JPH0797238A - 電磁遮蔽性防音ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高含水ゲル内に電磁吸収性材料を含有させた
ことにより、単純な構成、低廉なコストにかかわらず、
効果的な防音性、電磁遮蔽性を併せ持つ多機能性ガラス
を提供する。 【構成】 対面する二枚のガラス板の周縁部をスペース
部材で保持一体化して複層ガラス構造と為し、その内部
に有機、無機質の高含水ゲルを充填し、かつ該高含水ゲ
ル内に電磁吸収性粉または繊維を混入分散し、あるいは
電磁吸収性網を介在せしめたこと、高含水ゲル内に電磁
吸収性粉または繊維を0.5vol％ないし2vol％混入分散し
たこと、電磁遮蔽性粉または繊維の粒径または繊維径が
0.01μm ないし50μm であることからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外部からの電磁波の影響
を受け易い電子機器を設置した電磁遮蔽ルームの窓材
や、テレビゲーム等における電磁波を発生する機器に対
し遊戯者への影響を防ぐための透視前面板、あるいは小
球遊戯機等における発信機や磁石などを用いた不正行為
を防止するための透視前面板として適用できるガラスで
あって、防音作用をも併せ持つ電磁遮蔽性防音ガラスに
関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】特開昭54−121524号には、透
明な液を透明なプラスチック容器に充満することによ
り、騒音を抑制する透明液層防音壁が、また実開平5 −
45797 号には、透明中空状パネルに吸水性高分子ゲルを
充填することにより、騒音を減衰する透明防音ガラスが
開示されている。

【０００３】さらに、特開平5 −37178 号において、二
枚の透明板間に水あるいは含水ゲルを封入し、少なくと
も一方の透明板の片面には電磁遮蔽性透明導電膜を添設
することにより、透明導電膜に加え水または含水ゲルに
よる相加的な電磁遮蔽作用を呈する電磁遮蔽透明体が開
示されている。

【０００４】前二者の開示例は、防音作用はあるもの
の、電磁遮蔽作用は極めて小さい。特に単に液 (水) を
採用した場合はその蒸発や凍結等の不具合が生ずる危惧
があり、また万一容器が破損した場合には液が漏出する
等実用には供し得ない。

【０００５】後者において、透明導電膜が電磁遮蔽作用
を呈することは公知である。他方前記のように水または
含水ゲルによる電磁遮蔽作用は微弱でありその用を為さ
ない。すなわち該開示例は公知の水または含水ゲルに公
知の電磁遮蔽性透明導電膜を単に湊合しただけのもので
あって、電磁遮蔽作用の増大を狙ううえでは意味あいは
ない。

【０００６】本発明は高含水ゲル内に電磁吸収性材料を
含有させたことにより、単純な構成で低コストかつ効果
的な防音性、電磁遮蔽性を併せ持つ多機能性ガラスを提
供するものである。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明は、対面する二
枚のガラス板の周縁部をスペース部材で保持一体化して
複層ガラス構造と為し、その内部に有機、無機質の高含
水ゲルを充填し、かつ該高含水ゲル内に電磁吸収性粉ま
たは繊維を混入分散し、あるいは電磁吸収性網を介在せ
しめた電磁遮蔽性防音ガラス、前記電磁遮蔽性防音ガラ
スにおいて高含水ゲル内に電磁吸収性粉または繊維を0.
5vol％ないし2vol％混入分散したこと、さらに、電磁吸
収性粉または繊維の粒径または繊維径が0.01μm ないし
50μmであること、加えて複層ガラス構造における少な
くとも一方のガラス板を、少なくとも二枚のガラス板と
それらを接着するポリビニルアセタール樹脂、エチレン
ビニルアセテート樹脂、またはポリビニルクロライド樹
脂から選択される樹脂接着層からなる合せガラスとし、
あるいは更にガラス板間に透明導電膜または電磁吸収性
網を介在せしめたこと、からなる。

