具有低斑驳和降低的冰花缺陷的聚合物夹层的制作方法

本发明涉及聚合物夹层和包含聚合物夹层的多层面板的领域。更具体地说，本发明涉及包含多个热塑性聚合物层的聚合物夹层领域。

背景技术：

1、多层面板通常是由两片基板(例如，但不限于玻璃、聚酯、聚丙烯酸酯、或者聚碳酸酯)及夹在其间的一层或者更多层的聚合物夹层组成的面板。层合多层玻璃面板通常应用于建筑窗户应用和用于机动车辆窗户和飞机窗户，以及用于光伏太阳能电池板。前两种应用通常被称为层合安全玻璃。层合安全玻璃中的夹层的主要功能是吸收由施加到玻璃上的冲击或力所产生的能量，以使得玻璃层即使在受到压力和玻璃破损的情况下仍结合在一起，并从而防止玻璃破碎成尖锐的碎片。此外，该夹层还可以赋予玻璃明显较高的隔音等级，降低uv和/或ir光透射，并增强相关窗户的美学吸引力。例如，已经生产了具有期望的声学特性的层合玻璃面板，从而得到更安静的内部空间。

2、此外，层合玻璃面板已经用于装备有平视显示器(“hud”)系统(也称为平视系统)的车辆中，其将仪表组的图像或其它重要信息投影到挡风玻璃上车辆驾驶员的眼睛高度处的位置。这种显示器允许驾驶员在视觉上访问仪表板信息的同时保持关注即将到来的行驶路径。通常，汽车或飞机中的hud系统使用车辆挡风玻璃的内表面来部分地反射投影图像。然而，在车辆挡风玻璃的外表面发生二次反射，形成弱的二次图像或“鬼像”。由于这两个反射图像在位置上偏移，因此经常观察到重影，这给驾驶员造成了不期望的观看体验。当图像被投影到具有均匀一致厚度的挡风玻璃上时，由于投影图像在玻璃的内表面和外表面反射时的位置差异，产生了干涉重像或反射鬼像。

3、解决这些重像或鬼像的一种方法是使内玻璃面板和外玻璃面板彼此成一定角度定向。这将反射图像的位置对准到单个点，从而创建单个图像。通常，这通过采用包括至少一个不均匀厚度区域的楔形或“锥形”夹层使外部片材相对于内部片材位移来实现。大多数传统的锥形夹层包括在整个hud区域上恒定的楔角，尽管最近已经开发了一些在hud区域上包括多个楔角的夹层。

4、为了实现玻璃面板所需的特性和性能特征，使用多层或多层夹层已成为普遍做法。如本文所用，术语“多层(multilayer)”和“多个层(multiple layers)”是指具有多于一层的夹层，并且多层和多个层可互换使用。多层夹层通常包含至少一个软层和至少一个硬层。如上所述，具有夹在两个更刚性或更硬的“皮”层之间的一个软“芯”层的夹层已被设计成具有用于玻璃面板的隔音特性。已发现具有相反构造的夹层，即具有夹在两个更软的层之间一个硬层，以改进玻璃面板的冲击性能，并且还可以被设计用于隔音。无论如何，软“芯”层通常被称为声学层(因为软层有利地降低传声)，而硬“皮”层被称为常规层或非声学层。

5、夹层的层通常通过将聚合物树脂如聚(乙烯醇缩丁醛)与一种或多种增塑剂混合，并通过本领域技术人员已知的任何适用的工艺或方法将混合物熔融加工成片而生产，所述方法包括但不限于挤出，其中该层通过如共挤出和层合的方法结合。在三层夹层中，芯层可以包括比皮层更多的增塑剂，使得芯层比相对较硬的皮层更软。为了各种其它目的，可以可选地加入其它附加成分。在形成夹层片材之后，通常将其收集并轧辊以便运输和存储，并且如下所述随后用于多层玻璃面板中。

6、多层玻璃面板通常通过与夹层组合的方式制造，以下提供了其简化描述。首先，可使用多歧管共挤出装置共挤出多层夹层。该装置通过同时从每个歧管向挤出开口挤出聚合物熔体而操作。该层的特性可以通过调节挤出开口处模唇的属性(例如，温度和/或开口尺寸)而变化。一旦形成，夹层片材放置在两个玻璃基板之间，并从边缘修整所有过量的夹层，以形成组件。将多个聚合物夹层片材或具有多个层的一个聚合物夹层片材(或两者的组合)放置在两个玻璃基板之间，以形成具有多个聚合物夹层的多层玻璃面板并不罕见。然后，通过本领域技术人员已知的适用的工艺或方法从组件中除去空气；例如通过轧辊，真空袋或另一除气装置。附加地，通过本领域普通技术人员已知的任何方法将夹层部分地压合到基板上。在最后一个步骤中，为了形成最终的单一结构，通过高温和高压层压工艺或本领域普通技术人员已知的任何其它方法，例如但不限于高压蒸汽，使这种预先结合更加持久。

7、已知多层夹层如具有软芯层和两个较硬皮层的三层夹层提供有益的声学阻尼特性。然而，含有这些多层声学夹层的玻璃面板在极端条件下可能产生通常称为冰花(iceflowers，也称为雪花，snowflakes)的缺陷，其在面板中存在过量残余的截留空气和玻璃中存在应力时开始出现。具体地，在层合多层玻璃面板构造的制造过程中，当这些层堆叠在一起以形成多层夹层时，空气和其它气体通常被截留在基板和夹层之间的间隙空间中或多层夹层的各个层之间的间隙空间中。在玻璃窗或面板制造过程中，通常通过真空或轧辊对该结构进行脱气来除去该截留的空气。然而，这些技术在去除基板之间的间隙空间中截留的所有空气方面并不总是有效的。这些气穴对于失配玻璃(例如钢化玻璃、热强化玻璃和厚的退火玻璃)和挡风玻璃是特别明显的，其中玻璃的曲率通常导致空气间隙。挡风玻璃中的这些空气间隙通常被称为“弯曲间隙(bending gaps)”。附加地，当在高压蒸汽过程中存在弯曲间隙时，加热和加压压缩玻璃以符合夹层并使间隙变窄，导致在初始间隙区域中的玻璃中的高应力。

