JP7291198B2 - 高い中間膜厚さ係数を有する遮音パネル - Google Patents
高い中間膜厚さ係数を有する遮音パネル Download PDFInfo
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Description
ルにおいて中間膜として用いることができるポリマーシートの製造においてしばしば用いられている。かかる積層ガラス又はガラスパネルは、安全目的のために長い間供されており、しばしば建築及び自動車用途において透明なバリヤとして用いられている。その主要な機能の1つは、物体にガラスを貫通させることなく衝撃又は打撃から生成するエネルギーを吸収し、加えられた力がガラスを破損するのに十分である場合においてもガラスを結合した状態に維持することである。これにより、鋭利なガラスの破片が散乱するのが阻止され、これによって囲まれた領域内の人間又は物体に対する創傷及び損傷が最小になる。騒音の減衰に関する積層ガラスの有利性はあまり知られていない。ここ数十年の間、空港及び鉄道の付近の建物において、建物内部の騒音レベルを減少させて、それを占有者にとってより快適にするために、積層ガラスが建築用途で用いられている。更に、この技術は、現在は道路及び幹線道路の交通騒音が問題である建物において用いられている。最近では、中間膜技術における進歩により、自動車用ガラスのための騒音及び振動の改善を与える改良された積層ガラスが製造されている。
衝撃性を確保するためである。しかしながら、通常はこれらの非対称パネルは、撓み剛性、ガラス曲げ強さ、ガラスエッジ強度、ガラス衝撃強さ、ルーフ強度、及びねじれ剛性のような特性を許容しうる範囲内に維持するために、少なくとも3.7mmの合計ガラス厚さを有する。
fc=c2/2π×[ρs/B]1/2 (1)
(式中、cは空気中の音速であり、ρsはガラスパネルの面密度であり、Bはガラスパネルの曲げ剛性である)
によって表すことができる。一般に、コインシデンス周波数はガラスパネルの厚さを減少させると増加する。自動車用グレージングに関しては、コインシデンス周波数は通常は3
150~6300Hzの範囲であり、これは十分に2000~8000Hzの風切音の周波数範囲内である。(窓のような)建築物用積層ガラスに関しては、コインシデンス周波数は一般に約3150Hz未満である。
2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び第1の硬質層と第2の硬質層の間の軟質層を含み;多層パネルは、少なくとも0.80の中間膜厚さ係数If(ここで、If=(H2-0.84)÷[(H1+H3)(H1+H2+H3)]×100)を有する上記遮音多層パネルである。
む上記方法である。
スパネルBの中間膜厚さ係数はガラスパネルAの中間膜厚さ係数よりも大きく、ガラスパネルA及びBは、同等の面密度、及び質量制御周波数領域において同等の音響透過損失を有する。その結果、ガラスパネルBは、コインシデンス周波数及び3000~5000Hzの間の周波数においてより高い音響透過損失を示す(即ち、ガラスパネルBの中間膜厚さ係数がより大きいので、ガラスパネルBはガラスパネルAよりも良好な遮音性を有する)。ガラスパネルBの中間膜厚さ係数を(ガラスパネルAのものと比べて)増加させると、ガラスパネルAの合計ガラス厚さを増加させることによって向上するよりも多く、コインシデンス周波数及び3000~5000Hzの間の周波数における音響透過損失が向上する。
約2.2mm、少なくとも約2.5mm、又は少なくとも約2.8mm、及び/又は約3.2mm未満、約2.9mm未満、約2.6mm未満、約2.3mm未満、約2.0mm未満、約1.7mm未満、約1.4mm未満、又は約1.1mm未満であってよい。更に、又は別の態様においては、第1及び/又は第2の基材は、少なくとも約2.3mm、少なくとも約2.6mm、少なくとも約2.9mm、少なくとも約3.2mm、少なくとも約3.5mm、少なくとも約3.8mm、又は少なくとも約4.1mm、及び/又は約12.7mm未満、約12.0mm未満、約11.5mm未満、約10.5mm未満、約10.0mm未満、約9.5mm未満、約9.0mm未満、約8.5mm未満、約8.0mm未満、約7.5mm未満、約7.0mm未満、約6.5mm未満、約6.0mm未満、約5.5mm未満、約5.0mm未満、又は約4.5mm未満の呼び厚さを有していてよい。用途及び所望の特性に応じて他の厚さが適切である可能性がある。
ガラスの対称度(SG)=H3/H1 (2)
