JP6868191B2 - 遮音板 - Google Patents

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Description

本発明は、合わせガラスにより構成される遮音板に関する。
車両の通路(例えば高速道路、一般道路、線路など)の側縁に沿って配置される遮音板として、透明板を有するものが検討されている。車両の乗員が透明板を介して周辺景色を視認できる。この透明板として、樹脂板よりも紫外線劣化の少ないガラス板を用いることが種々検討されている。
例えば、特許文献1には、遮音板として化学強化ガラスを用いた合わせガラスが開示されている。この合わせガラスは、道路の外側に配置される1.5〜4mmの厚さの第1の化学強化ガラスと、道路の内側に配置される1.5mm以上の厚みの化学強化ガラスとを、中間膜を介して貼り合せることにより構成される。
特開2013−023912号公報
遮音板は立体交差や高架上の通路に設置されることがある。そのような場所で、車両衝突や車両火災等が発生した場合においても、通路の反対の側である、民地や下方の通路の車両に対して、遮音板の破片(ガラス片)の飛散や火災の炎等からの安全性の確保が求められている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、破片の飛散や火災の炎等からの安全性を確保することができる遮音板を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、遮音板は、通路の側に配置される第1のガラス、前記通路と
反対の側に配置される第2のガラス、及び前記第1のガラスと前記第2のガラスとの間に
配置される第3のガラスが、中間膜を介して積層される合わせガラスで構成され、前記第
1のガラス及び前記第2のガラスが強化ガラスであり、前記第1のガラス、前記第2のガ
ラス、及び前記第3のガラスの厚さが8mm以下であり、前記第2のガラスの厚さと前記
第3のガラスの厚さとの総厚が9mm以上であり、前記第3のガラスが、前記第1のガラスよりも厚く、前記第1のガラス、前記第2のガラス、及び前記第3のガラスの少なくとも一つが、風冷強化ガラスで構成される
本発明の遮音板によれば、破片の飛散や火災の炎等からの安全性を確保することができる。
本発明の一実施形態による遮音板を含む遮音パネルを示す断面図である。 試験で使用する金属球の概略構成図である。 複合耐燃性試験の評価方法を説明するための図であって、固定治具に固定された試料を示した側面図である。
以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。
図1は、本実施形態の遮音板を含む遮音パネルを示す断面図である。遮音パネル10は、車両の通路(例えば道路、線路など)の側縁に沿って配置される。例えば、遮音パネル10は、立体交差や高架上の通路に設置される。
遮音パネル10は、遮音板20と、遮音板20の外周部を支持する支持枠40とを有する。遮音板20は透明であり、車両の乗員は、遮音板20を介して周辺の景色を視認できる。なお、支持枠40は、透明でも不透明でもよい。
支持枠40は、遮音板20の外周部を支持することにより、遮音板20の変形を抑制することが可能となる。支持枠40は、遮音板20の外周部を収容する溝41を有する。溝41の溝幅は遮音板20の板厚よりも大きくてよく、支持枠40は緩衝材44を介して遮音板20を支持してよい。支持枠40は、アルミニウム若しくは鉄などの金属(合金を含む)、または樹脂で形成されることが好ましい。また、緩衝材44としてゴム、または発泡樹脂を用いることが好ましい。
本実施形態の遮音板20は、通路の側に配置される第1のガラス21、通路と反対の側に配置される第2のガラス22、及び第1のガラス21と第2のガラス22との間に配置される第3のガラス23が、2つの中間膜25、26を介して積層される合わせガラスで構成される。遮音板20を構成する第1のガラス21、第2のガラス22、及び第3のガラスの厚さは、それぞれ8mm以下とされ、第1のガラス21及び第2のガラス22は強化ガラスで構成され、第2のガラス22の厚さと第3のガラス23の厚さとの総厚が9mm以上とされる。
遮音板20の第1のガラス21は通路に曝され、第2のガラス22は通路の反対の側である、民地や下方の通路等(以下、周囲)に曝されている。
