JPH02293140A - ポリビニルブチラールとポリウレタンの接合物及びその製造方法 - Google Patents

ポリビニルブチラールとポリウレタンの接合物及びその製造方法

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JPH02293140A
JPH02293140A JP2093839A JP9383990A JPH02293140A JP H02293140 A JPH02293140 A JP H02293140A JP 2093839 A JP2093839 A JP 2093839A JP 9383990 A JP9383990 A JP 9383990A JP H02293140 A JPH02293140 A JP H02293140A
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polyurethane
layer
polyvinyl butyral
diisocyanate
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George E Cartier
ジヨージ・エテイエンヌ・カーテイエ
Carl P Piretti
カール・ピーター・ピレツテイ
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Monsanto Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はラミネートされた安全ガラス、より詳細にはそ
のような構造において使用される可塑化(plssli
ci!ed)ポリビニルブチラール(PVB)の層を含
むポリマーラミネート(積層物)並びに該ラミネートを
製造するためのPVBとポリウレタンの接合方法に関す
る。
従来の技術 現在最も広範に使用されている車両用風防ガラスは2枚
のガラスシ一ト間にサンドウィッチされたエネルギー吸
収プラスチックシ一トから成る三層ラミネートである。
この様な風防ガラスは破砕することなく乗客の頭から強
打を吸収し、その間風防ガラスは、実質的に塑性変形し
て大きな衝撃エネルギーを吸収することができる。
このような三層構造では、乗客は風防ガラスの内側のガ
ラスシ一トのこわれたガラスの鋭い端により頭に裂傷受
けてしまうことがある。このことを軽減することを目的
として、内部ガラス表面は乗客の皮膚をガラスとの接触
から防ぐために保護プラスチック層でコートあるいはカ
バーされるようになってきており、従来の三層ラミネー
トの防貫通性は更に高《なっている。この様な保護層は
通常、二層あるいはそれ以上の層からなり、抗裂傷シー
ルド( snli−l*ce+畠目we tbield
,ALS)として知られている。一方、この乗客の裂傷
問題を解決し、軽量化によって車両燃料効率を促進する
為に、従来の三層構造を、その車内側にエネルギー吸収
材層と保護カバーを有するガラスの単一層へ変えること
が提案されている。この様な複合構造は二層風防ガラス
として知られており特に比較的複雑な形への成形の簡易
化に適している。
典型的にはU.S.  4,584,229に記載され
ている様に、二層並びにALS構造について先行技術は
ガラス層上に特別な接着性ポリウレタン類(P U)を
スプレーしその上に異種の耐摩耗性車内ポリウレタン層
を重ねることを提案している。しかしながら、工業用ガ
ラスラミネート系においては、ポリビニルブチラール(
PVB)を長く基盤としてきており、ラミネート業者が
その取り扱いや使用によく精通していることに対し、ス
プレーされた液状接着コーティングは通常使用されてい
ない。
このようなポリビニルブチラールは、より詳細にはガラ
スに対する接着性を発現する約17〜25重量%の残存
水酸基を有するものについて部分(1rtitl) ポ
リビニルブチラールと称されている。
更に可塑化ポリビニルブチラールあるいは部分ポリビニ
ルブチラール(あるいは“PVB”と記載する)は、エ
ネルギー吸収層(場合により“PvB層”と記載する)
ポリウレタンを上まわる性能的長所をもつ。例えば、P
VB層の衝撃引裂き抵抗は車窓利用におけるほとんどの
運転温度範囲でポリウレタンを上まわる。使用に際して
の期待安全度を供する厚さにおいては、全ポリウレタン
系の構成成分コストはPVB層を含む系の約2倍である
。光学的透明度は、ガラスラミネート業者にシート製造
業者により供給される可塑化PVBシートに合わせて設
計できるし、今まで設計されてきているが、車の輪郭に
合ったウインドウパネル上に均一でない重力エネルギー
流動し得る液状ボリウレタンを沈積することによって光
学的透明度を達成しようとする場合はより困難となるで
あろう。
1988年12月 5日に出願され、本願譲受人に譲渡
された係属中の出願No. 279, 742において
二層並びにALSでの利用におけるガラスシ一トへのラ
ミネート用のPVB層を含むポリマーラミネートが開示
されている。既知の様に、この柔軟で傷つきやすいPV
B層は、i)可塑剤損失の防止一 もし可塑剤が損なわ
れると衝撃吸収が失われる並びに11)摩耗、汚れ、洗
浄剤及び種々の環境露出による被害− これらの状態の
1種あるいはそれ以上は使用に際し起こりやすい一等を
含む種々の性能上の理由から、もう1枚の特別な層で覆
わなければならない。明らかに、PVBとカバー層間の
接合は重要であり、使用に際しラミネート系の一体性を
維持する強度であることが望ましい。PVB層にラミネ
ートする前に、接着促進の為に表面処理あるいは別の接
合層を必要とするプラスチック力バー層もある。さらに
、接合強度の経時的減少が、この後者のタイプの先行技
術の系で言及されている。PVB層を含む二層及びAL
Sにおける利用の為のポリマーラミネート上ではPVB