(式中、H3はより薄い(第1の)ガラス基材の呼び厚さであり、H1はより厚い(第2の)ガラス基材の厚さであり、H3≦H1である)
によって定められる。図1aは対称構造を有するパネルの断面を示し、図1bは非対称構造を有するパネルの断面を示す。
5以下、約0.30以下のガラスの対称度を有していてよい。幾つかの態様においては、本明細書に記載する多層パネルは対称であってよく、1のガラスの対称度を有していてよい。
明細書内及びそれぞれの独立請求項に関して一貫性が維持されるが、かかる命名は必ずしもそれらの間で一貫していることを意図していない。このような3層(又は3重層)中間膜は、2つの外側「スキン」層の間にサンドイッチされている少なくとも1つの内側「コア」層を有すると説明することができる。
SI=t2/t1 (3)
(式中、t2はコア層の中心面からより薄い硬質層の外表面までの厚さであり、t1はコア層の中心面からより厚い硬質層の外表面までの厚さであり、t2≦t1である)
によって示すことができる。対称の多層遮音中間膜(例えばコア層の対称度が1に等しい)は、コア層の中心面(PC)が多層中間膜の幾何中心面(PI)に重なっていて、コア層の中心面から硬質層の外表面の一方までの厚さ(t1、t2)の、コア層の中心面から硬質層の他の外表面までの厚さに対する比が1である(図2aを参照)ことを特徴とする。t1=t2の場合には、SI=1である。
とも3つの軟質層、少なくとも4つの軟質層、少なくとも5つの軟質層、又は少なくとも6つの軟質層、或いはそれ以上の軟質層を含む。幾つかの態様においては、1つより多い軟質又はコア層(即ち、2以上の軟質層)を含む非対称多層遮音中間膜は、1つの軟質層しか含まない非対称多層遮音中間膜よりも、コインシデンス周波数領域における非対称ガラスパネルの遮音性のより多い向上を与え、したがってより有利である。
ρs=(H3+H1)×ρg/1000+H2×ρI/1000 (4)
(式中、ρgはガラスの密度(kg/m3)であり、ρIは中間膜の密度(kg/m3)であり、H3及びH1は2つのガラスシートの厚さ(mm)であり、H2は中間膜の厚さ(ミリメートル)である)
によって計算することができる。
If=(H2-0.84)÷[(H1+H3)(H1+H2+H3)]×100 (5)
(式中、H1、H2、及びH3は上記に規定した通りである)
にしたがって求められる。0.84mm以下の厚さを有する中間膜を含むガラスパネルに関しては、積層ガラスのSTLの向上に対する中間膜厚さの寄与はゼロ(0)である。中間膜厚さ係数の寄与を示すために、次の例を考える。第1の例においては、2.1mm/1.6mmのガラスパネルが厚さ1mmの中間膜を有し、面密度は10.3kg/m2、Ifは0.92である。この例においては、中間膜は面密度に10.3%寄与する。第2の例においては、2.3mm/2.3mmのガラスパネルが、厚さ1mmの中間膜、12.6kg/m2の面密度、及び0.62の中間膜厚さ係数を有し、中間膜は面密度に8.5%寄与する。第1の例において、より大きな中間膜からの寄与がある。他の例においては、厚さ3.1mmの中間膜、12.6kg/m2の面密度、9.0の中間膜厚さ係数を有する2.1mm/1.6mmのガラスパネルに関しては、中間膜は面密度に26.2%寄与し、一方で、厚さ1mmの中間膜、12.6kg/m2の面密度、0.62の中間膜厚さ係数を有する2.3mm/2.3mmのガラスパネルに関しては、中間膜は面密度に8.5%しか寄与しない。ここでも、第1のパネルは第2のパネルよりも大きな中間膜から面密度への寄与を有する。
さとは実質的に無関係であるので、合計厚さを増加させる従来のアプローチは、コインシデンス周波数における音響透過損失における小さな変化しかもたらさず、合計ガラス厚さを増加させることは3000~5000Hzの周波数の間の音響透過に悪影響を与える可能性がある。例えば、対称の多層遮音中間膜(1のコア層の対称度)を含み、0の中間膜厚さ係数を有する従来の対称ガラスパネルは、図3に示されるように、コインシデンス周波数における音響透過損失(STL)によって測定して合計ガラス厚さとは実質的に無関係の遮音性、及び3000~5000Hzの間の周波数における遮音性の小さな低下を有する。対称の多層遮音中間膜(1のコア層の対称度)を含み、0の中間膜厚さ係数を有する従来の低対称度のガラスパネルは、図4に示されるように、ガラスの対称度を減少させると、合計ガラス厚さを増加させても、3000~5000Hzの間の周波数における減少した音響透過損失に加えて、コインシデンス周波数領域における音響透過損失によって測定して減少した遮音性を有する。
