特開 2022-145983 複層ガラス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022145983

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】複層ガラス

(51)【国際特許分類】

   C03C 27/06 20060101AFI20220928BHJP

   E06B 3/67 20060101ALI20220928BHJP

   E06B 5/16 20060101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

C03C27/06 101D

E06B3/67 Z

E06B5/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021046741

(22)【出願日】2021-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】504163612

【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100179833

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 将尚

(72)【発明者】

【氏名】松浦 翔

(72)【発明者】

【氏名】安部 則弘

【テーマコード（参考）】

2E016

2E239

4G061

【Ｆターム（参考）】

2E016BA09

2E016CA01

2E016CB01

2E016CC02

2E016CC03

2E016CC04

2E239CA03

2E239CA22

2E239CA43

2E239CA61

4G061AA27

4G061BA01

4G061CB05

4G061CB16

4G061CD02

4G061CD24

(57)【要約】

【課題】板ガラスの破損を抑制することができる複層ガラスを提供する。
【解決手段】複層ガラス１は、隙間をあけて対向して配置された複数のガラス板１１，１２と、複数のガラス板１１，１２の周縁部の間を封止する封止部２と、を備え、複数のガラス板１１、１２及び封止部２によって、中空層ｓ１が形成され、封止部２は、複数のガラス板１１，１２の周縁部の間に設けられた封着材３１と、封着材３１に中空層ｓ１と外側とを連通するように形成された貫通孔３２を閉塞するシール材３３と、を有し、シール材３３は、加熱によって、中空層ｓ１と外側とが連通する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

隙間をあけて対向して配置された複数のガラス板と、
該複数のガラス板の周縁部の間を封止する封止部と、を備え、
前記複数のガラス板及び前記封止部によって、中空層が形成され、
前記封止部は、
前記複数のガラス板の周縁部の間に設けられた封着材と、
前記封着材に前記中空層と外側とを連通するように形成された貫通孔を閉塞するシール材と、を有し、
前記シール材は、加熱によって、前記中空層と前記外側とが連通する複層ガラス。

【請求項2】

前記貫通孔には、前記中空層と前記外側とを連通するように管状部材が設けられ、
前記管状部材の前記外側の端部は、前記シール材で封着されている請求項１に記載の複層ガラス。

【請求項3】

前記シール材は、加熱にともなう化学反応によって、空隙を生じるゴム材料及びエラストマー材料のいずれか一方で構成されている請求項１または２に記載の複層ガラス。

【請求項4】

前記シール材を構成する材料の融点は７０℃より大きく、且つ１１６℃よりも小さい請求項１から３のいずれか一項に記載の複層ガラス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複層ガラスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、ペアガラスは、２枚のガラス板が隙間を有して配置され、ガラス板間の隙間がゴム等の封着材で封止された構成である（下記の特許文献１参照）。耐火仕様のペアガラスでは、２枚のガラス板のうち１枚に耐火仕様のガラス板を採用して、火災時におけるガラス板の熱割れを防止するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１９／０９３３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

火災時には、耐火仕様のペアガラスであっても、ガラス板及び封着材によって形成される密閉空間の気体が熱膨張を起こすと、密閉空間内の気体の圧力が増大し、ガラス板が割れる虞がある。ガラス板が割れると、封着材が空気中にある酸素に触れる状態となり、封着材も着火し、延焼が拡大する虞がある。

【0005】

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガラス板の破損を抑制することができる複層ガラスを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る複層ガラスは、隙間をあけて対向して配置された複数のガラス板と、該複数のガラス板の周縁部の間を封止する封止部と、を備え、前記複数のガラス板及び前記封止部によって、中空層が形成され、前記封止部は、前記該複数のガラス板の周縁部の間に設けられた封着材と、前記封着材に記中空層と外側とを連通するように形成された貫通孔を閉塞するシール材と、を有し、前記シール材は、加熱によって、前記中空層と前記外側とが連通する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第一実施形態に係る複層ガラスの厚さ方向に沿う断面図。

【図2】第一実施形態に係る複層ガラスの厚さ方向に沿う断面図で加熱時を示す。

【図3】第一実施形態に係る複層ガラスの厚さ方向に沿う断面図で加熱時を示す。

【図4】第二実施形態に係る複層ガラスの斜視図。

【図5】図４のＡ－Ａ線断面図。

【図6】図５のＢ－Ｂ線断面図。

【図7】比較例のガラス板の中央位置のガラスの厚さ方向の変位を示す図。

【図8】実施例のガラス板の中央位置のガラスの厚さ方向の変位を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第一実施形態）
以下、第一実施形態に係る複層ガラスについて、図面に基づいて説明する。図１に示す本実施形態に係るペアガラス（複層ガラス）１は、耐火仕様である。ペアガラス１は、板ガラス（ガラス板）１１と、耐火ガラス（ガラス板）１２と、封止部２と、を備えている。

