CN107000386B - 具有增强的光学特性的聚(乙烯醇缩醛)树脂组合物、层和夹层 - Google Patents

具有增强的光学特性的聚(乙烯醇缩醛)树脂组合物、层和夹层 Download PDF

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Abstract

锥形夹层，其包含至少一个树脂层，且具有楔角为至少0.13 mrad的锥形区域。第一树脂层包含第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和至少一种RI平衡剂。第一树脂层的折射率为至少1.480。

Description

具有增强的光学特性的聚(乙烯醇缩醛)树脂组合物、层和 夹层
背景技术
1.发明领域
本公开内容涉及聚合物树脂，并特别是涉及适合在聚合物夹层(包括在多层面板中利用的那些)中使用的聚合物树脂。
2.相关技术描述
聚(乙烯醇缩丁醛)(PVB)常用于制造可以用作多层面板(包括例如透光层压体如安全玻璃或聚合层压体)中的夹层的聚合物片材。PVB也用于光伏太阳能面板中，以封装用于为商业和居民应用而生成并供应电力的面板。
安全玻璃通常是指透明层压体，其包括至少一个布置在两片玻璃之间的聚合物片材或夹层。安全玻璃通常在建筑或汽车用途中用作透明隔离物，并且其主要功能之一是吸收由冲击或者打击产生的能量而不使物体穿透通过玻璃，并且即使在所施加的力足以破坏玻璃时也保持玻璃粘结。这防止了锋利的玻璃碎片的分散，使对封闭区域内的人或物体的伤害和损害最小化。安全玻璃还提供其他益处，例如减少紫外(UV)和/或红外(IR)辐射，并且其还可以通过添加颜色、纹理等而增强窗户开口的美学外观。此外，还已制造了具有期望声学特性的安全玻璃，其产生更安静的内部空间。
通常，表现出一组期望的特性如声学性能的聚合物缺乏其他期望的特性，例如耐冲击性或强度。因此，为了实现期望的特性组合，已使用多层聚合物夹层。这些多层夹层可以包括夹在两个外“皮”层之间的至少一个内“芯”层。通常，夹层的芯层可以为具有较低玻璃化转变温度的较软的层，这增强了其声学性能。但是，由于这样的树脂层可能难以容易地处理和/或运输，这样的多层夹层的皮层通常更硬，并具有更高的玻璃化转变温度，其对夹层赋予了增强的可加工性、强度、和耐冲击性。
然而，使用具有不同特性的多个层也可能产生夹层内的光学缺陷。例如，对于这些类型的多层夹层而言常见的一种缺陷为斑点。斑点为一种令人反感的光学畸变或者视觉缺陷形式，其通常在最终结构中显现为不均匀的点或者纹理。斑点由其中单个层具有不同的折射率的软和硬层之间的界面处的小规模表面变化而引起。清晰度是另一个重要的光学特性，其通过测量夹层或面板内的雾度水平来确定。当将不同类型的光学不相容的聚合物和/或增塑剂共混或混合在一起时，典型地发生高雾度。在这样的混合物中，穿过共混物的光随着其遇到不同聚合物材料的区域而被散射，并且其结果是起雾的、视觉不清晰的外观。高清晰度的聚合物和夹层是具有非常低的雾度值的那些。
因此，存在对表现出期望光学特性如减少的雾度和斑点以及提高的清晰度而不牺牲其他特性(包括耐冲击性和声学性能)的聚合物树脂、树脂层、和夹层的需求。这样的夹层可以为整体或多层的，并且应当能够用于宽泛的应用中，包括安全玻璃和聚合物层压体。
发明内容
本发明的一个实施方案涉及锥形夹层，其包含含有第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和至少一种RI平衡剂的第一树脂层。第一树脂层的折射率为至少1.480，并且夹层包含具有至少0.13 mrad的楔角的锥形区域。
本发明的另一个实施方案涉及锥形夹层，其包含含有第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的第一树脂层、和含有第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的第二树脂层。第一和第二树脂层彼此相邻。所述第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的至少一者包含至少一种RI平衡剂。所述第一树脂层的折射率和所述第二树脂层的折射率之间的差的绝对值为少于0.010。锥形夹层包含具有至少0.13 mrad的楔角的锥形区域。
本发明的还另一个实施方案涉及锥形夹层，其包含含有第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和至少一种RI平衡剂的第一树脂层，其中所述第一树脂层的折射率为至少1.480，并且所述夹层包含具有至少0.13 mrad的恒定楔角的至少一个恒定角锥形区域。
附图说明
本发明的多个实施方案在下面参照附图详细描述，其中，
图1是根据本发明的一个实施方案配置的锥形夹层的截面视图，其中标记了多个锥形夹层的特征以便于参考；
图2是具有在夹层的整个宽度上延伸的锥形区域的锥形夹层的截面视图，其中整个锥形区域具有恒定楔角和线性厚度分布；
图3是具有在夹层的部分宽度上延伸的一个锥形区域和在夹层的部分宽度上延伸的一个平坦边缘区域的锥形夹层的截面视图，其中锥形区域包括一个恒定角区域和一个可变角区域；
图4是具有在夹层的部分宽度上延伸的一个锥形区域和在夹层的部分宽度上延伸的两个平坦边缘区域的锥形夹层的截面视图，其中锥形区域包括一个恒定角区域和两个可变角区域；
图5是具有在夹层的部分宽度上延伸的一个锥形区域和在夹层的部分宽度上延伸的两个平坦边缘区域的锥形夹层的截面视图，其中锥形区域完全由具有弯曲厚度分布的可变角区域形成；
图6是具有在夹层的整个宽度上延伸的锥形区域的锥形夹层的截面视图，其中锥形区域包括被两个可变角区域彼此隔开的三个恒定角区域；
图7是具有在夹层的部分宽度上延伸的一个锥形区域和在夹层的部分宽度上延伸的两个平坦边缘区域的锥形夹层的截面视图，其中锥形区域包括三个恒定角区域和四个可变角区域；
图8a是为用于汽车挡风玻璃而配置的锥形夹层的平面图，其中夹层的厚度分布类似于图2中说明的夹层的厚度分布；和
图8b是图8a的夹层的截面视图，其示出夹层的厚度分布。
发明详述
根据本发明的多个实施方案所述的树脂组合物、层、和夹层可以包含一种或多种热塑性聚合物和折射率(RI)平衡剂。如在本文中使用的，术语“折射率平衡剂” 或“RI平衡剂”是指包括在组合物、层、或夹层的用于调节树脂或层中至少一者的折射率的任意组分或添加剂。RI平衡剂可以增加或减少夹层内树脂或层中至少一者的折射率，与不使用RI平衡剂形成的相同夹层相比，其可以改善夹层的光学特性，包括斑点、雾度、和/或清晰度。
如在本文中使用的，术语“聚合物树脂组合物”和“树脂组合物”是指包括一种或多种聚合物树脂的组合物。聚合物组合物可以任选包括其他组分，例如增塑剂和/或其他添加剂。如在本文中使用的，术语“聚合物树脂层”和“树脂层”是指已成型为聚合片材的任选与一种或多种增塑剂组合的一种或多种聚合物树脂。再次，树脂层可以包括额外的添加剂，尽管它们并非需要。如在本文中使用的，术语“夹层”是指适合于与至少一种刚性基材一起使用从而形成多层面板的单层或多层聚合物片材。术语“单片”夹层和“整体”夹层是指由一种单一树脂片材形成的夹层，而术语“多个层”和“多层”夹层是指具有共挤出、层压、或以其他方式彼此耦合的两个或多个树脂片材的夹层。
在本文中描述的树脂组合物、层、和夹层可以包括一种或多种热塑性聚合物。合适的热塑性聚合物的实例可以包括但不限于聚(乙烯醇缩醛)树脂、聚氨酯(PU)、聚(乙烯-共聚-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚(氯乙烯-共聚-甲基丙烯酸酯)、聚乙烯、聚烯烃、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚(乙烯-共聚-丙烯酸丁酯)、硅氧烷弹性体、环氧树脂、和酸共聚物如乙烯/羧酸共聚物、和衍生自任何前文所列聚合物的它们的离聚物、和它们的组合。在一些实施方案中，热塑性聚合物可以选自聚(乙烯醇缩醛)树脂、聚氯乙烯、和聚氨酯，或者树脂可以包含一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂。尽管在本文中针对聚(乙烯醇缩醛)树脂进行描述，但应当理解的是，可以将一种或多种上述聚合物树脂一起包括或者代替下文根据本发明的多个实施方案所述的聚(乙烯醇缩醛)树脂。
当本文中描述的树脂组合物、层、和夹层包括聚(乙烯醇缩醛)树脂时，聚(乙烯醇缩醛)树脂可以根据任意合适的方法形成。聚(乙烯醇缩醛)树脂可以通过聚乙烯醇与一种或多种醛在酸催化剂的存在下进行缩醛化来形成。然后可以根据公知的方法，例如在美国专利号2,282,057和2,282,026、以及Encyclopedia of Polymer Science & Technology中的“Vinyl Acetal Polymers”，第三版，卷8，第381-399页，B.E. Wade著(2003)中描述的那些，将所得树脂进行分离、稳定化、并干燥。所得聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有根据ASTM D-1396所测量的至少约50、至少约60、至少约70、至少约75、至少约80、至少约85重量%的总缩醛化百分比，除非另有说明。聚(乙烯醇缩醛)树脂中的醛残基的总量可以总称为缩醛组分，而聚(乙烯醇缩醛)树脂中的余量为残留羟基和残留乙酸酯基，其将在下文进一步详细讨论。
根据一些实施方案，树脂组合物、层、或夹层可以包括至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂，其可以以基于组合物、层、或夹层中的所有树脂的组合重量计至少约0.5、至少约1、至少约2、至少约3、至少约5、至少约10、至少约15、至少约20、至少约30、至少约40、或至少约45重量%的量存在于组合物、层、或夹层中。至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂可以共同构成组合物、层、或夹层的基于所有树脂的组合重量计的至少约10、至少约20、至少约30、至少约40、至少约50、至少约60、至少约70、或至少约80重量%。在一些实施方案中，除至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂以外的树脂的量可以为基于所有树脂的组合重量计不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约2、或不多于约1重量%。
在一些实施方案中，树脂组合物、层、或夹层可以包括至少第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂，其各自可以以基于组合物、层、或夹层中的所有树脂的组合重量计至少约0.5、至少约1、至少约2、至少约3、至少约5、至少约10、至少约15、至少约20、至少约30、至少约40、或至少约45重量%的量存在于组合物、层、或夹层中。第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以共同构成组合物、层、或夹层的基于所有树脂的组合重量计的至少约10、至少约20、至少约30、至少约40、至少约50、至少约60、至少约70、或至少约80重量%。在一些实施方案中，除第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂以外的树脂的量可以为基于所有树脂的组合重量计不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约2、或不多于约1重量%。
在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者可以以基于第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的合并重量计少于12重量%的量存在于组合物、层、或夹层中。例如，第一或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以以基于第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的合并重量计至少约0.5、至少约1、至少约1.5、至少约2、至少约2.5、至少约3、至少约3.5、至少约4、至少约4.5、至少约5、至少约5.5、至少约6、至少约6.5、至少约7重量%和/或不多于约12、不多于约11.5、不多于约11、不多于约10.5、不多于约10、不多于约9.5、不多于约9、不多于约8.5、不多于约8、不多于约7.5重量%的量存在于组合物、层、或夹层中。在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者可以以基于第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的合并重量计约0.5至约12、约1.5至约11.5、约2至约11、约2.5至约10重量%的量存在于组合物、层、或夹层中。
第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包括任意合适的醛的残基，并且在一些实施方案中，可以包括至少一种C1至C10醛、至少一种C4至C8醛的残基。合适的C4至C8醛的实例可以包括但不限于正丁醛、异丁醛、2-甲基戊醛、正己醛、2-乙基己醛、正辛醛、和它们的组合。第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者可以包括基于树脂的醛残基的总重量计至少约20、至少约30、至少约40、至少约50、至少约60、或至少约70重量%的至少一种C4至C8醛的残基，和/或可以包括不多于约90、不多于约85、不多于约80、不多于约75、不多于约70、或不多于约65重量%的至少一种C4至C8醛、或约20至约90、约30至约80、或约40至约70重量%的至少一种C4至C8醛。C4至C8醛可以选自上述列表，或者其可以选自正丁醛、异丁醛、2-乙基己醛、和它们的组合。
