JP2023517103A - 黄色味が低減したポリマー中間膜 - Google Patents
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Abstract
多層パネル用の低い色味を有するポリマー中間膜が開示される。低い色味を有するポリマー中間膜を使用すると、多層パネルに視覚的な無色(低い黄色味)および高い可視光透過性がもたらされる。【選択図】図9
Description
[001]本開示は、多層パネル用ポリマー中間膜、および少なくとも1つのポリマー中間膜シートを有する多層パネルの分野に関する。具体的には、本開示は、低い色味を有するポリマー中間膜、および低い色味、特に低い黄色味を有するポリマー中間膜を含む多層パネルの分野に関する
[002]多層パネルは、一般に、2枚の基材(例えばガラス、ポリエステル、ポリアクリレート、またはポリカーボネートであるが、これらに限定されない)およびそれらに挟まれた1つまたは複数のポリマー中間膜から構成されるパネルである。多層合わせガラスパネルは、建築用窓の用途、ならびに自動車および航空機の窓においてよく利用されている。これらの用途は、通例合わせ安全ガラスと呼ばれる。合わせ安全ガラスにおける中間膜の主要な機能は、ガラスに加えられる衝撃または力に起因するエネルギーを吸収し、力が加えられてガラスが破壊される際にもガラスの層を接合された状態に維持し、ガラスが鋭利な小片に分かれないようにすることである。さらに、中間膜は特に、ガラスにより高い遮音等級を与え、紫外および/または赤外光の透過を減少させ、または関連する窓の美的魅力を増大させることもできる。中間膜は、単層、2つ以上の単層の組み合わせ、共押出された多層、少なくとも1つの単層と少なくとも1つの多層の組み合わせ、または複数の多層シートの組み合わせであってよい。
[003]合わせ安全ガラス、すなわち多層ガラスパネルは、自動車、鉄道、および航空機を含む輸送産業における多くの異なる用途において使用される。合わせ安全ガラスにおいて使用されるポリマー中間膜はまた、建築または建物用途において、例えば、建物またはスタジアムの窓用パネル、欄干、(オフィスなどの)装飾パネルなどとして使用されている。そのような用途は、色および他の装飾的特徴をデザインに組み込むことによって、さらなる創造性を可能にする。
[004]窓、風防ガラス、および他の多層ガラスパネル用途のための中間膜は、一般にポリ(ビニルブチラール)などのポリマー樹脂(または複数の樹脂)を1つまたは複数の可塑剤および他の添加剤と混合し、この混合物を、押出を含むがこれに限定されない、当業者に公知の任意の適用可能なプロセスまたは方法によってシートに溶融加工することによって生産される。2つ以上の層を含む多層中間膜については、これらの層を共押出および積層などのプロセスによって結合させることができる。他の追加の成分は種々の他の目的のために自由選択で添加されてもよい。形成された後の中間膜シートは、典型的には、下記で議論するように、輸送および貯蔵のために、および多層ガラスパネルにおけるその後の使用のために、集められて巻かれる。
[005]PVB中間膜を作製するプロセスにおいて、樹脂および可塑剤(および任意の他の添加剤)と一緒に有機化合物が配合物に添加されてもよく、これらの有機化合物はしばしば特定の色またはある程度の色を有する。中間膜の押出中に、中間膜の色が濃くなることがあり(黄色など)、または追加の色が加えられることがあり(例えばプロセス温度がいくらかの追加の色を引き起こすことがあり)、これは時にわずかな黄色味を有する中間膜をもたらす。
[006]過去においては、黄色度または黄色味を減少させるまたは取り除く試みにおいて、安定剤および蛍光増白剤などの添加剤が配合物に添加されてきた。さらに、製造プロセスを変更することにより黄色度に対する個々の成分の寄与を制限する試みがなされてきたが、このようにして黄色度または黄色味を全て取り除くことは実際的ではなく、可能でもない。
[007]クリアPVB中間膜を有する現在市販されている合わせ安全板ガラスは、典型的には少なくとも約2~(最高約10まで)の黄色度指数(YI)(ここでYIは、以下にさらに説明するように、ASTM E1348およびE313に従って、C光源を使用し、2枚の標準クリアフロートガラスの間で押圧された呼び厚さ6.3mmのPVBシート上で2°の観察角度(以前はD1925)で測定および計算される)を有し、CIELab色空間において測定された最も低い黄色味(すなわち無彩色に最も近い色)を有する中間膜は、約-1.0以下のa*値および2.0超、2.5超、または3.0超のb*値(呼び厚さ6.3mmのPVBシート上の色についてASTM法E1348およびE308によって測定および計算)を有する。これらの市販されている板ガラスは、一般に約96超のL*値(呼び厚さ6.3mmのPVBシート上の色についてASTM法E1348およびE308によって測定)を有する。
[008]企図されるポリマー中間膜としては、ポリ(ビニルブチラール)(PVB)などのポリ(ビニル)アセタール樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。多層積層体としては、多層ガラスパネルおよび多層ポリマーフィルムを挙げることができる。特定の実施形態においては、多層積層体中の複数のポリマーフィルムを一緒に積層して多層フィルムまたは中間膜を提供してもよい。特定の実施形態においては、これらのポリマーフィルムは、金属、シリコーン、または当業者に公知の他の適用可能なコーティングなどのコーティングを有してもよい。多層ポリマーフィルムを含む個々のポリマーフィルムは、当業者に公知の接着剤を使用して一緒に積層してもよい。
[009]以下において、一般に中間膜と組み合わせた多層ガラスパネルを生産する方法の単純化された一般的な説明を与える。まず、少なくとも1つのポリマー中間膜シート(単層または多層)をガラスパネルなどの2つの基材の間に配置し、過剰の中間膜を端部から切除して組立品を形成する。特に建物における窓、内装または外装パネル、欄干などのような建築および/または建物用途においては、複数のポリマー中間膜シート、または複数の層を有するポリマー中間膜シート(または両者の組み合わせ)を2つの基材の内側に配置して複数のポリマー中間膜を有する多層ガラスパネルを形成することは稀ではない。次に、当業者に公知の適用可能なプロセスまたは方法によって、例えばニップローラー、真空バッグ、または他の脱気メカニズムを用いて、組立品から空気が除去される。さらに、当業者に公知の任意の方法によって、中間膜を部分的に基材にプレス接着する。最後の工程においては、最終的な一体構造を形成するために、例えばオートクレーブ処理などの、しかしこれに限定されない当業者に公知の高温・高圧積層プロセスによって、または当業者に公知の他のプロセスによって、この予備接着がより永続的にされる。
[010]多層積層体ガラスパネルの製造における問題の1つは、窓またはパネルなどの、最終的な一体構造または積層体における種々の光学的欠陥および/または望ましくない色の存在である。多層ガラスパネルは、光学的欠陥がなく、一貫した色または色調を有する必要がある。さらに、多層ガラスパネルは美的に快いものである必要があり、すなわち、ガラスパネルは、望ましくない製造上の欠陥を有することができない。ガラスパネルに新しい特徴および機能性を追加する際には、高い光学基準を維持することが重要である。
[011]良好な光学的品質および色調は、多層ガラスパネルまたは板ガラスが、窓などのより高いレベルの光学的または視覚的品質を必要とする用途に使用されるものである場合に、特に重要である。窓および他の板ガラス用途に使用される多層ガラスパネルを改良する試みにおいて、特に、それらを消費者にとってより美的に快いものにする試みにおいて、新しい色および特徴が絶えず開発されている。低い黄色味または無色の外観が望ましい窓および他のパネルに使用するための改良された中間膜が必要とされている。また、非常に低い色味、特に低い黄色味を有する改良された中間膜が必要とされている。また、合わせガラスパネルにおいて他の中間膜および異なるガラスタイプと組み合わせて使用することができる、低い黄色味または無色の外観を有する中間膜が必要とされている。したがって、中間膜の光学的、機械的、および性能特性を低下させることなく、エクストラクリア板ガラス用途に使用するための高い可視光透過性を維持しつつ、より低い色調またはより少ない黄色度を有する中間膜の開発が当技術分野で必要とされている。
