具有增強的光學性質的聚(乙烯醇縮醛)樹脂組合物、層和夾層的製作方法
2023-09-17 23:23:00
背景
1.發明領域
本公開涉及聚合物樹脂，特別是適用於聚合物夾層的聚合物樹脂，包括用於多層板的那些聚合物樹脂。
2.相關技術描述
聚(乙烯醇縮丁醛)（pvb）常用於製造可用作多層板（包括例如透光層壓件，如安全玻璃或聚合物層壓件）中的夾層的聚合物片材。pvb也用於光伏太陽能電池板以包封用於產生和供應用於商業和住宅應用的電力的電池板。
安全玻璃通常是指包括置於兩片玻璃之間的至少一個聚合物片材或夾層的透明層壓件。安全玻璃常用作建築和汽車應用中的透明屏障，其主要功能之一是吸收來自衝擊或擊打的能量而不允許物體穿透玻璃並且即使在施加的力足以打碎玻璃時也使玻璃保持粘合。這防止尖銳的玻璃碎片散開，其將對封閉區內的人員或對象的傷害和損傷減至最低。安全玻璃也可提供其它益處，如降低紫外線（uv）和/或紅外線（ir）輻射，其也可通過增加顏色、紋理等增強窗口的美學外觀。另外，也已製造具有合意聲學性質的安全玻璃，這帶來更安靜的內部空間。
通常，表現出一組合意性質，如聲學性能的聚合物缺乏其它合意的性質，如耐衝擊性或強度。因此，為了實現性質的合意組合，已使用多層聚合物夾層。這些多層夾層可包括夾在兩個外「皮」層之間的至少一個內「芯」層。通常，夾層的芯層可以是具有較低玻璃化轉變溫度的較軟層，這增強其聲學性能。但是，由於這樣的樹脂層不容易加工和/或運輸，這樣的多層夾層的皮層通常較硬，具有較高玻璃化轉變溫度，這賦予該夾層增強的可加工性、強度和耐衝擊性。
但是，使用具有不同性質的各種層也會在該夾層內產生光學缺陷。例如，這些類型的多層夾層共有的一個缺陷是斑駁（mottle）。斑駁是通常在最終結構中表現為不均勻斑點或紋理的光學畸變或視覺缺陷的令人不快的形式。斑駁由軟層和硬層之間界面處的小規模表面變化造成，其中各層具有不同的折光指數。清晰度是通過測量該夾層或板內的霧度測定的另一重要的光學性質。通常在將不同類型的光學不相容聚合物和/或增塑劑共混或混合在一起時出現高霧度。在這樣的混合物中，透過該共混物的光在遇到不同聚合物材料的區域時散射，結果產生起霧的（hazy）視覺上不清晰的外觀。高清晰度聚合物和夾層是具有極低霧度值的那些。
因此，需要表現出合意光學性質，如降低的霧度和斑駁和改進的清晰度而不犧牲其它性質，包括耐衝擊性和聲學性能的聚合物樹脂、樹脂層和夾層。這樣的夾層可以是一體的或多層的並且應可用於多種多樣的應用，包括安全玻璃和聚合物層壓件。
概述
本發明的一個實施方案涉及一種夾層，其包含第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂；具有比第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量高或低至少2重量%的殘留羥基含量的第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂；至少一種增塑劑，其中所述夾層中存在的各增塑劑具有小於1.460的折光指數；和折光指數（ri）平衡劑，其中第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂各自以基於所述夾層中的樹脂總重量的至少0.5重量%的量存在於所述夾層中，且其中所述夾層具有不大於5%的霧度值。
本發明的另一實施方案涉及一種夾層，其包含第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂；第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂；和折光指數（ri）平衡劑，其中所述ri平衡劑包括高ri增塑劑、固體ri添加劑和存在於第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種中的高ri醛的殘基（residues）的至少一種，其中當所述ri平衡劑包含高ri增塑劑時，所述夾層具有不大於5%的霧度值和大於0.25的在20℃下的損耗因子，其中當所述ri平衡劑包含固體ri添加劑或高ri醛的殘基時，所述夾層具有不大於5%的霧度值和至少0.10的在20℃下的損耗因子，且其中在不存在ri平衡劑的情況下，所述夾層具有至少5%的霧度值。
詳述
根據本發明的各種實施方案的樹脂組合物、層和夾層可包含一種或多種熱塑性聚合物和折光指數（ri）平衡劑。本文所用的術語「折光指數平衡劑」或「ri平衡劑」是指該組合物、層或夾層中包含的用於調節至少一種樹脂或層的折光指數的任何組分或添加劑。該ri平衡劑可提高或降低夾層內的至少一種樹脂或層的折光指數，這與不用ri平衡劑形成的相同夾層相比可改進夾層的光學性質，包括斑駁、霧度和/或清晰度。
本文所用的術語「聚合物樹脂組合物」和「樹脂組合物」是指包含一種或多種聚合物樹脂的組合物。聚合物組合物可任選包含其它組分，如增塑劑和/或其它添加劑。本文所用的術語「聚合物樹脂層」和「樹脂層」是指已成型為聚合物片材的任選與一種或多種增塑劑組合的一種或多種聚合物樹脂。樹脂層也可包含附加添加劑，儘管這些不是要求的。本文所用的術語「夾層」是指適合與至少一個剛性基底一起使用以形成多層板的單層或多層聚合物片材。術語「單片」夾層和「一體」夾層是指由單個樹脂片材形成的夾層，而術語「多個層」或「多層」夾層是指具有共擠出、層壓或以其它方式互相結合的兩個或更多個樹脂片材的夾層。
本文所述的樹脂組合物、層和夾層可包含一種或多種熱塑性聚合物。合適的熱塑性聚合物的實例可包括，但不限於，聚(乙烯醇縮醛)樹脂、聚氨酯（pu）、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)（eva）、聚氯乙烯類（pvc）、聚(氯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)、聚乙烯類、聚烯烴、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)、有機矽彈性體、環氧樹脂和酸共聚物，如乙烯/羧酸共聚物及其離聚物，衍生自任何上列聚合物的物質，和它們的組合。在一些實施方案中，該熱塑性聚合物可選自聚(乙烯醇縮醛)樹脂、聚氯乙烯和聚氨酯，或該樹脂可包含一種或多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂。儘管在本文中就聚(乙烯醇縮醛)樹脂進行描述，但應該理解的是，可以與下文根據本發明的各種實施方案描述的聚(乙烯醇縮醛)樹脂一起或代替其包含一種或多種上述聚合物樹脂。
當本文所述的樹脂組合物、層和夾層包含聚(乙烯醇縮醛)樹脂時，該聚(乙烯醇縮醛)樹脂可根據任何合適的方法形成。聚(乙烯醇縮醛)樹脂可通過在酸催化劑存在下用一種或多種醛將聚乙烯醇縮醛化形成。所得樹脂可隨後根據已知方法，例如美國專利2,282,057和2,282,026以及theencyclopediaofpolymerscience&technology,第3版,第8卷,第381-399頁,b.e.wade著(2003)中的「vinylacetalpolymers」中描述的方法分離、穩定化和乾燥。除非另行指明，所得聚(乙烯醇縮醛)樹脂可具有根據astmd-1396測得的至少大約50、至少大約60、至少大約70、至少大約75、至少大約80、至少大約85重量%的總縮醛化百分比。聚(乙烯醇縮醛)樹脂中的醛殘基的總量可統稱為縮醛組分，該聚(乙烯醇縮醛)樹脂的餘量是殘留羥基和殘留乙酸酯基團，它們將在下文中更詳細論述。
根據一些實施方案，該樹脂組合物、層或夾層可包含至少一種聚(乙烯醇縮醛)樹脂，其可以基於該組合物、層或夾層中的所有樹脂的總重量的至少大約0.5、至少大約1、至少大約2、至少大約3、至少大約5、至少大約10、至少大約15、至少大約20、至少大約30、至少大約40或至少大約45重量%的量存在於該組合物、層或夾層中。所述至少一種聚(乙烯醇縮醛)樹脂總共可基於所有樹脂的總重量計構成組合物、層或夾層的至少大約10、至少大約20、至少大約30、至少大約40、至少大約50、至少大約60、至少大約70或至少大約80重量%。在一些實施方案中，除所述至少一種聚(乙烯醇縮醛)樹脂外的樹脂量可以是基於所有樹脂的總重量的不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約2或不大於大約1重量%。
在一些實施方案中，該樹脂組合物、層或夾層可包含至少第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂，其各自可以基於該組合物、層或夾層中的所有樹脂的總重量的至少大約0.5、至少大約1、至少大約2、至少大約3、至少大約5、至少大約10、至少大約15、至少大約20、至少大約30、至少大約40,或至少大約45重量%的量存在於該組合物、層或夾層中。第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂總共可基於所有樹脂的總重量計構成組合物、層或夾層的至少大約10、至少大約20、至少大約30、至少大約40、至少大約50、至少大約60、至少大約70或至少大約80重量%。在一些實施方案中，除第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂外的樹脂量可以是基於所有樹脂的總重量的不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約2或不大於大約1重量%。
在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一可以基於第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的總重量的小於12重量%的量存在於該組合物、層或夾層中。例如，第一或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可以基於第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的總重量的至少大約0.5、至少大約1、至少大約1.5、至少大約2、至少大約2.5、至少大約3、至少大約3.5、至少大約4、至少大約4.5、至少大約5、至少大約5.5、至少大約6、至少大約6.5、至少大約7重量%和/或不大於大約12、不大於大約11.5、不大於大約11、不大於大約10.5、不大於大約10、不大於大約9.5、不大於大約9、不大於大約8.5、不大於大約8、不大於大約7.5重量%的量存在於該組合物、層或夾層中。在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一可以基於第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的總重量的大約0.5至大約12、大約1.5至大約11.5、大約2至大約11、大約2.5至大約10重量%的量存在於該組合物、層或夾層中。
第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可包含任何合適的醛的殘基，在一些實施方案中可包含至少一種c1至c10醛、至少一種c4至c8醛的殘基。合適的c4至c8醛的實例可包括，但不限於，正丁醛、異丁醛、2-甲基戊醛、正己醛、2-乙基己醛、正辛醛及其組合。第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種可包含基於該樹脂的醛殘基的總重量的至少大約20、至少大約30、至少大約40、至少大約50、至少大約60,或至少大約70重量%的至少一種c4至c8醛的殘基，和/或可包含不大於大約90、不大於大約85、不大於大約80、不大於大約75、不大於大約70或不大於大約65重量%的至少一種c4至c8醛或大約20至大約90、大約30至大約80、或大約40至大約70重量%的至少一種c4至c8醛。該c4至c8醛可選自上列組，或其可選自正丁醛、異丁醛、2-乙基己醛及其組合。
