JP2008534315A - スキン層を備えたポリマー中間層 - Google Patents

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Abstract

本発明は、多層ガラスパネルにおいて使用されるポリマー中間層の分野に存在し、特に、本発明はポリマー中間層のさまざまな性能強化剤およびこのような性能強化剤を中間層に効率よく取り入れる方法の分野に存在する。

Description

本発明は、多層ガラスパネルにおいて使用されるポリマー中間層の分野に存在し、特に、本発明はポリマー中間層のさまざまな性能強化剤およびそのような性能強化剤を中間層に効率よく取り入れる方法の分野に存在する。
ポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）は、安全ガラスまたはポリマー積層板などの光透過積層板において中間層として使用できるポリマーシートの製造において一般に使用されている。安全ガラスは、通常、ガラスの２枚の板の間に配置されたポリ（ビニルブチラール）シートを含む透明な積層板のことを指す。安全ガラスは、建築用および自動車用の開口部における透明な仕切りを提供するために、しばしば使用される。安全ガラスの主たる機能は、物体の衝撃によって引き起こされるようなエネルギーを、開口部を通して貫通させることなく、吸収することである。
ポリ（ビニルブチラール）は、一般に、例えば押出成形法により製造される。押出成形の結果、ポリ（ビニルブチラール）の連続シートが形成される。しばしば、さまざまな作用剤が、押出成形前に、直接ポリ（ビニルブチラール）中に大量に取り入れられる。このようなやり方でポリ（ビニルブチラール）中に取り入れられた作用剤は、一般に、仕上がったポリマーシート全体にわたって分散され、しばしば望ましくない結果となる。さらに、異なる特性を有するポリマーシートは、作用剤の異なる１組を使用することを要求する可能性があるので、生産工程間で押出成形装置内のポリ（ビニルブチラール）の配合を入れ替えることにより、時間と金を大量に失う可能性がある。
したがって、仕上げられたガラス積層板の光学的透明性または得られたポリ（ビニルブチラール）シートのガラスに対する接着特性に悪影響を与えることのない、さらに改善されたポリマーシートおよびポリマーシート、特にポリ（ビニルブチラール）シートの改善された製造方法が必要である。
発明の要旨
本発明によれば、ポリマーシートスキン層の使用によってまたはポリマーシートにおけるスキン層領域の形成によって、これらの作用剤をポリマーシート全体にわたって大量に分配する必要なしに、所望の特性を有する中間層の製造を可能にすることが、驚くべきことに今回わかった。
本発明は、建築用途および自動車のフロントガラス用途において使用するものなどの多層合わせガラス構成体において使用することのできる中間層を対象とする。本発明の中間層は、非常に薄いポリマーシートスキン層を、または、いくつかの実施形態においてはスキン層領域を、単一ポリマーシート内に取り入れて、全体の中間層に性能強化剤を大量に添加する必要なしに、中間層に対して望ましい特性を与える。
図１に示すように、本発明のさまざまな実施形態は、第２ポリマーシート１６に接触して配置された第１ポリマーシート１４を含むポリマースタック１８を含み、中間層１０を形成する。以下で詳細に説明するように、このポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）などの適切なポリマー材料のいずれかを含むことができる。本明細書において使用される「ポリマースタック」は、スタックを形成するために互いに接触して配置されたポリマー材料の１つ以上の層および場合によって他の層を意味しており、層の少なくとも１つはポリマーシートである。このポリマースタックは、図１に示したように、単一ポリマーシートであることができ、または他の実施形態においてこのポリマースタックは、ポリマーシートの２つ以上の層および層の他の種類の中でも特にポリマーフィルム（本明細書において他の場所に記載されている。）を含むことができる。
第２ポリマーシート１６は、１種以上の性能強化剤を含み、さまざまな実施形態において、０．４ミリメートル未満、０．３ミリメートル未満または０．２５ミリメートル未満の厚さを有する。第１ポリマーシート１４は、もし存在するならばポリマースタック１８の他の層と組み合わせて、所望の厚さの中間層１０が形成されるように、適切ないずれかの厚さであり得る。全中間層厚さは、例えば約１．５ミリメートルであり得る。第１ポリマーシート１４は、例えば、性能強化剤を含まないことができ、または実質的に性能強化剤を含まないことができる。さまざまな実施形態において、第１ポリマーシートは、重量比に基づいて、第２ポリマーシートの性能強化剤の１０％未満５％未満、または１％未満を有する。
図１に示した配置において、本発明の中間層は、中間層全体にわたり性能強化剤が従来のように分布することではなく、中間層の外側表面上に性能強化剤が凝縮することを可能にする構成体を提供する。
図２に示すように、本発明のさまざまな実施形態は、再び簡単のために単一ポリマーシート１４のみを含むものとして示されている、ポリマースタック１８に接触して配置された第３ポリマーシート２０を利用している。しかし、上記のように、ポリマースタック１８は、多重ポリマー層および／または他の層を含むことができる。これらの実施形態においては、第３ポリマーシート２０は、第２ポリマーシート１６と同一であるか、または異なっていることができる。第３ポリマーシート２０は、上記で与えられたように、第２ポリマーシート１６と同一の組成物および厚さ範囲を有することができる。
