JP2019073423A - 車両の窓ガラス用曲面合わせガラス - Google Patents

車両の窓ガラス用曲面合わせガラス Download PDF

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Abstract

【課題】本発明では、厚みの異なる２枚のガラス板を用いた合わせガラスにおいて、２枚のガラス板の変形の度合いが異ならないように、同時に曲げ加工処理可能なガラス板を用いた車両の窓ガラス用曲面合わせガラスを得ることを目的とした。【解決手段】厚板ガラスと、該厚板ガラスよりも厚みが小さい薄板ガラスと、を用いた曲面合わせガラス板において、該薄板ガラスの厚みが０．１〜１．６ｍｍであり、軟化点が、該厚板ガラスの軟化点＋１０℃以上であることを特徴とする車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。【選択図】図２

Description

本発明は、厚みの異なるガラス板を用いた曲面合わせガラスに関し、特に厚みが２ｍｍ未満の薄板ガラスを用いた車両の窓ガラス用の曲面合わせガラスに関する。
従来、車両のデザイン性の向上等を目的として、車両の開口部に用いられる窓ガラスに曲面形状を有する曲面ガラス板が用いられている。当該曲面ガラス板のうち、例えば自動車のウィンドシールドでは、２枚のガラス板を樹脂製の中間膜を介して一体化させた曲面合わせガラスが用いられている。
近年、環境や省エネルギー化への関心の高まりから、車体を軽量化する目的で様々な検討が行われている。上記の検討のうち、窓ガラスに用いるガラス板の厚みを、従来用いられている２〜４ｍｍ程度からさらに薄くすることで、窓ガラスを軽量化する試みがなされている。
例えば特許文献１には、第１のガラス板の厚さに対する第２のガラス板の厚さの比が０．６以上、０．９以下であり、板厚が４ｍｍ以下である異厚合わせガラスが提案されている。当該文献では、第２のガラス板を車内側とすることによって、小石等によって破損することを防いでいる。
また、例えば特許文献２には、厚みの異なる複数枚のガラス板を用いた合わせガラスの製造方法が開示されており、厚い方のガラス板の粘度を、薄い方のガラス板の粘度よりも低い粘度とすることにより、上記複数枚のガラス板を同じように曲げ成形することを可能とする手法が提案されている。当該文献では、どちらのガラス板もソーダライムガラスを用いており、実施例において厚いガラス板として厚み２ｍｍ（Ａｌ２Ｏ３を０．１〜０．８ｗｔ％含有）、薄いガラス板として厚み１．１〜１．６ｍｍ（Ａｌ２Ｏ３を１．８〜２．５ｗｔ％含有）、のガラス板をそれぞれ用いている。ただし、当該文献で用いられている厚いガラス板は一般的なソーダライムガラスよりもＡｌ２Ｏ３の含有量が少ないため、耐候性が悪くなる場合がある。
また、特許文献３には、板厚の異なる複数枚のガラス板を用いた合わせガラスの製造方法が開示されている。当該文献では、板厚が１．６ｍｍ未満の薄いガラス板と、該ガラス板より０．５ｍｍ以上厚いガラス板とを、リング型上に薄いガラス板、厚いガラス板の順に載置して軟化点付近まで加熱し、曲げ成形することが提案されている。当該文献によれば、薄いガラス板は厚いガラス板よりも変形し易く、特にガラス板の側辺近傍で変形し下方へ垂れることによって、厚いガラス板との接触圧が高まり、曲げ成形後に該側辺近傍でひずみが生じると記載されている。また、当該文献では、薄いガラス板を下方に配置することによって、上記課題を低減可能である旨が提案されている。
特開２００３−５５００７号公報 国際公開ＷＯ２０１４／５４４６８号公報 国際公開ＷＯ２０１２／１７６８１３号公報
前述したように、車体を軽量化するために窓ガラスを軽量化することが求められており、例えば特許文献２、３のように、ガラス板の厚みを２ｍｍよりも薄くしたガラス板と、従来のように厚みが２〜４ｍｍのガラス板とを用いた曲面合わせガラスが提案されている。
