Многослойные промежуточные слои с поверхностью разрушенного расплава

Многослойные промежуточные слои с поверхностью разрушенного расплава

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области полимерных промежуточных слоев и многослойных стеклопанелей, содержащих полимерные промежуточные слои, и, более конкретно, к области полимерных промежуточных слоев, содержащих слои из термопластического полимера.

ОБОСНОВАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поливинилбутираль (ПВБ) традиционно применяют для изготовления полимерных слоев, которые могут быть использованы в качестве промежуточных в светопропускающих ламинатах, таких как безопасное стекло или полимерные ламинаты. Безопасным стеклом часто называют прозрачный ламинат, включающий слой из поливинилбутираля, расположенный между двумя листами стекла. Безопасное стекло обычно применяют для создания прозрачной перегородки в архитектурных и автомобильных окнах. Его основная функция - поглощать энергию, возникающую при ударе предметом [о стекло], при этом не допускать проникновения предмета сквозь окно или разброса осколков стекла, тем самым минимизировать повреждения или ущерб, наносимый людям или объектам внутри закрытого пространства.

Безопасное стекло может также обеспечивать такие полезные эффекты, как ослабление акустических шумов, снижение пропускания ультрафиолетового и/или инфракрасного излучения, и/или улучшение внешнего вида и эстетической привлекательности оконных стекол.

Полимерные промежуточные слои, используемые в безопасных стеклах, могут состоять из одиночного слоя термопластического полимера, такого как поливинилбутираль, который обладает одним или многими модифицирующими физическими свойствами, например снижающими процент звука, пропускаемого стеклом. Обычные попытки такого акустического демпфирования включают использование термопластических полимеров с низкой температурой стеклования. В других экспериментах использовали два смежных слоя термопластических полимеров, где слои имели несходные свойства (см., например, патенты США и патентную заявку 2003/0139520 A1).

Особенная проблема с многослойными промежуточными слоями возникает на стадии ламинирования. В то время как однослойные промежуточные слои обычно подвергают тиснению валками для придания текстуры, которая облегчает деаэрацию, трехслойные промежуточные слои, содержащие относительно мягкий внутренний слой между двумя относительно жесткими слоями, как в некоторых акустических промежуточных слоях, подвержены оптическим искажениям, если тиснение внешних поверхностей переносится на внутренний, более мягкий слой. Эта проблема детально рассматривается в европейской патентной заявке EP 0710545 A1, и обращается внимание на неприемлемость слишком глубокого тиснения внешних слоев трехслойного промежуточного слоя.

Таким образом, существует потребность в составах и способах, могущих улучшить промежуточные слои и многослойные стеклопанели, в которых они используются, и, конкретнее, многослойные стеклопанели, содержащие слои поливинилбутираля, без отрицательного влияния на их оптическое качество.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает многослойные промежуточные слои, состоящие из мягкого внутреннего полимерного слоя и относительно жестких внешних слоев, которые могут быть ламинированы без появления недопустимых оптических искажений и использованы в многослойных стеклопанелях различного назначения. Многослойные промежуточные слои согласно настоящему изобретению имеют топографию поверхности, которая образуется путем управления разрушением расплава на внешней поверхности промежуточного слоя или индивидуальных слоев многослойного промежуточного слоя во время формирования промежуточного слоя. Благодаря прецизионному управлению топографией поверхности промежуточного слоя, ламинирование слоя с жесткой подложкой не приводит к неприемлемым оптическим искажениям, вызываемым переносом поверхностной топографии через внешние слои к внутренним более мягким слоям промежуточного слоя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

На фиг.1 схематически показано поперечное сечение многоколлекторного устройства для соэкструзии согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предметом настоящего изобретения являются многослойные промежуточные слои, употребляющиеся в изделиях из ламинированного стекла, в которых желательно использование многослойных промежуточных слоев, состоящих из относительно жестких внешних слоев и мягкого внутреннего слоя.

