JP2019198980A - ガラス樹脂複合体 - Google Patents

Abstract

【課題】飛散片に対するガラス樹脂複合体の耐貫通性を向上させる。【解決手段】ガラス樹脂複合体は、ガラス板と、樹脂板とを備える。ガラス板は、外層側に位置する第一ガラス板と、第一ガラス板よりも内層側に位置する第二ガラス板とを備える。第二ガラス板は、飛散片の貫通方向を変更する規制面を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車のフロントガラスやドアガラス等の窓ガラスに好適に用いられるガラス樹脂複合体に関する。

車両等の窓ガラスには、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複合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複合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）。

車両等の窓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部分の板形状を変形させて、その衝撃抵抗を増大させることで、衝突時における飛散片の運動エネルギーを減衰させる機能を有している。

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

しかしながら、上記のような従来の窓ガラスであっても、飛散片の衝撃抵抗を増大させる能力が十分であるとは言えない。

本発明者等の調査によると、飛散片の衝突によりガラス板にクラックが形成され、このクラックが形成された部位に重なるように別の飛散片が衝突すると、その衝撃波がガラス板を伝搬することで、クラックがガラス板の広範囲に亘って進展することが判明した。このように飛散片が繰り返しガラス板に衝突し、クラックが広範囲に形成されると、当該飛散片がガラス板を貫通するおそれがある。

飛散片によるガラス板の貫通を抑制するには、ガラス板の厚み寸法を大きくし、或いはガラス板の数を増加させることが考えられるが、これではガラス樹脂複合体の重量が増大し、車両の窓ガラスとして使用した場合には、機動性低下や燃費悪化を招く結果となる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、飛散片に対する耐貫通性を向上させたガラス樹脂複合体を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、窓ガラスに用いるガラス樹脂複合体において、ガラス板と、樹脂板とを備え、ガラス板は、外層側に位置する第一ガラス板と、第一ガラス板よりも内層側に位置する第二ガラス板とを備え、第二ガラス板は、飛散片の貫通方向を変更する規制面を有することを特徴とする。

かかる構成によれば、第一ガラス板を貫通し、第二ガラス板を貫通しようとする飛散片は、規制面に衝突することで、その貫通方向(進行方向)が変更される。これにより、飛散片が第二ガラス板を貫通する際の進路（距離）が増大する。したがって、飛散片は第二ガラス板を貫通し難くなり、もってガラス樹脂複合体の耐貫通性を向上させることができる。

第二ガラス板の規制面は、断面視でガラス樹脂複合体の外表面と平行ではない傾斜面を備え得る。これにより、第二ガラス板に規制面を好適に形成できる。

第二ガラス板は、板厚が１〜６ｍｍ未満である場合に、板厚の公差が±０．３ｍｍを超え、板厚が６〜１２ｍｍ未満である場合に、板厚の公差が±０．６ｍｍを超え、第二ガラス板の板厚が１２〜２０ｍｍである場合に、板厚の公差が±１．２ｍｍを超えるように構成され得る。これにより、第二ガラス板に規制面を好適に形成できる。

また、規制面は、うねり曲線を有する曲面により構成されてもよい。第二ガラス板の最大板厚が１〜６ｍｍ未満である場合に、うねり曲線における最大山高さは、０．３ｍｍより大きくされ得る。第二ガラス板の最大板厚が６〜１２ｍｍ未満である場合に、うねり曲線における最大山高さは、０．６ｍｍより大きくされ得る。第二ガラス板の最大板厚が１２〜２０ｍｍである場合に、うねり曲線における最大山高さは、１．２ｍｍより大きくされ得る。

ガラス樹脂複合体は、第一ガラス板のヤング率と第二ガラス板のヤング率とを異ならせてもよい。これにより、飛散片がガラス樹脂複合体に衝突した場合に発生する衝撃波をヤング率の相違によって減衰させ、ガラス板に生じるクラックの進展範囲を制限することが可能になる。

