JP3250107B2 - ガラス中間膜用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス中間膜用組成
物、即ち合わせガラスの中間膜として用いる組成物に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】合わせガラスとは、２枚の板ガラスを透
明のプラスチック中間膜を挟み、全面接着したもので、
外力によって破損した場合でも破片の大部分が飛散しな
いようにしたもで、近年自動車のフロントガラス用とし
て大きく伸びてきている。

【０００３】現在、この中間膜にはポリビニルブチラー
ルやエチレン酢酸ビニル共重合体フィルムが主として使
用されている。接着の方法は、２枚の板ガラスの間に同
じ大きさに裁断したフィルムを挟み、加熱して溶融状態
で仮圧着し、次いでこれをオートクレーブの中で高温高
圧をかけて充分に溶融するのが一般的である。このオー
トクレーブは高温高圧で使用するため、一度に処理する
ガラスの量はできるだけ多い方が良く、生産方法として
は少品種大量生産型である。

【０００４】そのため、合わせガラスは安全ガラスとし
て自動車以外でも、鉄道車両、船舶、建築、店装、照明
器具等の分野で従来から潜在的な需要はあったが多品種
少量生産が困難であったため普及していない。

【０００５】このような状況において、アルキルアクリ
レート系液状モノマーに重合開始剤、還元剤等を混合し
たものを２枚のガラスの間に注入し、重合して中間膜を
形成させる液体注入方式のものが考案されている。これ
は酸化還元重合を利用したもので、常温でも重合反応が
進行するので、加熱加圧の必要はなく一定時間放置する
だけで任意の厚み、形状の中間膜を形成するので、フィ
ルムを中間膜とする場合のような設備は不要である。

【０００６】しかし、使用直前に所定量の重合開始剤や
還元剤を添加、混合しなければならず、更に使用時の気
温や注入量によってこれらの物質の添加率を微妙に調整
しなければならないという大きな欠点があり普及するに
至っていない。

【０００７】そこで、感光性組成物を使用し、ガラスの
中間に充填した後、光（紫外線）を照射することによっ
て重合硬化させる方法も考案されている。この場合に用
いられる感光性組成物は、種々考えられるが、現在最も
優れていると思われるものは比較的分子量の小さい（１
０００以下）ポリアクリレートと、アクリレートモノマ
ーの混合物である。この感光性組成物を用いる方法で
は、大きな設備も必要なく、且つ添加物の微調整も不要
であり、優れた方法と言える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の感
光性組成物の方法では、製造方法的には優れていても、
製造された合わせガラスの物性、特に遮音、防音性に問
題がある。この遮音防音性は、以前はほとんど問題にさ
れなかったが、近時非常に大きく取り上げられてきた点
であり、この遮音性が優れているということが建築物の
窓等に採用する場合大きなメリットになるのである。換
言すると、合わせガラスをわざわざ採用するのであれ
ば、遮音性も要求するということが多くなってきたので
ある。

【０００９】そこで本業界においては、設備が簡単で、
少量多品種生産に適し、且つ透明性や耐候性は当然のこ
とながら、遮音性の優れた合わせガラス、即ちガラス中
間膜用組成物が要望されていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上のような現状に鑑
み、本発明者は鋭意研究の結果本発明ガラス中間膜用組
成物を完成したものであり、その特徴とするところは、
ポリアルキレングリコール（メタ）アクリレートとアル
キレングリコール（メタ）アクリレートが１：３〜４：
１で含有され、さらにこの両成分１００重量部に対し
て、ジ又はトリアクリレートモノマーが１０重量部以下
が混入されている点にあり、他の態様では、前記組成物
１００重量部に対して、アルキル（メタ）アクリレート
１００重量部以下混合された点にある。

【００１１】ここでいう、ポリアルキレングリコール
（メタ）アクリレートとは、ポリアルキレングリコール
アクリレート又はポリアルキレングリコールメタアクリ
レートをいい、化１で示されるポリエチレングリコール
（メタ）アクリレート、化２で示されるポリプロピレン
グリコール（メタ）アクリレート、又は化３で示される
ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコール
（メタ）アクリレート等の化合物をさす。

