JP2021510665A - 積層クレージング - Google Patents

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Abstract

本発明の対象は、積層中間層によって互いに結合されている、着色ガラスの第１シート及び透明ガラスの第２シートを含む積層グレージングであって、前記第１シートが、１．５〜２．５ｍｍの範囲の厚さｅ１を有し、前記第２シートが、０．４〜１．９ｍｍの範囲の厚さｅ２を有し、比率Ｒ＝ｅ２／ｅ１２が最大で０．４０ｍｍ−１であり、前記グレージングが、少なくとも７０％の光透過率及び最大で５５％の直接日射透過率を有し、前記着色ガラスが、１．１〜２．０％範囲のＦｅ２Ｏ３の形態で表された全鉄の重量含有量を含み、かつ０．２３〜０．３２範囲の、ＦｅＯの形態で表された第一鉄の重量含有量とＦｅ２Ｏ３の形態で表された全鉄の重量含有量との比として定義されたレドックス比を持つ化学組成を有する。【選択図】なし

Description

本発明は、積層グレージングの分野に関し、より具体的には、特にフロントガラス又はサイドウィンドウとして使用される自動車積層グレージングに関する。
積層グレージングは、破損時にガラスの破片を保持する能力を有する積層中間層によって２枚のガラスシートが互いに接着結合されているグレージングである。積層中間層は、他の機能、例えば侵入抵抗（ｂｒｅａｋ−ｉｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、音響、熱等の機能も果たすことができる。積層中間層は、一般的に、少なくとも一つの、積層処理中に軟化し、ガラスシートに接着することができる、典型的にはポリビニルブチラール製のポリマーシートを含む。
積層グレージングは、フロントガラスとして、また時にはサイドウィンドウとして自動車に使用される。この点において、それらは、コストの要件はともかく、機械的要件（それらは砂利の衝撃に耐えなければならない）、物理的要件（乗り物のエネルギー消費を可能な限り少なくするために、それらはできるだけ軽量でなければならない）、光学的要件（それらの可視領域における透過率はドライバーが十分に視認できるようにするために十分である必要がある）、及び熱的要件（それらの日射透過率は低く、それによって夏に太陽熱の取得、及びそれによるエアコンの必要性を減らさなければならない）を含むますます多くの要件を満たさなければならない。その他の要件自体は、これらのグレージングの製造プロセスに関連している。特に、完全な組み立てを保証し光学的歪みを防ぐために、積層グレージングの２枚のガラスシートは一緒に曲げることが可能でなければならない。これらの要件のいくつかは矛盾していて、軽いグレージングは薄いグレージングであるので、砂利の衝撃にあまり耐えられず、赤外線をより透過する傾向がある。
本発明の目的は、これらの要件のすべてを満たし、製造するのにそれほど高価ではない積層グレージングを提供することである。
この点において、本発明の一つの対象は、積層中間層によって互いに結合されている、着色ガラスの第１シート及び透明ガラスの第２シートを含む積層グレージングであって、前記第１シートが、１．５〜２．５ｍｍの範囲の厚さｅ１を有し、前記第２シートが、０．４〜１．９ｍｍの範囲の厚さｅ２を有し、比率Ｒ＝ｅ２／ｅ１２が最大で０．４０ｍｍ−１であり、前記グレージングが、少なくとも７０％の光透過率及び最大で５５％の直接日射透過率を有し、前記着色ガラスが、１．１〜２．０％範囲のＦｅ２Ｏ３の形態で表された全鉄の重量含有量を含み、かつ０．２３〜０．３２範囲の、ＦｅＯの形態で表された第一鉄の重量含有量とＦｅ２Ｏ３の形態で表された全鉄の重量含有量との比として定義されたレドックス比を持つ化学組成を有する。
本発明の他の対象は、本発明の積層グレージングを含み、輸送用乗り物、特に自動車の、特にフロントガラス又はサイドウィンドウのための、グレージングである。
このグレージングにおいて、第２のガラスシートは、好ましくは乗り物の客室の内側に配置することを意図されている内側シートである。
