KR20100039866A - 안정화된 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는 중간층 - Google Patents

안정화된 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는 중간층 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다층 글레이징 패널(multiple layer glazing panel)에 사용되는 중합체 중간층(interlayer)을 포함한다. 본 발명의 중간층은 열가소성 중합체, 가소제, 텅스텐 산화물 작용제(tungsten oxide agent) 및 텅스텐 산화물 작용제의 분해를 방지하는 안정제를 포함한다. 그러한 성분들을 포함하는 중간층은 개선된 자외광 차단 특성을 가지며, 또한 시간에 걸쳐 광학적 품질을 유지한다.

Description

안정화된 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는 중간층{INTERLAYERS COMPRISING STABILIZED TUNGSTEN OXIDE AGENTS}
본 발명은 다층 글레이징 패널 중간층(multiple layer glazing panel interlayer)의 분야에 속하며, 더욱 구체적으로는, 본 발명은 안정화된 텅스텐 산화물 작용제(tungsten oxide agent)를 포함하는 다층 글레이징 패널 중간층의 분야에 속한다.
폴리(비닐 부티랄)(PVB)이 광-투과 라미네이트, 예를 들어 안전 유리 또는 중합체 라미네이트에서 중간층으로서 사용될 수 있는 중합체 층의 제조에 일반적으로 사용된다. 안전 유리는 흔히 2개의 유리 시트 사이에 배치된 가소화된 폴리(비닐 부티랄) 중간층을 포함하는 투명 라미네이트를 의미한다. 안전 유리는 흔히 건축물 및 자동차의 개구부(opening)에서 투명 장벽을 제공하는 데 사용된다. 그의 주요 기능은 에너지, 예를 들어 물체로부터의 충격(blow)에 의해 야기되는 것을, 개구부를 통한 침투나 유리 파편의 분산을 허용함 없이 흡수하여, 폐쇄된 영역 내에 있는 물체 또는 사람에 대한 손상이나 상해를 최소화하는 것이다. 안전 유리는 다른 유익한 효과, 예를 들어 소음의 감쇠, UV 및/또는 IR 광 투과의 감소 및/또는 창 개구부의 외관 및 미적 매력의 강화를 제공하는 데에도 사용될 수 있다.
중간층은 이의 중합체 성분에 더하여, 최종 글레이징 제품을 통하여 투과되는 방사선의 스펙트럼을 변경시키도록 기능하는 각종 작용제(agent)를 흔히 포함한다. 그러나, 이러한 작용제는 흔히 불안정하거나 최종 라미네이트에서 바람직하지 않은 효과를 야기한다.
본 기술분야에서 필요한 것은 바람직한 작용제가 중합체 중간층의 다른 특성에 영향을 주는 일 없이 안정하게 유지되도록 하는 방법으로 형성된 중간층이다.
<발명의 개요>
본 발명은 다층 글레이징 패널에 사용되는 중합체 중간층을 포함한다. 본 발명의 중간층은 열가소성 중합체, 가소제, 텅스텐 산화물 작용제 및 텅스텐 산화물 작용제의 분해를 방지하는 안정제를 포함한다. 그러한 성분들을 포함하는 중간층은 개선된 자외광 차단 특성을 가지며, 또한 시간에 걸쳐 광학적 품질을 유지한다.
<상세한 설명>
본 발명은 다층 글레이징 중간층으로서, 단독으로 사용되거나 다수의 중합체 층의 적층체로 사용될 수 있는 중합체 층에서 텅스텐 산화물 작용제의 안정화된 사용에 관한 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "다층 글레이징 중간층"은 하나 이상의 층을 갖는 글레이징, 예를 들어 그 사이에 중간층을 갖는 두 장의 판유리에 사용될 수 있는 중간층을 의미한다. 중간층은 단일 중합체 층이나 조합된 다층으로 이루어질 수 있다. 글레이징 패널은, 예를 들어 자동차 프런트유리(windshield) 및 건축물 응용에 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 텅스텐 산화물 작용제 및 안정제가 다층 글레이징 패널 응용에 사용하기 위한 중간층으로서 - 또는 중간층 내의 층들로서 - 유용한 중합체 층에 혼입된다. 아래에 상세히 기재되는 바와 같이, 본 발명의 중합체 층은 임의의 적합한 열가소성 중합체를 포함할 수 있으며, 바람직한 실시 형태에서는, 중합체 층은 폴리(비닐 부티랄)을 포함한다.
본 발명의 중합체 층은 적외선 흡수제로서 텅스텐 산화물 작용제를 포함한다. 텅스텐 산화물 작용제는 중간층의 하나 이상의 중합체 층들 내 또는 중합체 층들 상에 분산될 수 있다. 텅스텐 산화물 작용제는 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 이에 제한되지는 않지만, 개별 층의 제조 과정에서 첨가하거나, 제조 후에 디핑, 분무 또는 다른 전형적인 처리에 의해, 중합체 층 내로 직접 혼합되거나 중합체 층 상에 직접 분산될 수 있다.
