JP2008526684A - 多重ポリマー層を有する窓 - Google Patents

Abstract

本発明は、その上に配設された多重ポリマー層を有する窓の分野に関し、より詳しくは、本発明は、１枚以上のガラス板上に配設された多重ポリマー層を有する多層ガラス窓の分野に関する。

Description

本発明は、上に配設された多重ポリマー層を有する窓の分野に関し、より詳しくは、本発明は、１枚またはそれ以上のガラス板上に配設された多重ポリマー層を有する多層ガラス窓の分野に関する。

ポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）は、安全ガラスまたはポリマー積層板などの光透過性積層板における中間層として使用されることのできる、ポリマーシートの製造において一般に使用されている。安全ガラスは、２枚のガラス板の間に配設されたポリ（ビニルブチラール）シートを備えた透明な積層板のことを、通常指す。安全ガラスは、建築物および自動車の開口部に透明なバリアを設定するために、しばしば使用されている。安全ガラスの機能は、物体の衝撃によって引き起こされるようなエネルギーを、開口部を貫通させないで、吸収することである。

建築物の窓において一般に使用される断熱ガラスユニット（ＩＧＵｓ）は、密閉された空間によって隔てられたガラス板２枚を備えることができる。密閉され、断熱気体を充満されうる密閉空間は、窓の熱伝達特性を改善し、ひいては窓の熱性能を向上させることにつながりうる役割を果たす。ポリ（エチレンテレフタレート）を用いて製造されたものなどの機能性フィルムを、断熱ガラスユニットにおける１枚または２枚のガラス板にさらに添加して、窓の光学および熱特性を改善することができる。

断熱ガラスユニットは、１枚またはそれ以上の枚数の単板ガラスの代わりに、従来の安全ガラス積層板を用いて製造することができる。しかし、これらの配置は、ガラス板を少なくとも１枚追加する必要あるので、断熱ガラスユニットの重量を増すことになる。さらに、通常、窓の枠の設計を変更して、１枚またはそれ以上の枚数のガラス板の厚さが大幅に増加することを受け入れなければならないことになる。また、断熱ガラスユニットの断熱値は、追加のガラス板を収容することによって負の影響を受ける可能性がある。

従来の安全ガラスの代替として、断熱ガラスユニットに窓用フィルムを装着させることもできる。例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）を含むことができるこれらの窓用フィルムを、窓の住空間側に曝露されているユニットのガラスの表面に貼り付けることができ、窓用フィルムは、断熱ガラスユニットの耐衝撃性、光透過率および／または熱特性を改善し、熱特性を必ずしも低減することなく、より大きな耐衝撃性を提供することができる。しかし、このようなフィルムは、所望の耐衝撃性を必ずしももたらすものではなく、引っ掻きなどの物理的損傷および洗剤に曝されることによる劣化を受けやすい。ときどきフィルム上に付着されるハードコートは、耐引っかき性のさらなる手段を付加するものであるが、時間がたつにつれて引っ掻きおよび表面欠陥を防止することができなくなる。

したがって、大幅に重量を増加させることまたは断熱値を低下させることなく、より優れた耐衝撃性および熱特性を提供することができる、改善された窓ユニットに適したさらに改善された組成物および製造方法が必要とされている。

さて、本発明によれば、ガラスの１つまたはそれ以上の内表面上に、多重ポリマー層を取り入れた多層ガラス窓が提供される。さらに、このような窓の製造方法が提供される。

本発明は、内表面を有する第１のガラス板と；内表面を有する第２のガラス板（ただし、前記第２のガラス板は、前記第１のガラス板に関して、前記第１のガラス板と前記第２のガラス板との間に空間を形成するように配設されている）と；前記第１のガラス板の前記内表面に接触して配設されているポリマーシート層（ただし、前記ポリマーシート層は０．２から３．０ｍｍの厚さを有し、少なくとも１つのポリマーシートを備えている）と；前記ポリマーシート層に接触して配設されたポリマーフィルムとを含む、多層ガラス窓を含む。

本発明は、内表面を有する第１のガラス板と；内表面を有する第２のガラス板（ただし、前記第２のガラス板は、前記第１のガラス板に関して、前記第１のガラス板と前記第２のガラス板との間に空間を形成するように配設されている）と；前記第１のガラス板の前記内表面に接触して配設されているポリマーシート層（ただし、前記ポリマーシート層は少なくとも１つのポリマーシートを備えている）と；前記ポリマーシートに接触して配設されたポリマーフィルムとを含み、前記ポリマーシート層および前記ポリマーフィルムを有する前記第１のガラス板の衝撃強度が少なくとも３メートルである多層ガラス窓を含む。

本発明は、多層ガラス窓において１枚またはそれ以上の枚数のガラス板の内表面に貼り付けられたポリマーの多重層を有する多層ガラス窓を対象とする。このような配置は、増大された耐衝撃性および改善された熱特性を提供することができる。

本明細書において使用される「多層ガラス窓」は、枠内に配設された、さもなければ相対的な位置に固定された、２枚またはそれ以上のガラス板を有する、建築用途において使用されるいかなる窓をも指し、ガラス板の少なくとも２枚は、例えば空気を含む、適切な任意のガスにより充満された空間によって隔てられている。さまざまな実施形態において、多層ガラス窓は平行平面式に組織化され、空間によって隔てられたガラス板２枚を有する断熱ガラスユニットを含むかまたはこの断熱ガラスユニットである。

