JPWO2016158694A1 - 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

合わせガラスの曲げ剛性を高めることができ、かつ合わせガラスの遮音性を高めることができる合わせガラス用中間膜を提供する。本発明に係る合わせガラス用中間膜は、熱可塑性樹脂を含み、周波数0.5Hzで測定した10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率の最小値が3MPa以上であり、周波数0.5Hzで測定した20℃におけるせん断貯蔵弾性率の、周波数0.5Hzで測定した−30℃におけるせん断貯蔵弾性率に対する比が0.01以上かつ0.8以下であり、ガラス転移温度が−20℃以上、0℃以下に存在し、−20℃以上、0℃以下の温度領域におけるtanδの最大値が0.1以上である。

Description

本発明は、合わせガラスを得るために用いられる合わせガラス用中間膜に関する。また、本発明は、上記合わせガラス用中間膜を用いた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の飛散量が少なく、安全性に優れている。このため、上記合わせガラスは、自動車、鉄道車両、航空機、船舶及び建築物等に広く使用されている。上記合わせガラスは、2つのガラス板の間に合わせガラス用中間膜を挟み込むことにより、製造されている。
上記合わせガラス用中間膜としては、1層の構造を有する単層の中間膜と、2層以上の構造を有する多層の中間膜とがある。
上記合わせガラス用中間膜の一例として、下記の特許文献1には、アセタール化度が60〜85モル%のポリビニルアセタール樹脂100重量部と、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の内の少なくとも一種の金属塩0.001〜1.0重量部と、30重量部を超える可塑剤とを含む遮音層が開示されている。この遮音層は、単層で中間膜として用いられ得る。
さらに、下記の特許文献1には、上記遮音層と他の層とが積層された多層の中間膜も記載されている。遮音層に積層される他の層は、アセタール化度が60〜85モル%のポリビニルアセタール樹脂100重量部と、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の内の少なくとも一種の金属塩0.001〜1.0重量部と、30重量部以下である可塑剤とを含む。
下記の特許文献2には、33℃以上のガラス転移温度を有するポリマー層である中間膜が開示されている。特許文献2では、上記ポリマー層が、厚みが4.0mm以下であるガラス板の間に配置されることが記載されている。
下記の特許文献3には、ポリビニルアセタール(A)、少なくとも1種の可塑剤(B)、フュームドシリカ(C)及び少なくとも1種の塩基性化合物(D)を含む中間膜が開示されている。この中間膜では、フュームドシリカ(C)と可塑化ポリビニルアセタール(A+B)との屈折率の差が0.015以下であり、重量比C/(A+B)が2.7/100〜60/100である。
特開2007−070200号公報 US2013/0236711A1 WO2008/122608A1
特許文献1〜3に記載のような従来の中間膜を用いた合わせガラスでは、曲げ剛性が低いことがある。このため、例えば合わせガラスが窓ガラスとして、自動車のサイドドアに使用される場合には、合わせガラスを固定する枠がなく、合わせガラスの剛性が低いことに起因する撓みが原因で、窓ガラスの開閉に支障をきたすことがある。
また、近年、合わせガラスを軽量化するために、ガラス板の厚みを薄くすることが求められている。2つのガラス板の間に中間膜が挟み込まれた合わせガラスにおいて、ガラス板の厚みを薄くすると、曲げ剛性を充分に高く維持することが極めて困難であるという問題がある。
例えば、ガラス板の厚みが薄くても、中間膜に起因して合わせガラスの曲げ剛性を高めることができれば、合わせガラスを軽量化することができる。合わせガラスが軽量であると、合わせガラスに用いる材料の量を少なくすることができ、環境負荷を低減することができる。さらに、軽量である合わせガラスを自動車に用いると、燃費を向上させることができ、結果として環境負荷を低減することができる。
なお、特許文献3では、引張強度などの力学特性が改善されることが記載されている。しかし、一般に引張強度と曲げ剛性とは異なる。引張強度をある程度高めることができたとしても、曲げ剛性を十分に高めることができないことがある。
また、中間膜を用いた合わせガラスでは、曲げ剛性が高いことに加えて、遮音性も高いことが望まれる。特許文献3では、引張強度を高めることができたとしても、遮音性が十分に高くならない。特に、厚みが薄いガラス板と、ガラス転移温度が低い遮音層を備える中間膜とを組み合わせることで、合わせガラスの曲げ剛性が不足するという課題は何ら示唆されていない。
本発明の目的は、合わせガラスの曲げ剛性を高めることができ、かつ合わせガラスの遮音性を高めることができる合わせガラス用中間膜を提供することである。また、本発明は、上記合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスを提供することも目的とする。
本発明の広い局面によれば、単層の合わせガラス用中間膜であって、熱可塑性樹脂を含み、周波数0.5Hzで測定した10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率の最小値が3MPa以上であり、周波数0.5Hzで測定した20℃におけるせん断貯蔵弾性率の、周波数0.5Hzで測定した−30℃におけるせん断貯蔵弾性率に対する比が0.01以上かつ0.8以下であり、ガラス転移温度が−20℃以上、0℃以下に存在し、−20℃以上、0℃以下の温度領域におけるtanδの最大値が0.1以上である、合わせガラス用中間膜(以下、中間膜と記載することがある)が提供される。
前記熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂を含むことが好ましい。前記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、前記ポリビニルアセタール樹脂の含有量が20重量%以上であることが好ましい。前記ポリビニルアセタ−ル樹脂が、ポリビニルアセトアセタール樹脂又はポリビニルブチラール樹脂であることが好ましい。
本発明に係る中間膜のある特定の局面では、周波数0.5Hzで測定した10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率の最大値が500MPa以下である。
前記熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂を含むことも好ましい。前記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、前記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量が15重量%以上であることが好ましい。前記熱可塑性樹脂以外の熱可塑性樹脂が、アクリル重合体であることが好ましい。
本発明に係る中間膜のある特定の局面では、厚みが3mm以下である。
本発明に係る中間膜のある特定の局面では、前記中間膜は、厚みが1.6mm以下である第1のガラス板を用いて、前記第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るために用いられる。
本発明に係る中間膜のある特定の局面では、前記中間膜は、第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るために用いられ、前記第1のガラス板の厚みと前記第2のガラス板の厚みとの合計が3.5mm以下である。
本発明の広い局面によれば、第1の合わせガラス部材と、第2の合わせガラス部材と、上述した合わせガラス用中間膜とを備え、前記第1の合わせガラス部材と前記第2の合わせガラス部材との間に、前記合わせガラス用中間膜が配置されている、合わせガラスが提供される。
本発明に係る合わせガラスのある特定の局面では、前記第1の合わせガラス部材が第1のガラス板であり、前記第1のガラス板の厚みが1.6mm以下である。
本発明に係る合わせガラスのある特定の局面では、前記第1の合わせガラス部材が第1のガラス板であり、前記第2の合わせガラス部材が第2のガラス板であり、前記第1のガラス板の厚みと前記第2のガラス板の厚みとの合計が3.5mm以下である。
本発明に係る合わせガラス用中間膜は、単層の合わせガラス用中間膜であり、周波数0.5Hzで測定した10℃以上、40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率の最小値が3MPa以上であり、周波数0.5Hzで測定した20℃におけるせん断貯蔵弾性率の、周波数0.5Hzで測定した−30℃におけるせん断貯蔵弾性率に対する比が0.01以上かつ0.8以下であり、ガラス転移温度が−20℃以上、0℃以下に存在し、−20℃以上、0℃以下の温度領域におけるtanδの最大値が0.1以上であるので、中間膜を用いた合わせガラスの曲げ剛性を高めることができ、かつ合わせガラスの遮音性を高めることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスの一例を模式的に示す断面図である。 図2は、曲げ剛性の測定方法を説明するための模式図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る合わせガラス用中間膜(以下、中間膜と記載することがある)は、単層の合わせガラス用中間膜である。本発明に係る中間膜において、周波数0.5Hzにおいて、10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率(G’(10〜40℃))を測定する。本発明に係る中間膜では、周波数0.5Hzで測定した10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率(G’(10〜40℃))の最小値が3MPa以上である。