層とじかに接触する保護被覆層との間の強い接合を備え
ることが望ましい。
発明の概要 今回、二層並びにALS安全ガラス分野における可塑化
PVBシートの使用を容易にする結合の改良を完成した
従って、本発明の主目的はポリマーラミネート中に可塑
化PVBとPU層間に粘着力の強い界面接合を供するこ
とである。
もう1つの目的は接着剤を用いずにこの様な接合を供す
ることである。
更にもう1つの目的はALS並びに二層での使用に特に
好適な、PVB層上をカバーする機能性PUを同時に生
成するその様な接合を供することである。
特別な目的は上記目的を満足させる接合を形成する方法
を供することである。
これら並びに他の目的は、ポリウレタン眉にウレタン基
によって化学的に結合する可塑化ポリビニルブチラール
シ一トのポリマーラミネートを供することにより達成さ
れる。
式 −O−C−NH− を有するウレタン基がポリウレタンの形成と関連するイ
ソシアネート基と部分PvBの水酸基(h7d+ox7
1 (roup)が化学的に反応することにょって発現
する。この反応は好ましくは、PU層を形成し、PVB
fiの水酸基の水素原子と反応するイソシアネート基を
含む液状混合物でPVB層をコーティングすると共に起
こる。
可塑化部分ポリビニルブチラールとポリウレタンを不可
分に接合する本方法はポリウレタン形成き関連するイン
シアネート基と部分ポリビニルブチラールの水酸基を化
学的に反応させることがら成る。
好ましいPU層はキュアリングにより熱硬化し、架橋剤
の存在下ポリオール並びにジイソシアネートから形成さ
れる。
詳細な説明 ラミネートされたガラスにおいてガラスと共に使用する
可塑化シ一トとしての部分PVBは、本来衝撃吸収に望
ましい接着性を発現させるためにガラス表面上にSiO
H基との反応の為にボリマー中にビニルアルコール基を
含まなければならない。最も広義には、本発明は二層あ
るいはALSにおける利用の為のポリマーラミネートを
提供するにあたって、そのようなPVBシート上のポリ
ウレタン層の塗布によりもたらされるイソシアネート基
が、部分PVBシート表面上にある水酸基の水素原子と
反応することができ、部分PVBとポリウレタン層を一
体に官能結合する強靭で不可分な化学的接合を生成する
ということにある。本発明においては、PU層あるいは
そのような層を形成する混合物を可塑化部分PVBシー
トと接触させる際に部分PVBシ一トの水酸基との反応
のための残存遊離インシアネート(NGO)基が存在す
ることが重要なのである。より特異的には、本発明の接
合を発現するイソシアネート基は実際にはポリウレタン
鎖上の末端イソシアネート基であり、これが二層を化学
的に一体に接合する。この目的のため、PU形成と共に
接合を発現する場合、反応混合物中のN G O/O 
H等量比(反応性NCO基/反応性O L{基)は好ま
しくは1/1以上、例えば約1. 01/ 1〜1.5
/1で、より好まし《は l1/1〜 1. 3/ 1
である。ウレタン基で化学的に結合した部分PVBとポ
リウレタンの部分は以下に表わされる代表的な式を有す
る;IN−R−N−C−0−R’−0 0 − C O CH l (CH2 )2 C H , 但し、RとR+(後により詳細に記載する)は各々、ポ
リウレタンを形成するのに用いられるジイソシアネート
並びにポリオールに由来する。示した結合の形成におい
て、部分PVBのビニルアルコールセグメントの水酸基
からの活性水素原子は0=C=N−イソシアネート基の
窒素原子へ動き、C=N二重結合をこわして部分PVB
とポリウレタン鎖間にウレタン結合を生成する。
後に更に充分に記載するが、PVB層表面にポリウレタ
ン配合物を塗布する結果として層を一体に結合する接合
を生成するのが好ましいが、最初に反応活性な末端イソ
シアネート基をブロックして、PVB層と接触後熱に軽
くあてることによりブロックをはずしてイソシアネート
基を部分PvBの水酸基と反応できる反応活性部位に転
化するることも可能である。
上記を考慮すると、本発明のポリマーラミネートにおけ
る部分PVB樹脂は、重量ベースで、ポリビニルアルコ
ールとして計算して約17〜25w1%の水酸基、ポリ
ビニルアセテートとして計算してO〜4 v+%のアセ
テート基及び残部のプチルアルデヒドアセタールから成
る。シートに成形する前に、部分PVB樹脂は、 !0
0部の樹脂当り約20〜80部、好ましくは25〜45
部の可塑剤で可塑化されなければならない。一般的に用
いられる可塑剤は多塩基酸と多価アルコールのエステル
である。特に適当な可塑剤はトリエチレングリコールジ
(2−エチルブチレート)、ジヘキシルアジペート、ジ
オクチルアジペート、ヘプチル及びノニルアジペート混
合物、ジブチルセバケート、油変性セパシックアルキド
類の様な高分子可塑剤及びu,sNo. 3. 84.
1. 890に開示されているホスフエート類とアジペ
ート類の混合物、U.S. No. 4, 144. 
2171.:開示されているアジペート類とアルキルベ
ンジルフタレート類の混合物である。他の適当な可塑剤
はよく知られているか、又は当業者には明らかである。
PVBシ一トの製法は可塑剤との部分PVB樹脂の混合
及び既知の先行技術にょる可塑化樹脂の溶融成形による
シート形成を含む。このシート成形システムは一般には
温度コントロールされたダイ出口を有するシート成形ダ
イを通してボリマー溶融物を押出すこと、あるいはダイ
ロールシステムを用いることによる押出成形を含む。後
者はダイから出た溶融ポリマーを、所望の表面特性を溶
融ポリマーの片面に付与するためのダイ出口に近接した
ロールの特別に調製した表面上にキャストするものであ
る。即ち、小さな凹凸を持った表面を有するロールによ
り、その上のポリマーキャスト物からロール表面の凹凸
に大体一致する粗い表面を有するシートが成形される。
ダイロールシステムの構造の更なる詳細はII. S.
