JP2020066546A - 複層ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】火災時に中間層の気体が膨張することで、ガラス板に大きな圧力が作用することを抑制できる複層ガラスを提供する。【解決手段】複層ガラス１０は、第１ガラス板２０と、第１ガラス板２０と間隔をおいて配置される第２ガラス板３０と、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に位置する中間層ＩＬを封止するように第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の周縁部同士を接合する１次シール６０及び２次シール７０と、を備える。２次シール７０は、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の周縁部に沿って配置される第１シール部７１及び第２シール部７２を有する。第２シール部７２は、第１シール部７１よりもシール性が低い。【選択図】図１

Description

本発明は、複層ガラスに関する。

特許文献１には、一対のガラス板と、一対のガラス板の間に空隙部を形成するスペーサーと、一対のガラス板の周縁部を接着することで空隙部（中間層）を封止するシールと、を備える複層ガラスが記載されている。

特開２０００−６４７３３号公報

ところが、上記のような複層ガラスは、火災時に、シールによって封止された空隙部が膨張し、一対のガラス板に大きな圧力が作用するおそれがある。本発明の目的は、火災時に中間層の気体が膨張することで、ガラス板に大きな圧力が作用することを抑制できる複層ガラスを提供することである。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する複層ガラスは、第１ガラス板と、前記第１ガラス板と間隔をおいて配置される第２ガラス板と、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に位置する中間層を封止するように前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の周縁部同士を接合するシールと、を備える複層ガラスであって、前記シールは、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の周縁部に沿って配置される第１シール部及び第２シール部を有し、前記第２シール部は、前記第１シール部よりもシール性が低い。

上記構成によれば、第２シール部は、第１シール部よりもシール性が低いため、第２シール部がガラス板から剥がれやすくなる。このため、火災時に中間層で膨張する気体は、第２シール部とガラス板との間に形成される隙間から中間層の外部に排出される。こうして、複層ガラスは、火災時に、中間層の圧力上昇を抑制し、ガラス板に大きな圧力が作用することを抑制できる。

上記複層ガラスにおいて、前記第２シール部は、前記第１シール部よりも、温度上昇時により軟化しやすい材質であることが好ましい。
上記構成によれば、火災時に第２シール部がガラス板からより剥がれやすくなる。

上記複層ガラスにおいて、前記第２シール部の前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板に対する単位面積あたりの接着力は、前記第１シール部の前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板に対する単位面積あたりの接着力よりも小さいことが好ましい。

上記構成によれば、火災時に第２シール部がガラス板からより剥がれやすくなる。
上記複層ガラスにおいて、前記第２シール部の弾性率は、前記第１シール部の弾性率よりも低いことが好ましい。

上記構成によれば、火災時に第２シール部がガラス板からより剥がれやすくなる。
上記複層ガラスにおいて、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板は、矩形板状をなし、前記第２シール部は、前記第１ガラス板の隅部と前記第２ガラス板の隅部との間に配置されることが好ましい。

火災時に中間層で気体が膨張する場合、複層ガラスの隅部に大きな負荷が作用しやすい。この点、上記構成によれば、第２シール部が複層ガラスの隅部に配置されるため、火災時に中間層で膨張する気体をガラス板と第２シール部との間にできる隙間から逃がしやすくできる。

上記構成の複層ガラスは、火災時に中間層の気体が膨張することで、ガラス板に大きな圧力が作用することを抑制できる。

複層ガラスの隅部を斜め下方から見たときの部分斜視図。 （ａ），（ｂ）は、積層ガラスの隅部における部分断面図。 第１の変更例に係る積層ガラスの隅部における部分断面図。 第２の変更例に係る積層ガラスの隅部における部分断面図。

以下、複層ガラスの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の複層ガラスは、防火設備として、建物の外壁の開口部に使用されることを想定する。
図１に示すように、複層ガラス１０は、矩形板状をなす第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０と、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に中間層ＩＬを形成するためのスペーサー４０と、中間層ＩＬを封止するシール５０と、を備える。

第１ガラス板２０は、Ｌｏｗ−Ｅガラス（低放射ガラス）であり、第２ガラス板３０は、防火ガラスである。そして、第１ガラス板２０の第２ガラス板３０を向く面には、低放射膜２１が形成される。第２ガラス板３０は、例えば、耐熱性結晶化ガラスなどで構成すればよい。第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０は、スペーサー４０により間隔をおいて配置される。

