透明預層壓板、透明層壓板及其製備方法
2023-10-27 08:13:42 1
專利名稱：透明預層壓板、透明層壓板及其製備方法
技術領域：
本發明涉及透明預層壓板和透明層壓板。更具體地，本發明涉及用有機鈦酸酯底膠製備的透明預層壓板和透明層壓板。
背景技術：
汽車和建築領域常用的透明層壓板一般包含一個增塑聚(乙烯醇丁縮醛)(PVB)吸能層或減震層，該層位於兩片透明玻璃板或塑料板之間。所述層壓板的製備方法是將PVB層置於兩片玻璃板之間，消除結合面之間的空氣，然後在高壓釜中對此組裝物升溫加壓，使PVB與兩片玻璃板或塑料板熔融後粘合在一起。這樣的透明層壓板還含有一個功能膜，用以提高裝有透明層壓板的窗戶的性能。例如，可用功能膜提高透明層壓板的安全性，或減少經過透明層壓板進入車輛或建築物的紅外輻射。
透明預層壓板可以通過把一功能膜粘合到一層或多層PVB上來製備。所述透明預層壓板再粘合到一個或多個透明玻璃板或塑料板上，形成車用或建築用透明層壓板。
在製備透明預層壓板的常規工藝中，一般要將PVB加熱到約120°F(49℃)-150°F(66℃)。在此溫度範圍內，PVB發生軟化，產生粘性，因而能粘著到功能膜上。在隨後由透明預層壓板製成透明層壓板的步驟中，這個粘著強度一般足以使PVB與功能膜粘合在一起。這些工藝中生產線速度限制在約15英尺/分鐘(8cm/sec)。
發明概述本發明提供了車用和建築用透明預層壓板和透明層壓板。本發明還提供了製備透明預層壓板和透明層壓板的有效方法。具體是，透明預層壓板和透明層壓板製備時都用到有機鈦酸酯底膠。
第一，本發明提供製備透明預層壓板的方法。該方法包括在功能膜與減震層之間提供一層鈦酸酯底膠，將功能膜粘合到減震層上。
第二，本發明提供一種透明預層壓板。該透明預層壓板包含通過粘合區粘著到減震層上的功能膜，所述粘合區位於功能膜與減震層之間，且含有發生了反應的有機鈦酸酯底膠。
第三，本發明提供製備透明層壓板的方法。該方法包括在功能膜與減震層之間提供一層鈦酸酯底膠，將功能膜粘合到減震層上，然後將一透明基材粘合到減震層上，以使減震層位於功能膜與透明基材之間。
第四，本發明提供一種透明層壓板。該透明層壓板包含通過粘合區粘著到減震層上的功能膜，所述粘合區位於功能膜與減震層之間，且含有發生了反應的有機鈦酸酯底膠。一透明基材粘合在減震層上，使得減震層位於功能膜與透明基材之間。
一般來講，與不用有機鈦酸酯底膠的常規工藝相比，本發明可以在更低的溫度下製備透明預層壓板。例如，可以在約低於120°F(49℃)的溫度下製造透明預層壓板。在某些實施方式中，用來製造透明預層壓板的生產線速度可以是不用有機鈦酸酯底膠的情況下製造這種製品的10倍。
附圖簡述
圖1是透明預層壓板和透明層壓板中可以包含的各種組件的分解剖面簡圖。其中功能膜表面經過有機鈦酸酯底膠的處理。
圖2是透明預層壓板和透明層壓板中可以包含的各種組件的分解剖面簡圖。其中含有發生過反應的有機鈦酸酯底膠的粘合區位於功能膜與減震層之間。
發明詳述本發明提供透明預層壓板和製造透明預層壓板的方法。所述透明預層壓板包含通過粘合區粘著到減震層上的功能膜，所述粘合區位於功能膜與減震層之間。本發明還提供透明層壓板和製造透明層壓板的方法。所述透明層壓板依次包含透明基材、減震層、含有反應過的有機鈦酸酯底膠的粘合區，以及功能膜。所述透明層壓板可用於車輛或建築物。
與不用有機鈦酸酯底膠的常規工藝相比，本發明的透明預層壓板可以在更低的溫度下製備。因為溫度更低，所以可以用比常規工藝更高的線速度製備透明預層壓板。
一方面，本發明提供製造透明預層壓板的方法。該方法包括在功能膜與減震層之間提供一層鈦酸酯底膠，將功能膜粘合到減震層上。
舉例來說，所述功能膜可以是安全膜、紅外線反射膜、紫外線反射膜、極化膜、防幹擾膜等。所述功能膜可發揮濾光片的作用。在某些實施方式中，所述功能膜可以是金屬膜、有色膜、染料著色膜、顏料著色膜或上色膜。合適的金屬膜的例子見述於美國專利5091258。合適的顏料著色膜的例子見述於WO01/58989。所述功能膜可以是單層膜或多層膜結構。合適的多層膜的例子見述於WO 01/96104和美國專利5877895，在此參考結合之。
具有多層結構的功能膜可以包含(例如)能滿足機械、化學、光學、阻隔或膠粘合要求的層或塗層。例如，多層功能膜的一個或多個層可以提供抗扯性、耐磨性、防滑性或抗阻塞性、紫外吸收性、螢光性、耐候性、全息性、光擴散性、防液體和蒸汽滲透性或防液體或蒸汽擴散性。這種多層膜見述於美國專利6368699，在此參考結合之。
功能膜通常是透明的。這裡所用的術語「透明」指所用材料至少能讓一定量的光通過。在某些實施方式中，透明材料能讓超過25％、50％、75％、90％、95％或者100％的光通過。