[012]当技術分野におけるこれらおよび他の問題のために、とりわけ、L*、a*、およびb*値、および改良された視感透過率(%T)の改良された組み合わせなどの、改良された色を有するポリマー中間膜が本明細書において開示される。一実施形態において、中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂、可塑剤、および少なくとも1つの着色剤を含み、中間膜は、低い黄色度指数(YI)も維持しつつ、低い色味および高い可視光透過性などの改善された性質を有する。一実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有するPVB試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<0、および0<b*<2.5の色座標L*、a*、およびb*、および少なくとも85%の視感透過率(%T、ASTM D1003に従って測定)を有する。
[013]一実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<-1.0、および0<b*<2.5の色座標a*およびb*、および少なくとも85%の視感透過率(%T)を有する。
[014]一実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<-1.1、および0<b*<2.5の色座標a*およびb*、および少なくとも85%の視感透過率(%T)を有する。
[015]一実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<-1.2、および0<b*<2.5の色座標a*およびb*、および少なくとも85%の視感透過率(%T)を有する。複数の実施形態において、-2.5<a*<-1.1および0<b*<2.5、または-2.4<a*<-1.2および0<b*<2.5、または-2.3<a*<-1.2および0<b*<2.4、または-2.2<a*<-1.3および0.5<b*<2.4、または-2.1<a*<-1.3および0.5<b*<2.3、または-2.0<a*<-1.5および1.0<b*<2.0である。
[016]一実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<-1.0、および0<b*<2.5の色座標a*およびb*、および少なくとも86%の視感透過率(%T)を有する。
[017]一実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<-1.1、および0<b*<2.5の色座標a*およびb*、および少なくとも86%の視感透過率(%T)を有する。
[018]一実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<-1.2、および0.5<b*<2.5の色座標a*およびb*、および少なくとも86%の視感透過率(%T、ASTM D1003に従って測定)を有する。
[019]複数の実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、6.3mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、-2.3<a*<-1.2および0<b*<2.4、または-2.2<a*<-1.3および0.4<b*<2.3、または-1.9<a*<-1.4および1.5<b*<2.0の色座標a*およびb*を有する。
[020]複数の実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、3.8mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、-1.5<a*<-0.95および0<b*<1.5、または-1.5<a*<-1.0および0.2<b*<1.5、または-1.3<a*<-1.0および0.8<b*<1.5の色座標a*およびb*、および3.8mmの厚さを有するPVBについて測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)L*≧95を有する。
[021]複数の実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、3.8mmのPVB厚さについて測定した場合に(ASTM D1003に従って測定)少なくとも89%の視感透過率(%T)を有する。
[022]複数の実施形態において、中間膜は、1.52mmの厚さを有するポリ(ビニルブチラール)について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、-0.65<a*<-0.45および0.1<b*<0.8、または-0.6<a*<-0.4および0.4<b*<0.8の色座標a*およびb*、およびL*≧95を有する。
[023]複数の実施形態において、中間膜は、1.52mmのPVB厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM D1003に従って測定)少なくとも91%の視感透過率(%T)を有する。
[024]複数の実施形態において、中間膜は、0.76mmの厚さを有する試料について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>96、-0.35<a*<-0.25、および0.05<b*<0.55の色座標L*、a*、およびb*を有する。
[025]複数の実施形態において、中間膜を含む積層体は、0.76mmの厚さを有するPVB中間膜およびそれぞれ4mmの厚さを有する低鉄ガラスの2つの層を有する積層体について測定した場合に、少なくとも90%の視感透過率(%T)を有し、ポリ(ビニルブチラール)層は、0.76mmのPVB厚さについて測定した場合に(ASTM D1003に従って測定)、少なくとも91.5%の視感透過率(%T)を有する。
[026]複数の実施形態において、中間膜は少なくとも2つの層を有する多層中間膜であり、または中間膜は少なくとも3つの層を有する多層中間膜であり、または中間膜は3つより多い層を有する多層中間膜である。
[027]別の実施形態において、透明多層パネルは、エクストラクリアフロートガラスからなる第1のガラス基材および第2のガラス基材、ならびに第1の基材と第2の基材の間の前述のポリ(ビニルブチラール)中間膜を含む。
[028]複数の実施形態において、多層パネルは、少なくとも86%、または少なくとも87%、または少なくとも88%、または少なくとも89%、または少なくとも90%の視感透過率(%T)(ASTM D1003に従って測定した場合)を有する。%Tは、中間膜の厚さに加えて、ガラスの色、種類、および厚さに影響される。
[029]複数の実施形態において、中間膜は厚さ0.76mmの少なくとも1つの層を有する多層中間膜であり、または中間膜は厚さ0.76mmの少なくとも2つの層を有する多層中間膜である。
[030]追加の実施形態において、改良された着色ポリ(ビニルブチラール)シートを作製する方法は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂を準備する工程と、可塑剤を準備する工程と、ポリ(ビニルブチラール)シートの外観の黄色味を減少させるのに十分な量の少なくとも1つの着色剤を準備する工程と、ポリ(ビニルブチラール)樹脂、可塑剤、および着色剤を溶融ブレンドして、ポリ(ビニルブチラール)溶融ブレンドを生成させる工程と、ポリ(ビニルブチラール)溶融ブレンドをポリ(ビニルブチラール)シートに押出成形する工程とを含み、前記ポリ(ビニルブチラール)シートは、6.3mmの厚さを有するシートについて測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<0、および0<b*<2.5の色座標a*およびb*を有する。他の実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)シートは、前述のいずれかの範囲内の色座標および%Tを有する。
[031]複数の実施形態において、中間膜は単層を含み、他の実施形態において、中間膜は、2つの層、3つの層、または4つ以上の層などの多層を含む。
