JP2019182706A - ガラス板及びそれを用いたガラス樹脂複合体 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性に優れると共に、有機樹脂中間層の剥離を生じさせ難いガラス板及びそれを用いたガラス樹脂複合体を創案する。【解決手段】本発明のガラス板は、有機樹脂中間層を介して樹脂板と一体化して、ガラス樹脂複合体を作製するためのガラス板であって、少なくとも一方の表面にＳｉＯ２含有層を有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス板及びそれを用いたガラス樹脂複合体に関し、特に自動車のフロントガラスやドアガラスに好適なガラス板及びそれを用いたガラス樹脂複合体に関する。

自動車等のフロントガラスには、一般的に、複数枚のソーダライムガラス板を有機樹脂中間層で一体化した合わせガラスが使用されており、軽量化を目的として、複数枚のソーダライムガラス板と樹脂板とを有機樹脂中間層で一体化したガラス樹脂複合体が用いられることもある（特許文献１〜４参照）。

自動車等のフロントガラスに使用されるソーダライムガラス板は、走行中の飛び石等の飛散片の先端形状を変形させて、その衝撃抵抗を増大させることで、飛散片の衝突エネルギーを減衰する機能を有している。

しかし、ソーダライムガラス板は、飛散片の衝撃抵抗を増大させる効果が十分であるとは言えない。現状、ソーダライムガラス板の板厚を大きくするか、積層枚数を多くして、飛散片の衝撃抵抗を高めているが、これに伴い、フロントガラスの厚みや質量の増大を招いている。

そこで、飛散片の衝撃抵抗を高めるために、ソーダライムガラス板の代わりに結晶化ガラス板を用いることが検討されている。例えば、主結晶としてβ−石英固溶体（Ｌｉ_２Ｏ・Ａｌ_２Ｏ_３・ｎＳｉＯ_２［但し、ｎ≧２］）等のＬｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系結晶を析出してなる結晶化ガラス板が検討されている。

特開２０１２−１４４２１７号公報 特開２００４−１９６１８４号公報 特開２００１−１５１５３９号公報 実開平１−８８２１号公報

ところで、ガラス樹脂複合体は、上記の通り、複数枚のガラス板が有機樹脂中間層により一体化された構造を有するが、有機樹脂中間層とガラス板の屈折率が異なると、両者の界面で光の反射損失が大きくなり、結果として、ガラス樹脂複合体の視認性が低下してしまう。更に有機樹脂中間層が、反射光の吸収により劣化して剥離し易くなる。これらの問題は、ガラス板の積層枚数が多い程、顕在化し易くなる。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、視認性に優れると共に、有機樹脂中間層の剥離を生じさせ難いガラス板及びそれを用いたガラス樹脂複合体を創案することである。

本発明者等は、ガラス板の表面にＳｉＯ_２含有層を形成することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のガラス板は、有機樹脂中間層を介して樹脂板と一体化して、ガラス樹脂複合体を作製するためのガラス板であって、少なくとも一方の表面にＳｉＯ_２含有層を有することを特徴とする。

本発明のガラス板は、有機樹脂中間層を介して樹脂板と一体化して、ガラス樹脂複合体を作製するためのガラス板である。ガラス樹脂複合体において、ガラス板は、透明性を有し、衝撃抵抗を高める材料である。樹脂板は、飛散片の衝突による衝撃を緩和し、また飛散片の衝撃によるガラス片の飛散を防止する材料である。両者を備えることにより、耐衝撃性を確保し易くなる。

また、本発明のガラス板は、少なくとも一方の表面にＳｉＯ_２含有層を有する。このようにすれば、有機樹脂中間層とＳｉＯ_２含有層との屈折率差及びガラス板とＳｉＯ_２含有層との屈折率差が小さくなり易い。結果として、ガラス板と有機樹脂中間層の間で光の反射損失が小さくなり、ガラス樹脂複合体の視認性が向上する。更に有機樹脂中間層が、反射光の吸収により劣化し難くなる。

また、本発明のガラス板は、ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量が、ガラス板の板厚方向中央部のＳｉＯ_２の含有量より多いことが好ましい。「ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量」は、ＥＰＭＡで分析することで測定可能である。

また、本発明のガラス板は、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラスの何れかであることが好ましい。

また、本発明のガラス板は、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２ ４０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜１５％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ０超〜２０％、ＭｇＯ ３〜３５％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１５％を含有することが好ましい。

