TWI799134B - 聚合物膜及其應用 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種聚合物膜及應用該聚合物膜之夾層玻璃。該聚合物膜具有第一表面及第二表面,其中第一表面的均方根斜率(Sdq)為1.5至3,以及第一表面的均方根高度(Sq)為8微米至20微米,其中Sdq與Sq之定義係依據ISO 25178-2:2012。
Description
本發明係關於一種聚合物膜,特別是關於一種表面具有特定均方根斜率及均方根高度而適用於真空法來進行預壓合的聚合物膜。本發明亦關於一種由該聚合物膜所製得之夾層玻璃。
夾層玻璃係一種將聚合物膜夾在二玻璃片中間,藉由熱壓合之方式,使玻璃片與聚合物膜緊密接合而形成之具有複合式結構的玻璃材料。夾層玻璃因具有較佳的耐衝擊性及隔音性,故被廣泛應用於汽車工業與建築工業。
由於夾層玻璃的製備過程涉及玻璃片與聚合物膜之間的熱壓合,為了避免空氣殘留於夾層玻璃之玻璃片與聚合物膜之間,通常係預先於聚合物膜表面上押花以形成紋路(即,設計凹凸結構),俾使空氣在預壓合期間可被順利排出,從而避免夾層玻璃中產生氣泡。一般而言,預壓合方式可分為真空法及壓輪法。在真空法中,由於加熱時間較長,若聚合物膜的表面紋路太快或太慢潰散,會出現玻璃片與聚合物膜提早封邊而中間的氣泡未完全排出的情形,或是聚合物膜的表面紋路無法完全消除而導致氣泡未完全排出的情形。上述情形均會導致所製得夾層玻璃透明度不佳或存在氣泡瑕疵。
本發明人研究發現,上述問題意外地可透過控制聚合物膜表面上之均方根斜率(root mean square gradient,Sdq)以及均方根高度(root mean square height,Sq)而獲得解決。因此,本發明係關於一種具有特定均方根斜率及均方根高度的聚合物膜。本發明聚合物膜在夾層玻璃的真空法預壓合製程中可實現優異的預壓合效果,所製得之夾層玻璃不具有氣泡瑕疵且具優良耐候性(於本文中以「高溫氣泡測試」結果展現)。
具體言之,本發明之一目的在於提供一種聚合物膜,其中該聚合物膜具有第一表面及第二表面,其中第一表面的均方根斜率(Sdq)為1.5至3,以及第一表面的均方根高度(Sq)為8微米至20微米,其中Sdq與Sq之定義係依據ISO 25178-2:2012。
於本發明之部分實施態樣中,第二表面的Sdq為1.5至3以及第二表面的Sq為8微米至20微米。
於本發明之部分實施態樣中,該聚合物膜之玻璃轉移溫度(glass transition temperature,Tg)為5°C至30°C。
於本發明之部分實施態樣中,聚合物膜包含聚乙烯醇縮醛(polyvinylacetal)。
於本發明之部分實施態樣中,聚乙烯醇縮醛可選自以下群組:聚(乙烯醇縮甲醛)(poly(vinyl formal))、聚(乙烯醇縮乙醛)、聚(乙烯醇縮丁醛)(poly(vinyl butyral))、聚(乙烯醇縮戊醛)、聚(乙烯醇縮己醛)、及其組合。於本發明之較佳實施態樣中,聚乙烯醇縮醛為聚(乙烯醇縮丁醛)。
於本發明之部分實施態樣中,聚乙烯醇縮醛之重量平均分子量(Mw)為230,000至280,000。
於本發明之部分實施態樣中,聚合物膜更包含塑化劑。
於本發明之部分實施態樣中,以100重量份之聚乙烯醇縮醛計,塑化劑的含量為30重量份至50重量份。
於本發明之部分實施態樣中,聚合物膜係具有0.1毫米至2.5毫米之厚度。
本發明之另一目的在於提供一種夾層玻璃,其包含一第一玻璃片、一第二玻璃片、以及位於該第一玻璃片與第二玻璃片之間之中間膜,該中間膜係由如上所述的聚合物膜所提供。
為使本發明之上述目的、技術特徵及優點能更明顯易懂,下文係以部分具體實施態樣進行詳細說明。
以下將具體地描述根據本發明之部分具體實施態樣;惟,本發明尚可以多種不同形式之態樣來實踐,不應將本發明保護範圍限於所述具體實施態樣。
除非另有說明, 於本說明書及申請專利範圍中所使用之「一」、「該」及類似用語應理解為包含單數及複數形式。
除非另有說明,於本說明書及申請專利範圍中所使用之「第一」、「第二」及類似用語僅係用於區隔所描述之元件或成分,本身並無特殊涵義,且並非用於代表先後順序。
於本說明書及申請專利範圍中,用語「均方根斜率(Sdq)」係依據ISO 25178-2:2012而定義。均方根斜率(Sdq)係指在指定範圍內表面上各點的斜率的均方根值,可用於表示表面的陡峭程度。表面完全平坦時,Sdq為0。Sdq越大則表示表面傾斜越陡峭,例如當表面為均勻的45度斜面時,Sdq為1。
於本說明書及申請專利範圍中,用語「均方根高度(Sq)」係依據ISO 25178-2:2012而定義。均方根高度(Sq)係指在指定範圍內表面上各點的高度的均方根值,相當於高度的標準差。Sq表示的是紋路的高度的一致性,Sq越小表示紋路的高度相近,一致性高。Sq越大表示紋路的高度差異大,一致性低。
本發明對照現有技術的功效在於,提供一種具有特定均方根斜率及均方根高度的聚合物膜,以及利用該聚合物膜提供無氣泡瑕疵且無白霧瑕疵的透明度良好的夾層玻璃。本發明聚合物膜特別適合利用真空法來進行預壓合。以下就本發明聚合物膜及其相關應用提供詳細說明。
1.