각종 실시 형태에서, 텅스텐 산화물 작용제는 중합체 층의 형성 전에 중합체의 벌크 내로 직접 혼입된다. 이러한 실시 형태에서는, 텅스텐 산화물 작용제의 중량% 양이 1.0%, 0.8%, 0.6%, 또는 0.4% 미만, 또는 0.01% 내지 1.0%, 0.05% 내지 0.5%, 또는 0.1% 내지 0.3%인 중합체 층을 제공하도록, 텅스텐 산화물 작용제가 중합체 내로 혼입될 수 있다. 바람직한 실시 형태에서는, 텅스텐 산화물 작용제 안료가 중합체 층의 벌크 내로 혼입된다. 각종 실시 형태에서, 하나 이상의 유형의 태양광 흡수 안료가 단일 중합체 층 내에 또는 다수의 중합체 층 내에 포함된다.
일반적으로, 텅스텐 산화물 작용제는 원하는 적외선 흡수 효과를 달성하기에 충분한 양으로 중합체 층 내로 혼입 및/또는 중합체 층 상에 분산될 것이다. 당업자들에게 이해되는 바와 같이, 이러한 양은 나머지 다른 성분들 및 안료들에 따라 다를 것이다. 각종 실시 형태에서, 단일 중합체 층은 800 나노미터 내지 2500 나노미터 범위의 적외 방사선의 적어도 40%, 60%, 80%, 95% 또는 99%가, 또는 그 범위의 근적외광의 70% 내지 95%가 당해 층을 통하여 투과하는 것을 방지하기에 충분한 텅스텐 산화물 작용제를 가질 것이다.
가시광 산란(헤이즈(haze))을 최소화하기 위하여, 텅스텐 산화물 작용제는 150 나노미터 미만, 100 나노미터 미만, 또는 50 나노미터 미만일 수 있다.
텅스텐 산화물 작용제에 더하여, 본 발명의 중합체 층은 텅스텐 산화물 작용제의 에이징(aging) 효과로 인한 중합체 층 내의 청색 이동(blue color shift)을 방지하기 위해서 안정제를 포함한다. 본 발명의 각종 실시 형태에서는, 벤조트리아졸 기를 갖는 분자, 다가 금속 염, 예를 들어 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트), 또는 둘 모두가 텅스텐 산화물 작용제와 함께 중합체 층 내로 혼입된다.
벤조트리아졸 기를 갖는 분자는 임의의 적합한 양으로 혼입될 수 있으며, 각종 실시 형태에서, 벤조트리아졸 기를 갖는 분자는 0.05 내지 1.0 phr 또는 0.2 내지 0.8 phr로 혼입된다. 벤조트리아졸 기를 갖는 분자는 임의의 적합한 방법으로, 예를 들어 중합체 용융물과의 직접 혼합을 통하여 혼입될 수 있다. 벤조트리아졸 기를 갖는 분자는, 예를 들어 티누빈(Tinuvin) 326® 및 티누빈 328® 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals), 스위스 바젤 소재)으로 구매 가능하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "벤조트리아졸 기를 갖는 분자"는 그 구조 내에 하기의 기를 갖는 분자를 의미한다.
[화학식 1]
벤조트리아졸:
Figure pct00001
본 발명에 유용한 벤조트리아졸 기를 갖는 분자의 예에는, 제한 없이, 하기의 것이 포함된다.
[화학식 2]
티누빈 328®
Figure pct00002
및,
[화학식 3]
티누빈 326®
Figure pct00003
마그네슘 비스(2-에틸부티레이트)와 같은 다가 금속 염이 마찬가지로 임의의 적합한 양으로 혼입될 수 있으며, 각종 실시 형태에서, 0.009% 내지 0.1%, 또는 0.05% 내지 0.075%로 혼입된다. 다가 금속 염은 임의의 적합한 방법으로, 예를 들어 중합체 용융물과의 직접 혼합을 통하여 혼입될 수 있다. 다른 마그네슘 염이 사용될 수 있으며, 각종 실시 형태에서, 임의의 적합한 다가 금속 염이 사용될 수 있다.
다른 실시 형태에서는, 벤조트리아졸 기를 갖는 분자 및 다가 금속 염, 예를 들어 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트) 둘 모두가 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는 중합체 층 내로 혼입된다.
본 발명의 각종 실시 형태에서, 텅스텐 산화물 작용제는 중간층에 포함되는 중합체 층에 배치된다. 이러한 실시 형태에서, 중간층은 단지 단일 중합체 층만을 포함할 수 있거나, 중합체 층을 포함하는 다층 중간층일 수 있다. 다층 중간층이 사용되는 실시 형태에는 당업계에 공지된 것들이 포함되며, 예를 들어 그리고 제한 없이, 둘 이상의 중합체 층이 함께 라미네이팅되어 단일 중간층을 형성하는 중간층, 및 하나 이상의 중합체 층이 하나 이상의 중합체 필름과 함께 라미네이팅된 중간층이 포함되며, 이에 대해서는 아래에 상세히 기재될 것이다. 임의의 이러한 실시 형태에서, 텅스텐 산화물 작용제는 임의의 하나 이상의 중합체 층에 배치될 수 있으며, 다양한 층은 동일하거나 상이할 수 있다.
