JP2004529264A - 可塑剤含有pvb−フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、合せ安全ガラス中の中間層として適しており、部分アセタール化ポリビニルアルコールを基礎とする、特にPVB−樹脂を基礎とする可塑剤含有フィルムに関する。合せ安全ガラスは、一般的に、2枚のガラス板と、前記ガラス板を接合している接着フィルムとからなる。接着フィルムとして、かなり主に、可塑剤含有の部分アセタール化ポリビニルアルコールからなる、特にポリビニルブチラール(PVB)からなるフィルムが使用される。冒頭に挙げられた合せ安全ガラスは、例えば、自動車分野におけるフロントガラス(Windschutzscheiben)としてか又はサイドガラス(Seitenverglasungen)として並びに建築分野における安全ガラスとして使用される。
【0002】
PVB用の可塑剤として、従来のPVB−フィルムにおいては、商業的に主にトリエチレングリコールもしくはテトラエチレングリコールの脂肪族ジエステルが使用される。これには 、3GH、3G7、3G8並びに4G7が含まれ、その場合に、前方に置かれた数字は、オリゴエチレングリコール−含分の繰返し単位H−(O−CH2−CH2)n−OHの数nを示し、かつHは2−エチルブチラートを示し、7はn−ヘプタノエートを示し、かつ8は2−エチルヘキサノエートを示す。ポリビニルブチラール用の別の公知の可塑剤は、とりわけ脂肪族もしくは脂環式のエステル含分を有するジアルキルアジペート、ジアルキルセバケート、トリオルガノホスフェート、トリオルガノホスフィット又はフタレート可塑剤、例えばベンジルブチルフタレートである。
【0003】
幾つかの可塑剤は、PVB−樹脂と、限定されるに過ぎない相溶性である。相溶性が不足している場合に、特に加熱貯蔵(Warmlagerung)の際にか及び湿った雰囲気中での貯蔵の際に可塑剤のしみ出しが観察される。一般的に、可塑剤の相溶性は、可塑剤の極性が減少すると低下し−すなわち、より高い極性を有する可塑剤はPVBとより良好に相溶性である−、かつPVB−樹脂のポリビニルアルコール−含量(PVOH)が減少すると増大する。
【背景技術】
【0004】
改善された防湿性を有する生成物を得るために、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート−3G8又は3GEHと略称する−を、ポリビニルブチラールフィルム(PVB−フィルム)用の可塑剤として使用することは、既に提案されていた。しかしながら、その無極性のために、3G8は、PVBに対して僅かな相溶性を有するに過ぎない。
【0005】
EP 0 877 665 B1には、合せ安全ガラス用のPVB−フィルムにおける可塑剤としての3G8の使用が記載されており、その際には、使用されるPVB−樹脂は19.5質量%を下回るPVOH−含量を有していなければならない。これがそうでない場合は、不相溶性のために可塑剤のしみ出しを生じる。19.5質量%を上回るPVOH−含量を有するPVB−樹脂の使用は、それゆえ不可能である。さらにまた、比較試験は、18.9質量%のPVOH−含量を有するPVB−樹脂の使用の際でさえ、フィルムが23℃で相対大気湿度98%の雰囲気により長時間暴露された場合に3G8についての相溶性限界が28.5〜30.5質量%であることを示している。
【0006】
しかしながら、19.5質量%未満のPVOH−含量を有し、PVB−フィルムに適しているPVB−樹脂は、商業的に殆ど入手不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
故に、本発明の課題は、これらの欠点を有さず、合せ安全ガラス中の中間層として適している、部分アセタール化ポリビニルアルコール(PVB−樹脂)を基礎とする可塑剤含有のフィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、この課題を、請求項1の特徴部によるフィルムにより、好ましくは従属請求項の1つ又はそれ以上の特徴部と組み合わせて解決する。
【0009】
本発明の本質は、PVB−樹脂中への僅かな極性を有する可塑剤の溶解度もしくは相溶性を高める添加剤としての、1つ又はそれ以上の非イオン界面活性剤の使用である。
【0010】