聚合物膜
1.1.
聚合物膜的表面特徵
在夾層玻璃的製備過程中,為了使空氣順利排出而不殘留於聚合物膜與玻璃片之間,聚合物膜的表面需要形成有紋路(即,特定的凹凸結構)以利在預壓合期間進行排氣。在預壓合期間,玻璃與聚合物膜之間的氣體的排出是向四面八方進行的,並非僅在單一方向上進行,亦即,排氣問題是發生在二維空間(即,面)中。對此,本發明人研究發現可透過將聚合物膜表面之均方根斜率(Sdq)及均方根高度(Sq)等參數均控制於特定範圍,來解決使用真空法進行夾層玻璃的預壓合時所面臨的排氣問題,能獲致最佳排氣結果,不生氣泡瑕疵或白霧瑕疵,且所製得之夾層玻璃具優異耐候性(以本文所載之「高溫氣泡測試」展現)。所述Sdq及Sq即係與面粗糙度相關的參數,有關Sdq及Sq參數之相關說明可參照ISO25178-2:2012,其為一用於評估表面形貌的測量規範,其全文併於此,以供參考。
具體言之,本發明的聚合物膜具有第一表面及第二表面,其中第一表面的Sdq為1.5至3,例如1.5、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57、1.58、1.59、1.6、1.61、1.62、1.63、1.64、1.65、1.66、1.67、1.68、1.69、1.7、1.71、1.72、1.73、1.74、1.75、1.76、1.77、1.78、1.79、1.8、1.81、1.82、1.83、1.84、1.85、1.86、1.87、1.88、1.89、1.9、1.91、1.92、1.93、1.94、1.95、1.96、1.97、1.98、1.99、2、2.01、2.02、2.03、2.04、2.05、2.06、2.07、2.08、2.09、2.1、2.11、2.12、2.13、2.14、2.15、2.16、2.17、2.18、2.19、2.2、2.21、2.22、2.23、2.24、2.25、2.26、2.27、2.28、2.29、2.3、2.31、2.32、2.33、2.34、2.35、2.36、2.37、2.38、2.39、2.4、2.41、2.42、2.43、2.44、2.45、2.46、2.47、2.48、2.49、2.5、2.51、2.52、2.53、2.54、2.55、2.56、2.57、2.58、2.59、2.6、2.61、2.62、2.63、2.64、2.65、2.66、2.67、2.68、2.69、2.7、2.71、2.72、2.73、2.74、2.75、2.76、2.77、2.78、2.79、2.8、2.81、2.82、2.83、2.84、2.85、2.86、2.87、2.88、2.89、2.9、2.91、2.92、2.93、2.94、2.95、2.96、2.97、2.98、2.99、或3,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。於本發明之較佳實施態樣中,第一表面的Sdq為1.8至2.45。研究顯示,將聚合物膜的第一表面的Sdq值控制在指定範圍內,可在真空法預壓合期間提升排氣效果,避免玻璃片與聚合物膜提早封邊或聚合物膜表面紋路無法被完全消除,預壓合後之夾層玻璃不會發生氣泡瑕疵,且白霧瑕疵亦能被有效抑制。所述「白霧瑕疵」係有少量氣體殘留於聚合物膜中所產生之現象,在白霧瑕疵輕微之情況下,殘留氣體在夾層玻璃正壓合期間可溶入聚合物膜,使得白霧瑕疵消失,此稱為「藏氣」現象。
此外,第一表面的Sq為8微米至20微米,例如8微米、8.1微米、8.2微米、8.3微米、8.4微米、8.5微米、8.6微米、8.7微米、8.8微米、8.9微米、9微米、9.1微米、9.2微米、9.3微米、9.4微米、9.5微米、9.6微米、9.7微米、9.8微米、9.9微米、10微米、10.1微米、10.2微米、10.3微米、10.4微米、10.5微米、10.6微米、10.7微米、10.8微米、10.9微米、11微米、11.1微米、11.2微米、11.3微米、11.4微米、11.5微米、11.6微米、11.7微米、11.8微米、11.9微米、12微米、12.1微米、12.2微米、12.3微米、12.4微米、12.5微米、12.6微米、12.7微米、12.8微米、12.9微米、13微米、13.1微米、13.2微米、13.3微米、13.4微米、13.5微米、13.6微米、13.7微米、13.8微米、13.9微米、14微米、14.1微米、14.2微米、14.3微米、14.4微米、14.5微米、14.6微米、14.7微米、14.8微米、14.9微米、15微米、15.1微米、15.2微米、15.3微米、15.4微米、15.5微米、15.6微米、15.7微米、15.8微米、15.9微米、16微米、16.1微米、16.2微米、16.3微米、16.4微米、16.5微米、16.6微米、16.7微米、16.8微米、16.9微米、17微米、17.1微米、17.2微米、17.3微米、17.4微米、17.5微米、17.6微米、17.7微米、17.8微米、17.9微米、18微米、18.1微米、18.2微米、18.3微米、18.4微米、18.5微米、18.6微米、18.7微米、18.8微米、18.9微米、19微米、19.1微米、19.2微米、19.3微米、19.4微米、19.5微米、19.6微米、19.7微米、19.8微米、19.9微米、或20微米,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。