とも約2ミル、少なくとも約3ミル、少なくとも約4ミル、少なくとも約5ミル、少なくとも約6ミル、少なくとも約7ミル、少なくとも約8ミル、少なくとも約9ミル、又は少なくとも約10ミル、或いはそれ以上の平均厚さを有していてよい。更に、又は別の態様においては、本明細書に記載する中間膜中の1以上のポリマー層は、約25ミル以下、約20ミル以下、約15ミル以下、約12ミル以下、約10ミル以下、約8ミル以下、約6ミル以下、約4ミル以下、又は約2ミル以下の平均厚さを有していてよいが、所望に応じて他の厚さを用いることができる。
の量の酢酸ビニル基を含む可能性がある。望ましい酢酸ビニル含量は、一般に約10~約90モル%である。より低い酢酸ビニル含量を有するEVAは、低温における遮音のために用いることができる。含ませる場合には、エチレン/カルボン酸コポリマーは、一般に約1~約25モル%のカルボン酸含量を有するポリ(エチレン-co-メタクリル酸)及びポリ(エチレン-co-アクリル酸)である。エチレン/カルボン酸コポリマーのイオノマーは、アルカリ金属(例えばナトリウム)及びアルカリ金属(alkaline metals)(例
えばマグネシウム)の水酸化物、アンモニア、又は亜鉛のような遷移金属の他の水酸化物のような塩基でコポリマーを部分的又は完全に中和することによって得ることができる。
好適なイオノマーの例としては、Surlyn(登録商標)イオノマー樹脂(Wilmington, DelawareのDuPontから商業的に入手できる)が挙げられる。
る中間膜を挙げることができる。
;Lu, J. Windshields with New PVB Interlayer for Vehicle Interior Noise Reduction and Sound Quality Improvement, 2003, SAE Noise & Vibration Conference, Traverse City, MI, 2003年5月5~9日, Society of Automotive Engineers Paper 2003-01-1587
を参照)。
酢酸ビニル含量;より低い残留ヒドロキシル含量及びより高い残留アセテート含量;硬質層と異なるアルデヒド;混合アルデヒド;の少なくとも1つ、又は任意の2以上の特性の組み合わせを有する。軟質層は、通常は、少なくとも1種類の可塑剤、幾つかの態様においては2種類以上の可塑剤の混合物を含み、代表的な態様においては、軟質層は1つ又は複数の硬質層よりも高い可塑剤含量を有する。所望に応じて、当業者に公知なように層及び中間膜の特性の任意の組合せを用いることができる。
ポリ(ビニルアセタール)樹脂がポリ(ビニルブチラール)樹脂を含む場合には、樹脂の重量平均分子量は、Cotts及びOuanoの低角レーザー光散乱(SEC/LALLS)法を用いてサイズ排除クロマトグラフィーによって測定して少なくとも約30,000ダルトン、少なくとも約50,000ダルトン、少なくとも約80,000ダルトン、少なくとも約100,000ダルトン、少なくとも約130,000ダルトン、少なくとも約150,000ダルトン、少なくとも約175,000ダルトン、少なくとも約200,000ダルトン、少なくとも約300,000ダルトン、又は少なくとも約400,000ダルトンであってよい。
下、約35重量%以下、約34重量%以下、約33重量%以下、又は約32重量%以下の残留ヒドロキシル含量を有する少なくとも1種類のポリ(ビニルアセタール)樹脂を含ませることができる。幾つかの態様においては、1以上のポリマー層に、少なくとも約6重量%、少なくとも約7重量%、少なくとも約8重量%、少なくとも約9重量%、少なくとも約10重量%、少なくとも約11重量%、又は少なくとも約12重量%、及び/又は約17重量%以下、約16重量%以下、約15重量%以下、又は約14重量%以下の残留ヒドロキシル含量を有する少なくとも1種類のポリ(ビニルアセタール)樹脂を含ませることができる。ポリマー層又は中間膜が1つより多いタイプのポリ(ビニルアセタール)樹脂を含む場合には、ポリ(ビニルアセタール)樹脂のそれぞれは実質的に同等の残留ヒドロキシル含量を有していてよく、或いはポリ(ビニルアセタール)樹脂の1以上は、1以上の他のポリ(ビニルアセタール)樹脂と実質的に異なる残留ヒドロキシル含量を有していてよい。
