JPH10230568A - 音吸収性物品及びその製造方法 - Google Patents

音吸収性物品及びその製造方法

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JPH10230568A
JPH10230568A JP10004749A JP474998A JPH10230568A JP H10230568 A JPH10230568 A JP H10230568A JP 10004749 A JP10004749 A JP 10004749A JP 474998 A JP474998 A JP 474998A JP H10230568 A JPH10230568 A JP H10230568A
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sheet
damping material
glass
rigid
sheets
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Vernon C Benson Jr
シー.ベンソン,ジュニア バーノン
Glenn E Freemen
イー.フリーマン グレン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 嵌込みガラスのような、騒音伝搬を減少する
振動減衰性物品を提供する。 【解決手段】 主表面を有するガラスシート及び前記シ
ートの主表面に接着した振動減衰材料のシートからな
り、然も、前記減衰材料シートが粘弾性アクリル重合体
である、音減衰性嵌込みガラス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音減吸収性物品、
特に振動減衰性又は音吸収性を有する嵌込みガラス(gla
zing)、例えば、乗物の風防ガラス、横窓及び(又は)
後窓、並びにそれらの製法に関する。
【0002】
【従来の技術】振動は製品に減衰効果を与え、それが性
能の低下及び破壊を起こし、騒音を伝達して人を不快に
することがあることは、当業者の認める所であろう。
【0003】振動を減少するのに用いることができる材
料は入手することができる。一つの製品は、3M社から
記号IDS 110、ISD 112、ISD 11
3、及びSJ 2015として販売されている粘弾性重
合体の種類のものである。これらの重合体は、就中、建
物、自動車、電気設備、写真設備、航空機及び宇宙船の
振動減衰に用いられるものとして宣伝されている。
【0004】本明細書の記述で重要なのは、嵌込みガラ
ス板、例えば、陸、海、空及び宇宙空間の乗物の風防ガ
ラス、横窓、及び(又は)後窓のような乗物の嵌込み窓
ガラスの音響励起及び空気力学的流動によって生ずる振
動を減衰することである。自動車嵌込み窓ガラス又は透
明体の範疇では、横窓及び後窓は一体的強化ガラスシー
トか、強化ガラスシートを持つ二重積層嵌込みガラス
窓、又はアニールしたガラスシート又は熱強化したガラ
スでもよい積層ガラスシートでもよいが、風防ガラス
は、プラスチック中間層によって一緒に積層された複数
のアニールされたガラスシート、及び乗物の内側へ向い
たガラスシート表面上に裂断防止シートを有するアニー
ルされた一体的ガラスシートの複数のシートになってい
るであろう。。一体的強化ガラスシートは音の吸収は最
も少ないが、二重積層嵌込み窓ガラスは一層良い音の吸
収を与える。風防ガラスの製造で使用される中間層は、
ガラスシート(単数又は複数)が破壊した時にガラスの
破片を適所に保持するのに有効な上に、或る音を減衰さ
せる風防ガラスを与える。
【0005】望ましくない騒音の伝達を減少させること
により自動車の乗客の気持ちを一層快適にする努力が行
われてきた。これらの努力は、音の吸収性を向上させた
中間層材料を有する積層ガラスを製造することを含んで
いた。例えば、欧州特許出願No.93104895.
3、公開番号0566890A1(以下、EPA N
o.93104895.3)及び欧州特許出願No.9
5118423.3、公開番号0733468A2(以
下、EPA No.95118423.3)には、夫々
自動車用防音風防ガラス及びパネルが記載されている。
【0006】EPA No.93104895.3は、
積層ガラスの防音性能についての議論を与えており、振
動を減衰させる積層ガラスに用いるための中間層フイル
ムを記載している。一般に、防音性能は、周波数を変え
た時の伝搬損失(損失係数)として測定する。EPA
No.93104895.3に論じられているように、
防音性は、防音等級により、500Hz以上での一定値
としてJIS A4708に記載されている。ガラス板
の防音性は、コインシデンス(coincidence)効果のため
に、2000Hz近辺を中心とした周波数範囲内で実質
的に減少する。「コインシデンス効果」とは、音波がガ
ラス板に当たった時、ガラス板の堅さ及び慣性がガラス
表面上を伝播する横波を生じ、それらの横波が入射音と
共鳴して音の伝搬を起こす現象を表している。
【0007】EPA No.93104895.3に論
じられているように、従来の風防ガラスは破片散乱の防
止に関しては優れているが、それらは2000Hz近辺
を中心とする周波数範囲内でのコインシデンス効果によ
って起こされる防音性能の低下を避けることができな
い。一方、音量水準等感曲線に基づき、人間の聴覚が1
000〜6000Hzの範囲内の音に対し、他の周波数
範囲と比較して遥かに一層敏感になることが知られてお
り、それはコインシデンス効果によって起こされる防音
性能の低下を防ぐことが、音抑制の目的にとって重要で
あることを示す。
【0008】積層ガラスの防音性能を改良するために
は、上述のコインシデンス効果を軽減し、コインシデン
ス効果により起こされる最小伝搬損失の減少を防ぐこと
が必要である(以下、この最小値を「TL値」と呼
ぶ)。
【0009】EPA No.93104895.3に
は、積層ガラスの質量増大、多層化ガラス、ガラス領域