 No. 4. 035 549カラム3、46行から
カラム4、4行までに開示されており、その内容は本明
細書の参考文献とする。
押出成形において用いることができる当業界で公知のも
う1つの手段は、押出成形シートの一方あるいは両方の
面に粗い表面を形成するものである。これらは1種ある
いはそれ以上の、以下のものの特定及び制御を含む;即
ちボリマー分子量分布、溶融物の含水量、溶融物及びダ
イ出口温度、グイ出口形態等である。この手法を具体化
するシステムはUS. No.2.904J44, N
o.2,909,810, No.3, 994, 6
54 , No. 4. 575, 540及び欧州出
願公開No01g5. 863に開示されている。
可塑剤に加えて、PVBシ一トは他の添加剤、すなわち
染料、紫外線安定剤、接着制御塩、抗酸化剤等を含んで
もよい。シートは典型的にはり,S,4, 316. 
868に開示されている様な既知システムによって押出
成形中に一体の階調色帯(g目dienlcolor 
band)を付けてもヨイ。
その上にポリウレタンを沈積するシートの部分PVB水
酸基と化学的に反応できるイソシアネート基が存在する
ものであれば、一種あるいはそれ以上のポリイソシアネ
ート類、例えばジイソシアネート類と、一種あるいはそ
れ以上のポリオール類の反応によって形成される任意の
PUを使用することができる。
ポリオールとの反応に要する化学理論量以下のイソシア
ネートを含む系も利用できるが、最適なポリウレタン特
性には、ポリオール反応中においてジイソシアネートが
過剰であることが好ましく、これによりポリイソシアネ
ートのNGO基が残存水酸基と反応し、一方PU鎖のな
かに他のNGO基が取り込まれる。この過剰量は使用さ
れるポリジイソシアネート類とポリオール類の分子量を
考慮して、PU形成用配合物中のイソシアネート/水酸
基(N c O/O H) X量比(即ち水酸基に対し
て反応性のイソシアネートの比)によって定義される。
このN G O/O H当量比は、水分の吸収による気
泡を避けるために高すぎてはいけないし、また、PUの
粘着性や汚れ及びPVB基体に対する最適な接着より弱
い接着を防ぐために低すぎてもいけない。この事を考慮
すれば、N C O/O H当量比は好ましくは1/1
以上であり、例えば約1. 01/ 1〜l.s/1で
あり、そして、最も好ましくは1. 01/ 1〜l、
3/1である。
使用できるジイソシアネート類とジイソシアネート混合
物は脂肪族および環状脂肪族ジイソシアネート類を含み
、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、2, 4.
 4−トリメチル1.6−へキサメチレンジイソシアネ
ート、1.4−ビス(3−イソシアノ1・プロビル)シ
クロヘキサン、I,3−あるいは14−メチルシク口へ
キシルジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネー
ト、3−イソシアノトメチル 3,5.5−トリメチル
シクロヘキシルイソシアネート(IPDI) 、メチレ
ンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、メチメ
ンビス(シクロヘキシル3−メチル4−インシアネー}
)、2.2−ビス(4−インシアノトシク口ヘキシル)
ブロノ々ン、メタならびにパラテトラメチルキシレンジ
イソシアネート(TM11)I)等である。使用できる
芳香族ジイソシアネート類はオルト、メタあるいは,?
ラトルエンジイソシアネート、ジフエニルメタンジイソ
シアネート、メタならびにバラフエニレンジイソシアネ
ート、オルトならびにパラアルキルフエニルジイソシア
ネート類、2.2−ビス(4−イソシナトフエニル)プ
ロパン等である。第一級脂肪族炭素に結合したNCO基
および/または第二級あるいは第三級脂肪族あるいは環
状脂肪族炭素類に結合したNGO基を有する約168〜
3!0の分子量のジイソシアネートが好ましく、メチレ
ンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)が、特に
その紫外線安定性で最も好ましい。
ポリウレタン鎖のソフトセグメントとなる任意のポリオ
ールを使用可能であり、例えばポリエーテルあるいはポ
リエステルポリオール類、それらの混合物を含む。代表
的なポリオール類はジオール類、すなわち、 !.4−
ブタンジオール、1.4ブテンジオール、l,5−ペン
タンジオール、l,6一ヘキサンジオール、ネオペンチ
ルグリコール等、第一級水酸基を含むポリエーテルグリ
コール類すなわちポリテトラメチレンエーテルグリコー
ル等、第二級水酸基を含むポリエーテルジオール類すな
わちプロピレンオキシド付加物等、エチレンオキシドで
キャップされた第一級水酸基を含むポリエーテルジオー
ル類、第二級水酸基を有するポリエーテルトリオール類
すなわちグリセリンープロピレンオキシド付加物等、第
一級水酸基を含むポリエーテルトリオール類すなわちエ
チレンオキシドでキャップされたグリセリンープロピレ
ンーオキシド付加物等、ならびにポリエステルグリコー
ル類すなわちポリ(ジエチレングリコールアジベート)
、ポリ(ネオベンチルグリコール)アジペート、ポリ(
1.6−ヘキサンジオールアジペート)等である。
ポリウレタン特性性能間の望ましいバランスを得るため
に、一種以上のポリオール類を使用してもよく、低いポ
リオール分子量はかたさを促進するが、ポリオール分子
量が高くなるほどポリウレタンはより柔軟になり、ゴム
性状を帯びる。また、ポリオール分子量が増加するにつ
