JPH06191904A - 遮音性合わせガラス用中間膜及びそれを用いた遮音性合わせガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可塑化ポリビニルアセタール樹脂からなる中
間膜の有する種々の優れた性能（透明性、耐候性、接着
性、ガラス破片の飛散防止）を生かし、且つ必要とする
温度領域（例えば、１０〜４０℃）において優れた遮音
性を発揮する合わせガラス用中間膜及び合わせガラスを
得る。 【構成】 この遮音性中間膜は、ポリビニルアルコール
を炭素数４〜１０のアルデヒドでアセタール化して得ら
れるポリビニルアセタール樹脂と可塑剤とからなり、樹
脂のアセタール化度分布が、平均アセタール化度（モル
％）±２モル％の範囲内に９０％以上占有する。樹脂の
平均アセタール化度は４０〜７５モル％が好ましい。そ
して、二枚のガラス板の間に上記の遮音性中間膜を接着
させて遮音性合わせガラスを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、遮音性合わせガラス
用中間膜及びそれを用いた遮音性合わせガラスに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】二枚の透明なガラス板の間に、ポリビニ
ルアセタール樹脂と可塑剤とからなる中間膜を接着させ
た合わせガラスは、自動車、航空機、建築物などの窓ガ
ラスに広く使用されている。

【０００３】ポリビニルアセタール樹脂としては、ポリ
ビニルアルコールをｎ−ブチルアルデヒドをはじめ炭素
数４〜１０のアルデヒドでアセタール化して得られる樹
脂が用いられている（例えば、特開昭５６−８２８０６
号公報及び特開昭６２−２７８１４８号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の合わせガラス
は、耐候性がよい、接着性がよい、ガラス破片が飛散し
ない、透明性がよい、光学歪みが生じない等の優れた性
能を有するが、遮音性が劣る。特に、２０００Ｈｚ付近
の中高音域において所謂コインシデンス効果によって遮
音性が低下する。

【０００５】この発明は、上記の問題を解決するもの
で、その目的とするところは、可塑化ポリビニルアセタ
ール樹脂からなる中間膜の有する種々の優れた性能を生
かし、且つ必要とする温度領域において優れた遮音性を
発揮する遮音性合わせガラス用中間膜及び遮音性合わせ
ガラスを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の遮音性合わせガラス用中間膜は、ポリビ
ニルアルコールを炭素数４〜１０のアルデヒドでアセタ
ール化して得られるポリビニルアセタール樹脂と可塑剤
とからなり、ポリビニルアセタール樹脂のアセタール化
度分布が、平均アセタール化度（モル％）±２モル％の
範囲内に９０％以上占有するように構成されている。

【０００７】また、この発明の遮音性合わせガラスは、
二枚のガラス板の間に、上記の遮音性合わせガラス用中
間膜が接着されてなる。

【０００８】この発明に用いるポリビニルアセタール樹
脂は、ポリビニルアルコールを炭素数４〜１０のアルデ
ヒドでアセタール化して得られる。このポリビニルアセ
タール樹脂の調製において、ポリビニルアルコールとし
ては、平均重合度１０００〜３０００のものが好まし
い。平均重合度が１０００未満であると合わせガラスの
耐貫通性が低下する。逆に、平均重合度が３０００を越
えると膜の成形が難しくなる。

【０００９】そして、ポリビニルアルコールの平均鹸化
度は、７８モル％以上のものが好ましい。平均鹸化度が
７８モル％未満であると、膜の透明性や耐熱性が低下
し、またアルデヒドとの反応性も低下する。

【００１０】また、アセタール化に用いるアルデヒドと
しては、炭素数４〜１０のアルデヒドが用いられ、例え
ば、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、２
−エチルブチルアルデヒド、ｎ−ヘプチルアルデヒド、
ｎ−オクチルアルデヒド、ｎ−ノニルアルデヒド、ｎ−
デシルアルデヒド、ベンズアルデヒド、シンナムアルデ
ヒド等の脂肪族や芳香族のアルデヒドが挙げられる。こ
れ等のアルデヒドは単独或いは二種以上組み合わせて用
いられる。