の分離、ガラス板支持機構の改良、及びガラスシートを
積層するための中間層フイルムの改良のような、TL値
の減少を防ぐための種々の方法が記載されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】当業者に認められてい
るように、利用可能な技術を用いて作られた現在入手可
能な製品に対する更に別な製品である、騒音伝搬を減少
する振動減衰のための物品、例えば、嵌込みガラスを与
えることが有利であろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、主表面を有す
る強化ガラスシートと、前記シートの主表面に接着した
振動減衰材料のシートとを有し、然も、前記減衰材料シ
ートが粘弾性アクリル重合体である音減衰性嵌込みガラ
ス、例えば、自動車嵌込み窓ガラスに関する。
【0012】本発明は、堅い第一シート及び堅い第二シ
ートを有する窓又は壁のための音減衰性物品、例えば、
パネルにも関する。堅いシートの間に振動減衰材料の第
一及び第二シートを、減衰材料の第一シートの主表面を
堅い第一シートの方に向け、減衰材料の第二シートの主
表面を堅い第二シートのための方に向けて、互いに固定
するための機構を与える。減衰材料の第一シートは、第
二シートの予め定められた振動減衰性とは異なった予め
定められた振動減衰性を有し、それによって物品が振動
減衰材料の第一及び第二シートの振動減衰性範囲に亙る
振動を減衰するのに効果的になっている。
【0013】本発明は、更に、夫々主表面を有する第一
及び第二の堅い部材を有する音減衰性物品、例えば、風
防ガラス又は後窓に関する。堅い第一シートと第二シー
トの間に減衰材料シートを維持し、一方の堅いシートに
作用した振動を減衰材料シートを通して伝搬し、堅いシ
ートに作用した振動を減衰するための機構を与える。
【0014】本発明は、更に音減衰性積層物品を製造す
る方法を与える。その方法は、減衰材料シートの粘着性
の両面に非粘着性シートを置く工程を含む。その非粘着
性シートの各々の上に中間層及び次にガラスシートを配
置する。然る後、それらシート及び中間層を一緒に結合
して音減衰性物品を形成する。
【0015】
【発明の実施の形態】第1図には、本発明の特徴を組み
込んだ物品20の前立面図が示されている。本発明は、
特定の物品に限られるものではなく、本発明は、設備に
対する損傷を防ぎ且つ(又は)騒音公害を減少させるた
めに振動を減少するのに用いることもできることは認め
られるであろう。例として、物品20はどのような種類
の構造体、例えば、家、摩天楼及び(又は)小屋のため
の窓;どのような乗り物、例えば、陸上又は海上、海
中、空気中及び(又は)宇宙空間の乗り物のための窓で
もよく、且つ(又は)構造体及び(又は)乗り物のため
の外装品、例えば、壁、囲い、航空機外装材及び(又
は)車体のための外側覆いであってもよく、それらに本
発明は限定されるものではない。
【0016】図2に関し、物品20は、以下、外側シー
ト22と呼ぶシート22、以下、内側シート24と呼ぶ
シート24を有する。用語「外側シート」及び「内側シ
ート」は、便宜上、構造体及び(又は)乗り物の内部の
方へ向いたシート(これが「内側シート」である)及び
構造体及び(又は)乗り物の外側へ向いたシート(これ
が「外側シート」である)を言及するのに用いられてお
り、本発明を限定するものではない。本発明の特徴を組
み込んだ機構26は、下で一層詳細に説明するように、
外側シート22及び内側シート24を一緒に結合する。
【0017】シート22及び24はどのような材料、例
えば、ガラス、金属、プラスチック、耐火物、又はそれ
らの組合せから出来ていてもよい。更に、シートは、特
にガラスシートの場合、透明ガラス、着色ガラス、被覆
ガラス、及び太陽スペクトルの選択した波長部分を吸収
するための添加剤を含むガラスから作られていてもよ
い。それらガラスは熱的強化、耐熱強化、化学的強化、
且つ(又は)アニールされていてもよく、それらガラス
シートは平坦でも曲がっていてもよい。シート22及び
24はどのような厚さでもよいが、振動を減衰するため
にシートの厚さを増大すると、物品20の重さが増大す
る。
【0018】次の説明では、物品20は透明体又は嵌込
みガラス、例えば、乗り物のための風防ガラス、横窓、
後窓及び(又は)天蓋であるが、本発明はそれらに限定
されるものではない。
【0019】続けて図2に関し、本発明のこの態様で
は、機構26は、外側シート22の主表面30及び音減
衰材料シート34の主表面32に接着した中間層28、
及び音減衰シート34の反対側の面、即ち、主表面38
及び内側シート24の主表面40に接着した中間層36
を有する。中間層28及び36は、外側及び内側シート
22及び24を音減衰シート34に接着する材料から作
られているが、本発明はそれらに限定されるものではな
い。シート22及び24がガラスシートの場合、例え
ば、物品20が自動車の風防ガラスである場合、中間層
28及び36は、ガラスの破片をその場に維持し、即
ち、外側及び(又は)内側ガラスシートが破壊した場合
に、ガラス及び(又は)プラスチックの破片が飛び散ら
ないように選択されているのが好ましい。後者の特徴
は、特にシート22及び24がアニールされたガラスか
ら作られている場合に重要になることは認められるであ
ろう。中間層28及び36は可塑化ポリビニルブチラー
ルのシートでもよく、今後「EVA」として言及するエ
チレン酢酸ビニルのシートでもよく、又は風防ガラスの
ような自動車嵌込み窓ガラスを製造するのに用いられて
いる種類のウレタンシートでもよい。嵌込み窓ガラス2
0が曲がっている場合、中間層26及び36は、例え
ば、米国特許第4,201,351号及び(又は)第
4,554,713号明細書に記載されているように、
異なった延伸処理が施されていてもよい。米国特許第
4,201,351号及び第4,554,713号の記
載は、言及することによりここに入れる。
【0020】減衰材料シート34は、どのような減衰材
料から作られていてもよく、例えば、3M社から販売さ
