KR20070110874A - 음향을 감소시키는 쐐기형 폴리머 중간층들 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리머 중간층들 및 폴리머 중간층들을 포함하는 다층 유리 패널들의 분야에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 본 발명은 쐐기형의 폴리머 중간층들의 분야에 관한 것이다.

Description

음향을 감소시키는 쐐기형 폴리머 중간층들{SOUND REDUCING WEDGE SHAPED POLYMER INTERLAYERS}
본 발명은 폴리머 중간층들 및 폴리머 중간층들을 포함하는 다층 유리 패널들의 분야에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 본 발명은 쐐기형 폴리머 중간층들의 분야에 관한 것이다.
폴리(비닐부티랄)(PVB)은 안전 유리 또는 폴리머 라미네이트와 같은 광투과 라미네이트에 중간층으로 사용될 수 있는 폴리머 시트의 제조에 통상적으로 사용된다. 안전 유리란 전형적으로 두 장의 유리 사이에 배치된 폴리(비닐부티랄) 시트 또는 중간층을 포함하는 투명한 라미네이트를 의미한다. 안전 유리는 주로 건축용 및 자동차용 오프닝(opening)에서 투명한 장벽(barrier)을 제공하는데 사용된다. 이것의 주기능은 오프닝을 통한 침투 또는 유리 파편의 분산을 허용하지 않고, 이에 따라 밀폐공간 내에서 사물 또는 사람에 대한 손상 또는 상해를 최소화할 수 있도록, 물체로부터의 타격에 의해 야기되는 것과 같은 에너지를 흡수하는 것이다. 안전 유리는 또한 자외선(UV) 및/또는 적외선(IR)의 광투과를 감소시키는 것과 같은 다른 유리한 효과들을 제공하기 위해, 그리고/또는 외관 및 창의 오프닝의 심미적인 매력을 강화시키기 위해 사용될 수 있다.
안전유리 중간층들은 또한 자동차의 헤드-업 디스플레이(HUD:Head-up dispaly) 시스템들에 있어서의 중요한 요소로서 사용되어 왔고, 이는 예컨대 자동차의 운전자의 눈의 레벨에서 복합 계기의 이미지를 제공할 수 있다. 그와 같은 디스플레이는 운전자가 계기판 정보를 보면서 다가오는 도로에 촛점을 유지할 수 있도록 한다. 그와 같은 헤드-업 디스플레이 시스템들에서 사용되는 한가지 유형의 중간층은 수직단면이 쐐기형인 것이다. 쐐기형의 중간층은 헤드업 디스플레이를 위해 필요한, 방풍유리를 통한 직사광 동역학(correct light dynamics)을 제공하기 위해서 사용된다. 유감스럽게도, 표준 방풍유리의 경우와 같이, 헤드업 디스플레이 방풍유리 또한 방풍유리를 통한 바람직하지 않은 높은 잡음 투과 수준을 초래할 수 있다.
따라서, 더 개선된 조성물들 및 방법들이 다층 유리 패널들, 특히 쐐기형 중간층이 헤드-업 디스플레이 성능을 제공하기 위해서 사용되는 다층 유리 패널들의 음향을 감소시키는 특징들을 향상시키기 위해서 필요하게 된다.
도 1은 본 발명의 쐐기형 중간층의 하나의 구체예의 개략도이다.
발명의 요약
본 발명은 다층 유리 패널 타입의 용도들에 있어서, 특히 그와 같은 유리 라미네이트들에 대한 일치 주파수(coincident frequency)에서, 예컨대 약 2,000~6,000Hertz에서, 패널을 통한 음향 투과량을 감소시키기 위해 사용될 수 있는 중간층들을 제공한다. 이러한 효과는 음향 폴리머 중간층(acoustic polymer interlayer)을 쐐기형 적층 유리 적용예들, 좀더 상세하게는 쐐기형 방풍유리 적용예들에 통합함으로써 이루어진다.
발명의 상세한 설명
본 발명에 따르면, 음향 폴리머 시트를 통합하는 쐐기형 방풍유리 중간층이 방풍유리를 통하여 자동차 내로 투과되는 음향 투과를 제한하기 위해서 유리하게 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명의 쐐기형 중간층들은, 특히 "헤드업" 디스플레이가 제공되고, 일반적으로 비-평행 유리층들이 방풍유리 라미네이트에 사용되는 자동차에 있어서 특히 유용하다.
여기에 상세하게 기술되는 바와 같이, 본 발명의 방풍유리 중간층들은 쐐기형이다. 여기에서 사용된 바와 같이, 한쪽의 가장자리에서 측정된 중간층 또는 폴리머 시트의 평균 두께가 반대쪽 가장자리에서 측정된 중간층 또는 폴리머 시트의 평균 두께보다 적어도 0.13mm 더 두꺼운 경우, 그 중간층 또는 폴리머 시트는 "쐐기형"이라 한다. 본 발명의 쐐기형 중간층들은, 그들이 처음 형성될 때에, 그 횡단면이 예컨대, 등변 사다리꼴과 유사할 수 있다. 폴리머 시트의 횡단면의 두께 변화가 점진적으로 일어날 수 있거나, 또는 즉시 일어날 수 있다. 폴리머 시트의 한쪽의 가장자리로부터 반대쪽 가장자리까지의 두께 변화율은 연속적일 수 있거나, 또는 프로파일이 폴리머 시트의 횡단면의 어떤 영역에서 두께의 변화율 없이 평평할 수 있을 정도까지 다양할 수 있다. 마찬가지로, 두께 변화율은 폴리머 시트의 한쪽의 가장자리가 다른 가장자리보다 두께에 있어서 더 두꺼운 한, 폴리머 시트의 횡단면 전체에 걸쳐서 감소하거나 또는 증가할 수 있다. 물론, 굴곡진 방풍유리와 같은 비평면의 단단한 기재들에 적층된 후에, 쐐기형의 중간층은 라미네이트의 외형에 일치될 것이다.
본 발명의 쐐기형 중간층들은 단일 폴리머 시트로부터 또는 둘 이상의 폴리머 시트들로부터 형성될 수 있다. 하기에 상세하게 기술한 것과 같이, 폴리머 시트들은 어떤 적당한 열가소성 폴리머, 예컨대 폴리(비닐부티랄)일 수 있다.
여러 가지 구체예들에 있어서, 본 발명의 쐐기형 중간층들은 단일 폴리머 시트로부터 형성된다. 여러 가지 구체예들에 있어서, 폴리머 시트는 단일의 용융물 압출공정에 의해 단일의 음향 폴리머 용융물(여기에 정의한 바와 같은)로부터 형성된 쐐기형 폴리머 시트일 수 있다. 다른 구체예들에 있어서, 단일 폴리머 시트는 음향 폴리머 용융물 및 비음향 폴리머 용융물(여기에 정의한 바와 같은)이 공압출되어 음향 영역 및 비음향 영역을 갖는 단일의 쐐기형 폴리머 시트를 형성하는 공압출 공정을 통해 형성될 수 있다. 여러 가지 공압출 구체예들에 있어서, 상기 영역들은 단일 시트 내의 두개의 개별층들에 상당하도록 형성되고, 이는 두개의 개별 폴리머 시트들-음향 및 비음향-을 함께 적층한 경우에 이루어질 수 있는 효과와 동등하다. 또 다른 구체예들에 있어서, 제1의 음향 폴리머 용융물 및 제2의 다른 음향 폴리머 용융물이 공압출되어, 두개의 다른 음향 영역들을 갖는 쐐기형 중간층을 형성한다. 이 경우에도, 각각의 영역은 시트 내의 층에 상당한다.