第1のガラス21、第2のガラス22、及び第3のガラス23の厚さを8mm以下にすることにより、遮音板20の破損時におけるガラス片の最大重量を1g以下とすることが可能となる。ガラス片の最大重量を1g以下とすることにより、安全性を確保することが可能となる。
第1のガラス21、第2のガラス22、及び第3のガラス23の厚さは7mm以下が好ましく、6mm以下がより好ましく、5mm以下が更に好ましい。
また、第1のガラス21は、耐衝撃性の向上のために、1mm以上であることが好ましく、1.5mm以上であることが更に好ましく、3mm以上であることが特に好ましい。第2のガラス22は、耐衝撃性の向上のために、1mm以上であることが好ましく、1.5mm以上であることが更に好ましく、3mm以上であることが特に好ましい。第3のガラス23は、貫通孔の形成を抑制するために、3mm以上であることが好ましく、5mm以上であることが更に好ましい。
第1のガラス21、第2のガラス22、及び第3のガラス23の少なくとも一つのガラスの厚さは、4mm以上であることが好ましい。4mm以上とすることにより遮音板20の遮音性を確保することができる。
第1のガラス21及び第2のガラス22は、強化ガラスである。第1のガラス21及び第2のガラス22が強化ガラスであることにより、耐衝撃性が向上する。
強化ガラスとは、ガラス表面に圧縮応力層を、ガラス内部に引張り応力層を有するガラスを言う。強化ガラスとしては、化学強化ガラス、又は風冷強化ガラスであることが好ましい。
化学強化ガラスは、イオン交換法等の化学強化処理によって得られるガラスである。化学強化処理であれば、板厚の薄いガラス板であっても表面層及び裏面層に生じる表面圧縮応力の値を大きくすることができる。例えば、表面圧縮応力(CS:Compressive Stress)の値は350MPa以上であることが好ましく、450MPa以上であることがより好ましい。
本実施形態における化学強化ガラスは、圧縮応力層の深さ(DOL:Depth of Layer)が10μm以上であることが好ましい。圧縮応力層の深さを10μm以上にすることで、耐燃性をより向上させることが可能となる。
但し、圧縮応力層の深さを深くすることが好ましいが、圧縮応力層の深さを深くするには時間を要するため、生産性の観点から15μm以下、さらに12μm以下であることが好ましい。
圧縮応力層の深さは、表面応力計FSM−6000(折原製作所製)により測定することができる。
イオン交換法は、ガラス板の表面や裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン(例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン)を大きなイオン半径のイオン(例えば、カリウムイオン)に置換する。これにより、ガラス板の表面層及び裏面層に表面圧縮応力を生じさせることができる。イオン交換法では、ガラス板を高温の処理液に浸漬してイオン交換を行う。
風冷強化ガラスは、軟化点付近の温度のガラス板を両側から急冷し、ガラス板の表面及び裏面と、ガラス板の内部との間に温度差をつけることにより、ガラス板の表面層及び裏面層に表面圧縮応力を生じさせることができる。物理強化法である風冷強化法は、強化処理に要する時間が数秒から数十秒であるため、イオン交換法等による化学強化法よりも生産性が非常に優れている。例えば、風冷強化ガラスの表面圧縮応力の値は200MPa以上であることが好ましく、220MPa以上であることがより好ましい。
強化ガラスは、非強化ガラスと比較して強度が高められ、容易に割れないものとなる。
第2のガラス22の厚さと第3のガラス23の厚さとの総厚は9mm以上である。総厚を9mm以上にすることにより、遮音板20に貫通孔が形成されることを抑制することができる。第2のガラス22の厚さと第3のガラス23の厚さとの総厚は10mm以上が好ましく、11mm以上がより好ましく、12mm以上が更に好ましい。第2のガラス22の厚さと第3のガラス23の厚さとの総厚は厚い方が、貫通孔は形成されにくい。しかしながら、遮音板20の重量が重くなる懸念があり、総厚は19mm以下であることが好ましく、15mm以下であることが更に好ましく、13mm以下が特に好ましい。
例えば、通路の側で車両の衝突等により遮音板に衝撃が加わり破損し、火災が発生した場合、遮音板に貫通孔が形成されると、遮音板20の周囲にまで炎が遮音板を燃え抜ける懸念がある。