Один из типов многослойного промежуточного слоя с мягким внутренним слоем - это акустический многослойный промежуточный слой. Как описано здесь, акустические многослойные промежуточные слои согласно настоящему изобретению в предпочтительном варианте реализации содержат относительно мягкий слой, проложенный между двумя относительно жесткими слоями. Полученный трехслойный промежуточный слой может быть использован в процессе ламинирования непосредственно вместо обычного одиночного промежуточного слоя, без большой, или даже минимальной модификации процесса ламинирования.

Хотя изобретение будет здесь описано как применимое к таким акустическим промежуточным слоям, должно быть понятно, что сущность изобретения, которое включает многослойные, например трехслойные, промежуточные слои, содержащие внутренний полимерный слой, более мягкий, чем внешние слои, между которыми он расположен, относится и к неакустическим многослойным промежуточным слоям. Согласно настоящему изобретению было неожиданно обнаружено, что деаэрация многослойного промежуточного слоя может быть облегчена без какого-либо тиснения, путем намеренного осуществления процесса разрушения расплава на поверхностях внешних слоев многослойного промежуточного слоя. Разрушение расплава обычно регулируется при формировании слоя в прямоугольном отверстии экструзионной головки, образуемом его рабочими поверхностями, температура которых ниже температуры экструдируемого расплава. Это достигается пропусканием теплообменной жидкости через каналы, расположенные под рабочими поверхностями. Разрушение расплава на одной или обеих внешних поверхностях наружных слоев многослойного промежуточного слоя может еще управляться изменением других технологических параметров экструдируемого слоя (см. патенты США 5455103; 6077374; 5425977; 4281980; и 4575540, а также Polymer Processing Instabilities [Нестабильность полимерных процессов] под редакцией Savvas Hatzikiriakos and Kaiman Migler, CRC Press 2004, ISBN 0824753860).

В различных вариантах реализации настоящего изобретения разрушение расплава может осуществляться на одной стороне полимерного слоя, например, посредством экструзии полимера на валки, или на двух сторонах полимерного слоя, например, при экструзии полимера прямо в воздух, а затем в охлаждающую ванну. Одна или обе поверхности внешних полимерных слоев, производимых с использованием этого управляемого разрушения расплава, приобретает желаемую «грубость», или "Rz", и Rsm. Rz - это характеристика топографии поверхности полимерного слоя и показатель отличия поверхности от абсолютной плоскости. Rsm - это параметр, характеризующий расстояния между пиками в топографии поверхности полимерного слоя. Оба показателя будут детально описаны ниже.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения изготавливали многослойные промежуточные слои без тиснения, у которых внешние поверхности промежуточного слоя характеризовались значением Rz от 20 до 60, или от 25 до 50, и это достигалось разрушением расплава. Две внешние поверхности могли иметь одинаковые или разные значения Rz. В других вариантах реализации только одна из двух внешних поверхностей имела намеченное значение Rz. В третьей серии реализации либо один, либо оба внешних слоя промежуточного слоя имели намеченное значение Rz на внутренней поверхности, которая находится в контакте с внутренним, относительно мягким слоем.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения внешние поверхности промежуточного слоя по настоящему изобретению характеризуются значениями Rsm меньше 800, 750 или 700. В других вариантах реализации только одна внешняя поверхность имеет намеченное значение Rsm. В некоторых других вариантах реализации одна или обе внутренние поверхности внешних слоев промежуточного слоя имели намеченное значение Rsm. Заданные значения Rsm можно сочетать с заданными значениями Rz в любом подходящем сочетании, чтобы получить желаемые характеристики поверхности. Так промежуточные слои согласно настоящему изобретению могут иметь значения Rz от 20 до 60, и значения Rsm - меньше 800, 750, или 700; и могут также иметь Rz - от 25 до 50 и Rsm - меньше 800, или 750, или 700. Получаемые промежуточные слои с указанными Rz и/или Rsm могут быть легко ламинированы между двумя слоями стекла. Значения Rz и Rsm, приведенные выше, которые обеспечены разрушением расплава, и которые присутствуют по меньшей мере на одной, а предпочтительно - на обеих внешних поверхностях внешних слоев трехслойного промежуточного слоя, приводят к тому, что внешние поверхности после того, как они приведены в контакт со стеклянными слоями и ламинированы, могут быть легко деаэрированы с использованием таких средств деаэрации как, например, отжимные валки или вакуумное кольцо.