光透過率は、標準ＩＳＯ １１６６４−２で定義されている光源Ａと、標準ＩＳＯ １１６６４で定義されているＣＩＥ １９３１参照オブザーバー（２°）とを考慮に入れて、検討対象のガラスシート又はグレージング上に生成された実験スペクトルから計算される。直接日射透過率は、標準ＩＳＯ ９０５０：２００３に従って決定される。
「透明ガラス」という表現は、２ｍｍの厚さで光透過率が少なくとも９０％であるガラスを意味すると理解される。透明なガラスは、一般的に最大で０．１５％、特に０．１％、更には０．０８％の全鉄の重量含有量を含む。しかしながら、透明ガラスの全鉄の重量含有量は、ガラスの溶融に使用される天然原料が鉄不純物を含むため、一般的に少なくとも０．０１％であり、より少ない含有量は特に高価な原料の使用が必要とされる。透明ガラスは、通常、鉄以外の着色剤を含まない；特に、不可避的不純物を除き、酸化コバルト、酸化クロム、セレン、酸化銅、酸化ニッケル及び希土類元素の酸化物を含まないことが好ましい。
厚さｅ１及びｅ２の選択、並びに比率Ｒの選択は、砂利の衝撃に対する望ましい耐性、並びに良好な光学特性及びエネルギー特性を得るために特に重要であることが証明されている。
厚さｅ２は、好ましくは最大で１．８ｍｍ、特に１．７ｍｍ、又は１．６ｍｍ、更には１．５ｍｍである。厚さｅ２は、好ましくは少なくとも０．５ｍｍ、特に０．６ｍｍ、又は０．７ｍｍ、更には０．８ｍｍ又は０．９ｍｍである。それは、０．５〜１．７ｍｍの範囲が好ましい。
厚さｅ１は、好ましくは最大で２．４ｍｍ、特に２．３ｍｍ、又は２．２ｍｍ若しくは２．１ｍｍである。それは、好ましくは、少なくとも１．６又は１．７ｍｍである。
比率Ｒは、有利には最大で０．３５又は０．３０、特に０．２５又は０．２０である。それは、好ましくは少なくとも０．１０である。
特に有利なｅ１／ｅ２厚さのペアは、特に次のとおりである：
ｅ１＝１．６ｍｍ及びｅ２＝０．５ｍｍ
ｅ１＝１．６ｍｍ及びｅ２＝０．７ｍｍ
ｅ１＝１．８ｍｍ及びｅ２＝０．５ｍｍ
ｅ１＝１．８ｍｍ及びｅ２＝０．７ｍｍ
ｅ１＝１．８ｍｍ及びｅ２＝１．１ｍｍ
ｅ１＝２．１ｍｍ及びｅ２＝０．５ｍｍ
ｅ１＝２．１ｍｍ及びｅ２＝０．７ｍｍ
ｅ１＝２．１ｍｍ及びｅ２＝１．１ｍｍ
ｅ１＝２．１ｍｍ及びｅ２＝１．６ｍｍ
グレージングは、好ましくは、第１シート、第２シート及び積層中間層からなるが、これらは、下記のように、これらの構成要素の一つが層又は層のスタックでコーティングされることを除外しない。
グレージングは好ましくは湾曲している。これを達成するために、２枚のガラスシートは、一般的に、積層中間層によって組み立てられる前に、一緒に曲げられる。曲げは、既知の方法で、例えば、重力（ガラスがそれ自体の重量の下で変形する）によって、又は典型的には５５０〜６５０℃の範囲の温度でプレスすることによって行うことができる。
グレージングが曲げられている場合、第２ガラスシートは、グレージングの内側シート、すなわちグレージングの凹面に位置するものであることが有利である；このシートは、乗り物の客室の内側に配置するためのものである。そして第１ガラスシートは、グレージングの凸面に位置する外側シートである；このシートは、乗り物の客室の外側に配置するためのものである。
積層は、オートクレーブ処理による既知の方法で、例えば、１１０〜１６０℃の温度で、１０〜１５バールの範囲の圧力下で実施することもできる。オートクレーブ処理の前に、ガラスシートと積層中間層との間に閉じ込められた空気は、カレンダー加工又は真空によって除去することができる。
砂利の衝撃に対する耐性を改善するために、第１ガラスシートは、好ましくは、機械的に強化されていないガラス製である。したがって、この場合、強化も硬化もされていない。「機械的に強化されていない」という表現は、ガラスシートが、ガラスシートの表面に高い圧縮応力を生成する目的で化学強化して又は強制冷却手段を使用して強化されていないことを意味すると理解される。しかしながら、この定義は、従来使用され、かつサイクル時間を尊重するため、又は成形応力を得るために必要な、冷却手段を使用する可能性を排除するものではない。自動車のグレージングを形成するプロセスの間に、実際には、サイクル時間を尊重するために、形成後にガラスを冷却する必要、及びエッジの破壊に対する抵抗力を高めるために、グレージングの周辺を圧縮下に置くことによって成形応力を発生させる必要がある。したがって、「機械的に補強されていない」という表現は、エッジ応力の存在を排除するものではない。
