遮音性複層ガラス
【課題】二重サッシあるいはサッシを重ねて用いることなく、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する薄く且つ軽量なサッシを与える遮音性複層ガラスを提供する。
【解決手段】複層ガラスを構成する一対のガラス板Ｇ１，Ｇ２が単板ガラスＧと樹脂中間層を有する合わせガラスＧ´とからなり、中空層２にヘリウムを封入し、単板ガラスＧが合わせガラスＧ´より薄く、単板ガラスＧの厚さが３．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、合わせガラスＧ´の中のガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍ以下、樹脂中間層１の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下、中空層２の厚さが４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下とする。
【解決手段】複層ガラスを構成する一対のガラス板Ｇ１，Ｇ２が単板ガラスＧと樹脂中間層を有する合わせガラスＧ´とからなり、中空層２にヘリウムを封入し、単板ガラスＧが合わせガラスＧ´より薄く、単板ガラスＧの厚さが３．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、合わせガラスＧ´の中のガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍ以下、樹脂中間層１の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下、中空層２の厚さが４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮音性能を高めた薄く且つ軽量な遮音性複層ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、複層ガラスは、一対のガラス板の周縁部にアルミニウム製のスペーサーをブチルゴム接着材で貼着して挟み込み、ブチルゴム接着材で一対のガラス板とアルミニウム製スペーサーを接着一体化させ、ガラス板とアルミニウム製スペーサーからなるコの字型の凹部に、ポリサルファイド、またはシリコーンからなる封止材を充填し封止している。よって、複層ガラスにはガラス板とアルミニウム製スペーサーで囲まれ密閉された中空層が存在する。
【０００３】
さて、近年、一般住宅、特に集合住宅、道路の近く、鉄道沿線および空港の周辺の住宅等、ビル、オーディオルーム、ピアノ室、図書館、美術館等においては、好まれざる音、または音楽や会話の伝達を阻害する音である騒音に対する関心が高まり、建物の床、壁、天井等には吸音材が埋め込まれ、ドアにも防音または遮音ドアが使用されるようになってきている。加えて、音が通過しやすい窓においても、断熱性能とともに防音性能を有することが求められる。よって、窓は、空気等の媒体の粗密波として伝わる縦波である音を減衰させることが要求されるようになってきた。
【０００４】
複層ガラスは、中空層を含めた同厚のガラス板に比較すると遮音性能は低い。このことは、密度の大きい物ほど音を吸収減衰しやすく、また、固体抵抗により振動し難いので、ガラスの方が、気体であり分子が動き易い空気より、音の吸収減衰が大きいことによる。
【０００５】
また、複層ガラスは、ガラス板、中空層、ガラス板の構成であるために、音の反射面は多いが、中空層における共鳴およびコインシデンス効果の問題があり、複層ガラスは、中空層を除いた同厚のガラス板と比較し遮音に優れた周波数域もあるが劣る周波数域もある。
【０００６】
共鳴透過とは、通常の複層ガラスのように中空層が６ミリ、１２ミリというように狭い場合、２枚の板ガラスが中空層を通して共鳴し、ある周波数付近では遮音性能が低下することをいう。
【０００７】
また、コインシデンス効果とは、板状の材料において特有の周波数で透過損失が小さくなる、言い換えれば、遮音性能が低下する現象である。具体的には板面に音が斜めに入射すると、板面上の位置によって音圧に位相差ができるため、板面にそって固有の屈曲強制振動を生じ、ある周波数で音の透過が大きくなり、遮音性能が低下する現象である。ガラス板においては、ガラス面に対し、音の波（縦弾性波）が垂直でなく斜めに入射した場合、コインシデンス効果によりガラス面に水面を走る波のような振動波（横波）が発生し、共鳴により遮音性能を低下させ、コインシデンス限界周波数以上の周波数域で遮音性能の低下が起こる。尚、コインシデンスの現象の起きる最も低い周波数をコインシデンス限界周波数と言い、コインシデンス限界周波数とガラスの厚さの間には相関があり、ガラスが厚くなり曲げ剛性が大きくなると、コインシデンス限界周波数は低くなることが知られている。サッシの遮音において、このコインシデンス効果の発生を抑制しなければならない。
【０００８】
尚、コインシデンス限界周波数は、数１の式で表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】
合わせガラスは、ガラス板と樹脂中間層の界面による反射、ガラスと直に接着した樹脂中間層によるコインシデンス効果の抑制、粗密波である音の樹脂中間層の粘性抵抗による吸収減衰があり、遮音性能を向上させるための設計が可能である。
【００１１】
そこで、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させて遮音性能を高めた遮音性中間膜が開発された。例えば、ポリビニルブチラール樹脂（以下、ＰＶＢと略する）と、単なるＰＶＢとは化学構造を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させた遮音性中間膜が開発された。合わせガラスの樹脂中間層に、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させた樹脂中間膜を使用し、音の振動エネルギーを吸収し減衰させることが可能である。従来のＰＶＢ、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと略する）のみからなる中間膜と同様に、ガラス板の間に挟みこみ加熱溶融することで、ガラス板を接着一体化させて合わせガラスとする。
【００１２】
例えば、特許文献１、２に、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂として、モノマー組成比または分子量を変えたＰＶＢを積層させたこと、あるいはＰＶＢとは化学構造の異なるポリビニルアセタール樹脂を積層させたことで、粘性等の物性の異なる透明樹脂を積層させた遮音性中間膜が開示されている。
【００１３】
特許文献１には、 アセタール基の炭素数が４〜６であり、且つアセチル基が結合しているエチレン基量の平均値の、主鎖の全エチレン基量に対するモル分率が８〜３０モル％であるポリビニルアセタール樹脂（Ａ）と可塑剤とからなる少なくとも１つの層（Ａ）と、アセタール基の炭素数が３〜４であり、かつ、アセチル基が結合しているエチレン基量の平均値の、主鎖の全エチレン基量に対するモル分率が４モル％以下であるポリビニルアセタール樹脂（Ｂ）と可塑剤とからなる少なくとも１つの層（Ｂ）とが積層されてなる、合わせガラス用中間膜が開示されている。
【００１４】
また、特許文献２にはポリビニルアセタール樹脂と可塑剤からなる厚み０．０５ｍｍ以上の層（Ａ）と、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤からなる層（Ｂ）とが、層（Ｂ）／層（Ａ）／層（Ｂ）なる積層構成で積層され、層（Ａ）のポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールが炭素数６〜８のアルデヒド（ａ）と炭素数２〜４のアルデヒド（ｂ）とにより共アセタール化された樹脂であって、アルデヒド（ａ）でアセタール化された部分と、アルデヒド（ｂ）でアセタール化された部分との重量比が６０：４０〜１００：０の範囲にあり、層（Ｂ）のポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールが炭素数２〜４のアルデヒド（ｂ）と、炭素数６〜８のアルデヒド（ａ）により共アセタール化された樹脂であって、アルデヒド（ｂ）でアセタール化された部分と、アルデヒド（ａ）でアセタール化された部分との重量比が８０：２０〜１００：０の範囲にあり、層（Ａ）と層（Ｂ）の少なくとも一方のポリビニルアセタール樹脂は共アセタール化された樹脂であることを特徴とする遮音性中間膜が開示されている。
【００１５】
尚、サッシの遮音性能の規格は、「サッシ」ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載されている。即ち、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００において、サッシの遮音性は、遮音等級Ｔ−１等級、Ｔ−２等級、Ｔ−３等級、Ｔ−４等級に分けられる。サッシの片側から音を出し、反対側でサッシによる音の反射、吸収減衰による音圧レベルの減少を測ることで、サッシの音響透過損失を前記ＪＩＳ規格に定める各周波数で測定し、遮音等級Ｔ−１等級線、Ｔ−２等級線、Ｔ−３等級線、Ｔ−４等級線に準拠し、前記ＪＩＳに記載された条件に適合、即ち、合格したサッシを、各々遮音等級Ｔ−１等級、Ｔ−２等級、Ｔ−３等級、Ｔ−４等級とする。
【００１６】
図１に、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載される遮音等級線のグラフを示す。
【００１７】
尚、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００において、次のａ）またはｂ）のいずれかに適合する場合、図１に示す等級線で表される等級としている。
ａ）１２５Ｈｚ〜４０００Ｈｚの１６点における音響透過損失が、全て該当する遮音等級線を上回ることとする。尚、各周波数帯域で該当する遮音等級線を下回る値の合計が３ｄＢ以下の場合は、その遮音等級とする。
ｂ）全周波数帯域において、数２の式によって、音響透過損失を換算し、その換算値（６点）が該当する遮音等級線を上回ることとする。
【００１８】
【数２】
【００１９】
但し、１２５Ｈｚは１６０Ｈｚと、４０００Ｈｚは３１５０Ｈｚと、各々二つの音響透過損失によって換算する。尚、換算値は整数で丸めることとし、換算値の各周波数帯域で該当する遮音等級線を下回る値の合計が３ｄＢ以下の場合は、その遮音等級とする。
【００２０】
図１に示すように、音響透過損失による遮音等級線において、５００Ｈｚ以上の遮音性能が、遮音等級Ｔ−３等級は３５ｄＢ以上であり、遮音等級Ｔ−４等級は４０ｄＢ以上である。遮音等級Ｔ−３等級、Ｔ−４等級に合格するには、音響透過損失が前述の等級線を実質的に上回る必要がある。尚、デシベル（ｄＢ）は音圧レベルの単位であり、音圧レベルは、音による大気圧から圧力変動を対数で表した無次元量としデシベル（ｄＢ）を単位として表される。圧力変動は音圧レベル１０ｄＢで３．２倍変動する。音圧レベルはある音の音圧Ｐ（単位：Ｐａ）と人間の最小可聴音である基準音圧Ｐ０（２×１０−５Ｐａ）との比の常用対数を２０倍したものとして定義され、ｄＢで表される。
【００２１】
このような遮音等級Ｔ−３等級に合格する防音複層ガラス（商品名、ペアレックスソネス、発売元、セントラル硝子株式会社）が、市販されている。
【００２２】
前記防音複層ガラスは、ガラス板を異厚構成とすることで前述の音の共振を防止し特定の波長を増幅させないこと、および音を原子・分子の運動エネルギーとしての熱エネルギーに変換することで音波を吸収する特殊ガスを封入することにより、遮音等級Ｔ−３等級に合格する遮音性能を実現している。各種ガスを複層ガラスの中空層に封入することについては、例えば、本出願人による特許文献３には、防犯効果を複層ガラスに与えるガスを中空層に封入した複層ガラスが開示されている。本出願人による特許文献４にはガス警報機で検知可能なガスを複層ガラスに封入し、ガラスが割れた際に侵入者の存在を知らせる複層ガラスを使用した防犯システムが開示されている。また、特許文献５および特許文献６には、複層ガラスのガス充填装置および複層ガラスのガス充填方法が開示されている。
【００２３】
遮音等級Ｔ−３等級に合格する防音複層ガラスは、具体的には、ガラス板（厚さ、６．０±０．３ｍｍ：ＦＬ６）／中空層（層厚、６．０ｍｍ：Ｇ６）／ガラス板（厚さ、４．０±０．３ｍｍ：ＦＬ４）の構成の複層ガラス、略すれば、ＦＬ６／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１５．４〜１６．６ｍｍの厚さの複層ガラス、またはガラス板（厚さ、８±０．６ｍｍ：ＦＬ８）／中空層（層厚、６ｍｍ：Ｇ６）／ガラス板（厚さ、４．０±０．３ｍｍ：ＦＬ４）の構成の複層ガラス、略すればＦＬ８／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１７．１ｍｍ〜１８．９ｍｍの厚さの複層ガラスにおいて、中空層にはヘリウムを封入し、Ｔ−３等級に合格している。例えば、ガラスサッシとされるガラス板の大きさを９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３であることより、ＦＬ６／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１５．４ｍｍ〜１６．６ｍｍの前記複層ガラスのガラス部の質量は３８．１ｋｇ〜４２．９ｋｇ、ＦＬ８／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１７．１ｍｍ〜１８．９ｍｍの前記複層ガラスのガラス部の質量は４５．０ｋｇ〜５２．２ｋｇとなる。
【００２４】
尚、略号ＦＬはガラス原料をスズ浴上に熔融展開して連続製造したフロートガラスの意であり、略号後の数値は呼び厚さであり、単位はｍｍである。呼び厚さはＪＩＳ Ｒ ３２０２−１９９６により、表１に示す許容差となる。
【００２５】
【表１】
【００２６】
尚、ガラスサッシとは複層ガラス、合わせガラスまたは合わせ複層ガラス等を含むガラス板に予め枠が制作・調整されていて、固定窓、可動窓等の窓、開閉ドア等のドアへの取り付けに際して１個の構成材として扱うことができるものを言う。
【００２７】
また、遮音等級Ｔ−３等級に合格する合わせガラス（商品名、ラミネックスソネス、セントラル硝子株式会社製、商品名、ラミシャット、旭硝子株式会社製）が、市販されている。前記合わせガラスは、２枚のガラス板の間に透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を挟み、加熱接着し、前述のガラス板特有のコインシデンス効果により遮音性能の低下を、該遮音性中間膜からなる樹脂中間層である遮音性中間層で抑制し、遮音等級Ｔ−３等級に合格する遮音性能を実現した。
【００２８】
具体的には、ガラス板（厚さ、６．０ｍｍ±０．３ｍｍ：ＦＬ６）／遮音性中間層（厚さ、３０ｍｉｌ、約０．７６ｍｍ：ＳＮ３０）／ガラス板（厚さ、４．０ｍｍ±０．３ｍｍ：ＦＬ４）の構成の合わせガラス、略すれば、ＦＬ６／ＳＮ３０／ＦＬ４の構成の呼び厚さに対する許容差を含めた計１０．１６ｍｍ〜１１．３６ｍｍの厚さの合わせガラスにおいて、遮音等級Ｔ−３等級に合格している。ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、遮音性中間膜の密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、例えば、ガラスサッシとされるガラス板の大きさを９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、ＦＬ６／ＳＮ３０／ＦＬ４の構成の計１０．１６ｍｍ〜１１．３６ｍｍの前記合わせガラスの質量は、３９．６ｋｇ〜４４．０ｋｇとなる。
【００２９】
図１に示すように、遮音等級Ｔ−４等級に合格するには、遮音等級Ｔ−３等級に比較して、５００Ｈｚ以上の音響透過損失３５ｄＢ以上を、４０ｄＢ以上に、即ち、５ｄＢ以上遮音性能を向上させなければならない。また、１２５Ｈｚ以上、５００Ｈｚ以下においても、図１に示すようにＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に示された遮音等級線に沿って５ｄＢ以上遮音性能を向上させなければならない。遮音等級Ｔ−４等級に合格するガラスサッシの遮音性能は、例えば、同厚のコンクリート壁に匹敵する。
【００３０】
合わせガラスを用いず単板ガラス２枚のみを用いた複層ガラスにおいて、遮音等級Ｔ−４等級に合格する音響透過損失を得るためには、ガラス板を異厚構成とし、中空層に特殊ガスとしてヘリウムを封入した場合においても、中空層の層厚は１２ｍｍ以上が必要である。また、遮音性能を上げるために、ガラス板の厚さを厚くしなければならない。
【００３１】
例えば、中空層にヘリウムを封入した複層ガラスにおいて、ガラス板（厚さ、１２．０±０．８ｍｍ：ＦＬ１２）／中空層（層厚、１２．０ｍｍ：Ｇ１２）／ガラス板（厚さ、８．０±０．６ｍｍ：ＦＬ８）の構成、略すればＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成で計３０．６ｍｍ〜３３．４ｍｍの厚さの複層ガラス、ガラス板（厚さ、１５．０±０．８ｍｍ：ＦＬ１５）／中空層（層厚、１２．０ｍｍ：Ｇ１２）／ガラス板（厚さ、６．０±０．３ｍｍ：ＦＬ６）の構成、略すればＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の呼び厚さに対する許容差を含めた厚さが計３１．９ｍｍ〜３４．１ｍｍの複層ガラス、またはガラス板（厚さ、１５．０±０．８ｍｍ：ＦＬ１５）／中空層（層厚、１２．０ｍｍ：Ｇ１２）／ガラス板（厚さ、８．０±０．６ｍｍ：ＦＬ８）の構成、略すればＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の呼び厚さに対する許容差を含めた厚さが計３３．６ｍｍ〜３６．４ｍｍの複層ガラスで遮音等級Ｔ−４等級合格に合格する。
