JP2009256173A - 合わせガラス用中間膜 - Google Patents

Abstract

【課題】 可視光線透過率が高く、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率が低い合わせガラス用中間膜を提供することを目的とする。
【解決手段】 熱可塑性樹脂と、可塑剤と、金属コロイド粒子とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜。
【選択図】 なし

Description

本発明は、可視光線透過率が高く、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率が低い合わせガラス用中間膜に関する。

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の飛散が少ないため、安全である。合わせガラスは、自動車等の車両、航空機、建築物等の窓ガラスとして広く使用されている。例えば、可塑化されたポリビニルブチラール樹脂を含有する合わせガラス用中間膜を、少なくとも一対のガラス間に挟み込んだ合わせガラス等が挙げられる。

このような合わせガラスは、太陽光に含まれる紫外線が照射される環境で使用される。従来の合わせガラス用中間膜は紫外線吸収剤を含有しているため、波長域が３８０ｎｍ以下の紫外線は遮蔽されていた。しかし、従来の合わせガラスは波長域が３８０ｎｍを超える紫外線を、充分に遮蔽することができなかった。そのため、波長域が３８０ｎｍを超える紫外線を遮蔽できる合わせガラスが要求されていた。

特許文献１には、合成樹脂と、紫外線吸収剤と、黄色染料とを含有する合わせガラス用中間膜を、ガラス板で挟持させた防虫合わせガラスが開示されている。特許文献１に記載の防虫合わせガラスは、４００〜４５０ｎｍの波長域の可視光線を吸収できるとされている。

特許文献１に記載の合わせガラス用中間膜は、４００〜４５０ｎｍの波長域の可視光線を吸収するために、黄色染料を必須成分として含有している。しかし、合わせガラス用中間膜中に黄色染料を均一に分散させる方法は何ら検討されていなかった。特許文献１に開示された技術情報では、可視光線透過率が高い合わせガラス用中間膜は得られなかった。

また、特許文献２には、有機系光吸収剤が添加された合成樹脂原料を含有する中間膜が開示されている。有機系光吸収剤として、紫外線吸収剤、青色光吸収剤、赤外線吸収剤、赤色光吸収剤が記載されている。
しかしながら、特許文献２に記載されている有機系光吸収剤は、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線を充分に遮蔽することができないという問題があった。
特開２０００−３００１４９号公報 特開２００７−２９０９２３号公報

本発明は、可視光線透過率が高く、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率が低い合わせガラス用中間膜を提供することを目的とする。

本発明は、熱可塑性樹脂と、可塑剤と、金属コロイド粒子とを含有する合わせガラス用中間膜である。
以下に本発明を詳述する。

本願発明者らは、熱可塑性樹脂と、可塑剤と、金属コロイド粒子とを含有する合わせガラス用中間膜は、可視光線透過率が高く、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率が低いことを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の合わせガラス用中間膜は、熱可塑性樹脂と、可塑剤と、金属コロイド粒子とを含有する。
上記熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。上記ポリビニルアセタール樹脂は、可塑剤と併用することにより、ガラスに対する接着性が高い合わせガラス用中間膜が得られる。

上記ポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化することにより製造できる。なお、上記ポリビニルアセタール樹脂は、必要に応じて、２種以上を併用してもよい。

上記ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度の好ましい下限は４０モル％、好ましい上限は８５モル％であり、より好ましい下限は６０モル％、より好ましい上限は７５モル％である。

上記ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルを鹸化することにより製造できる。
上記ポリビニルアルコールの鹸化度は、８０〜９９．８モル％が好ましい。
上記ポリビニルアルコールの重合度の好ましい下限は２００、好ましい上限は３０００である。上記重合度が２００未満であると、合わせガラスの耐貫通性が低下することがある。上記重合度が３０００を超えると、合わせガラス用中間膜の成形が困難となることがある。上記重合度のより好ましい下限は５００、より好ましい上限は２０００である。

