JP4276066B2 - 合わせガラスを処理する方法および用途 - Google Patents

Description

本発明は合わせガラスの分野に関する。それは、より詳細には、ガラスが少なくとも８０または１００℃の温度に上げられる次の操作を目的として合わせガラスを処理するための方法に関する。

ガラス（vitrage）の加工または取付けのための種々の方法の中で、いくつかは、約８０〜１００℃またはそれ以上の高温に上げようとするガラスまたは少なくともその一部を必要とする。ガラスが現場で形成されるかまたはガラスに熱い状態で塗布される樹脂合わせにより取付けられる場合がこの例である。

特に、オーバーモールド（surmoulage；またはカプセル化）技術は、特にガラス外周回りの型枠材要素を生成するために用いられ、型枠材要素は少なくともガラス外周の一部を動き廻り、少なくともガラスの一つの面に付着する：ガラスまたは少なくともガラスの一部は、生成することが望まれる要素の型枠に相当する型空間を有する金型中に置かれると共に、溶融樹脂かまたは反応性組成物のいずれかである成形材料が金型中に射出される。

溶融材料の粘度に関係する理由であろうとまたは組成物の反応性（これは熱の供給を必要とすることがあり得るか、あるいは熱を発生することがあり得る）に関係する理由であろうとも、ガラスは、一般に、多くの場合数分続く射出サイクルの持続時間にわたり、金型中で少なくとも約１００℃の高温に晒される。

モノリシック・ガラスによりうまく制御されるこの技術は、それを合わせガラスに適用しようと試みる場合に、２、３の問題点をもたらす。

合わせガラスは、熱可塑性中間層フィルムにより一緒に結合される少なくとも二つの板ガラスの組合せからなる。

カプセル化合わせガラスが製造される場合、金型を出る製品は実質的な割合において、合わせガラス中に合わせ構造の内部に形成される泡の形態をとる欠陥を有する。泡の数は極めて多く、ガラス表面のｃｍ²当り約５０〜２００の裸眼に見える泡がある可能性がある。

これらの泡が形成される機構はまだ充分には理解されていないが、しかし、それが熱的に活性化されること、および泡の出現がオーバーモールド操作の間金型中で支配している温度条件に直接関係していることは確かである。

従って、８０または１００℃またはそれより高い熱的工程を含むあらゆる処理、加工または取付け操作が、最終製品中に同種の欠陥を生成しがちであることは、留意されるべきである。

この問題を解決する一つの手段は、処理、加工または取付け工程を適応させる、すなわち、例えばカプセル化工具を適応させることに存することが可能であるが、しかし、この方法は、それがすでに開発された工業プロセスを覆しがちになるので、難しく、とりわけ高価になるように思われる。

従って、熱応力化操作の上流でこの問題の解決法、すなわち、ガラスそのものに適用できる解決法を見出すことが、望ましいことであろう。

これが、本発明が達成しようとする目的である。

この目的のために、本発明の主題は、ガラスが特に少なくとも８０℃、とりわけ少なくとも１００℃での実質的な熱応力を受ける次の操作を目的として、ガラスが合計時間少なくとも１時間、特に少なくとも４時間にわたり最高温度１５０℃まで漸次加熱される熱的コンディショニングを受ける、合わせガラスを処理するための方法である。

全く意外なことに、発明者らは、制御された条件下での合わせガラスの事前の熱的コンディショニングが、合わせガラスが後に上述のような熱応力を受ける場合、泡形成メカニズムを抑制することを可能にすることを見出した。

本発明による熱的コンディショニング法は、二つの本質的なパラメータ、すなわち、温度上昇速度および処理温度への曝露の持続時間に基づく。

本発明はこうして実証されてきた：
−一方において、合わせガラスに対する急激な熱流入が泡の出現を引き起こし、たとえガラスの実際温度が、ガラスが原形を保つと推定される公知の限界値にいまだ達していないとしてもそうなること；および
−他方において、漸次の加熱がそれ自体で泡の出現を引き起こさないことのみならず、それが充分に長い場合、一層過酷な熱的条件下でのガラスの次の強度にプラスの影響を及ぼしさえすること。

別の有利なパラメータは次の操作の前の静止時間である。

これはなお単なる仮定であるが、本発明による熱的コンディショニングが、合わせガラス内に、泡の出現を防止する熱可塑性中間層フィルムの変性を引き起こすことは可能である。１時間以上の最小加熱時間が必要とされる事実は、この変性が緩い反応速度に支配されていることを信じさせる。

本発明により、ガラスは漸次処理温度に持ってこられる、すなわち、ガラスは直接燃焼室内に置かないかまたはその温度が処理温度である物質に接触させないで、むしろガラスは緩やかな（無限ではない）温度上昇速度、好ましくは１０℃／分未満で加熱される。

