JP7036716B2 - 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス - Google Patents
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Description
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、1層の構造又は2層以上の構造を有する。本発明に係る中間膜は、1層の構造を有していてもよく、2層以上の構造を有していてもよい。本発明に係る中間膜は、2層の構造を有していてもよく、2層以上の構造を有していてもよく、3層の構造を有していてもよく、3層以上の構造を有していてもよい。本発明に係る中間膜は、第1の層を備える。本発明に係る中間膜は、第1の層のみを備える単層の中間膜であってもよく、第1の層と他の層とを備える多層の中間膜であってもよい。
W1:中間膜を23℃のテトラヒドロフランに浸漬する前の中間膜の重量
W2:中間膜を23℃のテトラヒドロフランに浸漬した後に取り出し、乾燥した後の中間膜の重量
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第2の樹脂とを含む。上記第1の層、上記第2の層及び上記第3の層はそれぞれ、ポリビニルアセタール樹脂を含むことが好ましい。上記第1の層、上記第2の層及び上記第3の層はそれぞれ、ポリビニルアセタール樹脂以外の第2の樹脂を含むことが好ましい。上記ポリビニルアセタール樹脂は、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。上記第2の樹脂は、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。
上記中間膜は、可塑剤を含むことが好ましい。上記第1の層(単層の中間膜を含む)は、可塑剤(以下、可塑剤(1)と記載することがある)を含むことが好ましい。上記第2の層は、可塑剤(以下、可塑剤(2)と記載することがある)を含むことが好ましい。上記第3の層は、可塑剤(以下、可塑剤(3)と記載することがある)を含むことが好ましい。可塑剤の使用により、またポリビニルアセタール樹脂と可塑剤との併用により、耐貫通性により一層優れ、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤とを含む層の合わせガラス部材又は他の層に対する接着力が適度に高くなる。上記可塑剤は特に限定されない。上記可塑剤(1)と上記可塑剤(2)と上記可塑剤(3)とは同一であってもよく、異なっていてもよい。上記可塑剤(1)、上記可塑剤(2)及び上記可塑剤(3)はそれぞれ、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。
上記中間膜は、遮熱性物質(遮熱性化合物)を含むことが好ましい。上記第1の層は、遮熱性物質を含むことが好ましい。上記第2の層は、遮熱性物質を含むことが好ましい。上記第3の層は、遮熱性物質を含むことが好ましい。上記遮熱性物質は、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。上記第1の層は、上記成分Xを含むことが好ましい。上記第2の層は、上記成分Xを含むことが好ましい。上記第3の層は、上記成分Xを含むことが好ましい。上記成分Xは遮熱性物質である。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。
上記中間膜は、遮熱粒子を含むことが好ましい。上記第1の層(単層の中間膜を含む)は、上記遮熱粒子を含むことが好ましい。上記第2の層は、上記遮熱粒子を含むことが好ましい。上記第3の層は、上記遮熱粒子を含むことが好ましい。上記遮熱粒子は遮熱性物質である。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。
上記中間膜は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びマグネシウム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。上記第1の層は、上記金属塩Mを含むことが好ましい。上記第2の層は、上記金属塩Mを含むことが好ましい。上記第3の層は、上記金属塩M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又は中間膜における各層間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。
上記中間膜は、紫外線遮蔽剤を含むことが好ましい。上記第1の層は、紫外線遮蔽剤を含むことが好ましい。上記第2の層は、紫外線遮蔽剤を含むことが好ましい。上記第3の層は、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。
上記中間膜は、酸化防止剤を含むことが好ましい。上記第1の層は、酸化防止剤を含むことが好ましい。上記第2の層は、酸化防止剤を含むことが好ましい。上記第3の層は、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。
上記中間膜、上記第1の層、上記第2の層及び上記第3の層はそれぞれ、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。
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1.5mm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。
図3は、図1に示す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。
下記の表1~3に示すポリビニルアセタール樹脂を適宜用いた。
下記の表1~3に示すアクリル重合体を適宜用いた。