【化１】 （但し、ｎ＝２〜１４、Ｒ＝水素又はメチル基）

【化２】 （但し、ｎ＝３〜１２、Ｒ＝水素又はメチル基）

【化３】 （但し、ｍ＝３〜１０、ｎ＝３〜１０、Ｒ＝水素又はメ
チル基）

【００１２】アルキレングリコール（メタ）アクリレー
トとは、化４で示される２−ヒドロキシエチル（メタ）
アクリレート、化５で示される２−ヒドロキシプロピル
（メタ）アクリレート、又は化６で示される２−ヒドロ
キシブチル（メタ）アクリレートをいう。

【化４】 （但し、Ｒ＝水素又はメチル基）

【化５】 （但し、Ｒ＝水素又はメチル基）

【化６】 （但し、Ｒ＝水素又はメチル基）これらのポリアルキレ
ングリコール（メタ）アクリレートと、アルキレングリ
コール（メタ）アクリレートとが共重合し、その主鎖か
ら懸架されている水酸基はガラス表面のシラノール基と
水素結合を形成し、中間膜とガラス界面との接着を強固
にし、そのアルキレン基の長さは中間膜形成後の温度変
化によって生じる界面の応力集中を緩和するのに重要な
役割を果たす。即ち、アルキレン基の付加モル数（ｍ及
びｎ）が大きくなると、水酸基密度が小さくなるためガ
ラスとの接着性が低下し、更には中間膜自身の強度も低
下して合わせガラスとして要求される耐衝撃性や耐貫通
性が低下する。

【００１３】一方、アルキレン基の付加モル数が小さく
なると得られた中間膜が硬くなり、低温時に応力分散が
適切に行なわれず、部分的に歪が集中し、ガラスが割れ
たり中間膜とガラスの界面に気泡や剥離が発生し易くな
り、また熱可塑性が大きくなるため、高温時には、中間
膜が軟らかくなり耐貫通性が低下し、遮音性能の温度依
存性が大きくなる。従って、このような性能を釣り合い
よく満たすため、ポリアルキレングリコール（メタ）ア
クリレートとアルキレングリコール（メタ）アクリレー
トとの混合比率が重要となってくる。

【００１４】アルキレングリコール（メタ）アクリレー
トは、中間膜のガラスへの接着をより大きくし、中間膜
自身の引張り強度、引裂強度を向上させる。ポリアルキ
レングリコール（メタ）アクリレート単独では、感温性
の小さい軟らかくて弾性のある中間膜を形成するが、そ
の強度は十分ではない。合わせガラスが外力によって破
損した場合、その破片の大部分が飛散せず、又貫通孔を
生じさせないためには中間膜は相応に強靱でガラスによ
く接着して破片を十分に捕捉していなければならない。
ここでいう、耐衝撃性及び耐貫通性とはＪＩＳ−Ｒ−３
２０５の耐衝撃試験での中間膜の切断やガラスの欠落に
よる飛散の程度及びショットバッグ試験でのガラスの破
壊の程度や破壊時開口のことで、これはガラスへの接着
が良好なだけではなく、中間膜の引張強度、引裂強度、
伸び率、弾性率等が総合的に関係し、これらの釣り合い
が適切でないと優れた耐衝撃性と耐貫通性を備えた中間
膜は得られない。

【００１５】具体的には、ポリアルキレングリコール
（メタ）アクリレートのアルキレン基の付加モル数は３
〜１４がよく、より好ましくは４〜１０である。また、
ポリアルキレングリコール（メタ）アクリレートとアル
キレングリコール（メタ）アクリレートとの混合比は、
１：３〜４：１の間である必要がある。即ち、両成分の
みでいうと、ポリアルキレングリコール（メタ）アクリ
レートが２５％以上で８０％以下であるということであ
る。２５％以下では、応力の分散が十分でなく、８０％
以上では接着力が低下するためである。この混合比率が
本発明の重要なポイントの１つである。

