CN114901472A - 具有改进的渐变带的夹层 - Google Patents

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Abstract

公开了具有改进的渐变带的聚合物夹层和包含这些夹层的层合体。所述聚合物夹层和包含聚合物夹层的层合体具有这样的渐变带，从可见光透射光谱的角度来看，该渐变带具有高水平的渐变美感。

Description

具有改进的渐变带的夹层
技术领域
本发明大体涉及具有改进的渐变带的聚合物夹层和包含这些夹层的层合体。尤其是，本发明大体涉及聚合物夹层和包含聚合物夹层的层合体，其中层合体具有渐变带，从可见光透射光谱的角度来看，该渐变带具有高水平的渐变美感。
背景技术
通常，多层玻璃板包括层合体，层合体包括夹在两片玻璃板之间的一夹层或一多层夹层或多个夹层。在一些应用中，层合体可仅包括一块玻璃基板或其他刚性基板。层合的多层玻璃板通常用于运输工具(包括汽车、卡车、火车、船、飞机)和其他应用中。用于运输应用中的多层玻璃板通常被称为层合安全玻璃。通常，层合安全玻璃中夹层的主要功能是吸收因冲击或施加在玻璃上的力而产生的能量，即使施加力并且如果玻璃被打碎，也能保持数层玻璃黏合在一起，防止玻璃碎裂成尖锐松散的碎片。除了这些安全优势之外，夹层还可以为层合玻璃另外提供更高的隔音等级，减少UV和IR透射，提供渐变带或阴影带，和/或增强相关窗户的美学感染力。
通常，旨在用于层合玻璃应用的夹层一般是通过如下步骤来生产：将聚合物树脂——如聚乙烯醇缩醛与一种或多种增塑剂混合，并通过本领域技术人员已知的任何适用工艺或方法将混合物熔融加工成一种夹层。形成后，这些夹层或多层夹层通常绕成卷以储存，之后再用于多层玻璃板。
夹层可以使用本领域已知的各种的技术合并到多层玻璃板中。例如，至少一个夹层可以放置在两个基板之间，任何多余的夹层可以从边缘修剪掉，从而形成一个组装体。将多个夹层放置在两个基板内或之间从而形成一种具有外部玻璃板和多个内部聚合物夹层的多层堆叠体的情况并不少见。一旦形成，这些堆叠体通常通过本领域技术人员已知的适用工艺或方法进行加工来去除大部分界面空气，例如通过夹辊、真空袋、真空环或其他合适的脱气机制。此外，可以通过本领域技术人员已知的任何方法将夹层部分地压合到基板上。在最后的步骤中，在脱气操作期间产生的界面结合通常要通过高温和/或高压层合工艺变得更持久，其中一些工艺是本领域技术人员已知的，例如但不限于，高压釜处理。
汽车中的一种流行选择是挡风玻璃(windshield或windscreen)，其中上部区域有着色的渐变(或阴影)带，以降低透过挡风玻璃的该部分照射到驾驶员和前座乘客的阳光强度。这种着色的渐变带逐步渐变到挡风玻璃其余部分的主导色调。
含有渐变带的夹层可以用几种不同的方式生产。美国专利No.4316868公开了一种在挤出热塑性片材中生产着色的渐变带的工艺和设备。在该工艺中，探针插入到片材挤出模具的歧管中，将着色的熔体注入聚合物熔体中，从而获得具有色带的片材。美国专利8945446公开了一种通过第二挤出机挤出渐变带或着色带的工艺。在该工艺中，熔融的着色树脂组合物形成了插入层，通过单独设置在挤出模具内的料流通道，该插入层被外层所包围。或者，在适当控制的条件下，通过在片材表面施涂油墨材料，可以获得在热塑性片材上的着色带。已经使用的技术包括使用多种设备进行印刷、浸渍和喷涂。此外，着色塑料与透明塑料的共挤出也可用于生产渐变夹层。
用于制造具有渐变带夹层的当前技术通常涉及着色聚合物与透明聚合物的共挤出。一些共挤出技术在实践中难以控制，特别是当目标是例如汽车挡风玻璃夹层的渐变带的情况下。对于这种夹层的一个特征要求是，除了光密度向边界区域逐渐减小外，质量要极其均匀，没有颜色变化。此外，跨越整个片材的边界点的位置必须是相同的。因此，穿过挤出装置的聚合物熔体流中的变化是必须避免的。这就产生了棘手的控制问题。
这种夹层的特征要求是，除了光密度向边界区域逐渐减弱外，质量要极其均匀，没有颜色变化，这也决定了其视觉美感。根据其可见光透射光谱的形状，渐变带可以具有不同的外观和视觉美感。此外，一种被称为“马赫带”的视觉效应出现在边界点的透明侧。马赫带的严重程度在锐度和/或宽度的方面在视觉上会是令人不快的。
通过上面提及的可用技术，夹层的目标透射光谱可以很容易地设计，反映期望的光谱形状，并且可以方便地制造。已经做出尝试改变可见光透射光谱的形状，特别是改变暗色平台和边界点之间的过渡区域，但成效有限。例如，控制过渡距离，比正常的距离短或长，将着色剂扩散到相邻的透明层中，利用扩散现象，是提高渐变美感的常用手段。这些方法都不能生产下述这样的具有渐变带的夹层，从包含这种夹层的层合玻璃上的可见光透射光谱的角度来看，该夹层具有高水平的渐变美感。
因此，需要一种具有改进的渐变带的夹层和一种相对容易控制、能够产出均匀的渐变带的夹层制造方法。
发明内容
本发明大体涉及具有渐变带的夹层，这些渐变带表现出优异的特性，并在合并入层合体如挡风玻璃中时，其能提供理想的光学特性。本发明大体涉及聚合物夹层和包括具有渐变带的聚合物夹层的层合体，该渐变带从可见光透射光谱的角度看，具有高水平的渐变美感。
在一实施例中，一种具有改进的渐变质量的夹层包括：具有透明部分和渐变色带部分的第一层，其中渐变色带部分封装在透明部分内，其中渐变色带部分具有：在渐变色带开端的边界点X，渐变色带的百分比透射率为40％处的点Y，渐变色带的百分比透射率为70％处的点Z，距离D——从X到Y的距离，距离d——Y到Z的距离，并且其中渐变部分中的距离D满足以下方程：22.9mm<D<38.1mm，D/d<2.00。
在一实施例中，一种用于制造具有改进渐变质量的夹层的方法包括以下步骤：(a)提供片材挤出模具，该片材挤出模具具有孔口和歧管，该歧管适用于经由挤出通道将聚合物熔体进料到孔口；(b)提供位于歧管内并与挤出通道相邻的探针，其中探针在与挤出通道相邻的表面上具有与探针轴线平行延伸的挤出孔口，并且其中探针位于这样的位置，当热塑性聚合物的主要料流进料到歧管并经由挤出通道穿过狭缝模具被挤出时，主要料流在其经过探针孔口时的流动路径是基本平行的且在挤出方向上；(c)将熔融热塑性聚合物的主要料流进料到歧管，在基本相同的温度和黏度下，将熔融热塑性聚合物的着色的第二料流进料到探针；(d)同时挤出这两股料流，使得宽度恒定但在其宽度的一端厚度逐渐变窄的一层着色的聚合物被完全封装在熔融聚合物的主要料流中；(e)穿过狭缝模具挤出组合的料流，以产生具有封装的渐变色带部分的片材，其中渐变色带部分具有：在渐变色带开端的边界点X，渐变色带的百分比透射率为40％处的Y点，渐变色带的百分比透射率为70％处的Z点，从X到Y的距离——距离D，从Y到Z的距离——距离d，其中渐变部分中的距离D满足以下方程式：22.9mm<D<38.1mm，和D/d<2.00。
在另一实施例中，本发明包括通过前面所描述的方法生产的夹层。
在另一实施例中，挡风玻璃包括第一玻璃基板、如前面所描述的夹层和第二玻璃基板。
附图说明
本发明的实施例参照以下附图进行描述，其中：
图1描述了含有渐变带的层合玻璃的透射光谱的简化示意图；
