JPH1171141A - 複層ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱性、防露性に優れ、薄型で、開口面積を
大きなものとできる複層ガラスを提供する。 【解決手段】 対向する２枚のガラス板（１）の外周間
にスペーサー部材（２）が介設され、対向するガラス板
（１）の間には気密状態で透光性断熱材が充填された断
熱材層（７）を持つ複層ガラスであって、透光性断熱材
には、シリカ微粒子からなるエアロゲルを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、複層ガラ
スに関するものである。さらに詳しくは、この出願の発
明は、寒冷地等の玄関ドアや窓として有用な、断熱性に
優れた透光性ガラスとしての複層ガラスに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、寒冷地住宅等において断熱性
の要求される部位、たとえば玄関ドア、天窓、開閉窓、
浴室窓ガラス等に用いられるガラスとして、透光性とと
もに、断熱性を持つ複層ガラスが知られている。この複
層ガラスは、たとえば図６に示したように、対向する２
枚のガラス板（１）の外周間にアルミニウム材等のスペ
ーサー部材（２）を介設して樹脂封止材（３）により封
止し、対向するガラス板（１）の間に気密状態の空気層
（４）を設けたことを基本的な構造としている。この構
造によって、透光性とともに、空気層（４）の存在によ
る断熱性も得られるようにしている。

【０００３】そしてこの複層ガラスについては、その断
熱性能は、 ＜ア＞２枚のガラス板（１）の間の空気層（４）を含め
ての輻射と対流 ＜イ＞２枚のガラス板（１）間のスペーサー部材（２）
を通じての熱伝達 によって左右されることから、まず、＜ア＞輻射と対流
の抑制による断熱性能の向上のための手段として、空気
層（４）の空間内にアルゴンガスを封入したり、ガラス
板（１）に長波長を反射する金属膜を付け、輻射率の小
さな複層ガラスとすること、あるいは空気層（４）の空
間内に透光性の発泡プラスチック板を配置すること（特
開昭６０−６０９５５号）等が提案されている。

【０００４】また、＜イ＞スペーサー部材を通じての熱
伝達の抑制のための手段としては、図６に示したスペー
サー部材（２）が通常アルミニウム材であったことを樹
脂製のものに変更し、伝熱で熱が伝わりにくくすること
が提案されており（特開平６−２２９１７２号）、図７
に示したように、樹脂製のスペーサー部材（２）を断面
ロ字形として内部に乾燥剤（５）を充填し、空気層
（４）に面した部分に開孔（６）して、空気層（４）内
の空気を乾燥して結露を抑えるようにしてもいる。

【０００５】また、この結露の防止については、スペー
サー部材を樹脂製とするとともに、乾燥剤をこの樹脂に
練り込んだものとすることも提案されている（特開平７
−１７７４８号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の各種の複層ガラスにおいても、できるだけ
薄いガラス構造体として透光性とともに優れた断熱性能
を持つものは実現されていないのが実情である。空気層
（４）のみのものにはどうしても断熱性能に限界がある
ことから、前記のようにアルゴンガスを封入することが
試みられているが、この場合には、厳密な気密性の確保
が難しく、寒熱の繰り返しによる膨張で抜けてしまい、
断熱性が劣化することが避けられない。つまり経年によ
る断熱性の劣化が避けられないのである。またガラス板
（１）への金属膜の付着は大きなコストアップ要因とな
るばかりか、断熱性の向上と透光性のコントロールが難
しく、同様のことは、空気層（４）空間内に発泡プラス
チック板を配置する場合にも問題としてあり、現実的な
ものとはなり得ていない。発泡プラスチック板を用いる
と厚みが大きくなるという欠点もある。

【０００７】一方、前記のスペーサー部材（２）を樹脂
製のものとする場合には、アルミニウム材等の金属を用
いる場合に比べて熱伝達を抑えるのには効果があるもの
の、これまでに提案されている構造ではいずれも空気層
（４）を介在させたり、あるいはアルゴンガスを封入す
るものであるため、断熱性能の向上には限界があり、実
用的に満足できるものではなかった。