機械的に強化されていないガラスは、好ましくは、残留コアの引張応力が最大で１２ＭＰａ、特に５ＭＰａ、又は２ＭＰａであるようなものである。このような応力値は、特に、曲げ後に、冷却速度が１秒当たり最大１℃で、より具体的には、曲げ炉の出口とガラスの温度がそのアニーリング温度に対応するゾーンとの間で得られる。残留応力の測定は、特に、グレージングから１０ｍｍ×５０ｍｍの平行六面体の試験片を切り取って得られた試験片に対して、第１ガラスシートを積層中間層から分離することによって、例えば試験片を１５０〜２００℃の温度で熱処理することによって、そしてガラスシートの厚さの応力を測定することによって、行われる。応力の測定は、例えば、Ｈ． Ａｂｅｎ， Ｃ． Ｇｕｉｌｌｅｍｅｔ（１９９３）Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇによる本「ガラスの光弾性」の第８章に記載されているバイアスグラフを使用して行うことができる。
第２ガラスシートは、機械的に強化されていなくてもよく、又は逆に強化ガラスで作られていてもよい。
砂利の衝撃に対する耐性を改善するために、使用される薄い厚さによって熱強化が困難になるため、第２ガラスシートは有利には化学的に強化される。化学強化（「イオン交換」とも呼ばれる）は、ガラスの表面を溶融塩（例えば硝酸カリウム）の浴と接触させ、ガラスからのイオン（例えばナトリウムイオン）をより大きなイオン半径のイオン（例えばカリウムイオン）と交換することによって、ガラスの表面を強化することで構成される。このイオン交換により、実際には、ガラスの表面に及び特定の厚さに亘って圧縮応力を形成することができる。好ましくは、表面応力は、少なくとも３００ＭＰａ、特に４００及び５００ＭＰａ、更には最大７００ＭＰａであり、圧縮ゾーンの厚さは、少なくとも２０μｍ、典型的には２０〜５０μｍである。応力プロファイルは、バビネ補償器を備えた偏光顕微鏡を使用して既知の方法で決定することができる。
第１シートはソーダライムシリカガラス（ｓｏｄａ−ｌｉｍｅ−ｓｉｌｉｃａ ｇｌａｓｓ）からなることが好ましい。
ソーダライムシリカガラスは、前の酸化物としてシリカを含み、修飾酸化物としてナトリウム及びカルシウムの酸化物を含むガラスを意味すると理解される。ソーダライムシリカガラスは、好ましくは、６０〜７８％のシリカ（ＳｉＯ２）、１０〜１６％のソーダ（Ｎａ２Ｏ）及び５〜１５％の石灰（ＣａＯ）を含む化学組成を有する。上記のように、このソーダライムシリカガラスは、好ましくは機械的に強化されていない。
一実施形態によれば、第２シートもソーダライムシリカガラスからなる。この場合、厚さｅ２は、好ましくは少なくとも０．６ｍｍである。第２シートは、好ましくは、機械的に強化されていないガラス製である。
しかしながら、他のタイプのガラス、特にホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩又はアルミノホウケイ酸塩ガラスを使用することができる。
別の実施形態によれば、第２ガラスシートは、特にアルミノケイ酸塩ガラス、特にナトリウムアルミノケイ酸塩ガラスからなる。そしてガラスは、好ましくは化学的に強化されている。この場合、厚さｅ２は、有利には最大で０．７ｍｍ又は０．６ｍｍ、特に０．４〜０．５５ｍｍの範囲内である。
アルミノケイ酸ナトリウムガラスは、好ましくは５５〜７３重量％のＳｉＯ２、２〜２０重量％のＡｌ２Ｏ３及び９〜１７重量％のＮａ２Ｏを含む。それは、有利には、２〜１１重量％のＭｇＯ、０〜１０重量％のＫ２Ｏ、３重量％未満のＣａＯ及び１０重量％未満、特に５重量％未満のＢ２Ｏ３を更に含む。
より具体的には、アルミノケイ酸ナトリウムガラスは、酸化物の重量パーセントとして表される、以下の組成の一つを有することが好ましい。