图2是示出了实例1的渐变带的百分比透射率的曲线图；
图3是示出了实例2的渐变带的百分比透射率的曲线图；
图4是示出了对比例1的渐变带的百分比透射率的曲线图；
图5是示出了对比例2的渐变带的百分比透射率的曲线图；
图6是示出了对比例3的渐变带的百分比透射率的曲线图；
图7是示出了对比例4的渐变带的百分比透射率的曲线图；以及
图8是示出了对比例5的渐变带的百分比透射率的曲线图。
具体实施方式
本发明大体涉及具有改进的渐变带的夹层，并且当夹层被合并到层合体(如挡风玻璃)中时，提供理想的光学性能。夹层改进了光学品质。尤其是，本发明大体涉及具有如下色带或渐变带的聚合物夹层，该色带或渐变带具有改进的渐变美感的和好的马赫带质量。
已经发现，当使用某些用于制造渐变带的参数时，可以成功地生产具有渐变带的夹层，如下文进一步描述的。具体地说，本发明从含有这种夹层的层压玻璃上的可见光透射光谱的角度，公开了怎样实现高水平渐变美感。
图1描述了包含渐变带的夹层玻璃的透射光谱会如何的简化示意图。参见图1，边界点(cut-off)是渐变带的开端以及着色层的厚度变为零的点。边界点可以称为点X。暗色平台(dark plateau)是透射率达到最低水平的区域。在图1中，D是从边界点到透射率达到40％的点(可称为点Y)的距离，d是从透射率达到70％的点(可称为点Z)到透射率达到40％的点的距离。D和d都定义为描述暗色平台和边界点之间的过渡(fade-off)距离。使用点X、Y和Z定义距离D和d，距离D等于从X到Y的距离，距离d等于从Y到Z的距离。
基于对渐变夹层的多次实验和对透射光谱的分析，本发明的发明人已经确定，对于宽度为约10至102厘米(cm)(约4至40英寸)的渐变带，无论渐变带是如何产生的以及包含渐变带的片材是单片还是多层，如果满足以下条件，渐变美感是最优的。为了产生具有改进的渐变美感的渐变带，需要满足的条件是：1)22.9mm<D<38.1mm(0.90in<D<1.5in)；2)D/d<2.00；和3)颜色仅在一层中存在且可见，并且颜色没有可见的扩散到相邻层中。
如果D小于约22.9mm，则从暗色平台到边界点的过渡变得僵硬，降低了渐变带的视觉质量，并且通常在边界点的清晰侧伴随着更锐化和/或更明亮的马赫带。如本发明所用，马赫带被定义为视觉“缺陷”，这是由于人类视觉系统对视网膜捕获的图像的亮度通道进行空间高提升滤波而产生的视觉错觉。它通过触发人类视觉系统中的边缘检测，夸大了某种颜色(例如蓝色)轻微不同的色度的边缘之间的对比度——只要它们彼此相邻。更锐化或更明亮的马赫带的存在令消费者感到反感。如果D大于约38.1mm，从暗色平台到边界点的过渡变得过于宽，这也会对渐变带的品质，特别是美感产生不利影响。在实施例中，如果D在下述范围是更期望的：23.2mm<D<37.5mm、或23.4mm<D<37.0mm、或23.6mm<D<36.5mm、或23.8mm<D<36.0mm、或24.0mm<D<36.5mm、或24.2mm<D<36.0m、或24.4mm<D<35.5mm、或24.5mm<D<35.0mm、或24.6mm<D<34.5mm、或24.7mm<D<34.0mm、或24.8mm<D<33.5mm、或24.9mm<D<33.0mm、或25.0mm<D<32.5mm、或25.1mm<D<32.0mm、或25.2mm<D<31.5mm、或25.3mm<D<31.0mm、或25.4mm<D<30.5mm(1.0英寸<D<1.2英寸)。在实施例中，D大于22.9，或大于23.0、23.1、23.2、23.3、23.4、23.5、23.6、23.7、23.8、23.9、24.0、24.1、24.2、24.3、24.4、24.5、24.6、24.7、24.8、24.9、25.0、25.1、25.2、25.3，或大于25.4。在实施例中，D小于38.1，小于38.0、37.9、37.8、37.7、37.6、37.5、37.4、37.3、37.2、37.1、37.0、36.9、36.8、36.7、36.6、36.5、36.4、36.3、36.2、36.1、36.0、35.9、35.8、35.7、35.6、35.5、35.4、35.3、35.2、35.1、35.0、34.9、34.8、34.7、34.6、34.5、34.4、34.3、34.2、34.1、34.0、33.9、33.8、33.7、33.6、33.5、33.4、33.3、33.2、33.1、33.0、33.9、32.8、32.7、32.6、32.5、32.4、32.3、32.2、32.1、32.0、31.9、31.8、31.7、31.6、31.5、31.4、31.3、31.2、31.1、31.0、30.9、30.8、30.7、30.6，或小于30.5。
对渐变品质来说另一个重要的因素是D/d的比值。在实施例中，D/d的比值小于2.00、或小于1.99、或小于1.98、或小于1.97、或小于1.96、或小于1.95。当D/d大于2.00时，整体渐变美感下降，到达边界点处的透射谱可能变得明显。此外，边界点的透明侧的马赫带的严重程度更大，马赫带品质变差。在实施例中，D/d至少为1.50、或至少为1.60、或至少为1.70、或至少为1.80或更高。在实施例中，如果D/d在1.80和1.99之间则是更期望的。
重要的是，用于在夹层中形成渐变带的着色剂必须保持在单一特有的层中，同时不会明显扩散到相邻“透明”的一个或多个层中。在这里，“层”包括封装渐变带的透明层，如果渐变是通过使用探针(如美国专利No.4316868中公开的探针)来实现的。这种着色剂向相邻层的扩散会使渐变层在片材挤出方向(或机器方向)上更难保持均匀性，并且可能导致质量问题，例如渐变带内的斑点。
一般来说，用于生产具有渐变带的夹层的方法如下：(a)提供一个片材挤出模具，该模具有狭缝模具孔口和适合通过挤出通道将聚合物熔体进料到所述孔口的歧管；(b)提供通常为鱼雷形的探针，该探针偏心地位于歧管内并与挤出通道相邻，探针的轴线平行于狭缝模具孔口，所述探针在与挤出通道相邻的表面上有一个楔形挤出孔口，该孔口与探针的轴线平行延伸小于挤出通道宽度的一半，其位置是，当热塑性聚合物被进料到歧管并经由挤出通道穿过狭缝模具挤出时，聚合物流在经过探针上的楔形孔口时，其流动路径是基本平行的且在挤出方向上；(c)将熔融热塑性聚合物的主要料流进料到歧管，并将温度和黏度大体相同的相同聚合物的着色的第二料流进料到探针；(d)同时挤出这两种料流，使宽度恒定的着色的聚合物的层完全封装在进料到挤出歧管的熔融聚合物的主要料流中；以及(e)将组合的料流穿过狭缝模具挤出，以产生具有渐变带的片材。
设计探针配置使得主要聚合物料流在通过探针中的挤出孔时，其流动路径保持基本平行且在挤出方向上。探针的关键部分是包含楔形挤出孔口的部分，因为在该点处的非平行流动路径会扭曲着色的挤出带的形状。于是期望探针是这样的形状，使得孔口尽可能靠近挤出通道，而不在该点上形成阻塞。特别优选的是提供特定的暗色平台和边界点的探针配置，使得D和D/d如前文公开的那样。通过具有提供所需暗色平台和边界点的探针，可以生产具有改进的渐变美感的夹层。
