以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
[A層]
本発明の合わせガラス用中間膜は、引張貯蔵弾性率E’が、式(1)、式(2)及び式(3)を満たすA層を少なくとも1層含む。A層を構成するフィルムの種類は、本発明の請求項の範囲を満たすフィルムであれば特に限定されず、アクリル系フィルムの他に、PVAフィルム、PVBフィルム、アイオノマーフィルム、POMフィルム、PPフィルムなどを用いることができるが、コストや長期耐光性や透明性、合わせガラスとして加工する際の加工性の良さの観点から、A層としてはアクリル系フィルムが好適に用いられる。これらのフィルムは、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルムであってもよい。特に明記しない限り、フィルムは未延伸フィルムを意味する。
また、A層は、上記条件を満たすものであれば任意のものを用いることができるが、単一の熱可塑性樹脂組成物からなる単層フィルムであってもよいし、複数の熱可塑性樹脂組成物からなる層が積層された多層フィルムであっても良い。
また、A層は、異なる樹脂を溶融混錬時に混合したアロイ樹脂であってもよい。例えば、機能層やB層、またはC層との接着性を上げるために樹脂を改質する目的のために、マレイン酸変性したアクリル樹脂とアクリル樹脂を溶融混錬したアロイ樹脂であってもよいし、マレイン酸変性したアクリル樹脂を単体で用いた樹脂であってもよい。
引張貯蔵弾性率E’の測定方法としては、例えば、粘弾性スペクトロメータ(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、SII EXSTAR6000シリーズ DMS6100)を用いることができる。測定は、JIS K7244−4:1999(プラスチック−動的機械特性の試験方法 第4部:引張振動‐共振法)に準拠して、以下の条件により行う。まず、引張方向が測定試料の長手方向となるように、チャックに測定試料の両端を取り付け、引張り荷重(静荷重150mg)をかけて、引張りモード正弦波で一定の周波数10Hz、昇温速度5℃/分で0℃から200℃まで引張貯蔵弾性率を測定する。このときの40℃における引張貯蔵弾性率E’(40)、100℃における引張貯蔵弾性率E’(100)及び120℃における引張貯蔵弾性率E’(120)が、式(1)、式(2)及び式(3)を満たすフィルムを作製する方法としては、例えば、A層に、弾性体粒子を含むアクリル系樹脂組成物を用いる方法があげられる。弾性体粒子は、少なくとも1層の内層が、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/または共役ジエン系単量体単位を有する架橋弾性重合体を含む架橋弾性重合体層であり、最外層が、炭素数1〜8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単量体単位を有する熱可塑性重合体を含む熱可塑性重合体層であることが好ましい。
また、式(1)、式(2)及び式(3)を満たすフィルムを作製する方法としては、A層として、アクリル酸エステル重合体ブロック(z1)にメタクリル酸エステル重合体ブロック(z2)が結合したブロック共重合体(Z)と、メタクリル系樹脂(M)とを含むアクリル系樹脂組成物を用いる方法が挙げられる。この場合、ブロック共重合体(Z)の220℃、せん断速度122/secにおける溶融粘度(η(Z))が75〜1500Pa・sであり、さらに、メタクリル系樹脂(M)の220℃、せん断速度122/secにおける溶融粘度(η(M))と溶融粘度(η(Z))の比(η(M)/η(Z))の値が1〜20であることが好ましい。
A層の引張貯蔵弾性率E’(40)は、1000MPa以上であり、900MPa以上であることが好ましく、800MPa以上であることがより好ましい。A層の引張貯蔵弾性率E’(40)が1000MPa未満となると、実用時におけるフィルムの剛性が足りずハンドリング性が悪くなり、また印刷やエッチング等の加工方法でA層上に機能層を付与する工程において工程通過性悪化の原因となる。A層の引張貯蔵弾性率E’(100)は、10MPa以上であり、30MPa以上であることが好ましく、50MPa以上であることがより好ましい。A層の引張貯蔵弾性率E’(100)が10MPa未満となると、合わせガラスに加工する際にA層が熱ダレを起こし、機能層のゆがみや破断などの原因となる。A層の引張貯蔵弾性率E’(120)は、10MPa以下であり、9MPa以下であることが好ましく、8MPa以下であることがより好ましい。A層の引張貯蔵弾性率E’(120)が10MPaより大きくなると、合わせガラスに加工する際にA層が十分に柔らかくならないため、3D形状のガラスへの追従性が悪くなり、機能層のしわや切れが発生する原因となる。
A層をB層またはC層と積層する前のA層の少なくとも一方の表面の算術平均粗さ(Ra)は0.5μm以下であることが好ましい。算術平均粗さ(Ra)は0.45μm以下であることがより好ましく、0.3μm以下であることがさらに好ましい。算術平均粗さRaが0.5μmを超えると、合わせガラスに加工後の透明性が悪化する傾向にある。算術平均粗さ(Ra)を0.15μm以下とする方法としては、例えば、Tダイを用いた溶融押出成膜法によりフィルムを成膜する工程において、十分に平滑な冷却ロール2本を用いてダイから吐出されるフィルムを挟みこむことにより鏡面性を付与するニップ成膜法や、十分に平滑な冷却ロール1本を用いて、ロール上にダイから吐出されるフィルムを成膜するキャスト成膜法などが挙げられる。
算術平均粗さRaは、レーザー顕微鏡を利用して測定することができる。算術平均粗さRaはフィルム表面の任意の5箇所において測定された個々の算術平均粗さ(Ra)の平均値として求めることができ、この値をμmで表したものをいう。詳しくはJIS B0601:2001に準じて測定することができる。
A層の厚さは、15μm以上であることが好ましく、30μm以上であることがより好ましい。また、A層の厚さは、500μm以下であることが好ましく、300μm以下であることがより好ましい。
アクリル系フィルムは、上記条件を満たすものであれば任意のものを用いることができるが、弾性体粒子を含むアクリル系樹脂組成物により形成されたアクリル系フィルムが好適に用いられ、特に、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)とメタクリル系樹脂(M)を任意の割合で混合したアクリル系樹脂組成物(R1)により形成されたアクリル系フィルムが好適に用いられる。アクリル系樹脂組成物(R1)には、任意の添加剤が含まれていてもよい。
アクリル系フィルムは、上記条件を満たすものであれば任意のものを用いることができるが、アクリル酸エステル重合体ブロック(z1)にメタクリル酸エステル重合体ブロック(z2)が結合したブロック共重合体(Z)とメタクリル系樹脂(M)を任意の割合で混合したアクリル系樹脂組成物(R2)により形成されたアクリル系フィルムも好適に用いられる。アクリル系樹脂組成物(R2)には、任意の添加剤が含まれていてもよい。
(アクリル系多層構造重合体粒子(Y))
アクリル系フィルムに含まれるアクリル系多層構造重合体粒子(Y)としては、公知のものを用いることができる。耐衝撃性等の観点から、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)としては、少なくとも1層の内層(最外層より内側の層)が、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/または共役ジエン系単量体単位を有する架橋弾性重合体を含む架橋弾性重合体層であり、最外層が、炭素数1〜8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単量体単位を有する熱可塑性重合体を含む熱可塑性重合体層であるアクリル系多層構造重合体粒子(Y)が好ましい。
架橋弾性重合体層は、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位および共役ジエン系単量体単位に由来する樹脂成分の含有量が、架橋弾性重合体層の全質量に対して50質量%以上であることが好ましい。架橋弾性重合体層に含まれる架橋弾性重合体は、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位と共役ジエン系単量体単位以外の他の単量体単位を有するものであってもよい。また、架橋弾性重合体層には、架橋弾性重合体以外の重合体が含まれていてもよい。
熱可塑性重合体層は、炭素数1〜8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単量体単位に由来する樹脂成分が、熱可塑性重合体層の全質量に対して50質量%以上であることが好ましい。熱可塑性重合体層に含まれる熱可塑性重合体は、炭素数1〜8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単量体単位以外の他の単量体単位を有するものであってもよい。また、熱可塑性重合体層には、熱可塑性重合体以外の重合体が含まれていてもよい。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)は、少なくとも1層の架橋弾性重合体層を含む1層または複数層の内層が最外層の熱可塑性重合体層により覆われた、いわゆるコア/シェル構造ゴム粒子である。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)において、最外層を除く少なくとも1層の内層を構成する架橋弾性重合体層は、この層の分子鎖と隣接する層中の分子鎖とがグラフト結合により結合されていることが好ましい。
架橋弾性重合体層に使用される炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、およびアクリル酸プロピル等が挙げられる。架橋弾性重合体層に使用される共役ジエン系単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、およびイソプレン等が挙げられる。
架橋弾性重合体層には、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルおよび/または共役ジエン系単量体の他、これらと共重合可能なビニル系単量体を用いてもよい。共重合可能なビニル系単量体としては、例えば、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、多官能性単量体等が挙げられる。
なお、本明細書において、「多官能性単量体」は、2以上の重合性官能基を有する単量体である。
本発明の合わせガラス用中間膜の耐衝撃性等の観点から、架橋弾性重合体層中の炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位および/または共役ジエン系単量体単位に由来する樹脂成分の含有量は、架橋弾性重合体層の全質量に対して、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)において、最外層の熱可塑性重合体層に使用される炭素数1〜8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、およびメタクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の分散性の点から、熱可塑性重合体層中のメタクリル酸アルキルエステル単量体単位に由来する樹脂成分の含有量は、熱可塑性重合体層の全質量に対して、70質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の層数は特に制限されず、2層、3層、または4層以上である。熱安定性および生産性の点で、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)は3層構造であることが特に好ましい。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)としては、中心側から、メタクリル酸メチル単位と、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位と、多官能性単量体単位とを含む架橋樹脂層からなる第1層と、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位と、メタクリル酸メチル単位(任意成分)と、多官能性単量体単位とを含む架橋弾性体層からなる第2層と、メタクリル酸メチル単位と、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位とを含む硬質熱可塑性樹脂層からなる第3層(最外層)とからなる3層構造重合体粒子(Y1)が好ましい。第1層の架橋樹脂層は、30〜98.99質量%のメタクリル酸メチル単位と、1〜69.99質量%の炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位と、0.01〜2質量%の多官能性単量体単位とを含むことが好ましい。第2層の架橋弾性体層は、70〜99.9質量%の炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位と、0〜29.9質量%のメタクリル酸メチル単位(任意成分)と、0.1〜5質量%の多官能性単量体単位とを含むことが好ましい。第3層の硬質熱可塑性樹脂層は、80〜99質量%のメタクリル酸メチル単位と、1〜20質量%の炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位とを含むことが好ましい。
3層構造重合体粒子(Y1)において、各層の比率は特に制限されず、第1層が5〜40質量%であり、第2層が20〜55質量%であり、第3層(最外層)が15〜75質量%であるのが好ましい。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の粒子径は特に制限されず、0.05μm以上であることが好ましく、0.06μm以上であることがより好ましく、0.07μm以上であることがさらに好ましい。また、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の粒子径は、0.25μm以下であることが好ましく、0.20μm以下であることがより好ましく、0.15μm以下であることがさらに好ましい。アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の粒子径が0.05μm未満では、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の取扱い性が低下する傾向がある。アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の粒子径が0.25μmより大きくなると、本発明の合わせガラス用中間膜が、応力が加えられたときに白化して透過率が低下しやすくなる(つまり、耐応力白化性が悪化する)傾向がある。さらに粒子径の大きい多層構造重合体粒子(Y)の添加割合が多いと、得られる合わせガラスのヘイズが増大する傾向がある。耐応力白化性やヘイズの観点から、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の粒子径は、0.15μm以下であることが好ましい。アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の粒子径は、例えば、乳化重合法により重合を行う際における界面活性剤の添加量や単量体の組成を変更することで、適宜、調整することができる。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)は、ASTM D542に基づいて測定される屈折率が1.485〜1.495の範囲となる重合体で構成されていることが、A層の透明性を高める観点から好ましい。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の重合法は特に制限されず、乳化重合法が好ましい。まず、1種または2種以上の原料単量体を乳化重合させて芯粒子をつくった後、他の1種または2種以上の単量体を芯粒子の存在下に乳化重合させて芯粒子の周りに殻を形成させる。次いで必要に応じて、芯と殻からなる粒子の存在下にさらに1種または2種以上の単量体を乳化重合させて別の殻を形成させる。このような重合反応を繰り返すことにより、目的とするアクリル系多層構造重合体粒子(Y)を乳化ラテックスとして製造することができる。得られたラテックス中には、通常、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)に加えて、メタクリル酸メチル単位を有する直鎖のメタクリル系樹脂が存在する。
本発明に用いるアクリル系多層構造重合体粒子(Y)の含有量は、A層の全質量に対して、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、62質量%以上であることが特に好ましい。また、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の含有量は、A層の全質量に対して、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、67質量%以下であることが特に好ましい。
なお、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の含有量は、アセトンを用いて以下の方法にて求めるものとする。
A層を構成するアクリル系樹脂組成物を充分乾燥して水分を除去した後、その質量(W1)を測定する。次に、このアクリル系樹脂組成物を試験管に入れ、アセトンを加えて溶解し、アセトン可溶部を除去する。その後、真空加熱乾燥機を使用してアセトンを除去し、残留物を得る。この残留物から微粒子を分離し、次に得られた残留物の質量(W2)を測定する。次式に基づいて、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の含有量を求める。