れている減衰材料、例えば、記号ISD 110、IS
D112、ISD 113、及びSJ 2015として
販売されている粘弾性アクリル重合体、又はキャボット
・セイフティー社(Cabot Safety Corporation)の一部門
であるE.A.R.スペシャルティー・コンポジッツ(S
pecialty Composites)から販売されている減衰材料、例
えば、記号ISOLOSS 及びISODAMP として販売されている
ポリウレタンエラストマー系のものから作られていても
よい。
【0021】上で述べたように、嵌込みガラス20、外
側シート22及び24、内側層28及び36、及び減衰
材料シート34の厚さによって、本発明は限定されるも
のではない。物品20が自動車風防ガラスである場合、
ガラスシート22及び24は、通常2.0〜11.8m
m(0.079〜0.465in)、好ましくは2.0
〜2.5mm(0.079〜0.098in)、最も好
ましくは2.2〜2.4mm(0.087〜0.094
in)の範囲の厚さを有する曲がった又は平らなアニー
ルしたガラスシートから作られている。物品20が自動
車の横窓又は後窓である場合、シート22及び24は、
1.5〜2.5mm(0.059〜0.098in)、
好ましくは1.8〜2.2mm(0.071〜0.08
7in)、最も好ましくは1.9〜2.1mm(0.0
75〜0.083in)の範囲の厚さを有する熱的に強
化された平坦又は湾曲したガラスシートである。シート
22及び24の一方又は両方が、乗り物の本体にその嵌
込み窓ガラスを固定する下の接着剤の劣化を防ぐため縁
の周りに黒色縁取りを持っていてもよい。
【0022】物品20が自動車の嵌込み窓ガラスである
場合、中間層28及び36は、0.010〜0.050
mm(0.0004〜0.0020in)、好ましくは
0.010〜0.030mm(0.0004〜0.00
12in)、一層好ましくは0.014〜0.016m
m(0.0006〜0.00062in)の範囲の厚さ
を有し、減衰材料シート34は、0.0254〜0.5
08mm(0.001〜0.020in)、好ましくは
0.0254〜0.254mm(0.001〜0.01
0in)、一層好ましくは0.0254〜0.0504
mm(0.001〜0.002in)の範囲の厚さを有
する。物品が航空機嵌込み窓ガラスの場合、減衰材料シ
ートは上で述べた範囲の厚さ及び好ましい範囲の厚さを
有し、一層好ましい厚さは0.0254〜0.1512
mm(0.001〜0.006in)の範囲にある。
【0023】図2に示した断面を有する49個の試料を
作った。全ての試料を、2.3mm(0.09in)の
厚さを有する平坦なガラスシート22及び24を用いて
作った。試料1〜7は、PPGインダストリーズ社(PPG
Industries, Inc.)から商標名ソレックス(Solex)とし
て販売されているガラスシート22及び24を用いて作
り、試料8〜49は透明ガラスシート22及び24を用
いて作った。試料1は、0.15×0.30m(6×1
2in)の外形を有し、試料2〜11は、0.60×
0.60m(2×2ft)の外形を有し、試料11〜5
3は、0.30×0.30m(12×12in)の外形
を持っていた。全ての試料が、3M社から販売されてい
るISD 112重合体の減衰シート34を持ってい
た。試料1〜49の減衰シートは、0.05mm(0.
002in)であった。試料は、減衰シート34の夫々
の両面に中間層シート28及び36を配置することによ
り作った。ISD 112重合体の減衰シートは、感圧
性表面を有し、それらの間の結合を行うのに中間層シー
トと減衰シートとを一緒にプレスしさえすれば良かっ
た。然る後、ガラスシート22及び24を中間層シート
28及び36の周りに配置した。自動車積層技術で用い
られている型のブランケットを用いて組立体を予めプレ
スし、シート間の空気を引き抜き、縁を密封した。然る
後、縁が密封された組立体を空気オートクレーブ中で積
層した。予備プレス及び積層法は、積層自動車風防ガラ
スを製造する技術で通常用いられているものであった。
【0024】積層後、試料を目で見て検査し、オレンジ
皮状のものが観察された。用語が示すように、「オレン
ジ皮」とは、オレンジの表皮に似た凹み部分を有する表
面のことである。オレンジ皮は積層中滑らかにされなか
った中間層材料の表面中の凹凸から生じ、且つ(又は)
中間層材料と減衰材料シートとの屈折率が異なるために
生ずるものと考えられている。特に、中間層シートが肋
骨状表面を有すると、予備プレス中の空気の逃げを促進
する。それら肋骨状表面は、ガラスシートの間でプレス
されると、ガラスシートが堅い表面を与えるので滑らか
になる。特に二つのシートの表面を互いにプレスする
と、シート、例えば中間層シートの一方の面が他方のシ
ート、例えば、減衰シートの表面中へ移動し、中間層の
肋骨状表面は滑らかにはならない。換言すれば、中間層
の表面輪郭は実質的に変化しない。他方の表面中へ移動
する表面は「堅い表面」であり、他方の表面は「柔らか
い表面」である。上の例では、減衰材料シートが柔らか
い表面であり、中間層が堅い表面を有する。なぜなら、
中間層の肋骨状表面は滑らかにならないからである。
【0025】今度は判るように、中間層材料及び減衰材
料シートが、中間層材料の凹凸を滑らかにするのに充分
な程堅さに差がない場合には、実質的に同じ屈折率を有
する中間層材料と減衰材料シートを与えることによりオ
レンジ皮状態を無くすことができる。更に、ガラスは、
自動車風防ガラスの積層で通常用いられている中間層材
料の屈折率に実質的に近似した屈折率を有する。更に、
積層された材料とシート34の屈折率が異なると、それ
が更にオレンジ皮状態を有する積層体を与え易くなる。
【0026】表1は試料の特性、及び試料について行わ
れた種々の試験の結果を示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】注: 1 PVBはポリビニルブリラールを意味する。2 EVAはエチル酢酸ビニルを意味する。3 UREはウレタンを意味する。4 「X」は、試験を行なったが、結果は下で論ずるこ
