JPH08252897A - 改良された耐衝撃性積層体 - Google Patents

改良された耐衝撃性積層体

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JPH08252897A
JPH08252897A JP7305383A JP30538395A JPH08252897A JP H08252897 A JPH08252897 A JP H08252897A JP 7305383 A JP7305383 A JP 7305383A JP 30538395 A JP30538395 A JP 30538395A JP H08252897 A JPH08252897 A JP H08252897A
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Niles R Rosenquist
ニルス・リチャード・ローゼンクイスト
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた貫通および破砕抵抗性を示すと同時に
比較的薄く、軽量であり、しかも広い温度範囲にわたっ
て良好な透明性、強度および結合力をもち、さらにそれ
と共に磨耗、化学薬品および貫通に対する抵抗性を提供
する改良された衝撃またはショック耐性の積層体。 【解決手段】 ３１，５００を越える重量平均分子量を
有するポリカーボネート層を含む安全ガラス積層体は、
強制侵入に対して改良された耐衝撃性を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改良された耐衝撃性の積
層体に係る。特に本発明は、分子量が調節されているポ
リカーボネートの層を含めて複数の層または薄層を有す
る前記のごとき積層体に係る。これらの積層体は特に、
衝撃を受けたときにポリカーボネート表面の破砕、割れ
（亀裂）その他の損傷に対して抵抗性であることをその
特徴としている。
【０００２】
【従来の技術】構造部材として、ポリカーボネート、コ
ポリエステルポリカーボネート、またはポリシロキサン
‐ポリカーボネートや類似のポリカーボネートコポリマ
ーを樹脂中間層として利用する窓、フロントガラスなど
のような構造体の安全ガラスまたは貫通抵抗性ガラスは
周知である。ガラスと各種プラスチックで構築されたシ
ョック（衝撃）と貫通に抵抗性の透明積層体がよく知ら
れている。このような積層体のうち、米国特許第２，９
９１，２０９号に開示されているような初期のものは、
ガラス層と共にポリメチルメタクリレートのような硬質
樹脂の層をもち、ショックと貫通に対してガラス単独よ
り良好な抵抗性を示すことができた。この技術の改良の
結果、層の数が増大し、ガラス含量が低下し、耐ショッ
ク性樹脂の含量が増大した積層体が出現した。この技術
の一例である従来の積層体では、ガラスまたは比較的硬
質の固体樹脂状材料を衝撃またはショックの受容層とし
て、また保護される人に面する層となる背面層、内側層
または下流層としてポリカーボネート層を利用してい
る。
【０００３】安全ガラス積層体の耐ショック性樹脂とし
てポリカーボネート樹脂が一般的になって来ている。米
国特許第３，６２４，２３８号には、貫通抵抗性に優れ
た対称構造体の中央層としてポリカーボネート層を使用
することが開示されている。米国特許第３，６６６，６
１４号には、自動車の構造用フロントガラスとして使用
する積層集成体が開示されている。米国特許第３，６６
６，６１４号に開示されているガラス‐ポリカーボネー
ト樹脂積層体では、ガラスとポリカーボネートはエチレ
ン‐酢酸ビニルコポリマーによって互いにシールまたは
接合されている。米国特許第３，５２０，７６８号に
は、結合材料としてガラスシート間に配置された薄いポ
リカーボネート箔を利用した比較的厚いガラスの積層体
が開示されている。これらの積層集成体はガラス‐ポリ
カーボネート積層体であり、たとえば、ガラスの前面積
層体とポリカーボネートの背面積層体とがエチレン‐酢
酸ビニルの接着中間層によって結合されている二層積層
体である。場合により、プライマーを用いて積層体の接
着力を増大させてもよいし、ポリカーボネート層の外面
に耐擦傷（表面損傷）性のコーティングを設けてもよ
い。米国特許第４，３２８，２７７号には、ポリジオル
ガノシロキサン‐ポリカーボネートブロックコポリマー
のような接着材料と、衝撃またはショックの方向に対し
て調節された厚さをもつ耐擦傷性背面のポリカーボネー
トとを有する安全ガラス積層体が開示されている。米国
特許第４，６４７，４９３号には、好ましくは少なくと
もひとつのアクリルポリマー層、ガラスまたはポリカー
ボネートのような固体の樹脂状材料の層、および少なく
ともひとつのポリジオルガノシロキサン‐ポリカーボネ
ートブロックコポリマー接着中間層をもつ安全ガラス積
層体が開示されている。米国特許第４，６４７，４９３
号には、さらに、複数の内部・前面のショック・貫通耐
性熱可塑性層、複数の適合性接着中間層を伴なう衝撃方
