WO2022224910A1 - 自動車窓用合わせガラス、自動車、及び自動車窓用合わせガラスの製造方法 - Google Patents

自動車窓用合わせガラス、自動車、及び自動車窓用合わせガラスの製造方法 Download PDF

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WO2022224910A1
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glass
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laminated glass
automobile
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宏 山川
大輔 山▲崎▼
正生 深見
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Ａｇｃ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to laminated glass for automobile windows, automobiles, and methods for manufacturing laminated glass for automobile windows.
  • Patent Document 1 when an impact is applied to the cowl louver and the windshield, the rear end of the cowl louver and the front end of the windshield, which are connected by a molding, are separated from each other, thereby causing a shock to a person. is disclosed.
  • the laminated glass described in Patent Document 2 includes a first layer made of soda lime silicate glass, a second layer made of chemically strengthened alkali aluminosilicate glass, and the first layer and the second layer. and an adhesive interlayer that joins the layers.
  • the convex side of the first layer (the side facing the exterior of the vehicle or building) has a surface compressive stress of 10-20 MPa. Also, the first layer has an edge compression greater than 25 MPa.
  • the first glass sheet is heated to a temperature suitable for forming.
  • a first glass sheet is deposited on a first bending tool.
  • the edge of the first glass sheet is placed over the forming surface of the first bending tool.
  • a shaping surface of the first bending tool is configured to provide a compression region and a tension region to the first glass sheet.
  • a first glass sheet is formed on a first bending tool and a compressed region is formed at an edge of the first glass sheet.
  • the compression region includes a first portion and a second portion. The width of the first portion is greater than the width of the second portion.
  • Laminated glass for automobile windows such as windshields is required to break appropriately in order to reduce the impact on people when a car collides with a person such as a pedestrian.
  • laminated glass for automobile windows is required to have a Head Injury Criterion (HIC) below a desired value.
  • HIC Head Injury Criterion
  • laminated glass for automobile windows is also required to have appropriate strength from the viewpoint of durability.
  • One aspect of the present disclosure provides a technique for obtaining moderate durability while reducing the impact on people in the event of a collision between a car and a person.
  • a laminated glass for automobile windows includes a first glass plate, an intermediate film, and a second glass plate in this order from the vehicle exterior to the vehicle interior.
  • a first region having an edge compression of 21 MPa to 60 MPa and a second region having an edge compression of 8 MPa to 20 MPa are alternately arranged along the periphery of the first glass plate or the second glass plate.
  • moderate durability can be obtained while reducing the impact on a person when a car and a person collide.
  • FIG. 1 is a front view of an automobile provided with laminated glass according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing part of the laminated glass according to one embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of plane stress distribution generated in the cooling process after bending the glass sheet.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of first regions and second regions alternately arranged along the periphery of the first glass plate.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for manufacturing laminated glass according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a top view showing an example of a cooling device used in step S3 of FIG. 7 is a cross-sectional view of the cooling device of FIG. 6;
  • an automobile 100 includes a laminated automobile window glass 1 and a vehicle body 2 including an opening to which the laminated automobile window glass 1 is attached.
  • the laminated glass 1 for automobile windows is hereinafter also simply referred to as the laminated glass 1 .
  • the laminated glass 1 is, for example, a windshield, but may be a window glass other than the windshield, such as a side glass, a rear glass, or a roof glass.
  • the laminated glass 1 includes a first glass plate 10, an intermediate film 30, and a second glass plate 20 in this order from the vehicle exterior to the vehicle interior.
  • the intermediate film 30 bonds the first glass plate 10 and the second glass plate 20 together.
  • the first glass plate 10 has a first surface 11 that is an exterior surface of the vehicle and a second surface 12 that is an interior surface of the vehicle.
  • the second glass plate 20 has a third surface 21 that is an exterior surface of the vehicle and a fourth surface 22 that is an interior surface of the vehicle.
  • the first glass plate 10 and the second glass plate 20 may be made of the same material or different materials.
  • the material of the first glass plate 10 and the second glass plate 20 is preferably inorganic glass.
  • inorganic glass include soda lime silicate glass, aluminosilicate glass, borate glass, lithium aluminosilicate glass, and borosilicate glass.
  • a method for forming the inorganic glass into a plate is not particularly limited, and for example, a float method.
  • the first glass plate 10 and the second glass plate 20 may be untempered glass (raw glass).
  • Untempered glass is glass obtained by molding molten glass into a plate shape and then slowly cooling it, and is glass that has not undergone tempering treatment such as air-cooling tempering treatment or chemical tempering treatment. Untempered glass is less likely to cause mesh-like or spider-web-like cracks or the like when broken upon impact, and can ensure the visibility of the occupant.
  • the first glass plate 10 and the second glass plate 20 may have the same thickness or different thicknesses.
  • the thickness of the first glass plate 10 is, for example, 1.1 mm or more and 3.5 mm or less.
  • the thickness of the second glass plate 20 is 0.5 mm or more and 2.3 mm or less.
  • the thickness of the entire laminated glass 1 is 2.3 mm or more and 8.0 mm or less.
  • the material of the intermediate film 30 is not particularly limited, but is preferably a thermoplastic resin.
  • Materials for the intermediate film 30 include plasticized polyvinyl acetal-based resin, plasticized polyvinyl chloride-based resin, saturated polyester-based resin, plasticized saturated polyester-based resin, polyurethane-based resin, plasticized polyurethane-based resin, and ethylene-vinyl acetate.
  • Thermoplastic resins conventionally used for various purposes, such as polymer-based resins, ethylene-ethyl acrylate copolymer-based resins, cycloolefin polymer resins, and ionomer resins, can be mentioned.