本発明による、合せ安全ガラス中の中間層として適しており、部分アセタール化ポリビニルアルコール(PVB−樹脂)を基礎とする可塑剤含有のフィルムは、PVB−樹脂60〜85質量%、僅かな極性を有する可塑剤14〜39質量%及びPVB−樹脂中への僅かな極性を有する可塑剤の溶解度を高める添加剤としての1つ又はそれ以上の非イオン界面活性剤10質量%までを含有する。それに加えて、フィルムは、当業者に公知の別の添加剤、例えば、残留量の水並びに当業者に公知の典型的な添加剤、例えばUV−吸収剤、酸化防止剤、接着制御剤、蛍光増白剤、安定剤、加工助剤、表面活性物質等を含有していてよい。
【0011】
僅かな極性を有する可塑剤に加えて、より高い極性を有する標準−可塑剤も使用されてよい。非イオン界面活性剤の本発明による添加による最も大きな利点は、PVB−フィルムに、非イオン界面活性剤の添加なしでPVB−樹脂に対して不相溶性であるような量で僅かな極性を有する可塑剤が使用される場合にもたらされる。
【0012】
可塑剤相溶性の定量的な評価のため、もしくは可塑剤が特定の配合の場合に特定の使用される量でなお相溶性であるか又は相溶性ではないかを決定するために、EP 0 877 665 B1=DE 696 09 992 T2に記載されており、自発的−しみ出し−試験と呼ばれる標準−試験が使用される。この試験による可塑剤損失が、可塑剤に対して1質量%未満である場合には、可塑剤は相溶性であるとみなされ、1質量%を上回る可塑剤損失の場合には、不相溶性であるとみなされる。可塑剤相溶性の迅速で定性的な評価のためには、PVB−フィルムの試験ストリップが、水蒸気飽和の雰囲気で貯蔵されれば充分である。高い相対大気湿度(RL)を有する雰囲気に調節するために、密閉された容器、例えばガラスデシケーター中で、沈殿物を有する硫酸銅五水和物からなる飽和水溶液が用意される。この溶液を介して、23℃で98%RLの平衡水分に調節する。水の吸収及びそれに随伴される極性の増加により、可塑剤は僅かに相溶性の系で排除されうるものであり、かつ次第にフィルムの表面上に十分に目に見える薄膜としてか又は液滴の形で出てくる。相溶性の配合物の場合には、試験ストリップ上に30日後でさえ可塑剤流出が確認できないが、それに対して、これが不相溶性の配合物の場合にはしばしば24h後にもう確認される。
【0013】
好ましくは、部分アセタール化ポリビニルアルコールとして、19.5質量%より大きいヒドロキシル基含量を有するポリビニルブチラール(ASTM D 1396によればポリビニルアルコール(PVOH)として計算され、本明細書中で短縮してポリビニルアルコール−含量又はPVOH−含量とも呼ぶ)が使用される、それというのも、これらの樹脂の場合に、非イオン界面活性剤についての本発明による添加剤の利点が最も良好に利用されうるからである。しかしながら、原則的に、非イオン界面活性剤の使用は、19.5質量%未満のポリビニルアルコール−含量であるPVB−配合の場合にも相溶性を改善する。
【0014】
本発明の好ましい一態様によれば、非イオン界面活性剤として、2に等しい/より大きい平均エトキシル化度を有しており、アルコール含分中に少なくとも6個の炭素原子を有する複数回エトキシル化された脂肪族又は芳香族のアルコールが使用される。特に好ましくは、3〜10の平均エトキシル化度を有しており、アルコール含分中に炭素原子8〜20個を有する複数回エトキシル化された脂肪族又は芳香族のアルコールである。
【0015】
本発明の範囲内の非イオン界面活性剤の例は、MARLOPHEN(R)NP 6、平均して6回エトキシル化されたノニルフェノール、MARLIPAL(R)O 13/40、平均して4回エトキシル化された脂肪アルコール、ISOFOL(R)12 + 5 EO、平均して5回エトキシル化された2−ブチルオクタノールであり、全てCondea社の製品である。別の例は、Akzo Nobel社のBerol(R)840、狭く分配された4回エトキシル化されたC8−アルコールで与えられている。
【0016】
好ましくは、1又は複数の非イオン界面活性剤は、フィルムの全バッチに対して、1〜9質量%、特に2〜4質量%の量で使用される。1又は複数の非イオン界面活性剤は、いずれにせよ少なくとも、選択された配合中で使用される可塑剤もしくは可塑剤混合物の完全な溶解度、ひいては相溶性をもたらすような量で使用されるべきである。
【0017】
僅かな極性を有する可塑剤と非イオン界面活性剤との比は−フィルム中の質量割合に対して−、好ましくは2.7:1を上回り、特に3を上回りかつ10未満である。
【0018】