예시적인 다층 중간층 구조물에는 하기의 것이 포함된다:
(중합체 층)n
(중합체 층/중합체 필름/중합체 층)p
여기서, n은 1 내지 10이고, 각종 실시 형태에서는 5 미만이고, p는 1 내지 5이고, 각종 실시 형태에서는 3 미만이다.
본 발명의 중간층은 다층 글레이징 패널 내로 포함될 수 있으며, 각종 실시 형태에서는 2개의 유리 층 사이에 포함될 수 있다. 그러한 구조물의 응용으로는, 특히, 자동차 프런트유리 및 건축 유리가 포함된다.
본 발명의 각종 실시 형태에서, 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는 중간층은 2층(bilayer)으로 사용된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 2층은 중간층이 그 위에 배치된 경질 기판(예를 들어, 유리 또는 아크릴)을 갖는 다층 구조물이다. 전형적인 2층 구조물은 (유리)//(중합체 층)//(중합체 필름)이다. 2층 구조물에는, 예를 들어 그리고 제한 없이, 하기의 것이 포함된다:
(유리)//((중합체 층)h//(중합체 필름))g
(유리)//(중합체 층)h//(중합체 필름)
여기서, h는 1 내지 10이고, 각종 실시 형태에서는 3 미만이고, g는 1 내지 5이고, 각종 실시 형태에서는 3 미만이다.
추가의 실시 형태에서는, 지금 기재된 바와 같은 중간층이 다층 글레이징 패널의 한 면에 추가되어, 파편 방어물(spall shield)로서 작용할 수 있으며, 예를 들어 그리고 제한 없이, 하기와 같다:
(다층 글레이징 패널)//((중합체 층)h//(중합체 필름))g
(다층 글레이징 패널)//(중합체 층)h//(중합체 필름)
여기서, h는 1 내지 10이고, 각종 실시 형태에서는 3 미만이고, g는 1 내지 5이고, 각종 실시 형태에서는 3 미만이다.
텅스텐 산화물 작용제
본 발명의 텅스텐 산화물 작용제에는 일반식 WyOz(여기서, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, 2.0<z/y<3.0, 2.2=z/y=2.99 또는 2.45=z/y=2.99를 만족함) 및/또는 일반식 MxWyOz(여기서, M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re로부터 선택되는 원소이고, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, 0.001=x/y=1.0 또는 0.01=x/y=0.5 및 2.0<z/y=3.0, 2.2=z/y=2.99 또는 2.45=z/y=2.99를 만족함)로 표시되는 복합 텅스텐 산화물의 입자가 포함된다. 텅스텐/산소 비의 예에는, 제한 없이, WO2.92, WO2.90, W20O58, W24O68, W17O47, W18O49 등이 포함된다. 바람직한 실시 형태에서, 텅스텐 산화물 작용제는 전술된 특성 중 임의의 것을 갖는 세슘 텅스텐 산화물(CsWO3)이며, 각종 실시 형태에서는, 몰비가 Cs0.33WO3인 세슘 텅스텐 산화물 작용제가 사용된다.
중합체 필름
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "중합체 필름"은 성능 강화 층으로서 기능하는 상대적으로 얇고 경질인 중합체 층을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 중합체 필름은 그 자체가 다층 글레이징 구조물에 필요한 내침투성(penetration resistance) 및 유리 보유(retention) 특성을 제공하는 것이 아니라, 오히려 성능 개선, 예를 들어 적외선 흡수 특성을 제공한다는 점에서, 중합체 필름은 중합체 층과는 상이하다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)가 중합체 필름으로서 가장 일반적으로 사용된다.
각종 실시 형태에서, 중합체 필름 층은 두께가 0.013 mm 내지 0.20 mm, 바람직하게는 0.025 mm 내지 0.1 mm, 또는 0.04 내지 0.06 mm이다. 중합체 필름 층은 하나 이상의 특성(예를 들어, 점착력 또는 적외 방사선 반사)을 개선시키기 위해서 선택적으로 표면 처리되거나 코팅될 수 있다. 이러한 기능적 성능 층에는, 예를 들어 태양광에 노출될 때, 태양 적외 방사선은 반사시키고, 가시광은 투과시키기 위한 다층 적층체가 포함된다. 이러한 다층 적층체는 당업계에 공지되어 있으며(예를 들어, 국제공개공보 WO 88/01230호 및 미국 특허 제4,799,745호 참조), 예를 들어 하나 이상의 옹스트롬-두께의 금속 층 및 하나 이상의(예를 들어, 2개) 순차적으로 침착되고, 선택적으로 협동(cooperating)하는 유전 층을 포함할 수 있다. 또한, 공지된 바와 같이(예를 들어, 미국 특허 제4,017,661호 및 제4,786,783호 참조), 금속 층(들)은 선택적으로 임의의 관련 유리 층의 성에 제거(defrosting) 또는 김 제거(defogging)를 위해 전기 저항으로 가열될 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 중합체 필름의 추가의 유형 - 미국 특허 제6,797,396호에 기재됨 - 은 금속 층에 의해 야기될 수 있는 방해를 일으킴 없이, 적외 방사선을 반사시키도록 기능하는 다수의 비금속 층을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 중합체 필름 층은 선택적으로 투명하며(즉, 당해 층의 한 면에 인접하는 물체가, 나머지 다른 한 면으로부터 당해 층을 통하여 바라보는 특정 관찰자의 눈에 완전히 보일 수 있으며), 임의의 인접하는 중합체 층의 인장 탄성률보다 조성물에 관계 없이 인장 탄성률이 통상 더 크다 - 일부 실시 형태에서는 현저히 더 크다. 