JPH06915A - 新規な合わせガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面ガラスで中心部がポリカーボネートから
なる高層ビルや車両用の窓ガラスとして好適に使用でき
る軽量、断熱性、安全性に優れた合わせガラスの提供 【構成】 基本的にガラス／ポリビニルブチラール／ポ
リカーボネート／ポリビニルブチラール／ガラスから成
る少なくとも５層構造を有する合わせガラスにおいて、
中間層のポリカーボネートが３５，０００以上の重量平
均分子量を有するポリカーボネートであることを特徴と
する合わせガラス

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面がガラスで中心部
がポリカーボネートからなる建築物の窓やドア用のガラ
スや車両用の窓ガラスとして好適に使用できる軽量、断
熱性、安全性に優れた合わせガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスは透明性、剛性、硬さ、耐候性、
耐薬品性等に優れるために、現在、一般建築物や高層ビ
ル等の窓ガラス、ショウウィンドーやドア及び自動車、
バス、鉄道車両等の輸送用車両や航空機等の窓ガラス等
に広く用いられている。しかしながら、ガラスは非常に
脆く割れ易いために安全性に問題があり、種々の改良が
なされてきた。例えば、急冷法によりガラス自体の強度
を上げた強化ガラス、金網を入れることにより防犯性や
耐衝撃性及び割れたガラスの耐飛散性を高めた網入りガ
ラス、ポリビニルブチラールを中間層に入れ割れたガラ
スの耐飛散性を高めた合わせガラス等がある。

【０００３】現在、建築物特に高層ビルの窓ガラスに
は、これら改良された板ガラスが使用されているが、破
損したガラスの落下による災害が後を断たず、耐衝撃性
や割れたガラスの耐飛散性の更なる改良が望まれてい
る。また、建築物のガラス面積の増加に伴いガラスの断
熱性や軽量化の改善も併せて望まれている。又、車両用
の窓ガラスにおいては、安全性の観点から合わせガラス
がその主流になっているが、燃費改善のためのガラスの
軽量化と断熱性の改良が望まれている。一方、ポリカー
ボネートは、透明軽量で、耐衝撃性に優れているため、
シート状に加工され、一部ガラス代替用途に使用されて
いるが、光により着色する、傷が付き易い、耐溶剤性が
劣る、剛性が劣る等の問題があり、これら用途には使用
できなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、中心部
が軽量かつ耐衝撃性に優れるポリカーボネートで、表面
が剛性、硬さ、耐候性、耐薬品性に優れるガラスからな
る合わせガラスができれば、上記要求を満足する窓ガラ
スができると考え、研究を行ってきた。しかしながら、
ガラスと通常使用されているポリカーボネートとの接着
にポリビニルブチラールを用いた場合、ポリカーボネー
トが白化し、透明性を失うという問題が発生した。本発
明は、そのポリカーボネートの白化を克服し、耐衝撃
性、割れたガラスの耐飛散性、軽量、耐熱性に優れた合
わせガラスを完成させることを課題をするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は上記
課題を解決するため研究を重ねた結果、重量平均分子量
が３５，０００以上のポリカーボネートを用いることに
よって白化を防止でき、上記性能を満足する合わせガラ
スが得られることを見出し本発明に到達した。すなわち
本発明は、基本的にガラス／ポリビニルブチラール／ポ
リカーボネート／ポリビニルブチラール／ガラスから成
る少なくとも５層構造を有する合わせガラスにおいて、
中間層のポリカーボネートが３５，０００以上の重量平
均分子量を有するポリカーボネートであることを特徴と
する合わせガラスを提供するものである。

【０００６】本発明の合わせガラスは比重が１．２〜
２．０〔ｇ／ｃｃ〕、熱伝導率が４．５×１０^-4〜１５
×１０^-4〔ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ〕であるもの
が好ましく、且つポリビニルブチラール層に、紫外線吸
収剤を１〜１５重量％含有するものが好ましい。本発明
に用いられるガラスは、一般に板ガラスや合わせガラス
に用いられているガラスが使用できる。例えば、ソーダ
石灰ガラス、リン珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガ
ラス、カリ石灰ガラス、鉛アルカリガラス、アルミナ珪
酸ガラス、バリウムガラス等があり、これらの、強化ガ
ラス、半強化ガラス、部分強化ガラス、未強化ガラス等
が使用できるが、特に限定されるものでない。

