JP7577008B2 - 2枚の無機ガラスの間に挟持して用いる中間膜および合わせガラス - Google Patents
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Description
そのような中間膜をもたらし得る樹脂として、可塑剤により可塑化されたポリビニルブチラール(PVB)樹脂に代表されるポリビニルアセタール樹脂を含む組成物が広く使用されている。PVB樹脂は、中間膜としての優れた性能をもたらし得るものの、特に高温(例えば50℃)で長期間使用される用途において、より向上した強度が求められることがあった。一方、PVB樹脂を含む層とポリカーボネート樹脂等の樹脂を含む層との積層体を中間膜として用いることも提案されている(特許文献1~5)。
従って、本発明は、優れた耐貫通性および耐熱性に加えて、高温(例えば50℃)で長期間使用する用途においても十分な強度を有する合わせガラスをもたらすことができ、取扱性に優れた中間膜、およびそのような中間膜が2枚の無機ガラスの間に挟持されてなる合わせガラスを提供することを課題とする。
[1]2枚の無機ガラスの間に挟持して用いる中間膜であって、
中間膜は、硬質樹脂を含有する基材層(I)の両面に、接着性樹脂を含有する接着層(II)を備えた積層体を含み、
下記式(1):
剪断緩和弾性率G(t=f-1)=G'(f)-0.4G''(0.5f) (1)
[式(1)中、fは1.2×10-5Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)は0.80MPa以上であり、
上記式(1)[式(1)中、fは3.2×10-9Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]で示される中間膜の剪断緩和弾性率G2(t=f-1)は0.20MPa以上であり、
下記式(2):
[2]中間膜に含まれるm層の基材層、および2m層の接着層の各層の剪断緩和弾性率と該各層の厚さ比とを用いて求められ、下記式(3):
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t)は0.80MPa以上であり、
上記式(3)[式(3)中の各層の剪断緩和弾性率は50℃、3.2×10-9Hzにおける剪断緩和弾性率であり、Mは1~7の整数である]で示される中間膜の剪断緩和弾性率G2(t)は0.20MPa以上である、前記[1]に記載の中間膜。
[3]上記積層体において、基材層(I)の厚さは2層の接着層(II)のいずれの厚さより大きい、前記[1]または[2]に記載の中間膜。
[4]上記積層体において、基材層(I)の厚さは2層の接着層(II)の合計厚さより大きい、前記[1]~[3]のいずれかに記載の中間膜。
[5]上記中間膜を厚さ3.0mm、ヤング率7.16×104MPaの2枚のフロートガラスの間に挟持してなる合わせガラスの、支点間距離0.3mの4点曲げ試験において、
下記式(4):
で示される中間膜の剪断伝達係数Γ1は0.10以上であり、
上記式(4)[式(4)において、hs、Is、h1、h2、hv、Eおよびaは上記で説明した通りであり、G(t=f-1)は上記G2(t=f-1)(単位:MPa)である]で示される中間膜の剪断伝達係数Γ2は0.02以上である、前記[1]~[4]のいずれかに記載の中間膜。
[6]ASTM D3763に準拠した落錘衝撃試験において、測定温度23℃、荷重2kg、衝突速度9m・s-1の条件で測定した中間膜の耐貫通性は12J以上である、前記[1]~[5]のいずれかに記載の中間膜。
[7]基材層(I)は、硬質樹脂としてポリカーボネート樹脂を含有する、前記[1]~[6]のいずれかに記載の中間膜。
[8]上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、接着性樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含有する、前記[1]~[7]のいずれかに記載の中間膜。
[9]上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、可塑剤を更に含む、前記[1]~[8]のいずれかに記載の中間膜。
[10]可塑剤は、カルボン酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、有機亜リン酸エステル系可塑剤、カルボン酸ポリエステル系可塑剤、炭酸ポリエステル系可塑剤、ポリアルキレングリコール系可塑剤、およびヒドロキシカルボン酸と多価アルコールとのエステル化合物からなる群から選択される1以上である、前記[9]に記載の中間膜。
[11]上記積層体において、JIS K 7199に準拠して温度230℃、剪断速度60s-1で測定した、基材層(I)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η1)は1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、各接着層(II)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η2)および(η3)はそれぞれ1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、これらの溶融粘度比(η1/η2)および(η1/η3)は1.0以上、4.0以下である、前記[1]~[10]のいずれかに記載の中間膜。
[12]前記[1]~[11]のいずれかに記載の中間膜の製造方法であって、基材層(I)の両面に接着層(II)を共押出しにより設けることで積層体を作製することを含む、方法。
[13]無機ガラス、中間膜、無機ガラスがこの順に積層された合わせガラスであって、
中間膜は、硬質樹脂を含有する基材層(I)の両面に、接着性樹脂を含有する接着層(II)を備えた積層体を含み、
下記式(1):
剪断緩和弾性率G(t=f-1)=G'(f)-0.4G''(0.5f) (1)
[式(1)中、fは1.2×10-5Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)は0.80MPa以上であり、
上記式(1)[式(1)中、fは3.2×10-9Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]で示される中間膜の剪断緩和弾性率G2(t=f-1)は0.20MPa以上であり、
下記式(2):
[14]上記積層体において、基材層(I)の厚さは2層の接着層(II)の合計厚さより大きい、前記[13]に記載の合わせガラス。
[15]上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、接着性樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含有する、前記[13]または[14]に記載の合わせガラス。
[16]上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、可塑剤を更に含む、前記[13]~[15]のいずれかに記載の合わせガラス。
[17]可塑剤は、カルボン酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、有機亜リン酸エステル系可塑剤、カルボン酸ポリエステル系可塑剤、炭酸ポリエステル系可塑剤、ポリアルキレングリコール系可塑剤、およびヒドロキシカルボン酸と多価アルコールとのエステル化合物からなる群から選択される1以上である、前記[16]に記載の合わせガラス。
[18]上記積層体において、JIS K 7199に準拠して温度230℃、剪断速度60s-1で測定した、基材層(I)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η1)は1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、各接着層(II)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η2)および(η3)はそれぞれ1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、これらの溶融粘度比(η1/η2)および(η1/η3)は1.0以上、4.0以下である、前記[13]~[17]のいずれかに記載の合わせガラス。
本発明における中間膜は、2枚の無機ガラスの間に挟持して用いる。中間膜は、硬質樹脂を含有する基材層(I)の両面に、接着性樹脂を含有する接着層(II)を備えた積層体を1つ以上含む。
