特許 5986085 振動音響減衰のための中間層の選択方法、中間層、およびこのような中間層を含むグレージングユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5986085

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】振動音響減衰のための中間層の選択方法、中間層、およびこのような中間層を含むグレージングユニット

(51)【国際特許分類】

   C03C 27/12 20060101AFI20160823BHJP

   B32B 7/02 20060101ALI20160823BHJP

   B60J 1/00 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   C03C27/12 Z

   B32B7/02 101

   B60J1/00 H

【請求項の数】15

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-525335(P2013-525335)

(86)(22)【出願日】2011年8月18日

(65)【公表番号】特表2013-541484(P2013-541484A)

(43)【公表日】2013年11月14日

(86)【国際出願番号】FR2011051927

(87)【国際公開番号】WO2012025685

(87)【国際公開日】20120301

【審査請求日】2014年8月15日

(31)【優先権主張番号】1056725

(32)【優先日】2010年8月24日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】500374146

【氏名又は名称】サン−ゴバン グラス フランス

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100159684

【弁理士】

【氏名又は名称】田原 正宏

(72)【発明者】

【氏名】マルク ルフェル

(72)【発明者】

【氏名】タビド フルニエ

【審査官】 増山 淳子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２０６４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７５５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２７８０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ ２７／１２

Ｂ３２Ｂ １７／１０

Ｂ３２Ｂ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの外部層（４、５）と１つの中心層（３）とを含み、グレージングユニットの２枚のガラスシート（１、２）の間に組込まれるように構成された粘弾性プラスチック中間層を選択するための方法において、
− 中心層（３）を形成するように構成された粘弾性プラスチック材料製の第１のコンポーネント、および、外部層（４、５）を形成するように構成された粘弾性プラスチック材料製の第２のコンポーネントを提供するステップと、
− 前記第１のコンポーネントおよび前記第２のコンポーネントの剛性率Ｇ’を、ビスコアナライザを用いて測定するステップと、
− 前記第２のコンポーネントの材料を、その剛性率Ｇ’が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について３×１０^７Ｐａ以上である場合にのみ選択するステップと、
− 前記第１のコンポーネントの厚みｈを、ｈが０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍとなり、かつ、せん断パラメータｇ＝Ｇ’／ｈ（Ｇ’は剛性率である）が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について５．５８×１０^８Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０^９Ｐａ／ｍとなるように設定するステップと、
を含む方法。

【請求項2】

前記第１のコンポーネントの厚みｈは、ｈが０．５０ｍｍ〜０．９０ｍｍとなり、Ｇ’／ｈが２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について７．５６×１０^８Ｐａ／ｍ〜１．４２×１０^９Ｐａ／ｍの間に存在するように、設定される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記厚みｈを設定するステップの前に、
− 前記ビスコアナライザを用いて、２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について、前記第１のコンポーネントの損失係数ｔａｎδを測定するステップと、
− 前記第１のコンポーネントを、その損失係数ｔａｎδが０．６より大きい場合にのみ選択するステップと、
をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

− 前記第２のコンポーネントの材料を、その剛性率Ｇ’が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について１０^８Ｐａ〜２×１０^８Ｐａである場合にのみ選択するステップをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

− 前記第２のコンポーネントの材料の接着力が規則Ｒ４３の要件に適合していることを、２枚のガラスシートにボンディングされた前記第２のコンポーネントの材料で構成された中間層の供試体を捩ること、前記第２のコンポーネントの材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力（Ｆ）を測定すること、および、この力から対応する接着せん断強度（τ）を計算することによって確認し、接着強度（τ）のこの値を５ＭＰａ未満の許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにするステップと、
− ・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと前記第２のコンポーネントの材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し、
・ 前記基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度（Ｊ_{ｃ−ｒｅｆ}）、前記基準積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_{ｉ−ｒｅｆ}）、および前記基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_{ｇ−ｒｅｆ}）を決定し、
・ 前記基準積層グレージングユニット内の基材厚みに等しい任意の積層グレージングユニットの基材厚みについて作成されている規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度（Ｊ_{ｃ−ｍｉｎ}）を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_ｉ）の一関数として表わすグラフ（Ｃ_３）であって、前記基準積層グレージングユニットの基材厚みに等しい、いずれかの積層グレージングユニットの基材厚み（ｅ_ｇ＝ｅ_{ｇ−ｒｅｆ}）のために構築された、グラフ（Ｃ_３）を用いて、前記基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値（Ｊ_{ｃ−ｍｉｎ}＝Ｊ_{ｃ−ｒｅｆ}）に対応する最小所要中間層厚み（ｅ_{ｉ−ｍｉｎ}）を推定し、
・ ｅが前記最小所要中間層厚み（ｅ_{ｉ−ｍｉｎ}）以上となるように前記第２のコンポーネントの厚みｅを設定する、
ことによって、前記第２のコンポーネントの厚みｅを設定するステップと、
をさらに含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

グレージングユニットの２枚のガラスシートの間に組込まれてこのグレージングユニットに振動音響減衰特性を与えるように構成された粘弾性プラスチック中間層であって、
− ２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について３×１０^７Ｐａ以上の剛性率Ｇ’を有する粘弾性プラスチック材料で作られた２つの外部層（４、５）と、
− 厚みｈが０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍとなり、中心層のせん断パラメータｇ＝Ｇ’／ｈ（Ｇ’は剛性率である）が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について５．５８×１０^８Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０^９Ｐａ／ｍとなるような、厚みｈの粘弾性減衰特性を有する、中心層（３）と、
を含み、
前記中心層（３）が前記２つの外部層（４、５）の間にある、中間層。

【請求項7】

前記中心層（３）の厚みｈは、ｈが０．５０ｍｍ〜０．９０ｍｍとなり、Ｇ’／ｈが２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について７．５６×１０^８Ｐａ／ｍ〜１．４２×１０^９Ｐａ／ｍの間に存在するように設定される、請求項６に記載の中間層。

【請求項8】

前記中心層（３）が、２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について、０．６より大きな損失係数ｔａｎδを有する、請求項６または７に記載の中間層。

【請求項9】

前記外部層（４、５）が、２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について１０^８Ｐａ〜２×１０^８Ｐａの剛性率Ｇ’を有する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の中間層。

【請求項10】

前記外部層（４、５）の各々は、厚みｅを有し、
− 前記外部層の材料の接着力は、規則Ｒ４３の要件に適合し、前記接着力は、２枚のガラスシートにボンディングされた外部層の材料で構成された中間層の供試体を捩ること、外部層の材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力（Ｆ）を測定すること、および、この力から対応する接着せん断強度（τ）を計算すること、そして次に、接着強度（τ）のこの値を５ＭＰａ未満の許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにすることにより、決定され、
− 前記外部層の各々の厚みｅは、規則Ｒ４３の要件を満たすように設定され、
前記厚みｅは、
・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し、
・ 前記基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度（Ｊ_{ｃ−ｒｅｆ}）、前記基準積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_{ｉ−ｒｅｆ}）、および前記基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_{ｇ−ｒｅｆ}）を決定し、
・ 前記基準積層グレージングユニット内の基材厚みに等しい任意の積層グレージングユニットの基材厚みについて作成されている規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度（Ｊ_{ｃ−ｍｉｎ}）を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_ｉ）の一関数として表わすグラフ（Ｃ_３）であって、基準積層グレージングユニットの基材厚みに等しい、いずれかの積層グレージングユニットの基材厚み（ｅ_ｇ＝ｅ_{ｇ−ｒｅｆ}）のために構築された、グラフ（Ｃ_３）を用いて、前記基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値（Ｊ_{ｃ−ｍｉｎ}＝Ｊ_{ｃ−ｒｅｆ}）に対応する最小所要中間層厚み（ｅ_{ｉ−ｍｉｎ}）を推定し、
・ 前記厚みｅが前記最小所要中間層厚み（ｅ_{ｉ−ｍｉｎ}）以上となるように、外部層の各々の厚みｅを設定することによって、決定される、請求項６または７に記載の中間層。

