JP7010241B2 - 合わせガラス - Google Patents
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Description
しかしながら、ガラスと同等の剛性を維持するためには、透明プラスチック板の厚さを厚くしなければならないため、期待するほどの軽量化に至っていない。また、耐スクラッチ性を付与するためには、透明プラスチック板にハードコート層を設ける必要があり、費用が高くなる等の課題があり、普及は進んでいない。
しかし、弾性率の低いポリビニルブチラール層を有する場合、合わせガラス全体での曲げ弾性率が低く、曲げ応力に対する剛性を維持するには、合わせガラス全体の厚さを厚くしなければならず、合わせガラスの重量軽減には効果が低いという問題を有している。
しかしながら、上記の例示された樹脂からなる中間膜を使用した軽量合わせガラスを自動車用窓材として使用した場合、一定の曲げ剛性を維持したとしても、例えば、自動車用安全ガラスの規格であるJIS R3211に定められたような耐衝撃性(温度-20℃及び40℃の条件)、耐熱性、耐光性、耐湿性等の特性も満足するものではなかった。
更に、この文献には、ポリビニルブチラールからなる樹脂中間膜では、一定の曲げ剛性を維持して、ガラス板単体よりも軽量化した合わせガラスを得ることは困難であることも示されている。
しかしながら、この文献には、得られる合わせガラスは、ガラスの厚さが低減され、面密度が比較例の合わせガラスに比べて約30%低下していることは記載されているが、例えば、曲げ剛性が低下していることに関しては記載されていない。
しかし、アイオノマーを中間膜とした合わせガラスでは、特許文献2に記載の合わせガラスと同様に、例えば、-20℃程度の低温下ではガラスとの接着性が低下するという課題を有している。
しかし、この文献に記載されている中間膜は、ヤング率の低い高分子層を有しているため、合わせガラス全体の剛性を維持して、より軽量化するには、有利とはいえない。
しかし、この合わせガラスでは、好ましい剛性を維持することが困難であった。
その結果、粘弾性特性において特定の貯蔵弾性率を有する、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマーを主成分とする接着剤層と、該接着剤層よりも高い貯蔵弾性率を有する剛性樹脂層から構成される中間膜を使用することにより、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
(1)複数のガラス板が、中間膜[J]を介して接着一体化されてなる合わせガラスであって、
(i)温度25℃における合わせガラスの平均密度が1.2~1.5g/cm3であり、
(ii)中間膜[J]が、少なくとも2層の、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]を主成分とする接着剤からなる接着剤層[G]、及び、2層の接着剤層[G]の間に位置する少なくとも1層の剛性樹脂層[H]から構成される層構造を有するものであり、
(iii)剛性樹脂層[H]の貯蔵弾性率が、接着剤層[G]の貯蔵弾性率よりも高い値を有しており、
(iv)下記式1により算出されるか又は実測される中間膜[J]の貯蔵弾性率が、温度-20℃において、2.0×108~1.0×109Pa、及び、温度40℃において、1.0×108~8.0×108Paである
ことを特徴とする、合わせガラス。
芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[A]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[B]とからなり、重合体ブロック[A]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwAとし、重合体ブロック[B]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwBとしたとき、wAとwBとの比wA:wBが30:70~60:40であるブロック共重合体[C]を水素化して得られるブロック共重合体水素化物[D]に、アルコキシシリル基が導入された変性ブロック共重合体水素化物[E]であることを特徴とする、(1)に記載の合わせガラス。
芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[A]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[B]とからなり、
重合体ブロック[A]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwAとし、重合体ブロック[B]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwBとしたとき、wAとwBとの比wA:wBが30:70~60:40であるブロック共重合体[C]の、
主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香環の炭素-炭素不飽和結合の95%以上が水素化されたブロック共重合体水素化物[D]に、
アルコキシシリル基が導入された変性ブロック共重合体水素化物[E]
であることを特徴とする、(1)に記載の合わせガラス。
分子内に芳香族ビニル化合物由来の繰り返し単位を有する重合体ブロックと鎖状共役ジエン化合物由来の繰り返し単位を有する重合体ブロックとを含むブロック共重合体の水素化物[S]、ポリカーボネート、ポリエステル系樹脂及びポリ(メタ)アクリル酸エステル系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の剛性樹脂から構成された層であることを特徴とする、(1)から(3)のいずれかに記載の合わせガラス。
芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[P]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[Q]とからなり、
重合体ブロック[P]の全量がブロック共重合体[R]全体に占める重量分率をwPとし、重合体ブロック[Q]の全量がブロック共重合体[R]全体に占める重量分率をwQとしたとき、wPとwQとの比wP:wQが50:50~70:30であるブロック共重合体[R]の、
主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香環の炭素-炭素不飽和結合の95%以上を水素化して得られるブロック共重合体水素化物[S]
であることを特徴とする、(4)に記載の合わせガラス。
本発明の合わせガラスは、自動車用窓材、建築物用窓材、屋根材、床材、船舶や航空機の窓材等として有用である。
本発明の合わせガラスに用いる中間膜[J]は、少なくとも2層以上の透明な接着剤層[G]と、少なくとも1層以上の、接着剤層[G]よりも高い貯蔵弾性率を有する透明な剛性樹脂層[H]から構成される。
接着剤層[G]は、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]を主成分とする接着剤で構成される。
中間膜[J]を構成する層の数は、通常3~100層、好ましくは4~50層、より好ましくは5~20層であり、5層以上であることが特に好ましく、9層以下であることが特に好ましい。
中間膜[J]の層構成としては、例えば、
接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]の3層からなる構成;
