在高透射率下具有控制漫射性能的层压玻璃的夹层复合结构及其制造方法技术

本发明专利技术是一种半透明的夹层或由其获得的层压制品，其具有低透明度、高雾度和至少６０％的光透射率，其中基本上再现了蚀刻或喷砂玻璃的美学质量。此外，本发明专利技术的层压制品提供层压安全玻璃的安全特性。此外，制造本发明专利技术半透明层压制品的方法可以消除与喷砂或刻蚀方法有关的安全和环境问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及层压安全玻璃。更具体地说，本专利技术涉及半透明的层压安全玻璃。
技术介绍
例如，在制造以下层压结构中使用增塑的聚乙烯缩丁醛板(PVB)，如包括汽车、摩托车、船和飞机在内的交通工具用风挡；房屋和建筑物；壳体和展示箱中的架子；及其它需要具有理想的结构强度的玻璃板制品。在许多应用中，理想的层压制品是透明且无色的。在其它的应用中，层压制品为半透明是理想的。在层压安全玻璃领域中，半透明的层压制品已知多年。典型地，半透明的层压制品具有70％或更低的透射水平。然而，典型地，使用喷砂或蚀刻的玻璃来制备具有更高透射水平，例如80-90％透射率，以及光漫射性能高的半透明(translucent)或半透明(semi-transparent)层压制品。喷砂是这样一种方法，即在来自喷砂装置的压力的推动下，通过用高速的砂粒、玻璃珠或相似的聚集体轰击玻璃的表面而使玻璃较不透明。蚀刻是这样一种方法，通过使用在玻璃表面上反应的化学物质如酸来降低该化学物质与玻璃表面接触的区域的透明度而将表面化学蚀刻。这些方法中的任何一种都可以在玻璃上形成粗糙的表面，从而造成入射光在玻璃的表面处散射或漫射(diffusion)。虽然喷砂和蚀刻的方法可以形成不透明度从低到高的玻璃，同时光漫射和透射性能在建筑应用中提供美学的作用，但是因为操作蚀刻酸和/或来自形成的玻璃粉尘的矽肺病，所以这些方法本身是危险的。而且，任何在玻璃表面中形成缺陷的操作都造成当操作或冲击时可以导致玻璃破坏的应力，从而降低其安全性能。具有粗糙表面的玻璃遇到的另一个问题是，在玻璃上的褶皱中，沾染污垢的表面难以清洁。典型地，市售白色夹层的透射水平非常低。实际上，市售白色夹层产品虽然使光通过，但不能使人通过夹层或通过由其制备的任何层压制品识别或辨别物体的形状。理想的是提供通过层压制品识别物体的某种测量的半透明(translucent)或半透明(semi-transparent)玻璃层压制品，其中该层压制品具有喷砂或蚀刻玻璃的美学特性，同时具有标准透明安全玻璃层压制品的强度。通过降低或消除与制造喷砂或蚀刻玻璃有关的安全性危险的方法获得这样一种具有美感的层压制品也是理想的。专利技术概述在一个方面中，本专利技术是一种含有粒径小于约10微米的着色剂颗粒的夹层组合物，其中该夹层(1)具有约25％-90％的雾度，(2)使至少约60％的入射光透射过该夹层，和(3)具有至少20％的透明度。在另一个方面中，本专利技术是一种包含至少2片玻璃和设置于其中的夹层的玻璃层压制品，其中该夹层(1)含粒径小于约10微米的着色剂颗粒，其中该夹层(1)具有约25％-90％的雾度，(2)使至少约60％的入射光透射过该夹层，和(3)具有至少20％的透明度。在另一个方面中，本专利技术是一种用于制造适用于层压玻璃应用的PVB板的方法，该方法包括以下步骤(a)以控制的速率向挤压机中供给着色剂；(b)共挤压聚乙烯缩丁醛树脂、着色剂、增塑剂及其它任选的添加剂；(c)使熔融的板组合物骤冷，从而获得适用于层压玻璃应用的尺寸稳定性的PVB板，其中该夹层(1)具有约25％-约90％的雾度，(2)使至少约70％的入射光透射过该夹层，和(3)具有至少20％的透明度。附图简述附图说明图1是作为粒径函数的透射率-重质碳酸钙(CaCO3)浓度的曲线图。图2是作为重质CaCO3浓度函数的透射率-粒径的曲线图。图3是作为粒径函数的透明度-重质CaCO3浓度的曲线图。图4是作为重质CaCO3浓度函数的透明度-粒径的曲线图。图5是作为粒径函数的雾度-重质CaCO3浓度的曲线图。图6是作为重质CaCO3浓度函数的雾度-粒径的曲线图。专利技术详述在一个实施方案中，本专利技术是一种含有着色剂颗粒的夹层组合物。