JP6529423B2 - 複層ガラス用スペーサーおよび複層ガラス - Google Patents

Description

本発明は、複層ガラスに用いる樹脂製スペーサーおよび複層ガラスに関する。

近年、省エネルギーの観点から、断熱複層ガラスが一般的に用いられるようになった。複層ガラスは、２枚のガラス板の周縁部にスペーサーを挟んでガラス間隔を一定に保ち、周囲をシール材で密封して一体化したものである。２枚のガラス板の間に形成された空間層によって断熱効果がもたらされる。

上記スペーサーとしては多くの場合、断面が略矩形で管状のアルミニウム製スペーサーが用いられる。しかし、ガラス板の空間層側に低放射膜を設けたり、空気よりも熱伝導率の小さな不活性ガスを空間層に封入するなどにより、複層ガラス中央部の断熱性能が向上するに従って、周縁部のスペーサーを介した熱伝達が無視できなくなっている。

この問題に対して、より断熱性の高い、いわゆるウォームエッジ型のスペーサーが各種開発・実用化されている。特許文献１には、アルミニウムよりも熱伝導率の小さな、ガラス繊維強化されたポリマーからなる複層ガラス用スペーサーが記載されている。

特表２０１５−５０９９００号公報

樹脂製のスペーサーを用いる場合、その熱膨張率が大きいことが問題となる。複層ガラスの使用環境において、スペーサーとガラスとの熱膨張差によってシール材に負荷がかかり、シールの信頼性が損なわれるからである。特許文献１に記載されたスペーサーでは、ガラス繊維含有率を調整することで熱膨張係数を調整する。しかしながら、ガラス繊維の配合によって熱膨張率を十分に下げようとすると、ガラス繊維の含有量を多くする必要があり、スペーサーの成形性の悪化などの問題がある。

本発明は上記を考慮してなされたものであり、強化繊維の含有量が少なくても熱膨張率が小さい、樹脂製の複層ガラス用スペーサーを提供することを目的とする。併せて、かかるスペーサーを用いた複層ガラスを提供することを目的とする。

上記課題に対して、本発明の複層ガラス用スペーサーは、炭素繊維強化されたアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂からなる。具体的には、本発明の複層ガラス用スペーサーは、炭素繊維強化されたアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂からなり、断面がほぼ一様な略矩形の管状であって、通気孔が形成された内面部と、前記内面部の両側に連なり、互いに平行な一対の側面部と、前記一対の側面部の前記内面部と反対側に連なる外面部とを有する。

好ましくは、前記複層ガラス用スペーサーは、線膨張率が５×１０^−６〜２５×１０^−６／Ｋである。

また、好ましくは、前記炭素繊維強化されたアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂は、該樹脂成分１００重量部に対して炭素繊維５〜３５重量部を含有する。

本発明の複層ガラスは、空間層を介して相対する２枚のガラス板と、前記２枚のガラス板の間であって周縁部内側に配置された上記いずれかの複層ガラス用スペーサーと、前記スペーサーの内部に封入された乾燥剤と、前記ガラス板と前記スペーサーの側面部の間に設けられた一次シールと、前記２枚のガラス板の周縁部と前記スペーサーの外面部に囲まれた凹みに設けられた二次シールとを有する。

本発明によれば、強化繊維の含有量が少なくても熱膨張率を小さくできるので、成形性の良い樹脂製の複層ガラス用スペーサーが得られる。また、本発明によれば、周縁部の熱伝達の少ない複層ガラスが得られる。

本発明の一実施形態の複層ガラス用スペーサーの断面を示す図である。 本発明の一実施形態の複層ガラスの周縁部の断面図である。

本発明の一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。

図１において、本実施形態の複層ガラス用スペーサー１０は、断面が略矩形の管状である。スペーサー１０は、内面部１１と、側面部１２、１３と、外面部１４を有する。内面部１１は、複層ガラスの空間層に露呈することが予定され、スペーサーの長さ方向に連続して通気孔１５が形成されている。スペーサーの断面は、この通気孔の有無を除いて一様である。側面部１２、１３は、ガラス板にシール材を介して接着されることが予定され、互いに平行に形成されている。外面部１４の外表面には、ガスバリアフィルム１６が貼付されている。

スペーサー１０は、炭素繊維で強化されたアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）からなる。ＡＢＳ樹脂を炭素繊維で強化することにより、ガラス繊維で強化する場合と比べて、より少ない強化繊維含有量で同等の線膨張率を実現でき、または同等の強化繊維含有量でより小さな線膨張率を実現できる。

スペーサー１０の線膨張率は、好ましくは２５×１０^−６／Ｋ以下、より好ましくは１５×１０^−６／Ｋ以下である。前述のとおり、スペーサーとガラスの熱膨張率差が大きいと、複層ガラスを使用中に、両者の熱膨張差によってシール材に負荷がかかるからである。ガラスの線膨張率が約９×１０^−６／Ｋ、一般的なスペーサーに用いられるアルミニウムの線膨張率が約２３×１０^−６／Ｋであることから、スペーサーの線膨張率を上記範囲とすることによって、ガラスとの熱膨張差を小さく抑えることができる。一方、スペーサーの線膨張率は、好ましくは５×１０^−６／Ｋ以上、より好ましくは８×１０^−６／Ｋ以上である。線膨張率をこれより小さくしようとすると、炭素繊維の含有量が多くなりすぎるからである。

