透光性防音パネル
【課題】耐風圧性、耐候性及び耐燃性に優れ、軽量化が可能な透光性防音パネルを提供する。
【解決手段】厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスを１枚以上含む透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備え、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される透光性防音パネル。透明防音板は、化学強化ガラスの１枚で構成されているか、あるいは、化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスであることが好ましい。
【解決手段】厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスを１枚以上含む透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備え、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される透光性防音パネル。透明防音板は、化学強化ガラスの１枚で構成されているか、あるいは、化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される、化学強化ガラスを用いた透光性防音パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路、線路、敷地の側縁部に防音パネルを配置して、交通騒音などを低減することが行われている。かかる防音パネルとしては、遮音性を有することは勿論、運転者の圧迫感を減らすことや、近隣住民への日照確保のために、透光性を有するものが求められている。このような防音パネルとしては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂板が従来より用いられている。
【０００３】
しかしながら、透明樹脂板の場合、紫外線劣化による黄変、静電気発生による自動車排気ガス中の煤や埃の付着、あるいは表面硬度不足による傷つき等の理由により、透視性や透明性が低下する問題があった。また、清掃作業を行っても透視性、透明性を回復させるのが難しいという問題があった。また、剛性が低いため、面に凹凸が生じ、透視映像、反射映像がゆがむという問題があった。また、火災による類焼や熔融によって民地側に落下する問題などを有していた。
【０００４】
また、近年では、ガラスを防音パネルに用いる試みが検討されている。
【０００５】
特許文献１には、板厚３ｍｍの２枚のフロートガラスと、これらフロートガラス間に介在させた０．７５ｍｍの中間膜により接着した合せガラスからなる防音パネルが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、強化板ガラスと網入り板ガラスを中間膜を介してはり合せた合せガラスで形成され、前記強化板ガラスを道路側に、前記網入り板ガラスを民地側に配置して使用される道路用透光性パネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平７−１５８５４号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ガラスを用いた防音パネルは、透明樹脂板を用いた防音パネルに比べて耐候性、透視性、透明性などに優れる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、フロートガラスを使用しているため、実用に適した耐風圧性、耐衝撃性、耐燃焼性等の特性を得るためには、フロートガラスの厚みを厚くする必要があった。このため、防音パネル全体の重量が嵩み、施工性が劣るという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２では、強化ガラスと網入りガラスとの合せガラスを使用している。特許文献２には、強化ガラスに関する詳しい記載はないが、一般的に強化ガラスというと、風冷強化ガラスを指す。風冷強化ガラスは、フロートガラスを軟化点近くまで過熱した後、急冷して、ガラス表面を圧縮層にし、ガラス内部を引張層にすることにより強度を向上させてなるものであるが、強化工程中にガラス表面に強化歪が生じ易く、透視映像や反射映像等が歪む問題があった。また、風冷強化ガラスは、ガラス中の不純物の結晶が緩やかに転移して体積膨張することにより強化ガラスの内部応力のバランスが崩れて、全く荷重を加えていない状態でも突然に割れてしまう自然破損が生じることがあった。
【００１１】
