CN111819160A - 玻璃叠层体 - Google Patents
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Abstract
本发明的玻璃叠层体是在车辆上安装的玻璃叠层体,具有包括至少1块玻璃板的玻璃体、配置于至少1块上述玻璃板的紫外线阻挡膜,上述玻璃体满足Tuv400≤50%,上述玻璃叠层体的波长400nm的光的透射率为10%以下,并且上述玻璃叠层体满足Tuv400≤2.0%。
Description
技术领域
本发明涉及在车辆上安装的玻璃叠层体。
背景技术
对用于在车辆上安装的挡风玻璃、侧窗玻璃而言,需要透射可见光、并且从防止日晒的观点考虑需要阻挡紫外线的功能。作为这样的玻璃,例如如专利文献1所述,在玻璃板上叠层紫外线阻挡膜,提高紫外线的阻挡功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5396265号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,紫外线阻挡功能尚有改善的空间,需求具有更高的紫外线阻挡功能的玻璃。本发明的目的在于提供一种具有高紫外线阻挡功能的车辆用玻璃叠层体。
用于解决技术问题的技术手段
项1.一种在车辆上安装的玻璃叠层体,其具有包括至少1块玻璃板的玻璃体和配置于至少1块上述玻璃板的紫外线阻挡膜,上述玻璃体满足Tuv400≤50%,上述玻璃叠层体的波长400nm的光的透射率为10%以下,并且,上述玻璃叠层体满足Tuv400≤2.0%。
项2.如项1所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃叠层体的波长420nm的光的透射率为20%以上。
项3.如项1或2所述的玻璃叠层体,其中,将上述玻璃体的波长420~800nm的光的透射率的平均值设为Tavg时,上述玻璃体中透射率为Tavg×0.9的光的波长与上述玻璃体中透射率为Tavg×0.1的光的波长之差为20~50nm。
项4.如项3所述的玻璃叠层体,其中,将上述玻璃叠层体的波长420~800nm的光的透射率的平均值设为Tavg时,上述玻璃叠层体中透射率为Tavg×0.9的光的波长与上述玻璃叠层体中透射率为Tavg×0.1的光的波长之差为22nm以下。
项5.如项1~4中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃叠层体的基于JIST7330:2000的蓝光削减率为35%以上。
项6.如项1~5中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体的基于JIS K7373:2006的黄色指数YI为5以下。
项7.如项1~6中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃叠层体的基于JISK7373:2006的黄色指数YI为10以下。
项8.如项1~7中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃叠层体的波长420nm的光的透射率为85%以下。
项9.如项1~8中任一项所述的玻璃叠层体,其作为升降窗在车门上安装。
项10.如项1~8中任一项所述的玻璃叠层体,其作为挡风玻璃使用。
项11.如项1~10中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体具有第一玻璃板、第二玻璃板和配置于上述第一玻璃板与上述第二玻璃板之间的中间膜。
项12.如项1~11中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体还具有基材片、和配置于一块上述玻璃板与上述基材片之间且将该基材片粘贴于上述玻璃板的粘接剂,在上述基材片上,在与上述粘接剂相反的表面形成有上述紫外线阻挡膜。
项13.如项1~12中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体的厚度为2mm以上。
项14.如项1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体的每单位面积所含的3价氧化铁的量换算成Fe2O3为1~10mg/cm2。
项15.如项1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体的使用CIE标准的A光源测得的可见光透射率YA为70%以上。
项16.如项1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体的每单位面积所含的3价氧化铁的量换算成Fe2O3为4~15mg/cm2。
项17.如项1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体的使用CIE标准的A光源测得的可见光透射率YA为15~60%。
项18.如项1~17中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体所包括的上述玻璃板的至少1块的表面压缩应力小于20MPa。
项19.如项1~18中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体所包括的上述玻璃板的至少1块的表面压缩应力为80MPa以上。
项20.如项1~18中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体所包括的全部的上述玻璃板的表面压缩应力为80MPa以上。
项21.如项1~20中任一项所述的玻璃叠层体,其中,对于上述玻璃叠层体的形成有上述紫外线阻挡膜的表面,依照JIS R3221以500g荷重进行1000次TABER磨耗试验后,上述紫外线阻挡膜不剥离,并且上述试验后的上述玻璃叠层体的雾度为5%以下。
项22.如项1~20中任一项所述的玻璃叠层体,其中,从上述玻璃叠层体的与形成有上述紫外线阻挡膜的表面相反一侧的表面照射波长295~450nm、照度76mW/cm2的紫外线100小时,照射上述紫外线后的Tuv400与照射上述紫外线前的Tuv400之差为2%以下。
项23.如项1~22中任一项所述的玻璃叠层体,其中,关于上述紫外线阻挡膜的除去从周缘起宽度为20mm的范围的区域内的该紫外线阻挡膜的膜厚,上述车辆的下部侧的膜厚比上述车辆的上部侧的膜厚厚,并且上述膜厚的最大值为0.5~10μm。
项24.如项1~23中任一项所述的玻璃叠层体,其中,关于上述紫外线阻挡膜的除去从周缘起宽度为20mm的范围的区域内的该紫外线阻挡膜的膜厚,该膜厚最大的位置距该膜厚的周缘10cm以上,并且该膜厚的最大值为0.5~10μm。
项25.如项23或24所述的玻璃叠层体,其中,上述紫外线阻挡膜的厚度的均匀性为70%以下。
项26.如项1~25中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体所包括的上述玻璃板的至少1块在该玻璃板的第一主面和第二主面含有锡成分,上述第一主面和上述第二主面所含的锡成分的浓度不同。
项27.如项1~26中任一项所述的玻璃叠层体,其中,在上述玻璃叠层体中,在外部露出的上述玻璃板的表面形成有标记,上述标记由表面粗糙度Ra为1.5μm的粗面部构成。
项28.如项1~27中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体所包括的上述玻璃板的端面形成为向外部凸的圆弧状。
项29.如项1~27中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体所包括的上述玻璃板的端面通过将3个以上的平坦面连结而形成,邻接的上述平坦面彼此所呈的角为钝角。
项30.如项1~29中任一项所述的玻璃叠层体,其中,上述紫外线阻挡膜还具有防雾性能。
项31.如项30所述的玻璃叠层体,其中,上述紫外线阻挡膜还具有吸水性能。
项32.如项30所述的玻璃叠层体,其中,上述紫外线阻挡膜的表面为亲水性。
项33.如项30所述的玻璃叠层体,其中,上述紫外线阻挡膜还具有确保可见性的性能。
项34.如项33所述的玻璃叠层体,其中,上述紫外线阻挡膜的表面为拨水性。
项35.如项1~29中任一项所述的玻璃叠层体,其中,还具有确保可见性的膜。
项36.如项35所述的玻璃叠层体,其中,上述确保可见性的膜配置于上述紫外线阻挡膜的与上述玻璃体侧相反的表面。
项37.如项35所述的玻璃叠层体,其中,上述玻璃体具有第一玻璃板、第二玻璃板和配置于上述第一玻璃板与上述第二玻璃之间的中间膜,上述紫外线阻挡膜配置于上述第一玻璃板和第二玻璃板的至少一方,上述确保可见性的膜配置于上述第一玻璃体和第二玻璃体的与配置有上述紫外线阻挡膜的表面相反的一侧。
项38.如项1~37中任一项所述的玻璃叠层体,其中,还具有低反射膜。
发明效果
根据本发明,能够实现高紫外线阻挡功能。
附图说明
图1是本发明所涉及的玻璃叠层体的截面图。
图2是说明锐截止(sharp cut)的图。
图3是说明玻璃体的端面的形状的截面图。
图4是说明玻璃体的端面的形状的截面图。
图5是夹层玻璃的截面图。
图6是夹层玻璃的另一例的截面图。
图7是表示玻璃体的各波长的光的透射率的曲线图。
图8是表示玻璃叠层体的各波长的光的透射率的曲线图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明所涉及的在车辆上安装的玻璃叠层体进行说明。如图1所示,该玻璃叠层体具有玻璃体1、和在其整个表面形成的紫外线阻挡膜2。并且,该玻璃叠层体在车辆中例如用于前窗玻璃(挡风玻璃)、前门的升降玻璃、后门的升降玻璃、后窗玻璃、固定的侧窗玻璃等。其中,前窗玻璃、前门玻璃等驾驶员用于观察外部的玻璃需要高的透明性。而此外的玻璃不需要前窗玻璃那样的高的透明性,有时可以被着色。以下对这些玻璃体和紫外线阻挡膜进行详细说明。
<1.玻璃体>
玻璃体除了可以由一块玻璃板构成之外,还可以由2块玻璃板隔着中间膜贴合而成的夹层玻璃构成。另外,在下文中,在称为玻璃体的情况下,例如,在由一块玻璃板构成玻璃体的情况下,表示一块玻璃板的物性等;在玻璃体为夹层玻璃的情况下,表示作为夹层玻璃的物性等。大多情况下前窗玻璃由夹层玻璃形成、其他的侧窗玻璃等由一块玻璃板形成。但是,除前窗玻璃以外的其他的玻璃也可以由夹层玻璃形成。此外,构成玻璃体的玻璃板可以使用公知的玻璃板,可以由隐私玻璃、透明玻璃、绿色玻璃或UV绿色玻璃形成。以下对玻璃体所使用的玻璃板进行说明。
<1-1.厚度>
在玻璃体由夹层玻璃构成的情况下,外侧玻璃板与内侧玻璃板的厚度可以相同,也可以不同。外侧玻璃板主要需要对于来自外部的障碍物的耐久性、耐冲击性,因而其厚度依次优选为1.8mm以上、1.9mm以上、2.0mm以上、2.1mm以上、2.2mm以上。此外,外侧玻璃板的厚度的上限依次优选为5.0mm以下、4.0mm以下、3.1mm以下、2.5mm以下、2.4mm以下。其中,优选为大于2.1mm且在2.5mm以下、特别优选为2.2mm以上2.4mm以下。
另一方面,关于内侧玻璃板的厚度,为了夹层玻璃1的轻量化,优选厚度小于外侧玻璃板11。具体而言,内侧玻璃板12的厚度依次优选为0.6mm以上、0.8mm以上、1.0mm以上、1.3mm以上。此外,内侧玻璃板12的厚度的上限依次优选为1.8mm以下、1.6mm以下、1.4mm以下、1.3mm以下、小于1.1mm。其中,例如优选为0.6mm以上且小于1.1mm。
此外,在玻璃体由一块玻璃板构成的情况下,可以使其厚度为0.6~5.0mm,可以适当采用上述的外侧玻璃板和内侧玻璃板所示的厚度范围。
<1-2.组成>
玻璃板的组成没有特别限制。优选使用具有提高了Fe2O3的浓度、并根据需要添加了TiO2、CeO2等其他的紫外线吸收成分的组成的钠钙硅酸盐玻璃板。由此,能够提高紫外线阻挡性能。
前窗玻璃(挡风玻璃)和前门等所使用的玻璃板需要透明性,因而每单位面积所含的3价氧化铁的量换算成Fe2O3表示,为1~10g/cm2。特别是下限值优选为2mg,更优选为3mg。另一方面,上限值优选为8mg、更优选为6mg、特别优选为5mg。
相对于此,后窗玻璃和后门等所使用的玻璃板不需要上述的前窗玻璃那样的透明性。此外,有时需要确保从车内向车外的可见性、并且难以从车外窥视车内状况的私密性。因此,在这种用途的玻璃板中,每单位面积所含的3价氧化铁的量换算成Fe2O3表示,可以为4~15g/cm2。特别是下限值优选为6mg、更优选为8mg。另一方面,上限值优选为12mg、更优选为10mg。以上的3价氧化铁的量是每单位面积的量,在夹层玻璃中也同样。
玻璃板可以由公知的浮法形成。在该方法中,向熔融锡等熔融金属上连续地供给熔融玻璃,使供给的熔融玻璃在熔融金属上流动,从而成型为带板状。将这样成型得到的玻璃称为玻璃带。然后,玻璃带向下游侧去并被冷却,在冷却固化之后,从熔融金属浮起。然后,在缓慢冷却后被裁断。从而得到玻璃板。在此,在浮法玻璃板中,将与熔融金属接触的面称为底面,将与其相反的面称为顶面。底面和顶面可以是未研磨面。另外,底面与熔融金属接触,因而在熔融金属是锡的情况下,底面所含的氧化锡的浓度大于顶面所含的氧化锡的浓度。
<1-3.光学特性>
玻璃体的光学特性如下。
(1-3-1)紫外线透射率
本发明的玻璃体的紫外线透射率如下。
Tuv400≤50% (1)
其中,Tuv400是ISO13837:2008标准A所规定的紫外线透射率。紫外线透射率均可以使用公知的分光光度计、例如“UV-3100PC”(岛津制作所制)进行测定。此外,关于上述式(1)中的Tuv400,优选为40%以下、更优选为30%以下、特别优选为10%以下。
(1-3-2)可见光透射率1
关于本发明的玻璃体,将对于波长420~800nm的光的透射率的平均值设为Tavg时,优选玻璃体的透射率为Tavg×0.9的波长W1与玻璃体的透射率为Tavg×0.1的波长W2之差为20~50nm。其中,Tavg能够以每1nm波长的透射率的算数平均值算出。关于这一点,后述的玻璃叠层体的Tavg也同样。
另外,在玻璃体的透射率达到Tavg×0.9的波长为2个以上的情况下,将其中最短的波长设为W1。同样,在Tavg×0.1为2个以上的情况下,将最长的波长设为W2。
波长420~800nm的光(可见光)的透射率大体上高、例如超过500nm时,能够确保一定程度的透过性。因此,所谓成为Tavg×0.9的波长W1与成为Tavg×0.1的波长W2之差小意指,例如图2所示,从紫外线区域进入可见光区域时透射率急剧上升。特别是,在本发明中,由于该波长之差(以下称为锐截止)低至20~50nm,因而在紫外线区域的透射率低、能够发挥充分的紫外线阻挡功能,而一旦进入可见光区域,透射率就会急剧上升,因此,玻璃体中妨碍视野的着色等减少。
(1-3-3)可见光透射率2
本发明所涉及的玻璃体中,在上述的前窗玻璃等透明性高的玻璃所使用的玻璃体中,优选使用CIE标准的A光源测得的可见光透射率YA为70%以上。
另一方面,在上述的后门的升降玻璃等不需要高透明性的玻璃所使用的玻璃板中,优选使用CIE标准的A光源测得的可见光透射率YA为15~60%。
(1-3-4)近红外线透射率
本发明的玻璃体优选波长1500nm的光的透射率为35%以下,更优选为30%以下,特别优选为25%以下。