在各種實施方案中，第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可以是聚乙烯醇縮正丁醛（pvb）樹脂。在另一些實施方案中，第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可以是主要包含正丁醛的殘基並可例如包含基於該樹脂的所有醛殘基的總重量的不大於大約50、不大於大約40、不大於大約30、不大於大約20、不大於大約10、不大於大約5或不大於大約2重量%的非正丁醛的醛的殘基的聚(乙烯醇縮正丁醛)樹脂。當第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂是pvb樹脂時，通過使用cotts和ouano的低角度雷射散射（sec/lalls）法的尺寸排阻色譜法測得的該樹脂的分子量可以為至少大約50,000、至少大約70,000、至少大約100,000道爾頓和/或不大於大約600,000、不大於大約550,000、不大於大約500,000、不大於大約450,000或不大於425,000道爾頓。本文所用的術語「分子量」是指重均分子量（mw）。第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的分子量可以為大約50,000至大約600,000、大約70,000至大約450,000、或大約100,000至大約425,000道爾頓。
儘管在本文中籠統地就第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂進行描述，但應該理解的是，在一些實施方案中，包含第一和第二縮醛部分的等同的單一聚(乙烯醇縮醛)樹脂可取代第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂而具有類似結果。本文所用的術語「聚(乙烯醇縮醛)樹脂組分」可以是指存在於樹脂共混物中的獨立聚(乙烯醇縮醛)樹脂或是指存在於單一聚(乙烯醇縮醛)樹脂上的縮醛部分。在各種實施方案中，層、夾層或共混物中第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂組分與第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂組分的量的重量比可以為大約0.5:99.5至大約99.5:0.5、大約1:99至99:1、大約10:90至大約90:10、大約25:75至大約75:25、或大約40:60至大約60:40。
在一些實施方案中，至少一種樹脂組合物、層或夾層可包含至少第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂組分和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂組分。在一些實施方案中，第一和第二樹脂組分可包含第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂，它們可物理混合以形成樹脂共混物，其可與一種或多種增塑劑或其它添加劑組合以提供共混樹脂層或夾層。在另一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂組分可作為分別的第一和第二縮醛部分存在於單一聚(乙烯醇縮醛)樹脂中。關於樹脂共混物，這種單一「雜化（hybrid）」聚(乙烯醇縮醛)樹脂可任選與增塑劑共混並用於樹脂層和夾層。
在一些實施方案中，當該樹脂組分包含聚(乙烯醇縮醛)樹脂時，可以共混第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂以使第一和第二樹脂之一分散在第一和第二樹脂的另一種內，這可形成第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一在第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的另一種內的區域（domain）。這樣的共混樹脂可用作單層夾層或其可以與一個或多個相鄰層組合以形成多層夾層。在另一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可存在於多層夾層的相鄰層中，以使該夾層的層之一包含第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂且該夾層的另一層包含第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂。也可以毗鄰這些層的至少一個層存在附加層。
根據本發明的各種實施方案的樹脂組合物、層和夾層可進一步包含至少一種增塑劑。根據組合物、層或夾層中的一種或多種樹脂的具體組成，增塑劑可以以每百份樹脂至少大約5、至少大約10、至少大約15、至少大約20、至少大約25、至少大約30、至少大約35、至少大約40、至少大約45、至少大約50、至少大約55、至少大約60份（phr）和/或不大於大約120、不大於大約110、不大於大約105、不大於大約100、不大於大約95、不大於大約90、不大於大約85、不大於大約75、不大於大約70、不大於大約65、不大於大約60、不大於大約55、不大於大約50、不大於大約45、或不大於大約40phr、或大約5至大約120、大約10至大約110、大約20至大約90、或大約25至大約75phr的量存在。立即詳細論述具體實施方案。
本文所用的術語「每百份樹脂的份數」或「phr」是指在重量基礎上與一百份樹脂相比存在的增塑劑的量。例如，如果將30克增塑劑添加到100克樹脂中，則增塑劑將以30phr的量存在。如果該樹脂組合物、層或夾層包含兩種或更多種樹脂，將增塑劑重量與存在的所有樹脂的總量相比較以測定每百份樹脂的份數。此外，當在本文中提供層或夾層的增塑劑含量時，其參照用於製造該層或夾層的混合物或熔體中的增塑劑的量提供。
合適的增塑劑的實例可包括，但不限於，三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)（「3geh」）、三乙二醇二-(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二-(2-乙基己酸酯)（「4geh」）、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、環己基己二酸己酯、己二酸二異壬酯、己二酸庚基壬基酯、己二酸二(丁氧基乙基)酯和己二酸雙(2-(2-丁氧基乙氧基)乙基)酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯及其混合物。該增塑劑可選自三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)和四乙二醇二-(2-乙基己酸酯)，或該增塑劑可包含三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)。
根據一些實施方案，本文所述的組合物、層和夾層中的第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可具有不同組成。例如，在一些實施方案中，第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂可具有比第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量和/或殘留乙酸酯基含量高或低至少大約2、至少大約3、至少大約4、至少大約5、至少大約6或至少大約8重量%的殘留羥基含量和/或殘留乙酸酯基含量。本文所用的術語「殘留羥基含量」和「殘留乙酸酯基含量」分別是指在加工完成後留在樹脂上的羥基和乙酸酯基團的量。例如，聚乙烯醇縮正丁醛可通過將聚乙酸乙烯酯水解成聚乙烯醇、然後用正丁醛將聚乙烯醇縮醛化以形成聚乙烯醇縮正丁醛製造。在水解聚乙酸乙烯酯的過程中，並非所有乙酸酯基團都轉化成羥基，且殘留乙酸酯基團留在該樹脂上。類似地，在將聚乙烯醇縮醛化的過程中，並非所有羥基都轉化成縮醛基團，這也在該樹脂上留下殘留羥基。因此，大多數聚(乙烯醇縮醛)樹脂包含殘留羥基（作為乙烯基羥基）和殘留乙酸酯基團（作為乙酸乙烯酯基團）作為聚合物鏈的一部分。除非另行指明，殘留羥基含量和殘留乙酸酯基含量以基於該聚合物樹脂的重量的重量%表示，並根據astmd-1396測量。
第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量之間的差值也可以為至少大約2、至少大約5、至少大約10、至少大約12、至少大約15、至少大約20或至少大約30重量%。本文所用的術語「重量百分比差值」或「差值...為至少…重量%」是指通過一個數值減去另一個計算出的兩個給定重量百分比之間的差值。例如，具有12重量%的殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂具有比具有14重量%的殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂低2重量%的殘留羥基含量（14重量%–12重量%=2重量%）。本文所用的術語「不同」可以是指高於或低於另一數值的數值。
第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種可具有至少大約14、至少大約14.5、至少大約15、至少大約15.5、至少大約16、至少大約16.5、至少大約17、至少大約17.5、至少大約18、至少大約18.5、至少大約19、至少大約19.5和/或不大於大約45、不大於大約40、不大於大約35、不大於大約33、不大於大約30、不大於大約27、不大於大約25、不大於大約22、不大於大約21.5、不大於大約21、不大於大約20.5或不大於大約20重量%或在大約14至大約45、大約16至大約30、大約18至大約25、大約18.5至大約20、或大約19.5至大約21重量%的範圍內的殘留羥基含量。
另一聚(乙烯醇縮醛)樹脂可具有至少大約8、至少大約9、至少大約10、至少大約11重量%和/或不大於大約16、不大於大約15、不大於大約14.5、不大於大約13、不大於大約11.5、不大於大約11、不大於大約10.5、不大於大約10、不大於大約9.5或不大於大約9重量%或在大約8至大約16、大約9至大約15、或大約9.5至大約14.5重量%的範圍內的殘留羥基含量並可以選擇其以使第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量之間的差值如上文提到為至少大約2重量%。在該樹脂組合物、層或夾層中也可存在一種或多種其它聚(乙烯醇縮醛)樹脂並可具有在上文提供的範圍內的殘留羥基。另外，所述一種或多種其它聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量可以與第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量相同或不同。
在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種可具有不同於另一種的殘留乙酸酯基含量。例如，在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留乙酸酯基含量之間的差值可以為至少大約2、至少大約3、至少大約4、至少大約5、至少大約8、至少大約10重量%。聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一可具有如上所述測得的不大於大約4、不大於大約3、不大於大約2或不大於大約1重量%的殘留乙酸酯基含量。在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種可具有至少大約5、至少大約8、至少大約10、至少大約12、至少大約14、至少大約16、至少大約18、至少大約20或至少大約30重量%的殘留乙酸酯基含量。第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之間的殘留乙酸酯基含量之間差值可以在上文提供的範圍內，或該差值可小於大約3、不大於大約2、不大於大約1或不大於大約0.5重量%。該樹脂組合物或夾層中存在的附加聚(乙烯醇縮醛)樹脂可具有與第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留乙酸酯基含量相同或不同的殘留乙酸酯基含量。
