JPWO2020130117A1 - 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
本発明の合わせガラス用中間膜は、周波数1Hz、せん断モードで測定された110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)が15000Pa以下であって、所定の方法で作成した十字剥離試験サンプルに対して、下記の条件で十字剥離試験を行い測定される接着力が0.3N/mm2以上である。十字剥離試験:23℃にて速度10mm/分で、ポリカーボネート板ガラスをクリアフロート板ガラスから、接着面と垂直方向に剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力とする。
Description
本発明は、例えば、合わせガラス用中間膜、及び合わせガラス用中間膜を備える合わせガラスに関する。
従来、2枚のガラス板の間に、合わせガラス用中間膜を介在させ一体化させた合わせガラスが広く知られている。合わせガラス用中間膜は、ポリビニルアセタール樹脂に可塑剤が配合された可塑化ポリビニルアセタールより形成されることが多い。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として広く使用されている。
合わせガラスにおけるガラス板としては、一般的には無機ガラスが広く使用されるが、無機ガラスは、重量が重い、衝撃を受けた際に割れが発生するなどの問題がある。そのため、合わせガラス板の一方にポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板などの有機ガラスが使用されることがある。
合わせガラスは、一般的に2枚のガラス板の間に合わせガラス用中間膜を配置して、オートクレーブなどにより、高温、高圧下で加熱圧着することで製造することが一般的である。しかし、合わせガラスは、2枚のガラス板の一方が有機ガラスであると、無機ガラスと、有機ガラスの線膨張係数の違いなどにより、加熱圧着後に室温に戻した際に反り、割れ、層間剥離(デラミレーション)などが発生することがある。
合わせガラスは、一般的に2枚のガラス板の間に合わせガラス用中間膜を配置して、オートクレーブなどにより、高温、高圧下で加熱圧着することで製造することが一般的である。しかし、合わせガラスは、2枚のガラス板の一方が有機ガラスであると、無機ガラスと、有機ガラスの線膨張係数の違いなどにより、加熱圧着後に室温に戻した際に反り、割れ、層間剥離(デラミレーション)などが発生することがある。
従来、線膨張係数の違いにより反り、割れなどが発生することを防止するために、例えば、特許文献1には、合わせガラス用中間膜として、紫外線硬化可能な粘着剤層を有する粘着シートを使用し、2枚のガラス板の間に粘着シートを配置した状態で、粘着剤層を紫外線硬化することで合わせガラスを得る方法が開示されている。この方法によると、2枚のガラス板の接着に、オートクレーブなどによる加熱圧着が必要とされないので、反り、割れなどの発生が防止される。
また、例えば特許文献2には、有機ガラス板と無機ガラス板とを合わせガラス用中間膜を介して、80℃を超え150℃未満の温度で加熱圧着し、その後、合わせガラスを、30℃/分以上500℃/分以下の平均冷却速度で60℃まで冷却することで、冷却時に発生する反りを抑えることが開示されている。
また、例えば特許文献2には、有機ガラス板と無機ガラス板とを合わせガラス用中間膜を介して、80℃を超え150℃未満の温度で加熱圧着し、その後、合わせガラスを、30℃/分以上500℃/分以下の平均冷却速度で60℃まで冷却することで、冷却時に発生する反りを抑えることが開示されている。
しかしながら、特許文献1のように、2枚のガラス板を紫外線硬化により接着すると、製造工程上の制約が多く、量産化ができないおそれがある。一方で、オートクレーブなどの加圧圧着により、無機ガラスと有機ガラスを接着させる場合、特許文献2のように製造条件を調整することで一定量反りなどを抑えることはできるが、ガラス面積が大きいなど反りが発生しやすい合わせガラスにおいては、反り、割れ、及び層間剥離が十分に抑えられないなど改善の余地がある。
そこで、本発明は、オートクレーブなどの加圧圧着により、無機ガラスと有機ガラスなどを接着させて合わせガラスを得るような場合でも、反り、割れ、及び層間剥離を十分に抑制することが可能な合わせガラス用中間膜を提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討の結果、110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)、及び所定の条件で実施される十字剥離試験で測定される接着力を調整することで上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[8]を提供する。
[1]周波数1Hz、せん断モードで測定された110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)が15000Pa以下であって、下記の第1、第2及び第3の工程をこの順に経て得られる十字剥離試験サンプルに対して、下記の条件で十字剥離試験を行い測定される接着力が0.3N/mm2以上である合わせガラス用中間膜。
第1の工程:縦15mm及び横15mmの合わせガラス用中間膜と、JIS 3202に準拠した厚み1.8mm、縦25mm及び横100mmのクリアフロート板ガラスと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスとを用意する。合わせガラス用中間膜を介してクリアフロート板ガラスとポリカーボネート板ガラスを十字に合わせる。
第2の工程:合わせガラス用中間膜の厚みが一定となるように合わせガラス用中間膜と同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、合わせガラス用中間膜を介して重ね合わせたクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、60℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。
第3の工程:仮圧着したクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行う。
十字剥離試験:23℃にて速度10mm/分で、ポリカーボネート板ガラスをクリアフロート板ガラスから、接着面と垂直方向に剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力とする。
[2]−50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のガラス転移温度(Tg1)が−5℃以下である上記[1]に記載の合わせガラス用中間膜。
[3]アクリル樹脂を含む上記[1]又は[2]に記載の合わせガラス用中間膜。
[4]さらにポリビニルアセタール樹脂を含む上記[3]に記載の合わせガラス用中間膜。
[5]活性エネルギー線によって硬化された樹脂を含む上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
[6]可塑剤の含有量が、合わせガラス用中間膜に含まれる樹脂100質量部に対して、0質量部以上10質量部未満である上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
[7]上記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜と、前記合わせガラス用中間膜を介して積層される第1及び第2のガラスを備え、
前記第1のガラスが有機ガラスであり、かつ前記第2のガラスが有機ガラス及び無機ガラスのいずれかである合わせガラス。
[8]前記第2のガラスが無機ガラスである上記[7]に記載の合わせガラス。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[8]を提供する。
[1]周波数1Hz、せん断モードで測定された110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)が15000Pa以下であって、下記の第1、第2及び第3の工程をこの順に経て得られる十字剥離試験サンプルに対して、下記の条件で十字剥離試験を行い測定される接着力が0.3N/mm2以上である合わせガラス用中間膜。
第1の工程:縦15mm及び横15mmの合わせガラス用中間膜と、JIS 3202に準拠した厚み1.8mm、縦25mm及び横100mmのクリアフロート板ガラスと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスとを用意する。合わせガラス用中間膜を介してクリアフロート板ガラスとポリカーボネート板ガラスを十字に合わせる。
第2の工程:合わせガラス用中間膜の厚みが一定となるように合わせガラス用中間膜と同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、合わせガラス用中間膜を介して重ね合わせたクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、60℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。
第3の工程:仮圧着したクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行う。
十字剥離試験:23℃にて速度10mm/分で、ポリカーボネート板ガラスをクリアフロート板ガラスから、接着面と垂直方向に剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力とする。
[2]−50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のガラス転移温度(Tg1)が−5℃以下である上記[1]に記載の合わせガラス用中間膜。
[3]アクリル樹脂を含む上記[1]又は[2]に記載の合わせガラス用中間膜。
[4]さらにポリビニルアセタール樹脂を含む上記[3]に記載の合わせガラス用中間膜。
[5]活性エネルギー線によって硬化された樹脂を含む上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
[6]可塑剤の含有量が、合わせガラス用中間膜に含まれる樹脂100質量部に対して、0質量部以上10質量部未満である上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
[7]上記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜と、前記合わせガラス用中間膜を介して積層される第1及び第2のガラスを備え、
前記第1のガラスが有機ガラスであり、かつ前記第2のガラスが有機ガラス及び無機ガラスのいずれかである合わせガラス。
[8]前記第2のガラスが無機ガラスである上記[7]に記載の合わせガラス。
本発明の合わせガラス用中間膜によれば、オートクレーブなどの加圧圧着により、無機ガラスと有機ガラスなどを接着させて合わせガラスを得るような場合でも、反り、割れ、及び層間剥離を十分に抑制できる。
以下、本発明の合わせガラス用中間膜について詳細に説明する。
[合わせガラス用中間膜]
本発明の合わせガラス用中間膜(以下、単に「中間膜」ということがある)は、以下の要件(I)、及び(II)を充足する。
(I)周波数1Hz、せん断モードで測定された中間膜の110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)が15000Pa以下である。
(II)所定のクリアフロート板ガラスとポリカーボネート板ガラスを、所定の条件で中間膜を介してオートクレーブで加熱圧着した合わせガラスの十字剥離試験による接着力が0.3N/mm2以上である。
本発明の中間膜は、要件(I)及び要件(II)を充足することで、無機ガラスと有機ガラスをオートクレーブなどの加圧接着により、中間膜を介して接着させて、合わせガラスを得ても、反り、割れ、及び層間剥離を十分に抑制することが可能な中間膜を提供できる。特に、割れ及び反りは、要件(II)で示すように接着力を高くすると発生しやすくなるが、本発明では、要件(I)のように平均貯蔵弾性率(G’)を15000Pa以下と低くすることで、接着力が高い場合でも割れ及び反りの発生を有効に抑制できる。
[合わせガラス用中間膜]
本発明の合わせガラス用中間膜(以下、単に「中間膜」ということがある)は、以下の要件(I)、及び(II)を充足する。
(I)周波数1Hz、せん断モードで測定された中間膜の110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)が15000Pa以下である。
(II)所定のクリアフロート板ガラスとポリカーボネート板ガラスを、所定の条件で中間膜を介してオートクレーブで加熱圧着した合わせガラスの十字剥離試験による接着力が0.3N/mm2以上である。
本発明の中間膜は、要件(I)及び要件(II)を充足することで、無機ガラスと有機ガラスをオートクレーブなどの加圧接着により、中間膜を介して接着させて、合わせガラスを得ても、反り、割れ、及び層間剥離を十分に抑制することが可能な中間膜を提供できる。特に、割れ及び反りは、要件(II)で示すように接着力を高くすると発生しやすくなるが、本発明では、要件(I)のように平均貯蔵弾性率(G’)を15000Pa以下と低くすることで、接着力が高い場合でも割れ及び反りの発生を有効に抑制できる。
一方で、中間膜の110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)が15000Paより大きくなると、オートクレーブなどにより加圧接着して、有機ガラスと無機ガラスとを中間膜を介して接着させると、冷却時に反りが発生したり、割れが発生したりする。平均貯蔵弾性率(G’)は、割れ及び反りの発生をより抑制するために、13000Pa以下が好ましく、10000Pa以下がさらに好ましい。