上記アルデヒドは特に限定されないが、炭素数が１〜１０のアルデヒドが好適である。上記炭素数が１〜１０のアルデヒドは特に限定されず、例えば、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、ｎ−バレルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、ｎ−ヘキシルアルデヒド、ｎ−オクチルアルデヒド、ｎ−ノニルアルデヒド、ｎ−デシルアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられる。なかでも、ｎ−ブチルアルデヒド、ｎ−ヘキシルアルデヒド、ｎ−バレルアルデヒドが好ましく、炭素数が４のｎ−ブチルアルデヒドがより好ましい。これらのアルデヒドは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

上記可塑剤は特に限定されず、例えば、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチレート、トリエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコールジカプリレート、トリエチレングリコールジ−ｎ−オクタノエート、トリエチレングリコールジ−ｎ−ヘプタノエート、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ヘプタノエート、ジブチルセバケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルカルビトールアジペート、エチレングリコールジ−２−エチルブチレート、１，３−プロピレングリコールジ−２−エチルブチレート、１，４−プロピレングリコールジ−２−エチルブチレート、１，４−ブチレングリコールジ−２−エチルブチレート、１，２−ブチレングリコールジ−２−エチレンブチレート、ジエチレングリコールジ−２−エチルブチレート、ジエチレングリコールジ−２−エチルヘキサノエート、ジプロピレングリコールジ−２−エチルブチレート、トリエチレングリコールジ−２−エチルペンタノエート、テトラエチレングリコールジ−２−エチルブチレート、ジエチレングリコールジカプリエート等が挙げられる。

上記可塑剤の含有量は特に限定されないが、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対する上記可塑剤の含有量の好ましい下限は３０重量部、好ましい上限は７０重量部である。上記可塑剤の含有量が３０重量部未満であると、合わせガラス用中間膜の溶融粘度が高くなるため、合わせガラス製造時の脱気性が低下することがある。上記可塑剤の含有量が７０重量部を超えると、合わせガラス用中間膜から可塑剤がブリードアウトを起こすことがある。上記可塑剤の含有量のより好ましい上限は５０重量部である。

上記金属コロイド粒子は、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線を吸収する。
上記金属コロイド粒子が、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線を吸収するため、４００ｎｍ以下の波長域の紫外線を充分に遮蔽できる。

上記金属コロイド粒子は、特に限定されないが、銀コロイド粒子等が挙げられる。

上記金属コロイド粒子の平均粒子径の好ましい下限は１ｎｍ、好ましい上限は４０ｎｍである。上記金属コロイド粒子の平均粒子径が１ｎｍ未満であると、金属コロイド粒子が凝集することがある。上記金属コロイド粒子の平均粒子径が４０ｎｍを超えると、合わせガラス用中間膜の可視光線透過率が低下することがある。上記金属コロイド粒子の平均粒子径のより好ましい上限は３０ｎｍであり、さらに好ましい上限は２０ｎｍである。

なお、本明細書において平均粒子径とは、透過型電子顕微鏡等を用いて測定した各金属コロイド粒子の最も長い径を、個数平均して算出した値（個数平均粒子径）を意味する。
本発明における平均粒子径（個数平均粒子径）の具体的な測定方法について説明する。まず、得られた合わせガラス用中間膜を、クライオトーム（例えば、ライカ社製）を用いて、合わせガラス用中間膜の厚さ方向に厚さ２００ｎｍとなるよう切断して、薄膜切片を作製する。次いで、得られた薄膜切片をヘキサンに１２時間浸漬することによって可塑剤を除去した後、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ、例えば、日立製作所社製Ｈ−７１００ＦＡ型を用い倍率５０００倍）を用いて撮影を行う。無作為に選択した５０個の金属コロイド粒子を観察し、観察した金属コロイド粒子の最も長い径を測定する。最後に、得られた長径を個数平均することにより平均粒子径（個数平均粒子径）を求める。

