JP7402136B2 - 合わせガラス - Google Patents
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Description
[1]無機ガラス、樹脂中間膜(A)、無機ガラスがこの順に積層された合わせガラスであって、
樹脂中間膜(A)は、ポリカーボネート樹脂を含有する基材層(I)の両面に、アクリル系ブロック共重合体(X)を含有する接着層(II)を備えた積層体を含み、
下記式(1):
で示される積層体の25℃における曲げ剛性は、6N・mm以上、60N・mm以下である、合わせガラス。
[2]下記式(2):
で示される前記積層体の50℃における曲げ剛性は、4N・mm以上、60N・mm以下である、前記[1]に記載の合わせガラス。
[3]前記積層体において接着層(II)の一方または両方に含有されるアクリル系ブロック共重合体(X)は、下記条件(i)~(iii):
(i)アクリル系ブロック共重合体(X)は、アクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a1)の片末端または両末端にメタクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a2)が結合した構造を有すること、
(ii)重量平均分子量は50,000~150,000であること、および
(iii)重合体ブロック(a2)の含有量は、アクリル系ブロック共重合体(X)を構成する全構成単位に対して10~60質量%であること
を満たす、前記[1]または[2]に記載の合わせガラス。
[4]前記積層体において接着層(II)の一方または両方に含有されるアクリル系ブロック共重合体(X)は、アクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a1)の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a2)が結合した構造を有する、前記[1]~[3]のいずれかに記載の合わせガラス。
[5]前記樹脂中間膜(A)は2以上の前記積層体を含む、前記[1]~[4]のいずれかに記載の合わせガラス。
[6]JIS K7136:2000に準拠して測定した前記積層体のヘイズは5%以下である、前記[1]~[5]のいずれかに記載の合わせガラス。
[7]JIS Z8722:2009に準拠して測定した前記積層体の黄色度は3以下である、前記[1]~[6]のいずれかに記載の合わせガラス。
で示される積層体の25℃における曲げ剛性は、6N・mm以上、60N・mm以下である。
本発明において、基材層(I)は、ポリカーボネート樹脂からなるか、またはポリカーボネート樹脂組成物からなる。
<ポリカーボネート樹脂>
ポリカーボネート樹脂は特に限定されない。ポリカーボネート樹脂として、多官能性ヒドロキシ化合物と炭酸エステル形成性化合物とを反応させて得られる公知の樹脂を、単独でまたは2つ以上組み合わせて使用できる。このような樹脂の例としては、芳香族ポリカーボネート系樹脂、脂肪族ポリカーボネート系樹脂、およびこれらを分岐化させて得られる分岐化ポリカーボネート樹脂を挙げることができる。
芳香族ポリカーボネート系樹脂の例としては、2,2-ビス(4-オキシフェニル)プロパン(別名ビスフェノールA)から誘導される芳香族ポリカーボネート系樹脂、およびポリ(エステルカーボネート)からなるポリカーボネート成分を含む樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は、直鎖状のポリマー鎖中に繰り返してカーボネート基、カルボキシレート基および芳香族炭素環式基を有するコポリエステルである。
脂肪族ポリカーボネート系樹脂の例としては、炭酸と脂肪族ジオールまたは脂環式ジオールとからなる脂肪族ポリカーボネート系樹脂を挙げることができる。これは、複数の脂肪族ジオールまたは脂環式ジオールを含む共重合体であってもよく、分子鎖中に脂肪族ジオールまたは脂環式ジオールに代表される脂肪族系化合物由来の構成単位と前記芳香族系化合物由来の構成単位とを有する共重合体であってもよい。
基材層(I)は、上述したようなポリカーボネート樹脂からなってもよいし、本発明の目的および効果の妨げにならない限りにおいて必要に応じて添加剤を含む、ポリカーボネート樹脂組成物からなってもよい。
添加剤の例としては、酸化防止剤、熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、離型剤、高分子加工助剤、帯電防止剤、難燃剤、染顔料、光拡散剤、有機色素、艶消し剤、耐衝撃性改質剤および蛍光体等を挙げることができる。添加剤を用いる場合は、1つを単独で用いてもよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。添加剤を用いる場合、その添加量は、ポリカーボネート樹脂組成物の総質量に対して、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。
基材層(I)の製造方法は特に限定されず、公知のフィルムまたはシートの製造方法を採用できる。好適な厚さに調整しやすい観点からは、押出機を用いることが好ましい。
押出機の例としては、単軸押出機、同方向噛合型二軸押出機、同方向非噛合型二軸押出機、異方向非噛合型二軸押出機および多軸押出機等を挙げることができる。中でも、樹脂滞留部が少ないため押出中に樹脂の熱劣化を抑制できること、および設備費が安価であることから、単軸押出機が好ましい。単軸押出機等で使用するスクリューとしては、圧縮比2~3程度の一般的なフルフライト構成を有するスクリューでもよく、未溶融物が存在しないようにバリアフライト等の特殊な混練機構を備えたスクリューでもよい。また、ポリカーボネート樹脂若しくはポリカーボネート樹脂組成物中の残存揮発分または押出機において加熱より発生した揮発成分を除去するため、ベント機構を有する押出機を用いてもよい。