また、ガラス板は、第二ガラス板と樹脂板の間に位置する第三ガラス板を更に備えていてもよい。

また、ガラス樹脂複合体の第二ガラス板は、板厚の平均値が１〜２０ｍｍとされ得る。また、ガラス樹脂複合体は、三次元的に湾曲した曲面形状を有していてもよい。

本発明によれば、飛散片に対するガラス樹脂複合体の耐貫通性を向上させることができる。

第一実施形態に係るガラス樹脂複合体の斜視図である。 ガラス樹脂複合体の断面図である。 飛散片がガラス樹脂複合体を貫通する過程を示す断面図である。 第二実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面面である。 第三実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。 第四実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。 第二ガラス板の斜視図である。 第五実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。 第六実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。 第七実施形態に係るガラス樹脂複合体の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図３は、本発明に係るガラス樹脂複合体の第一実施形態を示す。本実施形態では、自動車の窓ガラスに使用される透明なガラス樹脂複合体を例示するが、ガラス樹脂複合体の用途はこれに限定されない。

図１乃至図３に示すように、本実施形態に係るガラス樹脂複合体１（ガラス樹脂積層体）は、窓ガラスの最外層（外面）を構成する第一ガラス板２と、第一ガラス板２よりも内層側に位置する第二ガラス板３と、第二ガラス板３よりも内層側に位置する第三ガラス板４と、樹脂板５と、を主に備える。ガラス樹脂複合体１において、ガラス板同士（第一ガラス板２、第二ガラス板３及び第三ガラス板４同士）、第三ガラス板４と樹脂板５は、有機樹脂中間層６ａ〜６ｃにより接合されている。ガラス樹脂複合体１は、曲面加工が施されており、三次元的に湾曲した曲面形状を有する。これに限らず、ガラス樹脂複合体１は平板状に構成されてもよい。

ガラス樹脂複合体１の総板厚は、好ましくは７０ｍｍ以下、６５ｍｍ以下、６０ｍｍ以下、特に５５ｍｍ以下であり、好ましくは７ｍｍ以上、１１ｍｍ以上、１２ｍｍ以上、特に１５ｍｍ以上である。ガラス樹脂複合体１の総板厚が小さ過ぎると、耐衝撃性能が低下し易くなる。一方、ガラス樹脂複合体１の総板厚が大き過ぎると、ガラス樹脂複合体１の重量が重くなり、また視認性が低下し易くなる。

第一ガラス板２、第二ガラス板３及び第三ガラス板４（以下、ガラス板２〜４と称する）は、透明性を有し、飛散片Ｆ（又は飛翔体）の衝撃抵抗を高めるためのものである。

各ガラス板２〜４は、クラックレジスタンスが３００ｇｆ以上となる耐クラック性ガラスにより構成されることが好ましい。耐クラック性ガラスのクラックレジスタンスは、好ましくは５００ｇｆ以上、８００ｇｆ以上、１０００ｇｆ以上、特に好ましくは１２００〜５０００ｇｆである。クラックレジスタンスが低過ぎると、ガラス板２〜４に傷が付き易くなり、その傷によってガラス板２〜４の耐衝撃性や透明性が低下し易くなる。

ここで、「クラックレジスタンス」は、クラック発生率が５０％となる荷重を指す。「クラック発生率」は、次のようにして測定した値を指す。まず湿度３０％、温度２５℃に保持された恒温恒湿槽内において、所定荷重に設定したビッカース圧子をガラス表面（光学研磨面）に１５秒間打ち込み、その１５秒後に圧痕の４隅から発生するクラックの数をカウント（一つの圧痕につき最大４とする）する。このようにして圧子を２０回打ち込み、総クラック発生数を求めた後、（総クラック発生数／８０）×１００の式によりクラックレジスタンスを求める。

耐クラック性ガラスは、アルミノシリケートガラスにより構成されることが好ましい。アルミノシリケートガラスは、クラックレジスタンスが高い傾向がある。またアルミノシリケートガラスは耐失透性が良好であるため、容易に板状に成形できる。

耐クラック性ガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ₂ ４５〜８０％、Ａｌ₂Ｏ₃ ５〜３０％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ（Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏの合量） ０〜２０％、ＭｇＯ ２〜２５％、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１５％を含有することが好ましい。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。

ＳｉＯ₂は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ₂の含有量は、好ましくは４５〜８０％、５０〜７５％、特に５５〜７０％である。ＳｉＯ₂の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなる。一方、ＳｉＯ₂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、樹脂板５や有機樹脂中間層６ａ〜６ｃの熱膨張係数に整合させ難くなる。

Ａｌ₂Ｏ₃は、耐候性やクラックレジスタンスを高める成分である。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量は、好ましくは５〜３０％、１０〜３０％、１５〜２５％、特に１８〜２３％である。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が少な過ぎると、耐候性やクラックレジスタンスが低下し易くなる。一方、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が多過ぎると、溶融性、成形性及び耐失透性が低下し易くなる。

Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏは、高温粘度を低下させて、溶融性、成形性及び熱加工性を高める成分である。Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏの合量は、好ましくは０〜２０％、１〜１５％、特に５〜１２％である。Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏのそれぞれの含有量は、好ましくは０〜１５％、１〜１２％、特に３〜１０％である。Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏの含有量が多過ぎると、クラックレジスタンスと耐候性が低下し易くなる。

ＭｇＯは、クラックレジスタンスを高める成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性、成形性及び熱加工性を高める成分である。ＭｇＯの含有量は、好ましくは２〜２５％、３〜１５％、特に５〜１６％である。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、成形性及び熱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％、０〜１０％、特に０〜５％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％、特に０〜２％である。ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性とクラックレジスタンスが低下し易くなる。

クラックレジスタンスを高める観点から、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。

Ｂ₂Ｏ₃は、ガラスのネットワークを形成する成分であり、またクラックレジスタンスを高める成分であるが、耐候性を低下させる成分である。よって、Ｂ₂Ｏ₃の含有量は、好ましくは０〜２０％、１〜１５％、特に５〜１０％である。

ＴｉＯ₂は、耐候性を高める成分であるが、ガラスを着色させる成分である。よって、ＴｉＯ₂の含有量は、好ましくは０〜０．５％、特に０〜０．１％未満である。

ＺｒＯ₂は、耐候性を高める成分であるが、耐失透性を低下させる成分である。よって、ＺｒＯ₂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、ＳｎＯ₂、Ｃｌ、ＳＯ₃、ＣｅＯ₂の群（好ましくはＳｎＯ₂、ＳＯ₃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。

Ｆｅ₂Ｏ₃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、Ｆｅ₂Ｏ₃の含有量は、好ましくは０．５％以下、特に０．０１〜０．０７％である。

Ｖ₂Ｏ₅、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＣｏＯ₃及びＮｉＯは、着色成分である。よって、Ｖ₂Ｏ₅、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＣｏＯ₃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。

Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃等の希土類酸化物は、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Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｂｉ₂Ｏ₃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。

各ガラス板２〜４は、同じ組成のガラスにより構成されてもよく、異なる組成のガラスにより構成されてもよい。また、第一ガラス板２が窓ガラスの最外層に用いられる場合、上記の耐クラック性ガラスを用いてもよいが、製造コストの観点から、ソーダライムガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスは、一般的に、モル％で、ＳｉＯ₂ ６８〜７８％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜３％、ＣａＯ ６〜１５％、ＭｇＯ ０〜１０％、Ｎａ₂Ｏ １０〜２０％、Ｋ₂Ｏ ０〜３％、Ｆｅ_２Ｏ_３ ０〜１％を含有している。

各ガラス板２〜４のヤング率は、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Ｆ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Ｆの衝突エネルギーを減衰し難くなる。各ガラス板２〜４のヤング率は各々異なる値に設定されることが好ましい。

各ガラス板２〜４の結晶化度は、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは１％未満、つまり非晶質ガラスである。結晶化度が高過ぎると、ガラス板２〜４を曲げ加工し難くなる。ここで、「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。

本実施形態では、第一ガラス板２及び第三ガラス板４として、板厚が一定（均一）のガラス板が使用される。第一ガラス板２及び第三ガラス板４の板厚は、好ましくは２０ｍｍ以下、１５ｍｍ以下、１２ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、特に８ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ以上、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、特に７ｍｍ以上である。第一ガラス板２及び第三ガラス板４の板厚が小さ過ぎると、耐衝撃性能を確保し難くなる。一方、第一ガラス板２及び第三ガラス板４の板厚が大き過ぎると、ガラス樹脂複合体１を薄型化し難くなり、視認性が低下し易くなる。またガラス樹脂複合体１の重量が増大して、自動車等の燃費が高騰してしまう。

本実施形態では、第二ガラス板３として、板厚が不均一とされたガラス板が使用される。第二ガラス板３は、一方の端部から他方の端部に向かうにつれてその厚みが徐々に薄くなる（又は厚くなる）ように構成されており、断面視でガラス樹脂複合体１の外表面と平行ではない傾斜面を備えている。第二ガラス板３の最大板厚は、好ましくは２０ｍｍ以下、１５ｍｍ以下、１２ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、特に８ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ以上、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、特に７ｍｍ以上である。

