專利名稱：與層壓窗用玻璃應(yīng)用中嵌入或附著的紅外線反射或吸收薄膜一起使用的作為夾層的離聚 ...的制作方法
本申請要求于2003年10月28日提交的美國申請No.10/695,721的權(quán)益。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及包括嵌入在夾層中的紅外線反射薄膜的層壓玻璃制品。本發(fā)明更特別涉及其中夾層為乙烯/不飽和酸共聚物離聚物的所述玻璃層壓物。
現(xiàn)有技術(shù)描述通過在兩個夾層材料層之間和最終在玻璃片之間夾入薄膜，可在層壓窗用玻璃結(jié)構(gòu)中嵌入反射或者吸收紅外線(IR)光的薄膜，如在美國專利No.6368699、WO9936808A1、WO9936810A1和美國專利No.5071206中描述的。典型地，用于該目的的夾層為聚乙烯醇縮丁醛(PVB)聚合物，并且IR薄膜可在PVB之間被熱壓處理以便利用PVB沿著邊緣密封夾層結(jié)構(gòu)。
但是，市場上可買到的PVB一般被增塑，并且包括其它組分如游離酸基和各種離子，它們?nèi)靠芍率菇Y(jié)構(gòu)有快速和強烈的吸濕傾向。吸收到PVB層中去的水分可促進和加快涂敷嵌入的IR薄膜的表面腐蝕。此外，對于結(jié)合光學層壓物的某些多層薄膜，PVB夾層中使用的增塑劑可在薄膜層之間在邊緣處滲出，并導致足夠分離至產(chǎn)生稱為“邊緣發(fā)亮”的高度著色虹彩。邊緣發(fā)亮是這種類型的玻璃層壓物中不希望有的特征。
需要形成不會容易地吸收水分或引起腐蝕或邊緣發(fā)亮的紅外線阻擋層壓薄膜。
發(fā)明概述在一個方面，本發(fā)明為一種可用于阻擋紅外線(IR)光透過的多層夾層，包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中熱塑性聚合物層未被增塑(不包括增塑劑)。
在另一方面，本發(fā)明為一種可用于阻擋紅外線(IR)光透過的多層夾層，包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，其中熱塑性聚合物層包括未被增塑的乙烯/不飽和酸共聚物離聚物。
在另一方面，本發(fā)明為一種用于阻擋紅外線(IR)光透過的玻璃層壓物，包括多層夾層，多層夾層包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中熱塑性聚合物層不包括增塑劑。
在另一方面，本發(fā)明為一種用于阻擋紅外線(IR)光透過的玻璃層壓物，包括多層夾層，多層夾層包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中熱塑性聚合物層包括未被增塑的乙烯/不飽和酸共聚物離聚物。
在另一方面，本發(fā)明為一種制造本發(fā)明的多層層壓制品的方法，包括步驟(1)在組合各層前通過施加底劑溶液為層壓的多個層中的至少一層打底；(2)組合至少三個層作為層壓制品的組成層，其中至少一個層為IR阻擋薄膜，并且其中層中的至少兩個是未被增塑的熱塑性聚合物層；(3)放置IR阻擋薄膜使得它在它的主表面上與未被增塑的聚合物層接觸；和(4)通過在至少120℃溫度下和在大于大氣壓力的壓力下加熱組合的層來層壓至少三個層。