探针中的孔口可以是楔形的，但这并非想要暗示孔口必然具有三角形的结构。在一个优选的配置中，孔口的厚度在其大量宽度上是恒定的，然后在一端逐渐缩小。锥度可以是直线型的，但更常见的是，锥度被塑造成这样的形状：当在成品板材中观察到渐变带时，产生美学上更令人满意且符合前面描述的标准的颜色过渡。孔口的宽度通常小于探针的长度。通常孔口在歧管内延伸探针总长度的30％至50％，并产生小于挤出片材宽度的一半(优选该宽度的5％至30％)的色带。探针位于歧管中的一点，在该点处，当主要料流通过探针中的楔形挤出孔口时，其流动路径基本上平行且在挤出方向上。
当主要料流通过进料管进料至歧管(该歧管通过挤出通道与狭缝模具孔口相连通)时，随着聚合物扩散以填充歧管，流动路径初始与进料管发生分歧。然而，传统的狭缝模具挤出装置是这样设计的：随着待挤出的聚合物流经挤出通道时，它在其整个宽度上以基本相同的速度流动，也就是说，聚合物在挤出通道中的流动路基本平行且在挤出方向上。平行流于是正确达到靠近挤出通道的入口，如上所述，这是探针孔口的优选位置。
在实践中，探针可以延伸到挤出通道宽度的至多75％处，或优选至多25％处。由于优选的配置将楔形孔口的最窄点放置为与探针尖端相邻，这将带来具有如下色带的聚合物片材，该色带邻近片材边缘的密度最大，并且从上面看时，色带向片材中间逐渐过渡。这种片材对于生产汽车挡风玻璃夹层是理想配置的。
通过探针挤出的着色熔体的温度和黏度与进料到歧管的主要料流的温度和黏度基本相同。然而，打算的是，这种措辞应包括两股料流之间至多10％的温度和黏度的变化，因为这不会产生明显的不利影响。
然而，如果需要，两股料流在第一次接触点的速度可能会显著不同。发现如果着色的第二熔体料流以较快的速度挤出，相比速度相匹配时会得到更厚的色带。更厚的色带通常是有优势的，因为它允许使用较低颜色密度的熔体在得到的片材中形成相同的颜色密度。因此本发明的一个优选特征是，以比主要聚合物熔体料流在其首次接触有色熔体时的速度高至多12倍，优选5至10倍的速度挤出着色的第二熔体料流。产生的渐变带，在其最厚处可以代表片材总厚度的15％-95％，优选是该厚度的60％-90％。
进料至歧管的主要料流也可以是着色的，虽然如果主要料流和着色的第二料流都着色到相同的密度，就违背了本发明的一个重要目的。因此，优选的是，主要料流是透明的，或者其颜色密度要基本上低于进料至探针的料流的颜色密度。
如本文所用，术语“夹层”是指可适合与至少一个刚性基板一起使用以形成多层面板的单层或多层聚合物片材。术语“单片”("single-sheet"和"monolithic")夹层是指由一个单一的片形成的夹层，而术语“多层”("multiple layer"和"multilayer")夹层是指具有两个或多个片材的夹层，这些片材共挤出、组装、层合或以其他方式彼此耦合。
术语“多层夹层”是指包括至少两个聚合物层的聚合物夹层。如下文进一步讨论的，所述多层可以是单独挤出的层、共挤出的层或单独和共挤出层的任何组合。因此，多层的夹层可以包括：例如，组合在一起的两个或多个单层夹层(“多个层的夹层”)；一起共挤出的两个或多个层(“共挤出夹层”)；组合在一起的两个或多个共挤出夹层；至少一个单层夹层和至少一个共挤出夹层的组合；以及，至少一个多个层的夹层和至少一个共挤出夹层的组合。
如上所述，聚合物层或夹层可用于形成多层夹层和层合体，例如在许多应用中用作挡风玻璃或其他层合玻璃面板。在各种实施例中，这些聚合物层可由热塑性树脂形成，例如乙烯乙酸乙烯酯、热塑性聚氨酯、离聚物、聚乙烯醇缩醛及其混合物，虽然包含有聚乙烯醇缩醛的夹层将在本文中描述。
一般情况下，聚合物层可包括基于聚合物层总重量的至少1wt.％、至少2wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少10wt.％、至少15wt.％、至少20wt.％、至少25wt.％、至少30wt.％、至少35wt.％、至少40wt.％、至少45wt.％、至少50wt.％、至少55wt.％、至少60wt.％、至少65wt.％、至少70wt.％、至少75wt.％、至少80wt.％、至少85wt.％、至少90wt.％、至少95wt.％、或至少99wt.％(wt.％，weight percent，重量百分比)的一种或多种热塑性树脂。附加地或替代性地，聚合物层可包含基于聚合物层总重量的不超过99wt.％、不超过95wt.％、不超过90wt.％、不超过80wt.％、不超过70wt.％、不超过60wt.％、或不超过50wt.％的一种或多种热塑性树脂，虽然也可以根据需要使用其他的含量。
在不同的实施例中，本发明所描述的层或夹层可包括至少两个聚合物层(例如，单层或共挤出的多层)，这些聚合物层设置为彼此直接接触。当在多层的夹层中采用三层或更多层时，这些层中的一些可称为皮层，一个或多个层可称为芯层。如本发明所用，“皮层”通常指夹层的外层，“一个或多个芯层”通常指设置在皮层之间的一个或多个内层。芯层的至少一侧可以与皮层的至少一侧直接接触，或者可以通过连接层、涂层或黏合剂与皮层间接接触。
多层夹层实施例中的示例性层配置包括：皮/芯/皮、皮/芯、皮/芯/芯/皮，以及，皮/芯/芯/芯/皮，以及如本领域技术人员所知的，其他实施例也是可能的。
本发明所描述的多层夹层也可以具有多于三个层(例如，至少4层、至少5层、至少6层、或至多10层或更多个单独的层)。在不同的实施例中，多层夹层结构可以含有2个、3个、4个或更多个聚合物层，并且它们中的2个或更多个之间可以彼此直接接触，或者与其他类型的层直接接触。层可以具有不同的厚度，其很大程度上由夹层或层合体(所述层在其中使用)的类型决定，并且可以是任何期望的厚度。
在不同的实施例中，取决于期望的性能和应用，层或夹层中的任何一个的厚度或标准尺寸(gauge)可以是至少约0.5mil、至少约1mil、至少约2mil、至少约3mil、至少约4mil、至少约5mil、至少约6mil、至少约7mil、至少约8mil、至少约9mil、至少约10mil、至少约15mil、至少约20mil、至少约25mil、至少约30mil、至少约35mil、至少约40mil、至少约45mil、至少约50mil、至少约55mil、至少约60mil或更多。以毫米为单位计量，聚合物层或夹层的厚度可为至少约0.025、至少约0.05、至少约0.075、至少约0.10、至少约0.125、至少约0.150、至少约0.175、至少约0.20、至少约0.225、至少约0.25、至少约0.38、至少约0.51、至少约0.64、至少约0.76、至少约0.89、至少约1.02、至少约1.15、至少约1.28、至少约1.52mil或更大。
本文所描述的聚合物层可以还包含至少一种增塑剂。取决于形成聚合物层的热塑性树脂的特定组成，增塑剂可以以下述量存在：至少1phr、至少2phr、至少3phr、至少4phr、至少5phr、至少10phr、至少15phr、至少20phr、至少25phr、至少30phr、至少35phr、至少40phr、至少45phr、至少50phr、至少55phr、至少60phr或更多。在一些实施例中，增塑剂的量可以不超过120phr、不超过110phr、不超过105phr、不超过100phr、不超过95phr、不超过90phr、不超过85phr、不超过75phr、不超过70phr、不超过65phr、不超过60phr、不超过55phr、不超过50phr、不超过45phr、或不超过40phr，虽然根据具体材料和期望性能也可以使用其它的用量。