在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量之間的差值可以小於大約2、不大於大約1、不大於大約0.5重量%，且第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之間的殘留乙酸酯基含量之間的差值可以為至少大約3、至少大約5、至少大約8、至少大約15、至少大約20或至少大約30重量%。在另一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留乙酸酯基含量的差值可以小於大約3、不大於大約2、不大於大約1或不大於大約0.5重量%且第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量的差值可以為至少大約2、至少大約5、至少大約10、至少大約12、至少大約15、至少大約20或至少大約30重量%。
在各種實施方案中，可以選擇第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基和/或殘留乙酸酯基含量的差值以控制或為最終組合物、層或夾層提供某些性能性質，如強度、耐衝擊性、抗穿透性、可加工性或聲學性能。例如，具有通常大於大約16重量%的較高殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂可促進樹脂組合物或層的高耐衝擊性、抗穿透性和強度，而通常具有小於16重量%的殘留羥基含量的較低羥基含量樹脂可改進該夾層或共混物的聲學性能。
具有較高或較低的殘留羥基含量和/或殘留乙酸酯基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂在與至少一種增塑劑組合時也可能最終包含不同量的增塑劑。因此，由具有不同組成的第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂形成的層或區域也可以在單個樹脂層或夾層內具有不同性質。儘管不希望受理論束縛，但推測，給定增塑劑與聚(乙烯醇縮醛)樹脂的相容性至少部分取決於該聚合物的組成，特別是其殘留羥基含量。總體而言，具有較高殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂傾向於表現出比具有較低殘留羥基含量的類似樹脂低的對給定增塑劑的相容性（或容量）。因此，具有較高殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂傾向於在比具有較低殘留羥基含量的類似樹脂低的程度上增塑並表現出更高剛度。相反，具有較低殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂在用給定增塑劑增塑時傾向於併入較高量的增塑劑，這可產生表現出比具有較高殘留羥基含量的類似樹脂低的玻璃化轉變溫度的較軟樹脂層。根據特定樹脂和增塑劑，可逆轉這些趨勢。
當將兩種具有不同水平的殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂與增塑劑共混時，該增塑劑可能在樹脂層或區域之間分配，以在具有較低殘留羥基含量的層或區域中可存在較多增塑劑並在具有較高殘留羥基含量的層或區域中可存在較少增塑劑。最終在這兩種樹脂之間實現平衡狀態。聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量和增塑劑相容性/容量之間的相關性可以有利於向聚合物樹脂中加入適當量的增塑劑。這樣的相關性也有助於在否則增塑劑會在樹脂之間遷移時穩定地保持兩種或更多種樹脂之間的增塑劑含量差。
在一些實施方案中，樹脂層或夾層可包括至少包含第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第一增塑劑的第一樹脂層和包含第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二增塑劑的與第一樹脂層相鄰的第二樹脂層。第一和第二增塑劑可以是相同類型的增塑劑，或第一和第二增塑劑可以不同。在一些實施方案中，第一和第二增塑劑的至少一種也可以是兩種或更多種增塑劑的共混物，其可以與一種或多種其它增塑劑相同或不同。當第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一具有比另一樹脂的殘留羥基含量高或低至少2重量%的殘留羥基含量時，樹脂層之間的增塑劑含量差值可以為至少大約2、至少大約5、至少大約8、至少大約10、至少大約12或至少大約15phr。在大多數實施方案中，包含具有較低羥基含量的樹脂的樹脂層可具有較高增塑劑含量。為了控制或保持該樹脂層或夾層的其它性質，第一和第二樹脂層之間的增塑劑含量差值可以不大於大約40、不大於大約30、不大於大約25、不大於大約20或不大於大約17phr。在另一些實施方案中，第一和第二樹脂層之間的增塑劑含量差值可以為至少大約40、至少大約50、至少大約60或至少大約70phr。
因此，在第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂存在於多層夾層的相鄰層中的一些實施方案中，第一和第二樹脂層可表現出不同的玻璃化轉變溫度。類似地，當第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂存在於共混物中時，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一的區域可表現出與第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的另一種不同的玻璃化轉變溫度。玻璃化轉變溫度或tg是標記從聚合物的玻璃態到橡膠態的轉變的溫度。本文所述的樹脂和層的玻璃化轉變溫度通過動態機械熱分析（dmta）測定。dmta測量以帕斯卡計的儲能（彈性）模量（g』）、以帕斯卡計的損耗（粘性）模量（g」）和在給定振蕩頻率和溫度掃描速率下隨溫度而變的試樣的tanδ（g」/g』）。然後通過溫標上的tanδ峰的位置測定玻璃化轉變溫度。本文中提供的玻璃化轉變溫度在剪切模式下在1hz的振蕩頻率和3℃/min的溫度掃描速率下測定。
第一樹脂層和第二樹脂層，或共混樹脂或樹脂層的各種區域之間的玻璃化轉變溫度差值可以為至少大約3、至少大約5、至少大約8、至少大約10、至少大約12、至少大約15、至少大約18、至少大約20、至少大約22或至少大約25℃。第一和第二樹脂層之一可具有至少大約26、至少大約28、至少大約30、至少大約33、至少大約35℃和/或不大於大約70、不大於大約65、不大於大約60、不大於大約55、不大於大約50℃、或在大約26至大約70、大約30至大約60、大約35至大約50℃的範圍內的玻璃化轉變溫度。第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的另一種可具有不大於25、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約0、不大於大約-5或不大於大約-10℃的玻璃化轉變溫度。
當將第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂彼此共混以使一種樹脂的區域分散在另一種內時，在第一和第二樹脂的區域之間也可能存在增塑劑含量和/或玻璃化轉變溫度的這樣的差異。例如，在一些實施方案中，樹脂層或夾層可包含如上所述的各種具有較高或較低的增塑劑含量的區域和/或具有較高或較低的玻璃化轉變溫度的區域。在一些實施方案中，該樹脂層或夾層的至少一部分可具有至少大約26、至少大約28、至少大約30、至少大約33、至少大約35℃和/或不大於大約70、不大於大約65、不大於大約60、不大於大約55、不大於大約50℃、或在大約26至大約70、大約28至大約60、大約35至大約50℃的範圍內的玻璃化轉變溫度，和/或該樹脂層或夾層的至少一部分可具有不大於25、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約0℃、不大於大約-5℃或不大於大約-10℃的玻璃化轉變溫度。
本文所述的一種或多種樹脂共混物、層和夾層可包含各種其它添加劑以賦予該夾層特定性質或特徵。這樣的添加劑可包括，但不限於，染料、顏料、穩定劑如紫外線穩定劑、抗氧化劑、防粘連劑、阻燃劑、ir吸收劑或阻斷劑（如氧化銦錫、氧化銻錫、六硼化鑭（lab6）和氧化銫鎢）、加工助劑、流動增強添加劑、潤滑劑、抗衝改性劑、成核劑、熱穩定劑、uv吸收劑、分散劑、表面活性劑、螯合劑、偶聯劑、粘合劑、引物（primers）、增強添加劑和填料。
另外，在本公開的夾層中可以使用各種粘合控制劑（「aca」）以控制該片材與玻璃的粘合。在各種實施方案中，樹脂組合物、層或夾層中存在的aca的量可以為至少大約0.003、至少大約0.01、至少大約0.025和/或不大於大約0.15、不大於大約0.10或不大於大約0.04phr，或在大約0.003至大約0.15、大約0.01至大約0.10、或大約0.025至大約0.04phr的範圍內。合適的aca可以包括，但不限於，乙酸鈉、乙酸鉀、雙(2-乙基丁酸)鎂、雙(2-乙基己酸)鎂及其組合，以及美國專利5,728,472中公開的aca。
具有不同組成的樹脂和具有不同性質的增塑樹脂層也傾向於表現出不同的折光指數，這會降低所得層或共混物的光學品質。儘管不希望受理論束縛，但相信，折光指數的這樣的差異可導致透過不同樹脂層或區域的光以不同方向折射，這可造成最終產品中的霧度。有時，根據astmd542在589納米的波長和25℃下測得的第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂或層的折光指數和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂或層的折光指數之差的絕對值可超過0.010。因此，這些組合物、層或夾層可具有大於5%的霧度值和/或大於3的斑駁值。
但是，在本發明的各種實施方案中，包含聚(乙烯醇縮醛)樹脂的組合物、層和夾層可進一步包含至少一種用於調節該組合物、層或夾層的折光指數的折光指數（ri）平衡劑。在一些實施方案中，該組合物、層或夾層可包含至少第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂以及至少一種ri平衡劑。在另一些實施方案中，該組合物、層或夾層可包含單一聚(乙烯醇縮醛)樹脂以及至少一種ri平衡劑。如上文論述，該ri平衡劑可以是存在於樹脂或樹脂共混物、層或夾層或其部分中的提高或降低至少一種樹脂或層的折光指數的任何合適的試劑，其與不用ri平衡劑形成的相同夾層相比可改進該夾層的光學性質。在一些實施方案中，該樹脂共混物、層或夾層在不存在ri平衡劑的情況下形成時可具有至少5%的霧度值。
該ri平衡劑可以是任何合適的形式並可以與一種或多種樹脂物理共混或其可以與至少一種樹脂化學鍵合或反應以將該ri平衡劑併入聚合物鏈中。ri平衡劑的實例可包括，但不限於，液體ri添加劑、固體ri添加劑和存在於一種或多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂中的至少一種醛的殘基。下面詳細論述ri平衡劑以及包含其的樹脂組合物、層和夾層的各種實施方案。