これらの窓は、住居および商業用途において、標準の単板ガラスの窓の代わりに使用することができる。２枚のガラス板の断熱ガラスユニットに加えて、本発明の多層ガラス窓は、また、２枚を超えるガラス板を有する窓を含んでいる。例えば、ガラス板３枚が、分離された、平行平面配列状態で配列された配置は、本発明による多重ポリマー層を備えることができるはずである。２枚のガラス板の断熱ガラスユニットが使用されている本発明の実施形態に関しては、少なくとも１つの内表面上に本発明のポリマー層を収容することができる、従来の任意の断熱ガラスユニットを使用することができる。

従来の２枚のガラス板の集積ガラスユニットに関して、全体が１０で示されている図１の断面概略図において示されているように、第１のガラス板１２は、第２のガラス板１４に対してほぼ平行平面配向状態で配設されて、２枚のガラス板の間に空間１６を創りだしている。２枚のガラス板、１２、１４は、窓枠（図示されていいない）内に通常配設され、互いに一定の距離を保って保持されている。別の実施形態において、ガラス板の２枚またはそれ以上が、スペーサによって互いに一定の距離を保って保持されることができ、場合により密閉されて、適切な寸法の開口部に挿入されうる多層ガラス窓を形成する。２枚のガラス板１２、１４は枠に密閉され、空間１６と窓の両側の環境との間で、気体または汚染物質が進入することおよび退出することを防いでいる。空間１６は、当技術分野において従来から使用されているいかなる空気または気体をも収容することができる。ガラス板１２、１４は、多層ガラス窓において当技術分野において使用されている任意のものであることができ、これにはｌｏＥ型ガラス板、太陽熱コントロールガラス板、および窓の熱性能を改善するために特別に設計されたその他のガラス板が含まれる。

再び図１を参照すると、第１のガラス板１２および第２のガラス板１４は、それぞれ内表面１８を有する。本明細書において使用される、多層ガラス窓におけるガラス板の「内表面」は、窓の空間１６の領域に曝露されており、外側に対しては曝露されていない表面である。２枚のガラス板の窓において、それぞれのガラス板は、１つの内表面を有することになる。３枚のガラス板の窓において、真ん中のガラス板は「内表面」となるはずの２つの表面を有することができる。

本発明は、他にもある改善の中で、改善された耐衝撃性を提供する多重ポリマー層構造体を、少なくとも１枚のガラス板の内表面に添加することによって、改善された多層ガラス窓を提供する。さらに、本発明の設計によれば、多層ガラス窓の内側にポリマー層を設置するので、このポリマー層は、ポリマー層が、窓が配設されている外側の環境に対して曝露されている場合に生じうる、引っ掻きなどの物理的な損傷を受けない。

図２における断面概略図において示されているように、例えば、第１のガラス板１２は、内表面１８上に配設されたポリマーシート２４、およびポリマーシート２４の上に配設されたポリマーフィルム２６を有することができる。ポリマーシート２４およびポリマーフィルム２６が一緒になって、多重ポリマー層２８を形成する。以下で詳細に考察するように、ポリマーシート２４は、適切な光学特性、接着特性および衝撃吸収特性を有する、適切な任意のポリマーでありうる。以下で詳細に考察するように、ポリマーフィルム２６は、適切な光学特性および物理特性を有する任意のポリマーでありうる。

図２において示された実施形態に加えて、本発明によれば、さらなる層を、多重ポリマー層２８の中へ取り入れることができる。例えば、ポリマーシートのさらなる追加層を、ガラスとポリマーフィルムとの間に追加することができる。別の実施形態は、以下の積層：ガラス／ポリマーシート／ポリマーフィルム／ポリマーシート／ポリマーフィルムを有する構成体を含む。さらなる実施形態は、ガラスまたは剛性基板とポリマーフィルムとの間に、熱可塑性ポリマーシートの２つまたはそれ以上の層を配設することを含む。これらの実施形態において、例えば、２つのポリマーシート実施形態において、ポリマーシートは、望ましい特性、例えば、雑音の抑制をもたらしうる、別々の組成を有することができる。

さらなる実施形態において、剛性基板は、従来の任意のプラスチックまたはガラスであることができ、特別な実施形態において、ガラスは強化ガラスまたは熱処理されたガラスであることができ、このガラスを使用することによって窓により大きな強度を付与することになる。

別の実施形態において、太陽熱コントロールガラスまたはソーラーガラスは、本発明の１つまたはそれ以上の合わせガラスパネルのために使用される。ソーラーガラスは、１種またはそれ以上の添加物を取り入れて、ガラスの光学特性を向上させた従来の任意のガラスであることができ、具体的には、ソーラーガラスは、近赤外および紫外などの、放射の望ましくない波長の透過率を低減または削減するように、通常、配合されることになる。ソーラーガラスを着色することもでき、その結果、いくつかの用途の目的に適うように、可視光線透過率が望ましく低減される。本発明において有用なソーラーガラスの例は、米国特許第６７３７１５９号および第６６２０８７２号に開示されているものを含めて、当技術分野において知られている、ブロンズガラス、ニュートラルグレーガラス、ｌｏＥガラス、およびソーラーガラスパネルである。

本発明は、少なくとも１つの内表面上に配設された、本明細書において記載されている多重ポリマー層のどれかを含む任意の多層ガラス窓を含む。さまざまな実施形態において、本発明は、それぞれが、本発明の多重ポリマー層構成体をそれぞれの上に配設した、２つの内表面を有する、多層ガラス窓を含む。これらの実施形態において、各ガラス板の上の多重ポリマー層は、同一であることも、異なっていることもできる。さらなる実施形態は、３つまたはそれ以上の内表面上に３つまたはそれ以上の多重ポリマー層を含む。