接着剤層[G]/接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]、接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]、等の4層からなる構成;
接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]、等の5層からなる構成;
接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]/接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]、等の6層からなる構成;
接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]/接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]/接着剤層[G]/剛性樹脂層[H]/接着剤層[G]、等の9層からなる構成;等が挙げられる。
中間膜[J]の貯蔵弾性率がこの範囲にあれば、合わせガラスの曲げ弾性率の低下を抑止して、剛性を維持し易くなり、また、急激な温度変化による熱衝撃でガラスの割れを防止し易くなる。
中間膜[J]の厚さがこの範囲であれば、合わせガラスが衝撃で割れた場合に、ガラスの飛散量を少なくできる。また、中間膜[J]の厚さがこの範囲よりも大きい場合は、合わせガラス全体での光線透過率が低下したり、中間膜[J]を構成する樹脂の使用量が多くなり経済性が低下したりするおそれがある。
接着剤層[G]は、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]を主成分とする透明な接着剤からなる層である。接着剤層[G]は、ガラスに対する接着性と柔軟性を有する。接着剤層[G]中における、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]の含有量は、接着剤層[G]全体に対して、通常90重量%以上、好ましくは95重量%以上、より好ましくは98重量%以上である。
本発明に使用する接着剤層[G]は、動的粘弾性特性において実測される貯蔵弾性率が、温度-20℃において、通常1.0×108~7.0×108Pa、好ましくは1.3×108~6.0×108Pa、より好ましくは1.5×108~5.0×108Paの範囲、及び、温度40℃において、通常0.50×108~6.0×108Pa、好ましくは0.70×108~5.0×108Pa、より好ましくは0.90×108~4.0×108Paの範囲のものである。
接着剤層[G]の貯蔵弾性率がこの範囲にあれば、合わせガラスの曲げ弾性率の低下を抑止して剛性を維持し、且つ、温度変化に伴う接着剤層[G]の熱膨張による接着ガラス板の割れを防止できる。
接着剤層[G]の厚さは、通常0.01~3mm、好ましくは0.02~2mm、より好ましくは0.04~1mmである。
接着剤層[G]の厚さがこの範囲であれば、中間膜[J]とガラス板との十分な接着性が得られる。また、接着剤層[G]の厚さがこの範囲より大きい場合は、合わせガラス製造に使用する接着剤層[G]の使用量が多くなり、経済性が低下するおそれがある。
接着剤層[G]の主成分であるアルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]の具体例としては、ポリスチレン系エラストマー、水素化ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマーに、アルコキシシリル基が導入された高分子が挙げられる。これらの高分子は、熱可塑性エラストマーにアルコキシシリル基を導入することにより、ガラスに対する強固な接着性が付与されたものである。
アルコキシシリル基の導入量がこの範囲であれば、本発明で使用する中間膜[J]は、ガラスとの強固な接着性を示す。また、中間膜[J]を常温常湿状態で長期間貯蔵した場合も、アルコキシシリル基同士の縮合反応の進行によるガラスとの接着性の低下が抑制され、安定した接着性が得られる。
アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]の中でも、特に好ましいアルコキシシリル基を有する水素化ポリスチレン系エラストマーは、芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[A]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[B]とからなるブロック共重合体[C]を水素化して得られるブロック共重合体水素化物[D]にアルコキシシリル基が導入された、変性ブロック共重合体水素化物[E]である。
重合体ブロック[A]は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とするものであり、重合体ブロック[A]中の芳香族ビニル化合物由来の構造単位の含有量は、通常90重量%以上、好ましくは95重量%以上、より好ましくは99重量%以上である。ブロック共重合体[C]に含まれる複数の重合体ブロック[A]は、上記の範囲を満足すれば互いに同一であっても、相異なっていても良い。
重合体ブロック[A]中の芳香族ビニル化合物由来の構造単位が少なすぎると、接着剤層[J]の耐熱性が低下するおそれがある。
重合体ブロック[A]中の芳香族ビニル化合物由来の構造単位以外の成分が多くなり過ぎると、本発明の合わせガラスの曲げ弾性率が低下し、剛性を維持することができなくなるおそれがある。
重合体ブロック[B]は、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とするものであり、重合体ブロック[B]中の鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位の含有量は、通常80重量%以上、好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上である。
鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位が上記範囲にあると、本発明の合わせガラスは、耐熱衝撃性、中間膜[J]とガラス板との接着性が優れる。
重合体ブロック[B]中の鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位以外の成分が多くなり過ぎると、本発明の合わせガラスの、耐熱衝撃性、中間膜[J]とガラス板との接着性を維持できなくなるおそれがある。
ブロック共重合体[C]は、少なくとも2つの重合体ブロック[A]と、少なくとも1つの重合体ブロック[B]とからなる。ブロック共重合体[C]において、重合体ブロック[A]の全量がブロック共重合体[C]に占める重量分率をwAとし、重合体ブロック[B]の全量がブロック共重合体[C]に占める重量分率をwBとしたときに、wAとwBとの比wA:wBは、通常30:70~60:40、好ましくは40:65~57:43、より好ましくは45:55~55:45である。そして、ブロック共重合体[C]は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする少なくとも2つの重合体ブロック(A)と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする少なくとも1つの重合体ブロック(B)とからなり、芳香族ビニル化合物由来の構造単位がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をxAとし、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をxBとしたときの、xAとxBとの比は、通常30:70~60:40、好ましくは40:65~57:43、より好ましくは45:55~55:45である。