【請求項11】

− １．４ｍｍ〜２．１ｍｍの厚みを有するガラスシート（１）と、
− １．１ｍｍ〜１．６ｍｍの厚みを有するガラスシート（２）と、
− ガラスシート（１、２）の間にある、請求項６〜１０のいずれかに記載の中間層（３、４、５）と、
を含むグレージングユニット。

【請求項12】

前記外部層（４、５）の各々の厚みｅ、および前記ガラスシートの合計厚みは、
− 前記外部層の材料の接着力が、規則Ｒ４３の要件に適合し、前記接着力は、２枚のガラスシートにボンディングされた外部層の材料で構成された中間層の供試体を捩ること、外部層の材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力（Ｆ）を測定することおよび、この力から対応する接着せん断強度（τ）を計算すること、そして次に、接着強度（τ）のこの値を５ＭＰａ未満の許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにすることにより決定され、
− 前記外部層の各々の厚みｅ、および前記ガラスシートの合計厚みは、規則Ｒ４３の要件を満たすように設定され、
前記外部層の各々の厚みｅ、および前記ガラスシートの合計厚みは、
・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し、
・ 前記基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度（Ｊ_{ｃ−ｒｅｆ}）、前記基準積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_{ｉ−ｒｅｆ}）、および前記基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_{ｇ−ｒｅｆ}）を決定し、
・ 規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度（Ｊ_{ｃ−ｍｉｎ}）を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_ｉ）および任意の積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_ｇ）の一関数として表わすグラフ（Ｃ_４）であって、前記基準積層グレージングユニットの基材厚みに等しい、いずれかの積層グレージングユニットの基材厚み（ｅ_ｇ＝ｅ_{ｇ−ｒｅｆ}）のために構築された、グラフ（Ｃ_４）を用いて、前記基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値（Ｊ_{ｃ−ｍｉｎ}＝Ｊ_{ｃ−ｒｅｆ}）に対応する中間層厚みとガラスシートの厚みの最適値（ｅ_{ｉ−ｏｐｔ}、ｅ_{ｇ−ｏｐｔ}）の組合せを推定し、
・ ｅが前記最適な中間層厚み値（ｅ_{ｉ−ｏｐｔ}）以上となるように、前記外部層の各々の厚みｅを設定し、かつ、ガラスシートの厚み（ｅ_{ｇ−ｄｉｍ}）を前記最適なガラスシート厚み値（ｅ_{ｇ−ｏｐｔ}）以上に設定する、ことによって決定される、請求項１１に記載のグレージングユニット。

【請求項13】

１．４ｍｍ〜２．１ｍｍの厚みを有するガラスシート（１）が車両の外側に向けられ、１．１ｍｍ〜１．６ｍｍの厚みを有するガラスシート（２）が車両の内側に向けられている、請求項１１または１２に記載のグレージングユニットを含む車両。

【請求項14】

２枚のガラスシートおよびガラスシートの間に組込まれた中間層で構成されたフロントガラスの第２および第３の固有周波数の振動音響減衰のための、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の中間層の使用。

【請求項15】

車両のフロントガラス、車両のサイドウィンドウまたは車両のルーフウィンドウとしての、請求項１１または１２に記載のグレージングユニットの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に移動用車両、特に自動車用に構成された積層グレージングユニット内に組込むことを目的として音響減衰特性を有する中間層を選択する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

列車や自動車などの近代的輸送手段において快適性に寄与するあらゆる品質のうち、静音性が決定的要因となっている。

【0003】

エンジン、タイヤまたはサスペンション由来の騒音などの騒音をその発生源においてまたは空気または固体を介したその伝播の間に例えば吸収性コーティングまたはエラストマ製連結用構成要素などを用いて処理することにより、ここ数年来音響快適性は改善されてきている。

【0004】

空気を介した騒音の侵入を改善し、それ自体騒音源である乱流を低減させるために、車両の形状もまた改良されてきた。

【0005】

ここ数年間にわたって、音響快適性を改善する上でグレージングユニット特にプラスチック中間層フィルムを含む積層グレージングユニットが果たす役割が注目を集めてきた。積層グレージングユニットにはさらに、突発的破壊の際に断片が飛来する危険性を無くし、車上荒らしを予防するなどの他の利点がある。

【0006】

積層グレージングユニットにおいて標準的プラスチックフィルムを使用することは、音響快適性を改善する上では好適ではないことが実証されてきた。こうして、音響快適性の改善を可能にする減衰特性を有する特定的プラスチックフィルムが開発されてきた。

【0007】

以下の記述において、減衰フィルムに対する言及は、グレージングユニットに騒音削減の機能を与えるための改良型振動減衰を提供する粘弾性プラスチックフィルムに関するものである。

【0008】

グレージングユニットの音響性能は、中間層フィルムを構成する材料の損失係数ｔａｎδの値によって左右されることが示されてきた。損失係数は、熱の形で消散するエネルギーと弾性歪みエネルギーの間の比であり、これは材料のエネルギー消散能力を特徴づける。損失係数が高くなればなるほど消散されるエネルギーは大きくなり、したがって材料が果たす減衰能力は高くなる。

【0009】

この損失係数は、温度および周波数の一関数として変動する。所与の周波数について、損失係数は、ガラス転移温度として公知の温度でその最大値に達する。

【0010】

積層グレージングユニットの中間層として使用される材料は、所与の温度範囲および所与の周波数範囲について少なくとも０．６超などのかなり高い損失係数を有する、例えばアクリルポリマーまたはアセタール樹脂またはポリウレタンタイプの粘弾性プラスチックフィルムである。

【0011】

損失係数ｔａｎδは、ビスコアナライザーを用いて評価される。ビスコアナライザーは、材料の試供体を精確な温度および周波数条件下で歪みに付し、こうして材料を特徴づけるあらゆる規模のレオロジー値を獲得し処理することを可能にする機械である。

【0012】

積層グレージングユニット内への減衰中間層の統合に関して、損失係数ｔａｎδを単独で考慮すべきではなく、剛性率（ｓｈｅａｒ ｍｏｄｕｌｕｓ）Ｇ’が中間層の減衰特性において考慮すべき別の特性を構成しているということも同様に記述されてきた。欧州特許出願公開第８４４０７５号（ＥＰ−Ａ−８４４０７５）明細書は、振動を減衰させるために、積層グレージングユニットの中間層は、剛性率Ｇ’および損失係数ｔａｎδに関して特定の値に対応していなければならない、ということを教示している。剛性率Ｇ’が材料の剛性を特徴づけるということが想起される。すなわち、Ｇ’が高くなればなるほど材料の剛性は高くなり、Ｇ’が低くなれば、材料の可撓性は高くなる。剛性率は温度と周波数に左右される。剛性率Ｇ’も同様に、ビスコアナライザーを用いて評価される。この文書では、より具体的に固体伝播由来の騒音を減衰させるためには、１０℃〜６０℃の温度、５０Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚの周波数について、中間層の損失係数ｔａｎδは０．６より大きく、中間層の剛性率Ｇ’は２×１０⁷Ｐａ未満であることが記載されている。