【0009】

板ガラス１１は、耐火性能を有していない普通のガラス板である。耐火ガラス１２は、耐火性能を有しているガラス板である。

【0010】

板ガラス１１及び耐火ガラス１２は、板状に形成されている。板ガラス１１と耐火ガラス１２とは、隙間をあけて対向して配置されている。板ガラス１１及び耐火ガラス１２の板面は、互いに対向する方向を向いている。板ガラス１１及び耐火ガラス１２は、正面視（板ガラス１１及び耐火ガラス１２の板面に直交する方向から見て）略矩形状に形成されているが、形状は適宜設定可能である。

【0011】

本実施形態では、２枚のガラス板のうち１枚を耐火ガラスとしているが、耐火ガラスの替わりに網入りガラスを採用してもよい。板ガラス１１を、耐火ガラスまたは網入りガラスとしてもよい。

【0012】

封止部２は、第一封止部２０と、第二封止部３０と、を有している。正面視略矩形状に形成されたペアガラス１では、四辺ある周縁部のうち三辺の周縁部１ａでは、板ガラス１１の周縁部１１ａと耐火ガラス１２の周縁部１２ａとは第一封止部２０で封止されている。四辺ある周縁部のうち残りの一辺の周縁部１ｃでは、板ガラス１１の周縁部１１ｃと耐火ガラス１２の周縁部１２ｃとは第二封止部３０で封止されている。

【0013】

本実施形態では、ペアガラス１の下端部に、ペアガラス１の幅方向の略全長に第一封止部２０が設けられている。ペアガラス１の幅方向の両端部に、ペアガラス１の上下方向の略全長に第一封止部２０が設けられている。ペアガラス１の上端部に、ペアガラス１の幅方向の略全長に第二封止部３０が設けられている。

【0014】

板ガラス１１、耐火ガラス１２、第一封止部２０及び第二封止部３０によって、板ガラス１１と耐火ガラス１２との間には中空層ｓ１が形成されている。中空層ｓ１には、気体が充填されている。第一封止部２０及び第二封止部３０によって、通常の状態では、中空層ｓ１内の気体が密閉されている。

【0015】

第一封止部２０は、第一封着材２１を有している。第一封着材２１は、板ガラス１１の周縁部１１ａにおける耐火ガラス１２の周縁部１２ａ側を向く面１１ｂと、耐火ガラス１２の周縁部１２ａにおける板ガラス１１の周縁部１１ａ側を向く面１２ｂとの間を封止するように設けられている。

【0016】

第二封止部３０は、第二封着材（封着材）３１と、シール材３３と、を有している。第二封着材３１は、板ガラス１１の周縁部１１ｃにおける耐火ガラス１２の周縁部１２ｃ側を向く面１１ｄと、耐火ガラス１２の周縁部１２ｃにおける板ガラス１１の周縁部１１ｃ側を向く面１２ｄとの間を封止するように設けられている。

【0017】

本実施形態では、第二封止部３０はペアガラス１の上端部に設けられているが、第二封止部３０はペアガラス１の下端部や幅方向の端部に設けられていてもよい。第一封着材２１及び第二封着材３１は、例えばゴム系の材料で構成されている。

【0018】

第二封着材３１には、中空層ｓ１と外側とを連通するように貫通孔３２が形成されている。本実施形態では、貫通孔３２は第二封着材３１を上下方向に貫通するように形成されている。

【0019】

貫通孔３２には、シール材３３が設けられている。通常の状態で、シール材３３は、貫通孔３２を閉塞している。

【0020】

シール材３３は、例えば加熱にともなう化学反応によって、空隙を生じるゴム材料及びエラストマー材料のいずれか一方で構成されている。具体的には、シール材３３は、ブチルゴム、シリコーン、変性シリコーン、ポリウレタン、ポリサルファイド、アクリル樹脂、ポリイソブチレン等の材料で構成されている。

【0021】

シール材３３は、例えば融点が７０℃より大きく、且つ１１６℃よりも小さい材料で構成されていればよい。具体的には、シール材３３は、ポリエチレン、エチレン-エチルアクリレートプラスチック、シクロオレフィンコポリマー、エチレン－酢酸ビニル、ポリプロピレン、エチレン－アクリル酸プラスチック、エチレン－メタクリル酸プラスチック、エチレン－ブチルアクリレートプラスチック、熱可塑性ポリウレタンエラストマ、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンプラスチック、ポリブテン、ポリフッ化ビニリデン、熱可塑性ポリオレフィン，エチレン／オクテン、エチレンプロピレンジエンモノマー、ポリアミド６／６６／６１０、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ－α－オレフィン、ポリアミド６、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン等の材料で構成されている。

