JP7357743B2 - ポリマーフィルム及びその使用 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリマーフィルム、特に、真空プリプレス(vacuum pre-pressing)に適した特定の二乗平均平方根傾斜及び二乗平均平方根高さを有するポリマーフィルムに関する。本発明はまた、本ポリマーフィルムを用いて製造された合わせガラス(laminated glass)に関する。
合わせガラスは、2枚のガラスシートの間にポリマーフィルムを介在させ、ホットプレスを行ってガラスシートとポリマーフィルムとを互いに密接に結合させることによって形成された複合構造を有するガラス材料である。合わせガラスは、優れた耐衝撃性と防音性を有する。そのため、自動車業界及び建築業界で広く用いられている。
合わせガラスの製造方法は、合わせガラスのガラスシートとポリマーフィルムの間に空気が残ることを回避するために、ガラスシートとポリマーフィルムをホットプレスする工程を含む。そこで、通常、前もってポリマーフィルムの表面をエンボス加工をして、テクスチャ(すなわち、設計された凹凸構造)を形成させ、プリプレスの間に脱気を促進し、それによって合わせガラス中の気泡の生成を回避する。プリプレス方法は、一般に真空システム及びニップロールシステムを含む。真空システムにおいて、加熱時間が長いため、ポリマーフィルムの表面上のテクスチャが非常に速く又は非常に遅く平らになるかもしれない。それは、ガラスシートとポリマーフィルムの端が早く密封されるために、又はポリマーフィルムの表面上のテクスチャが不完全に除去されるために、ガラスシートとポリマーフィルムの間の空気を完全には取り除くことができないことを意味する。それで、低い透明性の欠点又は気泡の欠点という結果になる。
驚くべきことに、本発明者らは、前記の課題がポリマーフィルムの表面の二乗平均平方根傾斜(Sdq)及び二乗平均平方根高さ(Sq)を制御することで解決されることを見出した。従って、本発明は、特定の二乗平均平方根傾斜及び特定の二乗平均平方根高さを有するポリマーフィルムに関する。本発明のポリマーフィルムは、真空システムによる合わせガラスのプリプレスプロセスの間に、優れたプリプレスの結果を達成することができる。それによって製造された合わせガラスは、気泡の欠点がなく、優れた耐候性を有する。耐候性は、「高温気泡試験」の結果で示される。
具体的には、本発明の目的は、第1の表面及び第2の表面を有するポリマーフィルムであって、前記第1の表面が、1.5~3の範囲である二乗平均平方根傾斜(Sdq)、及び8μm~20μmの範囲である二乗平均平方根高さ(Sq)を有し、Sdq及びSqがISO25178-2:2012に準拠して定義される、ポリマーフィルムを提供することである。
本発明のいくつかの実施態様において、前記第2の表面が、1.5~3の範囲である二乗平均平方根傾斜(Sdq)、及び8μm~20μmの範囲である二乗平均平方根高さ(Sq)を有し、Sdq及びSqがISO25178-2:2012に準拠して定義される。
本発明のいくつかの実施態様において、前記ポリマーフィルムが5℃~30℃の範囲であるガラス転移温度(Tg)を有する。
本発明のいくつかの実施態様において、前記ポリマーフィルムがポリビニルアセタールを含む。
本発明のいくつかの実施態様において、前記ポリビニルアセタールがポリ(ビニルホルマール)、ポリ(ビニルアセタール)、ポリ(ビニルブチラール)、ポリ(ビニルペンタナール)、ポリ(ビニルヘキサナール)、及びそれらの混合物からなる群から選択することができる。本発明の好ましい実施態様において、前記ポリビニルアセタールがポリ(ビニルブチラール)である。
本発明のいくつかの実施態様において、前記ポリマーフィルムが230,000~280,000の範囲である重量平均分子量を有する。
本発明のいくつかの実施態様において、前記ポリマーフィルムが更に可塑剤を含む。
本発明のいくつかの実施態様において、前記可塑剤の量が、前記ポリビニルアセタールの100重量部に対して、30重量部~50重量部の範囲である。
本発明のいくつかの実施態様において、前記ポリマーフィルムが0.1mm~2.5mmの範囲の厚さを有する。
本発明の他の目的は、第1のガラスシートと、第2のガラスシートと、前記第1のガラスシート及び前記第2のガラスシートの間に配置された中間フィルムとを含む、合わせガラスであって、前記中間フィルムが前記のポリマーフィルムで提供される合わせガラスを提供することである。
本発明の前記の課題、技術的特徴及び利点をより明らかにするために、以下にいくつかの実施態様を参照して本発明を詳細に説明する。
以下に、本発明のいくつかの実施態様を、詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な実施態様で具現化されてよく、保護を求める発明の範囲は、本明細書に記載された実施態様に限定されるべきではない。
追加的に説明されていなければ、本明細書及び特許請求の範囲に記載された表現「1つの(a)」、「その(the)」等は単数及び複数の形態の両方を含むべきである。
追加的に説明されていなければ、本明細書及び特許請求の範囲に記載された表現「第1」、「第2」等は、特別な意味を有さず、説明された要素又は成分を区別するためにのみ使用される。これらの表現は、優先度を表すためには使用されない。
本明細書及び特許請求の範囲に記載された用語「二乗平均平方根傾斜(Sdq)」は、ISO25178-2:2012に準拠して定義される。二乗平均平方根傾斜(Sdq)は、ポリマーフィルムの表面の定義された面積内のすべての地点の傾斜の二乗平均平方根である。Sdqは、表面の急峻性を示す。表面がまったく平らであれば、Sdqは0である。Srqが大きいほど、表面の傾きが急峻になる。例えば、表面が45°の傾きであれば、Srqは1である。
本明細書及び特許請求の範囲に記載された用語「二乗平均平方根高さ(Sq)」は、ISO25178-2:2012に準拠して定義される。二乗平均平方根高さ(Sq)は、ポリマーフィルムの表面の定義された面積内のすべての地点の高さの二乗平均平方根であり、高さの標準偏差に対応する。Sqは、テクスチャの高さの一致性を示す。低いSq値は、テクスチャの高さが同様であり、一致性が高いことを示す。高いSq値は、テクスチャの高さが多様であり、一致性が低いことを示す。
