JP6531756B2 - 窓用積層基板、枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車及び窓用積層基板用中間層構造体 - Google Patents

窓用積層基板、枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車及び窓用積層基板用中間層構造体 Download PDF

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Description

本発明は、窓用積層基板、枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車、及び窓用積層基板用中間層構造体に関する。
近年、車両の軽量化に伴い、従来使用されてきた窓ガラス用のガラス板として、より薄くて軽いガラス板を用いることが検討されている。しかし、ガラス板の板厚を薄くすると、遮音性が低下するという問題が生じる。
例えば特許文献１には、遮音性の低下の問題を、窓ガラス用のガラス板に合わせガラスを用い、中間膜に遮音性能を有する膜（以下、「遮音性中間膜」ともいう）を用いることで解決することが提案されている。
具体的には、せん断弾性率の小さい遮音性中間膜を２枚のガラス板の間に設けることで、一方のガラス板からもう一方のガラス板に伝達される振動を吸収すること、及び２枚のガラス板の振動に位相のずれを生じさせ、２枚のガラス板の振動を干渉させることができる。これらの結果として、合わせガラスの振動が抑制され、遮音性が得られる。
国際公開第２０１２／１４１００２号
しかし、特許文献１のように遮音性中間膜を用いた合わせガラスでは、合わせガラスと同じ厚みの単板のガラス板に比べて、剛性が低下する。例えば、板厚が５ｍｍの単板のガラス板と、板厚が２．５ｍｍのガラス板２枚を組み合わせた合わせガラスとを比較すると、合わせガラスの剛性は、単板のガラス板の半分程度になる。
合わせガラスの剛性が、単板のガラス板より低くなる原因としては、遮音性中間膜は、音波のような動的な力に対してだけでなく、周波数が音波よりも低い静的な力に対してもせん断弾性率が低いため、合わせガラスに静的な力が生じた場合に、２枚のガラス板がそれぞれ独立して変形するためだと考えられる。
すなわち、先述のような遮音性を充分得るためには、中間膜のせん断弾性率を小さくすることが好ましいが、せん断弾性率が小さいと静的な力に対する剛性が低下するという、遮音性と剛性がトレードオフの関係にあり、両者の両立は困難である。
ところで、このような遮音性と剛性の両立が困難であるという問題は、合わせガラスだけでなく、例えば、２枚のガラス板を樹脂板に置き換えた積層体の場合にも同様に生じる。
そこで本発明の１つの目的は、充分な遮音性が得られると共に、充分な剛性も得られる窓用積層基板、枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車、及び窓用積層基板用中間層構造体を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一観点によれば、
複数枚の基板が中間層構造体を介して積層された窓用積層基板において、
前記窓用積層基板は、平面視で前記窓用積層基板の外周に沿った周縁領域と、前記周縁領域の内側に位置する中央領域とを有し、
前記周縁領域は、前記窓用積層基板が周縁部を枠体で支持されるときに、平面視で前記枠体と重なる領域であり、
前記中間層構造体は、平面視で第１領域と第２領域とを有し、
前記第１領域は、周波数が２ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下の音波に対するせん断弾性率が１００ＭＰａ以下であり、
前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率は、前記第１領域の１．４０倍以上であり、
前記第２領域は、
平面視での前記窓用積層基板全体の面積に対する前記第２領域の面積の割合が、前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率を前記第１領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、１．４０≦ｘ≦２．７２で（―７４．８７ｘ＋２０４．４７）％以上、ｘ＞２．７２で（−０．００６７ｘ＋０．８７）％以上であり、かつ
平面視での前記中央領域の面積に占める前記第２領域の面積の割合は、０％以上８３％以下である窓用積層基板が提供される。
上記目的を達成するため、本発明の他の観点によれば、
複数枚の基板が中間層構造体を介して積層された窓用積層基板と、枠体とを有する枠体付き窓用積層基板であって、
前記窓用積層基板は、平面視で前記窓用積層基板の外周に沿った周縁領域と、前記周縁領域の内側に位置する中央領域とを有し、
前記周縁領域は、前記窓用積層基板が周縁部を枠体で支持されるときに、平面視で前記枠体と重なる領域であり、
前記中間層構造体は、平面視で第１領域と第２領域とを有し、
前記第１領域は、周波数が２ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下の音波に対するせん断弾性率が１００ＭＰａ以下であり、
前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率は、前記第１領域の１．４０倍以上であり、