本発明の実施形態のいずれに関しても、ガラス／ポリマーシート／ポリマーフィルム構成体などの多層ガラスパネルが、本明細書の他のところにおいて定義されている、十分な「衝撃強度」を有し、安全の望ましい水準を提供するが、望ましい。本発明のさまざまな実施形態において、本明細書に記載の任意の多重ポリマー層構成体を上に積層したガラス板は、少なくとも３メートル、少なくとも４メートル、少なくとも５メートル、少なくとも６メートル、少なくとも７メートル、少なくとも８メートル、少なくとも９メートル、または少なくとも１０メートルの衝撃強度を有することができる。ガラス板の１枚を超える枚数が、この上に積層された、このような構成体を有する実施形態において、さらなるガラス板は、どの組合せにおいても同一の衝撃強度を有することができる。例えば、断熱ガラスユニットにおけるガラスの２つの層が、これらの内表面上に多重ポリマー層をそれぞれ有する実施形態において、それぞれのガラス／／多重ポリマー層は、少なくとも５メートルの衝撃強度を有する。

（ポリマーフィルム）
本明細書において使用される「ポリマーフィルム」は、性能強化層としての機能を果たす、比較的薄い、剛性ポリマー層を意味する。ポリマーフィルムは、ポリマーフィルムがこれ自体で、必要な耐貫通性およびガラス保持特性を多層ガラス窓構造体にもたらすことはなく、むしろ、赤外吸収特性などの性能改善をもたらすものであるという点で、本明細書において使用されるポリマーシートとは異なる。ポリ（エチレンテレフタレート）は、ポリマーフィルムとして最も一般的に使用される。

図２におけるポリマーフィルム２６は、十分な剛性があり、比較的平坦な、安定した表面を与える、適切な任意のフィルム、例えば、多層ガラスパネルにおいて性能強化層として従来から使用されているポリマーフィルムでありうる。ポリマーフィルムは好ましくは光学的に透明（すなわち、層の一方の側に隣接する物体を、他方の側から層を通して見つめる特定の観察者の目が、心地よく見ることができる）であり、通常、隣接ポリマーシートの引張り弾性率よりも大きな、いくつかの実施形態においては著しく大きな、引張り弾性率を、組成に関係なく有する。

さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムは、熱可塑性材料を含む。適切な特性を有する熱可塑性材料中には、ナイロン、ポリウレタン、アクリル、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、酢酸セルロースおよび三酢酸セルロース、塩化ビニルポリマーおよびコポリマーなどがある。さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムは、顕著な特性を有する再延伸熱可塑性フィルムなどの、ポリエステルを含む材料を含む。さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムはポリ（エチレンテレフタレート）を含むかまたはポリ（エチレンテレフタレート）からなり、さまざまな実施形態において、ポリ（エチレンテレフタレート）は、２軸方向に延伸されて強度を向上させ、および／または高温に曝された際に熱的に安定化されて低収縮特性をもたらす（例えば、１５０℃で３０分保持した後の収縮は、両方向とも２％未満）。

さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムは、０．０１３ｍｍから０．２０ｍｍ、０．０２５ｍｍから０．１ｍｍ、または０．０４から０．０６ｍｍの厚さを有する。ポリマーフィルムは、場合により表面処理されてまたは機能性性能層を被覆されて、接着または赤外線反射などの、１つまたはそれ以上の特性を改善する。これらの機能性性能層には、例えば、太陽光に曝された場合、太陽赤外線を反射し、可視光を透過させる多層積層（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ ｓｔａｃｋ）が含まれる。この多層積層は、当技術分野において知られており（例えば、ＷＯ８８／０１２３０および米国特許第４７９９７４５号を参照されたい）、例えば、１つまたはそれ以上のオングストローム厚さの金属層および１つまたはそれ以上の（例えば、２つの）順番に堆積された、光学的に協同する誘電体層を含むことができる。これもまた知られているように（例えば、米国特許第４０１７６６１号および第４７８６７８３号を参照されたい）、金属層を、関連している任意のガラス層の除霜または防曇のために、電気的に抵抗加熱することができる。本発明が使用することのできる、ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムおよびその他のポリマーフィルムに適した、さまざまな被覆および表面処理技術は、公表された欧州特許出願番号０１５７０３０において開示されている。本発明のポリマーフィルムは、また、当技術分野において知られているハードコートおよび／またはおよび除霜層を含む。

（ポリマーシート）
本明細書において使用される「ポリマーシート」は、積層窓ガラスパネルに十分な耐貫通性およびガラス保持特性を付与する中間層として使用するのに、単独で適している薄層に、または１層を超える層の積層状態において適している薄層に、任意の方法によって形成される、どの熱可塑性ポリマー組成物をも意味する。可塑化ポリ（ビニルブチラール）は、ポリマーシートを形成するために最も一般に使用される。

接着だけの目的で非常に薄い層として利用されるポリ（ビニルブチラール）および類似の種類の材料の層は、「ポリマーシート」の定義から特に排除されている。２つの非接着層（例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）とガラス）を一緒に接着する目的で利用されるこれらの非常に薄い層は、通常、厚さが０．２ｍｍ未満である。本発明のさまざまな実施形態において、ポリマーシート層は、厚さが０．２から３．０ｍｍ、０．２から１．０ｍｍ、０．２５から０．５ｍｍ、または０．３から０．４ｍｍである。