本発明は、特定の二乗平均平方根傾斜及び二乗平均平方根高さを有するポリマーフィルムを提供し、本ポリマーフィルムを用いて気泡の欠点又は白い曇り(white haze)の欠点が無く、良好な透明性を有する合わせガラスを提供する。本発明のポリマーフィルムは、特に真空プリプレスに適している。以下、本発明のポリマーフィルム及びその用途を、以下に詳細に説明する。
1.ポリマーフィルム
1.1.ポリマーフィルムの表面特性
合わせガラスの製造において、ガラスシートとポリマーフィルムの間に空気が残ることを避けるために、ポリマーフィルムの表面は、通常、テクスチャ(すなわち、設計された凹凸構造)を付けて形成され、それによってプリプレスの間に脱気が促進される。プリプレスの間に、ポリマーフィルムとガラスシートの間からの空気の除去は、1つの方向よりも寧ろ全方向である。これは、脱気が2次元空間(すなわち、平面)で起こることを意味する。この点で、本発明者らは、ポリマーフィルムの二乗平均平方根傾斜(Sdq)値及び二乗平均平方根高さ(Sq)値を特定の範囲に制御することで、合わせガラスの真空プリプレスの間に直面する脱気の問題が解決されることを見出した。プリプレス後、気泡も白い曇りも観察されず、それから製造された合わせガラスは、「高温気泡試験」の結果で示される優れた耐候性を有する。SdqとSqが、表面の粗さに関係するパラメーターである。SdqとSqのパラメーターに関係する記載は、表面の形態を評価する測定基準であるISO25178-2:2012を参照することができる、その主題は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
具体的には、本発明のポリマーフィルムは第1の表面及び第2の表面を有し、第1の表面は1.5~3の範囲であるSdqを有する。例えば、第1の表面のSdqは、1.5、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57、1.58、1.59、1.6、1.61、1.62、1.63、1.64、1.65、1.66、1.67、1.68、1.69、1.7、1.71、1.72、1.73、1.74、1.75、1.76、1.77、1.78、1.79、1.8、1.81、1.82、1.83、1.84、1.85、1.86、1.87、1.88、1.89、1.9、1.91、1.92、1.93、1.94、1.95、1.96、1.97、1.98、1.99、2、2.01、2.02、2.03、2.04、2.05、2.06、2.07、2.08、2.09、2.1、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.17、2.18、2.19、2.2、2.21、2.22、2.23、2.24、2.25、2.26、2.27、2.28、2.29、2.3、2.31、2.32、2.33、2.34、2.35、2.36、2.37、2.38、2.39、2.4、2.41、2.42、2.43、2.44、2.45、2.46、2.47、2.48、2.49、2.5、2.51、2.52、2.53、2.54、2.55、2.56、2.57、2.58、2.59、2.6、2.61、2.62、2.63、2.64、2.65、2.66、2.67、2.68、2.69、2.7、2.71、2.72、2.73、2.74、2.75、2.76、2.77、2.78、2.79、2.8、2.81、2.82、2.83、2.84、2.85、2.86、2.87、2.88、2.89、2.9、2.91、2.92、2.93、2.94、2.95、2.96、2.97、2.98、2.99、若しくは3、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。本発明の好ましい実施態様において、第1の表面は1.8~2.45の範囲であるSdqを有する。研究の結果、ポリマーフィルムの第1の表面のSdq値が指定された範囲に制御される場合、真空システムによるプリプレスの間の脱気の成績を改善することができ、それによってガラスシートとポリマーフィルムの間の端の早期の密封及びポリマーフィルムの表面上のテクスチャの不完全な除去を避けることができることが示された。プリプレスされた合わせガラスは気泡の欠点を有しない。プリプレスされた合わせガラス内の白い曇りの欠点が効果的に阻害されることができる。「白い曇りの欠点」は、ポリマーフィルム内の残留空気による現象である。白い曇りの欠点がわずかである場合、続くオートクレーブプレスの後、残留空気がポリマーフィルム内に溶解し(「空気溶解」と呼ばれる)、白い曇りの欠点が一時的に消滅することができる。
更に、第1の表面は8μm~20μmの範囲であるSqを有する。例えば、第1の表面のSqは、8μm、8.1μm、8.2μm、8.3μm、8.4μm、8.5μm、8.6μm、8.7μm、8.8μm、8.9μm、9μm、9.1μm1、9.2μm、9.3μm、9.4μm、9.5μm、9.6μm、9.7μm、9.8μm、9.9μm、10μm、10.1μm、10.2μm、10.3μm、10.4μm、10.5μm、10.6μm、10.7μm、10.8μm、10.9μm、11μm、11.1μm、11.2μm、11.3μm、11.4μm、11.5μm、11.6μm、11.7μm、11.8μm、11.9μm、12μm、12.1μm、12.2μm、12.3μm、12.4μm、12.5μm、12.6μm、12.7μm、12.8μm、12.9μm、13μm、13.1μm、13.2μm、13.3μm、13.4μm、13.5μm、13.6μm、13.7μm、13.8μm、13.9μm、14μm、14.1μm、14.2μm、14.3μm、14.4μm、14.5μm、14.6μm、14.7μm、14.8μm、14.9μm、15μm、15.1μm、15.2μm、15.3μm、15.4μm、15.5μm、15.6μm、15.7μm、15.8μm、15.9μm、16μm、16.1μm、16.2μm、16.3μm、16.4μm、16.5μm、16.6μm、16.7μm、16.8μm、16.9μm、17μm、17.1μm、17.2μm、17.3μm、17.4μm、17.5μm、17.6μm、17.7μm、17.8μm、17.9μm、18μm、18.1μm、18.2μm、18.3μm、18.4μm、18.5μm、18.6μm、18.7μm、18.8μm、18.9μm、19μm、19.1μm、19.2μm、19.3μm、19.4μm、19.5μm、19.6μm、19.7μm、19.8μm、19.9μm、若しくは20μm、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。