JP2019199370A - ガラス樹脂複合体 - Google Patents
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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、飛散片が衝突する面を有するガラス板と、樹脂板と、を備える。飛散片が衝突する面は、複数の凸部と複数の凹部との少なくとも一方を有する。【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。
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、飛散片が衝突する面を有するガラス板と、樹脂板と、を備え、飛散片が衝突する面は、複数の凸部と複数の凹部との少なくとも一方を有することを特徴とし、好ましくは飛散片が衝突する面は、周期的に形成される、複数の凸部と複数の凹部との少なくとも一方を有する。
かかる構成によれば、ガラス板を貫通しようとする飛散片は、凸部又は凹部に衝突することで、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。
上記のように凸部および凹部が周期的に形成される場合、そのピッチは、0.1mm以上に設定でき、また、飛散片が衝突する面の最大高さ粗さは、0.1mm以上とされ得る。
また、ガラス板は、外層側となる第一ガラス板と、上記の複数の凸部と複数の凹部との少なくとも一方を有し、第一ガラス板よりも内層側に位置する第二ガラス板と、を含み得る。ガラス樹脂複合体は、第一ガラス板と第二ガラス板とを接合する有機樹脂中間層をさらに備え、この有機樹脂中間層の厚みは、上記の最大高さ粗さよりも0.1mm以上大きく設定され得る。これにより、第一ガラス板と第二ガラス板とを強固に接合できる。
第二ガラス板は、耐クラック性ガラス(クラックレジスタンスが300gf以上のガラスを指す)により構成され得る。これにより、ガラス樹脂複合体の耐クラック性を高めることができる。
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、ガラス板は、ヤング率の異なる複数のガラス板を含んでもよい。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、ガラス樹脂複合体は、三次元的に湾曲した曲面形状を有してもよい。
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。
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。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。ガラス樹脂複合体1において、ガラス板2〜4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。
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%、Fe2O3 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。
本実施形態において、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、凸部7と凹部8とを交互に有する。
凸部7及び凹部8は所定のピッチPで周期的に形成される。ピッチPは、好ましくは0.1mm以上であり、特に0.2mm以上である。また、第二ガラス板3の第一の面3aにおける最大高さ粗さRzは、好ましくは0.1mm以上、特に0.2mm以上である。なお、最大高さ粗さRzは、JIS B0601 2013に準拠して求められる。
本実施形態において、凸部7と凹部8との間には、凸部7又は凹部8に対して一体的に形成される傾斜面9が形成されている。傾斜面9は断面視において直線状に構成される平坦な面である。
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。また、第一有機樹脂中間層6aの厚みは、第二ガラス板3の第一の面3aにおける最大高さ粗さRzよりも0.1mm以上大きくされることが好ましい。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には、凸部7、凹部8及び傾斜面9が周期的に形成される。この周期構造は、第二ガラス板3の第一の面3aに所定パターンのマスクを形成した後に、第一の面3aをエッチング処理し、更にそのマスクを除去することで形成してもよく、第二ガラス板3の第一の面3aに所定パターンのマスクを形成した後に、第一の面3aをサンドブラスト処理し、必要に応じてサンドブラストされた面をエッチング処理し、更にそのマスクを除去することで形成してもよい。このようにすれば、凸部7、凹部8及び傾斜面9を厳密に制御することができる。
また、この周期構造は、溶融ガラスを平板形状に成形する際に、周期的な凹凸形状を有する成形ローラーを押し当てることで形成してもよい。更に、この周期構造は、第二ガラス板3を一対の金型で挟み込み、熱間で押圧プレスすることで形成してもよい。このようにすれば、凸部7、凹部8及び傾斜面9を容易に形成することができる。
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、傾斜状に形成される第二ガラス板3の第一の面3a(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(傾斜面9)は、飛散片Fの進行方向(貫通方向)を規制する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板状に構成される。各ガラスセグメント3cは、有機樹脂中間層6dにより接合されている。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、隣接して形成される複数の凸部7を有する。凸部7は、断面視において円弧状の湾曲面(規制面)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、離間して形成される複数の凸部7を有する。凸部7は、断面視において円弧状の湾曲面(規制面)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7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、離間して形成される複数の凹部8を有する。凹部8は、断面視において、円弧状の湾曲面(規制面)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8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、連続的な湾曲面によって構成される。第一の面3aは、断面視円弧状の凸部7と円弧状の凹部8と交互に有する。凸部7と凹部8との間には、当該凸部7と凹部8とを連続的に繋ぐ傾斜面9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一実施形態と同じである。
図9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の第二の面3bに対応するように、凸部14、凹部15及び傾斜面16を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。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(飛散片が衝突する面)
4 第三ガラス板
5 樹脂板
7 第二ガラス板の凸部
8 第二ガラス板の凹部
F 飛散片
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(飛散片が衝突する面)
4 第三ガラス板
5 樹脂板
7 第二ガラス板の凸部
8 第二ガラス板の凹部
F 飛散片
Claims (9)
- 窓ガラスに用いるガラス樹脂複合体において、
飛散片が衝突する面を有するガラス板と、樹脂板と、を備え、
前記飛散片が衝突する面は、複数の凸部と複数の凹部との少なくとも一方を有することを特徴とするガラス樹脂複合体。 - 前記飛散片が衝突する面は、周期的に形成される、前記複数の凸部と前記複数の凹部との少なくとも一方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。
- 前記飛散片が衝突する面は、前記凸部と前記凹部とを交互に有することを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス樹脂複合体。
- 前記複数の凸部のピッチ又は前記複数の凹部のピッチが0.1mm以上であり、
前記飛散片が衝突する面における最大高さ粗さが0.1mm以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。 - 前記ガラス板は、外層側となる第一ガラス板と、前記凸部と前記凹部との少なくとも一方を有し、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、
前記第一ガラス板と前記第二ガラス板とを接合する有機樹脂中間層を備え、
前記有機樹脂中間層の厚みは、前記最大高さ粗さよりも0.1mm以上大きく設定され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。 - 前記第二ガラス板は、耐クラック性ガラスにより構成されることを特徴とする請求項5に記載のガラス樹脂複合体。
- 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6のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。
- 前記ガラス板は、ヤング率の異なる複数のガラス板を含む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。
- 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8のいずれか一項に記載のガラス樹脂複合体。
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JP2018093131A JP2019199370A (ja) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | ガラス樹脂複合体 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115923264A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-04-07 | 杭州乾智坤达新材料科技有限公司 | 一种冲击后保持高能见度的防弹防爆玻璃 |
-
2018
- 2018-05-14 JP JP2018093131A patent/JP2019199370A/ja active Pending
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CN115923264A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-04-07 | 杭州乾智坤达新材料科技有限公司 | 一种冲击后保持高能见度的防弹防爆玻璃 |
CN115923264B (zh) * | 2022-10-17 | 2024-06-04 | 杭州乾智坤达新材料科技有限公司 | 一种冲击后保持高能见度的防弹防爆玻璃 |
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