JP4520645B2 - 激しい衝撃に対する構造保全性が改善されたガラス積層板 - Google Patents
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Description
(発明の背景)
本発明は、1999年4月22日に出願された米国仮出願第60/130,455号の利益を請求する。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、積層ガラス構造に関する。本発明は、具体的には、激しい衝撃に耐えることができる積層ガラス構造に関する。
【0003】
(従来技術の説明)
脅威抵抗性(threat−resistant)ウインドおよびガラス構造が知られている。米国特許第5,960,606号(‘606)および米国特許第4,799,376号(‘376)はそれぞれ、激しい力に耐えるように製造された積層ウインドについて記述している。国際公開第98/28515号(IPN’515)では、例えば、ガラス積層板が剛性の溝(channel)中に配置され、ガラスと隣り合う弾性材料によって該弾性材料および剛性の溝の間での屈曲運動(flexing movement)が可能となる。接着テープ、ガスケット、パテなどのグレージングパネルを保持するその他の手段を用いて、フレームにパネルをしっかり固定することができる。
【0004】
しかしながら、ハリケーン級の風および大きな衝撃力に耐えることができる先行技術ウインドおよびガラス構造には問題がないということではない。例えば、激しいハリケーン級の力を受けた場合、ガラスが剛性の溝内で屈曲するIPN‘515ウインド中の屈曲運動によって積層板は該剛性の溝から徐々に引き剥され、構造の保全性が失われることとなる。‘376では、フレームに抗して保持されているガラスは破壊および粉砕され、ウインド/フレーム構造の構造保全性が失われることとなり得る。
【0005】
(発明の概要)
一実施態様において、本発明は、透明な積層板(laminate)と該積層板に付着した支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層に直接結合された少なくとも1つのガラス層を具え、前記ポリマーは前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出し、前記積層板は前記高分子中間層を介して前記支持構造に付着している、グレージング要素である。
【0006】
別の実施態様において、本発明は、支持構造中にガラス/熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、2つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス/プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している;前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程;前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程;および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含む方法である。
【0007】
さらに別の実施態様において、本発明は、支持構造中にガラス/熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、2つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス/プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している;前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程;前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程;および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含む方法である。
【0008】
さらに別の実施態様において、本発明は、ガラス層がそれぞれスズ側および空気側を有する2つのガラス層を有する透明な積層板を具え、前記ガラス層は前記2つのガラス層の間の熱可塑性樹脂中間層とともに該中間層が少なくとも1つの前記ガラス表面に粘着するように積層され、前記中間層がイオノマー樹脂である、グレージング構造である。
【0009】
(詳細な説明)
ガラス/熱可塑性積層板(積層板)の中間層を支持構造に付着することにより保全性が改善されたグレージング要素が提供されることが見出されている。本発明のグレージング要素は、少なくとも1つのガラス層と、少なくとも1つのガラス表面に直接粘着された(self−adhered)少なくとも1つの熱可塑性ポリマー層と、を具えるグレージング構造を支持する支持構造を具える。該ポリマーのシートは、モジュラスが高く、引裂き強度に優れ、ガラスへの直接的接着性に優れている。熱可塑性ポリマー層は特定のイオノマー樹脂であることが好ましい。
