JP7666103B2

JP7666103B2 - シール材及びこれを用いた複層ガラス

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Publication number: JP7666103B2
Application number: JP2021075286A
Authority: JP
Inventors: 崇澁谷; 哲菊地
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2025-04-22
Anticipated expiration: 2041-04-27
Also published as: JP2021175704A

Description

本発明は、シール材及びこれを用いた複層ガラスに関する。

従来から、２枚以上のガラス板が、その間に中空層を形成するようにスペーサのみを介して隔置されて対向配置された複層ガラスにおいて、前記スペーサは、２５℃におけるＪＩＳＡ硬度が１０～９０の熱可塑性樹脂組成物からなり、前記熱可塑性樹脂組成物が、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンと乾燥剤と無機フィラーとを含み、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対するブチル系ゴムの割合が５０～９８重量％、結晶性ポリオレフィンの割合が２～５０重量％であり、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計１００重量部に対する無機フィラーの割合が２００重量部以下である複層ガラスが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１の図４には、ガラス板１ａ，１ｂと金属スペーサ２との間に一次シール材３を介在させることによって、中空層を外気から遮断し、対向しているそれらのガラス板の周縁部の内面とスペーサ外周面とで構成された空隙（凹部）をポリスルフィド系またはシリコーン系で代表される常温硬化型の二次シール材で封着してなる複層ガラスが開示されている。また、特許文献１の図５には、乾燥剤を練り込んだ樹脂をスペーサ４として用い、常温硬化型の二次シール材で封着してなる複層ガラスが開示されている。

特開平１０－１１４５５１号公報

ところで、複層ガラスの品質を保証するために種々の規格が設けられているが、複層ガラスを防火用の防火複層ガラスとして構成する場合、火災時の耐久性能に関する規格として、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験に合格することが要求される。

かかる耐火試験は、複層ガラスの正面に向けてバーナーで火炎を所定時間放射することにより行われ、複層ガラスを火炎が貫通せず、当該所定時間、複層ガラスが崩落せずに耐えることが要求される。ここで、複層ガラスが崩落するか否かは、複層ガラスの周縁部をシールするシール材（以下、「２次シール材」ともいう。）の防火性能に依存する比重が大きい。

そこで、本発明は、耐火性能に優れた複層ガラス用のシール材及びこれを用いた複層ガラスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るシール材は、２枚以上のガラス板が、その間に中空層を形成するようにスペーサを介して隔置されて対向配置された複層ガラスの周縁部をシールするシール材であって、
シール材はブチル系ゴムと無機フィラーとを有し、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対するブチル系ゴムの割合が９８質量％以上１００質量％以下、結晶性ポリオレフィンの割合が０質量％以上２質量％未満であり（結晶性ポリオレフィンが含まれない場合も含む）、
ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合が１００質量部以上２５０質量部以下である。

本発明によれば、高い防火性能を有する複層ガラス用のシール材及びこれを用いた複層ガラスを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る２次シール材及び複層ガラスを示した図である。防火性を有するガラス及びＬｏｗ－Ｅガラスを使用して本発明の第１の実施形態に係る複層ガラスを構成した例を示した図である。ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験の方法を説明するための図である。図３に示した炉２００を正面から示した図である。ＩＳＯ８３４－１：１９９９に準拠した加熱曲線を示した図である。複層ガラスのＬｏｗ－Ｅガラス１１ａが加熱側に配置され、防火性を有するガラス１０ａが非加熱側に配置されるような複層ガラスの配置を示した図である。複層ガラス１００のＬｏｗ－Ｅガラス１１ａが非加熱側に配置され、防火性を有するガラス１０ａが加熱側に配置されるような複層ガラスの配置を示した図である。第２の実施形態に係る２次シール材及びこれを適用した複層ガラスを示した図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る２次シール材及び複層ガラスを示した図である。図１において、複層ガラス１００は、第１のガラス１０と、第２のガラス１１と、スペーサ２０と、乾燥剤３０と、中空層４０と、１次シール材５０と、２次シール材６０とを備える。

図１に示される通り、複層ガラス１００は、第１のガラス１０と第２のガラス１１とを対向配置させ、スペーサ２０で対向する第１のガラス１０と第２のガラス１１との間隔を規定して中空層４０を形成する。そして、１次シール材５０を第１のガラス１０とスペーサ２０との間、及び第２のガラス１１とスペーサ２０との間にそれぞれ設ける。なお、１次シール材５０は、理解の容易のために厚く描いているが、実際は極めて薄く、全体としては複層ガラス全体の厚さと比較して無視できる程度の厚さ、例えば０．１～０．８ｍｍ程度の範囲内の厚さに設定され、例えば約０．３ｍｍの厚さに設定されてもよい。

