JPH04301448A

JPH04301448A - 合成樹脂製安全ガラスおよびその製造法

Info

Publication number: JPH04301448A
Application number: JP6717191A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kadota; 門田　康洋; Shinichiro Nagasawa; 長沢　紳一郎; Takayuki Taga; 多賀　敬行
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1992-10-26

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐衝撃性と耐久性に
優れた合成樹脂製安全ガラスおよびその製造法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、安全ガラスは、公共施設、運動
施設等のグレージング材、銀行カウンターの仕切り、防
犯用ドアー、あるいは各種車両のグレージング材等に多
く使用されている。その構造は複数枚の無機ガラス、ま
たはその一部を有機ガラス即ち合成樹脂透明板で置き換
え、中間層としてポリビニルブチラール樹脂シートを介
して接合したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の安全ガラスは、耐衝撃性が必ずしも高いもの
とはいえず、安全性の点でなお一層の改良が望まれてい
た。

【０００４】そこで従来、無機ガラスに変えて合成樹脂
透明板のみからなる安全ガラスが開発された。従来の合
成樹脂製安全ガラスは、例えば航空機の風防ガラスとし
て使用されるもので、複数のポリカーボネート樹脂製透
明板が、相互に隣り合うもの同志、ポリイソシアネート
と、ポリエステルジオールとの反応生成物である熱可塑
性ポリウレタン樹脂製の中間層を介して接合されたもの
である（例えば特公昭５９−１２５２０号公報参照）。

【０００５】しかしながら、このような従来の合成樹脂
製安全ガラスは、使用されるポリカーボネート樹脂本来
の高い耐衝撃性に起因して、初期の安全性の点では高く
評価されるものの、ポリカーボネート樹脂製透明板と中
間層との接着力が低いために、経時的に界面に剥離現象
を生じ、ひいては失透や透過像の歪みを引き起こしたり
、また耐水性および耐湿性が低いという問題があった。

【０００６】この発明者らは、上記の従来技術の問題を
解決するために、合成樹脂透明板と中間層との接着性の
改善、とりわけ中間層の構成成分と接合条件に着目して
、鋭意研究を重ねた結果、中間層として特定の熱可塑性
ポリウレタンを選択するとともに、ホットプレス法によ
り特定の温度および圧力条件を選択することにより、合
成樹脂透明板と中間層との接着性が改善された合成樹脂
製安全ガラスを製造し得ることを見いだし、この発明を
完成するに至った。

【０００７】この発明の目的は、合成樹脂透明板と中間
層との接着性を改善して、従来のように経時的に生じる
剥離現象を防止し、それによって失透や透過像の歪みを
引き起こさすことなく、しかも耐水性および耐湿性にす
ぐれている合成樹脂製安全ガラス、並びにその製造法を
提供しようとするにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の第１発明は、複数枚の合成樹脂透明板
を、相互に隣り合う透明板同志、無黄変性ジイソシアネ
ートと、ポリエーテルジオールと、硬化剤との反応生成
物よりなる熱可塑性ポリウレタン系中間層を介して接合
してなる合成樹脂製安全ガラスを要旨としている。

【０００９】またこの発明の第２発明は、上記合成樹脂
製安全ガラスの製造法であって、複数枚の合成樹脂透明
板を、相互に隣り合う透明板同志、無黄変性ジイソシア
ネートと、ポリエーテルジオールと、硬化剤との反応生
成物よりなる熱可塑性ポリウレタン系中間層を介して積
み重ね、これらの積層物をホットプレスにより温度１０
０〜１５０℃、および圧力５〜５０ｋｇ／ｃｍ２　の条
件下で加熱加圧することを特徴とする、合成樹脂製安全
ガラスの製造法を要旨としている。

【００１０】上記において、この発明による合成樹脂製
安全ガラスを構成する合成樹脂透明板としては、ポリカ
ーボネート樹脂板およびアクリル樹脂板等の熱可塑性合
成樹脂板を使用する。これらの合成樹脂透明板は、それ
自体が実質的に透明であり、表面が平滑でかつ全体とし
て平坦な板状体である。なお、これらの合成樹脂透明板
の実用面側は、硬度処理、あるいは防曇処理等の処理が
施されていてもよい。