8、如上所述，脱气技术在从玻璃面板组件中除去所有空气方面不总是有效的。作为结果，在玻璃和夹层之间存在残余空气。在高压蒸汽过程中，在热和压力下，残余空气溶解到夹层中，主要在皮层中。位于皮层中的残余空气可以移动到芯层或皮层-芯界面中，并且它最终在皮层与芯层之间分配以达到平衡状态。当大量的残余空气(例如过多的残余空气)存在于夹层中时，气泡可以成核，特别是在高温下，因为夹层变软并且对成核的抵抗力较差。

9、对于具有被两个较硬皮层夹在中间的软芯层的多层声学夹层，例如软层被限制在两个较硬层之间，由于成核有利于黏性较小的介质，气泡通常首先形成在软芯层内。在温暖至炎热的气候中，例如在夏季期间，安装在建筑物和车辆上的夹层玻璃中的玻璃温度可升高至50℃至100℃。在这些升高的温度下，由于玻璃面板或挡风玻璃中的应力而产生的力垂直于玻璃面板或挡风玻璃的平面并且沿相反方向在玻璃上施加压力，拉动玻璃面板远离彼此，以试图将它们恢复到它们的初始状态。该应力降低了空气成核和膨胀的阻力，并允许气泡在芯层内生长。

10、在高温(例如50℃至100℃)下，来自弯曲间隙或玻璃失配的应力导致气泡在芯层内在随机径向方向上在最小阻力的路径中膨胀。随着缺陷继续径向膨胀，形成分枝和树枝状特征，并产生不希望的冰花的光学外观。附加地，在芯层内形成冰花通常导致层之间的分离，降低了板的结构完整性。

11、在多层层合玻璃面板的制造中的附加问题是在最终的整体结构中存在斑驳。术语“斑驳(mottle)”是指最终单一结构中令人讨厌的视觉缺陷，即不均匀斑点的外观。换句话说，斑驳是内部聚合物夹层或多个聚合物夹层的表面积的颗粒度或纹理的量度。它是一种光学畸变形式。据信斑驳是由具有不同折射率的层合体的层之间的界面的小尺度表面变化引起的。层的折射率是光通过该物质的速度的量度。对于任何多层夹层，斑驳理论上是可能的，只要在层之间存在足够大的折射率差值并且存在一定程度的界面变化。在多层层合玻璃面板的最终整体结构中存在斑驳可能是有问题的，因为在多层层合玻璃面板的许多(如果不是大多数)最终用途商业应用(例如车辆、航空和建筑应用)中需要一定程度的光学质量。

12、鉴于上述情况，本领域需要开发一种多层夹层，其能够在不降低常规多层夹层的其它光学、机械和声学特性的情况下抵抗这些光学缺陷(即冰花和斑驳)的形成。更具体而言，本领域需要开发具有至少一个软芯层和一个硬皮层的多层夹层，该多层夹层抵抗空气成核以及膨胀而形成冰花，同时还具有可接受的斑驳值。

技术实现思路

1、本发明的一个方面涉及一种抵抗光学缺陷形成的聚合物夹层。该聚合物夹层包括第一聚合物层和第二聚合物层。第一聚合物层设置在第二聚合物层的第一侧面上。第二聚合物层的第一侧面的非压花表面包括大于40微米的由rz值限定的表面粗糙度。聚合物夹层具有小于1.0的斑驳值。

2、本发明的另一方面涉及一种抵抗光学缺陷形成的聚合物夹层。聚合物夹层包括第一聚合物层和第二聚合物层。第一聚合物层设置在第二聚合物层的第一侧面上。第二聚合物层的第一侧面的表面包括大于500微米的由rsm值限定的表面粗糙度。聚合物夹层具有小于1.0的斑驳值。

3、本发明的另一方面涉及制备抵抗光学缺陷形成的聚合物夹层的附加方法。该方法的一个步骤包括通过共挤出模具挤出第一聚合物层。附加步骤包括通过共挤出模具挤出第二聚合物层。进一步的步骤包括通过共挤出模具挤出第三聚合物层。在挤出步骤时，第一聚合物层位于第二聚合物层和第三聚合物层之间。在第一聚合物层的挤出期间，第一聚合物层具有第一储能模量值。在第二聚合物层的挤出期间，第二聚合物层具有第二储能模量值。第一储能模量值和第二储能模量值之间的差值小于约45,000pa。在挤出第一聚合物层、第二聚合物层和第三聚合物层之后，聚合物夹层具有小于1.0的斑驳值。

4、本发明的另一方面涉及一种聚合物夹层，其抵抗使用包括以下步骤的方法形成的光学缺陷的形成。一个步骤包括通过共挤出模具挤出第一聚合物层。附加步骤包括通过共挤出模具挤出第二聚合物层。进一步的步骤包括通过共挤出模具挤出第三聚合物层。在挤出步骤时，第一聚合物层位于第二聚合物层和第三聚合物层之间。在第一聚合物层的挤出期间，第一聚合物层具有第一储能模量值。在第二聚合物层的挤出期间，第二聚合物层具有第二储能模量值。第一储能模量值和第二储能模量值之间的差值小于约45,000pa。在挤出第一聚合物层、第二聚合物层和第三聚合物层之后，聚合物夹层具有小于1.0的斑驳值。