JP7028126B2 - 積層ガラスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、接着層を介して複数の板ガラスが貼り合わされた積層ガラスの製造方法に関する。

特許文献１には、加熱により溶融する接着シートを介して複数の板ガラスを積層してなる積層体を、一対の押圧板の間に挟んで袋体内に収容し、袋体内を減圧にした状態として加熱することによって、複数の板ガラスが貼り合わされた積層ガラスを製造する方法が開示されている。上記方法によれば、積層体における板ガラスの間に存在する空気を脱気しながら、板ガラス同士が接着されることにより、リボイル泡の発生を抑制できる。

特開２０１５－１０４８４５号公報

ところで、図４に示すように、積層体３０の脱気を行う際には、不織布等の通気性を有する通気性シート３１で積層体３０を覆った状態とすることが好ましい。この場合には、袋体３２内が減圧状態となって袋体３２が圧縮された後も、袋体３２と積層体３０との間に配置された通気性シート３１の内部が気体の経路として機能することにより積層体３０の脱気が好適に進行する。しかしながら、通気性シート３１を用いて積層ガラスを製造した場合には、得られた積層ガラスに透過像を歪ませてしまう部分が局所的に生じることがあった。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、積層ガラスに生じる局所的な歪みを抑制することにある。

本発明者らは、製造された積層ガラスに生じる透過像の歪みの原因が、積層体の下面側に配置される板ガラスの表面形状の歪みにあり、その表面形状の歪みを抑制することにより透過像の歪みを抑制できることを見出した。

すなわち、上記課題を解決する積層ガラスの製造方法は、接着層を介して複数の板ガラスが貼り合わされた積層ガラスの製造方法であって、加熱により前記接着層となる中間層を介して複数の前記板ガラスが積層された積層体を袋体の内部に収容し、前記袋体の内部を減圧した状態として、前記積層体を加熱及び加圧する熱圧着工程を有し、前記熱圧着工程において、最外層の前記板ガラスの主表面により構成される前記積層体の下面に前記袋体を接触させた状態として、前記積層体の前記下面が下側を向くように前記袋体を載置台の上に載置し、前記下面を除く前記積層体の表面と前記袋体との間、及び前記袋体と前記載置台との間に通気性を有する多孔質シートを配置する。

上記構成によれば、積層体の下面（積層体の下面側に配置される板ガラスの表面）と袋体との間に多孔質シートを配置せずに、積層体の下面と袋体とを接触させた状態としている。これにより、袋体内を減圧したことにより圧縮されて嵩密度が上昇した多孔質シートが積層体の下面に圧接されることがなくなり、嵩密度の上昇により多孔質シートに生じた皺が積層体の下面に転写されてしまうことを抑制できる。

また、袋体と載置台との間に多孔質シートを配置したことにより、載置台の表面の凹凸が積層体の下面に転写されてしまうことを抑制できる。加えて、袋体と載置台との間に配置された多孔質シートは、積層体と載置台との間の熱の伝導を抑制する断熱材としても機能する。これにより、冷却時において、積層体の下面側の板ガラスと載置台との間で熱の伝導が行われることにより、積層体の下面側の板ガラスが他の板ガラスと異なる冷却効率で冷却されて積層体の下面の表面形状に歪みが生じてしまうことを抑制できる。

したがって、上記構成によれば、積層体の下面の表面形状の歪みを抑制することができ、その結果、製造された積層ガラスにおける透過像の歪みを抑制することができる。
上記積層ガラスの製造方法において、前記多孔質シートは、嵩密度１００×１０^－３ｇ／ｃｍ^３以下の不織布であることが好ましい。

上記構成によれば、積層体をより効率的に脱気することができる。また、積層体の下面の表面形状の歪みをより効果的に抑制することができる。
上記積層ガラスの製造方法において、前記積層体の表面と前記袋体との間に配置する前記多孔質シートと、前記袋体と前記載置台との間に配置する前記多孔質シートは同じであることが好ましい。