【0010】
積層板の中間層材の縁を、いくつかの付着手段(attachment measures)を用いて、直接的または間接的に積層板グレージング構造を支持する構造(以後、支持構造という)に付着することができる。支持構造はフレームであることができ、あるいは積層板は、ボルト、ネジ、ワイヤー、釘、ステップル、またはグレージング要素を支持するための他の任意の慣用手段により支持することができる。中間層の支持体への付着は、上、側、底から、あるいは中間層材を介してできる。支持構造はグレージング構造を取り囲むフレームであることが好ましいが、その他の支持構造または手段を必ずしも排除するものでない。
【0011】
本発明の積層板は、耐久性、衝撃抵抗性、靱性、およびガラスによる切断に対する抵抗性に優れている。本発明の積層板は、特に、ハリケーンや暴風にさらされた建物における建築上の適用に有用であり、ある者が乗り物に押し入ることによる繰り返される攻撃を受け得る自動車およびトラック用のサイドウインドとしても有用である。中間層を介してフレームに付着した本発明の積層板は、そのような圧力または攻撃後もフレームから剥がれない。本発明の積層板はさらに、曇り度(haze)が低く、透明性に優れている。これらの特性により、太陽光の減少、音制御、および安全性などのための使用を含む建築用ガラスとして有用となる。
【0012】
一実施態様おいて、本発明の積層板は、中間層ポリマーの外縁が周囲フレームへ付着している曇り度が低い熱可塑性ポリマーから形成される中間層をガラス表面に直接に粘着した少なくとも1つのガラスを含む。本発明の方法において、積層板は、該積層板が支持構造に付着できるように露出されている中間層を介してフレームへ固定される。
【0013】
中間層は、該中間層が周囲フレームへ付着できるように中間層が露出されるように、ガラスプレートの間に配置する。中間層は、積層板の全周に沿った連続形式で支持構造に付着することができる。中間層は、積層板の全周周囲の種々の場所で非連続形式で構造支持体へ付着することができる。中間層を介してフレームへ積層板を付着する形式はいずれも、本発明の範囲内にあるものとみなす。例えば、積層板を取り囲むフレームは、積層板のガラス表面、さらにフレームとも結合することができる中間層材を含むことができる。中間層は、例えは、ネジ、フック、釘、またはクランプを用いて、フレームに機械により固定することができる。機械による付着には、支持体を溝削りし(slotting)、嵌込みし(fitting)、または成形して構造支持体内適所に中間層を保持することよる、中間層の物理的拘束のいずれも含む。接着材料を用いて、あるいは機械的および/または化学的手段の任意の組み合わせを用いることにより、中間層をフレームに化学的に結合することができる。
【0014】
積層板の層の間から空気を取り除くことができ、構造に加熱および加圧することにより中間層をガラスプレートに結合または接着することができる。好ましい実施態様において、中間層は、構造に高い圧力を加えることなく結合することができる。
【0015】
本発明の好ましい一実施態様は、少なくとも1つのガラス表面に粘着した中間熱可塑性ポリマー中間層を有する2つのガラス層の透明積層板である。中間層は、ASTM D 5026−95aにより測定したとき、0.3Hz、25℃で、50〜1,000MPa(メガパスカル)の貯蔵ヤング率を有することが好ましい。
【0016】
積層板の中間層は、イオノマー樹脂が14〜24重量%の酸および76〜86重量%のエチレンを含むエチレンとメタクリル酸またはアクリル酸とのポリマーの水不溶性塩であるイオノマー樹脂のシートであることが好ましい。さらに、該イオノマーは金属イオン、好ましくはナトリウムイオンで中和された酸を10〜80重量%有することにより特徴づけられ、該イオノマーは0.5〜50のメルトインデックスを有する。メルトインデックスは、ASTM D1238によって190℃で測定する。既知の方法を用いて適当な光学特性を有するイオノマー樹脂を得ることができる。例えば、イオノマー樹脂の酸含有量を増加させると樹脂の透明性が改善することが知られている。
【0017】
本発明の積層板の曇り度および透明度は、Hazegard XL211 hazemeterまたはHazeguard Plus Hazemeter(BYK Gardner−USA)を用いて、ASTM D−1003−61によって測定する。曇りパーセントは、合計した光透過の百分率としての拡散光透過である。建築および輸送上の使用に適していると考えられる。積層板の中間層は一般に、少なくとも90%の透明度および5%未満の曇り度を有することが必要である。
【0018】