アクリル酸ブチル
アクリル酸ベンジル
アクリル酸2-ヒドロキシエチル
アクリル酸
メタクリル酸グリシジル(架橋剤)
トリプロピレングリコールジアクリレート(架橋剤)
トリエチレングリコールジ-2-エチルヘキサノエート(3GO)
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」)
BHT(2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール)
第1の層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、下記の表1に示す種類のアクリル重合体150重量部と、可塑剤(3GO)15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、第1の層を形成するための組成物を得た。
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、可塑剤(3GO)18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、第2の層及び第3の層を形成するための組成物を得た。
第1の層を形成するための組成物と、第2の層及び第3の層を形成するための組成物とを、共押出機を用いて共押出しすることにより、第2の層/第1の層/第3の層の積層構造を有する中間膜を作製した。各層の厚みは、下記の表1に記載した。
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(クリアフロートガラス、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/cm2)の条件で20分間圧着を行い、合わせガラスを得た。
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(クリアフロートガラス、縦30cm×横2.5cm)を用意した。2つのガラス板の間に、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、合わせガラスを得た。
得られた中間膜を縦15cm×横15cm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(クリアフロートガラス、縦15cm×横15cm)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、合わせガラスを得た。
第1の層を形成するための組成物の組成及び第2の層及び第3の層を形成するための組成物の組成を下記の表1に示すように設定したこと、並びに第1の層、第2の層、第3の層、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に示すように設定したこと以外は参考例1と同様にして、中間膜及び合わせガラスを得た。また、参考例2及び比較例1では、参考例1と同じ種類の紫外線遮蔽剤及び酸化防止剤を、参考例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。
中間膜(第1の層)を形成するための組成物の作製:
下記の表2に示す種類のポリビニルアセタール樹脂100重量部と、下記の表2に示す種類のアクリル重合体120重量部と、可塑剤(3GO)7.5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、下記の表2に示す厚みの中間膜を作製した。
得られた中間膜を用いて、参考例1と同様にして、合わせガラスを作製した。
得られた中間膜を用いて、参考例1と同様にして、合わせガラスを作製した。
得られた中間膜を用いて、参考例1と同様にして、合わせガラスを作製した。
中間膜を形成するための組成物の組成を下記の表2,3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2,3に示すように設定したこと以外は実施例3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4~9及び比較例2~6では、実施例3と同じ種類の紫外線遮蔽剤及び酸化防止剤を、実施例3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。
(1)粘弾性
せん断貯蔵弾性率:
周波数1Hzにて、せん断貯蔵弾性率(多層の中間膜の場合には、せん断貯蔵等価弾性率)を測定した。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、アイティー計測制御社製の粘弾性測定装置「DVA-200」を用いて、粘弾性を測定した。中間膜を長さ8mm、幅5mmで切り出し、せん断モードで3℃/分の昇温速度で-50℃から150℃まで温度を上昇させる条件、及び周波数1Hz、歪0.08%の条件で測定を行った。多層の中間膜において、各層間の滑りによる測定不具合がない場合には、せん断貯蔵弾性率を以下の基準で判定した。不具合がある場合には、多層中間膜において、各層の粘弾性を上記の方法で測定し、計算によりせん断貯蔵弾性率を算出した。せん断貯蔵弾性率を以下の基準で判定した。
A:10℃以上30℃以下の温度領域のうちの80%以上の温度領域で、せん断貯蔵弾性率が3MPa以上2000MPa以下
B:Aの基準に相当しない
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、アイティー計測制御社製の粘弾性測定装置「DVA-200」を用いて、粘弾性を測定する方法が挙げられる。中間膜を長さ8mm、幅5mmで切り出し、せん断モードで3℃/分の昇温速度で-50℃から150℃まで温度を上昇させる条件、及び周波数1Hz、歪0.08%の条件で測定を行った。tanδの最大値を示す温度をガラス転移温度とし、-40℃以上0℃以下にtanδの最大値が存在しない場合には「無」とした。