とを意味する。
【0031】試料1、38及び39は露出について試験
した。特に、試料1は高湿度中での性能について試験し
た。湿度は連邦自動車安全基準(Federal Motor Vehicle
Safety Standard)(FMVSS)205に従って行われ
た。試料1は目に見える劣化は示さず、試験に合格した
ものと考えられる。試料38及び39は、沸騰水中での
性能について試験した。この試験はFMVSS205に
従って行われた。両方の試料とも、気泡が積層体全体的
に亙って観察されたので、試験に不合格であったと考え
られる。
【0032】試料38及び39の失敗は完全には理解さ
れていないが、試料42及び43が失敗したのは、ウレ
タンとEVAの表面が凹凸状又は堅くなっていないため
に、それらシートの間の空気が予備プレス中除去されな
かったためであると考えられる。中間層の表面が凹凸状
になっていたならば、それらの試料は試験に合格したで
あろうと考えられる。
【0033】試料4は、コーネル大学により航空音響学
的に試験された。ここで論ずる全ての音響学的試験のた
めの対照試料は、PPGインダストリーズ社から商標名
ソレックスとして販売されている種類の一体的ガラスシ
ートであった。そのシートは4.1mm(0.160i
n)の厚さを持っていた。対照試料の性能を、ここで論
ずる試験の基準にした。試料4が示す騒音減少の改良
は、平均7.2デシベル(dB)であった。試料5は試
料4に対する補助試料であり、試験しなかった。
【0034】試料6は、ASTM E−90−90に従
って試験した。対照試料は28の音響透過分類(Sound T
ransmission Class)(STC)値をもち、試料6は34
の値を持っていた。値が大きくなる程、防音性がよくな
る。試料2、3、7及び9は試料6に対する補助試料で
あり、試験しなかった。
【0035】試料8は、自動車エンジニア協会(Society
of Automotive Engineers)(SAE)J 1400に従
って試験した。試料8は、対照試料に対し平均4.5d
Bの改良を示していた。
【0036】衝撃抵抗試験は、MVSS205に従って
行なった。表中の記号「F」は、試料が試験に不合格で
あったことを意味し、表中の記号「P」は、試料が試験
に合格したことを意味する。EVA中間層を有する試料
が不合格になったのは、その材料が侵入に対し充分な抵
抗を示す程強くなかったことによると考えられる。しか
し、0.8mm(0.030in)より大きな厚さは試
験に合格すると思われる。0.8mm(0.030i
n)の厚さを有するPVBを用いた試料は合格したのに
対し、0.4mm(0.015in)の厚さを有するP
VBは不合格になり、厚いPVBが好ましいことを示し
ている。
【0037】図3に関し、本発明の別の態様が示されて
いる。図3に示されている嵌込みガラス50は、機構5
2によって一緒に結合されたシート22及び24を有す
る。機構52は、外側シート22の表面30に接着し
た。減衰材料シート34を有し、減衰材料シート34の
表面38は中間層36に接着している。中間層36は内
側シート24の主表面40に接着している。
【0038】図3に示した断面を有する一つの試料を作
った。その試料は2.3mm(0.09in)の厚さを
有する平らな透明ガラスシートを用いて作った。減衰シ
ート34は、厚さ0.05mm(0.002in)の3
M社から販売されているISD 112重合体であっ
た。中間層34は、モンサント社(Monsanto Co.)から購
入されたポリビニルブチラールであり、0.76mm
(0.030in)の厚さを持っていた。
【0039】図3に示した嵌込みガラス50の試料は次
のようにして製造した。ISD 112減衰材料シート
34をガラスシート22上に配置する。中間層36をそ
の減衰材料の表面上に配置し、外側ガラスシート24を
中間層シート36の上に置いた。全体を、前に述べたよ
うに積層した。積層後、試料を目で見て検査し、オレン
ジ皮状のものが観察された。この試料は音響性能につい
ては試験しなかった。
【0040】図4には、本発明の更に別の態様が示され
ている。図4に示した嵌込みガラス60は、減衰材料シ
ート34によって一緒に接着されたガラスシート22及
び24を有する。
【0041】図4に示した嵌込みガラス60の二つの試
料は、減衰材料シートとして3M社から販売されている
ISD 112重合体を用いて製造し、四つの試料は、
減衰材料シートとしてキャボット・セイフティー社の一
部門である、E.A.R.スペシャルティー・コンポジ
ッツから販売されているイソダンプ(Isodamp)C 10
02材料を用いて製造した。それらの試料を前に述べた
ように積層した。ISD 112重合体を用いた試料
は、2.3mm(0.09in)の厚さ及び0.60×
0.60m(24×24in)の外形を有する、PPG
から商標名ソレックスとして販売されている種類の平ら
なガラスシート22及び24を用いて作った。一つの試
料は0.25mm(0.010in)の厚さを有するI
SD 112重合体のシートをもち、他方は0.050
mm(0.002in)の厚さを持つISD 112重
合体のシートを持っていた。
【0042】0.25mm(0.010in)の厚さを
有するISD 112重合体シートを有する試料を、A
STM E−90−90に従って音減衰について試験
し、コーネル大学により航空音響学的試験にかけた。試
料は34のASTM E−90−90 STC値を有
し、航空音響学的試験により6.2dBの騒音減少を示
していた。それら試料はオレンジ皮状態を示していなか
った。
【0043】イソダンプC1002を用いた試料は、
2.3mm(0.09in)の厚さを有する平らな透明
ガラスを用いて作った。各試料のイソダンプC1002
は、0.8mm(0.030in)の厚さを持ってい
た。イソダンプC1002を用いた二つの試料は、0.