また、１次シール材５０と第１のガラス１０及び第２のガラス１１との間には、必要に応じて接着剤が用いられ、接着剤層が形成されてもよい。

そして、スペーサ２０、及び１次シール材５０の外周を覆うように、複層ガラス１００の周縁部に２次シール材６０が設けられている。２次シール材６０は、第１のガラス１０と第２のガラス１１との間の周縁部の空間を埋めるように設けられ、中空層４０を密閉する役割を果たす。なお、乾燥剤３０は、中空層４０内の水分を吸収し、中空層４０内の乾燥状態を保つために設けられる。

なお、本技術分野では、一般的に、スペーサ２０の外周面を囲むように、複層ガラス１００の周縁部に設けられるシール材を「２次シール材」と呼ぶ場合が多い。即ち、１次シール材の有無に関わらず、スペーサ２０の外周面を囲む位置に設けられたシール材を２次シール材と呼ぶ場合が多い。よって、本実施形態においては、１次シール材の有無に関わらず、スペーサ２０の外周面（側面）を覆うように設けられたシール材を２次シール材と呼んで説明する。また、単に「シール材」と呼ぶ場合には、１次シール材と２次シール材の双方を含むが、１次シール材はスペーサ２０と第１のガラス１０との間及びスペーサ２０と第２のガラス１１との間に設けられるので、その位置で区別することができる。

図２は、第１のガラス１０の一実施態様として防火性を有するガラス１０ａを使用し、第２のガラス１１としてＬｏｗ－Ｅガラス１１ａを使用しており、複層ガラス１００は、防火複層ガラスとして構成されている。

Ｌｏｗ－Ｅガラス１１ａは、中空層４０側の表面に、低放射性のＬｏｗ－Ｅ金属膜１６がコーティングされたガラス板である。

防火性を有するガラス１０ａとは、「防耐火性能試験・評価業務方法書（一般財団法人建材試験センター発行、平成１２年６月１日制定、２０２０年７月１３日最終変更）」の遮炎・準遮炎性能試験評価方法に準拠した試験方法で２０分以上の遮炎性能を有するガラス板をいい、網入りガラス、耐熱板ガラス、及び化学強化ガラスなどがある。

ここで、網入りガラスとは、ＪＩＳＲ３２０４（網入板ガラス及び線入板ガラス）で規定される網入り板ガラスをいう。網入りガラスは、ガラス板の内部に金属製の網を有し、ガラスの強度が高まるように構成されている。網は、例えば、網入りガラス内に格子状に配置されて構成される。

耐熱板ガラスとは、社団法人カーテンウォール・防火開口部協会によって定められた「耐熱板ガラス品質規格」で規定される板ガラスをいう。耐熱板ガラスには、低膨張防火ガラス、耐熱強化ガラス、耐熱結晶化ガラスの三種類がある。

化学強化ガラスとは、化学強化法によりガラスの表面に圧縮応力層を形成させて強度を高めたガラスをいう。化学強化ガラスは、Ｎａ成分やＬｉ成分を含有するソーダライムシリケートガラス等のガラス板を、硝酸カリウム等の溶融塩中に浸漬させ、ガラス板の表面に存在する原子径の小さなＮａイオン及び／又はＬｉイオンを、溶融塩中に存在する原子径の大きなＫイオンに置換することで、ガラス板の表面層に圧縮応力層を形成して強度を高める強化技術を利用して製造される。

化学強化ガラスは網入りガラスに比べて、視認性や意匠性に優れ、熱割れのリスクが低い。また、化学強化ガラスは耐熱強化ガラスに比べて、自然破損のリスクが低く、薄板化しても強度や防火性能を確保することができる。さらに、化学強化ガラスは耐熱強化ガラスよりも反りを抑制することができるため、複層ガラスとしたときにシール材の隙間が開きにくく、火災発生時に複層ガラス周縁部から炎を漏れにくくすることができ、防火性能を向上できる。

化学強化ガラスの圧縮応力層が形成される主面のうち少なくとも一方の主面において、表面圧縮応力値は３００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下が好ましい。表面圧縮応力値が３００ＭＰａ以上であれば、化学強化ガラスの機械的強度が高い。表面圧縮応力値が１０００ＭＰａ以下であれば、製造コストを低減し、圧縮応力層の深さを確保することができる。

化学強化ガラスの圧縮応力層が形成される主面のうち少なくとも一方の主面において、圧縮応力層の板厚方向の厚さは２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。圧縮応力層の厚さが２０μｍ以上であれば、外力に対する十分な強度が得られる。圧縮応力層の板厚方向の厚さが５０μｍ以下であれば、溶融塩中への浸漬が短時間であってもよく、化学強化ガラスを容易に得ることができる。

なお、第１のガラス１０の厚さは例えば３ｍｍ以上１１ｍｍ以下でもよく、６．８ｍｍでもよく、１０ｍｍでもよい。第２のガラス１１の厚さは例えば２．５ｍｍ以上１９ｍｍ以下でもよく、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下でもよく、５．０ｍｍでもよい。但し、第１のガラス１０及び第２のガラス１１の厚さは、複層ガラス１２の用途に応じて種々の厚さとすることができる。

