JPWO2019066042A1 - ガラス構成体 - Google Patents
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Abstract
Description
これらガラスに調光体を適用する場合には、例えば特許文献1に開示されるように、2枚のガラス板の間に、調光体を挟み込んだガラス構成体が知られている。また、接着性を確保する観点などから、ガラス板と調光体の間に接着層を配置することなども検討されている。
[1]一対のガラス板と、前記一対のガラス板の間に配置される調光体と、前記調光体と一方のガラス板の間に配置される紫外線吸収層とを備え、
前記紫外線吸収層が、370nm以上400nm以下の波長領域における最大透過率が10%以下で、400nmより大きく420nm以下の波長領域における最大透過率が50%以上であり、かつ、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が12以上であるガラス構成体。
[2]前記紫外線吸収層の厚さに対する前記調光体の厚さの比が0.5〜10.5である上記[1]に記載のガラス構成体。
[3]前記紫外線吸収層が、ポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、及びアイオノマー樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの熱可塑性樹脂を含む上記[1]又は[2]に記載のガラス構成体。
[4]前記紫外線吸収層が、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤とを含む上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載のガラス構成体。
[5]前記調光体が、液晶層及びエレクトロクロミック層のいずれかを含む上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載のガラス構成体。
[6]前記紫外線吸収層が、紫外線吸収剤を含む上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載のガラス構成体。
[7]前記紫外線吸収剤が、インドール系化合物、ベンゾトリアゾール化合物、及びクマリン系化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む上記[6]に記載のガラス構成体。
[8]前記インドール系化合物が以下の式(1)で表される化合物である、上記[7]に記載のガラス構成体。
(式(1)において、R1は、炭素数が1〜3のアルキル基を表し、R2は、水素原子、炭素数が1〜10のアルキル基、又は、炭素数が7〜10のアラルキル基を表す。)
[9]前記ベンゾトリアゾール化合物が以下の式(2)で表される化合物である、上記[7]又は[8]に記載のガラス構成体。
(式(2)において、R11は、炭素数が1〜10のアルキル基を表し、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数が1〜10のアルキル基、又は、炭素数が7〜12のアラルキル基を表す。)
[10]更に、330〜380nmの波長領域に最大吸収極大を有する化合物を含有する、上記[7]〜[9]のいずれか1項に記載のガラス構成体。
[11]前記330〜380nmの波長領域に最大吸収極大を有する化合物が以下の式(3)で表される化合物である、上記[10]に記載のガラス構成体。
(式(3)において、R3は、水素原子、炭素数が1〜8のアルキル基、又は炭素数4〜20のアルコキシカルボニルアルキル基を表し、R4は、水素原子、又は炭素数が1〜8のアルキル基を表す。Xは塩素原子又は水素原子である。)
[12]前記調光体と他方のガラスの間に配置される接着層をさらに備える上記[1]〜[11]のいずれか1項に記載のガラス構成体。
[13]前記接着層が、ポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、及びアイオノマー樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの熱可塑性樹脂を含む上記[12]に記載のガラス構成体。
[14]前記接着層が、ポリビニルアセタールと可塑剤とを含む上記[12]又は[13]に記載のガラス構成体。
[15]前記接着層の厚さに対する前記調光体の厚さの比が0.5〜10.5である上記[12]〜[14]のいずれか1項に記載のガラス構成体。
[16]室外窓に使用される上記[1]〜[15]のいずれか1項に記載のガラス構成体。
本発明のガラス構成体10は、図1、2に示すように、一対のガラス板(それぞれ「第1及び第2のガラス板」ということがある)11、12と、これらガラス板11、12の間に配置される調光体13と、調光体13と第1のガラス板11の間に配置される紫外線吸収層14とを備えるものである。
本発明のガラス構成体10は、ガラス板11、12、調光体13、及び紫外線吸収層14、又は、ガラス板11、12、調光体13、紫外線吸収層14、及び第2の接着層15からなるものでもよいが、これら以外の層を有してもよい。例えば、ガラス板11と紫外線吸収層14の間、又は調光体13(若しくは第2の接着層15)とガラス板12の間などに赤外線吸収層などが設けられてもよい。
[紫外線吸収層及び第2の接着層]
本発明の紫外線吸収層は、370nm以上400nm以下の波長領域における最大透過率が10%以下となるとともに、400nmより大きく420nm以下の波長領域における最大透過率が50%以上となるものである。また、紫外線吸収層は、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が12以上となるものである。
紫外線吸収層は、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が15以上であることが好ましく、17以上であることがより好ましい。このように透過率の比を高くすることで、調光体の太陽光による劣化をより有効に防止しつつ、調光体の高い透明性を確保しやすく、黄色味を抑制しやすくなる。透過率の比は、高ければ高いほどよいが、調光フィルムの劣化を抑制する観点からは400以下が好ましく、200以下がより好ましく、50以下が更に好ましい。