積層板のガラス表面を非常に大きな力が加えられる方向に選択的に方向付けること(orienting)により、さらに改善することができる。積層グレージング構造に用いるガラスは、溶融ガラスを液体スズ浴の表面上に流し込んで周知および慣用のフロートガラス法により製造することができる。このようにして製造されたガラス表面は、一般に、スズ側および空気側を有すると言う。スズ側が熱可塑性ポリマー中間層に結合するようにガラス層を方向付けることにより、応力または衝撃の際のガラスの粉砕およびガラスの剥離を減少することができる。
【0019】
グレージング要素の作製において、同じ表面寸法のシートを用いてガラス層および中間層を積層すると非常に好都合である。中間層の縁は、積層板の周辺部を超えて延長することができる。例えば、中間層材のストリップを積層板の周辺部に沿って配置することにより、中間層をフレームに付着することができる。あるいは、中間層材のストリップおよび縁を接触させて、フレームの内側に中間層材のストリップを配置することができる。積層プロセスの際に、材料を互いに接触させ、加熱したときに互いに接着する。
【0020】
本願の目的のため、熱可塑性ポリマー層がガラスに直接に粘着するというとき、熱可塑性ポリマー層およびガラスの間に中間の層がないことを意味する。例えば、ガラスおよび熱可塑性ポリマー層の間に下塗層またはスズ接着層がないだけではなく、ガラスまたは熱可塑性層の表面に特別の処理もされていない。
【0021】
標準の技術を用いて樹脂中間層シートを形成することができる。例えば、圧縮成形、射出成形、押出し成形および/またはカレンダリングを用いることができる。慣用の押出し成形技術を用いることが好ましい。一般的な方法において、本発明での使用に適したイオノマー樹脂には、再循環イオノマー樹脂および未使用イオノマー樹脂が含まれる。着色剤、抗酸化剤、およびUV安定化剤などの添加剤を慣用の押出し成形機に充填し、メルト混合し、不純物を取り除くためにカートリッジ式メルトフィルターを通過させることができる。ダイを通して溶融物を押出し、カレンダーロールを通して引っ張り、0.38〜4.6mmの厚さのシートを形成することができる。イオノマー樹脂シートで用いることができる一般的な着色剤は、例えば、黄ばみを少なくするための青みづけ剤または白色化剤であり、着色剤を加えてガラスを着色し、太陽光を制御することができる。
【0022】
押出し成形後のイオノマー樹脂シートは、滑らかな面を有することができるが、積層化プロセスの際に積層板中の表面の間からほとんどの空気を効果的に取り除くことができる粗い面を有することが好ましい。これは、例えば、押出し成形後にシートを機械により型押することにより、あるいはシートの押出し成形の際のメルトフラクチャーにより、達成することができる。
【0023】
当業界で知られている慣用方法に従って、積層板を調製することができる。一般的に方法では、脱イオン水中で洗浄し、リンスした、寸法12”×12”(305mm×305mm)および呼称厚さ2.5mmのアニールした2片のフロートガラスの間に、中間層を置く。次いで、ガラス/中間層/ガラスアセンブリを、90〜100℃に設定したオーブン中で30分間加熱する。この後、これをニップロールに通し(ロールプレス)、ガラスおよび中間層の間の空隙スペース中のほとんどの空気を圧縮して追い出し、アセンブリの縁を密封することができる。この段階でのアセンブリを予備プレスと呼ぶ。次いで、温度を135℃に上げ、圧力を200psig(14.3バール)とした空気オートクレーブ中に予備プレスを置く。これらの状態を20分間維持し、その後、これ以上空気をオートクレーブに加えずに空気を冷却する。オートクレーブ中の空気温度が50℃未満となる20分間の冷却後、過剰の空気圧を抜く。
【0024】
好ましい実施態様において、ガラスシート、イオノマー樹脂シート、および第2のガラスシートは、空気を取り除くために熱、圧力、および真空を一緒に用いて積層することができる。ガラスの各縁からフレーム中に樹脂シートのストリップを含むことにより樹脂シートの縁をフレームまで延長することができる。イオノマー樹脂シートは、真空下(真空バッグまたは真空リングを用いることができる)、2つのガラスプレートの間に配置することができ、25℃から135℃で加熱することによりアセンブリを得ることができる。アセンブリを、この温度で15分から2.0時間保持し、次いで周囲温度、一般には25℃以下に冷却する。この方法では、樹脂シートの縁をフレーム中の樹脂シートと融合させてモノリシック構造をつくることができる。あるいは、周囲大気圧を用いることを除き、同じ方法によってガラスシートおよびイオノマーを積層することができる。
【0025】
図1は、ガラス(1)、熱可塑性中間層(2)、およびガラス(3)を具え、該ガラスは中間接着層(3)を介してフレーム(4)に付着している、慣用の積層板を示している。
【0026】
図2A〜2Hは、積層板アセンブリが中間層を介してフレーム(10)に付着できるように中間層が少なくとも1つのガラスパネルを超えて延長されている、種々のガラス(6)/中間層(7)/ガラス(8)積層板アセンブリを示している。図2Aは、フレームと中間層の間に接着層(9A)をさらに含む。図2Hは、フレーム(10H)が中間接着層(9H)によりガラスに結合されていることを示していることを除いて、2Aと同様である。接着剤は、当業界で慣用的な任意の接着剤であることができ、あるいは、中間層材であることができる。
