JPH111349A - ガラスとプラスチック材料とから成る複合ガラス構造およびこのガラス構造の最適幾何学的パラメータの決定法 - Google Patents
ガラスとプラスチック材料とから成る複合ガラス構造およびこのガラス構造の最適幾何学的パラメータの決定法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は二枚のガラス板とこのガラス板より
も大きな厚さを有する透明なプラスチック材料の介在層
からなる型の複合ガラス構造に関するものであり、その
プラスチック材料はガラスに接着しうることを特徴とす
るものである。 【解決手段】 前記ガラス構造は5mm以下の全体厚さ
と、1乃至10の範囲内の介在層厚さ:ガラス板厚さ比
と、6kg/m2 以下の表面重量と、3mmのガラス構
造の全体厚さに対して30GPa以上のヤング率とを有
するものである。
も大きな厚さを有する透明なプラスチック材料の介在層
からなる型の複合ガラス構造に関するものであり、その
プラスチック材料はガラスに接着しうることを特徴とす
るものである。 【解決手段】 前記ガラス構造は5mm以下の全体厚さ
と、1乃至10の範囲内の介在層厚さ:ガラス板厚さ比
と、6kg/m2 以下の表面重量と、3mmのガラス構
造の全体厚さに対して30GPa以上のヤング率とを有
するものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は特に自動車工業にお
いてフロント・ガラスおよび側面ガラスの製作に使用さ
れるガラスおよびプラスチック材料から成る複合ガラス
構造に関するものである。
いてフロント・ガラスおよび側面ガラスの製作に使用さ
れるガラスおよびプラスチック材料から成る複合ガラス
構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】周知のよ
うに、自動車のガラス構造は透明性および非スクラッチ
ング性などのすぐれた光学特性と、耐衝撃性および軽量
などのすぐれた機械的特性とを同時に有しなければなら
ない。
うに、自動車のガラス構造は透明性および非スクラッチ
ング性などのすぐれた光学特性と、耐衝撃性および軽量
などのすぐれた機械的特性とを同時に有しなければなら
ない。
【0003】特許WO第96/12604号の請求項1
から、複合ガラス構造は公知である。しかし使用される
ガラス板の厚さが非常に薄いので、自動車のガラス構造
の必要とするような衝撃抵抗と曲げ抵抗とをガラス構造
に与える事ができない。これらのガラス板の唯一の役割
りは、プラスチック介在層をスクラッチングから防護す
るにある。
から、複合ガラス構造は公知である。しかし使用される
ガラス板の厚さが非常に薄いので、自動車のガラス構造
の必要とするような衝撃抵抗と曲げ抵抗とをガラス構造
に与える事ができない。これらのガラス板の唯一の役割
りは、プラスチック介在層をスクラッチングから防護す
るにある。
【0004】米国特許第4,600,640号に記載の
複合ガラス構造はポリカーボネート層、接着剤層および
0.1mmのオーダの厚さの薄いガラス板から成る。こ
の場合にもその目的はプラスチック材料層をスクラッチ
ングから防護するにある。従ってこのガラス構造は自動
車のフロント・ガラスの製造には適しない。さらにこの
特許は接着剤層の厚さに関するなんらの情報も与えてい
ない。ところで、ガラスの膨張係数がポリカーボネート
の1/7であるので、膨張係数の差異を収容するために
大きな厚さの接着剤層を使用しなければならなず、この
厚い接着剤層が著しくガラス構造の剛性と機械的性能と
を劣化させる。
複合ガラス構造はポリカーボネート層、接着剤層および
0.1mmのオーダの厚さの薄いガラス板から成る。こ
の場合にもその目的はプラスチック材料層をスクラッチ
ングから防護するにある。従ってこのガラス構造は自動
車のフロント・ガラスの製造には適しない。さらにこの
特許は接着剤層の厚さに関するなんらの情報も与えてい
ない。ところで、ガラスの膨張係数がポリカーボネート
の1/7であるので、膨張係数の差異を収容するために
大きな厚さの接着剤層を使用しなければならなず、この
厚い接着剤層が著しくガラス構造の剛性と機械的性能と
を劣化させる。
【0005】また特許GB1,184,042はスクラ
ッチング防止機能を有するきわめて薄い2枚のガラス板
を含む複合ガラス構造を記載している。これらのガラス
板はガラス構造に対してまったく剛性を与える事ができ
ない。
ッチング防止機能を有するきわめて薄い2枚のガラス板
を含む複合ガラス構造を記載している。これらのガラス
板はガラス構造に対してまったく剛性を与える事ができ
ない。
【0006】特許CH 427,234およびDE9
4,03,934はそれぞれ前記のガラス構造よりもは
るかに厚い2枚のガラス板を有する複合ガラス構造を記
載しているが、この場合にも機械的性能が考慮されてい
ない。
4,03,934はそれぞれ前記のガラス構造よりもは
るかに厚い2枚のガラス板を有する複合ガラス構造を記
載しているが、この場合にも機械的性能が考慮されてい
ない。
【0007】本発明は前記の技術のガラス構造の問題点
を解決しようとするものであり、従ってすぐれた曲げ抵
抗および単位表面積あたりの低重量などのすぐれた機械
的性能を有するガラスとプラスチック材料から成る複合
ガラス構造を目的とする。
を解決しようとするものであり、従ってすぐれた曲げ抵
抗および単位表面積あたりの低重量などのすぐれた機械
的性能を有するガラスとプラスチック材料から成る複合
ガラス構造を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため本発明は請求項