また、中間膜の110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)は、要件(II)で示す接着力を高めやすくするために、1000Pa以上が好ましく、2500Pa以上がさらに好ましい。
なお、本発明では、周波数1Hz、せん断モードで−50〜200℃において5℃/分の昇温速度で粘弾性測定を行い、1℃毎に貯蔵弾性率を検出して、検出された貯蔵弾性率の110〜150℃における相加平均値を平均貯蔵弾性率(G’)とした。
また、中間膜の110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)は、要件(II)で示す接着力を高めやすくするために、1000Pa以上が好ましく、2500Pa以上がさらに好ましい。
なお、本発明では、周波数1Hz、せん断モードで−50〜200℃において5℃/分の昇温速度で粘弾性測定を行い、1℃毎に貯蔵弾性率を検出して、検出された貯蔵弾性率の110〜150℃における相加平均値を平均貯蔵弾性率(G’)とした。
また、十字剥離試験による接着力を0.3N/mm2未満とすると、オートクレーブなどの加圧接着により、有機ガラスと無機ガラスとを中間膜を介して接着させると、十分な接着力が得られずに、有機ガラスと無機ガラスの間に剥離が生じたりする。剥離を十分に抑える観点から、十字剥離試験による接着力は、0.35N/mm2以上が好ましく、0.5N/mm2以上がより好ましく、0.7N/mm2以上がさらに好ましい。
また、十字剥離試験による接着力は、剥離を抑制させる観点からは高ければ高いほどよく上限は限定されないが、実用的には例えば10N/mm2以下である。また、加熱圧着後の冷却時に反りを発生しにくくする観点から、十字剥離試験による接着力は、好ましくは5N/mm2以下、より好ましくは1.2N/mm2以下である。
また、十字剥離試験による接着力は、剥離を抑制させる観点からは高ければ高いほどよく上限は限定されないが、実用的には例えば10N/mm2以下である。また、加熱圧着後の冷却時に反りを発生しにくくする観点から、十字剥離試験による接着力は、好ましくは5N/mm2以下、より好ましくは1.2N/mm2以下である。
なお、十字剥離試験による接着力の測定方法は、下記の第1、第2及び第3の工程をこの順に経て得られる十字剥離試験サンプルに対して行う。
第1の工程:縦15mm及び横15mmの中間膜と、JIS 3202に準拠した厚み1.8mm、縦25mm及び横100mmのクリアフロート板ガラスと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスとを用意する。中間膜を介してクリアフロート板ガラスとポリカーボネート板ガラスを十字に合わせる。
第2の工程:中間膜の厚みが一定となるように中間膜と同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、中間膜を介して重ね合わせたクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、60℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。
第3の工程:仮圧着したクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行う。
第1の工程:縦15mm及び横15mmの中間膜と、JIS 3202に準拠した厚み1.8mm、縦25mm及び横100mmのクリアフロート板ガラスと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスとを用意する。中間膜を介してクリアフロート板ガラスとポリカーボネート板ガラスを十字に合わせる。
第2の工程:中間膜の厚みが一定となるように中間膜と同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、中間膜を介して重ね合わせたクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、60℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。
第3の工程:仮圧着したクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行う。
十字剥離試験は、23℃にて速度10mm/分で、ポリカーボネート板ガラスをクリアフロート板ガラスから、接着面と垂直方向に剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力とする。
より具体的には、図1に示す冶具にセットして接着力を測定すればよい。冶具は、箱体11と、押圧部材20からなる。箱体11及び押圧部材20は、SUSからなる。箱体11は、上面が開口した直方体状であり、互いに対向する側面13、13の上端面に矩形の切り欠き14、14が設けられる。押圧部材20は、矩形のベース部16と、ベース16の長手方向における両端部に直角に接続される押圧片17、17が設けられたコの字状の部材である。各押圧片17は、幅Wが20mm、厚さTが5mmであり、押圧片17、17間の距離Lは35mmである。
十字剥離試験サンプル10は、ポリカーボネート板22が下側に配置されるように、クリアフロート板ガラス21を切り欠き14、14間に掛け渡して配置する。ポリカーボネート板ガラス31を、速度10mm/分で接着面と垂直方向である鉛直下向きXに荷重を作用させて剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)から接着力(N/mm2)を求める。
より具体的には、図1に示す冶具にセットして接着力を測定すればよい。冶具は、箱体11と、押圧部材20からなる。箱体11及び押圧部材20は、SUSからなる。箱体11は、上面が開口した直方体状であり、互いに対向する側面13、13の上端面に矩形の切り欠き14、14が設けられる。押圧部材20は、矩形のベース部16と、ベース16の長手方向における両端部に直角に接続される押圧片17、17が設けられたコの字状の部材である。各押圧片17は、幅Wが20mm、厚さTが5mmであり、押圧片17、17間の距離Lは35mmである。
十字剥離試験サンプル10は、ポリカーボネート板22が下側に配置されるように、クリアフロート板ガラス21を切り欠き14、14間に掛け渡して配置する。ポリカーボネート板ガラス31を、速度10mm/分で接着面と垂直方向である鉛直下向きXに荷重を作用させて剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)から接着力(N/mm2)を求める。
本発明の中間膜は、−50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のガラス転移温度(Tg1)が−5℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度(Tg1)を−5℃以下とすることで、110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)を低くしつつ、上記要件(II)に示す接着力を高めやすくなる。ガラス転移温度(Tg1)は、これら観点から、より好ましくは−10℃以下、さらに好ましくは−15℃以下、よりさらに好ましくは−22℃以下である。ガラス転移温度(Tg1)は、−50℃以上であればその下限は限定されないが、−40℃以上であってもよい。
ガラス転移温度(Tg1)は、特に限定されないが、後述するように、中間膜に含有される樹脂の種類、各樹脂の量などを適宜調整することで上記範囲内に調整しやすくなる。
なお、ガラス転移温度(Tg1)は、上記粘弾性測定の結果から得られる損失正接tanδのピーク温度であり、−50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のピーク温度である。
なお、ガラス転移温度(Tg1)は、上記粘弾性測定の結果から得られる損失正接tanδのピーク温度であり、−50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のピーク温度である。
本発明の中間膜は、樹脂を含む。本発明の中間膜に使用される樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。樹脂として、熱可塑性樹脂を使用することで、オートクレーブなどの加熱圧着により、一対のガラスを中間膜を介して容易に接着できるようになる。
中間膜に使用される樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂(PVA)、ポリウレタン樹脂(PU)、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、アイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂(PA)、イソブチレン樹脂が挙げられる。これら樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
中間膜に使用される樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂(PVA)、ポリウレタン樹脂(PU)、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA)、アイオノマー樹脂、ポリアミド樹脂(PA)、イソブチレン樹脂が挙げられる。これら樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
中間膜に使用される樹脂は、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が、上記した接着力を高めつつ、110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)を低くする観点からは2種以上を併用することが好ましい。また、2種以上併用することで、中間膜は、海島構造などの相分離構造を有することが好ましい。相分離構造を有する場合、海部に硬い樹脂を用いることで接着力、取扱性を向上させ、島部に柔らかい樹脂を用いることが好ましい。このような構成により、平均貯蔵弾性率(G’)を低くできる。ただし、海部に柔らかい樹脂、島部に硬い樹脂を用いてもよい。上記の硬い樹脂としては、ポリビニルアセタールが好ましく、上記の柔らかい樹脂としては、アクリル樹脂が好ましい。
本発明の中間膜において、樹脂は主成分を構成するものであり、中間膜における樹脂の含有量は、中間膜全量基準で、通常75質量%以上、好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。また、樹脂の含有量の上限は、特に限定されず、100質量%である。
中間膜は、樹脂としてアクリル樹脂を含むことが好ましい。アクリル樹脂を含むことで、ガラス転移温度(Tg1)を低い値に調整して、上記した平均貯蔵弾性率(G’)及び接着力を所望の範囲内に調整しやすくなる。アクリル樹脂の含有量は、中間膜に含まれる樹脂全量基準で、例えば50質量%以上、好ましくは65質量%以上、より好ましくは72質量%以上、さらに好ましくは82質量%以上である。
また、中間膜において、アクリル樹脂の含有量は、樹脂成分として単独で使用されてもよく、中間膜に含まれる樹脂全量基準で100質量%以下であればよい。ただし、上記した平均貯蔵弾性率(G’)及び接着力を所望の範囲内に調整しやすし、反り、割れ、及び剥離をより抑制する観点からは、アクリル樹脂以外の成分を含有したほうがよい。そのような観点から、アクリル樹脂の上記含有量は、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。
また、中間膜において、アクリル樹脂の含有量は、樹脂成分として単独で使用されてもよく、中間膜に含まれる樹脂全量基準で100質量%以下であればよい。ただし、上記した平均貯蔵弾性率(G’)及び接着力を所望の範囲内に調整しやすし、反り、割れ、及び剥離をより抑制する観点からは、アクリル樹脂以外の成分を含有したほうがよい。そのような観点から、アクリル樹脂の上記含有量は、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。
また、中間膜は、上記したように、アクリル樹脂に加えて、アクリル樹脂以外の樹脂を含有してもよい。アクリル樹脂以外の樹脂は、上記した樹脂から適宜選択して使用すればよいが、ポリビニルアセタール樹脂を使用することが好ましい。ポリビニルアセタール樹脂としては、後述するようにポリビニルブチラール樹脂(PVB)を使用することが好ましい。
本発明では、アクリル樹脂に加えて、ポリビニルアセタール樹脂、特にPVBを中間膜が含有することで、上記した平均貯蔵弾性率(G’)及び接着力を所望の範囲内に調整しやすくし、反り、割れ、及び層間剥離を抑制しやすくなる。これら観点から、ポリビニルアセタール樹脂の含有量は、中間膜に含まれる樹脂全量基準で、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、また、例えば50質量%以下であるが、好ましくは35質量%以下、より好ましくは28質量%以下、さらに好ましくは18質量%以下である。
本発明では、アクリル樹脂に加えて、ポリビニルアセタール樹脂、特にPVBを中間膜が含有することで、上記した平均貯蔵弾性率(G’)及び接着力を所望の範囲内に調整しやすくし、反り、割れ、及び層間剥離を抑制しやすくなる。これら観点から、ポリビニルアセタール樹脂の含有量は、中間膜に含まれる樹脂全量基準で、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、また、例えば50質量%以下であるが、好ましくは35質量%以下、より好ましくは28質量%以下、さらに好ましくは18質量%以下である。
また、PVBを使用する場合も、中間膜におけるPVBの含有量は、上記のポリビニルアセタール樹脂の含有量と同様であり、樹脂全量基準で5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、また、例えば50質量%以下であるが、好ましくは35質量%以下、より好ましくは28質量%以下、さらに好ましくは18質量%以下である。