本実施形態に係る２次シール材６０は、防火性能に優れているため、防火性を有するガラス１０ａとＬｏｗ－Ｅガラス１１ａとを組み合わせた防火複層ガラスに好適に用いることができるが、通常のガラス板を対向させた複層ガラスにも用いることができる。よって、二次シール材６０及びこれを用いた複層ガラス１００は、防火複層ガラスに限定される訳ではなく、通常の複層ガラスにも適用可能である。

まず、本実施形態に係る２次シール材６０及びこれを用いた複層ガラス１００を説明する前に、防火試験について説明する。防火試験は、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験が対象となる試験であり、この試験に合格することが複層ガラスの防火性を示す指標となる。

図３は、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験の方法を説明するための図である。図３に示されるように、炉２００内にはバーナー２１０と温度計２２０が設けられており、試験対象となる複層ガラス１００は、炉２００の開口部２０１に取り付けられる。図４は、図３に示した炉２００を正面から示した図である。遮炎性能においては、図３、図４に示した状態で、ＩＳＯ８３４に準拠した加熱曲線（T = 345 log10 (8t + 1) + 20、T : 炉内温度（℃）、t : 時間（分））に従って複層ガラス１００を２０分間加熱する。

図５は、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に準拠した加熱曲線を示した図である。温度計２２０で測定される炉内温度が、図５に示すような温度勾配となるように、バーナー２１０で炉２００内を加熱し、複層ガラス１００の耐火試験を行う。

耐火試験の合格は、複層ガラス１００を火炎が貫通せず、かつ、非加熱側への１０秒連続する発炎が無い状態で２０分間耐えられた場合である。より正確には、非加熱側への１０秒を超えて継続する火炎噴出が無いこと、非加熱側への１０秒を超えて継続する発炎がないこと、火炎が通る亀裂などの損傷及び隙間を生じないこと、を総て満たす場合に合格となる。例えば、複層ガラス１００の２枚のガラス１０、１１が崩落した場合には火炎は複層ガラス１００を貫通してしまうし、２次シール材６０及びスペーサ２０が燃焼して火炎が通る亀裂や隙間が生じてしまうと、複層ガラス１００の４辺から発炎が発生してしまう。よって、２次シール材６０の防火性が耐火試験合格のカギとなる。耐火試験は、複層ガラス１００の表裏の両面について行う。

図６は、複層ガラス１００のＬｏｗ－Ｅガラス１１ａが加熱側に配置され、防火性を有するガラス１０ａが非加熱側に配置されるような複層ガラス１００の配置を示した図である。この場合、防火性を有するガラス１０ａが非加熱側にあるため、Ｌｏｗ－Ｅガラス１１ａが崩落したとしても、非加熱側の防火性を有するガラス１０ａが耐え抜いて合格する場合が多い。

図７は、複層ガラス１００のＬｏｗ－Ｅガラス１１ａが非加熱側に配置され、防火性を有するガラス１０ａが加熱側に配置されるような複層ガラス１００の配置を示した図である。この場合、Ｌｏｗ－Ｅガラス１１ａのＬｏｗ－Ｅ金属膜１６が熱を炉２００の内側に反射するので、防火性を有するガラス１０ａの加熱ペースが図６の場合よりも速くなる。そして、２次シール材６０及びスペーサ２０の内側が燃焼して防火性を有するガラス１０ａが崩落してしまうと、Ｌｏｗ－Ｅガラス１１ａは防火性を有するガラス１０ａほどの防火性は無いので、火炎が貫通する場合が多くなる。つまり、構成上、図７の配置パターンで不合格となりやすい。図７の配置で防火試験に合格するには、２次シール材６０の耐熱性を高め、防火性を有するガラス１０ａの崩落をなるべくさせないようにすることが要求される。

スペーサ２０に金属製のスペーサ、例えばアルミニウムからなるスペーサを用いる場合には、２次シール材６０が燃焼しても、スペーサ２０で崩落を防げる場合が多い。一方、スペーサ２０が樹脂製又は塩化ビニル製の場合には、２次シール材６０が燃焼してしまうとスペーサ２０も耐えることができず、Ｌｏｗ－Ｅガラス１１ａが崩落してしまう場合が多い。

よって、２次シール材６０の防火性能を高めれば、スペーサ２０の材質に関係なく防火試験に合格することができる。

以下、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験に合格可能な２次シール材６０及びこれを用いた複層ガラス１００について、再度図１を参照して詳細に説明する。