また、本発明のガラス板は、３次元的に湾曲した曲面形状を有することが好ましい。このようにすれば、自動車のフロントガラス等に適用し易くなる。

本発明のガラス樹脂複合体は、少なくとも複数枚のガラス板と樹脂板とが有機樹脂中間層により一体化されたガラス樹脂複合体であって、複数枚のガラス板の内、少なくとも一枚のガラス板が、上記のガラス板であることが好ましい。

また、本発明のガラス樹脂複合体は、ＳｉＯ_２含有層の屈折率ｎｄが、有機樹脂中間層の屈折率ｎｄ以上であり、且つガラス板の板厚方向中央部の屈折率ｎｄ以下であることが更に好ましい。このようにすれば、有機樹脂中間層とガラス板の間で光の反射損失が小さくなり、結果として、ガラス樹脂複合体の視認性が向上する。更に有機樹脂中間層が、反射光の吸収により劣化し難くなる。ここで、「屈折率ｎｄ」は、ヘリウムのｄ線（ｎｄ：５８７．６ｎｍ）における屈折率であり、周知のＶブロック法で測定可能である。「ＳｉＯ_２含有層の屈折率ｎｄ」は、ＳｉＯ_２含有層の組成をＥＰＭＡで分析した上で、その組成と同じガラス組成を有するガラスを別途、作製した後、そのガラスの屈折率ｎｄを周知のＶブロック法で測定することで算出することができる。

図１は、ガラス樹脂複合体の一例を説明するための概略図である。ガラス樹脂複合体１０は、外側から順に、ガラス板１１と、ガラス板１２と、樹脂板１３と、を有しており、これらは３次元的に湾曲した曲面形状を有しており、図示しない有機樹脂中間層により一体化されている。ガラス板１１、１２は、内側の表面にＳｉＯ_２含有層を有すると共に、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２ ４０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜１５％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ０超〜２０％、ＭｇＯ ３〜３５％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１５％を含有している。また、樹脂板１３は、ポリカーボネートである。

ガラス樹脂複合体の一例を説明するための概略図である。

本発明のガラス板は、少なくとも一方の表面にＳｉＯ_２含有層を有することを特徴とする。ＳｉＯ_２含有層は、ガラス板の一方の表面のみに形成されていてもよく、両方の表面に形成されていてもよい。本発明のガラス板を最も外側のガラス板として使用する場合、ＳｉＯ_２含有層の形成面が一方の表面のみであれば、ＳｉＯ_２含有層の非形成面を最外表面とすることができる。この場合、最外表面に平滑な表面を配置することが可能になり、ガラス樹脂複合体の耐衝撃性が向上する。ＳｉＯ_２含有層を両方の表面に形成する場合、内層のガラス板に用いた時に、その両側で光の反射損失が小さくなり、また有機樹脂中間層が剥離し難くなる。

ＳｉＯ_２含有層の屈折率ｎｄは、有機樹脂中間層の屈折率ｎｄ以上であり、且つガラス板の板厚方向中央部の屈折率ｎｄ以下であることが好ましく、或いはガラス板の板厚方向中央部の屈折率ｎｄ以上であり、且つ有機樹脂中間層の屈折率ｎｄ以下であることも好ましい。例えば、ガラス板の板厚方向中央部の屈折率ｎｄが１．６０、有機樹脂中間層の屈折率ｎｄが１．４５の場合、ＳｉＯ_２含有層の屈折率ｎｄは、１．４５超〜１．６０未満が好ましい。ＳｉＯ_２含有層の屈折率ｎｄが上記範囲外であると、ガラス板と有機樹脂中間層の間で光の反射損失が大きくなり、結果として、ガラス樹脂複合体の視認性が低下する。更に有機樹脂中間層が、反射光の吸収により劣化し易くなる。

本発明のガラス板において、ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量は、ガラス板の板厚方向中央部のＳｉＯ_２の含有量より多いことが好ましい。また、ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは４０〜９９モル％、特に４６〜８０モル％である。ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量が少な過ぎると、ＳｉＯ_２含有層の屈折率が過度に上昇して、ガラス板と有機樹脂中間層の間で光の反射損失が大きくなる虞がある。一方、ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量が多過ぎると、ＳｉＯ_２含有層の屈折率が過度に低下して、ガラス板と有機樹脂中間層の間で光の反射損失が大きくなる虞がある。

