JP3763926B2 - 合わせガラス用中間膜及びこれを用いた合わせガラス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合わせガラス用中間膜及びこれを用いた合わせガラスに関する。
さらに詳しくは、本発明は、合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜及びこれを用いた合わせガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリビニルブチラール中間膜を使用した合わせガラスは、自動車、航空機、建築物の窓等に長年にわたり使用されている。その理由はポリビニルブチラール中間膜を使用した合わせガラスが耐貫通性に優れており、他の物に替え難い信頼実績を持つからである。これは、ポリビニルブチラールの引っ張り弾性率が高く、また破断点での伸びが大きいため、エネルギー吸収剤の役目を果たすことが出来ると同時に全てのガラス板が割れたガラス窓の機密性を保証することが出来るという事実に由来する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが近年、ポリビニルブチラール中間膜が全世界に普及するに伴い、問題点が顕在化してきた。特に、高温の地域で使用される場合には従来のポリビニルブチラール樹脂が有する耐貫通性能は極端に低下する。たとえば、ＪＩＳ−Ｒ−３２１２に規定されている合わせガラスの耐貫通性能試験方法で５ＬＢの落球衝撃試験を高温下で実施した場合、２０℃での落球高さが、３０℃では２５〜３５％、４０℃では３５〜４５％低下してしまい、安全性が大幅に損なわれてしまう。もちろん、高温地域でなくても夏場の自動車内の温度上昇を考えると、フロントガラスの温度は容易に４０℃以上になることが想像され、安全性は必ずしも十分とは言えない。
【０００４】
また、従来のポリビニルブチラール中間膜は、一般に、高温での物性を高めようとすると、逆に低温での物性が低下する傾向にある。このため、低温から高温までの広い温度範囲で耐貫通性能に優れた中間膜も必要となる。
【０００５】
このように、実際の使用環境下での性能低下は、ポリビニルブチラール中間膜を供給するメーカーにとって改善すべき大きな問題であると同時に、ユーザーからの安全性向上への要望は、最近特に強くなってきている。
【０００６】
このような問題点を改善する手段として、特開平３−１２４４４０号公報、特開平３−１２４４４１号公報、特開平５−８５７８２号公報等では、構造の異なるポリビニルブチラールや可塑剤部数の異なる中間膜を、複数枚積層することによって耐貫通性能を向上し得ることが報告されている。しかし、この方法では、複数枚を合わせガラスに積層することによる作業性の低下や、中間膜同士の界面の平滑性の悪さからくる光学歪みによって、合わせガラスを透かして見た像がひずむ等の問題点があった。また、中間膜の膜厚を大きくする事も耐貫通性を向上するには有効であるが、この方法では合わせガラスの重量が大きくなるため、車の燃費が悪くなるといった問題点があった。
【０００７】
本発明は、常温のみならず高温での合わせガラスの耐貫通性能を向上させ、安全性を高めることを目的としてなされたものであり、安全性の高い優れた合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを供給するものである。
【０００８】
また、本発明は、低温から高温までの広い温度範囲での合わせガラスの耐貫通性能を向上させ、安全性を高めることを目的としてなされたものであり、安全性の高い優れた合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを供給するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール１０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール９０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜５０重量部とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有し、高速衝撃試験（試料寸法：厚さ０．７６ｍｍ、直径５０．８ｍｍの円形、測定条件：測定温度２３℃、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子、衝撃速度３ｍ／秒）により測定される初期弾性率が０．０２〜０．０４ｋｇ／ｍｍ2 であることを特徴とする合わせガラス用中間膜を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、上記記載の合わせガラス用中間膜を有することを特徴とする合わせガラスを提供するものである。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用する異種混合のポリビニルブチラールは、ブチラール化度６０〜７０モル％であって重合度８００〜３０００のものを１０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって重合度３０００〜５０００のものを９０〜１０重量％の範囲内でブレンドしたものが用いられる。
【００１４】
