JPWO2005118503A1 - 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス - Google Patents

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Abstract

強い太陽光線が合わせガラスに対して長期間さらされた場合でも、光透過率の低下や中間膜の黄変が生じ難い、遮熱性を有する合わせガラス用中間膜を得る。マトリックス樹脂と、液状可塑剤と、絶縁性の不活性物質により表面が被覆された遮熱粒子とを含む合わせガラス用中間膜。

Description

本発明は、高い遮熱性を有し、かつ、長期間日射にさらされた場合でも可視光透過率の低下や反射イエローインデックス値の上昇を生じ難い合わせガラス用中間膜及び合わせガラスに関する。
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、自動車等の車両、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。合わせガラスとしては、少なくとも一対のガラス間に、例えば、可塑剤により可塑化されたポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール樹脂からなる合わせガラス用中間膜を介在させ、一体化させたもの等が挙げられる。
しかし、このような合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスは安全性には優れているものの、遮熱性に劣るという問題点があった。光線のなかでも、可視光より長い780nm以上の波長を持つ赤外線は、紫外線と比較するとエネルギー量が約10%程度と小さいものの、熱的作用が大きく、いったん物質に吸収されると熱として放出され温度上昇をもたらすことから、一般に熱線と呼ばれている。従って、例えば、自動車のフロントガラスやサイドガラスから入射してくる光線のうち、熱的作用の大きな赤外線(熱線)を遮断できるようにすれば、遮熱性が高まり、自動車内部の温度上昇を抑えることができる。近年の傾向として、自動車等におけるガラス開口部面積が増大しており、合わせガラスの遮熱性を高くし、ガラス開口部に熱線カット機能を付与する必要が増大している。
これに対して、特許文献1には、遮熱性能を有する錫ドープ酸化インジウム微粒子やアンチモンドープ酸化錫微粒子等の遮熱粒子をポリビニルアセタール樹脂に分散させてなる合わせガラス用中間膜が開示されている。このような合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスは、遮熱性、電磁波透過性に優れたものとなる。
しがしながら、このような遮熱粒子を含有する合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスに、スーパーキセノン光やスーパーUV光等の高エネルギー線を照射すると、遮熱粒子が有する表面活性が原因となり、マトリックス樹脂の劣化が促進され、同時に、遮熱粒子も変色してしまうという問題があった。このようなマトリックス樹脂の劣化や遮熱粒子の変色は、合わせガラスが長期にわたって日射にさらされた場合にも起こると考えられる。マトリックス樹脂の劣化や遮熱粒子の変色は、合わせガラスの可視光透過率Tvの低下や黄色味の指標となる反射イエローインデックス値が上昇の原因となることから、特に車両用に用いる場合には安全性の点から重要な問題となっていた。
WO01/25162号公報
本発明は、上記現状に鑑み、高い遮熱性能を有し、かつ、長期間日射にさらされた場合でも可視光透過率の低下や反射イエローインデックス値の上昇のない合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを提供することを目的とする。
本発明は、マトリックス樹脂、液状可塑剤、及び、絶縁性の不活性物質により表面が被覆された遮熱微粒子を含有する合わせガラス用中間膜である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、絶縁性の不活性物質により表面が被覆された遮熱微粒子が可塑剤を含有するマトリックス樹脂中に均一に分散された合わせガラス用中間膜は、優れた加熱性能を維持したまま、長期間日射にさらされた場合にも可視光線透過率Tvの低下や反射イエローインデックス値の上昇がないことを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の合わせガラス用中間膜は、マトリックス樹脂、可塑剤及び遮熱粒子を含有する。上記遮熱粒子は、絶縁性の不活性物質により表面が被覆されたものである。本発明の合わせガラス用中間膜は、遮熱粒子を含有することにより熱線の透過を防止できることに加え、遮熱粒子の表面が絶縁性の不活性物質により被覆されることにより、遮熱粒子の表面活性が抑制され、マトリックス樹脂の劣化や遮熱粒子の変色を防止することができる。
上記絶縁性の不活性物質としては特に限定されないが、本発明のある特定の局面では、5.0eV以上のバンドギャップエネルギーを有する絶縁性不活性物質、例えば絶縁性金属酸化物が挙げられる。
また、本発明の他の特定の局面では、上記不活性物質として例えば、リン酸塩、絶縁性金属酸化物、有機ケイ素化合物からなる群より選択される少なくとも1種が用いられる。
すなわち、本発明のより限定的な特定の局面では、上記不活性物質としてリン酸塩が用いられる。また、本発明のより限定的な他の局面としては、上記不活性物質として絶縁性金属酸化物が用いられる。本発明のさらに限定的な他の特定の局面では、下記の一般式(A)で表される有機ケイ素化合物が用いられる。
Si(OR (A)
式(A)中、Rは、アルキル基を表し、Rは、アルキル基、ポリオキシアルキレン基、フェニル基、スチリル基、(メタ)アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、イソシアネート基、メルカプト基、ウレイド基等を含む有機官能基を表す。a、bは、1〜3の整数を表す。ただし、a+bは4である。
また、上記絶縁性の不活性物質は、好ましくは、5.0eV以上のバンドギャップエネルギーを有する絶縁性不活性物質、特に、絶縁性金属酸化物により構成される。
上記遮熱粒子は、好ましくは、不活性物質としてのリン酸塩により表面が被覆されたものである。
上記リン酸塩としては特に限定されないが、例えば、水酸アパタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、リン酸三カルシウム、及び、リン酸八カルシウムからなる群より選択される少なくとも1種が好適である。
また、上記リン酸塩としては、リンモリブデン酸アンモニウム、リンタングステン酸アンモニウム、及び、リンバナジウム酸アンモニウムからなる群より選択される少なくとも1種も好適である。
上記遮熱粒子をリン酸塩で被覆する方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、微粒子の表面をアパタイトで被覆する方法が特開11−267519号公報に記載されている。また、例えば、リンと遷移金属とからなるアンモニウム塩を用いて微粒子を被覆する方法としては、例えば、リンモリブデン酸アンモニウムの場合には、粒子表面に予めリン酸を吸着させておき、次いで、吸着したリン酸とモリブデン酸アンモニウムとを反応させるリン−モリブデン酸反応を用いた方法等が挙げられる。
上記絶縁性金属酸化物としては特に限定されないが、例えば、酸化ケイ素(バンドギャップエネルギー:約9.0eV)、酸化アルミニウム(バンドギャップエネルギー:約6.0〜8.0eV)、及び、酸化ジルコニウム(バンドギャップエネルギー:約5.0eV)からなる群より選択される少なくとも1種が好適である。
上記遮熱粒子を絶縁性金属酸化物で被覆する方法としては特に限定されず、例えば、対応する金属を含む金属アルコキシドのゾルゲル反応を利用した方法、アセチルアセトン等のキレート化合物を利用する方法、塩化物等の金属塩を利用する方法等が挙げられる。
上記一般式(A)で表される有機ケイ素化合物は、加水分解性基がケイ素原子に1〜3個結合した分子骨格、すなわち、加水分解性有機シリル基を有するものである。上記加水分解性有機シリル基は、同じケイ素原子を介して加水分解性を有する官能基が複数個結合したものであってもよいし、1分子中にケイ素原子が2個以上ある場合にあっては、各ケイ素原子に少なくとも1個以上の加水分解性を有する官能基が結合したものであってもよい。
上記加水分解性シリル基は、ケイ素原子と加水分解性基との結合が加水分解反応により切断されうる官能基である。上記加水分解性基としては特に限定されず、例えば、アルコキシ基、オキシム基、アルケニルオキシ基、アセトキシ基;塩素、臭素等のハロゲン基等が挙げられる。ケイ素原子に結合した上記加水分解性基はすべて同じ種類であってもよいし、すべて種類が異なってもよい。
上記アルコキシ基としては特に限定されず、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、tert−ブトキシ基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基等が挙げられる。
上記式(A)で表される加水分解性有機シリル基を有する有機ケイ素化合物において、Rとしてはアルキル基、ポリオキシアルキレン基、フェニル基、スチリル基、(メタ)アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、イソシアネート基、メルカプト基、ウレイド基等を含む有機官能基が挙げられるが、なかでも、フェニル基、スチリル基等の芳香環を分子中に有する芳香族系官能基が好ましい。Rが芳香族系官能基である場合には、有機溶剤との親和性が向上する。なかでも、下記一般式(B)で表される構造を有する芳香族基が特に好適である。