また、本発明では、中間膜に含まれる樹脂は、活性エネルギー線によって硬化された樹脂(以下、「第1成分」ともいう)を含むことが好ましい。中間膜が、活性エネルギー線によって硬化(例えば、重合)される樹脂を含むことで、第1成分の硬化時に加熱しなくてもよいので、熱履歴による性能低下などが防止できる。中間膜が第1成分を含む場合、中間膜に含まれる樹脂は第1成分単独であってもよいが、第1成分に加えて、第1成分以外の樹脂(以下、「第2成分」ともいう)を含むことが好ましい。
ここで、第1及び第2成分は、上記で列挙した樹脂から適宜選択すればよいが、第1成分がアクリル樹脂であることが好ましく、第1成分がアクリル樹脂で第2成分がポリビニルアセタール樹脂であることがより好ましく、第1成分がアクリル樹脂で第2成分がPVBであることがさらに好ましい。
ここで、第1及び第2成分は、上記で列挙した樹脂から適宜選択すればよいが、第1成分がアクリル樹脂であることが好ましく、第1成分がアクリル樹脂で第2成分がポリビニルアセタール樹脂であることがより好ましく、第1成分がアクリル樹脂で第2成分がPVBであることがさらに好ましい。
また、中間膜が第1及び第2成分を含有する場合、後述するように、第2成分の存在下に、第1成分の前駆体をエネルギー線によって硬化させるとよい。このように、第2成分の存在下に第1成分の前駆体をエネルギー線によって硬化させると、加熱により第2成分が劣化することなどが防止される。また、第2成分を海部、第1成分を島部とする海島構造が形成されやすくなる。
なお、第1成分の前駆体とは、活性エネルギー線が照射して重合することで第1成分となるものであり、第1成分よりも重合度が低いポリマーやオリゴマーであってもよいが、一般的にはモノマーが使用される。
なお、第1成分の前駆体とは、活性エネルギー線が照射して重合することで第1成分となるものであり、第1成分よりも重合度が低いポリマーやオリゴマーであってもよいが、一般的にはモノマーが使用される。
(アクリル樹脂)
本発明で使用するアクリル樹脂は、アクリル重合体である。アクリル重合体は、(メタ)アクリロイル基を分子内に有するアクリルモノマーの単独重合体、又は、アクリルモノマーをモノマー単位として含む共重合体である。アクリル重合体は、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。
本発明の中間膜がアクリル樹脂を含有する場合、上記したガラス転移温度(Tg1)は、アクリル樹脂に起因して発現することが好ましい。したがって、アクリル重合体を構成するモノマーは、アクリル樹脂のガラス転移温度が、上記したガラス転移温度(Tg1)で示した所望の範囲内となるように適宜選択するとよい。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味し、他の類似する用語も同様である。
本発明で使用するアクリル樹脂は、アクリル重合体である。アクリル重合体は、(メタ)アクリロイル基を分子内に有するアクリルモノマーの単独重合体、又は、アクリルモノマーをモノマー単位として含む共重合体である。アクリル重合体は、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。
本発明の中間膜がアクリル樹脂を含有する場合、上記したガラス転移温度(Tg1)は、アクリル樹脂に起因して発現することが好ましい。したがって、アクリル重合体を構成するモノマーは、アクリル樹脂のガラス転移温度が、上記したガラス転移温度(Tg1)で示した所望の範囲内となるように適宜選択するとよい。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味し、他の類似する用語も同様である。
アクリル重合体を構成するアクリルモノマーとしては、例えば(メタ)アクリロイルオキシ基を1つ有する単官能モノマーを使用する。そのようなアクリルモノマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造含有(メタ)アクリレート、芳香環含有(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
また、単官能のアクリルモノマーは、環状エーテル基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、ポリオキシエチレン基、アルコキシ基などの官能基を有するモノマー(以下、「官能基含有モノマー」ともいう)であってもよい。官能基モノマーとしては、具体的には、環状エーテル基含有(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有アクリルモノマー、アミノ基含有アクリルモノマー、アミド基含有アクリルモノマー、ポリオキシエチレン基含有アクリルモノマー、アルコキシ基含有アクリルモノマーなどが挙げられる。
アクリルモノマーは、1種単独で使用してもよいが、2種以上を併用することが好ましい。2種以上併用することで、平均貯蔵弾性率(G’)及び接着力を所望の範囲内に制御しやすくなる。
また、単官能のアクリルモノマーは、環状エーテル基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、ポリオキシエチレン基、アルコキシ基などの官能基を有するモノマー(以下、「官能基含有モノマー」ともいう)であってもよい。官能基モノマーとしては、具体的には、環状エーテル基含有(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有アクリルモノマー、アミノ基含有アクリルモノマー、アミド基含有アクリルモノマー、ポリオキシエチレン基含有アクリルモノマー、アルコキシ基含有アクリルモノマーなどが挙げられる。
アクリルモノマーは、1種単独で使用してもよいが、2種以上を併用することが好ましい。2種以上併用することで、平均貯蔵弾性率(G’)及び接着力を所望の範囲内に制御しやすくなる。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば炭素数が1〜18であるアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、ガラス転移温度(Tg1)を所望の範囲内に調整しやすくする観点からは、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルアクリレートが好ましい。
脂環構造含有(メタ)アクリレートとしては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。芳香環含有(メタ)アクリレートとしては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、これら脂環構造含有(メタ)アクリレート、芳香環含有(メタ)アクリレートは、上記した官能基を有さない(メタ)アクリレートである。
環状エーテル基含有(メタ)アクリレートとしては、エポキシ環、オキセタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ジオキサン環を有するものが挙げられる。これらの中では、接着力などの観点から、エポキシ環又はジオキソラン環を含有する(メタ)アクリレートが好ましく、特にジオキソラン環含有(メタ)アクリレートが好ましい。
エポキシ環含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルが挙げられる。
オキセタン環含有(メタ)アクリレートとしては(3−メチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−プロピルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−ブチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)ブチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)ペンチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)ヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。
テトラヒドロフラン環含有(メタ)アクリレートとしては、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、γ−ブチロラクトン(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアルコールアクリル酸多量体エステルなどが挙げられる。
ジオキソラン環含有(メタ)アクリレートとしては、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2,2−シクロヘキシル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−イソブチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
ジオキサン環含有(メタ)アクリレートとしては、(5−エチル−1,3−ジオキサン−5−イル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
環状エーテル基含有(メタ)アクリレートの好適な具体例は、グリシジル(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレートであるが、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
エポキシ環含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、5−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレートグリシジルエーテルが挙げられる。
オキセタン環含有(メタ)アクリレートとしては(3−メチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−プロピルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−ブチルオキセタン−3−イル)メチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)エチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)プロピル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)ブチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)ペンチル(メタ)アクリレート、(3−エチルオキセタン−3−イル)ヘキシル(メタ)アクリレートが挙げられる。
テトラヒドロフラン環含有(メタ)アクリレートとしては、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、γ−ブチロラクトン(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリルアルコールアクリル酸多量体エステルなどが挙げられる。
ジオキソラン環含有(メタ)アクリレートとしては、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2,2−シクロヘキシル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−イソブチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
ジオキサン環含有(メタ)アクリレートとしては、(5−エチル−1,3−ジオキサン−5−イル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
環状エーテル基含有(メタ)アクリレートの好適な具体例は、グリシジル(メタ)アクリレート、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレートであるが、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
カルボキシル基含有アクリルモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートにおけるポリカプロラクトンの繰り返し単位数は、2〜5程度であるが、好ましくは2〜3である。カルボキシル基含有アクリルモノマーは、好ましくはω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレートである。
水酸基含有アクリルモノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−メタクロイルオキシエチル−2−ヒドロキシルプロピルフタレート等が挙げられる。
アミノ基含有アクリルモノマーとしては、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)メタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド及びN−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
ポリオキシエチレン含有(メタ)アクリレートとしてはジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレートが挙げられる。
アルコキシ含有モノマーとしては、3−メトキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
水酸基含有アクリルモノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−メタクロイルオキシエチル−2−ヒドロキシルプロピルフタレート等が挙げられる。