本発明の好ましい一実施態様では、後述の剪断伝達係数の観点から、中間膜は1つまたは2つ以上の積層体からなる。この実施態様では、中間膜は、積層体に含まれる層以外の層を含まないか、または積層体に含まれる層以外の層および後述するような任意の構造を含まない。
中間膜に含まれる積層体が1つの場合、中間膜は、例えば図2に示すような構成を有する。この一実施態様において、中間膜41は、2枚の無機ガラス21の間に挟持されており、基材層(I)32の両面に接着層(II)31を備えた積層体からなる。なお、図2および後述の図1および図3~5においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法および比率等は適宜相違させている。
中間膜に含まれる積層体は2つ以上であってもよい。例えば、中間膜に含まれる積層体が2つの場合、中間膜は、接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)/接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)という構成を有する。
中間膜に含まれる積層体が1つである場合、特に優れた曲げ強度を必要とする用途にも好ましく使用できる。中間膜に含まれる積層体が2つ以上である場合、複数の積層体を構成する基材層(I)および接着層(II)それぞれの材料および厚さは、相互に同じでもよいし、異なっていてもよい。中間膜に含まれる積層体は、通常1~7個、好ましくは1~3個である。
剪断緩和弾性率G(t=f-1)=G'(f)-0.4G''(0.5f) (1)
[式(1)中、fは1.2×10-5Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)は0.80MPa以上であり、
上記式(1)[式(1)中、fは3.2×10-9Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]で示される中間膜の剪断緩和弾性率G2(t=f-1)は0.20MPa以上である。
中間膜の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)が0.80MPa未満であるか、または剪断緩和弾性率G2(t=f-1)が0.20MPa未満であると、高温で長期間使用する用途においても十分な強度(特に曲げ強度)を有する合わせガラスをもたらすことは困難である。
[式(3)中の各層の剪断緩和弾性率は50℃、1.2×10-5Hzにおける剪断緩和弾性率であり、Mは1~7、好ましくは1~3の整数である]
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t)は、好ましくは0.80MPa以上、より好ましくは1.0MPa以上、より好ましくは1.2MPa以上、より好ましくは1.5MPa以上、より好ましくは2.0MPa以上、より好ましくは4.0MPa以上、より好ましくは7.0MPa以上、更に好ましくは10MPa以上、更により好ましくは30MPa以上、更により好ましくは40MPa以上、更により好ましくは50MPa以上、更により好ましくは60MPa以上、特に好ましくは80MPa以上である。剪断緩和弾性率G1(t)の上限値は特に規定されない。剪断緩和弾性率G1(t)は、例えば200MPa以下である。
下記式(4):
で示される中間膜の剪断伝達係数Γ1は、好ましくは0.10以上、より好ましくは0.15以上、より好ましくは0.20以上、より好ましくは0.30以上、より好ましくは0.40以上、より好ましくは0.50以上、更に好ましくは0.60以上、更に好ましくは0.70以上、特に好ましくは0.80以上である。
本発明において、下記式(2):
前記曲げ剛性は、好ましくは68N・mm以下、より好ましくは65N・mm以下、更に好ましくは63N・mm以下、特に好ましくは61N・mm以下である。前記曲げ剛性が前記上限値以下であると、比較的細い巻き芯(例えば6インチ(約15.24cm)径の巻き芯)にも積層体および中間膜をより良好に巻回しやすく、ロール体から巻き戻した後に積層体および中間膜に巻き癖がより残留しにくい。
で示される積層体の50℃における曲げ剛性は、好ましくは3N・mm以上、より好ましくは5N・mm以上、より好ましくは11N・mm以上、より好ましくは12N・mm以上、より好ましくは13N・mm以上、より好ましくは18N・mm以上、更に好ましくは20N・mm以上、特に好ましくは30N・mm以上であり、好ましくは65N・mm以下、より好ましくは63N・mm以下、更に好ましくは61N・mm以下、特に好ましくは60N・mm以下である。前記曲げ剛性が前記下限値以上であると、高温であっても合わせガラス製造時に優れた取扱性を得やすい。前記曲げ剛性が前記上限値以下であると、高温であっても、比較的細い巻き芯にも積層体および中間膜をより良好に巻回しやすく、ロール体から巻き戻した後に積層体および中間膜に巻き癖がより残留しにくい。
積層体の25℃における曲げ剛性は、後述の実施例に記載の方法で求めることができ、積層体の50℃における曲げ剛性も同様の方法で求めることができる。また、積層体の25℃または50℃における曲げ弾性率を、基材層(I)を構成する樹脂材料および接着層(II)を構成する樹脂材料の公知のヤング率から求め、上記式(2)または(5)を用いて積層体の25℃または50℃曲げ剛性を求めることもできる。なお、本発明において、積層体のポアソン比としては0.38を用いている。
積層体の25℃における曲げ弾性率は、後述の実施例に記載の方法により実験的に測定して求めることができ、積層体の50℃における曲げ弾性率も同様の方法で求めることができる。また、積層体の25℃における曲げ弾性率および50℃における曲げ弾性率は、基材層(I)を構成する樹脂材料および接着層(II)を構成する樹脂材料の公知のヤング率を用いて求めることもできる。
また、本発明の好ましい一実施態様では、積層体において、基材層(I)の厚さは2層の接着層(II)の合計厚さより大きい。
これらの実施態様では、中間膜が所望の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)およびG2(t=f-1)並びに所望の耐貫通性を有しやすく、また、積層体が所望の曲げ剛性を有しやすい。
基材層(I)に含まれる硬質樹脂は、中間膜に所望の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)およびG2(t=f-1)をもたらし、積層体に所望の曲げ剛性をもたらす限り特に限定されない。硬質樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、透明性、耐貫通性および経済性を両立させやすい観点から、アクリル系樹脂またはポリカーボネート樹脂が好ましく、更に優れた耐貫通性の観点から、ポリカーボネート樹脂がより好ましい。従って、本発明の好ましい一実施態様では、基材層(I)は、硬質樹脂としてポリカーボネート樹脂を含有する。これらの硬質樹脂としては、1種が単独で用いられてもよく、2種以上が併用されていてもよい。
なお、基材層(I)を構成する樹脂材料は、本発明の趣旨に反しない限り、酸化防止剤、熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、離形剤、高分子加工助剤、帯電防止剤、難燃剤、染料、顔料、光拡散剤、有機色素、艶消し剤、耐衝撃性改質剤および蛍光体等の添加剤を、単独でまたは2以上組み合わせて含んでいてもよい。
ポリエステル樹脂は特に限定されない。具体例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート等が挙げられ、中でもPETが好ましい。PETは変性PETでもよく、変性PETの好ましい例はシクロヘキサンジメチレン変性PET(PETG)である。また、市販のポリエステル樹脂を用いてもよく、そのような市販品の例としては、クラペット(株式会社クラレ製)、ノバペックス(三菱ケミカル株式会社製)、SKYGREEN PETG(韓国SKケミカル製)等を挙げることができる。
ポリスチレン樹脂は特に限定されないが、耐衝撃ポリスチレン(HIPS)が好ましい。市販のポリスチレン樹脂を用いてもよく、そのような市販品の例としては、PSJ-ポリスチレンSX100、SX300(PSジャパン株式会社製)等を挙げることができる。