前者のポリビニルブチラールのブチラール化度が６０モル％未満になると可塑剤との相溶性が悪くなり、合わせガラス化したのちに可塑剤がブリードし、中間膜とガラスの接着力の低下などの影響がでるため好ましくなく、７０モル％を越えると、合わせガラス用中間膜が柔らかくなり、十分な耐貫通性能を発現しなくなる。また、重合度が８００未満になると耐貫通性能を含む力学物性が低下し、３０００を越えると押し出し成形性が極端に低下するため好ましくない。さらに、配合量が１０重量％未満では成形性能が低下し、９０重量％を越えると成形性が低下し好ましくない。尚、より好ましい重合度及び配合量の範囲としては、耐貫通性能と成形性のバランスから、重合度１０００〜２５００、配合量２０〜８０重量％である。
【００１５】
一方、後者のポリビニルブチラールのブチラール化度が７０モル％未満では押し出し成形性が低下し好ましくない。また、８０モル％を越えると、水酸基の疑似架橋点の数が減少し、耐貫通性能が低下するため好ましくない。さらに重合度が３０００未満では耐貫通性能を向上する効果が発現せず、５０００を越えると成形性が極端に低下するため好ましくない。また、配合量が１０重量％未満では耐貫通性の向上効果がないため好ましくなく、９０重量％を越えると成形性が低下し好ましくない。尚、より好ましい重合度及び配合量の範囲としては、耐貫通性能と成形性のバランスから、重合度３５００〜４５００、配合量２０〜８０重量％である。
【００１６】
また、本発明に使用する可塑剤としては、例えば、エチレングリコールジ−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−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、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−エチルヘキソエート、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−エチルペントエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルヘキソエート、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カプリエート等が挙げられる。
【００１７】
これら可塑剤の添加量は、ポリビニルブチラールの合計１００重量部に対して３０〜５０重量部の範囲である。可塑剤の部数が３０重量部未満であるとポリビニルブチラール樹脂の可塑化効果が不十分のため成型ができなくなり、５０重量部を越えると相溶しなくなり、可塑剤が分離してしまうため好ましくない。
【００１８】
特に、本発明において、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有する合わせガラス用中間膜は、高温での合わせガラスの耐貫通性能がさらに向上し、安全性がさらに高まる（請求項２の発明）。
【００１９】
このように異種のポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を限定する理由は、次の通りである。
すなわち、前者のポリビニルブチラールの配合量が５０重量％未満では耐熱性の向上による高温での耐貫通性能の向上効果が小さく、逆に９０重量％を越えると成形性が低下するからである。一方、後者のポリビニルブチラールの配合量が１０重量％未満では耐貫通性の向上効果がなく、逆に５０重量％を越えると耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。また、この際、可塑剤の添加量が３０重量部未満であるとポリビニルブチラール樹脂の可塑化効果が不十分のため成型ができなくなり、３８重量部を越えると高温での耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。
【００２０】
また、本発明において、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有し、高速衝撃試験（試料寸法：厚さ０．７６ｍｍ、直径５０．８ｍｍの円形、測定条件：測定温度２３℃、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子、衝撃速度３ｍ／分）により測定される初期弾性率が０．０２〜０．０４ｋｇ／ｍｍ2 である合わせガラス用中間膜は、低温から高温までの広い温度範囲での合わせガラスの耐貫通性能が向上し、安全性がさらに高まる（請求項３の発明）。
【００２１】
ここで、初期弾性率は、具体的には、高速衝撃試験機（例えば、島津製作所製のＨＴＭ−１）を用い、試料の受け具として、衝撃面の開口部の直径が５０．８ｍｍの支持枠に、厚さ０．７６ｍｍの試料（中間膜）を固定し、２３℃の環境下での上記試料（中間膜）の中心部に、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子により、３ｍ／秒の速度で衝撃を加え、そのときの応力及び歪みをロードセルで記録し、そのデーターから初期弾性率を求めることができる。
【００２２】
上記のように異種のポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を限定し、さらに初期弾性率を限定する理由は、次の通りである。
すなわち、前者のポリビニルブチラールの配合量が５０重量％未満では耐熱性の向上による高温での耐貫通性能の向上効果が小さく、逆に９０重量％を越えると成形性が低下するからである。一方、後者のポリビニルブチラールの配合量が１０重量％未満では耐貫通性の向上効果がなく、逆に５０重量％を越えると耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。また、この際、可塑剤の添加量が３０重量部未満であるとポリビニルブチラール樹脂の可塑化効果が不十分のため成型ができなくなり、３８重量部を越えると高温での耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。さらに、初期弾性率が０．０２ｋｇ／ｍｍ2 未満では高温での耐貫通性能が低下し、逆に０．０４ｋｇ／ｍｍ2 を越えると低温での耐貫通性能が低下するからである。