本発明の好ましい実施態様において、第1の表面は8.5μm~14.5μmの範囲であるSqを有する。研究の結果、ポリマーフィルムの第1の表面のSdq値及びSq値の両方が指定された範囲に制御される場合、真空システムによるプリプレスの間の脱気の成績を最適化することができることが示された。プリプレスされた合わせガラスは白い曇りの欠点が少ないか、又は無い。更に、合わせガラスのオートクレーブプレスの後、残留空気もポリマーフィルム内に溶解することができる。溶解された空気(空気溶解)が高すぎれば、合わせガラスを長期間、使用し、又は厳しい条件に供された場合、溶解された空気が放出され、気泡になる。この点で、本発明の合わせガラスは、オートクレーブプレスに供された後、気泡の欠点を有しないばかりではなく、優れた耐候性(すなわち、「高温気泡試験」で優れた結果)をも有する。
本発明の好ましい実施態様において、ポリマーフィルムの第2の表面も、前記のSdq及びSqの特性を有する。すなわち、第2の表面のSdqは1.5~3の範囲であり、第2の表面のSqは8μm~20μmの範囲である。第2の表面のSdqとSqの特性に関する特定の値の例は、第1の表面の関係する記載を参照することができる。
1.2.ポリマーフィルムの構成
本発明のポリマーフィルムは必須成分としてポリビニルアセタールを含み、必要に応じて、可塑剤又は他の標準的な添加剤等の他の任意の成分を更に含んでもよい。本発明のいくつかの実施態様において、ポリマーフィルムはポリビニルアセタール及び可塑剤を含む。又は、ポリマーフィルムは実質的にポリビニルアセタール及び可塑剤からなる。又は、ポリマーフィルムはポリビニルアセタール及び可塑剤からなる。
本発明のポリマーフィルムは、ポリマーフィルムが全体としてSdq値及びSq値を有している限り、1つの単一層で構成される単層フィルム、又は多層で構成される多層フィルムであることができる。ポリマーフィルムが多層フィルムである場合、多層フィルムの層は、同一又は異なる材料でできていてよく、従って、同一又は異なる機能層であることができる。前記の機能層は、例えば、防音機能、断熱機能、反射機能、反射防止機能、屈折機能、屈折防止機能、光分割機能及び調光機能のうちの1つ以上の機能を有する層であってよい。
1.2.1.ポリビニルアセタール
ポリビニルアセタールの例としては、ポリ(ビニルホルマール)、ポリ(ビニルアセタール)、ポリ(ビニルブチラール)、ポリ(ビニルペンタナール)、及びポリ(ビニルヘキサナール)が挙げられるが、これらに限定されない。前記ポリビニルアセタールは、単独で、又は2種以上の混合物として用いることができる。本発明の好ましい実施態様において、ポリビニルアセタールはポリ(ビニルブチラール)である。添付された実施例では、ポリマーフィルムは、ポリ(ビニルブチラール)及び可塑剤からなる。
ポリビニルアセタールの分子量は、特に限定されない。本発明のいくつかの実施態様において、ポリビニルアセタールの重量平均分子量(Mw)は、230,000~280,000の範囲であることができる。例えば、ポリビニルアセタールのMwは、230,000、230,500、231,000、231,500、232,000、232,500、233,000、233,500、234,000、234,500、235,000、235,500、236,000、236,500、237,000、237,500、238,000、238,500、239,000、239,500、240,000、240,500、241,000、241,500、242,000、242,500、243,000、243,500、244,000、244,500、245,000、245,500、246,000、246,500、247,000、247,500、248,000、248,500、249,000、249,500、250,000、250,500、251,000、251,500、252,000、252,500、253,000、253,500、254,000、254,500、255,000、255,500、256,000、256,500、257,000、257,500、258,000、258,500、259,000、259,500、260,000、260,500、261,000、261,500、262,000、262,500、263,000、263,500、264,000、264,500、265,000、265,500、266,000、266,500、267,000、267,500、268,000、268,500、269,000、269,500、270,000、270,500、271,000、271,500、272,000、272,500、273,000、273,500、274,000、274,500、275,000、275,500、276,000、276,500、277,000、277,500、278,000、278,500、279,000、279,500、若しくは280,000、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。しかし、本発明はこれらに限定されない。本発明の好ましい実施態様において、ポリビニルアセタールのMwは、240,000~260,000の範囲である。
