JP4465334B2 - 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス - Google Patents

Description

本発明は、水に濡れても白化することがなく、優れた遮音性を有する合わせガラス用中間膜及び合わせガラスに関する。

合わせガラスは、外部衝撃を受けて破損してもガラスの破片が飛散することが少なく安全であるため、自動車等の車両、航空機、建築物等の窓ガラス等として広く使用されている。合わせガラスとしては、少なくとも一対のガラス間に、例えば、可塑剤により可塑化されたポリビニルブチラール等のポリビニルアセタールからなる合わせガラス用中間膜を介在させ、一体化させたもの等が挙げられる。

近年、軽量化やコスト等の問題から、合わせガラス全体の厚さを薄くすることが試みられている。しかし、合わせガラス全体の厚さを薄くすると、遮熱性や遮音性が低下するという問題がある。とりわけ、このような合わせガラスを自動車等のフロントガラスとして用いた場合、風切り音やワイパーの駆動音等これまでは問題とならなかった５０００Ｈｚ程度の音域の音についての遮音性が問題となってきている。

このような問題に対して、例えば、特許文献１には、合わせガラス用中間膜に大量の可塑剤を含有させることで、合わせガラス全体の遮音性を向上させることができるということが開示されている。

現在このような合わせガラスは、自動車等の車両においては、フロントガラスのみで用いられているのがほとんどであるが、近年、防犯性や遮音性を高める上で、車両のサイドガラスにも合わせガラスを用いることが検討されている。

しかし、遮音性を有するこのような合わせガラスは、親水性が高いため、フロントガラスのようにガラス周囲をウレタン接着剤等で被覆されている場合には問題が生じないが、サイドガラスのように上部が剥き出しになっている部位に用いると、特に雨天時等には合わせガラス用中間膜中に水が浸透し、白化を生じ、その結果、合わせガラス用中間膜がガラスから剥離してしまうという問題があった。このため、サイドガラスのように一部断面が剥き出しの状態で用いた場合であっても、充分な耐衝撃性、遮音性を有し、白化を生じない合わせガラス用中間膜が求められているのが現状である。
特開平５−３１０４４９号公報

本発明は、上記現状に鑑み、水に濡れても白化することがなく、優れた遮音性を有する合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを提供することを目的とする。

本発明は、遮音層と、上記遮音層を狭持する２層の保護層とからなる合わせガラス用中間膜であって、上記遮音層は、アセチル化度が７モル％以下、ブチラール化度が６８〜８２モル％のポリビニルブチラール１００重量部に対して、可塑剤を４５〜７５重量部含有し、上記保護層は、アセチル化度が４モル％以下、ブチラール化度が６０〜７５モル％かつ上記遮音層に含有されるポリビニルブチラールのブチラール化度以下であるポリビニルブチラール１００重量部に対して、可塑剤を２０〜４５重量部含有する合わせガラス用中間膜である。
以下に、本発明を詳述する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、アセチル化度とブチラール化度とをそれぞれ一定の範囲とした遮音層と保護層とを用いてなる合わせガラス用中間膜は、水に濡れても白化することがなく、優れた遮音性を有するということを見出し、本発明を完成させるに至った。
これは、一定の範囲に限定することにより、遮音層に極めて大量の可塑剤を安定して含有させることができるため、遮音層の疎水性（親油性）が高くなることから、水の浸透を防止することができ、白化を抑制することができる。また、大量の可塑剤を安定して含有していることから、合わせガラス用中間膜全体として高い遮音性を発揮することができる。

本発明の合わせガラス用中間膜は、遮音層と、上記遮音層を狭持する２層の保護層とからなる。

上記遮音層は、本発明の合わせガラス用中間膜に対して遮音性を付与するためのものである。
上記遮音層は、アセチル化度が７モル％以下、ブチラール化度が６８〜８２モル％のポリビニルブチラール１００重量部に対して、可塑剤を４５〜７５重量部含有する。

