WO2019070007A1

WO2019070007A1 - ガラス板構成体及び振動板

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Publication number: WO2019070007A1
Application number: PCT/JP2018/037121
Authority: WO
Inventors: 研人櫻井; 順秋山
Original assignee: Ａｇｃ株式会社
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2019-04-11
Also published as: US20200238665A1; CN111164991B; JPWO2019070007A1; JP7092143B2; CN111164991A; US11292231B2

Abstract

ガラス板構成体は、少なくとも２枚の板と、２枚の板の間に保持された液体層と、液体層を封止するように、２枚の板の間に設けられたシール材と、を備え、２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板である。ガラス板構成体を平面視したときに、液体層およびシール材の境界線に重なるように光遮蔽部が設けられる。これにより、当該境界線を隠すことができ、デザイン性が向上すると共に、液体層およびシール材の材料の選択肢が拡がる。

Description

ガラス板構成体及び振動板

　本発明は、ガラス板構成体及び振動板に関する。

　一般的に、スピーカーまたはマイクロフォン用の振動板としてコーン紙や樹脂が用いられている。これらの材料は損失係数が大きく、共振による振動が生じにくいことから、可聴域における音の再現性能が良いと考えられている。
　しかし、これらは何れも材料における音速値が低いため、高周波で励振した際に、音波周波数に材料の振動が追従しにくく、分割振動が発生しやすい。そのため特に高周波数領域において所望の音圧が出にくい。

　近年、特にハイレゾ（ハイレゾリューション）音源等で再生が求められる帯域は２０ｋＨｚ以上の高周波数領域であり、ヒトの耳では聞こえにくい帯域とされるものの、臨場感が強く感じられるなど、より感情に迫るものがあることから、該帯域の音波振動を忠実に再現できることが望ましい。

　そこで、コーン紙や樹脂に代えて、金属、セラミックス、ガラス等の、材料に伝播する音速が速い素材を用いることが考えられる。

日本国特開平５－２２７５９０号公報

Ｏｌｉｖｉｅｒ　Ｍａｌ　ｅｔ．　ａｌ．，"Ａ　Ｎｏｖｅｌ　Ｇｌａｓｓ　Ｌａｍｉｎａｔｅｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｏｒ　Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒｓ"ＡＥＳ　Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ　１２４，７３４３．

　スピーカー用の振動板として、１枚のガラスを用いたものや（特許文献１）、２枚のガラス板の間にブチラール系樹脂層を有する合わせガラスが知られている（非特許文献１）。

　特に非特許文献１の様な合わせガラスの如きガラス板構成体においては、２枚のガラス板の貼り合わせに使用されるシール材が光により劣化し、ガラス板構成体の耐久性が低下するおそれがある。

　そこで本発明では、耐久性に優れたガラス板構成体及び振動板を提供することを目的とする。

　本発明のガラス板構成体は、少なくとも２枚の板と、前記少なくとも２枚の板のうち、隣接する２枚の板の間に保持された液体層と、前記液体層を封止するように、前記２枚の板の間に設けられたシール材と、を備え、前記２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であるガラス板構成体であって、前記ガラス板構成体を平面視したときに、前記液体層および前記シール材の境界線に重なるように光遮蔽部が設けられる。

　本発明の振動板は、前記ガラス板構成体および、前記ガラス板構成体の片面または両面に設置された少なくとも１つの振動子を含む。

　本発明のガラス板構成体によれば、シール材を光遮蔽部で隠すことによりシール材の光による劣化を抑制し、ガラス板構成体の耐久性を向上させることができる。

本発明に係るガラス板構成体の一例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ断面図。本発明に係るガラス板構成体の光遮蔽部の塗布例を示し、（ａ）は正面斜視図、（ｂ）は実施例１で（ａ）のＡ－Ａ断面図、（ｃ）は実施例２で（ａ）のＡ－Ａ断面図。本発明に係るガラス板構成体の光遮蔽部の塗布例を示し、（ａ）は実施例３、（ｂ）は実施例４、（ｃ）は実施例５、（ｄ）は実施例６、（ｅ）は実施例７を示す部分断面図。本発明に係るガラス板構成体の光遮蔽部の塗布例を示し、（ａ）は実施例８、（ｂ）は実施例９、（ｃ）は実施例１０、（ｄ）は実施例１１を示す部分断面図。本発明に係るガラス板構成体の第１の板に第２の板を貼合する前の状態を示し、（ａ）は予め光遮蔽部が設けられた第２の板と第１の板を接合する例を示す概念図、（ｂ）はシール材が光遮蔽部を介して２つの板の主面に接合する例を示す概念図。本発明に係るガラス板構成体の液体層の配置の異なる実施例を示す平面図。

　以下、発明を実施するための形態に基づいて、本発明の詳細およびその他の特徴について説明する。なお、以下の図面において、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する符号を付すことにより、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材又は部品間の相対比を示すことを目的としない。よって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、適宜選択可能である。

　また本明細書において数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。

　（ガラス板構成体の概要）
　本発明のガラス板構成体は、少なくとも２枚の板と、前記少なくとも２枚の板のうち、隣接する２枚の板の間に保持された液体層と、前記液体層を封止するように、前記２枚の板の間に設けられたシール材と、を備え、前記２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であるガラス板構成体であって、前記ガラス板構成体を平面視したときに、前記液体層および前記シール材の境界線に重なるように光遮蔽部が設けられる。