【００１１】アルデヒドの炭素数が４未満では、充分な
遮音性を得ることができない。逆に、アルデヒドの炭素
数が１０を越えると、アセタール化の反応性が著しく低
下し、しかも得られるポリビニルアセタール樹脂の剛性
が低く且つ遮音性も低下する。

【００１２】この発明に用いるポリビニルアセタール樹
脂は、この樹脂のアセタール化度分布が、平均アセター
ル化度（モル％）±２モル％の範囲内に９０％以上占有
するように調製する必要がある。この範囲を外れると、
必要とする温度領域において優れた遮音性が得られな
い。

【００１３】ポリビニルアセタール樹脂は、一般的に
は、ポリビニルアルコールを熱水に溶解し、得られた水
溶液を所定の温度に保持しておいて、これに所要の酸触
媒とアルデヒドとを加え、攪拌しながらアセタール化反
応を進行させ、次いで反応温度を上げて恒温に保持し熟
成し反応を完結させ、その後、中和、水洗及び乾燥を行
って製造される。

【００１４】通常の反応条件でポリビニルアセタール樹
脂を調製すると、ポリビニルアルコールと反応するアル
デヒド、酸触媒が大量に高温条件下に存在するため、ア
セタール化反応が非常に速い。このため、樹脂の粒子表
面でアセタール化反応が急速に進行し、逆に粒子の中心
部では反応が殆ど進行しない。

【００１５】それゆえ、得られるポリビニルアセタール
樹脂は、この樹脂のアセタール化度分布が、平均アセタ
ール化度（モル％）±２モル％の範囲内に５０〜７０％
程度占有するものとなり、このようなポリビニルアセタ
ール樹脂を用いると、充分な遮音性は得られない。

【００１６】この発明において、目標とするポリビニル
アセタール樹脂を調製するには、特別の反応条件を採用
する。例えば、樹脂のアセタール化度分布は、酸触媒と
アルデヒドとをポリビニルアルコール水溶液に加える際
の温度によって大きく影響を受け、この温度を低温にす
ることにより目標とするアセタール化度分布の樹脂を得
ることができる。適切な温度は、使用するポリビニルア
ルコールの重合度や鹸化度及びアルデヒドの種類により
異なるが、一般的には５℃以下が好ましい。

【００１７】また、目標とするアセタール化度分布を有
する樹脂は、酸触媒の量を減らすことによっても得るこ
とができる。酸触媒の量は、使用するポリビニルアルコ
ールやアルデヒドの種類により異なるが、一般的には通
常の酸触媒の量の６０％まで減らすことができる。しか
し、この場合、アセタール化反応の進行は遅くなり、目
的のアセタール化度に達するまでに長時間を要する。

【００１８】そこで、ポリビニルアルコール水溶液を所
定の温度に保持した後、アルデヒドと所要の酸触媒量の
６０％以上の範囲で酸触媒の一部を加え、その後は反応
液を所定の恒温条件にして残りの酸触媒を少量づつゆっ
くり加えればよい。この恒温条件下で酸触媒を加える速
度は、恒温の温度やアルデヒドの種類により異なるが、
一般的には３０分〜３時間であり、あまり速すぎるとア
セタール化度の分布にばらつきが生じ、優れた遮音性能
が得られない。

【００１９】さらに、目標とするアセタール化度分布の
樹脂は、通常の方法で得られたアセタール化度分布の広
いポリビニルアセタール樹脂を用い、これを極性の異な
る溶剤を数種類用いて、或る範囲のアセタール化度ごと
に分離抽出することにより調製することもできる。

【００２０】この発明において、ポリビニルアセタール
樹脂の平均アセタール化度は、一般に４０〜７５モル％
が好ましい。樹脂の平均アセタール化度が４０モル％未
満では可塑剤との相溶性が悪くなり、遮音性や耐貫通性
の確保に必要な量の可塑剤の混合が難しくなる。逆に、
７５モル％を越える平均アセタール化度の樹脂を得るに
は長時間の反応時間を要し、プロセス上好ましくない。