上記構成によれば、積層ガラスの製造に要する部材の種類が減ることにより、製造コストを削減することができる。
上記積層ガラスの製造方法において、前記積層体の下面を構成する前記板ガラスの厚さは、２．５ｍｍ以下であることが好ましい。

積層体の下面の表面形状の歪みは、当該板ガラスが薄い場合に特に生じやすい。そのため、厚さが２．５ｍｍ以下の薄板ガラスを用いた積層ガラスの製造に本製造方法を適用した場合には、透過像の歪みを抑制する効果がより顕著に得られる。

上記積層ガラスの製造方法において、前記袋体と前記載置台との間に配置する前記多孔質シートの主表面の面積は、前記積層体の主面の面積よりも大きいことが好ましい。
上記構成によれば、袋体における積層体の下面に接触する部分の全体を、多孔質シートの上に位置させることが容易であり、積層体の下面の表面形状に歪みが生じることを抑制する効果が向上する。

本発明によれば、積層ガラスに生じる局所的な歪みを抑制することができる。

積層ガラスの説明図。 熱圧着工程の説明図。 実施例２に用いた板ガラスの正面図。 従来の積層ガラスの製造方法の説明図。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の積層ガラスの製造方法は、加熱により接着層となる中間層を介して複数の板ガラスが積層された積層体に対して、加熱及び加圧を行う熱圧着工程を経ることにより、接着層を介して複数の板ガラスが貼り合わされた積層ガラスを製造するものである。

図１に示すように、積層体１０は、複数の板ガラス１１を積層したものであり、板ガラス１１の間には中間層１２が配置されている。板ガラス１１の積層数は、例えば、２～３枚である。図面では、一例として、３枚の板ガラス１１が積層されるとともに、各板ガラス１１間に中間層１２が配置された積層体１０を図示している。

板ガラス１１としては、例えば、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライム、鉛ガラス等の公知のガラスを用いることができる。なお、積層体１０を構成する板ガラス１１は、全て同じであってもよいし、一部又は全部が異なっていてもよい。

板ガラス１１の厚さは、例えば、０．５～５０ｍｍである。また、積層体１０を構成する板ガラス１１のうち、後述する熱圧着工程において下側に配置される板ガラス１１（積層体１０の下面を構成する板ガラス１１）は、その厚さが２．５ｍｍ以下の薄板ガラスであることが好ましい。

中間層１２は、加熱により接着性が発現する接着剤により構成されている。中間層１２を構成する接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性接着剤、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）等の熱可塑性接着剤を用いることができる。なお、中間層１２を構成する接着剤は、全て同じであってもよいし、一部又は全部が異なっていてもよい。また、２種以上の接着剤を組み合わせた中間層１２としてもよい。

中間層１２の厚さは、例えば、０．２～２．０ｍｍである。
中間層１２は、例えば、上記接着剤からなる接着シートを板ガラス１１の間に挟み込むことや、板ガラス１１の表面に液体状の上記接着剤を膜状に塗布することにより、板ガラス１１の間に配置される。

次に、熱圧着工程について説明する。以下、積層体１０に関して、最外層に位置する板ガラス１１の主表面により構成される２つの表面部分をそれぞれ上面１０ａ及び下面１０ｂとし、各板ガラス１１の端面の組み合わせにより構成される表面部分を周面１０ｃとして説明する。

図２に示すように、積層体１０を袋体２０の内部に収容し、積層体１０の下面１０ｂが下側を向くようにして、袋体２０を載置台２１の上に載置する。このとき、袋体２０の内部において、積層体１０の上面１０ａと袋体２０との間、及び積層体１０の周面１０ｃと袋体２０との間に通気性を有する多孔質シート２２ａを配置する。これにより、積層体１０は、その上面１０ａ及び周面１０ｃが多孔質シート２２ａに覆われるとともに、その下面１０ｂが袋体２０に接触する状態となる。

