层合玻璃及透光性防音板的制作方法
【专利摘要】本发明的层合玻璃是将配置于道路外侧的第1化学强化玻璃与配置于道路内侧的第2化学强化玻璃经由中间膜贴合而构成，第1化学强化玻璃的厚度为1.5～4mm，第2化学强化玻璃的厚度为1.5mm以上，中间膜的厚度为6.0mm以下。以金属框包围该层合玻璃的周边而制成透光性防音板。
【专利说明】层合玻璃及透光性防音板
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种沿路侧所配置的透光性防音板，更详细而言，是关于一种使用包含化学强化玻璃的层合玻璃的透光性防音板。
【背景技术】
[0002]自过去以来，有实行于道路的路侧配置防音板而降低交通噪音等的方法。作为防音板所要求的特性，具有隔音性自不必说，且为了减轻驾驶员的压迫感及确保对邻近居民的日照而要求透光性。作为此种具有透光性的防音板，自过去以来使用丙烯酸树脂与聚碳酸酯树脂等透明树脂板。然而，在透明树脂板的情形时，存在由紫外线劣化所引起的黄变、静电产生所引起的汽车尾气中的煤及灰尘的附着、或表面硬度不足所引起的受损等原因所导致的透视性或透明性降低的问题。并且，存在即便进行清扫作业亦难以使透视性、透明性恢复的问题。还存在表面有凹凸，且由于刚性较低而易弯曲，从而透视影像、反射影像发生形变的问题。此外，有由于因车辆火灾所导致的延烧及熔融而掉落至民居地侧的问题等。
[0003]并且，近年来，对于将层合玻璃用于防音板的尝试有进行研究。
[0004]专利文献I中揭示有一种防音板，其包含2片板厚为3_的浮法玻璃通过插入该等浮法玻璃之间的0.75mm的中间膜粘合而成的层合玻璃。
[0005]并且，专利文献2、3中揭示有将使用埋设有金属制纤材的板玻璃的层合玻璃用于道路用透光性板的方法。
[0006]专利文献1:日本专利实公平7-15854号公报
[0007]专利文献2:日本专利特开2007-169957号公报
[0008]专利文献3:日本专利特开2010-236221号公报
【发明内容】
[0009]在将玻璃用于透光性防音板的素材的情形时，考虑到硬且脆的玻璃特性，必须以使破损时飞散的玻璃片变小，且尽可能地不朝周围飞散的方式提高对于邻近住宅等的安全性。
[0010]然而，在包含浮法玻璃的层合玻璃的情形时，若由于车辆碰撞或投掷石块等而被施加冲击并破损，则有容易飞散较大的玻璃片，从而给周围带来伤害的担忧。并且，强度上存在问题，为了获得适合于实际使用的耐风压性、耐冲击性、耐燃烧性等特性，有必要加厚所使用的玻璃板的厚度。因此，存在防音板整体的重量增大，施工性欠佳的问题。
[0011]另一方面，使用埋设有金属制纤材的钢丝网板玻璃的层合玻璃具有通过所埋设的金属制纤材而防止破损后的玻璃碎片掉落的优点。
[0012]然而，由于钢丝网板玻璃的强度较浮法玻璃低，因此存在与浮法玻璃同样的问题，即重量增大，施工性欠佳。并且，若玻璃周端部的防锈处理老化，则存在由于雨水等的影响而导致于露出在玻璃端部的纤材的切断面上产生锈，且该锈蔓延至玻璃内部从而使埋设于内部的纤材膨胀，于玻璃上产生皲裂或裂痕的情况。此外，由于所埋设的纤材而使透光性受损。
[0013]故而，本发明的目的在于提供一种耐热性及耐风压性优异，且可缩小破损时的玻璃片的层合玻璃及安全性优异的透光性防音板。
[0014]为达成上述目的，本发明的层合玻璃的特征在于，其用于沿路侧配置的透光性防音板，上述层合玻璃是将配置于外侧的第I化学强化玻璃与配置于内侧的第2化学强化玻璃经由中间膜贴合而构成，上述第I化学强化玻璃的厚度为1.5?4mm，上述第2化学强化玻璃的厚度为1.5mm以上,上述中间膜的厚度为6.0mm以下。
[0015]层合玻璃的上述化学强化玻璃的表面压缩应力亦可为350MPa以上。