【００３２】
しかしながら、複層ガラスの大きさを９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の計３１．９ｍｍ〜３４．１ｍｍの前記複層ガラスのガラス部の質量は８０．６ｋｇ〜８９．５ｋｇ、ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の計３３．６ｍｍ〜３６．４ｍｍの前記複層ガラス部の質量は８９．４ｋｇ〜９８．８となり、Ｔ−３等級に合格する前記複層ガラスの約２倍の質量となる。
【００３３】
このような厚さおよび質量の大きさの複層ガラスは、嵌め込み窓等の固定窓としては可能であるが、スイング窓等の滑り出しを要する可動窓としては使用し難い。ガラスサッシとする複層ガラスが薄く且つ軽量であれば、スイング窓等の可動窓に使用しやすく、固定窓においても、建築材料としての施工の容易さ、建物に対する負担を考えて、ガラスサッシは、薄く且つ軽量であることが好ましい。
【００３４】
遮音等級Ｔ−４等級合格に加え、さらに、耳に不快感、度が過ぎると苦痛・障害を与える１０００Ｈｚ以下、具体的には２００Ｈｚ以上、１０００Ｈｚ以下のガラスサッシの遮音性能を向上させることが好ましい。
【００３５】
人間の耳は、４ＫＨｚに感度のピークがあり、人間の耳に感じる音の聞こえは周波数によって非常に異なる。同じ大きさに聞こえる純音を色々な周波数について、実際の音圧レベルにプロットしたものが等ラウドネス曲線であり、耳に感じる感覚的な音の大きさを表す。等ラウドネス曲線に表される人間の耳の周波数特性によれば、ガラスサッシにおいて、音圧レベルとしては小さい音でも人間の耳に感度の高い、音声等による意思の伝達、音楽鑑賞等を阻害する１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きいことが好ましい。
【００３６】
また、ガラスサッシにおいて、４ＫＨｚに感度のピークがある人間の耳の周波数特性を考慮する、等ラウドネス曲線に準拠し、音声による意思の伝達等を阻害する１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きいことが好ましい。且つ、不快感、過度な場合は、耳に苦痛・障害を与える１０００Ｈｚ以下の遮音性能を向上させることが好ましい。
【特許文献１】特開平６−９２６号公報
【特許文献２】特開平５−１０４６８７号公報
【特許文献３】特開２００１−１６３６３９号公報
【特許文献４】特開２００２−３２８７０号公報
【特許文献５】特開２００２−２９３５８１号公報
【特許文献６】特開２００４−１２３４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格するガラスサッシは、固定窓および可動窓等に使用されるガラスサッシを含めて市販されておらず、遮音等級Ｔ−４等級を実現するには、戸が、内外二重に設けられた二重サッシとする、あるいはＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−３等級に合格する前記防音複層ガラスまたは合わせガラスを用い、二重以上にガラスサッシを施工しなければならないという問題があった。
【００３８】
本発明は、二重サッシとすることなく、あるいはガラスサッシを重ねて用いることなく、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格し、固定窓または可動窓であるスイングサッシ等の窓およびドアに使用される、薄く且つ軽量なサッシを与える、少なくとも、厚さ２６．６ｍｍ以下、好ましくは、厚さ２５．５ｍｍ以下の遮音性複層ガラスを提供することを目的とする。
【００３９】
また、本発明は、尖った金属、例えば、金属ドライバー等によるこじ破り、バール等でガラスを破砕する打ち破りに対して、容易に貫通穴が開かず、防犯性に優れ、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する遮音性複層ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明者らは、単板ガラスと合わせガラスを種々組合せた複層ガラスの中空層にヘリウムを封入し、遮音性能の測定を行った結果、特に人間の耳の周波数特性を考慮する等ラウドネス曲線に準拠し、１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きいとともに、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４に合格する、薄く且つ軽量な、少なくとも、厚さ２６．６ｍｍ以下、好ましくは、厚さ２５．５ｍｍ以下の遮音性複層ガラスを発明するに至った。
【００４１】
本発明の遮音性複層ガラスは、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと樹脂中間層を有する合わせガラスからなる。尚、本発明において、単板ガラスとは、ガラスのみで構成された１枚のガラス板を指す。複層ガラス、合わせガラスは、複数のガラス板で構成されるので、単板ガラスではない。合わせガラスは一対のガラス板の間に、ＰＶＢ、ＥＶＡまたは透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜から選ばれた樹脂中間膜を挟み、樹脂中間膜を加熱溶融させることで接着一体化させたものを指す。
【００４２】
本発明の遮音性複層ガラスは、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと樹脂中間層を有する合わせガラスからなる。合わせガラスを用いる理由は、合わせガラスは、粘性があり柔軟な樹脂中間層により、合わせガラスを成す一対のガラス板が個々不規則に振動し、同じ厚さの単板ガラスに比べ、コインシデンス限界周波数における透過損失が大きく、コインシデンス限界周波数の位置がより高周波側に移動することで、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域を遮音することによる。複層ガラスを構成するガラス板に合わせガラスを用いることで、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４に合格する、薄く且つ軽量な遮音性複層ガラスが得られた。尚、複層ガラスにした際の丈夫であるためには、できるだけ薄いガラス板の使用は避けることが好ましく、上記構成の複層ガラスにおいて、単板ガラスが合わせガラスより薄いことが好ましい。尚、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、遮音性能向上のために、複層ガラスの中空層にヘリウムを封入した。
【００４３】
即ち、本発明は、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなることを特徴とする遮音性複層ガラスである。
【００４４】
本発明者らが鋭意検討したところ、複層ガラスを構成する中の単板ガラスの厚さが３．７ｍｍより薄いと、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、好ましくは、５．７ｍｍ以上である。遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、７．４ｍｍより厚くすることはできない。遮音性複層ガラスの厚さを、好ましくは２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、６．３ｍｍより厚くすることはできない。
【００４５】
また、合わせガラスのガラス部の厚さが、７．４ｍｍより薄いと、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、１１．６ｍｍより厚くすることはできない。
【００４６】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、ヘリウムを封入してなる中空層の層厚が、４．０ｍｍより薄いと、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、６．０ｍｍより厚くすることはできない。以上より、本発明の遮音性複層ガラスの厚さは、１５．４ｍｍ以上、好ましくは、１７．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下となる。尚、ヘリウムは、大気圧にて封入する。尚、標準大気圧は１０１３２５Ｐａである。
【００４７】
合わせガラスの樹脂中間層を形成するための樹脂中間膜としては、ＰＶＢ膜、エチレン−ビニルアセテート膜および透明樹脂を積層させた遮音性中間膜が挙げられる。樹脂中間層の層厚が０．３ｍｍより薄いと、サッシとした際に、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、厚くすることはできない。中間膜の規格が１５ｍｉｌ（約０．３８ｍｍ）、３０ｍｉｌ（約０．７６ｍｍ）、６０ｍｉｌ（約１．５２ｍｍ）、９０ｍｉｌ（約２．２８ｍｍ）であり、市販の中間膜において、９０ｍｉｌ（約２．２８ｍｍ）は特別仕様で、通常は６０ｍｉｌ（約１．５２ｍｍ）以下であり、好ましくは、１．６ｍｍ以下である。尚、１ｍｉｌ＝１／１０００インチであり、約０．０２５５ｍｍである。
【００４８】
さらに、本発明は、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００４９】
また、本発明は、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、単板ガラスの厚さが３．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、合わせガラスの中のガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍｍ以下であり、樹脂中間層の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下であり、中空層が４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００５０】
樹脂中間層は、厚くなるほどに、尖った金属、例えば、金属ドライバー等で樹脂中間層に穴を開けることによるこじ破り、およびバール等でガラスを破砕する打ち破りに対し、容易に貫通穴が開かなくなる。防犯性のためには、３０ｍｉｌ（約０．７６ｍｍ）以上の中間膜であることが好ましく、防犯性能を与えるためには、中間膜の厚さは０．７０ｍｍ以上で必要である。
【００５１】
さらに、本発明は、樹脂中間層の厚みが０．７０ｍｍ以上であることを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００５２】
合わせガラスの樹脂中間層を形成する樹脂中間膜としては、ＰＶＢ、ＥＶＡ、または化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させて遮音性能を高めた遮音性中間膜が挙げられる。
【００５３】
ＰＶＢのみを用いた場合、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域において音響透過損失が小さくなり、言い換えれば、音響透過損失の落ち込みが生じる。よって、本発明の遮音性複層ガラスには、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂として、モノマー組成比および／または分子量を変えたＰＶＢを積層させたこと、あるいは、ＰＶＢとは化学構造の異なるポリビニルアセタール樹脂を積層させたこと等で、粘性等の物性の異なるＰＶＢを積層させた遮音性中間膜を用いることが好ましい。具体的には、モノマー組成比および／または分子量を変え粘性を異ならせた、少なくとも２種類の異なるＰＶＢを積層させ、遮音性能を高めた遮音性中間膜を用いることが好ましい。
【００５４】
当該遮音性複層ガラスの樹脂中間層として、１枚のＰＶＢに替えて、前述の遮音性中間膜を本発明の遮音性複層ガラスに用いると、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格するのみでなく、ＰＶＢを用いた合わせガラスに比較して１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が５ｄＢ程度大きくなり、さらに遮音性能が向上する。
【００５５】
このことは、粘性があり柔軟な樹脂中間層により、合わせガラスを成す一対のガラス板が個々不規則に振動することに加え、粘性の異なる透明樹脂を積層させた遮音性中間膜により樹脂中間層自体が音の振動エネルギーを吸収することによる。
【００５６】
さらに、本発明は、樹脂中間層がＰＶＢ、ＥＶＡ、または透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜から選ばれた樹脂中間膜に由来することを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００５７】
さらに、本発明は、上記の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とする窓である。
【００５８】
さらに、本発明は、上記の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とするドアである。
【発明の効果】
【００５９】
本発明の遮音性複層ガラスの厚さは、１５．４っｍ以上、好ましくは、１７．４ｍｍ以上、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下であり、本発明の遮音性複層ガラスにより、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する軽量、且つ薄型のガラスサッシが得られ、当該遮音性複層ガラスを用いることで、二重サッシとすることなく、あるいはガラスサッシを重ねて用いることなく、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。
【００６０】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、合わせガラスを構成部材に用いることで、１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きくなり、遮音性能が向上し、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した。
【００６１】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、樹脂中間層に透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を用いることで、サッシとした際に、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格するのみでなく、１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きくなり、遮音性能がさらに向上した。
【００６２】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、樹脂中間層の厚さを０．７０ｍｍ以上とすることで、尖った金属、例えば、金属ドライバー等によるこじ破り、およびバール等でガラスを破砕する打ち破りに対して容易に貫通穴が開かず防犯性に優れた、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する遮音性複層ガラスが提供された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
図２に単板ガラスと合わせガラスからなる複層ガラスの主要部の断面図を示す。
【００６４】
本発明の遮音性複層ガラスは、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´からなり、単板ガラスＧが合わせガラスＧ´より薄い。
【００６５】
本発明の遮音性複層ガラスは、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスＧと合わせガラスＧ´からなり、単板ガラスＧが合わせガラスＧ´より薄く、単板ガラスＧの厚さが３．７ｍｍ以上、好ましくは５．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、好ましくは６．３ｍｍ以下であり、合わせガラスＧ´を構成するガラス板Ｇ１、Ｇ２を合わせたガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍｍ以下であり、樹脂中間層１の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下であり、中空層２が４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、好ましくは、１７．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下、好ましくは２５．５ｍｍ以下であり、中空層２にヘリウムが封入され、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する遮音性能を有する。
【００６６】
