KR20170093222A - 개선된 광학 특성을 갖는 조성물, 층 및 중간층을 위한 폴리(비닐 아세탈) 수지 배합물 - Google Patents

개선된 광학 특성을 갖는 조성물, 층 및 중간층을 위한 폴리(비닐 아세탈) 수지 배합물 Download PDF

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Abstract

2종 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 하나 이상의 배합제 또는 헤이즈 감소제를 포함하는 수지 조성물, 층 및 중간층이 제공된다. 상기 조성물, 층 및 중간층은 내충격성 및 음향 성능과 같은 다른 특성을 유지하면서, 개선된 광학 특성을 나타낸다.

Description

개선된 광학 특성을 갖는 조성물, 층 및 중간층을 위한 폴리(비닐 아세탈) 수지 배합물{BLENDS OF POLY(VINYL ACETAL) RESINS FOR COMPOSITIONS, LAYERS, AND INTERLAYERS HAVING ENHANCED OPTICAL PROPERTIES}
본원은 중합체 수지, 특히, 중합체 중간층(예컨대, 다층 패널에 사용되는 것)에 사용되기에 적합한 중합체 수지에 관한 것이다.
폴리(비닐 부티랄)(PVB)은 흔히, 안전 유리 또는 중합체성 적층체(laminate)와 같은 광-투과 적층체를 포함하는 다층 패널에서 중간층으로서 사용될 수 있는 중합체 시트의 제조에 사용된다. PVB는 또한, 상업 및 주거 용도를 위한 전기를 생산하고 공급하는데 사용되는 패널을 캡슐화하기 위해 광기전 태양 패널에 사용된다.
용어 "안전 유리"는 일반적으로, 2 개의 유리 시트들 사이에 위치하는, 하나 이상의 중합체 시트 또는 중간층을 포함하는 투명 적층체를 지칭한다. 안전 유리는 흔히 건축 및 자동차 용도에서 투명 장벽으로서 사용되며, 이의 주된 기능 중 하나는, 물체가 유리를 관통하게 하지 않으면서 충격 또는 타격으로부터 기인하는 에너지를 흡수하는 것이다. 또한, 심지어 적용된 힘이 유리를 파괴하기에 충분한 경우에도 상기 중합체 중간층은 유리가 적층체에 결합된 채로 유지하는 것을 도우며, 이는, 날카로운 유리 조각의 분산을 방지하여, 내부 공간 내에서 사람 또는 물체에 대한 상해 및 손상을 최소화한다. 안전 유리는 또한, 자외선(UV) 및/또는 적외선(IR) 복사선의 감소와 같은 다른 이점을 제공할 수 있으며, 또한 색상, 텍스쳐 등의 부가를 통해 윈도우 개구부의 심미적 외관을 개선할 수 있다. 추가적으로, 바람직한 음향 특성을 갖는 안전 유리가 또한 생산되었으며, 이는, 더 조용한 내부 공간을 제공한다.
흔히, 목적하는 특성들(예컨대, 음향 성능)의 하나의 세트를 나타내는 중합체는 다른 바람직한 특성(예컨대, 내충격성 또는 강도)은 부족하다. 따라서, 특성들의 특정 조합을 달성하기 위해서 다층 중합체 중간층이 사용되었다. 이러한 다층 중간층은, 2 개의 외부 "스킨" 층들 사이에 개재된 하나 이상의 내부 "코어" 층을 포함할 수 있다. 흔히, 중간층의 코어 층은, 더 낮은 유리 전이 온도(이는, 중간층의 음향 성능을 개선함)를 갖는 더 연질의 층일 수 있다. 그러나, 이러한 수지 층은 용이하게 가공하고/하거나 운반하기 어려울 수 있기 때문에, 다층 중간층의 스킨 층은 흔히 더 강성이고 더 높은 유리 전이 온도를 가져서, 중간층의 개선된 가공성, 강성 및 내충격성을 제공한다. 몇몇 경우, 외부 층은 더 낮은 유리 전이 온도의 물질로부터 형성될 수 있고, 내부 코어 층은 더 경질인 층이다.
때로는, 상이한 특성을 갖는 다양한 수지를 사용하는 것이 또한, 중간층 중의 광학 결함을 생성할 수 있다. 예를 들어, 이러한 유형의 조성물, 층 및 중간층에 통상적인 하나의 결함은 반점(mottle)이다. 반점은, 일반적으로 최종 구조에서 불균일한 스팟 또는 텍스쳐로서 나타나는 광학 왜곡 또는 시각적 결함 형태의 불쾌한 형태이다. 반점은, 연성 층과 강성 층 간의 계면에서 작은 크기의 표면 변화에 의해 유발되며, 이때 개별적인 층들은 상이한 굴절률을 가진다. 투명도(clarity)는, 조성물, 층 또는 중간층 중의 헤이즈 수준을 측정함으로써 결정되는 또다른 중요한 광학 특성이다. 높은 헤이즈는 전형적으로, 상이한 유형의 광학적으로 비상용성인 중합체 및/또는 가소제가 함께 배합되거나 혼합되는 경우에 나타난다. 이러한 배합물에서, 상기 배합물을 통과하는 광은, 상이한 중합체 물질의 영역을 만날 때 산란되며, 그 결과는, 흐리고 시각적으로 불명료한 외관이다. 높은 선명도의 중합체 및 중간층은 매우 낮은 헤이즈 값을 갖는 것이다. 따라서, 상이한 조성을 갖지만 바람직한 광학 특성을 나타내는 폴리(비닐 아세탈) 수지 배합물로부터 형성된 중합체 수지 조성물, 수지 층 및 중간층이 필요하다. 추가적으로, 상기 조성물, 층 및 중간층은 최종 제품의 기계적 및 음향 성능의 희생 없이 제조되어야 하며, 자동차 및 건축용 다층 패널을 비롯한 각종 다양한 최종 사용 용도에 이용가능해야 한다.
본 발명의 하나의 실시양태는, 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지, 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지, 및 배합제(blending agent)를 포함하는 수지 층을 포함하는 중간층에 관한 것이다. 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량과 적어도 2 중량% 상이한 잔류 하이드록실 함량을 갖는다. 각각의 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이상의 양으로 상기 수지 층 중에 존재한다. 상기 배합제는, 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지와 더 상용성인 하나의 잔기 및 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지와 더 상용성인 제 2 잔기를 포함하고, 상기 배합제는 수지 층의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 이상의 양으로 상기 수지 층 중에 존재한다.
본 발명의 또 다른 실시양태는 중간층의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지를 제공하는 단계; 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 적어도 2 중량% 많거나 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지를 제공하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지를 하나 이상의 배합제와 배합하여 배합된 수지 조성물을 제공하는 단계(이때 상기 배합된 수지 조성물은 상기 배합된 조성물 중의 수지의 총 중량을 기준으로 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지를 각각 10 중량% 이상 포함함); 및 상기 배합된 조성물로부터 수지 층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 중간층은 5% 이하의 헤이즈 값을 가진다.
본 발명의 다양한 실시양태에 따르면 개선된 광학 특성을 나타내는 수지 조성물, 층, 및 중간층이 제공된다. 특히, 본원에 기재된 수지 조성물, 층 및 중간층은, 전형적으로 비상용성인 수지들의 상용성을 개선하기 위해 2종 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 하나 이상의 배합제 또는 헤이즈 감소제를 포함한다. 본원에 기재된 바와 같은 헤이즈 감소제 또는 배합제의 부재 하에 배합되는 경우, 상이한 조성을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 증가된 헤이즈 및 감소된 투명도를 나타내는 조성물, 층 및 중간층을 제공하며, 이들은 자동차 및 건축 용도를 비롯한 많은 최종 용도에 부적합할 수 있다. 그러나, 본원의 다양한 실시양태에 따라 기재된 바와 같이 배합제 또는 헤이즈 감소제를 포함하면, 향상된 광학 특성을 갖는 조성물, 층 또는 중간층을 제공할 수 있으며, 이들은 자동차 및/또는 건축 용도를 위한 다층 패널을 비롯한 각종 다양한 용도에 사용될 수 있다.
본 발명은 일반적으로 중합체 수지 조성물뿐만 아니라 이를 포함하는 중합체 수지 층 및 중간층에 관한 것이다. 본원에 사용된 용어 "중합체 수지 조성물" 및 "수지 조성물"은 2종 이상의 중합체 수지를 포함하는 조성물을 지칭한다.
중합체 조성물은 임의적으로 다른 성분, 예컨대 가소제 및/또는 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "중합체 수지 층" 및 "수지 층"은, 임의적으로 하나 이상의 가소제와 조합되어 중합체성 시트로 성형된 2종 이상의 중합체 수지를 지칭한다. 다시, 수지 층은 추가적인 첨가제를 포함할 수 있지만, 이것이 필요한 것은 아니다. 본원에서 용어 "중간층"은, 하나 이상의 강성 기판과 함께 다층 패널을 형성하기에 적합한 단층 또는 다층 중합체 시트를 지칭한다. 용어 "단일-시트" 중간층 및 "단일체형" 중간층은, 하나의 단일 수지 시트로 형성된 중간층을 지칭하며, 용어 "다층" 및 "다층" 중간층은, 공압출되거나 적층되거나(laminated) 달리 서로 커플링된 2 개 이상의 수지 시트를 갖는 중간층을 지칭한다.
본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수지 조성물, 층, 및 중간층은 2종 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함할 수 있다. 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 산 촉매의 존재 하에 폴리비닐 알코올을 하나 이상의 알데하이드로 아세탈화시켜 제조할 수 있다. 이어서, 생성 수지를 공지된 방법(예컨대, 미국 특허 제 2,282,057 호 및 제 2,282,026 호뿐만 아니라 문헌["Vinyl Acetal Polymers," in the Encyclopedia of Polymer Science & Technology, 3rd ed., Volume 8, pages 381-399, by B.E. Wade (2003)]에 기술된 것)에 따라 분리하고, 안정화시키고, 건조할 수 있다. 생성 폴리(비닐 아세탈) 수지 중에 존재하는 잔류 알데하이드 기 또는 잔기의 총 중량은, ASTM D-1396에 의해 측정시, 약 50 중량% 이상, 약 60 중량% 이상, 약 70 중량% 이상, 약 75 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 약 85 중량% 이상일 수 있다. 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지 중의 알데하이드 잔기의 총 중량은 아세탈 성분으로서 집합적으로 지칭될 수 있으며, 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지의 나머지는 잔류 하이드록실 및 잔류 아세테이트 기를 포함하고, 이는 하기에 더 자세히 기술될 것이다.
몇몇 실시양태에서, 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지는 폴리(비닐 n-부티랄)(PVB) 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리(비닐 n-부티랄) 수지의 아세탈 성분은 주로 n-부티르 알데하이드의 잔기를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 약 97% 이상, 또는 약 99% 이상의 n-부틸알데하이드 잔기를 함유할 수 있다. 또한, 상기 폴리(비닐 n-부티랄) 수지는 상기 수지의 알데하이드 잔기의 총 중량을 기준으로, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 약 5% 이하, 약 2% 이하, 약 1% 이하 또는 약 0.5% 이하의, n-부티르알데하이드 이외의 알데하이드의 잔기를 포함할 수 있다.