功能膜表面通常包含例如聚丙烯酸酯、聚酯、離聚物、乙酸纖維素或它們的組合。
這裡所用的術語「聚丙烯酸酯」包括由烷基丙烯酸酯單體、丙烯酸單體、烷基甲基丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸單體、丙烯腈單體或類似單體製備的聚合物或共聚物。烷基通常含有多達約20個碳原子。在某些實施方式中，烷基含多達12或多達6個碳原子。合適的烷基包括甲基、乙基、丙基、丁基等。
這裡所用的術語「聚酯」包括通過至少一種二羧酸或二羧酸酯與至少一種二醇反應製備的聚合物或共聚物。在某些實施方式中，合適的聚酯包括例如聚對二苯甲酸乙二酯(PET)、聚2，6-萘二羧酸乙二酯(PEN)、聚間苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚對二苯甲酸丁二酯(PBT)和聚2，6-萘二羧酸丁二酯(PBN)。
適合用於製備聚酯的二羧酸包括(但不限於)對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、所有萘二甲酸異構體(2，6-、1，2-、1，3-、1，4-、1，5-、1，6-、1，7-、1，8-、2，3-、2，4-、2，5-、2，7-和2，8-)，聯苯甲酸如4，4』-聯苯二羧酸及其異構體，反-4，4』-芪二羧酸及其異構體，4，4』-聯苯醚二羧酸及其異構體，4，4』-聯苯碸二羧酸及其異構體，4，4』-苯甲酮二羧酸及其異構體，滷代芳基二羧酸如2-氯對苯二甲酸和2，5-二氯對苯二甲酸，其他取代芳基二羧酸如叔丁基間苯二甲酸和磺化間苯二甲酸鈉，環烷基二羧酸如1，4-環己二酸及其異構體和2，6-十氫萘二酸及其異構體，雙環或多環二羧酸(如各種降莰烷和降冰片烯二羧酸異構體，金剛烷二羧酸和雙環辛烷二羧酸)，烷基二羧酸(如癸二酸、己二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、壬二酸和十二烷二酸)，以及任何稠環芳烴二羧酸異構體(如茚、蒽、菲、苯並萘、芴等)。也可以使用這些單體的烷基酯，如對苯二甲酸二甲酯。
製備聚酯的合適二醇包括(但不限於)直鏈或支鏈二烷醇或二醇(如乙二醇，丙二醇如1，3-丙二醇，丁二醇如1，4-丁二醇，戊二醇如新戊二醇，己二醇，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇或高級二醇)；醚二醇(如二甘醇、三甘醇和聚乙二醇)；鏈酯二醇如3-羥基-2，2-二甲基丙基-3-羥基-2，2-二甲基丙酸酯；環烷二醇(如1，4-環己烷二甲醇及其異構體和1，4-環己烷二醇及其異構體)，雙環或多環二醇(如三環癸烷二甲酯、降莰烷二甲酯、降冰片烯二甲烷和雙環辛烷二甲醇的各種異構體)；芳基二醇(如1，4-苯二甲醇及其異構體，1，4-苯二酚及其異構體，雙酚如雙酚A，2，2』-聯苯酚及其異構體，4，4』-二羥甲基聯苯及其異構體，1，3-二(2-羥基乙氧基)苯及其異構體)；以及這些二醇的低級烷基醚或二醚，如這些二醇的二甲基醚或二乙基醚。
三官能或多官能單體也可以用作共聚單體，只要它能給聚酯分子帶來支鏈結構。它們可以是羧酸、酯、羥基化合物或醚。實例包括(但不限於)偏苯三酸及其酯、三羥甲基丙烷和季戊四醇。適合用作共聚單體的還有混合官能單體，包括羥基羧酸，如間羥基苯甲酸和6-羥基-2-萘酸及其異構體，具有混合官能團的三官能或多官能共聚單體，如5-羥基間苯二甲酸等。
這裡所用的術語「離聚物」指含有離子的聚合物或共聚物。合適的離聚物有聚(乙烯-共-甲基丙烯酸)，可以商品名SURLYN購於E.I.Dupontde Nemours Co.，Wilmington，DE。其他的離聚物可以商品名IOTEK購於ExxonChemical(Houston，TX)和Network Polymers(Akron，OH)。
這裡所用的術語「乙酸纖維素」指含有乙酸纖維素的共聚物。所述乙酸纖維素可以是二乙酸酯或三乙酸酯。
功能膜粘著於減震層上。減震層能為車用和建築用透明層壓板提供保護。這裡所用的術語「減震層」包括能吸收能量的層。減震層通常包括(但不限於)聚(乙烯醇縮丁酯)(PVB)。PVB可以膜的形式購於(例如)E.I.Dupont de NemoursCo.(Wilmington，DE)，商品名BUTACITE，也可以商品名SAFLEX，H.T.Troplast(Germany)購於Solutia Inc.(St.Louis，MO)，以商品名S-LEC購於Sekisui(Japan)。
在某些實施方式中，減震層有一個帶織構的表面。所述織構形成一些槽子，當減震層附著到功能膜上以後，這些槽子逸散能讓空氣跑出來。