  • plasticized polyvinyl acetal resin is excellent in the balance of performance such as transparency, weather resistance, strength, adhesive strength, penetration resistance, impact energy absorption, moisture resistance, heat insulation, and sound insulation. is preferably used. You may use said thermoplastic resin individually or in combination of 2 or more types. “Plasticization” in the above-mentioned plasticized polyvinyl acetal resin means plasticization by addition of a plasticizer. The same applies to other plasticizing resins.
  • the material of the intermediate film 30 may be a plasticizer-free resin such as an ethylene-vinyl acetate copolymer resin.
  • the polyvinyl acetal-based resin include a polyvinyl formal resin obtained by reacting polyvinyl alcohol (PVA) and formaldehyde, a narrowly defined polyvinyl acetal-based resin obtained by reacting PVA and acetaldehyde, and PVA and n-butyraldehyde.
  • Polyvinyl butyral resin (PVB) obtained by reacting, in particular, transparency, weather resistance, strength, adhesive strength, penetration resistance, impact energy absorption, moisture resistance, heat insulation, and sound insulation PVB is a suitable material because of its excellent balance of properties. In addition, you may use said resin individually or in combination of 2 or more types.
  • the intermediate film 30 may have either a single-layer structure or a multi-layer structure.
  • the intermediate film 30 may have functions other than adhesion.
  • the intermediate film 30 may have one or more selected from a sound insulation layer, a colored transparent layer, an ultraviolet cut layer, an infrared cut layer, and the like.
  • the thickness of the intermediate film 30 is 0.5 mm or more from the viewpoint of adhesiveness. Moreover, the thickness of the intermediate film 30 is 3 mm or less from the viewpoint of lightness and handleability.
  • the thickness of the intermediate film 30 may be constant or may vary depending on the position. For example, when an image of a head-up display is projected onto the laminated glass 1, the thickness of the intermediate film 30 increases from the bottom to the top in order to suppress the occurrence of double images.
  • the intermediate film 30 is formed in a wedge shape with a wedge angle of, for example, 1.0 mrad or less.
  • the method for manufacturing the laminated glass 1 includes, for example, the following steps (A) to (C).
  • (A) The first glass plate 10 and the second glass plate 20 are laminated with the intermediate film 30 interposed therebetween to produce a laminate.
  • (B) The laminated body is placed inside a rubber bag, and the rubber bag is heated while the inside of the rubber bag is decompressed to bond the first glass plate 10 and the second glass plate 20 together with the intermediate film 30 .
  • the air pressure inside the rubber bag is, for example, -100 kPa to -65 kPa based on the atmospheric pressure.
  • the heating temperature of the rubber bag is, for example, 70.degree. C. to 110.degree.
  • the laminated body taken out from the rubber bag is pressed under pressure of 0.6 MPa to 1.3 MPa while heating at 100°C to 150°C.
  • An autoclave for example, is used for crimping.
  • the method for manufacturing the laminated glass 1 may be a general method, and does not need to include the above step (C).
  • the laminated glass 1 is, for example, wholly or partially curved so as to protrude outwardly of the vehicle.
  • the laminated glass 1 is a double-curved glass curved in the front-rear direction and the vertical direction of the vehicle, but may be a single-curved glass curved only in the front-rear direction or the vertical direction.
  • the radius of curvature of the laminated glass 1 is, for example, 200 mm to 300000 mm.
  • the first glass plate 10 and the second glass plate 20 are bent before the above step (A). Bending is performed while the glass is softened by heating.
  • the heating temperature of the glass during bending is, for example, 550.degree. C. to 700.degree.
  • the first glass plate 10 and the second glass plate 20 may be bent separately, or may be overlapped and bent at the same time. Bending may include gravity forming, press forming, or the like, or may include both.
  • the glass plates 10 and 20 are heated during bending and then cooled.
  • the peripheral edges of the glass plates 10 and 20 tend to be cooled faster than the center of the glass plates 10 and 20 .
  • compressive stress is generated in the peripheral edges of the glass plates 10 and 20 .
  • a tensile stress is generated that balances the compressive stress.
  • FIG. 3 shows an example of plane stress distribution generated in the cooling process after the glass plates 10 and 20 are bent.
  • plane stress refers to plane stress measured using a photoelastic method, and the principal stress difference acting anisotropically in the plane direction (direction perpendicular to the plate thickness direction) (principal stress difference) is integrated over the entire sheet thickness direction.
  • the plane stress of the glass plates 10 and 20 is measured, for example, by AGES-Meter manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.
  • the plane stress of the glass plates 10, 20 is measured after the glass plates 10, 20 are bent.
  • the glass plates 10 and 20 have an outer region in which a plane compressive stress is generated, an intermediate region in which a plane tensile stress is generated, and an inner region in which a plane compressive stress is generated in this order from the periphery of the glass plates 10 and 20 toward the inside.
  • Including in The width of the outer region is, for example, 5 mm to 15 mm. Also, the width of the intermediate region is, for example, 20 mm to 50 mm.
  • the plane compressive stress at the periphery of the glass plates 10 and 20 is also called edge compression E/C.
  • the press-molded glass sheets 10, 20 have a higher E/C than the gravity-molded glass sheets 10, 20, for example, 21 MPa or more (preferably 25 MPa or more). Press molding is usually performed one by one.
  • E/C1 is the maximum value of E/C in the first area A1 described later
  • E/C2 is the minimum value of E/C in the second area A2 described later.
  • the solid line indicates the plane stress distribution near the first region A1
  • the dashed line indicates the plane stress distribution near the second region A2.
  • the laminated glass 1 is required to break appropriately in order to reduce the impact on the person 200 such as a pedestrian when the automobile 100 collides with the person 200 such as a pedestrian.