また、基材層(I)の材料としてポリカーボネート樹脂組成物を用いる場合は、予めポリカーボネート樹脂組成物を調製し、押出機に投入して押し出してもよいし、ポリカーボネート樹脂および必要に応じて配合される添加剤を押出機に投入して押し出してもよい。
積層体は、基材層(I)と、その両面に存在する2つの接着層(II)とからなる。2つの接着層(II)を構成する材料は、相互に同じでもよいし、異なっていてもよい。2つの接着層(II)を構成する材料は、好ましくは同じである。
接着層(II)を構成する材料は、アクリル系ブロック共重合体(X)であるか、またはアクリル系ブロック共重合体(X)を含有する組成物である。
本発明におけるアクリル系ブロック共重合体(X)は、アクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a1)の片末端または両末端にメタクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a2)が結合した構造、即ち、(a1)-(a2)または(a2)-(a1)-(a2)の構造(構造中「-」は、化学結合を示す)を有する。アクリル系ブロック共重合体(X)が前記構造を有することは、例えば、NMR測定または赤外分光法により確認することができる。
接着層(II)に含まれるアクリル系ブロック共重合体(X)は、以下に例示するようなアクリル系ブロック共重合体(X)単独であってもよいし、またはそれらの2つ以上の組み合わせであってもよい。例えば、(a2)-(a1)-(a2)の構造を有するアクリル系ブロック共重合体(X)でもよいし、(a1)-(a2)の構造を有するアクリル系ブロック共重合体(X)と(a2)-(a1)-(a2)の構造を有するアクリル系ブロック共重合体(X)との組み合わせであってもよいし、互いに物性(例えば、重量平均分子量および/または重合体ブロック(a2)の含有量等)が異なる2つの(a2)-(a1)-(a2)構造のアクリル系ブロック共重合体(X)の組み合わせであってもよい。
重合体ブロック(a1)におけるアクリル酸エステル単位の含有量は、通常60質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。前記アクリル酸エステル単位を構成するアクリル酸エステルの例としては、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、およびアクリル酸2-メトキシエチル等を挙げることができる。これらのアクリル酸エステルの中でも、向上した柔軟性を得やすい観点から、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、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2-エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェノキシエチル、アクリル酸2-メトキシエチル等のアクリル酸アルキルエステルが好ましく、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシルがより好ましい。重合体ブロック(a1)は、これらのアクリル酸エステルの1種から構成されていても、2種以上から構成されていてもよい。
重合体ブロック(a2)におけるメタクリル酸エステル単位の含有量は、通常60質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。前記メタクリル酸エステル単位を構成するメタクリル酸エステルの例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec-ブチル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸n-ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ペンタデシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチルおよびメタクリル酸2-メトキシエチル等を挙げることができる。これらのメタクリル酸エステルの中でも、透明性および耐熱性を向上させやすい観点から、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸シクロヘキシルおよびメタクリル酸イソボルニル等のメタクリル酸アルキルエステルが好ましく、メタクリル酸メチルがより好ましい。重合体ブロック(a2)は、これらのメタクリル酸エステルの1種から構成されていても、2種以上から構成されていてもよい。
なお、本明細書における重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算分子量であり、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
アクリル系ブロック共重合体(X)における重合体ブロック(a2)の含有量が前記下限値以上であると、アクリル系ブロック共重合体(X)の膠着感が増加しにくく、このようなアクリル系ブロック共重合体(X)は接着層(II)を構成する材料としてより好ましい。一方、アクリル系ブロック共重合体(X)における重合体ブロック(a2)の含有量が前記上限値以下であると、アクリル系ブロック共重合体(X)が硬くなりにくく、合わせガラスを製造する際にガラスおよび基材層(I)との十分な接着力が得られるまでに要する加熱時間が長くなる傾向を回避しやすい。