本発明のいくつかの実施態様において、ポリビニルアセタールは、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、69モル%~75モル%の範囲のアセタール基の量(すなわち、アセタール化度)を有することができる。例えば、ポリビニルアセタールのアセタール化度は、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、69モル%、69.1モル%、69.2モル%、69.3モル%、69.4モル%、69.5モル%、69.6モル%、69.7モル%、69.8モル%、69.9モル%、70モル%、70.1モル%、70.2モル%、70.3モル%、70.4モル%、70.5モル%、70.6モル%、70.7モル%、70.8モル%、70.9モル%、71モル%、71.1モル%、71.2モル%、71.3モル%、71.4モル%、71.5モル%、71.6モル%、71.7モル%、71.8モル%、71.9モル%、72モル%、72.1モル%、72.2モル%、72.3モル%、72.4モル%、72.5モル%、72.6モル%、72.7モル%、72.8モル%、72.9モル%、73モル%、73.1モル%、73.2モル%、73.3モル%、73.4モル%、73.5モル%、73.6モル%、73.7モル%、73.8モル%、73.9モル%、74モル%、74.1モル%、74.2モル%、74.3モル%、74.4モル%、74.5モル%、74.6モル%、74.7モル%、74.8モル%、74.9モル%、若しくは75モル%、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。本発明の好ましい実施態様において、ポリビニルアセタールは、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、71.4モル%~73モル%の範囲のアセタール基の量(すなわち、アセタール化度)を有することができる。
本発明のいくつかの実施態様において、ポリビニルアセタールは、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、0モル%~1.0モル%の範囲のアセチル基の量(すなわち、アセチル化度)を有することができる。例えば、ポリビニルアセタールのアセチル化度は、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、0モル%、0.05モル%、0.1モル%、0.15モル%、0.2モル%、0.25モル%、0.3モル%、0.35モル%、0.4モル%、0.45モル%、0.5モル%、0.55モル%、0.6モル%、0.65モル%、0.7モル%、0.75モル%、0.8モル%、0.85モル%、0.9モル%、0.95モル%、若しくは1.0モル%、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。本発明の好ましい実施態様において、ポリビニルアセタールは、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、0モル%~0.6モル%の範囲のアセチル基の量(すなわち、アセチル化度)を有することができる。ポリビニルアセタールのアセチル化度が指摘された範囲より高い場合、ポリマーフィルムは比較的柔らかく、エンボステクスチャは深すぎることができる。
本発明のいくつかの実施態様において、ポリビニルアセタールは、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、25モル%~30モル%の範囲の水酸基の量を有することができる。例えば、ポリビニルアセタールの水酸基の量は、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、25モル%、25.1モル%、25.2モル%、25.3モル%、25.4モル%、25.5モル%、25.6モル%、25.7モル%、25.8モル%、25.9モル%、26モル%、26.1モル%、26.2モル%、26.3モル%、26.4モル%、26.5モル%、26.6モル%、26.7モル%、26.8モル%、26.9モル%、27モル%、27.1モル%、27.2モル%、27.3モル%、27.4モル%、27.5モル%、27.6モル%、27.7モル%、27.8モル%、27.9モル%、28モル%、28.1モル%、28.2モル%、28.3モル%、28.4モル%、28.5モル%、28.6モル%、28.7モル%、28.8モル%、28.9モル%、29モル%、29.1モル%、29.2モル%、29.3モル%、29.4モル%、29.5モル%、29.6モル%、29.7モル%、29.8モル%、29.9モル%、若しくは30モル%、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。本発明の好ましい実施態様において、ポリビニルアセタールは、ポリビニルアセタールの水酸基、アセタール基及びアセチル基の総モル数に対して、27モル%~29モル%の範囲の水酸基の量を有することができる。ポリビニルアセタールの水酸基の量が指摘された範囲より高い場合、ポリマーフィルムは比較的硬く、エンボステクスチャを形成することが比較的困難である。ポリビニルアセタールの水酸基の量が指摘された範囲より低い場合、ポリマーフィルムは比較的柔らかく、エンボステクスチャは深すぎることができる。
1.2.2.可塑剤
本明細書で用いられるように、可塑化剤とも呼ばれる可塑剤は、熱可塑性樹脂の可塑性を変更することができる化学物質である。可塑剤の例としては、多塩基酸又は多価アルコールのエステル、例えば、トリエチレングリコールビス(2-エチルヘキサノエート)、テトラエチレングリコールビス(2-エチルヘキサノエート)、トリエチレングリコールビス(2-エチルブチレート)、テトラエチレングリコールビス(2-エチルブチレート)、トリエチレングリコールジヘプタノエート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジヘキシルアジペート、ジオクチルアジペート、ヘキシルシクロヘキシルアジペート、ジイソノニルアジペート、ヘプチルノニルアジペート、ジブチルセバケート、ビス[2-(2-ブトキシエトキシ)エチル]アジペート、ポリマーアジペート、ジプロピレングリコールジベンゾエート、トリプロピレングリコールジベンゾエート、ポリプロピレングリコールジベンゾエート、イソデシルベンゾエート、2-エチルヘキシルベンゾエート、プロピレングリコールジベンゾエート、ジイソノニルフタレート、ジブトキシエチルテレフタレート、ヒマシ油、メチルリシノレート、大豆油、エポキシ化大豆油、及びこれらの組合せ等が挙げられるが、これらに限定されない。
