JPH10119184A

JPH10119184A - 透明積層体

Info

Publication number: JPH10119184A
Application number: JP27364196A
Authority: JP
Inventors: Masato Mineo; 真人峯尾; Shigeto Shibata; 成人柴田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】反りの少ない無機ガラス板とポリカーボネート
板との透明積層体を得る。【解決手段】ガラス板１／室温においてポリビニルブチ
ラール膜に比べて粘性の高い樹脂層が２枚のＰＶＢ膜間
に介在された中間膜５１／ホットメルト型ウレタン系接
着層４１／ポリカーボネート板２が、この順に積層され
てなる透明積層体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、鉄道車
両、船舶、建築等の窓に用いられる透明積層体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガラス板を車両や船舶、さらには建築用
の窓材として用いることは一般的である。これらの窓と
して耐衝撃性能の向上、衝突物の貫通防止のために、２
枚のガラス板間にポリビニルブチラール（ＰＶＢ）等か
らなる膜を挟んだ安全合わせガラスが一般的に用いられ
ている。

【０００３】しかし、このような合わせガラスは重量が
大きいため、衝撃の際に貫通はしにくいがガラス板にヒ
ビ割れ等が発生することがある。そこで、割れにくい材
料としてポリカーボネート（ＰＣ）板を用い、破損を低
減させるガラス／ＰＣ合わせ構成体が提案されている。

【０００４】ガラス板とＰＣ板の積層体を簡便に得る方
法として、ＰＶＢ膜、エチレン−酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ）膜、ウレタン系フィルム等の加熱接着シート
を用いた積層方法がある。特にＥＶＡ膜やウレタン系フ
ィルムは可塑剤を含まず耐水性が良好であるため、ＰＣ
板との接着に適する。

【０００５】一方、ＰＶＢは、一般的に柔軟性や耐貫通
性を得るために添加剤や可塑剤等がフィルム中に混入さ
れているため、ＰＣ板と良好な接着性を得ることは困難
である。また、接着後短期間内にＰＣ板を白化させて積
層板の透明度が低下するため、長期的な使用環境下に用
いる材料として選択されにくいものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のＥＶ
Ａ膜やウレタン系フィルムは加熱融着タイプで、一般的
に８０℃以上の加熱を必要とする。そのため、ガラス板
とＰＣ板の線熱膨張係数の相違により加熱圧着後の構成
体が室温に戻った際に０．７％以上の反りが発生する。

【０００７】また、ガラス板とＰＣ板との接着に関し
て、ガラス板／ＰＶＢ／ホットメルト型ウレタン系フィ
ルム／ＰＣ板の構成の積層体（特開平８−１５６１８
７）が提案されている。この構成によれば、ＰＣ板とＰ
ＶＢとが接触しないため、ＰＣ板の白濁を防止できるが
依然として積層体の反りの問題は解決されていない。本
発明の目的は、従来技術の上記課題を解決する新規なガ
ラス板とＰＣ板との透明積層体の提供にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス板／中
間膜／ホットメルト型ウレタン系接着層／ポリカーボネ
ート板がこの順に積層されてなる透明積層体であって、
前記中間膜がポリビニルブチラール膜／室温においてポ
リビニブチラール膜に比べて粘性の高い樹脂層／ポリビ
ニルブチラール膜がこの順に積層されたものであること
を特徴とする透明積層体を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明をさ
らに詳細に説明する。図１は本発明の透明積層体の一例
を示す要部概略断面図である。この透明積層体１０は、
ガラス板１／２枚のＰＶＢ膜が室温においてＰＶＢ膜に
比べて粘性の高い樹脂層を介して積層された層（中間
膜）５１／ホットメルト型ウレタン系接着層４１／ＰＣ
板２がこの順に積層されてなる。これらの層は、加熱圧
着工程を経ることによって、互いに強固に接合一体化さ
れる。

【００１０】中間膜５１は、図２に示すように３層から
なる。すなわち、中間膜５１は、室温においてＰＶＢ膜
に比べて粘性の高い樹脂層５３をＰＶＢ膜５２が両側か
ら挟んだ構成となっている。