ＳｉＯ２：５５〜７１％、特に５９〜６８％；Ａｌ２Ｏ３：３〜１１％、特に４〜１０％；ＭｇＯ：４〜１１％、特に５〜１０％；Ｎａ２Ｏ：９〜１７％、特に１０〜１４％；Ｋ２Ｏ：３〜１２％、特に５〜１１％；Ｂ２Ｏ３：＜２％、特に＜０．５％；ＣａＯ：＜１％、特に＜０．５％。
ＳｉＯ２：５５〜７０％、特に５８〜６８％；Ａｌ２Ｏ３：８〜２０％、特に９〜１８％；ＭｇＯ：２〜８％、特に２〜７％；Ｎａ２Ｏ：１０〜１７％、特に１１〜１６％；Ｋ２Ｏ：１〜８％、特に１〜６％；Ｂ２Ｏ３：＜３％、特に＜２％；ＣａＯ：＜１％、特に＜０．６％。
ＳｉＯ２：６０〜７３％、特に６３〜７１％；Ａｌ２Ｏ３：２〜８％、特に３〜６％；ＭｇＯ：６〜１１％、特に７〜１０％；Ｎａ２Ｏ：１０〜１７％、特に１１〜１６％；Ｋ２Ｏ：＜２％、特に＜１％；ＣａＯ：０〜３％、特に１〜２％；Ｂ２Ｏ３：＜２％、特に＜１％。
着色ガラスの全鉄の重量含有量は、Ｆｅ２Ｏ３の形態で表され、好ましくは、少なくとも１．２％、特に１．３％である。それは好ましくは最大で１．９％、特に１．８％である。それは、好ましくは１．３〜１．８％、特に１．３〜１．５％又は１．５〜１．７％の範囲内である。
着色ガラスのレドックス比は、好ましくは少なくとも０．２４、特に０．２５である。それは、好ましくは最大で０．３１、特に０．３０、又は０．２９若しくは０．２８である。レドックス比は、好ましくは０．２４〜０．２９、特に０．２５〜０．２８、０．２５〜０．２７の範囲内である。
上記の全鉄の好ましい含有量及び好ましいレドックス比は、任意の可能な組合せで組み合わせることができる。好ましい組合せは、特に、１．３〜１．８％の範囲の鉄含有量と０．２４〜０．２９、若しくは０．２５〜０．２８、若しくは０．２５〜０．２７の範囲のレドックス比との組合せ、又は１．３〜１．５％の範囲の鉄含有量と同じ好ましいレドックス比範囲との組合せ、又は１．５〜１．７％の範囲の鉄含有量と同じ好ましいレドックス比範囲との組合せである。
着色ガラスは、酸化鉄又は酸化チタン以外の着色剤を含まないことが好ましい。後者は特定の原料にしばしば含まれる不純物であり、ガラスを軽く着色する原因となる可能性がある。酸化チタンの含有量は、通常、最大で０．１％、又は０．０６％である。着色ガラスは、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化クロム、セレン、酸化銅、酸化バナジウム、酸化マンガンを含まないことが好ましい。それは、好ましくは、希土類元素酸化物、特に酸化セリウムを含まない。一つの変形によれば、着色されたガラスは、光学特性を調整するために、非常に少量の少なくとも一つの前述の着色剤を含み得る。この場合、酸化鉄及び酸化チタン以外の着色剤の総含有量は、好ましくは最大で４０ｐｐｍ（１ｐｐｍ＝０．０００１％）、特に３０又は２０ｐｐｍである。
グレージングの直接日射透過率は、好ましくは最大で５２％、特に５０％、更には４８％若しくは４６％、又は４５％である。それは、通常、少なくとも３５％である。
グレージングの光透過率は、好ましくは最大で８０％、特に最大で７８％又は７７％である。
グレージングの厚さは、好ましくは最大で５ｍｍ、特に４．５ｍｍ、又は４ｍｍである。それは、通常、少なくとも２．８ｍｍ、特に３ｍｍである。
グレージングを車体開口部に固定するために使用されるシールを紫外線照射から保護するために、少なくとも一つのガラスシートは、その表面の一部、特にその周辺をエナメル層でコーティングされていることが有利である。
加熱グレージングを得るために、又はグレージングの断熱を更に改善するために、少なくとも一つガラスシートは、導電性及び／又は低放射率の薄層のスタックで、積層中間層に向けられた面をコーティングされてもよい。そのようなスタックは、好ましくは、少なくとも二つの薄い誘電体層に挟まれている少なくとも一つの薄い銀層を含む。
積層中間層は、好ましくは、ポリビニルアセタール、特にポリビニルブチラール（ＰＶＢ）の少なくとも一つのシートを含む。
積層中間層は、必要に応じて、グレージングの光学的又は熱的特性を調整するために、着色又は無色であってよい。