[0016]层合玻璃的上述中间膜的厚度亦可为1.5?3.1mm。
[0017]层合玻璃的上述中间膜可包含选自乙烯系聚合物、乙烯-乙烯基系单体共聚物、苯乙烯系共聚物、聚氨基甲酸酯树脂、氟树脂及丙烯酸树脂中的一种以上，亦可包含乙烯系聚合物及/或乙烯-乙烯基系单体共聚物。
[0018]并且，透光性防音板的特征在于，它是沿道路的路侧配置的透光性防音板，且包括:上述层合玻璃；以及金属框，其包围该层合玻璃的周边。
[0019]层合玻璃是将配置于外侧的第I化学强化玻璃与配置于内侧的第2化学强化玻璃经由中间膜贴合而构成，第I化学强化玻璃的厚度为1.5?4_，第2化学强化玻璃的厚度为1.5mm以上，中间膜的厚度为6.0mm以下，故而即便自内侧施加冲击而导致配置于内侧的第2玻璃板破损，亦可通过中间膜或第I化学玻璃板抑制其碎片朝外侧飞散。并且，作为化学强化玻璃的特性，破损时飞散的玻璃碎片成为小片，故而即便玻璃片向周围飞散，亦可使飞散的玻璃片变得更小。
[0020]并且，该层合玻璃的两面包含化学强化玻璃，故而具有强度，即便层合玻璃整体的厚度较薄亦可获得充分的耐风压性，从而可轻量化。进而，化学强化玻璃即便暴露于高温下，由于化学强化玻璃的表面压缩应力以抑制热膨胀的方式发挥作用，因此亦难以产生热破碎，且可防止燃烧时的玻璃的脱落与掉落，故而安全性优异。
[0021]而且，由于防音板是以金属框包围上述层合玻璃的周边而成，因此可牢固地保持层合玻璃而配设于路侧。并且，即便自道路内侧施加冲击而导致层合玻璃破碎，亦可通过中间膜而抑制玻璃片朝道路外侧飞散，即便玻璃片飞散，亦可使该玻璃片变得更小，故而安全性优异。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明的实施方式所涉及的透光性防音板的概略图。
[0023]图2为图1的A-A剖面图。
[0024]图3为本发明的实施方式所涉及的透光性防音板的安装构造体的概略图。
[0025]图4为本发明的实施方式所涉及的透光性防音板的安装构造体的平面图。
[0026]图5为图4的B-B剖面图。
[0027]图6为图4的C-C剖面图。
[0028]图7为碰撞性试验中所使用的金属球的说明图。
[0029]实施方式
[0030]本发明的实施方式所涉及的层合玻璃是用于沿道路的路侧配置的透光性防音板的层合玻璃，且是将配置于道路外侧的第I化学强化玻璃与配置于道路内侧的第2化学强化玻璃经由中间膜贴合而构成。
[0031]首先，对化学强化玻璃进行说明。化学强化玻璃是通过由利用离子交换法等方法使玻璃表面的离子半径较小的碱金属原子被取代为离子半径较大的碱金属原子(例如，玻璃表面的锂原子及/或钠原子被取代为钾原子)，而对玻璃表面层赋予较大的压缩应力而成，与浮法玻璃等非强化玻璃板或通过风冷法而强化的玻璃板(风冷强化玻璃)相比强度得以提高，不易破碎。并且，本发明人等发现通过由化学强化玻璃而可使破损时的玻璃片变小。可推测其理由在于:在玻璃破坏时，施加于玻璃的破坏能量转换为表面形成(断裂面形成)的能量而以形成多个表面(断裂面)的方式发挥作用。若增大化学强化玻璃的表面压缩应力，则玻璃的破坏能量增大，故而相应于此使表面形成的能量亦变大，从而使表面积变大，由此玻璃碎片进一步变小。
[0032]本实施方式的层合玻璃所使用的化学强化玻璃的表面压缩应力优选为350MPa以上550MPa以下，最优选为370?450MPa。若化学强化玻璃的表面压缩应力未达350MPa，则强度欠佳，故而在想获得充分的耐风压性的情形时，必须增加玻璃厚度，从而重量增大。进而，破损时飞散的玻璃片容易变大。若化学强化玻璃的表面压缩应力超过450MPa，则存在表面的压缩应力层与内部的拉伸应力层的平衡欠佳，从而容易因稍微一点畸变便被破坏的情况。再者，在本实施方式中，表面压缩应力为由表面应力测量仪所测定的值。