上記金属コロイド粒子は、合わせガラス用中間膜中に４０ｎｍ以下の平均粒子径で均一に分散していることが好ましい。上記金属コロイド粒子が、合わせガラス用中間膜中に４０ｎｍ以下の平均粒子径で均一に分散していると、可視光線透過率が高い合わせガラスが得られる。
なお、上記金属コロイド粒子を合わせガラス用中間膜中に４０ｎｍ以下の平均粒子径で均一に分散させる方法は特に限定されない。例えば、上記金属コロイド粒子を有機溶媒に分散させた金属コロイド粒子溶液と可塑剤とを混合して、上記金属コロイド粒子が４０ｎｍ以下の平均粒子径で均一に分散された分散溶液を調製する。押出機やプラスト成型機等を用いて、上記分散溶液と上記熱可塑性樹脂とを混合し、合わせガラス用中間膜を成形する方法等が挙げられる。
また、上記金属コロイド粒子を直接、可塑剤と混合してもよい。例えば、上記金属コロイド粒子が４０ｎｍ以下の平均粒子径で可塑剤に均一に分散された分散溶液を調製する。押出機やプラスト成型機等を用いて、上記分散溶液と上記熱可塑性樹脂とを混合し、合わせガラス用中間膜を成形する方法等を用いてもよい。なお、上記分散溶液は、分散剤を含有してもよい。
上記金属コロイド粒子は、上記分散溶液中に、４０ｎｍ以下の平均粒子径で均一に分散していることが好ましく、２０ｎｍ以下の平均粒子径で均一に分散していることがより好ましい。なお、上記分散溶液中の金属コロイド粒子の平均粒子径は、マイクロトラック、透過型電子顕微鏡等を用いて測定することができる。

上記有機溶媒は特に限定されず、エタノール等のアルコール、ケトン溶剤、トルエン、キシレン、炭化水素溶剤等が挙げられる。また、上記金属コロイド粒子の分散性を高めるために、分散剤を使用してもよい。

上記金属コロイド粒子の含有量は特に限定されないが、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対する金属コロイド粒子の含有量の好ましい下限が０．００００５重量部、好ましい上限が０．０５重量部である。上記金属コロイド粒子の含有量が０．００００５重量部未満であると、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線を遮蔽できないことがある。上記金属コロイド粒子の含有量が０．０５重量部を超えると、合わせガラスの可視光線透過率が低下することがある。上記金属コロイド粒子の含有量のより好ましい下限は０．０００５重量部、より好ましい上限は０．０４重量部である。さらに、上記金属コロイド粒子の含有量のより好ましい下限は０．００４重量部である。

本発明の合わせガラス用中間膜は、合わせガラス用中間膜の厚さを７６０μｍとし、厚さ２．５ｍｍの２枚のクリアガラスで挟持して、ＪＩＳ Ｒ ３１０６に準拠した方法で測定した可視光線透過率Ｔｖが６０％以上であることが好ましい。上記可視光線透過率Ｔｖが６０％未満であると、本発明の合わせガラス用中間膜を用いて得られた合わせガラスの可視光線透過率が低く、車両用ガラスとして使用できないことがある。上記可視光線透過率Ｔｖは７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。
なお、上記可視光線透過率Ｔｖを測定する装置は特に限定されず、例えば、分光光度計（日立製作所社製「Ｕ−４０００」）等が挙げられる。

本発明の合わせガラス用中間膜は、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率を低下することができる。上記３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率は、３％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましく、更に１％以下であることがより好ましい。上記３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率は、３８０ｎｍ、３９０ｎｍ及び４００ｎｍの各波長の紫外線透過率の平均値を意味する。
なお、上記３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率を測定する装置は特に限定されず、例えば、分光光度計（日立製作所社製「Ｕ−４０００」）等が挙げられる。

本発明の合わせガラス用中間膜は、酸化防止剤を含有してもよい。上記酸化防止剤は、上記熱可塑性樹脂の耐熱性及び耐候性を向上させる。
上記酸化防止剤の含有量は特に限定されないが、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対する上記酸化防止剤の含有量の好ましい下限は０．０１重量部、好ましい上限は５重量部である。上記酸化防止剤の含有量が０．０１重量部未満であると、上記熱可塑性樹脂の耐熱性や耐候性が低下することがある。上記酸化防止剤の含有量が５重量部を超えると、合わせガラス用中間膜の可視光線透過率が低下することがある。上記酸化防止剤の含有量のより好ましい下限は０．０５重量部であり、より好ましい上限は１重量部である。

