JP2024076101A - ３層ガラス組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】 製作コストが充分に抑制されているにも拘らず、室外側からの火炎及び／又は室内側からの火炎に対して充分な防火特性を備えている３層ガラス組立体を提供する。【解決手段】 ３層ガラス組立体は、通常ガラスと、通常ガラスの片側に所定間隔をおいて配設された片側非耐熱ガラスと、通常ガラスの他側に所定間隔をおいて配設された他側非耐熱ガラスとから構成されている。片側非耐熱ガラスの通常ガラスに対面する内面及び／又は他側非耐熱ガラスの通常ガラスに対面する内面には低放射膜が被覆されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、３層ガラス組立体、更に詳細には建造物の各種窓或いは各種扉の如き障子に装備される３層ガラス組立体に関する。

下記特許文献１乃至３には、障子に装備される３層ガラス組立体が開示されている。下記特許文献１に開示されている３層ガラス組立体は、中央に位置する非耐熱ガラスと、この非耐熱ガラスの片側に所定間隔をおいて配設された耐熱ガラスと、非耐熱ガラスの他側に所定間隔をおいて配設された非耐熱ガラスとから構成されている。耐熱ガラスの外側面（中央に位置する非耐熱ガラスに対面する面の反対側面）には、低放射膜（Ｌｏｗ－Ｅ膜）が被覆されている。下記特許文献２に開示されている３層ガラス組立体は、中央に位置する非耐熱ガラスと、この非耐熱ガラスの片側に所定間隔をおいて配設された耐熱ガラスと、中央に位置する非耐熱ガラスの他側に所定間隔をおいて配設された非耐熱ガラスとから構成されている。中央に位置する非耐熱ガラスの他側に配設されている非耐熱ガラスの内面（中央に位置する非耐熱ガラスに対面する面）には低放射膜が被覆されている。下記特許文献３に開示されている３層ガラス組立体は、中央に位置するソーダライムガラスと、このソーダライムガラスの片側に所定間隔をおいて配設されたソーダライムガラスと、中央に位置するソーダライムガラスの他側に所定間隔をおいて配設されたソーダライムガラスから構成されている。中央に位置するソーダライムガラスの片側面、中央に位置するソーダライムガラスの片側に位置するソーダライムガラスの内面（中央に位置するソーダライムガラスに対面する面）及び中央に位置するソーダライムガラスの他側に位置するソーダライムガラスの内面（中央に位置するソーダライムガラスに対面する面）には夫々低放射膜が被覆されている。

特開２０１４－９７９０１号公報 特開２０１４－１３３６７５号公報 特開２０２０－１６９１１４号公報

而して、上述したとおりの従来の３層ガラス組立体には、高価な耐熱ガラスを含んでいる故に製作コストが高価である（上記特許文献１及び２に開示されている３層ガラス組立体）、ガラスの露呈された外面に低放射膜が被覆されている故に低放射膜が短期間のうちに損傷されてしまう虞がある（上記特許文献１に開示されている３層ガラス組立体）、強化ガラスが使用されていないので防犯特性が低い（特許文献１乃至３に開示されている３層ガラス組立体）、防火特性が低い（特許文献１及び３に記載されている３層ガラス組立体）、室外側からの火炎に対しては防火特性を有するが室内側からの火炎に対しては防火特性が低い（特許文献２に開示されている３層ガラス組立体）、という解決すべき問題が存在する。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、製作コストが充分に抑制されているにも拘らず、室外側からの火炎及び／又は室内側からの火炎に対して充分な防火特性を備えている、新規且つ改良された３層ガラス組立体を提供することである。

本発明の他の技術的課題は、上記主たる技術的課題の達成に加えて充分な防犯特性を備えている、新規且つ改良された３層ガラス組立体を提供することである。

本発明者等は鋭意検討及び実験を重ねた結果、耐熱ガラスを使用することなく、中央に位置するガラスを通常ガラスとし、両側に位置するガラスにおける中央に位置するガラスに対面する内面に低放射膜を被覆することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成することができる３層ガラス組立体として、通常ガラスと、該通常ガラスの片側に所定間隔をおいて配設された片側非耐熱ガラスと、該通常ガラスの他側に所定間隔をおいて配設された他側非耐熱ガラスとから構成され、該片側非耐熱ガラスの該通常ガラスに対面する内面及び／又は該他側非耐熱ガラスの該通常ガラスに対面する内面には低放射膜が被覆されている、ことを特徴とする３層ガラス組立体が提供される。
語句「通常ガラス」は、一般にフロートガラスと称されているガラスの如く比較的安価な非耐熱且つ非強化ガラスを意味する。

