JPH0274540A - 熱硬化型ポリウレタンのコーティング層を有する積層安全ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、新規なガラス板面上に熱硬化型ポリウレタン
のコーティング層を有する積層安全ガラスの製造方法に
関し、熱硬化型ウレタン液の塗装工程と、塗膜の脱泡・
レベリング工程および、塗膜の溶剤飛散および熱硬化を
行う加熱工程とからなる一連の工程により、熱硬化型ポ
リウレタンのコーティング層をガラス板面上に容易に積
層しつる生産性に優れ、かつ透視歪等外観上の問題がな
い積層安全ガラスが製造される新規な積層安全ガラスの
製造方法を提供するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］ 従来より知られている無機ガラス等と合成樹脂膜を張り
合わせた積層安全ガラスは、窓ガラス等の衝撃破壊時に
おける受傷と破片の飛散を防止することを目的としたも
のであって、安全性の高められた、自動車用窓ガラス、
建築用窓ガラスとして使用されている。

積層安全ガラスには種々の型のものがあるが、特にガラ
ス板の表面に合成樹脂を施こしたものは、ガラス破壊時
の破片の飛散による受傷が少なく、かつ軽量であるとい
う利点を有している。中でもウレタン系樹脂による合成
樹脂膜を有するものは、十分な耐衝撃性及び耐貫通性を
有し、好ましい特性を有することが、特開昭５７−１７
６１５７号公報等に示されている。特に、熱硬化型ウレ
タン樹脂は自己修復性を有するため、外力により膜表面
に凹凸等の変形が生じても、これが復元すると特性を有
するものとして注目されている（特公昭５８−２９８１
５号公報、特公昭５７−２７０５０号公報、特開昭６０
−７１２５２号公報、特開昭６０−７１２５３号公報、
特開昭６１−１３８６７１号公報、特開昭６１−１３８
６７２号公報等）。

従来かかる積層安全ガラスの製造は、通常溶剤を使用し
ないバルクキャストによりポリエステルフィルム、ガラ
ス板等の支持基体面上に一度合成樹脂膜を成膜後、これ
を剥がしたものをガラス板等の被接着体に接着剤、熱可
塑性の合せ中間膜等を介し真空圧着、熱圧着等により積
層する方法が行われている。これは成膜工程と積層工程
とに別かれるため、工程が複雑で、生産性が劣るという
欠点を有している。また、積層工程における異物混入や
、接着剤使用の際の均一な膜厚の接着剤薄膜の生成の困
難性等から、平滑性やガラスと合わせた際の透視歪等の
外観上の問題が発生し易いという欠点もある。

熱硬化型ポリウレタンの接着性を、接着剤を使用せず向
上させるため、熱可塑性ポリウレタンと積層する試みが
持分昭和６３−２８７９１号公報に示されているが、工
程が複雑な点、異物混入による透視歪の問題は同様であ
る。

積層安全ガラスは、建築用、又は自動車用の窓ガラス等
に適用されるものがあり、上記したような透視歪の問題
がないことが要求されている。

Ｆ問題を解決するための手段］ 水元明省等は、従来の積層安全ガラスの製造上の生産性
及び透視歪の問題の解決を図るべ（鋭意研究の結果特定
の熱硬化型ウレタン液を使用すれば、塗装工程、脱泡・
レベリング工程、加熱工程から成る一連の工程により、
少な（とも−回のコーティング作業により熱硬化型ポリ
ウレタン樹脂膜の成膜と、ガラス板面上への積層が可能
であることを知見して本発明を完成した。

すなわち、本発明はガラス板面上に、インシアネート及
びポリオール及び溶剤を有する熱硬化型ウレタン液を塗
布する塗装工程と、塗液中のガスを脱泡および／または
膜厚偏差を均一化する脱泡・レベリング工程と、熱硬化
型ウレタン液の溶剤飛散及び熱硬化型ウレタン液を硬化
する加熱工程とを有することを特徴とする熱硬化型ポリ
ウレタンのコーティング層を有する積層安全ガラスの製
造方法である。