向と反対側背面の厚みが変わっているポリカーボネート
層、および内側のガラス層を有する安全ガラス積層体も
開示されている。米国特許第４，８６１，６６６号に
は、ガラスからなる前面の衝撃受容層から、ポリカーボ
ネートの破砕抵抗性で厚さの調節された背面層まで、ガ
ラスとポリカーボネート間に交互に現れる複数の接着中
間層によって結合されている非対称安全ガラス積層体が
開示されている。加えて、たとえば米国特許第３，９７
９，５４８号に開示されているように、自己修復性で化
学的に耐性のポリウレタンフィルムまたは層がガラスに
接着されている積層体が知られている。さらにまた、米
国特許第４，０２７，０７２号に開示されているよう
に、ポリカーボネートおよびガラスと、接着剤としての
ポリシロキサン‐ポリカーボネートブロックコポリマー
（詳細は後述）とを含み、ガラス層とポリカーボネート
層がいろいろに組み合わされており、そしてこのような
積層体の少なくともひとつの外面または両方の外面上に
は紫外線耐性で耐擦傷性のハードコートを使用する積層
体も公知である。最後に述べた積層体は防弾ガラス、フ
ロントウインドウ、窓のような構造部材に、またガスマ
スクの透明窓部に特に有用である。このような積層体の
うちある種のものを構築する際には、ガラスまたは比較
的硬い固体樹脂状材料を衝撃ショック受容層として用
い、背面もしくは内側層もしくは下流層としてまたは保
護しようとする人や物に直面する部分にポリカーボネー
トを使うのが一般的慣行である。
【０００４】積層体のひとつの層としてポリカーボネー
トを利用する場合、ポリカーボネートは比較的軟らかい
ため、特にその露出面は、通常２ミル未満、好ましくは
約０．０５〜１ミルの厚さの耐擦傷性または耐引掻き性
で透明度を維持する層によって保護することが多い。そ
の最小の厚みはその適用法および耐擦傷性コーティング
の所望の耐久性によって制限されるだけである。許容で
きる最大の厚みはその耐擦傷性仕上げ層の相対的な脆性
によって決まる。内側の層もまた、積層などの間の損傷
を防ぐために同じように被覆することができる。一般に
よく知られている耐擦傷性層としては、金属酸化物、変
性メラミン、アクリル化モノマーまたはこれらモノマー
とアクリレート変性ポリマー樹脂との混合物のような紫
外線硬化性有機材料、シリカやアルミナなどの無機ガラ
ス、ポリウレタン、シリコーン樹脂、充填材を含有する
シリコーン樹脂およびポリメタクリル酸メチルのような
有機の繰返し基をもつシリコーン樹脂、ポリアミドエス
テル樹脂、ならびにイオンビームで蒸着した炭素を挙げ
ることができる。これらはすべてその下に保護されるポ
リカーボネート層より硬くかつ比較的脆性である。ポリ
カーボネートガラス積層体を保護するのにおそらく最も
広く使用されている硬いコーティングはコロイドシリカ
を主体とするものであり、米国特許第４，２３９，７９
８号、第４，２４３，７２０号、第４，２９８，６３２
号および第４，３０８，３１７号に例示されている。こ
の耐擦傷性のハードコートとその下の基層との間にはプ
ライマーを使用して良好な接着を確保することが多い。
【０００５】しかし、ポリカーボネートと共に比較的脆
性なハードコート層を利用する耐衝撃ショック性の積層
体において、衝撃の下でその比較的脆性な材料が割れ、
その結果ポリカーボネートの層および特に最後尾のポリ
カーボネート層が破砕し、積層体の背後にあった物体が
露出されて損傷するということが分かっている。このよ
うな破砕が起こるのは、ポリカーボネートのいわゆる
「ノッチ（切欠き）感受性」のためである。すなわち、
このような積層体の場合、上を覆っている脆性の層が破
れると、破断線がポリカーボネートまで達して「臨界
的」ノッチとして作用し、その結果ポリカーボネートは
その通常は耐衝撃性の材料の特徴であるエネルギー吸収
をほとんど示すことなく脆性破断することになる。
【０００６】このような欠点を解決するために、特定の
厚みをもつ比較的脆性な材料をポリカーボネートで覆っ
た耐衝撃ショック性の積層体が提供された。こうしてノ
ッチ感受性が低下した積層体を獲得することにより実用
的な観点からみてより有用な積層体が得られたのであ
る。しかし、公知の積層体はたとえば上に述べたような
たくさんの分野で有用であるが、これらの積層体はその
特徴として優れた貫通および破砕抵抗性をもち、さらに
比較的軽量であり、しかも広い温度範囲で良好な透明
性、強度および結合力をもっているとはいっても、それ
でもいくつかの欠点があるということに注意すべきであ
る。たとえば、これらの公知の積層体は比較的厚く、し
かも非常に多くの場合、特に非対称のガラス／ポリカー
ボネート積層体は長時間使用後膨潤、応力亀裂、さらに
は剥離の徴候を示す。さらに、ポリカーボネートを利用
したこのような積層体の場合、ポリカーボネートをガラ
スその他の構造材料に接合するには通常接着剤の中間層
が必要である。しかし、使用する中間層すなわち接着剤
はポリカーボネートに対して接着力が低いかまたはこれ
と相溶性でなく、したがって剥離、曇りおよび応力亀裂