波长1500nm的光表示近红外线区域、特别是日照光的近红外线区域的光。如果这样的光的透射率如上所述在35%以下,则能够适度地屏蔽日照光的近红外线,在作为汽车车窗玻璃使用该玻璃体时,能够使车内温度过高的情况得到缓解。
(1-3-5)黄色指数
本发明的玻璃板中,关于基于CIE标准的C光源的透射光的、JIS K7373:2006所规定的黄色指数YI,优选满足以下式(2)。由此,能够降低玻璃板的黄色指数,能够提升可见性。
YI≤5 (2)
<1-4.强度>
本发明的玻璃板的强度优选如下设定。例如,作为未进行热强化处理或化学强化处理等强化的未强化玻璃,优选使用表面压缩应力小于20MPa的玻璃板。另一方面,作为进行了强化的强化玻璃,优选使用表面压缩应力为80MPa以上的玻璃板。另外,在具有多块玻璃板的夹层玻璃中,优选至少一块玻璃板的表面压缩应力为80MPa以上,但也可以所有玻璃板的表面压缩应力都在80MPa以上。此外,也可以使一块玻璃板的表面压缩应力小于20MPa、另一块玻璃板的表面压缩应力为80MPa以上。
通常情况下,强化玻璃与未强化玻璃相比,紫外线阻挡功能提升。因此,在强化玻璃中,例如可以减薄后述紫外线阻挡膜的厚度等,利用膜来降低紫外线阻挡功能。由此,有助于成本的降低。另一方面,即使是未强化玻璃,如果进行增厚紫外线阻挡膜等的调整,紫外线阻挡功能也会提升。
<1-5.标记>
在本发明的玻璃板的表面可以实施表示生产商、生产编号、产品名、规格等的标记。标记可以通过各种方法形成,例如,可以由在玻璃板的表面或紫外线阻挡膜的表面形成的粗面部构成标记。即,利用喷丸法、湿式蚀刻等增大玻璃板或紫外线阻挡膜的部分表面的表面粗糙度,由此形成规定形状的粗面部。这样的粗面部的表面粗糙度Ra例如可以为1.5μm以上。其中,表面粗糙度Ra是依照JIS B 0601:2001求出的算数平均粗糙度。
或者也可以由不透明材料的薄膜形成标记。不透明材料可以使用着色陶瓷颜料、导电性膏、适合在玻璃上印刷的各种市售品,可以利用丝网印刷等将它们以薄膜状印刷在玻璃板的表面,形成规定形状的标记。
<1-6.玻璃板的端面的形状>
玻璃板的端面的形状没有特别限定,可以是例如如图3所示,截面为向外部凸出的圆弧状的弯曲面13。这样的端面形状适合于单板。
或者如图4所示,也可以由3个以上的平坦面形成端面。例如,由与第一主面11连结的第一侧面111、与第二主面12连结的第二侧面121、和将这些第一侧面111与第二侧面121连结的主端面131形成端面13。此时,相邻接的第一侧面111与主端面131、以及相邻接的主端面131与第二侧面121所呈的角α、β优选为钝角。这样的端面的形状适合于夹层玻璃所使用的玻璃板。
<1-7.夹层玻璃的中间膜>
如图5所示,夹层玻璃在外侧玻璃板101与内侧玻璃板102之间配置有树脂制的中间膜103。中间膜103的材料是热塑性树脂,从制成夹层玻璃时与玻璃板的粘接度的观点考虑,能够适合使用聚乙烯醇缩醛系或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系的热塑性树脂。其中,优选聚乙烯醇缩丁醛系(PVB系)的热塑性树脂。例如通过将含有上述热塑性树脂和公知的增塑剂的热塑性树脂组合物混炼而成型,得到中间膜103。另外,中间膜103也可以直接使用市售的热塑性树脂膜。
作为增塑剂,可以使用通常用于中间膜用途的物质,例如可以列举三乙二醇二-2-乙基丁酸酯(3GH)、三乙二醇二-2-乙基己酸酯(3GO)、三乙二醇二-2-癸酸酯等。它们可以单独使用,也可以将2种以上并用。
中间膜103的膜厚没有特别规定,优选为0.3~6.0mm,更优选为0.5~4.0mm,特别优选为0.6~2.0mm。
此外,中间膜103也可以由多层形成。例如如图6所示,可以将软质的芯层1031用比其硬质的外层1032夹住,由3层构成中间膜103。但并不限定于该构成,只要由具有软质的芯层1031的多层形成即可。例如,也可以由包含芯层1031的2层(芯层为1层、外层为1层)、将芯层1031配置在中心的5层以上的奇数层(芯层为1层、外层为4层)、或内侧包含芯层1031的偶数层(芯层为1层、其他层为外层)形成。或者,还可以由一层构成中间膜103。
芯层1031比外层1032更为软质,关于这一点,可以将杨氏模量作为基准来选择材料。具体而言,在频率100Hz、温度20度时,优选为1~20MPa,更优选为1~16MPa。进一步优选为1~10MPa。作为测定方法,例如可以使用Metravib公司制的固体粘弹性测定装置DMA50,以变形量0.05%进行频率分散测定。以下,在本说明书中,只要没有特别说明,杨氏模量为上述方法得到的测定值。其中,频率为200Hz以下时的测定使用实测值,但在大于200Hz时使用基于实测值的计算值。该计算值是根据实测值采用WLF法算出的基于主曲线(mastercurve)的值。
另一方面,外层1032的杨氏模量没有特别限定,只要大于芯层1031即可。例如,在频率100Hz、温度20度时依次优选为560MPa以上、650MPa以上、1300MPa以上、1764MPa以上。另一方面,外层1032的杨氏模量的上限没有特别限定,例如可以从加工性的观点考虑而设定。从经验上已知例如在1750MPa以上时,加工性、特别是切断变得困难。此外,在设置夹住芯层1031的一对外层1032的情况下,优选使外侧玻璃板11侧的外层1032的杨氏模量大于内侧玻璃板102侧的外层1032的杨氏模量。由此,对于来自车外或室外的外力的耐破损性能提升。
此外,构成各层1031、1032的材料没有特别限定,但至少必须是能够使杨氏模量在上述范围内的材料。例如,外层1032可以由聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)构成。聚乙烯醇缩丁醛树脂的与各玻璃板的粘接性和耐穿透性优异,因而优选。另一方面,芯层1031可以由乙烯乙酸乙烯酯树脂(EVA)、或比构成外层1032的聚乙烯醇缩丁醛树脂软质的聚乙烯醇缩醛树脂构成。通过将软质的芯层1031夹在中间,能够确保与单层的树脂中间膜103同等的粘接性和耐穿透性,并且大幅提升隔音性能。
通常,聚乙烯醇缩醛树脂的硬度可以通过(a)作为起始物质的聚乙烯醇的聚合度、(b)缩醛化度、(c)增塑剂的种类、(d)增塑剂的添加比例等进行控制。因此,通过适当地调节选自这些中的至少1个条件,即使同为聚乙烯醇缩丁醛树脂,也能够区分制作外层1032所使用的硬质的聚乙烯醇缩丁醛树脂、和芯层1031所使用的软质的聚乙烯醇缩丁醛树脂。此外,通过缩醛化所使用的醛的种类、是利用多种醛的共缩醛化还是利用一种醛的纯缩醛化,也能够控制聚乙烯醇缩醛树脂的硬度。虽然不能一概而论,但存在使用碳原子数越多的醛得到的聚乙烯醇缩醛树脂越软的倾向。因此,例如在外层1032由聚乙烯醇缩丁醛树脂构成的情况下,芯层可以使用利用聚乙烯醇将碳原子数为5以上的醛(例如正己醛、2-乙基丁醛、正庚醛、正辛醛)缩醛化而得到的聚乙烯醇缩醛树脂。另外,在得到规定的杨氏模量的情况下,并不限定于上述树脂等。
此外,中间膜103的总厚度与上述的膜厚相同。其中,芯层1031的厚度优选为0.1~2.0mm,更优选为0.1~0.6mm。这是因为在小于0.1mm时,难以发挥软质的芯层1031的影响,而在大于2.0mm或0.6mm时,总厚度增大而导致成本增高。另一方面,外层1032的厚度没有特别限定,例如优选为0.1~2.0mm,更优选为0.1~1.0mm。另外,也可以使中间膜103的总厚度恒定,调节其中的芯层1031的厚度。
芯层1031的厚度例如可以如下所述进行测定。首先,利用显微镜(例如KEYENCECORPORATION制VH-5500)将夹层玻璃的截面放大175倍显示。然后,目测确定芯层1031的厚度,对其进行测定。此时,为了排除由于目测导致的偏差,将测定次数取5次,将其平均值作为芯层1031的厚度。例如,可以拍摄夹层玻璃的放大照片,确定其中的芯层1031并测定其厚度。
另外,中间膜103的厚度并不必须在整个面上恒定,例如也可以形成为抬头显示器所使用的夹层玻璃用的楔形。此时,中间膜103的厚度测定厚度最小的部位、即夹层玻璃的最下边部。
图6所示的中间膜103的制造方法没有特别限定,例如可以列举:混合上述的聚乙烯醇缩醛树脂等树脂成分、增塑剂和根据需要的其他的添加剂,均匀混炼之后,将各层一起挤出成型的方法;将由该方法制成的2个以上的树脂膜利用加压法、层压法等进行叠层的方法。利用加压法、层压法等进行叠层的方法所使用的叠层前的树脂膜可以为单层结构也可以为多层结构。
<2.紫外线阻挡膜>
紫外线阻挡膜是含有吸收紫外线的成分(紫外线吸收剂)的膜。紫外线吸收剂可以溶于构成膜的基质成分中存在,紫外线吸收剂也可以以微粒形状分散在基质成分中存在。基质成分只要能够确保作为膜的透明性、并且保持紫外线吸收剂即可。因此,例如可以以二氧化硅、氧化铝、钛等无机成分为主成分,或者也可以以聚酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯系树脂、环氧系树脂、聚乙烯醇缩醛系树脂等有机成分作为主成分。该膜的制造方法没有特别限定,可以通过将含有紫外线吸收剂和基质成分的膜形成溶液涂布在玻璃体上,进行干燥,或者根据需要经过加热干燥,形成紫外线阻挡膜。以下进行详细说明。
首先,对构成用于形成紫外线阻挡膜的膜形成溶液的3种各构成成分进行说明,之后对膜形成溶液的制备方法进行以下说明。
<2-1.膜形成溶液1>
(硅化合物A)
硅化合物A是式(3)所示的化合物。
SiX1 4 (3)
在式(3)中,X1是水解性官能团或卤原子。水解性官能团是被水解催化剂水解的官能团,例如为选自烷氧基、酰氧基和烯氧基中的至少1种。所例示的水解性官能团均因水解变为羟基。优选的水解性官能团是烷氧基。作为烷氧基,可以例示碳原子数1~4的烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基)。卤原子例如为氯和溴,优选为氯。
作为优选的硅化合物A,可以例示四烷氧基硅烷,具体可以例示四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷。也可以代替硅化合物A或与其一起使用预先将硅化合物A至少部分水解而成的化合物、或者将硅化合物至少部分水解再进行缩聚而成的化合物。硅化合物A的水解物等可以以市售品的方式购入。
(硅化合物B)
硅化合物B是式(4)所示的化合物。
R1 mR2 nSiX2 4-m-n (4)
在式(4)中,R1是具有反应性官能团的有机基团,R2是不具有反应性官能团的有机基团,X2是水解性官能团或卤原子,m为0以上2以下的整数,n为0以上2以下的整数,m+n为1以上2以下。
反应性官能团例如为选自乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、异氰脲酸酯基、脲基、巯基、硫醚基、异氰酸酯基、环氧基和氨基中的至少1种。环氧基可以是缩水甘油基、特别是氧缩水甘油基的一部分。氨基可以为伯氨基、仲氨基、叔氨基的任一种。优选的反应性官能团为环氧基和氨基、特别是环氧基。具有反应性官能团的有机基团例如可以是有机基团本身是反应性官能团(例如乙烯基),或者也可以是例如至少1个氢原子被反应性官能团取代了的脂肪族烃基或芳香族烃基。作为脂肪族烃基,可以例示碳原子数1~10的直链烷基和碳原子数3~10的具有支链的烷基。作为芳香族烃基,可以例示苯基。
不具有反应性官能团的有机基团例如为脂肪族或芳香族的烃基。作为脂肪族烃基,可以例示碳原子数1~10的直链烷基和碳原子数3~10的具有支链的烷基。作为芳香族烃基,可以例示苯基。
X2是水解性官能团或卤原子,X2的具体例与X1的具体例相同。
m可以为1或2,优选n为0或1,m+n可以为1或2。
硅化合物B可以含有式(4)中的m为1或2且n为0或1的硅化合物B1。作为硅化合物B1,可以例示乙烯基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、三-(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、3-脲丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷。硅化合物B1是所谓的硅烷偶联剂。硅化合物B1中,作为R1所含的反应性官能团,优选具有环氧基。
硅化合物B可以含有式(4)中的m为0(不含具有反应性官能团的有机基团R1)、且n为1或2的硅化合物B2。作为优选的硅化合物B2,可以例示具有苯基的硅烷氧化合物,具体可以例示苯基三乙氧基硅烷。
(紫外线吸收剂)
作为紫外线吸收剂,例如可以使用苯并三唑化合物[2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)苯并三唑等]、二苯甲酮化合物[2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、5,5'-亚甲基双(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)等]、羟基苯基三嗪化合物[2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-双(2,4-二叔丁基苯基)均三嗪、2-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-4,6-二苯基均三嗪、2-(2-羟基-4-丙氧基-5-甲基苯基)-4,6-双(2,4-二叔丁基苯基)均三嗪等]和氰基丙烯酸酯化合物[乙基-α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸酯、甲基-2-氰基-3-甲基-3-(对甲氧基苯基)丙烯酸酯等]等。此外,紫外线吸收剂也可以是选自聚甲炔化合物、咪唑啉化合物、香豆素化合物、萘二甲酰亚胺化合物、二萘嵌苯化合物、偶氮化合物、异吲哚啉酮化合物、喹酞酮化合物和喹啉化合物、噻吩化合物、茋化合物、萘化合物和苯并咪唑化合物中的至少1种的有机色素。在紫外线吸收剂中,优选为选自苯并三唑化合物、二苯甲酮化合物、羟基苯基三嗪化合物和氰基丙烯酸酯化合物中的至少1种,更优选为二苯甲酮化合物。紫外线吸收剂可以仅使用1种,也可以将2种以上并用。
紫外线吸收剂优选在分子内具有选自氨基和羟基中的至少1种、特别是羟基,特别优选在1个分子内具有2个以上的羟基。在此,氨基可以是伯氨基、仲氨基、叔氨基的任一种。紫外线吸收剂也可以具有键合有2个以上羟基的苯骨架。
紫外线吸收剂不用必须预先与硅化合物B1等硅化合物反应而进行硅烷化,可以直接使用市售的产品。因此,在本实施方式中,可以将分子内不含硅原子的紫外线吸收剂直接用于膜形成溶液的制备。紫外线吸收剂的硅烷化虽然对于抑制紫外线吸收剂的渗出而言是有效的,但需要仅仅为此而进行预备工序。在本实施方式中,紫外线吸收剂在膜形成溶液中通常和能够与紫外线吸收剂发生反应或分子间相互作用的其他成分、具体而言硅化合物A、硅化合物B、有机聚合物等发生反应或分子间相互作用。该反应或分子间相互作用竞争地发生。在此,作为反应的示例,可以列举形成共价键或离子键的反应。作为分子间相互作用的示例,可以列举氢键或π-π相互作用。因此,膜形成溶液即使含有硅化合物B1(硅烷偶联剂),紫外线吸收剂也不会全部量与硅化合物B1发生反应或分子间相互作用,通常其至少一部分与选自硅化合物A、硅化合物B(但不包括硅化合物B1)和有机聚合物中的至少1种发生反应或分子间相互作用。该反应或分子间相互作用与和硅化合物B1的反应同样,将紫外线吸收剂固定在膜中,从而有助于抑制渗出。