  • the laminated glass 1 is required to have a Head Injury Criterion (HIC) of a desired value or less (for example, 1000 or less, preferably 650 or less).
  • HIC Head Injury Criterion
  • the laminated glass 1 is also required to have appropriate strength from the viewpoint of durability.
  • the laminated glass 1 When the automobile 100 and the person 200 collide, the laminated glass 1 is pushed from the outside of the vehicle toward the inside of the vehicle. As a result, a tensile stress is generated in the second surface 12 of the first glass plate 10, which is the vehicle-interior surface, and the second glass plate 20 cracks starting from the defects in the second surface 12. As shown in FIG. In addition, a tensile stress is generated on the fourth surface 22 of the second glass plate 20 on the vehicle interior side, and the second glass plate 20 cracks starting from the defect of the fourth surface 22 . In both the first glass plate 10 and the second glass plate 20, cracks extend from the inside of the vehicle to the outside of the vehicle.
  • the strength of the glass plates 10 and 20 In order to reduce the HIC of the laminated glass 1, it is ideal to reduce the strength of the glass plates 10 and 20 at the collision point between the laminated glass 1 and the person 200.
  • the strength of the glass plates 10 and 20 varies. There are cases where the glass plates 10 and 20 do not break at the point of impact. In this case, the impact stress propagates from the collision point of the glass plates 10, 20 toward the periphery. It is required that the glass sheets 10, 20 break when the impact stress reaches the periphery of the glass sheets 10, 20.
  • the peripheral edges of the glass plates 10 and 20 are also required to have appropriate strength from the viewpoint of practicality and durability.
  • the first regions A1 and the second regions A2 are alternately and repeatedly arranged along the periphery of the second glass plate 20 .
  • the E/C is 21 MPa or more over the entire periphery of the glass plates 10 and 20
  • defects such as processing scratches existing on the periphery of the glass plates 10 and 20 are difficult to open. Machining flaws are caused, for example, by chamfering.
  • the second region A2 having an E/C of 20 MPa or less is partially provided, the defects existing at the periphery of the glass plates 10 and 20 are easily opened, and the glass plates 10 and 20 are suitable when the automobile 100 and the person 200 collide. split into Also, if the E/C of the second region A2 is 8 MPa or more, that is, if the E/C is 8 MPa or more over the entire peripheral edges of the glass plates 10 and 20, moderate durability can be obtained.
  • first regions A1 and the second regions A2 are alternately and repeatedly arranged along the periphery of the first glass plate 10 will be described below.
  • the case where the first regions A1 and the second regions A2 are alternately and repeatedly arranged along the periphery of the second glass plate 20 is the same, so the description is omitted.
  • the first area A1 and the second area A2 may be provided on at least one of the first glass plate 10 and the second glass plate 20 .
  • the first regions A1 and the second regions A2 may alternately and repeatedly line up along the entire periphery of the first glass plate 10, as shown in FIG. HIC can be reduced over the entire periphery of the first glass plate 10 .
  • the second areas A2 may be provided in a range where the person 200 is likely to collide, and may be alternately and repeatedly arranged along a portion of the peripheral edge (for example, the lower edge) of the first glass plate 10 .
  • the points with the lowest E/C in each second region A2 may be arranged along the periphery of the first glass plate 10 at intervals P of 30 mm to 200 mm. If the interval P is 200 mm or less, cracks are likely to occur near the collision point of the person 200 .
  • the spacing P is preferably 100 mm or less. On the other hand, if the interval P is 10 mm or more, it is possible to prevent the structure of the cooling device 300, which will be described later, from becoming complicated.
  • the distance P is preferably 30 mm or more.
  • the second area A2 may be provided at the corner of the first glass plate 10.
  • the second regions A2 may be provided at the four corners of the first glass plate 10.
  • the corners of the laminated glass 1 are restrained from two directions and are particularly difficult to deform. In order to reduce the HIC at the corners of the laminated glass 1, it is effective to arrange the second regions A2 at the corners of the laminated glass 1.
  • the first area A1 and the second area A2 are preferably provided on both the second glass plate 20 of the first glass plate 10. That is, the first regions A1 and the second regions A2 are alternately arranged along the periphery of the first glass plate 10, and the first regions A1 and the second regions A2 are arranged along the periphery of the second glass plate 20. are preferably arranged alternately. Both the first glass plate 10 and the second glass plate 20 are fragile and easily absorb impact.
  • the second region A2 of the first glass plate 10 and the second region A2 of the second glass plate 20 are seen from a direction orthogonal to the first surface 11, which is the surface of the first glass plate 10 on the vehicle exterior side. may overlap.
  • the first glass plate 10 and the second glass plate 20 break at points close to each other, so the impact is absorbed in a short time.
  • the second region A2 of the first glass plate 10 and the second region A2 of the second glass plate 20 do not have to overlap completely, and may overlap at least partially.
  • the method for manufacturing the laminated glass 1 has steps S1 to S3, for example.
  • step S1 the glass plates 10 and 20 are heated.
  • the heating temperature is, for example, 550.degree. C. to 700.degree.
  • step S2 the heated glass plates 10 and 20 are bent. Bending includes, for example, press forming.
  • step S3 the bent glass plates 10 and 20 are cooled with gas.
  • the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions perpendicular to each other.
  • the X-axis direction is the first horizontal direction
  • the Y-axis direction is the second horizontal direction
  • the Z-axis direction is the vertical direction.
  • the cooling of the first glass plate 10 using the cooling device 300 will be described below. Since the cooling of the second glass plate 20 is the same as the cooling of the first glass plate 10, the explanation is omitted.