得られた中間膜をマイクロトームで処理することにより、厚さ100nmの切片を作製した。得られた切片を四酸化オスミウムにて染色し、透過型電子顕微鏡で観察した。相分離構造の有無を判断した。
○:相分離構造あり
×:相分離構造なし
A:マトリックスを構成する成分がポリビニルアセタール樹脂かつ島部を構成する成分が第2の樹脂
B:マトリックスを構成する成分が第2の樹脂かつ島部を構成する成分がポリビニルアセタール樹脂
中間膜0.2gをテトラヒドロフラン40gに浸漬し、23℃で24時間振蘯浸漬させた。その後、遠心分離機(KUBOTA社製、高速大容量冷却遠心分離機7780)により、10℃及び10000rpmで遠心を行った後、上澄み用液を除去した。容器内の残存物を110℃で1時間加熱し乾燥させた。その後、残存物の重量を測定した。上記式(X)によりゲル分率の算出を行った。ゲル分率を下記の基準で判定した。
A:ゲル分率が10重量%以上
B:ゲル分率が10重量%未満
図5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20℃(20℃±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。
○○:曲げ剛性が55N/mm以上
〇:曲げ剛性が50N/mm以上55N/mm未満
△:曲げ剛性が45N/mm以上50N/mm未満
×:曲げ剛性が45N/mm未満
得られた合わせガラスをダンピング試験用の振動発生機(振研社製「加振機G21-005D」)により加振した。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(横河ヒューレットパッカード社製「FFTアナライザー HP3582A」)により解析した。
○○:TL値が35dB以上
○:TL値が30dB以上35dB未満
×:TL値が30dB未満
得られた合わせガラスを、表面温度が20℃となるように調整した。次いで、2.0mの高さから、6枚の合わせガラスに対してそれぞれ、質量2260g及び直径82mmの剛球を、合わせガラスの中心部分に落下させた。6枚の合わせガラス全てについて、剛球が衝突した後5秒以内に剛球が貫通しなかった場合を合格とした。剛球が衝突した後5秒以内に剛球が貫通しなかった合わせガラスが3枚以下であった場合は不合格とした。4枚の場合には、新しく6枚の合わせガラスの耐貫通性を評価した。5枚の場合には、新しく1枚の合わせガラスを追加試験し、剛球が衝突した後5秒以内に剛球が貫通しなかった場合を合格とした。同様の方法で、25cmずつ高くし、6枚の合わせガラスに対してそれぞれ、質量2260g及び直径82mmの剛球を、合わせガラスの中心部分に落下させ、合わせガラスの耐貫通性(最大高さ)を評価した。耐貫通性を以下の基準で判定した。
○○:最大高さが4m以上
○:最大高さが3.75m
×:最大高さが3.5m以下
1a…第1の表面
1b…第2の表面
2…第2の層
2a…外側の表面
3…第3の層
3a…外側の表面
11…中間膜
11A…中間膜(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
22…第2の合わせガラス部材
31…合わせガラス
31A…合わせガラス
Claims (11)
- 単層の合わせガラス用中間膜であり、
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第2の樹脂と、可塑剤とを含み、前記ポリビニルアセタール樹脂100重量部に対して、前記可塑剤の含有量が3重量部以上20重量部未満であり、
相分離構造を有し、前記相分離構造において、前記第2の樹脂が島部であり、かつ、前記相分離構造において、前記島部の径の平均が10nm以上1μm以下であり、
ガラス転移温度が-40℃以上0℃以下に存在する、合わせガラス用中間膜。 - 10℃以上30℃以下の温度領域のうちの80%以上の温度領域で、せん断貯蔵弾性率が3MPa以上2000MPa以下である、請求項1に記載の合わせガラス用中間膜。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂と前記第2の樹脂との合計100重量%中、前記第2の樹脂の含有量が20重量%以上である、請求項1又は2に記載の合わせガラス用中間膜。
- 前記第2の樹脂が架橋構造を有するか、又は、前記ポリビニルアセタール樹脂と前記第2の樹脂とが架橋している、請求項1~3のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
- -40℃以上0℃以下の温度領域におけるtanδの最大値が0.15以上である、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。
- 厚みが3mm以下である、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。
- 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1~6のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。
- 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1~7のいずれか1項に記載の合わせガラス用中間膜。 - 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1~8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。 - 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9に記載の合わせガラス。 - 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9又は10に記載の合わせガラス。
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