在不同的实施例中，夹层可含有基于聚合物层重量的至少2wt.％、至少5wt.％、至少8wt.％、至少10wt.％、至少13wt.％、至少15wt.％、至少18wt.％、或至少20wt.％或以上的至少一种增塑剂。附加地或者替代性地，聚合物可含有基于聚合物层的重量至多100wt.％、至多80wt.％、至多70wt.％、至多60wt.％、至多50wt.％、至多40wt.％、至多30wt.％、至多25wt.％、或至多20wt.％的至少一种增塑剂。
如果使用增塑剂，则增塑剂可以是本领域已知的任何增塑剂。增塑剂在结构上可以是单体或聚合的。在不同的实施例中，增塑剂可以是具有如下烃链段的化合物，该烃链段是30个碳原子或更少、25个碳原子或更少、20个碳原子或更少、15个碳原子或更少、12个碳原子或更少、或10个碳原子或更少，且至少6个碳原子。用于这些夹层中的合适的常规增塑剂包括，例如，多元酸或多元醇的酯等。合适的增塑剂包括，例如，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、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己基环己基酯、己二酸二异壬酯、己二酸庚基壬基酯、癸二酸二丁酯、蓖麻酸丁酯、蓖麻油、邻苯二甲酸二(丁氧基乙)酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三辛酯、椰子油脂肪酸三乙二醇酯、聚环氧乙烷松香衍生物的苯基醚、油改性的癸二酸醇酸树脂、磷酸三甲苯酯，及其混合物。在某些实施例中，增塑剂为3GEH。
另外，也可以使用其它增塑剂，例如高折射率增塑剂，可单独使用或与另一种增塑剂组合使用。如文明所用，术语“高折射率增塑剂”是指折射率为至少1.460的增塑剂。该高折射率增塑剂可以提高或降低一个或多个层的折射率，可以改善夹层的光学特性，包括斑点、雾度和/或透明度。在实施例中，适合使用的高RI增塑剂的折射率可以为至少1.460、至少1.470、至少1.480、至少1.490、至少1.500、至少1.510、至少1.520和/或不超过1.600、不超过1.575、或不超过1.550，如上文所讨论的而测量的。
当树脂层或夹层包含高RI增塑剂时，增塑剂可以单独存在于层中，也可以与一种或多种另外的增塑剂共混。高折射率增塑剂的类型或种类的例子包括但不限于：聚己二酸酯(RI为1.460至1.485)；环氧化物，例如环氧化大豆油(RI为1.460至1.480)；邻苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯(RI为1.480至1.540)；苯甲酸酯和甲苯甲酸酯(RI为1.480至1.550)；以及，其他特种增塑剂(RI为1.490至1.520)。合适RI增塑剂的具体例子可以包括但不限于：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、丁氧基乙基苯甲酸酯、丁氧基乙氧基乙基苯甲酸酯、丁氧基乙氧基乙氧基乙基苯甲酸酯、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-戊二醇苯甲酸异丁酸酯、1,3-丁二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二邻甲基苯甲酸酯、三乙二醇二邻甲基苯甲酸酯、二丙二醇二邻甲基苯甲酸酯、1,2-辛二醇二苯甲酸酯(1,2-octyl dibenzoate)、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)酯、对苯二甲酸二(丁氧基乙氧基乙)酯及其混合物。在实施例中，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。在不同的实施例中，增塑剂可以选自以下至少一种：苯甲酸酯、邻苯二甲酸酯、磷酸酯、亚芳基-双(二芳基磷酸酯)和间苯二甲酸酯。
其它有用的增塑剂包括：磷酸三苯酯、磷酸三甲笨酯、磷酸甲苯基二苯基酯、磷酸辛基二苯基酯、磷酸二苯基联苯基酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲氧基乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸丁基苄基酯、邻苯二甲酸二苄酯、丁基邻苯二甲酰羟乙酸丁酯、乙基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯、甲基邻苯二甲酰乙醇酸乙酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三正丁酯、乙酰柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三正丁酯，和乙酰柠檬酸三正-(2-乙基己)酯
也可以使用增塑剂的混合物。例如，可以使用高折射率增塑剂和常规增塑剂的混合物。或者，两种或多种常规和/或高折射率增塑剂可以单独使用，或与其他增塑剂一起使用。
在不同的实施例中，本文描述的聚合物层可以包含聚乙烯醇缩醛树脂，基本上由聚乙烯醇缩醛树脂组成，或由聚乙烯醇缩醛树脂组成，例如聚乙烯醇缩丁醛。聚乙烯醇缩醛层可以与本文描述的其他聚合物层结合使用，以产生各种类型的多层夹层。
聚乙烯醇缩醛树脂可以在催化剂的作用下，通过聚乙烯醇与一种或多种醛的缩醛化来生产——根据已知的方法，例如下述文献中描述的方法：美国专利No.2282057和No.2282026，以及韦德·B，2016，“乙烯基缩醛聚合物”，《高分子科技百科全书》，第1-22页(在线，版权2016，约翰·威利父子出版公司)[Wade,B.2016,Vinyl Acetal Polymers,Encyclopedia of Polymer Science and Technology.1–22(online,copyright 2016John Wiley&Sons,Inc.)]。
聚乙烯醇缩醛树脂通常具有残留羟基含量、酯含量和缩醛含量。如本文所用，残留的羟基含量(以PVOH计算)是指具有残留在聚合物链上的羟基的部分的重量百分比。例如，聚乙烯醇缩醛可以通过以下来生产：将聚乙酸乙烯酯水解成PVOH，然后用PVOH与醛(例如丁醛、丙醛等，理想地是丁醛)反应，以制备具有重复乙烯醇缩丁醛单元的聚合物。在水解聚乙酸乙烯酯的过程中，通常不是所有的乙酸酯侧基都能转化为羟基。例如，与丁醛的反应通常不会使PVOH上的所有羟基都转化为缩醛基。因此，在任何完成的聚乙烯醇缩丁醛中，通常会有残留的酯基，例如乙酸酯基(作为乙酸乙烯酯基)，以及残留羟基(作为乙烯基羟基)作为聚合物链上的侧基，以及缩醛(如缩丁醛)基(作为乙烯醇缩醛基)。如本文所用，残留的羟基含量根据ASTM 1396以重量百分比基础测量。
