專利名稱：窗用雙層玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及窗用雙層玻璃的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
使2塊玻璃板的一塊的厚度與另一塊的厚度不同的結(jié)構(gòu)的雙層玻璃，已公開的有特開平7-42451號(hào)的“建筑物用雙層玻璃”、特公昭60-4146號(hào)的”透光性板”及特開平2-289451號(hào)的“車輛用隔音窗玻璃”。
上述特開平7-42451號(hào)公報(bào)所揭示的雙層玻璃，其特征是內(nèi)側(cè)玻璃板的板厚設(shè)得較薄，其板厚為內(nèi)側(cè)具有反射性膜的外側(cè)玻璃板的板厚的70％以下。封入一對玻璃板之間的氣體產(chǎn)生熱膨脹時(shí)，使內(nèi)側(cè)玻璃板產(chǎn)生的撓曲大，這樣，便抑制外側(cè)玻璃板的撓曲，結(jié)果，可抑制反射膜的撓曲，解決了反射圖像變形的問題。
上述特公昭60-4146號(hào)公報(bào)所揭示的透光性板，是將具有規(guī)定間距的2塊玻璃中的一塊玻璃的單位面積的質(zhì)量設(shè)成另一塊玻璃的1.2倍以上的雙層玻璃。與用相同厚度的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃相比，隔音特性顯著提高。
上述特開平2-289451號(hào)公報(bào)揭示了由厚度相差20％以上的2塊單片玻璃構(gòu)成的窗玻璃及由厚度至少相差40％的2塊單片玻璃構(gòu)成的窗玻璃。與上述特公昭60-4146號(hào)一樣，可獲得同樣良好的隔音特性。
將上述特開平7-42451號(hào)、特公昭60-4146號(hào)及特開平2-289451號(hào)公報(bào)所揭示的雙層玻璃用于一方的玻璃板直接向外面的窗玻璃的場合，風(fēng)負(fù)荷(風(fēng)壓)直接作用在該一方的玻璃板上。但是，這些雙層玻璃對于風(fēng)負(fù)荷完全沒有考慮。風(fēng)負(fù)荷是在建筑基準(zhǔn)法中規(guī)定的，是由比臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生的風(fēng)速大得多的風(fēng)速導(dǎo)致的風(fēng)壓力。
如上所述，上述特開平7-42451號(hào)公報(bào)的雙層玻璃具有封入氣體的膨脹對策，上述特開昭60-4146號(hào)和特開平2-289451號(hào)公報(bào)是為了提高隔音性能而提出雙層玻璃方案的，但都必須將板厚增加到能耐風(fēng)負(fù)荷的厚度。因?yàn)槿舨贿@樣做就不能用作窗玻璃。
但是，若單純地增加板厚，雙層玻璃自身加重，窗的施工費(fèi)用增大，并且包括中間空氣(氣體)層的總厚度增大，窗框的厚度增大，存在對建筑物的影響大的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種窗用雙層玻璃結(jié)構(gòu)，該窗用雙層玻璃結(jié)構(gòu)既可保持窗玻璃所要求的耐風(fēng)壓強(qiáng)度，又可抑制總厚度。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的概念，提供一種窗用雙層玻璃，將2塊玻璃板以一定間距平行地配置，在中空層內(nèi)封入經(jīng)干燥過的氣體，上述玻璃板的周圍用襯墊和密封材料堵塞，并且將一方的玻璃板設(shè)成厚玻璃板，另一方的玻璃板設(shè)成薄玻璃板，其特征在于，上述厚玻璃板是用比薄玻璃板的機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃板構(gòu)成的。
在本發(fā)明的雙層玻璃上，風(fēng)負(fù)荷由2塊玻璃分擔(dān)。眾所周知，這時(shí)負(fù)荷分擔(dān)的比例為各玻璃板的厚度的3次方之比。因此，厚玻璃板的負(fù)荷分擔(dān)率非常高。為了提高耐風(fēng)壓強(qiáng)度，若使厚玻璃進(jìn)一步增厚，則雙層玻璃的總厚度增加，但有效的耐風(fēng)壓強(qiáng)度不增大。于是，采取這樣的方法，即控制厚玻璃板的進(jìn)一步增厚，代之以將機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃、例如雙倍強(qiáng)度玻璃和強(qiáng)化玻璃用于厚玻璃板。這樣，雙層玻璃既具有高的耐風(fēng)壓強(qiáng)度，又可抑制雙層玻璃的總厚度。