本発明の詳細な説明すると、本発明の熱硬化型ポリウレ
タンのコーティング層からなる積層安全ガラスの製造方
法の塗装工程に使用する熱硬化型ポリウレタン溶液とは
、インシアネートポリオール及び特定の溶剤とを有する
溶液をいう。

ここでインシアネート及びポリオールとは、熱硬化性ポ
リウレタンを生成しうるモノマーであり、次のものが例
示される。

樹脂族三官能イソシアネート例えば１．６−ヘキサンジ
イソシアネート、２．２．４−及び２．４．４−ドリメ
ヂルー１．６−ヘキサンジイソシアネート、１．３−ビ
ス（イソシアネートメチル）ベンゼン、ビス（４−イン
シアネートシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル
−４−イソシアネートシクロヘキシル）メタン、２．２
−ビス（４−インシアネートシクロヘキシル）プロパン
、及び３−イソシアネート−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、もしくはこれら
のトリもしくは多官能ビューレット、イソシアネート、
及びプレポリマー；及び接柱ポリオール等の多官能ポリ
オールであって、例えば、多官能アルコール例えばｌ、
　２．３−プロパントリオール（グリセロール）　、　
２．２−ビス（ヒドロキシメチル）１−プロパツール（
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゜２−ビス（ヒドロキシメチ
ル）ｌ、３−プロパンジオール（ペンタエリスリトール
）　１，２，３．４．５６−ヘキサンヘキツール（ソル
ビトール）と、脂肪族二酸物例えば、マロン酸、サクシ
ン酸、ゲルタール酸、アジピン酸、スペリン酸、セバシ
ン酸或いは環式エーテル例えばエチレンオキサイド、１
．２−プロピレンオキサイド、及びテトラヒドロフラン
と反応させて得られるポリエステルもしくはポリエーテ
ルポリオールが挙げられる。枝状ポリオールの分子量は
、好ましくは約２５０乃至４０００、好ましくは約４５
０乃至２０００の範囲内にあるのがよい。相異なるポリ
イソシアネート及びポリオールモノマーの混合物も使用
するこができる。

特定の溶剤とは、熱硬化型ポリウレタン液の希釈溶剤、
および接着剤、表面平滑剤等の一定の添加剤とからなる
ものである。

希釈溶剤は、熱硬化型ポリウレタン液の粘度をフローコ
ーターに適したものとするためのものであり、ウレタン
反応の進行及び成膜に支障のない何機溶剤、例久ばペン
ゾール系溶剤等が用いられる。例えば、キシレン、酢酸
ブチル、酢酸セロソルブ、メチル・インブチルケトン等
が用いられる。

希釈溶剤により調整される熱硬化型ウレタン液の粘度は
、５０ｃｐ〜１５０ｃｐである必要がある。

即ち、これ以上の粘度であれば、いわゆるフローコーテ
ィングの際に、カーテン切れを起こし妥当でないし、こ
れ以下の粘度であれば、熱硬化型ポリウレタン液をフロ
ーコータによりガラス板面上に所定の膜厚、例えば、３
００μｍ〜７００μｍ程度の膜厚に塗布することが困難
となり、１回のフローコーティングにより十分な耐衝撃
性を有する安全性の高い有用な積層安全ガラスの製造が
困難となり、積層安全ガラスの製造上不利であるという
理由による。

接着剤は、熱硬化型ポリウレタンの少なくとも一層のコ
ーティングで、ガラスとの接着性を満足しつるものを提
供するため添加するものであり、シランカップリング剤
が最適に適用される。かかる接着剤の添加量は０．１％
〜０．５％より好ましくは０．１５％〜０．２％である
ことが望ましい。即ち、これ以下だと接着性の向上が図
れず妥当でな（、またこれ以上だと衝撃吸収性が低下す
る。

