JP2018070416A

JP2018070416A - 遮音板

Info

Publication number: JP2018070416A
Application number: JP2016212924A
Authority: JP
Inventors: 真行林; Masayuki Hayashi; 井上　誠二; Seiji Inoue; 誠二井上; 幸宏播磨; Yukihiro Harima
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2018-05-10
Anticipated expiration: 2036-10-31
Also published as: JP6868191B2

Abstract

【課題】破片の飛散や火災の炎等からの安全性を確保することができる遮音板を提供する。【解決手段】遮音板２０は、通路の側に配置される第１のガラス２１、通路と反対の側に配置される第２のガラス２２、及び第１のガラス２１と第２のガラス２２との間に配置される第３のガラス２３が、中間膜２５、２６を介して積層される合わせガラスで構成され、第１のガラス２１及び第２のガラス２２が強化ガラスであり、第１のガラス２１、第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の厚さが８ｍｍ以下であり、第２のガラス２２の厚さと第３のガラス２３の厚さとの総厚が９ｍｍ以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、合わせガラスにより構成される遮音板に関する。

車両の通路（例えば高速道路、一般道路、線路など）の側縁に沿って配置される遮音板として、透明板を有するものが検討されている。車両の乗員が透明板を介して周辺景色を視認できる。この透明板として、樹脂板よりも紫外線劣化の少ないガラス板を用いることが種々検討されている。

例えば、特許文献１には、遮音板として化学強化ガラスを用いた合わせガラスが開示されている。この合わせガラスは、道路の外側に配置される１．５〜４ｍｍの厚さの第１の化学強化ガラスと、道路の内側に配置される１．５ｍｍ以上の厚みの化学強化ガラスとを、中間膜を介して貼り合せることにより構成される。

特開２０１３−０２３９１２号公報

遮音板は立体交差や高架上の通路に設置されることがある。そのような場所で、車両衝突や車両火災等が発生した場合においても、通路の反対の側である、民地や下方の通路の車両に対して、遮音板の破片（ガラス片）の飛散や火災の炎等からの安全性の確保が求められている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、破片の飛散や火災の炎等からの安全性を確保することができる遮音板を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、遮音板は、通路の側に配置される第１のガラス、前記通路と反対の側に配置される第２のガラス、及び前記第１のガラスと前記第２のガラスとの間に配置される第３のガラスが、中間膜を介して積層される合わせガラスで構成され、前記第１のガラス及び前記第２のガラスが強化ガラスであり、前記第１のガラス、前記第２のガラス、及び前記第３のガラスの厚さが８ｍｍ以下であり、前記第２のガラスの厚さと前記第３のガラスの厚さとの総厚が９ｍｍ以上である。

本発明の遮音板によれば、破片の飛散や火災の炎等からの安全性を確保することができる。

本発明の一実施形態による遮音板を含む遮音パネルを示す断面図である。試験で使用する金属球の概略構成図である。複合耐燃性試験の評価方法を説明するための図であって、固定治具に固定された試料を示した側面図である。

以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。

ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。

図１は、本実施形態の遮音板を含む遮音パネルを示す断面図である。遮音パネル１０は、車両の通路（例えば道路、線路など）の側縁に沿って配置される。例えば、遮音パネル１０は、立体交差や高架上の通路に設置される。

遮音パネル１０は、遮音板２０と、遮音板２０の外周部を支持する支持枠４０とを有する。遮音板２０は透明であり、車両の乗員は、遮音板２０を介して周辺の景色を視認できる。なお、支持枠４０は、透明でも不透明でもよい。

支持枠４０は、遮音板２０の外周部を支持することにより、遮音板２０の変形を抑制することが可能となる。支持枠４０は、遮音板２０の外周部を収容する溝４１を有する。溝４１の溝幅は遮音板２０の板厚よりも大きくてよく、支持枠４０は緩衝材４４を介して遮音板２０を支持してよい。支持枠４０は、アルミニウム若しくは鉄などの金属（合金を含む）、または樹脂で形成されることが好ましい。また、緩衝材４４としてゴム、または発泡樹脂を用いることが好ましい。

本実施形態の遮音板２０は、通路の側に配置される第１のガラス２１、通路と反対の側に配置される第２のガラス２２、及び第１のガラス２１と第２のガラス２２との間に配置される第３のガラス２３が、２つの中間膜２５、２６を介して積層される合わせガラスで構成される。遮音板２０を構成する第１のガラス２１、第２のガラス２２、及び第３のガラスの厚さは、それぞれ８ｍｍ以下とされ、第１のガラス２１及び第２のガラス２２は強化ガラスで構成され、第２のガラス２２の厚さと第３のガラス２３の厚さとの総厚が９ｍｍ以上とされる。

