JP2012030980A

JP2012030980A - 乳白色／透明の切り換えが可能な複層ガラス

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Publication number: JP2012030980A
Application number: JP2010169118A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Ishikawa; 神兵石川
Original assignee: ID KK
Current assignee: ID KK
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】透明／乳白色の切り換えが容易であって断熱効果の優れた複層ガラスを提供すること。
【解決手段】２枚のガラス板、その２枚のガラス板の間に空間部を保持するためのスペーサー、そのスペーサーの内部に収納された乾燥剤およびシール剤より形成された複層ガラスであって、一方のガラス板の内側には、電圧の負荷時には乳白色に着色し、また電圧の無負荷時には透明となる液晶フィルムが装着され、他方のガラス板の内側には透明断熱フィルムが装着されていることを特徴とする、乳白色／透明の切り換えが可能な複層ガラス。
【選択図】図１

Description

本発明は、乳白色／透明の切り換えが可能な複層ガラスに関する。更に詳しくは、断熱性が極めて高く、乳白色と透明の切り換えが簡単に可能であり、その上全体の厚みが小さい複層ガラスに関する。

近年、エネルギー資源の有効利用が注目されており、複層ガラスも建築物、保温、保冷容器などにおける省エネルギー対策の１つとして注目されている。現在製造されている複層ガラスは、２枚のガラス板により形成された空間がシール剤によって密封され、密封された空間は乾燥空気を封入したり、シリカゲルなどの乾燥剤を用いて乾燥状態を保持するように構成されている。

最近、複層ガラスの省エネルギー効果を向上させるために、複層ガラスと透明断熱フィルムとを組合せて使用することも提案されている。一方、複層ガラスの空間の間隔（厚み）は、通常６ｍｍ以上であり、一枚のガラスの厚みは、一般には約３ｍｍであるので複層ガラス全体の厚みは少なくとも１２ｍｍとなる。

特開平８−１６９７３３号公報

複層ガラスは、通常サッシ枠に挿入した形態で使用される。複層ガラスの厚みが厚いと、サッシ枠も含めて扉全体の重さが大きくなる。従って複層ガラスの厚みを小さくし、全体の重さを軽くする努力が払われてきた。その１つとして、ガラスの厚みを最近では２．７ｍｍとしたものが使用されているが、機械的強度の点からガラスの厚みはこれが限界と云われている。

一方、空間の間隔を薄くすることは、断熱機能を低下させることや間隔を保持するスペーサーの構造の問題から前述したように６ｍｍの間隔を少なくとも必要としていた。スペーサーは、従来使用されている構造は、その内に乾燥剤を保持するスペーサーを有し且つ二枚のガラスの間隔を一定巾に堅持するために、断熱形状が□の字形であって、密封された空間側に空気が流通しうるスリットを有するものが使用されていた。しかしこのような断面形状のスペーサーを使用する限り、ガラス間隔を６ｍｍ以下とすることは困難であった。

本発明者は、複層ガラスのスペーサーの構造について種々研究を進めた結果、特定形状の構造のスペーサーは、スペーサー材の一方の厚みを薄くでき、しかも乾燥剤を収納する空間を保持できることを見出し先に提案した（特許文献１参照）。

すなわち、本発明者が特許文献１により提案した複層ガラスは少なくとも２枚のガラス板、２枚のガラス板の間に空間部を保持するためのスペーサー、スペーサーの内部に収納された乾燥剤およびシール剤より形成された複層ガラスであって、（ｉ）スペーサーは板状の成形体より形成され、（ｉｉ）スペーサーは、ガラス板の間に設置した場合、少なくとも一方のガラス面には実質的に線もしくは点接触し、（ｉｉｉ）スペーサーは乾燥剤をその内部に収納しうる形状を有し、且つ（ｉｖ）スペーサーはその内部と２枚のガラス板の間の空間部と気体が流通しうる連通路を有している、ことを特徴とする複層ガラスである。

この複層ガラスは、２枚のガラスの間隔を極めて小さくでき全体の厚みを薄くできる複層ガラスであって、例えば２枚のガラスの間隔は１．７〜５ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍ、全体の厚みは７．１〜１１ｍｍであって、従来品と比べると大変薄いものであり、従来の単層ガラス用のサッシ枠をそのまま使用できる利点を有している。