於本發明之較佳實施態樣中,第一表面的Sq為8.5微米至14.5微米。研究顯示,將聚合物膜的第一表面的Sdq值以及Sq值均控制在指定範圍內,在真空法預壓合期間可獲致最佳之排氣效果,預壓合後之夾層玻璃的白霧瑕疵少,甚至不存在白霧瑕疵,且經過正壓合後之夾層玻璃不存在氣泡瑕疵,同時使得所製得之夾層玻璃具有優異的耐候性(「高溫氣泡測試」結果優異),蓋白霧瑕疵之殘留氣體雖可在夾層玻璃正壓合期間可溶入聚合物膜,但若溶入聚合物膜中的氣體(藏氣)過多,經長時間使用或在較嚴苛條件下,仍會自聚合物膜溶出,形成於夾層玻璃中的氣泡。
於本發明之較佳實施態樣中,聚合物膜的第二表面亦具有上述Sdq與Sq特徵,亦即第二表面的Sdq為1.5至3,且Sq為8微米至20微米。有關第二表面之Sdq與Sq的具體數值例示可參照第一表面的相關敘述,於此不再贅述。
1.2.
聚合物膜的構成
本發明聚合物膜包含聚乙烯醇縮醛作為必要成分,且視需要可進一步包含其他選用成分,如塑化劑或其他習知添加劑。於本發明之部分實施態樣中,聚合物膜係包含聚乙烯醇縮醛及塑化劑,或者聚合物膜實質上係由聚乙烯醇縮醛及塑化劑所構成,或者聚合物膜係由聚乙烯醇縮醛及塑化劑所構成。
本發明聚合物膜可為由單一層構成之單層膜,或由多個層所構成之多層膜,只要聚合物膜整體而言符合所指定之Sdq與Sq之條件即可。於聚合物膜為多層膜之態樣中,聚合物膜各層的材質可為相同或不同,而各自扮演相同或不同之功能層,所述功能層例如是可提供以下一或多種功能之層:隔音功能、隔熱功能、反射功能、抗反射功能、折射功能、抗折射功能、分光功能、及減光功能。
1.2.1.
聚乙烯醇縮醛
聚乙烯醇縮醛的實例包括但不限於聚(乙烯醇縮甲醛)、聚(乙烯醇縮乙醛)、聚(乙烯醇縮丁醛)、聚(乙烯醇縮戊醛)、及聚(乙烯醇縮己醛)。前述各聚乙烯醇縮醛可單獨使用,亦可混合多種使用。於本發明之較佳實施態樣中,聚乙烯醇縮醛為聚(乙烯醇縮丁醛)。於後附實施例中,聚合物膜係由聚(乙烯醇縮丁醛)與塑化劑所構成。
聚乙烯醇縮醛的分子量並無特殊限制。於本發明之部分實施態樣中,聚乙烯醇縮醛的重量平均分子量(Mw)可為230,000至280,000,例如230,000、230,500、231,000、231,500、232,000、232,500、233,000、233,500、234,000、234,500、235,000、235,500、236,000、236,500、237,000、237,500、238,000、238,500、239,000、239,500、240,000、240,500、241,000、241,500、242,000、242,500、243,000、243,500、244,000、244,500、245,000、245,500、246,000、246,500、247,000、247,500、248,000、248,500、249,000、249,500、250,000、250,500、251,000、251,500、252,000、252,500、253,000、253,500、254,000、254,500、255,000、255,500、256,000、256,500、257,000、257,500、258,000、258,500、259,000、259,500、260,000、260,500、261,000、261,500、262,000、262,500、263,000、263,500、264,000、264,500、265,000、265,500、266,000、266,500、267,000、267,500、268,000、268,500、269,000、269,500、270,000、270,500、271,000、271,500、272,000、272,500、273,000、273,500、274,000、274,500、275,000、275,500、276,000、276,500、277,000、277,500、278,000、278,500、279,000、279,500、或280,000,或介於由上述任二數值所構成之範圍內,但本發明不以此為限。於本發明之較佳實施態樣中,聚乙烯醇縮醛的Mw為240,000至260,000。
於本發明之部分實施態樣中,以聚乙烯醇縮醛之羥基、縮醛基、乙醯基的總莫耳數計,聚乙烯醇縮醛可具有69莫耳%至75莫耳%的縮醛基含量(即,縮醛度),例如69莫耳%、69.1莫耳%、69.2莫耳%、69.3莫耳%、69.4莫耳%、69.5莫耳%、69.6莫耳%、69.7莫耳%、69.8莫耳%、69.9莫耳%、70莫耳%、70.1莫耳%、70.2莫耳%、70.3莫耳%、70.4莫耳%、70.5莫耳%、70.6莫耳%、70.7莫耳%、70.8莫耳%、70.9莫耳%、71莫耳%、71.1莫耳%、71.2莫耳%、71.3莫耳%、71.4莫耳%、71.5莫耳%、71.6莫耳%、71.7莫耳%、71.8莫耳%、71.9莫耳%、72莫耳%、72.1莫耳%、72.2莫耳%、72.3莫耳%、72.4莫耳%、72.5莫耳%、72.6莫耳%、72.7莫耳%、72.8莫耳%、72.9莫耳%、73莫耳%、73.1莫耳%、73.2莫耳%、73.3莫耳%、73.4莫耳%、73.5莫耳%、73.6莫耳%、73.7莫耳%、73.8莫耳%、73.9莫耳%、74莫耳%、74.1莫耳%、74.2莫耳%、74.3莫耳%、74.4莫耳%、74.5莫耳%、74.6莫耳%、74.7莫耳%、74.8莫耳%、74.9莫耳%、或75莫耳%,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。於本發明之較佳實施態樣中,以聚乙烯醇縮醛之羥基、縮醛基、乙醯基的總莫耳數計,聚乙烯醇縮醛可具有71.4莫耳%至73莫耳%的縮醛基含量(即,縮醛度)。