遮音板２０の第１のガラス２１は通路に曝され、第２のガラス２２は通路の反対の側である、民地や下方の通路等（以下、周囲）に曝されている。

第１のガラス２１、第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の厚さを８ｍｍ以下にすることにより、遮音板２０の破損時におけるガラス片の最大重量を１ｇ以下とすることが可能となる。ガラス片の最大重量を１ｇ以下とすることにより、安全性を確保することが可能となる。

第１のガラス２１、第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の厚さは７ｍｍ以下が好ましく、６ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下が更に好ましい。

また、第１のガラス２１は、耐衝撃性の向上のために、１ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であることが更に好ましく、３ｍｍ以上であることが特に好ましい。第２のガラス２２は、耐衝撃性の向上のために、１ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であることが更に好ましく、３ｍｍ以上であることが特に好ましい。第３のガラス２３は、貫通孔の形成を抑制するために、３ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることが更に好ましい。

第１のガラス２１、第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の少なくとも一つのガラスの厚さは、４ｍｍ以上であることが好ましい。４ｍｍ以上とすることにより遮音板２０の遮音性を確保することができる。

第１のガラス２１及び第２のガラス２２は、強化ガラスである。第１のガラス２１及び第２のガラス２２が強化ガラスであることにより、耐衝撃性が向上する。

強化ガラスとは、ガラス表面に圧縮応力層を、ガラス内部に引張り応力層を有するガラスを言う。強化ガラスとしては、化学強化ガラス、又は風冷強化ガラスであることが好ましい。

化学強化ガラスは、イオン交換法等の化学強化処理によって得られるガラスである。化学強化処理であれば、板厚の薄いガラス板であっても表面層及び裏面層に生じる表面圧縮応力の値を大きくすることができる。例えば、表面圧縮応力（ＣＳ：Compressive Stress）の値は３５０ＭＰａ以上であることが好ましく、４５０ＭＰａ以上であることがより好ましい。

本実施形態における化学強化ガラスは、圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ：Depth of Layer）が１０μｍ以上であることが好ましい。圧縮応力層の深さを１０μｍ以上にすることで、耐燃性をより向上させることが可能となる。

但し、圧縮応力層の深さを深くすることが好ましいが、圧縮応力層の深さを深くするには時間を要するため、生産性の観点から１５μｍ以下、さらに１２μｍ以下であることが好ましい。

圧縮応力層の深さは、表面応力計ＦＳＭ−６０００（折原製作所製）により測定することができる。

イオン交換法は、ガラス板の表面や裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン）を大きなイオン半径のイオン（例えば、カリウムイオン）に置換する。これにより、ガラス板の表面層及び裏面層に表面圧縮応力を生じさせることができる。イオン交換法では、ガラス板を高温の処理液に浸漬してイオン交換を行う。

風冷強化ガラスは、軟化点付近の温度のガラス板を両側から急冷し、ガラス板の表面及び裏面と、ガラス板の内部との間に温度差をつけることにより、ガラス板の表面層及び裏面層に表面圧縮応力を生じさせることができる。物理強化法である風冷強化法は、強化処理に要する時間が数秒から数十秒であるため、イオン交換法等による化学強化法よりも生産性が非常に優れている。例えば、風冷強化ガラスの表面圧縮応力の値は２００ＭＰａ以上であることが好ましく、２２０ＭＰａ以上であることがより好ましい。

強化ガラスは、非強化ガラスと比較して強度が高められ、容易に割れないものとなる。

第２のガラス２２の厚さと第３のガラス２３の厚さとの総厚は９ｍｍ以上である。総厚を９ｍｍ以上にすることにより、遮音板２０に貫通孔が形成されることを抑制することができる。第２のガラス２２の厚さと第３のガラス２３の厚さとの総厚は１０ｍｍ以上が好ましく、１１ｍｍ以上がより好ましく、１２ｍｍ以上が更に好ましい。第２のガラス２２の厚さと第３のガラス２３の厚さとの総厚は厚い方が、貫通孔は形成されにくい。しかしながら、遮音板２０の重量が重くなる懸念があり、総厚は１９ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍｍ以下であることが更に好ましく、１３ｍｍ以下が特に好ましい。

