JP2008156135A - 合わせガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚さが一定でない領域を有する合わせガラスの端部にはガラス板の残留応力による剥離が生じやすい。
【解決手段】ガラス板１，２が異なる断面形状を有し、かつガラス板１，２の外側主表面１ａ，２ａが製造するべき合わせガラス１０の主表面１０ａと同じ面形状を構成しうるように、ガラス板１，２を曲げ成形し、ガラス板１，２の内側主表面全体と接触する外形を有する樹脂膜３を介し、ガラス板１，２を接合する。あるいは、上記外形を有する膜形状へと変形可能な樹脂材料をガラス板１，２の間で上記膜形状へと変形させ、その樹脂材料を介してガラス板１，２を接合する。こうして、厚さが一定でない領域を有しながらも、ガラス板１，２が板厚方向に弾性変形することなく樹脂膜３を介して接合され、端部に残存応力がない合わせガラス１０を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、厚さが一定でない領域を有する合わせガラスの製造方法に関する。

従来から、車両や建築物の窓ガラスには、２枚のガラス板を樹脂膜で接合した合わせガラスが多用されている。車両のウインドシールドには、空気抵抗の低減に適した形状を有する曲げ合わせガラスが用いられている。

曲げ合わせガラスを構成する２枚のガラス板は、平板状の２枚のガラス板を型の上で重ね合わせて加熱して軟化させ、自重により型に沿わせる、いわゆる自重曲げにより製造されている。自重曲げでは、２枚のガラス板が同じ型の上で同じ加熱条件で曲げられるため、曲げ形状の不一致が生じにくい。自重曲げは、接合する一対のガラス板をまとめて曲げ成形する量産性に優れた方法でもある。

車両には、運転に有用な情報、例えば車両の速度、をウインドシールドに写し出すヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置が装着されることがある。しかし、厚さが均一となるように成形された通常のウインドシールドに情報を写し出すと、ゴースト像が生じ、運転者が情報を的確に把握しにくくなる。ゴースト像を解消または緩和するためには、情報が投影されるウインドシールドの断面を、厚さが徐々に変化する楔状にすればよいことが知られている。

楔状の断面を形成するために、厚さが徐々に変化する領域を有する樹脂膜を用いて合わせガラスを製造することが提案されている（例えば特許文献１，２）。この特殊な樹脂膜を用いれば、ガラス板の厚さが従来どおり均一であっても、楔状の断面を有する合わせガラスを得ることができる。
特開平７−１９５９５９号公報 特表２００４−５３６００９号公報

厚さが一定でない領域を有する合わせガラスを、特許文献１、２に開示されている樹脂膜と自重曲げによりまとめて曲げ成形したガラス板と用いて製造すると、得られた合わせガラスの端部、特に隅角部、においてガラス板と樹脂膜とが剥離することがある。この剥離は、合わせガラスの端部にガラス板が互いに離れようとする応力が作用しているために発生すると考えられる。ＨＵＤ用の曲げ合わせガラスに限らず、樹脂膜からガラス板を引き離そうとする応力が端部に残存している合わせガラスでは、その端部で剥離が生じる可能性がある。

また、ウインドシールドの車体への取り付け角度は車種によって相違する。このため、ＨＵＤのゴースト解消のための合わせガラスの楔形状も車種ごとに微調整することが望ましい。しかし、車種に応じて厚さの変化率を最適化した樹脂膜を車種ごとに準備したのでは、樹脂膜の在庫が増加し、製造コストが上昇する。量産工程における製造コストを考慮すると、厚さが一定でない領域を有する合わせガラスの外形は、中間膜の断面形状に頼らずに定めることが望ましい。

そこで、本発明は、第１ガラス板と第２ガラス板とが樹脂膜を介して接合されてなる、厚さが一定でない領域を有する合わせガラスの新たな製造方法を提供する。この製造方法では、まず、第１ガラス板と第２ガラス板とを接合すべき部位を対向させて互いに離間させた状態で、
１）第１ガラス板と第２ガラス板とが互いに異なる断面形状を有し、かつ
２）第１ガラス板の外側主表面および第２ガラス板の外側主表面が製造するべき合わせガラスの主表面と同じ面形状を構成しうるように、
第１ガラス板および／または第２ガラス板を曲げ成形する。