【００１１】この室温においてＰＶＢ膜に比べて粘性の
高い樹脂層５３は室温で柔軟性を有するものである。こ
の柔軟さの指標としては、ガラス転移温度（Ｔ_g ）があ
げられる。Ｔ_g が室温よりも低くなればなるほど、樹脂
の粘性は高くなる。そして、室温条件下でＰＶＢ膜より
も粘性の高い樹脂層を２枚のＰＶＢ膜に挟み込み、ガラ
ス板とＰＣ板との間に介在させることで、線熱膨張係数
の異なるガラス板とＰＣ板との積層体の加熱時に生じる
膨張率の差を吸収できる。

【００１２】室温条件下でＰＶＢ膜よりも粘性の高い樹
脂層としては、ＰＶＢ膜との接合性等に鑑みてアセター
ル系樹脂層が好ましく例示できる。具体的には、Ｔ_g が
−２０〜＋１０℃にあるものを用いることが好ましい。
通常のＰＶＢ膜のＴ_g が−２０〜＋４０℃程度なので、
それよりも低いＴ_g を有する層がＰＶＢ膜間に介在する
ことで、室温付近でＰＶＢ膜よりも柔軟な層をＰＶＢ膜
間に設けうる。

【００１３】なお、室温付近でＰＶＢ膜よりも柔軟な層
をＰＶＢ膜間に設けることによって、コインシデンス効
果を緩和できる。上記の構成の中間膜は、コインシデン
ス効果による遮音性能低下を解消できる中間膜でもあ
る。このように、ＰＶＢ膜は常温下で粘性が低いので単
に厚みを増しても常温下での反りの吸収効果は小さい。
一方で、アセタール系樹脂層が粘性が高く粘調性を有し
ており、さらに厚みを増加することによって、反りの吸
収を確保できる。

【００１４】ＰＶＢ膜とガラス板との接着力は、従来の
合わせガラスで実証されているように充分に大きく、ガ
ラス板１の剥離強度も大きくできる。また、ホットメル
ト型ウレタン系接着層４１は接着成分をフィルムに内添
しているタイプを用いることで、ＰＣ板２と接着し、そ
の接着力は大きい。さらに、ＰＶＢ膜とホットメルト型
ウレタン系接着層４１とも強固に接着するので、積層体
１０は全体として強固に一体化される。

【００１５】また、中間膜５１がガラス板１に接合し、
ホットメルト型ウレタン系接着層４１がＰＣ板２と接合
していることによって、中間膜５１とＰＣ板２とがホッ
トメルト型ウレタン系接着層４１によって隔離されてい
る。このホットメルト系ウレタン系接着層４１は、加熱
圧着の際に加熱溶融されて中間膜５１と融着し、ＰＶＢ
膜中に含まれる可塑剤及び添加剤がＰＣ板に移行するの
を遮断してＰＣ板が白化して失透するのを防止する。

【００１６】ウレタン系接着層はそれ自体が透明の無黄
変タイプでＰＣ板と接しても失透等の悪影響を与えない
ので、積層体は全体として長期にわたって透明度を良好
に維持できる。ＰＣ板２は耐衝撃強度が高いので、ガラ
ス板の低い耐衝撃強度を補償して積層体に耐衝撃性を付
与する。

【００１７】中間膜５１とホットメルト型ウレタン系接
着層４１とからなる中間層３は、積層体１０への飛来物
の衝突等による衝撃をＰＣ板とともに緩和するものであ
る。また、車両の風防ガラス等の用途にあっては飛来物
の積層体への貫通や乗員の車外放出防止、衝突によりガ
ラス板やＰＣ板の破損によっても破片を飛散させないよ
うにするため、かつ異なる熱膨張係数を有する板材料が
熱圧着時に発生する膨張率差による反りを防ぐために、
その全厚みを０．７〜２．０ｍｍと大きくするのがよ
い。

【００１８】この全厚みのうち、上記ホットメルト型ウ
レタン系接着層４１の厚みは０．１〜０．８ｍｍとする
のが好ましい。ホットメルト型ウレタン系接着層４１の
厚みを０．１ｍｍ以上とすることにより、積層体全面に
わたってＰＶＢ膜の可塑剤、添加剤がＰＣ樹脂板に移行
するのを阻止し、０．３ｍｍ以上とすることによって、
可塑剤、添加剤の移行阻止能力を増大できる。ウレタン
系接着層が高価格であり、該接着層を用いる目的が上記
の可塑剤、添加剤のブロッキング効果を得るためである
ので、その厚みは０．６ｍｍ以下であることがより好ま
しい。

