KR100342803B1 - 폴리비닐부티랄시이트의제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리 적층물 중간층에 사용되기 위해 요구되는 균일한 접착도를 갖는 PVB 시이트를 제조하기 위한 방법을 밝혀냈다. PVB 시이트를 제조하기 위한 방법은 폴리비닐부티랄, 1종이상의 가소제 상용 가능한 양 및 접착 제어제의 블랜드를 제조하고, 블렌드를 압출하여 시이트를 형성하는 것을 포함한다. 개선된 방법은 시이트의 산도 조절 및 산도와 시이트의 접착도를 제어하기 위한 작용제로서 시이트 성형 공정에 물을 첨가하는 것을 포함한다.

Description

폴리비닐부티랄 시이트의 제조 방법 {Process for Preparing Polyvinylbutyral Sheet}
본 발명은 적층 안전 유리에 사용하기 위해 요구되는 균일한 접착도를 갖는 폴리비닐부티랄(PVB) 시이티의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 이 시트의 특성을 모니터링하고, 특히 시이트의 산도와 같은 PVB 시이트의 균일성의 제어 및 시이트의 유리에의 접착도를 조절하기 위하여 물을 첨가하는 방법에 관한 것이다.
가장 광범위하게 사용되는 자동차의 앞유리(방풍유리)는 두 개의 유리 시이트 사이에 끼워진 에너지 흡수 플라스틱 시이트를 포함하는 삼층의 적층물이다. 이러한 방풍유리는 침투 및 깨짐에 대해 저항하면서 점유자의 앞쪽으로부터의 타격을 흡수할 수 있다. 이렇게 함으로써 앞유리는 플라스틱 변형을 일으키면서 상당한 양의 충격 에너지를 소산시킨다.
폴리비닐부티랄 수지는 주조 또는 바람직하게는 열가소성 수지 혼련 및 압출에 사용되는 것과 비슷한 방법에 의하여 압출될 수 있다. 폴리비닐부티랄 수지로부터 직접 플라스틱 시이트를 성형하는 것이 가능함에도 불구하고, PVB 수지의 유리 전이 온도는 약 70 ℃로서 적층유리 응용에는 너무 높다. 유리 전이 온도를 25 ℃ 근처까지 낮추기 위하여 PVB 수지에 가소제를 혼합한다. 용융상태로부터 시이트 필름을 성형하기 위한 방법에서 온도는 처리 가능한 필름 형성 용융 점도 및 PVB 수지와 가소재의 친밀한 혼합을 얻기 위하여 충분히 높아야 한다.
가소제는 전형적으로 최종 시이트 조성에서 큰 비율을 차지한다. 예를들면 PVB 시이트에서 가소제는 필름중량의 15 % 내지 50 %, 전형적으로는 25 % 내지 30 %를 차지한다. 가소제의 선택은 낮은 휘발성, 공정 조건에서의 화학적 안정성 및 선택된 특별한 아세탈 수지와 상용가능한 물질에 제한된다. 16 내지 28개의 탄소원자를 가진 디에스테르 가소제가 바람직하고, 글리콜 뿐만아니라 이관능성 산을 기재로 하는 가소제 또한 사용된다. 상업적으로 유용한 가소제 및 그들의 폴리비닐부티랄 수지와의 상용성은 문헌(Modern Plastics Encyclopedia 1994-95, vol. 71, No. 12, pp. C-99에서 C-109)에 나열되어 있다. 적당한 가소제의 예는 지방족 카르복실산과 지방족 디올의 에스테르, 특히 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 지방족 카르복실산과 디-, 트리- 및 테트라에틸렌 글리콜의 에스테르, 예를 들면 트리에틸렌 글리콜 디-(2-에틸-부티레이트), 트리에틸렌 글리콜 디-n-헵타노에이트, 또는 테트라에틸렌 글리콜 디-n-헵타노에이트를 포함한다. 또한 디카르복실산, 바람직하게는 아디프산, 세바스산 또는 프탈산과 지방족 알콜 또는 혼합된 알콜의 에스테르 또는 혼합된 에스테르도 적당하다. 예를들면 디-n-헥실 아디페이트, 2-에틸헥실 시클로헥실 아디페이트, 디부틸 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 또는 헥실프탈레이트이다. 또한, 미국 특허 제4,335,036호에 나타나 있는 중합성 산화 프로필렌 올리고머가 폴리비닐부틸랄 가소제로서 사용될 수 있다.
