многослойные промежуточные слои с поверхностью разрушенного расплава

Формула изобретения

1. Промежуточный слой на основе поливинилбутираля, полученный способом, включающий стадии: образования первого расплава поливинилбутираля, второго расплава поливинилбутираля и третьего расплава поливинилбутираля; и

соэкструзия указанного первого расплава поливинилбутираля, указанного второго расплава поливинилбутираля и указанного третьего расплава поливинилбутираля с образованием указанного промежуточного слоя в следующем порядке: первый слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора, слой на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора от 50 до 80 вес.ч. пластификатора на 100 ч. смолы, и второй слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора, где слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора отличается от слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора содержанием пластификатора, по меньшей мере, 25 вес.ч. пластификатора на 100 ч. полимера;

при этом обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуется значением Rz 20-50 мкм, которое обеспечено разрушением расплава во время указанной соэкструзии, и значением R_SM меньше 800 мкм, которое обеспечено разрушением расплава во время соэкструзии,

при этом указанный первый слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше, чем прочность на разрыв указанного слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора;

и, при этом вышеупомянутый второй слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше, чем прочность на разрыв указанного слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора.

2. Промежуточный слой по п.1, в котором обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением R_SM меньше 700 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

3. Промежуточный слой по п.1, в котором обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением R _Z 25-50 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

4. Многослойная стеклопанель, полученная способом, включающим стадии:

соэкструзию полимерного промежуточного слоя, содержащего:

первый полимерный слой, содержащий пластифицированный термопластический полимер;

второй полимерный слой, содержащий пластифицированный термопластический полимер с содержанием пластификатора от 50 до 80 вес.ч. на 100 ч. полимера; и,

третий полимерный слой, содержащий пластифицированный термопластический полимер;

где содержание пластификатора в первом и третьем слое отличается, по меньшей мере, на 25 вес.ч. на 100 ч. полимера;

при этом указанный второй полимерный слой расположен между указанным первым полимерным слоем и указанным третьим полимерным слоем,

при этом указанный первый полимерный слой имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше прочности на разрыв указанного второго полимерного слоя;

где указанный третий полимерный слой имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше прочности на разрыв указанного второго полимерного слоя; и,

при этом поверхность указанного первого полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением Rz 20-60 мкм, которое обеспечено разрушением расплава, и значением R_SM меньше 800 мкм, которое обеспечено разрушением расплава;

и ламинирование указанного полимерного промежуточного слоя между двух стеклянных подложек с образованием указанной многослойной стеклопанели.

5. Многослойная стеклопанель по п.4, в которой поверхность вышеупомянутого третьего полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением Rz 20-60 мкм, которое обеспечено разрушением расплава, и значением R _SM меньше 800 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

6. Многослойная стеклопанель по п.4, в которой указанный первый полимерный слой, указанный второй полимерный слой и указанный третий полимерный слой содержат поливинилбутираль.

7. Многослойная стеклопанель по п.5, в которой поверхность указанного первого полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением R_SM меньше 700 мкм, которое обеспечено разрушением расплава, и где указанная поверхность указанного третьего полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением R_SM меньше 700 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

8. Многослойная стеклопанель по п.5, в которой поверхность указанного первого полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением Rz 25-50 мкм, которое обеспечено разрушением расплава, и где указанная поверхность указанного третьего полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением Rz 25-50 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

9. Многослойная стеклопанель по п.4, в котором указанная поверхность указанного первого полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением R_SM меньше 700 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

10. Многослойная стеклопанель по п.4, в которой указанная поверхность указанного первого полимерного слоя, противоположная указанному второму полимерному слою, характеризуется значением Rz 25-50 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

11. Способ получения промежуточного слоя на основе поливинилбутираля, включающий:

образование первого расплава поливинилбутираля, второго расплава поливинилбутираля и третьего расплава поливинилбутираля;

соэкструзию указанного первого расплава поливинилбутираля, указанного второго расплава поливинилбутираля и указанного третьего расплава поливинилбутираля с образованием указанного промежуточного слоя в следующем порядке: первый слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора, слой на основе поливинилбюутираля с высоким содержанием пластификатора от 50 до 80 вес.ч. пластификатора на 100 ч. смолы, и второй слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора, где слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора отличается от слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора содержанием пластификатора по меньшей мере 25 вес.ч. пластификатора на 100 ч. полимера;

управление разрушением расплава во время соэкструзии так, что обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением Rz 25-50 мкм и значением R _SM меньше 800 мкм;

при этом указанный первый слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше, чем прочность на разрыв указанного слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора;

и, при этом вышеупомянутый второй слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше, чем прочность на разрыв указанного слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора.

12. Способ по п.11, в котором обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением R_SM меньше 700 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

13. Способ по п.11, в котором обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением Rz 25-50 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

14. Способ получения многослойной стеклопанели, включающий:

образование первого расплава поливинилбутираля, второго расплава поливинилбутираля и третьего расплава поливинилбутираля;

соэкструзию указанного первого расплава поливинилбутираля, указанного второго расплава поливинилбутираля и указанного третьего расплава поливинилбутираля с образованием указанного промежуточного слоя в следующем порядке: первый слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора, слой на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора от 50 до 80 вес.ч. пластификатора на 100 ч. смолы, и второй слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора, где слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора отличается от слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора содержанием пластификатора по меньшей мере 25 вес.ч. пластификатора на 100 ч. полимера;

управление разрушением расплава во время соэкструзии так, что обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением Rz 25-50 мкм и значением R _SM меньше 800 мкм;

и ламинирование указанного полимерного промежуточного слоя между двух стеклянных подложек с образованием указанной многослойной стеклопанели;

при этом указанный первый слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше, чем прочность на разрыв указанного слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора;

и, при этом вышеупомянутый второй слой на основе поливинилбутираля с низким содержанием пластификатора имеет прочность на разрыв, по меньшей мере, на 15 кг/см² больше, чем прочность на разрыв указанного слоя на основе поливинилбутираля с высоким содержанием пластификатора.

15. Способ по п.11, в котором обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением R_SM меньше 700 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

16. Промежуточный слой по п.11, в котором обе поверхности указанного промежуточного слоя характеризуются значением Rz 25-50 мкм, которое обеспечено разрушением расплава.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области полимерных промежуточных слоев и многослойных стеклопанелей, содержащих полимерные промежуточные слои, и, более конкретно, к области полимерных промежуточных слоев, содержащих слои из термопластического полимера.

ОБОСНОВАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поливинилбутираль (ПВБ) традиционно применяют для изготовления полимерных слоев, которые могут быть использованы в качестве промежуточных в светопропускающих ламинатах, таких как безопасное стекло или полимерные ламинаты. Безопасным стеклом часто называют прозрачный ламинат, включающий слой из поливинилбутираля, расположенный между двумя листами стекла. Безопасное стекло обычно применяют для создания прозрачной перегородки в архитектурных и автомобильных окнах. Его основная функция - поглощать энергию, возникающую при ударе предметом [о стекло], при этом не допускать проникновения предмета сквозь окно или разброса осколков стекла, тем самым минимизировать повреждения или ущерб, наносимый людям или объектам внутри закрытого пространства.