【００１１】合成樹脂透明板の厚さは、特に限定される
ものではないが、実用上から通常１ｍｍ〜３０ｍｍの範
囲で選択されるものである。

【００１２】また、この発明による合成樹脂製安全ガラ
スを構成する複数枚の合成樹脂透明板のうち、相互に隣
り合う透明板同志を接合する熱可塑性ポリウレタン系中
間層は、透明を呈するものであり、これは、無黄変性ジ
イソシアネートと、ポリエーテルジオールと、硬化剤と
の反応生成物よりなるものである。

【００１３】ここで、無黄変性ジイソシアネートとして
は、例えばヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメ
チレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネ
ート、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジイ
ソシアネートなどの脂肪族系ジイソシアネート化合物、
ビス（４−イソシアネートシクロヘキシル）メタン、２
，２−ビス（４−イソシアネートシクロヘキシル）プロ
パン、１，４−シクロヘキシルジイソシアネート、１−
メチル−２，４−（または２，６）−ジイソシアネート
シクロヘキサンなどの脂環族系ジイソシアネート化合物
、およびイソホロンジイソシアネートなどの脂肪族・脂
環族混合系ジイソシアネート化合物があげられる。

【００１４】つぎに、ポリエーテルジオールは、２種の
イニシエーターに、代表的には炭素数２〜４のモノエポ
キシドまたはテトラヒドロフランを付加してなる化合物
であり、例えオキシメチレン基を有するポリオキシテト
ラメチレンジオール、オキシプロピレン基あるいはオキ
シエチレン基とオキシプロピレン基とを有するポリオキ
シアルキレンジオール、およびこれらオキシアルキレン
基とオキシテトラメチレン基を有するポリエーテルジオ
ールである。

【００１５】さらに、硬化剤は、例えばエチレングリコ
ール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタジオー
ル、１，６−ヘキサンジオールなどの脂肪酸ジオール、
モノエタノールアミンなどのアミノアルコール類、およ
び１，２−エタンジアミンなどのジアミン類があげられ
る。

【００１６】この発明による合成樹脂製安全ガラスの中
間層は、上記のような無黄変性ジイソシアネートと、ポ
リエーテルジオールと、硬化剤との反応生成物からなる
膜状体であるが、その製法は特に限定されるものではな
く、通常の熱可塑性ポリウレタン樹脂の膜状体の製法、
例えば押出成形法等により製造すればよい。

【００１７】中間層の厚さは、０．０３ｍｍ〜８．０ｍ
ｍの範囲で選択されるが、好ましくは０．５ｍｍ〜５．
０ｍｍの範囲である。

【００１８】ここで、中間層の厚さが０．０３ｍｍ未満
と、薄すぎると、合成樹脂透明板との均一な接着が困難
となり、また衝撃吸収性能や内部応力緩和性能が低下す
るので、好ましくない。

【００１９】また中間層の厚さが５．０ｍｍを越えて厚
すぎても、衝撃吸収性能や内部応力緩和性能の増大はも
はや期待し得ず、むしろ重量が増大し、かつ材料の使用
量が多くなって不経済であるので、好ましくない。

【００２０】中間層の厚さは、接着強度、および衝撃強
度などの中間層としての要求性能、および得られる合成
樹脂製安全ガラスの用途などに応じて、上記の範囲内で
適宜に決定されるものである。

【００２１】つぎに、この発明の合成樹脂製安全ガラス
の積層構造と、製造法について述べる。

【００２２】図１と図２を参照すると、まず、合成樹脂
製安全ガラスの積層構造については、例えばポリカーボ
ネート樹脂透明板（Ａ）とアクリル樹脂透明板（Ｃ）と
の間に、熱可塑性ポリウレタン樹脂の膜状体よりなる中
間層（Ｂ）を介して、加熱加圧して一体化された構造と
なされる。

【００２３】なお、図３に示すように、中間層（Ｂ）を
２層以上用いて、合成樹脂透明板を３枚以上積層するこ
ともある。

【００２４】また、この発明による合成樹脂製安全ガラ
スの製造法は、上記複数枚の合成樹脂透明板を、相互に
隣り合う透明板同志、無黄変性ジイソシアネートと、ポ
リエーテルジオールと、硬化剤との反応生成物よりなる
熱可塑性ポリウレタン系中間層を介して積み重ね、これ
らの積層物をホットプレスにより温度１００〜１５０℃
、および圧力５〜５０ｋｇ／ｃｍ２　の条件下で加熱加
圧、一体化するものである。