95phr以下、約90phr以下、約85phr以下、約75phr以下、約70phr以下、約65phr以下、約60phr以下、約55phr以下、約50phr以下、約45phr以下、約40phr以下、又は約35phr以下であってよい。幾つかの態様においては、1以上のポリマー層は、35phr以下、約32phr以下、約30phr以下、約27phr以下、約26phr以下、約25phr以下、約24phr以下、約23phr以下、約22phr以下、約21phr以下、約20phr以下、約19phr以下、約18phr以下、約17phr以下、約16phr以下、約15phr以下、約14phr以下、約13phr以下、約12phr以下、約11phr以下、又は約10phr以下の可塑剤含量を有していてよい。
剤は3GEH(屈折率=25℃において1.442)である。
つの直径25mmの平行プレート試験治具の間に配置する。試料の温度を2℃/分の速度
で-20℃から70℃へ、又は他の温度範囲で上昇させながら、ポリマー試料ディスクを剪断モードにおいて1ヘルツの振動数で試験する。温度に依存してプロットしたtanδ(G”/G’)の最大値の位置を用いてガラス転移温度を求める。実験は、この方法が±1℃の範囲内まで再現可能であることを示している。
7重量%、少なくとも約8重量%、少なくとも約9重量%、少なくとも約10重量%、少なくとも約12重量%、少なくとも約13重量%、少なくとも約14重量%、少なくとも約15重量%、少なくとも約16重量%、少なくとも約17重量%、少なくとも約18重量%、少なくとも約19重量%、少なくとも約20重量%、少なくとも約21重量%、少なくとも約22重量%、少なくとも約23重量%、又は少なくとも約24重量%異なる残留ヒドロキシル含量を有していてよい。
ポリマー層の間の可塑剤含量の差は、少なくとも約18phr、少なくとも約20phr、少なくとも約25phr、少なくとも約30phr、少なくとも約35phr、少なくとも約40phr、少なくとも約45phr、少なくとも約50phr、少なくとも約55phr、少なくとも約60phr、又は少なくとも約65phrであってよい。
キシル含量を有するポリ(ビニルアセタール)樹脂は、樹脂組成物又は層へ高い耐衝撃性、貫通抵抗、及び強度を与えることを促進することができ、一方で、通常は17重量%未満の残留ヒドロキシル含量を有するより低いヒドロキシル含量の樹脂は、中間膜の遮音性能を向上させることができる。
スヘッド(Bruel and Kjaer)を用いて、棒材を励振して振動させるのに必要な力、及び
振動の速度を測定する。得られる伝達関数を、National Instrumentデータ獲得及び分析
システムに記録し、ハーフパワー法を用いて第1振動モードにおける損失係数を計算する。
[0101]本発明はまた、下記の態様1~15も包含する。
[0104]態様3は、非対称遮音多層パネルであって、第1の厚さH3を有する第1の硬質基材;第2の厚さH1を有する第2の硬質基材(ここでH3<H1);及び、前記第1の硬質基材と前記第2の硬質基材の間の、厚さH2を有する多層遮音中間膜;を含み;前記多層中間膜は、硬質層厚さを有する第1の硬質層、第2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び前記第1の硬質層と前記第2の硬質層の間の軟質層を含み、前記軟質層は前記中間膜内の非中心位置に配置されており;前記多層パネルは、少なくとも0.80の中間膜厚さ係数If(ここで、If=(H2-0.84)÷[(H1+H3)(H1+H2+H3)]×100)を有する上記非対称遮音多層パネルである。
[0106]態様5は、H3<H1である、態様1~4の特徴のいずれかを含む多層パネルである。
ある。
[0108]態様7は、H1に対するH3の比が0.23~0.95である、態様1~6の特徴のいずれかを含む多層パネルである。
[0111]態様10は、前記軟質層のガラス転移温度が20℃未満である、態様1~9の特徴のいずれかを含む多層パネルである。
[0115]態様14は、前記中間膜が、硬質層厚さを有する第1の硬質層、第2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び前記第1の硬質層と前記第2の硬質層の間の軟質層を含み、前記軟質層が前記中間膜内の非中心位置に配置されている、態様12及び13の特徴のいずれかを含む多層パネルの面密度を増加させる方法である。