有機鈦酸酯底膠提供在功能膜與減震層之間。有機鈦酸酯底膠既可以施塗在減震層上，也可以施塗在功能膜上。有機鈦酸酯底膠包含四烷基鈦酸酯、鈦酸酯螯合物或它們的組合。合適的有機鈦酸酯底膠可以商品名TYZOR購於E.I.Dupont de Nemours Co.(Wilmington，DE)，也可購於Akzo Nobel(荷蘭)。
合適的四烷基鈦酸酯含有包含約2-10個碳原子的烷基。舉例來說，具體的四烷基鈦酸酯有四乙基鈦酸酯、四正丙基鈦酸酯、四異丙基鈦酸酯、四正丁基鈦酸酯、正丁基鈦酸酯聚合物、四(2-乙基己基)鈦酸酯及其組合。所述烷基可被一個或多個羥基取代。含有羥基取代烷基的有機鈦酸酯的一個例子是四(異辛二醇)鈦酸酯。
舉例來說，合適的鈦酸酯螯合物有乙醯丙酮酸(acetonante)鈦、乙基乙醯乙酸鈦、四丁醇鈦聚合物，以及它們的組合。
有機鈦酸酯底膠可以純淨物形式或底膠溶液形式施塗在減震層上或功能膜上。在某些實施方式中，以純淨物形式使用有機鈦酸酯底膠可導致透明預層壓板或透明層壓板霧化或不透明。底膠通常要在溶劑中稀釋成底膠溶液。在某些實施方式中，底膠溶液中有機鈦酸酯的濃度約為10重量％。底膠溶液中有機鈦酸酯的濃度一般至少約為0.1重量％。例如，底膠溶液中有機鈦酸酯的濃度可以在約0.1-10重量％範圍內，約0.1-5重量％範圍內，或約0.1-1重量％範圍內。
用於製備底膠溶液的溶劑可隨功能膜和減震層的組成、有機鈦酸酯底膠的組成和施塗條件變化。合適的溶劑有脂肪烴、芳烴、醇、酯、酮，或它們的組合。合適溶劑的具體例子有甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、乙酸乙酯、丙酮、己烷、庚烷和甲苯。某些實施方式中，溶劑可以是醇，如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇，或它們的組合。
底膠溶液可施塗到功能膜或減震層上，形成有機鈦酸酯底膠反應膜。在某些實施方式中，有機鈦酸酯底膠發生水解，或發生水解和縮合。反應產物取決於溫度、有機鈦酸酯組成和存在的水量。水有利於有機鈦酸酯底膠的水解。四烷基鈦酸酯通常比鈦酸酯螯合物水解更快。一般地，烷基分子量越高，四烷基鈦酸酯的水解速率越低。如果有機鈦酸酯底膠水解太快，則透明預層壓板會看上去模糊不清。
在將功能膜粘合到減震層上之前，通常要使底膠溶液乾燥。可以蒸發有機鈦酸酯底膠溶液中的溶劑，在功能膜或減震層表面上留下反應了的底膠塗層或底膠層。反應了的有機鈦酸酯底膠的存在量可以為約1微克/平方英寸(0.2μg/cm2)-30微克/平方英寸(5μg/cm2)。在某些實施方式中，反應了的有機鈦酸酯底膠包括二氧化鈦、二氧化鈦水合物、二氧化鈦聚合物，或它們的組合。反應了的鈦酸酯底膠可以是無定形的，在功能膜或減震層表面上形成透明、連續或不連續的塗層。
本發明的一種實施方式提供了製備透明預層壓板的方法，該方法包括在功能膜的第一表面施塗第一層有機鈦酸酯底膠，形成第一經處理的表面。功能膜第一經處理的表面與第一個減震層接觸，以便使二者粘著在一起。
在製造透明預層壓板方法的另一實施方式中，用第一有機鈦酸酯底膠處理功能膜的第一表面，用第二有機鈦酸酯底膠處理與功能膜第一表面相背的第二個表面。用來處理第一和第二表面的有機鈦酸酯底膠可以相同，也可以不同。所述方法包括使功能膜的第一經處理表面與第一個減震層接觸並粘著在一起，再使功能膜的第二經處理表面與第二個減震層接觸並粘著在一起。所述第一個和第二個減震層可以相同，也可以不同。功能膜夾在兩個減震層之間。
一般地，功能膜和減震層是成卷形式的聚合物膜。製造透明預層壓板的過程可以連續，也可以不連續。在連續過程中，將有機鈦酸酯底膠施塗到功能膜或減震層上的操作與將功能膜粘合到減震層上的操作在同一流水線上連續進行。在製造玻璃預層壓層的不連續過程中，有機鈦酸酯底膠的施塗與將功能膜粘著到減震層上的操作分開進行。
可以用各種方法將有機鈦酸酯底膠溶液施塗到功能層或減震層上，所述方法包括(但不限於)噴塗、輥塗或浸塗。在某些實施方式中，施塗方式可以以預定量提供均勻塗層。在一個實施例中，有機鈦酸酯底膠用凹印輥塗布。
減震層可以在線製造，也可以預先製成卷材。以卷材使用時，為了防止減震層自己跟自己粘起來，可以使用隔離襯墊，在將減震層粘合到經處理的功能膜上之前除去掉。在另一實施方式中，減震層可以以不帶隔離襯墊的膜的形式提供，保存在大約10℃。低溫可以降低減震層的粘性，從而防止減震層自相粘合。
如果減震層保存時是受到冷卻的，則在將此層粘合到功能膜上之前需要稍微加熱。加熱方法可以是，例如，輻射加熱、傳導加熱或對流加熱。在一種實施方式中，將減震層由卷材展開之後，可以在其一面或兩面安裝紅外加熱器。另一實施方式中，可以讓卷材展開的減震層通過一個熱輥，用以提高該層的溫度。一種加熱減震層的替代方法或附加方法，是對功能層加熱。