本発明の遮音性複層ガラスの端部の構造は、例えば、図２に示すように、例えば、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´の間に、乾燥剤３としてのゼオライト等を充填した中空部を有するアルミニウム製またはステンレス鋼製等のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、スペーサー４を介して、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´をブチルゴム接着材５で接着一体化し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を隔置して密閉された中空層２を有する。尚、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´とスペーサー４に囲まれた凹部６には、シリコーンシーラントまたはポリサルファイドシーラントを充填し、水分が浸入しないように水密性を向上させる。本発明の遮音性複層ガラスにおいて、中空層２に封入したヘリウムが抜けないためには、ヘリウムが透過し難く、ヘリウムに対してより封止性能が高いポリサルファイドシーラントを充填することが好ましい。また、ポリサルファイドシーラントとシリコーンシーラントの二重構造としてもよい。最もヘリウムが透過しにくいのは凹部６にホットメルトブチルを充填した場合である。この際、複層ガラス端部からのヘリウムの漏れを防ぐために凹部６の深さを５ｍｍ以上とし、スペーサー４とシーラント層の厚みを合わせて１０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００６７】
また、合わせガラスの樹脂中間層１としてのＰＶＢ、ＥＶＡまたは遮音性中間膜が失透しないように、状況に応じて、合わせガラス端部７にはシーラントを塗布付着させる、樹脂または金属板を貼着させても良い。
【００６８】
本発明の遮音性複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成する一対のガラス板に、単板ガラスＧと樹脂中間層１を有する合わせガラスＧ´を用いたことは以下の理由による。
【００６９】
建材において、遮音性能は質量の影響（質量則）と曲げ剛性の影響（コインシデンス効果）を受ける。コインシデンス効果による透過損失の低下をおこさないようにするには、曲げ剛性を小さくし、コインシデンス限界周波数をできるだけ高周波数とすることが好ましい。
【００７０】
本発明の遮音性複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成する一対のガラス板は、単板ガラスＧと樹脂中間層１を有する合わせガラスＧ´からなる。合わせガラスＧ´は、粘性があり柔軟な樹脂中間層１により、合わせガラスＧ´を成す一対のガラス板Ｇ１、Ｇ２が個々不規則に振動し、同じ厚さの単板ガラスに比較して、コインシデンス限界周波数における透過損失が大きく、コインシデンス限界周波数の位置がより高周波側に移動することで、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域が遮音される。
【００７１】
図３は、単板ガラスと合わせガラスの遮音性能曲線を比較したグラフである。
【００７２】
図３に示すように、厚さの実測値が７．４ｍｍの単板ガラス（ＦＬ８）に対して、一対の厚さの実測値が３．７ｍｍのガラス板（ＦＬ４）に、厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢを挟み込んだ合わせガラス（ＦＬ４＋ＰＶＢ３０ｍｉｌ＋ＦＬ４）の方が１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の落ち込みが小さく遮音性に優れ、さらに遮音性中間膜としての厚さ１５ｍｉｌ（０．３８ｍｍ）の遮音ＰＶＢ（積水化学工業製、商品名、エスレック・アコースティック・フィルム）を用いた合わせガラス（ＦＬ４＋遮音ＰＶＢ１５ｍｉｌ＋ＦＬ４）が、さらに１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の落ち込みが小さく遮音性に優れる。
【００７３】
このことは、粘性があり柔軟な樹脂中間層１により、合わせガラスを成す一対のガラス板Ｇ１、Ｇ２が個々不規則に振動することに加え、粘性の異なる樹脂を積層させた遮音性中間膜自体が音の振動エネルギーを吸収することによる。
【００７４】
また、中空層２における吸音、反射を考慮しなければ、複層ガラスにおいて、コインシデンス効果の影響を受けないコインシデンス限界周波数より低周波数側の遮音性能は、質量則に従い、複層ガラスを構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２の総厚で決まる。即ち、図２に示す複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２の総厚で、コインシデンス域の影響を受けないコインシデンス限界周波数より低周波数側の遮音性能は決まる。
【００７５】
総厚が同じ複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、各々のコインシデンス限界周波数を高周波側に設定し、構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２の厚さを変えて、コインシデンス限界周波数を異なった周波数とすれば、コインシデンス効果による遮音性能の低下を解消することが可能となる。即ち、複層ガラスにおいて、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を用い、複層ガラスを構成する各ガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２のコインシデンス限界周波数を高周波とし、コインシデンス限界周波数をずらせば、遮音性能の向上が期待される。
【００７６】
また、複層ガラスを用いたサッシに優れた遮音性能を得るには、空気、ガラス等を媒介とし振動する粗密波である音を吸収減衰しなければならない。そのために、複層ガラスの中空層２にヘリウムを封入し、音の振動エネルギーをヘリウムの原子運動エネルギーに替えて熱エネルギーとして放散させることで、音を減衰吸収させる。
【００７７】
常温（２０℃）でガラスの弾性率は６０〜８０×１０９Ｐａであり、密度は約２２００〜２６００ｋｇ／ｍ３であり、ガラス中の音速は４０００〜５５００ｍ／ｓである。空気の弾性率は１４×１０４Ｐａであり、密度は約１．２ｋｇ／ｍ３であり、空気中の音速は３４１ｍ／ｓである。ヘリウムの弾性率は１７×１０４Ｐａであり、密度は約０．１８ｋｇ／ｍ３であり、ヘリウム中の音速は９７０ｍ／ｓである。ヘリウムは空気より密度が小さいが、弾性率は同程度であり、ガラスとの密度差によりガラス面で音はより反射され、反射された音はヘリウム分子（単原子分子）が軽いことにより、ヘリウム分子の熱エネルギーとして吸収される。尚、音は媒質が硬く、言い換えれば、硬さの尺度である弾性率が大きく、軽いほど、言い換えれば、密度が小さいほど、速く伝わる。音速は数３の式で表される。
【００７８】
【数３】
【００７９】
このように、ヘリウムは音のエネルギーにより動きやすく、音のエネルギーを熱のエネルギーに変換させる効果が大きいことより、ヘリウムを本発明の遮音性複層ガラスの中空層２に封入すると、サッシとした際に、音響透過損失が大きくなり、遮音性能を向上させる効果がある。
【００８０】
通常、複層ガラスは、ドアおよび窓のサッシに直付けまたは嵌め込み用に予め制作・調整された枠に、直にまたはグレージングチャンネル等の取り付け部材である枠を介して取り付けられ、固定窓、可動窓等の窓、開閉ドア等のドアへの取り付けに際して１個の構成材として扱う。
【００８１】
本発明の遮音性複層ガラスに用いる単板ガラスＧ、複層ガラスをなすガラス板Ｇ１、Ｇ２には、フロート法等で製造された後、何ら後処理がなされていない生板ガラス、製造後、風冷強化または化学強化等の強化処理がなされた強化ガラス等が使用され、着色ガラスでもよい。また、ガラス表面に金属および金属酸化物を積層させた熱線反射膜等の機能性薄膜を形成してもよい。
【００８２】
樹脂中間層１に使用される樹脂中間膜には、ＰＶＢ、ＥＶＡ、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜が挙げられる。一対のガラス板Ｇ１、Ｇ２に、これらＰＶＢ、ＥＶＡ、遮音性中間膜等の透明樹脂からなる樹脂中間膜を挟み込んだ後で加熱溶融させ、ガラス板Ｇ１、Ｇ２を樹脂中間層１により、直接接着一体化させて合わせガラスＧ´とする。透明樹脂中に機能性微粒子、例えば、銀微粒子等を練り込んで、断熱性能等を向上させてもよい。
【００８３】
本発明の遮音性複層ガラスにおいて、樹脂中間層１にＰＶＢまたはＥＶＡに替えて、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を用いることで、さらなる遮音性の向上が望める。このような遮音性中間膜としては、前述のように、積水化学工業株式会社製、商品名、エスレック・アコースティック・フィルムおよび株式会社クラレ製、商品名、トロシフォルが挙げられる。
【実施例】
【００８４】
（ヘリウムの封入による遮音性能の向上の評価）
ヘリウムの封入による遮音性能の向上の評価をするために、一対の単板ガラスによる複層ガラスを用いて、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、「実験室における建築部材の空気温遮断性能の測定方法」ＪＩＳ Ａ １４１６：２０００による遮音性試験を行い、複層ガラスの中空層２へのヘリウム封入による遮音性能の向上効果を評価した。詳しくは、ＪＩＳ Ａ １４１６：２０００に記載されるタイプＩ試験室（残響室）を使用し、２本の木製押縁（２５ｍｍ×２５ｍｍ）を用いて、複層ガラス、合わせガラス、合わせガラスを用いた複層ガラス等の試験片に固定し、ガラスの設置を行い、ＪＩＳ Ａ １４１６：２０００に記載の方法で音響透過損失の測定を行った。
【００８５】
音響透過損失の測定値が、前述のＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載の判断基準、「ａ）１２５Ｈｚ〜４０００Ｈｚの１６点における音響透過損失が、全て該当する遮音等級線を上回ることとする。尚、各周波数帯域で該当する遮音等級線を下回る値の合計が３ｄＢ以下の場合は、その遮音等級とする。」「ｂ）全周波数帯域において、数１の式によって、音響透過損失を換算し、その換算値（６点）が該当する遮音等級線を上回ることとする。」に対し、遮音等級Ｔ-４等級について、ａ）、ｂ）いずれかに基準を満たした場合、遮音等級Ｔ-４等級に合格するとした。
【００８６】
評価結果、一対の単板ガラスによる複層ガラスにおいて、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格するには、複層ガラスの中空層２にヘリウムを封入したとしても、単板ガラスを厚く、中空層の厚さを厚くしなければＴ−４等級に合格ことはできず、固定窓に使用することはできても、可動窓に使用することは難しく、遮音等級Ｔ−４等級を満足する薄く且つ軽量な遮音性複層ガラスを得ることは困難であった。以下に詳細に説明する。
【００８７】
図４は単板ガラスのみを用いた複層ガラスの主要部の断面図である。
【００８８】
図４に示すように、単板ガラスであるガラス板Ｇ３、Ｇ４の間に、乾燥剤３としてのゼオライトを充填した中空部を有するアルミニウム製のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、ガラス板Ｇ３、Ｇ４を、スペーサー４を介して、ブチルゴム接着材５で接着一体化し、ガラス板Ｇ３、Ｇ４を隔置した。尚、ガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた凹部６には、ポリサルファイドシーラントを充填した。
【００８９】
先ず、厚さの実測値が１４．２ｍｍのガラス板Ｇ３（ＦＬ１５）および厚さの実測値が７．４ｍｍのガラス板Ｇ４（ＦＬ８）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスと、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【００９０】
図５は、厚さ、１４．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ、３３．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【００９１】
ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスおよびＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用い、ＪＩＳ Ａ１４１６による遮音性能試験を行い、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。尚、音源はガラス板Ｇ３側におき、測定器はガラス板Ｇ４側に設置した。
【００９２】
図５のグラフに示すように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用いた場合は、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用いた場合と比較して、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する。尚、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
【００９３】
次いで、厚さの実測値が１４．２ｍｍのガラス板Ｇ３（ＦＬ１５）および厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ４（ＦＬ６）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したものであるＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスと、中空層２に空気を封入したものであるＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【００９４】
図６は厚さ１４．２ｍｍ、５．７ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ、３１．９ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【００９５】
ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスおよびＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用いた場合について、ＪＩＳ Ａ１４１６による遮音性能試験を行い、Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。尚、音源は単板ガラス板Ｇ３側におき、測定器は単板ガラスＧ４側に設置した。
【００９６】
図６のグラフに示すように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用いた場合は、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用いた場合と比較し、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。尚、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスは、遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
【００９７】
図５のグラフと図６のグラフを比較して明らかなように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスが、前述の中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスに比較して厚さが薄いに関わらず、遮音性能に優れるのは、ＦＬ１５とＦＬ８の組み合わせに比較し、ＦＬ１５とＦＬ６の組み合わせの方が、ガラス板Ｇ３、Ｇ４のコインシデンス限界周波数が大きく異なるので、コインシデンス効果による遮音性能の低下が解消されたことによる。
【００９８】
次いで、厚さの実測値が１１．２ｍｍのガラス板Ｇ３（ＦＬ１２）および厚さの実測値が７．４ｍｍのガラス板Ｇ４（ＦＬ８）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスと、中空層２に空気を封入したＦＬ１２／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【００９９】
図７は厚さ１１．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ３０．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１００】
ＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスおよびＦＬ１２／Ａ１２／ＦＬ８の構成のガラス板Ｇ３、Ｇ４を用いた複層ガラスについて、ＪＩＳ Ａ１４１６による遮音性能試験を行い、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。尚、音源はガラス板Ｇ３側におき、測定器はガラス板Ｇ４側に設置した。
【０１０１】
図７のグラフに示すように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、中空層２に空気を封入したＦＬ１２／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスと比較し、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。尚、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
（遮音性中間膜による遮音性能向上の評価）
遮音性中間膜による遮音性能向上の評価をするために、単板ガラスＧと遮音性中間膜１を用いた合わせガラスＧ´からなる複層ガラスについて、前述の遮音性試験を行った。
【０１０２】