スペーサー４０は、断面形状が矩形形状をなす筒状部材を枠状に連結した部材である。スペーサー４０の幅により、中間層ＩＬの厚さが決定される。スペーサー４０の材質は、アルミニウムなどの金属、樹脂、セラミックス又はこれらの複合材であればよい。スペーサー４０における中間層ＩＬと対向する面には、複数の貫通孔４１が形成される。この場合、スペーサー４０の内部に乾燥剤４２を入れることで、中間層ＩＬを低湿に保つことができる。

中間層ＩＬは、乾燥した空気で満たされる。中間層ＩＬは、遮熱性能を高めるために、アルゴンガス、クリプトンガス又はキセノンガスで満たされてもよい。適度な厚さの中間層ＩＬを設けることで、複層ガラス１０の厚さ方向に熱が移動しにくくなる。

シール５０は、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０とスペーサー４０との間に配置される１次シール６０と、スペーサー４０の外方において、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に配置される２次シール７０と、を有する。１次シール６０及び２次シール７０は、矩形枠状に構成される。

１次シール６０は、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０とスペーサー４０とを接合し、中間層ＩＬへの湿気などの気体の進入を抑制する。１次シール６０は、ブチルゴムなどの気体を透過しにくいシーリング材で構成される。

２次シール７０は、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の周縁部同士をスペーサー４０の幅に応じた間隔で接合し、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０を相対的に位置決めする。このため、複層ガラス１０の厚さ方向において、２次シール７０は１次シール６０よりも厚い。また、２次シール７０は、矩形枠状をなす２次シール７０の直線部を構成する第１シール部７１と、矩形枠状をなす２次シール７０の隅部を構成する第２シール部７２と、を含む。第１シール部７１及び第２シール部７２は、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の周縁部に沿って隣り合うように配置される。

第１シール部７１は、例えば、シリコーン系シーリング材及びポリサルファイド系シーリング材などの耐熱性を有するシーリング材で構成される。第１シール部７１は、これらのシーリング材を第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に充填することで形成される。

第２シール部７２は、常温において、２次シール７０として要求される性能は満たしつつ、１００℃程度で軟化する材料、言い換えれば火災時に軟化する材料で構成される。このため、第２シール部７２は、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂及びアクリル樹脂などの比較的軟化温度が低い材料で構成される。第２シール部７２は、これらのシーリング材を第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に充填することで形成される。

また、上述したような材質を選択すると、第２シール部７２は、第１シール部７１と比較して、火災時（加熱時）により軟化しやすくなる。このため、第２シール部７２は、火災時に、第１シール部７１よりもシール性が低くなる。本実施形態において、「シール性が低い」とは、中間層ＩＬ及び中間層ＩＬの外部空間の間で、気体を流出入させやすい性質を言う。つまり、火災などの際に中間層ＩＬの気密が保てなくなる場合には、第２シール部７２が第１シール部７１よりもシール性が低い点で、第２シール部７２と第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０との間から気体が出入りすることとなる。

そして、図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、スペーサー４０を介して第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０がシール５０で接合されることで、複層ガラス１０が構成される。詳しくは、１次シール６０は、複層ガラス１０の板厚方向において、第１ガラス板２０とスペーサー４０との間及び第２ガラス板３０とスペーサー４０との間に配置され、２次シール７０は、複層ガラス１０の板厚方向において、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に配置される。２次シール７０の第１シール部７１は、第１ガラス板２０の周縁部の直線部分及び第２ガラス板３０の周縁部の直線部分との間に配置され、２次シール７０の第２シール部７２は、第１ガラス板２０の隅部及び第２ガラス板３０の隅部との間に配置される。そのため、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に位置する中間層ＩＬは、シール５０によって、密閉空間となる。つまり、中間層ＩＬに外気が出入りすることが抑制される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）Ｌｏｗ−Ｅガラスとしての第１ガラス板２０が加熱側となり、防火ガラスとしての第２ガラス板３０が非加熱側となる場合には、第１ガラス板２０が熱割れするものの、第２ガラス板３０が熱割れしにくい。このため、第２ガラス板３０により、加熱側の火炎が非加熱側に到達することが抑制される。さらに、この場合には、加熱により可燃性ガスを発生し得る１次シール６０及び２次シール７０が第２ガラス板３０よりも加熱側に位置する。このため、１次シール６０及び２次シール７０が加熱されることで可燃性ガスが発生しても、当該可燃性ガスにより非加熱側に出火することが抑制される。