上記実施形態のいずれにおいてもポリマースタック１８は、性能強化剤を含まないかまたは実質的に含まないが、さまざまな実施形態においてポリマースタック１８におけるポリマーシート層のいずれも、第２または第３ポリマーシート１６、２０に存在するよりも少量の濃度で、意図的に添加された性能強化剤を含むことができる。ポリマースタック１８内部の１つ以上のポリマーシートへの性能強化剤の意図的添加に加えて、いくらかの性能強化剤が、中間層の積層後、第２または第３ポリマーシート１６、２０から第１ポリマーシート１４および／またはポリマースタック１８内部の他のいずれかのポリマーシートへ移動し得ることが想定される。その結果、一般に、ポリマースタック１８における性能強化剤の量はごく僅かなものとなる。
上記の実施形態に関して、図１および２において示されているように、ポリマースタック１８は、層の従来の配置のいずれかを含むことができる。例えば、これに限らないが、ポリマースタック１８は、以下の配置を有することができ、ｎは１から１０の繰り返し、好ましくは１、２、または３の繰り返しを表す。
（ポリマーシート）ｎ
（ポリマーシート‖ポリマーフィルム）ｎ
（ポリマーフィルム‖ポリマーシート）ｎ
（ポリマーシート‖ポリマーフィルム‖ポリマーシート）ｎ
（ポリマーフィルム‖ポリマーシート‖ポリマーフィルム）ｎ。
勿論、多くの他の配列が、可能であり、第２ポリマーシート１６または第２および第３ポリマーシート１６、２０を適切ないずれかのポリマースタック１８に取り入れる実施形態を含み、本発明の範囲内である。
比較的薄いポリマーシート層を提供することに加えて、本発明は、また、比較的薄い作用剤領域（すなわち、スキン層領域）をシート内部におよび露出された表面に隣接して含むポリマーシートをも含む。図３に示すように、作用剤領域２４（この作用剤領域は１種以上の性能強化剤を含む。）および非作用剤領域２２を有するポリマーシートを製造することができる。このようなシートは、本明細書の他の場所で記載されているように、例えば、２つのポリマー溶融物を共押し出しすることにより製造することができる。得られたポリマーシートは、性能強化剤を比較的狭い領域に濃縮することによって、図１に示した多層中間層と類似の性能強化剤濃縮効果を効果的にもたらす。
図３に示した実施形態に関して、作用剤領域２４は、ポリマーシート内の分離層を模倣するように形成され、０．４ミリメートル未満、０．３ミリメートル未満、０．２５ミリメートル未満、０．２ミリメートル未満または０．１５ミリメートル未満の厚さを有することができる。非作用剤領域２２は、所与の用途のいずれかに向けた適切な厚さのポリマーシートを形成するために所望される適切ないずれかの厚さを有することができる。さらに、非作用剤領域は、作用剤領域における量を下回る性能強化剤の量を含有することができ、または性能強化剤を全く有さないことができ、または実質的に性能強化剤を有していないことができ、作用剤領域２４から非作用剤領域２２へ移動するいかなる性能強化剤も、一般にごく僅かである。さまざまな実施形態において、非作用剤領域２２は、重量比に基づいて、作用剤領域２４の性能強化剤の１０％未満、５％未満または１％未満を有する。
さらなる実施形態において、図３に示したポリマーシートは、多層中間層における単一層として使用することができる。例えば、ポリマーフィルムが、作用剤領域が外に面するようにしてポリマーシートの２つの間に配置され、それぞれの露出表面上に作用剤領域を有する３層中間層を形成することができる。
本発明のさらなる実施形態において、例えば３つのポリマー溶融物を共押し出しすることによって、３つの区切られた領域が（２つの作用剤領域と１つの非作用剤領域）ポリマーシート内に形成される。これらの実施形態において、第２作用剤領域が、図３において示した作用剤領域２４の反対側のポリマーシートの表面上のポリマーシートにおいて形成され、図２において示した実施形態のレイアウトを模倣した、中央の非作用剤領域が２つの作用剤領域の間に配置されている、３つの領域を有する単一ポリマーシートが形成される。これらの実施形態において、２つの作用剤領域は同一であることもまたは異なっていることもできる。すなわち、両方の作用剤領域は、作用剤領域２４に関して上述した厚さおよび特性を有することができる。これらの実施形態は、シートの表面において濃縮されている性能強化剤を有利には有する、単一のポリマーシートを提供する。
本明細書において記載されている共押し出しの実施形態において、非作用剤領域２２は、比較的厚い、例えば１ミリメートルから、非常に薄い、例えば０．１２５ミリメートルまで厚さを変化することができる。さまざまな実施形態において、非作用剤領域２２は、０．２ミリメートルまたは０．１５ミリメートル未満であり、１つまたは両方の作用剤領域２４は、０．３から０．５ミリメートルの間のまたは０．３５から０．４５ミリメートルの間の厚さを有する。
上記の、図１、２、および３において示された実施形態のいずれも、中間層として使用でき、またはさまざまな実施形態において、多層中間層を製造するために従来の層と組み合わせることができる。特に、性能強化剤を含む単一のポリマーシートまたは作用剤領域が使用される実施形態は、層の他のタイプの中から、所望するポリマーフィルムまたはポリマーシートの追加の層と組み合わすことができる。