上記ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドによりブチラール化することにより調製することができる。
上記原料となるポリビニルアルコールは、通常、ポリ酢酸ビニルをけん化することにより得られ、上記遮音層で用いられるポリビニルブチラールは、アセチル化度が７モル％以下であることから、けん化度が９３モル％以上のポリビニルアルコールが用いられ、上記保護層で用いられるポリビニルブチラールは、後述するようにアセチル化度が４モル％以下であることから、けん化度が９６モル％以上のポリビニルアルコールが用いられる。
また、上記ポリビニルアルコールの重合度の好ましい下限は２００、好ましい上限は５０００である。２００未満であると、得られる合わせガラスの耐貫通性が低下することがあり、５０００を超えると、層の成形性が悪くなり、しかも層の剛性が大きくなり過ぎ、加工性が悪くなることがある。より好ましい下限は５００、より好ましい上限は４０００である。

上記遮音層を形成するポリビニルブチラールは、アセチル化度の上限が７モル％である。７モル％を超えると、疎水性が低くなり、白化の原因となる。好ましい下限は０．５モル％である。

上記遮音層を形成するポリビニルブチラールは、ブチラール化度の下限が６８モル％、上限が８２モル％である。
本発明者らは、鋭意検討の結果、遮音層を形成するポリビニルブチラールのブチラール化度を比較的高い範囲に限定することにより、遮音性に優れ、かつ、車両のサイドガラス等に用いた場合であっても白化の生じにくい合わせガラス用中間膜が得られることを見出し、本発明を完成させた。これは、ポリビニルアルコールを高ブチラール化することにより、遮音層に極めて大量の可塑剤を安定して含有させることができるため、遮音層の疎水性（親油性）が高くなることから、水の浸透を防止することができ、白化を抑制することができる。また、大量の可塑剤を安定して含有していることから、合わせガラス用中間膜全体として高い遮音性を発揮することができる。
６８モル％未満であると、充分な量の可塑剤を安定して含有させることができないため、疎水性が低下し、白化の原因やブリードアウトの原因となったりする。また、充分な量の可塑剤を含有させることができないことから、充分な遮音性も得られない。８２モル％を超えると、合成が難しくなり生産性が悪化することがある。好ましい下限は７６モル％である。

上記可塑剤としては特に限定されず、例えば、一塩基性有機酸エステル、多塩基性有機酸エステル等の有機系可塑剤；有機リン酸系、有機亜リン酸系等のリン酸系可塑剤等が挙げられる。

上記一塩基性有機酸エステル系可塑剤としては特に限定されず、例えば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコールと、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、２−エチル酪酸、ヘプチル酸、ｎ−オクチル酸、２−エチルヘキシル酸、ペラルゴン酸（ｎ−ノニル酸）、デシル酸等の一塩基性有機酸との反応によって得られたグリコール系エステルが挙げられる。なかでも、トリエチレングリコール−ジカプロン酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−２−エチル酪酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−ｎ−オクチル酸エステル、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルヘキシル酸エステル等のトリエチレングリコール等が好適である。

上記多塩基性有機酸エステル系可塑剤としては特に限定されず、例えば、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等の多塩基性有機酸と炭素数４〜８の直鎖状又は分枝状アルコールのエステル等が挙げられる。なかでも、ジブチルセバシン酸エステル、ジオクチルアゼライン酸エステル、ジブチルカルビトールアジピン酸エステル等が好適である。

上記有機リン酸系可塑剤としては特に限定されず、例えば、トリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート、トリイソプロピルホスフェート等が挙げられる。

上記可塑剤として特に好ましく用いられる具体例としては、例えば、トリエチレングリコール−ジ−エチルブチラート、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコール−ジ−ブチルセバケート等が挙げられる。