【００２３】
本発明の合わせガラス用中間膜には、上記必須成分の他に、ガラスとの接着力を調整する目的で、カルボン酸金属塩や、変性シリコンオイル等を添加することができる。
【００２４】
添加されるカルボン酸金属塩としては、炭素数が１２以下の脂肪族モノまたはジカルボン酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩が好ましく用いられる。金属成分としては、例えば、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ等、また、カルボン酸としては酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、オクタン酸、こはく酸、アジピン酸等が挙げられる。好ましいカルボン酸金属塩の例としては、例えば、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸ナトリウム、カプロン酸マグネシウム、カプロン酸ナトリウム、２−エチルカプロン酸マグネシウム、２−エチルカプロン酸ナトリウム、カプリル酸マグネシウム、カプリル酸ナトリウム、オクタン酸マグネシウム、こはく酸マグネシウム、こはく酸ナトリウムなどが挙げられるが、これらの中でも酢酸カリウム、酢酸マグネシウムが好ましい。
【００２５】
また、添加される変性シリコンオイルとしては、例えば、エーテル変性シリコンオイル、エポキシ変性シリコンオイル、エステル変性シリコンオイル、アミン変性シリコンオイル、α−メチルスチレン変性シリコンオイル、α−オレフィン変性シリコンオイル、アルコール変性シリコンオイル、フッ素変性シリコンオイル、メルカプト変性シリコンオイル、カルボキシル変性シリコンオイル及びその共変性タイプ（例えば、エーテルエポキシ変性シリコンオイル）等が挙げられ、これらは一般にはポリシロキサンに変性すべき化合物を反応せしめて得られる粘調な液体である。
【００２６】
本発明の合わせガラス用中間膜は、上記の添加剤以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、染料等の各種添加剤を含有しても良く、これらは従来公知のものが使用可能である。
【００２７】
本発明の合わせガラス用中間膜であるポリビニルブチラール中間膜が合わせガラスの耐貫通性能を向上する理由を説明する。
従来のポリビニルブチラール中間膜の耐貫通性能は、ポリビニルブチラールがその構造に有する水酸基同士の類似架橋点によって発現される。この架橋点が多いほど、分子同士が強く結合され、優れた力学物性を有する。しかし、水酸基が多くブチラール化度が小さいと可塑剤との相溶性が低下し、可塑化され難くなるため成形ができなくなるという欠点を有する。このため、従来技術では中間膜の耐貫通性能を向上するには限界が存在した。
【００２８】
ところが、本発明では、高重合度のポリビニルブチラールを配合することによって、分子間の疑似架橋点に加え分子同士の絡み合い点が増加する。この絡み合い点が疑似架橋点と同様の機能を有するため、力学物性が向上すると考えられる。尚、重合度が大きいポリビニルブチラールは成形性が極端に悪いために、単独では使用することができない。本発明では、高重合度のポリビニルブチラールのブチラール化度を上げ、水酸基の数を減らし、なおかつ低重合度のポリビニルブチラールと混合することによって、成形性を付与することができた。このように、ポリビニルブチラールの構造、組成を最適化し、成形性を損なわずに、耐貫通性能を向上し得る本発明の合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜が得られたわけである。
【００２９】
なお、本発明の合わせガラスは、上述した本発明の合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を使用して常法により得られる合わせガラスである。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００３１】
表１〜３に示す重合度及びブチラール化度を有するポリビニルブチラールを、可塑剤にトリエチレングリコール−２−エチルブチレートを使用し、表１〜３に記載の割合で配合し、添加剤として酢酸マグネシウム０．０４部（１６．７％水溶液にて投入）、変性シリコンオイル（信越化学工業社製、Ｆ−３２８Ｓ）を０．０５重量部添加し、ドライブレンダーで５分間攪拌した。さらに、ブラベンダープラストグラフで加熱混練した。得られた混合物を０．７６ｍｍの厚みを持つ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の膜金型に入れ、プレスにて１８０℃、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で２０分加熱加圧し、冷却後、金型から切り離して、合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を得た。
【００３２】
得られた合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を、２枚の２．５ｍｍ厚、３０．５ｃｍ×３０．５ｃｍのガラス板の間に挟み、プレスにて１３０℃、１３ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で５分間加熱加圧することにより、合わせガラスのサンプルを作成した。