在不同的实施例中，聚乙烯醇缩醛树脂包括聚乙烯醇缩丁醛树脂，其在本文中也可互换地称为“PVB”。使用聚乙烯醇缩丁醛结构的例子以进一步说明重量百分比是如何基于相关侧基所结合到的基团单元的：
Figure BDA0003702274500000131
以聚乙烯醇缩丁醛的上述结构来说，缩丁醛或缩醛含量是基于单元A在聚合物中的重量百分比，OH含量是基于单元B在聚合物中的重量百分比(聚乙烯醇分子部分或PVOH)，而乙酸酯或酯含量是基于单元C在聚合物中的重量百分比。
聚乙烯醇缩醛树脂的羟基含量没有特别的限制，但合适的量为至少6wt.％、至少8wt.％、至少10wt.％、至少11wt.％、至少12wt.％、至少13wt.％、至少14wt.％、至少15wt.％、至少16wt.％、或至少17wt.％，并且在每种情况下，PVOH为至多35wt.％或更高。在一些实施例中，聚乙烯醇缩醛的残留的羟基含量可以为小于15wt.％、或小于14wt.％、小于13wt.％、小于12wt.％、小于11wt.％、小于10wt.％、小于9wt.％或小于8wt.％。通常，具有较低羟基重量百分比的聚乙烯醇缩醛树脂有能力吸收更多增塑剂且更有效率地吸收。
聚乙烯醇缩醛树脂还可以包含20wt.％或更低、17wt.％或更低、15wt.％或更低、13wt.％或更低、11wt.％或更低、9wt.％或更低、7wt.％或更低、5wt.％或更低、或4wt.％或更低的残留酯基，计算为聚乙烯醇酯，例如乙酸酯，余量为缩醛，例如丁醛缩醛，但也可以选择以非常小的量包含其他的缩醛基团，例如，2-乙基己醛基(参见美国专利No.5137954)。与残留羟基计算方式一样，残留酯基的重量百分比(即残留乙酸酯含量)是基于聚合物主链中这样的部分，乙酸酯基连接到该部分上，包括侧链的乙酸酯基。
本发明中所用的聚乙烯醇缩醛树脂还可以具有如下的缩醛含量：至少50wt.％、至少55wt.％、至少60wt.％、至少65wt.％、至少70wt.％、至少75wt.％、至少80wt.％、至少85wt.％、或至少90wt.％或更多。附加地或替代性地，缩醛含量可以是至多94wt.％、至多93wt.％、至多92wt.％、至多91wt.％、至多90wt.％、至多89wt.％、至多88wt.％、至多86wt.％、至多85wt.％、至多84wt.％、至多83wt.％、至多82wt.％、至多80wt.％、至多78wt.％、至多77wt.％、至多75wt.％、至多70wt.％、或至多65wt.％。
聚乙烯醇缩醛树脂中的缩醛基可包括乙烯醇缩丙醛基团或乙烯醇缩丁醛基团。在一个或多个实施例中，缩醛基包括乙烯醇缩丁醛基团。在一些实施例中，聚乙烯醇缩醛树脂可包括任何醛的残基，以及在一些实施例中，可包括至少一种C4至C8醛的残基。合适的C4至C8醛的例子可包括：例如正丁醛、异丁醛、2-甲基戊醛、正己醛、2-乙基己醛、正辛醛及其组合。在本文描述的层和夹层中使用的一种或多种聚乙烯醇缩醛树脂可以包含至少20wt.％、至少30wt.％、至少40wt.％、至少50wt.％、至少60wt.％、或至少70wt.％或更多的至少一种C4至C8醛的残基，基于该树脂的醛残基的总重量。替代性地或附加地，聚乙烯醇缩醛树脂可包含不超过99wt.％、不超过90wt.％、不超过85wt.％、不超过80wt.％、不超过75wt.％、不超过70wt.％、或不超过65wt.％的至少一种C4至C8醛。所述C4至C8的醛可以选自上面列出的组，或者可以选自以下构成的组：正丁醛、异丁醛、2-乙基己醛及其组合。
聚乙烯醇缩醛树脂的重均分子量没有特别的限制。聚乙烯醇缩醛树脂的重均分子量(Mw)可以为：至少20,000、至少30,000、至少40,000、至少50,000、至少60,000、或至少70,000道尔顿，没有特别的上限。实践中至多300,000道尔顿通常是合适的，尽管在某些情况下可能会使用更高的分子量，在每种情况下都是通过在四氢呋喃中使用Cotts和Ouano的低角度激光散射方法进行尺寸排阻色谱法(size exclusion chromatography/low anglelaser light scattering，SEC/LALLS)而测量，如下文所描述。
含有多个层例如一个或多个聚乙烯醇缩醛层的多层夹层可以使用本领域已知的任何方法来制造，例如，可以使用本领域已知的技术单独形成每一层，然后将其层合在一起。或者，可以通过共挤出生产多层夹层。
在不同的实施例中，夹层可以是声学夹层。通常情况下，表现出一组理想特性(如声学性能)的聚合物，缺乏其他理想的特性，如抗冲击性或强度。因此，为了实现理想的特性组合，可以生产多层夹层，其含有表现出理想声学性能的乙烯醇缩醛层和一个或多个提供冲击强度和抗冲击性的其他聚合物层。在一个或多个实施例中，声学夹层含有聚乙烯醇缩醛层，其Tg为：至少-30℃、至少-25℃、至少-20℃、至少-15℃、至少-10℃、至少-5℃、或至少0℃，和/或小于40℃、小于30℃、小于25℃、小于20℃、小于15℃、小于10℃或小于5℃。
此外，在不同的实施例中，这种聚乙烯醇缩醛层或夹层可表现出增强的声学性能，例如，与相当的聚乙烯醇缩正丁醛树脂层相比，具有改进的tanδ值。Tanδ值是通过动态力学热分析(Dynamic Mechanical Thermal Analysis，DMTA)测量的样品以帕斯卡为单位的损耗模量(G＂)与以帕斯卡为单位的储能模量(G＇)的比。在剪切模式下，DMTA以1Hz的振荡频率运行，温度扫描速率为3℃/min。玻璃化转变温度下G"/G'曲线的峰值是tanδ值。较高的tanδ值表示较高的阻尼，这可以转化为更好的声音阻尼或声学性能。
根据本发明的不同实施例的夹层可以通过本领域普通技术人员已知的生产夹层的任何合适的工艺制成，并且不限于其制造方法。例如，可以设想，如前文所描述的，层或夹层可以通过将探针插入模具中挤出或共挤出形成。在挤出过程中，一种或多种热塑性树脂、增塑剂以及可选的一种或多种添加剂，如前文所描述的，可以预先混合并进料到挤出装置中。挤出装置配置为将特定的轮廓形状赋予热塑性组合物，以便产生挤出的片材。高温且处处高度黏性的挤出的片材，然后可以被冷却以形成聚合物片材。片材一旦冷却并凝固后，其可被切割和卷起以供后续储存、运输和/或用作夹层。
共挤出是一种同时挤出多层聚合物材料的方法。通常，这种类型的挤出利用两个或更多个挤出机来熔化及递送不同黏度或其他性能的不同热塑性熔体的稳定体积吞吐量，通过共挤模具成为期望的最终形式。在共挤出过程中，离开挤出模具的多个聚合物层的厚度，通常可以通过调整熔体通过挤出模具的相对速度，以及通过处理每种熔融热塑性树脂材料的单个挤出机的尺寸来控制。挤出过程可以在本领域技术人员已知的温度下进行，这取决于材料和应用。
或者，可以将夹层的每一层单独成型或挤出成片材，并且可以将片材叠置来形成具有期望顺序的层合结构，然后在加热和加压下压制以形成多层夹层。在本发明的各种的实施例中，层或夹层可以通过挤出或共挤出形成。在挤出过程中，可以将一种或多种热塑性聚合物、增塑剂和可选的至少一种添加剂预混合并进料到挤出装置中，其中层或夹层可以熔化并从模具中挤出，从而提供挤出的片材。或者，一层或多个层可以是购买的，或者是使用本领域已知的方法单独生产的。
