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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Harzschicht mit kontrollierter Hydrophobie und insbesondere auf eine Harzschicht, die eine gute Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit aufweist und eine geringere Schwankung des Vergilbungsindexes sowie eine wirksame Kontrolle der Haftfestigkeit gewährleistet. Andere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Laminierzwischenschicht, die die Harzschicht enthält, ein lichtdurchlässiges Laminat, das die Laminierzwischenschicht enthält, und ein Fahrzeug, das das lichtdurchlässige Laminat enthält.
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2. Verwandter Stand der Technik
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Sicherheitsglas ist in der Bau- und Automobilindustrie weit verbreitet. Sicherheitsglas wird in der Regel in Form von Verbundglas verwendet, bei dem eine Laminierschicht, die ein Polyvinylacetalharz mit Weichmacher enthält, mit dem Glas oder einem Laminat aus einem Kunststoffsubstrat (z. B. einer Polyesterfolie) und zwei oder mehr Harzschichten mit dem Glas verbunden ist.
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Sicherheitsglas sollte eine ausgezeichnete Durchbruch- und Stoßfestigkeit aufweisen, gleichzeitig aber auch eine hohe Transparenz und Haltbarkeit sowie eine gute Feuchtigkeits- und Wasserbeständigkeit und ein gutes Haftvermögen besitzen. Das heißt, selbst wenn das Sicherheitsglas durch einen Aufprall bricht, sollte die Verbundfolie nicht durchdrungen werden. Das Glas sollte fest an der Zwischenschicht haften, um die Streuung von Glasstücken beim Zerbrechen zu minimieren. Von Sicherheitsglas wird verlangt, dass sich die Leistung in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit weniger stark verändert. Diese Anforderungen sind aus Sicherheitsgründen notwendig, um Personen in Fahrzeugen und Gebäuden vor äußeren Einwirkungen zu schützen oder um zu verhindern, dass sich Glas von lichtdurchlässigen Laminaten ablöst und Sekundärverletzungen verursacht, und um Personen vor Glassplittern zu schützen, die von zerbrochenem Glas abgeworfen werden.
Die Haftfestigkeit zwischen Glas und einer Harzschicht muss innerhalb eines bestimmten Bereichs kontrolliert werden. Wenn die Haftfestigkeit zwischen dem Glas und der Verbundfolie zu gering ist, kann sich das Glas von der Verbundfolie ablösen, wenn es durch einen Stoß zerbricht. Wenn die Haftfestigkeit zwischen dem Glas und der Verbundfolie zu hoch ist, werden sowohl die Verbundfolie als auch das Glas zerbrochen, so dass das gehärtete Glas leicht durchdrungen werden kann.
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Dokumente aus dem Stand der Technik
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Patentdokumente
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- U. S.-Patent Nr. 5728472 mit dem Titel „CONTROL OF ADHESION OF POLYVINYL BUTYRAL SHEET TO GLASS“, das am 17. März 1998 eingetragen wurde (aber derzeit erloschen ist).
- Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-097041, mit dem Titel „INTERMEDIATE FILM FOR LAMINATED GLASS AND LAMINATED GLASS“, die am 4. April 2002 veröffentlicht wurde.
- Japanisches Patent Nr. 2999177 mit dem Titel „INTERMEDIATE FILM FOR LAMINATED GLASS AND LAMINATED GLASS“, das am 5. November 1999 eingetragen wurde.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Aufgabe der beispielhaften Ausführungsformen ist es eine Harzschicht mit kontrollierter Hydrophobie, die eine gute Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit und eine geringere Schwankung des Vergilbungsindexes sowie eine wirksame Kontrolle der Haftfestigkeit aufweist. Eine weitere Aufgabe der Ausführungsbeispiele ist die Bereitstellung einer Laminierzwischenschicht, die die Harzschicht enthält. Eine weitere Aufgabe der Ausführungsbeispiele ist es, ein lichtdurchlässiges Laminat bereitzustellen, das die Laminierzwischenschicht enthält.
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Eine Harzschicht gemäß den hierin offengelegten Ausführungsbeispielen umfasst mindestens eine Laminierschicht, die ein Polyvinylacetalharz, einen Weichmacher und ein Modifizierungsmittel für die Haftfestigkeit enthält, wobei eine Oberfläche der Laminierschicht einen Teil mit einer Hydrophobizität von 3,5 bis 10, berechnet nach Gleichung 1, umfasst:
wobei die Unpolarität einen unpolaren Anteil der freien Oberflächenenergie der Laminierschicht darstellt und die Polarität einen polaren Anteil der freien Oberflächenenergie der Laminierschicht darstellt.
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Die Laminierschicht kann zwei oder mehr Peaks im Bereich der Nachweiszeit von 26 bis 28 Minuten (RT) in einem Ultraviolettdetektor (UVD) eines Gelpermeationschromatographiesystems (GPC) aufweisen.
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Die Laminierschicht besitzt einen Unterschied im Lagenvergilbungsindex von weniger als 2, wie nach Gleichung 2 berechnet:
wobei Shelf_YI_B einen nach der ASTM E313-Methode gemessenen Vergilbungsindex der Laminierschicht nach 30 Tagen Lagerung bei 30 °C und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit darstellt und Shelf_YI_A einen nach der ASTM E313-Methode gemessenen Vergilbungsindex der Laminierschicht nach 30 Tagen Lagerung bei 20 °C und 20 % relativer Luftfeuchtigkeit darstellt.
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Die Laminierschicht hat eine Lagerfeuchtebeständigkeit von 0 bis 4, berechnet nach Gleichung 3:
wobei der Metallgehalt einen Gehalt (ppm) eines Metalls in der Laminierschicht darstellt.
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Die Laminierschicht kann eine Verringerung der effektiven Haftfestigkeit von 5 bis 15 aufweisen, wie nach Gleichung 4 berechnet:
wobei P_ctr ein Pummelwert der Laminierschicht ist und der Metallgehalt ein Gehalt (ppm) eines Metalls in der Laminierschicht ist.
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Die Harzschicht darf vor und nach der 2-wöchigen Lagerung in einer Thermo-Hygrostat-Kammer bei 65 °C und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit eine Gelbwertschwankung von 3,0 oder weniger aufweisen.
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Die Harzschicht darf eine durchschnittliche Schwankung des Bleichabstands von 5 mm oder weniger aufweisen, gemessen vor und nach der Lagerung bei 65 °C und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit für 2 Wochen.
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Die Harzschicht kann als Laminierzwischenschicht verwendet werden.
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Die Harzschicht kann als Zwischenschicht für ein Verbundglas verwendet werden.
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Eine Laminierzwischenschicht gemäß den hierin offengelegten Ausführungsbeispielen enthält die oben beschriebene Harzschicht.
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Ein lichtdurchlässiges Laminat gemäß den hierin offengelegten Ausführungsbeispielen enthält die oben beschriebene Laminierzwischenschicht.
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Ein Fahrzeug gemäß den hierin offengelegten Ausführungsbeispielen enthält das oben beschriebene lichtdurchlässige Laminat als Windschutzscheibe.
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Die Harzschicht, die Laminierzwischenschicht, die die Harzschicht enthält, und das lichtdurchlässige Laminat der Ausführungsbeispiele weisen eine gute Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit auf, unterliegen einer geringeren Veränderung des Vergilbungsindexes und haben aufgrund ihrer kontrollierten Hydrophobizität eine effektiv steuerbare Bindungsstärke.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele werden aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen sie dargestellt sind, besser verständlich:
- 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein lichtdurchlässiges Laminat unter Verwendung einer Harzschicht gemäß einer Ausführungsform zeigt;
- 2 ist eine Querschnittsansicht, die ein lichtdurchlässiges Laminat unter Verwendung einer Harzschicht gemäß einer Ausführungsform zeigt;
- 3 veranschaulicht die Messung von Aufhellungsabständen; und
- 4 zeigt Gelpermeationschromatogramme von Proben, die aus Harzschichten von Beispiel 2 (EX2, links) und Vergleichsbeispiel 1 (C.EX1, rechts) im Detektionszeitbereich von 26 bis 28 Minuten entnommen wurden.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsbeispiele verwiesen, die in den beigefügten Zeichnungen so dargestellt sind, dass sie von Fachleuten leicht hergestellt werden können. Die beispielhaften Ausführungsformen können jedoch auf verschiedene Weisen ausgeführt werden und sind nicht als Beschränkung auf die hier dargelegten Ausführungsformen zu verstehen. Gleiche Referenznummern bezeichnen gleiche Elemente in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die hier verwendeten Ausdrücke „ungefähr“, „im Wesentlichen“ usw. sollen einen gewissen Spielraum bei der mathematischen Genauigkeit zulassen, um handelsübliche Toleranzen zu berücksichtigen und zu verhindern, dass ein gewissenloser Zuwiderhandelnder unangemessenen Nutzen aus der Offenbarung zieht, in der genaue oder absolute Zahlenwerte angegeben sind, um das Verständnis von Ausführungsbeispielen zu erleichtern.