wA:wB(またはxA:xB)がこの範囲にあれば、本発明の合わせガラスは、曲げ弾性率の低下を抑止して剛性を維持することができる。
Mw及びMw/Mnが上記範囲であれば、接着剤層[G]の機械的強度や成形加工性が良好となる。
ブロック共重合体水素化物[D]は、ブロック共重合体[C]を水素化することにより得られ、ブロック共重合体[C]の鎖状共役ジエン化合物に由来する主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合のみを選択的に水素化した高分子であっても、ブロック共重合体[C]の鎖状共役ジエン化合物に由来する主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香族ビニル化合物に由来する芳香環の炭素-炭素不飽和結合を水素化した高分子であってもよい。
水素化率が上記の範囲であれば、得られるブロック共重合体水素化物[D]は、耐熱劣化性が良好である。
ブロック共重合体水素化物[D]の水素化率は、ブロック共重合体水素化物[D]の1H-NMRを測定することにより、鎖状共役ジエン化合物に由来する炭素-炭素不飽和結合の水素化率並びに芳香族ビニル化合物に由来する炭素-炭素不飽和結合の水素化率をそれぞれ求めることができる。
水素化率がこの範囲にあれば、接着剤層[G]は、透明性、耐熱劣化性、耐光性に優れ、鎖状共役ジエン化合物に由来する炭素-炭素不飽和結合のみを選択的に水素化したブロック共重合体水素化物[D]に比較して、耐熱変形性も高くなるため特に好ましい。
ブロック共重合体[C]の鎖状共役ジエン化合物に由来する主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合を選択的に水素化する方法は、特に限定されない。例えば、特開2015-78090号公報等に記載された公知の水素化方法が挙げられる。
また、ブロック共重合体[C]の鎖状共役ジエン化合物に由来する主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香族ビニル化合物に由来する芳香環の炭素-炭素不飽和結合を水素化する方法も特に限定されないが、水素化率を高くでき、重合体切断反応の少ない水素化方法が好ましい。このような水素化方法としては、例えば、WO2011/096389号パンフレット、WO2012/043708号パンフレット等に記載された方法が挙げられる。
回収したブロック共重合体水素化物[D]は、通常、ペレット形状にして、その後の成形加工に供することができる。
Mw及びMw/Mnが上記範囲となるようにすると、本発明で使用する接着剤層[G]の機械的強度や成形加工性が良好となる。
変性ブロック共重合体水素化物[E]は、ブロック共重合体水素化物[D]に、アルコキシシリル基が導入されたものである。アルコキシシリル基の導入量は、ブロック共重合体水素化物[D]100重量部に対して、通常0.2~5重量部、好ましくは0.4~4重量部、より好ましくは0.6~3重量部であり、1.5重量部以上であることが特に好ましく、2.5重量部以下であることが特に好ましい。
アルコキシシリル基の導入量がこの範囲であれば、接着剤層[G]は、ガラス板との強固な接着性を示す。アルコキシシリル基の導入量が多過ぎると、得られる変性ブロック共重合体水素化物[E]を貯蔵中に微量の水分等で分解されたアルコキシシリル基同士の架橋が進み、接着剤とした場合に接着性が低下するおそれがある。
また、アルコキシシリル基は、ブロック共重合体水素化物[D]に、炭素数1~20のアルキレン基や、炭素数2~20のアルキレンオキシカルボニルアルキレン基等の2価の有機基を介して結合していても良い。
用いるエチレン性不飽和シラン化合物としては、ブロック共重合体水素化物[D]とグラフト重合し、ブロック共重合体水素化物[D]にアルコキシシリル基を導入するものであれば、特に限定されない。例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、等が好適に用いられる。これらのエチレン性不飽和シラン化合物は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
有機過酸化物としては、例えば、t-ブチルクミルパーオキシド、ジクミルパーオキサイド、ジ-t-ヘキシルパーオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-t-ブチルパーオキシド、ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン等が好適に用いられる。
これらの有機過酸化物は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
有機過酸化物の使用量が上記範囲であれば、ブロック共重合体水素化物[D]に所望量のアルコキシシリル基を導入でき、また、ブロック共重合体水素化物の分子量の大きな低下を抑制できる。
加熱混練温度、加熱混練時間(滞留時間)が上記範囲になるようにして、連続的に混練、押出しをすればよい。
一方、有機過酸化物の存在下で、エチレン性不飽和シラン化合物と反応させるため、重合体の架橋反応、切断反応が併発し、変性ブロック共重合体水素化物[E]の分子量分布の値は大きくなる。
Mw及びMw/Mnが上記範囲となるようにすると、接着剤層[G]の機械的強度や成形加工性が良好となる。
接着剤層[G]は、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]、より好ましくはアルコキシシリル基を有する変性ブロック共重合体水素化物[E]を主成分とし、樹脂を主成分とする接着剤に一般的に配合される各種添加剤を配合してなる接着剤組成物からなる層である。
添加剤としては、ガラスとの接着性を調整するための粘着性付与剤、接着性付与剤、紫外線を遮蔽するための紫外線吸収剤、加工性等を高めるための酸化防止剤、耐久性を高めるための光安定剤等が挙げられる。
粘着性付与剤の配合量が多すぎる場合は、本発明の合わせガラスの曲げ弾性率が低下して、剛性を維持できなくなるおそれがある。
接着性付与剤の配合量は、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]100重量部に対して、通常10重量部以下、好ましくは7重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。
接着性付与剤の配合量が多すぎる場合は、本発明の合わせガラスの曲げ弾性率が低下して、剛性を維持できなくなるおそれがある。
酸化防止剤としては、リン系酸化防止剤、フェノ-ル系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤等が使用できる。
光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤等が使用できる。
アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]に配合される、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等は、それぞれ1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤の配合量は、必要に応じてアルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]100重量部に対して、通常5重量部以下、好ましくは3重量部以下、より好ましくは2重量部以下である。
