JP4279362B2 - 安全ガラス - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、侵入(penetration)に抵抗する(あるいはエネルギーを吸収する)性質と引裂防止(antilaceration)の性質を有し、これらの性質が非常に変動しやすい温度及び湿度の条件下で保持される、安全ガラスに関し、この安全ガラスは輸送車両のための安全窓ガラスとして使用するのに適している。
【0002】
【従来の技術】
侵入に抵抗する性質と引裂防止の性質の両方を持つ安全ガラスは、例えば、フランス国特許出願公開第2398606号及び同第2549036号各明細書に記載されている。これらの安全ガラスは、一体式又は積層式のガラス基材と、輸送車両の内部に向けられるプラスチック材料のシートから形成される。このプラスチック材料シートは、ポリウレタンの接着剤層であって、使用される厚さに応じて更にエネルギー吸収の性質を確保することができる層と、特に引掻きや摩耗に耐える性質を持つ、表面フィルムと呼ばれるフィルムとを含む。
【0003】
二層又は「二重層」構造として知られる、この非対称構造を有する、すなわちガラス基材とプラスチック材料シートを有するこのほかの安全ガラスは、米国特許第3900673号及び同第4469743号各明細書に記載されている。この変形においては、ポリエチレンテレフタレートの補強用シートを含むプラスチック材料のシートが可塑化ポリビニルブチラール(PVB)の層を介してガラス基材に付着する。
【0004】
この変形の安全ガラスは、それが標準的な温度及び湿度条件にある場合には、付着性とエネルギー吸収性に関して申し分ない。詳しく言えば、これらの条件でのPVBの侵入抵抗は同じ厚さのポリウレタンのフィルムのそれより良好である。対照的に、低温では、これらの性質はもはや満足なものではなく、PVBは機械的特性の大部分、とりわけ侵入に抵抗する性質を失う。更に、たくさんの湿気の存在下では、PVBのガラス基材への付着力は一般にもはや十分でなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、侵入抵抗性と引裂防止性あるいは破砕防止性の両方を呈し、且つこれらの性質を大きく変動する温度及び湿度条件において保持する、非対称の安全ガラスを提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による安全ガラスは、ガラス基材と、PVBの層及びポリエステルの、とりわけポリエチレンテレフタレートの、フィルムを含み、対引掻き性且つ対摩耗性コーティングを備えた複合シートと、このガラス板及びこのPVBの層の間に取り入れられた、本質的に熱可塑性であるか又は熱可塑性の特性を持つポリウレタンの補助接着性フィルムとを含む。
【0007】
ポリウレタンの接着性フィルムを加えることは、非常に大きく変動する温度及び湿度の条件において、そのPVBフィルムを介して保持されるべき上記の複合シートとガラス基材との良好な結合を可能にする。
【0008】
有利には、ポリウレタンの接着性フィルムは更にエネルギー吸収性を具備するのに十分な厚さを、すなわち一般に0.2mmより大きい厚さを有する。
【0009】
「二重層」タイプの窓ガラスにおいてこのようにして実現されたポリウレタンの接着性且つエネルギー吸収性フィルムとPVBのエネルギー吸収性フィルムとの組み合わせは、窓ガラスの良好な侵入抵抗性及び/又は破砕防止性を非常に広い範囲の温度にわたり、特に低温で、すなわち0℃より低い温度で、また−20℃より低い温度においてさえ、保持するのを可能にする。
【0010】
ポリウレタンフィルムのガラス基材への結合を保証するために、プライマーが有利に用いられ、これはガラスの接触面とポリウレタンフィルムの接触面の少なくとも一方に、一般にはガラスの表面に塗布される。適当なプライマーは、一般にはガラスの表面上にあって、オルガノシランタイプのカップリング剤を含有することができる。
【0011】
別の態様において、ポリウレタンフィルムがその全体にそのようなカップリング剤を含有してもよく、これはガラス表面用のプライマーを用いるのを任意にする。
【0012】
適当なオルガノシランは、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシランのうちから選ばれる。
【0013】
ガラス基材は積層式又は一体式の基材でよい。これらのガラス板は、徐冷したものでも、あるいは熱強化したものでも、あるいは化学的に強化したものでもよい。
【0014】
ポリウレタンフィルムは、有利には、脂肪族、又は脂環式、又は脂肪−芳香族の熱可塑性ポリウレタンのフィルムの形態で存在し、その厚さは0.05〜3mmの範囲、好ましくは0.2〜1mmの範囲にあることができる。
【0015】
ポリウレタンフィルムは一般に、光に敏感でなく且つ尿素官能性を含むことができる脂肪族、脂環式、脂肪−芳香族イソシアネート類、あるいはまたイソシアネートビウレット類のうちから選ばれたイソシアネート成分と、分子量450〜2,000のポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオール、分子量500〜2,000のポリカプロラクトン、分子量1,000〜2,000のポリカーボネートポリオール及びポリエステルポリカーボネートポリオール、ヒドロキシル又はカルボキシル官能性を有するポリブタジエンのうちから選ばれた少なくとも1種の長鎖ポリオールを含み、必要な場合には分子量50〜200の少なくとも1種の短鎖ジオールと一緒にされた、ポリオール成分から形成される。