在多个实施方案中，第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以为聚乙烯醇缩正丁醛(PVB)树脂。在其他实施方案中，第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以为主要包含正丁醛残基的聚(乙烯醇缩正丁醛)树脂，并且可以例如包括基于树脂的全部醛残基的总重量计不多于约50、不多于约40、不多于约30、不多于约20、不多于约10、不多于约5、或不多于约2重量%的除正丁醛以外的醛的残基。当第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂为PVB树脂时，树脂的分子量可以为至少约50,000、至少约70,000、至少约100,000 Daltons和/或不多于约600,000、不多于约550,000、不多于约500,000、不多于约450,000、或不多于425,000Daltons，其通过使用Cotts和Ouano的小角激光散射的尺寸排阻色谱(SEC/LALLS)法来测量。如在本文中使用的，术语“分子量”是指重均分子量(Mw)。第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的分子量可以为约50,000至约600,000、约70,000至约450,000、或约100,000至约425,000 Daltons。
尽管在本文中总体上针对第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂来进行描述，应当理解的是，在一些实施方案中，可以以相似的结果用包括第一和第二缩醛部分的等价单种聚(乙烯醇缩醛)树脂来替代第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂。如在本文中使用的，术语“聚(乙烯醇缩醛)树脂组分”可以指存在于树脂共混物中的单独聚(乙烯醇缩醛)树脂，或者可以指存在于单种聚(乙烯醇缩醛)树脂上的缩醛部分。在多个实施方案中，层、夹层、或共混物中以重量计的第一聚(乙烯醇缩醛)树脂组分与第二聚(乙烯醇缩醛)树脂组分的量之比可以为约0.5:99.5至约99.5:0.5、约1:99至99:1、约10:90至约90:10、约25:75至约75:25、或约40:60至约60:40。
在一些实施方案中，至少一种树脂组合物、层、或夹层可以包括至少第一聚(乙烯醇缩醛)树脂组分和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂组分。在一些实施方案中，第一和第二树脂组分可以包含能够物理混合从而形成树脂共混物的第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂，其可以与一种或多种增塑剂或其他添加剂组合从而提供共混的树脂层或夹层。在其他实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂组分可以分别作为单种聚(乙烯醇缩醛)树脂中的第一和第二缩醛部分而存在。对于树脂共混物，该单种“混合”聚(乙烯醇缩醛)树脂可以任选与增塑剂共混并在树脂层和夹层中加以利用。
在一些实施方案中，当树脂组分包括聚(乙烯醇缩醛)树脂时，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以共混以使得第一和第二树脂中的一者分散在第一和第二树脂中的另一者内，其可以形成第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者在第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的另一者内的畴(domain)。这样的共混树脂可以被用作单层夹层，或者其可以与一个或多个相邻层组合从而形成多层夹层。在其他实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以存在于多层的夹层中的相邻层中，以使得夹层的一个层包括第一聚(乙烯醇缩醛)树脂、且夹层的另一层包括第二聚(乙烯醇缩醛)树脂。额外的层还可以相邻于至少一个层存在。
根据本发明的多个实施方案所述的树脂组合物、层、和夹层可以进一步包括至少一种增塑剂。取决于组合物、层、或夹层中的一种或多种树脂或树脂的具体组成，增塑剂可以以至少约5、至少约10、至少约15、至少约20、至少约25、至少约30、至少约35、至少约40、至少约45、至少约50、至少约55、至少约60份每百份树脂(phr)和/或不多于约120、不多于约110、不多于约105、不多于约100、不多于约95、不多于约90、不多于约85、不多于约75、不多于约70、不多于约65、不多于约60、不多于约55、不多于约50、不多于约45、或不多于约40phr、或约5至约120、约10至约110、约20至约90、或约25至约75 phr的量存在。简短地详细讨论具体的实施方案。
如在本文中使用的，术语“份每百份树脂”或“phr”是指基于重量计与一百份树脂相比所存在的增塑剂的量。例如，如果将30克增塑剂添加至100克树脂，则增塑剂将会以30phr的量存在。如果树脂组合物、层、或夹层包括两种或多种树脂，则将增塑剂的重量与存在的所有树脂的合并量相比，从而确定所述份每百份树脂。进一步，当在本文中提供层或夹层的增塑剂含量时，其将以指代用于生产层或夹层的混合物或熔体中的增塑剂的量的方式而提供。
合适的增塑剂的实例可以包括但不限于三乙二醇二(2-乙基己酸酯)(“3GEH”)、三乙二醇二(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二(2-乙基己酸酯)(“4GEH”)、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、环己基己二酸己酯(hexylcyclohexyladipate)、己二酸二异壬酯、己二酸庚基壬基酯、己二酸二(丁氧基乙基)酯、和己二酸双(2-(2-丁氧基乙氧基)乙基)酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、和它们的混合物。增塑剂可以选自三乙二醇二(2-乙基己酸酯)和四乙二醇二(2-乙基己酸酯)，或者增塑剂可以包含三乙二醇二(2-乙基己酸酯)。
根据一些实施方案，本文中描述的组合物、层、和夹层中的第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有不同的组成。例如，在一些实施方案中，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有高于或低于第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量和/或残留乙酸酯含量至少约2、至少约3、至少约4、至少约5、至少约6、或至少约8重量%的残留羟基含量和/或残留乙酸酯含量。如在本文中使用的，术语“残留羟基含量”和“残留乙酸酯含量”分别是指在完成处理之后残留于树脂上的羟基和乙酸酯基团的量。例如，聚乙烯醇缩正丁醛可以通过将聚乙酸乙烯酯水解为聚乙烯醇，然后用正丁醛对聚乙烯醇进行缩醛化，从而形成聚乙烯醇缩正丁醛来制备。在水解聚乙酸乙烯酯的处理中，并非所有的乙酸酯基团被转化为羟基，并且残留的乙酸酯基团残留于树脂上。类似地，在对聚乙烯醇进行缩醛化的处理中，并非所有的羟基被转化为缩醛基团，其也在树脂上留下残留的羟基。其结果是，大多数聚(乙烯醇缩醛)树脂包括残留羟基(以乙烯基羟基的形式)和残留乙酸酯基团(以乙酸乙烯酯基团的形式)两者作为聚合物链的一部分。残留羟基含量和残留乙酸酯含量以基于聚合物树脂的重量计的重量%来表示，并且除非另有声明，其根据ASTM D-1396来测量。
第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量之间的差也可以为至少约2、至少约5、至少约10、至少约12、至少约15、至少约20、或至少约30重量%。如在本文中使用的，术语“重量%之差”或“差为至少……重量%”是指两个给出的重量%之间的差，其通过将一个数从另一个数中减去来计算。例如，具有12重量%的残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂具有比具有14重量%的残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂低2重量%的残留羟基含量(14重量%- 12重量% = 2重量%)。如在本文中使用的，术语“差”可以指高于或低于另一个值的值。
第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者可以具有至少约14、至少约14.5、至少约15、至少约15.5、至少约16、至少约16.5、至少约17、至少约17.5、至少约18、至少约18.5、至少约19、至少约19.5和/或不多于约45、不多于约40、不多于约35、不多于约33、不多于约30、不多于约27、不多于约25、不多于约22、不多于约21.5、不多于约21、不多于约20.5、或不多于约20重量%、或约14至约45、约16至约30、约18至约25、约18.5至约20、或约19.5至约21重量%的残留羟基含量。
另一聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有至少约8、至少约9、至少约10、至少约11重量%和/或不多于约16、不多于约15、不多于约14.5、不多于约13、不多于约11.5、不多于约11、不多于约10.5、不多于约10、不多于约9.5、或不多于约9重量%、或约8至约16、约9至约15、或约9.5至约14.5重量%的残留羟基含量，并且可以对其进行选择以使得如前所述的第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量之间的差为至少约2重量%。一种或多种其他聚(乙烯醇缩醛)树脂可以存在于树脂组合物、层、或夹层中，并且可以具有落入前述提供的范围中的残留羟基。此外，一种或多种其他聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以与第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量相同或不同。
在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者可以具有不同于另一者的残留乙酸酯含量。例如，在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量之间的差可以为至少约2、至少约3、至少约4、至少约5、至少约8、至少约10重量%。聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者可以具有不多于约4、不多于约3、不多于约2、或不多于约1重量%的如前所述地测量的残留乙酸酯含量。在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者可以具有至少约5、至少约8、至少约10、至少约12、至少约14、至少约16、至少约18、至少约20、或至少约30重量%的残留乙酸酯含量。第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂之间的残留乙酸酯含量方面的差可以落入上述范围内，或者所述差可以为少于约3、不多于约2、不多于约1、或不多于约0.5重量%。存在于树脂组合物或夹层中的额外的聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有与第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量相同或不同的残留乙酸酯含量。
在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量之间的差可以为少于约2、不多于约1、不多于约0.5重量%，并且第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂之间的残留乙酸酯含量方面的差可以为至少约3、至少约5、至少约8、至少约15、至少约20、或至少约30重量%。在其他实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量方面的差可以为少于约3、不多于约2、不多于约1、或不多于约0.5重量%，并且第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量方面的差可以为至少约2、至少约5、至少约10、至少约12、至少约15、至少约20、或至少约30重量%。
在多个实施方案中，可以对第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基和/或残留乙酸酯含量方面的差进行选择，从而控制或者提高对最终组合物、层、或夹层而言的某种性能特性，例如强度、耐冲击性、耐渗透性、可处理性、或声学性能。例如，具有通常大于约16重量%的较高残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂可以对树脂组合物或层促进高耐冲击性、耐渗透性、和强度，而通常具有少于16重量%的残留羟基含量的较低羟基含量树脂可以高进夹层或共混物的声学性能。
具有较高或较低残留羟基含量和/或残留乙酸酯含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂还可以在与至少一种增塑剂组合时最终包含不同量的增塑剂。其结果是，由具有不同组成的第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的层或畴可以在单个树脂层或夹层内具有不同的特性。尽管不希望受到理论束缚，假设的是，给定的增塑剂与聚(乙烯醇缩醛)树脂的相容性可以至少部分取决于聚合物的组成，并且特别取决于其残留羟基含量。总体上说，与具有较低残留羟基含量的类似树脂相比，具有较高残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂趋于表现出针对给定增塑剂而言较低的相容性(或容量)。其结果是，与具有较低残留羟基含量的类似树脂相比，具有较高残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂趋于被更少地增塑并表现出更高的刚性。相反，与具有较高残留羟基含量的类似树脂相比，具有较低残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂在用给定增塑剂进行增塑时可能趋于并入更高量的增塑剂，其导致表现出更低玻璃化转变温度的更软的树脂层。取决于具体的树脂和增塑剂，这些趋势可能会反转。
当将具有不同水平的残留羟基含量的两种聚(乙烯醇缩醛)树脂与增塑剂共混时，增塑剂可能在树脂层或畴之间分配，以使得较多的增塑剂可能存在于具有较低残留羟基含量的层或畴中，并且较少的增塑剂可能存在于具有较高残留羟基含量的层或畴中。最终，在两种树脂之间实现平衡态。聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量与增塑剂相容性/容量之间的相关性可以促进将适当量的增塑剂添加至聚合物树脂。这样的相关性在增塑剂以其他方式在树脂之间迁移时也有助于稳定地保持两种或多种树脂之间增塑剂含量方面的差异。