本実施形態の遮音板20では、周囲にまで炎が遮音板を燃え抜けることを抑制することができる。上述したように、遮音板20は第1のガラス21、第3のガラス23、及び第2のガラス22を備えており、第1のガラス21及び第2のガラス22は、強化ガラスである。したがって、通路の側に強化ガラスである第1のガラス21より、遮音板20に対する衝撃が吸収される。第1のガラス21の後に、強化ガラスである第2のガラス22、さらに第3のガラス23の2枚のガラスを備え、その総厚が9mm以上であるので、遮音板20は高い耐衝撃性を有する。したがって、遮音板20に貫通孔が形成されることを抑制することが可能となる。結果として、遮音板20の周囲に炎に曝されることを抑制することができる。
第3のガラス23は、強化ガラスであることが好ましい。第3のガラス23が強化ガラスであることにより、遮音板20は高い耐衝撃性を有し、遮音板20に貫通孔が形成されることを抑制できる。
本実施形態においては、第3のガラス23は、単板のガラスを例示したが、これに限定されず、第3のガラス23を、複数のガラスが中間膜を介して積層される合わせガラスで構成することもできる。
第3のガラス23を合わせガラスにより構成した場合、第2のガラス22、及び第3のガラス23の総厚は、第2のガラス22の厚さと、第3のガラス23に含まれる複数のガラスの厚さとの、総厚で求めることができる。すなわち、第3のガラス23を構成する合わせガラスの中間膜の厚さは含まれない。また、ガラス片の最大重量を1g以下とするため、第3のガラス23を構成する合わせガラスの各ガラスの厚さは8mm以下である。
また、第3のガラス23を合わせガラスにより構成した場合、第3のガラス23に含まれる複数のガラスの全てが強化ガラスであることが好ましい。第3のガラス23に含まれる複数のガラスの全てが強化ガラスであることにより、遮音板20は高い耐衝撃性を有し、遮音板20に貫通孔が形成されることを抑制できる。
本実施形態の遮音板20について、第1のガラス21を化学強化ガラスで構成することが好ましい。第1のガラス21は通路に曝されているので、通路からの飛び石等の加撃物により衝撃が第1のガラス21に加えられる懸念がある。したがって、第1のガラス21には飛び石等に対する耐衝撃性が求められる。第1のガラス21を化学強化ガラスにすることにより、加撃物に対する耐衝撃性を向上させることができる。第1のガラス21に加撃物が当たった場合でも、第1のガラス21が化学強化ガラスであれば、その加撃面に生じるヘルツコーンクラックが中間膜25まで達成することを抑制することができる。ヘルツコーンクラックとは、加撃面に発生するヘルツコーンと呼ばれる円錐状の破面を起点として生じる破壊をいう。
第2のガラス22、及び第3のガラス23の少なくとも一方が化学強化ガラスで構成されることが好ましい。第2のガラス22、又は第3のガラス23を化学強化ガラスとすることにより、加撃物に対する耐衝撃性を向上させることができる。
また、第2のガラス22、及び第3のガラス23の少なくとも一方が耐熱強化ガラスで構成されてもよい。第2のガラス22、又は第3のガラス23を耐熱強化ガラスとすることにより、遮音板20の耐燃性を向上させることができる。ここで、耐熱強化ガラスは、耐熱強度が高められたガラスであって、例えば日本では建築基準法第2条第9号の2や、建築基準法第64条に規定されている遮炎性能を満足する強化ガラスである。これを評価する試験として、例えばISO834−1:1999の加熱温度曲線に基づく防火試験が知られている。
第3のガラス23は、第1のガラス21よりも厚いことが好ましい。第3のガラス23を第1のガラス21よりも厚くすることにより、遮音板20に貫通孔が形成されることを抑制することができる。
本実施形態におけるガラスは、酸化物基準のモル百分率表示でSiOを56〜75%、Alを0〜20%、NaOを8〜22%、KOを0〜10%、MgOを0〜14%、ZrOを0〜5%、CaOを0〜12%含有することが好ましい。以下、各成分について説明するが、%はモル%を意味する。