互いに接触して配設されている１つまたはそれ以上のポリマーシートは、本明細書において使用されている「ポリマーシート層」を形成する。すなわち、１つのポリマーシート層は、一緒に積層されている１つまたはそれ以上のポリマーシートを含んで、単一のポリマーシート層を形成することができる。例えば、異なる特性を有する２枚の薄いポリマーシートが一緒に積層されて、ガラス板とポリマーフィルム層との間で使用するポリマーシート層を形成する場合は、この構成体は有用である。

本発明のポリマーシートは、いかなる適切なポリマーをも含むことができるが、好ましい実施形態においては、上記で例示されているように、ポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）を含む。ポリマーシートのポリマー成分としてポリ（ビニルブチラール）を含む、本明細書において提示された本発明の実施形態のいずれにおいても、ポリマー成分がポリ（ビニルブチラール）からなるまたは本質的になる別の実施形態が含まれている。これらの実施形態においては、本明細書において開示されている、可塑剤を含む添加物の変形形態のいずれをも、ポリ（ビニルブチラール）からなるまたは本質的になるポリマーを有するポリマーシートに対して、使用することができる。

一実施形態においては、ポリマーシートは部分的にアセタール化されたポリ（ビニルブチラール）をベースとするポリマーを含む。別の実施形態においては、ポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、これらの組合せなどからなる群から選択されたポリマーを含む。他の実施形態においては、ポリマーシートは、可塑化ポリ（ビニルブチラール）を含む。さらなる実施形態においては、ポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）および１つまたはそれ以上のその他のポリマーを含む。適切なガラス転移温度を有するその他のポリマーもまた、使用することができる。好ましい範囲、値、および／または方法が、ポリ（ビニルブチラール）に対して、（例えば、限定なしで、可塑剤、成分の百分率、厚さ、および特性強化用添加物に対して）、具体的に与えられる本明細書における節のいずれにおいても、これらの範囲は、適用可能な場合は、ポリマーシートにおける成分と同程度に有用である、本明細書において開示されたその他のポリマーおよびポリマーブレンドにもまた当てはまる。

ポリ（ビニルブチラール）を含む実施形態に関しては、ポリ（ビニルブチラール）は、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＯＨ）を酸触媒の存在下でブチルアルデヒドと反応させ、次いで触媒を中和、分離、安定化し、樹脂を乾燥することを含む、周知のアセタール化プロセスによって製造することができる。

さまざまな実施形態において、ポリ（ビニルブチラール）を含むポリマーシートは、ＰＶＯＨとして計算された１０から３５重量パーセント（ｗｔ％）のヒドロキシル基、ＰＶＯＨとして計算された１３から３０ｗｔ％のヒドロキシル基、またはＰＶＯＨとして計算された１５から２２ｗｔ％のヒドロキシル基を含む。ポリマーシートはまた、ポリビニルアセテートとして計算された、１５ｗｔ％未満の残留エステル基、１３ｗｔ％、１１ｗｔ％、９ｗｔ％、７ｗｔ％、５ｗｔ％または３ｗｔ％未満の残留エステル基を含み、残部はアセタール、好ましくはブチルアルデヒドアセタールであり、場合により、その他の少量のアセタール基、例えば、２−エチルヘキサナール基（例えば、米国特許第５１３７９５４号を参照されたい）を含むことができる。

さまざまな実施形態において、ポリマーシートは、１モル当たり、少なくとも３０，０００、４０，０００、５０，０００、５５，０００、６０，０００、６５，０００、７０，０００、１２０，０００、２５０，０００、または少なくとも３５０，０００グラム（ｇ／ｍｏｌｅまたはダルトン）の分子量を有する、ポリ（ビニルブチラール）を含む。ジアルデヒドまたはトリアルデヒドの少量を、アセタール化ステップの間に添加して、分子量を少なくとも３５０ｇ／ｍまで増大させることもできる（例えば、米国特許第４９０２４６４号；第４８７４８１４号；第４８１４５２９号；第４６５４１７９号を参照されたい）。本明細書において使用される用語「分子量」は、重量平均分子量を意味する。

酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、およびマグネシウム塩を含む、さまざまな接着制御剤を、本発明のポリマーシートにおいて使用することができる。本発明のこれらの実施形態に対して使用することができるマグネシウム塩には、これに限らないが、米国特許第５７２８４７２号において開示されたもの（サリチル酸マグネシウム、ニコチン酸マグネシウム、マグネシウムジ−（２−アミノベンゾエート）、マグネシウムジ−（３−ヒドロキシ−２−ナフトエート）、およびマグネシウムビス（２−エチルブチレート）（ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｂｓｔｒａｃｔｓ ｎｕｍｂｅｒ７９９９２−７６−０）など）が含まれる。本発明のさまざまな実施形態において、マグネシウム塩は、マグネシウムビス（２−エチルブチレート）である。

添加物をポリマーシート中に取り入れて最終製品の性能を高めることができる。このような添加物には、これに限らないが、以下の物質が含まれる：当技術分野において知られている、ブロッキング防止剤、可塑剤、染料、顔料、安定剤（例えば、紫外線安定剤）、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、および前述の添加物の組合せなど。

本発明のポリマーシートのさまざまな実施形態において、ポリマーシートは、樹脂１００部当たり（ｐｈｒ）、２０から６０、２５から６０、２０から８０、または１０から７０部の可塑剤を含むことができる。勿論、特定の用途に適切であるこの他の量を、使用することができる。いくつかの実施形態においては、可塑剤は、２０個未満の、１５個未満の、１２個未満のまたは１０個未満の炭素原子を有する、炭化水素セグメントを有することができる。