接着剤層[G]を成形する方法としては、特に限定されず、公知の、溶融押出し成形法、多層共押出し成形法、押出しラミネート法、熱ラミネート法、等が適用できる。
例えば、溶融押出し成形法により、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]を主成分とする接着剤組成物からなる単層の接着剤層[G]を成形する場合は、樹脂温度を、通常180~240℃、好ましくは190~230℃、より好ましくは200~220℃の範囲にして、シート状に成形すればよい。
樹脂温度が低過ぎる場合は、流動性が悪化し、接着剤層[G]の押出し速度が上げられず、工業的に不利となるおそれがある。樹脂温度が高過ぎる場合は、成形される接着剤層[G]のガラス面に対する接着性が不良となったり、接着剤層[G]の貯蔵安定性が低下して、接着剤層[G]を長期間貯蔵した後のガラスに対する接着性が低下したりするおそれがある。
アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]が上記のアルコキシシリル基を有するブロック共重合体水素化物[E]の場合は、溶融押出し成形による着色や熱劣化がほとんど認められないため、押出しシートの幅調整のために切除した耳部は、接着剤層[G]の成形に再利用できる。
剛性樹脂層[H]は、接着剤層[G]よりも高い貯蔵弾性率を有する透明な熱可塑性樹脂からなる層である。剛性樹脂層[H]の全光線透過率は、通常80%以上、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上である。
剛性樹脂層[H]中における、熱可塑性樹脂の含有量は、鋼性樹脂層[H]全体に対して、通常90重量%以上、好ましくは95重量%以上、より好ましくは98重量%以上である。
本発明で使用する剛性樹脂層[H]は、動的粘弾性特性において実測される貯蔵弾性率が、接着剤層[G]の貯蔵弾性率よりも大きい値を有する樹脂層である。
剛性樹脂層[H]の貯蔵弾性率は、温度-20℃において、通常3.0×108Pa以上、好ましくは、3.5×108Pa以上、より好ましくは3.9×108Pa以上であり、温度40℃において、通常2.0×108Pa以上、好ましくは、2.5×108Pa以上、より好ましくは3.0×108Pa以上である。
剛性樹脂層[H]の貯蔵弾性率がこの範囲にあれば、合わせガラスの曲げ弾性率を高めて、剛性を維持し易くなる。
剛性樹脂層[H]の厚さは、通常0.05~5mm、好ましくは0.1~4mm、より好ましくは0.2~3mm、特に好ましくは0.5mm以上、特に好ましくは1mm以下である。
剛性樹脂層[H]の厚さがこの範囲であれば、合わせガラスの曲げ弾性率を高めて、剛性を維持し易くなる。また、合わせガラスの製造時の作業性が容易である。
剛性樹脂層[H]を構成する熱可塑性樹脂は、上記の貯蔵弾性率に加えて、透明性、100℃以上の耐熱性、耐光性、低吸湿性等を有する樹脂であることが好ましい。
具体的な例としては、スチレン、α―メチルスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物と、ブタジエン、イソプレン等の鎖状共役ジエン化合物からなるブロック共重合体の、共役ジエン化合物に由来する炭素-炭素不飽和結合並びに芳香族ビニル化合物に由来する炭素-炭素不飽和結合を水素化したブロック共重合体水素化物;ビスフェノールA型ポリカーボネート、ビスフェノールZ型ポリカーボネート、ビスフェノールAP型ポリカーボネート等のポリカーボネート樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ-1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-メチルメタクリレート共重合体等のポリスチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート・ブチルアクリレートブロック共重合体等のポリ(メタ)アクリル酸エステル系樹脂;等が挙げられる。
剛性樹脂層[H]は、これらの熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂から構成される。
これらの中では、耐衝撃性に優れる観点から、ブロック共重合体水素化物、ビスフェノールA型ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートが好ましく、密度が小さく、耐熱性、耐光性、耐湿性、耐衝撃性等の物性をバランス良く有する観点から、ブロック共重合体水素化物が特に好ましい。
透明な熱可塑性樹脂の中でも特に好ましい芳香族ビニル化合物と鎖状共役ジエン化合物からなるブロック共重合体の水素化物は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[P]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[Q]とからなるブロック共重合体[R]の、主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香環の炭素-炭素不飽和結合を水素化して得られる高分子である。
重合体ブロック[P]は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とするものであり、重合体ブロック[P]中の芳香族ビニル化合物由来の構造単位の含有量は、通常90重量%以上、好ましくは95重量%以上、より好ましくは99重量%以上である。
重合体ブロック[P]中の芳香族ビニル化合物由来の構造単位が少なすぎると、剛性樹脂層[H]の貯蔵弾性率が低下し、合わせガラスの剛性を維持することができなくなるおそれがある。
また、芳香族ビニル化合物以外の成分として、前記の重合体ブロック[A]と同様の鎖状共役ジエン化合物及び/又はその他のビニル化合物を使用することができる。芳香族ビニル化合物、鎖状共役ジエン化合物及びその他のビニル化合物の使用する割合は、重合体ブロック[A]の場合と同様である。
重合体ブロック[Q]は、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とするものであり、重合体ブロック[Q]中の鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位の含有量は、通常80重量%以上、好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上である。
重合体ブロック[Q]中の鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位が少なすぎると、剛性樹脂層[H]の柔軟性、耐衝撃性が低下するおそれがある。
また、鎖状共役ジエン化合物以外の成分として、前記の重合体ブロック[B]と同様の芳香族ビニル化合物及び/又はその他のビニル化合物を使用することができる。鎖状共役ジエン化合物、芳香族ビニル化合物及びその他のビニル化合物の使用する割合は、重合体ブロック[B]の場合と同様である。
ブロック共重合体[R]は、少なくとも2つの重合体ブロック[P]と、少なくとも1つの重合体ブロック[Q]とからなる。ブロック共重合体[R]において、重合体ブロック[P]の全量がブロック共重合体[R]に占める重量分率をwPとし、重合体ブロック[Q]の全量がブロック共重合体[R]に占める重量分率をwQとしたときに、wPとwQとの比wP:wQは、通常50:50~70:30、好ましくは53:47~67:33、より好ましくは55:45~65:35である。