Когда здесь говорится в отношении Rz и Rsm «обеспечены разрушением расплава», это значит, что текстура поверхности, измеренная параметрами Rz и Rsm, получена способом разрушения расплава во время экструзии.

Многослойные промежуточные слои согласно настоящему изобретению, функция которых - снижать передачу звука через стеклопанели, включают такие прототипы, как, например, патент США 5190826, который предлагает применение ацеталей с различной длиной углеродной цепи и патентная заявка США 2003/0139520 A1, которая предлагает использовать различную степень полимеризации, и японский патент 3377848 и патент США 5340654, в которых предложено использование уровня остаточного ацетата, по меньшей мере, 5 мол.% для одного из двух смежных слоев, для обеспечения различия в составе. В одном из предпочтительных вариантов реализации превосходные звукоподавляющие свойства были приданы многослойным стеклопанелям путем включения в них многослойного промежуточного слоя, содержавшего два полимерных слоя, имеющих различные концентрации пластификатора.

Путем формирования полимерных слоев согласно описанной выше методике можно снизить пропускание звука через многослойные стеклопанели, например, более чем на 2 децибела на нужной частоте или в области частот. Поскольку варианты реализации с тремя полимерными слоями могут быть выполнены так, чтобы они были легко выполнимыми, и их можно было использовать, просто заменив обычный промежуточный слой в обычном процессе, промежуточные слои согласно настоящему изобретению будут применимы во многих приложениях, не требуя никакой модификации способа производства, используемого в этих приложениях. Например, производство автомобильных ветровых стекол может включать использование обычных полимерных промежуточных слоев, которые можно заменить промежуточными слоями согласно настоящему изобретению без каких-либо изменений в процессе окончательного формирования ветровых стекол.

Используемый здесь термин «промежуточный слой» означает любую термопластическую конструкцию, которая может быть применена в многослойных стекольных изделиях, чтобы обеспечить такую стойкость к проникновению и свойство сохранения стекла, какие желательны у безопасных стекол архитектурных и автомобильных окон, а «многослойный» промежуточный слой - это промежуточный слой, который образован соединением, обычно в процессе ламинирования или соэкструзии, двух или более индивидуальных слоев в один промежуточный слой. В различных вариантах реализации согласно настоящему изобретению многослойный промежуточный слой содержит минимум два слоя, находящихся в контакте друг с другом, где каждый полимерный слой содержит термопластический полимер, как подробно излагается в настоящем описании. В каждом из слоев термопластический полимер может быть одним и тем же или это могут быть различные полимеры. В этих вариантах реализации свойство демпфирования звука сообщается промежуточному слою путем изготовления каждого полимерного слоя с различным составом и ламинирования этих двух слоев с образованием одного многослойного промежуточного слоя, который и имеет желаемое свойство уменьшения звука. В предпочтительных вариантах реализации, как описано ниже, полимерный слой с высоким содержанием пластификатора прокладывают между двумя слоями с низким содержанием пластификатора с образованием трехслойного промежуточного слоя. Состав полимерных слоев выбирается так, чтобы суммарная миграция пластификатора из одного полимерного слоя в другой была нулевой или пренебрежимо малой, чтобы сохранялось различие слоев по его содержанию.

Когда здесь используется словосочетание «содержание пластификатора», имеется

в виду, что оно измеряется в весовых частях на сто весовых частей смолы. Например, если 30 г пластификатора добавлены к 100 г полимерной смолы, то содержание пластификатора в полученном пластифицированном полимере составляет 30 частей. Везде в данном тексте, когда дано содержание пластификатора в полимерном слое, содержание пластификатора в этом индивидуальном слое указывается в соответствии с содержанием пластификатора в расплаве, который использовался для изготовления этого индивидуального слоя.

