专利名称：相对于卷材的内部具有厚的边缘的聚乙烯醇缩丁醛卷材及其制备方法
本申请要求2004年1月23日提出的美国临时申请60/538,904的权益。
背景技术：
在制造包括塑料片材或者薄膜的层(中间层)的透明玻璃层压材料中，在生产中间层的制造工艺中，制造后工艺缺陷可能会产生问题。这些问题可能影响使用利用这些有缺陷的方法生产的中间层制备的玻璃层压材料的视觉性能。至少，在具有类似的(即使不是相同的)工艺历史的层压材料的质量方面，得到的玻璃层压材料可能具有不一致的问题。
在制造玻璃层压材料的工艺中，视觉缺陷可以由预压机的差的脱气产生。一种这类视觉缺陷是“虎皮”外观，当层压预压机没有被有效地脱气时可能导致这样的外观。当在层压期间，中间层片材没有在玻璃嵌板之间平放时，可能产生虎皮效应。
发明内容
在一个方面，本发明是中间层材料的挤出的聚合物片材，其中在所述片材被挤出时，所述中间层在边缘具有与在其内部区域相比较大的厚度。
在另一个方面，本发明是生产圆柱形的聚合物卷材的方法，其包括以下步骤挤出聚合物片材，使得聚合物片材的最边缘处与聚合物片材的中间部分相比较厚；通过将挤出片材卷绕在卷绕辊上，由挤出的聚合物形成卷材，使得所述卷材的边缘最初具有与所述卷材的中间相比较大的圆周长度；使聚合物卷材在卷绕辊上保留足够的时间，使聚合物卷材的边缘的圆周长度在所述聚合物卷材的中间的圆周长度的10％之内。
在另一个方面，本发明是改进的层压材料，其包括按照本发明方法生产的中间层。
发明的详细说明适合于在层状结构中使用的中间层包括至少一个玻璃层，例如增塑的PVB片材，并且其他热塑性中间层通过本领域中众所周知的方法制备。增塑的PVB的制备公开于例如Phillips的U.S.4,276,351(Phillips)以及Hussey等的WO 96/28504(Hussey)。在Phillips中，将相容量的四甘醇二乙基己酸酯用于与PVB的混合物，来增塑所述树脂。在Hussey中，除了增塑剂之外，粘合性控制剂被用于制备PVB片材。各种各样的粘合性控制剂可以用于聚乙烯醇缩丁醛片材。在本发明中，PVB片材用以下物质增塑相容量的二醇酯，所述二醇酯选自三甘醇二正庚酸酯(heptanoate)和四甘醇二正庚酸酯，或者相容量的支链或者无支链的双酯，例如三甘醇二2-乙基丁酸酯和三甘醇二2-二乙基己酸酯，并且包含作为粘合性控制剂的碱或者碱土金属羧酸盐，例如甲酸盐、乙酸盐等等，或者其混合物。制备这样的片材的方法公开在Moynihan的U.S.4,292,372(Moynihan)中。
Moynihan专利中描述的中间层适合用于汽车挡风玻璃和侧窗以及车身玻璃，非汽车的运输车辆例如火车和公共汽车的窗子和挡风玻璃，以及建筑物和建筑结构的玻璃窗元件。
适合于在大多数的这些应用中使用的层压材料可以通过这样的一种或者多种方法制备，该方法要求脱气步骤，也就是说在层压之前或者在层压期间将空气和截留的气体从预层压结构中除去的步骤。众所周知，为了有效地从PVB层状结构中的表面之间除去大部分空气，PVB片材的表面应该被粗糙化，以便具有足够的逸散路径来从预层压材料中排出。这可以通过机械地压纹或者借助于中间层片材在挤出期间的熔体破裂，然后骤冷，以在加工期间将粗糙度保留来进行。在实施本发明中保留表面粗糙度是必要的，以便在层压材料的制备期间有利于截留空气的有效脱除。然而，已经令人惊奇地发现，仅仅保留表面粗糙度不能保证空气的有效脱除。
制造后的加工和贮存方法可能在中间层材料的随后层压中产生问题。在中间层材料是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)聚合物的情况下尤其可能是这种情况。如果在层压期间PVB在其要被层压的表面例如玻璃上没有被放平，这可能尤其是有问题的。这是因为如果PVB不平，则有在层压材料中截留空气的倾向。在本发明中，妨碍PVB在玻璃上被放平的偶然倾向的令人惊奇的原因被确定为PVB片材在边缘处的长度通道(lanes)随时间变短的倾向。换言之，当卷材形式的挤出的PVB片材老化时，所述卷材在片材的周边处与在内部区域相比圆周长度(即直径)可能变小。相对于片材的内部具有较小圆周长度的PVB，可能在为了层压而放置PVB时难以获得平放，并且因此在层压期间导致脱气无效。
被设计成与内部区域相比具有较厚的周边的PVB片材，使得当其老化时PVB的卷材获得更似圆柱形的形状，可以使用常规的挤出设备制备。任何已知的用于挤出片材的方法，其中边缘与片材内部相比较厚，均适合于在本发明的实践中使用。例如，挤出模头可以被设置成在边缘处与在中心处相比具有较高的厚度，或者可以使用其他的技术来在边缘处增大厚度，例如可变收缩等等。