【００２１】樹脂のアセタール化度の分布は、液体クロ
マトグラフィーや薄層クロマトグラフィー等のより測定
することができる。例えば、液体クロマトグラフィーで
測定する場合、先ず、極性液体（例えば水）を溶離液と
してカラムに流しておき、これにポリビニルアセタール
樹脂をエタノール等の溶剤に完全溶解してカラムに注入
すると、極性の高い樹脂部分（低アセタール化度部分）
のみが流出検出される。

【００２２】その後、溶離液の極性を徐々に低くしてい
く（例えば水→エタノール→酢酸エチル→）ことによ
り、極性のより低い樹脂部分（より高いアセタール化度
部分）を順次流出検出する。そして、最後に非極性液体
（例えばトルエン）を流すことにより、極性の低い樹脂
部分（高アセタール化度部分）まで全て流出検出され
る。これ等の値からアセタール化度分布を求める。

【００２３】このようにして調製されたポリビニルアセ
タール樹脂に所定量の可塑剤を混合し、これを押出法、
カレンダー法、プレス法等によりシート状に製膜して、
遮音性合わせガラス用中間膜を製造する。

【００２４】樹脂膜の膜厚は、通常の合わせガラス用中
間膜における膜厚と同様であり、一般に０．３〜１．６
mmの範囲とされる。この膜厚が０．３mm未満では、良好
な遮音性能や耐候性を発揮するのに充分でない。膜厚
は、厚いほうが遮音性はよいが、実用的には１．６mm以
下である。

【００２５】可塑剤としては、この種の中間膜に用いら
れている公知の可塑剤、例えば、トリエチレングリコー
ルジ−２−エチルブチレート、トリエチレングリコール
ジ−２−エチルヘキソエート、トリエチレングリコール
ジカプリレート、トリエチレングリコールジ−ｎ−ヘプ
トエート、テトラエチレングリコールジ−ｎ−ヘプトエ
ート等が好適に用いられる。

【００２６】このような可塑剤は、一般に樹脂１００重
量部に対して２０〜６０重量部、好ましくは３０〜５５
重量部が混合される。可塑剤の含有量が２０重量部未満
であると、合わせガラスの耐貫通性が低下する。逆に、
可塑剤の含有量が６０重量部を越えると、可塑剤が滲み
出し、合わせガラスの接着性などに悪影響がある。

【００２７】なお、ポリビニルアセタール樹脂には、紫
外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、接着性調整剤、界
面活性剤、着色剤など合わせガラス用中間膜に使用され
ている公知の添加剤を配合することができる。

【００２８】紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾー
ル系のもの、例えば、チバガイギー社製のチヌビンＰ、
チヌビン３２０、チヌビン３２６、チヌビン３２８等が
挙げられる。光安定剤としては、ヒンダードアミン系の
もの、例えば、旭電化社製のアデカスタブＬＡ−５７等
が挙げられる。

【００２９】酸化防止剤としては、フェノール系のも
の、例えば、住友化学社製のスミライザーＢＨＴ、チバ
ガイギー社製のイルガノックス１０１０等が挙げられ
る。

【００３０】接着性調整剤としては、カルボン酸の金属
塩、例えば、オクチル酸、ヘキシル酸、酪酸、酢酸、蟻
酸等のカリウム塩やナトリウム塩が挙げられる。また、
界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキ
ルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。

【００３１】製膜方法としては、通常行われている押出
成形法が好ましいが、特に限定されない。こうして得ら
れる中間膜には、他の機能を保持したフィルム、例えば
銀等の微粒子を塗布した層を有する熱線反射機能を持っ
たポリエステルフィルムを積層して使用してもよい。ま
た、一般の合わせガラス用中間膜として多用されている
通常の可塑化ポリビニルブチラール中間膜を積層して使
用してもよい。通常の可塑化ポリビニルブチラール中間
膜を積層する場合は、多層押出成形法が適している。

