专利名称：与层压窗用玻璃应用中嵌入或附着的红外线反射或吸收薄膜一起使用的作为夹层的离聚 ...的制作方法
本申请要求于2003年10月28日提交的美国申请No.10/695,721的权益。
背景技术：
发明领域本发明涉及包括嵌入在夹层中的红外线反射薄膜的层压玻璃制品。本发明更特别涉及其中夹层为乙烯/不饱和酸共聚物离聚物的所述玻璃层压物。
现有技术描述通过在两个夹层材料层之间和最终在玻璃片之间夹入薄膜，可在层压窗用玻璃结构中嵌入反射或者吸收红外线(IR)光的薄膜，如在美国专利No.6368699、WO9936808A1、WO9936810A1和美国专利No.5071206中描述的。典型地，用于该目的的夹层为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)聚合物，并且IR薄膜可在PVB之间被热压处理以便利用PVB沿着边缘密封夹层结构。
但是，市场上可买到的PVB一般被增塑，并且包括其它组分如游离酸基和各种离子，它们全部可致使结构有快速和强烈的吸湿倾向。吸收到PVB层中去的水分可促进和加快涂敷嵌入的IR薄膜的表面腐蚀。此外，对于结合光学层压物的某些多层薄膜，PVB夹层中使用的增塑剂可在薄膜层之间在边缘处渗出，并导致足够分离至产生称为“边缘发亮”的高度着色虹彩。边缘发亮是这种类型的玻璃层压物中不希望有的特征。
需要形成不会容易地吸收水分或引起腐蚀或边缘发亮的红外线阻挡层压薄膜。
发明概述在一个方面，本发明为一种可用于阻挡红外线(IR)光透过的多层夹层，包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中热塑性聚合物层未被增塑(不包括增塑剂)。
在另一方面，本发明为一种可用于阻挡红外线(IR)光透过的多层夹层，包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，其中热塑性聚合物层包括未被增塑的乙烯/不饱和酸共聚物离聚物。
在另一方面，本发明为一种用于阻挡红外线(IR)光透过的玻璃层压物，包括多层夹层，多层夹层包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中热塑性聚合物层不包括增塑剂。
在另一方面，本发明为一种用于阻挡红外线(IR)光透过的玻璃层压物，包括多层夹层，多层夹层包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中热塑性聚合物层包括未被增塑的乙烯/不饱和酸共聚物离聚物。
在另一方面，本发明为一种制造本发明的多层层压制品的方法，包括步骤(1)在组合各层前通过施加底剂溶液为层压的多个层中的至少一层打底；(2)组合至少三个层作为层压制品的组成层，其中至少一个层为IR阻挡薄膜，并且其中层中的至少两个是未被增塑的热塑性聚合物层；(3)放置IR阻挡薄膜使得它在它的主表面上与未被增塑的聚合物层接触；和(4)通过在至少120℃温度下和在大于大气压力的压力下加热组合的层来层压至少三个层。
发明详述在一种实施方案中，本发明为一种用于阻挡红外线(IR)光透过但对至少一部分优选大多数波长的可见光是可透过的层压制品。本发明的层压物通过吸收IR光频率或者通过反射IR光频率使得它们不通过层压物透过来阻挡IR光的透过。IR光频率为在约0.75μ至约400μ范围内的那些。本发明的层压物包括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，流动物质自夹层迁移或浸出到这种薄膜的界面可导致层压物中的腐蚀。但是，在使用PVB夹层的层压物中嵌入的多层IR阻挡薄膜可能有问题，也就是边缘发亮，这由从增塑的夹层片中漫出并迁移到嵌入薄膜边缘内的液态增塑剂引起，导致边缘发亮效应。涂敷的IR阻挡薄膜遇到的另外与夹层相关的问题在于吸收水分并包含酸性官能团和各种离子的夹层会腐蚀在一部分IR阻挡薄膜上存在的金属薄片或涂层。本发明的层压物不包含增塑剂或其它可迁移或浸出的流动组分，另外不提高吸水性作用。因此本发明的层压物大大减少了本文描述的夹层相关缺陷的出现。
本发明的合适夹层为对可见光谱的至少一部分频率是可透过的非增塑热塑性聚合物。合适的热塑性聚合物为可粘着于玻璃或其它透明硬质材料如聚碳酸酯，或直接或使用粘性膜层，也粘着于IR阻挡薄膜上。这种合适的热塑性夹层材料包括，例如聚氨酯聚合物；聚氯乙烯聚合物；和通过乙烯与具有3至8个碳原子的α，β-不饱和羧酸的共聚得到的酸共聚物(包括三元共聚物在内)，和/或它的衍生物，包括酯、羧酸盐和酐。优选的为乙烯和α，β-不饱合羧酸的酸共聚物，和/或它的盐。尤其优选的为酸共聚物的盐，这种盐是通常已知的，并在本文中被称为离聚物。合适的离聚物可在市场上从例如E.I.DuPont deNemours and Company得到，以Surlyn的商品名出售。