−R−R (B)
式(B)中、Rは炭素数が1〜12のアルキル基又は重合度が1〜12のポリオキシアルキレン基を表し、Rはフェニレン基、スチリレン基等の芳香環を含む基を表し、Rは炭素数が1〜12のアルキル基又は重合度が1〜12のポリオキシアルキレン基を表す。cは0〜1の整数を表し、dは0〜1の整数を表す。
後述するように本発明の合わせガラス用中間膜を製造する際には、上記遮熱粒子を液状可塑剤に分散させた分散液を調製し、これをマトリックス樹脂と混合する方法が採られることが一般的である。このような方法により合わせガラス用中間膜を製造する場合、分散液中での遮熱粒子の分散性が、得られる合わせガラス用中間膜中における遮熱粒子の分散状態に大きく影響し、ひいては透明性等の光学性能に大きく影響する。上記有機ケイ素化合物として芳香族有機ケイ素化合物を用いた場合には、液状可塑剤との親和性が特に高く、良好に分散した分散液が得られることから好ましい。
上記一般式(A)で表される加水分解性有機シリル基を有する有機ケイ素化合物としては、具体的には例えば、ジメトキシジメチルシラン、シクロヘキシルジメトキシメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシメチルオクチルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、クロロメチル(ジイソプロポキシ)メチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、メチルトリメトキシシラン、トリメトキシプロピルシラン、イソブチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、(3−クロロプロピル)トリメトキシシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、トリス(2−メトキシエトキシ)ビニルシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシ(3−グリシドキシプロピル)メチルシラン、トリメトキシ[2−(7−オキサビシクロ[4.1.0]−ヘプト−3−イル)エチル]シラン、クロロトリメトキシシラン、クロロトリエトキシシラン、クロロトリス(1,3−ジメチルブトキシ)−シラン、ジクロロジエトキシシラン、3−(トリエトキシシリル)−プロピオニトリル、4−(トリエトキシシリル)−ブチロニトリル、3−(トリエトキシシリル)−プロピルイソシアネート、3−(トリエトキシシリル)−プロピルチオイソシアネート、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、1,3,5,7−テトラエトキシ−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3.5,7−テトラプロキシシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトライソプロポキシ−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラブトキシ−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタエトキシ−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラフェニルシクロテトラシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルシクロトリシラザン、1,1,3,3,5,5,7,7−オクタメチルシクロテトラシラザン、1,7−ジアセトキシオクタメチルテトラシロキサン、1,7−ジクロロオクタメチルテトラシロキサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジクロロトリシロキサン、1,3−ジクロロテトライソプロピルジシロキサン、1,3−ジエトキシテトラメチルジシロキサン、1,3−ジメトキシテトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジクロロジシロキサン、1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン、ジアセトキシジフェニルシラン、メチルトリス(エチルメチルケトオキシム)シラン、ビス(エチルメチルケトオキシム)メチルイソプロポキシシラン、ビス(エチルメチルケトオキシム)エトキシメチルシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシルエチル)トリメチルシラン、トリス(1−メチルビニロキシ)ビニルシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、ジアセトキシジメチルシラン、トリアセトキシビニルシラン、テトラアセトキシシラン、ジアセトキシメチルフェニルシラン、ジメトキシエチルメチルケトオキシムメチルシラン等が挙げられる。
ただし、上記式(A)で表される加水分解性有機シリル基を有する有機ケイ素化合物のなかでも、カチオン性有機シリル化合物であるn−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、n−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、n−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−n−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、n−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等は、かえって遮熱粒子の凝集を引き起こすことがある。これは、遮熱粒子表面に存在し、カチオン的に帯電したこれらのアミン系有機シラン化合物が、近傍に存在する他の遮熱粒子の表面で反応せずに残存するアニオン性の水酸基と相互作用をするためであると考えられる。
上記被覆の態様としては特に限定されず、上記遮熱粒子の活性な表面を覆い、マトリックス樹脂の劣化等を抑制できる程度であればよく、表面を完全に被覆するような状態であってもよいし、あるいは、縞状に被覆されて、部分的に被覆されていない部分があってもよい。また、遮熱粒子の表面上に絶縁性の不活性物質が吸着、担持、堆積されていてもよい。
上記遮熱粒子を被覆する絶縁性の不活性物質の層の厚さの好ましい下限は1nm、好ましい上限は20nmである。1nm未満であると充分な表面活性の抑制効果が得られないことがあり、20nmを超えると、得られる合わせガラス用中間膜の可視光に対する透明性が劣ることがある。より好ましい上限は10nmである。
また、形成された絶縁性の不活性物質の層の屈折率は、上記遮熱粒子の屈折率よりも小さく、上記マトリックス樹脂や可塑剤の屈折率よりも大きいことが好ましい。
上記絶縁性の不活性物質により被覆された遮熱粒子の平均粒子径の好ましい下限は5nm、好ましい上限は100nmである。5nm未満であると、マトリックス樹脂中に分散させることが困難となることがあり、100nmを超えると、得られる遮熱合わせガラスの可視光透過率が低く、ヘイズ値が大きいことがある。より好ましい下限は10nm、より好ましい上限は80nmである。
上記遮熱粒子の含有量は、上記マトリックス樹脂100重量部に対して好ましい下限が0.1重量部、好ましい上限が3重量部である。含有量が0.1重量部未満であると充分な遮熱効果が得られないことがあり、3重量部を超えると可視光の透過率が低下することがある。
上記マトリックス樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリビニルアセタール樹脂等が好適である。上記ポリビニルアセタール樹脂としては、ポリビニルアルコールをアルデヒドによりアセタール化して得られるポリビニルアセタール樹脂であれば特に限定されるものではないが、ポリビニルブチラールが好適である。また、必要に応じて2種以上のポリビニルアセタール樹脂を併用してもよい。
上記ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度の好ましい下限は40%、好ましい上限は85%であり、より好ましい下限は60%、より好ましい上限は75%である。
上記ポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアルコールをアルデヒドによりアセタール化することにより調製することができる。
上記原料となるポリビニルアルコールは、通常、ポリ酢酸ビニルを鹸化することにより得られ、鹸化度80〜99.8モル%のポリビニルアルコールが一般的に用いられる。
また、上記ポリビニルアルコールの重合度の好ましい下限は200、好ましい上限は3000である。200未満であると、得られる合わせガラスの耐貫通性が低下することがあり、3000を超えると、樹脂膜の成形性が悪くなり、しかも樹脂膜の剛性が大きくなり過ぎ、加工性が悪くなることがある。より好ましい下限は500、より好ましい上限は2000である。
上記アルデヒドとしては特に限定されないが、一般には、炭素数が1〜10のアルデヒドが好適に用いられる。上記炭素数が1〜10のアルデヒドとしては、例えば、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、n−バレルアルデヒド、2−エチルブチルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、n−オクチルアルデヒド、n−ノニルアルデヒド、n−デシルアルデヒド、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ペンズアルデヒド等が挙げられる。なかでも、n−ブチルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、n−バレルアルデヒドが好ましく、炭素数が4のブチルアルデヒドがより好ましい。これらのアルデヒドは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、一塩基性有機酸エステル、多塩基性有機酸エステル等の有機系可塑剤;有機リン酸系、有機亜リン酸系等のリン酸系可塑剤等が挙げられる。