アミノ基含有アクリルモノマーとしては、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)メタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
アミド基含有モノマーとしては、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド及びN−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
ポリオキシエチレン含有(メタ)アクリレートとしてはジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレートが挙げられる。
アルコキシ含有モノマーとしては、3−メトキシブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
アクリル重合体を構成するアクリルモノマーとしては、単官能アクリルモノマーに加えて、多官能アクリルモノマーを使用してもよい。多官能アクリルモノマーとしては、多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては2,2−ビス[4−((メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)フォスフェート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートとしては2,2−ビス[4−((メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリ(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)フォスフェート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アクリル重合体を構成するアクリルモノマーは、官能基含有モノマーを含有することが好ましく、官能基含有モノマーとして、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートを含有することがより好ましい。本発明では、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートを使用することで、接着力を向上させやすくなる。また、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートとしては、上記したようにジオキソラン環を含有することがより更に好ましい。
アクリル重合体を構成するモノマーにおける環状エーテル基含有(メタ)アクリレートの含有量は、アクリル重合体を構成する全モノマー基準(以下、単に「全モノマー基準ともいう」)で、好ましくは8質量%以上55質量%以下、より好ましくは12質量%以上45質量%以下、さらに好ましくは15質量%以上35質量%以下である。
アクリル重合体を構成するモノマーは、官能基含有モノマーとして、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートに加えて、接着力を確保する観点などから、他の官能基含有モノマーを含有してもよい。そのような官能基モノマーとしては、特に限定されないが、カルボキシル基含有アクリルモノマーが好ましい。
なお、カルボキシル基含有アクリルモノマーは、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートがエポキシ環含有(メタ)アクリレートであるときに使用されることがより好ましい。カルボキシル基含有アクリルモノマーとエポキシ環含有(メタ)アクリレートを併用することで、接着力などを向上させやすくなる。
カルボキシル基含有アクリルモノマーを使用する場合、アクリル重合体を構成するモノマーにおけるカルボキシル基含有アクリルモノマーの含有量は、全モノマー基準で、好ましくは25質量%以下、より好ましくは2質量%以上20質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上15質量%以下である。
アクリル重合体を構成するモノマーは、官能基含有モノマーとして、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートに加えて、接着力を確保する観点などから、他の官能基含有モノマーを含有してもよい。そのような官能基モノマーとしては、特に限定されないが、カルボキシル基含有アクリルモノマーが好ましい。
なお、カルボキシル基含有アクリルモノマーは、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートがエポキシ環含有(メタ)アクリレートであるときに使用されることがより好ましい。カルボキシル基含有アクリルモノマーとエポキシ環含有(メタ)アクリレートを併用することで、接着力などを向上させやすくなる。
カルボキシル基含有アクリルモノマーを使用する場合、アクリル重合体を構成するモノマーにおけるカルボキシル基含有アクリルモノマーの含有量は、全モノマー基準で、好ましくは25質量%以下、より好ましくは2質量%以上20質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上15質量%以下である。
また、アクリル重合体を構成するモノマーは、上記した官能基含有モノマーに加えて、アルキル(メタ)アクリレート、脂環構造含有(メタ)アクリレート、及び芳香環含有(メタ)アクリレートから選択される1種以上を含有することが好ましい。これらから選択されるモノマーの含有量合計は、モノマー全量基準で、好ましくは45質量%以上92質量%以下、より好ましくは50質量%以上88質量%以下、さらに好ましくは55質量%以上85質量%以下である。
上記した中では、アルキル(メタ)アクリレートを使用することが好ましい。すなわち、アクリル重合体を構成するモノマーは、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートと、アルキル(メタ)アクリレートを含有することがさらに好ましい。アルキル(メタ)アクリレートを使用することで、ガラス転移温度(Tg1)を所望の範囲内に調整して、上記した平均貯蔵弾性率(G’)と、接着力を所定の範囲内に調整しやすくなる。アクリル重合体を構成するアルキル(メタ)アクリレートの含有量は、全モノマー基準で、好ましくは25質量%以上80質量%以下、より好ましくは30質量%以上70質量%以下、さらに好ましくは45質量%以上65質量%以下である。
上記した中では、アルキル(メタ)アクリレートを使用することが好ましい。すなわち、アクリル重合体を構成するモノマーは、環状エーテル基含有(メタ)アクリレートと、アルキル(メタ)アクリレートを含有することがさらに好ましい。アルキル(メタ)アクリレートを使用することで、ガラス転移温度(Tg1)を所望の範囲内に調整して、上記した平均貯蔵弾性率(G’)と、接着力を所定の範囲内に調整しやすくなる。アクリル重合体を構成するアルキル(メタ)アクリレートの含有量は、全モノマー基準で、好ましくは25質量%以上80質量%以下、より好ましくは30質量%以上70質量%以下、さらに好ましくは45質量%以上65質量%以下である。
また、アクリル重合体を構成するモノマーは、アルキル(メタ)アクリレートに加えて、芳香環含有(メタ)アクリレートを含有することがさらに好ましい。
芳香環含有(メタ)アクリレートの含有量は、全モノマー基準で、好ましくは8質量%以上40質量%以下、より好ましくは10質量%以上35質量%以下、さらに好ましくは15質量%以上30質量%以下である。
芳香環含有(メタ)アクリレートの含有量は、全モノマー基準で、好ましくは8質量%以上40質量%以下、より好ましくは10質量%以上35質量%以下、さらに好ましくは15質量%以上30質量%以下である。
アクリル重合体を構成するモノマーは、上記した(メタ)アクリロイル基を分子内に有するアクリルモノマーに加えて、アクリルモノマー以外のビニルモノマーを併用してもよい。アクリル重合体は、溶液重合法、懸濁重合法などで重合させてもよいが、後述するように、活性エネルギー線を照射することで重合させることが好ましい。
(ポリビニルアセタール樹脂)
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。また、ポリビニルアルコールは、例えば、ポリ酢酸ビニルなどのポリビニルエステルをけん化することにより得られる。ポリビニルアセタール樹脂は、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。
ポリビニルアルコールとしては、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。ポリビニルアルコールの平均重合度は、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度を所望の範囲内に調整するために、150以上1500以下が好ましい。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。
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。また、ポリビニルアルコールは、例えば、ポリ酢酸ビニルなどのポリビニルエステルをけん化することにより得られる。ポリビニルアセタール樹脂は、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。
ポリビニルアルコールとしては、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。ポリビニルアルコールの平均重合度は、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度を所望の範囲内に調整するために、150以上1500以下が好ましい。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。
ポリビニルアセタール樹脂に含まれているアセタール基の炭素数は特に限定されないが、1〜10であることが好ましく、2〜6がより好ましく、4がさらに好ましい。アセタール基としては、具体的にはブチラール基が特に好ましく、したがって、ポリビニルアセタール樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化度は、好ましくは40モル%以上であり、また、好ましくは85モル%以下である。また、アセタール化度は、60モル%以上がより好ましく、より好ましくは75モル%以下である。アセタール化度をこれら範囲内とすることで、水酸基量を後述する所望の範囲内に調整しやすくなる。なお、アセタール化度とは、ポリビニルアセタール樹脂のアセタール基がアセトアセタール基である場合には、アセトアセタール化度を意味し、アセタール基がブチラール基である場合には、ブチラール化度を意味する。
ポリビニルアセタール樹脂の水酸基量は、好ましくは15モル%以上であり、また、好ましくは35モル%以下である。水酸基量を15モル%以上とすることで、中間膜のガラス板との接着性が良好になり、上記した接着力を向上させやすい。また、水酸基量を35モル%以下とすることで、中間膜が硬くなって平均貯蔵弾性率(G’)が高くなりすぎることを防止する。
これら観点から、ポリビニルアセタール樹脂の水酸基量は、より好ましくは20モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上であり、また、より好ましくは33モル%以下である。
これら観点から、ポリビニルアセタール樹脂の水酸基量は、より好ましくは20モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上であり、また、より好ましくは33モル%以下である。
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%以上であり、また、好ましくは20モル%以下である。アセチル化度が、上記下限値以上とすることで、アクリル樹脂などの他の樹脂との相溶性などが良好になりやすい。また、上記上限値以下とすることで、中間膜の耐湿性が高くなる。これら観点からアセチル化度は、より好ましくは0.3モル%以上、更に好ましくは0.5モル%以上であり、また、より好ましくは10モル%以下、更に好ましくは5モル%以下、より更に好ましくは3モル%以下である。
なお、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できる。
なお、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できる。
ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、好ましくは100以上1500以下である。平均重合度を上記上限値以下に調整することで、平均貯蔵弾性率(G’)を比較的低い値にして、ガラス板の割れ、反り、層間剥離などを防止しやすくなる。また、下限値以上とすることで、中間膜の機械強度などが良好になりやすい。これら観点からポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、150以上がより好ましく、200以上がさらに好ましく、220以上がよりさらに好ましく、また、平均重合度は、1300以下がより好ましく、1100以下がさらに好ましく、900以下がよりさらに好ましい。
なお、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、原料となるポリビニルアルコールの平均重合度と同じであり、ポリビニルアルコールの平均重合度によって求めることができる。
なお、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、原料となるポリビニルアルコールの平均重合度と同じであり、ポリビニルアルコールの平均重合度によって求めることができる。
