TWI801707B - 聚合膜及包含其之夾層玻璃 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種聚合膜，包括一聚乙烯縮醛樹脂、一可塑劑及一摻合劑，該摻合劑包含一脂族環及至少一羥基。本發明亦提出一種積層板，其中使用該聚合膜作為二透明材料(例如玻璃)之間的夾層。 使用該聚合膜製成之積層板具有優異的光學性質和耐衝擊性。

Description

聚合膜及包含其之夾層玻璃
本發明係關於一種可用作積層板之夾層的聚合膜，特別係一種用於積層板之夾層聚合膜及一種使用該夾層聚合膜製成的積層板。
夾層玻璃是利用由透明熱塑性薄膜製成的中間層將兩片玻璃固定在一起所構成，前述熱塑性薄膜例如聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral, PVB)或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate, EVA)。 熱塑性薄膜除了可將兩片玻璃相互固定之外，其亦可使玻璃即使在破裂時也能保持黏合狀態。當大塊玻璃碎片可能會造成人身傷害時，或致命事故發生期間可能使物體穿過玻璃而導致玻璃破碎的情況時，夾層玻璃提供的前述安全特性使其可作為安全玻璃。舉例而言，這類型的夾層玻璃通常用於車輛(例如汽車)及建築物(例如摩天大樓、天窗和抗颶風建築)中。在其他應用方面，夾層玻璃也可用於改善窗戶的隔音效果。夾層玻璃還可提供其他效益，例如減少紫外線及/或紅外線輻射，並可藉由添加顏色、紋理等增進窗戶的美觀。此外，還有具備理想聲學特性的夾層玻璃，可使內部空間更為安靜。
儘管夾層玻璃技術已有超過一個世紀的歷史，但仍存有挑戰。為獲得所需性能(如聲學性能)而選擇的聚合物，通常缺乏其他所需性能(如高度耐衝擊性或強度)。因此，現代夾層玻璃技術已發展為將熱塑性樹脂與數種不同添加劑結合的複雜配方。這些添加劑必須經過審慎的平衡和選擇，其除了所造成的任何改善外，也經常造成無法預期的不良性能。
例如，經常使用的一類添加劑是黏著控制劑，其可為金屬鹽，例如醋酸鎂和醋酸鉀，用以調整熱塑性塑料和玻璃之間的氫鍵。然而，已發現這些鹽類可能會凝聚或沉澱，從而例如由凝聚顆粒的光散射而影響夾層玻璃的透明度。為了消除這種負面影響，在諸如汽車擋風玻璃等需要高透明度的用途中，一種解決方法是降低所使用的黏著控制劑的濃度，但這會致使抗穿透性較差。另一種解決方法是添加分散劑以防止金屬鹽添加劑凝聚，但分散劑通常是低沸點化合物，其會造成其他缺陷，例如氣泡的形成，這又會對夾層玻璃的透明度和耐衝擊性產生負面影響。
當不同類型的光學上不相容的聚合物及/或可塑劑摻合或混合在一起時，也會出現高霧度。因此，還需要摻合劑，使樹脂和較小的分子得以均勻地混合在一起。例如，如WO 2016/094205 A1中所揭示，使用乙二醇醚作為摻合劑以減低使用於夾層玻璃中的樹脂所引起的霧度。
顯然，夾層玻璃的製備需要嚴格且有時難以控制的製程，其中也包括複雜的配方，過程中通常必須平衡不同的要求，例如良好的黏著力和高透明度。因此，仍然有改進透明積層板的需求，例如具有高光學透明性、低霧度、低黃度和高耐衝擊性的夾層玻璃，為車輛提供更好的安全玻璃及為建築物提供更好的建築用玻璃。
大體上，本發明涉及一種夾層和一種使用該夾層的積層板。例如，一種具有高耐衝擊性和高透明性的積層板。
第一方面，本發明包括一種聚合膜，該聚合膜包含一聚乙烯縮醛樹脂(polyvinyl acetal resin)、一可塑劑及一含有一脂族環(aliphatic ring)和至少一羥基之摻合劑。任選地，該摻合劑係一脂環醇(alicyclic alcohol)。任選地，該脂族環包含一脂環烴基(alicyclic hydrocarbon group)，例如，其中該脂環烴基具有3至12個碳。任選地，其中該脂環烴基係選自由環烷基(cycloalkyl)、稠雙環烷基(fused bicycloalkyl)、螺烷基(spiroalkyl)、橋聯雙環烷基(bridged bicycloalkyl)及藉由C1 -C3 烷基鏈與第二環烷基連接之一第一環烷基所組成的群組。任選地，該脂族環係由至少一羥基或至少一羥基取代的(C1 -C6 )烷基所取代。任選地，該摻合劑係至少一選自由三環癸烷二甲醇(tricyclodecane dimethanol, TCDDM)、1,4-環己烷二甲醇(1,4-cyclohexanedimethanol, CHDM)、2,2’-雙(4-羥基環己基)丙烷(2,2’-bis(4-hydroxycyclohexyl)propane, HBPA) 、十氫-2-萘酚(decahydro-2-naphthol) 、環己醇(cyclohexanol)及1,4-環己二醇(1,4-cyclohexanediol)所組成的群組。例如，任選地，該摻合劑係TCDDM。任選地，該摻合劑包含至少二羥基。任選地，該聚乙烯縮醛樹脂係聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral, PVB)樹脂。任選地，該可塑劑包含三乙二醇雙(2-乙基己酸酯) (triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate), 3GO)。在一些選擇中，該摻合劑的量至少為0.005 phr (parts per hundred parts of resin)。任選地，該聚合膜的折射率至少為1.460。