可塑剤の量を調節して、ポリ（ビニルブチラール）シートのガラス転移温度（Ｔ_ｇ）に影響を及ぼすことができる。一般に、可塑剤をより多く添加すると、Ｔ_ｇを低下させる。本発明のポリ（ビニルブチラール）ポリマーシートは、４０℃またはこれ以下の、３５℃またはこれ以下の、３０℃またはこれ以下の、２５℃またはこれ以下の、２０℃またはこれ以下の、および１５℃またはこれ以下のＴ_ｇを有する。

適切な任意の可塑剤を本発明のポリマー樹脂に添加して、ポリマーシートを形成するようにすることができる。本発明のポリマーシートにおいて使用する可塑剤には、とりわけ、多塩基酸または多価アルコールのエステルが含まれる。適切な可塑剤には、例えば、トリエチレングリコールジ−（２−エチルブチレート）、トリエチレングリコールジ−（２−エチリルヘキサノエート）、トリエチレングリコールジヘプタノエート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジヘキシルアジペート、ジオクチルアジペート、ヘキシルシクロヘキシルアジペート、ヘプチルおよびノニルアジペートの混合物、ジイソノニルアジペート、ヘプチルノニルアジペート、ジブチルセバケート、油で改質されたセバシン酸アルキドなどのポリマー可塑剤、および米国特許第３８４１８９０号において開示されたものなどのホスフェートとアジペートとの混合物および米国特許第４１４４２１７号において開示されたものなどのアジペート、ならびに前述したものの混合物および組合せが含まれる。使用することのできる他の可塑剤は、米国特許第５０１３７７９号に開示されたように、Ｃ_４からＣ_９のアルキルアルコールおよびＣ_４からＣ_１０の環式アルコールから製造された混合アジペートおよびヘキシルアジペートなどのＣ_６からＣ_８のアジピン酸エステルである。さまざまな実施形態において、使用される可塑剤は、ジヘキシルアジペートおよび／またはトリエチレングリコールジ−２エチルヘキサノエートである。

本明細書において使用される「樹脂」は、酸触媒および続いて行われるポリマー前駆体の中和から得られる混合物から、取り出されるポリマー（例えば、ポリ（ビニルブチラール））成分のことをいう。樹脂は一般に、ポリマー（例えば、ポリ（ビニルブチラール））に加えて、アセテート、塩、およびアルコールなどの他の成分を有する。本明細書において使用される「メルト」は、樹脂と可塑剤および場合によりその他の添加物との、融解された混合物のことをいう。

適切な任意の方法を使用して、本発明のポリマーシートを製造することができる。ポリ（ビニルブチラール）を製造するための適切な方法の詳細は、当業者に知られている（例えば、米国特許第２２８２０５７号および第２２８２０２６号を参照されたい）。一実施形態においては、Ｂ．Ｅ Ｗａｄｅ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｏｌｏｇｙ、第３版、Ｖｏｌｕｍｅ ８、３８１〜３９９頁（２００３）の、Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓに記載の溶媒法を使用することができる。別の実施形態において、前記文献に記載の水性法を使用することができる。ポリ（ビニルブチラール）は、例えば、Ｂｕｔｖａｒ（ビューツバル）（商標）樹脂としてＳｏｌｕｔｉａ Ｉｎｃ．、セントルイス、ミズリー州、から、さまざまな形態で市販されている。

ポリ（ビニルブチラール）ポリマーおよび可塑剤添加物を、当業者に知られている方法により、例えば、熱的に処理してシート形状に成形することができる。ポリ（ビニルブチラール）シートを成形する１つの例示的な方法は、樹脂、可塑剤、および添加物を含む融解されたポリ（ビニルブチラール）（以後「メルト」）を、メルトをシートダイ（例えば、１つの次元が、これと垂直な次元よりも実質的に大きい開口部を有するダイ）に強制的に通すことによって、押出成形することを含む。ポリ（ビニルブチラール）シートを成形する別の例示的な方法は、メルトをダイからローラー上へ流し出し、樹脂を固化させ、引き続き固化された樹脂をシートとして取り出すことを含む。

（ガラス上に多重ポリマー層を形成する方法）
本発明の窓は、当技術分野において知られているどの方法によっても製造することができる。さまざまな実施形態において、１枚の単板ガラスおよび１つの多重ポリマー層は、以下の層：ガラス／／ポリマーシート／／ポリマーフィルム／／ガラス、を積み重ね、次いで積層することによって形成される。この積み重ねの積層は、知られているオートクレーブ法を含む、当技術分野における任意の適切な積層方法によって実施することができる。積層後、ポリマーフィルムに接触しているガラス板をポリマーフィルムから剥がすことができ、上に配設されたポリマーシートおよびポリマーシート上に配設されたポリマーフィルムを有する１枚の単板ガラスが後に残される。

また、本発明は、本発明の任意の多層ポリマー層を上に配設したガラス板を製造するための、真空の非オートクレーブ法を使用することを含む方法を含む。本発明のさまざまな実施形態において、本発明の任意の多重ポリマー層を上に配設したガラス板は、米国特許第５５３６３４７号に記載の真空脱気非オートクレーブ法の実施形態を使用して、製造することができる。その他のさまざまな実施形態において、米国特許出願公開第２００３／０１４８１１４Ａ１号に記載の、ニップロール（ｎｉｐ ｒｏｌｌ）非オートクレーブ法の実施形態が使用される。