功能膜和減震層可以通過使它們經過相同的輥了碾壓而粘合在一起，或者使它們通過一組或多組輥子而粘合在一起。包含塗敷在功能膜和減震層之間的有機鈦酸酯底膠的透明預層壓板，可以在低於約120°F(49℃)的溫度下製造。在某些實施方式中，透明預層壓板可以在低於約100°F(38℃)或低於約80°F(27℃)的溫度製造。例如，本發明透明預層壓板可以在約50°F(10℃)-100°F(38℃)或約60°F(16℃)-80°F(27℃)的溫度範圍內製造。
與沒有在功能膜和減震層之間使用有機鈦酸酯底膠而製造的預層壓板相比，透明預層壓板可以在快10-30倍的線速度製備。線速度一般高於約2英尺/分鐘(1cm/sec)，或高於約10英尺/分鐘(5cm/sec)。在某些實施方式中，製造本發明透明預層壓板的線速度可以高於15英尺/分鐘(8cm/sec)。所用線速度也可以高達約100英尺/分鐘(50cm/sec)、約150英尺/分鐘(75cm/sec)或約300英尺/分鐘(150cm/sec)。例如，線速度可以在約2英尺/分鐘(1cm/sec)-300英尺/分鐘(150cm/sec)範圍內，約10英尺/分鐘(5cm/sec)-150英尺/分鐘(75cm/sec)範圍內，或約15英尺/分鐘(8cm/sec)-100英尺/分鐘(50cm/sec)範圍內。在其他實施方式中，所用線速度可以在約2英尺/分鐘(1cm/sec)-100英尺/分鐘(50cm/sec)範圍內。
製造本發明透明預層壓板時也可以加壓。例如，可以用咬送輥裝置、高壓室或平板壓機來加壓。在某些實施方式中，壓力約為15磅/英寸(269kg/m)-100磅/英寸(1790kg/m)。
透明預層壓板的粘合強度要足夠，以便在後續處理和搬運過程中保持功能膜和減震層不脫開。例如，功能膜經處理的表面與減震層之間的粘合強度約在10-50N/m、約10-100N/m或約10-300N/m之間，所述粘合強度可用下述180度T-剝離試驗進行測定。
在透明預層壓板的某些實施方式中，要除去靠近透明預層壓板外邊緣的部分功能膜。這種技術的例子可參見美國專利申請10/038642，其全部內容在此參考結合之。功能膜與減震層可以部分分離，而對功能膜和減震層均不會造成損害。
可以改變過程條件，調節透明預層壓板中不同層之間的粘合情況。例如，降低在粘合過程中施加在各層上的壓力，在較低的膜溫和環境溫度下操作，減少在功能膜和減震層之間施塗的有機鈦酸酯底膠的量，以及增加線速度(例如減少停留時間)，均可以獲得較低粘合強度。
在某些實施方式中，可以用具有織構表面的減震層降低透明預層壓板的粘合強度。織構表面可在較低溫度下用來製備本發明透明預層壓板，這是有利的。織構表面可以保持在約100°F(38℃)的溫度。在製備的透明預層壓板中，可以只有一部分減震層粘合到功能膜上。例如，對於凹凸不平的織構減震層，只有其凸起區域與功能膜粘合，形成透明預層壓板。在形成透明層壓板之前，功能膜一般可以從透明預層壓板的外部分除掉。
在粘合步驟之後，可似將透明預層壓板放在x-y平臺上裁切成特定的形狀，以便嵌合到車用或建築用透明層壓板中。切割步驟和粘合步驟可以流水線的形式或在同一地點進行，以降低製備透明預層壓板的操作成本。
本發明另一方面提供了透明預層壓板。如圖2所示，透明預層壓板包含粘合到減震層810上的功能膜830，粘合區820位於功能膜和減震層之間。粘合區含有反應過的有機鈦酸酯底膠。
在圖1所示透明預層壓板的一種實施方式中，透明預層壓板含有功能膜400，功能膜的第一表面經過第一有機鈦酸酯底膠處理，形成第一經處理的表面300。減震層200粘合在經處理的功能膜表面上。
在圖1所示透明預層壓板的另一種實施方式中，功能膜400的第一表面經過第一有機鈦酸酯底膠處理，形成了經處理的第一表面300，與第一表面相背的第二表面經過第二有機鈦酸酯底膠處理，形成經處理的第二表面500。第一和第二有機鈦酸酯底膠可以相同，也可以不同。第一個減震層200粘合在功能膜的經處理的第一表面上，第二個減震層600粘合在功能膜的經處理的第二表面上。經處理的功能膜夾在兩個減震層之間。
第三方面，本發明提供製造透明層壓板的方法。該方法是，在功能膜與減震層之間提供一層有機鈦酸酯底膠，將功能膜粘合到減震層上，然後將透明基材粘合到減震層上，使減震層位於功能膜與透明基材之間。
透明基材可由玻璃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或其他任何具有具體用途所需性質的材料。透明基材可以是剛性的，也可以是彈性的，可以是平的，也可以不平的。
在一種實施方式中，形成透明層壓板的方法是，在功能膜的第一表面施塗第一有機鈦酸酯底膠，形成第一經處理的表面，使經處理的第一功能膜表面與第一個減震層接觸並粘合，然後使第一個透明基材粘著到第一個減震層上。第一個減震層夾在第一個透明基材和功能膜的經處理的第一表面之間。