【０００８】また、スペーサー部材（２）に乾燥材を保
持させることも、空気層（４）における結露防止効果と
して一定の有効性は認められるものの、空気層（４）を
長期間にわたって乾燥するにはスペーサー部材（２）の
全体に多くの乾燥材を使用することが必要となり、乾燥
材を樹脂に練り込んだものでは長期にわたる乾燥効果は
あまり期待することができないという問題があった。

【０００９】断熱性の向上の観点からは、３枚以上のガ
ラス板を用いて空気層を多層化することも考えられてい
るが、この場合には構造体としての複層ガラスの厚み、
重量が増すことになり、実用上好ましいものではなかっ
た。以上のように、従来の各種の複層ガラスでは、でき
るだけ薄型の構造体として、透光性とともに断熱性能に
優れ、しかも断熱性能の経年劣化がなく、ガラス面内の
結露防止性に優れ、結果として、よりガラス面の開口率
の大きい玄関ドアや天窓等も容易に構成することのでき
るものは実現されていなかった。

【００１０】そこで、この出願の発明は、これらの従来
技術の課題を解決することを目的になされたものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、対向する２枚のガラス板
の外周間にスペーサー部材が介設され、対向するガラス
板の間には気密状態で透光性断熱材が充填されている複
層ガラスであって、透光性断熱材は、シリカ微粒子から
なるエアロゲルであることを特徴とする複層ガラス（請
求項１）を提供する。

【００１２】また、この出願の発明は、上記複層ガラス
として、エアロゲルは、比重約０．１である複層ガラス
（請求項２）をはじめ、シリカ微粒子は、可視光波長よ
りも粒径が小さい複層ガラス（請求項３）、スペーサー
部材は、断熱材層側が開放されて断面が略コ字形で、そ
の開放端部に溝が設けられている本体と、この溝に両側
部が差し込まれて断熱材層に面する樹脂製板材とを備え
ている複層ガラス（請求項４）、スペーサー部材の本体
のコーナー部には段差が設けられている複層ガラス（請
求項５）、スペーサー部材の本体と板材との間には乾燥
剤が保持され板材には開孔が設けられている複層ガラス
（請求項６）等をその態様として提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】この出願の発明は、以上のとおり
の特徴を持つ複層ガラスを提供するものであるが、以下
に図面に沿って実施例を示し、さらに詳しくこの発明の
実施の形態について説明する。

【００１４】

【実施例】添付した図面の図１は、この発明の複層ガラ
スの一例を示した要部斜視断面図である。たとえばこの
図１に例示したように、この発明の複層ガラスでは、対
向する２枚のガラス板（１）の外周間にスペーサー部材
（２）が介設され、対向するガラス板（１）の間には、
気密状態で、透光性断熱材が充填された断熱材層（７）
が設けられており、この断熱材層（７）を構成する透光
性断熱材としては、シリカ微粒子からなるエアロゾルが
用いられている。

【００１５】また、この例の複層ガラスでは、断熱材層
（７）を気密状態に保つために、スペーサー部材（２）
とガラス板（１）との接触部並びに、スペーサー部材
（２）の外縁部を、樹脂封止材（８）（９）によって封
止している。断熱材層（７）を構成する透光性断熱材と
してのシリカ微粒子からなるエアロゾルは、シリカ微粒
子が集合して均一性に優れた超微細多孔体を形成してい
るものとして特徴づけられる。このものは、たとえば図
２に概説したように、可視光の波長よりもはるかに小さ
な粒径の均一なシリカ微粒子（Ａ）、たとえばその径が
３×１０^-6ｍｍ程度のシリカ微粒子（Ａ）が集合し、た
とえば５×１０^-5ｍｍ程度の大きさの空気の分子間距離
レベルの大きさの均一な孔（Ｂ）を持つものとして例示
される。

【００１６】この発明においては、以上のようなシリカ
微粒子の集合体としてのエアロゲルを透光性断熱材とし
て用いるが、このものは、集合体の大きさが、比重とし
て、約０．０５〜０．５程度、より好ましくは比重約
０．１程度のものとして考慮される。このエアロゾル
は、透光性があり、外形的にはビーズ状であって、しか
も前記のように空気を含む多孔体としてある。