(有机聚合物)
作为有机聚合物,例如已知聚乙二醇、聚醚系树脂、聚氨酯树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、聚酯多元醇、羟烷基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚己内酯多元醇、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙酸乙烯酯、聚亚烷基二醇系树脂等。本实施方式中优选的有机聚合物是分子内具有环氧基的有机聚合物。其中,该有机聚合物在膜形成溶液或紫外线阻挡膜中可以以至少部分环氧基、有时全部环氧基开环而生成的有机聚合物的形态存在。作为另外的优选的有机聚合物,可以例示含有能够与硅烷醇基或酚性羟基形成氢键的极性基团(羰基、羟基、酚性羟基等)的有机聚合物。其中,特别优选的有机聚合物是聚亚烷基二醇系树脂。作为聚亚烷基二醇系树脂,可以例示作为二醇类的聚醚或聚醚的衍生物,作为这些聚合物的示例,可以列举聚丙二醇、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。在使用聚亚烷基二醇系树脂时,能够有效地抑制紫外线阻挡膜中产生异物,并且即使在涂布膜形成溶液后的干燥温度低的情况下,也能够得到耐磨耗性高的膜。作为又一优选的有机聚合物,可以例示包含能够与紫外线吸收剂的芳香环发生π-π相互作用的有机基团(苯基、具有共轭双键的烯基等)的有机聚合物,作为该聚合物的示例,可以列举双酚多元醇。有机聚合物优选溶于乙醇和/或水的有机聚合物。其中,能否溶于乙醇(水)通过有机聚合物在25℃的乙醇(水)100g中能否溶解1g以上来判断。由于有机聚合物不需要紫外线吸收性能,有机聚合物可以使用不属于紫外线吸收剂的化合物,具体而言,可以使用不属于上述列举的从苯并三唑化合物到氰基丙烯酸酯化合物的化合物和有机色素的化合物。具有环氧基的有机聚合物的分子中平均环氧基数可以为2~10。
作为具有环氧基的有机聚合物,可以例示聚缩水甘油醚化合物、聚缩水甘油酯化合物、聚缩水甘油胺化合物等聚缩水甘油基化合物。具有环氧基的有机聚合物可以为脂肪族聚环氧化合物、芳香族聚环氧化合物的任一种,优选为脂肪族聚环氧化合物。优选的具有环氧基的有机聚合物为聚缩水甘油醚化合物、特别是脂肪族聚缩水甘油醚化合物。聚缩水甘油醚化合物优选为具有2个以上羟基的醇的缩水甘油醚。其中,醇优选为脂肪族醇、脂环式醇或糖醇。
作为具有2个以上羟基的醇的缩水甘油醚,可以例示乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、丙三醇聚缩水甘油醚、二丙三醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚和季戊四醇聚缩水甘油醚。它们可以仅使用1种,也可以将2种以上并用。
这些之中,从紫外线阻挡膜的耐磨耗性的观点考虑,优选丙三醇聚缩水甘油醚、二丙三醇聚缩水甘油醚、聚丙三醇聚缩水甘油醚、山梨糖醇聚缩水甘油醚等具有3个以上羟基的脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚(每1分子中平均缩水甘油基(环氧基)数超过2的物质)。
有机聚合物利用与同为有机物的紫外线吸收剂的高亲和性,有助于提高紫外线吸收剂的分散性,是抑制渗出的成分,是有助于提高膜的柔软性、即使在膜厚较厚的情况下也使膜不易出现裂纹、并且提升膜的耐磨耗性的成分。此外,特别是具有环氧基的有机聚合物是有助于提高在透明基体(玻璃体)的反应性低的表面上形成的膜的密合性的成分。
(酸)
酸的酸解离常数小于1并且沸点在130℃以下,可以是无机酸也可以是有机酸。作为无机酸,可以列举选自盐酸、硝酸、氢溴酸和氢碘酸中的至少1种,优选为盐酸和硝酸。这些挥发性酸与以硫酸、磷酸为代表的非挥发性无机酸相比,容易利用加热除去。
作为有机酸,例如可以列举三氟乙酸(pKa:0.23、沸点:72.4℃)。沸点低的有机酸与挥发性的无机酸同样,容易利用加热除去。无论是无机酸还是有机酸,在本实施方式中,在干燥工序中容易除去的酸均可以用作水解催化剂。来自膜中残留的水解催化剂的成分会成为长期使用后损害膜的透明性的主要原因。
众所周知,将酸的化学式记作[HA]时,酸的pKa由以下式算出。pKa=-log{[H3O+][A-]/[HA]}
式中,[H3O+]表示酸的水溶液中的氢离子浓度(mol/L),[A-]表示酸的水溶液中的碱浓度(mol/L),[HA]表示HA在水溶液中的浓度(mol/L)。其中,在酸从HA的酸性基团多步解离的情况下,pKa表示第一步的酸解离常数。
在使用pKa小于1的酸时,与使用pKa相对较高的酸作为水解催化剂的情况相比,容易获得更致密的紫外线阻挡膜。由于膜的致密性提高,膜的耐磨耗性提升。
酸的沸点优选为100℃以下,也可以为80℃以下。
酸优选为选自盐酸、硝酸和三氟乙酸中的至少1种。
膜形成溶液可以含有红外线吸收剂。作为红外线吸收剂,例如可以列举:聚甲炔化合物、花青化合物、酞菁化合物、萘酞菁化合物、萘醌化合物、蒽醌化合物、二硫醇化合物、亚胺鎓化合物、二亚胺鎓化合物、铵化合物、吡喃鎓化合物、铈(セリリウム)化合物、方酸菁化合物、苯二硫醇金属配体阴离子与花青色素阳离子的平衡离子结合体等的有机系红外线吸收剂;氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化镁、氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化镍、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化镧、氧化钨、铟锡氧化物、锑锡氧化物、掺氟氧化锡等的无机系红外线吸收剂等。红外线吸收剂可以单独使用,也可以将2种以上并用。红外线吸收剂优选为选自铟锡氧化物、锑锡氧化物和掺氟氧化锡中的至少1种。
膜形成溶液可以含有无机氧化物微粒。构成无机氧化物微粒的无机氧化物例如为选自Si、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce和Sn中的至少1种元素的氧化物,优选为二氧化硅微粒。二氧化硅微粒例如可以通过添加胶态二氧化硅而导入膜形成溶液中。无机氧化物微粒的将紫外线阻挡膜受到的应力传递到支承紫外线阻挡膜的基体的作用优异,硬度也高。因此,从提高紫外线阻挡膜的耐磨耗性的观点考虑,添加无机氧化物微粒是有利的。
在膜形成溶液中,为了提高构成成分中的有机物的溶解性,优选添加有机溶剂。作为有机溶剂,优选与水以任意比率混合的溶剂,特别优选碳原子数为1~3的低级醇(甲醇、乙醇、丙醇)。
也可以在膜形成溶液中配合其他的添加剂。作为添加剂,可以列举具有改善紫外线阻挡膜的外观和紫外线吸收剂的分散性的功能的表面活性剂。作为添加剂,可以添加流平剂、消泡剂、防腐剂等。
式(3)所示的硅化合物A的水解物缩聚而生成的成分CA为SiO2。式(4)所示的硅化合物B的水解物缩聚而生成的成分CB可以由[R1 mR2 nSiO(4-m-n)/2]表示。成分CB包括硅化合物B1的水解物缩聚而生成的成分CB1和硅化合物B2的水解物缩聚而生成的成分CB2。其中,R1、R2、m和n如上所述。
成分CA的合计质量p相对于成分CA与成分CB的合计质量r之比(p/r)优选在0.1以上且小于0.8,更优选为0.35以上0.48以下,可以为0.40以上0.48以下。成分CB的合计质量q相对于成分CA与成分CB的合计质量r之比(q/r)优选超过0.2且在0.9以下,更优选为0.52以上0.65以下,可以为0.52以上0.60以下。此外,成分CB1的质量c相对于成分CA与成分CB的合计质量r之比(c/r)可以为0以上0.9以下。此外,成分CB2的质量d相对于成分CA与成分CB的合计质量r之比(d/r)可以为0以上0.4以下。
此外,有机聚合物的质量s相对于成分CA与成分CB的合计质量r之比(s/r)优选为0.001以上1以下,更优选为0.001以上0.8以下,可以为0.001以上0.6以下。
优选以上述比(p/r)、(q/r)、(c/r)、(d/r)和(s/r)均在所希望的范围的方式制备膜形成溶液。此外,紫外线吸收剂优选以在所形成的紫外线阻挡膜中的含有率达到0.5~40质量%的量含有在膜形成溶液中,更优选为10~40质量%。此外,紫外线吸收剂的质量e相对于成分CA与成分CB的合计质量r之比(e/r)可以为0.005以上0.7以下。
膜形成溶液中的酸的优选含有率相对于膜形成溶液的质量为0.001~1质量%、更优选为0.001~0.6质量%。
膜形成溶液中的水的摩尔数相对于膜形成溶液所含的硅原子的总摩尔数优选为15倍以下、更优选为4~12倍、例如为4~10倍。在水的摩尔数不过大、控制在上述程度时,容易得到透明的膜。此外,在水的摩尔数不过少、至少确保上述程度时,容易得到更致密且具有高耐磨耗性的膜。
制备膜形成溶液的方法没有特别限制,可以向1个容器、例如带有搅拌装置的混合槽中没有顺序限制地依次供给上述的各构成成分并搅拌而实施。在容器内,作为紫外线吸收剂,仅供给与硅化合物A、硅化合物B均不反应的紫外线吸收剂。换言之,紫外线吸收剂的全部量不经过使用硅化合物A和硅化合物B的硅烷化处理而被供给到容器内。此外,在本实施方式中,在容器内,作为水解催化剂,优选仅供给酸解离常数小于1且沸点在130℃以下的酸。
<2-2.膜形成溶液2>
对基于溶胶凝胶法的膜形成溶液的优选方式进行说明。
溶胶凝胶法所使用的有机溶剂必须是与硅醇盐和水的相溶性高、且能够使溶胶凝胶反应进行的溶剂,优选碳原子数1~3的低级醇。作为硅醇盐,没有特别限制,可以使用四甲氧基硅、四乙氧基硅(TEOS)、四异丙氧基硅等。也可以将硅醇盐的水解物用作硅原料。关于利用溶胶凝胶法的形成溶液中的硅醇盐的浓度,以将硅醇盐换算成SiO2时的SiO2浓度表示,优选为3~15质量%、特别优选为3~13质量%。该浓度过高时,有时膜产生裂纹。
水以相对于硅醇盐的摩尔比表示优选为4倍以上,具体为4~40倍,优选为4~35倍。作为水解催化剂,优选使用酸催化剂,特别优选使用盐酸、硝酸、硫酸、三氯乙酸、三氟乙酸、甲磺酸、对甲苯磺酸等强酸。由于来自酸催化剂的有机物有时会使膜硬度下降,因而优选使用无机酸作为酸催化剂。盐酸的挥发性高、不易在膜中残留,因而是最优选的酸催化剂。关于酸催化剂的浓度,以假设质子完全从酸解离时的质子的质量摩尔浓度表示,优选为0.001~2mol/kg的范围。
加入上述程度的过量的水、并以上述程度的浓度添加酸催化剂时,例如国际公开第2005/095101号公报所记载的那样,能够通过溶胶凝胶法在能够防止有机物分解的温度区域内容易地形成比较厚的膜。
将含有上述列举的成分的利用溶胶凝胶法的膜形成溶液与分散有紫外线吸收剂微粒的分散液混合,再根据需要添加有机聚合物等,则能够准备紫外线阻挡膜的形成溶液。但紫外线阻挡膜形成溶液的制备方法并不限定于此,可以在微粒分散液中依次添加利用溶胶凝胶法形成膜所必需的成分,作为通过溶胶凝胶法以外的方法形成膜的方法,也可以制备含有紫外线吸收剂微粒以及该方法所必需的成分(例如聚硅氮烷)的形成溶液。
(紫外线吸收剂)
紫外线吸收剂只要是常温时为固体、分子量在5000以下、并且能够粉碎至平均粒径150nm以下的紫外线吸收剂,就没有特别限制,能够使用苯并三唑系、二苯甲酮系、三嗪系、聚甲炔系、咪唑啉系等现有公知的紫外线吸收剂。此外,只要具有紫外线阻挡功能,也可以使用后述的苯硫酚铜配位化合物衍生物那样的在现有技术中用于其他用途的有机化合物。
紫外线吸收剂的分子量优选为3000以下、更优选为2000以下、进一步优选为1500以下、根据情况可以为1300以下、还可以为1200以下、特别是900以下、尤其是800以下。但是,在紫外线吸收剂的分子量过低时,难以在常温下维持固体。因此,紫外线吸收剂的分子量优选为200以上、更优选为300以上、进一步优选为500以上。
并且,紫外线吸收剂优选在分子中不含能够聚合的碳-碳双键。作为能够聚合的碳-碳双键,可以列举乙烯基、乙烯撑基、乙烯叉基等聚合性官能团所含的双键。紫外线吸收剂优选在分子中不含这些官能团。
紫外线吸收剂的优选的一例是分子中具有2个以上、例如2~8个、优选2~4个下述式(5)所示的官能团的有机化合物α。
在此,A1~A5分别独立地为氢原子、羟基、直链或具有支链的碳原子数1~20、优选碳原子数5~15、更优选碳原子数7~13的烷基、或者下述式(6)所示的官能团。其中,A1~A5的至少1个为下述式(6)所示的官能团。
有机化合物α是分子中至少包含2个苯并三唑结构(参照式(6))的苯并三唑系紫外线吸收剂。1个分子中至少存在的2个苯并三唑结构对有机化合物α所带来的紫外线阻挡效应有贡献,并且还有助于确保有机化合物α在常温下为固体状态的程度的大的分子量。众所周知,化合物的熔点并不是仅由分子量决定,但分子量是在很大程度上影响熔点的因素。有机化合物α是适合于形成紫外线阻挡效应的持续性优异、作为玻璃叠层体的情况下特别重视的特性的雾度低的紫外线阻挡膜的化合物。
式(5)所示的官能团中,例如可以A1~A5中的1个为羟基、1个为上述规定的烷基、1个为式(6)所示的官能团、剩余2个为氢原子。具体而言,有机化合物α优选在分子中具有2个以上的以下式(7)所示的官能团。在式(7)中,R1为直链或具有支链的碳原子数1~20、优选碳原子数5~15、更优选碳原子数7~13的烷基。
并且,有机化合物α存在所含的烷基的碳原子数越多,分子整体的疏水性越高的倾向,因此,在由分散介质为水的分散液制作的膜中,容易以微粒的形态存在。但是,当碳原子数过多时,存在有机化合物α的熔点因立体位阻等的影响而下降的倾向。
在本发明的优选的一个方式中,有机化合物α具有以式(7)表示的2个官能团通过亚烷基连接的结构单元。构成亚烷基的碳原子数优选为3以下、特别优选为2以下。
有机化合物α可以是下述式(8)所示的化合物。
在此,R1和R2彼此独立地为直链或具有支链的碳原子数1~20、优选碳原子数5~15、更优选碳原子数7~13的烷基。
紫外线吸收剂的另一优选例为分子中具有下述式(8)所示的结构单元的有机化合物β。有机化合物β是苯硫酚铜配位化合物衍生物。
苯二硫酚铜配位化合物由于源自式(9)所示的结构的共振效应而参与波长400nm左右的光线的吸收。由于共振效应而吸收的波长在Cu置换成其他的金属原子时发生位移(例如在将Cu置换成Zn或Al时,在更短的波长区域获得共振效应)。在需重视波长400nm左右的光线的吸收性能的情况下,作为金属原子,最优选Cu。
由于玻璃板的对于紫外线阻挡特性的需求的提升,不仅是其屏蔽的程度,还期待屏蔽至比紫外区域的光线更靠长波长侧。近年来,不仅是紫外区域,有时可见区域的具有短波长区域(400nm左右的波长区域)的波长的光线也需要屏蔽。使用具有式(9)所示结构的有机化合物β,不仅具有屏蔽紫外区域的效果,对于400nm左右的波长区域的光线的屏蔽也是有效的。
有机化合物β优选具有下述式(10)所示的结构,更优选具有式(11)所示的结构,例如可以是式(15)的化合物。
在此,L和M分别独立地为下述式(12)、(13)、(14)的任一式所示的基团。此外,A为季铵盐。作为季铵盐,可以例示四甲基铵盐、四乙基铵盐、四异丙基铵盐、四丁基铵盐、四苯基铵盐、四苄基铵盐、三甲基苄基铵盐。
在此,R3、R4分别独立地指碳原子数为1~4的直链或具有支链的烷基。
在此,n为3~5的整数。
在此,Bu是直链或具有支链的丁基。