  • the first glass plate 10 is temporarily stopped and cooled by the cooling device 300 while being transported in the Y-axis direction, for example.
  • the cooling device 300 includes a first nozzle 310 longer than the first glass plate 10 in the X-axis direction and a second nozzle 320 shorter than the first glass plate 10 in the X-axis direction.
  • the first nozzle 310 and the second nozzle 320 are, for example, blade-shaped and provided parallel to each other.
  • the first nozzles 310 and the second nozzles 320 are alternately provided repeatedly in the Y-axis direction, and discharge gas in the Z-axis direction toward the first glass plate 10 . Air or nitrogen gas, for example, is used as the gas.
  • the first nozzles 310 and the second nozzles 320 alternately form gas-blowing regions and non-gas-blowing regions on both edges of the first glass plate 10 in the X-axis direction. Areas to which gas is not blown are more difficult to cool than areas to which gas is blown, and tend to shrink later. As a result, variations in E/C occur at both edges of the first glass plate 10 in the X-axis direction.
  • the area to which gas is blown corresponds to the first area A1, and the area to which gas is not blown corresponds to the second area A2.
  • the cooling device 300 includes a plurality of third nozzles 330 spaced apart in the X-axis direction.
  • the third nozzle 330 is, for example, blade-shaped.
  • the third nozzle 330 discharges gas in the Z-axis direction toward one edge of the first glass plate 10 in the Y-axis direction.
  • the plurality of third nozzles 330 alternately form areas where gas is blown and areas where gas is not blown on one edge of the first glass plate 10 in the Y-axis direction.
  • the first regions A1 and the second regions A2 are alternately provided on one edge in the Y-axis direction of the first glass plate 10 .
  • the third nozzle 330 is provided so as to be orthogonal to one side of the first glass plate 10 when viewed from the vertical direction.
  • a boundary between the first area A1 and the second area A2 can be provided so as to be orthogonal to one side of the first glass plate 10 .
  • the third nozzles 330 may be provided in two rows, one row being provided so as to overlap one edge of the first glass plate 10 in the Y-axis direction, and another row being provided so as to overlap the Y-axis direction edge of the first glass plate 10 . It may be provided so as to overlap the other edge in the axial direction.
  • the first glass plate 10 may have two sides parallel to each other, and the third nozzles 330 may be provided so as to overlap one line on each side.
  • a first nozzle 310 and a second nozzle 320 may be provided on both upper and lower sides of the first glass plate 10 .
  • the third nozzles 330 may be provided on both upper and lower sides of the first glass plate 10 .
  • the first glass plate 10 can be evenly cooled from both upper and lower sides.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiments.