上記のように曲面合わせガラスを製造する場合、その曲げ加工処理工程では使用するガラス板を２枚重ね、ガラスの軟化点〜徐冷点の間の温度で同時に加熱し、ガラス板を変形させる。ここで、例えば特許文献３に開示されているように、２枚のガラス板の厚みが異なる場合、曲げ加工処理工程でのガラス板の変形のし易さが異なり、ガラス板の厚みが薄い方ほど曲がり易くなるという問題があった。曲げ加工処理後に分離した２枚のガラス板の間に中間膜を挟んでガラス板を合わせ加工処理する為、２枚のガラス板の変形の度合いが異なると、２枚のガラス板を重ねた際に合わせ面に隙間が生じてしまい、合わせ不良となってしまうことがある。
以上より、本発明では、厚みの異なる２枚のガラス板を用いた合わせガラスにおいて、２枚のガラス板の変形の度合いが異ならないように、同時に曲げ加工処理可能なガラス板を用いた車両の窓ガラス用曲面合わせガラスを得ることを目的とした。
本発明者らが、実際にガラス板を加熱してガラス板を曲面状に撓ませ、その撓み具合を調べたところ、厚みの異なる２枚のガラス板の薄い方の厚みが０．１〜１．６ｍｍであるガラス板の軟化点を、厚い方のガラス板の軟化点＋１０℃以上とすることによって、厚みの差が大きい（例えば０．５ｍｍ以上）ガラス板でも撓み量を合わせることが可能となることがわかった。すなわち、軟化点が上記の範囲内となるガラス板の組み合わせを用いることによって、当該２枚のガラス板の変形の度合いが異ならないように同時に曲げ加工処理することが可能になることがわかった。
すなわち本発明は、厚板ガラスと、該厚板ガラスよりも厚みが小さい薄板ガラスと、を用いた曲面合わせガラス板において、該薄板ガラスの厚みが０．１〜１．６ｍｍであり、軟化点が、該厚板ガラスの軟化点＋１０℃以上であることを特徴とする車両の窓ガラス用曲面合わせガラスである。
本発明により、厚みの異なるガラス板を用いた合わせガラスにおいて、変形の度合いが異ならないように、同時に曲げ加工処理可能なガラス板を用いた車両の窓ガラス用曲面合わせガラスを得ることが可能となった。
撓み量測定時の測定サンプル作成方法を説明する簡易図である。 本発明の曲面合わせガラスの一例を示した簡易図である。 測定サンプルの板厚と撓み量をプロットした図である。
１：用語の説明
本明細書における各用語を以下に説明する。
（厚板ガラス、薄板ガラス）
本発明は、厚みの異なるガラス板を組み合わせた合わせガラスであり、該ガラス板の厚み（以下、「板厚」と記載することもある）が厚い方を「厚板ガラス」、薄い方を「薄板ガラス」と記載する。また、単に「ガラス板」と記載する場合は、厚みや形状を特に限定しない板状のガラスを指すものとする。また、厚板ガラスと薄板ガラスとの板厚の差は、軽量化という目的に適っていれば特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍ以上としてもよい。
（軟化点）
本明細書における軟化点は、ＪＩＳ Ｒ３１０３−１：２００１に準拠する方法で測定した。具体的には、各ガラス板のガラス融液を引き伸ばしたガラスファイバー（直径０．６５±０．１ｍｍ、長さ２３５±１ｍｍ）を測定用サンプルとし、ガラス軟化点測定装置（東芝硝子株式会社製）を用いて測定した。測定は、該装置の昇温速度を５±１℃／ｍｉｎとした時、当該測定用サンプルの伸び速度が１ｍｍ／ｍｉｎとなる温度を軟化点とした。なお、軟化点は１０７．６Ｐａ・ｓの粘度に相当する温度である。
（撓み量）
本明細書における撓み量は、各ガラス板を撓ませて測定用サンプルとした後、非接触三次元形状測定器（三鷹光器株式会社製）を用いて測定した値を用いた。上記測定用サンプルの作成方法を、図１を参照しながら以下に説明する。まず、函型電気炉内に、図１（ａ）に示したように耐火レンガ２０を距離ｄ（３４ｍｍ）の間隔で設置し、該耐火レンガ２０の上に測定するガラス板Ｇ（６０ｍｍ×５ｍｍ）を載せた。次に、該電気炉を４００℃から６７０℃まで昇温（３℃／ｍｉｎ）させた後、６７０℃から１００℃まで降温（１．５℃／ｍｉｎ）させた。降温後は図１（ｂ）に示したようにガラス板Ｇは撓んでおり、これを取り出して測定用サンプルとした。
（ソーダライムガラス）