각종 실시 형태에서, 중합체 필름 층은 열가소성 재료를 포함한다. 특히, 적합한 특성을 갖는 열가소성 재료는 나일론, 폴리우레탄, 아크릴, 폴리카르보네이트, 폴리올레핀, 예를 들어 폴리프로필렌, 셀룰로오스 아세테이트 및 트리아세테이트, 비닐 클로라이드 중합체 및 공중합체 등이다. 각종 실시 형태에서, 중합체 필름 층은 상기 기재된 특성을 갖는 재-연신된(re-stretched) 열가소성 필름과 같은 재료를 포함하며, 이러한 재료에는 폴리에스테르, 예를 들어 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 글리콜(PETG)이 포함된다. 각종 실시 형태에서, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)가 사용되며, 각종 실시 형태에서, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)는 강도를 개선시키기 위해서 2축 연신되어 있으며, 승온에 처해질 때 낮은 수축 특성(예를 들어, 150℃에서 30분 후 양 방향에서 2% 미만의 수축률)을 제공하기 위해서 열 안정화되어 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름의 각종 코팅 및 표면 처리 기술이 공개 유럽 출원 제0157030호에 개시되어 있다. 본 발명의 중합체 필름은 또한 당업계에 공지된 바와 같이, 하드코트 및/또는 김서림방지 층(antifog layer)을 포함한다.
중합체 층
다음 섹션에서는 본 명세서의 다른 곳에 기재된 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는 본 발명의 중합체 층을 형성하는 데 사용될 수 있는 각종 재료, 예를 들어 폴리(비닐 부티랄)을 설명한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "중합체 층"은 임의의 적합한 방법에 의해, 라미네티팅된 글레이징 패널에 적절한 내침투성 및 유리 보유 특성을 제공하는 중간층으로서 사용하기에, 단독으로, 또는 하나 이상의 층의 적층체에 적합한 얇은 층으로 형성되는 임의의 열가소성 중합체 조성물을 의미한다. 중합체 층을 형성하는 데 가소화된 폴리(비닐 부티랄)이 가장 일반적으로 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "수지"는 중합체 전구체의 산성 촉매작용 및 이에 이어지는 중화로부터 생성되는 혼합물로부터 제거되는 중합체(예를 들어, 폴리(비닐 부티랄)) 성분을 의미한다. 수지는 일반적으로, 중합체에 더하여 다른 성분들을, 예를 들어 아세테이트, 염 및 알코올을 가질 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "용융물"은 수지와 가소제 및, 선택적으로, 다른 첨가제의 용융 혼합물을 의미한다. 성분들은 수지 100부당 부(parts per hundred resin parts) 또는 "phr"로 측정될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 수지 100(phr)부당 부는 중량 기준당 중량이다. 예를 들어, 30 그램의 가소제가 100 그램의 중합체 수지에 첨가될 경우, 이때에는 생성되는 가소화된 중합체의 가소제 함량이 30 phr이 될 것이다.
본 발명의 중합체 층은 임의의 적합한 중합체를 포함할 수 있으며, 바람직한 실시 형태에서는, 위에 예시된 바와 같이, 중합체 층은 폴리(비닐 부티랄)을 포함한다. 중합체 층의 중합체 성분으로서 폴리(비닐 부티랄)을 포함하는 본 명세서에 주어진 본 발명의 실시 형태 중 임의의 것에는, 중합체 성분이 폴리(비닐 부티랄)로 이루어지거나 본질적으로 이루어지는 다른 실시 형태가 포함된다. 이러한 실시 형태에서는, 본 명세서에 개시된, 가소제를 포함한 첨가제에서의 임의의 변형(variation)이 폴리(비닐 부티랄)로 이루어지거나 본질적으로 이루어진 중합체를 갖는 중합체 층에 사용될 수 있다.
한 실시 형태에서, 중합체 층은 부분적으로 아세탈화된 폴리(비닐 알코올)을 기재로 한 중합체를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 중합체 층은 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트), 폴리(에틸렌-코-에틸 아크릴레이트), 부분적으로 중화된 에틸렌/(메트)아크릴산 공중합체(예를 들어, 듀폰(DuPont)의 서를린(Surlyn)®)의 이오노머, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리우레탄 또는 폴리(사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트-코-에틸렌 테레프탈레이트) 코폴리에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합체를 포함한다. 각종 실시 형태에서, 중합체 층은 폴리(비닐 부티랄), 폴리우레탄, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(에틸렌 비닐 아세테이트) 또는 이들의 조합을 포함한다. 추가의 실시 형태에서, 중합체 층은 폴리(비닐 부티랄) 및 하나 이상의 다른 중합체를 포함한다. 적합한 유리 전이 온도를 갖는 다른 중합체가 또한 사용될 수 있다. 폴리(비닐 부티랄)에 대하여(예를 들어, 그리고 제한 없이, 가소제, 성분 백분율, 두께 및 특성-강화 첨가제에 대하여) 바람직한 범위, 값 및/또는 방법이 구체적으로 주어진 본 명세서의 임의의 섹션에서, 이러한 범위들은, 적용 가능할 경우, 중합체 층에 유용한 성분으로서 본 명세서에 개시된 나머지 다른 중합체 및 중합체 블렌드에 적용할 수도 있다.