가소제는 PVB 시이트의 제조공정 중에 다양한 정도로 가수분해될 수 있다.에스테르 기재의 가소제는 물과 반응하여 알콜과 산으로 분해된다. PVB 시이트의 접착도는 그것의 산도와 정비례한다. 자동차 앞유리 및 건축용 유리를 포함하는 창유리 응용으로서의 사용에 적합하게 하기 위하여 PVB 시이트는 제어된 균일한 접착도가 요구된다. 이제까지 산도는 미국 특허 제4,292,372호에 기술되어 있는 형태의 첨가제의 사용에 의하여 제어되어 왔다.
<발명의 요약>
본 발명은 유리 적층물의 중간층 응용을 위해 요구되는 균일한 접착도를 가지는 PVB 시이트의 제조 방법에 관한 것이다. PVB 시이트 제조 방법은 폴리비닐부티랄, 상용량의 1종 이상의 가소제 및 접착 제어제의 블렌드를 제조하고 블렌드를 압출하여 시이트를 형성하는 것을 포함함을 특징으로 한다. 본 발명의 개선점은 시이트의 산도를 모니터링하고 시이트의 성형 공정에서 시이트의 생성되는 접착도를 제어하기 위한 작용제로서의 물을 첨가하는 것을 포함함을 특징으로 한다. 물은 실질적으로 폴리비닐부티랄과 가소제의 혼합이 일어나기 전에 첨가된다. 바람직한 태양에서 가소화된 조성물은 비닐알콜로서 계산되는 약 15 내지 30 중량%의 하이드록실 함량을 갖는 PVB 및 1종 이상의 상용성 가소제 약 20 내지 55 중량%를 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 주 압출 혼련기로의 공급시스템의 공정 흐름도이다. 도 2는 도 1의 주 압출 혼련기에 재순환을 부가하여 변형시킨 공정 흐름도이다.
가소화된 폴리비닐아세탈 시이트 제조의 전체 공정은 기계적 혼련 및 시이트 제조로 구성된다. 도 1에 나타난 바와 같이, 폴리비닐부티랄 수지, 가소제, 접착제어제 첨가물, 및 중요하게는 물을 주 압출 혼련기에 공급하여 블렌드를 형성한다. 선택된 압출장치 및 블렌드의 공급속도는 압출 공정에서 사용되는 일반적인 공정 조건을 형성시킬 것이다. 압출된 블렌드는 주 압출 혼련기에서 배출되고 시이트 제조공정으로 공급된다. 산도 실험은 시이트 제조물에 대해 수행되고 산도 실험 결과는 주 압출 혼련기로의 물의 흐름을 조절하는 물 흐름 제어 조절기를 설정하는데 사용된다.
도 2에 나타낸 다른 실시양태는 주 압출 혼련기에 재순환 장치가 부가된 장치이다. 재순환물로 분류된 PVB는 위성 기계적 혼련기에 공급되고, 이어서 주 압출 혼련기로 공급된다.