Для слоев с неизвестным содержанием пластификатора, оно может быть определено мокрым химическим методом, в котором для экстракции пластификатора из слоя используется подходящий растворитель или смесь растворителей. Определив вес образца слоя и вес экстрагированного слоя, можно вычислить содержание пластификатора в частях на 100 частей. В случае двухполимерного промежуточного слоя один полимерный слой может быть физически отделен от другого перед определением содержания пластификатора в каждом из полимерных слоев.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения, содержание пластификатора в двух полимерных слоях различается, по меньшей мере, на 8, 10, 12, 15, 18, 20 или 25 частей пластификатора на 100 частей смолы. Каждый слой может содержать, например, от 30 до 100, от 40 до 90 или от 50 до 80 частей пластификатора на 100 частей смолы.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения содержание остаточных гидроксилов компонентов термопластического полимера в полимерных слоях различается, что позволяет изготовлять слои со стабильными различиями содержания пластификатора. Под использованным здесь «содержанием остаточных гидроксилов» (к примеру, винилгидроксила или поливинилового спирта) подразумевается количество гидроксильных групп, остающихся в виде боковых групп на полимерных цепях после завершения обработки. Например, поливинилбутираль может производиться путем гидролиза поливинилацетата до поливинилового спирта, а затем взаимодействия поливинилового спирта с масляным альдегидом с образованием поливинилбутираля. В процессе гидролиза поливинилацетата обычно не все ацетатные боковые группы превращаются в гидроксильные. Кроме того, взаимодействие [винилового спирта] с масляным альдегидом обычно не приводит к превращению всех гидроксильных групп в ацетальные. Следовательно, в конечном продукте, поливинилбутирале, обычно есть остаточные ацетатные группы (как, например, винилацетатные группы) и остаточные гидроксильные группы (как, например, винилгидроксильные) как боковые группы на полимерных цепях. Употребляемое здесь «содержание остаточных гидроксилов» измерено как весовое процентное содержание согласно ASTM 1396.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения содержание остаточных гидроксилов в двух смежных полимерных слоях может различаться, по меньшей мере, на 1,8%, 2,0%, 2,2%, 2,5%, 3,0%, 4,0%, 5,0%, 7,5% или 10%. Эти различия вычисляются путем вычитания содержания остаточных гидроксилов в слое с меньшим их содержанием из содержания остаточных гидроксилов в слое с большим их содержанием. Например, если первый из двух полимерных слоев содержит 20 весовых процентов остаточных гидроксилов, а второй содержит 17 весовых процентов, значит, разница в содержании остаточных гидроокислов в этих двух слоях составляет 3 весовых процента.

Для данного типа пластификатора совместимость пластификатора с поливинилбутиралем определяется главным образом его содержанием гидроксилов. Обычно поливинилбутираль с большим содержанием остаточных гидроксилов обладает меньшей совместимостью с пластификатором или меньшей емкостью в отношении пластификатора. Подобным образом поливинилбутираль с меньшим содержанием остаточных гидроксилов обладает большей совместимостью с пластификатором или большей емкостью по отношению к пластификатору. Эти свойства можно использовать, чтобы выбрать такое содержание гидроксилов в каждом из поливинилбутиральных полимеров и так определить состава каждого полимерного слоя, который позволил бы получить необходимый уровень содержания пластификатора и сохранять стабильной разницу в содержании пластификатора в разных полимерных слоях.

Как известно в данной области техники, содержание остаточных гидроксилов можно регулировать, управляя временем реакции, концентрацией реагентов и другими параметрами производственного процесса. В различных вариантах реализации содержание остаточных гидроксилов в двух слоях составляло: первый слой - меньше 25% и второй слой - меньше 23%; первый слой - меньше 23% и второй слой - меньше 21%; первый слой - меньше 21% и второй слой - меньше 19%; первый слой - меньше 20% и второй слой - меньше 17%; первый слой - меньше 18% и второй слой - меньше 15%; первый слой - меньше 15% и второй слой - меньше 12%. Любое приведенное в предыдущем абзаце значение для разницы в содержании гидроксилов между двумя слоями может быть использовано в любом из этих вариантов реализации, когда это уместно.