폴리(비닐 부티랄)을 포함하는 실시 형태의 경우, 폴리(비닐 부티랄)은 당업자에게 공지된 바와 같이, 공지된 아세탈화 방법에 의해 생성될 수 있다(예를 들어, 미국 특허 제2,282,057호 및 제2,282,026호 참조). 한 실시 형태에서는, 문헌[Vinyl Acetal Polymers, in Encyclopedia of Polymer Science & Technology, 3rd edition, Volume 8, pages 381-399, by B.E. Wade (2003)]에 기재된 용매 방법이 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서는, 상기 문헌에 기재된 수성 방법이 사용될 수 있다. 폴리(비닐 부티랄)은 각종 형태로, 예를 들어 솔루티아 인코포레이티드(Solutia Inc., 미국 미주리주 세이트 루이스 소재)로부터 버트바(Butvar)TM 수지로 구매 가능하다.
각종 실시 형태에서, 폴리(비닐 부티랄)을 포함하는 중합체 층 수지는 폴리(비닐 알코올)로 해서 계산하여 10 내지 35 중량%(wt.%)의 하이드록시 기, 폴리(비닐 알코올)로 해서 계산하여 13 내지 30 wt.%의 하이드록시 기, 또는 폴리(비닐 알코올)로 해서 계산하여 15 내지 22 wt.%의 하이드록시 기를 포함한다. 중합체 층 수지는 또한, 폴리비닐 아세테이트로 해서 계산하여 15 wt.% 미만의 에스테르 잔기, 13 wt.%, 11 wt.%, 9 wt.%, 7 wt.%, 5 wt.% 또는 3 wt.% 미만의 에스테르 잔기를 포함할 수 있으며, 나머지는 아세탈, 바람직하게는 부티르알데히드 아세탈이지만, 선택적으로 다른 아세탈 기, 예를 들어 2-에틸 헥사날 기를 소량으로 포함한다(예를 들어, 미국 특허 제5,137,954호 참조).
각종 실시 형태에서, 중합체 층은 분자량이 적어도 30,000, 40,000, 50,000, 55,000, 60,000, 65,000, 70,000, 120,000, 250,000, 또는 적어도 350,000 그램/몰(g/mol 또는 달톤(Dalton))인 폴리(비닐 부티랄)을 포함한다. 소량의 디알데히드 또는 트리알데히드가 아세탈화 단계 동안 또한 첨가되어, 분자량을 적어도 350,000 g/mol로 증가시킬 수 있다(예를 들어, 미국 특허 제4,902,464호; 제4,874,814호; 제4,814,529호; 및 제4,654,179호 참조). 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "분자량"이라는 용어는 중량 평균 분자량을 의미한다.
각종 점착력 제어제(adhesion control agent)가 본 발명의 중합체 층에 사용될 수 있으며, 이에는 나트륨 아세테이트, 칼륨 아세테이트 및 마그네슘 염이 포함된다. 본 발명의 이러한 실시 형태에 사용될 수 있는 마그네슘 염에는, 이에 제한되지는 않지만, 미국 특허 제5,728,472호에 개시된 것들, 예를 들어 마그네슘 살리실레이트, 마그네슘 니코티네이트, 마그네슘 디-(2-아미노벤조에이트), 마그네슘 디-(3-하이드록시-2-나프토에이트) 및 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트)(화학물질 발췌 번호(chemical abstracts number) 79992-76-0)가 포함된다. 본 발명의 각종 실시 형태에서, 마그네슘 염은 마그네슘 비스(2-에틸 부티레이트)이다.
최종 제품에서 중합체 층의 성능을 강화시키기 위해서, 다른 첨가제가 중합체 층 내로 혼입될 수 있다. 그러한 첨가제에는, 이에 제한되지는 않지만, 당업계에 공지된 바와 같이, 염료, 안료, 안정제(예를 들어, 자외선 안정제), 산화방지제, 블로킹 방지제, 추가의 IR 흡수제, 난연제 및 상기 첨가제들의 조합 등이 포함된다.
본 발명의 중합체 층의 각종 실시 형태에서, 중합체 층은 20 내지 60, 25 내지 60, 20 내지 80, 10 내지 70, 또는 10 내지 100 부의 가소제 phr을 포함할 수 있다. 물론, 특정 응용에 적절할 경우, 다른 양이 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 가소제는 20개 미만, 15개 미만, 12개 미만 또는 10개 미만의 탄소 원자의 탄화수소 절편(segment)을 갖는다. 가소제의 양은 폴리(비닐 부티랄) 층의 유리 전이 온도(Tg)에 영향을 주도록 조정될 수 있다. 일반적으로, Tg를 감소시키기 위해서 더 높은 양의 가소제가 첨가된다.