本発明の合わせガラス用中間膜は、遮熱微粒子を含有してもよい。
上記遮熱微粒子は、赤外線を遮蔽する粒子であれば特に限定されないが、例えば、錫ドープ酸化インジウム微粒子、アンチモンドープ酸化インジウム微粒子、ガリウムドープ酸化亜鉛微粒子、アルミニウムドープ酸化亜鉛微粒子、インジウムドープ酸化亜鉛微粒子、及び、６ホウ化ランタン微粒子からなる群から選択される１以上の遮熱微粒子が挙げられる。

上記遮熱微粒子の含有量は特に限定されないが、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対する上記遮熱微粒子の含有量の好ましい下限は０．００１重量部、好ましい上限は５重量部である。上記遮熱微粒子の含有量が０．００１重量部未満であると、合わせガラス用中間膜が赤外線を遮蔽できないことがある。上記遮熱微粒子の含有量が５重量部を超えると、合わせガラスの可視光線透過率が低下することがある。

本発明の合わせガラス用中間膜は、光安定剤、難燃剤、帯電防止剤、接着力調整剤、耐湿剤、熱線反射剤、熱線吸収剤、蛍光増白剤、青色顔料等の添加剤を含有してもよい。

本発明の合わせガラス用中間膜の厚さは特に限定されないが、好ましい下限は０．１ｍｍ、好ましい上限は３ｍｍである。合わせガラス用中間膜の厚さが０．１ｍｍ未満であると、合わせガラスの耐貫通性が低下することがある。合わせガラス用中間膜の厚さが３ｍｍを超えると、合わせガラスの可視光線透過率が低下することがある。合わせガラス用中間膜の厚さのより好ましい下限は０．２５ｍｍ、より好ましい上限は１．５ｍｍである。

本発明の合わせガラス用中間膜を製造する方法は、可塑剤と金属コロイド粒子とを含有する分散溶液を調製する工程、及び、上記分散溶液と熱可塑性樹脂とを混合し、合わせガラス用中間膜を成形する工程を有する方法が好ましい。
特に、可塑剤と有機溶媒に分散させた金属コロイド粒子溶液とを混合して、可塑剤及び金属コロイド粒子を含有する分散溶液を調製し、分散溶液とポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂と混合し、合わせガラス用中間膜を成形する方法が好ましい。

上記分散溶液と熱可塑性樹脂とを混合する方法は特に限定されず、例えば、押出機、プラストグラフ、ニーダー、バンバリーミキサー、カレンダーロール等を用いる方法が挙げられる。なかでも、連続生産に適することから、押出機を用いる方法が好適であり、二軸押出機を用いる方法がより好適である。

本発明の合わせガラス用中間膜を用いて合わせガラスを製造することができる。
合わせガラスに用いられるガラス板は特に限定されず、一般に使用されている透明板ガラスを使用することができる。例えば、フロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入りガラス、線入り板ガラス、着色された板ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラス、グリーンガラス等の無機ガラス板が挙げられる。また、ポリカーボネートやポリアクリレート等の有機プラスチックス板を用いることもできる。

本発明の合わせガラス用中間膜を用いて合わせガラスを製造する方法は特に限定されず、従来公知の製造方法を用いることができる。

本発明は、可視光線透過率が高く、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率が低い合わせガラス用中間膜を提供することができる。

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。

（実施例１）
（１）合わせガラス用中間膜の作製
可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ−２−エチルヘキサノエート（３ＧＯ）４０重量部と、酸化防止剤として２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．４重量部と、紫外線吸収剤（共同薬品社製「バイオソーブ」）０．４重量部とを混合し、攪拌機を用いて３０分間攪拌した。得られた可塑剤溶液４０．８重量部に、銀コロイド粒子のエタノール溶液（銀コロイド粒子濃度１０重量％、平均粒子径１５ｎｍ）（日本ペイント社製「ファインスフェアＳＶＷ００１」）を、銀コロイド粒子が０．０４重量部となるように添加し、攪拌機を用いて１０分間攪拌し、分散溶液を得た。
得られた分散溶液をポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）１００重量部と充分に混合し、二軸押出機を用いて成形し、膜厚が７６０μｍの合わせガラス用中間膜を作製した。