發(fā)明詳述在一種實施方案中，本發(fā)明為一種用于阻擋紅外線(IR)光透過但對至少一部分優(yōu)選大多數(shù)波長的可見光是可透過的層壓制品。本發(fā)明的層壓物通過吸收IR光頻率或者通過反射IR光頻率使得它們不通過層壓物透過來阻擋IR光的透過。IR光頻率為在約0.75μ至約400μ范圍內(nèi)的那些。本發(fā)明的層壓物包括IR反射或IR吸收薄膜，如在例如Minnesota Manufacturing and Mining Company(3M)或SouthwallTechnologies Inc.的出版物中已知和描述的，流動物質(zhì)自夾層遷移或浸出到這種薄膜的界面可導致層壓物中的腐蝕。但是，在使用PVB夾層的層壓物中嵌入的多層IR阻擋薄膜可能有問題，也就是邊緣發(fā)亮，這由從增塑的夾層片中漫出并遷移到嵌入薄膜邊緣內(nèi)的液態(tài)增塑劑引起，導致邊緣發(fā)亮效應(yīng)。涂敷的IR阻擋薄膜遇到的另外與夾層相關(guān)的問題在于吸收水分并包含酸性官能團和各種離子的夾層會腐蝕在一部分IR阻擋薄膜上存在的金屬薄片或涂層。本發(fā)明的層壓物不包含增塑劑或其它可遷移或浸出的流動組分，另外不提高吸水性作用。因此本發(fā)明的層壓物大大減少了本文描述的夾層相關(guān)缺陷的出現(xiàn)。
本發(fā)明的合適夾層為對可見光譜的至少一部分頻率是可透過的非增塑熱塑性聚合物。合適的熱塑性聚合物為可粘著于玻璃或其它透明硬質(zhì)材料如聚碳酸酯，或直接或使用粘性膜層，也粘著于IR阻擋薄膜上。這種合適的熱塑性夾層材料包括，例如聚氨酯聚合物；聚氯乙烯聚合物；和通過乙烯與具有3至8個碳原子的α，β-不飽和羧酸的共聚得到的酸共聚物(包括三元共聚物在內(nèi))，和/或它的衍生物，包括酯、羧酸鹽和酐。優(yōu)選的為乙烯和α，β-不飽合羧酸的酸共聚物，和/或它的鹽。尤其優(yōu)選的為酸共聚物的鹽，這種鹽是通常已知的，并在本文中被稱為離聚物。合適的離聚物可在市場上從例如E.I.DuPont deNemours and Company得到，以Surlyn的商品名出售。
與這里描述的IR薄膜一起使用的合適熱塑性夾層為能給予適合于在層壓窗用玻璃結(jié)構(gòu)中使用的性質(zhì)的一種夾層。例如，未增塑PVB不適于用作與IR薄膜直接接觸的夾層，因為未增塑PVB由于如高模數(shù)和低抗拉強度而不適用于窗用玻璃，例如，這將負面影響窗戶和汽車擋風玻璃此類應(yīng)用中窗用玻璃的性能。
雖然考慮到IR阻擋層壓物可被直接層壓到至少一種硬質(zhì)透明材料如玻璃或聚碳酸酯層上，但本發(fā)明的層壓物可任選地包括至少一個另外的透明、增塑夾層材料層，其被用作在IR阻擋層壓物和硬質(zhì)透明材料之間的插入層，條件是至少一個增塑夾層材料層不能直接接觸IR阻擋薄膜。換句話說，本發(fā)明的IR阻擋層壓物包括至少兩個位于其中間的合適的非增塑夾層材料層，并與合適的IR阻擋薄膜連續(xù)直接接觸。如本文考慮的，任選的增塑夾層材料被層壓到IR阻擋層壓物的外層上。例如，增塑的PVB可被層壓到IR阻擋層壓物的至少一個表面上，并且得到的層壓物可被層壓到至少一個玻璃層上，并優(yōu)選層壓物可被層壓在兩個玻璃層之間。
在另一實施方案中，本發(fā)明為制備本發(fā)明的IR阻擋層壓物的方法?？赏ㄟ^按次序組合(1)第一種合適的非增塑夾層材料層，(2)IR阻擋薄膜和(3)第二種合適的非增塑夾層材料層得到本發(fā)明的層壓物。第一種和第二種非增塑夾層材料可為相同或不同的夾層材料。優(yōu)選它們是相同的，但使用不同的材料可能在一些情況下有利。
在層壓之前，優(yōu)選通過在密封包裝中保存它們或通過在控制的相對濕度下貯存來保持夾層材料盡可能干燥(＜0.20％水)。優(yōu)選地，在23％或更小的相對濕度下貯存夾層材料。然后可在適合于完成層的層壓的溫度和時間下將薄膜的組合層層壓到一起。合適的溫度和層壓時間可取決于被層壓的具體材料。層壓需要的時間可取決于層壓溫度。合適的層壓溫度和時間條件可被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易地認識到。通常，優(yōu)選在至少約120℃的溫度下進行層壓至少約15分鐘。通常，組合的層壓層可在高壓釜中被加熱所需時間以實現(xiàn)層之間的粘結(jié)。