前記第２領域は、
平面視での前記窓用積層基板全体の面積に対する前記第２領域の面積の割合が、前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率を前記第１領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、１．４０≦ｘ≦２．７２で（―７４．８７ｘ＋２０４．４７）％以上、ｘ＞２．７２で（−０．００６７ｘ＋０．８７）％以上であり、かつ
平面視での前記中央領域の面積に占める前記第２領域の面積の割合は、０％以上８３％以下である枠体付き窓用積層基板が提供される。
上記目的を達成するため、本発明の更に他の観点によれば、
積層された複数の基板の間に設けられる中間層構造体であって、
前記中間層構造体は、平面視で中央領域及び周縁領域並びに第１領域及び第２領域とを有し、
前記周縁領域は、前記中間層構造体の外周に沿って設けられ、前記積層された複数の基板が周縁部を枠体で支持されるときに、平面視で前記枠体と重なる領域であり、
前記中央領域は、前記周縁領域の内側に位置し、
前記第１領域は、周波数が２ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下の音波に対するせん断弾性率が１００ＭＰａ以下であり、
前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率は、前記第１領域の１．４０倍以上であり、
前記第２領域は、
平面視での前記中間層構造体の全体の面積に対する前記第２領域の面積の割合が、前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率を前記第１領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、１．４０≦ｘ≦２．７２で（―７４．８７ｘ＋２０４．４７）％以上、ｘ＞２．７２で（−０．００６７ｘ＋０．８７）％以上であり、
平面視での前記中央領域の面積に占める前記第２領域の面積の割合は、０％以上８３％以下である窓用積層基板用中間層構造体が提供される。

上記目的を達成するため、本発明の一観点によれば、
車両開口部の窓基板を有し、
前記窓基板は、上記の窓用積層基板により形成されている自動車が提供される。
本発明によれば、充分な遮音性が得られると共に、充分な剛性も得られる窓用積層基板、枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車、及び窓用積層基板用中間層構造体を提供可能である。
一実施形態における合わせガラス用中間膜１３の平面図である。 一実施形態における合わせガラス用中間膜１３を用いた合わせガラス２４の平面図である。 第２領域１２の構成の第１変形例の平面図である。 第２領域１２の構成の第２変形例の平面図である。 第２領域１２の構成の第３変形例の平面図である。 第２領域１２の構成の第４変形例の平面図である。 第２領域１２の構成の第５変形例の平面図である。 一実施形態のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 Ｃ−Ｃ断面の第１変形例を示す断面図である。 Ｃ−Ｃ断面の第２変形例を示す断面図である。 剛性が合わせガラス用中間膜１３の全面積が第１領域１１のせん断弾性率である合わせガラス板の約１．１倍である合わせガラス２４に関して、ガラス板７５，７６の面積に対する第２領域１２の面積と、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値との関係を示す図である。 剛性が合わせガラス用中間膜１３の全面積が第１領域１１のせん断弾性率である合わせガラス板の約１．３倍である合わせガラス２４に関して、ガラス板７５，７６の面積に対する第２領域１２の面積と、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値との関係を示す図である。 第１領域１１と第２領域１２の損失係数が同一のときの、音響透過損失と中央領域Ｂに占める第２領域１２の面積の関係を示す図である。 第１領域１１の損失係数が第２領域１２の損失係数の約１５倍のときの、音響透過損失と中央領域Ｂに占める第２領域１２の面積の関係を示す図である。 自動車の一例を示す斜視図である。
以下、図面を参照して、本発明に係る窓用積層基板、枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車、及び窓用積層基板用中間層構造体の好ましい実施形態について説明する。
なお、本明細書では窓用積層基板の一例として、車両用合わせガラスについて説明し、さらに車両用サイドガラスであって上下方向に昇降する昇降窓である場合を例にとって説明する。しかし、本発明に係る窓用積層基板は車両用合わせガラスに限定されるものではない。窓用積層基板は、例えばポリカーボネート等の樹脂材料で形成された樹脂基板とし、このような樹脂基板を複数枚積層させた構造体であってもよい。また、本発明に係る窓用積層基板は、車両用フロントガラスや車両用ルーフガラス、建築用合わせガラス等にも適用できる。
