JP2007508231A - 荷重担持積層体 - Google Patents

Abstract

貫通して延びる少なくとも１個の孔をもつ少なくとも１枚の中間層を取り囲む少なくとも２枚のガラス層を有する積層板が、前記孔を取り囲む領域から中間層を排除しかつ前記孔の周りに荷重担持インサートを位置決めすることによって製造される。前記インサートは、積層プロセスの前後いずれかで位置決めすることができる。本発明は、積層板が荷重下に置かれると、前記孔の領域の周りの層間剥離の傾向を低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は積層パネルの製造方法、荷重を担持できる積層体、及びそのような積層体を組み込んだガラスアセンブリに関するものである。

積層パネル、特に、熱可塑性層、もっとも一般的にはポリビニルブチラール（以下、便宜上、「ＰＶＢ」という。）である結合層によって一緒に接合された少なくとも２枚のガラス層を有するガラス積層パネルは、ガラスファサードのような種々のガラスアセンブリを形成するために、支持構造体に一緒に接合されるかまたは取り付けられることができる。このようなアセンブリの形成において生じる一つの困難性は、積層体に荷重をかける接合技術が理想的でないことである。１つの例は、積層体の孔を貫通するボルトによって共接合されるクランプ板を利用するそれらのアセンブリである。そのような積層体を有するアセンブリを形成するために、最大１０トンまでの力が積層体を横切って負荷される。クランプを締め付けると、結合層が、積層体の外観を損なわせ、かつ有害な結果をもたらすかもしれない荷重下で、クリープを起こす。

この問題に対する１つの解決法は、特許文献１および２に記載されている。両者の例では、固定アセンブリが、積層体を貫通する孔に位置決めされ、かつ注型用樹脂を用いて適正な位置に固定されている。この解決法は、実現することが困難であり、かつ全く効果的ではない。積層体を、隣接する構造体に接合するための、より簡易な手法が依然として必要である。
ドイツ国特許第１９８１２８１４号公報 国際公開第０２／３８９０２号公報

本発明者らは、この層間剥離の問題が、孔を取り囲みかつ孔周りの領域から結合層を排除するシール部材をガラス層の間に挿入することで、著しく低減または解消できることを見出した。荷重担持インサートは、前記ガラス層およびシール部材によって画定されるボイドに位置決めすることができる。

本発明の第１の面によれば、本発明は、第１のガラス層と、第２のガラス層と、結合用中間層とを有する積層パネルの製造方法であって、前記積層パネルは、該積層パネルを貫通する少なくとも１個の孔を有し、前記積層工程に先立ち、１個又は複数個の前記孔を取り囲むように前記ガラス層間にシール部材を位置決めし、それによって前記中間層を前記各孔周りの領域から排除することを特徴とする積層パネルの製造方法を提供する。

本発明は２以上の実施形態を用いて実施できる。第１の実施形態では、シール部材が、積層工程の前に孔の周りに位置決めされ、積層工程後に取り除かれる。これは、例えば前記積層工程後に孔から外方に押し出すことができる可撓性シリコーンゴムディスクの形式の可撓性シール部材を用いて達成することができる。その結果は、孔を取り囲むボイドをもつ積層体である。その後、例えば、不定形性樹脂または他の適当な材料を注入し、かつその注入物を荷重担持材料を形成するように固まるのを可能にすることによって、荷重担持インサートを前記ボイド内に挿入する。この第１の実施形態を実施するための代案の方法では、シール部材が、積層工程の前に前記孔を取り囲む適当な位置に置かれる適当な材料からなるリングを有する。このシール部材は、積層工程中およびその後も適正な位置に残る。その結果、シール部材に囲まれている、孔を取り囲むボイドをもつ積層体である。荷重担持インサートは、前述したようにこのボイド内に注入することができる。