れて、ポリウレタンの加水分解安定性(たとえば、大気
中の水分を吸収したり、にごり(b1te)を促進する
性質)が減少し、またポリオール分子量が低下するにつ
れて加水分解安定性が高くなる。一般的に、ポリオール
の分子量は、約250〜8000の間でなければならな
い。そして、2あるいは3のヒドロキシル官能価(即ち
分子当たりの水酸基の数)を有さなければならず、従っ
て、好ましくは脂肪族の、多価アルコールでなければな
らない。
PU形成反応は、好まし《ほこの目的のために既知の従
来の触媒で行われる。代表的な触媒は、ジブチルスズジ
ラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジ
ラウリルメル力ブチド、ジメチルスズジクロライド、ジ
ブチルスズジアセテート、第1スズオクトエート、カド
ミウムオクトエート、ビスマスステアレート、亜鉛オク
トエート、スズナフテネート、第1スズオキサレート、
第1スズステアレート、硝酸ビスマス、ジルコニウムオ
クトエート、トリフエニルアンチモニージクロライド等
である。
本発明によれば、記載したように未架橋ポリウレタンを
PVBシートに不可分接合してもよいが、二眉並びにA
LS用ポリマーラミネートの最適な性能を得るためには
、配合物に架橋剤を含ませ、配合物をPVBシ一ト上に
沈積させた後、熱単独、あるいは熱並びに放射線、すな
わち紫外線(PU)あるいは電子線に連続して露出する
ことによりポリウレタンを架橋させ、従って熱硬化させ
ることが好ましい。熱硬化系に使用可能な架橋剤は、ト
リメチロールプロパン、グリセロール、低分子量ポリエ
ーテルトリオール類、2より大きい官能価を有するポリ
エーテルトリオール類及びこれ等のものの混合物を含む
。UV硬化を使用する場合には、架橋系はトリメチロー
ルプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート、エトキシル化トリメチロールブロ
バントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラア
クリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレー
ト、ベンタエリスリトールトリアクリレート等、並びに
これ等の混合物を含むことができる。
Uv架橋を使用する場合には、配合物中に光開始剤を含
むことが望ましい。代表的な光開始剤は、Cib8Ge
iBからIBtewre 500として入手可能なペン
ゾフエノンと混合した !−ヒドロキシシク口へキシル
フェニルケトン、Cibs GeiBからIrf1eo
re184として入手可能な !−ヒドロキシシク口へ
キシルフエニルケトン、UpiohnからDEAPとし
て入手可能な 2.2−ジェトキシアセトフエノン、υ
piobaからlIw*tone 8301として入手
可能な 22−ジーIeC−ブトキシアセトフエノン、
Upiob++からtlwtlone 83G2として
入手可能なジエトキシフエノールアセトフェノンならび
にEM I+d*tlr+etからD*+ocur 1
73として入手可能な2−ヒドロキシ−2−メチルーl
−フェニルーブロバンー1−オンを含む。
本発明の範囲内の架橋可能なポリウレタンは、最初はイ
ソシアネートとポリオール成分が高温で部分的に反応し
て粘稠な液状混合物を形成しているブレポリマーの状態
とし、その後、架橋剤と光開始剤で取り扱いやすい粘度
まで希釈し、PvBシ一ト上に沈積後、硬化してもよい
。ブレボリマーの平均分子量は、約800〜約N50G
であるべきで、NCO含有量は3.6〜11重量%であ
るべきである。プレポリマーは貯蔵時間と共に粘度が顕
著に増加し、もし(粘度が)高すぎると、市販のコーテ
ィング機械を用いて連続的に簡便に塗布出来ないので、
調製後は比較的迅速に使用されなければならない。硬化
温度における時間は、PVB基質に、例えば可塑剤が蒸
発するなどの悪影響を与えないように、長すぎてはいけ
ない。
前述の硬化に関する問題は、代替可能な好ましい二段硬
化(例えばUVあるいは電子ビームのような照射とその
後の熱による)配合物を使用することによって避けられ
る。これは、室温(20〜25℃)でモノマー成分を合
わせて市販のコーティング機でエンドレスのPVBシ一
ト形成上に容易に連続的に沈積できる低粘度液状混合物
としたものである。沈積後、照射(例えばUV)に露出
することにより組成物を部分的に硬化させて粘着性がな
い状態にし、その後約60分を上限として約70〜10
0℃程度の高温状態にさらすことにより完全に硬化した
状態に熱硬化させる。この代替法は、硬化が比較的速く
製造工程が簡易であり、ラミネートの時間一温度露出を
最小にできるので特に望ましい。更に詳細には、1)単
量体ジイソシアネートと光開始剤並びに11)単量体ボ
リリオール(類)、触媒とヒドロキシル化されたアクリ
ル化単量体の別々の溶液を用意し、その後混合して低粘
度混合物(即ち約2110 〜1000 cLLSある
いは0.2〜l.0 ?.3 、好ましくは200〜6
00 cpsあるいは0,2〜0.6PM.s)を形成
し、その後コーティング装置によりPVBシート上に均
一に沈積する。
未硬化コーティングはそれからUV光及び高温に連続的
に暴露される。好ましい二段硬化配合物は、そのどちら
か一方の硬化工程単独ではポリウレタン特性の望ましい
バランスを発現するには不適当であり、UVと熱硬化の
両方を必要とする。望ましいこの二段硬化配合物は、i
)第二級環状脂肪族炭素に化学的に結合したNGO基を
有する環状脂肪族ジイソシアネート、例えばメチレンビ