例えば、通路の側で車両の衝突等により遮音板に衝撃が加わり破損し、火災が発生した場合、遮音板に貫通孔が形成されると、遮音板２０の周囲にまで炎が遮音板を燃え抜ける懸念がある。

本実施形態の遮音板２０では、周囲にまで炎が遮音板を燃え抜けることを抑制することができる。上述したように、遮音板２０は第１のガラス２１、第３のガラス２３、及び第２のガラス２２を備えており、第１のガラス２１及び第２のガラス２２は、強化ガラスである。したがって、通路の側に強化ガラスである第１のガラス２１より、遮音板２０に対する衝撃が吸収される。第１のガラス２１の後に、強化ガラスである第２のガラス２２、さらに第３のガラス２３の２枚のガラスを備え、その総厚が９ｍｍ以上であるので、遮音板２０は高い耐衝撃性を有する。したがって、遮音板２０に貫通孔が形成されることを抑制することが可能となる。結果として、遮音板２０の周囲に炎に曝されることを抑制することができる。

第３のガラス２３は、強化ガラスであることが好ましい。第３のガラス２３が強化ガラスであることにより、遮音板２０は高い耐衝撃性を有し、遮音板２０に貫通孔が形成されることを抑制できる。

本実施形態においては、第３のガラス２３は、単板のガラスを例示したが、これに限定されず、第３のガラス２３を、複数のガラスが中間膜を介して積層される合わせガラスで構成することもできる。

第３のガラス２３を合わせガラスにより構成した場合、第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の総厚は、第２のガラス２２の厚さと、第３のガラス２３に含まれる複数のガラスの厚さとの、総厚で求めることができる。すなわち、第３のガラス２３を構成する合わせガラスの中間膜の厚さは含まれない。また、ガラス片の最大重量を１ｇ以下とするため、第３のガラス２３を構成する合わせガラスの各ガラスの厚さは８ｍｍ以下である。

また、第３のガラス２３を合わせガラスにより構成した場合、第３のガラス２３に含まれる複数のガラスの全てが強化ガラスであることが好ましい。第３のガラス２３に含まれる複数のガラスの全てが強化ガラスであることにより、遮音板２０は高い耐衝撃性を有し、遮音板２０に貫通孔が形成されることを抑制できる。

本実施形態の遮音板２０について、第１のガラス２１を化学強化ガラスで構成することが好ましい。第１のガラス２１は通路に曝されているので、通路からの飛び石等の加撃物により衝撃が第１のガラス２１に加えられる懸念がある。したがって、第１のガラス２１には飛び石等に対する耐衝撃性が求められる。第１のガラス２１を化学強化ガラスにすることにより、加撃物に対する耐衝撃性を向上させることができる。第１のガラス２１に加撃物が当たった場合でも、第１のガラス２１が化学強化ガラスであれば、その加撃面に生じるヘルツコーンクラックが中間膜２５まで達成することを抑制することができる。ヘルツコーンクラックとは、加撃面に発生するヘルツコーンと呼ばれる円錐状の破面を起点として生じる破壊をいう。

第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の少なくとも一方が化学強化ガラスで構成されることが好ましい。第２のガラス２２、又は第３のガラス２３を化学強化ガラスとすることにより、加撃物に対する耐衝撃性を向上させることができる。

また、第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の少なくとも一方が耐熱強化ガラスで構成されてもよい。第２のガラス２２、又は第３のガラス２３を耐熱強化ガラスとすることにより、遮音板２０の耐燃性を向上させることができる。ここで、耐熱強化ガラスは、耐熱強度が高められたガラスであって、例えば日本では建築基準法第２条第９号の２や、建築基準法第６４条に規定されている遮炎性能を満足する強化ガラスである。これを評価する試験として、例えばＩＳＯ８３４−１：１９９９の加熱温度曲線に基づく防火試験が知られている。

第３のガラス２３は、第１のガラス２１よりも厚いことが好ましい。第３のガラス２３を第１のガラス２１よりも厚くすることにより、遮音板２０に貫通孔が形成されることを抑制することができる。

本実施形態におけるガラスは、酸化物基準のモル百分率表示でＳｉＯ_２を５６〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３を０〜２０％、Ｎａ_２Ｏを８〜２２％、Ｋ_２Ｏを０〜１０％、ＭｇＯを０〜１４％、ＺｒＯ_２を０〜５％、ＣａＯを０〜１２％含有することが好ましい。以下、各成分について説明するが、％はモル％を意味する。