遮音性中間膜１には、積水化学工業製の遮音性中間膜１（商品名、エスレック・アコースティック・フィルム）を使用した。当該遮音性中間膜１は、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜１であり、コア層に遮音性透明樹脂層を用い、その外層にＰＶＢを用い、遮音性透明樹脂層をＰＶＢで挟んだサンドイッチ構造であり、３層押出成形により作製されている。通常のＰＶＢのみを用いた合わせガラスＧ´と比較して、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が５ｄＢ程度大きくなり、さらに遮音性能が向上するとされる。
【０１０３】
単板ガラスＧと上記の遮音性中間膜１を用いた合わせガラスＧ´を用いた複層ガラスにおいて、複層ガラスの中空層２に空気を封入した場合、単板ガラスＧを厚くし中空層２の厚さを厚くしないと、遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
【０１０４】
図２に示すように、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´の間に、乾燥剤３としてのゼオライトを充填した中空部を有するアルミニウム製のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を、スペーサー４を介してブチルゴム接着材５で接着一体化し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を隔置した。単板ガラスＧと合わせガラスＧ´とスペーサー４に囲まれた凹部６には、ポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１０５】
単板ガラスＧに厚さの実測値が７．４ｍｍのガラス板（ＦＬ８）を用い、前記遮音性中間膜からなる樹脂中間層１を有する厚さの実測値１２．１６ｍｍの合わせガラスＧ´（ＳＮＬＰ１２）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したものであるＦＬ８／Ｇ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスと、比較として中空層２に空気を封入したものであるＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスを用意した。これら複層ガラスの厚さは、３１．５６ｍｍである。ＳＮＬＰ１２は、厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ６）、厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）の遮音性中間膜による樹脂中間層１（ＳＮ３０）、厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ６）によるＦＬ６／ＳＮ３０／ＦＬ６の構成である。尚、音源は単板ガラスＧ側におき、測定器は合わせガラスＧ´側に設置した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１０６】
図８は遮音性中間膜よる合わせガラスを用いた複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１０７】
ＦＬ８／Ｇ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスおよびＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスについて、ＪＩＳ Ａ １４１６による遮音性能試験を行い、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。
【０１０８】
図８のグラフに示すように、中空層２に空気を封入したＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスは遮音等級Ｔ−４等級に合格しなかった。中空層２にヘリウムを封入したＦＬ８／Ｇ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスは、中空層２に空気を封入したＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスと比較し、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。
【０１０９】
また、図７のグラフと図８のグラフを比較して明らかなように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、中空層２に空気を封入したＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成である前述の遮音性中間膜（商品名、エスレック・アコースティック・フィルム）による合わせガラスＧ´（ＳＮＬＰ１２）を用いた複層ガラスに比較して、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れていた。
（本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能の評価）
本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能を測定するために、単板ガラスＧとＰＶＢ製樹脂中間層１を有する合わせガラスＧ´からなり中空層２にヘリウムを封入した、各々の厚さが本発明の構成の範疇に属する複層ガラスについて、前述の遮音性試験を行った。
【０１１０】
本発明の遮音性複層ガラスの実施例として、以下に詳細に説明する。
【０１１１】
図２に示すように、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´の間に、乾燥剤３としてのゼオライトを充填した中空部を有するアルミニウム製のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´をブチルゴム接着材５で接着一体化し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を隔置した。単板ガラスＧと合わせガラスＧ´とスペーサー４に囲まれた凹部６には、ポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１１２】
このようにして、中空層２に大気圧にヘリウムを充填した２種類の本発明の遮音性複層ガラスおよび比較のための中空層２が大気圧の空気である複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１１３】
本発明の遮音性複層ガラスの一例は、単板ガラスＧに厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ６）を用い、厚さの実測値５．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ６）と厚さの実測値が４．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ５）に厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢ製中間膜６を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）を用い、中空層２の厚さを６．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したものであるＦＬ６／Ｇ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の複層ガラスとした。当該複層ガラスの厚さは２２．８６ｍｍであり、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、ＰＶＢの密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、標準的なスイング窓の大きさである９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、複層ガラスのガラス部とＰＶＢ部をあわせた重量は６６．７ｋｇとなる。
【０１１４】
本発明の遮音性複層ガラスの他の一例は、単板ガラスＧに厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ６）を用い、厚さ３．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ４）と厚さ３．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ４）に厚さ１５ｍｉｌ（０．３８ｍｍ）のＰＶＢ製樹脂中間膜を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ４／ＰＶＢ１５ｍｉｌ／ＦＬ４）を用い、中空層２の厚さを４．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを大気圧にて封入したものであるＦＬ６／Ｇ４／（ＦＬ４／ＰＶＢ１５ｍｉｌ／ＦＬ４）の構成の複層ガラスとした。当該複層ガラスの厚さは１７．４８ｍｍであり、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、ＰＶＢの密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、標準的なスイング窓の大きさである９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、複層ガラスのガラス部とＰＶＢ部をあわせた重量は５３．８ｋｇとなる。
【０１１５】
本発明の遮音性複層ガラスの他の一例は、単板ガラスＧに厚さの実測値が３．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ４）を用い、厚さ４．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ５）と厚さ２．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ３）に厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢ製樹脂中間膜を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ４／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ３）を用い、中空層２の厚さを６．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを大気圧にて封入したものであるＦＬ４／Ｇ６／（ＦＬ５／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ３）の構成の複層ガラスとした。当該複層ガラスの厚さは１７．８６ｍｍであり、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、ＰＶＢの密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、標準的なスイング窓の大きさである９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、複層ガラスのガラス部とＰＶＢ部をあわせた重量は４６．４ｋｇとなる。
【０１１６】
比較のための複層ガラスは、単板ガラスＧに厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ６）を用い、厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ６）と厚さの実測値が４．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ５）に厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢ製樹脂中間膜を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）を用い、中空層２の厚さを６．０ｍｍとし、中空層２に空気を大気圧にて封入した。このようにして、ＦＬ６／Ａ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の複層ガラスとした。尚、音源は単板ガラスＧ側におき、測定器は合わせガラスＧ´側に設置した。
【０１１７】
図９は本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１１８】
図９のグラフの遮音性能曲線に示すように、厚さ６．０ｍｍまたは４．０ｍｍの中空層２にヘリウムを封入したＦＬ６／Ｇ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の厚さ２２．８６ｍｍの複層ガラス、ＦＬ６／Ｇ４／（ＦＬ４／ＰＶＢ１５ｍｉｌ／ＦＬ４）の構成の厚さ１７．４８ｍｍの複層ガラスともに、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した。比較して、厚さ６．０ｍｍの中空層２に空気を封入したＦＬ６／Ａ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の厚さ２２．８６ｍｍの複層ガラスは遮音等級Ｔ−４等級に合格しなかった。
【０１１９】
図１０は本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１２０】
図１０のグラフの遮音性能曲線に示すように、厚さ６．０ｍｍの中空層２にヘリウムを封入したＦＬ４／Ｇ６／（ＦＬ５／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ３）の構成の厚さ１７．８６ｍｍの複層ガラスは、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した。
【０１２１】
本発明の遮音性複層ガラスは薄型、且つ軽量であるので、本発明の遮音性複層ガラスは可動窓、特にスイング窓等の可動窓およびドアに好適に使用される。
【０１２２】
また、前述の図８のグラフに示した遮音性中間膜による遮音性能の評価結果より、中空層２にヘリウムを封入し、ＰＶＢの代わりに、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を樹脂中間層１に使用することで、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した上、さらに遮音性能を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載される遮音等級線のグラフである。
【図２】単板ガラスと合わせガラスからなる複層ガラスの主要部の断面図である。
【図３】単板ガラスと合わせガラスの遮音性能曲線を比較したグラフである。
【図４】単板ガラスのみを用いた複層ガラスの主要部の断面図である。
【図５】厚さ１４．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ３３．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図６】厚さ１４．２ｍｍ、５．７ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ３１．９ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図７】厚さ１１．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２ｍｍとした厚さ３０．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図８】遮音性中間膜による合わせガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図９】本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフの一例である。
【図１０】本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフの一例である。
【符号の説明】
【０１２４】
Ｇ 単板ガラス
Ｇ´ 合わせガラス
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４ ガラス板
１ 樹脂中間層
２ 中空層
３ 乾燥剤
４ スペーサー
５ ブチルゴム接着材
６ 凹部
７ 合わせガラス端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮音性能を高めた薄く且つ軽量な遮音性複層ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、複層ガラスは、一対のガラス板の周縁部にアルミニウム製のスペーサーをブチルゴム接着材で貼着して挟み込み、ブチルゴム接着材で一対のガラス板とアルミニウム製スペーサーを接着一体化させ、ガラス板とアルミニウム製スペーサーからなるコの字型の凹部に、ポリサルファイド、またはシリコーンからなる封止材を充填し封止している。よって、複層ガラスにはガラス板とアルミニウム製スペーサーで囲まれ密閉された中空層が存在する。
【０００３】
さて、近年、一般住宅、特に集合住宅、道路の近く、鉄道沿線および空港の周辺の住宅等、ビル、オーディオルーム、ピアノ室、図書館、美術館等においては、好まれざる音、または音楽や会話の伝達を阻害する音である騒音に対する関心が高まり、建物の床、壁、天井等には吸音材が埋め込まれ、ドアにも防音または遮音ドアが使用されるようになってきている。加えて、音が通過しやすい窓においても、断熱性能とともに防音性能を有することが求められる。よって、窓は、空気等の媒体の粗密波として伝わる縦波である音を減衰させることが要求されるようになってきた。