Безопасное стекло может также обеспечивать такие полезные эффекты, как ослабление акустических шумов, снижение пропускания ультрафиолетового и/или инфракрасного излучения, и/или улучшение внешнего вида и эстетической привлекательности оконных стекол.

Полимерные промежуточные слои, используемые в безопасных стеклах, могут состоять из одиночного слоя термопластического полимера, такого как поливинилбутираль, который обладает одним или многими модифицирующими физическими свойствами, например снижающими процент звука, пропускаемого стеклом. Обычные попытки такого акустического демпфирования включают использование термопластических полимеров с низкой температурой стеклования. В других экспериментах использовали два смежных слоя термопластических полимеров, где слои имели несходные свойства (см., например, патенты США и патентную заявку 2003/0139520 A1).

Особенная проблема с многослойными промежуточными слоями возникает на стадии ламинирования. В то время как однослойные промежуточные слои обычно подвергают тиснению валками для придания текстуры, которая облегчает деаэрацию, трехслойные промежуточные слои, содержащие относительно мягкий внутренний слой между двумя относительно жесткими слоями, как в некоторых акустических промежуточных слоях, подвержены оптическим искажениям, если тиснение внешних поверхностей переносится на внутренний, более мягкий слой. Эта проблема детально рассматривается в европейской патентной заявке EP 0710545 A1, и обращается внимание на неприемлемость слишком глубокого тиснения внешних слоев трехслойного промежуточного слоя.

Таким образом, существует потребность в составах и способах, могущих улучшить промежуточные слои и многослойные стеклопанели, в которых они используются, и, конкретнее, многослойные стеклопанели, содержащие слои поливинилбутираля, без отрицательного влияния на их оптическое качество.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает многослойные промежуточные слои, состоящие из мягкого внутреннего полимерного слоя и относительно жестких внешних слоев, которые могут быть ламинированы без появления недопустимых оптических искажений и использованы в многослойных стеклопанелях различного назначения. Многослойные промежуточные слои согласно настоящему изобретению имеют топографию поверхности, которая образуется путем управления разрушением расплава на внешней поверхности промежуточного слоя или индивидуальных слоев многослойного промежуточного слоя во время формирования промежуточного слоя. Благодаря прецизионному управлению топографией поверхности промежуточного слоя, ламинирование слоя с жесткой подложкой не приводит к неприемлемым оптическим искажениям, вызываемым переносом поверхностной топографии через внешние слои к внутренним более мягким слоям промежуточного слоя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

На фиг.1 схематически показано поперечное сечение многоколлекторного устройства для соэкструзии согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предметом настоящего изобретения являются многослойные промежуточные слои, употребляющиеся в изделиях из ламинированного стекла, в которых желательно использование многослойных промежуточных слоев, состоящих из относительно жестких внешних слоев и мягкого внутреннего слоя.

Один из типов многослойного промежуточного слоя с мягким внутренним слоем - это акустический многослойный промежуточный слой. Как описано здесь, акустические многослойные промежуточные слои согласно настоящему изобретению в предпочтительном варианте реализации содержат относительно мягкий слой, проложенный между двумя относительно жесткими слоями. Полученный трехслойный промежуточный слой может быть использован в процессе ламинирования непосредственно вместо обычного одиночного промежуточного слоя, без большой, или даже минимальной модификации процесса ламинирования.

Хотя изобретение будет здесь описано как применимое к таким акустическим промежуточным слоям, должно быть понятно, что сущность изобретения, которое включает многослойные, например трехслойные, промежуточные слои, содержащие внутренний полимерный слой, более мягкий, чем внешние слои, между которыми он расположен, относится и к неакустическим многослойным промежуточным слоям. Согласно настоящему изобретению было неожиданно обнаружено, что деаэрация многослойного промежуточного слоя может быть облегчена без какого-либо тиснения, путем намеренного осуществления процесса разрушения расплава на поверхностях внешних слоев многослойного промежуточного слоя. Разрушение расплава обычно регулируется при формировании слоя в прямоугольном отверстии экструзионной головки, образуемом его рабочими поверхностями, температура которых ниже температуры экструдируемого расплава. Это достигается пропусканием теплообменной жидкости через каналы, расположенные под рабочими поверхностями. Разрушение расплава на одной или обеих внешних поверхностях наружных слоев многослойного промежуточного слоя может еще управляться изменением других технологических параметров экструдируемого слоя (см. патенты США 5455103; 6077374; 5425977; 4281980; и 4575540, а также Polymer Processing Instabilities [Нестабильность полимерных процессов] под редакцией Savvas Hatzikiriakos and Kaiman Migler, CRC Press 2004, ISBN 0824753860).

В различных вариантах реализации настоящего изобретения разрушение расплава может осуществляться на одной стороне полимерного слоя, например, посредством экструзии полимера на валки, или на двух сторонах полимерного слоя, например, при экструзии полимера прямо в воздух, а затем в охлаждающую ванну. Одна или обе поверхности внешних полимерных слоев, производимых с использованием этого управляемого разрушения расплава, приобретает желаемую «грубость», или "Rz", и Rsm. Rz - это характеристика топографии поверхности полимерного слоя и показатель отличия поверхности от абсолютной плоскости. Rsm - это параметр, характеризующий расстояния между пиками в топографии поверхности полимерного слоя. Оба показателя будут детально описаны ниже.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения изготавливали многослойные промежуточные слои без тиснения, у которых внешние поверхности промежуточного слоя характеризовались значением Rz от 20 до 60, или от 25 до 50, и это достигалось разрушением расплава. Две внешние поверхности могли иметь одинаковые или разные значения Rz. В других вариантах реализации только одна из двух внешних поверхностей имела намеченное значение Rz. В третьей серии реализации либо один, либо оба внешних слоя промежуточного слоя имели намеченное значение Rz на внутренней поверхности, которая находится в контакте с внутренним, относительно мягким слоем.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения внешние поверхности промежуточного слоя по настоящему изобретению характеризуются значениями Rsm меньше 800, 750 или 700. В других вариантах реализации только одна внешняя поверхность имеет намеченное значение Rsm. В некоторых других вариантах реализации одна или обе внутренние поверхности внешних слоев промежуточного слоя имели намеченное значение Rsm. Заданные значения Rsm можно сочетать с заданными значениями Rz в любом подходящем сочетании, чтобы получить желаемые характеристики поверхности. Так промежуточные слои согласно настоящему изобретению могут иметь значения Rz от 20 до 60, и значения Rsm - меньше 800, 750, или 700; и могут также иметь Rz - от 25 до 50 и Rsm - меньше 800, или 750, или 700. Получаемые промежуточные слои с указанными Rz и/или Rsm могут быть легко ламинированы между двумя слоями стекла. Значения Rz и Rsm, приведенные выше, которые обеспечены разрушением расплава, и которые присутствуют по меньшей мере на одной, а предпочтительно - на обеих внешних поверхностях внешних слоев трехслойного промежуточного слоя, приводят к тому, что внешние поверхности после того, как они приведены в контакт со стеклянными слоями и ламинированы, могут быть легко деаэрированы с использованием таких средств деаэрации как, например, отжимные валки или вакуумное кольцо.

Когда здесь говорится в отношении Rz и Rsm «обеспечены разрушением расплава», это значит, что текстура поверхности, измеренная параметрами Rz и Rsm, получена способом разрушения расплава во время экструзии.