を起こすことが多い。
【０００７】したがって、優れた貫通および破砕抵抗性
を示すと同時に比較的薄く、軽量であり、しかも広い温
度範囲にわたって良好な透明性、強度および結合力をも
ち、さらにそれと共に磨耗、化学薬品および貫通に対す
る抵抗性を提供する改良された衝撃またはショック耐性
の積層体に対するニーズが存在する。本発明はこのよう
な材料または積層体を提供する。
【０００８】
【発明の概要】本発明は、分子量が調節されたポリカー
ボネートの層を含めて複数の層を含む耐衝撃ショック性
積層体を提供する。このポリカーボネートの分子量を調
節することにより、良好な強制侵入(forced entry)性能
が得られる。ポリカーボネートの分子量を調節すること
によって、予期に反して、一定のシート厚で衝撃耐性を
改良することができるかまたは逆に一定の性能に対して
シート厚を減らすことができることが判明した。すなわ
ち、本発明は、ポリカーボネート層を含めて複数の層を
含む耐衝撃・ショック性の積層体であって前記ポリカー
ボネートが約３１，５００を越える分子量を有する積層
体を提供する。またこの積層体はさらに、その外面上に
耐擦傷性のコーティングを含んでいてもよいし、またガ
ラス層を含んでいてもよい。本発明の積層体に使用する
のに適したポリカーボネートはさらに、そのメルトフロ
ーが約０．６〜約４．５ｇ／１０分の範囲であってもよ
い。したがって、本発明は、ポリカーボネート層を含め
て複数の層を有する耐衝撃・ショック性の積層体であっ
て前記ポリカーボネートが約３１，５００を越える分子
量を有し、そのためにＡＳＴＭの試験法Ｆ１２３３によ
って測定される積層体の強制侵入性能が改良された耐衝
撃・ショック性の積層体を提供する。また本発明はさら
に、ポリカーボネート層を含めて複数の層を有する耐衝
撃・ショック性の積層体であってこのポリカーボネート
が約３１，５００をこえる分子量を有し、そのために
Ｈ．Ｐ． Ｗｈｉｔｅの試験ＴＰ／０５００．０１によ
って測定される積層体の強制侵入性能が改良された耐衝
撃・ショック性の積層体を提供する。
【０００９】
【発明の詳細な開示】本発明により、分子量が調節され
たポリカーボネートの層を含めて複数の層を含む衝撃シ
ョック耐性積層体が提供される。各層用に使われる特定
の材料の層を積み重ねて本発明の積層体を形成すること
ができる。このような積層体はシート形態で使用するこ
とができ、また各層として使用される特定の材料の層を
積層して積層体を形成することができる。
【００１０】ポリカーボネート樹脂に関しては広範囲の
ものが本発明の積層体に使用できるものと留意された
い。そのようなポリカーボネートとしては、たとえば、
米国特許第３，１６１，６１５号、第３，２２０，９７
３号、第３，３１２，６５９号、第３，３１２，６６０
号、第３，３１３，７７７号、第３，６６６，６１３号
および第３，１８９，６６２号に記載されているものが
あるが、これらに限定されるわけではない。上記した最
後の特許にはさらに、ポリシロキサンとのポリカーボネ
ートブロックコポリマーも開示されており、その積層体
における用途は米国特許第４，０２７，０７２号に開示
されている。これら特許の開示内容はここで引用したこ
とによりすべて本明細書に含まれていることとする。本
発明の積層体では、ポリカーボネートポリマーの重量平
均分子量が約３１，５００を越え、より好ましくは約３
２，０００を越え、最も好ましくは約３２，５００を越
える必要がある。このポリカーボネートを含む層の分子
量は３５，０００をかなり上回ることがある。しかし、
分子量が増大すると熱可塑性加工における困難性も増大
する。したがって、これら高分子量の樹脂を本発明の実
施に有用なシート、フィルムその他の成形品に加工でき
るかどうかは、加工装置に関連する化学的・物理的要
因、たとえば溶融に際しての熱分解および樹脂の高めの
分子量に関連する高粘度樹脂の加工可能性によって決ま
る傾向がある。加工技術および安定剤技術の進歩によっ
て高分子量樹脂の使用が単純化されると期待される。現
在の技術では、最高の分子量は好ましくは５５，０００
に限られているようであり、さらに容易な加工のために
はこの最高値が約４７，０００に低下するようである。
【００１１】上記分子量は既知分子量のポリカーボネー
ト標準に対して校正したゲル透過クロマトグラフィー
（ＧＰＣ）で決定した重量平均分子量であり、この際の
ポリカーボネートの分子量は他の分子量測定確認法によ
って決定する。この方法は通常のＧＰＣ重量平均分子量
測定と対照的であり、この通常の方法は、ポリカーボネ
ートポリマーの場合測定の誤差が測定値が真の重量平均
分子量の２〜３倍にもなる、ポリスチレン標準に基づい
た測定である。本発明の積層体で使用することが考えら
れる樹脂を規定する別の特性は、１．２ｋｇのポリマー
を使用して３００℃で行なわれるＡＳＴＭ試験法Ｄ１２
３８に規定されているメルトフローという性質である。
本発明の積層体に使用するのに適したポリカーボネート