於本發明之部分實施態樣中,以聚乙烯醇縮醛之羥基、縮醛基、乙醯基的總莫耳數計,聚乙烯醇縮醛可具有0莫耳%至1.0莫耳%的乙醯基含量(即,乙醯度),例如0莫耳%、0.05莫耳%、0.1莫耳%、0.15莫耳%、0.2莫耳%、0.25莫耳%、0.3莫耳%、0.35莫耳%、0.4莫耳%、0.45莫耳%、0.5莫耳%、0.55莫耳%、0.6莫耳%、0.65莫耳%、0.7莫耳%、0.75莫耳%、0.8莫耳%、0.85莫耳%、0.9莫耳%、0.95莫耳%、或1.0莫耳%,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。於本發明之較佳實施態樣中,以聚乙烯醇縮醛之羥基、縮醛基、乙醯基的總莫耳數計,聚乙烯醇縮醛可具有0莫耳%至0.6莫耳%的乙醯基含量(即,乙醯度)。若聚乙烯醇縮醛的乙醯度高於指定範圍,則聚合物膜相對較軟,押花紋路容易過深。
於本發明之部分實施態樣中,以聚乙烯醇縮醛之羥基、縮醛基、乙醯基的總莫耳數計,聚乙烯醇縮醛可具有25莫耳%至30莫耳%的羥基含量,例如25莫耳%、25.1莫耳%、25.2莫耳%、25.3莫耳%、25.4莫耳%、25.5莫耳%、25.6莫耳%、25.7莫耳%、25.8莫耳%、25.9莫耳%、26莫耳%、26.1莫耳%、26.2莫耳%、26.3莫耳%、26.4莫耳%、26.5莫耳%、26.6莫耳%、26.7莫耳%、26.8莫耳%、26.9莫耳%、27莫耳%、27.1莫耳%、27.2莫耳%、27.3莫耳%、27.4莫耳%、27.5莫耳%、27.6莫耳%、27.7莫耳%、27.8莫耳%、27.9莫耳%、28莫耳%、28.1莫耳%、28.2莫耳%、28.3莫耳%、28.4莫耳%、28.5莫耳%、28.6莫耳%、28.7莫耳%、28.8莫耳%、28.9莫耳%、29莫耳%、29.1莫耳%、29.2莫耳%、29.3莫耳%、29.4莫耳%、29.5莫耳%、29.6莫耳%、29.7莫耳%、29.8莫耳%、29.9莫耳%、或30莫耳%,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。於本發明之較佳實施態樣中,以聚乙烯醇縮醛之羥基、縮醛基、乙醯基的總莫耳數計,聚乙烯醇縮醛可具有27莫耳%至29莫耳%的羥基含量。若聚乙烯醇縮醛的羥基含量高於指定範圍,則聚合物膜相對較硬,不易形成押花紋路。若聚乙烯醇縮醛的羥基含量低於指定範圍,則聚合物膜相對較軟,押花紋路容易過深。
1.2.2.
塑化劑
本文中,塑化劑係指可改變熱塑性樹脂的可塑性之化學物質,也可被稱為可塑劑。塑化劑的實例包括但不限於多元酸或多元醇之酯,例如三乙二醇雙(2-乙基己酸酯)(triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate))、四乙二醇雙(2-乙基己酸酯)、三乙二醇雙(2-乙基丁酸酯)、四乙二醇雙(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二庚酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、環己基己二酸己酯、己二酸二異壬酯、己二酸庚基壬酯、癸二酸二丁酯、己二酸雙[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]、聚合己二酸酯(polymeric adipate)、二丙二醇二苯甲酸酯、三丙二醇二苯甲酸酯、聚丙二醇二苯甲酸酯、苯甲酸異癸酯、苯甲酸-2-乙基己酯、丙二醇二苯甲酸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、對苯二甲酸二丁氧基乙酯、蓖麻油、蓖麻油酸甲酯、大豆油、環氧化大豆油、及其組合。於後附實施例中,係使用三乙二醇雙(2-乙基己酸酯)作為塑化劑。
塑化劑之用量並無特殊限制,只要可提供所預之塑化效果即可。一般而言,塑化劑的用量可控制在以100重量份之聚乙烯醇縮醛計為30重量份至50重量份,例如30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份、40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份、45重量份、46重量份、47重量份、48重量份、49重量份、或50重量份,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。於本發明之部分實施態樣中,塑化劑的用量為35重量份至45重量份。
1.2.3.