本発明のさまざまな実施形態において、図１に示されたようにポリマースタック‖ポリマーシートを含むおよび図３に示されたようにポリマー作用剤領域を有するポリマーシートを含む、中間層を形成できる。
性能強化剤
スキン層またはポリマーシート内に作用剤領域を有する本発明の中間層は、スキン層または作用剤領域内に少なくとも第１性能強化剤を含み、隣接ポリマーシートまたは非作用剤領域は、この第１性能強化剤を実質的に含まない。
本明細書において使用される「性能強化剤」は、仕上がった製品の物理的、光学的または他の特性を改善するために添加された、ポリマーシート中に存在する、ポリマー以外の作用剤のいずれか、例えば、ポリ（ビニルブチラール）樹脂、可塑剤および重合過程の一部として生成され性能強化剤として意図的に添加されてはいない成分、例えば残留アセテートおよびアルコールであり得る。
本発明のさまざまな実施形態において、他の性能強化剤は、スキン層または作用剤領域内に含まれ得るが、隣接ポリマーシートまたは非作用剤領域内に含まれることはできない。例えば、２、３、４、または５以上の性能強化剤の組合せは、１つ以上のスキン層または１つ以上の作用剤領域内に含まれることができ、隣接ポリマーシートおよび非作用剤領域は、これらの同一の性能強化剤を実質的に含まないか、またはこれらの作用剤は、スキン層または作用剤領域における性能強化剤の量の１０％未満、５％未満または１％未満で存在する。
さらなる実施形態において、少なくとも１つの性能強化剤が、スキン層または作用剤領域に存在し、隣接する層または領域には存在していない一方、別の性能強化剤を、隣接する両方のポリマーシートまたは作用剤領域および非作用剤領域の両方に分配することができる。例えば、１つの作用剤領域および１つの非作用剤領域を有する、共押し出しされた実施形態においては、作用剤領域は性能強化剤Ａおよび性能強化剤Ｂを含むことができるが、非作用剤領域は性能強化剤Ａを実質的に含まず、性能強化剤Ｂを含む。
本発明に有用な性能強化剤は、有機金属、顔料および染料などの着色剤、ＵＶ吸収剤、ＩＲ吸収剤、衝撃改質剤または無機フィラーを含む接着調整剤（ＡＣＡ）を含む。
有用な接着調整剤には、これらに限らないが、有機アルカリまたはアルカリ土類金属塩（酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、ギ酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、および当技術分野において従来から使用されている他のものなど）が含まれる。他の実施形態において、Ｍｇ（ＯＣＯＲ）２の式（式中Ｒはアルキル基である。）を有するマグネシウム有機塩が使用される。さまざまな実施形態において、マグネシウムジ−２−エチルブチレート（ＲＳＳ４）が接着調整剤として使用される。
有用な接着調整剤には、また、シランカップリング剤のさまざまな種類が含まれる。シランカップリング剤の例には、アミノプロピルトリエトキシシラン、グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、およびトリエトキシビニルシランが含まれる。
本発明の性能強化剤には、また、紫外線吸収剤（ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノンなど）が含まれ、さまざまな実施形態において、紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾールの誘導体（チヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）３２６、チヌビン３２８およびチヌビンＰなど）である。紫外線吸収剤作用剤の有効量は、使用される特定の樹脂および可塑剤に依存し、例えば、０．１から１．０ｐｈｒであり得る。
有用な赤外線吸収剤の例には、これらに限らないが、六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）、セシウムタングステン（ＣｓＷＯ３）および有機ＩＲ吸収添加物（米国特許第６７３７１５９号に開示されているクアテリレンテトラカルボン酸ジイミドのさまざまな誘導体など）が含まれる。
本発明の性能強化剤には、また、着色剤（従来の顔料、染料およびこれらの組合せなど）が含まれる。
他の性能強化剤には、当技術分野において知られている、光学増白剤および蛍光増白剤が含まれる。有用な光学増白剤の例には、スチルベン、クマリン、１，３−ジフェニルピラゾリン、ナフタルイミドおよびベンゾキサゾールの誘導体が含まれる。好ましい光学増白剤には、例えば、Ｂｌａｎｋｏｐｈｏｒ ＰＳＧ．ＲＴＭ．（スチルベン誘導体−Ｂａｙｅｒ ＡＧ，Ｂａｙｅｒ ＡＧ，５１３６８Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，ドイツ）、Ｕｖｉｔｅｘ ＦＰ．ＲＴＭ．（スチルベン誘導体−Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ ＡＧ）、およびＵｖｉｔｅｘ ＯＢ．ＲＴＭ．（ベンゾキサゾール誘導体−Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ ＡＧ）が含まれる。
