WO2008032781A1

WO2008032781A1 - Sheet glass laminate structure and multiple sheet glass laminate structure

Info

Publication number: WO2008032781A1
Application number: PCT/JP2007/067833
Authority: WO
Inventors: Shigeaki Aoki
Original assignee: Nippon Electric Glass Co., Ltd.
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2008-03-20
Also published as: EP2062862A4; US20090311497A1; EP2062862A1; CN101516798A; US8053079B2; EP2062862B1

Description

明細書

板ガラス積層構造体及び多重板ガラス積層構造体

技術分野

[0001] 本発明は、建造物や車載用途、あるいは電子部品用途として、高強度かつ高靭性を有する透過窓材等として利用される板ガラス積層体及び該板ガラス積層体をさらに積層した多重板ガラス積層構造体に関する。

[0002] 板ガラスは、その透光性のため多くの用途で使用されている。各種建造物の窓板ガラスや車のフロントガラスとして、あるいは電子部品、例えば液晶表示装置やプラズマディスプレイなどの画像表示装置の表示窓として、さらに電子部品を収納する各種パッケージの窓材として多様な性能を付与された板ガラス物品が利用されている。

[0003] このような各種の用途から必然的に必要となる性能、例えば構造的な強度や剛性の強化、断熱性や熱衝撃性の改善、あるいは板ガラスとしての透過性能の向上などについては、高い性能を実現するため、あるいは弱点を克服するためにこれまでにも多数の発明が行われている。

[0004] 例えば、特許文献 1には、建築物の窓やドア用のガラスや車両用の窓ガラスとして好適に使用することのできる軽量で、断熱性、安全性に優れた積層体として、ガラス板がアクリル樹脂面でポリビュルプチラール樹脂を介して接合している積層体が開示されている。また、特許文献 2には、防犯を目的とした窓板ガラスとして、ホウ珪酸ガラス板を使用し、それらの相互間に介在させる中間膜としてテトラフルォロエチレン一へキサフルォロプロピレンービニリデンフルオライドの共重合体を使用する合わせガラスが開示されている。また、特許文献 3には、自動車の窓ガラスとして使用される接着積層した合わせガラスについて、音響'振動、遮音性能に優れたフロントウィンドシ一ルドガラスとして利用できるように、ポリビュルプチラール膜や塩化ビュル系樹脂膜を 10°Cから 50°Cの温度範囲で保持、制御することが開示されている。さらに、特許文献 4には、防弾性に加えて軽量性をも併せ持つ防犯防弾用複合ガラスとして、高周波加熱架橋させたエチレン酢酸ビュル共重合体樹脂シートを介在させたものが開示されている。

特許文献 1 :特開平 6— 99547号公報特許文献 2 :特開 2006— 96612号公報

特許文献 3：特開平 5— 310450号公報

特許文献 4 :特開 2003— 252658号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 近年の犯罪の増加などに起因する防犯意識の高まりから、建造物等の窓板ガラスの性能を一層向上させるための各種の試みが行われており、窓板ガラスの防犯性能を高めるという観点についても、従来から、前記したような性能を有する各種の板ガラスが開発されてきた。これらの板ガラスの耐性を向上する視点は、衝撃力などの外的な物理応力に対する耐久性の向上、例え板ガラスが割れても破片が飛散して災害を招くことを防止できるような構造の採用、ライターやバーナー等の加熱機器によって引き起こされる熱衝撃に対する耐性の向上といったものである。

[0006] しかしながら、近年、より一層高い機能を有し、様々な性能を有する板ガラス積層体が要望されており、このような要望に対応するためには、強度的又は熱的な性能を高めるだけでは十分とは言えな!/、。

[0007] 本発明は、以上のような要望に対応することができ、耐衝撃性、防犯性、耐熱衝撃そして透光性や気密性に優れる板ガラス積層体及び該板ガラス積層体をさらに積層した多重板ガラス積層構造体を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0008] すなわち、本発明の板ガラス積層構造体は、 1mm未満の板厚を有する少なくとも 3 枚以上の板ガラスが、それらの相互間に中間層を介して積層された板ガラス積層構造体であって、前記板ガラスの透光面の最大外形寸法の 50%の長さを有すると共に、該最大外形寸法の方向に平行で、かつ、前記透光面の面心を中点とする仮想直線上に、該仮想直線の中点を含む長さ 20mmの中央部と、該仮想直線の両端からそれぞれ長さ 20mmの両端部を設定したとき、該中央部及び両端部について、前記中間層を介して対向する前記板ガラス間の間隔 Hの最大変化量 A Hmax力 O ^ m < Δ Hmax< 200 μ mであることを特徴とする物である。

[0009] ここで、本発明の板ガラス積層構造体は、少なくとも 3枚以上の板ガラスを積層して構成されるので、板ガラス間の間隔は積層方向に 2箇所以上形成されるが、上記間隔 Hの最大変化量 A Hmaxが O ^ mく Δ Hmaxく 200 mなる関係は、少なくとも、該板ガラス積層構造体の一方の最外層に最も近接して形成される上記間隔 Hにおいて満たされていれば良い。また、面心とは、一つの透光面における幾何学的な重心の位置を意味している。

[0010] 本発明者は、積層された状態の板ガラス構造体に加わる応力に関する研究を行う中で、積層された板ガラスの積層状態によって該構造体の強度に大きな違いが発生することに着目し、かかる認識を基礎として見出された知見に基づいて従来にない安定性を有する高い強度を実現することのできる板ガラス積層構造体を提示するものである。すなわち、板ガラス積層構造体は、上記間隔 Hの最大変化量 A Hmaxが 0より大きくかつ 200 ^ 111未満のときに、該構造体に加えられる応力、特に透光面に対する外部からの衝撃力に対して優れた耐久性能を発揮することができる。

[0011] 本発明の板ガラス積層構造体では、積層された板ガラス間の間隔（中間層の肉厚）に変化が認められる。そして、この板ガラス間の間隔の変化は、外部からの衝撃的な応力の印加に対して緩衝作用を有すると共に、板ガラスと中間層の密着性を向上させることを本発明者は見出し、この性質を利用することによって柔軟性と高い剛性を併せ持ち、耐衝撃性のある構造物を構築することが可能になるとの着想を得た。すなわち、このような状態で板ガラスの間隙の変化が周期性を有して繰り返されている場合には、板ガラスと中間層との接着強度は化学的な結合に加えて互いに嚙み合わさつた界面となり、外力によって生じる構造物の変形における板ガラスと中間層との間において生じる剪断力に対して界面剥離限界強度が改善され、完全に平行な状態であるよりも急激な外力からの力を吸収するように働き、外力に対して高い耐性が実現できるのである。更に、本発明の板ガラス積層構造体は、外力作用による変形初期において積層された板ガラス間の間隔の大なる部分の中間層の柔軟な変形効果により相対的に小さな弾性を示すのに対して、外力作用による変形が大きくなると、積層された板ガラスの間隙の小なる部分の中間層の変形抵抗が加わることによって相対的に大きな弾性を示すという、 2段階弾性特性を実現することができる。そして、このような板ガラス間の間隔（中間層の肉厚）の変化は、上記仮想直線上の中央部及び両端部における間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxを管理することによって正しく管理すること力 Sできる。すなわち、本発明の板ガラス積層構造体を構成する板ガラスは、厚みが lmm以下であるため、その透光面の最大外形寸法の方向（例えば、長辺と短辺とを有する板ガラスでは、長辺の方向）に沿ってたわみ易いという構造的な弾性性状を有している。従って、板ガラス積層構造体において、板ガラス間の間隔の変化は最大外形寸法の方向で顕著に形成されるので、上記仮想直線上の中央部及び両端部における間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxによって正しく管理することができる。そして、上記間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxを 0 m< A Hmax ZOO ^ mの範囲内に規制することによって、上記の特性を有する板ガラス積層構造体を得ることができる。このように、本発明の板ガラス積層構造体は、外力に対する高い耐性を示すと共に、変形の進展に応じて弾性が変化する非線形弾性を有するとレ、う全く新しレ、特性を持つ材料である。

