JP2020104457A - 積層ガラス及び積層ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な温度特性を実現する積層ガラス及び積層ガラスの製造方法。【解決手段】ガラス層に積層された透光性樹脂層２２には、繊維２３が包含される。ガラス層と、前記ガラス層に積層された透光性樹脂層と、を備えるとともに、前記透光性樹脂層が繊維を包含してなる。上記構成によれば、透光性樹脂層の熱膨張率（線膨張係数）をガラス層に近づけることができる。その結果、温度変化に伴う寸法の変化を低減しつつ、その熱膨張率の差異により生ずる積層間の剥離、或いは「反り」や「割れ」等の変形を抑制することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、積層ガラス及び積層ガラスの製造方法に関するものである。

従来、ガラス層と、このガラス層に積層された透光性樹脂層とを有した積層ガラスがある。そして、このような積層ガラスを、例えば、車両の窓ガラスやサンルーフ等に用いることで、高い強度を確保しつつ、その軽量化を図ることができる。

しかしながら、このような積層ガラスには、素材の異なる二層間に熱膨張率（線膨張係数）の違いが生じやすい。そして、これにより、例えば、その積層された二層間の剥離、或いは「反り」や「割れ」等の変形が発生する可能性がある。

この点を踏まえ、例えば、特許文献１には、表層を構成する無機ガラスを複数の分割体に分割して本体部となる有機ガラスに張り合わせる構成が開示されている。即ち、このような構成を採用することで、分割体間に形成される隙間が拡縮するかたちで、その分割体の素材となる無機ガラスよりも線膨張係数の大きな有機ガラスの熱膨張（及び収縮）が許容される。そして、これにより、その温度変化による問題の発生を抑制することができる。

特開２０１３−９５２２２号公報

しかしながら、必ずしも全ての用途において、その表層に形成される分割体間の隙間が許容されるとは限らない。そして、熱膨張率の大きな素材を基準に積層ガラスを設計することで、例えば、周縁部分の止水性等、その温度変化に伴う寸法の変化が問題になりやすいことから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より良好な温度特性を実現することのできる積層ガラス及び積層ガラスの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する積層ガラスは、ガラス層と、前記ガラス層に積層された透光性樹脂層と、を備えるとともに、前記透光性樹脂層が繊維を包含してなる。
上記構成によれば、透光性樹脂層の熱膨張率（線膨張係数）をガラス層に近づけることができる。その結果、温度変化に伴う寸法の変化を低減しつつ、その熱膨張率の差異により生ずる積層間の剥離、或いは「反り」や「割れ」等の変形を抑制することができる。そして、これにより、より良好な温度特性を実現することができる。

上記課題を解決する積層ガラスは、前記繊維がランダムに配向されていることが好ましい。
上記構成によれば、より効果的に、その透光性樹脂層の熱膨張率をガラス層に近づけることができる。

上記課題を解決する積層ガラスは、前記ガラス層が無機ガラスであることが好ましい。
一般に、ガラス層となる無機ガラスと透光性樹脂層の素材となる樹脂との比較においては、その熱膨張率の差異が大きくなりやすい傾向がある。しかしながら、このような構成を有する積層ガラスに上記「繊維を包含する樹脂層」を適用することで、その透光性樹脂層の熱膨張率をガラス層に近付けることができる。加えて、硬質な無機ガラスを用いることで、傷の付き難い優れた耐摩耗性を確保することができる。

上記課題を解決する積層ガラスは、前記繊維が無機ガラス繊維であることが好ましい。
即ち、ガラス層に近い素材を繊維に用いることで、より効果的に、その透光性樹脂層の熱膨張率をガラス層に近づけることができる。加えて、無機ガラス繊維には、高い透光性（透明度）を確保することができるという利点がある。

上記課題を解決する積層ガラスは、前記透光性樹脂層が硬化性樹脂であることが好ましい。
上記構成によれば、繊維を良好に、かつ損傷しないように、その透光性樹脂層に包含させることができる。

上記課題を解決する積層ガラスの製造方法は、不織布に樹脂を含浸させる工程と、前記樹脂を硬化させることにより前記不織布の繊維を包含する透光性樹脂シートを形成する工程と、前記透光性樹脂シートをガラスに接着して積層させる工程と、を備えることが好ましい。

上記構成によれば、円滑に、そのガラス層に積層された透光性樹脂層に対して繊維が包含された積層ガラスを形成することができるとともに、併せて、その透光性樹脂層に包含された繊維をランダムに配向させることができる。更に、各工程を連続的に行うことができるという利点がある。そして、これにより、製造コストを低減することができる。

