JP3999862B2 - 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
【発明の属する技術分野】
本発明は白化が起こらない合わせガラス用中間膜及び合わせガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】
合わせガラスは、ガラス板間に中間膜が挟着されてなるものである。合わせガラスは、衝撃を受けて破損しても、ガラスの破片が飛び散らず安全であるので、車輌、航空機、建築物等の窓ガラス等に広く使用されている。
【0003】
このような合わせガラスに使用される中間膜のうち、可塑剤により可塑化されたポリビニルブチラール樹脂からなる中間膜は、ガラスとの優れた接着性、強靭な引っ張り強度及び高い透明性を兼ね備えており、特に、車輌の窓ガラスに好適に用いられている。
【0004】
しかし、上記可塑化されたポリビニルブチラール樹脂からなる中間膜を用いた合わせガラスは、吸湿し易く、この性質により、中間膜の含水率が上昇し、合わせガラスの周辺部が白化する等の問題があった。
【0005】
上記の問題点を解決するものとして、特公昭53−18207号公報には、可塑化ポリビニルアセタール樹脂に、モノカルボン酸又はジカルボン酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩及び変性シリコーンオイルが含有されるか又は付着されている中間膜によって少なくとも2枚のガラスが貼り合わされてなる合わせガラスが開示されている。
【0006】
特開昭60−210551号公報には、可塑化ポリビニルアセタール樹脂100重量部に、炭素数が1〜6であるモノカルボン酸カリウム0.02〜0.40重量部及び変性シリコーンオイル0.01〜0.26重量部が含有されるか又は付着されている中間膜によって少なくとも2枚のガラスが貼り合わされてなる合わせガラスが開示されている。
【0007】
しかし、これらの合わせガラスは、用いられている金属塩の種類によっては、中間膜中でこの金属塩が粒子状に固まり白化の原因となるので、長期の吸湿による白化を防止する観点からは、完全なものとはいえなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、吸湿による白化が起こらない合わせガラス用中間膜、及び、これを用いた合わせガラスを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明(以下、本発明1という)は、ナトリウム塩系中和剤を用いて得られた、ブチラール化度が60〜75モル%であるポリビニルブチラール樹脂100重量部、ジカルボン酸と1価アルコール、又はモノカルボン酸と2価アルコールとからなるジエステル系化合物20〜60重量部、炭素数が4〜14であるカルボン酸0.02〜2重量部、炭素数が4〜14であるカルボン酸のマグネシウム塩0.005〜0.1重量部、及び炭素数が4〜14であるアルコール0.05〜0.5重量部からなる合わせガラス用中間膜である。
請求項2記載の発明は、本発明1の合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスである。
以下に本発明1を詳述する。
【0010】
本発明1で使用されるポリビニルブチラール樹脂は、ブチラール化度が60〜75モル%である。60モル%未満であると、吸水性が上がって白化が起こりやすくなり、75モル%を超えると、中間膜の機械的強度が低下するので、上記範囲に限定される。好ましくは、64〜71モル%である。
【0011】
上記ポリビニルブチラール樹脂の製造には、公知の方法を用いることができ、例えば、ポリビニルアルコールを熱水に溶解し、得られた水溶液を10〜20℃に保持しておいて、ブチルアルデヒドと酸触媒とを加えてアセタール化反応を進行させ、ついで70℃に昇温して保持した後、中和、水洗及び乾燥を経てポリビニルブチラール樹脂粉末を得る方法等が挙げられる。
上記中和工程の際には、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の金属塩の水溶液が使用されるため、得られるポリビニルブチラール樹脂中にナトリウムが残留する。この残留ナトリウムは、ポリビニルブチラール樹脂が吸湿した際に、水の凝集を促進させ、ポリビニルブチラール樹脂の白化度を増加させることとなる。
【0012】
上記ポリビニルアルコールは、平均重合度800〜3000のものが好ましい。平均重合度が小さすぎると、得られる合わせガラス用中間膜の耐貫通性能が劣ることがあり、大きすぎると、得られる合わせガラスの強度が高くなりすぎ、衝撃強度が高くなりすぎることがある。
【0013】
上記ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化して得られるものであり、そのケン化度は、得られる合わせガラス用中間膜の透明性、耐熱性及び耐光性を良好にするために、95モル%以上であることが好ましい。
【0014】
本発明1で使用されるジカルボン酸と1価アルコール、又はモノカルボン酸と2価アルコールとからなるジエステル系化合物としては、例えば、ジ−n−ヘキシルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、オクチルデシルアジペート、ヘプチルノニルアジペート、ジイソオクチルアジペート、ジ−n−オクチルアジペート、ジデシルアジペート、ジブチルセバケート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、ジイソオクチルセバケート、ブチルベンジルセバケート、ジ−2−エチルヘキシルアゼレート、ジヘキシルアゼレート、ジイソオクチルアゼレート、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジラウリルフタレート、トリ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−エチルブチレート、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ペンチレート、ジエチレングリコールジヘキシレート等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。