其他習知添加
劑
習知添加劑可包含任何可適應性改良聚合物膜在製造過程中的可加工性,或賦予聚合物膜特定功能的物質。習知添加劑的實例包括但不限於染料、顏料、穩定劑、抗氧化劑、阻燃劑、紅外線吸收劑、紅外線阻擋劑、紫外線吸收劑、紫外線穩定劑、潤滑劑、分散劑、表面活性劑、螯合劑、耦合劑、黏結劑、及黏著力控制劑。前述各添加劑可單獨使用,亦可混合多種使用。例如,聚合物膜可包含染料或顏料以形成有色聚合物膜,或包含紫外線吸收劑或紅外線吸收劑以形成具有抗紫外線功能之聚合物膜或形成具有抗紅外線功能之聚合物膜。
1.3.
聚合物膜的其他性質
1.3.1.
玻璃轉移溫度(
Tg
)
於本發明之部分實施態樣中,聚合物膜的玻璃轉移溫度(Tg)可控制在5°C至30°C,例如5°C、5.5°C、6°C、6.5°C、7°C、7.5°C、8°C、8.5°C、9°C、9.5°C、10°C、10.5°C、11°C、11.5°C、12°C、12.5°C、13°C、13.5°C、14°C、14.5°C、15°C、15.5°C、16°C、16.5°C、17°C、17.5°C、18°C、18.5°C、19°C、19.5°C、20°C、20.5°C、21°C、21.5°C、22°C、22.5°C、23°C、23.5°C、24°C、24.5°C、25°C、25.5°C、26°C、26.5°C、27°C、27.5°C、28°C、28.5°C、29°C、29.5°C、或30°C,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。若聚合物膜的Tg高於指定範圍,則聚合物膜相對較硬,實施機械押花時可能不易形成所欲紋路。若聚合物膜的Tg低於指定範圍,則聚合物膜相對較軟,實施機械押花時所形成的押花紋路過深。於本發明之較佳實施態樣中,聚合物膜的Tg為10°C至25°C。
1.3.2.
厚度
在符合所指定之Sdq與Sq之條件下,本發明聚合物膜的厚度可視實際需要調整。一般而言,聚合物膜的厚度可為0.1毫米至2.5毫米,例如0.1毫米、0.15毫米、0.2毫米、0.25毫米、0.3毫米、0.35毫米、0.4毫米、0.45毫米、0.5毫米、0.55毫米、0.6毫米、0.65毫米、0.7毫米、0.75毫米、0.8毫米、0.85毫米、0.9毫米、0.95毫米、1.0毫米、1.05毫米、1.1毫米、1.15毫米、1.2毫米、1.25毫米、1.3毫米、1.35毫米、1.4毫米、1.45毫米、1.5毫米、1.55毫米、1.6毫米、1.65毫米、1.7毫米、1.75毫米、1.8毫米、1.85毫米、1.9毫米、1.95毫米、2.0毫米、2.05毫米、2.1毫米、2.15毫米、2.2毫米、2.25毫米、2.3毫米、2.35毫米、2.4毫米、2.45毫米、或2.5毫米,或介於由上述任二數值所構成之範圍內。於後附實施例中,聚合物膜的厚度為0.76毫米。
1.4.
聚合物膜之製備
本發明聚合物膜之製備方式並無特殊限制,例如可將聚乙烯醇縮醛與選用成分(如塑化劑)混合捏揉而得到一聚合物膜組合物,再利用習知薄膜製備方法將聚合物膜組合物成膜,並進行機械押花,以利於聚合物膜表面提供所欲之Sdq及Sq。所述薄膜製備方法的實例包括但不限於壓延法、流延法、擠出拉幅法、直接擠出法、及擠出吹塑法。
於本發明之部分實施態樣中,係以如下方式製備聚合物膜,但本發明並不以此為限:使用混合機將樹脂態之聚乙烯醇縮醛與塑化劑在150°C至250°C之溫度及100 rpm至250 rpm之轉速下混合,並捏揉5分鐘至30分鐘而得到聚合物膜組合物。待聚合物膜組合物冷卻至室溫後,將聚合物膜組合物置於擠出機中擠出成聚合物膜。可視需要重複上述成膜步驟並調整聚合物膜組合物之組成以提供不同功能之膜,並層合各膜,形成具多層結構之聚合物膜。
聚合物膜後續再透過預熱及機械押花即可提供所欲的Sdq及Sq。機械押花係指利用滾輪在成形後的聚合物膜的表面製造紋路。機械押花的方法包括但不限於押花輪法及壓延輪法,其中押花輪法係較佳的。機械押花的紋路樣式並無特殊限制,例如包括菱形、線形、鋸齒形、正方形、錐形、圓形、近似圓形、及不規則形。前述各紋路樣式係可單獨採用,亦可同時採用多種。
預熱及機械押花條件依照所使用之聚合物膜的組成不同而適應性調整。一般而言,預熱輪溫度可為10°C至100°C,特定言之為30°C至90°C,更特定言之為65°C至85°C。押花輪溫度可為10°C至150°C,特定言之為80°C至140°C,更特定言之為120°C至135°C。押花輪扭力可為0.1 N·m(牛頓.公尺)至1.6 N·m,特定言之為0.5 N·m至1.4 N·m,更特定言之為0.8 N·m至1.3 N·m。押花輪壓力可為2 kg/cm
2(公斤/平方公分)至50 kg/cm
2,特定言之為10 kg/cm
2至45 kg/cm
2,更特定言之為30 kg/cm
2至40 kg/cm
2。
針對聚合物膜的Sdq與Sq性質,研究發現可透過預熱輪溫度、押花輪溫度、押花輪壓力與押花輪扭力來調整聚合物膜的Sdq與Sq。預熱輪溫度、押花輪溫度與押花輪扭力越大,聚合物膜的Sdq越大。一般而言,預熱輪溫度與押花輪溫度越高,聚合物膜變得較軟而容易壓出較深的紋路,而押花輪扭力越高,越能破壞聚合物膜表面的紋路的均勻性,因此Sdq越高。另外,預熱輪溫度、押花輪溫度與押花輪壓力越大,聚合物膜的Sq越大。一般而言,押花輪壓力越高,越能破壞聚合物膜表面的各點高度的一致性,因此Sq越高。
2.