　液体層およびシール材の境界線に重なるように光遮蔽部を設けることにより、当該境界線を隠すことができ、デザイン性が向上すると共に、両者の材料の選択肢が拡がり、好ましい視認性を実現できる。即ち、液体層およびシール材のそれぞれの屈折率を合わせて境界面を不可視化する必要がなくなり、用いる材料の選択自由度を向上させることができる。また、シール材を光遮蔽部で隠すことによりシール材の光による劣化を抑制することもできる。そして、ガラス板構成体を映像部材である、テレビ、モニター、スマートフォン端末、タブレット端末、ＰＣ端末などに組み込む場合、その周縁フレーム部材とガラス板構成体との接合面を色彩的に一体化させることが可能である。

　シール材は、２枚の板の周囲の少なくとも一部に設けられている場合は、光遮蔽部も同様に一部に設けられていることが好ましい。また、シール材が２枚の板の周囲に設けられている場合は、光遮蔽部の同様に２枚の板の周囲の全部に設けられていることが好ましい。特に、２枚の板の周囲の全体に設けられていると、シール材の内側に保持される液体層が漏れることがなく、ガラス板構成体の品質が向上する。

　本発明に係るガラス板構成体は、２５℃における損失係数が１×１０^－２以上であり、かつ、少なくとも１枚の板の板厚方向の縦波音速値が４．０×１０^３ｍ／ｓ以上であることが好ましい。なお、損失係数が大きいとは振動減衰能が大きいことを意味する。

　損失係数とは、半値幅法により算出したものを用いる。材料の共振周波数ｆ、振幅ｈであるピーク値から－３ｄＢ下がった点（すなわち、最大振幅－３［ｄＢ］における点）の周波数幅をＷとしたときに、｛Ｗ／ｆ｝で表される値を損失係数と定義する。
　共振を抑えるには、損失係数を大きくすればよく、すなわち、振幅ｈに対し相対的に周波数幅Ｗは大きくなり、ピークがブロードとなることを意味する。

　損失係数は材料等の固有の値であり、例えばガラス板単体の場合にはその組成や相対密度等によって異なる。なお、損失係数は共振法などの動的弾性率試験法により測定することができる。

　縦波音速値とは、物体中を縦波が伝搬する速度をいう。縦波音速値は、日本工業規格（ＪＩＳ－Ｒ１６０２－１９９５）に記載された超音波パルス法により測定することができる。

　（液体層）
　本発明に係るガラス板構成体は、少なくとも２枚（少なくとも一対）の板の間に液体からなる層（液体層）を設けることで、高い損失係数を実現することができる。中でも、液体層の粘性や表面張力を好適な範囲にすることで、より損失係数を高くすることができる。これは、一対の板を、粘着層を介して設ける場合とは異なり、一対の板が固着せず、各々の板としての振動特性を持ち続けることに起因するものと考えられる。

　液体層は２５℃における粘性係数が１×１０^－４～１×１０^３Ｐａ・ｓであり、かつ、２５℃における表面張力が１５～８０ｍＮ／ｍであることが好ましい。粘性が低すぎると振動を伝達しにくくなり、高すぎると液体層の両側に位置する一対の板同士が固着して１枚の板としての振動挙動を示すようになることから、共振による振動が減衰されにくくなる。また、表面張力が低すぎると板間の密着力が低下し、振動を伝達しにくくなる。表面張力が高すぎると、液体層の両側に位置する一対の板同士が固着しやすくなり、１枚の板としての振動挙動を示すようになることから、共振による振動が減衰されにくくなる。

　液体層の２５℃における粘性係数は１×１０^－３Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、１×１０^－２Ｐａ・ｓ以上がさらに好ましい。また、１×１０^２Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、１×１０Ｐａ・ｓ以下がさらに好ましい。
　液体層の２５℃における表面張力は１７ｍＮ／ｍ以上がより好ましく、３０ｍＮ／ｍ以上がさらに好ましい。

　液体層の粘性係数は回転粘度計などにより測定することができる。液体層の表面張力はリング法などにより測定することができる。

　液体層は、蒸気圧が高すぎると液体層が蒸発してガラス板構成体としての機能を果たさなくなるおそれがある。そのため、液体層は、２５℃、１ａｔｍにおける蒸気圧が１×１０^４Ｐａ以下が好ましく、５×１０^３Ｐａ以下がより好ましく、１×１０^３Ｐａ以下がさらに好ましい。

　液体層の厚みは薄いほど、ガラス構成体の剛性を高く維持できる点および振動伝達の点から好ましい。具体的には、２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ以下の場合は、液体層の厚みは、２枚の板の合計の厚みの１／１０以下が好ましく、１／２０以下がより好ましく、１／３０以下がさらに好ましく、１／５０以下がよりさらに好ましく、１／７０以下がことさらに好ましく、１／１００以下が特に好ましい。
　また、２枚の板の合計の厚みが１ｍｍ超の場合は、液体層の厚みは、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましく、２０μｍ以下がよりさらに好ましく、１５μｍ以下がことさらに好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。
　液体層の厚みの下限は、生産性および耐久性の点から０．０１μｍ以上が好ましい。

　液体層は化学的に安定であり、液体層と液体層の両側に位置する２枚の板とが、反応しないことが好ましい。化学的に安定とは、例えば光照射により変質（劣化）が少ないものであり、少なくとも－２０～７０℃の温度領域で凝固、気化、分解、変色、ガラスとの化学反応等が生じないものを意味する。

　液体層の成分としては、具体的には、水、オイル、有機溶剤、液状ポリマー、イオン性液体およびそれらの混合物等が挙げられる。

　より具体的には、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ストレートシリコーンオイル（ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル）、変性シリコーンオイル、アクリル酸系ポリマー、液状ポリブタジエン、グリセリンペースト、フッ素系溶剤、フッ素系樹脂、アセトン、エタノール、キシレン、トルエン、水、鉱物油、およびそれらの混合物、等が挙げられる。中でも、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルおよび変性シリコーンオイルからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましく、プロピレングリコールまたはシリコーンオイルを主成分とすることがより好ましい。