이전 단락에 있어서 기술된 공압출 구체예들 중의 어느 것에 대하여, 필요하다면, 추가의 공압출 영역이 음향 또는 비음향 물질로부터 형성될 수 있다. 예컨대, 쐐기형 폴리머 시트는 잡음 억제 중간층으로서 사용될 수 있는 세개의 영역을 갖는 쐐기형 폴리머 시트를 형성하기 위하여 두개의 비음향 폴리머 용융물들 사이에 음향 폴리머 용융물을 공압출시켜 형성될 수 있다. 이 구체예는 상대적으로 낮은 블록킹의 장점을 갖는다. 또 다른 공압출 영역들이, 예컨대 폴리머 시트 내의 색조 경사(color gradient) 영역들을 형성하기 위해, 엷은 색의 용융물들로부터 형성될 수 있다.
단일 쐐기형 폴리머 시트가 쐐기형 방풍유리 중간층을 형성하기 위해서 사용되는 구체예들 중의 어느 것에 있어서, 폴리머 시트의 한쪽의 가장자리는, 반대쪽 가장자리의 두께보다 적어도 0.13mm, 적어도 0.2mm, 적어도 0.3mm, 적어도 0.4mm, 적어도 0.5mm, 적어도 0.7mm, 또는 적어도 1.0mm 더 두꺼운 두께를 갖는 가장자리를 가질 수 있으며, 이러한 차이로 인해 쐐기형이 형성된다.
단일 쐐기형 폴리머 시트가 쐐기형 방풍유리 중간층을 형성하기 위해서 사용되는 구체예들 중의 어느 것에 있어서, 더 얇은 가장자리는 예컨대, 적어도 0.38mm, 적어도 0.45mm, 적어도 0.75mm, 적어도 1.0mm, 및/또는 0.38~2.5mm, 0.4~2.0mm, 0.5~1.75mm, 또는 0.6~1.5mm의 두께를 가질 수 있다.
여러 가지 구체예들에 있어서, 본 발명의 방풍유리 중간층들은 하나 이상의 폴리머 시트를 포함하고, 임의로 다른 폴리머 층들 및/또는 다른 층들을 포함한다. 이들 구체예들에 있어서, 적어도 하나의 폴리머 시트들은 음향 폴리머 시트 또는 여기에 정의된 바와 같은 음향 영역을 갖는 폴리머 시트이다.
도 1에서 전체적인 부호 10으로 나타낸 바와 같이, 두개의 층을 갖는 구체예는 쐐기형 폴리머 시트(14) 및 평평한 폴리머 시트(12)를 포함한다. 쐐기형 폴리머 시트(14) 및 평평한 폴리머 시트(12)는 함께 제1의 두께(T1) 및 제2의 두께(T2)를 갖는 쐐기형 중간층을 형성한다. 단일층 구체예들에 대해서 상기에서 기술된 바와 같이, 쐐기형 중간층의 한쪽의 가장자리는 반대쪽 가장자리의 두께(T1)보다 적어도 0.13mm, 적어도 0.2mm, 적어도 0.3mm, 적어도 0.4mm, 적어도 0.5mm, 적어도 0.7mm, 또는 적어도 1.0mm 더 두꺼운 두께(T2)의 가장자리를 가질 수 있다. 또한, 도 1에 나타낸 T1은 예컨대, 적어도 0.38mm, 적어도 0.45mm, 적어도 0.75mm, 적어도 1.0mm, 및/또는 0.38~2.5mm, 0.4~2.0mm, 0.5~1.75mm, 또는 0.6~1.5mm의 두께를 가질 수 있다.
도 1에 예시되어 있는 본 발명의 쐐기형 중간층의 하나의 구체예의 개략도는 두께 변화가 바로, 연속적인 일정한 비율로 생긴 폴리머 시트의 횡단면의 두께 변화를 나타낸다.
폴리머 시트의 한쪽의 가장자리로부터 반대쪽 폴리머 시트까지의 두께 변화율이 연속적이고 일정한 경우의 쐐기형 중간층의 구체예들에 관해서, 쐐기형 표면과 반대쪽 표면 사이에 형성된 쐐기각(wedge angle)은 다음 식으로부터 계산될 수 있다:
tanα = (T2-T1)/W
여기에서 α는 쐐기각으로 밀리래디언(milliradians)이고; T1 및 T2는 도 1에 정의되어 있고, W는 쐐기형 중간층 시트의 폭이다.
두개 이상의 층들이 사용된, 본 발명의 쐐기형 중간층의 구체예들에 관해서, 층들의 적어도 하나는 음향 폴리머 시트 또는 상기 기술된 바와 같은 음향 영역을 갖는 공압출된 폴리머 시트이다. 예컨대, 쐐기형 폴리머 시트(14)는 음향 폴리머 시트일 수 있고, 평평한 폴리머 시트(12)는 비음향 폴리머 시트일 수 있다. 그 반대의 경우도 또한 허용가능하고, 이 경우 쐐기형 폴리머 시트(14)는 비음향 폴리머 시트이고, 평평한 폴리머 시트(12)는 음향 폴리머 시트이다.
또 다른 구체예들에 있어서, 폴리머 시트의 하나 이상의 추가의 층은 도 1에 나타난 구조물 내로 통합될 수 있다. 예컨대, 음향 또는 비음향 및 쐐기형 또는 비쐐기형의 제3의 폴리머 시트가 통합될 수 있다. 쐐기형 중간층을 형성하기 위해서 폴리머 시트들의 어떠한 적당한 구조 및 시트 형태들이 사용될 수 있고, 여러 가지 구체예들에 있어서, 이들 다층으로 된 중간층들의 전체적인 크기는 단일 폴리머 시트 구체예들에 관한 두께에 대해서 상기에서 주어진 범위 내일 수 있다.
여러 가지 구체예들에 있어서, 여기에 기술된 바와 같은, 폴리(에틸렌테레프탈레이트)와 같은 폴리머 필름이 본 발명의 다층 구조물 내로 포함될 수 있다. 예컨대, 폴리머 필름이 두개의 폴리머 층들 사이에 통합된 3개 층 구조의 구체예를 만들기 위하여, 폴리머 필름은 도 1에서의 쐐기형 폴리머 시트(14)와 평평한 폴리머 시트(12)의 사이에 포함될 수 있다. 그러나 또 다른 구체예들에 있어서, 두개 이상의 폴리머 필름들이 본 발명의 다층 중간층 구체예들 내에 통합될 수 있다.
본 발명의 여러 가지 구체예들에 있어서, 본 발명의 중간층들은, 두개의 창유리 시트들 사이에 적층될 때에, 본 발명의 중간층과 동일한 형태를 갖는 비음향 폴리머 시트로 이루어진 종래의 단일의 중간층을 갖는 상응하는 적층 유리 패널에 비해 일치 주파수에 있어서 적층 유리 패널을 통한 음향의 투과를 적어도 2데시빌(dB) 만큼 감소시킨다.