하나 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지는 또한 n-부티르알데하이드 이외의 하나 이상의 알데하이드의 잔기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 조성물, 층 또는 중간층 중의 하나 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지는 하나 이상의 다른 C4 내지 C8 알데하이드의 잔기, 예를 들어 이소 부티르알데하이드, 2-메틸발레르알데하이드, n-헥실 알데하이드, 2-에틸헥실 알데하이드, n-옥틸 알데하이드 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 하나 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 이소-부티르알데하이드, 2-에틸헥실 알데하이드 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 C4 내지 C8 알데하이드를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 하나 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지는 0 중량%, 또는 약 1 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 30 중량% 이상, 약 40 중량% 이상 및/또는 약 80 중량% 이하, 약 70 중량% 이하, 약 60 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 또는 약 0 내지 40 중량%, 약 0 내지 약 30 중량%, 약 0 내지 약 20 중량%, 약 1 내지 약 80 중량%, 약 5 내지 약 70 중량%, 약 10 내지 약 60 중량%의, n-부티르알데하이드 이외의 알데하이드를 하나 이상 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에 따라, 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층은 적어도 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함할 수 있으며, 이들은 각각, 조성물, 층 또는 중간층의 모든 수지의 합친 중량을 기준으로 약 0.10 중량% 이상, 약 0.50 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 2.5 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 약 3.5 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 30 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 또는 약 45 중량% 이상의 양으로 상기 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 함께, 상기 조성물, 층 또는 중간층 중의 모든 수지의 약 10 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 30 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 약 50 중량% 이상, 약 60 중량% 이상, 약 70 중량% 이상, 또는 약 80 중량% 이상을 구성할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 이외의 수지의 양은, 모든 수지의 합친 중량을 기준으로 약 20 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 약 5 중량% 이하, 약 2 중량% 이하, 또는 약 1 중량% 이하일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 상기 조성물 중에 거의 동일한 양으로 존재할 수 있거나, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나의 수지가 나머지 수지보다 더 많은 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나는, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 합친 중량을 기준으로, 약 0.5 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 30 중량% 이상 및/또는 약 99.5 중량% 이하, 약 90 중량% 이하, 약 85 중량% 이하, 약 80 중량% 이하, 약 70 중량% 이하, 약 60 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 약 30 중량% 이하, 약 20 중량% 이하, 또는 약 0.5 내지 약 99.5 중량%, 약 10 내지 약 90 중량% 또는 약 30 내지 약 60 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 및 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나의 수지는, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 합친 중량을 기준으로 12 중량% 미만의 양으로 상기 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 또는 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 합친 중량을 기준으로 약 0.3 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 1.5 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 2.5 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 약 3.5 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 4.5 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 5.5 중량% 이상, 약 6 중량% 이상, 약 6.5 중량% 이상, 약 7 중량% 이상 및/또는 약 12 중량% 이하, 약 11.5 중량% 이하, 약 11 중량% 이하, 약 10.5 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 약 9.5 중량% 이하, 약 9 중량% 이하, 약 8.5 중량% 이하, 약 8 중량% 이하, 약 7.5 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하의 양으로 상기 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나의 수지는, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 합친 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 12 중량%, 약 1 내지 약 10 중량%, 약 1.5 내지 약 7.5 중량%, 약 2.5 내지 약 5 중량% 범위의 양으로 상기 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나의 수지 대 나머지 수지의 중량비는 적어도 약 0.3:99.7, 적어도 약 0.5:99.5, 적어도 약 1:99, 적어도 약 5:95, 적어도 약 10:90, 적어도 약 15:85, 적어도 약 20:80, 적어도 약 25:75, 적어도 약 40:60, 및/또는 약 99.7 이하:0.3, 약 99.5 이하:0.5, 약 99 이하:1, 약 95 이하:5, 약 90 이하:10, 약 85 이하:15, 약 80 이하:20, 약 75 이하:25, 약 60 이하:40, 또는 약 0.3:99.7 내지 99.7:0.3, 약 10:90 내지 90:10, 약 25:75 내지 약 75:25 또는 약 40:60 내지 60:40 범위일 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층은 적어도 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지, 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함할 수 있다. 이들 실시양태에 따라, 제 1, 제 2 및/또는 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지는 실질적으로 동일한 양으로 상기 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있거나, 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나 이상이 나머지 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나 이상과 상이한 양으로 존재할 수 있다. 상기 3종의 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 적어도 하나, 적어도 둘 또는 이들 각각이, 상기 조성물, 층 또는 중간층 중의 모든 수지의 합친 중량을 기준으로, 적어도 약 0.10 중량%, 적어도 약 0.50 중량%, 적어도 약 1 중량%, 적어도 약 2 중량%, 적어도 약 3 중량%, 적어도 약 5 중량%, 적어도 약 10 중량%, 적어도 약 15 중량%, 적어도 약 20 중량%, 적어도 약 30 중량%, 적어도 약 40 중량% 또는 적어도 약 45 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지는 함께, 상기 조성물, 층 또는 중간층 중의 수지의 약 10 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 30 중량% 이상, 약 40 중량% 이상, 약 50 중량% 이상, 약 60 중량% 이상, 약 70 중량% 이상, 또는 약 80 중량% 이상을 구성할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 조성물, 층 또는 중간층 중의 상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지 이외의 수지의 양은 약 20 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 약 5 중량% 이하, 약 2 중량% 이하, 또는 약 1 중량% 이하일 수 있다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지는 상기 조성물 중에 거의 동일한 양으로 존재할 수 있거나, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 적어도 하나가 나머지 수지들 중 하나 이상보다 더 많은 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 적어도 하나는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지의 합친 중량을 기준으로, 약 0.3 중량% 이상, 약 0.5 중량% 이상, 약 1 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 약 30 중량% 이상 및/또는 약 99.7 중량% 이하, 약 99.5 중량% 이하, 약 90 중량% 이하, 약 85 중량% 이하, 약 80 중량% 이하, 약 70 중량% 이하, 약 60 중량% 이하, 약 50 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 약 30 중량% 이하, 약 20 중량% 이하, 또는 약 0.3 내지 약 99.7 중량%, 약 10 내지 약 90 중량%, 또는 약 30 내지 약 60 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나 수지 대 나머지 수지들 중 하나 또는 둘 다의 중량비는 적어도 약 0.3:99.7, 적어도 약 1:99, 적어도 약 5:95, 적어도 약 10:90, 적어도 약 15:85, 적어도 약 20:80, 적어도 약 25:75, 적어도 약 40:60, 및/또는 약 99 이하.5:0.5, 약 99 이하:1, 약 95 이하:5, 약 90 이하:10, 약 85 이하:15, 약 80 이하:20, 약 75 이하:25, 약 60 이하:40, 또는 약 0.3:99.7 내지 99.7:0.3, 약 10:90 내지 90:10, 약 25:75 내지 약 75:25 또는 약 40:60 내지 60:40의 범위일 수 있다.
몇몇 실시양태에 따르면, 상기 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재하는 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 상기 제 1 및 제 2 수지 중 하나의 수지가 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 나머지 수지 내로 분산되어 상기 제 1 및 제 2 수지 중 하나의 수지의 도메인이 나머지 수지 내에 형성될 수 있도록 배합될 수 있다. 이러한 배합된 수지는 단층 중간층으로서 사용될 수 있거나 또는 하나 이상의 인접한 층과 결합되어 다층 중간층을 형성할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 중간층의 층들 중 하나가 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함하고 중간층의 다른 층은 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함하도록 다층 중간층의 인접한 층들에 존재할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시양태에 따르면 상기 다층 중간층 중에 추가의 층이 또한 존재할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시양태에 따른 수지 조성물, 층, 및 중간층은 하나 이상의 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 조성물, 층 또는 중간층 중의 수지(들)의 특정 조성에 따라, 상기 가소제는, 약 5 phr(수지 백부 당 부) 이상, 약 10 phr 이상, 약 15 phr 이상, 약 20 phr 이상, 약 25 phr 이상, 약 30 phr 이상, 약 35 phr 이상, 약 40 phr 이상, 약 45 phr 이상, 약 50 phr 이상, 약 55 phr 이상, 약 60 phr 이상 및/또는 약 120 phr 이하, 약 110 phr 이하, 약 105 phr 이하, 약 100 phr 이하, 약 95 phr 이하, 약 90 phr 이하, 약 85 phr 이하, 약 75 phr 이하, 약 70 phr 이하, 약 65 phr 이하, 약 60 phr 이하, 약 55 phr 이하, 약 50 phr 이하, 약 45 phr 이하, 약 40 phr phr 이하, 또는 약 5 내지 약 120, 약 10 내지 약 110 phr, 약 20 내지 약 90 phr, 또는 약 25 내지 약 75 phr 범위의 양으로 존재할 수 있다.
본원에서 용어 "수지 백부 당 부" 또는 "phr"은, 중량을 기준으로, 수지 100부에 대해 존재하는 가소제의 양을 지칭한다. 예를 들어, 30 g의 가소제가 100 g의 수지에 첨가되는 경우, 가소제는 30 phr의 양으로 존재할 것이다. 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층이 2종 이상의 수지를 포함하는 경우, 가소제의 중량을 존재하는 모든 수지의 합친 양과 비교하여, 수지 백부 당 부를 결정한다. 또한, 층 또는 중간층의 가소제 함량이 본원에 제공되는 경우, 이는, 상기 층 또는 중간층을 제조하는데 사용되는 배합물 또는 용융물 중의 가소제의 양에 대하여 제공된다.
적합한 가소제의 예는, 비제한적으로, 트라이에틸렌 글리콜 다이-(2-에틸헥사노에이트)("3GEH"), 트라이에틸렌 글리콜 다이-(2-에틸부티레이트), 트라이에틸렌 글리콜 다이헵타노에이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이헵타노에이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이-(2-에틸헥사노에이트)("4GEH"), 다이헥실 아디페이트, 다이옥틸 아디페이트, 헥실 사이클로헥실아디페이트, 다이이소노닐 아디페이트, 헵틸노닐 아디페이트, 다이(부톡시에틸) 아디페이트, 및 비스(2-(2-부톡시에톡시)에틸) 아디페이트, 다이부틸 세바케이트, 다이옥틸 세바케이트, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 가소제는 트라이에틸렌 글리콜 다이-(2-에틸헥사노에이트) 및 테트라에틸렌 글리콜 다이-(2-에틸헥사노에이트)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있거나, 상기 가소제는 트라이에틸렌 글리콜 다이-(2-에틸헥사노에이트)를 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에 따라, 본원에 기술된 조성물, 층, 및 중간층 중의 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 상이한 조성을 가질 수 있다. 전형적으로, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 간의 그러한 조성 차이는, 상기 수지들이 조성물, 층, 및 중간층에서 조합될 때, 바람직하지 못한 광학 특성, 예를 들면 증가된 헤이즈 및 감소된 투명도를 제공한다. 그러나,하기에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 본 발명의 실시양태에 따른 적어도 하나의 헤이즈 감소제 또는 배합제의 혼입은 향상된 투명도를 나타내는 수지 배합물을 포함하는 조성물, 층 및 중간층을 제공한다.
몇몇 실시양태에 따라, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 중합체 주쇄에 혼입된 상이한 양의 잔류 하이드록실기 및/또는 아세테이트기를 가질 수 있다. 본원에서 용어 "잔류 하이드록실 함량" 및 "잔류 아세테이트 함량"은, 가공이 완료된 후 수지 상에 남아 있는 각각의 하이드록실 및 아세테이트 기의 양을 지칭한다. 예를 들어, 폴리(비닐 n-부티랄)은, 폴리비닐 아세테이트를 폴리비닐 알코올로 가수분해시키고, 이어서 상기 폴리비닐 알코올을 n-부티르알데하이드로 아세탈화시켜 폴리(비닐 n-부티랄)을 형성함으로써 제조할 수 있다. 상기 폴리비닐 아세테이트를 가수분해시키는 과정에서, 모든 아세테이트 기가 하이드록실 기로 전환되지는 않으며, 잔류 아세테이트 기는 상기 수지 상에 남게 된다. 유사하게, 상기 폴리비닐 알코올을 아세탈화시키는 과정에서, 모든 하이드록실 기가 아세탈 기로 전환되지는 않으며, 이 또한 상기 수지 상에 잔류 하이드록실 기로 남게 된다. 결과적으로, 대부분의 폴리(비닐 아세탈) 수지는 중합체 쇄의 일부로서 잔류 하이드록실 기(비닐 알콜 기로서) 및 잔류 아세테이트 기(비닐 아세테이트 기로서)를 둘 다 포함한다. 잔류 하이드록실 함량 및 잔류 아세테이트 함량은, 상기 중합체 수지의 중량을 기준으로 중량%로 표현되고, ASTM D-1396에 따라 측정된다.