該ri平衡劑可以以足以改變聚(乙烯醇縮醛)樹脂、樹脂層或夾層的折光指數的量存在於該樹脂、樹脂層或夾層中。該ri平衡劑也可以以足以改變這兩種聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種的折光指數的量存在於該組合物、層或夾層中，由此將具有不同折光指數的兩個聚(乙烯醇縮醛)樹脂層的折光指數之間的差異減至最低。該ri平衡劑也可以將樹脂組合物、層或夾層內的一種或多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂和一種或多種增塑劑的折光指數之間的差異減至最低。在一些實施方案中，該ri平衡劑可以以足以將第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂層的折光指數和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂層的折光指數之差的絕對值降至不大於0.010、不大於大約0.009、不大於大約0.008、不大於大約0.007、不大於大約0.006、不大於大約0.005、不大於大約0.004或不大於大約0.003的量存在。當多層夾層包括兩個或更多個樹脂層時，該ri平衡劑可存在於一個或兩個層中，並在一些實施方案中可以以比在一個或多個其它層中高的量存在於層中之一中。
在一些實施方案中，該ri平衡劑可包括一種或多種具有通過astmd542在589納米的波長和25℃的溫度下測得的至少1.421的折光指數的醛的殘基。該ri平衡醛，在本文中也可稱作「高折光指數醛」或「高ri醛」可具有至少大約1.425、至少大約1.450、至少大約1.475、至少大約1.500、至少大約1.510或至少大約1.515和/或不大於大約1.675、不大於大約1.650或不大於大約1.625、或在大約1.425至大約1.675、大約1.475至大約1.650、或大約1.515至大約1.625的範圍內的折光指數。該高ri醛可以是包含至少一個芳環或芳基的芳族醛。芳族醛的實例可包括，但不限於，c7至c30芳族醛、c8至c25芳族醛或c9至c20芳族醛。可用作本發明的各種實施方案中的ri平衡劑的高ri醛的具體實例列在下表1中。
表1:示例性的高ri醛
當該ri平衡劑包括至少一種高ri醛的殘基時，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種可包含基於第一或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的醛殘基的總重量的至少大約0.5、至少大約1、至少大約5、至少大約10、至少大約15、至少大約20、至少大約25、至少大約30、至少大約35、至少大約40、至少大約45、至少大約50、至少大約55、至少大約60、至少大約65、至少大約70、至少大約75、至少大約80、至少大約85、至少大約90、至少大約95%和/或不大於大約99.5、不大於大約99、不大於大約97、不大於大約95、不大於大約90、不大於大約85、不大於大約80、不大於大約75、不大於大約70、不大於大約65或不大於大約60重量%的量的至少一種高ri醛的殘基。第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種可包含基於第一或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的醛殘基的總重量的大約0.5至大約99.5、大約10至大約90、大約25至大約75、或大約40至大約60重量%的量的至少一種高ri醛的殘基。
可以使用傅立葉變換紅外光譜學（ft-ir）和具有uv檢測的尺寸排阻色譜法（sec）的組合測定高ri醛殘基的量。特別地，使用ft-ir測量樹脂的殘留羥基並使用sec測定高ri醛殘基的量，通過差值確定任何其它醛殘基的量。使用具有atr取樣附件的perkinelmerspectrum100ft-irspectrometer（可購自perkinelmer,waltham,massachusetts）進行ft-ir分析。使用在4cm-1解析度下的8次掃描進行分析。在測試前，由已在乾燥器中用二氧化矽在室溫下乾燥過夜以除去過量水分的具有不同殘留羥基的幾個聚(乙烯醇縮正丁醛)樣品生成校準。將羥基伸縮振動譜帶（stretchingband）的峰值最大波數與之前通過astmd1396測定的各樣品的摩爾乙烯醇含量相關聯，並使用所得線性曲線擬合預測分析的樣品的摩爾殘留羥基含量。可以如下所述在使用sec分析測定聚(乙烯醇縮醛)樹脂的組成結束後通過計算將這些值換算成重量百分比。
使用waters2695alliance泵和具有waters410在線差示折光指數檢測器和waters2998pda在線uv檢測器（可購自waterscorporation,milford,massachusetts）及帶擴展包的dionexchromeleonv.6.8數據採集軟體（可購自thermofischerscientific,sunnyvale,ca）的自動取樣器進行sec分析。用plgelmixedc(5微米)柱和mixede(3微米)柱在1.0ml/分鐘的流速下以50微升進樣體積進行分析。通過將0.03至0.09克樹脂溶解在10-15毫升穩定化四氫呋喃中，然後各自經0.22微米ptfe過濾器過濾製備樣品。使用窄分子量聚苯乙烯標準和僅包含高ri醛的殘基的聚(乙烯醇縮醛)樹脂進行色譜儀的初始校準，後續樣品用寬分子量聚苯乙烯（可作為psbr250k購自americanpolymerstandardcorporation,mentor,ohio）校準。
在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂只有一種包含高ri醛的殘基，而在另一些實施方案中，這兩種樹脂都可包含這樣的殘基。包含高ri醛的殘基的樹脂的折光指數可以為至少大約1.492、至少大約1.495、至少大約1.500、至少大約1.505、至少大約1.510或至少大約1.515。
在各種實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種還可包含至少一種具有小於1.421的折光指數的醛的殘基。這些醛的實例可包括，例如脂族醛，如上文論述的c4至c8醛。具有小於1.421的折光指數的醛可選自正丁醛、異丁醛和2-乙基己醛。
當存在這些殘基時，第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可包含基於第一或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的醛殘基的總重量的至少大約10、至少大約15、至少大約20、至少大約25、至少大約30、至少大約35、至少大約40、至少大約45、至少大約50、至少大約55、至少大約60、至少大約65、至少大約70、至少大約75、至少大約80、至少大約85、至少大約90、至少大約95%和/或不大於大約99、不大於大約97、不大於大約95、不大於大約90、不大於大約85、不大於大約80、不大於大約75、不大於大約70、不大於大約65或不大於大約60重量%的這些醛。
使用上述ft-ir/sec法，然後通過根據下列公式計算測定具有小於1.421的折光指數的醛的殘基的量：100重量%–殘留羥基的重量%（來自ft-ir）–高ri醛殘基的重量%（來自sec）–殘留乙酸酯基的重量%（來自ft-ir）=具有小於1.421的折光指數的醛的殘基的重量%。第一和/或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂可包含基於第一或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的醛殘基的總重量的大約10至大約99、大約25至大約75、或大約40至大約60重量%的量的具有小於1.421的折光指數的醛的殘基。如上所述測得的這些樹脂之一的折光指數可以小於大約1.492、小於大約1.491或小於大約1.490。
根據一些實施方案，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一主要包含高ri醛的殘基，而第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的另一種主要包含至少一種具有小於1.421的折光指數的醛的殘基。本文所用的術語「主要」是指至少75重量%，以使主要包含指定醛的殘基的聚(乙烯醇縮醛)樹脂包含基於該樹脂的醛殘基的總重量的至少75重量%的指定醛的殘基。主要包含高ri醛的殘基的聚(乙烯醇縮醛)樹脂可包含基於該樹脂的醛殘基的總重量的不大於大約25、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約2或不大於大約1重量%的其它具有小於1.421的折光指數的醛的殘基。
類似地，可主要包含具有小於1.421的折光指數的醛的殘基的另一種聚(乙烯醇縮醛)樹脂可包含基於該樹脂的醛殘基的總重量的不大於大約25、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約2或不大於大約1重量%的高ri醛的殘基，並可包含至少大約75、至少大約80、至少大約85、至少大約90、至少大約95、至少大約97或至少大約99%的一種或多種具有小於1.421的折光指數的醛的殘基。在一些實施方案中，主要包含高ri醛的殘基的樹脂與組合物中的一種或多種其它樹脂的比率可以為至少大約1:99、至少大約5:95、至少大約10:90、至少大約20:80、至少大約25:75、至少大約30:70、至少大約40:60和/或不大於大約99:1、不大於大約95:5、不大於大約90:10、不大於大約85:15、不大於大約75:25、不大於大約70:30或不大於大約60:40，或在大約1:99至99:1、大約10:90至大約90:10、大約25:75至75:25、或大約40:60至60:40的範圍內。
在另一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的至少一種包含高ri醛和至少一種具有小於1.421的折光指數的醛的殘基，由此形成包含高和低ri醛的殘基的「雜化」樹脂。根據這些實施方案，該雜化樹脂中高ri醛殘基和具有小於1.421的折光指數的醛的殘基的量以及一種與另一種的重量比可以在上文對該樹脂共混物提供的相同範圍內。當第一或第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂包含高ri醛和較低ri醛的殘基時，這兩種聚(乙烯醇縮醛)樹脂的另一種也可包含至少一種高ri醛的殘基。或者，這兩種樹脂的另一種可以幾乎不或不包含高ri醛殘基，以使其包含少於大約10、少於大約5、少於大約2或少於大約1重量%的高ri醛的殘基，餘量是具有小於1.421的折光指數的醛，包括例如選自正丁醛、異丁醛、2-乙基己醛及其組合的醛的殘基。
當該夾層是多層夾層時，其可包括至少一個具有至少第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層和另一個包含至少第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層，其中第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量之間的差值為至少2重量%。這些聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一或兩者都可包含高ri醛的殘基，且樹脂層之一可具有比另一個高或低至少大約0.002、至少大約0.003、至少大約0.004和/或不大於大約0.010、不大於大約0.009、不大於大約0.008或不大於大約0.007、或在大約0.002至大約0.010、大約0.003至大約0.009、或大約0.004至大約0.007範圍內的折光指數。在一些實施方案中，當該夾層包括至少三個樹脂層時，最內樹脂層可具有較高折光指數，而在另一些實施方案中，外樹脂層之一或兩者的折光指數可以較高。在一些實施方案中，第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂只有一種可包含高ri醛的殘基。在另一些實施方案中，這兩種聚(乙烯醇縮醛)樹脂都可包含至少一種高ri醛的殘基，但這些樹脂仍可表現出在上文提供的範圍內的折光指數差異。