接着層(II)は、上述したようなアクリル系ブロック共重合体(X)からなっていてもよいし、本発明の目的および効果の妨げにならない限りにおいて必要に応じてアクリル系ブロック共重合体(X)以外の成分を含む、アクリル系ブロック共重合体(X)含有組成物であってもよい。
そのような成分の種類は特に限定されない。例えば、後述するような各種重合体および添加剤を挙げることができる。そのような成分を用いる場合は、1つを単独で用いてもよいし、2つ以上を組み合わせて用いてもよい。そのような成分を用いる場合、その添加量は、アクリル系ブロック共重合体(X)を含有する組成物の総質量に対して、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。
そのようなアクリル系重合体は、好ましくは、アクリル系重合体を構成する全構成単位に対して80質量%以上のメタクリル酸エステル単位を含有するアクリル系重合体、より好ましくは、アクリル系重合体を構成する全構成単位に対して90質量%以上のメタクリル酸エステル単位を含有するアクリル系重合体である。前記メタクリル酸エステル単位を構成するメタクリル酸エステルの例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec-ブチル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸n-へキシル、メタクリル酸2-エチルへキシル、メタクリル酸ペンタデシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-エトキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ノルボルネニルおよびメタクリル酸イソボルニル等を挙げることができる。中でも、メタクリル酸メチルが特に好ましい。
ゴムの例としては、アクリル系ゴム;シリコーン系ゴム;SEPS、SEBS、SIS等のスチレン系熱可塑性エラストマー;IR、EPR、EPDM等のオレフィン系ゴム等を挙げることができる。
ゴム以外の添加剤の例としては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル等の鉱物油軟化剤(これらは、成形加工時の流動性を向上させることができる);炭酸カルシウム、タルク、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、クレー、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム等の無機充填剤(これらは主に、耐熱性若しくは耐候性等の向上または増量を目的として添加される);ガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維または有機繊維(これらは主に、補強を目的として添加される);熱安定剤;酸化防止剤;光安定剤;粘着剤;粘着付与剤;可塑剤;帯電防止剤;発泡剤;着色剤;染色剤等を挙げることができる。
これらの添加剤の中でも、耐熱性および耐候性を更に良好なものとするために、熱安定剤および/または酸化防止剤等を添加することが実用上好ましい。
アクリル系ブロック共重合体(X)を含有する接着層(II)の製造方法は特に限定されない。例えば、接着層(II)を構成する材料を、熱プレス成形機、カレンダーロールまたは押出機等の公知の装置を用いてシート状に成形することで得ることができる。また、接着層(II)を構成する材料を有機溶媒または有機分散媒に溶解または分散して塗布液を得、塗布液を離形フィルムに塗布した後、有機溶媒または有機分散媒を除去することによって製造してもよい。接着層(II)の表面には、脱気性の観点から、メルトフラクチャーまたはエンボス等の凹凸構造を従来公知の方法で形成してもよく、形成することが好ましい。そのような凹凸構造の形状は特に限定されず、従来公知の構造であってよい。
本発明の合わせガラスにおける樹脂中間膜(A)は、上述の基材層(I)の両面に上述の接着層(II)を備えた積層体を含む。本発明の一態様では、樹脂中間膜(A)は、1つの前記積層体を含む。樹脂中間膜(A)は、1つの前記積層体からなってもよい。また、本発明の別の一態様では、樹脂中間膜(A)は、2以上の前記積層体を含む。樹脂中間膜(A)は、2つ以上の前記積層体からなってもよい。
積層体の50℃における曲げ弾性率は、得られる合わせガラスの良好な機械強度を得やすい観点から、好ましくは20MPa以上、より好ましくは100MPa以上、更に好ましくは200MPa以上、特に好ましくは220MPa以上である。この曲げ弾性率の上限値は特に限定されないが、積層体の50℃における曲げ弾性率は通常1500MPa以下である。積層体の50℃における曲げ弾性率は、例えば、接着層(II)の厚さT(II)に対する基材層(I)の厚さT(I)の比T(I)/T(II)を大きくすることにより、前記下限値以上に調整できる。
曲げ弾性率は、後述の実施例に記載の方法で測定できる。
樹脂中間膜(A)は、合わせガラス製造時の優れた取り扱い性を有するため、樹脂中間膜に含まれる積層体をガラスの間に挟持する過程において積層体に皺が生じることもなく、簡便に合わせガラスを製造することができる。また、積層体がこの特定の曲げ剛性を有することにより、比較的細い巻き芯(例えば6インチ(約15.24cm)径の巻き芯)であっても積層体を良好に巻回することができ、得られた積層体のロール体に撓みが生じにくいことから搬送時の作業効率を高めることもできる。更に、ロール体から巻き戻した後に、積層体に巻き癖が残留しにくい。