本明細書での「ソーダライムガラス」は、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、及びＣａＯを含む一般的なソーダライムガラスを指すものとする。また、汎用的に流通しているソーダライムガラス（例えば、ガラス組成中の含有量が、ＳｉＯ２が最も多く、次に多いのがＮａ２Ｏ、次に多いのがＣａＯ、となっているガラス）を用いるものとしてよい。または、例えば必須成分として、質量％でＳｉＯ２を６５〜７５、Ｎａ２Ｏを１０〜２０、ＣａＯを５〜１５含有するものとしてもよい。
２：曲面合わせガラス
本発明は、厚板ガラスと、該厚板ガラスよりも厚みが小さい薄板ガラスと、を用いた曲面合わせガラス板において、該薄板ガラスの軟化点が、該厚板ガラスの軟化点＋１０℃以上であることを特徴とする曲面合わせガラスである。
（薄板ガラス）
薄板ガラスは、厚板ガラスと組み合わせて曲面合わせガラスを構成するものである。薄板ガラスは厚板ガラスよりも軟化点が高く、例えば厚板ガラスと同じ板厚にした場合は、曲げ加工処理時の撓み量が該厚板ガラスの撓み量よりも小さくなる。薄板ガラスの軟化点は、厚板ガラスの軟化点＋１０℃以上となれば良く、特に限定するものではない。例えば、曲げ加工処理のし易さや生産性の面から、厚板ガラスの軟化点を７２０〜７６０℃とするのが好ましい。また、薄板ガラスの軟化点は、７５０℃以上であるのがより好ましい。薄板ガラスの軟化点が７５０℃以上であるとき、汎用的なソーダライムガラス（軟化点７３０〜７４０℃程度）を厚板ガラスとして用いることができ、さらに板厚の差を０．８ｍｍ以上と大きくすることが可能となる為、好適である。
近年合わせガラスに使用されているガラス板の厚みは２〜３ｍｍ程度であることから、軽量化のために、薄板ガラスは厚みが０．１〜１．６ｍｍとする。また、作業性や軽量化、及び適度な強度を維持する目的から、好ましくは０．３〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．３〜１．２ｍｍとしてもよい。
また、ガラス板は厚みが薄くなるほど強度が低下してしまう傾向にあることから、薄板ガラスが、化学強化ガラスであることが好ましい。化学強化ガラスとは、ガラスの表面を化学強化処理されたガラス板であり、ガラス表面に圧縮応力層を有するものである。該圧縮応力層を有することによって、未処理のガラス板よりもガラス表面の強度を高めることが可能となる。
（厚板ガラス）
厚板ガラスは、薄板ガラスと組み合わせて合わせガラスを構成するものである。また、前述したように、該厚板ガラスは薄板ガラスよりも軟化点が低い。該厚板ガラスの軟化点は、薄板ガラスの軟化点より１０℃以上低ければよく、特に限定するものではない。例えば、曲げ加工処理のし易さや生産性の面から、７３０〜７４０℃とするのが好ましい。また、当該厚板ガラスとして、汎用的なソーダライムガラスを用いると生産性が良いため好ましい。
厚板ガラスは上記薄板ガラスよりも板厚が厚ければよいが、一方でガラス板の厚みが薄くなると強度が低下してしまう場合がある。その為、該厚板ガラスは厚みを１〜３ｍｍとするのが好ましい。
（曲面合わせガラス）
本発明は、薄板ガラスの軟化点が、該厚板ガラスの軟化点＋１０℃以上となる組み合わせのとき、厚みの差が０．５ｍｍ以上である場合でも、変形の度合いを同程度とし、撓み量を合わせることを可能とするものである。本発明の曲面合わせガラスに用いるガラス板の板厚の差は特に限定するものではないが、軽量化の観点から、前述したように例えば０．５ｍｍ以上とするのが好ましい。より好ましくは０．８ｍｍ以上、さらに好ましくは１ｍｍ以上としてもよい。また、上限値は合わせ加工処理や曲げ加工処理が可能な程度であれば特に限定するものではないが、板厚の差を例えば２ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下としてもよい。