第二方面，本發明包括一種積層板，其包含一外部透明薄層及一包含根據第一方面之聚合膜之夾層。任選地，該外部透明薄層係玻璃。任選地，該積層板之透明度大於88.28。任選地，該積層板之黃度指數(yellowness index)小於0.30。任選地，該積層板之平均斷裂高度(mean break height, MBH)大於4.50公尺。
第三方面，本發明包括一種積層板，該積層板包括二玻璃外層及一聚合膜夾層，該聚合膜夾層包含一聚乙烯縮醛樹脂、一可塑劑及一含有一脂族環和至少一羥基之摻合劑，其中該摻合劑的量至少為0.005 phr。該積層板還具有大於88.28之透明度、至少4.50公尺之平均斷裂高度及小於0.30之黃度指數。
透過使用本發明之聚合膜，可製備具有優異的光學性質和高耐衝擊性的積層板。例如，本發明之聚合膜允許形成具有高透明度、低霧度和高耐衝擊性的夾層玻璃。
以上概述並非代表本發明的所有實施例或所有方面， 僅供作本文所闡述的一些新方面和新特性的實施例。從以下用於實施本發明的代表性實施例和方法的詳細描述及所附申請專利範圍，本發明的上述特性和優點及其他特性和優點將變得顯而易見。
本文描述聚合膜和使用這些聚合膜的積層板。已發現藉由例如在用於積層板的樹脂中使用摻合化合物(又稱摻合劑)，可以改進光學性質和耐衝擊性，其中該摻合化合物含有一脂族環和至少一羥基。透過使用本文所述的聚合膜，可製造具有優異的光學性質和高耐衝擊性的積層板，例如夾層玻璃。
在一些實施例中，該聚合膜包含聚乙烯縮醛樹脂和一種或多種其他樹脂，例如一種或多種另外的熱塑性樹脂。該聚合膜可另外包括一種或多種樹脂，例如但不限於：選自由聚二氟亞乙烯、聚四氟乙烯、二氟亞乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酯、聚醚、聚醯胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯縮醛和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物所組成的群組。在一些實施例中，該聚合膜包含聚乙烯縮醛樹脂。
在一些實施例中，該聚乙烯縮醛樹脂的玻璃轉化溫度(glass transition temperature, Tg)為約50至100°C (例如，約60至80°C)。
在一些實施例中，該聚乙烯縮醛樹脂的分子量至少約10,000 Mw (g/mol)。例如，至少約30,000 Mw (g/mol)、至少約50,000 Mw (g/mol)或至少約100,000 Mw (g/mol)。 在一些實施例中，該聚乙烯縮醛樹脂的分子量為約10,000至約500,000 Mw (g/mol)。在一些實施例中，該聚乙烯縮醛樹脂的分子量為約100,000至約300,000 Mw (g/mol)。
在一些實施例中，該聚合膜包括一可塑劑。例如，將該可塑劑與該聚乙烯縮醛樹脂混合以形成膜。可根據一些實施例使用的可塑劑的一些例子包括有機酯可塑劑，例如一元有機酯和多元有機酯；及磷酸鹽可塑劑，例如有機磷酸鹽可塑劑和有機亞磷酸鹽可塑劑。在一些實施例中，該可塑劑包括二苯甲酸酯，例如二乙二醇二苯甲酸酯(diethylene glycol dibenzoate)或二丙二醇二苯甲酸酯(dipropylene glycol dibenzoate)；檸檬酸鹽，例如乙醯檸檬酸三丁酯(tributyl-o-acetyl citrate, ATBC)或檸檬酸三(2-乙基己基)鄰乙醯基酯(tris-(2-ethylhexyl) o-acetyl citrate, ATEHC)；聚合可塑劑，例如聚己二酸酯(polyadipates)；及乙二醇單酯、乙二醇二酯和乙二醇三酯。在一些實施例中，該可塑劑係選自由三乙二醇雙(2-乙基己酸酯) (triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate), 3GO)、三乙二醇雙(2-乙基丁酸酯) (triethylene glycol bis(2-ethylbutyrate))、三乙二醇雙(正庚酸酯) (triethylene glycol bis(n-heptanoate))、四乙二醇雙(2-乙基己酸酯) (tetraethylene glycol bis(2-ethylhexanoate))、四乙二醇雙(2-乙基丁酸酯) (tetraethylene glycol bis(2-ethylbutyrate))、四乙二醇雙(正庚酸酯) (tetraethylene glycol bis(n-heptanoate))、二乙二醇雙(2-乙基己酸酯) (diethylene glycol bis(2-ethylhexanoate))、二乙二醇雙(2-乙基丁酸酯) (diethylene glycol bis(2-ethylbutyrate))、二乙二醇雙(正庚酸酯) (diethylene glycol bis(n-heptanoate))、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate)、六辛酸二季戊四醇酯(dipentaerythritol hexaoctoate)、己二酸二己酯(dihexyl adipate)、己二酸二辛酯(dioctyl adipate)、己二酸己基環己酯(hexyl cyclohexyl adipate)、己二酸二異壬酯(diisononyl adipate)、己二酸庚基壬基酯(heptylnonyl adipate)、己二酸二(丁氧基乙酯) (di(butoxyethyl) adipate)、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯] {bis[2-(2-butoxyethoxy)ethyl] adipate}、癸二酸二丁酯(dibutyl sebacate)、癸二酸二辛酯(dioctyl sebacat)、鄰苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate)、 二乙二醇二苯甲酸酯(diethylene glycol dibenzoate)、二丙二醇二苯甲酸酯(dipropylene glycol dibenzoate)、甘油、乙二醇(ethylene glycol)及其組合所組成的群組。在一些實施例中，該可塑劑係三乙二醇雙(2-乙基己酸酯) (triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate), 3GO)。