積層中間層は、空中音又は固体音を吸収するために、吸音特性を有利に有し得る。この目的のために、これは、特に、三つのポリマーシートからなり、二つのＰＶＢの所謂外側シートに挟まれている任意にＰＶＢで作られた、外側シートの硬度よりも低い内側ポリマーシートを含む。
積層中間層は、断熱特性、特に赤外線放射の反射の特性も有し得る。この目的のために、これは、２つの外側ＰＶＢシートに挟まれた内側ＰＥＴシート上に堆積された放射率の低い薄層のコーティング、例えば、薄い銀層を含むコーティング、又は異なる屈折率の誘電体層の交互のコーティングを含んでもよい。
積層中間層の厚さは、一般的に、０．３〜１．５ｍｍ、特に０．５〜１ｍｍの範囲内である。積層中間層は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）システムを使用する場合にゴースト画像の形成を防止するために、グレージングのエッジ部がグレージングの中心よりもより薄い厚さを有することができる。
以下の実施例は、本発明を非限定的に説明する。
積層グレージングは、既知の方法で、０．７６ｍｍの厚さのＰＶＢ中間層を使用して２枚のガラスシートを積層することによって得られた。
使用したガラスシートは以下のとおりである。
ガラスＡ１：
１．６０％の全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）を含み、レドックス比が０．２６のソーダライムシリカガラス。
ガラスＡ２：
１．３６％の全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）を含み、レドックス比が０．２６のソーダライムシリカガラス。
ガラスＢ１
出願人によってＰｌａｎｉｃｌｅａｒの名称で販売され、０．０５％の全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）を含み、レドックス比が０．２５の透明ソーダライムシリカガラス。
ガラスＢ２
出願人によってＰｌａｎｉｌｕｘの名称で販売され、０．１％の全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）を含み、レドックス比が０．２５の透明ソーダライムシリカガラス。
ガラスＣ
０．８％の全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）を含み、レドックス比が０．２６の着色ソーダライムシリカガラス。
ガラスＤ
１．０％の全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）を含み、レドックス比が０．２６の着色ソーダライムシリカガラス。
ガラスＥ：
表面応力が４００ＭＰａを超え、圧縮時の厚さが２０μｍを超えるように化学的に強化されたアルミノケイ酸ナトリウムガラス。
その他のガラスＡ〜Ｄは、機械的に強化されていないガラスである。
光透過率（ＴＬで表示）及び直接日射透過率（ＴＥで表示）は、分光光度法で得られた実験スペクトルから計算された。
グレージングの砂利衝撃に対する耐性は、衝撃試験中に、ガラスの上でリリースされた圧子を落とすと、グレージングが破損する高さを測定することによって評価される。そしてグレードは、測定された高さの関数として割り当てられる。
−： １０００ｍｍ未満の高さ
＋： １０００〜１２００ｍｍの高さ
＋＋： １２００ｍｍを超える高さ
以下の表１〜４は、第１シート及び第２シートのために選択されたガラスの類型、厚さｅ１及びｅ２、比率Ｒの値、グレージングの総厚さ、光透過率、直接日射透過率、並びに最後に砂利衝撃に対する耐性試験で得られたグレードを示すことによって得られた結果をまとめたものである。
Figure 2021510665
Figure 2021510665
Figure 2021510665
Figure 2021510665