물의 첨가 및 증기의 추출 제어 시스템은 주 압출 혼련기의 신선한 PVB 수지 공급에 근접한 위치에 액상 물을 직접 주입하는 수단 및 주 압출 혼련기의 하류에 있는 스팀 증기 진공 벤트로 구성된다. 바람직하게는 정제되고, 증류되고, 무기물이 제거된 액상 물은 증기발생 및 편상 유입구로의 역류에 기인한 고상물의 공급에 방해하지 않고 용융된 재순환물 첨가 위치의 상류의 주 압출 혼련기, 바람직하게는 주 혼련기의 수지 가소화 위치 및 주 가소화 압출기로의 주 PVB수지 원료 유입구에 가능한한 근접된 지점에서 주입된다. 주 가소화 압출기로부터의 배출 하류 지점에서 화학발광 적정을 통한 정확한 산도의 측정에 의하여 첨가되는 물의 농도는 유입 원료 흐름에 비레하여 조절된다. 물의 농도는 산도 및 생성물의 접착도 제어를 위하여 총 가소제 및 폴리비닐부티랄을 기준으로 하여 0.5 내지 5 중량%의 범위내에서 유지된다.
나머지 물은 주위 압력 미만의 고진공에서 진공 배출 조작에 의하여 제어된다. 물의 첨가에 의해 증가된 부하로 인하여 증기 추출 시스템은 물의 함량이 매우 높은 경우 최종 시이트 생산물의 버블링의 원인이 될 수 있어, 목적하는 물의 함량을 특히 확실히 보장할 수 있어야 한다. 바람직하게는, 주 혼련 압출기의 배기구 장치는 추출된 증기에 포집된 고체비말의 생성을 제거하기 위한 기계적으로 닦이는 표면을 갖추어야 한다.
원칙적으로, 제어된 속도 기어 펌프에 인접하여 커플링된 다양한 위성 압출 시스템은 용융된 PVB 재순환 수지를 주 압출 혼련 장치에 주입하는데 사용될 수 있다. 위성 재순환 압출기는 하나 또는 다중 스크류를 포함하는 어떠한 디자인이라도 무방하다. 재순환 웹 공급 원료는 잘게 부수거나 과립화 될 수 있다. 어느 적당한 제어 시스템이나 임의의 실질적으로 일정한 속도 및 그로인한 일정한 생산량으로 운전할 수 있는 재순환 기어 펌프에 실질적으로 균일한 압력 유입을 유지시켜 재순환 비율을 설정하는데 사용될 수 있다. 주 압출 혼련기에서 가소제 또는 중합체의 분해를 방지하고, 접착 화학 제어의 협조를 위해 저온 및 스크류 저속에서 재용융시킨다.
바람직하게는, GE-150KS 모델(Berstoff)과 같은 핀배럴을 가진 단일의 스크류 압출기는 점탄성 가소화 폴리비닐부티랄 시이트, 필름 또는 트림의 완전한 웹 재생을 위한 위성 공급 압출기로서 사용될 수 있다. 부가된 재순환기는 주 스크류속도를 현저하게 떨어뜨리고 주 압출 혼련기에서의 산도 발생을 최소화하는 것을 가능하게 한다.
핀 배럴 압출기의 배출구는 기어 펌프 톱니를 완전하게 채울 때의 재순환 너비 진동을 보상하기 위하여 핀 배럴 압출기 스크류의 속도를 제어하는 재순환 기어 펌프 유입구에 근접하게 커플링되어 있고, 이의 압력제어를 위해 사용된다. 주 압출 혼련기로 재순환물이 직접 배출되는 재순환 기어 펌프의 속도는 바람직하게는 열에너지 유입 비율이 이득을 보는 한편, 주 압출 혼련기에서의 시간에 따른 균일한 재순환물 농도 및 용융 온도를 제공하기 위하여 일정하게 유지된다. 위성 재순환 시스템은 용융된 재순환물을 필름 성형 성분의 어떤 상류 최적지점의 압출공정 및 바람직하게는 주 압출 혼련기의 중간 배럴 지점 및 새로운 수지 공급 유입구의 하류에 직접 주입한다.
바람직하게는 0.5 내지 3중량% 물의 수분 함량의 하나 또는 그 이상의 PVB수지의 편상 과립들은 사일로, 공정 용기 및 중량 계량 공급기의 시스템에 의하여 주 압출 혼련기에 공급된다. 주 압출 혼련기는 물림 트윈스크류가 장착되고 휘발물 추출능이 있는 것이 바람직하다.