【００２５】ここで、加熱条件については、積層物、と
りわけ中間層（Ｂ）の温度が１００〜１５０℃、好まし
くは１２０〜１４０℃となるように加熱する。ここで、
加熱温度が１００℃未満では、合成樹脂透明板（Ａ）（
Ｃ）との接着が不充分となり、良好な衝撃強度が得られ
ない。また、加熱温度が１５０℃を越えると、中間層（
Ｂ）が軟化して流動するか、また場合によっては合成樹
脂透明板（Ａ）（Ｃ）自体が流動するおそれがあるので
、好ましくない。従って、加熱温度は、中間層（Ｂ）あ
るいは合成樹脂透明板（Ａ）（Ｃ）が無用に溶融流動し
ない範囲の温度にとどめるべきことはいうまでもない。

【００２６】また、加圧条件については、積層物に５〜
５０ｋｇ／ｃｍ２　、好ましくは１０〜４０ｋｇ／ｃｍ
２　の圧力を均一に付加するものとする。ここで、この
圧力が５ｋｇ／ｃｍ２　未満では、合成樹脂透明板（Ａ
）（Ｃ）と中間層（Ｂ）との接着が不充分となり、また
層間に気泡が発生したりするだけでなく、透視性能を著
しく低下させるので、好ましくない。

【００２７】また、上記圧力が５０ｋｇ／ｃｍ２　を越
えると、中間層（Ｂ）が流動しやすくなるので、好まし
くない。従って、この場合も中間層（Ｂ）が無用に溶融
流動しない範囲の圧力にとどめるべきことはいうまでも
ない。

【００２８】なお、ホットプレスによって積層物を加熱
加圧するさいには、熱可塑性合成樹脂透明板の積層に通
常使用される積層材料よりもやや寸法の大きい、鏡面状
の表面を有する金属メッキ板等が用いられ、この金属メ
ッキ板等の間に、上記図１の順序に重ねられた積層材料
を間挿し、さらにこれらをホットプレスの熱盤間に挿入
して圧締し、上記加熱加圧条件で積層一体化するもので
ある。

【００２９】なおこの場合、合成樹脂製安全ガラスの積
層材料の複数単位を、複数の金属メッキ板等の間に順次
間挿して積み重ね、これを多数の平坦な熱盤間に挿入し
て、いわゆる多段プレス方式により、一挙に加熱加圧一
体化することにより、生産性を向上する方法も採用する
ことができる。

【００３０】

【作用】上記この発明の合成樹脂製安全ガラスによれば
、相互に隣り合う合成樹脂透明板同志を、主として無黄
変性ジイソシアネートとポリエーテルジオールとの反応
により得られる特定の熱可塑性ポリウレタン系中間層を
介して接合しているので、合成樹脂透明板と中間層との
均一な接着と高い接着力が得られ、経時的に生じる剥離
現象を防止することができる。また、合成樹脂製安全ガ
ラスは、失透や透視像の歪みをひき起こさず、しかも耐
水性および耐湿性にすぐれている。

【００３１】また、この発明の方法は、複数枚の合成樹
脂透明板と、上記無黄変性ジイソシアネートおよびポリ
エーテルジオールを主成分とする反応により得られる特
定の熱可塑性ポリウレタン系中間層とを積み重ね、これ
らの積層物をホットプレスにより特定の温度および圧力
の条件下で加熱加圧するもので、上記のようにすぐれた
品質を有する合成樹脂製安全ガラスを、非常に能率良く
、かつ確実に製造し得るものである。

【００３２】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を、比較例と共に
説明する。

【００３３】実施例１〜４および比較例１〜６これらの
実施例と比較例では、図１と図２に示す合成樹脂製安全
ガラスについて検討したものである。

【００３４】まず、各実施例および比較例について、合
成樹脂透明板（Ａ）および（Ｃ）と、中間層（Ｂ）とを
、表１に示す積層構成に従って、準備した。準備した積
層材料の内容は、それぞれつぎのとおりである。なお、
積層材料の寸法は、いずれも５００ｍｍ×１０００ｍｍ
とした。