また、本発明では薄板ガラスの軟化点を、厚板ガラスの軟化点＋１０℃以上とする。＋１０℃未満だと、厚板ガラスと薄板ガラスとの厚みの差をあまり大きくすることができず、結果的に軽量化が難しくなってしまう。また、上限値は例えば厚板ガラスの軟化点＋４０℃以下、好ましくは３５℃以下、より好ましくは３０℃以下としてもよい。軟化点の差が４０℃を越えると、曲げ加工処理時に変形の度合いを同程度にするのが難しくなる場合がある。
また、生産性の観点から厚板ガラスとしてソーダライムガラスを用いるのが好ましい。従って、本発明の曲面合わせガラスは、前記厚板ガラスがソーダライムガラスであり、前記薄板ガラスの軟化点が７５０℃以上であり、該厚板ガラスの板厚ｔ１と該薄板ガラスのｔ２とが、１．５ｔ１−２．２≦ｔ２≦１．５ｔ１−２．０（ただし、１．４≦ｔ１≦２．４、０．１≦ｔ２）であるのが好ましい。すなわち、ある板厚ｔ１に対して、上記式を満たす板厚ｔ２であれば、同時に曲げ加工処理を行うことが可能である。
また、図２に示したように、曲面合わせガラス１０は、薄板ガラス１と厚板ガラス２との間に中間樹脂膜３を挟んで一体化された合わせガラスである。当該中間樹脂膜３は接着性の熱可塑性樹脂であり、一般的にオートクレーブ等を用いて加熱・加圧処理を行うことで合わせガラスを一体化させる。当該中間樹脂膜３としては、常温でフィルム形状をとるものが広く用いられており、例えばポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ樹脂）やＥＶＡ樹脂を含むホットメルトタイプの接着材等が挙げられる。また、中間樹脂膜は、その一部が着色したもの、遮音機能を有する層をサンドイッチしたもの、厚さに傾斜があるもの、表面にエンボス加工が処理されたものなども使用できる。また、当該中間樹脂膜に紫外線吸収剤、抗酸化剤、帯電防止剤、熱安定剤、着色剤、接着調整剤を適宜添加配合したものでも良い。
また、本発明の曲面合わせガラス１０は、曲面を有するものである。当該曲面は、二次元的に曲げ加工処理されたものでも、三次元的に曲げ加工処理されたものでもよく、また、ガラス板全面が曲面になったものでも、部分的に曲面を有するものでもよい。
（ガラス組成）
本発明の厚板ガラス及び薄板ガラスは、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、及びＭｇＯを必須成分とするＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ−ＭｇＯ系ガラスであり、任意成分として、Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、及びＣａＯ等を少なくとも１種含むガラスである。また、上記のＳｉＯ２−Ｎａ２Ｏ−ＭｇＯ系ガラスとは、必須成分のうちＳｉＯ２を主成分とするものであり、例えばガラス組成中にＳｉＯ２を６０〜８０ｗｔ％程度含むものとしてもよい。
また、上記のガラス組成は、ｗｔ％で、ＳｉＯ２を６５〜７５、Ａｌ２Ｏ３を０〜６、Ｎａ２Ｏを１０〜２０、Ｋ２Ｏを０〜３、ＭｇＯを２〜１５、及びＣａＯを０〜１５、含み、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１２〜２０ｗｔ％となるものであり、ＭｇＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で算出される薄板ガラスの比率Ａ及び厚板ガラスの比率Ｂにおいて、比率Ａ−比率Ｂ≧０．１１０であるのが好ましい。本発明は、上記のガラス組成の範囲内に入るガラス板を用いて、該比率Ａ−比率Ｂ≧０．１１０を満たす薄板ガラスと厚板ガラスとを組み合わせることによって、当該２枚のガラス板を同時に曲げ加工処理可能としたものである。
また、上記の薄板ガラス板は、ガラス組成中に含まれるＮａ２Ｏが１２〜１７ｗｔ％、及びＭｇＯが６〜１５ｗｔ％であり、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１３〜１７ｗｔ％となるものであり、前記比率Ａが０．４００以上であるのがより好ましい。