聚(乙烯醇縮醛)樹脂之一或兩者都可包含至少一種高ri醛的殘基。在一些實施方案中，當包含這樣的殘基的聚(乙烯醇縮醛)樹脂具有不大於例如15重量%的殘留羥基含量時，包含這樣的樹脂的樹脂層可具有小於20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約0、不大於大約-5或不大於大約-10℃的玻璃化轉變溫度和至少大約1.465、至少大約1.470、至少大約1.475、至少大約1.480、至少大約1.485或至少大約1.490的折光指數，各自如上所述測量。根據各種實施方案，該層的增塑劑含量可以為至少大約50、至少大約55、至少大約60、至少大約65phr和/或不大於大約120、不大於大約110、不大於大約90、不大於大約85、不大於大約80或不大於大約75phr，或在大約50至大約120、大約55至大約110、大約60至大約90、或大約65至大約75phr的範圍內。
當上文論述的多層夾層中的具有高ri醛的殘基的樹脂具有大於例如16重量%的殘留羥基含量時，包含該樹脂的樹脂層可具有至少大約26、至少大約30、至少大約33或至少大約35℃的玻璃化轉變溫度和至少大約1.470、至少大約1.475、至少大約1.480、至少大約1.485或至少大約1.490的折光指數，各自如上所述測量。根據一些實施方案，該層的增塑劑含量可以小於50phr、不大於大約45phr、不大於大約40phr、不大於大約30、不大於大約20phr。
根據本發明的各種實施方案，該ri平衡劑可包括液體ri平衡劑。本文所用的術語「液體ri平衡劑」是指在25℃和1atm的標準條件下為液體的ri平衡劑。在一些實施方案中，該液體ri平衡劑可以是例如高ri增塑劑。本文所用的術語「高ri增塑劑」是指具有至少1.460的如上所述測得的折光指數的增塑劑。適合用作ri平衡劑的高ri增塑劑可具有至少大約1.470、至少大約1.480、至少大約1.490、至少大約1.500、至少大約1.510、至少大約1.520和/或不大於大約1.600、不大於大約1.575或不大於大約1.550的如上所述測得的折光指數。該高ri增塑劑的折光指數可以在大約1.460至大約1.600、大約1.470至大約1.575、大約1.480至大約1.550、大約1.490至大約1.525的範圍內。
高ri增塑劑的類型或種類的實例可包括，但不限於，聚己二酸酯（大約1.460至大約1.485的ri）；環氧化物，如環氧化大豆油（大約1.460至大約1.480的ri）；鄰苯二甲酸酯和對苯二甲酸酯（大約1.480至大約1.540的ri）；苯甲酸酯和甲苯甲酸酯（大約1.480至大約1.550的ri）；和其它特種增塑劑（大約1.490至大約1.520的ri）。合適的ri增塑劑的具體實例可包括，但不限於，二丙二醇二苯甲酸酯、三丙二醇二苯甲酸酯、聚丙二醇二苯甲酸酯、苯甲酸異癸酯、苯甲酸2-乙基己酯、二乙二醇苯甲酸酯、苯甲酸丁氧基乙酯、苯甲酸丁氧基乙氧基乙酯、苯甲酸丁氧基乙氧基乙氧基乙酯、丙二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇苯甲酸酯異丁酸酯、1,3-丁二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二鄰甲苯甲酸酯、三乙二醇二鄰甲苯甲酸酯、二丙二醇二鄰甲苯甲酸酯、二苯甲酸1,2-辛酯、偏苯三酸三-2-乙基己酯、對苯二甲酸二-2-乙基己酯、雙酚a雙(2-乙基己酸酯)、對苯二甲酸二-(丁氧基乙基)酯、對苯二甲酸二-(丁氧基乙氧基乙基)酯及其混合物。該高ri增塑劑可選自二丙二醇二苯甲酸酯和三丙二醇二苯甲酸酯和/或2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯。
當該樹脂層或夾層包含高ri增塑劑時，該增塑劑可獨自存在於該層中或其可以與一種或多種附加增塑劑共混。所述一種或多種其它增塑劑也可包括高ri增塑劑，或一種或多種可以是具有小於1.460的折光指數的較低ri增塑劑。在一些實施方案中，該較低ri增塑劑可具有小於大約1.450、小於大約1.445或小於大約1.442的折光指數並可選自上列組。當使用兩種或更多種增塑劑的混合物作為ri平衡劑時，該混合物可具有在一個或多個上述範圍內的折光指數。
當用作多層夾層中的ri平衡劑時，高ri增塑劑可以以不同的量存在於兩個或更多個樹脂層中。類似地，當用作樹脂組合物或共混樹脂層中的ri平衡劑時，高ri增塑劑可以如上所述分配，以使具有較低殘留羥基含量的樹脂層或區域可具有較高量的高ri增塑劑。在一些實施方案中，樹脂層或夾層的至少一個層或一部分可包含至少大約5、至少大約10、至少大約15、至少大約20、至少大約25、至少大約30、至少大約35和/或不大於大約50、不大於大約45或不大於大約40phr的量的高ri增塑劑作為ri平衡劑。高ri增塑劑可以以大約5至大約50、大約10至大約45、大約20至大約40phr的量存在於該樹脂層或夾層中。在一些實施方案中，一個或多個其它層或部分可包含至少大約50、至少大約55、至少大約60、至少大約65、至少大約70和/或不大於大約120、不大於大約110、不大於大約100、不大於大約90或不大於大約75phr、或在大約50至大約120、大約55至大約110、大約60至大約90、大約65至大約75phr的範圍內的量的高ri增塑劑。這些量可包含存在於該組合物中的任何其它增塑劑，包含具有小於1.460的折光指數的那些，或可以僅包含高ri增塑劑。
當高ri增塑劑用作多層夾層中的ri平衡劑時，該夾層可包括至少一個具有第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層和另一個包含第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層，其中第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量之間的差值為至少2重量%。至少一個樹脂層可包含足以使該樹脂層的折光指數和另一樹脂層的折光指數之差的絕對值不大於0.010的量的高ri增塑劑。在一些實施方案中，當該夾層包括至少三個樹脂層時，最內樹脂層可具有較高折光指數，而在另一些實施方案中，外樹脂層之一或兩者的折光指數可以較高。
當在包含至少一種具有較低殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層中包含高ri增塑劑時，該樹脂層的至少一部分可具有不大於25、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約0、不大於大約-5或不大於大約-10℃的玻璃化轉變溫度，且該層可具有至少大約1.465、至少大約1.470、至少大約1.475、至少大約1.480、至少大約1.485或至少大約1.490的如上所述測得的折光指數。在一些實施方案中，該層的增塑劑含量可以為至少大約50、至少大約55、至少大約60phr和/或不大於大約120、不大於大約110、不大於大約90、不大於大約85、不大於大約80或不大於大約75phr，或在大約50至大約120、大約55至大約110、大約60至大約90、或大約60至大約75phr的範圍內。
當在包含具有較高殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層中存在高ri增塑劑時，該層的至少一部分可具有至少大約26、至少大約30、至少大約33或至少大約35℃的玻璃化轉變溫度，且該層可具有至少大約1.470、至少大約1.475、至少大約1.480、至少大約1.485或至少大約1.490的如上所述測得的折光指數。根據一些實施方案，該層的增塑劑含量可以小於50phr、不大於大約45phr、不大於大約40phr、不大於大約30或不大於大約20phr。
根據本發明的各種實施方案，該ri平衡劑可以是存在於一個或多個層或存在於層或夾層的一個或多個部分中的固體ri添加劑。本文所用的術語「固體ri添加劑」是指用於調節聚(乙烯醇縮醛)樹脂、樹脂層或夾層的折光指數並在25℃和1atm的環境條件下為固體的添加劑。在各種實施方案中，該固體ri添加劑可具有至少大約27、至少大約30、至少大約35、至少大約40、至少大約45、至少大約50、至少大約55、至少大約60、至少大約75、至少大約80、至少大約85、至少大約90、至少大約95或至少大約100℃的熔點。當用於樹脂共混物、層或夾層時，固體ri添加劑可以以足以使第一和第二樹脂層的折光指數之差的絕對值不大於大約0.010的量存在。當配製成不存在固體ri添加劑的相同樹脂層時，第一和第二樹脂層的折光指數之間的差值可大於0.010。
在一些實施方案中，該固體ri添加劑可以是用於提高至少一個樹脂層或夾層的折光指數的高ri固體添加劑。如上所述測得的高ri固體添加劑的折光指數可以為至少大約1.460、至少大約1.465、至少大約1.470、至少大約1.475、至少大約1.480、至少大約1.485、至少大約1.490、至少大約1.495、至少大約1.500、至少大約1.505、至少大約1.510、至少大約1.525、至少大約1.550、至少大約1.575或至少大約1.600。在另一些實施方案中，該固體ri添加劑可以是用於降低至少一種樹脂或樹脂層的折光指數的降低ri的固體添加劑。該降低ri的固體添加劑可具有小於1.460、不大於大約1.455、不大於大約1.450、不大於大約1.445或不大於大約1.440的如上所述測得的折光指數。無論較高還是較低，該固體ri添加劑可具有與聚(乙烯醇縮醛)樹脂的折光指數相差至少大約0.005、至少大約0.010、至少大約0.050、至少大約0.10和/或不大於大約0.50、不大於大約0.35或不大於大約0.20的折光指數。固體ri添加劑和聚(乙烯醇縮醛)樹脂之間的折光指數差值可以在大約0.005至大約0.50、大約0.010至大約0.35、或大約0.050至大約0.35的範圍內。
在各種實施方案中，該固體ri添加劑可根據添加劑和層或夾層的具體類型而以至少大約0.5、至少大約1、至少大約1.5、至少大約2或至少大約5phr的量存在於樹脂組合物或夾層中。該固體ri添加劑，無論是高ri添加劑還是降低ri的添加劑，可包括能與樹脂組合物或層中的至少一種聚(乙烯醇縮醛)樹脂物理混合或共混的物理固體ri添加劑，或其可以是可與一種或多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂反應並且併入所述一種或多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂的主鏈中的反應性固體ri添加劑。
該固體ri添加劑可以與一種或多種低ri增塑劑組合使用。低ri增塑劑的實例可包括，但不限於，三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)（「3geh」）、三乙二醇二-(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二-(2-乙基己酸酯)（「4geh」）、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、環己基己二酸己酯、己二酸二異壬酯、己二酸庚基壬基酯、己二酸二(丁氧基乙基)酯和己二酸雙(2-(2-丁氧基乙氧基)乙基)酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯及其混合物。該增塑劑可選自三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)和四乙二醇二-(2-乙基己酸酯)，或該增塑劑可包括三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)。該固體ri添加劑也可以與上文提到的一種或多種高ri增塑劑組合使用。