【0022】

シール材３３が加熱によって貫通孔３２に空隙を生じさせるゴム材料及びエラストマー材料のいずれか一方で構成されている場合には、図２に示すように、ペアガラス１が加熱されると、シール材３３が加熱にともなう化学反応によって、複数の空隙３６ａが上下方向につらなって中空層ｓ１と外側とを連通する連通路３６が形成される。

【0023】

シール材３３が融点が７０℃より大きく、且つ１１６℃よりも小さい材料で構成されている場合には、図３に示すように、ペアガラス１が加熱され１１６℃未満で、シール材３３が第二封着材３１よりも先に溶融する。シール材３３が溶融することで、貫通孔３２の一部が、中空層ｓ１と外側とを連通する連通路３６となる。後述する実験結果より、一般的に、ペアガラスは加熱されて封着材が１１６℃以上になるとガラスの破損が生じやすくなる。１１６℃未満でシール材３３が溶融して連通路３６が形成されるため、板ガラス１１及び耐火ガラス１２の破損の前に連通路３６が形成される。通常の状態では、窓の機能（耐風圧強度、水密、気密、断熱、遮音、衝撃、開閉力、視界等）を喪失しないことが必要であり、常温領域である７０℃未満では問題なく使用可能である。

【0024】

このように構成されたペアガラス１では、通常の状態では、中空層ｓ１の内部の気体は、封止部２によって密閉されている。火災時には、ペアガラス１の温度上昇にともない、シール材３３の状態変化や化学反応等によって、中空層ｓ１と外側とを連通する連通路３６が形成され、中空層ｓ１の内部の流体が外側に抜けていき、圧力上昇による板ガラス１１及び耐火ガラス１２の破損を抑制することができる。

【0025】

ペアガラス１では、シール材３３が加熱によって空隙を生じるゴム材料及びエラストマー材料のいずれか一方で構成されている場合には、ペアガラス１が加熱されると、シール材３３の化学反応によって、シール材３３に中空層ｓ１と外側とを連通する連通路３６が形成される。中空層ｓ１の内部の流体が連通路３６を通って外側に抜けていき、圧力上昇による板ガラス１１及び耐火ガラス１２の破損を抑制することができる。

【0026】

ペアガラス１では、シール材３３が融点が７０℃より大きく、且つ１１６℃よりも小さい材料で構成されている場合には、ペアガラス１が加熱され１１６℃未満で、シール材３３が溶融して、中空層ｓ１と外側とを連通する連通路３６が形成される。中空層ｓ１の内部の流体が連通路３６を通って外側に抜けていき、圧力上昇による板ガラス１１及び耐火ガラス１２の破損を抑制することができる。

【0027】

（第二実施形態）
次に、第二実施形態に係る複層ガラスについて、主に図４から図６を用いて説明する。下記に示す実施形態の説明において、前述した部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【0028】

図５に示すように、本実施形態に係るペアガラス１Ａの第二封止部３０Ａは、第二封着材（封着材）３１Ａと、チューブ（管状部材）４と、シール材３３Ａと、を有している。第二封止部３０Ａは、ペアガラス１の上端部に設けられているものとして説明する。第二封着材３１Ａは、板ガラス１１の周縁部１１ｃの面１１ｄと、耐火ガラス１２の周縁部１２ｃの面１２ｄとの間を封止するように設けられている。第二封着材３１Ａには、中空層ｓ１と外側とを連通するように貫通孔３２Ａが形成されている。図６に示すように、本実施形態では、貫通孔３２Ａは、ペアガラス１Ａの幅方向の端部近傍に形成されている。

【0029】

図５に示すように、板ガラス１１と耐火ガラス１２との間には、第二封着材３１Ａに隣接して下側にスペーサー３５が設けられている。スペーサー３５は、ペアガラス１の幅方向の略全長に設けられている。スペーサー３５によって、板ガラス１１と耐火ガラス１２との間の中空層ｓ１の寸法が維持されている。

【0030】

スペーサー３５は、断面視略矩形状の環状に形成されている。スペーサー３５の上部の第一壁部３５ａには、上下方向に貫通する第一貫通孔３５ｂが形成されている。第一貫通孔３５ｂは、貫通孔３２Ａと連通している。スペーサー３５の下部の第二壁部３５ｃには、上下方向に貫通する第二貫通孔３５ｄが形成されている。第二貫通孔３５ｄは、ペアガラス１の厚さ方向の中央に１箇所形成されていてもよいし、ペアガラス１の厚さ方向に複数箇所形成されていてもよい。第二貫通孔３５ｄは、スペーサー３５の内部に配置される乾燥材（不図示）と中空層ｓ１の内部の気体とを連通するための孔であってもよい。