【０００８】本発明によれば、音波の侵入に対しては高
含水ゲルがその伝播を減衰する作用を呈し、防音効果を
発揮するとともに、電磁波の侵入に対しては高含水ゲル
に含まれる電磁吸収性の粉、繊維、あるいは高含水ゲル
に介在せしめた電磁吸収性の網が抵抗損失型または磁気
損失型の電磁波吸収作用を呈して電磁遮蔽効果を奏し、
また透磁率の大きい鉄、フェライト系鋼、パーマロイ等
の粉、繊維または網を採用した場合は磁束をも捕捉する
作用も呈して磁気遮蔽効果を発揮することができる。

【０００９】本発明を応用した一例として、小球ゲーム
機例えばパチンコ機における透視前面板として採用すれ
ば、ガラス板と打玉の衝突による騒音を抑制でき、さら
に発信機、磁石等を用いた不正行為があっても効果的な
電磁遮蔽、磁気遮蔽作用が発現するものである。

【００１０】本発明においてガラス板は各種無機ガラ
ス、有機ガラスが採用できるが、例えば前掲のパチンコ
機においては、打玉と接触するガラス板は、その損耗を
抑えるうえで無機ガラス、例えば汎用されるソーダ石灰
シリカ系ガラスを採用する等適宜設計すればよい。

【００１１】高含水ゲル組成物としては公知の有機、無
機吸水性ポリマーが使用でき、例えばポリビニルアルコ
ール−系、ポリエチレングリコール系、澱粉−アクリル
酸塩系、ポリアクリル酸塩系、ポリアクリルアミド系、
珪酸ナトリウム系等が好適に採用できる。

【００１２】高含水ゲル中の水分は、水分自体の音波減
衰作用の利用やコスト等を勘案すれば該ゲル中に水分を
70wt％以上含むものがよく、またゲル組成にもよるがゲ
ルの水分担持力、長期安定性を考慮すれば95wt％以下と
するのがよい。

【００１３】高含水ゲルに混入分散せしめる電磁吸収性
粉、繊維としては磁鉄鉱、コバルトフェライト、ニッケ
ルフェライト、マンガンフェライト等の金属化合物や、
鉄、コバルト、ニッケル、パーマロイ等の金属、合金、
あるいはカーボン等の無機物など、磁気損失型あるいは
透過損失型の材料が挙げられる。その混入量は材料にも
よるが高含水ゲル（すなわち吸水性ポリマーおよび水)
＋電磁吸収性材の総量に対し0.5 〜2vol％程度の範囲と
するもので、概して0.5 vol ％未満では電磁遮蔽作用に
劣り、また2vol％を越えると透視性が悪化し、粒子の偏
析が目立ち易い等の弊害がある。またこれらは粒子、繊
維として明確に視認できないように粒径または繊維径50
μm 以下、好ましくは10μm 以下とする。また余りに細
粒、細繊維であると却って凝集し易いので粒径または繊
維径0.01μm 以上程度とする。なお繊維長さは数mm程度
ないし数十mm以下とすれば高含水ゲルとの混合に際して
繊維同志の絡みつき、偏在等も防げる。

【００１４】

【実施例】以下本発明を添付の図面に基づき説明する。
添付図１は本発明の電磁遮蔽性防音ガラスの構成の一例
を示す部分概略側断面図、図２は別の態様を示す部分概
略側断面図、図３はさらに別の態様を示す部分概略側断
面図である。

【００１５】図１、２において1 は電磁遮蔽性防音ガラ
スであり、該電磁遮蔽性防音ガラス1 は枠体2 、2 と、
該枠体2 に四辺部を貼着、付設した一方のガラス板3 、
および他方のガラス板4 からなる。

【００１６】枠体2 、2 は加工性、軽量性、取扱性等を
勘案して軽比重金属、例えばアルミニウムや、樹脂、例
えばスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂やアクリル系
樹脂を採用する。特に樹脂は例えば一方のガラス板3 か
らの振動 (音波) が枠体2 、2 を通じて他方のガラス板
4 側に伝播するのを抑える作用をも有するので好都合で
ある。

【００１７】枠体2 、2 は図示のごとく断面略凸型形状
を呈し、両サイドに一方のガラス板3 、および他方のガ
ラス板4 が図示しないシリコーン系、ポリサルファイド
系あるいはブチル系等のゴム接着剤を介して貼着され
る。これらゴム接着剤は制振性、弾力性があって、例え
ば一方のガラス板3 の振動を枠体2 、2 に伝播するのを
抑制する作用を呈する。