さらに、本発明に係る中間膜では、周波数0.5Hzで測定した20℃におけるせん断貯蔵弾性率(G’(20℃))の、周波数0.5Hzで測定した−30℃におけるせん断貯蔵弾性率(G’(−30℃))に対する比(G’(20℃)/G’(−30℃))が0.01以上かつ0.8以下である。
さらに、本発明に係る中間膜では、ガラス転移温度が−20℃以上、0℃以下に存在し、−20℃以上、0℃以下の温度領域におけるtanδの最大値が0.1以上である。
本発明に係る中間膜では、上記の構成が備えられているので、中間膜を用いた合わせガラスの曲げ剛性を高めることができる。また、合わせガラスを得るために、中間膜は、第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されることが多い。第1のガラス板の厚みが薄くても、本発明に係る中間膜の使用により、合わせガラスの曲げ剛性を充分に高くすることができる。また、第1のガラス板と第2のガラス板との双方の厚みが薄くても、本発明に係る中間膜の使用により、合わせガラスの曲げ剛性を充分に高くすることができる。なお、第1のガラス板と第2のガラス板との双方の厚みが厚いと、合わせガラスの曲げ剛性はより一層高くなる。
また、従来の中間膜では、高温及び低温を含む広い温度範囲に渡り、曲げ剛性を十分に高めることは困難である。例えば、高温での曲げ剛性が高くても、低温での曲げ剛性が低かったり、低温での曲げ剛性が高くても、高温での曲げ剛性が低かったりする。これに対して、本発明では、広い温度範囲(例えば、23℃、40℃)に渡り、曲げ剛性を高めることができる。
さらに、本発明に係る中間膜では、上記の構成が備えられているので、中間膜を用いた合わせガラスの遮音性を高めることができる。本発明では、音周波数3,000Hz付近での遮音性を高めることができ、4,000Hz付近での遮音性も高めることができる。
本発明では、中間膜が、多層の中間膜ではなく、単層の中間膜であり、単層の中間膜の曲げ剛性及び遮音性の双方を効果的に高めることができる。
ところで、中間膜を得るために、中間膜を得るために少なくとも1回用いられた回収材料(回収中間膜)が再利用されることがある。中間膜を得るために少なくとも1回用いられた回収材料(回収中間膜)としては、中間膜の製造工程で発生する中間膜の両端の不要部分(耳)、合わせガラスの製造工程で発生する中間膜の周囲の不要部分(トリム)、合わせガラスの製造工程にて発生した合わせガラスの不良品からガラス板を分離し、除去して得られる合わせガラス用中間膜、並びに使用済の車両及び老朽化した建築物を解体することで得られた合わせガラスから、ガラス板を分離し、除去して得られる中間膜等が挙げられる。なお、中間膜の製造工程で発生する不要となった中間膜も、中間膜を得るために少なくとも1回用いられた回収材料に相当する。
本発明に係る中間膜が、単層であることによって、中間膜材料を再利用することができ、リサイクル性を高めることができる。リサイクル前後で同等の物性を発現させることができる。
上記せん断貯蔵弾性率は、以下のようにして測定される。
METRAVIB社製の動的粘弾性測定装置「DMA+1000」を用いて、せん断貯蔵弾性率を測定する。中間膜を長さ50mm、幅20mmで切り出し、せん断モードで2℃/分の昇温速度で−50〜200℃まで温度を上昇させる条件、及び周波数0.5Hz及び歪0.05%の条件で測定することが好ましい。
せん断貯蔵弾性率(G’(10〜40℃))の最小値は3MPa以上であり、好ましくは5MPa以上、より好ましくは10MPa以上である。上記最小値が上記下限以上であると、曲げ剛性が効果的に高くなる。
周波数0.5Hzで測定した10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率(G’(10〜40℃)の最大値は、好ましくは700MPa以下、より好ましくは500MPa以下、更に好ましくは450MPa以下、特に好ましくは400MPa以下である。上記最大値が上記上限以下であると、遮音性がより一層良好になる。
上記比(G’(20℃)/G’(−30℃))は0.01以上、好ましくは0.015以上、より好ましくは0.02以上である。上記比が上記下限以上であると、曲げ剛性及び遮音性が効果的に高くなる。
上記比(G’(20℃)/G’(−30℃))は、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.7以下、更に好ましくは0.6以下、特に好ましくは0.5以下である。上記比が上記上限以下であると、遮音性が良好になる。
中間膜の第1の表面及び第2の表面はそれぞれ、合わせガラス部材又はガラス板が積層される表面であることが好ましい。
上記中間膜は、第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るために好適に用いられる。中間膜に起因して曲げ剛性を充分に高くすることができるので、上記第1のガラス板の厚みと上記第2のガラス板の厚みとの合計は好ましくは3.5mm以下、より好ましくは3mm以下である。上記中間膜は、第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るために好適に用いられる。中間膜に起因して曲げ剛性を充分に高くすることができるので、上記中間膜は、厚みが1.6mm以下(好ましくは1.3mm以下)である第1のガラス板を用いて、該第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るために好適に用いられる。中間膜に起因して曲げ剛性を充分に高くすることができるので、上記中間膜は、厚みが1.6mm以下(好ましくは1.3mm以下)である第1のガラス板と厚みが1.6mm以下(好ましくは1.3mm以下)である第2のガラス板とを用いて、上記第1のガラス板と上記第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るためにより好適に用いられる。
以下、本発明に係る中間膜を構成する各成分の詳細を説明する。
(樹脂)
上記熱可塑性樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。これら以外の熱可塑性樹脂を用いてもよい。上記熱可塑性樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル重合体、ウレタン重合体、シリコーン重合体、ゴム、又は酢酸ビニル重合体を含むことが好ましく、ポリビニルアセタール樹脂又はアクリル重合体を含むことがより好ましい。この好ましい態様では、熱可塑性樹脂は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。曲げ剛性と遮音性とを効果的に高めることができるので、上記熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂と、アクリル重合体との双方を含むことも好ましい。上記熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂を含むことが更に好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の使用により、強靭性が効果的に高くなり、耐貫通性がより一層高くなる。
曲げ剛性及び遮音性をより一層高める観点からは、上記ポリビニルアセタ−ル樹脂は、ポリビニルアセトアセタール樹脂又はポリビニルブチラール樹脂であることが好ましい。
上記中間膜は、ポリビニルアセタール樹脂と、ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂とを含んでいてもよい。上記中間膜は、アクリル重合体以外の熱可塑性樹脂と、アクリル重合体とを含んでいてもよい。上記熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂を含むことも好ましい。上記熱可塑性樹脂以外の熱可塑性樹脂は、アクリル重合体であることが好ましい。アクリル重合体の使用により、曲げ剛性及び遮音性が効果的に高くなる。
上記アクリル重合体は、(メタ)アクリル酸、及び、(メタ)アクリル酸エステルを含む重合成分の重合体であることが好ましい。上記アクリル重合体は、ポリ(メタ)アクリル酸エステルであることが好ましい。