  • Various changes, modifications, substitutions, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. These also naturally belong to the technical scope of the present disclosure.

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Abstract

自動車窓用合わせガラスは、車外側から車内側に向けて、第１ガラス板と、中間膜と、第２ガラス板と、をこの順番で備える。前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の周縁に沿って、エッジコンプレッションが２１ＭＰａ～６０ＭＰａである第１領域と、エッジコンプレッションが８ＭＰａ～２０ＭＰａである第２領域とが交互に繰り返し並ぶ。

Description

自動車窓用合わせガラス、自動車、及び自動車窓用合わせガラスの製造方法
　本開示は、自動車窓用合わせガラス、自動車、及び自動車窓用合わせガラスの製造方法に関する。
自動車と歩行者などの人との衝突時に、人への衝撃を低減する技術が求められている。例えば、特許文献１には、カウルルーバー及びウインドシールドの周りに対して衝撃が加わった時に、モールによって繋がれたカウルルーバーの後端部とウインドシールドの前端部とが切り離され、人への衝撃が低減される技術が開示されている。　
特許文献２に記載の積層ガラスは、ソーダ石灰ケイ酸ガラスからなる第１の層と、化学的に強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラスからなる第２の層と、第１の層と第２の層を接合する粘着性中間層と、を備える。第１の層の凸面（車両または建物の外部に面する面）は、１０ＭＰａ～２０ＭＰａの表面圧縮応力を有する。また、第１の層は、２５ＭＰａを超える縁部圧縮を有する。　
特許文献３に記載のガラス物品を形成する方法は、第１のガラスシートを提供することを含む。第１のガラスシートは、成形に好適な温度に加熱される。第１のガラスシートは、第１の曲げツール上に堆積される。第１のガラスシートの縁部は、第１の曲げツールの成形面の上に配置される。第１の曲げツールの成形面は、第１のガラスシートに圧縮領域および張力領域を提供するように構成される。第１のガラスシートは第１の曲げツール上で成形され、圧縮領域は第１のガラスシートの縁部に形成される。圧縮領域は、第１の部分および第２の部分を含む。第１の部分の幅は、第２の部分の幅より大きい。
日本国特開２０１７－２１３９２８号公報 日本国特表２０１７－５０８６９３号公報 日本国特表２０２０－５２０８７２号公報
　ウインドシールド等の自動車窓用合わせガラスは、自動車と歩行者などの人との衝突時に、人への衝撃を低減すべく、適切に割れることが求められる。例えば、自動車窓用合わせガラスは、頭部損傷基準値（Ｈｅａｄ　Ｉｎｊｕｒｙ　Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ：ＨＩＣ）が所望の値以下になることが求められる。一方で、自動車窓用合わせガラスには、耐久性の観点から、適度な強度も求められる。
　本開示の一態様は、自動車と人との衝突時に人への衝撃を低減しつつ、適度な耐久性を得る、技術を提供する。
　本開示の一態様に係る自動車窓用合わせガラスは、車外側から車内側に向けて、第１ガラス板と、中間膜と、第２ガラス板と、をこの順番で備える。前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の周縁に沿って、エッジコンプレッションが２１ＭＰａ～６０ＭＰａである第１領域と、エッジコンプレッションが８ＭＰａ～２０ＭＰａである第２領域とが交互に繰り返し並ぶ。
　本開示の一態様によれば、自動車と人との衝突時に人への衝撃を低減しつつ、適度な耐久性を得ることができる。
図１は、一実施形態に係る合わせガラスを備える自動車の正面図である。 図２は、一実施形態に係る合わせガラスの一部を示す断面図である。 図３は、ガラス板の曲げ成形後の冷却過程で生じる平面応力分布の一例を示す図である。 図４は、第１ガラス板の周縁に沿って交互に配置される第１領域と第２領域の一例を示す図である。 図５は、一実施形態に係る合わせガラスの製造方法のフローチャートである。 図６は、図５のステップＳ３で用いられる冷却装置の一例を示す上面図である。 図７は、図６の冷却装置の断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
図１に示すように、自動車１００は、自動車窓用合わせガラス１と、自動車窓用合わせガラス１が取り付けられる開口部を含む車体２と、を備える。自動車窓用合わせガラス１を、以下、単に合わせガラス１とも呼ぶ。合わせガラス１は、例えば、フロントガラスであるが、フロントガラス以外の窓ガラス、例えば、サイドガラス、リアガラス、ルーフガラスであってもよい。　
図２に示すように、合わせガラス１は、車外側から車内側に向けて、第１ガラス板１０と、中間膜３０と、第２ガラス板２０と、をこの順番で備える。中間膜３０は、第１ガラス板１０と第２ガラス板２０とを接着する。第１ガラス板１０は、車外側の面である第１面１１と、車内側の面である第２面１２とを有する。第２ガラス板２０は、車外側の面である第３面２１と、車内側の面である第４面２２とを有する。　
第１ガラス板１０と、第２ガラス板２０は、同じ材質でも、異なる材質でもよい。第１ガラス板１０と第２ガラス板２０の材質は、無機ガラスが好ましい。無機ガラスとしては、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボレートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラス等が挙げられる。無機ガラスを板状に成形する方法は、特に限定されないが、例えばフロート法などである。　
第１ガラス板１０と、第２ガラス板２０は、未強化ガラス（生ガラス）であってよい。未強化ガラスは、溶融ガラスを板状に成形し、徐冷したガラスであり、風冷強化処理、化学強化処理等の強化処理が施されていないものである。未強化ガラスは、衝撃を受けて割れたときに、網状若しくは蜘蛛の巣状のひび割れ等を生じにくく、乗員の視界を確保できる。　
第１ガラス板１０と、第２ガラス板２０とは、同じ厚みでも、異なる厚みでもよい。第１ガラス板１０の厚みは、例えば１．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である。また、第２ガラス板２０の厚みは、０．５ｍｍ以上２．３ｍｍ以下である。さらに、合わせガラス１全体の厚みは、２．３ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である。　