wP:wQがこの範囲にあれば、本発明の合わせガラスは、曲げ弾性率を高めて、剛性を維持し易くなる。
また、ブロック共重合体[R]の分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、特に好ましくは1.5以下である。
Mw及びMw/Mnが上記範囲であれば、剛性樹脂層[H]の機械的強度や成形加工性が良好となる。
ブロック共重合体水素化物[S]は、ブロック共重合体[R]の主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香環の炭素-炭素不飽和結合の95%以上、好ましくは97%以上、より好ましくは99%以上を水素化してなる高分子である。
ブロック共重合体水素化物[S]の水素化率は、ブロック共重合体水素化物[D]と同様の方法で求めることができる。
水素化率がこの範囲にあれば、剛性樹脂層[H]は、透明性及び耐光性に優れる。
Mw及びMw/Mnが上記範囲であれば、剛性樹脂層[H]の機械的強度や成形加工性が良好となる。
回収したブロック共重合体水素化物[S]は、通常、ペレット形状にして、その後の成形加工に供することができる。
剛性樹脂層[H]を形成する方法としては、特に限定されず、公知の、溶融押出し成形法、多層共押出し成形法、押出しラミネート法、熱ラミネート法等の公知の成形方法が適用できる。
例えば、溶融押出し成形法により、熱可塑性樹脂からなる単層の剛性樹脂層[Hを成形する場合は、樹脂温度を、通常200~300℃、好ましくは210~290℃、より好ましくは220~280℃の範囲にして、シート状に成形すればよい。
樹脂温度が低過ぎる場合は、流動性が悪化し、剛性樹脂層[H]の押出し速度が上げられず、工業的に不利となるおそれがある。樹脂温度が高過ぎる場合は、成形される樹脂の熱劣化が進むおそれがある。
例えば、超多層ポリエステルシートを使用した場合等では、合わせガラスの剛性を維持すると共に、高い耐貫通性を付与することもできる。剛性樹脂層[H]に接着剤層[G]が積層されてない場合は、合わせガラスを製造する際に、剛性樹脂層[H]と接着剤層[G]を重ね合わせて積層して合わせガラスに成形すればよい。
本発明の合わせガラスは、中間膜[J]を複数のガラス板間に介在させて、接着一体化してなる合わせガラスである。
本発明の合わせガラスの平均密度は、25℃において通常1.2~1.5g/cm3、好ましくは1.20~1.46g/cm3、より好ましくは1.25~1.45g/cm3、特に好ましくは1.3~1.4g/cm3である。
例えば、自動車窓用合わせガラスとして一般的な2.1mmの厚さのガラス板を、0.76mmの厚さのポリビニルブチラール系中間膜で貼り合せた合わせガラスの場合、平均密度は、約2.3g/cm3である。
本発明の合わせガラスは、自動車窓用合わせガラスとして一般的な合わせガラスと比較して平均密度が約2/3以下と小さいため、合わせガラスの軽量化に有利である。
上記自動車窓用合わせガラスとして一般的な2.1mmの厚さのガラス板を、0.76mmの厚さのポリビニルブチラール系中間膜で貼り合せた合わせガラスの場合、曲げ弾性率は、約11×109Paである。
ここでいう合わせガラスの曲げ弾性率は、JIS R1602-1995法(ファインセラミックスの弾性率試験方法)に規定された、4点曲げ試験方法に準じて測定された曲げ弾性率である。
また、-20℃付近から40℃付近の広い温度領域で、ガラスとの安定した接着性を維持して、衝撃によりガラスが割れた場合のガラスの飛散量を少なくする効果ももたらすものである。
例えば、厚さ1.1mmのガラス板/厚さ2.28mmの中間膜[J]/厚さ0.5mmのガラス板のように、異なる厚さのガラス板を使用することもできる。
本発明の合わせガラスの層構成は、特に限定されない。例えば、ガラス板/中間膜[J1]/ガラス板、ガラス板/中間膜[J1]/中間膜[J1]/ガラス板、ガラス板/中間膜[J1]/中間膜[J2]/中間膜[J1]/ガラス板、ガラス板/中間膜[J1]/ガラス板/中間膜[J2]/ガラス板、ガラス板/中間膜[J1]/ガラス板/中間膜[J2]/ガラス板/中間膜[J3]/ガラス板、等のような複数のガラス板と、単数もしくは複数の中間膜[J]から構成されたものが挙げられる。ここで、[J1]、[J2]、[J3]は、同一又は異なる組成及び/又は層構成の接着剤層を表す。
図1は、2枚のガラス板の間に、接着剤層[G]、剛性樹脂層[H]、接着剤層[G]、剛性樹脂層[H]及び接着剤層[G]を、この順に重ねて挟み、接着一体化して製造した合わせガラスの1例の断面図である。
図1において、1は合わせガラス、2はガラス板、3は接着剤層[G]、4は剛性樹脂層[H]、5は中間膜[J]を示す。複数のガラス板、複数の接着剤層[G]、複数の剛性樹脂層[H]は、各々、同一であっても、異なっても良い。
図2において、1は合わせガラス、2はガラス板、3は接着剤層[G]、4は剛性樹脂層[H]、5は中間膜[J]、6はあらかじめ積層された多層中間膜[j]、ここで、5は3枚の中間膜[j]から構成された中間膜[J]を示す。複数のガラス板、複数の接着剤層[G]、複数の剛性樹脂層[H]、複数の中間膜[j]は、各々、同一であっても、異なっても良い。
本実施例における評価は、以下の方法によって行う。
ブロック共重合体及びブロック共重合体水素化物の分子量は、テトラヒドロフラン(THF)を溶離液とするGPCによる標準ポリスチレン換算値として38℃において測定した。測定装置としては、HLC8020GPC(東ソー社製)を用いた。
ブロック共重合体水素化物の主鎖、側鎖及び芳香環の水素化率は、1H-NMRスペクトルを測定して算出した。
接着剤組成物、剛性樹脂を熱プレス成形して、厚さ1~2mmのシートを作製し、該シートから長さ50mm、幅10mmの試験片を切り出した。
各々の試験片を使用して、粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、ARES)を使用し、JIS K7244-2法(プラスチック-動的機械特性の試験方法-第2部:ねじり振子法)に準じて、角周波数:1rad/s、測定温度範囲:-100~150℃、昇温速度:5℃/minの条件で、粘弾性特性を測定した。
得られた測定値から、各々の試験片の、-20℃及び40℃における貯蔵弾性率(G’)の値を求めた。
中間膜を、2枚の青板ガラス(長さ300mm、幅300mm、厚さ0.5~2.1mm)に挟み、接着一体化させた合わせガラスを試験片とした。
電子天秤を使用して試験片の重量を測定し(25℃)、実測した厚さと面積から合わせガラスの体積を求め、合わせガラスの平均密度(単位:g/cm3)を算出した。
平均密度の評価は、平均密度が1.2~1.5g/cm3の場合を、範囲内(○)、1.2g/cm3未満の場合及び1.5g/cm3を超える場合を、範囲外(×)とした。
2枚のガラス板(長さ100mm、幅20mm、厚さ0.5~2.1mm)を中間膜で貼り合わせた合わせガラス(総厚3~9mm)を試験片とした。
オートグラフ(インストロン社製、INSTRON5582)を使用し、JIS R1602法(4点曲げ)に準じて、回転形4点曲げ試験治具を使用して、支点間距離:上部=26.7mm、下部=80mm、支持棒直径6mm、温度25℃の条件で4点曲げ試験を行い、下記式2により曲げ弾性率を測定した。
中間膜を、2枚の青板ガラス(厚さ0.5~2.1mm、幅300mm、長さ300mm)に挟み、接着一体化させた合わせガラスを試験片とした。
この試験片を使用し、JIS R3212法(自動車安全ガラス試験方法)に準じて、温度-20℃及び40℃において、質量227gの鋼球を、合わせガラスの厚さに対応して8.5~12mの高さから試験片に落下させ、貫通の有無、衝撃面の反対側からのガラスの剥離破片の総重量を測定した。