本発明によれば、樹脂層の熱膨張率をガラス層に近づけて、良好な温度特性を実現することができる。

積層ガラスを使用する車両の斜視図。 積層ガラスの断面図。 繊維を包含する樹脂層の模式図。 温度変化と寸法変化との関係を示すグラフ。 積層ガラスの製造方法を示すフローチャート。 積層ガラスの別例を示す断面図。 積層ガラスの別例を示す断面図。

以下、積層ガラスの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の積層ガラス１は、例えば、車両１０のサンルーフ１１やウィンドガラス（フロント、リヤ、ドア）１２等に用いられる。

図２に示すように、本実施形態の積層ガラス１は、無機ガラス２０ｉを素材とするガラス層２１と、このガラス層２１に積層された透光性樹脂層２２と、を備える。具体的には、本実施形態の積層ガラス１において、そのガラス層２１を形成する無機ガラス２０ｉとしては、例えば、ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス、及び石英ガラスなどを挙げることができる。また、本実施形態の積層ガラス１は、そのガラス層２１と透光性樹脂層２２とが接着により積層された構造を有している（接着層については図示略）。そして、本実施形態の積層ガラス１は、その表層となるガラス層２１を車外側に向けた状態で上記車両１０に使用される構成となっている。

また、図３に示すように、本実施形態の積層ガラス１は、その透光性樹脂層２２が繊維２３を包含する構成となっている。具体的には、本実施形態の積層ガラス１において、その透光性樹脂層２２を形成する樹脂２４としては、例えば、アクリル系硬化性樹脂、ポリエステル系硬化性樹脂などの透光性を有する硬化性樹脂を挙げることができる。更に、この透光性樹脂層２２に包含される繊維２３には、上記ガラス層２１と同様の無機ガラスを素材とした無機ガラス繊維２３ｇが用いられている。そして、本実施形態の積層ガラス１は、その透光性樹脂層２２に包含された繊維２３がランダムに配向された構成となっている。

次に、上記のように構成された本実施形態の積層ガラス１について、その作用を説明する。
図４に示すように、本実施形態の積層ガラス１を構成するガラス層２１及び透光性樹脂層２２の熱膨張率は、それぞれ、線膨張係数（ｎｍ／℃）で表すことができる。そして、その透光性樹脂層２２の素材となる樹脂２４の線膨張係数（同図中、波形α０の傾き）は、ガラス層２１の素材となる無機ガラス２０ｉの線膨張係数（同図中、波形α１の傾き）よりも大きい。

しかしながら、上記のように透光性樹脂層２２が繊維２３を包含する構成を採用することで、透光性樹脂層２２の透光性（透明度）を確保しつつ、その線膨張係数（同図中、波形α２の傾き）をガラス層２１に近づけることができる。特に、その熱膨張率の相違によるせん断力の発生や温度変化に伴う寸法変化が問題になりやすい温度領域（Ｔ１＞Ｔ、例えば、５０℃以上）においては、その透光性樹脂層２２の線膨張係数をガラス層２１の線膨張係数に対して略一致させることができる。そして、本実施形態の積層ガラス１は、これにより、その良好な温度特性を実現することが可能となっている。

次に、本実施形態における積層ガラス１の製造方法について説明する。
図５のフローチャートに示すように、本実施形態の積層ガラス１を製造する際には、先ず、無機ガラス繊維２３ｇからなる不織布に樹脂２４を含浸させる（ステップ１０１）。次に、この不織布に含浸された樹脂２４を硬化させることにより透光性樹脂シートを形成する（ステップ１０２）。例えば、紫外硬化性樹脂を用いた場合、このステップ１０２の工程は、その樹脂２４が含浸された不織布に対して紫外線を照射することにより行われる。また、この透光性樹脂シートの屈折率は、無機ガラス繊維２３ｇの屈折率にあわせて設定される。そして、本実施形態の積層ガラス１は、上記ステップ１０２において形成された透光性樹脂シートを、ガラス層２１となる無機ガラス２０ｉに接着することで、その透光性樹脂層２２を形成する構成になっている（ステップ１０３）。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）ガラス層２１に積層された透光性樹脂層２２には、繊維２３が包含される。
上記構成によれば、透光性樹脂層２２の熱膨張率（線膨張係数）をガラス層２１に近づけることができる。その結果、温度変化に伴う寸法の変化を低減しつつ、その熱膨張率の差異により生ずる積層間の剥離、或いは「反り」や「割れ」等の変形を抑制することができる。そして、これにより、より良好な温度特性を実現することができる。