ＳｉＯ_２は、ガラス微細構造の中で網目構造を形成する成分として知られており、ガラスを構成する主要成分である。ＳｉＯ_２の含有量は、５６％以上であり、好ましくは６３％以上、より好ましくは６６％以上、さらに好ましくは６８％以上である。また、ＳｉＯ_２の含有量は、７５％以下であり、好ましくは７３％以下、より好ましくは７２％以下である。ＳｉＯ_２の含有量が５６％以上であるとガラスとしての安定性や耐候性の点で優位である。一方、ＳｉＯ_２の含有量が７５％以下であると熔解性及び成形性の点で優位である。

Ａｌ_２Ｏ_３は必須ではないが、化学強化におけるイオン交換性能を向上させる作用があり、特に表面圧縮応力（ＣＳ）を向上する作用が大きいため含有させてもよい。ガラスの耐候性を向上する成分としても知られている。また、フロート成形時にボトム面からの錫の浸入を抑制する作用がある。Ａｌ_２Ｏ_３を含有する場合は、０．４％以上であり、好ましくは０．６％以上、より好ましくは０．８％以上である。また、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、２０％以下であり、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下、さらに好ましくは３％以下、特に好ましくは２％以下である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が０．４％以上であると、イオン交換により、所望のＣＳが得られ、また、錫の浸入を抑制する効果が得られる。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が２０％以下であると、ガラスの粘性が高い場合でも失透温度が大きくは上昇しないため、ソーダライムガラス生産ラインでの熔解、成形の点で優位である。

ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合計ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３は８０％以下であることが好ましい。８０％超では高温でのガラスの粘性が増大し、溶融が困難となるおそれがあり、好ましくは７６％以下、より好ましくは７４％以下である。また、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３は６８％以上であることが好ましい。６８％未満では圧痕が付いた時のクラック耐性が低下し、より好ましくは７０％以上である。

Ｎａ_２Ｏはイオン交換により圧縮応力を形成させる必須成分であり、圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）を深くする作用がある。またガラスの高温粘性と失透温度を下げ、ガラスの熔解性、成形性を向上させる成分である。Ｎａ_２Ｏの含有量は、８％以上であり、好ましくは１０％以上、より好ましくは１２％以上である。また、Ｎａ_２Ｏの含有量は、２２％以下であり、好ましくは１６％以下、より好ましくは１４％以下である。Ｎａ_２Ｏの含有量が８％以上であると、イオン交換により所望の圧縮応力を形成することができる。また、充分な溶解性、成形性が得られる。一方、Ｎａ_２Ｏの含有量が２２％以下であると、充分な耐候性が得られる。

Ｋ_２Ｏは必須ではないが、イオン交換速度を増大しＤＯＬを深くする効果があるため含有してもよい。一方、Ｋ_２Ｏが多くなりすぎると十分なＣＳが得られなくなる。Ｋ_２Ｏを含有する場合は１０％以下が好ましく、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。Ｋ_２Ｏの含有量が１０％以下であると、充分なＣＳが得られる。

ＭｇＯは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。ＭｇＯの含有量は、２％以上、好ましくは４％以上、より好ましくは６％以上である。また、ＭｇＯの含有量は、１４％以下であり、好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下である。ＭｇＯの含有量が２％以上であると、ガラスの耐薬品性が良好になる。高温での熔解性が良好になり、失透が起こり難くなる。一方、ＭｇＯの含有量が１４％以下であると、失透の起こりにくさが維持され、充分なイオン交換速度が得られる。

ＺｒＯ_２は必須ではないが、一般に、化学強化での表面圧縮応力を大きくする作用があることが知られている。しかし、少量のＺｒＯ_２を含有してもコスト増加の割には、その効果は大きくない。したがって、コストが許す範囲で任意の割合のＺｒＯ_２を含有することができる。含有する場合は、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。

ＣａＯは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。ＣａＯはアルカリイオンの交換を阻害する傾向があるため、特にＤＯＬを大きくしたい場合は含有量を減らす、もしくは含まないことが好ましい。一方、耐薬品性を向上させるためには、２％以上、好ましくは５％以上、より好ましくは７％以上含有することが好ましい。ＣａＯを含有する場合の量は、１２％以下であり、好ましくは１０％以下、より好ましくは９％以下である。ＣａＯの含有量が１０％以下であると、充分なイオン交換速度が保たれ、所望のＤＯＬが得られる。