上記他の技術的課題は、該片側非耐熱ガラス及び／又は該他側非耐熱ガラスは、ＪＩＳＲ３２２２で規定される表面圧縮応力が９０ＭＰａ以上である又はＪＩＳ Ｒ３２０６で規定されているガラスの破片状態が５０×５０ｍｍの正方形領域内の破片数が２００個以上である強化ガラスである形態によって達成される。

好ましくは、該低放射膜の垂直放射率は０．１５以下である。該通常ガラスの周縁部と該片側非耐熱ガラスの周縁部との間及び該通常ガラスの周縁部と該他側非耐熱ガラスの周縁部との間には、夫々、スペーサ部材が配設されており、該スペーサ部材の各々はその内周面及び両側面を規定している金属板製補強片と合成樹脂製部材とを含んでいる。該金属板製補強片は０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍの厚さを有するのが好適である。

本発明の３層ガラス組立体においては、耐熱ガラスが使用されていないので製作コストを抑制することができる。中央に通常ガラスを配設し、両側に位置するガラスにおける中央に位置する通常ガラスに対面する内面に低放射膜を被覆している形態においては、後述する実験例からも明確に理解されるとおり、外側からの火炎及び内側からの火炎の双方に対して充分な防火特性を有する。

該片側非耐熱ガラス及び該他側非耐熱ガラスはＪＩＳ Ｒ３２２２で規定される表面圧縮応力が９０ＭＰａ以上である又はＪＩＳ Ｒ３２０６で規定されているガラスの破片状態が５０×５０ｍｍの正方形領域内の破片数が２００個以上である強化ガラスである形態によれば、充分な防犯特性が得られる。

本発明に従って構成された３層ガラス組立体の好適実施形態を備えた窓を図示する断面図。

以下、本発明に従って構成された３層ガラス組立体の好適実施形態を備えた窓を図示する添付図面を参照して、更に詳述する。

図１を参照して説明すると、図示の窓は、全体を番号２で示す窓框と全体を番号４で示す３層ガラス組立体とから構成されている。塩化ビニル樹脂の如き適宜の合成樹脂から形成されているのが好都合である窓框２は、全体として矩形枠形状であり、上框６、下框８及び縦框（図示していない）を含み、上框６及び下框８の両端部は夫々縦框の上端部及び下端部に連結されている。３層ガラス組立体４は窓框２に囲繞されて保持されている。図１においては、３層ガラス組立体４の左側が室外であり、ガラス組立体４の右側が室内である。窓框２自体及び窓框２による３層ガラス組立体４の保持は、当業者には周知の形態でよく、それ故にこれらの詳細な説明は本明細書においては省略する。

３層ガラス組立体４は、中央に配設された通常ガラス１０と、この通常ガラス１０の片側（図１において左側）に所定間隔をおいて配設された片側非耐熱ガラス１２と、中央に配設された通常ガラス１０の他側（図１において右側）に配設された他側非耐熱ガラス１４とから構成されている。通常ガラス１０は、通常の比較的安価な非耐熱且つ非強化ガラス、例えばフロートガラス製法によって形成される一般にフロートガラスと称されるガラスである。片側非耐熱ガラス１２及び他側非耐熱ガラス１４は、必ずしもそれに限定されるものではないが、通常ガラスに比べて高強度を有するガラス、特にＪＩＳ Ｒ３２２２で規定されている表面圧縮応力が９０ＭＰａ以上である又はＪＩＳ Ｒ３２０６で規定されているガラスの破片状態が５０×５０ｍｍの正方形領域内の破片数が２００個以上である強化ガラスであるのが好ましい。片側非耐熱ガラス１２と他側非耐熱ガラス１４との双方が強化ガラスであるのが好ましいが、所望ならばいずれか一方のみを強化ガラスとすることもできる。