【００３２】この発明の遮音性合わせガラス中間膜を用
いて合わせガラスを製造するには、二枚の無機ガラス板
或いはポリカーボネートのような剛性の高い有機ガラス
の間に、上記の中間膜を挟み、これを例えばゴムバック
に入れ減圧吸引しながら約７０〜１１０℃で予備接着
し、次いで、オートクレーブ内で約１２０〜１５０℃
で、約１０〜１５ kｇ/cm²の圧力で本接着を行う。こう
して、この発明の遮音性合わせガラスが製造される。

【００３３】

【作用】発明者の知見によれば、ポリビニルアセタール
樹脂と可塑剤とからなる中間膜を用いた合わせガラスの
遮音性は、環境温度と関係があり、或る温度で極大値を
有し、その極大値は樹脂のアセタール化度が低いほど高
温側に移動し、アセタール化度が高いほど低温側に移動
する。また、樹脂のアセタール化度分布が広いほど遮音
性を示す温度領域は広がるが遮音性のレベルが低下し、
アセタール化度分布が狭いほど遮音性を示す温度領域は
狭くなるが遮音性のレベルが高くなる。

【００３４】この発明に用いるポリビニルアセタール樹
脂は、ポリビニルアルコールを炭素数４〜１０のアルデ
ヒドでアセタール化して得られるもので、樹脂のアセタ
ール化度分布が、平均アセタール化度（モル％）±２モ
ル％の範囲内に９０％以上占有している。

【００３５】このような特定のアセタール化度分布を有
するポリビニルアセタール樹脂を使用すると、特に、２
０００Ｈｚ付近の中高音域においてコインシデンス効果
による遮音性の低下が防止され、従来のポリビニルアセ
タール樹脂を使用したものに比べ、必要とする温度領域
（例えば、１０〜４０℃）において、遮音性のレベルを
高く保持することができる。また、平均アセタール化度
を適当に設定することにより、遮音性のレベルが高くな
る温度領域を低温側或いは高温側に自由に移動させるこ
とができる。

【００３６】

【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を示す。実施例１ ポリビニルアセタール樹脂の製造 重合度１７００、鹸化度９８．９モル％のポリビニルア
ルコール１９３ｇを、純水２９００ｇに加えて加熱溶解
した。この溶液の温度を３℃に調節し、濃度３５％の塩
酸２０１ｇとｎ−オクチルアルデヒド１９２ｇとを添加
し、液温を−２℃に下げてこの温度を保持して反応物を
析出させた。

【００３７】その後、液温を３５℃で５時間保持して反
応を完了させ、中和、水洗、乾燥を経て、白色粉末状の
ポリビニルアセタール樹脂を得た。この樹脂の平均アセ
タール化度は６４．１モル％で、アセタール化度分布が
平均アセタール化度（モル％）±２モル％以内に９４％
占有していた。

【００３８】合わせガラス用中間膜の製造 上記樹脂１００重量部と可塑剤としてトリエチレングリ
コール−ジ−２−エチルブチレート４０重量部とを混合
し、これをミキシングロールで充分に溶融混練し、混練
物をプレス成形機で１５０℃、３０分間プレス成形し
て、厚さ０．７６mmの合わせガラス用中間膜を得た。

【００３９】合わせガラスの製造 上記の合わせガラス用中間膜を、その両側から透明なフ
ロートガラス（縦３０cm×横３０cm×厚さ３mm）で挟
み、このサンドイッチ体をゴムバッグ内に入れ、２０ｔ
ｏｒｒの真空度で２０分間脱気した後、脱気した状態で
９０℃のオーブンに移し、さらに９０℃で３０分間保持
しつつ真空プレスした。

【００４０】このようにして予備接着された合わせガラ
スを、エアー式オートクレーブで温度１３５℃、圧力１
２ kｇ／cm² の条件で２０分間本接着を行い、合わせガ
ラスを製造した。