【００１６】ジ又はトリアクリレートモノマーとは、ア
クリレート基を２つ又は３つ有しているモノマーであ
り、主鎖自体は限定しない。即ち、主鎖が炭化水素であ
ってもポリエーテルのように酸素を含有していてもよ
い。また、側鎖に水酸基等を持っていてもよい。例え
ば、化７で示されるポリエチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、化８で示されるポリプロピレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、化９で示されるグリセロー
ルメタアクリレートアクリレート、化１０で示されるト
リメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等があ
る。

【化７】 （但し、Ｒ＝水素又はメチル基、ｎ＝１〜１４）

【化８】 （但し、Ｒ＝水素又はメチル基、ｎ＝１〜１４）

【化９】

【化１０】 （但し、Ｒ＝水素又はメチル基）

【００１７】上記した２成分だけでなく、このような多
官能モノマーを混合することにより従来の遮音性を大き
く向上させ、耐貫通性等も改善される。この成分の混合
を見いだした点が本発明の最も重要な点である。更に、
この成分の混入量も重要であり、前記した２成分の合計
を１００重量部として、１０部以下でなければならな
い。好ましくは、１〜５部である。１０部以上になる
と、架橋化が進みすぎ膜自体の柔軟性と遮音性が損なわ
れる。

【００１８】以上が本発明組成物の構成であるが、これ
に前記した成分と共重合可能な不飽和モノマーを加える
ことも可能である。例えば、化１１で示されるアルキル
（メタ）アクリレート等である。

【化１１】 （但し、Ｒ１＝水素又はメチル基、Ｒ２＝炭素数４〜１
８のアルキル基）

【００１９】アルキル（メタ）アクリレートは、本発明
組成物の希釈剤として使用することもでき、混合物の粘
度が低下し、ガラスとガラスの間隙への注入が容易にな
る。その使用量は、ポリアルキレングリコール（メタ）
アクリレートとアルキレングリコール（メタ）アクリレ
ートの混合物１００重量部に対して、１００部以下、好
ましくは５０部以下である。これ以上混入すると、前記
した本発明の優れた物性が失われる。

【００２０】更に、本発明組成物に通常感光性組成物に
使用される添加剤、例えば光重合開始剤等を加えること
は可能である。例えば、ベンゾインエーテル系、ケター
ル系、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系等の開始剤
を本発明組成物１００重量部に対して、０．５〜４．０
部添加することにより、低照射量、短時間で中間膜の形
成が可能となる。

【００２１】

【実施例】次に本発明組成物及びそのを用いた合わせガ
ラスの製法について、実施例に基づいてより詳細に説明
する。表１に示す種々の実施例１００重量部に対して、
ラジカル型光重合開始剤として、１−ヒドロキシシクロ
ヘキシルフェニルケトン（チバ・ガイギー社製イルガキ
ュアー１８４）を１重量部添加溶解して実験組成物を作
成した。これを、厚さ３mmの板ガラス２枚を向かい合わ
せて、その間隙が１mmになるように固定し、更にその周
囲をブチルゴムで液洩れ防止シールを施した空隙に泡が
入らないように均一に注入充填した。