ポリビニルアセタール樹脂を製造する際に用いるアルデヒド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のアルデヒドは特に限定されず、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、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、n−ブチルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、n−バレルアルデヒドなどの炭素数2〜6のアルデヒドが好ましく、n−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。
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。
(ポリビニルアルコール樹脂)
ポリビニルアルコール樹脂(PVA)は、従来公知の方法に従って、酢酸ビニルなどのビニルエステルを重合してポリマーを得た後、ポリマーをケン化、すなわち加水分解することにより得られる。PVAとしては、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。
ポリビニルアルコール樹脂(PVA)は、従来公知の方法に従って、酢酸ビニルなどのビニルエステルを重合してポリマーを得た後、ポリマーをケン化、すなわち加水分解することにより得られる。PVAとしては、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。
PVAは、未変性のPVAであってもよいし、変性PVAであってもよい。未変性PVAとしてはポリビニルエステルをケン化したものが挙げられる。変性PVAは、ビニルエステルと他の不飽和モノマーとの重合体をケン化したものが挙げられる。
他の不飽和モノマーとしては、ビニルエステル以外のモノマーであって、ビニル基などの炭素−炭素二重結合を有するモノマーが挙げられる。具体的には、オレフィン類、(メタ)アクリル酸及びその塩、(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリル酸以外の不飽和酸類、その塩及びエステル、(メタ)アクリルアミド類、N−ビニルアミド類、ビニルエーテル類、ニトリル類、ハロゲン化ビニル類、アリル化合物、ビニルシリル化合物、酢酸イソプロペニル、スルホン酸基含有化合物、アミノ基含有化合物等が挙げられる。
他の不飽和モノマーとしては、ビニルエステル以外のモノマーであって、ビニル基などの炭素−炭素二重結合を有するモノマーが挙げられる。具体的には、オレフィン類、(メタ)アクリル酸及びその塩、(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリル酸以外の不飽和酸類、その塩及びエステル、(メタ)アクリルアミド類、N−ビニルアミド類、ビニルエーテル類、ニトリル類、ハロゲン化ビニル類、アリル化合物、ビニルシリル化合物、酢酸イソプロペニル、スルホン酸基含有化合物、アミノ基含有化合物等が挙げられる。
オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン及びイソブテン等が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステル類としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、及び(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸以外の不飽和酸類、その塩及びエステルとしては、マレイン酸及びその塩、マレイン酸エステル、イタコン酸及びその塩、イタコン酸エステル、メチレンマロン酸及びその塩、メチレンマロン酸エステルなどが挙げられる。
(メタ)アクリルアミド類としては、アクリルアミド、n−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等が挙げられる。N−ビニルアミド類としては、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。ビニルエーテル類としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル及びn−ブチルビニルエーテル等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸以外の不飽和酸類、その塩及びエステルとしては、マレイン酸及びその塩、マレイン酸エステル、イタコン酸及びその塩、イタコン酸エステル、メチレンマロン酸及びその塩、メチレンマロン酸エステルなどが挙げられる。
(メタ)アクリルアミド類としては、アクリルアミド、n−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等が挙げられる。N−ビニルアミド類としては、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。ビニルエーテル類としては、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル及びn−ブチルビニルエーテル等が挙げられる。
ニトリル類としては、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。ハロゲン化ビニル類としては、塩化ビニル及び塩化ビニリデン等が挙げられる。アリル化合物としては、酢酸アリル及び塩化アリル等が挙げられる。ビニルシリル化合物としては、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
スルホン酸基含有化合物としては、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸などの(メタ)アクリルアミドアルカンスルホン酸及びその塩、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸あるいはその塩などが挙げられる。
アミノ基含有化合物としては、アリルアミン、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等が挙げられる。
また、変性PVAとしては、PVAに、グラフト重合等により、カルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基、ピロリドン基などを付加したものであってもよい。
スルホン酸基含有化合物としては、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸などの(メタ)アクリルアミドアルカンスルホン酸及びその塩、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸あるいはその塩などが挙げられる。
アミノ基含有化合物としては、アリルアミン、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等が挙げられる。
また、変性PVAとしては、PVAに、グラフト重合等により、カルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基、ピロリドン基などを付加したものであってもよい。
(ポリウレタン樹脂)
ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート化合物と、ジオール化合物とを反応して得られるポリウレタン、イソシアネート化合物と、ジオール化合物、さらに、ポリアミンなどの鎖長延長剤を反応させることにより得られるポリウレタンなどが挙げられる。また、ポリウレタン樹脂は、硫黄原子を含有するものでもよい。その場合には、上記ジオールの一部又は全部を、ポリチオール及び含硫黄ポリオールから選択されるものとするとよい。ポリウレタン樹脂を使用することで、有機ガラスとの接着性を良好になりやすい。
ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート化合物と、ジオール化合物とを反応して得られるポリウレタン、イソシアネート化合物と、ジオール化合物、さらに、ポリアミンなどの鎖長延長剤を反応させることにより得られるポリウレタンなどが挙げられる。また、ポリウレタン樹脂は、硫黄原子を含有するものでもよい。その場合には、上記ジオールの一部又は全部を、ポリチオール及び含硫黄ポリオールから選択されるものとするとよい。ポリウレタン樹脂を使用することで、有機ガラスとの接着性を良好になりやすい。
(エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂)
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。
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。
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は、JIS K 6730「エチレン・酢酸ビニル樹脂試験方法」に準拠して測定される酢酸ビニル含量が好ましく10〜50質量%、より好ましくは20〜45質量%である。酢酸ビニル含量をこれら下限値以上とすることで、上記接着力が高くなり、また、合わせガラスの耐貫通性が良好になりやすくなる。また、酢酸ビニル含量をこれら上限値以下とすることで、中間膜の破断強度が高くなり、合わせガラスの耐衝撃性が良好になる。
(アイオノマー樹脂)
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、合わせガラスの機械強度、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。
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、合わせガラスの機械強度、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。
エチレン系アイオノマーとしては、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーが透明性と強靭性に優れるため好適に用いられる。エチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、少なくともエチレン由来の構成単位および不飽和カルボン酸由来の構成単位を有する共重合体であり、他のモノマー由来の構成単位を有していてもよい。
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。
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。
アイオノマー樹脂におけるイオン源としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、亜鉛等の多価金属が挙げられ、ナトリウム、亜鉛が好ましい。
アイオノマー樹脂の製造方法としては特に限定はなく、従来公知の製造方法によって、製造することが可能である。例えばアイオノマー樹脂として、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを用いる場合には、例えば、エチレンと不飽和カルボン酸とを、高温、高圧下でラジカル共重合を行い、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体を製造する。そして、そのエチレン・不飽和カルボン酸共重合体と、上記のイオン源を含む金属化合物とを反応させることにより、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを製造することができる。
(可塑剤)
中間膜は、上記樹脂に加えてさらに可塑剤を含有してもよい。中間膜は、可塑剤を含有することにより柔軟となり、ガラスなどに対する接着性を高くすることもできる。ただし、本発明の中間膜は、可塑剤を含有しないか、含有していても少量であることが好ましい。可塑剤を少量のみ含有し又は含有させないことで、中間膜から有機ガラスに可塑剤が移行して有機ガラスに曇りが生じるなどの不具合が防止できる。
また、本発明では、可塑剤が少量であっても、上記のように、例えば、アクリル樹脂と、ポリビニルアセタール樹脂などのアクリル樹脂以外の樹脂を使用することで、中間膜を柔軟にしつつ、接着力を優れたものにすることができる。
可塑剤の含有量は、樹脂100質量部に対して、例えば、0質量部以上10質量部未満であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下、最も好ましくは0質量部である。すなわち、最も好ましくは中間膜が可塑剤を含有しない。
中間膜は、上記樹脂に加えてさらに可塑剤を含有してもよい。中間膜は、可塑剤を含有することにより柔軟となり、ガラスなどに対する接着性を高くすることもできる。ただし、本発明の中間膜は、可塑剤を含有しないか、含有していても少量であることが好ましい。可塑剤を少量のみ含有し又は含有させないことで、中間膜から有機ガラスに可塑剤が移行して有機ガラスに曇りが生じるなどの不具合が防止できる。
また、本発明では、可塑剤が少量であっても、上記のように、例えば、アクリル樹脂と、ポリビニルアセタール樹脂などのアクリル樹脂以外の樹脂を使用することで、中間膜を柔軟にしつつ、接着力を優れたものにすることができる。
可塑剤の含有量は、樹脂100質量部に対して、例えば、0質量部以上10質量部未満であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下、最も好ましくは0質量部である。すなわち、最も好ましくは中間膜が可塑剤を含有しない。
可塑剤としては、例えば、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リン酸可塑剤等が挙げられる。可塑剤は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。なかでも、有機エステル可塑剤が好ましい。有機エステル可塑剤としては、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が挙げられる。