図１において、まず、スペーサ２０は、アルミニウムスペーサ又は樹脂スペーサのいずれでも構わない。

従来は、アルミニウムスペーサを使用した複層ガラスが使用されているが、近年ガラス周辺部の断熱性向上のニーズが高まっており、アルミニウムスペーサよりも断熱性の高い塩化ビニル等を用いた樹脂スペーサ、乾燥剤練りこみ型スペーサへのニーズが高まっている。（乾燥型練りこみ型スペーサについては後述する）。

上述のように、樹脂スペーサあるいは、乾燥剤練りこみ型樹脂スペーサを用いた場合、防火性能の低下が課題となっている。

即ち、アルミニウムスペーサはアルミニウム自体が不燃材料であるため、耐火試験後でもスペーサそのものの形状維持ができている。

一方、樹脂スペーサは塩ビなどの硬質の樹脂材料を使用しているため、耐火試験実施時には溶融、分解、燃焼が発生し、形状の保持が厳しい。同様に、樹脂練りこみ型スペーサでも、マトリックスは樹脂であるため、耐火試験実施時には、溶融、分解、燃焼が発生し、やはり形状保持が難しい。

一般的に、２次シール材としては、シリコーン系シーラント、ポリサルファイド系シーラント、ホットメルトブチル系シーラントが用いられている。

シリコーン系シーラントは、耐熱性は高いが、ガスバリヤー性能が高くないため、複層ガラスの寿命に不安が残る。ポリサルファイド系シーラントは、ガスバリヤー性は高いが、防火性能は不十分であり、かつ燃焼時に酸性ガスを発生してしまう。ホットメルトブチル系シーラントは、ガスバリヤー性能は非常に高いが、防火性能は不十分である。

本実施形態に係る２次シール材６０は、ホットメルトブチル系シーラントではあるが、防火性能を著しく向上させたシーラントである。そして、本実施形態に係る２次シール材６０は、スペーサ２０が樹脂スペーサや乾燥剤練りこみ型スペーサの場合であっても、防火性能が確保でき、かつ複層ガラス１００として耐久性が高いシール材を構成する。以下、その内容について詳細に説明する。

本実施形態に係る２次シール材６０は、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンと無機フィラーとを含み、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対するブチル系ゴムの割合が９８質量％以上１００質量％以下、結晶性ポリオレフィンの割合が０質量％以上２質量％未満であり（結晶性ポリオレフィンが含まれない場合も含む）、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合が１００質量部以上２５０質量部以下である。

上述のブチル系ゴムは、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレン、部分加硫ブチルを含む。これらは、ホットメルト系ブチルゴムであり、熱溶融成形可能である。シリコーンと比較して、防湿性能が高く、通常の使用における寿命が長いという利点がある。また、ポリサルファイドからなるシール材も存在するが、硫黄成分を含み、燃焼時に有毒ガスを放出するおそれがあるため、適切ではない。

しかしながら、ブチル系ゴムは、基本的に燃えやすいという性質を有しており、そのままでは耐火試験に合格することは困難であるが、本実施形態においては、上述の配合により、大幅に防火性能を向上させている。

なお、ブチル系ゴムは架橋されていないことが好ましい。架橋されていないことにより、２次シール材としての流動性が良好になるからである。

ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対するブチル系ゴムの割合は、９８質量％以上であり、９９質量％以上が好ましく、９９．５質量％以上がより好ましく、１００質量％が特に好ましい。また、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対するブチル系ゴムの割合は１００質量％以下であり、９９．９質量％以下であってもよく、９９．８質量％以下であってもよく、９９．５質量％以下であってもよい。

本実施形態に係る２次シール材６０は、ブチル系ゴムとしてポリイソブチレンを含み、ポリイソブチレンの割合が５質量％以上、２０質量％以下であることが好ましい。ポリイソブチレンの割合が５質量％以上であれば、２次シール材６０と第１のガラス１０及び第２のガラス１１との密着性がよい。ポリイソブチレンの割合は、５質量％以上がより好ましく、８質量％以上が特に好ましい。また、ポリイソブチレンの割合が２０質量％以下であれば、２次シール材６０が流動しにくく、形状保持性がよい。ポリイソブチレンの割合は、１５質量％以下がより好ましく、１２質量％以下が特に好ましい。

本実施形態に係る２次シール材６０は、ブチル系ゴムとともに結晶性ポリオレフィンを含んでよいが、結晶性ポリオレフィンとは、エチレンやプロピレンなどのオレフィンの単独重合体や他の単量体との共重合体、およびそれらの変性物であって、結晶性を有しているものをいう。重合体の構造はシンジオタクチック構造やアイソタクチック構造であることが好ましいが、他の構造を含んでいてもよい。オレフィンとしては特にエチレンとプロピレンが好ましい。

共重合体としては２種以上のオレフィンの共重合体やオレフィンと他の単量体との共重合体があり、エチレンやプロピレンと結晶性を阻害しない他の単量体との共重合体が適当である。また共重合体としては、交互共重合体やランダム共重合体よりもブロック共重合体が適当である。変性物としては酸無水物基、カルボキシル基、エポキシ基などの官能基を導入した結晶性ポリオレフィンがある。