Многослойные промежуточные слои согласно настоящему изобретению, функция которых - снижать передачу звука через стеклопанели, включают такие прототипы, как, например, патент США 5190826, который предлагает применение ацеталей с различной длиной углеродной цепи и патентная заявка США 2003/0139520 A1, которая предлагает использовать различную степень полимеризации, и японский патент 3377848 и патент США 5340654, в которых предложено использование уровня остаточного ацетата, по меньшей мере, 5 мол.% для одного из двух смежных слоев, для обеспечения различия в составе. В одном из предпочтительных вариантов реализации превосходные звукоподавляющие свойства были приданы многослойным стеклопанелям путем включения в них многослойного промежуточного слоя, содержавшего два полимерных слоя, имеющих различные концентрации пластификатора.

Путем формирования полимерных слоев согласно описанной выше методике можно снизить пропускание звука через многослойные стеклопанели, например, более чем на 2 децибела на нужной частоте или в области частот. Поскольку варианты реализации с тремя полимерными слоями могут быть выполнены так, чтобы они были легко выполнимыми, и их можно было использовать, просто заменив обычный промежуточный слой в обычном процессе, промежуточные слои согласно настоящему изобретению будут применимы во многих приложениях, не требуя никакой модификации способа производства, используемого в этих приложениях. Например, производство автомобильных ветровых стекол может включать использование обычных полимерных промежуточных слоев, которые можно заменить промежуточными слоями согласно настоящему изобретению без каких-либо изменений в процессе окончательного формирования ветровых стекол.

Используемый здесь термин «промежуточный слой» означает любую термопластическую конструкцию, которая может быть применена в многослойных стекольных изделиях, чтобы обеспечить такую стойкость к проникновению и свойство сохранения стекла, какие желательны у безопасных стекол архитектурных и автомобильных окон, а «многослойный» промежуточный слой - это промежуточный слой, который образован соединением, обычно в процессе ламинирования или соэкструзии, двух или более индивидуальных слоев в один промежуточный слой. В различных вариантах реализации согласно настоящему изобретению многослойный промежуточный слой содержит минимум два слоя, находящихся в контакте друг с другом, где каждый полимерный слой содержит термопластический полимер, как подробно излагается в настоящем описании. В каждом из слоев термопластический полимер может быть одним и тем же или это могут быть различные полимеры. В этих вариантах реализации свойство демпфирования звука сообщается промежуточному слою путем изготовления каждого полимерного слоя с различным составом и ламинирования этих двух слоев с образованием одного многослойного промежуточного слоя, который и имеет желаемое свойство уменьшения звука. В предпочтительных вариантах реализации, как описано ниже, полимерный слой с высоким содержанием пластификатора прокладывают между двумя слоями с низким содержанием пластификатора с образованием трехслойного промежуточного слоя. Состав полимерных слоев выбирается так, чтобы суммарная миграция пластификатора из одного полимерного слоя в другой была нулевой или пренебрежимо малой, чтобы сохранялось различие слоев по его содержанию.

Когда здесь используется словосочетание «содержание пластификатора», имеется

в виду, что оно измеряется в весовых частях на сто весовых частей смолы. Например, если 30 г пластификатора добавлены к 100 г полимерной смолы, то содержание пластификатора в полученном пластифицированном полимере составляет 30 частей. Везде в данном тексте, когда дано содержание пластификатора в полимерном слое, содержание пластификатора в этом индивидуальном слое указывается в соответствии с содержанием пластификатора в расплаве, который использовался для изготовления этого индивидуального слоя.

Для слоев с неизвестным содержанием пластификатора, оно может быть определено мокрым химическим методом, в котором для экстракции пластификатора из слоя используется подходящий растворитель или смесь растворителей. Определив вес образца слоя и вес экстрагированного слоя, можно вычислить содержание пластификатора в частях на 100 частей. В случае двухполимерного промежуточного слоя один полимерный слой может быть физически отделен от другого перед определением содержания пластификатора в каждом из полимерных слоев.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения, содержание пластификатора в двух полимерных слоях различается, по меньшей мере, на 8, 10, 12, 15, 18, 20 или 25 частей пластификатора на 100 частей смолы. Каждый слой может содержать, например, от 30 до 100, от 40 до 90 или от 50 до 80 частей пластификатора на 100 частей смолы.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения содержание остаточных гидроксилов компонентов термопластического полимера в полимерных слоях различается, что позволяет изготовлять слои со стабильными различиями содержания пластификатора. Под использованным здесь «содержанием остаточных гидроксилов» (к примеру, винилгидроксила или поливинилового спирта) подразумевается количество гидроксильных групп, остающихся в виде боковых групп на полимерных цепях после завершения обработки. Например, поливинилбутираль может производиться путем гидролиза поливинилацетата до поливинилового спирта, а затем взаимодействия поливинилового спирта с масляным альдегидом с образованием поливинилбутираля. В процессе гидролиза поливинилацетата обычно не все ацетатные боковые группы превращаются в гидроксильные. Кроме того, взаимодействие [винилового спирта] с масляным альдегидом обычно не приводит к превращению всех гидроксильных групп в ацетальные. Следовательно, в конечном продукте, поливинилбутирале, обычно есть остаточные ацетатные группы (как, например, винилацетатные группы) и остаточные гидроксильные группы (как, например, винилгидроксильные) как боковые группы на полимерных цепях. Употребляемое здесь «содержание остаточных гидроксилов» измерено как весовое процентное содержание согласно ASTM 1396.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения содержание остаточных гидроксилов в двух смежных полимерных слоях может различаться, по меньшей мере, на 1,8%, 2,0%, 2,2%, 2,5%, 3,0%, 4,0%, 5,0%, 7,5% или 10%. Эти различия вычисляются путем вычитания содержания остаточных гидроксилов в слое с меньшим их содержанием из содержания остаточных гидроксилов в слое с большим их содержанием. Например, если первый из двух полимерных слоев содержит 20 весовых процентов остаточных гидроксилов, а второй содержит 17 весовых процентов, значит, разница в содержании остаточных гидроокислов в этих двух слоях составляет 3 весовых процента.

Для данного типа пластификатора совместимость пластификатора с поливинилбутиралем определяется главным образом его содержанием гидроксилов. Обычно поливинилбутираль с большим содержанием остаточных гидроксилов обладает меньшей совместимостью с пластификатором или меньшей емкостью в отношении пластификатора. Подобным образом поливинилбутираль с меньшим содержанием остаточных гидроксилов обладает большей совместимостью с пластификатором или большей емкостью по отношению к пластификатору. Эти свойства можно использовать, чтобы выбрать такое содержание гидроксилов в каждом из поливинилбутиральных полимеров и так определить состава каждого полимерного слоя, который позволил бы получить необходимый уровень содержания пластификатора и сохранять стабильной разницу в содержании пластификатора в разных полимерных слоях.

Как известно в данной области техники, содержание остаточных гидроксилов можно регулировать, управляя временем реакции, концентрацией реагентов и другими параметрами производственного процесса. В различных вариантах реализации содержание остаточных гидроксилов в двух слоях составляло: первый слой - меньше 25% и второй слой - меньше 23%; первый слой - меньше 23% и второй слой - меньше 21%; первый слой - меньше 21% и второй слой - меньше 19%; первый слой - меньше 20% и второй слой - меньше 17%; первый слой - меньше 18% и второй слой - меньше 15%; первый слой - меньше 15% и второй слой - меньше 12%. Любое приведенное в предыдущем абзаце значение для разницы в содержании гидроксилов между двумя слоями может быть использовано в любом из этих вариантов реализации, когда это уместно.

