JPH03121118A - エネルギー吸収特性を有するポリウレタン層並びにこの層を含むプラスチックシート及び合わせ安全ガラス - Google Patents

エネルギー吸収特性を有するポリウレタン層並びにこの層を含むプラスチックシート及び合わせ安全ガラス

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JPH03121118A
JPH03121118A JP2067380A JP6738090A JPH03121118A JP H03121118 A JPH03121118 A JP H03121118A JP 2067380 A JP2067380 A JP 2067380A JP 6738090 A JP6738090 A JP 6738090A JP H03121118 A JPH03121118 A JP H03121118A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば車両の風防における、ガラス板と少な
くとも1層のプラスチック材料とを含んでなる合わせ窓
ガラスに使用するのに適した、光学的特性の優れた透明
プラスチック材料の層、すなわちエネルギー吸収性を具
備しているプラスチック材料の層に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕エネル
ギー吸収特性を有するプラスチック材料の層は、既に欧
州特許第0133090号明細書に記載されている。こ
れらの層は、イソシアネート成分と活性水素を有する成
分、とりわけポリオール成分との反応性混合物を水平な
平面支持体上へ反応流延(reactive cast
ing)することによって連続プロセスで形成され、イ
ソシアネート成分は少なくとも1種の脂肪族もしくは脂
環式のジイソシアネート又はジイソシアネートのプレポ
リマーを含んでなり、この成分は+40℃においておお
よそ5Pa−sより低い粘度を有し、またポリオール成
分は少なくとも1種の分子1500〜4,000の二官
能性長鎖ポリオール及び連鎖延長剤として少なくとも1
種の短鎖ジオールを含んでなる0反応流延なる用語は、
単量体又はプレポリマーの状態にある成分の液体混合物
を層又は皮膜の形に流延し、続いてこの混合物を加熱に
より重合させることを意味するものと理解さるべきであ
る。
ポリウレタンの上記構成成分の割合は、好ましくは化学
量論的に釣り合いのとれた系、すなわち、ジイソシアネ
ート成分によって供給されるNC○基の当量数のポリオ
ール成分すなわち1種又は2種以上の長鎖ポリオール及
び1種又は2種以上の短鎖ジオールによって供給される
OH基の当量数に対する比率が1のオーダーである系が
得られるように選定される。
適当なジイソシアネートは、とりわけ次に掲げる脂肪族
二官能性イソシアネートの中から、すなわちヘキサメチ
レンジイソシアネート()IMDI)、2゜2.4−ト
リメチル−6−ヘキサンジイソシアネート(TMDI)
、ビス−4−イソシアナトシクロヘキシルメタン(ハイ
レン(Hylene)W)、ビス−3−メチル−4−イ
ソシアナトシクロへキシルメタン、2 、2−1:’ス
(4−インシアナトシクロヘキシル)プロパン、3−イ
ソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキ
シルイソシアネート(IPDI)、損−キシリレンジイ
ソシアネート(XDI)、m−テトラメチルキシリレン
ジイソシアネート (m −TMXDI)、p−テトラ
メチルキシリレンジイソシアネート(p−TMXDI)
、trans−シクロヘキサン−1゜4−ジイソシアネ
ート(CIIDI)、1.3−(ジイソシアナトメチル
)シクロヘキサン(水素化XDI)の中から選ばれる。
好ましくは、IPDI及び尿素官能性を含有しているI
PDIが選ばれる。
IPDIに基づくこれらの好ましい層の熱による重合は
、120℃のオーダーの温度において少なくとも20分
から一般になる熱サイクルを利用し、そしてそれは連続
の反応流延の場合には長い重合トンネルの必要を示唆す
る。
特に費用がかかることと製造ラインの長さとの理由から
、この重合サイクルの期間を短縮しようとする試みがな