可塑剤の量は、可塑剤が所望の可塑効果を提供することができる限り、特に限定されない。一般に、可塑剤の量は、ポリビニルアセタールの100重量部に対して、30重量部~50重量部であることができる。例えば、可塑剤の量は、ポリビニルアセタールの100重量部に対して、30重量部、31重量部、32重量部、33重量部、34重量部、35重量部、36重量部、37重量部、38重量部、39重量部、40重量部、41重量部、42重量部、43重量部、44重量部、45重量部、46重量部、47重量部、48重量部、49重量部、若しくは50重量部、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。本発明のいくつかの実施態様において、可塑剤の量は、ポリビニルアセタールの100重量部に対して、35重量部~45重量部である。
1.2.3.他の標準的な添加剤
ポリマーフィルムは更に、製造中にポリマーフィルムの加工性を適応的に改善することができ、又はポリマーフィルムに特定の機能を付与することができる他の標準的な添加剤を含んでも良い。標準的な添加剤の例には、染料、顔料、安定剤、酸化防止剤、難燃剤、赤外線吸収剤、赤外線遮断剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、潤滑剤、分散剤、界面活性剤、キレート剤、カップリング剤、接着剤、及び接着制御剤が含まれるが、これらに限定されない。前記の添加剤は、単独で、又は2つ以上の組合せで使用することができる。例えば、ポリマーフィルムは更に、着色ポリマーフィルムを形成するために染料又は顔料を含むことができる。ポリマーフィルムはまた、抗紫外線機能又は抗赤外線機能を有するように紫外線吸収剤又は赤外線吸収剤を含むことができる。
1.3.ポリマーフィルムの他の特性
1.3.1.ガラス転移温度(Tg)
本発明のいくつかの実施態様において、ポリマーフィルムのガラス転移温度(Tg)は、5℃~30℃の範囲とすることができる。例えば、ポリマーフィルムのTgは、5℃、5.5℃、6℃、6.5℃、7℃、7.5℃、8℃、8.5℃、9℃、9.5℃、10℃、10.5℃、11℃、11.5℃、12℃、12.5℃、13℃、13.5℃、14℃、14.5℃、15℃、15.5℃、16℃、16.5℃、17℃、17.5℃、18℃、18.5℃、19℃、19.5℃、20℃、20.5℃、21℃、21.5℃、22℃、22.5℃、23℃、23.5℃、24℃、24.5℃、25℃、25.5℃、26℃、26.5℃、27℃、27.5℃、28℃、28.5℃、29℃、29.5℃、若しくは30℃、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。ポリマーフィルムのTgが指定された範囲より高い場合、ポリマーフィルムは比較的固く、機械エンボス加工によるテクスチャの形成が比較的難しい。ポリマーフィルムのTgが指定された範囲より低い場合、ポリマーフィルムは比較的柔らかく、機械エンボス加工によって形成されたエンボステクスチャが深すぎることができる。本発明のいくつかの実施態様において、ポリマーフィルムのTgは、10℃~25℃である。
1.3.2.厚さ
本発明のポリマーフィルムの厚さは、ポリマーフィルムが指定されたSdq値及びSq値を有する限り、必要に応じて調整することができる。一般に、ポリマーフィルムの厚さは、0.1mm~2.5mmの範囲とすることができる。例えば、ポリマーフィルムの厚さは、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、0.95mm、1.0mm、1.05mm、1.1mm、1.15mm、1.2mm、1.25mm、1.3mm、1.35mm、1.4mm、1.45mm、1.5mm、1.55mm、1.6mm、1.65mm、1.7mm、1.75mm、1.8mm、1.85mm、1.9mm、1.95mm、2.0mm、2.05mm、2.1mm、2.15mm、2.2mm、2.25mm、2.3mm、2.35mm、2.4mm、2.45mm、若しくは2.5mm、又はこれら記載された2つの値の間の範囲内に入ることができる。添付する実施例では、ポリマーフィルムの厚さは0.76mmである。
1.4.ポリマーフィルムの製造
本発明のポリマーフィルムの製造方法は、特に限定されない。例えば、ポリビニルアセタールと任意の成分(例えば、可塑剤)とを混合し混練してポリマー組成物を得、ポリマー組成物を用いて標準的なフィルム形成方法でポリマーフィルムを提供し、機械エンボス加工工程を行うことで、ポリマーフィルムの表面上の所望のSdq値及びSq値を提供することで、本発明のポリマーフィルムを製造することができる。ポリマーフィルムを提供する標準的な方法の例としては、カレンダー法、キャスティング法、押出延伸法、直接押出法、及び押出ブロー法が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明のいくつかの実施態様において、ポリマーフィルムは以下のように製造されるが、本発明はこれらに限定されない。5分~30分間、100rpm~25rpmの範囲の回転速度で、150℃~250℃の範囲の温度で、ミキサーを用いて、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤とを混合し混練して、ポリマー組成物を得る。ポリマー組成物を室温に冷却し、押出機に入れて、フィルムを形成する。任意に、前記のフィルム形成工程を繰り返し、ポリマー組成物の構成を、任意に調整して異なる機能を有する複数のフィルムを提供することができる。これらのフィルムを積層して、多層構造を有するポリマーフィルムを形成することができる。