1の特徴部に記載の複合ガラス構造に関するものであ
る。
1の特徴部に記載の複合ガラス構造に関するものであ
る。
【0009】本発明によるガラス構造においては、ガラ
ス板はプラスチック材料と協働してすぐれた曲げ抵抗を
ガラス構造に与えるビーム効果を生じる程度に厚い。
ス板はプラスチック材料と協働してすぐれた曲げ抵抗を
ガラス構造に与えるビーム効果を生じる程度に厚い。
【0010】また本発明の目的は、ガラス板が衝撃によ
って割れた時に、ガラスの破片が介在プラスチック材料
層に固着してガラス構造を固着した溝から脱出しないよ
うにする複合ガラス構造にある。このようにしてこのガ
ラス構造はその剛性を保持し乗客の飛び出しを防止す
る。
って割れた時に、ガラスの破片が介在プラスチック材料
層に固着してガラス構造を固着した溝から脱出しないよ
うにする複合ガラス構造にある。このようにしてこのガ
ラス構造はその剛性を保持し乗客の飛び出しを防止す
る。
【0011】ガラス板に対するプラスチック材料の接着
を容易にしまたは強化するため、接着促進剤をガラス上
に付着させまたはプラスチック材料中に導入する事がで
きる。
を容易にしまたは強化するため、接着促進剤をガラス上
に付着させまたはプラスチック材料中に導入する事がで
きる。
【0012】テストから明かなように、ガラスとプラス
チック材料との接着性は引き離し抵抗が1cm幅のバン
ドにつき少なくとも20N/cmとなるようにしなけれ
ばならない。二、三の場合、この抵抗は接着促進剤なし
で得られる。また他の場合には、接着剤をガラス表面に
付着させまた/あるいはプラスチック材料の中に導入す
る。
チック材料との接着性は引き離し抵抗が1cm幅のバン
ドにつき少なくとも20N/cmとなるようにしなけれ
ばならない。二、三の場合、この抵抗は接着促進剤なし
で得られる。また他の場合には、接着剤をガラス表面に
付着させまた/あるいはプラスチック材料の中に導入す
る。
【0013】また本発明は、ボディー部品、例えばハッ
チバックなど前記ガラス構造を含む新規工業製品として
の組立体、あるいは本発明によるガラス構造によって構
成される透明区域と、本発明のガラス構造の組成中のプ
ラスチック材料と同一のプラスチック材料または場合に
よっては他の特性、特に透明性とより大きな剛性を有す
る他のプラスチック材料の中に形成された必ずしも透明
でなく、着色されまたは型出しされたままの他の区域と
を含むパネルに関するものである。ガラス構造以外のこ
れらの他の区域はガラス構造を製造するのと同一の成形
工程において製造する事ができ、あるいは同一成形型の
中で2段階で成形しまたは第2の成形型で実施する事が
できる。
チバックなど前記ガラス構造を含む新規工業製品として
の組立体、あるいは本発明によるガラス構造によって構
成される透明区域と、本発明のガラス構造の組成中のプ
ラスチック材料と同一のプラスチック材料または場合に
よっては他の特性、特に透明性とより大きな剛性を有す
る他のプラスチック材料の中に形成された必ずしも透明
でなく、着色されまたは型出しされたままの他の区域と
を含むパネルに関するものである。ガラス構造以外のこ
れらの他の区域はガラス構造を製造するのと同一の成形
工程において製造する事ができ、あるいは同一成形型の
中で2段階で成形しまたは第2の成形型で実施する事が
できる。
【0014】また単にカプセルを成すように縁部にフレ
ームを備えまたはその他の付属物を備えた本質的に本発
明のガラス構造から成る組立体を製造する事ができる。
ームを備えまたはその他の付属物を備えた本質的に本発
明のガラス構造から成る組立体を製造する事ができる。
【0015】これらの部品は射出成形プラスチックから
成る事ができるが、付加物またはインサート、例えば装
飾部品、種々の機能を果たすための付属品(光学信号ブ
ロック、自動車のバックミラーに取付けられた第3スト
ップ・ライト、電線挿通部品、特にウインド・ウオッシ
ャ用のパイプ、空気抵抗改良用の型材、締付ボックスな
ど)とする事ができる。
成る事ができるが、付加物またはインサート、例えば装
飾部品、種々の機能を果たすための付属品(光学信号ブ
ロック、自動車のバックミラーに取付けられた第3スト
ップ・ライト、電線挿通部品、特にウインド・ウオッシ
ャ用のパイプ、空気抵抗改良用の型材、締付ボックスな
ど)とする事ができる。
【0016】プラスチック材料の射出前に、2枚のガラ
ス板と付加物との間にインサートを配置し、その突出し
た付属部分が成形型の中に備えられたスペースの中に受
けられる。このようにして、これらのインサートまたは
付属部分がガラス構造の中にまたはガラス構造を成す透
明区域を含む組立体の中に合体され、ガラス構造を穿孔
しまたは加工する必要はない。
ス板と付加物との間にインサートを配置し、その突出し
た付属部分が成形型の中に備えられたスペースの中に受
けられる。このようにして、これらのインサートまたは
付属部分がガラス構造の中にまたはガラス構造を成す透
明区域を含む組立体の中に合体され、ガラス構造を穿孔
しまたは加工する必要はない。
【0017】また本発明は、衝撃に対してすぐれた機械
的挙動を保持すると共に最小限の表面重量(masse surfa
cique)を有するようなガラス構造の最適幾何学的パラメ
ータを決定する方法に関するものである。
的挙動を保持すると共に最小限の表面重量(masse surfa
cique)を有するようなガラス構造の最適幾何学的パラメ
ータを決定する方法に関するものである。
【0018】実際に周知のように、排出汚染ガスの制
限、従って自動車の軽量構成部品のコンセプトが一般的
傾向となっている。実際に、他の点はすべて同一とし
て、自動車重量の1%の軽減が炭酸ガスの排出量を0.