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In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff „Kombination von“, der in der Beschreibung des Markush-Typs enthalten ist, eine Mischung oder Kombination von einem oder mehreren Elementen, die im Markush-Typ beschrieben sind, und bedeutet somit, dass die Offenlegung ein oder mehrere Elemente umfasst, die aus der Markush-Gruppe ausgewählt sind.
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In der vorliegenden Beschreibung werden die Begriffe „erstes“ und „zweites“ oder „A“ und „B“ verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Eine Darstellung im Singular kann eine Darstellung im Plural einschließen, sofern sie eine eindeutig andere Bedeutung als der Kontext hat.
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In der vorliegenden Beschreibung soll der Begriff „Verbindung auf ∼-Basis“ Verbindungen umfassen, die „∼“ oder Derivaten von „∼“ entsprechen.
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Wenn in der vorliegenden Beschreibung von „B“ auf „A“ die Rede ist, kann „B“ direkt auf „A“ liegen oder es können Zwischenschichten dazwischen liegen. Das heißt, dass die Lage von „B“ nicht auf den direkten Kontakt von „B“ mit der Oberfläche von „A“ beschränkt ist.
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In der vorliegenden Spezifikation beziehen sich die ppm auf das Gewicht.
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In der vorliegenden Beschreibung schließen die Singularformen „ein“ und „die“ auch die Pluralformen ein, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt.
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In der vorliegenden Beschreibung wird die Menge an Hydroxylgruppen durch Messung der Menge an Ethylengruppen, an die die Hydroxylgruppen eines Polyvinylacetalharzes gebunden sind, in Übereinstimmung mit dem Verfahren von JIS K6728 bewertet.
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Die Erfinder haben herausgefunden, dass eine Harzschicht mit kontrollierter Hydrophobizität eine gute Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit und eine geringere Schwankung des Vergilbungsindexes sowie eine wirksame Kontrolle der Haftfestigkeit aufweist.
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Auf der Grundlage dieser Erkenntnis wurden beispielhafte Ausführungsformen realisiert.
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Die Ausführungsformen werden nun ausführlicher beschrieben.
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1 ist eine Querschnittsansicht, die ein lichtdurchlässiges Laminat unter Verwendung einer Harzschicht gemäß einer Ausführungsform zeigt, und 2 ist eine Querschnittsansicht, die ein lichtdurchlässiges Laminat unter Verwendung einer Harzschicht gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt. Eine ausführlichere Beschreibung von Ausführungsbeispielen wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 gegeben.
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Beispielhafte Ausführungsformen stellen eine Laminier-Zwischenschicht mit einer Harzschicht bereit, die eine gute Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit aufweist, eine geringere Veränderung des Vergilbungsindexes erfährt und aufgrund ihrer kontrollierten Hydrophobizität eine effektiv steuerbare Haftfestigkeit besitzt.
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Eine Harzschicht gemäß den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen umfasst eine Laminierschicht mit einem Oberflächenabschnitt, dessen Hydrophobizität 3,5 bis 10 beträgt.
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Insbesondere kann die Hydrophobizität der Laminierschicht im Bereich von 3,5 bis 8, 3,5 bis 6, 4 bis 8 oder 4 bis 6 liegen. Innerhalb dieses Bereichs kann die Harzschicht einen geringen Unterschied im Lagervergilbungsindex aufweisen und gleichzeitig eine gute Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit haben.
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Konkret wird die Hydrophobizität als ein Wert definiert, der sich aus der Division der Dispersionskomponente („Nichtpolarität“) der freien Oberflächenenergie durch die polare Komponente („Polarität“) der freien Oberflächenenergie in der Oberflächenenergie der Harzschicht oder der Laminierschicht ergibt, die nach der Kombinationsregel des geometrischen Mittels berechnet und mit einem Oberflächenenergie-Messsystem gemessen wird.
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Die Hydrophobizität kann beispielsweise aus der Oberflächenenergie berechnet werden, die mit einem mobilen Oberflächenanalysator (MSA) gemessen wird, der bei KRUSS erhältlich ist. Insbesondere kann die Oberflächenenergie mit einem Oberflächenenergie-Messsystem 4 Sekunden nach dem Eintropfen von 1 Mikroliter eines Lösungsmittels gemessen werden. Wasser wird als polares Lösungsmittel und Methylenjodid als unpolares Lösungsmittel ausgewählt. Die Oberflächenenergie kann nach der Kombinationsregel des geometrischen Mittels berechnet werden. Die Messungen der Oberflächenenergie, der Unpolarität und der Polarität können beispielsweise nach der Owens-Wendt-Rabel-Kaelble-Methode (OWRK) durchgeführt werden. Die Hydrophobizität kann genau berechnet werden, indem man verschiedene Stellen auf der Oberfläche derselben Probe auswählt, die Hydrophobizitätswerte der ausgewählten Stellen fünfmal oder öfter bestimmt und die Werte von drei Stellen, die nicht den oberen und unteren Grenzwert darstellen, mittelt.
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Die Eigenschaften der Laminierschicht können anhand einer Kurve bestimmt werden, die mit einem Ultraviolett-Detektor (UVD) eines Gelpermeationschromatographiesystems (GPC) ermittelt wird. Das Gelpermeationschromatographiesystem wird zur Messung des Molekulargewichts verwendet. Der Nachweis eines Materials zu einer bestimmten Elutionszeit erscheint als Peak, und unterschiedliche Elutionszeiten (d.h. unterschiedliche Peakpositionen) weisen auf das Vorhandensein von Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften hin. Peaks im Gelpermeationschromatogramm können auf das Vorhandensein eines Harzes, eines Weichmachers, eines Additivs und anderer Stoffe zurückgeführt werden und sind sogar auf das Vorhandensein von Zersetzungsnebenprodukten von Stoffen durch Hitze und Reibung zurückzuführen. Dementsprechend ist es wichtig, signifikante Elutionszeiten zu bestimmen, um eine bessere Analyse der Ergebnisse zu ermöglichen. Begrenzte Elutionszeiten im festgelegten Bereich können die Merkmale von Beispielausführungen unterscheiden und eine bessere Analyse der Ergebnisse ermöglichen.
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Insbesondere können die Elutionszeiten im Bereich von 26 bis 30 Minuten, 26 bis 29 Minuten oder 26 bis 28 Minuten liegen. Die Elutionszeit kann nach folgendem Verfahren bestimmt werden. Zunächst werden 0,1 g einer Probe mit 10 g THF verdünnt. Die Verdünnung wird 12 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen gelassen, um die Probe ausreichend aufzulösen und zu homogenisieren. 100 Mikroliter der Lösung werden mit einer Geschwindigkeit von 1,0 ml/min auf eine Säule gegeben. Die Elutionszeit wird berechnet, wenn ein UV-Detektor bei 230 nm und 40 °C betrieben wird.
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Bei der Säule kann es sich um eine Kombination aus TSKgel-Guard-Säule (6,0 mm ID × 4 cm, Partikelgröße 7 µm), TSKgel G1000HXL (7,8 mm ID × 30 cm, Partikelgröße 5 µm, Ausschlussgrenze 1.000 Da), TSKgel G2500HXL (7.8 mm ID × 30 cm, Partikelgröße 5 µm, Ausschlussgrenze 2,0 × 104 Da), und TSKgel G3000HXL (7,8 mm ID × 30 cm, Partikelgröße 5 µm, Ausschlussgrenze 6,0 × 104 Da) handeln, die alle bei TOSOH erhältlich sind. Die Messwerte werden mit der Agilent Chemstation OpenLab. CDS analysiert und aufgezeichnet.
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Insbesondere kann die erhaltene Kurve zwei oder mehr Peaks im Elutionszeitbereich aufweisen, wobei die Intensität des ersten Peaks größer sein kann als die des zweiten Peaks. Der Peak, der zum früheren Nachweiszeitpunkt (d.h. die Zeit nahe den 26 Minuten) beobachtet wird, wird als erster Peak definiert. Auf diese Weise wird die Reihenfolge des ersten und zweiten Peaks bestimmt. Diese Eigenschaft gewährleistet eine gute Beständigkeit der Laminierschicht gegen Lagerfeuchtigkeit und eine geringere Schwankung des Vergilbungsindexes der Laminierschicht.