紫外线吸收剂在常温下为固体。在本说明书中,“常温”作为表示25℃的用语使用。如上所述,在现有技术中,由溶液形成的紫外线阻挡膜使用常温时为液体的紫外线吸收剂。使用将这样的紫外线吸收剂乳化而得到的溶液形成的紫外线阻挡膜中,紫外线吸收剂以微细的液体的形态分散。此外,在现有技术中,为了在膜中均匀分布,常温时为固体的有机化合物通常在溶于溶剂后向膜中导入。这是因为在大多情况下,以固态导入玻璃板上形成的膜中的有机化合物会损害玻璃叠层体的透明性。相对于此,在本发明中,紫外线吸收剂以平均粒径为150nm以下的微粒的形态在紫外线阻挡膜中分散。通过将紫外线吸收剂微细地粉碎至平均粒径达到150nm以下的程度后再向膜中导入,该膜的紫外线阻挡性能的持续性优异且不会损害透明性。这样导入膜中的紫外线吸收剂优选在膜中也保持结晶状态。膜中的紫外线吸收剂保持结晶状态可以通过X射线衍射确认。
紫外线吸收剂被粉碎而达到规定平均粒径的时间依赖于粉碎装置的种类、投入量、以及转速等粉碎条件。因此,在批量生产时,可以预先一边重复进行适当中断利用粉碎装置的粉碎并确认取样的粉碎物的平均粒径的操作,一边确定直至得到规定的平均粒径的时间。其中,在粉碎时,可以在需要粉碎的紫外线吸收剂中适当添加表面活性剂、水溶性树脂等。
紫外线吸收剂可以以平均粒径150nm以下、优选10~150nm、更优选50~140nm、特别优选70~140nm的微粒的形态在膜中分散。在制备微粒分散液(微粒分散组合物)时,也优选预先将紫外线吸收剂粉碎使其具有该范围的平均粒径。微粒的平均粒径过大时,膜的透明性降低;过小时,可能导致紫外线吸收性能劣化或其持续性下降。其中,关于上述“平均粒径”,也包括后述实施例栏中的测定值在内,是基于利用光子相关光谱法之一的动态光散射法得到的测定值的数值,具体而言,是在球当量径的体积基准的分布中累积频率达到50%的粒径。“平均粒径”例如可以使用日机装株式会社制“Microtrac超微粒粒度分布计9340-UPA150”测定。
相对于膜中的氧化硅(SiO2换算),紫外线吸收剂的含量以质量%表示优选为1~80%、更优选5~60%、特别优选5~50%、尤其优选7~30%的范围。考虑这种情况,相对于膜的形成溶液的液量,紫外线吸收剂的添加量同样以质量%表示优选为0.5~25%、更优选0.5~15%。
(有机聚合物)
有机聚合物是通过与紫外线吸收剂(苯并三唑系紫外线吸收剂)相互作用,有助于提高紫外线吸收剂在膜中的分散性、提高该化合物所带来的光线屏蔽能力、并抑制该化合物劣化的成分。在利用溶胶凝胶法等液相成膜形成比较厚(例如超过300nm的厚度、进而500nm以上的厚度)的紫外线阻挡膜时,随着膜形成溶液所含的液体成分的蒸发,有时会产生裂纹。有机聚合物还是能够抑制产生裂纹并且形成厚膜的成分。
有机聚合物优选为选自聚醚化合物、多元醇化合物、聚乙烯基吡咯烷酮类和聚乙烯基己内酰胺类中的至少1种。有机聚合物可以为聚醚型的表面活性剂等聚醚化合物,也可以为聚己内酯多元醇、双酚A多元醇等多元醇化合物。有机聚合物还可以为聚乙二醇、聚丙二醇等。聚醚化合物意指包含2个以上醚键的化合物,多元醇化合物意指包括二元醇、三元醇在内的多元醇。聚乙烯基吡咯烷酮类具体指聚乙烯基吡咯烷酮及其衍生物,聚乙烯基己内酰胺类具体指聚乙烯基己内酰胺及其衍生物。
相对于膜中的氧化硅(SiO2换算),有机聚合物在膜中的添加量以质量%表示优选为0~75%、更优选0.05~50%、特别优选0.1~40%、尤其优选1~30%、有时优选10%以下、根据需要优选7%以下。其中,在紫外线吸收剂多时,可以与其量相应地减少有机聚合物。
硅烷偶联剂的种类没有特别限定,优选RSiX3(R为包含选自乙烯基、环氧丙氧基、甲基丙烯酰氧基、氨基和巯基中的至少1种的有机官能团,X为卤素或烷氧基)所示的有机化合物。硅烷偶联剂的R基与有机物反应,X基与无机物反应。通过该反应,硅烷偶联剂能够发挥有助于提高紫外线吸收剂在膜中的分散性、抑制产生裂纹并且形成厚膜的效果。相对于膜中的氧化硅(SiO2换算),硅烷偶联剂在膜中的添加量以摩尔%表示优选为0~40%、更优选0.1~20%、进一步优选1~10%。
本发明的紫外线阻挡膜可以含有紫外线吸收剂、有机聚合物和硅烷偶联剂以外的功能性成分。例如,作为近红外线的吸收剂公知的铟锡氧化物(ITO)微粒是在紫外线阻挡膜中添加的优选的成分之一。
ITO微粒可以以平均粒径200nm以下、优选5~150nm的微粒的形态在膜中分散。与紫外线吸收剂的微粒同样,在粒径过大时,膜的透明性下降;在过小时,无法充分获得添加效果。ITO微粒也可以预先制备分散液,再将其添加到膜的形成溶液中。
紫外线阻挡膜含有作为无机成分的氧化硅。另外,紫外线阻挡膜也可以含有氧化硅以外的无机成分。作为氧化硅以外的无机成分,除了上述ITO微粒之外,还可以列举来自溶胶凝胶法所使用的酸催化剂的成分(例如氯、氮、硫原子)等。紫外线阻挡膜所含的氧化硅以硅醇盐等含硅化合物(硅化合物)的形式向膜形成溶液中添加。
紫外线阻挡膜中的氧化硅可以占膜总体的30质量%以上、优选40质量%以上、更优选50质量%以上(此时氧化硅成为膜的主成分)、有时70质量%以上。紫外线阻挡膜优选具有以氧化硅为主成分、紫外线吸收剂的微粒和其他成分在Si-O键的网络中分散的形态。具有这种形态的膜适合用于窗玻璃等室外的用途。
<2-3.膜形成溶液3>
膜形成溶液含有有机物和无机氧化物。有机物含有吸水性树脂,无机氧化物含有二氧化硅。膜形成溶液含有紫外线吸收剂和/或红外线吸收剂。以下对各成分进行说明。
(吸水性树脂)
作为吸水性树脂,没有特别限制,可以列举聚乙二醇、聚醚系树脂、聚氨酯树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酯多元醇、羟烷基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙酸乙烯酯等。这些之中,优选羟烷基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙酸乙烯酯、环氧系树脂和聚氨酯树脂,更优选聚乙烯醇缩醛树脂、环氧系树脂和聚氨酯树脂,特别优选聚乙烯醇缩醛树脂。
聚乙烯醇缩醛树脂可以通过使醛与聚乙烯醇缩合反应发生缩醛化而获得。聚乙烯醇的缩醛化可以采用在酸催化剂的存在下使用水介质的沉淀法、使用醇等溶剂的溶解法等公知的方法实施。缩醛化也可以与聚乙酸乙烯酯的酮化并行实施。缩醛化度优选为2~40摩尔%、更优选为3~30摩尔%、特别优选为5~20摩尔%、有时优选为5~15摩尔%。缩醛化度例如可以基于13C核磁共振谱法测定。缩醛化度在上述范围内的聚乙烯醇缩醛树脂适合于形成吸水性和耐水性良好的膜形成溶液。
聚乙烯醇的平均聚合度优选为200~4500、更优选为500~4500。高的平均聚合度有利于形成吸水性和耐水性良好的膜形成溶液,但平均聚合度过高时,溶液的粘度变得过高,有时会对膜的形成造成阻碍。聚乙烯醇的酮化度优选为75~99.8摩尔%。
作为与聚乙烯醇发生缩合反应的醛,可以列举甲醛、乙醛、丁醛、己基甲醛(hexylcarbaldehyde)、辛基甲醛(octyl carbaldehyde)、癸基甲醛(decyl carbaldehyde)等脂肪族醛。还可以列举:苯甲醛;2-甲基苯甲醛、3-甲基苯甲醛、4-甲基苯甲醛、其他的烷基取代苯甲醛;氯代苯甲醛、其他的卤原子取代苯甲醛;氢原子被羟基、烷氧基、氨基、氰基等除烷基外的官能团取代的取代苯甲醛;萘醛、蒽醛等稠芳香环醛等芳香族醛。疏水性强的芳香族醛在形成低缩醛化度、耐水性优异的膜形成溶液时是有利的。使用芳香族醛在形成存留大量羟基且吸水性高的膜时是有利的。聚乙烯醇缩醛树脂优选包含来自芳香族醛、特别是苯甲醛的缩醛结构。
作为环氧系树脂,可以列举缩水甘油醚系环氧树脂、缩水甘油酯系环氧树脂、缩水甘油胺系环氧树脂、环式脂肪族环氧树脂等。这些之中,优选环式脂肪族环氧树脂。
作为聚氨酯树脂,可以列举由多异氰酸酯和多元醇构成的聚氨酯树脂。作为多元醇,优选丙烯酸多元醇和聚氧亚烷基系多元醇。
膜形成溶液以吸水性树脂为主成分。在本发明中,“主成分”意指以质量基准计含有率最高的成分。从膜硬度、吸水性和防雾性的观点考虑,基于膜形成溶液的重量,吸水性树脂的含有率优选为50重量%以上、更优选为60重量%以上、特别优选为65重量%以上,优选为95重量%以下、更优选为90重量%以下、特别优选为85重量%以下。
(无机氧化物)
无机氧化物例如为选自Si、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce和Sn中的至少1种元素的氧化物,至少含有Si的氧化物(二氧化硅)。膜形成溶液中,相对于吸水性树脂100重量份,含有无机氧化物优选为0.01重量份以上、更优选为0.1重量份以上、进一步优选为0.2重量份以上、特别优选为1重量份以上、最优选为5重量份以上、有时为10重量份以上、根据需要为20重量份以上,并且优选为50重量份以下、更优选为45重量份以下、进一步优选为40重量份以下、特别优选为35重量份以下、最优选为33重量份以下、有时为30重量份以下。无机氧化物是用于确保膜形成溶液的强度、特别是耐磨耗性的必须成分,但在其含量增多时,膜形成溶液的防雾性下降。
(无机氧化物微粒)
膜形成溶液中,作为无机氧化物的至少一部分,可以进一步含有无机氧化物微粒。构成无机氧化物微粒的无机氧化物例如为选自Si、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce和Sn中的至少1种元素的氧化物,优选为二氧化硅微粒。二氧化硅微粒例如可以通过添加胶态二氧化硅而导入膜形成溶液中。无机氧化物微粒的将膜形成溶液所受到的应力传递到支承膜形成溶液的物品的作用优异,硬度也高。因此,从提高膜形成溶液的耐磨耗性的观点考虑,添加无机氧化物微粒是有利的。此外,在膜形成溶液中添加无机氧化物微粒时,在微粒接触或接近的部位形成微细的空隙,水蒸气容易从该空隙进入膜中。因此,添加无机氧化物微粒还具有有利于提高防雾性的作用。通过在用于形成膜形成溶液的涂敷液中添加预先形成的无机氧化物微粒,能够向膜形成溶液供给无机氧化物微粒。
无机氧化物微粒的平均粒径过大时,有时膜形成溶液发生白浊;在过小时,发生聚集而难以均匀地分散。从该观点考虑,无机氧化物微粒的平均粒径优选为1~20nm、更优选为5~20nm。其中,在此将无机氧化物微粒的平均粒径以一次颗粒的状态表述。此外,关于无机氧化物微粒的平均粒径,通过使用扫描型电子显微镜的观察测定任意选取的50个微粒的粒径,取其平均值来确定。无机氧化物微粒的含量变多时,膜形成溶液整体的吸水量下降,有时膜形成溶液发生白浊。相对于吸水性树脂100重量份,优选添加无机氧化物微粒0~50重量份、更优选2~30重量份、进一步优选5~25重量份、特别优选10~20重量份。
(水解性金属化合物)
为了在膜形成溶液中配合无机氧化物,可以在用于形成膜形成溶液的涂敷液中添加具有水解性基团的金属化合物(水解性金属化合物)或其水解物。作为水解性金属化合物,优选下述式(I)所示的具有水解性基团的硅化合物。无机氧化物所含的二氧化硅优选包含来自具有水解性基团的硅化合物或其水解物的二氧化硅。式(I)所示的具有水解性基团的硅化合物可以单独使用,也可以将2种以上并用。在本发明中,二氧化硅也包括在由硅氧烷键键合的硅化合物中有机金属与其硅的一部分直接键合的化合物。
RmSiX4-m (I)
式(I)中的R是氢原子可以被反应性官能团取代的碳原子数1~3的烃基。作为碳原子数1~3的烃基,可以列举碳原子数1~3的烷基(甲基、乙基、正丙基、异丙基)和碳原子数2~3的烯基(乙烯基、烯丙基、丙烯基)等。
反应性官能团优选为选自氧缩水甘油基和氨基中的至少1种。具有反应性官能团的水解性金属化合物将作为有机物的吸水性树脂与作为无机氧化物的二氧化硅牢固地键合,有助于提高膜形成溶液的耐磨耗性、硬度等。
式(I)中的X为水解性基团或卤原子。作为水解性基团,例如可以列举选自烷氧基、酰氧基、烯氧基和氨基中的至少1种。作为烷氧基,可以列举碳原子数1~4的烷氧基(甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基)等。在水解性基团中,优选烷氧基,更优选碳原子数1~4的烷氧基。作为卤原子,例如为氯。
式(I)中的m为0~2的整数,优选为0~1的整数。
式(I)所示的具有水解性基团的硅化合物的优选的具体例有式(I)中的X为烷氧基的硅醇盐。并且,更优选硅醇盐含有相当于式(I)中m=0的化合物(SiX4)的4官能硅醇盐。作为4官能硅醇盐的具体例,可以列举四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷。硅醇盐可以单独使用,也可以将2种以上并用,在将2种以上并用的情况下,更优选硅醇盐的主成分为4官能硅醇盐。
更优选硅醇盐含有4官能硅醇盐和相当于式(I)中m=1的化合物(RSiX3)的3官能硅醇盐。作为不具有反应性官能团的3官能硅醇盐的具体例,可以列举甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷等。作为具有反应性官能团的3官能硅醇盐的具体例,可以列举环氧丙氧基烷基三烷氧基硅烷(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等)、氨基烷基三烷氧基硅烷(3-氨基丙基三乙氧基硅烷等)等。
具有反应性官能团的硅醇盐有时称为硅烷偶联剂。相当于式(I)中m=2的化合物(R2SiX2)的2官能硅醇盐,在R的至少一个为反应性官能团时,也是硅烷偶联剂。作为R的至少一个具有反应性官能团的2官能硅醇盐的具体例,可以列举环氧丙氧基烷基烷基二烷氧基硅烷(3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷等)、氨基烷基烷基二烷氧基硅烷[N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等]等。
在紫外线吸收剂或红外线吸收剂为有机物的情况下,特别优选硅醇盐含有硅烷偶联剂。这是因为能够提高利用紫外线吸收剂或红外线吸收剂得到的光屏蔽性(例如紫外线阻挡性)。通过硅烷偶联剂使得膜形成溶液的光屏蔽性提高的理由可以认为是因为通过添加硅烷偶联剂,形成作为有机化合物的光吸收剂在含有二氧化硅的吸水性树脂中更均匀地分散的状态(后述的实施例1与3、或实施例2与4的对比)。
式(I)所示的具有水解性基团的硅化合物在水解和缩聚完全进行时,提供以下的式(II)所示的成分。
RmSiO(4-m)/2 (II)
式(II)中的R和m如上所述。在水解和缩聚之后,实际上式(II)所示的化合物在膜形成溶液中形成硅原子与氧原子交替地连接、并且三维扩张的硅氧烷键(Si-O-Si)的网络结构。
膜形成溶液中的来自4官能硅醇盐或3官能硅醇盐的二氧化硅的含量增多时,有时膜形成溶液的防雾性下降。其原因之一为,膜形成溶液的柔软性下降,伴随水分的吸收和放出而发生的膜的膨润和收缩受到限制。来自4官能硅醇盐的二氧化硅的添加量相对于吸水性树脂100重量份优选为0~30重量份、更优选为1~20重量份、进一步优选为3~10重量份的范围。来自3官能硅醇盐的二氧化硅的添加量相对于吸水性树脂100重量份优选为0~30重量份、更优选为0.05~15重量份、进一步优选为0.1~10重量份的范围。
作为紫外线吸收剂和红外线吸收剂,可以与上述的膜形成溶液1、2相同。
(交联结构)
膜形成溶液可以包含来自选自有机硼化合物、有机钛化合物和有机锆化合物中的至少1种交联剂的交联结构。导入交联结构能够提升膜形成溶液的耐磨耗性、耐水性。从另外的观点阐述,导入交联结构不会使膜形成溶液的防雾性能降低,而容易使其耐久性得到改善。