本発明の性能強化剤には、また、難燃剤も含まれる。難燃剤の例には、当技術分野において知られているものの中でもリン酸エステル、シリコーン、ポリマー粘土ナノ複合材料、ホウ酸亜鉛およびこれらの組合せなど、リン、シリカおよびフッ素を含むさまざまな無機および有機化合物が含まれる。
性能強化剤は、用途に応じて、適切ないずれかの量で含まれることができる。例えば、接着調整剤に関しては、作用剤を、少なくとも１００ｐｐｍ、少なくとも１２０ｐｐｍ、少なくとも１４０ｐｐｍ、少なくとも１５０ｐｐｍまたは少なくとも１６０ｐｐｍの濃度で、スキン層または作用剤領域中に取り入れることができる。
さまざまな実施形態において、スキン層または作用剤領域は、無機作用剤または有機金属作用剤を含む。さまざまな実施形態において、スキン層または領域は接着調整剤、赤外線吸収剤、または顔料を含む。
ポリマーシート
本明細書において使用される「ポリマーシート」は、積層窓ガラスパネルに十分な貫通性およびガラス保持特性を付与する中間層として使用するために、単独で適している薄層に、または１層を越える層の積み重ね状態において適している薄層に、任意の方法によって形成されるいかなる熱可塑性ポリマー組成物をも意味する。可塑化ポリ（ビニルブチラール）は、ポリマーシートを形成するために最も一般的に使用される。
以下のセクションでは、本発明のポリマーシート、例えば、図１において構成要素１４および１６として示したシートならびに場合により含まれる追加の任意のポリマーシート、を形成するために使用することができるさまざまな材料について述べる。
本発明のさまざまな実施形態において、追加のポリマーシート層は、０．２５から３．０ミリメートル、０．２５から１．０ミリメートル、０．２５から０．５ミリメートル、または０．３から０．４ミリメートルの厚さであることができる。
本発明のポリマーシートは、適切な、いかなるポリマーをも含むことができるが、好ましい実施形態において、上記で例示されているように、ポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）を含む。ポリマーシートのポリマー成分としてポリ（ビニルブチラール）を含む、本明細書において提示された本発明の実施形態のいずれにおいても、ポリマー成分がポリ（ビニルブチラール）からなるまたは本質的になる別の実施形態が含まれている。これらの実施形態において、本明細書において開示されている可塑剤を含む添加物の変形形態のいずれも、ポリ（ビニルブチラール）からなるまたは本質的になるポリマーを有するポリマーシートと共に、使用することができる。
一実施形態において、ポリマーシートは部分的にアセタール化されたポリ（ビニルアルコール）をベースとするポリマーを含む。別の実施形態においては、ポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、これらの組合せ（ブレンドなど）などからなる群から選択されるポリマーを含む。
さらなる実施形態においては、ポリマーシートは、ポリ（ビニルブチラール）および１つ以上のこの他のポリマーを含む。好ましい範囲、値および／または方法が、ポリ（ビニルブチラール）に対して（例えば、これらに限らないが、可塑剤、成分の百分率、厚さおよび特性強化用添加物に対して）具体的に与えられる本明細書におけるセクションのいずれにおいても、これらの範囲は、適用可能な場合、ポリマーシートにおける成分と同程度に有用である、本明細書において開示された他のポリマーおよびポリマーブレンドにもまた当てはまる。
ポリ（ビニルブチラール）を含む実施形態に関して、ポリ（ビニルブチラール）は、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＯＨ）を酸触媒の存在下でブチルアルデヒドと反応させ、次いで触媒を中和し、分離し、安定化し、樹脂を乾燥することを含む、周知のアセタール化プロセスによって製造することができる。
さまざまな実施形態において、ポリ（ビニルブチラール）を含むポリマーシートを形成するために使用する樹脂は、ポリ（ビニルアルコール）として計算された１０から３５重量パーセント（ｗｔ％）のヒドロキシル基、ポリ（ビニルアルコール）として計算された１３から３０ｗｔ％のヒドロキシル基またはポリ（ビニルアルコール）として計算された１５から２２ｗｔ％のヒドロキシル基を含む。ポリマーシートは、また、ポリビニルアセテートとして計算された、１５ｗｔ％未満の残留エステル基、１３ｗｔ％、１１ｗｔ％、９ｗｔ％、７ｗｔ％、５ｗｔ％または３ｗｔ％未満の残留エステル基を含むことができ、残部はアセタール、好ましくはブチルアルデヒドアセタールであり、場合により、他の少量のアセタール基、例えば２−エチルヘキサナール基（例えば、米国特許第５１３７９５４号を参照されたい。）を含む。
さまざまな実施形態において、ポリマーシートは、１モル当たり、少なくとも３０，０００、４０，０００、５０，０００、５５，０００、６０，０００、６５，０００、７０，０００、１２０，０００、２５０，０００または少なくとも３５０，０００グラム（ｇ／ｍｏｌｅまたはダルトン）の分子量を有する、ポリ（ビニルブチラール）を含む。ジアルデヒドまたはトリアルデヒドの少量を、アセタール化ステップの間に添加して、分子量を少なくとも３５０ｇ／ｍまで増大させることもできる（例えば、米国特許第４９０２４６４号；第４８７４８１４号；第４８１４５２９号；第４６５４１７９号を参照されたい。）。本明細書において使用される用語「分子量」は、重量平均分子量を意味する。