在一些实施方案中，树脂层或夹层可以包括：至少第一树脂层，其包含第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第一增塑剂；和，第二树脂层，其相邻于第一树脂层且包含第二聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二增塑剂。第一和第二增塑剂可以为相同类型的增塑剂，或者第一和第二增塑剂可以不同。在一些实施方案中，第一和第二增塑剂中至少一者也可以为两种或多种增塑剂的共混物，其可以与一种或多种其他增塑剂相同或不同。当第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者具有的残留羟基含量高于或低于另一者的残留羟基含量至少2重量%时，树脂层之间的增塑剂含量方面的差可以为至少约2、至少约5、至少约8、至少约10、至少约12、或至少约15 phr。在多数实施方案中，包括具有较低羟基含量的树脂的树脂层可以具有较高增塑剂含量。为了控制或者保持树脂层或夹层的其他特性，第一和第二树脂层之间的增塑剂含量方面的差可以为不多于约40、不多于约30、不多于约25、不多于约20、或不多于约17 phr。在其他实施方案中，第一和第二树脂层之间的增塑剂含量方面的差可以为至少约40、至少约50、至少约60、或至少约70 phr。
其结果是，在一些实施方案中，其中第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂存在于多层夹层的相邻层中时，第一和第二树脂层可以表现出不同的玻璃化转变温度。类似地，当第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂存在于共混物中时，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者的畴可以表现出不同于第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中另一者的玻璃化转变温度。玻璃化转变温度、或Tg是标识聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度。在本文中描述的树脂和层的玻璃化转变温度通过动态机械热分析(DTMA)来确定。DTMA在给定的振荡频率和温度扫描速率下测量作为温度的函数的试样的以帕斯卡计的储能(弹性)模量(G')、以帕斯卡计的损耗(粘性)模量、和tanδ(G''/G')。然后通过tanδ峰在温度尺度上的位置来确定玻璃化转变温度。在本文中提供的玻璃化转变温度以1 Hz的振荡频率在剪切模式和3℃/分钟的温度扫描速率下确定。
第一树脂层和第二树脂层的玻璃化转变温度方面的差、或者共混树脂或树脂层的多个区域之间的玻璃化转变温度方面的差可以为至少约3、至少约5、至少约8、至少约10、至少约12、至少约15、至少约18、至少约20、至少约22、或至少约25℃。第一和第二树脂层中至少一者可以具有至少约26、至少约28、至少约30、至少约33、至少约35℃和/或不多于约70、不多于约65、不多于约60、不多于约55、不多于约50℃、或约26至约70、约30至约60、约35至约50℃的玻璃化转变温度。第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中另一者可以具有不多于25、不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约0、不多于约-5、或不多于约-10℃的玻璃化转变温度。
当将第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂彼此共混以使得一种树脂的畴分散在另一种内，这样的增塑剂含量和/或玻璃化转变温度方面的差还可以存在于第一和第二树脂的畴之间。例如，在一些实施方案中，树脂层或夹层可以包含如前所述的较高或较低增塑剂含量的多个畴、和/或具有较高或较低玻璃化转变温度的多个畴。在一些实施方案中，树脂层或夹层中至少一部分可以具有至少约26、至少约28、至少约30、至少约33、至少约35℃和/或不多于约70、不多于约65、不多于约60、不多于约55、不多于约50℃、或约26至约70、约28至约60、约35至约50℃的玻璃化转变温度，和/或树脂层或夹层中至少一部分可以具有不多于25、不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约0℃、不多于约-5℃、或不多于约-10℃的玻璃化转变温度。
本文中描述的一种或多种树脂共混物、层、和夹层可以包括多种其他添加剂以对夹层赋予特定的特性或特征。这样的添加剂可以包括但不限于染料、颜料、稳定剂如紫外线稳定剂、抗氧化剂、防粘连剂、阻燃剂、IR吸收剂或阻断剂如铟锡氧化物、锑锡氧化物、六硼化镧(LaB6)和铯钨氧化物、加工助剂、流动增强添加剂、润滑剂、冲击改性剂、成核剂、热稳定剂、UV吸收剂、分散剂、表面活性剂、螯合剂、偶联剂、粘合剂、底漆、增强添加剂、和填料。
此外，可以在本公开内容的夹层中使用多种粘合性控制剂(“ACA”)，从而控制片材对玻璃的粘合。在多个实施方案中，存在于树脂组合物、层、或夹层中的ACA的量可以为至少约0.003、至少约0.01、至少约0.025和/或不多于约0.15、不多于约0.10、或不多于约0.04phr、或约0.003至约0.15、约0.01至约0.10、或约0.025至约0.04 phr。合适的ACA可以包括但不限于乙酸钠、乙酸钾、双(2-乙基丁酸)镁、双(2-乙基己酸)镁、和它们的组合、以及在美国专利号5,728,472中公开的ACA。
具有不同组成的树脂和具有不同特性的增塑的树脂层还倾向于展现不同的折射率，其可能降低所得层或共混物的光学品质。尽管不希望受理论束缚，据信，这样的折射率方面的差异可能导致穿过不同树脂层或畴的光在不同方向折射，其可能会导致最终产品中的雾浊。有时，根据ASTM D542在589 nm的波长和25℃下测量的第一聚(乙烯醇缩醛)树脂或层的折射率第二聚(乙烯醇缩醛)树脂或层的折射率之间的差的绝对值可能超过0.010。其结果是，这些组合物、层、或夹层可能具有大于5%的雾度值和/或大于3的斑点值。
但是，在本发明的多个实施方案中，包含聚(乙烯醇缩醛)树脂的组合物、层、和夹层可以进一步包括至少一种折射率(RI)平衡剂以用于调节组合物、层、或夹层的折射率。在一些实施方案中，组合物、层、或夹层可以包括至少第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂、以及至少一种RI平衡剂。在其他实施方案中，组合物、层、或夹层可以包括单种聚(乙烯醇缩醛)树脂、以及至少一种RI平衡剂。如前述讨论，RI平衡剂可以为存在于树脂或树脂共混物、层、或夹层、或其部分中的增加或减少至少一个树脂或层的折射率的任意合适的试剂，其与不使用RI平衡剂的相同夹层相比可以改进夹层的光学特性。在一些实施方案中，在不存在RI平衡剂的情况下形成时，树脂共混物、层、或夹层可以具有至少5%的雾度值。
RI平衡剂可以呈任意合适的形式，并且可以与一种或多种树脂共混、或者其可以与至少一种树脂化学键合或反应从而将RI平衡剂并入聚合物链中。RI平衡剂的实例可以包括但不限于液体RI添加剂、固体RI添加剂、和存在于一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂中的至少一种醛的残基。RI平衡剂、以及包括其的树脂组合物、层、和夹层的多种实施方案现将会在下文详细讨论。
RI平衡剂可以以足以对聚(乙烯醇缩醛)树脂、树脂层、或夹层的折射率进行改性的量存在于树脂、树脂层、或夹层中。RI平衡剂还可以以足以对两种聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者的折射率进行改性的量存在于组合物、层、或夹层中，由此将具有不同折射率的两个聚(乙烯醇缩醛)树脂层的折射率之间的差最小化。RI平衡剂可以将树脂组合物、层、或夹层内的一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂和一种或多种增塑剂的折射率之间的差最小化。在一些实施方案中，RI平衡剂可以以足以将第一聚(乙烯醇缩醛)树脂层的折射率和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂层之间的差的绝对值降低至不多于0.010、不多于约0.009、不多于约0.008、不多于约0.007、不多于约0.006、不多于约0.005、不多于约0.004、或不多于约0.003的量存在。当多层夹层包括两个或多个树脂层时，RI平衡剂可以存在于一个层或者两个层中，并且在一些实施方案中，可以以在一个层中以高于一个或多个其他层中的量存在。
在一些实施方案中，RI平衡剂可以包含一种或多种具有至少1.421的折射率的醛的残基，所述折射率如通过ASTM D542在589 nm的波长和25℃的温度下测量。还可以在本文中称为“高折射率醛”或“高RI醛”的RI平衡醛可以具有至少约1.425、至少约1.450、至少约1.475、至少约1.500、至少约1.510、或至少约1.515和/或不多于约1.675、不多于约1.650、或不多于约1.625、或约1.425至约1.675、约1.475至约1.650、或约1.515至约1.625的折射率。高RI醛可以为包括至少一个芳族环或基团的芳族醛。芳族醛的实例可以包括但不限于C7至C30芳族醛、C8至C25芳族醛、或C9至C20芳族醛。在本发明的多个实施方案中可以用作RI平衡剂高RI醛的具体实例列于下述表1中。
表1：示例性高RI醛
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当RI平衡剂包括至少一种高RI醛的残基时，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者可以以基于第一或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的醛残基的总重量计至少约0.5、至少约1、至少约5、至少约10、至少约15、至少约20、至少约25、至少约30、至少约35、至少约40、至少约45、至少约50、至少约55、至少约60、至少约65、至少约70、至少约75、至少约80、至少约85、至少约90、至少约95%和/或不多于约99.5、不多于约99、不多于约97、不多于约95、不多于约90、不多于约85、不多于约80、不多于约75、不多于约70、不多于约65、或不多于约60重量%的量包括至少一种高RI醛的残基。第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者可以以基于第一或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的醛残基的总重量计约0.5至约99.5、约10至约90、约25至约75、或约40至约60重量%的量包括至少一种高RI醛的残基。
高RI醛残基的量可以使用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和具有UV检测的尺寸排阻色谱(SEC)的组合来确定。特别地，FT-IR用于测量树脂的残留羟基和残留乙酸酯含量，并且SEC用于确定高RI醛残基的量，而任意其他醛残基的量通过差来确定。FT-IR分析使用带有ATR采样附件的Perkin Elmer Spectrum 100 FT-IR光谱仪(可商购自Perkin Elmer，Waltham，Massachusetts)来实施。在4 cm-1分辨率下使用8次扫描来实施分析。在测试之前，由多个具有不同残留羟基和残留乙酸酯含量的聚(乙烯醇缩正丁醛)样品来生成校准，所述样品已在干燥器中用二氧化硅在室温下干燥过夜从而除去多余的水分。羟基伸缩带和羰基伸缩带的峰最大波数分别与各样品的先前通过ASTM D1396确定的摩尔乙烯醇含量和乙酸乙烯酯含量相关，并且将所得线性曲线拟合用于预测被分析的样品的摩尔残留羟基含量和摩尔残留乙酸酯含量。在如下所述地完成使用SEC分析确定聚(乙烯醇缩醛)树脂的组成之后，可以通过计算将这些值转换为重量%。
SEC分析使用Waters 2695 Alliance泵和具有Waters 410在线差示折射率检测器和Waters 2998 PDA在线UV检测器的自动进样器(可商购自Waters Corporation，Milford，Massachusetts)、以及Dionex Chromeleon 6.8版的具有扩展包的数据获取软件(可商购自Thermo Fischer Scientific，Sunnyvale，CA)来进行。分析使用PL Gel Mixed C(5微米)柱和Mixed E(3微米)柱，以50微升的注射体积在1.0 mL/分钟的流速下进行。通过将0.03和0.09克之间的树脂溶解于10-15 mL稳定的四氢呋喃中来制备样品，然后将其分别经由0.22微米PTFE过滤器过滤。色谱的初始校准使用窄分子量的聚苯乙烯标准物来实施，并且用宽分子量聚苯乙烯(可作为PSBR250K商购自American Polymer Standard Corporation，Mentor，Ohio)对仅包括高RI醛的残基的聚(乙烯醇缩醛)树脂、以及接续的样品进行校准。
在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中仅一者包括 高RI醛的残基，而在其他实施方案中，所述树脂中的两者可以包括这样的残基。包含高RI醛残基的树脂的折射率可以为至少约1.492、至少约1.495、至少约1.500、至少约1.505、至少约1.510、或至少约1.515。
在多个实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者可以还包括具有少于1.421的折射率的至少一种醛的残基。这些醛的实例可以包括例如脂族醛，例如上文讨论的C4至C8醛。具有少于1.421的折射率的醛可以选自正丁醛、异丁醛、和2-乙基己醛。
当存在这些残基时，第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包括基于第一或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的醛残基的总重量计至少约10、至少约15、至少约20、至少约25、至少约30、至少约35、至少约40、至少约45、至少约50、至少约55、至少约60、至少约65、至少约70、至少约75、至少约80、至少约85、至少约90、至少约95%和/或不多于约99、不多于约97、不多于约95、不多于约90、不多于约85、不多于约80、不多于约75、不多于约70、不多于约65、或不多于约60重量%的这些醛。