されている。
熱可塑性ポリウレタン層の製造において、最もよく使用
されそして技術文献例えば米国特許第3620905号
明細書で言及されるジイソシアネートのうちの一つは、
商業的に例えばハイレンW又はデスモジュール(Des
modur)Wの名称で市販されるビス−4−イソシア
ナトシクロヘキシルメタンである。これを用いることの
理由の一つは、その反応性が高いことである。ところが
、本願出願人らの行った試験では、このジイソシアネー
トを、流延温度の通常の条件すなわち40℃のオーダー
の温度条件でもって、エネルギー吸収特性を有するポリ
ウレタンの層を製造するため反応流延プロセスにおいて
使用すると、曇りを示し、その結果として通常は光学的
特性の観点から満足のゆかない層になる、ということが
示された。
この曇りは、反応混合物をもつと高い温度で流延するこ
とによって防止されるかもしれないが、この場合には重
合が余りにも急速になるかもじれず、そしてそれは流延
ヘッドにおいてまだ早いうちに既に起こるかもしれない
。この結果、層上の縦じわのような光学的欠陥の形成に
至る。
本発明は、反応流延により製造され、そして更にこの技
術において公知の層よりも速く重合させることのできる
、エネルギー吸収特性を有し且つ光学的特性の優れた新
しいポリウレタン層を提供する。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕この発明に
よるエネルギー吸収特性を有する層は、おおよそ1に等
しい、イソシアネート基(NCO)当量数のヒドロキシ
ル基(OH)当量数に対する比率に相当する割合でもっ
て用いられるイソシアネート成分及びポリオール成分か
ら、反応流延又は反応噴霧(reactive ato
mization)により形成され、当該イソシアネー
ト成分は、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリ
メチルシクロヘキシルイソシアネート(IPDI)(イ
ソシアネート(I))とビス−4−イソシアナトシクロ
へキシルメタン(イソシアネート(■))との、合計し
て1のイソシアネート当量について0.1〜0.8当量
のイソシアネート(I)及び0.9〜0.2当量のイソ
シアネート(If)の比率での混合物である。
イソシアネート混合物が0.g当量より多くのイソシア
ネート(n)を含有している場合、得られる層には曇り
がある。イソシアネート混合物が0.2当量より少ない
この同じイソシアネート(n)を含有している場合、反
応の速度は十分な程度まで改良されるに至らない。
この発明に従うイソシアネートの混合物は、ビス−4−
イソシアナトシクロヘキシルメタン(イソシアネート(
n))が該イソシアネート混合物のうちの主要な成分で
ある場合においても、このイソシアネートだけを使用す
る場合に起こることが認められる曇りをなくすのを驚く
べきことに可能にする一方、同時に、エネルギー吸収特
性を有する層の重合反応の速度を改良する。
好ましい混合物は、イソシアネート当量で表してイソシ
アネート(I)により供給されるのが0.2〜0,5当
量そしてイソシアネート(n)により供給されるのが0
.8〜0.5当量の割合の二つのイソシアネートから作
られ、イソシアネート(I)及び(II)により供給さ
れる当量の合計は常に、ヒドロキシル当量1についてお
およそ1に等しい。
本発明による層の重合速度の改良及び良好な光学的特性
のほかに、この層は良好な機械的性質を具有し、そして
それらは、イソシアネート(I)又はイソシアネート(
n)を単独に使用して作られた層の具有するものよりも
一層良好であろう。これらの機械的性質は、特に破断及
び伸びに対する耐性であって、これは一般に、この層を
使用する窓ガラスに浸透に対する改良された耐性を付与
する。
イソシアネート(I)は、0〜10重量%の割合、好ま
しくは5〜7重量%の割合で尿素官能性を含有すること
ができる。尿素官能性は、ポリウレタン層の一定の機械
的性質を改良することができる。
この発明による層を形成するために用いられるポリオー
ル成分は、長鎖ポリオール、連鎖延長剤及び官能性が2
よりも大きい小比率のポリオールを含んでなる。
適切な長鎖ポリオールは、分子量500〜4,000の
