JP7240049B1 - 複層ガラス - Google Patents
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Abstract
Description
一方、建築ではガラスの大型化や大重量化が進んでいるが、ガラスが大型化等すればガラスは損傷し易くなるため、窓や開口部に設置されるガラスの破損に対する安全対策が従来以上に重要になってきている。
しかも、特許文献1では、倍強度ガラスの使用が複層ガラスの耐衝撃安全性に与える影響については何ら開示されていない。
しかし、特許文献2では、ポリビニールブチラール膜を用いた合せガラスを使用した複層ガラスでは耐貫通性が十分ではないので、ポリビニールブチラール膜の代わりに半強化ガラスの間にプラスチック板を設けている。つまり、特許文献2の技術は、プラスチック板を設けない倍強度ガラスの合わせガラスでは耐衝撃安全性を確保できないことを示している。
しかし、特許文献3では、間隔を空けて3枚のガラスを配置した複層ガラス(特開2005-60141号公報)では屋内ガラスと屋外のガラスを強化ガラスとしても、自然災害などの外部からの衝撃で破損してしまうので(特許文献3の明細書段落0009参照)、耐衝撃性を有する複層ガラスとするために、内側ガラスと外側ガラスの間の空間にアクリル板などからなる中間遮断板(1~5mm厚)を設けている。つまり、特許文献3の技術は、耐衝撃安全性を確保するためにはプラスチック板を設けることが必要であること、言い換えれば、倍強度ガラスを使用した合わせガラスだけでは耐衝撃安全性を確保できないことを示している。
第2発明の複層ガラスは、第1発明において、前記複層ガラスは、JIS R3109試験:2018におけるC級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものであり、該複層ガラスの厚さが16.76~44mmであり、前記第二ガラスの各倍強度ガラスは、厚さが3~6mmであり、前記中間膜は、厚さが0.76~4mmであることを特徴とする。
第3発明の複層ガラスは、第1発明において、前記複層ガラスは、JIS R3109試験:2018におけるD級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものであり、該複層ガラスの厚さが16.76~44mmであり、前記第二ガラスの各倍強度ガラスは、厚さが3~6mmであり、前記中間膜は、厚さが0.76~4mmであることを特徴とする。
第4発明の複層ガラスは、第1発明において、前記複層ガラスは、JIS R3109試験:2018におけるE級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものであり、該複層ガラスの厚さが16.76~44mmであり、前記第二ガラスは、厚さが1.52~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが3~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスであることを特徴とする。
第5発明の複層ガラスは、第4発明において、前記第一ガラスは、厚さが1.52~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが3~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスであることを特徴とする。
第6発明の複層ガラスは、第1発明において、前記複層ガラスは、ISO16932のE級試験(EISO級試験)合格する耐衝撃性を有するものであり、該複層ガラスの厚さが23.04~44mmであり、前記第一ガラスは、厚さが1.52~3mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが4~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスであり、前記第二ガラスは、厚さが1.52~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが4~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスであることを特徴とする。
第7発明の複層ガラスは、第1発明において、前記第一ガラスと前記第二ガラスとが互いに対向する面の両方または一方に、金属膜が形成されていることを特徴とする。
第2~第6発明によれば、耐衝撃安全性を高くできる。
第7発明によれば、断熱性と熱遮蔽性を高くすることができる。
図1において、符号Sは、本実施形態の複層ガラス1が設置された掃き出し窓のサッシ枠を示している。図1に示すように、サッシ枠Sは一対の縦枠S1,S2と一対の横枠S3,S4とを有しており、各枠S1~S4には、本実施形態の複層ガラス1を設置する溝gが設けられている。この溝gの幅は、一般的な掃き出し窓に使用されるサッシ枠であれば、例えば9~44mmであるが、53mm程度のものも有る。本実施形態の複層ガラス1は、この範囲の溝幅の溝gを有するサッシ枠Sに使用することができる。つまり、サッシ枠Sの各枠S1~S4に形成されている溝gに本実施形態の複層ガラス1の各辺1a~1dを配置することによって、本実施形態の複層ガラス1がサッシ枠Sに設置される。
図1に示すように、本実施形態の複層ガラス1(以下では単に複層ガラス1という場合がある)は、第一ガラス10と第二ガラス20とが両者間に隙間(空間1h)を空けて設置されたものである。第一ガラス10は、複層ガラス1を設置したサッシ枠Sを建物等に設置した際に室外側に位置するように配置されるものである。また、第二ガラス20は、複層ガラス1を設置したサッシ枠Sを建物等に設置した際に室内側に位置するように配置されるものである。
図1および図2に示すように、本実施形態の複層ガラス1は、上記構造としつつ、第一ガラス10と第二ガラス20の両方、または、第二ガラス20に倍強度ガラスを使用することによって、耐衝撃安全性を一定以上に維持しつつ軽量化している。
