Многослойные полимерные промежуточные слои с тисненой поверхностью

Многослойные полимерные промежуточные слои с тисненой поверхностью

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, и при этом не допускать проникновения предмета сквозь окно или рассеяния осколков стекла, и 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.

Термопластический полимер в составе безопасного стекла может состоять из одиночного слоя термопластического полимера, такого как поливинилбутираль, либо из нескольких слоев. Многослойные слои используются, например, в акустических приложениях. Обычные попытки 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 5340654 и 5190826 и патентную заявку 2003/0139520 A1).

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 содержат относительно мягкий внутренний слой между относительно жесткими и, как это бывает с некоторыми акустическими промежуточными слоями, возникают оптические искажения, если текстура 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.

Необходимы новые улучшенные составы и способы для повышения производственных и оптических характеристик многослойных стеклопанелей, и конкретно, многослойных стеклопанелей, содержащих многослойные промежуточные слои.

РЕЗЮМЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает многослойные промежуточные слои, состоящие из мягкого внутреннего полимерного слоя и относительно жестких внешних слоев, которые могут быть ламинированы без неприемлемых оптических искажений и использованы в многослойных стеклопанелях различного назначения.

Многослойные промежуточные слои согласно настоящему изобретению имеют топографию поверхности, которая образуется путем тиснения внешней поверхности промежуточного слоя или индивидуальных слоев многослойного промежуточного слоя после формирования промежуточного слоя или слоев. Процесс тиснения выполняется в температурных условиях, которые предотвращают перенос текстуры на внутренние слои промежуточного слоя.

Благодаря точному управлению тиснением промежуточного слоя ламинирование с жесткой основой не приводит к неприемлемым оптическим искажениям, вызываемым переносом поверхностной топографии через внешние жесткие слои на более мягкие внутренние слои промежуточного слоя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

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

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения являются многослойные промежуточные слои, употребляющиеся в изделиях из ламинированного стекла, в которых более мягкий внутренний полимерный слой расположен между более жесткими внешними слоями и находится в контакте с ними, например, в применениях, в которых особенно желательно подавление звука.

Один из типов многослойного промежуточного слоя, в котором используются более мягкие внутренние слои - это акустический многослойные слои. 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 и ламинирование многослойных промежуточных слоев могут быть облегчены путем тиснения внешних поверхностей многослойного промежуточного слоя, и при этом без возникновения оптических искажений в панели остекления, в которой этот промежуточный слой использован. Такой результат достигается, если многослойный промежуточный слой охладить после предшествующей экструзии, например после соэкструзии трехполимерного промежуточного слоя, и перед тиснением.

Промежуточный слой в различных вариантах реализации охлаждали до температуры ниже 90°C, 80°C, 70°C или 60°C. В предпочтительном варианте реализации промежуточный слой охлаждали до температуры ниже 60°C.

После охлаждения в различных вариантах реализации настоящего изобретения полимер из непрерывно раскручиваемого рулона или прямо из экструдера подавали как единый слой в каландровую машину, имеющую профилирующий валок, который давит на обрезиненный опорный валок диаметром от 10 до 60 см (4-24 дюйма), при подходящей скорости протяжки, например 305-915 сантиметров (10-30 футов) в минуту. Формующая поверхность профилирующего валка может иметь любой желаемый рельеф рисунка поверхности. В одном варианте реализации, например, профилирующий валок имел пилообразный рельеф.

В вертикальном разрезе пилообразная конфигурация представляет собой V-образные зубцы со сторонами, непосредственно прилегающими друг к другу под углом 90 градусов. Зубцы образуют на поверхности валка спиральные гряды, ориентированные под углом 45° по отношению продольной оси валка. Частота гряд может составлять, например, от 127 до 508 на сантиметр или от 203 до 508 на сантиметр (от 50 до 200 на дюйм или от 80 до 200 на дюйм), если измерять в направлении, перпендикулярном спирали.

Поверхность вспомогательного опорного валка может быть покрыта термостойкой резиной с высокой упругой деформацией, способной растягиваться без разрушения. Температура поверхности профилирующего валка регулируется и поддерживается в желаемом интервале, например, от 121°C до 232°C (250°F - 450°F), от 138°C до 216°C (280°F - 420°F), или от 149°C до 204°C (300°F - 400°F) с помощью подходящего нагревающего средства под формующей поверхностью.