上記ポリ(メタ)アクリル酸エステルは特に限定されない。上記ポリ(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸エチル、ポリ(メタ)アクリル酸n−プロピル、ポリ(メタ)アクリル酸i−プロピル、ポリ(メタ)アクリル酸n−ブチル、ポリ(メタ)アクリル酸i−ブチル、ポリ(メタ)アクリル酸t−ブチル、ポリ(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、ポリ(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、ポリ(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、ポリ(メタ)アクリル酸グリシジル、ポリ(メタ)アクリル酸オクチル、ポリ(メタ)アクリル酸プロピル、ポリ(メタ)アクリル酸2−エチルオクチル、ポリ(メタ)アクリル酸ノニル、ポリ(メタ)アクリル酸イソノニル、ポリ(メタ)アクリル酸デシル、ポリ(メタ)アクリル酸イソデシル、ポリ(メタ)アクリル酸ラウリル、ポリ(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、ポリ(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、及びポリ(メタ)アクリル酸ベンジル等が挙げられる。なかでも、動的粘弾性スペクトルにおいて、損失正接の極大値を示す温度を適度な範囲内に容易に制御することができることから、ポリアクリル酸エステルが好ましく、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸n−ブチル、ポリアクリル酸2−エチルヘキシル又はポリアクリル酸オクチルがより好ましい。さらに、上記ポリ(メタ)アクリル酸エステルが極性基を有することで、水素結合により中間膜とガラスとの接着力や、合わせガラスの曲げ剛性をより一層高めることができる。また、上記ポリビニルアセタール樹脂と上記ポリ(メタ)アクリル酸エステルとを混合して用いる場合、上記ポリビニルアセタール樹脂と上記ポリ(メタ)アクリル酸エステルとの親和性を高める観点から、上記ポリ(メタ)アクリル酸エステルが極性基を有することが好ましい。曲げ剛性をより一層高める観点からは、上記アクリル重合体の材料(重合前成分)は、ポリ(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、又はポリ(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルを含むこと好ましい。また、これらの好ましいポリ(メタ)アクリル酸エステルの使用により、中間膜の生産性と中間膜の特性のバランスとがより一層良好になる。上記ポリ(メタ)アクリル酸エステルは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱可塑性樹脂は架橋構造を有してもよい。上記熱可塑性樹脂が架橋構造を有することにより、せん断貯蔵弾性率を制御でき、優れた可撓性と高い強度とを併せ持つ中間膜を作製することができる。上記熱可塑性樹脂を架橋させる方法としては、樹脂のポリマー構造中に互いに反応する官能基を導入しておき、架橋を形成させる方法、樹脂のポリマー構造中に存在する官能基に対して反応する官能基を2つ以上有する架橋剤を用いて架橋させる方法、過酸化物等の水素引き抜き能を有するラジカル発生剤を用いてポリマーを架橋させる方法、並びに電子線照射により架橋させる方法等が挙げられる。なかでも、せん断貯蔵弾性率を制御しやすく、中間膜の生産性が高くなることから、樹脂のポリマー構造中に互いに反応する官能基を導入しておき、架橋を形成させる方法が好適である。
上記ポリビニルアセタール樹脂は、例えば、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製造できる。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のアセタール化物であることが好ましい。上記ポリビニルアルコールは、例えば、ポリ酢酸ビニルをけん化することにより得られる。上記ポリビニルアルコールのけん化度は、一般に70〜99.9モル%である。
上記ポリビニルアルコール(PVA)の平均重合度は、好ましくは200以上、より好ましくは500以上、より一層好ましくは800以上、更に好ましくは1500以上、特に好ましくは2000以上、最も好ましくは2700以上、好ましくは5000以下、より好ましくは4000以下、更に好ましくは3500以下である。上記平均重合度が上記下限以上であると、合わせガラスの耐貫通性と曲げ剛性とがより一層高くなる。上記平均重合度が上記上限以下であると、中間膜の成形が容易になる。
上記ポリビニルアルコールの平均重合度は、JIS K6726「ポリビニルアルコール試験方法」に準拠した方法により求められる。
上記ポリビニルアセタール樹脂におけるアセタール基の炭素数は2〜10であることが好ましく、2〜5であることがより好ましく、2、3又は4であることが更に好ましい。また、上記ポリビニルアセタール樹脂におけるアセタール基の炭素数が2又は4であることが好ましく、この場合には、ポリビニルアセタール樹脂の生産が効率的である。
上記アルデヒドとして、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、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、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、及びベンズアルデヒド等が挙げられる。なかでも、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド又はn−バレルアルデヒドが好ましく、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド又はn−バレルアルデヒドがより好ましく、アセトアルデヒド、n−ブチルアルデヒド又はn−バレルアルデヒドが更に好ましい。上記アルデヒドは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記ポリビニルアセタール樹脂の水酸基の含有率(水酸基量)は、好ましくは15モル%以上、より好ましくは18モル%以上、好ましくは40モル%以下、より好ましくは35モル%以下である。上記水酸基の含有率が上記下限以上であると、中間膜の接着力がより一層高くなる。また、上記水酸基の含有率が上記上限以下であると、中間膜の柔軟性が高くなり、中間膜の取扱いが容易になる。
上記ポリビニルアセタール樹脂の水酸基の含有率は、水酸基が結合しているエチレン基量を、主鎖の全エチレン基量で除算して求めたモル分率を百分率で示した値である。上記水酸基が結合しているエチレン基量は、例えば、JIS K6728「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠して測定できる。
上記ポリビニルアセタール樹脂のアセチル化度(アセチル基量)は、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.3モル%以上、更に好ましくは0.5モル%以上、好ましくは30モル%以下、より好ましくは25モル%以下、更に好ましくは20モル%以下である。上記アセチル化度が上記下限以上であると、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤や他の熱可塑性樹脂との相溶性が高くなり、遮音性をより一層高めることができる。上記アセチル化度が上記上限以下であると、中間膜及び合わせガラスの耐湿性が高くなる。
上記アセチル化度は、アセチル基が結合しているエチレン基量を、主鎖の全エチレン基量で除算して求めたモル分率を百分率で示した値である。上記アセチル基が結合しているエチレン基量は、例えば、JIS K6728「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠して測定できる。
上記ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度(ポリビニルブチラール樹脂の場合にはブチラール化度)は、好ましくは60モル%以上、より好ましくは63モル%以上、好ましくは85モル%以下、より好ましくは75モル%以下、更に好ましくは70モル%以下である。上記アセタール化度が上記下限以上であると、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤や他の熱可塑性樹脂との相溶性が高くなり、遮音性をより一層高めることができる。上記アセタール化度が上記上限以下であると、ポリビニルアセタール樹脂を製造するために必要な反応時間が短くなる。
上記アセタール化度は、主鎖の全エチレン基量から、水酸基が結合しているエチレン基量と、アセチル基が結合しているエチレン基量とを差し引いた値を、主鎖の全エチレン基量で除算して求めたモル分率を百分率で示した値である。
なお、上記水酸基の含有率(水酸基量)、アセタール化度(ブチラール化度)及びアセチル化度は、JIS K6728「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠した方法により測定された結果から算出することが好ましい。但し、ASTM D1396−92による測定を用いてもよい。ポリビニルアセタール樹脂がポリビニルブチラール樹脂である場合は、上記水酸基の含有率(水酸基量)、上記アセタール化度(ブチラール化度)及び上記アセチル化度は、JIS K6728「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠した方法により測定された結果から算出され得る。