　上記の他に、粉体を分散させたスラリーを液体層として使用することもできる。損失係数の向上といった観点からは、液体層は均一な流体であることが好ましいが、ガラス板構成体に着色や蛍光等といった意匠性や機能性を付与する場合には、該スラリーは有効である。
　液体層における粉体の含有量は０～１０体積％が好ましく、０～５体積％がより好ましい。
　粉体の粒径は沈降を防ぐ観点から１０ｎｍ～１０μｍが好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。

　また、意匠性・機能性付与の観点から、液体層に蛍光材料を含んでもよい。蛍光材料を粉体として分散させたスラリー状の液体層でも、蛍光材料を液体として混合させた均一な液体層でもよい。これにより、ガラス板構成体に光の吸収および発光といった光学的機能を付与することができる。

　（シール材）
　シール材は、２枚の板の間に保持された液体層を封止するように、２枚の板の間に設けられる。ガラス板構成体を平面視したときに、液体層およびシール材の境界線に重なるように光遮蔽部が設けられる。

　シール材は、２枚の板の周囲の少なくとも一部に設けられている場合は、光遮蔽部も同様に一部に設けられていることが好ましい。また、シール材が２枚の板の周囲に設けられている場合は、光遮蔽部も同様に２枚の板の周囲の全部に設けられていることが好ましい。特に、２枚の板の周囲の全体に設けられていると、シール材の内側に保持される液体層が漏れることがなく、ガラス板構成体の品質が向上する。

　シール材は、ポリ酢酸ビニル系、ポリ塩化ビニル系、ポリビニルアルコール系、エチレン共重合体系、ポリアクリル酸エステル系、シアノアクリレート系、飽和ポリエステル系、ポリアミド系、線状ポリイミド系、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ系、ポリウレタン系、不飽和ポリエステル系、反応性アクリル系、ゴム系、シリコーン系、変性シリコーン系からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。

（光遮蔽部）
　光遮蔽部が、ガラス板構成体を平面視したときに、液体層およびとシール材の境界線に重なるように設けられている。これにより、境界線を隠すことができ、デザイン性が向上すると共に、両者の材料の選択肢が拡がり、好ましい視認性を実現できる。即ち、液体層およびシール材のそれぞれの屈折率を合わせて境界面を不可視化する必要がなくなり、用いる材料の選択自由度を向上させることができる。また、シール材を光遮蔽部で隠すことによりシール材の光による劣化を抑制し、ガラス板構成体の耐久性を向上することもできる。

　光遮蔽部は、銀、銅、アルミニウム等の金属フィラー（具体的には、銀、銅、アルミニウム等の金属フィラーを含有する樹脂）、銀、銅、アルミニウム等の金属膜、塗料または顔料を含むプライマー材料、硬化樹脂剤、着色プライマー、等から選択できる。着色プライマーは、染料や顔料で着色させることができるため境界線の遮蔽することが可能であり、液体層とシール材の屈折率を合わせて境界線を目立たなくする必要が無く、液体層およびシール材の材料選択肢の自由度が向上する。プライマーの色は、例えばテレビ、モニター、端末などの枠色と合わせることが可能であり、色彩デザイン性の向上を図ることができる。色は、黒や白の他、シルバー、ゴールドなどの金属光沢色でもよく、銀、銅、アルミニウムなどの金属フィラーを含む導電性硬化樹脂を塗布する、または銀、銅、アルミニウムなどの金属膜を製膜することで金属光沢性を有するものでもよく、これらにより、デザイン性の向上を狙うことができる。着色プライマーは、硬化樹脂剤であることが好ましく、特に、熱硬化、紫外線硬化、可視光硬化、湿気硬化などを用いることが好ましい。

　光遮蔽部は、いずれかの板の液体層のある主面の側、または当該主面と逆の主面の側に設けられる。光遮蔽部が液体層のある主面の側に設けられる、すなわち光遮蔽部の上にシール材が配置されると、シール材と板との接着力が向上する。光遮蔽部は、２枚の板のどちら一方の主面でも良く、両方の板の主面に設けられていても良い。また、板の片面の主面のみでも良く、両面の主面に設けられていても良い。

　（板及びガラス板）
　本発明に係るガラス板構成体においては、液体層を両側から挟むように、少なくとも２枚（少なくとも一対）の板が設けられる。そして、２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板である。このような構成において、何れかの板が共振した場合に、液体層の存在により、他の板が共振しない、又は、他の板の共振の揺れを減衰することができることから、ガラス板構成体は、ガラス板単独の場合と比べて損失係数を高くすることができる。

　一対の板を構成する２枚の板のうち、一方の板と他方の板の共振周波数のピークトップの値は異なることが好ましく、共振周波数の範囲が重なっていないものがより好ましい。ただし、一方の板および他方の板の共振周波数の範囲が重複する場合や、ピークトップの値が同じであっても、液体層の存在によって、一方の板が共振しても、他方の板の振動が同期しないことで、ある程度共振が相殺されることから、ガラス板単独の場合に比べて高い損失係数を得ることができる。

　すなわち、一方の板の共振周波数（ピークトップ）をＱａ、共振振幅の半値幅をｗａ、他方の板の共振周波数（ピークトップ）をＱｂ、共振振幅の半値幅をｗｂとした時に、下記式（１）の関係を満たすことが好ましい。
　　（ｗａ＋ｗｂ）／４＜｜Ｑａ－Ｑｂ｜・・・（１）
　式（１）における左辺の値が大きくなるほど二つの板の共振周波数の差異（｜Ｑａ－Ｑｂ｜）が大きくなり、高い損失係数が得られるようになることから好ましい。

