JPS597659B2 - 複層ガラス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遮音性に優れた複層ガラスに関するものである
。

一般に、ガラス板を用いて遮音を行う場合、ガラス板の
厚さを増す等により単位断面積当りの質量を大きくして
やれば遮音効果が向上することが知られているが、反面
、曲げ剛性が増大するのでコインシデンス効果の生ずる
周波数帯が最も遮音を要求される周波数帯に入つてくる
ことになり、この帯域ではかえつて遮音効果が低下する
。

そこで従来より、複数のガラス板を空間層を介して層成
した複層ガラスが使用されているが、この種のガラスで
は、遮音を要求される周波数帯域でガラス板間の空気が
共鳴現象を起し、そのため遮音性能は期待するほど良好
なものではない。又、このような共鳴現象を防止すると
ともに、上記の如きコインシデンス効果を抑える目的で
、ポリビニールブチラール等に可塑剤を添加し流動度を
規制した柔軟性の膜を、複数枚のガラス板の間に介在さ
せた複層ガラスが提案されている。この場合、曲げ剛性
の増大が低く抑えられる結果、コインシデンス効果の発
生する周波数帯域が高周波数側に移行するので、コイン
シデンス効果による遮音性の低下を回避することが出来
るが、低周波数帯域における遮音効果は同一厚さにした
単板ガラスと比べて余り良好なものではなく、また、架
橋されていない高分子物質であるため、樹脂の特性に温
度依存性があり、温度変化によつて遮音性能が変化Ｌ、
安定した遮音効果を期待することが出来ないと言う不都
合を有している。

そこで、本発明は、上記の事実に鑑みてなされたもので
あり、コインシデンス効果及び共鳴効果を抑えるととも
に、温度の変化によらず、高周波域から低周波域の全域
に渡つて良好な遮音性能を発揮する複層ガラスを提供す
ることを目的として、その構成に独自の工夫を凝らした
ものである。

即ち本発明は、一定間隔を置いて対向保持されたガラス
板の間に、特定の部分的に架橋された高分子物質を介在
させてなるものである。ここで使用される高分子物質の
選択は、コインシデンス効果の防止および高分子物質自
身のもつダンピング特性による音響エネルギーの吸収に
よる遮音性の向上の面から重要であり、基本的にはガラ
ス転移温度（Ｔｇ）として２０℃以下のものを選ぶこと
により良好な遮音性能が得られるのであつてガラス転移
温度が高い場合には冬期等ガラス面の温度が下つたとき
遮音性が低下するので、高分子物質のガラス転移温度の
上限は１０℃である。

他方高分子物質におけるガラス転移温度には格別の下限
はないが、その構成単量体の種類に関する本発明の制限
下に提供し得る高分子物質のうちでも最も低いガラス転
移温度は−９０℃程度でありこれが事実上の望ましい下
限であるのでガラス転移温度として１０℃から−９０℃
が好ましい。高分子物質のガラス転移温度の測定はＰ．
Ｊ．ＦｌＯｒｙ著″ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓＯｆＰＯｌｙ
ｍｅｒＣｈｅｍｉｓｔｒｙ″第５２〜５３頁及び第５６
〜５７頁（１９５３年）並びにＥ．Ｈ．Ｒｉｄｄｌｅ著
″ＭＯｎＯｍｅｒｉｃＡｃｒｙｌｉｃＥｓｔｅｒｓｌ第
５９〜６０頁（１９５４年）に記載されている。

又、共重合体のガラス転移温度を算出する簡単化した関
係式はで表わされる。

式中Ｗ１、Ｗ２・・・・・・・・・Ｗｎは共重合体中の
単量体それぞれの重量分率を表し、そしてＴｇｌ、Ｔｇ
２・・・・・・・・・Ｔｇｎはそれぞれのホモ重合体の
ガラス転移温度を絶対温度で表わしたものである。

代表的なホモ重合体のガラス転移温度は次の通りである
。ガラス転移温度が２０℃以下の高分子物質としては各
種のものを列挙することが出来るが、光の透過性、耐候
性、コスト等を考慮するとき、アクリル酸のアルキルま
たはシクロアルキルエステルおよびメタクリル酸のアル
キルまたはシクロアルキルエステルの少なくとも一種あ
るいはこれらの少なくとも一種を主成分とする不飽和単
量体の重合体からなるものが最良である。アクリル酸エ
ステルとしてはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
２−エチルヘキシル、アクリル酸２−メチキシエチル、
アクリル酸２−エトキシエチル、アクリル酸シクロヘキ
シルガ、メタクリル酸エステルとしてはメタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタク
リル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メ
タクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタ
クリル酸シクロヘキシル等がある。

またこれらの単量体と共重合可能なその他の不ニルピリ
ジン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、プタジ
エン、クロロプレン、スチレン、ビニルトルエン、酢酸
ビニル等がある。