높은 배출 공정은 폴리비닐부티랄 수지 공급에 근접한 배럴 지역에 최대의 열에너지 유입율을 산출한다. 주 압출 혼련기 스크류는 가소제를 첨가하기 전에 부분적으로 폴리비닐부티랄이 용융되도록 조형되는 것이 바람직하다. 가소제의 주입위치는 중요하며 이의 첨가에는 최적의 위치가 있다. 바람직하게는, 가소제는 폴리비닐부티랄 공급 목의 상류 모서리로부터 5 내지 13 스크류 직경 하류의 거리에서 주입된다. 가소제가 너무 하류에서 주입된다면 높은 황색도 및 용융 온도의 파동 배출이 발생한다. 가소제가 제1스크류 작업 부재 또는 분리 단계에 너무 근접한 곳에 주입된다면, 가소제는 처음의 공급 배럴 유입구로 되돌아와 봉쇄시킬 수 있다.
다른 첨가제는, 미국 특허 제4,292,372호에서 보는 바와같이, 유리 접착 및 색상을 맞추기에 적합한 만큼의 적은 양으로 주 압출 혼련기에 공급될 수 있다. 산화 방지제, 자외선 흡수제 및 안정제가 미국 특허 제5,190,826호에서 보는 바와 같이, 적층물의 가소화된 PVB 중간층의 열화를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 요구되는 접착도의 제공에 있어서, 물, 및 알칼리 또는 알칼리 토금속의 포르메이트, 알칼리 또는 알칼리 토금속의 아세테이트 또는 마그네슘, 칼슘, 또는 아연의 금속 카르복실산염과 같은 접착 제어제가 사용된다. 가능한 한 주 수지 원료 유입구에 근접한 주 압출 혼련기에 이러한 접착제의 첨가는 증기 제어와 일치하게 하는 것이 바람직하다. 접착 제어제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 안정제, 및 다른 첨가제는 알콜과 같은 수성 또는 유기 매체에, 또는 바람직하게는 액체 가소제에 용해될 수도 있다.
안료 또는 착색제는 색깔을 내거나 태양광 제어의 용도로 PVB 중간층에 첨가될 수 있다. 균일하게 착색된 중간층을 제조하기 위한 어떠한 적당한 방법이 사용될 수 있다. 착색제 및(또는) 안료의 조합물은 농축하여 분무될 수 있고 주 압출 혼련기에 직접 첨가되거나 또는 주 압출 혼련기에 가소제를 주입하기 전에 가소제와 혼합될 수 있다.
주 압출 혼련기로부터 압출된 블렌드는 예를들면 압력 발생, 용융 여과, 필름 형성, 시이트 담금질, 시이트 컨디셔닝, 시이트 냉각 및 롤 또는 필름 포장과 같은 시이트 생산업계에 공지된 방법에 의해 시이트로 성형된다.
압력 발생은 바람직하게는 주 압출 혼련기를 고성능 중합체 용웅 기어 펌프에 근접 커플링함으로써 제공된다. 기어 펌프는 유입구 압력 및 속도 제어와 관련이 있다. 기어 펌프 유입구 압력은 기어 펌프 톱니를 균일하게 채우기 위해 또한 고압력 기어 배출구에서의 고 용융 온도를 피하기 위하여 요구되는 최소 수준에서 맞춰진다. 기어 펌프 유입구 압력에서의 파동은 기어 펌프를 가로지르는 용융 온도 상승의 변동을 최소화하도록 더욱 제어된다. 주 압출 혼련기, 주압출 혼련기의 공급 시스템 및 그의 스크류가 블렌드의 혼합을 위해 적당하게 배열될 때 기어 펌프 유입구 압력은 실질적으로 파동이 없으며 주 압출 혼련기 스크류 속도 및 용융 기어 펌프 속도의 작은 변화로 조절할 수 있다.
