複層ガラス

複層ガラス

複層ガラスとはスペーサーと呼ばれる金属部材で、2枚のガラスの間に中空層を持たせたガラスです。
2枚のガラスの間に空気層を挟み込むことによって断熱性能を向上させてあります。

スペーサーを用いて保たれた空間には、乾燥空気を封入してあります。
冷暖房効果の低下や、結露の発生など、熱の移動によって、住まいの快適さを損なう様々な問題が起こります。

複層ガラスは、熱が最も移動しやすい「窓」の断熱性能を高め、それらの問題の多くを解決します。
また、結露などを減少させてくれます。
乾燥空気の代わりにガスを注入したり、真空にして断熱効果を高めたものもあります。

製造工程

素板切断・洗浄・乾燥     スペーサー
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2枚のガラスの周辺部にスペーサーをセット

矢印
封着剤で周囲を密封

矢印
乾燥・養生

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検査

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製品

Low-E複層ガラス 断面図

Low-E:Low Emissivity(低放射)の略で、複層ガラスのうち、その内面部に特殊な金属膜を設けたものをいう。
◇ガラス内面に光を透過し熱を選択反射する特殊金属膜がコートされている。

1:中空層。乾燥中空層が複層ガラスの断熱性能を確保します。
2:アルミスペーサー。ガラスの間隔を保ちます。また、ホロー部には乾燥剤が入っています。
3:乾燥剤。中空層を長期間、乾燥状態に保ちます。
4:封着剤(二重シール構造)
 1次シール(内部側)ガラスとスペーサーのすき間から大気中の水分が浸入されるのを防ぎます。
 2次シール(外部側)複層ガラスの構造を保ち、1次シールを保護します。

■放射率について
 一般的な1枚ガラスが放射率0.85程度なのに対し、
 Low-Eガラスは放射率が0.1以下になるのが普通。
 この放射率が低ければ低いほど、赤外線を反射させ熱を通さない。

材料放射率
アルミニウム0.02~0.1
鉄(酸化面)0.5~0.9
ゴム0.95
セラミック0.95

遮熱型と断熱型 複層イメージ

[遮熱型]
 室外側ガラスに金属膜がコートされていて、太陽熱を反射して熱の室内への流入を遮断する。

[断熱型]
 室内側ガラスに金属膜がコートされていて、部屋の暖房熱を反射して外に出さない。

省エネルギー効果 熱貫流率の表

熱貫流率とは何? 熱還流率

1時間あたり、ガラス1㎡を通過する熱量をワットで表したものが
『熱貫流率(U値)』で、数値が小さいほど断熱性に優れていることを表します。
単位は「W/㎡・K」ワット・パー・ヘイベイ・ケルビン」と読みます。

結露防止効果 [室内温度 20℃、湿度60%]

ガラス種類結露する室外温度
3mm単板8℃
3mm/6mm空気層/3mm-2℃
3mm/12mm空気層/Low-E 3mm-22℃

表面処理ガラス

表面処理ガラス

板ガラスは組成が均一で耐候性もあり安価な材料である。
板ガラスに表面処理をすることによって各種の機能性ガラスが製造されている。

板ガラスの表面処理の分類
○表面を削り取る(エッチング、ノングレア)
○表面を改質する(化学強化、着色)
◎表面にコートする(表面処理の主流)

表面を削り取る(エッチング、ノングレア)

代表的な処理方法

名称原理注意点
サンドブラスト高圧空気と一緒に研磨剤を吹き付けて、ガラスに擦り模様をつける。粉塵処理
ガラスに傷をつけるので強度が弱くなる。
フッ酸処理ガラスをフッ化水素溶液に浸漬すると、ガラスに含まれるケイ酸と反応してガラスを腐食する。また硫酸との混合で、腐食の程度が変わる。フッ酸は劇薬で、皮膚に付くと容易に浸透して骨を冒す。
フロステック®フッ酸と同様の作用で、ガラスのフロスト加工が可能である。ガラス材料や目的によって薬剤の種類が豊富である。劇薬でないので取り扱いが容易である。

表面を改質する(化学強化、イオン交換着色)

化学強化ガラス(イオン交換ガラス)

交換前
歪点以下(400~450°C程度)でNa+とK+のイオン交換を行う
交換後
イオン半径が大きいK+が入ってくるが、骨格に阻まれて広がることができないので表面近傍に圧縮応力が発生する

イオン交換着色 ガラス表面のアルカリイオンを、銀および銅イオンで交換反応を起こさせ、 銀や銅のコロイドで着色する方法である。

①イオン交換反応
②金属イオンの内部拡散
③中性原子への熱還元
④金属コロイドへの凝集(発色)