중합체 층을 형성하기 위해서 본 발명의 중합체 수지에 임의의 적합한 가소제가 첨가될 수 있다. 본 발명의 중합체 층에 사용되는 가소제에는, 특히, 다염기산의 에스테르 또는 다가 알코올의 에스테르가 포함될 수 있다. 적합한 가소제에는, 예를 들어 트리에틸렌 글리콜 디-(2-에틸부티레이트), 트리에틸렌 글리콜 디-(2-에틸헥사노에이트), 트리에틸렌 글리콜 디헵타노에이트, 테트라에틸렌 글리콜 디헵타노에이트, 디헥실 아디페이트, 디옥틸 아디페이트, 헥실 사이클로헥실아디페이트, 헵틸 및 노닐 아디페이트의 혼합물, 디이소노닐 아디페이트, 헵틸노닐 아디페이트, 디부틸 세바케이트, 중합체 가소제, 예컨대 오일-개질된 세바스산 알키드, 미국 특허 제3,841,890호에 개시된 바와 같은 포스페이트 및 아디페이트의 혼합물, 미국 특허 제4,144,217호에 개시된 바와 같은 아디페이트, 상기의 혼합물 및 조합이 포함된다. 사용될 수 있는 다른 가소제는 C4 내지 C9 알킬 알코올 및 사이클로 C4 내지 C10 알코올로부터 만들어진 혼합된 아디페이트(미국 특허 제5,013,779호에 개시된 바와 같음) 및 C6 내지 C8 아디페이트 에스테르, 예를 들어 헥실 아디페이트이다. 각종 실시 형태에서, 사용되는 가소제는 디헥실 아디페이트 및/또는 트리에틸렌 글리콜 디-2 에틸헥사노에이트이다.
폴리(비닐 부티랄) 중합체, 가소제 및 임의의 첨가제가 당업계에 공지된 방법에 따라 열처리되고 시트 형태로 형성될 수 있다. 폴리(비닐 부티랄) 층을 형성하는 한 예시적인 방법은, 용융된 폴리(비닐 부티랄) 함유 수지, 가소제 및 첨가제를, 다이(die) (예를 들어, 수직 치수보다 한 치수 실질적으로 더 큰 개구를 갖는 다이)를 통하여 당해 용용물을 강제로 밀어냄으로써 압출하는 단계를 포함한다. 폴리(비닐 부티랄) 층을 형성하는 다른 예시적인 방법은 다이로부터 롤러 상으로 용융물을 캐스팅하는 단계, 수지를 고화하는 단계, 그리고 이어서 시트로서 고화된 수지를 제거하는 단계를 포함한다. 각종 실시 형태에서, 중합체 층은 두께가, 예를 들어 0.1 내지 2.5 밀리미터, 0.2 내지 2.0 밀리미터, 0.25 내지 1.75 밀리미터, 그리고 0.3 내지 1.5 밀리미터일 수 있다.
유리 층을 포함하는 위에 기재된 각각의 실시 형태에 대해서는, 적합한 경우, 비-유리 글레이징 유형 재료가 유리 대신에 사용되는 다른 실시 형태가 존재한다. 그러한 글레이징 층의 예에는 높은 유리 전이 온도(예를 들어, 60℃ 또는 70℃ 초과)를 갖는 경질 플라스틱, 예를 들어 폴리카보네이트 및 폴리알킬 메타크릴레이트, 그리고 구체적으로는 알킬 잔기에 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는 것들이 포함된다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 임의의 중합체 층 및 중간층의 임의의 조합으로의 적층체 또는 롤러가 본 발명에 또한 포함된다.
본 발명은 또한 본 발명의 임의의 중간층을 포함하는 프런트유리, 창 및 기타 최종 글레이징 제품을 포함한다.
본 발명은 중간 층 또는 본 명세서에 기재된 본 발명의 임의의 중합체 층을 사용하여 본 발명의 글레이징 패널을 형성하는 단계를 포함하는, 중간층 및 글레이징 패널의 제조 방법을 포함한다.
각종 중합체 층 및/또는 라미네이팅된 유리의 특성 및 측정 기술을 본 발명에서 사용하기 위해 지금 설명할 것이다.
중합체 층을 포함하는 라미네이팅된 유리의 투명도는 헤이즈 값을 측정함으로써 결정할 수 있는데, 헤이즈 값은 입사광에 대비하여 샘플에 의해 산란된 광의 정량화이다. %헤이즈는 하기 기술에 따라 측정할 수 있다. 헤이즈 양을 측정하는 장치인 헤이즈미터(Hazemeter) 모델 D25는 헌터 어소시에이츠(Hunter Associates(미국 버지니아주 레스톤 소재))로부터 입수 가능한데, 이 장치는 2도의 관찰자 각도에서 광원(Illuminant) C를 사용하여 ASTM D1003-61(재승인된 1977)-절차 A에 따라 사용할 수 있다. 본 발명의 각종 실시 형태에서, %헤이즈는 5% 미만, 3% 미만 및 1% 미만이다.