ＳｒＯは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。ＳｒＯはイオン交換効率を低下させる作用があるため、特にＤＯＬを大きくしたい場合は含有しないことが好ましい。含有する場合のＳｒＯ量は３％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。

ＢａＯは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。ＢａＯはガラスの比重を重くする作用があるため、軽量化を意図する場合には含有しないことが好ましい。含有する場合のＢａＯ量は３％以下、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。

ＴｉＯ_２は天然原料中に多く存在し、黄色の着色源となることが知られている。ＴｉＯ_２の含有量は０．３％以下であり、好ましくは０．２％以下、より好ましくは０．１％以下である。ＴｉＯ_２の含有量が０．３％を超えるとガラスが黄色味を帯びる。

化学強化ガラスは、その他の成分を含有してもよい。その他の成分の含有量の合計は５％以下であることが好ましく、より好ましくは３％以下、典型的には１％以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。

ＺｎＯはガラスの高温での熔融性を向上するために、例えば２％まで含有してもよい。しかし、フロート法で製造する場合には、フロートバスで還元され製品欠点となるので含有しないことが好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は高温での熔融性またはガラス強度の向上のために、１％未満の範囲で含有してもよい。一般的には、Ｎａ_２ＯまたはＫ_２Ｏのアルカリ成分とＢ_２Ｏ_３を同時に含有すると揮散が激しくなり、煉瓦を著しく浸食するので、Ｂ_２Ｏ_３は実質的に含有しないことが好ましい。なお、本明細書において「実質的に含有しない」とは、原料等から混入する不可避的不純物以外には含有しないこと、すなわち、意図的に含有させないことを意味する。

Ｌｉ_２Ｏは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した圧縮応力を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は１％未満であることが好ましく、より好ましくは０．０５％以下、特に好ましくは０．０１％未満である。

本実施形態では、第１のガラス２１と第３のガラス２３とは、中間膜２５を間に介して接着される。また、第２のガラス２２と第３のガラス２３とは、中間膜２６を間に介して接着される。中間膜２５、２６は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等で構成される。

これらの樹脂材料の中では、ＪＩＳＫ６８５２（１９９４）（接着剤の圧縮せん断接着強さ試験方法）に準拠して測定される圧縮せん断強度が２５Ｎ／ｍｍ^２以上である樹脂材料を中間膜２５、２６に用いることが好ましく、２８Ｎ／ｍｍ^２以上であることがより好ましく、３０Ｎ／ｍｍ^２以上であることが更に好ましい。第１のガラス２１、第２のガラス２２、及び第３のガラス２３の何れかが衝撃等により破損した場合であっても、ガラス片は中間膜２５、２６に接着され、ガラス片が飛散することを抑制することができる。

なお、圧縮せん断強度は大きいことが好ましいが、耐衝撃性の向上のために３７Ｎ／ｍｍ^２以下であることが好ましく、３５Ｎ／ｍｍ^２以下であることがより好ましい。

また、好ましい樹脂材料として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ：Ethylene-Vinyl Aacetate）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ：Poly Vinyl Butyral)、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アイオノマー樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート等が挙げられる。これらの樹脂材料の中でも、圧縮せん断強度が大きいアイオノマー樹脂を中間膜２５、２６に用いることが好ましい。

中間膜２５、２６の厚さが厚いほど、合わせガラスの耐衝撃性が向上するが、遮音板２０を通して見た景色が歪みやすい。中間膜２５、２６の厚さは０．７ｍｍ以上であることが好ましい。０．７ｍｍ以上であれば、遮音板２０の耐衝撃性が向上する。中間膜２５、２６の厚さは、０．８ｍｍ以上であることがより好ましい。また、中間膜２５、２６の厚さは３．０ｍｍ以下が好ましい。３．０ｍｍ以下であれば、遮音板２０を通して見た景色が歪まずに見える。また、遮音板２０のコストが低くなる。中間膜２５、２６の厚さは、２．０ｍｍ以下であることがより好ましく、１．３ｍｍ以下であることが更に好ましく、１．０ｍｍ以下であることが特に好ましく、０．９ｍｍ以下であることが最も好ましい。

本実施形態における遮音板２０は、例えば次のように製造される。

本実施形態における遮音板２０を製造する場合、ガラス板製造工程、強化処理工程、合わせガラス製造工程を経る。

ガラス板製造工程では、例えば種々の原料を適量調合し、約１３００〜１８００℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌などにより均質化し、周知のフロート法、ダウンドロー法、ロールアウト法、プレス法などによって板状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断してガラス板が製造される。