【００３３】
表１〜３に示す各実施例及び各比較例ごとに１０枚の合わせガラスを作成し、所定の温度に設定したオーブン中に１時間放置し、耐貫通性能をＪＩＳ−Ｒ−３２１２に従い、５ＬＢ鉄球にて評価した。尚、耐貫通性として、鉄球が５０％貫通しない高さを合格とし、その高さを、耐貫通性として記した。表１〜２に示した結果より、本発明の合わせガラスは、常温のみならず高温においても優れた耐貫通性を有することが分かる。
【００３４】
特に、表２に示す実施例１４〜２７は、請求項２に係る発明の実施例であって、ポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を特定の範囲に限定することにより、常温のみならず高温においても耐貫通性能がさらに向上することが分かる。
【００３５】
また、表３に示す実施例３０〜３８は、請求項３に係る発明の実施例であって、ポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を特定の範囲に限定し、さらに初期弾性率を特定の範囲に限定することにより、低温から高温までの広い温度範囲で耐貫通性能が向上することが分かる。
【００３６】
なお、初期弾性率は、高速衝撃試験機（島津製作所製のＨＴＭ−１）を用い、衝撃面の開口部の直径が５０．８ｍｍの支持枠に、厚さ０．７６ｍｍの試料（中間膜）を固定し、２３℃の環境下での上記試料（中間膜）の中心部に、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子により、３ｍ／秒の速度で衝撃を加え、そのときの応力及び歪みをロードセルで記録し、そのデーターから求めた。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来よりも優れた耐貫通性能を有する合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を提供することが出来る。これにより、さらに安全な合わせガラスを供給することが可能となった。
【発明の属する技術分野】
本発明は、合わせガラス用中間膜及びこれを用いた合わせガラスに関する。
さらに詳しくは、本発明は、合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜及びこれを用いた合わせガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリビニルブチラール中間膜を使用した合わせガラスは、自動車、航空機、建築物の窓等に長年にわたり使用されている。その理由はポリビニルブチラール中間膜を使用した合わせガラスが耐貫通性に優れており、他の物に替え難い信頼実績を持つからである。これは、ポリビニルブチラールの引っ張り弾性率が高く、また破断点での伸びが大きいため、エネルギー吸収剤の役目を果たすことが出来ると同時に全てのガラス板が割れたガラス窓の機密性を保証することが出来るという事実に由来する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが近年、ポリビニルブチラール中間膜が全世界に普及するに伴い、問題点が顕在化してきた。特に、高温の地域で使用される場合には従来のポリビニルブチラール樹脂が有する耐貫通性能は極端に低下する。たとえば、ＪＩＳ−Ｒ−３２１２に規定されている合わせガラスの耐貫通性能試験方法で５ＬＢの落球衝撃試験を高温下で実施した場合、２０℃での落球高さが、３０℃では２５〜３５％、４０℃では３５〜４５％低下してしまい、安全性が大幅に損なわれてしまう。もちろん、高温地域でなくても夏場の自動車内の温度上昇を考えると、フロントガラスの温度は容易に４０℃以上になることが想像され、安全性は必ずしも十分とは言えない。
【０００４】
また、従来のポリビニルブチラール中間膜は、一般に、高温での物性を高めようとすると、逆に低温での物性が低下する傾向にある。このため、低温から高温までの広い温度範囲で耐貫通性能に優れた中間膜も必要となる。
【０００５】
このように、実際の使用環境下での性能低下は、ポリビニルブチラール中間膜を供給するメーカーにとって改善すべき大きな問題であると同時に、ユーザーからの安全性向上への要望は、最近特に強くなってきている。
【０００６】
このような問題点を改善する手段として、特開平３−１２４４４０号公報、特開平３−１２４４４１号公報、特開平５−８５７８２号公報等では、構造の異なるポリビニルブチラールや可塑剤部数の異なる中間膜を、複数枚積層することによって耐貫通性能を向上し得ることが報告されている。しかし、この方法では、複数枚を合わせガラスに積層することによる作業性の低下や、中間膜同士の界面の平滑性の悪さからくる光学歪みによって、合わせガラスを透かして見た像がひずむ等の問題点があった。また、中間膜の膜厚を大きくする事も耐貫通性を向上するには有効であるが、この方法では合わせガラスの重量が大きくなるため、車の燃費が悪くなるといった問題点があった。
【０００７】
本発明は、常温のみならず高温での合わせガラスの耐貫通性能を向上させ、安全性を高めることを目的としてなされたものであり、安全性の高い優れた合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを供給するものである。
【０００８】