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エステルが挙げられる。グリコールとしては、各アルキレン単位が炭素数2〜4、好ましくは炭素数2又は3であり、アルキレン単位の繰り返し数が2〜10、好ましくは2〜4であるポリアルキレングリコールが挙げられる。また、グリコールとしては、炭素数2〜4、好ましくは炭素数2又は3のモノアルキレングリコール(すなわち、繰り返し単位が1)でもよい。
グリコールとしては、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ブチレングリコールなどが挙げられる。
一塩基性有機酸としては、炭素数3〜10の有機酸が挙げられ、具体的には、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などが挙げられる。
グリコールとしては、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ブチレングリコールなどが挙げられる。
一塩基性有機酸としては、炭素数3〜10の有機酸が挙げられ、具体的には、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などが挙げられる。
具体的な一塩基性有機酸としては、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、テトラエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート、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、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチレート、エチレングリコールジ−2−エチルブチレート、1,2−プロピレングリコールジ−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、1,2−ブチレングリコールジ−2−エチルブチレートなどがが挙げられる。
また、多塩基性有機酸エステルとしては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の炭素数4〜12の二塩基性有機酸と、炭素数4〜10のアルコールとのエステル化合物が挙げられる。炭素数4〜10のアルコールは、直鎖でもよいし、分岐構造を有していてもよいし、環状構造を有してもよい。
具体的には、セバシン酸ジブチル、アゼライン酸ジオクチル、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、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ヘプチルノニル、ジブチルカルビトールアジペート、混合型アジピン酸エステルなどが挙げられる。また、油変性セバシン酸アルキドなどでもよい。混合型アジピン酸エステルとしては、炭素数4〜9のアルキルアルコール及び炭素数4〜9の環状アルコールから選択される2種以上のアルコールから作製されたアジピン酸エステルが挙げられる。
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のリン酸エステルなどが挙げられる。
可塑剤としては、上記したなかでも、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート(3GO)が特に好適に用いられる。
具体的には、セバシン酸ジブチル、アゼライン酸ジオクチル、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、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ヘプチルノニル、ジブチルカルビトールアジペート、混合型アジピン酸エステルなどが挙げられる。また、油変性セバシン酸アルキドなどでもよい。混合型アジピン酸エステルとしては、炭素数4〜9のアルキルアルコール及び炭素数4〜9の環状アルコールから選択される2種以上のアルコールから作製されたアジピン酸エステルが挙げられる。
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のリン酸エステルなどが挙げられる。
可塑剤としては、上記したなかでも、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート(3GO)が特に好適に用いられる。
(光重合開始剤)
本発明の中間膜は、活性エネルギー線によって硬化された樹脂(第1成分)を含む場合、光重合開始剤が配合されることが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、α−アミノアルキルフェノン、α−ヒドロキシアルキルフェノンなどのアセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。これらの中では、アセトフェノン系化合物が好ましい。
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE379EG、IRGACURE651、IRGACURE784、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、ルシリンTPO(いずれもBASF社製)、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(いずれも東京化成工業社製)等が挙げられる。
光重合開始剤は、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。
本発明の中間膜は、活性エネルギー線によって硬化された樹脂(第1成分)を含む場合、光重合開始剤が配合されることが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、α−アミノアルキルフェノン、α−ヒドロキシアルキルフェノンなどのアセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。これらの中では、アセトフェノン系化合物が好ましい。
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE379EG、IRGACURE651、IRGACURE784、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、ルシリンTPO(いずれもBASF社製)、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(いずれも東京化成工業社製)等が挙げられる。
光重合開始剤は、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。
中間膜における光重合開始剤の配合量は、第1成分(活性エネルギー線によって硬化された樹脂)100質量部に対して、好ましくは0.05質量部以上10質量部以下、より好ましくは0.2質量部以上5質量部以下である。光重合開始剤の配合量をこれら下限値以上とすることで、第1成分の光硬化性が良好となる。また、上限値以下とすることで、配合量に見合った光硬化性を発現できる。
(その他の添加剤)
中間膜は、樹脂として第1成分を含む場合、連鎖移動剤が配合されてもよい。連鎖移動剤としては、特に限定されないが、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)などのメルカプト化合物が挙げられる。連鎖移動剤を使用すると、第1成分が高分子量化することが抑制できるので、平均貯蔵弾性率(G’)を低くできる。
また、中間膜は、連鎖移動剤以外にも種々の添加剤が配合されてもよい。具体的には、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤、顔料、染料、蛍光増白剤、結晶核剤等が挙げられる。
中間膜は、樹脂として第1成分を含む場合、連鎖移動剤が配合されてもよい。連鎖移動剤としては、特に限定されないが、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)などのメルカプト化合物が挙げられる。連鎖移動剤を使用すると、第1成分が高分子量化することが抑制できるので、平均貯蔵弾性率(G’)を低くできる。
また、中間膜は、連鎖移動剤以外にも種々の添加剤が配合されてもよい。具体的には、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤、顔料、染料、蛍光増白剤、結晶核剤等が挙げられる。
中間膜の厚さは、特に限定されないが、好ましくは0.05mm以上3mm以下である。中間膜の厚さを上記範囲内とすることで、中間膜の接着性が良好となり、耐貫通性などがも良好になる。また、上記下限値以下とすることで、中間膜の透明性が低下することを防止する。中間膜の厚さは、より好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは0.25mm以上であり、また、より好ましくは2mm以下である。
<合わせガラス用中間膜の製造方法>
次に、中間膜の製造方法について説明する。以下では、中間膜に含有される樹脂として、活性エネルギー線によって硬化された樹脂(第1成分)を使用する実施形態について詳しく説明する。
本発明の一実施形態における中間膜の製造方法では、まず、中間膜を形成するための硬化性樹脂材料を調製するとよい。本発明の一実施形態では、硬化性樹脂材料は、第1成分の前駆体を含有する。また、硬化性樹脂材料は、第1成分の前駆体に加えて、第2成分を含むことが好ましい。また、硬化性樹脂材料は、光重合開始剤を含有することが好ましく、さらに必要に応じてその他の添加剤を含有してもよい。硬化性樹脂材料は通常液状である。
次に、中間膜の製造方法について説明する。以下では、中間膜に含有される樹脂として、活性エネルギー線によって硬化された樹脂(第1成分)を使用する実施形態について詳しく説明する。
本発明の一実施形態における中間膜の製造方法では、まず、中間膜を形成するための硬化性樹脂材料を調製するとよい。本発明の一実施形態では、硬化性樹脂材料は、第1成分の前駆体を含有する。また、硬化性樹脂材料は、第1成分の前駆体に加えて、第2成分を含むことが好ましい。また、硬化性樹脂材料は、光重合開始剤を含有することが好ましく、さらに必要に応じてその他の添加剤を含有してもよい。硬化性樹脂材料は通常液状である。
また、本発明では、上記のとおり、第1成分がアクリル樹脂であることが好ましい。第1成分がアクリル樹脂である場合、硬化性樹脂材料に配合される第1成分の前駆体としては、アクリルモノマーなどのアクリル重合体を構成するモノマー成分を使用するとよい。第1成分の前駆体がモノマー成分である場合には、後述する活性エネルギー線の照射により、モノマー成分が重合されて重合体となる。また、硬化性樹脂材料に配合される第2成分としては、アクリル樹脂以外の樹脂を使用すればよいが、好ましくはポリビニルアセタール樹脂を使用する。ポリビニルアセタール樹脂などの第2成分は、既に重合されたものを硬化性樹脂材料に配合すればよい。
本製造方法では、第1成分の前駆体と、第2成分を混合することで、中間膜には海島構造などの相分離構造を形成しやすくなる。
本製造方法では、第1成分の前駆体と、第2成分を混合することで、中間膜には海島構造などの相分離構造を形成しやすくなる。
硬化性樹脂材料の調製方法は、特に限定されないが、第1成分の前駆体に加え、必要に応じて配合される第2成分、光重合開始剤、可塑剤、その他の添加剤を混合機において混合させることで調製するとよい。また、硬化性樹脂材料には、必要に応じて溶剤が加えられて、溶剤により希釈されてもよい。溶剤により希釈する場合、後述するように活性エネルギー線を照射する前などに乾燥などして、溶剤を除去とするとよい。
混合機としては、特に限定されないが、自転・公転ミキサー、攪拌翼を備える攪拌機等の公知の攪拌機を使用することができる。
混合機としては、特に限定されないが、自転・公転ミキサー、攪拌翼を備える攪拌機等の公知の攪拌機を使用することができる。
上記のように調製された硬化性樹脂材料は、次に、膜状に形成すればよい。硬化性樹脂材料を膜状に形成する方法は、特に限定されないが、基材上、又は離型処理を施した離型フィルム上に硬化性樹脂材料を塗工して行えばよい。
また、基板上に配置した基材、又は離型処理を施した離型フィルム上に、硬化性樹脂材料を塗工などした後、基板の上にスペーサーなどを介して、別の基板を重ね合わせて、2枚の基板の間に膜状の硬化性樹脂材料を形成すればよい。これにより、硬化性樹脂材料の硬化物(すなわち、中間膜)は、スペーサーの高さに応じた厚さを有することになる。また、別の基板の硬化性樹脂材料に接触する面には、基材、又は離型処理を施した離型フィルムなどが配置されていればよい。2枚の基板は、少なくともいずれか一方が活性エネルギー線を透過すればよく、通常はガラス板が使用される。
また、基板上に配置した基材、又は離型処理を施した離型フィルム上に、硬化性樹脂材料を塗工などした後、基板の上にスペーサーなどを介して、別の基板を重ね合わせて、2枚の基板の間に膜状の硬化性樹脂材料を形成すればよい。これにより、硬化性樹脂材料の硬化物(すなわち、中間膜)は、スペーサーの高さに応じた厚さを有することになる。また、別の基板の硬化性樹脂材料に接触する面には、基材、又は離型処理を施した離型フィルムなどが配置されていればよい。2枚の基板は、少なくともいずれか一方が活性エネルギー線を透過すればよく、通常はガラス板が使用される。