[032]特定の実施形態において、硬質基材(または複数の硬質基材)はガラスである。他の実施形態において、パネルは、中間膜が光電池を封入している状態で、光電池をさらに含んでもよい。他の実施形態において、パネルは、反射コーティングまたは紫外線を吸収するコーティングなどのコーティングを有するまたは有しないフィルムをさらに含んでもよい。
[042]本明細書では、中でも熱可塑性樹脂、可塑剤、および少なくとも1つの添加剤から構成される中間膜であって、中間膜は低い黄色度および無彩色の外観、良好な光学特性、ならびに他の性質が許容されるように他の性質の最小の変化または減少を有する中間膜を記載する。
[043](PVBなどの)ポリマー中間膜中にある量の黄色度または黄色味の存在は、特に建築用途などの用途においてエクストラクリア板ガラスが使用される場合に、顧客に不快感を与えることがある。多くの市販PVB中間膜は、エクストラクリア板ガラスにおける使用で望まれるよりも高い黄色味を有する。本発明者らは、ポリマー(PVB)の得られる色が目につく黄色味をほとんどまたは全く有さないように選択された比率および濃度で着色剤を添加することによって、黄色度を低下させて(または黄色味のレベルを低下させて)、より無彩色のポリマー材料を生成することが可能であることを見出した。特定の着色剤をポリマー中間膜に添加することによって、図9に表示され、さらに後述するように、高い可視光透過性をも有し(または着色剤の添加によって可視光透過性が悪影響を及ぼされない場合に)、許容されるL*値を維持する中間膜を生成しつつ、ポリマーシートのa*およびb*値を変化させることが可能である。
[044]一実施形態においては、ポリ(ビニルブチラール)中間膜は、ポリ(ビニルブチラール)樹脂および少なくとも1つの可塑剤を含み、中間膜は、6.3mmの厚さを有する中間膜について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<0、および0<b*<2.5の色座標L*、a*、およびb*を有する。複数の実施形態において、中間膜は、約0.76mm、または約1.52mm、または約3.8mm、または約6.3mm以上の厚さを有する。複数の実施形態において、中間膜は、6.3mmの厚さを有する中間膜について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、-2.5<a*<-1.0および0.5<b*<2.5、または-2.5<a*<-1.1および0.5<b*<2.5、または-2.5<a*<-1.2および0.5<b*<2.5、または-2.5<a*<-1.3および0.5<b*<2.5、または-2.5<a*<-1.4および0.5<b*<2.5、または-2.5<a*<-1.5および0.5<b*<2.5の色座標a*およびb*を有する。複数の実施形態において、-2.4<a*<-1.2および0<b*<2.5、または-2.3<a*<-1.2および0<b*<2.4、または-2.2<a*<-1.3および0.5<b*<2.4、または-2.1<a*<-1.3および0.5<b*<2.3、または-2.0<a*<-1.5および1.0<b*<2.0である。L*、a*、およびb*の他の範囲も、特定の使用または用途の所望および必要に応じて適用可能である。
[045]複数の実施形態において、多層パネルは、6.3mmの厚さを有するPVB中間膜を有する積層体ついて測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*≧94を有する。複数の実施形態において、多層パネルは、0.76mmの厚さを有するPVB中間膜を有する積層体について測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*≧96を有する。
[046]複数の実施形態において、中間膜は少なくとも2つの層を有する多層中間膜であり、または中間膜は少なくとも3つの層を有する多層中間膜であり、または中間膜は3つより多い層を有する多層中間膜である。
[047]複数の実施形態において、多層パネルは、少なくとも86の視感透過率(%T)を有する(ASTM D1003に従って測定した場合)。
[048]ポリ(ビニルブチラール)樹脂などのポリ(ビニルアセタール)樹脂、可塑剤、および少なくとも1つの着色剤の(適切な量での)使用は、溶融押出した際に、他の光学的および物理的特性を犠牲にすることなく、無彩色または低い黄色味の外観を有する中間膜を生成する。本明細書において使用される「より低い色味」、「より低い黄色味」、「無色」、および「無彩色」は、シートが低い黄色味および良好な視感透過率も有するように、より少ない黄色味の外観および特定のa*、b*、およびL*値を中心とする色を有すること、好ましくは図9に示されるようにb*>0およびa*<0を有することを意味する。より低い色味、より低い黄色味、無色、および無彩色という用語は全て、視覚的黄色度または黄色味(またはその欠如)を指し、本説明全体にわたって互換的に使用されてもよい。
[049]前述したように、中間膜に黄色度が低い外観を与える試みは、黄色度または黄色味を低減する意図で安定剤および蛍光増白剤などの添加剤を配合物に添加することによってなされてきた。黄色度を減少させる従前の試みの例は、例えば、Liu,R.、He,B.&Chen,X.2008.Degradation of poly(vinyl butyral) and its stabilization by bases.Polymer Degradation and Stability 93(4):846~853、米国特許出願公開第20140371356号、および米国特許第5,573,842号に見出すことができる。しばしば「青色」化合物と考えられる蛍光増白剤を添加して黄色味を補償または減少させることは、得られるポリマーをしばしば緑色に見せる。さらに、製造プロセスを変更することにより黄色度に対する個々の成分の寄与を制限する試みがなされてきたが、このようにして黄色度または黄色味を全て取り除くことは実際的ではない。いくらかの顔料、染料、もしくは着色剤、または過剰量の顔料、染料、および/もしくは着色剤を加えることは、時には黄色味または黄色度を減少させるが、特定の用途において望ましいまたは許容されるレベルを超えて視感透過率(%T)をも低下させ得る。
[050]本発明者らは、少なくとも85%の%Tをも維持し、高いL*値をも有しつつ、色(L*、a*、およびb*値によって決定される)を変え、黄色の外観(b*およびYI値によって決定される)を減少させて、より無彩色のPVB材料を生成することが可能であることを発見した。特定の着色剤を、PVBの得られる色が、低い視覚的な色(黄色)の外観および%T>86%(本明細書に記載のように6.3mmのPVB呼び厚さにおいて測定した場合)を有するように選択された比率および濃度で、他の原料(PVBおよび可塑剤など)に添加することにより、改良された中間膜が生成される。良好な光学品質および改善された色(より低い色またはより無彩色)を有するポリマー中間膜が生成される場合がある。特定の着色剤の添加を使用することによって、以下にさらに記載されるように、PVBシートのL*、a*、およびb*値および%Tを制御することが可能である。
[051]図9は、着色剤などの特定の添加剤を添加することによってどのようにPVBの色が調整または変えられ得るかを示す。図9に示されるように、色座標が制御され得、そして適量の添加剤が添加される場合は無色のポリマーシートが生成され得、ここでa*は0より小さく、b*は0より大きい。特定の着色剤を多少添加することにより、a*およびb*値が調整(増加または減少)され、用途の所望または必要に応じて最適なレベルに達することができる。
[052]PVB試料は、2mmの厚さの標準フロートガラスに積層され、a*およびb*値が本明細書に記載のように測定された。図4および図5に示されるように、0.76mm~6.3mmの様々なPVB呼び厚さについて、より低いまたはより無色な色を有する中間膜を生成することが可能である。中間膜は、表に示されるような様々な厚さについて測定された。色の差、したがって改良は、より高いPVB厚さレベルにおいてより容易に見分けられる。図4~8に示されるように、より厚いPVBを有することは、より高いa*およびb*に、したがってより明白な色の区別につながる。試料間にわずかなまたは小さな色差がある場合、それらは大きなPVB厚さでのみ識別可能であることがある。