与这里描述的IR薄膜一起使用的合适热塑性夹层为能给予适合于在层压窗用玻璃结构中使用的性质的一种夹层。例如，未增塑PVB不适于用作与IR薄膜直接接触的夹层，因为未增塑PVB由于如高模数和低抗拉强度而不适用于窗用玻璃，例如，这将负面影响窗户和汽车挡风玻璃此类应用中窗用玻璃的性能。
虽然考虑到IR阻挡层压物可被直接层压到至少一种硬质透明材料如玻璃或聚碳酸酯层上，但本发明的层压物可任选地包括至少一个另外的透明、增塑夹层材料层，其被用作在IR阻挡层压物和硬质透明材料之间的插入层，条件是至少一个增塑夹层材料层不能直接接触IR阻挡薄膜。换句话说，本发明的IR阻挡层压物包括至少两个位于其中间的合适的非增塑夹层材料层，并与合适的IR阻挡薄膜连续直接接触。如本文考虑的，任选的增塑夹层材料被层压到IR阻挡层压物的外层上。例如，增塑的PVB可被层压到IR阻挡层压物的至少一个表面上，并且得到的层压物可被层压到至少一个玻璃层上，并优选层压物可被层压在两个玻璃层之间。
在另一实施方案中，本发明为制备本发明的IR阻挡层压物的方法。可通过按次序组合(1)第一种合适的非增塑夹层材料层，(2)IR阻挡薄膜和(3)第二种合适的非增塑夹层材料层得到本发明的层压物。第一种和第二种非增塑夹层材料可为相同或不同的夹层材料。优选它们是相同的，但使用不同的材料可能在一些情况下有利。
在层压之前，优选通过在密封包装中保存它们或通过在控制的相对湿度下贮存来保持夹层材料尽可能干燥(＜0.20％水)。优选地，在23％或更小的相对湿度下贮存夹层材料。然后可在适合于完成层的层压的温度和时间下将薄膜的组合层层压到一起。合适的温度和层压时间可取决于被层压的具体材料。层压需要的时间可取决于层压温度。合适的层压温度和时间条件可被本领域的普通技术人员容易地认识到。通常，优选在至少约120℃的温度下进行层压至少约15分钟。通常，组合的层压层可在高压釜中被加热所需时间以实现层之间的粘结。
可任选在层压之前使用底剂对IR阻挡层压物中使用的层压材料的至少一个层打底，这可增加层压物的剥离强度。在其它情况下，可能需要使用底剂以便得到令人满意的剥离强度。在本发明层压物中的令人满意的90°剥离强度为至少约2.0盎斯/英寸，优选至少约3.5盎斯/英寸，更优选至少约4.0盎斯/英寸，并且最优选约4.5盎斯/英寸。使用装有MB-10测压元件的Instrumentors，Inc.，SP-102B-3M90型Slip/PeelTester按照美国材料试验学会标准D3330/D3330M-02测定剥离强度。使用1英寸宽样品以90度角进行剥离。以1英寸和2英寸/分的台板速度进行剥离。
在令人惊奇的研制中，可优选只对IR阻挡薄膜层打底以最大化剥离强度。优选的底剂为硅烷化合物或它的溶液。更优选氨基硅烷化合物作为底剂。可以在溶剂中溶液的方式使用硅烷底剂，溶剂如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、水、这些中任何的混合物和/或适用于溶解硅烷底剂的其它溶剂。可通过任何常规方法施加底剂到IR阻挡层压物的组成层的任何一个上。可优选底剂被施加到IR阻挡层压物的一个层上，更优选底剂被直接施加到IR阻挡薄膜上。在任何情况下，在底剂被施加之后，在开始上文描述的层压过程以前，可优选使打底的层在环境温度下干燥。
实施例实施例只用于说明性目的，并且不打算限制本发明的范围。
实施例1使用可以从3M Innovative Products Company获得的多层IR反射薄膜和两个可以从E.I.DuPont de Nemours and Company以SENTRYGLAS-PLUS Ionoplast树脂获得的离聚物树脂片制备本发明的IR阻挡层压物。使用常规层压技术利用15密耳的SENTRYGLAS-PLUS片在5英寸乘5英寸IR阻挡薄膜片两面上制备6英寸乘6英寸层压物(环绕层压物的边缘减少二分之一英寸)，将初步层压物真空装袋，然后在高压釜中在143℃和200psi压力加热30分钟。
检查这种层压物样品的缺陷，包括腐蚀、凹痕、气泡和分层。不存在缺陷。然后使这种层压物样品经受在90℃下持续五(5)周的焙烧试验，没有形成边缘颜色。
比较实施例1重复实施例1的步骤，除了使用两个用36pph 2-庚酸四甘醇酯(4G7)增塑的PVB树脂(22.4％羟基)层代替离聚物树脂层外。对样品进行焙烧试验(90℃/5周)，形成范围5mm宽的非常明亮的红色边缘颜色。这种边缘颜色存在于全部四个边缘上。