夾層玻璃
本發明之聚合物膜可用於製備夾層玻璃。因此,本發明亦提供一種夾層玻璃,其包含第一玻璃片、第二玻璃片、以及位於該第一玻璃片與第二玻璃片之間之中間膜,該中間膜係由如上所述之聚合物膜所提供。
第一玻璃片與第二玻璃片可相同或不同,且可為任何習用於製備夾層玻璃的玻璃片,例如浮法玻璃(float glass)、強化玻璃、夾絲玻璃、或普通平板玻璃,但本發明並不限於此。於後附實施例中,係使用浮法玻璃作為第一玻璃片與第二玻璃片。
本發明之夾層玻璃可藉由相關技術領域中習知的夾層玻璃製備方法而製得。舉例言之,可以如下方式進行夾層玻璃之製備:將聚合物膜夾置於二玻璃片之間以得到一積層物,將積層物放入真空袋中並在20°C至30°C的溫度下抽真空(真空度>500 mmHg(毫米汞柱),例如600 mmHg至700 mmHg)至少10分鐘,接著將裝有積層物之真空袋放入加熱爐中,從60°C緩慢升溫至150°C,至少歷時15分鐘之後,將真空袋從加熱爐中取出,完成預壓合。所得到的預壓合後的積層物的玻璃片的表面溫度為90°C至110°C。接著將預壓合後之積層物置於高壓釜中進行正壓合,於高溫高壓條件下熱壓100分鐘至150分鐘,製得夾層玻璃。一般而言,所述高溫高壓條件可為10巴至15巴的壓力及100°C至150°C的溫度。
3.
實施例
3.1.
測量方式說明
茲以下列具體實施態樣進一步例示說明本發明,其中,所採用之測量儀器及方法分別如下:
[聚乙烯醇縮醛之分子量的測量]
利用膠體滲透層析法( gel permeation chromatography ,GPC)來測量聚乙烯醇縮醛之分子量分布,其中係將聚乙烯醇縮醛溶解於四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)中,在以下條件下進行GPC分析,並以對應聚苯乙烯標準品(Waters PS STD)面積的比率計算其分子量。
裝置:Waters 1515 PUMP system
探測器:Waters 2414 RI
沖提條件:1.0毫升/分鐘(mL/min),THF
管柱:Waters Styragel HR5 THF、Waters Styragel HR4 THF、Waters
Styragel HR3 THF、Waters Styragel HR1 THF
[聚乙烯醇縮醛之縮醛度、乙醯度及羥基含量的測量]
聚乙烯醇縮醛的縮醛度、乙醯度及羥基含量係依據JIS K6728所測得。
[玻璃轉移溫度(Tg)的測量]
利用差示掃描量熱儀(型號:TA DSC 25,購自TA儀器(TA Instruments))在氮氣氛圍下測量聚合物膜的Tg。首先,取7毫克的聚合物膜作為樣品放入差示掃描量熱儀的樣品載台上,以10°C/分鐘之升溫速率升溫至150°C後在該溫度下保持5分鐘。接著,使樣品在-50°C平衡並在該溫度下保持5分鐘,接著,以10°C/分鐘之升溫速率升溫至100°C而得到溫度對熱流(heat flow)的曲線圖(X軸為溫度,Y軸為熱流),並將玻璃轉化中點(midpoint)所對應的溫度記錄為Tg。
[Sdq及Sq的測量]
首先, 於聚合物膜的幅寬方向上分別選取兩端及中間共三個部分,裁切成三個3公分×3公分的測試樣品。在24±3°C之溫度與63±3%之相對溼度下,根據ISO 25178-2:2012之規範,利用雷射掃描共軛焦顯微鏡(laser scanning confocal microscope)(型號:LEXT OLS5000-SAF,購自奧林巴斯(Olympus))來分析聚合物膜的表面紋路,可得到聚合物膜的Sdq及Sq。將三個測試樣品的Sdq及Sq進行平均,得到各聚合物膜的Sdq及Sq。詳細分析條件如下:光源具有450奈米之波長,接物鏡倍率為100倍(MPLAPON-100xLEXT),光學變焦(optical zoom)為50倍,圖像面積為1500微米×1500微米,解析度為1024像素×1024像素,操作條件設定為自動傾斜去除(auto tilt removal),以及不使用濾光片。Sq的單位為微米。
[預壓合測試]
首先,將聚合物膜夾置於二片潔淨的透明浮法玻璃片(長度為300毫米、寬度為300毫米、厚度為2毫米)之間以得到一積層物。接著,將積層物放入烘箱中,在以下條件下進行預壓合測試:持續抽真空以維持在700 mmHg的真空度下進行三段持溫測試,第一段持溫溫度為30°C且持溫時間為10分鐘,第二段持溫溫度為140°C且持溫時間為40分鐘,第三段持溫溫度為40°C且持溫時間為30分鐘。之後,以肉眼觀察積層物是否有白霧出現,並依以下標準評估。