[053]ガラスの存在は、それが低鉄ガラスであったとしても、多層パネルに色を加える。このことは、図4に示されるPVB試料を備える合わせ板ガラスのa*値を、図5の同じPVB試料でガラスを備えないもののa*値と比較することによって実証される。ガラス中のPVB試料のa*値は、ガラスを備えないPVB試料のa*値と比較して一貫して低い。着色剤の種類および量を注意深く制御することにより、最終的なPVBの色がより黄色くなく、より無彩色になるように調整されるまたは制御されることが可能である。より高い濃度の着色剤を添加することは、より低いL*および%T値につながり、これは高い視感透過(少なくとも80%、または少なくとも85%の%T)が必要とされるような用途では望ましくない場合がある。
[054]図4~8に示されるように、a*およびb*のデータは、各厚さにおける異なる配合物のa*およびb*座標をプロットすることにより、色測定の応答は、より大きいPVB厚さにおいてより明白であることを示す。6.3mmの呼び厚さにおいて、0.76mmの呼び厚さを有する試料では視覚で感じられないまたはほとんど区別できない(またはほとんど同じa*およびb*値を有する試料)いくつかの中間膜の間の色差は視覚で感じられる。
[055]本出願を通して使用されるいくつかの用語は、本発明のより良い理解を提供するために説明される。本明細書で使用される用語「ポリマー中間膜シート」、「中間膜」、および「ポリマー溶融シート」は、一般に、単層シートまたは多層中間膜を指すことがある。「単層シート」は、名前が示すように、1つの層として押出される単一ポリマー層である。他方、多層中間膜は、別々に押出される層、共押出される層、または別々に押出される層と共押出される層との任意の組み合わせを含む複数の層を含んでもよい。したがって、多層中間膜は、例えば、2つ以上の組み合わされた単層シート(複数層シート)、2つ以上の共押出された層(共押出シート)、組み合わされた2つ以上の共押出されたシート、少なくとも1つの単層シートと少なくとも1つの共押出シートとの組み合わせ、および少なくとも1つの複数層シートと少なくとも1つの共押出シートとの組み合わせを含むことができる。本開示の種々の実施形態においては、多層中間膜は、互いに直接接触して配置された少なくとも2つのポリマー層(例えば、単層または共押出された複数の層)を含み、ここで、それぞれの層は、以下でより完全に詳述されるようにポリマー樹脂を含む。本明細書において使用される「スキン層」は一般に多層中間膜の外側層を指し、「コア層」は一般に内側層を指す。したがって、1つの代表的な実施形態は、スキン層//コア層//スキン層である。しかしながら、さらなる実施形態は、3つより多い層(例えば、4、5、6、または10までの個々の層)を有する中間膜を含むことに留意しなければならない。さらに、利用される任意の多層中間膜は、層の組成、厚さ、または配置などを操作することによって変化させることができる。例えば、1つの三層ポリマー中間膜シートにおいて、2つの外側層またはスキン層は可塑剤または複数の可塑剤の混合物と共にポリ(ビニルブチラール)(「PVB」)樹脂を含んでもよく、一方、内側層またはコア層は同じまたは異なるPVB樹脂または異なる熱可塑性材料を、可塑剤および/または複数の可塑剤の混合物と共に含んでもよい。したがって、多層中間膜シートのスキン層およびコア層は、同じ熱可塑性材料または異なる熱可塑性材料から構成されてもよいと考えられる。いずれか一方または両方の層は、所望に応じて当該技術において公知の追加の添加剤を含んでもよい。
[056]以下に記載される実施形態はPVBであるポリマー樹脂について言及するが、ポリマーは多層パネルでの使用に適した任意のポリ(ビニルアセタール)ポリマーであってもよいことは、当業者によって理解される。PVBは、窓および他の板ガラス用途において使用するために、本開示の中間膜と共に使用される場合に特に望ましい。
[057]一般的におよび本開示の中間膜の両方において見られるいくつかの共通成分、およびその形成について議論される。PVB樹脂は、酸触媒の存在下でポリビニルアルコール(「PVOH」)をブチルアルデヒドと反応させ、樹脂の分離、安定化、および乾燥によって、公知の水性または溶媒アセタール化プロセスによって生成される。このようなアセタール化プロセスは例えば、米国特許第2,282,057号および第2,282,026号ならびにWade,B.2016、Vinyl Acetal Polymers、Encyclopedia of Polymer Science and Technology.1-22(オンライン、著作権2016 John Wiley&Sons,Inc.)に開示され、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれる。この樹脂は例えば、Eastman Chemical CompanyからButvar(登録商標)樹脂のような種々の形態で市販されている。
[058]本明細書中で使用される残留ヒドロキシル含有量(PVOHとして計算)は、処理が完了した後にポリマー鎖上に残留するヒドロキシル基の量を指す。例えば、PVBはポリ(酢酸ビニル)をPVOHに加水分解し、次いでPVOHをブチルアルデヒドと反応させることによって製造することができる。ポリ(酢酸ビニル)を加水分解するプロセスにおいて、典型的にはアセテート側基の全てがヒドロキシル基に変換されるわけではない。さらに、ブチルアルデヒドとの反応では、典型的には全てのヒドロキシル基がアセタール基に変換されることになるわけではない。その結果、いずれの完成したポリ(ビニルブチラール)樹脂においても、典型的にはポリマー鎖上の側基として残留アセテート基(酢酸ビニル基として)および残留ヒドロキシル基(ビニルヒドロキシル基として)が存在する。本明細書中で使用される残留ヒドロキシル含有量は、ASTM 1396に従って重量パーセント基準で測定される。
[059]種々の実施形態において、ポリ(ビニルブチラール)樹脂は、中間膜の所望の性質に応じて、PVOHとして計算して約8~約35重量%(wt%)のヒドロキシル基を含む。複数の実施形態において、樹脂(または少なくとも1つの樹脂)は、PVOHとして計算して約10~30重量%、または約15~25重量%のヒドロキシル基を含んでもよいが、所望の性質に応じて他の量も可能である。樹脂はまた、ポリビニルエステル、例えばアセテートとして計算して15重量%未満の残留エステル基、13重量%未満、11重量%未満、9重量%未満、7重量%未満、5重量%未満、または1重量%未満の残留エステル基を含み得、残りはブチルアルデヒドアセタールなどのアセタールであるが、自由選択で2-エチルヘキサナールアセタール基などの他のアセタール基、またはブチルアルデヒドアセタール、イソブチルアルデヒドアセタール、および2-エチルヘキサナールアセタール基の混合物である(例えば、米国特許第5,137,954号参照。その全開示は参照により本明細書に組み込まれる)。
[060]与えられた種類の可塑剤について、ポリマー中における可塑剤の相溶性は、主としてポリマーのヒドロキシル含有量によって決定される。より大きな残留ヒドロキシル含有量を有するポリマーは、典型的には減少した可塑剤相溶性または容量と関連する。逆に、より低い残留ヒドロキシル含有量を有するポリマーは、典型的には増加した可塑剤相溶性または容量を与える。一般に、ポリマーの残留ヒドロキシル含有量と可塑剤の相溶性/容量との間のこの相関は、適切な量の可塑剤のポリマー樹脂への添加を可能にし、複数の中間膜間の可塑剤含有量の差を安定的に維持するために操作および利用することができる。
[061]本開示のPVB樹脂(または複数の樹脂)は、典型的には、低角度レーザー光散乱を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって測定して50,000より大きく、約50,000~約500,000ダルトン、約70,000~約500,000ダルトン、約80,000~約250,000ダルトン、約500,000ダルトン未満、または約250,000ダルトン未満の分子量を有する。本明細書で使用される「分子量」という語は、重量平均分子量を意味する。