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Die Laminierschicht hat einen Unterschied im Lagervergilbungsindex von nicht mehr als 2.
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Insbesondere kann die Laminierschicht einen Unterschied im Lagervergilbungsindex von weniger als 2 aufweisen.
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Die Differenz des Lagervergilbungsindex ist ein Wert, der sich ergibt, wenn man den Vergilbungsindex der Laminierschicht nach Lagerung in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit von demjenigen nach Lagerung in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit abzieht. Der Unterschied im Lagervergilbungsindex nimmt mit zunehmender Variation des Vergilbungsindex in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit zu, was auf eine schlechte Haltbarkeit der Laminierschicht in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit hinweist, in der das Eindringen von Feuchtigkeit wahrscheinlicher ist.
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Der Vergilbungsindex kann nach der Prüfnorm ASTM E313 gemessen werden. Der Vergilbungsindex einer Folie mit Oberflächenunregelmäßigkeiten kann genauer gemessen werden, nachdem das Oberflächenmuster durch Erhitzen entfernt wurde. Wenn die Laminierschicht in Form einer Folie mit Unregelmäßigkeiten vorliegt, werden Basisfolien mit ebenen Oberflächen auf beide Oberflächen der Laminierschicht gelegt, gefolgt von einer Erhitzung unter Druck, um das Muster zu entfernen. Bei den Basisfolien kann es sich um Polyesterfolien oder Teflonfolien handeln, die sich leicht von der Laminierschicht (Folie) abziehen lassen. Bei einer Probe, bei der die Laminierschicht (Folie) mit einem Substrat wie Glas verbunden ist, werden das Glas und die Laminierschicht (Folie) voneinander getrennt, die Laminierschicht (Folie) wird zu einer Folie geformt, deren Dicke in einer Heißpresse konstant gemacht wird, und der Gelbwert der Folie wird gemessen. Die Lagerfeuchtebeständigkeit der Laminierschicht (Folie) kann 4 oder weniger, 3,5 oder weniger, 3,3 oder weniger oder 3,0 oder weniger betragen. Die Lagerfeuchtebeständigkeit der Laminierschicht (Folie) kann 0 oder mehr, 0 oder mehr, 0,5 oder mehr oder 1 oder mehr betragen.
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Die Lagerfeuchtebeständigkeit ist definiert als ein Wert, der sich aus der Differenz des Lagervergilbungsindexes geteilt durch den Metallgehalt der Harzschicht ergibt.
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Der Metallgehalt kann durch ionengekoppelte Plasmaanalyse (ICP) gemessen werden. Die Vorbehandlung für die ionengekoppelte Plasmaanalyse kann mit geeigneten Methoden durchgeführt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Ofenmethoden und Mikrowellenmethoden. Der Metallgehalt kann anhand des Verhältnisses zwischen dem Gesamtmolekulargewicht aller Moleküle und dem Molekulargewicht eines Metalls in der Menge des zugesetzten Modifikators für die Bindungsstärke berechnet werden. Alternativ kann der Metallgehalt auch durch Entnahme einer Probe eines kleinen Teils der Laminierschicht und Messung des Metallgehalts in der Probe mittels ionengekoppelter Plasmaanalyse bestimmt werden. Eine Lagerfeuchtebeständigkeit von mehr als 4 bedeutet, dass der Metallgehalt einen signifikanten Einfluss auf den Anstieg des Lagervergilbungsindex hat, was bedeutet, dass der Vergilbungsindex in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit hoch ist.
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Die effektive Reduzierung der Haftfestigkeit der Laminierschicht kann 5 oder mehr betragen. Die effektive Verringerung der Haftfestigkeit kann 5 bis 15, 5 bis 13 oder 5 bis 12 betragen. Wenn die effektive Verringerung der Haftfestigkeit weniger als 5 beträgt, hat der Metallgehalt kaum Auswirkungen auf die Haftfestigkeit. Die Zugabe einer übermäßigen Menge eines Modifizierungsmittels für die Haftfestigkeit kann zwar die gewünschte Verringerung der effektiven Haftfestigkeit bewirken, kann aber zu einer schlechten Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit und zu einer Verschlechterung der Leistung (z.B., Erhöhung des Weißabstandes) von Verbundglas führen.
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Eine Harzschicht 2 gemäß einer hierin offenbarten Ausführungsform umfasst mindestens eine Laminierschicht, die ein Polyvinylacetalharz, einen Weichmacher und einen Modifikator für die Haftfestigkeit umfasst.
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Die Harzschicht 2 kann aus einer einzigen Laminierschicht bestehen (siehe 1). Alternativ kann die Harzschicht 2 auch eine mehrschichtige Struktur mit drei oder mehr Schichten aufweisen (siehe 2). In diesem Fall können eine erste Laminierschicht 21, die eine Oberfläche der Harzschicht 2 enthält, und eine zweite Laminierschicht 22, die der ersten Laminierschicht gegenüberliegt und die andere Oberfläche der Harzschicht 2 enthält, in direktem Kontakt mit einer ersten lichtdurchlässigen Schicht 3 bzw. einer zweiten lichtdurchlässigen Schicht 4 stehen. Die Laminierschicht bezieht sich insgesamt auf die erste Laminierschicht 21 und die zweite Laminierschicht 22.
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Der Modifikator für die Bindungsstärke kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Metallsalzen, Erdalkalimetallen, Metallkomplexen und Kombinationen davon besteht, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Das Metallsalz kann insbesondere ausgewählt werden aus Magnesiumcarboxylaten, Kaliumcarboxylaten, Natriumcarboxylaten, Magnesiumkomplexen, Kaliumkomplexen und Natriumkomplexen. Bei dem Metallsalz kann es sich um einen Metallkomplex der Formel 1 handeln:
worin R
1 und R
2 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C
1-C
10 -Alkyl, C
1-C
10 -Alkenyl, C
1-C
10 Alkoxy, C
1-C
8 Carboxyl, C
4-C
12 Cycloalkyl und C
6-C
12 Aryl.
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, C1-C10 -Alkyl, C1-C10 -Alkenyl, C1-C10 Alkoxy, C1-C8 Carboxyl, C4-C12 Cycloalkyl und C6-C12 Aryl.
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Aufgrund seiner sperrigen dreidimensionalen Struktur bewirkt der Metallkomplex vom Typ butyliertes Hydroxytoluol eine sterische Behinderung durch die Chelatstruktur an den Grenzflächen 2a und 2b der Harzschicht 2 und verhindert wirksamer die Laminierung zwischen den Hydroxylgruppen des in der Harzschicht vorhandenen Polyvinylacetalharzes und den funktionellen Gruppen -Si-OH, die sich auf den Oberflächen der lichtdurchlässigen Schichten 3 und 4, wie z. B. Glasplatten, befinden, was eine effiziente Kontrolle der Haftfestigkeit ermöglicht.
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Da die funktionellen Gruppen des durch Formel 1 dargestellten Metallkomplexes im Vergleich zu denen herkömmlicher Modifizierungsmittel für die Bindungsstärke, wie z. B. Carboxylate, eine geringe Elektronegativität und eine geringe Polarität aufweisen, ermöglicht der durch Formel 1 dargestellte Metallkomplex eine effiziente Kontrolle der Hydrophobizität der Harzschicht und verbessert gleichzeitig die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Harzschicht.
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Der Modifikator für die Haftfestigkeit kann in einer Menge von 0,0001 bis 1 Gewichtsprozent oder 0,001 bis 0,7 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge der Laminierschicht, vorhanden sein. Das Vorhandensein des Modifizierungsmittels für die Bindungsstärke in der oben definierten Menge bewirkt, dass die Bindungsstärke auf ein angemessenes Niveau gesteuert wird, und verhindert die möglicherweise durch das Modifizierungsmittel für die Bindungsstärke verursachte Verschlechterung der Feuchtigkeitsbeständigkeit und/oder Haltbarkeit.
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Der Modifikator für die Bindungsstärke in Form eines Metallkomplexes kann einer Zusammensetzung zur Bildung der Laminierschicht, die das Polyvinylacetalharz und den Weichmacher enthält, während der Bildung der Harzschicht, die die Laminierschicht umfasst, zugesetzt werden. Alternativ kann, nach Zugabe eines butylierten Hydroxytoluols (oder eines Derivats davon) und von Magnesium (Magnesiumionen oder einer Magnesiumionen enthaltenden Verbindung) zu einer Zusammensetzung zur Bildung der Laminierschicht während der Bildung der Harzschicht, deren Reaktion zur Bildung eines Metallkomplexes als Modifikator der Haftfestigkeit in der Laminierschicht induziert werden.