上記一塩基性有機酸エステル系可塑剤としては特に限定されず、例えば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコールと、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、2−エチル酪酸、ヘプチル酸、n−オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸(n−ノニル酸)、デシル酸等の一塩基性有機酸との反応によって得られたグリコール系エステルが挙げられる。なかでも、トリエチレングリコール−ジカプロン酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−2−エチル酪酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−n−オクチル酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキシル酸エステル等のトリエチレングリコール有機酸エステル等が好適である。
上記多塩基性有機酸エステル系可塑剤としては特に限定されず、例えば、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の多塩基性有機酸と炭素数4〜8の直鎖状又は分枝状アルコールのエステル等が挙げられる。なかでも、ジブチルセバシン酸エステル、ジオクチルアゼライン酸エステル、ジブチルカルビトールアジピン酸エステル等が好適である。
上記有機リン酸系可塑剤としては特に限定されず、例えば、トリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート、トリイソプロピルホスフェート等が挙げられる。
本発明の遮熱合わせガラス用中間膜における上記可塑剤の含有量としては、上記マトリックス樹脂100重量部に対して好ましい下限が20重量部、好ましい上限が100重量部である。20重量部未満であると、耐貫通性が低下することがあり、100重量部を超えると、可塑剤のブリードアウトが生じて透明性や接着性が低下し、得られる遮熱合わせガラス用中間膜の光学歪みが大きくなることがある。より好ましい下限は30重量部、より好ましい上限は60重量部である。
本発明の遮熱合わせガラス用中間膜は、更に、接着力調整剤を含有することが好ましい。上記接着力調整剤としては特に限定されないが、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩が好適に用いられる。上記アルカリ金属塩及び/又はアルカリ土穎金属塩としては特に限定されず、例えば、カリウム、ナトリウム、マグネシウム等の塩が挙げられる。上記塩を構成する酸としては特に限定されず、例えば、オクチル酸、ヘキシル酸、酪酸、酢酸、蟻酸等のカルボン酸の有機酸、又は、塩酸、硝酸等の無機酸が挙げられる。
上記アルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩のなかでも、炭素数2〜16の有機酸のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩が好ましく、炭素数2〜16のカルボン酸マグネシウム塩及び炭素数2〜16のカルボン酸カリウム塩がより好ましい。
上記炭素数2〜16の有機酸のカルボン酸マグネシウム塩又はカリウム塩としては特に限定されないが、例えば、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、プロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸カリウム、2−エチルブタン酸マグネシウム、2−エチルブタン酸カリウム、2−エチルヘキサン酸マグネシウム、2−エチルヘキサン酸カリウム等が好適に用いられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記接着力調整剤の含有量としては特に限定されないが、上記マトリックス樹脂100重量部に対して好ましい下限が0.001重量部、好ましい上限が1.0重量部である。0.001重量部未満であると、高湿度雰囲気下で合わせガラス用中間膜周辺部の接着力が低下することがあり、1.0重量部を超えると、接着力が低くなりすぎるうえに合わせガラス用中間膜の透明性が失われることがある。より好ましい下限は0.01重量部、より好ましい上限は0.2重量部である。
本発明の合わせガラス用中間膜は、更に、紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
上記紫外線吸収剤としては、Propanedioc acid[(4−methoxyphenyl)−methylene]−dimethyl ester(Clariant社製:Hostavin・PR−25)等のマロン酸エステル系紫外線吸収剤及び/又は2−Ethyl,2’−ethoxy−oxalanilide(Clariant社製:Sanduvor・VSU)等のシュウ酸アニリド系紫外線吸収剤が好適である。上記紫外線吸収剤としては、この他にも、従来公知のベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系、ベンゾエート系の紫外線吸収剤を併用してもよい。
上記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール(Tinuvin
P、チバガイギー社製)、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール(Tinuvin 320、チバガイギー社製)、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール(Tinuvin 326、チバガイギー社製)、2−(2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール(Tinuvin 328、チバガイギー社製)等や、LA−57(アデカアーガス社製)等のヒンダードアミン系のものが挙げられる。
上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、オクタベンゾン(Chimassorb81、チバガイギー社製)が挙げられる。
上記トリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシトフェノール(Tinuvin 1577FF、チバガイギー社製)が挙げられる。
上記ベンゾエート系としては、例えば、2,4−ジ−tert−ブチルフェニル−3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート(Tinuvin 120、チバガイギー社製)等が挙げられる。
上記紫外線吸収剤の含有量としては特に限定されないが、上記マトリックス樹脂100重量部に対する好ましい下限が0.01重量部、好ましい上限が5.0重量部である。0.01重量部未満であると、紫外線吸収の効果がほとんど得られないことがあり、5.0重量部を超えると、樹脂の耐候劣化を引き起こすことがある。より好ましい下限は0.05重量部、より好ましい上限は1.0重量部である。
本発明の合わせ遮熱ガラス用中間膜は、更に必要に応じて、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤(変成シリコーンオイル)、難燃剤、帯電防止剤、接着力調整剤、耐湿剤、熱線反射剤、熱線吸収剤等の添加剤を含有してもよい。
スーパーUV光を300時間照射したときに下記の式(1)により算出される可視光透過率変化(ΔTv)が0%以上、式(2)により算出される反射イエローインデックス値変化(ΔY1)が0、または負の値、言い換えれば0%以下であることが必要である。
Figure 2005118503
これにより、本発明の合わせガラス用中間膜を長期間日射にさらした場合でも、可視光透過率Tvが低下したり、反射イエローインデックス値が上昇したりすることがない。
なお、本明細書においてスーパーUV光とは、短時間の照射で中間膜や合わせガラスの耐候劣化を促進させることができる、UV光を主波長とする高エネルギー線を意味する。本発明においては、合わせガラスの状態にて、アイスーバーUVテスター(岩崎電気社製、SUV−F11型)を用いて波長295〜450nmの紫外線を235mmの距離から100mW/cmの強度で、ブラックパネル温度63℃の条件で、300時間照射した際の可視光透過率及び反射イエローインデックス値の変化率を耐候性の指標とした。
本発明の合わせガラス用中間膜を用いてなる合わせガラスもまた、本発明の1つである。
なお、スーパーUV光は合わせガラスの状態で照射してもよい。
本発明の遮熱合わせガラス用中間膜の厚さとしては特に限定されないが、合わせガラスとしたときに最小限必要な耐貫通性や耐候性を考慮すると、実用的な好ましい下限は0.3mm、好ましい上限は0.8mmである。ただし、耐貫通性の向上等、必要に応じて本発明の合わせガラス用中間膜及びそれ以外の合わせガラス用中間膜を積層して使用してもよい。