ポリオレフィン樹脂は特に限定されない。具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン-1、ポリヘキセン-1、ポリ-3-メチル-ブテン-1、ポリ-4-メチル-ペンテン-1、エチレンと炭素数3~20のα-オレフィン(例えばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、6-メチル-1-ヘプテン、イソオクテン、イソオクタジエン、デカジエン等)の1種または2種以上との共重合体、エチレン/プロピレン/ジエン共重合体(EPDM)、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂は変性ポリオレフィンでもよく、例えば無水マレイン酸等で変性されたポリオレフィン樹脂でもよい。市販のポリオレフィン樹脂を用いてもよく、シート状に加工された市販品を用いてもよい。シート状の市販品の例としては、スーパーピュアレイ(出光ユニテック株式会社製)を挙げることができる。
ポリメチルペンテン樹脂は特に限定されず、市販品を好ましく用いることができる。そのような市販品の例としては、TPX“RT18”、TPX“RT31”(三井化学株式会社製)等を挙げることができる。
環状ポリオレフィン樹脂は特に限定されず、市販品を好ましく用いることができる。そのような市販品の例としては、ドイツのTOPAS ADVANCED POLYMERS GmbHにて生産され、日本ではポリプラスチックス株式会社から販売されている「TOPAS」(トーパス)、JSR株式会社により製造および販売されている「アートン」、日本ゼオン株式会社により製造および販売されている「ゼオノア」および「ゼオネックス」、三井化学株式会社により製造および販売されている「アペル」等を挙げることができる。
アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂は特に限定されず、市販品を好ましく用いることができる。そのような市販品の例としては、サンタックAT-05、クララスチックSXH-330(以上、日本エイアンドエル(株)製)、トヨラック500、700(東レ株式会社製)、PA-756(奇美実業社製)、HR181(KUMHO PETROCHEMICAL社製)等を挙げることができる。アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂は、他の樹脂と共重合されていてもよい。そのような共重合体としては、メチルメタクリレート-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン4元共重合体(MABS)等が挙げられ、MABSの市販品としては、デンカCLポリマー、デンカTEポリマー、デンカTPポリマー(以上電気化学工業株式会社製)等を挙げることができる。
アクリル系樹脂は、1種以上のメタクリル樹脂(PM)を包含する。メタクリル樹脂は、メタクリル酸メチル(MMA)を好ましくは含む1種以上のメタクリル酸炭化水素エステル(以下、単に「メタクリル酸エステル」とも称する)に由来する構造単位を含んでなる単独重合体または共重合体である。
メタクリル酸エステル中の炭化水素基は、メチル基、エチル基およびプロピル基等の非環状脂肪族炭化水素基であっても、脂環式炭化水素基であっても、フェニル基等の芳香族炭化水素基であってもよい。
透明性の観点から、メタクリル樹脂中のメタクリル酸エステルに由来する構造単位の含有量は、メタクリル樹脂を構成する全構造単位に対して、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。
本明細書において、特に明記しない限り、「Mw」はゲルパーエミーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される標準ポリスチレン換算値である。
また、メタクリル樹脂と他の重合体および/または添加剤とを混合する方法は特に限定されない。例えば、他の重合体および/または添加剤をメタクリル樹脂の重合時若しくは重合後に添加してもよいし、メタクリル樹脂またはメタクリル樹脂および添加剤を他の重合体の重合時若しくは重合後に添加してもよい。
ポリカーボネート樹脂は特に限定されない。ポリカーボネート樹脂として、多官能性ヒドロキシ化合物と炭酸エステル形成性化合物とを反応させて得られる公知の樹脂を、単独でまたは2つ以上組み合わせて使用できる。このような樹脂の例としては、芳香族ポリカーボネート系樹脂、脂肪族ポリカーボネート系樹脂、およびこれらを分岐化させて得られる分岐化ポリカーボネート樹脂を挙げることができる。
芳香族ポリカーボネート系樹脂の例としては、2,2-ビス(4-オキシフェニル)プロパン(別名ビスフェノールA)から誘導される芳香族ポリカーボネート系樹脂、およびポリ(エステルカーボネート)からなるポリカーボネート成分を含む樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は、直鎖状のポリマー鎖中に繰り返してカーボネート基、カルボキシレート基および芳香族炭素環式基を有するコポリエステルである。
脂肪族ポリカーボネート系樹脂の例としては、炭酸と脂肪族ジオールまたは脂環式ジオールとからなる脂肪族ポリカーボネート系樹脂を挙げることができる。これは、複数種の脂肪族ジオールまたは脂環式ジオールに由来する構造単位を含んでなる共重合体であってもよく、分子鎖中に脂肪族ジオールまたは脂環式ジオールに代表される脂肪族系化合物由来の構造単位と前記芳香族系化合物由来の構造単位とを有する共重合体であってもよい。
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、離形剤、高分子加工助剤、帯電防止剤、難燃剤、染料、顔料、光拡散剤、有機色素、艶消し剤、耐衝撃性改質剤および蛍光体等を挙げることができる。添加剤を用いる場合は、1つを単独で用いてもよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。添加剤を用いる場合、その添加量は、ポリカーボネート樹脂組成物の総質量に対して、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。
代表的なジオール成分としては、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、およびシクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。他のジオール成分としては、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロール、メトキシポリアルキレングリコール等が挙げられる。これらは1種を、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
基材層(I)の製造方法は特に限定されず、公知のシートの製造方法を採用できる。好適な厚さに調整しやすい観点からは、押出機を用いることが好ましい。
押出機の例としては、単軸押出機、同方向噛合型二軸押出機、同方向非噛合型二軸押出機、異方向非噛合型二軸押出機および多軸押出機等を挙げることができる。中でも、樹脂滞留部が少ないため押出中に樹脂の熱劣化を抑制しやすいこと、および設備費が安価であることから、単軸押出機が好ましい。単軸押出機等で使用するスクリューとしては、圧縮比2~3程度の一般的なフルフライト構成を有するスクリューでもよく、未溶融物が存在しないようにバリアフライト等の特殊な混練機構を備えたスクリューでもよい。また、樹脂若しくは樹脂組成物中の残存揮発分または押出機において加熱より発生した揮発成分を除去するため、ベント機構を有する押出機を用いてもよい。
また、基材層(I)を構成する樹脂材料としてメタクリル樹脂組成物またはポリカーボネート樹脂組成物を用いる場合は、予め樹脂組成物を調製し、押出機に投入して押し出してもよいし、メタクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂と配合される添加剤等とを押出機に投入して押し出してもよい。
また、後述するように、共押出法により基材層(I)と接着層(II)とを同時に製造してもよい。
製膜温度および溶融温度等は特に限定されず、基材層(I)を構成する樹脂材料に応じて適宜選択すればよい。
積層体は、基材層(I)と、その両面に存在する2つの接着層(II)とからなる。2つの接着層(II)を構成する材料は接着性樹脂を含有し、相互に同じでもよいし、異なっていてもよい。2つの接着層(II)を構成する材料は、好ましくは同じである。