Упоминаемое здесь напряжение разрушения при растяжении или прочность на разрыв полимерного слоя определяется и измеряется согласно методу, описанному в JIS K6771; при этом относительно «мягкий» полимерный слой обладает более низким значением прочности на разрыв, чем относительно более «жесткий» полимерный слой. В различных вариантах реализации настоящего изобретения два полимерных слоя имели указанную ниже прочность на разрыв, где первый полимерный слой в приводимом списке - это полимер с более низким содержанием пластификатора: первый полимерный слой - больше 135 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 120 кг/см²; первый полимерный слой - больше 150 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 135 кг/см ²; первый полимерный слой - больше 165 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 150 кг/см²; первый полимерный слой - больше 180 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 165 кг/см². Третий полимерный слой, находящийся в контакте со вторым полимерным слоем, противоположный по положению первому полимерному слою так, что второй полимерный слой проложен между первым и третьим слоями, может быть добавлен к любому из вышеописанных вариантов реализации, с третьим слоем, одинаковым или различным по составу с первым полимерным слоем, но предпочтительно - с тем же составом, что и первый полимерный слой.

Хотя значения прочности на разрыв, приведенные в предыдущем абзаце, представляют значения, которые могли бы использоваться для многослойных промежуточных слоев акустического типа, специалист в данной области должен учитывать, что способы и промежуточные слои по настоящему изобретению пригодны для любых многослойных промежуточных слоев, имеющих относительно мягкий внутренний слой и один или более относительно жестких внешних слоев. Соответственно, в различных вариантах реализации настоящего изобретения один или оба внешних слоя имеют прочность на разрыв, минимум, на 15, 20 или 30 кг/см² большую, чем прочность внутреннего слоя.

Под употребляемым здесь «обычным ламинированным стеклом» подразумевается стекло, полученное ламинированием обычного промежуточного слоя, которое обычно используется сегодня как коммерческое ламинированное стекло, где обычный промежуточный слой имеет прочность на разрыв 200 кг/см² или выше. Для целей настоящего изобретения обычное ламинированное стекло будет здесь обозначаться как «ламинатная панель сравнения» или «панель сравнения». Улучшение акустической изоляции, характеризующее стеклоламинаты, включающие промежуточные слои по настоящему изобретению, определяется по отношению к ламинатной панели сравнения, описанной в предыдущем абзаце. В типичных ламинатах с двумя внешними слоями стекла, «объединенная толщина стекла» представляет сумму толщин двух слоев стекла; в более сложных ламинатах с тремя или более слоев, объединенная толщина стекла равна сумме толщин трех или более слоев стекла.

Для целей настоящего изобретения «совпадающая частота» означает частоту, при которой стеклопанель демонстрирует провал в потерях передачи звука за счет «эффекта совпадения». Частота совпадения панели сравнения обычно лежит в области между 2000 и 6000 герц и может быть эмпирически определена на монолитном листе стекла, имеющего толщину, равную объединенной толщине стекла панели сравнения по формуле

f_c=15000/d,

где d - это суммарная толщина стекла в миллиметрах, a f_c - частота совпадения в герцах.

Для целей настоящего изобретения улучшение акустической эффективности можно измерить по увеличению потерь передачи звука на частоте совпадения (частоте сравнения) панели сравнения.

«Потери передачи звука» измеряются для ламината по настоящему изобретению и обычной панели сравнения фиксированных размеров по ASTM E90 (95) при фиксированной температуре 20°C.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения многослойные промежуточные слои по настоящему изобретению, когда они ламинированы между двумя листами стекла, снижают передачу звука через ламинированную стеклопанель, по меньшей мере, на 3 децибела (дБ) по сравнению с панелью сравнения, имеющей один обычный промежуточный слой с толщиной, сравнимой с толщиной многослойного промежуточного слоя по настоящему изобретению.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения промежуточные слои по настоящему изобретению, ламинированные между двумя листами стекла, улучшают потери передачи звука на частоте сравнения, относительно с панели сравнения, по меньшей мере, на 2 дБ, более предпочтительные - на 4 дБ, и еще более предпочтительные - на 6 или даже на 8 дБ.

Попытки разработчиков материалов, известных из уровня техники, изготовить промежуточные слои, содержащие прилегающие друг к другу полимерные слои, которые снижали бы передачу звука через многослойную стеклопанель, основывались на различных перемещениях композиции между этими слоями. Примеры включают патент США 5190826, который предлагает использовать ацетали с различной длиной углеродной цепи, и японскую патентную заявку 3124441 A и патентную заявку США 2003/0139520 A1, которые предлагают использовать различающиеся степени полимеризации. Два других применения, японский патент 3377848 и патент США 5340654, предлагают использовать уровни остаточного ацетата, по меньшей мере, 5 мольных процентов в одном из двух смежных слоев в качестве различия в составе.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения и в отличие от подходов, использованных в этих применениях, два смежных полимерных слоя по настоящему изобретению имели различное содержание пластификатора, как описано выше, и каждый следующий имел содержание остаточного ацетата менее 5, менее 4, менее 3, менее 2 и менее 1 мольных процента. Эти концентрации остаточного ацетата можно сочетать с содержанием остаточного гидроксила, описанного выше, чтобы образовать два полимерных слоя по настоящему изобретению, имеющие описанные различия в содержании пластификатора и содержании остаточного гидроксила, и с малым или нулевым содержанием остаточного ацетата. Другие варианты реализации многослойных промежуточных слоев по настоящему изобретению включают промежуточные слои, имеющие более двух полимерных слоев, где один или больше добавочных слоев имеют содержание остаточного ацетата меньше 5, меньше 4, меньше 3, меньше 2 или меньше 1 мольного процента.

Дальнейшие варианты реализации настоящего изобретения включают любые из предыдущих вариантов реализации, содержащих, кроме того, третий полимерный слой, который находится в контакте с полимерным слоем, имеющим более высокое содержание пластификатора. Добавление этого третьего полимерного слоя приводит к получению трехслойной конструкции, имеющей следующую структуру: первый полимерный слой с относительно низким содержанием пластификатора // второй полимерный слой с относительно высоким содержанием пластификатора // третий полимерный слой. Третий полимерный слой может иметь тот же состав, что и первый полимерный слой, как это имеет место в предпочтительных вариантах реализации, или может отличаться от него по составу.

В различных вариантах реализации третий полимерный слой имеет тот же состав, что и первый полимерный слой, что дает трехслойный ламинированный промежуточный слой, который состоит из относительно трудного в переработке полимерного слоя, ламинированного между двумя слоями, относительно легкими в переработке. Полученный многослойный промежуточный слой, относительно легкий в переработке, может быть введен непосредственно в существующие технологии, которые прежде использовали одиночный полимерный слой, имеющий состав двух внешних слоев промежуточного слоя по настоящему изобретению, или состав, который приводит к подобным технологическим характеристикам (например, тенденцию к слипанию).

