Звукоизолирующая пленка для изготовления многослойных безосколочных стекол

ЗВУКОИЗОЛИРУЮЩАЯ ПЛЕНКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ БЕЗОСКОЛОЧНЫХ СТЕКОЛ(71) Заявитель Курарей Спешиэлитиз Юроп Гмбх(72) Авторы КЕЛЛЕР Уве КОЛЛЬ Бернхард ШТЕНЦЕЛЬ Хольгер(73) Патентообладатель Курарей Спешиэлитиз Юроп Гмбх(57) Звукоизолирующая пленка для изготовления многослойных безосколочных стекол,содержащая 0,15-0,80 мас.воды 50,00-79,85 мас.частично ацетализированного поливинилового спирта, содержащего от 10 до 25 винилспиртовых групп, а также от 0 до 20 остатков ацетатных групп 20,00-49,85 мас.пластифицирующей смеси, включающей 30-70 от массы смеси одного или нескольких полиалкиленгликолей, выбранных из группы, включающей полиалкиленгликоли общей формулы -(-)-, где- этилен, пропилен или бутилен и 5,8507 1 2006.10.30 блок-сополимеры из этилен- и пропиленгликолей общей формулы -(2-2-)(2-(3)-)-, где 2,3 и 25,производные блок-сополимеров из этилен- и пропиленгликолей общей формулы 1-(2-2-)-(2-(3)-)- или -(2-2-)-(2-(3)-)-1, где 2,3, 25 и 1 - органический остаток с 1-15 атомами углерода,и производные полиалкиленгликолей, у которых водород одной из двух конечных гидроксильных групп полиалкиленгликоля замещен органическим остатком 1, общей формулы 1-(2-)-, где 2 - этилен, пропилен или бутилен и 2,и, по меньшей мере, один пластификатор. Изобретение касается многослойного безосколочного стекла с улучшенными акустическими качествами, а также ПВБ-пленки для его изготовления. Многослойные безосколочные стекла, в общем, состоят из двух стекол и соединяющей стекла клеевой пленки. В качестве клеевой пленки преимущественно используется пленка из содержащих пластификатор частично ацетализированных поливиниловых спиртов, в частности из поливинилбутираля (ПВБ). Вышеупомянутые многослойные безосколочные стекла используются, к примеру, как ветровые стекла триплекс в автомобилестроении, а также как остекление в строительстве. В качестве пластификатора для ПВБ преимущественно применяются коммерчески доступные алифатические сложные двойные эфиры три- и, соответственно, тетраэтиленгликолей. К ним причисляют , 37, 38, а также 47, у которых цифры и буквы указывают на числоповторяющихся структурных единиц Н-(О-СН 2-СН 2)-ОН в части олигоэтиленгликоля, Н - на 2-этилбутират, 7 - на н-гептаноат и 8 - на 2-этилгексаноат. Дальнейшими пластификаторами для поливинилбутираля являются среди прочих диалкиладипаты с алифатическими или циклоалифатическими компонентами сложного эфира,диалкилсебазаты, триорганофосфаты, триорганофосфиты или фталатовые пластификаторы как бензилбутилфталат. Многослойные безосколочные стекла (триплексы) обнаруживают по сравнению с монолитными стеклами одинаковой прочности более высокую звукоизоляцию. Это объясняется тем, что ПВБ-пленка из-за эластичности уменьшает механическую связь составляющих триплекс стекол и тем самым передачу звуковых колебаний от обращенной к источнику звука стороне триплекса к его обратной стороне. Эффективность звукоизоляции остекления определяется как функция частоты согласно ДИН 52210 и соответственно ДИН ЕН ИСО 717 и выражается в этом случае оценочным размером звукоизоляции , которому соответствует взвешенное среднее значение в соответствующей строительной акустике полосе частот 100 Гц-3150 Гц. При этом более высокое значениесоответствует лучшей звукоизоляции остекления. Например, обычное многослойное безосколочное стекло со строением 3 мм стекло/0,38 мм ПВБ-пленка/3 мм стекло имеет 33 дБ, в то время как для монолитного стекла толщиной 6 мм результаты измерений показывают 32 дБ. Тем не менее, звукоизолирующие свойства известных многослойных безосколочных стекол для многих целей применения недостаточны. Если звукоизоляция многослойного безосколочного стекла с соответствующим состоянию техники промежуточным слоем из обычной ПВБ-пленки измеряется при комнатной температуре, то с возрастанием частоты звукоизоляция постоянно