[0033]化学强化玻璃可通过例如以下的方式制造。即，将通用的钠钙硅酸盐玻璃等浮法玻璃板浸溃入熔融的钾盐中。由此，玻璃组成中的锂离子或钠离子被取代为离子半径较大的钾离子。由此，相应于通过钾离子所増加的体积而产生压缩应力，从而表面压缩应力提闻。
[0034]作为钾盐，可列举例如硝酸钾、硫酸钾、重硫酸钾、碳酸钾、重碳酸钾、氯化钾等。
[0035]熔融温度根据钾盐种类而不同。例如，在硝酸钾的情形时，优选为350?500°C，更优选为370?480°C，最优选为450?480°C。若未达350°C，则进行化学强化处理的时间变长，生产率欠佳。另一方面，若提高熔融温度，则化学强化处理时间缩短，但即便超过500°C，化学强化处理时间亦不会大幅缩短，根据所使用的钾盐的种类，存在产生有害气体损害作业环境的情况。
[0036]浸溃时间由于根据浮法玻璃板的厚度、所获得的化学强化玻璃的表面压缩应力不同而不同，故而并无特别限定。例如，在使用厚度为3?6_的浮法玻璃板，获得表面压缩应力370?450MPa的化学强化玻璃的情形时，在450?500°C的熔融的硝酸钾中浸溃I?5小时，优选为浸溃2?4小时即可。
[0037]在本实施方式的层合玻璃中，第I化学强化玻璃的厚度需要1.5?4mm,更优选为2?4_。若厚度未达1.5mm,则有防音性或耐风压性欠佳的倾向。若超过4mm,则有破损时飞散的玻璃片变大，损及安全性的倾向。
[0038]在本实施方式的层合玻璃中，第2化学强化玻璃的厚度需要1.5mm以上，更优选为2?8mm。若厚度未达1.5mm,则有防音性或耐风压性欠佳的倾向。若超过IOmm,则材料成本增加而不经济，并且由于重量变重而亦有透光性防音板的施工性降低的倾向。
[0039]在本实施方式的层合玻璃中，中间膜含有热可塑性树脂、热硬化性树脂、紫外线硬化性树脂等，优选为含有选自乙烯系聚合物、乙烯-乙烯基系单体共聚物、苯乙烯系共聚物、聚氨基甲酸酯树脂、氟树脂及丙烯酸树脂中的I种以上。其中，就经济性及制造工程中的加工性优异的理由而言，更优选为乙烯系聚合物及/或乙烯-乙烯基系单体共聚物。作为乙烯系聚合物，可采用例如聚乙烯醇缩丁醒树脂(PVB,polyvinyl butyral)。作为乙烯-乙烯基系单体，可采用例如离子性塑料(ionoplast)树脂(SG, SentryGlass)。
[0040]在本实施方式的层合玻璃中，中间膜的厚度需要6_以下，优选为1.5?6.0mm,更优选为1.5?3.1mm。若中间膜的厚度超过6mm，则虽然作为层合玻璃的强度提高，但由于冲击时的层合玻璃的挠曲较小，冲击能量难以分散，因此易对受击点施加较大的力。因此，有较大的玻璃片飞散至远方，从而损害周围的安全性的担忧。将中间膜的厚度设为6_以下，由此，即便玻璃片飞散，由于一面自受击点产生龟裂，一面使玻璃较大地挠曲，因此龟裂会自受击点进入玻璃从而可分散对层合玻璃所施加的冲击能量，从而玻璃片难以飞散至远处，进而，飞散的玻璃片的尺寸变小。尤其是通过将中间膜的厚度设为1.5?3.1_，可使玻璃片的飞散距离变得更短，且使飞散的玻璃片的尺寸变得更小。
[0041]本实施方式的层合玻璃可通过例如以下的方式制造。
[0042]S卩，有如下方法等:于第I片化学强化玻璃上放置片状的中间膜材料，并于其上重叠第2片化学强化玻璃，通过辊压法等于加热下进行预压接后，于I?12气压、120?160°C的高压釜中进行正式压接而以中间膜材料使2片化学强化玻璃粘合；以及于2片化学强化玻璃的间设置间隙，于该间隙中注入液状的紫外线硬化性组合物作为中间膜材料，照射紫外线使中间膜材料硬化而形成中间膜，从而使2片化学强化玻璃粘合。