　そのため、下記の式（２）を満たすことがより好ましく、下記の式（３）を満たすことがより好ましい。
　　（ｗａ＋ｗｂ）／２＜｜Ｑａ－Ｑｂ｜・・・（２）
　　（ｗａ＋ｗｂ）／１＜｜Ｑａ－Ｑｂ｜・・・（３）
　なお、板の共振周波数（ピークトップ）および共振振幅の半値幅は、ガラス板構成体における損失係数と同様の方法で測定することができる。

　一方の板と他方の板は、質量差が小さいほど好ましく、質量差がないことがより好ましい。板の質量差がある場合、軽い方の板の共振は重い方の板で抑制することはできるが、重い方の板の共振を軽い方の板で抑制することは困難である。すなわち、質量比に偏りがあると、慣性力の差異により原理的に共振による振動を互いに打ち消せなくなるためである。

　一方の板／他方の板で表される２枚の板の質量比は０．１～１０．０（１／１０～１０／１）が好ましく、０．５～２．０（５／１０～１０／５）がより好ましく、１．０（１０／１０、質量差０）がさらに好ましい。

　一方の板および他方の板の厚みはいずれも薄いほど、板同士が液体層を介して密着しやすく、また、板を少ないエネルギーで振動させることができる。そのため、スピーカー等の振動板用途の場合には、板の厚みは薄いほど好ましい。具体的には２枚の板の板厚が、それぞれ１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましく、３ｍｍ以下がさらにより好ましく、１．５ｍｍ以下が特に好ましく、０．８ｍｍ以下が特により好ましい。一方、薄すぎると板の表面欠陥の影響が顕著になりやすく割れが生じやすくなったり、強化処理しにくくなったりすることから、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．０５ｍｍ以上がより好ましい。

　また、共振現象に起因する異音の発生を抑制した建築・車両用開口部材用途においては、一方の板および他方の板の板厚はそれぞれ０．５～１５ｍｍが好ましく、０．８～１０ｍｍがより好ましく、１．０～８ｍｍがさらに好ましい。

　一方の板および他方の板の少なくともいずれか一方の板は、損失係数が大きい方が、ガラス板構成体としての振動減衰も大きくなり、振動板用途として好ましい。具体的には、板の２５℃における損失係数は１×１０^－４以上が好ましく、３×１０^－４以上がより好ましく、５×１０^－４以上がさらに好ましい。上限は特に限定されないが、生産性や製造コストの観点から５×１０^－３以下であることが好ましい。また、一方の板および他方の板の両方が、上記損失係数を有することがより好ましい。
　なお、板の損失係数は、ガラス板構成体における損失係数と同様の方法で測定することができる。

　一方の板および他方の板の少なくともいずれか一方の板は、板厚方向の縦波音速値が高い方が高周波領域の音の再現性が向上することから、振動板用途として好ましい。具体的には、板の縦波音速値が４．０×１０^３ｍ／ｓ以上が好ましく、５．０×１０^３ｍ／ｓ以上がより好ましく、６．０×１０^３ｍ／ｓ以上がさらに好ましい。上限は特に限定されないが、板の生産性や原料コストの観点から７．０×１０^３ｍ／ｓ以下が好ましい。また、一方の板および他方の板の両方が、上記音速値を満たすことがより好ましい。
　なお、板の音速値は、ガラス板構成体における縦波音速値と同様の方法で測定することができる。

　本発明に係るガラス板構成体において、一方の板および他方の板の少なくとも１枚の板はガラス板により構成される。他の１枚の板の素材は任意であり、透明板状体として樹脂による樹脂板、透明樹脂（有機ガラスともいう）など、種々のものを採用することができる。意匠性や加工性の観点からは、樹脂板またはその複合材料を用いることが好ましく、樹脂板が、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＦＲＰ材料を用いることが特により好ましい。

　少なくとも１枚の板を構成するガラス板の組成は特に限定されないが、例えば下記範囲であることが好ましい。
　ＳｉＯ_２：４０～８０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０～３５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０～１５質量％、ＭｇＯ：０～２０質量％、ＣａＯ：０～２０質量％、ＳｒＯ：０～２０質量％、ＢａＯ：０～２０質量％、Ｌｉ_２Ｏ：０～２０質量％、Ｎａ_２Ｏ：０～２５質量％、Ｋ_２Ｏ：０～２０質量％、ＴｉＯ_２：０～１０質量％、かつ、ＺｒＯ_２：０～１０質量％。但し上記組成がガラス全体の９５質量％以上を占める。

　ガラス板の組成はより好ましくは、下記範囲である。
　ＳｉＯ_２：５５～７５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３：０～２５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：０～１２質量％、ＭｇＯ：０～２０質量％、ＣａＯ：０～２０質量％、ＳｒＯ：０～２０質量％、ＢａＯ：０～２０質量％、Ｌｉ_２Ｏ：０～２０質量％、Ｎａ_２Ｏ：０～２５質量％、Ｋ_２Ｏ：０～１５質量％、ＴｉＯ_２：０～５質量％、かつ、ＺｒＯ_２：０～５質量％。但し上記組成がガラス全体の９５質量％以上を占める。