【0013】

さらに、積層グレージングユニットは、それがフロントガラスとして使用される場合、それに特異的な音響振動に付される。したがって、音響的に言えば、フロントガラスの４つの最初の固有周波数、詳細には１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚであるフロントガラスの第２および第３の固有周波数は、きわめて不快である。欧州特許出願公開第８４４０７５号（ＥＰ−Ａ−８４４０７５）明細書の中間層は、固体伝播騒音を減衰するためには好適であるものの、フロントガラス第１の固有周波数、詳細には第２および第３の固有周波数の振動音響減衰のためには好適ではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

したがって、フロントガラスの重量を増加させることなくフロントガラスの第１の固有周波数、詳細にはフロントガラスの第２および第３の固有周波数の減衰を最適化することを可能にする中間層を選択するための方法に対するニーズが存在する。

【課題を解決するための手段】

【0015】

このため本発明は、２つの外部層と１つの中心層とを含み、グレージングユニットの２枚のガラスシートの間に組込まれるよう構成された粘弾性プラスチック中間層を選択するための方法において、
− 中心層を形成するように構成された粘弾性プラスチック材料製の第１のコンポーネントおよび外部層を形成するように構成された粘弾性材料製の第２のコンポーネントを提供するステップと；
− 第１のコンポーネントと第２のコンポーネントの剛性率Ｇ’を、ビスコアナライザを用いて測定するステップと；
− 第２のコンポーネントの材料を、その剛性率Ｇ’が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について３×１０⁷Ｐａ以上である場合にのみ選択するステップと；
− 第１のコンポーネントの厚みｈを、ｈが０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍとなり、かつせん断パラメータ（ｓｈｅａｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）ｇ＝Ｇ’／ｈ（Ｇ’は剛性率である）が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍとなるように定めるステップと、
を含む方法を提供している。

【0016】

別の特徴によると、第１のコンポーネントの厚みｈは、ｈが０．５０ｍｍ〜０．９０ｍｍとなり、Ｇ’／ｈが２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について７．５６×１０⁸Ｐａ／ｍ〜１．４２×１０⁹Ｐａ／ｍとなるように設定される。

【0017】

別の特徴によると、この方法は、厚みｈを設定するステップの前に、
− ビスコアナライザを用いて第１のコンポーネントの損失係数ｔａｎδを測定するステップと；
− 第１のコンポーネントを、その損失係数ｔａｎδが０．６より大きい場合にのみ選択するステップと；
をさらに含む。

【0018】

別の特徴によると、この方法は、
− 第２のコンポーネントの材料を、その剛性率Ｇ’が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について１０⁸Ｐａ〜２×１０⁸Ｐａである場合にのみ選択するステップ、
をさらに含む。

【0019】

別の特徴によると、この方法は、
− 第２のコンポーネントの材料の接着力が規則Ｒ４３の要件に適合していることを、２枚のガラスシートにボンディングされた第２のコンポーネントの材料で構成された中間層の供試体を捩ること、第２のコンポーネントの材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力を測定することおよび、この力から対応する接着せん断強度（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を計算することによって確認し、接着強度のこの値を許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにするステップと；
− ・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと第２のコンポーネントの材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し；
・ 基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度、基準積層グレージングユニットの中間層の厚みおよび基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚みを決定し；
・ 基準積層グレージングユニット内の基材厚みに等しい任意の積層グレージングユニットの基材厚みについて作成されている規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚みの一関数として表わすグラフを用いて、基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値に対応する最小所要中間層厚みを推定し；
・ ｅが前記最適な中間層厚み値以上となるように第２のコンポーネントの厚みｅを設定する、ことによって、第２のコンポーネントの厚みｅを設定するステップと、
をさらに含む。

【0020】

同様に、フロントガラス重量を増加させることなく、フロントガラスの第１の固有周波数、詳細にはフロントガラスの第２および第３の固有周波数の減衰を最適化することを可能にする中間層に対するニーズも存在する。

【0021】

このため、本発明は、グレージングユニットの２枚のガラスシートの間に組込まれてこのグレージングユニットに振動音響減衰特性を与えるように構成された粘弾性プラスチック中間層において、
− ２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について３×１０⁷Ｐａ以上の剛性率Ｇ’を有する粘弾性プラスチック材料で作られた２つの外部層と；
− 厚みｈが０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍとなり、中心層のせん断パラメータｇ＝Ｇ’／ｈ（Ｇ’は剛性率である）が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍとなるような、厚みｈの粘弾性減衰特性を有する中心層と、
を含み、中心層が２つの外部層の間にある、中間層を提案している。

【0022】

別の特徴によると、中心層の厚みｈは、ｈが０．５０ｍｍ〜０．９０ｍｍとなり、Ｇ’／ｈが２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について７．５６×１０⁸Ｐａ／ｍ〜１．４２×１０⁹Ｐａ／ｍとなるように設定される。

【0023】

別の特徴によると、中心層は、０．６より大きな損失係数ｔａｎδを有する。

【0024】

別の特徴によると、外部層は、２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について１０⁸Ｐａ〜２×１０⁸Ｐａの剛性率Ｇ’を有する。

【0025】

別の特徴によると、外部層の各々は、
− 外部層の材料の接着力が、規則Ｒ４３の要件に適合し（なおこの接着力は、２枚のガラスシートにボンディングされた外部層の材料で構成された中間層の供試体を捩ること、外部層の材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力を測定することおよび、この力から対応する接着せん断強度を計算すること、そして次に、接着強度のこの値を許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにすることにより決定される）；
− ・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し；
・ 基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度、基準積層グレージングユニットの中間層の厚みおよび基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚みを決定し；
・ 基準積層グレージングユニット内の基材厚みに等しい任意の積層グレージングユニットの基材厚みについて作成されている規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚みの一関数として表わすグラフを用いて、基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値に対応する最小所要中間層厚みを推定し；
・ ｅが前記最適な中間層厚み値以上となるように外部層の厚みｅを設定する；
ことによって決定される外部層各々の厚みｅが、規則Ｒ４３の要件を満たすように設定される、
ような厚みｅを有している。

【0026】

別の特徴によると、中心層は、
− 厚みがｈ_Aでせん断パラメータｇ_Aを有する粘弾性プラスチック材料Ａで作られた減衰フィルムと、
− 厚みがｈ_Bでせん断パラメータｇ_Bを有する粘弾性プラスチック材料Ｂで作られた減衰フィルムと、
を含み、材料ＡとＢは各々、それぞれの温度範囲ｔ_Aおよびｔ_B全体にわたり、かつ１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数について、０．６より大きな損失係数と５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍのせん断パラメータを有し、それぞれ温度範囲ｔ_Aまたはｔ_B内に含まれる所与の温度範囲について、最高の損失係数を有するフィルムは、前記温度範囲についての他のフィルムの等価せん断パラメータよりも小さい等価せん断パラメータｇ_AorBeq＝ｇ_AorB×ｈ［式中ｇ_AorBはフィルムを構成する材料のせん断パラメータであり、ｈは中間層の厚みである］を有する。

【0027】

本発明は同様に、
− １．４ｍｍ〜２．１ｍｍの厚みを有するガラスシートと、
− １．１ｍｍ〜１．６ｍｍの厚みを有するガラスシートと、
− ガラスシートの間にある、上述の中間層と、
を含むグレージングユニットにも関する。