また、袋体２０の外部において、袋体２０と載置台２１との間に通気性を有する多孔質シート２２ｂを配置する。多孔質シート２２ｂは、その主表面の面積が積層体１０の下面１０ｂ（主面）の面積よりも大きくなるように形成されており、袋体２０における積層体１０の下面１０ｂに接触する部分の全体を、多孔質シート２２ｂの上に位置させる。

袋体２０は、内部を減圧可能な非通気性の袋体（所謂、真空バッグ、パッキングフィルム）である。袋体２０としては、真空引きに用いられる公知の袋体を用いることができる。

通気性を有する多孔質シート２２ａ，２２ｂとしては、例えば、ポリエステルやポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂からなる不織布、木綿や麻等の天然繊維からなる不織布、ポリエステルやポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂からなる連続気泡の発泡シートを用いることができる。不織布により構成される多孔質シート２２ａ，２２ｂの嵩密度は、例えば、１００×１０^－３ｇ／ｃｍ^３以下であり、１～１００×１０^－３ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。また、多孔質シート２２ａ，２２ｂの厚さは、例えば、０．５～３ｍｍである。

袋体２０の内部に配置される多孔質シート２２ａ、及び袋体２０の外部に配置される多孔質シート２２ｂは、同じものを用いてもよいし、その材質や厚さ等の構成の一部又は全部が異なるものを用いてもよい。製造コストの観点においては、多孔質シート２２ａ，２２ｂとして同じものを用いることが好ましい。

載置台２１としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅等からなる金属製の定盤を用いることができる。
次に、袋体２０に接続された真空ポンプ２３を用いて、袋体２０の内部の気体を排出し、袋体２０の内部を減圧する。減圧時の袋体２０の内部の圧力は、例えば、ゲージ圧で－０．３ＭＰａ以下に設定され、より好ましくは－０．６ＭＰａ以下に設定される。この減圧処理により、積層体１０における板ガラス１１の間に存在する空気が脱気される。このとき、積層体１０と袋体２０との間に配置された多孔質シート２２ａの内部が、脱気される気体の経路として機能することにより脱気が好適に進行する。また、減圧処理は、例えば、０．２５～２時間行うことが好ましい。

次に、袋体２０の内部の減圧状態を保持したまま、袋体２０の外部から積層体１０を加熱しつつ、積層方向に加圧する。そして、所定時間が経過した後、常温、常圧に戻す。この加熱処理及び加圧処理によって、積層体１０の中間層１２が接着層となり、板ガラス１１同士が強固に貼り合わされた積層ガラスが得られる。

加熱処理の加熱温度は、中間層１２を構成する接着剤の種類に応じて適宜、設定することができ、例えば、１００～１８０℃に設定される。加圧処理の圧力は、例えば、ゲージ圧で１０～１５ＭＰａに設定される。また、加熱処理及び加圧処理は、例えば、０．５～３時間行うことが好ましい。

加熱処理及び加圧処理の方法としては、例えば、オートクレーブを用いて、袋体２０及び載置台２１を収容する所定の収容空間（オートクレーブ内）を高温・高圧状態とする方法が挙げられる。この場合、上記の減圧処理、加熱処理及び加圧処理をオートクレーブ内で連続的に行ってもよいし、オートクレーブ外において減圧処理を行った後、減圧状態にある袋体２０及び載置台２１をオートクレーブ内に移して加熱処理及び加圧処理を行ってもよい。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）積層ガラスの製造方法は、加熱により接着層となる中間層１２を介して複数の板ガラス１１が積層された積層体１０を袋体２０の内部に収容し、袋体２０の内部を減圧した状態として、積層体１０を加熱及び加圧する熱圧着工程を有する。熱圧着工程において、最外層の板ガラス１１の主表面により構成される積層体１０の下面１０ｂに袋体２０を接触させた状態として、積層体１０の下面１０ｂが下側を向くように袋体２０を載置台２１の上に載置する。下面１０ｂを除く積層体１０の表面と袋体２０との間、及び袋体２０と載置台２１との間に通気性を有する多孔質シート２２ａ，２２ｂを配置する。

