<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van laminaten, waarbij onder laminaten meer speciaal lagen van glas, plastiek of andere stijve materialen worden bedoeld die, al dan niet in combinatie, aan elkaar worden gehecht door middel van tussenlagen gevormd op basis van een polymeriseerbaar mengsel, zoals een hars of een lijm.
Meer bijzonder heeft deze uitvinding betrekking op een werkwijze die voornamelijk toegepast wordt in de glasnijverheid voor het fabriceren van enkelvoudig of meervoudig gelaagd glas dat bestaat uit tenminste twee glaslagen waartussen een laag uithardbaar hars voorzien wordt.
Het volgens de uitvinding verkregen gelaagd glasproduct kan naargelang het gebruikte hars, benut worden voor verschillende doeleinden zoals voor geluidsisolerend glas, kogelvrij glas, brandvertragend glas of dergelijke, en het kan worden gecombineerd met thermisch isolerend glas met een dubbele beglazing, spiegels, decoratief glas en dergelijke.
Een bekende werkwijze voor het vervaardigen van gelaagd glas maakt gebruik van transparante PVB (polyvinylbutyral) folie en/of PU (polyurethaan) folie en bestaat erin dat één of meerdere van de voornoemde folies tussen twee glasplaten geplaatst wordt, waarna het geheel in een autoclaaf bij een temperatuur van ongeveer 140 graden Celsius gedurende een termijn van ongeveer drie kwartier wordt verhit en
<Desc/Clms Page number 2>
samengeperst om een goede hechting en versmelting van de folie aan elkaar en aan beide glasplaten te bekomen.
Alhoewel met deze werkwijze een uitstekende uniforme laagdikte tussen de glasplaten wordt bekomen heeft zij als nadeel dat het samenstellen, verwarmen en samenpersen niet als een continu proces kan geschieden zodat deze werkwijze nooit volledig automatisch geïmplementeerd kan worden.
Een ander nadeel is dat deze werkwijze beperkt wordt door de specifieke eigenschappen van de PVB folie of PU folie zelf wat niet toelaat om laminaten met andere of speciale eigenschappen te vervaardigen.
Andere bekende werkwijzen zijn gebaseerd op het nauwkeurig parallel plaatsen van twee glasplaten op een gewenste afstand, waarna de ruimte tussen deze platen opgevuld wordt met een vloeibaar hars dat vervolgens chemisch wordt uitgehard, of waarbij het geheel bestraald wordt met ultraviolet licht van geschikte golflengte waardoor de uitharding van het hars plaatsvindt en tevens de hechting van het hars aan de glasoppervlakten wordt verkregen.
Veelal gebeurt hierbij het vullen van de ruimte tussen de glasplaten met hars met de glasplaten verticaal geplaatst.
Doordat de hydrostatische druk van de vloeibare harskolom in de bijna verticale stand op beide glasplaten naar beneden toe toeneemt hebben de onderste gedeelten van deze glasplaten de neiging om zieh naar buiten te verplaatsen, wat onvermijdelijk aanleiding geeft tot een niet-uniforme laagdikte van het hars. Dit kan tijdens en na het uitharden spanningszones in het geheel veroorzaken wat kan leiden tot een delaminatie effect, dit wil zeggen het loskomen van de uitgeharde laag hars van een of beide glasplaten.
<Desc/Clms Page number 3>
In het GB 1 367 977 wordt geopenbaard op welke wijze men het nadelig effect van de hydrostatische druk van de vloeibare laag hars op de glasplaten kan verhelpen door het aanbrengen van een hydrostatische tegenwerkende druk.
Hiertoe worden de glasplaten verticaal in een recipiënt geplaatst waarbij deze recipiënt geleidelijk gevuld wordt met een vloeistof en waarbij terzelfdertijd de laag vloeibaar, uithardbaar hars tussen de glasplaten wordt aangebracht. Het uitharden van het hars gebeurt door het opwarmen van de vloeistof in de recipiënt.
Een analoge werkwijze wordt beschreven in het CH 574 371 waarbij de vloeistof water is.
Deze werkwijzen zijn omslachtig en garanderen niet dat de glasplaten mooi parallel blijven.
In het DE 22 26 342 en het DE 26 06 569 geschiedt het inbrengen van de vloeibare, uithardbare laag hars tussen de glasplaten in verticale positie, terwijl het uitharden van het hars tussen de glasplaten in horizontale positie geschiedt.
Deze laatstgenoemde werkwijzen geven geen garantie dat het uitstulpen van de glasplaten hierdoor volledig verdwijnt, waarbij in het DE 22 26 342 een onderdruk in de laag hars wordt toegepast om dit uitstulpen zoveel mogelijk te vermijden.
In het GB 20 15 427 gebeurt het vullen van de ruimte tussen de verticaal geplaatste platen met vloeibaar, uithardbaar hars, enerzijds, en het uitharden van dit hars met behulp van ultraviolet straling, anderzijds, stapsgewijs in aansluitende lagen om de hydrostatische druk op deze wijze te beperken.