【0028】

別の特徴によると、外部層の各々の厚みｅおよびガラスシートの合計厚みは、
− 外部層の材料の接着力が規則Ｒ４３の要件に適合し（なおこの接着力は、２枚のガラスシートにボンディングされた外部層の材料で構成された中間層の供試体を捩ること、外部層の材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力（Ｆ）を測定することおよび、この力から対応する接着せん断強度（τ）を計算すること、そして次に、接着強度（τ）のこの値を許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにすることにより決定される）；
− ・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し；
・ 基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度（Ｊ_c-ref）、基準積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_i-ref）および基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_g-ref）を決定し；
・ 規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度（Ｊ_c-min）を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_i）および任意の積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_g）の一関数として表わすグラフ（Ｃ₄）を用いて、基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値（Ｊ_c-min＝Ｊ_c-ref）に対応する中間層厚みとガラスシートの厚みの最適値（ｅ_i-opt、ｅ_g-opt）の組合せを推定し；
・ ｅが前記最適な中間層厚み値（ｅ_i-opt）以上となるように外部層の厚みｅを設定し、ガラスシートの厚み（ｅ_g-dim）を前記最適なガラスシート厚み値（ｅ_g-opt）以上に設定する；
ことによって決定される外部層各々の厚みｅおよびガラスシートの合計厚みが、規則Ｒ４３の要件を満たすように設定される、
ようなものである。

【0029】

本発明は同様に、１．４ｍｍ〜２．１ｍｍの厚みを有するガラスシートが車両の外側に向けられ、１．１ｍｍ〜１．６ｍｍの厚みを有するガラスシートが車両の内側に向けられている、上述のグレージングユニットを含む車両にも関する。

【0030】

本発明は同様に、２枚のガラスシートおよびガラスシートの間に組込まれた中間層で構成されたフロントガラスの第２および第３の固有周波数の振動音響減衰のための、上述の中間層の使用にも関する。

【0031】

本発明は同様に、車両のフロントガラスとしての、上述のグレージングユニットの使用にも関する。

【0032】

本発明の他の特徴および利点を、ここで図面に関連して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数、そして０．１０〜１．２０ｍｍの中心層の厚みについての積層フロントガラスの中間層の中心層のせん断パラメータの一関数としての積層フロントガラスのモード減衰の曲線を表わす。

【図2】本発明に係るグレージングユニットの断面図を表わす。

【図3】本発明の別の実施形態に係るグレージングユニットの断面図を表わす。

【図4】厚み２．１ｍｍの２つのガラス基材と２ＭＰａ〜５ＭＰａの接着強度を有する中間層とを含む積層グレージングユニットについて、かつ４ｍの落下高さについて作成された、積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるのに必要とされる最小中間層引裂強度を、積層グレージングユニットの中間層の厚みの一関数として表わすグラフを示す。

【図5】２ＭＰａ〜５ＭＰａの接着強度を有する中間層を含む積層グレージングユニットについて、かつ４ｍの落下高さについて作成された、積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるのに必要とされる最小中間層引裂強度を、積層グレージングユニットの中間層の厚みおよびガラス厚みの両方の一関数として表わす３次元グラフを示す。

【図6】組合わされているガラスシートに対する中間層の接着力を評価するための実験装置の概略的前面図を表わす。

【図7】組合わされているガラスシートに対する中間層の接着力を評価するための装置の一変形形態の斜視図を表わす。

【図8】中間層の引裂強度を評価するための実験装置の概略図を表わす。

【発明を実施するための形態】

【0034】

さまざまな図中おける同一の参照番号は、同一のまたは類似の構成要素を表わす。

【0035】

本出願中に示されている間隔の中にはその上下限値が含まれるということも指摘しておくべきである。

【0036】

本発明は、２つの外部層と１つの中心層とを含み、グレージングユニットの２枚のガラスシートの間に組込まれるよう構成された粘弾性プラスチック中間層を選択するための方法を提供する。

【0037】

本発明には以下のステップが含まれる：
− 中心層を形成するように構成された粘弾性プラスチック材料製の第１のコンポーネントおよび外部層を形成するように構成された粘弾性材料製の第２のコンポーネントを提供するステップと；
− 第１のコンポーネントと第２のコンポーネントの剛性率Ｇ’を、ビスコアナライザを用いて測定するステップと；
− 第２のコンポーネントの材料を、その剛性率Ｇ’が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について３×１０⁷Ｐａ以上である場合にのみ選択するステップと；
− 第１のコンポーネントの厚みｈを、ｈが０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍとなりかつせん断パラメータｇ＝Ｇ’／ｈ（Ｇ’は剛性率である）が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍとなるように設定するステップ。

【0038】

１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲には、発明人らが車両試験によって測定できた通りの積層フロントガラスの最初の４つの固有周波数、詳細には第２および第３の固有周波数が含まれる。

【0039】

さらに、発明人らは、上述のｈとｇの条件を満たす材料が、積層フロントガラスの第１の固有周波数、詳細には上述の通りに選択された中間層と２枚のガラスシートとを含むフロントガラスの第２および第３の固有周波数の減衰の最適化を可能にすることを実証した。

【0040】

具体的には、以下で、詳細には図１を検討する間にわかるように、発明人らは、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲についてのこれらの５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍというｇの値に０．３１〜１．２０ｍｍというｈの値を組合せた場合に、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数の音響的減衰の最適化が可能になるということを示した。

【0041】

第１のコンポーネントの材料が、０．３１〜１．２０ｍｍの厚みについて５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍのせん断パラメータｇを取り得ない場合には、その材料は中間層を製造するために選択されない。

【0042】

さらに、中心層が正しく振動するためには、外部層が中心層よりも高い剛性を有することが必要であり、これは、定義された弾性条件によって達成される。

【0043】

本発明は同様に、グレージングユニットの２枚のガラスシートの間に組込まれてこのグレージングユニットに振動音響減衰特性を与えるように構成された粘弾性プラスチック中間層において、
− ２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について３×１０⁷Ｐａ以上の剛性率Ｇ’を有する粘弾性プラスチック材料で作られた２つの外部層と；
− 厚みｈが０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍとなり、中心層のせん断パラメータｇ＝Ｇ’／ｈ（Ｇ’は剛性率である）が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍとなるような、厚みｈの改良された粘弾性減衰特性を有する中心層と；
を含む、中間層にも関する。

【0044】

中間層は、上述の選択方法により得られる。

【0045】

中間層は、積層フロントガラスの第１の固有周波数、詳細にはフロントガラスの第２および第３の固有周波数の減衰を最適化できるようにし、ここでこの積層フロントガラスは２枚のガラスシートとそれらの間に組込まれた中間層とを含む。

【0046】

中間層は、グレージングユニット内に統合されるように構成されている。グレージングユニットは車両内で、特にフロントガラスとして使用されるよう構成されている。

【0047】

本発明はまた、このような中間層を含むグレージングユニットにも関する。本発明は同様に、このようなグレージングユニットを含む車両にも関する。

【0048】

図２は、本発明に係るグレージングユニットの断面図を表わす。

【0049】

グレージングユニットは、２枚のガラスシート１、２を含み、その間に中間層が挿入される。ガラスシートに対する中間層のボンディングは、公知の手段、例えばガラスシートと中間層を積重ね、アセンブリをオートクレーブ内に通すことによって実施される。

【0050】

グレージングユニットのガラスシート１は、車両の外側に向けられるように構成され、一方ガラスシート２は、車両の内側に向けられるように構成されている。ガラスシート１は、ガラスシート２よりも厚く、グレージングユニットが外部の攻撃（悪天候、砂利の飛来など）に対するより優れた保護を示すようになっている。実際、ガラスが厚くなればなるほど、機械的強度は高くなる。しかしながら、ガラスが厚くなればなるほど、重量は増加する。したがって、機械的強度とグレージングユニットの重量の間の妥協点を見い出すことが必要である。こうして、ガラスシート１の厚みは例えば１．４ｍｍ〜２．１ｍｍであり、ガラスシート２の厚みは例えば１．１ｍｍ〜２．１ｍｍである。