[0012] 積層された板ガラス間の間隔（中間層の肉厚）の変化は、例えば、板ガラス積層構造体の透光面における任意の直線領域について 0. lmm〜； 100mmの周期性を有するように形成されたものである。本発明の板ガラス積層構造体では、この間隔の変化が、中間層を介して対向する板ガラスの表面の一方又は双方に存在する、うねりと呼称される反復凹凸形状によって形成されるものであってもよぐまた、板ガラス成形後に圧延加工等の 2次的な転写を行う熱処理で板ガラス表面のみを変形、固化させる方法によるものであってもよく、あるいは、レーザー照射やマスキングを伴う薬品処理などにより板ガラス表面を部分的に除去して透光面に反復凹凸構造を形成する方法によるものであってもよレ、。

[0013] さらに、上記間隔 Hを管理する領域を、該最大外形寸法の方向に平行で、かつ、前記透光面の面心を中点とする上記仮想直線上の任意の（全ての）長さ 20mmの領域とすることにより、板ガラス間の間隔（中間層の肉厚）の変化をより正確に管理することができる。

[0014] すなわち、本発明の板ガラス積層構造体のより好ましい形態は、 lmm未満の板厚を有する少なくとも 3枚以上の板ガラス力 S、それらの相互間に中間層を介して積層された板ガラス積層構造体であって、前記板ガラスの透光面の最大外形寸法の 50% の長さを有すると共に、該最大外形寸法の方向に平行で、かつ、前記透光面の面心を中点とする仮想直線上の任意の長さ 20mmの直線部について、前記中間層を介して対向する前記板ガラス間の間隔 Hの最大変化量 A Hmax力 0 111 < A Hmax < 200 mであることである。さらに好ましい形態は、 1mm未満の板厚を有する少なくとも 3枚以上の板ガラス力それらの相互間に中間層を介して積層された板ガラス積層構造体であって、前記板ガラスの略矩形状の透光面の面積に対して 40%以上の面積を占め、かつ該透光面の幾何学的な重心を含む中央領域における中間層を介して対向する前記板ガラス間の間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxが板面に平行な任意の 20mmの寸法につ!/、て、 0 μ m< Δ Hmax< 200 μ mにあることである。

[0015] しかしながら、上記間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxが 200 m以上になると、透光面において積層構造体を透過してきた光線のゆがみが大きくなり、外観が悪くなる。一方、上記間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxが 0 mでは、本発明の効果が得がたいものとなってしまう。

[0016] 本発明の板ガラス積層構造体では、光学的な性能を重視する場合であれば、透過光線の直進方向からの逸脱がなるべく小さレ、ことが好まし!/、。このような観点からは、最大変化量 Δ Hmaxはなるべく小さ!/、方が好ましく、より高!/、外観性を実現するためには、 Δ Hmax< 180〃 mであることが好ましぐさらに好ましくは Δ Hmax < 150〃 m、一層好ましくは Δ Hmax < 120 μ m、さらに一層好ましくは Δ Hmax< 100〃 m、より一層好ましくは Δ Hmax< 80 μ m、最も好ましくは Δ Hmax< 50 μ mにあるようにすることである。一方、本発明の板ガラス積層構造体の強度特性、即ち、外力に対する耐性と非線形弾性にお!/、て十分な値を得るとレ、う観点からは、最大変化量 Δ H maxを大きい値とする方が好ましい。このような観点から、より高い強度特性を実現するためには、好ましくは 0. 1〃 111 < A Hmax、さらに好ましくは 0. 2 μ ηι< A Hmax, 一層好ましくは 0· 5 ^ 111 < Δ Hmax,さらに一層好ましくは 1 m< Δ Hmax,さらに一層好ましくは 2 111 < Δ Hmax,より一層好ましくは 3 m< Δ Hmax,さらに一層好ましくは 5〃 m< Δ Hmax,最も好ましくは 10〃 m< Δ Hmaxにあるようにすることである。むろん、これら最大変化量 Δ Hmaxの上限値や下限値については、本発明の板ガラス積層構造体の使用用途や使用状況等によって任意に組み合わされるものとなる。

[0017] 本発明の板ガラス積層構造体に用いる板ガラスとしては、例えば液晶表示装置等に搭載する用途の板ガラスとして製造されたものより表面形状に一定以上の起伏を有するものが好ましい。液晶用板ガラスとしての表面品位規格としての「うねり」は表面形状を規定する指標であり、例えば、少なくとも 1箇所以上の任意の 20mm長の区間において表面起伏が 0.1 in以下であることが求められる。し力もながら、板ガラス製造工程における何らかの製造条件の要因についての変動のために、液晶用板ガラスに求められるうねり規格限界を超える表面品位となることもあり、 0. 4 ^ 111^2 ^ 111 のようなうねり規格を超える表面形状を有する板ガラスは不良品として粉砕され、ガラス原料として再利用されていた。このような表面品位を有する板ガラスであっても、本発明の板ガラス積層構造体に用レ、ることで板ガラス間の間隔に変化が繰り返して現れ、上述した様な板ガラス積層構造体としての強度特性の改善を期待することができ

[0018] あるいは、上記の「うねり」として 200 inを最大値とする表面仕上げ処理を施した当接平面を有する高剛性の 2枚の当て板材によって本発明の板ガラス積層構造体を挟みこみ、当て板材の表面うねりを当て板材に当接する板ガラス積層体へ加熱転写することにより、上記間隔 Hの最大変化量 A Hmaxが 0 111< Δ Hmax< 200 mになるようにしても良い。

[0019] また、本発明の板ガラス積層構造体を構成する板ガラスの寸法は、厚み寸法が lm m未満でありさえすれば特に限定されることはない。例えば板厚寸法については 0. 9mm、 0. 85mm、 0. 8mm、 0. 77mm、 0. 7omm、 0. 75mm、 0. 73mm、 0. 71 mm、 0. 7mm、 0. 68mm、 0. 65mm、 0. 63mm、 0. 61mm、 0. 6mm、 0. 5mm 、 0. 3mm、 0. 2mm、 0. 1mm等の各種の板厚寸法のものを採用することができる。一方、板ガラス積層構造体を構成する板ガラスの厚み寸法力 lmm以上となると、前記板ガラス単体での剛性は高くなるものの、柔軟性が低下し、脆性が強く現れるため、本発明の板ガラス積層構造体の優れた強度特性を発現するために必要な積層板ガラスの間隔 Hの変化を自由に与えることが困難となるので、好ましくない。特に、従来の合わせガラスに用いられている厚み寸法 2mm以上の板ガラスにおいては、板ガラス単体の剛性が高くなりすぎるため本発明の板ガラス積層構造体に用いることはできない。また、板ガラスの端面の形状や角部の形状についても特に限定されることはない。例えば、板ガラスの端面の形状については、 C面や R面等の加工形状を有するものを適宜採用してもよい。また、板ガラスの角部の形状についても C面、 R面等の形状を採用できる。

[0020] 板ガラスの透光面の大きさについては、例えば、矩形形状を有する板ガラスの縦横寸法ならば、 300 X 400mm, 360 X 465mm, 370 X 470mm, 400 X 500mm, 5 50 X 650mm, 600 X 720mm, 650 X 830mm, 680 X 880mm, 730 X 920mm 、 1000 X 1200mm, 1100 X 1250mm, 1370 X 1670mm, 1500 X 1800mm等といった任意の寸法を必要に応じて採用することが可能であって、加工条件さえ整えば他の比率を有する縦横寸法の板ガラスであっても対象とすることができる。また、板ガラス形状として矩形形状の例を示したが、本発明の板ガラス積層構造体を構成する板ガラス形状については矩形に限定されるものではなぐどのような形状であってもよい。

[0021] 本発明の板ガラス積層構造体を構成する板ガラスの材質としては、所望の硬度と密度を有する多成分系酸化物ガラスであればどのようなものであってもよい。例えば、本発明を適用することのできる材質としては、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、アルミノシリケートガラス等が特に好適であり、その中でも無アルカリガラスは最も好ましい。