В других вариантах реализации при использовании трех полимерных слоев в одном промежуточном слое третий полимерный слой имеет иной состав, чем первый полимерный слой, а различия в составе между третьим полимерным слоем и вторым полимерным слоем могут быть любыми из тех различий, которые выше приведены для различий между первым полимерным слоем и вторым полимерным слоем. Вот, например, один предполагаемый вариант реализации: первый полимерный слой с содержанием остаточных гидроксилов 2.0% // второй полимерный слой с содержанием остаточных гидроксилов 16% // третий полимерный слой с содержанием остаточных гидроксилов 18%. Видно, что в этом примере третий полимерный слой отличается от второго полимерного слоя по меньшей мере тем, что содержание остаточных гидроксилов в нем на 2% больше их содержания во втором полимерном слое. Разумеется, любые другие отмечаемые здесь различия, каждое в отдельности или в сочетании друг с другом, могут отличать третий полимерный слой от второго.

Помимо описываемых здесь трехслойных вариантов реализации, дальнейшие варианты реализации включают промежуточные слои, имеющие более трех слоев, в которых можно использовать слои с низким содержанием, например, вариации полимерных слоев с чередующимся содержанием пластификатора и чередующимся содержанием гидроксила, и, по выбору, с низким или пренебрежимо низким содержанием остаточного ацетата. Промежуточные слои такого типа могут содержать, например, 4, 5, 6 или до 10 индивидуальных слоев.

В промежуточные слои по настоящему изобретению могут быть включены другие традиционные слои, известные в этой области. Например, между двумя любыми слоями из полимерных слоев по настоящему изобретению, если нужно, могут быть включены полимерные пленки (подробно описанные здесь в другом месте), например, полиэфирные, в частности из полиэтилентерефталата, имеющие металлизированный слой, покрытие, отражающее инфракрасное излучение или другой специальный слой, нанесенный на них. Например, в двухслойном варианте реализации промежуточный слой может быть изготовлен в следующем составе: полимерный слой с относительно низким содержанием пластификатора // полиэфирная пленка со специальным слоем // полимерный слой с относительно низким содержанием пластификатора. В общем, к многослойному промежуточному слою по настоящему изобретению могут быть добавлены дополнительные слои термопластиков, таких как поливинилбутираль, полиэфирные пленки, грунтовочные слои и слои твердых покрытий, в зависимости от желаемого эффекта и конкретного применения.

Могут быть изготовлены также отдельные слои многослойного промежуточного слоя по настоящему изобретению в одну стадию в процессе соэкструзии. Для всех многослойных стеклопанелей, способов изготовления промежуточных слоев и способов изготовления многослойных стеклопанелей согласно настоящему изобретению, в которых отдельные полимерные слои ламинируют вместе с образованием многослойного промежуточного слоя, многослойный промежуточный слой можно изготавливать методом соэкструзии с получением того же результата, и для целей настоящего изобретения соэкструзия нескольких расплавов дает многополимерные слои, формирующиеся вместе как один промежуточный слой.

Многослойные промежуточные слои по настоящему изобретению получены преимущественно соэкструзией с использованием многоколлекторного устройства для соэкструзии, такого как показанный на фиг.1. Как видно из представленного схематического поперечного сечения, устройство для экструзии содержит первый коллектор экструзионной головки 12, второй коллектор экструзионной головки 14 и третий коллектор экструзионной головки 16. В устройстве, показанном на фигуре, происходит одновременное выдавливание полимерных расплавов из каждого коллектора (12, 14, 16) в направлении экструзионного отверстия 20, где происходит экструзия многослойного промежуточного слоя, состоящего из трех индивидуальных полимерных слоев. Толщину слоя можно менять регулировкой расстояния между рабочими кромками экструзионного отверстия 20. Разрушением поверхности управляют посредством изменения состава расплава, температуры рабочих поверхностей или рабочих кромок экструзионного отверстия 20, или посредством изменения скорости и способа охлаждения экструдируемого промежуточного слоя, который может, например, погружаться в охлаждающую ванну вскоре после экструзии.

Используемый здесь термин «полимерный слой» включает слои, которые были изготовлены индивидуально и затем ламинированы вместе, и слои, полученные соэкструзией. Например, промежуточный слой, который изготовлен соэкструзией трех расплавов, будет иметь три индивидуальных «полимерных слоя», также как промежуточный слой, произведенный ламинированием трех индивидуально произведенных полимерных слоев в один промежуточный слой. Разрушением расплава можно управлять на любой поверхности [слоя], которая после экструзии обращена наружу. В случае соэкструзии, например, трехполимерного промежуточного слоя разрушение расплава может контролироваться на двух внешних его поверхностях. В случае трех индивидуальных слоев, ламинируемых вместе с образованием промежуточного слоя, любая из поверхностей трех слоев может модифицироваться разрушением расплава. В различных вариантах реализации управляемому разрушению расплава подвергали две поверхности индивидуальных полимерных слоев, которые образуют внешние поверхности ламинированного многослойного промежуточного слоя.

Помимо описываемых здесь промежуточных слоев, настоящее изобретение предусматривает также способы снижения уровня звука, проникающего через окна, включающие стадию размещения в окнах многослойных стеклопанелей, содержащих промежуточные слои по настоящему изобретению.

Настоящее изобретение также включает способ производства промежуточного слоя, включающий стадии формирования первого полимерного слоя, второго полимерного слоя и третьего полимерного слоя, где три полимерных слоя имеют состав, соответствующий трехслойным вариантам реализации, как описано здесь в других местах, и где топография поверхности обеспечивается разрушением расплава, как описано здесь в других местах, и ламинирования трех полимерных слоев вместе с образованием промежуточного слоя.

Настоящее изобретение включает также способы производства многослойного остекления, включающие ламинирование любых промежуточных слоев согласно настоящему изобретению между двумя жесткими, прозрачными плоскостями, такими как стекло или акриловые слои, как это известно в данной области техники.

Настоящее изобретение также включает многослойные стеклянные панели, такие как ветровые стекла и архитектурные окна, содержащие многослойный промежуточный слой по настоящему изобретению.

В изобретение также включены многослойные панели остекления, содержащие пластмассы, такие как акриловые или другие подходящие материалы, вместо листов стекла. Настоящее изобретение также включает многослойные промежуточные слои и многослойные стеклянные панели, изготовленные по способам согласно настоящему изобретению.

ПОЛИМЕРНАЯ ПЛЕНКА

Используемый в настоящем описании термин «полимерная пленка» означает относительно тонкий и жесткий слой полимера, функция которого заключается в улучшении эксплуатационных качеств. В соответствии с настоящим описанием, полимерные пленки отличаются от полимерных слоев тем, что сами по себе полимерные пленки не обеспечивают необходимого сопротивления проникновению предметов через многослойную структуру для остекления, а также не обеспечивают свойства удержания стекол, но обеспечивают улучшение некоторых эксплуатационных качеств, например свойства поглощения инфракрасного излучения. В качестве полимерной пленки чаще всего используют пленку из полиэтилентерефталата.