ス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、並びに11
)ポリテトラメチレンエーテルグリコール(分子量約2
50〜1,00[1)、グリセリン並びにプロピレンオ
キシドの付加物(分子量約1000) 、エチレンオキ
シドでキャップされたグリセリンとプロピレンオキシド
の付加物(分子量約6200)並びにそれらの混合物か
ら選ばれる、分子量約250〜8000を有する第一級
あるいは第二級水酸基を含むポリエーテルジオールから
成る。
本発明のポリマーラミネートのポリウレタン層の厚さは
変化し得、約lO〜5Gミル(0.254〜1.27−
)の厚さの予備形成シートあるいはフィルム、あるいは
当初の液体コーティングを乾燥した状態で好ましくは1
〜10ミル程度、好ましくは4〜8ミル( 0. 02
54〜0.254on、好ましくは0.1−0.2m)
である。
PU層形成配合物には、既知の添加剤、例えば湿潤剤、
照射安定剤、摩擦係数を改善する滑剤等を任意に含有さ
せることができる。界面活性剤の選択的な使用は静電気
防止特性を提供できる。
PU自体も、例えば耐摩擦性をより高めるため、摩擦係
数を下げるため等に、一つまたは複数の機能刊でコート
してもよい。
以下の実施例により本発明を更に説明するが、ほんの実
例にすぎず、並びに本発明を制限したり限定するもので
はない。特に記載しないかぎり、すべての量は重量で表
現してある。
以下の試験により実施例中表にした値および結果を得た
窒  素一約0.1%の精度のCxrlo Erbt 
1106^aslBerを用いて元素分析した。
イソシアネート基− “llgndbook ol^n
slHi+ofSynthetic Polymers
 8nd Pl■lic+U+b■ski,  I.,
  el *l.  p328,  job+ Wil
e7*nd So■l+c., N,Y.,  197
7の方法によった。
沸騰試験一ポリマーラミネートを350”F (177
’C) 、180 psi(1240 kP*)でガラ
スに加圧ラミネートして二層成品に擬し、そして沸騰水
中に6時問おいた。それからボリマーラミネートを手で
ガラスから剥がし、手で引張ってPU層が.PVBIi
から剥がれるかどうか調べて層の接着性を調べた。
テープ試験−^STM D3359−78 −ポリマー
ラミネート上。
実施例1〜5 これらはシート形状中の可塑化部分PVBの水酸基とウ
レタン配合物のジイソシアネートとの化学反応を示す。
シート(TQ−178 シートと呼ばれる)は30ミル
(0.75圓)厚さで、100部の樹脂当り35部のジ
ヘキシルアジベートで可塑化された、20. 5vl%
の残存水酸基量を有するPvB樹脂から作られたもので
ある。
実施例1(対照) 脂肪族環状ポリウレタン( L − 4N−03)と化
学的に同定されたSIbrook, 841,のK, 
l, Qwian Coからの硬化PUフィルムを30
0”F (148. 9℃)で5分間T Q−178シ
ートに加圧ラミネートした。冷却後PUフィルムはIn
+l+onテスター上でG.Ilbs/幅( 0. 0
175 kN/m)以下のわずかな力で剥がすことがで
きた。PVBの水酸基とPU間では何の反応も起きてい
なかったと結論づけられた。種々の接着促進剤あるいは
表面改良技術の使用も、層間の接着性の促進に於では効
果がなかった。
実施例2 ジシクロヘキシルメタン−44′−ジイソシアネ−  
ト  (MobB  Chemicil   Corp
.,   Pilt+buBh,   P ^からDe
smodur Wとして入手可能)の数滴をT Q −
178シートの小区画上においた。コートしたサンプル
はビーカーでカバーして室温で一晩熟成した。コートし
た表面はへキサンで洗浄して残存遊離ジイソシアネート
を除去し、その後窒素分析して表1中に示される結果を
得た。
実施例3 ジイソシアネートを最初に液状ジブチルすずジラウレー
ト、即ちウレタン反応の触媒と室温にて混合し、4時間
熟成する以外は実施例20手順を繰り返した。
実施例4 コートしたサンプルを50℃で4時間保持した以外は実
施例2の手順を繰り返した。
実施例5 触媒活性化ジイソシアネートでコートしたサンプルを5
0℃で4時間保持した以外は実施例3の手順を繰り返し
た。
表    1 実   施   例           %N2未処
理TQ−178シート(対照)<0。l02     
      <0.10 3            0.21 4            G.27 5            0.33 上記結果は、熱的(実施例4)あるいは化学的(実施例
3)あるいは熱的並びに化学的両方(実施例5)で触媒
活性化した際にPVBシ一ト中の水酸基とジイソシアネ
ートの間で化学反応が起きていることを示しており、窒
素含有量の増加は、水酸基部位に於ける−OCO−NH
一結合の存在を証明している。
実施例6 これは可塑化PVBシ一ト中のビニルアルコール基とP
Uコーティング層の間の化学結合(上記実施例3〜5の
反応による)を示す。PUコーティング層はこの結合の
生成と共にシイソシアネートとグリコールの反応により
形成される。配合は、成     分 メチレンビス(4−シクロヘキシル インシアネート)  (Deimodu+ W)ポリエ
ーテルトリオール1》 ポリエーテルキャップされたトリオール2′トリメチロ
ールプロパン(架橋剤) (TMP)ジメチルすずジク
ロライド(触媒) 添加剤・ Fc−430 (3iJl  (滑剤)Dot Coi
ning 193(界面活性剤)Dot Coinin