【0015】
上記ジエステル系化合物の添加量は、ポリビニルブチラール樹脂100重量部に対して20〜60重量部である。少なすぎると、得られる合わせガラスの耐貫通性能が低下し、多すぎると、ブリードアウトして得られる合わせガラスの透明性やガラスと中間膜との接着力が低下するので、上記範囲に限定される。好ましくは、30〜55重量部である。
【0016】
本発明1で使用される炭素数が4〜14であるカルボン酸としては、例えば、酪酸、イソ酪酸、2−エチル酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、n−ヘキサン酸、n−ヘプタン酸、n−オクタン酸、2−エチルヘキシル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アクリル酸、プロピオール酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、マレイン酸、安息香酸、トルイル酸、ナフトエ酸等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。
【0017】
上記カルボン酸の添加量は、ポリビニルブチラール樹脂100重量部に対して0.02〜2重量部である。少なすぎると、吸湿による白化の防止効果が低下し、多すぎると、ブリードアウトして得られる合わせガラスの透明性やガラスと中間膜との接着力が低下するので、上記範囲に限定される。好ましくは、0.1〜1重量部である。
【0018】
本発明1において、上記カルボン酸は、前記ポリビニルブチラール樹脂中の残留ナトリウムが大粒径の凝集体となった際、ナトリウム粒子の表面に吸着し、粒子を小粒径なものに微分散させる働きを有すると考えられ、そのことにより吸湿時の水の凝集を抑制し、ポリビニルブチラール樹脂中間膜の耐白化性を向上させることができると推定される。
【0019】
本発明1で使用される炭素数4〜14であるカルボン酸のマグネシウム塩としては、例えば、酪酸マグネシウム、イソ酪酸マグネシウム、2−エチル酪酸マグネシウム、吉草酸マグネシウム、イソ吉草酸マグネシウム、n−ヘキサン酸マグネシウム、n−ヘプタン酸マグネシウム、n−オクタン酸マグネシウム、2−エチルヘキシル酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、マロン酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム、グルタル酸マグネシウム、アジピン酸マグネシウム、ピメリン酸マグネシウム、スベリン酸マグネシウム、アゼライン酸マグネシウム、セバシン酸マグネシウム、アクリル酸マグネシウム、プロピオール酸マグネシウム、メタクリル酸マグネシウム、クロトン酸マグネシウム、イソクロトン酸マグネシウム、フマル酸マグネシウム、マレイン酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、トルイル酸マグネシウム、ナフトエ酸マグネシウム等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。
【0020】
上記マグネシウム塩の添加量は、ポリビニルブチラール樹脂100重量部に対して0.005〜0.1重量部である。少なすぎると、吸湿による白化の防止効果が低下し、多すぎると、ブリードアウトして得られる合わせガラスの透明性やガラスと中間膜との接着力が低下するので、上記範囲に限定される。好ましくは、0.01〜0.05重量部である。
【0021】
本発明1において、上記マグネシウム塩は、前記ポリビニルブチラール樹脂中間膜中で均一に分散すると考えられる。したがって、吸湿時の水はマグネシウム塩を核として集まり、多数の極微細な水滴状となり、ポリビニルブチラール樹脂中間膜の白化度が低減する推定される。
【0022】
本発明1の合わせガラス用中間膜には、そのほか、必要に応じて、変性シリコーンオイル、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
【0023】
上記変性シリコーンオイルとしては特に限定されず、例えば、エポキシ変性シリコーンオイル、エーテル変性シリコーンオイル、エステル変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、アミン変性シリコーンオイル等が挙げられる。これらの変性シリコーンオイルは、一般に、ポリシロキサンに変性すべき化合物を反応させて得られる液体である。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。
【0024】
上記変性シリコーンオイルの添加量は、ポリビニルブチラール樹脂100重量部に対して0.01〜0.2重量部が好ましい。添加量が少なすぎると、吸湿による白化の防止効果が不充分になり、多すぎると、樹脂との相溶性が不良となり中間膜表面にブリードアウトし、ガラスと中間膜との接着力が低下する。より好ましくは、0.03〜0.1重量部である。
【0025】
上記安定剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸等の界面活性剤が挙げられる。
上記酸化防止剤としては、例えば、t−ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、テトラキス−[メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(チバガイギー社製、イルガノックス1010)等が挙げられる。
【0026】