結晶性ポレオレフィンは、複層ガラス１００の形状維持に効果的であるため、防火性能というよりは、複層ガラス１００の性能向上に寄与する。

上記の樹脂組成物においてブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対する結晶性ポリオレフィンの割合は０質量％以上２質量％未満である。即ち、結晶性ポリオレフィンは必須ではなく、必要に応じて成分として含有してよい。ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対する結晶性ポリオレフィンの割合は、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましく、結晶性ポリオレフィンを含まないことが特に好ましい。また、結晶性ポリオレフィンを含む場合のブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対する結晶性ポリオレフィンの割合は、０．１質量％以上であってもよく、０．２質量％以上であってもよく、０．５質量％以上であってもよい。

本実施形態に係る２次シール材６０は、無機フィラーを含む。ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合は、１００質量部以上であり、１５０質量部以上が好ましく、１８０質量部以上がより好ましい。また、ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合は、２５０質量部以下であり、２３０質量部以下であってもよく、２２０質量部以下であってもよい。無機フィラーには、燃焼しても残渣が残る成分が多いので、２次シール材６０の防火性能を向上させるのに寄与する。無機フィラーとしては、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、水酸化マグネシウム、カーボンブラック、膨張黒煙、吸着剤が挙げられる。

タルク、炭酸カルシウム及びシリカ粉末は、充填剤として用いられ、燃焼後の形状保持に寄与する。これらは、不燃材料であり、燃焼しても形状を維持するのに役立つため、一定割合で配合されることが好ましい。なお、シリカ粉末よりも、タルク又は炭酸カルシウムを用いることが好ましい。

なお、タルクの粒径は、例えば、メジアン径のｄ５０で３μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上８μｍ以下であることがより好ましく、４μｍ以上６μｍ以下であることが一層好ましい。

水酸化マグネシウム及び含水シリカは、難燃剤として機能し、燃焼時に水分を放出し、燃焼を抑制する効果を有する。即ち、燃焼を水で冷やす効果を有するので、防火性能の向上に役立つ。

カーボンブラックの中でも、ファーネス型カーボンブラックは、活性炭と同等の吸着効果を有し、酸素及び燃焼ガスを吸着し、燃焼を遅延させる効果を有する。これにより、２次シール材６０の防火性能を向上させることができる。カーボンブラックは、窒素比表面積が非常に大きく、メタン、一酸化炭素等の燃焼ガスについても大きなトラップ効果を発揮する。

カーボンブラックの中でも、ハードカーボン型のカーボンブラックは、表面積が比較的大きいのでゴムの強度を高めつつ防火用途に好ましい。カーボンブラックの窒素比表面積は、５０ｍ^２／ｇ以上２００ｍ^２／ｇ以下であることが好ましく、５５ｍ^２／ｇ以上１５０ｍ^２／ｇ以下であることがより好ましく、６０ｍ^２／ｇ以上１２０ｍ^２／ｇ以下であることが一層好ましい。ハードカーボン型のカーボンブラックは、ＨＡＦ型がより好ましい。

膨張黒鉛は、燃焼時に膨張し、複層ガラスの形状保持に寄与する。即ち、燃焼時に膨張し、２次シール材６０の焼失分をカバーする役割を担う。

吸着剤は、可燃性ガスを吸着する効果があり、燃焼を遅延させる効果がある。なお、可燃性ガスには、例えば、メタン、一酸化炭素が含まれる。これらの可燃性ガスを吸着することにより、燃焼を抑制することができる。吸着剤としては、例えばゼオライト粉体及びシリカゲルが挙げられる。なお、ゼオライトは、粉体を用いることが好ましい。

その他、添加剤として、熱分解促進剤を用いることが好ましい。熱分解促進剤としては、例えば、有機硫黄化合物、より具体的にはチオエーテルが挙げられる。チオエーテルは、２００－３５０℃での熱分解を促進する材料であり、低温で熱分解を促進させ、高温での燃焼成分を減少させる役割を果たす。

これらの無機フィラー成分は、全てを含有している必要はなく、少なくとも１つ以上の成分を含有していればよい。しかしながら、防火性能の向上のためには、上述の無機フィラー成分の少なくとも２つを含有していることが好ましく、少なくとも３つを含有していることがより好ましく、少なくとも４つを含有していることが更に好ましい。

なお、接着剤は用いても用いなくてもよいが、用いる場合には、例えば、ポリオレフィン系ポリオールと、無黄変イソシアネートと、無黄変イソシアネートの誘導体から作られるウレタン系接着剤を用いるようにしてもよい。これらの接着剤は、溶融しない架橋型の接着剤であるから、加熱しても溶融せずにその場に留まる性質を有し、複層ガラス１００の防火性能を高めることができる。