具有少于1.421的折射率的醛的残基使用上文所述的FT-IR/SEC法、然后通过根据下述式的计算来确定：100重量%-残留羟基的重量%(来自FT-IR)-高RI醛残基的重量%(来自SEC)-残留乙酸酯的重量%(来自FT-IR)=重量%具有少于1.421的折射率的醛的残基的重量%。第一和/或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以以基于第一或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的醛残基的总重量计约10至约99、约25至约75、或约40至约60重量%的量包括具有少于1.421的折射率的醛。这些数值中的一者的折射率可以为少于约1.492、少于约1.491、或少于约1.490，其如前述测量。
根据一些实施方案，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者主要包括高RI醛的残基，而第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的另一者主要八廓至少一种具有少于1.421的折射率的醛的残基。如在本文中使用的，术语“主要”是指至少75重量%，使得主要包括所指醛的残基的聚(乙烯醇缩醛)树脂包括基于该树脂的醛的残基的总重量计至少75重量%的所指醛的残基。主要包括高RI醛的残基的聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包括基于树脂的醛残基的总重量计不多于约25、不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约2、或不多于约1重量%的具有少于1.421折射率的其他醛的残基。
类似地，可以主要包括具有少于1.421的折射率的醛的残基的其他聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包含基于树脂的醛残基的总重量计不多于约25、不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约2、或不多于约1重量%的高RI醛的残基，并且可以包括至少约75、至少约80、至少约85、至少约90、至少约95、至少约97、或至少约99%的具有少于1.421的折射率的一种或多种醛的残基。在一些实施方案中，组合物中主要包括高RI醛的残基的树脂与其他一种或多种树脂之比可以为至少约1:99、至少约5:95、至少约10:90、至少约20:80、至少约25:75、至少约30:70、至少约40:60和/或不多于约99:1、不多于约95:5、不多于约90:10、不多于约85:15、不多于约75:25、不多于约70:30、或不多于约60:40、或约1:99至99:1、约10:90至约90:10、约25:75至75:25、或约40:60至60:40。
在其他实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中至少一者包括高RI醛的残基和至少一种具有少于1.421的折射率的醛，由此形成包括高和低RI醛两者的残基的“混合”树脂。根据这些实施方案，混合树脂中的高RI醛残基和具有少于1.421的折射率的醛的残基的量、以及其彼此的重量比可以为落入针对树脂共混物而在上文提供的相同范围内。第一或第二聚(乙烯醇缩醛)树脂包括高RI和较低RI醛两者的残基时，两种聚(乙烯醇缩醛)树脂中的另一者也可以包括至少一种高RI醛的残基。替代地，两种树脂中的另一者可以包括极少或者不包括高RI醛残基，以使得其包括少于约10、少于约5、少于约2、或少于约1重量%的高RI醛的残基、而余量为具有少于1.421的折射率的醛的残基，所述具有少于1.421的折射率的醛包括例如选自正丁醛、异丁醛、2-乙基己基醛、和它们的组合中的醛。
当夹层为多层夹层时，其可以包括具有至少第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的至少一个树脂层、和包含至少第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的另一树脂层，其中，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量之间的差为至少2重量%。聚(乙烯醇缩醛)树脂中一者或两者可以包括高RI醛的残基，并且树脂层中至少一者可以具有高于或低于另一者至少约0.002、至少约0.003、至少约0.004和/或不多于约0.010、不多于约0.009、不多于约0.008、或不多于约0.007、或约0.002至约0.010、约0.003至约0.009、或约0.004至约0.007的折射率。在一些实施方案中，当夹层包括至少三个树脂层时，最内树脂层可以具有较高折射率，而在其他实施方案中，外侧树脂层中的一者或两者的折射率可以为较高。在一些实施方案中，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中仅一者可以包括高RI醛的残基。在其他实施方案中，聚(乙烯醇缩醛)树脂中的两者可以包括至少一种高RI醛的残基，但树脂仍可以表现出落入上文提供范围内的折射率方面的差。
聚(乙烯醇缩醛)树脂中的一者或两者可以包括至少一种高RI醛的残基。在一些实施方案中，包括这样的残基的聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有不大于例如15重量%的残留羟基含量，包括这样的树脂的树脂层可以具有少于20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约0、不多于约-5、或不多于约-10℃的玻璃化转变温度、和至少约1.465、至少约1.470、至少约1.475、至少约1.480、至少约1.485、或至少约1.490的折射率，其分别如前述测量。根据多个实施方案，层的增塑剂含量可以为至少约50、至少约55、至少约60、至少约65phr和/或不多于约120、不多于约110、不多于约90、不多于约85、不多于约80、或不多于约75phr、或约50至约120、约55至约110、约60至约90、或约65至约75 phr。
当上文讨论的多层夹层中的具有高RI醛的残基的树脂具有多于例如16重量%的残留羟基含量时，包括该树脂的树脂层可以具有至少约26、至少约30、至少约33、或至少约35℃的玻璃化转变温度、和至少约1.470、至少约1.475、至少约1.480、至少约1.485、或至少约1.490的折射率，其分别如前述测量。根据一些实施方案，层的增塑剂含量可以为少于50phr、不多于约45 phr、不多于约40 phr、不多于约30、不多于约20 phr。
根据本发明的多个实施方案，RI平衡剂可以包含液体RI平衡剂。如在本文中使用的，术语“液体RI平衡剂”是指在25℃和1 atm的标准状态下为液体的RI平衡剂。在一些实施方案中，液体RI平衡剂可以为例如高RI增塑剂。如在本文中使用的，术语“高RI增塑剂”是指具有至少1.460的如前述测量的折射率的增塑剂。适合用作RI平衡剂的高RI增塑剂可以具有至少约1.470、至少约1.480、至少约1.490、至少约1.500、至少约1.510、至少约1.520和/或不多于约1.600、不多于约1.575、或不多于约1.550的折射率，其如前述测量。高RI增塑剂的折射率可以为约1.460至约1.600、约1.470至约1.575、约1.480至约1.550、约1.490至约1.525。
高RI增塑剂的类型或类别的实例可以包括但不限于聚己二酸酯(约1.460至约1.485的RI)；环氧化物，例如环氧化大豆油(约1.460至约1.480的RI)；邻苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯(约1.480至约1.540的RI)；苯甲酸酯和甲苯甲酸酯(约1.480至约1.550的RI)；和其他特殊专用增塑剂(约1.490至约1.520的RI)。适合的RI增塑剂的具体实例可以包括但不限于二丙二醇二苯甲酸酯、三丙二醇二苯甲酸酯、聚丙二醇二苯甲酸酯、苯甲酸异癸酯、苯甲酸2-乙基己酯、二乙二醇苯甲酸酯、苯甲酸丁氧基乙酯、苯甲酸丁氧基乙氧基乙酯、苯甲酸丁氧基乙氧基乙氧基乙酯、丙二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇苯甲酸酯异丁酸酯、1,3-丁二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二邻甲苯甲酸酯、三乙二醇二邻甲苯甲酸酯、二丙二醇二邻甲苯甲酸酯、二苯甲酸1,2-辛酯、偏苯三酸三-2-乙基己酯、对苯二甲酸二-2-乙基己酯、双酚A双(2-乙基己酸酯)、对苯二甲酸二(丁氧基乙基)酯、对苯二甲酸二(丁氧基乙氧基乙基)酯、和它们的混合物。高RI增塑剂可以选自二丙二醇二苯甲酸酯和三丙二醇二苯甲酸酯、和/或2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯。
树脂层或夹层包括高RI增塑剂时，增塑剂可以单独存在于层中，或者其可以与一种或多种额外的增塑剂共混。其他一种或多种增塑剂也可以包含高RI增塑剂，或一种或多种可以为具有少于1.460的折射率的较低RI增塑剂。在一些实施方案中，较低RI增塑剂可以具有少于约1.450、少于约1.445、或少于约1.442的折射率，并且可以选自前述列出的基团。当将两种或多种增塑剂的混合物用作RI平衡剂时，混合物可以具有落入一个或多个前述范围内的折射率。
当在多层各层中用作RI平衡剂时，高RI增塑剂可以以不同的量存在于两个或多个树脂层中。类似地，当在树脂组合物或共混树脂层中用作RI平衡剂时，高RI增塑剂可以如前所述地分隔，以使得具有较低残留羟基含量的树脂层或畴可以具有较高量的高RI增塑剂。在一些实施方案中，树脂层或夹层中至少一个层或一部分可以以至少约5、至少约10、至少约15、至少约20、至少约25、至少约30、至少约35和/或不多于约50、不多于约45、或不多于约40 phr的量包含高RI增塑剂作为RI平衡剂。高RI增塑剂可以以约5至约50、约10至约45、约20至约40 phr的量存在于树脂层或夹层中。在一些实施方案中，一个或多个其他层或部分可以以至少约50、至少约55、至少约60、至少约65、至少约70和/或不多于约120、不多于约110、不多于约100、不多于约90、或不多于约75 phr、或约50至约120、约55至约110、约60至约90、约65至约75 phr的量包括高RI增塑剂。这些量可以包括存在于组合物中的任何其他增塑剂，包括具有少于1.460的折射率的那些，或者可以仅包括高RI增塑剂。
当在多层夹层中将高RI增塑剂用作RI平衡剂时，夹层可以包括具有第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的至少一个树脂层、和包含第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的另一树脂层，其中，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量之间的差为至少2重量%。树脂层中至少一者可以以充分的量包括高RI增塑剂，以使得所述树脂层的折射率与另一树脂层的折射率之间的差的绝对值为不多于0.010。在一些实施方案中，当夹层包括至少三个树脂层时，最内树脂层可以具有较高折射率，而在其他实施方案中，外侧树脂层中的一者或两者的折射率可以为较高。
当高RI增塑剂被包括在包括至少一种具有较低残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂的树脂层中时，树脂层中的至少一部分可以具有不多于25、不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约0、不多于约-5、或不多于约-10℃的玻璃化转变温度，并且所述层可以具有至少约1.465、至少约1.470、至少约1.475、至少约1.480、至少约1.485、或至少约1.490折射率，其如前述测量。在一些实施方案中，该层的增塑剂含量可以为至少约50、至少约55、至少约60、和/或不多于约120、不多于约110、不多于约90、不多于约85、不多于约80、或不多于约75 phr、或约50至约120、约55至约110、约60至约90、或约60至约75phr。
当高RI增塑剂存在于包含具有较高残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂的树脂层中时，层的至少一部分可以具有至少约26、至少约30、至少约33、或至少约35℃的玻璃化转变温度，并且所述层可以具有至少约1.470、至少约1.475、至少约1.480、至少约1.485、或至少约1.490的折射率，其如前述测量。根据一些实施方案，该层的增塑剂含量可以为少于50 phr、不多于约45 phr、不多于约40 phr、不多于约30、不多于约20 phr。
根据本发明的多个实施方案，RI平衡剂可以为存在于层或夹层中的一个或多个层或部分中的固体RI添加剂。如在本文中使用的，术语“固体RI添加剂”是指用于调节聚(乙烯醇缩醛)树脂、树脂层、或夹层的折射率、且在25℃和1 atm的环境条件下为固体的添加剂。在多个实施方案中，固体RI添加剂可以具有至少约27、至少约30、至少约35、至少约40、至少约45、至少约50、至少约55、至少约60、至少约75、至少约80、至少约85、至少约90、至少约95、或至少约100℃的熔点。当在树脂共混物、层、或夹层中利用时，固体RI添加剂可以以充分的量存在，以使得第一和第二树脂层的折射率之间的差的绝对值为不多于约0.010。当在不存在固体RI添加剂的情况下配制于相同树脂层中时，第一和第二树脂层的折射率之间的差可以为大于0.010。