【００４１】合わせガラスの遮音性の測定 この合わせガラスをダンピング試験用の振動発生機（Ｇ
２１−００５Ｄ：振研社製）で加振し、それにより得ら
れる振動特性を機械インピーダンスアンプ（ＸＧ−８
１：リオン社製）で増幅し、振動スペクトルをＦＦＴア
ナライザー（ＦＦＴスペクトラムアナライザー（ＨＰ
３５８２Ａ：横河ヒューレットパッカード社製）により
解析した。

【００４２】こうして得られた損失係数と、ガラスとの
共振周波数の比とから、透過損失を算出し（測定温度１
０〜４０℃）、周波数（Ｈｚ）と透過損失（ｄＢ）との
関係を示すグラフを作成し、音周波数２０００Ｈｚ近辺
における極小の透過損失（ＴＬ値）を求めた。その結果
をまとめて表１に示す。

【００４３】実施例２ 実施例１のポリビニルアセタール樹脂の製造において、
ｎ−オクチルアルデヒド１９２ｇを１５０ｇに変更し
た。それ以外は実施例１と同様に行った。この場合、ポ
リビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度は５０．
５モル％で、アセタール化度分布が平均アセタール化度
（モル％）±２モル％以内に９３％占有していた。その
結果をまとめて表１に示す。

【００４４】実施例３ 実施例１のポリビニルアセタール樹脂の製造において、
ｎ−オクチルアルデヒド１９２ｇをｎ−ヘキシルアルデ
ヒド１９２ｇに変更し、ｎ−ヘキシルアルデヒドを添加
するポリビニルアルコール水溶液の温度３℃を５℃に変
更した。それ以外は実施例１と同様に行った。

【００４５】この場合、ポリビニルアセタール樹脂の平
均アセタール化度は６４．０モル％で、アセタール化度
分布が平均アセタール化度（モル％）±２モル％以内に
９４％占有していた。その結果をまとめて表１に示す。

【００４６】実施例４ 実施例１のポリビニルアセタール樹脂の製造において、
重合度１７００、鹸化度９８．９モル％のポリビニルア
ルコール１９３ｇを、重合度１７００、鹸化度８７．８
モル％のポリビニルアルコール１９３ｇに変更した。ま
た、ｎ−オクチルアルデヒド１９２ｇをｎ−ブチルアル
デヒド１９２ｇに変更し、ｎ−ブチルアルデヒドを添加
するポリビニルアルコール水溶液の温度３℃を５℃に変
更した。また、可塑剤４０重量部を５０重量部に変更し
た。それ以外は実施例１と同様に行った。

【００４７】この場合、ポリビニルアセタール樹脂の平
均アセタール化度は５７．２モル％で、アセタール化度
分布が平均アセタール化度（モル％）±２モル％以内に
９２％占有していた。その結果をまとめて表１に示す。

【００４８】実施例５ 重合度１７００、鹸化度９８．９モル％のポリビニルア
ルコール１９３ｇを、純水２９００ｇに加えて加温溶解
した。この溶液の温度を１３℃に調節し、ｎ−オクチル
アルデヒド１９２ｇと濃度３５％の塩酸を全添加量の６
０％にあたる１２０ｇとを添加し、液温を２℃に下げて
この温度を保持して反応物を析出させた。

【００４９】その後、液温を３５℃で５時間保持し、残
りの濃度３５％の塩酸８１ｇを１時間かけて添加し、そ
のままの温度で４時間保持して反応を完了させ、中和、
水洗、乾燥を経て、白色粉末状のポリビニルアセタール
樹脂を得た。この樹脂の平均アセタール化度は６３．４
モル％で、アセタール化度分布が平均アセタール化度
（モル％）±２モル％以内に９０％占有していた。この
ポリビニルアセタール樹脂を用いること以外は実施例１
と同様に行った。その結果をまとめて表１に示す。

【００５０】実施例６ 実施例１で得られる合わせガラス用中間膜の厚み０．７
６mmを０．３８mmとし、この両側に厚み０．３８mmの通
常のポリビニルブチラール中間膜を積層した中間膜を使
用した。それ以外は実施例１と同様に行った。その結果
をまとめて表１に示す。