前記曲げ剛性は、好ましくは8N・mm以上、より好ましくは10N・mm以上、更に好ましくは12N・mm以上、特に好ましくは14N・mm以上である。前記曲げ剛性が前記下限値以上であると、合わせガラス製造時のより優れた取り扱い性を得やすい。
前記曲げ剛性は、好ましくは55N・mm以下、より好ましくは50N・mm以下、より好ましくは45N・mm以下、より好ましくは40N・mm以下、より好ましくは35N・mm以下、更に好ましくは30N・mm以下、特に好ましくは28N・mm以下である。前記曲げ剛性が前記上限値以下であると、比較的細い巻き芯にもより良好に巻回しやすく、ロール体から巻き戻した後に積層体に巻き癖がより残留しにくい。
前記曲げ剛性は、例えば、特定の基材層(I)と特定の接着層(II)とを適切な厚さ比で積層すること、または各層の曲げ弾性率を調整することにより、前記下限値以上および前記上限値以下に調整できる。
前記曲げ剛性は、例えば、特定の基材層(I)と特定の接着層(II)とを適切な厚さ比で積層すること、または接着層(II)の厚さT(II)に対する基材層(I)の厚さT(I)の比T(I)/T(II)を大きくすることにより、前記下限値以上および前記上限値以下に調整できる。
積層体の曲げ弾性率として、基材層(I)を構成する樹脂および接着層(II)を構成する樹脂の公知のヤング率から求めた値を用いてもよいし、上述したように後述の実施例に記載の方法により実験的に測定した値を用いてもよい。なお、本発明において、ポアソン比としては0.38を用いている。
より優れた透明性を合わせガラスにもたらしやすい観点から、樹脂中間膜(A)に含まれる1つの積層体のヘイズは、好ましくは5%以下、より好ましくは2%以下、更に好ましくは1%以下である。ヘイズの下限値は特に規定されない。1つの積層体のヘイズは、通常0.01%以上である。前記ヘイズは、接着層(II)に含まれるアクリル系ブロック共重合体(X)として透明性の高い共重合体を用いること、または樹脂中間膜(A)の厚みを薄くすることにより、前記上限値以下に調整できる。前記ヘイズは、例えば厚さ0.8mm以下(例えば0.8mm)の積層体を用いて、ヘイズメーターSH7000(日本電飾工業株式会社製)を用いてJIS K7136:2000に準拠して測定できる。
より低い着色性を合わせガラスにもたらしやすい観点から、樹脂中間膜(A)に含まれる1つの積層体の黄色度(YI)は、好ましくは3以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1以下、特に好ましくは0.5以下である。前記黄色度は0以上である。前記黄色度は、接着層(II)に含まれるアクリル系ブロック共重合体(X)として低い黄色度を示す共重合体と用いること、または樹脂中間膜(A)の厚みを薄くすることにより、前記上限値以下に調整できる。前記黄色度は、例えば厚さ0.8mm以下(例えば0.8mm)の積層体を用いて、ヘイズメーターSH7000(日本電飾工業株式会社製)を用いてJIS Z8722:2009に準拠して測定できる。
樹脂中間膜(A)と積層させる2枚の無機ガラスとしては、例えば、フロートガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラスまたは熱線吸収板ガラス等の無機ガラスが使用できる。無機ガラスは、無色または有色のいずれであってもよい。2枚の無機ガラスの種類および厚さは、相互に同じでもよいし、異なっていてもよい。
本発明の合わせガラスは、樹脂中間膜(A)の両面に無機ガラスを積層した構成を有する。樹脂中間膜(A)は、基材層(I)の両面に接着層(II)を備えた積層体を含む。
樹脂中間膜(A)に含まれる積層体が1つの場合、合わせガラスは、図1に示すような構成を有する。即ち、本発明の一態様において、合わせガラスは、無機ガラス11、樹脂中間膜(A)31、無機ガラス11の順に積層された構成を有し、樹脂中間膜(A)31は、基材層(I)22の両面に接着層(II)21を備えた積層体からなる。なお、図1および後述の図2~図4においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法および比率等は適宜相違させている。
樹脂中間膜(A)に含まれる積層体は2つ以上であってもよい。例えば樹脂中間膜(A)に含まれる積層体が2つの場合、合わせガラスは、無機ガラス/接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)/接着層(II)/基材層(I)/接着層(II)/無機ガラスという構成を有する。樹脂中間膜(A)に含まれる積層体が2つ以上である場合、防弾ガラスのように特に優れた耐貫通性を必要とする用途にも好ましく使用できる。樹脂中間膜(A)に含まれる積層体が2つ以上である場合、複数の積層体を構成する基材層(I)および接着層(II)それぞれの材料および厚さは、相互に同じでもよいし、異なっていてもよい。
本発明の合わせガラスは、従来公知の方法で製造できる。そのような方法の例としては、真空ラミネーター装置を用いる方法、真空バッグを用いる方法、真空リングを用いる方法、およびニップロールを用いる方法を挙げることができる。また、前記方法により仮圧着した後に、オートクレーブに投入して本接着する方法も挙げることができる。