この「ポリマーシート」のセクションにおいて提供された作用剤のいずれも、本発明の中間層において場合により使用される追加のポリマーシート層に特に当てはまる。
酢酸ナトリウム、酢酸カリウムおよびマグネシウム塩を含む、さまざまな接着調整剤を、本発明のポリマーシートにおいて使用することができる。本発明のこれらの実施形態に対して使用することができるマグネシウム塩には、これらに限らないが、米国特許第５７２８４７２号において開示されたもの（サリチル酸マグネシウム、ニコチン酸マグネシウム、マグネシウムジ−（２−アミノベンゾエート）、マグネシウムジ−（３−ヒドロキシ−２−ナフトエート）、およびマグネシウムビス（２−エチルブチレート）（ケミカルアブストラクト番号７９９２−７６−０など））が含まれる。本発明のさまざまな実施形態において、マグネシウム塩は、マグネシウムビス（２−エチルブチレート）である。
添加物をポリマーシート中に取り入れて最終製品におけるポリマーシートの性能を高めることができる。このような添加物には、これらに限らないが、以下の作用剤が含まれる：当技術分野において知られている、ブロッキング防止剤、可塑剤、染料、顔料、安定剤（例えば、紫外線安定剤）、酸化防止剤、難燃剤、赤外線吸収剤および前述の添加物の組合せなど。
本発明のポリマーシートのさまざまな実施形態において、ポリマーシートは、樹脂１００部当たり（ｐｈｒ）、２０から６０、２５から６０、２０から８０または１０から７０部の可塑剤を含むことができる。勿論、特定の用途に適切である他の量を使用することができる。いくつかの実施形態において、可塑剤は、２０個未満の、１５個未満の、１２個未満のまたは１０個未満の炭素原子を有する炭化水素セグメントを有することができる。
可塑剤の量を調節して、ポリ（ビニルブチラール）シートのガラス転移温度（Ｔｇ）に影響を及ぼすことができる。一般に、可塑剤をより多く添加すると、Ｔｇを低下させる。本発明のポリ（ビニルブチラール）ポリマーシートは、例えば、４０℃またはこれ以下の、３５℃またはこれ以下の、３０℃またはこれ以下の、２５℃またはこれ以下の、２０℃またはこれ以下のおよび１５℃またはこれ以下のＴｇを有することができる。
ポリマーシートを形成するために、適切ないずれかの可塑剤を本発明のポリマー樹脂に添加することができる。本発明のポリマーシートにおいて使用する可塑剤には、とりわけ、多塩基酸または多価アルコールのエステルが含まれ得る。適切な可塑剤には、例えば、トリエチレングリコールジ−（２−エチルブチレート）、トリエチレングリコールジ−（２−エチルヘキサノエート）、トリエチレングリコールジヘプタノエート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジヘキシルアジペート、ジオクチルアジペート、ヘキシルシクロヘキシルアジペート、ヘプチルアジペートとノニルアジペートとの混合物、ジイソノニルアジペート、ヘプチルノニルアジペート、ジブチルセバケート、ポリマー可塑剤（油で改質されたセバシン酸アルキドなど）およびホスフェートとアジペートとの混合物（米国特許第３８４１８９０号において開示されたものなど）およびアジペート（米国特許第４１４４２１７号において開示されたものなど）ならびに前述したものの混合物および組合せが含まれる。使用することのできる他の可塑剤は、米国特許第５０１３７７９号に開示されたように、Ｃ４からＣ９のアルキルアルコールおよびＣ４からＣ１０の環式アルコールから製造された混合アジペートならびにヘキシルアジペートなどのＣ６からＣ８のアジペートエステルである。さまざまな実施形態において、使用される可塑剤は、ジヘキシルアジペートおよび／またはトリエチレングリコールジ−２エチルヘキサノエートである。
適切ないずれかの方法を使用して、本発明のポリマーシートを製造することができる。ポリ（ビニルブチラール）を製造するための適切な方法の詳細は、当業者に知られている（例えば、米国特許第２２８２０５７号および第２２８２０２６号を参照されたい。）。一実施形態において、Ｂ．Ｅ Ｗａｄｅ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｏｌｏｇｙ、第３版、Ｖｏｌｕｍｅ ８、３８１〜３９９頁（２００３）の、Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓに記載の溶媒法を使用することができる。別の実施形態において、ここに記載の水性法を使用することができる。ポリ（ビニルブチラール）は、例えば、ビューツバル（Ｂｕｔｖａｒ）（商標）樹脂としてＳｏｌｕｔｉａ Ｉｎｃ．、セントルイス、ミズリー州から、さまざまな形態で市販されている。
ポリ（ビニルブチラール）ポリマー、可塑剤および添加物を、当業者に知られている方法により、熱的に処理してシート形状に成形することができる。
本明細書において使用される「樹脂」は、酸触媒作用および続いて行われるポリマー前駆体の中和から得られる混合物から取り出されるポリマー（例えば、ポリ（ビニルブチラール））成分のことをいう。この樹脂は一般に、ポリマー（例えば、ポリ（ビニルブチラール））に加えて、アセテート、塩およびアルコールなどの他の成分を有する。本明細書において使用される「溶融物」は、樹脂と、可塑剤および場合により他の添加物（例えば性能強化剤）との、融解された混合物のことをいう。