中間膜３０の材質は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂であると好ましい。中間膜３０の材質としては、可塑化ポリビニルアセタール系樹脂、可塑化ポリ塩化ビニル系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、可塑化飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、可塑化ポリウレタン系樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン－エチルアクリレート共重合体系樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、アイオノマー樹脂等の、従来から等用途に用いられている熱可塑性樹脂が挙げられる。また、特許第６０６５２２１号に記載されている変性ブロック共重合体水素化物を含有する樹脂組成物も好適に使用できる。これらの中でも、透明性、耐候性、強度、接着力、耐貫通性、衝撃エネルギー吸収性、耐湿性、遮熱性、及び遮音性等の諸性能のバランスに優れることから、可塑化ポリビニルアセタール系樹脂が好適に用いられる。上記の熱可塑性樹脂は、単独で又は２種以上組み合わせて用いてもよい。上記可塑化ポリビニルアセタール系樹脂における「可塑化」とは、可塑剤の添加により可塑化されていることを意味する。その他の可塑化樹脂についても同様である。　
中間膜３０の材質は、可塑剤を含有していない樹脂、例えばエチレン－酢酸ビニル共重合体系樹脂等であってもよい。上記ポリビニルアセタール系樹脂としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とホルムアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルホルマール樹脂、ＰＶＡとアセトアルデヒドとを反応させて得られる狭義のポリビニルアセタール系樹脂、ＰＶＡとｎ－ブチルアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）等が挙げられ、特に、透明性、耐候性、強度、接着力、耐貫通性、衝撃エネルギー吸収性、耐湿性、遮熱性、及び遮音性等の諸性能のバランスに優れることから、ＰＶＢが好適な材質として挙げられる。なお、上記の樹脂は、単独で又は２種以上組み合わせて用いてもよい。
　中間膜３０は、単層構造、及び複数層構造のいずれでもよい。中間膜３０は、接着以外の機能を有してもよい。例えば、中間膜３０は、遮音層、有色透明層、紫外線カット層、及び赤外線カット層などから選ばれる１つ以上を有してもよい。
　中間膜３０の厚みは、接着性の観点から、０．５ｍｍ以上である。また、中間膜３０の厚みは、軽量性及び取扱い性の観点から、３ｍｍ以下である。中間膜３０の厚みは、一定であってもよいし、位置に応じて変化してもよい。例えば、ヘッドアップディスプレイの画像が合わせガラス１に投影される場合、二重像の発生を抑制すべく、中間膜３０の厚みは下側から上側に向うほど厚くなる。中間膜３０はくさび形に形成され、そのくさび角度は例えば１.０ｍｒａｄ以下である。
　合わせガラス１の製造方法は、例えば、下記（Ａ）～（Ｃ）の工程を含む。（Ａ）中間膜３０を介して第１ガラス板１０と第２ガラス板２０とを重ね合わせ、積層体を作製する。（Ｂ）積層体をゴム袋の内部に収容し、ゴム袋の内部を減圧しながらゴム袋を加熱し、第１ガラス板１０と第２ガラス板２０とを中間膜３０で接着する。ゴム袋の内部の気圧は、大気圧を基準として、例えば－１００ｋＰａ～－６５ｋＰａである。ゴム袋の加熱温度は、例えば７０℃～１１０℃である。（Ｃ）ゴム袋から取り出した積層体を、１００℃～１５０℃で加熱しながら、０．６ＭＰａ～１．３ＭＰａの圧力で圧着する。圧着には、例えばオートクレーブが用いられる。なお、合わせガラス１の製造方法は、一般的なものであればよく、上記（Ｃ）の工程を含まなくてもよい。
　図２に示すように、合わせガラス１は、例えば、全体的に又は部分的に車外側に凸になるように湾曲している。合わせガラス１は、車両の前後方向及び上下方向に湾曲した複曲であるが、前後方向又は上下方向にのみ湾曲した単曲であってもよい。合わせガラス１の曲率半径は、例えば、２００ｍｍ～３０００００ｍｍである。
　第１ガラス板１０と第２ガラス板２０は、上記（Ａ）の工程の前に、曲げ成形される。曲げ成形は、加熱によってガラスを軟化した状態で行われる。曲げ成形時のガラスの加熱温度は、例えば５５０℃～７００℃である。第１ガラス板１０と第２ガラス板２０は、別々に曲げ成形されてもよいし、重ねて同時に曲げ成形されてもよい。曲げ成形は、重力成形、又はプレス成形などを含み、両者を含んでもよい。
　ガラス板１０、２０は、曲げ成形時に加熱され、その後、冷却される。ガラス板１０、２０の周縁は、ガラス板１０、２０の中央よりも、冷却速度が速くなりやすい。その結果、ガラス板１０、２０の周縁には、圧縮応力が生じる。また、圧縮応力と釣り合う引張応力が生じる。
　図３に、ガラス板１０、２０の曲げ成形後の冷却過程で生じる平面応力分布の一例を示す。本明細書において、「平面応力」とは、光弾性法を用いて測定される平面応力のことであり、面方向（板厚方向に直交する方向）に非等方的に働く主応力の差（主応力差）を板厚方向全体に亘って積分したものを意味する。
　ガラス板１０、２０の平面応力は、例えば有限会社折原製作所製のＡＧＥＳ－Ｍｅｔｅｒで測定する。ガラス板１０、２０の平面応力は、ガラス板１０、２０の曲げ成形後に測定する。
　ガラス板１０、２０は、ガラス板１０、２０の周縁から内側に向けて、平面圧縮応力が生じる外側領域と、平面引張応力が生じる中間領域と、平面圧縮応力が生じる内側領域と、をこの順番で含む。外側領域の幅は、例えば５ｍｍ～１５ｍｍである。また、中間領域の幅は、例えば２０ｍｍ～５０ｍｍである。
　ガラス板１０、２０の周縁における平面圧縮応力を、エッジコンプレッションＥ／Ｃとも称する。一般的に、プレス成形されたガラス板１０、２０は、重力成形されたガラス板１０、２０に比べて、Ｅ／Ｃが高く、例えば２１ＭＰａ以上（好ましくは２５ＭＰａ以上）になる。プレス成形は、通常、１枚ずつ行われる。
　図３において、Ｅ／Ｃ１は後述する第１領域Ａ１におけるＥ／Ｃの最高値であり、Ｅ／Ｃ２は後述する第２領域Ａ２におけるＥ／Ｃの最低値である。また、図３において、実線は第１領域Ａ１付近の平面応力の分布を示し、破線は第２領域Ａ２付近の平面応力の分布を示す。
　合わせガラス１は、図２に示すように、自動車１００と歩行者などの人２００との衝突時に、人２００への衝撃を低減すべく、適切に割れることが求められる。例えば、合わせガラス１は、頭部損傷基準値（Ｈｅａｄ　Ｉｎｊｕｒｙ　Ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ：ＨＩＣ）が所望の値以下（例えば１０００以下、好ましくは６５０以下）になることが求められる。一方で、合わせガラス１には、耐久性の観点から、適度な強度も求められる。