【０００４】
複層ガラスは、中空層を含めた同厚のガラス板に比較すると遮音性能は低い。このことは、密度の大きい物ほど音を吸収減衰しやすく、また、固体抵抗により振動し難いので、ガラスの方が、気体であり分子が動き易い空気より、音の吸収減衰が大きいことによる。
【０００５】
また、複層ガラスは、ガラス板、中空層、ガラス板の構成であるために、音の反射面は多いが、中空層における共鳴およびコインシデンス効果の問題があり、複層ガラスは、中空層を除いた同厚のガラス板と比較し遮音に優れた周波数域もあるが劣る周波数域もある。
【０００６】
共鳴透過とは、通常の複層ガラスのように中空層が６ミリ、１２ミリというように狭い場合、２枚の板ガラスが中空層を通して共鳴し、ある周波数付近では遮音性能が低下することをいう。
【０００７】
また、コインシデンス効果とは、板状の材料において特有の周波数で透過損失が小さくなる、言い換えれば、遮音性能が低下する現象である。具体的には板面に音が斜めに入射すると、板面上の位置によって音圧に位相差ができるため、板面にそって固有の屈曲強制振動を生じ、ある周波数で音の透過が大きくなり、遮音性能が低下する現象である。ガラス板においては、ガラス面に対し、音の波（縦弾性波）が垂直でなく斜めに入射した場合、コインシデンス効果によりガラス面に水面を走る波のような振動波（横波）が発生し、共鳴により遮音性能を低下させ、コインシデンス限界周波数以上の周波数域で遮音性能の低下が起こる。尚、コインシデンスの現象の起きる最も低い周波数をコインシデンス限界周波数と言い、コインシデンス限界周波数とガラスの厚さの間には相関があり、ガラスが厚くなり曲げ剛性が大きくなると、コインシデンス限界周波数は低くなることが知られている。サッシの遮音において、このコインシデンス効果の発生を抑制しなければならない。
【０００８】
尚、コインシデンス限界周波数は、数１の式で表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】
合わせガラスは、ガラス板と樹脂中間層の界面による反射、ガラスと直に接着した樹脂中間層によるコインシデンス効果の抑制、粗密波である音の樹脂中間層の粘性抵抗による吸収減衰があり、遮音性能を向上させるための設計が可能である。
【００１１】
そこで、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させて遮音性能を高めた遮音性中間膜が開発された。例えば、ポリビニルブチラール樹脂（以下、ＰＶＢと略する）と、単なるＰＶＢとは化学構造を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させた遮音性中間膜が開発された。合わせガラスの樹脂中間層に、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させた樹脂中間膜を使用し、音の振動エネルギーを吸収し減衰させることが可能である。従来のＰＶＢ、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡと略する）のみからなる中間膜と同様に、ガラス板の間に挟みこみ加熱溶融することで、ガラス板を接着一体化させて合わせガラスとする。
【００１２】
例えば、特許文献１、２に、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂として、モノマー組成比または分子量を変えたＰＶＢを積層させたこと、あるいはＰＶＢとは化学構造の異なるポリビニルアセタール樹脂を積層させたことで、粘性等の物性の異なる透明樹脂を積層させた遮音性中間膜が開示されている。
【００１３】
特許文献１には、 アセタール基の炭素数が４〜６であり、且つアセチル基が結合しているエチレン基量の平均値の、主鎖の全エチレン基量に対するモル分率が８〜３０モル％であるポリビニルアセタール樹脂（Ａ）と可塑剤とからなる少なくとも１つの層（Ａ）と、アセタール基の炭素数が３〜４であり、かつ、アセチル基が結合しているエチレン基量の平均値の、主鎖の全エチレン基量に対するモル分率が４モル％以下であるポリビニルアセタール樹脂（Ｂ）と可塑剤とからなる少なくとも１つの層（Ｂ）とが積層されてなる、合わせガラス用中間膜が開示されている。
【００１４】
また、特許文献２にはポリビニルアセタール樹脂と可塑剤からなる厚み０．０５ｍｍ以上の層（Ａ）と、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤からなる層（Ｂ）とが、層（Ｂ）／層（Ａ）／層（Ｂ）なる積層構成で積層され、層（Ａ）のポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールが炭素数６〜８のアルデヒド（ａ）と炭素数２〜４のアルデヒド（ｂ）とにより共アセタール化された樹脂であって、アルデヒド（ａ）でアセタール化された部分と、アルデヒド（ｂ）でアセタール化された部分との重量比が６０：４０〜１００：０の範囲にあり、層（Ｂ）のポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールが炭素数２〜４のアルデヒド（ｂ）と、炭素数６〜８のアルデヒド（ａ）により共アセタール化された樹脂であって、アルデヒド（ｂ）でアセタール化された部分と、アルデヒド（ａ）でアセタール化された部分との重量比が８０：２０〜１００：０の範囲にあり、層（Ａ）と層（Ｂ）の少なくとも一方のポリビニルアセタール樹脂は共アセタール化された樹脂であることを特徴とする遮音性中間膜が開示されている。
【００１５】
尚、サッシの遮音性能の規格は、「サッシ」ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載されている。即ち、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００において、サッシの遮音性は、遮音等級Ｔ−１等級、Ｔ−２等級、Ｔ−３等級、Ｔ−４等級に分けられる。サッシの片側から音を出し、反対側でサッシによる音の反射、吸収減衰による音圧レベルの減少を測ることで、サッシの音響透過損失を前記ＪＩＳ規格に定める各周波数で測定し、遮音等級Ｔ−１等級線、Ｔ−２等級線、Ｔ−３等級線、Ｔ−４等級線に準拠し、前記ＪＩＳに記載された条件に適合、即ち、合格したサッシを、各々遮音等級Ｔ−１等級、Ｔ−２等級、Ｔ−３等級、Ｔ−４等級とする。
【００１６】
図１に、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載される遮音等級線のグラフを示す。
【００１７】
尚、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００において、次のａ）またはｂ）のいずれかに適合する場合、図１に示す等級線で表される等級としている。
ａ）１２５Ｈｚ〜４０００Ｈｚの１６点における音響透過損失が、全て該当する遮音等級線を上回ることとする。尚、各周波数帯域で該当する遮音等級線を下回る値の合計が３ｄＢ以下の場合は、その遮音等級とする。
ｂ）全周波数帯域において、数２の式によって、音響透過損失を換算し、その換算値（６点）が該当する遮音等級線を上回ることとする。
【００１８】
【数２】
【００１９】
但し、１２５Ｈｚは１６０Ｈｚと、４０００Ｈｚは３１５０Ｈｚと、各々二つの音響透過損失によって換算する。尚、換算値は整数で丸めることとし、換算値の各周波数帯域で該当する遮音等級線を下回る値の合計が３ｄＢ以下の場合は、その遮音等級とする。
【００２０】
図１に示すように、音響透過損失による遮音等級線において、５００Ｈｚ以上の遮音性能が、遮音等級Ｔ−３等級は３５ｄＢ以上であり、遮音等級Ｔ−４等級は４０ｄＢ以上である。遮音等級Ｔ−３等級、Ｔ−４等級に合格するには、音響透過損失が前述の等級線を実質的に上回る必要がある。尚、デシベル（ｄＢ）は音圧レベルの単位であり、音圧レベルは、音による大気圧から圧力変動を対数で表した無次元量としデシベル（ｄＢ）を単位として表される。圧力変動は音圧レベル１０ｄＢで３．２倍変動する。音圧レベルはある音の音圧Ｐ（単位：Ｐａ）と人間の最小可聴音である基準音圧Ｐ０（２×１０−５Ｐａ）との比の常用対数を２０倍したものとして定義され、ｄＢで表される。
【００２１】
このような遮音等級Ｔ−３等級に合格する防音複層ガラス（商品名、ペアレックスソネス、発売元、セントラル硝子株式会社）が、市販されている。
【００２２】
前記防音複層ガラスは、ガラス板を異厚構成とすることで前述の音の共振を防止し特定の波長を増幅させないこと、および音を原子・分子の運動エネルギーとしての熱エネルギーに変換することで音波を吸収する特殊ガスを封入することにより、遮音等級Ｔ−３等級に合格する遮音性能を実現している。各種ガスを複層ガラスの中空層に封入することについては、例えば、本出願人による特許文献３には、防犯効果を複層ガラスに与えるガスを中空層に封入した複層ガラスが開示されている。本出願人による特許文献４にはガス警報機で検知可能なガスを複層ガラスに封入し、ガラスが割れた際に侵入者の存在を知らせる複層ガラスを使用した防犯システムが開示されている。また、特許文献５および特許文献６には、複層ガラスのガス充填装置および複層ガラスのガス充填方法が開示されている。
【００２３】
遮音等級Ｔ−３等級に合格する防音複層ガラスは、具体的には、ガラス板（厚さ、６．０±０．３ｍｍ：ＦＬ６）／中空層（層厚、６．０ｍｍ：Ｇ６）／ガラス板（厚さ、４．０±０．３ｍｍ：ＦＬ４）の構成の複層ガラス、略すれば、ＦＬ６／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１５．４〜１６．６ｍｍの厚さの複層ガラス、またはガラス板（厚さ、８±０．６ｍｍ：ＦＬ８）／中空層（層厚、６ｍｍ：Ｇ６）／ガラス板（厚さ、４．０±０．３ｍｍ：ＦＬ４）の構成の複層ガラス、略すればＦＬ８／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１７．１ｍｍ〜１８．９ｍｍの厚さの複層ガラスにおいて、中空層にはヘリウムを封入し、Ｔ−３等級に合格している。例えば、ガラスサッシとされるガラス板の大きさを９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３であることより、ＦＬ６／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１５．４ｍｍ〜１６．６ｍｍの前記複層ガラスのガラス部の質量は３８．１ｋｇ〜４２．９ｋｇ、ＦＬ８／Ｇ６／ＦＬ４の構成の計１７．１ｍｍ〜１８．９ｍｍの前記複層ガラスのガラス部の質量は４５．０ｋｇ〜５２．２ｋｇとなる。
【００２４】
尚、略号ＦＬはガラス原料をスズ浴上に熔融展開して連続製造したフロートガラスの意であり、略号後の数値は呼び厚さであり、単位はｍｍである。呼び厚さはＪＩＳ Ｒ ３２０２−１９９６により、表１に示す許容差となる。
【００２５】
【表１】
【００２６】
尚、ガラスサッシとは複層ガラス、合わせガラスまたは合わせ複層ガラス等を含むガラス板に予め枠が制作・調整されていて、固定窓、可動窓等の窓、開閉ドア等のドアへの取り付けに際して１個の構成材として扱うことができるものを言う。
【００２７】
また、遮音等級Ｔ−３等級に合格する合わせガラス（商品名、ラミネックスソネス、セントラル硝子株式会社製、商品名、ラミシャット、旭硝子株式会社製）が、市販されている。前記合わせガラスは、２枚のガラス板の間に透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を挟み、加熱接着し、前述のガラス板特有のコインシデンス効果により遮音性能の低下を、該遮音性中間膜からなる樹脂中間層である遮音性中間層で抑制し、遮音等級Ｔ−３等級に合格する遮音性能を実現した。
【００２８】
具体的には、ガラス板（厚さ、６．０ｍｍ±０．３ｍｍ：ＦＬ６）／遮音性中間層（厚さ、３０ｍｉｌ、約０．７６ｍｍ：ＳＮ３０）／ガラス板（厚さ、４．０ｍｍ±０．３ｍｍ：ＦＬ４）の構成の合わせガラス、略すれば、ＦＬ６／ＳＮ３０／ＦＬ４の構成の呼び厚さに対する許容差を含めた計１０．１６ｍｍ〜１１．３６ｍｍの厚さの合わせガラスにおいて、遮音等級Ｔ−３等級に合格している。ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、遮音性中間膜の密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、例えば、ガラスサッシとされるガラス板の大きさを９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、ＦＬ６／ＳＮ３０／ＦＬ４の構成の計１０．１６ｍｍ〜１１．３６ｍｍの前記合わせガラスの質量は、３９．６ｋｇ〜４４．０ｋｇとなる。
【００２９】
図１に示すように、遮音等級Ｔ−４等級に合格するには、遮音等級Ｔ−３等級に比較して、５００Ｈｚ以上の音響透過損失３５ｄＢ以上を、４０ｄＢ以上に、即ち、５ｄＢ以上遮音性能を向上させなければならない。また、１２５Ｈｚ以上、５００Ｈｚ以下においても、図１に示すようにＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に示された遮音等級線に沿って５ｄＢ以上遮音性能を向上させなければならない。遮音等級Ｔ−４等級に合格するガラスサッシの遮音性能は、例えば、同厚のコンクリート壁に匹敵する。
【００３０】
合わせガラスを用いず単板ガラス２枚のみを用いた複層ガラスにおいて、遮音等級Ｔ−４等級に合格する音響透過損失を得るためには、ガラス板を異厚構成とし、中空層に特殊ガスとしてヘリウムを封入した場合においても、中空層の層厚は１２ｍｍ以上が必要である。また、遮音性能を上げるために、ガラス板の厚さを厚くしなければならない。
【００３１】
例えば、中空層にヘリウムを封入した複層ガラスにおいて、ガラス板（厚さ、１２．０±０．８ｍｍ：ＦＬ１２）／中空層（層厚、１２．０ｍｍ：Ｇ１２）／ガラス板（厚さ、８．０±０．６ｍｍ：ＦＬ８）の構成、略すればＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成で計３０．６ｍｍ〜３３．４ｍｍの厚さの複層ガラス、ガラス板（厚さ、１５．０±０．８ｍｍ：ＦＬ１５）／中空層（層厚、１２．０ｍｍ：Ｇ１２）／ガラス板（厚さ、６．０±０．３ｍｍ：ＦＬ６）の構成、略すればＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の呼び厚さに対する許容差を含めた厚さが計３１．９ｍｍ〜３４．１ｍｍの複層ガラス、またはガラス板（厚さ、１５．０±０．８ｍｍ：ＦＬ１５）／中空層（層厚、１２．０ｍｍ：Ｇ１２）／ガラス板（厚さ、８．０±０．６ｍｍ：ＦＬ８）の構成、略すればＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の呼び厚さに対する許容差を含めた厚さが計３３．６ｍｍ〜３６．４ｍｍの複層ガラスで遮音等級Ｔ−４等級合格に合格する。
【００３２】
しかしながら、複層ガラスの大きさを９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の計３１．９ｍｍ〜３４．１ｍｍの前記複層ガラスのガラス部の質量は８０．６ｋｇ〜８９．５ｋｇ、ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の計３３．６ｍｍ〜３６．４ｍｍの前記複層ガラス部の質量は８９．４ｋｇ〜９８．８となり、Ｔ−３等級に合格する前記複層ガラスの約２倍の質量となる。
【００３３】
このような厚さおよび質量の大きさの複層ガラスは、嵌め込み窓等の固定窓としては可能であるが、スイング窓等の滑り出しを要する可動窓としては使用し難い。ガラスサッシとする複層ガラスが薄く且つ軽量であれば、スイング窓等の可動窓に使用しやすく、固定窓においても、建築材料としての施工の容易さ、建物に対する負担を考えて、ガラスサッシは、薄く且つ軽量であることが好ましい。
【００３４】
遮音等級Ｔ−４等級合格に加え、さらに、耳に不快感、度が過ぎると苦痛・障害を与える１０００Ｈｚ以下、具体的には２００Ｈｚ以上、１０００Ｈｚ以下のガラスサッシの遮音性能を向上させることが好ましい。
【００３５】
人間の耳は、４ＫＨｚに感度のピークがあり、人間の耳に感じる音の聞こえは周波数によって非常に異なる。同じ大きさに聞こえる純音を色々な周波数について、実際の音圧レベルにプロットしたものが等ラウドネス曲線であり、耳に感じる感覚的な音の大きさを表す。等ラウドネス曲線に表される人間の耳の周波数特性によれば、ガラスサッシにおいて、音圧レベルとしては小さい音でも人間の耳に感度の高い、音声等による意思の伝達、音楽鑑賞等を阻害する１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きいことが好ましい。
【００３６】
また、ガラスサッシにおいて、４ＫＨｚに感度のピークがある人間の耳の周波数特性を考慮する、等ラウドネス曲線に準拠し、音声による意思の伝達等を阻害する１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きいことが好ましい。且つ、不快感、過度な場合は、耳に苦痛・障害を与える１０００Ｈｚ以下の遮音性能を向上させることが好ましい。
【特許文献１】特開平６−９２６号公報
【特許文献２】特開平５−１０４６８７号公報
【特許文献３】特開２００１−１６３６３９号公報
【特許文献４】特開２００２−３２８７０号公報
【特許文献５】特開２００２−２９３５８１号公報
【特許文献６】特開２００４−１２３４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格するガラスサッシは、固定窓および可動窓等に使用されるガラスサッシを含めて市販されておらず、遮音等級Ｔ−４等級を実現するには、戸が、内外二重に設けられた二重サッシとする、あるいはＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−３等級に合格する前記防音複層ガラスまたは合わせガラスを用い、二重以上にガラスサッシを施工しなければならないという問題があった。