ポリ（ビニルブチラール）シートを形成する１つの例示的な方法は、樹脂、可塑剤および添加物を含む融解されたポリ（ビニルブチラール）（溶融物）を、溶融物をシートダイ（例えば、１つの次元が、これと垂直な次元よりも実質的に大きい開口部を有するダイ）に強制的に通すことによって押出成形することを含む。ポリ（ビニルブチラール）シートを形成する別の例示的な方法は、溶融物をダイからローラー上へ流し出し、樹脂を固化させ、引き続き固化された樹脂をシートとして取り出すことを含む。
本発明の性能強化剤は、ポリマーシートを形成する前に性能強化剤を溶融物に添加し、この溶融物を混合することによって、ポリマーシートに取り入れることができる。作用剤領域がポリマーシート内において形成される実施形態に関しては、性能強化剤を、第２溶融物と共に共押出成形される第１溶融物に添加することができ、この場合、第２溶融物は、例えば、添加された性能強化剤を含有していない。他の実施形態において、性能強化剤を含む第３溶融物を同様に共押出成形して、本明細書の他の場所に記載されている３領域実施形態を形成することができる。得られたシートは、本明細書の別の場所に記載されている作用剤領域および非作用剤領域を有する。
ポリマーフィルム
本明細書において使用される「ポリマーフィルム」は、性能強化層としての機能を果たす、比較的薄い、剛性ポリマー層を意味する。このポリマーフィルムは、ポリマーフィルムがそれ自体で、必要な耐衝撃性およびガラス保持特性を多層ガラス窓構造体にもたらすことはなく、むしろ、赤外吸収特性などの性能改善をもたらすものであるという点で、本明細書において使用されるポリマーシートとは異なる。ポリ（エチレンテレフタレート）が、ポリマーフィルムとして最も一般的に使用される。
本発明において使用されるポリマーフィルムは、十分な剛性があり、比較的平坦な、安定した表面を与える、適切ないずれかのフィルム、例えば、多層ガラスパネルにおいて性能強化層として従来から使用されているポリマーフィルムであり得る。このポリマーフィルムは好ましくは光学的に透明（すなわち、層の一方の側に隣接する物体を、他方の側から層を通して見つめる特定の観察者の目が、心地よく見ることができる。）であり、通常、隣接ポリマーシートの引張り弾性率よりも大きな、いくつかの実施形態においては著しく大きな引張り弾性率を、組成に関係なく有する。さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムは、熱可塑性材料を含む。適切な特性を有する熱可塑性材料中には、ナイロン、ポリウレタン、アクリル、ポリカーボネート、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、酢酸セルロースおよび三酢酸セルロース、塩化ビニルポリマーおよびコポリマーなどがある。さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムは、顕著な特性を有する再延伸熱可塑性フィルムなどの、ポリエステルを含む材料を含む。さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムはポリ（エチレンテレフタレート）を含みまたはポリ（エチレンテレフタレート）からなり、さまざまな実施形態において、ポリエチレンテレフタレートは、２軸方向に延伸されて強度を向上させ、および／または高温に曝された際に熱的に安定化されて低収縮特性をもたらす（例えば、１５０℃で３０分保持した後の収縮は、両方向とも２％未満）。
さまざまな実施形態において、ポリマーフィルムは、０．０１３ミリメートルから０．２０ミリメートル、０．０２５ミリメートルから０．１ミリメートルまたは０．０４から０．０６ミリメートルの厚さを有する。このポリマーフィルムは、接着または赤外線反射などの１つ以上の特性を改善するために、場合により表面処理されてまたは機能性性能層を被覆される。これらの機能性性能層には、例えば太陽光に曝された場合、太陽赤外線を反射し、可視光を透過させる多層スタックが含まれる。この多層スタックは、当技術分野において知られており（例えば、ＷＯ８８／０１２３０および米国特許第４７９９７４５号を参照されたい。）、例えば、１つ以上のオングストローム厚さの金属層および１つ以上の（例えば、２つの）順番に堆積された、光学的に協同する誘電体層を含むことができる。これもまた知られているように（例えば、米国特許第４０１７６６１号および第４７８６７８３号を参照されたい。）、金属層を、随伴のガラス層のいずれかの除霜または防曇のために、場合によって電気的に抵抗加熱することができる。本発明が使用することのできる、ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムおよび他のポリマーフィルムに適したさまざまな被覆および表面処理技術は、公表された欧州特許出願番号０１５７０３０において開示されている。本発明のポリマーフィルムは、また、当技術分野において知られているハードコートおよび／またはおよび除霜層を含むことができる。
本発明は、本発明のポリマースタック／ポリマーシート構成体のいずれかを形成すること、構成体を積層して中間層を形成すること、および場合により中間層を巻き取ることまたは積み重ねることを含む、中間層の表面近くで性能強化剤を濃縮するための方法を含む。
また、本発明は、本明細書に記載の作用剤領域／非作用剤領域のいずれかを有するポリマーシートを形成することおよび場合によりポリマーシートを巻き取ることまたは積み重ねることを含む、中間層の表面近くで性能強化剤を濃縮するための方法を含む。
また、本発明は、本明細書において開示された本発明のポリマー中間層のいずれかの、積み重ねたものまたは巻いたものを含む。