【００５１】比較例１ 重合度１７００、鹸化度９８．９モル％のポリビニルア
ルコール１９３ｇを、純水２９００ｇに加えて加温溶解
した。この溶液の温度を８℃に調節し、ｎ−オクチルア
ルデヒド１９２ｇと濃度３５％の塩酸２０１ｇとを添加
し、液温を２℃に下げてこの温度を保持して反応物を析
出させた。

【００５２】その後、液温を３５℃で５時間保持して反
応を完了させ、中和、水洗、乾燥を経て、白色粉末状の
ポリビニルアセタール樹脂を得た。この樹脂の平均アセ
タール化度は６４．８モル％で、アセタール化度分布が
平均アセタール化度（モル％）±２モル％以内に８６％
占有していた。このポリビニルアセタール樹脂を用いる
こと以外は、実施例１と同様に行った。その結果をまと
めて表１に示す。

【００５３】比較例２ 重合度１７００、鹸化度９８．９モル％のポリビニルア
ルコール１９３ｇを、純水２９００ｇに加えて加温溶解
した。この溶液の温度を１８℃に調節し、ｎ−ブチルア
ルデヒド１９２ｇと濃度３５％の塩酸２０１ｇとを添加
し、液温を１３℃に下げてこの温度を保持して反応物を
析出させた。

【００５４】その後、液温を４５℃で３時間保持して反
応を完了させ、中和、水洗、乾燥を経て、白色粉末状の
ポリビニルアセタール樹脂を得た。この樹脂の平均アセ
タール化度は６５．１モル％で、アセタール化度分布が
平均アセタール化度（モル％）±２モル％以内に６２％
占有していた。このポリビニルアセタール樹脂を用いる
こと以外は、実施例１と同様に行った。その結果をまと
めて表１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【発明の効果】上述の通り、この発明の遮音性合わせガ
ラス用中間膜は、特定のアセタール化度分布を有するポ
リビニルアセタール樹脂と可塑剤とからなり、この中間
膜を用いたこの発明の遮音性合わせガラスは、必要とす
る温度領域においてコインシデンス効果による遮音性の
低下を防止し、長期にわたって優れた遮音性を発揮す
る。

【００５７】例えば、従来のポリビニルアセタール樹脂
と可塑剤とからなる中間膜を用いた合わせガラスでは、
特定の温度領域でＪＩＳ Ａ４７０６規定する遮音等級
３５までしか合格できなかったのに対し、この発明によ
れば、特定の温度領域で遮音等級４０まで合格すること
ができる。しかも、平均アセタール化度を適当に設定す
ることにより優れた遮音性を発揮する温度領域を自由に
変更設定することができる。

【００５８】また、この発明において、遮音性合わせガ
ラスの中間膜は、透明性のよい可塑化ポリビニルアセタ
ール樹脂膜より構成されているので、衝撃に対する耐貫
通性がよく、またガラスと中間膜との接着性もよく、破
損時にガラスの破片が飛散しなく、透明性で安全性に優
れ、耐候性も良好である。

【００５９】したがって、この発明の合わせガラスの中
間膜及び合わせガラスは、例えば、恒温室やクリーンル
ームの窓材、空調された休憩室や会議室や音楽室の窓材
など環境温度が一定範囲に調節されている場所におい
て、遮音性が要求される用途に好適に使用される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリビニルアルコールを炭素数４〜１０
   のアルデヒドでアセタール化して得られるポリビニルア
   セタール樹脂と可塑剤とからなり、ポリビニルアセター
   ル樹脂のアセタール化度分布が、平均アセタール化度
   （モル％）±２モル％の範囲内に９０％以上占有してい
   ることを特徴とする遮音性合わせガラス用中間膜。
2. 【請求項２】 二枚のガラス板の間に、請求項１記載の
   遮音性合わせガラス用中間膜が接着されていることを特
   徴とする遮音性合わせガラス。