はメルトフローが０．６〜４．５ｇ／１０分、より好ま
しくは０．９〜４．５ｇ／１０分、最も好ましくは約
１．０〜４．５ｇ／１０分の範囲である。
【００１２】一般に、積層体の層はなんらかの適切な方
法で互いに接合されていなければならない。これらの接
着剤層は中間層であり、業界で知られているいかなる適
当な接着剤中間層でもよい。これらの接着剤中間層とし
ては、中でも、ポリビニルブチラール、エチレンターポ
リマー、エポキシ、ポリウレタン、シリコーン、アクリ
ルおよびエチレンアクリル酸がある。この接着剤中間層
の厚みは５〜約６０ミルが好ましいが、接合すべき材料
の選択と予想される使用条件の厳しさに応じて変わり得
る。ポリカーボネート層と接触する中間層は良好な接着
をもたらさなければならないだけでなく、ポリカーボネ
ートに対する保護がない場合に保護されてない感受性の
ポリカーボネート樹脂と化学的に相溶性でなければなら
ず、特に可塑剤の含有分に関して適合性でなければなら
ない。ポリカーボネート層と接触させるのに好ましい中
間層はポリシロキサン‐ポリカーボネートブロックコポ
リマー（通常は可塑剤を含んでいない）である。
【００１３】上記ブロックコポリマーの代表例はゼネラ
ル・エレクトリック(General Electric)のＬＲ−３３２
０である。この材料は比重が１．１２、引張り強さが２
５００〜３９００ｐｓｉ、伸びが２３０〜４３０、引裂
き強さ（ダイＣ）が２３０〜４３０ポンド／インチ(lb.
/in.) 、脆化温度が−７６°Ｆ以下、加熱歪み温度（６
６ｐｓｉの負荷で１０ミル）が１６０°Ｆである。
【００１４】このようなブロックコポリマーで別のも
の、特にゼネラル・エレクトリック(General Electric)
のＬＲ−５６３０は比重が１．０７、引張り強さが２２
００〜２５００ｐｓｉ、伸びが５００〜７００％、引裂
き強さ（ダイＣ）が２００lb./in. 、脆化温度が７６°
Ｆ以下、加熱歪み温度（６６ｐｓｉ）が１３０°Ｆであ
る。
【００１５】上記米国特許第３，１８９，６６２号に述
べられているように、上記ブロックコポリマーは部品や
積層体の結合材料として有用であり、接着剤組成物とし
た場合、意外なことに、そのような材料をシート形態で
用いてポリカーボネートその他の樹脂やガラスといった
各種材料と積層体にしたとき、接着特性に優れているば
かりでなく、実際その積層構造体の一部となってその構
造を強化し、極めて広い温度範囲にわたって強度と延性
が改良されることが分かった。これらの物理的特性は広
い温度範囲にわたって有益な耐候性と光学的透明性を伴
なっており、そのためにこれらの材料は貫通および破砕
に対する抵抗性が望ましいいわゆる安全ガラス用途で特
に有用となる。もちろん、光学的透明性および色のない
ことは多くの場合望ましいが積層体のひとつ以上の層を
着色または染色して光遮断などの特性をもたせることが
できるものと理解されたい。また、指示された場合には
光安定剤や熱安定剤を使用することができるものと理解
されたい。
【００１６】本発明の積層体を製造する際前面もしくは
衝撃ショック受容層または別の内部層として広範囲の別
の材料を使用することができる。このような他の材料と
して、固体の樹脂状材料、ガラスおよび固体の構造材料
がある。好ましい樹脂状材料の中には、アクリル酸エス
テルおよびメタクリル酸エステルなど、たとえばメチル
エステル、エチルエステル、イソプロピルエステル、ブ
チルエステル、ｔｅｒｔ‐ブチルエステルおよび２‐エ
チルヘキシルエステルなどの各種公知のモノマーから誘
導されるアクリレートポリマーがある。特に好ましいア
クリレートポリマーはポリメチルメタクリレートであ
る。固体の構造材料としては木、セラミックス、金属、
サーメットなどがある。さらに、本発明の積層体を製造
する際、いわゆる安全用途に用いられている通常の型の
ガラス、たとえば熱強化ガラスおよび通常の未強化ガラ
スのいずれも他の材料と組み合わせて使用することがで
きる。
【００１７】本発明の積層体に使用できる固体の樹脂状
材料としては、アクリロニトリル、ブタジエンおよびス
チレンの組み合わせをベースとするＡＢＳプラスチッ
ク、アセタールホモポリマー、トリオキサンとエチレン
オキサイドの重合によって生成するアセタールコポリマ
ー、特にポリアクリレートやポリメチルメタクリレート
を始めとするアクリル樹脂、ゴム変性アクリル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ナイロンたとえばジアミンと二酸から製造
されるものおよびアミノ酸やアミノ酸誘導体から製造さ
れるもの、フェノール樹脂、ポリカーボネート、フェニ
レンオキサイドをベースとする樹脂たとえばポリフェニ
レンオキサイドおよびポリフェニレンオキサイドとスチ
レン樹脂のブレンド、ポリアリールエーテル、ポリエス
テル、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ
プロピレン、ポリスルホン、ポリウレタン、シリコー
ン、エチレンポリマーたとえばエチレン‐酢酸ビニル、