よって、本発明の目的は、耐風圧性、耐候性及び耐燃性に優れ、透視映像、反射映像のゆがみが少なく、自然破損が生じず、軽量化が可能な透光性防音パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の透光性防音パネルは、透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備え、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される透光性防音パネルであって、前記透明防音板は、厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスを１枚以上含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の透光性防音パネルの前記透明防音板は、前記化学強化ガラスの１枚で構成されているか、あるいは、前記化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の透光性防音パネルは、厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスの１枚以上を透明防音板に使用しているので、耐候性及び耐熱性に優れる。また、強度があり、耐風圧性に優れる。更には、衝撃が加わって透明防音板が破損しても、飛散するガラス破片が小片であり、周囲への被害を抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の透光性防音パネルは、透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備える。
【００１６】
本発明において、枠体は、特に限定は無く、金属製、樹脂製のフレーム材等が挙げられる。
【００１７】
本発明において、透明防音板は、化学強化ガラスを１枚以上含むもので構成されている。化学強化ガラスは、ナトリウム塩、あるいはカリウム塩等の熔融アルカリ金属塩にガラス板を浸漬させるイオン交換法により、ガラス表面の小さなイオン半径のアルカリ金属原子、例えば、リチウム、あるいは、ナトリウムが、大きなイオン半径のアルカリ金属原子、例えば、ナトリウム、あるいはカリウムに置き換えられてガラス表面層に大きな圧縮応力が付与されたものであって、フロートガラス等の非強化ガラス、あるいは風冷法により強化されたガラスと比較して強度が高められ、容易に割れないものとなっている。以下化学強化ガラスについて詳しく説明する。
【００１８】
本発明で用いる化学強化ガラスは、表面圧縮応力が２５０ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは３００〜８００ＭＰａであり、特に好ましくは３００〜６００ＭＰａである。化学強化ガラスの表面圧縮応力が２５０ＭＰａ未満であると、強度的に劣り、十分な耐風圧性を得ようとした場合、ガラス厚を厚くする必要があり重量が嵩む傾向にある。また、８００ＭＰａを超えると、表面の圧縮応力層と、内部の引張応力層とのバランスが劣り、わずかな歪で破壊し易くなることがある。表面圧縮応力を３００〜８００ＭＰａに調整するには、ガラス板の熔融アルカリ金属塩への浸漬時間を変更することで可能であり、浸漬時間を長くすれば、表面圧縮応力値は高くなる。なお、本発明において、表面圧縮応力は、表面応力測定器にて測定した値である。
【００１９】
本発明で用いる化学強化ガラスは、厚みが１．５〜１０ｍｍであることが好ましく、２．０〜６．０ｍｍがより好ましく、３．０〜５．５ｍｍが特に好ましい。厚みが１．５ｍｍ未満であると、防音性や耐風圧性が劣る傾向にある。１０ｍｍを超えても、防音性の更なる向上が見られないので、材料コストが嵩み経済的でない。更には、合せガラス全体の重量が重くなるので、透光性防音パネルの施工性が低下する傾向にある。また、厚みが厚くなると、たわみづらくなり、表裏の温度差が出やすいので、強熱時に割れやすくなる。
【００２０】
化学強化ガラスは、例えば以下のようにして製造することができる。
【００２１】
すなわち、汎用的なソーダライムシリケートガラスなどのフロートガラスを、熔融したカリウム塩に浸漬する。それによって、ガラス組成中のリチウムイオン、あるいはナトリウムイオンが、イオン半径の大きなカリウムイオンに置換される。これにより、カリウムイオンによって増加する体積分だけ圧縮応力が生じ、表面圧縮応力が向上する。
【００２２】
カリウム塩としては、例えば、硝酸カリウム、硫酸カリウム、重硫酸カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、塩化カリウム等が挙げられる。
【００２３】
溶融温度は、カリウム塩の種類により異なるが、例えば、硝酸カリウムの場合、３５０〜５００℃が好ましく、４５０〜５００℃がより好ましく、４５０〜４８０℃が特に好ましい。３５０℃未満であると、化学強化処理を行う時間が長くなり、生産性に劣る。一方、熔融温度を上げると、化学強化処理時間は短縮されるが、５００℃を超えても、化学強化処理時間は大幅に短縮されず、使用するカリウム塩の種類によっては、有害なガスを発生し作業環境を損なう場合がある。
【００２４】
本発明において、透明防音板は、上記化学強化ガラスを１枚以上含むものであり、具体例として、例えば、化学強化ガラスの一枚のみからなる単板、化学強化ガラスと他のガラスとを中間膜を介して貼り合せた合せガラス、強化ガラスと他のガラスとをスペーサーを介して平行隔置し周囲を封止して、強化ガラスと他のガラスとの間に中間層を有してなる複層ガラス等が挙げられる。好ましくは、経済的な観点から、化学強化ガラスの一枚のみからなる単板、化学強化ガラスと他のガラスとを中間膜を介して貼り合せた合せガラスである。
【００２５】