본 발명의 다양한 실시양태에 따른 조성물, 층 및 중간층에 사용된 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 간의 잔류 하이드록실 함량 차이는 약 2 중량% 이상, 약 3 중량% 이상, 약 4 중량% 이상, 약 6 중량% 이상, 약 8 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 12 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 약 20 중량% 이상, 또는 약 30 중량% 이상일 수 있다. 본원에서 용어 "상이한 중량%" 또는 "상기 차이는 ~ 중량% 이상이다"는, 하나의 수를 나머지 수로부터 빼서 계산된 2 개의 제시된 중량% 간의 차이를 지칭한다. 예를 들어, 12 중량%의 잔류 하이드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 14 중량%의 잔류 하이드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 서로 2 중량% 상이하다. 본원에서 용어 "상이한"은, 하나의 값이 또다른 값보다 높거나 낮은 경우 둘다를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 적어도 하나의 수지는 약 14 중량% 이상, 약 14.5 중량% 이상, 약 15 중량% 이상, 약 15.5 중량% 이상, 약 16 중량% 이상, 약 16.5 중량% 이상, 약 17 중량% 이상, 약 17.5 중량% 이상, 약 18 중량% 이상, 약 18.5 중량% 이상, 약 19 중량% 이상, 약 19.5 중량% 이상 및/또는 약 45 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 약 35 중량% 이하, 약 33 중량% 이하, 약 30 중량% 이하, 약 27 중량% 이하, 약 25 중량% 이하, 약 22 중량% 이하, 약 21.5 중량% 이하, 약 21 중량% 이하, 약 20.5 중량% 이하, 약 20 중량% 이하, 또는 약 14 내지 약 45 중량%, 약 16 내지 약 30 중량%, 약 18 내지 약 25 중량%, 약 18.5 내지 약 20 중량%, 또는 약 19.5 내지 약 21 중량% 범위의 잔류 하이드록실 함량을 가질 수 있다.
다른 폴리(비닐 아세탈) 수지는 약 8 중량% 이상, 약 9 중량% 이상, 약 10 중량% 이상, 약 11 중량% 이상 및/또는 약 16 중량% 이하, 약 14.5 중량% 이하, 약 13 중량% 이하, 약 11.5 중량% 이하, 약 11 중량% 이하, 약 10.5 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 약 9.5 중량% 이하, 약 9 중량% 이하, 또는 약 8 내지 약 16 중량%, 약 9 내지 약 15 중량%, 또는 약 9.5 내지 약 14.5 중량% 범위의 잔류 하이드록실 함량을 가질 수 있다. 전술된 바와 같이, 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지들은, 상기 수지들 중 하나 이상 간의 잔류 하이드록실 함량 차이가 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층 내 하나 이상의 다른 수지의 잔류 하이드록실 함량과 약 2 중량% 이상 상이하도록 선택될 수 있다.
하나 이상의 다른 폴리(비닐 아세탈) 수지가 또한 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있으며, 전술된 범위 내의 잔류 하이드록실 함량을 가질 수 있다. 추가적으로, 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층 중의 하나 이상의 다른 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량은 상기 제 1 및/또는 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량과 동일하거나 상이할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 아세테이트 함량보다 적어도 약 2 중량%, 적어도 약 3 중량%, 적어도 약 4 중량%, 적어도 약 5 중량%, 적어도 약 6 중량% 또는 적어도 약 8 중량%, 적어도 약 10 중량%, 적어도 약 12 중량%, 적어도 약 15 중량%, 적어도 약 20 중량%, 적어도 약 30 중량% 많거나 적은 잔류 아세테이트 함량을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 아세테이트 함량보다 약 5 중량% 이하, 약 4 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 약 2 중량% 이하, 약 1 중량% 이하, 또는 약 0.5 중량% 이하로 많거나 적은 잔류 아세테이트 함량을 가질 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 적어도 하나의 잔류 아세테이트 함량은 약 4 중량% 이하, 약 3 중량% 이하, 약 2 중량% 이하, 또는 약 1 중량% 이하일 수 있고, 다른 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 적어도 하나의 잔류 아세테이트 함량은 적어도 약 5 중량%, 적어도 약 8 중량%, 적어도 약 10 중량%, 적어도 약 12 중량%, 적어도 약 14 중량%, 적어도 약 16 중량%, 적어도 약 18 중량%, 적어도 약 20 중량%, 또는 적어도 약 30 중량%일 수 있다. 상기 수지 조성물 또는 중간층 중에 존재하는 추가의 폴리(비닐 아세탈) 수지는 제 1 및/또는 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 아세테이트 함량과 동일하거나 상이한 잔류 아세테이트 함량을 가질 수 있고, 그 값은 상술한 범위 중 하나 이상 내에 들 수 있다.
다양한 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 간의 잔류 하이드록실 및/또는 잔류 아세테이트 함량 차이는, 조성물, 층 또는 중간층에 대한 특정 성능 특성(예컨대, 강도, 내충격성, 내침투성, 가공성, 음향 성능)을 제어하거나 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 약 16 중량% 초과와 같은 더 많은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 수지 조성물 또는 층에 대한 증가된 내충격성, 내침투성 및 강도를 용이하게 할 수 있고, 13 중량% 미만과 같은 더 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 수지는 상기 중간층 또는 배합물의 음향 성능을 개선할 수 있다.
더 많거나 적은 잔류 하이드록실 함량 및/또는 잔류 아세테이트 함량을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 하나 이상의 가소제와 조합되는 경우, 상이한 양의 가소제를 궁극적으로 포함할 수 있다. 결과적으로, 상이한 조성을 갖는 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지로 형성된 층 또는 도메인은 또한, 단일 수지 층 또는 중간층 내에서 상이한 특성을 가질 수 있다. 이론에 구속되고자 하는 것은 아니지만, 제시된 가소제와 폴리(비닐 아세탈) 수지의 상용성은, 적어도 부분적으로, 상기 중합체의 조성, 특히 이의 잔류 하이드록실 함량에 의존할 수 있는 것으로 이해된다. 전반적으로, 더 많은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 더 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 유사한 수지에 비해, 제시된 가소제에 대한 더 낮은 상용성(또는 용량)을 나타내는 경향이 있다. 결과적으로, 더 많은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 더 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 유사한 수지보다 덜 가소화되고 더 높은 강성을 나타내는 경향이 있다. 반대로, 더 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지는, 제시된 가소제로 가소화되는 경우, 더 많은 양의 가소제를 혼입하는 경향이 있을 수 있으며, 이는, 더 많은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 유사한 수지에 비해 더 낮은 유리 전이 온도를 나타내는 더 연성의 수지 층을 제공할 수 있다. 특정 수지 및 가소제에 따라, 이러한 경향이 역전될 수 있다.
상이한 수준의 잔류 하이드록실 함량을 갖는 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지를 가소제와 배합하는 경우, 더 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 층 또는 도메인 중에 더 많은 가소제가 존재할 수 있거나 더 많은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 층 또는 도메인 중에 더 적은 가소제가 존재할 수 있도록, 가소제는 상기 수지 층들 또는 도메인들 사이에 분배될 수 있다. 궁극적으로, 2종의 수지 간에 평형 상태가 달성된다. 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량과 가소제 상용성/용량 간의 상관관계는, 적절한 양의 가소제를 중합체 수지에 첨가하는 것을 용이하게 할 수 있다. 이러한 상관관계는 또한, 가소제가 수지들 사이에서 달리 이동할 경우, 2종 이상의 수지들 간의 가소제 함량 차이를 안정하게 유지하는 것을 돕는다.
몇몇 실시양태에서, 둘 이상의 수지 층 또는 중간층이 배합되어 예상치 못한 특성 및 성능 속성을 갖는 새로운 수지 층 또는 중간층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 잔류 하이드록실 함량이 더 적고 유리 전이 온도가 더 낮은 수지 층 또는 중간층을 잔류 하이드록실 함량이 더 많고 유리 전이 온도가 더 높은 또다른 수지 층 또는 중간층과 배합하여, 더 낮은 유리 전이 온도의 연질 도메인(이는, 음향 성능을 향상시킴) 및 더 높은 유리 전이 온도의 경질 도메인(이는, 수지 층 또는 중간층에 향상된 가공성, 강도 및 내 충격성을 부여함)을 갖는 새로운 수지 층 또는 중간층을 생성한다. 다른 실시양태에서, 단일 시트 중간층을 다층 중간층과 배합하거나, 2 개의 다층 중간층을 배합하거나, 하나의 다층 중간층을 다른 다층 중간층의 수지 층 내로 배합할 수 있다. 2 가지 재료를 배합함으로써 발생하는 효과는 또한, 상기 재료의 함량에 따라 2 가지 이상의 수지, 가소제 및 다른 첨가제를 배합하는 것으로부터 달성될 수도 있다. 본 발명의 명확성을 위해, 수지의 배합물 및 수지 층 또는 중간층의 배합물을 비롯한 배합물에 관한 논의는, 본 발명 전반에 걸쳐 수지의 배합물을 중심으로 이루어졌다. 본원에 사용된 "배합물 수지 재료" 또는 "배합물 재료"는, 다른 수지 조성물, 수지 층 또는 중간층에 배합될 수지 조성물, 수지 층 또는 중간층을 지칭한다. 2 개의 수지 층 또는 2 개의 중간층을 배합할 때, 배합될 2 가지 재료 중 적어도 하나는 본 발명의 수지 층 또는 중간층을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 두 재료 모두 본 발명의 수지 층 또는 중간층을 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 수지 층 또는 중간층은, 적어도, 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 제 1 가소제를 포함하는 제 1 수지 층; 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 제 2 가소제를 포함하는 제 2 수지 층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 층은 상기 제 2 층에 인접할 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 가소제는 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나의 수지가, 나머지 수지의 잔류 하이드록실 함량보다 적어도 2 중량% 많거나 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 경우, 상기 수지 층들 간의 가소제 함량 차이는 약 2 phr 이상, 약 5 phr 이상, 약 8 phr 이상, 약 10 phr 이상, 약 12 phr 이상, 또는 약 15 phr 이상일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 더 적은 하이드록실 함량을 갖는 수지를 포함하는 수지 층은 더 많은 가소제 함량을 가질 수 있다. 상기 수지 층 또는 중간층의 다른 특성을 제어하거나 유지하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 수지 층 간의 가소제 함량 차이는 약 100 phr 이하, 약 50 phr 이하, 약 45 phr 이하, 약 40 phr 이하, 약 35 phr 이하, 약 30 phr 이하, 약 20 phr 이하, 약 15 phr 이하, 약 10 phr 이하, 약 5 phr 이하일 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 수지 층 간의 가소제 함량 차이는 약 40 phr 이상, 약 50 phr 이상, 약 60 phr 이상, 또는 약 70 phr 이상일 수 있다.
하나의 실시양태에 따르면, 상기 수지 층들 중 하나는 약 42 phr 이상, 약 45 phr 이상, 약 50 phr 이상, 약 55 phr 이상, 약 60 phr 이상, 또는 약 65 phr 이상 및/또는 약 120 phr 이하, 약 110 phr 이하, 약 90 phr 이하, 약 85 phr 이하, 약 80 phr 이하, 약 75 phr 이하, 또는 약 50 내지 약 120 phr, 약 55 내지 약 110 phr, 약 60 내지 약 90 phr, 또는 약 65 내지 약 75 phr 범위의 가소제 함량을 가질 수 있다. 하나 이상의 다른 수지 층은 50 phr 미만, 약 45 phr 이하, 약 40 phr 이하, 약 38 phr 이하, 약 30 phr 이하, 또는 약 20 phr 이하의 가소제 함량을 가질 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 수지 층은 상이한 유리 전이 온도를 나타낼 수 있다. 유리 전이 온도 또는 Tg는, 중합체의 유리질 상태에서 고무질 상태로의 전이를 표시하는 온도이다. 본원에 기술된 수지 및 층의 유리 전이 온도는 동역학적 열 분석(DTMA)으로 결정되었다. DTMA는, 시편의 저장(탄성) 모듈러스(G')(단위: Pa), 손실(점성) 모듈러스(G")(단위: Pa), 및 tanΔ(G"/G')를, 제시된 진동 주파수 및 온도 스윕 속도에서 온도의 함수로서 측정한다. 이어서, 유리 전이 온도는, 온도 스케일 상의 tanΔ 피크의 위치로 결정한다. 본원에 제공된 유리 전이 온도는, 전단 모드 하에 1 Hz의 진동 주파수 및 3℃/min의 온도 스윕 속도에서 결정되었다.