SiOは、ガラス微細構造の中で網目構造を形成する成分として知られており、ガラスを構成する主要成分である。SiOの含有量は、56%以上であり、好ましくは63%以上、より好ましくは66%以上、さらに好ましくは68%以上である。また、SiOの含有量は、75%以下であり、好ましくは73%以下、より好ましくは72%以下である。SiOの含有量が56%以上であるとガラスとしての安定性や耐候性の点で優位である。一方、SiOの含有量が75%以下であると熔解性及び成形性の点で優位である。
Alは必須ではないが、化学強化におけるイオン交換性能を向上させる作用があり、特に表面圧縮応力(CS)を向上する作用が大きいため含有させてもよい。ガラスの耐候性を向上する成分としても知られている。また、フロート成形時にボトム面からの錫の浸入を抑制する作用がある。Alを含有する場合は、0.4%以上であり、好ましくは0.6%以上、より好ましくは0.8%以上である。また、Alの含有量は、20%以下であり、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下、特に好ましくは2%以下である。Alの含有量が0.4%以上であると、イオン交換により、所望のCSが得られ、また、錫の浸入を抑制する効果が得られる。一方、Alの含有量が20%以下であると、ガラスの粘性が高い場合でも失透温度が大きくは上昇しないため、ソーダライムガラス生産ラインでの熔解、成形の点で優位である。
SiO及びAlの含有量の合計SiO+Alは80%以下であることが好ましい。80%超では高温でのガラスの粘性が増大し、溶融が困難となるおそれがあり、好ましくは76%以下、より好ましくは74%以下である。また、SiO+Alは68%以上であることが好ましい。68%未満では圧痕が付いた時のクラック耐性が低下し、より好ましくは70%以上である。
NaOはイオン交換により圧縮応力を形成させる必須成分であり、圧縮応力層の深さ(DOL)を深くする作用がある。またガラスの高温粘性と失透温度を下げ、ガラスの熔解性、成形性を向上させる成分である。NaOの含有量は、8%以上であり、好ましくは10%以上、より好ましくは12%以上である。また、NaOの含有量は、22%以下であり、好ましくは16%以下、より好ましくは14%以下である。NaOの含有量が8%以上であると、イオン交換により所望の圧縮応力を形成することができる。また、充分な溶解性、成形性が得られる。一方、NaOの含有量が22%以下であると、充分な耐候性が得られる。
Oは必須ではないが、イオン交換速度を増大しDOLを深くする効果があるため含有してもよい。一方、KOが多くなりすぎると十分なCSが得られなくなる。KOを含有する場合は10%以下が好ましく、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。KOの含有量が10%以下であると、充分なCSが得られる。
MgOは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。MgOの含有量は、2%以上、好ましくは4%以上、より好ましくは6%以上である。また、MgOの含有量は、14%以下であり、好ましくは10%以下、より好ましくは8%以下である。MgOの含有量が2%以上であると、ガラスの耐薬品性が良好になる。高温での熔解性が良好になり、失透が起こり難くなる。一方、MgOの含有量が14%以下であると、失透の起こりにくさが維持され、充分なイオン交換速度が得られる。
ZrOは必須ではないが、一般に、化学強化での表面圧縮応力を大きくする作用があることが知られている。しかし、少量のZrOを含有してもコスト増加の割には、その効果は大きくない。したがって、コストが許す範囲で任意の割合のZrOを含有することができる。含有する場合は、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下である。
CaOは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。CaOはアルカリイオンの交換を阻害する傾向があるため、特にDOLを大きくしたい場合は含有量を減らす、もしくは含まないことが好ましい。一方、耐薬品性を向上させるためには、2%以上、好ましくは5%以上、より好ましくは7%以上含有することが好ましい。CaOを含有する場合の量は、12%以下であり、好ましくは10%以下、より好ましくは9%以下である。CaOの含有量が10%以下であると、充分なイオン交換速度が保たれ、所望のDOLが得られる。