紫外線吸収層は、紫外線吸収剤を含むことが好ましい。また、紫外線吸収層は、熱可塑性樹脂を含有し、その熱可塑性樹脂中に紫外線吸収剤が配合されることがより好ましい。
本発明では、紫外線吸収剤はインドール系化合物を含むことが好ましい。また、本発明では、紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系化合物又はクマリン系化合物のいずれかを含むことも好ましい。これら化合物の少なくとも1つを使用することで、紫外線吸収層は、可視光領域の透過率を低くすることなく、長波長紫外領域における透過率を低くすることが可能になる。そのため、上記した最大透過率、及び透過率の比を所望の範囲に調整しやすくなる。
(式(1)において、R1は、炭素数が1〜3のアルキル基を表し、R2は、水素原子、炭素数が1〜10のアルキル基、又は、炭素数が7〜10のアラルキル基を表す。)
式(1)におけるR2は、炭素数が1〜10のアルキル基であることが好ましく、炭素数が1〜8のアルキル基であることがより好ましい。炭素数が1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−プロピル基、イソブチル基、n−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基等が挙げられる。また、炭素数が7〜10のアラルキル基として、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基等が挙げられる。
(式(2)において、R11は、炭素数が1〜10のアルキル基を表し、R12及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数が1〜10のアルキル基、又は、炭素数が7〜12のアラルキル基を表す。)
このようなベンゾトリアゾール化合物としては、具体的には、6−ブチル−2−[2−ヒドロキシ−3−(1−メチルー1−フェニルエチル)−5−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニル]−ピロロ[3,4−f][ベンゾトリアゾール−5,7(2H,6H)−ジオン]などが挙げられる。また、市販品としては、TINUVINCarboProtect(商品名.BASF社製)が挙げられる。
クマリン系化合物としては、紫外線吸収剤として使用される公知のものが使用でき、例えば、Eusorb UV−1990(商品名.ユーテックケミカル社製)などが挙げられる。
また、含有量を0.1質量%以下とすることで、紫外線吸収剤による着色によって可視光領域における透過率が低下したりすることを防止できる。このような観点からインドール系化合物の含有量は、0.05質量%以下がより好ましく、0.03質量%以下がさらに好ましい。また、クマリン系化合物の含有量の好適値は、上記したインドール系化合物の含有量の好適値と同様である。
上記したベンゾトリアゾール系化合物の含有量は、上記と同様の観点から、紫外線吸収層全量基準で0.005〜0.4質量%が好ましい。また、この含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.02質量%以上である。また、より好ましくは0.3質量%以下、さらに好ましくは0.15質量%以下、特に好ましくは0.06質量%以下である。
具体的には、上記したインドール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、及びクマリン系化合物のいずれかから選択される1種以上の化合物(以下、「第1の紫外線吸収剤」ともいう)と、その化合物とは異なる化合物(以下、「第2の紫外線吸収剤」ともいう)を使用することが好ましい。
例えば、紫外線吸収剤として、上記したインドール系化合物と、インドール系化合物以外の紫外線吸収剤(第2の紫外線吸収剤)とを併用することが好ましい。
第1の紫外線吸収剤の含有量は、特定波長における最大透過率、及び透過率の比が所定の範囲となるように調整されればよいが、紫外線吸収層全量基準で例えば0.001〜0.4質量%である。また、紫外線吸収剤に使用する化合物の種類に応じて含有量の好適値は異なり、その具体的な値は上記したとおりである。
なお、最大吸収極大の波長は、以下の手順に従って測定することができる。最大吸収極大を測定する紫外線吸収剤をアセトンと混合し、測定サンプルを得る。その際の濃度は、後の分光光度計による最大吸収極大の波長の測定に於いて、最大吸収極大の波長における透過率が40〜50%となるように適宜調整する。得られた測定サンプルを1cm角の石英セルに入れ、分光光度計(日立ハイテク社製「U−4100」)を用いて、20℃の条件で波長300〜400nmにおける透過率を測定する。波長300〜400nmの範囲で、最も透過率が低かった波長を、その紫外線吸収剤の最大吸収極大の波長とする。
第2の紫外線吸収剤の含有量は、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、特に好ましくは0.5質量%以上である。また、含有量は、より好ましくは1.2質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以下、よりさらに好ましくは0.8質量%以下である。
(式(3)において、R3は、水素原子、炭素数が1〜8のアルキル基、又は炭素数4〜20のアルコキシカルボニルアルキル基を表し、R4は、水素原子、又は炭素数が1〜8のアルキル基を表す。Xは塩素原子又は水素原子である。)
また、式(3)で示される化合物の具体例としては、2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、3−[3−tert−ブチル−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシフェニル]プロピオン酸オクチル、3−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニルプロピオン酸メチル、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