[アクリル系多層構造重合体粒子(Y)の含有量]=(W2/W1)×100(%)
(メタクリル系樹脂(M))
アクリル系フィルムに用いるアクリル系樹脂組成物は、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)と、さらに、80質量%以上のメタクリル酸メチル単位を含み、メルトフローレートが0.5〜10g/10分であるメタクリル系樹脂(M)を含むことが好ましい。メタクリル系樹脂(M)は、1種を単独で、又は、2種以上を用いることができる。
メタクリル系樹脂(M)は、メタクリル酸メチル単位に合わせて、必要に応じて、20質量%以下の共重合可能なビニル系単量体単位を含むことができる。ビニル系単量体としては特に制限されず、アクリル酸メチル等のアクリル酸エステル単量体;メタクリル酸エステル;芳香族ビニル化合物;等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は、2種以上を用いることができる。
メタクリル系樹脂(M)のメルトフローレートは、1g/10分以上であることが好ましく、1.2g/10分以上であることがより好ましい。メタクリル系樹脂(M)のメルトフローレートは、5g/10分以下であることが好ましく、3g/10分以下であることがより好ましい。メタクリル系樹脂(M)のメルトフローレートが上記の範囲を超えると、メタクリル系樹脂(M)とアクリル系多層構造重合体粒子(Y)とを含むアクリル系樹脂組成物(R1)を溶融成形する際の粘り強さが低下する傾向にある。メタクリル系樹脂(M)のメルトフローレートが上記の範囲未満であると、アクリル系樹脂組成物(R1)を溶融成形する際の流動性が低下する傾向にある。メルトフローレートが0.5〜10g/10分であるメタクリル系樹脂(M)は、例えば、メタクリル酸メチルを含む単量体の重合に併用するアクリル酸エステルや連鎖移動剤の添加量を適切に調整することにより得ることができる。
メタクリル系樹脂(M)は、ASTM D542に基づいて測定される屈折率が1.485〜1.495の範囲となる重合体で構成されていることが、A層の透明性を高める観点から好ましい。
アクリル系多層構造重合体粒子(Y)とメタクリル系樹脂(M)を混合したアクリル系樹脂組成物(R1)中におけるメタクリル系樹脂(M)の配合量は特に制限されず、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、15質量部以上であることが特に好ましい。メタクリル系樹脂(M)の配合量は、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)100質量部に対して、100質量部以下であることが好ましく、70質量部以下であることが好ましく、45質量部以下であることが特に好ましい。メタクリル系樹脂(M)の配合量が100質量部より多くなると、A層が式(3)を満たすことが困難になる傾向がある。
メタクリル系樹脂(M)は、市販品またはISO8257−1の規定品を用いることができる。
メタクリル系樹脂(M)は、公知方法により重合して用いることができる。ここで、メタクリル系樹脂(M)の重合法は特に制限されず、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、および溶液重合法等が挙げられる。
(アクリル系ブロック共重合体(Z))
メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)は、メタクリル酸エステルに由来する構造単位を主たる構成単位とするものである。メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)におけるメタクリル酸エステルに由来する構造単位の割合は、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがさらに好ましく、98質量%以上であることが特に好ましい。
メタクリル酸エステルとしては、透明性および耐熱性を向上させる観点から、メタクリル酸メチルがより好ましい。メタクリル酸エステルは、1種を単独で、または、2種以上を組み合わせて重合することによって、メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)を形成できる。
メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の単一ユニットの重量平均分子量Mw(z1)は、5,000以上であることが好ましく、150,000以下であることが好ましい。また、メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の単一ユニットの重量平均分子量Mwは、8,000以上であることがより好ましく、12,000以上であることが更に好ましい。また、重量平均分子量Mwは、120,000以下であることがより好ましく、100,000以下であることが更に好ましい。
ブロック共重合体(Z)において、一分子中にメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)が複数ある場合、其々のメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)を構成する構造単位の組成比や分子量は、相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ブロック共重合体(Z)におけるメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の割合は、透明性、柔軟性、成形加工性および表面平滑性の観点から、10質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがより好ましく、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましい。ブロック共重合体(Z)におけるメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の割合が10質量%以上であり、70質量%以下であると、本発明のアクリル系樹脂組成物からなるA層の透明性、可撓性、耐屈曲性、耐衝撃性、柔軟性などに優れる。ブロック共重合体(Z)にメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)が複数含まれる場合には、上記の割合は、すべてのメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の合計質量に基づいて算出する。
アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)は、アクリル酸エステルに由来する構造単位を主たる構成単位とするものである。アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)におけるアクリル酸エステルに由来する構造単位の割合は、45質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが更に好ましい。
アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ペンタデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸アリルなどが挙げられる。アクリル酸エステルは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて重合することによって、アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)を形成できる。
アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)は、本発明に用いるアクリル系樹脂組成物(R2)の透明性を向上させる観点などから、アクリル酸アルキルエステルとアクリル酸芳香族エステルとからなることが好ましい。アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)が、アクリル酸アルキルエステルとアクリル酸芳香族エステルとからなる場合、該アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)は、アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位50〜90質量%と(メタ)アクリル酸芳香族エステルに由来する構造単位50〜10質量%とを含むことが好ましい。
アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の単一ユニットの重量平均分子量Mw(z2)は、5,000以上であることが好ましく、15,000以上であることがより好ましく、30,000以上であることが特に好ましい。アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の単一ユニットの重量平均分子量Mw(z2)は、120,000以下であることが好ましく、110,000以下であることがより好ましく、100,000以下であることが特に好ましい。
ブロック共重合体(Z)におけるアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の割合は、透明性、柔軟性、成形加工性および表面平滑性の観点から、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、60質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましい。ブロック共重合体(Z)におけるアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の割合が10質量%以上、60質量%以下の範囲にあると、本発明のアクリル系樹脂組成物からなるA層の耐衝撃性、柔軟性などに優れる。ブロック共重合体(Z)が一分子中にアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)を複数含む場合には、上記の割合は、すべてのアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の合計質量に基づいて算出する。
ブロック共重合体(Z)のメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)とアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)との結合形態は、特に限定されない。例えば、メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の一末端にアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の一末端が繋がったもの((z1)−(z2)構造のジブロック共重合体);メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の両末端のそれぞれにアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の一末端が繋がったもの((z2)−(z1)−(z2)構造のトリブロック共重合体);アクリル酸エステル重合体ブロック(z2)の両末端のそれぞれにメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)の一末端が繋がったもの((z1)−(z2)−(z1)構造のトリブロック共重合体)などのメタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)とアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)とが直列に繋がった構造のブロック共重合体が挙げられる。
また、ブロック共重合体(Z)は、メタクリル酸エステル重合体ブロック(z1)およびアクリル酸エステル重合体ブロック(z2)以外の重合体ブロック(z3)を有するものであってもよい。
ブロック共重合体(Z)は、必要に応じて、分子鎖中または分子鎖末端に水酸基、カルボキシル基、酸無水物、アミノ基などの官能基を有していてもよい。
ブロック共重合体(Z)の重量平均分子量Mw(Z)は、52,000以上であることが好ましく、60,000以上であることがより好ましい。ブロック共重合体(Z)の重量平均分子量Mw(Z)は、400,000以下であることが好ましく、300,000以下であることがより好ましい。ブロック共重合体(Z)の重量平均分子量が小さいと、溶融押出成形において十分な溶融張力を保持できず、良好な板状成形体が得られにくく、また得られた板状成形体の破断強度などの力学物性が低下する傾向がある。一方、ブロック共重合体(Z)の重量平均分子量が大きいと、溶融樹脂の粘度が高くなり、溶融押出成形で得られる板状成形体の表面に微細なシボ調の凹凸や未溶融物(高分子量体)に起因するブツが発生し、良好な板状成形体が得られにくい傾向がある。
また、ブロック共重合体(Z)の分子量分布を表す重量平均分子量Mw(Z)と数平均分子量Mn(Z)の比であるMw(Z)/Mn(Z)は、1.0以上であることが好ましく、2.0以下であることが好ましく、1.6以下であることがより好ましい。このような範囲内に分子量分布があることにより、本発明の合わせガラス用中間膜において、ブツの発生原因となる未溶融物の含有量を極めて少量とすることができる。
ブロック共重合体(Z)の220℃、せん断速度122/secにおける溶融粘度(η(Z))は、75〜1500Pa・sの範囲であることが好ましい。溶融粘度(η(Z))は、150Pa・s以上であることがより好ましく、300Pa・s以上であることが特に好ましい。また、溶融粘度(η(Z))は、1000Pa・s以下であることがより好ましく、700Pa・s以下であることが特に好ましい。溶融粘度(η(Z))が、75〜1500Pa・sの範囲であることで、破断強度などの力学物性に優れ、表面の微細なシボ調の凹凸や未溶融物(高分子量体)に起因するブツの発生が抑制された、良好なフィルムを得ることができる。
また、メタクリル系樹脂(M)の220℃、せん断速度122/secにおける溶融粘度(η(M))と溶融粘度(η(Z))の比(η(M)/η(Z))の値は、1以上であることが好ましく、5以上であることがより好ましく、6以上であることがさらに好ましい。(η(M)/η(Z))の値は、20以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましく、8以下であることがさらに好ましい。η(M)/η(Z)の値が1〜20の範囲であることで、良好な分散性を確保でき、機械的物性、光学特性に優れたフィルムとなる。
220℃、せん断速度122/secにおける、メタクリル系樹脂(M)およびブロック共重合体(Z)のそれぞれの溶融粘度は、キャピログラフ(株式会社東洋精機製作所製、型式1D)を用いて、220℃で、直径1mmΦ、長さ10mmのキャピラリーより、ピストンスピード10mm/分の速度で、溶融した樹脂を押出し、その際に生じるせん断応力から求めることができる。
ブロック共重合体(Z)のASTM D542に基づいて測定される屈折率は、1.485以上であることが好ましく、1.487以上であることがより好ましい。ブロック共重合体(Z)の屈折率は、1.495以下であることが好ましく、1.493以下であることがより好ましい。ブロック共重合体(Z)の屈折率が、1.485〜1.495の範囲にあると、A層の透明性が高くなる。なお、本明細書で「屈折率」とは、後述する実施例のとおり、測定波長587.6nm(d線)で測定した値を意味する。
ブロック共重合体(Z)の製造方法は、特に限定されず、公知の手法に準じた方法を採用することができる。例えば、各重合体ブロックを構成する単量体をリビング重合する方法が一般に使用される。このようなリビング重合の手法としては、例えば、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤として用いアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩などの鉱酸塩の存在下でアニオン重合する方法、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤として用い有機アルミニウム化合物の存在下でアニオン重合する方法、有機希土類金属錯体を重合開始剤として用い重合する方法、α−ハロゲン化エステル化合物を開始剤として用い銅化合物の存在下ラジカル重合する方法などが挙げられる。また、多価ラジカル重合開始剤や多価ラジカル連鎖移動剤を用いて、各ブロックを構成するモノマーを重合させ、本発明に用いられるブロック共重合体(Z)を含有する混合物として製造する方法なども挙げられる。これらの方法のうち、特に、ブロック共重合体(Z)が高純度で得られ、また分子量や組成比の制御が容易であり、且つ経済的であることから、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤として用い、有機アルミニウム化合物の存在下でアニオン重合する方法が好ましい。
アクリル系フィルムに用いるアクリル系樹脂組成物(R2)は、ブロック共重合体(Z)と、さらに、80質量%以上のメタクリル酸メチル単位を含み、メルトフローレートが0.5〜10g/10分であるメタクリル系樹脂(M)を含むことが好ましい。アクリル系樹脂組成物(R2)におけるブロック共重合体(Z)の含有量は、メタクリル系樹脂(M)とブロック共重合体(Z)との合計100質量部に対し、1質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。ブロック共重合体(Z)の含有量は、メタクリル系樹脂(M)とブロック共重合体(Z)との合計100質量部に対し、90質量部以下であることが好ましく、45質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることが更に好ましい。アクリル系樹脂組成物(R2)におけるメタクリル系樹脂(M)の含有量がブロック共重合体(Z)に対して少ないと、Tダイを用いた溶融押出成形により得られるシートの表面硬度が低下する傾向がある。