SrOは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。SrOはイオン交換効率を低下させる作用があるため、特にDOLを大きくしたい場合は含有しないことが好ましい。含有する場合のSrO量は3%以下、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。
BaOは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。BaOはガラスの比重を重くする作用があるため、軽量化を意図する場合には含有しないことが好ましい。含有する場合のBaO量は3%以下、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。
TiOは天然原料中に多く存在し、黄色の着色源となることが知られている。TiOの含有量は0.3%以下であり、好ましくは0.2%以下、より好ましくは0.1%以下である。TiOの含有量が0.3%を超えるとガラスが黄色味を帯びる。
化学強化ガラスは、その他の成分を含有してもよい。その他の成分の含有量の合計は5%以下であることが好ましく、より好ましくは3%以下、典型的には1%以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。
ZnOはガラスの高温での熔融性を向上するために、例えば2%まで含有してもよい。しかし、フロート法で製造する場合には、フロートバスで還元され製品欠点となるので含有しないことが好ましい。
は高温での熔融性またはガラス強度の向上のために、1%未満の範囲で含有してもよい。一般的には、NaOまたはKOのアルカリ成分とBを同時に含有すると揮散が激しくなり、煉瓦を著しく浸食するので、Bは実質的に含有しないことが好ましい。なお、本明細書において「実質的に含有しない」とは、原料等から混入する不可避的不純物以外には含有しないこと、すなわち、意図的に含有させないことを意味する。
LiOは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した圧縮応力を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は1%未満であることが好ましく、より好ましくは0.05%以下、特に好ましくは0.01%未満である。
本実施形態では、第1のガラス21と第3のガラス23とは、中間膜25を間に介して接着される。また、第2のガラス22と第3のガラス23とは、中間膜26を間に介して接着される。中間膜25、26は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等で構成される。
これらの樹脂材料の中では、JIS K 6852(1994)(接着剤の圧縮せん断接着強さ試験方法)に準拠して測定される圧縮せん断強度が25N/mm以上である樹脂材料を中間膜25、26に用いることが好ましく、28N/mm以上であることがより好ましく、30N/mm以上であることが更に好ましい。第1のガラス21、第2のガラス22、及び第3のガラス23の何れかが衝撃等により破損した場合であっても、ガラス片は中間膜25、26に接着され、ガラス片が飛散することを抑制することができる。
なお、圧縮せん断強度は大きいことが好ましいが、耐衝撃性の向上のために37N/mm以下であることが好ましく、35N/mm以下であることがより好ましい。
また、好ましい樹脂材料として、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA:Ethylene-Vinyl Aacetate)、ポリビニルブチラール(PVB:Poly Vinyl Butyral)、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アイオノマー樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート等が挙げられる。これらの樹脂材料の中でも、圧縮せん断強度が大きいアイオノマー樹脂を中間膜25、26に用いることが好ましい。