【0031】

第一貫通孔３５ｂ及び貫通孔３２Ａには、チューブ４が挿通されている。図６に示すように、チューブ４は、略Ｌ字状に形成されている。チューブ４は、第一直線部４１と、第二直線部４２と、を有している。

【0032】

第一直線部４１は、上下方向に延びている。第一直線部４１の下端部４１ａは、スペーサー３５の第一壁部３５ａと第二壁部３５ｃとの間に配置されている。ペアガラス１Ａを板ガラス１１及び耐火ガラス１２側から見ると、スペーサー３５でチューブ４が隠れるため、チューブ４の露出を抑制することができる。スペーサー３５を設けない場合には、チューブ４の下端部４１ａを第二封着材３１Ａの下面と面一にすれば、チューブ４の露出を抑制することができる。

【0033】

第二直線部４２は、第一直線部４１の上端部からペアガラス１Ａの幅方向の中央側に折曲している。第二直線部４２は、第二封着材３１Ａの上面３１ｕに沿って配置されている。このように、チューブ４は、中空層ｓ１と外側とを連通するように設けられている。

【0034】

第二直線部４２の端部４２ａは、シール材３３Ａで封着されている。通常の状態では、チューブ４の端部４２ａは、シール材３３Ａによって閉塞している。チューブ４の第二直線部４２の端部４２ａ側及びシール材３３Ａは、テープ等の保護部材３７で覆われて第二封着材３１Ａの上面３１ｕに固定されている。

【0035】

ペアガラス１Ａが加熱されると、シール材３３Ａの状態変化や化学反応等によってシール材３３Ａに孔（連通路）３６Ａ（図４の二点鎖線参照）が開くとともに、保護部材３７が剥がれたり溶融したりする。これによって、中空層ｓ１と外側とが連通された状態となる。

【0036】

（実施例、比較例）
上記のペアガラス１Ａ（実施例）と、従来のペアガラス（比較例）について、火災環境を再現するために小型の加熱炉を活用し（加熱条件：ＩＳＯ８３４ 標準加熱曲線）、対照実験を実施した。実施例のペアガラス１Ａでは、シール材３３Ａにブチルシールを使用した。比較例では、従来のガラス仕様（耐熱強化－Ｌｏｗ－Ｅペアガラス）を使用した。

【0037】

図６に示すように、実験の結果、比較例では、５分４６秒でガラス破損が発生した。実施例のペアガラス１Ａでは、２０分間加熱してもガラス割れが発生しなかった。

【0038】

実施例と比較例で対照実験中にデジタル画像相関法を用いて、ガラスの変形量（ペアガラスの厚さ方向）を測定した。比較例では、試験開始から徐々に膨らみペアガラスの厚さ方向の変位が大きくなり、そのままガラス破損に至った。実施例では、図８に示すように、加熱の途中でガラスの厚さ方向の変形量が急激に減少していることが分かる。これは実施例に設けたシール材３３Ａに熱により孔が開き、ペアガラス１Ａ内の高圧気体がシール材３３Ａに生じた孔を通って外側に抜けたことで、ガラスの変形が小さくなったことを示している。

【0039】

このように構成されたペアガラス１では、通常の状態では、中空層ｓ１の内部の気体は、封止部２によって密閉されている。火災時には、ペアガラス１の温度上昇にともない、チューブ４の端部４２ａを封着しているシール材３３Ａの状態変化や化学反応等によって、シール材３３Ａに孔３６Ａが開く。中空層ｓ１と外側とがチューブ４及びシール材３３Ａの孔３６Ａによって連通された状態となり、中空層ｓ１の内部の流体がチューブ４及びシール材３３Ａの孔３６Ａを通って外側に逃げていき、圧力上昇によるガラス板の破損を抑制することができる。

【0040】

上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0041】

実施形態では、ペアガラスを例に挙げて説明したが、２枚以上のガラス板を備えた複層ガラスであればよい。例えばトリプルガラスの場合には、各ガラス板の間に封着材とシール材とを備えた封止部が設けられていればよい。

【符号の説明】

【0042】

１、１Ａ…ペアガラス（複層ガラス）、２…封止部、４…チューブ（管状部材）、１１…板ガラス（ガラス板）、１１ａ，１１ｃ…周縁部、１２…耐火ガラス（ガラス板）、１２ａ，１２ｃ…周縁部、３１，３１Ａ…第二封着材（封着材）、３２，３２Ａ…貫通孔、３３，３３Ａ…シール材、３６，３６Ａ…連通路、４２ａ…端部、ｓ１…中空層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】