すなわち、本発明の合わせガラスは、ガ� ��ス層と樹脂層とが積層された合わせガラス� ��あって、厚さ1mm以下のガラス層と厚さ1mm以� ��の樹脂層とが交互に積層された4層以上の積 層構造部を有し、該積層構造部のガラス層の 厚さに対する、該ガラス層に接する樹脂層の 厚さの比が0.1から2.0の範囲内にあることを特 徴とする。

 本発明の合わせガラスは、その全体が上� ��積層構造部によって構成されたものであっ� ��もよいし、その一部に上記積層構造部を含� ��ものであってもよい。後者の場合、通常、� ��わせガラスの表裏の透光面のうち一方が上� ��積層構造部のガラス層によって形成され、� ��方が上記積層構造部以外のガラス層又は樹� ��層によって形成された構造、または、表裏� ��透光面の双方が上記積層構造部以外のガラ� ��層によって形成され、上記積層構造部は表� ��の透光面から所定の深さ位置に在る構造、� ��るいは、表裏の透光面の双方が上記積層構� ��部のガラス層によって形成され、上記積層� ��造部の間に、上記積層構造部以外の樹脂層� ��び/又はガラス層が介装されている構造にな る。また、本発明の合わせガラスは、上記積 層構造部を2つ以上含んだものであっても良� �。上記の何れの構造であっても、本発明の� �わせガラスは透光面の同一点に衝撃を受け� �際に、その表面又は内部に後述する衝撃吸� �構造体を形成し、合わせガラスの耐衝撃性� �耐貫通性の向上に寄与する。このような衝� �吸収構造体の機能をより効果的に発揮させ� �ためには、上記積層構造部は、衝撃が加わ� �合わせガラスの透光面の近くに設けるのが� �ましく、より好ましくは、衝撃が加わる合� �せガラスの透光面を上記積層構造部のガラ� �層で形成することである。

 本発明の合わせガラスが、その一部に上� ��積層構造部を含むものである場合、上記積� ��構造部以外の部分は任意の形態及び材料で� ��成できる。例えば、上記積層構造部以外の� ��分を構成する樹脂層やガラス層の厚さは1mm� ��上であってもよく、また、2種類の樹脂層を 互いに隣接させてもよい。さらに、上記積層 構造部以外の部分は上記積層構造部に接着し ている必要はなく、両者の間に所定厚さの空 間を設けてもよい。

 上記のガラス層は、無機ガラス材質を含� ��ものであればよい。この無機ガラス以外に� ��結晶やセラミックス、金属、気泡等を適量� ��有していてもよい。例えば、ガラス層は、� ��ラスから板状物で構成する他、例えば結晶� ��ガラス(ガラスセラミックスともいう)から� �る板状物で構成してもよい。

 上記の樹脂層は、樹脂を含有する材料で� ��成されたものであればよい。この樹脂層は� ��シート状又はフィルム状をなす樹脂材料を� ��いて形成したものであってもよいし、液状� ��はペースト状の樹脂材料を固化させて形成� ��たものであってもよい。また、樹脂層は、� ��材樹脂に加え、他の種類の樹脂、金属、ガ� ��ス、カーボン、結晶等を含有したものであ� ��てもよい。ただし、樹脂層の母材樹脂の含� ��量は質量百分率で60%以上であることが好ま� ��い。また、本発明の合わせガラスを建造物� ��車両の採光窓として使用する場合、ガラス� ��に加え、樹脂層にも可視光線の透過性が求� ��られる。従って、母材樹脂の他、他の含有� ��分についても可視光透過性を著しく損なわ� ��い性質が求められる。また、母材樹脂と他� ��含有成分の濃度分布は均一であっても、不� ��一であってもよい。例えば、合わせガラス� ��透光面の外周近傍領域に、他の含有成分が� ��く分布するように濃度分布を付けてもよい� ��

 また、上記積層構造部におけるガラス層� ��樹脂層の厚さは何れも1mm以下であるが、各� ��の厚みが小さすぎると、安定した性能を実� ��するのに数多くの層を積層化する必要があ� ��、合わせガラスの製造費用が嵩むものとな� ��。このため、ガラス層については、その厚� ��を0.05mm以上とすることが好ましく、0.1mm以� �とするのがより好ましく、0.2mm以上とするの が一層好ましい。樹脂層については、その厚 さを0.01mm以上とすることが好ましく、0.05mm以 上とすることがより好ましく、0.1mm以上とす� ��ことが一層好ましい。