[0043]本实施方式的层合玻璃的厚度(第I化学强化玻璃的厚度与中间膜的厚度及第2化学强化玻璃的厚度的合计)优选为4.5?20mm,更优选为5.5?15.1mm。若未达4.5mm,则由于不能满足所需的防音性，或强度不足，因此存在不适用于例如防音墙的支柱间隔为2m以上的情形时所应用的宽度方向长度为2m以上的较大尺寸的透光性防音板的情况。另一方面，若超过15.1mm，则存在成本变高，重量(质量)增大，施工性欠缺的情况。
[0044]再者，所谓的本实施方式中的层合玻璃的每单位面积的重量，是不包含中间膜的重量在内而使第一化学强化玻璃与第二化学强化玻璃相加的合计重量，优选为未达30kg/m2。
[0045]本实施方式的层合玻璃的尺寸并无特别限制，但考虑到耐风压性，优选为规定厚度及尺寸。例如，在高度1.0m、宽度2.0m左右的情形时，优选为将厚度设为5.0?16.0mm。并且，在高度2.0m、宽度2.0m左右的情形时，优选为将厚度设定为6.5?19.0mm。更优选为根据尺寸适当决定厚度。
[0046]继而，利用图1、2对本实施方式的透光性防音板的一种实施方式进行说明。
[0047]如图1、2所示，本实施方式的透光性防音板10是以金属框2保持层合玻璃I的周边而构成。
[0048]若一并参照图2，则层合玻璃I是将第I化学强化玻璃Ia与第2化学强化玻璃Ib经由中间膜Ic贴合而构成。
[0049]并且，金属框2具有偏向内周的单侧而突出的突出部2a，剖面大致呈L字状。并且，在突出部2a的相反侧，隔开特定间隔而配置有矩形状的压边构件3，通过自攻螺钉4固定于金属框2上。在突出部2a与压边构件3之间，形成有接收层合玻璃I的周缘的沟槽部5。[0050]因此，在未安装压边构件3的状态下，自金属框2的突出部2a的相反侧，将层合玻璃I的周缘插入金属框2的内周，自其外侧插入压边构件3，且通过自攻螺钉4将压边构件3固定于金属框2上。继而，于层合玻璃I的周缘与金属框2及压边构件3的间隙中，通过填充密封材料6可将层合玻璃I固定于金属框2上。
[0051]该透光性防音板10是以第I化学强化玻璃Ia配置于道路外侧，第2化学强化玻璃Ib配置于道路内侧的方式沿路侧配置而使用。作为应用对象的道路，并无特别限定，可列举高速公路、普通公路、步行街等人行道等。
[0052]继而，利用图3?6，对本实施方式的透光性防音板的安装构造体的一例进行说明。
[0053]如图3、4所示，沿道路30的侧部相隔固定的间隔立设有多根支柱20。各支柱20的上端部朝道路30侧平缓地弯曲。
[0054]若一并参照图5、6，则各支柱20相对于长度方向垂直的剖面形成H字状,且具有于宽度方向两侧突出的一对凸缘部21a、21b。而且，在各凸缘部21a、21b之间，形成有使由金属框2所保持的层合玻璃I的金属框2部分插入的保持沟槽。
[0055]透光性防音板10是自各支柱20之间的上端侧将金属框2的两侧插入上述凸缘部21a、21b之间而设置。而且，通过板弹簧等施压件22自道路30外侧的凸缘部21a进行施压，从而使金属框2抵接于道路30侧的凸缘部21b而固定。进而，于各支柱20之间，将透光性防音板10于上下方向重叠多段，由此构成较高地覆盖道路30的侧部的防音墙。
[0056]本实施方式的透光性防音板由于包含将第I化学强化玻璃与第2化学强化玻璃经由中间膜贴合的层合玻璃，因此透明且耐候性优异，自行驶侧透过透光性防音板可透视窗夕卜，可确保行驶中的窗外的景观。并且，由于强度较高且耐风压性优异，因此可使层合玻璃整体的厚度变得更薄，从而能够轻量化。并且，耐热性优异，即便将其局部地加热，亦难以产生皲裂破碎等，因此于道路的内侧即便由于事故碰撞等发生火灾，亦可抑制火灾朝道路或轨道的外侧蔓延。而且，即便因伴随汽车的行驶而发生的载货的掉落等而自道路内侧施加冲击，从而导致配置于道路的内侧的第2玻璃板破损，亦可通过中间膜与第I化学强化玻璃抑制其碎片朝道路外侧的飞散，即便玻璃片飞散，亦可通过化学强化玻璃的特性使该玻璃片变得更小，因此可抑制使周围受害，安全性极为优异。