以下に、各成分について記載する。なお、単に「％」と記載されているものは、「ｗｔ％」を指すものとする。
（ＳｉＯ２）
ＳｉＯ２はガラスの網目構造を形成する必須成分であり、ガラス組成中に６５〜７５％含むのが好ましい。６５％未満だとガラス構造が不安定となりやすく、７５％を超えると軟化点が高くなり曲げ加工処理し難くなることがある。また、好ましくは６５〜７２％、より好ましくは６５〜７０％としてもよい。
（Ａｌ２Ｏ３）
Ａｌ２Ｏ３はガラスの網目構造を形成する任意成分であり、ガラス組成中に０〜６％含むのが好ましい。６％を超えると軟化点が高くなり過ぎることがある。また、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは３％以上としてもよい。
（Ｎａ２Ｏ）
Ｎａ２Ｏはガラスの粘度を下げる必須成分であり、ガラス組成中に１０〜２０％含有させるのが好ましい。１０％未満だとガラスの溶融温度や軟化点が高くなり過ぎる場合があり、２０％を超えると化学的耐久性が悪化する傾向にある。また、ガラス板を化学強化処理する場合に、該ガラス板表面に接触させる塩に含まれる一価の陽イオン（例えばＫイオン等）とＮａイオンとをイオン交換することにより、該ガラス板の表面圧縮応力を向上させることが可能である。Ｎａ２Ｏの含有量の下限値は、より好ましくは１２％以上、上限値は、より好ましくは１７％以下としてもよい。
（Ｋ２Ｏ）
Ｋ２Ｏは、Ｎａ２Ｏと同様にガラスの粘度を下げる任意成分であり、ガラス組成中に０〜３％含有させるのが好ましい。Ｋ２Ｏの含有量が３％を超えると、化学強化処理時にＮａ２Ｏとの混合アルカリ効果によりＮａイオンの移動を抑制し、イオン交換し難くする場合がある。
（ＭｇＯ）
ＭｇＯはガラスの粘度を下げる成分だが、本発明者らが検討したところ、本発明のガラス組成系では、ＭｇＯの含有量が多い方がガラスの軟化点が高い傾向にあることがわかった。従って、本発明においてはガラス組成中に２〜１５％含有させるのが好ましい。また、より好ましくは６〜１５％としてもよい。２％未満では上記の効果を得られず、また、１５％を超えるとガラスが失透しやすくなる場合がある。
（ＣａＯ）
ＣａＯは、ガラスの粘度を下げる任意成分であり、ガラス組成中に０〜１５％含有させるのが好ましい。また、より好ましくは１〜１０％としてもよい。また、１５％を超えるとガラスが失透しやすくなる場合がある。
（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）
本発明では、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合計値が１２〜２０％となるのが好ましい。１２％未満だとガラスの溶融温度が過度に上がり、生産性が低下してしまう場合があり、また、２０％を超えると化学的耐久性が低下してしまうことがある。また、より好ましくは１３〜１７％としてもよい。
（比率Ａ、Ｂ）
本発明者らの検討において、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合計値に対するＭｇＯの含有量が高くなるほど、軟化点が高くなる傾向にあることがわかった。また、さらにＭｇＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で算出できる比率について、薄板ガラスの該比率Ａ及び厚板ガラスの該比率Ｂが、比率Ａ−比率Ｂ≧０．１１０を満たす組み合わせのとき、例えば板厚差が０．５ｍｍ以上あっても撓み量を合わせることができる傾向にあることがわかった。すなわち、比率Ａ−比率Ｂ≧０．１１０であるのが好ましい。また、上限値は特に限定するものではないが、例えば０．６００以下、より好ましくは０．４００以下としてもよい。
また、薄板ガラスの上記比率Ａが０．４００以上だと、厚板ガラスに一般的なソーダライムガラスを用いた場合でも撓み量を合わせることが可能なため好適である。また、上限値は例えば０．８５０以下としてもよく、より好ましくは０．７５０以下としてもよい。
３：曲面合わせガラスの製造方法