上述薄玻璃板是浮法玻璃和嵌絲玻璃中的任意一種，厚玻璃板是雙倍強(qiáng)度玻璃和強(qiáng)化玻璃中的任意一種。雙倍強(qiáng)度玻璃，與同樣厚度的浮法玻璃和嵌絲玻璃相比，具有約2倍的機(jī)械強(qiáng)度，強(qiáng)化玻璃具有2倍以上、例如3-5倍的機(jī)械強(qiáng)度。浮法玻璃、嵌絲玻璃、雙倍強(qiáng)度玻璃及強(qiáng)化玻璃的流通量多，容易得到，故可以抑制雙層玻璃的成本上升。
圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明窗用雙層玻璃的、局部為剖面的軸測圖。
圖2A和圖2B是圖1所示的雙層玻璃的作用說明圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形式以下，根據(jù)附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行說明。
參照圖1，窗用雙層玻璃(以下稱為“雙層玻璃”)10制成將板厚較薄的玻璃板11和比該薄的玻璃板11機(jī)械強(qiáng)度高且厚的玻璃板12以一定的間隔D保持平行的結(jié)構(gòu)。在兩玻璃11、12之間的中空層13內(nèi)封入干燥的氣體。玻璃板11、12周圍的中空層13用放入干燥劑的襯墊15和密封劑16塞住。
具體的一例，將薄玻璃板11制成浮法玻璃或嵌絲玻璃時(shí)，將厚玻璃板12制成雙倍強(qiáng)度玻璃或強(qiáng)化玻璃。上述雙倍強(qiáng)度玻璃與浮法玻璃和嵌絲玻璃相比具有約2倍的機(jī)械強(qiáng)度。強(qiáng)化玻璃具有大于雙倍強(qiáng)度玻璃的機(jī)械強(qiáng)度。浮法玻璃、嵌絲玻璃、雙倍強(qiáng)度玻璃及強(qiáng)化玻璃的流通量多，容易得到，因此，可以抑制雙層玻璃的成本上升。
下面，根據(jù)圖2A和圖2B，對雙層玻璃10的作用加以說明。雖然表示的例子是在這些圖所示的雙層玻璃10上，作為一例直接受到風(fēng)壓的玻璃是厚玻璃板12，但本發(fā)明不局限于此，即使薄玻璃板11直接受到風(fēng)壓，作為雙層玻璃10整體來說，可以得到同樣的效果。即不是必須將厚玻璃板12設(shè)在窗的外側(cè)、薄玻璃板11設(shè)在內(nèi)側(cè)，并沒有室內(nèi)外的區(qū)別。
圖2A中，雙層玻璃10以示意性表示的厚度為t1的厚玻璃板12和厚度為t2(t2＜t1)的薄玻璃板11作為基本要素。
雙層玻璃受到風(fēng)壓力P時(shí)，如圖2B所示，玻璃板12產(chǎn)生δ1撓曲，玻璃板11產(chǎn)生δ2撓曲。撓曲δ1、δ2是由于風(fēng)壓力P的分擔(dān)風(fēng)壓力P1、P2分別作用于玻璃板12、11而產(chǎn)生的。撓曲與負(fù)荷成正比，與板厚的3次方成反比，用(1)式表示。
δ1＝m(P1/t13)δ2＝m(P2/t23)……(1)在此，t1、t2為玻璃板12、11的板厚，m為常數(shù)。由于P1、P2為風(fēng)壓力P的分擔(dān)風(fēng)壓力，故(2)式成立。
P＝P1+P2………(2)另外，構(gòu)成雙層玻璃的2塊玻璃板的間隔十分狹小，認(rèn)為可以無視在這里的容積變化，假設(shè)上述δ1、δ2近似相等。
δ1＝δ2………(3)因此，根據(jù)(1)式、(2)式及(3)式，可以得到(4)式。P1=P×t13t13+t23,P2=P×t23t13+t23---(4)]]>由(4)式可知，玻璃板12分擔(dān)的風(fēng)壓力P1與玻璃板11分擔(dān)的風(fēng)壓力P2之比為各玻璃板的厚度的3次方之比。
1塊玻璃板的容許風(fēng)壓力PP可用(5)式表示。PP=KFA(t+t24)---(5)]]>在此，K為表示玻璃板的機(jī)械強(qiáng)度的、根據(jù)玻璃品種不同而不同的常數(shù)，F(xiàn)為安全系數(shù)，A為玻璃板的面積，t為板厚。將它分別應(yīng)用于雙層玻璃的玻璃板12、11，則成為下式。PP1=K1FA(t1+t124),PP2=K2FA(t2+t224)---(6)]]>這里，PP1、PP2為玻璃板12、11承受的風(fēng)壓力的允許值。也就是說，是玻璃板12、11單獨(dú)使用時(shí)的容許風(fēng)壓力。K1、K2為表示玻璃板12、11的機(jī)械強(qiáng)度的常數(shù)。關(guān)于安全系數(shù)F和玻璃板的面積A，玻璃板12、11設(shè)為相同的。
