JP2008037018A - 透明積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】透明性に優れ、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を効果的に遮蔽することができる透明積層体を提供する。
【解決手段】中間膜と、前記中間膜を挟持するガラス板及び／又は透明樹脂板とからなる透明積層体であって、前記中間膜は、厚さが０．１〜６ｍｍ、引張り弾性率が０．１〜１０ＭＰａ、かつ、損失正接（ｔａｎδ）が０．１以上である透明積層体。
【選択図】なし

Description

本発明は、透明性に優れ、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を効果的に遮蔽することができる透明積層体に関する。

合わせガラスは、外部衝撃を受けて破損してもガラスの破片が飛散することが少なく安全であるため、自動車等の車両、航空機、建築物等の窓ガラス等として広く使用されている。合わせガラスとしては、少なくとも一対のガラス間に、例えば、液状可塑剤により可塑化されたポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール樹脂からなる合わせガラス用中間膜を介在させ、一体化させたもの等が挙げられる。

近年、軽量化やコスト等の問題から、合わせガラス全体の厚さを薄くすることや、ガラス板の代わりにポリカーボネート板等の透明樹脂板を用いることが試みられている。しかし、合わせガラス全体の厚さを薄くすると、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を遮蔽する性能が低下するという問題がある。

このような問題に対して、例えば、特許文献１には、合わせガラス用中間膜に大量の液状可塑剤を含有させることで、合わせガラス全体の遮音性を向上させる方法が開示されている。
しかしながら、このような液状可塑剤を大量に含有する合わせガラス用中間膜は、低温環境下では液状可塑剤が硬化してしまい、遮音性の低下や強度の低下を引き起こすという問題があった。一方、通常の合わせガラス用中間膜と透明樹脂板とからなる合わせガラスにおいては、合わせガラス用中間膜中の液状可塑剤が透明樹脂板を白化させ、透明性が低下するという問題があった。

また、特許文献２には、塩素化ポリエチレン、ニトリルブタジエンゴム等の極性側鎖を有するベースポリマー材料に、塩素化パラフィン、スルフェンアミド系誘電体物質、液状ゴム等を配合してなる、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を遮蔽できる組成物が開示されている。
しかしながら、このような組成物を用いて合わせガラス用中間膜を作製しようとしても透明性が不充分であり、特に高い透明性が求められる自動車等の車両のガラスとしては用いることができないのが現状である。
特開平５−３１０４４９号公報 特開平１１−８０５６２号公報

本発明は、上記現状に鑑み、透明性に優れ、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を効果的に遮蔽することができる透明積層体を提供することを目的とする。

本発明は、架橋アクリル系樹脂からなる中間膜と、前記架橋アクリル系樹脂からなる中間膜を挟持するガラス板及び／又は透明樹脂板とからなる積層体であって、前記架橋アクリル系樹脂からなる中間膜は、厚さが０．１〜６ｍｍ、引張り弾性率が０．１〜１０ＭＰａ、かつ、損失正接（ｔａｎδ）が０．１以上である透明積層体である。
以下に本発明を詳述する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、中間膜と、該中間膜を挟持するガラス板及び／又は透明樹脂板とからなる積層体において、中間膜の引張り弾性率と損失正接（ｔａｎδ）とを一定の範囲に設定することにより、透明性に優れ、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音の遮蔽性に優れたものとすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の透明積層体は、中間膜と、該中間膜を挟持するガラス板及び／又は透明樹脂板とからなる。
上記中間膜は、厚さの下限が０．１ｍｍ、上限が６ｍｍである。０．１ｍｍ未満であると、振動や騒音の遮蔽性が充分に得られず、６ｍｍを超えると、ガラス板又は透明樹脂板と貼り合わせたときに全体の厚みが厚くなりすぎて自動車等の用途へ用いることができない。
上記中間膜は、引張り弾性率の下限が０．１ＭＰａ、上限が１０ＭＰａである。０．１ＭＰａ未満であると、充分な耐貫通性が得られず、１０ＭＰａを超えると、振動や騒音の遮蔽性が不充分となる。
上記中間膜は、損失正接（ｔａｎδ）が０．１以上である。０．１未満であると、振動や騒音の遮蔽性が不充分となる。