片側非耐熱ガラス１２の内面（即ち、通常ガラス１０に対向する面で、図１において右側面）には低放射膜１６が被覆されている。同様に、他側非耐熱ガラス１４の内面（即ち、通常ガラス１０に対向する面で、図１において左側面）にも低放射膜１８が被覆されている。低放射膜１６及び１８は、夫々、片側非耐熱ガラス１２の内面及び他側非耐熱ガラス１４の内面全体に渡って被覆することもできるが、図示の実施形態においては後述する一次シールよりも内側の領域に被覆されており、片側非耐熱ガラス１２の内面及び他側非耐熱ガラス１４の内面における周縁領域には被覆されていない。片側非耐熱ガラス１２の内面及び他側非耐熱ガラス１４の内面の双方に低放射膜１６及び１８が被覆されているのが好ましいが、所望ならばいずれか一方の内面のみに低放射膜を被覆する。低放射膜１６及び１８は垂直放射率が０．１５以下であるのが好適である。垂直放射率が小さい程、火炎を反射する度合いが高くなり、ガラス中央部の温度上昇が抑制されてガラス周縁部との温度差が低減され、所謂熱割れを可及的に回避することができる。

図１を参照して説明を続けると、中央に配設された通常ガラス１０の周縁部と片側非耐熱ガラス１２の周縁部との間及び中央に配設された通常ガラス１０の周縁部と他側非耐熱ガラス１４の周縁部との間には、夫々、スペーサ部材２０及び２２、一次シール材２４及び２６並びに二次シール材２８及び３０が配設されている。更に詳述すると、図示の実施形態におけるスペーサ部材２０及び２２の各々は、合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａ並びに金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂを含んでいる。合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａは塩化ビニル樹脂又はポリオレフィン樹脂の如き適宜の合成樹脂から形成することができる。金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂは、ステンレス鋼板の如き適宜の金属板から形成されており、０．１乃至０．２ｍｍ程度の厚さを有するのが好適である。合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａの各々は、幅方向（図１において左右方向）に延在する外周壁部とかかる外周壁部の両側から周方向内側に突出する両側脚部とを有する。金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂ各々は、スペーサ部材２０及び２２の内周面を規定する内周壁部とこの内周壁部から周方向外側に突出しスペーサ部材２０及び２２の両側面を規定している両側脚部とを有する。金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂの両側脚部を合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａの両脚部に被嵌し、金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂの両側脚部の折り曲げ先端部を合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａの両側脚部の基部に係止することによって、合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａと金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂとが組み合わされている。合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａと金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂによって規定される空間内にはシリカゲルの如く乾燥剤（図示していない）が充填されているのが好都合である。スペーサ部材２０及び２２は、合成樹脂製部材２０ａ及び２２ａを含んでいる故に所要の断熱性を備え、金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂを含んでいる故に所用の強度を有する。

スペーサ部材２０の金属板製補強片２０ｂの両側脚部の各々と通常ガラス１０との間及び片側非耐熱ガラス１２との間には、接着性及びシール性に優れたポリイソブチレン又はウレタン製であるのが望ましい一次シール２４が介在されている。同様に、スペーサ部材２２の金属板製補強片２２ｂの両側脚部の各々と通常ガラス１０との間及び他側非耐熱ガラス１４との間にも、接着性及びシール性に優れたポリイソブチレン又はウレタン製であるのが望ましい一次シール２６が介在されている。更に、スペーサ部材２０の外周側にはポリサルファイド又はシリコーン製であるのが望ましい二次シール２８が充填されている。同様に、スペーサ部材２２の外周側にもポリサルファイド又はシリコーン製であるのが望ましい二次シール３０が充填されている。

図示の実施形態においては、片側非耐熱ガラス１２と他側非耐熱ガラスの厚さは実質上同一であり、中央に位置する通常ガラス１０と片側非低熱ガラス１２との間隔と中央に位置する通常ガラス１０と他側非耐熱ガラス１４との間隔とは実質上で同一ある。そしてまた、スペーサ部材２０、一次シール２４及び二次シール２８は、夫々、スペーサ部材２２、一次シール２６及び二次シール３０と実質上同一である。従って、図示の３層ガラス組立体４は、通常ガラス１０の厚さ方向中心を図１において紙面に垂直な方向に延在する中心面に関して面対象形状である。