類のPVB樹脂から形成されている2つの外側スキン層を、2つの外側層の間の他のPVB樹脂から形成されている内側コア層と共に含んでいた。表1は、PVB-1~PVB-8に関するPVBシートの組成をまとめており、(多層シートに関する)個々の層及び厚さを示す。PVB-2、PVB-3、PVB-5、及びPVB-6は、スキン/コア/スキン(又は硬質/軟質/硬質)の層構造(コア又は軟質層はシートの中心位置に配置されている)を有する対称構造の遮音多層PVBシートである。PVB-1、PVB-4、PVB-7、及びPVB-8は、モノリス型PVBシートである。PVBシートを単独か又は組み合わせて用いて、下記に記載する例1~3における種々の多層ガラスパネルを構成した。結果を下表2~表4に示す。
[0119]下表2に示すように、遮音PVBシート(PVB-2、コアの対称度=1)を種々の厚さの2枚の透明ガラスパネルの対(500mm×800mm)の間に積層することによって、0.23~1のガラスの種々の対称度(SG)のレベルの比較多層ガラスパネルのC-LG1~C-LG7を製造した。比較多層ガラスパネルのそれぞれの音響透過損失を、(ASTM-E90によって記載されている手順にしたがって20℃において)200Hz~10,000Hzの範囲にわたる種々の周波数に関して測定した。25mm×300mmの積層棒材に関して、ISO-16940に記載されている機械インピーダンス測定によって20℃において減衰損失係数(η)を測定した。コインシデンス周波数、及びSTL測定からのコインシデンス周波数における音響透過損失を表2にまとめる。C-LG1、C-LG2、C-LG3、及びC-LG4に関する315~8000Hzの1/3オクターブバンド周波数領域におけるプロットを図3に示す。
ら、ガラスパネルのC-LG1~C-LG4の比較によって示されるように、高対称のパネルのコインシデンス周波数における音響透過損失は、ガラス厚さとは無関係であると思われる。例えば、パネルのC-LG1は0.76のガラスの対称度を有し、パネルのC-LG2~C-LG4は1のガラスの対称度を有する(0.24の差)が、パネルは、3.7mm(C-LG1及びC-LG2)、4.2mm(C-LG3)、及び4.6mm(C-LG4)の合計ガラス厚さを有する。パネルのC-LG1(2.1mm/1.6mmの非対称構造)又はパネルのC-LG2(1.85mm/1.85mmの対称構造)中の個々のガラスシートの厚さを、2.1mm/2.1mm(C-LG3)又は2.3mm/2.3mm(C-LG4)の対称構造に増加させることによって、パネルの面密度の10.1kg/m2(C-LG1及びC-LG2)から11.4kg/m2(C-LG3)及び12.4kg/m2(C-LG4)への増加を与えた。合計ガラス厚さ又は面密度の差、及びパネルのC-LG1とパネルのC-LG2~C-LG4との間のガラスの対称度の小さな差にもかかわらず、全てのガラスパネルはコインシデンス周波数において38.1~38.4dBの同様の音響透過損失を示した(これは、これらのパネルの高い減衰損失係数(0.28~0.31)と合致する)。更に、合計ガラス厚さを増加させるにつれて、3150Hz~5000Hzの周波数の間における音響透過損失の小さな低下が存在する。而して、合計ガラス厚さのみを調節して面密度を増加させることでは、コインシデンス周波数領域におけるパネルの音響透過損失は十分には変化しないと思われる。
能性があることが分かる。合計ガラス厚さを増加させることによって遮音ガラスパネルの面密度を増加させると、概して2000~2500Hzより低い質量制御領域におけるSTLは増加するが、コインシデンス周波数領域におけるSTLは合計ガラス厚さを増加させるにつれて増加しない。
[0124]PVBシート(単独又は組合せ)を、一定の合計ガラス厚さレベルの種々の対称度のガラスの2枚のシートの間に積層することによって、本発明及び更なる比較の多層ガラスパネルを製造した。中間膜は、表3に示すように種々のコア層の対称度の値を有していた。例えば、比較パネルのC-LG8及びC-LG9は、対称のガラス構造(SG=1)及び対称の中間膜(SI=1)(それぞれPVB-5及びPVB-6を用いた)を有しており、PVBシートを2枚の2.1mmのガラスシートと積層することによって製造した。本発明パネルのD-LG1、D-LG3、及びD-LG4も、対称のガラス構造(SG=1)及び対称の中間膜(SI=1)を有していたが、中間膜は、3層シートを形成するために複数のPVBシートを組み合わせることによって製造した(D-LG1に関しては、PVB-5を1つのPVB-4シートとそれぞれの側の上で組み合わせ;D-LG4に関しては、PVB-5を1つのPVB-1シートとそれぞれの側の上で組み合わせ;D-LG3に関しては、PVB-6を1つのPVB-7とそれぞれの側の上で組み合わせた)。比較パネルのC-LG11及びC-LG12は、非対称のガラス構造(SG=0.42)及び対称の中間膜(SI=1)を有しており、PVBシートを3mm及び1.25mmのガラスシートの間に積層して多層ガラスパネルを形成することによって製造した。本発明パネルのD-LG14及びD-LG15も、非対称のガラス構造(SG=0.42)及び対称の中間膜(SI=1)を有していたが、中間膜は、複数のPVBシートを組み合わせて3層シートを形成することによって製造した(D-LG14に関しては、PVB-5を1つのPVB-4シートとそれぞれの側の上で組み合わせ;D-LG15に関しては、PVB-5を1つのPVB-1シートとそれぞれの側の上で組み合わせた)。