第２の実施形態では、シール部材は、荷重担持インサートの周縁部の周りに延びる適当な材料の適切な材料のリングを有することができる。荷重担持インサートは、適当な材料から形成された環状ディスクの形態を採ることができる。前記ディスクは、固定用ボルトを挿入するのに十分に大きい中心孔ををもつ環状体であることができる。その周縁部の周りの適正位置にシール部材をもつディスクは、積層工程の前に前記ガラス層間に位置決めされ、かつ積層工程中およびその後でも同じ位置のままである。

本実施形態では、（前記両ガラス層の対向面間で測定される）シール部材の厚みは、荷重担持インサートの厚みよりも大きいことが好ましいであろう。積層工程中の熱および圧力の適用下で、シール部材が圧縮され、かつ両ガラス層のの内面が、荷重担持インサートとの対向面に押し付けられて接触する。前記インサートの厚みは、積層工程後は、、結合用中間層の厚みと実質的に同じであり、シール部材は、実質的に同じ厚みに圧縮される。

本発明の方法は、結合層の厚み変化をより良く吸収できる範囲では、既知のプロセスと比較して更なる利点を提供し、これによって、改良された積層体を、種々の材料から形成される結合層を用いて製造するのを可能にする。

通常用いられているガラス積層体の中間層はＰＶＢである。ＰＶＢはシートの形態で容易に利用できる。前記シートは、典型的には０．３６ｍｍから４．６ｍｍの厚みを持つ。ＰＶＢシートは、形作るため容易に切ることができる。積層体を製造するために、１枚のＰＶＢシートは、ガラス層の間に置かれ、かつガラス層の端縁を超えて延在させることができる。その後、余分なＰＶＢは積層工程の前に切り落とされる。

他の中間層材料もまた用いることができる。中間層の一例は、特に国際公開第９９／５８３３４号公報に記載されたものを含むアイオノマー樹脂である。これらの中間層を組み込んだ積層体は、改良された機械的特性を示し、そして、それによって、建築用途に用いるのに特に有利である。ＡＳＴＭ規格Ｄ５０７６．９５に従って決定された、０．３Ｈｚ、２５℃で５０から１０００メガパスカルの貯蔵ヤング率と、２５℃でＡＳＴＭ６３８−８９に従う引張り試験から決定される、１立方メートルあたり少なくとも１５メガジュールの最小引裂きエネルギと、５から４２メガパスカルのガラスへの接着力をもつ国際公開第９９／５８３３４号公報に記載されたアイオノマー樹脂が、本発明の方法に用いるのに特に好ましい。このタイプの樹脂は、Ｅ．Ｉ． ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ社から、その登録商標であるＳｕｒｌｙｎおよびＳｅｎｔｒｙ Ｇｌａｓｓ Ｐｌｕｓ（ＳＧＰ）を付した商品として市販されている。

これらのアイオノマー樹脂はシート状で利用でき、典型的には０．３８ｍｍから４．６ｍｍの厚み、通常は１．２５ｍｍから２．５０ｍｍの厚みを持つシート形態で利用できる。このシートの厚みは、典型的には±１０％まで変動しうる。本発明の方法は、この変動にかかわらず効果的であり、このことは、これらのアイオノマー樹脂を組み込んだ積層体の製造の向上を表わす。結合用中間層が、特定のアイオノマー樹脂中間層のように不均一な厚みの一つであるときの好適な積層方法は、積層プロセスの後に、荷重担持インサートを流体として注入し、かつ注入物を固めることを可能にする方法である。

本発明の方法は、キャストインプレースプロセス(cast in place process)によって形成された中間層を有する積層体の製造にも用いることができる。キャストインプレースプロセスでは、ガラス層の周縁部が、例えばテープでシールされ、前記ガラス層間の空間は、中間層を形成するため硬化させることができる液体で充填される。好適な液体の種類の一例は、エポキシ樹脂である。本発明の方法では、シール部材が、液体の導入前に孔の周りに位置決めされなければならない。液体ひいては硬化した中間層は、それによって孔周りの領域から排除される。