Для снятия тисненого слоя с поверхности профилирующего валка можно использовать продвижение захвата, образуемого профилирующим и опорным валками установки. Слой, пройдя через захват, может быть снят вакуумным барабаном выше захвата, затем может быть пропущен высокой петлей (>135 градусов) поверх охлаждающего барабана (с температурой ниже 4,44°C (40°F)), и затем свернут в рулон. В качестве альтернативы, можно выполнить тиснение слоя с двух сторон, пропустив промежуточный слой через ту же машину второй раз или через вторую машину дальше по ходу движения слоя.

Промежуточный слой, описанный выше, может быть тиснен при нагревании его внешних поверхностей до любой подходящей температуры и с любой подходящей скоростью, при которых не должен происходить перенос рисунка текстуры на поверхность раздела между мягким и жестким слоями. Температура может составлять, например, от 121°C до 232°C (250°F - 45°F), от 138°C до 216°C (280°F - 420°F), или от 149°C до 204°C (300°F - 400°F), и эти температуры могут быть достигнуты, например, при обработке промежуточного слоя в профилирующих валках, нагретых до желаемой температуры и имеющих желаемый рисунок тиснения.

Не вдаваясь в теорию, можно полагать, что если очень точно управлять температурой промежуточного слоя, так чтобы внутри слоя температура оставалась низкой, в то время как внешние поверхности нагревались достаточно, чтобы тиснение могло осуществиться и прочно закрепиться на поверхности, то рисунок тиснения может не проникнуть через внешние, подвергаемые тиснению, слои внутрь, к поверхности раздела между внешним и внутренним слоями как во время тиснения, так и позже, во время ламинирования. Предполагается, и это опубликовано в некоторых источниках (см., например, европейский патент 0710545 Ф1), что именно изменения этой поверхности раздела, происходящие во время тиснения и/или ламинирования, вызывают оптические искажения в ламинате. На самом деле, в то время как этот прототип предостерегает от слишком глубокого тиснения, многослойные промежуточные слои по настоящему изобретению не столь ограничены, и как будет подробно описано ниже, они могут подвергаться тиснению на большую глубину, чем это предполагает прототип.

Тиснение - это способ создания шероховатой деаэрируемой поверхности полимерных слоев или промежуточных слоев (см., например, патенты США 5425977 и 6077374). Обычный способ тиснения полимерных слоев включает пропускание слоя через зазор между двумя вращающимися валками, один из которых, или оба - профилирующие валки, имеющие на своей поверхности рельеф, комплиментарно-обратный тому рисунку, который нужно получить на слое (см., например, патенты США 4671913; 2904844; 2909810; 3994654; 4575540; 5151234 и европейскую патентную заявку No. 0185863). Рисунок тиснения может быть регулярным или случайным, в зависимости от назначения.

Одна или обе внешних поверхностей полимерных слоев промежуточного слоя при изготовлении подвергается тиснению для того, чтобы слой имел желаемую «шероховатость» или Rz, питч или Rsm, и стойкость текстуры. Rz - это параметр, характеризующий топографию поверхности полимерного слоя, мера отклонения поверхности от идеально плоской. Rsm - это параметр, характеризующий расстояния' между пиками в топографии поверхности полимерного слоя. Стойкость текстуры - это способность подвергнутой тиснению поверхности промежуточного слоя сопротивляться памяти, свойственной слою, которая стремится вернуть поверхности прежнюю топографию, которая была до тиснения. Измерение этих трех характеристик будет детально описано ниже.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения многослойные промежуточные слои, содержащие более мягкий внутренний полимерный слой, изготавливали с использованием описанного здесь способа тиснения; при этом одна или обе внешние поверхности промежуточного слоя характеризовались значением Rz от 50 до 90, или от 60 до 90, или от 60 до 80. Две внешние поверхности могут иметь одинаковые или разные значения Rz. В других вариантах реализации только одна из двух внешних поверхностей имела намеченное значение Rz. Еще в одной серии реализации либо один, либо оба внешних слоя промежуточного слоя имели намеченное значение Rz на внутренней поверхности, находящейся в контакте с внутренним, относительно мягким, слоем, это применяется в неэкструзионных вариантах реализации, в которых индивидуальные слои были ламинированы вместе с образованием многослойного промежуточного слоя.