銀の発色:イエロー、グリーン、アンバーで通常は濃いアンバー色
銅の発色:フロートガラスの錫面では透明赤、非錫面では加熱温度に応じてイエローやグリーンが得られる。
用  途:理化学用ガラス器具(メスシリンダー、ビューレット)の目盛線
     フォグランプの非球面レンズのイエロー着色

表面にコートする(表面処理の主流)

板ガラス表面へのコート法

分類方法特長実施例
スプレイ加熱した板ガラスに溶液をスプレイして膜を形成する。□膜厚精度が低い
□膜の付着強度大
□材料に制約がある
□パターニング困難
酸化錫膜(ネサ)
(SnO2+Sb2O3
○融雪信号燈
スクリーン印刷必要な材料をインクにして印刷焼成する。 □ダイレクト・パターニング
□膜厚精度は低い
□厚膜が可能
□インクの開発がポイント
自動車用
リヤー・デフォッガー
(Agペースト)
浸漬法(CLD法)
Chemical Liquid Deposition
液体の中に板ガラスを浸漬してメニスカスを利用してコートする。 □両面同時コートが可能
□大面積均一化が可能
□多層膜が可能
□材料に制約がある
○低反射ガラス
SiO2/TiO2/SiO2
(薬液例)
溶剤:ブチルアルコール
TiO2:トリブチール・チタン・トリアセテート
SiO2:エチル・シリケート
気相法(CVD)
Chemical Vapor Deposition
加熱した板ガラス上に反応に必要なガスを供給する。 □フロートでオンライン生産が可能
□膜付着強度が大
□材料に制約がある
○Low-Eガラス
 SnO2
 建築用/発熱用
○防汚ガラス
 TiO2膜( 建築用)
真空蒸着法(PVDE法)
Physical Vapor Deposition Evaporation
真空中で材料を加熱して蒸発させ板ガラス上に付着させる。 □材料の自由度は大
□大面積均一化が可能
□多層膜が可能
○自動車用ミラー
Al, Ag, Cr
スパッター法(PVDS法)
Physical Vapor Deposition Sputtering
放電によって生じたイオンを固体表面に照射して、飛び出した原子をガラスに付着させる。 □大面積均一化が容易
□製膜速度が遅い
□多層膜同時コートが可能
○Low-Eガラス
 Ag化合物と ZnO2の多層膜
 建築用/シールド
○熱線反射ガラス
 TiO2
 建築用

表面処理製品 液晶表示パネル[電気電導ガラス]
帯電防止ガラス
電磁波遮へいガラス
太陽電池カバーガラス
Low-Eガラス
低反射ガラス
ノングレア処理
スクリーン印刷
その他

合わせガラス

合わせガラス

合わせガラスとは、複数の板ガラスの間に樹脂などの中間膜を挟み、接着したガラスのこと。
高速道路での衝突事故や列車脱線事故など、窓枠が大きくゆがむほどの衝撃にも耐えられる対貫通性・耐衝撃性を持ち、
また割れた際の飛散も起きにくいため、自動車のフロントウインドシールドや路線バスの前面行先表示器ガラス、
鉄道車両の前面および側面ガラス、情報機器のモニター用ガラス、防犯ガラスとして用いられる。
また、中間膜の特性を変更することにより、紫外線・赤外線の吸収、防音、着色など、様々な付加機能を与えることも可能である。

製造工程

素板洗浄・乾燥      中間膜切断
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貼合わせ
貼合わせ

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材料積層ライン投入
材料積層ライン投入→加熱→仮圧着

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オートクレーブ
オートクレーブによる加熱・加圧処理

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洗浄・乾燥

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検査

矢印
製品

特長

●飛散防止
地震・衝撃・爆風などでガラスが破損しても、破片が中間膜に強く付着し、飛散しません。ガラスが人体を傷つける事故を防ぎます。

●防犯効果
バールなど鋭利な道具を用いても、突破には長時間を要し、大きな音がするので、侵入防止に効果を発揮します。

●UVカット
高い透視性を保ちながら、人体や物品に有害な紫外線のみを、99%以上軽減させます。

●貫通防止
金属製のシャッターよりも高い耐貫通性を持つので、台風時の暴風雨や飛来物から室内を守ります。

●防音効果
単板ガラスではほとんど遮音されない人の耳に不快な2,500ヘルツ近辺を含めて、あらゆる周波数帯に対して防音の効果があります。