【００１８】一方のガラス板3 と他方のガラス板4 との
間隔は高含水ゲルによる音波の減衰作用を考慮すれば 5
〜 6mm以上とするのが望ましく、また取扱性を考慮すれ
ば10mm〜数十mm以下とするのが好ましい。

【００１９】一方のガラス板3 と他方のガラス板4 の間
には先述した高含水ゲル5 、例えばポリエチレングリコ
ール、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド等の
架橋重合体よりなり、水分を70〜90wt％程度含有するも
のを封入せしめる。ゲル中に混入する電磁吸収性の粉ま
たは繊維は先述した材料5'、例えばコバルトフェライ
ト、ニッケルフェライト、マンガンフェライト、フェラ
イト系ステンレス等の量は 0.5〜 2 vol％とし、また混
入時その分散性を維持するために極微量のノニオン系、
カチオン系またはアニオン系の界面活性剤をを添加して
もよい。なおゲル形成後は前記粉または繊維はゲル中に
担持、固定される。前記電磁吸収性の粉または繊維に替
えて、図２に示すように例えばフェライト系ステンレス
等の網6 を配するのもよい。

【００２０】電磁吸収性の粉または繊維5'、あるいは網
6 は、例えば耐水耐久性に劣る金属の場合は樹脂で保護
被覆を施してもよく、あるいは着色しているものは黒色
被覆を施して目立たないようにすることもできる。

【００２１】一方のガラス板3 は図１、図２では単板ガ
ラスを採用したケースを示したもので、通例厚み数mmな
いし 7〜8mm の単板ガラスであればよい。

【００２２】より好ましくは該一方のガラス板を板厚1m
m ないし数mmのガラス板と、それらガラス板間に介在し
両ガラス板を接着するポリビニルアセタール樹脂 (例え
ばポリビニルブチラール樹脂) 、エチレンビニルアセテ
ート樹脂、またはポリビニルクロライド樹脂から選択さ
れる樹脂接着層9 (図３参照) からなる合せガラスとす
るのが望ましい。これら樹脂接着層9 は、例えばパチン
コ玉のような金属製小体がガラス板4 に衝突した際の振
動 (音波) 、特に周波数6300Hz付近をピークとする幅広
い音域の騒音を抑制するうえで更なる効果を発揮するも
のである。なお、樹脂接着層9 の厚みは騒音抑制作用を
充分発揮するうえで0.2mm 以上とするのが好ましく、他
方厚み1mm を越えても騒音抑制作用の顕著な増大は認め
られず、またコストを増大するので1mm 以下とするのが
望ましい。

【００２３】さらにシビアーな電磁遮蔽が必要なケース
においは、透視性を妨げない範囲で図３に示すように、
ガラス板7 、8 からなる合せガラス3 内に、さらに電磁
吸収性網10、あるいは透明 (電磁吸収性) 導電膜を配す
ることができる。電磁吸収性網10は例えばガラス板7 、
8 の夫々の内側に中間接着膜9 、9 を配し、さらに中央
に該電磁吸収性網10を配した構成とする等適宜設計でき
る。

【００２４】なお前記合せガラスは、樹脂の原フィルム
をガラス板間に挟み、加圧、加熱等の通常の手段でフィ
ルムを溶着することにより容易に形成できる。

【００２５】さらに、両ガラス板3 、4 の外表面に無反
射処理を施したり、両ガラス板3 、4 として透視性を妨
げない範囲で適宜着色ガラスを採用する等は本発明の範
疇である。勿論ガラス板の一部あるいは全部に強化ガラ
スや半強化ガラスを適宜採用することができる。

【００２６】電磁遮蔽性防音ガラスの作製に際しては、
まず枠体2 に両ガラス板3 、4 を貼着してガラス組立枠
体を作製する。別に水に界面活性剤、電磁吸収性粉ある
いは繊維を分散した分散液、および吸水性ポリマーの原
液を準備し、これらを充分攪拌し、必要に応じゲル化促
進剤を添加してゲル前駆体とし、これを前記ガラス組立
枠体の枠部3 に適宜穿設した孔、あるいは枠体の一辺を
取り外して該部から注入し、前記孔を閉塞または前記枠
体の一辺を嵌着封止後常温放置ないし加熱、あるいは紫
外線照射によりゲル硬化5 せしめ、電磁遮蔽性防音ガラ
スを完成する。