(任意成分)
本発明のA層は、上記した成分以外に、本発明の目的を損なわない範囲で必要に応じて、1種または2種以上の任意成分を含むことができる。
任意成分としては、酸化防止剤、熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、滑剤、離型剤、高分子加工助剤、帯電防止剤、難燃剤、染顔料、有機色素、耐衝撃性改質剤、発泡剤、充填剤、および蛍光体等の各種添加剤等が挙げられる。
上記任意成分の添加タイミングは特に制限されず、アクリル系多層構造重合体粒子(Y)、メタクリル系樹脂(M)またはブロック共重合体(Z)のいずれかの重合時に添加してもよいし、重合した後に、アクリル系樹脂組成物(R)に添加してもよいし、必要に応じて任意成分の混練時あるいは混練後に添加してもよい。
(酸化防止剤)
酸化防止剤は、酸素存在下においてそれ単体で樹脂の酸化劣化防止に効果を有するものである。例えば、リン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、およびチオエーテル系酸化防止剤等が挙げられる。酸化防止剤としては、同一分子中にリン系酸化防止剤の効果を持つ部分およびヒンダードフェノール系酸化防止剤の効果を持つ部分を含む酸化防止剤を用いることもできる。これらの酸化防止剤は1種または2種以上を用いることができる。中でも、着色による光学特性の劣化防止効果の観点から、リン系酸化防止剤およびヒンダードフェノール系酸化防止剤等が好ましく、リン系酸化防止剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤との併用がより好ましい。リン系酸化防止剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤とを併用する場合、リン系酸化防止剤の使用量とヒンダードフェノール系酸化防止剤の使用量の質量比である(リン系酸化防止剤の使用量)/(ヒンダードフェノール系酸化防止剤の使用量)は、1/5以上であることが好ましく、1/2以上であることがより好ましい。また、(リン系酸化防止剤の使用量)/(ヒンダードフェノール系酸化防止剤の使用量)は、2/1以下であることが好ましく、1/1以下であることがより好ましい。
リン系酸化防止剤としては、2,2−メチレンビス(4,6−ジt−ブチルフェニル)オクチルホスファイト(株式会社ADEKA製;商品名:アデカスタブHP−10)、トリス(2,4−ジt−ブチルフェニル)ホスファイト(BASF社製;商品名:IRGAFOS168)、および3,9−ビス(2,6−ジt−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサー3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン(株式会社ADEKA製;商品名:アデカスタブPEP−36)等が好ましい。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、ペンタエリスリチル−テトラキス〔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〕(BASF社製;商品名IRGANO01010)、およびオクタデシル−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(BASF社製;商品名IRGANO01076)等が好ましい。
同一分子中にリン系酸化防止剤の効果を持つ部分およびヒンダードフェノール系酸化防止剤の効果を持つ部分を含む酸化防止剤としては、6−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチル)プロポキシ]−2,4,8,10−テトラ−t−ブチルジベンズ[d,f][1,3,2]−ジオキサスホスフェピン(住友化学株式会社製;商品名スミライザーGP)等が好ましい。
(熱劣化防止剤)
熱劣化防止剤は、実質上無酸素の状態下で高熱にさらされたときに生じるポリマーラジカルを捕捉することによって樹脂の熱劣化を防止できるものである。熱劣化防止剤としては、2−t−ブチル−6−(3’−t−ブチル−5’−メチル−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート(住友化学株式会社製;商品名スミライザーGM)、および2,4−ジt−アミル−6−(3’,5’−ジt−アミル−2’−ヒドロキシ−α−メチルベンジル)フェニルアクリレート(住友化学株式会社製;商品名スミライザーGS)等が好ましい。
(紫外線吸収剤)
紫外線吸収剤は、紫外線を吸収する能力を有する化合物である。紫外線吸収剤は、主に光エネルギーを熱エネルギーに変換する機能を有すると言われる化合物である。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、ベンゾエート類、サリシレート類、シアノアクリレート類、蓚酸アニリド類、マロン酸エステル類、およびホルムアミジン類等が挙げられる。これらは1種または2種以上を用いることができる。上記の中でも、ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、または波長380〜450nmにおけるモル吸光係数の最大値εmaxが1200dm3・mol−1cm−1以下である紫外線吸収剤が好ましい。
ベンゾトリアゾール類は、紫外線被照による着色等の光学特性低下を抑制する効果が高い。ベンゾトリアゾール類としては、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール(BASF社製;商品名TINUVIN329)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(BASF社製;商品名TINUVIN234)、および、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール](株式会社ADEKA製;LA−31)等が好ましい。
波長380〜450nmにおけるモル吸光係数の最大値εmaxが1200dm3・mol−1cm−1以下である紫外線吸収剤は、得られる熱可塑性樹脂フィルムの黄色味を抑制できる。このような紫外線吸収剤としては、2−エチル−2’−エトキシ−オキサルアニリド(クラリアントジャパン社製;商品名サンデユボアVSU)等が挙げられる。
上記した紫外線吸収剤の中で、紫外線被照による樹脂劣化が抑えられるという観点から、ベンゾトリアゾール類等が好ましく用いられる。
また、波長380nm付近の波長を効率的に吸収したい場合は、トリアジン類の紫外線吸収剤が好ましく用いられる。このような紫外線吸収剤としては、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ−3−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン(株式会社ADEKA製;LA−F70)、およびその類縁体であるヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤(BASF社製;TINUVIN477−DやTINUVIN460やTINUVIN479)等が挙げられる。
なお、紫外線吸収剤のモル吸光係数の最大値εmaxは、次のようにして測定する。シクロヘキサン1Lに紫外線吸収剤10.00mgを添加し、目視による観察で未溶解物がないように溶解させる。この溶液を1cm×1cm×3cmの石英ガラスセルに注入し、日立製作所社製U−3410型分光光度計を用い、波長380〜450nmでの吸光度を測定する。紫外線吸収剤の分子量(MUV)と、測定された吸光度の最大値(Amax)とから次式により計算し、モル吸光係数の最大値εmaxを算出する。
εmax=[Amax/(10×10−3)]×MUV
(光安定剤)
光安定剤は、主に光による酸化で生成するラジカルを捕捉する機能を有すると言われる化合物である。好適な光安定剤としては、2,2,6,6−テトラアルキルピペリジン骨格を持つ化合物などのヒンダードアミン(株式会社ADEKA製;LA−52やLA−57)(BASF社製;TINUVIN622SFやTINUVIN770)等が挙げられる。
(高分子加工助剤)
高分子加工助剤としては、例えば、乳化重合法によって製造され、60質量%以上のメタクリル酸メチル単位およびこれと共重合可能な40質量%以下のビニル系単量体単位からなる重合体粒子が用いられる。高分子加工助剤は、極限粘度が3〜6dl/gであることが好ましい。
上記各種添加剤の合計量は特に制限されず、一般に熱可塑性樹脂フィルム100質量%中、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。上記各種添加剤の合計量は、熱可塑性樹脂フィルム100質量%中、20質量%以下であることが好ましく、1.5質量%以下であることがより好ましい。
(接着力調整剤)
A層とB層との接着力を調整するため、A層またはB層に接着力調整剤を添加しても良い。接着力調整剤としては、カルボキシル基、カルボキシル基の誘導体基、エポキシ基、ボロン酸基、ボロン酸基の誘導体基、アルコキシル基、またはアルコキシル基の誘導体基などの接着性官能基を有するポリオレフィン類が挙げられる。
特に、B層にポリビニルアセタール樹脂を用いる場合には、接着性官能基を有するポリオレフィン類をA層に添加することで、A層とB層との接着力を好適に調整することができる。接着性官能基を有するポリオレフィン類の添加量は、A層の熱可塑性樹脂100質量部に対して、20質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であることがより好ましく、10質量部以下であることがさらに好ましい。接着性官能基を有するポリオレフィン類の添加量が20質量部を超えると、合わせガラスを作製した際に、ヘイズが悪化することがある。接着性官能基を有するポリオレフィン類としては、上記ポリオレフィン類の中でもカルボキシル基を含有するポリプロピレンが、入手の容易さ、接着性の調整のしやすさ、およびヘイズの調整のしやすさの観点から好適である。
[機能層]
本発明の合わせガラス用中間膜は、A層の少なくとも片面に熱線遮蔽構造体や導電性構造体、印刷層などの機能層(機能性被覆層)を有することが好ましい。A層が有する2つの面のうち、算術平均粗さ(Ra)が3.0μm以下である面に、機能層を設けることが好ましい。
A層に熱線遮蔽性を付与する方法としては、A層に熱線遮蔽性機能を有する金属酸化物微粒子を含有させる方法や、A層の表面に熱線遮蔽性被覆を設ける方法が挙げられる。熱線遮蔽性機能を有する金属酸化物微粒子としては、少なくとも近赤外波長領域の光線を吸収する機能を有するものであれば特に限定されず、例えば、錫ドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化錫、アルミニウムドープ酸化亜鉛、インジウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、酸化タングステン、六ホウ化ランタン、六ホウ化セリウム、無水アンチモン酸亜鉛、硫化銅等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、性能、安全性、原料入手性、価格等の観点から無水アンチモン酸亜鉛を含むことが好ましい。
A層に熱線遮蔽性機能を有する金属酸化物微粒子を含有させる場合、金属酸化物微粒子の含有量は、A層中の熱可塑性樹脂100質量部に対して、0.001質量部以上であることが好ましく、0.002質量部以上であることがより好ましい。また、金属酸化物微粒子の含有量は、A層中の熱可塑性樹脂100質量部に対して、2質量部以下であることが好ましく、1.5質量部以下であることがより好ましい。金属酸化物微粒子の含有量が、0.001質量部未満となると、期待する熱線遮蔽効果が得られなくなる傾向にある。金属酸化物微粒子の含有量が、2質量部より多くなると、A層の透明性が低下する傾向がある。
本発明において、導電性構造体とは不連続な導電性構造体も含まれ、平面の層ではなく、個々に識別可能な構造体、例えば導体路、導線、それらで構成される網目状構造物、点ならびにそれらの組み合わせであると理解される。不連続の導電性構造体は、A層の表面に設けられるか、またはこの表面に埋め込まれてもよい。
不連続な導電性構造体は、金属、例えば、金、銀、銅、インジウム、亜鉛、鉄、アルミニウムを含んでいるのが好ましい。しかし、代替的に、もしくはそれとの組み合わせによって、半導体材料も適切にA層に配置することができる。さらに、炭素系の導電性材料、例えばグラファイト、CNT(カーボンナノチューブ(carbon nano tubes))またはグラフェンが含まれていてよい。
導電性構造体は、印刷法の多様な別形、例えばスクリーン印刷、フレキソ印刷またはグラビア印刷、蒸着、スパッタリング、電気蒸着によって、A層の表面で作製することができる。印刷法では、場合により積層前に通常なおも乾燥できるか、または熱もしくは光により硬化することができる相応のインクが使用される。導電性構造体は、さしあたり比較的粗い構造から、レーザーまたは別の加工手段(彫刻、エッチング)を使用することによって初めてその最終的な形態でA層の表面に作製されてもよい。
印刷法(「プリンテッド・エレクトロニクス(printed electronics)」)を使用する場合、使用されるインクもしくは印刷用インクは、導電性粒子を含んでいる。導電性粒子は、金属、例えば金、銀、銅、亜鉛、鉄またはアルミニウムの粒子、ならびに金属で被覆された材料、例えば銀めっきされたガラス繊維、ガラス小球の粒子、ならびに導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイトまたはグラフェンの粒子であってよい。さらに、半導体の粒子、例えば、導電性金属酸化物、例えばインジウムドープ酸化スズ、インジウムドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化スズの粒子である。なかでも、導電性粒子としては、金、銀、銅又は導電性金属酸化物が好ましい。
一般に、導電性構造体は、周波電磁界を電磁遮蔽するため、電気回路、例えば配線または送信および/もしくは受信アンテナならびに別の機能を作製するために使用することができるものである。このことによって、例えば加熱エレメントを合わせガラスに導入することができ、アンテナを例えば自動車分野においてラジオ波の受信のために、または車両間通信において使用することができる。
本発明による積層体の導電性構造体は、接触センサーとして仕上げられていてもよく、このことは、相互に作用する合わせガラスの製造を可能にする。したがって、例えば、合わせガラス(例えば乗用車のフロントガラスもしくはサイドガラス、または扉のガラス)上での情報入力をアクセス制御に利用することができる。
電子構成部品、つまり導電性および誘電性の構造体の多層構造では、さらに電子回路または構成部品全体を設けることができる。それには、特にトランジスタ、抵抗器、チップ、センサー、ディスプレイ、発光ダイオード(例えばOLED)および/またはスマートラベルが該当する。
導電性構造体は、非常に小さいことがあり、肉眼では充分に認識することができない場合がある。導電性構造体の幅は、1μm以上であることが好ましい。導電性構造体の幅は、30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、15μm以下であることが更に好ましい。特に、平坦な加熱領域(Heizfelder)の場合、フィラメントの幅は25μm未満である。加熱領域は、局所的にのみ、例えばフロントガラスの上側の光学センサー系の前にのみ導入されてもよい。
本発明により使用される熱線遮蔽性被覆の厚さ、及び、導電性構造体の厚さは、透明性を確保する観点から、10μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、0.5μm以下であることが更に好ましい。導電性構造体の厚さは、ラミネート時の欠点発生頻度を抑える観点から、50μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、15μm以下であることが更に好ましい。
[B層]
本発明の合わせガラス用中間膜は、A層の少なくとも片面に熱可塑性樹脂を含むB層を有することが好ましく、A層の両面に熱可塑性樹脂を含むB層を有することがより好ましい。
B層を構成する熱可塑性樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアセタール樹脂、アイオノマー、エチレンビニルアセテート、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂またはポリアミド樹脂などが挙げられる。上記のような熱可塑性樹脂をB層に用いることにより、合わせガラス用中間膜の耐候性や強度を向上させたり、ガラスとの接着性を調整したりすることができる。ガラスとの接着性や透明性の観点から、B層に用いる熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂、アイオノマーが好ましい。
本発明の合わせガラス用中間膜を構成する一部であるB層は、A層との屈折率差が0.05以下となるものであれば、特に限定されないが、例えば、合わせガラス用中間膜として実用化したときに、破損時のガラス飛散性が低い安全ガラスを作製できる等の観点から、ポリビニルアセタール樹脂を含有する組成物からなるポリビニルアセタール樹脂層とすることが好ましい。