　ガラス板のヤング率を密度で除した値である比弾性率は、大きいほど、ガラス板の剛性を高くすることができる。具体的にはガラス板の比弾性率が２．５×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上が好ましく、２．８×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上がより好ましく、３．０×１０^７ｍ^２／ｓ^２以上がさらにより好ましい。上限は特に限定されないが、ガラス製造時の成形性の観点から４．０×１０^７ｍ^２／ｓ^２以下であることが好ましい。ヤング率は、日本工業規格（ＪＩＳ－Ｒ１６０２－１９９５）に記載された超音波パルス法により測定することができる。

　ガラス板の比重はいずれも小さいほど、少ないエネルギーでガラス板を振動させることができる。具体的にガラス板の比重は、２．８以下が好ましく、２．６以下がより好ましく、２．５以下がさらにより好ましい。下限は特に限定されないが、２．２以上であることが好ましい。

　（ガラス板構成体）
　ガラス板構成体を構成する板の少なくとも１枚および液体層の少なくともいずれか一方に着色することも可能である。これは、ガラス板構成体に意匠性を持たせたい場合や、ＩＲカット、ＵＶカット、プライバシーガラス等の機能性を持たせたい場合に有用である。

　ガラス板構成体を構成する板のうちガラス板は少なくとも１枚であればよいが、２枚以上のガラス板を用いてもよい。この場合、すべて異なる組成のガラス板を用いてもよく、すべて同じ組成のガラス板を用いてもよく、同じ組成のガラス板と異なる組成のガラス板とを組み合わせて用いてもよい。中でも、異なる組成からなる２種類以上のガラス板を用いることが振動減衰性の点から好ましく用いられる。
　ガラス板の質量や厚みについても同様に、すべて異なっても、すべて同一でも、一部が異なっていてもよい。中でも、構成するガラス板の質量が全て同一であることが振動減衰性の点から好ましく用いられる。

　ガラス板構成体を構成するガラス板の少なくとも１枚に物理強化ガラス板や化学強化ガラス板を用いることもできる。これは、ガラス板構成体の破壊を防ぐのに有用である。ガラス板構成体の強度を高めたい場合には、ガラス板構成体の最表面に位置するガラス板を物理強化ガラス板又は化学強化ガラス板とすることが好ましく、構成するガラス板の全てが物理強化ガラス板又は化学強化ガラス板であることがより好ましい。

　また、ガラス板として、結晶化ガラスや分相ガラスを用いることも、縦波音速値や強度を高める点から有用である。特に、ガラス板構成体の強度を高めたい場合には、ガラス板構成体の最表面に位置するガラス板を結晶化ガラス又は分相ガラスとすることが好ましい。

　ガラス板構成体の少なくとも一方の最表面に本発明の効果を損なわない範囲でコーティングやフィルムを形成してもよい。コーティングの施工やフィルムの貼付は例えば傷付き防止等に好適である。

　コーティングやフィルムの厚みは、表層のガラス板の板厚の１／５以下であることが好ましい。コーティングやフィルムには従来公知の物を用いることができる。コーティングとしては例えば撥水コーティング、親水コーティング、滑水コーティング、撥油コーティング、光反射防止コーティング、遮熱コーティング、高反射コーティング等が挙げられる。また、フィルムとしては例えばガラス飛散防止フィルム、カラーフィルム、ＵＶカットフィルム、ＩＲカットフィルム、遮熱フィルム、電磁波シールドフィルム、プロジェクター用スクリーンフィルム等が挙げられる。

　ガラス板構成体の形状は、用途によって適宜設計することができ、平面板状であっても曲面形状でもよい。また、正面視において、四角形状、三角形状、円形状、多角形状などでもよい。

　低周波数帯域の出力音圧レベルを上げるため、ガラス板構成体にエンクロージャーまたはバッフル板を付与した構造とすることも出来る。エンクロージャーまたはバッフル板の材質は特に限定されないが、本発明のガラス板構成体を用いることが好ましい。

　ガラス板構成体の少なくとも一方の最表面に本発明の効果を損なわない範囲で、フレーム（枠）を設けてもよい。フレームは、ガラス板構成体の剛性を向上させたい場合、あるいは曲面形状を保持したい場合等に有用である。フレームの材質としては従来公知の物を用いることができるが、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ムライト、ジルコニア、イットリア、ＹＡＧ等のセラミックスおよび単結晶材料、鋼、アルミニウム、チタン、マグネシウム、炭化タングステン等の金属および合金材料、ＦＲＰ等の複合材料、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂材料、ガラス材料、木材等を用いることが出来る。
　用いるフレームの重量は、ガラス板の重量の２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。

　ガラス板構成体とフレームとの間にはシール部材を有することもできる。さらに、ガラス板構成体の外周端部の少なくとも一部を、ガラス板構成体の振動を妨げないシール部材でシールしてもよい。シール部材としては、伸縮性の高いゴム、樹脂、ゲル等を用いることが出来る。

　シール部材用の樹脂に関しては、アクリル系、シアノアクリレート系、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系、フェノール系等を用いることができる。硬化方法としては一液型、二液混合型、加熱硬化、紫外線硬化、可視光硬化等が挙げられる。
　熱可塑性樹脂（ホットメルトボンド）を用いることも出来る。例として、エチレン酢酸ビニル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、合成ゴム系、アクリル系、ポリウレタン系が挙げられる。

　ゴムに関しては、例えば天然ゴム、合成天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ハイパロン）、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム（チオコール）、水素化ニトリルゴムを用いることが出来る。
　シール部材の厚さｔは、薄すぎると十分な強度が確保されず、厚すぎると振動の支障となる。ゆえにシール部材の厚さは１０μｍ以上かつガラス板構成体の合計厚みの５倍以下であることが好ましく、５０μｍ以上かつガラス板構成体の合計厚みより薄いことがより好ましい。