【００２２】本発明は、 1) ポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート
（Ａ成分という） 2) アルキレングリコール（メタ）アクリレート（Ｂ成
分という） 3) ジ又はトリアクリレートモノマー（Ｃ成分という）
の３つの成分が必須であり、各実施例についてこれらの
成分として使用した化合物を説明する。 実施例１ Ａ成分として、ポリエチレングリコールモノメタアクリ
レート（ｎ＝７〜９）、Ｂ成分として２−ヒドロキシブ
チルメタアクリレート、Ｃ成分としてトリメチロールプ
ロパン・トリメタアクリレートを使用した。この３成分
の混合割合は、重量比でそれぞれ全重量の３３％、６５
％、２％である。 実施例２ Ａ成分として、ポリエチレングリコールモノメタアクリ
レート（ｎ＝４〜５）、Ｂ成分として２−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート、Ｃ成分としてポリエチレングリコ
ール・ジメタアクリレート（ｎ＝９）を使用した。この
３成分の混合割合は、重量比でそれぞれ全重量の４５
％、５０％、５％である。 実施例３ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝５〜６）、Ｂ成分として２−ヒドロキシ
プロピルメタアクリレート、Ｃ成分としてグリセロール
メタアクリレートアクリレートを使用した。この３成分
の混合割合は、重量比でそれぞれ全重量の７７％、２０
％、３％である。 実施例４ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝１２）、Ｂ成分として２−ヒドロキシエ
チルメタアクリレート、Ｃ成分としてポリエチレングリ
コール・ジメタアクリレート（ｎ＝９）及びトリメチロ
ールプロパン・トリメタアクリレートを使用した。この
４成分の混合割合は、重量比でそれぞれ全重量の５９
％、３９％、１％、１％である。 実施例５ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝９）、Ｂ成分として２−ヒドロキシプロ
ピルメタアクリレート、Ｃ成分としてグリセロールメタ
アクリレートアクリレートを使用した。この例では、更
に第４の成分として、ｎ−ブチルメタアクリレートも混
合した。この４成分の混合割合は、重量比でそれぞれ全
重量の３４％、３４％、２％、３０％である。 実施例６ Ａ成分として、ポリエチレングリコール・ポリプロピレ
ングリコールモノメタアクリレート（ｍ＝７，ｎ＝
３）、Ｂ成分として２−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト、Ｃ成分としてトリメチロールプロパントリメタアク
リレートを使用した。この３成分の混合割合は、重量比
でそれぞれ全重量の７７％、２０％、３％である。 実施例７ Ａ成分として、ポリエチレングリコールモノメタアクリ
レート（ｎ＝７〜９）、Ｂ成分として２−ヒドロキシプ
ロピルメタアクリレート、Ｃ成分としてポリエチレング
リコール・ジメタアクリレート（ｎ＝９）を使用した。
この３成分の混合割合は、重量比でそれぞれ全重量の４
８％、４８％、４％である。 実施例８ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝９）、Ｂ成分として２−ヒドロキシブチ
ルメタアクリレート、Ｃ成分としてトリメチロールプロ
パン・トリメタアクリレートを使用した。この３成分の
混合割合は、重量比でそれぞれ全重量の４９％、４９
％、２％である。 実施例９ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝１２）、Ｂ成分として２−ヒドロキシプ
ロピルメタアクリレート、Ｃ成分としてポリエチレング
リコール・ジメタアクリレート（ｎ＝９）を使用した。
更に第４の成分として、２−エチルヘキシルメタアクリ
レートを混合した。この４成分の混合割合は、重量比で
それぞれ全重量の３９％、３９％、２％、２０％であ
る。

【００２３】次に比較例の成分について説明する。 比較例１ Ａ成分として、ポリエチレングリコールモノメタアクリ
レート（ｎ＝７〜９）、Ｂ成分として２−ヒドロキシブ
チルメタアクリレートを使用した。この２成分の混合割
合は、重量比でそれぞれ全重量の２０％、８０％であ
る。 比較例２ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝１２）、Ｂ成分として２−ヒドロキシエ
チルメタアクリレート及び２−ヒドロキシプロピルアク
リレートを使用した。この３成分の混合割合は、重量比
でそれぞれ全重量の２０％、２０％、６０％である。 比較例３ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝９）、Ｂ成分として２−ヒドロキシエチ
ルメタアクリレートを使用した。この２成分の混合割合
は、重量比でそれぞれ全重量の９０％、１０％である。 比較例４ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝５〜６）、その他の成分としてｎ−ブチ
ルメタアクリレートを使用した。この２成分の混合割合
は、重量比でそれぞれ全重量の８０％、２０％である。 比較例５ Ａ成分として、ポリプロピレングリコールモノメタアク
リレート（ｎ＝４〜５）、Ｂ成分はなし、Ｃ成分とし
て、ポリエチレングリコール・ジメタアクリレート（ｎ
＝９）、その他の成分として、２−エチルヘキシルメタ
アクリレートを使用した。この３成分の混合割合は、重
量比でそれぞれ全重量の７４％、２％、２４％である。 比較例６ Ａ成分として、ポリエチレングリコール・ポリプロピレ
ングリコールモノメタアクリレート（ｍ＝７，ｎ＝
３）、Ｂ成分として２−ヒドロキシプロピルアクリレー
トを使用した。この２成分の混合割合は、重量比でそれ
ぞれ全重量の８５％、１５％である。