透明防音板を合せガラスとして用いる場合、他のガラスとしては、化学強化ガラス、風冷強化ガラス、又はフロートガラスが挙げられる。好ましくは化学強化ガラスである。他のガラスとして化学強化ガラスを用いることで、合せガラス全体の厚みをより薄くでき、軽量化を図ることができる。
【００２６】
他のガラスとして化学強化ガラスを用いる場合、厚さ１．５〜１０ｍｍ、表面圧縮応力２５０ＭＰａ以上の化学強化ガラス板を好ましく用いることができる。厚さは、２．０〜６．０ｍｍがより好ましく、３．０〜５．５ｍｍが特に好ましい。表面圧縮応力は、３００〜８００ＭＰａがより好ましく、３００〜６００ＭＰａが特に好ましい。厚み、表面圧縮応力が上記範囲であれば、防音性や耐風圧性の優れた透光性防音パネルとすることができる。
【００２７】
他のガラスとしてフロートガラスを用いる場合、厚さ２〜２５ｍｍが好ましく、２〜１９ｍｍがより好ましく、４〜１２ｍｍが特に好ましい。厚みが上記範囲であれば、防音性や耐風圧性の優れた透光性防音パネルとすることができる。
【００２８】
フロートガラスの種類としては、特に限定は無く、ソーダライムシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。これらのフロートガラスの表面圧縮応力は、発生しない。
【００２９】
合せガラスの中間膜としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等が好ましく用いられる。特に、ビニル系ポリマー、エチレン−ビニル系モノマー共重合体、スチレン系共重合体、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。なかでも、安価で製造しやすいという理由から、ビニル系ポリマー及び／又はエチレン−ビニル系モノマー共重合体がより好ましい。ビニル系ポリマーとしては、ポリビニルブチラールが好ましく用いられる。また、エチレン−ビニル系モノマー共重合体としては、ポリエチレン酢酸ビニル共重合体が好ましく用いられる。
【００３０】
中間膜の厚みは、０．５〜６．０ｍｍが好ましく、０．７〜５．０ｍｍがより好ましい。０．５ｍｍ未満であると、合せガラスの耐衝撃強度が低くなり、透光性防音パネルとして使用は不適である。一方、６．０ｍｍを超えると耐衝撃強度の大幅な向上が見られず、逆に不経済である。
【００３１】
合せガラスの製造方法としては、１枚目のガラス板の上に、シート状の中間膜材料を置き、その上に２枚目のガラス板を重ね合せ、ロールプレス法などにて、９０〜１６０℃の加熱下で予備圧着させた後、１〜１２気圧、１２０〜１６０℃のオートクレーブ中で本圧着を行い、２枚のガラス板を中間膜材料で接着させる方法や、２枚のガラス板の間に間隙を設け、その間隙に中間膜材料として、アクリル系組成物等の液状の紫外線硬化性組成物を注入し、紫外線硬化により中間膜材料を形成させて２枚のガラス板を接着させる方法などがある。
【００３２】
合せガラス全体の厚み（化学強化ガラスの厚みと、中間膜の厚みと、その他のガラスの厚みの合計）は、３．５〜４１ｍｍが好ましく、５．５〜２５ｍｍがより好ましい。３．５ｍｍ未満であると、所望する防音性に満たない場合や、強度が不足するために、例えば、長さ２ｍ程度の、大きな寸法での透明性防音パネルができない場合がある。一方、４１ｍｍを超えても、コストアップになり、重量（質量）が嵩み、施工性に欠ける場合がある。
【００３３】
本発明の透光性防音パネルに用いる透明防音板の単位面積当たりの重量は、１００ｋｇ／ｍ２未満が好ましく、３０ｋｇ／ｍ２未満がより好ましい。
【００３４】
本発明の透光性防音パネルに用いる透明防音板の寸法は、特に制限はないが、耐風圧強度性を考慮して、厚み及び寸法を決めることが好ましく、例えば、高さ１．０ｍ、幅２．０ｍ程度の場合には、厚みを５．０〜１６．０ｍｍにすることが好ましく、高さ２．０ｍ、幅２．０ｍ程度の場合には、厚みを６．５〜１９．０ｍｍに設定することが好ましいなど、寸法に応じて、厚みを適宜決定することが、より好ましい。
【００３５】
本発明の透光性防音パネルは、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置して用いる。
適用対象となる道路としては、高速道路、一般道路、遊歩道、ペデストリアンデッキなどの人道等が挙げられる。適用対象となる線路としては、新幹線、在来線などの一般線路、路面線路にて一般道路と平行して走行する部分等が挙げられる。適用対象となる敷地としては、一般ビル、公共建築物、一般住宅等が挙げられる。
【００３６】
本発明の透光性防音パネルは、透明防音板として、厚さ１．５〜１０ｍｍ、表面圧縮応力２５０ＭＰａ以上の化学強化ガラスを用いているので透明で耐候性に優れ、例えば道路や線路の側縁部に沿って配置した場合、走行側から透光性防音パネルを通して窓外を透視でき、走行中における窓外の景観が確保される。また、透明防音板は、強度が高く耐風圧性に優れるので、透明防音板をより薄くでき、軽量化が可能である。更には、耐熱性に優れ、局所的に加熱されたとしても、ひび割れ等がし難いので、道路や線路の内側にて、事故衝突等により火災が発生したても、道路や線路の外側の火災の広がりを抑えることができる。
【００３７】