[0022] 本発明に適用する板ガラスとして、例えば無アルカリガラスを選択する場合には、より好ましい材質の 1つとして次の様なものがある。それはガラス組成が酸化物換算の質量百分率表示で、 SiO 50%〜85%、 Al O 2%— 30% , R 0 (R=Na + K +

2 2 3 2

Li) 0. 1質量％以下となるようなものである。また、本発明に適用する板ガラスが含有する鉄成分である Fe Oは板ガラスに青緑色あるいは茶色の着色を板ガラスに与

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えるために、その含有率としては 0. 2%以下であることが好ましぐさらに好ましくは 0 . 1 %以下であり、無色透明性が必要とされる場合には 0. 05%以下であることが好ましレ、。本発明におレ、ては板ガラスを積層する構成により前記板ガラスの色が強調されるために、板ガラス積層構造体を構成する板ガラス素材の着色を管理することが必要となる。 [0023] また、本発明の板ガラス構造体を構成する板ガラスは、各種成形法によって成形されたものを採用することが可能である。例えばロールアウト法、リドロー法、ダウンドロ一法、フロート法等を必要に応じて使用することが可能である。

[0024] また、本発明の板ガラス構造体を構成する板ガラスを所望の寸法となるように加工する方法としては種々の加工方法を採用してもよい。例えば、ダイヤモンドホイールによる切断加工、ウォータージェット切断加工、切削加工、ワイヤーソー切断装置による切断、バンドソー切断装置による加工、レーザー切断装置、折り割加工機、研磨装置、切削装置等を必要に応じて使い分けることが可能である。

[0025] また、本発明の板ガラス積層構造体は、経済的な観点からその積層する板ガラスの枚数は、より好ましくは 30枚以下であることが好ましぐ一層好ましくは 15枚以下であることである。

[0026] また、本発明の板ガラス積層構造体は、上述に加えて板ガラス端面のみを所定の表面粗さとなるように加工するため各種加工法を選択して採用することができる。また、端面のみを所定の化学薬品で処理することもでき、熱間加工を施す等して風冷強化やイオン交換強化してもよ!/、。

[0027] 中間層については、どのような有機樹脂を充填したものであってもよい。例えば PV B (ポリビュルブチラール）、ウレタン樹脂、 PMMA (ポリメチルメタタリレート）、 PS (ポリスチレン）、 PMA (メタクリル樹脂）、 PC (ポリカーボネート）、 PVF (ポリビュルホルマ一ル）、 POM (ポリアセタール）、 PP (ポリプロピレン）、 PE (ポリエチレン）、 AS (AS樹脂）、 EVA (エチレン酢酸ビュル共重合体）、 PA (ポリアミド）、 PET (ポリエチレンテレフタレート）、 PBT (ポリブチレンテレフタレート）、 DAP (ジァリルフタレート樹脂）、 AA S (AAS樹脂）、 ACS (ACS樹脂）、 TPX (ポリメチルペンテン）、 PPO (ポリフエ二レンォキシド）、 PPS (ポリフエ二レンスルフイド）、 BS (ブタジエンスチレン樹脂）、 PABM ( ポリアミノビスマレイミド）、 MBS (MBS樹脂）、 PAI (ポリイミド）、 PAR (ポリアリレート）、 PASF (ポリアリルスルフォン）、 BR (ポリブタジエン）、 PESF (ポリエーテルスルフォン）、 PEEK (ポリエーテルエーテルケトン）、 SI (ケィ素樹脂）、 PTFE (ポリ 4フッ化工チレン）、 FEP (ポリフッ化工チレンプロピレン）、 PFA (ペルフロロアルコキシフッ化プラスチック）、耐熱フッ素系樹脂等の材料を必要に応じて使用することができる。これらの中間層は単一層であっても、さらに多層構造となっているものであってよい。また複数の中間層について異なる構成よりなるものであってもよい。

[0028] また、本発明の板ガラス積層構造体に係る中間層には、着色剤、赤外線や紫外線などの特定波長についての光線の吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤、塗料性改良剤、あるいは耐電防止剤等の各種添加剤、薬剤などを適量配合することでさらに付加的な性能を付与することができる。また、酸化錫や酸化インジウムなど酸化膜、金、銀、銅、パラジウム、白金、チタン、インジウムあるいはアルミニウム等の金属膜、有機樹脂膜等を適宜選択して使用することができる。

[0029] 本発明に板ガラス構造体に係る中間層に適用する材料は、予め部分架橋した状態にあるゲル状重合物を準備し、それを中間層となるように成形したものを使用することもできる。この場合には、部分架橋したゲル状重合物についてはどのような形態であつてもよく、粉粒状、ペレット状、ボール状、あるいはシート状等の種々の形状とすることができる。この中でも特にシート形状とするならば、さらにシート表面に所望の表面処理剤、機能膜を塗布、被覆させる等の対処を行うことができる。また成形時の微細な気泡の除去も行レ、易いので好ましレ、。

[0030] 本発明について、上記間隔 Hの最大変化量 A Hmaxが、 0< H< 200 mの範囲にあることを確認する方法としては、工業用 CTスキャンにより上記間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxを管理する領域を含む部分につ!/、て非破壊で断層撮影を行い、その断層写真によって断層撮影線上の上記間隔 Hを測定する方法がある。この CTスキャン断層撮影においては高分解能撮影が可能であり、数十 mオーダーの変化を評価することができるので、本発明の板ガラス積層構造体の構造を確認する上では好ましい。また、レーザー反射光の計測によりガラス界面位置を検出するレーザー多層膜測定センサーを板ガラスに対して走査することで、管理すべき領域の上記間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxを連続的に測定することが出来る。上記間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxを管理する領域が長くなる場合、あるいは計測を効率化するための簡便な管理方法としては、板ガラス積層構造体を上記間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxを管理する直線領域に沿ってウォータージェット切断装置等により切断し、その板厚み断面を 10倍率以上の CCD顕微鏡にて観察して上記間隔 Hの変化を測定する方法や、板ガラス積層構造体に対し 10度から 80度程度の入射角を有してレーザー光源ゃキセノン光源からの光を透過させ、その透過光の強度変化より上記間隔 Hの変化を計測する光透過強度測定方法がある。光透過強度測定方法では透過光路内に在る板ガラス積層構造体の全ての上記間隔 Hの変化量を合成した最大変化量 Δ H' maxが測定され、最大変動 A Hmaxは、構成板ガラス枚数を nとすると、 A H' max/nから算出すること力 Sできる。更には、板ガラス積層構造体を介して観察した格子模様のような一定の幾何学模様の歪みより上記間隔 Hの変化を評価する方法等で行うことができる。上記測定方法により本発明の板ガラス積層構造体の上記間隔 Hを計測する際に短周期の変動成分が含まれる場合には、計測された上記間隔 Hより表面粗さに相当する高周波成分を除去し、長周期成分であるうねり成分に関して上記間隔 Hの最大変化量 A Hmaxを評価する。このうねり成分を得るためには、高周波成分を濾波するために例えばカットオフ値 0. 08ミリとする濾波うねり曲線 Wを用いることが好ましい。

[0031] また、本発明の板ガラス積層構造体は、上述に加えヤング率 (縦弾性係数、ヤング弾性率、ヤング係数ともいう）が 30GPa以上であるならば、高い剛性を有するため建材等の窓材としても好適な構造物となる。

[0032] 板ガラス積層構造体のヤング率が 30GPaより小さいと、建材用などの大面積を有する窓材として使用された場合に構造体の中央部が容易に変形しやすぐ変形量が大きくなりすぎると板ガラスと中間層が剥離しやすくなるため好ましくない。

[0033] 本発明の板ガラス積層構造体は、ヤング率が 30GPa以上であるならば、大型の構造物の部材として板ガラス積層構造体が使用される場合であっても、充分に高い機械的な諸性能を有するものであるため、建造物の設計自由度を向上することが可能となる。