【００２４】表１に、各Ａ、Ｂ、Ｃ成分の混合割合を示
す。

【表１】

【００２５】次いで、前記混合物を充填したガラスの両
面から主波長３６０ｎｍの紫外線螢光燈を５分間照射
し、この液体を重合硬化して中間膜を形成させ厚さ７mm
の合わせガラスを得た。照射した紫外線の強さはガラス
平面のいずれの部分でも、１平方センチ当たり２．５〜
３．０ｍｗであった。

【００２６】得られた合わせガラスをＪＩＳ−Ｒ−３２
０５の合わせガラスの試験方法に従って行なった結果を
表２に示す。

【表２】 次に、耐光性、耐熱性、耐衝撃性、耐貫通性についての
表２中の評価について説明する。 耐光性 ：○ 可視光透過率の減少量が１０％以下で、
変色、泡、濁りを生じない程度を示す。 耐熱性 ：○ 煮沸試験２時間で泡その他の欠点を生じ
ない。 × 煮沸試験２時間で中間膜が一部剥離する。 耐衝撃性：◎ ガラスが破壊しない。 ○ ガラスは破壊したが、中間膜の切断又はガラスの欠
落による露出部分はない。 × 中間膜の切断及びガラスの欠落による露出部分が多
い。 耐貫通性：◎ 落下高さ３０cmで貫通しない。 ○ ガラスは破壊したが、開口は７５mm以下。 × ガラスが破壊し、７５mm以上の開口が生じた。 遮音性 ：○ 周波数５００ヘルツ（Hz）での透過損失
が、３０ｄＢ以上 ：× 周波数５００ヘルツ（Hz）での透過損失が、３０
ｄＢ以下

【００２７】

【発明の効果】表２の実施例からも明らかなように、本
発明の方法による中間膜を有するガラスは、耐光性、耐
熱性を損なうことなく、耐衝撃性、耐貫通性、更に遮音
性が大きく向上している。これは、Ｃ成分の混合が大き
い理由であると考えられる。具体的には、実施例１と比
較例１とは、Ａ成分とＢ成分は同じものを使用し、その
割合も比較的近いにもかかわらず、Ｃ成分の有無によっ
て、耐衝撃性、耐貫通性、遮音性が大きく向上してい
る。

【００２８】また、比較例５から分かるように、Ｂ成分
を混合せずＣ成分のみを混合しても効果は見られない。
あくまでも、Ａ、Ｂ、Ｃの３成分が必須なのである。更
に、実施例５及び実施例９から明らかなように、第４成
分としてアルキルアクリレート等を混合しても効果は変
わらない。よって、これらの混合によって粘度を適当に
調整することができる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−31345（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−212140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−109049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−197339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−74546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−24611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03C 27/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアルキレングリコール（メタ）アク
   リレートとアルキレングリコール（メタ）アクリレート
   が１：３〜４：１で含有され、さらにこの両成分１００
   重量部に対して、ジ又はトリアクリレートモノマーが１
   ０重量部以下混入されていることを特徴とするガラス中
   間膜用組成物。
2. 【請求項２】 第１項記載の組成物１００重量部に対し
   て、アルキル（メタ）アクリレート１００重量部以下混
   合されたことを特徴とするガラス中間膜用組成物。