上述したとおりの３層ガラス組立体４を備えた窓は所要防火特性を備えている。室外側（図１において左側）が火炎に晒された場合、片側非耐熱ガラス１２は耐熱ガラスではないこと及び片側非耐熱ガラス１２の外側面（図１において左側面）には低放射膜が被覆されていないこと等に起因して、片側非耐熱ガラス１２は比較的短時間のうちに破損されてしまう。片側非耐熱ガラス１２が強化ガラスである場合には片側非耐熱ガラス１２は粉砕破裂され小さい破片が生成されるが、通常ガラス１０が所謂バリアとして機能し、小さい破片が他側非耐熱ガラス１４の内面に被覆されている低放射膜１８に干渉してこれを損傷するが阻止される。然るに、本発明者等の経験によれば、片側非耐熱ガラス１２が比較的短時間のうちに破損されることなく比較的長時間に渡って維持されると、片側非耐熱ガラス１２と通常ガラス１０との間の気体が過剰に加熱されて膨張し、これに起因して片側非耐熱ガラス１２の破損に先立って通常ガラス１０が破損されてしまう傾向がある。そして、片側非耐熱ガラス１２の破損に先立って通常ガラス１０が破損されてしまうと、後に片側非耐熱ガラス１２が破損された際に通常ガラス１０が所謂バリアとして機能せず、片側非耐熱ガラス１２の破損によって生成された小さい破片が他側非耐熱ガラス１４の内面に被覆されている低放射膜１８に干渉してこれを損傷してしまう虞があり、そしてまた未だ破損されることなく維持されている片側非耐熱ガラス１２と他側非耐熱ガラス１４との間の閉じられた比較的狭い空間内で破損された通常ガラス１０の破片によっても他側非耐熱ガラス１４の内面に被覆されている低放射膜１８が損傷されてしまう虞もある。それ故に、片側非耐熱ガラス１２は比較的短時間のうちに破損されてしまうことが却って好都合である。中央に位置する通常ガラス１０は、当業者には周知の如く、火炎に晒された場合には、その中央部と周縁部との温度差に起因する熱膨張率の相違によって破損されるが、片側非耐熱ガラス１２が破損された後に火炎に直接晒されても、ある時間は破損されることなく維持される。通常ガラス１０の破損はその中央部と周縁部との温度差に起因する熱膨張率の相違による所謂熱割れであり、強化ガラスの如く小さな破片に破断（粉砕破裂）されることはなく、片側非耐熱ガラス１２の破断の後の通常ガラス１０の破損によって他側非耐熱ガラス１４の内面に被覆されている低放射膜１８が損傷されてしまうことは充分に回避される。通常ガラス１０が破損された後においては、他側非耐熱ガラス１４が火炎に晒されることになるが、他側非耐熱ガラス１４の内面、即ち火炎に晒される面には低放射膜１８が被覆されている故に、他側非耐熱ガラス１４は相当な時間に渡って破損されることなく維持される。３層ガラス組立体４の室内側（図１において右側）が火炎に晒された場合の挙動は、３層ガラス組立体４の室外側が火炎に晒された場合の上述した挙動と実質上同一である。かような次第であるので、本発明に従って構成された３層ガラス組立体４によれば、室外側の火炎及び室内側火炎の双方に対して、通常の建造物に望まれる充分な防火特性を備える。更に、スペーサ部材２０及び２２がその内周面と共に両側面を規定している金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂを含んでいる実施形態においては、金属板製補強片２０ｂ及び２２ｂによって片側非耐熱ガラス１２と通常ガラス１０との間隔及び通常ガラス１０と他側非耐熱ガラス１４との間が可及的に維持され、これによって防火特性が助長される。

また、片側非耐熱ガラス１２及び他側非耐熱ガラス１４が強化ガラスである場合には、室外側及び室内側において充分な物理的強度が確保され、従って充分な防犯特性が達成される。