30×0.30m(12×12in)の外形をもち、他
の二つの試料は0.60×0.60m(24×24i
n)の外形を持っていた。
【0044】試料の各々は、ガラスシートとイソダンプ
C 1002シートとの間に空洞を持っていた。これら
の試料は、ガラスシートの間に取り込まれた気泡をも
ち、それらが恐らく剥離を起こす結果になると思われる
ので、自動車嵌込み窓ガラスとしては許容出来ないと考
えられる。空気がシートの間に取り込まれて空洞を生じ
たのは、イソダンプC 1002シートが滑らかで、積
層中、空気を除去しにくくしたためであると考えられ
る。ガラスシートをシート34へ結合するために接着剤
を使用することにより、空気取り込みによって起きる問
題を解消することができることは認められるであろう。
イソダンプC 1002を有する0.60×0.60m
(24×24in)試料を、ASTM E−90−90
に従って音響試験にかけ、コーネル大学によって行われ
た航空音響学的試験にかけた。試料は34のSTC値を
有し、対照試料よりも4.5dBの騒音減少を示してい
た。
【0045】イソダンプC1002は、青い色をした非
透明材料である。この材料は透明嵌込みガラスで使用す
るには奨められないものであることは認められるであろ
う。
【0046】図4に示した断面を有するISD 112
を用いた試料は、シートを一緒に結合するのに肋骨状に
なっていないシート、例えば中間層を用いたので、オレ
ンジ皮状のものを持たなかった。嵌込みガラス60の設
計は、強化ガラスシートを用いる横窓及び後部窓には許
容できるが、アニールされたガラスシートを用いる自動
車風防ガラスには好ましくない。なぜなら、ガラスの破
片を維持する予防策が取られていないからである。
【0047】図5に示した嵌込みガラス70について論
ずる前に、背景についての次の記述は、図5に示した本
発明の態様を理解するのに役立つであろう。
【0048】前に述べたように、3M社は幾つかの種類
の粘弾性重合体を、例えば、記号SJ2015、ISD
112、ISD 113、及びISD 110として
提供している。記号SJ2015、ISD 112、及
びISD 113として販売されている重合体は、感圧
性粘弾性重合体であり、それはその重合体シートと他の
シート又は基体との間に良好な結合を行わせるのにロー
ラー又はゴムローラーを用いてロール掛けするだけでよ
い。記号ISD 110として販売されている重合体
は、室温では粘着性を持たない。ISD 110重合体
シートを他のシート又は基体に結合するのに加熱及び加
圧が必要である。製造工程で用いるための減衰材料を選
択する場合、複数のシートが一緒に粘着せず、取扱い易
いように、粘着性を持たない材料を用いるのが好ましい
ことは認められるであろう。更に、迅速に他のシート又
は基体に適用する時に、粘着性表面を有するシートより
も、粘着性を持たないシートの方が皺になりにくい。
【0049】ここで用いる用語「粘着性表面」とは、室
温で粘着性であり、且つ(又は)他の表面へ接着するの
に最小限の圧力を加えればよい表面のことであり、「非
粘着性表面」とは、室温で粘着性ではないが、それを他
の表面へ接着するのに加熱、最小より大きい圧力及び
(又は)接着剤を必要とする表面のことである。
【0050】上の説明から、ISD 110又は他の非
粘着性材料が好ましいことは認められるであろうが、減
衰材料を選択する際に、物品又は嵌込みガラスの予想さ
れる用途の温度範囲内でその選択した材料が振動を減衰
することも重要である。
【0051】3Mによって宣伝されているように、IS
D 110重合体は、約40℃(104°F)〜約60
℃(140°F)の温度範囲で約0.9の損失係数を有
する。ISD 112重合体は、約10℃(50°F)
〜約45℃(113°F)の温度範囲で約1の損失係数
を有する。騒音透過を起こす振動を減衰されるために
は、1以上の損失係数が好ましい。温度及び損失係数か
ら、ISD 112重合体が好ましい。しかし、取扱い
の観点から、ISD 110重合体が好ましい。図5に
示した嵌込みガラス70の態様は、粘着性表面を有する
減衰材料シートを有すると言う制約を除くのに用いるこ
とができるが、オレンジ皮状態を無くすのにも用いるこ
とができ、且つ(又は)望ましくない成分(後で詳細に
論ずる)の移動を防ぐのに用いることもできる。
【0052】図5に示した嵌込みガラス70は、機構7
2によって一緒に固定されたシート22及び24を有す
る。機構72は、中間層28及び36、減衰シート3
4、中間シート74及び76を有する。中間シート74
は、減衰シート34と中間層28との間にあって、それ
らに接着されており、中間シート76は、減衰材料34
と中間層36の間にあって、それらに接着されている。
粘着性表面を有する減衰シートを取扱い易くするため中
間シートを用いた場合には、それら中間シート74及び
76は、どのような非粘着性材料から作られていてもよ
く、例えば、プラスチック、金属、木材、ガラス、又は
セラミックから作られている。シート22及び24がア
ニールされたガラスシートである場合、前に述べたよう
に、シート74及び76は、中間層28及び36の凹凸
を滑らかにする堅い表面を有するのが好ましい。中間層
の凹凸を滑らかにするため粘着性の無い減衰材料と共に
中間シート74及び76を用いてもよいことは、今認め
ることができるであろう。凹凸を滑らかにするために用
いることができる堅い表面を有する材料は、プラスチッ
ク、金属、木材、ガラス、又はセラミックである。
【0053】中間層から減衰シート中へ移動し、減衰シ
ートを劣化させることがある成分(一種又は多種)を含
む材料から中間層28及び36が作られている場合、中
間シート74及び76はそのような移動を防ぐための障
壁として働くべきである。例として、可塑化ポリビニル
ブチラールの中間層を基礎とし、その上に粘弾性重合体
を適用し、次に後で硬化したが、本発明はそれに限定さ
れるものではない。硬化重合体は劣化した。ISD 1
12重合体の劣化は、中間層から可塑化剤が重合体中に
移動して化学的劣化を起こした結果であると考えられ
る。重合体に対し非反応性のプラスチック、金属、木
材、ガラス、及びセラミックの中間シート74及び76
を、減衰シートを劣化させることがある化学的移動を防
ぐために用いることができる。
【0054】中間シート74及び76のための材料を選