 本発明者は、透光面の1点(透光面の全面� �に対して10%以下の面積を有する1つの領域内) に集中的に反復して衝撃力が加わるような過 酷な条件下でも、充分に長い時間貫通されず に持ちこたえることができる構造の合わせガ ラスを得るため、研究を重ね、その結果、特 定の構造条件を有する積層構造部を合わせガ ラスの全部又は一部に設けることにより、上 記の衝撃力に対する緩和効果が得られ、高い 耐貫通性や耐衝撃性が得られることを見出し た。すなわち、本発明における積層構造部は 、その表面の1点に反復して衝撃力が加わる� �、ガラス層の衝撃破壊で発生するガラス微� �が、衝撃による強い外力によって、隣接す� �樹脂層の樹脂と混練密着して混合物を形成� �、その混合物が衝撃を吸収する衝撃吸収構� �体として機能する。このような衝撃吸収構� �体となる混合物は、衝撃力が加えられた透� �面の部位の直下又はその近傍部で形成され� �。

 上記のように、本発明における積層構造� ��の構造上の第1の特徴は、交互に積層された ガラス層と樹脂層の厚さがそれぞれ1mm以下で あり、かつ、積層数が4層以上であることで� �る。このような構造とすることで、上記衝� �吸収構造体が反復衝撃によって生成され易� �なる。また、積層構造部全体の厚さが比較� �小さく、軽量で柔軟性を示す場合でも、高� �耐貫通性と耐衝撃性が得られる。

 また、本発明における積層構造部の構造� ��の第2の特徴は、ガラス層の厚さとこれに接 する樹脂層の厚さの比(樹脂層の厚さ/ガラス� ��の厚さ)が0.1から2.0の範囲内にあることであ る。このような構造とすることで、上記衝撃 吸収構造体が確実に形成されると共に、耐貫 通性等に関する充分な効果が得られ、かつ、 ガラス層に対する樹脂層の接着力も十分に働 く。

 本発明の合わせガラスは、表面及び/又は 裏面の透光面を構成するガラス層の表面に、 必要に応じて膜を被覆してよい。被覆できる 膜の種類については、光学的な性能を変える ためのもの、表面の硬度を変更するためのも の、導電性や耐湿性などを調整して適宜改変 するためのもの、等を任意に選択できる。

 表面に被覆できる膜としては、例えば、シ� ��カ(SiO ₂ )、アルミナ(Al ₂ O ₃ )、ジルコニア(ZrO ₂ )、酸化タンタル(又はタンタラ)(Ta ₂ O ₅ )、酸化ニオブ(Nb ₂ O ₅ )、酸化ランタン(La ₂ O ₃ )、酸化イットリウム(Y ₂ O ₃ )、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ハフニウム(Hf O ₂ )、酸化クロム(Cr ₂ O ₃ )、フッ化マグネシウム(MgF ₂ )、酸化モリブデン(MoO ₃ )、酸化タングステン(WO ₃ )、酸化セリウム(CeO ₂ )、酸化バナジウム(VO ₂ )、酸化チタンジルコニウム(ZrTiO ₄ )、硫化亜鉛(ZnS)、クリオライト(Na ₃ AlF ₆ )、チオライト(Na ₅ Al ₃ F1 ₄ )、フッ化イットリウム(YF ₃ )、フッ化カルシウム(CaF ₂ )、フッ化アルミニウム(AlF ₃ )、フッ化バリウム(BaF ₂ )、フッ化リチウム(LiF)、フッ化ランタン(LaF ₃ )、フッ化ガドリニウム(GdF ₃ )、フッ化ディスプロシウム(DyF ₃ )、フッ化鉛(PbF ₃ )、フッ化ストロンチウム(SrF ₂ )、アンチモン含有酸化スズ(ATO)膜、酸化イン ジウム-スズ膜(ITO膜)、SiO ₂ とAl ₂ O ₃ の多層膜、SiOx-TiOx系多層膜、SiO ₂ -Ta ₂ O ₅ 系多層膜、SiOx-LaOx-TiOx系列の多層膜、In ₂ O ₃ -Y ₂ O ₃ 固容体膜、アルミナ固容体膜、金属薄膜、コ ロイド粒子分散膜、ポリメチルメタクリレー ト膜(PMMA膜)、ポリカーボネート膜(PC膜)、ポ� �スチレン膜、メチルメタクリレートスチレ� �共重合膜、ポリアクリレート膜等の組成を� �するものが使用できる。