　自動車１００と人２００との衝突時に、合わせガラス１は車外側から車内側に向けて押される。その結果、第１ガラス板１０の車内側の面である第２面１２に引張応力が生じ、第２面１２の欠陥を起点に第２ガラス板２０が割れる。また、第２ガラス板２０の車内側の面である第４面２２に引張応力が生じ、第４面２２の欠陥を起点に第２ガラス板２０が割れる。第１ガラス板１０でも第２ガラス板２０でも、亀裂は車内側から車外側に伸展する。
　合わせガラス１のＨＩＣを低下させるには、合わせガラス１と人２００との衝突地点におけるガラス板１０、２０の強度を低下させることが理想であるが、ガラス板１０、２０の強度にはバラツキがあり、衝突地点でガラス板１０、２０が割れない場合がある。この場合、ガラス板１０、２０の衝突地点から周縁に向けて衝撃応力が伝播する。衝撃応力がガラス板１０、２０の周縁に到達した際に、ガラス板１０、２０が割れることが求められる。一方で、ガラス板１０、２０の周縁には、実用性及び耐久性の観点から、適度な強度も求められる。
　本開示の一態様は、図４に示すように、第１ガラス板１０の周縁に沿って、Ｅ／Ｃが２１ＭＰａ～６０ＭＰａ（好ましくは２５ＭＰａ～４０ＭＰａ）である第１領域Ａ１と、Ｅ／Ｃが８ＭＰａ～２０ＭＰａ（好ましくは８ＭＰａ～１５ＭＰａ）である第２領域Ａ２とが交互に繰り返し並ぶ。また、本開示の別の一態様は、図示しないが、第２ガラス板２０の周縁に沿って、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とが交互に繰り返し並ぶ。
　ガラス板１０、２０の周縁全体に亘ってＥ／Ｃが２１ＭＰａ以上である場合、ガラス板１０、２０の周縁に存在する加工傷などの欠陥が開き難い。加工傷は、例えば面取り加工などで生じる。Ｅ／Ｃが２０ＭＰａ以下の第２領域Ａ２を部分的に設ければ、ガラス板１０、２０の周縁に存在する欠陥が開きやすく、自動車１００と人２００の衝突時に、ガラス板１０、２０が適切に割れる。また、第２領域Ａ２のＥ／Ｃが８ＭＰａ以上であれば、つまり、ガラス板１０、２０の周縁全体に亘ってＥ／Ｃが８ＭＰａ以上であれば、適度な耐久性が得られる。
　以下、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２が第１ガラス板１０の周縁に沿って交互に繰り返し並ぶ場合について説明する。第１領域Ａ１と第２領域Ａ２が第２ガラス板２０の周縁に沿って交互に繰り返し並ぶ場合については、同様であるので説明を省略する。なお、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２は、第１ガラス板１０と第２ガラス板２０の少なくとも一方に設けられればよい。
　第１領域Ａ１と第２領域Ａ２は、図４に示すように、第１ガラス板１０の周縁全体に沿って交互に繰り返し並んでもよい。第１ガラス板１０の周縁全体に亘ってＨＩＣを低下できる。但し、第２領域Ａ２は、人２００の衝突する可能性の高い範囲に設けられればよく、第１ガラス板１０の周縁の一部（例えば下縁）に沿って交互に繰り返し並んでもよい。
　各第２領域Ａ２においてＥ／Ｃの最も低い点が、第１ガラス板１０の周縁に沿って３０ｍｍ～２００ｍｍの間隔Ｐで並んでもよい。間隔Ｐが２００ｍｍ以下であれば、人２００の衝突地点の近くで割れが生じやすい。間隔Ｐは、好ましくは１００ｍｍ以下である。一方、間隔Ｐが１０ｍｍ以上であれば、後述する冷却装置３００の構造が複雑化するのを抑制できる。間隔Ｐは、好ましくは３０ｍｍ以上である。
　第２領域Ａ２は、第１ガラス板１０の隅に設けられてもよい。例えば、図４に示すように、第２領域Ａ２は、第１ガラス板１０の四隅に設けられてもよい。合わせガラス１の隅は、２つの方向から拘束されるので、特に変形しにくい。合わせガラス１の隅におけるＨＩＣを低下させるには、合わせガラス１の隅に第２領域Ａ２を配置することが有効である。
　第１領域Ａ１と第２領域Ａ２は、第１ガラス板１０の第２ガラス板２０の両方に設けられることが好ましい。つまり、第１ガラス板１０の周縁に沿って第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とが交互に繰り返し並び、且つ、第２ガラス板２０の周縁に沿って第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とが交互に繰り返し並ぶことが好ましい。第１ガラス板１０と第２ガラス板２０の両方が割れやすく、衝撃が吸収されやすい。
　図示しないが、第１ガラス板１０の車外側の面である第１面１１に直交する方向から見て、第１ガラス板１０の第２領域Ａ２と、第２ガラス板２０の第２領域Ａ２とが重なっていてもよい。自動車１００と人２００の衝突時に、第１ガラス板１０と第２ガラス板２０とが互いに近くの地点で割れるので、衝撃が短時間で吸収される。第１ガラス板１０の第２領域Ａ２と、第２ガラス板２０の第２領域Ａ２とは、完全に重ならなくてもよく、少なくとも一部が重なればよい。
　次に、図５を参照して、合わせガラス１の製造方法について説明する。合わせガラス１の製造方法は、例えば、ステップＳ１～Ｓ３を有する。ステップＳ１では、ガラス板１０、２０を加熱する。加熱温度は、例えば５５０℃～７００℃である。ステップＳ２では、加熱したガラス板１０、２０を曲げ成形する。曲げ成形は、例えばプレス成形を含む。ステップＳ３では、曲げ成形したガラス板１０、２０をガスで冷却する。
　次に、図６及び図７を参照して、図５のステップＳ３で用いられる冷却装置３００の一例について説明する。図６及び図７において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向が第１水平方向であり、Ｙ軸方向は第２水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。
　以下、冷却装置３００を用いた第１ガラス板１０の冷却について説明する。第２ガラス板２０の冷却は、第１ガラス板１０の冷却と同様であるので、説明を省略する。第１ガラス板１０は、例えば、Ｙ軸方向に搬送される途中で、一旦停止され、冷却装置３００によって冷却される。
　冷却装置３００は、図６に示すように、第１ガラス板１０よりもＸ軸方向に長い第１ノズル３１０と、第１ガラス板１０よりもＸ軸方向に短い第２ノズル３２０とを備える。第１ノズル３１０と第２ノズル３２０は、例えば、ブレード状であり、互いに平行に設けられる。第１ノズル３１０と第２ノズル３２０は、Ｙ軸方向に交互に繰り返し設けられ、第１ガラス板１０に向けてＺ軸方向にガスを吐出する。ガスとしては、例えば空気又は窒素ガスが用いられる。
　第１ノズル３１０と第２ノズル３２０は、第１ガラス板１０のＸ軸方向両端縁に、ガスを吹き付ける領域と、ガスを吹き付けない領域とを交互に形成する。ガスを吹き付けない領域は、ガスを吹き付ける領域よりも、冷え難く、遅れて収縮しようとする。その結果、第１ガラス板１０のＸ軸方向両端縁に、Ｅ／Ｃのバラツキが生じる。ガスを吹き付ける領域が第１領域Ａ１に相当し、ガスを吹き付けない領域が第２領域Ａ２に相当する。