【００３８】
本発明は、二重サッシとすることなく、あるいはガラスサッシを重ねて用いることなく、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格し、固定窓または可動窓であるスイングサッシ等の窓およびドアに使用される、薄く且つ軽量なサッシを与える、少なくとも、厚さ２６．６ｍｍ以下、好ましくは、厚さ２５．５ｍｍ以下の遮音性複層ガラスを提供することを目的とする。
【００３９】
また、本発明は、尖った金属、例えば、金属ドライバー等によるこじ破り、バール等でガラスを破砕する打ち破りに対して、容易に貫通穴が開かず、防犯性に優れ、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する遮音性複層ガラスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明者らは、単板ガラスと合わせガラスを種々組合せた複層ガラスの中空層にヘリウムを封入し、遮音性能の測定を行った結果、特に人間の耳の周波数特性を考慮する等ラウドネス曲線に準拠し、１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きいとともに、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４に合格する、薄く且つ軽量な、少なくとも、厚さ２６．６ｍｍ以下、好ましくは、厚さ２５．５ｍｍ以下の遮音性複層ガラスを発明するに至った。
【００４１】
本発明の遮音性複層ガラスは、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと樹脂中間層を有する合わせガラスからなる。尚、本発明において、単板ガラスとは、ガラスのみで構成された１枚のガラス板を指す。複層ガラス、合わせガラスは、複数のガラス板で構成されるので、単板ガラスではない。合わせガラスは一対のガラス板の間に、ＰＶＢ、ＥＶＡまたは透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜から選ばれた樹脂中間膜を挟み、樹脂中間膜を加熱溶融させることで接着一体化させたものを指す。
【００４２】
本発明の遮音性複層ガラスは、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと樹脂中間層を有する合わせガラスからなる。合わせガラスを用いる理由は、合わせガラスは、粘性があり柔軟な樹脂中間層により、合わせガラスを成す一対のガラス板が個々不規則に振動し、同じ厚さの単板ガラスに比べ、コインシデンス限界周波数における透過損失が大きく、コインシデンス限界周波数の位置がより高周波側に移動することで、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域を遮音することによる。複層ガラスを構成するガラス板に合わせガラスを用いることで、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４に合格する、薄く且つ軽量な遮音性複層ガラスが得られた。尚、複層ガラスにした際の丈夫であるためには、できるだけ薄いガラス板の使用は避けることが好ましく、上記構成の複層ガラスにおいて、単板ガラスが合わせガラスより薄いことが好ましい。尚、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、遮音性能向上のために、複層ガラスの中空層にヘリウムを封入した。
【００４３】
即ち、本発明は、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなることを特徴とする遮音性複層ガラスである。
【００４４】
本発明者らが鋭意検討したところ、複層ガラスを構成する中の単板ガラスの厚さが３．７ｍｍより薄いと、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、好ましくは、５．７ｍｍ以上である。遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、７．４ｍｍより厚くすることはできない。遮音性複層ガラスの厚さを、好ましくは２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、６．３ｍｍより厚くすることはできない。
【００４５】
また、合わせガラスのガラス部の厚さが、７．４ｍｍより薄いと、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、１１．６ｍｍより厚くすることはできない。
【００４６】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、ヘリウムを封入してなる中空層の層厚が、４．０ｍｍより薄いと、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、６．０ｍｍより厚くすることはできない。以上より、本発明の遮音性複層ガラスの厚さは、１５．４ｍｍ以上、好ましくは、１７．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下となる。尚、ヘリウムは、大気圧にて封入する。尚、標準大気圧は１０１３２５Ｐａである。
【００４７】
合わせガラスの樹脂中間層を形成するための樹脂中間膜としては、ＰＶＢ膜、エチレン−ビニルアセテート膜および透明樹脂を積層させた遮音性中間膜が挙げられる。樹脂中間層の層厚が０．３ｍｍより薄いと、サッシとした際に、遮音等級Ｔ−４等級を実現することが難しく、遮音性複層ガラスの厚さを、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下に抑えることを考慮すると、厚くすることはできない。中間膜の規格が１５ｍｉｌ（約０．３８ｍｍ）、３０ｍｉｌ（約０．７６ｍｍ）、６０ｍｉｌ（約１．５２ｍｍ）、９０ｍｉｌ（約２．２８ｍｍ）であり、市販の中間膜において、９０ｍｉｌ（約２．２８ｍｍ）は特別仕様で、通常は６０ｍｉｌ（約１．５２ｍｍ）以下であり、好ましくは、１．６ｍｍ以下である。尚、１ｍｉｌ＝１／１０００インチであり、約０．０２５５ｍｍである。
【００４８】
さらに、本発明は、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００４９】
また、本発明は、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、単板ガラスの厚さが３．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、合わせガラスの中のガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍｍ以下であり、樹脂中間層の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下であり、中空層が４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００５０】
樹脂中間層は、厚くなるほどに、尖った金属、例えば、金属ドライバー等で樹脂中間層に穴を開けることによるこじ破り、およびバール等でガラスを破砕する打ち破りに対し、容易に貫通穴が開かなくなる。防犯性のためには、３０ｍｉｌ（約０．７６ｍｍ）以上の中間膜であることが好ましく、防犯性能を与えるためには、中間膜の厚さは０．７０ｍｍ以上で必要である。
【００５１】
さらに、本発明は、樹脂中間層の厚みが０．７０ｍｍ以上であることを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００５２】
合わせガラスの樹脂中間層を形成する樹脂中間膜としては、ＰＶＢ、ＥＶＡ、または化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂を積層させて遮音性能を高めた遮音性中間膜が挙げられる。
【００５３】
ＰＶＢのみを用いた場合、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域において音響透過損失が小さくなり、言い換えれば、音響透過損失の落ち込みが生じる。よって、本発明の遮音性複層ガラスには、化学組成を変えて粘性等の物性を異ならせた透明樹脂として、モノマー組成比および／または分子量を変えたＰＶＢを積層させたこと、あるいは、ＰＶＢとは化学構造の異なるポリビニルアセタール樹脂を積層させたこと等で、粘性等の物性の異なるＰＶＢを積層させた遮音性中間膜を用いることが好ましい。具体的には、モノマー組成比および／または分子量を変え粘性を異ならせた、少なくとも２種類の異なるＰＶＢを積層させ、遮音性能を高めた遮音性中間膜を用いることが好ましい。
【００５４】
当該遮音性複層ガラスの樹脂中間層として、１枚のＰＶＢに替えて、前述の遮音性中間膜を本発明の遮音性複層ガラスに用いると、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格するのみでなく、ＰＶＢを用いた合わせガラスに比較して１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が５ｄＢ程度大きくなり、さらに遮音性能が向上する。
【００５５】
このことは、粘性があり柔軟な樹脂中間層により、合わせガラスを成す一対のガラス板が個々不規則に振動することに加え、粘性の異なる透明樹脂を積層させた遮音性中間膜により樹脂中間層自体が音の振動エネルギーを吸収することによる。
【００５６】
さらに、本発明は、樹脂中間層がＰＶＢ、ＥＶＡ、または透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜から選ばれた樹脂中間膜に由来することを特徴とする上記の遮音性複層ガラスである。
【００５７】
さらに、本発明は、上記の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とする窓である。
【００５８】
さらに、本発明は、上記の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とするドアである。
【発明の効果】
【００５９】
本発明の遮音性複層ガラスの厚さは、１５．４っｍ以上、好ましくは、１７．４ｍｍ以上、少なくとも２６．６ｍｍ以下、好ましくは、２５．５ｍｍ以下であり、本発明の遮音性複層ガラスにより、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する軽量、且つ薄型のガラスサッシが得られ、当該遮音性複層ガラスを用いることで、二重サッシとすることなく、あるいはガラスサッシを重ねて用いることなく、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。
【００６０】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、合わせガラスを構成部材に用いることで、１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きくなり、遮音性能が向上し、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した。
【００６１】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、樹脂中間層に透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を用いることで、サッシとした際に、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格するのみでなく、１０００Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が大きくなり、遮音性能がさらに向上した。
【００６２】
また、本発明の遮音性複層ガラスにおいて、樹脂中間層の厚さを０．７０ｍｍ以上とすることで、尖った金属、例えば、金属ドライバー等によるこじ破り、およびバール等でガラスを破砕する打ち破りに対して容易に貫通穴が開かず防犯性に優れた、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する遮音性複層ガラスが提供された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
図２に単板ガラスと合わせガラスからなる複層ガラスの主要部の断面図を示す。
【００６４】
本発明の遮音性複層ガラスは、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´からなり、単板ガラスＧが合わせガラスＧ´より薄い。
【００６５】
本発明の遮音性複層ガラスは、複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスＧと合わせガラスＧ´からなり、単板ガラスＧが合わせガラスＧ´より薄く、単板ガラスＧの厚さが３．７ｍｍ以上、好ましくは５．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、好ましくは６．３ｍｍ以下であり、合わせガラスＧ´を構成するガラス板Ｇ１、Ｇ２を合わせたガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍｍ以下であり、樹脂中間層１の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下であり、中空層２が４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、好ましくは、１７．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下、好ましくは２５．５ｍｍ以下であり、中空層２にヘリウムが封入され、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する遮音性能を有する。
【００６６】
本発明の遮音性複層ガラスの端部の構造は、例えば、図２に示すように、例えば、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´の間に、乾燥剤３としてのゼオライト等を充填した中空部を有するアルミニウム製またはステンレス鋼製等のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、スペーサー４を介して、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´をブチルゴム接着材５で接着一体化し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を隔置して密閉された中空層２を有する。尚、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´とスペーサー４に囲まれた凹部６には、シリコーンシーラントまたはポリサルファイドシーラントを充填し、水分が浸入しないように水密性を向上させる。本発明の遮音性複層ガラスにおいて、中空層２に封入したヘリウムが抜けないためには、ヘリウムが透過し難く、ヘリウムに対してより封止性能が高いポリサルファイドシーラントを充填することが好ましい。また、ポリサルファイドシーラントとシリコーンシーラントの二重構造としてもよい。最もヘリウムが透過しにくいのは凹部６にホットメルトブチルを充填した場合である。この際、複層ガラス端部からのヘリウムの漏れを防ぐために凹部６の深さを５ｍｍ以上とし、スペーサー４とシーラント層の厚みを合わせて１０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００６７】
また、合わせガラスの樹脂中間層１としてのＰＶＢ、ＥＶＡまたは遮音性中間膜が失透しないように、状況に応じて、合わせガラス端部７にはシーラントを塗布付着させる、樹脂または金属板を貼着させても良い。
【００６８】
本発明の遮音性複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成する一対のガラス板に、単板ガラスＧと樹脂中間層１を有する合わせガラスＧ´を用いたことは以下の理由による。
【００６９】
建材において、遮音性能は質量の影響（質量則）と曲げ剛性の影響（コインシデンス効果）を受ける。コインシデンス効果による透過損失の低下をおこさないようにするには、曲げ剛性を小さくし、コインシデンス限界周波数をできるだけ高周波数とすることが好ましい。
【００７０】
本発明の遮音性複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成する一対のガラス板は、単板ガラスＧと樹脂中間層１を有する合わせガラスＧ´からなる。合わせガラスＧ´は、粘性があり柔軟な樹脂中間層１により、合わせガラスＧ´を成す一対のガラス板Ｇ１、Ｇ２が個々不規則に振動し、同じ厚さの単板ガラスに比較して、コインシデンス限界周波数における透過損失が大きく、コインシデンス限界周波数の位置がより高周波側に移動することで、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域が遮音される。
【００７１】
図３は、単板ガラスと合わせガラスの遮音性能曲線を比較したグラフである。
【００７２】
図３に示すように、厚さの実測値が７．４ｍｍの単板ガラス（ＦＬ８）に対して、一対の厚さの実測値が３．７ｍｍのガラス板（ＦＬ４）に、厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢを挟み込んだ合わせガラス（ＦＬ４＋ＰＶＢ３０ｍｉｌ＋ＦＬ４）の方が１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の落ち込みが小さく遮音性に優れ、さらに遮音性中間膜としての厚さ１５ｍｉｌ（０．３８ｍｍ）の遮音ＰＶＢ（積水化学工業製、商品名、エスレック・アコースティック・フィルム）を用いた合わせガラス（ＦＬ４＋遮音ＰＶＢ１５ｍｉｌ＋ＦＬ４）が、さらに１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の落ち込みが小さく遮音性に優れる。