トリアジン系化合物の具体例としては、TINUVIN460、TINUVIN477(商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカル社製)で代表されるヒドロキシフェニルトリアジン系化合物などが挙げられる。
第2の接着層に使用される熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、及びアイオノマー樹脂などが挙げられる。これら樹脂を使用することで、ガラス板との接着性を確保しやすくなる。第2の接着層において、熱可塑性樹脂は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、第2の接着層に使用される熱可塑性樹脂としては、ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。
また、第2の接着層に使用される熱可塑性樹脂は、紫外線吸収層(第1の接着層)に使用される熱可塑性樹脂と異なるものであってもよいし、同一のものであってもよい。
紫外線吸収層及び第2の接着層に使用される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で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ないが、ポリビニルブチラール樹脂が好適である。
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モル%、好ましい上限は85モル%であり、より好ましい下限は60モル%、より好ましい上限は75モル%である。
ポリビニルアセタール樹脂としてポリビニルブチラール樹脂を用いる場合も、同様の観点から、水酸基量の好ましい下限は15モル%、好ましい上限は35モル%であり、より好ましい下限は25モル%、より好ましい上限は33モル%である。
なお、上記アセタール化度及び上記水酸基量は、例えば、JIS K6728「ポリビニルブチラール試験方法」に準拠した方法により測定することができる。
ポリビニルアセタール樹脂の重合度の好ましい下限は500、好ましい上限は4000である。重合度を500以上することで、ガラス構成体の耐貫通性が良好になる。また、重合度を4000以下とすることで、ガラス構成体の成形がしやすくなる。重合度のより好ましい下限は1000、より好ましい上限は3600である。
紫外線吸収層及び第2の接着層に使用されるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂としては、非架橋型のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂であってもよいし、また、高温架橋型のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂であってもよい。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物、エチレン−酢酸ビニルの加水分解物などのようなエチレン−酢酸ビニル変性体樹脂も用いることができる。
アイオノマー樹脂としては、特に限定はなく、様々なアイオノマー樹脂を用いることができる。具体的には、エチレン系アイオノマー、スチレン系アイオノマー、パーフルオロカーボン系アイオノマー、テレケリックアイオノマー、ポリウレタンアイオノマー等が挙げられる。これらの中では、ガラス構成体の機械強度、耐久性、透明性などが良好になる点、ガラスへの接着性に優れる点から、エチレン系アイオノマーが好ましい。
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられ、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、メタクリル酸が特に好ましい。また、他のモノマーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、1−ブテン等が挙げられる。
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体としては、該共重合体が有する全構成単位を100モル%とすると、エチレン由来の構成単位を75〜99モル%有することが好ましく、不飽和カルボン酸由来の構成単位を1〜25モル%有することが好ましい。
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーは、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体が有するカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和または架橋することにより得られるアイオノマー樹脂であるが、該カルボキシル基の中和度は、通常は1〜90%であり、好ましくは5〜85%である。
紫外線吸収層は、熱可塑性樹脂を含有する場合、さらに可塑剤を含有してもよい。また、第2の接着層も、熱可塑性樹脂に加えて可塑剤を含有してもよい。紫外線吸収層及び第2の接着層は、可塑剤を含有することにより柔軟となり、その結果、ガラス構成体を柔軟にする。さらには、ガラス板に対する高い接着性を発揮することも可能になる。可塑剤は、紫外線吸収層及び第2の接着層の熱可塑性樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を使用する場合に、その層に含有させると特に効果的である。
また、本発明の紫外線吸収層及び第2の接着層それぞれは、熱可塑性樹脂を含有する場合、熱可塑性樹脂、又は熱可塑性樹脂及び可塑剤が主成分となるものであり、熱可塑性樹脂及び可塑剤の合計量が、紫外線吸収層(又は第2の接着層)全量基準で、通常70質量%以上、好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。