 被覆膜の形成方法については、所定の表� ��精度や機能を実現し、製造費用に支障のな� ��方法であれば、任意の方法を採用できる。� ��えば、スパッタリング法、真空蒸着法、あ� ��いは熱CVD法、レーザーCVD法、プラズマCVD法� ��分子線エピタキシー法(MBE法)、イオンプレ� �ティング法、レーザーアブレーション法、� �機金属化学気相成長法(MOCVD)等の化学的気相� ��長法(またはCVD法)、さらにゾル-ゲル法、ス� ��ンコーティングやスクリーン印刷の塗布法� ��メッキ法等の液相成長法、が挙げられる。� ��だし、この中では特にCVD法は、低温で密着� ��の良い被覆膜が形成でき、種々の被膜に対� ��可能で、化合物の被膜形成にも適している� ��め好ましい方法である。

 また、本発明の合わせガラスは、上記積� ��構造部を構成する樹脂層の母材樹脂が熱可� ��性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹� ��は材質によって様々な性質を有するため、� ��途に応じて適正な熱可塑性樹脂を選択する� ��とで、機械的強度や光透過率といった合わ� ��ガラスの各種の性質を調整できる。

 上記の熱可塑性樹脂としては、例えば、� ��リプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ� �チレン(PE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT )、セルロースアセテート(CA)、ジアリルフタ� ��ート樹脂(DAP)、エチレン酢酸ビニル共重合� �(EVA)、メタクリル樹脂(PMA)、ポリ塩化ビニル( PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ユリ ア樹脂(UP)、メラミン樹脂(MF)、不飽和ポリエ� ��テル(UP)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリ� ��ニルホルマール(PVF)、ポリビニルアルコー� �(PVAL)、酢酸ビニル樹脂(PVAc)、アイオノマー(I O)、ポリメチルペンテン(TPX)、塩化ビニリデ� �(PVDC)、ポリスルフォン(PSF)、ポリフッ化ビニ リデン(PVDF)、メタクリル-スチレン共重合樹� �(MS)、ポリアレート(PAR)、ポリアリルスルフ� �ン(PASF)、ポリブタジエン(BR)、ポリエーテル� ��ルフォン(PESF)、ポリエーテルエーテルケト� ��(PEEK)を使用できる。

 上記の樹脂層に適用する樹脂材料は、衝� ��力が加えられることによってガラス微粉と� ��ざり易く、さらに板ガラス(ガラス層)と接� �し易い性質を有するものが求められる。こ� �ような性質を有する点において、熱可塑性� �脂は有用であり、ビニル系樹脂は概して好� �しい。その中でも、ポリビニルブチラール(P VB)やエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)は、上� ��の樹脂層の母材樹脂として適している。こ� ��理由としては、これら樹脂材料が適度に柔� ��かく、ガラス材料に対する密着性が高いこ� ��が関係する。

 上記の衝撃吸収構造体の形成には、常温( 25℃程度)における樹脂の柔らかさや、ガラス への粘着性が関係する。これに加えて、衝撃 時の発生熱による樹脂の軟化や粘着性増加も 影響する。衝撃の際は、衝撃力の一部は熱に 変換され、衝撃物の先端や被衝撃箇所の温度 が上昇する。熱可塑性樹脂は、温度上昇によ って、軟化が進むとともに、ガラスへの粘着 性も増加する。これらの樹脂特性変化は、い ずれも、衝撃時にガラス微粉と樹脂が機械的 に混合されて混練密着物を形成するのを促進 させる。また衝撃による温度上昇の度合いは 、衝撃力がどのように加えられるか、あるい はその繰返し回数にもよるが、数℃から数十 ℃程度であり、熱可塑性樹脂は、この程度の 温度上昇幅でも粘度の低下が生じる。そして 、温度の上昇は、板ガラス(ガラス層)への粘� ��性を増加させるとともに、衝撃吸収物の混� ��形成に寄与することになる。

 一方、ポリカーボネートやポリイミド樹� ��などの硬質樹脂では、樹脂の柔らかさや粘� ��性が不十分なため、衝撃吸収構造体が形成� ��れ難い。衝撃時の発生熱で多少温度が上昇� ��ても、衝撃吸収構造体の形成を促進させる� ��どの粘性低下や粘着性増加は起こらない。