在另一實施方式中，用第一有機鈦酸酯底膠處理功能膜的第一表面，用第二有機鈦酸酯底膠處理與功能膜第一表面相背的第二表面。用於處理第一和第二表面的有機鈦酸酯底膠可以相同，也可以不同。所述方法包括使功能膜的經處理的第一表面與第一個減震層接觸並粘著在一起，再使功能膜的經處理的第二表面與第二個減震層接觸並粘著在一起。所述第一個和第二個減震層可以相同，也可以不同。功能膜夾在兩個減震層之間。將第一個減震層粘著到第一個透明基材上，將第二個減震層粘合到第二個透明基材上，因而減震層位於經處理的功能膜與透明基材之間。
功能膜和減震層的粘合可用到加熱、加壓或同時加熱加壓。例如，可以用高壓釜製造透明層壓板。在某些實施方式中，高壓釜的條件包括高達約150℃的溫度，約達200psi(1400kpa)的壓力，時間約達120分鐘。例如，製造透明層壓板的高壓釜的溫度可以在約130-150℃範圍之內，壓力可以在約170psi(1190kPa)-200psi(1400kPa)之間，時間在約60-120分鐘之間。粘合之後，透明層壓板中功能膜與減震層之間的粘合強度在約10-300N/m或約10-700N/m範圍內，所述粘合強度用180度T-剝離實試驗進行測定。
在某些實施方式中，透明層壓板可由透明預層壓板製備。在其他實施方式中，減震層可以在粘合到功能膜上之前先粘合到透明基材上。
第四方面，本發明提供透明層壓板。如圖2所示，透明層壓板包含粘合到減震層810上的功能膜830，粘合區820位於功能膜和減震層之間。粘合區含有反應過的有機鈦酸酯底膠。減震層粘合在透明基材上，因而減震層位於功能膜與透明基材之間。
在圖1所示的一種實施方式中，透明層壓板含有功能膜400，功能膜的第一表面經過第一有機鈦酸酯底膠處理，形成了經處理的第一表面300。減震層200粘合在經處理的功能膜表面上。透明基材100粘合在第一個減震層上，因而減震層位於功能膜與第一個透明基材之間。
在圖1所示另一種實施方式中，透明預層壓板所含功能膜400的第一表面經過第一有機鈦酸酯底膠處理，形成經處理的第一表面300，與第一個表面相反的第二表面經過第二有機鈦酸酯底膠處理，形成經處理的第二表面500。第一和第二有機鈦酸酯底膠可以相同，也可以不同。第一個減震層200粘合在功能膜的經處理的第一表面上，第二個減震層600粘合在功能膜的經處理的第二表面上。第一和第二個減震層可以相同，也可以不同。第一個透明基材100粘合在第一個減震層上，第二個透明基材700粘合在第二個減震層上。第一個減震層位於功能膜與第一個透明基材之間，第二個減震層位於功能膜與第二個透明基材之間。
實施例測試方法180度T-剝離試驗180度T-剝離試驗用來測定粘合強度，採用MTS測力機或同等設備在73.4±3.6°F(23±2℃)的溫度下進行測定，所述設備有一個200磅(0.91kg)的測力元件。將透明預層壓板切成1」×8」(2.5cm×20.3cm)的條。用手小心地將透明預層壓板剝開約1英寸(2.5cm)，以便將其安裝到測力機的氣動夾上。減震層夾在下面的MTS氣動夾上，功能膜夾在上面的MTS氣動夾上。兩個夾子之間的距離是2英寸。十字頭速度設定為12英寸/分鐘(30.5cm/min)。拉出總長度為100mm(3.9英寸)，從拉出25mm(1英寸)時開始收集數據，至拉出100mm(3.9英寸)時為止。記錄平均剝離力。用另外兩個樣品重複試驗。記錄三個樣品的平均值。
膜溫度膜的溫度用紅外測溫儀測定。
實施例1用含四鈦酸異丙酯的底膠溶液處理一種功能膜(記作SRF)。該功能膜是能反射紅外線的多層聚合物膜，厚度約51μm，見述於美國專利申請09/590924。用Dupont TYZOR(四鈦酸異丙酯「TPT」)在異丙醇中的0.5重量％溶液塗敷功能膜。底膠溶液是在配有鼓攪拌器的一個55加侖鼓中將TYZOR混合進異丙醇中製備的。混合之後，將底膠溶液送到傳遞凹印輥塗機上，用150線凹印輥將有機鈦酸酯底膠溶液施塗到功能膜上。將經塗敷的功能膜以120英尺/分鐘(61cm/sec)的速度從10英尺長的爐子中拉過，爐子加熱到66℃，使功能膜乾燥。功能膜的兩面均按上述方法塗敷。
用包有橡皮的雙輥壓料輥將經過有機鈦酸酯底膠處理過的功能膜層壓到15密耳PVB層(SAFLEX AR-11)上，所述PVB層可購於SOLUTIA(St.Louis，MO)，所述橡皮輥的硬度約為60-65。兩輥之間的距離為0.0英寸(0.0cm)，輥速約為100英尺/分鐘(51cm/sec)，材料和設備均調節至22℃。
根據上述180度T-剝離試驗，測得經處理的功能膜表面與PVB層之間的粘合強度為0.2lb/in(35N/m)。