図1に示すように、第一ガラス10は、上述したように、複層ガラス1を設置したサッシ枠Sを建物等に設置した際に室外側に位置するように配置されるガラスである。第一ガラス10には、倍強度ガラスや強化ガラスが使用される。倍強度ガラスおよび強化ガラスは、通常のフロートガラスを熱処理することによって製造される熱強化ガラスである。
なお、図2(A)に示すように、第一ガラス10には、2枚の単層ガラス11,12をフィルム13によって貼りあわせたガラス(貼りあわせガラス)を使用してもよい。この場合には、2枚の単層ガラス11,12には、2枚とも倍強度ガラスを使用してもよいし、2枚とも強化ガラスを使用してもよい。もちろん、1枚は倍強度ガラスとし1枚は強化ガラスとしてもよい。倍強度ガラスと強化ガラスを貼りあわせた場合には、屋外側の単層ガラス11に倍強度ガラスを使用することが望ましい。
図1、図2(B)に示すように、第二ガラス20は、上述したように、複層ガラス1を設置したサッシ枠Sを建物等に設置した際に室内側に位置するように配置されるガラスである。第二ガラス20には、単層の倍強度ガラス21,22を2枚貼りあわせたガラス(貼りあわせガラス)が使用される。
本実施形態の複層ガラス1は、その大きさがW900mm×H1100mmであれば、以下の構成とすることによって、JIS R 3109:2018「建築用ガラスの暴風時における飛来物衝突試験方法」試験に準じた試験(試験条件:強風域区分4(基本風速45m/s≦V≦48m/s、最大圧力差3640Pa))の加撃体衝突試験および繰り返し圧力載荷試験に合格する耐衝撃性を有するものとすることができる。
例えば、第一ガラス10に厚さ3~12mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)を使用し、第二ガラス20の倍強度ガラス21,22として厚さ3~6mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)を厚さ0.76mm~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜等のフィルム23によって貼り合せたものを使用する。そして、第一ガラス10の表面10fと第二ガラス20の表面20fとの距離を4mm以上とし、空間1hs内に乾燥空気等を封入して複層ガラス1(厚さtが16.76~44mm)を形成する。かかる複層ガラス1であれば、JIS R 3109:2018「建築用ガラスの暴風時における飛来物衝突試験方法」試験に準じて実施した、JIS R3109試験:2018のC級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものとすることができる。なお、JIS R3109試験:2018のC級では、加撃体には、断面が20mm×40mm、質量2.05kgの木材を使用しており、加撃体と複層ガラス1との衝突速度は12.2m/sである。
例えば、第一ガラス10に厚さ3~12mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)を使用し、第二ガラス20の倍強度ガラス21,22として厚さ3~6mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)を厚さ0.76mm~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜等のフィルム23によって貼り合せたものを使用する。そして、第一ガラス10の表面10fと第二ガラス20の表面20fとの距離を4mm以上とし、空間1hs内に乾燥空気等を封入して複層ガラス1(厚さtが16.76~44mm)を形成する。かかる複層ガラス1であれば、JIS R 3109:2018「建築用ガラスの暴風時における飛来物衝突試験方法」試験に準じて実施した、JIS R3109試験:2018のD級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものとすることができる。なお、JIS R3109試験:2018のD級では、加撃体には、断面が20mm×40mm、質量4.1kgの木材を使用しており、加撃体と複層ガラス1との衝突速度は15.3m/sである。
例えば、第一ガラス10に厚さ3~12mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)を使用し、第二ガラス20の倍強度ガラス21,22として厚さ3~6mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)を厚さ1.52mm~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜等のフィルム23によって貼り合せたものを使用する。そして、第一ガラス10の表面10fと第二ガラス20の表面20fとの距離を4mm以上とし、空間1hs内に乾燥空気等を封入して複層ガラス1(厚さtが16.76~44mm)を形成する。かかる複層ガラス1であれば、JIS R 3109:2018「建築用ガラスの暴風時における飛来物衝突試験方法」試験に準じて実施した、JIS R3109試験:2018のE級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものとすることができる。なお、JIS R3109試験:2018のE級では、加撃体には、断面が20mm×40mm、質量4.1kgの木材しており、加撃体と複層ガラス1との衝突速度は24.4m/sである。
例えば、第一ガラス10として、厚さが4~6mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)である単層ガラス11,12を1.52mm~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜等のフィルム13によって貼り合せたものを使用する。また、第二ガラス20として、厚さが4~6mmの単層倍強度ガラス(ガラス製造におけるガラス表面の圧縮応力の目標値が51MPa)である単層ガラス21,22を1.52mm~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜等のフィルム23によって貼り合せたものを使用する。そして、第一ガラス10の表面10fと第二ガラス20の表面20fとの距離を4mm以上とし、空間1hs内に乾燥空気等を封入して複層ガラス1(厚さtを23.04~44mm)を形成する。かかる複層ガラス1であれば、加撃体衝突試験としてISO16932のE級試験(EISO級試験)を実施したところ、EISO級試験の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものとすることができる。なお、EISO級試験では、加撃体として、断面が20mm×40mmの質量6.8kgの木材を使用しており、加撃体と複層ガラス1との衝突速度は24.4m/sである。