3%減少させる事が確認された。このような傾向はガラ
ス構造についても同様に適用される。
限、従って自動車の軽量構成部品のコンセプトが一般的
傾向となっている。実際に、他の点はすべて同一とし
て、自動車重量の1%の軽減が炭酸ガスの排出量を0.
3%減少させる事が確認された。このような傾向はガラ
ス構造についても同様に適用される。
【0019】しかし、ガラス構造をぜひとも軽量化しよ
うとすると、ガラス構造の剛性の低下を伴ない、従って
自動車の剛性の減少を伴なう。
うとすると、ガラス構造の剛性の低下を伴ない、従って
自動車の剛性の減少を伴なう。
【0020】また実際に、ガラス板を単に低重量ポリマ
ー層、例えばポリカーボネート、メタクリレート層、ポ
リエチレン層、ポリエチレン・アイオノマー層、ポリウ
レタン層と交換して衝撃に対する機械的挙動の基準を満
たすに十分な剛性を保持すれば軽量化は得られない事が
確認された。これは、プラスチック材料の表面重量利得
(ガラスの1/2のオーダ)がこれらのプラスチック材
料のヤング率の損失によって過度に相殺されるからであ
る。
ー層、例えばポリカーボネート、メタクリレート層、ポ
リエチレン層、ポリエチレン・アイオノマー層、ポリウ
レタン層と交換して衝撃に対する機械的挙動の基準を満
たすに十分な剛性を保持すれば軽量化は得られない事が
確認された。これは、プラスチック材料の表面重量利得
(ガラスの1/2のオーダ)がこれらのプラスチック材
料のヤング率の損失によって過度に相殺されるからであ
る。
【0021】出願人は、与えられた曲げ剛性に対して最
小限の表面重量を有するガラスとプラスチック材料の複
合ガラス構造を特定するためその系統的研究に関心を持
った。
小限の表面重量を有するガラスとプラスチック材料の複
合ガラス構造を特定するためその系統的研究に関心を持
った。
【0022】自動車工業のガラス構造に関しては、すで
に2枚のガラス板の間に含まれるポリビニル ブチラー
ル(PVB)の介在層を含む複合ガラス構造が知られて
いる。しかし、このようなガラス構造によって満足な曲
げ剛性を得るためにはPVBの低い表面重量にも関わら
ずこのプラスチック材料の非常に厚い層を使用しなけれ
ばならず、その結果、同一の曲げ剛性を有する一体構造
のガラス構造よりもはるかに重くなる事が確認された。
これは、PVBの介在層がその低弾性率の故にガラス構
造の曲げに際して裂開し、この介在層の生じるビーム効
果がほとんど役立たない事による。
に2枚のガラス板の間に含まれるポリビニル ブチラー
ル(PVB)の介在層を含む複合ガラス構造が知られて
いる。しかし、このようなガラス構造によって満足な曲
げ剛性を得るためにはPVBの低い表面重量にも関わら
ずこのプラスチック材料の非常に厚い層を使用しなけれ
ばならず、その結果、同一の曲げ剛性を有する一体構造
のガラス構造よりもはるかに重くなる事が確認された。
これは、PVBの介在層がその低弾性率の故にガラス構
造の曲げに際して裂開し、この介在層の生じるビーム効
果がほとんど役立たない事による。
【0023】従ってまず複合ガラス構造中に介在層を形
成するのに役立つプラスチック材料を特定し、次にこれ
らの各プラスチック材料について2層のガラス板の間に
導入されるプラスチック材料の厚さと、一定の曲げ剛性
において最小の表面重量を得るためのガラス板の最適厚
さとを決定しなければならない。
成するのに役立つプラスチック材料を特定し、次にこれ
らの各プラスチック材料について2層のガラス板の間に
導入されるプラスチック材料の厚さと、一定の曲げ剛性
において最小の表面重量を得るためのガラス板の最適厚
さとを決定しなければならない。
【0024】出願人は、一体的ガラス構造の重量以下の
複合ガラス構造重量を得る事のできるプラスチック材料
は少なくとも20MPaのヤング率を有するプラスチッ
ク材料、例えばポリエチレンアイオノマー、ポリカーボ
ネート、ポリウレタンのグループに属するプラスチック
材料である事を発見した。
複合ガラス構造重量を得る事のできるプラスチック材料
は少なくとも20MPaのヤング率を有するプラスチッ
ク材料、例えばポリエチレンアイオノマー、ポリカーボ
ネート、ポリウレタンのグループに属するプラスチック
材料である事を発見した。
【0025】従って本発明の目的は請求項6に記載の複
合ガラス構造の幾何学的パラメータの決定法にある。
合ガラス構造の幾何学的パラメータの決定法にある。
【0026】グラフ上に示された表面重量の極小値はガ
ラス構造の最適ゼオメトリーに対応する。このガラス構
造のガラス板の厚さはグラフの極小点から読みとられ
る。
ラス構造の最適ゼオメトリーに対応する。このガラス構
造のガラス板の厚さはグラフの極小点から読みとられ
る。
【0027】一体的ガラス板の前記の基準厚さの望まし