и примерно линейно растет в широкой области, причем, однако,в полосе частот примерно от 1000 до 3500 Гц следует наблюдать отчетливый провал звукоизоляции (относительный минимум звукоизоляции, резонансный провал). Положение этого резонансного провала зависит от толщины использованных стекол. При применении стеклянных слоев толщиной 4 мм резонансный провал расположен в области от 1250 до 2500 Гц, при применении более тонких стеклянных слоев сдвигается в область более вы 2 8507 1 2006.10.30 соких частот, в то время как для более толстых стеклянных слоев - в область более низких частот. Частота, при которой кривая звукоизоляции проходит относительный минимум,называется в дальнейшем резонансной частотой. Ранее уже были предложения улучшить звукоизоляцию многослойных безосколочных стекол. Из патента 5,773,102 (ЕР 0 763 420 А 1) и патента 07-097241 А известно многослойное безосколочное стекло, у которого для улучшения акустических качеств наряду со стандартной ПВБ-пленкой использована специальная, акустически эффективная пленка. В заявке 197 05 586 С 1 и патенте ЕР 0 844 075 А 1 для автомобильного звукоизолирующего многослойного стекла предлагается также многослойный термопластический промежуточный слой. Слой состоит из вязкоупругой полимерной акриловой пленки, которая с обеих сторон соединена со стеклами с промежуточным включением, соответственно, пленки из полиэтилентерефталата толщиной от 0,01 до 0,1 мм и, соответственно,термопластической клеевой пленки из поливинилбутираля. Такие многослойные промежуточные слои, тем не менее, дороги в изготовлении, а часто также в дальнейшей обработке. Из патента 24 61 775 А 1 известно, наконец, многослойное стекло, в котором улучшенная звукоизоляция хотя и достигается путем использования очень больших количеств стандартных пластификаторов, а именно флексола, однако при этом использованное количество пластификатора приводит к повышенной клейкости, вследствие чего пленку вряд ли можно обрабатывать на обычных установках. Патент 11-106595 А касается использования ПВБ, который содержит на 100 весовых частей смолы поливинилбутираля от 20 до 80 по весу эфирного и сложноэфирного пластификатора. Пластификатор, в свою очередь, содержит от 20 до 60 мас.триэтиленгликоля бис (2-этилгексаноата) (38) и от 40 до 60 мас.двузамещенного полиэтиленгликоля. В данном патенте решалась задача добиться при применении ПВБ хорошей температурной стойкости и хороших механических свойств многослойного безосколочного стекла. Указания на улучшенную звукоизоляцию в этой работе нет. Из патента 5,332,774 А известна пригодная для изготовления многослойных безосколочных стекол содержащая пластификатор пленка из частично ацетализированного поливинилового спирта. Таким образом, изготовленные смолы поливинилацеталя по этому патенту не могут пластифицироваться обычными умягчителями. На этом основании применяются специальные пластификаторы, среди них также определенные полиалкиленгликоли. Указания на улучшение звукоизоляции этот источник не дает. Из патента ЕР 0 041 229 А известно применение производных поли(пропиленоксида) в качестве пластификаторов для ПВБ. Из этого источника не следует никаких указаний на определенные соотношения смеси со стандартными пластификаторами или на акустическую действенность таких смесей пластификаторов. Задача данного изобретения поэтому - предоставить в распоряжение по возможности однослойную промежуточную пленку для многослойных стекол на основе ПВБ, которая при существенно неизменной обрабатываемости дает при комнатной температуре улучшенную звукоизоляцию изготовленных с ее помощью многослойных стекол. Дальнейшей задачей изобретения является предоставить в распоряжение многослойные стекла с промежуточным слоем на основе ПВБ с улучшенной при комнатной температуре звукоизоляцией. Изобретение решает эту задачу с помощью звукоизолирующей пленки для изготовления многослойных безосколочных стекол, которая содержит- от 30 