択する時にその物品の最終用途を考慮に入れる必要があ
ることは認められるであろう。例えば、物品が嵌込み窓
ガラスである場合、中間シート74及び76は、上記要
件を満たす外に、透明であることが必要であり、それら
層の屈折率がガラスシートの屈折率と同様であることが
必要である。この場合、中間シート74及び76は、ガ
ラス又はプラスチック、例えば、ポリエステル、エチレ
ン酢酸ビニルでもよい。本発明の実施で、ポリエステル
のシートを用いた。なぜなら、それらは中間層材料の凹
凸を滑らかにする堅い滑らかな表面を有し、それらは透
明であり、非粘着性であり、ガラスと同様な屈折率を有
し、改良された侵入抵抗を与え、美的及び日差しに対す
る調節のため着色や被覆することができ、可塑化ポリビ
ニルブチラール中間層中に用いられた可塑化剤の移動を
防ぐからである。
【0055】中間シート74及び76の厚さによって、
本発明は限定されるものではないが、自動車嵌込み窓ガ
ラスのためには、0.013mm(0.0005in)
〜0.26mm(0.020in)の範囲、好ましくは
0.025mm(0.001in)〜0.38mm
(0.015in)の範囲、最も好ましく0.025m
m(0.001in)〜0.25mm(0.010i
n)の範囲の厚さを有する。或る材料について認められ
るように、厚さが増大すると、堅さが増大する。上記厚
さ範囲は、ポリエステル中間シートについて許容するこ
とができるが、それらに限定されるものではない。
【0056】図5に示した嵌込みガラス70の断面を有
する26個の試料を作った。試料1〜12は透明なガラ
スシート22及び24を用いて作り、試料13〜26は
PPGインダストリーズ社から商標名ソレックスとして
販売されているガラスシート22及び24を用いた。試
料1〜12のガラスシートは2.3mm(0.09i
n)の厚さをもち、試料13〜26のガラスシートは
2.1mm(0.08in)の厚さを持っていた。試料
1〜14は平らなガラスを用いて作り、試料15〜26
は曲げたガラスを用いて作った。試料1〜10は0.3
×0.3m(12×12in)の外形をもち、試料11
〜14は0.6×0.6m(24×24in)の外形を
もち、試料15〜26は1996年型クライスラー・タ
ウン・アンド・カントリー・バン(Chrysler Town and C
ountry van)の自動車のための二台分の組であった。各
組は、フロントドアー、カーゴドアー、及び乗客のため
の後部コーター、及び運転席横のための窓(合計12の
試料)を含んでいた。平らなガラスを有する試料1〜1
4は、前に述べたように積層されていた。曲げたガラス
を有する試料15〜26は、次のようにして積層した。
各試料をプラスチック袋の中に入れ、組立体を有するそ
れら袋を空気オートクレーブ中に入れた。積層中、袋に
真空を適用し、シートの間から空気を抜き出し、然る
後、組立体を積層した。減衰シートは3M社から販売さ
れているISD 112重合体であった。試料1〜14
は0.051mm(0.002in)の厚さをもち、試
料15〜26は、0.025mm(0.001in)の
厚さを持っていた。試料1〜4のための中間層材料のシ
ート28及び36はEVAであり、試料5〜26につい
てはポリビニルブチラールであった。EVA及びポリビ
ニルブチラールは、夫々0.06mm(0.015i
n)の厚さを持っていた。中間シート74及び76は、
夫々0.06mm(0.015in)の厚さを持つポリ
エステルであった。それら試料中でオレンジ皮を示すも
のはなかった。
【0057】試料11及び14をSAE J 1400
に従い音響学的に試験し、試料11は対照試料よりも平
均3.0dBの改良を示し、試料14は対照試料に対し
平均4.1dBの改良を示した。試料12及び13をA
STM E−90−90に従って試験し、試料12及び
13のSTC値は33であった。試料1〜4及び8〜1
0は衝撃抵抗について試験し、合格した。試料1及び5
〜8をMVSS205に従って湿度について試験し、合
格した。
【0058】
【表4】
【0059】図6に関し、本発明の別の態様が示されて
いる。図6に示された嵌込みガラス80は、機構82に
よって一緒に結合されたシート22及び24を有する。
機構82は、減衰材料の2枚のシート34及び64、及
び中間層材料の1枚のシート28を有する。図6に示し
た嵌込みガラス80は作って試験することはしなかった
が、2枚の減衰材料シートを用いているので、許容可能
な減衰特性を有すると予想される。それはオレンジ皮を
示すとも予想される。
【0060】続いて図6に関し、2枚の減衰材料シート
34及び84を有する嵌込みガラス80が示されてい
る。それら減衰材料シートは異なった温度範囲に亙って
損失係数を有する。例えば、減衰シート34としてIS
D 112重合体を用い、減衰シート84としてISD
113重合体を用いると、嵌込みガラスは−10℃
(14°F)〜50℃(122°F)の温度範囲につい
て少なくとも約1.0の損失係数を有するであろう。I
SD 113重合体は、約−10℃(14°F)〜20
℃(68°F)の温度範囲で約1より大きい損失係数を
有する。
【0061】中間シート74及び76を、図5に関して
上で述べた目的のために、図5に示した中間層シート2
8の一方の側又は両側上に用いることができることは認
められるであろう。
【0062】図7に関し、本発明の別の態様が示されて
いる。図7に示した嵌込みガラス90は、自動車風防ガ
ラス技術で知られている種類のシート22、減衰材料3
4、及び裂断防止材料のシート92を有する。例えば、
裂断防止シート92は自動車の分野で用いられている種
類のものでよい。裂断防止シート92は、図1〜図6及
び図8に示した嵌込みガラス20、50、60、70、
80及び100のいずれの外側表面でも、その上に用い
ることができることは認められるであろう。
【0063】図7の断面を有する嵌込みガラス90の二
つの試料を作り、試験した。各試料はPPGインダスト
リーズ社から商標名ソレックスとして販売されているガ
ラスシート22を有し、それは4.1mmの厚さ及び
0.60×0.60m(2×2ft)の外形を持ってい
た。減衰材料は、3M社から販売されている0.05m
m(0.002in)の厚さを有するISD 112重
合体であった。一つの試料は減衰シートの上に0.75
mm(0.030in)の厚さを有するポリビニルブチ