[0034] 本発明の板ガラス積層構造体のヤング率を計測する計測方法としては、曲げ試験装置を使用して積層体中央に荷重を掛けた場合の積層構造体の橈み量を作動トランスなどで検出することで計測することが可能である。また、それ以外に横振動法やノルスエコーオーバーラップ法等の計測方法によって測定してもよい。

[0035] 本発明の板ガラス積層構造体を形成する方法については、各種の方法が利用できる。例えば、予め積層状態に保持した板ガラスの間に中間層となる樹脂を注入することで積層体とし、その後で樹脂を硬化させることによって積層構造体とするものでもよぐあるいは、板ガラス間に樹脂製のシート材を揷入した状態で板ガラスを重ねた状態とし、そのまま加熱処理や圧縮処理を施すものでもよい。また、板ガラスの一方の透光面に所定厚の中間層となる樹脂材を塗布し、その上にさらに板ガラスを重ね、またその上に樹脂材を塗布するという操作を繰り返すものでもよぐまた、上記したような各種方法を複合したような方法であってもよい。すなわち、本発明の板ガラス積層構造体の製造方法として lmm未満の板厚を有する少なくとも 3枚以上の板ガラスを中間層を介して積層すると共に、該接着層を介して板ガラス同士を接着して積層体を形成する工程と、該積層体を冷却して中間層を効果させる工程とを有する方法を採用すること力でさる。

[0036] そして、本発明の板ガラス積層構造体を形成するためには、予め積層する板ガラスに所定の表面うねり、あるいは透明な被膜等を周期的に被服された状態を有する板ガラスを適用するのが最も容易であり、最適な表面うねりや被膜などを有するようにガラス表面を各種表面形成手段によって加工あるいは被覆することで、その板ガラスを使用して本発明の板ガラス積層構造体とすることができる。ここで、各種表面形成手段としては、上述したものに加えてガラス表面の研磨加工や切削加工などの方法によっても所望のうねり状態を実現することはできる力最も簡易なものとして、板ガラスを溶融状態から成形する際の成形速度や冷却条件などの成形条件を精密に調整することによって板ガラスの表面うねり状態を調整するのが好ましい。また、被覆方法としては公知の様々な方法を使用すればよ!/、。

[0037] また、本発明の板ガラス積層構造体は、上述に加え、積層された板ガラスの平均厚み寸法に対して 95%以下の厚み寸法を有する第 2の板ガラス力 S、少なくとも一方の前記板ガラスに最外層に接合膜を介在して配されており、力、っ該接合膜の厚み寸法 1S 中間層の厚み寸法の平均値以上であるならば、板ガラス積層構造体に衝撃的な応力が加えられても、板ガラス積層構造体の最外層をなす第 2の板ガラスによって、内部構造に加わる力は緩和され、それだけ耐久性が高まる構成となる。

[0038] 第 2の板ガラスについては、その材質が積層構造体を構成する板ガラスと同等の材質であってもよいが、異なる材質でもよい。また、この第 2の板ガラスは必要に応じて結晶化ガラスや化学強化ガラス、物理強化ガラスとしてもよい。特に、高剛性、高強度を有する結晶化板ガラスや強化板ガラスを第 2の板ガラスとして板ガラス積層構造体の最外層に配置することで、板ガラス積層構造体としての剛性や強度を効率よく改善すること力 Sできる。さらに、この第 2の板ガラスは模様板ガラス、特定の彩色を施した化粧板ガラスであってもよレ、。

[0039] また、この第 2の板ガラスについては、特定の光学性能を有する被膜、電気的な性能を有する被膜、保護強化膜あるいは粘着性膜によって被覆されていてもよぐ使用される用途に応じて最適な構成を採用してよい。

[0040] さらに、第 2の板ガラスの表面性状については、サンドブラストやレーザー加工、研磨処理、フッ酸エッチング処理等によってその透光面の表面粗さを適宜調整することが可能である。また、第 2の板ガラスの周端面については、板ガラスとは異なる形状であっても同じ形状であってもよく、その加工方法についても公知の各種の加工方法を採用すること力でさる。

[0041] さらに、第 2の板ガラスと板ガラスとの間に介在する接合膜については、第 2の板ガラスと板ガラスとを接着、接合すること力でき、接合後に所望の強度を実現できるならどのようなものであっても使用することができる。有機系接合膜、無機系接合膜あるいは有機無機複合材料系接合膜の使用が可能である。さらに、これらの有機系接合膜としては、中間膜として利用可能な材料より成る単一組成接合膜としてもよぐ機能性を付与するために中間膜として利用可能な複数材料より構成した多層接合膜であつても良い。例えば、厚み lmmから 3mmのポリカーボネート板を 0. 2mm厚の EVA 薄膜で挟み込んだ 3層構成の接合膜とすることで耐貫通性を向上することができる。さらに、各種の添加材を混合した構成であってもよい。

[0042] また、本発明の板ガラス積層構造体は、上述に加え、中間層が、熱可塑性樹脂を用いたシート材により構成されてなるものであるならば、積層構造を構成する際に効率的な工程で積層構造体を形成することができ、積層構造体の成形品位を管理し易く好ましい。

[0043] 例えば、 PVB (ポリビュルブチラール）や EVA (エチレンポリビュルアセテート）などの熱可塑性樹脂材をフィルム状に予め成形したものを板ガラスと板ガラスとの間に挟接した状態で保持し、その状態で加熱などして板ガラスと接合させて中間層とすること力 Sできる。

[0044] 上記シート材には予め適所に凹凸を施す等することも可能で、適切なフイラ一等を添加したシート材を予め準備してもよい。凹凸については規則的な凹凸にしてもよく、不規則な凹凸としてもよい。また、フイラ一は予めシート成型時にシート材に混入するように調整することもでき、シート材を作成後にシート材の適所に埋め込むこともできる。

[0045] また、本発明に係る中間層を構成するものとして例えばポリビュルプチラールを使用する場合には、その質量平均分子量が 10, 000から 350, 000とすることが好ましい。このような質量平均分子量とすることによって、強度について好ましい性能が実現できる。更に、本発明に係る中間層として PTFE (ポリ 4フッ化工チレン）、 FEP (ポリフッ化工チレンプロピレン）、 PFA (ペルフロロアルコキシフッ化プラスチック）等のフッ素樹脂より成り、ガラスとの表面接合性を改善した中間層を用いることで板ガラス積層構造体の耐熱性を大きく改善することができる。

[0046] また、本発明の板ガラス積層構造体は、上述に加え、中間層に、ガラス、結晶化ガラス、金属及び炭素の群の内、 1種以上により構成されてなるペレット、繊維状物、網状物、組布あるいは織布を含有してなるものであるならば、用途に応じて最適な構成を採用することによって、充分な剛性と強度を有する板ガラス構造体とすることができ、多様なニーズに対応することが可能となる。

[0047] 上記のガラス、結晶化ガラス、金属及び炭素については、その材質については特に限定しない。例えばガラスについては、各種の多成分系ガラス、あるいは石英ガラスなどを使用でき、結晶化ガラスについても種々の結晶化ガラス材質が利用できる。また、金属やカーボンについても同様である。さらにペレット、繊維状物、網状物、組布あるいは織布につ!/、ては、その大きさや形状などにつ!/、ても限定されることはなレヽ

[0048] 例えば中間層にガラス繊維が含有してなる場合については、中間層の剛性が向上し、本発明の板ガラス積層構造体としての剛性が大きく改善できる。中間層に含有するガラス繊維の直径、長さなどの外形寸法については、板ガラス構造体が所望の寸法とできるものであれば、特に限定されることはない。また、ガラス繊維の組成についても特に限定されない。例えばシリカガラス、 Eガラス、 Dガラス、 Hガラス、 ARガラスあるいは Sガラス等の材質を適宜選択することができる。また、中間層の樹脂材料との屈折率を整合させた特殊ガラス繊維を含有する場合には、本発明の板ガラス積層構造体における光透過時の光散乱がなく澄明な透過性能を維持することができる。