【０００７】本発明に用いられるポリビニルブチラール
は、ポリビニルブチラールであれば良く特に限定されな
いが、合わせガラス用中間膜として一般に使用されてい
るポリビニルブチラールフィルムが使用でき、ポリビニ
ルブチラール中の水酸基（ｎ）：アセチル基（ｍ）：ブ
チラール基（ｌ）のモル比が２０〜５０：１〜５：４０
〜７０程度の下記一般式のポリビニルブチラールが好適
に使用できる。

【０００８】

【化１】

【０００９】ポリビニルブチラールの性能は、その重合
度、水酸基／アセチル基／ブチラール基のモル比、可塑
剤、熱安定剤等により異なるが、特に限定されるもので
はない。前記合わせガラス用中間膜として一般に使用さ
れているポリビニルブチラールが好ましく使用できる。
また、ポリビニルブチラールには、可塑剤、熱安定剤、
紫外線吸収剤、着色剤等が添加されていても良い。可塑
剤としては、例えば、フタル酸エステル系、リン酸エス
テル系、脂肪酸エステル系、グリコール誘導体系等が挙
げられ、特に脂肪酸エステル系、グリコール誘導体系の
可塑剤が好ましく用いられる。本発明に用いられるポリ
カーボネートは、下記式（１）で表わされる繰り返し単
位からなる主鎖を有するポリカーボネートである。

【００１０】

【化２】 式中、Ａｒは、二価の芳香族残基であり、例えば、フェ
ニレン、ナフチレン、ビフェニレン、ピリジレンや、式
（２）で表されるものが挙げられる。

【００１１】

【化３】 −Ａｒ¹ −Ｙ−Ａｒ² − 式（２） 〔式中、Ａｒ¹ 及びＡｒ² は、それぞれアリーレン基で
あって、例えばフェニレン、ナフチレン、ビフェニレ
ン、ピリジレン等の基を表わし、Ｙは下記化１で表わさ
れるアルキレン基または置換アルキレン基である。〕

【００１２】

【化４】 また、式（３）で示される二価の芳香族残基を共重合体
成分として含有していても良い。

【００１３】

【化５】 −Ａｒ¹ −Ｚ−Ａｒ² − 式（３） 〔式中、Ａｒ¹ 、Ａｒ² は前記と同じであり、Ｚは単な
る結合、又は−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｓ−、−ＳＯ₂ −、
−ＣＯ₂ −、−ＣＯＮ（Ｒ¹ ）（Ｒ² ）−、（Ｒ¹ 、Ｒ
² は前記と同様）等の二価の基である。〕これら二価の
芳香族残基の例としては、例えば、下記の化６、化７、
化８で表されるもの等が挙げられる。

【００１４】

【化６】

【００１５】

【化７】

【００１６】

【化８】 〔式中、Ｒ⁵ およびＲ⁶ は、それぞれ水素、ハロゲン、
Ｃ₁ 〜Ｃ₁₀アルキル基、Ｃ₁ 〜Ｃ₁₀アルコキシ基、Ｃ₅
〜Ｃ₁₀シクロアルキル基又はフェニル基であって、ｍ及
びｎは１〜４の整数で、ｍが２〜４の場合には各Ｒ⁵ は
それぞれ同一でも異なるものであってもよいし、ｎが２
〜４の場合は各Ｒ⁶ はそれぞれ同一でも異なるものであ
ってもよい。〕なかでも、下記式で表されるものが好ま
しい一例である。

【００１７】

【化９】 特に、上記の化９をＡｒとする繰り返しユニットを８５
モル％以上含むものが好ましい。

【００１８】また、本発明のポリカーボネートは、三価
以上の芳香族残基きを共重合成分として含有していても
よい。ポリマー末端の分子構造は特に限定されないが、
ヒドロキシル基、アリールカーボネート基、アルキルカ
ーボネート基から選ばれた１種以上の末端基を結合する
ことができる。アリールカーボネート基末端は下記式