本発明で用いるガラス板は、フロート法を用いて製造する事が可能である。フロート法は、ガラス板を製造する際に一般的に用いられる方法である。当該方法では、まず原料バッチ、又は原料バッチとガラスカレットを、原料を溶融する溶融窯へ投入して溶融ガラスとし、次に該溶融ガラスを溶融スズ上に流し込む事によって板成型し、次に成型されたガラスを冷却してガラス板を得る。また、溶融時に組成に含まれない還元剤等を加えて、ガラスの還元状態を調整してもよい。また、フロート法の他にも、フュージョン法（オーバーフローダウンドロー法を含む）、ダウンドロー法、リドロー法、ロールアウト法、プレス法等の様々な製造方法で得ることが可能である。
（曲げ加工処理）
本発明の厚板ガラス及び薄板ガラスは、まず平面を有する板状のガラス板を製造した後に、該ガラス板を曲げ加工処理するものである。ガラス板の曲げ加工処理は、例えば、２枚のガラス板を重ねた状態でリング型上に載置して加熱炉に通し、各ガラス板を加熱して軟化させ、重力によって所定の形状に曲げ成形する自重曲げ成形法が用いられる。また、厚板ガラスを下方に設置して行うのが好ましい。また、上記の加熱温度は薄板ガラス板の軟化点以上とするのが好ましい。また、自重曲げによって各ガラス板を予備成形し、次いでリング型とプレス型との間に各ガラス板を挟んで加圧して成形するプレス成形法が用いられても良い。 これらとは別に、加熱炉内に設けられる複数のロール上を水平に搬送されながら所定の温度に加熱されたガラス板を、リング型で持ち上げて、曲げ型に近づけ、曲げ型に沿った形状に成形する方法が用いられても良い。各ガラス板は、離型剤を介して重ねられることが好ましい。この離型剤としては、ガラス板の加熱時に溶融することのないセラミックス粉末などが好適に用いられる。
（化学強化処理）
前述したように、強度の面から薄板ガラスは化学強化ガラスとするのが好ましい。また、厚板ガラスについても、化学強化ガラスとしてもよい。なお、化学強化処理を行うとき、化学強化処理後の化学強化ガラスを高温で加熱すると、圧縮応力層が緩和してしまい所望の強度が得られなくなる場合があるため、先に曲げ加工処理された曲面ガラスを化学強化処理するのが好ましい。
化学強化処理とは、ガラス板中に最も多く含まれるアルカリ金属イオンＡを、上記アルカリ金属イオンＡよりもイオン半径の大きいアルカリ金属イオンＢに置換するイオン交換によって、ガラス板表面に圧縮応力を生じさせる処理である。例えば、アルカリ金属イオンＡがＮａイオンである場合には、アルカリ金属イオンＢとして、Ｋイオン、Ｒｂイオン及びＣｓイオンからなる群から選ばれる少なくとも１つを用いることができる。アルカリ金属イオンＡがＮａイオンである場合、アルカリ金属イオンＢとして、Ｋイオンを用いることが好ましい。
化学強化処理は、上記のアルカリ金属イオンＡを含むガラス板の表面を、アルカリ金属Ｂイオンを含む塩に所定時間接触させることによって行う。また、この時イオン交換の促進させる為に上記の塩やガラス板を加熱するのが望ましい。上記の塩としては、アルカリ金属イオンＢを含む硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物塩及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１つを用いることができる。また、上記のイオン交換時の塩の温度は、塩の種類に応じて適宜決定されればよいが、該塩の融点以上〜該ガラス板の歪点温度以下であることが好ましい。温度が低過ぎるとイオン交換が促進されず、高過ぎると応力緩和が生じて所望の強度が出ない場合がある。例えば、接触させる塩の原料に硝酸カリウムを用いる場合、硝酸カリウムの融点が３３３℃であるため、該塩の温度を３３３℃以上、化学強化処理するガラス板の歪点温度以下の範囲内として、当該塩にガラス板を接触させる。塩に接触させる時間は特に限定されないが、例えばガラス板を溶融塩に浸漬させる場合は、０．５〜８時間であることが好ましい。