Упоминаемое здесь напряжение разрушения при растяжении или прочность на разрыв полимерного слоя определяется и измеряется согласно методу, описанному в JIS K6771; при этом относительно «мягкий» полимерный слой обладает более низким значением прочности на разрыв, чем относительно более «жесткий» полимерный слой. В различных вариантах реализации настоящего изобретения два полимерных слоя имели указанную ниже прочность на разрыв, где первый полимерный слой в приводимом списке - это полимер с более низким содержанием пластификатора: первый полимерный слой - больше 135 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 120 кг/см²; первый полимерный слой - больше 150 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 135 кг/см²; первый полимерный слой - больше 165 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 150 кг/см²; первый полимерный слой - больше 180 кг/см² и второй полимерный слой - меньше 165 кг/см². Третий полимерный слой, находящийся в контакте со вторым полимерным слоем, противоположный по положению первому полимерному слою так, что второй полимерный слой проложен между первым и третьим слоями, может быть добавлен к любому из вышеописанных вариантов реализации, с третьим слоем, одинаковым или различным по составу с первым полимерным слоем, но предпочтительно - с тем же составом, что и первый полимерный слой.

Хотя значения прочности на разрыв, приведенные в предыдущем абзаце, представляют значения, которые могли бы использоваться для многослойных промежуточных слоев акустического типа, специалист в данной области должен учитывать, что способы и промежуточные слои по настоящему изобретению пригодны для любых многослойных промежуточных слоев, имеющих относительно мягкий внутренний слой и один или более относительно жестких внешних слоев. Соответственно, в различных вариантах реализации настоящего изобретения один или оба внешних слоя имеют прочность на разрыв, минимум, на 15, 20 или 30 кг/см² большую, чем прочность внутреннего слоя.

Под употребляемым здесь «обычным ламинированным стеклом» подразумевается стекло, полученное ламинированием обычного промежуточного слоя, которое обычно используется сегодня как коммерческое ламинированное стекло, где обычный промежуточный слой имеет прочность на разрыв 200 кг/см² или выше. Для целей настоящего изобретения обычное ламинированное стекло будет здесь обозначаться как «ламинатная панель сравнения» или «панель сравнения». Улучшение акустической изоляции, характеризующее стеклоламинаты, включающие промежуточные слои по настоящему изобретению, определяется по отношению к ламинатной панели сравнения, описанной в предыдущем абзаце. В типичных ламинатах с двумя внешними слоями стекла, «объединенная толщина стекла» представляет сумму толщин двух слоев стекла; в более сложных ламинатах с тремя или более слоев, объединенная толщина стекла равна сумме толщин трех или более слоев стекла.

Для целей настоящего изобретения «совпадающая частота» означает частоту, при которой стеклопанель демонстрирует провал в потерях передачи звука за счет «эффекта совпадения». Частота совпадения панели сравнения обычно лежит в области между 2000 и 6000 герц и может быть эмпирически определена на монолитном листе стекла, имеющего толщину, равную объединенной толщине стекла панели сравнения по формуле

f_c=15000/d,

где d - это суммарная толщина стекла в миллиметрах, a f_c - частота совпадения в герцах.

Для целей настоящего изобретения улучшение акустической эффективности можно измерить по увеличению потерь передачи звука на частоте совпадения (частоте сравнения) панели сравнения.

«Потери передачи звука» измеряются для ламината по настоящему изобретению и обычной панели сравнения фиксированных размеров по ASTM E90 (95) при фиксированной температуре 20°C.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения многослойные промежуточные слои по настоящему изобретению, когда они ламинированы между двумя листами стекла, снижают передачу звука через ламинированную стеклопанель, по меньшей мере, на 3 децибела (дБ) по сравнению с панелью сравнения, имеющей один обычный промежуточный слой с толщиной, сравнимой с толщиной многослойного промежуточного слоя по настоящему изобретению.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения промежуточные слои по настоящему изобретению, ламинированные между двумя листами стекла, улучшают потери передачи звука на частоте сравнения, относительно с панели сравнения, по меньшей мере, на 2 дБ, более предпочтительные - на 4 дБ, и еще более предпочтительные - на 6 или даже на 8 дБ.