なお、２次シール材の２５℃におけるＪＩＳＡ硬度は、５０以上９０以下であることが好ましい。これは、防火性能というよりも、通常の複層ガラス１００として要求される性能であって、複層ガラス１００の形状保持のため、硬度５０以上であることが好ましい。また、複層ガラス１００のガラス１０、１１の割れ防止のため、硬度９０以下であることが好ましい。更に、２次シール材６０の２５℃におけるＪＩＳＡ硬度は５５～９０であることが好ましい。

第１の実施形態によれば、ブチル系シーラントをベース材料としながらも、防火性能を向上させる無機フィラーを配合することにより、防火性能を向上させ、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく防火試験に合格できる２次シール材６０及び複層ガラス１００を構成することができる。

具体的には、２次シール材の室温での質量をＡとし、空気雰囲気で室温から１０℃／分の速度で昇温し、５００℃となったときの質量をＢとしたときに、質量比Ｂ／Ａを４０％以上とすることができる。質量Ｂの質量Ａに対する比は、２次シール材６０を１０℃／分の速度で昇温し、徐々に溶融して形が崩れていったときの５００℃における２次シール材６０の残渣率と考えることができる。本実施形態に係る２次シール材６０によれば、かかる残渣率を４０％以上とすることができ、防火性能を向上させることができる。

［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態に係る２次シール材及び複層ガラスを示した図である。

第２の実施形態における複層ガラス１０１は、スペーサ２０の代わりに乾燥剤練りこみ型スペーサ２１を備えている点で、第１の実施形態における複層ガラス１００と異なっている。それ以外は、第１の実施形態における複層ガラス１００と同様であり、第１のガラス１０及び第２のガラス１１は、第１の実施形態と同様の構成を有するため、同一の参照符号を付している。また、２次シール材６１は、材質的には第１の実施形態に係る第２のシール材６０と同様であるが、樹脂スペーサ２１の形状がスペーサ２０と異なっているため、形状のみが異なっている。

乾燥剤練りこみ型スペーサ２１は、最近多く用いられている乾燥剤練りこみ型スペーサとして構成されたスペーサであり、スペーサ内に乾燥剤３０が練りこまれた構成を有する。乾燥剤練りこみ型スペーサも、樹脂スペーサとして構成されるため、金属製のスペーサと比較して防火性能が低い。

このような乾燥剤練りこみ型スペーサ２１についても、本実施形態に係る２次シール材６０を適用し、第１のガラス１０として防火性を有するガラス１０ａを使用し、第２のガラス１１としてＬｏｗ－Ｅガラス１１ａを使用し、複層ガラス１００を防火複層ガラスとすることで、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく防火試験に合格できる複層ガラス１０１を構成することができる。

このように、本実施形態に係る２次シール材６０は、種々のスペーサ２０、２１及び複層ガラス１００、１０１に適用することが可能である。

［実施例］
以下、第１の実施形態に係る２次シール材６０を用いて複層ガラス１００を構成し、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく防火試験を行った実施例について説明する。

なお、以後説明する構成要素については、理解の容易のため、第１の実施形態で用いた符号を同様に用いることとする。

本実施例においては、第１のガラス１０として厚さ６．８ｍｍの網入りガラスを用い、第２のガラス１１として厚さ５ｍｍのＬｏｗ－Ｅガラスを用い、中空層４０の厚さは１２ｍｍとした。また、第１のガラス１０及び第２のガラス１１の幅は９００ｍｍ、高さは２０００ｍｍとした。

スペーサ２０は、非金属であり、プラスチックとステンレスの混合材からなるＴＧＩ（登録商標）－ＳｐａｃｅｒＭ（TECHNOFORM社製）を用いた。スペーサ２０の高さは、６．８５ｍｍとした。

１次シール材５０には、熱可撓性ポリイソブチレン系シーリング材からなる横浜ゴム社製のＳＭ－４８８を用いた。１次シール材５０の厚さは、片側で０．３ｍｍとした。

２次シール材６０は、表１に示されるように、ブチル系ゴム、結晶性ポレオレフィン及び無機フィラーの割合を変化させるとともに、更に無機フィラーについては含有成分を種々変化させて構成した。

ブチルゴムとして、ＪＳＲ社製ブチル３６５を用いた。ポリイソブレンとして、ＢＡＳＦ社製オパノールＢ１５を用いた。ポリエチレンとして、日本ポリエチ社製ＬＪ９０２を用いた。タルクとして、富士タルク社製ＦＨ１０４Ａを用いた。炭酸カルシウムとして、白石カルシウム社製ホワイトンＳＢ赤を用いた。水酸化マグネシウムとして、神島化学工業社製マグシーズＮを用いた。カーボンブラックとして、東海カーボン社製シースト３を用いた。膨張黒鉛として、伊藤黒鉛工業社製９５５０２５Ｌを用いた。吸着剤として、ユニオン昭和社製モレキュラーシーブ４Ａパウダーを用いた。粘着付与材として、ＪＸＴＧ社製ＴＲｅｚＨＡ１２５を用いた。