ガラス板のガラス系は、特に限定されないが、曲面加工性や耐候性の観点から、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラスであることが好ましい。

本発明のガラス板は、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２ ４０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜１５％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ０超〜２０％、ＭｇＯ ３〜３５％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１５％を含有する。上記のように各成分の含有範囲を規制した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示はモル％を指すものとする。

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、屈折率を低下させる成分である。ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは４０〜８０％、４２〜７５％、特に４５〜７０％である。ＳｉＯ_２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また耐候性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎて、ガラス板と樹脂板の膨張不整合によって樹脂板が変形し易くなる。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ヤング率や耐候性を高める成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは５〜３０％、９〜２５％、１５〜２４％、特に１８〜２３％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、溶融性、成形性、耐失透性が低下し易くなる。

Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、好ましくは０〜２５％、０超〜１５％、１〜１０％、特に２〜８％である。Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５の含有量が少な過ぎると、溶融性、成形性、曲面加工性が低下し易くなる。Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。なお、「Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５」は、Ｂ_２Ｏ_３とＰ_２Ｏ_５の合量である。

Ｂ_２Ｏ_３は、溶融性、成形性、曲面加工性を高める成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０〜１５％、１〜１２％、特に２〜１０％である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ヤング率、耐候性が低下し易くなる。

Ｐ_２Ｏ_５は、溶融性、成形性、曲面加工性を高める成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、好ましくは０〜１５％、１〜１２％、特に２〜１０％である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。

Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性、曲面加工性を高める成分である。Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量は、好ましくは０超〜２０％、１〜１５％、特に５〜１２％である。Ｌｉ_２Ｏ及びＫ_２Ｏのそれぞれの含有量は、好ましくは０〜１５％、０〜３％、特に０〜１％未満である。Ｎａ_２Ｏの含有量は、好ましくは０超〜１５％、１〜１２％、特に３〜１０％である。Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの含有量が多過ぎると、ヤング率、耐候性が低下し易くなる。Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、曲面加工時にガラスが失透し易くなる。

モル比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５）は、好ましくは０〜１．５、０超〜１．５、０．１〜１．２、０．５〜１．１、特に０．９〜１．０である。モル比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５）が小さ過ぎると、曲面加工性が低下し易くなる。一方、モル比（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５）が大き過ぎると、ヤング率が低下し易くなる。なお、「（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｐ_２Ｏ_５）」は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量をＢ_２Ｏ_３とＰ_２Ｏ_５の合量で除した値を指す。

ＭｇＯは、ヤング率を大幅に高める成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性、成形性、曲面加工性を高める成分である。ＭｇＯの含有量は、好ましくは３〜３５％、８〜３３％、１２〜３２％、特に１５〜３０％である。ＭｇＯの含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。一方、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。

ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性、曲面加工性を高める成分である。ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量は、好ましくは０〜１５％、０〜５％、特に０〜１％未満である。ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯのそれぞれの含有量は、好ましくは０〜１２％、０〜５％、０〜２％、特に０〜１％未満である。ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性、ヤング率等が低下し易くなる。

ヤング率を高める観点から、モル比ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は、好ましくは０．５以上、０．７以上、０．８以上、特に０．９以上である。なお、「ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）」は、ＭｇＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量で除した値である。

上記成分以外にも、例えば以下の成分を添加してもよい。

ＴｉＯ_２は、耐候性、屈折率を高める成分であるが、ガラスを着色させる成分でもある。よって、ＴｉＯ_２の含有量は、好ましくは０〜０．５％、特に０〜０．１％未満である。

ＺｒＯ_２は、ヤング率、耐候性、屈折率を高める成分であるが、耐失透性を低下させる成分でもある。よって、ＺｒＯ_２の含有量は、好ましくは０〜０．５％、特に０〜０．１％未満である。

清澄剤として、ＳｎＯ_２、Ｃｌ、ＳＯ_３、ＣｅＯ_２の群（好ましくはＳｎＯ_２、ＳＯ_３の群）から選択された一種又は二種以上を０．０５〜０．５％添加してもよい。

Ｆｅ_２Ｏ_３は、ガラス原料に不純物として不可避的に混入する成分であり、着色成分である。よって、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．５％以下、特に０．０１〜０．０７％である。

Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯ_３及びＮｉＯは、着色成分である。よって、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯ_３及びＮｉＯのそれぞれの含有量は、好ましくは０．１％以下、特に０．０１％未満である。