い値は3mmであり、これは自動車のガラス構造の標準
的厚さである。
い値は3mmであり、これは自動車のガラス構造の標準
的厚さである。
【0028】同様に選定された各プラスチック材料につ
いて前記と同一の条件でガラス厚さの関数として表面重
量の変動グラフを書く事ができる。プラスチック材料ご
とに最適ガラス構造が少し変動する事が見られる。
いて前記と同一の条件でガラス厚さの関数として表面重
量の変動グラフを書く事ができる。プラスチック材料ご
とに最適ガラス構造が少し変動する事が見られる。
【0029】以下、本発明を図面に示す実施例について
詳細に説明するが本発明はこれに限定されない。
詳細に説明するが本発明はこれに限定されない。
【0030】
【発明の実施の形態】本発明によるガラス構造(図示さ
れていない)は相互間に透明プラスチック材料の介在層
を含む2枚のガラス板から成る。介在層の厚さと一方の
ガラス板の厚さとの比率は1:少なくとも5の範囲内、
実際に1:10の範囲内に含まれる。
れていない)は相互間に透明プラスチック材料の介在層
を含む2枚のガラス板から成る。介在層の厚さと一方の
ガラス板の厚さとの比率は1:少なくとも5の範囲内、
実際に1:10の範囲内に含まれる。
【0031】介在層はガラスに接着する任意の透明熱可
塑性物質、例えばポリアミンによって中和されたメタク
リル酸とポリエチレンとのコポリマーおよびアクリル酸
とエチレンとのコポリマーなどのアイオノマー樹脂から
成る事ができる。また介在層はポリウレタン、熱可塑性
ポリウレタン、RIMポリウレタン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエステルまたはアクリル樹脂または変
性アクリル樹脂、またはこれらのプラスチック材料の同
一材料または複数材料の複数厚さの組合わせから成る事
ができる。
塑性物質、例えばポリアミンによって中和されたメタク
リル酸とポリエチレンとのコポリマーおよびアクリル酸
とエチレンとのコポリマーなどのアイオノマー樹脂から
成る事ができる。また介在層はポリウレタン、熱可塑性
ポリウレタン、RIMポリウレタン、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエステルまたはアクリル樹脂または変
性アクリル樹脂、またはこれらのプラスチック材料の同
一材料または複数材料の複数厚さの組合わせから成る事
ができる。
【0032】本発明によるガラス構造は自動車のガラス
構造に応用される場合、好ましくは最大限5mmの全厚
さを有しなければならないが、これは自動車のドアの中
に備えられたスペースの標準厚さである。各ガラス板の
厚さは1.5mm以下、好ましくは1.2mm以下であ
って、全厚さ3mmのガラス構造のヤング率は30GP
a以上である。
構造に応用される場合、好ましくは最大限5mmの全厚
さを有しなければならないが、これは自動車のドアの中
に備えられたスペースの標準厚さである。各ガラス板の
厚さは1.5mm以下、好ましくは1.2mm以下であ
って、全厚さ3mmのガラス構造のヤング率は30GP
a以上である。
【0033】次に、前記の幾何学的および機械的パラメ
ータを決定する手順について説明する。
ータを決定する手順について説明する。
【0034】第1図について述べれば、曲線a,bおよ
びcはそれぞれポリエチレンアイオノマーの一体的板、
ポリカーボネートの一体的板およびガラスの一体的板の
曲げ剛性を示す。
びcはそれぞれポリエチレンアイオノマーの一体的板、
ポリカーボネートの一体的板およびガラスの一体的板の
曲げ剛性を示す。
【0035】これらの曲線から明かなように、与えられ
た曲げ剛性を得るため、同一曲げ剛性のガラス板の表面
重量よりはるかに高い表面重量をそれぞれ有するポリエ
チレンアイオノマーおよびポリカーボネートの一体的板
を使用しなければならない。例えば、200N.mの曲
げ剛性を得るための表面重量は、それぞれガラスについ
ては8kg/m2 、ポリマーアイオノマーについては2
3kg/m2 、ポリカーボネートについては11.5k
g/m2 である。
た曲げ剛性を得るため、同一曲げ剛性のガラス板の表面
重量よりはるかに高い表面重量をそれぞれ有するポリエ
チレンアイオノマーおよびポリカーボネートの一体的板
を使用しなければならない。例えば、200N.mの曲
げ剛性を得るための表面重量は、それぞれガラスについ
ては8kg/m2 、ポリマーアイオノマーについては2
3kg/m2 、ポリカーボネートについては11.5k
g/m2 である。
【0036】アイオノマーポリマーとポリカーボネート
は機械的衝撃に対してすぐれた抵抗を示すプラスチック
材料の2例にすぎない。一般に、このような特性を有し
本発明の主旨の範囲内において使用可能のプラスチック
材料は少なくとも20MPaに等しいヤング率を有す