可任選在層壓之前使用底劑對IR阻擋層壓物中使用的層壓材料的至少一個層打底，這可增加層壓物的剝離強度。在其它情況下，可能需要使用底劑以便得到令人滿意的剝離強度。在本發(fā)明層壓物中的令人滿意的90°剝離強度為至少約2.0盎斯/英寸，優(yōu)選至少約3.5盎斯/英寸，更優(yōu)選至少約4.0盎斯/英寸，并且最優(yōu)選約4.5盎斯/英寸。使用裝有MB-10測壓元件的Instrumentors，Inc.，SP-102B-3M90型Slip/PeelTester按照美國材料試驗學會標準D3330/D3330M-02測定剝離強度。使用1英寸寬樣品以90度角進行剝離。以1英寸和2英寸/分的臺板速度進行剝離。
在令人驚奇的研制中，可優(yōu)選只對IR阻擋薄膜層打底以最大化剝離強度。優(yōu)選的底劑為硅烷化合物或它的溶液。更優(yōu)選氨基硅烷化合物作為底劑。可以在溶劑中溶液的方式使用硅烷底劑，溶劑如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、水、這些中任何的混合物和/或適用于溶解硅烷底劑的其它溶劑?？赏ㄟ^任何常規(guī)方法施加底劑到IR阻擋層壓物的組成層的任何一個上?？蓛?yōu)選底劑被施加到IR阻擋層壓物的一個層上，更優(yōu)選底劑被直接施加到IR阻擋薄膜上。在任何情況下，在底劑被施加之后，在開始上文描述的層壓過程以前，可優(yōu)選使打底的層在環(huán)境溫度下干燥。
實施例實施例只用于說明性目的，并且不打算限制本發(fā)明的范圍。
實施例1使用可以從3M Innovative Products Company獲得的多層IR反射薄膜和兩個可以從E.I.DuPont de Nemours and Company以SENTRYGLAS-PLUS Ionoplast樹脂獲得的離聚物樹脂片制備本發(fā)明的IR阻擋層壓物。使用常規(guī)層壓技術(shù)利用15密耳的SENTRYGLAS-PLUS片在5英寸乘5英寸IR阻擋薄膜片兩面上制備6英寸乘6英寸層壓物(環(huán)繞層壓物的邊緣減少二分之一英寸)，將初步層壓物真空裝袋，然后在高壓釜中在143℃和200psi壓力加熱30分鐘。
檢查這種層壓物樣品的缺陷，包括腐蝕、凹痕、氣泡和分層。不存在缺陷。然后使這種層壓物樣品經(jīng)受在90℃下持續(xù)五(5)周的焙燒試驗，沒有形成邊緣顏色。
比較實施例1重復實施例1的步驟，除了使用兩個用36pph 2-庚酸四甘醇酯(4G7)增塑的PVB樹脂(22.4％羥基)層代替離聚物樹脂層外。對樣品進行焙燒試驗(90℃/5周)，形成范圍5mm寬的非常明亮的紅色邊緣顏色。這種邊緣顏色存在于全部四個邊緣上。
比較實施例2重復實施例1的步驟，除了使用兩個用36pph 2-己酸三甘醇酯(3GO)增塑的PVB樹脂(18.5％羥基)層代替離聚物樹脂層外。對樣品進行焙燒試驗(90℃/5周)，形成范圍1mm寬的均勻的帶黃綠色邊緣顏色。這種邊緣顏色存在于全部四個邊緣上。
實施例2通過在200mL異丙醇混合物中稀釋0.1mL硅烷然后攪拌一小時制備OSi Specialties制造的A-1100硅烷(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)在異丙醇∶水(2∶1)溶劑中的0.05％溶液，按體積和重量?？蓮?M獲得的IR阻擋薄膜被浸在硅烷溶液里并使其干燥。制備具有下列構(gòu)造的初步層壓結(jié)構(gòu)鋁箔/打底的IR薄膜/SENTRYGLAS-PLUS/玻璃。在143℃下熱壓處理層壓物30分鐘。測量打底的薄膜和ionoplast夾層之間的90°剝離強度為7.78±0.90盎斯/英寸。
實施例3重復實施例2的步驟，除了用硅烷溶液對SENTRYGLAS-PLUS打底和IR阻擋薄膜沒有打底外。測量得到的層壓物的剝離強度為4.65±0.51盎斯/英寸。