до 70 от массы смеси одного или нескольких полиалкиленгликолей, выбранных из группы, включающей полиалкиленгликоли общей формулы -(-)-, где- этилен, пропилен или бутилен и 5,блок-сополимеры из этилен- и пропиленгликолей общей формулы НО-(СН 2-СН 2 О)-(СН 2-СН(СН 3)-О)-Н, где 2,3 и 25,производные блок-сополимеров из этилен- и пропиленгликолей общей формулы 1-(2-2-)-(2-(3)-)-, или -(2-2-)-(2-(3)-)-1, где 2,3,25 и 1 - органический остаток с 1-15 атомами углерода,и производные полиалкиленгликолей, у которых водород одной из двух конечных гидроксильных групп полиалкиленгликоля замещен органическим остатком 1 общей формулы 1(2-)-, где 2 - этилен, пропилен или бутилен и 2,и, по меньшей мере, один обычный пластификатор. Суть данного изобретения состоит в том, чтобы в состав ПВБ-пленки дополнительно,как минимум, к одному известному пластификатору ввести как пластификатор полиалкиленгликоль формулы -(-)- или его определенные производные. Полиалкиленгликоль или его определенные производные как соумягчитель в ПВБпленке вызывают по сравнению с обычным пластификатором существенное улучшение звукоизоляции в многослойных стеклах. В частности, ясно выраженный в иных случаях провал звукоизоляции в резонансной области выражен существенно слабее. По отношению к составу стандартных пленок в ПВБ-пленке может снижаться доля поливинилбутираля и/или соответственно использованного стандартного пластификатора и заменяться полиалкиленгликолем или его производным. Общая форма выполнения изобретения характеризуется тем, что полиалкиленгликоль, соответственно, его производное в смеси с одним или несколькими стандартными пластификаторами вызывает размягчение ПВБсмолы. В общей форме выполнения изобретения сумма размягчающих компонентов (полиалкиленгликольобычные пластификаторы) составляет от 20 до 49,85 мас.пленки. Доля заявляемого полиалкиленгликоля в пленке достигает при этом более, чем 5 мас. , и в предпочтительном случае более, чем 10 мас. , соответственно, по отношению к общему составу пленки. Полиалкиленгликоли в смысле изобретения - это такие вещества, которые имеют среднюю степень полимеризацииот 6 и выше, которая, впрочем, не так высока,чтобы в сочетании с остальными компонентами пленки вызвать неприемлемое помутнение в многослойном стекле. Как неприемлемое следует принимать при измерении согласно АСТМ Д 1 003-6 значения помутнения больше 3 хейзи, соответственно,отклоненияболее 3, которые устанавливаются при сравнительном измерении(ламинат)(стекл.пара)по ДИН 5033 для ламинированной ПВБ-пленкой стеклянной пары по отношению к стеклянной паре без ПВБ-пленки. Предпочтительно значения помутнения при толщине пленки 0,76 мм лежат ниже 1,5 , в частности ниже 1 хейз . Под полиалкиленгликолем согласно изобретению могут пониматься, в частности, поли(этиленоксиды), включая блок-сополимеры типа НО-(СН 2-СН 2-О)-(СН 2-СН(СН 3)-О)-Н,поли(пропиленоксиды) или поли(бутиленоксиды), а также их производные, причем поли(пропиленоксиды) из-за малой эффективности не являются предпочтительными. Для недериватизированных полиалкиленгликолей согласно изобретению следует, что средняя степень полимеризации - в дальнейшем обозначенная- должна быть, по меньшей мере, равной 6. Примерами этого являются Плюриоль 600 ( 600) фирмы БАСФ со средней степенью полимеризации , равной 13,6, а также Плюриоль 2000( 2000) фирмы БАСФ со средней степенью полимеризации , равной 15,5. 