第二ガラス板３は、板厚が１〜６ｍｍ未満である場合に、その板厚の公差が±０．３ｍｍを超えることが好ましい。また、第二ガラス板３は、板厚が６〜１２ｍｍ未満である場合に、板厚の公差が±０．６ｍｍを超えることが好ましい。また、第二ガラス板３の板厚が１２〜２０ｍｍである場合に、板厚の公差が±１．２ｍｍを超えることが好ましい。第二ガラス板３における板厚の平均値は、好ましくは１〜２０ｍｍ、特に３〜１５ｍｍである。

第一ガラス板２は、窓ガラスの外表面となる第一の面２ａと、第二ガラス板３に接合される第二の面２ｂとを有する。

第二ガラス板３は、第一ガラス板２の第二の面２ｂに接合される第一の面３ａと、第三ガラス板４に接合される第二の面３ｂとを有する。第二ガラス板３の第一の面３ａは、当該第二ガラス板３の板厚を不均一とするように傾斜面として構成される。傾斜状に構成される第一の面３ａと、第一ガラス板２の第二の面２ｂとがなす角度θは、好ましくは０．０１〜８９．９９°、特に０．１〜８９．９°である。

第三ガラス板４は、第二ガラス板３の第二の面３ｂに接合される第一の面４ａと、樹脂板５に接合される第二の面４ｂとを有する。

樹脂板５は、透明性を有し、飛散片Ｆの衝突による衝撃を緩和し、また飛散片Ｆの衝撃によるガラス板２〜４の飛散を防止するためのものである。樹脂板５は、窓ガラス（ガラス樹脂複合体１）の最内層（車室側に面する層）として構成される。樹脂板５は複数枚でもよいが、視認性を高める観点から、一枚であることが好ましい。樹脂板５は、アクリル板、ポリカーボネート板等の種々の樹脂板が使用可能である。その中でも、ポリカーボネート板は、透明性、衝撃緩和性、軽量化の観点から特に好ましい。樹脂板５は、第三ガラス板４の第二の面４ｂに接合される第一の面５ａと、ガラス樹脂複合体１の最内面となる第二の面５ｂとを有する。

樹脂板５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５の板厚が小さ過ぎると、飛散片Ｆが衝突した時にその衝撃を緩和し難くなる。一方、樹脂板５の板厚が大き過ぎると、窓ガラスを薄型化し難くなり、視認性が低下し易くなる。

有機樹脂中間層６ａ〜６ｃは、第一ガラス板２と第二ガラス板３とを接合する第一有機樹脂中間層６ａと、第二ガラス板３と第三ガラス板４とを接合する第二有機樹脂中間層６ｂと、第三ガラス板４と樹脂板５とを接合する第三有機樹脂中間層６ｃとを含む。

各有機樹脂中間層６ａ〜６ｃ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６ａ〜６ｃの厚みが小さ過ぎると、飛散片Ｆが衝突した時に、衝撃吸収性が低下し易くなり、また固着性にばらつきが生じ易くなって、ガラス板２〜４同士、第三ガラス板４と樹脂板５が剥離し易くなる。一方、有機樹脂中間層６ａ〜６ｃの厚みが大き過ぎると、ガラス樹脂複合体１の視認性が低下し易くなる。

各有機樹脂中間層６ａ〜６ｃの熱膨張係数は、ガラス板２〜４の熱膨張係数以上、且つ樹脂板５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、ガラス樹脂複合体１が直射日光で加熱された時に、第三ガラス板４と樹脂板５が分離、変形し難くなる。なお、「ガラス板の熱膨張係数」は、０〜３００℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を指す。

各有機樹脂中間層６ａ〜６ｃ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。

各有機樹脂中間層６ａ〜６ｃ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。

各有機樹脂中間層６ａ〜６ｃ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、第三ガラス板４と樹脂板５の複合一体化に二層の有機樹脂中間層を用いると、第三ガラス板４と樹脂板５が異なる有機樹脂で固着されるため、ガラス樹脂複合体１の反りを低減し易くなる。

以下、上記構成のガラス樹脂複合体１を製造する方法について説明する。

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℃で加熱して溶融ガラスを生成する。溶融ガラスを清澄、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２〜４を作製することができる。