ラール、及びそのポリビニルブチラールの上に0.25
mm(0.010in)の厚さを有するポリ(エチレン
テレフタレート)(PET)のシートを持っていた。他
の試料は、0.05mm(0.002in)の厚さを有
するISD112重合体のシートの上に0.030in
の厚さを有する透明なポリカルボネートシートを持って
いた。ポリビニルブチラール及びPETシートを有する
試料を、ASTM E−90−90に従って音響学的に
試験し、29のSTC値を持ち、コーネル大学によって
行われた航空音響学的試験では2.5dBの騒音減少を
示していた。
【0064】次に図8に関し、そこには本発明の別の態
様が示されている。説明用として、図8に示した嵌込み
ガラス100は、航空機用透明体の断面を有する。嵌込
みガラス100は、化学的に強化したガラスシート22
及び24、その嵌込みガラスの材料の温度係数の差によ
りガラスシート22及び24が低温破壊するのを防ぐた
めのシート102及び104、ポリビニルブチラールの
シート106、及び減衰シート34を有する。減衰シー
トの無い図8に示した型の航空機用透明体は、米国特許
第4,073,986号及び第4,810,583号明
細書(それらの記載は言及によりここに入れる)に記載
されている。
【0065】続いて図8に関し、ガラスシート22と2
4との間の減衰シート34の代わり又はそれに加えて、
図7の嵌込みガラス90で示した構成を用いて積層体1
00の外側表面上に減衰シートを取付けてもよい。当業
者には分かるように、図7に示した裂断防止シート92
の代わりに減衰シート上に亙ってプラスチック強化材を
用いてもよい。
【0066】図9に関し、そこには機構112によって
一緒に結合した外側シート22及び24を有する嵌込み
ガラス110が示されている。機構112は、図に示
し、説明した機構のいずれでもよい。
【0067】当分野で知られている型のモールディング
114を、嵌込みガラス110の縁の周りに配置する
か、又は嵌込みガラス110の周囲の縁116及びヘリ
部分118の上及びその周囲に射出成形する。嵌込みガ
ラスの周りのモールディングは、周囲の環境及び大気に
対する障壁として用いることができる。更に、例えば、
EP特許第0475213号明細書(その教示は言及に
よりここに入れる)に教示されているように、二重積層
嵌込みガラスユニットで用いられている種類の湿分及び
(又は)ガス不透過性密封材又は接着剤120を用い
て、物品の周囲及び(又は)外側シート22及び24の
ヘリ部分にモールディングを固定してもよい。
【0068】本発明の上記態様は、例示のために与えら
れており、本発明を限定するものではないことは今認め
られるであろう。例えば、図2〜9に示した嵌込みガラ
スの各々の特徴は、交換してもよく、或は互いに組合せ
て用いてもよい。ここに開示した本発明の範囲は特許請
求の範囲によって規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の特徴を組み込んだ物品の前立面図であ
る。
【図2】図1の線2−2に沿って取った断面図である。
【図3】本発明の一つの態様を例示する、図2の図面と
同様な断面図である。
【図4】本発明の一つの態様を例示する、図2の図面と
同様な断面図である。
【図5】本発明の一つの態様を例示する、図2の図面と
同様な断面図である。
【図6】本発明の一つの態様を例示する、図2の図面と
同様な断面図である。
【図7】本発明の一つの態様を例示する、図2の図面と
同様な断面図である。
【図8】本発明の一つの態様を例示する、図2の図面と
同様な断面図である。
【図9】物品の縁の周囲のモールディングを示す、図2
の図面と同様な部分的断面図である。
【符号の説明】
20 物品 22 外側シート 24 内側シート 26 機構 28 中間層 34 音減衰材料 36 中間層シート 50 嵌込みガラス 52 機構 60 嵌込みガラス 70 嵌込みガラス 72 機構 74 中間シート 76 中間シート 80 嵌込みガラス 82 機構 84 減衰シート 90 嵌込みガラス 92 裂断防止シート 100 嵌込みガラス 102 低温破壊防止シート 104 低温破壊防止シート 110 嵌込みガラス 112 機構 114 モールディング 120 接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C04B 32/00 C04B 32/00 A G10K 11/162 G10K 11/16 A 11/16 D (72)発明者 グレン イー.フリーマン アメリカ合衆国ペンシルバニア州タレンタ ム,パーク ストリート 1110

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主表面を有するガラスシート、及び前記
    シートの主表面に接着した振動減衰材料のシートからな
    り、然も、前記減衰材料シートが粘弾性アクリル重合体
    である、音減衰性嵌込みガラス。
  2. 【請求項2】 減衰材料シートが、3M社から販売され
    ている振動減衰のための製品である、請求項1に記載の
    嵌込みガラス。
  3. 【請求項3】 減衰材料シートが、第一主表面として定
    義する主表面と、第二主表面として定義する反対側の主
    表面とを有し、前記減衰材料シートの第一主表面が、ガ
    ラスシートの主表面に接着されており、更に前記減衰材
    料シートの第二主表面を覆う保護シートを有する、請求
    項1に記載の嵌込みガラス。
  4. 【請求項4】 保護シートが裂断防止性を有するプラス
    チックシートである、請求項3に記載の嵌込みガラス。
  5. 【請求項5】 保護シートがガラスシートであり、その
    ガラスシートの主表面が減衰材料シートの第二主表面に
    接着されている、請求項3に記載の嵌込みガラス。
  6. 【請求項6】 ガラスシートが強化ガラスシートであ
    る、請求項5に記載の嵌込みガラス。
  7. 【請求項7】 堅い第一シート、 堅い第二シート、 予め定められた振動減衰性を有する振動減衰材料の第一
    シート、 前記第一シートの予め定められた振動減衰性とは異なる
    予め定められた振動減衰性を有する振動減衰材料の第二
    シート、及び前記振動減衰材料の第一及び第二シートを