該可塑劑可以以任何量使用。在一些實施例中，該可塑劑的用量在25至60 phr的範圍內。在一些實施例中，該可塑劑的用量為至少30 phr、至少35 phr、至少40 phr、至少45 phr、至少50 phr或至少55 phr。在一些實施例中，該可塑劑的用量不超過55 phr、不超過50 phr、不超過45 phr、不超過40 phr、不超過35 phr或不超過30 phr。
本文所用之術語「脂族/脂肪族的」(aliphatic)或「脂族基/脂肪族基 」(aliphatic group)意指烴部分可為直鏈(即無支鏈)、分枝鏈或環(包括稠合的、橋聯的和螺結的多環，即稠環、橋聯環和螺環)，並且可為完全飽和或可能包含一或多個不飽和單元，但不是芳香族。除非另有說明，否則本文所用之「脂族」或「脂族基」含有1至12個碳原子。在某些實施例中，該脂族基包含1至20個碳原子。適當的脂族基包括但不限於直鏈或具支鏈的烷基、烯基、炔基及其混合，例如(環烷基)烷基、(環烯基)烷基或(環烷基)烯基。
單獨使用或作為一較大部分的一部分使用的術語「脂環族」(cycloaliphatic)或「脂族環」(aliphatic ring)意指飽和或部分不飽和的環狀脂族單環、雙環或多環系統，其中脂族環系統係任選取代。脂族環包括但不限於環丙基、環丁基、環戊基、環戊烯基、環己基、環己烯基、環庚基、環庚烯基、環辛基、環辛烯基、降莰基(norbornyl)、金剛烷基(adamantyl)和環辛二烯基。在一些實施例中，該環烷基具有3至20個碳。在一些實施例中，該脂族環係雙環。在一些實施例中，該脂族環係三環。在一些實施例中，該環系統並非芳香族環系統或不包括芳香族環系統。
在一些實施例中，該脂族環包括不飽和基團，例如在該環系統中彼此鍵結的碳原子為烯基(例如彼此雙重鍵結)或炔基(例如彼此三重鍵結)。在這些實施例中，該脂族環或脂族環系統可指脂族環的不飽和衍生物。
在一些實施例中，使用一摻合劑，該摻合劑含有一脂族環和至少一羥基。例如，在一些實施例中，該摻合劑係具有一脂族環和一羥基官能基的分子。在一些實施例中，一或多個羥基直接與脂族環的環碳鍵結。在一些實施例中，一或多個羥基與連接於環碳的官能基鍵結，所述之官能基例如烷基、烯基或炔基連接於脂族環，而形成如一羥基取代的(C1 -C6 )烷基。在一些實施例中，羥基取代的烷基為–(CH2 )OH。在一些實施例中，該摻合劑係具有一脂族環和二羥基的分子。
結構(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)及(VIII)表示脂族環的一些代表性碳架結構：
Figure 02_image001
(I)；
Figure 02_image003
(II) ；
Figure 02_image005
(III) ；
Figure 02_image007
(IV) ；
Figure 02_image009
(V) ；
Figure 02_image011
(VI) ；
Figure 02_image013
(VII) ；及
Figure 02_image015
(VIII)。 其中n、m、o、q和v係獨立地選自1至20的整數。這些結構僅顯示形成環或連接於環的碳，並且不包括氫和可能存在的官能基，例如脂族基、羥基或羥基取代的脂族基。儘管應當理解，一些實施例包括具有多於三個環的多環結構，但以上的結構也沒有顯示多於三個環。另外，一些實施例可包括這些結構的組合。在一些實施例中，該碳架具有結構(I)，其中n為2、3、4、5或6。在一些實施例中，該碳架具有結構(I)，其中n為4。在一些實施例中，該碳架具有結構(II)，其中n為2、3、4、5或6，m為2、3、4、5或6。在一些實施例中，該碳架具有結構(II)，其中n為4且m為4。在一些實施例中，該碳架具有結構(V)，其中n為2、3、4、5或6；m為2、3、4、5或6；且o為1、2或3。在一些實施例中，該碳架具有結構(V)，其中n為4；m是4；且o為1。在一些實施例中，該碳架具有結構(VII)，其中n為2、3、4、5或6；m為1、2、3或4；且q為2、3、4、5或6。在一些實施例中，該碳架具有結構(VII)，其中n為2；m為1；且q為3。
術語「環烷基」(cycloalkyl)或「單環烷基」(monocycloalkyl)係指由一個環烷基部分組成的結構。例如，具有結構(I)的碳架。某些非限制性實施例包括但不限於環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基，及其不飽和衍生物，例如環戊烯基、環丁烯基、二環丁烯基、環戊烯基、環己烯基、二環己烯基、環庚烯基和二環庚烯基。