上記性能を有する中間膜としては特に限定されないが、例えば、アルキル基の炭素数が２〜１８のアルキル（メタ）アクリレートと、前記アルキル（メタ）アクリレートと共重合可能な極性基含有ビニルモノマーと、光重合開始剤とからなるアクリル系モノマー混合物を光重合して得られたアクリル系共重合体を含有することが好ましい。
なお、本明細書において（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。

上記アルキル基の炭素数が２〜１８のアルキル（メタ）アクリレートとしては特に限定されず、例えば、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの炭素数が２〜１８のアルキル（メタ）アクリレートは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記アルキル（メタ）アクリレートと共重合可能な極性基含有ビニルモノマーとしては特に限定されず、例えば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、（無水）マレイン酸、（無水）フマル酸、カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシアルキル（メタ）アクリレート類等のカルボキシル基含有ビニルモノマー；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等の水酸基含有ビニルモノマー；（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルラウリロラクタム、（メタ）アクリロイルモルホリン、（メタ）アクリルアミド、ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート等の窒素含有ビニルモノマー等が挙げられる。これらの極性基含有ビニルモノマー単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記アルキル（メタ）アクリレートと上記極性基含有ビニルモノマーの混合割合としては特に限定されないが、上記アルキル（メタ）アクリレートと上記極性基含有ビニルモノマーとの合計に占める上記極性基含有ビニルモノマーの配合量の好ましい下限は０．５重量％、好ましい上限は３０重量％である。０．５重量％未満であると、得られる中間膜の損失係数は大きくなるものの、弾性が低く制振性能が発現しにくいことがあり、３０重量％を超えると、得られる中間膜の弾性が高く、損失係数が小さくなって制振性能が発現しにくくなる。より好ましい下限は５重量％、より好ましい上限は２７重量％である。

上記アクリル系共重合体を合成する際には、更に架橋成分として多官能ビニル化合物を配合してもよい。
上記多官能ビニル化合物としては特に限定されず、例えば、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、グリセリンメタクリレートアクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、（メタ）アクリル酸アリル、（メタ）アクリル酸ビニル、ジビニルベンゼン、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの多官能ビニル化合物は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記光重合開始剤としては特に限定されず、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン［ダロキュア２９５９：メルク社製］；２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン［ダロキュア１１７３：メルク社製］；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン［イルガキュア６５１：チバガイギー社製］、２−ヒドロキシ−２−シクロヘキシルアセトフェノン［イルガキュア１８４：チバガイギー社製］等のアセトフェノン系、；ベンジルジメチルケタールなどのケタール系；その他、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド、アシルホスフォナート等が挙げられる。

上記光重合開始剤の添加量としては特に限定されないが、上記アルキル（メタ）アクリレートと上記極性基含有ビニルモノマーとの合計１００重量部に対して好ましい下限が０．０１重量部、好ましい上限が１０重量部である。０．０１重量部未満であると、重合転化率が低下し、モノマー臭の強い重合体しか得られないことがあり、１０重量部を超えると、ラジカル発生量が多くなり、分子量の低下が生じ、高温の弾性率低下が起きやすくなる。より好ましい下限は０．０５重量部、より好ましい上限は８重量部である。

上記アクリル系共重合体を光重合する際に用いる光源としては特に限定されないが、波長４２０ｎｍ以下に発光分布を有するもの、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。なかでもケミカルランプは、光重合開始剤の活性波長領域の光を効率よく発光するとともに、光重合開始剤以外の組成物成分の光吸収が少ないため内部まで光が透過し、高膜厚の製品を製造できることから好適である。

