JP2012020919A - 複層ガラス用スペーサ - Google Patents

Abstract

【課題】曲げても屈曲面の色が変わらない複層ガラス用スペーサを提供する。
【解決手段】２枚の板ガラスが所定の間隔を置いて対向するよう当該２枚の板ガラスの間で板ガラスの周縁部に沿って設けられる複層ガラス用スペーサ１であって、長尺な芯体１０と、芯体１０の長さ方向Ｌに沿った芯体外表面を覆う筒状の被覆体２０と、を備え、芯体１０は吸湿剤を含有する樹脂組成物からなり、被覆体２０は、不透明であると共に、上記複層ガラス用スペーサを屈曲させた場合に白色化しない樹脂組成物で構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、２枚の板ガラスが所定の間隔を置いて対向するよう当該２枚の板ガラスの間で板ガラスの周縁部に沿って設けられる複層ガラス用スペーサに関する。

従来、複層ガラスは、２枚のガラスの間に空気層を挟んで構成されていて断熱性能を高めるための建具として利用されており、部屋の内外の温度差が原因で生じる結露などの発生を減少させることができる。
この複層ガラス１００は、例えば図８に示すように、２枚の板ガラス１１１，１１２と、これらの２枚の板ガラス１１１，１１２が所定の間隔を置いて対向するよう当該２枚の板ガラス１１１，１１２の間で板ガラス周縁部に沿って設けられたスペーサ１２０と、２枚の板ガラス１１１，１１２を支持する枠体１５０と、から構成されている。さらに、複層ガラス１００には、シリカゲル，ゼオライト等の吸湿剤がスペーサ１２０に含有されている。この吸湿剤によって中間の空気層Ａの湿気が除去されて複層ガラス内面の結露を防止している。このような複層ガラスが特許文献１に開示されている。

特表平１１−５０８００６号公報

図９は従来の複層ガラス１００の部分斜視図である。図中の二点鎖線が複層ガラスの周縁を表している。従来の複層ガラス１００では、周縁に沿ってスペーサ１２０が設けられている。このスペーサ１２０は長尺に形成されていて、複層ガラス１００の周縁に長さ方向を沿わせて配設される。例えば図９に示すように複層ガラス１００は、底辺から側縁へ繋がるコーナー部Ｃを有するため、コーナー部Ｃで向きを変えるよう折り曲げる必要がある。従来のスペーサ１２０は、塩化ビニル、ポリプロピレン等の樹脂にゼオライト、シリカゲル等の吸湿剤を含有させて成る樹脂組成物であり、例えば黒色に着色されている。このような樹脂組成物で構成される従来のスペーサ１２０を図１０に示すように折り曲げた場合、屈曲部、具体的には符号αの破線で囲う領域部分が黒色から白色に変わる。このようにスペーサ１２０の色が部分的に白色化（以下、白化と呼ぶ場合もある。）すると、複層ガラスの見栄えが劣ることになってしまう。

特許文献１に開示のスペーサも、シリカゲルなどを含んだコアや接着フィルムは、それを外部から隠すようには構成されていないため、前述と同様に、折り曲げた部分が白色化し得る。

本発明は、上記課題を考慮して創作されたものであり、折り曲げても屈曲面の色が変わらない複層ガラス用スペーサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、２枚の板ガラスが所定の間隔を置いて対向するよう当該２枚の板ガラスの間で板ガラスの周縁部に沿って設けられる複層ガラス用スペーサであって、長尺な芯体と、芯体の長さ方向に沿った芯体外表面を覆う筒状の被覆体と、を備え、芯体は吸湿剤を含有する樹脂組成物からなり、被覆体は不透明であると共に、複層ガラス用スペーサを屈曲させた場合に白色化しない樹脂組成物で構成されていることを特徴としている。

本発明の複層ガラス用スペーサにおいて、芯体が四角柱状に形成され、金属板が芯体の長さ方向に沿った一側面と前記被覆体との間に設けられている。

本発明の複層ガラス用スペーサにおいて、被覆体の前記金属板に接する部分が反対側の部分よりも厚く形成されている。

本発明によれば、芯体の外周を不透明な被覆体で覆っているため、白色化した芯体が直に使用者の目に触れることを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る複層ガラス用スペーサを示す斜視図である。 図１の複層ガラス用スペーサのＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。 本実施形態のスペーサを適用した複層ガラスの部分斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る複層ガラス用スペーサの拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係る複層ガラス用スペーサの拡大断面図である。 図５の複層ガラス用スペーサの複層ガラスコーナー部に配設した状態を示す部分断面図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係る複層ガラス用スペーサの拡大断面図である。 従来の複層ガラスの断面図である。 従来の複層ガラスの部分斜視図である。 従来の複層ガラスのスペーサを示す部分斜視図である。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る複層ガラス用スペーサ（以下、単にスペーサと呼ぶ。）１を示す斜視図であり、図２は図１のスペーサ１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図である。
スペーサ１は線状型に形成されており、図１ではその全長の一部を実線で表しており、図示のサイズは例示である。
本実施形態のスペーサ１は芯体１０と被覆体２０とから構成されている。