また、透明防音板を、上記化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスとすることで、防音性に優れると共に、車や列車の走行に伴う小石等の飛散物等によって、透明防音板に衝撃が加わって透明防音板が破損しても、その破片の周囲への飛散を抑えることができ、被害を抑えることができる。
【実施例】
【００３８】
［化学強化ガラスの製造］
（製造例１）
モジュール寸法が、幅２０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍで、厚４．０ｍｍのソーダライムシリケート系フロートガラス板を、約４５０℃に加熱して溶融した硝酸カリウムに、２時間浸漬して、表面圧縮応力３００ＭＰａ、厚さ４．０ｍｍ、単位面積当たりの重量１０ｋｇ／ｍ２の化学強化ガラスを製造した。
【００３９】
（製造例２）
モジュール寸法が、幅２０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍで、厚３．０ｍｍのソーダライムシリケート系フロートガラス板を、約４５０℃に加熱して溶融した硝酸カリウムに、２時間浸漬して、表面圧縮応力３００ＭＰａ、厚さ３．０ｍｍ、単位面積当たりの重量７．５ｋｇ／ｍ２の化学強化ガラスを製造した。
【００４０】
（製造例３）
モジュール寸法が、幅２０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍで、厚６．０ｍｍのソーダライムシリケート系フロートガラス板を、約４５０℃に加熱して溶融した硝酸カリウムに、２．５時間浸漬して、表面圧縮応力３００ＭＰａ、厚さ６．０ｍｍ、単位面積当たりの重量１５ｋｇ／ｍ２の化学強化ガラスを製造した。
【００４１】
［測定条件］
許容耐風圧：各ガラス規格値より算出し、ガラス板を水平に置き、その上に風圧相当の荷重を載せ、ガラス板の破損の有無を確認した。
【００４２】
防音性：遮音試験にて、各周波数での音響透過損失を測定し、４００Ｈｚ及び１０００Ｈｚでの音響透過損失をｄＢ(デシベル)で評価した。評価基準は、４００Ｈｚで２５ｄＢ以上及び１０００Ｈｚで３０ｄＢ以上であるものを合格とした。
【００４３】
耐熱性：口元の口径がφ１００ｍｍのプロパンガスタイプのバーナーを、透明防音板とバーナー口元を４０ｃｍ離した距離で設置する。１分間バーナーの炎を照射し、着火しない場合は３０秒単位で燃焼時間を増やし、合計２分間の照射を行った。ガラス板にクラックも脱落もせず火炎の貫通がないものを〇、加熱側のガラスにクラックが入るが脱落せず、且つ非加熱側のガラスの破損が全くないものを△、加熱側、非加熱側ともガラスにクラックが入りガラスが脱落してしまうものを×、ガラスにクラックが入りガラスが脱落してしまい、且つその時間が×よりも短いものを××とした。
【００４４】
［透光性防音パネルの製造］
（実施例１）
製造例１の化学強化ガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４５】
（実施例２）
製造例３の化学強化ガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４６】
（実施例３）
製造例２の化学強化ガラスの上に中間膜にポリビニルブチラールを載せ、その上にさらに製造例２の化学強化ガラスを乗せ、予備圧着、本圧着をして合せガラスを製造した。この合せガラスの重量は１５ｋｇ／ｍ２で、中間層の厚みは約１．５２ｍｍであった。この合せガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４７】
（比較例１）
厚さ６．０ｍｍのフロートガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４８】
（比較例２）
厚さ３．０ｍｍのフロートガラスの上に中間膜にポリビニルブチラールを載せ、その上にさらに厚さ３．０ｍｍのフロートガラスを乗せ、予備圧着、本圧着をして合せガラスを製造した。この合せガラスの重量は１５ｋｇ／ｍ２で、中間層の厚みは約１．５２ｍｍであった。この合せガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１に示すように、化学強化ガラスを１枚以上含む透明防音板を使用した実施例１〜３は、耐風圧性、防音性、耐熱性に優れるものであった。特に、実施例２（化学強化ガラス単板）は、耐風圧性に優れているとともに、耐熱性試験においても、クラックもなく、耐熱正に一番優れていた。また、実施例３（合せガラス）は、加熱側のガラスが軟化して変形して孔が開いた後も、非加熱側のガラスが変形もなく健全であった。
【００５１】
これに対し、フロートガラスを使用した比較例１，２は、許容風圧力が実施例１〜３よりもかなり低く、耐風圧性に劣るものであった。また、バーナーをかけるとすぐに割れてしまい、耐熱性の劣るものであった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される、化学強化ガラスを用いた透光性防音パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