Ｙ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３等の希土類酸化物は、ヤング率を高める成分である。しかし、原料自体のコストが高く、また多量に添加すると、耐失透性が低下し易くなる。よって、希土類酸化物の合量は、好ましくは３％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。

環境的配慮から、ガラス組成として、実質的にＡｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＰｂＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３及びＦを含有しないことが好ましい。ここで、「実質的に〜を含有しない」とは、ガラス成分として積極的に明示の成分を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、明示の成分の含有量が０．０５％未満であることを指す。

本発明のガラス板は、以下の特性を有することが好ましい。

ガラス転移点は、好ましくは８２０℃未満、８００℃以下、７９０℃以下、特に７８０℃以下である。ガラス転移点が高過ぎると、曲面加工性が低下し易くなる。なお、「ガラス転移点」は、ディラトメーターを用いて測定した値を指す。

ヤング率は、好ましくは８０ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以上、９０ＧＰａ以上、特に９５〜１５０ＧＰａである。ヤング率が低過ぎると、飛散片の衝突による衝撃波の速度が遅くなるため、衝撃波が狭い領域にしか広がらず、飛散片の衝突エネルギーを減衰し難くなる。なお、「ヤング率」は、周知の共振法で測定した値を指す。

８００℃における粘度は、好ましくは１０^１２．０ｄＰａ・ｓ以下、１０^１１．５ｄＰａ・ｓ以下、１０^１１．０ｄＰａ・ｓ以下、特に１０^１０．５ｄＰａ・ｓ以下である。８００℃における粘度が高過ぎると、曲面加工性が低下し易くなる。なお、「８００℃における粘度」は、歪点、徐冷点、軟化点の温度から得られる温度−粘度曲線の内挿値から求めたものである。なお、「歪点」と「徐冷点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。「軟化点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。

結晶化度は、好ましくは３０％以下、１０％以下、５％以下、１％以下、特に０％、つまり非晶質である。結晶化度が高過ぎると、曲面加工性が低下し易くなる。なお、「結晶化度」は、粉末法によりＸＲＤを測定することにより、非晶質の質量に相当するハローの面積と、結晶の質量に相当するピークの面積とをそれぞれ算出した後、［ピークの面積］×１００／［ピークの面積＋ハローの面積］（％）の式により求めた値を指す。

本発明のガラス板において、板厚は、好ましくは１５ｍｍ以下、１２ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、特に８ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以上、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、特に７ｍｍ以上である。ガラス板の板厚が小さ過ぎると、耐衝撃性を確保し難くなる。一方、ガラス板の板厚が大き過ぎると、フロントガラスを薄型化し難くなり、視認性が低下し易くなる。またフロントガラスの質量が増大して、自動車等の燃費が高騰してしまう。

本発明のガラス樹脂複合体は、少なくとも複数枚のガラス板と樹脂板とが有機樹脂中間層により一体化されたガラス樹脂複合体であって、複数枚のガラス板の内、少なくとも一枚のガラス板が、上記のガラス板であることが好ましい。なお、本発明のガラス樹脂複合体において、本発明のガラス板以外のガラス板（例えば、ソーダライムガラス板）を含んでいてもよいが、本発明の効果を的確に享受する観点から、全てのガラス板が本発明のガラス板であることが好ましい。

本発明のガラス樹脂複合体において、ガラス板は複数であり、軽量化と耐衝撃性の観点から、その枚数は３〜８枚が好ましい。

本発明のガラス樹脂複合体において、樹脂板は複数枚でもよいが、視認性を高める観点から、１枚であることが好ましい。樹脂板は、アクリル、ポリカーボネート等の種々の樹脂が使用可能であるが、透明性、衝撃緩和性、軽量化の観点から、ポリカーボネートが特に好ましい。

樹脂板の板厚は、好ましくは１０ｍｍ以下、８ｍｍ以下、７ｍｍ以下、６ｍｍ以下、特に５ｍｍ以下であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、特に３ｍｍ以上である。樹脂板の板厚が小さ過ぎると、飛散片が衝突した時にその衝撃を緩和し難くなる。一方、樹脂板の板厚が大き過ぎると、フロントガラスを薄型化し難くなり、またフロントガラスの視認性が低下し易くなる。