[0049] また、中間層内のガラス繊維の表面には、所望の性能を付与するこのできる被覆剤を適量塗布することができる。ガラス繊維表面に塗布できる被覆剤としては、例えば集束剤、結束剤、カップリング剤、潤滑剤、帯電防止剤、乳化剤、乳化安定剤、 pH 調整剤、消泡剤、着色剤、酸化防止剤、妨黴剤あるいは安定剤等を単独種あるいは複数種を任意にガラス繊維の表面に適量塗布することができる。また、このような表面処理剤、あるいは塗布剤は殿粉系のものであってもプラスチック系のものであってあよい。

[0050] また、本発明の板ガラス積層構造体は、上述に加え、ガラス繊維が長さ寸法 5mm 以下であるならば、ガラス繊維同士が絡まったりすることなく均質な分散状態となりやすいため、偏った分散状態から発生する中間層の強度のばらつきや、その厚み寸法の偏りなどの問題を生じにくいものである。

[0051] また、本発明の板ガラス積層構造体は、必要に応じて適所にレーザーやエッチング、サンドブラスト等を使用することによって材質コードや型番等をガラス表面に刻印することが可能である。

[0052] さらに、本発明の板ガラス積層構造体は、上述に加え、透過率が 30%以上であれば、建造物の採光用の窓としても使用できるので好ましい。

[0053] ここで、透過率が 30%以上であるとは、板ガラス積層構造体の表面反射を含めた直線透過率について、波長 400nmから 800nmの範囲の可視光線に関しての平均の透過率が 30%以上であることを意味して!/、る。この板ガラス積層構造体の表面反射を含めた透過率の計測については、公知のダブルビームスキャンタイプの分光透過率測定装置等を使用して、その計測光側に所定寸法面積を有する板ガラス積層構造体を配した状態で計測すればよい。この際に板ガラス積層構造体の表面に何らかの膜材が施されているならば、それを含めた計測が行われるように注意が必要である。

[0054] また、本発明の板ガラス積層構造体は、建造物等の窓材として使用され、板ガラス積層構造体を通して反対側にある遠方の対象物を目視観察するような使!、方をする場合には、なるべく高い透過率を有することが好ましぐその透過率は 40%以上である方がよく、さらに好ましくは 50%以上とすることである。

[0055] さらに、本発明の板ガラス積層構造体は、その表面に各種方法により被膜を施すことが可能である。被膜の種類としては、光学性能を付与する屈折率調整膜、不透過膜、反射防止膜や耐候性を向上させる保護膜、さらに導電膜、帯電膜等を適宜採用することができる。また皮膜の施工方法としては、化学蒸着法、物理蒸着法、スプレ一法、デイツビング法、貝占り付け法あるいは刷毛塗り法等を適宜使用することが可能である。

[0056] また、本発明の板ガラス積層構造体は、積層体を形成する際に予め成形した型材中に板ガラスを押圧することによって、全体が湾曲した構造物としてもよい。

[0057] また、本発明の板ガラス積層構造体は、防犯性能を一層高める目的で、板ガラス間の中間層に透明導電体や金属配線を検知用の配線として配設することが可能であり、このような構造とすることによって、板ガラス積層構造体が建造物の窓材ゃドア材として使用された場合に、それを破断、あるいは貫通するような破壊行為を電気的に容易に検知することが可能となる。また上記以外の特定のセンサーすなわち振動センサーゃ温度センサー等の端子を板ガラス間に挟装することができる。

[0058] また、本発明の多重板ガラス積層構造体は、上記の板ガラス積層構造体の相互間に、 0. 3mm以上の厚み寸法を有する間隙充填膜を介して多重構造としたことを特徴とする。

[0059] 間隙充填膜の厚み寸法が 0. 3mmに満たないと、大面積を有する板ガラス積層構造体同士を充分に強力に接合することができない場合があるので好ましくない。

[0060] また、本発明の板ガラス積層構造体は、液晶表示装置搭載用の板ガラス材をリサイクノレすることによって構成されたものであってもよい。

[0061] 具体的には、例えば日本電気硝子株式会社のガラス材質コードであれば、 OA— 1 0や OA— 21といった液晶表示装置搭載用の無アルカリ板ガラス材料を、一度液晶表示装置として組み立てた後、液晶表示装置の故障などによって使用不可能となつた装置から回収して本発明の板ガラス構造体として採用するものであってもよい。特に、液晶表示装置に用いられていた無アルカリ板ガラス材を再利用する場合には、その表面に形成された薄膜トランジスタ回路は板ガラス間隔 Hを規則正しく変化させる構造物となり、本発明の板ガラス積層構造体に利用する板ガラスとしては望ましいものである。また、廃材を再溶融して所定寸法に成形した薄板状の無アルカリガラスを使用するものであってもよレ、。

発明の効果

[0062] 以上のように、本発明の板ガラス積層構造体は、 1mm未満の板厚を有する少なくとも 3枚以上の板ガラスが、それらの相互間に中間層を介して積層された板ガラス積層構造体であって、前記板ガラスの透光面の最大外形寸法の 50%の長さを有すると共に、該最大外形寸法の方向に平行で、かつ、前記透光面の面心を中点とする仮想直線上に、該仮想直線の中点を含む長さ 20mmの中央部と、該仮想直線の両端からそれぞれ長さ 20mmの両端部を設定したとき、該中央部及び両端部について、前記中間層を介して対向する前記板ガラス間の間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxが、 0 μ m< A Hmax ZOO mであるため、耐衝撃性、防犯性、耐熱衝撃等の諸性能に優れた構造を有し、小変形時の柔軟性により衝突する物 ·人に対する低傷害性と共に建造物等において要求される各種の強度性能を実現することのできる窓材として好適なものである。

[0063] さらに、本発明の板ガラス積層構造体は、積層された 3枚以上の板ガラスの平均厚み寸法に対して 95%以下の厚み寸法を有する第 2の板ガラス力 S、少なくとも一方の最外層に前記板ガラスに接合膜を介して配されており、力、っ該接合膜の厚み寸法が、中間層の厚み寸法の平均値以上であるならば、耐衝撃性を改善することが可能であり、一層高い頑健性を付与されたものとなり、より広範囲の用途で使用することができる。

[0064] また、本発明の板ガラス積層構造体は、中間層が熱可塑性樹脂より成る適切な厚みを有するシート材により構成されてなるならば、各中間層の厚みや板ガラス積層枚数を任意に選択することで、弾性率、靭性、耐貫通性、透過率、耐熱性等の板ガラス積層構造体の材料特性を容易に所望値に調節することができ、なおかつ、安定した品位の板ガラス積層構造体を効率よく製造することができるので好適である。

[0065] また、本発明の板ガラス積層構造体は、中間層に、ガラス、結晶化ガラス、金属及び炭素の群の内、 1種以上により構成されてなるペレット、繊維状物、網状物、組布あるいは織布を含有してなるものであるならば、剛性と耐衝撃性能をさらに向上させ、大面積の構造物であっても充分な強度性能を実現することができる。

[0066] さらに、本発明の多重板ガラス積層構造体は、前記の板ガラス積層構造体の相互間に、 0. 3mm以上の厚み寸法を有する間隙充填膜を介して多重構造としものであるため、 1つの板ガラス積層構造体では強度面で不十分であるような場合であっても、さらに複数を積層することによって強度を向上した仕様とすることも可能である。発明を実施するための最良の形態

[0067] 以下、本発明の板ガラス積層構造体の実施の形態について、その詳細を実施例に即して具体的に説明する。

実施例 1

[0068] 図 1及び図 2に本発明の本発明の板ガラス積層構造体 10について、その説明図と斜視図とを示す。図 1 (A)は斜視全体図、図 1 (B)は部分断面図、図 1 (C)は図 1 (B) 図の要部拡大断面図である。これら図中の表記で、 20は板ガラス積層構造体を構成する各板ガラス、 20aは透光面、 30は板ガラス間に介在する中間層を表している。

[0069] この板ガラス積層構造体 10は、図 1 (A)、図 1 (B)からも判るように、 3枚の 0. 7mm 厚寸法の板ガラス 20について、エッジを揃えて積層することで構成されたものであり、それぞれの板ガラス 20は、縦 300mm、横 500mmの透光面の面積を有するものである。この 3枚の板ガラス 20は、その組成がいずれも酸化物換算の質量百分率表示で SiO 60質量％、八1 0 16質量％、： B O 10質量％、 MO (M = Ca、 Mg、： Ba