 ガラス材料については、通常、上記のガ� ��ス層に適用される厚さ1mm以下の薄板状態で� ��、ガラス組成や構造に関係なく、衝撃破壊� ��で微粉が形成される。

 透光面の1点(透光面の全面積に対して10%以� �の面積を有する1つの領域内)に集中的に反復 して衝撃力が加えられ、上記積層構造部を構 成する2以上のガラス層が破砕して上記衝撃� �収構造体が形成される場合、上記衝撃吸収� �は、その30mm ³ の容積当たりに、ガラス層の破砕によって生 成された0.5mm以下のガラス粒子を少なくとも5 個以上含むものであるならば、高い耐貫通性 や耐衝撃性を確保するために好ましい。

 上記の衝撃力が加ええられた際、ガラス� ��は破壊されてクラック等の新生面を形成す� ��。破壊されたガラス層の一部は、元のガラ� ��層から解離してガラス粒子となる。そして� ��このガラス粒子は、隣接する樹脂層に埋没� ��て混合され、衝撃吸収構造体を形成する。� ��、衝撃吸収構造体の全容積は、合わせガラ� ��全体の容積の10分の1以下であるのが好まし� ��。

 ここで、反復同一点衝撃の評価方法と評� ��装置について示す。試験装置の概略構成を� ��図3に示す。図3の装置図において、(A)は正� �図、(B)は側面図であり、10aは合わせガラス� �20は天井支持材、21は側面支持材、22はワイ� �材、23は合わせガラス固定用の前面枠体、24� ��枠体止め鋲、25は試料保持台、26は合わせガ ラスを固定用の後面枠体、27は枠体保護天井� ��、28は枠体保護側面板、Kはヘッド部分銅、H はヘッド部先端、Lはヘッド部振上げ高さ、P� ��ヘッド部の振り子半径、Wはワイヤの固定間 距離、をそれぞれ示す。この試験では、合わ せガラス10aは、その周囲四辺の固定のため、 前面枠体23と後面枠体26の間に挟み、枠体止� �鋲24で固定する。また、合わせガラス10aは、 そのガラス透光面が地面に垂直となるように 試料保持台25で支持する。ヘッド部は、2本の ワイヤ材22によって、天井支持材20にそれぞ� �一端側が固定されている。ヘッド部の振り� �ろしによって、ヘッド部の先端Hは、円弧状� ��軌跡を描いて合わせガラス10aのガラス透光� ��の所定領域に衝突する。この振り下ろしの� ��作を繰返し行うことで、ガラス透光面に反� ��同一点衝撃を加えることができる。

 合わせガラス10aを固定する枠体23、26には 、コルク材等の柔らかい木材ではなく、樫材 のような硬い木材を使用する。枠体23,26と合� ��せガラス10aが直接接触すると、その部分に� ��力が集中して割れが発生する虞があるため� ��枠体23,26と合わせガラス10aの接触部位には� �厚さ3mmのブチルゴム製シートを挟む。これ� �よって、枠体における衝撃の局所に集中を� �止できる。枠体23、26の外形寸法は、内寸570� �570mm、外寸800×730mmである。この衝撃試験に� �用する合わせガラス10aは、枠体23、26の内寸� ��りも大きいガラス透光面を有するものであ� ��ばよい。ワイヤ材22には、長さPが193cmのス� �ンレス製のものを2本使用している。天井支� ��材20の2点に堅牢に固定したワイヤ材22の固� �間距離Wは、1450mmである。合わせガラス10aを� ��定する枠体については、頑丈な構造とする� ��要があるため、枠体保護天井板27と枠体保� �側面板28によって箱状の構造とし、ガラスが 飛び散ったりしても安全に試験を行えるよう に配慮してある。

 ヘッド部は、鋼鉄製であり、その質量は6 .1kgである。また、ヘッド部は、円柱形状分� �の円柱体Kの一方側底面に、半径3mmで先端加� ��した高さ450mmの鋼製円錐体Hをネジ構造で取� ��付けた構造を有している。ヘッド部は、天� ��面の異なる2箇所に固定した2本のワイヤ材22 によって、合わせガラス10aの上方に保持され ている。2本のワイヤ材22を使用するのは、ヘ ッド部がガラス表面に衝突する際に、衝突位 置に対する横方向の位置ズレを防ぐためであ る。衝撃試験では、このヘッド部を振上げ高 さLが700mmあるいは1400mmとなるように初期位置 まで振上げ後、ヘッド部の保持を解除して降 下させる。これによって、半径3mmのヘッド部 の先端Hが、上方より弧を描きながら合わせ� �ラスの所望箇所に衝突する。このような操� �を繰返し行うことで、反復同一点衝撃に対� �る合わせガラスの耐久性を評価できる。