交联剂只要能够使所使用的吸水性树脂交联,其种类就没有特别限定。在此,仅对有机钛化合物举例。有机钛化合物例如为选自烷氧基钛、钛螯合物和酰化钛中的至少1种。烷氧基钛例如有四异丙氧基钛、四正丁氧基钛、四辛氧基钛。钛螯合物例如有乙酰丙酮钛、乙酰乙酸乙酯钛、辛二醇钛、三乙醇胺钛、乳酸钛。乳酸钛可以为铵盐(乳酸铵钛)。酰化钛例如有硬脂酸钛。优选的有机钛化合物为钛螯合物、特别是乳酸钛。
吸水性树脂为聚乙烯醇缩醛树脂时,优选的交联剂为有机钛化合物、特别是乳酸钛。
(其他的任意成分)
在膜形成溶液中可以配合其他的添加剂。作为添加剂,可以列举具有改善防雾性的功能的甘油、乙二醇等二醇类。添加剂可以为表面活性剂、界面调整剂、润滑性赋予剂、流平剂、消泡剂、防腐剂等。<2-4.涂布工序和干燥工序>
膜形成溶液的涂布可以采用现有公知的方法、例如流涂法、浸涂法、旋涂法、喷涂法、辊涂法、弯月面涂法、模涂法等实施。
在涂布膜形成溶液的工序中,优选将气氛的相对湿度(RH)保持在小于40%、进而保持在30%以下。在保持较低的相对湿度时,能够防止涂布的膜从气氛吸收过量的水分。一旦从气氛吸收大量的水分,进入膜的基质内的残留的水可能导致膜的强度下降。
在涂布膜形成溶液后,使透明基体干燥的温度为130℃以上、优选为160℃以上、更优选为170℃以上、有时可以为180℃以上。并且,从避免紫外线吸收剂、有机聚合物等分解的观点考虑,该干燥温度优选为300℃以下、特别是250℃以下、有时为200℃以下。
优选干燥工序包括风干工序和伴有加热的加热干燥工序。风干工序可以通过将膜形成溶液暴露在相对湿度保持小于40%、进而保持在30%以下的气氛中而实施。风干工序可以作为非加热工序在室温实施。在加热干燥工序中,发生硅化合物A、硅化合物B的水解物等中包含的硅烷醇基和存在于透明基体上的羟基所参与的脱水反应,由硅原子和氧原子构成的基质结构(Si-O键的网络)扩展,因而紫外线阻挡膜被固定在玻璃体上。
<2-5.膜厚>
紫外线阻挡膜的膜厚没有特别限定,例如可以为0.5~10μm、优选为1~5μm。紫外线阻挡膜的膜厚超过10μm时,可能导致玻璃叠层体变黄,进而在膜上产生裂纹。此外,为了有效地实现紫外线阻挡功能,优选膜厚均匀,优选膜厚分布的均匀性在70%以下。
所谓膜厚分布的均匀性,是在紫外线阻挡膜的从周缘起除去宽度20mm的范围的区域内,将膜厚的最大值与最小值之差除以最大值而得到的值以百分率表示的值。例如,在膜厚的最小值为1.5μm、最大值为4μm时,均匀性为(4-1.5)/4×100=62.5%。这样,均匀性优选在70%以下。膜厚例如可以通过在涂布膜形成溶液后、利用鼓风机等向玻璃体鼓风而进行调整。
此外,关于紫外线阻挡膜的膜厚,在紫外线阻挡膜的从周缘起除去宽度20mm的范围的区域内,例如可以下部侧的膜厚比上部侧厚。由此,能够特别地屏蔽照射到玻璃叠层体的下部侧的紫外线。另外,这样的膜厚分布能够通过流涂法实现。
并且,关于紫外线阻挡膜的膜厚,在紫外线阻挡膜的从周缘起除去宽度20mm的范围的区域内,例如,膜厚最大(0.5~10μm)的位置可以为距该区域的边缘部10cm以上的位置。其中,膜厚的最大值优选为2~4μm。这样一来,能够特别地提高玻璃叠层体的中央附近的紫外线阻挡功能。
<3.玻璃叠层体的光学特性>
下面,对包含玻璃体和紫外线阻挡膜的玻璃叠层体整体的光学特性(紫外线透射率)进行说明。
本发明的玻璃叠层体的波长400nm的光的透射率优选为10%以下、更优选为8%以下。并且,优选波长390nm的光的透射率小于1.5%。
并且,优选本发明的玻璃叠层体的紫外线透射率如下所述。
Tuv400≤2.0% (16)
Tuv400如上所述。此外,更优选上述式(16)中的Tuv400为1.0%以下。
<3-1.可见光透射率1>
在本发明所涉及的玻璃叠层体中,波长420nm的光的透射率优选为20%以上,更优选为50%以上。这是为了如上所述降低紫外线的透射率,而在超过紫外线区域时,使可见光区域的光的透射率急剧升高。换言之,是为了减少玻璃板中妨碍视野的着色等。另一方面,波长420nm的光的透射率优选为85%以下。这是为了防止对位于车内的人的影响以及车内的内部装饰劣化。
<3-2.可见光透射率2>
关于本发明的玻璃叠层体,将对于波长450~800nm的光的透射率的平均值设为Tavg时,优选玻璃叠层体的透射率为Tavg×0.9的波长W1与玻璃板的透射率为Tavg×0.1的波长W2之差(以下称为锐截止)为22nm以下。这与上述的在玻璃板中的说明相同。
<3-3.近红外线透射率>
本发明的玻璃叠层体的波长1500nm的光的透射率优选为35%以下、更优选为30%以下、特别优选为25%以下。
波长1500nm的光表示近红外线区域、特别是日照光的近红外线区域的光。这样的光的透射率如上所述为35%以下时,能够适度地屏蔽日照光的近红外线,在使用该玻璃叠层体作为汽车的窗玻璃时,能够缓解车内的温度变得过高的现象。
<3-4.黄色指数>
本发明的玻璃叠层体的基于CIE标准的C光源的透射光的、JIS K7373:2006所规定的黄色指数YI优选满足以下的式(17)。
YI≤10 (17)
其中,更优选YI≤5。相对于此,在玻璃体的黄色指数大时,玻璃叠层体的黄色指数也增大,可能导致位于车内的人向车外看时感到烦躁等的心理上的不适感。
<3-5.蓝光削减效果>
在本发明的玻璃叠层体中,关于JIS T7330:2000的附件A的与蓝光屏蔽函数相关的有效辐射强度,以通过玻璃叠层体时的有效辐射强度的降低率算出的蓝光削减率优选为35%以上。
更详细的情况如下。在此所说的蓝光削减率定义为:以百分率表示相对于与太阳光的蓝光所引起的视网膜损伤相关的有效辐射强度(以下称为太阳光的有效辐射强度)的、因透过玻璃叠层体而减少的该有效辐射强度之比的值。具体而言,由以下方法求出。
使用JIS T7330:2000的附件A的与蓝光屏蔽函数相关的加权函数。关于该加权函数,算出波长380~550nm为止的和,求出太阳光的有效辐射强度。接着,算出上述波长区域的各波长的玻璃叠层体的分光透射率与加权函数之积的和,求出透过该玻璃叠层体的光的该有效辐射强度(以下称为透射光的有效辐射强度)。然后,算出透射光的有效辐射强度相对于太阳光的有效辐射强度之比,用1减去该值,并换算成百分率。将这样算出的百分率作为玻璃叠层体的蓝光削减率。
如果该蓝光削减率高,则在透过玻璃叠层体向外部看时,不会刺眼,能够防止耀眼。另外,如果上述的黄色指数高,则蓝光削减率也会增大。
<4.玻璃叠层体的耐久性能>
作为本发明的玻璃叠层体的耐久性能,优选具有以下的耐磨耗性和耐光性(耐紫外线特性)。
<4-1.耐磨耗性>
作为本发明的玻璃叠层体的耐磨耗性,可以通过基于JIS R3221的磨耗试验进行评价。即,利用TABER磨耗试验机(例如TABER INDUSTRIES公司制5050ABRA)对紫外线阻挡膜的表面以500g荷重进行1000次磨耗时,优选紫外线阻挡膜不从玻璃体剥离,并且该磨耗试验后的雾度率为5%以下。其中,雾度率的测定例如可以使用Suga Test Instruments Co.,Ltd.制的HZ-1S。
<4-2.耐光性(耐紫外线特性)>
耐光性(耐紫外线特性)可以通过如下试验进行评价。即,使用岩崎电气株式会社制的紫外线照射装置(EYE SUPER UV TESTER SUV-W13),应用波长295~450nm、照度76mW/cm2、黑面板温度83℃、湿度50%RH的条件,向玻璃叠层体的未形成紫外线阻挡膜的面照射紫外线100小时。并且,优选照射前后的玻璃叠层体的Tuv400之差为2%以下。
<5.特征>
根据本发明,通过使玻璃体和紫外线阻挡膜两者具有紫外线阻挡功能,能够提高玻璃叠层体整体的紫外线阻挡功能。特别是在本发明中,由于玻璃体的Tuv400为50%以下,玻璃叠层体整体的波长400nm的光的透射率为10%以下,并且Tuv400为2.0%以下。因此,还能够可靠地屏蔽紫外线区域的上限附近的紫外线。
<6.变形例>
以上对本发明的一个实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,只要不脱离其宗旨,能够进行各种变更。并且,以下所示的多个变形例可以适当组合。
<6-1>
在上述实施方式中,通过在玻璃体上涂布膜形成溶液而形成紫外线阻挡膜,但也可以如下所述操作。例如,在基材片上涂布膜形成溶液等,形成紫外线阻挡膜。另外,还可以在该基材片的相反面涂布粘接剂,将其粘贴在玻璃体的表面。
具体而言,例如在聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等透明的树脂制的片材上涂布上述的膜形成溶液,形成紫外线阻挡膜。然后,利用例如丙烯酸系、硅酮系的粘接剂将该片材粘贴于玻璃体的表面。由此,也能够形成本发明的玻璃叠层体。
<6-2>
紫外线阻挡膜可以不涂布在玻璃体的整个面,可以涂布在需要的部分。例如,在用作侧窗玻璃的升降玻璃中,可以在沿着上边和侧边的部分的至少一方设置不形成紫外线阻挡膜的部分。这是因为该部分是例如收纳在玻璃导槽等中的部分。
<6-3>
紫外线阻挡膜还可以具备防雾性能。由此,能够具备紫外线阻挡功能和防雾性能。因此,即使在雨天等窗玻璃容易起雾的情况下,也能够防止结露等,能够确保透过窗玻璃的视野。
这样的防雾性能可以通过使紫外线阻挡膜具备吸水性能来实现。由此,能够将水蒸气或水分吸收。具体而言,例如可以使紫外线阻挡膜含有吸水性树脂。作为吸水性树脂,没有特别限制,可以列举聚乙二醇、聚醚系树脂、聚氨酯树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚酯多元醇、羟烷基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙酸乙烯酯等。其中优选羟烷基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙酸乙烯酯、环氧系树脂和聚氨酯树脂,更优选聚乙烯醇缩醛树脂、环氧系树脂和聚氨酯树脂,特别优选聚乙烯醇缩醛树脂。
从膜硬度、吸水性和防雾性的观点考虑,基于紫外线阻挡膜的重量的吸水性树脂的含有率优选为50重量%以上、更优选为60重量%以上、特别优选为65重量%以上,为95重量%以下、更优选为90重量%以下、特别优选为85重量%以下。
并且,可以对紫外线阻挡膜的表面进行亲水处理使其具有亲水性。由此,在紫外线阻挡膜的表面凝结产生的水形成覆盖膜表面的连续的膜状,能够防止视野受到妨碍。
<6-4>
紫外线阻挡膜能够具有确保可见性的性能。确保可见性的性能是指在因结露而在膜表面产生水滴的状态下玻璃叠层体的雾度率低。即,是指即使发生结露,白浊也小。此时,因结露而产生的水滴越大,白浊越小、雾度率越小。另一方面,水滴越大,雾度率越大。
并且,优选具有这种确保可见性的性能的膜的表面呈疏水性。由此,玻璃体被在膜表面凝结而产生的水的水滴覆盖的面积减小,因而能够减小雾度率。
使其具备确保可见性的性能的手段之一,是紫外线阻挡膜还包含拨水基。优选的拨水基有碳原子数3~30的链状或环状的烷基、以及氢原子的一部分被氟取代的碳原子数1~30的链状或环状的烷基,特别优选碳原子数4~8的直链烷基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基。例如,通过使膜形成溶液含有具有拨水基和能够水解的官能团或卤原子的化合物、并将该溶液涂布到玻璃体(或基材片),能够使紫外线膜包含拨水基。
使玻璃叠层体具备确保可见性的性能的另一手段是例如进一步在紫外线阻挡膜上形成确保可见性的膜。或者该确保可见性的膜还可以叠层在玻璃体中与形成紫外线阻挡膜的一面相反的一侧。例如,在玻璃体为夹层玻璃的情况下,可以在任一玻璃板中与叠层紫外线阻挡膜的面相反的一侧形成确保可见性的膜。
确保可见性的膜的具体例如下。确保可见性的膜含有拨水基和金属氧化物成分。确保可见性的膜中,根据需要还可以含有其他的功能成分,例如可以进一步含有树脂。树脂有助于对膜提供柔软性、提高疏水性的均匀性。但是,在树脂的含有率过高时,有时会导致膜的强度下降。因此,有时优选确保可见性的膜不含树脂。特别是在确保可见性的膜在伴随窗玻璃的开关与其他部件滑动的玻璃板的表面形成的情况下,优选不含树脂。作为与其他部件滑动的代表性的窗玻璃,可以列举车门玻璃。
(拨水基)
拨水基使确保可见性的膜的表面呈疏水性,使该表面成为水蒸气难以凝结的表面。不仅如此,根据拨水基的种类,还有助于即使在确保可见性的膜的表面形成有水滴的情况下也确保入射光的直线传播性。适合于确保光的直线传播性的拨水基是碳原子数为3~9、优选为4~8、特别是5~8、尤其是5~7的直链烷基。
关于等量的水蒸气在膜的表面凝结而形成的水滴覆盖膜的面积,存在该表面的水接触角越大,上述面积越小的倾向。被水滴覆盖的面积越小,射入膜的光发生散射的程度越小。由于拨水基的存在而使得水接触角增大了的确保可见性的膜的表面难以形成水滴,并且即使在形成了水滴的状态下,被水滴覆盖的面积也相对较小,因而有利于保持透射光的直线传播性。
但是,水接触角所表示的疏水性的强度以及疏水性的均匀性都会对透射光的直线传播性造成影响。这是因为在膜表面的疏水性不均匀、零散存在亲水性点的表面上,以亲水性点所吸附的水蒸气为起点而形成水滴的缘故。因此,优选拨水基在膜表面取向存在,以使得膜的表面呈均匀的疏水性。适于以向同一方向排列的取向性高的状态存在于膜表面的拨水基是碳原子数为一定以上的直链烷基。但是,碳原子数过多的长的直链烷基,由于直链烷基容易在中途弯曲,因而难以实现高的取向性。
若使用全氟烷基则能够实现更强的疏水性。但是,全氟烷基、特别是碳原子数多的情况下,成为结晶性明显增大的刚性的官能团,因而具有在膜表面以多晶方式取向存在的倾向。因此,膜表面容易产生疏水性局部较低的部分。从确保疏水性的均匀性的观点考虑,与全氟烷基相比,更优选具有上述碳原子数的直链烷基。
(具有拨水基的水解性金属化合物)
为了在确保可见性的膜中配合拨水基,可以在用于形成膜的涂敷液中添加具有拨水基的金属化合物(含拨水基的金属化合物)、特别是具有拨水基和能够水解的官能团或卤原子的金属化合物(含拨水基的水解性金属化合物)或其水解物。换言之,拨水基可以来自含拨水基的水解性金属化合物。作为含拨水基的水解性金属化合物,优选下述式(I)所示的含拨水基的水解性硅化合物。
RmSiY4-m (I)
在此,R为拨水基,具体为碳原子数3~9的直链烷基,Y为能够水解的官能团或卤原子,m为1~3的整数。能够水解的官能团例如为选自烷氧基、酰氧基、烯氧基和氨基中的至少1种,优选为烷氧基、特别是碳原子数1~4的烷氧基。烯氧基例如为异丙烯氧基。卤原子优选为氯。其中,这里所例示的官能团也可以作为以后所说的“能够水解的官能团”使用。m优选为1或2。
式(I)所示的化合物在水解和缩聚完全进行时,提供下述式(II)所示的成分。
RmSiO(4-m)/2 (II)
在此,R和m如上所述。在水解和缩聚之后,实际上式(II)所示的化合物在确保可见性的膜中形成硅原子经由氧原子相互连接的网络结构。