前記アルカリ金属イオンＢを含む塩にガラス板を接触させる工程により、化学強化ガラスが製造される。「塩にガラス板を接触させる」とは、ガラス板を塩浴に接触又は浸漬させることをいう。このように、本明細書において、「接触」とは「浸漬」も含む概念とする。また、塩の接触形態としては、ペースト状の塩を直接接触させるような形態、又は、融点以上に加熱した溶融塩に浸漬させるような形態なども可能であるが、これらの中では、溶融塩に浸漬させるのが望ましい。
（合わせ加工処理）
曲げ加工処理や化学強化処理の後、厚板ガラスと薄板ガラスとを一体化させ、合わせガラスとする合わせ加工処理を行う。まず、各ガラス板の間に前述した中間樹脂膜を挟み、各層間の脱気を行う。この時、例えば厚板ガラスの凹面と薄板ガラスの凸面とが中間樹脂膜と接触するものでも、厚板ガラスの凸面と薄板ガラスの凹面が中間樹脂膜と接触するものでもよい。また、当該合わせガラスが屋外や車外と屋内や車内とを隔てるものである場合、屋外や車外に面する側に厚板ガラスを配置するように積層するのが、強度の面で好ましい。
次に、脱気後の上記のガラス板を加圧・加熱して一体化させ、合わせガラスを得る。加圧・加熱処理はオートクレーブを用いるのが一般的である。オートクレーブの圧力や温度等は適宜選択すればよいが、例えば最高温度が９０〜１５０℃の範囲内となるまで温度を上昇させた後、２０〜４０分間該温度近傍を維持することにより上記の一体化が可能となる。この時、０．９〜１．５ＭＰａの圧力範囲内となるように加圧を行うのが好ましい。加圧時間は特に限定するものではないが、例えば３０〜１００分の範囲内とするのが好ましい。加圧と加熱の順番はどちらが先でも、また同時に行うものでもよい。
４：撓み量の評価
以下に、組成と板厚の異なるガラス板を作成し、それぞれについて撓み量を評価した。
（ガラス板の作成）
まず、原料として、珪砂、酸化アルミニウム、ソーダ灰、硫酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いて、表１に示すＮｏ．１〜５に示すガラス成分の割合となるようにバッチを調合した。この時、調合は７５０ｇのガラスに相当する量とした。次に、該バッチを白金坩堝に充填した後、１４００〜１６００℃で約７時間溶融させ、清澄なガラス融液を得た。次に、ガラス融液をカーボン板上に流出、流延させ、次いで電気炉内でガラス転移点を越える温度に保持後徐冷し、ガラスブロックを得た。
Figure 2019073423
（軟化点）
Ｎｏ．１〜５のガラスについて、ＪＩＳ Ｒ３１０３−１：２００１に準拠する方法で軟化点を測定し表１に示した。具体的には、Ｎｏ．１〜５を用いてガラスファイバー（直径０．６５±０．１ｍｍ、長さ２３５±１ｍｍ）の測定用サンプルを作成し、ガラス軟化点測定装置（東芝硝子株式会社製）を用いて、該装置の昇温速度を５±１℃／ｍｉｎとした時、当該測定用サンプルの伸び速度が１ｍｍ／ｍｉｎとなる温度を測定した。
（撓み量）
まず、Ｎｏ．１〜５のガラスブロックを切断・研磨加工して所望のガラス板（６０ｍｍ×５ｍｍ）を得た。なお、板厚は各ガラス板について０．４〜２．０ｍｍの間で適宜選択した。
次に、前述した手法で各ガラス板を撓ませ、測定用サンプルとした。具体的には、函型電気炉内に図１の（ａ）に示したようにガラス板を載せ、該電気炉を４００℃から６７０℃まで昇温（３℃／ｍｉｎ）、及び６７０℃から１００℃まで降温（１．５℃／ｍｉｎ）させた後、撓んだガラス板を取り出して測定用サンプルとした。次に、各測定用サンプルを、非接触三次元形状測定器（三鷹光器株式会社製）を用いて撓み量を測定した。得られた結果を図３に示した。
以上より、軟化点はＮｏ．１＜Ｎｏ．２≒Ｎｏ．３＜Ｎｏ．４＜Ｎｏ．５であり、Ｎｏ．１と、Ｎｏ．２又はＮｏ．３との間、Ｎｏ．２又はＮｏ．３と、Ｎｏ．４との間、及び、Ｎｏ．４とＮｏ．５との間は、それぞれ軟化点が１０℃以上となった。