g 57 (レベル剤)重量(g) 58、10 48.05 51.95 10.97 0.51 0.17 300ppm 1)   N口x  LG−168,mol.wl、=
1000、 Llnion  Ct+bideCorp
,,  DinbIIB, CT製、グリセリンとプロ
ピレンオキサイドの縮合で合成される。
Mist  11−2L  mol.vl.=62G(
1、llniou Cs+bideCorp.,製、エ
チレンオキシドでグリセリンープロピレンオキシド付加
物をキャップして合成される。
トリオール類、TMP架橋剤並びに添加剤を攪拌フラス
コ中100℃で30分間混合し、真空オーブン中で脱気
した。それから触媒とジイソシアネートを添加した。混
合物の粘度は380 cps (0. 38P*. s
)であった。混合物を5〜7分間反応させた後、液状生
成物と未反応ジイソシアネートをTQ− 178 シー
ト表面に直接注ぐことにより沈積した。
組成物は流動しなくなるまでゲル化し、その後70℃で
1時間硬化した。ポリウレタン厚さは約6ミル(Q.l
5閤)であった。
得られた可塑化PVBシートとポリウレタンのポリマー
ラミネートで沸騰試験とテープテストを行った。沸騰試
験後、層間には目視できるような接着性の低下は観察で
きなかったことから、ALSあるいは二層での使用にお
ける、優れた耐剥離性が予想できる。テープ試験で得ら
れた5の値もまた優秀な接着性を示している。PVBの
ビニルアルコール基と、熱硬化性脂肪族ポリウレタン層
に伴なうジイソシアネート分子間の反応によって発現し
た、PVBとPU層間の界面におけるウレタン基(−0
−Co−NH−)により形成された化学結合の結果とし
て層は不可分に接合されたと結論される。
更に、この実泡例のP V B/P Uラミネートを含
むガラス二層サンプルを150℃に1時間さらしたが、
PU層の目視できる黄変なしにあるいは上記熱によるラ
ミネートの光学的歪なしに該温度に耐えた。
実施例7 本実施例はポリエーテルグリコールを用いてポリウレタ
ンを形成した以外は実施例6で発現した型の化学結合を
示す。配合は: 成 分 重量(g) メチレンビス(4−シクロヘキシル イソシアネート) 92.65 ポリテトラメチレンエーテル グリコール(PTMEG)”       10LQ1
,4−ブタンジオール          4,14ト
リメチロールプロパン         13.69D
ay CoraiB 193            
  0.21ジメチルすずクロライド        
201]ppi1)  Te目1h1ac 650;m
ol41.69G  E,I.duponl deHt
mo+++s & Co.,  Inc,製。
製造方法は実施例6と同じで、ポリオールと架橋剤を 
100℃で混合して、その後触媒とジイソシアネートを
添加した。T Q − 178 シートをコートして硬
化し、沸騰試験後に接着性を調べ、テープ試験を行った
。上記接着性の性質は実施例6と同じであった。
実施例8 本例はポリウレタンを紫外線照射に暴露して硬化するこ
とによって架橋したこと以外は実施例6に発現した型の
化学結合を示す。配合は、成     分      
           重量(g)メチレンビス(4−
シクロヘキシル イソシアネート)             109.
2ボリテトラメチレンエーテル グリコール(PTMEG)”       330.1
ヒドロキシエチルアクリレート(IIE^)11   
9.ij1・リメチロールプロパントリ アクリレート2′ 183.4 光開始剤3》 16.1 ジメチルすずジアセテート(触媒) ”    10p
pm1)  Celine+e Corp製2)  S
8rlomcr社製Sa+lome+ 3613)2−
ヒドロキシ−2−メチル−1−フエニルーl−ププロパ
ン−1−オン EM Industries製D*ro
cu+4)^ld+ieh Che+aictl Co
mp*B, foe製S)   T&rxlbenC 
1000;mol41.990ジイソシアネートを攪拌
機、窒素流入管、温度計並びに滴下ロートを備えた50
0mlフルート型樹脂容器に入れた。容器と内容物をオ
イルバス中に設置し90℃に加熱した。触媒を含むPT
MEGを30分間かけて滴下した。ポリウレタン反応は
30分間続けられ、その後残存未反応イソシアネート基
はアリコートから3.60%と測定された。(理論量は
反応完了時で1.6%と計算された。)ヒドロキシエチ
ルアクリレートをそれから添加し、反応を1時間続けた
。このHEA反応中、HEAの末端水酸基は、遊離イソ
シアネート基と反応して硬化中架橋部位として使用可能
なペンダント末端反応活性二重結合を形成する。1時間
後に、遊離イソシアネート濃度は1.80%に減少して
いた。これは、部分PVBシ一トの水酸基と反応可能な
イソシアネート濃度を表わす。HEA反応の終了後、非
常に粘稠な(おおよそIs. 400 cps ( 1
5. 4 Ps. t))架橋可能な液状ポリウレタン
ブレポリマー混合物を得た。トリメチロールプロパント
リアクリレートの形態でヒドロキシル化アクリレートモ
ノマーをブレポリマーに添加した。この成分は、i)プ
レボリマーの粘度を約1000 cps (1. O 
P&. s)に低下させて取り扱いを容易にし、11)
硬化中の任意の反応成分として機能する。即ち、硬化中
、上記のようにしてHEAから形成されたアクリレート
部分の末端二重結合はブレボリマー混合物中の他の二重
結合との反応のための架橋部位として利用される。光開
始剤添加後、粗度値( row(bless wxla
eJ( R !) 34X 10−’in ( 86.