2 2 3 2 3

、 Sr、 Zn) 14質量％、 Fe O 0. 01質量％よりなるものであり、液晶表示装置に使

2 3

用された無アルカリ組成を有する板ガラスを回収し再利用するものである。

[0070] また、 3枚の板ガラス 20の中間層 30としては、 Eガラス組成を有する長さ 0. 1mmのガラス繊維を 0· 5質量％だけ混入した厚み 0· 2mmを有するポリビュルブチラール（ PVB)の層である。ガラス繊維については、既存のガラス繊維をボールミル等の適当な粉砕装置を使用することによって、微細寸法のファイバ材を成形したものである。

[0071] この板ガラス積層構造体 10は、建造物の窓材用途として試作されたものであり、構造体 10の厚み寸法は 3mm以内であり、板ガラス積層構造体 10の端面部には、必要に応じて枠で固定することができるような構成となって!/、る。また板ガラス 20の最外表面である透光面 20aには、熱線反射膜（図示省略）が施されており、戸外からの太陽光を反射することによって、目視する場合に感じる特有のギラツキ感を抑制することができるものとなっている。

[0072] 図 2は、この板ガラス積層構造体 10に、中間層 30を介して対向する板ガラス 20間の寸法の変動について説明する説明図である。板ガラス積層構造体 10の透光面の最大外形寸法が 500mmであり、これを 100とすると透過面の中央部に 50に相当する長さすなわち 250mmの直線の中点が該透光面の面心に一致させ、透光面の長辺に平行となるように配置させ、直線領域 40の中央部 41と両端部 42、 43における 2 Ommの直線区間について、図 1 (C)に部分的に拡大表示で示すように板ガラス間の間隔 Hの最小値 Hminと最大値 Hmaxの差である A Hmaxを計測すると、板ガラス 2 0間の間隔 H寸法の変動の最大値 A Hmaxがそれぞれ 24 111、 63 ^ 111, 39 111と測定され、 24 m力、ら 63 mの範囲であり、いずれも 200 m以下であること力、ら本発明の板ガラス積層構造体の条件を満足していることが切断観察法によって確認できた。また、上記と同様の計測を板ガラス積層構造体 10の略矩形状の透光面の面積に対して 40%の面積を占め、かつ該透光面の幾何学的な重心を含む縦 200mm、横 300mmの矩形状の中央領域の他の複数箇所について行っても、やはり A Hmax 力 ¾4 H m力、ら 63 μ mの範囲内となり、この領域についても上記間隔 Hの変化の存在を確認すること力 Sできる。このような板ガラス間隔 Hの変化を得るために、板ガラスと同一寸法を有する厚み 3mmのアルミ板材に、表面仕上げにより最大うねりとして 100 μ mを有する表面を与えて、この表面仕上げをした 2枚のアルミ材を当て板として本発明の板ガラス積層構造体を挟み込み、表面うねりを転写した。また、これ以外にも種々の方法があり、例えば、中間層 30に添加するフイラー材の分布ゃフイラ一材の量等を適宜調整すること、あるいは中間層 30に予め微細な凹凸を有するシート材を使用することによつても板ガラス間隔 Hの変化を与えることが可能である。

[0073] 次!/、で、本発明の板ガラス積層構造体の製造方法につ!/、て以下で順番に説明す

[0074] まず、予め所定寸法となるよう、酸化物換算の質量百分率表示で、 SiO 50%〜8

2

5%、 A1〇 2%〜30%、 R〇（R=Na + K + Li) 0. 1質量％以下の組成を有す

2 3 2

る無アルカリガラスの板材を準備する。ここでは、液晶表示装置として一度組み立てられた板ガラスのリサイクル品を使用して、洗浄工程を通して、その板ガラスの表面に汚れや付着物等がない状態となるように充分に清浄された状態とする。これら板ガラス表面上の薄膜構造物が板ガラス間隔 Hを規則正しく変化させる役割を担わせる為に、板ガラス上に構成された各種透明薄膜回路や光学薄膜層については除去しない。また、この板ガラス積層構造体用途に採用するものとしてガラスを製造するなら、ガラス熔融炉から板ガラスを成形する場合には、所定の原料を調合して熔融し、均質化してガラス板としてオーバーフローダウンドロー法等の成形方法により、精度の高 V、寸法を有する板ガラスとすることができる。

[0075] 次!/、でエタノール 12：トルエン 8：ブタノール 1なる混合有機溶媒 100mlに対してポリビュルプチラール (PVB)樹脂粉末 20gを溶解し、そこに予めボールミルで粉砕して準備した Eガラスの組成を有する 0. 1mm長のガラス繊維を 0. 5質量％相当量を秤量して混合し、ホモジナイザーを使用して均質に混合した PVB溶液を準備する。混合時に巻き込まれた気泡の脱気操作を行い、泡の含有しな!/、均質な PVB溶液を得

[0076] 水平に保持した板ガラスの透明薄膜トランジスタ回路を有する面上に所定量の PV B溶液を滴下しコーターにて均一な厚みを有する様に繰り返し塗布した上で、有機溶媒を乾燥させ 200ミクロンの平均厚みを有する PVB樹脂膜を形成する。この方法で製膜する事が可能な PVB樹脂膜の厚みは数百 μ mから数十 μ mまでの範囲であり、比較的自由に樹脂膜厚みを調整することができる。また、 PVB樹脂膜に残留する有機溶媒を極力なくすることで後工程での発泡などの外観不良を改善することが可能である。

[0077] その片面に PVB樹脂膜を持つ板ガラスを 2枚と PVB樹脂膜のな!/、板ガラス 1枚を積層し、板ガラスと同一形状と同一寸法を有する厚み 3mmのアルミ板材に、表面仕上げにより最大うねりとして 100 H mを有する表面を与えて、この表面仕上げをした 2 枚のアルミ材の表面状態を転写するように当て板として板ガラス 3枚を挟み、積層状態の板ガラスとアルミ当て板を減圧袋内へ密閉収納し、板ガラスと PVB樹脂の間の空隙の残る空気を真空脱気して、約 100°Cに加熱しながら 10kgf/cm²の圧力で約 20分間ホットプレスを行!/、PVB樹脂と板ガラスを融着し、本発明の板ガラス積層構造体を得た。

[0078] 次!/、で本発明の板ガラス積層構造体の機械的性能の評価につ!/、て説明する。

実施例 2

[0079] 板ガラス積層構造体の 3点曲げ試験による荷重歪み特性につ!/、て、本発明の板ガラス積層構造体の性能を評価するため、縦 50mm、横 180mmの透光面面積を有し、厚み 0. 7mmの液晶板ガラスうねり規格外品を準備する。この板ガラスについて 4 層、 5層そして 6層積層させた状態とするため、厚み寸法 0. 25mmのェチルポリビニノレアセテート（EVA)樹脂シート、厚み寸法 0· 38mm及び 0. 76mmのポリビュルブチラール (PVB)樹脂シートについて板ガラスと同一寸法を有するように整えた上で、積層する板ガラスの間に樹脂シートを挟み込み、板ガラスと樹脂シートの積層構成体とする。そしてこの板ガラスと樹脂シートの積層構成体をアルミ当て板の最大 50 m のうねり表面処理を施した当接面により挟み込み、減圧用の樹脂製袋内にて減圧固定状態とし、次いで加熱しつつ、 10kgf/cm²の加圧条件にて 20分間の加熱圧着を行うことで試験片を得る。

[0080] こうして得られた試験片について、常温常圧環境下にて島津製作所製強度試験装置を使用し、 120mmスパンの 3点曲げ試験にて、クロスヘッド速度 0. 5mm/minの条件で試験片の耐荷重性の評価を実施した。