玻璃板12、11作為雙層玻璃而組合起來的情況下，雙層玻璃所承受的總風(fēng)壓力與玻璃板12、11各自承受的分擔(dān)風(fēng)壓力之間存在(4)式的關(guān)系，故根據(jù)(4)式和(6)式，可以得到(7)式和(8)式。PP′=K1FA(t1+t124)(1+t23t13)---(7)]]>PP′′=K2FA(t2+t224)(1+t13t23)---(8)]]>這里，PP’為容許風(fēng)壓力PP1作用于玻璃板12時(shí)的雙層玻璃的總風(fēng)壓力，PP”為容許風(fēng)壓力PP2作用于玻璃板11時(shí)的雙層玻璃的總風(fēng)壓力。對于整個(gè)雙層玻璃進(jìn)行考慮時(shí)，玻璃板12、11都必須滿足容許風(fēng)壓力，因此，作為雙層玻璃的容許風(fēng)壓力PP采用(7)式和(8)式的值中較小的值，以(9)式表示。
PP＝min(PP’，PP”)……(9)以下，用(7)～(9)式繼續(xù)進(jìn)行說明。
首先，指定玻璃板12、11的具體材質(zhì)，調(diào)查容許風(fēng)壓力。
關(guān)于厚玻璃板12，研究了浮法玻璃(比較例)、雙倍強(qiáng)度玻璃(實(shí)施例)、強(qiáng)化玻璃(實(shí)施例)3種玻璃。另一方面，薄玻璃板11制成浮法玻璃和嵌絲玻璃(比較例、實(shí)施例)，將數(shù)值代入上述式中，求PP’、PP”。計(jì)算容許風(fēng)壓力時(shí)，玻璃板12、11的安全系數(shù)F、玻璃板的面積A設(shè)成相同的值，按符號(hào)進(jìn)行處理。表示玻璃板機(jī)械強(qiáng)度的常數(shù)K1、K2，考慮各玻璃品種的機(jī)械強(qiáng)度化，浮法玻璃和嵌絲玻璃用常數(shù)K0，雙倍強(qiáng)度玻璃用K0的2倍表示，強(qiáng)化玻璃用K0的3倍表示，K0按符號(hào)處理。
首先，表示薄玻璃板11采用浮法玻璃時(shí)的例子。
比較例1基本構(gòu)成同6mm和3mm的玻璃板構(gòu)成雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃6mmt1＝6K1＝K0·薄玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=16.875K0FA]]>PP′′=47.250K0FA---(10)]]>將PP’、PP”中的較小的值設(shè)為容許風(fēng)壓力，故在該例中，PP如(11)式所示。PP=16.875K0FA---(11)]]>實(shí)施例1基本構(gòu)成由6mm和3mm的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 雙倍強(qiáng)度玻璃6mmt1＝6K1＝2×K0·薄玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=33.750K0FA]]>PP′′=47.250K0FA---(12)]]>
由于將PP’、PP”中的較小的值作為容許風(fēng)壓力，故在該例中，PP以(13)式表示。PP=33.750K0FA---(13)]]>實(shí)施例2基本構(gòu)成由6mm和3mm的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 強(qiáng)化玻璃6mmt1＝6K1＝3×K0·薄玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=50.625K0FA]]>PP′′=47.250K0FA---(14)]]>將PP’、PP”中的較小的值作為容許風(fēng)壓力，故在該例子中，PP為(15)式所示。PP=47.250K0FA---(15)]]>將浮法玻璃相互組合起來的比較例1的容許風(fēng)壓力為16.875(K0/FA)，而將浮法玻璃與雙倍強(qiáng)度玻璃組合起來的實(shí)施例1的容許風(fēng)壓力增大到33.750(K0/FA)，將浮法玻璃與強(qiáng)化玻璃組合起來的實(shí)施例2的容許風(fēng)壓力增大到47.250(K0/FA)。
將浮法玻璃相互組合起來的雙層玻璃的容許風(fēng)壓力增加到與實(shí)施例1、實(shí)施例2相同的有效方法，有增加厚玻璃板的厚度的方法，以下對其具體例子加以說明。
比較例2基本構(gòu)成由10mm和3mm的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃10mmt1＝10