B層を構成する樹脂フィルムは、ASTM D542に基づいて測定される屈折率が1.485〜1.495の範囲となる重合体で構成されていることが、B層の透明性を高める観点から好ましい。
B層の厚さは、200μm以上であることが好ましく、350μm以上であることがより好ましい。また、B層の厚さは、3000μm以下であることが好ましく、2000μm以下であることがより好ましい。
(ポリビニルアセタール樹脂)
ポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂を含有する組成物をB層として用いる場合には、B層がポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂を40質量%以上含むことが好ましく、50質量%以上含むことがより好ましく、60質量%以上含むことがさらに好ましく、80質量%以上含むことが特に好ましく、90質量%以上含むことがより一層好ましく、ポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂のみからB層が構成されていても良い。ポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂のB層中の含有率が40質量%より少なくなると、ガラスとの接着性が低下することがある。
ポリビニルアセタール樹脂としては平均アセタール化度40モル%以上のものが好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度が40モル%未満であると可塑剤などの溶剤との相溶性が低下する傾向にある。ポリビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度は、より好ましくは60モル%以上であり、耐水性の観点から、さらに好ましくは65モル%以上である。
ポリビニルアセタール樹脂としては平均アセタール化度90モル%以下のものが好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度が90モル%を超えると、ポリビニルアセタール樹脂を得るための反応に長時間を要し、プロセス上好ましくないことがある。ポリビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度は、より好ましくは85モル%以下であり、耐水性の観点から、さらに好ましくは80モル%以下である。
ポリビニルアセタール樹脂はポリビニルアセタール樹脂中のビニルアセテート単位の含有量が30モル%以下のものが好ましい。ビニルアセテート単位の含有量が30モル%を超えると樹脂の製造時にブロッキングを起こしやすくなるため、製造しにくくなる。ポリビニルアセタール樹脂中のビニルアセテート単位の含有量は、好ましくは20モル%以下である。
ポリビニルアセタール樹脂のビニルアルコール単位の含有量は、15モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、25モル%以上であることがさらに好ましい。ポリビニルアセタール樹脂のビニルアルコール単位の含有量は、50モル%以下であることが好ましく、45モル%以下であることがより好ましく、40モル%以下であることがさらに好ましい。ビニルアルコール単位の含有量が15モル%より少なくなると、ガラスとの接着性が低下する傾向にあり、ビニルアルコール単位の含有量が50モル%より多くなると、耐水性が低下する傾向にある。
ポリビニルアセタール樹脂は、通常、ビニルアセタール単位、ビニルアルコール単位およびビニルアセテート単位から構成されており、これらの各単位量は、例えば、JIS K6728 「ポリビニルブチラール試験方法」や核磁気共鳴法(NMR)によって測定することができる。
ポリビニルアセタール樹脂が、ビニルアセタール単位以外の単位を含む場合は、ビニルアルコールの単位量とビニルアセテートの単位量を測定し、これらの両単位量をビニルアセタール単位以外の単位を含まない場合のビニルアセタール単位量から差し引くことで、残りのビニルアセタール単位量を算出することができる。
上記ポリビニルアセタール樹脂は、従来公知の方法により製造することができ、代表的には、ポリビニルアルコールにアルデヒド類を用いてアセタール化することにより製造することができる。具体的には、ポリビニルアルコールを温水に溶解し、得られた水溶液を所定の温度、例えば、0℃以上、90℃以下、好ましくは10℃以上、20℃以下に保持しておいて、所要の酸触媒およびアルデヒド類を加え、撹拌しながらアセタール化反応を進行させ、次いで、反応温度を70℃に上げて熟成して、反応を完結させ、その後、中和、水洗および乾燥を行って、ポリビニルアセタール樹脂の粉末を得る方法等が挙げられる。
ポリビニルアセタール樹脂の原料となるポリビニルアルコールの粘度平均重合度は、100以上であることが好ましく、300以上であることがより好ましく、400以上であることがより好ましく、600以上であることがさらに好ましく、700以上であること特に好ましく、750以上であることが最も好ましい。ポリビニルアルコールの粘度平均重合度が低すぎると、耐貫通性、耐クリープ物性、特に85℃、85%RHのような高温高湿条件下での耐クリープ物性が低下することがある。また、ポリビニルアルコールの粘度平均重合度は、5000以下であることが好ましく、3000以下であることがより好ましく、2500以下であることがさらに好ましく、2300以下であることが特に好ましく、2000以下であることが最も好ましい。ポリビニルアルコールの粘度平均重合度が5000を超えると樹脂膜の成形が難しくなることがある。
さらに、得られる合わせガラス用中間膜のラミネート適性を向上させ、外観に一層優れた合わせガラスを得るためには、ポリビニルアルコールの粘度平均重合度が1500以下であることが好ましく、1100以下であることがより好ましく、1000以下であることがさらに好ましい。
なお、ポリビニルアセタール樹脂の粘度平均重合度は、原料となるポリビニルアルコールの粘度平均重合度と一致するため、上記したポリビニルアルコールの好ましい粘度平均重合度はポリビニルアセタール樹脂の好ましい粘度平均重合度と一致する。
得られるポリビニルアセタール樹脂のビニルアセテート単位は30モル%以下に設定することが好ましいため、ケン化度が70モル%以上のポリビニルアルコールを使用することが好ましい。ポリビニルアルコールのケン化度が70モル%未満となると、樹脂の透明性や耐熱性が低下することがあり、またアルデヒド類との反応性も低下することがある。ケン化度は、より好ましくは95モル%以上のものである。
ポリビニルアルコールの粘度平均重合度およびケン化度は、例えば、JIS K 6726「ポリビニルアルコール試験方法」に基づいて測定することができる。
ポリビニルアルコールのアセタール化に用いるアルデヒド類としては、炭素数1以上、12以下のアルデヒドが好ましい。アルデヒドの炭素数が12を超えるとアセタール化の反応性が低下し、しかも反応中に樹脂のブロックが発生しやすくなり、樹脂の合成に困難を伴い易くなる。
アルデヒド類としては特に限定されず、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、n−ヘキシルアルデヒド、2−エチルブチルアルデヒド、n−ヘプチルアルデヒド、n−オクチルアルデヒド、n−ノニルアルデヒド、n−デシルアルデヒド、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド等の脂肪族、芳香族、脂環式アルデヒドが挙げられる。これらのうちでも炭素数2以上、6以下の脂肪族アルデヒドが好ましく、中でもブチルアルデヒドが特に好ましい。また、上記アルデヒド類は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。更に、多官能アルデヒド類やその他の官能基を有するアルデヒド類などを全アルデヒド類の20質量%以下の範囲で少量併用してもよい。
(アイオノマー)
アイオノマーとしては、特に限定されないが、エチレン由来の構成単位、およびα,β−不飽和カルボン酸に由来の構成単位を有し、α,β−不飽和カルボン酸の少なくとも一部が金属イオンによって中和された樹脂が挙げられる。金属イオンとしては、例えばナトリウムイオンが挙げられる。ベースポリマーとなるエチレン・α,β−不飽和カルボン酸共重合体において、α,β−不飽和カルボン酸の構成単位の含有割合は、2質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましい。また、α,β−不飽和カルボン酸の構成単位の含有割合は、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。本発明においては、入手のしやすさの点から、エチレン・アクリル酸共重合体のアイオノマー、およびエチレン・メタクリル酸共重合体のアイオノマーが好ましい。エチレン系アイオノマーの例としては、エチレン・アクリル酸共重合体のナトリウムアイオノマー、エチレン・メタクリル酸共重合体のナトリウムアイオノマーを、特に好ましい例として挙げることができる。
アイオノマーを構成するα、β―不飽和カルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸などが挙げられるが、アクリル酸またはメタクリル酸が特に好ましい。
B層には、ポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂以外の成分として、さらに遮熱材料(例えば、赤外線吸収能を有する、無機遮熱性微粒子または有機遮熱性材料)、紫外線吸収剤、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤および/または接着性を調整する各種添加剤、ブロッキング防止剤、顔料、染料等が、必要に応じて添加されていてもよい。紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等としては、前述したA層において含有されるものが挙げられる。
(遮熱材料)
遮熱材料(例えば、赤外線吸収能を有する、無機遮熱性微粒子または有機遮熱性材料)はB層に含有させてもよい。遮熱材料としては、A層に含有させることのできるものと同様のものを用いることができる。
B層に遮熱材料を含有させた場合、遮熱材料の赤外線吸収能は、赤外線がB層を通過するときの光路長(m)およびB層中の遮熱材料の濃度(g/m3)に比例する。したがって、遮熱材料の赤外線吸収能は、B層における遮熱材料の面密度(g/m2)に比例する。
B層において遮熱材料として金属ドープ酸化タングステン(セシウムドープ酸化タングステン)を用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、0.10以上であることが好ましく、0.15以上であることがより好ましく、0.20以上であることがさらに好ましい。B層における遮熱材料の面密度(g/m2)が0.10未満であると、十分な遮熱効果が得られにくくなる傾向にある。B層において遮熱材料として金属ドープ酸化タングステン(セシウムドープ酸化タングステン)を用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、1.00以下であることが好ましく、0.70以下であることがより好ましく、0.50以下であることがさらに好ましい。B層における遮熱材料の面密度(g/m2)が1.00を超えると、合わせガラスとした場合に、可視光線透過率が低下したり、ヘイズが悪化したり、耐候性が低下したり、色差変化が増大したりする傾向にある。
B層において遮熱材料として錫ドープ酸化インジウムを用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、0.50以上であることが好ましく、1.00以上であることがより好ましく、1.50以上であることがさらに好ましく、2.25以上であることが特に好ましく、3.00以上であることが最も好ましい。B層において遮熱材料として錫ドープ酸化インジウムを用いた場合における、遮熱材料の面密度(g/m2)は、15.00以下であることが好ましく、10.50以下であることがより好ましく、7.50以下であることがさらに好ましい。
B層において遮熱材料としてアンチモンドープ酸化錫を用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、1.00以上であることが好ましく、1.50以上であることがより好ましく、2.00以上であることがさらに好ましい。B層において遮熱材料としてアンチモンドープ酸化錫を用いた場合における、遮熱材料の面密度(g/m2)は、10.00以下であることが好ましく、7.00以下であることがより好ましく、5.00以下であることがさらに好ましい。
B層において遮熱材料としてフタロシアニン化合物を用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、0.010以上であることが好ましく、0.015以上であることがより好ましく、0.020以上であることがさらに好ましい。B層において遮熱材料としてフタロシアニン化合物を用いた場合における、遮熱材料の面密度(g/m2)は、0.100以下であることが好ましく、0.070以下であることがより好ましく、0.050以下であることがさらに好ましい。
B層において遮熱材料としてアルミニウムドープ酸化亜鉛を用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、1.00以上であることが好ましく、1.50以上であることがより好ましく、2.00以上であることがさらに好ましい。B層において遮熱材料としてアルミニウムドープ酸化亜鉛を用いた場合における、遮熱材料の面密度(g/m2)は、10.00以下であることが好ましく、7.00以下であることがより好ましく、5.00以下であることがさらに好ましい。
B層において遮熱材料としてアンチモン酸亜鉛を用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、1.00以上であることが好ましく、1.50以上であることがより好ましく、2.00以上であることがさらに好ましい。B層において遮熱材料としてアンチモン酸亜鉛を用いた場合における、遮熱材料の面密度(g/m2)は、10.00以下であることが好ましく、7.00以下であることがより好ましく、5.00以下であることがさらに好ましい。
B層において遮熱材料として六ホウ化ランタンを用いた場合、遮熱材料の面密度(g/m2)は、0.02以上であることが好ましく、0.03以上であることがより好ましく、0.04以上であることがさらに好ましい。B層において遮熱材料として六ホウ化ランタンを用いた場合における、遮熱材料の面密度(g/m2)は、0.20以下であることが好ましく、0.14以下であることがより好ましく、0.10以下であることがさらに好ましい。
本発明の合わせガラス用中間膜は、B層に遮熱材料を含有してもよい。この場合、少なくともB層に紫外線吸収剤を少なくとも1種含有するものであることが好ましい。合わせガラス用中間膜を上記構成とすることで、例えば、A層を内層とし、B層を外層とした場合に、A層の熱可塑性エラストマーが紫外線から保護されるとともに、合わせガラス用中間膜の遮熱性を高めることができる。
本発明の合わせガラス用中間膜を、B層を外層として、B層/A層/B層という3層構成とする場合は、B層に遮熱材料を含有させる態様とすることにより、B層2層分の光路長を赤外線が通過することになるため、合わせガラスの可視光線透過率やヘイズを損なわずに遮熱性を高めることができる。
(紫外線吸収剤)
B層に用いることができる紫外線吸収剤は、A層に含有されていてもよい紫外線吸収剤と同様のものを挙げることができる。
B層における紫外線吸収剤の面密度(g/m2)は、0.2以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、0.7以上であることがさらに好ましい。B層における紫外線吸収剤の面密度(g/m2)が0.1未満であると、合わせガラスとした場合に、ヘイズが悪化したり、耐候性が低下したり、色差変化が増大したりする傾向にある。
B層における紫外線吸収剤の面密度(g/m2)は、10.0以下であることが好ましく、5.0以下であることがより好ましく、3.0以下であることがさらに好ましい。B層における紫外線吸収剤の面密度(g/m2)が10.0を超えると、合わせガラスとした場合に、可視光線透過率が低下したり、ヘイズが悪化したり、耐候性が低下したり、色差変化が増大したりする傾向にある。
紫外線吸収剤の添加量は、B層に含有される熱可塑性樹脂に対して質量基準で10ppm以上であることが好ましく、100ppm以上であることがより好ましい。添加量が10ppmより少ないと充分な効果が発揮されにくくなることがある。なお、紫外線吸収剤は2種以上組み合わせて用いることもできる。
紫外線吸収剤の添加量は、B層に含有される熱可塑性樹脂に対して質量基準で50,000ppm以下であることが好ましく、10,000ppm以下であることがより好ましい。添加量を50,000ppmより多くしても格段の効果は望めない。
(可塑剤)
本発明のB層で用いられる可塑剤としては、特に制限はないが、一価カルボン酸エステル系、多価カルボン酸エステル系などのカルボン酸エステル系可塑剤;リン酸エステル系可塑剤、有機亜リン酸エステル系可塑剤などのほか、カルボン酸ポリエステル系、炭酸ポリエステル系、また、ポリアルキレングリコール系などの高分子可塑剤や、ひまし油などのヒドロキシカルボン酸と多価アルコールのエステル化合物;ヒドロキシカルボン酸と一価アルコールのエステル化合物などのヒドロキシカルボン酸エステル系可塑剤も使用することができる。