本発明において、エチレン-酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」と略記する)は特に限定されない。EVAにおける酢酸ビニルの含有量は、EVAの質量に対して、好ましくは23~38質量%、より好ましくは25~30質量%、更に好ましくは26~28質量%である。EVAの酢酸ビニル単位の含有量が低い程、得られる接着層が硬くなる傾向がある。酢酸ビニル単位の含有量が前記下限値以上であると、高温で架橋硬化させる場合であっても接着層の十分な透明性を得やすく、酢酸ビニル単位の含有量が前記上限値以下であると、耐衝撃性または耐貫通性に必要な接着層の十分な硬さを得やすい。
EVAの、190℃、荷重21.18Nの条件で測定されたMFRは、好ましくは4g/10分以上である。これにより、積層体若しくは中間膜の製造時、または中間膜を無機ガラスに貼り付ける際に、気泡の除去がより容易になる。MFRは、より好ましくは4.0~30.0g/10分、更に好ましくは8.0~18.0g/10分である。
ポリビニルアセタール樹脂のビニルアルコール単位含有量は特に限定されないが、10~50モル%が好ましく、15~40モル%がより好ましく、18~33モル%が更に好ましい。ビニルアルコール単位含有量が前記下限値以上であり、前記上限値以下であると、工業的に生産しやすく、積層体の十分な耐湿性および可塑剤を使用する場合の可塑剤との良好な相溶性を得やすい。ビニルアルコール単位含有量は、アセタール化反応におけるアルデヒドの使用量を調整することにより前記範囲内に調整できる。
なお、基材層を構成する樹脂材料にポリカーボネート樹脂を用いる場合、接着層と基材層との接着力を高めやすい観点から、前記酢酸ビニル単位含有量は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、更に好ましくは3モル%以上であり、好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下、更に好ましくは6モル%以下、特に好ましくは5.4モル%以下である。酢酸ビニル単位の含有量は、原料のポリビニルアルコール樹脂のけん化度を適宜調整することにより調整できる。
接着層(II)の製造方法は特に限定されない。例えば、接着層(II)を構成する樹脂材料を、熱プレス成形機、カレンダーロールまたは押出機等の公知の装置を用いてシート状に成形することで得ることができる。または、接着層(II)を構成する樹脂材料を有機溶媒または有機分散媒に溶解または分散して塗布液を得、塗布液を離形フィルムに塗布した後、有機溶媒または有機分散媒を除去することによって製造してもよい。または、前記塗布液を、基材層(I)に塗布した後、有機溶媒または有機分散媒を除去することによって製造してもよい。または、共押出法により基材層(I)と接着層(II)とを同時に製造してもよい。
製膜温度および溶融温度等は特に限定されず、接着層(II)を構成する樹脂材料に応じて適宜選択すればよい。
接着層(II)の表面には、脱気性の観点から、メルトフラクチャーまたはエンボス等の凹凸構造を従来公知の方法で形成してもよく、形成することが好ましい。そのような凹凸構造の形状は特に限定されず、従来公知の構造であってよい。
中間膜を製造する方法は、基材層(I)の両面に接着層(II)を有する積層体を製造できる方法、即ち、接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)の順で積層された積層体を製造でき、中間膜が複数の積層体を含む場合には当該複数の積層体を接合できる方法か、または中間膜が複数の積層体を含む場合に、例えば接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)/接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)等の順で積層された中間膜を製造できる方法であれば特に限定されない。
積層体の製造方法の例としては、基材層(I)および接着層(II)を、熱ラミネート法または圧着法等の公知の方法で積層する方法、接着層(II)を構成する材料を有機溶媒または有機分散媒に溶解または分散して塗布液を得、この塗布液を、基材層(I)の片面に塗布した後、有機溶媒または有機分散媒を除去し、更に基材層(I)のもう一方の面に塗布液を塗布した後、有機溶媒または有機分散媒を除去する方法、および基材層(I)を構成する材料と接着層(II)を構成する材料とを共押出しする方法を挙げることができる。共押出法が、製造コスト、有機溶媒または有機分散媒による環境への負荷、および膜厚の均一性の観点から好ましい。
中間膜が複数の積層体を含む場合に、複数の積層体を接合する方法の例としては、当該複数の積層体を熱ラミネート法または圧着法等の公知の方法で積層する方法が挙げられる。
また、中間膜が複数の積層体を含む場合に、例えば接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)/接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)等の順に当該複数の層を積層する方法の例としては、当該複数の層を熱ラミネート法または圧着法等の公知の方法で積層する方法が挙げられる。
中間膜が任意の構造(例えば、導電構造、遮音構造、意匠またはデザイン層およびそれらの組み合わせ)を有する場合、例えば、当該構造を基材層(I)および/または接着層(II)に熱ラミネート法、圧着法または印刷法等により予め付与してもよいし、当該構造の付与を基材層(I)と接着層(II)との積層と同時に行ってもよいし、当該構造の付与を複数の積層体の積層と同時に行ってもよいし、当該構造を離形フィルムの上に形成して基材層(I)および/または接着層(II)とラミネートした後に離形フィルムを剥がし取ることで当該構造を基材層(I)および/または接着層(II)に転写することにより行ってもよい。
製造装置の構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜設計変更が可能である。例えば、第3冷却ロール14の後段に隣接して第4以降の冷却ロールを設置してもよい。また、互いに隣接した複数の冷却ロールと引取りロールとの間には必要に応じて搬送用ロールを設置することもできる。
より優れた透明性を合わせガラスにもたらしやすい観点から、中間膜に含まれる1つの積層体のヘイズは、好ましくは5%以下、より好ましくは2%以下、更に好ましくは1%以下である。ヘイズの下限値は特に規定されない。1つの積層体のヘイズは、通常0.01%以上である。本発明の一実施態様では、ヘイズは0%以上、2%以下である。
前記ヘイズは、接着層(II)に含まれる樹脂の選択、接着層(II)に含まれる可塑剤の種類の選択若しくは可塑剤の含有量の低減、および/または中間膜の厚さの肉薄化により、前記上限値以下に調整できる。前記ヘイズは、例えば厚さ0.8mm以下(例えば0.8mm)の中間膜を用いて製造した合わせガラスについて、ヘイズメーターSH7000(日本電飾工業株式会社製)を用いてJIS K7136:2000に準拠して測定できる。
より低い着色性を合わせガラスにもたらしやすい観点から、中間膜に含まれる1つの積層体の黄色度(YI)は、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1以下、特に好ましくは0.5以下である。前記黄色度は0以上である。本発明の一実施態様では、黄色度は0以上、2以下である。
前記黄色度は、接着層(II)に含まれる樹脂の選択、接着層(II)に含まれるポリビニルアセタール樹脂の酢酸ビニル単位含有量の低減、および/または中間膜の厚さの肉薄化により、前記上限値以下に調整できる。前記黄色度は、例えば厚さ0.8mm以下(例えば0.8mm)の中間膜を用いて製造した合わせガラスについて、ヘイズメーターSH7000(日本電飾工業株式会社製)を用いてJIS Z8722:2009に準拠して測定できる。
このような観点から、圧縮剪断試験により評価した無機ガラスと中間膜との接着性は、好ましくは5MPa以上、35MPa以下、より好ましくは10MPa以上、30MPa以下、更に好ましくは15MPa以上、25MPa以下である。無機ガラスと中間膜との接着性は、例えば、接着層(II)に含まれるポリビニルアセタール樹脂のビニルアルコール単位含有量の増加、および/または接着層(II)への接着性調整剤若しくはフィラーの添加により、前記範囲内に調整できる。無機ガラスと中間膜との接着性は、例えば、特開2006-13505に記載された圧縮剪断試験により測定できる。即ち、図3に示すように、合わせガラスを圧縮剪断試験機にセットし、圧縮剪断試験を行うことで測定できる。