次いで、第１ガラス板と第２ガラス板との間に、
ａ）第１ガラス板の内側主表面全体および第２ガラス板の内側主表面全体と接触する外形を有する樹脂膜、または
ｂ）前記外形を有する膜形状へと変形可能な樹脂材料
を配置し、
ａ）の場合には、前記樹脂膜を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合することにより、
ｂ）の場合には、第１ガラス板と第２ガラス板との間で前記外形を有する膜形状へと変形させた前記樹脂材料を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合することにより、
前記主表面を有する合わせガラスを得る。

また、本発明は、その別の側面から、第１ガラス板と第２ガラス板とが樹脂膜を介して接合されてなる、厚さが一定でない領域を有する新たな合わせガラスを提供する。この合わせガラスでは、第１ガラス板および／または第２ガラス板が曲げ成形され、第１ガラス板および第２ガラス板の断面形状が互いに異なり、前記領域において前記樹脂膜の厚さが一定でなく、第１ガラス板および第２ガラス板が、板厚方向に弾性変形することなく前記樹脂膜を介して接合されている。

本発明の製造方法では、同一の断面形状に成形した２枚のガラス板を板厚方向に弾性変形させながら接合するのではなく、製造する合わせガラスの主表面と一致する外側主表面を有するように互いに異なる断面形状へと成形した２枚のガラス板を弾性変形させずに接合することとした。従って、合わせガラスの端部に、ガラス板が成形された形状へと戻ろうとする応力が残存することはない。

本発明の製造方法では、樹脂膜ではなくガラス板によって合わせガラスの形状を定めるため、２枚のガラス板の間で塑性変形させた樹脂材料を樹脂膜とすることも可能である。この方法を用いれば、例えばゴースト像解消のために車種ごとに楔形状を最適化した樹脂膜を準備する必要がなくなり、厚さが一定でない領域を有する合わせガラスの製造コストを削減できる。

本発明の別の側面から提供される上記合わせガラスでは、２枚のガラス板が板厚方向に弾性変形することなく樹脂膜を介して接合されている。従って、合わせガラスの端部において、ガラス板を剥離させる応力は作用しない。

本発明の製造方法では、第１ガラス板と第２ガラス板との間に、第１ガラス板の内側主表面全体および第２ガラス板の内側主表面全体と接触する外形を有する樹脂膜を配置し、この樹脂膜を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合することができる。この場合は、所望の形状を有する合わせガラスを容易かつ確実に製造できる。

また、本発明の製造方法では、第１ガラス板と第２ガラス板との間に、第１ガラス板の内側主表面全体および第２ガラス板の内側主表面全体と接触する外形を有する膜形状へと変形可能な樹脂材料を配置し、第１ガラス板と第２ガラス板との間で上記外形を有する膜形状へと変形させた上記樹脂材料を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合することもできる。この場合は、上述のとおり、目的とする断面形状ごとに形状を調整した樹脂膜を準備する必要がなくなる。

変形可能な上記樹脂材料は膜状樹脂であってもよい。この場合は、膜状樹脂を第１ガラス板と第２ガラス板との間で上記外形を有する膜形状へと塑性変形させるとよい。

変形可能な上記樹脂材料は液状樹脂であってもよい。この場合は、液状樹脂を第１ガラス板と第２ガラス板との間で上記外形を有する膜形状へと固化させるとよい。

本発明の製造方法は、厚さが徐々に変化する断面楔状領域を有する合わせガラスに適しており、上記断面楔状領域における厚さが最大となる端部に隣接して、厚さが一定である断面矩形領域をさらに有する合わせガラスに特に適している。このような合わせガラスでは、端部に大きな応力が作用しやすいためである。ただし、本発明の適用対象が、上記のように、厚さが一定でない領域が厚さが徐々に変化する断面楔状領域である合わせガラスや、断面楔状領域とともにこの領域における厚さが最大となる端部に隣接して厚さが一定である断面矩形領域をさらに有する合わせガラスに制限されるわけではない。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下において、同じ符号を付した同じ部材等の重複する説明は省略することがある。