強化処理工程では、得られたガラス板に所望の表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成する。化学強化ガラス板を製造する場合の強化処理工程は、予熱工程、化学強化工程、徐冷工程を経る。

予熱工程では、化学強化処理を行う前に、ガラス板を予熱する。予熱は、例えば常温の電気炉にガラス板を入れ、電気炉を予熱温度まで昇温し、一定時間保持することにより行われる。化学強化工程でのサーマルショックによる割れを防ぐ為、昇温終了後にガラス板を予熱温度にて一定時間保持するとよい。この保持時間は、１０分以上が好ましく、２０分以上がより好ましい。

化学強化工程では、予熱されたガラス板を、例えば加熱された硝酸カリウム溶融塩に浸漬し、ガラス表層のＮａと溶融塩中のＫとをイオン交換する。ＮａとＫとをイオン交換できるものであればいずれの方法でもよい。なお、本発明において硝酸カリウム溶融塩または硝酸カリウム塩は、ＫＮＯ_３の他、ＫＮＯ_３と１０質量％以下のＮａＮＯ_３を含有するものなどを含む。

ガラス板に所望の表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成するための化学強化処理条件は、ガラス板の板厚などによっても異なるが、３５０〜５５０℃の硝酸カリウム溶融塩に２〜５０時間、ガラス板を浸漬させることが典型的である。

徐冷工程では、溶融塩から取り出されたガラス板を徐冷する。溶融塩から取り出されたガラス板は、直ちに徐冷するのではなく、ガラス板の主面に温度分布が生じにくくするために、一定時間、均一な温度で保持されることが好ましい。保持温度は、溶融塩の温度との差が１００℃以下であることが好ましく、５０℃以下がより好ましい。また、保持時間は、１０分以上が好ましく、２０分以上がより好ましい。

溶融塩から取り出されたガラス板は、ガラス板が１００℃となるまでの徐冷速度が３００℃／時以下となるように徐冷することが好ましい。

また、風冷強化ガラス板を製造する場合の強化処理工程は、加熱工程、冷却工程を経る。

加熱工程では、ガラス板製造工程により得られたガラス板を加熱する。加熱されたガラス温度は、６４０〜６９０℃が好ましく、６５０〜６８０℃がより好ましい。

ガラス温度を６９０℃以下とすることにより、ガラスが粘性流動変形するのを防ぎ、最終的なガラスの品質が悪化するのを抑制する。また、ガラス温度を６４０℃以上とすることにより、冷却初期にガラスが割れるのを防ぐとともに、残留応力を十分に付与することができる。

冷却工程では、加熱処理後のガラス板を急冷する。ガラス板の急冷は急冷できるものであれば特に制限されないが、例えば風冷処理により行う。風冷処理としては、例えば、加熱処理が行われた被処理ガラスの両面に風圧３０ｋＰａ以下の冷却風を吹き付けて急冷することにより風冷強化ガラスを得る。

風圧は２７ｋＰａ以下が好ましく、２５ｋＰａ以下がより好ましい。前記範囲の風圧であれば、より広い範囲の風冷強化装置を用いることができる。風圧は残留応力を有効に付与する観点から、１０ｋＰａ以上が好ましく、１５ｋＰａ以上がより好ましく、２０ｋＰａ以上がさらに好ましい。

風冷強化装置としては、従来から用いられている風例強化装置を用いることができ、例えば、ガラス板を上下の風冷強化の吹口部材の間に所定間隔をおいて挟まれるように配し、冷却空気により急冷する風冷強化装置が挙げられる。

合わせガラス製造工程では、第１のガラス２１と、第３のガラス２３と、第２のガラス２２とを、中間膜２５、２６を介して重ね合わせ、ゴムバッグのような真空バッグ中に入れ、圧力が約１〜１００ｋＰａ（より好ましくは１〜３６ｋＰａ）となるように脱気しつつ約７０〜１２０℃（より好ましくは７０〜１１０℃）に加熱することにより予備圧着し、さらにオートクレーブにて例えば温度１２０〜１６０℃、圧力約０．３〜１．５ＭＰａの加熱加圧を行うことにより遮音板２０が得られる。