ガラスを平板形状に成形する方法として、オーバーフローダウンドロー法を採用することが好ましい。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、高品位なガラス板２〜４を大量に作製し得ると共に、大型のガラス板２〜４も容易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２〜４の製造コストを低廉化することができる。

オーバーフローダウンドロー法以外にも、フロート法又はロールアウト法でガラス板２〜４を形成することも好ましい。特に、フロート法は、大型のガラス板２〜４を安価に作製し得る方法である。

第二ガラス板３の第一の面３ａは、研磨加工等によって傾斜状に形成される。これにより、板厚の不均一な第二ガラス板３が形成される。

ガラス板２〜４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２〜４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。

次に、得られたガラス板２〜４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２〜４を一枚ずつ或いは積層してプレス成形する方法が好ましく、所定の形状の金型でガラス板２〜４を挟み込んだ状態で熱処理炉を通過させることが好ましい。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２〜４を配置した後、ガラス板２〜４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２〜４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。

その後、ガラス板２〜４同士、第三ガラス板４と樹脂板５を、各有機樹脂中間層６ａ〜６ｃによって複合一体化する。この場合において、各ガラス板２〜４の間、及び第三ガラス板４と樹脂板５との間に有機樹脂を注入した後に硬化する方法、各ガラス板２〜４の間、及び第三ガラス板４と樹脂板５との間に有機樹脂シートを介在させて加圧加熱処理（熱圧着）する方法等が使用される。前者の方法は、第三ガラス板４と樹脂板５の膨張不整合による樹脂板５の変形を抑制することができる。後者の方法は、複合一体化が容易である。

また、複合一体化した後に、最外層の第一ガラス板２の第一の面２ａ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。また複合一体化する前に、第一ガラス板２の第二の面２ｂ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。

図３は、飛散片Ｆがガラス樹脂複合体１を貫通する過程を示す。飛散片Ｆが最外層の第一ガラス板２に衝突（衝突位置を符号ＣＰで示す）すると、この衝突により発生した衝撃波が第一ガラス板２を放射状に伝搬する。飛散片Ｆの衝突によって第一ガラス板２に生じるクラックＣＲは、この衝撃波の伝搬の方向に沿って第一ガラス板２の内部を放射状に進展する。

飛散片Ｆの衝突位置ＣＰに重なるように、別の飛散片Ｆが衝突すると、その衝撃波により、先に形成されていたクラックＣＲが第一ガラス板２の内部をさらに進展する。クラックＣＲの進展に伴って、飛散片Ｆが第一ガラス板２を貫通する場合がある。図３において、飛散片Ｆが第一ガラス板２を貫通する方向を、矢印Ａ１で示す。飛散片Ｆは、第一ガラス板２を貫通すると、第二ガラス板３をも貫通しようとする。この場合、飛散片Ｆは、第二ガラス板３の第一の面３ａの傾斜面９に衝突する。飛散片Ｆは、第二ガラス板３の傾斜面９の傾斜に応じてその進行方向（貫通方向）を変える。変更された進行方向を矢印Ａ２で示す。このように、第二ガラス板３の第一の面３ａは、飛散片Ｆの進行方向（貫通方向）を規制する面（規制面）として機能する。

第二ガラス板３の第一の面３ａによって飛散片Ｆの貫通方向が変更（矢印Ａ１で示す方向から矢印Ａ２で示す方向に変更）されると、貫通方向が変更されない場合と比較して、飛散片Ｆが第二ガラス板３を貫通する際の進路（距離）が増大する。さらにこの飛散片Ｆが第三ガラス板４を貫通しようとする場合、飛散片Ｆは、第三ガラス板４の第一の面４ａに対して斜めに衝突する。この場合、第三ガラス板４の第一の面４ａは、第二ガラス板３の第一の面３ａと同様に飛散片Ｆの貫通方向を変更する規制面として機能する。このため、飛散片Ｆの進行方向（貫通方向）は、矢印Ａ２で示す方向から、矢印Ａ３で示す方向へと変更される。これにより、飛散片Ｆが第三ガラス板４を貫通する際の進路（距離）がさらに増大する。上記のように飛散片Ｆの進路を増大させることで、飛散片Ｆがガラス樹脂複合体１に衝突した際の衝撃エネルギーを、当該飛散片Ｆがガラス樹脂複合体１を貫通する間に吸収し易くなる。したがって、ガラス樹脂複合体１は、第二ガラス板３に規制面としての第一の面３ａを備えることで、飛散片Ｆが貫通し難くなり、耐貫通性が向上したものとなる。