図１（ａ）に示したように、まず、合わせガラスを構成する第１ガラス板１と第２ガラス板２とが準備される。ガラス板１，２は、それぞれが全面にわたって均一な厚さを有するが、ガラス板１の厚さとガラス板２の厚さとは同一であっても異なっていてもよい。ガラス板１とガラス板２とは異なる断面形状を有する。すなわち、これらのガラス板１，２を接合されるべき部位を対向させた離間状態で配置すると、ガラス板１とガラス板２とには異なる断面形状が現れる（図１（ａ）参照）。ただし、ガラス板１，２は図示した断面とは異なる断面において同一の断面形状を有していてもよい。本明細書において、「異なる断面形状を有する」あるいは「断面形状が互いに異なる」とは、すべての断面において形状が異なることを要求する趣旨ではなく、少なくとも一部の断面において、異なる断面形状が現れることを意味する。

図１（ａ）に示した接合前の状態において、ガラス板１，２の間隔を適切に調整すれば、ガラス板１，２のいずれかを板厚方向に弾性変形させなくても、ガラス板１の外側主表面１ａおよびガラス板２の外側主表面２ａは、製造の目的とする合わせガラス１０の主表面１０ａと一致する面形状を構成する（図１（ｂ）を併せて参照）。換言すれば、ガラス板１，２は、製造するべき合わせガラス１０の外形を予め反映させた形状に成形されている。なお、図１（ａ）では、ガラス板２は平板状であって曲げ成形されていないが、ガラス板２も、ガラス板１と同様、曲げ成形されていてもよい。ガラス板１，２の曲げ成形は、自重曲げではなく曲げ形状の精度に優れるプレス成形により行うことが好ましい。

次いで、ガラス板１とガラス板２との間に、ガラス板１の内側主表面１ｂ全体およびガラス板２の内側主表面２ｂ全体と接触する外形を有する樹脂膜３が配置される。この形態で用いられる樹脂膜３は、厚さが一定である領域と厚さが漸減する領域とを有する。引き続き、樹脂膜３を構成する材料に応じて条件を定めた接合工程により、樹脂膜３を介してガラス板１，２が接合される（図１（ｂ））。接合工程は、例えば減圧による予備接着工程とオートクレーブ中での加熱加圧接着工程とから構成される。接合工程では、ガラス板１，２に曲げ応力を加えて弾性変形させる必要はない。

こうして、ガラス板１，２が接合前と同じ形状を保持したまま樹脂膜３により接合された合わせガラス１０が得られる。合わせガラス１０では、ガラス板１，２の断面形状が互いに異なっており、厚さが一定でない領域（断面楔状領域Ａ）において樹脂膜３の厚さが一定でなく、領域Ａは厚さが一定である領域Ｂ（断面矩形領域Ｂ）に接続している。しかし、ガラス板１，２は、予め曲げ成形により与えられた形状のまま、板厚方向に弾性変形することなく樹脂膜３を介して接合されているため、合わせガラス１０の端部に応力は発生していない。

従来のように、同じ断面形状を有するガラス板５１，５２を（図７（ａ））、樹脂膜３の外形に沿って曲げながら樹脂膜３を介して接合した合わせガラス５０では（図７（ｂ））、接合工程で弾性的に曲げられたガラス板５１が元の形状に戻ろうとする。このため、合わせガラス５０の端部には応力５５が恒常的に加えられることになり、ガラス板５１，５２の剥離が生じやすくなる。

合わせガラス１０，５０は、その断面に、端部において厚さが最小となりその端部から遠ざかるにつれて厚さが一定の割合で漸増する断面楔状領域Ａと、断面楔状領域Ａにおいて厚さが最大となる領域端部においてこの領域Ａに隣接し、厚さが一定である断面矩形領域Ｂと、を有している。残存応力は、このような合わせガラスでは特に大きくなる。従って、上記領域Ａ，Ｂを有する合わせガラスについては本発明を適用する意義が大きい。

ガラス板１，２の接合に用いる樹脂膜は、ガラス板１，２の内側主表面全体に接触する外形を有するように予め成形されている必要はない。上記外形を有する樹脂膜でなくても、ガラス板１，２の間で塑性変形させれば、ガラス板１，２が応力から解放された合わせガラスを得ることは可能である。その一例を、図２を参照しながら説明する。

図２（ａ）に示した樹脂膜４は、樹脂膜３と同様、その断面に厚さが一定である領域と厚さが漸減する領域とを有するが、後者の領域における厚さの減少率（楔角度）が樹脂膜３よりは小さい。このため、樹脂膜４は、ガラス板１，２の内面全体に接触する外形を有してはいない。