芯体１０は樹脂に吸湿剤を含有した樹脂組成物で構成されている。
樹脂としては、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）などを使用することができる。
吸湿剤としては、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナなどを使用することができる。吸湿剤含有量は、芯体全体の３０〜６０ｗｔ％が好ましい。なお、３０ｗｔ％未満の場合は吸湿能力が不足しがちであり、６０ｗｔ％より多い場合は成形性が悪化する。
この芯体１０は、長尺に形成されており、図示例では断面が長方形状に形成されている。芯体１０の長さ方向Ｌ（図１参照）に沿って延びた各面を、以下それぞれ側面と呼び、それぞれ区別するために異なる符合１１，１２，１３，１４を付す。これらの側面１１〜１４によって、芯体１０の長さ方向Ｌに沿った外表面は角筒状に形成されている。

被覆体２０は樹脂に着色剤を含有した樹脂組成物で不透明に構成されている。
被覆体２０を構成する樹脂としては、塩化ビニル、オレフィン系熱可塑性エラストマー、例えばポリプロピレンにスチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体ブレンド（ＰＰ＋ＳＥＢＳ）などを使用することができる。
この被覆体２０は、芯体１０の外周面、つまり四つの側面１１〜１４を囲うように筒状に形成されている。具体的には、被覆体２０は芯体１０の動きに追随するよう、被覆体内周面は芯体１０の外周面に密着している。このため、本実施形態では、被覆体２０は四角形の筒状に形成されている。被覆体２０の長さ方向Ｌ（図１参照）に沿って延びた外周の各面を、以下それぞれ外側面と呼び、それぞれ区別するために異なる符合２１，２２，２３，２４を付す。
この被覆体２０の厚みは、少なくとも０．１ｍｍあればよい。このように、被覆体２０は厚みを薄くした被覆層として形成されてもよい。本実施形態において、被覆体２０は、厚みの薄い被覆層を含む概念で使用している。なお、被覆体２０は、安定した品質とするため、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の厚みのある範囲で使用するのが好ましい。

スペーサ１を構成する芯体１０と被覆体２０とは、芯体１０がビニル系であれば被覆体２０もビニル系の材料を使用し、芯体１０がオレフィン系であれば被覆体２０もオレフィン系の材料を使用するなど、両者は同系の樹脂材料を使用する。これは、芯体１０と被覆体２０とを接着させるためである。

本実施形態のスペーサ１は、ミキサーで芯体１０を構成する樹脂と吸湿剤とを混練した後、押出機で芯体１０とその周りに被着した被覆体２０とを同時に押出し成形することで、製造することができる。

このように製造されたスペーサ１は、２枚の板ガラスが所定の間隔を置いて対向するよう当該２枚の板ガラスの間で板ガラスの周縁部に沿って設けて、使用に供される。
ここで、図３は、本実施形態のスペーサ１を適用した複層ガラス５０の部分斜視図である。図３において、二点鎖線が複層ガラス５０の周縁を表しており、この二点鎖線に沿ってスペーサ１が設けられるが、図３ではその一部だけを表し、その他の部分の表示を省略している。一対のガラス５１，５２も一部だけを表している。

図３に示すように、複層ガラス５０の底辺から側縁へ繋がるコーナー部Ｃでは、弾力性を有するスペーサ１は曲げられて配設される。ここで、芯体１０を構成する樹脂組成物は吸湿剤を含有するため、曲げられた樹脂組成物の屈曲部、例えば黒色に形成された樹脂組成物の曲げられた部分の表面が白色になり得るが、芯体１０の外周、つまり４つの側面１１〜１４が被覆体２０で被覆されているため、白色化した樹脂組成物の一部の表面を直接視認することはできない。