上記構成によれば、積層体１０の下面１０ｂと袋体２０との間に多孔質シートを配置せずに、積層体１０の下面１０ｂ（積層体１０の下面１０ｂ側に配置される板ガラス１１の表面）と袋体２０とを接触させた状態としている。これにより、袋体２０内を減圧したことにより圧縮されて嵩密度が上昇した多孔質シートが積層体１０の下面１０ｂに圧接されることがなくなり、嵩密度の上昇により多孔質シートに生じた皺が積層体１０の下面１０ｂに転写されてしまうことを抑制できる。

また、袋体２０と載置台２１との間に多孔質シート２２ｂを配置したことにより、載置台２１の表面の凹凸が積層体１０の下面１０ｂに転写されてしまうことを抑制できる。加えて、袋体２０と載置台２１との間に配置された多孔質シート２２ｂは、積層体１０と載置台２１との間の熱の伝導を抑制する断熱材としても機能する。これにより、冷却時において、積層体１０の下面１０ｂ側の板ガラス１１と載置台２１との間で熱の伝導が行われることにより、積層体１０の下面１０ｂ側の板ガラス１１が他の板ガラス１１と異なる冷却効率で冷却されて積層体１０の下面の表面形状に歪みが生じてしまうことを抑制できる。この抑制効果は、金属等の熱伝導率が高い材質の載置台２１が用いられている場合に顕著に得られる。

したがって、上記構成によれば、積層体１０の下面１０ｂの表面形状の歪みを抑制することができ、その結果、製造された積層ガラスにおける透過像の歪みを抑制することができる。

（２）多孔質シート２２ａ，２２ｂは、嵩密度１００×１０^－３ｇ／ｃｍ^３以下の不織布である。
袋体２０の内部に配置される多孔質シート２２ａを上記不織布で構成することにより、積層体１０をより効率的に脱気することができる。また、袋体２０の外部に配置される多孔質シート２２ｂを上記不織布で構成することにより、積層体１０の下面１０ｂの表面形状の歪みをより効果的に抑制することができる。

（３）多孔質シート２２ａ，２２ｂは同じものを用いている。
上記構成によれば、積層ガラスの製造に要する部材の種類が減ることにより、製造コストを削減することができる。

（４）積層体１０の下面１０ｂを構成する板ガラス１１の厚さは、２．５ｍｍ以下である。
積層体１０の下面１０ｂの表面形状の歪みは、当該板ガラス１１が薄い場合に特に生じやすい。そのため、厚さが２．５ｍｍ以下の薄板ガラスを用いた積層ガラスの製造に本製造方法を適用した場合には、透過像の歪みを抑制する効果がより顕著に得られる。

（５）多孔質シート２２ｂの主表面の面積は、積層体１０の下面１０ｂ（主面）の面積よりも大きい。
上記構成によれば、袋体２０における積層体１０の下面１０ｂに接触する部分の全体を、多孔質シート２２ｂの上に位置させることが容易であり、積層体１０の下面１０ｂの表面形状に歪みが生じることを抑制する効果が向上する。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・積層体１０は、最外層の少なくとも一方が板ガラス１１により構成されるものであれば、板ガラス１１に加えて、板ガラス１１以外の板状部材（例えば、樹脂板）を積層してなるものであってもよい。積層体１０における板ガラス１１及び板状部材の積層数は、４枚以上であってもよく、また、２枚であってもよい。特に５枚以上を積層した場合には、熱圧着工程において反りが生じやすくなり、その反りに起因して積層体１０の下面１０ｂの表面形状に歪みが生じやすくなる。そのため、５枚以上を積層した場合には、上記製造方法による歪みを抑制する効果が更に顕著に得られる。