【００１７】このエアロゾルを充填して前記の断熱材層
（７）を構成することにより、従来のように経年劣化が
避けられないアルゴンガスを封入することなしに、しか
も従来の空気層よりも少ない空気量の断熱層を形成する
ことができる。その断熱性能は空気層の場合よりも優れ
たものとなる。実際に、アルゴンガス封入の場合と比較
してみると、アルゴンガス充填の場合は、気密状態の確
保の点で、あまり面積の大きなガラス面を持つ複層ガラ
スは構成することができない。これは、面積が大きくな
ると、つまりガラス開口率が大きくなると、スペーサー
部材を介して封止している部分が大きくなるためガスの
リークの危険性が増すためである。一方、この発明にお
いては、このようなガスリークの心配はなく、より大き
な開口率が得られることになる。

【００１８】このことは、玄関ドアに複層ガラスを設け
る場合、可能とされるガラス面の開口率は、アルゴンガ
ス封入の場合は玄関ドア面積のたかだか８％にすぎない
が、この発明の場合には開口率２０％以上も可能とされ
るのである。そして、熱貫流率（Ｋ値）も、アルゴン封
入の複層ガラスの場合に１．９であるが、この発明の場
合には１．３と、断熱性能は大きく向上しているのであ
る。

【００１９】また、一般に、空気層を設ける複層ガラス
では、空気層の厚みを４〜１２ｍｍ程度として、熱貫流
率（Ｋ値）を、２．２〜３．２程度としているが、この
発明の場合には、前記の断熱材層（７）の厚みは前記空
気層の場合よりも薄くでき、しかも熱貫流率（Ｋ値）
は、１．５以下にまで低減することが可能とされる。こ
の発明の複層ガラスにおいては、以上のエアロゾルを充
填した断熱材層（７）については、自然充填、つまり加
圧して押込まない状態において充填することができ、ま
た、充填時に若干加圧状態としてもよい。この断熱材層
（７）の厚みについては、ガラス板（１）との厚みとの
関連で、所望の光透過性と断熱性能を持つものとして定
めることができ、たとえば３ｍｍ厚程度のガラス板を用
いる場合には、０．５〜５ｍｍ程度でもよい。もちろん
これは何ら限定的ではない。

【００２０】また、図１に例示したこの発明の複層ガラ
スにおいては、樹脂封止材（８）（９）についてその種
類は適宜でよく、たとえばブチルゴム、エポキシ樹脂、
ホットメルト等の各種のものが用いられる。スペーサー
部材（２）については、この例においては、このものの
熱伝達を抑制するために、従来のようなアルミニウム材
等の金属製、あるいは樹脂製の本体（２１）と、樹脂製
の板材（２２）とにより構成している。より具体的に
は、本体（２１）は、断熱材層（７）側が開放された断
面略コ字形の形状を有し、その開放端部には溝（２１
１）が設けられている。一方、樹脂製の板材（２２）
は、この溝（２１１）に、面側部が差し込まれて、断熱
材層（７）に面して配置される。

【００２１】スペーサー部材（２）を、本体（２１）と
樹脂製板材（２２）との組合わせにすることで、全てア
ルミニウム材等からなる従来のスペーサー部材に比べて
熱が伝わりにくくし、しかも、スペーサー部材（２）と
しての強度の向上を図っている。板材（２２）は、塩化
ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の、断熱性があ
り、比較的強度、剛性が大きなものが好ましく用いられ
る。本体（２１）については、従来のようにアルミニウ
ム材でもよいが、同様に塩化ビニル樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂等のプラスチックとすることが断熱性の点から
は好ましい。

【００２２】また、この図１の例においては、本体（２
１）と板材（２２）との間の空間（２１２）には、シリ
カゲル等の乾燥剤（５）が装入されており、板材（２
２）には開孔（２２１）が設けられている。断熱材層
（７）中の空気は、開孔（２２１）を通じて乾燥材
（５）の作用により乾燥されることになる。図３は、樹
脂製の板材（２２）について外観を例示したものであっ
て、適宜な大きさと数の開孔（２２１）が設けられてい
る。