【００２７】あるいは上記と同様な枠体2 に電磁吸収性
の網6 を張設し、上記同様に両ガラス板3 、4 を貼着
し、内部に水および吸水性ポリマーからなる原液を充填
し、ゲル硬化５させて電磁遮蔽性防音ガラスを完成す
る。以上のように本発明においては格別高度の製造技術
を要せずして容易に電磁遮蔽性防音ガラスを作製でき
る。

【００２８】本発明においては電磁遮蔽、防音作用は勿
論、通常の複層ガラスにおける場合の両ガラス板内面側
における空気と接する界面における光反射の抑制、また
例えばガラスが火炎に接しあるいは高熱に晒したときの
水の蒸発、ゲルの多孔化による耐熱、断熱作用を奏する
等、その機能は多岐にわたる。

【００２９】以下に透視性、電磁遮蔽、防音試験結果に
ついて例示する。〔試験例〕 試料ガラス ；図１に示すような形態で、枠体2 ( スチレ
ン樹脂製、サイズ略40cm×40cm) にソーダ石灰シリカ系
ガラスよりなる 5mm厚の一方のガラス板3 、および同様
な他方のガラス板4 を、シリコーン接着剤を介し貼着
し、内部空間厚みが10mmからなるガラス組立枠体を作製
した。該ガラス組立枠体の枠部を穿孔し、前記内部空間
に水、電磁遮蔽性の粉または繊維5'を含有する高含水ゲ
ルの原液を充填し、前記孔をゴム系シーリング剤で密封
したうえで前記液を加熱下架橋重合させて高含水ゲル5
とし、電磁遮蔽性防音ガラス1 の試料を製造した。なお
比較例として内部空間に何も充填しないもの、水のみを
充填したものを作製した。

【００３０】別の例として図２に示すように、同様な枠
体2 に電磁吸収性の網6 を張設し、両ガラス板3 、4 を
貼着し、内部に水および吸水性ポリマーからなる原液を
充填し、ゲル硬化5 させて電磁遮蔽性防音ガラス1 の試
料を製造した。

【００３１】上記試料ガラスの実施例、比較例組成は以
下のとおりである。 実施例１；ポリエチレングリコール15wt％＋水85wt％、
計100 wt％からなる高含水ゲルと、平均粒径30μm φの
ニッケルフェライトとを容積比98：2 の割合で混合。

【００３２】実施例２；ポリアクリルアミド15wt％＋水
85wt％、計100 wt％からなる高含水ゲルと、平均繊維径
20μm φ、平均長さ5mm のフェライト系ステンレス繊維
とを容積比98：2 の割合で混合。

【００３３】実施例３；ポリビニルアルコール10wt％、
水90wt％、計100 wt％からなる高含水ゲル内に、網の太
さ50μm 、網目の開き100 メッシュのフェライト系ステ
ンレスの網を介在。

【００３４】比較例１；空気層のみで充填物なし。

【００３５】比較例２；水のみ充填。

【００３６】比較例３；ポリエチレングリコール20wt％
＋水80wt％、計100 wt％からなる高含水ゲルと、平均粒
径10μm φのカーボンとを容積比95：5 の割合で混合。

【００３７】比較例４；ポリビニルアルコール35wt％＋
水65wt％、計100 wt％からなる高含水ゲルと、平均粒径
100μm φのニッケルフェライトとを容積比99.8：0.2
の割合で混合。

【００３８】これら試料ガラスについて以下の方法で透
視性試験、電磁遮蔽試験、防音試験を行った。透視性試験方法 ；テレビジョンの手前約 5cmのところに
試料ガラスを配し、さらに試料ガラスの約50cm手前の位
置から試料ガラスを介してテレビ画像を透視し、画像識
別の良否について試験した。

【００３９】電磁遮蔽試験方法；公知のMIL-STANDARD 2
85による測定法に準拠し、電波吸収函体内に試料ガラス
をセットし一方に送信アンテナ、他方に受信アンテナを
対設し、周波数1GHzにおける電磁波の減衰率(dB) (ブラ
ンクテストとの対比による)を測定記録した。