4 8507 1 2006.10.30 Производными полиалкиленгликоля согласно изобретению являются такие вещества,у которых водород одной из двух конечных гидроксильных групп полиалкиленгликоля заменяется органическим остатком. Примерами этого могут служить этоксилированные жирные спирты, этоксилированные жирные кислоты, такие как сложный эфир полиэтиленгликоля масляной кислоты, или моноэфир полиалкиленгликоля с простыми алифатическими спиртами, такими как метанол или этанол. Дальнейшими примерами являются Марлофен НП 6 (6) фирмы Кондеа , который состоит из полиэтиленгликолевой части с , равной 6, и изононилфеноловой части на одном из двух заканчивающихся гидроксилом конце, а также Марлипал О 13/100 (13/100) фирмы Кондеа , который состоит из полиэтиленгликолевой части с , равной 10, и С 13-оксоалкоголя. Для этих монодериватов полиалкиленгликоля считается, чтополиалкиленгликолевой части должна составлять, по меньшей мере, 2. Верхний пределвытекает из совместимости с остальными компонентами пленки. В качестве смол для заявляемой пленки служат сами по себе известные частично ацетализированные поливиниловые спирты, в частности поливинилбутираль. Частично ацетализированные поливиниловые спирты получаются известным способом путем ацетализации гидролизированных сложных поливиниловых эфиров. В качестве альдегидов могут применяться, например, формальдегид, ацетальдегид, пропиональдегид, бутиральдегид и т.п., предпочтительно бутиральдегид. Предпочтительная поливинилбутиральная смола содержит от 10 до 25 мас. , предпочтительно от 17 до 23 мас.и особенно предпочтительно от 19 до 22 мас.остатков винилового спирта. Поливинилбутираль содержит при необходимости дополнительно от 0 до 20 мас. , предпочтительно от 0,5 до 2,5 мас.остатков ацетата. В той мере, в какой в этой заявке вообще используется понятие поливинилбутираль или ПВБ, в общем, подразумеваются и другие частично ацетализированные поливиниловые спирты. Наряду с вышеописанными заявляемыми поливиниловыми спиртами используется по крайней мере еще один пластификатор. Для этого предпочтительным является стандартный пластификатор из группы сложных эфиров многоатомных алифатических или ароматических кислот, например,диалкиладипатов, таких как дигексиладипат, диоктиладипат, гексил-циклогексиладипат,смеси из гептил- и нониладипатов, диизонониладипат, гептилнониладипат, а также сложного эфира адипиновой кислоты с циклоалифатическими спиртами сложных эфиров, диалкилсебацатов, таких как дибутилсебацат, сложных эфиров фталатов, таких как бутилбензилфталат сложных эфиров многоатомных алифатических или ароматических спиртов или гликолей сложных олигоэфиров с максимум четырьмя единицами этиленгликоля с одним или несколькими неразветвленными или разветвленными алифатическими или ароматическими заместителями, как, например, сложные эфиры ди-, три- или тетрагликоля с линейными или разветвленными алифатическими или циклоалифатическими карбоновыми кислотами как примеры для последней из двух групп могут служить диэтиленгликольбис(2 этилгексаноат), триэтиленгликоль-бис(2-этилгексаноат), триэтиленгликоль-бис(2 этилбутаноат), тетраэтиленгликоль-бис-н-гептаноат, триэтиленгликоль-бис-н-гептаноат,триэтиленгликоль-бис-н-гексаноат. Особенно предпочтительны в качестве стандартных пластификаторов ди-н-гексиладипат (ДГА) и триэтиленгликоль-бис-н-гептаноат (37). Для изготовления заявляемой ПВБ-пленки с улучшенной звукоизоляцией смешиваются жидкие, пастообразные или твердые компоненты полиалкиленгликоля со стандартным пластификатором, так что получается либо однородный раствор компонентов полиалкиленгликоля в пластификаторе, либо дисперсия при несовместимости между полиалкиленгликолевыми компонентами и пластификатором. Смесь из пластификатора и полиалкилен 5 8507 1 2006.10.30 гликолевых компонентов перерабатывается затем вместе с порошкообразным поливинилбутиралем при подведении тепла и совершении механической работы в однородную пленочную массу, которая формуется в пленочную ленту предпочтительно через широкую щелевую фильеру. В качестве прочих составляющих в пленке могут содержаться, по мере необходимости, красящие вещества, светозащитные средства, стабилизаторы, вспомогательные средства для обработки, вода, а также регуляторы адгезии. Содержание воды в пленке устанавливается от 0,15 до 0,8 мас. , предпочтительно от 0,4 до 0,7 мас. . Многослойные безосколочные стекла (, триплекс) с заявляемой звукоизолирующей пленкой обнаруживают наряду с улучшенной звукоизоляцией такие