上記遮音層における可塑剤の含有量の下限は、上記ポリビニルブチラール１００重量部に対して４５重量部、上限は７５重量部である。４５重量部未満であると、遮音層の疎水性が低下し、白化の原因となったり、充分な可塑剤量でないために充分な遮音性を有さず、７５重量部を超えると、可塑剤のブリードアウトが生じて、合わせガラス用中間膜の透明性や接着性が低下し、得られる合わせガラスの光学歪みが大きくなったりする。好ましい下限は５０重量部、好ましい上限は７０重量部である。

上記遮音層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は０．０５ｍｍである。０．０５ｍｍ未満であると、充分な遮音性が得られないことがある。より好ましい下限は０．０８ｍｍである。なお、上限は特に限定されないが、合わせガラス用中間膜としての厚さを考慮すると、好ましい上限は０．５ｍｍである。

上記保護層は、遮音層に含まれる大量の可塑剤がブリードアウトして、合わせガラス用中間膜とガラスとの接着性が低下するのを防止し、また、得られる合わせガラス用中間膜に耐貫通性を付与する役割を有する。

上記保護層を形成するポリビニルブチラールは、アセチル化度の上限が４モル％である。４モル％を超えると、合わせガラスの耐貫通性を充分に確保することが難しくなることがある。好ましい下限は０．５モル％である。

上記保護層を形成するポリビニルブチラールは、ブチラール化度の下限が６０モル％、上限が７５モル％である。６０モル％未満であると、充分な耐貫通性を発揮するのに必要な量の可塑剤を含有させることが困難となり、ブリードアウトの原因となり、７５モル％を超えると、上記保護層とガラスとの接着力が著しく低下する。
また、上記保護層を形成するポリビニルブチラールのブチラール化度は、上記遮音層を形成するポリビニルブチラールのブチラール化度以下である。保護層を形成するポリビニルブチラールのブチラール化度が、遮音層を形成するポリビニルブチラールのブチラール化度よりも高くなってしまうと、遮音層から保護層に可塑剤が大量に移動してしまい、遮音層の疎水性（親油性）が低くなることから、水の浸透を防止することができなくなり、白化を抑制することができない。

上記保護層における可塑剤の含有量の下限は、上記ポリビニルブチラール１００重量部に対して２０重量部、上限は４５重量部である。２０重量部未満であると、耐貫通性が低下し、４５重量部を超えると、可塑剤のブリードアウトが生じて、合わせガラス用中間膜の透明性や接着性が低下し、得られる合わせガラスの光学歪みが大きくなったりする。好ましい下限は３２重量部、好ましい上限は３６重量部である。

上記保護層における可塑剤としては、上述した遮音層における可塑剤と同様のものを用いればよい。

上記保護層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は０．２ｍｍ、好ましい上限は０．５ｍｍである。０．２ｍｍ未満であると、耐貫通性が得られないことがあり、０．５ｍｍを超えると、合わせガラス用中間膜に光学歪みが生じやすくなる。より好ましい下限は０．３ｍｍ、より好ましい上限は０．４ｍｍである。

上記遮音層及び保護層は、必要に応じて、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤として変成シリコーンオイル、難燃剤、帯電防止剤、接着力調整剤、耐湿剤、熱線反射剤、熱線吸収剤等の添加剤を含有してもよい。

上記遮音層及び保護層を製造する方法としては特に限定されず、例えば、可塑剤と、必要に応じて配合する添加剤とを、ポリビニルブチラールに添加して混練し、成形する方法等が挙げられる。上記混練の方法としては特に限定されず、例えば、押出機、プラストグラフ、ニーダー、バンバリーミキサー、カレンダーロール等を用いる方法が挙げられる。なかでも、連続的な生産に適することから、押出機を用いる方法が好適である。

本発明の合わせガラス用中間膜を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上記遮音層と保護層とを、押し出し法、カレンダー法、プレス法等の通常の製膜法によりシート状に製膜した後、積層する方法等が挙げられる。