В различных вариантах реализации толщина полимерной пленки составляла от 0,013 мм до 0,20 мм, предпочтительно, от 0,025 мм до 0,1 мм или от 0,04 мм до 0,06 мм. Для улучшения одного или нескольких свойств слоя полимерной пленки, например адгезии или отражения инфракрасного излучения, его поверхность может быть обработана, или на нее может быть нанесен слой покрытия, улучшающего функциональные характеристики. Слои, улучшающие эксплуатационные качества, включают, например, многослойное покрытие для отражения инфракрасного солнечного излучения и пропускающее видимый солнечный свет. Это многослойное покрытие известно в данной области техники (см., например, WO 88/01230 и патент США 4799745) и содержит, например, один или больше металлических слоев, толщиной порядка единиц ангстремов, и один или больше (для примера - два) последовательно нанесенных, оптически взаимодействующих диэлектрических слоя. Также известно (см., например, патенты США 4017661 и 4786783), что нанесенные на стекло слои металлов можно при необходимости нагревать за счет их электрического сопротивления для оттаивания или устранения запотевания стекол.

С настоящим изобретением можно использовать и другой тип полимерной пленки, который описан в патенте США 6797396 и содержит множество неметаллических слоев, функция которых - отражать инфракрасное излучение, не создавая помех, которые могут вызывать металлические слои.

Слой полимерной пленки в некоторых вариантах реализации оптически прозрачен (т.е. объекты, прилегающие к одной стороне слоя, могут быть хорошо видны наблюдателю, смотрящему с другой стороны слоя) и обычно, независимо от состава пленки, она имеет больший, а в некоторых вариантах реализации, значительно больший модуль упругости на разрыв, чем модуль упругости смежного полимерного слоя. В различных вариантах реализации слой полимерной пленки содержит термопластический материал.

Среди термопластических материалов с подходящими свойствами: нейлоны, полиуретаны, акрилаты, поликарбонаты, полиолефины, такие как полипропилен, ацетат и триацетат целлюлозы, хлорвиниловые полимеры и сополимеры и другие подобные термопласты. В различных вариантах реализации слой полимерной пленки содержит такие материалы, как повторно вытянутые термопластические пленки, обладающие указанными свойствами, которые включают полиэфирные, например полиэтилентерефталатные и полиэтилентерефталатгликольные (ПЭТГ), пленки. В различных вариантах реализации используют полиэтилентерефталатые пленки и в некоторых вариантах - полиэтилентерефталатные пленки, подвергнутые двухосному вытягиванию, чтобы увеличить прочность, и термически стабилизируют, чтобы обеспечить низкую усадку при повышении температуры (например, усадку меньше 2% в обоих направлениях после нагревания при 150°C в течение 30 минут). Различные способы покрытия и обработки поверхности полиэтилентерефталатных пленок, которые можно использовать с настоящим изобретением, описаны в опубликованной европейской патентной заявке No.0157030. Полимерные пленки по настоящему изобретению, могут также включать твердые покрытия и/или слой, устраняющий запотевание стекол, известные в данной области техники.

ПОЛИМЕРНЫЙ СЛОЙ

Используемый здесь термин «полимерный слой» означает любую термопластическую полимерную композицию, сформированную любым подходящим способом в тонкий слой, который сам по себе или в пакете, содержащем более одного слоя, пригоден для использования в качестве промежуточного слоя, обеспечивающего достаточную устойчивость к проникновению и свойство удержания стекла в ламинированных панелях остекления. Чаще всего для формирования полимерных слоев используют пластифицированный поливинилбутираль. Полимерный слой может содержать любой подходящий полимер, и в предпочтительном варианте реализации полимерный слой содержит поливинилбутираль. В любой из вариантов реализации настоящего изобретения, приводимых в данном описании, которые включают поливинилбутираль в качестве полимерного компонента полимерного слоя, включен другой вариант реализации, в котором полимерный компонент состоит или в значительной мере состоит из поливинилбутираля. В этих вариантах реализации любые описанные здесь вариации аддитивов могут быть использованы с полимерным слоем, состоящим, или в значительной мере состоящим из поливинилбутираля.

В одном варианте реализации полимерный слой содержит полимер, полученный на основе частично ацетилированного поливинилового спирта. В другом варианте реализации полимерный слой содержит полимер, выбранный из группы, состоящей из поливинилбутираля, полиуретана, поливинилхлорида, полиэтиленвинилацетата, их сочетаний и подобных полимеров. В других вариантах реализации полимерный слой содержит пластифицированный поливинилбутираль. В дальнейших вариантах реализации полимерный слой содержит поливинилбутираль и один или более других полимеров. Могут быть также использованы другие полимеры, в достаточной мере поддающиеся пластификации. В любом разделе данного описания, в котором предпочтительные интервалы, значения и/или способы приводятся как специфические для поливинилбутираля (например, процентное содержание компонентов, пластификаторов, толщины, аддитивы, улучшающие свойства, и не только эти данные) следует также относить, где это уместно, к другим полимерам и полимерным смесям, упомянутым здесь как пригодные компоненты полимерных слоев.

Для вариантов реализации, содержащих поливинилбутираль, он может быть получен известным способом ацетилирования, который включает взаимодействие поливинилового спирта с масляным альдегидом в присутствии кислотного катализатора с последующей нейтрализацией катализатора, выделением, стабилизацией и сушкой смолы, и с пониманием того, как в различных вариантах реализации будет регулироваться содержание остаточного гидроксила, как описано здесь в другом месте.

В различных вариантах реализации полимерный лист содержит поливинилбутираль, молекулярный вес которого составляет больше 30000, 40000, 50000, 55000, 60000, 65000, 70000, 120000, 250000 или 350000 грамм на моль (г/моль или дальтонов). Для увеличения молекулярного веса до значений выше 350 г/моль на стадии ацетилирования могут быть добавлены небольшие количества диальдегида или триальдегида (см., например, патенты США 4874814; 4814529 и 4654179). Употребляемый здесь термин «молекулярный вес» означает средневесовой молекулярный вес.

Если дополнительные, обычные полимерные слои используются в дополнение к любому вышеописанному варианту реализации как имеющие различия в содержании пластификатора, эти дополнительные обычные слои могут содержать от 20 до 60, от 25 до 60, от 20 до 80 или от 10 до 70 частей пластификатора на 100 частей смолы.

Разумеется, можно использовать и другие количества, когда этого требует конкретное приложение. В некоторых вариантах реализации пластификатор содержит углеводородную часть молекулы, размером менее 20, менее 15, менее 12 или менее 10 атомов углерода.

Для формирования полимерных слоев к полимерным смолам по настоящему изобретению, могут быть добавлены любые подходящие пластификаторы. Пластификаторы, используемые в полимерных слоях по настоящему изобретению, могут включать, кроме прочих, сложные эфиры многоосновных кислот или многоосновных спиртов. К подходящим пластификаторам относятся, например, ди-(2-этилбутират) триэтиленгликоля, ди-(2-этилгексаноат) триэтиленгликоля, дигептаноат триэтиленгликоля, дигептаноат тетраэтиленгликоля, дигексиладипат, диоктиладипат, гексилциклогексиладипат, смеси гептил- и нониладипатов, диизонониладипат, гептилнониладипат, дибутилсебакат, полимерные пластификаторы, такие как модифицированные маслом себациловые алкиды, и смеси фосфатов и адипатов, например, описанные в патенте США 3841890, и адипаты, такие как описанные в патенте США 4144217, а также смеси и сочетания вышеуказанных соединений. Можно также использовать другие пластификаторы, представляющие собой смешанные адипаты, полученные из спиртов с алкильным радикалом, содержащим от 4 до 9 атомов углерода, и из спиртов с циклоалкильным радикалом, содержащим от 4 до 10 атомов углерода, например, описанные в патенте США 5013779, и эфиры адипиновой кислоты, содержащие в алкильном радикале от 6 до 8 атомов углерода, такие как гексиладипат. В предпочтительных вариантах реализации пластификатором служил ди-(2-этилгексаноат) триэтиленгликоля.