임의로는 이 방법은 하나 또는 그 이상의 실질적으로 유사한 압출 가소화 또는 통상의 필름 성형 또는 공압출 다이의 임의의 상류 지점에서 재순환 공정을 병행하여 가하거나 합하여 경제적으로 확장시킬 수 있다. 둘 또는 그 이상의 비슷한 용융 스트림은 다이 장치 또는 공압출된 다중층 시이트의 제조를 위한 다이 장치 상류의 유동층 설비에서 혼합될 수 있다. 부가적으로, 용융 정적 혼합기가 용융 가소화된 수지원들 사이의 차이를 제거하기 위해 다이 유입관의 상류에 제공될 수도 있고, 본 발명에서 필름 성형의 균일성을 개선시키기 위하여 사용될 수 있다.
유리 적층물의 투과 저항성은 자동차 앞유리로서의 적합성 때문에 중요하고,특정 중간층 두께에 대하여 PVB 중간층의 유리에의 접착도에 의존한다. 우수한 자동차 앞유리의 충격 성능 및 투과 저항성은, 미국 특허 제4,292,372호에 기술되어 있는 바대로, 공정수로 세척된 유리를 사용한 상업적인 적층 작업으로부터 적층된 자동차 앞유리의 5,500 내지 18,000 kPa(800 내지 2,600psi)의 압출 전단 응력에서 얻어진다. 압축 전단 응력으로 측정되는 접착도가 매우 높다면, 평균 붕괴 높이로서 파악되는 투과 저항성은 저하되고 최적화되지 않는다. 접착도가 너무 낮다면, 투과에 대한 저항성은 높으나 매우 낮은 접착도에서 층분열이 일어날 수 있다. 제어되고 균일화된 중간층의 유리에의 접착도가 적층 자동차 앞유리 및 건축용 창유리에의 적당한 이용을 위하여 요구된다.
공정수로 세척된 생성된 유리를 사용한 상업적 적층 작업으로부터의 앞유리 적층물의 샘플은, 미국 특허 제4,292,372호에서 기술된 바에 따라 시험될 수 있다. 각각의 시험에서 전형적으로 다섯 또는 그 이상의 공칭 면적 645mm2(1.0in2) 사각형 또는 원형 시편을 자르고 압출 전단 응력에 대하여 시험한다. 각 시편의 면적은 직선치수로부터 최근접 0.6mm2(0.1 inch2)까지 측정된다. 콘디셔닝 후, 각 시편을 압력 시험 기계의 지지 테이블에 45°각도로 유지시키고, 압축력을 가하고 샘플에 2.5mm(0.1inch)/min의 속도로 전단력을 가한다. 유리와 중간층 사이의 결합을 파괴하기 위하여 요구되는 힘을 기록한다. 상업적인 "앞유리 압축 전단 응력"은 다음의 공식에 따른 결과의 평균으로서 시험된 적층물의 단위 면적당 단위 압력으로계산된다.
Figure pct00001
그러나 공정 및 품질 제어를 위하여, PVB 중간층의 유리에의 접착도는 무기물이 제거된 물로 세척된 표준 유리를 사용하여 제어된 실험실 조건하에서 측정된다. 탈무기질 압축 전단 응력에서 측정된 접착도는 하기에 기술되어 있다. 전형적으로 앞유리 접착 지수는 전형적으로 약 0.6의 값을 가지며 특별한 앞유리 적층 및 유리 세척 조건에 따라 좌우되며 다음에 이 비율을 공식으로 나타내었다.
Figure pct00002
일반적으로, 앞유리 제조에 있어서 우수한 충격 성능은 무기물이 제거된 물로 세척된 유리의 실험실용 적층물을 사용하여 9,600 내지 30,300kPa(1400psi 내지 4400 psi)의 탈무기질 압축 전단 응력에서 얻어진다.
칼륨 농도는 시이트의 X선 형광 분광에 의하여 결정된다. 산도, 전단응력 및 황색도의 결정에 있어서, 다음의 시험 및 과정이 사용되었다.