その後、所望のSdq値及びSq値が提供されるように、ポリマーフィルムを予熱及び機械エンボス加工に付した。機械エンボス加工は、調製されたポリマーフィルムの表面にローラを用いてテクスチャを形成する方法に関する。機械エンボス加工方法としては、エンボスローラ法又はカレンダーローラ法が挙げられるが、これらに限定されない。エンボスローラ法が好ましい。機械エンボス加工方法を用いて提供されるテクスチャの種類は、ひし形テクスチャ、線形テクスチャ、鋸歯形テクスチャ、正方形テクスチャ、テーパ形テクスチャ、円形テクスチャ、半円形(sub-circular shape)テクスチャ、及び不規則形テクスチャを含むが、これらに限定されない。前記のテクスチャの種類は、単独で、又は2つ以上の組合せで用いることができる。
予熱及び機械エンボス加工の条件は、ポリマーフィルムの構成に応じて、適応的に調整される。一般に、予熱ローラの温度は、10℃~100℃の範囲、特に30℃~90℃の範囲、より特に65℃~85℃の範囲とすることができる。エンボス加工ローラの温度は、10℃~150℃の範囲、特に80℃~140℃の範囲、より特に120℃~135℃の範囲とすることができる。エンボス加工ローラのねじり力(トーション)は、0.1N・m~1.6N・mの範囲、特に0.5N・m~1.4N・mの範囲、より特に0.8N・m~1.3N・mの範囲とすることができる。エンボス加工ローラの圧力は、2kg/cm~50kg/cmの範囲、特に10kg/cm~45kg/cmの範囲、より特に30kg/cm~40kg/cmの範囲とすることができる。
ポリマーフィルムのSdq及びSq特性に関して、研究の結果、予熱ローラの温度、エンボス加工ローラの温度、エンボス加工ローラの圧力及びエンボス加工ローラのねじり力を制御することで、Sdq値及びSq値を調節することができることが示された。予熱ローラの温度、エンボス加工ローラの温度及びエンボス加工ローラのねじり力が大きいほど、ポリマーフィルムのSdq値が大きくなる。一般に、予熱ローラの温度及びエンボス加工ローラの温度が高いほど、ポリマーフィルムが柔らかくなり、より深いテクスチャを形成しやすくなる。より高いエンボス加工ローラのねじり力は、ポリマーフィルムの表面上のテクスチャの均一性を低めることを容易にし、従って、より高いSdq値を得る。加えて、予熱ローラの温度、エンボス加工ローラの温度及びエンボス加工ローラの圧力が高いほど、ポリマーフィルムのSq値が高くなる。より高いエンボス加工ローラの圧力は、ポリマーフィルムの表面上のピークの高さの均一性を低めることを容易にし、従って、より高いSq値を得る。
2.合わせガラス
本発明のポリマーフィルムを用いて合わせガラスを製造することができる。従って、本発明は、第1のガラスシートと、第2のガラスシートと、第1のガラスシート及び第2のガラスシートの間に配置された中間フィルムとを含む合わせガラスであって、前記中間フィルムが前記ポリマーフィルムで提供される合わせガラスも提供する。
第1のガラスシート及び第2のガラスシートは、互いに同一でも異なっていてもよい。第1のガラスシート及び第2のガラスシートはそれぞれ、合わせガラスを製造するための任意の標準的なガラスシートであることができる。合わせガラスを製造するための標準的なガラスシートとしては、例えば、フロートガラス(float glass)シート、強化ガラスシート、ワイヤードガラスシート、又は平板ガラスシートが挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。添付された実施例では、フロートガラスシートが第1のガラスシート及び第2のガラスシートとして用いられた。
本発明の合わせガラスは、本技術分野で公知の任意の合わせガラス製造方法で製造することができる。例えば、合わせガラスは、以下のようにして製造することができる。まず、2枚のガラスシートの間にポリマーフィルムを介在させて積層体を得る。この積層体を気密バッグに入れ、20℃~30℃の温度で少なくとも10分間、気密バッグ中の空気を気密バッグから排出する(真空度>500mmHg、例えば600mmHg~700mmHg)。次に、積層体を内部に収容した気密バッグを加熱炉に入れ、加熱炉の温度を60℃から130℃まで徐々に上昇させる。少なくとも15分後、加熱炉から気密バッグを取り出し、プリプレスを完了する。得られたプリプレスされた積層体のガラスシートの表面温度は、90℃~110℃の範囲である。次に、プリプレスされた積層体をオートクレーブに入れ、高圧高温条件下で100分~150分間ホットプレスし、合わせガラスを得る。一般に、前記高圧高温条件は、10バール~15バールの範囲の圧力及び100℃~150℃の範囲の温度を指す。
3.実施例
3.1.試験方法
本発明を以下に示す実施態様で更に説明する。試験装置及び試験方法は以下の通りである。
[ポリビニルアセタールの分子量分布の測定]
ポリビニルアセタールの分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリビニルアセタールをテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、以下の条件下でGPC分析を行うことで、測定される。ポリビニルアセタールの分子量は、標準ポリスチレン(Water PS STD)の面積に対応する比に基づいて計算される。
装置 :Waters 1515 PUMP system
検出器 :Waters 2414 RI
溶出条件:1.0mL/分、THF
カラム :Waters Styragel HR5 THF,Waters Styragel HR4 THF,Waters Styragel HR3 THF,Waters Styragel HR1 THF
[ポリビニルアセタールのアセタール化度、アセチル化度及び水酸基の量の測定]
ポリビニルアセタールのアセタール化度、アセチル化度及び水酸基の量は、JIS K6728に準拠して測定される。