[062]添加剤が所望の色および他の性質に悪影響を及ぼさない限りにおいて、他の添加剤を中間膜に加えて、最終製品におけるその性能を向上させ、中間膜に特定の追加の性質を付与してもよい。そのような添加剤としては、当業者に公知の他の添加剤の中で、接着制御剤(「ACA」)、染料、他の顔料(着色顔料または二酸化チタンなど)、安定剤(例えば紫外線安定剤)、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、難燃剤、赤外線吸収剤または遮蔽剤(例えば、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、六ホウ化ランタン(LaB6)、およびセシウムタングステン酸化物)、加工助剤、流動促進添加剤、潤滑剤、耐衝撃改質剤、成核剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、分散剤、界面活性剤、キレート剤、カップリング剤、接着剤、プライマー、強化添加剤、および充填剤が挙げられるが、これらに限定されない。
[063]本開示の中間膜の種々の実施形態において、中間膜は約5~約100phr(樹脂100部当たりの部数)の全可塑剤を含む。複数の実施形態において、中間膜は、少なくとも10、少なくとも15、少なくとも20、少なくとも25、または少なくとも30phr以上の可塑剤を含んでもよい。複数の実施形態において、中間膜は、95未満、90未満、85未満、80未満、75未満、70未満、65未満、60未満、55未満、または50phr未満の可塑剤を含んでもよい。本明細書で使用される中間膜中の可塑剤または任意の他の成分の量は、重量/重量基準で、樹脂100部当たりの部数(phr)として測定することができる。例えば、30グラムの可塑剤を100グラムのポリマー樹脂に添加する場合、得られる可塑化ポリマーの可塑剤含有量は30phrになる。本明細書において、中間膜の可塑剤含有量が与えられる場合、可塑剤含有量は、中間膜を生成するために使用された溶融物中の可塑剤のphrを参照して決定される。
[064]これらの中間膜において使用するのに適した可塑剤の例としては、中でも多塩基酸または多価アルコールのエステルが挙げられる。好適な可塑剤としては、例えば、トリエチレングリコールジ(2-エチルヘキサノエート)(「3GEH」)、テトラ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(2-エチルブチレート)、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、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、およびそれらの混合物が挙げられる。いくつかの実施形態において、可塑剤は3GEHである。
[065]他の実施形態において、高屈折率可塑剤は、単独か、または3GEHなどの他の可塑剤と組み合わせて使用されてもよい。本明細書で使用される「高屈折率可塑剤」は、少なくとも約1.460の屈折率を有する可塑剤である。3GEHなどのよく使用される可塑剤の屈折率は約1.442であり、多くの他の従来の可塑剤の屈折率は約1.442~約1.449である。ポリマー中間膜に使用されてもよい高屈折率を有する可塑剤の例としては、ポリアジペート(約1.460~約1.485のRI)、エポキシ化大豆油などのエポキシド(約1.460~約1.480のRI)、フタレートおよびテレフタレート(約1.480~約1.540のRI)、ベンゾエート(約1.480~約1.550のRI)、および他の特殊な可塑剤(約1.490~約1.520のRI)が挙げられるが、これらに限定されない。ポリ(ビニルブチラール)樹脂の屈折率は約1.485~1.495である。高屈折率可塑剤の例としては、中でも、多塩基酸または多価アルコールのエステル、ポリアジペート、エポキシド、フタレート、テレフタレート、ベンゾエート、トルエート、メリテート、および他の特殊な可塑剤が挙げられるが、これらに限定されない。好適な可塑剤の例としては、ジプロピレングリコールジベンゾエート、トリプロピレングリコールジベンゾエート、ポリプロピレングリコールジベンゾエート、イソデシルベンゾエート、2-エチルヘキシルベンゾエート、ジエチレングリコールベンゾエート、プロピレングリコールジベンゾエート、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールジベンゾエート、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールベンゾエートイソブチレート、1,3-ブタンジオールジベンゾエート、ジエチレングリコールジ-o-トルエート、トリエチレングリコールジ-o-トルエート、ジプロピレングリコールジ-o-トルエート、1,2-オクチルジベンゾエート、トリ-2-エチルヘキシルトリメリテート、ジ-2-エチルヘキシルテレフタレート、ビスフェノールAビス(2-エチルヘキサノエート)、エトキシル化ノニルフェノール、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、高屈折率可塑剤の例は、ジプロピレングリコールジベンゾエート、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールジベンゾエート、およびトリプロピレングリコールジベンゾエートである。
[066]本明細書に記載のポリマー中間膜シートは、多層パネル(ガラス積層体またはガラスパネルなど)に使用されることが可能なポリマー中間膜シートを生成する技術の当業者に知られている任意の好適なプロセスによって生成してもよいと考えられる。例えば、ポリマー中間膜シートは、溶液キャスト、圧縮成形、射出成形、溶融押出、メルトブロー、または当業者に公知のポリマー中間膜シートを生成および製造するための任意の他の手順によって形成してもよいと考えられる。さらに、複数のポリマー中間膜を利用する実施形態においては、これらの複数のポリマー中間膜は、共押出、インフレーションフィルム、浸漬塗装、溶液塗装、ブレード、パドル、エアナイフ、印刷、粉体塗装、スプレー塗装、または当業者に公知の他のプロセスによって形成してもよいと考えられる。当業者に公知のポリマー中間膜シートを生成するための全ての方法が、本明細書に記載のポリマー中間膜シートを生成するために可能な方法として考えられるが、本出願は、押出および共押出プロセスによって生成されるポリマー中間膜シートに焦点を当てている。本発明の最終多層ガラスパネル積層体は、当該技術において公知のプロセスを用いて形成される。
[067]一般に、その最も基本的な意味において、押出は、一定の断面形状の物体を生成させるために用いられるプロセスである。これは、最終製品の所望の断面を有するダイを通して材料を押出すまたは引き出すことによって達成される。一般に、押出プロセスにおいては、上述の任意の樹脂、可塑剤、および他の添加剤を含む熱可塑性樹脂および可塑剤が予め混合されて押出機に供給される。着色剤および紫外線抑制剤などの任意の添加剤(液体、粉末、またはペレット形態)は、しばしば用いられ、押出機に到達する前に熱可塑性樹脂または可塑剤中に混合されることができる。これらの添加剤は熱可塑性ポリマー樹脂中に組み込まれ、得られたポリマー中間膜シートを延伸することによって、ポリマー中間膜シートの特定の性質および最終多層ガラスパネル製品におけるその性能を向上させる。
[068]押出機において、熱可塑性原料の粒子、可塑剤、顔料、および上述の任意の他の添加剤をさらに混合および溶融され、温度および組成がおおむね均一な溶融体が得られる。溶融体が押出機の端に達すると、溶融体が押出ダイ中に送り出される。押出ダイは、最終ポリマー中間膜シート製品にその外形を与える熱可塑性押出プロセスの構成要素である。一般に、ダイは、ダイから排出される円筒形の外形から生成物の最終外形に溶融体が均一に流れるように設計される。連続的な外形が存在する限り、ダイによって最終ポリマー中間膜シートに複数の形状が与えられることが可能である。