中間膜25、26の厚さが厚いほど、合わせガラスの耐衝撃性が向上するが、遮音板20を通して見た景色が歪みやすい。中間膜25、26の厚さは0.7mm以上であることが好ましい。0.7mm以上であれば、遮音板20の耐衝撃性が向上する。中間膜25、26の厚さは、0.8mm以上であることがより好ましい。また、中間膜25、26の厚さは3.0mm以下が好ましい。3.0mm以下であれば、遮音板20を通して見た景色が歪まずに見える。また、遮音板20のコストが低くなる。中間膜25、26の厚さは、2.0mm以下であることがより好ましく、1.3mm以下であることが更に好ましく、1.0mm以下であることが特に好ましく、0.9mm以下であることが最も好ましい。
本実施形態における遮音板20は、例えば次のように製造される。
本実施形態における遮音板20を製造する場合、ガラス板製造工程、強化処理工程、合わせガラス製造工程を経る。
ガラス板製造工程では、例えば種々の原料を適量調合し、約1300〜1800℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌などにより均質化し、周知のフロート法、ダウンドロー法、ロールアウト法、プレス法などによって板状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断してガラス板が製造される。
強化処理工程では、得られたガラス板に所望の表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成する。化学強化ガラス板を製造する場合の強化処理工程は、予熱工程、化学強化工程、徐冷工程を経る。
予熱工程では、化学強化処理を行う前に、ガラス板を予熱する。予熱は、例えば常温の電気炉にガラス板を入れ、電気炉を予熱温度まで昇温し、一定時間保持することにより行われる。化学強化工程でのサーマルショックによる割れを防ぐ為、昇温終了後にガラス板を予熱温度にて一定時間保持するとよい。この保持時間は、10分以上が好ましく、20分以上がより好ましい。
化学強化工程では、予熱されたガラス板を、例えば加熱された硝酸カリウム溶融塩に浸漬し、ガラス表層のNaと溶融塩中のKとをイオン交換する。NaとKとをイオン交換できるものであればいずれの方法でもよい。なお、本発明において硝酸カリウム溶融塩または硝酸カリウム塩は、KNOの他、KNOと10質量%以下のNaNOを含有するものなどを含む。
ガラス板に所望の表面圧縮応力を有する圧縮応力層を形成するための化学強化処理条件は、ガラス板の板厚などによっても異なるが、350〜550℃の硝酸カリウム溶融塩に2〜50時間、ガラス板を浸漬させることが典型的である。
徐冷工程では、溶融塩から取り出されたガラス板を徐冷する。溶融塩から取り出されたガラス板は、直ちに徐冷するのではなく、ガラス板の主面に温度分布が生じにくくするために、一定時間、均一な温度で保持されることが好ましい。保持温度は、溶融塩の温度との差が100℃以下であることが好ましく、50℃以下がより好ましい。また、保持時間は、10分以上が好ましく、20分以上がより好ましい。
溶融塩から取り出されたガラス板は、ガラス板が100℃となるまでの徐冷速度が300℃/時以下となるように徐冷することが好ましい。
また、風冷強化ガラス板を製造する場合の強化処理工程は、加熱工程、冷却工程を経る。
加熱工程では、ガラス板製造工程により得られたガラス板を加熱する。加熱されたガラス温度は、640〜690℃が好ましく、650〜680℃がより好ましい。
ガラス温度を690℃以下とすることにより、ガラスが粘性流動変形するのを防ぎ、最終的なガラスの品質が悪化するのを抑制する。また、ガラス温度を640℃以上とすることにより、冷却初期にガラスが割れるのを防ぐとともに、残留応力を十分に付与することができる。
冷却工程では、加熱処理後のガラス板を急冷する。ガラス板の急冷は急冷できるものであれば特に制限されないが、例えば風冷処理により行う。風冷処理としては、例えば、加熱処理が行われた被処理ガラスの両面に風圧30kPa以下の冷却風を吹き付けて急冷することにより風冷強化ガラスを得る。
風圧は27kPa以下が好ましく、25kPa以下がより好ましい。前記範囲の風圧であれば、より広い範囲の風冷強化装置を用いることができる。風圧は残留応力を有効に付与する観点から、10kPa以上が好ましく、15kPa以上がより好ましく、20kPa以上がさらに好ましい。
風冷強化装置としては、従来から用いられている風例強化装置を用いることができ、例えば、ガラス板を上下の風冷強化の吹口部材の間に所定間隔をおいて挟まれるように配し、冷却空気により急冷する風冷強化装置が挙げられる。