術語「雙環烷基」(bicycloalkyl)係指由兩個環烷基部分組成的結構，其環系統中具有二個或更多個共同原子。若環烷基部分恰好具有二個共同原子，則稱作「稠」(fused)，例如具有碳架結構(II)，實例包括但不限於雙環[2.1.0]戊基、雙環[3.1.0]庚基及雙環[4.4.0]癸基。若環烷基部分具有多於二個共同原子，則稱作「橋聯」(bridged)，例如具有碳架結構(III)，實例包括但不限於雙環[2.2.1]庚基(「降莰基」)、雙環[2.2.2]辛基等。
術語「螺烷基」(spiroalkyl)係指由二個環烷基部分組成的結構，其中該二個環烷基部分具有一個共同原子。例如，螺烷基的碳架由結構(IV)表示。實例包括但不限於螺[4.5]癸基、螺[2.3]己基等。
術語「三環烷基」(tricycloalkyl)係指由二個以上環烷基部分組成的結構，其具有四個或更多個共同原子。一些代表性的例子包括結構(VI)、(VII)及 (VIII)。實例包括三環[5.2.1.0]癸基。
在一些實施例中，該脂族環係以例如脂族基或脂族連接體基團(aliphatic linker group)官能化。本文所用之「連接體」(linker)基團係指將一個官能基或部分與一個或多個其他官能基或部分連接的基團。結構(V)為具有連接體基團的化合物的例子，其中該連接體基團以Co 表示，代表可被取代的鏈長為“o”的碳架。例如，一連接體脂族基團例如–(CH2 )n –，其中n係選自1至8的整數(例如1至3)，可形成連接體基團。在一些實施例中，一或多個烷基鍵結至連接體基團的碳架。例如，該連接體基團可為 –C(Ra Rb )2 –，其中Ra 和Rb 係獨立地選自烷基或氫。
本文所用之「脂環醇」(alicyclic alcohol)係具有如本文所述的脂族環並且還包括至少一羥基官能基的任何化合物。例如，具有結構(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)或(VIII)的碳架並以羥基或烷基羥基官能化的化合物。在一些實施例中，該脂環醇係選自由環己醇、1,2-環己二醇、1,3-環己二醇、1,4-環己二醇、1,5-環己二醇、1,2,3-環己三醇、1,3,5-環己三醇、1,2,4-環己三醇、3-環己烯-1-醇、2-環己烯-1-醇、環丙醇、環丁醇、環戊醇、1,2-環丁醇、十氫-1-萘酚、十氫-2-萘酚、十氫萘-2,3-二醇、十氫-1,4-萘二酚、1,5-十氫萘二醇、十氫-2,7-萘二酚、2,2'-雙(4-羥基環己基)丙烷、1,4-環己烷二甲醇(1,4-cyclohexanedimethanol, CHDM)、三環癸烷二甲醇(tricyclodecane dimethanol, TCDDM)、2-降莰醇(2-norbonanol)、5-降莰烯-2-甲醇(5-norbornene-2-methanol)、5-降莰烯-2,2-二甲醇(5-norbornene-2,2-dimethanol)、5-降莰烯-2-醇(5-norbornen-2-ol)、1-金剛烷甲醇(1-adamantanemethanol)、1-乙炔基-2,2,6-三甲基環己醇、3-(羥甲基)-1-金剛烷醇(3-(hydroxymethyl)-1-adamantol)、1-金剛烷乙醇(1-adamantaneethanol)、二環己基甲醇、三環己基甲醇、1-(1-丁炔)環戊醇、3-環己基-1-丙醇、4-異丙基環己醇、1-金剛烷醇(1-adamantanol)、2-金剛烷醇(2-adamantanol)、薄荷醇(menthol)、2-叔丁基環己醇、4-環己基-1-丁醇、 4-叔丁基環己醇、(1S ,2R ,5R )-2-(1-羥基-1-甲基乙基)-5-甲基環己醇((1S ,2R ,5R )-2-(1-hydroxy-1-methylethyl)-5-methylcyclohexanol)、二環丙基甲醇(dicyclopropyl carbinol)、1-乙基環戊醇、1-甲基環己醇、2-環戊基乙醇、2-甲基環己醇、4-甲基環己醇、環庚醇、環己基甲醇、反4-甲基環己醇、1-羥甲基-1-甲基環己烷、2-環己基乙醇、2-乙基環己醇、3,5-二甲基環己醇、3-環戊基-1-丙醇、4-乙基環己醇、1-甲基環丙醇、環丙基甲醇、1-環丙基乙醇、1-甲基環丙基甲醇、 2-環丙基乙醇、2-甲基環丙基甲醇、環丁基甲醇、1-甲基環戊醇、2-甲基環戊醇、3-甲基環戊醇、環戊基甲醇、及其任何立體異構物或其立體異構物的混合物所組成的群組。在一些實施例中，該脂環醇係選自由1,4-環己二醇、1,4-環己烷二甲醇(1,4-cyclohexanedimethanol, CHDM)、三環癸烷二甲醇(tricyclodecane dimethanol, TCDDM)、十氫-2-萘酚、2,2'-雙(4-羥基環己基)丙烷及環己醇所組成的群組。
可以以任何濃度使用該摻合劑以改善性能，例如耐衝擊性或光學性質。在一些實施例中，該聚合膜中的該摻合劑的量為至少0.005 phr，例如至少0.01 phr、至少0.02 phr、至少0.03 phr或至少0.04 phr。在一些實施例中，該摻合劑的量小於約10 phr，例如小於約5 phr或小於約1 phr。本文中，“phr”係指在100重量份的樹脂中存有的組分(例如可塑劑或添加劑)的重量份。
在一些實施例中，該聚合膜具有增強的光學性質，例如高折射率。 例如，使用一聚乙烯縮醛樹脂、一可塑劑及一包括一脂族環及至少一羥基之摻合劑製成之聚合膜，其相較於不含摻合劑或摻合劑為不同化合物(例如芳香族化合物，不包括環狀脂肪族化合物或不包括羥基)的比較聚合膜具有更高之折射率。在一些實施例中，該聚合膜的折射率為至少1.460，例如至少1.470、至少1.480、至少1.490、至少1.500。