第2の接着層が、このような光学特性を有することで、第2のガラス板側が屋外側に配置され、第2のガラス板側からガラス構成体に太陽光が入射されても、調光体の劣化を適切に防止することが可能になる。したがって、第1及び第2のガラス板のいずれを屋外側に配置しても本発明の効果が得られることになるため、ガラス構成体を自動車、建築物などに組み込むときの制約が少なくなる。また、第1及び第2のガラス板の両方から太陽光が入射されるような場合でも、調光体の劣化が防止できる。
第2の接着層は、400nmより大きく420nm以下の波長領域における最大透過率が60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましい。400nmより大きく420nm以下の波長領域における最大透過率は、高ければ高いほうがよく、その上限値は100%である。
また、第2の接着層は、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が15以上であることが好ましく、17以上であることがより好ましく、20以上であることが更に好ましい。この透過率の比は、高ければ高いほどよいが、実用的には400以下が好ましく、200以下がより好ましい。さらに好ましくは50以下である。
紫外線吸収層及び第2の接着層それぞれは、更に赤外線吸収剤を含有してもよい。赤外線吸収剤を含有することにより、高い遮熱性を発揮することができる。赤外線吸収剤は、赤外線を遮蔽する性能を有すれば特に限定されないが、例えば、錫ドープ酸化インジウム粒子が好適である。
また、紫外線吸収層及び第2の接着層それぞれは、更に必要に応じて、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤、顔料、染料、蛍光増白剤、結晶核剤等の添加剤を含有してもよい。
酸化防止剤は、特に限定されず、例えば、2,2−ビス[[[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル]オキシ]メチル]プロパン−1,3−ジオール1,3−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、4,4’−チオビス(6−tert−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4’−ジメチル−6,6’−ジ(tert−ブチル)[2,2’−メチレンビス(フェノール)]、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、4,4’−ブチリデンビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)等が挙げられる。
また、結晶核剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジベンジリデンソルビトール、ジベンジリデンキシリトール、ジベンジリデンズルシトール、ジベンジリデンマンニトール、カリックスアレーンが挙げられる。結晶核剤は、熱可塑性樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が使用される場合、好適に使用される。
本発明の調光体は、光エネルギー、電気エネルギー、熱エネルギーなどの各種エネルギーを付与することで、所定波長における透過率などの光学特性が変化するシート状ないし層状の部材であり、好ましくは電気エネルギーを付与することで光学特性が変化するものである。具体的には、調光体は、液晶層、及びエレクトロクロミック層のいずれかを含むことが好ましい。
液晶層は、液晶を含む層であり、例えばスペーサなどにより液晶を内部に充填するためのスペースが形成され、そのスペース内に液晶を充填しかつ封止したものが挙げられる。液晶としては、どのような方式のものでもよく、TN型であってもよいし、STN型でもよい。また、液晶層は、ポリマー分散型液晶(PDLC)により構成されてもよい。ポリマー分散型液晶としては、液晶層中にポリマーによりネットワーク構造が形成されたネットワーク液晶と呼ばれるものが挙げられる。また、液晶をマイクロカプセル化してバインダー樹脂中に分散させたマイクロカプセル型液晶(PDMLC)でもよい。PDMLCで使用するバインダー樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂が挙げられる。
エレクトロクロミック層は、エレクトロクロミック材料から構成される層である。エレクトロクロミック材料としては、エレクトロクロミック性を有する化合物であれば限定されず、無機化合物、有機化合物、混合原子価錯体のいずれであってもよい。
無機化合物としては、例えば、Mo2O3、Ir2O3、NiO、V2O5、WO3、TiO2等が挙げられる。有機化合物としては、例えば、ポリピロール化合物、ポリチオフェン化合物、ポリパラフェニレンビニレン化合物、ポリアニリン化合物、ポリアセチレン化合物、ポリエチレンジオキシチオフェン化合物、金属フタロシアニン化合物、ビオロゲン化合物、ビオロゲン塩化合物、フェロセン化合物、テレフタル酸ジメチル化合物、テレフタル酸ジエチル化合物等が挙げられ、なかでも、ポリアセチレン化合物が好ましい。また、混合原子価錯体としては、例えば、プルシアンブルー型錯体(KFe[Fe(CN)6]等)が挙げられる。
エレクトロクロミック層は、公知の方法で成膜することが可能であり、スパッタにより成膜してもよいし、エレクトロクロミック材料を希釈した溶液を塗布することで成膜してもよい。
本発明のガラス板(第1及び第2のガラス板)としては、特に限定されず、一般に使用されている透明板ガラスを使用することができる。例えば、クリアガラス、フロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、線入り板ガラス、赤外線吸収板ガラス、赤外線反射板ガラス、グリーンガラス等が挙げられる。
本発明においては、紫外線吸収層の厚さに対する調光体の厚さの比が0.5〜10.5であることが好ましい。厚さ比を10.5以下とすることで、紫外線吸収剤の含有率を高くしなくても、長波長紫外領域(370〜400nm)における透過率を所望のものとすることが可能になる。また、厚さ比を0.5以上とすることで、紫外線吸収層が必要以上に厚くなることが防止され、ガラス構成体の透明性を高めやすくなる。