【００１９】

【化１０】 〔式中、Ａｒ³ は一価の芳香族残基。芳香環は、置換さ
れていてもよい。〕で表され、具体例としては、例え
ば、

【００２０】

【化１１】 等が挙げられる。アルキルカーボネート基末端は、下式

【００２１】

【化１２】 〔式中、Ｒ⁷ は炭素数１〜２０の直鎖もしくは分岐アル
キル基〕で表され、具体例としては、例えば、

【００２２】

【化１３】 等が挙げられる。これらの中で、フェニルカーボネート
基、ｐ−ｔ−ブチルフェニルカーボネート基、ｐ−クミ
ルフェニルカーボネート基等が好ましく用いられる。ヒ
ドロキシル基末端は、耐熱性、耐熱水性を低下させるた
め、極力少ない方が好ましい。

【００２３】本発明に用いられるポリカーボネートの重
量平均分子量（Ｍｗ）は、３５，０００以上であること
が必要である。重量平均分子量が３５，０００より小さ
い場合は、ポリビニルブチラールとの張り合わせの際や
その後の使用時に白化し好ましくない。これは、ポリビ
ニルブチラール本体又はそれに含まれる添加剤例えば可
塑剤等によってポリカーボネートが浸され白化するもの
と思われる。重量平均分子量の上限としては、特に限定
されないが、約３００，０００程度であり、これよりよ
り大きい場合は、溶融粘度が高くなりすぎ押出成形性が
低下する。好ましくは、４０，０００〜１００，０００
の範囲にあり、更に好ましくは、４０，０００〜８０，
０００の範囲にある。特に、４５，０００〜６５，００
０の範囲の重量平均分子量が好ましい。

【００２４】本発明における重量平均分子量（Ｍｗ）の
測定は、ＧＰＣを用いて行い、測定条件は下記の方法に
よった。テトラヒドロフラン溶媒、ポリスチレンゲルを
使用し、標準単分散ポリスチレンの構成曲線から下式に
よる換算分子量較正曲線を用いて求めた。

【００２５】

【化１４】Ｍ_PC＝０．３５９１Ｍ_PS ^1.0388 （Ｍ_PCはポリカーボネートの分子量、Ｍ_PSはポリスチレ
ンの分子量）

【００２６】これらポリカーボネートは、公知の方法で
製造できる。具体的には、芳香族ジヒドロキシ化合物と
カーボネート前駆体と反応せしめる公知の方法、例え
ば、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンを水酸化ナト
リウム水溶液及び塩化メチレン溶媒の存在下に反応させ
る界面重合法（ホスゲン法）、芳香族ジヒドロキシ化合
物とジフェニルカーボネートと反応させるエステル交換
法（溶融法）、結晶化カーボネートプレポリマーを固相
重合する方法（特開平１−１５８０３３、特開平１−２
７１４２６、特開平３−６８６２７等）等の方法により
製造できる。なかでも、固相重合法は、高分子量のポリ
カーボネートの製造が容易で、且つ得られるポリカーボ
ネートに塩化メチレンや塩素化合物、ナトリウム化合物
を実質的に含まないものが得られ、耐熱性やカラー等の
特性に優れるため好ましい。

【００２７】また、本発明に用いられるポリカーボネー
トには、熱安定剤、離型剤、着色剤、紫外線吸収剤等が
含有されていても良い。熱安定剤としては、特開平３−
１６３１６０号公報，特開平３−１６３１６１号公報等
に記載されたリン系安定剤等の使用が好ましく用いら
れ、紫外線吸収剤としては、後述のベンゾフェノン系や
ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤が好ましく用いら
れる。

【００２８】また、本発明の合わせガラスは、ガラス自
身が紫外線を吸収するために、耐候性に優れているが、
更に耐候性を向上させる目的で、各層に紫外線吸収剤を
添加しても良い。特に、ポリビニルブチラール層にて紫
外線を吸収カットすることによりボリカーボネートの耐
候性を向上させる目的で、ポリビニルブチラール層に高
濃度の紫外線吸収剤を添加してもよい。その場合、紫外
線吸収剤の使用量は、１〜１５重量％が好ましく、３〜
１０重量％が特に好ましい。

【００２９】使用する紫外線吸収剤としては、例えば２
−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒド
ロキシ−４−オクチロキシベンゾフェノン、２，２’−
ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’
−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノ
ン、等のベンゾフェノン系、２−（２’−ヒドロキシ−
５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−
（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチル
フェニル）５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’
−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）
５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５’−ｔ−
アミルヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−
（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）ベ
ンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，
５’−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル）−
２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−
３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾ
ール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ラウリル−５’
−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリ
アゾール系、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４
−ピペリジル）セバケート等のヒンダードアミン系等が
挙げられる。