Попытки разработчиков материалов, известных из уровня техники, изготовить промежуточные слои, содержащие прилегающие друг к другу полимерные слои, которые снижали бы передачу звука через многослойную стеклопанель, основывались на различных перемещениях композиции между этими слоями. Примеры включают патент США 5190826, который предлагает использовать ацетали с различной длиной углеродной цепи, и японскую патентную заявку 3124441 A и патентную заявку США 2003/0139520 A1, которые предлагают использовать различающиеся степени полимеризации. Два других применения, японский патент 3377848 и патент США 5340654, предлагают использовать уровни остаточного ацетата, по меньшей мере, 5 мольных процентов в одном из двух смежных слоев в качестве различия в составе.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения и в отличие от подходов, использованных в этих применениях, два смежных полимерных слоя по настоящему изобретению имели различное содержание пластификатора, как описано выше, и каждый следующий имел содержание остаточного ацетата менее 5, менее 4, менее 3, менее 2 и менее 1 мольных процента. Эти концентрации остаточного ацетата можно сочетать с содержанием остаточного гидроксила, описанного выше, чтобы образовать два полимерных слоя по настоящему изобретению, имеющие описанные различия в содержании пластификатора и содержании остаточного гидроксила, и с малым или нулевым содержанием остаточного ацетата. Другие варианты реализации многослойных промежуточных слоев по настоящему изобретению включают промежуточные слои, имеющие более двух полимерных слоев, где один или больше добавочных слоев имеют содержание остаточного ацетата меньше 5, меньше 4, меньше 3, меньше 2 или меньше 1 мольного процента.

Дальнейшие варианты реализации настоящего изобретения включают любые из предыдущих вариантов реализации, содержащих, кроме того, третий полимерный слой, который находится в контакте с полимерным слоем, имеющим более высокое содержание пластификатора. Добавление этого третьего полимерного слоя приводит к получению трехслойной конструкции, имеющей следующую структуру: первый полимерный слой с относительно низким содержанием пластификатора // второй полимерный слой с относительно высоким содержанием пластификатора // третий полимерный слой. Третий полимерный слой может иметь тот же состав, что и первый полимерный слой, как это имеет место в предпочтительных вариантах реализации, или может отличаться от него по составу.

В различных вариантах реализации третий полимерный слой имеет тот же состав, что и первый полимерный слой, что дает трехслойный ламинированный промежуточный слой, который состоит из относительно трудного в переработке полимерного слоя, ламинированного между двумя слоями, относительно легкими в переработке. Полученный многослойный промежуточный слой, относительно легкий в переработке, может быть введен непосредственно в существующие технологии, которые прежде использовали одиночный полимерный слой, имеющий состав двух внешних слоев промежуточного слоя по настоящему изобретению, или состав, который приводит к подобным технологическим характеристикам (например, тенденцию к слипанию).

В других вариантах реализации при использовании трех полимерных слоев в одном промежуточном слое третий полимерный слой имеет иной состав, чем первый полимерный слой, а различия в составе между третьим полимерным слоем и вторым полимерным слоем могут быть любыми из тех различий, которые выше приведены для различий между первым полимерным слоем и вторым полимерным слоем. Вот, например, один предполагаемый вариант реализации: первый полимерный слой с содержанием остаточных гидроксилов 2.0% // второй полимерный слой с содержанием остаточных гидроксилов 16% // третий полимерный слой с содержанием остаточных гидроксилов 18%. Видно, что в этом примере третий полимерный слой отличается от второго полимерного слоя по меньшей мере тем, что содержание остаточных гидроксилов в нем на 2% больше их содержания во втором полимерном слое. Разумеется, любые другие отмечаемые здесь различия, каждое в отдельности или в сочетании друг с другом, могут отличать третий полимерный слой от второго.

Помимо описываемых здесь трехслойных вариантов реализации, дальнейшие варианты реализации включают промежуточные слои, имеющие более трех слоев, в которых можно использовать слои с низким содержанием, например, вариации полимерных слоев с чередующимся содержанием пластификатора и чередующимся содержанием гидроксила, и, по выбору, с низким или пренебрежимо низким содержанием остаточного ацетата. Промежуточные слои такого типа могут содержать, например, 4, 5, 6 или до 10 индивидуальных слоев.