上記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、上記ポリビニルアセタール樹脂の含有量は、好ましくは10重量%以上、より好ましくは20重量%以上、更に好ましくは25重量%以上、好ましくは100重量%以下である。上記ポリビニルアセタール樹脂の含有量が上記下限以上であると、曲げ剛性が効果的に高くなる。上記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、上記ポリビニルアセタール樹脂の含有量は、90重量%以下であってもよく、75重量%以下であってもよい。
上記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、上記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量及びアクリル重合体の含有量はそれぞれ、好ましくは15重量%以上、より好ましくは20重量%以上、更に好ましくは25重量%以上、好ましくは100重量%以下である。上記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂及びアクリル重合体の含有量が上記下限以上であると、曲げ剛性及び遮音性が効果的に高くなり、リサイクル性も高めることができ、リサイクル時の押出機にて分子切断が起こり難く、リサイクル後の曲げ剛性の低下を抑えることができる。上記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、上記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量及びアクリル重合体の含有量はそれぞれ、90重量%以下であってもよく、80重量%以下であってもよく、70重量%以下であってもよい。上記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量及びアクリル重合体の含有量が70重量%以下であると、リサイクル性をより一層高めることができる。
(可塑剤)
中間膜の接着力及び耐貫通性をより一層高める観点からは、上記中間膜は、可塑剤を含むことが好ましい。中間膜に含まれている熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂を含む場合に、中間膜は、可塑剤を含むことが特に好ましい。上記可塑剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記可塑剤としては、一塩基性有機酸エステル及び多塩基性有機酸エステル等の有機エステル可塑剤、並びに有機リン酸可塑剤及び有機亜リン酸可塑剤などの有機リン酸可塑剤等が挙げられる。なかでも、有機エステル可塑剤が好ましい。上記可塑剤は液状可塑剤であることが好ましい。
上記一塩基性有機酸エステルとしては、グリコールと一塩基性有機酸との反応によって得られたグリコールエステル等が挙げられる。上記グリコールとしては、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びトリプロピレングリコール等が挙げられる。上記一塩基性有機酸としては、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、n−ノニル酸及びデシル酸等が挙げられる。
上記多塩基性有機酸エステルとしては、多塩基性有機酸と、炭素数4〜8の直鎖又は分岐構造を有するアルコールとのエステル化合物等が挙げられる。上記多塩基性有機酸としては、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸等が挙げられる。
上記有機エステル可塑剤としては、トリエチレングリコールジ−2−エチルプロパノエート、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−エチルヘキサノエート、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−オクタノエート、トリエチレングリコールジ−n−ヘプタノエート、テトラエチレングリコールジ−n−ヘプタノエート、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−ブ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−エチルペンタノエート、テトラエチレングリコールジ−2−エチルブチレート、ジエチレングリコールジカプリレート、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ヘキシルシクロヘキシル、アジピン酸ヘプチルとアジピン酸ノニルとの混合物、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ヘプチルノニル、セバシン酸ジブチル、油変性セバシン酸アルキド、及びリン酸エステルとアジピン酸エステルとの混合物等が挙げられる。これら以外の有機エステル可塑剤を用いてもよい。上述のアジピン酸エステル以外の他のアジピン酸エステルを用いてもよい。
上記有機リン酸可塑剤としては、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及びトリイソプロピルホスフェート等が挙げられる。
上記可塑剤は、下記式(1)で表されるジエステル可塑剤であることが好ましい。
Figure 2016158694
上記式(1)中、R1及びR2はそれぞれ、炭素数2〜10の有機基を表し、R3は、エチレン基、イソプロピレン基又はn−プロピレン基を表し、pは3〜10の整数を表す。上記式(1)中のR1及びR2はそれぞれ、炭素数5〜10の有機基であることが好ましく、炭素数6〜10の有機基であることがより好ましい。
上記可塑剤は、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート(3GO)、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチレート(3GH)又はトリエチレングリコールジ−2−エチルプロパノエートを含むことが好ましく、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート又はトリエチレングリコールジ−2−エチルブチレートを含むことがより好ましく、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエートを含むことが更に好ましい。
上記可塑剤の含有量は特に限定されない。上記熱可塑性樹脂100重量部(熱可塑性樹脂がポリビニルアセタール樹脂である場合には、ポリビニルアセタール樹脂100重量部)に対して、上記可塑剤の含有量は、好ましくは2重量部以上、より好ましくは5重量部以上、更に好ましくは10重量部以上、好ましくは80重量部以下、より好ましくは60重量部以下である。上記可塑剤の含有量が上記下限以上であると、合わせガラスの耐貫通性及び遮音性がより一層高くなる。上記可塑剤の含有量が上記上限以下であると、中間膜の透明性がより一層高くなる。
(遮熱性化合物)
上記中間膜は、遮熱性化合物を含むことが好ましい。上記遮熱性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
成分X:
上記中間膜は、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物及びアントラシアニン化合物の内の少なくとも1種の成分Xを含むことが好ましい。上記成分Xは遮熱性化合物である。上記成分Xは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記成分Xは特に限定されない。成分Xとして、従来公知のフタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物及びアントラシアニン化合物を用いることができる。
中間膜及び合わせガラスの遮熱性をより一層高くする観点からは、上記成分Xは、フタロシアニン、フタロシアニンの誘導体、ナフタロシアニン及びナフタロシアニンの誘導体からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、フタロシアニン及びフタロシアニンの誘導体の内の少なくとも1種であることがより好ましい。
遮熱性を効果的に高め、かつ長期間にわたり可視光線透過率をより一層高いレベルで維持する観点からは、上記成分Xは、バナジウム原子又は銅原子を含有することが好ましい。上記成分Xは、バナジウム原子を含有することが好ましく、銅原子を含有することも好ましい。上記成分Xは、バナジウム原子又は銅原子を含有するフタロシアニン及びバナジウム原子又は銅原子を含有するフタロシアニンの誘導体の内の少なくとも1種であることがより好ましい。中間膜及び合わせガラスの遮熱性を更に一層高くする観点からは、上記成分Xは、バナジウム原子に酸素原子が結合した構造単位を有することが好ましい。