さらに、紫外線吸収層が熱可塑性樹脂を含有する場合には、厚さを上記範囲内とすることで、調光体を紫外線吸収層により第1のガラス板に適切に接着させることが可能になり、ガラス構成体の耐貫通性なども向上する。上記厚さの比は、より好ましくは0.6〜5.0である。
さらに、調光体の厚さは0.1〜4mmが好ましく、0.2〜1.5mmがより好ましく、0.3〜1.5mmがさらに好ましい。
なお、ガラス板の厚さは、特に限定されないが、例えば、0.1〜15mm程度、好ましくは0.5〜5mmである。
本発明のガラス構成体は、ガラス構成体の一方の面が太陽光が入射される屋外側に配置される用途で使用されることが好ましい。このような用途では、通常、第1のガラス板側が屋外側に配置されるとよいが、第2の接着層が上記した所定の光学特性(最大透過率、及び透過率の比)を有する場合には、第2のガラス板側が屋外側に配置されてもよい。
また、本発明のガラス構成体は、各種分野に使用可能であるが、自動車、電車、船舶などの各種乗り物、ビル、マンション、一戸建て、ホール、体育館などの各種建築物等の室外窓用に使用されることが好ましい。なお、室外窓とは、本明細書では、太陽光が入射される位置に配置される窓を意味する。したがって、室外窓は、通常、建築物の外面、乗り物の外面に配置されるものであるが、二重窓の内窓などでも、太陽光が入射される位置に配置されるならば、本明細書の室外窓に包含される。
また、ガラス構成体は、自動車においては、リアウィンドウ、サイドウィンドウ、ルーフウィンドウに使用することが好ましく、ルーフウィンドウに使用することが特に好まし い。ガラス構成体は、これら用途に使用する場合、電圧が印加されるなどして不透明となっても運転時の視界を阻害することがなく、好適に使用可能である。
本発明のガラス構成体は、2枚のガラス板(第1及び第2のガラス板)の間に、少なくとも紫外線吸収層、及び調光体を配置して、これらを圧着などすることで一体化することで製造すればよい。このとき、ガラス構成体は、さらに第2の接着層を有する場合には、2枚のガラス板の間に紫外線吸収層、調光体及び第2の接着層をこの順に配置してこれらを圧着などすることで一体化して製造すればよい。
また、第2の接着層を省略する場合には、第2のガラス板上にまず調光体を形成し、その第2のガラス板と、紫外線吸収層と、第1のガラス板とを重ね合わせて、これらを圧着などすることでガラス構成体を製造してもよい。
また、第1のガラス板上に紫外線吸収層を形成し、その第1のガラス板と、調光体と、第2のガラス板、或いは、その第1のガラス板と、調光体と、第2の接着層と、第2のガラス板とを重ね合わせて、圧着などすることでガラス構成体を製造してもよい。
また、紫外線吸収層が熱可塑性樹脂を含有しない場合などには、紫外線吸収剤などの紫外線吸収層を構成する材料を、第1のガラス板などに塗布して紫外線吸収層を形成してもよい。
分光光度計(日立ハイテク社製「U−4100」)を用いて、下記(4)ガラス構成体の作製において調光体と第2の接着層を省いて、下記(4)ガラス構成体の作製に準じて作成したガラス構成体の透過率を測定し、厚さ2.5mmのクリアガラスによる透過率を差し引いて紫外線吸収層の透過率を算出した。なお、各透過率の測定においてはJIS R3202に準拠したクリアガラスを使用する。透過率は、1nmごとに測定して、370nm以上400nm以下の波長領域、及び400nmより大きく420nm以下の波長領域における最大透過率を求めた。また、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比も求めた。
[可視光線透過率]
紫外線吸収層、ガラス構成体、及び調光体の可視光線透過率は、JISR3106(1998)に準拠して分光光度計(日立ハイテク社製「U−4100」)を用いて測定した。
[耐光性]
ガラス構成体に、JIS R 3205(1998)に準拠して、第1のガラス板側から紫外線照射装置を用いて紫外線を5000時間照射し、紫外線照射前後におけるΔE(色差)を測定した。なお、ΔEの測定はJIS K 8781−4(2013)に準拠して、分光光度計(日立ハイテク社製「U−4100」)を用いて測定し、ΔE(色差)を求めた。紫外線照射装置としてスガ試験機社製のSX−70を使用した。紫外線照射条件はブラックパネル温度63℃、槽内温度50℃、槽内湿度50%RHで、放射照度60W/m2であり、放射照度測定波長は300から400nmであり、インナーフィルタは石英、アウターフィルターは#275の石英を使用した。
[耐貫通性]
ガラス構成体を、23℃、相対湿度50%の恒温恒湿の暗室にて48時間状態調節した。その後、JIS R 3212(1998)「自動車用安全ガラス試験方法」に準拠して、質量が2260gで直径が82mmの剛球を、5mの高さから合わせガラスに落下させ、衝撃後5秒以内に剛球が貫通するか否かを確認した。貫通しなかった場合をAとし、貫通した場合をBとした。
(1)第1の紫外線吸収剤
インドール系化合物:
メタノール120mlに1−メチル−2−フェニル−1H−インドール−3−カルボアルデヒド23.5g(0.10mol)、及び、シアノ酢酸メチル11.9g(0.12mol)を加えた。次いで、ピペリジン2.5g(0.03mol)を加え、還流下6時間反応させ、室温まで冷却した後、析出した結晶を得た。得られた結晶を少量のアルコールで洗浄後、乾燥して、上記式(1)においてR1がメチル基、R2がメチル基であるインドール系化合物の淡黄色結晶を30.9g得た。なお、得られたインドール化合物の融点は193.7℃、最大吸収極大が391nmであった。
ベンゾトリアゾール系化合物(1):TINUVIN CarboProtect(商品名.BASF社製)、化合物名「6−ブチル−2−[2−ヒドロキシ−3−(1−メチルー1−フェニルエチル)−5−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニル]−ピロロ[3,4−f][ベンゾトリアゾール−5,7(2H,6H)−ジオン]」、最大吸収極大380nm