연타 점착력(pummel adhesion)은 하기 기술에 따라 측정할 수 있으며, 여기서 "연타(pummel)"는 본 명세서에서 유리에 대한 중합체 층의 점착력을 정량화하는 것으로 기재되며, 연타를 결정하기 위해서 하기 기술이 사용된다. 표준 오토클레이브 라미네이션 조건을 이용하여 2장이 중첩된(two-ply) 유리 라미네이트 샘플들을 제조한다. 이들 라미네이트를 약 -17℃(0°F)로 냉각시키고, 해머를 사용하여 손으로 연타하여 유리를 깨트린다. 이어서, 폴리(비닐 부티랄) 층에 부착되지 않은 깨진 모든 유리를 제거하고, 폴리(비닐 부티랄)에 부착된 남아 있는 유리의 양을 한 세트의 표준과 시각적으로 비교한다. 이들 표준은 다양한 정도의 유리가 폴리(비닐 부티랄) 층에 부착된 채로 남아 있는 등급에 대응한다. 특히, 연타 표준 0에서는, 어떤 유리도 폴리(비닐 부티랄) 층에 부착된 채로 남아 있지 없다. 연타 표준 10에서는, 100%의 유리가 폴리(비닐 부티랄) 층에 부착된 채로 남아 있다. 본 발명의 라미네티팅된 유리 패널의 경우, 각종 실시 형태는 연타가 적어도 3, 적어도 5, 적어도 8, 적어도 9 또는 10이다. 다른 실시 형태는 연타가 8 내지 10이다.
중합체 층의 "황색도 지수(yellowness index)"는 하기에 따라 측정할 수 있다: 본질적으로 평면이고 평행한, 평활한 중합체 표면을 갖는, 중합체 층 1 cm 두께의 투명한 성형 원판을 형성한다. 가시 스펙트럼에서 분광광도 광 투과율로부터 ASTM 방법 D 1925, "플라스틱의 황색도 지수에 대한 표준 시험 방법(Standard Test Method for Yellowness Index of Plastics)"에 따라 황색도 지수를 측정한다. 값은 측정된 시험편 두께를 사용하여 1 cm 두께로 교정한다. 본 발명의 각종 실시 형태에서, 중합체 층은 황색도 지수가 12 이하, 10 이하 또는 8 이하일 수 있다.
실시예 1
38 phr의 트리에틸렌 글리콜 비스(2-에틸헥사노에이트) 가소제 및 표 1에 나타낸 양의 CsWO3, 티누빈 328®, 티누빈 622® 힌더드 아민 광 안정제) 및 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트)를 갖고, 두께가 0.76 mm(30 mil)인 중합체 층을 7개 제조하고, 2개의 투명 유리 시트 사이에 라미네이팅한다.
표 1은 내후성 시험기(weatherometer)에서 500시간 동안 자외 방사선에 노출시킨 후의 가시광 투과율의 변화(델타 Tv = 최종 Tv - 초기 Tv)를 보여준다. 내후성 시험기는 하기 세팅에서 작동하는 모델 크세논 아크 아틀라스(Xenon Arc Atlas) Ci65(아틀라스 머티리얼 테스팅 테크놀로지 엘엘씨(Atlas Material Testing Technology LLC), 미국 일리노이주 시카고 소재)이다: 방사조도(irradiance), 0.55 W/m2; 블랙 패널 온도, 70℃; 물 분무, 없음; 필터 - 내부, 석영; 및 필터 - 외부, 붕규산염(유형 S).
CsWO3 중량% 티누빈 328® 중량% 티누빈 622® 중량% 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트) 중량% 델타 Tv (%)
0 0 1.16 0 -0.3
0.3 0 0 0 -42.8
0.3 0 0 0.037 -22.3
0.3 0 1.16 0.037 -21.3
0.3 0 2.3 0.037 -24.8
0.3 0.18 1.16 0.037 -6.0
0.3 0.36 1.16 0.037 -4.6
실시예 2
38 phr의 트리에틸렌 글리콜 비스(2-에틸헥사노에이트) 가소제 및 0.05 중량%의 CsWO3, 0.046 중량%의 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트) 및 표 2에 나타낸 다양한 양의 티누빈 326®을 갖고, 두께가 0.76 mm(30 mil)인 중합체 층을 형성하고, 2개의 투명 유리 시트 사이에 라미네이팅한다. 델타 Tv를 실시예 1에서와 같이 측정한다.
티누빈 326® 중량% 델타 Tv
0 -2.3
0.18 -0.1
0.36 -0.2
0.72 -0.1
본 발명에 의해, 시간에 걸쳐 광학적 품질에 있어서 용인되지 않는 감소 없이 개선된 광학적 특성을 갖는, 텅스텐 산화물 작용제를 함유하는 중간층, 예를 들어 폴리(비닐 부티랄) 중간층을 제공하는 것이 지금 가능하다.
본 발명은 예시적인 실시 형태를 참조하여 기재되어 있지만, 본 발명의 범주를 벗어남 없이, 다양한 변화가 만들어질 수 있고, 균등물이 이의 요소들 대신에 사용될 있음이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 추가적으로, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어남 없이 특정 상황 또는 재료를 본 발명의 교시에 맞추도록 많은 수정이 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위하여 숙고된 최선의 형태로 개시된 특정 실시 형태로 제한하지 않고자 하며, 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 범주 내에 속하는 모든 실시 형태를 포함하고자 한다.
