樹脂（主に代表されるものとしてはＰＶＢがあげられる）、エチレン-酢酸ビニル共重合体を主体とした変性物、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体を主体とした変性物、ウレタン系重合体、塩化ビニル重合体を主体とした変性物の中から選ばれる１種以上の樹脂でなる樹脂膜Ｂ（１）で挟着させてなる中間膜である。

ポリスチレンとゴム系樹脂との共重合体として、ポリスチレンを５〜４０重量％、ゴム系樹脂を６０〜９５重量％の量で共重合させたることが好ましく、特に水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合体が好ましい。

ゴム系樹脂としては、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等を用いることができる。

樹脂膜Ａを樹脂膜Ｂで挟持して積層した中間膜において、樹脂膜Ｂの厚みは、樹脂膜Ａの厚みを１として、０．１〜１．０の範囲にすることが望ましく、また、樹脂膜Ａを樹脂膜Ｂで挟持して積層した中間膜の厚みは０．２ｍｍ以上とすることが望ましい。これは、この中間膜をガラス板２枚で挟持して作製される合わせガラスの遮音性能が有効とするためである。また、合わせガラスを作製するときの中間膜の取り扱いからも、厚みは０．２ｍｍ以上ある方が好ましい。

ガラス板を中間膜で積層してなる合わせガラスにおいて、積層に用いる中間膜のロスファクターが大きいほど、ダンピング効果が大きく、遮音性能の高いことが期待される。

ロスファクター（損失係数）は、ＪＩＳ Ｋ６３８５に規定されている値であり、部材に加えられる音の振動エネルギーをＥ、１サイクル中に熱に変換されるエネルギーをＥ´として、η＝Ｅ´／２πＥで求められ、振動エネルギーの吸収の程度を示す。

表１に、樹脂膜ＡとＰＶＢ膜の１ｋＨｚにおけるロスファクターの値を示す。

また、遮音性能の温度依存性をタンデルタでみると、樹脂膜ＡはＰＶＢ膜に比べて、表２のようになり、樹脂膜Ａのタンデルタは温度によって変化するものの、ＰＶＢ膜よりも大きな値を示す。

タンデルタは、動的粘弾性試験において求められ、貯蔵弾性率に対するの損失弾性率の比として定義され、固体材料の粘弾性の測定に好適な装置により測定することができる。この装置として、例えばオリエンテック社製 Ｖｉｂｒｏｎ ＤＤＶ−ＩＩ， ＤＤＶ−ＩＩＩ、レオメトリックス社製ソリッドアナライザーＲＳＡIIである。

表２に示すタンデルタの値は、引張りモード、振動周波数１１Ｈz、昇温速度２℃／ｍｉｎの条件で貯蔵弾性率と弾性率を測定して求めた、温度範囲−２５〜１０℃の範囲に於ける値である。タンデルタ１．２は温度−１５℃で示されるピーク値である。

ロスファクター、タンデルタともに、本発明の中間膜のほうがＰＶＢ膜よりも大きく、本発明の中間膜で積層してなる透明積層板の方が、ＰＶＢ膜を用いて積層する透明積層板より遮音性能に優れたものとなる。

ロスファクターが０．０７以上で、タンデルタが０，２以上の樹脂膜Ａを用いて合わせガラスを作製すれば、ＰＶＢを用いて作製される合わせガラスよりも遮音性能の良い、合わせガラスが得られる。

本発明の中間膜を用いて合わせガラスを作製する場合、特に限定するものではないが、ＰＶＢ膜を用いて合わせガラスを作製する装置（オートクレーブ）を用い作製できる。作製条件としては、加熱温度、１２０℃〜１４５℃、圧力、１．０３×１０⁶Ｐａ／ｍ²〜１．２７×１０⁶Ｐａ／ｍ²で製造することが好ましい。

実施例
樹脂膜Ａには、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８ に準拠するメルトフローレートが２ｇ／１０ｍｉｎのポリスチレンを１２重量％、イソプレン・ブタジエンを８８重量％とした、水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合体を用いた。

樹脂膜Ｂには、ケン化エチレン−酢酸ビニル共重合体を主体とした樹脂（東ソー・ニッケミ株式会社製、商品名メルセンＧ７０５５）を用いた。

厚み０．０３ｍｍの樹脂膜Ｂの間に樹脂膜Ａを成形して、３層構成の複合膜でなる、厚みが０．２５ｍｍの中間膜を作製した。中間膜のロスファクターは０．１３であり、またタンデルタは０．８（０℃での値）であった。