［試験例１］
１．３ｍｍの厚さを有する第１の化学強化ガラスと、５．０ｍｍの厚さを有する第２の化学強化ガラスと、５．０ｍｍの厚さを有する第３の化学強化ガラスと、化学強化ガラス同士を接着する０．８９ｍｍの厚さのアイオノマー樹脂（ＳＧ：ＳｅｎｔｒｙＧｌａｓデュポン社製、登録商標）で構成される中間膜と、からなる合わせガラスを、遮音板として準備した。アイオノマー樹脂の圧縮せん断強度は２７〜３５Ｎ／ｍｍ^２である。

遮音板に対して、（１）耐衝撃性試験、（２）複合試験、及び（３）壁用防耐火炉試験を行った。遮音板の構成、及び評価の結果を表１の該当欄に示した。

＜耐衝撃性試験＞
路面高さより１ｍ程度の位置に遮音板の下端が位置するように配置し、遮音板の中心に図２に示される加撃体を２点吊りし、加撃位置より必要な位置エネルギーを鉛直方向の高さ（９５ｃｍ）から振り子式に、遮音板の第１のガラスに加撃を行い、遮音板のガラス片の、総ガラス片の重量、最大重量を測定した。図２は、加撃体の概略図である。図２に示されるように、加撃体は、３００ｋｇの鉄球１００と、直径２４ｍｍのヘッド１０４を有する５０ｍｍの突起１０２と、吊具１０６とを有している。ヘッド１０４により遮音板の第１のガラスに衝撃を加えた。

遮音板のガラス片の飛散防止率が９９．０％以上、及びガラス片の最大重量が１．０ｇ以下を満たす場合を○とし、この条件を満たさない場合を×とした。

＜複合試験＞
路面高さより１ｍ程度の位置に遮音板の下端が位置するように配置し、遮音板の中心に図２に示される加撃体を加撃位置より必要な位置エネルギーを鉛直方向の高さ（３９．５ｃｍ）から振り子式に、遮音板の第１のガラスに加撃を行い、遮音板のガラス片の、総ガラス片の重量、最大重量を測定した（耐衝撃性試験）。耐衝撃試験を実施後、遮音板を在置させた状態で以下の複合耐燃性試験を実施し、バーナーの照射時間を連続照射８分３０秒とした（耐燃性試験）。

耐衝撃性試験に対して、遮音板のガラス片の飛散防止率が９９．０％以上、及びガラス片の最大重量が１．０ｇ以下、かつ耐燃性試験に対して、遮音板が８分３０秒間の燃焼の終了時刻より３分３０秒間以内に燃え抜けないこと（１２分間燃え抜けないこと）、及び遮音板のガラス片の飛散防止率が９９．０％以上、及びガラス片の最大重量が１．０ｇ以下を満たす場合を○とし、この条件を満たさない場合を×とした。

（複合耐燃性試験）
図３に示されるように、固定治具２０２に固定された遮音板２００の第１のガラスからバーナー２０８の口元を４０ｃｍ離し、遮音板２００の中央に炎が当たる位置にバーナー２０８の口元を固定した。バーナー２０８は、プロパンガスタイプであり、口元の口径を１００ｍｍとした。遮音板２００の中央の燃焼側および背面側にそれぞれ温度測定機器２１０ａ、及び２１０ｂを設置し、遮音板２００の燃焼温度と時間とを記録した。ガス圧を０．０７５ＭＰａとするが、着火３０秒後に、バーナー２０８の口元から４０ｃｍ離した位置の温度が８００℃以上に上昇するように調整した。

＜壁用防耐火炉試験＞
高さ１ｍ×幅２ｍの遮音板（枠付透光部材）を試験炉の中心位置に設置した。試験炉はＪＩＳＲ３２０４：２０１４に準拠した試験が可能な壁用防耐火炉とした。炉内側熱電対は、シース熱電とし、試験炉全面にわたり均等に９個以上を配置し、試験体（遮音板）から１００ｍｍ離れた位置に設置した。背面側の熱電対は試験体の中央１点とし、試験体から１００ｍｍ離れた位置に設置した。加熱温度及び背面側の測定は、熱電対の各々について１分以内ごとに行った。

加熱は常温より始め、炉内熱電対によって測定した温度経過が、以下の式で表される数値なるよう加熱した。
Ｔ＝３４５ｌｏｇ_１０（８ｔ＋１）＋２０
Ｔ：平均炉内温度（℃）、ｔ：試験の経過時間（分）
燃焼時間は１２分間燃焼させた結果、温度と時間の積分値が４０１０００℃・秒以上とるようにした。