図３は、縦軸を板厚ｍｍ、横軸を撓み量ｍｍとして、測定結果をプロットした図である。図３では板厚２ｍｍ以下の範囲において板厚が同程度のとき、撓み量の大きい側（＝右側）からＮｏ．１＜Ｎｏ．２≒Ｎｏ．３＜Ｎｏ．４＜Ｎｏ．５となった。軟化点の差が１０℃以上あるガラスの組み合わせについて撓み量が同じ時の板厚を見ると、いずれも板厚の差が０．５ｍｍ以上となることがわかった。また、一方で軟化点の差が小さいＮｏ．２とＮｏ．３とを比較すると、撓み量が同じ時の板厚の差が０．５ｍｍ未満となることがわかった。
Ｎｏ．４は軟化点が７５０℃以上のガラスであり、Ｎｏ．２は一般的なソーダライムガラスである。例えばＮｏ．２のガラスを厚板ガラス、Ｎｏ．４のガラスを薄板ガラスとした場合、図３より厚板ガラスの厚みを約２ｍｍとした場合、薄板ガラスの厚みを約０．５ｍｍとすることが可能であると考えられる。以上より、軟化点の差が１０℃以上になるガラス板を組み合わせ、軟化点が高い方のガラスを薄板ガラスとして用いると、板厚差を０．５ｍｍ以上としても変形の度合いを同程度とし、撓み量を合わせることが可能になることが示された。
Ｇ：ガラス板、１：薄板ガラス、２：厚板ガラス、３：中間樹脂膜、１０：曲面合わせガラス、２０：耐火レンガ

Claims (7)

  1. 厚板ガラスと、該厚板ガラスよりも厚みが小さい薄板ガラスと、を用いた曲面合わせガラス板において、
    該薄板ガラスの厚みが０．１〜１．６ｍｍであり、軟化点が、該厚板ガラスの軟化点＋１０℃以上であることを特徴とする車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。
  2. 前記厚板ガラス及び前記薄板ガラスは、ガラス組成が、ｗｔ％で、
    ＳｉＯ２を６５〜７５、
    Ａｌ２Ｏ３を０〜６、
    Ｎａ２Ｏを１０〜２０、
    Ｋ２Ｏを０〜３、
    ＭｇＯを２〜１５、及び
    ＣａＯを０〜１５、含み、
    Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１２〜２０ｗｔ％となるものであり、
    ＭｇＯ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）で算出される薄板ガラスの比率Ａ及び厚板ガラスの比率Ｂにおいて、比率Ａ−比率Ｂ≧０．１１０であることを特徴とする請求項１に記載の車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。
  3. 前記薄板ガラスの軟化点が、７５０℃以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。
  4. 前記薄板ガラス板は、ガラス組成中に含まれるＮａ２Ｏが１２〜１７ｗｔ％、及びＭｇＯが６〜１５ｗｔ％であり、
    Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１３〜１７ｗｔ％となるものであり、
    前記比率Ａが０．４００以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。
  5. 前記薄板ガラスと厚板ガラスの厚みの差が、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項４のいずれかに記載の車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。
  6. 前記厚板ガラスがソーダライムガラスであり、
    前記薄板ガラスの軟化点が７５０℃以上であり、
    該厚板ガラスの板厚ｔ１と該薄板ガラスのｔ２とが、１．５ｔ１−２．２≦ｔ２≦１．５ｔ１−２．０（ただし、１．４≦ｔ１≦２．４、０．１≦ｔ２）であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。
  7. 前記薄板ガラスが、化学強化ガラスであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の車両の窓ガラス用曲面合わせガラス。
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