道路、線路、敷地の側縁部に防音パネルを配置して、交通騒音などを低減することが行われている。かかる防音パネルとしては、遮音性を有することは勿論、運転者の圧迫感を減らすことや、近隣住民への日照確保のために、透光性を有するものが求められている。このような防音パネルとしては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂板が従来より用いられている。
【０００３】
しかしながら、透明樹脂板の場合、紫外線劣化による黄変、静電気発生による自動車排気ガス中の煤や埃の付着、あるいは表面硬度不足による傷つき等の理由により、透視性や透明性が低下する問題があった。また、清掃作業を行っても透視性、透明性を回復させるのが難しいという問題があった。また、剛性が低いため、面に凹凸が生じ、透視映像、反射映像がゆがむという問題があった。また、火災による類焼や熔融によって民地側に落下する問題などを有していた。
【０００４】
また、近年では、ガラスを防音パネルに用いる試みが検討されている。
【０００５】
特許文献１には、板厚３ｍｍの２枚のフロートガラスと、これらフロートガラス間に介在させた０．７５ｍｍの中間膜により接着した合せガラスからなる防音パネルが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、強化板ガラスと網入り板ガラスを中間膜を介してはり合せた合せガラスで形成され、前記強化板ガラスを道路側に、前記網入り板ガラスを民地側に配置して使用される道路用透光性パネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平７−１５８５４号公報
【特許文献２】特開２００７−１６９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ガラスを用いた防音パネルは、透明樹脂板を用いた防音パネルに比べて耐候性、透視性、透明性などに優れる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、フロートガラスを使用しているため、実用に適した耐風圧性、耐衝撃性、耐燃焼性等の特性を得るためには、フロートガラスの厚みを厚くする必要があった。このため、防音パネル全体の重量が嵩み、施工性が劣るという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２では、強化ガラスと網入りガラスとの合せガラスを使用している。特許文献２には、強化ガラスに関する詳しい記載はないが、一般的に強化ガラスというと、風冷強化ガラスを指す。風冷強化ガラスは、フロートガラスを軟化点近くまで過熱した後、急冷して、ガラス表面を圧縮層にし、ガラス内部を引張層にすることにより強度を向上させてなるものであるが、強化工程中にガラス表面に強化歪が生じ易く、透視映像や反射映像等が歪む問題があった。また、風冷強化ガラスは、ガラス中の不純物の結晶が緩やかに転移して体積膨張することにより強化ガラスの内部応力のバランスが崩れて、全く荷重を加えていない状態でも突然に割れてしまう自然破損が生じることがあった。
【００１１】
よって、本発明の目的は、耐風圧性、耐候性及び耐燃性に優れ、透視映像、反射映像のゆがみが少なく、自然破損が生じず、軽量化が可能な透光性防音パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の透光性防音パネルは、透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備え、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される透光性防音パネルであって、前記透明防音板は、厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスを１枚以上含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の透光性防音パネルの前記透明防音板は、前記化学強化ガラスの１枚で構成されているか、あるいは、前記化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の透光性防音パネルは、厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスの１枚以上を透明防音板に使用しているので、耐候性及び耐熱性に優れる。また、強度があり、耐風圧性に優れる。更には、衝撃が加わって透明防音板が破損しても、飛散するガラス破片が小片であり、周囲への被害を抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の透光性防音パネルは、透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備える。
【００１６】
本発明において、枠体は、特に限定は無く、金属製、樹脂製のフレーム材等が挙げられる。
【００１７】