또한, 본 발명의 임의의 단일 성분에 대하여 주어진 범위, 값 또는 특성은, 양립할 수 있을 경우, 본 발명의 임의의 나머지 다른 성분들에 대하여 주어진 임의의 범위, 값 또는 특성과 상호교환적으로 사용되어, 본 명세서 전체에 걸쳐 주어진 바와 같이, 이들 성분 각각에 대하여 값들을 정의한 실시 형태를 형성할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 적절할 경우, 주어진 임의의 범위로 가소제를 포함하는 것에 더하여, 주어진 임의의 범위로 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는 중합체 층을 형성하여, 본 발명의 범위 내에 있는 많은 치환(permutation)을 형성할 수 있지만, 이들을 열거하기에는 복잡할 것이다.
요약서 또는 임의의 청구항 내에 주어진 임의의 도면 참조 번호는 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 청구된 발명을 임의의 도면에 나타낸 어느 하나의 특정 실시 형태로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
달리 지시되지 않는다면, 도면은 축적대로 그려져 있지 않다.
본 명세서에 언급된 저널 기사, 특허, 출원 및 서적을 포함한 각각의 참조문헌은 전체적으로 본 명세서에 참조로 포함된다.

Claims (20)

  1. 중합체 층을 포함하며, 상기 중합체 층은 텅스텐 산화물 작용제(tungsten oxide agent); 및 벤조트리아졸 기를 갖는 분자와 다가 금속 염 중 어느 하나, 또는 벤조트리아졸 기를 갖는 분자와 다가 금속 염 양쪽 모두;를 포함하는, 다층 글레이징(multiple layer glazing)에 사용하기 위한 중간층.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 0.01 내지 1.0 중량%의 상기 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는, 중간층.
  3. 제1항에 있어서, 상기 텅스텐 산화물 작용제는 일반식 WyOz(여기서, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, 2.0<z/y<3.0을 만족함)로 표시되며, 일반식 MxWyOz(여기서, M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re로부터 선택되는 원소이고, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, 0.001≤x/y≤1.0 및 2.0<z/y≤3.0을 만족함)로 표시되는, 중간층.
  4. 제1항에 있어서, 상기 텅스텐 산화물은 근적외광의 70% 내지 95%를 차단시키기에 충분한 양으로 존재하는, 중간층.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 벤조트리아졸 기를 갖는 분자를 포함하는, 중간층.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다가 금속 염은 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트)인, 중간층.
  7. 제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 벤조트리아졸 기를 갖는 분자 및 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트) 둘 모두를 포함하는, 중간층.
  8. 제1항에 있어서, 상기 벤조트리아졸 기를 갖는 분자는 하기 구조식을 갖는, 중간층.
    Figure pct00004
  9. 제1항에 있어서, 상기 벤조트리아졸 기를 갖는 분자는 하기 구조식을 갖는, 중간층.
    Figure pct00005
  10. 제1항에 있어서, 상기 중합체 층은 폴리(비닐 부티랄)을 포함하는, 중간층.
  11. 유리 시트; 및 상기 유리 시트와 접촉된 중간층을 포함하며, 상기 중간층은 중합체 층을 포함하며, 상기 중합체 층은 텅스텐 산화물 작용제; 및 벤조트리아졸 기를 갖는 분자와 다가 금속 염 중 어느 하나, 또는 벤조트리아졸 기를 갖는 분자와 다가 금속 염 양쪽 모두;를 포함하는, 다층 글레이징 패널.
  12. 제11항에 있어서, 상기 중합체는 0.01 내지 1.0 중량%의 상기 텅스텐 산화물 작용제를 포함하는, 다층 글레이징 패널.
  13. 제11항에 있어서, 상기 텅스텐 산화물 작용제는 일반식 WyOz(여기서, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, 2.0<z/y<3.0을 만족함)로 표시되며, 일반식 MxWyOz(여기서, M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 금속, Mg, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, F, P, S, Se, Br, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re로부터 선택되는 원소이고, W는 텅스텐이고, O는 산소이고, 0.001≤x/y≤1.0 및 2.0<z/y≤3.0을 만족함)로 표시되는, 다층 글레이징 패널.
  14. 제11항에 있어서, 상기 텅스텐 산화물은 근적외광의 70% 내지 95%를 차단시키기에 충분한 양으로 존재하는, 다층 글레이징 패널.
  15. 제11항에 있어서, 상기 중합체 층은 벤조트리아졸 기를 갖는 분자를 포함하는, 다층 글레이징 패널.
  16. 제11항에 있어서, 상기 다가 금속 염은 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트)인, 다층 글레이징 패널.
  17. 제11항에 있어서, 상기 중합체 층은 벤조트리아졸 기를 갖는 분자 및 마그네슘 비스(2-에틸부티레이트) 둘 모두를 포함하는, 다층 글레이징 패널.
  18. 제11항에 있어서, 상기 벤조트리아졸 기를 갖는 분자는 하기 구조식을 갖는, 다층 글레이징 패널.
    Figure pct00006
  19. 제11항에 있어서, 상기 벤조트리아졸 기를 갖는 분자는 하기 구조식을 갖는, 다층 글레이징 패널.
    Figure pct00007
  20. 제11항에 있어서, 상기 중합체 층은 폴리(비닐 부티랄)을 포함하는, 다층 글레이징 패널.
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