このような条件で複層ガラス１００を構成し、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験を行った。耐火試験は、図３～７に説明したのと同様の内容で行った。

実施例及び比較例の結果を表１に示す。

表１に示されるように、実施例１～５のうち、実施例１～４は結晶性ポレオレフィンを含まず、ブチル系ゴム、無機フィラー及び添加剤のみを含む組成となっている。実施例５は、結晶性ポレオレフィンを０．５質量％含んでいる。

また、実施例１～５は全て、ブチル系ゴムと結晶性ポレオレフィンとの合計１００質量％に対する無機フィラーの割合が１００質量％以上である。また、実施例１～５は、ブチル系ゴムのうち、ブチルゴムの割合が２０質量％、ポリイソブチレンの割合が１０質量％である。上述のように、結晶性ポリオレフィンについては、実施例１～４は含まれないが、実施例５のみ、ポリエチレンを０．５質量％含んでいる。

無機フィラーについては、実施例１が、不燃材料であるタルクを３０質量％、酸素及び燃焼ガスの吸着剤（活性炭）として機能するカーボンブラックを１０質量％、可燃ガスの吸着剤として機能するゼオライト４Ａを２０質量％含む。更に、添加剤として、粘着付与剤を１０質量％含んでいる。

実施例２は、無機フィラーについて、実施例１のタルクを３０質量％から２０質量％に減らし、その分、膨張黒鉛１０質量％を追加した組成となっている。

実施例３は、実施例１を基準とすると、不燃材料としてタルクの代わりに炭酸カルシウムを入れて１０質量％とし、更に燃焼時に水を放出する難燃剤として機能する水酸化マグネシウムを２０質量％追加した組成となっている。

実施例４は、成分組成は実施例１と同様であるが、タルクを２５質量％、カーボンブラックを２５質量％、吸着剤を１０質量％として、その組成比率を変化させている。

実施例５は、実施例１を基準とすると、結晶性ポレオレフィンとしてポリエチレンが０．５質量％加わった分を、タルクから差し引いて２９．５質量％とし、カーボンブラックを２０質量％、吸着剤を１５質量％、吸着付与剤を５質量％とし、その質量組成をやはり変化させている。

一方、比較例としては、比較例１として、既存のホットメルトブチル系シーラントを用いた例で、ブチル系ゴムと結晶性ポレオレフィンの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合が３３質量部となっており、１００質量部以上となっている実施例１～５と異なる組成となっている。

比較例２は、ＷＯ２０１８／１９９１７７に記載されている実施例の組成と同様の組成である。ブチル系ゴムと結晶性ポレオレフィンとの合計量に対するブチル系ゴムの割合が８９．８質量％と、９８％未満となり、実施例１～５よりも小さい組成である。また、ブチル系ゴムと結晶性ポレオレフィンの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合が８４質量部となっており、実施例１～５の１００質量部以上よりも大幅に小さな値となっている。

比較例３、４は、特許文献１の表１の組成例９、１２の組成とそれぞれ同一の組成であり、ブチル系ゴムと結晶性ポレオレフィンの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合が９１質量部となっており、実施例１～５の１００質量部以上よりも大幅に小さな値となっている。

このような組成で実施例１～５及び比較例１～４を構成し、実施例１～５及び比較例１、２について耐火試験を行った所、実施例１～５は試験に合格し、比較例１～４は不合格であった。

試験の合格、不合格よりも細かい評価指標として、５００℃燃焼残渣を評価した。５００℃燃焼残渣は、熱重量測定装置（ＴＡインスツルメント社製熱重量測定装置Ｑ５０）を用い、空気雰囲気下で昇温速度１０℃／分にて室温から９００℃まで加熱し、５００℃での残渣量を求めた。実施例１～５は、全て６０％付近であったが、比較例１～４は、いずれも４０％未満であり、それぞれ２５％、３０％という実施例１～５の半分以下の残渣となった。

かかる結果から、無機フィラーの比率は２次シール材の耐火性能に大きな影響を与え、これを１００質量部以上に設定することにより、ブチルゴム系シーラントの耐火性能を大幅に向上させることができることが示された。

実施例1～５について考察すると、実施例５が６３％と最も高く、次いで実施例１が６０％となり、実施例２の５９％、実施例４の５８％、実施例２の５５％という順位となった。

仮説とはなるが、実施例５の結果から、結晶性ポリオレフィンを微量含有する方が、耐火性能が高くなる可能性があること、実施例２の結果から、水酸化マグネシウムの水分発生による難燃性効果よりも、不燃材料であるタルクを増やした方が耐火性能の向上には効果的かもしれない、といったことが考えられる。