る。
は機械的衝撃に対してすぐれた抵抗を示すプラスチック
材料の2例にすぎない。一般に、このような特性を有し
本発明の主旨の範囲内において使用可能のプラスチック
材料は少なくとも20MPaに等しいヤング率を有す
る。
【0037】出願人は、これらの材料を複合ガラス構造
中の介在層として使用する事によって、一定の曲げ剛性
において一体的ガラス板から成るガラス構造よりも低い
表面重量を有するガラス構造が得られる事を示した。
中の介在層として使用する事によって、一定の曲げ剛性
において一体的ガラス板から成るガラス構造よりも低い
表面重量を有するガラス構造が得られる事を示した。
【0038】また第1図において、厚さ0.5mmの2
枚の一体的ガラス板から成り、これらのガラス板の間に
それぞれポリカーボネート層とポリエチレンアイオノマ
ー層を含む複合ガラス構造の表面重量の変動曲線dとe
を示した。これらの2つの材料のヤング率はそれぞれ8
0MPaおよび160MPaである。
枚の一体的ガラス板から成り、これらのガラス板の間に
それぞれポリカーボネート層とポリエチレンアイオノマ
ー層を含む複合ガラス構造の表面重量の変動曲線dとe
を示した。これらの2つの材料のヤング率はそれぞれ8
0MPaおよび160MPaである。
【0039】これらの曲線dとeが曲線cの下方にある
事を注意しよう。これは、一定の曲げ剛性において、ポ
リカーボネートまたはポリエチレンアイオノマーの介在
層を含む複合ガラス構造が一体的ガラス構造よりも軽量
である事を意味する。すなわち前記の曲げ剛性値、20
0N.mについては、曲線dとeにそれぞれ対応する表
面重量はそれぞれ5.8kg/m2 および5.1kg/
m2 であり、従って一体的ガラス板の表面重量よりもは
るかに低い。
事を注意しよう。これは、一定の曲げ剛性において、ポ
リカーボネートまたはポリエチレンアイオノマーの介在
層を含む複合ガラス構造が一体的ガラス構造よりも軽量
である事を意味する。すなわち前記の曲げ剛性値、20
0N.mについては、曲線dとeにそれぞれ対応する表
面重量はそれぞれ5.8kg/m2 および5.1kg/
m2 であり、従って一体的ガラス板の表面重量よりもは
るかに低い。
【0040】また第1図の曲線fは、厚さ0.76mm
のPVBの介在層と2枚のガラス板とから成る複合ガラ
ス構造の表面重量の展開を、厚さ3mmの一体的ガラス
板の曲げ剛性と同等の一定の曲げ剛性を有するガラスの
厚さの関数として示す。この曲線が完全に曲線cの上方
に配置されている事が見られる。従ってPVBはガラス
構造の軽量化を生じない。
のPVBの介在層と2枚のガラス板とから成る複合ガラ
ス構造の表面重量の展開を、厚さ3mmの一体的ガラス
板の曲げ剛性と同等の一定の曲げ剛性を有するガラスの
厚さの関数として示す。この曲線が完全に曲線cの上方
に配置されている事が見られる。従ってPVBはガラス
構造の軽量化を生じない。
【0041】第2図について述べれば、これは第1図に
おいて選択されたプラスチック材料の一定剛性における
表面重量の変動をガラス板の厚さの関数として示す。そ
の曲げ剛性は基準厚さを有する一体的ガラス板の剛性に
等しく一定に保持される。例えば、3mmの基準厚さ
(7.5kg/m2 の表面重量に対応)を選択する。こ
の曲げ剛性を得るため、2枚のガラス板の間に適当厚さ
の介在層を導入する。
おいて選択されたプラスチック材料の一定剛性における
表面重量の変動をガラス板の厚さの関数として示す。そ
の曲げ剛性は基準厚さを有する一体的ガラス板の剛性に
等しく一定に保持される。例えば、3mmの基準厚さ
(7.5kg/m2 の表面重量に対応)を選択する。こ
の曲げ剛性を得るため、2枚のガラス板の間に適当厚さ
の介在層を導入する。
【0042】第2図はポリエチレンアイオノマーから成
る介在層によって得られた曲線(曲線g)とポリカーボ
ネートから成る介在層によって得られた曲線(曲線h)
とを示す。また第2図には、厚さ3mmの一体的ガラス
板に対応する直線(i)を示す。
る介在層によって得られた曲線(曲線g)とポリカーボ
ネートから成る介在層によって得られた曲線(曲線h)
とを示す。また第2図には、厚さ3mmの一体的ガラス
板に対応する直線(i)を示す。
【0043】これらの曲線は経験的に、点ごとに描かれ
た。その一方の曲線、例えば曲線gの構成法を下記に説
明する。
た。その一方の曲線、例えば曲線gの構成法を下記に説
明する。
【0044】それぞれ0.10mmの厚さを有する2枚
の一体的ガラス板と、ポリエチレンアイオノマー介在層
とから成り、介在層の厚さが厚さ3mmの一体的ガラス
板と同等の曲げ剛性、すなわち160N.m.を有する
ように選定された複合ガラス構造を製造した。この曲げ
剛性の値は第1図の曲線c上に読まれる。この値は7.