【００３０】本発明の合わせガラスは、前述のガラス、
ポリビニルブチラール、ポリカーボネートが、基本的に
ガラス／ポリビニルブチラール／ポリカーボネート／ポ
リビニルブチラール／ガラスから成る少なくとも５層構
造を有するものである。各層の厚みは通常、ガラスが
０．１〜１０ｍｍ、ポリビニルブチラールが０．１〜
１．５ｍｍ、ポリカーボネートが０．２〜２０ｍｍの範
囲にあるが、使用する用途により異なるのでこれに限定
されるものではない。例えば、防弾ガラスとして用いる
場合は、弾丸の貫通阻止能力により各層の厚みが厚くな
り、この範囲を越えることもある。

【００３１】また、ポリビニルブチラール層は接着層と
しての役割に加え、ガラス層とポリカーボネート層の熱
膨張率の差を吸収する働きを有しており、各層の厚さや
使用条件により厚みは決定される。また、各層が多層構
造になっていても良い。例えば、ポリビニルブチラール
と接触する面のみを重量平均分子量３５，０００以上の
ポリカーボネート内部を３５，０００以下のポリカーボ
ネートとした多層化ポリカーボネート層でも良い。ま
た、これらを組み合わせて、５層以上の構造、例えばガ
ラス／ポリビニルブチラール／ポリカーボネート／ポリ
ビニルブチラール／ガラス／ポリビニルブチラール／ガ
ラスのような構造も可能であり、最外層のガラス上に光
反射フィルムや調光フィルム等を張り合わせることも可
能である。

【００３２】各層の比率の内、ガラス層の表裏合計の厚
さがポリカーボネート層厚さより、小さい方が熱伝導率
と比重が小さくなり好ましい。本発明の合わせガラス
は、熱伝導率が４．５×１０^-4〜１５×１０^-4［ｃａｌ
／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ］の範囲にあることが好まし
い。この範囲より小さい場合は、ガラスの厚みが小さく
なり製造しずらい。この範囲より大きい場合は、断熱効
果が小さくなる。４．５×１０^-4〜１２×１０^-4［ｃａ
ｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ］の範囲がより好ましく、特
に５×１０^-4〜１０×１０^-4［ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・
ｄｅｇ］の範囲が好ましい。

【００３３】また、比重は、１．２〜２．０［ｇ／ｃ
ｃ］の範囲にあることが好ましい。この範囲より小さい
場合は、ガラスの厚みが小さくなり製造しずらい。この
範囲より大きい場合は、重量が大きくなり、取扱い性が
低下する。１．２〜１．８［ｇ／ｃｃ］の範囲がより好
ましく、特に、１．２〜１．６［ｇ／ｃｃ］の範囲が好
ましい。

【００３４】本発明の合わせガラスは、ポリビニルブチ
ラールを接着剤層としているため、８０℃以上の温度で
加圧下に張り合わせることで容易に製造できる。例え
ば、各層を重ね合わせた後、減圧下に置き層間の空気を
充分に除去した後、加熱加圧して接着する方法や、あら
かじめガラス表面に溶媒で希釈したポリビニルブチラー
ルをコーティングし乾燥後にポリカーボネートと加熱加
圧し張り合わせる方法等がある。

【００３５】

【実施例】以下、実施例にて詳細に説明する。また、実
施例においては本発明内容を明確にする目的で平面状の
合わせガラスについて説明するが、２次及び３次曲面状
の合わせガラスに対しても充分適用しうる。なお、実施
例において本発明を構成する各層は、次のものを用い
た。

【００３６】ガラス：普通板ガラス（ソーダ石灰ガラス
の未強化ガラス板） ポリビニルブチラールＡ：積水化学工業（株）製 エス
レックフィルム ＨＩタイプ ポリビニルブチラールＢ：ポリビニルブチラール樹脂
（ブチラール化度６５モル％）１００重量部、エステル
系可塑剤（Ｃ₄ Ｈ₉ Ｏ−（Ｃ₂ Ｈ₄ Ｏ）₂−ＣＯＣ₄ Ｈ
₈ ＣＯ−（ＯＣ₂ Ｈ₄ ）₂ −ＯＣ₄ Ｈ₉ ）４０重量部、
紫外線吸収剤（２−（２’−ヒドロキシ−３’−ラウリ
ル−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール）１４
重量部を二軸混練機をを用いて８５℃で５分間混練し、
ついで１１０℃、１５０ｋｇ／ｃｍ² の条件でプレス成
形して得られるシート ポリカーボネート：特開平３−６８６２７の方法で、ジ
フェニルカーボネートと２，２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパンとから製造されたポリカーボネート
（重量平均分子量＝２８，０００、４３，０００、５
６，０００、６２，０００及び７５，０００）の溶融押
出シート