比較例2在實施例1的同樣預層壓條件下，按照下述方法分別處理各膜樣品未塗底膠的聚合物紅外線反射膜(如美國專利申請09/590924所述，記作SRF)比較例2-1經空氣電暈處理的SRF比較例2-2經氮氣電暈處理的SRF比較例2-3Dupont Melinex 454 PET膜180度T-剝離試驗結果表明，沒有形成可測出的粘合。
實施例3為了測定各種底膠和在室溫和中等壓力下的表面處理，其粘合到HTTroplast Trosifol PV3510 PVB的光滑側面上的能力，製備並測定了以下樣品實施例3-1塗敷了0.125重量％Tyzor TPT底膠的SRF實施例3-2塗敷了0.5重量％Tyzor TPT底膠的SRF實施例3-3塗敷了1重量％Tyzor TPT底膠的SRF比較例3-1未塗底膠的SRF比較例3-2經空氣電暈處理的SRF比較例3-3經氮氣電暈處理的SRF
比較例3-4Dupont Melinex 454 PET膜使塗有底膠的膜樣品與HT Troplast Trosifol PV3510 PVB的光滑面配好，然後通過包有橡皮的壓輥。所述壓輥的直徑為4英寸(10.2cm)，包有硬度為60-65的橡皮，壓區輥兩端堆有直徑1英寸(2.5cm)的空氣氣缸，壓區的壓力為95psi(1700kg/m)。線速度約為10英尺/分鐘(5.1cm/sec)。實驗室、膜和設備的溫度均為21℃。
在這些條件下，只有塗敷了Tyzor TPT底膠的膜(各種濃度)粘合到了HTTroplast Trosifol PV3510 PVB的光滑面上。其他所有處理和塗層均不能提高或形成粘合。
實施例4為了測定各種底膠和在室溫和中等壓力下的表面處理，其粘合到SolutiaSaflex AR-11 PVB的光滑面上的能力，製備並測定了以下樣品實施例4-1塗敷了0.125重量％Tyzor TPT底膠的SRF實施例4-2塗敷了0.5重量％Tyzor TPT底膠的SRF實施例4-3塗敷了1重量％Tyzor TPT底膠的SRF比較例4-1經空氣電暈處理的SRF比較例4-2經氮氣電暈處理的SRF比較例4-3 Dupont Melinex 454 PET膜使塗有底膠的膜樣品與Solutia SaflexAR-11 PVB的光滑面配好，然後通過包有橡皮的壓輥，使兩層膜粘合起來。所述壓輥的直徑為4英寸(10.2cm)，包有硬度為60-65的橡皮，壓區兩端堆有直徑1英寸(2.5cm)的空氣氣缸，壓區的壓力為95psi(1700kg/m)。
線速度約為10英尺/分鐘(5.1cm/sec)。實驗室、膜和設備的溫度均為21℃。
在這些條件下，只有塗敷了TyzorTPT底膠的膜(各種濃度)粘合到了SolutiaSaflex AR-11 PVB的光滑面上。其他所有處理和塗層均不能提高或形成粘合。
實施例5對TyzorTPT作為在低溫低壓條件下使各種聚合物膜粘合到PVB上的底膠進行測試。
在一玻璃瓶中加入298.5克甲醇和1.5克Tyzor TPT，製備Tyzor TPT在甲醇中的溶液，濃度為0.5重量％。將瓶子蓋上，振搖30秒，將有機鈦酸酯混合在甲醇中。要儘可能減少溶液與空氣中水汽的接觸。
將每個膜樣品切成10英寸×10英寸(24.5cm×24.5cm)的方塊，然後把樣品用膠帶粘到12英寸×12英寸×1/4英寸(30.5cm×30.5cm×0.6cm)的玻璃板上。將3克底膠溶液滴在膜中央，用一柔軟的聚酯布將溶液均勻地鋪展在膜樣品的表面上。過量的底膠溶液用聚酯布吸掉。塗敷之後，立即將膜放到90℃的爐子中乾燥2分鐘。
用Ilix Corporation(Pittsburg，Kansas)生產的Basix B-400層壓機製造層壓板。層壓機的頂板溫度設定為30℃，使用中等壓力。將一塊大小為6英寸×8英寸(15.2cm×20.3cm)的15密耳SolutinRK-11 PVB放在底板中央，使其光面朝上。將膜樣品置於PVB中心，其塗有底膠的一面朝向PVB。開動層壓機12秒鐘，使兩部件粘合在一起。12秒鐘之後，打開層壓機，取出樣品。
將膜層壓到15密耳Solutin RK-11 PVB上後，對製成的層壓板進行180度T-剝離力測定。
表1各種功能膜的測定結果
PFA＝聚氟烷氧基氟碳FEP＝氟代乙烯-丙烯PVC＝增塑聚氯乙烯Dupont Melinex 454＝PETPET＝聚對二苯甲酸乙二酯
PEN＝聚萘二酸乙二酯Surlyn＝離聚物電暈＝0.65J/cm2TPT＝鈦酸四異丙酯乙酸酯＝乙酸纖維素對許多聚合物膜來說，Tyzor TPT是在低溫低壓下促使其粘合到PVB上的有效底膠/促粘劑。利用有機鈦酸酯底膠，PVB減震層粘合到了下列膜上聚酯(包括PEN、PET和聚碳酸酯)、離聚物和乙酸纖維素。