【００３５】Ａ：ポリカーボネート樹脂透明板（筒中プ
ラスチック工業株式会社製、商品名ポリカエース　　Ｅ
Ｃ１００）Ｂ１：中間層　　無黄変性イソシアネートとポリエーテ
ルジオールを主反応成分とする熱可塑性ポリウレタン（
これをポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンと略記する
）（モルトン・インターナショナル社製、商品名モルセ
ン　　ＰＥ１９３）Ｂ２：中間層　　芳香族ジイソシアネートとポリエステ
ルジオールを主反応成分とする熱可塑性ポリウレタン（
これをポリエステル系熱可塑性ポリウレタンと略記する
）（日本ミラクトラン株式会社製、商品名ミラクトラン
　　Ｅ７８０）Ｃ：アクリル樹脂透明板（住友化学工業株式会社製、商
品名スミペックス　　Ｅ０００）つぎに、これらの積層物を、特定の温度および圧力の条
件下で加熱加圧することにより、合成樹脂製安全ガラス
を製造した。

【００３６】ここで、加熱加圧手段は、同表に示すよう
に、実施例１〜４および比較例１〜４についてはホット
プレス方式を、また比較例５と６についてはオートクレ
ーブ方式をそれぞれ採用し、それらの加熱・加圧条件を
表１にまとめて示した。

【００３７】なお、オートクレーブ方式では、積層材料
よりも寸法の大きい２枚のガラス板の間に積層物を挾み
、オートクレーブ内を真空にして１００℃で予備加熱し
たのち、上記設定条件で加熱加圧した。

【００３８】こうして製造された合成樹脂製安全ガラス
の各試料について、初期性能評価および耐久性能評価を
行なった。なお、安全ガラスの耐久性能の評価は、安全
ガラスの耐久促進試験、すなわち冷熱試験、耐湿試験お
よび煮沸試験を実施することにより、評価した。

【００３９】各性能評価の項目における試験方法は、つ
ぎのとおりである。

【００４０】初期性能評価 ■製造直後の層剥離の有無。

【００４１】■製造直後の安全ガラスの外観。

【００４２】■接着強度：ピーリング（１８０°）法に
より測定して、その測定値（ｋｇ／ｃｍ　）を記入した
。

【００４３】ａ界面＝ポリカーボネート樹脂透明板（Ａ
）と中間層（Ｂ）との接着界面ｂ界面＝中間層（Ｂ）とアクリル樹脂透明板（Ｃ）との
接着界面 ■耐衝撃性：重量５ｇ、撃芯先端曲率半径Ｒ＝３／８イ
ンチの鋼鉄製の錘を高さ２ｍから各合成樹脂製安全ガラ
ス試料のアクリル樹脂透明板（Ｃ）側の面に垂直に落下
したときの層剥離の有無、錘貫通の有無、および白化の
有無を観察した。

【００４４】耐久性能評価 ■冷熱試験：試料を７０℃で２時間放置したのち、７０
℃から−２０℃まで２時間、さらに−２０℃で２時間放
置したのち、−２０℃から７０℃まで２時間を１サイク
ルとする雰囲気に１０サイクル曝露した後、層剥離の有
無と、安全ガラスの外観を観察した。

【００４５】■耐湿試験：試料を５５℃、関係湿度９８
％ＲＨで２週間放置した後、層剥離の有無と、安全ガラ
スの外観を観察した。

【００４６】■煮沸試験：試料を沸騰水中に２時間放置
した後、層剥離の有無と、安全ガラスの外観を観察した
。

【００４７】各性能評価の結果は、表２にまとめて示し
た。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】上記表１と表２から明らかなように、この
発明の実施例１〜４による合成樹脂製安全ガラスによれ
ば、初期性能評価において、製造直後に層剥離が無くか
つすぐれた外観を有することは、勿論であるが、併せて
高い接着強度を有しており、耐衝撃性試験において、層
剥離がなく、また錘貫通および白化がみられず、すぐれ
た品質を有するものであった。