在一些实施方案中，固体RI添加剂可以为高RI固体以用于增加至少一个树脂层或夹层的折射率。高RI固体添加剂的折射率可以为至少约1.460、至少约1.465、至少约1.470、至少约1.475、至少约1.480、至少约1.485、至少约1.490、至少约1.495、至少约1.500、至少约1.505、至少约1.510、至少约1.525、至少约1.550、至少约1.575、或至少约1.600，其如前述测量。在其他实施方案中，固体RI添加剂可以为RI降低固体添加剂以用于降低至少一个树脂或树脂层的折射率。RI降低固体添加剂可以具有少于1.460、不多于约1.455、不多于约1.450、不多于约1.445、或不多于约1.440的折射率，其如前述测量。无论更高或更低，固体RI添加剂可以具有与聚(乙烯醇缩醛)树脂的折射率相比至少约0.005、至少约0.010、至少约0.050、至少约0.10和/或不多于约0.50、不多于约0.35、或不多于约0.20之差的折射率。固体RI添加剂和聚(乙烯醇缩醛)树脂之间的折射率方面的差可以为约0.005至约0.50、约0.010至约0.35、或约0.050至约0.35。
在多个实施方案中，固体RI添加剂可以以至少约0.5、至少约1、至少约1.5、至少约2、或至少约5 phr的量存在于树脂组合物或夹层中，这取决于添加剂和层或夹层的具体类型。无论为高RI添加剂或RI降低添加剂，固体RI添加剂可以包含能够与树脂组合物或层中的至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂物理混合或共混的物理固体RI添加剂，或者其可以为可以与一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂反应并并入其骨架中的反应性固体RI添加剂。
固体RI添加剂可以与一种或多种低RI增塑剂组合使用。低RI增塑剂的实例可以包括但不限于三乙二醇二(2-乙基己酸酯)(“3GEH”)、三乙二醇二(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二(2-乙基己酸酯)(“4GEH”)、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、环己基己二酸己酯、己二酸二异壬酯、己二酸庚基壬基酯、己二酸二(丁氧基乙基)酯、和己二酸双(2-(2-丁氧基乙氧基)乙基)酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、和它们的混合物。增塑剂可以选自三乙二醇二(2-乙基己酸酯)和四乙二醇二(2-乙基己酸酯)，或者增塑剂可以包含三乙二醇二(2-乙基己酸酯)。固体RI添加剂还可以与一种或多种先前提及的高RI增塑剂组合使用。
当固体RI添加剂为物理固体RI添加剂时，其可以与夹层中的一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂或层组合。在一些实施方案中，物理固体RI添加剂可以以至少约1、至少约2、至少约3、至少约5、至少约8、至少约10、至少约12、至少约15、至少约20和/或不多于约60、不多于约55、不多于约50、不多于约45、不多于约40、不多于约35、不多于约30、不多于约25、不多于约20、或不多于约15 phr、或约1至约60、约5至约50、或约10至约45 phr的量存在于至少一个层中或存在于夹层中。适合的物理固体高RI添加剂的实例包括但不限于聚己二酸酯、具有少于2500的分子量的聚苯乙烯、环氧化物、邻苯二甲酸酯、苯甲酸酯、无机氧化物如氧化锆、和它们的组合。物理固体RI降低添加剂可以选自卤化添加剂、和含硅添加剂。
当在多层夹层中利用时，物理固体RI添加剂可以以高于一个或多个其他层的量存在于树脂层中的一者中。存在于树脂层中的一者中的物理固体RI添加剂的量与存在于包括相邻层在内的另一层中的物理固体RI添加剂之间的差可以为至少约2、至少约5、至少约8、至少约10 phr和/或不多于约30、不多于约25、或不多于约20 phr、或可以为约2至约30、约5至约25、或约10至约20 phr。根据一些实施方案，层中至少一者包括至少约1、至少约5、至少约10、至少约15 phr和/或不多于约60、不多于约55、不多于约50、不多于约45 phr的物理固体RI添加剂，或者物理固体RI添加剂可以以约1至约60、约10至约50、或约15至约45 phr的量存在。在一些实施方案中，物理固体RI添加剂可以以至少约5、至少约10、至少约15、至少约20 phr和/或不多于约60、不多于约55、不多于约50 phr的量、或约5至约60、约15至约55、或约20至约50 phr的量存在于一个或多个层中。
当多层夹层包含三个或更多个树脂层、并且固体RI添加剂为固体高RI添加剂时，一个或多个内层或芯层可以包括与外层或皮层相比更高量的物理固体RI添加剂。但是，如果固体RI添加剂为固体RI降低添加剂，则外皮层可以包括与内芯层相比更高量的固体RI添加剂。芯层可以包括存在于夹层中的物理固体RI添加剂总量的至少约30、至少约40、至少约50、至少约60、至少约70、或至少约80%。
当固体RI添加剂为反应性固体RI添加剂时，其可以与至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂反应，以使得添加剂中至少一部分被并入聚合物链中。反应性RI添加剂可以为芳族添加剂，并在一些实施方案中可以包含邻苯二甲酸酐、和苯基烷氧基硅烷，包括例如二苯基二甲氧基硅烷。
在一些实施方案中，反应性RI添加剂可以以与存在于夹层的一个或多个其他层中的量相比更高的量存在于多层夹层中的一个层中。在一些实施方案中，其可以不存在于或基本不存在于一个或多个树脂层中。例如，当夹层为包括至少三个树脂层的多层夹层时，内芯层可以包括至少约0.5、至少约1、至少约1.5、至少约2、至少约2.5、至少约3和/或不多于约50、不多于约30、不多于约20、不多于约15、不多于约12、不多于约10、或不多于约8 phr的一种或多种反应性固体RI添加剂、或包括约0.5至约20、约1至约12、或约2至约8 phr的量。一个或多个外皮层可以包括不多于约10、不多于约5、不多于约2、不多于约1、或不多于约0.5 phr的反应性固体RI添加剂。芯层可以包括存在于夹层中的反应性RI添加剂总量的至少约65、至少约75、至少约85、至少约95、或至少约99%。
当在多层夹层中将固体RI添加剂用作RI平衡剂时，夹层可以包括具有第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的至少一个树脂层、和包含第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的另一树脂层，其中，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量之间的差为至少2重量%。树脂层中至少一者可以以充分的量包括高RI添加剂，以使得第一树脂层的折射率与第二树脂层的折射率之间的差的绝对值为不多于0.010。在一些实施方案中，当夹层包括至少三个树脂层时，最内树脂层可以具有较高折射率，而在其他实施方案中，外侧树脂层中的一者或两者的折射率可以为较高。
当固体RI添加剂被包括在包含具有较低残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂的树脂层中时，树脂层可以具有不多于25、不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约0、不多于约-5、或不多于约-10℃的玻璃化转变温度、以及至少约1.465、至少约1.470、至少约1.475、至少约1.480、至少约1.485、至少约1.495、或至少约1.500的折射率，其如前述测量。在一些实施方案中，该层的增塑剂含量可以为至少约50、至少约55、至少约60、至少约65 phr和/或不多于约120、不多于约110、不多于约90、不多于约85、不多于约80、或不多于约75 phr、或约50至约120、约55至约110、约60至约90、约65至约75 phr。
当固体RI添加剂存在于包含具有较高残留羟基含量的聚(乙烯醇缩醛)树脂的树脂层中时，所述层可以具有至少约26、至少约30、至少约33、或至少约35℃的玻璃化转变温度。在一些实施方案中，所述层可以具有至少约1.470、至少约1.475、至少约1.480、至少约1.485、至少约1.490、至少约1.500、至少约1.510的折射率。根据一些实施方案，该层的增塑剂含量可以为少于50 phr、不多于约45 phr、不多于约40 phr、不多于约30、不多于约20phr。
根据本发明的多个实施方案而配制为包括至少两种聚(乙烯醇缩醛)树脂和RI平衡剂的树脂组合物、层、和夹层可以表现出改进的光学特性而不牺牲其他的特性，例如耐冲击性和声学性能。如上述讨论，由于树脂的特性或组成方面的差异，例如残留羟基含量、残留乙酸酯含量、或醛残基，以不含RI平衡剂的方式配制的相同树脂的同一共混物可能提供具有降低的光学性能的组合物、层、和夹层。
清晰度是用于描述本文中记载的组合物、层、和夹层的光学性能的一个参数，并且可以通过测量雾度值或百分比来确定。雾度值表示与入射光相对照的被样品散射的光的量度。在一些实施方案中，本文中记载的树脂共混物、层、和夹层可以具有少于5%、少于约4%、少于约3%、少于约2%、少于约1、或少于约0.5%的雾度值，其如按照ASTM D1003-13-使用发光体C的程序B、在2度的观察角度进行测量。测试使用分光光度计，例如Hunterlab UltraScanXE仪器(可商购自Hunter Associates，Reston，VA)，对具有0.76 mm的厚度的聚合物样品实施，所述样品已被层压于两片清晰的各自具有2.3 mm的厚度的玻璃片(可商购自Pennsylvania的Pittsburgh Glass Works)之间。
此外，本文中描述的树脂层和夹层可以具有不多于3、不多于2、或不多于1的斑点值。斑点为光学品质的另一量度，其被检测为纹理或粒度。斑点在水平过高或过严重的情况下为可见缺陷，由此引发令人反感的可见外观。斑点通过针对测试层压体的阴影图投影的并排定性对比来评价和分类，其使用代表1至4的斑点值系列或标尺的一组标准层压体阴影图，其中，1代表低斑点的标准(即低的破裂数量)，并且4代表高斑点的标准(即高的破裂数量)。高斑点通常被认为是令人反感的，特别是在汽车和建筑应用中尤其如此。任选地，使用带零斑点(无斑点)的具有单层夹层的模型层压体来辅助在具有低于标准组的标尺，例如低于1的评级的斑点评级的测试层压体中进行评价。示出类似于零斑点层压体的阴影图投影的测试层压体被评价为具有0的斑点评级。测试层压体用各具有2.3 mm的厚度的两片清晰玻璃(可商购自Pennsylvania的Pittsburgh Glass Works)和夹层来制备。夹层典型具有约35至40微米的随机的粗糙表面Rz和0.76至0.86 mm的厚度。
在本文中提供的斑点值使用清晰斑点分析仪(CMA)来确定，其包括氙弧灯、样品托架、投影屏、和数码照相机。氙弧灯用于将层压样品的阴影图投影于屏幕上，并且照相机被配置为捕获所得阴影图的图像。然后使用计算机图像软件来数字地分析图像，并将其与先前捕获的标准样品的图像进行对比，从而确定样品的斑点。使用CMA测量斑点的方法被详细描述于美国专利申请公开号US 2012-0133764中。
另一用于确定光学性能的参数为透明度、或者百分比可见透光率(% Tvis)，其使用分光光度计，例如HunterLab UltraScan EX，根据ASTM D1003，使用发光体C的程序B以2°的观察角度进行测量。在本文中提供的值通过观察具有约0.76 mm的夹层厚度和2.3 mm的清洗玻璃厚度的玻璃层压体样品(可商购自Pennsylvania的Pittsburgh Glass Works)来获得。在一些实施方案中，本发明的树脂层和夹层可以具有至少约70、至少约75、至少约80、至少约81、至少约82、至少约83、至少约84、至少约85、至少约85.5、至少约86、至少约86.5、至少约87、至少约87.5、至少约88、或至少约88.5%的百分比可见透光率。更具体地，本发明的树脂层和夹层对于仅含ACA、UV稳定剂和抗氧化剂的添加剂的夹层而言具有大于85的%Tvis，或者针对含有额外的添加剂，例如如前所述的颜料、IR吸收剂或阻断剂的夹层而言具有大于80的%Tvis。含有高水平颜料和/或染料的聚合物夹层可以具有较低的期望%Tvis值，例如在大量含颜料或着色的聚合物夹层中。
除了表现出落入上述范围内的一种或多种光学特性之外，本文中描述的树脂层和夹层还可以表现出落入期望范围内的声学特性。在一些实施方案中，如上述讨论，树脂层或夹层中至少一部分可以具有不多于25、不多于约20、不多于约15、不多于约10、不多于约5、不多于约0、不多于约-5、或不多于约-10℃的玻璃化转变温度，其可能促进层或夹层的声学性能。同时，层或夹层中至少一部分可以具有至少约26、至少约30、至少约35℃的玻璃化转变温度，其可能促进耐冲击特性和强度。
在一些实施方案中，根据本发明所述的树脂层或夹层可以具有至少约0.70的tanδ。Tanδ是通过动态机械热分析(DMTA)测量的试样的以帕斯卡计的损耗模量(G'')与以帕斯卡计的储能模量(G')的比率。DMTA以1 Hz的振荡频率在剪切模式和3℃/分钟的温度扫描速率下实施。玻璃化转变温度下的G''/G'曲线的峰值为tanδ值。如根据本文中的多个实施方案所述的树脂层或夹层可以具有至少约1.0、至少约1.05、至少约1.10、至少约1.25、至少约1.50、至少约1.75、至少约2.0、或至少约2.25的tanδ。
此外，树脂层和夹层可以具有至少约0.10、至少约0.15、至少约0.17、至少约0.20、至少约0.25、至少约0.27、至少约0.30、至少约0.33、或至少约0.35的阻尼损耗因子或损耗因子。损耗因子通过如在ISO标准16940中描述的机械阻抗测量来测量。将聚合物样品层压于各自具有2.3 mm的厚度的两片清晰玻璃之间，并制备为具有25 mm的宽度和300 mm的长度。然后使用振动台(可商购自Brüel and Kjær(Nærum，Netherlands))在中心点处激发层压样品，并使用阻抗头(Brüel and Kjær)来测量将条棒激发至振动所需要的力和振动的速度。所得传递函数在National Instrument数据采集和分析系统上记录，并且使用半功率法计算第一振动模式下的损耗因子。在一些实施方案中，当RI平衡剂为高RI增塑剂时、层或夹层可以具有大于0.25、大于0.27、大于0.30、或大于0.35的20℃下损耗因子，而在其他实施方案中，当RI平衡剂为固体RI添加剂或至少一种高RI醛的残基时，层或夹层可以具有至少约0.10、至少约0.15、至少约0.20、至少约0.25、或至少约0.30的20℃下损耗因子。