上記紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール(チバガイギー社製、チヌビンP)、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール(チバガイギー社製、チヌビン320)、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(チバガイギー社製、チヌビン326)、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール(チバガイギー社製、チヌビン328)等のベンゾトリアゾール系のもの;アデカアーガス社製、LA−57等のヒンダードアミン系のもの等が挙げられる。
【0027】
本発明1の合わせガラス用中間膜は、例えば、以下の方法等により製造することができる。
上記ポリビニルブチラール樹脂、上記ジエステル系化合物、上記炭素数が4〜14であるカルボン酸及び炭素数が4〜14であるカルボン酸のマグネシウム塩をミキシングロールに供給し、混練して得られた混練物を、プレス成形機、カレンダーロール、押し出し機等でシート状に成形し樹脂膜(中間膜)を製造する。
【0028】
本発明の合わせガラス用中間膜は、更に炭素数4〜14のアルコールが添加されたものである。
上記アルコールとしては、例えば、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、1−メチルプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,1−ジメチルプロパノール、2−エチル−2−ブテン−1,4−ジオール、2−シクロヘキセン−1−オール、ベンジルアルコール、2−フェニルエタノール等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。
【0029】
上記アルコールの添加量は、ポリビニルブチラール樹脂100重量部に対して0.05〜0.5重量部である。少なすぎると、吸湿による白化の防止効果が低下し、多すぎると、ブリードアウトして得られる合わせガラスの透明性やガラスと中間膜との接着力が低下するので、上記範囲に限定される。好ましくは、0.1〜0.3重量部である。
【0030】
本発明の合わせガラスは、本発明の合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスである。
本発明の合わせガラスを本発明の合わせガラス用中間膜を用いて製造するには、従来用いられている方法を用いることでき、例えば、上記合わせガラス用中間膜を2枚のフロートガラスにて挟着し、この挟着体を真空バックに入れて、真空にしたままオーブン内で90℃で30分間保持し、真空バックから取り出した挟着体を、オートクレーブ内で圧力12kg/cm2 、温度135℃にて熱圧プレスし、透明な合わせガラスを得る方法等が挙げられる。
【0031】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0032】
参考例1
ポリビニルブチラール樹脂の合成
イオン交換水2900重量部、及び、平均重合度1700でけん化度99.2モル%のポリビニルアルコール198重量部(ビニルアルコール4.5モル相当量)を攪拌装置付き反応器に供給し、攪拌しながら95℃に加熱して溶解した。この溶液を30℃に冷却し、35重量%塩酸208重量部(2.1モル)とn−ブチルアルデヒド152重量部(2.1モル)とを加え、ついで液温を2℃に下げてこの温度を保持し、ポリビニルブチラール樹脂が析出した後、液温を30℃に昇温して5時間保持した。保持した後、炭酸水素ナトリウム156重量部(1.8モル)を加えて中和し、水洗及び乾燥を行いブチラール化度65モル%のポリビニルブチラール樹脂を得た。該樹脂のナトリウム含有量をICP発光分析法で定量した結果、50ppmであった。なお、ICP発光分析は、試料を硫酸と硝酸で加熱・分解し、この分解物を超純水で定容した後、ICP−AES装置(日本ジャーレルアッシュ社製「ICAP−575型」)を用いてICP−AER法で定量するものである。
【0033】
樹脂膜(中間膜)の作製
得られたポリビニルブチラール樹脂100重量部、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチレート40重量部、エチレンジアミン四酢酸0.05重量部、2−エチル酪酸マグネシウム0.04重量部、及び、下式に示す変性シリコーンオイル0.05重量部をミキシングロールに供給し、混練して得られた混練物をプレス成形機にて、150℃、120kg/cm2 の条件で30分間プレス成形し、厚さ0.8mmの樹脂膜(中間膜)を得た。得られた樹脂膜(中間膜)を用いて耐湿白化性試験を行い、その結果を表1に示す。
【化1】
【0034】
耐湿白化性試験
樹脂膜(中間膜)を4×4cmのサイズにカットし、イオン交換水中に8時間放置し、その後ヘイズを東京電色社製、積分式濁度計により測定した。
【0035】
実施例1〜4、参考例1〜4及び比較例1〜4
表1に示す成分に参考例1と同様に変性シリコーンオイルを添加し、参考例1と同様にして樹脂膜(中間膜)を作製し、参考例1と同様にして耐湿白化性試験を行った。その結果を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】
【発明の効果】
本発明の合わせガラス用中間膜は、上述のとおりであるので、透明性、耐光性、耐候性、耐衝撃性、接着性等の中間膜として必要な基本物性を有し、更に、優れた耐湿性を有し、吸湿後の白化がなく、その経時変化もない。本発明の合わせガラス用中間膜を用いた合わせガラスは、建築用、車輌用として好適に使用することができる。
Claims (2)
- ナトリウム塩系中和剤を用いて得られた、ブチラール化度が60〜75モル%であるポリビニルブチラール樹脂100重量部、
ジカルボン酸と1価アルコール、又はモノカルボン酸と2価アルコールとからなるジエステル系化合物20〜60重量部、
炭素数が4〜14であるカルボン酸0.02〜2重量部、
炭素数が4〜14であるカルボン酸のマグネシウム塩0.005〜0.1重量部、及び
炭素数が4〜14であるアルコ−ル0.05〜0.5重量部からなることを特徴とする合わせガラス用中間膜。 - 請求項1記載の合わせガラス用中間膜を用いたことを特徴とする合わせガラス。
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