本発明において、透明防音板は、化学強化ガラスを１枚以上含むもので構成されている。化学強化ガラスは、ナトリウム塩、あるいはカリウム塩等の熔融アルカリ金属塩にガラス板を浸漬させるイオン交換法により、ガラス表面の小さなイオン半径のアルカリ金属原子、例えば、リチウム、あるいは、ナトリウムが、大きなイオン半径のアルカリ金属原子、例えば、ナトリウム、あるいはカリウムに置き換えられてガラス表面層に大きな圧縮応力が付与されたものであって、フロートガラス等の非強化ガラス、あるいは風冷法により強化されたガラスと比較して強度が高められ、容易に割れないものとなっている。以下化学強化ガラスについて詳しく説明する。
【００１８】
本発明で用いる化学強化ガラスは、表面圧縮応力が２５０ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは３００〜８００ＭＰａであり、特に好ましくは３００〜６００ＭＰａである。化学強化ガラスの表面圧縮応力が２５０ＭＰａ未満であると、強度的に劣り、十分な耐風圧性を得ようとした場合、ガラス厚を厚くする必要があり重量が嵩む傾向にある。また、８００ＭＰａを超えると、表面の圧縮応力層と、内部の引張応力層とのバランスが劣り、わずかな歪で破壊し易くなることがある。表面圧縮応力を３００〜８００ＭＰａに調整するには、ガラス板の熔融アルカリ金属塩への浸漬時間を変更することで可能であり、浸漬時間を長くすれば、表面圧縮応力値は高くなる。なお、本発明において、表面圧縮応力は、表面応力測定器にて測定した値である。
【００１９】
本発明で用いる化学強化ガラスは、厚みが１．５〜１０ｍｍであることが好ましく、２．０〜６．０ｍｍがより好ましく、３．０〜５．５ｍｍが特に好ましい。厚みが１．５ｍｍ未満であると、防音性や耐風圧性が劣る傾向にある。１０ｍｍを超えても、防音性の更なる向上が見られないので、材料コストが嵩み経済的でない。更には、合せガラス全体の重量が重くなるので、透光性防音パネルの施工性が低下する傾向にある。また、厚みが厚くなると、たわみづらくなり、表裏の温度差が出やすいので、強熱時に割れやすくなる。
【００２０】
化学強化ガラスは、例えば以下のようにして製造することができる。
【００２１】
すなわち、汎用的なソーダライムシリケートガラスなどのフロートガラスを、熔融したカリウム塩に浸漬する。それによって、ガラス組成中のリチウムイオン、あるいはナトリウムイオンが、イオン半径の大きなカリウムイオンに置換される。これにより、カリウムイオンによって増加する体積分だけ圧縮応力が生じ、表面圧縮応力が向上する。
【００２２】
カリウム塩としては、例えば、硝酸カリウム、硫酸カリウム、重硫酸カリウム、炭酸カリウム、重炭酸カリウム、塩化カリウム等が挙げられる。
【００２３】
溶融温度は、カリウム塩の種類により異なるが、例えば、硝酸カリウムの場合、３５０〜５００℃が好ましく、４５０〜５００℃がより好ましく、４５０〜４８０℃が特に好ましい。３５０℃未満であると、化学強化処理を行う時間が長くなり、生産性に劣る。一方、熔融温度を上げると、化学強化処理時間は短縮されるが、５００℃を超えても、化学強化処理時間は大幅に短縮されず、使用するカリウム塩の種類によっては、有害なガスを発生し作業環境を損なう場合がある。
【００２４】
本発明において、透明防音板は、上記化学強化ガラスを１枚以上含むものであり、具体例として、例えば、化学強化ガラスの一枚のみからなる単板、化学強化ガラスと他のガラスとを中間膜を介して貼り合せた合せガラス、強化ガラスと他のガラスとをスペーサーを介して平行隔置し周囲を封止して、強化ガラスと他のガラスとの間に中間層を有してなる複層ガラス等が挙げられる。好ましくは、経済的な観点から、化学強化ガラスの一枚のみからなる単板、化学強化ガラスと他のガラスとを中間膜を介して貼り合せた合せガラスである。
【００２５】
透明防音板を合せガラスとして用いる場合、他のガラスとしては、化学強化ガラス、風冷強化ガラス、又はフロートガラスが挙げられる。好ましくは化学強化ガラスである。他のガラスとして化学強化ガラスを用いることで、合せガラス全体の厚みをより薄くでき、軽量化を図ることができる。
【００２６】
他のガラスとして化学強化ガラスを用いる場合、厚さ１．５〜１０ｍｍ、表面圧縮応力２５０ＭＰａ以上の化学強化ガラス板を好ましく用いることができる。厚さは、２．０〜６．０ｍｍがより好ましく、３．０〜５．５ｍｍが特に好ましい。表面圧縮応力は、３００〜８００ＭＰａがより好ましく、３００〜６００ＭＰａが特に好ましい。厚み、表面圧縮応力が上記範囲であれば、防音性や耐風圧性の優れた透光性防音パネルとすることができる。
【００２７】
他のガラスとしてフロートガラスを用いる場合、厚さ２〜２５ｍｍが好ましく、２〜１９ｍｍがより好ましく、４〜１２ｍｍが特に好ましい。厚みが上記範囲であれば、防音性や耐風圧性の優れた透光性防音パネルとすることができる。
【００２８】
フロートガラスの種類としては、特に限定は無く、ソーダライムシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。これらのフロートガラスの表面圧縮応力は、発生しない。
【００２９】
合せガラスの中間膜としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等が好ましく用いられる。特に、ビニル系ポリマー、エチレン−ビニル系モノマー共重合体、スチレン系共重合体、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。なかでも、安価で製造しやすいという理由から、ビニル系ポリマー及び／又はエチレン−ビニル系モノマー共重合体がより好ましい。ビニル系ポリマーとしては、ポリビニルブチラールが好ましく用いられる。また、エチレン−ビニル系モノマー共重合体としては、ポリエチレン酢酸ビニル共重合体が好ましく用いられる。