这样,式(I)所示的化合物发生水解或部分水解,进而至少一部分发生缩聚,形成硅原子与氧原子交替连接、并且三维地扩张的硅氧烷键(Si-O-Si)的网络结构。拨水基R与该网络结构中所含的硅原子连接。换言之,拨水基R通过R-Si键固定于硅氧烷键的网络结构中。该结构有利于拨水基R在膜中均匀分散。网络结构可以包含由式(I)所示的含拨水基的水解性硅化合物以外的硅化合物(例如四烷氧基硅烷、硅烷偶联剂)提供的二氧化硅成分。在用于形成确保可见性的膜的涂敷液中,与含拨水基的水解性硅化合物一起配合不具有拨水基而具有能够水解的官能团或卤原子的硅化合物(不含拨水基的水解性硅化合物)时,能够形成包含与拨水基键合的硅原子和不与拨水基键合的硅原子的硅氧烷键的网络结构。若形成这种结构,则容易对确保可见性的膜中的拨水基的含有率和金属氧化物成分的含有率彼此独立地进行调节。
使用含拨水基的水解性硅化合物(参照式(I))在确保可见性的膜中导入拨水基时,形成牢固的硅氧烷键(Si-O-Si)网络结构。该网络结构的形成不仅有利于提高耐磨耗性,从提高硬度、耐水性等的观点考虑,也是有利的。
可以添加拨水基至确保可见性的膜的表面的水接触角达到85度以上、优选为90度以上、更优选为95度以上的程度。水接触角采用向膜的表面滴加4mg的水滴而测得的值。该水接触角的上限没有特别限制,例如为105度以下、进而为103度以下。优选拨水基均匀地包含在确保可见性的膜中,使得在确保可见性的膜的表面的全部区域中上述水接触角达到上述范围。
确保可见性的膜中,相对于金属氧化物成分100质量份,优选以1质量份以上、优选3质量份以上、更优选4质量份以上的范围内、并且以50质量份以下、优选30质量份以下、更优选20质量份以下、有时为15质量份以下的范围内,含有拨水基。
(金属氧化物成分)
确保可见性的膜含有金属氧化物成分。金属氧化物成分例如为选自Si、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce和Sn中的至少1种元素的氧化物成分,优选为Si的氧化物成分(二氧化硅成分)。
金属氧化物成分的至少一部分可以为来自在用于形成确保可见性的膜的涂敷液中添加的水解性金属化合物或其水解物的金属氧化物成分。这里,水解性金属化合物为选自:a)具有拨水基和能够水解的官能团或卤原子的金属化合物(含拨水基的水解性金属化合物)和b)不具有拨水基、具有能够水解的官能团或卤原子的金属化合物(不含拨水基的水解性金属化合物)中的至少1种。来自a)和/或b)的金属氧化物成分是构成水解性金属化合物的金属原子的氧化物。金属氧化物成分可以含有来自在用于形成确保可见性的膜的涂敷液中添加的金属氧化物微粒的金属氧化物成分、和来自在该涂敷液中添加的水解性金属化合物或其水解物的金属氧化物成分。这里,水解性金属化合物也是选自上述a)和b)中的至少1种。上述b)、即不具有拨水基的水解性金属化合物可以含有选自四烷氧基硅烷和硅烷偶联剂中的至少1种。以下,除了已经说明的上述a)之外,对金属氧化物微粒和上述b)进行说明。
(金属氧化物微粒)
确保可见性的膜中,作为金属氧化物成分的至少一部分,可以进一步含有金属氧化物微粒。构成金属氧化物微粒的金属氧化物例如为选自Si、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce和Sn中的至少1种元素的氧化物,优选为二氧化硅微粒。二氧化硅微粒例如可以通过添加胶态二氧化硅而导入到膜中。金属氧化物微粒的将确保可见性的膜所受到的应力传递到支承膜的透明物品(玻璃叠层体)的作用优异,硬度也高。因此,从提高确保可见性的膜的耐磨耗性和耐擦伤性的观点考虑,添加金属氧化物微粒是有利的。通过在用于形成确保可见性的膜的涂敷液中添加预先形成的金属氧化物微粒,能够向确保可见性的膜中供给金属氧化物微粒。但是,金属氧化物微粒可能会成为在膜的表面形成亲水性点的主要因素,因而如果不是需要改善耐磨耗性等的情况,优选不在膜中添加。即,只要不是特别重视耐磨耗性等的情况,确保可见性的膜优选以不含金属氧化物微粒的形态使用。
关于金属氧化物微粒的平均粒径,在过大时,膜有时会发生白浊,在过小时,发生聚集而难以均匀地分散。从该观点考虑,金属氧化物微粒的优选的平均粒径为1~20nm、特别是5~20nm。其中,在此将金属氧化物微粒的平均粒径以一次颗粒的状态表述。此外,关于金属氧化物微粒的平均粒径,通过使用扫描型电子显微镜的观察测定任意选取的50个微粒的粒径,取其平均值来确定。金属氧化物微粒的含量过多时,膜有时会发生白浊。
(不具有拨水基的水解性金属化合物)
确保可见性的膜可以含有来自不具有拨水基的水解性金属化合物(不含拨水基的水解性化合物)的金属氧化物成分。优选的不含拨水基的水解性金属化合物是不具有拨水基的水解性硅化合物。不具有拨水基的水解性硅化合物例如为选自硅醇盐、氯硅烷、酰氧基硅烷、烯氧基硅烷和氨基硅烷中的至少1种硅化合物(但不具有拨水基),优选为不具有拨水基的硅醇盐。其中,作为烯氧基硅烷,能够例示异丙烯氧基硅烷。
不具有拨水基的水解性硅化合物可以为下式(III)所示的化合物。
SiY4 (III)
如上所述,Y为能够水解的官能团,优选为选自烷氧基、酰氧基、烯氧基、氨基和卤原子中的至少1种。
不含拨水基的水解性金属化合物发生水解或部分水解、进而至少其一部分发生缩聚,提供金属原子与氧原子键合的金属氧化物成分。该成分将金属氧化物微粒与树脂牢固地接合,有助于提高确保可见性的膜的耐磨耗性、硬度、耐水性等。
不具有拨水基的水解性硅化合物的优选的一例为四烷氧基硅烷,更具体地为具有碳原子数为1~4的烷氧基的四烷氧基硅烷。四烷氧基硅烷例如为选自四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、四仲丁氧基硅烷和四叔丁氧基硅烷中的至少1种。
来自四烷氧基硅烷的金属氧化物(二氧化硅)成分的含量过大时,有时确保可见性的膜的疏水性下降。
(树脂)
在确保可见性的膜中,树脂是任选的成分,但在添加时,为了膜的耐磨耗性等不下降,相对于金属氧化物成分100质量份,优选以超过0质量份且在50质量份以下的范围添加。相对于金属氧化物成分100质量份,树脂的优选的配合量例如为1质量份以上、更优选为5质量份以上、特别优选为10质量份以上,优选为40质量份以下、更优选为35质量份以下、特别优选为30质量份以下。树脂的大量添加成为在膜的表面形成亲水性点的主要原因,因而希望避免。树脂的种类没有特别限定,为了防止形成亲水性点,优选回避吸水性高的树脂。例如,在作为树脂使用聚乙烯醇缩丁醛树脂的情况下,其缩丁醛化度(缩醛化度)优选为50摩尔%以上、特别优选为55摩尔%以上、进一步优选为60摩尔%以上。缩丁醛化度的上限没有特别限制,可以为85摩尔%以下。
(其他的任选成分)
在确保可见性的膜中可以配合其他的添加剂。添加剂可以为二醇类、表面活性剂、流平剂、紫外线吸收剂、着色剂、消泡剂、防腐剂等。
(膜厚)
确保可见性的膜的优选膜厚为3~70nm、优选为5~50nm、更优选为7~45m、特别优选为10~40nm。
(成膜)
确保可见性的膜能够通过在透明基板等玻璃叠层体上涂布涂敷液,使涂布的涂敷液干燥而成膜。涂敷液的干燥可以伴有加热。涂敷液的制备中所使用的溶剂、涂敷液的涂布方法能够使用现有公知的材料和方法。
在涂敷液的涂布工序中,优选将气氛的相对湿度保持在低于40%、进一步保持在30%以下。在保持较低的相对湿度时,能够防止膜从气氛中吸收过量的水分。一旦从气氛吸收大量的水分,进入膜的基质内的残留的水可能导致膜的强度下降。
优选涂敷液的干燥工序包括风干工序和伴有加热的加热干燥工序。风干工序可以通过将涂敷液暴露在相对湿度保持小于40%、进而保持在30%以下的气氛中而实施。风干工序可以为非加热工序,换言之可以在室温实施。在涂敷液含有水解性硅化合物的情况下,在加热干燥工序中,发生硅化合物的水解物等中包含的硅烷醇基和存在于玻璃叠层体上的羟基所参与的脱水反应,由硅原子和氧原子构成的基质结构(Si-O键的网络)扩展。
加热干燥工序中的适当的加热温度为300℃以下、例如为100~200℃,加热时间为1分钟~1小时。
玻璃叠层体还可以进一步具有低反射膜。低反射膜可以形成在紫外线阻挡膜上,也可以形成在玻璃体中与形成有紫外线阻挡膜的面相反的面上。此外,在玻璃体为夹层玻璃的情况下,可以在任一玻璃板的与形成有紫外线阻挡膜的面相反一侧的面上形成低反射膜。低反射膜的具体例如下。以下主要说明在玻璃体上形成低反射膜的例子,但在紫外线阻挡膜上形成的情况也基本相同。
例如,低反射膜分别含有以重量比计为60∶40~95∶5的比例的二氧化硅微粒和粘合剂。另外,该低反射膜通过将(1)由平均粒径为40~1000nm的非聚集二氧化硅微粒和平均一次粒径为10~100nm的链状聚集二氧化硅微粒的至少一方构成的原料微粒、(2)能够水解的金属化合物、(3)水和(4)溶剂混合,然后,使能够水解的金属化合物在上述原料微粒的存在下水解而制得涂敷液,使该涂敷液覆盖玻璃体或紫外线阻挡膜,并进行加热处理而形成。
在此所使用二氧化硅微粒可以由任意制法制备,可以例示通过溶胶凝胶法使硅醇盐在氨等碱性催化剂下反应而合成的二氧化硅微粒、或以硅酸钠等为原料的胶态二氧化硅、以气相合成的热解法二氧化硅等。根据二氧化硅微粒的粒径,所得到的低反射膜的结构会发生很大的变化。在二氧化硅微粒的粒径过小时,低反射膜内的颗粒间产生的空孔的大小减小,毛细管力增加,从而附着的污垢难以去除、或空气中的水分和有机物逐渐进入上述空孔内,因而反射率随着时间而上升。此外,关于二氧化硅微粒彼此之间以及二氧化硅微粒与玻璃体之间的粘接所使用的粘合剂的量,如后述其上限没有限定,因而在二氧化硅微粒的粒径过小时,微粒的表面积相对增大,与其表面反应的粘合剂量有时变得不足,结果,膜的密合力减弱。此外,在二氧化硅微粒径(一次粒径)过小时,所形成的膜表面的凹凸粗糙度的值或膜内部空隙率(二氧化硅微粒间的空间未被粘合剂填埋的空间相对于膜体积的比例)减小,表观折射率升高。因此,(1)为了使低反射膜的污垢容易去除、(2)为了提高膜强度、并且(3)为了降低表观折射率以使其接近低反射膜所覆盖的玻璃体的折射率(约1.5)的平方根的值(约1.22),二氧化硅微粒(折射率约1.45)的一次粒径的平均值优选为40nm以上,更优选为50nm以上。此外,在二氧化硅微粒的粒径过大时,光的散射剧烈,并且与玻璃体的密合性也减弱。在要求透视性的用途、即希望雾度率低、例如1%以下的雾度率的用途中,例如车辆、建筑的窗中,二氧化硅微粒的平均粒径优选为500nm以下、更优选为300nm以下。最优选二氧化硅微粒的平均粒径为50~200nm,进而最好为70~160nm。
关于作为原料微粒的二氧化硅微粒的平均粒径,利用1万倍~5万倍的透射电子显微镜,在其平面的视野中实际地实测一次颗粒(聚集形成链状二次颗粒时为各个一次颗粒)的直径(长径和短径的平均值),定义为通过下述数学式(1)得到的微粒个数(n=100)的算数平均值d。因此,该测定值不同于在胶态二氧化硅等中表示的通过BET法得到的粒径。二氧化硅微粒的球度以各微粒的长轴长度与短轴长度之比的100个微粒的平均值表示。此外,表示微粒的粒度分布的、微粒粒径的标准偏差根据上述直径通过下述数学式(2)和(3)求出。
其中,各式中n=100。
标准偏差=(d+σ)/d (3)
二氧化硅微粒的球度为1.0~1.2时,形成提高了微粒充填度的低反射膜,膜的机械强度增高,因而优选。更优选的球度为1.0~1.1。此外,在使用粒径一致的二氧化硅微粒时,能够使微粒间的空隙增大,因而膜的表观折射率下降,能够使反射率降低。因此,表示二氧化硅微粒的粒度分布的其粒径的标准偏差优选为1.0~1.5、更优选为1.0~1.3、进一步优选为1.0~1.1。
作为平均粒径为40~1000nm的非聚集二氧化硅微粒,优选市售品,例如日产化学株式会社生产的“SNOWTEX OL”、“SNOWTEX YL”、“SNOWTEX ZL”或株式会社日本触媒生产的“SEAHOSTAR KE-W10”、“SEAHOSTAR KE-W20”、“SEAHOSTAR KE-W30”、“SEAHOSTAR KE-W50”、“SEAHOSTAR KE-E70”、“SEAHOSTAR KE-E90”等。二氧化硅微粒在溶剂中分散而成的二氧化硅微粒分散液容易操作,因而优选。作为分散介质,有水、醇类、溶纤剂类、二醇类等,市面上销售有在这些分散介质中分散的二氧化硅微粒分散液。此外,也可以将二氧化硅微粒粉末分散在这些分散介质中使用。
在多个微粒聚集形成聚集微粒(二次微粒)的情况下,将构成该聚集微粒的各个微粒(一次微粒)的平均粒径定义为平均一次粒径。在微粒为聚集成没有分枝的链状或具有分枝的链状的微粒的集合体(链状聚集微粒)时,在形成膜时,各微粒维持其聚集状态被固定,因而膜的体积增高,所形成的膜表面的凹凸粗糙度的值和膜内部空隙率比具有与该链状聚集微粒的平均一次粒径相同的平均粒径的非聚集二氧化硅微粒大。因此,作为链状聚集二氧化硅微粒,可以具有小于40nm的平均一次粒径,可以使用具有10~100nm的平均一次粒径d的链状聚集二氧化硅微粒。并且,链状聚集二氧化硅微粒优选具有60~500nm的平均长度(L)、以及3~20的平均长度与平均一次粒径比(L/d)。作为该链状聚集二氧化硅微粒的示例,有日产化学株式会社生产的“SNOWTEX OUP”、“SNOWTEX UP”。
用于形成低反射膜的涂敷液可以通过在二氧化硅微粒的存在下进行能够水解的金属化合物的水解而制备,由此得到的膜的机械强度显著提高。在二氧化硅微粒的存在下使上述金属化合物水解的本发明的情况下,在水解几乎同时,发生由水解生成的生成物与微粒表面所存在的硅烷醇的缩合反应,因此,(1)微粒的表面的反应性因与粘合剂成分的缩合反应而提高,(2)并且由于该缩合反应进行,二氧化硅微粒表面被粘合剂覆盖,因而粘合剂能够有效地用于提高二氧化硅微粒与玻璃体的粘接性。另一方面,如果以不存在微粒的状态进行上述金属化合物的水解,由于水解生成物彼此之间的缩合反应,粘合剂成分发生高分子化。将该高分子化后的粘合剂成分与二氧化硅微粒混合制备涂敷液的情况下,(1)几乎不发生粘合剂成分与二氧化硅微粒间的缩合反应,因而微粒表面的反应性欠缺,并且(2)二氧化硅微粒表面几乎不被粘合剂覆盖。因此,想要像前者那样提高玻璃与二氧化硅微粒的粘接性时,需要更多的粘合剂成分。
这里所使用的粘合剂例如含有金属氧化物,优选使用选自硅氧化物、铝氧化物、钛氧化物、锆氧化物和钽氧化物中的至少1种金属氧化物。形成低反射膜的二氧化硅微粒与粘合剂的重量比为60∶40~95∶5的范围。粘合剂的量大于该范围时,微粒被粘合剂填埋,微粒所形成的凹凸粗糙度值或膜内的空隙率减小,因而防反射效果下降。此外,在粘合剂量小于该范围时,微粒与玻璃体间以及微粒间的密合力下降,膜的机械强度减弱。考虑到反射率与膜强度的平衡,二氧化硅微粒与粘合剂的重量比更优选为65∶35~85∶15。优选粘合剂覆盖二氧化硅微粒的整个表面,优选其覆盖厚度为1~100nm、且为上述二氧化硅微粒的平均粒径的2~9%。
作为成为粘合剂原料的能够水解的金属化合物,从膜的强度和化学稳定性等考虑,优选Si、Al、Ti、Zr、Ta的金属烷醇盐。这些金属烷醇盐中,优选使用四烷醇硅、三烷醇铝、四烷醇钛和四烷醇锆,特别优选使用甲醇盐、乙醇盐、丙醇盐和丁醇盐。特别是在粘合剂成分的含量多的膜中,粘合剂成分的折射率会对反射率造成影响,因而最优选折射率小的硅烷醇盐,特别是四烷醇硅或其低聚物。此外,关于粘合剂成分,也可以从这些金属烷醇盐中混合多种使用。除金属烷醇盐以外,只要能够通过水解得到M(OH)n的反应生成物就没有限定,例如可以例示金属的卤化物、或具有异氰酸酯基、酰氧基、氨氧基等的金属化合物。此外,例如作为硅烷醇盐的一种的R1 nM(OR2)4-n所示的化合物(M为硅原子,R1为烷基、氨基、环氧基、苯基、甲基丙烯酰氧基等有机官能团,R2例如为烷基,n为1~3的整数)也可以用作粘合剂原料。在使用上述的R1 nM(OR2)4-n所示的化合物时,在涂敷后的凝胶膜中残留有有机残基,因而在粘合剂原料全部使用该化合物时,在热处理后,有机残基部形成纳米级的微细孔,由于该微细孔径小,毛细管力增大,所附着的污垢不易除去,或者污垢或水等进入微细孔内,出现引发反射率的经时变化等问题,并且膜强度也减弱,因而优选上述R1 nM(OR2)4-n所示的化合物不大量使用,例如换算成金属氧化物限制在粘合剂总量的50重量%以内。