类似于第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的两种独立树脂的树脂共混物，共混两种或多种独立树脂层或夹层可以产生具有出人意料的特性和性能属性的新的一个或多个树脂层或一个或多个夹层。例如，具有较低残留羟基含量和较低玻璃化转变温度的树脂层或夹层可以与具有较高残留羟基含量和较高玻璃化转变温度的另一树脂层或夹层共混，从而产生改进其声学性能的具有较低玻璃化转变温度的柔软畴的新的树脂层或夹层、和对树脂层或夹层赋予改进的可处理性、强度和耐冲击性的较高玻璃化转变温度的坚硬畴。其他实例包括共混单片夹层和多层夹层、共混两个多层夹层、或将一个多层夹层共混至另一多层夹层的树脂层中。实质上，由共混两种材料引起的效果还可以由根据材料的含量共混两种或多种树脂、增塑剂、和其他添加剂来实现。如在本文中使用的，“共混树脂材料”或“共混材料”是指待共混至另一树脂组合物、树脂层或夹层中的树脂组合物、树脂层或夹层。共混两个树脂层或两个夹层中，待共混的两种材料中至少一者可以包括本发明的树脂层或夹层。在其他实施方案中，两种材料可以包括本发明的树脂层或夹层。
根据一些实施方案，本文中描述的树脂组合物、层、或夹层中至少一部分可以包含另一树脂、层、或夹层。在一些实施方案中，组合物、层、或夹层中树脂的总量的至少约0.5、至少约1、至少约5、至少约10、至少约15、至少约20、至少约25、至少约30、或至少约50%可以源自共混树脂材料。
通常，当共混树脂材料中的树脂和增塑剂的类型和/或量实质上不同于所生产、或者向其中添加共混树脂材料的树脂和增塑剂的类型和/或量时，可能会负面地影响如通过清晰度或雾度确定的包括共混树脂材料的所得树脂组合物、层、或夹层的光学性能。根据本发明的是哦是方案，包括较高水平共混树脂材料的树脂层和夹层可以通过利用上述讨论的一种或多种RI平衡剂来生产。
当RI平衡剂包括高RI增塑剂时，可以将较高量的共混树脂材料添加至工艺，以用于生产在本文中描述的树脂组合物、层、或夹层而不降低最终组合物、层、或夹层的清晰度或提高其雾度。在一些实施方案中，包括共混材料的组合物可以包括第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂，其中，树脂中工艺者具有可以为低于另一树脂的残留羟基含量至少2重量%的残留羟基含量。这样的组合物可以进一步包括至少一种具有1.460的折射率的高RI增塑剂，并且在一些实施方案中，存在于组合物、层、或夹层中的第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的合并量的多于3%可以源自共混组合物、层、或夹层。除了第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量方面的差，包括多于0.5重量%的共混树脂材料的组合物可以具有不多于约5、不多于约4、不多于约3、不多于约2、或不多于约1、或不多于约0.5的雾度值。
作为RI平衡剂而与共混树脂组合物使用的高RI增塑剂可以落入先前描述的一个或多个范围内的折射率。高RI增塑剂可以在生产组合物、层、或夹层的过程中与共混材料添加，和/或高RI增塑剂中至少一部分可以存在于添加至工艺的共混树脂材料中。此外，一种或多种其他增塑剂也可以存在于所共混的树脂材料中、和/或所生产的树脂组合物、层、或夹层中，其包括例如具有少于约1.450、少于约1.445、或少于约1.442的如先前描述地测量的折射率的那些。在一些实施方案中，一种或多种额外的高RI增塑剂还可以存在于共混材料中、和/或在其中共混所述材料的树脂组合物、层、或夹层中。
包括如前所述的共混树脂材料的树脂组合物可以用于形成根据本发明的多个实施方案所述的层和夹层。例如，包括共混树脂材料的树脂组合物可以用于形成单个整体夹层，或者其可以用于形成多层夹层中的一个或多个层。当在多个层和夹层中使用时，可以添加额外的增塑剂，以使得存在于树脂层或夹层中的增塑剂可以落入先前所述的范围内。类似地，由包括共混树脂材料的组合物形成的树脂层和夹层的玻璃化转变温度和折射率也可以落入先前所述的范围内。此外，由包括共混材料的组合物形成的树脂层和夹层还可以表现出如前所述的声学特性，并且可以被包括在下文所述的任意应用中。
根据一些实施方案，本文中描述的树脂组合物、层、或夹层中至少一部分可以包含一种或多种再循环树脂材料，其包括例如再循环层或夹层。如在本文中使用的，术语“再循环”是指从生产线移除并接着返回至生产线。通常，利用再循环材料可能会负面地影响最终组合物、层、或夹层的如通过清晰度或雾度确定的光学性能，这是由于所共混或组合的材料的不同组成和特性。但是，在一些实施方案中，本文中描述的层或夹层可以包括至少一种再循环树脂材料，而同时仍表现出如本文中描述的相同的光学和/或声学特性。再循环树脂材料的类型和/或量可以落入先前描述的一个或多个范围内，并且层或夹层可以进一步包括至少一种RI平衡剂。此外，包括再循环树脂材料的树脂层和夹层还可以具有落入下述一个或多个范围内的光学和/或声学性能。
上述树脂组合物、层、和夹层可以根据任意适合的方法生产。在多个实施方案中，用于生产这些组合物、层、和夹层的方法可以包括：提供两种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂，将至少一种树脂与RI平衡剂、和任选的至少一种增塑剂或其他添加剂共混，从而形成共混组合物，并由共混组合物形成层。
在一些实施方案中，在方法的初始步骤中提供的树脂可以为一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂的形式，而在其他实施方案中，还可以提供一种或多种树脂前体。在一些实施方案中，当物理共混两种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂时，共混两种树脂可以包括熔融共混，并且可以在至少约140、至少约150、至少约180、至少约200、至少约250℃的温度下实施。在其他实施方案中，当所提供的聚(乙烯醇缩醛)树脂组分包括树脂前体时，共混步骤可以包括使两种或多种醛与聚乙烯醇反应从而提供具有两种或多种醛部分的单种聚(乙烯醇缩醛)树脂。此外，共混步骤的一部分可以包括将一种或多种树脂与先前所述的至少一种增塑剂和/或一种或多种RI平衡剂共混。
然后，可以根据任意适合的方法，将所得共混树脂成型为一个或多个树脂层。成型聚合物层和夹层的示例性方法可以包括但不限于溶液流延、压缩珠磨、注射铸模、熔融挤出、熔融吹塑、和它们的组合。包括两个或多个树脂层的多层夹层还可以根据任意适合的方法生产，例如共挤出、吹塑膜、熔融吹塑、浸涂、溶液涂覆、刮刀、浆式、气刀、印刷、粉末涂覆、喷涂、和它们的组合。在本发明的多个实施方案中，层或夹层可以通过挤出或共挤出来成型。在挤出工艺中，可以将一种或多种热塑性聚合物、增塑剂、任选的至少一种添加剂，包括先前描述的一种或多种RI平衡剂预混合并进料至挤出设备中。在进入挤出设备之前，可能呈液体、粉末、或丸粒形式的其他添加剂如ACA、着色剂、和UV抑制剂也可以被混合至热塑性聚合物或增塑剂中。这些添加剂可以被并入聚合物树脂中、以及引申而来的所得聚合物片中，由此改进聚合物层或夹层的某种特性、以及最终多层玻璃面板和其他终产品中的其性能。
在多个实施方案中，层或夹层的厚度或尺度可以为至少约10、至少约15、至少约20mils和/或不多于约100、不多于约90、不多于约60、不多于约50、或不多于约35 mils、或其可以为约10至约100、约15至约60、或约20至约35 mils。以毫米计，聚合物层或夹层的厚度可以为至少约0.25、至少约0.38、至少约0.51 mm和/或不多于约2.54、不多于约2.29、不多于约1.52、或不多于约0.89 mm、或约0.25至约2.54 mm、约0.38至约1.52 mm、或约0.51至约0.89 mm。在一些实施方案中，树脂层或夹层可以包括平坦的聚合物层，其具有沿着片材的长度或最长尺寸和/或宽度或第二长尺寸基本上相同的厚度，而在其他实施方案中，多层夹层的一个或多个层例如可以为锥形，或者可以具有楔形轮廓，以使得夹层的厚度沿着片材的长度和/或宽度改变，从而层或夹层的一个边缘具有大于另一个的厚度。当夹层为多层夹层时，夹层中的至少一个、至少两个、或至少三个层可以包含至少一个锥形区域当夹层为整体夹层时，聚合物片材可以为平坦的，或者可以包括至少一个锥形区域。锥形夹层可以在例如汽车和航空器应用中的抬头显示器(HUD)面板中是有用的。
现转向图1至8，提供根据本发明所述的锥形夹层的多个实施方案。图1是示例性的锥形夹层的截面视图，其包括具有不同厚度的锥形区域。如表1中所示，锥形区域具有在锥形区域的第一边界处测量到的最小厚度Tmin、和在锥形区域的第二边界处测量到的最大厚度Tmax。在某些实施方案中，Tmin可以为至少约0.25、至少约0.40、或至少约60 毫米(mm)和/或不多于1.2、不多于约1.1、或不多于约1.0 mm。进一步，Tmin可以为0.25至1.2 mm、0.4至1.1 mm、或0.60至1.0 mm。在某些实施方案中，Tmax可以为至少约0.38、至少约0.53、或至少约0.76 mm和/或不多于2.2、不多于约2.1、或不多于约2.0 mm。进一步，Tmax可以为0.38至2.2 mm、0.53至2.1 mm、或0.76至2.0 mm。在某些实施方案中，Tmax和Tmin之间的差可以为至少约0.13、至少约0.15、至少约0.2、至少约0.25、至少约0.3、至少约0.35、至少约0.4 mm和/或不多于1.2、不多于约0.9、不多于约0.85、不多于约0.8、不多于约0.75、不多于约0.7、不多于约0.65、或不多于约0.6 mm。进一步，Tmax和Tmin之间的差可以为0.13至1.2 mm、0.25至0.75 mm、或0.4至0.6 mm。在某些实施方案中，锥形区域的第一和第二边界之间的距离(即“锥形区域宽度”)可以为至少约5、至少约10、至少约15、至少约20、或至少约30厘米(cm)和/或不多于约200、不多于约150、不多于约125、不多于约100、或不多于约75 cm。进一步，锥形区域宽度可以为5至200 cm、15至125 cm、或30至75 cm。
如图1中所示，锥形夹层包括相对的第一和第二外末端边缘。在某些实施方案中，第一和第二外末端边缘之间的距离(即“夹层宽度”)可以为至少约20、至少约40、或至少约60 cm和/或不多于约400、不多于约200、或不多于约100 cm。进一步，夹层宽度可以为20至400 cm、40至200 cm、或60至100 cm。在图1所说明的实施方案中，锥形区域的第一和第二边界向内与夹层的第一和第二外末端边缘隔开。在这样的实施方案中，仅夹层中的一部分是锥形的。当锥形区域形成仅夹层中的一部分时，夹层宽度与锥形区域宽度的比率可以为至少约0.05:1、至少约0.1:1、至少约0.2:1、至少约0.3:1、至少约0.4:1 至少约0.5:1、至少约0.6:1、或至少约0.7:1和/或不多于约1:1、不多于约0.95:1、不多于约0.9:1、不多于约0.8:1、或不多于约0.7:1。进一步，夹层宽度与锥形区域宽度的比率可以为0.05:1至1:1、或0.3:1至0.9:1。在下文讨论的替代实施方案中，整个夹层为锥形。当整个夹层为锥形时，锥形区域宽度等于夹层宽度，并且锥形区域的第一和第二边界分别位于第一和第二边缘终端处。
如图1中所说明，夹层的锥形区域具有楔角，其被定义为第一参考线与第二参考线之间形成的角度，所述第一参考线延伸穿过第一和第二锥形区域边界与夹层的第一(上)表面相交处的夹层的两个点，并且所述第二参考线延伸穿过第一和第二锥形区域边界与夹层的第二(下)表面相交处的两个点。在某些实施方案中，锥形区域的楔角可以为至少约0.13、至少约0.15、至少约0.2、至少约0.25、至少约0.3、至少约0.35、至少约0.4 毫弧度(mrad)和/或不多于约1.2、不多于约1.0、不多于约0.9、不多于约0.85、不多于约0.8、不多于约0.75、不多于约0.7、不多于约0.65、或不多于约0.6 mrad。进一步，锥形区域的楔角可以为0.13至1.2 mrad、0.25至0.75 mrad、或0.4至0.6 mrad。
当楔形区域的第一和第二面各自为平面时，锥形区域的楔角简单地为第一(上)表面与第二(下)表面之间的角度。但是，如下文详细讨论地，在某些实施方案中，锥形区域可以包括具有弯曲厚度分布和连续变化的楔角的至少一个可变角区域。进一步，在某些实施方案中，锥形区域可以包括两个或多个恒定角区域，其中，恒定角区域各自具有线性厚度分布，但至少两个恒定角区域具有不同的楔角。
图2-7说明了根据本发明的实施方案配置的多种锥形夹层。图2说明了夹层20，其包括从夹层20的第一末端边缘24a完全延伸至夹层20的第二末端边缘24b的锥形区域22。在该配置中，锥形区域的第一和第二边界位于夹层的第一和第二末端边缘24a,b处。图2中说明的夹层的整个锥形区域22具有恒定楔角θ，其仅为夹层的平面第一(上)表面与第二(下)平面表面之间形成的角。
图3说明了夹层30，其包括锥形区域32和平坦边缘区域33。锥形区域32的第一边界35a位于夹层30的第一末端边缘34a，而锥形区域32的第二边界35b位于锥形区域32与平坦边缘区域33相遇之处。锥形区域32包括恒定角区域36和可变角区域37。恒定角区域36具有线性厚度分布和恒定楔角θc，而可变角区域37具有弯曲厚度分布和连续变化的楔角。可变角区域37的起始楔角等于恒定楔角θc，并且可变角区域37的终止楔角为零。图3中说明的夹层30具有大于整个锥形区域32的总体楔角的恒定楔角θc。
图4说明了夹层40，其包括位于第一和第二平坦边缘区域43a,b之间的锥形区域42。锥形区域42的第一边界45a位于锥形区域42与第一平坦边缘区域43a相遇之处，而锥形区域42的第二边界45b位于锥形区域42与第二平坦边缘区域43b相遇之处。锥形区域42包括位于第一和第二可变角区域47a,b之间的恒定角区域46。第一可变角区域47a形成第一平坦边缘区域43a与恒定角区域46之间的过渡区域。第二可变角区域47b形成第二平坦边缘区域43b与恒定角区域46之间的过渡区域。恒定角区域46具有线性厚度分布和恒定楔角θc，而第一和第二可变角区域47a,b具有弯曲厚度分布和连续变化的楔角。第一可变角区域47a的起始楔角等于零，并且第一可变角区域47b的终止楔角等于恒定楔角θc。第二可变角区域47b的起始楔角等于恒定楔角θc，并且第二可变角区域47b的终止楔角为零。图4中说明的夹层40具有大于整个锥形区域42的总体楔角的恒定楔角θc。
图5说明了夹层50，其包括位于第一和第二平坦边缘区域53a,b之间的锥形区域52。夹层50的锥形区域52不包括恒定角区域。相反，夹层50的整个锥形区域52为具有弯曲厚度分布和连续变化的楔角的可变角区域。如上所述，锥形区域52的总体楔角θ被测量为第一参考线“A”与第二参考线“B”之间的角度，所述第一参考线“A”延伸穿过楔形区域52的第一和第二边界55a,b与夹层50的第一(上)表面相遇的两个点，所述第二参考线“B”延伸穿过楔形区域52的第一和第二边界55a,b与夹层50的第二(下)表面相遇的两个点。但是，锥形区域52内，弯曲厚度分布提供了无数楔角，其可以大于、小于、或等于整个锥形区域52的总体楔角θ。