Для достижения желаемых адгезионных свойств в полимерные слои по настоящему изобретению можно также включать агенты регулирования адгезии. Эти агенты могут быть включены, например, во внешние слои в трехполимерных вариантах реализации. Можно использовать все агенты регулирования адгезии, описанные в патенте США 5728472. Кроме того, посредством изменения количества ассоциированной щелочи, используемой при кислотной нейтрализации, можно регулировать содержание остаточного ацетата натрия и/или ацетата калия. В различных вариантах реализации полимерные слои по настоящему изобретению помимо ацетата натрия могут также содержать бис(2-этилбутират) магния (Chemical Abstracts, номер 79992-76-0). Соль магния может быть включена в количестве, необходимом для эффективного регулирования адгезии полимерного слоя к стеклу.

Для повышения эксплуатационных показателей готового изделия, в полимерный слой могут быть включены аддитивы. В неполный список таких аддитивов входят пластификаторы, красители, пигменты, стабилизаторы (например, придающие устойчивость к ультрафиолетовому излучению), антиоксиданты, огнезащитные добавки, другие поглотители ИК-излучения, агенты, препятствующие слипанию, сочетания вышеуказанных аддитивов и тому подобные материалы, известные в данной области техники.

В любые полимерные слои можно также добавлять подходящие агенты для селективного поглощения излучения в видимой и ближней инфракрасной области спектра. К агентам, которые можно использовать, относятся также такие красители и пигменты, как оксиды индия-олова, оксиды сурьмы-олова и гексаборид лантана (LaB₆). Для получения поливинилбутираля можно применить любой подходящий способ. В данной области специальных знаний имеются подробные описания подходящих способов получения поливинилбутираля (см., например, патенты США 2282057 и 2282026). В одном из вариантов реализации может быть использован способ с применением растворителя, описанный в статье «Винилацетатные полимеры» (Encyclopedia of Polymer Science & Technology, 3^rd edition. Volume 8, pages 381-399, by B.E. Wade (2003)). В другом варианте реализации может быть использован описанный там же водный способ. Поливинилбутираль коммерчески доступен в различных формах; например, в форме смолы Butvar ^TM производства Solutia Inc., St. Louis, Missouri (США).

Используемый здесь термин «смола» относится к полимерному компоненту (например, поливинилбутиралю), который выделяют из смеси, полученной из полимерных предшественников в результате кислотно-катализируемой реакции и последующей нейтрализации. Кроме полимера, например поливинилбутираля, смола обычно содержит и другие компоненты, например ацетаты, соли и спирты. Используемый здесь термин «расплав» относится к смеси смолы и пластификатора и, возможно, других аддитивов.

Один из способов изготовления поливинилбутирального слоя включает экструзию расплавленного поливинилбутираля, содержащего смолу, пластификатор и аддитивы, путем продавливания его через щелевую экструзионную головку (например, головку, отверстие которой в одном измерении значительно больше, чем в перпендикулярном измерении). Другой способ изготовления поливинилбутирального слоя включает литье расплава из экструзионной головки на валки, затверждение смолы и последующее удаление затвердевшей смолы в форме листа.

Для слоев или поверхностей, которые специальным образом не подвергаются регулируемому разрушению расплава, как описано выше, текстура поверхности одной или обеих сторон слоя может быть обеспечена текстурой поверхности валков. Кроме того, слой может быть сформирован так, чтобы его поверхность была покрыта чередующимися выступами, создающими временную нерегулярность поверхности для облегчения деаэрации слоя в процессе его ламинирования, после которого повышенная температура и давление процесса ламинирования вызовут плавление выступов с образованием гладкой фактуры. В процессе экструзии-тиснения используются нож и валки, и расплав полимера отливают на валки, на поверхности которых имеется рельеф, обратный тому, который желательно получить на поверхности слоя.

Изготовление многослойных промежуточных слоев можно осуществить, используя способы, известные в данной области техники, такие как независимое изготовление трех слоев промежуточного слоя с последующим ламинированием вместе в подходящих условиях температуры и давления с получением одного многослойного промежуточного слоя. Как описано выше, две поверхности, которые будут приведены в контакт со стеклом в конечном ламинате, могут иметь топографию поверхности, которая обеспечивается разрушением расплава во время экструзии индивидуальных полимерных слоев.

В различных вариантах реализации «преламинатный» промежуточный слой формируют, собирая индивидуальные полимерные слои в стопку слоев и подвергая их достаточному нагреванию и давлению, чтобы скрепить слои вместе с образованием преламината. Преламинат может быть свернут или храниться в любой удобной форме до использования в ламининированном остеклении, когда он будет помещен между двумя слоями стекла и ламинирован с получением конечного многослойного стекла. В различных вариантах реализации настоящего изобретения суммарная толщина промежуточных слоев может составлять от 0,1 до 2,5 мм, от 0,2 до 2,0 мм, от 0,25 до 1,75 мм и от 0,3 до 1,5 мм. Индивидуальные полимерные слои многослойного промежуточного слоя могут быть, например, примерно равной толщины, и будучи соединенными вместе, укладываться в интервалы толщин, приведенные выше. В других вариантах, разумеется, толщина слоев может быть другой и может превышать вышеприведенные значения толщин.

Параметры полимерных слоев, приведенные выше, применимы также к любому слою многослойного конструкта по настоящему изобретению, который является слоем поливинилбутирального типа.

В следующем абзаце описаны различные способы, которые могут быть использованы для улучшения и/или измерения характеристик полимерного слоя.

Для определения Rz и Rsm испытуемый образец размером 15 см ×15 см пластифицированного полимерного слоя помещали на вакуумную плиту с комнатной температурой, регулируемой циркулирующей через плиту жидкостью. Для того чтобы притянуть образец к поверхности плиты, прикладывали вакуум, величиной 3,44 кПа (5 psi). Для того чтобы непосредственного измерять шероховатость поверхности полимерного слоя с обеих сторон образца использовали профилометр модели Perthometer S8P с приводом PRK и копировальным щупом RFHTB-250 (производства Mahr Gage Co., New York). Выбор профиля устанавливали на отметке «R» прибора. Копировальный щуп передвигался вдоль поверхности образца автоматически. Каждая трасса длиной 17,5 мм (Lp) состояла из 7 последовательных трасс по длине образца, которая равна 2,5 мм (Lc). Длина измерения (Lm) составляла 12,5 мм и состояла из 5 последовательных длин образца, получаемых после отбрасывания первого и последнего участков трассы. На этих пяти последовательных длинах Lc определяли среднее значение глубины отдельных неровностей и вычисляли среднее значение для десяти определений Rz, пять из которых производили в аппаратном направлении экструзии (MD), и пять - в направлении, перпендикулярном аппаратному (CMD). Расстояние между двумя последовательными трассами в каждом направлении составляло 3 мм. Rsm, среднее расстояние между пиками, вычисляли из тех же измерений, что и Rz. Определяли среднее расстояние между всеми пиками профиля на каждой длине измерения (Lm); представленные значения Rsm в каждом аппаратном направлении - это среднее для пяти таких определений в этом направлении. Установочные положения переключателей профилометра во время измерения Rz и Rsm были следующими: фильтр: GS, профиль: R, LC: N 2,5 мм, LT: 17,5 мм, VB: 625 мкм. Значения Rz и Rsm здесь везде даны в микрометрах.