覆盖有低反射膜的玻璃叠层体的雾度率是综合了玻璃体的雾度率和低反射膜的雾度率的值,作为本发明的玻璃体,可以使用雾度率尽可能小的、例如雾度率为0.1%以下的玻璃体。因此,本发明的玻璃叠层体的雾度率基本与低反射膜的雾度率相等。低反射膜的雾度率优选调节至因用途而异的最佳的范围。例如在汽车用窗时,从安全性的观点考虑,优选雾度率低,作为低反射玻璃叠层体的雾度率,为1%以下、更优选为0.5%以下。
作为低反射膜的构成,为了降低膜的反射率,最好具有表面被粘合剂覆盖的二氧化硅微粒(以下有时简称为微粒)覆盖玻璃体的几乎整个表面的形状。在将粒径完全相同的微粒最密充填在玻璃体上铺满一层的情况下,从该微粒的上部观察的占有面积理论上约为90%。为了获得低反射性能,在仅形成有一层微粒的低反射膜中,该占有面积优选为50%以上、更优选为70%以上。该占有面积低于50%时,由于玻璃体表面露出,由于该玻璃与空气的折射率差而形成强反射,因而不能降低反射。可以为微粒在玻璃上表面仅排列一层的低反射膜的结构,也可以为微粒多级叠层而成的结构。无论是1层还是多级叠层的结构,都会在玻璃体与微粒的间隙或微粒彼此之间的间隙形成与微粒直径相应的空孔,该空孔对于降低表观折射率是有效的。利用电子显微镜从膜的正上方观察膜,在膜的最外表面以平面排列的微粒、以及位于最外表面的微粒下侧的能够从最外表面的微粒间隙稍稍看到的微粒的总数,在作为原料微粒使用具有40~500nm平均粒径的非聚集二氧化硅微粒的情况下,在1μm×1μm的正方形的面积中为30~3000个,优选这些微粒具有40~500nm的平均粒径。上述总数更优选为100个以上1000个以下。此外,在作为原料微粒使用具有100~1000nm的平均粒径的非聚集二氧化硅微粒的情况下,上述微粒的总数在10μm×10μm的正方形的面积中为10~50000个,优选这些微粒具有100~1000nm的平均粒径。上述总数更优选为20个以上25000个以下。该微粒密度依赖于微粒的大小,微粒直径越大数值越小,微粒直径越小数值越大。从提高膜强度的观点考虑,与微粒单独载持在玻璃板上的情况相比,更优选微粒紧密存在彼此经由粘合剂接触而结合的结构。例如在微粒的平均粒径为Dnm时,在10μm×10μm的正方形的膜中,利用电子显微镜从正上方观察的微粒数优选为5,000,000/D2~10,000,000/D2个。
本发明的低反射膜的平均厚度如下定义。准备利用电子显微镜放大5万倍观察膜的横截面的照片。任意选取电子显微镜照片的10cm(实质上2μm)的长度,从膜的最大的凸部开始依次选取12处,从最大的开始数起,将从第3个到第12个的10处凸部的距玻璃体表面的高度的平均值作为平均厚度。若在所使用的微粒直径大、或者因微粒稀疏地存在而无法选取12处凸部时,将电子显微镜的倍率从5万倍开始逐渐缩小,以至于能够选取12处凸部,并按照上述方法求出平均厚度。该平均厚度为90nm以上180nm以下的范围的膜最能够降低可见光区域的反射率。以光学厚度(n·d)定义的物理厚度d的值小于该平均厚度,作为与上述平均厚度90~180nm相当的物理厚度d,为80~140nm。这是因为满足玻璃/膜的界面以及膜/空气界面间的反射光的干涉条件。该干涉条件在之前描述的厚度的2n-1倍(n为自然数)时也成立,因而即使为3倍厚度以上的厚度反射率也会下降,但是膜的强度降低,因而不优选。
另一方面,在作为需要减小反射率的区域考虑横跨可见光(400~780nm)和红外光(780nm~1.5μm)双方的区域时,优选低反射膜的平均厚度为90nm以上350nm以下。作为物理厚度d,这相当于80nm~300nm。
特别是在汽车用的挡风玻璃中,其安装角度(距铅直面的倾斜角)为60度左右,因而需要与其使用方法相应的膜设计。折射率为1.52的钠钙玻璃的表面反射率(不包括背面反射)在12度的入射角时为4.2%,但在60度的入射角、这相当于来自与汽车上所安装的挡风玻璃水平的方向的入射光的入射角、时的表面反射率达到9%以上。包括微粒和粘合剂的低反射膜近似于由包含空孔的平均折射率构成的一层的膜,但通过利用玻璃-低反射膜界面的反射光与低反射膜-空气界面的反射光的干涉作用,使彼此的反射光的光程差错开半个波长,从而能够实现低反射性能。在增大向带有低反射膜的玻璃的入射角时,该光程差向减小的方向移动,因而与垂直入射的反射相比,需要增大低反射膜的光学厚度(nd)。为了降低60度入射时的反射率,优选光学厚度设计为140nm~250nm左右。60度的入射角时的表面反射率很大程度上依赖于低反射膜的表观折射率和光学厚度,为6%以下、优选为5%以下、更优选为4%以下。
在本发明中,关于用于低反射膜的涂敷液,将二氧化硅微粒、能够水解的金属化合物、用于水解的催化剂、水和溶剂混合,使其水解。例如能够在室温搅拌1小时~24小时使其反应,或者以高于室温的温度、例如40℃~80℃搅拌10分钟~50分钟使其反应。所得到的涂敷液可以对应于之后的涂敷方法利用适当的溶剂稀释。
作为水解催化剂,酸催化剂是最有效的,可以例示盐酸或硝酸等无机酸、或者乙酸等。在利用酸催化剂时,缩聚反应速度比能够水解的金属化合物例如金属烷醇盐的水解反应的速度慢,生成大量的水解反应生成物M(OH)n,其能够有效地作为粘合剂发挥作用,因而优选。在利用碱性催化剂时,缩聚反应速度比水解反应的速度快,因而金属烷醇盐形成微粒状的反应生成物,用于原本存在的二氧化硅微粒的粒径生长,结果,金属烷醇盐的作为粘合剂的作用削弱。催化剂的含量相对于作为粘合剂的金属化合物以摩尔比计优选为0.001~4。
关于上述金属化合物的水解所需的水的添加量,相对于金属化合物以摩尔比计可以为0.1~100。水添加量以摩尔比计小于0.1时,金属化合物的水解的促进不充分;而在以摩尔比计大于100时,存在液体稳定性下降的倾向,不优选。
另外,在作为上述金属化合物使用上述含氯基的化合物时,不用必须添加催化剂。上述含氯基的化合物即使没有催化剂也能够发生水解反应。但是,补充性地添加酸也没问题。
关于上述溶剂,只要能够实质上将上述金属化合物溶解,则基本上什么物质都可以,但最优选甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙基溶纤剂类等溶纤剂类、乙二醇、丙二醇、己二醇等二醇类。在上述溶剂中溶解的金属化合物的浓度过高时,虽然也与所分散的二氧化硅微粒的量相关,但在膜中上述微粒之间无法形成足够的空隙,所以优选为20重量%以下,优选为1~20重量%的浓度。另外,涂敷液中的二氧化硅微粒的量与上述金属化合物的量(分别换算成作为金属氧化物的SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、Ta2O5)的比例以重量比计优选为60∶40~95∶5,更优选为65∶35~85∶15。
本发明的涂敷液的优选的原料配合比如下表1所示。
[表1]
将上述涂敷液涂布到玻璃体(或紫外线阻挡膜、下同)上,进行加热,从而发生上述金属化合物水解物的脱水缩合反应、挥发成分的气化·燃烧,在玻璃基板上形成低反射膜。
上述涂布的方法采用公知技术即可,没有特别限定,可以采用使用旋涂机、辊涂机、喷涂机、幕涂机等装置的方法、或浸提法(浸涂法)、流涂法(Flow coating)等方法、或丝网印刷、凹版印刷、曲面印刷等各种印刷法。特别是在利用需要高沸点溶剂的涂敷方法、例如柔版印刷或凹版印刷等印刷法时,二醇类是有效的溶剂,虽然理由尚不确定,但二醇类能够抑制微粒的聚集,在制作雾度小的低反射膜时是适合的溶剂。涂敷液中所含的二醇的重量比率可以添加5%以上80%以下。
根据玻璃体,存在排斥上述涂敷液等而无法均匀涂布的情况,但这可以通过进行基板表面的清洗或表面改性来改善。作为清洗或表面改性的方法,可以列举利用醇、丙酮、己烷等有机溶剂的脱脂清洗、利用碱或酸的清洗、利用研磨剂对表面进行研磨的方法、超声波清洗、紫外线照射处理、紫外线臭氧处理、等离子体处理等。
涂布后的加热处理是提高包括二氧化硅微粒和粘合剂的膜与玻璃体的密合性的有效方法。作为处理温度,最高到达温度为200℃以上、优选为400℃以上、更优选为600℃以上,且为1800℃以下。为200℃以上时,涂敷液的溶剂成分蒸发,膜的凝胶化进展而产生粘接力。进一步为400℃以上时,膜中残存的有机成分几乎完全因燃烧而消失。为600℃以上时,残存的未反应的硅烷醇基和金属化合物的水解物的水解基团的缩合反应基本完成,发生膜的致密化,膜强度进一步提高。加热时间优选为5秒~5小时,更优选为30秒~1小时。
实施例
以下对本发明的实施例进行说明。但本发明并不限定于以下的实施例。
如以下表1所示准备实施例1~11所涉及的玻璃叠层体和比较例所涉及的玻璃叠层体。
[表2]
进一步详细而言,如下所述,对于比较例和实施例1~11,制备紫外线吸收剂用的膜形成溶液,涂布在上述各玻璃体上,由此形成紫外线阻挡膜。
(比较例)
将作为紫外线吸收剂的、2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮(BASF公司生产、UVINUL3050)6.500质量份、四乙氧基硅烷(多摩化学工业株式会社生产)17.622质量份、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社生产、KBM-403)13.312质量份、含有40质量%的由铟锡氧化物构成的微粒的ITO微粒分散液(Mitsubishi Materials ElectronicChemicals Co.,Ltd.生产)2.5质量份、和聚丙二醇(kishida chemical co.,ltd.生产、PPG700)0.218质量份、浓硝酸(双叶化学株式会社生产、浓度60质量%)0.025质量份、作为溶剂的、乙醇42.028质量份、和水28.125质量份(其中乙醇和水包括微粒分散液的分散介质和浓硝酸中所含的水)混合、搅拌,得到紫外线阻挡膜的形成溶液。
接着,作为玻璃体,对切成60cm见方的通常的透明浮法板玻璃(日本板硝子株式会社生产、厚度3.1mm)进行清洗,在20℃、30%RH的环境下,通过流涂法在该玻璃板上涂布膜形成溶液。在同样环境下干燥5分钟后,使涂布了膜形成溶液后的玻璃板的温度达到180℃实施干燥,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例1)
除了使与比较例相同的紫外线吸收剂为6.000质量份以外,与比较例1同样地得到膜形成溶液。
除了使用防UV绿色玻璃(日本板硝子株式会社生产、厚度3.4mm)代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例2)
除了使与比较例1相同的紫外线吸收剂为7.00质量份以外,与比较例同样地得到膜形成溶液。
除了使用夹层玻璃板(利用厚度2.1mm的透明浮法板玻璃(日本板硝子株式会社生产)夹住市售的通常的夹层玻璃用中间膜(Solutia Japan株式会社生产、Saflex、厚度0.76mm)并进行加热压接而得到的夹层玻璃板)代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例3)
得到与比较例相同的膜形成溶液。
除了使用深色浮法板玻璃(厚度3.4mm的日本板硝子株式会社生产Legart 50)代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例4)
准备作为分散质含有式(8)中R1和R2均为1,1,3,3-四甲基丁基的苯并三唑系紫外线吸收剂(Ciba Specialty Chemicals公司生产、TINUVIN360)、且以水为分散介质的分散液(固态成分浓度10重量%、平均粒径110nm)。其中,上述苯并三唑系紫外线吸收剂使用以达到上述平均粒径的方式预先利用油漆调节器、且与氧化锆珠一起混合并粉碎而得到的物质。
将该紫外线吸收剂分散液40.0质量份、四乙氧基硅烷31.25质量份、ADEKA公司生产的G-300(环氧丙烷与甘油加成而得到三醇,平均分子量为300)0.50质量份、浓盐酸(关东化学株式会社生产、浓度35质量%)0.05质量份、作为溶剂的、乙醇17.64质量份和水30.56质量份(其中乙醇和水包括微粒分散液的分散介质和浓盐酸中所含的水)混合、搅拌,得到紫外线阻挡膜的形成溶液。
除了使用深色浮法板玻璃(厚度3.1mm的日本板硝子株式会社生产Galaxsee)代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例5)
除了使实施例4的紫外线吸收剂分散液为30.0质量份以外,与实施例4同样地得到膜形成溶液。然后,除了使用不同于实施例4的深色浮法板玻璃(厚度3.1mm的日本板硝子株式会社生产Legart 20)以外,与实施例4同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例6)
将实施例4的紫外线吸收剂分散液25.0质量份、四乙氧基硅烷31.2质量份、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷3.54质量份、比较例的ITO微粒分散液5质量份、和日本Lubrizol公司生产的Solsperse 41000(聚醚磷酸酯系聚合物0.55质量份、实施例4的浓盐酸0.071质量份、作为溶剂的、乙醇17.4质量份、和水29.7质量份(其中乙醇和水包括微粒分散液的分散介质和浓盐酸中所含的水)混合、搅拌,得到紫外线阻挡膜的形成溶液。
除了使用防UV绿色板玻璃(日本板硝子株式会社生产、厚度3.1mm)代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例1同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例7)
作为紫外线吸收剂,与实施例4同样操作而准备作为分散质含有具有式(15)中Bu为正丁基的结构式的市售的抗氧化剂(苯硫酚铜配位化合物衍生物;(双(4-吗啉磺酰基-1,2-二硫酚)铜四正丁基铵),住友精化株式会社生产EST-5)、以水为分散介质的分散液(上述铜配位化合物含有率10重量%、平均粒径135nm)。
将该紫外线吸收剂分散液20质量份、
四乙氧基硅烷13.9质量份、
含有40质量%的由铟锡氧化物构成的微粒的ITO微粒分散液(MitsubishiMaterials Electronic Chemicals Co.,Ltd.生产)5质量份、
不含3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、
实施例6的Solsperse 41000 0.1质量份
实施例4的浓盐酸0.07质量份
作为溶剂的、
乙醇22.6质量份、和
水38.4质量份(其中乙醇和水包括微粒分散液的分散介质和浓盐酸中所含的水)混合、搅拌,得到紫外线阻挡膜的形成溶液。
除了使用绿色板玻璃(日本板硝子株式会社生产、厚度3.1mm)代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例8)