しかし、樹脂膜４を第１，第２ガラス板１，２の間に挟み込んだ状態で、樹脂膜４に適切な分布をもつ応力を印加すれば、樹脂膜４は、上記外形を有する樹脂膜３へと塑性変形する。応力は、変化させるべき膜厚に応じて設定された分布をもって、必要に応じて、樹脂膜４を加熱しながら加えられる。

ウインドシールドのように複雑な面形状を有する合わせガラスを製造するためには、接合のための加熱に先立ち、曲げ成形されたガラス板１，２の間に樹脂膜４を介在させてガラス板１，２の間に形成される形状に樹脂膜４を沿わせる必要がある。この工程において、図３に示したように、樹脂膜４の左右への引き延ばし量１４が図示上下方向で相違するように、図示左右方向からの張力とローラ１３によりガラス板１，２を介して紙面厚み方向に加えられる押圧力とを適切に制御すれば、樹脂膜４の楔角度を調整することができる。

このようにして、樹脂膜４を、曲げ成形されたガラス板１，２の内側主表面全体に沿う外形を有する樹脂膜３へと塑性変形させ（この場合は樹脂膜４の最下端の厚さを小さくして楔角度をやや大きく調整し）、この状態で、ガラス板１，２の接合を行えば、ガラス板１，２に応力が残らない合わせガラス１０を得ることができる（図２（ｂ））。樹脂膜の変形の程度は小さいほうが効率と精度に優れるが、厚さが一定である樹脂膜を楔形に塑性変形させることも可能である。

樹脂膜３は、固形の樹脂材料の変形によらず、液状の樹脂から成形してもよい。図４（ａ）に示したように、接合すべき部位を対向させ、介在させる樹脂膜の膜厚に相当する間隔だけ離間して配置し、周囲にシール部材１５を配置したガラス板１，２の間に液状樹脂を注入し、これを固化させて樹脂膜３としてもよい（図４（ｂ））。液状樹脂５は、加熱して流動性を高めた樹脂材料を用いてもよいし、紫外線等により硬化する液状の樹脂材料を用いてもよい。

上記の実施形態で説明した各部材には、これまでに用いられてきた部材を特に制限なく使用できる。ガラス板１，２としては、通常、ソーダライムシリカガラスが用いられる。樹脂膜３は、例えば可塑剤を含むポリビニルアセタール膜、より具体的にはポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化して得た樹脂および可塑剤を含む、ポリビニルブチラール膜等のポリビニルアセタール膜が好適であるが、エチレン−酢酸ビニル共重合体のような他の樹脂により構成してもよい。

本発明により製造できる合わせガラスは、その用途が制限されるわけではないが、ＨＵＤ装置に好適である。車両のウインドシールドとして用いる場合は、車両のデザインに適合する湾曲形状が合わせガラスに与えられる。図５および図６に示したように、情報投影装置８１から発せられた光は、ウインドシールド７０（７１）の内面で反射するルート６１と外面で反射するルート６２に沿ってアイポイント８２に到達する。このとき、内面と外面とが平行な通常の合わせガラス７０を用いるとゴースト像８４が現れる（図６）。適切な楔角度を有する合わせガラス７１を用いると、ゴースト像８４が緩和または解消され、運転者が投影像８３から情報を把握しやすくなる（図５）。

本発明により製造された合わせガラスから樹脂膜を除去してガラス板を分離しても、分離前後でガラス板の断面形状は変化することがない。ガラス板は弾性体であるため、従来の方法で製造した合わせガラスでは、樹脂膜を除去すると、ガラス板の断面形状が接合前の状態に戻ることになる。

なお、樹脂膜の除去は、例えば、合わせガラスを元の形状のまま、あるいは測定したい部分を切り出した後に、温めた水に浸漬して樹脂膜を軟化させ、軟化の状態を確かめながら合わせガラスまたは切り出した部分の端部からガラス板と樹脂膜とを徐々に引き剥がすことにより、行うことができる。