ポリエステルジオール又はポリエーテルジオールの中か
ら選ばれ、ポリエステルジオールは二酸、例えばアジピ
ン酸、コハク酸、パルミチン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、フタル酸のようなものと、ジオール、例えばエチ
レングリコール、プロパンジオール−1,3、ブタンジ
オール−1,4、ヘキサンジオール−1,6のようなも
のとのエステル化生成物であり、そしてポリエーテルジ
オールは一最式H(0(Cllz)n″+m0ft(こ
の式中、nは2〜6であり、mは分子量が500〜4,
000の範囲にあるような値である)を有し、あるいは
ポリエーテル鵠は分子量がやはり500〜4,000の
範囲にあるような値である)を有する。ポリカプロラク
トンジオールを使用することも可能である。
好ましくは、分子量i、oooのポリテトラメチレング
リコール(n=4)を使用する。
適当な連鎖延長剤は、分子量がおおよそ300より小さ
い、好ましくは150未満の短鎖ジオール、例えばエチ
レングリコール、プロパンジオール−1,2、プロパン
ジオール−1,3、ブタンジオール−1,2、ブタンジ
オール−1,3、ブタンジオール−1,4、ジチメルー
2.2−プロパンジオール−1,3(ネオペンチルグリ
コール)、ペンタンジオ−ルー1,5、ヘキサンジオー
ル−1゜6、オクタンジオール−1,8、デカンジオー
ル1.10、ドデカンジオール−1,12、シクロヘキ
サンジメタツール、ビスフェノールA、メチル−2−ペ
ンタンジオ−ルー2,4、メチル−3=ペンタンジオ−
ルー2,4、エチル−2−ヘキサンジオール−1,3、
トリメチル−2,2,4ペンタンジオ−ルー1,3、ジ
エチレングリコール、1−ジエチレングリコール、テト
ラエチレングリコール、ブチン−2−ジオール−1,4
、ブチンジオール−1,4及びデシンジオールの如きも
のであり、これらは置換及び/又はエーテル(ヒされ、
またヒドロキノンビスヒドロキシエチルエーテル、2又
は4個のプロピレンオキシド原子団によりエーテル化さ
れたビスフェノールA、ジメチロールプロピオン酸のよ
うなものである。好ましくは、ブタンジオール−1,4
を使用する。
官能性が2よりも大きいポリオールは、単量体の脂肪族
トリオール、例えばグリセロール、トリメチロールプロ
パン、ポリエーテル鎖を有するトリオール類、ポリカプ
ロラクトントリオールのようなものであって分子量が一
般に90〜1,000であるトリオール類、また2より
大きな官能性、例えば2と3の間の官能性を有するポリ
エーテル/ポリエステル混成ポリオールの中から選ぶこ
とができる。
長鎖ポリオール、短鎖ジオール及び官能性が2よりも大
きいポリオール間の比率は、所望の性質に応じて変わり
得る。一般には、1のヒドロキシル当量について長鎖ポ
リオールがおおよそ0.30〜0.40当量に相当し、
短鎖ジオールがおおよそ0.2〜0.7当量に相当し、
そして官能性が2よりも大きいポリオールがおおよそ0
.05〜0.35当量に相当するように選ばれる。
本発明に従うエネルギー吸収特性を有する層は、引掻き
及び牽耗に耐える自己修復性(self−healin
g)被覆層と一緒にして有利に使用される。
本発明に従う用途において内部保護層とも呼ばれること
があるプラスチック材料のこの自己修復性被覆層は、例
えば、フランス国特許第2187719号、第2251
608号又は第2574396号明細書に記載されてい
るものである。この自己修復性層は、標準の温度条件に
おいて、弾性変形の能力が大きく、2.0OOdaN/
cm2未満好ましくは200daN/ cm2未満の小
さな弾性率と、2%未満の塑性変形で60%を超える破
断点での伸び、好ましくは1%未満の塑性変形で100
%より大きな破断点での伸びとを有する。このタイプの
好ましい層は、弾性率がおおよそ25〜200daN/
 am2でありそして1%未満の塑性変形での伸びがお
およそ100〜200%である熱硬化性ポリウレタンで
ある。
これらの熱硬化性ポリウレタンの調製に適した単量体の
例は、一方では、脂肪族の二官能性イソシアネート、例
えば1.6−ヘキサンジイソシアネート、2,2.4−