さらに、本明細書では窓用積層基板用中間層構造体の一例として、熱可塑性樹脂で形成された合わせガラス用中間膜について説明する。しかし、本発明に係る中間層構造体は、中間膜に限定されるものではない。中間層構造体は、例えば後述する第１部材が熱可塑性樹脂で形成され、後述する第２部材が粘着性を持たない高せん断弾性率体とその表面に形成された接着層を有する等、第１領域と第２領域が別体として設けられるものであってもよい。
なお、形態を説明するための図面において、方向について特に記載のない場合には図面上での方向を指すものとし、各図面の基準の方向は、記号、数字の方向に対応する。
＜窓用積層基板用中間層構造体＞
図１は、本発明の一実施形態における合わせガラス用中間膜の平面図である。本実施形態において、合わせガラス用中間膜１３は、平面視において、第１領域１１と第２領域１２とを有する。
第１領域１１は、合わせガラス用中間膜１３の面内の二点鎖線で囲まれた領域内に設けられている。第１領域１１は、遮音性能を有するほどせん断弾性率が小さい遮音性中間膜で形成される領域である。具体的には、周波数が２ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下において、第１領域１１のせん断弾性率が１００ＭＰａ以下、好ましくは７５ＭＰａ以下、さらに好ましくは５０ＭＰａ以下であれば、合わせガラスとしたときに、それぞれのガラス板の振動の吸収や２枚のガラス板の振動の干渉を生じさせることできる。
なお、第１領域１１は、上記のせん断弾性率の特性を満たせば、いかなる構造を有してもよい。例えば、第１領域１１が１種類の材料のみで形成されていると、広い温度範囲に渡って遮音性が高くなりにくいことを考慮して、第１領域１１は、厚み方向に異なる特性の材料を２層以上積層させた多層構造を有してもよい。本明細書では、簡便のため、第１領域１１が１種類の材料のみで形成されている場合について説明する。
第２領域１２は、合わせガラス用中間膜１３の外周端である実線と当該実線より内側の二点鎖線とで囲まれる領域に所定の幅で設けられている。本実施形態では、第２領域１２は、合わせガラス用中間膜１３の全周に渡って形成された額縁状であるが、第２領域１２は、本実施形態の形状に限定されるものではない。第２領域１２は、例えば合わせガラス用中間膜１３のいずれかの一辺の一部に沿って設けてもよく、合わせガラス用中間膜１３の両端部に設けてもよい。また、第２領域１２は、合わせガラス用中間膜１３の一辺の一端から他端にかけて沿わせて設けてもよく、合わせガラス用中間膜１３の対向する二辺に沿ってそれぞれ設けてもよい。第２領域の形状及び配置の詳細については後述する。
また、第２領域１２は、静的な力及び音波に対して、第１領域１１よりも高いせん断弾性率を有する。ここで、静的な力とは、例えば周波数が１Ｈｚ以下、すなわち、負荷時間が１秒以上の外力（例えば、窓ガラスを半開状態で高速走行した場合に、車内側から車外側に向かって窓ガラスに働く力等）を指す。また音波とは、例えば周波数が２ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下の音波（例えば、風切り音や車両通過音等の音波）を指す。
このように、第２領域１２の静的な力及び音波に対するせん断弾性率を、第１領域１１よりも高いせん断弾性率とすることで、第２領域１２は、合わせガラスの２枚のガラス板が独立して変形することを防止し、合わせガラスの剛性を高めることができる。
具体的には、静的な力に対して、第２領域１２は、第１領域１１の１．４０倍以上、好ましくは２．２１倍以上のせん断弾性率を有していれば、合わせガラスの剛性を充分高めることができる。
また、合わせガラス用中間膜１３の全体の面積に対する第２領域１２の面積の割合は、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、１．４０≦ｘ≦２．７２で（―７４．８７ｘ＋２０４．４７）％以上、ｘ＞２．７２で（−０．００６７ｘ＋０．８７）％以上であることが、合わせガラスの剛性を充分に高めることができる点で好ましい。
また、さらに好ましくは、合わせガラス用中間膜１３の全体の面積に対する第２領域１２の面積の割合は、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、２．２１≦ｘ≦２．８８で（―１４４．０８ｘ＋４１８．３１）％以上、＞２．８８で（−０．０３３ｘ＋４．０４）％以上である。
なお、第１領域１１と第２領域１２との境界が図１のように明確でない場合には、静的な力に対するせん断弾性率が他の部分の１．４０倍または２．２１倍以上の部分を第２領域１２とする。
また、第２領域１２の材質は、第１領域１１と接合でき、合わせガラスの２枚のガラス板と良好に接着可能であることが好ましい。例えば、高い温度では容易に変形し、低い温度では高い剛性を有する熱可塑性材料等、例えばアイオノマーなどが、第２領域１２に好適に用いられる。
ガラスや金属のように、自身が接着性を持たない材質の場合には、接着材等を第２部材１２に塗布して、２枚のガラス板と接着させて用いることもできる。第２領域１２をガラスで形成すれば、後述する中央領域Ｂに設けた場合でも第２領域１２の視認性を低く抑えられ、美観の点で好ましい。また、第２領域１２を金属で形成すれば、後述する中央領域Ｂに設けた場合、金属の縁取りのようにデザイン性の優れた合わせガラスを提供することができる。
また、合わせガラスを車両開口部に設置する際に、合わせガラスの周縁部に設ける樹脂モールディングを、合わせガラスの外周端よりも面内側に入れ込むように形成して第２領域１２を形成しても良い。