 4x 10−’as)を有する6 iI1( 15c
m )巾のT Q−178シートを、その表面上ニ直接
液状混合物を注ぐことによりコートした(R+はブロフ
ィ口メーター(pro+ilometc+)を用いて公
知の方法により測定した)。15フィート!4. 5n
) /分の速度でコートされたシートに、反応硬化のた
めに、2個の12インチ(3G. 48a++ )  
200ワット/is水銀蒸気ランプ(モデル1202−
AN RPC QC Proeessob,   Rt
dislioII Pol7ie+  Co,製、 P
lgiafield,   IL)の形態でUV光を照
射し、その後1時間7G℃にさらした。この照射中、光
開始剤により生起したフリーラジカルは互いに反応する
ことによって混合物中の実質的に全ての消費される二重
結合を生じ、その結果広く架橋した、透明で丈夫な熱硬
化ポリウレタンコーティングを生じ、これは部分PVB
のビニルアルコール基とポリウレタン反応に伴う遊離ジ
イソシアネート基の間の反応によって界面で形成された
化学結合により可塑化PVBシートにしっかりと接合さ
れていた。このことは、ポリマーラミネートを沸騰試験
にかけてもその後に層間の接着に明らかな質の低下が見
られないことから立証された。5の値がテープ試験で得
られた。
実施例9 これは異なった架橋剤を用いての実施例8の変形である
。配合は、 成     分 重量(g) メチレンビス(4−シクロヘキシル イソシアネート) 104.8 ポリテトラメチレンエーテル グリコール(Te+*lh*ne 650)     
  160 3ヒドロキシエチルアクリレート(11E
^1    37.1イソボルニルアクリレート   
     120. 9光開始剤(Da+ocur 1
173)         10.6ジメチルすずジア
セテートlopp@ 実施例8の手法を繰り返した。PTMEG添加完了の1
時間後、ポリウレタンプレボリマー中の残存ジイソシア
ネートは4.41%(理論値は5.1%)であった。H
EA反応後、アクリル化プレボリマー混合物は、可塑化
PVBの水酸基と反応可能な1.4%のイソシアネート
を含んでいた。沸騰試験及びテープ試験後の可塑化PV
Bに対する接着は優秀であった。
実施例10 これはモノマ一種のみから単独に形成した二段硬化ウレ
タン系である。配合は、 成     分 重量fg) メチレンビス(4−シクロヘキシル イソシアネート)  (Detmodwt W)光開始
剤 Te+Ilh*ne  1000 1{   E   A 5,24 0,77 Is. 84 0. 92 ヒドロキシル化アクリレートモノマー類イソボルニルア
クリレート       2.3トリメチロールプロパ
ントリアクリレート6.6ジメチルすずジアセテート触
媒 1000ppm DesmodI1+ ’I及び光開始剤を室温で一緒に
混合した(容器A)。残り全部の成分を容器Bで同様に
めに室温で充分混合し(粘度は約600 cp+ (0
.6P*, t)であった)、そしてただちにT Q 
− 178シート上に注いだ。硬化条件は実施例8と同
一にした。接着特性は実施例8で得られたのと本質的に
同等なものであると予想される。
本発明のポリマーラミネートは、二層風防ガラス並びに
抗裂傷シールドとしての使用に加えて、光学的並びに他
の性能特性がそれ程重要でない車両のサイドウィンドゥ
やリアウィンドゥ並びに商業用及び住居用建造物の建築
用ガラスとしても使用可能である。
先の説明は単に実例にすぎず、限定された意味に解され
るべきではない。種々の変形や代替案が当業者によって
容易に示唆されるだろう。実際に、前述のものは単なる
例示であり、本発明の範囲は特許請求の範囲から確認さ
れる。

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ウレタン基によってポリウレタン層に化学的に結
    合した可塑化ポリビニルブチラールを含むシートのポリ
    マーラミネート。
  2. (2)ウレタン基が式: ▲数式、化学式、表等があります▼ である請求項1記載のラミネート。
  3. (3)ポリウレタンが熱硬化性である請求項2記載のラ
    ミネート。
  4. (4)ポリウレタンが脂肪族である請求項3記載のラミ
    ネート。
  5. (5)ポリウレタンが熱硬化されている請求項3記載の
    ラミネート。
  6. (6)ポリウレタンがポリオールとジイソシアネートの
    反応生成物から成る請求項1〜5のいずれかに記載のラ
    ミネート。
  7. (7)ポリビニルアルコールとして計算して約17〜2
    5重量%のビニルアルコール基を含む可塑化ポリビニル
    ブチラールシートのポリマーラミネートで、該シートは
    ポリウレタン層に面接着し不可分に接合接触しているシ
    ートであって、該接合接触はビニルアルコール基とポリ
    ウレタンが有するイソシアネート基との間の反応により
    シートとポリウレタン層間の界面で形成された化学結合
    の結果として得られるものである前記ラミネート。
  8. (8)ウレタン基が反応から得られる結合である請求項
    7記載のラミネート。
  9. (9)ポリウレタン層の厚さが約1〜10ミル(mil
    )である請求項8記載のラミネート。