加えて、各ガラス板２〜４のヤング率を異ならせることで、飛散片Ｆがガラス樹脂複合体１に衝突した際に生じる衝撃波を減衰させることができる。これにより、衝撃波の伝搬によってクラックＣＲが広範囲に進展することを防止できる。

図４は、ガラス樹脂複合体の第二実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１では、第二ガラス板３の構成が第一実施形態と異なる。第二ガラス板３は、複数のガラスセグメント３ｃを接合することにより構成される。各ガラスセグメント３ｃは、有機樹脂中間層６ｄによって接合されている。有機樹脂中間層６ｄの材質、寸法等は、上記の有機樹脂中間層６ａ〜６ｃと同じである。本実施形態によれば、飛散片Ｆが第一ガラス板２に衝突することによって生じた衝撃波を各ガラスセグメント３ｃの界面（接合面）によって反射し、減衰させることができる。これにより、クラックＣＲがガラス樹脂複合体１内において進展する範囲を制限できるとともに、飛散片Ｆに対するガラス樹脂複合体１の耐貫通性を向上させることができる。本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。

図５は、ガラス樹脂複合体の第三実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１では、各ガラス板２〜４の構成が第一実施形態と異なる。本実施形態では、第二ガラス板３だけでなく、第一ガラス板２及び第三ガラス板４も板厚が不均一となっている。第一ガラス板２の第二の面２ｂ、第二ガラス板３の第一の面３ａ及び第二の面３ｂ、及び第三ガラス板４の第一の面４ａは傾斜状の面として構成される。本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。

図６及び図７は、ガラス樹脂複合体の第四実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１では、第二ガラス板３の構成が第一実施形態と異なる。ガラス樹脂複合体１は、第一ガラス板２及び第三ガラス板４よりも面積が小さな複数の第二ガラス板３を有する。図７に示すように、第二ガラス板３は、四角錐状に構成されている。したがって、第二ガラス板３の第一の面３ａは、複数（図例では四つ）の傾斜面（規制面）を有する。本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。

図８は、ガラス樹脂複合体の第五実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１では、各ガラス板２〜４の構成が第一実施形態と異なる。

ガラス樹脂複合体１は、第一ガラス板２と第三ガラス板４との間に、複数の第二ガラス板３を有する。各第二ガラス板３は、板厚が一定とされるともに、断面視において円弧状に湾曲している。各第二ガラス板３は、凸状に湾曲する円弧状の第一の面３ａ（規制面）と、凹状に湾曲する第二の面３ｂとを有する。

第一ガラス板２の第二の面２ｂは、第二ガラス板３の第一の面３ａに対向する複数の湾曲面を有する。この湾曲面は、断面視において円弧状かつ凹状に湾曲する面である。第三ガラス板４の第一の面４ａは、第二ガラス板３の第二の面３ｂに対向する複数の湾曲面を有する。この湾曲面は、断面視において円弧状かつ凸状に湾曲する面である。本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。

図９は、ガラス樹脂複合体の第六実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１は、第二ガラス板３の構成が第一実施形態と異なる。第二ガラス板３の第一の面３ａは、うねり曲線を有する曲面形状により構成される。

すなわち、第二ガラス板３の第一の面３ａは、凸部７と凹部８とを交互に有する。凸部７及び凹部８は、断面視において円弧状の湾曲面により構成される。凸部７及び凹部８は所定のピッチで周期的に形成される。本実施形態において、凸部７と凹部８との間には、傾斜面９が形成されている。傾斜面９は、飛散片Ｆの進行方向（貫通方向）を変更する規制面である。

第二ガラス板３の最大板厚が１〜６ｍｍ未満の場合、第一の面３ａのうねり曲線における最大山高さＷｐは、０．３ｍｍより大きくなることが好ましい。第二ガラス板３の最大板厚が６〜１２ｍｍ未満である場合、うねり曲線における最大山高さＷｐは０．６ｍｍより大きくなることが好ましい。また、第二ガラス板３の最大板厚が１２〜２０ｍｍである場合、最大山高さＷｐは１．２ｍｍより大きくなることが好ましい。

なお、うねり曲線に係る最大山高さＷｐは、ＪＩＳ Ｂ０６０１ ２０１３に準拠して求められる。図９において、うねり曲線の平均線を一点鎖線ＡＬで示す。本実施形態におけるその他の構成は、第一実施形態と同じである。