合わせガラス製造工程では、第1のガラス21と、第3のガラス23と、第2のガラス22とを、中間膜25、26を介して重ね合わせ、ゴムバッグのような真空バッグ中に入れ、圧力が約1〜100kPa(より好ましくは1〜36kPa)となるように脱気しつつ約70〜120℃(より好ましくは70〜110℃)に加熱することにより予備圧着し、さらにオートクレーブにて例えば温度120〜160℃、圧力約0.3〜1.5MPaの加熱加圧を行うことにより遮音板20が得られる。
[試験例1]
1.3mmの厚さを有する第1の化学強化ガラスと、5.0mmの厚さを有する第2の化学強化ガラスと、5.0mmの厚さを有する第3の化学強化ガラスと、化学強化ガラス同士を接着する0.89mmの厚さのアイオノマー樹脂(SG:SentryGlas デュポン社製、登録商標)で構成される中間膜と、からなる合わせガラスを、遮音板として準備した。アイオノマー樹脂の圧縮せん断強度は27〜35N/mmである。
遮音板に対して、(1)耐衝撃性試験、(2)複合試験、及び(3)壁用防耐火炉試験を行った。遮音板の構成、及び評価の結果を表1の該当欄に示した。
<耐衝撃性試験>
路面高さより1m程度の位置に遮音板の下端が位置するように配置し、遮音板の中心に図2に示される加撃体を2点吊りし、加撃位置より必要な位置エネルギーを鉛直方向の高さ(95cm)から振り子式に、遮音板の第1のガラスに加撃を行い、遮音板のガラス片の、総ガラス片の重量、最大重量を測定した。図2は、加撃体の概略図である。図2に示されるように、加撃体は、300kgの鉄球100と、直径24mmのヘッド104を有する50mmの突起102と、吊具106とを有している。ヘッド104により遮音板の第1のガラスに衝撃を加えた。
遮音板のガラス片の飛散防止率が99.0%以上、及びガラス片の最大重量が1.0g以下を満たす場合を○とし、この条件を満たさない場合を×とした。
<複合試験>
路面高さより1m程度の位置に遮音板の下端が位置するように配置し、遮音板の中心に図2に示される加撃体を加撃位置より必要な位置エネルギーを鉛直方向の高さ(39.5cm)から振り子式に、遮音板の第1のガラスに加撃を行い、遮音板のガラス片の、総ガラス片の重量、最大重量を測定した(耐衝撃性試験)。耐衝撃試験を実施後、遮音板を在置させた状態で以下の複合耐燃性試験を実施し、バーナーの照射時間を連続照射8分30秒とした(耐燃性試験)。
耐衝撃性試験に対して、遮音板のガラス片の飛散防止率が99.0%以上、及びガラス片の最大重量が1.0g以下、かつ耐燃性試験に対して、遮音板が8分30秒間の燃焼の終了時刻より3分30秒間以内に燃え抜けないこと(12分間燃え抜けないこと)、及び遮音板のガラス片の飛散防止率が99.0%以上、及びガラス片の最大重量が1.0g以下を満たす場合を○とし、この条件を満たさない場合を×とした。
(複合耐燃性試験)
図3に示されるように、固定治具202に固定された遮音板200の第1のガラスからバーナー208の口元を40cm離し、遮音板200の中央に炎が当たる位置にバーナー208の口元を固定した。バーナー208は、プロパンガスタイプであり、口元の口径を100mmとした。遮音板200の中央の燃焼側および背面側にそれぞれ温度測定機器210a、及び210bを設置し、遮音板200の燃焼温度と時間とを記録した。ガス圧を0.075MPaとするが、着火30秒後に、バーナー208の口元から40cm離した位置の温度が800℃以上に上昇するように調整した。
<壁用防耐火炉試験>
高さ1m×幅2mの遮音板(枠付透光部材)を試験炉の中心位置に設置した。試験炉はJIS R 3204:2014に準拠した試験が可能な壁用防耐火炉とした。炉内側熱電対は、シース熱電とし、試験炉全面にわたり均等に9個以上を配置し、試験体(遮音板)から100mm離れた位置に設置した。背面側の熱電対は試験体の中央1点とし、試験体から100mm離れた位置に設置した。加熱温度及び背面側の測定は、熱電対の各々について1分以内ごとに行った。
加熱は常温より始め、炉内熱電対によって測定した温度経過が、以下の式で表される数値なるよう加熱した。
T=345log10(8t+1)+20
T:平均炉内温度(℃)、t:試験の経過時間(分)
燃焼時間は12分間燃焼させた結果、温度と時間の積分値が401000℃・秒以上とるようにした。