クマリン系化合物:Eusorb UV−1990(商品名.ユーテックケミカル社製) 、最大吸収極大384nm
(2)その他の化合物
ポリビニルブチラール樹脂:アセタール化度69モル%、水酸基量30モル%、アセチル化度1モル%、重合度1700
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)
酸化防止剤:2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール(BHT)
ベンゾトリアゾール系化合物(2):式(3)を満たすベンゾトリアゾール系化合物(Xは塩素原子、R3はメチル基、R4はtert−ブチル基)、商品名.Tinuvin 326、チバスペシャリティ・ケミカルズ社製、最大吸収極大353nm
ベンゾトリアゾール系化合物(3):式(3)を満たすベンゾトリアゾール系化合物(Xは塩素原子、R3は−CH2CH2−COO−C8H17によって表されるアルコキシカルボニルアルキル基、R4はtert−ブチル基)、商品名.Eversorb 109、Everlight Chemical社製、最大吸収極大350nm
ベンゾトリアゾール系化合物(4):式(3)を満たすベンゾトリアゾール系化合物(Xは塩素原子、R3は−CH2CH2−COO−CH3によって表されるアルコキシカルボニルアルキル基、R4はtert−ブチル基)、商品名.Eversorb 88、Everlight Chemical社製、最大吸収極大352.5nm
ベンゾトリアゾール系化合物(5):2−(4−ブトキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、商品名.DAINSORB T−53、大和化成社製、最大吸収極大345nm
TINUVIN 1600(商品名.BASF社製、最大吸収極大320nm)
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂:酢酸ビニル含量28質量%
赤外線吸収剤:錫ドープ酸化インジウム粒子(以下、ITOと省略して記載することがある)
(1)紫外線吸収層の作製
紫外線吸収層中の含有量が、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)71.21質量%、可塑剤27.93質量%、酸化防止剤0.14質量%、第1の紫外線吸収剤としてインドール系化合物0.01質量%、及び第2の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(2)0.73質量%となるようにこれらを混合した。なお、可塑剤の含有量は、PVB100質量部に対して39.2質量部であった。混合物を二軸異方押出機により押出成形して、膜厚380μmの紫外線吸収層を作製した。なお、各化合物を混合するとき、接着力調整剤としての有機酸マグネシウム水溶液を、紫外線吸収層におけるMg濃度が65ppmとなるようにさらに添加した。
(2)第2の接着層の作製
インドール系化合物0.01質量%を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様にして第2の接着層を作製した。
セパラブルフラスコにて、トルエン100質量部と、液晶(chisso Lixon JC5007LA)10質量部と、重合度が350のポリビニルブチラール10質量部とを均一に混合して液晶−ポリビニルブチラール溶液を調製した。得られた液晶−ポリビニルブチラール溶液を100rpmにて攪拌しながら、エタノール100質量部を1時間かけて滴下して、液晶マイクロカプセルの分散液を得た。
また、セパラブルフラスコにて、トルエン100質量部と、エタノール100質量部と、重合度が350のポリビニルブチラール40質量部と、可塑剤としてのトリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート20質量部とを均一に混合してポリビニルブチラール溶液を調製した。得られたポリビニルブチラール溶液50質量部と、液晶マイクロカプセルの分散液100質量部とを混合して混合溶液を得た。
得られた混合溶液を、離型処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、乾燥後の厚みが10μmとなるようにコーターで塗布し、120℃で10分間乾燥後、室温で離型フィルムを剥がし、調光フィルムを得た。
次いで、調光フィルムを、それぞれに透明電極としてITO(錫ドープ酸化インジウム)電極が印刷された2枚のPETフィルム(基材)で挟み込んで加熱圧着して調光体を得た。
得られた紫外線吸収層及び第2の接着層を、23℃、相対湿度28%の恒温恒湿条件で4時間保持した。その後、透明なクリアガラス板(厚さ2.5mm)を2枚用意して、一方のクリアガラス板の上に、第2の接着層、調光体、紫外線吸収層及び他方のクリアガラス板をこの順に重ねて積層体とした。得られた積層体を、ゴムバッグ内に移し、ゴムバッグを吸引減圧系に接続し、外気加熱温度で加熱すると同時に−600mmHg(絶対圧力160mmHg)の減圧下で10分間保持し、積層体の温度(予備圧着温度)がそれぞれ60℃になるように加熱した後、大気圧に戻して仮圧着を行った。仮圧着された積層体を、オートクレーブ内で、温度140℃、圧力1.3MPaの条件下に10分間保持した後、50℃まで温度を下げ大気圧に戻すことにより本圧着を終了して、ガラス構成体を作製した。
第1のガラス板/紫外線吸収層/調光体/第2の接着層/第2のガラス板の層構成からなるガラス構成体を得た。
調光体及びガラス構成体は、透明電極間に電圧を印加しないと不透明であったが、12Vの電圧を印加すると、透明となった。
調光体として、STN液晶セルを使用した以外は、実施例1と同様に実施した。調光体及びガラス構成体は透明電極間に電圧を印加しないと不透明であったが、12Vの電圧を印加すると、透明となった。