【0051】

既存のグレージングユニットにおいて、ガラスシート１の厚みは一般に２．１ｍｍであり、ガラスシート２の厚みは一般に１．６ｍｍである。

【0052】

好ましくは、本発明によると、ガラスシート１の厚みは１．８ｍｍ、ガラスシート２の厚みは１．４ｍｍであり、こうしてフロントガラスの重量を制限して、その取扱いをより容易にし材料を節約することができるようになっている。これは同様に、このようなフロントガラスを備えた車両の燃費の削減も可能になる。ガラスシートのこれらの厚み削減は、以下でさらに見ていく通り、既存のグレージングユニットと比べた音響的または機械的性能の損失なく可能である。

【0053】

本発明は同様に、ガラスシート１の厚みが１．６ｍｍでガラスシート２の厚みが１．２ｍｍであるフロントガラス、あるいはガラスシート１の厚みが１．４ｍｍでガラスシート１の厚みが１．１ｍｍであるフロントガラスにも適用可能である。

【0054】

中間層は、間に中心層３が挿入された２つの外部層４、５で構成されている。

【0055】

外部層４、５は、２０℃で、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について、３×１０⁷Ｐａ以上の剛性率Ｇ’を有する。好ましくは、外部層の剛性率Ｇ’は、中心層の振動音響減衰をさらに改善するため、１０⁸Ｐａ〜２×１０⁸Ｐａである。外部層は例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）で製造される。

【0056】

中心層３は、その厚みｈが０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍとなり、中心層のせん断パラメータｇ＝Ｇ’／ｈ（Ｇ’は剛性率である）が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍとなるように選択される。こうして中心層３は１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数について最適化された音響性能を有する。中心層は例えば、積水化学工業株式会社から市販されている商標名ＳＡＦ ＲＺＮ−１２の３層の音響ＰＶＢの中心層または、Ｓｏｌｕｔｉａ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている商標名ＱＣ５５の３層音響ＰＶＢの中心層で構成されている。

【0057】

振動音響減衰をさらに一層最適化するため、中心層は、好ましくはｈが０．５０ｍｍ〜０．９０ｍｍとなり、Ｇ’／ｈが２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について７．５６×１０⁸Ｐａ／ｍ〜１．４２×１０⁹Ｐａ／ｍとなってそれを可能にするように選択される。

【0058】

中心層３の音響特性は同様に、その損失係数ｔａｎδによっても定義される。中心層３は、満足のいく減衰を可能にするため、その損失係数が２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲について０．６より大きくなるように選択される。

【0059】

剛性率Ｇ’および損失係数ｔａｎδは、ビスコアナライザーを用いて測定される。

【0060】

ガラスシートは、グレージングユニットの振動音響的特性に寄与する。ガラスシートが厚くなればなるほど、グレージングユニットを振動させるために必要な励起は高くなる。しかしながら、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数について中間層の音響性能を最適化することにより、車両の外側に向けられるよう構成されたガラスシートについては１．８ｍｍまで、さらには１．６ｍｍまたは１．４ｍｍにまで、そして車両の内側に向けられるよう構成されたガラスシートについては１．４ｍｍまで、さらには１．２ｍｍまたは１．１ｍｍにまで、既存のグレージングユニットに比べた音響損失無くガラスシートの厚みを削減することが可能になる。典型的には、既存のフロントガラスグレージングユニットは、それぞれ厚み２．１ｍｍおよび１．６ｍｍのガラスシートを有し、これらのガラスシートの間には、２０℃の温度、１００Ｈｚの周波数について０．６より大きな損失係数および５・１０⁵〜２・１０⁷Ｐａの剛性率Ｇ’を有する厚み０．１２ｍｍの粘弾性プラスチック材料の中心層を含む中間層が挿入されている。ガラスシートの厚みの削減により、グレージングユニットの重量の削減、ひいては取扱い易さの改善と同様、材料の削減およびこのようなフロントガラスの備わった車両の燃費の削減が可能になる。

【0061】

２つの外部層４、５は同じ厚みｅを有する。各外部層４、５の厚みｅは、それが可能なかぎり小さくなるように、と同時に外部層の機械的特性が、自動車用に規定された機械的強度規格、詳細には強衝撃強度規格に関する国連規則第４３号（規則Ｒ４３と呼ばれる）を満たすのに充分なものとなるように、決定される。関連規則Ｒ４３は、安全性グレージングおよび道路車両内でのこのグレージングの設置の認証に関係する統一技術仕様の採用に関するものである。具体的には、一方ではフロントガラスが備わった車両の燃費を削減できるようにするフロントガラス重量上の理由で、また他方では材料の節約を理由として、中間層の合計厚みを可能なかぎり小さくすることが望ましい。

【0062】

これを行なうために、厚みｅは、外部層の材料で構成された中間層の２枚のガラスシートに対する接着力と同時に、外部層の材料の引裂強度をも考慮に入れることで最小限におさえられる。

【0063】

接着力は、以下で反復する欧州特許出願公開第１４９５３０５号（ＥＰ−Ａ−１４９５３０５）に記載の試験および計算方法に基づいて評価される。

【0064】

最初に、２枚のガラスシートと外部層の材料からなる中間層とで構成された積層グレージングユニットの供試体に対して、少なくとも１枚のガラスシートとの関係における外部層の材料からなる中間層の剥離が開始するまで、捩り応力が加えられる。実際には、例えば図６に例示されている公知のタイプの捩り装置５００を用いて、１０ｍｍに等しい半径ｒを有するグレージングの丸い供試体５０に対して、試験が実施される。

【0065】

装置５００は、３つのジョー５１、５２、５３と、垂直軸の駆動チェーン５５に連結された１００ｍｍに等しい半径Ｒの滑車５４を含む。ジョーは各々、１２０°の円弧の形をしており、こうして供試体全体を把持している。ジョーの表面コーティングは、例えばアルミニウム、テフロン（商標登録）またはポリエチレンなど、ガラスと機械的に相容性ある材料で作製される。

【0066】

ジョーの１つはフレームに対して固定状態で保持され、一方他のジョーは、供試体に捩りを加える目的で回転するように構成された滑車５４に対して締結されている。滑車５４は、それに連結されたチェーン５５の運動によって回転させられる。滑車は最低３５〜５０ｍｍ／分の一定速度で牽引される。

【0067】

供試体が捩られた時に外部層の材料で構成された中間層の剥離を開始させるのに必要とされる力Ｆを測定するために、力センサーが使用される。この値から次に、公知の式すなわちτ＝２ＦＲ／πｒ³（式中、Ｆは外部層の材料で構成された中間層の剥離を開始させるのに必要とされる力であり、Ｒは滑車５４の半径であり、ｒは供試体の半径である）を用いて計算により接着せん断強度を推定することが可能である。

【0068】

しかしながら、欧州特許出願第１４９５３０５（ＥＰ−Ａ−１４９５３０５）で説明されているように、装置５００は嵩の高いものであり、これはすなわち実験室内で試験を実施しなければならないということを意味している。したがって、装置５００は、積層グレージング製造ライン上の「プロセス標識」タイプの測定には適していない。しかしながら、積層グレージングユニットの製造にあたって、ポリマー中間層の組成は本発明が設定している強度値を満たすように設計されているものの、それでも、グレージングユニットの製造方法に付随するパラメータ、例えば中間層の保管条件、ガラス洗浄の質あるいはまたボンディングの品質に影響を及ぼすガラスおよび中間層の組立て中のカレンダー加工ステップの間の温度および圧縮力などに起因して、完成品の中間層に接着力低下が発生する場合がある。