上記マトリックス樹脂、可塑剤、及び、遮熱粒子等を含有する膜状体を作製する方法としては特に限定されず、例えば、上記絶縁性の不活性物質により表面が被覆された遮熱粒子を上記液状可塑剤に分散させた分散液と、必要に応じて配合する添加剤とを、上記マトリックス樹脂に添加して混練し、成形する方法等が挙げられる。上記混練の方法としては特に限定されず、例えば、押出機、プラストゲラフ、ニーダー、バンバリーミキサー、カレンダーロール等を用いる方法が挙げられる。なかでも、連続的な生産に適することから、押出機を用いる方法が好適である。また、成形の方法としては特に限定されず、押し出し法、カレンダー法、プレス法等が挙げられる。なかでも、2軸同方向による押し出し法は、ヘイズ値を更に低減できることから好適である。
本発明の遮熱合わせガラス用中間膜は、絶縁性の不活性物質により表面が被覆された遮熱粒子を含有することにより、高い遮熱性と耐候性とを示す。使用条件下において強い太陽光線に晒された場合でも、遮熱性を有するとともに高い可視光線透過率を実現できる。従って、本発明の遮熱合わせガラス用中間膜は、自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス、ルーフガラス;航空機や電車等の乗り物のガラス部位、建築用ガラス等に用いる合わせガラスに好適に用いることができる。
本発明の遮熱合わせガラス用中間膜を用いてなる合わせガラスもまた、本発明の1つである。
本発明の合わせガラスは、少なくとも一対のガラス間に本発明の合わせガラス用中間膜が挟持されたものである。
上記ガラスとしては特に限定されず、従来公知の透明板ガラス等を用いることができる。なかでも、900〜1300nmの全波長域において日射透過率が65%以下である熱線吸収ガラスが好適である。錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子やアンチモンドープ酸化錫(ATO)微粒子の赤外線カット性が1300nmより長波長側で大きく、900nm〜1300nmの領域では比較的小さいことから、このような熱線吸収ガラスと組み合わせることにより高い日射カット効果を得ることができる。
また、ガラスの代わりにポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等の透明性のプラスチックを用いてもよい。
本発明の合わせガラスを製造する方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
本発明の合わせガラスは、高い可視光透過率と遮熱性能を両立した合わせガラスであり、長期間日射にさらされる自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス、ルーフガラス;航空機や電車等の乗り物のガラス部位、建築用ガラス等として好適に用いられる。
本発明によれば、高い遮熱性と耐候性とを有し、しかも、可視光線透過率にも優れる遮熱合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを提供することができる。
また、高温・高湿の製造過程を経ても合わせガラスにしたときのヘイズ値が悪化しない中間膜が望ましい。合わせガラスのヘイズ値は、合わせガラス用中間膜における遮熱粒子の粒子径に大きく支配されており、遮熱粒子の粒子径が大きいとヘイズ値も悪化する。
このような問題に対して、WO01/25162号公報には、遮熱粒子の一次粒子径を規定することにより、得られる合わせガラスのヘイズ値の悪化を抑える方法が開示されている。しかしながら、現実には一次粒子径が充分に小さな遮熱粒子を用いても、ヘイズ値が低下することがありヘイズ値の悪化を完全に抑えることは困難であった。これは、主に遮熱粒子と合わせガラス用中間膜に用いる樹脂との親和性が低いために、特に高温・高湿の製造過程を経ることにより、合わせガラス用中間膜中で、ソルベントショックと呼ばれる遮熱粒子の凝集が生じることに起因すると考えられている。
従って、ソルベントショックと呼ばれる遮熱粒子の凝集を抑える目的から、本発明は、絶縁性の不活性物質と表面疎水化剤とにより被覆された遮熱性金属酸化物微粒子であることが好ましい。
絶縁性の不活性物質と表面疎水化剤とにより被覆された遮熱性金属酸化物微粒子(以下、遮熱粒子ともいう)を用いれば、遮熱粒子が均一に分散した合わせガラス用中間膜を容易に製造することができる。
上記遮熱粒子は、表面活性を低減する目的で絶縁性の不活性物質により表面が被覆されている。本発明の遮熱合わせガラス用中間膜は、遮熱粒子を含有することにより熱線の透過を防止できることに加え、遮熱粒子の表面が不活性物質により被覆されることにより、遮熱粒子の表面活性が抑制され、マトリックス樹脂の劣化や遮熱粒子の変色を防止することができる。
ここで不活性物質とは、上記遮熱粒子のもつ表面活性をより小さくしうるものを意味し、堆積、吸着、担持、固溶、化学結合等により微粒子表面に被覆層を形成しうるものである。粒子表面における被覆率は、表面活性を低減できる程度であればよく、完全に覆われている必要はない。すなわち、遮熱粒子の表面が部分的に露出するように、不活性物質より遮熱粒子が被覆されていてもよい。
また、不活性物質は1種類である必要はなく、上記遮熱粒子の遮熱性能を阻害しない範囲で単一の層に2種類以上の不活性物質を複合化させてもよいし、多層被覆構造にしてもよい。
本発明の遮熱合わせガラス用中間膜において、マトリックス樹脂中や液状可塑剤中における遮熱粒子の分散性を高めるために、遮熱粒子の表面を上記不活性物質で被覆した後、更に表面疎水化剤により被覆している。前記表面活性剤により被覆することにより、ソルベントショックによる上記遮熱粒子の凝集の可能性が低減し、その結果、可視光透過率やヘイズ値の悪化が妨げられる。
上記表面疎水化剤としては、界面活性効果を持つものであれば特に限定されず、例えば、反応性有機ケイ素化合物、反応性有機チタン化合物、反応性有機アルミニウム化合物、反応性ジルコニア−アルミニウム化合物等が挙げられる。
また、これらの表面疎水化剤が芳香族化合物である場合には、樹脂や可塑剤への分散性が良好となるので好適に用いることができる。
また、表面疎水化剤としては、例えば、カルボキシル基を分子中に有する化合物、アルコール系水酸基を有する化合物、フェノール系水酸基を有する化合物、イソシアネート基を有する化合物、加水分解性シリル基を有する化合物、フェノール系水酸基を有する化合物、イソシアネート基を有する化合物、加水分解性シリル基を有する化合物、加水分解性チタネート基を有する化合物、加水分解性アルミナート基を有する化合物、加水分解性ジルコア−アルミナート基を有する化合物等を用いることができる。また、アニソール等の芳香族骨格に結合したメトキシ基等を利用することにより疎水性を付与できる。また、四塩化炭素、第四アンモニウム塩化合物等を表面疎水化剤として用い、粒子表面に電荷移動反応を引き起こして表面を疎水化処理してもよい。Mo(η−C錯体、Cr(η−C錯体、Co(CO)クラスター、Ru(CO)12クラスター等を表面疎水化剤として反応させれば、粒子表面に疎水性を付与しうる金属錯体触媒又は金属クラスターとして働く。
上記表面疎水化剤において、有機成分と親和性を有する疎水性基としては特に限定されず、例えば、アルキル基、ポリオキシアルキレン基、フェニル基、スチリル基、(メタ)アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、イソシアネート基、メルカプト基、アミノ基、ウレイド基等が挙げられる。
上記表面疎水化剤としての上記有機ケイ素化合物としては、前述した式(A)で表される有機ケイ素化合物が用いられ得るが、この場合には、遮熱粒子を被覆する上記絶縁性の不活性物質は、上記表面疎水化剤でもあり両者を兼用する被覆層となる。
上記有機チタン化合物としては特に限定されず、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ−n−ドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルピロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスフィト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルピロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルピロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリロイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルドタ(N−アミノエチル−アミノメチル)チタネート等が挙げられる。なかでも、上記液状可塑剤との親和性に優れることから、イソプロピルトリ−n−ドデシルベンゼンスルホニルチタネート等の構造内に芳香環を有するものが好適である。
上記有機アルミニウム化合物としては特に限定されず、例えば、アルミニウムエトキサイド、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムジイソプロピレートモノセカンダリーブチレート、アルミニウムセカンダリーブチレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムオキサイドイソプロポキサイドトリマー、アルミニウムオキサイドオクチレートトリマー、アルミニウムオキサイドステアレートトリマー等が挙げられる。