【００２３】この板材（２２）と本体（２１）との間の
空間に入れる乾燥剤（５）は、断熱材層（７）中の空気
の量が従来の場合に比べてはるかに少ないので、より少
ない量でガラス材（１）の内面における結露を効果的に
防止することを可能としている。スペーサー部材（２）
の本体（２１）の周辺での伝熱による熱橋を防止するた
めに、本体（２１）とガラス板（１）との接触面積をよ
り小さくすることが断熱性の向上の点で有効でもある。
このため、たとえば図４および図５に例示したように、
スペーサー部材本体（２１）のコーナー部には段差（２
１３）を設けることが考慮される。これにより、ガラス
板（１）との接触部（Ｌ）はより小さくなり、熱橋が効
果的に防止される。

【００２４】たとえば以上のような構成によって、スペ
ーサー部材（２）の伝熱を抑え、断熱性能のさらなる向
上が図られる。これによって、薄い複層ガラスとして、
強度も充分で、透光性が良好で、しかも熱貫流率（Ｋ
値）が１．５以下、さらには１．３以下という優れた断
熱性能が実現される。もちろん、この発明については、
以上の例に限定されることはない。たとえばスペーサー
部材（２）については、従来と同様の断面ロ字形のもの
でもよいし、乾燥剤（５）を保持していないものでもよ
い。このような場合でも、従来に比べて、薄型で断熱性
能の良好な複層ガラスが実現されることになる。

【００２５】そして、細部においてさらに様々な態様が
可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この発明に
おいては、断熱性、さらには防露性も要求される、玄関
ドア、採光窓（天窓）等に有用な、以下のとおりの優れ
た効果が奏せられる複層ガラスが提供される。 １．従来の空気層、あるいはアルゴンガス封入層を持つ
複層ガラスに比べ、より薄型で、透光性はもとより、断
熱性能に優れたものとなる。

【００２７】２．ガラス面としての開口面積を大きくす
ることができ、たとえば玄関ドアに配設することで玄関
ホール内を従来より明るくすることができ、天窓等から
の採光も充分なものとすることができる。 ３．従来のようにアルゴンガスを封入していないため、
ガスリークにともなう断熱性の経年劣化がない。

【００２８】４．断熱材層中の空気量は少ないので、よ
り少ない量の乾燥剤の使用により結露防止が効果的に行
われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の複層ガラスを例示した要部斜視断面
図である。

【図２】エアロゾルを示した概説図である。

【図３】板材を例示した斜視図である。

【図４】段差のあるスペーサー本体を例示した断面図で
ある。

【図５】図４とは別の例を示した斜視図である。

【図６】従来例を示した要部断面図である。

【図７】図６とは別の従来例を示した要部断面斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ ガラス板 ２ スペーサー部材 ２１ 本体 ２１１ 溝 ２１２ 空間 ２１３ 段差 ２２ 樹脂製板材 ２２１ 開孔 ３ 封止材 ４ 空気層 ５ 乾燥剤 ６ 開孔 ７ 断熱材層 ８，９ 封止材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する２枚のガラス板の外周間にスペ
   ーサー部材が介設され、対向するガラス板の間には気密
   状態で透光性断熱材が充填されている複層ガラスであっ
   て、透光性断熱材は、シリカ微粒子からなるエアロゲル
   であることを特徴とする複層ガラス。
2. 【請求項２】 エアロゲルは、比重約０．１である請求
   項１の複層ガラス。
3. 【請求項３】 シリカ微粒子は、可視光波長よりも粒径
   が小さい請求項１または２の複層ガラス。
4. 【請求項４】 スペーサー部材は、断熱材層側が開放さ
   れて断面が略コ字形で、その開放端部に溝が設けられて
   いる本体と、この溝に両側部が差し込まれて断熱材層に
   面する樹脂製板材とを備えている請求項１ないし３のい
   ずれかの複層ガラス。
5. 【請求項５】 スペーサー部材の本体のコーナー部には
   段差が設けられている請求項４の複層ガラス。
6. 【請求項６】 スペーサー部材の本体と板材との間には
   乾燥剤が保持され板材には開孔が設けられている請求項
   ４または５の複層ガラス。