。
さ及び1のガラスの対称度)を有しているが、これらのパネルは、これらのパネルにおける中間膜厚さ係数が0から4.6に増加するにつれて11.0kg/m2から12.7kg/m2へ増加する面密度を有する。コア層の対称度は、コア層が中間膜内で中心位置又は非中心位置のいずれかに配置されているので1から0.14へ変化する。PVB-5及びPVB-6を有する比較のガラスパネルのC-LG8及びC-LG9(0の中間膜厚さ係数を有する)は、それぞれ0.26及び0.27の減衰損失係数を示した。本発明ガラスパネルのD-LG1~D-LG5は比較パネルのC-LG7及びC-LG8よりも高い減衰損失係数を示し、減衰損失係数は中間膜厚さ係数が増加するにつれてより高くなる傾向を有していた。中間膜内のコア層の対称度にかかわらず、中間膜厚さ係数を0から4.6に増加させると減衰損失係数において0.06までの向上が達成された。
~D13と同じ合計ガラス厚さ)、11.0及び11.4kg/m2の面密度、及び0の中間膜厚さ係数)は、それぞれ0.42のガラスの対称度及び1のコア層の対称度を有する。これらのパネルは、同じ中間膜を有するが、より高いガラスの対称度のレベル(0.83~1)を有するガラスパネルのC-LG9及びC-LG10よりも相当に低い約0.20~0.21の減衰損失係数を示す。(1のコア層の対称度を維持するように、PVB-5を2つのPVB-4シートと組合せ、PVB-5を2つのPVB-1シートと組み合わせることによって)C-LG11における中間膜厚さ係数を0から1.8及び4.6に増加させてガラスパネルのD-LG14及びD-LG15を生成させる場合には、損失係数は約0.21及び0.22であるので、減衰において小さな変化しかない。別の言い方をすると、1のコア層の対称度及び低いガラスの対称度を有するガラスパネルにおいては、中間膜厚さ係数を(例えば0から4.6へ)増加させることにより面密度を増加させた場合には、ガラスパネルの減衰損失係数においてあまり劇的でない変化がもたらされた。これに対して、ガラスパネルのD-LG16~D-LG21(同様に3mm/1.25mmの構造並びに4.2mmの合計ガラス厚さ及び0.42のガラスの対称度を有し、並びに11.0~12.7kg/m2の面密度、1.8~4.6の中間膜厚さ係数、及び1未満のコア層の対称度を有する)は、比較パネルのC-LG11及びC-LG12よりも高い減衰損失係数を示した。表3に示されるように、中間膜厚さ係数を増加させることによってガラスパネルのC-LG11及びC-LG12の面密度を増加させてガラスパネルのD-LG14~D-LG21を生成させると、パネルの減衰損失係数は増加した。減衰損失係数は、中間膜厚さ係数が増加するにつれてより高くなる傾向を示した。より高対称のガラスパネルのD-LG1~D-LG5(1のガラスの対称度)及びD-LG10~D-LG13(0.83のガラスの対称度)に関して示された増加と同様に、ガラスパネルの中間膜厚さ係数を0から4.6へ増加させると0.05までの減衰損失係数における向上が得られた。而して、高度に非対称のガラスパネルの減衰を向上させるためには、中間膜厚さ係数を増加させることは、対称中間膜よりも非対称中間膜を有するパネルに関してより有効なツールである。別の言い方をすると、高度に非対称のガラスパネルに関しては、減衰は、約0.80より高い中間膜厚さ係数を有する非対称中間膜を用いることによってより有効に向上させることができる。ガラスパネルの中間膜厚さ係数を更に増加させると減衰が更に増加すると予測される。対称の多層中間膜に関しては、低対称のガラスパネルの減衰を向上させるためには、パネルの中間膜厚さ係数は非対称多層中間膜に関するよりも高い必要がある。