将与比较例相同的紫外线吸收剂1.0质量份、四乙氧基硅烷0.69质量份、信越化学工业株式会社生产的S-LEC KX-5(含有固态成分8质量%的聚乙烯醇缩醛树脂的溶液,包含来自苯甲醛的缩醛化度,缩醛化度9mol%)62.5质量份、硝酸0.05质量份、作为溶剂的、醇18.62质量份、和水17.63质量份混合、搅拌,得到紫外线阻挡膜的形成溶液。
除了使用与实施例6相同的防UV绿色板玻璃代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例9)
将与实施例4相同的紫外线吸收剂30.0质量份、四乙氧基硅烷1.04质量份、正己基三甲氧基硅烷(HTMS、信越有机硅株式会社生产“KBM-3063”0.37质量份、信越化学工业株式会社生产的S-LEC KX-5(含有固态成分8质量%的聚乙烯醇缩醛树脂的溶液,包含来自苯甲醛的缩醛化度,缩醛化度9mol%)62.5质量份、硝酸0.05质量份、作为溶剂的、醇10.82质量份、和水10.22质量份混合、搅拌,得到紫外线阻挡膜的形成溶液。
然后,除了使用与实施例4相同的深色浮法板玻璃(厚度3.1mm的日本板硝子株式会社生产Galaxsee)代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例10)
除了使实施例7的紫外线吸收剂分散液为20.0质量份以外,与实施例8同样地得到膜形成溶液。然后,除了使用与实施例2相同的夹层玻璃板代替比较例的透明浮法板玻璃以外,与比较例同样操作,制作具有紫外线阻挡膜的玻璃叠层体。
(实施例11)
将在实施例1上进一步形成有确保可见性的膜的样品作为实施例11。具体如下制作。制备正己基三甲氧基硅烷(HTMS、信越有机硅株式会社生产“KBM-3063”0.03质量%、四乙氧基硅烷(TEOS、信越有机硅株式会社生产“KBM-04”)0.3质量%、精制水0.15质量%、作为酸催化剂的盐酸0.2质量%、其余为醇溶剂(Japan Alcohol Corperation生产“SOLMIXAP-7”)的确保可见性的膜形成用涂敷液。
接着,在室温20℃、相对湿度30%的环境下,通过流涂法在实施例1的紫外线阻挡膜上涂布上述涂敷液。在相同环境下干燥10分钟后,以120℃实施20分钟的加热处理,制作实施例11。
<3.评价1>
对于如上所述准备的实施例1~11、比较例,进行以下的表3和表4所示的评价。评价方法如实施方式所示。
[表3]
[表4]
此外,图7是各玻璃体的各波长的光透射率,从比较例和实施例1~11中使用的玻璃体中选取代表性的玻璃体表示。图8是实施例1、2、4、6~8的各波长的光的透射率。其中,图7和图8仅表示实施例和比较例的一部分,但所有的评价结果示于表3和表4。
根据图7,比较例的玻璃体所使用的浮法玻璃与其他的玻璃体相比,300~400nm的波长区域中的光透射率高、玻璃体的Tuv400非常高。由此,可以认为玻璃叠层体的Tuv400也高。例如如图8所示,300~350nm的波长区域中的光透射率在实施例中几乎为0,而比较例增高。在其他的实施例中,虽然也使用Tuv400不那么低的玻璃体,但由于紫外线阻挡膜,玻璃叠层体的Tuv400均在2.0%以下。
并且,在任意实施例中,尽管玻璃叠层体的Tuv400为2.0%以下,但420nm波长时的光透射率都在20%以上,特别是实施例2、10达到70%以上。即,在本发明的实施例中,还能够充分地抑制紫外线区域的上限附近的光的透射,而对于约400nm以上波长的可见光,则使其充分透过,可以说具有高的可见性。
<4.评价2>
下面,对于实施例8~11的玻璃叠层体的紫外线阻挡膜,如下所述评价基于吸水性的防雾性、水接触角和水滴聚集时的光的直线传播性(可见度确保性)。
(防雾性)
将实施例8~11的玻璃叠层体在室温20℃、相对湿度30%的环境下放置1小时。将实施例8~11配置在使用恒温水槽使水温达到35℃的温水面上,使其暴露在水蒸气中,设定直至确认到紫外线阻挡膜起雾的时间,以下述基准进行评价。
A:直至确认到起雾,需要50秒以上,确认了充分的吸水性。
B:直至确认到起雾,超过30秒,但在小于50秒内确认到起雾,确认了一定程度的吸水性。
C:在30秒以下确认到起雾,吸水性不充分。
(接触角)
将实施例8~11在室温20℃、相对湿度30%的环境下放置1小时后,使用协和界面科学株式会社生产的接触角计(CA-A)在紫外线阻挡膜的表面滴加约4μL(=4mg)的水滴,测定该水滴在紫外线阻挡膜上的接触角。然后,如果接触角为90°以上则判断具有拨水性,如果为60°以下则判断具有亲水性。
(水滴凝结时的光的直线传播性)
将实施例8~11的玻璃叠层体在室温20℃、相对湿度30%的环境下放置1小时。另一方面,使用恒温水槽收纳水温保持在40℃的温水,将实施例8~11配置在该温水的上方,使其暴露在水蒸气中,保持直至确认暴露在水蒸气中的面的前面起雾、即水滴凝结。之后,立即使用雾度计(Suga Test Instruments Co.,Ltd.制“HZ-1S”)测定雾度率。并且,按照以下基准评价水滴凝结时的光的直线传播性。
A:雾度率为15%以下,具有充分的确保可见性的性能。
B:雾度率超过15%且在35%以下,具有一定程度的确保可见性的性能。
C:雾度率超过35%,确保可见性的性能不充分。
如上所述评价的光的直线传播性表示可见度确保性。
结果如表5所示。
[表5]
防雾性 | 接触角 | 可见度确保性 | |
比较例 | C | 40° | C |
实施例8 | A | 60° | C |
实施例9 | A | 75° | A |
实施例10 | A | 58° | C |
实施例11 | C | 100° | A |
根据表5的结果,比较例的防雾性低,在短时间内起雾。因此,可见度确保性也差。另一方面,实施例8~10的防雾性均高,直至确认到起雾需要时间。另一方面,实施例11虽然防雾性低,但根据接触角可知显示拨水性,因而可见度确保性高。此外,实施例8、10虽然防雾性高,但根据接触角可知显示亲水性,可见度确保性低。而实施例9显示拨水性,可见度确保性也高。
符号说明
1:玻璃体;2:紫外线阻挡膜。
Claims (38)
1.一种玻璃叠层体,其是在车辆上安装的玻璃叠层体,所述玻璃叠层体的特征在于,具有:
包括至少1块玻璃板的玻璃体;和
配置于至少1块所述玻璃板的紫外线阻挡膜,
所述玻璃体满足Tuv400≤50%,
所述玻璃叠层体的波长400nm的光的透射率为10%以下,
并且,所述玻璃叠层体满足Tuv400≤2.0%。
2.如权利要求1所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃叠层体的波长420nm的光的透射率为20%以上。
3.如权利要求1或2所述的玻璃叠层体,其特征在于,
将所述玻璃体的波长420~800nm的光的透射率的平均值设为Tavg时,
所述玻璃体中透射率为Tavg×0.9的光的波长与所述玻璃体中透射率为Tavg×0.1的光的波长之差为20~50nm。
4.如权利要求3所述的玻璃叠层体,其特征在于,
将所述玻璃叠层体的波长420~800nm的光的透射率的平均值设为Tavg时,
所述玻璃叠层体中透射率为Tavg×0.9的光的波长与所述玻璃叠层体中透射率为Tavg×0.1的光的波长之差为22nm以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃叠层体的基于JIS T7330:2000的蓝光削减率为35%以上。
6.如权利要求1~5中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体的基于JIS K7373:2006的黄色指数YI为5以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃叠层体的基于JIS K7373:2006的黄色指数YI为10以下。
8.如权利要求1~7中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃叠层体的波长420nm的光的透射率为85%以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
作为升降窗在车门上安装。
10.如权利要求1~8中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
作为挡风玻璃使用。
11.如权利要求1~10中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体具有第一玻璃板、第二玻璃板和配置于所述第一玻璃板与所述第二玻璃板之间的中间膜。
12.如权利要求1~11中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体还具有基材片、和配置于一块所述玻璃板与所述基材片之间且将该基材片粘贴于所述玻璃板的粘接剂,
在所述基材片上,在与所述粘接剂相反的表面形成有所述紫外线阻挡膜。
13.如权利要求1~12中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,所述玻璃体的厚度为2mm以上。
14.如权利要求1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体的每单位面积所含的3价氧化铁的量换算成Fe2O3为1~10mg/cm2。
15.如权利要求1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体的使用CIE标准的A光源测得的可见光透射率YA为70%以上。
16.如权利要求1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体的每单位面积所含的3价氧化铁的量换算成Fe2O3为4~15mg/cm2。
17.如权利要求1~13中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体的使用CIE标准的A光源测得的可见光透射率YA为15~60%。
18.如权利要求1~17中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体所包括的所述玻璃板的至少1块的表面压缩应力小于20MPa。
19.如权利要求1~18中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体所包括的所述玻璃板的至少1块的表面压缩应力为80MPa以上。
20.如权利要求1~18中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体所包括的全部的所述玻璃板的表面压缩应力为80MPa以上。
21.如权利要求1~20中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
对于所述玻璃叠层体的形成有所述紫外线阻挡膜的表面,依照JIS R3221以500g荷重进行1000次TABER磨耗试验后,所述紫外线阻挡膜不剥离,并且所述试验后的所述玻璃叠层体的雾度率为5%以下。
22.如权利要求1~20中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
从所述玻璃叠层体的与形成有所述紫外线阻挡膜的表面相反一侧的表面照射波长295~450nm、照度76mW/cm2的紫外线100小时,照射所述紫外线后的Tuv400与照射所述紫外线前的Tuv400之差为2%以下。
23.如权利要求1~22中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
关于所述紫外线阻挡膜的除去从周缘起宽度为20mm的范围的区域内的该紫外线阻挡膜的膜厚,所述车辆的下部侧的膜厚比所述车辆的上部侧的膜厚厚,并且所述膜厚的最大值为0.5~10μm。
24.如权利要求1~23中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
关于所述紫外线阻挡膜的除去从周缘起宽度为20mm的范围的区域内的该紫外线阻挡膜的膜厚,该膜厚最大的位置距该膜厚的周缘10cm以上,并且该膜厚的最大值为0.5~10μm。
25.如权利要求23或24所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述紫外线阻挡膜的厚度的均匀性为70%以下。
26.如权利要求1~25中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体所包括的所述玻璃板的至少1块在该玻璃板的第一主面和第二主面含有锡成分,所述第一主面和所述第二主面所含的锡成分的浓度不同。
27.如权利要求1~26中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃叠层体中,在外部露出的所述玻璃板的表面形成有标记,
所述标记由表面粗糙度Ra为1.5μm的粗面部构成。
28.如权利要求1~27中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体所包括的所述玻璃板的端面形成为向外部凸的圆弧状。
29.如权利要求1~27中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体所包括的所述玻璃板的端面通过将3个以上的平坦面连结而形成,
邻接的所述平坦面彼此所呈的角为钝角。
30.如权利要求1~29中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述紫外线阻挡膜还具有防雾性能。
31.如权利要求30所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述紫外线阻挡膜还具有吸水性能。
32.如权利要求30所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述紫外线阻挡膜的表面为亲水性。
33.如权利要求30所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述紫外线阻挡膜还具有确保可见性的性能。
34.如权利要求33所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述紫外线阻挡膜的表面为拨水性。
35.如权利要求1~29中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,还具有确保可见性的膜。
36.如权利要求35所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述确保可见性的膜配置于所述紫外线阻挡膜的与所述玻璃体侧相反的表面。
37.如权利要求35所述的玻璃叠层体,其特征在于,
所述玻璃体具有第一玻璃板、第二玻璃板和配置于所述第一玻璃板与所述第二玻璃之间的中间膜,
所述紫外线阻挡膜配置于所述第一玻璃板和第二玻璃板的至少一方,
所述确保可见性的膜配置于所述第一玻璃体和第二玻璃体的与配置有所述紫外线阻挡膜的表面相反的一侧。
38.如权利要求1~37中任一项所述的玻璃叠层体,其特征在于,
还具有低反射膜。
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