[ガラス転移温度(Tg)の測定]
ポリマーフィルムのTgは、示差走査熱量計(型番:TA DSC 25,TA Instrumentsから購入)を用いて、窒素雰囲気下、測定される。まず、サンプルとしてのポリマーフィルム7mgを示差走査熱量計のサンプル台に載せ、10℃/分の加熱速度で150℃に加熱し、その温度で5分間保持する。次いで、サンプルを-50℃でバランスさせ、その温度で5分間保持する。その後、加熱速度10℃/分でサンプルを100℃に加熱し、熱流(heat flow)に対する温度の曲線グラフ(X軸は温度、Y軸は熱流)を得る。ガラス転移の中点(midpoint)に対応する温度をTgとして記録する。
[Sdq及びSqの測定]
まず、ポリマーフィルムから、2つの端と中央の3か所を選択することで、幅方向に3cm×3cmの大きさの3つの試験サンプルを切断する。試験サンプルとレーザー共焦点顕微鏡(型番:LEXT OLS5000-SAF,オリンパス株式会社から購入)を用いて、ISO25178-2:2012に準拠し、24±3℃で相対湿度63±3%で、ポリマーフィルムの表面テクスチャを分析し、それによって、ポリマーフィルムのSdq及びSqを得る。ポリマーフィルムのSdq値は、3つの試験サンプルのSdq値の平均である。ポリマーフィルムのSq値は、3つの試験サンプルのSq値の平均である。測定条件は、以下の通りである。光源は450nmの波長を有し、対物レンズは100倍(MPLAPON-100xLEXT)であり、光学ズーム(optical zoom)は60倍であり、観察面積は1500μm×1500μmであり、解像度は1024画素×1024画素であり、動作条件はオートチルト除去(auto tilt removal)に設定され、フィルタは用いない。Sqの単位は、μmである。
[プリプレス試験]
まず、ポリマーフィルムを、2枚のクリーンな透明のフロートガラスシート(長さ300mm;幅300mm;厚さ2mm)の間に介在させて、積層体を得る。次に、この積層体をオーブンに入れ、以下の条件で、プリプレス試験に付す。連続する真空ポンプによって700mmHgの真空度の下、3つのステージの保温試験を実施する。最初のステージの保温温度は30℃であり、保温時間は10分間である。2つ目のステージの保温温度は140℃であり、保温時間は40分間である。3つ目のステージの保温温度は40℃であり、保温時間は30分間である。その後、積層体を目視して、白い曇りが観察されるかを確認する。プリプレス試験の基準は、以下の通りである。
◎:白い曇りが観察されない。
○:白い曇りが観察される。白い曇りの総面積がガラスシートの総面積の20%以下である。
×:白い曇りが観察される。白い曇りの総面積がガラスシートの総面積の20%より大きい。
プリプレス試験の重要性は、以下の通りである。もし白い曇りの面積が非常に大きい(例えば、ガラスシートの総面積の20%よりも大きい)のであれば、残留空気は多すぎて、オートクレーブ中のホットプレスによってポリマーフィルムに溶解しない。それは、合わせガラスが気泡の欠点を有することを意味する。
[高温気泡試験(耐候性評価)]
合わせガラスから、30cm×30cmの大きさの試験サンプルを切断する。試験サンプルを、2時間、100℃のオーブンに垂直に設置する。次に、試験サンプルを目視で観察し、気泡が観察されるかを確認する。高温気泡試験の基準は、以下の通りである。
◎:気泡が観察されない。
○:ガラスシートの端から15mm(最短距離)以下の領域に少なくとも1つの気泡が観察されるが、ガラスシートの端から15mm(最短距離)より離れた領域に気泡が観察されない。
×:ガラスシートの端から15mm(最短距離)より離れた領域に少なくとも1つの気泡が観察される。
高温気泡試験の重要性は、以下の通りである。合わせガラスもまた、合わせガラスを製造する際、気泡の欠点を有しないとしても、もし非常に多い空気がポリマーフィルム中に溶解していれば、合わせガラスを高温気泡試験に付した際、空気が放出されて、気泡が生成される。それは、合わせガラスが低い耐候性を有し、長期間の使用に不適切であることを意味する。
3.2.ポリマーフィルムの製造及び特性の測定
まず、100重量部のポリ(ビニルブチラール)(PVB,チャン チュン ペトロケミカル カンパニー リミテッドから購入)、及び40重量部の可塑剤(トリエチレングリコール ビス(2-エチルヘキサノエート))を混合して混合物を得た。この混合物を、ミキサーを用いて200℃、回転速度150rpmで15分間混練した。混合物を室温まで冷却してポリマーフィルム組成物を得た。次に、ポリマーフィルム組成物を押出機に入れて、0.76mmの厚さを有するポリマーフィルムを得た。PVBのMw、アセタール化度、アセチル化度及び水酸基の量、並びにそれから製造されたポリマーフィルムのTgを含む、PVB及びポリマーフィルムの特性を、上記の試験方法に従って測定した。その結果は、以下の通りである。PVBのMwは250,000であり、PVBのアセタール化度は71.6モル%であり、PVBのアセチル化度は0.4モル%であり、PVBの水酸基の量は28モル%であり、ポリマーフィルムのTgは約15℃である。
表1-1及び表1-2に示したパラメーター条件に従って、ポリマーフィルムの2つの表面に、予熱及び機械エンボス加工を施して、実施例1~6及び比較例1~6のポリマーフィルムを得た。表1-1及び表1-2に示したパラメーター条件に加えて、一対のエンボスローラを通過するポリマーフィルムの線速度は、3m/分の範囲であった。実施例1~6及び比較例1~6のポリマーフィルムのSdq及びSqを、前記の試験方法に従って測定した。それらの結果を表2-1及び表2-2に示す。
3.3.合わせガラスの製造及び特性の評価