在一些實施例中，該聚合膜可用於形成一積層板，其中該聚合膜在二片透明材料之間形成一夾層材料以形成該積層板。該透明材料可為任何材料，包括玻璃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, PET)。在一些實施例中，該透明材料為玻璃，例如矽酸鹽玻璃，其中在該實施例中，該積層板係一夾層玻璃。玻璃的一些實例包括平板玻璃和浮製玻璃。在一些實施例中，該積層板包括透明材料和夾層材料的多個交錯層。
在一些實施例中，使用該聚合膜製成的該積層板具有增強的光學性質，例如高透明度和低黃度指數(yellowness index)。例如，使用一聚乙烯縮醛樹脂、一可塑劑及一包括一脂族環及至少一羥基之摻合劑製成之積層板，其相較於不含摻合劑或摻合劑為不同化合物(例如芳香族化合物，不包括環狀脂肪族化合物或不包括羥基)的比較積層板具有更高的透明度和更低的黃度指數。在一些實施例中，該積層板的透明度為至少88.28%，例如至少88.3%、至少88.4%、至少88.5%、至少88.6%、至少88.7%、至少88.8%或至少88.9%。
在一些實施例中，用於該積層板的該聚合膜的折射率與用於製造該積層板的玻璃的折射率之差小於或等於0.5、小於或等於0.2、或小於或等於 0.1。
在一些實施例中，該積層板的黃度指數小於0.3，例如小於0.29、小於0.28、小於0.27、小於0.26、小於0.25、小於0.24、小於0.23、小於0.22、小於0.21或小於0.20。
在一些實施例中，使用該聚合膜製成的該積層板具有高耐衝擊性。例如，使用一聚乙烯縮醛樹脂、一可塑劑及一包括一脂族環及至少一羥基之摻合劑製成之積層板，其相較於不含摻合劑或摻合劑為不同化合物(例如芳香族化合物，不包括環狀脂肪族化合物或不包括羥基)的比較積層板具有更高的耐衝擊性。在一些實施例中，耐衝擊性透過平均斷裂高度(mean break height, MBH)測量所測得為大於4.5公尺，例如大於4.7公尺、大於4.9公尺、大於5公尺、大於5.5公尺或甚至大於6公尺。
在一些實施例中，用於該積層板的該聚合膜之厚度可為大於0.1 mm且小於約2.0 mm，例如大於約0.4 mm且小於約1.2 mm，例如介於0.5 mm和1.1 mm之間，介於0.6 mm和1.0 mm之間，介於0.7 mm和0.9 mm之間。在一些實施例中，該聚合膜之厚度為0.8 mm。
在一些實施例中，用於該積層板的該聚合膜可包含一或多種添加劑，例如聲學控制劑、染料、顏料、穩定劑、抗氧化劑、阻燃劑、紅外線吸收劑、紅外線阻隔劑、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、偶合劑、黏合劑或黏著控制劑。
在一些實施例中，使用聲學控制劑來調節該積層板的聲學性質。 例如但不限於可將聚酯橡膠、氯丁橡膠(neoprene rubber)、氧化鋁、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物樹脂或其中一或多種與該聚合膜合成，以衰減一或多個頻率的聲音。
在一些實施例中，例如為了美觀或為了避光，加入一或多種著色劑，例如顏料和染料。在這些修飾中，應當理解，上述特性可被改變。例如，透明度可透過添加著色劑來改變。本文所用之術語「顏料」和「染料」係指由於採用波長選擇性而改變反射光或透射光顏色之任何材料。染料是可溶性化合物，而顏料通常是固體顆粒。顏料和染料可包括有機和無機。在一些實施例中，用於該聚合膜的顏料或染料係一或多種選自群青紫(例如：含硫之鈉矽酸鹽及鋁矽酸鹽) 、漢紫色(Han Purple，BaCuSi2 O6 )、鈷顏料(例如：鈷紫(如：正磷酸鈷))、錳顏料(例如：錳紫(NH4 MnP2 O7 )、金顏料(例如：紫金(如：懸浮於二氧化錫中之金奈米顆粒，群青-PB29)、波斯藍(例如：地面青金石)、鈷藍-PB28、天藍-PB35、埃及藍(例如：鈣銅矽酸鹽，CaCuSi4 O10 )、二氧化錳(MnO2 )、鈦黑(例如：Ti2 O3 )、銻白(例如：Sb2 O3 )、硫酸鋇-PW5 (BaSO4 )、鋅鋇白(Lithopone，例如：BaSO4 *ZnS)、鉛白(Cremnitz White)-PW1 (例如：(PbCO3 )2 ·Pb(OH)2 )、鈦白-PW6 (例如：TiO2 )、鋅白-PW4 (例如：ZnO)、1,2-二羥基蒽醌、酞菁藍BN、酞菁綠G、顏料紫23、顏料黃10、顏料黃12、顏料黃13、顏料黃16、顏料黃81、顏料黃83、顏料黃139、顏料黃185、喹吖啶酮、玫瑰茜草(例如：茜素和紅紫素)、Rylene染料及泰爾紫(Tyrian purple，例如：6,6'-二溴靛藍)。
在一些實施例中，該聚合膜包括黏著控制劑。所述之黏著控制劑沒有限制，可選自有機鹽之單價或多價(例如二價)金屬鹽，前述有機鹽例如：C1 至C8 脂肪族或芳香族有機酸)。例如，在一些實施例中，其金屬陽離子為鈉、鉀、鎂、鈣或鋅，而代表性的陰離子為乙酸根、丁酸根、具取代基之丁酸根(例如2-乙基丁酸根)和辛酸根。在一些實施例中，該聚合膜中不使用黏著控制劑。
在一些實施例中，該聚合膜包括紫外線穩定劑，例如一或多種紫外線穩定劑。在一些實施例中，該紫外線穩定劑係紫外線吸收劑，例如碳黑、氧化鈦、二苯基酮(例如羥基二苯基酮和羥基苯基苯并三唑)、草醯苯胺(oxanilides)、苯并三唑和羥基苯基三吖口井(hydroxyphenyltriazines)。在一些實施例中，該紫外線穩定劑係淬滅劑，例如鎳淬滅劑。在一些實施例中，該紫外線穩定劑係自由基捕獲劑，例如具有2,2,6,6-四甲基哌啶環狀結構的化合物，也稱為受阻胺類光穩定劑(hindered amine light stabilizers, HALS)。