【0069】

製造ライン近くで製造を監視している間に測定を行い、低い測定強度値に応答してプロセスに迅速に介入可能となるように、一変形形態として、有利にもよりコンパクトで容易に輸送可能な別の測定装置６００を使用することができる。図７に表わされているこの装置６００は、およそ６０ｃｍ×２０ｃｍに小型化され、２つの３基ジョーシステム６０および６１、回転シャフト６２、シャフトを回転させるためのモーター６３、トルク計６４および計算素子を収納するボックス６５を含む。

【0070】

２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とからなる積層グレージングユニットの円形の供試体は、２つのジョーシステム６０および６１の間に挟持されるように構成されており、このシステムのうちの一方６０は固定されており、他方はシャフト６２に対するその連結を介して移動および回転可能である。トルク計はモーターと可動ジョーシステム６１の間に設置される。シャフトの回転速度は、中間層の厚みによって左右される。一例として、０．７６ｍｍの厚みを有する外部層の材料で構成された中間層については、回転速度はおよそ０．０８ｒｐｍである。

【0071】

システム６１が回転し、測定されたトルクが逆転した時点で、外部層の材料で構成された中間層の剥離が起こった。トルク計は、接着強度τの値を直接読取ることのできるディスプレー部分を含むボックス６５の計算素子に接続されている。

【0072】

どのような装置が使用されるのであれ、接着強度τの値における散布を詳細に理解するために、例えば最低５個といった複数の供試体について試験を反復することそして強度τの平均をその標準偏差と共に計算することが好ましい。

【0073】

あらゆる積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力（強衝撃強度）に耐えることができるように、得られた接着強度τの値が許容値の範囲内にあることを確認する。この許容値範囲は、異なる組成の積層グレージングユニットについて実施された規則Ｒ４５に規定されている標準化された機械的強度試験から、実験的に決定される。

【0074】

その範囲内であれば接着強度τのどの値でも接着力基準を満たすのに好適である規則Ｒ４３の許容値範囲内に入るのは、５ＭＰａ未満の全ての値である。好ましくは、規則Ｒ４３のための接着強度τの許容値範囲は、２ＭＰａと５ＭＰａの間であり、この値範囲の下限は、グレージングユニットの機械的強度の考慮事項とは無関係に、グレージングユニットの優れた透明度を保証するように決定される。

【0075】

外部層の材料で構成された中間層の接着強度τが上述の許容値範囲内にあることがひとたび確認されたならば、中間層の外部層の実際の寸法が決定される。

【0076】

図４および５のグラフは、強衝撃強度についての規則Ｒ４３の要件を満たすように、これらの外部層の寸法を決定するための２つの考えられるアプローチを例示している。

【0077】

図４に対応する第１のアプローチによると、グレージングユニットは、例えば２．１ｍｍという各ガラスシートの厚みに対応する４．２ｍｍに等しい積層グレージングユニット内のガラスシートの固定合計厚みｅ_g-dimと、例えばＰＶＢベースの中間層などの特定の組成ｃ_iを有する外部層の材料で構成された中間層とにより寸法が決定される。中心層は、外部層の厚みの決定のためには無視される。

【0078】

この場合、外部層の材料で構成された中間層を寸法を決定するため、まず最初に、任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えることができるために必要とされる最低の中間層引裂強度Ｊ_c-minを表わす図４に見られる曲線Ｃ₃が、任意の積層グレージングユニットの中間層厚みｅ_iの一関数としてプロットされ、この曲線は、４．２ｍｍに等しいガラスシート厚みについて作成されている。実際には、曲線Ｃ₃は、中間層の厚みに関して異なる組成の積層グレージングユニットについて実施された規則Ｒ４３で規定されている機械的強度の標準化された試験から得られる。

【0079】

次に、４．２ｍｍに等しいガラス基材厚みで規則Ｒ４３に対応する応力に耐え、かつ特定の組成ｃ_iを有する中間層を含む基準積層グレージングユニットが識別される。このような基準積層グレージングユニットの一例は、各々２．１ｍｍの厚みを有する２枚のガラス基材と、０．３８ｍｍの標準厚みを有しかつ０．７６ｍｍに等しい基準積層グレージングユニットの中間層厚みｅ_i-refに対応する組成ｃ_iを有する２つの中間層を含む、公知のグレージングユニット２．１／０．７６／２．１である。この基準グレージングユニットの規則Ｒ４３に対応する応力に対する耐性は、この例では４ｍの衝撃落下高さで、標準化された機械的強度試験により確認される。

【0080】

このとき、基準グレージングユニット２．１／０．７６／２．１の中間層の引裂強度Ｊ_c-refが、Ｔｉｅｌｋｉｎｇ方法によって決定される。

【0081】

Ｍ．Ｔｉｅｌｋｉｎｇにより開発されたこの方法は、亀裂ルートのエネルギーＪを計算する方法に基づいて材料の強度を評価することからなる。Ｔｉｅｌｋｉｎｇ方法は、詳細には以下で一部反復する欧州特許出願公開第１，１５１，８５５号（ＥＰ−Ａ−１１５１８５５）および第１４９５３０５号（ＥＰ−Ａ−１４９５３０５）において説明されている。

【0082】

中間層の引裂強度は、それを構成する材料に固有の特性である。それは、材料の中で開始された亀裂が伝播するのに必要とされるエネルギーを表わすエネルギー値によって特徴づけされる。臨界エネルギーＪ_cとして公知のこのエネルギーは、各々の材料タイプについて異なり、中間層フィルムの厚みとは無関係である。

【0083】

引裂強度または臨界エネルギーＪ_cは、亀裂の場所における非常に高い応力を受けるフィルム内の亀裂のルートに局所化されたエネルギーを定義づける。ＲｉｃｅのＪ積分に基づくエネルギー方法によって提供される。それは、以下変位ｄと呼ぶ被験供試体の所与の伸びｄについて

【数1】

という簡略化された数学的形式で表わされ、式中、ｅ₁は供試体の厚み、ａは亀裂の長さであり、Ｕは供試体のポテンシャルエネルギーである。

【0084】

引裂強度を決定するための実験的装置は、図８に示されている。複数の供試体Ｅｘ_n、例えば同じ材料で表面積が１００ｍｍ²（長さ５０ｍｍ×幅２０ｍｍ）に等しい４つの供試体について、引張−圧縮機７００を用いた引張試験が実施される。各供試体は、その側面上で引張力に対して垂直に切り込みが入れられ、各供試体Ｅｘ_nについてのそれぞれ５、８、１２および１５ｍｍに対応する異なる亀裂長ａを有する。

【0085】

各供試体Ｅｘ_nは、温度が２０℃の環境内で亀裂２０に対して垂直に、１００ｍｍ／分の伸び率で、所与の伸び長さまたは距離ｄにわたり、伸長される。

【0086】

欧州特許出願公開第１４９５３０５号（ＥＰ−Ａ−１４９５３０５）で詳述されている方法によると、供試体（図示せず）が受ける伸びｄの一関数としての亀裂ルートエネルギーＪの変動の曲線を作成することが可能である。亀裂７０の伝播を表示するビデオカメラを用いて、このとき、どの変位ｄ_cにおいて供試体内の亀裂の伝播が開始するかが検出される。その後、曲線Ｊ（ｄ）から、変位ｄ_cに対応する供試体の引裂の開始のための臨界エネルギーＪ_cの値が推定される。材料が引裂し、その結果所要の機械的機能に関して材料が機械的損傷を受けるのは、この臨界値Ｊ_cにおいてである。