このように本実施形態のスペーサ１によれば、芯体１０の外周を不透明な被覆体２０で覆っているため、白色化した芯体１０が直に使用者の目に触れることを防止できる。

〔第２実施形態〕
図４は本発明の第２実施形態に係るスペーサ２の拡大断面図である。この図は図１のＡ−Ａ線に沿った図に対応しており、スペーサ２の長手方向に直交する平面で切った拡大断面図である。
本実施形態のスペーサ２は芯体１０と被覆体２０と金属板３０とから構成されている。前述の実施形態の構成と同じ或いは同等のものには同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

金属板３０はスペーサ２の形態を保持するためのものであり、スペーサ２の全長に亘って設けられている。金属板３０は芯体１０の一側面、図中の下側の側面１１に密接して配設されている。被覆体２０は芯体１０と共にこの芯体１０に密着した金属板３０を被覆する。
また、図示例の金属板３０の厚みｔ１は芯体１０の厚みｔ２よりも薄く形成され、幅ｗ１は芯体１０の幅と同じ寸法に設定されているが、金属板３０の厚みｔ１や幅ｗ１は、スペーサ２を変形させた際、元の姿勢に戻ろうとする樹脂の弾性力に抗して変形後の姿勢が保持されるように、選定される。金属板３０としては、例えばアルミニウム板などを使用することができる。

本実施形態のスペーサ２は金属板３０を備えることで、例えば図３に示すように、コーナー部Ｃで曲げた形状を維持できる。このような保形機能を有することで、スペーサ２が形態を維持させるための別途の手段、例えば窓枠などの周辺の部材に固着させるための接着剤自体の省略化、或いはその量を低減させることができる。
また、金属板３０は芯体１０の複層ガラス外側に密着して設けられているため、外気の水分が芯体１０に浸透することを防止できる。

〔第３実施形態〕
図５は本発明の第３実施形態に係るスペーサ３の拡大断面図である。この図は図２のＡ−Ａ線に沿った図に対応しており、スペーサ３の長手方向に直交する平面で切った拡大断面図である。
本実施形態のスペーサ３は芯体１０と被覆体２０と金属板３０とから構成されている点では前述の第２実施形態の構成と同じであるが、芯体１０及び金属板３０を被覆する被覆体２０の厚みが芯体回りの部分によって相違している点で第２実施形態と異なる。具体的には、図５に示すように、被覆体２０の金属板３０に接する部分の厚みｔ３が、その反対側の部分、つまり金属板３０に接する側面１１の反対側の側面１３に接する部分の厚みｔ４よりも、厚く形成されている。

金属板３０を有するスペーサ３を複層ガラス５０の周縁に沿って配設する場合、図６に示すように、金属板側が外寄りに配置される。なお、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿った断面図に相応する。図６中の二点鎖線は、図３と同様に、複層ガラス５０の周縁を部分的に表している。この図に示すように、コーナー部Ｃにおいて、曲げられたスペーサ３は外側の角部３ａ、つまり外方向に突き出るように角を成す部分を有する。この角部３ａには屈曲時に引張応力が内側の角部よりも大きくかかるため、最も白色化し易い。

本実施形態では、外側の角部３ａで引張応力が大きく作用する部位を、被覆体２０の肉厚部分で構成している。これにより、芯体１０に作用する引張応力を低減できるので、芯体１０の白色化を減少でき、芯体１０の白化の隠蔽性能を高めることができる。

さらに、本実施形態のスペーサ３は、図６に示すように、肉厚部分よりも薄く形成された芯体１０の側面１３が複層ガラス５０の空気層Ａに対向するように、つまり、側面１３が側面１１よりも空気層Ａに近くなるように、向きが選定されて複層ガラス５０の周縁に沿って配置される。このようにスペーサ向きが選定されることで、図５に示すように、外気に触れ易い被覆体２０の外側面２１から芯体１０の側面１１までの間隔、即ち厚みｔ３が、複層ガラス５０の中間の空気層Ａに触れる内側の外側面２３から芯体１０の内側の側面１３までの間隔、即ちつまり厚みｔ４よりも広く設定（ｔ３＞ｔ４）されている。これにより、芯体１０が、外気の水分を多く吸収して機能が低減することを防止できる。

図７は本発明の第３実施形態の変形例に係るスペーサ３′の拡大断面図である。この図は図２のＡ−Ａ線に沿った図に対応しており、スペーサ３′の長手方向に直交する平面で切った拡大断面図である。
図７のスペーサ３′は、第３実施形態のスペーサ３から金属板３０を省略した構成であり、言い換えれば第１実施形態のスペーサ１の被覆体２０の外側面２１部位を肉厚に構成したものである。このスペーサ３′も、外気に触れ易い外側面２１から芯体１０までの間隔が、複層ガラス５０の中間の空気層Ａに触れる内側の外側面２３から芯体１０までの間隔よりも広く設定されている。