本発明によれば、２つの完全なガラスおよびポリマー構成体を有する層状の積層（ｓｔａｃｋ）が形成され、次いで適切な任意の方法で積層され、ポリマーフィルム／／ポリマーフィルム境界面で分離されて、それぞれ、上に多重ポリマー層を配設した２つの単板ガラスを作りだすことができる、２つの完全なガラス／多重ポリマー層構成体を有する積層された積層を作りだす、さらなる工程−「複二重層（ｄｏｕｂｌｅ ｂｉｌａｙｅｒ）」−が記載される。この方法は、上に多重ポリマー層が配設された単板ガラスを積層する際に、ガラスの犠牲板が使用される方法を改善したものである。何故なら、犠牲ガラス層が不必要となり、２つの完全なパネルをそれぞれの積層によって作ることができるからである。

さまざまな実施形態において、２つの構成体が積層するための積層を形成し、２つの構成体のそれぞれが、片面上にガラス層を、反対面上にポリマーフィルムを、およびガラス層およびポリマーフィルム層の間に配設された１つまたはそれ以上のさらなる層を有する。積層は、互いに接触して配設された、２つの外側のポリマーフィルム層によって形成される。この積層の配置は、以下に従って記載することができる：ガラス／／（１つまたはそれ以上のさらなる層）／／ポリマーフィルム／／ポリマーフィルム／／（１つまたはそれ以上のさらなる層）／／ガラス。積層の後で、２つの構成体は、ポリマーフィルム／／ポリマーフィルム境界面において容易に分離されることができ、２つの積層パネルを作る。

これらの実施形態において、今記載したばかりの方法によって製造される２つのパネルは、個々の任意の層と同様に、同一であることも異なっていることもできる。例えば、ポリマーフィルムはすべて同一であることも、または異なった特性を有することもできる。１つまたはそれ以上のさらなる層は、ポリマーシート、ポリマーフィルム、または窓ガラス層の任意の組合せであり得る。１つまたはそれ以上のさらなる層の例には、これに限らないが、ポリマーシート；ポリマーシート／／ポリマーフィルム／／ポリマーシート；ポリマーシート／／ガラス／／ポリマーシートおよびこれらの変形形態が含まれる。

図３において示されているように、この複二重層法のさまざまな実施形態は、以下の配置：ガラス（３０）／／ポリマーシート（３２）／／ポリマーフィルム（３４）／／ポリマーフィルム（３４’）／／ポリマーシート（３２’）／／ガラス（３０’）を有する、図示されたごとき層の積層を形成することを含む。積層の後で、２つの多層構成体は、２つのポリマーフィルム層３４、３４’の間の境界面で容易に分離されることができ、図２において示された概略図のような、単板ガラスの片面上に配設されたポリマーシートおよびポリマーシート上に配設されたポリマーフィルムを有する、２つの別々のガラス板をもたらす。これらの実施形態において、対応する層（すなわち、２つのポリマーシート３２、３２’）は、同一であることもまたは異なっていることもできる。

さらに別の実施形態において、剥離フィルムの１つまたはそれ以上の層を、ポリマーフィルム層３４、３４’の間で、図３において示された構成体中に、積層する前に取り入れる。積層の後で、１枚の剥離フィルムが使用される実施形態においては、２つの二重層は、剥離フィルムとポリマーフィルム層（３４または３４’）との間の接合点で分離されることができ、または１枚を超える剥離フィルムが使用される実施形態においては、２つの二重層は、２枚の剥離フィルムの間の接合点で分離されうる。得られた二重層の１つまたは２つは、ポリマーフィルム層（３４または３４’）の表面上に剥離フィルムを配設しているはずである。当技術分野において知られているように、剥離フィルムは、下にある層（１つまたは複数）を引っ掻きなどの機械的な損傷、および／またはその他の損傷から保護するのに役立つ。二重層が設置された後で、剥離フィルムを除去することが簡単であり、下にある層を乱すことなく除去を完了することができるように、剥離フィルムは配合される。

複二重層法のさまざまな実施形態において、米国特許出願公開第２００３／０１４８１１４Ａ１号において開示されているものなどのニップロール（ｎｉｐ ｒｏｌｌ）、非オートクレーブ工程または米国特許第５５３６３４７号において開示されているものなどの真空バッグ、非オートクレーブ工程を使用して、さまざまな層を積層する。例えば、配置：ガラス／／（１つまたはそれ以上のさらなる層）／／ポリマーフィルムを有する予備積層板を形成させることができる。次いで、同一の配置を有する第２の予備積層板を形成させ、ポリマーフィルムを互いに接触させるようにして第１の予備積層板に追加し、複二重層を形成することができる。別法としては、積層および分離後に２つのパネルを製造するのに必要な、所望される層のすべてを用いて、１度に１つの積層を形成することができる。いずれの場合においても、次いで、全積層を、ニップロール非オートクレーブ工程、真空バッグ非オートクレーブ工程、または従来のオートクレーブ工程を使用して、積層することができる。さまざまな実施形態における、例えば、ニップロール工程において、ポリマーシートの水分含有量は、最終積層まで０．３５重量％未満、およびより好ましくは約０．３０％または０．０１％から０．２％までに維持され、次いで、最終積層を、大気圧下で高熱によって実行することができる。別法として、ポリマーシートの湿気含有量は、０．２重量％を超え、または０．４％から０．６重量％であることができ、最終積層は、真空を絶えず減少させながら、オートクレーブ処理を行う必要なしに、高温で行うことができる。

本発明は、本発明の複二重層法によって製造された、上に多重ポリマー層を配設したガラスパネル、ならびにこれらのガラスパネルから製造される窓およびガラスパネル、ならびに特に、少なくとも１つの内側表面上に本発明の多重ポリマー層を有する断熱ガラスユニットのどれをも含む。