[069]押出ダイが溶融体を連続的な外形に成形した後の状態のポリマー中間膜は、「ポリマー溶融体シート」と呼ばれる。プロセスのこの段階において、押出ダイがよって熱可塑性樹脂に特定の外形を与えているため、ポリマー溶融体シートが形成される。ポリマー溶融体シートは全体に高い粘性を有し、一般に溶融状態にある。ポリマー溶融体シートにおいては、溶融体はシートが一般に完全に「固まる」温度には未だ冷却されていない。そのため、ポリマー溶融体シートが押出ダイから離れた後は、現在採用されている熱可塑性押出プロセスにおける次の工程は一般に、冷却装置によってポリマー溶融体シートを冷却することである。従来採用されているプロセスにおいて利用されている冷却装置としては、スプレージェット、ファン、冷却槽、および冷却ローラーが挙げられるが、これらに限定されない。冷却工程は、ポリマー溶融体シートを概して均一な非溶融冷却温度のポリマー中間膜シートに固化させるように機能する。いくつかの実施形態において、ポリマー溶融体シートは、ダイを離れた後、冷却工程の前に、既に述べたようにエンボス加工されてもよい。ポリマー溶融体シートとは対照的に、このポリマー中間膜シートは溶融状態ではなく、粘性は高くない。むしろ、これは固化された最終形態の冷却されたポリマー中間膜シート製品である。本出願の目的のために、この固化および冷却されたポリマー中間膜が、「ポリマー中間膜シート」と呼ばれる。
[070]押出プロセスのいくつかの実施形態においては、共押出プロセスが利用されてもよい。共押出は、ポリマー材料の複数の層が同時に押出されるプロセスである。一般に、この種類の押出は、異なる粘度または他の特性を有する異なる熱可塑性溶融体を、共押出ダイを通して一定体積の処理量で溶融および供給して所望の最終形態にするために、2つ以上の押出機を用いる。共押出プロセスにおける押出ダイを離れる複数のポリマー層の厚さは、一般に、押出ダイを通る溶融体の相対速度を調節すること、およびそれぞれの溶融した熱可塑性樹脂材料を処理する個々の押出機の大きさによって制御されることが可能である。
[071]一般に、ポリマー中間膜シートまたは層もしくは中間膜のいずれかの厚さまたはゲージは、少なくとも約2、少なくとも約5、少なくとも約10、少なくとも約15、少なくとも約20ミルおよび/または約120以下、約100以下、約90以下、約60以下、約50以下、または約35ミル以下が可能であり、または約2~約120、約10~約100、約15~約60、または約20~約35ミルの範囲が可能であるが、所望の性質および/または用途に応じて他の厚さが適切である場合もある。ミリメートル単位では、ポリマー層または中間膜の厚さは少なくとも約0.05、少なくとも約0.13、少なくとも約0.25、少なくとも約0.38、少なくとも約0.51mm、および/または約2.74以下、約2.54以下、約2.29以下、約1.52以下、または約0.89mm以下、または約0.05~2.74、約0.25~約2.54mm、約0.38~約1.52mm、または約0.51~約0.89mmの範囲が可能であるが、所望の性質および/または用途に応じて他の厚さが適切である場合もある。
[072]上記のように、本開示の中間膜は、単層シートまたは多層シートとして使用されてもよい。改良されたまたはより低い黄色味を有する中間膜は、所望の積層体の色および外観をもたらすために、1つまたは複数のクリアなまたは着色された中間膜と共に使用されてもよい。種々の実施形態においては、本開示の中間膜(単層シート、多層シート、または同一もしくは異なる材料の1つまたは複数の層のいずれかとして)は、低鉄ガラスまたは標準フロートガラスなどの様々な種類のガラスを備えた透明多層パネルなどの多層パネルに組み込まれることができる。
[073]本明細書において使用される多層パネルは、その上にポリマー中間膜シートが配置され、最も一般的にはそのポリマー中間膜の上にポリマーフィルムがさらに配置された、ガラス、アクリル、またはポリカーボネートなどの単一の基材を含むことができる。ポリマー中間膜シートとポリマーフィルムとの組み合わせは、当該技術において通常は二重層と呼ばれる。二重層構成を有する典型的な多層パネルは、(ガラス)//(ポリマー中間膜シート)//(ポリマーフィルム)であり、ここでポリマー中間膜シートは上述したように複数の中間膜を含むことができる。ポリマーフィルムは、滑らかで、薄く、硬質の基材を提供し、これはポリマー中間膜シート単独によって通常得られるものよりも良好な光学特性を与えることができ、性能向上層として機能する。ポリマーフィルムは、本明細書において、ポリマーフィルムそれ自体は必要な貫入抵抗およびガラス保持特性を提供しないが、赤外吸収特性などの性能を改良する点で、ポリマー中間膜シートと異なる。ポリ(エチレンテレフタレート)(「PET」)は最も一般的に使用されるポリマーフィルムである。
[074]本開示の中間膜は、最も一般的には、2つの基材、好ましくは1対のガラスシート(またはポリカーボネートもしくはアクリル樹脂などの当該技術において公知の他の硬質材料)を、2つの基材の間に配置された中間膜と共に含む多層パネルにおいて利用される。このような構造の例は、(ガラス)//(ポリマー中間膜シート)//(ガラス)であり、ここでポリマー中間膜シートは、上述のように多層中間膜または複数の異なる単層もしくは多層中間膜を含むことができ、ポリマー中間膜(またはその中の層)の少なくとも1つは改良された中間膜を含む。多層パネルのこれらの例は限定的であることは全く意図されておらず、当業者であれば本開示の中間膜を用いて上述のもの以外の数多くの構造が形成可能であることを容易に認識するであろう。
[075]典型的なガラス積層プロセスは、(1)2つの基材(例えばガラス)および中間膜を組み立てる工程、(2)赤外線源または対流手段によって組立品を短時間加熱する工程と、(3)組立品に、第1の脱気のために加圧ニップロールを通過させる工程と、(4)組立品に対して約70℃~約120℃の温度などでの2回目の加熱を行い、中間膜の端部を封止するのに十分な一時接着を組立品に与える工程と、(5)組立品に第2の加圧ニップロールを通過させ、中間膜の端部をさらに封止してさらなる取扱いを可能にする工程と、(6)組立品を、例えば135℃~150℃の間の温度および150psig~200psigの間の圧力において約30~90分間オートクレーブ処理する工程とを含む。
[076]ポリマー中間膜を説明するためにしばしば使用される1つのパラメーターは透明度であり、これはヘイズ値またはパーセントヘイズ(%Haze)を測定することによって決定される。材料のフィルムまたはシートを通過する際に散乱される光は、物体が材料を通して見られるときに濁ったまたは曇った領域を生成することができる。したがって、ヘイズ値は、入射光と対比した、試料による散乱光の定量化である。パーセントヘイズについての試験は、Hunter Associates(Reston、VA)から入手可能なUltrascan XEまたはUltrascan PROなどの分光光度計を用いて、ASTM D1003-13の手順Bに従って、C光源を使用して、2°の観察角度で実施する。
[077]本開示の中間膜はまた、PVBの厚さおよび使用されるガラスの種類に応じて、(HunterLab Ultrascan XEで測定して)少なくとも85%または少なくとも86%または少なくとも85~95%以上の視感透過率(%T)を有する。複数の実施形態において、%Tは、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、または少なくとも90%以上であってもよい。複数の実施形態において、本発明の中間膜は、中間膜が単層または単一層(目標厚さまたは呼び厚さ0.76mm)である場合、望ましくは約-0.2のa*および約0.4のb*を有する。所望の色レベル、厚さ、最終用途、および他の要因によっては、他の値であってもよい。
[078]PVB樹脂、可塑剤、および着色剤を、他の一般的な添加剤(接着制御剤および紫外線安定剤を含む)と一緒に混合し、溶融押出することによって、より低い黄色味を有する中間膜シートの試料を生成した。混合物を押出し、約0.76mm(30ゲージ(30ミル))の目標厚さまたは呼び厚さを有する中間膜シートを形成した。
[079]得られた中間膜を試験するため、開示された視覚的に無彩色の市販クリア比較低YI PVB中間膜の複数の層を重ねて押圧し、YI、%T、およびL*a*b*値の測定のための目標厚さを形成した。約6.3mmの目標厚さまたは呼び厚さを有する中間膜を作製するため、10層を重ねた。3.8mmの目標厚さについては5層を重ね、1.52mmの目標厚さについては2層を重ねた。次に、以下でさらに説明するように、重ねた中間膜を目標厚さまで一緒に押圧した。以下に示すように、PVBの単層(目標厚さまたは呼び厚さ0.76mm)についても測定した。測定した各中間膜の実際のPVBの厚さは表に示す通りである。以下でさらに説明するように、場合によっては、表に示されていれば、値はPVBの厚さに対して補正されている。