　冷却装置３００は、Ｘ軸方向に間隔をおいて設けられる複数の第３ノズル３３０を備える。第３ノズル３３０は、例えば、ブレード状である。第３ノズル３３０は、第１ガラス板１０のＹ軸方向一端縁に向けてＺ軸方向にガスを吐出する。
　複数の第３ノズル３３０は、第１ガラス板１０のＹ軸方向一端縁に、ガスを吹き付ける領域と、ガスを吹き付けない領域とを交互に形成する。その結果、第１ガラス板１０のＹ軸方向一端縁に、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とが交互に設けられる。
　鉛直方向から見て、第３ノズル３３０は、第１ガラス板１０の一辺に直交するように設けられる。第１ガラス板１０の一辺と直交するように、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の境界を設けることができる。
　鉛直方向から見て、第３ノズル３３０は二列設けられてもよく、一列は第１ガラス板１０のＹ軸方向一端縁に重なるように設けられ、別の一列は第１ガラス板１０のＹ軸方向他端縁に重なるように設けられてもよい。第１ガラス板１０は互いに平行な二辺を有し、各辺に第３ノズル３３０が一列ずつ重なるように設けられてもよい。
　図７に示すように、第１ガラス板１０を挟んで上下両側に、第１ノズル３１０と第２ノズル３２０が設けられてもよい。また、第１ガラス板１０を挟んで上下両側に、第３ノズル３３０が設けられてもよい。第１ガラス板１０を上下両側から均等に冷却できる。
　以上、本開示に係る自動車窓用合わせガラス、自動車、及び自動車窓用合わせガラスの製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
　本出願は、２０２１年４月２０日に日本国特許庁に出願した特願２０２１－０７１１４７号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２１－０７１１４７号の全内容を本出願に援用する。
１　　自動車窓用合わせガラス
１０　第１ガラス板
２０　第２ガラス板
３０　中間膜
Ａ１　第１領域
Ａ２　第２領域

Claims (10)

  1. 　車外側から車内側に向けて、第１ガラス板と、中間膜と、第２ガラス板と、をこの順番で備える、自動車窓用合わせガラスであって、
    　前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の周縁に沿って、エッジコンプレッションが２１ＭＰａ～６０ＭＰａである第１領域と、エッジコンプレッションが８ＭＰａ～２０ＭＰａである第２領域とが交互に繰り返し並ぶ、自動車窓用合わせガラス。
  2. 　各前記第２領域においてエッジコンプレッションの最も低い点が、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の周縁に沿って、３０ｍｍ～２００ｍｍの間隔で並ぶ、請求項１に記載の自動車窓用合わせガラス。
  3. 　前記第２領域は、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の隅に設けられる、請求項１に記載の自動車窓用合わせガラス。
  4. 　前記第１ガラス板の周縁に沿って前記第１領域と前記第２領域とが交互に繰り返し並び、且つ、前記第２ガラス板の周縁に沿って前記第１領域と前記第２領域とが交互に繰り返し並ぶ、請求項１に記載の自動車窓用合わせガラス。
  5. 　前記第１ガラス板の車外側の面に直交する方向から見て、前記第１ガラス板の前記第２領域と、前記第２ガラス板の前記第２領域とが重なっている、請求項４に記載の自動車窓用合わせガラス。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の自動車窓用合わせガラスと、
    　前記自動車窓用合わせガラスが取り付けられる開口部を含む車体と、
    　を備える、自動車。
  7. 　車外側から車内側に向けて、第１ガラス板と、中間膜と、第２ガラス板と、をこの順番で備える、自動車窓用合わせガラスの製造方法であって、
    　前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板を加熱することと、前記加熱した前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板を曲げ成形することと、前記曲げ成形した前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板をガスで冷却することと、を有し、
    　前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板よりも第１水平方向に長い第１ノズルと、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板よりも前記第１水平方向に短い第２ノズルとが、前記第１水平方向に対して垂直な第２水平方向に交互に繰り返し設けられ、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板に向けて鉛直方向に前記ガスを吐出する、自動車窓用合わせガラスの製造方法。
  8. 　前記第１水平方向に間隔をおいて設けられる複数の第３ノズルが、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の一辺に向けて鉛直方向に前記ガスを吐出する、請求項７に記載の自動車窓用合わせガラスの製造方法。
  9. 　鉛直方向から見て、前記第３ノズルは、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の前記一辺に直交するように設けられる、請求項８に記載の自動車窓用合わせガラスの製造方法。
  10. 　車外側から車内側に向けて、第１ガラス板と、中間膜と、第２ガラス板と、をこの順番で備える、自動車窓用合わせガラスの製造方法であって、
    　前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板を加熱することと、前記加熱した前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板を曲げ成形することと、前記曲げ成形した前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板をガスで冷却することと、を有し、
    　第１水平方向に間隔をおいて設けられる複数の第３ノズルが、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の一辺に向けて鉛直方向に前記ガスを吐出し、
    　鉛直方向から見て、前記第３ノズルは、前記第１ガラス板又は前記第２ガラス板の前記一辺に直交するように設けられる、自動車窓用合わせガラスの製造方法。
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