上記中間膜100重量%中、上記成分Xの含有量は、好ましくは0.001重量%以上、より好ましくは0.005重量%以上、更に好ましくは0.01重量%以上、特に好ましくは0.02重量%以上、好ましくは0.2重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、更に好ましくは0.05重量%以下、特に好ましくは0.04重量%以下である。上記成分Xの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、遮熱性が充分に高くなり、かつ可視光線透過率が充分に高くなる。例えば、可視光線透過率を70%以上にすることが可能である。
遮熱粒子:
上記中間膜は、遮熱粒子を含むことが好ましい。上記遮熱粒子は遮熱性化合物である。遮熱粒子の使用により、赤外線(熱線)を効果的に遮断できる。上記遮熱粒子は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
合わせガラスの遮熱性をより一層高める観点からは、上記遮熱粒子は、金属酸化物粒子であることがより好ましい。上記遮熱粒子は、金属の酸化物により形成された粒子(金属酸化物粒子)であることが好ましい。
可視光よりも長い波長780nm以上の赤外線は、紫外線と比較して、エネルギー量が小さい。しかしながら、赤外線は熱的作用が大きく、赤外線が物質に吸収されると熱として放出される。このため、赤外線は一般に熱線と呼ばれている。上記遮熱粒子の使用により、赤外線(熱線)を効果的に遮断できる。なお、遮熱粒子とは、赤外線を吸収可能な粒子を意味する。
上記遮熱粒子の具体例としては、アルミニウムドープ酸化錫粒子、インジウムドープ酸化錫粒子、アンチモンドープ酸化錫粒子(ATO粒子)、ガリウムドープ酸化亜鉛粒子(GZO粒子)、インジウムドープ酸化亜鉛粒子(IZO粒子)、アルミニウムドープ酸化亜鉛粒子(AZO粒子)、ニオブドープ酸化チタン粒子、ナトリウムドープ酸化タングステン粒子、セシウムドープ酸化タングステン粒子、タリウムドープ酸化タングステン粒子、ルビジウムドープ酸化タングステン粒子、錫ドープ酸化インジウム粒子(ITO粒子)、錫ドープ酸化亜鉛粒子、珪素ドープ酸化亜鉛粒子等の金属酸化物粒子や、六ホウ化ランタン(LaB)粒子等が挙げられる。これら以外の遮熱粒子を用いてもよい。なかでも、熱線の遮蔽機能が高いため、金属酸化物粒子が好ましく、ATO粒子、GZO粒子、IZO粒子、ITO粒子又は酸化タングステン粒子がより好ましく、ITO粒子又は酸化タングステン粒子が特に好ましい。特に、熱線の遮蔽機能が高く、かつ入手が容易であるので、錫ドープ酸化インジウム粒子(ITO粒子)が好ましく、酸化タングステン粒子も好ましい。
中間膜及び合わせガラスの遮熱性をより一層高くする観点からは、酸化タングステン粒子は、金属ドープ酸化タングステン粒子であることが好ましい。上記「酸化タングステン粒子」には、金属ドープ酸化タングステン粒子が含まれる。上記金属ドープ酸化タングステン粒子としては、具体的には、ナトリウムドープ酸化タングステン粒子、セシウムドープ酸化タングステン粒子、タリウムドープ酸化タングステン粒子及びルビジウムドープ酸化タングステン粒子等が挙げられる。
中間膜及び合わせガラスの遮熱性をより一層高くする観点からは、セシウムドープ酸化タングステン粒子が特に好ましい。中間膜及び合わせガラスの遮熱性を更に一層高くする観点からは、該セシウムドープ酸化タングステン粒子は、式:Cs0.33WOで表される酸化タングステン粒子であることが好ましい。
上記遮熱粒子の平均粒子径は好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.02μm以上、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下である。平均粒子径が上記下限以上であると、熱線の遮蔽性が充分に高くなる。平均粒子径が上記上限以下であると、遮熱粒子の分散性が高くなる。
上記「平均粒子径」は、体積平均粒子径を示す。平均粒子径は、粒度分布測定装置(日機装社製「UPA−EX150」)等を用いて測定できる。
上記中間膜100重量%中、上記遮熱粒子の含有量は、好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上、更に好ましくは1重量%以上、特に好ましくは1.5重量%以上、好ましくは6重量%以下、より好ましくは5.5重量%以下、更に好ましくは4重量%以下、特に好ましくは3.5重量%以下、最も好ましくは3重量%以下である。上記遮熱粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、遮熱性が充分に高くなり、かつ可視光線透過率が充分に高くなる。
(金属塩)
上記中間膜は、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の内の少なくとも1種の金属塩(以下、金属塩Mと記載することがある)を含むことが好ましい。上記金属塩Mの使用により、中間膜と合わせガラス部材との接着性を制御することが容易になる。上記金属塩Mは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記金属塩Mは、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr及びBaからなる群から選択された少なくとも1種の金属を含むことが好ましい。中間膜中に含まれている金属塩は、K及びMgの内の少なくとも1種の金属を含むことが好ましい。
また、上記金属塩Mは、炭素数2〜16の有機酸のアルカリ金属塩又は炭素数2〜16の有機酸のアルカリ土類金属塩であることがより好ましく、炭素数2〜16のカルボン酸マグネシウム塩又は炭素数2〜16のカルボン酸カリウム塩であることが更に好ましい。
上記炭素数2〜16のカルボン酸マグネシウム塩及び上記炭素数2〜16のカルボン酸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−エチル酪酸マグネシウム、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及び2−エチルヘキサン酸カリウム等が挙げられる。
上記中間膜におけるMg及びKの含有量の合計は、好ましくは5ppm以上、より好ましくは10ppm以上、更に好ましくは20ppm以上、好ましくは300ppm以下、より好ましくは250ppm以下、更に好ましくは200ppm以下である。Mg及びKの含有量の合計が上記下限以上及び上記上限以下であると、中間膜と合わせガラス部材との接着性をより一層良好に制御できる。
(紫外線遮蔽剤)
上記中間膜は、紫外線遮蔽剤を含むことが好ましい。紫外線遮蔽剤の使用により、中間膜及び合わせガラスが長期間使用されても、可視光線透過率がより一層低下し難くなる。上記紫外線遮蔽剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記紫外線遮蔽剤には、紫外線吸収剤が含まれる。上記紫外線遮蔽剤は、紫外線吸収剤であることが好ましい。
上記紫外線遮蔽剤としては、例えば、金属原子を含む紫外線遮蔽剤、金属酸化物を含む紫外線遮蔽剤、ベンゾトリアゾール構造を有する紫外線遮蔽剤、ベンゾフェノン構造を有する紫外線遮蔽剤、トリアジン構造を有する紫外線遮蔽剤、マロン酸エステル構造を有する紫外線遮蔽剤、シュウ酸アニリド構造を有する紫外線遮蔽剤及びベンゾエート構造を有する紫外線遮蔽剤等が挙げられる。
上記金属原子を含む紫外線遮蔽剤としては、例えば、白金粒子、白金粒子の表面をシリカで被覆した粒子、パラジウム粒子及びパラジウム粒子の表面をシリカで被覆した粒子等が挙げられる。紫外線遮蔽剤は、遮熱粒子ではないことが好ましい。
上記紫外線遮蔽剤は、好ましくはベンゾトリアゾール構造を有する紫外線遮蔽剤、ベンゾフェノン構造を有する紫外線遮蔽剤、トリアジン構造を有する紫外線遮蔽剤又はベンゾエート構造を有する紫外線遮蔽剤であり、より好ましくはベンゾトリアゾール構造を有する紫外線遮蔽剤又はベンゾフェノン構造を有する紫外線遮蔽剤であり、更に好ましくはベンゾトリアゾール構造を有する紫外線遮蔽剤である。
上記金属酸化物を含む紫外線遮蔽剤としては、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン及び酸化セリウム等が挙げられる。さらに、上記金属酸化物を含む紫外線遮蔽剤に関して、表面が被覆されていてもよい。上記金属酸化物を含む紫外線遮蔽剤の表面の被覆材料としては、絶縁性金属酸化物、加水分解性有機ケイ素化合物及びシリコーン化合物等が挙げられる。
上記ベンゾトリアゾール構造を有する紫外線遮蔽剤としては、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(BASF社製「TinuvinP」)、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(BASF社製「Tinuvin320」)、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(BASF社製「Tinuvin326」)、及び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(BASF社製「Tinuvin328」)等のベンゾトリアゾール構造を有する紫外線吸収剤が挙げられる。紫外線を吸収する性能に優れることから、上記紫外線遮蔽剤は、ハロゲン原子を含むベンゾトリアゾール構造を有する紫外線遮蔽剤であることが好ましく、塩素原子を含むベンゾトリアゾール構造を有する紫外線遮蔽剤であることがより好ましい。