K1＝K0·薄玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=35.945K0FA]]>PP′′=199.694K0FA---(16)]]>將PP’、PP”中的較小的值作為容許風(fēng)壓力，故在該例子中，PP如(17)式所示。PP=35.945K0FA---(17)]]>比較例2通過增加浮法玻璃的板厚，可得到與上述實(shí)施例1相同的容許風(fēng)壓力。但是，上述實(shí)施例1若將中間層的間隔設(shè)為12mm，則雙層玻璃的總厚度為21mm(＝6+12+3)。而比較例2的雙層玻璃的總厚度為25mm(＝10+12+3)。
并且，如PP”＝199.694(K0/FA)那樣，估計(jì)薄玻璃板上可承受極大的容許風(fēng)壓力，但不能將它作為真正的容許風(fēng)壓力，不得不說從整體上看該實(shí)例有浪費(fèi)或平衡差。
比較例3基本構(gòu)成由12mm和3mm的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃12mmt1＝12K1＝K0·薄玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃3mmt2＝3K2＝K0PP′=48.750K0FA]]>PP′′=341.250K0FA---(18)]]>將PP’、PP”中的較小的一方作為容許風(fēng)壓力，故在該例子中，PP為(19)式所示。PP=48.750K0FA---(19)]]>比較例3通過增加浮法玻璃的板厚，可得到與上述實(shí)施例2相同的容許風(fēng)壓力。但是，上述實(shí)施例2若將中間層的間隔設(shè)為12mm，同雙層玻璃的總厚度為21mm(＝6+12+3)。而比較例3的雙層玻璃的總厚度為27mm(＝12+12+3)。
并且，如PP”＝341.250(K0/FA)那樣，估計(jì)薄玻璃板上可承受極大的容許風(fēng)壓力，但不能將它作為真正的容許風(fēng)壓力，不得不說從整體上看該實(shí)例有浪費(fèi)或平衡差。
另外，浮法玻璃板為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的情況下，12mm的下一個(gè)規(guī)格為15mm，若將15mm用于厚玻璃板，則可以得到PP＝71.820(K0/FA)。
下面表示薄玻璃板11采用嵌絲玻璃的場合的例子。
比較例4基本構(gòu)成由12mm和6.8mm的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃12mmt1＝12K1＝K0·薄玻璃板玻璃的種類 嵌絲玻璃6.8mmt2＝6.8K2＝K0PP′=56.734K0FA]]>PP′′=119.260K0FA---(20)]]>將PP’、PP”中的較小的值作為容許風(fēng)壓力，故在該例中，PP如(21)式所示。PP=56.734K0FA---(21)]]>實(shí)施例3基本構(gòu)成由12mm和6.8mm的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 雙倍強(qiáng)度玻璃12mm
t1＝12K1＝2K0·薄玻璃板玻璃的種類 嵌絲玻璃6.8mmt2＝6.8K2＝K0PP′=113.468K0FA]]>PP′′=119.260K0FA---(22)]]>將PP’、PP”中的較小值作為容許風(fēng)壓力，故在該例中，PP為(23)式所示。PP=113.468K0FA---(23)]]>將浮法玻璃和嵌絲玻璃組合起來的比較例4的容許風(fēng)壓力為56.734(K0/FA)，而將雙倍強(qiáng)度玻璃和嵌絲玻璃組合起來的實(shí)施例3的容許風(fēng)壓力增大到113.468(K0/FA)。
將浮法玻璃和嵌絲玻璃組合而成的雙層玻璃的容許風(fēng)壓力增加到與實(shí)施例3一樣的有效方法，有增加浮法玻璃的板厚的方法，下面對具體例子進(jìn)行說明。
比較例5基本構(gòu)成由19mm和6.8mm的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃。
·厚玻璃板玻璃的種類 浮法玻璃19mmt1＝19K1＝K0·薄玻璃板玻璃的種類 嵌絲玻璃6.8mmt2＝6.8K2＝K0PP′=114.258K0FA]]>PP′′=418.864K0FA---(24)]]>將PP’、PP”中的較小值作為容許風(fēng)壓力，故在該例中，PP如(25)式所示。PP=114.258K0FA---(25)]]>比較例5通過增加浮法玻璃的板厚，可得到與上述實(shí)施例3一樣的容許風(fēng)壓力。但是，上述實(shí)施例3若將空間的間隔設(shè)為12mm，則雙層玻璃的總厚度為30.8mm(＝12+12+6.8)。而比較例5的雙層玻璃的總厚度為37.8mm(＝19+12+6.8)。