耐衝撃性の評価は、鋼球の貫通が無く、ガラス破片の総重量が12g以下の場合を良好(○)、貫通がある場合、又は、貫通は無いが、ガラス破片の総重量が12gを超える場合を不良(×)とした。
(ブロック共重合体[C1])
攪拌装置を備え、内部が十分に窒素置換された反応器に、脱水シクロヘキサン320部、脱水スチレン10部及びジブチルエーテル0.48部を入れた。全容を60℃で攪拌しながら、n-ブチルリチウム(15%シクロヘキサン溶液)0.89部を加えて重合を開始させ、攪拌しながら60℃で20分間反応させた。この時点で、反応液をガスクロマトグラフィー(GC)により分析した結果、重合転化率は99.5%であった。
その後、更に、反応液に脱水スチレン40部を、110分間にわたって連続的に添加し、添加終了後、そのまま60分攪拌した。この時点で、反応液をGCにより分析した結果、重合転化率はほぼ100%であった。
次に、上記の重合体溶液を、攪拌装置を備えた耐圧反応器に移送し、水素化触媒として、珪藻土担持型ニッケル触媒(日揮触媒化成社製、製品名「E22U」、ニッケル担持量60%)4.0部、及び脱水シクロヘキサン30部を添加して混合した。反応器内部を水素ガスで置換し、さらに溶液を攪拌しながら水素を供給し、温度190℃、圧力4.5MPaにて6時間水素化反応を行った。
水素化反応により得られた反応溶液に含まれるブロック共重合体水素化物[D1]の重量平均分子量(Mw)は48,900、分子量分布(Mw/Mn)は1.04であった。
次いで、上記溶液を、円筒型濃縮乾燥器(日立製作所社製、製品名「コントロ」)を用いて、温度260℃、圧力0.001MPa以下で、溶液からシクロヘキサン、キシレン及びその他の揮発成分を除去した。
溶融ポリマーをダイからストランド状に押出し、冷却後、ペレタイザーによりブロック共重合体水素化物[D1]のペレット95部を作製した。
得られたペレット状のブロック共重合体水素化物[D1]の重量平均分子量(Mw)は48,400、分子量分布(Mw/Mn)は1.09、水素化率はほぼ100%であった。
得られたブロック共重合体水素化物[D1]のペレット100部に対して、ビニルトリメトキシシラン2.0部及び2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン(日油社製、製品名「パーヘキサ(登録商標)25B」)0.2部を添加した。この混合物を、二軸押出し機を用いて、樹脂温度200℃、滞留時間60~70秒で混練し、ストランド状に押出し、空冷した後、ペレタイザーによりカッティングし、アルコキシシリル基を有する変性ブロック共重合体水素化物[E1]のペレット96部を得た。
得られた変性ブロック共重合体水素化物[E1]のペレット10部をシクロヘキサン100部に溶解した後、脱水メタノール400部中に注いで、変性ブロック共重合体水素化物[E1]を凝固させ、凝固物を濾取した。濾過物を25℃で真空乾燥して、変性ブロック共重合体水素化物[E1]のクラム9.2部を単離した。
変性ブロック共重合体水素化物[E1]のFT-IRスペクトルを測定したところ、1090cm-1にSi-OCH3基、825cm-1と739cm-1にSi-CH2基に由来する新たな吸収帯が、ビニルトリメトキシシランのSi-OCH3基、Si-CH基に由来する吸収帯(1075cm-1、808cm-1及び766cm-1)と異なる位置に観察された。
また、変性ブロック共重合体水素化物[E1]の1H-NMRスペクトル(重クロロホルム中)を測定したところ、3.6ppmにメトキシ基のプロトンに基づくピークが観察され、ピーク面積比からブロック共重合体水素化物[D1]の100部に対してビニルトリメトキシシラン1.8部が結合したことが確認された。
(ブロック共重合体[C2])
製造例1と同じ反応器に、脱水シクロヘキサン310部、エチレングリコールジブチルエーテル0.84部を入れ、さらに、n-ブチルリチウム(15重量%シクロヘキサン溶液)0.80部を加えて重合を開始させた。全容を60℃で攪拌しながら、脱水スチレン20部を50分間にわたって連続的に反応器内に添加した。添加終了後、そのままさらに、60℃で40分間全容を攪拌した。この時点で、反応液をGCにより測定したところ、重合転化率は99.5%であった。
その後、更に、反応液に脱水スチレン20部を、60分間にわたって連続的に添加し、添加終了後、そのまま30分間攪拌した。この時点で、反応液をGCにより分析した結果、重合転化率はほぼ100%であった。
次に、製造例1と同様にして、水素化反応及び濃縮乾燥を行い、ブロック共重合体水素化物[D2]のペレット92部を製造した。
得られたペレット状のブロック共重合体水素化物[D2]の重量平均分子量(Mw)は53,100、分子量分布(Mw/Mn)は1.09、共役ジエンに由来の二重結合の水素化率及び芳香環に由来の二重結合の水素化率はともにほぼ100%であった。
得られたブロック共重合体水素化物[D2]のペレットを使用する以外は、製造例1と同様にして、変性ブロック共重合体水素化物[E2]のペレット94部を得た。
(ブロック共重合体[R1])
製造例1において、スチレン10部、イソプレン40部、スチレン50部をそれぞれ3回に分けて、この順に加える以外は、製造例1と同様に重合反応及び反応停止操作を行った。
得られたブロック共重合体[R1]の重量平均分子量(Mw)は46,900、分子量分布(Mw/Mn)は1.04、wA:wB=60:40であった。
次に、製造例1と同様にして、水素化反応及び濃縮乾燥を行い、ブロック共重合体水素化物[S1]のペレット92部を作製した。
得られたペレット状のブロック共重合体水素化物[S1]の重量平均分子量(Mw)は49,100、分子量分布(Mw/Mn)は1.10、水素化率はほぼ100%であった。
製造例1で得た変性ブロック共重合体水素化物[E1]のペレット100部に、紫外線吸収剤である2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール(BASFジャパン社製、製品名「Tinuvin(登録商標)326」)0.8部を添加し、均等に混合した。
シート[G1]は、スリッターで耳部を切除して幅330mmにして、ロール状に巻き取り回収した。切除した耳部は、再度ペレット化してシート[G1]の成形に再利用した。
接着剤層[G1]の貯蔵弾性率は、-20℃及び40℃において、それぞれ、1.8×108Pa及び0.95×108Paであった。
また、tanδのピークトップ温度の値から、低温側のガラス転移温度は、-50℃であった。密度は、0.91g/cm3であった。
製造例2で得た変性ブロック共重合体水素化物[E2]のペレットを使用する以外は、製造例4と同様にして、紫外線吸収剤を含むシート[G20.38](厚さ0.38mm)及びシート[G20.76](厚さ0.76mm)を作製した。
シート[G2]は、スリッターで耳部を切除して幅330mmにして、ロール状に巻き取り回収した。切除した耳部は、再度ペレット化してシート[G2]の成形に再利用した。
接着剤層[G2]の貯蔵弾性率は、-20℃及び40℃において、それぞれ、15.0×108Pa及び0.94×108Paであった。
また、tanδのピークトップ温度の値から、低温側のガラス転移温度は、9℃であった。密度は、0.91g/cm3であった。
製造例3で得たブロック共重合体水素化物[S1]のペレットを使用する以外は、製造例4と同様にして、紫外線吸収剤を含むシート[H1](厚さ0.76mm)を作製した。
シート[H1]を2枚重ねて熱プレス成形し、厚さ1.52mmのシートを成形し、動的粘弾性特性を測定した。
剛性樹脂層[H1]の貯蔵弾性率は、-20℃及び40℃において、それぞれ3.9×108Pa及び3.0×108Paであった。
また、tanδのピークトップ温度の値から、低温側のガラス転移温度は-50℃であった。密度は0.91g/cm3であった。