)ツメチル−1,6−ヘキサンジイソシアネート、2,
4.4−)−リメチル1.6−ヘキサンジイソシアネー
ト、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、ビ
ス(4イソシアナトシクロへキシル)メタン、ビス(3
−メチル−4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン、
2.2−ビス(4−インシアナトシクロヘキシル)プロ
パン及び3−イソシアナトメチル−3゜5.5〜トリメ
チルシクロヘキシルイソシアネートのようなものや、そ
してまたビウレット、インシアヌレート及びこれらの化
合物の3以上の官能性を有するプレポリマーであり、そ
して他方では、枝分れしたポリオールのような多官能性
ポリオール、例えば、多官能性アルコールとりわけ1,
2゜3−プロパントリオール(グリセロール)、2,2
−ビス(ヒドロキシメチル)−1−プロパツール(トリ
メチロールエタン)、2.2−ビス(ヒドロキシメチル
)−1−ブタノール(トリメチロールプロパン)、1,
2.4−ブタントリオール、1゜2.6−ヘキサントリ
オール、2,2〜ビスくヒドロキシメチル)−1,3−
プロパンジオール(ペンタエリトリトール)及び1,2
,3.4,5゜6−ヘキサンへキサオール(ソルビトー
ル)のようバシン酸のようなものとの、あるいは環状エ
ーテル例えばエチレンオキシド、1.2−プロピレンオ
キシド及びテトラヒドロフランのようなものとの反応に
より得られるポリエステルポリオール及びポリエーテル
ポリオールの如きものである。
枝分れしたポリオールの分子量は、有利にはおおよそ2
50から4,000までであり、好ましくはおおよそ4
50からz、oooまでである。種々のポリイソシアネ
ート及び単量体ポリオールからなる混合物を使用しても
よい、殊に好ましい熱硬化性ポリウレタンは、フランス
国特許第2251608号明細書に記載されたものであ
る。
エネルギー吸収特性を有する層は、種々の添加剤を含有
することができる。
この層は、スズ触媒例えばジブチルスズジラウレート、
トリブチルスズオキシド、オクタン酸スズや、有機水銀
触媒例えば水銀フェニルエステルや、アミン触媒例えば
ジアザビシクロ(2、2。
2)−オクタン、1.8−ジアザビシクロ(5,4゜0
)−1−デセン−7、といったような触媒を含有しても
よい。
この層は、ビス(2、2、6、6−テトラメチル−4−
ピペリジル)セバケートのような安定剤や1.フェノー
ル系酸化防止剤を含有してもよい。
この層はまた、シリコーン樹脂、フルオロアルキル化エ
ステル、アクリル樹脂の如き展開剤を含有してもよい。
本発明に従うエネルギーを吸収するポリウレタン層のそ
のほかの利点及び特徴は、以下に掲げる、この層とそれ
が用いられる合わせ窓ガラスの製造の例の説明から明ら
かになろう。
〔実施例〕
匠−L エネルギー吸収特性を有する層を製造するために、分子
量i 、oooのポリテトラメチレングリコール、ブタ
ンジオール−1,4及び官能性が2よりも大きいポリオ
ール、例えばデスモフェン(Desmo−phen) 
1140の名称で市販される官能性が2と3の間である
製品を、これらの成分間の比率をポリテトラメチレング
リコールは0.35当量のヒドロキシル基を供給し、ブ
タンジオール−1,4は0.55当量のヒドロキシル基
を供給し、そして官能性が2セよりも大きいポリオール
は0.1当量のヒドロキシル基を供給するようにして混
合することによって、最初にポリオール成分を調製する
このポリオール成分へ、ポリオール成分及びイソシナネ
ート成分の総重量の0.5重重%の割合の安定剤、同じ
ように計算して0,05重量%の割合の展開剤、及び同
じように計算して0.02重量%の割合の触媒すなわち
ジブチルスズジラウレートを混ぜ入れる。
使用するイソシアネート成分は、合計して1のNCO当
量について0.3のNCO当量の割合の3−イソシアナ
トメチル−3、5、5−)−リメチルシクロヘキシルイ
ソシアネート(IPDI)と、0.7のNCO当量の割
合のビス−4−イソシアナトシクロへキシルメタン(デ
スモジュールW)との混合物である。
これらの成分を、NCO10H比が1になるような量で
使用する。