表面平滑剤は、熱硬化型ウレタン膜の平滑性を向上させ
、透視歪のない高度の光学的特性を発揮させるため添加
するものである。例えばシリコン系の表面平滑剤が最適
に用いられる。かかる表面平滑剤の添加量は０．１％〜
０．５％、より好ましくは０．１５％〜０．２％である
ことが望ましい。即ち、これ以下だと平滑性の達成が図
れず、これ以上であると相溶性の問題からヘイズ等の外
観上の欠点が発生する。

上記の組成からなる熱硬化型ポリウレタン液をガラス板
面上に塗布するためには、フローコータによるのが望ま
しい。塗液を均一に塗布することができ、また塗面の平
滑性が達成できるからである。かかるフローコータの運
転に際しては、熱硬化型ウレタン液中の溶剤の自然揮発
により熱硬化型ウレタン液の粘度が上昇する。

そのため、粘度の変化に伴う膜厚変化に対する調整を行
う必要がある。この場合、ラインスピードを調整するこ
とにより塗膜の設定膜厚を一定に保つようにするのか、
あるいはまた、揮発溶剤分を連続的に添加することで、
液粘度を一定に保つことで膜厚を一定に保つようにする
のが望ましい。

また、塗液の膜厚は、要求される耐衝撃性、あるいはフ
ローコーターによる塗布回数に応じて適宜選択されるが
、例えば、１回の塗工で、十分な耐衝撃性を得たい場合
には塗液の膜厚として３００μ１以上、より好ましくは
４００μｍ〜６００μｍであることが望ましい。これ以
下であると、合成樹脂膜が薄くなりすぎ、１回の塗工で
有用な積層安全ガラスの製造が困難である。

これ以上であるとガラス板からの液のこぼれ、あるいは
塗液内部と表面との溶剤揮発スピードの差が大きくなり
すぎ表面にしわ等の外観上の欠点を生ずるので好ましく
ない。

本発明の熱硬化型ポリウレタンのコーティング層からな
る積層安全ガラスの製造方法における脱泡・レベリング
工程は、フローコータにより塗布された塗膜には、フロ
ーコータ循環中に巻き込む泡、また塗液がガラスに落ち
た際に巻き込む泡が混入しているため、これを除（ため
、及び、塗布された直後は完全な平滑面となっていない
ため、平滑化を促進する必要があるため行うものである
。即ち、塗膜への泡の混入は、成膜の際外観欠点となり
、安全ガラスの高度の光学的特性の達成が図れなくなる
。また泡の量によっては、膜強度を低下させることもあ
るからである。また、平滑化の促進は、製造の容易化を
図るとともに、高度の光学的特性の達成のため好ましい
からである。

かかる脱泡・レベリング工程には、超音波発信装置を使
用することが望ましい。かかる装置の適用により、約ｌ
Ｏ倍程度脱泡速度を促進することができる。

具体的には、振動子板をガラス板面の塗布面の反対にあ
てて、脱泡レベリングを行う。振動子板の周波数は、通
常の超音波洗浄器より高（，５０ｋＨｚ〜６５ｋＨｚ、
より好ましくは６０ｋＨｚ〜６５ｋＨｚであることが望
ましいが、勿論この範囲に限定されるものではない。超
音波振動を与える時間は、約ｌ〜ＩＯ分程度であること
が望ましい、これ以下であると、脱泡・レベリングの促
進が十分に図れないからである。

本発明の熱硬化型ポリウレタンのコーティング層を有す
る積層安全ガラスの製造方法における加熱工程は、熱硬
化型ウレタン液の塗膜のレベリング及び溶剤飛散を目的
とする第一加熱と、ウレタンの熱硬化反応を行ない樹脂
膜を形成することを目的とする第二加熱とから成る。

第一加熱は、６０℃以上、好ましくは６５〜９０℃の雰
囲気温度で行ない、第二加熱は１１０℃以上、より好ま
しくは１１５℃〜１４０℃の雰囲気温度で行う。加熱装
置としては、装置面使用のしやすさ等から遠赤外ヒータ
で行うのが好ましいが、勿論これらに限定されるもので
はない。