상기 제 1 수지 층 및 상기 제 2 수지 층 간의 유리 전이 온도 차이, 또는 배합된 수지 또는 수지 층의 다양한 영역 간의 유리 전이 온도 차이는 약 3℃ 이상, 약 5℃ 이상, 약 8℃ 이상, 약 10℃ 이상, 약 12℃ 이상, 약 15℃ 이상, 약 18℃ 이상, 약 20℃ 이상, 약 22℃ 이상, 또는 약 25℃ 이상일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 수지 또는 상기 수지 층들 중 하나는 약 26℃ 이상, 약 28℃ 이상, 약 30℃ 이상, 약 33℃ 이상, 약 35℃ 이상 및/또는 약 70℃ 이하, 약 65℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 55℃ 이하, 약 50℃ 이하, 약 45℃ 이하, 약 40℃ 이하, 약 35℃ 이하, 또는 약 26 내지 약 70℃, 약 30 내지 약 70℃, 약 30 내지 약 65℃, 또는 약 30 내지 약 40℃ 범위의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 나머지 수지는 25℃ 미만, 약 20℃ 이하, 약 15℃ 이하, 약 10℃ 이하, 약 5℃ 이하, 약 0℃ 이하, 약 -5℃ 이하, 약 -10℃ 이하의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 제 1 및 제 2 수지의 배합된 수지의 다양한 영역의 유리 전이 온도 차이는 Tg 측정에 의해 구별되지 않을 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지가, 하나의 수지의 도메인이 나머지 수지 내에 분산되도록 서로 배합되는 경우, 상기 제 1 및 제 2 수지의 도메인 간에 가소제 함량 및/또는 유리 전이 온도의 차이가 또한 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 수지 층 또는 중간층은, 전술된 바와 같이, 더 많거나 적은 가소제 함량의 다양한 도메인 및/또는 더 높거나 낮은 유리 전이 온도를 갖는 도메인을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 수지 층 또는 중간층의 적어도 일부는 약 25℃ 이상, 약 27℃ 이상, 약 30℃ 이상, 약 33℃ 이상, 약 35℃ 이상, 및/또는 약 70℃ 이하, 약 65℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 55℃ 이하, 약 50℃ 이하, 약 45℃ 이하, 약 40℃ 이하, 약 35℃ 이하의 유리 전이 온도, 또는 약 25 내지 약 70℃, 약 27 내지 약 65℃, 또는 약 30 내지 약 40℃ 범위의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 수지 층 또는 중간층의 적어도 일부는 25℃ 이하, 약 20℃ 이하, 약 15℃ 이하, 약 10℃ 이하, 약 5℃ 이하, 약 0℃ 이하, 약 -5℃ 이하, 또는 약 -10℃ 이하의 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
본원에 기술된 하나 이상의 수지 조성물, 층, 및 중간층은 상기 중간층에 특정 특성 또는 특징을 제공하는 다양한 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는, 비제한적으로, 염료, 안료, 안정화제, 예컨대 자외선 안정화제, 산화방지제, 블로킹 방지제, 난연제, IR 흡수제 또는 차단제, 예컨대 인듐 주석 옥사이드, 안티몬 주석 옥사이드, 란타늄 헥사보라이드(LaB6) 및 세슘 텅스텐 옥사이드, 가공 보조제, 흐름 개선 첨가제, 윤활제, 충격 개질제, 핵형성제, 열 안정화제, UV 흡수제, 분산제, 계면활성제, 킬레이트제, 커플링제, 접착제, 프라이머, 보강 첨가제, 및 충전제를 포함할 수 있다.
추가적으로, 유리에 대한 시트의 부착성을 제어하기 위해, 다양한 부착 제어제("ACA")를 본 발명의 중간층에 사용할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재하는 ACA의 양은 약 0.003 phr 이상, 약 0.01 phr 이상, 또는 약 0.025 phr 이상 및/또는 약 0.15 phr 이하, 약 0.10 phr 이하, 또는 약 0.04 phr 이하, 또는 약 0.003 내지 약 0.15 phr, 약 0.01 내지 약 0.10 phr, 또는 약 0.025 내지 약 0.04 phr 범위일 수 있다. 적합한 ACA는, 비제한적으로, 나트륨 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 마그네슘 비스(2-에틸 부티레이트), 마그네슘 비스(2-에틸헥사노에이트), 및 이들의 조합뿐만 아니라, 미국 특허 제 5,728,472 호에 개시된 ACA를 포함할 수 있다.
상이한 조성을 갖는 수지들 및 상이한 특성을 갖는 가소화된 수지 층들은 또한, 헤이즈 및 가시적 투과율과 같은 특정 광학 특성에 대해 상이한 값을 나타내는 경향이 있으며, 이는 생성 층 또는 배합물의 광학 품질을 감소시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 다양한 실시양태에서, 적어도 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함하는 조성물, 층 및 중간층은, 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 서로 간의 상용성을 증가시키기 위해 및/또는 상기 조성물, 층 또는 중간층의 광학 특성을 향상시키기 위해 하나 이상의 배합제를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에 따르면, 상기 조성물, 층 또는 중간층은 하나 이상의 배합제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 "배합제"라는 용어는, 조성물, 층 또는 중간층 중의 성분들의 배합을 용이하게 하기 위해 상기 조성물, 층 또는 중간층에 포함된 임의의 제제 또는 첨가제를 지칭한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는, 다른 수지에 비해 몇몇 폴리(비닐 아세탈) 수지와 더 상용성인 적어도 2 개의 화학 작용 기 또는 잔기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지와 더 상용성인 하나 이상의 잔기 및 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지와 더 상용성인 하나 이상의 다른 잔기를 가질 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는 친수성 기 및 친유성 기를 가질 수 있고, 결과적으로 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지들 중 하나의 수지와 수소 결합하는 경향이 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지들 중 나머지 수지와 결합하는 경향보다 더 높을 수 있다. 상기 배합제는 또한 상기 두 수지들 중 하나의 수지와의 극성-극성 상호 작용이 상기 두 수지들 중 나머지 하나의 수지와의 극성-극성 상호 작용보다 더 높을 수 있다. 또한, 상기 배합제는 두 수지 중 하나와 더 높은 소수성-소수성 상호 작용을 갖는 하나의 잔기를 가질 수 있고, 두 수지 중 다른 것과 더 높은 친수성-친수성 상호 작용을 갖는 하나 이상의 다른 잔기를 가질 수 있다.
상기 배합제는 적어도 하나의 소수성 세그먼트 및 적어도 하나의 친유성 세그먼트를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 적어도 약 2, 적어도 약 3, 적어도 약 4, 적어도 약 5, 적어도 약 6, 적어도 약 8 및/또는 약 16 이하, 약 15 이하, 약 14 이하, 약 13 이하, 약 12 이하, 약 10 이하, 약 9 이하의, 문헌["Polymeric Surfactants," Surfactant Science Series, v. 42, p. 221 , by I. Piirma (CRC Press, 1992)]에 기술된 바와 같이 측정된 친수성-친유성 균형(HLB) 값을 가질 수 있다. 상기 배합제의 HLB 값은 약 2 내지 약 16, 약 2 내지 약 15, 약 3 내지 약 14, 약 6 내지 약 9, 또는 약 8 내지 약 14의 범위일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는 글리콜 및 글리콜 에테르로 이루어진 군으로부터 선택 될 수 있거나, 적어도 2 개의 에틸렌 글리콜 단위를 포함하는 폴리에틸렌 글리콜 알킬페놀 에테르, 모노알킬 에틸렌 글리콜 에테르, 알킬 알콜 및 저 분자량 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는, 아디프산 에스터, 폴리아디프산 에스터 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는 프로필렌 글리콜 단위 또는 저 분자량 폴리프로필렌 글리콜을 포함할 수 있다.
상기 배합제는, 제 1 및 제 2 수지의 상용성을 바람직한 정도로 증가시키는데 적합한 임의의 양으로 상기 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는, 상기 조성물, 층 또는 중간층에, 후술되는 광학 및/또는 음향 특성을 제공하기에 충분한 양으로 존재할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 배합제는 상기 조성물, 층 또는 중간층에, 상기 조성물, 층 또는 중간층이, 전술한 바와 같이 상이한 조성을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지의 통상적인 배합물에서 예상되는 바와 같이, 2 개의 별개의 유리 전이 온도가 아니라 단일 유리 전이 온도만을 나타내기에 충분한 양으로 존재할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 상기 배합제는, 조성물, 층, 또는 중간층의 총 중량을 기준으로 적어도 약 0.25 중량%, 적어도 약 0.5 중량%, 적어도 약 1 중량%, 적어도 약 1.5 중량%, 적어도 약 2 중량%, 적어도 약 2.5 중량%, 적어도 약 5 중량% 및/또는 약 50 중량% 이하, 약 40 중량% 이하, 약 30 중량% 이하, 약 20 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 약 10 중량% 이하 또는 약 5 중량% 이하의 양으로 상기 조성물 중에 존재할 수 있다. 상기 배합제는 조성물, 층 또는 중간층의 총 중량을 기준으로 약 0.25 내지 약 60 중량%, 약 0.5 내지 약 45 중량% 또는 약 1 내지 약 30 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 상기 조성물, 층 또는 중간층은, 전술한 바와 같은 유형 및 양으로 하나 이상의 가소제를 추가로 포함할 수 있거나, 또는 상기 배합제 자체가 상기 조성물, 층 또는 중간층을 위한 가소제로서 작용할 수 있다.
몇몇 실시양태에 따라, 적어도 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지, 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 하나 이상의 배합제를 포함하는 수지 층 또는 중간층이 제공되며, 상기 배합제는, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 상용성을 증가시키기에 충분한 양으로 조성물 중에 존재한다. 상기 층 또는 중간층은, 이전에 기술한 바와 같이 측정된, 약 -15℃ 이상, 약 0℃ 이상, 약 5℃ 이상, 약 10℃ 이상, 약 15℃ 이상 및/또는 약 70℃ 이하, 65℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 55℃ 이하, 약 50℃ 이하, 약 45℃ 이하, 약 40℃ 이하, 약 35℃ 이하, 약 30℃ 이하, 약 25℃ 이하, 약 20℃ 이하의 단일 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 유리 전이 온도는 약 -10 내지 약 75℃, 약 0 내지 약 70℃, 약 0 내지 약 50℃, 약 5 내지 약 45℃, 또는 약 10 내지 약 40℃의 범위일 수 있다. 상기 층 또는 중간층은 전술한 바와 같이 임의적으로 적어도 하나의 가소제를 하나 이상의 부가적인 폴리(비닐 아세탈) 수지 또는 첨가제와 함께 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 적어도 제 1 수지 층 및 상기 제 1 수지 층에 인접한 제 2 수지 층을 포함하는 다층 중간층이 제공된다. 상기 층들 중 하나는 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함할 수 있고, 상기 제 2 수지 층은 다양한 실시양태에서 적어도 2 개의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물을 포함할 수 있다. 상기 제 2 수지 층이 수지 배합물을 포함하는 경우, 배합물 내의 수지들 중 하나는 배합물 내의 하나 이상의 다른 수지와 상이한 조성, 예컨대 상이한 잔류 하이드록실 함량 및/또는 상이한 잔류 아세테이트 함량을 가질 수 있고, 배합물 중의 하나 이상의 수지는 제 1 수지 층 중에 존재하는 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지와 유사한 조성을 가질 수 있다.