有利には、ガラスは、漸次、約８０〜１４０℃、特に９０〜１４０℃、とりわけ１００または１１０〜１４０℃の温度範囲中に加熱される。この範囲内で、泡立ちに対する合わせ組立て品の耐性は、温度の上昇につれて実質的に改善される。充分な効果は一般に約９０〜１１０℃の処理温度の場合に得られる。

処理の結果は、また、加熱持続時間を延ばすことにより改善される。

加熱プログラムは、単一の温度上昇速度での漸次のおよび連続的な温度上昇、あるいはそれぞれが緩やかな、好ましくは１０℃／分未満の異なる温度上昇速度を特徴とするいくつかの段階からなることが可能である。

有利な変形に従って、加熱プログラムは、１５０℃以下の処理温度Ｔ₁までの漸次の温度上昇、およびそれぞれが１５０℃以下の処理温度Ｔ_i（ｉはゼロでない整数）での少なくとも一つの温度保持を含む。各処理温度Ｔ_iは、有利には、８０〜１４０℃範囲内、特に９０〜１４０℃範囲または１００〜１４０℃範囲において選択される。

数点の温度保持の場合において、これらは温度が好ましくは１０℃／分未満での温度上昇または下落速度で上げ下げする中間段階により区分することが可能である。

合計して、加熱の持続時間は有利には１６時間以下である。これは、１６時間の加熱を越えては、泡出現なしで熱応力に対抗する合わせガラスの能力の有意な改善が全く観察されないという理由による。

有利な実施形態により、熱的コンディショニングは、加熱後、ガラスが放置されて最後の処理温度の下のまたは最後の処理温度の温度Ｔ₂に冷却され、場合によりこの温度に維持される工程を含む。

加熱後の合わせガラスの静止期間、好ましくは短いものが、熱応力に対抗するための合わせガラスの能力を有意に改善することは、実際に観察されてきた。温度Ｔ₂への冷却は急速かまたは緩やかであってよい。

好ましくは、Ｔ₂は室温、すなわち、約１５〜３０℃である。

しかし、ガラスのより低い温度への冷却および選択的な保持が余りにも長すぎることは望ましくない：泡立ち現象の増大は、熱的コンディショニングに関する変性が少なくとも部分的に可逆的であるので、用いられる前の限界熱条件下で余りにも長く保持されたガラスの場合に観察される。これが、温度Ｔ₂への冷却およびそこでの選択的な保持の持続時間ｔ₂が好ましくは２４時間未満、特に１〜７時間、とりわけ１〜４時間であることの理由である。

本発明による方法はあらゆるタイプの合わせガラスに適用される。これは、最も普通には、特にポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）、太陽保護層（ＰＶＢ）３層を有するＰＶＢ／ＰＥＴなどのＰＶＢ系多層複合材（ＰＥＴはポリエチレンテレフタレートを意味する）、またはビニルコポリマー、特にエチレンおよびビニルモノマー、フッ化ビニリデンまたは酢酸ビニルに基づくものから選択される材料から作製される半透明な熱可塑性フィルムにより合わされた、少なくとも２枚のフロートガラスからなり、それぞれが少なくとも１ｍｍ、有利には１〜４ｍｍ、特にそれぞれが少なくとも２ｍｍの厚さを有する。一般に、種々の機能層は合わせガラスの少なくとも１枚の要素の少なくとも一つの側面上に提供することが可能である。

本発明によるガラスを調製するための方法は、通常、特にガラスを少なくとも８０または１００℃の温度に上げる操作を含む、数分間にわたりガラスに熱応力をかける工程を有する多様な方法における合わせガラス製造に対する用途を見出す。

従って、本発明による処理方法はオーバーモールド操作用のガラスを調製するために意図することが可能である。

本方法の熱的コンディショニングはオーバーモールドされた材料に応じて変わるが、しかし、それらは常にガラス上に実質的な熱応力をかける。

従って、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）または熱可塑性オレフィン類（ＴＰＯｓ）または熱可塑性エラストマー類（ＴＰＥｓ）などのオーバーモールド性熱可塑性物質に対して、熱的に活性化可能な接着プライマーがガラス上に塗られる。従って、プライマーを活性化するために約８０〜１２０℃に加熱されたガラスを、「冷間」すなわち室温での金型の型空間中に置き、次に、溶融樹脂を約１８０℃の温度で射出する。熱応力を引き起こすものは、本質的に射出された材料との接触である。

エチレン／プロピレン／ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのオーバーモールド性架橋型エラストマーに対して、約１６０〜２００℃の温度に加熱された金型の型空間中にガラスを「冷間」すなわち室温で置き、次に、樹脂を約８０〜１００℃の温度で射出する。この場合、熱応力を引き起こすものは、熱い金型と接触し続いて材料と接触するガラスである。