图6说明了夹层60，其不包括任何平坦终端部分。相反，夹层60的锥形区域62形成了整个夹层60。因此，锥形区域60的第一和第二边界65a,b位于夹层60的第一和第二末端边缘64a,b处。夹层60的锥形区域62包括被第一和第二可变角区域47a,b隔开的第一、第二、和第三恒定角区域46a,b,c。第一、第二、和第三恒定角区域46a,b,c各自分别具有线性厚度分布、并且各自分别具有独特的第一、第二、和第三恒定楔角θca,θc2,θc3，第一可变角区域47a起第一和第二恒定角区域46a,b之间的过渡区域的作用。第二可变角区域47b起第二和第三恒定角区域46b,c之间的过渡区域的作用。如上所讨论，锥形区域62的总体楔角θ被测量为第一参考线“A”与第二参考线“B”之间的角度。第一恒定楔角θc1小于锥形区域62的总体楔角θ。第二恒定楔角θc2大于锥形区域62的总体楔角θ。第三恒定楔角θc3小于锥形区域62的总体楔角θ。第一可变角区域47a的楔角连续地从第一恒定楔角θc1增加至第二恒定楔角θc2。楔角of 第二可变角区域47b连续地从第二恒定楔角θc2增加至第三楔角θc3。
图7说明了夹层70，其包括位于第一和第二平坦边缘区域53a,b之间的锥形区域73a,b。锥形区域72的第一和第二边界75a,b被向内地与夹层70的第一和第二外边缘74a,b隔开。夹层70的锥形区域72包括第一、第二、第三、和第四可变角区域s 77a,b,c,d、以及第一、第二、和第三恒定角区域76a,b,c。第一可变角区域77a起第一平坦边缘区域73a和第一恒定角区域76a之间的过渡区域的作用。第二可变角区域77b起第一恒定角区域76a和第二恒定角区域76b之间的过渡区域的作用。第三可变角区域77c起第二恒定角区域76b和第三恒定角区域76c之间的过渡区域的作用。第四可变角区域77d起第三恒定角区域76c和第二平坦边缘区域73b之间的过渡区域的作用。第一、第二、和第三恒定角区域76a,b,c各自分别具有线性厚度分布、并各自分别具有独特的第一、第二、和第三恒定楔角θca,θc2,θc3。如上述讨论，第一、第二、第三、和第四可变角区域77a,b,c,d具有连续地从在可变角区域77的一侧的恒定角区域过渡至可变角区域77的另一侧的恒定角区域的楔角。
如上述讨论，锥形夹层可以具有一个或多个恒定角锥形区域，其各自具有小于锥形区域的总体宽度的宽度，并且各自具有与整个锥形区域的总体楔角相同或不同的楔角。例如，锥形区域可以包括1、2、3、4、5、或更多个恒定角锥形区域。当采用多个恒定角锥形区域时，恒定角锥形区域可以被起相邻恒定角锥形区域之间的过渡作用的可变角锥形区域彼此分离。
在某些实施方案中，各恒定角锥形区域的宽度可以为至少约2、至少约5、至少约10、至少约15、或至少约20 cm和/或不多于约150、不多于约100、或不多于约50 cm。在某些实施方案中，各恒定角锥形区域的宽度与整个锥形区域的总体宽度之比可以为至少约0.1:1、至少约0.2:1、至少约0.3:1 or 至少约0.4:1和/或不多于约0.9:1、不多于约0.8:1、不多于约0.7:1、不多于约0.6:1、或不多于约0.5:1。
在某些实施方案中，各恒定角锥形区域的楔角可以为至少约0.13、至少约0.15、至少约0.2、至少约0.25、至少约0.3、至少约0.35、至少约0.4 mrad和/或不多于约1.2、不多于约1.0、不多于约0.9、不多于约0.85、不多于约0.8、不多于约0.75、不多于约0.7、不多于约0.65、或不多于约0.6 mrad。进一步，各恒定角锥形区域的楔角可以为0.13至1.2 mrad、0.25至0.75 mrad、或0.4至0.6 mrad。在某些实施方案中，至少一个恒定角锥形区域的楔角为至少约0.01、至少约0.05、至少约0.1、至少约0.2、至少约0.3、或至少约0.4 mrad大于整个锥形区域的总体楔角。在某些实施方案中，至少一个恒定角锥形区域的楔角为至少约0.01、至少约0.05、至少约0.1、至少约0.2、至少约0.3、或至少约0.4 mrad小于整个锥形区域的总体楔角。在某些实施方案中，至少一个恒定角锥形区域的楔角为以不多于约0.4、不多于约0.3、不多于约0.2、不多于约0.1、不多于约0.05、或不多于约0.01 mrad的角度大于整个锥形区域的总体楔角。在某些实施方案中，至少一个恒定角锥形区域为以不多于约0.4、不多于约0.3、不多于约0.2、不多于约0.1、不多于约0.05、或不多于约0.01 mrad的角度小于整个锥形区域的总体楔角。
图8a和8b说明了夹层80，其在厚度轮廓方面类似于图3的夹层30。图8a和8b的夹层80被配置为通过固定两片玻璃之间的夹层而用于汽车挡风玻璃。如图8a中所说明，夹层80的第一末端边缘84a可以位于挡风玻璃的底部，而夹层80的第二末端边缘84b可以位于挡风玻璃的顶部。夹层80的锥形区域82被置于挡风玻璃的将放置抬头显示器的区域。夹层80的锥形区域82包括恒定角区域86和可变角区域87。如图8a中说明的，在某些实施方案中，锥形区域82在夹层80的第一侧边缘88a和第二侧边缘88b之间跨夹层80延伸。类似于图3的图8b显示了挡风玻璃的底部和挡风玻璃的顶部之间的夹层80的厚度轮廓。
尽管未在附图中说明，应当理解的是，在某些实施方案中，锥形夹层可以为多层夹层。当锥形夹层包括多个单独层时，可以所有单独层为锥形，可以部分单独层为锥形，可以仅一个单独层为锥形。进一步，在某些实施方案中，单独层的玻璃化转变温度可以与另一者不同。例如，在一个实施方案中，夹层包括具有低于两个夹层的锥形外层的玻璃化转变温度的锥形中层，其中，外层中一者或两者的玻璃化转变温度超过中层的玻璃化转变温度至少约10、至少约20、至少约30、至少约40、或至少约50℃。
在一些实施方案中，树脂层或夹层可以包含平聚合物层，其具有沿着片材的长度或最长尺寸、和/或宽度或第二场尺寸实质上相同的厚度，而在其他实施方案中，多层夹层的一个或多个层例如可以为楔形，或者可以具有楔形的轮廓，以使得夹层的厚度沿着片材的长度和/或宽度改变，从而层或夹层的一个边缘具有大于另一个的厚度。当夹层为多层夹层时，夹层中的至少一个、至少两个、或至少三个层可以为楔形。当夹层为整体夹层时，聚合物片材可以为平式或楔形。楔形夹层可以在例如汽车和航空器应用中的抬头显示器(HUD)面板中是有用的。
根据本发明的实施方案所述的树脂组合物、层、和夹层可以在多层面板中利用，所述面板包括树脂层或夹层和至少一个刚性基材。可以使用任意合适的刚性基材，并且在一些实施方案中，其可以选自玻璃、聚碳酸酯、双轴取向PET、共聚酯、丙烯酸类、和它们的组合。当刚性基材包括玻璃时，玻璃可以选自先前列出的组。当刚性基材包括聚合材料时，聚合材料可以包括或不包括硬涂覆表面层。在一些实施方案中，多层面板包括具有置于其之间的树脂夹层的一对刚性基材。面板可以用于多种最终用途应用，包括例如用于汽车挡风玻璃和窗户、航空器挡风玻璃或窗户；用于多种运输应用如海洋应用、铁路应用等的面板；结构性建筑面板，例如窗、门、楼梯、走廊、栏杆；装饰性建筑面板；耐候性面板，例如防飓风玻璃或防龙卷风玻璃；防弹面板；和其他应用。
当在两个刚性基材如玻璃之间层压树脂层或夹层时，方法可以包括至少下述步骤：(1)组装两个玻璃和夹层；(2)经由IR照射或对流装置来加热组合件第一短期时间；(3)将组合件送至压力轧辊中以进行第一脱气；(4)经短期时间加热组合件至约60℃至约120℃，从而对组合件赋予足够的临时粘合性以密封夹层的边缘；(5)将组合件送至第二压力轧辊中，从而进一步密封夹层的边缘并允许进一步的操作；和(6)在135℃和150℃之间的温度以及150 psig和200 psig之间的压力下对组合件进行高压蒸汽处理约30至90分钟。如根据一些实施方案在上面步骤(2)至(5)中所述的用于使夹层-玻璃界面脱气的其他方法包括真空袋和真空环法，并且两者也可以用于形成本文中描述的本发明的夹层。
在一些实施方案中，多层面板可以包括布置在层或夹层上的至少一个聚合物膜，其形成被称为“双层”的多层面板。在一些实施方案中，在双层中利用的夹层可以包括多层夹层，而在其他实施方案中，可以使用整体夹层。在如本文中所述的在多层中使用聚合物膜可以增强最终面板的光学特征，同时还提供其他性能改进，例如红外吸收性。聚合物膜不同于聚合物层或夹层之处在于，单独的膜不提供必要的耐穿透性和玻璃保留特性。聚合物膜还可以比片材更薄，并且可以具有0.001至0.25 mm的厚度。聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(“PET”)是用于形成聚合物膜的材料的一个实例。
下述实施例意在用于说明本发明从而教导本领域普通技术人员来制造和使用本发明，并不意在以任何方式限制本发明的范围。
实施例
下述实施例描述了制备包括多种聚(乙烯醇缩醛)树脂的多个树脂组合物、层、和夹层。如下文所述，对许多组合物、层、和夹层实施的多种测试用于评估多种对比材料和本发明材料的声学和光学特征。
实施例1：高折射率聚(乙烯醇缩醛)树脂的制备
在下述表2中被称为对比树脂CR-1至CR-12的多种对比聚(乙烯醇缩醛)树脂通过用一种或多种醛，包括正丁醛(nBuCHO；RI = 1.377)、异丁醛(iBuCHO；RI = 1.374)、和2-乙基己醛(2EHCHO；RI = 1.414)对聚乙烯醇进行缩醛化来制备。所得树脂的组成使用ASTMD1396或先前详细描述的FT-IR/SEC法来测量。还根据先前描述的方法来测量多种树脂的折射率和玻璃化转变温度 (Tg)，并且在下述表2中提供结果。
表2：多种对比聚(乙烯醇缩醛)树脂的特性
Figure 339775DEST_PATH_IMAGE004
nd = 无法确定。
此外，还以类似的方法制备根据本发明的实施方案所述的多种聚(乙烯醇缩醛)树脂。这些在表3中被称为公开树脂DR-1至DR-21的本发明树脂通过用正丁醛和多种高折射率醛，包括苯甲醛(BzCHO；RI = 1.545)、肉桂醛(CCHO；RI = 1.620)、4-氯苯甲醛(4-ClBzCHO；RI = 1.5850)、2-苯基丙醛(2PHPrCHO；RI =1.517)、和氢化肉桂醛(HCCHO；RI = 1.523)的混合物对聚乙烯醇进行缩醛化来形成。还确定了多种公开树脂的折射率，并且将结果总结于下述表3中。
Figure 932561DEST_PATH_IMAGE005
如上述表2和3中所示，包含至少一种高折射率醛(包括上述所列的那些)的残基的聚乙烯醇缩醛树脂趋于表现出比包含醛如正丁醛、异丁醛、和2-乙基己醛的残基的那些更高的折射率。
实施例2：高折射率树脂夹层的制备
多种对比夹层和公开夹层通过将多种在上述表2中列出的对比树脂和多种在上述表3中列出的公开树脂与不同量的增塑剂三乙二醇双(2-乙基己酸酯)(3GEH)混合并熔融共混来形成。被称为对比夹层CL-1至CL-14和公开夹层DL-1至DL-26的各所得夹层的组成、折射率、和玻璃化转变温度如前述所测量，并且分别将结果总结于下述表4和5中。
表4：多种对比夹层的特性
Figure 327770DEST_PATH_IMAGE007
nd = 无法确定。
表5：多种公开夹层的特性
Figure 142143DEST_PATH_IMAGE009
nd = 无法确定。
如在表4和5中所示，利用来自表3的较高折射率的公开树脂的公开夹层表现出比用较低折射率树脂，例如表2中列出的对比树脂配制的对比夹层更高的折射率。此外，如通过对比公开夹层DL-1和DL-2和DL-6和DL-23至DL-25所示，用于形成夹层的增塑剂的量影响层的玻璃化转变温度和折射率两者，尽管不一定对于所有树脂都是相同的程度。例如，如通过对比DL-1(75 phr 3GEH；公开树脂1)和DL-2(50 phr 3GEH；公开树脂1)所示，减少约33%的增塑剂的量增加了夹层的玻璃化转变温度11℃(从1℃至12℃)，但仅增加了折射率0.006(从1.473至1.479)。但是，如通过对比DL-25(60 phr 3GEH；公开树脂5)和DL-6(75 phr的3GEH；公开树脂5)所示，减少由该树脂形成的层中的增塑剂含量仅增加玻璃化转变温度1℃(由1℃至2℃)，而增加折射率0.004(由1.484至1.488)。
实施例3：使用高折射率树脂制备夹层
使用在实施例2中形成并分别总结于上述表4和5中的多种对比夹层和公开夹层来生成多种对比多层夹层和公开多层夹层。各多层夹层包括具有28 mils的总厚度的一对外“皮”层，夹有具有5 mils的厚度的内“芯”层，其通常由具有较低残留羟基含量的树脂形成。夹层的组成和多种特性，包括折射率、玻璃化转变温度、斑点、和损耗因子如上所述地测量，并且将针对对比多层夹层(CI-1至CI-16)和公开多层夹层(DI-1至DI-29)的结果总结于下述表6和7中。
Figure 26922DEST_PATH_IMAGE010
Figure 293955DEST_PATH_IMAGE011
Figure 804440DEST_PATH_IMAGE012
如在上述表6中所示，由具有0.010或更多的折射率差的皮层和芯层形成的夹层表现出如通过大于5的斑点值所示的光学缺陷。但如在表7中所示，由具有少于0.010的折射率差的皮层和芯层形成的夹层表现出1或更少的低斑点值。此外，如在表7中所示，这样的低斑点值通过下述夹层实现，所述夹层具有折射率高于或低于皮层的芯层，只要相邻层的折射率之间的差的绝对值少于0.010即可。还如在表7中所示，由均具有高RI醛残基且具有大于0.010的折射率差的皮层和芯层形成的夹层表现出5或更大的高斑点值。
实施例4：多层夹层的稳定性
对如上述实施例1-3中所述制备的两个对比多层夹层CI-2和CI-7、以及两个公开多层夹层DI-4和DI-5进行测试，从而确定夹层随时间的相对稳定性。通过比较在初始时间(t=0)和层已实现平衡后的各层玻璃化转变温度来测量净增塑剂迁移。将结果总结于下述表8中。
表8：示例性对比和公开夹层的净增塑剂迁移和特性
Figure 473319DEST_PATH_IMAGE013
公开夹层DI-4表现出在平衡下夹层的皮层和芯层两者的玻璃化转变温度的最小变化。这表明，在各夹层CI-2、CI-7、和DI-4的皮层和芯层之间极少量的增塑剂迁移。尽管对比夹层CI-2和CI-7可以相对稳定，但两者表现出大于5的斑点值，其对于大多数光学应用而言是不可接受的。相反，由公开夹层DI-4表现出的斑点值少于1。
在平衡下由公开夹层DI-5表现出的玻璃化转变温度的轻微降低表明，少量的增塑剂从皮层迁移至芯层。这样的迁移可以通过在皮层中利用较少量的增塑剂或者在芯中利用较大量的增塑剂来减轻。即使如此，公开夹层DI-5的芯层和皮层的折射率仅相差0.004，并且其结果是，该夹层也表现出少于1的斑点值。
实施例5：共混聚(乙烯醇缩醛)树脂