在一些實施例中，該聚合膜包括抗氧化劑，例如一或多種抗氧化劑。例如但不限於，該抗氧化劑可選自酚、胺、亞磷酸鹽、硫醇、羥胺、內酯、維生素E及其組合。
在一些實施例中，該聚合膜包括阻燃劑，例如一或多種阻燃劑。在一些實施例中，該阻燃劑為礦物或無機化合物，例如：該阻燃劑係選自由氫氧化鋁、硼化合物、氧化銻、碳鈣鎂礦、水菱鎂礦、氧化鋅、蒙脫石黏土(例如單分散黏土)、有機改質黏土、層狀雙氫氧化物、奈米碳管、多面體寡聚矽倍半氧烷及其組合所組成的群組。在一些實施例中，該阻燃劑係氣相自由基淬滅劑，例如氯化和溴化之化合物。在一些實施例中，該阻燃劑係熱屏蔽化合物，例如磷酸酯化合物。
應當理解，在本發明的範圍內，上述的技術特徵和以下提到的技術特徵(例如實施例)係可不受限制地相互組合形成新的或較佳的技術方案，為簡潔起見，在此不贅述。實施例 1. 製備聚合膜
將100重量份的聚乙烯縮丁醛樹脂與38.5重量份的可塑劑(三乙二醇雙(2-乙基己酸酯)，3GO)和一摻合劑乾摻，以製備一混合物，其中該摻合劑的量如表1所示。使用混合機(Brabender公司，德國，Mixer 50 EHT型儀器)在120˚C下以轉速35 rpm揉合該混合物15分鐘，以形成一充分混合的熔融材料。然後將該材料冷卻至環境溫度以提供一塑料塊。使用熱壓機(高鐵科技股份有限公司，台灣，GT-7014-A型儀器)在150˚C下熱壓該塑料塊3分鐘，以提供一厚度為0.8 mm的聚合膜。2. 製備夾層玻璃
將上述厚度為0.8 mm之聚合膜插入兩塊透明浮製玻璃板(台灣玻璃公司集團製造)之間以提供一夾層玻璃，其中每塊玻璃板的厚度為3 mm。使用熱壓機(高鐵科技股份有限公司，台灣，GT-7014-A型儀器)在150°C下預壓該夾層玻璃3分鐘。接下來，在13 bar和135°C下將該夾層玻璃高壓滅菌120分鐘，然後冷卻至環境溫度以完成積層程序。
表1示出所製備的夾層玻璃的實例。3. 夾層玻璃的性質
表2示出根據本文所述的一些實施例所製得的積層板的性質。
結果，相較於不含摻合劑或摻合劑為不同化合物(例如芳香族化合物，不包括環狀脂肪族化合物或不包括羥基)的其他聚合膜，如本申請所定義的聚合膜的實施例具有更高的折射率。
此外，相較於不含摻合劑或摻合劑為不同化合物(例如芳香族化合物，不包括環狀脂肪族化合物或不包括羥基)的其他積層板，包含本申請所定義的聚合膜的積層板的實施例具有更高的透明度和更低的黃度指數。
此外，相較於不含摻合劑或摻合劑不含環狀脂肪族化合物或羥基但使用不同化合物(例如芳香族化合物)的積層板，使用一聚乙烯縮醛樹脂、一可塑劑及一含有一脂族環和至少一羥基之摻合劑製成的積層板的實施例具有更高之耐衝擊性。
綜上所述，透過使用本發明之聚合膜，可製備具有優異的光學性質和高耐衝擊性的積層板。例如，本發明之聚合膜允許形成具有高透明度、低霧度和高耐衝擊性的積層板。
表1
  摻合劑 量 (phr)
實驗1 - -
實驗2 三環癸烷二甲醇 0.0055
實驗3 三環癸烷二甲醇 0.014
實驗4 三環癸烷二甲醇 0.14
實驗5 三環癸烷二甲醇 0.7
實驗6 三環癸烷二甲醇 1.26
實驗7 三環癸烷二甲醇 1.4
實驗8 1,4-環己烷二甲醇 0.014
實驗9 1,4-環己烷二甲醇 0.14
實驗10 環己醇 0.14
實驗11 1,4-環己二醇 0.14
實驗12 十氫-2-萘酚 0.14
實驗13 2,2’-雙(4-羥基環己基)丙烷 0.14
實驗14 正己烯 0.14
實驗15 環己烷 0.14
實驗16 2,7-二羥基萘 0.14
實驗17 雙酚A 0.14
實驗18 1,6-己二醇 0.14
實驗19 1,4-丁二醇 0.14
實驗20 2-甲基-1,3-丙二醇 0.14
表2
  實驗1 實驗2 實驗3 實驗4 實驗5 實驗6 實驗7 實驗8 實驗9 實驗10
折射率 1.436 1.468 1.488 1.51 1.52 1.52 1.52 1.499 1.508 1.468
折射率 增加 (%) - 2.23 3.62 5.15 5.85 5.85 5.85 4.39 5.01 2.23
透明度 (%) 88.25 88.53 88.7 88.9 88.92 88.93 88.94 88.67 88.71 88.29
透明度 增加 (%) - 14 22.72 32.32 33.5 34 34.5 21.21 23.23 2.01
黃度指數 0.31 0.23 0.2 0.13 0.1 0.08 0.08 0.26 0.24 0.28
黃度指數 增加 (%) - -25.81 -35.48 -58.06 -67.74 -74.19 -74.19 -16.13 -22.58 -11.11
平均斷裂 高度 (公尺) 4.5 4.6 4.75 6.25 6.45 6.45 6.5 4.6 5.83 4.92
平均斷裂 高度 增加 (%) - 2.22 5.56 38.89 43.33 43.33 44.44 2.22 29.56 9.33
濕度測試 O O O O O O X O O O
表2-接續
  實驗11 實驗12 實驗13 實驗14 實驗15 實驗16 實驗17 實驗18 實驗19 實驗20
折射率 1.473 1.51 1.467 1.437 1.438 1.435 1.434 1.448 1.44 1.442
折射率 增加 (%) 2.58 5.15 2.16 0.07 0.14 -0.07 -0.14 0.84 0.28 0.42
透明度 (%) 88.63 88.79 88.31 88.2 88.26 88.13 88.05 88.31 88.3 88.59
透明度 增加 (%) 19 27 3 -2.5 0.5 -6 -10 3.01 2.5 17.08