【0087】

基準グレージングユニット２．１／０．７６／２．１の組成ｃ_iの中間層について測定された引裂強度Ｊ_c-refの値は、３１０００Ｊ／ｍ²である。

【0088】

図４の曲線Ｃ₃を用いて、このとき、基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要引裂強度値Ｊ_c-minに対応する最小所要中間層厚みｅ_i-minが推定される。曲線Ｃ₃に示されているように、最小所要中間層厚みｅ_i-minは０．４５ｍｍに等しい。

【0089】

したがって、最小所要中間層厚みｅ_i-min＝０．４５ｍｍ以上の中間層厚みｅ_i-dimで、各々２．１ｍｍの厚みを有する２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とで構成された積層グレージングユニットの寸法を決定することが可能である。好ましくは、積層グレージングユニット厚みｅ_i-dimは、最小所要中間層厚み値ｅ_i-minを２０％だけ超過する限界内でのみこの値より大きいものである。すなわち、先の例において、ｅ_i-dimは好ましくは、０．４５ｍｍ≦ｅ_i-dim≦０．５５ｍｍとなるようなものである。

【0090】

こうして、２．１ｍｍの厚みを有する２枚のガラスシート１、２と、各々厚み０．２２５ｍｍ〜０．２７５ｍｍの２つの外部層４、５と中心層３を伴う中間層とを含む、規則Ｒ４３の要件を満たす積層グレージングユニットが得られる。

【0091】

曲線Ｃ₃は、例えば１．８ｍｍと１．４ｍｍなどの他のガラスシート値についてプロットされ得る。このとき、外部層の各々は、０．２ｍｍ〜０．３７ｍｍの厚みを有する。

【0092】

図５に対応する中間層の外部層の寸法を決定するための考えられる第２のアプローチによると、積層グレージングユニットは、外部層の材料で構成された中間層を含み、ガラスシートの厚みを任意に設定することなく寸法が決定される。

【0093】

任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるために必要とされる最小中間層引裂強度Ｊ_c-minを、任意の積層グレージングユニットの外部層の材料で構成された中間層の厚みｅ_iおよび任意の積層グレージングユニットのガラスシートの厚みｅ_gの両方の関数として表わす、図５に見られる３次元グラフＣ₄がプロットされる。図５のグラフＣ₄は、中間層厚みおよび基材厚みに関して異なる組成を有する積層グレージングユニットに対して実施された規則Ｒ４３に規定されている標準化された機械的強度試験から得られる。

【0094】

規則Ｒ４３に対応する応力に耐え、特定の組成ｃ_iを有する中間層を含む基準積層グレージングユニットの引裂強度Ｊ_c-refが、次に決定される。

【0095】

上述の公知の積層グレージングユニット２．１／０．７６／２．１は、例えば、０．７６ｍｍに等しい中間層厚みｅ_i-refに対応する組成ｃ_iを有する標準厚み０．３８ｍｍの外部層の材料で構成された中間層の２層とそれぞれ２．１ｍｍと１．８ｍｍの厚みを有する２枚のガラスシートとを含む同じく公知の積層グレージングユニット２．１／０．７６／１．８と同様に、基準積層グレージングユニットとして作用することができるかもしれない。規則Ｒ４３に対応する応力下での一方または他方の基準グレージングユニットの引裂強度Ｊ_c-refは、前述の通り、Ｔｉｅｌｋｉｎｇ方法により評価される。

【0096】

次に、グラフＣ₄を用いて、外部層の材料で構成された中間層の厚みおよび基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度Ｊ_c-refに等しい最小所要中間層引裂強度値Ｊ_c-minに対応するガラスシートの厚みの最適値ｅ_i-opt、ｅ_g-optの組合せが推定される。例えば、３１，０００Ｊ／ｍ²の引裂強度Ｊ_c-refの値に対応する基準グレージング２．１０／０．７６／２．１から出発して、最適値ｅ_i-opt、ｅ_g-optの組合せを提供する点は、３１，０００Ｊ／ｍ²のＪ_c-min値に対応するグラフＣ₄の部域または表面の点である。この問題に関して、最適値ｅ_i-optまたはｅ_g-optの各々が、必ずしも個別に、外部層の材料で構成された中間層の厚みの最小値または、ガラスシートの厚みの最小値ではないということが指摘される。積層グレージングユニットの全体的厚みの最小値を結果としてもたらすのは、値ｅ_i-optおよびｅ_g-optの組合せである。

【0097】

グラフＣ₄を見ればわかるように、値ｅ_i＝０．５ｍｍおよびｅ_g＝１．８ｍｍ／１．４ｍｍの組合せは、最適値の組合せ以上の値の組合せである。

【0098】

したがって、外部層の材料で構成された中間層の厚みｅ_i-dimを０．５ｍｍ以上とし、ガラスシートの厚みｅ_g-dimをそれぞれ１．８ｍｍおよび１．４ｍｍとして、積層グレージングユニットの寸法を決定することが可能であり、この積層グレージングユニットは、規則Ｒ４３の要件を満たしている。

【0099】

上述の例で考慮された組成ｃ_iの中間層は、その引裂強度という視点から見て平均的性能を有し、現在公知であるより性能の高い中間層の組成の引裂強度レベルから、先に示した値と比べてさらに削減された最適値ｅ_i-opt、ｅ_g-optの組合せを企図することが可能である。

【0100】

詳細には、１．８ｍｍと１．４ｍｍというそれぞれの厚みを有する２つのガラス基材を含み、規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるのに好適な積層グレージングユニットについては、最小所要中間層厚みｅ_i-minは０．４ｍｍ前後まで降下するかもしれない。したがって、それぞれ１．８ｍｍおよび１．４ｍｍの厚みを有する２枚のガラス基材を含み規則Ｒ４３の要件に対応する積層グレージングユニットの最適化された中間層厚みｅ_i-dimは、一般に、０．４５ｍｍ≦ｅ_i-dim≦０．７４ｍｍとなるようなものであり、この間隔の下限は、その引裂強度の観点から見て高い性能を有する中間層組成に対応している。

【0101】

こうして、それぞれ１．８ｍｍおよび１．４ｍｍの厚みを有する２枚のガラスシート１、２と中心層３および各々厚みが０．２ｍｍ〜０．３７ｍｍの２つの外部層４、５を伴う中間層を含む、規則Ｒ４３の要件を満たす積層グレージングユニットが得られる。

【0102】

こうして、各外部層４、５の厚みｅは、グレージングユニットに充分な機械的特性すなわち規則Ｒ４３を満たす特性を提供するように設定される。これは以下の要領で実施される：
− 外部層の材料の接着力が規則Ｒ４３の要件に適合していることを、２枚のガラスシートにボンディングされた外部層の材料で構成された中間層の供試体を捩ること、外部層の材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力（Ｆ）を測定することおよび、この力から対応する接着せん断強度（τ）を計算することによって確認し、接着強度（τ）のこの値を許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにする；
− ・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し；
・ 基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度（Ｊ_c-ref）、基準積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_i-ref）および基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_g-ref）を決定し；
・ 基準積層グレージングユニット内の基材厚みに等しい任意の積層グレージングユニットの基材厚みについて作成されている、規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度（Ｊ_c-min）を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_i）の一関数として表わすグラフ（Ｃ₃）を用いて、基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値（Ｊ_c-min＝Ｊ_c-ref）に対応する最小所要中間層厚み（ｅ_i-min）を推定し；
・ ｅが前記最適な中間層厚み値（ｅ_i-opt）以上となるように各外部層の厚みｅを設定する、
ことによって、規則Ｒ４３の要件を満たすような外部層の各々の厚みｅを設定する。