このような観点から、本発明の合わせガラスの、圧縮剪断試験により評価した無機ガラスと接着層(II)との接着性は、好ましくは5MPa以上、35MPa以下、より好ましくは10MPa以上、30MPa以下、更に好ましくは15MPa以上、25MPa以下である。無機ガラスと接着層(II)との接着性は、例えば、接着層(II)に含まれるアクリル系ブロック共重合体(X)の選択、または接着層(II)への接着性調整剤、フィラーまたは接着性調整剤等の添加剤の添加により、前記範囲内に調整できる。無機ガラスと接着層(II)との接着性は、例えば、特開2006-13505に記載された圧縮剪断試験により測定できる。
アクリル系ブロック共重合体(X)の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー(以下、GPCと略記する)によりポリスチレン換算分子量として求めた。詳細は以下のとおりである。
・装置:東ソー株式会社製GPC装置「HLC-8020」
・分離カラム:東ソー株式会社製の「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」および「G5000HXL」を直列に連結
・溶離剤:テトラヒドロフラン
・溶離剤流量:1.0mL/分
・カラム温度:40℃
・検出方法:示差屈折率(RI)
アクリル系ブロック共重合体(X)における各重合体ブロックの含有量は、1H-NMR(1H-核磁気共鳴)測定によって求めた。詳細は以下のとおりである。
・装置:日本電子株式会社製 核磁気共鳴装置「JNM-LA400」
・重溶媒:重水素化クロロホルム
後述の実施例または比較例において作製した各積層体について、ヘイズメーターSH7000(日本電飾工業株式会社製)を用い、JIS K7136:2000に準拠してヘイズを測定した。なお、各積層体について3箇所のヘイズを測定し、その平均値を積層体のヘイズとして採用した。
後述の実施例または比較例において作製した各積層体について、ヘイズメーターSH7000(日本電飾工業株式会社製)を用い、JIS Z8722:2009に準拠して黄色度を測定した。なお、各積層体について3箇所の黄色度を測定し、その平均値を積層体の黄色度として採用した。
後述の実施例または比較例において作製した積層体を切り出して、長さ40mm、幅30mm、厚さ0.8mmのシートを作製した。作製した各シートから、JIS-7017を参考にして40mm×10mm×0.8mmの試験片を3枚ずつ切り出した。得られた各試験片についてオートグラフ(島津製作所株式会社製)を用いて3点曲げ試験を行い、支点間距離を16mmとしたときの25℃および50℃の曲げ弾性率を測定した。各積層体について、測定により得られた曲げ弾性率の平均値を、積層体の曲げ弾性率として採用した。曲げ弾性率および厚さを用い、式(1)および(2)に従って各積層体の曲げ剛性を計算した。ポアソン比として0.38を用いた。
後述の実施例1~4および比較例2~3で用いた基材層および接着層を用いて、下記手順により、各々の層間剥離強度測定用試験片を3枚ずつ作製した。
縦150mm×横75mmの基材層および接着層を重ね、その間に、シリコーンによる剥離処理が施されたPETフィルム(MRF38、三菱樹脂株式会社製、縦75mm×横75mm、厚さ38μm)を挿入した。重ねた層およびPETフィルムを、熱ラミネーション装置(大成ラミネーター株式会社製VAII-700型)を用い、130℃のロールおよび40℃のロールの間に通して熱ラミネートすることにより、PETフィルムが挿入されていない領域の基材層と接着層とを接合した(接合領域の面積:縦75mm×横75mm、非接合領域の面積:縦75mm×横75mm)。得られた部分接合品を、恒温恒湿室(20℃-65%RH)で24時間調湿した後、2枚の平坦なフロートガラス(縦300mm×横300mm×厚さ3.0mm)の間の中央付近に配置した。これをゴムバックに入れた後、後述の<取り扱い性>の段落に記載の条件で真空ラミネーターによる仮圧着およびオートクレーブによる圧縮を行った。
上記工程を経た試験片からガラスおよびPETフィルムを取り除き、縦150mm×横25mmの試験片(接合領域の面積:縦75mm×横25mm、非接合領域の面積:縦75mm×横25mm)を3枚切り出して層間剥離強度測定用試験片を得た。
作製した各試験片の基材層(I)側を、ステンレス鋼板に強粘着テープ(日東電工株式会社製:ハイパージョイントH9004)で固定した。卓上精密万能試験機(島津製作所株式会社製:AGS-X)を使用し、JIS K6854-2に準拠して、剥離角度180°、引張速度100mm/分、環境温度23℃の条件で、基材層(I)と接着層(II)の間の剥離強度をそれぞれ測定した。測定値の平均値から接着強度(単位:N/25mm)を求め、下記基準により評価した。
A:剥離強度の最大値が20N/25mm超、かつ接着層(II)が材料破壊
B:剥離強度の最大値が12N/25mm超、20N/25mm以下
C:剥離強度の最大値が10N/25mm超、12N/25mm以下
D:剥離強度の最大値が10N/25mm以下
後述の実施例または比較例において作製した各樹脂中間膜を、300mm×300mmの寸法に切り出した。切り出した各樹脂中間膜を、恒温恒湿室(20℃-65%RH)で24時間調湿した後、2枚の平坦なフロートガラス(縦300mm×横300mm×厚さ3.0mm)の間にそれぞれ配置した。これをゴムバックに入れた後、真空ラミネーター(日清紡メカトロニクス株式会社製1522N)に投入し、熱可塑性ポリウレタン樹脂を使用する樹脂中間膜(A-7)では熱板温度100℃、真空引き時間12分、プレス圧力50kPa、プレス時間17分の条件、それ以外の樹脂中間膜では熱板温度165℃、真空引き時間12分、プレス圧力50kPa、プレス時間17分の条件で脱気することにより、フロートガラスと樹脂中間膜とを仮接着した。次いで、ゴムバックから取り出した仮圧着物をオートクレーブで圧縮することにより、平坦な合わせガラスを得た。オートクレーブの条件は、樹脂中間膜(A-7)では圧力6バールおよび温度100℃で合計90分以内とし、それ以外の樹脂中間膜では圧力12バールおよび温度140℃で合計90分以内とした。