具体的には、ガラス板の面積よりも小さい面積を有する遮音性中間膜を用いて、ガラス板の外周端から所定間隔内側に遮音性中間膜の外周端が位置するように合わせガラスを作成し、ガラス板の外周端から遮音性中間膜の外周端までの領域に樹脂モールディングが入り込むように成形すれば良い。このとき、遮音性中間膜の部分は第１領域となり、樹脂モールディングがガラス板と接着していれば、平面視でガラス面内の領域において、樹脂モールディングが設けられた領域が第２領域となる。
このようにせん断弾性率が小さい第１領域１１と、せん断弾性率の大きい第２領域１２とを有する合わせガラス用中間膜１３を用いることで、合わせガラスの遮音性能はせん断弾性率の低い第１領域１１により確保し、剛性はせん断弾性率の高い第２領域１２によって高めることができる。
＜窓用積層基板＞
図２は、本発明の一実施形態における合わせガラス用中間膜１３を用いた合わせガラス２４の平面図である。複数枚のガラス板２３が合わせガラス用中間膜１３を介して積層され、合わせガラス２４を形成する。
図２において、複数枚のガラス板２３の輪郭と、合わせガラス用中間膜１３の輪郭とは、平面視で重なっており、合わせガラス用中間膜１３に形成された第１領域１１及び第２領域１２は、そのまま平面視で合わせガラス２４にも形成されるものとする。したがって、以下では、合わせガラス２４を形成したときの第１領域１１及び第２領域１２の構成に関して説明するが、合わせガラス用中間膜１３についての第１領域１１及び第２領域１２の構成に関しても同様であるものとする。
本実施形態において、合わせガラス２４の領域は、領域Ａ，Ｂに分けられる。
領域Ａは、図２中の合わせガラス２４の外周端に相当する実線と、当該実線より内側の破線とで囲まれる領域、すなわち、合わせガラス２４の外周に沿った領域であり、合わせガラス２４が車両に取り付けられたときに車両ボディと重なる領域である。すなわち、図２中の破線は、車両ボディの端部を示し、破線よりも外周側の領域Ａは、嵌め殺しの窓の場合には視認されない領域である（以後、領域Ａを「周縁領域Ａ」ともいう）。
領域Ｂは、図２中の破線で囲まれた内側の領域であり、車両ボディの開口領域である（以後、領域Ｂを「中央領域Ｂ」ともいう）。
本実施形態では、周縁領域Ａは車両ボディと重なる領域であるが、このような領域に限定されるものではない。例えば、合わせガラス２４を車両用フロントガラスに用いるときには、周縁領域Ａは樹脂製モールディングと重なる領域であってもよく、建築物用窓ガラスに用いられるときには、周縁領域Ａは窓サッシと重なる領域であってもよい。これらの車両ボディ、樹脂製モールディング、窓サッシ等、合わせガラス２４の周縁に設けられ、合わせガラス２４を固定するものを総称して、本明細書では「枠体」ともいう。
また、中央領域Ｂは、風切り音や車両通過音など車外からの音波が車内に侵入する部分であるのに対し、周縁領域Ａは、このような車外からの音波が通過できない部分である。
図２で示すように、合わせガラス用中間膜１３を用いて合わせガラス２４を製造した場合、第２領域１２は周縁領域Ａ内にあることが望ましい。第２領域１２をこのように配置することによって、音波が車内に侵入する部分である中央領域Ｂは、合わせガラス２４の全体に渡って、高い遮音性を有する第１領域１１とすることができる。すなわち、周縁領域Ａは、もともと音波は通過できない部分であるため、第２領域１２を周縁領域Ａ内に設けることで、合わせガラス２４の遮音性を低下させることなく、合わせガラス２４の剛性を高めることができる。
なお、本実施形態では、第２領域１２は、図２中実線で示される合わせガラス２４の外周端から、全周にわたって所定の幅だけ面内側に設けられているが、このような配置に限定されるものではない。例えば、第２領域１２は、周縁領域Ａ内のうち、合わせガラス２４の外周端から離れてた内側の位置で所定の幅だけ面内側に設けられていてもよい。
また、合わせガラス２４に適用された際の第２領域１２の構成の変形例として、以下のような構成としてもよい。
図３は、第２領域１２の構成の第１変形例の平面図であり、第２領域１２を周縁領域Ａの全領域と中央領域Ｂに設ける例を示す。図３では、第２領域１２が周縁領域Ａの全面積を占有し、かつ、中央領域Ｂ内にも一部形成されている。この場合、中央領域Ｂの面積に対して、中央領域Ｂ内の第２領域１２の面積が占める割合は、０％以上で８３％以下、好ましく５０％以下、さらに好ましくは３１％以下である。中央領域Ｂの面積に対して、中央領域Ｂ内の第２領域１２の面積が占める割合が８３％以下であれば、中央領域Ｂにおいて、高い遮音性を有する第１領域１１の面積を充分確保でき、充分な遮音性が得られる。これにより、中央領域Ｂの全域が、高い遮音性を持たない中間膜（以後、「通常中間膜」ともいう）の場合と比べると音波の通過を抑えることができ、所望の遮音性を維持したまま、剛性を高めることができる。
第２領域１２は、中央領域Ｂにおいて、車体ボディの端部である破線から、面内側に１００ｍｍ以内、好ましくは８０ｍｍ以内、さらに好ましくは５０ｍｍ以内の領域に少なくとも設けられることが、剛性の向上の点から望ましい。これは、一般的に、ガラス板と重なる車体ボディの幅は２０ｍｍ程度であるので、第２領域１２は、ガラス板の端部から１２０ｍｍ以内、好ましくは１００ｍｍ以内、さらに好ましくは７０ｍｍ以内の領域に少なくとも設けられる。