본 발명의 여러 가지 구체예들에 있어서, 본 발명의 중간층들은, 두개의 창유리 시트들 사이에 적층될 때에, 본 발명의 중간층과 동일한 형태를 갖는 비음향 폴리머 시트로 이루어진 종래의 단일의 중간층을 갖는 상응하는 적층 유리 패널에 비해 일치 주파수에 있어서 적어도 2dB, 좀더 바람직하게는 4dB. 더욱 바람직하게는 6dB 또는 그 이상, 즉 8dB의 음향 투과 손실을 향상시킨다.
유리층을 포함하는 여기에 기술된 각각의 구체예들에 관해서, 적당하다면 판유리 타입의 물질이 유리 대신 사용되는 다른 구체예가 존재한다. 그와 같은 판유리 층들의 예들은 높은 유리 전이온도(Tg), 예컨대 60℃ 또는 70℃의 유리전이온도를 갖는 예컨대, 폴리카보네이트, 폴리에스테르들, 폴리알킬 메타크릴레이트들, 및 특히 알킬 부분에 있어서 1~3개의 탄소원자들을 갖는 단단한 플라스틱들을 포함한다.
여기에 제공된 중간층들 이외에, 본 발명은 본 발명의 어떤 쐐기형 중간층들을 포함하는 다층 유리 패널을 오프닝에 배치하는 단계를 포함하는, 오프닝을 통한 음향의 레벨을 감소시키는 방법들 또한 제공한다.
본 발명은 또한 유리 또는 아크릴층들과 같은, 당업계에 공지된 바와 같은, 두개의 단단한, 투명한 패널들 사이에 본 발명의 중간층들 중의 어느 것을 적층시키는 단계를 포함하는, 다층 판유리를 제조하는 방법들을 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명의 다층 중간층을 포함하는, 방풍유리 및 건축용 창문들과 같은, 다층 유리 패널들을 포함한다. 또한 유리 패널들 대신에 아크릴들과 같은 플라스틱류, 또는 다른 적당한 물질들을 갖는 다층 판유리 패널들도 포함된다.
폴리머 필름
여기에서 사용된 바와 같은, "폴리머 필름"은 성능 향상층으로서 기능하는 상대적으로 얇고 단단한 폴리머층을 의미한다. 폴리머 필름들은, 직접 다층의 판유리 구조에 대해 필요한 침투저항성과 유리 보존성능들을 제공하지는 못하지만, 적외선 흡수 특성 또는 반사 특성과 같은 성능 향상을 제공한다는 점에서 여기에서 사용된 바와 같은 폴리머 시트들과는 상이하다. 폴리(에틸렌테레프탈레이트)는 폴리머 필름으로서 가장 일반적으로 사용되고 있다.
폴리머 필름은 바람직하게는 광학적으로 투명하고(즉, 층의 한쪽 면에 근접한 대상들은 다른쪽 면으로부터 그 층을 통해서 보고 있는 특정 관찰자의 눈에 의해 편안하게 보여질 수 있다), 조성에 상관 없이, 인접한 폴리머 시트의 인장 모듈러스보다 더 큰, 몇몇의 구체예들에 있어서는 훨씬 더 큰 인장 모듈러스를 갖는다. 여러 가지의 구체예들에 있어서, 폴리머 필름은 열가소성 물질을 포함한다. 적당한 특성들을 갖는 열가소성 물질들 중에는, 나일론, 폴리우레탄, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 셀룰로오스 아세테이트 및 트리아세테이트, 비닐클로라이드 폴리머 및 코폴리머 등이 있다.
여러 가지 구체예들에 있어서, 폴리머 필름은, 폴리에스테르류를 포함하는, 주목할 만한 특성을 갖는 재-연신(re-stretched) 열가소성 필름들과 같은 물질들을 포함한다. 여러 가지 구체예들에 있어서, 폴리머 필름은 폴리(에틸렌테레프탈레이트)를 포함하거나 또는 이것으로 이루어지고, 여러 가지 구체예들에 있어서, 폴리(에틸렌테레프탈레이트)는 강도를 개선시키기 위해 양축으로 연신되고, 및/또는 고온으로 처리시에 낮은 수축 특성을 제공하도록 열안정화되었다(예컨대, 150℃에서 30분 후에 양쪽 방향으로 2% 미만 수축).
미국특허 제6,797,396호에 개시되어 있는, 본 발명과 함께 사용될 수 있는 추가적인 유형의 폴리머 필름은, 금속층들에 의해 야기될 수 있는 간섭의 발생 없이 적외선 복사를 반사시키기 위해서 기능하는 다수의 비금속층들을 포함한다.
여러 가지 구체예들에 있어서, 폴리머 필름은 0.013~0.20mm, 0.025~0.10mm, 또는 0.04~0.06mm의 두께를 가질 수 있다. 폴리머 필름은 접착성 또는 적외선 복사 반사와 같은, 하나 이상의 특성들을 개선시키기 위하여 선택적으로 표면처리 또는 코팅될 수 있다. 이들 기능성 성능층들은, 예컨대, 태양 광선에 노출시, 적외선 태양열 복사를 반사시키기 위하여, 그리고 가시광선을 투과하기 위하여 다층-스택(multi-stack)을 포함한다. 이 다층-스택은 선행 기술에 공지되어 있고(예컨대, WO 88/01230 및 미국특허 제4,799,745호 참고), 예컨대, 하나 이상의 옹그스트롬 두께의 금속층들과 하나 이상의(예컨대, 두개의) 순서에 따라 배치된, 광학적으로 협력하는 절연체 층들을 포함할 수 있다. 또한 공지된 바와 같이(예컨대, 미국특허 제4,017,661호 및 제4,786,783호 참고), 금속층(들)은 어떤 관련된 유리층들의 서리제거 또는 안개제거를 위하여 가열시, 선택적으로 전기적으로 저항성이 있을 수 있다. 본 발명과 함께 사용될 수 있는, 폴리(에틸렌테레프탈레이트) 필름 및 다른 폴리머 필름들에 대한 여러 가지 코팅 및 표면 처리 기술들이 공개된 유럽 특허출원 제0157030호에 개시되어 있다. 본 발명의 폴리머 필름들은 또한 당업계에 공지된 바와 같이, 하드코트 및/또는 안개제거층을 포함할 수 있다.
폴리머 시트
여기에서 사용된 바와 같은, "폴리머 시트"는 적층된 판유리 패널들에 대해서 단독으로 또는 한층 이상의 스택 형태로 적당한 투명 저항성 및 유리 보유특성을 제공하는 중간층으로서의 사용을 위해 어떠한 적당한 방법에 의해 얇은 층으로 형성된 어떠한 열가소성 폴리머 조성물을 의미한다. 가소화된 폴리(비닐부티랄)은 폴리머 시트들을 형성하기 위해 가장 일반적으로 사용된다.