【0027】
図3A〜3Dは、真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板/フレームアセンブリが溝(17)を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス(11)/中間層(12)/ガラス(13)積層板アセンブリの調製方法を表している。
【0028】
図4は、フレーム(21)およびガラス層(18、20)の表面の間の空隙スペースの少なくとも一部を中間層(19)が満たしている、フレーム/積層板アセンブリを表している。
【0029】
図5は、順にフレーム(27、28)に付着された金網またはその他の付着手段(26)に中間層(24)が固定されている、ガラス(23)/中間層(24)/ガラス(25)構成を表している。
【0030】
図6は、ポリマーの縁すべてをフレーム(53)に付着する必要なしに、中間層(51)を介してグレージング構造または積層板(52)をフレームに固定する方法を表している。
【0031】
図は、本発明範囲内にあると考えられるすべての改変体を表すものではない。フレームが、中間の層、例えば、接着層を通して直接的または間接的に中間層に結合することができる、ガラス/中間層/ガラス積層板の任意の改変体は、本発明の範囲内にあるものと信じる。図2Aまたは図2Hに示すように2つのガラス層が異なる長さである好ましい実施態様において、短いガラス層(6H)は、長いガラス層(8H)よりも6ミリメートル以下短い。このような構造は、フレームがガラスに直接付着している構造よりも、より信頼性高くその構造保全性を維持することができる。
【0032】
建築上の使用および自動車、トラックおよび電車などの輸送上の適用における使用に対して、積層板は、2つのガラス層とガラスに粘着した熱可塑性ポリマーの中間層とを有することができる。本発明の積層板は3〜30mmの全厚を有することができる。中間層は0.38〜4.6mmの厚さを有し、各ガラス層は少なくとも1mmの厚さであることができる。好ましい実施態様において、中間層がガラスに直接粘着される。すなわち、ガラスおよび中間層の間の中間の接着層またはコーティングは用いない。その他の積層構成を用いることができ、例えば、多層のガラスおよび熱可塑性中間層;または耐久性透明プラスチックフィルム層を中間層に接着させた、熱可塑性ポリマー中間層を有する単層のガラス層などがある。上記の積層板はいずれも、当業界において知られている慣用の磨耗抵抗コーティング(abrasion resistant coatings)でコーティングすることができる。
【0033】
フレームは、例えば、木材、アルミニウム、鋼、ならびにポリ塩化ビニルおよびナイロンを含む種々の強力なプラスチック材料などの種々の材料から加工する(fabricated)ことができる。フレームおよび積層板中間層の間で非常に堅い接着結合を得るために、用いる材料および装置のタイプに依って、フレームが積層板上にかぶさる(overlay)ことが必要であったり、必要でなかったりすることができる。
【0034】
フレームは、中間層をフレームにしっかりと固定することができるという要件を満たすグレージング業界で利用可能な多くのフレーム設計から選択することができる。中間層は、接着材料を用いてまたは用いずに、フレームに付着またはしっかりと固定することができる。例えば、図2Aは接着剤の使用を表している。図2Dにおいて、中間層7Dの縁は追加の接着剤を用いずにフレーム10Dにしっかりと粘着される。イオノマー材料からつくられた中間層は、木材、鋼、アルミニウム、およびプラスチックなどのほとんどのフレーム材料にしっかりと粘着することが見出されている。ある用途では、ネジ、ボルト、およびクランプなどの追加のファスナーをフレームの縁に沿って用いることが好ましい。中間層をフレームに固定する方法はいずれも本発明での使用に適している。
【0035】
本発明の中間層は、ASTM D 5026−95aに従って測定したとき、50から1000MPa(メガパスカル)、好ましくは100MPaから500MPaの貯蔵ヤング率を有する。中間層は、最高40℃の温度において50〜1000MPaの範囲の貯蔵ヤング率を維持しなくてはならない。
【0036】
本発明のグレージング要素の調製において、オートクレーブを省略することができる。ロールプレス(1)、真空リングまたは真空バッグ予備プレス(2)、または真空リングまたは真空バッグ(3)などの当業界で周知の工程を用いて、本発明の積層板を調製することができる。層を密接させて、泡がなくかつ適用のサービス期間にわたって積層板性能を保証するために良好な光学および十分な特性を有する最終積層板に処理する。これらのプロセスにおいては、ガラスおよびプラスチック層の間の大部分の空気を圧縮して追い出すか、強制的に追い出すことが目的である。一実施態様において、フレームは真空リングとして働くことができる。空気を追い出すことに加えて外圧を加えることにより、ガラスおよびプラスチック層が直接接触し、接着が進む。