【００３７】実施例１、２、３、比較例１ １．１ｍｍ厚のガラス板、０．３８ｍｍ厚のポリビニル
ブチラールＡシート、５ｍｍ厚のポリカーボネートシー
ト（重量平均分子量＝２８，０００、４３，０００、５
６，０００及び７５，０００）ガラス／ポリビニルブチ
ラール／ポリカーボネート／ポリビニルブチラール／ガ
ラスの順に重ね合わせ、全体を真空パック袋にいれ、該
真空パック袋内を真空にした後、真空パックを封止す
る。テフロン板と鉄板で挟み、圧力１０ｋｇ／ｃｍ² 、
１２０℃で約２０分プレスし接着した。そのままプレス
から取り出し、徐冷して、合わせガラスを得た。このも
のの評価結果を表１に示す。なお、落球試験はＪＩＳ
Ｒ３２０５、比重はＡＳＴＭＤ７９２、熱伝導率はＡＳ
ＴＭ Ｃ１７７に示される方法に準じて行った。

【００３８】実施例４ １ｍｍ厚のガラス板、０．３８ｍｍ厚のポリビニルブチ
ラールＢシート、５ｍｍ厚のポリカーボネートシート
（重量平均分子量＝５６，０００）を実施例１と同様に
重ね合わせて、接着し、本発明の合わせガラスを得た。
評価結果を表１に示す。なお、耐候性は、サンシャイン
ウェザーメーター（キセノン光源、６３℃×０．５５Ｗ
／ｍ² ）で６００時間テストした。

【００３９】実施例５ ポリカーボネートシートとして、紫外線吸収剤として２
−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）
ベンゾトリアゾール０．３重量％を含有する重量平均分
子量５６，０００のポリカーボネートシートを用いる以
外は、実施例１と同様にして本発明の合わせガラスを得
た。評価結果を表１に示す。

【００４０】比較例２、３ 普通板ガラス（６ｍｍ厚さ＝比較例２）、及び２．５ｍ
ｍ厚のガラス板／０．３８ｍｍ厚のポリビニルブチラー
ルＡシート／２．５ｍｍ厚のガラス板を実施例１に示す
方法で接着した合わせガラス（比較例３）を評価した。
結果を表１に示す。

【００４１】実施例６ ０．５ｍｍ厚のガラス板、重量平均分子量６２，０００
のポリカーボネートシートを用いる以外は実施例１と同
様にして接着した本発明の合わせガラスを得た。評価結
果を、表１に示す。

【００４２】実施例７ ０．５ｍｍ厚のガラス板、０．８ｍｍ厚のポリビニルブ
チラールＡシート、厚み１０ｍｍで重量平均分子量６
２，０００のポリカーボネートシートを実施例１と同様
にして接着し本発明の合わせガラスを得た。評価結果を
表１に示す。

【００４３】

【発明の効果】以上、実施例に示したように、本発明の
合わせガラスは透明で耐衝撃性、ガラスの耐飛散性に優
れ、且つ計量で、断熱性に優れており、安全ガラス、省
エネガラスとしての評価が大きい。そのため、建築物の
窓ガラス、ショーウィンドーやドア特にガラス面積の大
きい高層ビルのガラスとして、また自動車、バス、トラ
ック、鉄道等の車両用のガラスとして好適に使用でき
る。更に、学校、体育館、病院等の窓ガラスやドアに用
いられる安全ガラスとしても好適に使用できる。

【００４４】

【表１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基本的にガラス／ポリビニルブチラール
   ／ポリカーボネート／ポリビニルブチラール／ガラスか
   ら成る少なくとも５層構造を有する合わせガラスにおい
   て、中間層のポリカーボネートが３５，０００以上の重
   量平均分子量を有するポリカーボネートであることを特
   徴とする合わせガラス。