防火実験例１
株式会社エクセルルシャノンから商品名「ドレーキップ窓」として販売されている内開き内倒し窓の窓框に、図１に図示するとおりの３層ガラス組立体を装着した。窓框の幅は１１８５ｍｍで高さは１１８９ｍｍであった。３層ガラス組立体の幅は９５５ｍｍで高さは９６４ｍｍであった。中央に位置する通常ガラスは厚さ３ｍｍの透明フロートガラスで、片側非耐熱ガラス及び他側非耐熱ガラスは共に、ＪＩＳ Ｒ３２２２で規定されている表面圧縮応力が９０ＭＰａ以上で且つＪＩＳ Ｒ３２０６で規定されているガラスの破片状態が５０×５０ｍｍの正方形領域内の破片数が２００個以上である厚さ４ｍｍの強化ガラスで、両側の非耐熱ガラスの内面には垂直放射率が０．１５以下の低放射膜が被覆されていた。中央に位置する通常ガラスと片側非耐熱ガラスとの間隔及び中央に位置する通常ガラスと他側非耐熱ガラスとの間隔は共に１５ｍｍであった。

上記のとおりの窓について、建築基準法第２条第九号の二ロ及び同法施工玲第１０９条の２の規定に沿って、室外側から火炎を作用させて防火試験を行った。その結果、試験開始から約３分２７秒後に片側（室外側）非耐熱ガラスが破損し、その直後に通常ガラスにひびが発生すると共に局部的な破損によって小片が落下した。しかしながら、２０分００秒後においても他側（室内側）非耐熱ガラスは破損されることなく維持され（従って、建築基準法第２条第九号の二ロ及び同法施工玲第１０９条の２の規定による防火試験に合格）、更に２４分００秒経過まで防火試験を継続したが他側非耐熱ガラスは破損されることなく維持された。

上記のとおりの防火試験は国土交通大臣に報告され、同大臣から防火試験合格認定書（国住参建第１７８０号）が供与された。

防火実験例２
窓枠の幅は７７５ｍｍで高さは１１８９ｍｍであったこと、３層ガラス組立体の幅は５４５ｍｍで高さは９６４ｍｍであったこと、及び片側非耐熱ガラス及び他側非耐熱ガラスは共に、ＪＩＳ Ｒ３２２２で規定されている表面圧縮応力が５０ＭＰａ程度で且つＪＩＳ Ｒ３２０６で規定されているガラスの破片状態が５０×５０ｍｍの正方形領域内の破片数が４０個程度であったことを除き、防火実験例１と同様にして防火試験を行った。その結果、試験開始から約３分５９秒後に片側（室外側）非耐熱ガラスが破損し、その直後に通常ガラスにひびが発生すると共に局部的な破損によって小片が落下した。次いで、９分１８秒後に他側（室内側）非耐熱ガラスが破損した。

２：窓框
４：３層ガラス組立体
１０：通常ガラス
１２：片側非耐熱ガラス
１４：他側非耐熱ガラス
１６：低放射膜
１８：低放射膜
２０：スペーサ部材
２０ａ：合成樹脂製部材
２０ｂ：金属板製補強片
２２：スペーサ部材
２２ａ：合成樹脂製部材
２０ｂ：金属板製補強片

Claims (5)

1. 通常ガラスと、該通常ガラスの片側に所定間隔をおいて配設された片側非耐熱ガラスと、該通常ガラスの他側に所定間隔をおいて配設された他側非耐熱ガラスとから構成され、該片側非耐熱ガラスの該通常ガラスに対面する内面及び／又は該他側非耐熱ガラスの該通常ガラスに対面する内面には低放射膜が被覆されている、ことを特徴とする３層ガラス組立体。
2. 該低放射膜の垂直放射率は０．１５以下である、請求項１記載の３層ガラス組立体。
3. 該片側非耐熱ガラス及び／又は該他側非耐熱ガラスは、ＪＩＳ Ｒ３２２２で規定されている表面圧縮応力が９０ＭＰａ以上である又はＪＩＳ Ｒ３２０６で規定されているガラスの破片状態が５０×５０ｍｍの正方形領域内の破片数が２００個以上である強化ガラスである、請求項１又は２記載の３層ガラス組立体。
4. 該通常ガラスの周縁部と該片側非耐熱ガラスの周縁部との間及び該通常ガラスの周縁部と該他側非耐熱ガラスの周縁部との間には、夫々、スペーサ部材が配設されており、該スペーサ部材の各々はその内周面及び両側面を規定している金属板製補強片と合成樹脂製部材とを含んでいる、請求項１記載の３層ガラス組立体。
5. 該金属板製補強片は０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍの厚さを有する、請求項４記載の３層ガラス組立体。

Images