上記ベンゾフェノン構造を有する紫外線遮蔽剤としては、例えば、オクタベンゾン(BASF社製「Chimassorb81」)等が挙げられる。
上記トリアジン構造を有する紫外線遮蔽剤としては、例えば、ADEKA社製「LA−F70」及び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]−フェノール(BASF社製「Tinuvin1577FF」)等が挙げられる。
上記マロン酸エステル構造を有する紫外線遮蔽剤としては、2−(p−メトキシベンジリデン)マロン酸ジメチル、テトラエチル−2,2−(1,4−フェニレンジメチリデン)ビスマロネート、2−(p−メトキシベンジリデン)−ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル4−ピペリジニル)マロネート等が挙げられる。
上記マロン酸エステル構造を有する紫外線遮蔽剤の市販品としては、Hostavin B−CAP、Hostavin PR−25、Hostavin PR−31(いずれもクラリアント社製)が挙げられる。
上記シュウ酸アニリド構造を有する紫外線遮蔽剤としては、N−(2−エチルフェニル)−N’−(2−エトキシ−5−t−ブチルフェニル)シュウ酸ジアミド、N−(2−エチルフェニル)−N’−(2−エトキシ−フェニル)シュウ酸ジアミド、2−エチル−2’−エトキシ−オキシアニリド(クラリアント社製「SanduvorVSU」)などの窒素原子上に置換されたアリール基などを有するシュウ酸ジアミド類が挙げられる。
上記ベンゾエート構造を有する紫外線遮蔽剤としては、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(BASF社製「Tinuvin120」)等が挙げられる。
期間経過後の可視光線透過率の低下をより一層抑制する観点からは、上記中間膜100重量%中、上記紫外線遮蔽剤の含有量は、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.2重量%以上、更に好ましくは0.3重量%以上、特に好ましくは0.5重量%以上、好ましくは2.5重量%以下、より好ましくは2重量%以下、更に好ましくは1重量%以下、特に好ましくは0.8重量%以下である。特に、上記中間膜100重量%中、上記紫外線遮蔽剤の含有量が0.2重量%以上であることにより、中間膜及び合わせガラスの期間経過後の可視光線透過率の低下を顕著に抑制できる。
(酸化防止剤)
上記中間膜は、酸化防止剤を含むことが好ましい。上記酸化防止剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤等が挙げられる。上記フェノール系酸化防止剤はフェノール骨格を有する酸化防止剤である。上記硫黄系酸化防止剤は硫黄原子を含有する酸化防止剤である。上記リン系酸化防止剤はリン原子を含有する酸化防止剤である。
上記酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤又はリン系酸化防止剤であることが好ましい。
上記フェノール系酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、1,3,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェノール)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス(3,3’−t−ブチルフェノール)ブチリックアッシドグリコールエステル及びビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルベンゼンプロパン酸)エチレンビス(オキシエチレン)等が挙げられる。これらの酸化防止剤の内の1種又は2種以上が好適に用いられる。
上記リン系酸化防止剤としては、トリデシルホスファイト、トリス(トリデシル)ホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリノニルフェニルホスファイト、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(デシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジ−t−ブチル−6−メチルフェニル)エチルエステル亜リン酸、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、及び2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチル−1−フェニルオキシ)(2−エチルヘキシルオキシ)ホスホラス等が挙げられる。これらの酸化防止剤の内の1種又は2種以上が好適に用いられる。
上記酸化防止剤の市販品としては、例えばBASF社製「IRGANOX 245」、BASF社製「IRGAFOS 168」、BASF社製「IRGAFOS 38」、住友化学工業社製「スミライザーBHT」、並びにBASF社製「IRGANOX 1010」等が挙げられる。
中間膜及び合わせガラスの高い可視光線透過率を長期間に渡り維持するために、上記中間膜100重量%中、上記酸化防止剤の含有量は0.1重量%以上であることが好ましい。また、酸化防止剤の添加効果が飽和するので、上記中間膜100重量%中、上記酸化防止剤の含有量は2重量%以下であることが好ましい。
(他の成分)
上記中間膜は、必要に応じて、ケイ素、アルミニウム又はチタンを含むカップリング剤、分散剤、界面活性剤、難燃剤、帯電防止剤、フィラー、顔料、染料、接着力調整剤、耐湿剤、蛍光増白剤及び赤外線吸収剤等の添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
せん断貯蔵弾性率を好適な範囲に制御するために、中間膜は、フィラーを含んでいてもよい。上記フィラーとしては、炭酸カルシウム粒子、及びシリカ粒子等が挙げられる。曲げ剛性及を効果的に高め、透明性の低下を効果的に抑える観点からは、シリカ粒子が好ましい。
上記中間膜100重量%中、上記フィラーの含有量は、好ましくは1重量%以上、より好ましくは5重量%以上、更に好ましくは10重量部以上、好ましくは95重量%以下、より好ましくは90重量%以下である。
(合わせガラス用中間膜の他の詳細)
上記中間膜の厚みは特に限定されない。実用面の観点、並びに合わせガラスの耐貫通性及び曲げ剛性を充分に高める観点からは、中間膜の厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.25mm以上、好ましくは3mm以下、より好ましくは2.0mm以下である。中間膜の厚みが上記下限以上であると、合わせガラスの耐貫通性及び曲げ剛性がより一層高くなる。中間膜の厚みが上記上限以下であると、中間膜の透明性がより一層良好になる。
本発明に係る中間膜の製造方法としては特に限定されない。本発明に係る中間膜の製造方法としては、樹脂組成物を押出機を用いて押出する方法が挙げられる。
上記中間膜は、両側の表面の内の少なくとも一方の表面に凹凸形状を有することが好ましい。上記中間膜は、両側の表面に凹凸形状を有することがより好ましい。上記の凹凸形状を形成する方法としては特に限定されず、例えば、リップエンボス法、エンボスロール法、カレンダーロール法、及び異形押出法等が挙げられる。定量的に一定の凹凸模様である多数の凹凸形状のエンボスを形成することができることから、エンボスロール法が好ましい。
(合わせガラス)
図1は、本発明の一実施形態に係る合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスの一例を模式的に示す断面図である。
図1に示す合わせガラス31は、第1の合わせガラス部材21と、第2の合わせガラス部材22と、中間膜11とを備える。中間膜11は、単層であり、第1の層である。中間膜11は、第1の合わせガラス部材21と第2の合わせガラス部材22との間に配置されており、挟み込まれている。
中間膜11の第1の表面11aに、第1の合わせガラス部材21が積層されている。中間膜11の第1の表面11aとは反対の第2の表面11bに、第2の合わせガラス部材22が積層されている。
このように、本発明に係る合わせガラスは、第1の合わせガラス部材と、第2の合わせガラス部材と、中間膜とを備えており、該中間膜が、本発明に係る合わせガラス用中間膜である。本発明に係る合わせガラスでは、上記第1の合わせガラス部材と上記第2の合わせガラス部材との間に、上記中間膜が配置されている。
上記第1の合わせガラス部材は、第1のガラス板であることが好ましい。上記第2の合わせガラス部材は、第2のガラス板であることが好ましい。