合わせガラス製造時の取り扱い性を下記基準により評価した。
A:問題なく製造できる
B:製造に問題あり(樹脂中間膜の撓み若しくは皺の発生、または賦形不良)
後述の実施例または比較例において製造した各樹脂中間膜について、特開2006-13505に記載された圧縮剪断試験を実施し、無機ガラスと接着層(II)との接着力を評価した。具体的には、下記手順により評価を行った。
樹脂中間膜を、100mm×100mmの寸法に切り出した。切り出した樹脂中間膜を、恒温恒湿室(20℃-65%RH)で24時間調湿した後、2枚の平坦なフロートガラス(縦100mm×横100mm×厚さ3.0mm)の間に、ガラスのスズ面が樹脂中間膜に接する向きに挟んでそれぞれ配置した。これをゴムバックに入れた後、真空ラミネーター(日清紡メカトロニクス株式会社製1522N)に投入し、樹脂中間膜(A-7)では熱板温度100℃、真空引き時間12分、プレス圧力50kPa、プレス時間17分の条件、それ以外の樹脂中間膜では熱板温度165℃、真空引き時間12分、プレス圧力50kPa、プレス時間17分の条件で脱気してフロートガラスと樹脂中間膜とを仮接着した。次いで、ゴムバックから取り出した仮圧着物を、オートクレーブを用いて圧力12バールおよび温度140℃の条件で合計90分以内の時間圧縮することにより、平坦な合わせガラスを得た。
得た合わせガラスを切断し、縦25mm×横25mmの試験用サンプルを3個得た。各試験用サンプルを図2に示された試験装置に角度45゜で挟み込んだ。試験装置に力を鉛直方向に加えることで試験用サンプルに剪断を生じさせ、ガラスと樹脂中間膜との剥離のために必要な最大の剪断力を求め、3個の試験用サンプルの平均値を算出した。得られた平均値を、サンプル面積(25mm×25mm)×√2で除することにより、圧縮剪断力(MPa)を得た。圧縮剪断力の値が小さいほど、ガラスと樹脂中間膜との接着力が小さいことを意味する。
後述の実施例または比較例において作製した各樹脂中間膜を、縦135mm×横50mmの寸法に切り出した。次に、図3に示すように、縦165mm×横50mm×厚さ3mmのフロートガラス41および42の間に、これらのフロートガラスの縦165mmのうち135mmが、基材層(I)52の両面に接着層(II)51を備えた積層体からなる樹脂中間膜(A)61を介して付着するよう樹脂中間膜(A)61を挟み、合わせガラス40を製造した。なお、合わせガラスの製造手順は、先の<取り扱い性>の段落に記載した製造手順と同じである。
続いて、図4に示すように、合わせガラス40のガラス41側に重さ250gの鉄板71を瞬間接着剤81を用いて貼り合わせ、鉄板を貼り合わせた合わせガラス90を製造した。鉄板を貼り合わせた合わせガラス90を、スタンド101に立て掛けて、100℃のチャンバー内で1週間放置した。放置後に、ガラス41がずり落ちた距離を測定し、前記距離を下記基準に基づいて評価し、この評価を耐熱クリープ性の評価とした。
A:ガラス41がずり落ちた距離が1mm以下である。
B:ガラス41がずり落ちた距離が1mmを超える。
内部を脱気し、窒素で置換した三ツ口フラスコに、室温で、乾燥トルエン735g、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン0.4g、およびイソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム20mmolを含有するトルエン溶液39.4gを導入し、更に、sec-ブチルリチウム1.8mmolを添加した。得られた混合物に1回目のメタクリル酸メチル43.0gを添加し、室温で1時間反応させた。反応液に含まれる重合体をサンプリングして重量平均分子量を測定したところ、24,000であった。かかるメタクリル酸メチル重合体は、後述のアクリル系ブロック共重合体(A1)において重合体ブロック(a2)となる。
得られたアクリル系ブロック共重合体(A1)の構造は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)-アクリル酸n-ブチル重合体ブロック(PnBA)-メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)のトリブロック共重合体であった。このトリブロック共重合体を構成する全構成単位に対するPMMA含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)は50.0質量%であり、トリブロック共重合体の重量平均分子量は68,000(24,000-34,000-10,000)であり、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.12であった。
1回目のメタクリル酸メチルの添加量を18.0gに変更し、アクリル酸n-ブチルの滴加量を79.0gに変更したこと以外は合成例1と同様にして、アクリル系ブロック共重合体(A2)のペレットを得た。
得られたアクリル系ブロック共重合体(A2)の構造は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)-アクリル酸n-ブチル重合体ブロック(PnBA)-メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)のトリブロック共重合体であった。このトリブロック共重合体を構成する全構成単位に対するPMMA含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)は30.5質量%であり、トリブロック共重合体の重量平均分子量は64,000(10,500-44,000-9,500)であり、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.15であった。