◎: | 無白霧出現 |
○: | 有白霧出現,且出現白霧區域的總面積小於或等於玻璃總面積的20% |
×: | 有白霧出現,且出現白霧區域的總面積大於玻璃總面積的20% |
預壓合測試之實益在於,若白霧出現區域面積太大(例如大於玻璃總面積的20%),表示聚合物膜的表面有大量的空氣殘留,則之後在高壓釜中進行夾層玻璃的正壓合時,表面殘留的空氣將無法被聚合物膜完全吸收,導致夾層玻璃中出現氣泡瑕疵。
[高溫氣泡測試(耐候性評估)]
將夾層玻璃裁切成30公分×30公分的測試樣品。將測試樣品以垂直置放之方式放入100°C的烘箱中歷時2小時之後,取出並以肉眼觀察測試樣品是否有氣泡出現,且依以下標準來評估。
◎: | 無氣泡出現 |
○: | 有氣泡出現於距離玻璃邊緣的最短距離為15毫米以下之處,且沒有氣泡出現於距離玻璃邊緣的最短距離超過15毫米之處 |
×: | 有氣泡出現於距離玻璃邊緣的最短距離超過15毫米之處 |
高溫氣泡測試的實益在於,即使夾層玻璃在製備完成時呈現無氣泡瑕疵之狀態,若聚合物膜中有過多溶入之氣體(藏氣),則在夾層玻璃歷經高溫測試後,氣體會溶出形成氣泡,此即,這類夾層玻璃耐候性不佳,不利於長期使用。
3.2.
聚合物膜的製備及性質測量
首先,將100重量份的聚(乙烯醇縮丁醛)(PVB,購自長春石油化學股份有限公司)與40重量份的塑化劑(三乙二醇雙(2-乙基己酸酯))混合而得到一混合物,使用混合機在200°C下以150 rpm之旋轉速度捏揉該混合物15分鐘之後,冷卻至室溫而得到一聚合物膜組合物。接著,將聚合物膜組合物置於擠出機中,擠出成厚度為0.76毫米的聚合物膜。依照前文所載方法測量所使用的PVB的Mw、縮醛度、乙醯度與羥基含量比以及所製得的聚合物膜的Tg,結果如下:PVB的Mw為約250,000、PVB的縮醛度為71.6莫耳%、PVB的乙醯度為0.4莫耳%、PVB的羥基含量為28莫耳%、聚合物膜的Tg為約15°C。
根據表1-1及表1-2所示參數條件對聚合物膜的二表面進行預熱及機械押花,得到實施例1至6及比較例1至6的聚合物膜。除了表1-1及表1-2所示參數條件之外,聚合物膜通過押花輪之間的線速度為3 m/min。依照前文所載方法測量實施例1至6及比較例1至6的聚合物膜的Sdq及Sq,並將結果記錄於表2-1至表2-2中。
表1-1:實施例1至6的聚合物膜的機械押花參數條件
參數 | 預熱輪溫度 | 押花輪溫度 | 押花輪扭力 | 押花輪壓力 | |
單位 | °C | °C | N·m | kg/cm 2 | |
實施例 | 1 | 75 | 125 | 1.15 | 40 |
2 | 65 | 120 | 0.88 | 30 | |
3 | 85 | 135 | 1.26 | 40 | |
4 | 80 | 130 | 1.22 | 35 | |
5 | 75 | 135 | 0.95 | 30 | |
6 | 80 | 125 | 1.19 | 40 |
表1-2:比較例1至6的聚合物膜的機械押花參數條件
參數 | 預熱輪溫度 | 押花輪溫度 | 押花輪扭力 | 押花輪壓力 | |
單位 | °C | °C | N·m | kg/cm 2 | |
比較例 | 1 | 60 | 70 | 0.55 | 20 |
2 | 75 | 130 | 0.62 | 40 | |
3 | 80 | 140 | 1.42 | 35 | |
4 | 80 | 130 | 0.92 | 50 | |
5 | 100 | 140 | 1.53 | 50 | |
6 | 75 | 125 | 0.83 | 15 |
表2-1:實施例1至6的聚合物膜的性質
實施例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Sdq | 2.35 | 1.53 | 2.88 | 2.60 | 1.84 | 2.42 |
Sq(單位:微米) | 14.40 | 8.70 | 18.80 | 12.50 | 9.77 | 16.50 |
表2-2:比較例1至6的聚合物膜的性質
比較例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Sdq | 0.15 | 0.58 | 3.24 | 1.72 | 3.86 | 1.25 |
Sq(單位:微米) | 1.22 | 12.30 | 17.98 | 22.70 | 28.84 | 3.35 |
3.3.