本発明は、厚さが一定でない合わせガラスの品質低下を防止するものとして大きな利用価値を有する。

本発明の合わせガラスの製造方法の一例を断面図により示す工程図である。 本発明の合わせガラスの製造方法の別の例を断面図により示す工程図である。 樹脂膜の断面形状を変化させる方法の一例を説明するための平面図である。 本発明の合わせガラスの製造方法のまた別の例を断面図により示す工程図である。 本発明により得た合わせガラスをヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置の一部とした例を説明するための図である。 従来の合わせガラスをＨＵＤ装置の一部とした例を説明するための図である。 従来の合わせガラスの製造方法を断面図により示す工程図である。

符号の説明

１，２，５１，５２ ガラス板
３，４ 樹脂膜（中間膜）
１０，５０，７０，７１ 合わせガラス
１３ ローラ
１４ （樹脂膜の）引き延ばし量
１５ シール部材
５５ 残留応力
６１，６２ （アイポイントへの光の）ルート
８１ 情報投影装置（光源）
８２ アイポイント
８３ 投影像
８４ ゴースト像

Claims (11)

1. 第１ガラス板と第２ガラス板とが樹脂膜を介して接合されてなる、厚さが一定でない領域を有する合わせガラスの製造方法であって、
   第１ガラス板と第２ガラス板とを接合すべき部位を対向させて互いに離間させた状態で、第１ガラス板と第２ガラス板とが互いに異なる断面形状を有し、かつ第１ガラス板の外側主表面および第２ガラス板の外側主表面が製造するべき合わせガラスの主表面と同じ面形状を構成しうるように、第１ガラス板および／または第２ガラス板を曲げ成形し、
   第１ガラス板と第２ガラス板との間に、第１ガラス板の内側主表面全体および第２ガラス板の内側主表面全体と接触する外形を有する樹脂膜、または前記外形を有する膜形状へと変形可能な樹脂材料を配置し、
   前記樹脂膜を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合、または第１ガラス板と第２ガラス板との間で前記外形を有する膜形状へと変形させた前記樹脂材料を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合、することにより、前記主表面を有する合わせガラスを得る、合わせガラスの製造方法。
2. 第１ガラス板と第２ガラス板との間に、第１ガラス板の内側主表面全体および第２ガラス板の内側主表面全体と接触する外形を有する樹脂膜を配置し、前記樹脂膜を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合する請求項１に記載の合わせガラスの製造方法。
3. 第１ガラス板と第２ガラス板との間に、第１ガラス板の内側主表面全体および第２ガラス板の内側主表面全体と接触する外形を有する膜形状へと変形可能な樹脂材料を配置し、第１ガラス板と第２ガラス板との間で前記外形を有する膜形状へと変形させた前記樹脂材料を介して第１ガラス板と第２ガラス板とを接合する請求項１に記載の合わせガラスの製造方法。
4. 前記樹脂材料が膜状樹脂であり、前記膜状樹脂を第１ガラス板と第２ガラス板との間で前記外形を有する膜形状へと塑性変形させる請求項３に記載の合わせガラスの製造方法。
5. 前記樹脂材料が液状樹脂であり、前記液状樹脂を第１ガラス板と第２ガラス板との間で前記外形を有する膜形状へと固化させる請求項３に記載の合わせガラスの製造方法。
6. 前記合わせガラスが、厚さが徐々に変化する断面楔状領域を有する請求項１に記載の合わせガラスの製造方法。
7. 前記合わせガラスが、前記断面楔状領域における厚さが最大となる端部に隣接して、厚さが一定である断面矩形領域をさらに有する請求項６に記載の合わせガラスの製造方法。
8. 第１ガラス板と第２ガラス板とが樹脂膜を介して接合されてなる、厚さが一定でない領域を有する合わせガラスであって、
   第１ガラス板および／または第２ガラス板が曲げ成形され、
   第１ガラス板および第２ガラス板の断面形状が互いに異なり、
   前記領域において前記樹脂膜の厚さが一定でなく、
   第１ガラス板および第２ガラス板が、板厚方向に弾性変形することなく前記樹脂膜を介して接合されている、合わせガラス。
9. 前記領域が、厚さが徐々に変化する断面楔状領域である請求項８に記載の合わせガラス。
10. 前記断面楔状領域における厚さが最大となる端部に隣接して、厚さが一定である断面矩形領域をさらに有する請求項９に記載の合わせガラス。
11. 前記樹脂膜が、可塑剤を含むポリビニルアセタール膜である請求項８に記載の合わせガラス。
    

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