【００３０】
中間膜の厚みは、０．５〜６．０ｍｍが好ましく、０．７〜５．０ｍｍがより好ましい。０．５ｍｍ未満であると、合せガラスの耐衝撃強度が低くなり、透光性防音パネルとして使用は不適である。一方、６．０ｍｍを超えると耐衝撃強度の大幅な向上が見られず、逆に不経済である。
【００３１】
合せガラスの製造方法としては、１枚目のガラス板の上に、シート状の中間膜材料を置き、その上に２枚目のガラス板を重ね合せ、ロールプレス法などにて、９０〜１６０℃の加熱下で予備圧着させた後、１〜１２気圧、１２０〜１６０℃のオートクレーブ中で本圧着を行い、２枚のガラス板を中間膜材料で接着させる方法や、２枚のガラス板の間に間隙を設け、その間隙に中間膜材料として、アクリル系組成物等の液状の紫外線硬化性組成物を注入し、紫外線硬化により中間膜材料を形成させて２枚のガラス板を接着させる方法などがある。
【００３２】
合せガラス全体の厚み（化学強化ガラスの厚みと、中間膜の厚みと、その他のガラスの厚みの合計）は、３．５〜４１ｍｍが好ましく、５．５〜２５ｍｍがより好ましい。３．５ｍｍ未満であると、所望する防音性に満たない場合や、強度が不足するために、例えば、長さ２ｍ程度の、大きな寸法での透明性防音パネルができない場合がある。一方、４１ｍｍを超えても、コストアップになり、重量（質量）が嵩み、施工性に欠ける場合がある。
【００３３】
本発明の透光性防音パネルに用いる透明防音板の単位面積当たりの重量は、１００ｋｇ／ｍ２未満が好ましく、３０ｋｇ／ｍ２未満がより好ましい。
【００３４】
本発明の透光性防音パネルに用いる透明防音板の寸法は、特に制限はないが、耐風圧強度性を考慮して、厚み及び寸法を決めることが好ましく、例えば、高さ１．０ｍ、幅２．０ｍ程度の場合には、厚みを５．０〜１６．０ｍｍにすることが好ましく、高さ２．０ｍ、幅２．０ｍ程度の場合には、厚みを６．５〜１９．０ｍｍに設定することが好ましいなど、寸法に応じて、厚みを適宜決定することが、より好ましい。
【００３５】
本発明の透光性防音パネルは、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置して用いる。
適用対象となる道路としては、高速道路、一般道路、遊歩道、ペデストリアンデッキなどの人道等が挙げられる。適用対象となる線路としては、新幹線、在来線などの一般線路、路面線路にて一般道路と平行して走行する部分等が挙げられる。適用対象となる敷地としては、一般ビル、公共建築物、一般住宅等が挙げられる。
【００３６】
本発明の透光性防音パネルは、透明防音板として、厚さ１．５〜１０ｍｍ、表面圧縮応力２５０ＭＰａ以上の化学強化ガラスを用いているので透明で耐候性に優れ、例えば道路や線路の側縁部に沿って配置した場合、走行側から透光性防音パネルを通して窓外を透視でき、走行中における窓外の景観が確保される。また、透明防音板は、強度が高く耐風圧性に優れるので、透明防音板をより薄くでき、軽量化が可能である。更には、耐熱性に優れ、局所的に加熱されたとしても、ひび割れ等がし難いので、道路や線路の内側にて、事故衝突等により火災が発生したても、道路や線路の外側の火災の広がりを抑えることができる。
【００３７】
また、透明防音板を、上記化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスとすることで、防音性に優れると共に、車や列車の走行に伴う小石等の飛散物等によって、透明防音板に衝撃が加わって透明防音板が破損しても、その破片の周囲への飛散を抑えることができ、被害を抑えることができる。
【実施例】
【００３８】
［化学強化ガラスの製造］
（製造例１）
モジュール寸法が、幅２０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍで、厚４．０ｍｍのソーダライムシリケート系フロートガラス板を、約４５０℃に加熱して溶融した硝酸カリウムに、２時間浸漬して、表面圧縮応力３００ＭＰａ、厚さ４．０ｍｍ、単位面積当たりの重量１０ｋｇ／ｍ２の化学強化ガラスを製造した。
【００３９】
（製造例２）
モジュール寸法が、幅２０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍで、厚３．０ｍｍのソーダライムシリケート系フロートガラス板を、約４５０℃に加熱して溶融した硝酸カリウムに、２時間浸漬して、表面圧縮応力３００ＭＰａ、厚さ３．０ｍｍ、単位面積当たりの重量７．５ｋｇ／ｍ２の化学強化ガラスを製造した。
【００４０】
（製造例３）
モジュール寸法が、幅２０００ｍｍ、高さ１０００ｍｍで、厚６．０ｍｍのソーダライムシリケート系フロートガラス板を、約４５０℃に加熱して溶融した硝酸カリウムに、２．５時間浸漬して、表面圧縮応力３００ＭＰａ、厚さ６．０ｍｍ、単位面積当たりの重量１５ｋｇ／ｍ２の化学強化ガラスを製造した。
【００４１】
［測定条件］
許容耐風圧：各ガラス規格値より算出し、ガラス板を水平に置き、その上に風圧相当の荷重を載せ、ガラス板の破損の有無を確認した。