本発明で用いられるガラス層は、通常、典型的には４ｍｍから２５ｍｍ、より一般的には６ｍｍから１９ｍｍの厚みをもつ従来のソーダ石灰フロートガラスシートから形成される。通常、いずれか一つの積層体に用いられるガラス層は同じ厚みであるだろうけれども、ガラス層は、同じかまたは異なる厚みを持っていてもよい。

ガラス層は、強化または熱強化（toughened or heat strengthened）ガラスから形成される。強化または熱強化ガラスを使用する場所では、強化する前に孔をドリルで開けておかなければならない。積層パネルは、２枚より多いガラス層と１枚よりも多い結合用中間層を有していてもよい。２枚よりも多いガラス層がある場所では、外側のガラス層は通常、強化ガラスだろうし、一方、内側のガラス層は、強化されていてもまたは強化されていなくてもい。これらの実施形態では、中間層は同一材料から、または異なる材料から形成されることができる。

本発明の積層パネルは、種々の形状および寸法からなることができる。積層パネルは、平面パネルであっても良いし、あるいは、湾曲パネルであっても良い。本発明は、建築用途のための平面パネルの製造における特別な適用を見出す。これらは、通常、強化ガラスを用いて形成され、かつ通常は矩形状である。それらの寸法は、実際には、積層工程で用いる強化加熱炉またはオートクレーブの寸法に制限され、通常、それらの最長寸法は、６メートルを超えないであろう。この制限が、２枚またはそれよりも多い枚数のパネルの共接合によって、より大きなアセンブリを構成することが必要である１つの理由である。

それらのガラス層は、各ガラス層が他のガラス層の１組の孔と整列させた１組の孔をもつことを条件として、複数個の孔を有することができる。積層体の各孔は、好ましくは、前述したように、中間層を排除するインサートにより取り囲まれている。孔の数と位置は、パネルの寸法と、パネルが取り付けられるべき位置で変化するであろう。一般に、孔は円形であり、１５ｍｍから５０ｍｍの径を持つであろう。中間層には、それに対応したより大きな径、典型的には５０ｍｍから１００ｍｍの径を持つ複数の同心孔が設けられるであろう。これらの孔は、ガラス層のアセンブリの前に中間層から切り抜かれまたは打ち抜かれるであろう。シール部材が中間層内にに都合よく位置できるようにするため、シール部材の外径は、中間層の孔の内径と実質的に同じであるべきである。

前記ガラス層が、互いに隣接する２個またはそれよりも多い孔を持つ場所では、両方の孔を取り囲む単一シール部材が、２つの別個のシール部材よりもむしろ使用されるかもしれない。この実施形態では、荷重担持インサートもまた、通常、両方の孔を取り囲むであろう。

同一平面内にある積層パネルの接合を必要とするかもしれない一つのタイプのアセンブリは、ガラスファサードを支持するのに用いられる補強フィンである。端から端まで複数の積層パネルを接合することによって、これらのファサードは巨大な高さまで達することができ、また、補強フィンは同じ高さまで達する。他のタイプのアセンブリは、ガラス製屋根用の補強梁であり、その補強梁は、複数の積層パネルを屋根の全長に橋渡しするように接合することによって形成されることができる。更なるタイプのアセンブリは、積層ガラスルーフパネルまたはファサードパネルである。

以下、この発明は、添付した図面を参照しながら説明されるであろう。

図１は継ぎ板６により連結された２枚の分離した積層パネル２および４を示す。ボルトアセンブリ８は座金１０を包含し、板６と前記パネル２または４の一方を貫通する。図では、８個のボルトヘッド８および座金１０が示されているが、明確にするため、ただ１個のボルトヘッドおよび座金のみに参照番号を付している。