青板ガラス(厚さ1.1mm、縦300mm、横300mm)、製造例4で作製したシート[G10.38]2枚、及び、製造例6で作製したシート[H1]7枚を使用し、ガラス板/シート[G10.38]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[G10.38]/ガラス板の順に重ねて積層した。
この積層物を、ナイロン/接着層/ポリプロピレンの層構成を有する厚さ75μmの樹脂製の袋に入れ、密封パック器(BH-951、パナソニック社製)を使用して、袋内を脱気しながら開口部をヒートシールして積層物を密封包装した。
その後、密封包装した積層物をオートクレーブに入れて、温度150℃、圧力0.8MPaで30分間処理して、ガラス板/接着剤層[G1]/剛性樹脂層[H1]/接着剤層[G1]/ガラス板の層構成をした合わせガラス[M1a-G1H1]を作製した。合わせガラス[M1a-G1H1]の外観では、気泡、クラック等の欠陥は観察されず、良好であった。
結果を表1に示す。
結果を表1に示す。
結果を表1に示す。
実施例1と同様の青板ガラス2枚の間に、製造例4で作製したシート[G10.76]3枚、及び、表面をコロナ放電処理したポリカーボネートシート[H2](厚さ2.0mm、タキロン社製)2枚を使用し、ガラス板/シート[G10.76]/シート[H2]/シート[G10.76]/シート[H2]/シート[G10.76]/ガラス板の順に重ねて積層する以外は、実施例1と同様にして、ガラス板/接着剤層[G1]/剛性樹脂層[H2]/接着剤層[G1]/剛性樹脂層[H2]/接着剤層[G1]/ガラス板の層構成をした合わせガラス[M2a―G1H2]及び[M2b―G1H2]を作製した。合わせガラス[M2a-G1H2]及び[M2b―G1H2]の外観では、気泡、クラック等の欠陥は観察されず、良好であった。
また、使用したポリカーボネートシート[H2]の-20℃及び40℃における貯蔵弾性率は、それぞれ、2.1×109Pa及び1.9×109Pa、比重は1.20であった。
また、得られた合わせガラス[M2a―G1H2]の耐衝撃性の評価を行った結果、-20℃及び40℃のいずれにおいても、鋼球は貫通せず、ガラス破片の総重量は、1g未満であり、評価は「○」であった。
さらに、合わせガラス[M2b―G1H2]の曲げ弾性率を測定した結果、17×109Paであり、評価は「○」であった。
これらの結果を表1に示す。
実施例1と同様の青板ガラス2枚の間に、製造例4で作製したシート[G10.76]8枚を使用し、ガラス板/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/ガラス板の順に重ねて積層する以外は、実施例1と同様にして、ガラス板/接着剤層[G1]ガラス板の層構成をした合わせガラス[M3a―G1]及び[M3b―G1]を作製した。合わせガラス[M3a-G1]及び[M3b―G1]の外観では、気泡、クラック等の欠陥は観察されず、良好であった。
また、得られた合わせガラス[M3a―G1]の耐衝撃性の評価を行った結果、-20℃及び40℃のいずれにおいても、鋼球は貫通せず、ガラス破片の総重量は、1g未満であり、評価は「○」であった。
さらに、得られた合わせガラス[M3b―G1]の曲げ弾性率を測定した結果、10×109Paであり、評価は「×」であった。
これらの結果を表1に示す。
実施例1と同様の青板ガラス2枚の間に、製造例5で作製したシート[G20.76]8枚を使用し、ガラス板/シート[G20.76]/シート[G20.76]/シート[G20.76]/シート[G20.76]/シート[G20.76]/シート[G20.76]/シート[G20.76]/シート[G20.76]/ガラス板の順に重ねて積層する以外は、実施例1と同様にして、ガラス板/接着剤層[G2]/ガラス板の層構成をした合わせガラス[M4a―G2]及び[M4b―G2]を作製した。合わせガラス[M4a-G2]及び[M4b―G2]の外観では、気泡、クラック等の欠陥は観察されず、良好であった。
また、得られた合わせガラス[M4a―G2]の耐衝撃性の評価を行った結果、40℃では、鋼球は貫通せず、ガラス破片の総重量は、1g未満であり、評価は「○」であったが、-20℃では、鋼球が貫通し、評価は「×」であった。
さらに、得られた合わせガラス[M4b―G2]の曲げ弾性率を測定した結果、12×109Paであり、評価は「○」であった。
これらの結果を表1に示す。
青板ガラス(厚さ1.1mm、縦300mm、横300mm)2枚の間に、ポリビニルブチラール製中間膜[Jn](厚さ0.76mm)3枚を重ねて貼り合わされた合わせガラス[M5a-JN]、及び、青板ガラス(厚さ1.1mm、縦100mm、横20mm)2枚の間に、ポリビニルブチラール製中間膜[Jn](厚さ0.76mm)3枚を重ねて貼り合わされた合わせガラス[M5b-JN](いずれも、大阪硝子工業社製)を試験サンプルとした。
また、使用したポリビニルブチラール製中間膜[Jn]の-20℃及び40℃における貯蔵弾性率は、それぞれ、5.5×108Pa及び0.015×108Pa、比重は1.07であった。
また、合わせガラス[M5b―JN]の曲げ弾性率を測定した結果、4×109Paであり、評価は「×」であった。
これらの結果を表1に示す。
厚さ0.5mmの青板ガラス2枚の間に、製造例4で作製したシート[G10.38]2枚、及び、製造例6で作製したシート[H1]5枚を使用し、ガラス板/シート[G10.38]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[G10.38]/ガラス板の順に重ねて積層する以外は、実施例1と同様にして、ガラス板/接着剤層[G1]/剛性樹脂層[H1]/接着剤層[G1]/ガラス板の層構成をした合わせガラス[M6a―G1H1]及び[M6b―G1H1]を作製した。合わせガラス[M6a-G1H1]及び[M6b―G1H1]の外観では、気泡、クラック等の欠陥は観察されず、良好であった。
また、得られた合わせガラス[M6a―G1H1]の耐衝撃性の評価を行った結果、-20℃及び40℃のいずれにおいても、鋼球は貫通せず、ガラス破片の総重量は、1g未満であり、評価は「○」であった。
さらに、得られた合わせガラス[M6b―G1H1]の曲げ弾性率を測定した結果、11×109Paであり、評価は「○」であった。
これらの結果を表2に示す。
厚さ0.5mmの青板ガラス2枚の間に、製造例4で作製したシート[G10.76]6枚を使用し、ガラス板/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/シート[G10.76]/ガラス板の順に重ねて積層する以外は、実施例1と同様にして、ガラス板/接着剤層[G1]/ガラス板の層構成をした合わせガラス[M7a―G1]及び[M7b―G1]を作製した。合わせガラス[M7a-G1]及び[M7b―G1]の外観では、気泡、クラック等の欠陥は観察されず、良好であった。
また、得られた合わせガラス[M7a―G1]の耐衝撃性の評価を行った結果、-20℃及び40℃のいずれにおいても、鋼球は貫通せず、ガラス破片の総重量は、1g未満であり、評価は「○」であった。
さらに、得られた合わせガラス[M7b―G1]の曲げ弾性率を測定した結果、9×109Paであり、評価は「×」であった。
これらの結果を表2に示す。