黃度指數 0.25 0.21 0.27 0.36 0.35 0.42 0.58 0.25 0.28 0.25
黃度指數 增加 (%) -19.26 -32.26 -12.9 16.13 12.9 35.48 87.1 -19.26 -10.37 -18.52
平均斷裂 高度 (公尺) 5.56 4.91 5.13 4.5 4.5 4.5 4.5 4.82 4.78 4.8
平均斷裂 高度 增加 (%) 23.56 9.11 14 0 0 0 0 7.11 6.22 6.67
濕度測試 O O O O O O O O O O
4. 測試方法
[折射率]
聚合膜的折射率係根據ASTM D542在589 nm和25℃下測量。
[透明度]
使用霧度計(日本電色公司，日本，NDH-2000型儀器)，依據ASTM D 1003程序測量積層板的透明度。
為了更清楚地顯示透明度的差異，使用以下公式計算透明度的增加量： 透明度增加(%) = (透明度實驗 -透明度實驗 1 )/2% ×100。 其中「透明度實驗 」係一特定實驗(實驗2至20)之積層板的透明度；「透明度實驗 1 」係實驗1(即未添加摻合劑)之積層板的透明度。「2%」的含義為玻璃和實驗1積層板之間的透明度差異為2%，即：透明度玻璃 - 透明度實驗 1 = 2%。
[黃度指數(yellowness index, YI)]
使用微電腦色差計(日本電色公司，日本，ZE-2000型儀器)，依據ASTM D1925程序測量夾層玻璃的黃度指數。由於ASTM D1925在1995年撤銷，可依據ASTM E313進行相關測量程序。
[平均斷裂高度(mean break height, MBH)]
藉由落球試驗方法(本文中稱平均斷裂高度，MBH)評估耐衝擊性，描述如下。將樣品(例如尺寸為300 mm × 300 mm的夾層玻璃)在20至23°C下水平支撐於支架中。使2.26公斤鋼球從接近預估MBH的高度掉落到夾層玻璃上。若鋼球穿透夾層玻璃，從較先前測試低0.5公尺的降落高度重複測試。若鋼球固定在夾層玻璃上(即鋼球不穿透夾層玻璃)，則從較先前測試高0.5公尺的降落高度重複測試。測試十片夾層玻璃以決定MBH。
MBH之定義為落球高度，在該高度，有50%的樣品會持有鋼球及50%的樣品允許鋼球穿透樣品。鋼球未穿透樣品的結果記錄為「合格」。將結果製成表格並計算每一落球高度的合格率。將這些結果以合格率百分比與落球高度的關係作圖，並在圖表上畫出一條代表數據最佳配合的線。MBH可由圖表中合格率百分比為50%的點而讀取。例如，為了以較小的樣品量進行說明，收集如表3所示的數據。繪製合格率百分比比對高度的圖，並依合格率百分比計算(例如使用內插法)而得之高度值為MBH。對於表3所示的數據，MBH大約為4.78公尺。在實際測試中，使用10個樣品以獲得MBH，並重複測試3次。因此，表2所示數據中，MBH係以30個樣品所測定。
表3：為了MBH所收集的一些代表性數據。
高度 ( 公尺 ) 樣品 合格 合格 / 樣品× 100 或合格 %
5.5 1 0 0
5 3 1 33.33
4.5 4 3 75
4 1 1 100
[濕度測試]
在室內將一夾層玻璃(300 mm × 300 mm)置於50°C之溫度和95%之相對濕度中調節14天。然後將夾層玻璃置於環境空氣中2小時。評估三片夾層玻璃，結果記錄於表2，其中，若三片夾層玻璃皆未發現顯著變化，則該測試記錄為「O」，若在至少一片夾層玻璃中發現顯著變化，則該測試記錄為「X」。在此，沒有顯著變化意指在距離夾層玻璃的未切割邊緣超過10 mm及距離切割邊緣超過15 mm的區域中未觀察到氣泡、分層和白化。
本文所用之用語「包含」或「包括」係用於指對請求保護之發明必不可缺少之組合物、方法、及其各自的成分，然而，其可包括無論是否必不可缺少的未指明元素。
本文所用之用語「基本上由……組成」係指已知實施態樣所需的該些元素。此用語允許不會實質上影響請求保護發明之實施例的基本性及新穎性或功能特徵的元素存在。
用語「由……組成」係指如本文所述之組合物、方法及其各自的成分，其不包括在實施態樣描述中未列舉的任何元素。
如在本說明書及所附申請專利範圍中所用之單數型式「一」及「該/上述」包括複數指涉，除非上下文另有明確說明。因此，例如，對「該方法」的引用包括一種或多種方法、及/或本文所述類型的步驟、及/或在閱讀本文後對本領域技術人員來說變得顯而易見等等。類似地，除非上下文另有明確說明，否則用語「或」係包括「及/和/與」。
除了在操作實施例中或另有說明之外，本文所用表示成分量或反應條件的所有數字應理解係在所有情況下均由用語「約」修飾。當與百分比結合使用時，用語「約」可表示所述值的±5% (例如：±4%、±3%、±2%、±1%)。
於提供數值範圍的情況下，該範圍的上限及下限間的各個數值皆屬本文考慮及揭示範圍。應當理解，本文列舉的任何數值範圍旨在包括其中包含的所有子範圍。例如，範圍「1至10」旨在包括在所列舉的最小值1和所列舉的最大值10之間並且包括所列舉的最小值1和所列舉的最大值10之間的所有子範圍；即，具有等於或大於1之最小值及等於或小於10之最大值。由於公開的數值範圍是連續的，因此其包括最小值和最大值之間的每個值。除非另有明確說明，否則本申請中指定的各種數值範圍均為近似值。
除非本文另有定義，否則本申請結合使用的科學及技術術語應具有本領域通常知識者一般理解的含義。此外，除非上下文另有要求，否則單數用詞應包括複數指涉，而複數用詞應包括單數指涉。
應當理解，本發明不限於本文所述之特定方法、方案及試劑等，其等可以進行變化。本文所述之用語僅係用於描述特定實施例之目的，而非意圖限制本發明之範圍，本發明之範圍僅由申請專利範圍所限定。