図２は層１および３を有する積層パネル２を示す。層１および３３は、中間層１２により接合されている。インサート１４は層１および３の間にあり、ボルト８が貫通する孔を取り囲んでいる。軸受け筒１６を孔の中に着座させている。継ぎ板６はファイバーガスケット１８に対して作用する。

図３はインサート１４を示す。インサート１４は、その外周部の周りに延在するゴムリング２２をもつ環状ディスク２０を有する。

図４は層１および３を有する積層パネル２を示す。インサート１４は、軸受け筒１６と層１および３の間の空間を占める。図４に示された他の同一部材の符号は、図２に関係して先に述べたものと同様の特徴を有しており、ここでは別個に記述していない。

図２のアセンブリはまず、対応する位置にドリルで貫通させた孔をもつ２枚のガラスシートを得ることによって構成される。各層は、図１に示されたように４個の別個の孔を有するであろう。前記層のうちの１層が、水平に置かれ、その上に中間層材料のシートを置く。この中間層は、前記層の各孔に対応し、インサート１４を収容するのに十分大きな孔径を持つような丸孔を有する。インサート１４は、荷重担持材料で形成される環状ディスク２０を有する。この材料は、アルミニウムのような金属、または大きな圧縮なしに荷重を受けることができる適当なガラス強化熱可塑性プラスチックで形成することができる。環状ディスクの厚みは中間層の厚みよりも薄い。環状ディスクの外周縁は、その中に機械加工された溝を有していてもよい。この溝は、環状ディスク２０の周りの位置にはめ込むことができるゴム製のＯリング２２の位置決め配置を補助する。

インサート１４は中間層の孔内の適正位置に配置され、第２のガラス層３が中間層の上に置かれる。この時点で、前記ガラス層は、Ｏリング２２の表面上にある。このようにして形成したパネルに、積層プロセスが施される。前記パネルは、積層バッグ内にに挿入され、真空下に置かれて前記パネルから脱気する。その後、前記パネルは、オートクレーブ内に置かれ、高温（例えば１２０℃から１８０℃）および高圧（８から２０バール）で３０分間から９０分間維持される。ゴム製のＯリングは圧縮され、層１および３の内面は環状ディスク２０の表面に押し込まれて接触する。

製造された積層パネルは、ガラスアセンブリに組み込まれるべき位置に移動させることができる。図１に示されたように、この積層パネルが第２のパネルと接合されるべきであるならば、軸受け筒１６、ガスケット１８および継ぎ板６が前記パネルに付与される。前記ボルトは軸受け筒を貫通し、座金およびナットをボルト上にねじ連結し、所望の圧力で締め付けられる。前記環状ディスク２０は、荷重を担持し、中間層の層間剥離を防止する。

図４のアセンブリは同様の方法で構成することができる。しかしながら、インサート１４は、シリコーンゴムのような加撓性材料からなる円形のディスクであるべきである。この円形のディスクは、ソリッドディスク、すなわち環状ディスクよりはむしろ円形ディスクの方が好都合である。積層プロセスが完了すると、前記円形ディスクはその中心を押圧することによって積層板から簡単に取出すことができる。いったん円形ディスクが取り除かれると、積層パネルには、前記孔を取り囲む環状のボイドが残る。このようなパネルは新規であると考えられ、本発明の更なる面を有する。

前記ボイドは、荷重担持材料で充填することができる。それを行なうための好都合な方法は、荷重担持材料を形成するために設定されるであろう流体材料を注入することである。好適な材料の例は、セメントと不定形樹脂を含む。本発明に使用されるいかなる特別な材料の適合性は、実験により決定することができる。好適な材料は、自由流動し（free flowing）、ガラスに付着せず、低収縮を示し、そして、目的に対し十分に強いことである。前記ボイド内にトラップされ、それによって前記インサートを弱めるエアを避けるように注意すべきである。エアは、ボイドの外方に送り出され、このようにして、前記流体をボイドの全体に流入させることを可能にすることが好ましい。