本発明者は前記薄型の複層ガラスの改良、殊に新しい機能が付与された複層ガラスについて研究を進めた。
通常ガラス窓は透明であって室の内外から互いに見通しできることが１つの利点である。しかし場合によっては見通しを遮断するか或いは見にくくすることが望まれることがある。このような手段としては、カーテン、レースカーテンまたはブラインドを窓の内側に設置して、それらを開閉する方法が一般的である。しかしこれらの手段は窓の内側に特別のレールや枠を取り付けることが必要となり、構造も複雑となる。窓の構造や場所によっては、カーテンやブラインドを設置できない場合もある。

本発明者は、通常は透明な複層ガラス窓であって、窓の内側にカーテンやブラインドを設置しなくとも窓の透明ガラスを半透明の乳白色に容易に切り換えることができる断熱性の高い複層ガラスの開発について研究を進めた。その結果、電圧の負荷或いは無負荷によって乳白色／透明になる液晶フィルムを利用し、この液晶フィルムを複層ガラスの一方のガラスの内側に貼り付けた複層ガラスは構造もシンプルであり、乳白色／透明の切り換えが極めて容易であることが見出された。この液晶フィルムによる乳白色は、光は透過するものの、丁度スリガラス様の半透明ガラスとなり、室の内外から互いの細かな様子を明確に判別することはできないものである。

かくして本発明によれば、２枚のガラス板、その２枚のガラス板の間に空間部を保持するためのスペーサー、そのスペーサーの内部に収納された乾燥剤およびシール剤より形成された複層ガラスであって、一方のガラス板の内側には、電圧の負荷時には乳白色に着色しまた電圧の無負荷時には透明となる液晶フィルムが装着され、他方のガラス板の内側には透明断熱フィルムが装着されていることを特徴とする、乳白色／透明の切り換えが可能な複層ガラスが提供される。

本発明の前記複層ガラスは、前記スペーサーが（ｉ）板状の成形体より形成され、（ｉｉ）２枚のガラス板の間に設置した場合少なくとも一方のガラス面には実質的に線もしくは点接触し、（ｉｉｉ）乾燥剤をその内部に収納しうる形状を有し、且つ（ｉｖ）その内部と２枚のガラス板との間の空間部と気体が流通しうる連通路を有している、ものであることが好ましい。

本発明の複層ガラスは、電圧の負荷或いは無負荷（つまり電源スイッチのＯＮまたはＯＦＦ）によって、容易にガラス窓を透明／乳白色に切り換えることができ、しかも断熱性にも優れかつ全体の厚みを薄くすることが可能となる。

従って、カーテンやブラインドを併設する必要がなく、透明の窓ガラスを半透明の乳白色へ容易に切り換えることができ、その構造が大変シンプルであり、液晶フィルムの使用によってエネルギコストも僅かである。

本発明の複層ガラスの周囲における断面構造の一例を示すものである。

以下本発明の複層ガラスについて図１によりさらに詳しく説明する。

本発明に使用されている複層ガラスは２枚のガラス板、２枚のガラス板の間に空間部を保持するためのスペーサー、スペーサーの内部に収納された乾燥剤およびシール剤より形成された複層ガラスであって、(ｉ)スペーサーは板状の成形体より形成され、(ｉｉ)スペーサーは、ガラス板の間に設置した場合、少なくとも一方のガラス面には実質的に線もしくは点接触し、(ｉｉｉ)スペーサーは乾燥剤をその内部に収納しうる形状を有し、且つ(iv)スペーサーはその内部と２枚のガラス板の間の空間部と気体が流通しうる連通路を有している複層ガラスであって、２枚のガラス板のうち一方のガラス板の内側には、液晶フィルム９が装着され、他方のガラス板の内側には透明断熱フィルムが装着されていることを特徴としている。

この複層ガラスにおけるスペーサーは、２枚のガラス板の間に設置した場合、少なくとも一方のガラス面には実質的に線接触または点接触している。この接触の状態を図１により説明する。図１は複層ガラスの周囲における断面構造の一例を示したものである。図１において、２つのガラス板２,２’はスペーサー１によって空間が形成されている。このスペーサー１は、１つのガラス板２には線で接触し、他のガラス板２’には面で接触している。この図１の場合、ガラス板２とスペーサー１との接触している点は、図面上スペーサー１の右端部であり、両面接着テープ５を介して接触した構造である。この両面接着テープ５は複層ガラスの組立て加工を容易にし、且つシール性を向上させるために使用されるものであり、必ずしも必要なものではない。