本発明の中間膜は、2枚の無機ガラスの間に挟持して用いる。無機ガラスとしては、例えば、フロートガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、強化ガラス、網入り板ガラスまたは熱線吸収板ガラス等の無機ガラスを使用できる。高い強度を要する用途においては、強化ガラスが好ましい。無機ガラスは、無色または有色のいずれであってもよい。2枚の無機ガラスの種類および厚さは、相互に同じでもよいし、異なっていてもよい。
風冷強化ガラスの製造方法としては、軟化温度付近まで加熱されたガラスを急冷し常温になった状態でガラスの厚さ方向に残留応力を発生させ、ガラス表面に圧縮応力層を形成させる周知の方法を採用できる。ガラス板の加熱温度は、典型的には、そのガラス板を構成する材料の歪点以上、軟化点以下の温度である。
本発明の合わせガラスは、従来公知の方法で製造できる。そのような方法の例としては、真空ラミネーター装置を用いる方法、真空バッグを用いる方法、真空リングを用いる方法、およびニップロールを用いる方法を挙げることができる。また、前記方法により仮圧着した後に、オートクレーブに投入して本接着する方法も挙げることができる。
後述の実施例および比較例において用いた各積層体から、長さ40mm、幅30mmのシートを作製した。作製した各シートから、JIS-7017を参考にして40mm×10mmの試験片を3枚ずつ切り出した。得られた各試験片についてオートグラフ(島津製作所株式会社製)を用いて3点曲げ試験を行い、支点間距離を16mmとしたときの25℃の曲げ弾性率を測定した。各積層体について、測定により得られた曲げ弾性率の平均値を、積層体の曲げ弾性率として採用した。曲げ弾性率および厚さを用い、下記式(2)に従って各積層体の25℃における曲げ剛性を計算した。ポアソン比として0.38を用いた。
後述の実施例および比較例において製造した中間膜から直径8mmの試験片を切り出した。回転型レオメーター「ARES」(レオメトリック・サイエンティフィック社製)を用いて、周波数0.1~100Hz、測定温度-50~250℃、ひずみ<1%、昇温測定、昇温速度3℃/分、窒素雰囲気下の測定条件にて剪断動的粘弾性測定を行うことで、基準温度50℃での剪断貯蔵弾性率G'(f)および剪断損失弾性率G''(f)のマスターカーブを取得した。時間-温度換算則を用い、得られたマスターカーブから、f=1.2×10-5Hz(50℃で24時間経過した時点での剪断緩和弾性率に相当する剪断緩和弾性率を求める場合の周波数)およびf=3.2×10-9Hz(50℃で10年経過した時点での剪断緩和弾性率に相当する剪断緩和弾性率を求める場合の周波数)における剪断緩和弾性率G1(t=f-1)およびG2(t=f-1)を各々、下記式(1)により求めた。
G(t=f-1)=G'(f)-0.4G''(0.5f) (1)
式(1)中、fは、1.2×10-5Hzの周波数(G1(t=f-1)を求める場合)または3.2×10-9Hzの周波数(G2(t=f-1)を求める場合)である。また、G'(f)は50℃および各周波数における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃および各周波数における剪断損失弾性率(MPa)である。
後述の実施例13において用いた中間膜の各層の厚さを、厚み計で測定した。また、前記各層の剪断緩和弾性率を、上述した剪断動的粘弾性測定と同様にして測定した。実施例13において製造した中間膜全体の厚さを厚み計で測定し、中間膜における各層の厚さ比(中間膜における各層の厚さの割合)を算出した。
求めた各層の厚さ比および剪断緩和弾性率を用いて、中間膜の剪断緩和弾性率G1(t)およびG2(t)を下記式(3)により求めた。
後述の実施例および比較例において用いた中間膜の各層および中間膜全体の厚さを厚み計で測定した。
後述の実施例および比較例において製造した各合わせガラスについて、4点曲げ試験を実施した。支点間距離は0.3mとした。
下記式(4)により、各中間膜の50℃、1.2×10-5Hzにおける剪断伝達係数Γ1および50℃、3.2×10-9Hzにおける剪断伝達係数Γ2を求めた。
中間膜の落錘衝撃試験は、ASTM D3763に準拠して行った。具体的には、後述の実施例および比較例において製造した各中間膜から、縦60mm×横60mmの試験片を切り出し、落錘衝撃試験機(インストロン社製CEAST9350)を用い、測定温度23℃、荷重2kg、衝突速度9m・s-1の条件で落錘衝撃試験を行った。試験片貫通の際の、ストライカ先端が試験片に接した(試験力を感知した)瞬間から貫通する(試験力がゼロに戻る)までのSSカーブの面積から貫通エネルギーを算出し、中間膜の耐貫通性とした。
後述の実施例および比較例において用いた各基材層(I)を構成する各樹脂材料の溶融粘度(η1)および各接着層(II)を構成する各樹脂材料の溶融粘度(η2)および(η3)は、JIS K 7199に準拠して、温度230℃、剪断速度60s-1で測定した。
後述の実施例および比較例において製造した幅305mm×長さ610mmの各合わせガラスを用い、負荷スパン150mm、支持スパン300mm、荷重1kN、負荷速度0.1mm/秒、試験温度50℃、最大試験時間24時間の条件で、ISO1288-4:2016に準拠した4点曲げ試験を行い、荷重-たわみの挙動を測定した。荷重をかけてから24時間後の最も変形量の大きい中心部を撓み量として記録した。
非特許文献1に記載の計算方法により、後述の実施例および比較例において製造した各合わせガラスについて、50℃、24時間経過後相当の有効ガラス厚さおよび50℃、10年経過後相当の有効ガラス厚さを求めた。計算に用いるパラメーターであるフロートガラスの厚さおよびヤング率並びに支持スパンとしては、先の段落[合わせガラスの4点曲げ試験]と同じパラメーターを用いた。
後述の実施例および比較例において製造した各積層体を、縦135mm×横50mmの寸法に切り出した。次に、図4に示すように、縦165mm×横50mm×厚さ3mmのフロートガラス51および52の間に、これらのフロートガラスの縦165mmのうち135mmが、基材層(I)62の両面に接着層(II)61を備えた積層体からなる中間膜71を介して付着するよう中間膜71を挟み、合わせガラス50を製造した。なお、合わせガラスの製造手順は、後述の実施例および比較例に記載した製造手順と同じである。
続いて、図5に示すように、合わせガラス50のガラス51側に重さ250gの鉄板81を瞬間接着剤91により貼り合わせ、鉄板を貼り合わせた合わせガラス100を製造した。鉄板を貼り合わせた合わせガラス100を、スタンド111に立て掛けて、100℃のチャンバー内で1週間放置した。放置後に、ガラス51がずり落ちた距離を測定し、前記距離を下記基準に基づいて評価し、この評価を耐熱クリープ性の評価とした。
A:ガラス51がずり落ちた距離が1mm以下である。
B:ガラス51がずり落ちた距離が1mmを超える。
還流冷却器、温度計およびイカリ型撹拌翼を備えた5リットル容のガラス製容器に、イオン交換水4000g、ポリビニルアルコール(粘度平均重合度2000、けん化度94.0モル%)400gを仕込み、95℃に昇温してポリビニルアルコールを完全に溶解させた。得られた溶液を120rpmで撹拌下、10℃まで約30分かけて徐々に冷却した後、ブチルアルデヒド246gおよび20%塩酸水溶液300mLを添加した。次いで、60分かけて70℃まで昇温し、70℃にて100分間保持した後、室温まで冷却した。得られた樹脂をイオン交換水で洗浄した後、水酸化ナトリウム水溶液を添加して残存する酸を中和し、更に過剰のイオン交換水で洗浄し、乾燥してポリビニルブチラール樹脂(PVB-1)を得た。上記手順を繰り返して、実験に必要な量のポリビニルブチラール樹脂(PVB-1)を得た。ポリビニルブチラール樹脂(PVB-1)をJIS K 6728に従って分析したところ、平均ブチラール化度(平均アセタール化度)は76.0モル%、酢酸ビニル単位含有量の含有量は5.0モル%であり、ビニルアルコール単位含有量は19.0モル%であった。
還流冷却器、温度計およびイカリ型撹拌翼を備えた5リットル容のガラス製容器に、イオン交換水4000g、ポリビニルアルコール(粘度平均重合度900、けん化度94モル%)400gを仕込み、95℃に昇温してポリビニルアルコールを完全に溶解させた。得られた溶液を120rpmで撹拌下、7℃まで約30分かけて徐々に冷却した後、ブチルアルデヒド255gおよび20%塩酸水溶液350mLを添加した。次いで、60分かけて55℃まで昇温し、55℃にて120分間保持した後、室温まで冷却した。得られた樹脂をイオン交換水で洗浄した後、水酸化ナトリウム水溶液を添加して残存する酸を中和し、更に過剰のイオン交換水で洗浄し、乾燥してポリビニルブチラール樹脂(PVB-2)を得た。上記手順を繰り返して、実験に必要な量のポリビニルブチラール樹脂(PVB-2)を得た。ポリビニルブチラール樹脂(PVB-2)をJIS K 6728に従って分析したところ、平均ブチラール化度(平均アセタール化度)は76.0モル%、酢酸ビニル単位含有量の含有量は5.0モル%であり、ビニルアルコール単位含有量は19.0モル%であった。