一価カルボン酸エステル系可塑剤としては、ブタン酸、イソブタン酸、へキサン酸、2−エチルブタン酸、へプタン酸、オクチル酸、2−エチルヘキサン酸、ラウリル酸などの一価カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコールとの縮合反応により得られる化合物であり、具体的な化合物を例示すると、トリエチレングリコールジ2−ジエチルブタノエート、トリエチレングリコールジヘプタノエート、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オクタノエート、テトラエチレングリコールジ2−エチルブタノエート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、テトラエチレングリコールジ2−エチルヘキサノエート、テトラエチレングリコールジオクタノエート、ジエチレングリコールジ2−エチルヘキサノエート、PEG#400ジ2−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコールモノ2−エチルヘキサノエート、グリセリンまたはジグリセリンの2−エチルヘキサン酸との完全または部分エステル化物などが挙げられる。ここでPEG#400とは、平均分子量が350〜450であるポリエチレングリコールを表す。
多価カルボン酸エステル系可塑剤としては、アジピン酸、コハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメット酸などの多価カルボン酸と、メタノール、エタノール、ブタノール、ヘキサノール、2−エチルブタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、デカノール、ドデカノール、ブトキシエタノール、ブトキシエトキシエタノール、ベンジルアルコールなどの炭素数1〜12のアルコールとの縮合反応により得られる化合物が挙げられる。具体的な化合物を例示すると、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルブチル、アジピン酸ジヘプチル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジ2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ(ブトキシエチル)、アジピン酸ジ(ブトキシエトキシエチル)、アジピン酸モノ(2−エチルヘキシル)、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジヘキシル、セバシン酸ジ2−エチルブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジ(2−エチルブチル)、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジ(2−エチルヘキシル)、フタル酸ベンジルブチル、フタル酸ジドデシルなどが挙げられる。
リン酸系可塑剤、または、亜リン酸系可塑剤としては、リン酸または亜リン酸と、メタノール、エタノール、ブタノール、ヘキサノール、2−エチルブタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、デカノール、ドデカノール、ブトキシエタノール、ブトキシエトキシエタノール、またはベンジルアルコールなどの炭素数1〜12のアルコールとの縮合反応により得られる化合物が挙げられる。具体的な化合物を例示すると、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(2−エチルヘキシル)、リン酸トリ(ブトキシエチル)、亜リン酸トリ(2−エチルヘキシル)などが挙げられる。
カルボン酸ポリエステル系可塑剤としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの多価カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−ノナンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンなどの多価アルコールを交互共重合して得られるカルボン酸ポリエステルや、脂肪族ヒドロキシカルボン酸;グリコール酸、乳酸、2−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、6−ヒドロキシへキサン酸、8−ヒドロキシへキサン酸、10−ヒドロキシデカン酸、12−ヒドロキシドデカン酸、芳香環を有するヒドロキシカルボン酸;4−ヒドロキシ安息香酸、4−(2−ヒドロキシエチル)安息香酸などのヒドロキシカルボン酸の重合体(ヒドロキシカルボン酸ポリエステル)、脂肪族ラクトン化合物;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、δ−ヘキサノラクトン、ε−カプロラクトン、ラクチドなど、芳香環を有するラクトン化合物;フタリドなどのラクトン化合物を開環重合して得られるカルボン酸ポリエステルでも良い。これらカルボン酸ポリエステルの末端構造は特に限定されず、水酸基やカルボキシル基でも良いし、また、末端水酸基や末端カルボキシル基を1価カルボン酸あるいは1価アルコールと反応させてエステル結合としたものでも良い。
炭酸ポリエステル系可塑剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル2,4−ペンタンジオール、1,2−ヘプタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−ノナンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,3−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,2−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンなどの多価アルコールと、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルなどの炭酸エステルをエステル交換反応により交互共重合して得られる炭酸ポリエステルが挙げられる。これら炭酸ポリエステル化合物の末端構造は特に限定されないが、炭酸エステル基、または水酸基などであるとよい。
ポリアルキレングリコール系可塑剤としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、オキセタンなどのアルキレンオキシドを、一価アルコール、多価アルコール、一価カルボン酸および多価カルボン酸を開始剤として開環重合させて得られる重合体が挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸エステル系可塑剤としては、ヒドロキシカルボン酸の1価アルコールエステル;リシノール酸メチル、リシノール酸エチル、リシノール酸ブチル、6−ヒドロキシヘキサン酸メチル、6−ヒドロキシヘキサン酸エチル、6−ヒドロキシヘキサン酸ブチル、ヒドロキシカルボン酸の多価アルコールエステル;エチレングリコールジ(6−ヒドロキシヘキサン酸)エステル、ジエチレングリコールジ(6−ヒドロキシヘキサン酸)エステル、トリエチレングリコールジ(6−ヒドロキシヘキサン酸)エステル、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(6−ヒドロキシヘキサン酸)エステル、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(2−ヒドロキシ酪酸)エステル、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(3−ヒドロキシ酪酸)エステル、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(4−ヒドロキシ酪酸)エステル、トリエチレングリコールジ(2−ヒドロキシ酪酸)エステル、グリセリントリ(リシノール酸)エステル、L−酒石酸ジ(1−(2−エチルヘキシル))、ひまし油の他、ヒドロキシカルボン酸の多価アルコールエステルのk個のヒドロキシカルボン酸由来の基を、水酸基を含まないカルボン酸由来の基または水素原子に置き換えた化合物も使用可能であり、これらヒドロキシカルボン酸エステルは従来公知の方法で得られるものを使用することができる。
本発明において、これら可塑剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
可塑剤がB層に含有される場合、可塑剤とB層に用いられる樹脂(特にポリビニルアセタール樹脂)との相溶性、他の層への低移行性、非移行性を高める観点からは、融点が30℃以下であり、水酸基価が15mgKOH/g以上、450mgKOH/g以下であるエステル系可塑剤またはエーテル系可塑剤、または、非結晶性であり、水酸基価が15mgKOH/g以上、450mgKOH/g以下であるエステル系可塑剤またはエーテル系可塑剤を使用することが好ましい。ここで非結晶性とは、−20℃以上の温度において融点が観測されないことを指す。前記水酸基価は、15mgKOH/g以上であることが好ましく、30mgKOH/g以上であることがより好ましく、45mgKOH/g以上であることが最適である。また、前記水酸基価が450mgKOH/g以下であることが好ましく、360mgKOH/g以下であることがより好ましく、280mgKOH/g以下であることが最適である。前記エステル系可塑剤としては、上記規定を満たすポリエステル(前述したカルボン酸ポリエステル系可塑剤、炭酸ポリエステル系可塑剤など)や、ヒドロキシカルボン酸エステル化合物(前述したヒドロキシカルボン酸エステル系可塑剤など)が挙げられ、エーテル系可塑剤としては、前記規定を満たすポリエーテル化合物(前述したポリアルキレングリコール系可塑剤など)が挙げられる。
可塑剤の含有量は、ポリビニルアセタール樹脂100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましく、20質量部以下であることが特に好ましい。可塑剤の含有量が、ポリビニルアセタール樹脂100質量部に対して50質量部を超えると、せん断貯蔵弾性率が低くなる傾向にある。また、2種以上の可塑剤を併用してもよい。
可塑剤としては、水酸基を有する化合物を用いることができるが、B層中に用いられる可塑剤の全量に対する水酸基を有する化合物の含有量の割合は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。水酸基を有する化合物は、ポリビニルアセタール樹脂と高い相溶性を有し、他の樹脂層への移行性が低いため、水酸基を有する化合物を好適に用いることができる。
(酸化防止剤)
B層に含んでいてもよい酸化防止剤としては、A層に含まれるものと同様のものが用いられる。
酸化防止剤は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。B層における酸化防止剤の面密度は、0.1g/m2以上であることが好ましく、0.2g/m2以上であることがより好ましく、0.5g/m2以上であることがさらに好ましい。B層における酸化防止剤の面密度が0.1g/m2未満であると、B層が酸化されやすくなって、合わせガラスを長期間使用した場合に、色差変化が大きくなるなど、耐候性が低下する傾向にある。
B層における酸化防止剤の面密度は、2.5g/m2以下であることが好ましく、1.5g/m2以下であることがより好ましく、2.0g/m2以下であることがさらに好ましい。B層における酸化防止剤の面密度が2.5g/m2を超えると、B層の色調が損なわれたり、合わせガラスのヘイズが低下したりする傾向にある。
酸化防止剤の配合量は、ポリビニルアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂100質量部に対して0.001質量部以上であることが好ましく、0.01質量部以上であることがより好ましい。酸化防止剤の量が0.001質量部より少ないと充分な効果が発揮されにくくなることがある。
酸化防止剤の配合量は、ポリビニルアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂100質量部に対して5質量部以下であることが好ましく、4質量部以下であることがより好ましく、3質量部以下であることが最も好ましい。酸化防止剤の量を5質量部より多くしても格段の効果は望めない。
(光安定剤)
光安定剤としてはヒンダードアミン系のもの、例えば、株式会社ADEKA製「アデカスタブLA−57(商品名)」や、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製「Tinuvin−622SF(商品名)」などが挙げられる。光安定剤は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。光安定剤の配合量は、ポリビニルアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂100質量部に対して0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましい。光安定剤の量が0.01質量部より少ないと充分な効果が発揮されにくくなることがある。また、光安定剤の含有量は10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましい。光安定剤の量を10質量部より多くしても格段の効果は望めない。B層において光安定剤の面密度は、0.05g/m2以上であることが好ましく、0.5g/m2以上であることがより好ましい。また、該面密度は、70g/m2以下であることが好ましく、30g/m2以下であることがより好ましい。
(接着力調整剤)
またB層には、必要に応じて、ガラス等に対する合わせガラス用中間膜の接着性を制御するために、接着力調整剤および/または接着性を調整するための各種添加剤を含有させてもよい。
接着性を調整するための各種添加剤としては、国際公開第03/033583号に開示されているものを使用することもでき、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩が好ましく使用され、例えば、カリウム、ナトリウム、マグネシウム等の塩が挙げられる。上記塩としてはオクタン酸、ヘキサン酸、酪酸、酢酸、蟻酸等のカルボン酸等の有機酸;塩酸、硝酸等の無機酸の塩などが挙げられる。
接着力調整剤および/または接着性を調整するための各種添加剤の最適な添加量は、使用する添加剤により異なるが、得られる合わせガラス用中間膜のガラスへの接着力が、パンメル試験(Pummeltest;国際公開第03/033583号等に記載)において、一般には3以上、10以下になるように調整することが好ましく、特に高い耐貫通性を必要とする場合は3以上、6以下、高いガラス飛散防止性を必要とする場合は7以上、10以下になるように調整することが好ましい。高いガラス飛散防止性が求められる場合は、接着力調整整剤を添加しないことも有用な方法である。
[C層]
本発明の合わせガラス用中間膜は、B層とは異なる組成や厚さを有するC層を用いて、B層/A層/C層という積層構成にすることができる。C層としては公知の樹脂からなる層が使用可能であり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステルのうちポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリイミドなどを用いることができる。C層としては、これらの樹脂からなるフィルムを用いることができるが、A層に接着剤などのコーティング剤を塗布することで、C層を形成することも可能である。
その他、C層を構成する熱可塑性樹脂としては、B層にて用いられる樹脂と同様のものを用いることができる。例えば、ポリビニルアセタール樹脂、アイオノマー、エチレンビニルアセテート、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂またはポリアミド樹脂などが好ましい。これらの熱可塑性樹脂をC層に用いることにより、合わせガラス用中間膜の耐候性や強度を向上させたり、ガラスとの接着性を調整したりすることができる。ガラスとの接着性や透明性の観点から、C層に用いる熱可塑性樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂、アイオノマーが好ましい。
C層は、A層との屈折率差が0.03以下となるものであれば、特に限定されないが、例えば、合わせガラス用中間膜として実用化したときに、破損時のガラス飛散性が低い安全ガラスを作製できる等の観点から、ポリビニルアセタール樹脂を含有する組成物からなるポリビニルアセタール樹脂層とすることが好ましい。
C層を構成する樹脂フィルムは、ASTM D542に基づいて測定される屈折率が1.485〜1.495の範囲となる重合体で構成されていることが、C層の透明性を高める観点から好ましい。
C層の厚さは、1μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましい。また、C層の厚さは、300μm以下であることが好ましく、250μm以下であることがより好ましい。
C層には、熱可塑性樹脂以外の成分として、さらに遮熱材料(例えば、赤外線吸収能を有する、無機遮熱性微粒子または有機遮熱性材料)、紫外線吸収剤、可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、接着力調整剤および/または接着性を調整する各種添加剤、ブロッキング防止剤、顔料、染料等が、必要に応じて添加されていてもよい。これらの成分は、前述したA層及びB層において説明したものと、同じものを利用することができる。
(ポリビニルアセタール樹脂)
ポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂を含有する組成物をC層として用いる場合には、フィルムの力学強度の観点から、C層がポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂を40質量%以上含むことが好ましく、50質量%以上含むことがより好ましく、60質量%以上含むことがさらに好ましく、80質量%以上含むことが特に好ましく、90質量%以上含むことがより一層好ましく、ポリビニルアセタール樹脂等の熱可塑性樹脂のみからC層が構成されていても良い。