図４は、第２領域１２の構成の第２変形例の平面図であり、第２領域１２を周縁領域Ａと中央領域Ｂに設ける例を示す。図４のように、合わせガラス２４の上辺においてのみ、第２領域１２が中央領域Ｂ内に形成されていてもよい。このように、第２領域１２が周縁領域Ａの全面積を占有していなくても、第２領域１２のある一部分のみが中央領域Ｂ内に突出するように形成されていればよい。
なお、この場合も、中央領域Ｂの面積に対して、中央領域Ｂ内の第２領域１２の面積が占める割合は、０％以上で８３％以下、好ましく５０％以下、さらに好ましくは３１％以下である。また、第２領域１２は、ガラス板の端部から１２０ｍｍ以内、好ましくは１００ｍｍ以内、さらに好ましくは７０ｍｍ以内の領域に少なくとも設けられる。
図５は、第２領域１２の構成の第３変形例の平面図であり、第２領域１２を合わせガラス２４の一辺に沿って設ける例を示す。図５では、合わせガラス２４の上辺のみに第２領域１２が存在する。本実施形態では、合わせガラス２４は上下方向に昇降する昇降窓であり、合わせガラス２４の上辺は、合わせガラス２４を昇降させた際に車両ボディに支持されなくなる辺である。このような辺は、合わせガラス２４に外力、特に窓を半開状態で高速走行した場合に、車内側から車外側に向かって窓ガラスに働く力が付加された際に、合わせガラス用中間膜１３に高いせん断応力が生じ易い箇所である。そのため、このような辺に沿って第２領域１２を形成することで、合わせガラス２４の剛性を効率的に高めることができる。
また、このように第２領域１２を、合わせガラス２４の周縁のうち一辺のみに沿って設けることで、合わせガラス２４の全周を囲うように額縁状に第２領域１２を形成する場合と比べると、合わせガラス用中間膜１３を製造することが容易になる。
さらに、合わせガラス２４の上辺に沿った一部分にのみ第２領域１２を設けても良い。図６は、第２領域１２の構成の第４変形例の平面図であり、第２領域１２を合わせガラス２４の一辺の一部に設ける例を示す。図６では、第２領域１２は、合わせガラス２４の上辺の両端部の２箇所に設けられる。合わせガラス２４の上辺の両端部は、合わせガラス２４を昇降させ、窓を半開状態にして走行した際に、合わせガラス用中間膜１３に最も高いせん断応力が発生する箇所であるため、この部分に第２領域を設けることで、さらに効率的に合わせガラス２４の剛性を高めることができる。
また、図６において第２領域１２は、合わせガラス２４のある一辺の両端部もしくは一端部に、少なくとも一部が形成されていることが好ましい。端部とは、合わせガラス２４のある一辺と別の一辺とが交わる交点近傍を指し、例えば交点から半径５０ｍｍの領域を指す。
なお、図５及び図６の変形例では、第２領域１２が合わせガラス２４の上辺に沿って設けられるが、第２領域１２の配置はこれらの変形例の配置に限定されるものではない。第２領域１２は、合わせガラス２４のいかなる辺に沿って設けられていてもよく、二辺以上に沿って設けられていてもよい。例えば、図７のように対向する二辺に沿ってそれぞれ第２領域１２を設けてもよい。図７は、第２領域１２の構成の第５変形例の平面図であり、第２領域１２を合わせガラス２４の二辺に沿って設ける例を示す。
なお、本実施形態では「辺に沿う」とは、必ずしも合わせガラス２４の辺に接している必要はなく、その辺から所定間隔空けた位置に設けられていてもよい。また、図７のように、第２領域１２は、合わせガラス２４の辺に平行でなくとも良い。
また、図８は、一実施形態のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図８は、図２における合わせガラス板２４のＣ−Ｃ断面を示す。合わせガラス２４は、第１のガラス板７５と第２のガラス板７６とが対面し、合わせガラス用中間膜１３を介して接着された構成を有する。合わせガラス用中間膜１３は、第１部材７１と第２部材７２とを備え、第１のガラス板７５と接する第１の表面７３と、第２のガラス板７６と接する第２の表面７４とを有する。
図８のような断面視では、平面視における第１領域１１及び第２領域１２は、図８中の二点鎖線によって区切られる範囲で表現され、厚み方向の全ての異なる部材を含む。すなわち、第１領域１１は二点鎖線よりも面内側の領域を示し、第２領域１２は二点鎖線よりも外周側の領域を示す。
次に、図８のような合わせガラス２４の、第１領域１１及び第２領域１２のせん断弾性率について説明する。
第１領域１１は前述の通り、厚み方向の全ての異なる部材、すなわち、積層された第１及び第２のガラス板７５，７６及び第１部材７１を含む。せん断弾性率は、物体にせん断力を与えたときの変形のしにくさを示す物性値であり、合わせガラス用中間膜１３を形成する第１部材７１のせん断弾性率は、第１及び第２のガラス板７５，７６のせん断弾性率に比べると著しく低い。この場合、第１及び第２のガラス板７５，７６及び第１部材７１が積層された第１領域１１のせん断弾性率とは、最もせん断弾性率が低い部分である第１部材７１のせん断弾性率と考えられる。
同様に、第２領域１２においては、ガラス板７５，７６及び第２部材７２が積層されている。第２部材７２のせん断弾性率が、第１及び第２のガラス板７５，７６のせん断弾性率に比べて著しく低い場合は、第２領域１２のせん断弾性率とは、第２部材７２のせん断弾性率と考えられる。
すなわち、第１領域１１及び第２領域１２のせん断弾性率とは、第１のガラス板７５と第２のガラス板７６を除いた厚み方向の全ての部材のせん断弾性率を指す。
図８の実施形態の場合、第１領域１１及び第２領域１２のせん断弾性率は、第１部材７１及び第２部材７２に依存する。