本発明のガラス樹脂複合体において、ガラス板同士、ガラス板と樹脂板は、有機樹脂中間層により一体化されている。有機樹脂中間層の厚みは、好ましくは０．１〜２ｍｍ、０．３〜１．５ｍｍ、０．５〜１．２ｍｍ、特に０．６〜０．９ｍｍである。有機樹脂中間層の厚みが小さ過ぎると、飛散片が衝突した時に、衝撃波のエネルギーが室内側に伝搬し易くなる。一方、有機樹脂中間層の厚みが大き過ぎると、フロントガラスの視認性が低下し易くなる。

有機樹脂中間層の熱膨張係数は、全ガラス板の熱膨張係数以上、且つ樹脂板の熱膨張係数以下であることが好ましい。このようにすれば、フロントガラスが直射日光で加熱された時に、ガラス板と樹脂板が分離、変形し難くなる。

有機樹脂中間層として、種々の有機樹脂が使用可能であり、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、セルロースアセテート（ＣＡ）、ジアリルフタレート樹脂（ＤＡＰ）、ユリア樹脂（ＵＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルホルマール（ＰＶＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）、酢酸ビニル樹脂（ＰＶＡｃ）、アイオノマー（ＩＯ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、メタクリル−スチレン共重合樹脂（ＭＳ）、ポリアレート（ＰＡＲ）、ポリアリルスルフォン（ＰＡＳＦ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳＦ）、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が使用可能である。その中でも、透明性と固着性の観点から、ＥＶＡ、ＰＶＢが好適であり、特にＰＶＢは遮音性を付与し得るため好ましい。

有機樹脂中間層中に着色剤を添加してもよく、赤外線、紫外線等の特定波長光線を吸収する吸収剤を添加してもよい。

有機樹脂中間層には、上記有機樹脂を複数種類組み合わせたものを用いてもよい。例えば、ガラス板と樹脂板の一体化に２層の有機樹脂中間層を用いると、ガラス板と樹脂板の熱膨張係数に整合する有機樹脂をそれぞれ選択し得るため、ガラス板と樹脂板の膨張差を緩和し易くなる。結果として、フロントガラスの反りを低減し易くなる。

ガラス樹脂複合体の総板厚は、好ましくは５５ｍｍ以下、４５ｍｍ以下、４０ｍｍ以下であり、好ましくは４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、７ｍｍ以上、特に１０ｍｍ以上である。ガラス樹脂複合体の総板厚が小さ過ぎると、フロントガラスの耐衝撃性が低下し易くなる。一方、ガラス樹脂複合体の総板厚が大き過ぎると、フロントガラスの質量が大きくなり、またフロントガラスの視認性が低下し易くなる。

以下のようにして、ガラス板及びガラス樹脂複合体を作製することができる。

まず所定のガラス組成になるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入して、１５００〜１７００℃で加熱溶融し、清澄、攪拌した後、成形装置に供給して板状に成形し、徐冷することにより、ガラス板を作製することができる。

ガラス板を成形する方法として、フロート法を採用することが好ましい。フロート法は、ガラス板を安価に作製し得る方法である。

フロート法以外にも、オーバーフローダウンドロー法を採用してもよい。オーバーフローダウンドロー法は、表面が未研磨の状態で、薄いガラス板を大量に作製し得る方法である。なお、表面が未研磨であると、ガラス板の製造コストを低廉化することができる。

ガラス板は、必要に応じて、面取り加工されていることが好ましい。その場合、＃８００のメタルボンド砥石等により、Ｃ面取り加工を行うことが好ましい。このようにすれば、端面強度を高めることができる。必要に応じて、ガラス板の端面をエッチングして、端面に存在するクラックソースを低減することも好ましい。

続いて、ガラス板の表面にＳｉＯ_２含有層を形成する。その方法として、例えば、ガラス表面をガスバーナーの火炎で加熱する方法、或いはスパッタ法、蒸着法、ゾルゲル法等によりＳｉＯ_２含有膜を形成する方法がある。

ガラス表面をガスバーナーの火炎で加熱すると、表面のアルカリ金属、アルカリ土類金属、ホウ素等の酸化物成分が蒸発して、ガラス表面にＳｉＯ_２に富んだ層を形成することができる。ＳｉＯ_２に富んだ層は、ガラス板よりも屈折率が低くなる。