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Die Harzschicht 2 kann zusätzlich zu dem den Metallkomplex enthaltenden Modifizierungsmittel für die Haftfestigkeit einen Ultraviolett (UV)-Absorber enthalten. Der Modifikator für die Haftfestigkeit kann in der Laminierschicht vorhanden sein, und der UV-Absorber kann in der Laminierschicht und/oder in einem oder mehreren anderen Teilen der Harzschicht, die nicht zur Laminierschicht gehören, vorhanden sein. Der UV-Absorber dient zur Verbesserung der Witterungsbeständigkeit der Harzschicht 2. Insbesondere kann der UV-Absorber verhindern, dass sich die Haltbarkeit der Harzschicht durch einen Anstieg des Vergilbungsindexes verschlechtert.
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Die Harzschicht 2 kann eine Benzotriazolverbindung als UV-Absorber enthalten.
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Insbesondere kann die Laminierschicht (oder Harzschicht) 0,01 bis 3 Gew.-% oder 0,05 bis 1 Gew.-% des Benzotriazol-UV-Absorbers, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthalten. Wenn die Laminierschicht (oder Harzschicht) weniger als 0,01 Gew.-% des UV-Absorbers enthält, ist die Wirkung des UV-Absorbers vernachlässigbar. Enthält die Laminierschicht (oder Harzschicht) hingegen mehr als 3 Gew.-% UV-Absorber, kann die Harzschicht vergilben.
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Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Metallkomplex und dem Benzotriazol-UV-Absorber in der Laminierschicht (oder Harzschicht) kann im Bereich von 1:10 bis 30 oder 1:15 bis 20 liegen. Innerhalb dieses Bereichs kann die Laminierschicht (oder Harzschicht) wirksamer vor dem Vergilben bewahrt werden, das im Laufe der Zeit als Folge möglicher chemischer Reaktionen zwischen dem Benzotriazol-UV-Absorber und den anderen in der Laminierschicht vorhandenen Materialien auftreten kann, und ihre Haltbarkeit kann weiter verbessert werden.
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Das Polyvinylacetalharz ist ein thermoplastisches Harz, das als Basisharz für die Laminierschicht dient. Die Art des Polyvinylacetalharzes ist nicht beschränkt.
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Das in der Harzschicht enthaltene Polyvinylacetalharz besitzt eine Klebekraft an den lichtdurchlässigen Schichten 3 und 4, um die Verbindung zwischen der Harzschicht 2 und den lichtdurchlässigen Schichten 3 und 4 zu unterstützen und ein lichtdurchlässiges Laminat 1 zu bilden. Bei den lichtdurchlässigen Schichten kann es sich zum Beispiel um Glasplatten, Laminierelemente oder andere Folien handeln.
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Das Polyvinylacetalharz kann durch Acetalisierung eines Polyvinylalkohols mit einem Aldehyd hergestellt werden. Das Polyvinylacetalharz ist vorzugsweise ein Acetalisierungsprodukt eines Polyvinylalkohols. Der Polyvinylalkohol kann durch Verseifung eines Polyvinylacetats gewonnen werden. Der Verseifungsgrad des Polyvinylalkohols liegt typischerweise im Bereich von 70 bis 99,9 Mol-%. Der Polyvinylalkohol kann einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 1.600 bis 3.000 oder 1.700 bis 2.500 aufweisen. Wenn der durchschnittliche Polymerisationsgrad gleich oder größer als die Untergrenze ist, kann die Durchdringungsfestigkeit des lichtdurchlässigen Laminats weiter verbessert werden. Wenn der durchschnittliche Polymerisationsgrad gleich oder kleiner als die Obergrenze ist, kann die Laminierschicht leicht zu einer Folie geformt werden. Der durchschnittliche Polymerisationsgrad des Polyvinylalkohols wird nach JIS K6726 „Test method for polyvinyl alcohol“ berechnet.
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Der Aldehyd ist nicht besonders eingeschränkt. Bei dem Aldehyd handelt es sich in der Regel um einen Aldehyd mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele für solche C1-C10 Aldehyde umfassen Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, Isobutyraldehyd, n-Valeraldehyd, 2-Ethylbutyraldehyd, n-Hexylaldehyd, n-Octylaldehyd, n-Nonylaldehyd, n-Decylaldehyd, Formaldehyd, Acetaldehyd und Benzaldehyd, die einzeln oder als Gemisch von zwei oder mehr davon verwendet werden können.
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Der Gehalt (oder die Menge) an Hydroxylgruppen im Polyvinylacetalharz kann mindestens 15 Gewichtsprozent oder mindestens 17 Gewichtsprozent, aber weniger als 25 Gewichtsprozent betragen. Die Verwendung des Polyvinylacetalharzes in der Laminierschicht gewährleistet eine gute Haftung der Laminierschicht auf einem Substrat wie Glas und ermöglicht es der Laminierschicht, geeignete mechanische Eigenschaften aufzuweisen.
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Der Acetalisierungsgrad des Polyvinylacetalharzes (zum Beispiel der Butyralisierungsgrad eines Polyvinylbutyralharzes) kann 70 bis 82 Gew.-% betragen. Wenn der Acetalisierungsgrad 70 Gew.-% oder mehr beträgt, kann eine hohe Kompatibilität zwischen dem Polyvinylacetalharz und dem Weichmacher gewährleistet werden. Wenn der Acetalisierungsgrad 82 Gew.-% oder mehr beträgt, kann die Reaktionszeit, die zum Herstellen des Polyvinylacetalharzes benötigt wird, verkürzt sein.
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Der Acetylierungsgrad (Menge der Acetylgruppen) des Polyvinylacetalharzes kann 0,1 bis 5,0 Gew.-% betragen. Die Verwendung des Polyvinylacetalharzes in der Laminierschicht führt zu einer hohen Kompatibilität zwischen einem Polyvinylacetalharz und einem Weichmacher und zu einer Verbesserung der Feuchtigkeitsbeständigkeit der Laminierschicht.
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Der Weichmacher, der in der Laminierschicht enthalten sein kann, ist nicht besonders begrenzt und kann ein in der Technik bekannter sein. Die Laminierschicht kann eine Art von Weichmacher oder eine Kombination von zwei oder mehr Weichmachern enthalten.
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Beispiele für geeignete Weichmacher sind organische Ester-Weichmacher, wie einbasige organische Säureester und mehrbasige organische Säureester, organische PhosphatWeichmacher und organische Phosphit-Weichmacher. Der Weichmacher kann in flüssiger Form verwendet werden.
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Beispiele für Ester einbasiger organischer Säuren sind Glykolester, die durch Reaktion von Glykolen mit einbasigen organischen Säuren erhalten werden. Beispiele für Glykole sind Triethylenglykol, Tetraethylenglykol und Tripropylenglykol. Beispiele für einbasige organische Säuren sind Buttersäure, Isobuttersäure, Capronsäure, 2-Ethylbuttersäure, Heptansäure, n-Octansäure, 2-Ethylhexansäure, n-Nonansäure und Decansäure.
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Beispiele für Ester von mehrbasigen organischen Säuren sind Esterverbindungen von mehrbasigen organischen Säuren und linearen oder verzweigten C4-C8 -Alkoholen. Beispiele für mehrbasige organische Säuren sind Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure.
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Beispiele für organische Ester-Weichmacher sind Triethylenglykoldi-2-ethylpropanoat, Triethylenglykoldi-2-ethylbutyrat, Triethylenglykoldi-2-ethylhexanoat, Triethylenglykoldicaprylat, Triethylenglykoldi-n-octanoat, Triethylenglykol-di-n-heptanoat, Tetraethylenglykol-di-n-heptanoat, Dibutylsebacat, Dioctylazelat, Dibutylcarbitoladipat, Ethylenglykoldi-2-ethylbutyrat, 1,3-Propylenglykoldi-2-ethylbutyrat, 1,4-Butylenglykoldi-2-ethylbutyrat, Diethylenglykol-di-2-ethylbutyrat, Diethylenglykol-di-2-ethylhexanoat, Dipropylenglykol-di-2-ethylbutyrat, Triethylenglykol-di-2-ethylpentanoat, Tetraethylenglykol-di-2-ethylbutyrat, Diethylenglykol-dicaprylat, Dihexyladipat, Dioctyladipat, Hexylcyclohexyladipat, ein Gemisch aus Heptyladipat und Nonyladipat, Diisononyladipat, Diisodecyladipat, Heptylnonyladipat, Dibutylsebacat, ölmodifizierte sebacische Alkydsorten und ein Gemisch aus einem Phosphorsäureester und einem Adipinsäureester. Andere organische Ester-Weichmacher können ebenfalls verwendet werden. Es können auch andere Adipinsäureester verwendet werden.