図８において、第２部材７２は、第１の表面７３と第２の表面７４との両方の表面を形成し、第１の表面７３から第２の表面７４までを連続して形成している。なお、第２部材７２が、ガラスとの接着性に乏しい等の場合には、図９に示すように接着剤（以下、「接着層」ともいう）８１を第２部材７２の第１の表面７３及び第２の表面７４に塗布し、接着層８１を介して第１のガラス板７５及び第２のガラス板７６と接していてもよい。図９は、Ｃ−Ｃ断面の第１変形例を示す断面図であり、第２部材７２の接着層８１を介した第１及び第２のガラス板７５，７６への接着状態を示す。なお、図９では接着層８１の厚さを厚く示しており、正確な縮尺を表すものではない。
また、図９の場合、接着層８１が第２部材７２と同等以上のせん断弾性率を有することが望ましい。また、接着層８１のせん断弾性率が第２部材７２のせん断弾性率よりも低い場合には、接着層８１の厚みが充分薄いことが望ましい。
また、複数の第２部材７２が、図１０に示すように接着層８１を介して積層されるような構成としてもよい。図１０は、Ｃ−Ｃ断面の第２変形例を示す断面図であり、複数の第２部材７２の接着剤８１を介した積層状態を示す。
なお、図９及び図１０に示す変形例のように接着層８１が設けられる場合には、第２領域１２は、接着層８１と第２部材７２との積層体とみなし、積層体におけるせん断弾性率の複合則に則って計算した値が第２領域１２のせん断弾性率となる。
本発明の実施形態の合わせガラス用中間膜１３を用いた合わせガラス２４の遮音性及び剛性を計算した結果について以下に説明する。
第１及び第２のガラス板７５，７６の厚み（＞０）は、それぞれ２．５ｍｍ以下であることが好ましい。本実施例においては、２枚のガラス板７５，７６の厚みはそれぞれ２．３ｍｍとし、合わせガラス用中間膜１３の厚みは０．７６ｍｍとした。また、第１領域１１のせん断弾性率としては遮音性中間膜相当とした。
＜実施例１＞
図１１は、剛性が合わせガラス用中間膜１３の全面積が第１領域１１のせん断弾性率である合わせガラス板の約１．１倍である合わせガラス２４に関して、ガラス板７５，７６の面積に対する第２領域１２の面積と、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値との関係を示す図である。図１１中、横軸（ｘ）は第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値（単位：倍）、縦軸（ｙ）はガラス板７５，７６の面積に対する第２領域１２の面積（単位：％）を示し、各プロット及び線は、合わせガラス２４が充分な剛性を示す値を表す。ここで、充分な剛性を示す値とは、例えば、合わせガラス用中間膜１３の全面積が、第１領域１１のせん断弾性率である合わせガラスを作成した場合に比べて、合わせガラス２４の剛性が約１．１倍となる値である。
図１１より、ガラス板７５，７６の面積に対する第２領域１２の面積ｙは、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、１．４０≦ｘ≦２．７２で（―７４．８７ｘ＋２０４．４７）％以上、ｘ＞２．７２で（−０．００６７ｘ＋０．８７）％以上の範囲であれば、充分な剛性を示す合わせガラス２４が得られることが分かる。
また、図１２は、剛性が合わせガラス用中間膜１３の全面積が第１領域１１のせん断弾性率である合わせガラス板の約１．３倍である合わせガラス２４に関して、ガラス板７５，７６の面積に対する第２領域１２の面積と、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値との関係を示す図である。図１２も図１１と同様の縦軸と横軸で表わされ、各プロット及び線は、合わせガラス２４がさらに充分な剛性を示す値を表す。ここで、充分な剛性を示す値とは、例えば、厚み２．３ｍｍの２枚のガラス板７５，７６と厚み０．７６ｍｍの遮音性中間膜で構成される合わせガラス２４が、厚み２．５ｍｍの２枚のガラス板と遮音性中間膜で構成される合わせガラス相当の剛性となる値であり、合わせガラス用中間膜１３の全面積が、第１領域１１のせん断弾性率である合わせガラスを作成した場合に比べて、合わせガラス２４の剛性が約１．３倍となる値である。
図１２より、ガラス板７５，７６の面積に対する第２領域１２の面積Ｙは、第２領域１２の静的な力に対するせん断弾性率を第１領域１１の静的な力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、２．２１≦ｘ≦２．８８で（―１４４．０８ｘ＋４１８．３１）％以上、ｘ＞２．８８で（−０．０３３ｘ＋４．０４）％以上の範囲であれば、さらに充分な剛性を示す合わせガラス２４が得られることが分かる。
＜実施例２＞
図１３は、第１領域１１と第２領域１２の損失係数が同一のときの、音響透過損失と中央領域Ｂに占める第２領域１２の面積の関係を示す図である。図１３中、横軸は中央領域Ｂの面積に対する第２領域１２の面積（単位：％）、縦軸は音響透過損失（単位：ｄＢ）を示す。音響透過損失は、３１５０Ｈｚのときの値を代表値として示す。また、通常中間膜における音響透過損失の値は、３２．８ｄＢである。
なお、第２領域１２は、第１領域１１に比べて、静的な力に対して約１００倍、２ｋＨｚ〜８ｋＨｚの音波に対して２倍〜７倍のせん断弾性率を有するものとし、音響の透過における第１領域１１と第２領域１２の損失係数は同一であるとして計算を行った。