【００７３】
このことは、粘性があり柔軟な樹脂中間層１により、合わせガラスを成す一対のガラス板Ｇ１、Ｇ２が個々不規則に振動することに加え、粘性の異なる樹脂を積層させた遮音性中間膜自体が音の振動エネルギーを吸収することによる。
【００７４】
また、中空層２における吸音、反射を考慮しなければ、複層ガラスにおいて、コインシデンス効果の影響を受けないコインシデンス限界周波数より低周波数側の遮音性能は、質量則に従い、複層ガラスを構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２の総厚で決まる。即ち、図２に示す複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２の総厚で、コインシデンス域の影響を受けないコインシデンス限界周波数より低周波数側の遮音性能は決まる。
【００７５】
総厚が同じ複層ガラスにおいて、複層ガラスを構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、各々のコインシデンス限界周波数を高周波側に設定し、構成するガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２の厚さを変えて、コインシデンス限界周波数を異なった周波数とすれば、コインシデンス効果による遮音性能の低下を解消することが可能となる。即ち、複層ガラスにおいて、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を用い、複層ガラスを構成する各ガラス板Ｇ、Ｇ１、Ｇ２のコインシデンス限界周波数を高周波とし、コインシデンス限界周波数をずらせば、遮音性能の向上が期待される。
【００７６】
また、複層ガラスを用いたサッシに優れた遮音性能を得るには、空気、ガラス等を媒介とし振動する粗密波である音を吸収減衰しなければならない。そのために、複層ガラスの中空層２にヘリウムを封入し、音の振動エネルギーをヘリウムの原子運動エネルギーに替えて熱エネルギーとして放散させることで、音を減衰吸収させる。
【００７７】
常温（２０℃）でガラスの弾性率は６０〜８０×１０９Ｐａであり、密度は約２２００〜２６００ｋｇ／ｍ３であり、ガラス中の音速は４０００〜５５００ｍ／ｓである。空気の弾性率は１４×１０４Ｐａであり、密度は約１．２ｋｇ／ｍ３であり、空気中の音速は３４１ｍ／ｓである。ヘリウムの弾性率は１７×１０４Ｐａであり、密度は約０．１８ｋｇ／ｍ３であり、ヘリウム中の音速は９７０ｍ／ｓである。ヘリウムは空気より密度が小さいが、弾性率は同程度であり、ガラスとの密度差によりガラス面で音はより反射され、反射された音はヘリウム分子（単原子分子）が軽いことにより、ヘリウム分子の熱エネルギーとして吸収される。尚、音は媒質が硬く、言い換えれば、硬さの尺度である弾性率が大きく、軽いほど、言い換えれば、密度が小さいほど、速く伝わる。音速は数３の式で表される。
【００７８】
【数３】
【００７９】
このように、ヘリウムは音のエネルギーにより動きやすく、音のエネルギーを熱のエネルギーに変換させる効果が大きいことより、ヘリウムを本発明の遮音性複層ガラスの中空層２に封入すると、サッシとした際に、音響透過損失が大きくなり、遮音性能を向上させる効果がある。
【００８０】
通常、複層ガラスは、ドアおよび窓のサッシに直付けまたは嵌め込み用に予め制作・調整された枠に、直にまたはグレージングチャンネル等の取り付け部材である枠を介して取り付けられ、固定窓、可動窓等の窓、開閉ドア等のドアへの取り付けに際して１個の構成材として扱う。
【００８１】
本発明の遮音性複層ガラスに用いる単板ガラスＧ、複層ガラスをなすガラス板Ｇ１、Ｇ２には、フロート法等で製造された後、何ら後処理がなされていない生板ガラス、製造後、風冷強化または化学強化等の強化処理がなされた強化ガラス等が使用され、着色ガラスでもよい。また、ガラス表面に金属および金属酸化物を積層させた熱線反射膜等の機能性薄膜を形成してもよい。
【００８２】
樹脂中間層１に使用される樹脂中間膜には、ＰＶＢ、ＥＶＡ、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜が挙げられる。一対のガラス板Ｇ１、Ｇ２に、これらＰＶＢ、ＥＶＡ、遮音性中間膜等の透明樹脂からなる樹脂中間膜を挟み込んだ後で加熱溶融させ、ガラス板Ｇ１、Ｇ２を樹脂中間層１により、直接接着一体化させて合わせガラスＧ´とする。透明樹脂中に機能性微粒子、例えば、銀微粒子等を練り込んで、断熱性能等を向上させてもよい。
【００８３】
本発明の遮音性複層ガラスにおいて、樹脂中間層１にＰＶＢまたはＥＶＡに替えて、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を用いることで、さらなる遮音性の向上が望める。このような遮音性中間膜としては、前述のように、積水化学工業株式会社製、商品名、エスレック・アコースティック・フィルムおよび株式会社クラレ製、商品名、トロシフォルが挙げられる。
【実施例】
【００８４】
（ヘリウムの封入による遮音性能の向上の評価）
ヘリウムの封入による遮音性能の向上の評価をするために、一対の単板ガラスによる複層ガラスを用いて、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、「実験室における建築部材の空気温遮断性能の測定方法」ＪＩＳ Ａ １４１６：２０００による遮音性試験を行い、複層ガラスの中空層２へのヘリウム封入による遮音性能の向上効果を評価した。詳しくは、ＪＩＳ Ａ １４１６：２０００に記載されるタイプＩ試験室（残響室）を使用し、２本の木製押縁（２５ｍｍ×２５ｍｍ）を用いて、複層ガラス、合わせガラス、合わせガラスを用いた複層ガラス等の試験片に固定し、ガラスの設置を行い、ＪＩＳ Ａ １４１６：２０００に記載の方法で音響透過損失の測定を行った。
【００８５】
音響透過損失の測定値が、前述のＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載の判断基準、「ａ）１２５Ｈｚ〜４０００Ｈｚの１６点における音響透過損失が、全て該当する遮音等級線を上回ることとする。尚、各周波数帯域で該当する遮音等級線を下回る値の合計が３ｄＢ以下の場合は、その遮音等級とする。」「ｂ）全周波数帯域において、数１の式によって、音響透過損失を換算し、その換算値（６点）が該当する遮音等級線を上回ることとする。」に対し、遮音等級Ｔ-４等級について、ａ）、ｂ）いずれかに基準を満たした場合、遮音等級Ｔ-４等級に合格するとした。
【００８６】
評価結果、一対の単板ガラスによる複層ガラスにおいて、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格するには、複層ガラスの中空層２にヘリウムを封入したとしても、単板ガラスを厚く、中空層の厚さを厚くしなければＴ−４等級に合格ことはできず、固定窓に使用することはできても、可動窓に使用することは難しく、遮音等級Ｔ−４等級を満足する薄く且つ軽量な遮音性複層ガラスを得ることは困難であった。以下に詳細に説明する。
【００８７】
図４は単板ガラスのみを用いた複層ガラスの主要部の断面図である。
【００８８】
図４に示すように、単板ガラスであるガラス板Ｇ３、Ｇ４の間に、乾燥剤３としてのゼオライトを充填した中空部を有するアルミニウム製のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、ガラス板Ｇ３、Ｇ４を、スペーサー４を介して、ブチルゴム接着材５で接着一体化し、ガラス板Ｇ３、Ｇ４を隔置した。尚、ガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた凹部６には、ポリサルファイドシーラントを充填した。
【００８９】
先ず、厚さの実測値が１４．２ｍｍのガラス板Ｇ３（ＦＬ１５）および厚さの実測値が７．４ｍｍのガラス板Ｇ４（ＦＬ８）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスと、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【００９０】
図５は、厚さ、１４．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ、３３．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【００９１】
ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスおよびＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用い、ＪＩＳ Ａ１４１６による遮音性能試験を行い、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。尚、音源はガラス板Ｇ３側におき、測定器はガラス板Ｇ４側に設置した。
【００９２】
図５のグラフに示すように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用いた場合は、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用いた場合と比較して、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格する。尚、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
【００９３】
次いで、厚さの実測値が１４．２ｍｍのガラス板Ｇ３（ＦＬ１５）および厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ４（ＦＬ６）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したものであるＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスと、中空層２に空気を封入したものであるＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【００９４】
図６は厚さ１４．２ｍｍ、５．７ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ、３１．９ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【００９５】
ＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスおよびＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用いた場合について、ＪＩＳ Ａ１４１６による遮音性能試験を行い、Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。尚、音源は単板ガラス板Ｇ３側におき、測定器は単板ガラスＧ４側に設置した。
【００９６】
図６のグラフに示すように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用いた場合は、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスを用いた場合と比較し、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。尚、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスは、遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
【００９７】
図５のグラフと図６のグラフを比較して明らかなように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ６の構成の複層ガラスが、前述の中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスに比較して厚さが薄いに関わらず、遮音性能に優れるのは、ＦＬ１５とＦＬ８の組み合わせに比較し、ＦＬ１５とＦＬ６の組み合わせの方が、ガラス板Ｇ３、Ｇ４のコインシデンス限界周波数が大きく異なるので、コインシデンス効果による遮音性能の低下が解消されたことによる。
【００９８】
次いで、厚さの実測値が１１．２ｍｍのガラス板Ｇ３（ＦＬ１２）および厚さの実測値が７．４ｍｍのガラス板Ｇ４（ＦＬ８）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスと、中空層２に空気を封入したＦＬ１２／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板Ｇ３、Ｇ４とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【００９９】
図７は厚さ１１．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ３０．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１００】
ＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスおよびＦＬ１２／Ａ１２／ＦＬ８の構成のガラス板Ｇ３、Ｇ４を用いた複層ガラスについて、ＪＩＳ Ａ１４１６による遮音性能試験を行い、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。尚、音源はガラス板Ｇ３側におき、測定器はガラス板Ｇ４側に設置した。
【０１０１】
図７のグラフに示すように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１２／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、中空層２に空気を封入したＦＬ１２／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスと比較し、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。尚、中空層２に空気を封入したＦＬ１５／Ａ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
（遮音性中間膜による遮音性能向上の評価）
遮音性中間膜による遮音性能向上の評価をするために、単板ガラスＧと遮音性中間膜１を用いた合わせガラスＧ´からなる複層ガラスについて、前述の遮音性試験を行った。
【０１０２】
遮音性中間膜１には、積水化学工業製の遮音性中間膜１（商品名、エスレック・アコースティック・フィルム）を使用した。当該遮音性中間膜１は、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜１であり、コア層に遮音性透明樹脂層を用い、その外層にＰＶＢを用い、遮音性透明樹脂層をＰＶＢで挟んだサンドイッチ構造であり、３層押出成形により作製されている。通常のＰＶＢのみを用いた合わせガラスＧ´と比較して、１０００Ｈｚ以上、４０００Ｈｚ以下の周波数域の音響透過損失が５ｄＢ程度大きくなり、さらに遮音性能が向上するとされる。
【０１０３】
単板ガラスＧと上記の遮音性中間膜１を用いた合わせガラスＧ´を用いた複層ガラスにおいて、複層ガラスの中空層２に空気を封入した場合、単板ガラスＧを厚くし中空層２の厚さを厚くしないと、遮音等級Ｔ−４等級に合格しない。
【０１０４】
図２に示すように、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´の間に、乾燥剤３としてのゼオライトを充填した中空部を有するアルミニウム製のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を、スペーサー４を介してブチルゴム接着材５で接着一体化し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を隔置した。単板ガラスＧと合わせガラスＧ´とスペーサー４に囲まれた凹部６には、ポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１０５】
単板ガラスＧに厚さの実測値が７．４ｍｍのガラス板（ＦＬ８）を用い、前記遮音性中間膜からなる樹脂中間層１を有する厚さの実測値１２．１６ｍｍの合わせガラスＧ´（ＳＮＬＰ１２）を用い、中空層２の厚さを１２．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したものであるＦＬ８／Ｇ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスと、比較として中空層２に空気を封入したものであるＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスを用意した。これら複層ガラスの厚さは、３１．５６ｍｍである。ＳＮＬＰ１２は、厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ６）、厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）の遮音性中間膜による樹脂中間層１（ＳＮ３０）、厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ６）によるＦＬ６／ＳＮ３０／ＦＬ６の構成である。尚、音源は単板ガラスＧ側におき、測定器は合わせガラスＧ´側に設置した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１０６】
図８は遮音性中間膜よる合わせガラスを用いた複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１０７】