　ガラス板構成体の板と液体層との界面における剥離防止等のために、向かい合う板の面の少なくとも一部に本発明の効果を損なわない範囲で上記のシール部材を塗布することができる。この場合、シール部材塗布部の面積は振動の支障とならないように液体層の面積の２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることが特に好ましい。

　また、シール性能を向上するために、板のエッジ部分を適切な形状に加工することも出来る。例えば少なくとも一方の板の端部をＣ面取り（板の断面形状が台形形状）またはＲ面取り（板の断面形状が略円弧状）することにより、シール部材と板の接触面積を増大させ、シール部材と板の接着強度を向上させることが出来る。

　（振動板）
　本発明の振動板は、ガラス板構成体および、ガラス板構成体の片面または両面に設置された少なくとも１つの振動子を含むことが好ましい。

　振動板としては、例えば、ガラス板構成体の片面または両面に１個以上の振動素子や振動検出素子（振動子）を設置することにより、スピーカー、マイクロフォン、イヤフォン、モバイル機器等の筺体振動体や筺体スピーカーとして機能させることができる。出力音圧レベルを向上させるためには２個以上の振動素子をガラス板構成体の両面に設置することが望ましい。

　一般に振動板における振動子の位置はガラス構成体の中央部であることが望ましいが、本材料は高音速かつ高減衰性能を有するため、振動子をガラス板構成体の端部に設置してもよい。本発明に係る振動板を用いることにより、従来再現が難しかった高周波領域の音の再生が容易に可能となる。また、ガラス板構成体の大きさ、形状、色調等における自由度が高く、意匠性を施すことが可能であることから、デザイン性にも優れた振動板を得ることができる。また、ガラス板構成体表面または近傍に設置した集音用マイクロフォンまたは振動検出器で音声または振動をサンプリングし、これと同位相あるいは逆位相の振動をガラス板構成体に発生させることによりサンプリングした音声または振動を増幅したり打ち消したりすることができる。

　このとき、上記のサンプリング点における音声または振動の特性が、ガラス板構成体に伝搬するまでの間に或る音響伝達関数に基づいて変化する場合、および、ガラス板構成体に音響変換伝達関数が存在する場合には、制御フィルタを用いて制御信号の振幅と位相を補正することにより、振動を精度よく増幅したりキャンセルしたりすることが可能となる。上記のような制御フィルタを構成する際、例えば最小二乗法（ＬＭＳ）アルゴリズムを用いることが出来る。

　より具体的な構成として、例えば、複層ガラスの全部または少なくとも１枚のガラス板を本発明のガラス板構成体とし、制御対象の音波振動が流入する側の板の振動レベルまたはガラス間に存在する空間の音圧レベルをサンプリングし、これを制御フィルタにより適切に信号補正した上で音波振動が流出する側に設置されたガラス板構成体上の振動素子に出力する構造とすることが出来る。

　本振動板の用途としては、例えば電子機器用部材として、フルレンジスピーカー、１５Ｈｚ～２００Ｈｚ帯の低音再生用スピーカー、１０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ帯の高音再生スピーカー、振動板の面積が０．２ｍ^２以上の大型スピーカー、振動板の面積が３ｃｍ^２以下の小型スピーカー、平面型スピーカー、円筒型スピーカー、透明スピーカー、スピーカーとして機能するモバイル機器用カバーガラス、ＴＶディスプレイ用カバーガラス、映像信号と音声信号とが同一の面から生じるディスプレイ、ウェアラブルディスプレイ用スピーカー、電光表示器、照明器具、等に利用することが出来る。また、ヘッドフォン、イヤフォンまたはマイク用の振動板、振動センサーとして用いることが出来る。

　車両等の輸送機械の内装用振動部材として、車載・機載スピーカーとして用いることができる。例えばスピーカーとして機能するサイドミラー、サンバイザー、インパネ、ダッシュボード、天井、ドア、その他内装パネルとすることが出来る。これらをマイクロフォンおよびアクティブノイズコントロール用振動板として機能させることもできる。

　その他の用途として、超音波発生装置用振動板、超音波モーター用スライダ、低周波発生装置、液中に音波振動を伝搬させる振動子、およびそれを用いた水槽並びに容器、振動素子、振動検出素子、振動減衰装置用のアクチュエータ用材料として用いることができる。

　（ガラス板構成体の製造方法）
　本発明に係るガラス板構成体は、一対の板の間に、光遮蔽部と、液体層と、液体層を封止するシール材とを保持することにより得ることができる。

　光遮蔽部およびシール材の塗布方法は、ディスペンサーによる塗布、スクリーン印刷、スプレー塗布、スプレッダによる塗布等があるが、塗布厚、塗布線幅の均一性から、ディスペンサーによる塗布が好ましい。また、真空蒸着やスパッタリングによって遮蔽被膜を形成することもできる。

　液体層の形成についても特に限定されず、例えば、液体層を構成する液体をディスペンサー、スピンコート、ダイコート、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の手法により板表面に塗布することができる。

　（ガラス板構成体の実施形態）
　図１は、本発明のガラス板構成体１０の一例を示し、図１（ａ）は、正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ－Ａ線に沿った断面図である。

　ガラス板構成体１０は、少なくとも２枚の板である第１の板１１および第２の板１２と、第１の板１１および第２の板１２の間に保持された液体層２０と、液体層２０を封止するシール材３０と、液体層２とシール材３０との境界線４０に重なるように設けられる光遮蔽部５０とを備える。２枚の板、第１の板１１と第２の板１２のうち少なくとも１枚の板は、ガラス板により構成され、他の板は透明板状体により構成されている。本実施形態において、第１の板１１がガラス板であり、第２の板１２が透明板状体である。