次に、膜状に形成された硬化性樹脂材料に、活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線としては、第1成分を硬化できる限り限定されないが、紫外線、電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線が挙げられる。これらのなかでも特に、硬化性および利便性の点から紫外線(UV)が好ましい。活性エネルギー線は、膜状に形成された硬化性樹脂材料の一方の面側(すなわち、基板の一方の面側)から照射してもよいし、硬化性樹脂材料の両面側(すなわち、基板の両面側)から照射してもよい。
活性エネルギー線は、その照射量を適宜調整することで、硬化性樹脂材料に含有される第1成分の硬化度(重合度)を調整し、それにより、平均貯蔵弾性率(G’)も調整できる。具体的には、活性エネルギー線の照射量を大きくすれば、第1成分の重合度が高くなり、平均貯蔵弾性率(G’)が大きくなる。また、活性エネルギー線の照射量を小さくすれば、第1成分の重合度が低くなり、平均貯蔵弾性率(G’)が小さくなる。
活性エネルギー線の照射量は、特に限定されないが、要件(II)の接着力を確保しつつ、平均貯蔵弾性率(G’)を所定の範囲内に調整しやすくする観点から、100mJ/cm2以上15000mJ/cm2以下が好ましく、500mJ/cm2以上3000mJ/cm2以下がより好ましい。
活性エネルギー線の照射量は、特に限定されないが、要件(II)の接着力を確保しつつ、平均貯蔵弾性率(G’)を所定の範囲内に調整しやすくする観点から、100mJ/cm2以上15000mJ/cm2以下が好ましく、500mJ/cm2以上3000mJ/cm2以下がより好ましい。
活性エネルギー線が照射され、第1成分が硬化されることで中間膜が得られる。得られた中間膜に、基材や離型フィルムが積層されている場合には、それらは適宜中間膜から剥離させるとよい。
なお、中間膜の製造方法は、上記方法に限定されず、他のいかなる方法でもよい。例えば、樹脂、及びその他必要に応じて配合される添加剤を混練して樹脂組成物を得て、得られた樹脂組成物を押出成形、プレス成形などして中間膜を得てもよい。この場合、樹脂は予め重合されたものを使用すればよい。したがって、樹脂として第1成分を使用する場合でも、活性エネルギー線を照射などすることで、第1成分の前駆体を予め硬化(重合)しておき、その硬化(重合)して得た第1成分を、他の成分と混合させればよい。
なお、以上の説明においては、中間膜が1層の樹脂層からなる単層構造である態様について説明したが、中間膜は複数の樹脂層が積層された多層構造を有してもよい。多層構造の場合においても、中間膜全体が上記各構成を有するように、各樹脂層の組成を適宜調整すればよい。例えば、各樹脂層を構成する樹脂は、上記した樹脂から適宜選択して使用すればよい。
[合わせガラス]
本発明の合わせガラスは、上記した合わせガラス用中間膜と、中間膜を介して積層される第1及び第2のガラスとを備える。本発明の合わせガラスに使用される中間膜は上記で説明したとおりであるので、その説明は省略する。
本発明の合わせガラスは、上記した合わせガラス用中間膜と、中間膜を介して積層される第1及び第2のガラスとを備える。本発明の合わせガラスに使用される中間膜は上記で説明したとおりであるので、その説明は省略する。
本発明の合わせガラスにおいては、第1のガラスが有機ガラスであり、かつ第2のガラスが有機ガラス及び無機ガラスのいずれかである。有機ガラスは、一般的に線膨張係数が大きく、後述する加熱圧着後の冷却により比較的大きく収縮される。そのため、第1及び第2のガラスの少なくともいずれかが有機ガラスであると、合わせガラスに反り、割れ、及び層間剥離が発生しやすくなるが、本発明では、中間膜が上記した構成を有することで、そのような有機ガラスの収縮に起因する反り、割れ、及び層間剥離を抑制することができる。
本発明では、第1のガラスが有機ガラスであり、第2のガラスが無機ガラスであることが好ましい。このように、第1のガラスに有機ガラス、第2のガラスに無機ガラスを使用すると、これらの線膨張係数差により、反り、破損、及び層間剥離がより一層発生しやすくなるが、本発明では、中間膜が上記した構成を有することで、線膨張係数差に起因する反り、割れ、及び層間剥離を抑制することができる。
[無機ガラス]
本発明において使用する無機ガラスは、無機ガラス板からなるものであり、特に限定されるものではないが、例えば、フロート板ガラス、強化ガラス、着色ガラス、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、紫外線吸収板ガラス、赤外線反射板ガラス、赤外線吸収板ガラス、グリーンガラス等が挙げられる。無機ガラスは表面処理などが行われてもよい。
無機ガラスの厚さは、特に限定されないが、好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは1.0mm以上であり、また、好ましくは5.0mm以下、さらに好ましくは3.2mm以下である。
本発明において使用する無機ガラスは、無機ガラス板からなるものであり、特に限定されるものではないが、例えば、フロート板ガラス、強化ガラス、着色ガラス、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、紫外線吸収板ガラス、赤外線反射板ガラス、赤外線吸収板ガラス、グリーンガラス等が挙げられる。無機ガラスは表面処理などが行われてもよい。
無機ガラスの厚さは、特に限定されないが、好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは1.0mm以上であり、また、好ましくは5.0mm以下、さらに好ましくは3.2mm以下である。
[有機ガラス]
本発明において使用する有機ガラスは、有機ガラス板からなるものであり、特に限定されるものではないが、ポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板、アクリロニトリルスチレン共重合体板、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体板、ポリエステル板、フッ素系樹脂板、ポリ塩化ビニル板、塩素化ポリ塩化ビニル板、ポリプロピレン板、ポリスチレン板、ポリサルホン板、エポキシ樹脂板、フェノール樹脂板、不飽和ポリエステル樹脂板、ポリイミド樹脂板等が挙げられる。有機ガラスは、適宜表面処理などが行われてもよい。
上記した中では、透明性、耐衝撃性、耐燃焼性に優れる点から、ポリカーボネート板が好ましく、透明性が高く、耐候性、機械強度に優れる点から、ポリメチルメタクリレート板が好ましく、これらの中ではポリカーボネート板が好ましい。
本発明において使用する有機ガラスは、有機ガラス板からなるものであり、特に限定されるものではないが、ポリカーボネート板、ポリメチルメタクリレート板、アクリロニトリルスチレン共重合体板、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体板、ポリエステル板、フッ素系樹脂板、ポリ塩化ビニル板、塩素化ポリ塩化ビニル板、ポリプロピレン板、ポリスチレン板、ポリサルホン板、エポキシ樹脂板、フェノール樹脂板、不飽和ポリエステル樹脂板、ポリイミド樹脂板等が挙げられる。有機ガラスは、適宜表面処理などが行われてもよい。
上記した中では、透明性、耐衝撃性、耐燃焼性に優れる点から、ポリカーボネート板が好ましく、透明性が高く、耐候性、機械強度に優れる点から、ポリメチルメタクリレート板が好ましく、これらの中ではポリカーボネート板が好ましい。
具体的な有機ガラスの厚さは、特に限定されないが、好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは0.3mm以上であり、また、好ましくは5.0mm以下、さらに好ましくは3.0mm以下である。
本発明の合わせガラスは、各種分野に使用可能である。具体的には、自動車、電車などの車両、船舶、飛行機などの各種乗り物、あるいは、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窓ガラスに使用される。
(合わせガラスの製造方法)
本発明の合わせガラスは、無機ガラスと有機ガラスの間に中間膜を配置させ、その後、これらを加熱圧着させることで製造するとよい。無機ガラスと有機ガラスの間に中間膜を配置させる方法は、特に限定されず、例えば、予め製造しておいた中間膜を無機ガラスと有機ガラスの間に挟みこむとよい。また、中間膜が複数の樹脂層からなる場合には、別々に用意した樹脂層を、無機ガラスと有機ガラスの間に重ね合わせて配置させ、その後、加熱圧着させてもよい。
本発明の合わせガラスは、無機ガラスと有機ガラスの間に中間膜を配置させ、その後、これらを加熱圧着させることで製造するとよい。無機ガラスと有機ガラスの間に中間膜を配置させる方法は、特に限定されず、例えば、予め製造しておいた中間膜を無機ガラスと有機ガラスの間に挟みこむとよい。また、中間膜が複数の樹脂層からなる場合には、別々に用意した樹脂層を、無機ガラスと有機ガラスの間に重ね合わせて配置させ、その後、加熱圧着させてもよい。
無機ガラス、有機ガラスの間に、中間膜又は複数の樹脂層を配置させた後、加熱圧着する前に、必要に応じて、無機ガラスと有機ガラスの間に残留する空気を脱気してもよい。脱気の方法は、特に限定されないが、押圧ロールに通したり、又はゴムバックに入れて減圧吸引したりして行うとよい。
また、加熱圧着する前に、仮接着を行ってもよい。仮接着は、例えば、中間膜又は複数の樹脂層が間に配置された無機ガラスと有機ガラスとを、必要に応じて加熱しながら、比較的低い圧力により押圧することで行うとよい。仮接着は、例えば真空ラミネーターにて行うとよい。仮接着は、脱気を行う場合には、脱気後に行ってもよいし、脱気とともに行ってもよい。
また、加熱圧着する前に、仮接着を行ってもよい。仮接着は、例えば、中間膜又は複数の樹脂層が間に配置された無機ガラスと有機ガラスとを、必要に応じて加熱しながら、比較的低い圧力により押圧することで行うとよい。仮接着は、例えば真空ラミネーターにて行うとよい。仮接着は、脱気を行う場合には、脱気後に行ってもよいし、脱気とともに行ってもよい。
加熱圧着の方法は、特に限定されないが、無機ガラスと有機ガラスの間に中間膜又は複数の樹脂層を配置した状態で、これらを加熱しながら圧力を加えるとよい。加熱温度は、好ましくは60℃以上150℃以下、より好ましくは70℃以上120℃以下である。また、圧力は0.4MPa以上1.5MPa以下であることが好ましく、0.5MPa以上1.3MPa以下であることがより好ましい。また、加熱圧着は、オートクレーブを用いて行う方法、加熱プレスで行う方法などが挙げられるが、オートクレーブを用いて行うことが好ましい。オートクレーブなどを用いて加熱圧着することで、その加熱圧着後の冷却において、合わせガラスに反り、割れ、層間剥離などが発生しやすいが、本発明では、上記した中間膜を使用することで、そのような反り、割れ、層間剥離などが抑制される。
本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例、比較例における各物性の測定方法及び評価方法は以下のとおりである。
[十字剥離試験]
25mm×100mm、厚さ1.8mmのガラス板、25mm×100mm、厚さ2mmのポリカーボネート板を被着体として用いた。ガラス板としてはクリアフロート板ガラス(セントラル硝子株式会社製)を、ポリカーボネート板ガラスとしては「C1600」(タキロンシーアイ株式会社製)を使用した。また、各実施例、比較例で得られた中間膜を、15mm×15mmの大きさに切り出した。
中間膜を介して2枚の被着体を十字に合わせてテープで仮止めし、中間膜の厚みが一定となるように、中間膜と同じ厚さである0.8mmのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて60℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着した。その後、オートクレーブにおいて80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行うことで十字剥離試験サンプルを得た。
得られた十字剥離試験サンプル10は、図1に示す冶具にセットして明細書に記載の方法に従って、テンシロン(オリエンテック社製、商品名「UTA−500」)を用いて、クリアフロート板ガラスを固定し、かつポリカーボネート板ガラスに荷重を作用させて接着力(N/mm2)を求めた。
[十字剥離試験]
25mm×100mm、厚さ1.8mmのガラス板、25mm×100mm、厚さ2mmのポリカーボネート板を被着体として用いた。ガラス板としてはクリアフロート板ガラス(セントラル硝子株式会社製)を、ポリカーボネート板ガラスとしては「C1600」(タキロンシーアイ株式会社製)を使用した。また、各実施例、比較例で得られた中間膜を、15mm×15mmの大きさに切り出した。
中間膜を介して2枚の被着体を十字に合わせてテープで仮止めし、中間膜の厚みが一定となるように、中間膜と同じ厚さである0.8mmのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて60℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着した。その後、オートクレーブにおいて80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行うことで十字剥離試験サンプルを得た。
得られた十字剥離試験サンプル10は、図1に示す冶具にセットして明細書に記載の方法に従って、テンシロン(オリエンテック社製、商品名「UTA−500」)を用いて、クリアフロート板ガラスを固定し、かつポリカーボネート板ガラスに荷重を作用させて接着力(N/mm2)を求めた。
[平均貯蔵弾性率(G’)]
中間膜を、長さ10mm、幅5mmで切り出し、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御株式会社製、商品名「DVA−200」)を用いて粘弾性測定を行い、せん断貯蔵弾性率を測定した。測定条件は、以下のとおりであった。−50℃から200℃まで昇温させ、−50℃から1℃毎に貯蔵弾性率を検出し、検出された貯蔵弾性率の110〜150℃における相加平均値を平均貯蔵弾性率(G’)とした。
(測定条件)
変形様式:せん断モード、測定温度:−50℃〜200℃、昇温速度:5℃/分、測定周波数:1Hz、歪:1%