上記合わせガラス部材としては、ガラス板及びPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム等が挙げられる。合わせガラスには、2枚のガラス板の間に中間膜が挟み込まれている合わせガラスだけでなく、ガラス板とPETフィルム等との間に中間膜が挟み込まれている合わせガラスも含まれる。上記合わせガラスは、ガラス板を備えた積層体であり、少なくとも1枚のガラス板が用いられていることが好ましい。上記第1の合わせガラス部材及び上記第2の合わせガラス部材がそれぞれ、ガラス板又はPETフィルムであり、かつ上記合わせガラスは、上記第1の合わせガラス部材及び上記第2の合わせガラス部材の内の少なくとも一方として、ガラス板を備えることが好ましい。
上記ガラス板としては、無機ガラス及び有機ガラスが挙げられる。上記無機ガラスとしては、フロート板ガラス、熱線吸収板ガラス、熱線反射板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、及び線入り板ガラス等が挙げられる。上記有機ガラスは、無機ガラスに代用される合成樹脂ガラスである。上記有機ガラスとしては、ポリカーボネート板及びポリ(メタ)アクリル樹脂板等が挙げられる。上記ポリ(メタ)アクリル樹脂板としては、ポリメチル(メタ)アクリレート板等が挙げられる。
上記合わせガラス部材の厚みは、好ましくは1mm以上、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下である。また、上記合わせガラス部材がガラス板である場合に、該ガラス板の厚みは、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは0.7mm以上、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下である。上記合わせガラス部材がPETフィルムである場合に、該PETフィルムの厚みは、好ましくは0.03mm以上、好ましくは0.5mm以下である。
本発明に係る中間膜の使用により、合わせガラスの厚みが薄くても、合わせガラスの曲げ剛性を高く維持することができる。合わせガラスを軽量化したり、合わせガラスの材料を少なくして環境負荷を低減したり、合わせガラスの軽量化によって自動車の燃費を向上させて環境負荷を低減したりする観点からは、上記ガラス板の厚みは、好ましくは2mm以下、より好ましくは1.8mm以下、より一層好ましくは1.6mm以下、より一層好ましくは1.5mm以下、更に好ましくは1.4mm以下、更に好ましくは1.3mm以下、更に一層好ましくは1.0mm以下、特に好ましくは0.7mm以下である。合わせガラスを軽量化したり、合わせガラスの材料を少なくして環境負荷を低減したり、合わせガラスの軽量化によって自動車の燃費を向上させて環境負荷を低減したりする観点からは、上記第1のガラス板の厚みと上記第2のガラス板の厚みとの合計は、好ましくは3.5mm以下、より好ましくは3.2mm以下、更に好ましくは3mm以下、特に好ましくは2.8mm以下である。
上記合わせガラスの製造方法は特に限定されない。例えば、上記第1の合わせガラス部材と上記第2の合わせガラス部材との間に、中間膜を挟んで、押圧ロールに通したり、又はゴムバッグに入れて減圧吸引したりして、上記第1の合わせガラス部材と上記第2の合わせガラス部材と中間膜との間に残留する空気を脱気する。その後、約70〜110℃で予備接着して積層体を得る。次に、積層体をオートクレーブに入れたり、又はプレスしたりして、約120〜150℃及び1〜1.5MPaの圧力で圧着する。このようにして、合わせガラスを得ることができる。
上記中間膜及び上記合わせガラスは、自動車、鉄道車両、航空機、船舶及び建築物等に使用できる。上記中間膜及び上記合わせガラスは、これらの用途以外にも使用できる。上記中間膜及び上記合わせガラスは、車両用又は建築用の中間膜及び合わせガラスであることが好ましく、車両用の中間膜及び合わせガラスであることがより好ましい。上記中間膜及び上記合わせガラスは、自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラス又はルーフガラス等に使用できる。上記中間膜及び上記合わせガラスは、自動車に好適に用いられる。上記中間膜は、自動車の合わせガラスを得るために用いられる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。本発明はこれら実施例のみに限定されない。
以下の材料を用意した。
(熱可塑性樹脂)
下記の表1,2に示すポリビニルアセタール樹脂を適宜用いた。用いたポリビニルアセタール樹脂では、アセタール化に、炭素数2のアセトアルデヒド又は炭素数4のn−ブチルアルデヒドが用いられている。
ポリビニルアセタール樹脂に関しては、アセタール化度(ブチラール化度)、アセチル化度及び水酸基の含有率はJIS K6728「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠した方法により測定した。なお、ASTM D1396−92により測定した場合も、JIS K6728「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠した方法と同様の数値を示した。また、アセタールの種類がアセトアセタールである場合には、アセタール化度は、同様に、アセチル化度、水酸基の含有率を測定し、得られた測定結果からモル分率を算出し、次いで、100モル%からアセチル化度及び水酸基の含有率を引くことにより、算出した。
また、下記の表1〜3に示すアクリル重合体を適宜用いた。下記の表1〜3に示すアクリル重合体は、アクリル酸エチルと、アクリル酸ブチルと、アクリル酸2−ヒドロキシエチルと、アクリル酸ベンジルとを下記の表1〜3に示す含有量で含む重合成分を重合させたアクリル重合体である。
(添加剤)
シリカ粒子(東ソー・シリカ社製「BZ−400」)
(可塑剤)
トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート(3GO)
(紫外線遮蔽剤)
Tinuvin326(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、BASF社製「Tinuvin326」)
(酸化防止剤)
BHT(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール)
(実施例1)
中間膜を形成するための組成物の作製:
下記の表1に示す種類のポリビニルアセタール樹脂100重量部と、シリカ粒子60重量部と、可塑剤(3GO)75重量部と、紫外線遮蔽剤(Tinuvin326)0.2重量部と、酸化防止剤(BHT)0.2重量部とを混合し、中間膜を形成するための組成物を得た。
中間膜の作製:
中間膜を形成するための組成物を、押出機を用いて押出しすることにより、単層の中間膜(厚み800μm)を作製した。
合わせガラスAの作製(曲げ剛性測定用):
得られた中間膜を縦20cm×横2.5cmの大きさに切断した。第1の合わせガラス部材及び第2の合わせガラス部材として、下記の表1に示す厚みの2つのガラス板(クリアアガラス、縦20cm×横2.5cm)を用意した。この2つのガラス板の間に、得られた中間膜を挟み込み、積層体を得た。得られた積層体をゴムバック内に入れ、2660Pa(20torr)の真空度で20分間脱気した。その後、脱気したままで積層体をオートクレーブ中で更に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積層体を、オートクレーブ中で135℃、圧力1.2MPa(12kg/cm)の条件で20分間圧着を行い、合わせガラスAを得た。
合わせガラスBの作製(遮音性測定用):
得られた中間膜を縦30cm×横2.5cmの大きさに切断した。第1の合わせガラス部材及び第2の合わせガラス部材として、下記の表1に示す厚みの2つのガラス板(クリアガラス、縦30cm×横2.5cm)を用意した。2枚のガラス板の間に、中間膜を挟み込み、積層体を得た。この積層体をゴムバック内に入れ、2.6kPaの真空度で20分間脱気した後、脱気したままオーブン内に移し、更に90℃で30分間保持して真空プレスし、積層体を予備圧着した。オートクレーブ中で135℃及び圧力1.2MPaの条件で、予備圧着された積層体を20分間圧着し、合わせガラスBを得た。
(実施例2〜12及び比較例1〜6)
中間膜を形成するための組成物に用いる樹脂、及び可塑剤の種類と配合量とを下記の表1〜3に示すように設定したこと、並びに中間膜、第1の合わせガラス部材及び第2の合わせガラス部材の厚みを下記の表1〜3に示すように設定したこと以外は実施例1と同様にして、中間膜及び合わせガラスを得た。また、実施例2〜12及び比較例1〜6では、実施例1と同じ種類の紫外線遮蔽剤及び酸化防止剤を、実施例1と同様の配合量(ポリビニルアセタール樹脂100重量部に対して0.2重量部)で配合した。
(評価)
(1)せん断貯蔵弾性率
せん断貯蔵弾性率は、以下のようにして評価した。
得られた中間膜を、室温23±2℃、湿度25±5%の環境下に12時間保管した直後に、Metravib社製の粘弾性測定装置「DMA+1000」を用いて、せん断貯蔵弾性率を測定した。中間膜を長さ50mm、幅20mmで切り出し、せん断モードで2℃/分の昇温速度で−50〜200℃まで温度を上昇させる条件、及び周波数0.5Hz及び歪0.05%の条件で測定した。