図１０は、ガラス樹脂複合体の第七実施形態を示す。本実施形態に係るガラス樹脂複合体１は、各ガラス板２〜４の構成が第六実施形態と異なる。

第二ガラス板３は、板厚が一定とされる断面視波形状を有する。第二ガラス板３の第一の面３ａは、第六実施形態と同様にうねり曲線を有する湾曲面（凸部７、凹部８及び傾斜面９）により構成される。第二ガラス板３の第二の面３ｂは、凸部１０及び凹部１１が交互に形成されてなる湾曲面により構成される。第二の面３ｂの凸部１０は、第一の面３ａの凹部８に対応し、第二の面３ｂの凹部１１は、第一の面３ａの凸部７に対応するように形成される。

第一ガラス板２の第二の面２ｂは、第二ガラス板３の第一の面３ａに対応するように、凸部１２と凹部１３とを交互に有する湾曲面として構成される。第二の面２ｂの凸部１２は、第二ガラス板３の第一の面３ａにおける凹部８に対向する。第二の面２ｂの凹部１３は、第二ガラス板３の第一の面３ａにおける凸部７に対向する。

第三ガラス板４の第一の面４ａは、第二ガラス板３の第一の面３ａと同様にうねり曲線（最大山高さＷｐ）を有する湾曲面として構成される。第三ガラス板４の第一の面４ａは、第二ガラス板３の第二の面３ｂに対応するように、凸部１４と凹部１５とを交互に有する湾曲面として構成される。第一の面４ａの凸部１４は、第二ガラス板３の第二の面３ｂにおける凹部１１に対向する。第一の面４ａの凹部１５は、第二ガラス板３の第二の面３ｂにおける凸部１０に対向する。凸部１４と凹部１５との間には、傾斜面１６（規制面）が形成されている。本実施形態におけるその他の構成は、第六実施形態と同じである。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、三枚のガラス板２〜４を含むガラス樹脂複合体１を例示したが、本発明はこの構成に限定されない。ガラス樹脂複合体１は、二枚又は四枚以上のガラス板を備え得る。

１ ガラス樹脂複合体
２ 第一ガラス板
３ 第二ガラス板
３ａ 第二ガラス板の第一の面（規制面）
４ 第三ガラス板
５ 樹脂板
Ｆ 飛散片
Ｗｐ 最大山高さ

Claims (8)

1. 窓ガラスに用いるガラス樹脂複合体において、
   ガラス板と、樹脂板とを備え、
   前記ガラス板は、外層側に位置する第一ガラス板と、前記第一ガラス板よりも内層側に位置する第二ガラス板とを含み、
   前記第二ガラス板は、飛散片の貫通方向を変更する規制面を有することを特徴とするガラス樹脂複合体。
2. 前記第二ガラス板の前記規制面は、断面視でガラス樹脂複合体の外表面と平行ではない傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス樹脂複合体。
3. 前記第二ガラス板の板厚が１〜６ｍｍ未満である場合に、前記板厚の公差が±０．３ｍｍを超え、
   前記第二ガラス板の板厚が６〜１２ｍｍ未満である場合に、前記板厚の公差が±０．６ｍｍを超え、
   前記第二ガラス板の板厚が１２〜２０ｍｍである場合に、前記板厚の公差が±１．２ｍｍを超えることを特徴とする請求項１に記載のガラス樹脂複合体。
4. 前記規制面は、うねり曲線を有する曲面により構成されており、
   前記第二ガラス板の最大板厚が１〜６ｍｍ未満である場合に、前記うねり曲線における最大山高さが０．３ｍｍより大きくされ、
   前記第二ガラス板の最大板厚が６〜１２ｍｍ未満である場合に、前記うねり曲線における最大山高さが０．６ｍｍより大きくされ、
   前記第二ガラス板の最大板厚が１２〜２０ｍｍである場合に、前記うねり曲線における最大山高さが１．２ｍｍより大きくされることを特徴とする請求項１に記載のガラス樹脂複合体。
5. 前記第一ガラス板のヤング率と前記第二ガラス板のヤング率とが異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。
6. 前記第二ガラス板は、板厚の平均値が１〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。
7. 前記ガラス板は、前記第二ガラス板と前記樹脂板の間に位置する第三ガラス板を更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。
8. 三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から７のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。

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