【0037】
海岸地域での建築使用に対し、ガラス/中間層/ガラスの積層板は、破壊屑(debris)衝撃および風圧サイクリングに対する積層板の抵抗性を測定する模造(simulated)ハリケーン衝撃およびサイクリング試験に合格しなければならない。現在許容される試験は、風によって生じた破壊屑に対する南フロリダ建築条例第23章第2315節の衝撃試験に従って行われる。疲労負荷試験は、1994年付けの第2314.5節の表23−Fに従って測定する。この試験は、激しい天候、例えばハリケーンの際の風力および空気によって生じた破壊屑衝撃を模造するものである。35インチ×50インチ(88.9×127cm)の積層板の試料を試験する。試験は、積層板への2つの衝撃(積層板試料の中央での衝撃、続いて積層板の隅での第2の衝撃)から成る。衝撃は、公称で幅2インチ(5cm)長さ8フィート(2.43メートル)4インチ(10cm)の9ポンド(4.1キログラム)の板を空気圧砲から50フィート/秒(15.2メートル/秒)で発射することにより行う。積層板が上記衝撃シーケンスで非破壊(survive)なら、空気圧サイクリング試験を施す。この試験では、積層板をチャンバーにしっかりと留める。正圧試験では、外側の衝撃面を有する積層板をチャンバーにしっかりと留め、チャンバーに真空を加え、次いで該真空を以下の表1に記載するサイクリングシーケンスに対応するように変化させる。圧力サイクリング計画は、以下の表1に示されるように、最大圧力Pの関数として特定される。この試験において、Pは平方フィートあたり70ポンド(3360パスカル)に等しい。最初の3500サイクルおよびそれ以後のサイクルの各サイクルは約1〜3秒で完了する。正圧試験シーケンスの完了時に、負圧用の試験のために衝撃面がチャンバーに対して内側に面するように積層板を逆にし、以下のサイクリング試験に対応して真空を加える。値は、負の値(−)として表す。
【0038】
【表1】
【0039】
剥がれないか、5インチ(12.7cm)より大きい長さおよび1/16インチ(0.16cm)以下の幅の開きがない場合に、積層板はサイクリング試験に合格したものとする。
【0040】
実施例は例示的な目的のためのみであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
[1] 透明な積層板と該積層板に付着した支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は、曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層に直接結合された少なくとも1つのガラス層を具え、前記ポリマーは前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出し、前記積層板の前記支持構造への付着は前記熱可塑性ポリマー中間層を介し、前記熱可塑性ポリマーはイオノマー樹脂であることを特徴とするグレージング要素。
[2] 前記イオノマー樹脂が、14〜24重量%の酸を含有し、かつナトリウムイオンで中和された酸を30〜50重量%有する、エチレンとメタクリル酸またはアクリル酸との水不溶性塩から本質的に成り、前記イオノマー樹脂が0.5〜50のメルトインデックスを有することを特徴とする[1]に記載の要素。
[3] それぞれスズ側および空気側を有する2つのフロートガラス層が存在し、少なくとも1つのガラス層は、前記スズ側が前記イオノマー樹脂層に直接結合して方向付けされていることを特徴とする[2]に記載のグレージング要素。
[4] それぞれスズ側および空気側を有する2層のフロートガラス層がそれぞれ、前記ガラス層の前記スズ側が前記熱可塑性ポリマー層に結合して方向付けされていることを特徴とする[1]に記載のグレージング要素。
[5] 前記グレージング要素が図2Aに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[6] 前記グレージング要素が図2Bに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[7] 前記グレージング要素が図2Cに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[8] 前記グレージング要素が図2Dに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[9] 前記グレージング要素が図2Eに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[10] 前記グレージング要素が図2Fに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[11] 