산도 농도 분석 : 75℃(+/-5℃)에서 PVB 시이트의 샘플 4.000g(+/-0.05g)을 벤질 알콜 100ml에 녹이고 주위 온도까지 냉각시킨다. 메탄올 중의 루시게닌(비스-N-메틸아크리디늄 니트레이트에 대한 기술용어) 지시제 용액은 30% 수성 과산화수소와 함께 첨가된다. 청녹 화학발광은 염기성 조건하에서의 적정으로 생성된다. 광도계는 이 화학발광을 감지하고 종점을 측정한다. 자동화된 산-염기 적정 및 계산은 표준화된 무수 메탄올 중의 0.05N 수산화 나트륨 또는 소듐 메톡시드 적정 용액의 사용으로 수행된다. 미국 필라델피아 PA 19144, Gypsy Lane 4005에 있는 Sanda사에서 제조한, 사용된 기구는 컴퓨터화된 적정 시스템으로 완전히 자동화 되었다. 산도 농도는 분자량 및 원자가의 적합한 수치를 사용하여 백만 그램당 가소제의 가수분해로부터 일차산의 그램당량으로서의 시이트의 백만 부당 산당량의 단위(Equiv/1E6)로 계산된다. 예비가열된 벤질 알콜의 다수 분취량을 적정하고 블랭크로서 평균화한다. 적정제의 노르말 농도는 공지된 벤질알콜중 벤조산 용액을 사용하여 표준화한다.
탈무기질 압축 전단 응력 : 중간층 샘플의 무기질을 제거한 물로 세척된 유리에의 접착도는 다음의 과정에 의해 측정된다. 중간층 샘플은 표준 함수량으로 제어된 습도로 컨디셔닝하고 두장의 무기질이 제거된 물로 세척된 표준유리에 적층시킨다. 각각의 시험에서 645mm2(1.0inch2)의 공칭면적을 가진 여섯 개의 사각형 또는 원형 적층 시편을 수냉되는 유리 절단 톱, 또는 다이아몬도 또는 카르보론덤 칼을 가진 원형 절단기로 PVB/유리 적층물로부터 잘라낸다. 각 시편의 면적은 선형치수로부터 가장 근접한 0.6mm2(0.001inch2)까지 측정된다. 컨디셔닝 후에 각 시편은 압축 시험 기계의 지지 테이블에 45°의 각도로 유지되고 압축력은 샘플에 2.5mm(0.1inch)/min의 전단력을 가하는데 사용된다. 주위 온도 및 제어된 습도에서 적층물을 컨디셔닝한 후에 세척된 실험실용 유리와 중간층사이의 결합을 파괴하기 위하여 요구되는 힘을 기록하고 "탈무기질 압축 전단 응력"을 다음의 식에서 얻어지는 개개의 결과의 평균을 기록함으로써 "탈무기질" 또는 무기물이 제거된 물로 세척된 유리를 사용한 시편에 대하여 계산한다.
Figure pct00003
황색도 지수 시험 : PVB 중간층의 황색도는 본질적으로 평평하고 평행한 매끄러운 중합체의 표면을 가진 1cm 두께 중간층의 투명한 성형 원반에 대해 측정된다. 지수는 가시광선 스펙트럼에서의 분광 광도계의 광선 투과율로부터 ASTM 방법 D 1925인 "플라스틱의 황색도 지수에 대한 표준 시험 방법"에 따라 측정된다. 값은 측정된 시편 두께를 사용하여 1cm두께까지 교정된다.
본 발명은 다음의 특정한 실시예로부터 좀더 설명된다. 여기서는 부 및 퍼센트는 달리 언급이 없는 한 중량에 대한 것이며, SI 단위가 사용된다(인치-파운드 단위는 지적된 바와 같이 SI단위로 환산된다).