1回目のメタクリル酸メチルの添加量を19.0gに変更し、2回目のメタクリル酸メチルの添加量を28.0gに変更したこと以外は合成例2と同様にして、アクリル系ブロック共重合体(A3)のペレットを得た。
得られたアクリル系ブロック共重合体(A3)の構造は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)-アクリル酸n-ブチル重合体ブロック(PnBA)-メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)のトリブロック共重合体であった。このトリブロック共重合体を構成する全構成単位に対するPMMA含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)は38.5質量%であり、トリブロック共重合体の重量平均分子量は69,000(10,000-44,000-15,000)であり、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.10であった。
1回目のメタクリル酸メチルの添加量を36.0gに変更し、アクリル酸n-ブチルの滴加量を170gに変更し、2回目のメタクリル酸メチルの添加量を36.0gに変更したこと以外は合成例1と同様にして、アクリル系ブロック共重合体(A4)のペレットを得た。
得られたアクリル系ブロック共重合体(A4)の構造は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)-アクリル酸n-ブチル重合体ブロック(PnBA)-メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)のトリブロック共重合体であった。このトリブロック共重合体を構成する全構成単位に対するPMMA含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)は30.0質量%であり、トリブロック共重合体の重量平均分子量は131,000(19,000-93,000-19,000)であり、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.17であった。
60℃で24時間事前に乾燥させた合成例1で得た樹脂(アクリル系ブロック共重合体(A1))を、25mφ単軸押出機「VGM25-28EX」(G&M Engineering Company Limited製)を用いて、220℃の樹脂温度で、単層用Tダイから押出し、表面温度60℃のロールで引き取り、幅300mm、厚さ0.20mmの接着層(II-1)を得た。
アクリル系ブロック共重合体(A1)に代えて合成例2で得た樹脂(アクリル系ブロック共重合体(A2))を使用したこと、および樹脂温度を170℃に変更したこと以外は接着層(II-1)の作製法と同様にして、幅300mm、厚さ0.20mmの接着層(II-2)を得た。
アクリル系ブロック共重合体(A1)に代えて合成例3で得た樹脂(アクリル系ブロック共重合体(A3))を使用したこと、および樹脂温度を180℃に変更したこと以外は接着層(II-1)の作製法と同様にして、幅300mm、厚さ0.20mmの接着層(II-3)を得た。
アクリル系ブロック共重合体(A1)に代えて合成例4で得た樹脂(アクリル系ブロック共重合体(A4))を使用したこと、および樹脂温度を190℃に変更したこと以外は接着層(II-1)の作製法と同様にして、幅300mm、厚さ0.20mmの接着層(II-4)を得た。
アクリル系ブロック共重合体(A1)に代えて合成例3で得た樹脂(アクリル系ブロック共重合体(A3))を使用したこと、および樹脂温度を170℃に変更したこと以外は接着層(II-1)の作製法と同様にして、幅300mm、厚さ0.80mmの接着層(II-5)を得た。
アクリル系ブロック共重合体(A1)に代えて、株式会社クラレ製ポリビニルブチラール(原料ポリビニルアルコールの粘度平均重合度1700、アセタール構成単位含有量74モル%、ビニルアルコール単位含有量19モル%、酢酸ビニル単位含有量7モル%)61.5質量部、および可塑剤としてのジイソデシルフタレート20質量部を単軸押出機に投入したこと、および樹脂温度を190℃に変更したこと以外は接着層(II-1)の作製法と同様にして、幅300mm、厚さ0.20mmの接着層(II-6)を得た。
無黄変熱可塑性ポリウレタン樹脂シートであるArgotec ST6050(SWM社製)を、2枚のステンレス鋼板(縦35cm×横35cm)の間に設置した型枠(縦30cm×横30cm×高さ0.80mm)内に配置した。これを熱プレス機(株式会社神藤金属工業製AYS.10)にセットした。130℃で3分間、無黄変熱可塑性ポリウレタン樹脂シートに圧力をかけず樹脂を加熱した。次いで、180秒間、90kgf/cm2(約8.8MPa)の圧力で樹脂シートを熱プレスした。その後、直ちにステンレス板および型枠を23℃の冷却プレス機にセットした。冷却プレス機で樹脂シートを冷却しながら、樹脂シートに圧力を印加した。型枠内の樹脂シートを切り出すことにより、縦30cm×横30cm×厚さ0.20mmの接着層(II-7)を得た。