また、被加熱体である塗膜とヒータとの間隔は特に限定
されるが、１００ｍｍ以上、好ましくは２００〜３００
ｍｍ程度の範囲が実施例として挙げられる。加熱所要時
間も加熱温度、塗膜の厚さ、その他条件によって変わる
が、第一加熱工程では２０分〜４５分、また、第二工程
では、５分〜２０分程度の範囲が一例として挙げられる
。

上記の加熱工程により１例文ば５００μｍ程度の厚さに
塗布された熱硬化型ウレタン液の膜厚は、加熱硬化後約
３００μｍ厚のポリウレタン樹脂膜となる。

かかる樹脂膜は、熱硬化型ポリウレタン単層膜であり、
上記の一連の工程により、ガラス板面上に直接積層接着
される。即ち、本発明は、−回のコーティング操作によ
り、熱硬化型ポリウレタンの成膜と、かかる樹脂膜のガ
ラス板面上への積層接着を同時に行なうことができ、熱
硬化型ポリウレタンの単一コーティング層からなる積層
安全ガラスを効率的に製造することができるものである
。また、単一コーティング層であるにもかかわらず、製
造される積層安全ガラスは、接着性、平滑性、エネルギ
吸収性、破片飛散防止性、内部保護性、自己修復性に優
れる有用な積層安全ガラスである。なお、もし回のコー
ティングで必要な膜厚のポリウレタン樹脂膜が得られな
い場合には、同じ工程を繰り返し、二回あるいは三回の
重ね塗りもできる。

ただし、以上の説明は、本発明の理解を助けるものであ
り、本発明を何ら限定するものでないことは勿論である
。

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

文中、部又は％とあるのは重量基準である。なお、装置
としては、第１図に示したコーティング装置を用いた。

実施例１ 以下の組成を有する熱硬化型ウレタンモノマーを、下記
の組成を有するペンゾール系溶剤等で希釈し、液粘度７
０ｃｐとした。

ウレタンモノマー組成 ポリカプトラクトンポリオール　２６，５部ネオペンチ
ルリコール　　　　　　４．０部ヌレート変性　へキサ
メチレン・ジイソシアネート　　　　　　　　　　　　
　３４．５部希釈剤 酢酸ブチル　　　　　　１１．７％ 酢酸セロソルブ　　　　１１．７％ キシレン　　　　　　　１１．７％ これに接着剤としてシランカップリング剤０．２％、シ
リコン系の表面平滑剤０．２％を添加した。

以上の組成からなる熱硬化型ウレタン溶液２を、フロー
コータ３により、ガラス仮１面（厚さ６　ｍｍ、縦寸法
：　１８３０．横寸法：　９１．５＋ａｍｌ上へ下記の
条件により塗布した。

フローコート条件 粘　　度　　　　　　　　　　二　１５０ｃｐがラス板
の搬送速度：　１４ｍ／ｍｉｎ塗布されたウレタン液の
膜厚：５００μｍ（硬化前の膜厚） フローコータ（ｍ環！（有効幅＝　２１００＋ｎＩ！＋
）：　１５Ｋｇ／分 次に、上記の熱硬化型ウレタン溶液２が塗布されたガラ
ス板ｌを超音波発信機４の振動子板５上に導びき、６３
ｋＨｚ、　５分間振動させ、脱泡・レベリングを行った
。

次に、これを遠赤外ヒータ８を有する第一加熱装置６に
導びき、７０〜８０℃雰囲気（平均Ｗ密度０．２０〜０
．２５Ｗ／ｃｍ”）に、２０〜３０分間置き、塗液面の
平滑化、溶剤の飛散を行なった。

第一加熱により指触硬化したものを、遠赤外ヒーター８
を有する第二加熱装置７に導びき、１２０〜１３０℃雰
囲気（平均Ｗ密度０．３５〜０．４０Ｗ／ｃｍ２）中に
１０〜１５分間おき、ウレタンの硬化反応を行った。な
お、被加熱体と、遠赤外ヒータ８との間隔は、第一工程
、第二工程とも２５０ｍｍとした。