отличающие триплекс качества, как ударопрочность, удержание осколков и прозрачность. Так, например, адгезия пленки к стеклу, определяемая путем обработки молотком весом 500 г образца размером 830 см, имеющего температуру 182 С, составляет 8-10 со стороны нагрева, а 7 - со стороны олова (стекло получено путем подачи исходной массы на жидкую оловянную баню, так что в процессе производства одна поверхность стекла находится в контакте с оловом, а другая поверхность подвергается наружному нагреву). Пример 1 К 67 весовым частям поливинилбутиральной смолы с остаточным содержанием винилового спирта (содержание группы ОН рассчитывается как содержание винилового спирта), равным 20,5 мас. , и остаточным содержанием винилацетата, равным 0,7 мас. , были добавлены 22 весовые части триэтиленгликоля-бис-н-гептаноата (37) как стандартного пластификатора вместе с 11 весовыми частями Плюриоля 600 ( 600), одним незамещенным поли(этиленгликолем) со средним молекулярным весом, равным 600 г/моль, и,соответственно, средней степенью полимеризации , равной 13,6, а также 0,15 весовых частей УФ-поглотителя Тинувин П ( ) (производитель фирма Циба (. Смесь была экструдирована в прозрачную пленку толщиной 0,76 мм с помощью экструдера с двойным шнеком и широкой щелевой фильерой при температуре массы около 200 С. ПВБ-пленки затем были использованы для ламинирования путем одновременного нагревания и прессования в автоклаве, соответственно, с двумя стеклами с габаритами 148012304 мм в многослойное стекло. Для этих стекол согласно ДИН ЕН ИСО 717 определялась оценочная звукоизоляция , причем полоса частот от 50 Гц до 5000 Гц проходилась терциями. Температура испытуемых тел и зала составляла 21 С. Результаты этих измерений представлены в диаграмме 1 в форме кривой звукоизоляции, причем более высокие при определенной частоте измеренные значения обозначают лучшую звукоизоляцию. Сравнительный пример (пример 2) Для представленной на диаграмме 1 кривой звукоизоляции многослойного стекла со структурой 4 мм стекло/0,76 мм стандартный ПВБ/4 мм стекло с 26 по весу 37 в качестве пластификатора можно ясно увидеть провал звукоизоляции между 1000 и в 2000 Гц. Этот феномен известен как резонансный провал и представляет, принимая во внимание звукозащиту, характерное слабое место многослойных стекол, изготовленных со стандартным ПВБ. Относительный минимум звукоизоляции в резонансной области лежит примерно при 1900 Гц, т.е. резонансная частота составляет 1900 Гц. Звукоизоляция на этой частоте составляет около 31,5 дБ, более чем на 5 дБ хуже соответствующего значения для пленки согласно примеру 1. Примеры 3-7 Представленные в таблице примеры 3-7 были проведены, как пример 1. Кривые звукоизоляции для примеров 3-7 расположены примерно на том же уровне, что и в примере 1. 6 Толщина пленки мм 0,76(3) Поли(этиленгликоль) со средним молекулярным весом, равным 600 г/моль.(4) Односторонне замещенный ПЭГ с полиэтиленгликолевой частью с , равной 12, и изононилфеноловой частью на одном из обоих оканчивающихся гидроксилом концах.(5) Двусторонне замещенный ПЭГ с полиэтиленгликолевой частью с , равной 10, и изононилфеноловой частью на одном из обоих оканчивающихся гидроксилом концах.(6) Полибутиленгликоль фирмы БАСФ с , равной примерно 9.(7) Оценочное значение звукоизоляции в дБ при измерении согласно ДИН ЕН ИСО 717. Для пленок из всех примеров значения помутнения в многослойном стекле - низкие и сравнимы со значениями для многослойного стекла, которое ламинировано ПВБ-пленкой,умягченной известным способом. Несмотря на повышенное от 26 мас.до 33 мас.по отношению к сравнительному примеру 2 общее содержание пластификатора потребительские свойства пленки, в частности клейкость, существенно не ухудшались. По сравнению с этим пленка с 33 мас.содержанием 37 из-за высокой клейкости - эксудации пластификатора - вряд ли могла бы перерабатываться на обычных установках. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7