比較グレージングＣ１は、適切な直接日射透過率及び適切な光透過率を有する。しかしながら、これは、砂利衝撃に対する耐性はそれほど高くない。比較グレージングＣ２は、砂利衝撃に対する耐性の点において優れているが、その熱的特性を犠牲にしている。一方、本発明のグレージング１〜１５は、軽量のために、機械的要件と熱的要件との間の良好な妥協を示す。

Claims (15)

  1. 積層中間層によって互いに結合されている、着色ガラスの第１シート及び透明ガラスの第２シートを含む積層グレージングであって、前記第１シートが、１．５〜２．５ｍｍの範囲の厚さｅ１を有し、前記第２シートが、０．４〜１．９ｍｍの範囲の厚さｅ２を有し、比率Ｒ＝ｅ２／ｅ１２が最大で０．４０ｍｍ−１であり、前記グレージングが、少なくとも７０％の光透過率及び最大で５５％の直接日射透過率を有し、前記着色ガラスが、１．１〜２．０％範囲のＦｅ２Ｏ３の形態で表された全鉄の重量含有量を含み、かつ０．２３〜０．３２範囲の、ＦｅＯの形態で表された第一鉄の重量含有量とＦｅ２Ｏ３の形態で表された全鉄の重量含有量との比として定義されたレドックス比を持つ化学組成を有する、
    積層グレージング。
  2. 前記厚さｅ２が、０．５〜１．７ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の積層グレージング。
  3. 前記比率Ｒが、最大で０．３５、特に０．３０ｍｍ−１である、請求項１又は２に記載の積層グレージング。
  4. 前記第１シートが、ソーダライムシリカガラスからなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  5. 前記第１ガラスシートが、機械的に強化されていないガラス製である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  6. 前記第２ガラスシートが、化学的に強化されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  7. 前記第２ガラスシートが、ソーダライムシリカガラスからなり、前記厚さｅ２が、少なくとも０．６ｍｍである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  8. 前記第２ガラスシートが、化学的に強化されたアルミノケイ酸塩ガラスからなり、前記厚さｅ２が、少なくとも０．７ｍｍである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  9. 前記着色ガラスが、１．３〜１．８％の範囲のＦｅ２Ｏ３の形態で表された全鉄の重量含有量を含む化学組成を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  10. 前記着色ガラスは、レドックス比が０．２４〜０．２９の範囲内である化学組成を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  11. 直接日射透過率が最大で５０％である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  12. 前記積層グレージングの厚さが、最大で５ｍｍ、特に４．５ｍｍ、また更に４ｍｍである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  13. 前記積層中間層が、ポリビニルアセタール、特にポリビニルブチラールの少なくとも一つのシートを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の積層グレージング。
  14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の積層グレージングを含み、輸送用乗り物、特に自動車の、特にフロントガラス又はサイドウィンドウのための、グレージング。
  15. 前記第２ガラスシートが、乗り物の客室の内側に配置することを意図されている内側シートである、請求項１４に記載のグレージング。
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