<실시예>
PVB 중간층 시이트는 본 발명의 압출 가소화 공정을 사용하여 2%물 이하의 함수량 및 23% 농도(ASTM D 1396)의 잔여 비닐알콜을 가진 건조 폴리비닐부티랄 수지 100부로 이루어진 혼합물을 37.4부의 테트라에틸렌 글리콜 디-n-헵타노에이트(4G7) 가소제 및 이전의 유사한 압출로부터 회수된 재순환 시이트 원료 총 비율의 30%와 혼련하여 제조되었다. 주 압출 혼련기는 트윈스크류 베르스토르프(Berstorff) 모델 ZE130/130A*28/10D이었다. 포름산칼륨의 수용액은 최종 시이트 생성물에 공칭 300ppm의 칼륨 농도를 부가하기 충분한 농도의 접착 제어제와 함께 12.5 l/hr의 속도로 압출기로 공급하였다. 0.76mm(0.030inch)의 공칭 두께를 가진 시이트는 총 압출속도 1200kg/hr(2646 1b/hr)의 공정에 의하여 제조되었다. 비교를 위하여, 공정은 주 압출 혼련기 3번 영역에 무기물을 제거한 물을 19 l/hr로 주입한 것과 그렇지 않은 상태에서 수행되었다. 물의 주입과 함께 정상 조작 후 순수한 물의 첨가는 중단되고 시이트 산도 및 생성물의 접착도에 대한 효과를 관찰하였다. 재순환 압출기는 핀 배럴을 가진 단일 스크류 베르스토르프 모델 GE150KS*16D이었다. 트윈 스크류 주 압출 혼련기에서 스크류의 직경은 130mm(5.1inch)이고, 핀 배럴을 가진 단일 스크류 재순환 압출기의 스크류 직경은 150mm(5.9inch)이었다. 스크류 속도는 주 압출 혼련기에서는 137RPM, 재순환 압출기에서는 15RPM이었다. 주 압출 혼련기에서 압출 스크류의 공정 부분은 용융 및 증기 제어 작용에 적합한 운전 부재의 경우 길이가 약 38 직경이었다. 주 배럴의 구조는 공정 공급 스트림이 다음과 같이 첨가되는 약 3직경 길이의 짧은 주 PVB 박편 공급 배럴 하나 및 각각 5 직경 길이의 공정 배럴 부분 7개로 구성된다.
1번 배럴 PVB - 주 건조 박편 원료
2번 배럴 포름산칼륨 첨가 수용액
3번 배럴 4G7 가소제 및 액상 물 주입
4번 배럴 핀 배럴 압출기로부터의 용융 재순환물
5번 배럴 밀폐 공정 배럴
6번 배럴 밀폐 공정 배럴
7번 배럴 씻겨진 연결관에서 진공 증기 추출
8번 배럴 밀폐 공정 배럴
얻어진 중간층을 산도 농도 및 황색도 지수에 대해 분석하였다. 중간층의 샘플은 0.47% 수분 함량으로 컨디셔닝되고 무기물이 제거된 물로 씻겨진 두장의 표준 유리에 적층되었다. 다음의 결과가 얻어졌다.
비교예 실시예 1
3번 배럴에 무기물이 제거된 물 주입 0 19 l/hr
총 가소화된 PVB의 %로서의 재순환물 30% 30%
산도 농도 시험, Equiv/1E6 3.14 2.25
탈무기질 압축 전단 응력, kPa 37,020 23.880
탈무기질 압축 전단 응력, psi (5369) (3463)
접착 제어제로부터의 칼륨, ppm 300 298
ASTM D 1925에 따른 황색도 지수 13.23 11.46
본 발명의 공정에 물을 주입함으로써 28% 시이트 산도 농도의 감소를 가져 왔다. 탈무기질 압축 전단 응력으로 나타내어진 접착도는 앞유리 제조에서 우수한 충격 성능을 위한 예정된 범위 내에서의 수치까지 감소되었다. 황색도가 감소되었다.