  10. (10)ポリウレタン層がi)ポリオール、ii)架橋
    剤及びiii)ポリオールとポリビニルブチラールのビ
    ニルアルコール基の両方と反応するのに充分な量で存在
    するジイソシアネートから形成される請求項9記載のラ
    ミネート。
  11. (11)架橋剤がトリメチロールプロパンである請求項
    10記載のラミネート。
  12. (12)部分ポリビニルブチラールの水酸基と、ポリウ
    レタン形成に関連するイソシアネート基とを化学的に反
    応させることからなる、可塑化部分ポリビニルブチラー
    ルとポリウレタンの層を不可分に接合する方法。
  13. (13)ポリウレタンがジイソシアネートと1分子当り
    2個あるいはそれ以上の水酸基を含む1種あるいはそれ
    以上のポリオール類との反応によって形成される請求項
    12記載の方法。
  14. (14)部分ポリビニルブチラールがポリビニルアルコ
    ールとして計算して約17〜25重量%のビニルアルコ
    ール基を含む請求項13記載の方法。
  15. (15)前記1種あるいはそれ以上のポリオール類が1
    種あるいはそれ以上のトリオール類を含む請求項13記
    載の方法。
  16. (16)架橋剤がジイソシアネート及び1種あるいはそ
    れ以上のポリオール類と共に存在し、架橋及びポリウレ
    タン熱硬化を生起するための硬化段階を含む請求項13
    記載の方法。
  17. (17)部分ポリビニルブチラールと反応する組成物の
    NCO/OH当量比が約1.01:1〜1.5:1であ
    る請求項14記載の方法。
  18. (18)前記1種あるいはそれ以上のトリオール類がポ
    リエーテルトリオールとポリエーテルでキャップされた
    トリオールの混合物から成る請求項16記載の方法。
  19. (19)ポリビニルアルコールとして計算して約17〜
    25重量%のビニルアルコール基を含む可塑化部分ポリ
    ビニルブチラールの層に、ポリウレタン鎖上に末端イソ
    シアネート基を有する反応性液体ポリウレタン組成物を
    コーティングし、部分ポリビニルブチラールの水酸基と
    ポリウレタン鎖上のイソシアネート基を化学的に反応さ
    せて層の不可分な接合を発現することからなるポリビニ
    ルブチラールとポリウレタンの層を不可分に接合する方
    法。
  20. (20)前記組成物が架橋剤を含み、コーティングの後
    に組成物を硬化させる段階を含み、ポリウレタンが熱硬
    化性にされている請求項19記載の方法。
  21. (21)ポリウレタンの架橋に充分であるがポリビニル
    ブチラール層の劣化を生じないような高温にさらすこと
    によって少くとも部分的に硬化が達成される請求項20
    記載の方法。
  22. (22)前記組成物が光開始剤を含み、層を紫外光にあ
    てることによって少なくとも部分的に硬化が達成される
    請求項20記載の方法。
  23. (23)ポリウレタンが1種あるいはそれ以上のポリオ
    ール類とジイソシアネートから形成され、ポリオールに
    対するジイソシアネートの当量比が少なくとも約1対1
    である請求項19〜22のいずれかに記載の方法。
  24. (24)ポリオールがポリテトラメチレンエーテルグリ
    コール、ポリエーテルトリオール、ポリエーテルでキャ
    ップされたトリオール並びにこれらの混合物から選ばれ
    る請求項23記載の方法。
  25. (25)i)1種あるいはそれ以上の単量体ポリオール
    類、単量体ジイソシアネート、1種あるいはそれ以上の
    ヒドロキシル化アクリレートモノマー類、光開始剤、架
    橋剤及び触媒を混合して約200〜1000cpsの粘
    度を有するポリウレタン反応混合物を形成し、 ii)約17〜25重量%のビニルアルコール基を含む
    部分ポリビニルブチラールの層をポリウレタン混合物で
    コーティングしてジイソシア ネートのイソシアネート基が部分ポリビニルブチラール
    の層の水酸基と化学的に反応し、他のイソシアネート基
    がポリウレタン鎖中に取りこまれて不可分な接合を発現
    するようにし、 iii)部分ポリビニルブチラール層上のコーティング
    混合物を硬化させてポリウレタンを架橋する ことから成るポリウレタンにポリビニルブチラール層を
    コーティング並びに不可分に接合する方法。
  26. (26)紫外光にさらすことによって硬化が少なくとも
    部分的に達成される請求項25記載の方法。
  27. (27)ポリオールがポリテトラメチレンエーテルグリ
    コール、ポリエーテルトリオール、ポリエーテルでキャ
    ップされたトリオール及びこれらの混合物から選ばれる
    請求項25または26記載の方法。
  28. (28)ジイソシアネートが脂肪族ジイソシアネートで
    ある請求項27記載の方法。
  29. (29)ヒドロキシル化アクリレートモノマー類がイソ
    ボルニルアクリレートとトリメチロールプロパントリア
    クリレートの混合物である請求項28記載の方法。
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