導電性プラスチック、ならびに規則化芳香族コポリマー
などがある。これら固体の樹脂状材料はシートに成形
し、本発明の積層体を製造する際に他の追加材料として
使用することができ、すでに述べたポリカーボネートに
加えて米国特許第３，６２２，４４０号（引用により本
明細書に含まれているものとする）に記載の材料が包含
される。
【００１８】本明細書中で特に説明または指定すること
なく、調節された分子量のポリカーボネートの層に言及
する場合はビスフェノール‐Ａすなわち２，２‐ビス
（４‐ヒドロキシフェニル）プロパンのポリカーボネー
トのことである。ポリカーボネートは主として以下の２
つの方法のいずれかで製造される。ひとつは、ホスゲン
誘導体と二価フェノールのいわゆる界面重合であり、こ
のときポリマーの分枝が所望の場合には多価フェノール
を使用する。ふたつめは、基本的にカーボネートエステ
ルと二価フェノールのエステル交換であるいわゆる溶融
重合法である。いずれの方法でも、得られるポリエステ
ルポリマーの平均分子量を調節する連鎖停止剤として一
価フェノールを使用する。したがって、得られるポリマ
ーの繰返し単位のモル量に対する重合反応器中に存在す
る一価連鎖停止剤のモル分率によって、得られるポリマ
ーの平均分子量が制御される。この反応はまた、別の連
鎖停止剤分子の存在下でポリマーをエステル交換するこ
とによってこのようなポリマーの分子量を低下させるの
にも使用されている。
【００１９】所望であれば接着促進性プライマーを使用
して接着を促進することができる。そのような物質はよ
く知られており、中でも、ビニルアルコキシシラン、ア
ミノ‐アルコキシシラン、アルコキシシラン、シリルペ
ルオキシドおよびアミノ‐アルキルアルコキシシランが
ある。このような物質は前述の米国特許第３，６６６，
６１４などに記載されている。
【００２０】積層体の厚さもしくは大きさ、または積層
体の製造の際に使用できる層の数にはなんの制限もない
が、積層体ができるだけ少ない数の層からなり、したが
って現在知られている類似の型の比較的厚い積層体の利
点をすべて示しつつも薄くて強靱な積層体が得られるこ
とは本発明のひとつの特徴である。この点、本発明はそ
の最も単純な形態において調節された分子量のポリカー
ボネートの単一の層（もちろん積層してもコーティング
を設けてもよい）からなることに注意されたい。この場
合耐擦傷性のコーティングを使用するのが望ましいであ
ろう。
【００２１】積層体のひとつの層としてポリカーボネー
トを使用する場合、ポリカーボネートは比較的軟らかい
ため、特にその露出されている表面を、通常は２ミル未
満、好ましくは約０．０５〜１ミルの厚さの耐擦傷性ま
たは耐引掻き性で透明性を維持する層によって保護する
ことが多い。その最小の厚みはその適用法および耐擦傷
性コーティングの所望の耐久性によってのみ制限され
る。コーティングの許容できる最大の厚みはその耐擦傷
性仕上げ層の相対的な脆性によって決まる。内側の表面
もまた、積層などの間の損傷を防ぐために同じように被
覆することができる。一般によく知られている耐擦傷性
層としては、金属酸化物、変性メラミン、アクリル化モ
ノマーまたはこれらモノマーとアクリレート変性ポリマ
ー樹脂との混合物のような紫外線硬化性有機材料、シリ
カやアルミナなどの無機ガラス、ポリウレタン、非充填
シリコーン樹脂、充填材を含有するシリコーン樹脂およ
びポリメタクリル酸メチルのような有機の繰返し基をも
つシリコーン樹脂、ポリアミドエステル樹脂、ならびに
イオンビームで蒸着した炭素を挙げることができる。こ
れらはすべてその下に保護されるポリカーボネート層よ
り硬くかつ比較的脆性である。このハードコートは業界
で知られているいくつかの内のいずれでもよい。米国特
許第４，４７８，８７６号には、ポリカーボネート、ポ
リエステル、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレ
ートおよびポリアミドのような固体の基材を耐磨耗性の
シリコーンハードコートでコーティングする方法が開示
されている。米国特許第３，７０７，３９７号にはポリ
カーボネート用のオルガノポリシロキサンハードコート
が開示されている。米国特許第３，８４３，３９０号に
はポリエステルメラミンやアクリルメラミンのハードコ
ートが開示されている。米国特許第２，３３２，４６１
号にはアリル樹脂ハードコートが開示されている。ポリ
カーボネートガラス層を保護するのにおそらく最も広く
用いられているハードコートはコロイドシリカコーティ
ングに基づくものであり、その例は米国特許第４，２３
９，７９８号、第４，２４３，７２０号、第４，２９
８，６３２号および第４，３０８，３１７号に開示され
ている。この耐擦傷性ハードコートとその下の基材との
間の良好な接着を確保するにはプライマーが必要である
ことが多い。
【００２２】プライマーは、ハードコートと基材が接着
するのを可能にし、熱膨張係数の相違を許容する業界で
公知の成分である。ハードコートと基材の熱膨張係数が