前記グレージング要素が図2Gに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[12] 前記グレージング要素が図2Hに示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[13] 前記グレージング要素が図4に示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[14] 前記グレージング要素が図5に示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[15] 前記グレージング要素が図6に示すように構成されることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載のグレージング要素。
[16] 支持構造中にガラス/熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、2つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス/プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している;前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程;前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程;および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含むことを特徴とする方法。
[17] 支持構造中にガラス/熱可塑性ポリマー積層板を含むグレージング要素を加工するための方法であって、2つのガラスプレートの間に熱可塑性ポリマー中間層を配置することにより前記ガラス/プラスチック積層板を形成する工程、ここで、前記ポリマーは、前記積層板が前記支持構造へ付着できるように露出している;前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程;前記ガラスプレートを前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程;および前記支持構造に前記高分子中間層を付着する工程を含むことを特徴とする方法。
【0041】
(実施例1)
6つの別々のガラス積層板を調製する。積層板はすべて、ナトリウムイオンで37%中和された81%エチレン、19%メタクリル酸から成り、かつメルトインデックスが2であるイオノマー樹脂の厚さ90ミリ(2.3mm)の中間層と、厚さがそれぞれ3mmの2つのガラス層とを用いた。イオノマー樹脂は、E.I.Du Pont de Neumours and Companyによって製造されたSurlyn(登録商標)イオノマー樹脂として入手できる。イオノマー樹脂中間層は361MPaの貯蔵ヤング率を有する。
【0042】
6つの別々のガラスはすべて、ガラスパネル間に中間層を置くことにより調製する。ガラスパネルはそれぞれ、脱イオン水で洗浄する。積層板を、22PSIG(1.6MPa)の圧力において135℃で30分間、空気オートクレーブ中に置く。積層板は、高さ35インチ(88.9cm)、幅50インチ(127cm)である。図1に示したように、積層板1〜3をシリコン密封剤(Dow Corningタイプ995)でグレーズされたウインドフレーム中に置く。図2Dに示したように、積層板4〜6はそれぞれ、同じ手順を用いてウインドウレーム中に置くが、中間層材のストリップを積層板を取り囲む溝中に置いてそれが中間層の縁に接触するようしたことを除く手順を用いる。各積層板をフロリダ衝撃およびサイクリング試験シーケンスに従って試験する。衝撃試験では、幅2インチ(5cm)長さ8フィート(2.43メートル)4インチ(10cm)の9ポンド(4.1キログラム)のマツ板の飛翔体を空気圧砲から50フィート/秒(15.2メートル/秒)で積層板に対して推進し、積層板にその表面に対して“普通に”打撃を加える。各積層板に、積層板の2つの異なる位置でガラスを粉砕する2つの衝撃を与える。試験結果を以下の表2に示す。
【0043】
【表2】
【0044】
積層板1〜6はそれぞれ、衝撃試験に合格した。ガラスは粉砕されたが、積層板はもとのままであった。
【0045】
各積層板のガラス粉砕後侵入抵抗性を評価するために、衝撃試験後の積層板1〜6にそれぞれ、表3に記載する空気圧サイクリングシーケンスを除き、本明細書中の上記の空気圧サイクリング試験を施した。この試験結果を以下の表3に示す。
【0046】
【表3】
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】 ガラス、熱可塑性中間層、およびガラスを具え、該ガラスは中間接着層を介してフレームに付着している、慣用の積層板を示している。