この結果、塗布工程（ａ）、脱泡・レベリング工程（ｂ
）、加熱工程（ｃ）を経てガラス板面に膜厚３２５μｍ
熱硬化型ウレタン膜を有する。積層安全ガラスは、接着
性、平滑性に優れ、エネルギ吸収性、破片飛散防止性、
内部保護性、自己修復性に優れていた。

比較例１ 実施例１の熱硬化型ウレタン液のうち、接着剤、表面平
滑剤を添加しないものをフローコータにより、ガラス板
面に５００μｍの膜厚で塗布し、脱泡・レベリング工程
、加熱工程を実施例１と同様に行ない、積層安全ガラス
を得た。

このものは、湿気にされると、熱硬化性ポリウレタンと
ガラスとの結合が弱化し、実用に洪さなかった。

比較例２ 実施例１と塗装工程、加熱工程を同様に行ない、脱泡・
レベリング工程を経ないで、積層安全ガラスを得た。

このものは、熱硬化ポリウレタン樹脂膜中に気泡を含み
、また平滑性に劣り、実用に供さなかった。

比較例３ 実施例１の加熱工程のうち第一加熱装置を除いて第２加
熱のみで時間を長くして対処した以外、実施例１と同様
に操作して積層安全ガラスを得た。

このものは、充分な膜表面平滑性が得られないばかりか
、膜中に気泡を含み外観上の欠点となった。また、溶剤
揮発が十分に行なわれないで硬化した為膜中にシンナー
分が残存し膜強度が低下し、前記特性が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一つの実施態様を示す説明図である
。 図中の番号のものは、それぞれ次のものを示すものであ
る。 トガラス板 ２：熱硬化型ウレタン液 ３：フローコータ ４：超音波発信機 ５：振動子 ６：第一加熱装置 ７：第二加熱装置 ８：遠赤外ヒータ ａ）：塗装工程 ｂ）：脱泡・レベリング工程 ｃ）、加熱工程

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス板面上にイソシアネート、ポリオール及び溶
   剤とを有する熱硬化型ウレタン液を塗布する塗装工程と
   、塗液中のガスを脱泡および／または膜厚偏差を均一化
   する脱泡・レベリング工程と、熱硬化ウレタン液の溶剤
   飛散および熱硬化ウレタン液を硬化する加熱工程とを有
   することを特徴とする熱硬化型ポリウレタンのコーティ
   ング層を有する積層安全ガラスの製造方法。 ２、塗装工程が、フローコーターにより熱硬化型ウレタ
   ン液を塗布するものであることを特徴とする請求項１記
   載の熱硬化型ポリウレタンのコーティング層を有する積
   層安全ガラスの製造方法。 ３、熱硬化型ウレタン液が、粘度５０〜１５０ｃｐ、固
   形分６０〜７０％であることを特徴とする請求項１記載
   の熱硬化型ポリウレタンのコーティング層を有する安全
   ガラスの製造方法。 ４、熱硬化型ウレタン液における溶剤が、ガラス板と熱
   硬化型ポリウレタンとの接着剤および平面平滑剤を有す
   るものであることを特徴とする請求項１記載の熱硬化型
   ポリウレタンのコーティング層を有する安全のガラスの
   製造方法。 ５、脱泡・レベリング工程が、超音波発信装置を有する
   ものであることを特徴とする請求項１記載の熱硬化型ポ
   リウレタンのコーティング層を有する安全ガラスの製造
   方法。 ６、加熱工程が、溶剤飛散を目的とした７０〜８０℃の
   雰囲気温度の第一加熱工程と、ウレタンの熱硬化反応を
   目的とした１２０℃〜１３０℃の雰囲気温度の第二加熱
   工程とからなることを特徴とする請求項１記載の熱硬化
   型ポリウレタンのコーティング層を有する安全ガラスの
   製造方法。