スパッタ法、蒸着法でＳｉＯ_２含有膜を形成する場合、多層膜の成膜が可能になり、ＳｉＯ_２含有層の屈折率を制御し易くなる。なお、多層膜を熱処理して、ガラス板中に成分拡散させて、ガラス表面にＳｉＯ_２含有層を形成することもできる。また、ゾルゲル法でＳｉＯ_２含有膜を形成する場合、少なくともＳｉを含む金属アルコキシドをガラス表面にコーティングし、乾燥、熱処理することでＳｉＯ_２含有層を形成することが好ましい。この場合、熱処理時間を制御すると、ＳｉＯ_２含有層とガラス板で拡散反応が生じ、ＳｉＯ_２含有層の屈折率を制御することができる。なお、熱処理時間は、５分間から５時間が好ましい。熱処理温度は、（ガラス板の軟化点＋３０℃）〜（ガラス板の軟化点＋１００℃）が好ましい。

次に、ＳｉＯ_２含有層を有するガラス板について、必要に応じて、曲面加工を行う。曲面加工の方法として、種々の方法を採用することができる。特に、金型によりガラス板を１枚ずつ或いは積層してプレス成形する方法、或いは所定の形状の金型でガラス板を挟み込んだ状態で熱処理炉を通過させる方法を採用することが好ましい。このようにすれば、曲面形状の寸法精度を高めることができる。また、所定形状の金型上にガラス板を１枚ずつ或いは積層して配置した後、ガラス板の一部又は全体を熱処理することにより、金型の形状に沿って、ガラス板を自重で軟化変形させる方法も好ましい。このようにすれば、曲面加工の効率を高めることができる。

次に、ガラス板（好ましくは複数枚のガラス板）と樹脂板とを有機樹脂中間層で一体化して、ガラス樹脂複合体を作製することができる。一体化の方法として、ガラス板同士又はガラス板と樹脂板の間に有機樹脂を注入した後に有機樹脂を硬化させる方法、ガラス板同士又はガラス板と樹脂板の間に有機樹脂シートを配置した後に加圧加熱処理（熱圧着）する方法等が挙げられる。前者の方法は、ガラス板と樹脂板の膨張不整合による樹脂板の変形を抑制することができる。後者の方法は、一体化が容易である。

また、一体化した後に、最外層のガラス板の外表面に、ハードコート膜、赤外線反射膜、熱線反射膜等の機能膜を形成してもよい。また一体化する前に、最外層のガラス板の内表面に、赤外線反射膜、熱線反射膜等の機能膜を形成してもよい。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は以下の実施例に何ら限定されない。

ガラスＡは、次のようにして作製したものである。まず、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２ ４５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ２３％、Ｐ_２Ｏ_５ ７％、Ｌｉ_２Ｏ ２％、ＭｇＯ ２３％を含むガラスが得られるように、ガラス原料を調合した。次に、調合済みのガラスバッチを連続溶融炉に投入し、１６００℃で２０時間溶融した後、清澄、攪拌して、均質な溶融ガラスを得た上で、板厚８．０ｍｍの板状に成形した。

得られたガラス板について、熱膨張係数、ガラス転移温度、ヤング率、８００℃における粘度（ｌｏｇη_８００℃）及び結晶化度を評価し、その結果を表１に示す。なお、本ガラス板は、Ｆｅ_２Ｏ_３の混入不純物量が０．０５モル％未満であり、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯ_３及びＮｉＯの混入不純物量がそれぞれ０．０１モル％未満であった。

熱膨張係数は、３０〜３００℃の温度範囲で測定した値であり、またディラトメーターを用いて測定した値である。

ガラス転移温度は、ディラトメーターを用いて測定した値である。

ヤング率は、周知の共振法で測定した値である。

８００℃における粘度ｌｏｇηは、歪点、徐冷点、軟化点の温度から得られる温度−粘度曲線の内挿値から求めたものである。なお、歪点と徐冷点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。軟化点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３８の方法に基づいて測定した値である。

結晶化度は、粉末法によりＸＲＤを測定することにより、非晶質の質量に相当するハローの面積と、結晶の質量に相当するピークの面積とをそれぞれ算出した後、［ピークの面積］×１００／［ピークの面積＋ハローの面積］（％）の式により求めた値である。

また、市販のソーダライムガラス板（板厚８．０ｍｍ）を用意した。このソーダライムガラス板のガラス組成中のＳｉＯ_２の含有量は７５モル％である。

表２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜４）と比較例（試料Ｎｏ．５、６）を示している。なお、表２において、「Ａ」は上記ガラスＡを指しており、「ＳＬ」は、上記ソーダライムガラスを指している。