【００４２】
防音性：遮音試験にて、各周波数での音響透過損失を測定し、４００Ｈｚ及び１０００Ｈｚでの音響透過損失をｄＢ(デシベル)で評価した。評価基準は、４００Ｈｚで２５ｄＢ以上及び１０００Ｈｚで３０ｄＢ以上であるものを合格とした。
【００４３】
耐熱性：口元の口径がφ１００ｍｍのプロパンガスタイプのバーナーを、透明防音板とバーナー口元を４０ｃｍ離した距離で設置する。１分間バーナーの炎を照射し、着火しない場合は３０秒単位で燃焼時間を増やし、合計２分間の照射を行った。ガラス板にクラックも脱落もせず火炎の貫通がないものを〇、加熱側のガラスにクラックが入るが脱落せず、且つ非加熱側のガラスの破損が全くないものを△、加熱側、非加熱側ともガラスにクラックが入りガラスが脱落してしまうものを×、ガラスにクラックが入りガラスが脱落してしまい、且つその時間が×よりも短いものを××とした。
【００４４】
［透光性防音パネルの製造］
（実施例１）
製造例１の化学強化ガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４５】
（実施例２）
製造例３の化学強化ガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４６】
（実施例３）
製造例２の化学強化ガラスの上に中間膜にポリビニルブチラールを載せ、その上にさらに製造例２の化学強化ガラスを乗せ、予備圧着、本圧着をして合せガラスを製造した。この合せガラスの重量は１５ｋｇ／ｍ２で、中間層の厚みは約１．５２ｍｍであった。この合せガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４７】
（比較例１）
厚さ６．０ｍｍのフロートガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４８】
（比較例２）
厚さ３．０ｍｍのフロートガラスの上に中間膜にポリビニルブチラールを載せ、その上にさらに厚さ３．０ｍｍのフロートガラスを乗せ、予備圧着、本圧着をして合せガラスを製造した。この合せガラスの重量は１５ｋｇ／ｍ２で、中間層の厚みは約１．５２ｍｍであった。この合せガラスを透明防音板とし、許容耐風圧、防音性、耐熱性を評価した。結果を表１に記す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１に示すように、化学強化ガラスを１枚以上含む透明防音板を使用した実施例１〜３は、耐風圧性、防音性、耐熱性に優れるものであった。特に、実施例２（化学強化ガラス単板）は、耐風圧性に優れているとともに、耐熱性試験においても、クラックもなく、耐熱正に一番優れていた。また、実施例３（合せガラス）は、加熱側のガラスが軟化して変形して孔が開いた後も、非加熱側のガラスが変形もなく健全であった。
【００５１】
これに対し、フロートガラスを使用した比較例１，２は、許容風圧力が実施例１〜３よりもかなり低く、耐風圧性に劣るものであった。また、バーナーをかけるとすぐに割れてしまい、耐熱性の劣るものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備え、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される透光性防音パネルであって、
前記透明防音板は、厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスを１枚以上含むことを特徴とする透光性防音パネル。
【請求項２】
前記透明防音板は、前記化学強化ガラスの１枚で構成されている、請求項１に記載の透光性防音パネル。
【請求項３】
前記透明防音板は、前記化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスである、請求項１に記載の透光性防音パネル。
【請求項１】
透明防音板と、該透明防音板の周辺を囲む枠体とを備え、道路、線路又は敷地の側縁部に沿って配置される透光性防音パネルであって、
前記透明防音板は、厚さ１．５〜１０ｍｍの化学強化ガラスを１枚以上含むことを特徴とする透光性防音パネル。
【請求項２】
前記透明防音板は、前記化学強化ガラスの１枚で構成されている、請求項１に記載の透光性防音パネル。
【請求項３】
前記透明防音板は、前記化学強化ガラスを１枚以上用いた合せガラスである、請求項１に記載の透光性防音パネル。
【公開番号】特開２０１３−２３９１１（Ｐ２０１３−２３９１１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９８４９（Ｐ２０１１−１５９８４９）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５９９０９３５２４）旭ビルウォール株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５９９０９３５２４）旭ビルウォール株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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