100℃で24時間乾燥したポリカーボネート樹脂「SDPOLYCA PCX」(住化ポリカーボネート株式会社製)と、80℃で24時間乾燥した市販のポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートとを、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートの仕込み比が39質量%、Tg=120℃となるように混合し、ポリカーボネート樹脂を含有する樹脂組成物(PC-1)を調製した。
100℃で24時間乾燥した「SDPOLYCA 301-4」(住化ポリカーボネート株式会社製)を、基材層を構成する樹脂材料(PC-2)として使用した。
80℃で24時間乾燥したメタクリル樹脂組成物「パラペットGR-00100」(株式会社クラレ製)を、基材層を構成する樹脂材料(PMMA)として使用した。
60℃で24時間乾燥したポリビニルブチラール樹脂(PVB-1)83.0質量部、およびアジピン酸3-メチル-1,5-ペンタンジオールを主成分として含むカルボン酸ポリエステル系可塑剤「クラレポリオールP-510」(株式会社クラレ製)17.0質量部を、東洋精機社製ラボプラストミル4M150(150℃、60rpm、5分)で溶融混錬し、ポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)を得た。上記手順を繰り返して、実験に必要な量のポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)を得た。
ポリビニルブチラール樹脂(PVB-1)およびクラレポリオールP-510の量を各々77.0質量部および23.0質量部に変更したこと以外はポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)の調製の手順と同様にして、ポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-4)を得た。
60℃で24時間乾燥したポリビニルブチラール樹脂(PVB-1)55.0質量部と、60℃で24時間乾燥したポリビニルブチラール樹脂(PVB-2)40.0質量部と、クラレポリオールP-510 5.0質量部を、東洋精機社製ラボプラストミル4M150(150℃、60rpm、5分)で溶融混錬し、ポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-5)を得た。上記手順を繰り返して、実験に必要な量のポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-5)を得た。
45mmφ単軸押出機を用い、280℃の樹脂温度で、ポリカーボネート樹脂材料(PC-2)を単層用Tダイから押出し、表面温度140℃のロールで引き取り、厚さ変動が大きい端部を切断して、幅350mmで、表1に記載の厚さを有する樹脂シートのロール体を得た。
45mmφ単軸押出機を用い、265℃の樹脂温度で、メタクリル樹脂組成物(PMMA)を単層用Tダイから押出し、表面温度110℃のロールで引き取り、厚さ変動が大きい端部を切断して、幅350mm、厚さ0.26mmの樹脂シートのロール体を得た。
ポリカーボネート樹脂材料(PC-2)に代えてポリカーボネート樹脂組成物(PC-1)を用いたこと以外は基材層(I-1)と同様にして、樹脂シートのロール体を得た。
市販の厚さ0.13mmの延伸ポリエチレンレテフタレートフィルム「コスモシャインE5100」(東洋紡株式会社製)を、基材層(I’-2)のロール体として使用した。
65mmφ単軸押出機を用い、280℃の樹脂温度で、ポリカーボネート樹脂材料(PC-2)を単層用Tダイから押出し、表面温度140℃のロールで引き取り、厚さ変動が大きい端部を切断して、幅350mmで、表1に記載の厚さを有する樹脂シートを得た。いずれの樹脂シートも曲げ剛性が大きく、ロール状に巻き取ることが困難であったため、長さ約1m毎に切断して樹脂シートを得た。
25mφ単軸押出機「VGM25-28EX」(G&M Engineering Company Limited製)を用い、190℃の樹脂温度で、表1に記載の通りポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)または(PVB-5)を、表1に記載の厚さとなるよう単層用Tダイから押出し、表面温度20℃のロールで引き取り、幅300mmの樹脂シートのロール体を得た。
25mφ単軸押出機「VGM25-28EX」(G&M Engineering Company Limited製)を用い、80℃の樹脂温度で、EVA樹脂(ウルトラセン635、東ソー株式会社製)100質量部、架橋剤としてのパーブチルE(日本油脂株式会社製、t-ブチルパーオキシ-2-エチルへキシルモノカーボネート)3質量部、シランカップリング剤としてのKBM503(信越化学工業株式会社製)1質量部を単層用Tダイから押出し、表面温度80℃のロールで引き取り、幅300mm、厚さ0.025mmの樹脂シートのロール体を得た。
無黄変熱可塑性ポリウレタン樹脂シートであるArgotec ST6050(SWM社製)を、2枚のステンレス鋼板(縦35cm×横35cm)の間に設置した型枠(縦30cm×横30cm×高さ0.80mm)内に配置した。これを熱プレス機(株式会社神藤金属工業製)にセットした。130℃で3分間、無黄変熱可塑性ポリウレタン樹脂シートに圧力をかけず樹脂を加熱した。次いで、180秒間、90kgf/cm2(約8.8MPa)の圧力で樹脂シートを熱プレスした。その後、直ちにステンレス板および型枠を23℃の冷却プレス機にセットした。冷却プレス機で樹脂シートを冷却しながら、樹脂シートに圧力を印加した。型枠内の樹脂シートを切り出すことにより、縦30cm×横30cm×厚さ0.05mmの樹脂シートを得た。
10L容のガラス製容器において、酢酸メチル2125gおよびメタノール2125gを混合し、室温に冷却した。次いで、ポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)750gを添加し、内容物を常温で完全に溶解させてポリビニルブチラール樹脂組成物溶液を調製した。続いて、基材層(I-1)を構成する樹脂シートのロール体から樹脂シートを引き出し、その上に、グラビアコーターを用いて、乾燥後の厚さが0.010mmとなるようポリビニルブチラール樹脂組成物溶液を塗布し、乾燥温度80℃、搬送速度1m/分、炉長約1.5mの乾燥炉で乾燥した後、直径6インチの紙芯に巻き取ることで、基材層(I-1)の一方の面に、接着層(II-1)が付与された樹脂シートのロール体を得た。同様にして、基材層(I-1)の他方の面(接着層(II-1)が付与されていない面)に、乾燥後の厚さが0.010mmとなるようポリビニルブチラール樹脂組成物溶液を塗布し、乾燥し、直径6インチの紙芯に巻き取り、ロール体を得た。得られたロール体から樹脂シートを引き出し、熱ラミネーション装置(大成ラミネーター株式会社製)により、140℃のロール間に通して圧着した後、6インチの紙芯に巻き取り、基材層(I-1)の両面に接着層(II-1)を備えた積層体のロール体を得た。搬送速度は1.0m/分、圧力は0.15MPaであった。
次いで、積層体のロール体から積層体を引き出し、積層体を305mm×610mmの寸法に切り出した。切り出した積層体を、恒温恒湿室(20℃、65%RH)で24時間調湿し、厚さ3.0mm、ヤング率7.16×104MPa、寸法305mm×610mmの2枚の平坦なフロートガラスの間に配置した。これをゴムバックに入れた後、真空ラミネーター(日清紡メカトロニクス株式会社製)に投入し、熱板温度165℃、真空引き時間12分、プレス圧力50kPa、プレス時間17分の条件で脱気することにより、フロートガラスと積層体(中間膜)とを仮圧着した。次いで、ゴムバックから取り出した仮圧着物をオートクレーブで圧縮することにより、合わせガラスを得た。オートクレーブの条件は、圧力12バールおよび温度140℃で合計90分以内とした。