本专利技术的夹层可以由适合于在玻璃层压制品中用作夹层材料的任何材料制造。例如，该夹层材料可以是酸共聚物或其盐，例如乙烯/甲基丙烯酸共聚物或其中和的型式(version)。夹层材料可以是聚氨酯聚合物、聚酯聚合物或聚乙烯缩丁醛(PVB)聚合物。优选地，该夹层材料含增塑的PVB聚合物。可以根据任何已知方法在制造PVB板中通常使用的方法制备适合于在本专利技术的实践中使用的聚乙烯缩丁醛。例如，美国专利US3,153,009描述了一种适合于在本专利技术的实践中使用的工业制造PVB的方法。可以通过在5-100℃的温度下，在有酸或酸混合物的情况下，在水介质中通过将PVA与丁醛混合来制备在本专利技术的实践中使用的PVB树脂。典型地，选择PVA与丁醛的比例以使PVB具有残留的羟基官能度，通常报道为聚乙烯醇的重量百分比。残留的羟基官能度可以根据在PVB中需要的性能而改变。在PVB树脂中获得所需残留重量百分比的聚乙烯醇所需的丁醛和PVA的相对数量对PVB制造领域的技术人员来说是显而易见的。在本专利技术的实践中，残留的羟基可以为约14-约30重量％。优选地，残留的聚乙烯醇为约15-约25重量％。更优选地，残留的聚乙烯醇为约15-约20重量％，最优选的，在本专利技术的实践中，PVB树脂具有约17-约19重量％的残留的聚乙烯醇。可以根据标准方法如ASTM D1396-92确定残留的聚乙烯醇的重量百分比。本专利技术的PVB组合物含有着色剂。本专利技术的着色剂可以是与PVB组合物混合并且赋予PVB板颜色的任何材料。对于本专利技术而言，单数或复数形式的术语“着色剂”不但指黑色、绿色、红色、蓝色和黄色的着色剂或它们的各种组合，而且也指白色的着色剂和白色着色剂与其它着色剂的组合。术语“着色剂”还可以指“着色剂的混合物”。读者应该能够从使用该术语的上下文中辨别其适当的意义。只要颜色在本专利技术的PVB板中可以再现，则由适合于在本文中使用的着色剂赋予PVB板的颜色可以是在可见光谱中产生的任何颜色。在本专利技术的实践中使用的着色剂可以以固体形式、以溶液或以固/液分散体的方式加入到PVB组合物中。例如，为了容易加工，可以将液体形式的染料或颜料加入到PVB中。然而，应该指出，染料通常溶于树脂基体并将增加颜色，但无助于夹层的雾度。在本专利技术的实践中，要求至少一种着色剂是分散在夹层组合物中的固体颗粒。在本专利技术特别优选的实施方案中，PVB组合物基本上由至少一种着色剂，即白色着色剂组成。正如上文所述的例外，白色着色剂优选以颗粒材料的形式加入。然而，可以通过本领域众所周知的方法，以浓缩物或以循环板材中组分的形式加入着色剂。已知或常规使用的任何白色着色剂都适合在本专利技术中使用。优选地，白色着色剂选自硫酸钡(BaSO4)、硫酸镁(MgSO4)、氧化镁(MgO)、硅酸镁(MgSiO3)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、硫酸锌(ZnSO4)、氧化锑(SbxOy)(其中X为2或4，y为3-6)、磷酸钙(Ca3(PO4)2)、硫酸钙(CaSO4)或(CaCO3)或它们的混合物。虽然对本专利技术的实践并非绝对关键，但就本专利技术PVB板或由此获得的层压制品的外观而言，着色剂的浓度是一个影响因素。图1、3和5说明了浓度与光透射率、透明度和雾度的关系。可以通过常规方法控制本专利技术夹层中着色剂的浓度以控制添加剂的浓度。例如，可以通过控制将着色剂计量到挤压机中的速率来控制与PVB树脂共同挤压的着色剂的浓度。应该选择着色剂的浓度以使夹层或层压制品具有至少60％的入射光的光透射率。对于本专利技术而言，入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种夹层组合物，其含粒径小于约１０微米的着色剂颗粒，其中该夹层：（１）具有约２５％－约９０％的雾度，（２）使至少约６０％的入射光透射过该夹层，和（３）具有至少２０％的透明度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RA福吉尔，TR菲利普斯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]