真空下でこれらの成分の脱気を行った後に、おおよそ4
0℃に昇温されな混合物を、例えばフランス画特許第2
383000号明細書に記載されたものすなわち酸化エ
チレンを付加した変性生成物で差支えない飛型剤の塗布
された、連続的に通過する可動式のガラス支持体上へ、
フランス国特許第2347170号明細書に記載された
ような流延ヘッドによって流延する。このようにして、
おおよそ0.6mmの厚さの層を形成し、そしてそれを
おおよそ120’Cに15分間加熱することからなる重
合サイクルにがける。
層を支持体から引き剥す。その透明性は完全である。
涯−λ 二つのイソシアネートの比率をインシアネー1〜(I)
を0,1当量そしてイソシアネート(II)を00g当
量使用して変更することを除き、例1のとおりに作業を
行う。
得られる層は透明である。
朋Mよ イソシアネートI(I当厘)のみを使用することを除い
て、例1のとおりに作業を行う。
得られる層は透明である。しかしなから、重合は完了さ
れない。
江雁匠l イソシアネートn(I当量)のみを使用することを除い
て、例1のとおりに作業を行う。
得られる層は非常に曇っている。欧州標準規格R43、
付録3、パラグラフ4に従って測定した曇り度は52%
である。
対1割LΣ イソシアネートの混合物を0.05当量のイソシアネー
ト(I)及び0.95当量のイソシアネートく■)に相
当する比率で使用することを除き、例1のとおりに作業
を行う。
得られる層には曇りがある。測定された曇り度は12%
である。
涯−l イソシアネートの混合物を0.8当量のイソシアネート
(I)及び0.2当量のイソシアネート(■)に相当す
る比率で使用することを除き、例1のとおりに作業を行
う。
得られる層は透明である。
匠−主 イソシアネート(I)として、3−イソシアナトメチル
−3、5、5−)リメチルシクロヘキシルイソシアネー
ト(IPDI)の部分加水分解により得られた尿素官能
性を有しそしてNCO基含有量がおおよそ31.5重量
%であるIPDIを使用することを除いて、例1のとお
りに作業を行う、当量数はなお、イソシアネート(I)
については0.3のNC○当量でありそしてイソシアネ
ート(n)については0.7である。
得られる層は透明である。
匠−1 反応混合物を流延支持体上べ流延してエネルギー吸収特
性を有する層を形成する前に、その支持体上で次に掲げ
る配合割合の均買混合物から熱硬化性ポリウレタンの層
をまず作製する。
−1,2−プロピレンオキシドと2,2−ビス(ヒドロ
キシメチル)−1−ブタノールとの縮合により得られそ
して自由なヒドロキシル基の含有量がおおよそ10.5
〜12%である分子量およそ450のポリエーテルであ
って、1重量%の安定剤、0.05重量%の触媒すなわ
ちジブチルスズジラウレート、及び0.1重量%の展開
剤を含有しているもの1,000g。
・自由なイソシアネート基の含有量がおおよそ23.2
%である1、6−ヘキサンジイソシアネートのビウレッ
トL、020g。
均一層を成形する。この層は、重合後におおよそ0.3
mmの厚さを有する。この第一の層の上へ、例1で説明
したエネルギー吸収特性を有する層を形成するのに適し
た反応混合物を流延する。
健−i1比 まず熱硬化性ポリウレタンの層を例5で説明したように
作り、その上へ反応混合物をそれぞれ例2、例3及び例
4で説明したとおりに流延する。
二つのイソシアネートの異なる配合割合で作製した別々
の層について、欧州標準規格R43に従う曇り度の測定
を行った。これらの測定値を第1図に示す、この図は、
パーセントで表される曇り度が0.8当量のイソシアネ
ート(II)から甚だしく増大すること、そして09g
当量を超えると、曇り度は層としては大き過ぎて合わせ
窓ガラスに用いることができなくなることを示す。
本発明によるイソシアネ−1・混合物の反応性をイソシ
アネート(I)だけの場合と比較して証明するために、
ポリウレタン層の重合反応の進展率の曲線を分を単位と
する流延ラインの反応時間の関数として第2図にプロッ
トしな。進展率1は、層の完全な重合に相当する。イソ
シアネート(I)(0,3当量〉とイソシアネート(n
)(0,7当量)との混合物に対応する曲ff1Bの上
昇が、イソシアネート(I)のみ(I当量)に対応する