また、ガラスとの接着性を向上させたり後述する架橋の
ため、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、エポキシ
基、アミノ基、ハロゲン、アミド基などを有する官能性
不飽和単量体、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、ケイ皮酸ビニル
エステル、２−ヒドロキシエチルアクリレート（もしく
はメタクリレート）、グリシジルアクリレート（もしく
はメタクリレート）、Ｎ−メチルアミノエチルアクリレ
ート、臭化ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド
、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎーメチロールメタ
クリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトン
メタクリルアミド等を共重合成分とすることも出来る。

これらの高分子物質を部分的に架橋することによつて、
温度変化に対して安定な遮音性能が得られるわけでもあ
るが、有効な遮音性能を得るためには架橋の程度が小さ
過ぎても、また大き過ぎてもいけない。

即ち架橋度が小さ過ぎる場合には温度に対して未だ安定
した遮音効果が得られないし、また架橋の程度が大き過
ぎると高分子物質の粘弾性が少なくなるため、良好なダ
ンピング特性を示さない。そこで架橋度をゲル分率とし
て１０〜９０％とすることが必要であり、さらには２０
〜８０％の範囲に制御することが望ましい。架橋の方法
としては通常良く行なわれる方法で十分であり、例えば
、前述した官能性不飽和単量体を共重合することによつ
て高分子物質中に官能基を導入し、これとの反応性を有
する官能基を２個以上持つ架橋剤、例えばイソシアネー
ト化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、アミン
化合物、金属塩化合物、Ｎ−メチロール化合物等によつ
て架橋する方法、高分子物質や単量体にラジカル発生触
媒を添加し、光熱等によりラジカルを発生させて架橋す
るか、あるいは高分子物質や単量体に放射線を照射する
などの手段によつてラジカル発生を伴う条件下でラジカ
ル架橋を行う方法その他がある。

ラジカル重合による架橋に際して架橋性単量体として一
分子中に２個以上の重合可能な不飽和結合を有する単量
体、例えば、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、
エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレング
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタク
リレート等を添加して共重合することにより架橋を行う
ことが望ましい。ガラス板の間への高分子物質の封入方
法としては、あらかじめ製造した高分子物質を常温で又
は粘度を下げるため加熱してラジカル発生剤または架橋
剤とともにガラス板の間に流て込み、その後常温で保持
し架橋を行う方法がある。

この場合常温では架橋反応の進行が遅い場合には熱、光
、放射線等により架橋反応を促進させることも出来る。
また、単量体ないしポリマーシラツプをラジカル発生剤
とともにガラス板間に流し込み、熱、光、放射線等の残
部の単量体を重合させるとともに架橋させる方法も採用
出来る。なお、ポリマーシラツプにおける単量体とポリ
マー構成単量体の種類は同じであつても異なつていても
良い。以下に実施例と比較例を示して本発明をさらに具
体的に説明する。

実施例 １ ２枚のガラス板（寸法１００×１００Ｃ７ｒＬ１厚み３
ｍｍ）を１．０Ｔｔ７！Ｌの間隔をもつて対向保持させ
、その内部に共重合比がアクリル酸ブチル／メタクリル
酸２−ヒドロキシエチル＝８５／１５（重量比）である
。

高分子物質（分子量２３００、ガラス転移温度−４２℃
、固型分９９．８％、２５℃における粘度４８００ｃＰ
ｓ） １００重量部とヘキサメチレンジイソシアネート
系ポリイソシアネート１５重量部を混合したものを封入
し、常温で部分的に架橋させた。部分架橋後の高分子物
質の架橋度をガラス板間よりサンプリングした試料につ
いてゲル分率より測定したところ７３％であつた。なお
ゲル分率はつぎの方法によつて測定、算出される値であ
る。すなわち約１ｆ７の高分子物質（その重量をＷ。ｔ
とする）を５００ｔのトルエン中に常温で一昼夜浸漬し
、溶解しないで残つた物質を沢過、乾燥（１３０′ＣＸ
３ｈｒｓ）し、重量測定して（その重量をｗとする）式
：一ＸｌＯＯ（％）によつて算出される値をゲル分率と
する。かくして得られた複層ガラスの遮音性能を、ＪＩ
ＳＡｌ４ｌ６に基づく音響透過損失の測定方ゝ↓）−
ＬｈらＮｈｆ） Ｌｎ八 Ｏ八 ＬＡλい弓Ｒｊｌ》
１ム全釦Ｈ１は第１図中の３に示したとおりで、これを
ポリビニールブチラール樹脂を使用する従来技術による
結果〔特公昭４６−５８３０記載の第１図４〕すなわち
第１図中の２と比較すると、遮音性においてすぐれてい
るばかりでなく、本願発明による複層ガラスは温度の変
化にかかわらず、安定した結果を示している。