[0081] 結果の代表例として、 6枚の板ガラスを厚み 0. 25mmの EVA樹脂膜を用いて構成した本発明の板ガラス積層構造体 (厚み 5. 16mm)の 3点曲げ試験における荷重歪み挙動を図 3に示し、その挙動を説明する。この図 3では、横軸はクロスヘッドによる試験片押し込み量即ち試験片の変位 (mm)を示し、縦軸はクロスヘッドを介して印加した荷重値 (kgf)を表している。評価した試験片は、荷重が 62kgfで 3. 5mmの変位を示す力 S、この荷重値で試験装置のクロスヘッドが当接する板ガラス構造体表面の裏面に位置する板ガラス構造体の板ガラスが割れて、荷重値がある程度減少する。しかしながら、本発明の板ガラス積層構造体は多層の板ガラスが積層されており、荷重が直ちにゼロへ戻らず、残りの 5枚の板ガラスが板ガラス構造体としての強度を維持することが示される。その結果、荷重値の減少は 49kgfに留まる。更に、クロスへッドを揷下すると、その変位が 4. 9mmまで増加すると共に再度荷重が 6 lkgfまで回復し 2枚目の板ガラスの破断が生じる。更に続けてクロスヘッドを揷下する事により荷重増加とそれに続く板ガラスの破断が繰り返し生じる。最終的に、変位 7. 7mmにおいて最後の板ガラスが割れて、試験片が構造材料としての強度を失うまでは、試験片を構成する板ガラスの一部がひび割れているにもかかわらず板ガラス積層構造体としては構造材料としての強度を維持して!/、る。従前の合わせガラスは荷重歪み挙動において高い剛性を示し極めて僅かな変形を呈するものの板ガラス破断後直ちに強度を失い、折損するという破滅的な限界挙動を示す。一方、本発明の板ガラス積層構造体は 3点曲げ試験にお!/、て最初の板ガラスの破断までは線形弾性挙動を示し、それ以降は複合材料として材料強度を維持するという特徴的な性能を有している。この結果より、本発明の板ガラス積層構造体は外力エネルギーを吸収する能力に優れた荷重変位特性を有し、従来の板ガラスや合わせガラスでは得る事ができなレ、高い靭性すなわち高い衝撃吸収能力を有していることが分かる。また、最初の板ガラスの割れが生じるまでの直線関係より本板ガラス積層構造体のヤング率は、 10. 9G Paという高い値を有している。また、本試験に用いた板ガラス積層構造体の板ガラスの間隔 Hは、試料の面心をその中点に含み長辺方向に平行な長さ 90mm直線領域についてキセノン光透過強度測定方法により評価したところ、長さ 20mmあたりの間隔寸 Hの寸法の最大変動 Δ Hmaxは 17 μ m力、ら 36 μ mであることが確認できた。ただし、キセノン光の強度値を板ガラス間隔 Hに換算するために、予め透過光強度と板ガラス間隔 Hの変化との対応を示す検量線を作成した上で、試料における板ガラス間隔 Hを評価した。

次に、本発明の板ガラス積層構造体の 4点曲げ試験による機械的性能評価につ!/、て説明する。 4枚の板ガラスを厚み 0. 76mmの PVB樹脂膜を用いて構成した本発明の板ガラス積層構造体 (厚み 5. 08mm)の 4点曲げ試験における荷重歪み挙動を図 4に示し、その挙動についても説明する。この図 4において、横軸はクロスヘッドによる試験片押し込み量即ち試験片の変位 (mm)を示し、縦軸はクロスヘッドを介して試験片に印加した荷重 (kgf)を表している。この図 4の挙動で特徴的なことは、クロスヘッドが 2mm揷下されるまでの必要荷重は高々 2kgfと小さな値である力その変位以上のクロスヘッド押し込みに対しては荷重が急増するという非線形弾性挙動である。つまり、初期変位に対しては 0. 7GPaという比較的低いヤング率を示す力 S、一定値以上の変位に対しては 8. 9GPaという 10倍以上のヤング率を示すという 2種類の弹性変形特性を有するという特異な非線形弾性を有している。即ち、本発明の板ガラス積層体に対して力が加わった場合にはある変形範囲までは柔軟に変形してェネルギーを吸収するが、変位が大きくなる場合には第 2弾性特性により大きな力を受け止めること力 Sできる。この特徴を利用することで、例えば、本発明の板ガラス積層体と人体との衝突においては、初期に本発明の板ガラス積層体が柔軟に変形することで人体を低衝撃で受け止めた後に、第 2の性質の発現により高弾性体としてより多くのェネルギーを吸収し人体を保護すると!/、う新し!/、板ガラス材料としての応用が期待できる。この変形初期の柔軟な弾性挙動は局所的な橈みや凹凸による板ガラス間隔 Hの変化を有するという特徴に由来するものと考える。上述の 3点曲げ挙動で示される高靭性と 4点曲げ挙動に見られる非線形弾性特性は、積層数や中間層厚みにより変化は認められるものの、本発明の板ガラス積層体に共通して存在する性能であることが見出された。本試験に用いた板ガラス積層構造体の板ガラスの間隔 Hは、試料の面心をその中点に含み長辺方向に平行な長さ 90mm直線領域についてレーザー多層膜測定センサーにより評価したところ、長さ 20mmあたりの間隔 Hの寸法の最大変化量 Δ Hmaxは 23 μ m〜45 μ mの範囲であった。

さらに 3点曲げ試験を行うことによって得られる、積層数と中間層厚み ·種類を変化させた場合のヤング率の変化について、図 5にまとめて示す。ここで、横軸は板ガラスの積層数を示し、縦軸は 3点曲げ試験で得られたヤング率である。中間層の種類毎に板ガラス積層数を増加させた場合、ガラス/中間層樹脂の体積比率が減少するために板ガラス積層体としてのヤング率は低下することが分かる。一方、同じ板ガラス積層数については、中間膜厚みが薄くなるにつれてガラス/中間層樹脂の体積比率が増加するので板ガラス積層体としてのヤング率が増大する。以上の結果より、本発明の板ガラス積層体を構成するガラス/中間層樹脂の体積比率を調節することで任意のヤング率を得ることができることが示された。本試験に用いた板ガラス積層構造体の板ガラスの間隔 Hは、試料の面心をその中点に含み長辺方向に平行な長さ 90 mm直線領域についてレーザー多層膜測定センサーにより評価したところ、長さ 20 111111ぁたりの間隔^1の寸法の最大変化量厶^¾11& は18 111〜31 111の範囲にぁることが確認できた。

[0084] この結果から、本発明の板ガラス積層構造体は、積層材料の構成を適切に設計することにより、構造材料としての使用に耐え得る高剛性を付与することも、或いは、極めて柔軟な弾性的性質を付与することもできることが判明した。

[0085] また、この試験で、応力が印加された時に本発明の板ガラス積層構造体は、中間層が板ガラスのズリ変形を抑制するように働くため、積層によって加えられる応力を緩和することができることが見いだされた。このため、積層された 3層以上のガラス板は、応力の印加によって一度に破砕することなぐ徐々に破壊されていくことになる。こうした板ガラス積層間の橈みのある構造に加え、このような性能ゆえに本発明の板ガラス積層構造体は、耐衝撃性に優れた構造となって!/、る。

[0086] また、本明の板ガラス積層構造体については、前記したことからも明らかなように板ガラス構造体の製造条件を適宜変更すると、さらに高いヤング率を有するものとすることもできる。なるべく高いヤング率となるような条件を選択すれば、そのィ直は 31GPa と一層高い値となることも判明している。

[0087] また、本発明の板ガラス積層構造体について、 0. 7mm厚の板ガラスについて、ャング率 E (kgf/mm²)、板厚み Θ (mm)、熱膨張率 α (l/Κ)とし耐熱衝撃指数 R= (Ε α Θ —¹を算出すると、その値は 20K/kgf以上となり、高い耐熱性を実現できることが確認できた。