本発明の合わせガラス用中間膜を用いてなる合わせガラスもまた、本発明の１つである。

本発明の合わせガラスに用いられるガラス板としては特に限定されず、一般に使用されている透明板ガラスを使用することができ、例えば、フロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入りガラス、線入り板ガラス、着色された板ガラス、熱線吸収ガラス等の有機ガラスが挙げられる。

本発明の合わせガラスの製造方法としては特に限定されず、従来公知の製造方法を用いることができる。

本発明の合わせガラスは、上記方法により構成された合わせガラス用中間膜を有するため、水に濡れても白化することがなく、優れた遮音性を有するため、自動車等のサイドガラス等に有効に使用することができる。

本発明によれば、水に濡れても白化することがなく、優れた遮音性を有する合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを提供することができる。

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。

（実施例１）
（１）遮音層の作製
平均重合度３０００、アセチル化度１モル％、ブチラール化度７７モル％のポリビニルブチラール１００重量部に対して、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（略称３ＧＯ）６０重量部を添加し、ミキシングロールで充分に混練した後、プレス成形機を用いて１５０℃３０分間プレス成形し、平均膜厚０．１ｍｍの遮音層を得た。

（２）保護層の作製
平均重合度１７００、アセチル化度１モル％、ブチラール化度６８モル％のポリビニルブチラール１００重量部に対して、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（略称３ＧＯ）４０重量部を添加し、ミキシングロールで充分に混練した後、プレス成形機を用いて１５０℃３０分間プレス成形し、平均膜厚０．３３ｍｍの保護層を得た。

（３）合わせガラス用中間膜の作製
得られた遮音層を、２枚の保護層の間に挟み込み、プレス成形機を用いて１５０℃で３０分間プレスして、平均膜厚０．７６ｍｍの合わせガラス用中間膜を得た。

（４）合わせガラスの作製
得られた合わせガラス用中間膜を透明なフロートガラス（縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ×厚さ２．５ｍｍ）で挟み込み、これをゴムバック内に入れ、２０ｔｏｒｒの真空度で２０分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、さらに９０℃で３０分間保持しつつ真空プレスした。このようにして予備圧着された合わせガラスをオートクレーブ中で１３５℃、圧力１１７６ｋＰａの条件で２０分間圧着を行い、合わせガラスを得た。

（実施例２）
遮音層の作製においてブチラール化度８１モル％のポリビニルブチラール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用中間膜及び合わせガラスを作製した。

（実施例３）
（１）遮音層の作製
平均重合度３０００、アセチル化度７モル％、ブチラール化度７６モル％のポリビニルブチラール１００重量部に対して、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（略称３ＧＯ）６５重量部を添加し、ミキシングロールで充分に混練した後、プレス成形機を用いて１５０℃３０分間プレス成形し、平均膜厚０．０８ｍｍの遮音層を得た。

（２）保護層の作製
平均重合度１７００、アセチル化度１モル％、ブチラール化度６９モル％のポリビニルブチラール１００重量部に対して、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（略称３ＧＯ）４０重量部を添加し、ミキシングロールで充分に混練した後、プレス成形機を用いて１５０℃３０分間プレス成形し、平均膜厚０．３３ｍｍの保護層を得た。
得られた遮音層、保護層を用いて実施例１と同様にして合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。

（実施例４）
遮音層の作製においてアセチル化度４モル％、ブチラール化度７１モル％のポリビニルブチラールを用い、遮音層の膜厚を０．１２ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。

（実施例５）
遮音層の作製においてアセチル化度５モル％、ブチラール化度７０モル％のポリビニルブチラールを用い、遮音層の膜厚を０．１２ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。

（実施例６）
遮音層の作製においてアセチル化度６モル％、ブチラール化度６９モル％のポリビニルブチラール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用中間膜及び合わせガラスを作製した。