【００１９】中間膜５１の厚みは０．２〜１．３ｍｍが
好ましい。そのうち、アセタール系樹脂層のような柔軟
樹脂層（室温においてＰＶＢ膜よりも粘性の高い樹脂層
５３）の厚みは０．１〜１．０ｍｍが好ましい。これ
は、上述のように厚みを増加することによって、反りの
吸収を確保できるからである。

【００２０】ホットメルト型ウレタン系接着層４１は、
取扱いの容易さからフィルム状の固形にしたホットメル
ト型のポリウレタン樹脂接着剤を用いることが好まし
い。例えば、８０〜１５０℃の温度で軟化して接着する
ものであって、米国モートン社製「クリスタルフレック
スＰＥ−３９９」（軟化温度１００℃以下）が好ましく
利用できる。中間膜５１は、８０〜１５０℃加熱温度で
軟化しガラスと接着するものであって、例えば積水化学
工業社製「アセタール系遮音性中間膜」を好ましく使用
できる。

【００２１】本発明の透明積層体に使用するガラス板
は、積層体の用途により、自動車用の板ガラスや建築用
の通常の単板ガラス、合わせガラス、表面強化処理をし
た強化ガラス等、適宜選択しうる。ＰＣ板は耐候性処理
や表面硬化処理が施されたものであってもよい。

【００２２】ガラス板とＰＣ板の厚みは、積層体の用途
や要求性能により適宜定められ、ガラス板の厚み２〜６
ｍｍ程度に対してＰＣ板の厚みを１〜５ｍｍ程度にする
ことが好ましい。

【００２３】図３（ａ）、図３（ｂ）は本発明の透明積
層体の要部概略断面図であり、端部の好ましい態様を示
す。この透明積層体１０は、図１に示したようにガラス
板１／中間膜５１／ホットメルト型ウレタン系接着層４
１／ＰＣ板２がこの順に積層されてなる。そして、中間
膜５１の端面は、ウレタン系接着層４１によって覆われ
ている。これによって、ＰＶＢ膜への水分の侵入を、ウ
レタン系接着層による端面の被覆によって防ぎ、積層体
の耐水性能を向上させうる。

【００２４】この場合、ガラス板１の外形寸法をＰＣ板
３の外形寸法に比べて大きくし、ガラス板１の外周をＰ
Ｃ板３の外周よりも突出させることによって、ガラス板
１を車両の取付け部位とし、車両のフラッシュサーフェ
イス化を実現できる。この外形寸法は、本発明の積層体
の用途等によって、適宜選択して決定できる。

【００２５】積層体の接着工程において、ガラス板、中
間膜、ホットメルト型ウレタン系接着フィルム及びＰＣ
板をこの順序で積層して、真空バッグ又は減圧加熱方式
の加熱によりガラス板とＰＣ板を均一に加圧して積層す
る。上記８０〜１５０℃の加熱温度ではＰＶＢ膜が軟化
してガラスと接着し、ホットメルト型ポリウレタン接着
フィルムは軟化状態となり中間膜とＰＣ板の間を充足し
て接合し、冷却後にホットメルト型ウレタン系接着フィ
ルムが固化しては中間膜と一体の中間層となる。

【００２６】なお、図３に示すように中間膜の端面を覆
う場合には、図４に示すように、ホットメルト型ウレタ
ン系接着フィルムとは別体の端面用ホットメルト型ウレ
タン系接着フィルムを中間膜の端面に備え、加熱圧着す
ることによって、両ホットメルト型ウレタン系接着フィ
ルムが一体となって、中間膜の端面を覆いつつ中間膜と
ＰＣ板との間に介在されることになる。

【００２７】上記の場合、接着の際の８０〜１５０℃の
加熱温度ではホットメルト型ウレタン系接着フィルムは
軟化状態にあるので、成形圧力を低圧にでき中間膜とＰ
Ｃ板との隙間からのホットメルト型ポリウレタン接着剤
の流出を防止でき、中間層厚みを均一にでき、かつ、中
間膜とＰＣ板との間を良好に充足して接合させうる。