ポリビニルアセタール樹脂としては平均アセタール化度40モル%以上のものが好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度は、より好ましくは60モル%以上であり、耐水性の観点から、さらに好ましくは65モル%以上である。ポリビニルアセタール樹脂としては平均アセタール化度90モル%以下のものが好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度は、より好ましくは85モル%以下であり、耐水性の観点から、さらに好ましくは80モル%以下である。
成形時の耐熱性の観点から、ポリビニルアセタール樹脂はポリビニルアセタール樹脂中のビニルアセテート単位の含有量が30モル%以下のものが好ましく、20モル%以下のものがより好ましく、特に15モル%以下のものがより好ましい。
ポリビニルアセタール樹脂のビニルアルコール単位の含有量は、15モル%以上であることが好ましく、20モル%以上であることがより好ましく、25モル%以上であることがさらに好ましい。ポリビニルアセタール樹脂のビニルアルコール単位の含有量は、50モル%以下であることが好ましく、45モル%以下であることがより好ましく、40モル%以下であることがさらに好ましい。
ポリビニルアセタール樹脂の原料となるポリビニルアルコールの粘度平均重合度は、力学強度の観点から、100以上であることが好ましく、300以上であることがより好ましく、400以上であることがより好ましく、600以上であることがさらに好ましく、700以上であること特に好ましく、750以上であることが最も好ましい。また、ポリビニルアルコールの粘度平均重合度は、3000以下であることが好ましく、2500以下であることがより好ましく、2300以下であることがさらに好ましく、2000以下であることが特に好ましく、1800以下であることが最も好ましい。粘度平均重合度が3000を超えると、著しく成形性が悪くなる点で好ましくない。
ポリビニルアルコールのアセタール化に用いるアルデヒド類としては、炭素数1以上、12以下のアルデヒドが好ましい。これらのうちでも炭素数2以上、6以下の脂肪族アルデヒドが好ましく、中でもブチルアルデヒドが特に好ましい。
(可塑剤)
本発明のC層で用いられる可塑剤としては、特に制限はないが、カルボン酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、有機亜リン酸エステル系可塑剤などのほか、カルボン酸ポリエステル系、炭酸ポリエステル系、ポリアルキレングリコール系などの高分子可塑剤や、ヒドロキシカルボン酸と多価アルコールのエステル化合物、ヒドロキシカルボン酸エステル系可塑剤も使用することができる。なかでも、トリエチレングリコールジ2−エチルヘキサノエートが好ましい。可塑剤の含有量は、ポリビニルアセタール樹脂100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましく、25質量部以下であることが特に好ましい。
[合わせガラス用中間膜]
本発明の合わせガラス用中間膜は、遮熱性や導電性、意匠性等の機能性を持ち、かつ視認性と透明性に優れた合わせガラス用中間膜として、好適に用いることができる。合わせガラス用中間膜は、少なくとも一つのA層を有する。また、少なくとも2つの上記B層の間に、上記A層が積層された積層体であることが好ましい。
以下、ガラスとはアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を用いた有機ガラスも含まれ、有機ガラスを使うことにより合わせガラスの大幅な軽量化につながるため好適に用いることができるが、表面の耐傷つき性や剛性の観点から無機ガラスがより好適に用いることができる。
クリアガラスを用いて合わせガラスとした場合の視認性を確保する観点からは、可視光透過率は70%以上であり、72%以上であることがより好ましく、73%以上であることがさらに好ましい。合わせガラスとした場合の可視光透過率が70%未満であると、合わせガラスの視認性が損なわれる。
グリーンガラスを用いて合わせガラスとした場合の視認性を確保する観点からは、可視光透過率は70%以上であることが好ましく、72%以上であることがより好ましく、73%以上であることがさらに好ましい。合わせガラスとした場合の可視光透過率が70%未満であると、合わせガラスの視認性が損なわれる傾向にある。
本発明の合わせガラス用中間膜のA層もしくはB層に遮熱材料を添加する場合において、合わせガラスとした場合に透明性と遮熱性を両立させつつ、色調を向上させる観点からは、少なくとも1層に遮熱材料を含有し、グリーンガラスの厚さの合計が4mm以下である2枚のグリーンガラスの間に合わせガラス用中間膜が配置されてなる合わせガラスにおいて、可視光透過率が70%以上であり、波長800〜1100nmの赤外線平均透過率が32%以下であることが好ましい。
同様に、本発明の合わせガラス用中間膜のA層もしくはB層に遮熱材料を添加する場合において、クリアガラスを用いて合わせガラスを作製する場合、視認性を確保しつつ遮熱性をさらに向上させる観点から、波長800〜1100nmの赤外線平均透過率は72%以下であり、70%以下であることが好ましく、69%以下であることがより好ましく、68%以下であることがさらに好ましく、65%以下であることが特に好ましく、60%以下であることが最も好ましい。合わせガラスとした場合の波長800〜1100nmの赤外線平均透過率が72%を超えるものであると、遮熱性が低下する。また、クリアガラスの厚さの合計が4mm以下である2枚のクリアガラスの間に合わせガラス用中間膜を配置してなる合わせガラスにおいて、可視光透過率を70%以上とする方法としては、例えば、A層またはB層における遮熱材料の面密度を10g/m2以下としたり、A層またはB層における紫外線吸収剤の面密度を10g/m2以下としたりする方法などが挙げられる。クリアガラスの厚さの合計が4mm以下である2枚のクリアガラスの間に合わせガラス用中間膜が配置されてなる合わせガラスにおいて、波長800〜1100nmの赤外線平均透過率が72%以下とする方法としては、例えば、A層またはB層における遮熱材料の面密度を0.10g/m2以上とする方法などが挙げられる。
同様に、本発明の合わせガラス用中間膜のA層もしくはB層に遮熱材料を添加する場合において、グリーンガラスを用いて合わせガラスを作製する場合、視認性を確保しつつ遮熱性をさらに向上させる観点からは、波長800〜1100nmの赤外線平均透過率は32%以下であることが好ましく、31%以下であることがより好ましく、30%以下であることがさらに好ましい。合わせガラスとした場合の波長800〜1100nmの赤外線平均透過率が32%を超えるものであると、遮熱性が低下する傾向にある。グリーンガラスの厚さの合計が4mm以下である2枚のグリーンガラスの間に合わせガラス用中間膜が配置されてなる合わせガラスにおいて、可視光透過率を70%以上とする方法としては、例えば、A層またはB層における遮熱材料の面密度を10g/m2以下としたり、A層またはB層における紫外線吸収剤の面密度を10g/m2以下としたりする方法などが挙げられる。グリーンガラスの厚さの合計が4mm以下である2枚のグリーンガラスの間に合わせガラス用中間膜が配置されてなる合わせガラスにおいて、波長800〜1100nmの赤外線平均透過率が32%以下とする方法としては、例えば、A層またはB層における遮熱材料の面密度を0.10g/m2以上とする方法などが挙げられる。
合わせガラスとした場合の耐候性をさらに向上させ、色差変化をさらに抑制する観点からは、合わせガラスとした場合に、照度180W/m2、ブラックパネル温度60℃、相対湿度50%の条件下で200時間曝露する耐候性試験の前後における色差変化ΔE*ab(単に、色差変化ともいう。)が、2.0以下となるものであることが好ましく、1.8以下となるものであることがより好ましく、1.5以下となるものであることがさらに好ましい。上記条件下における色差変化ΔE*abが2.0を超えるものは、合わせガラスの長期使用によって色調変化しやすくなる傾向にある。上記色差変化の測定に際しては、合わせガラスに用いるガラスはクリアガラスであってもよいし、グリーンガラスであってもよい。
本発明の合わせガラス用中間膜は、2枚のガラスで合わせガラス用中間膜を挟持した合わせガラスを作製した場合に、ヘイズが1.0%以下である。より透明度の高い合わせガラスを作製する観点からは、ヘイズが0.9%以下となるものであることがより好ましく、0.7%以下となるものであることがさらに好ましい。合わせガラスとした場合にヘイズが1.0%を超えるものであると、透明度が低下する傾向にある。ヘイズをA層により調節する場合、例えばアクリル系フィルムに添加する弾性体粒子の屈折率、粒径、添加量などによることができる。またブロック共重合体の屈折率、分散モルフォロジー、添加量などにより調節することができる。なお、ヘイズは、JIS K7136に基づいて測定することができる。ヘイズの測定に際しては、合わせガラスに用いるガラスはクリアガラスであってもよいし、グリーンガラスであってもよい。
本発明の合わせガラス用中間膜は、例えば、図1に示すように、A層4がB層2及びB層5によって挟まれたB層/A層/B層という積層構成にすることができる。A層4の一方の面には機能層3が設けられており、その両側からB層2及びB層5が積層されて、合わせガラス用中間膜が構成される。さらに、2枚のガラス1及びガラス6によって、合わせガラス用中間膜を挟持することで、合わせガラスを作製することができる。なお、図1では、A層4の一方の面に機能層3を設ける構成としたが、特に機能層3を設けずに、A層4そのものに機能性を設けるような構成とすることも可能である。
積層体における積層構成は目的によって決められるが、B層/A層/B層という積層構成の他、B層/A層/B層/A層、B層/A層/B層/A層/B層という積層構成であってもよい。上記の中でも、少なくとも2つのB層の間に、A層が積層された積層構成であることが好ましい。また、B層が最外層の少なくとも一層を構成していることが好ましい。
また、本発明の合わせガラス用中間膜は、例えば、A層が、B層と、B層とは異なるC層によって挟まれたB層/A層/C層という積層構成にすることができる。例えば、B層/A層/C層、B層/A層/C層/B層、B層/A層/B層/C層、B層/C層/A層/C層/B層、B層/C層/A層/B層/C層、B層/A層/C層/B層/C層、C層/B層/A層/B層/C層、C層/B層/A層/C層/B層/C層、C層/B層/C層/A層/C層/B層/C層などの積層構成でも構わない。これらの中でも、B層が最外層の少なくとも一層を構成していることが好ましい。
本発明の合わせガラス用中間膜は、少なくとも2つのB層の間に、A層が積層された積層構成である場合、A層の屈折率とB層の屈折率との屈折率差は0.05以下である。A層の屈折率とB層の屈折率との屈折率差は0.04以下であることが好ましく、0.03以下であることがより好ましい。A層の屈折率とB層の屈折率との屈折率差が0.03より大きくなると、得られる合わせガラスの透明性が低下する。A層の屈折率とB層の屈折率との屈折率差を0.05以下にする方法としては、A層にアクリル系樹脂を用い、B層にポリビニルアセタール樹脂を含有する組成物からなるポリビニルアセタール樹脂層を用いる方法が挙げられる。なお、屈折率は、ASTM D542に基づいて測定することができる。
本発明の合わせガラス用中間膜は、B層と、B層とは異なるC層の間に、A層が積層された積層構成である場合、A層の屈折率とB層の屈折率との屈折率差は0.05以下であり、且つ、A層の屈折率とC層の屈折率との屈折率差は0.05以下である。A層の屈折率とB層の屈折率との屈折率差は0.04以下であることが好ましく、0.03以下であることがより好ましい。A層の屈折率とC層の屈折率との屈折率差は0.04以下であることが好ましく、0.03以下であることがより好ましい。A層の屈折率とC層の屈折率との屈折率差が0.03より大きくなると、得られる合わせガラスの透明性が低下する。なお、屈折率は、ASTM D542に基づいて測定することができる。
[合わせガラス用中間膜の製造方法]
本発明の合わせガラス用中間膜の製造方法は特に限定されるものではなく、A層を構成する熱可塑性樹脂に必要に応じて他の添加剤を配合したA層用組成物を均一に混練した後、押出法、カレンダー法、プレス法、キャスティング法、インフレーション法等、公知の製膜方法によりA層を作製し、また、同様の方法で、B層を作製し、これらをプレス成形等で積層させてもよいし、A層、B層およびその他必要な層をマルチマニホールドダイを用いた共押出法またはフィードブロック法により成形してもよい。
本発明の合わせガラス用中間膜を構成する積層体の膜厚は、20μm以上が好ましく、100μm以上がより好ましい。積層体の膜厚が薄すぎると合わせガラスを作製する際にうまくラミネートできないことがある。また、積層体の膜厚は、10,000μm以下が好ましく、3,000μm以下がより好ましい。積層体の膜厚が厚すぎるとコスト高に繋がる傾向にある。
公知の製膜方法の中でも特に押出機を用いてフィルム(シート)を製造する方法が好適に採用される。A層においては、押出し時の樹脂温度は200℃以上が好ましく、220℃以上がより好ましい。また、押出し時の樹脂温度は270℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましい。樹脂温度が高くなりすぎるとA層を構成する熱可塑性樹脂が分解をおこし、樹脂の劣化が懸念される。逆に温度が低すぎると、押出機からの吐出が安定せず、機械的トラブルの要因になる。B層においては、押出し時の樹脂温度は150℃以上が好ましく、170℃以上がより好ましい。また、押出し時の樹脂温度は250℃以下が好ましく、230℃以下がより好ましい。樹脂温度が高くなりすぎるとポリビニルアセタール樹脂が分解を起こし、樹脂の劣化が懸念される。逆に温度が低すぎると、押出機からの吐出が安定せず、機械的トラブルの要因になる。また、A層、B層ともに、揮発性物質を効率的に除去するためには、押出機のベント口から減圧により、揮発性物質を除去することが好ましい。
また、本発明のB層の表面にはメルトフラクチャー、エンボスなど、従来公知の方法で凹凸構造を形成することが好ましい。メルトフラクチャー、エンボスの形状は特に限定されず、従来公知のものを採用することができる。また、A層、B層およびその他必要な層を共押出法により形成する場合は、共押出法で形成される積層体の最外層表面にメルトフラクチャー、エンボスなど、従来公知の方法で凹凸構造を形成することが好ましい。なお、本発明の中間膜のヘイズを2枚のガラスで挟持して合わせガラスとした状態で規定するのは、上記の凹凸構造によるヘイズ増加を除外して測定できるようにするためである。
特にA層を構成するフィルムにおいては、後工程において任意の方法において遮熱性や導電性、意匠性などの機能性膜を付与するため、フィルム膜厚の厚み精度や高い表面平滑性、高い透明性、スクラッチ等の表面欠点やゲル化物炭化物等の樹脂起因の劣化物などの欠点が少ないことが必要であり、高精度のフィルム製膜技術が要求される。
[A層の製造方法]
本発明のA層を構成する熱可塑性樹脂複層フィルムの製造方法は、熱可塑性樹脂組成物(R)を押出機に入れて溶融し、Tダイからフィルム状に溶融押出する工程と、フィルム状に押出された溶融物(以下、単に「溶融物」と略記する場合がある。)を、双方が金属剛体ロールである一対の冷却ロール、若しくは、一方が金属剛体ロールであり、他方が金属弾性ロールである一対の冷却ロールで挟持する工程とを有することが好ましい。
(溶融混練)
熱可塑性樹脂組成物(R)は、事前にその構成樹脂や微粒子状の添加物とを含む複数種の原料を一括して溶融混練してペレット化して用いることが一般的であるが、必要に応じてその構成樹脂の任意の割合の一部と微粒子状の添加物のみを事前に溶融混練してペレット化し、複数のフィーダーを具備した押出機を用いて押出機投入前に各樹脂をドライブレンドにて混合し溶融混練させるマスターバッチ法を用いることもできる。また、必要に応じて、複数のフィーダー設備を具備した二軸押出機を用いることにより、事前の溶融混練をせずに二軸押出機での溶融混練と同時にフィルム成形を行うこともできる。
溶融混練は例えば、ニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、およびバンバリーミキサー等の溶融混練装置を用いて行うことができる。混練温度は、樹脂成分の溶融温度に応じて適宜調節され、通常140℃〜300℃の範囲内が好ましい。溶融混練時に熱可塑性樹脂組成物(Z)にかかる剪断速度は、好ましくは100sec−1以上であり、より好ましくは200sec−1以上である。
上記温度にて溶融混練を実施した後、得られた溶融混練物を120℃以下の温度に冷却する。冷却は、自然放冷よりも急速冷却が好ましい。急速冷却法としては、溶融状態のストランドを冷水槽に浸漬する方法等が挙げられる。
溶融混練により得られる熱可塑性樹脂組成物(R)は、ペレット形状とすることが一般的であるが、保存、運搬または成形時の利便性を高めるために、顆粒、および粉末等の任意の形態にしてもよい。
(フィルム成形)
フィルム成形法としては、押出成形法、溶液キャスト法、溶融流延法、インフレーション成形法、およびブロー成形法等が挙げられる。中でも、本発明においては押出成形法が好ましい。押出成形法によれば、透明性が高く、厚さの均一性が良好で、表面平滑性が良好なフィルムを、比較的高い生産性で得ることができる。
押出成形法では、Tダイ付き押出機が好ましく用いられる。Tダイ付き押出機は、原料の熱可塑性樹脂組成物(R)が投入されるホッパ等の原料投入部と、投入された熱可塑性樹脂組成物(R)を加熱溶融し、Tダイ側に送り出すスクリュー部と、加熱溶融された熱可塑性樹脂組成物(R)をフィルム状に押出すTダイとを備える。
Tダイ付き押出機において、溶融樹脂はギアポンプを用いてTダイに定量供給されることが好ましい。これによって、厚み精度の高いフィルムを製造することができる。