また、本発明は、低温から高温までの広い温度範囲での合わせガラスの耐貫通性能を向上させ、安全性を高めることを目的としてなされたものであり、安全性の高い優れた合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを供給するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール１０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール９０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜５０重量部とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有し、高速衝撃試験（試料寸法：厚さ０．７６ｍｍ、直径５０．８ｍｍの円形、測定条件：測定温度２３℃、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子、衝撃速度３ｍ／秒）により測定される初期弾性率が０．０２〜０．０４ｋｇ／ｍｍ2 であることを特徴とする合わせガラス用中間膜を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、上記記載の合わせガラス用中間膜を有することを特徴とする合わせガラスを提供するものである。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に使用する異種混合のポリビニルブチラールは、ブチラール化度６０〜７０モル％であって重合度８００〜３０００のものを１０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって重合度３０００〜５０００のものを９０〜１０重量％の範囲内でブレンドしたものが用いられる。
【００１４】
前者のポリビニルブチラールのブチラール化度が６０モル％未満になると可塑剤との相溶性が悪くなり、合わせガラス化したのちに可塑剤がブリードし、中間膜とガラスの接着力の低下などの影響がでるため好ましくなく、７０モル％を越えると、合わせガラス用中間膜が柔らかくなり、十分な耐貫通性能を発現しなくなる。また、重合度が８００未満になると耐貫通性能を含む力学物性が低下し、３０００を越えると押し出し成形性が極端に低下するため好ましくない。さらに、配合量が１０重量％未満では成形性能が低下し、９０重量％を越えると成形性が低下し好ましくない。尚、より好ましい重合度及び配合量の範囲としては、耐貫通性能と成形性のバランスから、重合度１０００〜２５００、配合量２０〜８０重量％である。
【００１５】
一方、後者のポリビニルブチラールのブチラール化度が７０モル％未満では押し出し成形性が低下し好ましくない。また、８０モル％を越えると、水酸基の疑似架橋点の数が減少し、耐貫通性能が低下するため好ましくない。さらに重合度が３０００未満では耐貫通性能を向上する効果が発現せず、５０００を越えると成形性が極端に低下するため好ましくない。また、配合量が１０重量％未満では耐貫通性の向上効果がないため好ましくなく、９０重量％を越えると成形性が低下し好ましくない。尚、より好ましい重合度及び配合量の範囲としては、耐貫通性能と成形性のバランスから、重合度３５００〜４５００、配合量２０〜８０重量％である。
【００１６】
また、本発明に使用する可塑剤としては、例えば、エチレングリコールジ−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−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、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−エチルヘキソエート、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−エチルペントエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルヘキソエート、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カプリエート等が挙げられる。
【００１７】
これら可塑剤の添加量は、ポリビニルブチラールの合計１００重量部に対して３０〜５０重量部の範囲である。可塑剤の部数が３０重量部未満であるとポリビニルブチラール樹脂の可塑化効果が不十分のため成型ができなくなり、５０重量部を越えると相溶しなくなり、可塑剤が分離してしまうため好ましくない。
【００１８】
特に、本発明において、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有する合わせガラス用中間膜は、高温での合わせガラスの耐貫通性能がさらに向上し、安全性がさらに高まる（請求項２の発明）。
【００１９】
このように異種のポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を限定する理由は、次の通りである。
すなわち、前者のポリビニルブチラールの配合量が５０重量％未満では耐熱性の向上による高温での耐貫通性能の向上効果が小さく、逆に９０重量％を越えると成形性が低下するからである。一方、後者のポリビニルブチラールの配合量が１０重量％未満では耐貫通性の向上効果がなく、逆に５０重量％を越えると耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。また、この際、可塑剤の添加量が３０重量部未満であるとポリビニルブチラール樹脂の可塑化効果が不十分のため成型ができなくなり、３８重量部を越えると高温での耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。
【００２０】