5kg/m2 の表面重量に対応する(厚さ1mmのガラ
ス板の表面重量は2.5kg/m2 であるから)。
の一体的ガラス板と、ポリエチレンアイオノマー介在層
とから成り、介在層の厚さが厚さ3mmの一体的ガラス
板と同等の曲げ剛性、すなわち160N.m.を有する
ように選定された複合ガラス構造を製造した。この曲げ
剛性の値は第1図の曲線c上に読まれる。この値は7.
5kg/m2 の表面重量に対応する(厚さ1mmのガラ
ス板の表面重量は2.5kg/m2 であるから)。
【0045】このように構成されたガラス構造は7kg
/m2 の表面重量を有する。座標0.10mmと7kg
/m2 の点Aを第2図の座標軸系上にとる。
/m2 の表面重量を有する。座標0.10mmと7kg
/m2 の点Aを第2図の座標軸系上にとる。
【0046】同様にして、それぞれ厚さ0.15;0.
20;0.25;0.30mm...に対応する点B、
C、D、E...をとる。このようにして曲線gが得ら
れる。同様の手順で曲線hを描く。これらの曲線gとh
が極小値、すなわち座標1.50mm、7.5kg/m
2 の点M(介在層の存在しない場合)を通る事を注意し
よう。
20;0.25;0.30mm...に対応する点B、
C、D、E...をとる。このようにして曲線gが得ら
れる。同様の手順で曲線hを描く。これらの曲線gとh
が極小値、すなわち座標1.50mm、7.5kg/m
2 の点M(介在層の存在しない場合)を通る事を注意し
よう。
【0047】また第2図には、PVB介在層を有するガ
ラス構造に対応する点kが図示されている。
ラス構造に対応する点kが図示されている。
【0048】曲線gとhの極小値が最適幾何学的構造に
対応する。このような構造を表1に示す。
対応する。このような構造を表1に示す。
【0049】 表 1 ポリエチレン ポリカーボネート ガラス ポリビニル アイオノマー ブチラール ガラス構造の 最適重量(kg/m 2 ) 4.94 5.45 7.5 8 ガラスの厚さ(mm) 0.4 0.45 − 1.51 介在層の厚さ(mm) 2.94 2.66 − 0.38全体厚さ(mm) 3.74 3.56 3 3.4 例えば表の第1欄によるガラス構造の最適構造は下記の
とおりである。 ガラス 0.4mm/ポリエチレン・アイオノマー 2.94mm/
ガラス 0.4mm このガラス構造は3.74mmの全体厚さと、4.94
kg/m2 の表面重量(0.8 ×2.5 +1×2.94)とを有
し、これは3mmの厚さの一体的ガラスのガラス構造に
対して約2.5kg/m2 の軽量化を意味する。(7.
5kg/m2 の代わりに4.94kg/m2 ) また第2図のグラフにおいては、選定された材料と共に
ガラス厚さがほとんど変化しない事が見られる。ガラス
厚さの最適区域は0.5mm前後にある。最大の軽量化
を得ようとするなら、0.5±0.1mmの範囲内に含
まれる厚さ区域を選定する事ができよう。
とおりである。 ガラス 0.4mm/ポリエチレン・アイオノマー 2.94mm/
ガラス 0.4mm このガラス構造は3.74mmの全体厚さと、4.94
kg/m2 の表面重量(0.8 ×2.5 +1×2.94)とを有
し、これは3mmの厚さの一体的ガラスのガラス構造に
対して約2.5kg/m2 の軽量化を意味する。(7.