В промежуточные слои по настоящему изобретению могут быть включены другие традиционные слои, известные в этой области. Например, между двумя любыми слоями из полимерных слоев по настоящему изобретению, если нужно, могут быть включены полимерные пленки (подробно описанные здесь в другом месте), например, полиэфирные, в частности из полиэтилентерефталата, имеющие металлизированный слой, покрытие, отражающее инфракрасное излучение или другой специальный слой, нанесенный на них. Например, в двухслойном варианте реализации промежуточный слой может быть изготовлен в следующем составе: полимерный слой с относительно низким содержанием пластификатора // полиэфирная пленка со специальным слоем // полимерный слой с относительно низким содержанием пластификатора. В общем, к многослойному промежуточному слою по настоящему изобретению могут быть добавлены дополнительные слои термопластиков, таких как поливинилбутираль, полиэфирные пленки, грунтовочные слои и слои твердых покрытий, в зависимости от желаемого эффекта и конкретного применения.

Могут быть изготовлены также отдельные слои многослойного промежуточного слоя по настоящему изобретению в одну стадию в процессе соэкструзии. Для всех многослойных стеклопанелей, способов изготовления промежуточных слоев и способов изготовления многослойных стеклопанелей согласно настоящему изобретению, в которых отдельные полимерные слои ламинируют вместе с образованием многослойного промежуточного слоя, многослойный промежуточный слой можно изготавливать методом соэкструзии с получением того же результата, и для целей настоящего изобретения соэкструзия нескольких расплавов дает многополимерные слои, формирующиеся вместе как один промежуточный слой.

Многослойные промежуточные слои по настоящему изобретению получены преимущественно соэкструзией с использованием многоколлекторного устройства для соэкструзии, такого как показанный на фиг.1. Как видно из представленного схематического поперечного сечения, устройство для экструзии содержит первый коллектор экструзионной головки 12, второй коллектор экструзионной головки 14 и третий коллектор экструзионной головки 16. В устройстве, показанном на фигуре, происходит одновременное выдавливание полимерных расплавов из каждого коллектора (12, 14, 16) в направлении экструзионного отверстия 20, где происходит экструзия многослойного промежуточного слоя, состоящего из трех индивидуальных полимерных слоев. Толщину слоя можно менять регулировкой расстояния между рабочими кромками экструзионного отверстия 20. Разрушением поверхности управляют посредством изменения состава расплава, температуры рабочих поверхностей или рабочих кромок экструзионного отверстия 20, или посредством изменения скорости и способа охлаждения экструдируемого промежуточного слоя, который может, например, погружаться в охлаждающую ванну вскоре после экструзии.

Используемый здесь термин «полимерный слой» включает слои, которые были изготовлены индивидуально и затем ламинированы вместе, и слои, полученные соэкструзией. Например, промежуточный слой, который изготовлен соэкструзией трех расплавов, будет иметь три индивидуальных «полимерных слоя», также как промежуточный слой, произведенный ламинированием трех индивидуально произведенных полимерных слоев в один промежуточный слой. Разрушением расплава можно управлять на любой поверхности [слоя], которая после экструзии обращена наружу. В случае соэкструзии, например, трехполимерного промежуточного слоя разрушение расплава может контролироваться на двух внешних его поверхностях. В случае трех индивидуальных слоев, ламинируемых вместе с образованием промежуточного слоя, любая из поверхностей трех слоев может модифицироваться разрушением расплава. В различных вариантах реализации управляемому разрушению расплава подвергали две поверхности индивидуальных полимерных слоев, которые образуют внешние поверхности ламинированного многослойного промежуточного слоя.

Помимо описываемых здесь промежуточных слоев, настоящее изобретение предусматривает также способы снижения уровня звука, проникающего через окна, включающие стадию размещения в окнах многослойных стеклопанелей, содержащих промежуточные слои по настоящему изобретению.

Настоящее изобретение также включает способ производства промежуточного слоя, включающий стадии формирования первого полимерного слоя, второго полимерного слоя и третьего полимерного слоя, где три полимерных слоя имеют состав, соответствующий трехслойным вариантам реализации, как описано здесь в других местах, и где топография поверхности обеспечивается разрушением расплава, как описано здесь в других местах, и ламинирования трех полимерных слоев вместе с образованием промежуточного слоя.