以下、スペーサの芯体と被覆体とに関する実験例１，２を説明するが、これによりこの発明の実地態様が限定されるものではない。

〔実験例１〕
（１）芯体の白色化の評価
スペーサを構成する芯体１０を用意し、９０°曲げた場合の表面白色化を評価した。
ここで、白色化評価のスペーサ曲げ角度を９０°としたのは、現在普及している多くの複層ガラスが９０°をなすコーナー部を有し、このような複層ガラスにスペーサが多く使用されるからである。以下、他の実験でも同様の理由で９０°としている。

（１−１）材料
樹脂： 塩化ビニル樹脂 商品名『ＪＺ４２７Ｂ』信越ポリマー株式会社製
引張弾性率： １５ＭＰａ（９０°に屈曲させても白化しない）
吸湿剤： ゼオライト 商品名『モレキュラーシーブ３Ａ』ユニオン昭和株式会社製

（１−２）配合割合
タイプ１： 樹脂６０ｗｔ％，吸湿剤４０ｗｔ％
タイプ２： 樹脂５０ｗｔ％，吸湿剤５０ｗｔ％
タイプ３： 樹脂４０ｗｔ％，吸湿剤６０ｗｔ％

（１−３）測定方法
測定環境： ２３℃，５０％ＲＨ
測定機種： 製品名『ストログラフ ＶＥ１００』株式会社東洋精機製作所製
試験方法： ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠
測定対象： 加熱プレスで２ｍｍ厚のシートを作製して３号ダンベル型で打ち抜いたものを引張試験に使用した。
引張速度： ５００ｍｍ／ｍｉｎ

（１−４）混練方法
混練機： 製品名『ラボプラストミルミキサー Ｒ１００』株式会社東洋精機製作所製
混練条件： １７５℃，５０ｒｐｍ
混練時間： １０ｍｉｎ

（１−５）引張試験結果
試験結果を下記の表１〜表３に示す。

（１−６）評価まとめ
本実験に使用した塩化ビニル樹脂は、引張弾性率を１５ＭＰaとする柔軟な樹脂であり、当該樹脂だけで形成したフィルムを９０°屈曲させても白色化しなかったのに対し、上記表１〜表３のように吸湿剤を樹脂に混合すると、樹脂の引張弾性率が増加して白色化した。また、吸湿剤の配合割合が増加するに従い、引張弾性率も大きくなり、つまり樹脂が固くなり、白色化が顕著になる傾向が見られた。

〔実験例２〕
（２）被覆体の白色化の評価
（実験２−１）被覆体の曲げ弾性率と屈曲時の表面白色化評価
スペーサの被覆体２０を構成する材料を検討するため、曲げ弾性率の異なる材料で成るシート片を複数用意し、表面白色化を評価した。

（２−１−１）実験条件
１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍ厚のシートを加熱プレス機で作製し、そこから１０ｍｍ幅のシートを切り出して、１秒でＲ＝５ｍｍ以下になるように９０°に屈曲して、白色化の有無を調査した。

（２−１−２）実験結果
実験結果を表４に示す。

※表４では有効数字を２桁で表示している。

（実験２−２）被覆体の厚みと９０°屈曲時の表面白色化評価
芯体１０とそれを覆う被覆体２０とから成るスペーサを作製して、被覆体の厚みに関する表面白色化を評価した。

（２−２−１）実験条件
芯体： ＥＭＭＡ（商品名『アクリフトＷＨ４０１』住友化学株式会社製）６０ｗｔ％とゼオライト（商品名『モレキュラーシーブ３ａ』ユニオン昭和株式会社製）４０ｗｔ％とのブレンド（曲げ弾性率：１１０ＭＰａ）
被覆体： 熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ、商品名『エスポレックス８２０』住友化学株式会社製、曲げ弾性率：２４ＭＰａ）
成形方法： プレス成形
成形機 ： 加熱プレス機（井元製作所製）
スペーサの大きさ： 断面方形状で芯体の表面に、等厚の被覆体を設けた成形体で幅１２ｍｍ、高さ７ｍｍ、長さ１０ｍｍ
屈曲方法： 人が、１秒程度でＲ＝５ｍｍ以下となるように、９０°に屈曲した。