實施例6利用150線凹印輥，將TyzorTPT在IPA中的0.5％溶液塗敷到SRF膜上，然後在150°F(66℃)的烘箱中乾燥(實施例6-1)。另一個SRF膜樣品未塗敷底膠(比較例6-1)。不用壓輥加壓，使PVB與塗有底膠和未塗底膠的膜接觸。
將SRF功能膜和Solutia Saflex AR-11 PVB減震層一起卷到同一個芯子上，使SRF功能膜與Solutia Saflex AR-11 PVB減震層的光面相互接觸。在PVB中插一塊1密耳織構聚乙烯膜，防止堵塞。機器和材料的溫度都調節到72°F(22℃)。所用機器是Orca圖形層壓機，以6英尺/分鐘的速度運行。卷繞扭矩為35％。每個樣品都按這種方式製造了50米。樣品材料存儲在72°F(22℃)下。
三天後，用180度T-剝離試驗測定各樣品粘合強度。結果只有經有機鈦酸酯底膠處理的SRF膜發生了粘合。剝離力為15N/m。在這些條件下未塗底膠的膜都沒有形成可測的粘合。
從本發明的上述一般原理和前面對示例性實施方式的詳細描述中，本領域的技術人員不難理解，可以對本發明進行各種變化、重組和變換。因此，本發明僅受下面的權利要求和相同內容所限制。
權利要求
1.製造透明預層壓板的方法，它包括在功能膜的第一表面施塗第一有機鈦酸酯底膠，形成經處理的第一表面；使功能膜經處理第一的表面與第一減震層接觸並粘合，形成透明預層壓板。
2.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一減震層在所述接觸過程中的溫度低於約120°F(49℃)。
3.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一減震層在所述接觸過程中的溫度約在50°F(10℃)-100°F(38℃)範圍內。
4.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述功能膜的第一表面包含聚酯、聚丙烯酸酯、離聚物、乙酸纖維素或它們的組合。
5.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述功能膜的第一表面包含聚碳酸酯、聚對二苯甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚2，6-萘二羧酸乙二酯、聚對二苯甲酸丁二酯、聚2，6-萘二羧酸丁二酯或它們的組合。
6.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述功能膜包括紅外線反射膜、紫外線反射膜、安全膜、極化膜、防幹擾膜或它們的組合。
7.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一減震層包含聚乙烯醇縮丁醛。
8.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一有機鈦酸酯底膠在施塗後發生水解。
9.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一有機鈦酸酯底膠包含四烷基鈦酸酯、鈦酸酯螯合物或它們的組合。
10.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一有機鈦酸酯底膠包含四乙基鈦酸酯、四異丙基鈦酸酯、四正丙基鈦酸酯、四正丁基鈦酸酯、正丁基鈦酸酯聚合物、四(2-乙基己基)鈦酸酯、四(辛二醇)鈦酸酯及其組合。
11.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一層有機鈦酸酯底膠包含乙醯丙酮酸鈦、乙基乙醯乙酸鈦、四丁酮酸鈦聚合物，以及它們的組合。
12.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述第一層有機鈦酸酯底膠包含四異丙基鈦酸酯。
13.權利要求1或18所述方法，其特徵在於，以底膠溶液的重量計，所述第一層有機鈦酸酯底膠的存在形式是含有約0.1-10重量％有機鈦酸酯的底膠溶液。
14.權利要求1或18所述方法，其特徵在於，在所述接觸之後，透明預層壓板中功能膜和第一減震層之間的180度T-剝離力約為10-300N/m。
15.權利要求1或18所述方法，其特徵在於，所述接觸是在約為1-150cm/sec的速度下進行。
16.權利要求1或18所述方法，其特徵在於功能膜有與第一表面相背的第二表面，所述方法還包括在功能膜的第二表面上施塗第二有機鈦酸酯底膠，形成功能膜經處理的第二表面；使功能膜經處理的第二表面與第二減震層接觸並粘合。
17.權利要求1或18所述方法，其特徵在於所述減震層是紅外線反射膜，材料包含聚乙烯醇縮丁醛。