上記の多重ポリマー層を有するどのガラス板を製造した後でも、従来の手段を用いて１つまたはそれ以上の構成体を窓に組み込むことができる。勿論、多層ガラス窓における使用に加えて、複二重層法によって製造された多重ポリマー層を有するガラスパネルを、多層ガラス窓用途以外の、このような構成体が有用である用途において、例えば、さらなる安全が所望される単板ガラスの窓において、使用することができる。

上に挙げた実施形態に加えて、別の実施形態は、ガラス以外の剛性基板を含む。上に挙げたものと同じ多重ポリマー層を有することができるこれらの実施形態において、剛性基板は、アクリル、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）、Ｌｅｘａｎ（登録商標）、窓ガラスとして従来から使用されているその他のプラスチックを含むことができる。

また、本発明は、本発明の一部として本明細書に記載の多重ポリマー層構成体の任意のものを含む多層ガラス窓を含む。

また、本発明は、本明細書に記載のガラス／／多重ポリマー層構成体の任意のものを含むプラズマディスプレーパネルを含む。

また、本発明は、本発明のガラス／／多重ポリマー層構成体の任意のものを形成し、次いでこれらの構成体を枠内に配設して多層ガラス窓を形成することを含む、多層ガラス窓を製造する方法を含む。

（測定技法）
本発明で使用するための、さまざまなポリマーシートおよび／または合わせガラスの特性ならびに測定技法を説明することにする。

ポリマーシートおよび特にポリ（ビニルブチラール）シートの透明性は、シートを通って透過されなかった光を数量化したものである、ヘーズ値を測定することによって、求めることができる。本発明の％ヘーズは、以下の技法に従って測定することができる。ヘーズの量を測定する装置、ヘーズメータ、型式Ｄ２５（Ｈｕｎｔｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ（レストン、バージニア州）から入手可能である）を、視野角（ｏｂｓｅｒｖｅｒ ａｎｇｌｅ）２°で標準光源Ｃを用いて、ＡＳＴＭ Ｄ１００３−６１（再認可１９７７）−手順Ａに従って使用することができる。本発明のさまざまな実施形態において、％ヘーズは５％未満、３％未満、および１％未満である。

パメル（ｐｕｍｍｅｌ）接着は、以下の技法に従って測定することができ、ポリマーシートのガラスに対する接着を数量化するために、本明細書において「パメル（ｐｕｍｍｅｌ）」と呼ぶ場合は、以下の技法を用いてパメルを求める。２層のガラス積層板試料を、標準のオートクレーブ積層条件によって作製する。積層板を、約−１７℃（０°Ｆ）まで冷却し、ガラスを破壊するために、手を使用してハンマーで打ちつける（パメルする）。ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されていないすべての破損ガラスを除去し、ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されている残りのガラスの量を、目視により標準のセットと比較する。標準は、さまざまな程度のガラスが、ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されたまま残っている尺度に対応する。特に、ゼロのパメル標準においては、ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されたまま残っているガラスは存在しない。１０のパメル標準においては、ガラスの１００％がポリ（ビニルブチラール）シートに接着されたまま残っている。本発明の合わせガラスパネルに関しては、さまざまな実施形態は、少なくとも３、少なくとも５、少なくとも８、少なくとも９または１０のパメルを有する。その他の実施形態は、両端を含めて８から１０の間のパメルを有する。

ポリマーシートの「黄色指数（ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ）」は、以下に従って測定することができる：本質的に平面で平行である滑らかなポリマー表面を有する、厚さが１ｃｍのポリマーシートの透明な、成形円板を形成する。指数は、可視スペクトルにおける分光光度計の光透過率から、ＡＳＴＭ法Ｄ１９２５、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ」に従って測定される。数値は、測定された試料の厚さを用いて、１ｃｍの厚さに合わせて修正される。

本発明の積層多層構成体の「衝撃強度」は、以下の技法に従って求めることができる：
３０５ｍｍ×３０５ｍｍ（１２インチ×１２インチ）の積層パネル（「試験試料」）を、試験の直前に少なくとも４時間の間、２１℃から２９℃（７０°Ｆから８５°Ｆ）の温度に保持して、試験温度を確実に均一にする。試験試料を、ＡＮＳＩ Ｚ２６．１に従って製造された鉄鋼の枠内に支持する。

試料を収納した枠を、実質的に水平な場所に置く。２２４から２３０ｇ（０．５ポンド±０．１オンス）の滑らかな鋼球を、静止した出発地点から落とし、所定の高さを自由落下した場所で、球が、試料の中心から２５ｍｍ（１インチ）以内の範囲において、試料に当たることができるようにする。試料は、窓ユニットの外側に取り付けられた面に相当する試料面に鋼球が当たるように置かれる。試料が十分に破損して、球が貫通することができた試験を不合格として記録する。試料が元のままである、または球が貫通するのを阻止した試験を、合格として記録する。

試料の「衝撃強度」は、試料が、球が貫通するのを阻止することになる、最高の出発高さに等しい値である。

衝撃強度試験のために６枚のパネルを試験する。下の表は、各パネルの組成および衝撃強度試験の結果を示す。ポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）シートであり、約１８．７％の残留ポリ（ビニルアルコール）含有量およびトリエチレングリコールビス−（２−エチル）ヘキサノエート約３９ｐｈｒを含有している。ポリマーフィルムは、ポリ（エチレンテレフタレート）から形成する。層の厚さを括弧の中に示している。