・積層体１０を構成する板ガラス１１の形状は特に限定されるものではない。例えば、コーナー部分が切り欠かれた形状の板ガラス１１であってもよい。板コーナー部分が切り欠かれた形状の板ガラス１１を用いた場合には、熱圧着工程において反りが生じやすくなり、その反りに起因して積層体１０の下面１０ｂの表面形状に歪みが生じやすくなる。そのため、コーナー部分が切り欠かれた形状の板ガラス１１を用いた場合には、上記製造方法による歪みを抑制する効果が更に顕著に得られる。

・袋体２０の内部に配置する多孔質シート２２ａは、下面１０ｂを除く積層体１０の表面と袋体２０との間の少なくとも一部に配置すればよい。例えば、積層体１０の周面１０ｃと袋体２０との間のみに多孔質シート２２ａを配置してもよい。

・多孔質シート２２ｂは、積層体１０の下面１０ｂと同じ大きさであってもよいし、積層体１０の下面１０ｂよりも小さくてもよい。

以下に実施例を挙げ、上記実施形態をさらに具体的に説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
図２に示すように、中間層を介して、第１の板ガラスの両面に第２の板ガラスが積層された３枚の板ガラスからなる積層体を作製した。そして、積層体の上面及び周面を多孔質シートで覆った状態として積層体を袋体に収容し、積層体が収容された袋体を、アルミニウム製の載置台に敷かれた多孔質シートの上に載置した。

第１の板ガラス：縦１０００ｍｍ×横１０００ｍｍ×厚さ７ｍｍの鉛ガラス
第２の板ガラス：縦１０００ｍｍ×横１０００ｍｍ×厚さ２ｍｍのフロートガラス
中間層：厚さ０．７６ｍｍのポリビニルブチラール層
多孔質シート：嵩密度５×１０^－３ｇ／ｃｍ^３のポリエステル製不織布
次に、真空ポンプを用いて袋体の内部を－１ＭＰａまで減圧し、減圧状態を保持したまま、オートクレーブを用いて袋体２０の外部から積層体１０を１５０℃に加熱するとともに、１０ＭＰａに加圧した。そして、袋体の外部からの加熱及び加圧状態を１時間、保持した。その後、袋体の外部の温度及び圧力を常温及び常圧に戻すとともに、袋体の内部の圧力を常圧に戻し、板ガラス同士が貼り合わされた積層ガラスを袋体から取り出した。

多孔質シートを繰り返し使用しつつ、上記の積層ガラスを製造する操作を１０回行った。そして、１回目、５回目、１０回目に得られた積層ガラスをターゲットに重ねて目視観察し、ターゲットの透過像を歪ませる部分が生じているか否かを評価した。その結果を表１に示す。なお、表１では、歪みが確認されなかった場合を「○」、歪みが確認された場合を「×」で示している。

（実施例２）
中間層を介して積層された第１～５の板ガラスからなる積層体を作製した。そして、積層体の上面及び周面を多孔質シートで覆った状態として積層体を袋体に収容し、積層体が収容された袋体を、アルミニウム製の載置台に敷かれた多孔質シートの上に載置した。

第１～５の板ガラス：縦１０００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚さ２ｍｍのフロートガラス
中間層：厚さ０．３８ｍｍのポリビニルブチラール層
多孔質シート：嵩密度５×１０^－３ｇ／ｃｍ^３のポリエステル製不織布
図３に示すように、第１～５の板ガラスは、２つのコーナー部分を切り欠いた矩形状のガラス板材であり、各切欠きは、縦方向１００ｍｍ、横方向６０ｍｍである。

そして、実施例１と同様にオートクレーブを用いて積層体に対する加熱及び加圧処理を行った。多孔質シートを繰り返し使用しつつ、上記の積層ガラスを製造する操作を１０回行った。そして、１回目、５回目、１０回目に得られた積層ガラスを観察し、透過像を歪ませる部分が生じているか否かを評価した。その結果を表１に示す。