18.製造剝離層壓板的方法，它包括在功能膜的第一表面施塗第一有機鈦酸酯底膠，形成經處理的第一表面；使功能膜經處理的第一表面與第一減震層接觸，並粘合在一起；使第一透明基材和第一減震層粘合在一起；第一減震層夾在第一透明基材和功能膜經處理的第一表面之間。
19.權利要求18所述方法，其特徵在於，它還包括對功能膜、第一減震層和第一透明基材中至少一個加熱、加壓或同時加熱和加壓，形成透明層壓板。
20.權利要求18或19所述方法，其特徵在於，功能膜和第一減震層之間的180度T-剝離力約為10-700N/m。
21.權利要求18所述方法，其特徵在於，功能膜有與第一表面相背的第二表面，所述方法還包括在功能膜的第二表面施塗第二有機鈦酸酯底膠，形成經處理的第二表面；使功能膜經處理的第二表面與第二減震層接觸並粘合在一起；使第二透明基材和第二減震層粘合在一起；第二減震層夾在第二透明基材和功能膜的經處理的第二表面之間。
22.權利要求1或18所述方法，其特徵在於，所述第一有機鈦酸酯底膠的施塗量約為1微克/平方英寸(0.2μg/cm2)-30微克/平方英寸(5μg/cm2)。
23.一種透明預層壓板，它包含具有用第一有機鈦酸酯底膠處理形成經處理第一表面的功能膜；粘合在所述經處理第一表面膜的第一減震層。
24.權利要求23或28所述透明預層壓板，其特徵在於，所述功能膜包括紅外線反射膜、紫外線反射膜、安全膜、極化膜、防幹擾膜或它們的組合。
25.權利要求23或28所述預層壓板，其特徵在於，所述功能膜的第一表面包含聚酯、聚丙烯酸酯、離聚物、乙酸纖維素或它們的組合。
26.權利要求23或28所述預層壓板，其特徵在於，所述第一減震層包含聚乙烯醇縮丁醛。
27.權利要求23或28所述預層壓板，其特徵在於，所述經處理的第一表面包含二氧化鈦、二氧化鈦水合物或聚合二氧化鈦中的至少一種。
28.權利要求23所述預層壓板，其特徵在於，所述功能膜有一個經第二有機鈦酸酯底膠處理形成第二個經處理表面的相反表面，透明預層壓板還包含粘合在所述第二經處理表面上的第二減震層。
29.權利要求23或28所述預層壓板，其特徵在於，所述功能膜包括紅外線反射膜，第一有機鈦酸酯底膠包含四烷基鈦酸酯，第一減震層包含聚乙烯醇縮丁醛。
30.一種透明層壓板，它包括具有用第一有機鈦酸酯底膠處理形成的經處理的第一表面的功能膜；粘合在所述經處理第一表面上的第一減震層；粘合在所述第一減震層上的第一透明基材，其中所述第一減震層位於所述功能膜和所述第一透明基材之間。
31.權利要求30或32所述透明層壓板，其特徵在於，所述經處理的第一表面包含二氧化鈦、二氧化鈦水合物或聚合二氧化鈦中的至少一種。
32.權利要求30所述透明層壓板，其特徵在於，所述功能膜具有一個與第一表面相背的表面，它經第二有機鈦酸酯底膠處理形成經處理的第二表面，並且該透明層壓板還包含粘合在所述經處理的第二表面膜上的第二減震層；粘合在所述第二減震層上的第二透明基材，其中所述第二減震層位於所述功能膜和所述第二透明基材之間。
33.權利要求30或32所述透明層壓板，其特徵在於，所述功能膜包括紅外線反射膜，所述第一有機鈦酸酯底膠包含四烷基鈦酸酯，所述第一減震層包含聚乙烯醇縮丁醛，所述第一透明基材是玻璃。
34.一種方法，它包括在功能膜和減震層之間提供一種有機鈦酸酯底膠；將功能膜和減震層粘合在一起。
35.權利要求34所述方法，其特徵在於，它還包括將透明基材與減震層粘合在一起，其中減震層位於功能膜和透明基材之間。
36.權利要求34或35所述方法，其特徵在於，減震層包含聚乙烯醇縮丁醛，有機鈦酸酯底膠包含鈦酸酯螯合物、四烷基鈦酸酯或它們的組合。
37.包含粘合在減震層上的功能膜的製品，其中粘合區位於所述功能膜和所述減震層之間，所述粘合區包含經過反應的有機鈦酸酯底膠。
38.權利要求37所述製品，其特徵在於，它還包含粘合在所述減震層上的透明基材，其中所述減震層位於所述功能膜和所述透明基材之間。
39.權利要求37或38所述製品，其特徵在於，減震層包含聚乙烯醇縮丁醛，經過反應的有機鈦酸酯底膠包含二氧化鈦、二氧化鈦水合物或聚合二氧化鈦中的至少一種。
全文摘要
描述了車用和建築用透明預層壓板和透明層壓板。透明預層壓板包含粘合到減震層(810)上的功能膜(830)，粘合區(820)位於功能膜(830)和減震層(810)之間。粘合區含有反應過的有機鈦酸酯底膠。透明預層壓板可以在低於約120°F(49℃)的溫度下製造。本發明提供了製造透明預層壓板和透明層壓板的方法。
文檔編號B32B7/04GK1543400SQ02816076
公開日2004年11月3日 申請日期2002年8月14日 優先權日2001年8月17日
發明者P·T·迪茨, D·O·法拉斯, H·K·克蘭茲, B·L·科斯特, P T 迪茨, 克蘭茲, 法拉斯, 科斯特 申請人:3M創新有限公司