JP4950651B2 - 熱線遮蔽樹脂組成物及び合わせガラス用中間膜 - Google Patents

Description

本発明は、熱線遮蔽性を有する樹脂組成物及び合わせガラス用中間膜に関する。

ガラス板の間に、可塑化ポリビニルブチラールシートやエチレン−酢酸ビニル共重合体シート等の熱可塑性樹脂シートからなる中間膜を接着させてなる合わせガラスは、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、鉄道車両、船舶、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。

窓ガラスは高機能化が進んでおり遮音性や遮熱性を有する窓ガラスが開発されている。遮熱性を有する窓ガラスとしては、例えば、微粒子状のインジウムをドープした酸化錫（ＩＴＯ）を分散させたポリビニルブチラール樹脂シートからなる中間膜「Ｓ−ＬＥＣ（登録商標）ＳＣＦ」を２枚のガラス板の間に挟んだ合わせガラスが広く使用されている。

特許文献１には、このような合わせガラスはＩＴＯ微粒子の高い熱線遮蔽性により中波赤外線領域及び長波赤外線領域の熱線を幅広く遮蔽できるため、極少量のＩＴＯ微粒子の添加で済むためヘイズの小さい透明な合わせガラスを得ることができることが開示されている。

しかし、ＩＴＯは電子回路部品の電極材料や大型液晶テレビの駆動電極に用いられるなど幅広い用途で大量に消費されてきたため、近年インジウム鉱物の枯渇が懸念されるようになってきている。したがって、ＩＴＯに替わる熱線遮蔽材料を用いた中間膜の開発が必要となってきた。
また、熱線遮蔽性を有する単板の窓ガラス表面に透明遮熱塗料を塗布した熱線遮蔽窓ガラスなどにおいても同様の問題を抱えていた。

ＷＯ０５／０６１４０５号公報

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＩＴＯに替わる熱線遮蔽樹脂組成物及び合わせガラス用中間膜を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る熱線遮蔽材料用樹脂組成物は、ニオブ原子がドープされた酸化チタン微粒子が樹脂中に分散されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明に係る合わせガラス用中間膜は、ニオブ原子がドープされた酸化チタン微粒子が樹脂シート中に分散されていることを特徴とする。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるニオブ原子がドープされた酸化チタン微粒子（以下、「Ｎｂドープ酸化チタン」と略記する）としては、樹脂シート中に分散している体積平均粒子径が１〜１００ｎｍであることが好ましい。

体積平均粒子径1ｎｍに満たないと赤外性能が発現しない恐れがあり、体積平均粒子径が １００ｎｍを超えると透明性が損なわれる恐れがある。

上記Ｎｂドープ酸化チタン微粒子は、例えば、液相法、気相法、固相法などの方法により製造することができる。

上記Ｎｂドープ量はＮｂ原子濃度がＴｉ原子濃度に対して２０重量％以下であることが好ましい。０．５重量％以上が好ましい。より好ましくは、上限は１５重量％以下、１重量％以上、さらに好ましくは、上限は１０重量％、下限は２重量％である。さらに好ましくは３〜８重量％である。

なお、上記Ｎｂドープ酸化チタンを樹脂シート中に均一に分散させるために中間膜には分散剤が含有されていてもよい。

Ｎｂドープ酸化チタン微粒子の分散剤としては、低級アルコール、グリコール、液状エーテル、有機カルボン酸およびそのエステル塩、リン酸およびそのエステル塩、βジケトンやエチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）等のキレート化合物が挙げられる。

本発明の熱可塑性樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂のようなポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリウレタン樹脂、硫黄元素を含むポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。なかでも中間膜用樹脂として用いられ、合わせガラス製造時の脱気処理工程における加熱時に流動性を示す接着性のあるポリビニルアセタール樹脂やエチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。

ポリビニルアセタール樹脂やエチレン−酢酸ビニル共重合体は、自動車用フロントガラス用あるいは自動車サイドガラス用として使用された際に重要となる高透明性が得られるのみならず、合わせガラス性能として重要な耐貫通性、衝撃エネルギー吸収性、耐候性、ガラスに対する適正な接着性などに優れる。

なお、本発明の中間膜には可塑剤が含有されてもよい。特に、中間膜がポリビニルアセタール樹脂からなる場合は可塑剤を含有させることによりガラスに対して優れた接着性を発揮する。

上記可塑剤としては、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−エチルヘキソエート、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−オクトエート、トリエチレングリコールジ−ｎ−ヘプトエート、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ヘプトエート、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−エチルペントエート、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。

上記可塑剤は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して３０〜７０重量部の範囲で含有されるのが好ましく、３０〜５０重量部の範囲で含有されるのがさらに好ましい。可塑剤が７０重量部を超えるとは、可塑剤がブリードアウトを起こす恐れがあり、可塑剤が３０重量部未満では、中間膜の溶融粘度が高くなり合わせガラス製造時の脱気性が劣る場合がある。より好ましくは、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対して可塑剤３０〜５０重量部の範囲である。

なお、本発明の中間膜には、本発明の目的が達成される範囲で必要に応じて、接着力調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線遮蔽剤、光安定剤、難燃剤、帯電防止剤、耐湿性向上剤、着色剤、顔料、離型剤等の従来公知の中間膜用の添加剤が含有されてもよい。