スペーサーの炭素繊維含有量は、ＡＢＳ樹脂成分１００重量部に対して、好ましくは５重量部以上、より好ましくは７重量部以上である。ＡＢＳ樹脂の線膨張率は１００×１０^−６／Ｋ程度であり、このような炭素繊維含有量によって、上記好ましい範囲のスペーサーの線膨張率が得られる。一方、スペーサーの炭素繊維含有量は、ＡＢＳ樹脂成分１００重量部に対して、好ましくは３５重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、特に好ましくは２５重量部以下である。炭素繊維含有量が多すぎると、均一な厚みを持った成形体を作成することが困難となるからである。特にスペーサーを押出成形により作成する場合は、溶融粘度が高くなり押出成形性が悪化し、均一な成形体を得ることが極めて困難になる。なお、押出成形においてカーボン繊維を含有させることは押出成形が難しくなるため含有量を増やすことは難しいが、ＡＢＳ樹脂はブタジエン成分、いわゆるゴム成分を有するため成形が容易であり、カーボン繊維を組み合わせるには好適である。また、炭素繊維など強化繊維の含有量が多すぎると、経年劣化によって、樹脂相と繊維の界面が水蒸気の通り道となり、複層ガラスの寿命が短くなる虞があるからである。

ガスバリアフィルム１６は、樹脂フィルム基材に、アルミニウム、スチールなど金属の薄膜をコーティングしたものを用いることができる。これにより、複層ガラス空間層への水蒸気の侵入や、空間層からの不活性ガスの漏出をさらに減少させることができる。複層ガラスの使用期間は長期にわたるため、スペーサーの壁を通過するガス成分の移動も無視できない。したがって、複層ガラスの寿命を長くするために、スペーサーがガスバリアフィルムを有することが好ましい。

本実施形態の複層ガラス用スペーサー１０は、原料となるＡＢＳ樹脂と炭素繊維を溶融混練して押出成形し、通気孔を形成し、ガスバリアフィルムをスペーサー外面部の外表面に貼付することにより製造できる。

図２において、本実施形態の複層ガラス２０は、２枚のガラス板２１、２２と、上述したスペーサー１０と、一次シール２３、２４と、二次シール２５と、乾燥剤２６を有する。スペーサーはガラス板の端部より少し内側に配置されている。２枚のガラス板の間に空間層２７が形成されている。

一次シール２３、２４は、スペーサーの両側面部（図１の１２、１３）と２枚のガラス板２１、２２の間にそれぞれ形成されている。一次シールの主な機能は、スペーサー−ガラス板間を通って水蒸気が空間層に侵入するのを防ぐことである。一次シール材としては、ポリイソブチレンなどの水蒸気を通さない材料を用いることができる。

二次シール２５は、２枚のガラス板とスペーサーの外面部（図１の１４）に囲まれた凹みに形成されている。二次シールの主な機能は、２枚のガラス板を一体化して保持することである。二次シール材としては、ポリサルファイド系、各種シリコーン系などのシール材を用いることができる。

乾燥剤２６は、スペーサー１０の内部に封入されている。これにより、スペーサー内部と通気孔（図１の１５）により連通する空間層２７を乾燥状態に維持する。乾燥剤としては、粉末状・顆粒状等のシリカゲル、各種ゼオライトなどを用いることができる。

本実施形態の複層ガラス２０は、次のとおり製造することができる。まず、スペーサーを所要の長さに切断し、乾燥剤を入れて、長方形の枠体に組む。このとき、角部分は、隣り合うスペーサーの端部にコーナー接続キーを挿入して接合できる。次いで、スペーサーの枠体の両側面部に一次シール材を塗布し、一方のガラス板の周縁端部やや内側に貼り付けた後、その上に他方のガラス板を貼り付けて圧着する。次いで、２枚のガラス板の周縁部とスペーサーの外面部に三方を囲まれた凹みに二次シール材を充填して硬化させる。

１０ 複層ガラス用スペーサー
１１ 内面部
１２、１３ 側面部
１４ 外面部
１５ 通気孔
１６ ガスバリアフィルム
２０ 複層ガラス
２１、２２ ガラス板
２３、２４ 一次シール
２５ 二次シール
２６ 乾燥剤
２７ 空間層

Claims (4)

1. 炭素繊維強化されたアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂からなり、
   断面がほぼ一様な略矩形の管状の押出成形体であって、
   通気孔が形成された内面部と、前記内面部の両側に連なり、互いに平行な一対の側面部
   と、前記一対の側面部の前記内面部と反対側に連なる外面部とを有する、
   複層ガラス用スペーサー。
2. 線膨張率が５×１０^−６〜２５×１０^−６／Ｋである、
   請求項１に記載の複層ガラス用スペーサー。
3. 前記炭素繊維強化されたアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合樹脂は、該樹脂成
   分１００重量部に対して炭素繊維５〜３５重量部を含有する、
   請求項１または２に記載の複層ガラス用スペーサー。
4. 空間層を介して相対する２枚のガラス板と、
   前記２枚のガラス板の間であって周縁部内側に配置された請求項１〜３のいずれか一項
   に記載の複層ガラス用スペーサーと、
   前記スペーサーの内部に封入された乾燥剤と、
   前記ガラス板と前記スペーサーの側面部の間に設けられた一次シールと、
   前記２枚のガラス板の周縁部と前記スペーサーの外面部に囲まれた凹みに設けられた二
   次シールと、
   を有する複層ガラス。
   

Images