ラスの対称度を有する。パネルのC-LG7は、コインシデンス周波数において、パネルのC-LG1よりも4dB低い34.1dBの音響透過損失を示した。中間膜厚さ係数を増加させ、それによって面密度をC-LG7における0からD-LG29における3.9、及びD-LG30における6.8へ)増加させると、音響透過損失は、比較パネルのC-LG7よりも1.7~2.7dB良好な35.8及び36.8dBへ増加した。上記で議論したように、高度に非対称のパネルの遮音性は、非対称構造の中間膜に関して中間膜厚さを増加させることによってより有効に向上させることができる。0.2、1、及び0.2のそれぞれのコア層の対称度を有する3つのコア層、及び7.3の中間膜厚さ係数を有する中間膜を含むガラスパネルのD-LG31は、音響透過損失を38.3dBへ更に増加させ、これはガラスパネルのC-LG7に対して4.2dBの向上であった。
本発明は以下の実施態様を含む。
(1)遮音多層パネルであって、
第1の厚さH 3 を有する第1の硬質基材;
第2の厚さH 1 を有する第2の硬質基材、ここでH 3 ≦H 1 である;及び
前記第1の硬質基材と前記第2の硬質基材の間の、厚さH 2 を有する多層遮音中間膜;
を含み;
前記多層中間膜は、硬質層厚さを有する第1の硬質層、第2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び前記第1の硬質層と前記第2の硬質層の間の軟質層を含み;
前記多層パネルは、少なくとも0.80の中間膜厚さ係数I f (ここで、I f =(H 2 -0.84)÷[(H 1 +H 3 )(H 1 +H 2 +H 3 )]×100)を有する上記遮音多層パネル。
(2)前記多層パネルが少なくとも0.90の中間膜厚さ係数I f を有する、(1)に記載の多層パネル。
(3)前記多層中間膜の前記軟質層が非中心位置に配置されている、(1)に記載の多層パネル。
(4)H 3 <H 1 である、(1)に記載の多層パネル。
(5)H 3 =H 1 である、(1)に記載の多層パネル。
(6)H 1 に対するH 3 の比が0.23~0.95である、(1)に記載の多層パネル。
(7)前記中間膜が第3の硬質層及び第2の軟質層を更に含み、前記第2の軟質層が前記第2の硬質層と前記第3の硬質層の間に配置されている、(1)に記載の多層パネル。
(8)前記第1の硬質層厚さが前記第2の硬質層厚さよりも小さく、前記第2の軟質層が非中心位置に配置されている、(7)に記載の多層パネル。
(9)前記軟質層のガラス転移温度が20℃未満である、(1)に記載の多層パネル。
(10)前記軟質層が幾何中心位置を有し、前記中間膜が、前記幾何中心位置から前記第1の硬質層の外表面までの厚さである第1の厚さt 1 、及び前記幾何中心位置から前記第2の硬質層の外表面までの厚さである第2の厚さt 2 を有し、t 1 に対するt 2 の比が1未満である、(1)に記載の多層パネル。
(11)非対称遮音多層パネルであって、
第1の厚さH 3 を有する第1の硬質基材;
第2の厚さH 1 を有する第2の硬質基材、ここでH 3 <H 1 である;及び
前記第1の硬質基材と前記第2の硬質基材の間の、厚さH 2 を有する多層遮音中間膜;
を含み;
前記多層中間膜は、硬質層厚さを有する第1の硬質層、第2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び前記第1の硬質層と前記第2の硬質層の間の軟質層を含み、前記軟質層は前記中間膜内の非中心位置に配置されており;
前記多層パネルは、少なくとも0.80の中間膜厚さ係数I f (ここで、I f =(H 2 -0.84)÷[(H 1 +H 3 )(H 1 +H 2 +H 3 )]×100)を有する上記非対称遮音多層パネル。
(12)H 1 に対するH 3 の比が0.23~0.95である、(11)に記載の多層パネル。
(13)前記中間膜が第3の硬質層及び第2の軟質層を更に含み、前記第2の軟質層が前記第2の硬質層と前記第3の硬質層の間に配置されている、(11)に記載の多層パネル。
(14)前記第1の硬質層厚さが前記第2の硬質層厚さよりも小さく、前記第2の軟質層が非中心位置に配置されている、(13)に記載の多層パネル。
(15)前記軟質層のガラス転移温度が20℃未満である、(11)に記載の多層パネル。
(16)多層パネルの面密度を増加させて、前記パネルのコインシデンス周波数領域における音響透過損失を向上させる方法であって、
H 3 の厚さを有する第1の硬質基材を用意する工程;
H 1 の厚さを有する第2の硬質基材を用意する工程;
H 2 の厚さを有する多層中間膜を用意する工程;
等式:I f =(H 2 -0.84)÷[(H 1 +H 3 )(H 1 +H 2 +H 3 )]×100にしたがって前記多層パネルの中間膜厚さ係数I f を求める工程;