예를 들어, 몇몇 실시양태에서, 제 2 수지 층 중에 존재하는 폴리(비닐 아세탈) 수지는 14 중량% 이상의 잔류 하이드록실 함량을 가질 수 있고, 제 2 수지 층 중의 다른 폴리(비닐 아세탈) 수지는 12 중량% 미만의 잔류 하이드록실 함량을 가질 수 있다. 제 1 수지 층 중에 존재하는 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지는 또한 14 중량% 이상의 잔류 하이드록실 함량을 가질 수도 있고, 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량은 다른 수지 층의 더 높은 하이드록실 함량 수지의 잔류 하이드록실 함량의 약 2 중량% 이내, 약 1 중량% 이내, 또는 약 0.5 중량% 이내일 수 있다.
전형적으로, 배합제의 부재 하에, 전술한 바와 같은 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함하는 층 및 중간층은 1% 초과의 헤이즈 값을 나타내고/내거나 배합된 층 중에 존재하는 각각의 개별 수지에 상응하는 2 개 이상의 유리 전이 온도를 나타낼 것이다. 그러나, 본 발명의 실시양태에 따르면, 하나 이상의 배합제를 포함하는 본원에 기재된 층 및 중간층은, 단일 유리 전이 온도 및/또는 낮은 헤이즈 값을 갖는 배합된 수지 층을 나타낸다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물을 포함하는 층 및 중간층은, 상술한 바와 같이 측정시 약 70℃ 이하, 약 65℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 55℃ 이하, 약 50℃ 이하, 약 45℃ 이하, 약 40℃ 이하, 약 35℃ 이하, 약 30℃ 이하, 약 25℃ 이하, 약 20℃ 이하 또는 약 18℃ 이하의 단일 유리 전이 온도 및/또는 이하에 기술된 바와 같이 측정시 약 5% 이하, 약 4% 이하, 약 3% 이하, 약 2% 이하, 약 1% 이하의 헤이즈 값을 가질 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시양태에 따르면, 2 개 이상의 상이한 조성 및/또는 특성을 갖는 폴리(비닐 아세탈) 수지 배합물을 포함하는 수지 조성물, 층 및 중간층은 하나 이상의 헤이즈 감소제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "헤이즈 감소제"는, 전술한 바와 같이 상이한 조성을 갖는 2 개의 폴리(비닐 아세탈) 수지로 형성된 조성물, 층 또는 중간층의 헤이즈를 감소시키는 임의의 첨가제 또는 제제를 지칭한다. 본 발명의 실시양태에 따른 헤이즈 감소제는 적어도 2 개의 상이한 화학 기 또는 잔기를 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 하나에 대해 더 높은 친화성을 가질 수 있고, 이들 중 하나는 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지 중 다른 하나에 대해 더 높은 친화성을 가질 수 있다. 헤이즈 감소제의 잔기들 중 하나의 잔기가 다른 잔기보다 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지들 중 하나에 대해 더 높은 친화도를 갖는 경우, 상기 잔기는 상기 수지와의 수소 결합 경향이 더 클 수 있거나, 상기 수지와의 더 큰 극성-극성 상호 작용을 나타낼 수 있거나, 다른 수지들 중 적어도 하나에 비해 상기 수지와의 더 큰 소수성-소수성 또는 친수성-친수성 상호 작용을 나타낼 수 있다.
헤이즈 감소제는, 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층의 총 중량을 기준으로 적어도 약 0.25 중량%, 적어도 약 0.5 중량%, 적어도 약 1.0 중량%, 적어도 약 1.5 중량%, 적어도 약 2.0 중량%, 적어도 약 2.5 중량%, 적어도 약 5.0 중량% 및/또는 약 20 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 약 12 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 약 8 중량% 이하의 양으로 상기 수지 조성물, 층 또는 중간층 중에 존재할 수 있다. 헤이즈 감소제는, 수지 조성물, 층 또는 중간층의 총 중량을 기준으로 약 0.25 내지 약 20 중량%, 약 0.5 내지 약 15 중량% 또는 약 1 내지 12 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
헤이즈 감소제는 상기 조성물, 층 또는 중간층 중의 하나의 또는 둘 다의 폴리(비닐 아세탈) 수지와 비-반응성일 수 있으며, 몇몇 실시양태에서는 방향족 헤이즈 감소제일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 헤이즈 감소제는 적어도 하나의 에스터 잔기 및 적어도 하나의 지방족 잔기를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 2 개의 상기 폴리(비닐 아세탈) 수지들 중 하나의 수지에 대해 다른 수지보다 높은 친화성을 가질 수 있다. 적합한 헤이즈 감소제는 예를 들어, 하기 화학식 (I) 내지 (III)으로 표시되는 하나의 화합물을 포함할 수 있다:
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
상기 화학식 (I)에서, R1은 약 4 개 이상, 약 5 개 이상, 약 6 개 이상, 약 8 개 이상의 탄소 원자 및/또는 약 50 개 이하, 약 40 개 이하, 약 30 개 이하, 약 25 개 이하의 탄소 원자, 또는 4 내지 50 개의 탄소 원자, 4 내지 40 개의 탄소 원자, 또는 4 내지 30 개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에서, R1은, 8 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 기일 수 있다. R1은 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 기일 수 있고, 할로겐 또는 다른 성분과 같은 부가적인 치환기를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. R2는, 1 개 이상, 2 개 이상, 3 개 이상, 4 개 이상, 5 개 이상, 6 개 이상 또는 8 개 이상의 반복 단위를 포함할 수 있는 폴리(알킬렌 글리콜) 기이다.
상기 화학식 (II)에서, R3은, 2 개 이상, 3 개 이상, 4 개 이상, 5 개 이상 또는 8 개 이상의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄화수소 기일 수 있고, m은 1 이상, 2 이상, 3 이상, 또는 4 이상일 수 있다. R3은 비환형일 수 있다.
화학식 (III)에서, R4 및 R5는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각 2 개 이상, 3 개 이상, 4 개 이상, 6 개 이상 또는 8 개 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있다. R4 및 R5의 합친 탄소 원자 개수는 8 개 이상, 10 개 이상 또는 12 개 이상일 수 있다.
적합한 헤이즈 감소제의 예는, 1 개 이상, 2 개 이상, 4 개 이상, 6 개 이상, 8 개 이상 또는 10 개 이상의 반복 에틸렌 글리콜 단위를 갖는 노닐페놀 에톡실레이트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
적어도 2 개의 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 배합제 또는 헤이즈 감소제를 포함하는 본 발명의 다양한 실시양태에 따라 제형화된 수지 조성물, 층 및 중간층은 향상된 광학 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 조성물, 층 및 중간층은, 배합제 또는 헤이즈 감소제의 부재 하에 제형화된 조성물, 층 및 중간층보다 높은 투명도, 낮은 헤이즈 및/또는 낮은 반점을 가질 수 있다.
본원에 개시된 조성물, 층 또는 중간층을 기술하는데 선명도(clarity)가 사용될 수 있다. 선명도는 헤이즈 값 또는 헤이즈 퍼센트를 측정하여 결정된다. 헤이즈 퍼센트에 대한 시험은, 헤이즈미터(예를 들어, 헌터 어소시에이츠(Hunter Associates)(버니지아주 레스톤 소재)로부터 입수가능한 모델 D25)를 사용하여 ASTM D1003-13 절차 B에 따라 조명(illuminant) C를 사용하고 관측기 각도 2°로 수행된다. 중합체 중간층을, 2.3 mm 두께의 두께를 갖는 한쌍의 투명 유리 시트(펜실베이니아주 소재의 피츠버그 글래스 워크스(Pittsburgh Glass Works)로부터 상업적으로 입수가능함)과 적층시킨다.
조성물, 층 또는 중간층의 선명도는 그의 헤이즈 값과 관련된다. 헤이즈 값은, 입사광 대비, 샘플에 의해 산란된 광의 정량화를 나타낸다. 몇몇 실시양태에서, 샘플의 헤이즈 값은, 예를 들어 2% 미만과 같이 낮을 수 있지만, 후방에서 적층체에 밝은 광을 비추는 경우, 상기 적층체를 광각(> 30°)으로 볼 때 "유백색 헤이즈(milky haze)"로 나타나는 광학 결함이 보일 수 있다. 상기 "유백색 헤이즈"의 존재 또는 부재는 본원에서 HLD 헤이즈 값에 의해 특징지어진다. HLD 헤이즈는, 텅스텐 할로겐 광원, 샘플 홀더, 광 검출기가 구비된 고니오미터(goniometer)로 구성되는 HLD 헤이즈 측정 장치로 측정된다. HLD 헤이즈 측정 장치는, HLD 헤이즈 등급 0, 1, 2 등(값이 증가하면 증가된 HLD 헤이즈를 나타냄)을 나타내는, 2 개의 2.3 mm 투명 유리 시트 사이의 총 두께 8.3 mm를 갖는 HLD 표준 적층물(0.76 mm 중간층의 5 개 층)의 세트를 사용하여 교정(calibration)된다. 이 측정에서는, 통상의 고온가압(autoclave) 적층 공정에 의해 약 2.3 mm의 두께를 갖는 투명 유리로 적층체를 제조한다. 고온가압 이후, 적층체를 실온에서 밤새 두었다. HLD 헤이즈 측정 장치를 사용하여 실온에서 시험 적층체 샘플로부터 45°의 산란 각에서의 산란광 세기를 수집하고, 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 HLD 헤이즈를 계산하고, 공칭 총 적층체 두께로 보고한다.
몇몇 실시양태에서, 본원에 기술된 수지 배합물, 층 및 중간층은 5 미만, 약 4 미만, 약 3 미만, 약 2 미만, 약 1 미만 또는 약 0.5 미만의 HLD 값을 가질 수 있다. 몇몇 실시양태에 따라, 본원에 기재된 헤이즈 감소제 또는 배합제를 포함하는 조성물, 층 및 중간층은, 상기 배합제 또는 헤이즈 감소제의 부재 하에 배합된 동일한 조성물, 층 및 중간층의 HLD 헤이즈 값보다 약 1% 이상, 약 2% 이상, 약 5% 이상, 약 8% 이상, 약 10% 이상 및/또는 약 50% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하로 낮은 HLD 헤이즈 값을 나타낼 수 있다. 이의 HLD 헤이즈 값은, 상기 배합제 또는 헤이즈 감소제의 부재 하에 배합된 동일한 조성물, 층 및 중간층의 HLD 헤이즈 값보다 약 1 내지 약 50%, 약 2 내지 약 30% 또는 약 10 내지 약 20% 범위로 낮을 수 있다.
본원에서, 조성물, 층 또는 중간층에 대해 사용된 용어 "동일한"은, 주어진 조성물, 층 또는 중간층과 동일 유형 및 양의 알데하이드 잔기 및 동일한 잔류 하이드록실 및 아세테이트 함량을 가지며 동일한 양으로 존재하는, 동일한 폴리(비닐 아세탈) 수지로 제형화된 조성물, 층 또는 중간층을 지칭한다. 상기 조성물, 층 또는 중간층이 가소제를 포함하는 경우, "동일한" 수지 조성물, 층 또는 중간층은 명시된 조성물, 층 또는 중간층과 동일한 유형 및 양의 가소제를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 상기 논의된 바와 같이, 상기 수지 층 또는 중간층의 적어도 일부는 25℃ 미만, 약 20℃ 이하, 약 15℃ 이하, 약 10℃ 이하, 약 10 이하, 약 5℃ 이하, 약 2℃ 이하, 약 1℃ 이하, 약 0℃ 이하, 약 -5℃ 이하, 약 -10℃ 이하, 또는 약 -15℃ 이하의 유리 전이 온도를 가질 수 있으며, 이는 그의 향상된 음향 성능을 용이하게 할 수 있다. 동시에, 상기 층 또는 중간층의 적어도 일부는 적어도 약 26℃, 적어도 약 30℃, 적어도 약 35℃, 적어도 약 40℃, 적어도 약 45℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있으며, 이는 내충격성 및 강도를 용이하게 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상이한 조성을 갖지만 배합제를 포함하는 폴리비닐 아세탈 수지의 배합물은, 상기 제공된 범위 중 하나 이상에 속하는 단일 유리 전이 온도를 나타낼 수 있다.