溶融樹脂はまた、ポリマーフィルタ等を用いたろ過により不純物が除去された後、Tダイに供給されることが好ましい。Tダイ付き押出機の設定温度は特に制限されず、熱可塑性樹脂組成物(R)に応じて設定される。Tダイ付き押出機の設定温度は、160℃以上であることが好ましく、220℃以上であることがより好ましい。また、Tダイ付き押出機の設定温度は、270℃以下であることが好ましく、260℃以下であることがより好ましい。なお、Tダイ付き押出機の設定温度が、熱可塑性樹脂組成物(R)の溶融温度(加工温度)である。
上記温度で溶融状態となった熱可塑性樹脂組成物(R)は、Tダイの吐出口から垂直下方にフィルム状に押出される。Tダイの温度分布は好ましくは±15℃以下、より好ましくは±5℃以下、特に好ましくは±1℃以下である。Tダイの温度分布が±15℃超の場合、溶融樹脂に粘度ムラが生じて、得られるフィルムに、厚みムラ、および応力ムラによる歪み等が生じる恐れがあり、好ましくない。
Tダイから押出された溶融物の冷却方法としては、ニップロール方式、静電印加方式、エアナイフ方式、カレンダー方式、片面ベルト方式、両面ベルト方式、および3本ロール方式等が挙げられる。本発明では、ニップロール方式が好ましい。
ニップロール方式では、Tダイから押出された溶融物は、熱可塑性樹脂フィルムの所望の厚さに対応した離間距離の離間部を空けて互いに隣接して配置された複数の冷却ロール(ニップロール)を含む冷却ロールユニットにより加圧および冷却される。
以下、冷却ロールユニットにおいて、上流側からn番目(nは1以上の整数)の冷却ロールを、「第nの冷却ロール」と称す。冷却ロールユニットは、少なくとも、Tダイの吐出口の下方に離間部を有する第1の冷却ロールと第2の冷却ロールとを含む。冷却ロールの数は2以上であり、3〜4が好ましい。
Tダイから押出された溶融物は、第1の冷却ロールと第2の冷却ロールとの間で挟持され、加圧および冷却されて、熱可塑性樹脂フィルムとなる。なお、熱可塑性樹脂フィルムは、冷却ロールユニットだけでは充分に冷却されず、最下流の冷却ロールから離れる時点においても、熱可塑性樹脂フィルムは通常、完全には固化していない。最下流の冷却ロールから離れた後、熱可塑性樹脂フィルムは流下しながら、さらに冷却されていく。
特に本特許においては、第1の冷却ロールと第2の冷却ロールとの間で溶融物を挟持する瞬間において、溶融物と両冷却ロール間に隙間を設けないことが重要である。隙間を設けないことにより、溶融物からの揮発成分がロール表面に凝集して体積することを防ぐ効果があり、耐光性能を向上させるため紫外線吸収剤等の添加剤を多めに入れても、ロールを汚さない効果がある。
本特許において用いられる第1の冷却ロールと第2の冷却ロールは、フィルムの両面に平滑な面状が必要な場合においては、第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールは、双方が平滑面、好ましくは鏡面であることが好ましい。また、フィルムの片面のみに平滑な面状が必要な場合は、第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールは、どちらか一方が平滑面、好ましくは鏡面であることが好ましく、もお片方のロールには、ゴムロールやエンボス面状のロールを用いることができる。また、フィルムの両面ともに平滑な面状が不要な場合は、第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールは、どちらもゴムロールやエンボス面状のロールを用いることができるが、両方にゴムロールを用いると、ゴムロール表面が柔らかすぎるため、ダイから押出された溶融物をロールで挟持する際の圧力によりフィルムの膜厚を整える効果が薄れ、膜厚を制御しにくくなるため好ましくない。
本特許において用いられる第1の冷却ロールと第2の冷却ロールは、フィルムの両面に鏡面性のある平滑面が必要な場合は、両方が金属剛体ロール、若しくは、一方が金属剛体ロールであり、他方が金属弾性ロールであることが好ましい。
金属剛体ロールは、フィルム製造中に変形しない高剛性を有する金属ロールである。金属剛体ロールとしては、従来より一般に押出成形で使用されている公知の金属剛体ロールを用いることができる。金属剛体ロールとしては、例えば、ドリルドロールまたはスパイラルロール等の金属製中空ロールからなる内ロールと表面が平滑な金属製の外筒とを含み、内ロールの内部および/または内ロールと外筒との間に冷却流体が流下する二重構造の金属剛体ロールが用いられる。外筒の厚さは、フィルム製造中に変形しないだけの充分な厚さを有し、例えば20mm程度である。内ロールおよび外筒の材料は特に制限されず、ステンレス鋼およびクロム鋼等が挙げられる。
金属弾性ロールは、フィルム製造中に表面が弾性変形可能な金属ロールである。金属弾性ロールとしては、従来より一般に押出成形で使用されている公知の金属弾性ロールを用いることができる。金属弾性ロールとしては、例えば、金属製中空ロールからなる内ロールと表面が平滑でフィルム製造中に弾性変形可能な金属製の外筒とを含み、内ロールの内部および/または内ロールと外筒との間に冷却流体が流下する二重構造の金属弾性ロールが用いられる。内ロールと外筒との間には、ゴムまたは冷却目的ではない任意の流体を介在させてもよい。外筒の厚さは、フィルム製造中に破断せずに弾性変形可能な充分に薄い厚さを有し、例えば2〜8mm程度である。外筒は、溶接継ぎ部のないシームレス構造であることが好ましい。内ロールおよび外筒の材料は特に制限されず、ステンレス鋼およびクロム鋼等が挙げられる。
金属剛体ロールを2本用いた場合は、いずれのロールも外筒が変形せず、溶融物に対して断面視では点接触する。これに対して、金属弾性ロールは、溶融物が押圧されるのに追随して弾性変形する。そのため、金属弾性ロールを少なくとも1本用いた場合、溶融物と金属弾性ロールの断面視での接触長が相対的に長く、断面視で線接触することができ、溶融物をより均一な線圧で加圧することができる。これにより、冷却ロールと溶融物との間に空気層が入ることが無くなるため、先に述べたロール表面への揮発分の凝集による堆積が無くなり、ロールの汚れが抑制できる。
さらに溶融物を第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールで挟持することで、フィルムの製膜性が良好となり、フィルムの厚さムラおよび筋の発生を抑制することができる。フィルムの薄膜化も可能である。
さらに、溶融物を挟持する第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールとして、表面が平滑面、好ましくは鏡面である、金属剛体ロールまたは金属弾性ロールを用いることで、少なくとも一方のフィルム面を、常温で高光沢を有し、良好な印刷性を有する面とすることができる。基本的には、両フィルム面を、常温で高光沢を有し、良好な印刷性を有する面とすることができる。
なお、金属剛体ロールまたは金属弾性ロールに比して、ゴムロール等の非金属ロールは表面平滑性が低く、高光沢なフィルム面を得ることが難しい。
本発明の製造方法では、第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールの双方に金属剛体ロールを用いることができる。ただし、上記したように、金属弾性ロールを用いる場合、溶融物と金属弾性ロールとの断面視接触長が相対的に長く、溶融物をより均一な線圧で加圧することができる。そのため、フィルム中の残留応力の低減効果およびフィルムの薄膜化効果等が得られる。したがって、一方の冷却ロール(第1の冷却ロールまたは第2の冷却ロール)は金属弾性ロールを用いることが好ましい。
なお、金属弾性ロールを用いる場合、溶融物を反対側から断面視点で支持する金属剛体ロールが必須である。すなわち、本発明では、第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールのうち、一方は金属剛体ロールを用い、他方は金属弾性ロールを用いることが特に好ましい。
第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールのうち少なくとも一方は、ロール両端部の外径がロール中央部の外径よりも多少小さく設計されていることが好ましい。この場合、外周面に形成されるロール両端部とロール中央部との間の段差は、好ましくは0.5〜1.0mmである。少なくとも一方の冷却ロールの外周面に上記段差が形成されていると、フィルムの両端部の厚さを中央部よりも若干厚くすることができ、両端部から切れが発生して生産性が低下することを抑制することができる。上記段差の形状は特に制限されず、垂直状、テーパ状、および階段状のいずれでもよい。なお、フィルムの中央部より多少厚くしたフィルムの両端部は、必要に応じて、後工程で切断除去することができる。
第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールから溶融物にかかる線圧は、溶融物を均一に加圧して冷却ロールと溶融物の間に空気層が入ることを防止し、冷却ロールへの揮発分の堆積を防止する観点から、好ましくは10kg/cm以上、より好ましくは20kg/cm以上、特に好ましくは30kg/cm以上である。第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールから溶融物にかかる線圧の上限は特に制限されず、冷却ロールが弾性変形でき、フィルムの破断を防止できることから、50kg/cm程度である。
冷却ロールの表面温度と熱可塑性樹脂組成物(R)のガラス転移温度との差が小さくなる程、溶融物の冷却ロールへの密着性が向上して得られるフィルムの表面平滑性および表面光沢性が向上する上に、先に述べた冷却ロールと溶融物の間に空気層が入ることを防止し、冷却ロールへの揮発分の堆積を防止できる。その一方で、溶融物の冷却ロールからの剥離性が低下する傾向がある。
本発明において、熱可塑性樹脂組成物(R)のTgは、70℃以上であることが好ましく、90℃以上であることがより好ましい。熱可塑性樹脂組成物(R)のTgは、125℃以下であることが好ましく、110℃以下であることがより好ましい。第2の冷却ロールの温度T2は、60℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましい。第2の冷却ロールの温度T2は、90℃以下であることが好ましく、80℃以下であることがより好ましい。T2が60〜90℃であれば、フィルムの表面平滑性および表面光沢性と溶融物の冷却ロールからの剥離性とのバランスが良好となり、好ましい。
熱可塑性樹脂積層フィルムは、第1の冷却ロールおよび第2の冷却ロールにより充分に加圧および冷却されるので、冷却ロールユニットが第3以降の冷却ロールを含む場合、その材質は特に制限されない。第3以降の冷却ロールとしては、金属剛体ロールが好ましい。
また、冷却ロールユニットが第3以降の冷却ロールを含む場合、そのロールの表面温度は特に制限されない。第3以降の冷却ロールの表面温度は、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましい。第3以降の冷却ロールの表面温度は、90℃以下であることが好ましく、80℃以下であることがより好ましい。
本発明のアクリル系フィルムは、延伸フィルムであってもよい。すなわち、上記未延伸フィルムに対して延伸処理を施して、延伸フィルムとしてもよい。延伸処理によって機械的強度が高まり、ひび割れし難いフィルムを得ることができる。延伸方法は特に限定されず、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法、およびチュブラー延伸法等が挙げられる。均一に延伸でき、高強度のフィルムが得られるという観点から、延伸温度の下限は好ましくは熱可塑性樹脂組成物(R)のガラス転移温度(Tg)より10℃高い温度であり、延伸温度の上限は好ましくは熱可塑性樹脂組成物(R)のガラス転移温度(Tg)より40℃高い温度である。
[B層及びC層」
B層、C層の製造方法は特に限定されないが、B層、C層としてポリビニルアセタール樹脂を用いる場合は、溶融成形する方法が好ましい。溶融成形方法としては、押出機を用いて、得られたポリビニルアセタール樹脂、可塑剤及びその他の成分を溶融混練し、製膜する方法が好ましい。押出し時の樹脂温度は150℃以上であることが好ましく、170℃以上であることがより好ましい。また、押出し時の樹脂温度は、250℃以下であることが好ましく、230℃以下であることがより好ましい。樹脂温度が高くなりすぎるとポリビニルアセタール樹脂が分解を起こし、製膜後の中間膜中の揮発性物質の含有量が多くなる。逆に温度が低すぎると、押出機での揮発分除去が不十分となり、製膜後の中間膜中の揮発性物質の含有量は多くなる。揮発性物質を効率的に除去するためには、押出機内を減圧することによりベント口から揮発性物質を除去することが好ましい。
B層、C層を製造するための方法としては、その他、ポリビニルアセタール、可塑剤及びその他の成分を有機溶剤に溶解又は分散させたものを製膜した後、有機溶剤を留去する方法によっても製造できる。
[合わせガラス]
本発明の合わせガラス用中間膜の構成を合わせガラス内部に有することにより、遮熱性、導電性、意匠性などの機能性を有しつつ視認性と透明性に優れた合わせガラスを得ることができる。また、耐候性および耐熱クリープ性に優れる合わせガラスを得ることもできる。そのため、本発明の合わせガラスは、建築用合わせガラスやディスプレイの表面保護用の合わせガラス、自動車用フロントガラス、自動車用サイドガラス、自動車用サンルーフ、ヘッドアップディスプレイ用ガラスなどに好適に用いることができる。
本発明の合わせガラス用中間膜の構成を内部に有する合わせガラスが、ヘッドアップディスプレイ用ガラスに適用される場合、用いられる該合わせガラス用中間膜の断面形状は、一方の端面側が厚く、他方の端面側が薄い形状であることが好ましい。その場合、断面形状は、一方の端面側から他方の端面側に漸次的に薄くなるような、全体が楔形である形状であってもよいし、一方の端面から該端面と他方の端面の間の任意の位置までは同一の厚さで、該任意の位置から他方の端面まで漸次的に薄くなるような、断面の一部が楔形のものであってもよい。
本発明の合わせガラスには、通常、ガラスを2枚使用する。本発明の合わせガラスには、無機ガラスだけでなく、有機ガラスを使用することもできる。本発明の合わせガラスを構成するガラスの厚さは特に限定されないが、100mm以下であることが好ましい。また、本発明の合わせガラス用中間膜は、耐候性および耐熱クリープ性に優れることから、ガラスの厚さの合計が4mm以下である2枚の薄板ガラスを用いて合わせガラスを作製しても、合わせガラスの遮熱性、導電性、意匠性等の機能性や、耐候性、耐熱クリープ性を損なうことなく、合わせガラスの軽量化を実現することができる。ガラスの厚さの合計は、軽量化の観点からは、3.8mm以下であることが好ましく、3.6mm以下であることが更に好ましい。
なお、2枚のガラスの厚さは、同じであっても、異なっていてもよい。例えば、一方のガラスの厚さを1.8mm以上、他方のガラスの厚さを1.8mm以下、各ガラスの厚さの差を0.2mm以上としても、合わせガラスの遮熱性、導電性、意匠性等の機能性や、耐候性、耐熱クリープ性を損なうことなく、薄膜化と軽量化が実現された合わせガラスを作製することができる。
[合わせガラスの製造方法]
本発明の合わせガラスは、従来から公知の方法で製造することが可能であり、例えば、真空ラミネータ装置を用いる方法、真空バッグを用いる方法、真空リングを用いる方法、ニップロールを用いる方法等が挙げられる。また、仮圧着後に、オートクレーブ工程に投入する方法も付加的に行なうことができる。
真空ラミネータ装置を用いる場合、例えば、公知の装置を使用し、1×10−6以上、3×10−2MPa以下の減圧下、100℃以上、200℃以下、特に130℃以上、170℃以下の温度でラミネートされる。真空バッグまたは真空リングを用いる方法は、例えば、欧州特許第1235683号明細書に記載されており、例えば約2×10−2MPaの圧力下、130℃以上、145℃以下でラミネートされる。
合わせガラスの作製方法については、ニップロールを用いる場合、例えば、ポリビニルアセタール樹脂の流動開始温度以下の温度で1回目の仮圧着をした後、さらに流動開始温度に近い条件で仮圧着する方法が挙げられる。具体的には、例えば、赤外線ヒーターなどで30℃以上、100℃以下に加熱した後、ロールで脱気し、さらに50℃以上、150℃以下に加熱した後ロールで圧着して接着または仮接着させる方法が挙げられる。
また、本発明の合わせガラス用中間膜を合わせガラス内部に有するように、A層の両面にB層を塗布したガラスを合わせて積層し、合わせガラスとしてもよい。
仮圧着後に付加的に行われるオートクレーブ工程は、モジュールの厚さや構成にもよるが、例えば、約1MPa以上、15MPa以下の圧力下、130℃以上、155℃以下の温度で約0.5時間以上、2時間以下実施される。
本発明の合わせガラス用中間膜により合わせガラスを作製する際に使用するガラスは特に限定されず、フロート板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、熱線吸収板ガラスなどの無機ガラスのほか、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネートなどの従来公知の有機ガラス等が使用でき、これらは無色、有色、あるいは透明、非透明のいずれであってもよい。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、ガラスの厚さは特に限定されないが、100mm以下であることが好ましい。
以下に、実施例および比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の記載において、特に明記しない限り、「部」は「質量部」を表し、「%」は「質量%」を表す。
[評価項目および評価方法]
各種評価は、以下の方法により行った。
(ヘイズ測定方法)