В различных вариантах реализации настоящего изобретения внешние поверхности промежуточного слоя по настоящему изобретению характеризовались значениями Rsm меньше 700, 650 или 600.

В других вариантах реализации только одна внешняя поверхность имела намеченное значение Rsm. В некоторых 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 варианте, чтобы получить желаемые характеристики поверхности.

Многослойные промежуточные слои по настоящему изобретению в различных вариантах реализации имели значения стойкости текстуры, описываемой подробно ниже, составляли меньше 95%, 80%, 70% или 60%, и значения стойкости текстуры также можно сочетать с любыми из приведенных значений Rsm и Rz в любом подходящем сочетании, чтобы получить желаемые свойства поверхности. В других вариантах реализации стойкость текстуры одной или обеих внешних поверхностей составляла от 40% до 95% или от 40% до 90%.

Ниже даны примеры предпочтительных сочетаний трех характеристик поверхности с одной или с обеих сторон многослойных промежуточных слоев по настоящему изобретению; сочетания приводятся в порядке Rz///Rsm///стойкость текстуры и разделены точкой с запятой, и значения Rz и Rsm приведены в микронах, а стойкость текстуры выражена в процентах:

от 50 до 90///любое///меньше 95; от 50 до 90///любое///меньше 90; от 50 до 90///любое///от 40 до 95; от 50 до 90///меньше 700///меньше 95; от 50 до 90///меныпе 700///меныпе 90; от 50 до 90///меньше 700///от 40 до 95; от 60 до 80///любое///меньше 95; от 60 до 80///любое///меньше 90; от 60 до 80///любое///от 40 до 95; от 60 до 80///меньше 700///меньше 95; от 60 до 80///меньше 700///меньше 90; и от 60 до 80///меньше 700///от 40 до 95.

Промежуточные слои с указанными Rz и/или Rsm и/или стойкостью текстуры могут быть легко ламинированы между двумя слоями стекла. Значения Rz и Rsм, приведенные выше, которые получены с помощью тиснения, и которые характеризуют по меньшей мере, одну, а лучше две внешние поверхности внешних слоев 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 такого метода как вакуумный мешок. Когда здесь употребляется «имеющий значение Х после тиснения», где Х - это Rz или Rsm, это означает, что качество поверхности, характеризуемое измеренными значениям величин Rz или Rsm, обеспечено методом тиснения после экструзии и охлаждения. Некоторые варианты реализации многослойных промежуточных слоев 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, японская патентная заявка 3124441 A 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% для одного из двух смежных слоев, для обеспечения различия в составе.

В одном из предпочтительных вариантов реализации превосходные звукоподавляющие свойства могли быть приданы многослойным стеклопанелям путем включения в них многослойного промежуточного слоя, содержащего два полимерных слоя, имеющих различные концентрации пластификатора.

Подбором состава полимерных слоев, как описано выше, пропускание звука через многослойные стеклопанели можно снизить, например, более чем на 2 децибела на нужной частоте или в области частот. Поскольку варианты реализации с тремя полимерными слоями могут быть сформулированы 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 на промежуточные слои согласно настоящему изобретению без каких-либо изменений в процессе окончательного формирования ветровых стекол. Используемый здесь термин «промежуточный слой» означает любой термопластический конструкт, который может быть применен в многослойных стекольных изделиях/таких как безопасное стекло ветровых стекол и архитектурных окон, и «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 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 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 слоя 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 веса образца слоя и вес экстрагированного слоя, можно вычислить содержание пластификатора в частях на 100 частей. В случае многополимерного промежуточного слоя один полимерный слой может быть физически отделен от других 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 изготовление слоев со стабильными различиями содержания пластификатора. Под использованным здесь «остаточным содержанием гидроксилов» подразумевается количество гидроксильных групп, остающихся как боковые группы 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. Дальнейшее взаимодействие с масляным альдегидом обычно не приводит к превращению всех гидроксильных групп в ацетальные. Следовательно, в конечном продукте, поливинилбутирале обычное есть остаточные ацетатные группы (как винилацетатные группы) и остаточные гидроксильные группы (как винилгидроксильные) как боковые группы на полимерных цепях. Употребляемое здесь «содержание остаточных гидроксилов» измерено как весовое процентное содержание согласно ASTM 1396.