Для измерения крапчатости использовали следующую процедуру. Осветитель проектора (Xenon Point Light Source System, питаемый выпрямителем (модель номер R-2120-2) производства Kneisley Electric company, Toledo, Ohio) помещали в темной комнате в 1 метре от белой поверхности. Образец был закреплен между белой поверхностью и источником света вблизи «максимально стандартного уровня» стандартного ламината, который представлял минимально приемлемое оптическое качество. Изображение, проецируемое на белую поверхность, анализировали визуально. Если изображение образца было хуже, чем стандарт максимально стандартного уровня, тогда образец отбрасывали как содержащий слишком много искажений. Если образец был, по меньшей мере, не хуже, чем стандарт максимально стандартного уровня, тогда образец сравнивали со стандартами постепенно все более оптически совершенными, пока не определяли оценку для образца. Образец оценивали в направлении, перпендикулярном аппаратному, и в аппаратном направлении; худшая из двух оценок фиксировалась как оценка этого образца. Оценка 0 означала отсутствие видимых оптических искажений. Оценка 1 или 2 свидетельствовала о некоторых незначительных наблюдаемых искажениях. Оценка 3 или 4 свидетельствовала о видимых, больших, чем незначительные, искажениях. Оценка 5 или выше свидетельствовала, что наблюдаются значительные искажения, и ламинат, вероятнее всего, непригоден для применений, требующих визуальной прозрачности, таких как автомобильные ветровые стекла.

Прозрачность полимерного слоя и, в частности, слоя из поливинилбутираля, может быть определена посредством измерения мутности, которая является мерой количества света, рассеянного в направлениях, отличных от направления падающего луча, при прохождении его через слой. Процент мутности может быть измерен с помощью следующего метода. В соответствии со стандартом ASTM D 1003-61 (повторно утвержден в 1977 г.) процедура А, с использованием источника света С и угла наблюдения 2 градуса, можно использовать нефелометр, прибор для количественного определения мутности (модель D25, производства Hunter Associates, Reston, VA). В различных вариантах реализации настоящего изобретения процент мутности составлял менее 5%, менее 3% и менее 1%.

Прозрачность в видимой области спектра можно измерить с помощью многодиапазонного спектрофотометра, такого как Lambda 900 производства Perkin Elmer Corp. по методу, описанному в международном стандарте ISO 9050:1990. В различных вариантах реализации прозрачность полимерного слоя по настоящему изобретению составляло, по меньшей мере, 60%, 70% и 80%.

Адгезия по пуммель-тесту может быть измерена в соответствии со следующей методикой, и, когда здесь употребляется термин «пуммель», речь идет об определении адгезии полимерного слоя к стеклу; для измерения пуммеля использовали следующую методику. Образцы двухслойного стеклянного ламината готовили в стандартных условиях автоклавного ламинирования. Ламинаты охлаждали приблизительно до -18°C (0°F) и колотили вручную молотком до разрушения стекла. Затем все осколки стекла, которые не остались приклеенными к слою поливинилбутираля, удаляли, а стекло с оставшимися приклеенными к слою поливинилбутираля осколками, визуально сравнивали с комплектом стандартов. Стандарты соответствовали образцам, в которых различный процент осколков оставался приклеенным к слою поливинилбутираля. В частности, значение результатов пуммель-теста, равное нулю, означает отсутствие осколков, оставшихся склеенными с полимерным слоем.

Соответствие пуммель-стандарту 10 означает, что 100% осколков стекла, остались приклеенными к слою поливинилбутираля. Поливинилбутиральные слои по настоящему изобретению могли, например, соответствовать значениям пуммель-теста от 3 до 10.

Прочность полимерных слоев на разрыв может быть измерена в соответствии с процедурой, описанной в JIS K6771.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Методом соэкструзии были приготовлены порознь три трехслойных промежуточных слоя. Каждый промежуточный слой содержал 0,1524-миллиметровый (6 мил) слой, проложенный между двумя 0,3302-миллиметровыми (13 мил) слоями, суммарной толщиной 0,8128 мм (32 мил). Внутренний слой содержал 75 частей на 100 пластификатора (ди-(2-этилгексаноат) триэтиленгликоля) и 11,0% остаточного поливинилового спирта, тогда как внешние слои содержали 38 частей на 100 пластификатора (ди-(2-этилгексаноат) триэтиленгликоля) и 18% остаточного поливинилового спирта.

Во время соэкструзии характеристики поверхности трех слоев модифицировались методом разрушения расплава с тем, чтобы обеспечить различающиеся уровни Rsm и Rz. Показатели крапчатости, Rsm и Rz для каждого промежуточного слоя определяли согласно методикам, приведенным в данном описании. Значения Rsm и Rz даны для аппаратного направления (значения для перпендикулярного направления - ниже).

Оценка крапчатости	Сторона 1, Rsm	Сторона 2, Rsm	Сторона 1, Rz	Сторона 2, Rz
2	709	694	41.1	35.5
4	999	996	37.8	35.6
5	1008	1054	54.8	55.4

Благодаря настоящему изобретению теперь возможно получение многослойных промежуточных слоев, которые снижают пропускание звука и которые легко обрабатываются и включаются в многослойные конструкты, такие как ламинированные стеклопанели для ветровых стекол и архитектурных окон.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на типичные варианты реализации, специалисты в данной области техники должны понимать, что в данном изобретении могут быть сделаны различные изменения, и некоторые элементы изобретения могут быть замещены соответствующими эквивалентами, не выходящими за рамки настоящего изобретения. Кроме того, чтобы приложить идею изобретения к конкретному материалу или ситуации в его описании можно сделать много изменений, не выходя за пределы сущностного объема изобретения. Поэтому подразумевается, что изобретение не может быть ограничено конкретными вариантами реализации, описанными в качестве лучшего способа рассмотрения для осуществления этого изобретения, но должно включать все варианты реализации, попадающие в объем, ограниченный прилагаемой формулой изобретения.

Должно быть также понятно, что любые интервалы, значения или характеристики, указанные для любого отдельного компонента настоящего изобретения, могут быть заменены на другие интервалы, значения или характеристики, указанные для любых других компонентов изобретения, если они совместимы, чтобы получить вариант реализации с определенными значениями для каждого компонента, как сделано в настоящем описании. Например, можно сформировать полимерный слой с содержанием остаточного ацетата, которое соответствует любому из интервалов, указанных в дополнение к любым интервалам, содержания пластификатора, где это имеет смысл, чтобы получить много вариантов, которые находились бы в рамках объема претензий настоящего изобретения, но не загромождали бы их перечисление.

Любое численное значение, приводимое в резюме или любом пункте формулы изобретения, дано только в целях иллюстрации и не должно интерпретироваться как ограничивающее претензии изобретения каким-либо одним конкретным вариантом реализации, который характеризуется этим значением. В рисунках масштаб не соблюдается, если это не указано специально. Описание каждой приведенной здесь ссылки, включая журнальные статьи, патенты, патентные заявки и книги, полностью включено в саму ссылку.