（２）透光性樹脂層２２に包含された繊維２３は、ランダムに配向されている。これにより、より効果的に、その透光性樹脂層２２の熱膨張率をガラス層２１に近づけることができる。

（３）ガラス層２１は、無機ガラス２０ｉを用いて形成される。
一般に、ガラス層２１となる無機ガラス２０ｉと透光性樹脂層２２の素材となる樹脂２４との比較においては、その熱膨張率の差異が大きくなりやすい傾向がある。しかしながら、このような構成を有する積層ガラス１に上記「繊維を包含する樹脂層」を適用することで、その透光性樹脂層２２の熱膨張率をガラス層２１に近付けることができる。加えて、硬質な無機ガラス２０ｉを用いることで、傷の付き難い優れた耐摩耗性を確保することができる。

（４）透光性樹脂層２２に包含される繊維２３には、無機ガラス繊維２３ｇが用いられる。
上記構成によれば、ガラス層２１に近い素材を繊維２３に用いることで、より効果的に、その透光性樹脂層２２の熱膨張率をガラス層２１に近づけることができる。そして、無機ガラス繊維２３ｇには、高い透光性（透明度）を確保することができるという利点がある。

（５）透光性樹脂層２２は、硬化性樹脂を用いて形成される。これにより、繊維２３を良好に、かつ損傷しないように、その透光性樹脂層２２に包含させることができる。
（６）積層ガラス１は、不織布に樹脂２４を含浸させる工程（ステップ１０１）と、その樹脂２４を硬化させることにより不織布の繊維２３を包含する透光性樹脂シートを形成する工程（ステップ１０２）と、この透光性樹脂シートをガラスに接着して積層させる工程（ステップ１０３）と、を順次実行することにより製造される。

上記構成によれば、円滑に、そのガラス層２１に積層された透光性樹脂層２２に対して繊維２３が包含された積層ガラス１を形成することができるとともに、併せて、その透光性樹脂層２２に包含された繊維２３をランダムに配向させることができる。更に、各工程を連続的に行うことができるという利点がある。特に、ＵＶ硬化性樹脂を用いて紫外照射による樹脂２４の硬化を行うことにより、その連続性を向上させることができる。そして、これにより、製造コストを低減することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記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。

・上記実施形態では、積層ガラス１は、車両１０のサンルーフ１１やウィンドガラス１２等に用いられることとしたが、これに限らず、建物の窓ガラス等、その他の用途に用いてもよい。

・上記実施形態では、ガラス層２１には、無機ガラス２０ｉが用いられることとした。
しかし、これに限らず、図６に示す積層ガラス１Ｂのように、そのガラス層２１が有機ガラス２０ｃを用いて形成される構成に適用してもよい。

具体的には、ガラス層２１に用いられる有機ガラス２０ｃとしては、例えば、アクリル系熱可塑性樹脂、ポリカーボネート系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、環状炭化水素系熱可塑性樹脂、及びポリスチレン系熱可塑性樹脂などの熱可塑性樹脂の有機ガラスをあげることができる。更に、ガラス層２１に用いられる有機ガラス２０ｃとしては、例えば、アクリル系硬化性樹脂、ポリエステル系硬化性樹脂などの硬化性樹脂の有機ガラスをあげることもできる。そして、このような有機ガラス２０ｃをガラス層２１に用いる構成についてもまた、そのガラス層２１と透光性樹脂層２２との間に熱膨張率の相違がある場合には、上記実施形態と同様、透光性樹脂層２２に繊維２３を包含させて、その熱膨張率をガラス層２１に近づけることにより、より良好な温度特性を実現することができる。

即ち、本明細書において「ガラス」の用語は、無機ガラス２０ｉ又は有機ガラス２０ｃの意味で使用する。そして、これらのガラスには、本発明の目的に反しない限度において、所望により、ガラスに常用されている配合剤を含ませることができる。

・上記実施形態では、透光性樹脂層２２は、硬化性樹脂を用いて形成されることとしたが、熱可塑性樹脂を用いる構成としてもよい。即ち、本明細書において「透光性樹脂」の用語は、透光性を有する硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂の意味で使用する。但し、上記のように、繊維２３を良好に、かつ損傷しないように包含させる観点から、透光性樹脂層２２には、硬化性樹脂を用いることが、より好ましい。

・また、透光性樹脂層２２の素材となる樹脂２４には、本発明の目的に反しない限度において、所望により、無機フィラー、有機フィラーを更に含ませることができる。そして、この樹脂２４には、本発明の目的に反しない限度において、所望により、樹脂に常用されている配合剤を更に含ませることができる。