В различных примерах реализации согласно настоящему изобретению, 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 пластификатора. Подобным образом поливинилбутираль с меньшим содержанием остаточных гидроксилов обладает большей совместимостью с пластификатором или большей емкостью пластификатора. Эти свойства можно использовать для выбора содержания гидроксилов в каждом их поливинилбутиральных полимеров и определения такого состава каждого полимерного слоя, который позволил бы осуществлять необходимый уровень содержания пластификатора 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%. В любой из этих реализации может быть использовано любое приведенное в предыдущем абзаце значение для разницы в содержании гидроксилов между двумя слоями.

Повсеместно используемые здесь термины «мягкий/более мягкий» и «жесткий/более жесткий» относятся к прочности полимерного слоя на разрыв. Используемое 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 полимерный слой с более низким содержанием пластификатора: первый полимерный слой - больше 135 кг/см 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/см 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 признает, 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 распространено 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 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 и 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 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 прототипов изготовить промежуточные слои, содержащие смежные полимерные слои, которые снижали бы передачу звука через многослойную стеклопанель, основывались на различных композиционных перестановках между этими слоями. Примеры включают патент США 5190826, который предлагает использовать ацетали с различной длиной углеродной цепи, и японскую патентную заявку 3124441 А 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 существенно отличных 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, которые являются предпочтительными вариантами, включают любые из предыдущих вариантов реализации, содержащих третий полимерный слой, например, тот, который находится в контакте с более мягким полимерным слоем, имеющим более высокое содержание пластификатора. Добавление этого третьего полимерного слоя приводит к трехслойному конструкту, имеющему следующую структуру: первый, относительно жесткий полимерный слой // второй, относительно мягкий полимерный слой // 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. Хотя предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения относятся к внутреннему мягкому слою, расположенному между контактирующим с ним двумя внешними слоями, специалисту в данной области будет понятно, что способы настоящего изобретения могут быть применены также к двухслойным промежуточным слоям и к промежуточным слоям, состоящим из большего числа слоев, чем 3. Например, пятислойный промежуточный слой с двумя внешними и тремя внутренними, более мягкими слоями будет вариацией внутри области, охватываемой настоящим изобретением.

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, расположенного между двумя слоями, относительно легкими в переработке. Такой 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 блокированию). В других вариантах реализации использование трехполимерных 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. Например, один вариант реализации мог бы быть таким: первый полимерный слой с содержанием остаточного гидроксила 20%//второй полимерный слой с содержанием остаточного гидроксила 1б%//третий полимерный слой с содержанием остаточного гидроксила 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.

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), такие как полиэфирные типа 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.

Предпочтительный способ изготовления промежуточных слоев по настоящему изобретению - одновременная соэкструзия многослойных, например трехслойных, полимерных слоев. Для целей настоящего изобретения получение многополимерных слоев, сформованных вместе как один промежуточный слой возможно посредством соэкструзии нескольких расплавов.

Многослойные промежуточные слои по настоящему изобретению получены преимущественно соэкструзией с использованием могоколлекторного 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 фиг.1, 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.

Используемый здесь термин «полимерный слой» включает слои, которые были изготовлены индивидуально и слои, полученные соэкструзией. Например, промежуточный слой, который изготовлен соэкструзией трех расплавов, будет иметь три индивидуальных «полимерных слоя», так же, как промежуточный слой, произведенный ламинированием трех индивидуально произведенных полимерных слоев в один промежуточный слой.

Помимо промежуточных слоев, полученных здесь, 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 включает также способы производства многослойных панелей остекления, включающие ламинирование любых промежуточных слоев согласно настоящему изобретению между двумя жесткими, прозрачными панелями, такими как стеклянные 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 стеклянных панелей.

Настоящее изобретение включает также способ изготовления полимерного промежуточного слоя, включающего внутренний слой с относительно низкой прочностью на разрыв, по сравнению с внешними слоями, посредством приготовления, первого полимерного расплава, второго полимерного расплава и третьего полимерного расплава, и, по выбору, четвертого и других расплавов, и соэкструзии указанного первого полимерного расплава, указанного второго полимерного расплава и указанного третьего полимерного расплава с образованием промежуточного слоя, и, по выбору, указанного четвертого и других расплавов,