추가적으로, 상기 수지 층 및 중간층은 약 0.10 이상, 약 0.15 이상, 약 0.17 이상, 약 0.20 이상, 약 0.25 이상, 약 0.27 이상, 약 0.30 이상, 약 0.33 이상, 또는 약 0.35 이상의 감쇠 손실 인자를 가질 수 있다. 손실 인자는, ISO 표준 16940에 기술된 바와 같은 기계적 임피던스 측정법(Mechanical Impedance Measurement)으로 측정되었다. 중합체 샘플을, 각각 2.3 mm의 두께를 갖는 2 개의 투명 유리 시트 사이에 적층하여, 25 mm의 폭 및 300 mm의 길이를 갖도록 제조하였다. 이어서, 적층된 샘플을, 진동 진탕기(브뤼엘 앤 키애르(Bruel and Kjaer, 네델란드 내룸 소재)로부터 시판됨)를 사용하여 중심점에서 여기시키고, 임피던스 헤드를 사용하여, 막대를 여기시켜 진동시키는데 필요한 힘 및 진동의 속도를 측정하였다. 결과적인 전달 함수를 내셔널 인스트루먼츠(National Instruments) 데이터 수집 및 분석 시스템 상에 기록하고, 제 1 진동 모드에서의 손실 인자를, 반전력(half power) 방법을 이용하여 계산하였다. 전술된 수지 조성물, 층 및 중간층을 임의의 적합한 방법에 따라 제조할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상기 조성물, 층 및 중간층의 제조 방법은, 2종 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지를 제공하는 단계, 상기 수지들을 하나 이상의 배합제 및/또는 하나 이상의 헤이즈 감소제, 및 임의적으로 하나 이상의 가소제 또는 기타 첨가제와 배합하여 배합된 조성물을 제조하는 단계, 및 상기 배합된 조성물로부터 층을 형성하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 상기 방법의 초기 단계에서 제공되는 수지는 하나 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 형태일 수 있다. 두 수지의 배합 단계는 용융 배합을 포함할 수 있으며, 적어도 약 100℃, 적어도 약 150℃, 적어도 약 200℃의 온도에서 수행될 수 있다. 추가로, 상기 배합 단계의 일부는, 하나 이상의 수지를 전술된 하나 이상의 가소제 및/또는 배합제 또는 헤이즈 감소제 중 하나 이상과 배합하는 것을 포함할 수 있다. 2 가지 배합 재료의 배합 단계는 2 가지 수지의 배합과 유사하게 수행될 수 있다.
이어서, 결과적인 배합된 수지로 임의의 적합한 방법에 따라 하나 이상의 수지 층 또는 중간층을 형성할 수 있다. 중합체 층 및 중간층을 형성하는 예시적인 방법은, 비제한적으로, 용액 캐스팅, 압축 성형, 사출 성형, 용융 압출, 용융 취입, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 2 개 이상의 수지 층을 포함하는 다층 중간층을 또한, 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 공압출, 취입된 필름, 용융 취입, 침지 코팅, 용액 코팅, 블레이드, 패들, 에어-나이프(air-knife), 인쇄, 분말 코팅, 분무 코팅, 및 이들의 조합에 따라 제조할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시양태에서, 상기 층 또는 중간층을 압출 또는 공압출로 형성할 수 있다. 압출 공정에서, 하나 이상의 열가소성 중합체, 가소제, 및 임의적으로, 하나 이상의 첨가제(예컨대, 전술된 바와 같은 하나 이상의 배합제 또는 헤이즈 감소제)를 예비-배합하여, 압출 장치 내로 공급할 수 있다. 다른 첨가제, 예컨대 ACA, 착색제, 및 UV 억제제(이들은 액체, 분말 또는 펠릿 형태일 수 있음)를 또한 사용할 수 있으며, 이들을 압출 장치에 도입하기 이전에 상기 열가소성 중합체 또는 가소제 내로 배합할 수 있다. 상기 첨가제는 상기 중합체 수지 및 연장으로서의(by extension) 중합체 시트 내로 혼입되어, 중합체 층 또는 중간층의 특정 특성 및 최종 다층 유리 패널 또는 다른 최종 생성물의 성능을 개선할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 상기 층 또는 중간층의 두께 또는 게이지는 약 10 mil 이상, 약 15 mil 이상, 약 20 mil 이상 및/또는 약 100 mil 이하, 약 90 mil 이하, 약 60 mil 이하, 약 50 mil 이하, 또는 약 35 mil 이하일 수 있거나, 약 10 내지 약 100 mil, 약 15 내지 약 60 mil, 또는 약 20 내지 약 35 mil 범위일 수 있다. mm로서, 상기 중합체 층 또는 중간층의 두께는 약 0.25 mm 이상, 약 0.38 mm 이상, 약 0.51 mm 이상 및/또는 약 2.54 mm 이하, 약 2.29 mm 이하, 약 1.52 mm 이하, 또는 약 0.89 mm 이하, 또는 약 0.25 내지 약 2.54 mm, 약 0.38 내지 약 1.52 mm, 또는 약 0.51 내지 약 0.89 mm 범위일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 수지 층 또는 중간층은, 상기 시트의 길이 또는 최장 치수 및/또는 폭 또는 제 2 최장 치수를 따라 실질적으로 동일한 두께를 갖는 편평한 중합체 층을 포함할 수 있고, 다른 실시양태에서, 다층 중간층의 하나 이상의 층은, 상기 중간층의 두께가 상기 시트의 길이 및/또는 폭을 따라 변하도록, 상기 층 또는 중간층의 하나의 모서리가 나머지 하나보다 더 큰 두께를 갖도록, 예를 들어 쐐기형일 수 있거나 쐐기형 프로파일을 가질 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시양태에서, 수지 조성물, 층 또는 중간층은 적어도 하나의 재활용 수지 물질을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 "재활용 물질"이라는 용어는, 생산 라인에서 제거되어, 후속적으로, 동일한 또는 상이한 생산 라인으로 재순환된 수지 층 또는 중간층을 지칭한다. 몇몇 실시양태에서, 수지 조성물, 층 또는 중간층은 적어도 하나의 재가공된 물질을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 "재가공 물질"이라는 용어는, 생산 라인에서 제거되어, 후속적으로, 동일한 생산 라인으로 재순환된 수지 층 또는 중간층을 지칭한다. 재활용 또는 재가공 수지 및 가소제의 유형 및/또는 양이 생성 폴리(비닐 아세탈) 수지와 다를 경우, 생성된 수지 조성물, 층 또는 중간층의 선명도 및 헤이즈와 같은 광학적 특성에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같은 헤이즈 감소제 또는 배합제의 사용은, 재활용 또는 재가공 물질을 포함하고도 향상된 광학 특성을 갖는 층 또는 중간층을 제공할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시양태에서 층 및 중간층에 사용되는 재활용 또는 재가공 수지 물질의 유형 및/또는 양은 전술한 범위 중 하나 이상에 속할 수 있고, 상기 층 또는 중간층은 적어도 하나의 헤이즈 감소제 및/또는 하나 이상의 배합제를 함유할 수 있음을 이해해야 한다.
본 발명의 실시양태에 따른 수지 조성물, 층, 및 중간층은, 수지 층 또는 중간층 및 하나 이상의 강성 기판을 포함하는 다층 패널에 사용될 수 있다. 임의의 적합한 강성 기판이 사용될 수 있고, 몇몇 실시양태에서, 이는 유리, 폴리카보네이트, 아크릴, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 다층 패널은 한 쌍의 강성 기판 및 이들 사이에 배치된 상기 수지 중간층을 포함한다. 상기 패널은 다양한 최종 용도 적용, 예를 들어 자동차 방풍유리 및 윈도우, 항공기 방풍유리 및 윈도우, 건축 구조 패널, 장식용 구조 패널, 및 다른 유사한 용도에 사용될 수 있다.
상기 수지 층 또는 중간층을 2 개의 강성 기판(예컨대, 유리) 사이에 적층하는 경우, 이러한 공정은 적어도 하기 단계를 포함할 수 있다: (1) 상기 2 개의 기판 및 상기 중간층을 조립하는 단계; (2) IR 복사열 또는 대류 장치를 통해 제 1의 짧은 기간 동안 상기 조립체를 가열하는 단계; (3) 제 1 탈기를 위해 상기 조립체를 프레스 닙 롤 내로 통과시키는 단계; (4) 상기 조립체를 짧은 기간 동안 약 60℃ 내지 약 120℃로 가열함으로써, 상기 조립체에 충분한 일시적 부착력을 제공하여, 상기 중간층의 모서리를 밀봉하는 단계; (5) 상기 조립체를 제 2 프레스 닙 롤 내로 통과시켜 상기 중간층의 모서리를 추가로 밀봉하고, 추가의 취급을 허용하는 단계; 및 (6) 상기 조립체를 135℃ 내지 150℃의 온도 및 150 psig 내지 200 psig의 압력에서 약 30 내지 90분 동안 고압가온하는 단계. 상기 중간층-유리 계면을 탈기시키기 위한 다른 방법은, 몇몇 실시양태에 따라 기술된 바와 같이, 상기 단계 (2) 내지 (5)에서의 진공 백 및 진공 고리 공정을 포함하며, 또한 이 둘 모두를 사용하여, 본원에 기술된 바와 같은 본 발명의 중간층을 형성할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 상기 다층 패널은, 상기 층 또는 중간층 상에 배치되어, "2층"으로 지칭되는 다층 패널을 형성하는 하나 이상의 중합체 필름을 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 2층에 사용되는 중간층은 다층 중간층을 포함할 수 있고, 다른 실시양태에서는, 단일체형 중간층이 사용될 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 다층 패널에 중합체 필름을 사용하면, 최종 패널의 광학 특성을 개선할 수 있고, 다른 성능(예컨대, 적외선 흡수)도 개선할 수 있다. 중합체 필름은, 상기 필름 단독으로는 필요한 내침투성 및 유리 보유 특성을 제공하지 못한다는 면에서 중합체 층 또는 중간층과 다르다. 상기 중합체 필름은 또한 상기 시트보다 더 박형일 수 있고, 0.001 내지 0.25 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)("PET")는 상기 중합체 필름을 형성하는데 사용되는 물질의 하나의 예이다.
하기 실시예는, 당업자가 본 발명을 구성하고 사용하도록 교시하기 위한 본 발명의 예시로 의도되며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
실시예
하기 실시예는, 상이한 조성을 가진 2종 이상의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물(이들 중 일부는 추가로 하나 이상의 배합제 또는 헤이즈 감소제를 포함함)을 포함하는 몇몇 수지 조성물, 층, 및 중간층의 제조를 기술하는 것이다. 후술되는 바와 같이, 다수의 상기 조성물, 층, 및 중간층에 대해 수행되는 몇몇 시험을 사용하여, 몇몇 비교 물질 및 본 개시 물질의 음향 및 광학 특성을 평가하였다.