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Beispiele für organische Phosphatweichmacher sind Tributoxyethylphosphat, Isodecylphenylphosphat und Triisopropylphosphat.
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Der Weichmacher kann vorzugsweise ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Triethylenglykol bis(2-Ethylhexanoat) (3G8), Tetraethylenglykoldiheptanoat (4G7), Triethylenglykol bis(2-Ethylbutyrat) (3GH), Triethylenglykol(bis 2-Heptanoat) (3G7) Di-Butoxyethoxyethyladipat (DBEA), Butylcarbitoladipat (DBEEA), Dibutylsebacat (DBS), Bis(-2-Hexyladipat) (DHA) und Kombinationen davon. Der Weichmacher ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Triethylenglykoldi-2-ethylbutyrat, Triethylenglykoldi-2-ethylhexanoat, Triethylenglykoldi-n-heptanoat und Kombinationen davon. Der Weichmacher kann Triethylenglykolbis(2-ethylhexanoat) (3G8) enthalten.
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Die Harzschicht 2 kann neben dem Benzotriazol-Ultraviolettabsorber noch einen weiteren Ultraviolettabsorber enthalten. Der zusätzliche Ultraviolettabsorber kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus metallischen Ultraviolettabsorbern, Metalloxid-Ultraviolettabsorbern, Benzophenon-Ultraviolettabsorbern, Triazin-Ultraviolettabsorbern, Malonat-Ultraviolettabsorbern, Oxalsäureanilid-Ultraviolettabsorbern, Benzoat-Ultraviolettabsorbern und Kombinationen davon besteht.
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Die Harzschicht 2 oder die Laminierschicht kann ein Antioxidans enthalten. Die Verwendung des Antioxidationsmittels verhindert oder minimiert das Auftreten von Verfärbungen während der Bildung der Harzschicht oder der langfristigen Verwendung der Harzschicht bei hohen Temperaturen und kann eine Abnahme der Durchlässigkeit der Harzschicht für sichtbares Licht verhindern. Die Harzschicht 2 oder die Laminierschicht kann eine Art von Antioxidans oder eine Kombination von zwei oder mehr Antioxidantien enthalten.
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Beispiele für solche Antioxidantien sind phenolische Antioxidantien, Schwefelantioxidantien und Phosphorantioxidantien. Die phenolischen Antioxidantien beziehen sich auf Antioxidantien, die ein Phenolgerüst haben. Die schwefelhaltigen Antioxidantien beziehen sich auf schwefelhaltige Antioxidantien. Die phosphorhaltigen Antioxidantien beziehen sich auf phosphorhaltige Antioxidantien. Das Antioxidans ist vorzugsweise ein phenolisches Antioxidans oder ein Phosphor-Antioxidans.
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Beispiele für phenolische Antioxidantien sind 2,6-Di-t-butyl-p-kresol (BHT), Butylhydroxyanisol (BHA), 2,6-Di-t-butyl-4-ethylphenol, Stearyl-β-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, 2,2'-Methylenbis(4-methyl-6-butylphenol), 2,2'-Methylenbis(4-Ethyl-6-t-butylphenol), 4,4'-Butyliden-bis(3-methyl-6-t-butylphenol), 1,1,3-Tris(2-methylhydroxy-5-t-butylphenyl)butan, Tetrakis[methylen-3-(3',5'-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan, 1,3,3-Tris(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenol)butan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol, Bis(3,3'-t-butylphenol)buttersäureglykolester und Bis(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylbenzolpropansäure)ethylenbis(oxyethylen).
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Beispiele für Phosphor-Antioxidantien umfassen Tridecylphosphit, Tris(tridecyl)phosphit, Triphenylphosphit, Trinonylphenylphosphit, Bis(tridecyl)pentaerythritol-Diphosphit, Bis(decyl)pentaerythritoldiphosphat, Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit, Bis(2,4-dit-butyl-6-methylphenyl)ethylesterphosphorsäure und 2,2'-Methylenbis(4,6-di-t-butyl-1-phenyloxy)(2-ethylhexyloxy)phosphor.
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Beispiele für im Handel erhältliche Produkte für Antioxidantien sind IRGANOX 245 (BASF), IRGAFOS 168 (BASF), IRGAFOS 38 (BASF), Sumilizer BHT (Sumitomo Chemical Co., Ltd.), H-BHT (Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) und IRGANOX 1010 (BASF).
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Die Harzschicht (oder Laminierschicht) kann mindestens 0,025 Gew.-%, mindestens 0,05 Gew.-% oder mindestens 0,1 Gew.-% des Antioxidationsmittels, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthalten. Das Vorhandensein des Antioxidationsmittels in der oben definierten Menge kann die Verfärbung der Harzschicht (oder Laminierschicht) weiter unterdrücken und eine Abnahme der Durchlässigkeit der Harzschicht (oder Laminierschicht) für sichtbares Licht verhindern. Der Gehalt des Antioxidationsmittels kann 2 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtgewicht der Harzschicht (oder Laminierschicht), betragen. Die Verwendung des Antioxidationsmittels in einer Menge von mehr als 2 Gewichtsprozent trägt nicht zu einer weiteren Verbesserung der antioxidativen Wirkung bei.
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Die Harzschicht (oder die Laminierschicht) kann außerdem einen oder mehrere Zusatzstoffe enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Flammschutzmitteln, Antistatika, Pigmenten, Farbstoffen, Entfeuchtungsmitteln, fluoreszierenden Weißmachern, Infrarotabsorbern und Kombinationen davon besteht.
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Die Dicke der Harzschicht 2 ist nicht besonders begrenzt, kann aber 0,1 mm oder mehr oder 0,25 mm oder mehr betragen, was geeignet ist, eine gute Durchdringungsfestigkeit/Stoßfestigkeit zu gewährleisten. Die Dicke der Harzschicht 2 kann 3 mm oder weniger oder 1,5 mm oder weniger betragen, was erforderlich ist, um das Gewicht des lichtdurchlässigen Laminats zu reduzieren und das lichtdurchlässige Laminat dünn zu machen.
Die Dicke der Laminierschicht kann 0,05 mm oder mehr, 0,1 mm oder mehr, 0,15 mm oder mehr oder 0,3 mm oder mehr, jedoch 3 mm oder weniger, 2 mm oder weniger, 1,5 mm oder weniger oder 1,0 mm oder weniger betragen.
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Es gibt keine besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Methode zur Bildung der Harzschicht. Die Harzschicht kann durch jede geeignete, in der Technik bekannte Methode gebildet werden. Die Harzschicht kann zum Beispiel durch Mischen und Kneten der Komponenten und Formen der Mischung zu einer Folie gebildet werden. Zur Herstellung der Harzschicht wird vorzugsweise das für die kontinuierliche Produktion geeignete Extrusionsverfahren verwendet. In diesem Fall kann die Harzschicht zu einer co-extrudierten Mehrschichtfolie geformt werden.
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Für die Art des Mischens und Knetens gibt es keine besonderen Einschränkungen. Zum Beispiel kann ein Extruder zum Mischen und Kneten verwendet werden. Der Einsatz eines Extruders ist für die kontinuierliche Produktion geeignet. Es ist besser, einen Doppelschneckenextruder zu verwenden.
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Beispielsweise kann die Harzschicht zu einer extrudierten Folie geformt werden, indem die Zusammensetzung in einen Extruder (z.B., einen Doppelschneckenextruder) gegeben wird, die Zusammensetzung geschmolzen wird und die geschmolzene Zusammensetzung ausgegeben wird. In diesem Fall wird die Dicke der Harzschicht durch eine T-Düse kontrolliert. Die Harzschicht mit einer mehrschichtigen Struktur kann durch Co-Extrusion gebildet werden. Zunächst werden die oben beschriebene Polyvinylacetalharz-Zusammensetzung für die Oberflächenschicht und eine andere Zusammensetzung für die anderen Schichten, die die Zwischenschicht umfassen, in verschiedenen Extrudern schmelzextrudiert. Die Extrudate werden durch einen geeigneten Laminator, wie z. B. einen Zuführblock oder einen Mehrfachverteiler, laminiert. Das Laminat wird durch eine T-Düse zu einer co-extrudierten Folie geformt.
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Die Harzschicht 2 kann, gegebenenfalls zusammen mit einer oder mehreren anderen Folien, auf die lichtdurchlässigen Schichten wie Glasplatten geklebt werden.