（実施例７）
遮音層の作製においてアセチル化度７モル％、ブチラール化度６８モル％のポリビニルブチラール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用中間膜及び合わせガラスを作製した。

（比較例１）
遮音層の作製においてアセチル化度９モル％、ブチラール化度６８モル％のポリビニルブチラール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用中間膜及び合わせガラスを作製した。

（比較例２）
遮音層の作製においてアセチル化度１モル％、ブチラール化度６０モル％のポリビニルブチラールを用い、可塑剤配合量を４０重量部としたこと以外は、実施例１と同様にして合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。

＜評価＞
実施例１〜７、比較例１、２で得られた合わせガラス用中間膜及び合わせガラスについて以下の評価を行った。結果を表１、表２に示した。

（１）遮音性評価
得られた合わせガラス用中間膜を４ｍｍ×４ｍｍの大きさに切り出し、透明なフロートガラス（縦４ｍｍ×横４ｍｍ×厚さ２．３ｍｍ）で挟み込み、これをゴムバック内に入れ、２０ｔｏｒｒの真空度で２０分間脱気した後、脱気したままオーブンに移し、さらに９０℃で３０分間保持しつつ真空プレスした。このようにして予備圧着された合わせガラスをオートクレーブ中で１３５℃、圧力１１７６ｋＰａの条件で２０分間圧着を行い、遮音性評価用合わせガラスを作製した。
この遮音性評価用合わせガラスをダンピング試験用の振動発生機（振研社製、加振機Ｇ２１−００５Ｄ）により加振し、そこから得られる振動特性を機械インピーダンスアンプ（リオン社製、ＸＧ−８１）にて増幅し、振動スペクトルをＦＦＴスペクトラムアナライザー（横河ヒューレットパッカード社製、ＦＦＴアナライザー ＨＰ３５８２Ａ）により解析した。
このようにして得られた損失係数と、ガラスとの共振周波数との比から、２０℃における音周波数（Ｈｚ）と音響透過損失（ｄＢ）との関係を示すグラフを作成し、音周波数２０００Ｈｚ付近における極小の音響透過損失（ＴＬ値）を求めた。このＴＬ値が高いほど遮音性が高くなる。

（２）耐湿試験１
得られた合わせガラス用中間膜を蒸留水中に全体が完全に漬かるように浸漬し、２３℃、２４時間放置した。放置後の合わせガラス用中間膜のヘイズ値をＪＩＳ Ｋ ６７１４に準拠した方法により積分式濁度計（東京電色社製）を用いて測定した。

（３）耐湿試験２
ＪＩＳ Ｒ ３２１２（１９９８）に準拠して、得られた合わせガラスを１００℃９５％ＲＨの雰囲気に１ヶ月間放置し、その後、白化している部分の距離（白化距離）を合わせガラスの周辺から測定した。

（４）総合判定
（１）〜（３）の評価を基に、以下の基準により総合判定を行った。
○：ヘイズ値が５０％以下、かつ、白化距離が２ｍｍ以下であった。
×：ヘイズ値が５０％を超えるか、又は、白化距離が２ｍｍを超えた。

本発明によれば、水に濡れても白化することがなく、優れた遮音性を有する合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを提供することができる。

Claims (2)

1. 遮音層と、前記遮音層を狭持する２層の保護層とからなる合わせガラス用中間膜であって、
   前記遮音層は、アセチル化度が７モル％以下、ブチラール化度が６８〜８２モル％のポリビニルブチラール１００重量部に対して、可塑剤を６０〜７５重量部含有し、
   前記保護層は、アセチル化度が４モル％以下、ブチラール化度が６０〜７５モル％かつ前記遮音層に含有されるポリビニルブチラールのブチラール化度以下であるポリビニルブチラール１００重量部に対して、可塑剤を２０〜４５重量部含有する
   ことを特徴とする合わせガラス用中間膜。
2. 請求項１記載の合わせガラス用中間膜を用いてなることを特徴とする合わせガラス。