表に示されたように、試験されたガラス／／ポリマーシート／／ポリマーフィルム構成体は少なくとも６メートルの衝撃強度を有する。

本発明によって、優れた衝撃強度、熱特性、および光学特性を有する、多層ガラス窓、および具体的には二重断熱ガラスユニットを提供することが、今や可能である。

本発明を例示的な実施形態を参照して説明してきたが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、さまざまな変更をなしうることおよび同等物を本発明の要素と置換しうることを理解するはずである。加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、多くの修正をなしうる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲に当てはまるすべての実施形態を含むものであることが意図されている。

さらに、本発明の任意の単独構成要素に与えられた、任意の範囲、数値、または特性を、本発明のその他のどんな構成要素に与えられた、任意の範囲、数値、または特性とも、交換可能な場合は交換して使用し、本明細書全体を通じて与えられたように、構成要素のそれぞれについて定義された数値を有する実施形態を構成することができることが理解されよう。例えば、与えられた任意の範囲の可塑剤に加えて、与えられた任意の範囲の、列挙された任意の残留ポリ（ビニルアルコール）を含有するポリ（ビニルブチラール）を含むポリマーシートを形成し、本発明の範囲内にある多くの変形形態を形成することができる。

図は、特段の指示がない限り、縮尺して描かれてはいないことを理解すべきである。

本明細書において参照された、定期刊行物の論文、特許、特許出願、および書籍を含むそれぞれの参考資料は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。

ガラス板２枚の断面概略図である。 上に配設された多重ポリマー層を有する単板ガラスの断面概略図である。 加工中の、および窓において使用される前の、ガラス板および多重ポリマー層断面概略図である。

Claims (24)

1. 内表面を有する第１のガラス板；
   内表面を有する第２のガラス板（前記第２のガラス板は、前記第１のガラス板に関して、前記第１のガラス板と前記第２のガラス板との間に空間を形成するように配設されている）；
   前記第１のガラス板の前記内表面に接触して配設されているポリマーシート層（前記ポリマーシート層は０．２から３．０ｍｍの厚さを有し、ならびに少なくとも１つのポリマーシートを備えている）；および
   前記ポリマーシート層に接触して配設されたポリマーフィルム
   を含む、多層ガラス窓。
2. 前記ポリマーシートが可塑化ポリ（ビニルブチラール）を含む、請求項１の窓。
3. 前記ポリマーシートが、ブロッキング防止剤、可塑剤、染料、顔料、安定剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、およびこれらの組合せからなる群から選択される剤をさらに含む、請求項２の窓。
4. 前記ポリマーフィルムがポリ（エチレンテレフタレート）を含む、請求項１の窓。
5. 前記ポリマーフィルムが赤外線反射層を含む、請求項４の窓。
6. 前記ポリマーシートが、０．２５から１．０ｍｍの厚さを有する、請求項１の窓。
7. 前記ポリマーシートが、０．２５から０．５ｍｍの厚さを有する、請求項１の窓。
8. 前記第１のガラス板および前記第２のガラス板が、２枚のガラス板を用いた断熱ガラスユニットに配設されている、請求項１の窓。
9. 前記第２のガラス板の前記内表面に接触して配設されたポリマーシートをさらに含む、請求項１の窓。
10. 前記第２のガラス板の前記内表面に接触して配設された前記ポリマーシートに接触して配設されたポリマーフィルムをさらに含む、請求項９の窓。
11. 前記第１のガラス板が、強化ガラス、熱処理されたガラス、またはソーラーガラスである、請求項１の窓。
12. 前記第２のガラス板が、強化ガラス、熱処理されたガラス、またはソーラーガラスである、請求項１１の窓。
13. 内表面を有する第１のガラス板；
    内表面を有する第２のガラス板（前記第２のガラス板は、前記第１のガラス板に関して、前記第１のガラス板と前記第２のガラス板との間に空間を形成するように配設されている）；
    前記第１のガラス板の前記内表面に接触して配設されているポリマーシート層（前記ポリマーシート層は少なくとも１つのポリマーシートを備えている）；および
    前記ポリマーシートに接触して配設されたポリマーフィルム
    を含み、前記ポリマーシート層および前記ポリマーフィルムを有する前記第１のガラス板の衝撃強度が少なくとも３メートルである多層ガラス窓。
14. 前記衝撃強度が少なくとも５メートルである、請求項１３の窓。
15. 前記衝撃強度が少なくとも７メートルである、請求項１３の窓。
16. 前記ポリマーシートが可塑化ポリ（ビニルブチラール）を含む、請求項１３の窓。
17. 前記ポリマーシートが、ブロッキング防止剤、可塑剤、染料、顔料、安定剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、およびこれらの組合せからなる群から選択される物質をさらに含む、請求項１６の窓。
18. 前記ポリマーフィルムがポリ（エチレンテレフタレート）を含む、請求項１３の窓。
19. 前記ポリマーフィルムが赤外線反射層を含む、請求項１８の窓。
20. 前記第１のガラス板および前記第２番目のガラス板が、２枚のガラス板を用いた断熱ガラスユニットに配設されている、請求項１３の窓。
21. 前記第２のガラス板の前記内表面に接触して配設されたポリマーシート層をさらに含む、請求項１３の窓。
22. 前記第２のガラス板の前記内表面に接触して配設された前記ポリマーシート層に接触して配設されたポリマーフィルムをさらに含む、請求項２１の窓。
23. 前記第１のガラス板が、強化ガラス、熱処理されたガラス、またはソーラーガラスである、請求項１３の窓。
24. 前記第２のガラス板が、強化ガラス、熱処理されたガラス、またはソーラーガラスである、請求項２３の窓。

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