比较实施例2重复实施例1的步骤，除了使用两个用36pph 2-己酸三甘醇酯(3GO)增塑的PVB树脂(18.5％羟基)层代替离聚物树脂层外。对样品进行焙烧试验(90℃/5周)，形成范围1mm宽的均匀的带黄绿色边缘颜色。这种边缘颜色存在于全部四个边缘上。
实施例2通过在200mL异丙醇混合物中稀释0.1mL硅烷然后搅拌一小时制备OSi Specialties制造的A-1100硅烷(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)在异丙醇∶水(2∶1)溶剂中的0.05％溶液，按体积和重量。可从3M获得的IR阻挡薄膜被浸在硅烷溶液里并使其干燥。制备具有下列构造的初步层压结构铝箔/打底的IR薄膜/SENTRYGLAS-PLUS/玻璃。在143℃下热压处理层压物30分钟。测量打底的薄膜和ionoplast夹层之间的90°剥离强度为7.78±0.90盎斯/英寸。
实施例3重复实施例2的步骤，除了用硅烷溶液对SENTRYGLAS-PLUS打底和IR阻挡薄膜没有打底外。测量得到的层压物的剥离强度为4.65±0.51盎斯/英寸。
实施例4重复实施例2的步骤，除了IR阻挡薄膜和ionoplast树脂都被打底外。得到的层压物的剥离强度为4.18±0.40。
实施例5重复实施例2的步骤，除了层压物的层都没有被打底外。得到的层压物的剥离强度为2.52±0.22。
实施例6使用Southwall Technologies，Inc.制造的2密耳厚“XIR-70”和“XIR-75”涂敷的IR反射薄膜和两个15密耳SENTRYGLAS-PLUS层制备本发明的IR反射层压物。使用常规层压技术利用15密耳的SENTRYGLAS-PLUS层在10英寸乘10英寸IR阻挡薄膜层两面上制备12英寸乘12英寸层压物(环绕层压物的边缘减少一英寸边缘)，将初步层压物真空装袋，然后在高压釜中在135℃和200psi压力加热30分钟。检查层压物的腐蚀和其它缺陷，但没有发现。然后使层压物样品经受在90℃持续六(6)周的焙烧试验，没有形成腐蚀或变色。
比较实施例3重复实施例6的步骤，除了使用两个用36pph 2-庚酸四甘醇酯(4G7)增塑的PVB树脂(22.4％羟基)层代替离聚物树脂层外。对样品进行焙烧试验(90℃/6周)，它们在XIR薄膜的反射涂层上形成许多腐蚀斑点。
权利要求
1.一种用于阻挡红外线(IR)光透过的多层夹层，包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中热塑性聚合物层未被增塑。
2.一种用于阻挡红外线(IR)光透过的多层夹层，包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中热塑性聚合物层包括未被增塑的乙烯/不饱和酸共聚物离聚物。
3.一种用于阻挡IR光传输的玻璃层压物，其包括多层夹层，该多层夹层包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中热塑性聚合物层不包括增塑剂。
4.一种用于阻挡IR光透过的玻璃层压物，其包括多层夹层，该多层夹层包括(1)至少两个热塑性聚合物层；和(2)位于热塑性聚合物层之间的薄膜，使得薄膜在它的每一个表面上都与层直接接触，其中薄膜可反射或吸收IR光，并且其中热塑性聚合物层包括未被增塑的乙烯和不饱和酸的共聚物，其中共聚物的酸基至少部分被中和产生乙烯/不饱和共聚物离聚物。
5.一种制造本发明的多层层压物制品的方法，包括步骤(1)在组合各层前通过施加底剂溶液为层压物的多个层中的至少一个打底；(2)组合至少三个层作为层压物制品的组成层，其中至少一个层为IR阻挡薄膜，并且其中层中的至少两个是未被增塑的热塑性聚合物层；(3)放置IR阻挡薄膜使得它在它的主表面上与未被增塑的聚合物层接触；和(4)通过在至少120℃温度下和在大于大气压力的压力下加热组合的层来层压至少三个层。
6.权利要求5的方法，其中底剂溶液包括硅烷化合物。
7.权利要求6的方法，其中硅烷化合物为氨基硅烷如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类似可水解的氨基硅烷。
全文摘要
本发明为玻璃层压物制品，包括可阻挡红外线(IR)光透过的薄膜。本发明的层压物包括至少两个未增塑的热塑性聚合物层，其形成三层IR阻挡层压物薄膜的外层。
文档编号B32B27/36GK1960863SQ200480032067
公开日2007年5月9日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者J·C·安德逊 申请人:纳幕尔杜邦公司