実施例及び比較例において、A層、B層、C層として用いた樹脂フィルム、及び、これらA〜C層を用いて作製した合わせガラスについて、ヘイズHを測定した。これらの樹脂フィルムと合わせガラスについて、30mm×30mmに切り出して試験片とした。試験片をヘイズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製:HAZE METER HM−150)にセットし、JIS K7136に準拠してヘイズHを測定した。結果を表1及び表2に示す。
(屈折率)
実施例及び比較例において、A層、B層、C層として用いた樹脂フィルムの試験片をカルニュー光学工業株式会社「KPR−20」を用いて、ASTM D542に基づいて、屈折率を測定した。結果を表1及び表2に示す。
実施例及び比較例において、A層として用いた樹脂フィルムについて、以下の方法により引張貯蔵弾性率E’(40)、E’(100)及びE’(120)を測定した。測定は粘弾性スペクトロメータ(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、SII EXSTAR6000シリーズ DMS6100)を用い、JIS K7244−4:1999(プラスチック−動的機械特性の試験方法 第4部:引張振動‐共振法)に準拠して、以下の条件により行う。まず、各樹脂フィルムから長手方向25mm、幅方向10mmとなるようにサンプルを切り出し、引張方向が測定試料の長手方向となるように、チャックに測定試料の両端を取り付け、引張り荷重(静荷重150mg)をかけて、引張りモード正弦波で一定の周波数10Hz、昇温速度5℃/分で0℃から200℃まで引張貯蔵弾性率を測定した。結果を表1及び表2に示す。
(3D形状合わせガラス積層体のしわ・切れ評価方法)
実施例及び比較例において、後述の方法で作製される3D形状合わせガラスのしわ・切れ評価方法としては、目視による判別方法で実施した。格子模様を加飾層とみなし、各評価結果の判定基準は以下に従って実施した。結果を表1及び表2に示す。
○・・・目視で中間膜のしわや切れが見られない。
×・・・目視で中間膜しわや切れが見られる。
(3D形状合わせガラス積層体の中間層のゆがみ評価方法)
実施例及び比較例において、後述の方法で作製される3D形状合わせガラスのゆがみ評価方法としては、A層に導電性インクで、2.5mm間隔で書いた格子状の線を導電性構造体層または加飾層とみなし、その線が曲がっている度合を目視により確認する方法で実施した。各評価結果の判定基準は以下に従って実施した。結果を表1及び表2に示す。
○・・・格子状の線のゆがみが見られない。
△・・・格子状の線に若干のゆがみが見られる。
×・・・格子状の線に大きなゆがみが見られる。
(A層を部分的に使用した合わせガラス積層体の視認性評価方法)
実施例及び比較例において、後述の方法で作製されるA層を部分的に使用した合わせガラスの視認性評価方法としては、合わせガラスを観測者から50cmの位置に配置し、目視確認することにより評価した。各評価結果の判定基準は以下に従って実施した。結果を表1及び表2に示す。
○・・・A層のエッジ部分に対応する像が視認し難い。
△・・・A層のエッジ部分に対応する像が若干視認できる。
×・・・A層のエッジ部分に対応する像がはっきりと視認できる。
(製造例1)アクリル系多層構造重合体粒子(Y1)の重合
メタクリル酸メチル32.91部、アクリル酸メチル2.09部およびメタクリル酸アリル0.07部からなる最内層用単量体混合物、次いでアクリル酸ブチル37.00部、スチレン8.00部およびメタクリル酸アリル0.90部からなる中間層用単量体混合物、次にメタクリル酸メチル18.80部、アクリル酸メチル1.20部を含む最外層用単量体混合物をこの順に乳化重合して、最内層(y1−1)、中間層(y1−2)、および最外層(y1−3)からなる3層構造のアクリル系多層構造重合体粒子(Y1)を含むラテックスを得た。アクリル系多層構造重合体粒子(Y1)の平均粒径Dは0.23μmであった。平均平均粒径Dは、希釈ラテックスの光散乱法により測定を行なった。以下、同様の方法により、平均粒径Dの測定を行なった。
なお、最内層(y1−1)および中間層(y1−2)で用いられたメタクリル酸アリルは、架橋性単量体である(アクリル系多層構造重合体粒子(Y2)においても同様)。
(製造例2)アクリル系多層構造重合体粒子(Y2)の重合:
メタクリル酸メチル9.39部、アクリル酸メチル0.61部およびメタクリル酸アリル0.02部からなる最内層用単量体混合物、次いでアクリル酸ブチル41.11部、スチレン8.89部およびメタクリル酸アリル2.00部からなる中間層用単量体混合物、次にメタクリル酸メチル37.61部、アクリル酸メチル2.39部を含む最外層用単量体混合物をこの順に乳化重合して、最内層(y2−1)、中間層(y2−2)、および最外層(y2−3)からなる3層構造のアクリル系多層構造重合体粒子(Y2)を含むラテックスを得た。アクリル系多層構造重合体粒子(Y2)の平均粒径Dは0.11μmであった。
(製造例3)
(ブロック共重合体(Z)の合成)
トルエン溶液中のアニオン重合法により、20質量部のメタクリル酸メチルでメタクリル酸エステル重合体ブロック(z2−1)を重合した後、50質量部のアクリル酸n−ブチルでアクリル酸エステル重合体ブロック(z1)を重合、さらに30質量部のメタクリル酸メチルでメタクリル酸エステル重合体ブロック(z2−2)を重合し、最後にメタノールで停止して、トリブロック共重合体(Z)を得た。得られたブロック共重合体(Z)の重量平均分子量Mw(Z)は120,000、(z2−1)−(z1)−(z2−2)の組成比は、30質量%−50質量%−20質量%であった。ブロック共重合体(Z)の220℃、せん断速度122/secにおける溶融粘度は377Pa・sであった。
(実施例1)
A層には製造例1で得られたアクリル系多層構造重合体粒子を含む組成物(Y1)のペレットを10質量%、メタクリル系樹脂(M)(株式会社クラレ製「パラペットEH」、メルトフローレート:1.3g/10分、220℃でせん断速度122/secにおける溶融粘度:2780Pa・s)を90質量%、二軸押出機を用いた公知の方法にて混練して得たペレット形状の熱可塑性樹脂組成物(R)を用いた。
上記原料の混合物からなる熱可塑性樹脂組成物(R)を、スクリュー径65mmの単軸ベント押出機に投入し、Tダイからフィルム状に押出し、押出された溶融物を、第1〜第4の冷却ロール(ニップロール)からなる冷却ロールユニットを用いて加圧および冷却した。第1の冷却ロールは金属弾性ロールを用い、第2の冷却ロールは金属剛体ロールを用いた。なお、いずれの冷却ロールも、表面は鏡面であった。溶融物を上記冷却ロールユニットにより加圧および冷却した後は公知方法と同様の方法にて、平均厚さ52μmの未延伸の熱可塑性樹脂フィルム(A層)を得た。また、A層の一方の面の算術平均粗さ(Ra)は、0.07μmであった。
溶融押出条件は以下の通りとした。
押出機の設定温度(樹脂組成物の溶融温度):260℃、
Tダイの幅:500mm、
Tダイのリップ開度:0.3mm、
Tダイからの溶融樹脂の吐出量:15kg/h
第1の冷却ロール温度:64℃
第2の冷却ロール温度:79℃
B層には粘度平均重合度約1700、アセタール化度70モル%、ビニルアセテート単位の含有量が0.9モル%のポリビニルブチラール72質量%と、可塑剤であるトリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート(3GO)28質量%を二軸押出機で溶融混錬し、ストランド状に押し出し、ペレット化した。得られたペレットをスクリュー径65mmとスクリュー径50mmの単軸ベント押出機に投入し、Tダイからフィルム状に押出し、厚さ350μmの熱可塑性樹脂フィルム(PVB−1)を得た。
溶融押出条件は以下の通りとした。
押出機の設定温度(樹脂組成物の溶融温度):200℃、
Tダイの幅:500mm、
Tダイのリップ開度:0.5mm、
Tダイからの溶融樹脂の吐出量:15kg/h
(3D形状評価用合わせガラス作製方法)
得られた熱可塑性樹脂フィルムA層とB層を、それぞれ直径150mmの大きさの円状に切りだし、A層の表面には1つの格子の大きさが5mm×5mmとなるよう導電性インクで格子状の線を描いた。図2に示すように、表面に格子状の模様を描いたA層9を、B層8及びB層10で挟み込んで合わせガラス用中間膜とした。続いて直径150mmで高さが15mmの円盤状の時計皿(3D形状のガラス11)の上に先ほどのB層/A層/B層からなる合わせガラス用中間膜を被せ、更にその上からもう1枚の直径150mmで高さが15mmの円盤状の時計皿(3D形状のガラス7)を被せ、バキュームパックの中にいれて真空引きしながら温度100℃×30分静置した。バキュームパックから取り出し更にオートクレーブ中で140℃×60分静置し、目的の合わせガラス12を得た。
(光学性能評価用合わせガラス作製方法)
得られた熱可塑性樹脂フィルムA層とB層を、それぞれ150mm×150mmの四角形状の大きさに切りだし、そのA層を、表裏面からB層で挟み込んで合わせガラス用中間膜とした。続いて厚さ2mmのガラスでB層/A層/B層からなる合わせガラス用中間膜を表裏から挟み込み、バキュームパックの中にいれて真空引きしながら温度100℃×30分静置した。バキュームパックから取り出し更にオートクレーブ中で140℃×60分静置し、目的の合わせガラスを得た。
(部分的に使用した場合の視認性評価用合わせガラス作製方法)
得られた熱可塑性樹脂フィルム(A層)を50mm×50mmの四角形状の大きさに切り出し、さらに、熱可塑性樹脂フィルム(B層)を150mm×150mmの四角形状の大きさに切りだした。図3に示すように、A層15を表裏面からB層14、B層16で挟み込んで合わせガラス用中間膜とした。続いて厚さ2mmのガラス13、ガラス17でB層/A層/B層からなる合わせガラス用中間膜を表裏から挟み込み、バキュームパックの中にいれて真空引きしながら温度100℃×30分静置した。バキュームパックから取り出し更にオートクレーブ中で140℃×60分静置し、A層を部分的に用いた合わせガラス18を得た。
(実施例2)
A層には製造例1で得られたアクリル系多層構造重合体粒子を含む組成物(Y1)のペレットを20質量%と、メタクリル系樹脂(M)(株式会社クラレ製「パラペットEH」)を80質量%とを、二軸押出機を用いた公知の方法にて混練して得たペレット形状の熱可塑性樹脂組成物(R)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。なお、A層の一方の面の算術平均粗さ(Ra)は、0.08μmであった。
(実施例3)
A層には製造例2で得られたアクリル系多層構造重合体粒子を含む組成物(Y2)のペレットを90質量%と、メタクリル系樹脂(M)(株式会社クラレ製「パラペットEH」)を10質量%とを、二軸押出機を用いた公知の方法にて混練して得たペレット形状の熱可塑性樹脂組成物(R)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。なお、A層の一方の面の算術平均粗さ(Ra)は、0.05μmであった。
(実施例4)
A層には製造例2で得られたアクリル系多層構造重合体粒子を含む組成物(Y2)のペレット100質量%を、二軸押出機を用いた公知の方法にて混練して得たペレット形状の熱可塑性樹脂組成物(R)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。なお、A層の一方の面の算術平均粗さ(Ra)は、0.04μmであった。
(実施例5)
A層には製造例3で得られたアクリル系ブロック共重合体粒子を含む組成物(Z)のペレットを15質量%と、メタクリル系樹脂(M)(株式会社クラレ製「パラペットEH」)を85質量%と、二軸押出機を用いた公知の方法にて混練して得たペレット形状の熱可塑性樹脂組成物(R)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。なお、A層の一方の面の算術平均粗さ(Ra)は、0.03μmであった。
(実施例6)
アイオノマーフィルム「Sentry Glas(商標登録)」を、温度200℃、圧力10Mpa、15分の条件下で熱プレスを実施し、厚さ350mmのアイオノマーフィルムを得た。得られたアイオノマーフィルムをB層として用いた以外は実施例3と同様の方法で、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)
Tダイのリップ開度:0.9mmに変更し、厚さ760μmに変更した以外は、PVB−1と同様の手法で、PVB−2を作製した。
粘度平均重合度約1000、アセタール化度70モル%、ビニルアセテート単位の含有量が0.9モル%のポリビニルブチラールを二軸押出機で溶融混錬し、ストランド状に押し出し、ペレット化した。得られたペレットをスクリュー径65mmとスクリュー径50mmの単軸ベント押出機に投入し、Tダイからフィルム状に押出し、厚さ50μmの熱可塑性樹脂フィルム(PVB−3)を得た。
押出機の設定温度(樹脂組成物の溶融温度):220℃、
Tダイの幅:500mm、
Tダイのリップ開度:0.5mm、
Tダイからの溶融樹脂の吐出量:15kg/h
得られたPVB−2をB層、PVB−3をC層とし、B層/A層/C層の中間膜とした以外は、実施例1と同様の方法で合わせガラスを作製した。
(実施例8)
粘度平均重合度約1700、アセタール化度70モル%、ビニルアセテート単位の含有量が0.9モル%のポリビニルブチラールと、可塑剤であるトリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート(3GO)15質量%に変更し、PVB−1と同様の手法で厚さ100μmのPVB−4を作製した。C層としてPVB−4を用いた以外は、実施例7と同様の手法で、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9)
B層として、厚さ840μmのTrosifol Acoustic(株式会社クラレ製)(PVB−5)を使用した以外は、実施例7と同様の方法で、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10)
C層として、Lubrizol社製のポリウレタン樹脂「ESTANE AG−8451」を公知の製膜機を用いて成膜した50μmのフィルムを用いた以外は、実施例7と同様の方法で、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11)
C層として、市販のアクリル系接着剤を用い、A層上に厚さ10μmになるよう溶剤コートし、乾燥されることで、A/C層の積層体を作製した。得られたA/C積層体を用い、B層としてPVB−2を用いたこと以外は、実施例7と同様の手法で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)
A層として、厚さ52μm、表面の算術平均粗さ(Ra)0.06μmの東レ株式会社製のPETフィルム「ルミラー」を用いた以外は実施例1と同様の方法で、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)
A層にデンカ株式会社製のMS樹脂「TX−800LF」を用いた以外は実施例1と同様の方法で、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。なお、A層の一方の面の算術平均粗さ(Ra)は、0.06μmであった。
(比較例3)
A層には製造例1で得られたアクリル系多層構造重合体粒子を含む組成物(Y1)のペレットを30質量%、メタクリル系樹脂(M)(株式会社クラレ製「パラペットEH」)を70質量%、二軸押出機を用いた公知の方法にて混練して得たペレット形状の熱可塑性樹脂組成物(R)を用いた以外は実施例1と同様の方法で、合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを作製した。なお、A層の一方の面の算術平均粗さ(Ra)は、0.08μmであった。
(評価結果)
実施例1〜5では、合わせガラスの中間膜として、B層/A層/B層の構成の中間膜を用いた。またそのB層にはPVB樹脂を用いた。A層には請求項1を満たし、それぞれ粒径の異なるアクリル系多層構造重合体もしくはブロック共重合体を任意の割合で混合したアクリル系フィルムを用いた。また実施例6ではPVBの代わりにアイオノマー樹脂を用いて合わせガラスを作製した。
これらの実施例1〜6では、ヘイズが1.0%以下の透明性の高い合わせガラスが得られ、また、3D形状のガラスを用いて合わせガラスを作製してもしわや切れが発生することはなく、さらにA層に描いた格子状模様のゆがみは見らなかった。さらにA層を部分的に用いた合わせガラスを作製し、光源からの光を合わせガラスに照射してスクリーンに拡大投影させた像を見ても、A層の境界線は確認できなかった。
一方、PETフィルムを用いた比較例1では、合わせガラスのヘイズが実施例に比べて悪化し、3D形状のガラスを用いた合わせガラスを作製したところ、A層に描いた格子状の模様のゆがみは見られなかかったが、端部に近づくにつれフィルムのしわや切れが見られた。さらにA層を部分的に用いた合わせガラスを作製したところ、目視でA層の境界線を確認することができた。
A層にMS樹脂を用いた比較例2においては、3D形状のガラスを用いた合わせガラスを作製したところ、格子状の模様のゆがみやしわや切れは見られなかったが、A層を部分的に用いた合わせガラスを作製したところ、目視でA層の境界線を確認することができた。また合わせガラスのヘイズも実施例に比べて悪化した。
粒子径が230μmのアクリル系多層重合体を用い、その含有量を増やした比較例3においては、3D形状のガラスを用いた合わせガラスを作製したところ、格子状の模様のゆがみやしわや切れは見られず、A層を部分的に用いた合わせガラスを作製し、光源からの光を合わせガラスに照射してスクリーンに拡大投影させた像を見ても、A層の境界線は確認できなかった。しかし、合わせガラスのヘイズは実施例に比べて悪化した。
本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。