図１３より、中央領域Ｂの面積に対する第２領域１２の面積が増加するにしたがって、音響透過損失は低下、すなわち、遮音性が低下することがわかる。通常中間膜では、３１５０Ｈｚにおける音響透過損失が３２．８ｄＢであるため、合わせガラス用中間膜１３が遮音性を持つためには、中央領域Ｂの面積に対する第２領域１２の面積は、８３％以下であることが望ましい。また、中央領域Ｂの面積に対する第２領域１２の面積は、好ましくは５０％以下、さらに好ましくは３１％以下であれば、より高い遮音性を得ることができるため、望ましい。
また、図１４は、第１領域１１の損失係数が第２領域１２の損失係数の約１５倍のときの、音響透過損失と中央領域Ｂに占める第２領域１２の面積の関係を示す図である。図１４は、図１３と同様の縦軸と横軸で表わされ、第２領域１２は、第１領域１１に比べて静的な力に対して約１００倍、２ｋＨｚ〜８ｋＨｚの音波に対して２倍〜７倍のせん断弾性率を有するものとし、音響の透過における第１領域１１の損失係数が、第２領域１２の約１５倍であるとして計算を行った結果である。
このような場合には、図１４より、合わせガラス用中間膜１３が遮音性を持つためには、中央領域Ｂの面積に対する第２領域１２の面積は、３１％以下であることがさらに望ましい。また、中央領域Ｂの面積に対する第２領域１２の面積は、好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％であれば、より高い遮音性を得ることができるため望ましい。
上記の各実施形態、変形例及び実施例によれば、充分な遮音性が得られると共に、充分な剛性も得られる窓用積層基板、枠体が付いた枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車、及び窓用積層基板の製造に適した窓用積層基板用中間層構造体を提供できる。特に、車両等の摺動窓にも好適な合わせガラスを提供することができるので、本発明は、車両用合わせガラス等に利用でき、更に、建築物の窓ガラス等にも利用することができる。
図１５は、自動車の一例を示す斜視図である。図１５に示す自動車５００は、車体ボディ５０１を有する。車体ボディ５０１には、フロントガラス５０２、サイドガラス５０３、リアガラス５０４、及びルーフガラス５０５が設けられている。サイドガラス５０３は、上下方向に昇降する昇降窓の一例である。フロントガラス５０２、サイドガラス５０３、リアガラス５０４、及びルーフガラス５０５は、それぞれ上記の如き合わせガラスにより形成可能である。
以上、窓用積層基板、枠体付き窓用積層基板、窓用積層基板を備えた自動車及び窓用積層基板用中間層構造体を実施形態及び実施例により説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。他の実施形態及び実施例の一部または全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
本出願は、２０１４年３月１０日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−０４５８９６に基づくものであり、この出願を優先権主張するものであり、この出願の全ての内容を参照することにより包含するものである。
１１ 第１領域
１２ 第２領域
１３ 合わせガラス用中間膜
２３ 複数枚のガラス板
２４ 合わせガラス
７１ 第１部材
７２ 第２部材
７３ 第１の表面
７４ 第２の表面
７５ 第１のガラス板
７６ 第２のガラス板
８１ 接着層
Ａ 周縁領域
Ｂ 中央領域

Claims (19)

  1. 複数枚の基板が中間層構造体を介して積層された窓用積層基板において、
    前記窓用積層基板は、平面視で前記窓用積層基板の外周に沿った周縁領域と、前記周縁領域の内側に位置する中央領域とを有し、
    前記周縁領域は、前記窓用積層基板が周縁部を枠体で支持されるときに、平面視で前記枠体と重なる領域であり、
    前記中間層構造体は、平面視で第１領域と第２領域とを有し、
    前記第１領域は、周波数が２ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下の音波に対するせん断弾性率が１００ＭＰａ以下であり、
    前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率は、前記第１領域の１．４０倍以上であり、
    前記第２領域は、
    平面視での前記窓用積層基板全体の面積に対する前記第２領域の面積の割合が、前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率を前記第１領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、１．４０≦ｘ≦２．７２で（―７４．８７ｘ＋２０４．４７）％以上、ｘ＞２．７２で（−０．００６７ｘ＋０．８７）％以上であり、かつ
    平面視での前記中央領域の面積に占める前記第２領域の面積の割合は、０％以上８３％以下であることを特徴とする窓用積層基板。
  2. 前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率は、前記第１領域の２．２１倍以上であり、
    前記第２領域は、