実施例1~6及び比較例1~6のポリマーフィルムをそれぞれ用いて、合わせガラスを製造した。まず、ポリマーフィルムを300mm×300mmの大きさに切断した。次に、2枚のクリーンな透明なフロートガラスシート(長さ300mm、幅300mm、厚さ2mm)が、各ポリマーフィルムのために提供された。実施例1~6及び比較例1~6の300mm×300mmのポリマーフィルムを、2枚の透明フロートガラスシートの間にそれぞれ介在させて、積層体を得た。この積層体を、気密バッグを用いて排出によってプリプレスした。プリプレスは以下のように行った。積層体を気密バッグに入れ、積層体を収容した気密バッグを、10分間、700mmHgの真空度の下、30℃の温度に保持した。次に、積層体を収容した気密バッグを加熱炉に入れ、40分間、140℃の温度に保持した。その後、加熱炉から積層体を収容した気密バッグを取り出し、室温まで冷却した。次に、プリプレスした積層体を気密バッグから取り出し、オートクレーブに入れ、13バールの圧力及び135℃の温度で120分間ホットプレスを施し、室温まで冷却して合わせガラスを得た。
実施例1~6及び比較例1~6の合わせガラスを、上記の試験方法に従ってプリプレス試験及び高温気泡試験に付した。その結果を表3-1および表3-2に示す。
表3-1に示すように、本発明のポリマーフィルムは、真空システムによるプリプレス試験で満足な結果を示し、本発明のポリマーフィルムから製造された合わせガラスは、高温気泡試験で満足な結果を示し、合わせガラスの良好な耐候性を証明する。実施例1~6は、ポリマーフィルムのSdq値及びSq値の両方が指定された範囲にある場合、ポリマーフィルムは真空システムによるプリプレス試験で満足な結果を有し、製造された合わせガラスは高温気泡試験で満足な結果を示す。特に、実施例1、5及び6は、ポリマーフィルムのSdq値が1.8~2.45の範囲である場合、プリプレス試験で最も優れた結果が達成されたことを示す。更に、実施例1、2、4及び5は、ポリマーフィルムのSq値が8.5μm~14.5μmの範囲である場合、高温気泡試験で最も優れた結果が達成されたことを示す。
それに対して、表3-2に示すように、比較例のポリマーフィルムはいずれも、真空システムによるプリプレス試験で満足な結果を示さず、比較例のポリマーフィルムから製造された合わせガラスはいずれも、高温気泡試験で満足な結果を示さない。比較例2及び3は、比較例のポリマーフィルムのSq値が指定された範囲にあったとしても、比較例のポリマーフィルムのSdq値が指定された範囲内にない場合、比較例のポリマーフィルムは真空システムによるプリプレス試験で満足な結果を達成することができず、それから製造された合わせガラスは高温気泡試験で満足な結果を達成することができないことを示す。比較例4は、比較例のポリマーフィルムのSdq値が指定された範囲にあったとしても、比較例のポリマーフィルムのSq値が指定された範囲内にない場合、それから製造された合わせガラスは高温気泡試験で満足な結果を達成することができず、合わせガラスの耐候性が劣っていることを証明することを示す。比較例1、5及び6は、比較例のポリマーフィルムのSdq値及びSq値の両方が指定された範囲外にある場合、比較例のポリマーフィルムは真空システムによるプリプレス試験で満足な結果を達成することができず、それから製造された合わせガラスは高温気泡試験で満足な結果を達成することができないことを示す。
前記の実施例は、本発明の原理及び効果を説明し、その発明的特徴を示すために用いられており、本発明の範囲を限定するために用いられない。当業者は、記載された発明の開示及び提案に基づいて、様々な変更及び交換を行うことができる。従って、本発明の保護範囲は、添付する特許請求の範囲で定義されたものである。

Claims (9)

  1. 合わせガラスのためのポリマーフィルムであって、
    前記合わせガラスのためのポリマーフィルムは第1の表面及び第2の表面を有し、
    前記第1の表面が、1.5~3の範囲である二乗平均平方根傾斜(Sdq)、及び8μm~20μmの範囲である二乗平均平方根高さ(Sq)を有し、Sdq及びSqがISO25178-2:2012に準拠して定義され、
    前記合わせガラスのためのポリマーフィルムがポリビニルアセタールを含む、合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  2. 前記第2の表面が、1.5~3の範囲である二乗平均平方根傾斜(Sdq)、及び8μm~20μmの範囲である二乗平均平方根高さ(Sq)を有し、Sdq及びSqがISO25178-2:2012に準拠して定義される、請求項1に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  3. 5℃~30℃の範囲であるガラス転移温度(Tg)を有する、請求項1又は2に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  4. 前記ポリビニルアセタールがポリ(ビニルブチラール)である、請求項1に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  5. 前記ポリビニルアセタールが230,000~280,000の範囲である重量平均分子量を有する、請求項1に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  6. 更に可塑剤を含む、請求項1に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  7. 前記可塑剤の量は、ポリビニルアセタールの100重量部に対して、30重量部~50重量部の範囲である、請求項6に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  8. 0.1mm~2.5mmの範囲の厚さを有する、請求項1又は2に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルム。
  9. 第1のガラスシートと、第2のガラスシートと、前記第1のガラスシート及び前記第2のガラスシートの間に配置された中間フィルムとを含む、合わせガラスであって、
    前記中間フィルムが請求項1又は2に記載の合わせガラスのためのポリマーフィルムで提供される、合わせガラス。
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