實施例4重復實施例2的步驟，除了IR阻擋薄膜和ionoplast樹脂都被打底外。得到的層壓物的剝離強度為4.18±0.40。
實施例5重復實施例2的步驟，除了層壓物的層都沒有被打底外。得到的層壓物的剝離強度為2.52±0.22。
實施例6使用Southwall Technologies，Inc.制造的2密耳厚“XIR-70”和“XIR-75”涂敷的IR反射薄膜和兩個15密耳SENTRYGLAS-PLUS層制備本發(fā)明的IR反射層壓物。使用常規(guī)層壓技術(shù)利用15密耳的SENTRYGLAS-PLUS層在10英寸乘10英寸IR阻擋薄膜層兩面上制備12英寸乘12英寸層壓物(環(huán)繞層壓物的邊緣減少一英寸邊緣)，將初步層壓物真空裝袋，然后在高壓釜中在135℃和200psi壓力加熱30分鐘。檢查層壓物的腐蝕和其它缺陷，但沒有發(fā)現(xiàn)。然后使層壓物樣品經(jīng)受在90℃持續(xù)六(6)周的焙燒試驗，沒有形成腐蝕或變色。
比較實施例3重復實施例6的步驟，除了使用兩個用36pph 2-庚酸四甘醇酯(4G7)增塑的PVB樹脂(22.4％羥基)層代替離聚物樹脂層外。對樣品進行焙燒試驗(90℃/6周)，它們在XIR薄膜的反射涂層上形成許多腐蝕斑點。
權(quán)利要求
1.一種用于阻擋紅外線(IR)光透過的多層夾層，包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中熱塑性聚合物層未被增塑。
2.一種用于阻擋紅外線(IR)光透過的多層夾層，包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中熱塑性聚合物層包括未被增塑的乙烯/不飽和酸共聚物離聚物。
3.一種用于阻擋IR光傳輸?shù)牟Ａ訅何铮浒ǘ鄬訆A層，該多層夾層包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中熱塑性聚合物層不包括增塑劑。
4.一種用于阻擋IR光透過的玻璃層壓物，其包括多層夾層，該多層夾層包括(1)至少兩個熱塑性聚合物層；和(2)位于熱塑性聚合物層之間的薄膜，使得薄膜在它的每一個表面上都與層直接接觸，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中熱塑性聚合物層包括未被增塑的乙烯和不飽和酸的共聚物，其中共聚物的酸基至少部分被中和產(chǎn)生乙烯/不飽和共聚物離聚物。
5.一種制造本發(fā)明的多層層壓物制品的方法，包括步驟(1)在組合各層前通過施加底劑溶液為層壓物的多個層中的至少一個打底；(2)組合至少三個層作為層壓物制品的組成層，其中至少一個層為IR阻擋薄膜，并且其中層中的至少兩個是未被增塑的熱塑性聚合物層；(3)放置IR阻擋薄膜使得它在它的主表面上與未被增塑的聚合物層接觸；和(4)通過在至少120℃溫度下和在大于大氣壓力的壓力下加熱組合的層來層壓至少三個層。
6.權(quán)利要求5的方法，其中底劑溶液包括硅烷化合物。
7.權(quán)利要求6的方法，其中硅烷化合物為氨基硅烷如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或類似可水解的氨基硅烷。
全文摘要
本發(fā)明為玻璃層壓物制品，包括可阻擋紅外線(IR)光透過的薄膜。本發(fā)明的層壓物包括至少兩個未增塑的熱塑性聚合物層，其形成三層IR阻擋層壓物薄膜的外層。
文檔編號B32B27/36GK1960863SQ200480032067
公開日2007年5月9日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者J·C·安德遜 申請人:納幕爾杜邦公司