【0016】
イソシアネートとしては、特に、二官能性の脂肪族イソシネート類、例えば1,6−ヘキサンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジイソシアネート、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン、ビス−(3−メチル−4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)プロパン、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート及びp−シクロヘキシルジイソシアネートのようなもの、を使用することが可能である。
【0017】
ポリオールとしては、例えば、多官能性アルコールと脂肪族の二酸又は環状エーテルとの反応により得られたポリオール類が用いられる。多官能性アルコールは、例えば、1,2−エタンジオール(エチレングリコール)、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコール)、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール類、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール類、あるいは2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−プロパノール(トリメチロールエタン)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノール(トリメチロールプロパン)、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール(ペンタエリトリトール)、1,2,3,4,5,6−ヘキサンヘキサオール(ソルビトール)、シクロヘキサンジメタノールである。
【0018】
脂肪族の二酸は、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸及びセバシン酸である。
【0019】
ポリオール成分は、必要な場合には、官能性が2より大きい架橋剤、例えば分子量100〜3,000のトリオールの如きものを、更に含むことができる。
【0020】
「熱可塑性の特性」という用語は、特にガラス基材との集成の際に、熱可塑性フィルムとして挙動するポリウレタンフィルムを意味するものと解すべきである。とは言うものの、それは、特に官能性が2より大きいポリイソシアネート又はポリオールを少量(一般に10重量%未満)使用することから、架橋結合を有することがある。
【0021】
複合シートは、ポリシロキサンを基にした硬質の対引掻き性且つ対摩耗性保護フィルムあるいは、好ましくは架橋した(熱硬化性の)ポリウレタンを基にした、自己回復性フィルムで被覆された、ポリエステル、例としてポリエチレンテレフタレート(PET)のようなもの、と組み合わされた可塑化PVBのフィルムから形成される。
【0022】
適当な可塑化PVBは、例えば、MONSANTO社により商品名SAFLEX(商標)で市販されているもの、あるいはDU PONT DE NEMOURS社により商品名BUTACITE(商標)でやはり市販されているものである。その厚さは、例えば0.38mmあるいは0.76mmである。
【0023】
ポリエステルフィルムの厚さは一般に0.5mm未満である。オルガノポリシロキサンの硬質コーティングは一般に、厚さが0.5〜50μmである。
【0024】
PVBの層と、ポリエステル、とりわけPET、のフィルムから形成され、対引掻き性且つ対摩耗性フィルムで被覆された複合シートは、窓ガラスを組み立てる作業の時点で、これらの構成要素を積み重ねて製造することができる。有利には、本発明は、厚さが0.38mm又は0.76mmのPVBの層と厚さがおよそ0.2mmのポリエチレンテレフタレートのフィルムを含み、ポリシロキサンフィルムで被覆された、予め集成された複合シートを使用する。このタイプの複合シートは、例えば、DU PONT DE NEMOURS社によって商品名SPALLSHIELD(商標)で市販されている。
【0025】
従って、本発明は、ガラス−プラスチック材料の(二重層)非対称安全ガラスに、PVBを使用するだけで可能になるよりも広い範囲の温度にわたり且つもっと極端な湿度条件で保持される侵入抵抗性と破砕防止性を与えることを目的として、熱可塑性でありあるいは熱可塑性の特性を有するポリウレタンの層を可塑化ポリビニルブチラールのフィルムと組み合わせることを企図するものである。
【0026】
本発明のこのほかの利点と特徴は、以下に掲げる例の記載から明らかになろう。
【0027】
【実施例】
(例1)