よく一致していない場合この任意のプライマーは、２つ
の層の間の接着を促進するのでその使用が望ましくな
る。このようなプライマーは、米国特許第４，３１３，
９７９号、第４，３９５，４６３号、第４，４７７，４
９９号および第４，５５９，２７１号に教示・開示され
ている。さらに最近になって米国特許第５，０４１，３
１３号で、シリコーンハードコート複合材およびそのた
めのプライマー組成物の製造法、したがってそのプライ
マーとハードコートを芳香族熱可塑性基材に適用する技
術が開示されている。ポリカーボネートはこのような芳
香族熱可塑性プラスチックである。
【００２３】ハードコートと基材の熱膨張係数が充分に
良く一致している場合プライマーはあまり望ましくなく
なるかまたは不必要になる。任意のプライマーを使用す
るのが望ましいかどうかを決定するのに使われる基準
は、良好な接着を確保するのにこの任意のプライマーが
必要でない程に基材とハードコートの間に充分な接着力
が存在するかどうかである。これと同じことはハードコ
ートおよび任意のプライマーに対しても考慮するべきで
ある。ガラスが基材または積層体の一成分である場合ガ
ラスとプライマーのような他の層および／またはハード
コートと基材との間の熱膨張係数の一致はより重要な点
になる。積層体がポリカーボネートを含む場合にはハー
ドコートおよび任意のプライマーのいずれか一方または
両方に紫外線安定剤を添加しなければならない。
【００２４】表面フィルムを基材またはコア積層体に接
着する手段は感圧接着剤を利用することであろう。適切
な感圧接着剤は業界で公知のいずれでもよい。アクリル
系感圧接着剤は米国再発行特許第ＲＥ２４，９０６号、
米国特許第３，５５８，５７４号、第３，５３５，２９
３号および第３，２９９，０１０号に開示・教示されて
いる。シリコーンをベースとする感圧接着剤は米国特許
第２，８５７，３５６号、第２，７３６，７２１号およ
び第２，８１４，６０１号に開示・教示されている。米
国特許第４，３７０，３５８号には硬化して感圧接着剤
になる紫外光硬化性シリコーンガ開示されている。米国
特許第４，７９１，１６３号には、有機感圧接着剤の水
性エマルションおよびシリコーンをベースとする感圧接
着剤が開示されている。さらに最近になって、米国特許
第５，１９０，８２７号には、硬化して感圧接着剤組成
物になる無溶剤型オルガノポリシロキサン組成物が開示
されている。
【００２５】この点、本発明の積層体は、耐衝撃性のよ
うな有利な特性は保持したままで、たとえば建築用途で
使用される１３／１６″のガラスフレームのような標準
サイズのガラスフレームに容易に適合させるのに充分な
くらい薄くすることができることに注意されたい。さら
に、本発明の積層体で好ましい材料はポリカーボネート
であるが、他の材料も所与の積層体の厚さ、たとえばガ
ラスやアクリレートプラスチックのような他の材料の層
の厚さ、ブロックコポリマー中間層のような接着剤の厚
さも関係する。このような材料は少なくともその機能を
果たすのに充分な量で使用しなければならないが積層体
の個々の成分シートまたはフィルムの実際の厚さは大き
く変わることができる。
【００２６】調節された分子量のポリカーボネート層が
少なくともひとつあれば、そして好ましくは追加のポリ
カーボネート層を使用した場合中間層としてポリシロキ
サン‐ポリカーボネートが存在する限り、ポリカーボネ
ートまたはポリシロキサン、ガラスその他の固体構造材
料および固体樹脂材料は任意に組み合わせて使用でき
る。
【００２７】したがって、本発明の積層体は、たとえ
ば、コーティングとしてポリカーボネートのハードコー
ト層、ポリシロキサン‐ポリカーボネートの中間層、お
よび他の適切なフィルム、固体樹脂材料または固体構造
材料の単一層でよい他の材料の層、場合により紫外耐擦
傷性ハードコーティングまたはフィルムを含有している
ことができる。一方、この他の材料の層もまた、適切な
ガラス層、固体樹脂材料、固体構造材料および場合によ
り紫外耐擦傷性ハードコーティングまたはフィルムの多
重層であってもよいものと理解されたい。なおこの場
合、多重層中に上述した成分の２種以上が個々の層とし
て存在していてもよい。積層体の外側層が日光のような
紫外光に暴露される場合には耐擦傷性ハードフィルムま
たはコーティングが存在するのが好ましい。本発明の好
ましい積層体の中には、調節された分子量のポリカーボ
ネートの層ひとつ以上と好ましくはポリカーボネートの
層間に配置されたポリシロキサン‐ポリカーボネートの
層を有するものがある。
【００２８】調節された分子量のポリカーボネートの層
間に配置されたポリシロキサン‐ポリカーボネート中間
層を有する積層体はまた外側および内側のコーティング
をもっていてもよく、たとえば外側コートにも紫外保護
用の安定剤を備えている以外は同じ層配置の積層体があ
り、また、層間にポリシロキサン‐ポリカーボネートの
中間層が配置され内側のポリカーボネート層がハードコ
ートで被覆されている積層体は外側にガラス層を有して