・上記実施形態では、無機ガラス繊維２３ｇを透光性樹脂層２２に包含させることとした。しかし、これに限らず、透光性樹脂層２２に包含される繊維２３としては、例えば、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、及びセルロース繊維等をあげることができる。そして、これらの繊維２３は、その透光性樹脂層２２の熱膨張率（線膨張係数）をガラス層２１に近づける観点から、適宜選択すればよい。

例えば、上記実施形態のように、ガラス層２１に近い素材を繊維２３に用いる構成とすればよい。更に、透光性樹脂層２２を形成する樹脂２４に対する繊維２３の配合率についてもまた、任意に変更してもよい。そして、これにより、透光性樹脂層２２の熱膨張率を制御してもよく、その透光性（透明度）を制御してもよい。

・また、図７に示す積層ガラス１Ｃのように、二層のガラス層２１の間に透光性樹脂層２２が挟み込まれた構成に適用してもよい。更に、複数のガラス層２１と複数の透光性樹脂層２２とが交互に積層された構成等に適用してもよい。そして、これらガラス層２１及び透光性樹脂層２２の厚みについてもまた、任意に変更してもよい。

・上記実施形態では、積層ガラス１は、そのガラス層２１と透光性樹脂層２２とが接着により積層された構造を有することとしたが、圧着や溶着により積層される構成であってもよい。そして、上記別例のように、そのガラス層２１が有機ガラス２０ｃである場合には、その成形時に透光性樹脂層２２が積層される構成であってもよい。

・また、上記実施形態では、無機ガラス繊維２３ｇからなる不織布に樹脂２４を含浸させ（図５参照、ステップ１０１）、この不織布に含浸された樹脂２４を硬化させることにより透光性樹脂シートを形成する（ステップ１０２）。そして、この透光性樹脂シートを、ガラス層２１となる無機ガラス２０ｉに接着することにより、その積層ガラス１を形成することとした（ステップ１０３）。しかし、これに限らず、上記別例のように、そのガラス層２１が有機ガラス２０ｃである場合についても、このような製造方法を用いることができる。また、透光性樹脂シートの形成に用いる不織布については、その透光性樹脂シートが形成する透光性樹脂層２２に包含させる繊維２３を素材とするものを選択すればよい。そして、その不織布に含浸された樹脂２４の硬化方法についてもまた、例えば、加熱によるもの等、任意に変更してもよい。

・更に、透光性樹脂層２２の素材となる樹脂２４に対し、予め、その透光性樹脂層２２に包含させる繊維２３を分散させる構成を採用してもよい。これにより、上記別例のような熱可塑性樹脂を透光性樹脂層２２に用いる構成についても、円滑に、その繊維２３を包含する透光性樹脂層２２を形成することができる。

・上記実施形態では、繊維２３がランダムに配向されることとした。しかし、これに限らず、例えば、格子状等、その繊維２３が一定の配向性を有する構成であってもよい。例えば、織物に含浸された樹脂２４を硬化させることにより、その透光性樹脂層２２となる透光性樹脂シートを形成する等の構成であってもよい。

１，１Ｂ，１Ｃ…積層ガラス、１０…車両、１１…サンルーフ、１２…ウィンドガラス、２０ｉ…無機ガラス、２０ｃ…有機ガラス、２１…ガラス層、２２…透光性樹脂層、２３…繊維、２３ｇ…無機ガラス繊維、２４…樹脂。

Claims (6)

1. ガラス層と、前記ガラス層に積層された透光性樹脂層と、を備えるとともに、前記透光性樹脂層が繊維を包含してなる積層ガラス。
2. 請求項１に記載の積層ガラスにおいて、
   前記繊維がランダムに配向されていること、を特徴とする積層ガラス。
3. 請求項１又は請求項２に記載の積層ガラスにおいて、
   前記ガラス層が無機ガラスであること、を特徴とする積層ガラス。
4. 請求項３に記載の積層ガラスにおいて、
   前記繊維が無機ガラス繊維であること、を特徴とする積層ガラス。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の積層ガラスにおいて、
   前記透光性樹脂層が硬化性樹脂であること、を特徴とする積層ガラス。
6. 不織布に樹脂を含浸させる工程と、
   前記樹脂を硬化させることにより前記不織布の繊維を包含する透光性樹脂シートを形成する工程と、
   前記透光性樹脂シートをガラスに接着して積層させる工程と、
   を備える積層ガラスの製造方法。