ＦＬ８／Ｇ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスおよびＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスについて、ＪＩＳ Ａ １４１６による遮音性能試験を行い、ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠し、規程の１／３オクターブ中心周波数における音響透過損失を測定した。
【０１０８】
図８のグラフに示すように、中空層２に空気を封入したＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスは遮音等級Ｔ−４等級に合格しなかった。中空層２にヘリウムを封入したＦＬ８／Ｇ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスは、中空層２に空気を封入したＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成の複層ガラスと比較し、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、１５００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れ、サッシとした際に遮音等級Ｔ−４等級に合格する。
【０１０９】
また、図７のグラフと図８のグラフを比較して明らかなように、中空層２にヘリウムを封入したＦＬ１５／Ｇ１２／ＦＬ８の構成の複層ガラスは、中空層２に空気を封入したＦＬ８／Ａ１２／ＳＮＬＰ１２の構成である前述の遮音性中間膜（商品名、エスレック・アコースティック・フィルム）による合わせガラスＧ´（ＳＮＬＰ１２）を用いた複層ガラスに比較して、音響透過損失が１２５Ｈｚ以上、５０００Ｈｚ以下の周波数域で大きく遮音性能に優れていた。
（本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能の評価）
本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能を測定するために、単板ガラスＧとＰＶＢ製樹脂中間層１を有する合わせガラスＧ´からなり中空層２にヘリウムを封入した、各々の厚さが本発明の構成の範疇に属する複層ガラスについて、前述の遮音性試験を行った。
【０１１０】
本発明の遮音性複層ガラスの実施例として、以下に詳細に説明する。
【０１１１】
図２に示すように、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´の間に、乾燥剤３としてのゼオライトを充填した中空部を有するアルミニウム製のスペーサー４を挟み込み、スペーサー４の両側にブチルゴム接着材５を貼着し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´をブチルゴム接着材５で接着一体化し、単板ガラスＧと合わせガラスＧ´を隔置した。単板ガラスＧと合わせガラスＧ´とスペーサー４に囲まれた凹部６には、ポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１１２】
このようにして、中空層２に大気圧にヘリウムを充填した２種類の本発明の遮音性複層ガラスおよび比較のための中空層２が大気圧の空気である複層ガラスを用意した。尚、ヘリウムおよび空気は大気圧にて中空層２に封入し、複層ガラス端部のガラス板とスペーサー４に囲まれた深さ７ｍｍの凹部６にはポリサルファイドシーラントを充填した。
【０１１３】
本発明の遮音性複層ガラスの一例は、単板ガラスＧに厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ６）を用い、厚さの実測値５．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ６）と厚さの実測値が４．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ５）に厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢ製中間膜６を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）を用い、中空層２の厚さを６．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを封入したものであるＦＬ６／Ｇ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の複層ガラスとした。当該複層ガラスの厚さは２２．８６ｍｍであり、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、ＰＶＢの密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、標準的なスイング窓の大きさである９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、複層ガラスのガラス部とＰＶＢ部をあわせた重量は６６．７ｋｇとなる。
【０１１４】
本発明の遮音性複層ガラスの他の一例は、単板ガラスＧに厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ６）を用い、厚さ３．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ４）と厚さ３．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ４）に厚さ１５ｍｉｌ（０．３８ｍｍ）のＰＶＢ製樹脂中間膜を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ４／ＰＶＢ１５ｍｉｌ／ＦＬ４）を用い、中空層２の厚さを４．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを大気圧にて封入したものであるＦＬ６／Ｇ４／（ＦＬ４／ＰＶＢ１５ｍｉｌ／ＦＬ４）の構成の複層ガラスとした。当該複層ガラスの厚さは１７．４８ｍｍであり、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、ＰＶＢの密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、標準的なスイング窓の大きさである９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、複層ガラスのガラス部とＰＶＢ部をあわせた重量は５３．８ｋｇとなる。
【０１１５】
本発明の遮音性複層ガラスの他の一例は、単板ガラスＧに厚さの実測値が３．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ４）を用い、厚さ４．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ５）と厚さ２．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ３）に厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢ製樹脂中間膜を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ４／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ３）を用い、中空層２の厚さを６．０ｍｍとし、中空層２にヘリウムを大気圧にて封入したものであるＦＬ４／Ｇ６／（ＦＬ５／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ３）の構成の複層ガラスとした。当該複層ガラスの厚さは１７．８６ｍｍであり、ガラスの密度が２．５ｇ／ｃｍ３、ＰＶＢの密度が１．２ｇ／ｃｍ３であるので、標準的なスイング窓の大きさである９００ｍｍ×１８００ｍｍとした場合、複層ガラスのガラス部とＰＶＢ部をあわせた重量は４６．４ｋｇとなる。
【０１１６】
比較のための複層ガラスは、単板ガラスＧに厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ（ＦＬ６）を用い、厚さの実測値が５．７ｍｍのガラス板Ｇ１（ＦＬ６）と厚さの実測値が４．７ｍｍのガラス板Ｇ２（ＦＬ５）に厚さ３０ｍｉｌ（０．７６ｍｍ）のＰＶＢ製樹脂中間膜を挟んで接着一体化させた合わせガラスＧ´（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）を用い、中空層２の厚さを６．０ｍｍとし、中空層２に空気を大気圧にて封入した。このようにして、ＦＬ６／Ａ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の複層ガラスとした。尚、音源は単板ガラスＧ側におき、測定器は合わせガラスＧ´側に設置した。
【０１１７】
図９は本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１１８】
図９のグラフの遮音性能曲線に示すように、厚さ６．０ｍｍまたは４．０ｍｍの中空層２にヘリウムを封入したＦＬ６／Ｇ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の厚さ２２．８６ｍｍの複層ガラス、ＦＬ６／Ｇ４／（ＦＬ４／ＰＶＢ１５ｍｉｌ／ＦＬ４）の構成の厚さ１７．４８ｍｍの複層ガラスともに、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した。比較して、厚さ６．０ｍｍの中空層２に空気を封入したＦＬ６／Ａ６／（ＦＬ６／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ５）の構成の厚さ２２．８６ｍｍの複層ガラスは遮音等級Ｔ−４等級に合格しなかった。
【０１１９】
図１０は本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【０１２０】
図１０のグラフの遮音性能曲線に示すように、厚さ６．０ｍｍの中空層２にヘリウムを封入したＦＬ４／Ｇ６／（ＦＬ５／ＰＶＢ３０ｍｉｌ／ＦＬ３）の構成の厚さ１７．８６ｍｍの複層ガラスは、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した。
【０１２１】
本発明の遮音性複層ガラスは薄型、且つ軽量であるので、本発明の遮音性複層ガラスは可動窓、特にスイング窓等の可動窓およびドアに好適に使用される。
【０１２２】
また、前述の図８のグラフに示した遮音性中間膜による遮音性能の評価結果より、中空層２にヘリウムを封入し、ＰＶＢの代わりに、透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜を樹脂中間層１に使用することで、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格した上、さらに遮音性能を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】ＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に記載される遮音等級線のグラフである。
【図２】単板ガラスと合わせガラスからなる複層ガラスの主要部の断面図である。
【図３】単板ガラスと合わせガラスの遮音性能曲線を比較したグラフである。
【図４】単板ガラスのみを用いた複層ガラスの主要部の断面図である。
【図５】厚さ１４．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ３３．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図６】厚さ１４．２ｍｍ、５．７ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２．０ｍｍとした厚さ３１．９ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図７】厚さ１１．２ｍｍ、７．４ｍｍのガラス板を用い、中空層の厚さを１２ｍｍとした厚さ３０．６ｍｍの複層ガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図８】遮音性中間膜による合わせガラスの遮音性能曲線のグラフである。
【図９】本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフの一例である。
【図１０】本発明の遮音性複層ガラスの遮音性能曲線のグラフの一例である。
【符号の説明】
【０１２４】
Ｇ 単板ガラス
Ｇ´ 合わせガラス
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４ ガラス板
１ 樹脂中間層
２ 中空層
３ 乾燥剤
４ スペーサー
５ ブチルゴム接着材
６ 凹部
７ 合わせガラス端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなることを特徴とする遮音性複層ガラス。
【請求項２】
複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする請求項１に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項３】
複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、
単板ガラスの厚さが３．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、合わせガラスの中のガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍｍ以下であり、樹脂中間層の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下であり、中空層の厚さが４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、
サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする請求項２に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項４】
樹脂中間層の厚みが０．７０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項５】
樹脂中間層がポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体または透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜から選ばれた樹脂中間膜に由来することを特徴とする請求項１または請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とする窓。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とするドア。
【請求項１】
複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなることを特徴とする遮音性複層ガラス。
【請求項２】
複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする請求項１に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項３】
複層ガラスを構成する一対のガラス板が単板ガラスと合わせガラスからなり、単板ガラスが合わせガラスより薄く、中空層にヘリウムが封入されてなり、
単板ガラスの厚さが３．７ｍｍ以上、７．４ｍｍ以下、合わせガラスの中のガラス部の厚さが７．４ｍｍ以上、１１．６ｍｍ以下であり、樹脂中間層の厚さが０．３ｍｍ以上、１．６ｍｍ以下であり、中空層の厚さが４．０ｍｍ以上、６．０ｍｍ以下であり、これらを合わせた複層ガラスの厚さが１５．４ｍｍ以上、２６．６ｍｍ以下であり、
サッシとした際にＪＩＳ Ａ４７０６：２０００に準拠する遮音等級Ｔ−４等級に合格することを特徴とする請求項２に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項４】
樹脂中間層の厚みが０．７０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項５】
樹脂中間層がポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体または透明樹脂を積層させてなる遮音性中間膜から選ばれた樹脂中間膜に由来することを特徴とする請求項１または請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラス。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とする窓。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の遮音性複層ガラスを取り付けてなることを特徴とするドア。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１３２６００（Ｐ２００９−１３２６００Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７０４５４（Ｐ２００８−２７０４５４）
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００２２００）セントラル硝子株式会社 (1,198)
【Ｆターム（参考）】
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