一方、防火ガラスとしての第２ガラス板３０が加熱側となり、Ｌｏｗ−Ｅガラスとしての第１ガラス板２０が非加熱側となる場合には、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の双方のガラス板が熱割れしにくい点で、中間層ＩＬの温度が次第に上昇する。つまり、中間層ＩＬの空気が膨張することにより、中間層ＩＬの圧力が上昇する。このとき、複層ガラス１０は、２次シール７０の第２シール部７２が熱により軟化し、第２シール部７２とガラス板２０，３０とのシール性が低くなる。すると、１次シール６０の隅部、すなわち、１次シール６０において、２次シール７０の第２シール部７２と隣り合う部分が、中間層ＩＬの圧力上昇に耐えられなくなり、１次シール６０の隅部がガラス板２０，３０又はスペーサー４０から剥がれやすくなる。

その結果、図２（ａ），（ｂ）に白抜矢印で示すように、中間層ＩＬで膨張した気体が、シール５０（１次シール６０及び２次シール７０）とガラス板２０，３０との間に形成される隙間から流出する。詳しくは、２次シール７０において、中間層ＩＬで膨張した気体が、第２シール部７２とガラス板２０，３０との間に形成される隙間から流出する。つまり、複層ガラス１０は、中間層ＩＬの圧力上昇を抑制し、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０が割れる可能性を低減できる。このように、本実施形態の複層ガラス１０は、局所的にシール性の低い部分を設けることで、中間層ＩＬで膨張した気体を中間層ＩＬから逃がすことができる。

（２）火災時に中間層ＩＬで気体が膨張する場合、複層ガラス１０の隅部に大きな負荷が作用しやすい。この点、本実施形態によれば、第２シール部７２が複層ガラス１０の隅部に配置されるため、火災時に中間層ＩＬで膨張する気体をガラス板２０，３０と第２シール部７２との間にできる隙間から逃がしやすくできる。そのため、ガラス板２０，３０に作用する付加を減らすことができる。

（３）複層ガラス１０は、従来の複層ガラス１０と比較して、２次シール７０の構成を変更したのみであるため、従来の複層ガラスの製造工程からの変更点を少なくできる。
（４）２次シール７０の第２シール部７２は、複層ガラス１０の端面に現れるため、第２シール部７２を設けた否かの確認を目視で行うことが可能となる。なお、目視による確認を行いやすくするために、第１シール部７１及び第２シール部７２の色を変化させてもよい。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図３に示すように、複層ガラス１０は、変更例に係る複層ガラス１０Ａとしてもよい。複層ガラス１０Ａにおいて、２次シール７０Ａの第１シール部７１Ａ及び第２シール部７２Ａは、同じシーリング材を充填することで形成してもよい。この場合、第２シール部７２Ａを形成する部位に対するシーリング材の充填量を、第１シール部７１Ａに対するシーリング材の充填量よりも少なくすることが好ましい。これによれば、第２シール部７２Ａのシール性を第１シール部７１Ａのシール性よりも低くできる。その結果、上記実施形態の効果を得ることができる。

・第２シール部７２におけるガラス板２０，３０に対する単位面積あたりの接着力を、第１シール部７１におけるガラス板２０，３０に対する単位面積あたりの接着力よりも小さくしてもよい。例えば、上述の通り、第１シール部７１を形成するシーリング材の成分と、第２シール部７２を形成するシーリング材の成分と、に違いを設けることで、接着力を調整することに加えて、第２シール部７２を形成する部位に面するガラス板２０，３０の内面に、第２シール部７２との接着性を低下させる表面処理を施すことで、接着力を調整してもよい。これによれば、第２シール部７２のシール性を第１シール部７１のシール性よりも低くできる。

・第２シール部７２の弾性率は、第１シール部７１の弾性率より低くしてもよい。詳しくは、２次シール７０の温度が火災時に想定される温度となる状況下において、第２シール部７２の弾性率は、第１シール部７１の弾性率よりも低くなることが好ましい。これによれば、中間層ＩＬの圧力の上昇により第１シール部７１及び第２シール部７２に作用する力によって、第２シール部７２が第１シール部７１よりも変形しやすくなる。つまり、第２シール部７２のシール性を第１シール部７１のシール性よりも低くできる。

・１次シール６０は、２次シール７０における第１シール部７１及び第２シール部７２に相当する構成を有してもよい。この場合、１次シール６０の第２シール部は、２次シール７０の第２シール部７２に近い位置に配置してもよいし、２次シール７０に第２シール部７２を設けなくてもよい。