上記光源による光照射強度は、得られるアクリル系共重合体の重合度を左右する因子であり、目的製品の性能毎に適宜制御されるが、通常、アセトフェノン基を有する開裂型の光重合開始剤を配合した場合、光重合開始剤の光分解に有効な波長領域（光重合開始剤によって異なるが通常３６５ｎｍ〜４２０ｎｍの光が用いられる）の光強度は０．１〜１００ｍＷ／ｃｍ²が好ましい。

上記中間膜は、本発明の目的を阻害しない範囲で、更に、粘着付与樹脂、増粘剤、チキソ性付与剤、増量剤、充填剤等の添加剤を配合してもよい。

上記粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、変成ロジン系樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、芳香族変成テルペン樹脂、Ｃ_５及びＣ_９系石油樹脂、クマロン樹脂等が挙げられる。なかでも、水添石油樹脂は、光重合時の重合阻害を引き起こさず、また、少量の添加で損失正接を向上できるので好適である。

上記増粘剤としては、例えば、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等が挙げられる。
上記チキソトロープ剤としては、例えば、コロイドシリカ、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。

上記増量剤としては、例えば、炭酸カルシウム、酸化チタン、クレー等が挙げられる。
上記充填剤としては、例えば、ガラスバルーン、アルミナバルーン、セラミックバルーン、マイカ、シラスバルーン等の無機中空体；ナイロンビーズ、アクリルビーズ、シリコーンビーズ、ポリエチレンビーズ等の有機球状体；塩化ビニリデンバルーン、アクリルバルーン等の有機中空体；ポリエステル、レーヨン、ナイロン等の単繊維等が挙げられる。

上記充填剤としては、例えば、モンモリロナイト、膨潤性マイカ等の層状珪酸塩が挙げられる。上記層状珪酸塩は、炭素数６以上のアルキルアンモニウムイオンを含有していることが好ましい。

上記中間膜の製造方法としては特に限定されず、例えば、押出成形法、プレス成型法、ロール成型法、射出成型法等による方法が挙げられる。

本発明の透明積層体においては、上記中間膜を挟持するガラス板及び／又は透明樹脂板を用いる。
特に、透明樹脂板を用いることより、軽量化を図ることができるため、本発明の透明積層体を自動車等のフロントガラスに用いる場合には、車体の軽量化につながり、燃費効率を高くでき、更には、環境にも優しいものとなる。

上記ガラス板としては特に限定されず、ソーダ石灰ガラス板、リン珪酸ガラス板、石英ガラス板等、従来公知の透明ガラス板等を用いることができる。

上記透明樹脂板としては特に限定されないが、透明性が高く、耐衝撃性に優れることから、ポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板が好適である。

本発明の透明積層体を製造する方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いることができるが、中間膜とガラス板及び／又は透明樹脂板とが粘着剤層を介して接合されていてもよい。

上記粘着剤層には、アクリル系、ゴム系、ホットメルト系等の各種粘着剤を用いることができる。粘着剤層の厚さは、上記中間膜の厚さに対して、好ましい下限が１／５０、好ましい上限が１／５である。１／５０未満であると、低温での制振性が低下することがあり、１／５を超えると、常温及び高温付近での制振性が低下、すなわち、夏場等の高温環境条件での制振性が低下することがある。

本発明の透明積層体は、大量の可塑剤を含有させなくても衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を効果的に遮蔽することができ、可塑剤による透明樹脂板の白化の恐れもないことから、例えば、自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス、ルーフガラス；航空機や電車等の乗り物のガラス部位、建築用ガラス等に好適に用いることができる。