また、本発明において、ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有し、高速衝撃試験（試料寸法：厚さ０．７６ｍｍ、直径５０．８ｍｍの円形、測定条件：測定温度２３℃、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子、衝撃速度３ｍ／分）により測定される初期弾性率が０．０２〜０．０４ｋｇ／ｍｍ2 である合わせガラス用中間膜は、低温から高温までの広い温度範囲での合わせガラスの耐貫通性能が向上し、安全性がさらに高まる（請求項３の発明）。
【００２１】
ここで、初期弾性率は、具体的には、高速衝撃試験機（例えば、島津製作所製のＨＴＭ−１）を用い、試料の受け具として、衝撃面の開口部の直径が５０．８ｍｍの支持枠に、厚さ０．７６ｍｍの試料（中間膜）を固定し、２３℃の環境下での上記試料（中間膜）の中心部に、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子により、３ｍ／秒の速度で衝撃を加え、そのときの応力及び歪みをロードセルで記録し、そのデーターから初期弾性率を求めることができる。
【００２２】
上記のように異種のポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を限定し、さらに初期弾性率を限定する理由は、次の通りである。
すなわち、前者のポリビニルブチラールの配合量が５０重量％未満では耐熱性の向上による高温での耐貫通性能の向上効果が小さく、逆に９０重量％を越えると成形性が低下するからである。一方、後者のポリビニルブチラールの配合量が１０重量％未満では耐貫通性の向上効果がなく、逆に５０重量％を越えると耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。また、この際、可塑剤の添加量が３０重量部未満であるとポリビニルブチラール樹脂の可塑化効果が不十分のため成型ができなくなり、３８重量部を越えると高温での耐貫通性能の向上効果が小さくなるからである。さらに、初期弾性率が０．０２ｋｇ／ｍｍ2 未満では高温での耐貫通性能が低下し、逆に０．０４ｋｇ／ｍｍ2 を越えると低温での耐貫通性能が低下するからである。
【００２３】
本発明の合わせガラス用中間膜には、上記必須成分の他に、ガラスとの接着力を調整する目的で、カルボン酸金属塩や、変性シリコンオイル等を添加することができる。
【００２４】
添加されるカルボン酸金属塩としては、炭素数が１２以下の脂肪族モノまたはジカルボン酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩が好ましく用いられる。金属成分としては、例えば、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ等、また、カルボン酸としては酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、オクタン酸、こはく酸、アジピン酸等が挙げられる。好ましいカルボン酸金属塩の例としては、例えば、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、プロピオン酸カリウム、プロピオン酸マグネシウム、プロピオン酸ナトリウム、カプロン酸マグネシウム、カプロン酸ナトリウム、２−エチルカプロン酸マグネシウム、２−エチルカプロン酸ナトリウム、カプリル酸マグネシウム、カプリル酸ナトリウム、オクタン酸マグネシウム、こはく酸マグネシウム、こはく酸ナトリウムなどが挙げられるが、これらの中でも酢酸カリウム、酢酸マグネシウムが好ましい。
【００２５】
また、添加される変性シリコンオイルとしては、例えば、エーテル変性シリコンオイル、エポキシ変性シリコンオイル、エステル変性シリコンオイル、アミン変性シリコンオイル、α−メチルスチレン変性シリコンオイル、α−オレフィン変性シリコンオイル、アルコール変性シリコンオイル、フッ素変性シリコンオイル、メルカプト変性シリコンオイル、カルボキシル変性シリコンオイル及びその共変性タイプ（例えば、エーテルエポキシ変性シリコンオイル）等が挙げられ、これらは一般にはポリシロキサンに変性すべき化合物を反応せしめて得られる粘調な液体である。
【００２６】
本発明の合わせガラス用中間膜は、上記の添加剤以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料、染料等の各種添加剤を含有しても良く、これらは従来公知のものが使用可能である。
【００２７】
本発明の合わせガラス用中間膜であるポリビニルブチラール中間膜が合わせガラスの耐貫通性能を向上する理由を説明する。
従来のポリビニルブチラール中間膜の耐貫通性能は、ポリビニルブチラールがその構造に有する水酸基同士の類似架橋点によって発現される。この架橋点が多いほど、分子同士が強く結合され、優れた力学物性を有する。しかし、水酸基が多くブチラール化度が小さいと可塑剤との相溶性が低下し、可塑化され難くなるため成形ができなくなるという欠点を有する。このため、従来技術では中間膜の耐貫通性能を向上するには限界が存在した。
【００２８】
ところが、本発明では、高重合度のポリビニルブチラールを配合することによって、分子間の疑似架橋点に加え分子同士の絡み合い点が増加する。この絡み合い点が疑似架橋点と同様の機能を有するため、力学物性が向上すると考えられる。尚、重合度が大きいポリビニルブチラールは成形性が極端に悪いために、単独では使用することができない。本発明では、高重合度のポリビニルブチラールのブチラール化度を上げ、水酸基の数を減らし、なおかつ低重合度のポリビニルブチラールと混合することによって、成形性を付与することができた。このように、ポリビニルブチラールの構造、組成を最適化し、成形性を損なわずに、耐貫通性能を向上し得る本発明の合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜が得られたわけである。