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Die Harzschicht 2, die mit den lichtdurchlässigen Schichten, wie z. B. Glasplatten, verbunden ist, kann aus einer einzigen Laminierschicht bestehen (siehe 1). Alternativ kann die Harzschicht 2 auch eine mehrschichtige Struktur mit drei oder mehr Schichten aufweisen. In diesem Fall kann die Laminierschicht 2 eine erste Laminierschicht 21, die eine Oberfläche der Harzschicht 2 enthält, und eine zweite Laminierschicht 22 umfassen, die der ersten Laminierschicht gegenüberliegt und die andere Oberfläche der Harzschicht 2 enthält. Die erste Laminierschicht 21 und die zweite Laminierschicht 22 stehen in direktem Kontakt mit der ersten lichtdurchlässigen Schicht 3 bzw. der zweiten lichtdurchlässigen Schicht 4 und sind mit diesen verbunden (siehe 2). Die Laminierschicht bezieht sich insgesamt auf die erste Laminierschicht 21 und die zweite Laminierschicht 22. Die Laminierschicht hat die oben beschriebenen Eigenschaften.
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Bei der Harzschicht 2, die eine mehrschichtige Struktur aufweist, kann zwischen der ersten Laminierschicht 21 und der zweiten Laminierschicht 22 eine zusätzliche Schicht eingefügt werden. Die zusätzliche Schicht kann eine Funktionsschicht 23 sein.
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Die Funktionsschicht 23 kann eine schalldämmende Schicht sein. Wenn die Harzschicht 2 als Laminierfolie verwendet wird, kann die schalldämmende Schicht der Harzschicht 2 schalldämmende Eigenschaften verleihen, um Außengeräusche zu blockieren.
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Bei der Funktionsschicht 23 kann es sich um eine Funktionsschicht für ein Head-up-Display (HUD) handeln, die die Bildung eines Doppelbildes auf der Laminierfolie verhindern soll. Bei der HUD-Funktionsschicht kann es sich um eine Keilschicht (nicht abgebildet) handeln, die insgesamt einen keilförmigen Querschnitt aufweist, aber darauf ist sie nicht beschränkt.
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Die Funktionsschicht 23 kann eine gefärbte Schicht sein. Die farbige Schicht kann über die gesamte Fläche der Harzschicht gebildet werden. Alternativ kann die farbige Schicht auch nur auf einem Teilbereich der Harzschicht ausgebildet werden, um ein Farbband zu bilden.
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Ein lichtdurchlässiges Laminat 1 gemäß einer weiteren hierin offenbarten Ausführungsform umfasst eine erste lichtdurchlässige Schicht 3, eine Harzschicht 2, die auf einer Oberfläche der ersten lichtdurchlässigen Schicht angeordnet ist, und eine zweite lichtdurchlässige Schicht 4, die auf der Harzschicht angeordnet ist. Das heißt, die Harzschicht ist zwischen der ersten lichtdurchlässigen Schicht und der zweiten lichtdurchlässigen Schicht angeordnet.
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Die erste und zweite lichtdurchlässige Schicht 3 und 4 können Glasplatten sein, sind aber nicht darauf beschränkt. Alternativ können auch lichtdurchlässige Platten oder Kunststoffsubstrate (z. B. Polyesterfolien) als erste und zweite lichtdurchlässige Schicht 3 und 4 verwendet werden.
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Die Harzschicht 2 besteht aus einer Laminierschicht, die ein Polyvinylacetalharz, einen Weichmacher und einen Modifikator für die Haftfestigkeit enthält. Der Modifikator für die Bindungsstärke umfasst einen Metallkomplex vom Typ butyliertes Hydroxytoluol.
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Die Harzschicht 2 ist die gleiche wie die oben beschriebene, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.
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Das lichtdurchlässige Laminat 1 darf eine durchschnittliche Schwankung des Bleichabstands von 5 mm oder weniger aufweisen, gemessen vor und nach der Lagerung bei 65 °C und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit für 2 Wochen. Diese geringe Abweichung bedeutet, dass das lichtdurchlässige Laminat auch in einer rauen Umgebung eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist.
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Ein Fahrzeug (nicht dargestellt) gemäß einer anderen hier offenbarten Ausführungsform umfasst ein lichtdurchlässiges Laminat 1 als Windschutzscheibe.
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Das Fahrzeug kann jedes Fahrzeug sein, das eine Windschutzscheibe aufweist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich in der Regel um ein Kraftfahrzeug.
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Das Fahrzeug besteht aus einem Karosserieteil, einem Antriebsteil (z.B., einem Motor), der in dem Karosserieteil angebracht ist, Antriebsrädern, die drehbar in der Karosserie angebracht sind, Verbindungselementen, die die Antriebsräder und den Antriebsteil verbinden, und einer Windschutzscheibe, die an einem Teil des Karosserieteils angebracht ist, um Wind von außen abzublocken. Das lichtdurchlässige Laminat 1 wird als Windschutzscheibe verwendet.
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Der Aufbau des lichtdurchlässigen Laminats 1 und die Eigenschaften der Komponenten des lichtdurchlässigen Laminats 1 sind die gleichen wie oben beschrieben, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.
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Beispielhafte Ausführungsformen werden anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Diese Beispiele dienen jedoch lediglich der Veranschaulichung, um das Verständnis der Ausführungsbeispiele zu erleichtern, und sollen den Umfang der Ausführungsbeispiele nicht einschränken.
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Die folgenden Materialien wurden für die Beispiele 1-2 und die Vergleichsbeispiele 1-2 verwendet.
- - Polyvinylbutyralharz: Polymerisationsgrad = 1.700, Verseifungsgrad = 99, Gehalt an Hydroxylgruppen = 19,7 Gew.-%, Gehalt an Butyralgruppen = 79,6 Gew.-%, Gehalt an Acetylgruppen = 0,7 Gew.-%
- - Weichmacher: Triethylenglykolbis(2-ethylhexanoat) (3G8)
- - Additiv: eine Mischung aus 0,1 Gewichtsteilen Pentaerythrittetrakis(3-(3,5-di-tert-Butyl-4-hydroxyphenyl)propionat (Irganox1010, BASF) und 0,3 Gewichtsteilen 2-(2H-Benzotriazol-)2-yl)-4,6-bis(1-methyl-1-phenylethyl)phenol (TINUVIN-234, BASF)
- - Modifikatoren der Bindungsstärke: Magnesiumacetat, Kaliumacetat, der Magnesiumkomplex der Formel 1 worin R1 und R2 Acetylgruppen sind, und der Magnesiumkomplex der Formel 1 worin R1 und R2 Butyratgruppen sind. Die Mengen der verwendeten Magnesiumkomplexe sind in Tabelle 1 aufgeführt.
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Beispiel 1
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27 Gew.-% des Weichmachers (3G8), 0,4 Gew.-% des Additivs, 0,025 Gew.-% Magnesiumacetat als eines der Modifizierungsmittel für die Bindungsstärke und 0,01 Gew.-% des Magnesiumkomplexes A der Formel 1 (worin R1 und R2 Acetylgruppen sind) als eines der Modifizierungsmittel für die Bindungsstärke wurden zu 72,565 Gew.-% des Polyvinylbutyralharzes hinzugefügt. Das Gemisch wurde in einem Doppelschneckenextruder extrudiert und durch eine T-Düse geführt, um eine Laminierfolie mit einer Breite von 1 m und einer Gesamtdicke von 780 µm herzustellen.
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Beispiel 2
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Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 0,025 Gew.-% Magnesiumacetat und 0,01 Gew.-% des Magnesiumkomplexes B der Formel 1 worin R1 und R2 Butyratgruppen sind, als Modifikatoren für die Bindungsstärke verwendet wurden.
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Vergleichsbeispiel 1
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27 Gew.-% des Weichmachers (3G8), 0,4 Gew.-% des Additivs und 0,03 Gew.-% Magnesiumacetat als einer der Modifikatoren für die Haftfestigkeit wurden zu 72,57 Gew.-% des Polyvinylbutyralharzes hinzugefügt. Das Gemisch wurde in einem Doppelschneckenextruder extrudiert und durch eine T-Düse geführt, um eine Laminierfolie mit einer Breite von 1 m und einer Gesamtdicke von 780 µm herzustellen.