如前文所描述的，渐变带或色带是与聚合物的至少一个其它层共挤出的。在实施例中，渐变带可在多层夹层(如前文所描述的三层夹层)的外层中共挤出。
可以将其它添加剂掺入用于形成层合体或夹层的任何上文所描述的层中，以增强最终产品的性能并赋予夹层某些附加特性。此类添加剂包括但不限于：ACA、抗黏连剂、染料、颜料、稳定剂(例如，紫外线稳定剂)、抗氧化剂、阻燃剂、IR吸收剂或阻断剂(例如，氧化铟锡、氧化锑锡、六硼化镧(LaB6)和氧化铯钨)、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、黏合剂、底漆、增强添加剂和填料，以及本领域普通技术人员已知的其他添加剂。
液体、粉末或颗粒形式的添加剂经常被使用，并且可以在到达挤出机装置之前被混合到热塑性树脂或增塑剂中，或者在挤出机装置内与热塑性树脂组合。将这些添加剂掺入组合物中，并扩展到所得的夹层中，以增强夹层的某些特性及其在多层玻璃面板产品中的性能。
该夹层可用于多种应用中，如用于包括一个或多个刚性基板的层合体或面板(如挡风玻璃或其他车窗)中。使用本文所描述的层和夹层制成的面板，如包括层合于两个玻璃基板之间的夹层的玻璃面板，可以具有良好的光学透明度。层合在玻璃基板之间的夹层的透明度可以通过测量雾度值来确定，雾度值是对未透射过片状玻璃面板(其含有多层夹层)的光线的量化。百分比雾度可以根据以下技术测量。可以使用测量雾度值的设备Hazemeter，型号为D25，该设备可购自Hunter Associate(弗吉尼亚州，雷斯顿)，按照ASTMD1003-61(1977年重新修订)-程序A，使用光源C，以2度的观察者角度。在各种实施例中，例如在挡风玻璃中，本文所描述的夹层，如根据ASTM D1003-61所测定的，可以表现出如下雾度值：小于10％、小于9％、小于8％、小于7％、小于6％、小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1.5％、小于1％、小0.75％、或小于0.5％。在其它实施例中，光学特性可能不是关键的，或者在期望较低透明度的情况下，较高的雾度水平可能是理想的或是可以接受的。
另一个用于确定光学性能的参数是百分比透射率(％透射率)或透射光谱。透射光谱是使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量的，在层合的玻璃样品上每0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点(如前文所描述和图1所示的)。此处提供的值是通过分析层合在两片透明玻璃之间的聚合物样品获得的，每片透明玻璃的厚度为2.3mm(该玻璃可从宾夕法尼亚州匹兹堡玻璃厂购买)。
根据本发明实施例的夹层可用于包括至少一个刚性基板的多层面板或层合体中。可以使用任何合适的刚性基板，并且在一些实施例中，所述基板可以选自如下构成的组：玻璃、聚碳酸酯、双取向PET、共聚酯、丙烯酸及其组合。当刚性基板包括聚合物材料时，聚合物材料可以包括或可以不包括硬涂层表面。在一些实施例中，多层面板或层合体包括一对刚性基板，其中树脂夹层设置在这对刚性基板之间。
在不同的实施例中，本发明的夹层最常用于包含两个基板(通常是一对玻璃基板)的多层面板中，夹层设置在两个基板之间。这种构造的例子如：玻璃/夹层/玻璃，其中夹层可以包括上文所描述的任何夹层。多层面板的这些例子绝不是限制性的，因为本领域普通技术人员将很容易认识到，除了上文描述的那些例子之外还可以用本发明的夹层来制造许多其他构造。
本文所描述的夹层可以使用本领域已知的技术层合在玻璃之间。典型的玻璃层合工艺包括以下步骤：(1)组装两个基板(例如，玻璃)和夹层；(2)通过IR辐射或对流手段短时间加热组装体；(3)将组装体传送到压力夹辊中进行第一次脱气；(4)将组装体加热第二时间，到适当的温度，例如约50℃至约120℃，使组装体具有足够的临时黏附力以密封夹层的边缘；(5)将组装体传送到第二压力夹辊中，以进一步密封夹层的边缘并允许进一步的处理；(6)在适当的温度和压力下对组装体进行高压釜处理，例如温度在80℃到150℃之间和压力在15psig到200psig之间，持续约30到90分钟。本领域中已知的和商业实践中的用于夹层-玻璃界面脱气(步骤2到5)的其他手段包括真空袋和真空环工艺，其中利用真空来去除空气。另一种层合工艺涉及使用真空层合机，该工艺首先对组装体进行脱气，然后在足够高的温度和真空下完成层合。
以上所描述本发明的优选形式仅用作说明，而不应以限制意义使用来解释本发明的范围。在不脱离本发明精神的情况下，本领域的技术人员可以很容易地对上面提出的示例性实施例进行修改。本发明可以通过实施例的以下实例进一步说明，虽然可以理解，这些实例仅仅是为了说明问题而包括的，并不旨在限制本发明的范围，除非另有说明。
实例
实例1
将透明聚乙烯醇缩丁醛熔体在204℃的温度下通过进料管进料至歧管中，并且在136kg/hr的流速下通过挤出机。着色的聚乙烯醇缩丁醛在194℃的温度下侧向进料至探针，并在44kg/hr的流速下通过探针。调整探针中孔口的轮廓，以产生目标透射光谱，目标透射光谱是在含有片材的层合玻璃上测量的。获得厚度为0.76mm的片材，该片材具有封装的渐变带，该渐变带沿片材具有优异的外观均匀性，其宽度与探针中挤出孔口的宽度非常接近。通过以下步骤将片材层合：置于一对2.2mm厚的透明玻璃板之间，在Carver压力机上以2bar和150℃施加热和压力1分钟，然后在13bar和143℃下对压制的样品进行高压釜处理1小时。层合后，使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量透射光谱，在层合的玻璃样品上每隔0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点。所得可见光透射光谱在图2中示出。
在产生的透射光谱上测量D和d。在Leica M165C光学显微镜上检查包含渐变带片材的横截面，以检查着色剂向封装层或相邻层的扩散。马赫带的严重程度是主观确定的，根据层压玻璃品放在灯箱顶部时马赫带的外观情况，将其分类为“好”(或可接受)或“差”(不可接受)。渐变美感是主观分级的，分类为“A”(最佳)、“B”(一般)或“C”(最差)。结果总结在下面的表1中。
实例2