본 발명의 폴리머 시트들은 음향(acoustic) 폴리머 시트들 또는 비음향(non acoustic) 폴리머 시트들이다. 여기에 사용된 바의 "음향 폴리머 시트"는 25℃ 미만의 유리전이온도를 갖고, 적어도 2데시빌의, 본 명세서에서 기술된 바와 같이 측정될 수 있고, 본 명세서에 기술된 바와 같이 정의된, 개선된 음향 투과 손실을 부여하는 폴리머 시트이다. 여러 가지 구체예들에 있어서, 본 발명의 음향 폴리머 시트들은 -15℃ 이상이면서, 25℃ 미만, 20℃ 미만, 15℃ 미만 또는 10℃ 미만의 유리전이온도를 갖는다. 비음향 폴리머 시트들은 25℃ 미만의 유리전이온도를 갖지 않고, 30~33℃ 사이의 유리전이온도를 갖는 다른 동등한 폴리머 시트들과 비교될 때, 2데시빌 미만의 개선된 음향 투과 손실을 부여하지 않는 폴리머 시트들이다. 또한, 여기에 사용된 바의 "음향 폴리머 용융물"은 폴리머 시트로 형성될때, 음향 폴리머 시트에 대해 기술된 특성들을 갖는 어떤 폴리머 용융물이고, "비음향 폴리머 용융물"은, 폴리머 시트로 형성될때, 비음향 폴리머 시트에 대해 기술된 특성들을 갖는 어떤 폴리머 용융물이다.
쐐기형 폴리머 시트를 형성하기 위해서 사용되는 단일 폴리머 용융물은 둘 이상의 다른 폴리머 물질들을 블렌딩하여 형성할 수 있다. 몇몇의 구체예들에 있어서, 단일 폴리머 시트는 다수의 유리전이온도를 나타낼 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 25℃ 미만의 적어도 하나의 유리전이온도를 갖는 그러한 용융물을 통해서 형성된 폴리머 시트는 25℃ 미만의 유리전이온도를 갖는다고 말하여진다.
음향 폴리머 용융물 및 비음향 폴리머 용융물이 음향 영역 및 비음향 영역을 갖는 단일의 쐐기형 폴리머 시트를 형성하기 위해서 공압출되는 공압출 공정을 통해서 형성되는 단일 폴리머 시트는, 적어도 하나의 유리전이온도가 25℃ 미만이고, 적어도 하나의 유리전이온도가 25℃보다 높은 둘 이상의 유리전이온도를 가질 수 있다.
유사하게, 폴리머 시트들의 적어도 하나가 쐐기형인, 음향 폴리머 시트 및 비음향 폴리머 시트를 포함하는 쐐기형 중간층은, 적어도 하나의 유리전이온도가 25℃ 미만이고, 적어도 하나의 유리전이온도가 25℃보다 높은 다수의 유리전이온도를 가질 수 있다.
폴리머 시트는 어떠한 적합한 폴리머를 포함할 수 있고, 바람직한 구체예에 있어서, 폴리머 시트는 폴리(비닐부티랄)을 포함한다. 폴리머 시트의 폴리머 성분으로서 폴리(비닐부티랄)을 포함하는 여기에 주어진 본 발명의 구체예들 중에는, 폴리머 성분이 폴리(비닐부티랄)로 이루어지거나 또는 필수적으로 폴리(비닐부티랄)로 이루어진 다른 구체예가 포함된다. 이들 구체예들에 있어서, 여기에 개시된 다양한 첨가제들 중의 어느 것이나 폴리(비닐부티랄)로 이루어지거나 또는 필수적으로 폴리(비닐부티랄)로 이루어진 폴리머를 갖는 폴리머 시트에 사용될 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 폴리머 시트는 부분적으로 아세탈화된 폴리(비닐알코올)들에 기초한 폴리머를 포함한다. 다른 구체예에 있어서, 폴리머 시트는 폴리(비닐부티랄), 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리(에틸렌비닐아세테이트), 이들의 조합 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 폴리머를 포함한다. 다른 구체예들에 있어서, 폴리머 시트는 가소화된 폴리(비닐부티랄)을 포함한다. 또 다른 구체예들에 있어서, 폴리머 시트는 폴리(비닐부티랄) 및 하나 이상의 다른 폴리머들을 포함한다. 적당한 유리전이온도를 갖는 다른 폴리머들 또한 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 폴리(비닐부티랄)에 대하여 (예컨대, 제한없이, 가소제들, 성분 퍼센트, 두께 및 특성-향상 첨가제들에 대하여), 특별히 주어진 바람직한 범위들, 값들 및/또는 방법들은, 이들이 적용될 수 있는 경우에는, 폴리머 시트의 성분으로서 유용한 것으로 개시된 다른 폴리머들과 폴리머 블렌드들에도 또한 적용가능하다.
폴리(비닐부티랄)을 포함하는 구체예들에 관하여, 폴리(비닐부티랄)은 산촉매의 존재하에서 폴리(비닐알코올)과 부틸알데히드를 반응시키고, 이어서 촉매의 중화, 수지의 분리, 안정화 및 수지의 건조를 포함하는 공지된 아세탈화 공정에 의해 제조될 수 있으며, 여기에서 기술된 바의 여러 가지 구체예들에 있어서 이해되는 바와 같이, 잔류 히드록실 함량이 조절될 것이다.
여러 가지 구체예들에 있어서, 폴리머 수지는 폴리비닐 아세테이트로서 계산된 25중량% 미만의 잔류 에스테르기들, 20중량%, 15중량%, 10중량%, 7중량%, 5중량% 또는 3중량% 미만의 잔류 에스테르기들을 또한 포함할 수 있고, 나머지로는 아세탈, 바람직하게는 부틸알데히드 아세탈을 포함하지만, 임의로 미량의 다른 아세탈기들, 예컨대, 2-에틸 헥사날기를 포함할 수 있다(예컨대, 미국특허 제5,137,954호 참고).
여러 가지 구체예들에 있어서, 다른 범위들 또한 사용될 수 있지만, 9~50중량%, 10~50중량%, 11~40중량%, 15~30중량%, 또는 20~30중량%의 잔류 폴리(비닐알코올) 함량을 갖는 폴리(비닐부티랄)을 사용하는 것이 유리하다. 또한, 몇몇 적용예들에 있어서, 잔류 폴리(비닐알코올) 함량이 25중량%보다 큰, 27중량%보다 큰, 또는 30중량%보다 큰 폴리(비닐부티랄)을 사용하는 것이 유리하다.
여러 가지의 구체예들에 있어서, 폴리머 시트는 30,000, 40,000, 50,000, 55,000, 60,000, 65,000, 70,000, 120,000, 250,000, 또는 350,000g/mole(또는 달톤(Daltons))보다 큰 분자량을 갖는 폴리(비닐부티랄)을 포함한다. 350달톤 이상의 분자량을 더 증가시키기 위하여 소량의 디알데히드 또는 트리알데히드 또한 아세탈화 단계 동안 첨가될 수 있다(예컨대, 미국특허 제4,874,814호; 제4,814,529호; 제4,654,179호 참고). 여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "분자량"은 중량평균 분자량을 의미한다.
본 발명의 폴리머 시트들의 여러 가지 구체예들에 있어서, 비음향 폴리머 시트들은 수지 100중량부("phr")당 10~90중량부, 15~85중량부, 20~60중량부, 25~60중량부, 20~80중량부, 25~70중량부 및 25~60중량부의 가소제를 포함할 수 있다. 물론 가소제들의 다른 양이 특별한 적용예를 위해 적절하게 사용될 수 있다. 폴리(비닐부티랄)시트는 수지는 수지 100중량부당 바람직하게는 20~80중량부 및 좀더 바람직하게는 25~60중량부의 가소제를 포함한다. 몇몇의 구체예들에 있어서, 가소제는 20개 미만, 15개 미만, 12개 미만 또는 10개 미만의 탄소원자들을 갖는 탄화수소 단편을 갖는다. 가소제의 양은 폴리(비닐부티랄) 시트의 유리전이온도에 영향을 미치도록 조절될 수 있다.
