。該聚合物熔體板通體是非常粘稠的,并且通常處于 熔融態。在該聚合物熔體板中,熔體尚未冷卻到所述板通常完全"凝固"的溫度。因此,在該 聚合物熔體板離開擠出口模后,通常目前使用熱塑性擠出方法中接下來的步驟是用冷卻裝 置來冷卻該聚合物熔體板。用于目前所用方法的冷卻裝置包括但不限于噴射噴氣機,風扇, 冷卻浴和冷卻輥。該冷卻步驟用于將聚合物熔體板凝固成通常均勻的非熔融冷卻溫度的聚 合物夾層板。與該聚合物熔體板相反,這種聚合物夾層板不處于熔融態和不是非常粘稠的。 而是,它是凝固的最終形式的冷卻的聚合物夾層板產品。在本申請中,這種凝固和冷卻的聚 合物夾層將被稱作"聚合物夾層板"。
[0069] 在擠出方法的一些實施方案中,可以使用共擠出方法。共擠出是這樣一種方法,通 過其來同時擠出多層聚合物材料。通常,這種類型的擠出使用了兩種或者更多種擠出機來 熔融和將穩定體積通量的不同粘度或其他性能的不同的熱塑性熔體傳遞通過共擠出口模, 成為期望的最終形式。在共擠出方法中離開擠出口模的多聚合物層的厚度通常可以通過調 整熔體穿過擠出口模的相對速度和通過加工每個熔融熱塑性樹脂材料的單個擠出機的尺 寸來控制。
[0070] 通常,聚合物夾層板的厚度或者尺寸將是大約15密耳-60密耳(大約0.38mm-大約 1.52mm),大約20密耳-大約50密耳(大約0.51-1.27mm),和大約15密耳-大約35密耳(大約 0.375-大約0.89mm)。在多層夾層中,該多層夾層的皮層和芯層每個的厚度可以是大約1密 耳-59密耳(大約0.025-1.50mm),1密耳-大約29密耳(大約0.025-0.74mm),或者大約2密耳-大約28密耳(大約0.05-0.71mm)。在其他應用中,該聚合物夾層板的厚度或者尺寸對于具體 應用來說根據期望可以大于60密耳(1.50_)。但是,當該夾層與波化或彎曲基底一起使用 時,使用處于這個范圍的較厚端的夾層已經變成了常規的實踐,例如30密耳(0.75mm),45密 耳(1.125_)和60密耳(1.50mm)或者更大,這取決于基底的翹曲或者波度。如下面更充分討 論的,例如當層合體進行高壓釜加工時,本發明所述的,使用高流動性、低分子量PVB樹脂和 至少一種增塑劑組合的配料有利的能夠改進流動性,而不犧牲其他性能,由此允許使用更 薄的夾層;例如在淬火該層合玻璃中22密耳(0.55mm)夾層可以代替30密耳(0.75mm)常規夾 層和33密耳(0.825)夾層可以代替45密耳(1.125mm)常規夾層,或者具有錯配玻璃對的任何 其他層合體。因此,可以降低材料和制造的成本。
[0071] 如上所述,本發明的夾層可以用作單層板或者多層化板。在不同的實施方案中,本 發明的夾層(作為單層板或者多層化板)可以引入多層面板中。
[0072] 作為此處使用的,多層面板可以包含單個基底,例如玻璃,丙烯酸或者聚碳酸酯和 位于其上的聚合物夾層板,和最通常的,具有進一步位于該聚合物夾層上的聚合物膜。聚合 物夾層板和聚合物膜的組合在本領域中通常被稱作雙層。具有雙層結構的典型的多層面板 是:(玻璃)//(聚合物夾層板)//(聚合物膜),這里該聚合物夾層板可以包含多個夾層,如上 所述,和其中至少一種的該夾層包含高流動性PVB,低分子量PVB樹脂。該聚合物膜提供了光 滑的、薄的、硬質基底,其提供了比用單個聚合物夾層板通常所獲得的更好的光學性質,并 且充當了性能增強層。作為此處使用的,聚合物膜與聚合物夾層板的區別在于聚合物膜本 身不提供必需的耐穿透性和玻璃保持性能,而是提供了性能改進,例如紅外吸收特性。聚 (對苯二甲酸乙二醇酯)("PET")是最常用的聚合物膜。通常,作為此處使用的,聚合物膜比 聚合物板薄,例如厚度是大約0.001-0.2mm。
[0073] 此外,該多層面板可以是本領域公知的太陽能面板,并且該面板進一步包含光伏 電池,如本領域技術人員所理解的該術語,其被聚合物夾層包封。在這樣的情況中,該夾層 經常層合在光伏電池上,具有結構例如:(玻璃)//(聚合物夾層)//(光伏電池)//(聚合物夾 層)//(玻璃或者聚合物膜)。