    互いに且つ前記堅いシートの間に固定し、然も、前記減
    衰材料の第一シートの主表面を前記堅い第一シートに向
    かい合わせ、前記減衰材料の第二シートの主表面を前記
    堅い第二シートに向かい合わせて固定するための手段、
    を具えた音減衰性物品。
  8. 【請求項8】 堅いシートの少なくとも一つがガラスシ
    ートである、請求項7に記載の音減衰性物品。
  9. 【請求項9】 堅いシートの少なくとも一つが金属シー
    トである、請求項7に記載の音減衰性物品。
  10. 【請求項10】 第一減衰シートの主表面が、第一中間
    層として定義するプラスチック中間層により、堅い第一
    シートに固定されている、請求項7に記載の音減衰性物
    品。
  11. 【請求項11】 減衰材料の第二シートの主表面が、第
    二中間層として定義するプラスチック中間層により、堅
    い第二シートに固定されている、請求項10に記載の音
    減衰性物品。
  12. 【請求項12】 減衰材料シートが柔らかい表面を有
    し、中間層が堅い表面を有し、更に、第一中間層の表面
    よりも堅い表面を有する中間シートを前記第一中間層と
    前記減衰材料の第一シートとの間に含み、第二中間層の
    表面よりも堅い表面を有する中間シートを、前記第二中
    間層と前記減衰材料の第二シートとの間に含む、請求項
    11に記載の音減衰性物品。
  13. 【請求項13】 堅いシートがガラスシートであり、中
    間層がポリエステルシートであり、中間層がポリビニル
    ブチラール中間層であり、減衰材料シートが粘弾性重合
    体である、請求項12に記載の音減衰性物品。
  14. 【請求項14】 中間層が減衰材料の第一シートと第二
    シートとの間にあり、前記中間層が、前記減衰材料の第
    一及び第二シートの表面よりも堅い、それらに向かい合
    う主表面を有し、更に、前記減衰材料の第一シートを前
    記中間層の主表面に接着し且つそれらの間に存在する中
    間シート、及び前記第二減衰性シートを前記中間層の反
    対側の主表面に接着し且つそれらの間に存在する中間シ
    ートを有し、然も、それら中間シートが前記中間層の表
    面よりも堅い表面を有する、請求項7に記載の音減衰性
    物品。
  15. 【請求項15】 堅いシートがガラスシートであり、中
    間シートがPETシートであり、中間層がEVAシート
    であり、減衰材料シートが粘弾性重合体である、請求項
    14に記載の音減衰性物品。
  16. 【請求項16】 主表面を有する堅い第一シート、 主表面を有する堅い第二シート、 前記堅い第一シートと前記堅い第二シートとの間の減衰
    材料シート、及び前記減衰材料シートを、前記堅い第一
    シートと前記第二シートとの間に維持し、一方の堅いシ
    ートの振動を前記減衰材料シートを通って伝搬し、前記
    堅いシートの振動作用を減衰するための手段、を具えた
    音減衰性物品。
  17. 【請求項17】 堅いシートの少なくとも一つがガラス
    シートである、請求項16に記載の音減衰性物品。
  18. 【請求項18】 堅いシートの少なくとも一つが金属シ
    ートである、請求項16に記載の音減衰性物品。
  19. 【請求項19】 減衰シートの主表面が、第一中間層と
    して定義するプラスチック中間層により堅い第一シート
    に固定されている、請求項16に記載の音減衰性物品。
  20. 【請求項20】 減衰材料シートの反対側の主表面が、
    第二中間層として定義するプラスチック中間層により堅
    い第二シートに接着されている、請求項19に記載の音
    減衰性物品。
  21. 【請求項21】 減衰材料シートの主表面が柔らかい表
    面であり、中間層が堅い表面を有し、更に、第一及び第
    二中間層の表面よりも堅い表面を有する中間シートを、
    前記第一中間層と、前記第二中間層と減衰材料シートと
    の間の減衰材料シートとの間に含む、請求項20に記載
    の音減衰性物品。
  22. 【請求項22】 堅いシートがガラスシートであり、中
    間シートが、ポリエステルシート、ポリビニルブチラー
    ル中間層であり、減衰材料シートが粘弾性重合体であ
    る、請求項21に記載の音減衰性物品。
  23. 【請求項23】 堅いシートがガラスシートであり、中
    間シートがPETシートであり、中間層がEVAシート
    であり、減衰材料シートが粘弾性重合体である、請求項
    21に記載の音減衰性物品。
  24. 【請求項24】 物品が自動車用嵌込み窓ガラスであ
    る、請求項16に記載の音減衰性物品。
  25. 【請求項25】 物品が飛行機用透明体である、請求項
    16に記載の音減衰性物品。
  26. 【請求項26】 更に物品の縁周囲にモールディングを
    有する、請求項16に記載の音減衰性物品。
  27. 【請求項27】 モールディングが堅いシートの外側主
    表面の周りに伸び、その外側の縁に固定されている、請
    求項26に記載の音減衰性物品。
  28. 【請求項28】 モールディングを堅いシートに固定す
    る湿分及び(又は)ガス不浸透性接着剤を含む、請求項
    27に記載の音減衰性物品。
  29. 【請求項29】 一対のガラスシート、 前記シートを一緒に積層するための手段、 前記シートの一方の外側表面上の減衰材料シート、及び
    前記減衰材料シート上の保護シート、を具えた航空機用
    透明体。
  30. 【請求項30】 音減衰性積層物品の製法において、 両側の粘着性主表面を有する減衰材料シートを与え、 前記減衰材料シートの主表面の各々の上に非粘着性シー
    トを置き、 前記非粘着性シートの各々の上に中間層を配置し、 前記中間層の各々の上にガラスシートを配置し、そして
    前記シート及び中間層を一緒に結合して音減衰性積層物
    品を形成する、諸工程からなる、上記製法。
  31. 【請求項31】 結合工程を、シート及び中間層を熱及
    び圧力にかけることにより達成する、請求項30に記載
    の方法。
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