最後に、ポリウレタンの反応射出成形（ＲＩＭ）の場合におけるような反応性組成物をオーバーモールドすることに対して、約８０〜１００℃のより穏やかな温度に加熱された金型の型空間中に、ガラスを「冷間」すなわち室温で置き、次に、その温度が発熱反応の影響下で約１２０℃まで上昇することが可能である組成物を射出する。この場合、熱応力を引き起こすものは、ガラスと接触している材料の加熱である。

本発明による方法は、また、型枠材要素がガラス表面上への押出し、特に１成分ポリウレタンまたは熱可塑性エラストマーを押出すことにより堆積される別の技術において適用可能である。この方法は、さらに、ガラスの局部において追加のまたは置換え成分をオーバーモールドすることにより押出し型枠に新しい上張りを施す操作を含むことが可能である。

上述のように、次の加工操作の前２４時間未満に熱的コンディショニングを行うことは有利である；従って、本発明による処理方法は、コンバーターの施設で行われる対応プロセスの予備工程として組み込むことが可能である。

以下、実施例により本発明を説明する。

四角の試験片、各側５ｃｍを、以下の構造を有する合わせガラスから調製した：
２．１ｍｍフロートガラス／０．７６ｍｍＰＶＢ中間層／２．１ｍｍフロートガラス
およびこれらに以下の熱的コンディショニングを受けさせた：
−オーブン中において１０℃／分未満の温度上昇速度で室温から温度Ｔ₁まで加熱し；
−時間ｔ₁にわたり温度Ｔ₁に保持し；および
−室温に冷却し合計１．５時間にわたりこの温度に保持すること。

コンディショニング後、試験片を１８０℃の温度に加熱されたプレート上に置いた：エネルギー流入は余りにも急激なので、温度上昇速度は無限と見なすことが可能である。

合わせ構造内部の泡の出現が観察され、それ以後最初の泡が現われる時間ｔ_Bを測定した。

熱的コンディショニングを行わなかった対照試験片にもこの試験を受けさせた。

Ｔ₁およびｔ₁を変えることにより得られた結果を以下の表１に与える。
表１

カプセル化試行を自動車用ガラスのための工業生産条件下で行う。オーバーモールド材料がＥＰＤＭであるので、カプセル化技術は、約１８０℃での熱い金型中に合わせガラスを置き、金型を密閉し、高圧下で材料を射出させ、ＥＰＤＭ材料を硬化させるために熱い金型中に９０〜１８０ｓ間にわたり組立て品を保持し、金型を開き、次にカプセル化部分を型から出すことに存した。サイクル時間は、その間にガラスの部分（特に金型と接触している周辺）を金型温度、すなわち１８０℃に近い温度まで上げる１分３０秒〜２分を含む約３分であった。ガラスに以下の熱的コンディショニングをかけた：
−１０℃／分で１００℃までの温度上昇；
−１６時間にわたる温度保持；および
−冷却化およびカプセル化前の１時間３０分にわたる室温への保持。

これらの条件下で、合わせ構造内に出現するいかなる泡もなく、ガラスを成功裏にカプセル化した。

カプセル化試行の別の系列を、ＰＶＢ／ＰＥＴ多層中間層フィルムを有する合わせガラス上に同じ条件下で行った。

温度Ｔ₁を変えることにより得られた結果を以下の表２に与える。
表２

*：カプセル化が温度１６０℃で金型中において行われる場合、泡が出現する時間は６００ｓに増大する。

１８０℃で金型中に入れられる前に１１０℃で処理されるガラスの静止時間が増大する場合、泡が出現する時間は１５０ｈの静止時間に対して約８０ｓに落ちる。

これらの試行から、合わせガラスを加熱するせいで泡の出現が本発明による方法によって数分間遅らせることができることは、明らかである。

１６ｈにわたる長い保持は、４ｈの保持よりも好ましいが、しかし、一般に保持を２４ｈに伸ばすことは必要ない。さらに、得られる結果は、処理温度が上がる場合に実質的に改善される。

より詳細には現場で形成される樹脂要素による合わせガラスの取付けに関する上述の記載は限定的でないし、本発明は多くの他タイプの熱応力条件を受ける合わせガラスに適用することができる。

Claims (5)

1. ガラスが少なくとも８０℃の温度に上げられる実質的な熱応力（ｓｏｌｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ）を受ける次の操作を目的として、ガラスが、１０℃／分未満の単一または異なる複数の温度上昇速度で、最小温度８０℃および最高温度１５０℃の範囲中の温度まで漸次加熱されて１時間以上の合計時間にわたり保持される熱的コンディショニングに付され、次いで、室温まで冷却されて２４時間未満の時間にわたり室温に保持される、合わせガラス（ｖｉｔｒａｇｅ ｆｅｕｉｌｌｅｔｅ）を処理するための方法。
2. ガラスが漸次９０〜１４０℃の温度範囲中に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ガラスが合計１６時間以下にわたり加熱されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 室温での保持時間が１〜７時間であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 熱的コンディショニング後に、ガラスが室温まで急速に冷却されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。