    平面視での前記窓用積層基板全体の面積に対する前記第２領域の面積の割合が、前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率を前記第１領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、２．２１≦ｘ≦２．８８で（―１４４．０８ｘ＋４１８．３１）％以上、ｘ＞２．８８で（−０．０３３ｘ＋４．０４）％以上であり、かつ
    平面視での前記中央領域の面積に占める前記第２領域の面積の割合は、０％以上８３％以下である請求項１に記載の窓用積層基板。
  3. 平面視での前記中央領域の面積に占める前記第２領域の面積の割合は、０％以上３１％以下である請求項１または２に記載の窓用積層基板。
  4. 前記第２領域は、前記周縁領域内にある、請求項１から３のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  5. 前記第２領域は、前記窓用積層基板の少なくとも一辺の一部に沿って設けられる請求項１から４のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  6. 前記第２領域は、前記窓用積層基板の少なくとも一辺の両端部に設けられる請求項１から５のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  7. 前記第２領域は、前記窓用積層基板の少なくとも一辺に沿って設けられる請求項１から６のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  8. 前記第２領域は、前記窓用積層基板の対向する二辺に沿ってそれぞれ設けられる請求項１から７のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  9. 前記第２領域は、少なくとも前記周縁領域に設けられる請求項１から８のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  10. 前記第２領域は、前記窓用積層基板の外周端から１２０ｍｍ面内側の位置を線で結んだ領域よりも外周側に少なくとも設けられる請求項１から９のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  11. 前記第２領域は、前記窓用積層基板の上辺のみに設けられる請求項１から７のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  12. 前記第２領域は、前記窓用積層基板の上辺の両端部のみ、もしくは一端部のみ、に設けられる請求項１から７のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  13. 前記枠体は、自動車の開口部を形成する車両ボディである請求項１から１２のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  14. 前記複数枚の基板はガラス板であり、前記窓用積層基板は合わせガラスである請求項１から１３のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  15. 前記ガラス板の厚みがそれぞれ２．５ｍｍ以下である請求項１４に記載の窓用積層基板。
  16. 前記窓用積層基板を摺動可能な窓基板としたとき、
    前記第２領域は、前記窓用積層基板を摺動させた際に前記枠体に支持されなくなる辺の少なくとも一部に沿って設けられる請求項１から１５のいずれか１項に記載の窓用積層基板。
  17. 請求項１から１６のいずれか１項に記載の窓用積層基板と、前記枠体とを有する、枠体付き窓用積層基板。
  18. 積層された複数の基板の間に設けられる中間層構造体であって、
    前記中間層構造体は、平面視で中央領域及び周縁領域並びに第１領域及び第２領域とを有し、
    前記周縁領域は、前記中間層構造体の外周に沿って設けられ、前記積層された複数の基板が周縁部を枠体で支持されるときに、平面視で前記枠体と重なる領域であり、
    前記中央領域は、前記周縁領域の内側に位置し、
    前記第１領域は、周波数が２ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下の音波に対するせん断弾性率が１００ＭＰａ以下であり、
    前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率は、前記第１領域の１．４０倍以上であり、
    前記第２領域は、
    平面視での前記中間層構造体の全体の面積に対する前記第２領域の面積の割合が、前記第２領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率を前記第１領域の負荷時間が１秒以上の外力に対するせん断弾性率で除した値をｘとしたとき、１．４０≦ｘ≦２．７２で（―７４．８７ｘ＋２０４．４７）％以上、ｘ＞２．７２で（−０．００６７ｘ＋０．８７）％以上であり、
    平面視での前記中央領域の面積に占める前記第２領域の面積の割合は、０％以上８３％以下であることを特徴とする窓用積層基板用中間層構造体。
  19. 車両開口部の窓基板を有し、
    前記窓基板は、請求項１から１６のいずれか１項に記載の窓用積層基板により形成されていることを特徴とする自動車。
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