[080]いくつかの表では、PVB中間膜(ガラスを備えない)の性質が表示される。これらの値は試料の測定中にガラスが全く存在しないPVB試料(表に示される厚さを有する)のデータを集めることにより得られた。他の表では、測定はガラス積層体(2つのガラス片(以下に述べる標準フロートガラスまたは低鉄ガラス)の間に積層されたPVB試料)について行った。
[081]以下の手順(手順1)を使用し、測定において望ましい厚さでPVB試料を得た。所望の厚さ(単層または単一層シート以外)のPVB試料を得るため、PVBの複数の層を(当業者にとって慣例であり公知であるように)2枚のガラス間に挟んで押圧した(またはオートクレーブ処理した)。PVB層をまず重ね(2、5、または10層)、PVBを所望の厚さ(呼び厚さで6.3、3.8、または1.52mm)に押圧した後の測定のためにガラスをPVBシートから剥がすことができるようにそれぞれのガラス/PVB界面に置かれたポリエステル(PETまたは他の類似の材料)シート(PVBまたはガラスに付着しないもの)を加えて2枚のガラス片の間に置いた。重ねたものは、ガラス/PET/PVB/PET/ガラスの構成を有していた。重ねたものを押圧またはオートクレーブ処理したら、ガラスおよびPETシートをPVBから剥がすことにより除去し、ガラスを備えない押圧されたPVB試料を残した。次に以下のようにPVB試料を測定した。
[082]ガラス積層体(または板ガラス)中での測定には、以下のように当業者に公知の標準的な積層手順を使用した(手順2)。中間膜(または2または5層を重ねたもの)を所望の種類(低鉄フロートまたは標準フロート)および大きさの2つのガラス片の間に置き、予備押圧して空気を抜き、積層した。10層の試料については、中間膜を所望の大きさおよび種類の2つのガラス片の間に置き、機械プレスの間に置き、PVBの目標厚さに融合させた。重ねた積層体は、ガラス/PVB/ガラスの構成を有していた。次に以下のように積層体を測定した。
[083]ASTM法E1348、Ill.D65/10°Obs.CIELab.およびASTM E308に従った同じ方法により、ガラスの色およびPVBの色を測定および計算した。ASTM E1348およびE313の方法に従い、C光源を使用し、2°の観察角度で(以前はD1925)YIを測定および計算した。ASTM D1003-13の手順Bに従い、C光源を使用し、2°の観察角度で、ヘイズ(%Haze)および視感透過率(%T)を測定した。厚さ測定に使用される目盛り付きスライダーでガラスおよびPVBの厚さを測定した(が、当該技術において公知の任意の方法または装置によって測定し得る)。
[084]表1は、異なる2種類のガラス(4mmの低鉄フロートガラスまたは2mmの標準クリアフロートガラス)と組み合わせて10層を用いた標準市販PVBの色の性質、および低鉄クリアフロートガラスと組み合わせた単層または単一層PVB試料の色の性質を示す。積層体は上述の手順2を使用して作製した。測定したYIを、PVBの厚さについて以下のように補正した。[YIcorrected=(YImeasured×呼び厚さ)/PVBの厚さ]。厚さについての補正は、所望に応じてL*、a*、b*、および%Tに同様に適用できる。図6、7、および8に示すように、a*、b*、および%T値は、PVBの厚さに直線的に比例するような大きさである。PVB中間膜が厚くなると、b*値は高く、a*、L*、および%Tは低くなる。積層体のそれぞれの種類について、同じ名前(すなわち、標準クリア1、標準クリア2)の試料は同じ材料である。
[085]表1~6において、L*、a*、b*、および%T値はPVBの呼び厚さに補正されていない。表1および3において、YIは呼び厚さ6.3mmに補正されている。表2および4~6において、厚さに対する補正は適用されていない。
[087]表2は、異なる種類および厚さのガラスについてガラスの色(L*a*b*)を示す。
[089]さらに表1において、標準市販クリアPVBを用い、1層のPVBを4mmの低鉄ガラスと組み合わせて使用して作製された積層体の色は、10層の試料と同じ傾向にある。PVBを1層のみ有する試料間の区別は、より小さいPVB厚さでは信号対雑音比が非常に小さくなるため、より不明確である。別の表現で述べたように、PVBのより厚い層または試料を使用することは、色を測定する際に、試料間のより良い区別を提供する。
[090]前述のように黄色味を減少させるのに十分な量で追加の着色剤を加えたことを除き、減少した色(より低い黄色度またはYI)およびいずれも0に近いa*およびb*ならびにより低い%Tを有する、比較低YI 中間膜の試料を上述のように生成した。表3は、上述のように厚さ2mmのクリアフロートガラスを用いて手順2に従って調製された比較中間膜の性質を示す。
[092]表4は、市販比較低YI PVB試料(単層および10層)について、ガラスを存在させず(上述の手順1に従って)、直接集められたデータを示す。無名数(L*a*b*)は、2枚のガラス片の間に積層された試料について測定した場合の数と異なる。PVB試料を直接測定する際、ガラスの色の寄与はなく、PVBとガラスは異なる反射特性を有する。L*、a*、およびb*値の主要な傾向は、積層された試料と積層されていない試料の両方で類似している。いずれの種類の試料についても、色は標準市販クリアPVBおよび比較低YI PVBについてより大きなPVB厚さにおいてずっと明白である。測定されたいずれの種類の試料についても、L*および%Tは厚さの増加に従って減少するが、YIおよびb*への影響はそれよりも小さい。
[096]表5および6に示されるように、全ての厚さにおいて、開示された視覚的に無彩色のPVB試料は、表1および3における市販クリアおよび比較低YI PVB試料よりも高いL*および%T値を有する。開示された視覚的に無彩色のPVBの%Tは、相対的に低いPVB a*およびb*値による低い黄色味をも達成しつつ、より高い(比較低YI PVBについては6.3mmのPVB厚さにおいて80.6%しかないのに比較して86.3%)。
[097]表5および6(および図6~8に示されるように)における%Tおよび色データは、着色剤を添加して改良された色および視覚的に無彩色の外観を有するポリマー中間膜を提供することにより、視感透過率(%T)に対して限定された影響しか与えずに視覚的な色を制御することが可能であることを示す。図6~8に示されるように、開示された中間膜のPVB a*およびb*値は、標準市販クリアおよび比較低YI PVBと比較してはっきりと異なる範囲にある。改良された無色の中間膜は、標準市販中間膜および他の比較低黄色味中間膜と比較して、より低い黄色味および改良された外観を有する。
[098]結論として、本明細書に記載のようなより低い黄色味を有するポリマー中間膜は、それらがより美的に快い感覚を与えることが可能であるため、より高レベルの色を有するポリマー中間膜を上回る利点を有する。他の利点は、当業者には容易に明らかになるであろう。
[099]好ましい実施形態であると現在考えられているものを含む特定の実施形態について記載しつつ発明を開示したが、詳細な説明は例示の意図であり、本開示の範囲を限定すると理解すべきではない。当業者に理解されるように、本明細書において詳細に記載されているもの以外の実施形態は本発明に包含される。発明の精神および範囲から逸脱することなく、記載されている実施形態の修正および変更が行われることがある。
[0100]さらに、本開示の任意の単一の構成要素に関して与えられている任意の範囲、値、または特徴は、適合する場合には、本開示の任意の他の構成要素に関して与えられている任意の範囲、値、または特徴と互換的に用いて、本明細書全体にわたって与えられているそれぞれの構成要素に関して定義されている値を有する一実施形態を形成することができることが理解される。例えば、与えられている任意の範囲の可塑剤を含むことに加えて、与えられている任意の範囲の残留ヒドロキシル含有量を有するポリ(ビニルブチラール)を含む中間膜を形成して、本開示の範囲内であるが、列記するのは煩雑である多くの変形体を形成することができる。さらに、ある部類またはカテゴリーに関して与えられている範囲は、特に記載がない限り、その部類の中の種またはそのカテゴリーに属するものに適用することもできる。
Claims (20)
- ポリ(ビニルブチラール)樹脂、および少なくとも1つの可塑剤を含むポリ(ビニルブチラール)中間膜であって、