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Vergleichsbeispiel 2
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Das Verfahren von Vergleichsbeispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 0,03 Gew.-% Kaliumacetat als Modifizierungsmittel für die Bindungsstärke verwendet wurde. TABELLE 1
| Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 |
Modifikator für die Haftfestigkeit 1 | Magnesiumacetat | Magnesiumacetat | Magnesiumacetat | Kaliumacetat |
Modifikator für die | Magnesium-Komplex | Magnesium-Komplex | | |
Haftfestigkeit 2 | A | B | | |
R1 | Acetylgruppe | Butyrat-Gruppe | - | - |
R2 | Acetylgruppe | Butyrat-Gruppe | - | - |
Modifikator für die Haftfestigkeit 1 (Gew.-%)* | 0,025 | 0,025 | 0,03 | 0,03 |
Modifikator für die Haftfestigkeit 2 (Gew.-%)* | 0,01 | 0,01 | 0 | 0 |
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Test Beispiel 1
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Die physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen 1-2 und den Vergleichsbeispielen 1-2 hergestellten Laminierfolien wurden wie folgt bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
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(1) Bewertung des Metallgehalts: ICP-OES-Analyse
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Die Menge (ppm) an Restmetall in jeder der in den Beispielen 1-2 und den Vergleichsbeispielen 1-2 gebildeten Harzschichten wurde durch ICP-OES-Analyse (730-ES, Agilent) ermittelt.
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(2) Bewertung der Hydrophobizität
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- Vorbereitung der Proben für die Bewertung
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Eine Probe mit einer Größe von 15 cm (B) × 15 cm (L) wurde aus dem mittleren auf die Breite bezogenen Teil jeder der in den Beispielen 1-2 und den Vergleichsbeispielen 1-2 gebildeten Harzschichten entnommen. Die Probe wurde zwischen zwei Teflonplatten (Größe: 20 cm × 20 cm) eingelegt. Die Struktur aus Teflonfolie/Probe/Teflonfolie wurde in einem Laminator bei 140 °C und 1 atm 10 Minuten lang erhitzt, um das Oberflächenmuster zu entfernen.
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- Messung der freien Oberflächenenergie
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Jede der zu bewertenden Proben wurde 72 Stunden lang bei 20 °C und 20 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Nach dem Entfernen der Teflonfolien wurde die freie Oberflächenenergie der Harzschicht nach dem folgenden Verfahren gemessen. Zunächst wurde ein mobiler Oberflächenanalysator (MSA, KRUSS) auf die Oberfläche der Harzschicht gesetzt und die Messtaste gedrückt. Anschließend wurden die mit der OWRK-Methode berechnete und dargestellte freie Oberflächenenergie, Unpolarität und Polarität aufgezeichnet. Dieselbe Messung wurde für jeden Parameter 7-mal wiederholt, wobei der Durchschnitt von 5 Messwerten, die nicht den oberen und unteren Grenzwert darstellen, ermittelt wurde.
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- Berechnung der Hydrophobizität
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Die Hydrophobizität der einzelnen Proben wurde auf der Grundlage der gemessenen Unpolarität und Polarität berechnet. Konkret wurde die Hydrophobizität als ein Wert definiert, der sich aus der Division der Unpolarität, die ein Wert ist, der die Nicht-Affinität für ein polares Lösungsmittel wie Wasser angibt, und der Polarität, die ein Wert ist, der die Affinität für ein polares Lösungsmittel wie Wasser angibt, ergibt. Das heißt, die Hydrophobizität wurde nach Gleichung 1 berechnet:
Die Hydrophobizität wird ausgehend vom berechneten Wert auf eine Dezimalstelle genau angegeben.
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- Charakterisierung der Harzschichten
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Mit Hilfe der Gelpermeationschromatographie (GPC) wurden die Eigenschaften der zu bewertenden Proben bestimmt. Die Proben mit unterschiedlicher Hydrophobizität wurden mit einem Ultraviolett-Detektor (UVD) analysiert, um Kurven in Abhängigkeit von der Elutionszeit zu erhalten. Ein Vergleich der Kurven wurde im Elutionszeitbereich von 26-28 min (RT) durchgeführt, in dem der Modifikator für die Bindungsstärke möglicherweise vorhanden war.
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Zunächst wurde jede Probe für die Gelpermeationschromatographie vorbehandelt.
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0,1 g der zu untersuchenden Probe wurde mit 10 g THF verdünnt. Die Verdünnung wurde 12 Stunden lang bei Raumtemperatur stehen gelassen, um die Probe ausreichend aufzulösen und zu homogenisieren. Anschließend wurden 100 Mikroliter der Lösung mit einer Geschwindigkeit von 1,0 ml/min auf eine Säule gegeben. Der UV-Detektor wurde bei 230 nm betrieben. Bei der Säule kann es sich um eine Kombination aus TSKgel-Guard-Säule (6,0 mm ID × 4 cm, Partikelgröße 7 µm), TSKgel G1000HXL (7,8 mm ID × 30 cm, Partikelgröße 5 µm, Ausschlussgrenze 1.000 Da), TSKgel G2500HXL (7.8 mm ID × 30 cm, Partikelgröße 5 µm, Ausschlussgrenze 2,0 × 104 Da), und TSKgel G3000HXL (7,8 mm ID × 30 cm, Partikelgröße 5 µm, Ausschlussgrenze 6,0 × 104 Da) handeln, die alle bei TOSOH erhältlich sind. Die Messwerte wurden mit der Agilent Chemstation OpenLab. CDS analysiert und aufgezeichnet.
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Die Ergebnisse der GPC-Analyse zeigten, dass die Peak-Charakteristiken der Harzschichten mit unterschiedlichen Hydrophobien im Detektionszeitbereich von 26-28 min unterschiedlich waren. 4 zeigt Gelpermeationschromatogramme der Proben aus den Harzschichten von Beispiel 2 (EX2, links) und Vergleichsbeispiel 1 (C.EX1, rechts) im Detektionszeitbereich von 26-28 min. Für jede Probe wurden zwei Peaks in dem entsprechenden Bereich beobachtet. Bei der Probe aus der Harzschicht von Beispiel 2 war die Intensität des früheren Peaks größer als die des späteren Peaks. Bei der Probe aus der Harzschicht von Vergleichsbeispiel 2 war die Intensität des späteren Peaks größer als die des früheren Peaks. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Harzschicht mit höherer Hydrophobizität mindestens zwei Peaks aufwies, wobei die Intensität des früheren Peaks größer war als die des späteren Peaks, im Gegensatz zur Harzschicht mit geringerer Hydrophobizität.
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(3) Bewertung der Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit
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- Vorbereitung der Proben für die Bewertung
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Jede der in den Beispielen 1-2 und den Vergleichsbeispielen 1-2 gebildeten Harzschichten wurde in zwei Proben mit einer Größe von jeweils 50 cm (B) × 50 cm (L) geschnitten. Auf der Ober- und Unterseite der Probe wurde eine PE-Embo-Folie angebracht, um eine ähnliche Umgebung wie bei der Lagerung einer Rollenprobe zu schaffen.
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- Konditionierung
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Eine der zu bewertenden Proben wurde 30 Tage lang bei 20 °C und 20 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert (Lagerbedingungen A), die andere Probe 30 Tage lang bei 30 °C und 80 % relativer Luftfeuchtigkeit (Lagerbedingungen B).
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- Bewertung des Unterschieds im Lagervergilbungsindex
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Die Variation des Vergilbungsindexes jeder Probe in verschiedenen Lagerungsumgebungen wurde bewertet. Zu diesem Zweck wurde aus der konditionierten Probe eine Probe mit den Maßen 10 cm (B) × 10 cm (L) entnommen. Die Probe wurde zwischen zwei Teflonplatten (Größe: 20 cm × 20 cm) eingelegt. Die Struktur aus Teflonfolie/Probe/Teflonfolie wurde in einem Laminator bei 140 °C und 1 atm 10 Minuten lang erhitzt, um das Oberflächenmuster zu entfernen. Fünf Stellen auf der Oberfläche der Probe wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und ihre Vergilbungsindizes nach der Methode ASTM E313 gemessen und gemittelt. Die Differenz zwischen den Vergilbungsindizes nach der Lagerung unter den Lagerbedingungen A (Shelf_YI_A) und unter den Lagerbedingungen B (Shelf_YI_B) wurde nach Gleichung 2 berechnet:
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- Bewertung der Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit
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Die Lagerfeuchtebeständigkeit wurde bewertet, indem die gemessene Differenz des Lagervergilbungsindex in Gleichung 3 eingesetzt wurde:
Die Beständigkeit gegen Lagerfeuchtigkeit wurde als „gut“ eingestuft, wenn sie unter 3 lag, als „mittelmäßig“, wenn sie zwischen 3 und 4 lag, und als „schlecht“, wenn sie über 4 lag.