なお、第１図中の１は厚さ６ｍｍの単板ガラスの音響透
過損失である。また、音響透過損失に関して通常よく比
較の対象にされる周波数３１５Ｈｚから５０００ｍまで
の周波数における平均音響透過損失で示せば、本発明に
よる複層ガラスの場合２０℃で３４ｄＢ、４０℃でも３
４ｄＢである。

比較例 １ 実施例１と同一の共重合体からなる高分子物を使用し、
架橋剤であるヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイ
ソシアネートを添加せず架橋なしで実施例１と同様に複
層ガラスを製造し、その音響透過損失の測定を行つたと
ころ、図−２に見られるごとく、２０℃では良好な遮音
性を示すが、４０℃において遮音性はかなり低下した。

実施例 ２ 実施例１と同様なガラス板の間に、アクリル酸エチルの
単独重合体／アクリル酸エチル／フタル酸ジアリル−５
０／４８／２（重量比）なる組成のポリマーシラツプ１
００重量部に対しラジカル発生剤であるアゾビスイソブ
チロニトリルを溶解したものを常温で封入し、５５℃の
温水槽に浸して重合と部分架橋を行つた。

高分子物質のガラス転移温度は−２３℃であり、またゲ
ル分率は３３％であつた。得られた複層ガラスの平均音
響透過損失（周波数３１５〜５０００Ｈｚにおける平均
値。

以下同じ）は２０℃で３５ｄＢ１４０℃で３４ｄＢであ
り、いずれの温度においても良好な結果を示した。比較
例 ２架橋性単量体を含有しない点を除いて実施例２と
類似の次の組成のポリマーシラツプを用いた。

すなわち、アクリル酸エチルの単独重合体／アクリル酸
エチル／ドデシルメルカプタン＝５０／４９／１（重量
比）なる組成のポリマーシラツプ１００重量部に対して
アゾビスイソブチロニトリル０．５重量部添加し、その
他は実施例２と同様に封入、加熱重合を行つた。生成し
た高分子物質はゲルを含まなかつた。得られた複層ガラ
スの平均音響透過損失は２０℃で３５ｄＢ１４０℃で３
１ｄＢであつた。

実施例３〜４および比較例３ガラス転移温度と透過損失
の関係を見るためアクリル酸ブチルとメタクリル酸メチ
ルとの共重合体とこれらの重量体および架橋性単量体で
あるフタル酸ジアリルからなるポリマーシラツプを用い
、共重合比とモノマー比を変え、実施例２と同様な方法
で複層ガラスを製造し、音響透過損失を比較した。

その結果表−１に示すように、ガラス転移温度が２０℃
を越える高分子物質を部分架橋したものを用いた場合は
、良好な結果が得られなかつた。比較例 ４ 実施例１と同一の共重合体からなる高分子物質１００重
量部と架橋剤であるヘキサメチレンジイソシアネート系
ポリイソシアネート１重量部を混合したものを実施例１
と同一のガラス板間に封入し、常温で部分的に架橋させ
た。

部分架橋後の高分子物質の架橋度はゲル分率で１％未満
であつた。かくして得られた複層ガラスの音響透過損失
の測定を行なつたところ、図３に見られる如く２０゜Ｃ
では良好な遮音性を示すが、４０゜Ｃにおいて遮音性は
かなり低下し、温度変化に対し安定した遮音効果を得る
ことができなかつた。比較例 ５ 実施例１と同一の共重合体からなる高分子物質１００重
量部とヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシア
ネート６７重量部を混合したものを実施例１と同一の板
ガラス間に封入し、常温で部分的に架橋させて複層ガラ
スを製造した。

部分架橋後の高分子物質の架橋度はゲル分率で９８％で
あつた。この複層ガラスの音響透過損失を２０℃で測定
したところ、第４図に見られるようにあたかも単板ガラ
スの如き挙動を示し、ダンピング特性を示さなくなると
ともに、最も遮音を要求される周波数域でコインシデン
ス効未を生じ、遮音性能は著しく低下した。

【図面の簡単な説明】

第１図は透過損失と周波数の関係を示すグラフで、図中
１は厚さ６鰭の単板ガラスについて、２はポリビニール
ブチラール樹脂を使用する従来技術による複層ガラスに
ついて〔特公昭４６一５８３０の第１図４より引用〕、
また３は本発明（実施例１）による複層ガラスについて
のグラフである。 第２図は比較例１による複層ガラスについて透過損失と
周波数の関係を示すグラフで、図中１は２０℃のデータ
ー、２は４０℃のデーターである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一定間隔を置いて対向保持されたガラス板の間に、
   アクリル酸のアルキルまたはシクロアルキルエステルお
   よびメタクリル酸のアルキルまたはシクロアルキルエス
   テルのうち少なくとも一種またはこれらのうち少なくと
   も一種を主成分とする不飽和単量体の重合体からなるガ
   ラス転移温度２０℃以下の高分子物質を部分的に架橋し
   たゲル分率１０〜９０％の高分子物質を介在させてなる
   ことを特徴とする遮音性に優れた複層ガラス。