5kg/m2 の代わりに4.94kg/m2 ) また第2図のグラフにおいては、選定された材料と共に
ガラス厚さがほとんど変化しない事が見られる。ガラス
厚さの最適区域は0.5mm前後にある。最大の軽量化
を得ようとするなら、0.5±0.1mmの範囲内に含
まれる厚さ区域を選定する事ができよう。
【0050】ガラス構造の軽量化を過度に損なう事なく
受諾可能のコスト条件、品質条件での製造または構成部
品の組立ての容易さなどの他の選択条件を介入させよう
とするなら、前記より大きな厚さ区域、例えば0.5±
0.2mm、乃至は0.5±0.7mmの範囲内の厚さ
区域で満足すべきであろう。さらにプラスチック材料の
コアを包囲するガラス板の厚さは非対称的とする事がで
きよう。特に、ガラスの中に着色剤を添加する事によっ
て陽光遮断作用を改良する場合、好ましくは陽光側の外
側のガラスの厚さを1.5mmまで増大させ、軽量化の
ために反対側面のガラスをさらに薄く、0.5mm、乃
至は1.2mmとする事ができよう。ガラス板の厚さの
合計が3mm以下の本発明によるすべてのガラス構造は
重量利得をもたらす。
受諾可能のコスト条件、品質条件での製造または構成部
品の組立ての容易さなどの他の選択条件を介入させよう
とするなら、前記より大きな厚さ区域、例えば0.5±
0.2mm、乃至は0.5±0.7mmの範囲内の厚さ
区域で満足すべきであろう。さらにプラスチック材料の
コアを包囲するガラス板の厚さは非対称的とする事がで
きよう。特に、ガラスの中に着色剤を添加する事によっ
て陽光遮断作用を改良する場合、好ましくは陽光側の外
側のガラスの厚さを1.5mmまで増大させ、軽量化の
ために反対側面のガラスをさらに薄く、0.5mm、乃
至は1.2mmとする事ができよう。ガラス板の厚さの
合計が3mm以下の本発明によるすべてのガラス構造は
重量利得をもたらす。
【0051】本発明のガラス構造は、特にガラス構造の
外側面を成す2枚のガラス板を予め配置された成形型の
中にプラスチック材料を射出する事によって製造され
る。これらのガラス板は成形型の底部に保持され、これ
らのガラス板の間に射出が実施される。これらの2枚の
ガラス板はその厚さに従って、凸形ガラス構造の製造の
場合には成形型の中に入れる前に凸形となし、またはガ
ラス板を成形型の中に平坦な形で配置して、例えば成形
型の側壁の凹部の形にならわせ、プラスチック材料が冷
却され硬化してガラスに固着する間にその湾曲形状が保
持されるようにする事ができよう。先に述べたように、
これらのガラス構造はインサートを合体してプラスチッ
ク材料の相異なる厚さを示す事ができ、各プラスチック
部分がさらに着色、放射線遮断、例えば陽光遮断などの
追加機能を備える事ができる。
外側面を成す2枚のガラス板を予め配置された成形型の
中にプラスチック材料を射出する事によって製造され
る。これらのガラス板は成形型の底部に保持され、これ
らのガラス板の間に射出が実施される。これらの2枚の
ガラス板はその厚さに従って、凸形ガラス構造の製造の
場合には成形型の中に入れる前に凸形となし、またはガ
ラス板を成形型の中に平坦な形で配置して、例えば成形
型の側壁の凹部の形にならわせ、プラスチック材料が冷
却され硬化してガラスに固着する間にその湾曲形状が保
持されるようにする事ができよう。先に述べたように、
これらのガラス構造はインサートを合体してプラスチッ
ク材料の相異なる厚さを示す事ができ、各プラスチック
部分がさらに着色、放射線遮断、例えば陽光遮断などの
追加機能を備える事ができる。
【図1】ある数の材料から形成された一体的ガラス構造
と複合ガラス構造の表面重量の展開をこれらのガラス構
造の曲げ剛性の関数として示すグラフ。
と複合ガラス構造の表面重量の展開をこれらのガラス構
造の曲げ剛性の関数として示すグラフ。
【図2】選定された介在層を含む2つの複合ガラス構造
の表面重量の展開をガラス板の厚さの関数として示すグ
ラフ。
の表面重量の展開をガラス板の厚さの関数として示すグ
ラフ。
(a)ポリエチレンアイオノマーの一体的板の場合を示
す曲線 (b)ポリカーボネートの一体的板の場合を示す曲線 (c)ガラスの一体的板の場合を示す曲線 (d)ポリカーボネート介在層を含むガラス構造の場合
を示す曲線 (e)ポリエチレンアイオノマー介在層を含むガラス構
造の場合を示す曲線 (f)ポリビニル・ブチラール介在層を含むガラス構造
の場合を示す曲線 (g)ポリエチレンアイオノマー介在層を含むガラス構
造の場合を示す曲線 (h)ポリカーボネート介在層を含むガラス構造の場合
を示す曲線 (i)厚さ3mmのガラス板の場合を示す直線 (k)ポリビニルブチラール介在層を有するガラス構造
に対応する点 (M)極小値
す曲線 (b)ポリカーボネートの一体的板の場合を示す曲線 (c)ガラスの一体的板の場合を示す曲線 (d)ポリカーボネート介在層を含むガラス構造の場合
を示す曲線 (e)ポリエチレンアイオノマー介在層を含むガラス構
造の場合を示す曲線 (f)ポリビニル・ブチラール介在層を含むガラス構造
の場合を示す曲線 (g)ポリエチレンアイオノマー介在層を含むガラス構
造の場合を示す曲線 (h)ポリカーボネート介在層を含むガラス構造の場合