紫外線吸収層中の含有量が、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA、酢酸ビニル含有量28%)99.0質量%、ジベンジリデンソルビトール0.26質量%、第1の紫外線吸収剤としてインドール系化合物0.01質量%、第2の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(2)0.73質量%となるようにこれらを混合した。混合物を二軸異方押出機により押出成形し、膜厚380μmの紫外線吸収層を作製した。また、インドール系化合物0.01質量%を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様にして第2の接着層を作製した。
さらに、実施例1と同様のクリアガラスを用意し、実施例1と同様の手法により第1のガラス板/紫外線吸収層/調光体/第2の接着層/第2のガラス板の層構成からなるガラス構成体を得た。
調光体及びガラス構成体は、透明電極間に電圧を印加しないと透明であったが、12Vの電圧を印加すると青色となった。
紫外線吸収層及び第2の接着層の作製を以下のように行った以外は、実施例1と同様に実施した。得られた調光体及びガラス構成体は、透明電極間に電圧を印加しないと不透明であったが、12Vの電圧を印加すると、透明となった。
(1)紫外線吸収層の作製
紫外線吸収層中の含有量が、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)71.18質量%、可塑剤27.90質量%、酸化防止剤0.14質量%、第1の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(1)0.043質量%、及び第2の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(2)0.73質量%となるようにこれらを混合した。なお、可塑剤の含有量は、PVB100質量部に対して39.2質量部であった。混合物を二軸異方押出機により押出成形して、膜厚380μmの紫外線吸収層を作製した。なお、各化合物を混合するとき、接着力調整剤としての有機酸マグネシウム水溶液を、紫外線吸収層におけるMg濃度が65ppmとなるようにさらに添加した。
(2)第2の接着層の作製
ベンゾトリアゾール系化合物(1)0.043質量%を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様にして第2の接着層を作製した。
紫外線吸収層及び第2の接着層の作製を以下のように行った以外は、実施例2と同様に実施した。得られた調光体及びガラス構成体は、透明電極間に電圧を印加しないと不透明であったが、12Vの電圧を印加すると、透明となった。
(1)紫外線吸収層の作製 紫外線吸収層中の含有量が、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)71.2質量%、可塑剤27.91質量%、酸化防止剤0.14質量%、第1の紫外線吸収剤としてクマリン系化合物0.014質量%、及び第2の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(2)0.73質量%となるようにこれらを混合した。なお、可塑剤の含有量は、PVB100質量部に対して39.2質量部であった。混合物を二軸異方押出機により押出成形して、膜厚380μmの紫外線吸収層を作製した。なお、各化合物を混合するとき、接着力調整剤としての有機酸マグネシウム水溶液を、紫外線吸収層におけるMg濃度が65ppmとなるようにさらに添加した。
(2)第2の接着層の作製
クマリン系化合物0.01質量%を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様にして第2の接着層を作製した。
紫外線吸収層及び第2の接着層の作製を以下のように行った以外は、実施例3と同様に実施した。得られた調光体及びガラス構成体は、透明電極間に電圧を印加しないと透明であったが、12Vの電圧を印加すると青色となった。
(1)紫外線吸収層の作製
紫外線吸収層中の含有量が、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)88.5質量%、ジベンジリデンソルビトール0.26質量%、第1の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(1)0.043質量%、第2の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(2)0.73質量%となるようこれらを混合した。混合物を二軸異方押出機により押出成形し、膜厚380μmの紫外線吸収層を作製した。なお、EVAの酢酸ビニル含有量は28質量%であった。
(2)第2の接着層の作製
ベンゾトリアゾール系化合物(1)0.06質量%を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様にして第2の接着層を作製した。
紫外線吸収層中の含有量が、ポリビニルブチラール樹脂71.4質量%、可塑剤28質量%(PVB100質量部に対して39.2質量部)、酸化防止剤0.1質量%、第2の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(2)0.5質量%となるようにこれらを混合した。得られた混合物を二軸異方押出機により押出成形して、膜厚380μmの紫外線吸収層を作製した。また、紫外線吸収層と同様に第2の接着層を作製した。
さらに、実施例1と同様の調光体及びクリアガラスを用意し、実施例1と同様の手法により第1のガラス板/紫外線吸収層/調光体/第2の接着層/第2のガラス板の層構成からなるガラス構成体を得た。
調光体及びガラス構成体は、透明電極間に電圧を印加しないと不透明であったが、12Vの電圧を印加すると透明となった。
[比較例2]
紫外線吸収層、第2の接着層における配合を表1に示すように変更した以外は比較例1と同様に実施した。
それに対して、比較例1、2では、370nm以上400nm以下の波長領域における最大透過率が10%超で、かつ395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が12未満であったため、耐光試験による色変化が見られ、太陽光により劣化しにくいガラス構成体は得られなかった。