　また、第１の板１１は、二つの対向する第１の主面１１ａおよび第２の主面１１ｃを有するとともに、側面側の端部１１ｂに端面を有している。第２の板１２は、二つの対向する第１の主面１２ａおよび第２の主面１２ｃを有するとともに、側面側の端部１２ｂに端面を有している。ガラス板構成体１０においては、第１の主面１１ａと第１の主面１２ａが対向している。端部１１ｂ、１２ｂの端面から主面１１ａ、１１ｃ、１２ａ、１２ｃの中心部に向かう部分を本実施形態では「周囲」と述べる。また、「主面」は、視認のための光が出射する面を意味する。

　シール材３０は、第１の板１１の第１の主面１１ａと、第２の板１２の第１の主面１２ａと、液体層２０の端面２１とに密着している。このような構成により、液体層２０がシール材３０により封止され、液体層２０の漏れが防止されるとともに、第１の板１１、液体層２０、第２の板１２の接合が強化され、ガラス板構成体１０の強度が増す。

　振動子６０は、第２の板１２の主面１２ａの反対側の面に設けられ、ガラス板構成体１０は振動板として作用する。振動子６０は、第２の板１２上のみでもよく、第１の板１１上のみでもよく、両板１１、１２上に設けられていても良い。

　光遮蔽部５０、シール材３０と液体層２０となる液剤（液体）の塗布方法を説明する。

　（光遮蔽部）
　光遮蔽部５０は、例えば縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの第１の板１１の主面１１ａ側に、ディスペンサー等を用いて端部１１ｂ近傍の周囲に所定の幅で塗布される。本実施形態では、光遮蔽部５０は着色プライマーである。

　（シール材塗布）
　光遮蔽部５０の上に、ディスペンサーを用いて、例えば端部１１ｂから１ｍｍの間隔をあけ、幅０．５ｍｍで光遮蔽部５０の所定の幅内に液剤を塗布することで、シール材３０が線描画される。

　（液剤塗布）
　ディスペンサーを用いて、第１の板１１の中央部分（シール材３０に取り囲まれた部分）に液剤（オイル剤）を、例えば線幅０．５ｍｍ、線間隔４ｍｍでシール材３０の塗布線との間隔２ｍｍを保って線描画する。液剤の吐出量は、貼合後の液体層２０の層厚が３μｍになるように質量を合わせて塗布する。例えば、シール材３０の線内部の領域が縦１００ｍｍ、横１００ｍｍであるところに、厚さ３μｍで密度１ｇ／ｃｍ^３の液剤を塗布する場合、塗布量合計０．０３ｇになるように吐出質量をコントロールすればよい。このとき、シール材３０と液体層２０になる液剤の線描画はどちらを先に塗布しても良い。

　１００ｍｍ×１００ｍｍ×０．５ｍｍ寸法の第１の板１１を用意した。この第１の板１１に、ディスペンサー（武蔵エンジニアリング製；ＳＨＯＴＭＡＳＴＥＲ４００ＤＳ-ｓ）を用いて、液剤として２５℃における動粘度３０００（ｍｍ^２／ｓ）のジメチルシリコーンオイル、およびメチルフェニルシリコーンオイルを、端部から幅５ｍｍのあそびを設け、一様に塗布した。さらに第１の板１１の端部に線幅約０．５ｍｍでシール材（硬化樹脂）３０を塗布し、第１の板１１と第２の板１２を貼合後、シール材３０を硬化させる。

　（貼合工程）
　上述の工程を経て、シール材３０および液剤を塗布し、塗布した第１の板１１と、同種同サイズの未塗布の第２の板１２を減圧下で貼合する。減圧貼合の際、圧力は１５００Ｐａ以下であれば好ましく、３００Ｐａ以下であればより好ましく、さらに１００Ｐａ以下であれば好ましく、特に１０Ｐａ以下であることが望ましい。貼合後、ＵＶ照射や加熱など、使用するシール材３０の硬化形態に合わせてシール材３０を硬化させる。

　貼合の際に、内側に塗布した液剤（液体）が伸び広がり、シール材３０と接触して内側から力がかかり、シール材３０は主に外側に広がる。シール材３０は外に広がるが、第１の板１１と第２の板１２のそれぞれの端部１１ｂ、１２ｂで表面張力がはたらき、板１１、１２から漏れ出ることはない。そして、シール材３０内に液体層２０が形成される。液体層２０とシール材３０との接触面が境界線４０となる。

　液体層２０とシール材３０とが接する境界線４０は、光遮蔽部５０内に位置づけされ、ガラス板構成体１０を平面視したときに、光遮蔽部５０は、液体層２０およびシール材３０の境界線４０に重なるように設けられている。

　第１の板１１の主面１１ａに塗布することを説明したが、第２の板１２の主面１２ａに塗布した後、第１の板１１を貼合しても良い。

　図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光遮蔽部５０の塗布する場所の一例で、第１の板１１の第１の主面１１ａのみに塗布した実施例１（図２の（ｂ））と、第１の板１１の両面、すなわち第１の主面１１ａおよび第２の主面１１ｃに塗布した実施例２（図２の（ｃ））を示している。実施例１において第１の主面１１ａのみに塗布した例を示したが、第２の主面１１ｃのみに塗布しても良い。

　図３及び図４は、２枚の板１１、１２のいずれか一方または両方、片面または両面に光遮蔽部５０を塗布した例を示している。図３及び図４は簡略化のため、光遮蔽部５０が塗布された部分、すなわち２枚の板１１、１２の周囲の付近のみ示している。