を示す曲線 (i)厚さ3mmのガラス板の場合を示す直線 (k)ポリビニルブチラール介在層を有するガラス構造
に対応する点 (M)極小値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クロード、モラン フランス国ピュトー、リュ、レピュブリッ ク、37 (72)発明者 クリスチャン、パドワ フランス国ゴネス、リュ、カミーユ、サ ン、サエン、28 (72)発明者 ボリ、ビダル フランス国ジロモン、リュ、デ、ビーニ ュ、12
Claims (14)
- 【請求項1】2枚のガラス板と、これらのガラス板より
厚い透明なプラスチック材料から成る介在層とを含む型
の複合ガラス構造において、前記プラスチック材料がガ
ラスに接着する事ができ、また前記ガラス構造が5mm
以下の全体厚さと、1乃至10の範囲内の介在層厚さ:
ガラス板厚さ比と、6kg/m2 以下の表面重量と、3
mmのガラス構造の全体厚さに対して30GPa以上の
ヤング率とを有する事を特徴とする複合ガラス構造。 - 【請求項2】プラスチック材料は、ポリアミンによって
中和されたメタクリル酸とポリエチレンとのコポリマー
またはアクリル酸とエチレンとのコポリマーなどのアイ
オノマー樹脂、あるいはポリウレタン、熱可塑性ポリウ
レタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルま
たはアクリル樹脂または変性アクリル樹脂から成る事を
特徴とする請求項1に記載の複合ガラス構造。 - 【請求項3】ガラスとプラスチック材料との間の接着は
1cm幅のバンドについて引き離し抵抗が少なくとも約
20N/cmとなる接着とし、所望の値に達するため必
要ならば接着促進剤をガラス上に塗布しまたはプラスチ
ック材料の中に導入する事を特徴とする請求項1または
2のいずれかに記載の複合ガラス構造。 - 【請求項4】自動車のハッチバックまたはボディー部
品、あるいはガラス構造から成る透明区域と例えば塗装
されまたは型だししたままの非透明区域とから成るフレ
ームまたは縁部分を有するガラス構造など、請求項1乃
至3のいずれかに記載のガラス構造を合体した新規工業
製品としての組立体。 - 【請求項5】前記の非透明区域は透明区域の組成の中に
入るものと同一のプラスチック材料の中に形成され、ま
たは別個のプラスチック材料から成る事を特徴とする請
求項4に記載の組立体。 - 【請求項6】前記組立体はガラス構造の介在層を形成す
る同一製造工程において、特に成形型中への射出工程中
に形成され、透明区域の表面のガラス板が成形型の底部
に配置されて、これら2枚のガラス板の間にプラスチッ
ク材料の射出が実施される事を特徴とする請求項4また
は5のいずれかに記載の組立体。 - 【請求項7】一定の曲げ剛性において、与えられた厚さ
のガラス構造より低い表面重量を有する請求項1乃至6
のいずれかに記載の複合ガラス構造の最適幾何学的パラ
メータの決定法において、 −少なくとも20MPaに等しいヤング率を有するプラ
スチック材料を選択する段階と、 −前記の各プラスチック材料について、与えられた初厚
さを有する2枚のフィルム状ガラス板の間に、得られた
ガラス構造の曲げ剛性が与えられた基準厚さの一体的ガ
ラス板の曲げ剛性と同等となるような厚さの前記プラス
チック材料層を配置する事によって、複合ガラス構造を
形成する段階と、 −このようにして得られた複合ガラス構造の表面重量を
測定する段階と、 −前記プラスチック材料を使用して、増大する厚さのフ
ィルム状ガラス板を含む複数のガラス構造を同様にして
形成する段階と、 −座標系上に、前記複数のガラス構造のそれぞれの表面
重量値の点を前記フィルム状ガラス板の厚さの関数とし
てつける段階と、 −このようにして作成された曲線(g,h)の極小値を
とる段階とを含む方法。 - 【請求項8】前記一体的ガラス板の基準厚さは3mmで
ある事を特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】2枚のガラス板と少なくとも20MPaの
ヤング率を有するプラスチック材料の介在物質層とを含
み、前記介在層の厚さと前記ガラス板の厚さとの比が1
乃至10の範囲内にある事を特徴とするガラス構造。 - 【請求項10】合計3mm以下の厚さの2枚のガラス板
を含む事を特徴とする請求項9に記載のガラス構造。 - 【請求項11】前記ガラス板の厚さが非対称的であっ
て、少なくとも一方のガラス板が1.2mm以下である
事を特徴とする請求項10に記載のガラス構造。 - 【請求項12】それぞれ0.5±0.2mmの厚さを有
する2枚のガラス板を含む事を特徴とする請求項9に記
載のガラス構造。 - 【請求項13】2枚のフィルム状ガラス板がそれぞれ
0.5±0.1mmの厚さを有する事を特徴とする請求
項10に記載のガラス構造。 - 【請求項14】ポリエチレン アイオノマー、ポリカー
ボネート、ポリウレタンから成るグループから選定され
る介在層を含む事を特徴とする請求項9乃至11のいず
れかに記載のガラス構造。
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