紫外線吸収層における、樹脂、可塑剤、酸化防止剤、第1の紫外線吸収剤及び第2の紫外線吸収剤の種類及び含有量を表2記載の値としたこと以外は実施例1と同様にして、ガラス構成体を作製した。
ただし、第2の接着層は、紫外線吸収層が第1の紫外線吸収剤を含まない場合には、紫外線吸収層と同様に作製し、紫外線吸収層が第1の紫外線吸収剤を含む場合には、第1の紫外線吸収剤を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様に作製した。
それに対して、比較例3〜7では、370nm以上400nm以下の波長領域における最大透過率が10%超であるか、又は、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が12未満であったため、耐光試験による色変化が見られ、太陽光により劣化しにくいガラス構成体は得られなかった。
(1)紫外線吸収層の作製
紫外線吸収層中の含有量が、PVB71.21質量%、可塑剤27.3質量%、赤外線吸収剤としてITO0.15質量%、酸化防止剤0.29質量%、第1の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(1)0.022質量%、及び第2の紫外線吸収剤としてベンゾトリアゾール系化合物(2)0.58質量%となるようにこれらを混合した。混合物を二軸異方押出機により押出成形して、膜厚380μmの紫外線吸収層を作製した。なお、各化合物を混合するとき、接着力調整剤としての有機酸マグネシウム水溶液を、紫外線吸収層におけるMg濃度が65ppmとなるようにさらに添加した。
(2)第2の接着層の作製
ベンゾトリアゾール系化合物(1)0.022質量%を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様にして第2の接着層を作製した。
以降の手順は実施例1と同様にして、調光体及びガラス構成体を作製した。
紫外線吸収層における、樹脂、可塑剤、酸化防止剤、第1の紫外線吸収剤及び第2の紫外線吸収剤の種類及び含有量を表3記載の値に変更し、調光体として、STN液晶セルを使用した以外は、実施例20と同様に実施した。調光体及びガラス構成体は透明電極間に電圧を印加しないと不透明であったが、12Vの電圧を印加すると、透明となった。
紫外線吸収層における、樹脂、可塑剤、酸化防止剤、第1の紫外線吸収剤及び第2の紫外線吸収剤の種類及び含有量を表3及び表4記載の値としたこと以外は実施例20と同様にして、ガラス構成体を作製した。
ただし、実施例21〜30、比較例8〜14において、第2の接着層は、紫外線吸収層が第1の紫外線吸収剤を含まない場合には、紫外線吸収層と同様に作製し、紫外線吸収層が第1の紫外線吸収剤を含む場合には、第1の紫外線吸収剤を含まないこと以外は各成分を同じ割合で混合して、紫外線吸収層と同様に作製した。
それに対して、比較例8〜14では、370nm以上400nm以下の波長領域における最大透過率が10%超であるか、又は、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が12未満であったため、耐光試験による色変化が見られ、太陽光により劣化しにくいガラス構成体は得られなかった。
11 第1のガラス板
12 第2のガラス板
13 調光体
14 紫外線吸収層(第1の接着層)
15 第2の接着層
Claims (16)
- 一対のガラス板と、前記一対のガラス板の間に配置される調光体と、前記調光体と一方のガラス板の間に配置される紫外線吸収層とを備え、
前記紫外線吸収層が、370nm以上400nm以下の波長領域における最大透過率が10%以下で、400nmより大きく420nm以下の波長領域における最大透過率が50%以上であり、かつ、395nmの透過率に対する405nmの透過率の比が12以上であるガラス構成体。 - 前記紫外線吸収層の厚さに対する前記調光体の厚さの比が0.5〜10.5である請求項1に記載のガラス構成体。
- 前記紫外線吸収層が、ポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、及びアイオノマー樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの熱可塑性樹脂を含む請求項1又は2に記載のガラス構成体。
- 前記紫外線吸収層が、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤とを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス構成体。
- 前記調光体が、液晶層及びエレクトロクロミック層のいずれかを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス構成体。
- 前記紫外線吸収層が、紫外線吸収剤を含む請求項1〜5のいずれか1項に記載のガラス構成体。
- 前記紫外線吸収剤が、インドール系化合物、ベンゾトリアゾール化合物、及びクマリン系化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項6に記載のガラス構成体。
- 更に、330〜380nmの波長領域に最大吸収極大を有する化合物を含有する、請求項7〜9のいずれか1項に記載のガラス構成体。
- 前記調光体と他方のガラスの間に配置される接着層をさらに備える請求項1〜11のいずれか1項に記載のガラス構成体。
- 前記接着層が、ポリビニルアセタール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、及びアイオノマー樹脂からなる群から選択される少なくとも1つの熱可塑性樹脂を含む請求項12に記載のガラス構成体。
- 前記接着層が、ポリビニルアセタールと可塑剤とを含む請求項12又は13に記載のガラス構成体。
- 前記接着層の厚さに対する前記調光体の厚さの比が0.5〜10.5である請求項12〜14のいずれか1項に記載のガラス構成体。
- 室外窓に使用される請求項1〜15のいずれか1項に記載のガラス構成体。
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