（２）合わせガラスの作製
得られた合わせガラス用中間膜を２枚の透明なフロートガラス（縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×厚さ２．５ｍｍ）で挟み込み積層体とした。得られた積層体を、真空バッグに設置し、９３３．２ｈＰａの減圧度まで真空バッグ内を脱気した。次いで、真空バッグを加熱し、真空バッグの内部が１００℃に達した後、２０分間その温度を保持した。真空バッグを自然冷却させ、仮圧着された合わせガラスを得た。
上記真空バッグ法により仮圧着された合わせガラスを、１３５℃、圧力１．２ＭＰａで２０分間オートクレーブし、合わせガラスを得た。

（実施例２）
銀コロイド粒子の含有量を０．００４重量部としたこと以外は、実施例１と同様に、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを得た。

（実施例３）
銀コロイド粒子の含有量を０．０００１重量部としたこと以外は、実施例１と同様に、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを得た。

（実施例４）
銀コロイド粒子の含有量を０．０５重量部としたこと以外は、実施例１と同様に、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを得た。

（実施例５）
銀コロイド粒子の含有量を０．０６重量部としたこと以外は、実施例１と同様に、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを得た。

（比較例１）
銀コロイド粒子を添加しなかったこと以外は、実施例１と同様に、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを得た。

＜評価＞
実施例、比較例で得られた合わせガラス用中間膜及び合わせガラスについて以下の評価を行った。結果を表１に示した。

（１）可視光線透過率
分光光度計（日立製作所社製「Ｕ−４０００」）を用いて、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）に準拠した方法により、合わせガラスの可視光線透過率Ｔｖを求めた。また、３００〜２５００ｎｍの波長域の日射透過率Ｔｓを求めた。

（２）３８０〜４１０ｎｍの光線透過率
分光光度計（日立製作所社製「Ｕ−４０００」）を用いて、ＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）に準拠した方法により、３８０ｎｍ、３９０ｎｍ、４００ｎｍ及び４１０ｎｍの各波長の合わせガラスの光線透過率（Ｔ（３８０ｎｍ）、Ｔ（３９０ｎｍ）、Ｔ（４００ｎｍ）、Ｔ（４１０ｎｍ））を測定した。更に、Ｔ（３８０ｎｍ）、Ｔ（３９０ｎｍ）及びＴ（４００ｎｍ）の各波長の紫外線透過率の平均値を求めた。

（３）ヘーズ
合わせガラス（縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ）を、縦５ｃｍ、横５ｃｍの大きさに切断した。
合わせガラス（縦５ｃｍ×横５ｃｍ）をヘーズメーター（東京電色社製「ＴＣ−Ｈ３ＰＰ型」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７０１５（１９８１）「プラスチックの光学的特性試験方法」に準拠して、合わせガラスのヘーズを測定した。

（４）金属コロイド粒子の平均粒子径
得られた合わせガラス用中間膜を、クライオトーム（ライカ社製）を用いて、合わせガラス用中間膜の厚さ方向に厚さ２００ｎｍとなるよう切断して、薄膜切片を作製した。次いで、得られた薄膜切片をヘキサンに１２時間浸漬した。薄膜切片を乾燥させた後、透過型電子顕微鏡（日立製作所社製「Ｈ−７１００ＦＡ型」）を用いて倍率５０００倍にて撮影した。無作為に選択した５０個の銀コロイド粒子を観察し、観察した銀コロイド粒子の最も長い径を測定した。得られた長径を個数平均することにより平均粒子径（個数平均粒子径）を求めた。

本発明は、可視光線透過率が高く、３８０〜４００ｎｍの波長域の紫外線透過率が低い合わせガラス用中間膜を提供することを目的とする。

Claims (4)

1. 熱可塑性樹脂と、可塑剤と、金属コロイド粒子とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜。
2. 金属コロイド粒子は、銀コロイド粒子であることを特徴とする請求項１記載の合わせガラス用中間膜。
3. 金属コロイド粒子の平均粒子径が４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の合わせガラス用中間膜。
4. 熱可塑性樹脂１００重量部に対して、金属コロイド粒子を０．００００５〜０．０５重量部含有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の合わせガラス用中間膜。