特に、結晶性ポレオレフィンであるポリエチレンとタルクの効果については、比較例１、２の５００℃燃焼残渣を比較しても、ポリエチレンとタルクを含む比較例２の方が、比較例１よりも５％高くなっていることから、他の成分よりも影響が高い可能性がある。

このように、本実施形態に係る２次シール材によれば、複層ガラスに樹脂スペーサ、乾燥剤練りこみ型の樹脂スペーサを用いた場合であっても、複層ガラスの耐火性能を向上させ、火炎放射されても残渣を多く残すことができ、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験に合格させることができる。

また、２５℃におけるＪＩＳＡ硬度を測定した。ＪＩＳＡ硬度の測定は、ＪＩＳＫ７２１５に準拠し、タイプＡの硬度計（テクロック社製ＧＳ－６１９ＲＧ）を用いて加圧直後の数値を測定した。

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、本実施例１～５の複層ガラスおいて、網入りガラスの代わりに、化学強化ガラスを用いた場合や、一般社団法人建築開口部協会が耐熱板ガラスと認定する低膨張防火ガラス、耐熱強化ガラス、又は耐熱結晶化ガラスを用いた場合も、同様に耐火試験に合格することができる。

１０第１のガラス
１０ａ防火性を有するガラス
１１第２のガラス
１１ａＬｏｗ－Ｅガラス
２０、２１スペーサ
３０乾燥剤
４０中空層
５０１次シール材
６０２次シール材
１００、１０１複層ガラス

Claims

２枚以上のガラス板が、その間に中空層を形成するようにスペーサを介して隔置されて対向配置された複層ガラスの周縁部をシールするシール材であって、
前記シール材はブチル系ゴムと無機フィラーとを有し、前記ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計量に対するブチル系ゴムの割合が９８質量％以上１００質量％以下、結晶性ポリオレフィンの割合が０質量％以上２質量％未満であり（結晶性ポリオレフィンが含まれない場合も含む）、
ブチル系ゴムと結晶性ポリオレフィンとの合計１００質量部に対する無機フィラーの割合が１００質量部以上２５０質量部以下であり、
前記ブチル系ゴムはポリイソブチレンを含み、
前記シール材は、ポリイソブチレンの割合が５質量％以上２０質量％以下である、
シール材。
第１のガラスと第２のガラスとを対向配置させた複層ガラスの２次シール材として用い、炉の開口部に前記複層ガラスを取り付け、前記複層ガラスの前記周縁部を前記シール材でシールし、前記第１のガラスとして防火性を有する厚さ６．８ｍｍの網入りガラスを用い、前記第２のガラスとして厚さ５ｍｍのＬｏｗ－Ｅガラスを用い、前記シール材の厚さを１２ｍｍとし、前記第１のガラス及び前記第２のガラスの幅を９００ｍｍ、高さを２０００ｍｍとし、前記第１のガラスに対向させてバーナーを配置し、ＩＳＯ８３４－１：１９９９に準拠した加熱曲線（T = 345 log10 (8t + 1) + 20、T : 炉内温度（℃）、t : 時間（分））に従って前記複層ガラスを２０分間加熱してＩＳＯ８３４－１：１９９９に基づく耐火試験を実施したときに、前記バーナーからの火炎が前記複層ガラスを貫通せず、かつ、１０秒間連続する発炎がない状態を２０分間持続させる、請求項１に記載のシール材。
前記シール材の室温での質量Ａと、空気雰囲気下で室温から１０℃／分の速度で昇温し５００℃となったときの質量Ｂとの比Ｂ／Ａが４０％以上である、請求項１または２に記載のシール材。
前記ブチル系ゴムは架橋されていない、請求項１～３のいずれか１項に記載のシール材。
前記無機フィラーは吸着剤を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のシール材。
前記無機フィラーはカーボンブラックを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のシール材。
２５℃におけるＪＩＳＡ硬度が５５～９０である、請求項１～６のいずれか1項に記載のシール材。
前記シール材は、添加剤として熱分解促進剤を更に含む、請求項１～７のいずれか1項に記載のシール材。
対向して配置された２枚のガラス板と、
前記２枚のガラス板の間に設けられ、前記２枚のガラス板の間隔を規定するスペーサと、
前記スペーサの外周を囲み、前記スペーサ及び前記２枚のガラス板で形成される空間をシールする請求項１～８のいずれか一項に記載されたシール材と、を有する複層ガラス。
前記２枚のガラス板は、１枚が防火性を有するガラスであり、他の１枚がＬｏｗ－Ｅガラスである請求項９に記載の複層ガラス。
前記スペーサと前記２枚のガラス板との間に、前記シール材とは組成が異なる第２のシール材を更に有する請求項９又は１０に記載の複層ガラス。