片材的中心和边缘之间的厚度差异将取决于片材标称厚度、片材宽度、表面图纹结构和片材中的残余张力而变化。此外，必须控制从片材中心到边缘的厚度变化的剖面形式，以校正在老化时跨过卷材的圆周长度的损失。圆周长度的这种减小的良好的初始估计可以容易地通过测量在进行厚度补偿之前老化时的圆周长度的损失来确定。
实施例以下实施例和对比实施例用于举例说明本发明，并且不以任何方式限制本发明的范围。
PVB片材的一般挤出过程在双螺杆挤压机中，将100份的干燥PVB薄片，其具有标称23％重量的未缩丁醛化的(unbutyralated)乙烯基醇基团，与35-40份的四甘醇二正庚酸酯或者其他已知可以用于PVB的增塑剂连续地混合，并且其已经与一种或多种光稳定剂和抗氧化剂预混合。迫使熔体通过缝模并且形成片材，该片材在内部具有.038毫米的标称厚度，在边缘具有0.040毫米的标称厚度。
在室温下的脱气效率使用一种装置测定具有规定的图纹的中间层的脱气效率，所述装置能够测量组合体中隙间空间中的绝对压力。要被测试的中间层作为常规组合体被组装，除了上玻璃板具有通过其中心钻出的孔。在测试之前必须将玻璃、中间层和所有辅助设备平衡到22.5±2.5℃一小时。如果中间层在两个侧面上具有两个明显不同的图纹，则将具有被评价的表面图纹的侧面放置成与具有钻孔的玻璃板接触。将压力(或者真空)连接器的基础部分附着和密封到玻璃上的钻孔周围(真空连接器是这样一种装置，其在连接时能够使空气在包围空间内部和外部之间运动)。将一片织物(大约30毫米宽)卷绕在组合体边缘的周围。将另一个真空连接器板的基础部分放置在一个角上的两个棉织物层(50毫米×50毫米)的上部。然后将具有外周的通气器和两个连接器基础部分板的组合体放在0.1-毫米厚度尼龙袋的内部。然后将所述袋热封。仅仅在所述基础部分板之上切开交叉标记。真空连接器通过尼龙袋连接，并且注意保证没有泄漏，如
图1所示。将角板连接到真空源(标称低于常压84kPa)，同时将中心板连接到真空计或者校准的压力传感器。在施加真空之后在给定的时间间隔记录真空计的读数(或者传感器输出)。记录的数据包括在施加真空之后最初一分钟内的每10-秒间隔的间隙压力，其后的一分半内每15-秒间隔的间隙压力，其后另一个一分半内每30-秒间隔的间隙压力，以及其后在施加真空之后直至10分钟中每1-分钟间隔的间隙压力。能够有效地进行真空脱气的表面将导致绝对间隙压力在几分钟之内迅速地降低。在抽空之后90秒时的间隙压力是中间层脱气好坏的指示。如果在抽空之后90秒时，绝对间隙压力高于53.3kPa，则脱气是不充分的，并且中间层不适合于真空脱气。
在提高的环境温度下的脱气效率在高(提高的)环境温度下的脱气效率的测定与在室温下相同，除了在测试之前将被测试的中间层、玻璃、连接器全部平衡到30.5±2.5℃。如果在抽空之后90秒时绝对间隙压力高于53.3kPa，则脱气是不充分的，并且在环境温度被提高时、例如在夏季，中间层不适合于真空脱气。
实施例1按照如上所述的一般程序挤出聚乙烯醇缩丁醛片材。所述片材用四甘醇二正庚酸酯增塑。按照如上所述的过程，在22.5℃和在30.5℃下测试片材的脱气效率。
实施例2按照如上所述的一般程序挤出聚乙烯醇缩丁醛片材。所述片材用三甘醇二2-乙基己酸酯增塑。按照如上所述的过程，在22.5℃和在30.5℃下测试片材的脱气效率。
权利要求
1.一种中间层材料的挤出的聚合物片材，其中在所述片材被挤出时，所述中间层在边缘处具有与在其内部区域中相比较大的厚度。
2.一种生产圆柱形的聚合物卷材的方法，其包括以下步骤挤出聚合物片材，使得聚合物片材的最边缘处与聚合物片材的中间部分相比较厚；通过将挤出片材卷绕在卷绕辊上，由挤出的聚合物形成卷材，使得所述卷材的边缘最初具有与所述卷材的中间相比较大的圆周长度；使聚合物卷材在卷绕辊上保留足够的时间，使聚合物卷材的边缘的圆周长度在所述聚合物卷材的中间的圆周长度的10％之内。
3.一种层压材料，其包括按照本发明方法生产的中间层。
全文摘要
本发明是聚乙烯醇缩丁醛的挤出片材，其具有相对于内部区域较厚的边缘，借此所述片材可以被卷取到辊上并且以这样一种方式老化，即在老化期间所述卷材由于卷材边缘的圆周长度的减小而变成圆柱形的形状。
文档编号B32B37/15GK1910029SQ200580003061
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月21日 优先权日2004年1月23日
发明者J·K·特拉维斯 申请人:纳幕尔杜邦公司