試験は、JIS R 3109「建築用ガラスの暴風時における飛来物衝突試験方法」に準じて、加撃体衝突試験および繰返し圧力載荷試験を実施した。
繰返し圧力載荷試験は、加撃体衝突試験で合格した試験体について実施した。
各試験に使用した試験体は図7に示すとおりである。
図7において、HS、TPはそれぞれ倍強度ガラス、強化ガラスを示しており、A、PVBはそれぞれ空気層、ポリビニルブチラール樹脂製中間膜を示しており、数値は各部材の厚さを示している。
また、各記号の並びは、ガラスの構成を示しており、[]は合せガラスを意味している。
各試験の試験条件は、いずれも以下の条件で実施した。
1)強風域区分:強風域4
2)基本風速V(m/s):45≦V≦48
3)最大圧力差P(Pa):3640Pa
加撃体衝突試験は、JIS R 3109に基づいて、取付枠(L-25×25)を介して圧力載荷試験装置(図3参照)に取り付けられた試験体(本発明の複層ガラス)の屋外側に、所定の質量と速度で発射された加撃体を衝突させ、試験体の損傷を調べる方法により行った。
繰返し圧力載荷試験は、圧力載荷試験装置を用いて、載荷の向き,圧力差および圧力繰返し回数が異なる圧力段階を試験体に載荷する方法により行った。なお、各圧力差サイクルの周期は2秒とした。繰 返し圧力載荷履歴を表2に、試験装置の概略を図5に、加圧手順を図6に示す。
試験結果を図7に示す。
図7において、加撃体衝突試験の貫通とは、試験体の非加撃面に加撃体の一部でも突出することを意味しており、加撃体衝突試験および繰返し圧力載荷試験における孔(開口)とは、直径76mmの球が通る孔(開口)が生じた場合、または、長さが125mmを超える裂け目が生じた場合を意味している。
1k スペーサ
1s シール材
1h 空間
1hs 空間
10 第一ガラス
11 単層ガラス
12 単層ガラス
13 フィルム
20 第二ガラス
21 倍強度ガラス
22 倍強度ガラス
23 フィルム
Lf 金属膜
S サッシ枠
g 溝
Claims (7)
- 室外側に配置される第一ガラスと室内側に配置される第二ガラスとの間に空間が形成され、第一ガラスと第二ガラスとの間の空間に耐衝撃性を高める構造物を有しない複層ガラスであって、
該複層ガラスは、
厚さが9~44mmであり、
前記第一ガラスは、
倍強度ガラスおよび/または強化ガラスを使用した、ガラス部分の厚さが3~12mmのガラスであり、
前記第二ガラスは、
厚さが2.5~6mmの倍強度ガラス2枚を、厚さが0.1~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって直接貼り合せた合せガラスである
ことを特徴とする複層ガラス。 - 前記複層ガラスは、
JIS R3109試験:2018におけるC級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものであり、
該複層ガラスの厚さが16.76~44mmであり、
前記第二ガラスの各倍強度ガラスは、厚さが3~6mmであり、
前記中間膜は、厚さが0.76~4mmである
ことを特徴とする請求項1記載の複層ガラス。 - 前記複層ガラスは、
JIS R3109試験:2018におけるD級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものであり、
該複層ガラスの厚さが16.76~44mmであり、
前記第二ガラスの各倍強度ガラスは、厚さが3~6mmであり、
前記中間膜は、厚さが0.76~4mmである
ことを特徴とする請求項1記載の複層ガラス。 - 前記複層ガラスは、
JIS R3109試験:2018におけるE級の加撃体衝突試験に合格する耐衝撃性を有するものであり、
該複層ガラスの厚さが16.76~44mmであり、
前記第二ガラスは、
厚さが1.52~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが3~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスである
ことを特徴とする請求項1記載の複層ガラス。 - 前記第一ガラスは、
厚さが1.52~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが3~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスである
ことを特徴とする請求項4記載の複層ガラス。 - 前記複層ガラスは、
ISO16932のE級試験(EISO級試験)合格する耐衝撃性を有するものであり、
該複層ガラスの厚さが23.04~44mmであり、
前記第一ガラスは、
厚さが1.52~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが4~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスであり、
前記第二ガラスは、
厚さが1.52~4mmのポリビニルブチラール樹脂製中間膜、アイオノマー樹脂製中間膜、またはエチレンビニルアセテート樹脂製中間膜によって厚さが4~6mmの倍強度ガラスを2枚貼り合せた合せガラスである
ことを特徴とする請求項1記載の複層ガラス。 - 前記第一ガラスと前記第二ガラスとが互いに対向する面の両方または一方に、金属膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の複層ガラス。
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