厚さ3mmの徐冷したガラス板を、厚さ0.38mmの可塑化PVBの層と厚さ0.18mmのポリエチレンテレフタレート(PET)のフィルムから形成され、ポリシロキサンフィルムでコーティングされた複合シートとともに集成して、本発明による窓ガラスを製造する。オルガノシラン、すなわちUNION CARBIDE社により商品名A1100で市販されているγ−アミノプロピルトリエトキシシランを基にした製品の組成物で前もって処理した上記のガラス板と、上記の複合シートとの間には、厚さ0.3mmの熱可塑性ポリウレタンのフィルムを挿入する。
【0028】
PETフィルムの上に、カウンター型として用いる、離型剤を施したもう1枚のガラス板を載せてから、この集成体全体を袋の中に入れる。
予備集成体を作るために袋を減圧にさらす。次に、集成体をオートクレーブに入れて、温度(およそ130℃)と圧力(およそ10バール)の組み合わさった作用で1時間処理して最終的な集成体を製造する。
オートクレーブから出したなら、カウンター型を構成しているガラス板を取り除くと、この窓ガラスは車体の開口部に安全フロントガラスとして取り付ける用意ができている。
【0029】
(比較例)
厚さ0.76mmの可塑化PVBの層と厚さ0.18mmのPETフィルムから構成され、ポリシロキサンコーティングで被覆された複合シートと、厚さ3mmの徐冷ガラス板とを直接集成し、ガラス板との結合をこの複合シートのPVBを介して行うことを除いて、例1と同じやり方で窓ガラスを製造する。
【0030】
(例2)
厚さ3mmの化学強化ガラス板と、厚さ0.76mmの可塑化PVBのフィルム及び厚さ0.18mmのPETのフィルムから構成され、ポリシロキサンの保護コーティングで被覆された複合シートとを集成して、窓ガラスを製造する。γ−アミノプロピルトリエトキシシランを基にしたプライマー組成物で前もって処理した上記のガラス板と、上記の複合シートとの間には、厚さ2mmの熱可塑性ポリウレタンのシートを挿入する。手順は例1と同じである。
【0031】
本発明の利点を証明するために、接着強さを剥離試験法により測定する。この方法は、幅1cmのストリップに、5cm/分の引張速度で窓ガラスの表面に垂直な引張力を異なる温度で適用することからなる。
20℃では、接着強さは例1、比較例、例2についてそれぞれ、20daN/cm、7daN/cm、20daN/cmである。
0℃では、接着強さは21daN/cm、7daN/cm、19daN/cmである。
【0032】
他方で、本発明による窓ガラスは−20℃及びこれより低い温度までも破砕防止性を有するのに対し、比較例による窓ガラスはおよそ5℃の温度でも破砕防止性を失う。
【0033】
55℃及び相対湿度100%の湿潤雰囲気中では、例1及び例2による窓ガラスは剥離試験で8daN/cmの接着強さを示すのに対し、比較例による窓ガラスの場合にはこの値はほとんどゼロであり、複合シートの不粘着が認められる。

Claims (9)

  1. ガラス基材と、可塑化ポリビニルブチラールの層及びポリエステルのフィルムを含み、対引掻き性且つ対摩耗性コーティングを備えたプラスチック材料の複合シートとを含む安全ガラスであって、当該ガラス基材及び当該プラスチック材料の複合シートの当該可塑化ポリビニルブチラール層の間に、熱可塑性ポリウレタンの層を取り入れたことを特徴とする安全ガラス。
  2. 前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする、請求項1記載の安全ガラス。
  3. 前記ガラス基材が徐冷した又は強化したガラス板であることを特徴とする、請求項1又は2記載の安全ガラス。
  4. 前記ガラスが化学的に強化されていることを特徴とする、請求項3記載の安全ガラス。
  5. 前記熱可塑性ポリウレタンの層の厚さが0.05〜3mmであることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか一つに記載の安全ガラス。
  6. 前記基材がガラスの積層構造体であることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか一つに記載の安全ガラス。
  7. 前記対引掻き性且つ対摩耗性コーティングがオルガノポリシロキサンを基にした硬質コーティングであることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか一つに記載の安全ガラス。
  8. 前記ガラス基材の前記ポリウレタン層と接する面がオルガノシランを基にしたプライマー組成物で処理されていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一つに記載の安全ガラス。
  9. 熱可塑性ポリウレタンの層と可塑化ポリビニルブチラールの層との組み合わせによって、ポリビニルブチラールを使用するだけで可能になるよりも広い範囲の温度且つもっと極端な湿度条件において侵入抵抗性及び/又は破砕防止性を付与し、当該熱可塑性ポリウレタンの層がガラス基材と当該可塑化ポリビニルブチラールの層との間に挿入されていることを特徴とする、ガラス/プラスチック材料の非対称安全ガラス。
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