本発明は、本発明の中間層のいずれかを含む多層ガラスパネル、および特に建築用安全ガラスおよび自動車用フロントガラスなどの多層ガラスパネルを含む。
本発明は、押出成形技法を使用して１つまたは２つの作用剤領域をポリマーシート内に形成することを含む、中間層の製造方法を含む。
本発明は、追加のポリマー層を有するまたは有しない、本発明の中間層のいずれかを、ガラスの２枚の間に配置することおよびスタックを積層することを含む、多層ガラスパネルの製造方法を含む。
上に挙げた実施形態に加えて、別の実施形態は、ガラス以外の剛性ガラス窓基板を含む。これらの実施形態において、剛性基板は、アクリル樹脂、Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ（登録商標）、Ｌｅｘａｎ（登録商標）、窓ガラスとして従来から使用されている他のプラスチック（例えばポリカーボネート）を含むことができる。
本発明で使用するためのさまざまなポリマーシートおよび／または合わせガラスの特性および測定技術を説明する。
ポリマーシートおよび特にポリ（ビニルブチラール）シートの透明性は、シートを通って透過されなかった光を定量化したものであるヘーズ値を測定することによって求めることができる。ヘーズ％は、以下の技法に従って測定することができる。ヘーズの量を測定する装置、ヘーズメータ、型式Ｄ２５（Ｈｕｎｔｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ（レストン、バージニア州）から入手可能である。）を、視角２°にてＩｌｌｕｍｉｎａｎｔ Ｃを用いて、ＡＳＴＭ Ｄ１００３−６１（再認可１９７７）−手順Ａに従って使用することができる。本発明のさまざまな実施形態において、ヘーズ％は５％未満、３％未満および１％未満である。
パメル（ｐｕｍｍｅｌ）接着は、以下の技法に従って測定することができ、本明細書において「パメル（ｐｕｍｍｅｌ）」と呼ぶ場合は、ポリマーシートのガラスに対する接着を定量化するためのものであり、以下の技法を用いてパメルを求める。２層のガラス積層板試料を、標準のオートクレーブ積層条件によって作製する。積層板を、約−１７℃（０°Ｆ）まで冷却し、ガラスを破壊するために、手を使用してハンマーで打ちつける（パメルする）。ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されていないすべての破損ガラスを除去し、ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されている残りのガラスの量を、目視により標準のセットと比較する。標準は、さまざまな程度のガラスが、ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されたまま残っている尺度に対応する。特に、ゼロのパメル標準においては、ポリ（ビニルブチラール）シートに接着されたまま残っているガラスは存在しない。１０のパメル標準においては、ガラスの１００％がポリ（ビニルブチラール）シートに接着されたまま残っている。本発明の合わせガラスパネルに関して、さまざまな実施形態は、少なくとも３、少なくとも５、少なくとも８、少なくとも９または１０のパメルを有する。他の実施形態は、両端を含めて８から１０の間のパメルを有する。
ポリマーシートの「黄色指数（ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ ｉｎｄｅｘ）」は、以下に従って測定することができる。本質的に平面で平行である滑らかなポリマー表面を有する、厚さが１ｃｍのポリマーシートの透明な、成形円板を形成する。指数は、可視スペクトルにおける分光光度計の光透過率から、ＡＳＴＭ法Ｄ１９２５、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ Ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ」に従って測定する。数値は、測定された試料の厚さを用いて、１ｃｍの厚さに合わせて修正する。本発明のさまざまな実施形態において、ポリマーシートは、１２以下、１０以下または８以下の黄色指数を有することができる。
ブロッキングは、以下の技法に従って測定することができ、本明細書において使用され、呼称される「ブロッキング力」は、「引き剥がし接着力」の尺度であり、以下の技法を用いて求められる。２つの長方形のフィルムストリップを切断し、完全に重なった対の状態で一緒に設置する。それぞれの対の、上の方のシートを、対応する寸法のテープの１つに接着させる。フィルムの対を、２つの鋼板の間の中央に設置し、この組立品に、約７℃〜２５℃の温度範囲で、２４時間の間、６９キロパスカルの圧力をかける。次いで、帯状のもの（ｓｔｒｉｐ）を、９０度引き剥がし試験において、引き剥がし試験装置により、１分間当たり８４インチの引き剥がし速度で引き剥がすことができる。ブロッキング力は、一次元（ｌｉｎｅａｒ）インチ当たりのポンド（ＰＬＩ）で定量化される。さまざまな実施形態において、ポリマーシートは、一次元フィート当たり２．５ポンド（ＰＬＩ）未満、２．２５ＰＬＩ未満、２．０ＰＬＩ未満、１．０ＰＬＩ未満または０．１ＰＬＩ未満のブロッキング力を有する。
本発明によって、中間層の表面に有利に分配された１つ以上の性能強化剤を有する中間層を提供することが今回可能になった。このことは、性能強化剤のより効果的な使用および生産工程間のより効果的な切換時間をもたらすことができる。