前記中間膜が、手順1に従って調製された6.3mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>94、-2.5<a*<-1.0、0<b*<2.5、および%T≧85%である色座標L*、a*、およびb*ならびに視感透過率(%T)を有し、L*、a*、およびb*は、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定され、%Tは、ASTM D1003)に従って測定される、
ポリ(ビニルブチラール)中間膜。 - 前記中間膜が、手順1に従って調製された6.3mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>94、-2.5<a*<-1.1、0<b*<2.5、および%T≧85%である色座標L*、a*、およびb*を有し、L*、a*、およびb*が、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定され、%Tが、ASTM D1003)に従って測定される、請求項1に記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された6.3mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>94、-2.3<a*<-1.2、0.5<b*<2.4である色座標L*、a*、およびb*を有し、L*、a*、およびb*が、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定される、請求項1に記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された6.3mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>94、-2.2<a*<-1.3、0.5<b*<2.2である色座標L*、a*、およびb*を有し、L*、a*、およびb*が、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定される、請求項1に記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された6.3mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>94、-2.0<a*<-1.5、1.0<b*<2.0である色座標L*、a*、およびb*を有し、L*、a*、およびb*が、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定される、請求項1に記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された3.8mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>95.5、-1.50<a*<-0.95、および0<b*<1.5である色座標L*、a*、およびb*を有し、L*、a*、およびb*が、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定される、請求項1から5のいずれかに記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された3.8mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、%Tが少なくとも89%である視感透過率(%T)を有し、%Tが、ASTM D1003に従って測定される、請求項6に記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された1.52mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>95.0、-0.65<a*<-0.45、および0.1<b*<0.8である色座標L*、a*、およびb*を有し、L*、a*、およびb*は、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定される、請求項1から7のいずれかに記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された1.52mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、%Tが少なくとも91%である視感透過率(%T)を有し、%Tが、ASTM D1003に従って測定される、請求項8に記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された0.76mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>96.0、-0.35<a*<-0.25、および0.05<b*<0.55である色座標L*、a*、およびb*を有し、L*、a*、およびb*が、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定される、請求項1から9のいずれかに記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された0.76mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、%Tが少なくとも90%である視感透過率(%T)を有し、%Tが、ASTM D1003に従って測定される、請求項10に記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 少なくとも2つの層を有する多層中間膜である、請求項1から11のいずれかに記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 少なくとも3つの層を有する多層中間膜である、請求項1から12のいずれかに記載のポリ(ビニルブチラール)中間膜。
- 第1のガラス基材と、
請求項1から13のいずれかに記載の中間膜と、
第2のガラス基材と
を含む、多層パネル。 - 前記第1のガラス基材および前記第2のガラス基材がそれぞれ低鉄ガラスを含む、請求項14に記載の多層ガラスパネル。
- 前記第1のガラス基材および前記第2のガラス基材がそれぞれ標準フロートガラスを含む、請求項14に記載の多層ガラスパネル。
- 前記第1のガラス基材が少なくとも2mmの厚さを有し、前記第2のガラス基材が少なくとも2mmの厚さを有する、請求項14から16のいずれかに記載の多層ガラスパネル。
- 改良された色のポリ(ビニルブチラール)シートを作製する方法であって、
ポリ(ビニルブチラール)樹脂を準備する工程と、
可塑剤を準備する工程と、
ポリ(ビニルブチラール)シートの外観の黄色味を減少させるのに十分な量の少なくとも1つの着色剤を準備する工程と、
前記ポリ(ビニルブチラール)樹脂、前記可塑剤、および前記着色剤を溶融ブレンドして、ポリ(ビニルブチラール)溶融ブレンドを生成させる工程と、
前記ポリ(ビニルブチラール)溶融ブレンドをポリ(ビニルブチラール)シートに押出成形する工程とを含み、
前記ポリ(ビニルブチラール)シートは、6.3mmの厚さを有するシートについて測定した場合に(ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定)、L*>94、-2.5<a*<-1.0、および0<b*<2.5の色座標a*およびb*を有する、方法。 - 前記中間膜が、手順1に従って調製された6.3mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、%T≧85%の視感透過率(%T)を有し、%Tが、ASTM D1003に従って測定される、請求項18に記載の方法。
- 前記中間膜が、手順1に従って調製された6.3mmの目標厚さを有する試料について測定した場合に、L*>94、-2.0<a*<-1.5、1.0<b*<2.0である色座標L*、a*、およびb*を有し、a*およびb*が、ASTM E1348 Ill.D65/10°Obs.CIELabに従って測定される、請求項18または19に記載の方法。
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