종래의, 비음향 폴리(비닐부티랄) 중간층은 전형적으로 30~33℃ 범위에 있는 유리전이온도를 갖는다. 음향 폴리(비닐부티랄)은 아세틸기들에 결합된 에틸렌기들의 평균양의 몰비에 대한 변경, 아세탈화 정도, 알데히드기들의 길이 및/또는 가소제의 양을 포함하여, 여러가지 면에 있어서 비음향 중간층과는 다를 수 있다. 예컨대, 음향 중간층은 가소제의 농도를 증가시키거나, 그리고/또는 약 30℃~약 18℃ 이하까지 유리전이온도를 감소시키기에 충분하도록, 폴리비닐 부티랄 수지의 히드록실 함량을 감소시키므로써 얻어질 수 있다. 일반적으로, 더 많은 양의 가소제가 유리전이온도를 감소시키기 위해 첨가된다. 본 발명의 여러 가지 구체예들에 있어서, 음향 폴리머 시트는 예컨대 30~100phr의 가소제, 40~90phr의 가소제, 50~85phr의 가소제, 또는 60~80phr의 가소제를 포함한다.
음향 폴리머 시트들은 또한 종래의 중간층에 전형적으로 사용된 비변성 폴리(비닐부티랄), 상용화제 및 가소제를 사용하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 상용화제의 역할은 중간층의 유리전이온도를 감소시키기 위해 폴리(비닐부티랄) 수지와 가소제가 더욱 친화성을 갖도록 하는 것이다. 상용화제는 2~50phr 첨가될 수 있다. 상용화제들의 예들은 제한되지는 않지만, 트리-에틸렌 글리콜, 테트라-에틸렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜들의 올리고머들; 프로필렌 글리콜 및 그것의 올리고머들; 트리-에틸렌 글리콜 모노(2-에틸헥사노에이트), 및 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜 부분들을 포함하는 다른 알킬, 아릴 하이드로카본들 및 그들의 화학적 유도체들을 포함한다.
폴리머 시트들을 형성하기 위해서, 어떤 적당한 가소제들이 본 발명의 폴리머 수지들에 첨가될 수 있다. 본 발명의 폴리머 시트들에 사용되는 가소제들은 다른 것들 중에서 다가산의 에스테르들 또는 다가 알코올의 에스테르들을 포함할 수 있다. 적당한 가소제들은, 예컨대, 트리에틸렌 글리콜 디-(2-에틸부티레이트), 트리에틸렌 글리콜 디-(2-에틸헥사노에이트), 트리에틸렌 글리콜 디헵타노에이트, 테트라에틸렌 글리콜 디헵타노에이트, 디헥실 아디페이트, 디옥틸 아디페이트, 헥실 시클로헥실아디페이트, 헵틸 아디페이트와 노닐 아디페이트들의 혼합물들, 디이소노닐 아디페이트, 헵틸노닐 아디페이트, 디부틸 세바케이트, 오일-변성 세바식 알키드와 같은 폴리머 가소제들 및 미국특허 제3,841,890호에 개시된 바와 같은 포스페이트들과 아디페이트들의 혼합물들 및 미국특허 제4,144,217호에 개시된 바와 같은 아디페이트들 및 전술한 것들의 혼합물들 및 조합물들을 포함한다. 사용될 수 있는 다른 가소제들은 미국특허 제5,013,779호에 개시된 바와 같은, C4~C9 알킬 알코올들과 시클로 C4~C10 알코올들로부터 제조된 혼합 아디페이트, 및 헥실 아디페이트와 같은 C6~C8 아디페이트 에스테르들이다. 바람직한 구체예들에 있어서, 가소제는 트리에틸렌 글리콜 디-2 에틸헥사노에이트이다.
접착 조절제들(ACAs) 또한 바람직한 접착성을 부여하기 위하여 본 발명의 폴리머 시트들에 포함될 수 있다. 이들 제제들은 예컨대, 3개의 폴리머 시트를 갖는 구체예에 있어서 외부 시트들에 통합될 수 있다. 미국특허 제5,728,472호에 개시된 ACA들 중의 어떤 것이 사용될 수 있다. 또한, 잔류 소듐아세테이트 및/또는 포타슘아세테이트는 산 중화반응에 사용된 관련 수산화물의 양을 변경함으로써 조절될 수 있다. 여러 가지 구체예들에 있어서, 본 발명의 폴리머 시트들은, 소듐아세테이트에 추가하여, 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트)를 포함한다(화학 초록 번호 79992-76-0). 마그네슘염은 유리에 대한 폴리머 시트의 접착을 조절하기 위한 유효량으로 포함될 수 있다.
최종 제품 내에서 그 성능을 향상시키기 위해 플리머 시트 내로 첨가제들이 통합될 수 있다. 이러한 첨가제들은, 제한되지는 않지만, 선행기술에 공지된 바와 같은, 가소제들, 염료들, 안료들, 안정화제들(예컨대, 자외선 안정화제들), 산화방지제들, 방염제들, 다른 IR흡수제들, 안티 블로킹제들, 상기 첨가제들의 조합물들 등을 포함한다.
자외 또는 근적외 스펙트럼내의 광을 선택적으로 흡수하는 제제들이 어떤 적합한 폴리머 시트들에 첨가될 수 있다. 사용될 수 있는 제제들은 란타늄 헥사보라이드(LaB6), 인듐 틴 옥사이드 및 안티모니 틴 옥사이드와 같은 염료들 및 안료들을 포함할 수 있다.
여기에서 사용된 바와 같은, "수지"는 폴리머 전구체들의 산촉매 반응과 이어지는 중화반응으로부터의 결과로 얻어진 혼합물로부터 회수된 폴리머(예컨대, 폴리(비닐부티랄)) 성분을 의미한다. 수지는 일반적으로 폴리머, 예컨대 폴리(비닐부티랄) 이외에 예컨대 아세테이트, 염 및 알코올들과 같은 다른 성분들을 가질 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같은 "용융물"은 수지와 가소제 및 임의로 다른 첨가제들과 용융된 혼합물을 의미한다.
본 발명의 폴리머 시트들 및 다층 중간층들을 제조하기 위해서 어떤 적당한 방법이 사용될 수 있다. 폴리(비닐부티랄)을 제조하기 위한 적당한 공정들의 상세한 내용들은 당업자들에게는 공지되어 있다(예컨대, 미국특허 제2,282,057호 및 제2,282,026호 참고). 하나의 구체예에 있어서, B.E. Wade의 백과사전(2003), Polymer Science & Technology, 3판, Volume 8, 381~399page 중의, Vinyl Acetal Polymers에 기술된 용매방법이 사용될 수 있다. 다른 구체예에 있어서, 여기에 기술된 수성 방법이 사용될 수 있다. 폴리(비닐부티랄)은 예컨대 ButvarTM 수지로서 St. Louis, Missouri주재의 Solutia Inc. 제품이 여러 가지 형태로 상업적으로 구입가능하다.