試験材料が12分間燃え抜けないこと、かつ試験の結果、遮音板のガラス片の飛散防止率が99.0%以上、及びガラス片の最大重量が1.0g以下を満たす場合を○とし、この条件を満たさない場合を×とした。
[試験例2〜13]
遮音板の構成を表1に示されるような構成に変更し、試験例1と同様にして(1)耐衝撃性試験、(2)複合試験、及び(3)壁用防耐火炉試験を行った。遮音板の構成、及び評価の結果を表1の該当欄に示した。
[試験例14、15]
表2に示されるように、遮音板を構成する第3のガラスを合わせガラスに変更し、試験例1と同様にして(1)耐衝撃性試験、(2)複合試験、及び(3)壁用防耐火炉試験を行った。遮音板の構成、及び評価の結果を表2の該当欄に示した。
なお、試験例1−15において、厚さに関係なく、化学強化ガラスのCSは380MPaであり、DOLは12μmであった。また、風冷強化ガラスのCSは220MPaであり、DOLは1000μmであった。
また、試験例1−15において、化学強化ガラス及び風冷強化ガラスの組成は、いずれもSiO2:71.2、Al23:1.8、CaO:8.4、MgO:4.6、Na2O:13.3およびK2O:0.7(単位:質量%)であった。
[まとめ]
表1の試験例1〜7、及び表2の試験例14、15によれば、強化ガラスの厚さが8mm以下であれば、耐衝撃性試験に要求される条件を満たすことが理解できる。また、第2のガラスの厚さと、第3のガラスの厚さとの総厚が9mm以上であれば、複合試験に要求される条件を満たすことが理解できる。
試験例8は、耐衝撃性試験に要求される条件を満たすが、第2のガラスの厚さと、第3のガラスの厚さとの総厚が9mm未満であり、複合試験に要求される条件を満たさない。
試験例5、7によれば、第3のガラスを、耐熱強化された風冷強化ガラスにすることにより、防火試験に要求される条件を満たすことが理解できる。
Figure 0006868191
Figure 0006868191
10…遮音パネル、20…遮音板、21…第1のガラス、22…第2のガラス、23…第3のガラス、25、26…中間膜、40…支持枠、41…溝、44…緩衝材、100…鉄球、102…突起、104…ヘッド、106…吊具、200…遮音板、202…固定治具、204…支柱、206…枠材、208…バーナー、210a、210b…温度測定機器

Claims (11)

  1. 通路の側に配置される第1のガラス、前記通路と反対の側に配置される第2のガラス、及び前記第1のガラスと前記第2のガラスとの間に配置される第3のガラスが、中間膜を介して積層される合わせガラスで構成される遮音板であって、
    前記第1のガラス及び前記第2のガラスが強化ガラスであり、
    前記第1のガラス、前記第2のガラス、及び前記第3のガラスの厚さが8mm以下であり、
    前記第2のガラスの厚さと前記第3のガラスの厚さとの総厚が9mm以上であり、
    前記第3のガラスが、前記第1のガラスよりも厚く、
    前記第1のガラス、前記第2のガラス、及び前記第3のガラスの少なくとも一つが、風冷強化ガラスで構成される遮音板。
  2. 前記第2のガラスの厚さと前記第3のガラスの厚さとの総厚が19mm以下である請求項1に記載の遮音板。
  3. 前記第3のガラスが強化ガラスである請求項1又は2に記載の遮音板。
  4. 前記第1のガラスが、化学強化ガラスで構成される請求項1から3の何れか一項に記載の遮音板。
  5. 前記風冷強化ガラスにおける表面圧縮応力層の値が200MPa以上である請求項1から4の何れか一項に記載の遮音板。
  6. 前記第2のガラス、及び前記第3のガラスの少なくとも一方が、化学強化ガラスで構成される請求項1からの何れか一項に記載の遮音板。
  7. 前記化学強化ガラスにおける圧縮応力層の深さが10μm以上である請求項に記載の遮音板。
  8. 前記第2のガラス、及び前記第3のガラスの少なくとも一方が耐熱強化ガラスで構成される請求項1からの何れか一項に記載の遮音板。
  9. 前記中間膜の厚さが、1.3mm以下である請求項1からの何れか一項に記載の遮音板。
  10. 前記中間膜が、25N/mm以上の圧縮せん断強度を有する請求項1からの何れか一項に記載の遮音板。
  11. 前記中間膜がアイオノマー樹脂で構成される請求項1から10の何れか一項に記載の遮音板。
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