실시예 1: 폴리(비닐 아세탈) 수지의 제조
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 양으로 상이한 잔류 하이드록실 함량을 가진 하나 이상의 폴리비닐 n-부티르알데하이드를 배합함으로써 비교용 수지 층 CL-1 및 CL-2를 제조하였다. 제 1 폴리비닐 부티르알데하이드(PVB-1)는 약 19 중량%의 잔류 하이드록실 함량 및 약 2 중량%의 잔류 아세테이트 함량을 가졌다. 제 2 폴리비닐 부티르알데하이드(PVB-2)는 약 13.3 중량%의 잔류 하이드록실 함량 및 약 2 중량%의 잔류 아세테이트 함량을 가졌다. 각각의 수지 층은 또한, 표 1에 나타낸 양으로 각 층 중에 존재하는 가소제 트라이-에틸렌글리콜-비스-2-에틸헥사노에이트(3GEH)를 포함하였다. 수지 및 가소제의 혼합물을 브래벤더(Braebender) 믹서에서 170℃의 온도에서 7 분 동안 용융 혼합하고, 생성된 용융물을 0.76 mm 두께의 시트로 프레스하였다. 상기 시트의 유리 전이 온도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
전술한 비교용 수지 층 CL-1 및 CL-2와 유사한 방식으로, 제 1 수지(PVB-1) 25 중량부와 제 2 수지(PVB-2) 25 중량 부의 제 2 수지(PVB-2)를 포함하고 다양한 양의 3GEH 및 배합제를 포함하는 본 개시내용의 수지 층 DL-1 내지 DL-7을 제조하였다. 상기 본 개시내용의 수지 층 DL-1 내지 DL-7은 상이한 유형 및 양의 배합제를 포함하고, 이들은 각각 에틸렌 글리콜 몰 단위 수가 다른 노닐페놀 폴리에틸렌 글리콜을 포함하였다. 배합제 A는 에틸렌 글리콜 4 몰 단위를 포함하고, 배합제 B는 에틸렌 글리콜 6 몰 단위를 포함하고, 배합제 C는 에틸렌 글리콜 10 몰 단위를 포함하였다. 배합제 A, B 및 C는 텍사스 더 우드랜즈 소재의 헌츠만 케미칼 컴퍼니(Huntsman Chemical Company)로부터 각각 설포닉(SURFONIC)(등록상표) N-40, N-60 및 N-102로 상업적으로 입수가능하다. 상기 배합제를 표 1에 나타낸 양으로 수지와 혼합하였다. 얻어진 배합된 용융 혼합물 각각을 두께 0.76 mm의 시트로 프레스하고, 시트의 유리 전이 온도 및 헤이즈를 전술한 바와 같이 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 제시한다.
표 1. 몇몇 PVB 수지 시트의 유리 전이 온도 및 헤이즈
Figure pct00004
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 비교용 수지 층 CL-2로 형성된 시트는 두 개의 명확한 유리 전이 온도를 나타냈으며, 이는 PVB1 및 PVB2가 그 층 내에서 상분리된 배합물을 형성하고 높은 수준의 헤이즈를 야기한다는 것을 나타낸다. 그러나, 표 1에 나타난 바와 같이, 본 개시내용의 수지 DL-1 내지 DL-7에 배합제 A, B 또는 C를 첨가하는 것은, 두 수지 PVB-1 및 PVB-2의 배합을 용이하게 하여, 단일 유리 전이 온도 및 현저히 감소된 헤이즈 수준을 나타내는 상용성 수지 배합물을 형성하였다. 또한, 본 개시내용의 수지 층 DL-1, DL-2, DL-4 및 DL-6로 나타낸 바와 같이, 3GEH와 같은 부가적인 가소제가 이들 배합물과 함께 사용될 수도 있지만, 본 개시내용의 수지 층 DL- 3, DL-5 및 DL-7로 나타낸 바와 같이, 꼭 필요한 것은 아니다. 그러나, 부가적인 가소제가 포함될 때, 표 1의 DL-1, DL-2, DL-4 또는 DL-6의 비교로 알 수 있듯이, 배합물은 더 낮은 유리 전이 온도를 나타내었다.
추가의 비교용 수지 층 CL-3 및 CL-4 및 본 개시내용의 수지 층 DL-8 내지 DL-13을 전술한 바와 유사한 방식으로 제조하였다. 각각의 비교용 수지 층 CL-3 및 CL-4 및 본 개시내용의 수지 층 DL-8 내지 DL-13에 사용된 제 1 폴리비닐 부티랄 수지 PVB-3은 약 21 중량%의 잔류 하이드록실 함량 및 약 2 중량%의 잔류 아세테이트 함량을 가졌다. 제 2 폴리비닐 부티르알데하이드(PVB-4)는 약 11 중량%의 잔류 하이드록실 함량 및 약 2 중량%의 잔류 아세테이트 함량을 가졌다. 본 개시내용의 수지 층 DL-8 내지 DL-13 각각은 전술한 바와 같이 하나 이상의 배합제 A, B 및 C로 제조되었다. 비교용 수지 층 CL-3 및 CL-4 및 본 개시내용의 수지 층 DL-8 내지 DL-13 각각의 조성을 하기 표 2에 요약한다. 비교용 수지 층 CL-3 및 CL-4 각각에 대한 유리 전이 온도, 헤이즈 및 감쇠 손실 인자를 전술한 바와 같이 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 요약한다.
표 2. 몇몇 추가의 PVB 수지 시트의 유리 전이 온도 및 헤이즈
Figure pct00005
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 비교용 수지 층 CL-3 및 CL-4로 형성된 시트는 두 개의 명확한 유리 전이 온도를 나타냈으며, 이는 PVB3 및 PVB4가 그 층 내에서 상분리된 배합물을 형성하여 높은 수준의 헤이즈를 야기한다는 것을 나타낸다. 그러나, 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 개시내용의 수지 DL-8 내지 DL-12에 배합제 A, B 또는 C를 첨가하는 것은, 두 수지 PVB-3 및 PVB-4의 배합을 용이하게 하여, 단일 유리 전이 온도 및 현저히 감소된 헤이즈 수준을 나타내는 상용성 수지 배합물을 형성하였다. 배합제의 첨가는 또한 PVB-3 및 PVB-4의 배합물로 인한 층의 감쇠 손실 인자에 영향을 미치지 않으며, 일부 경우, 표 2에 도시된 바와 같이, 배합제를 포함하지 않는 수지 층과 비교할 때 감쇠 손실 인자의 증가로 이어진다. 예를 들어, 본 개시내용의 수지 층 DL-9 및 DL-11은 각각 0.76 및 0.72의 감쇠 손실 인자를 나타내었고, 이것은 비교용 수지 층 CL-4의 감쇠 손실 인자(0.37)보다 상당히 높았다. 또한, 상술한 바와 같이, 본 개시내용의 수지 DL-8 및 DL-10의 감쇠 손실 인자는 각각 0.32 및 0.43으로, 비교용 수지 층 CL-3의 감쇠 손실 인자(0.13)보다 높았다. 전술한 바와 같이, 또한 표 2에 나타낸 바와 같이, 배합제는, 적절하게 선택될 때, 두 개의 다른 수지 사이의 배합을 용이하게 할 뿐만 아니라 증가된 감쇠 손실 인자로 측정되는 바와 같이 음향 차단을 개선할 수 있다.
본 개시내용의 수지 층 DL-14 내지 DL-20을 표 1에 대해 전술한 바와 유사한 방식으로 제조하였다. 제 1 및 제 2 폴리비닐 부티랄 수지 PVB-3 및 PVB-4는, 표 2에 요약된 수지 층을 형성하기 위해 사용된 것과 동일한 수지였다. 본 개시내용의 수지 층의 몇몇은 전술한 바와 같은 배합제 A를 포함하였고, 본 개시내용의 수지 층의 몇몇은 적어도 하나의 헤이즈 감소제를 추가로 포함하였다. 헤이즈 감소제 A는 프로필렌 글리콜 다이벤조에이트이고, 헤이즈 감소제 B는 다이에틸렌 글리콜 다이벤조에이트이고, 이들은, 둘 다 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 캄파니(Eastman Chemical Company)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 벤조플렉스(Benzoflex) (상표명) 284 및 벤조플렉스(상표명) 2-45이다. 본 개시내용의 수지 층 DL-14 내지 DL-20의 각각의 조성을 전술한 바와 같이 측정된 각 수지 층의 헤이즈와 함께 하기 표 3에 요약한다.
표 3. 몇몇 추가의 PVB 수지 시트의 헤이즈 값
Figure pct00006
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 헤이즈 감소제 A 또는 B와 같은 헤이즈 감소제를 사용하면, 배합제를 포함하는 수지 배합물의 헤이즈를 더욱 감소시켰다. 또한, 수지 층에서 헤이즈 감소제의 양을 증가시키면 두 개의 별도의 수지 조성물의 배합물 포함하는 수지 층의 헤이즈가 추가로 감소되었다.
실시예 2 : 다양한 PVB 배합물을 포함하는 수지 층
더 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 수지 및 더 많은 잔류 하이드록실 함량을 갖는 수지의 배합물을 모의시험하기 위해, 다양한 하이드록실 함량의 폴리비닐 n-부티랄 수지(PVB)의 몇 가지 배합물을 제조하였다. 이 실시예에서, 각각의 수지 배합물은, 11 중량%의 잔류 하이드록실 함량 및 약 2 중량%의 잔류 아세테이트 함량을 갖는 폴리(비닐 n-부티랄) 수지(PVB-1) 및 다른 폴리(비닐 n-부티랄) 수지(PVB -4)를 포함하였다. 각 배합물에는 가소제로서 다양한 양의 3GEH가 포함되었다. 수지의 총 중량을 기준으로 일부 수지 배합물은 1.4 중량%의 PVB-4를 포함하였고, 다른 수지 배합물은 2.8 중량%의 PVB-4를 포함하였다.
이어서, 몇몇 상기 수지 배합물을 다양한 양의 하기 배합제 또는 헤이즈 감소제 중 하나와 배합함으로써 몇몇 수지 조성물을 제조하였다: 비스(2-에틸헥실)테레프탈레이트(테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 캄파니로부터 상업적으로 입수할 수 있는 이스트만 168(상표명))(헤이즈 감소제 H-1); 벤조에이트 에스터(이스트만 케미칼 캄파니로부터 상업적으로 입수할 수 있는 벤조플렉스(Benzoflex)(상표명) 9-88(헤이즈 감소제 H-2); 노닐페놀 12-몰 에톡실레이트, 텍사스주 우즈랜즈 소재의 헌츠만 케미칼 캄파니로부터 상업적으로 입수할 수 있는 설포닉(등록상표) N-102)(배합제 B-1); 폴리(프로필렌 글리콜) 다이벤조에이트(노쓰캐롤라이나주 그린스보로 소재의 유니텍스 케미칼 캄파니(Unitex Chemical Company)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 유니플렉스(UNIPLEX) 400)(헤이즈 감소제 H-3); 및 노닐페놀 헥사에톡실레이트(헌츠만 케미칼 캄파니로부터 상업적으로 입수할 수 있는 설포닉(등록상표) N-60)(배합제 B-2).
이어서, 각 조성물을 브래벤더 믹서에서 170℃의 온도로 7 분 동안 용융 혼합하고, 생성된 용융물을 약 0.76 mm의 두께를 갖는 시트로 프레스하여, 본 개시내용의 수지 층 DL-14 내지 DL-33을 형성하였다. 몇몇 상기 시트의 유리 전이 온도를 측정하였고, 이를 하기 표 4에 제공한다. 각 시트를 표준 닙 롤 적층 조건에서 두께 2.3 mm의 한 쌍의 투명 유리판을 사용하여 적층체로 성형하였다. 각 적층체의 HLD 헤이즈 값을 전술한 바와 같이 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 요약한다. 표 4는 또한, 1.4 중량%(PVB-4) 또는 2.8 중량%(PVB-4)의 감소제가 배합되었지만 헤이즈 감소제는 없는 비교용 수지 시트(CR-5 또는 CR-6)의 헤이즈 값과 비교할 때의, 각각의 본 개시내용의 수지 시트가 나타내는 헤이즈 감소 퍼센트를 제공한다.