上記アルコール系水酸基及び/又はフェノール系水酸基を有する化合物としては特に限定されず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デシルアルコール、n−ドデシルアルコール、n−テトラデシルアルコール、n−ヘキサデシルアルコール、n−オクタデシルアルコール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソペンチルアルコール、(−)−2−メチル−1−ブタノール、tert−ペンチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、アリルアルコール、クロチルアルコール、メチルビニルカルビノール、ベンジルアルコール、α−フェニルエチルアルコール、β−フェニルアルコール、ジフェニルカルビノールトリフェニルカルビノール、シンナミルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール、カテコール、アミノフェノール、メチルフェノール、p−エチルフェノール、p−オクチルフェノール、o−メトキシフェノール、o−エトキシフェノール、p−ドデシルフェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、α−ナフトール、β−ナフトール、p−ニトロフェノール、o−ニトロフェノール、ノニルフェノール、ハイドロキノン、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、p−オキシ安息香酸メチル、β−オキシナフトエ酸、サリチル酸、1,4−ジヒドロキシナフタレン、o−フェニルフェノール、m−フェニルフェノール、p−フェニルフェノール、フェノール、4−フェノキシフェノール、4−t−ブチルカテコール、2−tert−ブチルヒドロキノン、p−t−ブチルフェノール、プロトカテキュ酸、ヘプチルパラベン、2−メチル−6−t−ブチルフェノール、レゾルシン等が挙げられる。また、これらは単独で用いてもよいし、複数個を組み合わせて用いてもよい。また、1分子中に2個以上のアルコール性水酸基を有する多価アルコール、又は、ポリオールを用いてもよい。特に中間膜可塑剤との親和性を考えると、構造内に芳香環を有する化合物が分散性に優れている。
表面疎水化剤を用いた遮熱粒子の表面処理方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いることができ、流動床法、スプレー法等の乾式法;水や有機溶剤を用いた湿式法;有機溶剤に上記反応性表面処理剤を直接添加するインテグラルブレンド法;オートクレーブ法、超臨界流体を用いた処理、還流法等を用いることができる。
上記不活性物質と、上記表面疎水化剤として同じ種類の化合物が記載されている箇所があるが、これは不活性物質が疎水化効果を併せ持つ場合である。
上記液状可塑剤としては特に限定されず、例えば、ジヘキシルアジペート、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート、テトラエチレングリコール−ジ−2−エチルブチレート、テトラエチレングリコール−ジ−ヘプタノエート、トリエチレングリコール−ジ−ヘプタノエート等が挙げられる。
上記液状可塑剤は、分散助剤又は分散剤の粘度や濃度等を調節する目的でアルコール等を併用してもよい。
上記アルコールとしては特に限定されず、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、n−ヘプチルアルコール、n−オクチルアルコール、n−デシルアルコール、n−ドデシルアルコール、n−テトラデシルアルコール、n−ヘキサデシルアルコール、n−オクタデシルアルコール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソペンチルアルコール、(−)−2−メチル−1−ブタノール、tert−ペンチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、アリルアルコール、クロチルアルコール、メチルビニルカルビノール、ベンジルアルコール、α−フェニルエチルアルコール、β−フェニルアルコール、ジフェニルカルビノールトリフェニルカルビノール、シンナミルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、グリセリン、ペンタエリトリトール、カテコール等を用いることができる。ただし、メチルアルコール、エチルアルコール等の低分子量アルコールを大量に用いた場合には、分散液に分散させた遮熱粒子が沈殿することがあるので、必要最小限にとどめることが好ましい。
上記液状可塑剤としては、従来公知の合わせガラス用中間膜用可塑剤を用いることができる。このような可塑剤としては特に限定されず、例えば、一塩基性有機酸エステル、多塩基性有機酸エステル等の有機系可塑剤;有機リン酸系、有機亜リン酸系等のリン酸系可塑剤等が挙げられる。
上記一塩基性有機酸エステル系可塑剤としては特に限定されず、例えば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコールと、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、2−エチル酪酸、ヘプチル酸、n−オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸(n−ノニル酸)、デシル酸等の一塩基性有機酸との反応によって得られたグリコール系エステルが挙げられる。なかでも、トリエチレングリコール−ジカプロン酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−2−エチル酪酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−n−オクチル酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキシル酸エステル等のトリエチレングリコール等が好適である。
上記多塩基性有機酸エステル系可塑剤としては特に限定されず、例えば、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の多塩基性有機酸と炭素数4〜8の直鎖状又は分枝状アルコールのエステル等が挙げられる。なかでも、ジブチルセバシン酸エステル、ジオクチルアゼライン酸エステル、ジブチルカルビトールアジピン酸エステル等が好適である。
上記有機リン酸系可塑剤としては特に限定されず、例えば、トリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート、トリイソプロピルホスフェート等が挙げられる。
上記マトリックス樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリビニルアセタール樹脂等が好適である。
本発明の遮熱合わせガラス用中間膜を製造する方法としては、まず、上記不活性物質及び上記表面疎水化剤により表面が被覆された遮熱粒子を上記液状可塑剤に分散させた分散液を調整する。
上記分散液には、キレート剤を添加することが好ましい。キレート剤を添加することにより、遮熱粒子の分散安定性をより向上させることができる。
上記キレート剤としては特に限定されず、例えば、エチレンジアミン4酢酸(EDTA)類、β−ジケトン類等が挙げられる。なかでも、β−ジケトン類としては、例えば、アセチルアセトン、ベンゾイルトリフルオロアセトン、ジピバロイルメタン等が好適である。
上記キレート剤は、マトリックス樹脂100重量部に対して好ましい下限が0.001重量部、好ましい上限は2である。0.001重量部未満であると、凝集防止効果が得られないことがあり、2重量部を超えると、合わせガラス用中間膜の製造時に発泡したりすることがある。より好ましい下限は0.005重量部、より好ましい上限は1重量部である。
上記分散液には、更に、1以上のカルボキシル基を有する化合物を添加することが好ましい。1以上のカルボキシル基を有する化合物を添加することにより、遮熱粒子の分散安定性をより向上させることができる。
上記1以上のカルボキシル基を有する化合物としては、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族カルボン酸、芳香族ジカルボン酸、ヒドロキシ酸等が挙げられ、具体的には安息香酸、フタル酸、サリチル酸、リシノール酸等が挙げられる。なかでも炭素数が2〜18の脂肪族カルボン酸が好適であり、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、2−エチル酪酸、n−ヘキサン酸、2−エチルヘキサン酸、n−オクタン酸等の炭素数が2〜10の脂肪族カルボン酸がより好適である。
上記1以上のカルボキシル基を有する化合物の配合量は、マトリックス樹脂100重量部に対して好ましい下限は0.001重量部、好ましい上限は2重量部である。0.001重量部未満であると、凝集防止効果が得られないことがあり、2重量部を超えると、得られる合わせガラス用中間膜が黄変したり、合わせガラス用中間膜とガラスとの接着性が劣ったりすることがある。より好ましい下限は0.005、より好ましい上限は1である。
上記分散液と、必要に応じて配合する添加剤とを、上記マトリックス樹脂に添加して混練し、成形することにより本発明の遮熱合わせガラス用中間膜が得られる。上記遮熱粒子は、上記不活性物質及び上記表面疎水化剤により被覆されることにより表面が疎水化されているため分散性に優れ、高温・高湿の製造過程で高い分散性を維持する。また、ソルベントショックと呼ばれる遮熱粒子の凝集も起こらない。高い分散性が維持されることから、遮熱粒子の分散性に優れ、高い遮熱性能及び光学性能を有する遮熱合わせガラス用中間膜が得られる。上記混練の方法としては特に限定されず、例えば、押出機、プラストグラフ、ニーダー、バンバリーミキサー、カレンダーロール等を用いる方法が挙げられる。なかでも、連続的な生産に適することから、押出機を用いる方法が好適である。
本発明に係る合わせガラス用中間膜は、遮熱粒子を含有するので遮熱性を有する。しかも、該遮熱粒子は絶縁性の不活性物質により表面が被覆されているので、長期間日射にさらされた場合でも、可視光透過率の低下が少なく、反射イエローインデックス値の上昇を効果的に抑制することができる。これは、遮熱粒子とマトリックス樹脂との直接的な接触による数種の劣化が抑制されることによると考えられる。