100℃で24時間事前に乾燥させたポリカーボネート樹脂「SDPOLYCA 301-4」(住化ポリカーボネート株式会社製)を、25mmφ単軸押出機「VGM25-28EX」(G&M Engineering Company Limited製)を用いて、280℃の樹脂温度で、単層用Tダイから押出し、表面温度140℃のロールで引き取り、幅300mm、厚さ0.40mmの基材層(I)を得た。
ポリカーボネート樹脂からなる基材層(I)とアクリル系ブロック共重合体からなる2枚の接着層(II-1)とを、熱ラミネーション装置(大成ラミネーター株式会社製VAII-700型)を用いて、130℃および40℃のロール間に通して熱ラミネートすることにより、積層体の長尺ロール体を作製した。搬送速度は1.0m/分、圧力は0.15MPaであった。
次いで、先の<取り扱い性>の段落に記載の手順に従って、長尺ロール体から巻き出した積層体を樹脂中間膜(A-1)として用い、合わせガラス(A-1)を製造した。なお、無機ガラスと接着層(II-1)の接着性は16.1MPaと良好であった。
接着層(II-1)に代えて接着層(II-2)~(II-4)をそれぞれ使用したこと以外は実施例1と同様にして、積層体の長尺ロール体、樹脂中間膜(A-2)~(A-4)および合わせガラス(A-2)~(A-4)をそれぞれ製造した。なお、無機ガラスと接着層(II-2)の接着性は15.6MPa、無機ガラスと接着層(II-3)の接着性は15MPaといずれも良好であった。
積層体の長尺ロール体に代えて先の[接着層(II-5)の作製]において得た接着層(II-5)のみを用いたこと以外は実施例1と同様にして、樹脂中間膜(A-5)および合わせガラス(A-5)を製造した。なお、無機ガラスと接着層(II-5)の接着性は4.4MPaであった。
接着層(II-1)に代えて接着層(II-6)を使用したこと以外は実施例1と同様にして、積層体の長尺ロール体、樹脂中間膜(A-6)および合わせガラス(A-6)を製造した。
接着層(II-1)に代えて接着層(II-7)を使用したこと以外は実施例1と同様にして、30cm×30cmの積層体、樹脂中間膜(A-7)および合わせガラス(A-7)を製造した。
また、特定の基材層(I)と特定の接着層(II)とを適切な厚さ比で積層したことにより、25℃でも50℃でも積層体の曲げ剛性の範囲を満たしていた。そのため、一般的に使用されている6インチ(約15.24cm)径の巻き芯に積層体を良好に巻回することができ、積層体の長尺ロール体に撓みが生じにくいことから搬送時の作業効率を高めることができ、また、巻き戻した後に積層体に巻き癖が残留することもなく、更には、取り扱い性試験結果にも示されているとおり皺も生じず簡便に合わせガラスを製造することができた。これは、室温付近(25℃)だけでなく50℃の高温でも、樹脂中間膜の、合わせガラス製造時における取り扱い性が極めて優れていることを示す。
更に、実施例1~4の合わせガラスは、優れた基材層(I)と接着層(II)との接着性を有し、耐熱クリープ性にも優れていた。また、実施例1~3の合わせガラスは、非常に優れた無機ガラスと接着層(II)との接着性(圧縮剪断剥離強さ)も有していた。このことから、実施例1~3の合わせガラスでは、非常に優れた圧縮剪断剥離強さが長期的に保持されることも確認された。
比較例2および3では、合わせガラス製造時における取り扱い性は良好であったが、ヘイズおよび黄色度に劣っていた。また、比較例3では、耐熱クリープ性も劣っていた。
21 アクリル系ブロック共重合体(X)を含有する接着層(II)
22 ポリカーボネート樹脂を含有する基材層(I)
31 樹脂中間膜(A)
40 耐熱クリープ性の評価に用いる合わせガラス
41 フロートガラス
42 フロートガラス
51 アクリル系ブロック共重合体(X)を含有する接着層(II)
52 ポリカーボネート樹脂を含有する基材層(I)
61 樹脂中間膜(A)
71 鉄板
81 瞬間接着剤
90 鉄板を貼り合わせた合わせガラス
101 スタンド
Claims (7)
- 前記積層体において接着層(II)の一方または両方に含有されるアクリル系ブロック共重合体(X)は、下記条件(i)~(iii):
(i)アクリル系ブロック共重合体(X)は、アクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a1)の片末端または両末端にメタクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a2)が結合した構造を有すること、
(ii)重量平均分子量は50,000~150,000であること、および
(iii)重合体ブロック(a2)の含有量は、アクリル系ブロック共重合体(X)を構成する全構成単位に対して10~60質量%であること
を満たす、請求項1または2に記載の合わせガラス。 - 前記積層体において接着層(II)の一方または両方に含有されるアクリル系ブロック共重合体(X)は、アクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a1)の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主構成単位とする重合体ブロック(a2)が結合した構造を有する、請求項1~3のいずれかに記載の合わせガラス。
- 前記樹脂中間膜(A)は2以上の前記積層体を含む、請求項1~4のいずれかに記載の合わせガラス。
- JIS K7136:2000に準拠して測定した前記積層体のヘイズは5%以下である、請求項1~5のいずれかに記載の合わせガラス。
- JIS Z8722:2009に準拠して測定した前記積層体の黄色度は3以下である、請求項1~6のいずれかに記載の合わせガラス。
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