【００５１】またこの発明によれば、耐久性能評価のい
ずれの促進試験においても、層剥離が無くかつすぐれた
外観を有していた。

【００５２】これに対し、比較例１と２による合成樹脂
製安全ガラスによれば、製造直後においては、一応層剥
離はみられないものゝ、外観において白濁がみられた。また接着強度が低く、耐衝撃性試験においては一応層剥
離はないが、白化が起こり、耐久性能評価の促進試験に
おいては、いずれも層剥離が生じ、かつ外観において黄
変が見られた。

【００５３】なお、比較例３と４については、初期に合
成樹脂透明板（Ａ）および（Ｃ）と、中間層（Ｂ）との
接着がなされておらず、層剥離がおこり、かつ外観にお
いて気泡が生じており、耐久性能の試験に供し得なかっ
た。

【００５４】また、比較例５と６のオートクレーブ方式
による合成樹脂製安全ガラスによれば、製造直後におい
ては、一応層剥離はみられないものゝ、外観において気
泡が生じていた。また接着強度が低く、耐衝撃性試験に
おいて層剥離が生じた。また、耐久性能評価の促進試験
においては、一応層剥離は生じないものゝ、外観におい
て気泡が見られた。

【００５５】なお、この発明による合成樹脂製安全ガラ
スは、例えば公共施設および運動施設等のグレージング
材、銀行カウンターの仕切り、防犯用ドアー、あるいは
各種車両のグレージング材等に有効に使用できるもので
ある。

【００５６】

【発明の効果】この発明の合成樹脂製安全ガラスは、上
述のように、複数枚の合成樹脂透明板を、相互に隣り合
う透明板同志、無黄変性ジイソシアネートと、ポリエー
テルジオールと、硬化剤との反応生成物よりなる熱可塑
性ポリウレタン系中間層を介して接合してなるものであ
るから、合成樹脂透明板と中間層との均一な接着と高い
接着力が得られ、経時的に生じる剥離現象を防止し得て
、失透や透視像の歪みをひき起こさず、耐衝撃性および
耐久性に優れているうえに、耐水性および耐湿性が高い
という効果を奏する。

【００５７】またとくに、中間層として、無黄変性ジイ
ソシアネートおよびポリエーテルジオールを主成分とす
る反応により得られる特定の熱可塑性ポリウレタンを用
いているので、経時的な変色が少ないという利点がある
。

【００５８】また、この発明による合成樹脂製安全ガラ
スの製造法は、上述のように、複数枚の合成樹脂透明板
と、上記無黄変性ジイソシアネートおよびポリエーテル
ジオールを主成分とする反応により得られる特定の熱可
塑性ポリウレタン系中間層とを積み重ね、これらの積層
物をホットプレスにより温度１００〜１５０℃、および
圧力５〜５０ｋｇ／ｃｍ２　の条件下で加熱加圧するも
ので、この発明の方法によれば、上記のようにすぐれた
品質を有する合成樹脂製安全ガラスを、非常に能率良く
、かつ確実に製造し得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による合成樹脂製安全ガラスの要部拡
大分解断面図である。

【図２】この発明による合成樹脂製安全ガラスの要部拡
大断面図である。

【図３】この発明による合成樹脂製安全ガラスのいま１
つの具体例を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

Ａ　　　　　　ポリカーボネート樹脂透明板Ｂ　　　　
　　ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタン樹脂よりなる
中間層Ｃ　　　　　　アクリル樹脂透明板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　複数枚の合成樹脂透明板を、相互に隣
り合う透明板同志、無黄変性ジイソシアネートと、ポリ
エーテルジオールと、硬化剤との反応生成物よりなる熱
可塑性ポリウレタン系中間層を介して接合してなる合成
樹脂製安全ガラス。
【請求項２】　　表面側合成樹脂透明板がポリカーボネ
ート樹脂板であり、裏面側合成樹脂透明板がアクリル樹
脂板である、請求項１記載の合成樹脂製安全ガラス。
【請求項３】　　複数枚の合成樹脂透明板を、相互に隣
り合う透明板同志、無黄変性ジイソシアネートと、ポリ
エーテルジオールと、硬化剤との反応生成物よりなる熱
可塑性ポリウレタン系中間層を介して積み重ね、これら
の積層物をホットプレスにより温度１００〜１５０℃、
および圧力５〜５０ｋｇ／ｃｍ２の条件下で加熱加圧す
ることを特徴とする、合成樹脂製安全ガラスの製造法。