【0103】

一変形形態として、各外部層４、５の厚みｅとガラスシートの厚みは両方共、アセンブリがグレージングユニットに充分な機械的特性、すなわち規則Ｒ４３を満たす機械的特性を提供すように設定される。これは以下の要領で実施される：
− 外部層の材料の接着力が規則Ｒ４３の要件に適合していることを、２枚のガラスシートにボンディングされた外部層の材料で構成された中間層の供試体を捩ること、外部層の材料で構成された中間層とガラスシートの分離が開始した捩り力（Ｆ）を測定することおよび、この力から対応する接着せん断強度（τ）を計算することによって確認し、接着強度（τ）のこの値を許容値範囲と比較して任意の積層グレージングユニットが規則Ｒ４３に対応する応力に耐えるようにする；
− ・ 規則Ｒ４３に対応する応力に耐えかつ２枚のガラスシートと外部層の材料で構成された中間層とを含む基準積層グレージングユニットを識別し；
・ 基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度（Ｊ_c-ref）、基準積層グレージングユニットの中間層の厚み（２_e-ref）および基準積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_g-ref）を決定し；
・ 規則４３に対応する応力に任意の積層グレージングユニットが耐えるように求められる最小中間層引裂強度（Ｊ_c-min）を、任意の積層グレージングユニットの中間層の厚み（ｅ_i）および任意の積層グレージングユニットのガラスシートの厚み（ｅ_g）の一関数として表わすグラフ（Ｃ₄）を用いて、基準積層グレージングユニットの中間層の引裂強度に等しい最小所要中間層引裂強度値（Ｊ_c-min＝Ｊ_c-ref）に対応する中間層厚みとガラスシートの厚みの最適値（ｅ_i-opt、ｅ_g-opt）の組合せを推定し；
・ ｅが前記最適な中間層厚み値（ｅ_i-opt）以上となるように各外部層の厚みｅを設定し、ガラスシートの厚み（ｅ_g-dim）を前記最適なガラスシート厚み値（ｅ_g-opt）以上に設定する、
ことによって、規則Ｒ４３の要件を満たすような外部層各々の厚みｅおよびガラスシートの合計厚みを設定する。

【0104】

中間層の合計厚みは好ましくは、０．８６ｍｍ以下である。

【0105】

図３は、別の実施形態にしたがった、本発明に係るグレージングユニットの断面図である。

【0106】

ガラスシート１、２および中間層の外部層４、５は、図２のものと同一である。

【0107】

中心層３は、２枚の減衰フィルム６、７を含む。減衰フィルム６は、減衰フィルム７を構成する粘弾性材料Ｂとは異なる粘弾性プラスチック材料Ａで構成されている。一実施形態によると、材料Ａ、Ｂは同時押出しされる。一変形形態として、これらの材料は積層される。

【0108】

中心層３を構成する減衰フィルム６、７は、異なる温度範囲にわたる音響振動の減衰を最適化することを可能にする。したがって、フィルム６は任意には、第１の温度範囲全体にわたり音響振動を減衰させ、フィルム７は任意には第２の温度範囲全体にわたって音響振動を減衰させる。第１および第２の温度範囲は、重複しない。こうして、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数の減衰をより広い温度範囲にわたって最適化することが可能になる。

【0109】

これを行なうために、材料Ａは、温度範囲ｔ_A全体にわたり、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数について、０．６超の損失係数と、５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍのせん断パラメータを有するように選択される。同様にして、材料Ｂは、温度範囲ｔ_B全体にわたり、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数について、０．６超の損失係数と、５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍのせん断パラメータを有するように選択される。

【0110】

さらに、それぞれ温度範囲ｔ_Aまたはｔ_Bの内部に含まれる所与の温度範囲について最高の損失係数を有するフィルム６または７は、前記所与の温度範囲について他方のフィルム７または６の等価せん断パラメータよりもはるかに低い等価せん断パラメータｇ_AorBeq＝ｈ×ｇ_AorB［式中、ｇ_AorBはそれぞれフィルム６または７を構成するそれぞれの材料ＡまたはＢのせん断パラメータであり、ｈは中心層の厚みである］を有する。等価せん断パラメータは、剛性率に対応する。

【0111】

所与の温度範囲は、フィルム６または７がそれぞれに１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数で音響振動を任意に減衰させる第１または第２の温度範囲である。

【0112】

したがって、その対応する温度範囲でフィルム６、７の各々の損失係数が０．６超でありフィルム各々の材料のせん断パラメータが５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍであることが必要であるのみならず、対応する温度範囲内で最も減衰するフィルム（最高のｔａｎδ）が、他方のフィルムよりもはるかに低い等価剛性率を有することも必要である。このようにして、中間層は、各温度範囲全体にわたり最も減衰させられたフィルムと類似の挙動を有する。中間層はこうして、中間層を構成するフィルムの各々が最適な減衰の役割を果たす温度範囲の各々全体にわたり最適な減衰を提供する。

【0113】

ここで、１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数の減衰が上述のｇの範囲について実際に最適であることの証拠を示す。

【0114】

図１は、２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数についての積層フロントガラスの中間層の中心層のせん断パラメータの一関数としての積層フロントガラスのモード減衰の曲線を表わしている。この曲線は、有限要素法によって計算された。

【0115】

計算は、粘弾性プラスチック材料製の中間層が間に組込まれた、それぞれ１．４ｍｍおよび１．８ｍｍの厚みを有する２つのガラスシートで構成されたフロントガラスについて実施された。中間層は、２つの外部層の間に組込まれた中心層という３つの層を含む。図１の曲線の各点は、中心層の厚みｈについてのせん断パラメータの一関数としてのモード減衰の値を表わしており、さまざまな点が０．１０ｍｍ〜１．２０ｍｍの厚みｈに対応している。

【0116】

下表１は、ｈの各値についてのせん断パラメータｇの値およびモード減衰の値を網羅している。

【0117】

【表1】

【0118】

図１および表１に示されているように、２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲についての０．３１ｍｍ〜１．２０ｍｍの厚みｈを有する中心層３の５．５８×１０⁸Ｐａ／ｍ〜２．３７×１０⁹Ｐａ／ｍというせん断パラメータｇの範囲は、０．３２７以上のモード減衰を可能にし、したがってこれは、厚み０．７６ｍｍの中心層について曲線の最大値が０．３３８にあることを理由として、非常に優れたものである。

【0119】

２０℃で１００Ｈｚ〜２４０Ｈｚの周波数範囲についての、０．５０ｍｍ〜０．９０ｍｍの厚みｈを有する中心層３の７．５６×１０⁸Ｐａ／ｍ〜１．４２×１０⁹Ｐａ／ｍというせん断パラメータｇの範囲は、０．３３６以上のモード減衰を可能にし、したがってこれは、最適化された減衰である。

【0120】

したがって、本発明は実際、上述の中間層を含むフロントガラスの第１の固有周波数の振動音響減衰を最適化することを可能にする。

【0121】

本発明に係る中間層は、同様に、それが最適化される周波数範囲外でも優れた振動音響減衰を可能にする。

【0122】

本発明に係るインサートは、好ましくはフロントガラスの２枚のガラスシートの間で使用される。これは、車両例えば自動車のサイドグレージングまたはルーフ用グレージングにおいても使用されてよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】