（２−２−２）実験結果
実験結果を表５に示す。

尚、表５において厚みが『０』とは被覆体を備えていない場合であり、芯体が上記屈曲方法によって白色化することを表している。

（２−３）実験２のまとめ
実験２−１によれば、曲げ弾性率が１１０ＭＰａの樹脂は僅かに白色化するが、使用に際して問題はない程度であった（表４）。このことから、吸湿剤を含有していない曲げ弾性率１１０ＭＰａ以下の樹脂は、９０°屈曲してもほとんど白色化せず、被覆体として好適に使用できると言える。
また、実験２−２によれば、曲げ弾性率が１１０ＭＰａの樹脂でなる芯体は９０°屈曲で白色化するが、被覆体が厚み０．１ｍｍ以上あれば芯体の表面が外部から確認することはできない（表５）。このことから、吸湿剤を含有していない樹脂で厚みを０．１ｍｍ以上にすることで、被覆体として好適に使用できると言える。

（２−４）実験総まとめ
実験１の芯体に関する白色化評価と実験２の被覆体の白色化評価とから、本発明では、芯体の外表面に密着した被覆体は、芯体の動きに追随して変形させた際、芯体自体が白色化しても、被覆体表面は白色化しないように樹脂材料が選定されるべきとの結果を得られた。実験例の被覆体は、吸湿剤を含有していない曲げ弾性率１１０ＭＰａ以下の樹脂で厚みを０．１ｍｍ以上に構成されていれば、図３に示すような、９０°のコーナー部Ｃを有する複層ガラス５０の使用に好適に使用できると言える。

以上詳述したが、本発明は発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。

たとえば、本発明のスペーサは、図示例の寸法比率に限定されるものではない。

芯体や被覆体の断面形状は、図示例の長方形に限定されるものではなく、正方形や円形、楕円、三角形、５角以上の多角形状に形成されてもよい。

また、本発明のスペーサは内側の芯体と外側の被覆体との所謂２層構造でなり、スペーサを曲げた場合に生じる芯体の白色化を外皮である被覆体が隠蔽することを要旨としており、上記説明ではスペーサを９０°屈曲させた場合、つまり複層ガラス５０のコーナー部Ｃで白色化する問題を提示したが、スペーサの用途は輪郭が長方形状の複層ガラスに限定されるものではないことは勿論である。例えば、本発明を適用できる複層ガラスの輪郭は、正方形、円形、楕円、三角形、五角以上の多角形などであってもよい。このような輪郭に沿って本発明のスペーサを配設する際にスペーサを曲げて、例えば曲げ角度θ（図６参照）は９０°未満であったり９０°より大きかったりする。このように、スペーサを適用する複層ガラスの輪郭が成す角度は９０°以外もあるので、被覆体を構成する樹脂の曲げ弾性率は１１０ＭＰａ以下に限られないことは勿論で、当該数値は一使用例を示したものである。曲げ角度θが９０°より大きければ、つまり鈍角であれば、使用可能な被覆体を構成する樹脂の曲げ弾性率は１１０ＭＰａより大きくなる。
このように、本発明は、芯体の白色化を隠蔽するよう被覆体の樹脂組成物が選定されて、構成される。

１，２，３，３′ スペーサ
３ａ，３ｂ スペーサの角部
１０ 芯体
１１〜１４ 芯体の側面
２０ 被覆体
２１〜２４ 被覆体の側面
３０ 金属板
５０ 複層ガラス
５１，５２ ガラス
Ａ 複層ガラスの中間の空気層
Ｃ 複層ガラスのコーナー部

Claims (5)

1. ２枚の板ガラスが所定の間隔を置いて対向するよう当該２枚の板ガラスの間で板ガラスの周縁部に沿って設けられる複層ガラス用スペーサであって、
   長尺な芯体と、
   上記芯体の長さ方向に沿った芯体外表面を覆う筒状の被覆体と、を備え、
   上記芯体は吸湿剤を含有する樹脂組成物からなり、
   上記被覆体は、不透明であると共に、上記複層ガラス用スペーサを屈曲させた場合に白色化しない樹脂組成物で構成されていることを特徴とする、複層ガラス用スペーサ。
2. 前記被覆体は樹脂に着色剤を含有しており、
   上記樹脂の曲げ弾性率は１１０ＭＰａ以下であり、
   前記被覆体の厚みは０．１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の複層ガラス用スペーサ。
3. 前記芯体が四角柱状に形成され、
   金属板が、前記芯体の長さ方向に沿った一側面と前記被覆体との間に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複層ガラス用スペーサ。
4. 前記被覆体の前記金属板に接する部分が反対側の部分よりも厚く形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の複層ガラス用スペーサ。
5. 前記芯体が四角柱状に形成され、
   前記被覆体の前記芯体の一側面に接する部分が反対側の部分よりも厚く形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複層ガラス用スペーサ。