[0088] さらに本発明の板ガラス積層構造体について、その化学的な耐久性を評価するため、予め作成した実施例 1と同様の構成を有する本発明の板ガラス積層構造体を 80 mm角の正方形状を有するように切断した、 10検体につ!/、て沸騰水中にて 12時間の耐水性に関する煮沸試験を行!/、、その試験終了後の板ガラス積層構造体表面の状態を 20倍の実体顕微鏡と目視による観察で異常が認められないか評価した。その結果、本発明のガラス構造体については、構造体の表面に構造体の変質等に起因する透過率の低下は認められず、実用上問題のない耐水性を有していることが判明した。

[0089] 以上のように、本発明の板ガラス構造体は、高い耐衝撃性を有するば力、りでなぐ耐熱性や耐水性につ!/、ても優れた性能を有しており、各種建造物の窓材として好適なものであることが判明した。

実施例 3

[0090] 次いで本発明の他の板ガラス積層構造体について以下に示す。

[0091] 図 6には、本発明の他の板ガラス積層構造体 11の部分断面図を示している。この板ガラス積層構造体 11は、強化処理を施した硼珪酸ガラスの板ガラス 21であって、その寸法は 300mm X 400mmの透光面を有し、板厚寸法が 0. 6mmであり、 20m m長の区間において表面起伏は 20 mを超える状態である。そして、各板ガラス間の中間層 31としては、透光性アルミナフイラ一を分散混合したポリビュルプチラール樹脂シートにより構成される厚み寸法 0. 38mmの中間層 31の介在により積層されている。

[0092] そして、この板ガラス積層構造体 11のさらなる構造上の特徴としては、板ガラス積層構造体 11の一方側については、透明結晶化ガラス製の薄板ガラス（第 2の板ガラス） 50がポリビュルプチラールの接合膜 60により接合されていることである。薄板ガラスである結晶化ガラス 50の板厚寸法は、 0. 48mmであって、板ガラス 21の 80%の板厚寸法になっている。また、接合膜 60については、 0. 76mmの厚み寸法を有している。

[0093] この構造体 11についても、中間層 31を介して対向する板ガラス 21間の寸法の変動については、板ガラス積層構造体 11の板ガラスの透光面の面心を中点を持ち、長辺に平行な長さ 200mmの直線領域の中央部の 20mmと両端部の 20mmにおいて、レーザー多層膜測定センサーを用いた測定によって板ガラス間の間隔 Hの最大変ィ匕量厶^¾11& カ 110〃111、 76〃m, 140〃mとなり、 76〃 m力、ら 140〃 mの範囲であり、 0 < H< 200 mの範囲内にあることが判明し、高い剛性を有する構造となってい

実施例 4

[0094] 図 7には、本発明の他の多重板ガラス積層構造体 12の部分断面図を示している。

この多重板ガラス積層構造体 12は、実施例 2に示したと同様の板ガラス 21とその中間層 31とにより構成される 2つの板ガラス積層構造体 11を間隙充填層 70によって接合した繰り返し構造を有する構成である。間隙充填層については、接着層付きポリ力ーボネート樹脂膜を挟み込むにより形成したもので、その厚み寸法は 0. 64mmであ

[0095] この構造体 12についても、中間層 31を介して対向する板ガラス 21間の寸法の変動については、板ガラス積層構造体 11の板ガラスの透光面の面心を中点を持ち、長辺に平行な長さ 200mmの直線領域の中央部と両端部において、板ガラス間の間隔 Hの 20mmにおける最大変ィ匕量 Δ Umax力 110〃 m、 76〃m, 140〃mとなり、 76 a m力、ら 140 a mの範囲であり、 0 < H < 200 μ mの範囲内にあるので、高!/、剛性を有する構造となっている。

[0096] さらに、本発明の板ガラス積層構造体を構成する板ガラス厚みについてさらに薄い厚みを有する板ガラスについて構造強度を評価した例を説明する。

実施例 5

[0097] 板厚み 0· 1mmを有する板ガラスを厚み 0· 25mmの EVA樹脂膜を用いて板ガラス 4層を積層した板ガラス積層構造体と板ガラス 6層を積層した板ガラス積層構造体を準備した。これらの積層構造を有する板ガラス積層構造体をそれぞれ 2体づっ 3点曲げ試験に供して、それらの荷重歪み挙動より各構成の板ガラス積層構造体のヤング率を求めた。その結果、板ガラス 4層を積層した板ガラス積層構造体のヤング率は 17GPaとなり、板ガラス 6層を積層した板ガラス積層構造体のヤング率は 7GPaとなることが確認できた。これらのヤング率は板ガラス材料としては極めて小さな値であり、優れて柔軟な材料となっていることが判明した。なお、本積層構造体の板ガラスの間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxはレーザー顕微鏡による透明体境界面位置測定法によつて 62〜； 108 mであることが確認でき、本発明の板ガラス積層構造体であることが分かる。

[0098] 以上のように本発明の板ガラス積層構造体とそれをさらに多重化した多重板ガラス積層構造体は、高い剛性を有し、優れた耐衝撃性能を有する構造体であって、建造物や電子部品等の各種の広範囲の用途に適用することが可能となる品位を有する構造材料である。

図面の簡単な説明

[0099] [図 1]本発明の板ガラス積層構造体の説明図であり、（A)は斜視全体図、（B)は部分断面図、（C)は要部拡大断面図である。

[図 2]本発明の板ガラス間隔 Hの 200 mまでの変動が認められる領域についての説明図。

[図 3]本発明の板ガラス積層構造体について、板ガラスを 6層積層したものについての 3点曲げ試験結果を示すグラフ図。

[図 4]本発明の板ガラス積層構造体について、板ガラスを 4層積層したものについての 4点曲げ試験結果を示すグラフ図。

[図 5]本発明の板ガラス積層構造体につ!/、て、 3点曲げ試験により計測したヤング率

[図 6]本発明の他の板ガラス積層構造体の部分断面図。

[図 7]本発明の多重板ガラス積層構造体の部分断面図。

符号の説明

[0100] 10、 11 板ガラス積層構造体

12 多重板ガラス積層構造体

20、 21 板ガラス

20a 透光面

30、 31 中間層

40 透光面上の該最大外形寸法方向に平行な直線領域

41 直線領域 40の中央部

42、 43 直線領域 40の両端部

50 薄板ガラス（第 2の板ガラス） 60 接合膜

70 間隙充填膜 H 板ガラス間の間隔 AHmax 最大変化量 P 面心

Claims

請求の範囲

[1] 1mm未満の板厚を有する少なくとも 3枚以上の板ガラス力 S、それらの相互間に中間層を介して積層された板ガラス積層構造体であって、

前記板ガラスの透光面の最大外形寸法の 50%の長さを有すると共に、該最大外形寸法の方向に平行で、かつ、前記透光面の面心を中点とする仮想直線上に、該仮想直線の中点を含む長さ 20mmの中央部と、該仮想直線の両端からそれぞれ長さ 2 Ommの両端部を設定したとき、該中央部及び両端部について、

前記中間層を介して対向する前記板ガラス間の間隔 Hの最大変化量 Δ Hmaxが、 0 m< Δ Hmax< 200 μ mであることを特徴とする板ガラス積層構造体。

[2] 前記積層された 3枚以上の板ガラスの平均厚み寸法に対して 95%以下の厚み寸法を有する第 2の板ガラスが、少なくとも一方の最外層の前記板ガラスに接合膜を介して配されており、かつ該接合膜の厚み寸法が、前記中間層の厚み寸法の平均値以上であることを特徴とする請求項 1に記載の板ガラス積層構造体。

[3] 前記中間層が、熱可塑性樹脂を用いたシート材により構成されてなることを特徴とする請求項 1又は請求項 2の何れかに記載の板ガラス積層構造体。

[4] 前記中間層に、ガラス、結晶化ガラス、金属及び炭素の群の内、 1以上により構成されてなるペレット、繊維状物、網状物、組布あるいは織布を含有してなるものであることを特徴とする請求項 1から請求項 3の何れかに記載の板ガラス積層構造体。

[5] 請求項 1から請求項 4の何れかに記載の板ガラス積層構造体の相互間に、 0. 3m m以上の厚み寸法を有する間隙充填膜を介在して多重構造としたことを特徴とする多重板ガラス積層構造体。