폴리(비닐부티랄) 층을 형성하는 한 가지 예시적인 방법은 수지, 가소제 및 첨가제들을 포함하는 용융 폴리(비닐부티랄)을 압출시키고, 강제로 용융물을 시트 다이(예컨대, 수직 넓이보다 한 면에서 실질적으로 더 큰 오프닝을 갖는 다이)를 통해 통과시키는 것을 포함한다. 시트 다이는, 다이 오프닝을 조절하거나, 그리고/또는 다이의 폭을 변경시켜, 용융물이 강제로 다이를 통해 통과되는 동안 원하는 쐐기 두께의 프로파일을 제조하는 방법으로 쐐기형 폴리머 시트를 제조하기 위해서 사용될 수 있다. 쐐기형 층들은 적당한 쐐기형 시트 다이를 사용하므로써 형성될 수 있다.
폴리(비닐부티랄) 층을 형성하는 다른 예시적인 방법은, 다이로부터 용융물을 롤러상에 캐스팅하고, 수지를 고체화하고, 이어서 시트로서 고체화된 수지를 회수하는 것을 포함한다. 다른 구체예에 있어서, 층의 한쪽 또는 양쪽 면에서의 표면 조직은 다이 오프닝의 표면을 조절함으로써 또는 롤러 표면에 조직을 제공함으로써 조절될 수 있다. 층 조직을 조절하기 위한 다른 기술들은 물질들의 파라미터들의 변경(예컨대, 수지 및/또는 가소제의 물함량, 용융 온도, 폴리(비닐부티랄)의 분자량 분포 또는 상기 파라미터들의 조합)을 포함한다. 게다가, 층은 적층 공정 동안에 층의 탈기를 용이하게 하기 위해서 일시적인 표면 불규칙성을 규정하는 일정 간격의 돌출부들을 포함하도록 배열될 수 있고, 그 후 적층 공정의 온도 및 압력의 상승에 의해 용융물이 층으로 사출되며, 결과적으로 매끄러운 표면이 생성된다.
음향 및 비음향 영역들을 포함하는 본 발명의 폴리머 시트들은 당업계에 공지된 어떤 방법에 의해 제조될 수 있다. 전형적인 방법에 있어서, 폴리머 수지, 가소제, 및 어떤 바람직한 첨가제들을 포함하는 둘 이상의 용융물들이 독립적으로 형성되고 공압출되어, 사용된 각각의 용융물에 상응하는 영역들을 갖는 단일의 폴리머 시트를 형성한다. 예컨대, 단독으로 사용된다면, 20℃의 유리전이온도를 갖는 시트로 될 제1의 용융물, 및 단독으로 사용된다면, 30℃의 유리전이온도를 갖는 시트로 될 제2의 용융물이 공압출되어, 제1의 영역이 20℃의 유리전이온도를 갖고, 제2의 영역이 30℃의 유리전이온도를 갖는, 각각 개별적인 시트의 형태와 유사한 제1의 영역과 제2의 영역을 갖는 폴리머 시트를 형성할 수 있다.
하나 이상의 폴리머 시트를 포함하는 본 발명의 중간층들은 카렌다링 공정 또는 예비-적층 공정을 통해서 제조될 수 있다. 전형적인 방법에 있어서, 적어도 하나의 폴리머 시트가 쐐기형인, 음향 폴리머 시트 및 비음향 폴리머 시트가 압력 및 열의 조건하에서 조합되어 중간층을 형성한다. 음향 폴리머가 쐐기형이라면, 단일 폴리머 용융물을 통해서 또는 이전 단락들에 있어서 여러 가지 구체예들에 기재된 바와 같은 공압출 공정들을 통해서 형성된다.
여러 가지 기술들을 설명하는 다음의 단락들은 폴리머 시트의 특성을 개선 및/또는 측정하기 위해서 사용될 수 있다.
폴리머 시트, 및 특히 폴리(비닐부티랄) 층의 투명도는, 시트를 통해 통과하는 직접적인 입사 광선으로부터 산란된 빛의 정량화인, 헤이즈값을 측정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 헤이즈%는 다음의 기술에 따라서 측정될 수 있다. 헤이즈의 양을 측정하기 위한 장치인 헤이즈미터, 모델 D25(Hunter Associates(Reston, VA)사 제품)는 2도의 관찰자 각도에서, 발광체 C를 사용하여, ASTM D1003-61(1997년에 재-승인)-공정 A에 따라서 사용될 수 있다. 본 발명의 여러 가지 구체예들에 있어서, 헤이즈%는 5% 미만, 3% 미만, 그리고 1% 미만이다.
가시 투과도는 국제표준 ISO 9050:1990에 기술된 방법에 의해, Perkin Elmer사 제품인 Lambda 900과 같은 UV-Vis-NIR 스펙트로포토미터를 사용하여 정량화될 수 있다. 여러 가지 구체예들에 있어서, 본 발명의 폴리머 시트를 통한 투과도는 적어도 60%, 적어도 70% 또는 적어도 80%이다.
펌멜(Pummel) 접착력은 다음의 기술에 따라 측정될 수 있고, 여기에서 "펌멜"은 유리에 대한 폴리머 시트의 접착력을 정량화하기 위해서 참조되고, 다음의 기술이 펌멜을 결정하기 위해서 사용된다. 두겹의 유리 적층물 샘플들을 표준 오토클레이브 적층 조건들하에서 제조한다. 적층물들을 약 -18℃(0℉)로 냉각시키고, 유리를 깨기 위하여 수동으로 해머로 연타했다. 폴리(비닐부티랄) 층에 부착되지 않은 모든 깨진 유리를 제거한 후에, 폴리(비닐부티랄) 층에 부착되어 남아있는 분량의 유리를 표준 세트와 시각적으로 비교한다. 표준은 폴리(비닐부티랄) 층에 부착되어 남아있는 유리의 양의 다양한 정도에 상응한다. 구체적으로는, 펌멜 표준값 0(zero)에서는, 폴리(비닐부티랄) 층에 부착되어 남아있는 유리는 전혀 없다. 유리의 펌멜 표준값 10에서는, 유리의 100%가 폴리(비닐부티랄) 층에 부착되어 남아있다. 본 발명의 폴리(비닐부티랄)층들은, 예컨대 3~10의 펌멜값을 가질 수 있다.
폴리머 시트의 "황색 지수"는 다음에 따라서 측정될 수 있다: 본질적으로 평면이고 평행인 매끈한 폴리머 표면을 가지고 있는, 1cm 두께로 성형된 투명한 폴리머 시트 디스크를 형성한다. 상기 지수는 가시 스펙트럼에서 분광광도계의 광투과도로부터, ASTM 방법 D 1925, "플라스틱의 황색 지수 표준 테스트 방법"에 따라서 측정된다. 값들은 측정된 시편 두께를 사용하여 1cm 두께로 보정된다. 본 발명의 여러 가지 구체예들에 있어서, 폴리머 시트의 황색 지수는 12 이하, 10 이하 또는 8 이하이다.