前記パネルの中間膜厚さ係数I f を少なくとも0.80に増加させる工程;
前記中間膜を前記第1の硬質基材と前記第2の硬質基材の間に配置して予備積層体を与える工程;及び
前記予備積層体を熱及び圧力にかけて、向上した音響透過損失を有する多層パネルを形成する工程;
を含む上記方法。
(17)H 3 <H 1 である、(16)に記載の方法。
(18)前記中間膜が、硬質層厚さを有する第1の硬質層、第2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び前記第1の硬質層と前記第2の硬質層の間の軟質層を含み、前記軟質層が前記中間膜内の非中心位置に配置されている、(16)に記載の方法。
(19)前記中間膜が第3の硬質層及び第2の軟質層を更に含み、前記第2の軟質層が前記第2の硬質層と前記第3の硬質層の間に配置されている、(18)に記載の方法。
(20)(16)に記載の方法によって製造される多層パネル。
Claims (9)
- 遮音多層パネルであって、
第1の厚さH3を有する第1の硬質基材;
第2の厚さH1を有する第2の硬質基材、ここでH3<H1である;及び
前記第1の硬質基材と前記第2の硬質基材の間の、厚さH2を有する多層遮音中間膜;
を含み;
前記多層遮音中間膜は、第1の硬質層厚さを有する第1の硬質層、第2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び前記第1の硬質層と前記第2の硬質層の間の軟質層を含み、前記多層遮音中間膜の前記軟質層が非中心位置に配置されており;
前記多層パネルは、少なくとも0.80の中間膜厚さ係数If(ここで、If=(H2-0.84)÷[(H1+H3)(H1+H2+H3)]×100であり、H1、H2及びH3の単位はmmである)を有し、
H1に対するH3の比が0.42以下であり、
前記多層遮音中間膜に含まれる全ての硬質層及び軟質層が、25ミル(0.64mm)以下の平均厚さを有する、上記遮音多層パネル。 - 前記多層パネルが少なくとも0.90の中間膜厚さ係数Ifを有する、請求項1に記載の多層パネル。
- H1に対するH3の比が0.23~0.42である、請求項1に記載の多層パネル。
- 前記中間膜が第3の硬質層及び第2の軟質層を更に含み、前記第2の軟質層が前記第2の硬質層と前記第3の硬質層の間に配置されている、請求項1に記載の多層パネル。
- 前記第1の硬質層厚さが前記第2の硬質層厚さよりも小さく、前記第2の軟質層が非中心位置に配置されている、請求項4に記載の多層パネル。
- 前記軟質層のガラス転移温度が20℃未満である、請求項1に記載の多層パネル。
- 前記軟質層が幾何中心位置を有し、前記中間膜が、前記幾何中心位置から前記第1の硬質層の外表面までの厚さである第1の厚さt1、及び前記幾何中心位置から前記第2の硬質層の外表面までの厚さである第2の厚さt2を有し、t1に対するt2の比が1未満である、請求項1に記載の多層パネル。
- 多層パネルの面密度を増加させて、前記パネルのコインシデンス周波数領域における音響透過損失を向上させる方法であって、
H3の厚さを有する第1の硬質基材を用意する工程;
H1の厚さを有する第2の硬質基材を用意する工程;
H2の厚さを有する多層中間膜を用意する工程;
等式:If=(H2-0.84)÷[(H1+H3)(H1+H2+H3)]×100にしたがって前記多層パネルの中間膜厚さ係数Ifを求める工程(ここで、H1、H2及びH3の単位はmmである);
前記中間膜を前記第1の硬質基材と前記第2の硬質基材の間に配置して予備積層体を与える工程;及び
前記予備積層体を熱及び圧力にかけて、向上した音響透過損失を有する多層パネルを形成する工程;
を含み、
前記Ifの値が少なくとも0.80となるように、前記第1の硬質基材、前記第2の硬質基材及び前記多層中間膜を用意し、
H3<H1であり、
前記中間膜が、第1の硬質層厚さを有する第1の硬質層、第2の硬質層厚さを有する第2の硬質層、及び前記第1の硬質層と前記第2の硬質層の間の軟質層を含み、前記軟質層が前記中間膜内の非中心位置に配置され、
H1に対するH3の比が0.42以下であり、
前記中間膜に含まれる全ての硬質層及び軟質層が、25ミル(0.64mm)以下の平均厚さを有する、上記方法。 - 前記中間膜が第3の硬質層及び第2の軟質層を更に含み、前記第2の軟質層が前記第2の硬質層と前記第3の硬質層の間に配置されている、請求項8に記載の方法。
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