僅かな極性の可塑剤として、好ましくはトリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート(3G8)が使用される。しかしながら、本発明は3G8に制限されているのではなくて、むしろ非イオン界面活性剤の使用は、それらの無極性に基づき所望の量で使用されるPVB−樹脂に対して不相溶性である他の可塑剤とも組み合わされてよい。
【0019】
ポリビニルブチラールに関して僅かな極性の可塑剤は、本明細書中では、25℃で8.60(cal/cm3)1/2より小さいかもしくは17.59(J/cm3)1/2の溶解度パラメーターδを有するような可塑剤であると見なされる。明快さのために、δは、"Loesungsmittel und Weichmachungsmittel"(1巻、第8版、593頁、Gnamm/Fuchs、Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 1980)中の表に見出されるようないわゆるスモール(Small)の定数に基づいて算出されることができる。例えば、トリエチレングリコール−ジ−n−ヘプタノエート(3G7)は、8.71(cal/cm3)1/2のδを有するのに対して、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート(3G8)は8.51(cal/cm3)1/2のδを有する。
【0020】
本発明による、合せ安全ガラス中の中間層として適しており、部分アセタール化ポリビニルアルコール(PVB−樹脂)を基礎とする可塑剤含有のフィルムは、1つ又はそれ以上のガラス板と、当業者に公知の方法で、自動車分野並びに建築分野用の合せ安全ガラスにさらに加工されうる。
【実施例】
【0021】
本発明及び比較試験を実施する方法
本発明による例B1〜B10及び比較例V1〜V8について、可塑化されたPVB−フィルムを、それらのしみ出し挙動を調査するために、市販の押出機で200℃の最大メルト温度で当業者に公知の方法で製造した。
【0022】
例及び比較例において、PVB−樹脂のPVOH−含量、使用される非イオン界面活性剤のタイプ及びその量を変化させた。さらに、試験を、通常のPVBと相溶性ではない好ましい無極性の可塑剤としての3G8及び標準−PVBと十分相溶性の可塑剤としての3G7を用いて実施した。結果は、第1及び2表中に示されている。
【0023】
可塑剤相溶性の決定は、次の試験方法により定性的に行った:しみ出し挙動の決定のためには、試験ストリップを、23℃で、相対大気湿度98%を有するガラスデシケーター中に貯蔵する。水の吸収及びそれに随伴される極性の増加により、僅かに相溶性の系で可塑剤を排除することができ、かつ次第にフィルムの表面上に十分目に見える薄膜としてか又は液滴の形で出てくる。相溶性の配合物の場合には、試験ストリップ上に30日後でさえ可塑剤流出が確認できないが、それに対してこれが不相溶性の配合物の場合にはしばしば24h後にもう確認される。高い相対大気湿度(RL)を有する雰囲気に調節するため、ガラスデシケーター中に、沈殿物を有する硫酸銅五水和物からなる飽和水溶液を用意する。この溶液を介して、23℃で98%RLの平衡水分に調節する。
【0024】
例B1において、MARLOPHEN(R)NP 6、平均して6回エトキシル化されたノニルフェノールを、非イオン界面活性剤として4質量%の量で使用した。20.3質量%のPVOH−含量を有するPVB−樹脂を基礎とするフィルムは、可塑剤として3G8 24質量%の含量を有していた。非イオン界面活性剤としての6回エトキシル化されたノニルフェノールの本発明による使用により、いかなる可塑剤−しみ出しも示さなかった。
【0025】
例B2〜B4において、変更されたPVOH−及び界面活性剤量を有する類似の配合を実施し、その際、同様にいかなる可塑剤−しみ出しをももたらされなかった。
【0026】
それに対して、界面活性剤添加なしの比較例V1によるフィルムは、短時間の後に、目に見える可塑剤−しみ出しをまねくかなりの可塑剤損失を示す。
【0027】
例B5〜B10において、他の界面活性剤もしくは界面活性剤量を用い例B1〜B4に類似の配合を実施し、その際、その都度、いかなる可塑剤−しみ出しをももたらされなかった。使用したのは、ISOFOL(R)12 + 4EO、平均して4回エトキシル化された2−ブチルオクタノール、ISOFOL(R)18T + 6 EO、平均して6回エトキシル化された1回分枝鎖状の炭素原子18個を有する脂肪族アルコール、MARLIPAL(R)O 13/40、平均して4回エトキシル化された脂肪アルコール、MARLIPAL(R)O 13/60、平均して6回エトキシル化された脂肪アルコール、ISOFOL(R)12+5 EO、平均して5回エトキシル化された2−ブチルオクタノール及び最後的にBerol(R)840、狭く分配された4回エトキシル化されたC8−アルコールであった。