基材層(I-1)を構成する樹脂シートのロール体に代えて基材層(I-2)を構成する樹脂シートのロール体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、合わせガラスを製造した。
表1または表2に記載した各積層体の構成となるよう、基材層を構成する樹脂シートのロール体および2層の接着層を構成する樹脂シートのロール体から樹脂シートを引き出し、基材層の両面に2層の接着層が配置されるように重ね合わせ、熱ラミネーション装置(大成ラミネーター株式会社製)により、140℃のロール間に通して圧着した後、6インチの紙芯に巻き取り、各積層体のロール体を得た。搬送速度は1.0m/分、圧力は0.15MPaであった。その後、得られた各ロール体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、各合わせガラスを製造した。
表1に記載した各積層体の構成となるよう、実施例1と同様にして基材層の両面に接着層を構成するポリビニルブチラール樹脂組成物溶液を塗布して乾燥し、熱ラミネートし、基材層の両面に接着層を備えた積層体のロール体を得た。その後、得られた各ロール体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、各合わせガラスを製造した。
基材層(I-8)を構成する樹脂材料であるポリカーボネート樹脂組成物(PC-1)を65mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)により溶融し、接着層(II-8)を構成する樹脂材料であるポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)を150mmφ単軸押出機(東芝機械株式会社製)により溶融し、基材層(I-8)の両面に接着層(II-8)が配置されるようマルチマニホールド型ダイスを介してTダイから樹脂材料を共押出しし、6インチの紙芯に巻き取り、基材層(I-8)の両面に接着層(II-8)を備えた積層体のロール体を得た。両樹脂材料の製膜温度は230℃とし、基材層の厚さが0.40mm、接着層の厚さが1層あたり0.025mmとなるよう吐出樹脂量を調整した。
次いで、得られたロール体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、合わせガラスを製造した。
ポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)に代えてポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-4)を用いたこと、並びに基材層および接着層の厚さを表1に記載の通り変更したこと以外は実施例8と同様にして、基材層(I-9)の両面に接着層(II-9)を備えた積層体のロール体を得た。
次いで、得られたロール体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、合わせガラスを製造した。
ポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-3)に代えてポリビニルブチラール樹脂組成物(PVB-5)を用いたこと、並びに接着層の厚さを表1に記載の通り変更したこと以外は実施例8と同様にして、基材層(I-10)の両面に接着層(II-10)を備えた積層体のロール体を得た。
次いで、得られたロール体を用いたこと以外は実施例1と同様にして、合わせガラスを製造した。
表1に記載した積層体の構成となるよう、基材層を構成する樹脂シートのロール体および2層の接着層を構成する樹脂シートのロール体から樹脂シートを引き出した。各層の厚さ並びに剪断緩和弾性率G1(t)およびG2(t)を測定した。次いで、基材層(I-13)および2層の接着層(II-13)を用いたこと以外は実施例3と同様にして、積層体のロール体および合わせガラスを製造した。中間膜全体の厚さは、得られた積層体の厚さであり、厚み計で測定した。
表2に記載した積層体の構成となるよう、基材層を構成する樹脂シートの両面に2層の接着層が配置されるように重ね合わせ、熱ラミネーション装置(大成ラミネーター株式会社製)により、140℃のロール間に通して圧着し、積層体を得た。搬送速度は1.0m/分、圧力は0.15MPaであった。その後、積層体のロール体から引き出した積層体に代えて、得られた積層体を用いたこと以外は比較例1と同様にして、合わせガラスを製造した。
基材層(I’-5)および2層の接着層(II’-5)を用いたこと場合以外は比較例3と同様にして、積層体を得た。
次いで、得られた積層体を305mm×610mmの寸法に切り出した。切り出した積層体を、恒温恒湿室(20℃、65%RH)で24時間調湿し、厚さ3.0mm、ヤング率7.16×104MPa、寸法305mm×610mmの2枚の平坦なフロートガラスの間に配置した。これをゴムバックに入れた後、真空ラミネーター(日清紡メカトロニクス株式会社製)に投入し、熱板温度100℃、真空引き時間12分、プレス圧力50kPa、プレス時間17分の条件で脱気することにより、フロートガラスと積層体(中間膜)とを仮圧着した。次いで、ゴムバックから取り出した仮圧着物をオートクレーブで圧縮することにより、合わせガラスを得た。オートクレーブの条件は、圧力6バールおよび温度100℃で合計90分以内とした。
基材層を用いず、1層の接着層(II’-6)をそのまま中間膜として用いたこと場合以外は実施例3と同様にして、合わせガラスを製造した。
また、実施例1~13における中間膜は、長尺の樹脂シートとして製造した場合に6インチという比較的小さい直径の巻き芯に良好に巻回することができた。更に、巻き戻した後に中間膜に巻き癖が残留しにくく、かつ中間膜に撓みが生じにくかった。よって、実施例1~13における中間膜は合わせガラス製造時の取扱性に優れ、向上した作業効率を達成することができた。
また、比較例5では、耐熱性にも劣る合わせガラスがもたらされた。
比較例3~5における積層体は、ロール状に巻くことができなかった。これは、合わせガラス製造時の劣った取扱性および劣った作業効率性を招いた。
12 第1冷却ロール
13 第2冷却ロール
14 第3冷却ロール
15 引取りロール
16 積層体
21 無機ガラス
31 接着層(II)
32 基材層(I)
41 中間膜
50 耐熱クリープ性の評価に用いる合わせガラス
51 フロートガラス
52 フロートガラス
61 接着層(II)
62 基材層(I)
71 中間膜
81 鉄板
91 瞬間接着剤
100 鉄板を貼り合わせた合わせガラス
111 スタンド
Claims (26)
- 2枚の無機ガラスの間に挟持して用いる中間膜であって、
中間膜は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、およびアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂からなる群より選択される1種以上の硬質樹脂を含有する基材層(I)の両面に、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、およびエチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体からなる群より選択される接着性樹脂を含有する接着層(II)を備えた積層体を含み、
下記式(1):
剪断緩和弾性率G(t=f-1)=G'(f)-0.4G''(0.5f) (1)
[式(1)中、fは1.2×10-5Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)は0.80MPa以上であり、
上記式(1)[式(1)中、fは3.2×10-9Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]で示される中間膜の剪断緩和弾性率G2(t=f-1)は0.20MPa以上であり、
下記式(2):
で示される積層体の25℃における曲げ剛性は、6N・mm以上、70N・mm以下である、中間膜。 - 中間膜に含まれるm層の基材層、および2m層の接着層の各層の剪断緩和弾性率と該各層の厚さ比とを用いて求められ、下記式(3):
[式(3)中の各層の剪断緩和弾性率は50℃、1.2×10-5Hzにおける剪断緩和弾性率であり、Mは1~7の整数である]
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t)は0.80MPa以上であり、