〔実施例1〜4,比較例1〕
(実施例1)
(1)リン酸塩により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子の調製
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子(三井金属社製)を、NaCl、NaHPO、KHPO、KCl、MgCl・6HO、CaCl、ポリオキシエチレン系界面活性を含有し、Naが139mM、Kが2.8mM、Ca2+が1.8mM、Mg2+が0.5mM、Clが144mM、HPO 2−が1.1mMとなるように調整した純水溶液内で、40℃で24時間撹拌させることにより、水酸アパタイトにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
(2)合わせガラス用中間膜及び合わせガラスの作製
ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル(第一工業製薬社製)を分散剤として、得られた水酸アパタイトにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を、液状可塑剤であるトリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)とトルエンとの混合溶媒にペイントシェーカーを用いて分散させた。
この分散液に、耐候剤として2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール(チバスペシヤルティーケミカルズ社製)と高分子フェノール系酸化防止剤(チバガイギー社製)とを溶解させて分散溶液を得た。
得られた分散溶液をプラスト機にてポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業社製、エスレック BH8)と混練し、押出機により金型よりシート状に押し出して、厚さ760μmの合わせガラス用中間膜を得た。
混合割合より計算した合わせガラス用中間膜におけるそれぞれの成分の組成を表1に示した。
得られた合わせガラス用中間膜を、その両端から透明なフロートガラス(縦30cm×横30cm×厚さ2.5mm)で挟み込み、これをゴムバック内に入れ、20torrの真空度で20分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、さらに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1176kPa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)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子(三井金属社製)を、リン酸の3重量%水溶液内で3時間、攪拌することにより微粒子表面にリン酸を吸着させた。続いて濾別及び水洗処理した後、モリブデン酸アンモニウムの5重量%水溶液内で30分攪拌することによって、リンモリブデン酸アンモニウムにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
得られたリンモリブデン酸アンモニウムにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例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作製した。
(実施例3)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子の代わりに、アンチモンドープ酸化錫(ATO)微粒子を用いた以外は実施例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作製した。
(実施例4)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子の代わりにアンチモンドープ酸化錫(ATO)微粒子を用いた以外は実施例2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作製した。
(比較例1)
リン酸塩により表面を被覆していない錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例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作製した。
<評価>
実施例1〜4及び比較例1で作製した合わせガラスについて以下の方法により評価した。結果を表1に示した。
合わせガラスを5cm×10cmの大きさに切り出し、これに、アイスーバーUVテスター(岩崎電気社製、SUV−F11型)を用いて波長295〜450nmの紫外線を235mmの距離から100mW/cmの強度で300時間照射した。なお、このときのブラックパネル温度は63℃であった。
照射前後の合わせガラスについて、直記分光光度計(島津製作所社製、U−4000)を用いて、JIS Z 8722及びJIS
R 3106に準拠した方法により、波長380〜780nmにおける可視光透過率Tv、及び、反射イエローインデックス値を測定した。
Figure 2005118503
表1より、表面をリン酸により被覆しなかった錫ドープ酸化インジウム微粒子を用いた比較例1で得られた合わせガラスでは、スーパーUV光の照射により可視光透過率Tvが低下し、また、反射イエローインデックス値が上昇した。
これに対して、表面をリン酸により被覆した錫ドープ酸化インジウム微粒子を用いた実施例1〜4で得られた合わせガラスにおいては、可視光透過率Tvの低下や、反射イエローインデックス値の上昇はほとんど認められなかった。
〔実施例5〜8,比較例2〕
(実施例5)
(1)絶縁性金属酸化物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子の調製
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子(三井金属社製)を、テトラエトキシシラン(信越シリコーン社製)の5重量%エタノール溶液にて、7時間攪拌し、濾別、エタノール洗浄後に、真空下150℃で2時間熱処理することにより、酸化ケイ素により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
(2)合わせガラス用中間膜及び合わせガラスの作製
ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル(第一工業製薬社製)を分散剤として、得られた酸化ケイ素により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を、液状可塑剤であるトリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)とトルエンとの混合溶媒にペイントシェーカーを用いて分散させた。
この分散液に、耐候剤として2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール(チバスペシヤルティーケミカルズ社製)と高分子フェノール系酸化防止剤(チバガイギー社製)とを溶解させて分散溶液を得た。
得られた分散溶液をプラスト機にてポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業社製、エスレック BH8)と混練し、押出機により金型よりシート状に押し出して、厚さ760μmの合わせガラス用中間膜を得た。
混合割合より計算した合わせガラス用中間膜におけるそれぞれの成分の組成を表2に示した。
得られた合わせガラス用中間膜を、その両端から透明なフロートガラス(縦30cm×横30cm×厚さ2.5mm)で挟み込み、これをゴムバック内に入れ、20torrの真空度で20分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、さらに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1176kPaの条件で20分間圧着を行い、合わせガラスを得た。
(実施例6)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子(三井金属社製)を、アルミン酸ナトリウム(和光純薬社製)の2重量%水溶液内で、硫酸を用いてpHが4付近となるように調整した後、5時間攪拌させた。濾別、水洗後、真空下100℃で2時間熱処理することにより、酸化アルミニウムにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
得られた酸化アルミニウムにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例5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作製した。
(実施例7)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子(三井金属社製)を、テトラノルマルブトキシジルコニウム(松本製薬社製)の5重量%トルエン溶液にて、24時間攪拌した。続いて、濾別、洗浄した後、真空下150℃で熱処理することにより、酸化ジルコニウムにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
得られた酸化ジルコニウムにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例5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作製した。