<실시예 2>
실시예 1에서 기술된 공정은 0.76mm(0.030inch)의 공칭 두께를 가진 유사한 시이트를 제조하기 위하여 총 압출 속도 1529 kg/hr(3371 lb/hr)에서 재순환물 없이 조작되었다. 주 압출 혼련기에서의 스크류 속도는 199RPM이었고, 통합된 재순환 공정은 조작되지 않았다. 포름산칼륨의 수용액은 최종 시이트 생산물에 공칭360ppm의 칼륨을 제공하기에 충분한 농도의 접착 제어제와 함께 27.3 l/hr의 속도로 주 압출 혼련기에 공급되었다. 무기물이 제거된 순수한 물의 조성 및 흐름속도는 실질적으로 실시예 1과 비슷하게, 시이트 제조를 위한 시간에 따른 균일성을 갖는 가소화된 폴리비닐부티랄 용융물을 제공하기 위하여 맞춰졌다. 시이트 시편의 산도 및 황색도를 분석하였다. 시트를 컨디셔닝하고 적층시켰다. 재순환물이 없는 경우의 접착도은 앞유리 제조를 위한 적당한 범위내에 있었다. 다음의 결과가 얻어졌다.
실시예 2
3번 배럴에 무기물이 제거된 물 주입 23.5 l/hr
총 가소화된 PVB의 %로서의 재순환물 0
산도 농도 실험, Equiv/1E6 4.17
탈무기질 압축 전단 응력, kPa 12,160
탈무기질 압축 전단 응력, psi (1764)
접착 제어제로부터의 칼륨, ppm 360
ASTM D 1925에 따른 황색도 지수 10.11

Claims (12)

  1. 폴리비닐부티랄, 상용량의 1종 이상의 가소제 및 접착 제어제의 블렌드를 제조하고, 이 블렌드를 압출하여 시이트를 형성하는 것을 포함함을 특징으로 하는 균일 접착도를 갖는 폴리비닐부티랄 시이트의 제조 방법에 있어서, 시이트의 산도를 모닝터링하고, 상기 시이트의 접착도를 제어하기 위한 작용제로서 블렌드에 물을 첨가하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 폴리비닐부티랄과 가소제의 실질적인 블렌딩이 일어나기 전에 물이 첨가되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 가소제가 16 내지 28개의 탄소 원자를 갖는 1종 이상의 디에스테르 유기 화합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 접착 제어제가 1종 이상의 알칼리 및 알칼리 토금속 포르메이트, 알칼리 및 알칼리 토금속 아세테이트, 및 마그네슘, 칼슘 및 아연의 금속 카르복실산염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 재순환 폴리비닐부티랄이 블렌드에 첨가되는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 재순환 폴리비닐부티랄이 잘게 부셔진 폴리비닐부티랄 시이트인 방법.
  7. 제5항에 있어서, 재순환 폴리비닐부티랄이 위성 압출기로 부터의 용융 재순환물인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 폴리비닐부티랄 시이트의 롤을 상기 위성 압출기에 공급하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 위성 압출기가 배럴 안에 고정 핀을 가지는 단일 스크류 압출기인 방법.
  10. 3 중량% 이하의 수분 함량 및 비닐 알콜로서 계산되는 15 내지 30 중량%의 히드록실 함량을 갖는 폴리비닐부티랄, 트리에틸렌 글리콜 디-n-헵타노에이트 및 테트라에틸렌글리콜 디-n-헵타노에이트로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상의 가소제 20 내지 55 중량%, 시이트의 50 내지 1,500ppm의 1종 이상의 알칼리 또는 알칼리 토금속 포르메이트로 이루어진 블렌드를 압출하여 가소화된 폴리비닐부티랄 시이트를 제조하는 방법에 있어서, 물을 상기 폴리비닐부티랄에 총 가소제 및 폴리비닐부티랄의 0.5 내지 5 중량%의 농도로 가하여 시이트 중 산 농도를 시이트 100만부당 산 당량 10 미만으로 되도록 시이트의 산도를 제어함을 포함함을 특징으로하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 압출된 블렌드의 산도가 모니터링되고 용융 재순환 폴리비닐부티랄이 가해지는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 물이 폴리비닐부티랄의 실질적인 가소화 전에 첨가되는 방법.
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