本発明の中間膜は、押出機、プラストグラフ、ニーダー、バンバリーミキサー、カレンダーロールなどを用いてシート原料を混練し、これを溶融押出成形法、カレンダー成形法、プレス成形法などの通常の製膜法によりシート状に製膜する方法により得ることができる。
Ｎｂドープ酸化チタン微粒子をあらかじめ分散剤とともに可塑剤中に分散させておけば、Ｎｂドープ酸化チタン微粒子が均一に分散された中間膜を容易に得ることができ好ましい。

本発明の中間膜を用いた合わせガラスは、ガラス板の間に中間膜を挟みこれを加熱加圧することにより一体化する方法により製造することができる。

なお、本発明の合わせガラスに使用するガラス板としては、特に限定されず、一般に使用されているガラスを使用することができ、例えば、フロートガラス、磨きガラス、型ガラス、網入りガラス、線入りガラス、着色ガラス、熱線反射ガラス、熱線吸収ガラス等の各種無機ガラス板、ポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板等の有機ガラス板が挙げられる。これらのガラス板は、同じ種類のものが用いられてもよいし、２種類以上のものが併用されてもよい。

ガラス板の厚みとしては、用途によって適宜選択されればよく、特に限定されるものではないが、自動車のフロントガラスもしくはサイドガラスとして用いられる場合は、一枚の厚さが１〜３ｍｍのものが望ましい。

本発明によれば、ＩＴＯに替わる熱線遮蔽材料を用いた合わせガラス用中間膜を得ることができる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明はこれ等の実施例に限定されるものではない。
実施例１

（Ｎｂドープ酸化チタン微粒子の合成）
Ｎｂ_２Ｏ_５を水酸化カリウム水溶液に仕込みニオブ水酸化物を沈殿させ、チタニル硫酸の水溶液に、Ｎｂ換算で１％(Ｔｉ換算で９９％)になるように添加した。得られた沈殿物をフィルター濾過により回収し、蒸留水で２回洗浄し、乾燥させた後に、空気中、４００℃で焼成して、ＮｂドープＴｉＯ_２粒子を得た。
（可塑剤分散液の調製）
ニオブドープ酸化チタン微粒子１重量部をトリエチレングリコール−２−ジエチルヘキサノエート４０重量部に加え、さらにリシノール酸０．１重量部を加えた後ビーズミルを用いて分散させた。

（合わせガラス用中間膜の作製）
重合度１７００、ブチラール化度６９モル％のポリビニルブチラール樹脂１００重量部に対して、調製された可塑剤分散液４１重量部を加え、さらにＭｇ含有量が０．００６重量％となるように２−エチル酪酸マグネシウムを添加し、ミキシングロールで充分に溶融混練した後、プレス成形機を用いて１５０℃で３０分間プレス成形を行って膜厚０．７６ｍｍの合わせガラス用中間膜を製造した。

（合わせガラスの作製）
中間膜を、透明な２枚のフロートガラス板（縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×厚さ２．５ｍｍ）で挟み込み、この合わせガラス構成体をゴムバッグの中に入れ、このゴムバッグを吸引減圧しながら１２０℃、５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の加熱加圧を３０分間持続させることにより脱気処理を行い、脱気したままオーブンに移し、更に９０℃で３０分間保持しつつ真空プレスした。このようにして予備圧着された合わせガラスをオートクレーブ中で１３５℃、圧力１．２ＭＰａの条件で２０分間圧着を行い、合わせガラスを得た。

実施例２
（Ｎｂドープ酸化チタン微粒子の合成）
Ｎｂ_２Ｏ_５を水酸化カリウム水溶液に仕込みニオブ水酸化物を沈殿させ、チタニル硫酸の水溶液に、Ｎｂ換算で３％(Ｔｉ換算で９７％)になるように添加した。得られた沈殿物をフィルター濾過により回収し、蒸留水で２回洗浄し、乾燥させた後に、空気中、４００℃で焼成して、ＮｂドープＴｉＯ_２粒子を得た。
得られたＮｂドープ酸化チタンを用いて、実施例１と同様にして合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを製造した。

比較例１
Ｎｂドープ酸化チタン微粒子に替えて、体積平均粒子径３０ｎｍの酸化チタン微粒子 重量部を用いたこと以外は、実施例１と同様にして合せガラスを製造した。

比較例２
Ｎｂドープ酸化チタン微粒子を除いたこと以外は実施例１と同様に行って、膜厚０．７６ｍｍの合わせガラス用中間膜および合わせガラスを製造した。

（評価）
上記実施例１、２及び比較例１、２で得られた合わせガラス用中間膜を用いて製造された合わせガラスの光線透過率を測定することにより中間膜の熱線遮蔽性能を評価した。

（合わせガラスの光線透過率測定）
自記式分光光度計（日立製作所社製「Ｕ−４０００」）を用い、合わせガラスの３００〜２１００ｎｍの透過率を測定し、日本工業規格（ＪＩＳ Ｒ ３１０６「板ガラス類の透過率・反射率・日射熱取得率の試験方法」）に従って、３８０〜７８０ｎｍの可視光透過率（Ｔｖ）、及び３００〜２１００ｎｍの日射透過率（Ｔｓ）を測定した。
測定結果を下記表１に示した。

Claims (2)

1. ニオブ原子がドープされた酸化チタン微粒子が樹脂中に分散されていることを特徴とする熱線遮蔽材料用樹脂組成物。
2. 請求項１記載の熱線遮蔽材料用樹脂組成物を用いた合わせガラス用中間膜。