[0074] 本發明的夾層最常用于包含兩個基底,優選一對玻璃板的多層面板,并且該夾層 位于兩個基底之間。這樣的結構的一個例子是:(玻璃)//(聚合物夾層板)//(玻璃),這里該 聚合物夾層板可以包含多層夾層,如上所述,并且其中至少一個夾層包含高流動性、低分子 量PVB樹脂。多層面板的這些例子絕非表示限制性的,因為本領域技術人員將容易認可不同 于上述那些的眾多結構可以用本發明的夾層來制造。
[0075] 典型的玻璃層合方法包含下面的步驟:(1)兩個基底(例如玻璃)和夾層的組裝; (2)經由IR輻射或者對流裝置短時間加熱該組件;(3)將該組件送入壓力捏合輥來首次脫 氣;(4)將該組件第二次加熱到大約50°C-大約120°C,來產生該組件足夠的臨時附著性,來 密封該夾層的邊緣;(5)將該組件送入第二壓力捏合輥來進一步密封該夾層的邊緣和允許 進一步處置;和(6)在135°C_150°C的溫度和150p Sig-200psig的壓力高壓釜加工該組件大 約30-90分鐘。
[0076] 本領域已知的和商業上實踐的用于脫氣該夾層-玻璃界面(步驟2-5)的其他裝置 包括真空袋和真空環方法,在其中使用真空來除去空氣。
[0077] 因為增加的流動性,本發明的夾層可以特別用于彎曲的玻璃基底和具有缺陷的其 他玻璃,包括但不限于韌化的或者淬火玻璃,熱強化玻璃,和化學增強玻璃。這樣的彎曲玻 璃基底是與退火(或平坦)玻璃相反的。翹曲是一種形式的變形,其會發生在許多材料中,包 括玻璃,并且通常是由不均勻的內應力或外應力形成的。例如,如圖1的基底(10)所示,增強 或者韌化玻璃的方法在淬火玻璃中產生了 一些變形和輥形波,使得它不如退火玻璃平坦。 圖2是一個圖,顯示了如何測量玻璃面板上典型的玻璃翹曲。當組裝兩個淬火玻璃板時,在 該基底本身之間和基底與夾層之間產生了間隙。所以,過去通常使用較厚的夾層來將彎曲 的玻璃充分結合到夾層上。使用增加流動性的本發明的夾層(11),該夾層(11)能夠符合彎 曲的基底(10)的變形和波紋,如圖1所示。結果,更薄的夾層可以用于彎曲的基底,同時仍然 保持優異的結合性,并且不犧牲夾層的其他重要性能和特性。
[0078] 雖然上述實施方案提及了特別可用于彎曲的玻璃基底的夾層,但是本領域技術人 員將理解夾層任何時候都是特別有用的,流動性會是重要的,包括例如用于錯配玻璃和光 伏應用(這里需要在電部件上流動),或者當用于不同的層合條件時,這里高流動性夾層將 改進最終的多層面板。
[0079] 為了幫助理解本發明的夾層,還有用的是理解與聚合物夾層板有關的性能和特性 和測量聚合物夾層板的這些性能和特性的方法。作為此處使用的術語,"流動性"是當某些 負荷壓力(即,11.5psi)在厚度方向上施加到樣品表面上和當該樣品以10 °C/min的加熱速 率從23°C加熱到140°C時,作為變形來測量的(樣品厚度的減少,其是根據標準夾層厚度 0.76mm來校正的)。該流動性通常是根據DF135,通過熱機械分析設備來測量的。作為一個例 子,在前述測試下,將〇.76mm厚的板樣品切割成直徑8mm的圓盤,該圓盤進行DF135測試。 0.242mm的流動性值表示0.76mm厚度的夾層將在厚度方向上變形0.242mm。流動性值是在前 述條件下測量的45°C厚度減去135°C的厚度來獲得變形值而計算的。這個值然后校正到標 準夾層厚度0.76mm。本發明夾層的流動性大于大約0.235mm,大于大約0.240mm,大于大約 0.245mm,大于大約0.250mm,大于大約0.255mm,大于大約0.260mm,大于大約0.265mm,大于 大約0.270mm,大于大約0.275mm,大于大約0.280mm,大于大約0.285mm,大于大約0.290mm, 大于大約0.295mm,大于大約0.300mm,或者小于大約0.335mm,小于大約0.330mm,小于大約 0.325mm,小于大約0.320mm,小于大約0.315mm,小于大約0.310mm,和大約0.235mm-大約 0.335mm〇
[0080] 用于描述此處所述的聚合物夾層的另一參數是透明度,其是通過測量霧度值或者 百分比來測定的。當穿過材料來觀察物體時,穿過該材料的膜或者板所散射的光會產生霧 濁或者煙霧場。因此,霧度值是樣品散射的光與入射光相比的量化。霧度百分比的測試是用 霧度計,例如獲自Hunter Associates的HunterLab UltraScan XE(Reston,VA),并且根據 ATSM D1003-61(1977重新核準)-程序A,使用發光體C在2度的觀察角進行的。本發明夾層的 霧度百分比小于大約5%,大約3%,大約2%,大約I %和小于大約I %。