将如在上述实施例1中制备的多种对比树脂和公开树脂与38 phr的3GEH增塑剂一起混合并熔融共混，从而形成对比共混层CBL-16和CBL-17和公开共混层DBL-27和DBL-28。在表中列出对比树脂层CL-2。用对比树脂CR-10和38 phr的3GEH配制CL-15，而分别用公开树脂DR-3和DR-5和38 phr的3GEH配制公开树脂层DL-27和DL-28。测量各共混树脂夹层的雾度和百分比可见透光率(Tvis)，以及雾度和百分比可见透光率。结果提供于下述表9中。
表9：多种树脂层的雾度和百分比可见透光率
Figure 466683DEST_PATH_IMAGE015
如在上述表9中所示，由对比树脂CR-2和CR-10的共混物形成的对比共混夹层CBL-16和CBL-17表现出高雾度值和与对比树脂CR-2(对比层CL-2)或CR-10(对比夹层CL-15)的单一树脂层相比较低的百分比可见透光率。与此相对，由对比树脂CR-2和高折射率公开树脂(在层DBL-27中的树脂DR-3或在层DBL-28中的树脂DR-5)的共混物形成的公开共混夹层DBL-27和DBL-28表现出与用单独用对比树脂CR-2配制的对比夹层CL-2基本上相同的雾度和百分比可见透光率。因此，向对比夹层中添加本发明的高折射率树脂不会降低所得夹层的光学品质。
实施例6：具有高折射率添加剂的夹层的制备
通过用正丁醛对聚乙烯醇进行缩醛化来制备多种聚(乙烯醇缩醛)树脂。将具有不同残留羟基含量的树脂与不同量的3GEH增塑剂熔融共混并将其用于形成多层夹层的多个层。各夹层具有：具有5 mils的厚度的内“芯”层，其夹在各自具有14 mils的厚度的两个外“皮”层之间。用于形成芯层的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂具有11重量%的羟基含量，并且用于皮层的树脂具有19重量%的羟基含量。两种树脂具有约2重量%的残留乙酸酯含量。
对比夹层CI-17至CI-19用被3GEH增塑的树脂层来形成，所述3GEH以不同量存在于芯和皮层中。除3GEH以外，公开夹层DI-30至DI-38也包括不同量的两种不同的高折射率添加剂：Benzoflex™ 2-45(二乙二醇二苯甲酸酯；可商购自Eastman Chemical Company，Kingsport，Tennessee)(添加剂A-1)，其具有28℃的熔点和1.542的折射率；和Benzoflex™352(1,4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯；可商购自Eastman Chemical Company)(添加剂A-2)，其具有118℃的熔点和1.554的折射率。测量对比夹层CI-17至CI-19和公开夹层DI-30至DI-38的各层的折射率和玻璃化转变温度，并将结果总结于下述表10中。
Figure DEST_PATH_IMAGE017
如在上述表10中所示，增加仅包括3GEH增塑剂的夹层的芯层的增塑剂含量降低了所述层的玻璃化转变温度，其最终会改进其声学性能。但是，这样的增加也扩大了皮层和芯层的折射率之间的差，由此降低了夹层的光学品质。如通过与表10中的公开夹层DI-30至DI-38进行对比所示，用额外的高折射率添加剂配制的芯层的折射率在增加的增塑剂负载的情况下保持相当的恒定，同时仍表现出类似的玻璃化转变温度方面的降低。其结果为具有接近相同折射率的芯层和皮层的夹层大大减少了光学缺陷，例如斑点。同时，芯层还表现出充分低的玻璃化转变温度，表明该树脂还具有声学特性。
实施例7：具有反应性高折射率添加剂的芯层的制备
用于模拟多层夹层的内芯层的多种树脂层通过将具有11重量%的残留羟基含量和约2重量%的残留乙酸酯含量的聚乙烯醇缩正丁醛树脂与不同量的3GEH增塑剂熔融共混来形成。对比层CL-16包括75 phr的3GEH，而公开层DL-29至DL-31用3GEH和反应性高折射率添加剂(反应性高RI添加剂)的多种混合物来配制。在公开层DL-29和DL-30中使用的反应性高RI添加剂(添加剂A)为二苯基二甲氧基硅烷(作为SID4535.0可商购自Gelest，Inc.，Morrisville，Pennsylvania)，并且在公开层DL-31中使用的反应性高RI添加剂(添加剂B)为邻苯二甲酸酐(可商购自Sigma Aldrich Co.，St. Louis，Missouri)。测量对比层CL-16和各公开层DL-29至DL-31的折射率，并将结果提供于下述表11中。
表11：对比和公开芯树脂层的折射率
Figure DEST_PATH_IMAGE019
如表11中所示，使用3GEH与一种或多种反应性高折射率添加剂组合而形成的树脂层具有比仅用3GEH配制的树脂层更高的折射率。其结果是，当用作多层夹层中的内芯层时，公开层DL-29至DL-31具有更接近匹配由聚乙烯醇缩正丁醛形成的皮层的折射率(RI=1.477)的折射率。其结果是，用公开层DL-29至DL-31作为芯层而形成的多层夹层表现出与用对比层CL-16作为内芯层而形成的多层夹层相比更少的光学缺陷。
实施例8：具有高折射率增塑剂的树脂共混物的多种夹层。
根据在上述实施例1中所述的程序制备两种聚乙烯醇缩正丁醛树脂R-1和R-2。树脂R-1具有19重量%的残留羟基含量，而树脂R-2具有11重量%的残留羟基含量。两种树脂具有2重量%的残留乙酸酯含量。制备包括不同量的树脂R-1和R-2的多种树脂共混物，从而模拟多种共混率。将共混物与38 phr的增塑剂组合，所述增塑剂选自3GEH(增塑剂P-1；RI =1.442)、邻苯二甲酸二辛酯(增塑剂P-2；RI = 1.485)、30重量%3GEH和70重量%Benzoflex®2088(其可商购自Eastman Chemical Company，Kingsport，Tennessee)的共混物(增塑剂P-3；RI = 1.506)、和四乙二醇壬基苯基醚(增塑剂P-4；RI = 1.500)。然后将所得增塑的树脂成型为包括树脂和增塑剂两者的单一片材。针对每个片材确定折射率、雾度和百分比可见透光率，并将结果提供于下述表12中。
Figure DEST_PATH_IMAGE021
如在上述表12中所示，尽管用增塑剂P-1配制的共混树脂层在增加量的较低羟基含量树脂R-2的情况下保持基本恒定的折射率，但这些具有高水平的R-2的树脂共混物的光学特性随着R-2量的增加而恶化。例如，如在表12中所示，包括多于1.1%的树脂R-2的共混物的雾度增加，而这些共混物的百分比可见透光率从88.5%降低至81.7%。
与此相对，用较高折射率增塑剂P-2至P-4增塑的包括多于2.2%的树脂R-2的树脂共混物各自表现出与具有较低量的树脂R-2的共混物基本相同的雾度值和百分比可见透光率。因此，可以总结的是，利用较高折射率增塑剂如增塑剂P-2至P-4的树脂共混物可以允许较高量的较低羟基含量树脂，而不会负面地影响最终共混物的光学特性。
实施例9：包括高折射率增塑剂的聚(乙烯醇缩丁醛)层
多种聚(乙烯醇缩正丁醛)层通过将三种不同的聚(乙烯醇缩正丁醛)树脂(PVB-1至PVB-3)与不同类型和量的增塑剂组合并熔融共混来形成。树脂PVB-1至PBV-3中的每一者具有11至20.4重量%的不同残留羟基含量，并且全部三种树脂具有1重量%的残留乙烯基乙酸酯含量。对比层CL-17至CL-19用不同量的三乙二醇二(2-乙基己酸酯)(“3GEH”；RI=1.442)配制，而公开层DL-32至DL-37包括3GEH与Benzoflex™ 354(可商购自EastmanChemical Company，Kingsport，Tennessee)(RI=1.53)的混合物。测量各层的折射率，并将结果总结于下述表13中。
表13：具有多种增塑剂的多种聚(乙烯醇缩丁醛)层
Figure DEST_PATH_IMAGE023
如在上述表13中所示，包括高折射率增塑剂的树脂层表现出与仅包括低折射率增塑剂的那些相比更高的折射率。
实施例10：具有高折射率添加剂的夹层的制备
使用在实施例9中形成并总结于上述表13中的多种对比夹层和公开夹层来生成多种对比多层夹层和公开多层夹层。各多层夹层包括各自具有14 mils的厚度的一对外“皮”层，夹有具有5 mils的厚度的内“芯”层，其由具有较低残留羟基含量的树脂形成。多层夹层的组成和多种特性，包括总增塑剂含量、折射率、玻璃化转变温度、斑点、和损耗因子如上所述地测量，并且将针对对比多层夹层CI-20和CI-21以及公开多层夹层DI-39至DI-41的结果总结于下述表14中。
Figure 96378DEST_PATH_IMAGE024
如上述表14中所示，由具有大于0.010的折射率差的皮层和芯层形成的夹层表现出如由5的斑点值所示的更多的光学缺陷。此外，利用高折射率增塑剂的公开夹层DI-39至DI-41表现出与仅利用具有少于1.460的折射率的增塑剂相比更高的总体折射率。
尽管已结合包括目前据信为优选实施方案的那些在内的具体实施方案的说明来公开了本发明，但详细说明意在为说明性的，并不应当被理解为限制本公开的范围。如将由本领域普通技术人员理解的是，不同于在本文中详细描述的那些的实施方案也被本发明涵盖。可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对所描述的实施方案进行修改或改变。
将进一步理解的是，如在本文全文中给出的，针对本公开内容的任意单一组分而给出的任意范围、数值或特征在相容的情况下可以与针对公开内容的任意其他组分而给出的任意范围、数值或特征互换使用，从而形成具有对各组分的限定数值的一个实施方案。例如，夹层可以形成为包含具有任意给定范围的残留羟基含量的聚(乙烯醇缩丁醛)，此外还包含任意给定范围的增塑剂，从而形成落入本公开内容的范围内但累于列出的许多排列组合。进一步，针对一个种类或一个类别如邻苯二甲酸酯或苯甲酸酯而提供的范围也可以应用于种类内的物质或类别的成员，例如对苯二甲酸二辛酯，除非另有声明。

Claims (18)

1.锥形夹层，其包含：
第一树脂层，其包含第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和至少一种RI平衡剂，
其中所述第一树脂层的折射率为至少1.480，
所述夹层包含具有至少0.13 mrad的楔角的锥形区域，
所述RI平衡剂包含存在于所述第一聚(乙烯醇缩醛)树脂中的高RI醛的部分，所述高RI醛具有1.450-1.625的折射率，并且
满足以下标准（i）和（ii）中的至少一个：
（i）所述第一聚(乙烯醇缩醛)树脂还包含具有少于1.421的折射率的至少一种C4至C8脂族醛的部分；和
（ii）所述第一树脂层还包含与第一聚(乙烯醇缩醛)树脂物理混合的另一种聚(乙烯醇缩醛)树脂，其中所述另一种聚(乙烯醇缩醛)树脂包含具有少于1.421的折射率的至少一种C4至C8脂族醛的部分。
2.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述夹层为整体夹层，所述第一树脂层形成整个夹层。
3.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述夹层为多层夹层，其还包含相邻于所述第一树脂层的第二树脂层。
4.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述锥形区域的所述楔角为不多于1.2 mrad，其中所述锥形区域的最大厚度和最小厚度之间的差为0.13至1.2 mm，其中所述锥形区域的宽度为至少5 cm。
5.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述锥形区域具有0.2至0.7 mrad的楔角，其中所述锥形区域的最大厚度和最小厚度之间的差为0.3至0.7 mm，其中所述锥形区域的宽度为至少20 cm，其中所述夹层具有少于5%的雾度值。
6.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述锥形区域的宽度小于所述夹层的宽度。
7.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述锥形区域包括具有弯曲厚度分布的至少一个可变角区域和/或具有线性厚度分布的至少一个恒定角区域。
8.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述锥形区域包括多个恒定角区域，其中所述恒定角区域中的至少两者具有不同的恒定楔角。
9.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述锥形区域包括具有弯曲厚度分布的可变角区域和具有线性厚度分布的恒定角区域。
10.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述高RI醛的部分以基于所述第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的醛部分的总重量计至少5重量%的量存在于所述第一聚(乙烯醇缩醛)树脂中。
11.如权利要求1所述的锥形夹层，其中所述第一树脂层还包含具有少于1.455的折射率的至少一种增塑剂。
12.挡风玻璃，其包含：第一玻璃层、第二玻璃层、和权利要求1所述的锥形夹层，其中所述锥形夹层位于所述第一和第二玻璃层之间。
13.锥形夹层，其包含：
第一树脂层，其包含第一聚(乙烯醇缩醛)树脂；和
第二树脂层，其相邻于所述第一树脂层，且包含第二聚(乙烯醇缩醛)树脂；
其中所述第一树脂层包含RI平衡剂，所述RI平衡剂包含存在于所述第一聚(乙烯醇缩醛)树脂中的高RI醛的部分，所述高RI醛具有1.450-1.625的折射率，
满足以下标准（i）和（ii）中的至少一个：
（i）所述第一聚(乙烯醇缩醛)树脂还包含具有少于1.421的折射率的至少一种C4至C8脂族醛的部分；和
（ii）所述第一树脂层还包含与第一聚(乙烯醇缩醛)树脂物理混合的另一种聚(乙烯醇缩醛)树脂，其中所述另一种聚(乙烯醇缩醛)树脂包含具有少于1.421的折射率的至少一种C4至C8脂族醛的部分，
所述第一树脂层的折射率和所述第二树脂层的折射率之间的差的绝对值为少于0.01，并且
其中所述夹层包含具有至少0.13 mrad的楔角的锥形区域。
14.如权利要求13所述的锥形夹层，其中所述第一和第二树脂层中的至少一者为锥形。
15.如权利要求13所述的锥形夹层，其中所述第一和第二层两者均为锥形。
16.如权利要求13所述的锥形夹层，其还包含含有第三聚(乙烯醇缩醛)树脂的第三树脂层，其中所述第一、第二、和第三树脂层彼此相邻。
17.如权利要求16所述的锥形夹层，其中所述第一、第二、和第三树脂层中的外侧两者各自具有超过所述第一、第二、和第三树脂层中的中间一者的玻璃化转变温度至少10℃的玻璃化转变温度。
18.如权利要求16所述的锥形夹层，其中所述第一、第二、和第三树脂层中的中间一者为锥形。
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