本実施例の中間膜と厚み４ｍｍ、サイズ１２３０ｍｍ×１４８０ｍｍのフロート板ガラス２枚とで合わせガラスを作製した。

合わせガラスの作製は、フロート板ガラスと中間膜とを重ね合わせし、これを、オートクレーブを用いて、温度１３０℃、圧力１．２×１０⁶Ｐａ／ｍ²の加熱加圧条件で行った。

本実施例の合わせガラスに対してＪＩＳ Ｒ ３２０５に規定される合わせガラスの各耐久性試験を行ったところ、全ての項目（耐久性、耐熱性、落球試験、ショットバック試験）を満足する結果であり、建築用や車両の窓に十分使用が可能な合わせガラスであることが確認された。

比較例１
厚み５ｍｍのフロート板ガラス２枚を用い、中間膜に厚み０．７６ｍｍのＰＶＢ膜を用いて、オートクレーブにより、実施例１と同じ加熱加圧条件で、合わせガラスを作製した。

比較例２
厚み４ｍｍのフロート板ガラス２枚を用い、中間膜に厚み０．７６ｍｍのＰＶＢ膜を用いて、オートクレーブにより、実施例１と同じ加熱加圧条件で、合わせガラスを作製した。

図２は、実施例と比較例１の合わせガラスを、ＪＩＳ Ａ １４１６で定められる方法により、遮音性能を測定した結果である。図中、Ｔ−２、Ｔ−３で示されている太線は、ＪＩＳ Ａ ４７０６で規定されている遮音等級の線である。

図２に示す実施例と比較例１の遮音性能の測定結果により、実施例は、ＪＩＳ Ａ ４７０６で規定されている遮音等級Ｔ−３を満たしているが、比較例１は、実施例より厚いガラス板と中間膜を用いているにもかかわらず、遮音等級Ｔ−３を満たすものではなかった。

図２に示すように、本発明の合わせガラスは、従来のＰＶＢ膜を用いる合わせガラスに比べて、軽量で遮音性能の良い合わせガラスであることが確認された。

図３は、図２と同様に、実施例と比較例２の合わせガラスを、測定温度を８℃とした他は、ＪＩＳ Ａ １４１６で定められる方法により、遮音性能を測定した結果である。

図３に示す遮音性能の測定結果により、低音においても、同じ厚みのガラスを用いる比較例２よりも良好な遮音特性であることを確認した。

本発明の中間膜を用いて作製される合わせガラスは、遮音特性の良好な窓ガラスとして、建物や自動車等に用いることができる。

本発明の中間膜の構成を示す断面図である。 本発明の合わせガラスの実施例の遮音性能を示すグラフである。 本発明の合わせガラスとＰＶＢ膜を用いた合わせガラスと遮音性能を比較したグラフである。

符号の説明

１ 樹脂Ｂ
２ 樹脂Ａ（ポリスチレンとゴム系樹脂の共重合体）

Claims (8)

1. 合わせガラスの中間膜であって、ポリスチレンとゴム系樹脂のブロック共重合でなる樹脂膜Ａが、透明性を有する熱接着性樹脂である樹脂膜Ｂで挟着されてなることを特徴とする中間膜。
2. 樹脂膜Ａが水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合体でなることを特徴とする請求項１に記載の中間膜。
3. 樹脂膜Ｂが、可塑化されたポリビニルアセタール系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体を主体とした変性物、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体を主体とした変性物、ウレタン系重合体、塩化ビニル重合体を主体とした変性物の中から選ばれる樹脂でなることを特徴とする中間膜。
4. 樹脂膜Ａの、ロスファクターが０．０７以上であり、タンデルタ（ｔａｎΔ）が、−２５〜１０℃の温度範囲において、０．２以上であることを特徴とする請求項１記載の中間膜。
5. 樹脂膜Ａを挟着する樹脂Ｂが、同種あるいは異種であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の中間膜。
6. 樹脂膜Ａを挟着する樹脂Ｂが、２種以上の樹脂を積層してなることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の中間膜。
7. 少なくとも２枚の透明なガラス板の間に、請求項１乃至４のいずれかに記載の中間膜を挟着していることを特徴とする合わせガラス。
8. ガラス板の厚みが４ｍｍ以上であり、中間膜の厚みが０．２ｍｍ以上であり、ＪＩＳ Ａ ４７０６に規定されている遮音等級がＴ−３以上の等級であることを特徴とする請求項５に記載の中間膜を用いてなる合わせガラス。

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