将透明聚乙烯醇缩丁醛熔体在204℃的温度下通过进料管进料至歧管中，并且在136kg/hr的流速下通过挤出机。着色的聚乙烯醇缩丁醛在194℃的温度下侧向进料至探针，并在33kg/hr的流速下通过探针。调整探针中孔口的轮廓，以产生标透射光谱，目标透射光谱是在含有片材的层合玻璃上测量的。得到厚度为0.76mm的片材，该片材具有封装的渐变带，该渐变带沿片材具有优异的外观均匀性，其宽度与探针中挤出孔口的宽度非常接近。通过以下步骤将片材层合：置于一对2.2mm厚的透明玻璃板之间，在Carver压力机上以2bar和150℃施加热和压力1分钟，然后在13bar和143℃下对压制的样品进行高压釜处理1小时。层合后，使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量透射光谱，在层合的玻璃样品上每隔0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点。所得可见光透射光谱示出在图3中。如实例1所描述的，在透射光谱上测量D和d，评估马赫带和渐变带美感，结果总结在表1中。
对比例1
将透明聚乙烯醇缩丁醛熔体在204℃的温度下通过进料管进料至歧管中，并且在136kg/hr的流速下通过挤出机。着色的聚乙烯醇缩丁醛在194℃的温度下侧向进料至探针，并在22kg/hr的流速下通过探针。调整探针中孔口的轮廓，以产生目标透射光谱，目标透射光谱是在含有片材的层合玻璃上测量的。得到厚度为0.76mm的片材，该片材具有封装的渐变带，该渐变带沿片材具有优异的外观均匀性，其宽度与探针中挤出孔口的宽度非常接近。通过以下步骤将片材层合：置于一对2.2mm厚的透明玻璃板之间，在Carver压力机上以2bar和150℃施加热和压力1分钟，然后在13bar和143℃下对压制的样品进行高压釜处理1小时。层合后，使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量透射光谱，在层合的玻璃样品上每隔0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点。所得可见光透射光谱示出在图中。如实例1所描述的，在透射光谱上测量D和d，评估马赫带和渐变带美感，结果总结在表1中。
对比例2
将透明聚乙烯醇缩丁醛熔体在204℃的温度下通过进料管进料至歧管中，并且在136kg/hr的流速下通过挤出机。着色的聚乙烯醇缩丁醛在194℃的温度下侧向进料至探针，并在33kg/hr的流速下通过探针。调整探针中孔口的轮廓，以产生目标透射光谱，目标透射光谱是在含有片材的层合玻璃上测量的。得到厚度为0.76mm的片材，该片材具有封装的渐变带，该渐变带沿片材具有优异的外观均匀性，其宽度与探针中挤出孔口的宽度非常接近。通过以下步骤将片材层合：置于一对2.2mm厚的透明玻璃板之间，在Carver压力机上以2bar和150℃施加热和压力1分钟，然后在13bar和143℃下对压制的样品进行高压釜处理1小时。层合后，使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量透射光谱，在层合的玻璃样品上每隔0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点。所得可见光透射光谱示出在图5中。如实例1所描述的，在透射光谱上测量D和d，结果总结在表1中。
对比例3
将透明聚乙烯醇缩丁醛熔体在204℃的温度下通过进料管进料至3层模具歧管中，并且在136kg/hr的流速下通过挤出机。含有2％溶剂的着色的聚乙烯醇缩丁醛在194℃的温度下侧向进料至探针，并在22kg/hr的流速下通过探针，该探针插在皮层歧管之一中。调整探针中孔口的轮廓，以产生目标透射光谱，目标透射光谱是在含有片材的层合玻璃上测量的。得到厚度为0.76mm的片材，该片材具有封装的渐变带，该渐变带沿片材具有优异的外观均匀性，其宽度与探针中挤出孔口的宽度非常接近。通过以下步骤将片材层合：置于一对2.2mm厚的透明玻璃板之间，在Carver压力机上以2bar和150℃施加热和压力1分钟，然后在13bar和143℃下对压制的样品进行高压釜处理1小时。层合后，使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量透射光谱，在层合的玻璃样品上每隔0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点。所得可见光透射光谱示出在图6中。如实例1所描述，在透射光谱上测量D和d，结果总结在表1中。
对比例4
将透明聚乙烯醇缩丁醛熔体在204℃的温度下通过进料管进料至歧管中，并且在136kg/hr的流速下通过挤出机。含有2％溶剂的着色的聚乙烯醇缩丁醛在194℃的温度下侧向进料至探针，并在33kg/hr的流速下通过探针。调整探针中孔口的轮廓，以产生目标透射光谱，目标透射光谱是在含有片材的层合玻璃上测量的。得到厚度为0.76mm的片材，该片材具有封装的渐变带，该渐变带沿片材具有优异的外观均匀性，其宽度与探针中挤出孔口的宽度非常接近。通过以下步骤将片材层合：置于一对2.2mm厚的透明玻璃板之间，在Carver压力机上以2bar和150℃施加热和压力1分钟，然后在13bar和143℃下对压制的样品进行高压釜处理1小时。层合后，使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量透射光谱，在层合的玻璃样品上每隔0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点。所得可见光透射光谱示出在图7中。如实例1所描述，在透射光谱上测量D和d，结果总结在表1中。
对比例5
将透明聚乙烯醇缩丁醛熔体在204℃的温度下通过进料管进料至歧管中，并且在136kg/hr的流速下通过挤出机。含有2％溶剂的着色的聚乙烯醇缩丁醛在194℃的温度下侧向进料至探针，并在22kg/hr的流速下通过探针。调整探针中孔口的轮廓，以产生目标透射光谱，目标透射光谱是在含有片材的层合玻璃上测量的。得到厚度为0.76mm的片材，该片材具有封装的渐变带，该渐变带沿片材具有优异的外观均匀性，其宽度与探针中挤出孔口的宽度非常接近。通过以下步骤将片材层合：置于一对2.2mm厚的透明玻璃板之间，在Carver压力机上以2bar和150℃施加热和压力1分钟，然后在13bar和143℃下对压制的样品进行高压釜处理1小时。层合后，使用Thorlabs OSL1光纤照明器作为可见光源在ILT 1700研究辐射计上测量透射光谱，在层合的玻璃样品上每隔0.5秒测量一次，在样品台上以3.0mm/s的速度从暗色平台移动到边界点。所得可见光透射光谱示出在图8中。如实例1所描述，在透射光谱上测量D和d，结果总结在表1中。
对渐变带进行目视检查，以确定着色剂是否扩散到相邻层，马赫带的严重程度(即，是否会令人反感)以及渐变带美感的等级。如前文所描述，还要测量渐变带以确定D和d。
渐变带美感是专家对测试样品相对预先制作的参考样本给出的主观评级。“A”等级表示样品具有渐变带的平滑过渡，没有鲜明的边界点。“C”等级“C”表示样品具有僵硬的渐变过渡或鲜明的边界点(或可能两者兼而有之)。“B”等级是视觉上介于“A”等级和“C”等级之间的等级。马赫带的严重程度主观上表征为“好”或“差”。“好”质量的马赫带是具有弱、宽和扩散的马赫带的样品，而具有鲜明和明亮的(或更引人注目)马赫带的样品将被给出“差”等级。
下面的表1示出了对于实例和对比例获得的结果。
表1
Figure BDA0003702274500000231