표 4. 다양한 수지 배합물의 특성
Figure pct00007
상기 표 4에서 나타난 바와 같이, 헤이즈 감소제 또는 배합제를 포함하는 본 개시내용의 수지 배합물은 그러한 제제를 포함하지 않는 유사한 비교용 수지 배합물보다 낮은 헤이즈 값을 나타냈다. 또한, 표 4에서 나타난 바와 같이, 헤이즈 감소제 H-1 내지 H-3 및 배합제 B-1 및 B-2는, 더 적은 잔류 하이드록실 함량을 가진 다양한 양의 PVB-4를 포함하는 조성물의 헤이즈를 감소시키는데 효과적이었다. 놀랍게도, 더 높은 PVB-4 농도를 갖는 일부 배합물은 더 낮은 농도의 PVB-3를 갖는 배합물에 비해 실제로 증가된 헤이즈 감소를 나타내었다.
본 발명이, 특정 실시양태(현재 바람직한 실시양태로 생각되는 것들 포함)의 기술과 함께 개시되었지만, 본원의 상세한 설명은 예시적인 것으로 의도되며, 본원의 범주를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 본원에 자세히 기술된 실시양태 이외의 실시양태도 본 발명에 포함된다. 본 발명의 진의 및 범주로부터 벗어나지 않고도, 기술된 실시양태의 개질 및 변형을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 임의의 단일 성분에 대해 제시된 임의의 범위, 값 또는 특성이, 양립가능한 경우, 본원의 임의의 다른 성분에 대해 제시된 임의의 범위, 값 또는 특성과 상호교환적으로 사용되어, 본원 전체에 걸쳐 제시된 바와 같은 각각의 성분의 정의된 값을 갖는 실시양태를 형성할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 본원의 범주 이내이지만 열거하기에는 번거로운 수많은 순열을 형성하는, 제시된 임의의 범위의 가소제를 포함하는 것에 더하여, 제시된 임의의 범위의 잔류 하이드록실 함량을 갖는 폴리(비닐 부티랄)을 포함하는 중간층이 형성될 수 있다. 또한, 종 또는 범주로 제공되는 범위(예컨대, 프탈레이트 또는 벤조에이트)는 또한, 달리 언급되지 않는 한, 상기 종 내의 화학종 또는 상기 카테고리 내의 일원(예컨대, 다이옥틸 테레프탈레이트)에 적용될 수 있다.

Claims (31)

  1. 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지;
    상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량과 적어도 2 중량% 상이한 잔류 하이드록실 함량을 갖는 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지; 및
    상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지와 더 상용성인 하나의 잔기 및 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지와 더 상용성인 제 2 잔기를 포함하는 배합제(blending agent)
    를 포함하는 수지 층
    을 포함하는 중합체 중간층(interlayer)으로서, 이때
    각각의 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이상의 양으로 상기 수지 층 중에 존재하고,
    상기 배합제는 상기 수지 층의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 이상의 양으로 상기 수지 층 중에 존재하는, 중간층.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배합제는 16 이하의 친수성-친유성 균형(HLB) 값을 갖는, 중간층.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배합제는 글리콜 및 글리콜 에테르로 이루어진 군 중에서 선택되는, 중간층.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 층이 추가로, 10 phr(수지 100부 당의 부) 이상 50 phr 미만 범위의 양으로 존재하는 하나 이상의 가소제를 포함하고,
    상기 수지 층의 유리 전이 온도가 26 내지 70℃ 범위인, 중간층.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 층이 추가로, 10 phr 이상 90 phr 이하 범위의 양으로 존재하는 하나 이상의 가소제를 포함하고,
    상기 수지 층의 유리 전이 온도가 25℃ 미만인, 중간층.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 층이 추가로 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함하고,
    각각의 상기 제 1, 제 2 및/또는 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지는 상기 제 1, 제 2 및/또는 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이상의 양으로 존재하는, 중간층.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층이, 상기 수지 층에 인접하는 제 2 수지층을 추가로 포함하고,
    상기 제 2 수지 층이 또 다른 폴리(비닐 아세탈) 수지를 포함하고,
    상기 수지 층의 유리 전이 온도가 상기 제 2 수지 층의 유리 전이 온도보다 적어도 5℃ 낮은, 중간층.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층이 5% 미만의 헤이즈 값을 갖는, 중간층.
  9. 제 1 항의 중간층 및 하나 이상의 강성(rigid) 기판을 포함하는 다층 패널.
  10. 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 가소제를 포함하는 제 1 수지 층; 및
    상기 제 1 수지 층에 인접한 제 2 수지층
    을 포함하는 중간층으로서,
    상기 제 2 수지 층은 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 및 하나 이상의 배합제를 포함하고,
    상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지가, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량보다 적어도 2 중량% 많거나 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖고/갖거나, 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지가, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 아세테이트 함량보다 적어도 2 중량% 많거나 적은 잔류 아세테이트 함량을 갖고,
    상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 나머지 수지가, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량의 2 중량% 이내에 드는 잔류 하이드록실 함량을 갖고
    상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지 및 나머지 수지가 각각, 상기 제 2 수지 층 중의 수지의 합친 중량을 기준으로 5 중량% 이상의 양으로 존재하며,
    상기 중간층이 5% 미만의 헤이즈 값을 갖는, 중간층.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 배합제가 제 1 잔기(moiety) 및 제 2 잔기를 포함하고,
    상기 제 1 잔기가, 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 나머지 수지보다 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지와 더 상용성이고,
    상기 제 2 잔기가, 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지보다 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 나머지 수지와 더 상용성이고,
    상기 배합제는, 상기 제 2 수지 층의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 이상의 양으로 상기 제 2 수지 층 중에 존재하는, 중간층.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 수지 층이 추가로, 약 10 phr 이상의 양으로 제 2 수지 층 중에 존재하는 하나 이상의 가소제를 포함하는, 중간층.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 수지 층의 유리 전이 온도와 상기 제 2 수지 층의 유리 전이 온도의 차이가 5℃ 이상인, 중간층.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 수지 층 중의 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지가 15 중량% 이하의 잔류 하이드록실 함량을 갖고,
    상기 제 2 수지 층이 25℃ 미만의 단일 유리 전이 온도를 갖는, 중간층.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지 및 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지 및 나머지 수지 각각이, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지, 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 하나의 수지, 또는 상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 나머지 수지의 알데하이드 잔기의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 n-부티르알데하이드 잔기를 포함하고,
    상기 2종의 폴리(비닐 아세탈) 수지의 배합물 중 나머지 수지가 16 중량% 이상의 잔류 하이드록실 함량을 갖는, 중간층.
  16. 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지;
    제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지; 및
    헤이즈 감소제
    를 포함하는 혼합된 수지 조성물로서,
    상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량 및/또는 잔류 아세테이트 함량이, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량 및/또는 잔류 아세테이트 함량보다 적어도 2 중량% 많거나 적고,
    상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지가, 상기 제 1 및 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 총 중량을 기준으로 0.3 중량% 이상의 양으로 상기 수지 조성물 중에 존재하며;
    상기 헤이즈 감소제는, 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈)에 대해 더 높은 친화성을 갖는 하나 이상의 잔기 및 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지보다 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈)에 대해 더 높은 친화성을 갖는 하나 이상의 다른 잔기를 가지며,
    상기 헤이즈 감소제는 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 0.25 내지 20 중량% 범위의 양으로 상기 조성물 중에 존재하는, 조성물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 헤이즈 감소제가 하기 화학식 (I) 내지 (III)으로 표시되는 화합물들로 이루어진 군 중에서 선택되는, 조성물:
    Figure pct00008

    Figure pct00009


    상기 식에서,
    R1은 4 내지 50 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 기이고,
    R2는 2 개 이상의 반복 단위를 포함하는 폴리(알킬렌 글리콜) 기이고,
    R3은 2 개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 기이고,
    m은 1 이상이고,
    R4 및 R5는 각각, 2 개 이상의 탄소 원자를 포함하는 동일하거나 상이한 탄화수소 기이고,
    R4 및 R5의 총 탄소 원자 개수는 8 개 이상이다.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 조성물이 하기 기준 (i) 내지 (iv) 중 하나 이상을 만족시키는, 조성물:
    (i) 상기 헤이즈 감소제는 화학식 (I)로 표시되는 화합물을 포함하고, 이때 R1은 4 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 또는 선형 지방족 탄화수소 기임;
    (ii) 상기 헤이즈 감소제는 화학식 (I)로 표시되는 화합물을 포함하고, 이때 R2는 4 개 이상의 알킬렌 글리콜 반복 단위를 포함함;
    (iii) 상기 헤이즈 감소제는 화학식 (II)로 표시되는 화합물을 포함하고, 이때 R3은 분지형 또는 선형 지방족 탄화수소 기임; 및
    (iv) 상기 헤이즈 감소제는 화학식 (III)으로 표시되는 화합물을 포함하고, 이때 R4 및 R5의 총 탄소 원자 개수가 12 이상임.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 헤이즈 감소제는 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 이상의 양으로 상기 조성물 중에 존재하고,
    각각의 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 상기 조성물 중 수지의 총 중량을 기준으로 약 5 중량% 이상의 양으로 상기 조성물 중에 존재하는, 조성물.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량이 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량보다 적어도 2 중량% 적고,
    상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량이 16 중량% 이하인, 조성물.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 수지 조성물 중에 95 phr 미만의 양으로 존재하는 하나 이상의 가소제를 추가로 포함하는 조성물.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 조성물이 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지를 추가로 포함하고,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지는 각각 상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지의 총 중량을 기준으로 0.3 중량% 이상의 양으로 상기 수지 조성물 중에 존재하는, 조성물.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 각각, 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 n-부티르알데하이드 잔기를 포함하는, 조성물.
  24. 제 16 항의 수지 조성물을 포함하는 수지 층을 포함하는 중간층.
  25. 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지;
    제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지; 및
    헤이즈 감소제
    를 포함하는 수지 층
    을 포함하는 중간층으로서, 이때
    상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지는 상기 제 1 및 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 합친 중량을 기준으로 0.3 중량% 이상의 양으로 상기 수지 층 중에 존재하며;
    상기 수지 층은, 상기 헤이즈 감소제를 포함하지 않는 동일한 수지 층의 HLD 헤이즈 값보다 적어도 5% 낮은 HLD 헤이즈 값을 갖는, 중간층.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 헤이즈 감소제는 상기 수지 층의 총 중량을 기준으로 0.25 중량% 이상의 양으로 상기 수지 층 중에 존재하는, 중간체.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 헤이즈 감소제가 하기 화학식 (I) 내지 (III)으로 표시되는 화합물들로 이루어진 군 중에서 선택되는, 중간층:
    Figure pct00011

    Figure pct00012

    Figure pct00013

    상기 식에서,
    R1은 4 내지 50 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 기이고,
    R2는 2 개 이상의 반복 단위를 포함하는 폴리(알킬렌 글리콜) 기이고,
    R3은 2 개 이상의 탄소 원자를 갖는 분지쇄 또는 직쇄 지방족 탄화수소 기이고,
    m은 1 이상이고,
    R4 및 R5는 각각, 2 개 이상의 탄소 원자를 포함하는 동일하거나 상이한 탄화수소 기이고,
    R4 및 R5의 총 탄소 원자 개수는 8 개 이상이다.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지가, 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 하이드록실 함량보다 적어도 2 중량% 많거나 적은 잔류 하이드록실 함량을 갖고/갖거나, 상기 제 1 폴리(비닐 아세탈) 수지가, 상기 제 2 폴리(비닐 아세탈) 수지의 잔류 아세테이트 함량보다 적어도 2 중량% 많거나 적은 잔류 아세테이트 함량을 갖는, 중간층.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 중간층이 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지를 추가로 포함하고,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지는 각각 상기 제 1, 제 2 및 제 3 폴리(비닐 아세탈) 수지의 총 중량을 기준으로 0.3 중량% 이상의 양으로 상기 수지 층 중에 존재하는, 중간층.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 수지 층이 추가로, 상기 수지 층 중에 95 phr 미만의 양으로 존재하는 하나 이상의 가소제를 포함하고,
    상기 수지 층의 적어도 일부가 26℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는, 중간층.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 수지 층의 적어도 일부가 25℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는, 중간층.
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