當該固體ri添加劑是物理固體ri添加劑時，其可以與夾層中的一種或多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂或層組合。在一些實施方案中，該物理固體ri添加劑可以以至少大約1、至少大約2、至少大約3、至少大約5、至少大約8、至少大約10、至少大約12、至少大約15、至少大約20和/或不大於大約60、不大於大約55、不大於大約50、不大於大約45、不大於大約40、不大於大約35、不大於大約30、不大於大約25、不大於大約20或不大於大約15phr的量或在大約1至大約60、大約5至大約50或大約10至大約45phr的範圍內的量存在於至少一個層或夾層中。合適的物理固體高ri添加劑的實例可包括，但不限於，聚己二酸酯、具有小於2500的分子量的聚苯乙烯、環氧化物、鄰苯二甲酸酯、苯甲酸酯、無機氧化物，例如氧化鋯，及其組合。降低ri的物理固體添加劑可選自滷化添加劑和含矽添加劑。
當用於多層夾層時，該物理固體ri添加劑可以在樹脂層之一中以比在一個或多個其它層中高的量存在。存在於樹脂層之一中的物理固體ri添加劑的量和存在於另一個層（包括例如相鄰層）中的物理固體ri添加劑的量之間的差值可以為至少大約2、至少大約5、至少大約8、至少大約10phr和/或不大於大約30、不大於大約25或不大於大約20phr，或其可以在大約2至大約30、大約5至大約25、或大約10至大約20phr的範圍內。根據一些實施方案，至少一個層可包含至少大約1、至少大約5、至少大約10、至少大約15phr和/或不大於大約60、不大於大約55、不大於大約50、不大於大約45phr的物理固體ri添加劑，或物理固體ri添加劑可以以大約1至大約60、大約10至大約50、或大約15至大約45phr的量存在。在一些實施方案中，物理固體ri添加劑可以以至少大約5、至少大約10、至少大約15、至少大約20phr和/或不大於大約60、不大於大約55、不大於大約50phr的量或在大約5至大約60、大約15至大約55、或大約20至大約50phr的範圍內的量存在於一個或多個層中。
當該多層夾層包括三個或更多個樹脂層且該固體ri添加劑是固體高ri添加劑時，一個或多個內層或芯層可包含比外層或皮層高的量的物理固體ri添加劑。但是，如果該固體ri添加劑是降低ri的固體添加劑，外皮層可包含比內芯層高的量的固體ri添加劑。芯層可包含該夾層中存在的物理固體ri添加劑總量的至少大約30、至少大約40、至少大約50、至少大約60、至少大約70或至少大約80%。
當該固體ri添加劑是反應性固體ri添加劑時，其可以與至少一種聚(乙烯醇縮醛)樹脂反應以使至少一部分該添加劑併入聚合物鏈中。該反應性ri添加劑可以是芳族添加劑並在一些實施方案中可包括鄰苯二甲酸酐類和苯基烷氧基矽烷，包括例如二苯基二甲氧基矽烷。
在一些實施方案中，該反應性ri添加劑可以在多層夾層的一層中以比其存在於該夾層的一個或多個其它層中高的量存在。在一些實施方案中，其可以不存在或基本不存在於一個或多個樹脂層中。例如，當該夾層是包括至少三個樹脂層的多層夾層時，內芯層可包含至少大約0.5、至少大約1、至少大約1.5、至少大約2、至少大約2.5、至少大約3和/或不大於大約50、不大於大約30、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約12、不大於大約10或不大於大約8phr，或大約0.5至大約20、大約1至大約12、或大約2至大約8phr的量的一種或多種反應性固體ri添加劑。一個或多個外皮層可包含不大於大約10、不大於大約5、不大於大約2、不大於大約1或不大於大約0.5phr的反應性固體ri添加劑。芯層可包含該夾層中存在的反應性ri添加劑的總量的至少大約65、至少大約75、至少大約85、至少大約95或至少大約99%。
當固體ri添加劑用作多層夾層中的ri平衡劑時，該夾層可包括至少一個具有第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層和另一個包含第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層，其中第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量之間的差值為至少2重量%。至少一個樹脂層可包含足以使第一樹脂層的折光指數和第二樹脂層的折光指數之差的絕對值不大於0.010的量的高ri添加劑。在一些實施方案中，當該夾層包括至少三個樹脂層時，最內樹脂層可具有較高折光指數，而在另一些實施方案中，外樹脂層之一或兩者的折光指數可以較高。
當在包含具有較低殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層中包含固體ri添加劑時，該樹脂層可具有不大於25、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約0、不大於大約-5或不大於大約-10℃的玻璃化轉變溫度和至少大約1.465、至少大約1.470、至少大約1.475、至少大約1.480、至少大約1.485、至少大約1.495或至少大約1.500的折光指數，各自如上所述測得。在一些實施方案中，該層的增塑劑含量可以為至少大約50、至少大約55、至少大約60、至少大約65phr和/或不大於大約120、不大於大約110、不大於大約90、不大於大約85、不大於大約80或不大於大約75phr，或在大約50至大約120、大約55至大約110、大約60至大約90、大約65至大約75phr的範圍內。
當在包含具有較高殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂層中存在該固體ri添加劑時，該層可具有至少大約26、至少大約30、至少大約33或至少大約35℃的玻璃化轉變溫度。在一些實施方案中，該層可具有至少大約1.470、至少大約1.475、至少大約1.480、至少大約1.485、至少大約1.490、至少大約1.500、至少大約1.510的折光指數。根據一些實施方案，該層的增塑劑含量可以小於50phr、不大於大約45phr、不大於大約40phr、不大於大約30或不大於大約20phr。
根據本發明的各種實施方案配製以包含至少兩種聚(乙烯醇縮醛)樹脂和ri平衡劑的樹脂組合物、層和夾層可表現出增強的光學性質而不犧牲其它性質，如耐衝擊性和聲學性能。如上文論述，由於樹脂的性質或組成，例如殘留羥基含量、殘留乙酸酯基含量或醛殘基的差異，不用ri平衡劑配製的相同樹脂的相同共混物可提供具有降低的光學性能的組合物、層和夾層。
清晰度是用於描述本文所述的組合物、層和夾層的光學性能的一個參數並可通過測量霧度值或百分比測定。霧度值代表與入射光相比被樣品散射的光的量化。在一些實施方案中，本文所述的樹脂共混物、層和夾層可具有根據astmd1003-13–程序b使用發光體（illuminant）c在2°觀察角下測得的小於5%、小於大約4%、小於大約3%、小於大約2%、小於大約1或小於大約0.5%的霧度值。用分光光度計，如hunterlabultrascanxe儀器（可購自hunterassociates,reston,va）對已層壓在兩片各自具有2.3毫米厚度的透明玻璃（可購自pittsburghglassworksofpennsylvania）之間的具有0.76毫米厚度的聚合物樣品進行該測試。
另外，本文所述的樹脂層和夾層可具有不大於3、不大於2或不大於1的斑駁值。斑駁是光學品質的另一量度，其作為紋理或顆粒度（graininess）檢測。如果程度太高或太嚴重，斑駁是視覺缺陷，由此造成令人不快的視覺外觀。斑駁通過受試層壓件的陰影圖（shadowgraph）投影與代表從1至4的一系列斑駁值或斑駁值標度的一組標準層壓件陰影圖的並排定性比較評估和分類，1代表低斑駁標準（即低破壞數），4代表高斑駁標準（即高破壞數）。高斑駁通常被認為令人不快，特別是在汽車和建築應用中。任選地，使用具有斑駁為0（無斑駁）的單層夾層的模型層壓件以利於評估具有比標準組的標度低，如比等級1低的斑駁等級的受試層壓件。表現出與0斑駁層壓件類似的陰影圖投影的受試層壓件被評定為具有斑駁等級0。用兩片各自具有2.3毫米厚度的透明玻璃（可購自pittsburghglassworksofpennsylvania）和夾層製備受試層壓件。該夾層通常具有大約35至40微米的隨機粗糙表面rz和0.76至0.86毫米的厚度。
使用包括氙弧燈、樣品支架、投影屏和數位相機的clearmottleanalyzer（cma）測定本文中提供的斑駁值。使用氙弧燈將層壓樣品的陰影圖投影到屏幕上並配置照相機以捕捉所得陰影圖的圖像。然後使用計算機成像軟體數字分析該圖像並與之前捕捉的標準樣品的圖像比較以測定樣品的斑駁。使用cma測量斑駁的方法詳細描述在美國專利申請公布us2012-0133764中。
用於測定光學性能的另一參數是透明度或可見光透射百分比（%tvis），其使用分光光度計，如hunterlabultrascanex根據astmd1003,程序b使用發光體c在2°觀察角下測量。通過分析具有大約0.76毫米的夾層厚度和2.3毫米的透明玻璃厚度（可購自pittsburghglassworksofpennsylvania）的玻璃層壓樣品獲得本文中提供的值。在一些實施方案中，本發明的樹脂層和夾層可具有至少大約70、至少大約75、至少大約80、至少大約81、至少大約82、至少大約83、至少大約84、至少大約85、至少大約85.5、至少大約86、至少大約86.5、至少大約87、至少大約87.5、至少大約88或至少大約88.5%的可見光透射百分比。更具體地，本發明的樹脂層和夾層具有對僅含aca、uv穩定劑和抗氧化劑添加劑的夾層而言大於85%或對含有附加添加劑，如上文提到的顏料、ir吸收劑或阻斷劑的夾層而言大於80%的%tvis。含有高量顏料和/或染料的聚合物夾層可視需要具有較低%tvis值，如在本體著色或染色（masspigmentedorcolored）的聚合物夾層中。
除表現出一種或多種在上述範圍內的光學性質外，本文所述的樹脂層和夾層也可表現出在合意範圍內的聲學性質。在一些實施方案中，如上文論述，樹脂層或夾層的至少一部分可具有不大於25、不大於大約20、不大於大約15、不大於大約10、不大於大約5、不大於大約0、不大於大約-5或不大於大約-10℃的玻璃化轉變溫度，這可有利於該層或夾層的聲學性能。同時，該層或夾層的至少一部分可具有至少大約26、至少大約30、至少大約35℃的玻璃化轉變溫度，這可有利於耐衝擊性質和強度。
在一些實施方案中，根據本發明的樹脂層或夾層可具有至少大約0.70的tanδ值。tanδ是通過動態機械熱分析（dmta）測得的試樣的以帕斯卡計的損耗模量（g』』）與以帕斯卡計的儲能模量（g』）的比率。在剪切模式下在1hz的振蕩頻率和3℃/min的溫度掃描速率下進行dmta。g」/g』曲線在玻璃化轉變溫度下的峰值為tanδ值。如根據本文中的各種實施方案描述的樹脂層或夾層可具有至少大約1.0、至少大約1.05、至少大約1.10、至少大約1.25、至少大約1.50、至少大約1.75、至少大約2.0或至少大約2.25的tanδ。
另外，該樹脂層和夾層可具有至少大約0.10、至少大約0.15、至少大約0.17、至少大約0.20、至少大約0.25、至少大約0.27、至少大約0.30、至少大約0.33或至少大約0.35的阻尼損耗因子或損耗因子。通過iso標準16940中所述的mechanicalimpedancemeasurement測量損耗因子。將聚合物樣品層壓在兩片各自具有2.3毫米厚度的透明玻璃之間，並製備成具有25毫米寬度和300毫米長度。然後使用可購自brüelandkjær(nærum,netherlands)的振動器（vibrationshaker）在中心點激發該層壓樣品，並使用阻抗頭（brüelandkjær）測量激發該棒振動所需的力和振動速度。在nationalinstrument數據採集和分析系統上記錄所產生的傳遞函數並使用半功率方法計算在第一振動模式下的損耗因子。在一些實施方案中，當ri平衡劑是高ri增塑劑時，該層或夾層可具有在20℃下大於0.25、大於0.27、大於0.30或大於0.35的損耗因子，而在另一些實施方案中，當ri平衡劑是固體ri添加劑或至少一種高ri醛的殘基時，該層或夾層可具有在20℃下至少大約0.10、至少大約0.15、至少大約0.20、至少大約0.25或至少大約0.30的損耗因子。