여기에서 사용된 바와 같이 폴리머 시트들의 유리전이온도는 다음의 방법들을 사용하는 레오메트릭 다이나믹 전단 모드 분석방법에 의해 결정된다. 열가소성 폴리머 시트는 직경 25mm의 샘플 디스크로 성형된다. 폴리머 샘플 디스크를 Rheometrics Dynamic Spectrometer II(New Jersey, Piscataway 소재의 Rheometrics Incorporated 제품)의 두개의 25mm 직경의 평행판 테스트 고정구 사이에 위치시킨다. 상기 폴리머 시트 샘플 디스크는, 샘플의 온도를 2℃/분의 속도로 -20℃로부터 70℃까지 상승시키면서, 1Hertz의 진동 주파수에서 전단 모드로 테스트된다. 온도에 대해 플롯된 탄델타의 최대값의 위치(감쇠)가 유리전이온도를 결정하기 위해서 사용된다.
여기에서 사용된 바와 같은, 종래의 적층 유리는 단단한 두개의 창유리 시트들 사이에 본 발명의 중간층과 동일한 형태를 갖는 비-음향 폴리머 시트로 이루어진 종래의 중간층을 적층하므로써 형성된다. 본 발명의 목적을 위하여, 종래의 적층 유리는 "참조 적층 패널"로서 언급된다.
본 발명의 중간층을 이루고 있는 유리 적층물을 특징짓기 위해서 사용된 바의 방음에 있어서의 개선은 이전 단락에서 기술된 바와 같은 참조 적층 패널을 참고하여 결정된다. 두개의 외부 유리층들을 갖는 전형적인 적층물들에 있어서, "조합된 유리 두께"는 두개의 유리층들의 두께의 합이다; 3개 이상의 유리층들은 갖는 좀더 복잡한 적층물들에 있어서, 조합된 유리 두께는 3개 이상의 유리층들의 합으로 될 것이다.
본 발명의 목적을 위하여, "일치 주파수(coincident frequency)"는 패널에 있어서 "일치 효과"에 기인한 음향 투과 손실에 있어서의 딥(dip)을 나타내는 주파수를 의미한다(Lu, J의 Windshields with New PVB Interlayer for Vehicle Interior Noise Reduction and Sound Quality Improvement - SAE Paper # 2003-01-1587). 참조 패널의 일치 주파수는 전형적으로 2,000~6,000Hertz의 범위에 있고, 다음의 알고리즘으로부터 참조 패널에 있어서의 유리의 조합된 유리 두께와 동일한 두께를 갖는 일체의(monolithic) 유리 시트로부터 실험적으로 결정될 수 있다.
fc = 15,000/d
여기에서 "d"는 전체 유리의 밀리미터 두께이고, "fc"는 Hertz이다.
본 발명의 목적을 위하여, 방음 성능의 개선은 참조 패널의 일치 주파수(참조 주파수)에 있어서의 음향 투과 손실의 증가에 의해서 측정될 수 있다.
"음향 투과 손실"은 20℃의 고정 온도에서 ASTM E90(95)에 따라 본 발명의 적층물 또는 고정된 치수의 종래의 참조 패널에 대해 결정된다.
본 발명의 중간층들을 사용하는 유리 적층물들은 예컨대, 미국특허 제5,024,895호; 제5,091,258호; 제5,145,744호; 제5,189,551호; 제5,264,058호; 및 제5,529,654호에 개시된 바와 같은 공지된 방법들에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 유리는 열강화된 플로트(float) 유리이고, 이는 전자석 스펙트럼, 예컨대 적외선의 특정 부분들을 반사하기 위하여 금속 및/또는 금속 산화물 층들로 착색 또는 코팅된다. 바람직한 유리 적층물들은 3.2mm 이하, 바람직하게는 더 얇은, 예컨대 2.5mm 이하의 두께, 및 좀더 바람직하게는 2.3mm 이하의 두께의 유리로 제조된다. 유리 적층물은 다른 두께, 예컨대 1.6mm 및 2.3mm 두께의 유리를 포함할 수 있다. 전형적인 안전 유리 적층 공정에 있어서, 유리, 폴리머 중간층 및 유리가 어셈블링되어 3층의 유리 어셈블리가 제조되고, 약 25℃~50℃의 유리 온도까지 가열되고 나서, 한쌍의 닙 롤들을 통해서 통과하여 트랩된 공기를 방출시킨다. 그 후에 압축된 어셈블리는, 예컨대 적외선 조사에 의해서 또는 대류 오븐에서 짧은 시간, 예컨대 약 1~5분 동안 약 60℃~110℃의 온도까지 가열된다. 그 후에 가열된 어셈블리는 두번째 쌍의 닙롤들을 통해서 통과되고, 약 30분 동안 약 130℃~150℃, 약 1,000~2,000킬로파스칼에서 어셈블리를 오토클레이브하게 된다. 미국특허 제5,536,347호에 개시된 바와 같은 비-오토클레이브 방법들 또한 유용하다.
다음의 예들은 예시하기 위해서 의도된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하거나 한정하는 것은 아니다. 본 발명을 예시하기 위해서 사용된 적층물들은 다음의 물질들을 사용하여 제조된다:
3GEH : 트리에틸렌 글리콜 디(2-에틸헥사노에이트) 가소제.
유리 : 2.1mm 또는 2.3mm 두께의 어닐링된 플로트 유리.
PVB : 18.7%의 히드록실 함량을 갖고, 38phr의 3GEH를 포함하며, 유리전이온도가 30℃이고, 0.38mm(15mil) 두께인 비쐐기형 폴리(비닐부티랄).
C-PVB : 18.7%의 히드록실 함량을 갖고, 38phr의 3GEH를 포함하며, 유리전이온도가 30℃이고, 시트의 한쪽 가장자리에서의 두께가 0.76mm(30mil)이고, 반대쪽 가장자리에서의 두께가 1.14mm(45mil)이며, 시트 폭은 1,000mm인 종래의 쐐기형 폴리(비닐 부티랄).
A-PVB1 : 낮은(16%) 히드록실 함량을 갖고, 50phr의 3GEH 가소제를 포함하며, 유리전이온도가 18℃이고, 두께가 0.5mm(20mil)인 비쐐기형 음향 폴리(비닐부티랄).
A-PVB2 : 낮은(16%) 히드록실 함량을 갖고, 50phr의 3GEH 가소제를 포함하며, 유리전이온도가 18℃이고, 시트의 한쪽 가장자리가 1.0mm이고, 반대쪽 가장자리는 1.42mm인 쐐기형 음향 폴리(비닐부티랄).
A-PVB3 : 38phr의 3GEH를 포함하고, 약 30℃의 유리전이온도를 갖는 두층의 외부층들과, 낮은(12%) 히드록실 함량을 갖고, 75phr의 3GEH 가소제를 포함하며, 유리전이온도가 약 2℃이고, 두께는 0.13mm(5mil)인 내부층을 갖는 0.80mm 두께의 비-쐐기형 공압출 3층 음향 폴리(비닐부티랄).
여러 가지 폴리머 중간층들을 갖는 유리를 포함하는 음향 테스트를 위한 패널들은 표 1~4에 나타낸 바와 같이 성분들이 조합된 48×75cm 패널들로 제조된다. PVB 중간층 필름은 습도 캐비넷에서 0.43%의 목표 수분 수준까지 조절되고, 40℃까지 예열된 유리 시트에 놓여진다. 다층 중간층을 포함하는 패널들의 경우에 있어서, 개별적인 층들은 표시된 순서로 예열된 유리 위에 스택된다. 40℃까지 예열된 제2의 유리 시트가 스택된 중간층 시트들의 꼭대기에 놓여진다. 그 후에 패널은 40psig로 조절된 닙롤러를 통해 통과됨으로써 압축되고 탈기되어, 중간층이 유리 표면에 고정된다. "탈기된" 패널은 약 20분 동안 105℃로 예열된 오븐에 놓여지고, 추가의 탈기를 위해 닙 롤러를 2회 통과하고, 패널의 가장자리가 밀봉된다. 그 후에 패널은 공기 중에서 오토클레이브된다(고온 및 고압에서 가열).