（比較例）
多孔質シートの配置を除いて、実施例１と同様にして積層ガラスを製造した。
図４に示すように、比較例では、実施例１と同じ第１の板ガラス、第２の板ガラス、及び中間層を用いて、３枚の板ガラスからなる積層体３０を作製した。そして、積層体３０の上面、下面、及び周面を実施例１と同じ多孔質シート（通気性シート３１）で覆った状態として積層体３０を袋体３２に収容し、積層体３０が収容された袋体３２を実施例１と同じ載置台の上に直接、載置した。そして、実施例１と同様にオートクレーブを用いて積層体３０に対する加熱及び加圧処理を行った。

多孔質シートを繰り返し使用しつつ、上記の積層ガラスを製造する操作を１０回行った。そして、１回目、５回目、１０回目に得られた積層ガラスを観察し、透過像を歪ませる部分が生じているか否かを評価した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１及び実施例２の製造方法を用いた場合には、１回目、５回目、１０回目に得られた積層ガラスの全てにおいて、透過像を歪ませる部分は確認されなかった。また、実施例１において、積層体の下側に配置された多孔質シート（袋体と載置台との間に配置された多孔質シート）について、１０回目の製造後の嵩密度を測定したところ、嵩密度は、１０～５０×１０^－３ｇ／ｃｍ^３であった。

一方、比較例の製造方法を用いた場合には、１回目に得られた積層ガラスには、透過像を歪ませる部分は確認されなかったものの、５回目、１０回目に得られた積層ガラスには、透過像を歪ませる部分が確認された。また、積層体の下側に配置された多孔質シート（積層体の下面と袋体との間に配置された多孔質シート）について、１０回目の製造後の嵩密度を測定したところ、嵩密度は、５００×１０^－３ｇ／ｃｍ^３であり、使用前の多孔質シートの嵩密度の約１０～５０倍であった。

これらの結果から、積層ガラスに透過像を歪ませる部分が生じる原因は、積層ガラスの下面と袋体との間に配置された多孔質シートの嵩密度の増加にあることが推測できる。そして、実施例のように、積層体の下面と袋体との間に多孔質シートを配置する構成に代えて、袋体と載置台との間に多孔質シートを配置することにより、製造される積層ガラスに透過像を歪ませる部分が生じ難くなることが分かる。

１０…積層体、１１…板ガラス、１１ａ…上面、１１ｂ…下面、１１ｃ…周面、１２…中間層、２０…袋体、２１…載置台、２２ａ，２２ｂ…多孔質シート。

Claims (5)

1. 接着層を介して複数の板ガラスが貼り合わされた積層ガラスの製造方法であって、
   加熱により前記接着層となる中間層を介して複数の前記板ガラスが積層された積層体を袋体の内部に収容し、前記袋体の内部を減圧した状態として、前記積層体を加熱及び加圧する熱圧着工程を有し、
   前記熱圧着工程において、
   最外層の前記板ガラスの主表面により構成される前記積層体の下面に前記袋体を接触させた状態として、前記積層体の前記下面が下側を向くように前記袋体を載置台の上に載置し、
   前記下面を除く前記積層体の表面と前記袋体との間、及び前記袋体と前記載置台との間に通気性を有する多孔質シートを配置することを特徴とする積層ガラスの製造方法。
2. 前記多孔質シートは、嵩密度１００×１０^－３ｇ／ｃｍ^３以下の不織布であることを特徴とする請求項１に記載の積層ガラスの製造方法。
3. 前記積層体の表面と前記袋体との間に配置する前記多孔質シートと、前記袋体と前記載置台との間に配置する前記多孔質シートは同じであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層ガラスの製造方法。
4. 前記積層体の下面を構成する前記板ガラスの厚さは、２．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の積層ガラスの製造方法。
5. 前記袋体と前記載置台との間に配置する前記多孔質シートの主表面の面積は、前記積層体の主面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の積層ガラスの製造方法。

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