【0028】
比較例V2に基づき、本発明により使用される非イオン界面活性剤の代わりに、標準可塑剤3G7の4質量%の添加は、可塑剤3G8のしみ出しを防止することができないことが証明された。
【0029】
試験V2〜V3に基づき試験し、非イオン界面活性剤の本発明による添加なしでの18.9質量%の極めて僅かなPVOH−含量を有するPVBの場合のこれらの3G8−量はなお相溶性である:3G8−含量約29質量%を上回り、可塑剤がしみ出した。
【0030】
比較例V6〜V8は、僅かすぎる量、ここでは1質量%未満の非イオン界面活性剤が、特に20.5質量%の相対的に高いPVOH−含量を有するPVBの場合に、可塑剤損失を防止するためにあまりに効果を与えないことを示している。しかしながら、これらの例は既に、非イオン界面活性剤の添加なしの例V1よりも可塑剤損失のより僅かな尺度を示していた。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
Claims (12)
- 合せ安全ガラス中の中間層として適しており、部分アセタール化ポリビニルアルコール(PVB−樹脂)を基礎とする可塑剤含有のフィルムにおいて、
a)PVB−樹脂60〜85質量%
b)僅かな極性を有する可塑剤14〜39質量%、
c)PVB−樹脂中への僅かな極性を有する可塑剤の溶解度を高める添加剤としての1つ又はそれ以上の非イオン界面活性剤10質量%までを含有していることを特徴とする、可塑剤含有のフィルム。 - 僅かな極性を有する可塑剤と非イオン界面活性剤との比が−フィルム中の質量割合に対して−、2.7:1を上回る、請求項1記載のフィルム。
- 僅かな極性を有する可塑剤が、非イオン界面活性剤の添加なしでPVB−樹脂に対して不相溶性であるような量で使用される、請求項1又は2記載のフィルム。
- 1つ又は複数の非イオン界面活性剤が、フィルムの全バッチに対して2〜4質量%の量で使用される、請求項1から3までのいずれか1項記載のフィルム。
- PVB−樹脂として、PVOH−含量>19.5質量%を有する部分ブチラール化ポリビニルアルコールが使用される、請求項1から4までのいずれか1項記載のフィルム。
- 僅かな極性の可塑剤として、トリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサノエート(3G8)が使用される、請求項1から5までのいずれか1項記載のフィルム。
- 非イオン界面活性剤として、2に等しい/より大きい平均エトキシル化度を有しており、アルコール含分中に少なくとも6個の炭素原子を有する複数回エトキシル化された脂肪族又は芳香族のアルコールが使用される、請求項1から6までのいずれか1項記載のフィルム。
- 非イオン界面活性剤として、3〜10の平均エトキシル化度を有しており、アルコール含分中に炭素原子8〜20個を有する複数回エトキシル化された脂肪族又は芳香族のアルコールが使用される、請求項7記載のフィルム。
- 少なくとも1枚のガラス板と、前記ガラス板に接着させる請求項1から8までのいずれか1項記載の少なくとも1つのフィルムとを有している合せ安全ガラス。
- PVB−樹脂中への僅かな極性を有する可塑剤の溶解度を高める添加剤としての、アルコール含分中に少なくとも6個の炭素原子を有し、かつ2に等しい/より大きい平均エトキシル化度を有する、好ましくはアルコール含分中に炭素原子8〜20個を有し、かつ3〜10の平均エトキシル化度を有する複数回エトキシル化された脂肪族又は芳香族のアルコールからなる群からの1つ又はそれ以上の非イオン界面活性剤の使用。
- PVB−樹脂中への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(3G8)の溶解度を高める添加剤としての、請求項10記載の1つ又はそれ以上の非イオン界面活性剤の使用。
- 非イオン界面活性剤が、フィルムの全配合に対して、2〜10質量%の量で使用される、請求項10又は11記載の1つ又はそれ以上の非イオン界面活性剤の使用。
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