【図2A】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図2B】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図2C】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図2D】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図2E】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図2F】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図2G】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図2H】 積層板がフレームに付着できるように中間層が露出している、種々のガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを示し、フレームおよび中間層の間に接着層をさらに含む。
【図3A】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板/フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図3B】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板/フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図3C】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板/フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図3D】 真空を用いて積層板から空気を取り除くことにより積層板を製造し、フレームを設けることにより積層板/フレームアセンブリが溝を介して真空源に接続でき、さらに積層板フレームアセンブリを真空源から接続解除して、フレームにしっかり固定されたガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリを得る、ガラス/中間層/ガラス積層板アセンブリの調製方法を表している。
【図4】 フレームおよびガラス層表面の間の空隙スペースの少なくとも一部を中間層が満たしている、フレーム/積層板アセンブリを表している。
【図5】 順にフレームに付着された金網またはその他の付着手段に中間層が付着している、ガラス/中間層/ガラス構成を表している。
【図6】 ポリマーの周辺全体をフレームに付着する必要なしに、中間層を介してグレージングまたは積層板をフレームに付着する段階的プロセスを表している。
Claims (3)
- 透明な積層板と該積層板を取り付けた支持構造とを具えるグレージング要素であって、前記積層板は、曇り度の低い熱可塑性ポリマーの中間層の両面に直接結合された2つのガラス層を具え、前記熱可塑性ポリマーの中間層は前記積層板を前記支持構造へ取り付けできるように両側の2つのガラス層を超えて延長して露出し、前記積層板の前記支持構造への取り付けは前記熱可塑性ポリマーの中間層を介し、前記熱可塑性ポリマーは、14〜24重量%の酸を含有し、かつナトリウムイオンで中和された酸を30〜50重量%有する、エチレンとメタクリル酸またはアクリル酸との水不溶性塩から本質的に成るイオノマー樹脂であって、前記イオノマー樹脂が0.5〜50のメルトインデックスを有することを特徴とするグレージング要素。
- 請求項1に記載のグレージング要素を製造するための方法であって、2つのガラス層の間に熱可塑性ポリマーの中間層を配置することにより前記積層板を形成する工程、ここで、前記熱可塑性ポリマーの中間層は、前記積層板が前記支持構造へ取り付けできるように両側の2つのガラス層を超えて延長して露出している;前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程;前記ガラス層を前記中間層に接着結合するために加熱し、外圧を加える工程;および前記支持構造に前記熱可塑性ポリマーの中間層を取り付ける工程を含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載のグレージング要素を製造するための方法であって、2つのガラス層の間に熱可塑性ポリマーの中間層を配置することにより前記積層板を形成する工程、ここで、前記熱可塑性ポリマーの中間層は、前記積層板が前記支持構造へ取り付けできるように両側の2つのガラス層を超えて延長して露出している;前記ガラス層および前記中間層の間から空気を取り除く工程;前記ガラス層を前記中間層に接着結合するために外圧を加えずに加熱する工程;および前記支持構造に前記熱可塑性ポリマーの中間層を取り付ける工程を含むことを特徴とする方法。
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