・１次シール６０は、２次シール７０の第１シール部７１と一体に形成してもよい。この場合、１次シール６０及び２次シール７０の第１シール部７１は、同じ材質とすればよい。

・第２シール部７２は、２次シール７０の４つの隅部のうち、少なくとも１つの隅部に配置されていればよい。この場合、第１シール部７１は、２次シール７０から第２シール部７２を除いた部分となる。また、２次シール７０の隅部の１つを第２シール部７２とする場合、複層ガラス１０が設置される状況下において、鉛直上方に位置する隅部に第２シール部７２を配置することが好ましい。これは、鉛直上方に位置する隅部は、鉛直下方に位置する隅部よりも火災時に温度が上昇しやすく、第２シール部７２が軟化しやすいためである。

・第２シール部７２は、２次シール７０の隅部に配置されていなくてもよい。第２シール部７２は、例えば、矩形枠状をなす２次シール７０の直線部を構成する部位に配置されてもよい。

・２次シール７０において、第１シール部７１は通気孔を有するように形成され、第２シール部７２は第１シール部７１に形成された通気孔を埋めるように配置されてもよい。この場合、第２シール部７２は、火災時に熱変形することで、第１シール部７１と第２シール部７２との間に隙間が形成される。つまり、この構成でも、上記実施形態の効果を得ることができる。

・第２シール部７２は、火災時に溶融することで、第１シール部７１よりも、シール性が低下する構成であってもよい。
・１次シール６０及び２次シール７０は、予め成形したシーリング材を第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間に配置することで構成してもよい。この場合、１次シール６０及び２次シール７０は、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０に接着剤等で接着されることが好ましい。

・図４に示すように、複層ガラス１０は、変更例に係る複層ガラス１０Ｂとしてもよい。詳しくは、スペーサー４０の隅部において、内壁４３と向かい合う外壁４４に貫通孔４１を形成してもよいし、内壁４３及び外壁４４を接続する側壁４５に貫通孔４１を形成してもよい。なお、図４では、乾燥剤４２の図示を省略している。複層ガラス１０Ｂは、火災時に、中間層ＩＬで膨張した気体をスペーサー４０の貫通孔４１を介して、外部に排出しやすくできる。

・複層ガラス１０の設置環境に応じて、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の双方のガラス板をフロートガラスなどの標準的なガラス板としてもよいし、Ｌｏｗ−Ｅガラスとしてもよいし、防火ガラスとしてもよい。

・シール５０を硬質とすることで、第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の間隔を一定に保てるのであれば、スペーサー４０を省いてもよい。
・第１ガラス板２０及び第２ガラス板３０の少なくとも一方のガラス板は、複数のガラス板と樹脂層とを重ね合わせた合わせガラスとしてもよい。

・複層ガラス１０は、３枚以上のガラス板で構成した複層ガラスとしてもよい。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…複層ガラス、２０…第１ガラス板、２１…低放射膜、３０…第２ガラス板、４０…スペーサー、４１…貫通孔、４２…乾燥剤、４３…内壁、４４…外壁、４５…側壁、５０…シール、６０…１次シール、７０，７０Ａ…２次シール、７１，７１Ａ…第１シール部、７２，７２Ａ…第２シール部、ＩＬ…中間層。

Claims (5)

1. 第１ガラス板と、前記第１ガラス板と間隔をおいて配置される第２ガラス板と、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の間に位置する中間層を封止するように前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の周縁部同士を接合するシールと、を備える複層ガラスであって、
   前記シールは、前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板の周縁部に沿って配置される第１シール部及び第２シール部を有し、
   前記第２シール部は、前記第１シール部よりもシール性が低い
   複層ガラス。
2. 前記第２シール部は、前記第１シール部よりも、温度上昇時により軟化しやすい材質である
   請求項１に記載の複層ガラス。
3. 前記第２シール部の前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板に対する単位面積あたりの接着力は、前記第１シール部の前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板に対する単位面積あたりの接着力よりも小さい
   請求項１に記載の複層ガラス。
4. 前記第２シール部の弾性率は、前記第１シール部の弾性率よりも低い
   請求項１に記載の複層ガラス。
5. 前記第１ガラス板及び前記第２ガラス板は、矩形板状をなし、
   前記第２シール部は、前記第１ガラス板の隅部と前記第２ガラス板の隅部との間に配置される
   請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の複層ガラス。