図１において、スペーサー１はガラス板２’とは面で接触しており、両面接着テープ６を介して結合している。この両面接着テープ６は複層ガラスを組立てる場合、スペーサー１をガラス板の所定の位置に固定化するために利用され、またシール効果も併せて有している。すなわち、ガラス板のスペーサー１を固定化する位置に予め両面接着テープ６を貼っておき、その上にスペーサー１を貼ることによってスペーサー１を所定の位置に固定化することが容易に可能となる。

図１において、スペーサー１は、２つのガラス板の間に設置されることによって、２つのガラスの間隔を一定に固定化し保持すると共に、乾燥剤を収納する空間７を形成する機能を有している。この空間７は、乾燥剤粒子を収納し且つその粒子がガラス板によって粉砕化されない間隔を有し、また必要な量の乾燥剤を収納しうる空間容積を必要としている。図１の空間７中には乾燥剤粒子は図示されてはいないが、大略乾燥剤粒子は、空間７の２つのガラス板の間に形成される間隔（正確にはさらにスペーサーの厚みを引いた厚み）より粒径が小さいものが適当である。具体的には、乾燥剤の平均粒径は１〜４ｍｍ、好ましくは１〜３.５ｍｍの範囲のものが適当である。乾燥剤の粒径が前記範囲よりも小さいと、スペーサー１内に乾燥剤を充填する加工が面倒であるばかりでなく、スペーサー１の外部（ガラス板の空間部）へ乾燥剤が漏れることになり望ましくない。一方、乾燥剤粒子が前記範囲よりも大きくなると、スペーサーによって形成される間隔を大きくする必要があるばかりでなく、空間７内に収納された乾燥剤粒子が２つのガラス板によって粉砕される恐れがあるので望ましくない。乾燥剤としては、例えばモレキュラーシーブ、シリカゲル、炭酸カルシウムなどが使用できる。

図１におけるスペーサー１の内側に貼り付けられた両面接着テープ４は、複層ガラスにおいて、その組立て作業性、乾燥剤の充填および組立てられた複層ガラスの性能保持の点で、極めて優れた機能を果たしている。すなわち、複層ガラスは、その全厚みを薄くするために特定形状の薄いスペーサーが使用され、そのためスペーサーによって形成された空間７は小さく且つスペーサー自体は開放された形状をしている。従って、空間７に乾燥剤粒子を充分に収納する作業は極めて困難である。ところが、使用されるスペーサーの空間７を形成する面（つまり１つのガラス板と面接触するスペーサーの反対面）に両面接着テープ４を予め貼っておき、得られた両面接着テープ４が付着したスペーサー１を乾燥剤粒子と接触させると、乾燥剤粒子はスペーサー１の内側の両面接着テープ４の表面面状に均一に付着することになる。この乾燥剤粒子のスペーサーの内側への充填付着方法は極めて簡単でありまた面状に多量付着させることが可能になる。

かくして、内側に乾燥剤粒子を面状に付着させたスペーサーはガラス板の面に両面接着テープ６を介して固定化し、その上に他のガラス板を合わせればよい。このようにスペーサーの内側に貼り付けられた両面接着テープ４は、それを使用することによって、本発明の薄形の複層ガラスの組立て並びに乾燥剤の収納の作業性を容易に可能にしたものである。

従って、スペーサーの内部に設けられる図１において示した両面接着テープ４は必ずしもテープである必要はなく、それと同様の機能を有する限り、他のものであってもよい。すなわち、スペーサーの内部に接着剤の薄層が形成されていてもよい。一方、図１の両面接着テープ５は、前述したように、スペーサー１とガラス板２とを線または点接着する部分に介在することができるが、好ましくは図１に示されるように、空間７を形成する部分まで拡張して使用することができる。そうすることによって空間７に収納された乾燥剤粒子が接着機能によって所定の個所に固定され、複層ガラスの震動によって乾燥剤の移動が両面接着テープ４と共に防止できる。

スペーサーの形状は板状の成形体であり、２つのガラス板の間に設置した場合、少なくとも一方のガラス面には実質的に線もしくは点接触する構造のものであり、好ましくは他方のガラス面には面接触するものである。かかるスペーサーの厚みは、通常０.３〜０.７ｍｍ、好ましくは０.４〜０.６ｍｍが適当であるが、この厚みは材質および形状によって若干変更することができるし、厚さは必ずしも均一である必要はない。スペーサーの材質としては、金属（例えばアルミ、ステンレス）または樹脂であることができる。金属の場合、ロール・フォーミング法やプレス法によって所望の形状に作ることができる。