【００２８】上記接着温度のうち、あまり高温すぎると
通常使用される室温と１００℃以上の差があるため、ガ
ラス板とＰＣ板の線熱膨張係数の差を緩和できなくな
り、伸縮差によってガラス板の４辺がＰＣ板側に引っ張
られる（反り）現象が著しくなり、ガラス板とＰＣ板と
が圧着後室温に戻った際にガラス板が割れるおそれがあ
る。そこで、できる限り低い温度の８０〜１２０℃で圧
着することが望ましい。さらに、ＰＣ板は０．２〜０．
５％の水分を吸湿しており、１００℃以上の雰囲気では
徐々に水蒸気を発生することからも、ウレタン系接着フ
ィルムが溶融できる低い温度側であることが望ましい。

【００２９】積層体の製造方法には、従来の接着成形法
であるプレス法やロール法が利用できるが、本発明の積
層体の製造方法の場合には、上記のように真空パック袋
にガラス板、中間膜、ウレタン系接着フィルム、ＰＣ板
を入れて真空圧着する方法が、簡便で好ましい。この真
空パック袋は、例えば開口部にヒートシール性、粘着性
又は接着性を有する封止部として、上記各板、膜を封入
後、封止部を封止して圧着するものである。この例は、
特公昭６３−１２７８にも開示されている。

【００３０】

【実施例】

（積層例Ａ）幅６０ｃｍ×縦３０ｃｍ×厚み４．０ｍｍ
のガラス板１、幅５８ｃｍ×縦３０ｃｍ×厚み３．０ｍ
ｍのＰＣ板２、厚み０．４ｍｍの積水化学工業社製「ア
セタール系遮音性ブチラ−ル膜」からなるＰＶＢ膜／ア
セタール系樹脂層／ＰＶＢ膜の構成の中間膜５１、０．
４ｍｍのモートン社製「クリスタルフレックスＰＥ−３
９９」からなるホットメルト型ウレタン系接着層４１を
用いて、図３（ａ）に示す断面、端面構成の積層体Ａを
構成した。

【００３１】この積層体Ａは、真空バックに内におい
て、真空積層機内で減圧排気後パック化したものを、加
熱温度を９５℃、１１０℃、１２５℃、成形圧力５ｋｇ
／ｃｍ² 、保持時間１時間の条件下で加熱圧着させ、上
記接着剤フィルムを溶融軟化させて得た。成形後の積層
体Ａには、ＰＣ板に白化はなんら認められず、透明度が
高く、ＰＣ板には変形や端部の流れもなく平坦度も良好
であった。

【００３２】（積層例Ｂ）上記の３層構成の中間膜５１
を２枚重ねて、このフィルムの全厚みを０．８ｍｍとし
た以外は、積層例Ａと同様に積層し、積層体Ｂを得た。
成形後の積層体Ｂにも、ＰＣ板に白化は何ら認められ
ず、透明度が高く、ＰＣ板には変形や端部の流れもなく
平坦度も良好であった。

【００３３】（積層例Ｃ）上記の３層構成の中間膜５１
を３枚重ねて、このフィルムの全厚みを１．２ｍｍとし
た以外は、積層例Ａと同様に積層し、積層体Ｃを得た。
成形後の積層体Ｃにも、ＰＣ板に白化は何ら認められ
ず、透明度が高く、ＰＣ板には変形や端部の流れもなく
平坦度も良好であった。

【００３４】（積層例Ｄ）アセタール系遮音性ＰＶＢ接
着フィルムのかわりに厚さ０．４ｍｍの積水化学工業社
製「エスレックフィルム」からなる通常のＰＶＢ接着剤
フィルムを用いた点を除き、積層例Ａと同様にして積層
体Ｄを得た。

【００３５】（積層例Ｅ）ガラス板とＰＣ板の間に中間
層として厚さ０．８ｍｍのホットメルト型ウレタン系接
着層を用い、アセタール系樹脂層を有する中間膜を介在
させない点を除き、積層例Ａと同様にして積層体Ｅを得
た。

【００３６】（積層例Ｆ）ガラス板とＰＣ板の間に中間
層としてアセタール系樹脂層を有する中間膜及びホット
メルト型ウレタン系接着層のかわりに、厚さ０．８ｍｍ
のブリヂストン社製「ＰＧ１６２００」からなるＥＶＡ
膜を用いた点を除き、積層例Ａと同様にして積層体Ｆを
得た。