類似於兩種不同樹脂第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的樹脂共混物，共混兩個或更多個不同的樹脂層或夾層通常可產生具有出乎意料的性質和性能屬性的一個或多個新樹脂層或夾層。例如，具有較低殘留羥基含量和較低玻璃化轉變溫度的樹脂層或夾層可以與另一個具有較高殘留羥基含量和較高玻璃化轉變溫度的樹脂層或夾層共混，產生具有增強其聲學性質的具有較低玻璃化轉變溫度的軟區域和賦予該樹脂層或夾層增強的可加工性、強度和耐衝擊性的具有較高玻璃化轉變溫度的硬區域的新樹脂層或夾層。其它實例包括共混單片夾層和多層夾層、共混兩個多層夾層或將一個多層夾層共混入另一個多層夾層的樹脂層中。基本上，也可以通過根據材料含量共混兩種或更多種樹脂、增塑劑和其它添加劑實現由共混兩種材料產生的效應。本文所用的「共混樹脂材料」或「共混材料」是指待共混到另一樹脂組合物、樹脂層或夾層中的樹脂組合物、樹脂層或夾層。在共混兩個樹脂層或兩個夾層時，待共混的兩種材料的至少一種可包含本發明的樹脂層或夾層。在另一些實施方案中，這兩種材料都可包括本發明的樹脂層或夾層。
根據一些實施方案，本文所述的樹脂組合物、層或夾層的至少一部分可包含另一樹脂、層或夾層。在一些實施方案中，組合物、層或夾層中的樹脂總量的至少大約0.5、至少大約1、至少大約5、至少大約10、至少大約15、至少大約20、至少大約25、至少大約30或至少大約50%可源自共混樹脂材料。
通常，當該共混樹脂材料中的樹脂和增塑劑的類型和/或量明顯不同於製造中的樹脂或增塑劑（將該共混樹脂材料添加到其中）的類型和/或量時，可能不利地影響包含該共混樹脂材料的所得樹脂組合物、層或夾層的通過清晰度或霧度測得的光學性能。根據本發明的實施方案，可以通過使用一種或多種上文論述的ri平衡劑製造包含較高含量的共混樹脂材料的樹脂層和夾層。
當該ri平衡劑包括高ri增塑劑時，可以將較高量的共混樹脂材料添加到製造本文所述的樹脂組合物、層或夾層的方法中而不降低最終組合物、層或夾層的清晰度或提高其霧度。在一些實施方案中，包含共混材料的組合物可包含第一聚(乙烯醇縮醛)樹脂和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂，其中樹脂之一的殘留羥基含量可以比另一樹脂的殘留羥基含量低至少2重量%。這樣的組合物可進一步包含至少一種具有1.460的折光指數的高ri增塑劑，在一些實施方案中，該組合物、層或夾層中存在的第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的總量的多於3%可源自共混組合物、層或夾層。儘管第一和第二聚(乙烯醇縮醛)樹脂的殘留羥基含量不同，但包含多於0.5重量%的共混樹脂材料的組合物可具有不大於大約5、不大於大約4、不大於大約3、不大於大約2或不大於大約1或不大於大約0.5的霧度值。
用作ri平衡劑的與共混樹脂組合物一起使用的高ri增塑劑可具有在一個或多個上述範圍內的折光指數。高ri增塑劑可以在該組合物、層或夾層的製造過程中與共混材料一起加入和/或至少一部分高ri增塑劑可存在於添加到該方法中的共混樹脂材料中。另外，一種或多種其它增塑劑也可存在於共混的樹脂材料中和/或製造中的樹脂組合物、層或夾層中，其包括例如具有小於大約1.450、小於大約1.445或小於大約1.442的如上所述測得的折光指數的那些。在一些實施方案中，一種或多種附加高ri增塑劑也可存在於共混材料和/或該材料共混入的樹脂組合物、層或夾層中。
包含如上所述的共混樹脂材料的樹脂組合物可用於形成根據本發明的各種實施方案的層和夾層。例如，可以使用包含共混樹脂材料的樹脂組合物形成單一一體夾層，或其可用於形成多層夾層的一個或多個層。當用於各種層和夾層時，可以加入附加增塑劑以使該樹脂層或夾層中存在的增塑劑總量可以在上述範圍內。類似地，由包含共混樹脂材料的組合物形成的樹脂層和夾層的玻璃化轉變溫度和折光指數也可以在上文提供的範圍內。另外，由包含共混材料的組合物形成的樹脂層和夾層也可表現出如上所述的聲學性質並可包括在任何下述應用中。
根據一些實施方案，本文所述的樹脂組合物、層或夾層的至少一部分可包含一種或多種再循環樹脂材料，包括例如再循環的層或夾層。本文所用的術語「再循環」是指從生產線中移除和隨後送回生產線。通常，由於共混或組合的材料的不同組成和性質，利用再循環材料可能不利地影響通過清晰度或霧度測定的最終組合物、層或夾層的光學性能。但是，在一些實施方案中，本文所述的層或夾層可包含至少一種再循環樹脂材料，同時仍表現出與本文所述相同的光學和/或聲學性質。再循環樹脂材料的類型和/或量可落在一個或多個上述範圍內且該層或夾層可進一步包含至少一種ri平衡劑。另外，包含再循環樹脂材料的樹脂層和夾層也可具有在一個或多個下述範圍內的光學和/或聲學性能。
上述樹脂組合物、層和夾層可根據任何合適的方法製造。在各種實施方案中，製造這些組合物、層和夾層的方法可包括提供兩種或更多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂，將至少一種樹脂與ri平衡劑和任選地，至少一種增塑劑或其它添加劑共混以形成共混的組合物，和由該共混的組合物形成層。
在一些實施方案中，在該方法的初始步驟中提供的樹脂可以是一種或多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂的形式，而在另一些實施方案中，也可以提供一種或多種樹脂前體。在一些實施方案中，當物理共混兩種或更多種聚(乙烯醇縮醛)樹脂時，這兩種樹脂的共混可包括熔融共混並可以在至少大約140、至少大約150、至少大約180、至少大約200、至少大約250℃的溫度下進行。在另一些實施方案中，當所提供的聚(乙烯醇縮醛)樹脂組分包括樹脂前體時，該共混步驟可包括使兩種或更多種醛與聚乙烯醇反應以提供具有兩種或更多種醛部分的單一聚(乙烯醇縮醛)樹脂。另外，共混步驟的一部分可包括將一種或多種樹脂與至少一種增塑劑和/或與一種或多種上述ri平衡劑共混。
所得共混樹脂隨後可根據任何合適的方法成型為一個或多個樹脂層。形成聚合物層和夾層的示例性方法可包括，但不限於，溶液澆鑄、壓縮模塑、注射模塑、熔體擠出、熔噴及其組合。也可根據任何合適的方法，例如共擠出、吹塑膜、熔噴、浸塗、溶液塗布、刮刀塗布、槳式塗布、氣刀塗布、印刷塗布、粉末塗布、噴塗及其組合製造包括兩個或更多個樹脂層的多層夾層。在本發明的各種實施方案中，可以通過擠出或共擠出形成層或夾層。在擠出法中，可以預混一種或多種熱塑性聚合物、增塑劑和任選地，至少一種添加劑，包括一種或多種如上所述的ri平衡劑並將其進料至擠出裝置。也可以使用可以為液體、粉末或丸粒形式的其它添加劑，如aca、著色劑和uv抑制劑並可以在進入擠出裝置前將其混入熱塑性聚合物或增塑劑中。可以將這些添加劑併入聚合物樹脂和引申而言，所得聚合物片材中，由此增強聚合物層或夾層的某些性質及其在最終多層玻璃板或其它最終產品中的性能。
在各種實施方案中，該層或夾層的厚度或規格（gauge）可以為至少大約10、至少大約15、至少大約20密爾和/或不大於大約100、不大於大約90、不大於大約60、不大於大約50或不大於大約35密爾，或其可以在大約10至大約100、大約15至大約60、或大約20至大約35密爾的範圍內。以毫米計，該聚合物層或夾層的厚度可以為至少大約0.25、至少大約0.38、至少大約0.51毫米和/或不大於大約2.54、不大於大約2.29、不大於大約1.52或不大於大約0.89毫米，或在大約0.25至大約2.54毫米、大約0.38至大約1.52毫米、或大約0.51至大約0.89毫米的範圍內。在一些實施方案中，該樹脂層或夾層可包括沿該片材的長度或最長維度和/或寬度或次長維度具有基本相同厚度的聚合物平層，而在另一些實施方案中，多層夾層的一個或多個層例如可以是楔形的或可具有楔形輪廓，以使該夾層的厚度沿該片材的長度和/或寬度變化，以使該層或夾層的一邊的厚度大於另一邊。當該夾層是多層夾層時，該夾層的至少一個、至少兩個或至少三個層可以是楔形的。當該夾層是一體夾層時，該聚合物片材可以是平的或楔形的。楔形夾層可用於例如汽車和飛機應用中的平視顯示器（hud）板。
根據本發明的實施方案的樹脂組合物、層和夾層可用於包括樹脂層或夾層和至少一個剛性基底的多層板。可以使用任何合適的剛性基底並在一些實施方案中其可選自玻璃、聚碳酸酯、雙向拉伸pet、共聚酯、丙烯酸系及其組合。當該剛性基底包括玻璃時，該玻璃可選自上列組。當該剛性基底包括聚合材料時，該聚合材料可包括或不包括硬塗層表面層。在一些實施方案中，該多層板包括一對剛性基底和布置在它們之間的樹脂夾層。該板可用於各種最終用途，包括例如用於汽車擋風玻璃和窗戶、飛機擋風玻璃和窗戶、用於各種運輸應用如海上應用、軌道應用等的板、結構建築板，如窗戶、門、樓梯、走道、欄杆、裝飾性建築板、耐候板，如颶風玻璃或龍捲風玻璃，防彈板和其它類似應用。
當將該樹脂層或夾層層壓在兩個剛性基底，如玻璃之間時，該方法可包括至少下列步驟：(1)組裝這兩個基底和夾層；(2)通過紅外輻射或對流裝置將該組裝件加熱第一短時間；(3)將該組裝件送入壓力軋輥（niproll）以進行第一除氣；(4)將該組裝件加熱至大約60℃至大約120℃短時間以賦予該組裝件足夠的暫時粘合以密封夾層邊緣；(5)將該組裝件送入第二壓力軋輥以進一步密封夾層邊緣和允許進一步加工；和(6)在135℃至150℃的溫度和150psig至200psig的壓力下壓熱處理該組裝件大約30至90分鐘。如根據上述步驟(2)至(5)中的一些實施方案所述，將夾層-玻璃界面除氣的其它方法包括真空袋和真空環（vacuumring）法，這兩者也都可用於形成如本文所述的本發明的夾層。
在一些實施方案中，該多層板可包括布置在該層或夾層上的至少一個聚合物膜，以形成被稱作「雙層」的多層板。在一些實施方案中，雙層中所用的夾層可包括多層夾層，而在另一些實施方案中，可以使用一體夾層。聚合物膜在如本文所述的多層板中的使用可增強最終板的光學特徵，同時也提供其它性能改進，如紅外吸收。聚合物膜與聚合物層或夾層的區別在於膜無法獨自提供必要的抗穿透性和玻璃保持性質。該聚合物膜也可以比該片材更薄，並可具有0.001至0.25毫米的厚度。聚(對苯二甲酸乙二醇酯)（「pet」）是用於形成聚合物膜的材料的一個實例。
下列實施例意在舉例說明本發明以教導本領域普通技術人員作出和使用本發明並且無意以任何方式限制本發明的範圍。
實施例
下列實施例描述了包含各種聚(乙烯醇縮醛)樹脂的幾種樹脂組合物、層和夾層的製備。如下所述，使用對許多組合物、層和夾層進行的幾個試驗評估幾種對比材料和本發明的材料的聲學和光學性質。
實施例1:高折光指數聚(乙烯醇縮醛)樹脂的製備
通過用一種或多種醛，包括正丁醛（nbucho；ri=1.377）、異丁醛（ibucho；ri=1.374）,和2-乙基己醛（2ehcho；ri=1.414）將聚乙烯醇縮醛化而製備幾種對比聚(乙烯醇縮醛)樹脂，其在下表2中被稱作對比樹脂cr-1至cr-12。使用上文詳細描述的astmd1396或ft-ir/sec法測量所得樹脂的組成。也根據上述方法測量這幾種樹脂的折光指數和玻璃化轉變溫度（tg），結果提供在下表2中。
表2:幾種對比聚(乙烯醇縮醛)樹脂的性質
nd=未測定。
另外，也以類似方式製備根據本發明的實施方案的幾種聚(乙烯醇縮醛)樹脂。通過用正丁醛和各種高折光指數醛，包括苯甲醛（bzchori=1.545）、肉桂醛（ccho；ri=1.620）、4-氯苯甲醛（4-clbzcho；ri=1.5850）、2-苯基丙醛（2phprcho；ri=1.517）和氫化肉桂醛（hccho；ri=1.523）的混合物將聚乙烯醇縮醛化而形成這些本發明的樹脂，其在表3中被稱作公開樹脂dr-1至dr-21。也測定幾種公開樹脂的折光指數，結果概括在下表3中。
如上表2和3中所示，包含至少一種高折光指數醛（包括上列那些）的殘基的聚乙烯醇縮醛樹脂傾向於表現出比包含如正丁醛、異丁醛和2-乙基己醛之類的醛的殘基的那些高的折光指數。
實施例2:高折光指數樹脂夾層的製備
通過混合和熔融共混表2中所列的幾種對比樹脂和上表3中所列的幾種公開樹脂與不同量的增塑劑三乙二醇雙(2-乙基己酸酯)（3geh），形成幾種對比夾層和公開夾層。如上所述測量各所得夾層，被稱作對比夾層cl-1至cl-14和公開夾層dl-1至dl-26的組成、折光指數和玻璃化轉變溫度，結果分別概括在下表4和5中。
表4:幾種對比夾層的性質