上記式(3)[式(3)中の各層の剪断緩和弾性率は50℃、3.2×10-9Hzにおける剪断緩和弾性率であり、Mは1~7の整数である]で示される中間膜の剪断緩和弾性率G2(t)は0.20MPa以上である、請求項1に記載の中間膜。 - 上記積層体において、基材層(I)の厚さは2層の接着層(II)のいずれの厚さより大きい、請求項1または2に記載の中間膜。
- 上記積層体において、基材層(I)の厚さは2層の接着層(II)の合計厚さより大きい、請求項1~3のいずれかに記載の中間膜。
- 上記中間膜を厚さ3.0mm、ヤング率7.16×104MPaの2枚のフロートガラスの間に挟持してなる合わせガラスの、支点間距離0.3mの4点曲げ試験において、
下記式(4):
[式(4)において、hs=0.5×(h1+h2)+hvであり、Is=hs 2×h1×h2÷(h1+h2)であり、h1およびh2は各々2枚のフロートガラスの厚さ(単位:mm)であり、hvは中間膜の厚さ(単位:mm)であり、Eはフロートガラスのヤング率(単位:MPa)であり、G(t=f-1)は上記G1(t=f-1)(単位:MPa)であり、aは4点曲げ試験の支点間距離(単位:m)である]
で示される中間膜の剪断伝達係数Γ1は0.10以上であり、
上記式(4)[式(4)において、hs、Is、h1、h2、hv、Eおよびaは上記で説明した通りであり、G(t=f-1)は上記G2(t=f-1)(単位:MPa)である]で示される中間膜の剪断伝達係数Γ2は0.02以上である、請求項1~4のいずれかに記載の中間膜。 - ASTM D3763に準拠した落錘衝撃試験において、測定温度23℃、荷重2kg、衝突速度9m・s-1の条件で測定した中間膜の耐貫通性は12J以上である、請求項1~5のいずれかに記載の中間膜。
- 前記硬質樹脂は、アクリル系樹脂およびポリカーボネート樹脂からなる群より選択される、請求項1~6のいずれかに記載の中間膜。
- 基材層(I)は、硬質樹脂としてポリカーボネート樹脂を含有する、請求項1~7のいずれかに記載の中間膜。
- 前記アクリル系樹脂はメタクリル樹脂である、請求項1~8のいずれかに記載の中間膜。
- 前記接着性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂およびエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選択される、請求項1~9のいずれかに記載の中間膜。
- 上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、接着性樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含有する、請求項1~10のいずれかに記載の中間膜。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂はポリビニルブチラール樹脂である、請求項1~11のいずれかに記載の中間膜。
- 上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、可塑剤を更に含む、請求項1~12のいずれかに記載の中間膜。
- 可塑剤は、カルボン酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、有機亜リン酸エステル系可塑剤、カルボン酸ポリエステル系可塑剤、炭酸ポリエステル系可塑剤、ポリアルキレングリコール系可塑剤、およびヒドロキシカルボン酸と多価アルコールとのエステル化合物からなる群から選択される1以上である、請求項13に記載の中間膜。
- 上記積層体において、JIS K 7199に準拠して温度230℃、剪断速度60s-1で測定した、基材層(I)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η1)は1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、各接着層(II)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η2)および(η3)はそれぞれ1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、これらの溶融粘度比(η1/η2)および(η1/η3)は1.0以上、4.0以下である、請求項1~14のいずれかに記載の中間膜。
- 請求項1~15のいずれかに記載の中間膜の製造方法であって、基材層(I)の両面に接着層(II)を共押出しにより設けることで積層体を作製することを含む、方法。
- 無機ガラス、中間膜、無機ガラスがこの順に積層された合わせガラスであって、
中間膜は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、およびアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂からなる群より選択される1種以上の硬質樹脂を含有する基材層(I)の両面に、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、およびエチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体からなる群より選択される接着性樹脂を含有する接着層(II)を備えた積層体を含み、
下記式(1):
剪断緩和弾性率G(t=f-1)=G'(f)-0.4G''(0.5f) (1)
[式(1)中、fは1.2×10-5Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]
で示される中間膜の剪断緩和弾性率G1(t=f-1)は0.80MPa以上であり、
上記式(1)[式(1)中、fは3.2×10-9Hzの周波数であり、G'(f)は50℃における剪断貯蔵弾性率(MPa)であり、G''(0.5f)は50℃における剪断損失弾性率(MPa)である]で示される中間膜の剪断緩和弾性率G2(t=f-1)は0.20MPa以上であり、
下記式(2):
で示される積層体の25℃における曲げ剛性は、6N・mm以上、70N・mm以下である、合わせガラス。 - 上記積層体において、基材層(I)の厚さは2層の接着層(II)の合計厚さより大きい、請求項17に記載の合わせガラス。
- 前記硬質樹脂は、アクリル系樹脂およびポリカーボネート樹脂からなる群より選択される、請求項17または18に記載の合わせガラス。
- 前記アクリル系樹脂はメタクリル樹脂である、請求項17~19のいずれかに記載の合わせガラス。
- 前記接着性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂およびエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる群より選択される、請求項17~20のいずれかに記載の合わせガラス。
- 上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、接着性樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を含有する、請求項17~21のいずれかに記載の合わせガラス。
- 前記ポリビニルアセタール樹脂はポリビニルブチラール樹脂である、請求項17~22のいずれかに記載の合わせガラス。
- 上記積層体において、少なくとも一方の接着層(II)は、可塑剤を更に含む、請求項17~23のいずれかに記載の合わせガラス。
- 可塑剤は、カルボン酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、有機亜リン酸エステル系可塑剤、カルボン酸ポリエステル系可塑剤、炭酸ポリエステル系可塑剤、ポリアルキレングリコール系可塑剤、およびヒドロキシカルボン酸と多価アルコールとのエステル化合物からなる群から選択される1以上である、請求項24に記載の合わせガラス。
- 上記積層体において、JIS K 7199に準拠して温度230℃、剪断速度60s-1で測定した、基材層(I)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η1)は1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、各接着層(II)を構成する樹脂材料の溶融粘度(η2)および(η3)はそれぞれ1×102Pa・s以上、1×104Pa・s以下であり、これらの溶融粘度比(η1/η2)および(η1/η3)は1.0以上、4.0以下である、請求項17~25のいずれかに記載の合わせガラス。
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