<표 1(종래 기술)>
Figure 112007066514711-PCT00001
<표 2(종래 기술, 참조 패널들)>
Figure 112007066514711-PCT00002
* 유리 시트/중간층/유리시트로 이루어진 유리 적층물들. 각각의 유리 시트의 두께는 상기 표에 나타낸다.
<표 3>
Figure 112007066514711-PCT00003
<표 4>
Figure 112007066514711-PCT00004
* 유리 시트/중간층 성분들/유리 시트로 이루어진 STL 측정용 유리 적층물들. 각각의 유리 시트의 두께는 2.1mm이다.
본 발명에 의하여, 방풍유리를 통한 음향 투과를 감소시키는 음향 쐐기형 중간층들을 제공하는 것이 가능하다.
본 발명은 예시적인 구체예들을 참고하여 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 여러 가지의 변화가 이루어지고, 균등물이 이들 구성요소를 대체할 수 있음이 당업자들에게는 이해될 것이다. 추가적으로, 많은 변형들은 이들의 본질적인 범위를 벗어나지 않고도 본 발명이 교시하는 특정의 상황 또는 재료들을 적용하기 위하여 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 실시하기 위하여 고려된 최상의 모드로서 개시된 특별한 구체예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 모든 구체예들을 포함하는 것으로 해석된다.
나아가, 본원을 통하여 주어진 것과 같은 각각의 성분들에 대하여 특정된 값을 가지는 하나의 구체예를 형성하기 위하여, 양립가능한 경우에 본 발명의 어떠한 하나의 성분에 대하여 주어진 어떠한 범위, 값 또는 특징은 본 발명의 어떠한 다른 성분에 대하여 주어진 어떠한 범위, 값 또는 특징과 상호 교환되어 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 발명의 범위 내이지만 예시되지 않은 다양한 변형예를 형성하기 위하여, 적당한 경우, 폴리머 시트는 어떠한 범위로 주어진 가소제의 함량에 추가하여 어떠한 범위로 주어진 쐐기형태를 포함하여 형성될 수 있다.
요약서 또는 특허청구범위에 주어진 도면의 참조 번호들은 예시 목적만을 위한 것으로, 청구된 발명을 어느 도면에 나타난 하나의 특정 구체예에 제한하기 위해서 해석되어서는 안된다.
도면들은 다른 언급이 없다면 비례하여 그리지 않은 것으로 이해된다.
본원에서 언급된 논문, 특허, 특허출원 및 서적을 포함하는 각각의 참고문헌은 그것의 전체가 참고문헌으로 본원에 통합된다.

Claims (31)

  1. 유리전이온도가 25℃ 미만인 폴리머 시트를 포함하는, 쐐기형의 방풍유리 중간층.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 중간층은 제1의 가장자리 및 제2의 가장자리를 가지며, 상기 제1의 가장자리는 적어도 0.38mm의 두께를 갖고, 상기 제2의 가장자리는 상기 제1의 가장자리의 상기 두께보다 적어도 0.13mm 더 큰 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 폴리머 시트는 가소화된 폴리(비닐부티랄)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 방풍유리 중간층은 제2의 폴리머 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제2의 폴리머 시트는 비쐐기형이고, 25℃ 미만의 유리전이온도를 갖는 상기 폴리머 시트는 쐐기형인 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제2의 폴리머 시트는 쐐기형이고, 25℃ 미만의 유리전이온도를 갖는 상기 폴리머 시트는 비쐐기형인 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  7. 제 4항에 있어서, 25℃ 미만의 유리전이온도를 갖는 상기 폴리머 시트와 상기 제2의 폴리머 시트 사이에 배치된 폴리머 필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 제2의 가장자리의 상기 두께는 상기 제1의 가장자리의 상기 두께보다 0.13~0.8mm 더 큰 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제2의 가장자리의 상기 두께는 상기 제1의 가장자리의 상기 두께보다 0.3~0.8mm 더 큰 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 제1의 두께는 적어도 0.5mm인 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  11. 제 3항에 있어서, 상기 가소화된 폴리(비닐부티랄)은 30~100phr의 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 가소화된 폴리(비닐부티랄)은 40~90phr의 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  13. 제 3항에 있어서, 상기 쐐기형 폴리머 중간층은 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트 이외의 폴리머 시트들을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  14. 제 13항에 있어서, 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트는 음향 영역 및 비음향 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  15. 제 3항에 있어서, 상기 방풍유리 중간층은 폴리머 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
  16. 유리전이온도가 25℃ 미만인 폴리머 시트를 포함하는 쐐기형 방풍유리 중간층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 중간층은 제1의 가장자리 및 제2의 가장자리를 갖고, 상기 제1의 가장자리의 두께는 적어도 0.38mm이고, 상기 제2의 가장자리의 두께는 상기 제1의 가장자리의 상기 두께보다 적어도 0.13mm 더 큰 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 폴리머 시트는 가소화된 폴리(비닐부티랄)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  19. 제 18항에 있어서, 제2의 폴리머 시트를 형성하는 단계 및 상기 제2의 폴리머 시트와 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트를 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 제2의 폴리머 시트는 비쐐기형이고, 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트는 쐐기형인 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 제2의 폴리머 시트는 쐐기형이고, 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트는 비쐐기형인 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  22. 제 19항에 있어서, 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트와 상기 제2의 폴리머 시트 사이에 배치된 폴리머 필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  23. 제 18항에 있어서, 상기 제2의 가장자리의 상기 두께는 상기 제1의 가장자리의 상기 두께보다 0.13~0.8mm 더 큰 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 제2의 가장자리의 상기 두께는 상기 제1의 가장자리의 상기 두께보다 0.3~0.8mm 더 큰 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제1의 가장자리의 상기 두께는 적어도 0.5mm인 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  26. 제 18항에 있어서, 상기 가소화된 폴리(비닐부티랄)은 30~100phr의 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 가소화된 폴리(비닐부티랄)은 40~90phr의 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  28. 제 18항에 있어서, 상기 쐐기형 폴리머 중간층은 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트 이외의 폴리머 시트들을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  29. 제 18항에 있어서, 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트에 폴리머 필름을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  30. 제 18항에 있어서, 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트를 형성하기 위하여 음향 폴리머 용융물 및 비음향 폴리머 용융물을 공압출하므로써 유리전이온도가 25℃ 미만인 상기 폴리머 시트를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 폴리머 시트는 쐐기형이고, 음향 영역 및 비음향 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층의 제조방법.
  31. 유리전이온도가 25℃ 미만인 폴리머 시트를 포함하는 방풍유리 중간층으로서, 상기 방풍유리 중간층은 쐐기형이고, 상기 폴리머 시트는 유리전이온도가 25℃보다 큰 동등한 폴리머 시트에 비해서 적어도 2데시빌의 개선된 음향 투과 손실을 나타내는 것을 특징으로 하는 방풍유리 중간층.
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