次に、試料Ｎｏ．１〜４に係るガラス板について、一方の表面をガスバーナーで加熱して、ＳｉＯ_２含有層を形成した。ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量は、ガスバーナーの加熱条件により調整されている。一方、試料Ｎｏ．５、６に係るガラス板については、ガスバーナーによる加熱は行われておらず、従って表面にＳｉＯ_２含有層は存在していない。

表２において、ＳｉＯ_２含有層の屈折率ｎｄは、最表面の組成をＥＰＭＡで分析した上で、その組成と同じガラス組成を有するガラスを別途、作製した後、そのガラスの屈折率ｎｄを周知のＶブロック法で測定することで算出したものである。ＳｉＯ_２含有層のＳｉＯ_２の含有量は、最表面の組成をＥＰＭＡで分析することで測定可能である。

更に、試料Ｎｏ．１に係るガラス板を所定の形状の金型で挟み込んだ状態で熱処理炉を通過させることにより、板幅方向の全体が円弧状に湾曲し、且つ長さ方向の全体が円弧状に湾曲した形状に曲面加工した。その後、曲面加工後のガラス板の端面について＃８００のメタルボンド砥石によりＣ面取り加工及び研磨加工を行った。

続いて、ガラス板と同様の曲面形状を有するポリカーボネート板（板厚４．０ｍｍ）を用意した。

最後に、外側（大気側）から、試料Ｎｏ．１に係るガラス板、厚み０．８ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、試料Ｎｏ．１に係るガラス板、厚み０．８ｍｍのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリカーボネート板の順になるように積層し、オートクレーブ処理により一体化して、試料Ｎｏ．１に係るガラス樹脂複合体を得た。最も外側のガラス板は、一体化に際して、ＳｉＯ_２含有層が、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）に接するように配置した。更に、試料Ｎｏ．２〜６についても、同様の実験を行い、試料Ｎｏ．２〜６に係るガラス樹脂複合体を得た。なお、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）の屈折率ｎｄは１．４８である。

表２から分かるように、試料Ｎｏ．１〜４に係るガラス樹脂複合体は、ガラス板の表面にＳｉＯ_２含有層を有するため、ガラス板とポリビニルブチラール（ＰＶＢ）の間で光の反射損失が小さいと考えられる。一方、試料Ｎｏ．５、６に係るガラス樹脂複合体は、ガラス板の表面にＳｉＯ_２含有層を有していないため、試料Ｎｏ．１〜４に係るガラス樹脂複合体に比べて、ガラス板とポリビニルブチラール（ＰＶＢ）の間で光の反射損失が大きいと考えられる。

本発明のガラス板は、樹脂板と一体化して、ガラス樹脂複合体を作製するためのガラス板として好適である。また、本発明のガラス樹脂複合体は、自動車、鉄道、航空機等のフロントガラス、ドアガラスに好適であり、それ以外にも、高層ビル等の建築物の窓ガラスにも好適である。

１０ ガラス樹脂複合体
１１ ガラス板
１２ ガラス板
１３ 樹脂板

Claims (7)

1. 有機樹脂中間層を介して樹脂板と一体化して、ガラス樹脂複合体を作製するためのガラス板であって、少なくとも一方の表面にＳｉＯ_２含有層を有することを特徴とするガラス板。
2. ＳｉＯ_２含有層中のＳｉＯ_２の含有量が、ガラス板の板厚方向中央部のＳｉＯ_２の含有量より多いことを特徴とする請求項１に記載のガラス板。
3. アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラスの何れかであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板。
4. ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２ ４０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜３０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｐ_２Ｏ_５ ０〜１５％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ０超〜２０％、ＭｇＯ ３〜３５％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１５％を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガラス板。
5. ３次元的に湾曲した曲面形状を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のガラス板。
6. 少なくとも複数枚のガラス板と樹脂板とが有機樹脂中間層により一体化されたガラス樹脂複合体であって、
   複数枚のガラス板の内、少なくとも一枚のガラス板が、請求項１〜５の何れかに記載のガラス板であることを特徴とするガラス樹脂複合体。
7. ＳｉＯ_２含有層の屈折率ｎｄが、有機樹脂中間層の屈折率ｎｄ以上であり、且つガラス板の板厚方向中央部の屈折率ｎｄ以下であることを特徴とする請求項６に記載のガラス樹脂複合体。