本発明によれば、透明性に優れ、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を効果的に遮蔽することができる透明積層体を提供することができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
ｎ−ブチルアクリレート８５重量部及びアクリル酸１５重量部をモノマーシロップとし、増粘剤としてコロイダルシリカ（商品名：アエロジルＡ−２００、日本アエロジル社製）をモノマーシロップ１００重量部に対し５重量部、増粘補助剤として水をモノマーシロップ１００重量部に対し２重量部添加し、高速攪拌機（特殊機化工業社製、商品名：ホモディスパー）で攪拌して均一混合増粘し、更に光重合開始剤として２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンをモノマーシロップ１００重量部に対し０．１重量部、モノマーシロップ１００重量部に対し架橋剤としてヘキサンジオールジアクリレート０．０５重量部を添加して、更に均一に混合し、液状物を得た。この液状物を、雰囲気酸素濃度が０．１体積％以下のイナートボックス内で剥離紙上に０．８ｍｍの厚さに塗布し、その表面をポリエステルフィルムで被覆し、これにケミカルランプを用いて、光強度４ｍＷ／ｃｍ^２（波長３６０ｎｍ）で１５分、光を照射し、液状物を重合させ、厚さ０．８ｍｍの中間膜を得た。

２枚のポリカーボネート製透明樹脂板（帝人化成社製、商品名「ＰＣ−７１２９」）（透明性評価用：５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、遮音測定用：５５０ｍｍ×５５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を真空下８０℃６時間乾燥後、得られた中間膜を挟み、１２０℃、圧力６．６ＭＰａの条件で５分間、プレス機（東邦マシナリー社製）により圧着を行い透明積層体を得た。

（実施例２）
２枚のポリカーボネート製透明樹脂板のうちの１枚をフロートガラスに変更したこと以外は実施例１と同様にして透明積層体を得た。

（比較例１）
中間膜としてポリビニルブチラール樹脂からなるものを用いた以外は実施例１と同様にして透明積層体を得た。

（比較例２）
中間膜を用いず、１枚のポリカーボネート製透明樹脂板（帝人化成社製、商品名「ＰＣ−７１２９」）（透明性評価用：５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、遮音測定用：５５０ｍｍ×５５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を準備した。

（比較例３）
中間膜を用いず、１枚のフロートガラス（透明性評価用：５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ、遮音測定用：５５０ｍｍ×５５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を準備した。

＜評価＞
実施例１〜２及び比較例１〜３で得られた透明積層体等について、以下の評価を行った。結果を表１に示した。

（１）透明性評価
得られた透明積層体について、ＪＩＳ Ｋ ７１０５に準ずる方法によりヘイズ値を測定し、以下の基準により透明性を評価した。
○：ヘイズ値が２％以下
×：ヘイズ値が２％以上

（２）遮音性評価
得られた透明積層体について、ＪＩＳ Ａ１４１６に準ずる方法により音響透過損失を測定した。各透明積層体についてのホワイトノイズの周波数と音響透過損失との関係を図１に示した。

（３）損失正接（ｔａｎδ）、引張り弾性率評価
得られた透明積層体の損失正接（ｔａｎδ）、引張り弾性率を、周波数３０Ｈｚ、温度２０℃で動的粘弾性試験により測定した。

本発明によれば、透明性に優れ、衝撃音や低周波音等の種々の振動や騒音を効果的に遮蔽することができる透明積層体を提供することができる。

実施例及び比較例で作製した透明積層体についてのホワイトノイズの周波数と音響透過損失との関係を示すグラフである。

Claims (2)

1. 中間膜と、前記中間膜を挟持するガラス板及び／又は透明樹脂板とからなる透明積層体であって、
   前記中間膜は、厚さが０．１〜６ｍｍ、引張り弾性率が０．１〜１０ＭＰａ、かつ、損失正接（ｔａｎδ）が０．１以上である
   ことを特徴とする透明積層体。
2. 中間膜は、アルキル基の炭素数が２〜１８のアルキル（メタ）アクリレートと、前記アルキル（メタ）アクリレートと共重合可能な極性基含有ビニルモノマーと、光重合開始剤とからなるアクリル系モノマー混合物を光重合して得られたアクリル系共重合体を含有することを特徴とする請求項１記載の透明積層体。

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