為了描述及揭示之目的，所有專利、專利申請及出版品(包括試驗之ASTM、JIS方法)藉由引用明確地併入本文，例如，該些出版品中描述的方法可與本發明結合使用。提供該些出版品僅係因為其等係在本申請提交日前公開。於此方面的任何內容皆不應該被解釋為承認發明人無權憑藉在先發明或任何其他原因而先於此類公開。關於日期的所有陳述或關於該些文件內容的陳述係基於申請人可獲得的訊息，並不構成承認該些文件日期或內容的正確性。
無。
無。
無。
無。

Claims (19)

  1. 一種聚合膜，包括：一聚乙烯縮醛樹脂(polyvinyl acetal resin)；一可塑劑；及一摻合劑，該摻合劑包含一脂族環(aliphatic ring)及至少一羥基；其中該摻合劑係一脂環醇(alicyclic alcohol)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該脂族環具有一多環結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該脂族環包含一脂環烴基(aliphatic hydrocarbon group)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的聚合膜，其中該脂環烴基具有3個至12個碳。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的聚合膜，其中該脂環烴基係選自由環烷基(cycloalkyl)、稠雙環烷基(fused bicycloalkyl)、螺烷基(spiroalkyl)、橋聯雙環烷基(bridged bicycloalkyl)及藉由C1-C3烷基鏈與第二環烷基連接之第一環烷基所組成的群組。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的聚合膜，其中該脂族環係由至少一羥基或至少一羥基取代的(C1-C6)烷基所取代。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該摻合劑係至少一選自由三環癸烷二甲醇(tricyclodecane dimethanol,TCDDM)、1,4-環己烷二甲醇(1,4-cyclohexanedimethanol,CHDM)、2,2’-雙(4-羥基環己基)丙烷(2,2’-bis(4- hydroxycyclohexyl)propane,HBPA)、十氫-2-萘酚(decahydro-2-naphthol)、環己醇及1,4-環己二醇所組成的群組。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的聚合膜，其中該摻合劑係三環癸烷二甲醇(tricyclodecane dimethanol,TCDDM)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該摻合劑包含至少二羥基。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該聚乙烯縮醛樹脂係聚乙烯縮丁醛(polyvinyl butyral,PVB)樹脂。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該可塑劑包含三乙二醇雙(2-乙基己酸酯)(triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate),3GO)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該摻合劑的量至少為0.005phr(parts per hundred parts of resin)。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的聚合膜，其中該聚合膜的折射率至少為1.460。
  14. 一種積層板，包含複數個外部透明薄層及一包含如申請專利範圍第1項所述之聚合膜之夾層。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之積層板，其中該複數個外部透明薄層係玻璃。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之積層板，其中該積層板之透明度大於88.28。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之積層板，其中該積層板之黃度指數(yellowness index)小於0.30。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之積層板，其中該積層板之平均斷裂高度(mean break height,MBH)大於4.50公尺。
  19. 一種積層板，包括：二玻璃外層及一聚合膜夾層，該聚合膜夾層包含一聚乙烯縮醛樹脂(polyvinyl acetal resin)、一可塑劑及一含有一脂族環(aliphatic ring)和至少一羥基之摻合劑，其中該摻合劑的量至少為0.005phr(parts per hundred parts of resin)；其中該積層板之透明度大於88.28；其中該積層板之平均斷裂高度(mean break height,MBH)至少4.50公尺；其中該積層板之黃度指數(yellowness index)小於0.30。
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