いてもよい。
【００２９】一方、本発明の最も好ましい積層体は最小
数の層で作成されており、各々の層はそれぞれが比較的
薄くすることができ、したがって全体として厚さが非常
に薄くなり、同時に外側の層に対して衝撃が加えられた
とき貫通損傷および破砕に対して優れた抵抗性を示す積
層体が得られるということが本発明のひとつの特徴であ
る。
【００３０】また、そしてすでに述べたことであるが、
所望であれば、本発明の積層体の衝撃受容表面を比較的
硬い耐擦傷性コーティングまたはポリウレタンその他の
耐久性材料のソフトコーティングで被覆することができ
るものと理解されたい。さらに、本発明の積層体は、ガ
ラス繊維強化プラスチックボード、パーティクルボード
などのような他の材料に接合してもよいものと理解され
たい。これらは壁、仕切りその他の固体障壁などに使用
できる。
【００３１】本発明の積層体を製造する際には層を望み
通りに積み重ね、圧力および／または熱を用いるかまた
は現場キャスト法によって接合する。接合するには、プ
レス、オートクレーブ、ローラー、真空バッグなどを使
用することができる。これらの装置は業界で公知であ
る。本発明の積層体はさまざまな構造および接着成分層
に関して対称でも非対称でもよい。また、本発明によっ
て得られる改良点は、ポリカーボネートの分子量を増大
することにより、ポリカーボネート層の厚さを薄くしな
がらショックおよび貫通抵抗性試験において同じ性能を
達成することができるということである。ポリカーボネ
ート樹脂の分子量を増大させ、しかもポリカーボネート
層の厚さを従来技術の層と同じにすると、この高分子量
ポリカーボネート樹脂を用いて製造される安全ガラス積
層体の性能は強制侵入試験において、より低い分子量の
ポリカーボネート樹脂を有する同等の積層体と比べて改
善されることになる。
【００３２】本明細書中で引用した米国特許はすべて引
用したことにより本明細書に含まれているものとする。
特に、対称および非対称積層体、接着剤中間層を有する
積層体、耐擦傷性コーティング、各種安定剤、および積
層体の製造または組み立て法についてはこれらの特許に
開示・教示されている。
【００３３】
【実施例の記載】実 験 本発明をさらに充分に例証するために以下に実施例を挙
げる。これらの実施例は単なる例示であり、いかなる意
味でも本発明をこれらの具体例に限定する意図はない。
これらの実施例において特に断わらない限り部およびパ
ーセントはすべて重量基準である。
【００３４】 表１：ポリカーボネート樹脂の分子量と それから作成した積層体の強制侵入性能の比較 樹 脂 分 析 シート 分析 メルト メルト 強制侵入試験 積層体 フロー フロー H.P. 構造 g/10分 ＭＷ／ＭＮ g/10分 ＭＷ／ＭＮ ＡＳＴＭ White 対照： MPC500 5.94 28.3/9.2 II/15 MPC500 5.60 II/15 MPC500 5.94 28.3/9.2 7.49** 29.3/8.9* III/20 I/14 29.5/7.9** MPC500 5.94 28.3/9.2 7.49** 29.3/8.9* III/19 I/14 29.5/7.9** 本発明： MPC500 3.22 32.1/4.6 3.92* 33.2/19.5 * III/19 3.97** 32.5/13.3 ** MPC500 3.22 32.1/14.6 3.92* 33.2/19.5 * IV/27 3.97** 32.5/13.3 ** MPC500 3.22 32.1/14.6 3.92* 33.2/19.5 * III/19 II/20 3.97** 32.5/13.3 ** MPC500 3.22 32.1/14.6 3.92* 33.2/19.5 * III/20 II/17 3.97** 32.5/13.3 ** MPC500 3.22 32.1/14.6 4.07* 31.9/14.6 * II/15 I/14 3.70** 32.0/14.6 ** MPC500 3.22 32.1/14.6 4.07* 31.9/14.6 * III/18 I/14 3.70** 32.0/14.6 ** 表１注： １）ＭＰＣ５００はハードコート、プライマー、１／８″ポリカーボネートシー ト、接着剤中間層、１／４″ポリカーボネートコアシート、接着剤中間層、１／ ８″ポリカーボネートシート、プライマー、およびハードコートの構造を有する 対称安全ガラス積層体である。 ２）強制侵入結果はＡＳＴＭ試験番号Ｆ−１２３３およびＨ．Ｐ．Ｗｈｉｔｅ試 験番号ＴＰ／０５００．０１におけるボディーパッセージ(Body Passage)性能と された達成クラス／最後段階として表わした。 ３）ＭＷ／ＭＮはポリカーボネート樹脂の分子量を重量平均分子量と数平均分子 量の比として表わす（×１０００）。すなわち、ＭＷ／ＭＮの下の３１．７／１ ３．０は重量平均分子量が３１，７００、数平均分子量が１３，０００であるこ とを示す。重量平均分子量は詳細な説明に述べたＧＰＣ法で測定する。 ４）＊は１／８″外側ポリカーボネートシートに対するデータであり、 ＊＊は１／４″コアポリカーボネートシートに対するデータである。 表２：ポリカーボネート樹脂の分子量と それから作成した積層体の強制侵入性能の比較 樹 脂 分 析 シート 分析 メルト メルト 強制侵入試験 積層体 フロー フロー H.P. 構造 g/10分 ＭＷ／ＭＮ g/10分 ＭＷ／ＭＮ ＡＳＴＭ White 対照： MPC375 5.94 28.3/9.2 II/15 I/14 MPC375 5.94 28.3/9.2 II/10 I/12 FE250 5.94 28.3/9.2 II/14 I/14 FE250 5.94 28.3/9.2 I/5 I/13 本発明： MPC375 3.22 32.1/14.6 3.62 31.8/12.4 II/14 I/14 MPC375 3.22 32.1/14.6 3.62 31.8/12.4 II/15 I/14 FE250 3.22 32.1/14.6 3.92 33.2/19.5 II/15 I/13 FE250 3.22 32.1/14.6 3.92 33.2/19.5 II/10 I/11 FE250 3.22 32.1/14.6 4.07 31.9/14.6 II/15 I/14 FE250 3.22 32.1/14.6 4.07 31.9/14.6 II/10 I/14 表２注（表１の注も参照のこと）： １）ＭＰＣ３７５はハードコート、プライマー、３／１６″ポリカーボネートシ ート、接着剤中間層、３／１６″ポリカーボネートシート、プライマー、および ハードコートの構造を有する対称安全ガラス積層体である。 ２）ＦＥ２５０はポリカーボネート層が３／１６″厚である代わりに１／８″厚 である以外はＭＰＣ３７５と同じ対称安全ガラス積層体である。 ３）強制侵入結果はＡＳＴＭ試験番号Ｆ−１２３３およびＨ．Ｐ．Ｗｈｉｔｅ試 験番号ＴＰ／０５００．０１におけるボディーパッセージ(Body Passage)性能と された達成クラス／最後段階として表わした。 ４）ＭＷ／ＭＮはポリカーボネート樹脂の分子量を重量平均分子量と数平均分子 量の比として表わす（×１０００）。すなわち、ＭＷ／ＭＮの下の３１．７／１ ３．０は重量平均分子量が３１，７００、数平均分子量が１３，０００であるこ とを示す。重量平均分子量は詳細な説明に述べたＧＰＣ法で測定する。
【００３５】表１と表２から、高めの分子量のポリカー
ボネートを利用した本発明の積層体は、低めの分子量を
有する市販ポリカーボネートを利用した同等の積層体と
比較して強制試験性能が改良される傾向があることが分
かる。この結果を仔細に検討すると多少データのばらつ
きがあることが分かるが、他の要素は実験的に可能な限
り同じまたは一定に保って低めの分子量のポリカーボネ
ートの代わりに高めの分子量のポリカーボネートを使っ
たときにより良い強制侵入性能が得られる傾向は充分に
確立されているように思われる。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリカーボネート層を含めて複数の層を
    含む耐衝撃・ショック性の積層体であって、前記ポリカ
    ーボネートが約３１，５００を越える分子量を有する積
    層体。
  2. 【請求項２】 さらに、耐擦傷性のコーティングを外面
    上に有する、請求項１記載の積層体。
  3. 【請求項３】 さらに、ガラスおよびアクリレートポリ
    マーより成る群の中から選択される層を含む、請求項１
    記載の積層体。
  4. 【請求項４】 前記ポリカーボネートがさらに、約０．
    ６〜約４．５ｇ／１０分の範囲のメルトフローを有す
    る、請求項１記載の積層体。
  5. 【請求項５】 ポリカーボネート層を含めて複数の層を
    含む耐衝撃・ショック性の積層体であって、前記ポリカ
    ーボネートが約３２，０００を越える分子量を有する積
    層体。
  6. 【請求項６】 前記ポリカーボネートがさらに、約０．
    ９〜約４．５ｇ／１０分の範囲のメルトフローを有す
    る、請求項５記載の積層体。
  7. 【請求項７】 ポリカーボネート層を含めて複数の層を
    含む耐衝撃・ショック性の積層体であって、前記ポリカ
    ーボネートが約３２，５００を越える分子量を有する積
    層体。
  8. 【請求項８】 前記ポリカーボネートがさらに、約１．
    ０〜約４．５ｇ／１０分の範囲のメルトフローを有す
    る、請求項７記載の積層体。
  9. 【請求項９】 ポリカーボネート層を含めて複数の層を
    含む耐衝撃・ショック性の積層体であって、前記ポリカ
    ーボネートが約０．６〜約４．５ｇ／１０分の範囲のメ
    ルトフローを有する積層体。
  10. 【請求項１０】 さらに、ポリシロキサン‐ポリカーボ
    ネートコポリマーから成る層を含む、請求項１記載の積
    層体。
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