試験材料が１２分間燃え抜けないこと、かつ試験の結果、遮音板のガラス片の飛散防止率が９９．０％以上、及びガラス片の最大重量が１．０ｇ以下を満たす場合を○とし、この条件を満たさない場合を×とした。

［試験例２〜１３］
遮音板の構成を表１に示されるような構成に変更し、試験例１と同様にして（１）耐衝撃性試験、（２）複合試験、及び（３）壁用防耐火炉試験を行った。遮音板の構成、及び評価の結果を表１の該当欄に示した。

［試験例１４、１５］
表２に示されるように、遮音板を構成する第３のガラスを合わせガラスに変更し、試験例１と同様にして（１）耐衝撃性試験、（２）複合試験、及び（３）壁用防耐火炉試験を行った。遮音板の構成、及び評価の結果を表２の該当欄に示した。

なお、試験例１−１５において、厚さに関係なく、化学強化ガラスのＣＳは３８０ＭＰａであり、ＤＯＬは１２μｍであった。また、風冷強化ガラスのＣＳは２２０ＭＰａであり、ＤＯＬは１０００μｍであった。

また、試験例１−１５において、化学強化ガラス及び風冷強化ガラスの組成は、いずれもＳｉＯ₂：７１．２、Ａｌ₂Ｏ₃：１．８、ＣａＯ：８．４、ＭｇＯ：４．６、Ｎａ₂Ｏ：１３．３およびＫ₂Ｏ：０．７（単位：質量％）であった。

［まとめ］
表１の試験例１〜７、及び表２の試験例１４、１５によれば、強化ガラスの厚さが８ｍｍ以下であれば、耐衝撃性試験に要求される条件を満たすことが理解できる。また、第２のガラスの厚さと、第３のガラスの厚さとの総厚が９ｍｍ以上であれば、複合試験に要求される条件を満たすことが理解できる。

試験例８は、耐衝撃性試験に要求される条件を満たすが、第２のガラスの厚さと、第３のガラスの厚さとの総厚が９ｍｍ未満であり、複合試験に要求される条件を満たさない。

試験例５、７によれば、第３のガラスを、耐熱強化された風冷強化ガラスにすることにより、防火試験に要求される条件を満たすことが理解できる。

１０…遮音パネル、２０…遮音板、２１…第１のガラス、２２…第２のガラス、２３…第３のガラス、２５、２６…中間膜、４０…支持枠、４１…溝、４４…緩衝材、１００…鉄球、１０２…突起、１０４…ヘッド、１０６…吊具、２００…遮音板、２０２…固定治具、２０４…支柱、２０６…枠材、２０８…バーナー、２１０ａ、２１０ｂ…温度測定機器

Claims

通路の側に配置される第１のガラス、前記通路と反対の側に配置される第２のガラス、及び前記第１のガラスと前記第２のガラスとの間に配置される第３のガラスが、中間膜を介して積層される合わせガラスで構成される遮音板であって、
前記第１のガラス及び前記第２のガラスが強化ガラスであり、
前記第１のガラス、前記第２のガラス、及び前記第３のガラスの厚さが８ｍｍ以下であり、
前記第２のガラスの厚さと前記第３のガラスの厚さとの総厚が９ｍｍ以上である遮音板。
前記第３のガラスが強化ガラスである請求項１に記載の遮音板。
前記第１のガラスが、化学強化ガラスで構成される請求項１又は２に記載の遮音板。
前記第２のガラス、及び前記第３のガラスの少なくとも一方が、化学強化ガラスで構成される請求項１から３の何れか一項に記載の遮音板。
前記化学強化ガラスにおける圧縮応力層の深さが１０μｍ以上である請求項４に記載の遮音板。
前記第２のガラス、及び前記第３のガラスの少なくとも一方が耐熱強化ガラスで構成される請求項１から５の何れか一項に記載の遮音板。
前記第３のガラスが、前記第１のガラスよりも厚い請求項１から６の何れか一項に記載の遮音板。
前記中間膜の厚さが、１．３ｍｍ以下である請求項１から７の何れか一項に記載の遮音板。
前記中間膜が、２５Ｎ／ｍｍ^２以上の圧縮せん断強度を有する請求項１から８の何れか一項に記載の遮音板。
前記中間膜がアイオノマー樹脂で構成される請求項１から９の何れか一項に記載の遮音板。