10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率(G’(10〜40℃))の最小値が示す温度と、最大値が示す温度とを評価した。また、10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率(G’(10〜40℃))の最小値と、最大値とを評価した。さらに、20℃におけるせん断貯蔵弾性率(G’(20℃))と、−30℃におけるせん断貯蔵弾性率(G’(−30℃))とを評価し、比(G’(20℃)/G’(−30℃))を求めた。
(2)ガラス転移温度Tg:
得られた中間膜を、室温23±2℃、湿度25±5%の環境下に12時間保管した直後に、Metravib社製の粘弾性測定装置「DMA+1000」を用いて、せん断貯蔵弾性率を測定した。中間膜を長さ50mm、幅20mmで切り出し、せん断モードで2℃/分の昇温速度で−50〜200℃まで温度を上昇させる条件、及び周波数0.5Hz及び歪0.05%の条件で測定した。得られた粘弾性スペクトルで、損失正接(tanδ)が−20℃から0℃にピークがある場合はピーク温度を、ない場合は「なし」と記載した。
(3)−20℃以上、0℃以下の温度領域でのtanδの最大値
−20℃以上、0℃以下の温度領域でのtanδの最大値を評価した。具体的には、得られた中間膜を、室温23±2℃、湿度25±5%の環境下に12時間保管した直後に、Metravib社製の粘弾性測定装置「DMA+1000」を用いて、METRAVIB社製の動的粘弾性測定装置「DMA+1000」を用いて、せん断貯蔵弾性率を測定した。中間膜を長さ50mm、幅20mmで切り出し、せん断モードで2℃/分の昇温速度で−50〜200℃まで温度を上昇させる条件、及び周波数0.5Hz及び歪0.05%の条件で測定した。得られた粘弾性スペクトルで、損失正接(tanδ)が−20℃から0℃にピークがある場合はピーク値(最大値)を記載した。
(4)曲げ剛性
得られた合わせガラスAを用いて、曲げ剛性を評価した。
図2に模式的に示す試験方法で、曲げ剛性を評価した。測定装置としては、3点曲げ試験治具を備えたオリエンテック社製のUTA−500を使用した。測定条件としては、測定温度23℃(23℃±3℃)又は40℃(40℃±3℃)、距離D1は12cm、距離D2は20cmとし、変位速度1mm/分でFの方向に合わせガラスに変形を加え、1.5mmの変位を加えたときの応力を測定し、曲げ剛性を算出した。曲げ剛性を以下の基準で判定した。曲げ剛性の数値が高いほど、曲げ剛性に優れる。
[曲げ剛性の判定基準]
○○:50N/mm以上
○:45N/mm以上、50N/mm未満
×:45N/mm未満
(5)遮音性
得られた合わせガラスBをダンピング試験用の振動発生機(振研社製「加振機G21−005D」)により加振し、そこから得られた振動特性を機械インピーダンス測定装置(リオン社製「XG−81」)にて増幅し、振動スペクトルをFFTスペクトラムアナライザー(横河ヒューレッドパッカード社製「FFTアナライザー HP3582A」)により解析した。
このようにして得られた損失係数と合わせガラスBとの共振周波数との比から、20℃における音周波数(Hz)と音響透過損失(dB)との関係を示すグラフを作成し、音周波数3,000Hz付近と4,000Hz付近とにおける極小の音響透過損失(TL値)を求めた。このTL値が高いほど、遮音性が高くなる。遮音性を下記の基準で判定した。
[遮音性の判定基準]
○○:TL値が35dB以上
○:TL値が30dB以上、35dB未満
×:TL値が30dB未満
(6)リサイクル後の評価について
中間膜の製造工程で発生する不要となった中間膜を回収した。回収した膜を原料として用い、押出し機で中間膜を製造した。得られた中間膜を用いて、上記の評価(4),(5)と同様の方法で、リサイクル後の曲げ剛性と遮音性を評価した。
詳細及び結果を下記の表1〜3に示す。なお、下記の表1〜3では、熱可塑性樹脂、可塑剤、及び添加剤であるシリカ粒子以外の配合成分の記載は省略した。
Figure 2016158694
Figure 2016158694
Figure 2016158694
単層の中間膜は、中間膜のリサイクル材料として用いることができる。実施例では、単層の中間膜であるため、リサイクル可能であった。
11…中間膜(単層、第1の層)
11a…第1の表面
11b…第2の表面
21…第1の合わせガラス部材
31…合わせガラス
前記熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂を含むことも好ましい。前記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、前記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量が15重量%以上であることが好ましい。前記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂が、アクリル重合体であることが好ましい。
上記中間膜は、ポリビニルアセタール樹脂と、ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂とを含んでいてもよい。上記中間膜は、アクリル重合体以外の熱可塑性樹脂と、アクリル重合体とを含んでいてもよい。上記熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂を含むことも好ましい。上記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂は、アクリル重合体であることが好ましい。アクリル重合体の使用により、曲げ剛性及び遮音性が効果的に高くなる。

Claims (14)

  1. 単層の合わせガラス用中間膜であって、
    熱可塑性樹脂を含み、
    周波数0.5Hzで測定した10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率の最小値が3MPa以上であり、
    周波数0.5Hzで測定した20℃におけるせん断貯蔵弾性率の、周波数0.5Hzで測定した−30℃におけるせん断貯蔵弾性率に対する比が0.01以上かつ0.8以下であり、ガラス転移温度が−20℃以上、0℃以下に存在し、−20℃以上、0℃以下の温度領域におけるtanδの最大値が0.1以上である、合わせガラス用中間膜。
  2. 前記熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂を含む、請求項1に記載の合わせガラス用中間膜。
  3. 前記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、前記ポリビニルアセタール樹脂の含有量が20重量%以上である、請求項2に記載の合わせガラス用中間膜。
  4. 前記ポリビニルアセタ−ル樹脂が、ポリビニルアセトアセタール樹脂又はポリビニルブチラール樹脂である、請求項2又は3に記載の合わせガラス用中間膜。
  5. 周波数0.5Hzで測定した10℃以上40℃以下の温度領域でのせん断貯蔵弾性率の最大値が500MPa以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
  6. 前記熱可塑性樹脂が、ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
  7. 前記熱可塑性樹脂の全体100重量%中、前記ポリビニルアセタール樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量が15重量%以上である、請求項6に記載の合わせガラス用中間膜。
  8. 前記熱可塑性樹脂以外の熱可塑性樹脂が、アクリル重合体である、請求項6又は7に記載の合わせガラス用中間膜。
  9. 厚みが3mm以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
  10. 厚みが1.6mm以下である第1のガラス板を用いて、前記第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るために用いられる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
  11. 第1のガラス板と第2のガラス板との間に配置されて、合わせガラスを得るために用いられ、
    前記第1のガラス板の厚みと前記第2のガラス板の厚みとの合計が3.5mm以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
  12. 第1の合わせガラス部材と、
    第2の合わせガラス部材と、
    請求項1〜9のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜とを備え、
    前記第1の合わせガラス部材と前記第2の合わせガラス部材との間に、前記合わせガラス用中間膜が配置されている、合わせガラス。
  13. 前記第1の合わせガラス部材が第1のガラス板であり、
    前記第1のガラス板の厚みが1.6mm以下である、請求項12に記載の合わせガラス。
  14. 前記第1の合わせガラス部材が第1のガラス板であり、
    前記第2の合わせガラス部材が第2のガラス板であり、
    前記第1のガラス板の厚みと前記第2のガラス板の厚みとの合計が3.5mm以下である、請求項12又は13に記載の合わせガラス。
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