スペーサーの断面形状は図１に示した形状であってもよく、さらに別の断面形状であってもよい。スペーサーは２つのガラス板の間に形成される密閉空間と気体が流通しうる連通路を有している。例えば図１のスペーサー１の場合、左側のスペーサー端部はガラス板２と接触しておらず、狭い間隔で隔てられている。この間隔は気体が流通できればよく、乾燥剤粒子が通過できない間隔であるべきである。また、連通路はスペーサー内に小孔を設けたものでもよい。前述したように、気体の流通する連通路は、乾燥剤粒子が通過しない大きさであることが必要である。

本発明の複層ガラスは、２枚のガラス板の間にスペーサーおよび乾燥剤を前述したように配置すると共に、複層ガラスにおいて通常使用されるシール剤により、内部の気体を乾燥状態に保持する。シール剤は一般に使用されているようにスペーサーの外側において２枚のガラス板の間に充填され、図1においてはシール剤３として示されている。このシール剤としては、複層ガラスに通常使用されているものを利用することができる。シール剤としては、ポリ（イソブチレン）系、ポリサルフイド系、シリコーン系、ポリウレタン系のものが代表的な例として挙げられる。これらは水蒸気透過率が低く、接着力が長時間維持され、また引張り方向に対する追従性に優れているので好ましい。

本発明の複層ガラスにおいて、一方のガラス板の内側には液晶フィルム9が装着され、他方のガラス板の内側には、透明断熱フィルム１０が装着されている。前記液晶フィルム９は電圧の負荷或いは無負荷により、透明／乳白色へガラスの光透過面が変化するものである。液晶フィルム９はガラス板の内側に接着剤によって貼り付けられるが図１にはその接着剤は示されていない。また液晶フィルム９は電圧を負荷するための２本の電線がフィルムの端部に接続されているが、図１にはこの２本の電線は省略されている。液晶フィルム９には負荷される電圧は、１．５ｖ〜１００ｖ、好ましくは３ｖ〜１２ｖであるのが好ましい。電圧の負荷或いは無負荷により、透明／乳白色へ切り換えられる液晶フィルムは市販されているのでそれをそのまま使用することができる。このフィルムは３０〜２００μｍの暑さのものを使用することができる。

また、複層ガラスの片面のガラス板の内側に透明断熱フィルムを１０が装着されている。かくして複層ガラスの断熱機能を一層強化することができる。すなわち、複層ガラスは空間部の厚さが薄いのでその断面効果の不足を補うために透明断熱フィルム１０の装着は大変効果を有する。透明断熱フィルム１０は、それ自体市販されており、それをそのまま利用することができる。
透明断熱フィルム１０はガラス板に装着する場合、接着剤が使用されるが、接着剤は図１には示されていない。透明断熱フィルム１０は通常５０〜２００μｍの厚さを有している。

本発明の複層ガラスは、全体厚さが薄くしかもそれ自体断熱効果および結露防止効果を有している。例えば厚さが２．７〜３ｍｍの２枚のガラスを使用し空間の厚み２ｍｍの複層ガラスとすることにより、全体の厚みが７．４〜８ｍｍの薄型複層ガラスとすることができる。

本発明の複層ガラスは、通常は複層ガラスを用いた透明の窓や間仕切りの窓として使用しながら、必要に応じて容易に窓を乳白色に転換できるので、一般家居の窓のみならず、商業施設の窓、室内インテリア材料、装飾材料などに広く活用することが可能である。

１スペーサー
２ガラス板
２’ガラス板
３シール剤
４両面接着テープ
５両面接着テープ
６両面接着テープ
７乾燥剤収納空間
８乾燥剤
９液晶フィルム
１０透明断熱フィルム

Claims

２枚のガラス板、その２枚のガラス板の間に空間部を保持するためのスペーサー、そのスペーサーの内部に収納された乾燥剤およびシール剤より形成された複層ガラスであって、一方のガラス板の内側には、電圧の負荷時には乳白色に着色し、また電圧の無負荷時には透明となる液晶フィルムが装着され、他方のガラス板の内側には透明断熱フィルムが装着されていることを特徴とする、乳白色／透明の切り換えが可能な複層ガラス。
前記スペーサーは、（ｉ）板状の成形体より形成され、（ｉｉ）２枚のガラス板の間に設置した場合、少なくとも一方のガラス面には実質的に線もしくは点接触し、（ｉｉｉ）乾燥剤をその内部に収納しうる形状を有し、且つ（ｉｖ）その内部と２枚のガラス板との間の空間部と気体が流通しうる連通路を有している、請求項１記載の複層ガラス。