【００４０】防音試験方法；試料ガラスの一方のガラス
板 (例えば図１におけるガラス板3)を上側、他方のガラ
ス板 (同様にガラス板4)を下側にして水平にセットし、
上側ガラス板中央部上方約30cmの位置より該ガラス板に
向け金属玉を落下し、他方下側ガラス板中央部下方約20
cmのところにマイクロホンをセットして騒音を捕捉し、
騒音測定機により騒音レベルを計測するもので、金属玉
とガラス板との衝突に際して極大値を示す周波数6300±
1000Hzにおける騒音減衰率 (dB)(単板ガラスをセットし
試験した場合との対比による) を測定記録した。

【００４１】〔結果〕 比較例１においては透視性は勿論問題なく良好である
が、電磁波減衰率は数dB程度とブランクと比べ顕著な差
異はなく、不充分である。なお騒音減衰率は単板ガラス
に対し約 8dB前後の減衰が認められるが、聴覚的には元
の音量の 1／2 を越え、充分とはいえない。

【００４２】比較例２においても透視性に問題はない。
騒音減衰率は単板ガラスに対し14〜17dBの減衰が認めら
れ、聴覚的には元の30〜40％程度の減衰となり、有効と
判断される。しかし電磁遮蔽率は10dB以下で格別の効果
は認められず、本発明の目的からすれば不充分である。

【００４３】比較例３は透視性が全く認められず、従っ
て本発明の目的の対象外であり、以降の試験は中止し
た。

【００４４】比較例４は透視は充分可能である。また騒
音減衰率は13〜17dBと、比較例１と近似し有効である。
しかし電磁遮蔽率は10〜15dB程度と低く、本発明の目的
からすれば不充分である。

【００４５】実施例１〜３は、いずれも充分透視可能で
あり、電磁遮蔽率は実施例１において30dB前後、実施例
２、３において40〜60dB程度で、いわゆる通常の電磁遮
蔽体と称されるものと同様な効果を奏する。また騒音減
衰率は13〜17dBとほぼ比較例２、４と同程度であり、聴
覚的には元の30〜40％程度とその効果が認められる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成にかかわら
ず多機能性を発揮するもので、透視性、電磁遮蔽性、防
音性とも著効を奏し、また耐熱、防火性においても優れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁遮蔽性防音ガラスの構成の一例を示す部分
概略側断面図である。

【図２】電磁遮蔽性防音ガラスの別の例を示す部分概略
側断面図である。

【図３】電磁遮蔽性防音ガラスの更に別の例を示す部分
概略側断面図である。

【符号の説明】1 ----電磁遮蔽性防音ガラス 2 ----枠体 3 、4 ----ガラス板 5 ----高含水ゲル 5' ----電磁吸収性の粉、繊維 6 、10----電磁吸収性網 9 ----接着樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｖ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対面する二枚のガラス板の周縁部をスペー
   ス部材で保持一体化して複層ガラス構造と為し、その内
   部に有機、無機質の高含水ゲルを充填し、かつ該高含水
   ゲル内に電磁吸収性粉または繊維を混入分散し、あるい
   は電磁吸収性網を介在せしめたことを特徴とする電磁遮
   蔽性防音ガラス。
2. 【請求項２】高含水ゲル内に電磁吸収性粉または繊維を
   0.5vol％ないし2vol％混入分散したことを特徴とする請
   求項１記載の電磁遮蔽性防音ガラス。
3. 【請求項３】電磁吸収性粉または繊維の粒径または繊維
   径が0.01μm ないし50μm であることを特徴とする請求
   項１または２記載の電磁遮蔽性防音ガラス。
4. 【請求項４】複層ガラス構造における少なくとも一方の
   ガラス板を、少なくとも二枚のガラス板とそれらを接着
   するポリビニルアセタール樹脂、エチレンビニルアセテ
   ート樹脂、またはポリビニルクロライド樹脂から選択さ
   れる樹脂接着層からなる合せガラスとし、あるいは更に
   ガラス板間に透明導電膜または電磁吸収性網を介在せし
   めたことを特徴とする請求項１ないし３記載の電磁遮蔽
   性防音ガラス。