【００３７】（反り量の測定）上記積層体Ａ、Ｄ〜Ｆに
ついて、室温（２０℃）下における反り量を比較した。
ＪＩＳ−Ｒ３２０２に基づき、鋼板上にガラス板を鉛直
に立てて、それに定規を水平に当て、５８ｃｍ長さでの
ＰＣ板側にガラス板が引っ張られた量（反り量）をゲー
ジを用いて調べた。その結果を表１（反り量：ｍｍ）、
表２（反り率：％）に示す。表中の温度は、加熱圧着時
の加熱温度である。

【００３８】ＪＩＳ−Ｒ３２０５（合わせガラスの規
格）では、普通板合わせガラスの場合反り率は０．５％
を超えてはならないと規定されている。室温下の反りの
結果を表１に示したが、圧着時の加熱温度を上げると、
反りが増加する傾向にある。

【００３９】表２によれば、加熱温度１２５℃における
積層体Ａの反り率は０．１７％であり、ガラス板と線熱
膨張係数が大きく異なるＰＣ板とを積層し固化しても、
規格に適合する有機／無機構成合わせガラスを作成でき
る。逆に、中間層の厚みが同じであっても、通常のＰＶ
Ｂ接着フィルムは常温下で粘調な性質がないことから反
りの吸収効果は小さく（１．２９％）、また厚みを増し
ても常温下での反りの吸収効果は小さい（１．１２
％）。このことより、アセタール系樹脂層を有する中間
膜はその粘調性ゆえに反りの吸収を確保できる点で優れ
ることがわかる。

【００４０】表３、表４に、積層体Ａ〜Ｃの表１、２と
同様な反り量、率の測定結果を示す。アセタール系樹脂
層を有する中間膜を重積するほど反りの低減効果があ
り、アセタール系樹脂のような粘調な樹脂の厚みを増加
させることが反り防止に優れることがわかる。

【００４１】表５に、図３（ａ）、（ｂ）に示す断面、
端面構成の積層体Ａ、Ａ’及び図５に示す断面端面構成
の積層体Ａ”の耐水性能比較評価結果を示す。積層体
Ａ”は、積層体Ａと端面の構造が異なり、中間膜が端面
において露出している以外は、積層体Ａと同様にして得
られるものである。

【００４２】表５によれば、積層体Ａ”はいずれの評価
結果においても外観異常を発生したのに対して、積層体
Ａ、Ａ’は何ら変化がなかった。このように、耐水性の
良好なウレタン接着層が水分の侵入に弱いＰＶＢ膜を被
覆することは耐水性能において優れることがわかる。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】

【表５】

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、ガラス板とＰＣ板との
間に、ガラス板側にＰＶＢ膜よりも室温において粘性の
高い樹脂層を有する中間膜、ＰＣ板側にウレタン系接着
層、となるように中間層を介して接着して構成すること
によって、線熱膨張係数の違いによる積層体の反りを防
止できる。しかも、この場合の中間層は、ガラス板、Ｐ
Ｃ板ともに接着力に優れるため、上記反りによる外観不
良を防止しつつ、接着強度を高めて耐衝撃強度を高め、
かつ中間層によるＰＣ板の白濁も防止でき、長期間にわ
たって良好な透明性を保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透明積層体の一例を示す要部概略断面
図

【図２】本発明における中間膜の一例を示す要部概略断
面図

【図３】本発明の透明積層体の一例を示す要部概略断面
図

【図４】本発明の透明積層体の積層過程における積層状
態の一例を示す要部概略断面図

【図５】透明積層体の一例を示す要部概略断面図

【符号の説明】

１：ガラス板２：ＰＶ板３：中間層１０：透明積層体４１：ホットメルト型ウレタン系接着層５１：中間膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス板／中間膜／ホットメルト型ウレタ
ン系接着層／ポリカーボネート板がこの順に積層されて
なる透明積層体であって、前記中間膜がポリビニルブチ
ラール膜／室温においてポリビニブチラール膜に比べて
粘性の高い樹脂層／ポリビニルブチラール膜がこの順に
積層されたものであることを特徴とする透明積層体。
【請求項２】前記中間膜の端面がホットメルト型ウレタ
ン系接着層によって覆われている請求項１の透明積層
体。
【請求項３】前記中間膜の厚みが０．２〜１．３ｍｍで
あり、かつホットメルト型ウレタン系接着層の厚みが
０．１〜０．８ｍｍである請求項１又は２の透明積層
体。
【請求項４】前記室温においてポリビニブチラール膜に
比べて粘性の高い樹脂層がアセタール系樹脂からなる請
求項１、２又は３の透明積層体。