厚さ0.5mmの青板ガラス2枚の間に、製造例4で作製したシート[G10.38]2枚、及び、製造例6で作製したシート[H1]6枚を使用し、ガラス板/シート[G10.38]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[H1]/シート[G10.38]/ガラス板の順に重ねて積層する以外は、実施例1と同様にして、ガラス板/接着剤層[G1]/シート[H1]/シート[G1]/ガラス板の層構成をした合わせガラス[M8a―G1H1]及び[M8b―G1H1]を作製した。合わせガラス[M8a-G1H1]及び[M8b―G1H1]の外観では、気泡、クラック等の欠陥は観察されず、良好であった。
また、得られた合わせガラス[M8a―G1H1]の耐衝撃性の評価を行った結果、-20℃及び40℃のいずれにおいても、鋼球は貫通せず、ガラス破片の総重量は、1g未満であり、評価は「○」であった。
さらに、得られた合わせガラス[M8b―G1H1]の曲げ弾性率を測定した結果、9×109Paであり、評価は「×」であった。
これらの結果を表2に示す。
自動車窓用合わせガラスとして一般的な合わせガラスと同様の厚さ構成をした合わせガラスとして、青板ガラス(厚さ2.1mm、縦300mm、横300mm)2枚の間に、比較例3で使用したものと同じポリビニルブチラール製中間膜(厚さ0.76mm)1枚を挟んだ合わせガラス[M9a-JN]、及び、青板ガラス(厚さ2.1mm、縦100mm、横20mm)2枚の間に、同様のポリビニルブチラール製中間膜(厚さ0.76mm)1枚を挟んだ合わせガラス[M9b-JN](いずれも、大阪硝子工業社製)を試験サンプルとした。
また、使用したポリビニルブチラール製中間膜[JN]の-20℃及び40℃における貯蔵弾性率は、それぞれ、5.5×108Pa及び0.015×108Pa、比重は1.07であった。
また、合わせガラス[M9b―JN]の曲げ弾性率を測定した結果、11×109Paであり、評価は「○」であった。
これらの結果を表2に示す。
-20℃及び40℃において特定範囲の貯蔵弾性率を有する中間膜を使用した場合は、従来の自動車用窓として汎用されている合わせガラス(比較例6)と比較して、同等以上の曲げ弾性率を有し、且つ、平均密度が35%以上小さく軽量性に優れた合わせガラスを得ることができる(実施例1~3)。
一方、貯蔵弾性率が特定範囲より低い中間膜を使用した場合は、合わせガラスの曲げ弾性率が低くなり易く、剛性を維持して軽量化することは困難であった(比較例1、4)。
中間膜の貯蔵弾性率が1×109Paを超える場合は、-20℃における耐衝撃性が劣ることがわかる(比較例2)。
また、常温での貯蔵弾性率が低いポリビニルブチラール系中間膜を使用した場合は、ガラスの厚さを薄くし、中間膜を厚くして合わせガラスの平均密度を大きくすると、曲げ弾性率が著しく低下し、剛性を維持して、且つ、平均密度が低減された、軽量性に優れた合わせガラスを得ることは困難である(比較例3)。
さらに、特定範囲内の貯蔵弾性率を有する中間膜を使用した場合であっても、中間膜の厚さ比率を大きくして平均密度が小さくなり過ぎた場合には、合わせガラスの曲げ弾性率は低下する(比較例5)。
2・・・ガラス板
3・・・接着剤層[G]
4・・・剛性樹脂層[H]
5・・・中間膜[J]
6・・・あらかじめ積層された多層中間膜[j]
Claims (5)
- 複数のガラス板が、中間膜[J]を介して接着一体化されてなる合わせガラスであって、
i)温度25℃における合わせガラスの平均密度が1.2~1.5g/cm3であり、
ii)中間膜[J]が、少なくとも2層の、アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]を主成分とする接着剤からなる接着剤層[G]、及び、2層の接着剤層[G]の間に位置する少なくとも1層の剛性樹脂層[H]から構成される層構造を有するものであり、
iii)剛性樹脂層[H]の貯蔵弾性率が、接着剤層[G]の貯蔵弾性率よりも高い値を有しており、
iv)下記式1により算出されるか又は実測される中間膜[J]の貯蔵弾性率が、温度-20℃において、2.0×108~1.0×109Pa、及び、温度40℃において、1.0×108~8.0×108Paである
ことを特徴とする、合わせガラス。
(式1中のG’は、中間膜の計算された貯蔵弾性率を示し、G’iは中間膜中のi層目の層の貯蔵弾性率を示し、tiはi層目の層の厚さを示す。Σiはi層の数値の和を示す。) - アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]が、
芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[A]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[B]とからなり、
重合体ブロック[A]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwAとし、重合体ブロック[B]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwBとしたとき、wAとwBとの比wA:wBが30:70~60:40であるブロック共重合体[C]を水素化して得られるブロック共重合体水素化物[D]に、
アルコキシシリル基が導入された変性ブロック共重合体水素化物[E]であることを特徴とする、請求項1に記載の合わせガラス。 - アルコキシシリル基を有する熱可塑性エラストマー[F]が、
芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[A]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[B]とからなり、
重合体ブロック[A]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwAとし、重合体ブロック[B]の全量がブロック共重合体[C]全体に占める重量分率をwBとしたとき、wAとwBとの比wA:wBが30:70~60:40であるブロック共重合体[C]の、
主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香環の炭素-炭素不飽和結合の95%以上が水素化されたブロック共重合体水素化物[D]に、
アルコキシシリル基が導入された変性ブロック共重合体水素化物[E]であることを特徴とする、請求項1に記載の合わせガラス。 - 剛性樹脂層[H]が、
分子内に、芳香族ビニル化合物由来の繰り返し単位を有する重合体ブロックと鎖状共役ジエン化合物由来の繰り返し単位を有する重合体ブロックとを含むブロック共重合体の水素化物[S]、ポリカーボネート、ポリエステル系樹脂及びポリ(メタ)アクリル酸エステル系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の剛性樹脂から構成された層であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の合わせガラス。 - ブロック共重合体の水素化物[S]が、
芳香族ビニル化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも2つの重合体ブロック[P]と、鎖状共役ジエン化合物由来の構造単位を主成分とする、少なくとも1つの重合体ブロック[Q]とからなり、
重合体ブロック[P]の全量がブロック共重合体[R]全体に占める重量分率をwPとし、重合体ブロック[Q]の全量がブロック共重合体[R]全体に占める重量分率をwQとしたとき、wPとwQとの比wP:wQが50:50~70:30であるブロック共重合体[R]の、
主鎖及び側鎖の炭素-炭素不飽和結合並びに芳香環の炭素-炭素不飽和結合の95%以上を水素化して得られるブロック共重合体水素化物[S]であることを特徴とする、請求項4に記載の合わせガラス。
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