以上表明，当D和d变量控制在一定的数值上，并且D/d控制在规定的范围内时，可以形成具有如下渐变带的夹层，在观测马赫带和渐变美感时，该渐变带具有良好的视觉质量(如前文所描述)。当超出规定的范围时，渐变美感变差。实例1和2都有良好的视觉质量(马赫带是好的，渐变美感等级为“A”)，且D值在22.9和38.1之间，D/d值低于2.00，着色剂或着色层扩没有散到相邻的层。对比例都具有至少一个特性在期望范围之外。对比例1和2都具有一个D值在优选范围内，但d较低，因此D/d大于2，导致渐变美感等级为“B”。对比例2具有低的D值，尽管D/d值在期望范围内，结果也是渐变美感等级为“B”。对比例3的D值也低，但D/d值在期望范围内，但存在着色剂扩散到相邻层中的情况，导致渐变美感等级为“C”。对比例4具有高D值，但D/d值在期望范围内，但存在着色剂扩散到相邻层中的情况，导致渐变美感等级为“C”。对比例5的D值是可接受的，但D/d值正好是2.00，而且存在着色剂扩散到相邻层中的情况，结果导致渐变美感等级为“C”。
定义
应当理解的是，以下内容并不旨在成为定义术语的唯一列表。在前文的描述中可以提供其他的定义，例如，当在上下文中伴随所定义术语的使用时。
如本文所用，术语“一(个/种)”(“a”、“an”)和“该/所述”表示一个/种或多个/种。
如本文所用，术语“和/或”在两个或多个项目的列表中使用时，表示所列出的项目中的任何一个意可以单独使用，或者可以使用所列出的项目中两个或多个的任何组合。例如，如果一种组合物被描述为含有组分A、B和/或C，该组合物可以含有：单独的A；单独的B；单独的C；A和B组合；A和C组合，B和C组合；或者A、B和C组合。
如本发明所用，术语“包括/包含”(“comprising”、“comprises”和“comprise”)是开放式过渡术语，用于从该术语之前所列举的主题过渡到该术语之后所列举的一个或多个元素，其中在过渡术语之后列出的一个或多个元素不一定是构成该主题的唯一元素。如本发明所用，术语“具有”(“having”、“has”和“have”)与上面提供的“包括/包含”有相同的开放式含义。如本文所用，术语“including”、“include”和“included”(包括/包含)具有与上面提供的“comprising”、“comprises”和“comprise”相同的开放式含义。
如本文所用，术语“约”是指在所列举的值的百分之十以内的值。本说明书使用数字范围来量化与本发明有关的某些参数。应当理解的是，当提供数字范围时，这种范围应被解释为：为仅列举范围的下限值的权利要求限制，以及仅列举该范围的上限值的权利要求限制提供文字支持。例如，公开的10至100的数字范围为列举“大于10”(无上限)和列举“小于100”(无下限)的权利要求提供文字支持。

Claims (20)

1.一种具有改进的渐变质量的夹层，其包括：
具有透明部分和渐变色带部分的第一层，其中所述渐变色带部分被封装在透明部分内，
其中，所述渐变色带部分具有：在渐变色带的开端的边界点X，渐变色带的百分比透射率为40％处的点Y，渐变色带的百分比透射率为70％处的点Z，距离D——从X到Y的距离，和距离d——从Y到Z的距离，
并且其中渐变部分中的距离D满足以下方程式：22.9mm<D<38.1mm，和D/d<2.00。
2.根据权利要求1所述的夹层，其中，所述渐变部分中的距离D满足以下方程式：25.4mm<D<30.5mm。
3.根据权利要求1所述的夹层，其中D/d<1.95。
4.根据权利要求1所述的夹层，其中D/d<1.9。
5.根据权利要求1所述的夹层，其中D/d>1.50。
6.根据权利要求1所述的夹层，其中D/d≥1.70。
7.根据权利要求1所述的夹层，其中，D/d<1.95，且25.4mm<D<30.5mm。
8.一种用于制造具有改进的渐变质量的夹层的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供片材挤出模具，所述片材挤出模具有孔口和歧管，所述歧管适于经由挤出通道将聚合物熔体进料至所述孔口；
(b)提供位于所述歧管内并与所述挤出通道相邻的探针，其中所述探针在与所述挤出通道相邻的表面上具有与探针轴线平行延伸的挤出孔口，并且其中所述探针位于这样的位置，当热塑性聚合物的主要料流进料到所述歧管中并经由所述挤出通道穿过狭缝模具被挤出时，主要料流在其经过探针孔口时的流动路径是基本平行的且在挤出方向上；
(c)将熔融热塑性聚合物的主要料流进料至所述歧管，并将温度和黏度基本相同的熔融热塑性聚合物的着色的第二料流进料至所述探针；
(d)同时挤出两股料流，使得宽度恒定但厚度在其宽度的一端处逐渐变薄的一层着色的聚合物被完全封装在熔融聚合物的主要料流中；以及
(e)穿过狭缝模具挤出组合的料流，以生产具有封装的渐变色带部分的片材，
其中，所述渐变色带部分具有：在渐变色带的开端的边界点X，渐变色带的百分比透射率为40％处的点Y，渐变色带的百分比透射率为70％处的点Z，距离D——从X到Y的距离，和距离d——从Y到Z的距离，
并且其中渐变部分中的距离D满足以下方程式：22.9mm<D<38.1mm，和D/d<2.00。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述渐变部分中的距离D满足以下方程式：25.4mm<D<30.5mm。
10.根据权利要求8所述的方法，其中D/d<1.95。
11.根据权利要求8所述的方法，其中D/d>1.50。
12.根据权利要求8所述的方法，其中D/d≥1.70。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，D/d<1.95，且25.4mm<D<30.5mm。
14.根据权利要求8所述的方法生产的夹层。
15.一种挡风玻璃，其包括：
第一玻璃基板，
权利要求1所述的夹层，和
第二玻璃基板。
16.一种挡风玻璃，其包括：
第一玻璃基板，
权利要求14所述的夹层，和
第二玻璃基板。
17.一种挡风玻璃，其包括：
第一玻璃基板，
第二玻璃基板，和
具有改进的渐变质量的夹层，所述夹层包括：
具有透明部分和渐变色带部分的第一层，并且其中渐变色带部分被封装在透明部分内，
其中，所述渐变色带部分具有：在渐变色带的开端的边界点X，渐变色带的百分比透射率为40％处的点Y，渐变色带的百分比透射率为70％处的点Z，距离D——从X到Y的距离，以及距离d——从Y到Z的距离，
其中渐变部分中的距离D满足以下方程式：22.9mm<D<38.1mm，和D/d<2.00，
其中所述夹层在所述第一玻璃基板与所述第二玻璃基板之间。
18.根据权利要求17所述的挡风玻璃，其中，所述夹层在所述渐变部分中的距离D满足以下方程式：25.4mm<D<30.5mm。
19.根据权利要求17所述的挡风玻璃，其中所述夹层的D/d<1.95。
20.根据权利要求17所述的挡风玻璃，其中所述夹层的D/d<1.95且25.4mm<D<30.5mm。
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