本発明を例示的な実施形態を参照して説明してきたが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、さまざまな修正をなし得ることおよび同等物を本発明の要素と置換し得ることを理解する。加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、多くの変更をなし得る。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲に当てはまるすべての実施形態を含むものであることが意図されている。
さらに、本発明の単独構成要素のいずれかに与えられた、範囲、数値または特性のいずれであっても、本発明の他のいかなる構成要素に与えられた、範囲、数値または特性のいずれとも、交換可能な場合は交換して使用し、本明細書全体を通じて与えられたように、構成要素のそれぞれについて定義された数値を有する実施形態を構成することができることが理解される。例えば、与えられたいずれの範囲の可塑剤に加えて、与えられたいずれの範囲のいずれかの作用剤を含むポリマーシートを形成し、本発明の範囲内にある多くの変形形態を形成することができる。
図は、特段の指示がない限り、縮尺して描かれてはいないことを理解すべきである。
本明細書において参照された、定期刊行物の論文、特許、特許出願および書籍を含むそれぞれの参考資料は、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
ポリマーシートスキン層を有する、本発明の一実施形態の断面概略図を示す。 ２つのポリマーシートスキン層を有する、本発明の一実施形態の断面概略図を示す。 スキン層領域を有する、本発明の一実施形態の断面概略図を示す。

Claims (20)

  1. 第１ポリマーシートを含むポリマースタック（前記第１ポリマーシートは、第１性能強化剤を実質的に含まない。）および
    前記ポリマースタックに接触して配置された第２ポリマーシート（前記第２ポリマーシートは、０．４ミリメートル未満の厚さを有し、前記第１性能強化剤を含む。）
    を含む中間層。
  2. 前記第１ポリマーシートおよび前記第２ポリマーシートが、それぞれポリ（ビニルブチラール）を含む、請求項１に記載の中間層。
  3. 前記第２ポリマーシートが、０．３ミリメートル未満の厚さを有する、請求項２に記載の中間層。
  4. 前記第２ポリマーシートが、０．２５ミリメートル未満の厚さを有する、請求項２に記載の中間層。
  5. 前記ポリマースタックが、前記第１ポリマーシートと前記第２ポリマーシートの間に配置されたポリマーフィルムをさらに含む、請求項２に記載の中間層。
  6. 前記第２ポリマーシートの反対側に、前記ポリマースタックと接触して配置された第３ポリマーシートをさらに含み、前記第３ポリマーシートは０．４ミリメートル未満の厚さを有する、請求項２に記載の中間層。
  7. 前記性能強化剤が、接着調整剤、顔料、染料、ＵＶ吸収剤およびＩＲ吸収剤からなる群から選択される、請求項２に記載の中間層。
  8. 前記性能強化剤が、接着調整剤、赤外線吸収剤および顔料からなる群から選択される、請求項２に記載の中間層。
  9. ポリマーシートを含み、前記ポリマーシートは作用剤領域および非作用剤領域を含み、前記作用剤領域は性能強化剤を含み、前記作用剤領域は０．４ミリメートル未満の厚さを有する中間層。
  10. 前記作用剤領域および前記作用剤領域が、それぞれポリ（ビニルブチラール）を含む、請求項９に記載の中間層。
  11. 前記作用剤領域が、０．３ミリメートル未満の厚さを有する、請求項１０に記載の中間層。
  12. 前記作用剤領域が、０．１２５ミリメートル未満の厚さを有する、請求項１０に記載の中間層。
  13. 前記性能強化剤が、接着調整剤、顔料、染料、ＵＶ吸収剤およびＩＲ吸収剤からなる群から選択される、請求項１０に記載の中間層。
  14. 前記性能強化剤が、接着調整剤、赤外線吸収剤および顔料からなる群から選択される、請求項１３に記載の中間層。
  15. 第１溶融物および第２溶融物を共押し出ししてポリマーシートを形成することを含み、前記ポリマーシートは前記第１溶融物から形成された作用剤領域および前記第２溶融物から形成された非作用剤領域を含み、作用剤領域は０．４ミリメートル未満の厚さを有し、前記第１溶融物は性能強化剤を含む、前記ポリマーシートを製造するための方法。
  16. 前記第１溶融物および前記第２溶融物が、それぞれポリ（ビニルブチラール）を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記作用剤領域が、０．３ミリメートル未満の厚さを有する、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記非作用剤領域が、０．１２５ミリメートル未満の厚さを有する、請求項１６に記載の方法。
  19. 前記性能強化剤が、接着調整剤、顔料、染料、ＵＶ吸収剤およびＩＲ吸収剤からなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記性能強化剤が、接着調整剤、赤外線吸収剤および顔料からなる群から選択される、請求項１９に記載の方法。
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