Настоящее изобретение включает также способы производства многослойного остекления, включающие ламинирование любых промежуточных слоев согласно настоящему изобретению между двумя жесткими, прозрачными плоскостями, такими как стекло или акриловые слои, как это известно в данной области техники.

Настоящее изобретение также включает многослойные стеклянные панели, такие как ветровые стекла и архитектурные окна, содержащие многослойный промежуточный слой по настоящему изобретению.

В изобретение также включены многослойные панели остекления, содержащие пластмассы, такие как акриловые или другие подходящие материалы, вместо листов стекла. Настоящее изобретение также включает многослойные промежуточные слои и многослойные стеклянные панели, изготовленные по способам согласно настоящему изобретению.

ПОЛИМЕРНАЯ ПЛЕНКА

Используемый в настоящем описании термин «полимерная пленка» означает относительно тонкий и жесткий слой полимера, функция которого заключается в улучшении эксплуатационных качеств. В соответствии с настоящим описанием, полимерные пленки отличаются от полимерных слоев тем, что сами по себе полимерные пленки не обеспечивают необходимого сопротивления проникновению предметов через многослойную структуру для остекления, а также не обеспечивают свойства удержания стекол, но обеспечивают улучшение некоторых эксплуатационных качеств, например свойства поглощения инфракрасного излучения. В качестве полимерной пленки чаще всего используют пленку из полиэтилентерефталата.

В различных вариантах реализации толщина полимерной пленки составляла от 0,013 мм до 0,20 мм, предпочтительно, от 0,025 мм до 0,1 мм или от 0,04 мм до 0,06 мм. Для улучшения одного или нескольких свойств слоя полимерной пленки, например адгезии или отражения инфракрасного излучения, его поверхность может быть обработана, или на нее может быть нанесен слой покрытия, улучшающего функциональные характеристики. Слои, улучшающие эксплуатационные качества, включают, например, многослойное покрытие для отражения инфракрасного солнечного излучения и пропускающее видимый солнечный свет. Это многослойное покрытие известно в данной области техники (см., например, WO 88/01230 и патент США 4799745) и содержит, например, один или больше металлических слоев, толщиной порядка единиц ангстремов, и один или больше (для примера - два) последовательно нанесенных, оптически взаимодействующих диэлектрических слоя. Также известно (см., например, патенты США 4017661 и 4786783), что нанесенные на стекло слои металлов можно при необходимости нагревать за счет их электрического сопротивления для оттаивания или устранения запотевания стекол.

С настоящим изобретением можно использовать и другой тип полимерной пленки, который описан в патенте США 6797396 и содержит множество неметаллических слоев, функция которых - отражать инфракрасное излучение, не создавая помех, которые могут вызывать металлические слои.

Слой полимерной пленки в некоторых вариантах реализации оптически прозрачен (т.е. объекты, прилегающие к одной стороне слоя, могут быть хорошо видны наблюдателю, смотрящему с другой стороны слоя) и обычно, независимо от состава пленки, она имеет больший, а в некоторых вариантах реализации, значительно больший модуль упругости на разрыв, чем модуль упругости смежного полимерного слоя. В различных вариантах реализации слой полимерной пленки содержит термопластический материал.

Среди термопластических материалов с подходящими свойствами: нейлоны, полиуретаны, акрилаты, поликарбонаты, полиолефины, такие как полипропилен, ацетат и триацетат целлюлозы, хлорвиниловые полимеры и сополимеры и другие подобные термопласты. В различных вариантах реализации слой полимерной пленки содержит такие материалы, как повторно вытянутые термопластические пленки, обладающие указанными свойствами, которые включают полиэфирные, например полиэтилентерефталатные и полиэтилентерефталатгликольные (ПЭТГ), пленки. В различных вариантах реализации используют полиэтилентерефталатые пленки и в некоторых вариантах - полиэтилентерефталатные пленки, подвергнутые двухосному вытягиванию, чтобы увеличить прочность, и тер