【００２９】
なお、本発明の合わせガラスは、上述した本発明の合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を使用して常法により得られる合わせガラスである。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００３１】
表１〜３に示す重合度及びブチラール化度を有するポリビニルブチラールを、可塑剤にトリエチレングリコール−２−エチルブチレートを使用し、表１〜３に記載の割合で配合し、添加剤として酢酸マグネシウム０．０４部（１６．７％水溶液にて投入）、変性シリコンオイル（信越化学工業社製、Ｆ−３２８Ｓ）を０．０５重量部添加し、ドライブレンダーで５分間攪拌した。さらに、ブラベンダープラストグラフで加熱混練した。得られた混合物を０．７６ｍｍの厚みを持つ４００ｍｍ×４００ｍｍ角の膜金型に入れ、プレスにて１８０℃、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で２０分加熱加圧し、冷却後、金型から切り離して、合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を得た。
【００３２】
得られた合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を、２枚の２．５ｍｍ厚、３０．５ｃｍ×３０．５ｃｍのガラス板の間に挟み、プレスにて１３０℃、１３ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で５分間加熱加圧することにより、合わせガラスのサンプルを作成した。
【００３３】
表１〜３に示す各実施例及び各比較例ごとに１０枚の合わせガラスを作成し、所定の温度に設定したオーブン中に１時間放置し、耐貫通性能をＪＩＳ−Ｒ−３２１２に従い、５ＬＢ鉄球にて評価した。尚、耐貫通性として、鉄球が５０％貫通しない高さを合格とし、その高さを、耐貫通性として記した。表１〜２に示した結果より、本発明の合わせガラスは、常温のみならず高温においても優れた耐貫通性を有することが分かる。
【００３４】
特に、表２に示す実施例１４〜２７は、請求項２に係る発明の実施例であって、ポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を特定の範囲に限定することにより、常温のみならず高温においても耐貫通性能がさらに向上することが分かる。
【００３５】
また、表３に示す実施例３０〜３８は、請求項３に係る発明の実施例であって、ポリビニルブチラールの配合量及び可塑剤の添加量を特定の範囲に限定し、さらに初期弾性率を特定の範囲に限定することにより、低温から高温までの広い温度範囲で耐貫通性能が向上することが分かる。
【００３６】
なお、初期弾性率は、高速衝撃試験機（島津製作所製のＨＴＭ−１）を用い、衝撃面の開口部の直径が５０．８ｍｍの支持枠に、厚さ０．７６ｍｍの試料（中間膜）を固定し、２３℃の環境下での上記試料（中間膜）の中心部に、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子により、３ｍ／秒の速度で衝撃を加え、そのときの応力及び歪みをロードセルで記録し、そのデーターから求めた。
【００３７】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来よりも優れた耐貫通性能を有する合わせガラス用ポリビニルブチラール中間膜を提供することが出来る。これにより、さらに安全な合わせガラスを供給することが可能となった。
Claims (4)
- ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール１０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール９０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜５０重量部とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜。
- ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有することを特徴とする合わせガラス用中間膜。
- ブチラール化度６０〜７０モル％であって平均重合度８００〜３０００のポリビニルブチラール５０〜９０重量％及びブチラール化度７０〜８０モル％であって平均重合度３０００〜５０００のポリビニルブチラール５０〜１０重量％からなる異種混合のポリビニルブチラール１００重量部と、可塑剤３０〜３８重量部とを含有し、高速衝撃試験（試料寸法：厚さ０．７６ｍｍ、直径５０．８ｍｍの円形、測定条件：測定温度２３℃、先端が半球状に加工された直径１２．５ｍｍの棒状で鋼製の衝撃子、衝撃速度３ｍ／秒）により測定される初期弾性率が０．０２〜０．０４ｋｇ／ｍｍ2 であることを特徴とする合わせガラス用中間膜。
- 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を有することを特徴とする合わせガラス。
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