夾層玻璃之製備及性質評估
分別使用實施例1至6及比較例1至6的聚合物膜來製備夾層玻璃。首先,將聚合物膜裁切成300毫米×300毫米的大小。接著,準備二片潔淨的透明浮法玻璃片(長度為300毫米、寬度為300毫米、厚度為2毫米),並將裁切後的聚合物膜夾在二片透明浮法玻璃片之間而得到一積層物,利用真空袋式方法對積層物進行抽真空,以進行預壓合。真空袋式的操作方式係如下所述:將積層物放入真空袋中並在30°C之溫度下以700 mmHg的真空度保持10分鐘,接著將裝有積層物之真空袋放入加熱爐中,在140°C之溫度下維持40分鐘,之後將真空袋從加熱爐中取出並在室溫下冷卻。冷卻後解開真空並取出積層物。將經預壓合之積層物置於高壓釜中以13巴的壓力及135°C的溫度壓合120分鐘,接著冷卻至室溫,製得夾層玻璃。
依照前文所載方法,對實施例1至6及比較例1至6的聚合物膜以及夾層玻璃進行預壓合測試以及高溫氣泡測試,並將結果紀錄於表3-1及表3-2中。
表3-1:實施例1至6的聚合物膜所製夾層玻璃的評估結果
實施例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
預壓合測試 | ◎ | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ |
高溫氣泡測試 | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ○ |
表3-2:比較例1至6的聚合物膜所製夾層玻璃的評估結果
比較例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
預壓合測試 | × | × | × | ○ | × | × |
高溫氣泡測試 | × | × | × | × | × | × |
如表3-1所示,本發明聚合物膜在真空法預壓合測試中可獲得令人滿意的結果且由本發明聚合物膜所製得的夾層玻璃在高溫氣泡測試中亦可獲得令人滿意的結果,顯示夾層玻璃之耐候性佳。實施例1至6顯示,當聚合物膜的Sdq及Sq均在指定範圍內時,可在真空法的預壓合測試中獲得令人滿意的結果且所製得夾層玻璃亦可在高溫氣泡測試中獲得令人滿意的結果。尤其,實施例1、5及6顯示,在Sdq為1.8至2.45時可獲致最優異的預壓合測試結果,且實施例1至2、4至5顯示,在Sq為8.5微米至14.5微米時可獲致最優異的高溫氣泡測試結果。
相較於此,如表3-2所示,不屬於本發明的聚合物膜在真空法預壓合測試中無法獲得令人滿意的結果,且所製得的夾層玻璃在高溫氣泡測試中亦無法獲得令人滿意的結果。比較例2及3顯示,即使聚合物膜的Sq在指定範圍內,只要Sdq不在指定範圍內,聚合物膜在真空法預壓合測試中無法獲得令人滿意的結果,且所製得的夾層玻璃在高溫氣泡測試中亦無法獲得令人滿意的結果。比較例4顯示,即使聚合物膜的Sdq在指定範圍內,只要Sq不在指定範圍內,所製得的夾層玻璃在高溫氣泡測試中無法獲得令人滿意的結果,顯示耐候性不佳。比較例1、5及6顯示,若聚合物膜的Sdq與Sq均不在指定範圍內,則在真空法預壓合測試中無法獲得令人滿意的結果,且所製得的夾層玻璃在高溫氣泡測試中亦無法獲得令人滿意的結果。
上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效,並闡述本發明之技術特徵,而非用於限制本發明之保護範疇。任何熟悉本技術者在不違背本發明之技術原理下,可輕易完成之改變或安排,均屬本發明所主張之範圍。因此,本發明之權利保護範圍係如後附申請專利範圍所列。
無
無
Claims (9)
- 一種聚合物膜,其中該聚合物膜具有第一表面及第二表面,其中第一表面的均方根斜率(root mean square gradient,Sdq)為1.5至3,以及第一表面的均方根高度(root mean square height,Sq)為8微米至20微米,其中Sdq與Sq之定義係依據ISO 25178-2:2012,其中該聚合物膜包含聚乙烯醇縮醛(polyvinylacetal)。
- 如請求項1所述之聚合物膜,其中第二表面的Sdq為1.5至3以及第二表面的Sq為8微米至20微米。
- 如請求項1或2所述之聚合物膜,其中該聚合物膜之玻璃轉移溫度(glass transition temperature,Tg)為5℃至30℃。
- 如請求項1所述之聚合物膜,其中該聚乙烯醇縮醛係聚(乙烯醇縮丁醛)(poly(vinyl butyral))。
- 如請求項1所述之聚合物膜,其中該聚乙烯醇縮醛之重量平均分子量(Mw)為230,000至280,000。
- 如請求項1所述之聚合物膜,其更包含塑化劑。
- 如請求項6所述之聚合物膜,其中以100重量份之聚乙烯醇縮醛計,該塑化劑的含量為30重量份至50重量份。
- 如請求項1或2所述之聚合物膜,其係具有0.1毫米至2.5毫米之厚度。
- 一種夾層玻璃,其包含一第一玻璃片、一第二玻璃片、以及位於該第一玻璃片與第二玻璃片之間之中間膜,該中間膜係由如請求項1至8中任一項所述之聚合物膜所提供。
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