(実施例8)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子の代わりに、アンチモンドープ酸化錫(ATO)微粒子を用いた以外は実施例5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作製した。
(比較例2)
絶縁性金属酸化物により表面を被覆していない錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例5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作製した。
<評価>
実施例5〜8及び比較例2で作製した合わせガラスについて以下の方法により評価した。結果を表2に示した。
合わせガラスを5cm×10cmの大きさに切り出し、これに、アイスーバーUVテスター(岩崎電気社製、SUV−F11型)を用いて波長295〜450nmの紫外線を235mmの距離から100mW/cmの強度で300時間照射した。なお、このときのブラックパネル温度は63℃であった。
照射前後の合わせガラスについて、直記分光光度計(島津製作所社製、U−4000)を用いて、JIS Z 8722及びJIS
R 3106に準拠した方法により、波長380〜780nmにおける可視光透過率Tv、及び、反射イエローインデックス値を測定した。
Figure 2005118503
表2より、表面を絶縁性金属酸化物により被覆しなかった錫ドープ酸化インジウム微粒子を用いた比較例2で得られた合わせガラスでは、スーパーUV光の照射により可視光透過率Tvが低下し、また、反射イエローインデックス値が上昇した。
これに対して、表面を絶縁性金属酸化物により被覆した錫ドープ酸化インジウム微粒子を用いた実施例5〜8で得られた合わせガラスにおいては、可視光透過率Tvの低下や、反射イエローインデックス値の上昇はほとんど認められなかった。
(実施例9)
(1)有機ケイ素化合物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子の調製
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子(三井金属社製)を、フェネチルシラン(アズマックス社製)の2重量%エタノール溶液中に分散機を用いて24時間懸濁させた。その後回収した粉末を、真空下にて160℃2時間熱処理することにより、フェネチルシランの脱水縮合物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
(2)合わせガラス用中間膜及び合わせガラスの作製
ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル(第一工業製薬社製)を分散剤として、得られたフェネチルシランにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を、液状可塑剤であるトリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)とトルエンとの混合溶媒にボールミルを用いて分散させた。
この分散液に、耐候剤として2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール(チバスペシヤルティーケミカルズ社製)と高分子フェノール系酸化防止剤(チバガイギー社製)とを溶解させて分散溶液を得た。
得られた分散溶液をプラスト機にてポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業社製、エスレック BH8)と混練し、押出機により金型よりシート状に押し出して、厚さ760μmの合わせガラス用中間膜を得た。
混合割合より計算した合わせガラス用中間膜におけるそれぞれの成分の組成を表3に示した。
得られた合わせガラス用中間膜を、その両端から透明なフロートガラス(縦30cm×横30cm×厚さ2.5mm)で挟み込み、これをゴムバック内に入れ、20torrの真空度で20分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、さらに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1176kPaの条件で20分間圧着を行い、合わせガラスを得た。
(実施例10)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を、フェニルトリメトキシシランの2重量%エタノール溶液中に分散機を用いて24時間懸濁させた。その後回収した粉末を、真空下にて160℃2時間熱処理することにより、フェニルトリメトキシシランの脱水縮合物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
得られたフェニルトリメトキシシランにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例9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作製した。
(実施例11)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの2重量%エタノール溶液中に分散機を用いて72時間懸濁させた。その後回収した粉末を、真空下にて160℃2時間熱処理することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの脱水縮合物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
得られた3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例9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作製した。
(実施例12)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランの2重量%エタノール溶液中に分散機を用いて72時間懸濁させた。その後回収した粉末を、真空下にて160℃2時間熱処理することにより、2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランの脱水縮合物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子を得た。
得られた2−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランにより表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例9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作製した。
(実施例13)
錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子の代わりに、アンチモンドープ酸化錫(ATO)微粒子を用いた以外は実施例9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作製した。
(比較例3)
有機ケイ素化合物により表面を被覆していない錫ドープ酸化インジウム(ITO)微粒子を用いた以外は実施例9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作製した。
<評価>
実施例9〜13及び比較例3で作製した合わせガラスについて以下の方法により評価した。結果を表3に示した。
合わせガラスを5cm×10cmの大きさに切り出し、これに、アイスーバーUVテスター(岩崎電気社製、SUV−F11型)を用いて波長295〜450nmの紫外線を235mmの距離から100mW/cmの強度で300時間照射した。なお、このときのブラックパネル温度は63℃であった。
照射前後の合わせガラスについて、直記分光光度計(島津製作所社製、U−4000)を用いて、JIS Z 8722及びJIS R 3106に準拠した方法により、波長380〜780nmにおける可視光透過率Tv、及び、反射イエローインデックス値を測定した。
Figure 2005118503
表3より、表面を有機ケイ素化合物により被覆しなかった遮熱粒子を用いた比較例3で得られた合わせガラスでは、スーパーUV光の照射により可視光透過率Tvが低下し、また、反射イエローインデックス値が上昇した。
これに対して、表面を有機ケイ素化合物により被覆した遮熱粒子を用いた実施例1〜5で得られた合わせガラスにおいては、可視光透過率Tvの低下や、反射イエローインデックス値の上昇はほとんど認められなかった。
(実施例14)
(1)不活性物質で被覆された遮熱微粒子の作製
テトラエトキシシラン(信越シリコーン社製、KBE04)2%と、分散剤を含むエタノール溶液に錫ドープ酸化インジウム粉末(三井金属社製、ITO粉末)を加え、ビーズミルを用いて、粉砕、分散させ、続いて回収した粉末を真空下150℃にて乾燥させることにより酸化ケイ素が被覆された錫ドープ酸化インジウム粉末を得た。
(2)遮熱粒子分散溶液の作製
フェニルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製、KBM103)とキシレンと分散剤を含むトリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)溶液に、得られた酸化ケイ素により被覆された錫ドープ酸化インジウム粉末を加え、ビーズミルを用いて遮熱粒子を懸濁させながらフェニルトリメトキシシランと反応させて表面が疎水化処理された遮熱粒子分散溶液を調製した。
表4に調製した遮熱微粒子分散液の組成を示した。