前記インサートが固まると、前記材料は、前記パネルが上述したように圧縮される場合に、荷重を担持することができ、これによって、前記パネルの層間剥離は回避される。

共接合した２枚の積層パネルを示す平面図である。 本発明に従って構成された図１のアセンブリの断面図である。 図２に描かれたようなインサートの平面図および正面図である。 本発明の第２の実施形態に従って構成された図１のアセンブリの断面図である。

符号の説明

１、３ 層
２、４ 積層パネル
６ 継ぎ板
８ ボルトアセンブリ
１０ 座金
１２ 中間層
１４ インサート
１６ 軸受け筒
１８ ファイバーガスケット
２０ 環状ディスク
２２ ゴム製リング

Claims (20)

1. 第１のガラス層と、第２のガラス層と、結合用中間層とを有する積層パネルの製造方法であって、
   前記積層パネルは、該積層パネルを貫通して延びる少なくとも１個の孔を有し、
   前記孔を取り囲みかつ前記両ガラス層の内面とともにシールを形成するように前記ガラス層間にシール部材を配置し、それによって前記中間層を前記孔周りの領域から排除することを特徴とする積層パネルの製造方法。
2. 前記シール部材が、圧縮性材料からなるディスクを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記シール部材が、積層プロセスの完了後に前記積層パネルから取り除かれることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記シール部材が圧縮性材料からなるリングを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 積層プロセス後に前記中間層が排除された前記孔周りの領域に、荷重担持インサートを位置決めすることを特徴とする前記の請求項のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記荷重担持インサートは、流体を前記孔周りの領域に注入し、かつ前記流体が前記荷重担持インサートを形成するように固まるのを可能にすることによって位置決めされることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記流体が導入されると同時に、前記孔周りの領域から空気を回収することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記シール部材は、荷重担持材料から形成された環状体の周縁部の周りに延び、かつ積層工程の前に位置決めされる圧縮性材料からなるリングを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記シール部材の厚みは、積層前は、前記環状体の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 圧縮性材料からなる前記リングは、その厚さが、積層プロセスの間中、前記ディスクの厚みと実質的に同じであるように圧縮されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 第１のガラス層と、第２のガラスプライと、結合用中間層とを有する積層パネルであって、前記積層パネルを貫通する少なくとも１個の孔を有し、前記中間層は、前記孔周りの領域から排除されることを特徴とする積層パネル。
12. 前記積層パネルは、前記孔を取り囲むように位置決めされたシール部材をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の積層パネル。
13. 前記シール部材は、前記孔を取り囲むように位置決めされた圧縮性材料のリングによって形成されることを特徴とする請求項１２に記載の積層パネル。
14. 前記中間層が排除されたところの前記領域に荷重担持インサートを位置決め配置することを特徴とする請求項１２または１３に記載の積層パネル。
15. 前記インサートは、積層パネルの製造前に位置決めされた荷重担持ディスクを有することを特徴とする請求項１４に記載の積層パネル。
16. 前記インサートは荷重担持環状体を有し、該荷重担持環状体は、前記積層プロセスが完了した後に、中間層を排除したところの前記領域に流体を導入し、該流体の固化により形成される環状体ことを特徴とする請求項１４に記載の積層パネル。
17. 請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の積層板を少なくとも１枚有するガラスアセンブリ。
18. 前記アセンブリは、同一平面内にある少なくとも２枚の積層パネルを有し、これらの積層パネルは、各パネルの孔を貫通する固定アセンブリにより互いに接合されることを特徴とする請求項１７に記載のアセンブリ。
19. 前記固定アセンブリは、孔を貫通し、かつ前記２枚の積層パネルを結合するプレートに作用するボルトを有することを特徴とする請求項１８に記載のアセンブリ。
20. 前記アセンブリは、ガラスファサードもしくはガラスルーフまたはそれらの一部に取り付けられることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
    

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