[0057][试验例I]
[0058](制造例1-1)
[0059]在第I化学强化玻璃(模块尺寸:宽度2000mm、高度1000mm、厚度3.0mm、表面压缩应力:400MPa)上放置中间膜(聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB))，并进而于其上放置第2化学强化玻璃(模块尺寸:宽度2000mm、高度1000mm、厚度3.0mm、表面压缩应力:400MPa)，进行预压接、正式压接，从而制造具有厚度3.0mm的中间膜的层合玻璃。该层合玻璃的每单位面积的重量为15kg/m2。以图1所示的金属框将所获得的层合玻璃的周围围住，从而制造透光性防音板。应予说明，第I化学强化玻璃及第2化学强化玻璃是将钠钙硅酸盐玻璃浸溃入熔融的硝酸钾中而制造。
[0060](制造例1-2)
[0061]除使用钠钙硅酸盐系浮法玻璃(模块尺寸:宽度2000mm、高度1000mm、厚度
5.0mm)代替制造例1-1中的化学强化玻璃以外，以与制造例1_1同样的方式制造层合玻璃。该层合玻璃的每单位面积的重量为25kg/m2，中间层的厚度为3mm。而且，以图1所示的金属框将所获得的层合玻璃的周围围住，从而制造透光性防音板。
[0062]对于制造例1-1、1-2的透光性防音板，通过以下所示的方法评价耐风压性、防音性、耐热性。将结果记录于表1中。
[0063].耐风压负荷:根据各玻璃规格值算出，将玻璃板水平放置，并于其上放置与风压相当的负荷，确认玻璃板有无破损。
[0064].防音性评价:通过隔音试验进行各频率下的声频穿透损失的测定，以dB (分贝)评价400Hz及1000Hz的声频穿透损失。评价标准为:将400Hz下为25dB以上及1000Hz下为30dB以上者设为〇，将其以外者设为X。
[0065].耐热性评价:将口边的口径为直径IOOmm的丙烷气体型燃烧器以层合玻璃与燃烧器口边相隔40cm的距离设置。照射I分钟的燃烧器的火焰，于未着火的情形时，以30秒为单位增加燃烧时间，进行合计2分钟的照射。将层合玻璃未燃烧或即便着火亦于未达20分钟内自灭而未掉落至道路外侧者设为〇，将其以外者设为X。
[0066][表 I]
【权利要求】
1.一种层合玻璃，其特征在于:它是用于沿路侧配置的透光性防音板，且 上述层合玻璃是将配置于外侧的第I化学强化玻璃与配置于内侧的第2化学强化玻璃经由中间膜贴合而构成， 上述第I化学强化玻璃的厚度为1.5?4mm， 上述第2化学强化玻璃的厚度为1.5mm以上， 上述中间膜的厚度为6.0mm以下。
2.如权利要求1所述的层合玻璃，其中上述化学强化玻璃的表面压缩应力为350MPa以上。
3.如权利要求1或2所述的层合玻璃，其中上述中间膜的厚度为1.5?3.1mm。
4.如权利要求1至3中任一项所述的层合玻璃，其中上述中间膜包含选自乙烯系聚合物、乙烯-乙烯基系单体共聚物、苯乙烯系共聚物、聚氨基甲酸酯树脂、氟树脂及丙烯酸树脂中的一种以上。
5.如权利要求4所述的层合玻璃，其中上述中间膜包含乙烯系聚合物及/或乙烯-乙烯基系单体共聚物。
6.一种透光性防音板，其特征在于，其是沿道路的路侧配置的透光性防音板，且包括: 如权利要求1至5中任一项所述的层合玻璃；以及金属框，其包围该层合玻璃的周边。
【文档编号】E01F8/00GK103827395SQ201280035687
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2011年7月21日
【发明者】山本健次郎, 高木康秀, 伊势谷三郎, 和久井智, 白田优 申请人:日铁住金建材株式会社, 旭建筑幕墙株式会社