(3)合わせガラス用中間膜及び合わせガラスの作製
トリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)100重量部に対して、2−[5−クロロ(2H)ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール2.97重量部、及び、高分子フェノール系酸化防止剤3.43重量部を溶解させて希釈液を調製した。
この希釈液を用いて遮熱粒子分散液を2倍に希釈した希釈遮熱粒子分散液を調製した。
得られた希釈遮熱粒子分散液を、20℃相対湿度50%の環境下にて24時間及び1週間放置後、プラスト機にてポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業社製 エスレツクBH−8)100重量部に対して41.42重量部を加えて押出機により溶融混練し、金型よりシート状に押し出して、厚さ760μmの2種類の合わせガラス用中間膜を得た。
得られた合わせガラス用中間膜を、2枚の透明な無機平板ガラスの間に挟み、この積層体を所定温度に調節したゴムバックに入れ、ゴムバック内の圧力−53.2KPa下で100℃まで昇温し、100℃、−53.2KPa下で20分間保持した後に冷却、減圧解除を行い、2種類の合わせガラスを作製した。24時間放置後の希釈遮熱粒子分散液を用いたものを合わせガラス1、1週間放置後の希釈遮熱粒子分散液を用いたものを合わせガラス2とした。
(比較例4)
疎水化処理をしていない錫ドープ酸化インジウムを用いた以外は実施例14と同様である。
<評価>
実施例14及び比較例4で調製した遮熱粒子分散液及び合わせガラスについて以下の方法により評価を行った。評価の結果を表5に示した。
(1)分散安定性の評価
遮熱粒子分散液を、含有する液状可塑剤の2倍量のトリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)を用いて希釈し、20℃、相対湿度50%の環境下にて24時間及び1週間放置した後、比粘度、チクソトロピー指数、粒子径、沈殿の有無をそれぞれ以下の方法により測定、評価した。
(比粘度の評価方法)
B形粘度計(東京計器社製、B8U)を用いて、No.3の回転治具にて1rpmで回転させたときの分散液の粘度を測定し、下記式により比粘度を求めた。このとき、分散液中に沈殿が存在する場合には、回転治具が沈殿に触れないようにした。
24時間放置後の比粘度
=24時間放置後の粘度(1rpm)/放置前の粘度(1rpm)
1週間放置後の比粘度
=1週間放置後の粘度(1rpm)/放置前の粘度(1rpm)
(チクソトロピー指数の評価方法)
B形粘度計(東京計器社製、B8U)を用いて、No.3の回転治具にて1rpm、次いで10rpmで回転させたときの分散液の粘度を測定し、下記式によりチクソトロピー指数を求めた。このとき、分散液中に沈殿が存在する場合には、回転治具が沈殿に触れないようにした。
24時間放置後のチクソトロピー指数
=24時間放置後の粘度(1rpm)/24時間放置後の粘度(10rpm)
1週間放置後のチクソトロピー指数
=1週間放置後の粘度(1rpm)/1週間放置後の粘度(10rpm)
(粒子径の評価方法)
希釈、放置後の分散液を、トリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)を用いて錫ドープ酸化インジウムが0.5重量%となるように稀釈し、評価サンプルを得た。得られた評価サンプルについて、粒度分布計(日機装社製、マイクロトラックUAM−1)を用いて、平均粒子径、D90−D50値、及び、D50−D10値を測定した。更に、得られた平均粒子径から、下記式により粒子径の増加量を求めた。
24時間放置後の平均粒子径の増加量
=24時間後の平均粒子径−希釈直後の平均粒子径
1週間放置後の平均粒子径の増加
=1週間後の平均粒子径−希釈直後の平均粒子径
(遮熱粒子の沈殿量の評価方法)
放置後の分散液を外径12mmの透明ガラスメスシリンダーに入れ、目視により沈殿の有無を確認した。
(2)合わせガラスの評価
合わせガラスについての、合わせガラス用中間膜中の遮熱粒子の粒子径、可視光透過率Tv、ヘイズ値を以下の方法により求めた。
(合わせガラス用中間膜中の遮熱粒子の粒子径の測定方法)
合わせガラス用中間膜の断面の超薄片を作製し、透過型電子顕微鏡(TEM:日立製作所社製、H−7100FA型)を使用して写真撮影を行った。なお、写真撮影は3μm×4μmの範囲を×20000倍の倍率で撮影し、写真の焼き付けで3倍に引き伸ばした。
撮影範囲3μm×4μm中の全ITO微粒子の粒子径の長径を測定し、堆積換算平均により、平均粒子径を求めた。
(合わせガラスの可視光透過率の測定)
直記分光光度計(島津製作所社製、U−4000)を用いて、JIS Z 8722及びJIS R 3106に準拠した方法により、波長380〜780nmにおける可視光透過率Tv、及び、反射イエローインデックス値を測定した。
(合わせガラスのヘイズ値の評価方法)
JIS K 6714に準拠する方法により測定した。
Figure 2005118503
Figure 2005118503

Claims (14)

  1. マトリックス樹脂、液状可塑剤、及び、絶縁性の不活性物質により表面が被覆された遮熱微粒子を含有する合わせガラス用中間膜。
  2. 前記絶縁性の不活性物質が、5.0eV以上のバンドギャップエネルギーを有する絶縁性不活性物質である請求項1に記載の合わせガラス用中間膜。
  3. スーパーUV光を300時間照射したときに、下記式(1)により算出される可視光透過率変化(ΔTv)が0%以上、下記式(2)により算出される反射イエローインデックス値変化(ΔYI)が0または負の値であることを特徴とする請求項1に記載の合わせガラス用中間膜。
  4. マトリックス樹脂、可塑剤、並びに、リン酸塩により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子及び/またはリン酸塩により表面が被覆されたことにより表面が被覆されたアンチモンドープ酸化錫微粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載の遮熱合わせガラス用中間膜。
  5. スーパーUV光を300時間照射したときに、下記式(1)により算出される可視光透過率変化(ΔTv)が0%以上、下記式(2)により算出される反射イエローインデックス値変化(ΔYI)が0または負の値であることを特徴とする請求項4に記載の合わせガラス用中間膜。
    Figure 2005118503
  6. リン酸塩は、水酸アパタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、リン酸三カルシウム、及び、リン酸八カルシウムからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項4または5に記載の合わせガラス用中間膜。
  7. リン酸塩は、リンモリブデン酸アンモニウム、リンタングステン酸アンモニウム、及び、リンパナジウム酸アンモニウムからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項4または5に記載の合わせガラス用中間膜。
  8. マトリックス樹脂、可塑剤、並びに、5.0eV以上のバンドギャップエネルギーを有する絶縁性金属酸化物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子及び/又は5.0eV以上のバンドギャップエネルギーを有する絶縁性金属酸化物により表面が被覆されたアンチモンドープ酸化錫微粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載の遮熱合わせガラス用中間膜。
  9. スーパーUV光を300時間照射したときに、下記式(1)により算出される可視光透過率変化(ΔTv)が0%以上、下記式(2)により算出される反射イエローインデックス値変化(ΔYI)が0または負の値であることを特徴とする請求項8に記載の合わせガラス用中間膜。
    Figure 2005118503
  10. 不活性物質は酸化ケイ素、酸化アルミニウム、及び、酸化ジルコニウムからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項8または9に記載の合わせガラス用中間膜。
  11. マトリックス樹脂、可塑剤、並びに、下記式(A)で表される有機ケイ素化合物により表面が被覆された錫ドープ酸化インジウム微粒子及び/又は下記式(A)で表される有機ケイ素化合物により表面が被覆されたアンチモンドープ酸化錫微粒子を含有することを特徴とする遮熱合わせガラス用中間膜。
    Si(OR (A)
    式(A)中、Rは、アルキル基を表し、Rは、アルキル基、ポリオキシアルキレン基、フェニル基、スチリル基、(メタ)アクリロキシ基、エポキシ基、ビニル基、イソシアネート基、メルカプト基、ウレイド基等を含む有機官能基を表す。a、bは、1〜3の整数を表す。ただし、a+bは4である。
  12. スーパーUV光を300時間照射したときに、下記式(1)により算出される可視光透過率変化(ΔTv)が0%以上、下記式(2)により算出される反射イエローインデックス値変化(ΔYI)が0または負の値であることを特徴とする請求項11に記載の合わせガラス用中間膜。
    Figure 2005118503
  13. 有機ケイ素化合物は、芳香族有機ケイ素化合物であることを特徴とする請求項11または12に記載の合わせガラス用中間膜。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜を用いてなることを特徴とする合わせガラス。
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