　図３の（ａ）に示す実施例３では、第１の板１１及び第２の板１２の両主面に光遮蔽部５０が塗布されている。
　図３の（ｂ）に示す実施例４では、第１の板１１の第２の主面１１ｃ及び第２の板１２の両主面に光遮蔽部５０が塗布されている。
　図３の（ｃ）に示す実施例５では、第１の板１１の第１の主面１１ａ及び第２の板１２の両主面に光遮蔽部５０が塗布されている。
　図３の（ｄ）に示す実施例６では、第１の板１１の第２の主面１１ｃ及び第２の板１２の第２の主面１２ｃに光遮蔽部５０が塗布されている。
　図３の（ｅ）に示す実施例７では、第１の板１１の第２の主面１１ｃ及び第２の板１２の第２の主面１２ｃに光遮蔽部５０が塗布されている。

　図４の（ａ）に示す実施例８では、第１の板１１の第１の主面１１ａ及び第２の板１２の第１の主面１２ａに光遮蔽部５０が塗布されている。
　図４の（ｂ）に示す実施例９では、第２の板１２の両面のみに光遮蔽部５０が塗布されている。
　図４の（ｃ）に示す実施例１０では、第２の板１２の第２の主面１２ｃのみに光遮蔽部５０が塗布されている。
　図４の（ｄ）に示す実施例１１では、第２の板１２の第１の主面１２ａのみに光遮蔽部５０が塗布されている。

　図２から図４に示した事例のように、光遮蔽部５０は、液体層２０とシール材３０との境界線４０を隠すことができれば、塗布の位置、形状、幅等に限定しない。

　図５は、第１の板１１に第２の板１２を貼合する前の状態を示す概念図である。図５の（ａ）の例では、予め光遮蔽部５０が設けられた第２の板１２と第１の板１１を接合するため、ガラス板構成体１０を容易に製造することができる。図５の（ｂ）の例では、シール材３０が、光遮蔽部５０を介して第１の主面１１ａ、第１の主面１２ａに接合するため、第１の板１１及び第２の板１２に対するシール材３０の接着力が増大し、板１１、１２との接着性を向上させることができる。

　図６は、液体層２０の配置の異なる実施例を示す平面図である。液体層２０が、板１１、１２の中央近傍に２カ所配置されている。液体層２０を取り囲むようにシール材３０が塗布され、両者の境界線４０を隠すように光遮蔽部５０が板１１、１２の第１の主面１１ａ、第１の主面１２ａ全体に塗布されている。局部的に液体層２０が存在する場合、シール材３０も局部的になるため、両者の境界線４０も局所的になり、当該境界線４０を隠すように局所的に光遮蔽部５０を塗布しても良い。

　ガラス板構成体１０の形状は、用途によって適宜設計することができ、平面板状であっても曲面形状でもよい。また、正面視において、正方形、長方形、直角三角形、円形、多角形、三角形などでもよい。

　（端面加工）
　端面加工は、鏡面加工でも良い。端部１１ｂ、１２ｂにおける端面の形状は、見映え、接合強度、安全性等を考慮して選択される。
　第１の板１１の端部１１ｂ及び第２の板１２の端部１２ｂにおける各端面は、単一面を構成してもよく両端面を曲面のテーパー面として、シール材３０の端面が、当該テーパー面と連続した曲面を形成してもよい。また、第１の板１１の端部１１ｂにおける端面のみ曲面のテーパー面加工をしてもよい。

　尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

　本出願は２０１７年１０月４日出願の日本国特許出願（特願２０１７－１９４６４０）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明のガラス板構成体は、スピーカーやマイクロフォン、イヤフォン、モバイル機器等に用いられる振動板に好適に用いることができる。

　１０　ガラス板構成体
　１１　第１の板
　１１ａ　第１の板の第１の主面
　１１ｂ　第１の板の端部
　１１ｃ　第１の板の第２の主面
　１２　第２の板
　１２ａ　第２の板の第１の主面
　１２ｂ　第２の板の端部
　１２ｃ　第２の板の第２の主面
　２０　液体層
　３０　シール材
　４０　境界線
　５０　光遮蔽部
　６０　振動子

Claims

　少なくとも２枚の板と、
　前記少なくとも２枚の板のうち、隣接する２枚の板の間に保持された液体層と、
　前記液体層を封止するように、前記２枚の板の間に設けられたシール材と、を備え、
　前記２枚の板のうち少なくとも１枚の板がガラス板であるガラス板構成体であって、
　前記ガラス板構成体を平面視したときに、前記液体層および前記シール材の境界線に重なるように光遮蔽部が設けられる、
　ガラス板構成体。
　前記シール材が前記２枚の板の周囲の少なくとも一部に設けられ、
　前記光遮蔽部が前記境界線に重なるように、前記２枚の板の周囲の少なくとも一部に設けられる、
　請求項１に記載のガラス板構成体。
　前記シール材が前記２枚の板の周囲に設けられ、
　前記光遮蔽部が前記境界線に重なるように、前記２枚の板の周囲の全部に設けられる、
　請求項１に記載のガラス板構成体。
　前記２枚の板が、ガラス板より構成される第１の板と、透明板状体より構成される第２の板を含み、
　前記光遮蔽部が、前記第１の板の少なくとも一の主面に設けられる、
　請求項１に記載のガラス板構成体。
　前記２枚の板が、ガラス板より構成される第１の板と、透明板状体より構成される第２の板を含み、
　前記光遮蔽部が、前記第２の板の少なくとも一の主面に設けられる、
　請求項１に記載のガラス板構成体。
　請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス板構成体および、前記ガラス板構成体の片面または両面に設置された少なくとも１つの振動子を含む振動板。