[0081] 玻璃化轉變溫度也用于描述本發明的聚合物夾層。玻璃化轉變溫度(Tg)是通過動 態機械熱分析(DMTA)來測量的。該DMTA在給定頻率和溫度掃描速率測量了樣品作為溫度的 函數的儲能(彈性)模量(G',單位帕),損耗(粘性)模量(G",單位帕),損耗(阻尼)因子(LF) [tan(S)]。此處使用了 IHz的頻率和:TC/min的溫度掃描速率。1^因此是通過在以°C為單位 的溫度刻度上損耗因子的位置來測定的。本發明夾層的玻璃化轉變溫度是大約20°C或者更 大,大約30°C或者更大,大約35°C或者更大,大約40°C或者更小,大約20°C_大約40°C,或者 在一些實施方案中,大約l〇°C或者更小,和大約4°C或更小。
[0082] 用于描述此處公開的聚合物夾層的另一參數是蠕變。蠕變是如下來測量的:用兩 塊玻璃來制造層合體,每塊3_厚,并且一塊玻璃具有延長的(曝露的)邊緣(即,一塊玻璃在 一個方向上長于另一塊)。該層合體然后在玻璃的延長邊緣上固定,并且垂直置于加熱到 l〇〇°C的烘箱中。該層合體以這樣的方式固定,即,未固定的一塊玻璃是自由移動的。蠕變是 通過測量100小時后,該玻璃在未固定側上的滑移量來測量的。
[0083] 用于描述此處所述的聚合物夾層的另一參數是堆疊粘附剝離力,或者在兩個聚合 物夾層已經彼此疊置后,將一個聚合物夾層與另一聚合物夾層剝離所需的力的量。堆疊粘 附剝離力是用于預測結塊發生率或者當在模擬的平均用戶操作條件下堆疊時聚合物夾層 堆疊粘附程度的測量。
[0084] 通常,所公開夾層的堆疊粘附剝離力是如下來測定的。首先,將所述板在某些溫度 調節某些時間,來達到目標濕度水平。例如將該聚合物夾層板在大約37.2°C調節(通常在受 控環境中,例如恒溫和恒濕(RH)室)大約四⑷小時,來達到大約0.40%的目標濕度水平。在 調節后,將該聚合物夾層切割成相同尺寸的樣品,然后組裝成對,并且每對通過聚乙烯板隔 開。該對然后彼此疊置來模擬堆疊體。通常,在該測試中使用最小八(8)對和最大十四(14) 對。當該堆疊體完成時,基底蓋(所預期的任何可能的基底)將置于該堆疊體頂上,并且配重 將置于該基底蓋頂上來對該堆疊體施加另外的向下壓力。該堆疊體在這些條件下保持設定 的時間期間。在一種實施方案中,該堆疊體在這些條件下保持大約二十四(24)小時。每對板 然后與堆疊體分離和達到室溫條件。在接下來的步驟中,將每個分離的成對板用剝離測試 儀(十字頭速度12.7cm/min,其配置來以90度角剝離夾層)彼此"剝離"。然后用所測量的力 除以夾層測試條寬度,來測量分離所述板所需的力(作為樣品的平均堆疊粘附剝離力),并 且以鎊/線性英寸("PLI")的單位來表示。
[0085] 用于描述此處所述的聚合物夾層的另一參數是卷結塊性。作為此處使用的,卷結 塊性是夾層的一個定性度量。卷結塊性是通過將所述卷存儲在35°C+/_3°C的常規水平存儲 包中1個月來測量的。在1個月后,將該卷在通常的操作條件下展開。如果展開該卷所需的力 與展開標準卷所需的力基本相同或類似,則該卷被認為是未結塊的。如果展開該卷所需的 力大于展開標準卷所需的力(即,難以展開所述卷),則該卷被認為是結塊的。
[0086] 敲擊附著性是用于描述此處公開的聚合物夾層的另一參數。敲擊附著性測試是全 球廣泛使用的,并且30多年來已經是Solutia Inc · (Eastman Chemical Company的一個子 公司)所用的一種標準的程序。它度量了在層合體結構中玻璃到夾層的附著性水平。該夾層 到玻璃附著性對于玻璃-夾層結構的耐沖擊性和長期穩定性有顯著的影響。在這個測試中, 將層合體冷卻到〇°F(大約-18°C)和用llb(0.45kg)錘子在鋼板上以45度的角度手工敲打。 該樣品然后升溫到室溫,然后除去全部未粘附到夾層上的破裂的玻璃。將保持附著在該夾 層上的玻璃的量與一組標準進行目視比較。該標準對應于一定的等級(從零到十),在其中 玻璃以