 この衝撃試験において、ヘッド部の振り� ��げ高さLとは、ガラス透光面に衝突するヘッ ド部の水平位置と、ワイヤが緊張した状態で ガラス表面から遠ざけるように振上げたヘッ ド部の水平位置に対する高低差を示している 。この試験では、この高低差を700mm、あるい� ��1400mmとしている。また、この試験では、一� ��の衝突でヘッド部先端Hが被試験体のガラス 表面でバウンドして再度衝突するのを防止す るため、再衝突防止機構(図示省略)が設けら� ��ている。この機構によって、この試験では� ��突回数を正確に計測できるようになってい� ��。

 この衝撃試験の試験環境については、通� ��は、室温の大気雰囲気で行う。そのとき、� ��度は80%以下となるように配慮する。湿度が� ��れ以上に高いと、ガラスの破壊のし易さに� ��響して、試験体の評価結果に影響する可能� ��がある。ただし、高温や湿潤雰囲気等の特� ��用途を想定して評価する場合は、それに合� ��せて試験雰囲気を調整するとよい。また、� ��撃を受ける面の観察については、通常は肉� ��によるものでよいが、微妙な判定を要する� ��合には、実体顕微鏡や撮影記録装置等を併� ��してもよい。

 このような極めて過酷な衝撃試験方法に� ��評価すると、既存の合わせガラスでは、合� ��せガラスの全ての層をヘッド部の先端Hが容 易に貫通する。一方、本発明の合わせガラス 10aでは、容易に貫通することはない。このた め、ガラス透光面の同じ箇所をハンマーやバ ール等の鋭利な工具等を使用し、何度も繰返 し打撃を加えて合わせガラスを破壊しようと しても、従来のように容易に2以上の板ガラ� �が破壊されて合わせガラスの全ての層が貫� �されてしまうことがない。本発明の合わせ� �ラスは、このような破壊防止効果を有する� �め、防犯に対して高い性能を発揮できる。

 反復同一点衝撃でガラス透光面に形成さ� ��る衝撃吸収構造体について、その細部構造� ��組成等を把握するには、公知の分析方法や� ��測手段を使用できる。例えば、SEMやイオン� ��ロマトグラフィー、IPC発光分析装置、画像� ��析装置、実体顕微鏡、蛍光X線分析装置、弾 力測定装置、粘弾性計測装置等を適宜使用す ることで、衝撃吸収体の性状や組成を特定で きる。

 本発明の窓材は、上記の合わせガラスの� ��面及び表裏の透光面の周辺部のうち少なく� ��も一方に保護部材が配設されてなることを� ��徴とする。

 上記の保護部材の施工目的の一つは、合� ��せガラスの運搬や建物等への施工において� ��端面や周辺部の打突損傷を保護することで� ��る。また、施工目的の二つ目は、樹脂層の� ��質を防ぐこと、さらに三つ目は、各接合層� ��界面の接着性低下による剥離を防ぐことで� ��る。

 また、本発明の窓材は、上述に加え、保� ��部材が板状、網状、フィルム状、ペースト� ��、布状、粒状、環状及び帯状の何れかの形� ��よりなる部材であるならば、端面や透光面� ��辺部を確実に保護することでき、用途に応� ��て最適な材料構成を選択できるため好まし� ��。

 本発明の窓材は、上述に加え、透光面の� ��所に取っ手等を取り付けるための貫通孔を� ��するものであってもよい。また、貫通孔に� ��えて、深さ方向の途中までに至る有底孔を� ��けても良い。透光面の表面には、凹凸状の� ��刻や模様が施されていてもよい。凹凸状の� ��様は、膜付けやレーザー加工、プレス成形� ��を使用して形成したものを採用できる。

 本発明の窓付き壁面構造体は、上記の窓� ��を、採光用窓又は監視用窓として施工して� ��ることを特徴とする。

 採光用窓又は監視用窓としては、具体的� ��は、マンションや一戸建て住宅などの各種� ��宅建造物や、図書館、美術館、公衆便所、� ��校、警察、役所等の各種公共建造物等の窓� ��として利用できる。大型店舗、展示場、映� ��館等の多数の人が集う建造物にも利用でき� ��。また、貴重品などを収納展示するショー� ��ース材、屋内展示物等の透過遮蔽構造材、� ��戯施設などのパーティション材、安全保護� ��材等としても利用できる。さらには、各種� ��験施設等の制御監視窓、病院や介護施設等� ��監視窓、動物園や植物園等文化施設の採光� ��や監視用仕切り窓などとしても、利用でき� ��。