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(4) Bewertung der Pummelklebestärke
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- Vorbereitung von lichtdurchlässigen Laminaten für die Messung
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Jede der in den Beispielen 1-2 und den Vergleichsbeispielen 1-2 gebildeten Harzschichten wurde 1 Woche lang bei 20 °C und 30 % relativer Luftfeuchtigkeit stehen gelassen. Danach wurde die Harzschicht in eine Probe mit den Maßen 100 mm (B) × 150 mm (L) geschnitten. Zwei 2,1T (T: mm, das gleiche wie unten) -Platten aus Klarglas wurden auf beide Oberflächen der Probe gelegt. Die Glas-Probe-Glas-Struktur wurde zunächst in einem Vakuumlaminator bei 150 °C und 1 atm für 20 Sekunden verklebt und schließlich durch Erhitzen von Raumtemperatur auf 140 °C für 25 Minuten und Halten bei 140 °C für 25 Minuten in einem Autoklaven verklebt, um eine lichtdurchlässige Laminatprobe zu erhalten.
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- Messung der Pummelklebestärke
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Die Probe wurde 4 Stunden lang bei -20 °C gekühlt und kontinuierlich mit einem Hammer geschlagen. Die Menge des in der Harzschicht verbliebenen Glases wurde gemessen. Die Ergebnisse wurden in Klassen von 0 bis 8 eingeteilt, je nachdem, wie viel Glas nach dem Aufprall an der Harzschicht haftet und darin verbleibt. Die niedrigste Stufe 0 wurde definiert, wenn das Glas nach dem Aufprall vollständig von der Harzschicht abgeschält wurde, und die höchste Stufe 8, wenn das Glas nach dem Aufprall ungeschält blieb. Die Noten 0 bis 8 wurden jeweils als Pummelwerte (P_ctr) von 0 bis 8 bewertet.
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Das Vorhandensein des Glases auf der Harzschicht auch nach dem Aufprall deutet auf eine hohe Festigkeit der Harzschicht hin, und das Entfernen des Glases von der Harzschicht bedeutet eine geringe Haftfestigkeit der Harzschicht.
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- Berechnung der effektiven Reduktion der Haftfestigkeit in Abhängigkeit vom Metallgehalt
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Die effektive Verringerung der Haftfestigkeit der Harzschicht in Abhängigkeit vom Metallgehalt wurde berechnet, indem der Pummelwert (P_ctr) in Gleichung 4 eingesetzt wurde:
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(5) Messung der Variation des Vergilbungsindexes
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- Bewertung der Variation des Vergilbungsindexes
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Eine lichtdurchlässige Laminatprobe wurde nach dem in „Vorbereitung von lichtdurchlässigen Laminaten für die Messung“ von (4) zur Bewertung der Pummelklebestärke beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Probe wurde 2 Wochen lang in einer Thermo-Hygrostat-Kammer bei 65 °C und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Nach Entnahme der Probe wurde die Veränderung des Vergilbungsindexes vor und nach der Lagerung gemäß der Prüfnorm ASTM E313 gemessen. Der Vergilbungsindex nach der Lagerung (YI
Ende) und der Vergilbungsindex vor der Lagerung (YI
Anfang) wurden gemessen und die Differenz wurde als Vergilbungsindexvariation (d-YI) definiert (siehe Gleichung 6).
Die Probe wurde als bestanden bewertet, wenn die Variation des Gelbwertindexes ≤ 3 war, und als nicht bestanden, wenn die Variation des Gelbwertindexes > 3 war.
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(6) Messung des Aufhellungsabstands
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- Vorbereitung von lichtdurchlässigen Laminaten für die Bewertung
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Eine lichtdurchlässige Laminatprobe wurde nach dem in „Vorbereitung von lichtdurchlässigen Laminaten für die Messung“ von (4) zur Bewertung der Pummelklebestärke beschriebenen Verfahren hergestellt.
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- Bewertung des Aufhellungsabstands
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3 veranschaulicht die Messung von Aufhellungsabständen. Die lichtdurchlässige Laminatprobe wurde 2 Wochen lang in einer Thermo-Hygrostat-Kammer bei 65 °C und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert. Nach der Entnahme der Probe wurde die Probe in einen Teil 50, in dem Trübungen auftraten, und einen Teil 60, in dem keine Trübungen auftraten, unterteilt. Die Abstände d1, d2, d3 und d4 von den Mittelpunkten der vier Seiten der Probe zu den Stellen, an denen Trübung auftrat, wurden gemessen und gemittelt. Der Durchschnittswert wurde als durchschnittliche Veränderung des Aufhellungsabstands definiert (siehe Gleichung 7).
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Die Probe wurde als bestanden bewertet, wenn die durchschnittliche Abweichung des Aufhellungsabstands ≤ 5 mm war, und als nicht bestanden, wenn die durchschnittliche Abweichung des Aufhellungsabstands > 5 mm war. TABELLE 2
| Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 |
Metall | Magnesium | Magnesium | Magnesium | Kalium |
Metallgehalt (ppm) | 52 | 51 | 51 | 114 |
Hydrophobizität | 4,2 | 4,8 | 3,2 | 2,1 |
- Unterschied im Lagervergilbungsindex | 1,4 | 1,6 | 2,1 | 7,2 |
Lagerfeuchtigkeitsbeständigkeit | 2,7 | 3,1 | 4,1 | 6,3 |
Beurteilung der Lagerfeuchtebeständigkeit | Gut | Gut | mittelmäßig | Schlecht |
Pummelwert (P_ctr) | 4 | 3 | 6 | 3 |
Verringerung der effektiven Haftfestigkeit (/ppm) | 7,6 | 9,8 | 3,9 | 4,4 |
Gelbfärbungindexvariation | Bestanden | Bestanden | Bestanden | Bestanden |
Durchschnittliche Variation des Aufhellungsabstands | Bestanden | Bestanden | Bestanden | Nicht bestanden |
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Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 2 ersichtlich ist, wiesen die Proben der Beispiele 1 und 2 trotz ähnlicher Magnesiumgehalte eine bessere Beständigkeit gegen Lagerfeuchte und eine geringere Verringerung der Haftfestigkeit auf als das Vergleichsbeispiel 1. Es wird angenommen, dass diese Ergebnisse darauf zurückzuführen sind, dass die stark hydrophoben Harzschichten das Eindringen von Luftfeuchtigkeit verhinderten.
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Die Probe des Vergleichsbeispiels 2, in der das Kaliumsalz als Modifizierungsmittel für die Haftfestigkeit verwendet wurde, hatte ähnliche Auswirkungen auf die Haftfestigkeitskontrolle wie die Proben der Beispiele 1 und 2, in denen der Metallkomplex als Modifizierungsmittel für die Haftfestigkeit verwendet wurde, aber ihre Lagerluftfeuchtebeständigkeit wurde aufgrund ihrer geringen Hydrophobizität und ihres hohen Unterschieds im Vergilbungsindex als „schlecht“ beurteilt. Man nimmt an, dass diese Ergebnisse darauf zurückzuführen sind, dass der Modifikator für die Haftfestigkeit in einer zu großen Menge verwendet wurde, um die gleiche Wirkung auf die Kontrolle der Haftfestigkeit zu erzielen.
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Die Gelbwertvariationen der Proben der Beispiele 1-2 und der Vergleichsbeispiele 1-2 in Form von lichtdurchlässigen Laminaten (Verbundglas) wurden als bestanden bewertet. Man nimmt an, dass diese Ergebnisse darauf zurückzuführen sind, dass das auf beide Oberflächen der Probe geklebte Glas nicht direkt der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt war, um den Einfluss der Feuchtigkeitsbeständigkeit auf die Variation des Vergilbungsindexes in Abhängigkeit von der Art des Modifikators für die Haftfestigkeit zu verringern. Die durchschnittliche Veränderung des Bleichabstands des Verbundglases von Vergleichsbeispiel 2 wurde jedoch als nicht bestanden bewertet, da Feuchtigkeit leicht in das Verbundglas von Vergleichsbeispiel 2 eindrang, das entlang der vier Seitenkanten des Verbundglases die geringste Hydrophobizität aufwies. Man nimmt an, dass diese Ergebnisse darauf zurückzuführen sind, dass die Verwendung der stark hydrophoben Harzschicht als Laminierfolie nicht nur eine gute Lagerfeuchtigkeitsbeständigkeit, sondern auch eine verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit nach dem Laminieren gewährleistet.
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Vorstehend wurden die bevorzugten Ausführungsformen der bespielhaften Ausführungsformen eingehend beschrieben, aber der Umfang der vorliegenden Offenbarung sollte nicht darauf beschränkt sein, und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen, die von einer Person mit gewöhnlicher Fachkenntnis unter Verwendung eines durch die folgenden Ansprüche definierten Grundkonzepts vorgenommen werden, sollten ebenfalls als zum Umfang der vorliegenden Offenbarung gehörend angesehen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5728472 [0003]
- JP 2999177 [0003]