曲線Aのそれよりももっと急速である、ということが認
められよう。
曲線の上昇が急速であることから、結果として重合がよ
り急速になる。
本発明によるエネルギー吸収特性を有する層は、先に説
明したように、好ましくは、引掻き及び摩耗に耐える熱
硬化性ポリウレタンの層と一緒に、合わせ安全ガラスを
作製するためガラス板と共に集成することのできる、二
層を含んでなるシー1〜の形に組み合わせて使用される
【図面の簡単な説明】
第1図はイソシアネート混合物中のイソシアネート(I
I)の当量数に関するエネルギー吸収特性を有する層の
曇り度を示すグラフであり、第2図はポリウレタン層の
重合反応の進展率を反応時間の関数として示すグラフで
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、+40℃での粘度が5Pa・s未満であるイソシア
    ネート成分と、分子量が500〜4,000である少な
    くとも1種の二官能性長鎖ポリオール、分子量が300
    未満である少なくとも1種の短鎖ジオール及び官能性が
    2よりも大きい少なくとも1種のポリオールを含んでな
    るポリオール成分との混合物であつて、NCOイソシア
    ネート基の当量数のOHヒドロキシル基の当量数に対す
    る比率が1にほぼ等しい反応混合物を、平らな水平支持
    体上へ反応流延(reactivecasting)又
    は反応噴霧(reactiveatomization
    )することにより得られる、ポリウレタンを基礎材料と
    するエネルギー吸収特性を有する光学的特性の優れた層
    であって、当該イソシアネート成分が3−イソシアナト
    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(イソシアネート( I ))とビス−4−イソ
    シアナトシクロヘキシルメタン(イソシアネート(II)
    )との、合計して1のNCO当量について0.1〜0.
    8のNCO当量のイソシアネート( I )及び0.9〜
    0.2のNCO当量のイソシアネート(II)の比率での
    混合物から構成されることを特徴とする、上記の層。 2、前記イソシアネートの混合物が、合計で1当量につ
    いてイソシアネート( I )が0.2〜0.5のNCO
    当量を供給しそしてイソシアネート(II)が0.8〜0
    .5のNCO当量を供給するように選ばれることを特徴
    とする、請求項1記載の層。 3、イソシアネート( I )が0.7のNCO当量の割
    合で使用され且つイソシアネート(II)が0.3のNC
    O当量の割合で使用されて、前記ポリオール成分が0.
    30〜0.40のヒドロキシル当量の割合の分子量およ
    そ1,000のポリテトラメチレングリコール、0.2
    〜0.7のヒドロキシル当量の割合のブタンジオール−
    1,4及び0.05〜0.35のヒドロキシル当量の割
    合の官能性が2よりも大きいポリオールから構成されて
    いることを特徴とする、請求項1又は2記載の層。 4、前記3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメ
    チルシクロヘキシルイソシアネート(イソシアネート(
    I ))が尿素官能性を含有していることを特徴とする
    、請求項1から3までのいずれか一つに記載の層。 5、前記官能性が2よりも大きいポリオールの官能性が
    2と3の間であることを特徴とする、請求項3又は4記
    載の層。 6、請求項1から5までのいずれか一つに記載のエネル
    ギー吸収特性を有するポリウレタンの層と、引掻きに対
    する耐性及び摩耗に対する耐性を有する熱硬化性ポリウ
    レタンの層とを含んでなることを特徴とする、光学的特
    性の優れたプラスチック材料のシート。 7、ガラスの板及び請求項6記載のプラスチック材料の
    シートを含んでなることを特徴とする、合わせ安全ガラ
    ス。
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