并且，如PP”＝418.864(K0/FA)那樣，估計(jì)薄玻璃板上可承受極大的容許風(fēng)壓力，但不能將它作為真正的容許風(fēng)壓力，不得不說從總體上看該實(shí)例有浪費(fèi)、或平衡差。
對以上的比較例1～5和實(shí)施例1～3進(jìn)行研究，可以得出以下幾點(diǎn)。
第1，由不同厚度的玻璃板構(gòu)成的雙層玻璃，若由機(jī)械強(qiáng)度相同程度的材料構(gòu)成兩玻璃板(浮法玻璃相互之間、浮法玻璃和嵌絲玻璃、雙倍強(qiáng)度玻璃相互之間等)，則真正的容許風(fēng)壓力由厚玻璃板決定。這意味著雖然雙層玻璃的總厚度增大，但真正的容許風(fēng)壓力不增加。
第2，由于2塊玻璃板按厚度的3次方之比分擔(dān)風(fēng)壓力，故應(yīng)控制厚玻璃板進(jìn)一步增厚。改為用機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃板代替是有效的。
第3，薄玻璃板可以選擇數(shù)值K小的玻璃材料，厚玻璃板可以選擇數(shù)值K大的玻璃材料。
構(gòu)成本發(fā)明的雙層玻璃的玻璃板厚度，薄玻璃板可從3mm、4mm、5mm、6mm、6.8mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm的規(guī)格中選擇，對特別的訂貨品，可自由地設(shè)成任意的數(shù)值，將該薄玻璃板厚度加上適當(dāng)?shù)某叽缱鳛楹癫ＡО宓暮穸燃纯桑?塊玻璃板的厚度并不是特別規(guī)定的。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的雙層玻璃，使2塊玻璃板的厚度不同，厚玻璃板選擇比薄玻璃板的機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃。即，為了增加耐風(fēng)壓強(qiáng)度，若使厚玻璃進(jìn)一步增厚，則雙層玻璃的總厚度增加，但有效的耐風(fēng)壓強(qiáng)度不增加。于是，控制厚玻璃板進(jìn)一步增厚，取而代之的是將機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃、例如雙倍強(qiáng)度玻璃和強(qiáng)化玻璃用于厚玻璃板。這樣，可以抑制雙層玻璃的總厚度，產(chǎn)生較大的耐風(fēng)壓強(qiáng)度。由于控制厚玻璃板的進(jìn)一步增厚，故可以抑制雙層玻璃的總重量的增加，可以抑制伴隨著重量增加而使預(yù)算的施工費(fèi)用增加，作為建筑物、特別是高層建筑物等的窗玻璃是有用的。
另外，根據(jù)本發(fā)明，若薄玻璃板選擇浮法玻璃或嵌絲玻璃，厚玻璃選擇雙倍強(qiáng)度玻璃或強(qiáng)化玻璃，則由于浮法玻璃、嵌絲玻璃、雙倍強(qiáng)度玻璃及強(qiáng)化玻璃的流通量多，容易得到，故可以抑制雙層玻璃的成本上升。
權(quán)利要求
1.一種窗用雙層玻璃，該窗用雙層玻璃(10)的2塊玻璃板相隔一定的間距平行地配置，在中空層(13)中封入干燥的氣體，上述玻璃板的周圍用襯墊(15)和密封材料(16)堵塞，并且一方的玻璃板設(shè)成較厚的玻璃板(12)，另一方的玻璃板設(shè)成較薄的玻璃板(11)，其特征在于，上述厚玻璃板(12)用比上述薄玻璃板(11)的機(jī)械強(qiáng)度更高的玻璃板構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層玻璃，其特征在于，上述薄玻璃板(11)是浮法玻璃和嵌絲玻璃中的任意一種，厚玻璃板(12)是雙倍強(qiáng)度玻璃和強(qiáng)化玻璃中的任意一種。
全文摘要
提供一種窗用的雙層玻璃(10)，該雙層玻璃由夾著中空層(13)、具有一定間距的2塊板狀玻璃構(gòu)成。一方的玻璃板(12)的板厚較厚，另一方的玻璃板(11)比該厚的玻璃板的板厚要薄。一方的玻璃板(12)比將板厚設(shè)為相同時(shí)的另一方的玻璃板(11)具有更高的機(jī)械強(qiáng)度。厚的玻璃板(12)采用雙倍強(qiáng)度玻璃或強(qiáng)化玻璃。薄的玻璃板(11)采用浮法玻璃或嵌絲玻璃。這樣，雙層玻璃(10)既具有高的耐風(fēng)壓強(qiáng)度，又可控制雙層玻璃的總厚度。
文檔編號(hào)C03C27/06GK1418177SQ01806714
公開日2003年5月14日 申請日期2001年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者加藤英美, 木下泰斗 申請人:日本板硝子株式會(huì)社