nd=未測定。
表5:幾種公開夾層的性質
nd=未測定。
如上表4和5中所示，使用來自表3的較高折光指數的公開樹脂的公開夾層表現出比用較低折光指數樹脂，如表2中所列的對比樹脂配製的對比夾層高的折光指數。另外，如通過公開夾層dl-1和dl-2和dl-6和dl-23至dl-25的比較所示，用於形成夾層的增塑劑的量影響該層的玻璃化轉變溫度和折光指數，儘管對所有樹脂不一定影響程度相同。例如，如通過dl-1（75phr3geh；公開樹脂1）和dl-2（50phr3geh；公開樹脂1）的比較所示，將增塑劑的量降低大約33%使得該夾層的玻璃化轉變溫度提高11℃（從1℃到12℃），但折光指數僅提高0.006（從1.473到1.479）。但是，如通過dl-25（60phr3geh；公開樹脂5）和dl-6（75phr3geh；公開樹脂5）的比較所示，降低由這種樹脂形成的層中的增塑劑含量使得玻璃化轉變溫度僅提高1℃（從1℃到2℃），同時將折光指數提高0.004（從1.484到1.488）。
實施例3:使用高折光指數樹脂的夾層的製備
使用實施例2中形成並分別概括在上表4和5中的幾種對比夾層和公開夾層製造幾種對比和公開多層夾層。各多層夾層包括一對外「皮」層，其具有28密爾的總厚度，夾著通常由具有較低殘留羥基含量的樹脂形成的具有5密爾厚度的內「芯」層。如上所述測量夾層的組成和幾種性質，包括折光指數、玻璃化轉變溫度、斑駁和損耗因子，對比多層夾層（ci-1至ci-16）和公開多層夾層（di-1至di-29）的結果概括在下表6和7中。
如上表6中所示，由具有0.010或更大的折光指數差值的皮層和芯層形成的夾層表現出如由大於5的斑駁值所示的光學缺陷。但是，如表7中所示，由具有小於0.010的折光指數差值的皮層和芯層形成的夾層表現出1或更小的低斑駁值。另外，如表7中所示，通過具有折光指數高於或低於皮層的芯層的夾層可實現這樣的低斑駁值，只要相鄰層的折光指數之差的絕對值小於0.010。也如表7中所示，由都具有高ri醛殘基並具有大於0.010的折光指數差值的皮層和芯層形成的夾層表現出5或更大的高斑駁值。
實施例4:多層夾層的穩定性
測試如上述實施例1-3中所述製備的兩種對比多層夾層ci-2和ci-7和兩種公開多層夾層di-4和di-5以測定夾層隨時間的相對穩定性。通過比較在初始時間（t=0）和在層實現平衡後各層的玻璃化轉變溫度測量淨增塑劑遷移。結果概括在下表8中。
表8:示例性的對比夾層和公開夾層的淨增塑劑遷移和性質
公開夾層di-4表現出在平衡下該夾層的皮層和芯層兩者的玻璃化轉變溫度的最小變化。這表明夾層ci-2、ci-7和di-4各自的皮層和芯層之間的微量增塑劑遷移。儘管對比夾層ci-2和ci-7可能相對穩定，但都表現出大於5的斑駁值，這對大多數光學應用而言不可接受。相反，公開夾層di-4表現出的斑駁值小於1。
公開夾層di-5在平衡下表現出的玻璃化轉變溫度的輕微降低表明少量增塑劑從皮層遷移到芯層中。可通過在皮層中使用較少量的增塑劑或在芯層中使用較大量的增塑劑來減輕這樣的遷移。儘管如此，公開夾層di-5的芯層和皮層的折光指數僅相差0.004，因此，該夾層也表現出小於1的斑駁值。
實施例5:共混的聚(乙烯醇縮醛)樹脂
將如上述實施例1中所述製備的幾種對比和公開樹脂與38phr的3geh增塑劑一起混合和熔融共混以形成對比共混層cbl-16和cbl-17和公開共混層dbl-27和dbl-28。對比樹脂層cl-2列在表中。cl-15用對比樹脂cr-10和38phr的3geh配製，而公開樹脂層dl-27和dl-28分別用公開樹脂dr-3和dr-5和38phr的3geh配製。測量各共混樹脂夾層的霧度和可見光透射百分比（tvis）。結果提供在下表9中。
表9:幾種樹脂層的霧度和可見光透射百分比
如上表9中所示，由對比樹脂cr-2和cr-10的共混物形成的對比共混夾層cbl-16和cbl-17表現出高霧度值和比對比樹脂cr-2（對比層cl-2）或cr-10（對比夾層cl-15）的單樹脂層低的可見光透射百分比。相反，由對比樹脂cr-2和高折光指數的公開樹脂（層dbl-27中的樹脂dr-3或層dbl-28中的樹脂dr-5）的共混物形成的公開共混夾層dbl-27和dbl-28表現出與僅用對比樹脂cr-2配製的對比夾層cl-2基本相同的霧度和可見光透射百分比。因此，將本發明的高折光指數樹脂添加到對比夾層中不降低所得夾層的光學品質。
實施例6:具有高折光指數添加劑的夾層的製備
通過用正丁醛將聚乙烯醇縮醛化而製備幾種聚(乙烯醇縮醛)樹脂。將具有不同的殘留羥基含量的樹脂與各種量的3geh增塑劑熔融共混並用於形成多層夾層的各種層。各夾層具有夾在兩個各自具有14密爾厚度的外「皮」層之間的具有5密爾厚度的內「芯」層。用於形成芯層的聚(乙烯醇縮丁醛)樹脂具有11重量%的羥基含量且用於皮層的樹脂具有19重量%的羥基含量。這兩種樹脂都具有大約2重量%的殘留乙酸酯基含量。
由用以各種量存在於芯層和皮層中的3geh增塑的樹脂層形成對比夾層ci-17至ci-19。除3geh外，公開夾層di-30至di-38還包含各種量的兩種不同的高折光指數添加劑，benzoflex™2-45（二乙二醇二苯甲酸酯；可購自eastmanchemicalcompany,kingsport,tennessee）（添加劑a-1），其具有28℃的熔點和1.542的折光指數；和benzoflex™352（1,4-環己烷二甲醇二苯甲酸酯；可購自eastmanchemicalcompany）（添加劑a-2），其具有118℃的熔點和1.554的折光指數。測量對比夾層ci-17至ci-19和公開夾層di-30至di-38的各層的折光指數和玻璃化轉變溫度，且結果概括在下表10中。
如上表10中所示，提高僅包含3geh增塑劑的夾層的芯層的增塑劑含量降低該層的玻璃化轉變溫度，這最終改進其聲學性能。但是，這樣的提高也擴大皮層和芯層的折光指數之差，由此降低該夾層的光學品質。如表10中通過與公開夾層di-30至di-38比較顯示，用附加高折光指數添加劑配製的芯層的折光指數隨增塑劑載量提高而保持相當恆定，同時仍表現出玻璃化轉變溫度的類似降低。結果獲得具有折光指數幾乎相同的芯層和皮層的夾層，這極大降低光學缺陷，如斑駁。同時，芯層也表現出足夠低的玻璃化轉變溫度，表明該樹脂也具有聲學性質。
實施例7:具有反應性高折光指數添加劑的芯層的製備
通過熔融共混具有11重量%的殘留羥基含量和大約2重量%的殘留乙酸酯基含量的聚乙烯醇縮正丁醛樹脂與各種量的3geh增塑劑，形成用於模擬多層夾層的內芯層的幾種樹脂層。對比層cl-16包含75phr的3geh，而公開層dl-29至dl-31用3geh和反應性高折光指數添加劑（反應性高ri添加劑）的各種混合物配製。公開層dl-29和dl-30中所用的反應性高ri添加劑（添加劑a）是二苯基二甲氧基矽烷（可作為sid4535.0購自gelest,inc.,morrisville,pennsylvania），且公開層dl-31中所用的反應性高ri添加劑（添加劑b）是鄰苯二甲酸酐（可購自sigmaaldrichco.,st.louis,missouri）。測量對比層cl-16和各公開層dl-29至dl-31的折光指數且結果提供在下表11中。
表11:對比和公開樹脂芯層的折光指數
如表11中所示，使用3geh以及一種或多種反應性高折光指數添加劑形成的樹脂層具有比僅用3geh配製的樹脂層高的折光指數。因此，當用作多層夾層中的內芯層時，公開層dl-29至dl-31的折光指數更密切匹配由聚乙烯醇縮正丁醛形成的皮層的折光指數（ri=1.477）。因此，用公開層dl-29至dl-31作為芯層形成的多層夾層表現出比用對比層cl-16作為內芯層形成的多層夾層少的光學缺陷。
實施例8:包含具有高折光指數增塑劑的樹脂共混物的各種夾層
根據上文在實施例1中描述的程序製備兩種聚乙烯醇縮正丁醛樹脂r-1和r-2。樹脂r-1具有19重量%的殘留羥基含量，而樹脂r-2具有11重量%的殘留羥基含量。這兩種樹脂都具有2重量%的殘留乙酸酯基含量。製備包含各種量的樹脂r-1和r-2的幾種樹脂共混物以模擬各種共混率。將該共混物與38phr的選自3geh（增塑劑p-1；ri=1.442）、鄰苯二甲酸二辛酯（增塑劑p-2；ri=1.485）、30重量%3geh和70重量%benzoflex®2088（可購自eastmanchemicalcompany,kingsport,tennessee）的共混物（增塑劑p-3；ri=1.506）和壬基苯基四乙二醇醚（nonylphenyltetraethyleneglycol）（增塑劑p-4；ri=1.500）的增塑劑組合。然後將所得增塑樹脂成型為包含樹脂和增塑劑兩者的單一片材。測定各片材的折光指數、霧度和可見光透射百分比，結果提供在下表12中。
如上表12中所示，儘管用增塑劑p-1配製的共混樹脂層隨著較低羥基含量樹脂r-2的量增加而保持基本恆定的折光指數，但隨著r-2的量增加，具有高r-2含量的這些樹脂共混物的光學性質變差。例如，如表12中所示，包含多於1.1%樹脂r-2的共混物的霧度提高，同時這些共混物的可見光透射百分比從88.5%降至81.7%。
相反，用較高折光指數增塑劑p-2至p-4增塑的包含多於2.2%的樹脂r-2的樹脂共混物各自表現出與具有較低量的樹脂r-2的共混物基本相同的霧度值和可見光透射百分比。因此，可以斷定，使用較高折光指數增塑劑，如增塑劑p-2至p-4的樹脂共混物可允許較高量的較低羥基含量樹脂而不會不利地影響最終共混物的光學性質。
實施例9:包含高折光指數增塑劑的聚(乙烯醇縮丁醛)層
通過組合和熔融共混三種不同的聚(乙烯醇縮正丁醛)樹脂（pvb-1至pvb-3）與不同類型和量的增塑劑，形成幾種聚(乙烯醇縮正丁醛)層。各樹脂pvb-1至pbv-3具有11至20.4重量%的不同殘留羥基含量且所有三種樹脂都具有1重量%的殘留乙酸乙烯酯含量。對比層cl-17至cl-19用各種量的三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)（「3geh」；ri=1.442）配製，而公開層dl-32至dl-37包含3geh與benzoflex™354（可購自eastmanchemicalcompany,kingsport,tennessee）的混合物（ri=1.53）。測量各層的折光指數且結果概括在下表13中。
表13:具有各種增塑劑的幾種聚(乙烯醇)縮丁醛層
如上表13中所示，包含高折光指數增塑劑的樹脂層表現出比僅包含低折光指數增塑劑的那些高的折光指數。
實施例10:具有高折光指數添加劑的夾層的製備
使用實施例9中形成並概括在上表13中的幾種對比和公開夾層製造幾種對比和公開多層夾層。各多層夾層包括一對外「皮」層，其各自具有14密爾的厚度，夾著由具有較低殘留羥基含量的樹脂形成的具有5密爾厚度的內「芯」層。如上所述測量多層夾層的組成和幾種性質，包括總增塑劑含量、折光指數、玻璃化轉變溫度、斑駁和損耗因子，對比多層夾層ci-20和ci-21和公開多層夾層di-39至di-41的結果概括在下表14中。
表14:幾種對比和公開夾層的性質
如上表14中所示，由具有大於0.010的折光指數差值的皮層和芯層形成的夾層表現出如5的斑駁值所示的更大的光學缺陷。另外，使用高折光指數增塑劑的公開夾層di-39至di-41表現出比僅使用具有小於1.460的折光指數的增塑劑的對比夾層ci-20和ci-21高的總折光指數。
儘管已結合某些實施方案（包括當前據信是優選實施方案的那些）的描述公開了本發明，但該詳述意為舉例說明並且不應被理解為限制本公開的範圍。如本領域普通技術人員所理解的，本發明包括除本文中詳細描述的那些實施方案之外的實施方案。可以作出所述實施方案的修改和變動而不背離本發明的精神和範圍。
要進一步理解的是，如本文中通篇給出的那樣，如果相容，對本公開的任何單一組分給出的任何範圍、數值或特徵可與對本公開的任何其它組分給出的任何範圍、數值或特徵互換使用，以形成對各組分具有規定數值的實施方案。例如，可以形成除包含在給出的任何範圍內的增塑劑外還包含具有在給出的任何範圍內的殘留羥基含量的聚(乙烯醇縮丁醛)的夾層，以形成在本公開的範圍內但列舉起來太繁瑣的許多排列。此外，除非另行指明，對屬或類，如鄰苯二甲酸酯類或苯甲酸酯類提供的範圍也可適用於該屬內的物質或該類的成員，如對苯二甲酸二辛酯。