[ガラス転移温度(Tg1)]
上記粘弾性の測定結果から得られる損失正接tanδのピーク温度を読み取り、−50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のピーク温度をガラス転移温度(Tg1)とした。
中間膜を、長さ10mm、幅5mmで切り出し、動的粘弾性測定装置(アイティー計測制御株式会社製、商品名「DVA−200」)を用いて粘弾性測定を行い、せん断貯蔵弾性率を測定した。測定条件は、以下のとおりであった。−50℃から200℃まで昇温させ、−50℃から1℃毎に貯蔵弾性率を検出し、検出された貯蔵弾性率の110〜150℃における相加平均値を平均貯蔵弾性率(G’)とした。
(測定条件)
変形様式:せん断モード、測定温度:−50℃〜200℃、昇温速度:5℃/分、測定周波数:1Hz、歪:1%
[ガラス転移温度(Tg1)]
上記粘弾性の測定結果から得られる損失正接tanδのピーク温度を読み取り、−50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のピーク温度をガラス転移温度(Tg1)とした。
各実施例、比較例で得られた合わせガラスサンプルを以下の評価基準により、層間剥離(デラミレーション)、割れ、及び反りについて評価した。
(層間剥離)
A:得られた合わせガラスサンプルの層間に剥離は見られなかった。
B:得られた合わせガラスサンプルの角部の層間に剥離が見られたが、角部以外の周辺部には剥離が見られなかった。
C:得られた合わせガラスサンプルの角部以外の周辺部に剥離が見られた。
D:得られた合わせガラスサンプルの層間に著しい剥離が見られた。
(割れ)
A:得られた合わせガラスサンプルに割れが見られなかった。
D:得られた合わせガラスサンプルに割れが見られた。
(反り)
各実施例、比較例で得られた、オートクレーブ処理直後の合わせガラスサンプルのガラス面に25mm×305mm、厚さ2mmのSUS板を重ね、端から35mmをクランプで挟んで固定し、クランプから270mm離れた位置における合わせガラスサンプルとSUS板の端の隙間を反りとして測定し、その反り量により以下の評価基準で評価した。なお、反り量は、有効数字を小数点第1位までの値にして評価した。
A:0.9mm以下
B:1.0mm以上2.9mm以下
C:3.0mm以上4.9mm以下
D:5.0mm以上
(層間剥離)
A:得られた合わせガラスサンプルの層間に剥離は見られなかった。
B:得られた合わせガラスサンプルの角部の層間に剥離が見られたが、角部以外の周辺部には剥離が見られなかった。
C:得られた合わせガラスサンプルの角部以外の周辺部に剥離が見られた。
D:得られた合わせガラスサンプルの層間に著しい剥離が見られた。
(割れ)
A:得られた合わせガラスサンプルに割れが見られなかった。
D:得られた合わせガラスサンプルに割れが見られた。
(反り)
各実施例、比較例で得られた、オートクレーブ処理直後の合わせガラスサンプルのガラス面に25mm×305mm、厚さ2mmのSUS板を重ね、端から35mmをクランプで挟んで固定し、クランプから270mm離れた位置における合わせガラスサンプルとSUS板の端の隙間を反りとして測定し、その反り量により以下の評価基準で評価した。なお、反り量は、有効数字を小数点第1位までの値にして評価した。
A:0.9mm以下
B:1.0mm以上2.9mm以下
C:3.0mm以上4.9mm以下
D:5.0mm以上
[実施例1〜5、比較例1、2、4]
(硬化性樹脂材料の調製)
表1に示す成分を表1に示す所定の比率で攪拌容器に配合した。配合物を自転・公転ミキサー(「あわとり練太郎 ARE−310」、株式会社シンキー社製)を用いて、2000rpmで9分間攪拌し、その後2200rpmで3分間脱泡処理を行なった。配合物が均一となるまでこの作業を繰り返し、液状の硬化性樹脂材料を得た。
(硬化性樹脂材料の調製)
表1に示す成分を表1に示す所定の比率で攪拌容器に配合した。配合物を自転・公転ミキサー(「あわとり練太郎 ARE−310」、株式会社シンキー社製)を用いて、2000rpmで9分間攪拌し、その後2200rpmで3分間脱泡処理を行なった。配合物が均一となるまでこの作業を繰り返し、液状の硬化性樹脂材料を得た。
(中間膜の作製)
塗工ガラスの上面にPET離型フィルム(商品名「PET50×1−C」、ニッパ社製)の離型処理面が上になるように酢酸エチルで密着させた。PET離型フィルムの離型処理面上に上記で得た硬化性樹脂材料を塗工した後、PET離型フィルム上の端部2辺に硬化物が所定の厚みになるようにスペーサーを配置した。塗工ガラスと同じサイズの紫外線透過ガラスを用意し、紫外線透過ガラスの上にもPET離型フィルムの離型処理面が露出するように酢酸エチルで密着させた。塗工ガラスと紫外線透過ガラスの間に、硬化性樹脂材料、及びスペーサーを挟み込み、かつPET離型フィルムの離型処理面が内側に向くように、硬化性樹脂材料の上に紫外線透過ガラスを被せた。その後、紫外線透過ガラスの上から、紫外線照射機を用いて照度3mW/cm2で、照射量が900mJ/cm2となるように紫外線を照射させて、硬化性樹脂材料を硬化させ中間膜を得た。中間膜の厚さは0.8mmであった。
塗工ガラスの上面にPET離型フィルム(商品名「PET50×1−C」、ニッパ社製)の離型処理面が上になるように酢酸エチルで密着させた。PET離型フィルムの離型処理面上に上記で得た硬化性樹脂材料を塗工した後、PET離型フィルム上の端部2辺に硬化物が所定の厚みになるようにスペーサーを配置した。塗工ガラスと同じサイズの紫外線透過ガラスを用意し、紫外線透過ガラスの上にもPET離型フィルムの離型処理面が露出するように酢酸エチルで密着させた。塗工ガラスと紫外線透過ガラスの間に、硬化性樹脂材料、及びスペーサーを挟み込み、かつPET離型フィルムの離型処理面が内側に向くように、硬化性樹脂材料の上に紫外線透過ガラスを被せた。その後、紫外線透過ガラスの上から、紫外線照射機を用いて照度3mW/cm2で、照射量が900mJ/cm2となるように紫外線を照射させて、硬化性樹脂材料を硬化させ中間膜を得た。中間膜の厚さは0.8mmであった。
(合わせガラスの作製)
25mm×305mm、厚さ1.8mmのガラス板と、25mm×305mm、厚さ2mmのポリカーボネート板を、30mm×310mmに切り出した中間膜を介して貼り合わせ、テープで仮止めし、真空ラミネーター(商品名「MVLP500/600」、株式会社名機製作所製)において60℃、0.1MPaの条件で3分間仮接着した。その後、オートクレーブ(商品名「HP−5050MAH−H14」、株式会社協真エンジニアリング製)において80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行うことで合わせガラスサンプルを得た。ガラス板としてはフロート板ガラス(セントラル硝子株式会社製)を、ポリカーボネート板としては「C1600」(タキロンシーアイ株式会社製)を使用した。
25mm×305mm、厚さ1.8mmのガラス板と、25mm×305mm、厚さ2mmのポリカーボネート板を、30mm×310mmに切り出した中間膜を介して貼り合わせ、テープで仮止めし、真空ラミネーター(商品名「MVLP500/600」、株式会社名機製作所製)において60℃、0.1MPaの条件で3分間仮接着した。その後、オートクレーブ(商品名「HP−5050MAH−H14」、株式会社協真エンジニアリング製)において80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行うことで合わせガラスサンプルを得た。ガラス板としてはフロート板ガラス(セントラル硝子株式会社製)を、ポリカーボネート板としては「C1600」(タキロンシーアイ株式会社製)を使用した。
[比較例3]
中間膜の作製をポリウレタン樹脂をシート状に成形することで行った以外は、実施例1と同様に実施した。
中間膜の作製をポリウレタン樹脂をシート状に成形することで行った以外は、実施例1と同様に実施した。
表1におけるポリビニルアセタール樹脂は以下のとおりである。なお、ポリビニルアセタール1、及びポリビニルアセタール2は、ポリビニルブチラール樹脂であり、ポリビニルアセタール3はアセタール基がアセトアセタール基であるポリビニルアセトアセタール樹脂であった。
表1におけるアクリルモノマーは以下のとおりである。
(アクリルモノマー)
BA:n−ブチルアクリレート
BzA:ベンジルアクリレート
MEDOL−10:(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート、商品名「MEDOL−10」、大阪有機化学工業株式会社
M−5300:ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、商品名「アロニックスM−5300」、東亞合成株式会社製
GMA:グリシジルメタクリレート
EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
Aac:アクリル酸
MOI:2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート
(アクリルモノマー)
BA:n−ブチルアクリレート
BzA:ベンジルアクリレート
MEDOL−10:(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート、商品名「MEDOL−10」、大阪有機化学工業株式会社
M−5300:ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、商品名「アロニックスM−5300」、東亞合成株式会社製
GMA:グリシジルメタクリレート
EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
Aac:アクリル酸
MOI:2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート
表1におけるポリビニルアセタール樹脂及びアクリルモノマー以外は以下のとおりである。
PU:ポリウレタン樹脂、商品名「AG8451」、日本ルーブリゾール株式会社製
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)
光重合開始剤:商品名「Irgacure184」、チバスペシャリティケミカルズ社製
連鎖移動剤:ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、商品名「カレンズ−MTPE1」昭和電工株式会社製
PU:ポリウレタン樹脂、商品名「AG8451」、日本ルーブリゾール株式会社製
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)
光重合開始剤:商品名「Irgacure184」、チバスペシャリティケミカルズ社製
連鎖移動剤:ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、商品名「カレンズ−MTPE1」昭和電工株式会社製
以上の各実施例では、平均貯蔵弾性率(G’)が15000Pa以下で、かつ十字剥離試験による接着力が0.3N/m2以上であったため、層間剥離、割れ、反りの全てを抑制することができた。それに対して、比較例では、平均貯蔵弾性率(G’)が15000Paより大きくなり、また、十字剥離試験による接着力が0.3N/m2未満であったため、層間剥離、割れ、反りの全てを抑制することができなかった。
Claims (8)
- 周波数1Hz、せん断モードで測定された110〜150℃における平均貯蔵弾性率(G’)が15000Pa以下であって、下記の第1、第2及び第3の工程をこの順に経て得られる十字剥離試験サンプルに対して、下記の条件で十字剥離試験を行い測定される接着力が0.3N/mm2以上である合わせガラス用中間膜。
第1の工程:縦15mm及び横15mmの合わせガラス用中間膜と、JIS 3202に準拠した厚み1.8mm、縦25mm及び横100mmのクリアフロート板ガラスと、JIS K6735に準拠した厚み2mm、縦25mm及び横100mmのポリカーボネート板ガラスとを用意する。合わせガラス用中間膜を介してクリアフロート板ガラスとポリカーボネート板ガラスを十字に合わせる。
第2の工程:合わせガラス用中間膜の厚みが一定となるように合わせガラス用中間膜と同じ厚みのスペーサーを用いて、真空ラミネーターにおいて、合わせガラス用中間膜を介して重ね合わせたクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、60℃、0.1MPaの条件で3分間仮圧着をする。
第3の工程:仮圧着したクリアフロート板ガラスと、ポリカーボネート板ガラスとを、80℃、0.5MPaの条件で1時間本圧着を行う。
十字剥離試験:23℃にて速度10mm/分で、ポリカーボネート板ガラスをクリアフロート板ガラスから、接着面と垂直方向に剥離させたときの最大荷重(N)を測定し、その最大荷重(N)を接着力とする。 - −50〜150℃の温度領域において低温側から数えて1番目のガラス転移温度(Tg1)が−5℃以下である請求項1に記載の合わせガラス用中間膜。
- アクリル樹脂を含む請求項1又は2に記載の合わせガラス用中間膜。
- さらにポリビニルアセタール樹脂を含む請求項3に記載の合わせガラス用中間膜。
- 活性エネルギー線によって硬化された樹脂を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
- 可塑剤の含有量が、合わせガラス用中間膜に含まれる樹脂100質量部に対して、0質量部以上10質量部未満である請求項1〜5のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜と、前記合わせガラス用中間膜を介して積層される第1及び第2のガラスを備え、
前記第1のガラスが有機ガラスであり、かつ前記第2のガラスが有機ガラス及び無機ガラスのいずれかである合わせガラス。 - 前記第2のガラスが無機ガラスである請求項7に記載の合わせガラス。
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