<Desc/Clms Page number 4>
Het nadeel van deze werkwijze is dat het uitharden van een eerste laag en het vervolgens aanbrengen van een volgende laag zonder onderbreking moeten gebeuren aangezien een te hard geworden eerste laag, voordat een volgende laag wordt aangebracht, aanleiding zal geven tot een zichtbare, zeer storende horizontale scheidingslijn tussen deze lagen.
In het US 4 828 784 wordt eenzelfde werkwijze toegepast waarbij men door middel van persrollen een bijkomende zijdelingse druk kan uitoefenen tijdens het continu vullen en uitharden van de opeenvolgende lagen giethars.
Volgens andere bekende werkwijzen wordt een vloeibare uithardbare laag hars aangebracht op een horizontaal geplaatste onderste glasplaat, waarna een bovenste glasplaat wordt aangebracht en vervolgens het vloeibaar hars uitgehard wordt met behulp van ultraviolet licht van een geschikte golflengte.
Een voorbeeld van zulke horizontale positionering is beschreven in het DE 27 28 762 maar hierin wordt de problematiek van het doorbuigen van de bovenste glasplaat op het vloeibaar hars en op de onderste glasplaat niet besproken.
Een ander voorbeeld hiervan is het EP 200 394 waarin de onderste glasplaat zodanig verbogen wordt dat deze een concave centrale zone vertoont waarin het uithardbaar hars wordt gegoten en waarna hierop een bovenste glasplaat wordt aangebracht. Hierbij worden de randen van het in voorbereiding zijnde laminaat afgesloten met een tape zodanig dat de op deze wijze ontstane begrenzing luchtdoorlatend blijft, terwijl het hars verhinderd wordt om uit het in voorbereiding zijnde laminaat te lekken.
<Desc/Clms Page number 5>
Vervolgens wordt de onderste glasplaat in een vlakke horizontale positie gebracht, en wordt hierna op de bovenste glasplaat een druk uitgeoefend zodat het hars zich uniform kan verspreiden waarbij tegelijkertijd de aanwezige luchtbellen zijdelings uit het hars worden gedreven.
Het US 472 4023 is gebaseerd op dezelfde werkwijze waarbij de kuipvorm van de onderste glasplaat wordt verkregen door een centraal gelegen en onder de glasplaat geplaatste zuignap waaraan een gewicht is bevestigd.
Nadelen aan deze laatste werkwijzen zijn dat de dikte van de laag hars beperkt wordt door de maximale doorbuiging en de zo ontstane caviteit van de glasplaat. Tevens is de insluiting van luchtbellen moeilijk te vermijden en kunnen resterende luchtbellen moeilijk verwijderd worden.
Een bijkomend ernstig nadeel is dat de bovenliggende plaat, door haar eigen gewicht en door het feit dat de harslaag vloeibaar wordt aangebracht, in het midden kan doorbuigen waardoor een niet-uniforme laagdikte wordt bekomen waaruit een mogelijke delaminatie van de harslaag kan volgen.
Een kenmerk dat gemeenschappelijk is aan alle voorgaande en andere werkwijzen die gebruik maken van voornoemde vulprocédés is het feit dat het aan te wenden hars voldoende vloeibaar moet zijn wat met zieh meebrengt dat de monomeren die een verdunnen effect aan deze harsen geven in voldoende hoge concentratie aanwezig moeten zijn in de samenstelling. Het gehalte aan monomeren bepaalt de viscositeit van de samenstelling, die voor de harsen gebruikt in de hierboven beschreven werkwijzen, een waarde heeft gelegen tussen 7 en 300 mPa. sec
<Desc/Clms Page number 6>
Een ernstig nadeel hieraan verbonden is dat een hoge concentratie van monomeren in het vloeibaar hars de ontvlambaarheid en de toxische eigenschappen van deze harsen in de hand werken.
Een bijkomend nadeel verbonden aan de hoge concentratie van monomeren in het vloeibaar hars is dat tijdens het uitharden de laag hars beduidend krimpt wat aanleiding kan geven, vooral indien dit te snel gebeurt, tot zichtbare scheuren en barsten in deze laag.
Voor het uitharden van deze harsen maakt men daarom meestal gebruik van een ultraviolet belichting gedurende 15 tot 20 minuten met behulp van bijvoorbeeld UV-A fluorescentielampen, zoals gebruikt in zonnebanken, die een beperkt totaal vermogen van 20 tot maximaal 100 W bezitten.
De huidige uitvinding heeft een werkwijze tot doel voor het vervaardigen van laminaten die de hierboven vermelde en andere nadelen totaal uitsluit.
Tot dit doel heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat bestaande uit tenminste twee platen, die aan elkaar gehecht worden met behulp van een tussenlaag op basis van een polymeriseerbaar hars, waarbij een laag van het polymeriseerbaar hars wordt aangebracht op een horizontaal geplaatste plaat en een tweede plaat op deze laag wordt aangebracht, waarna het verkregen geheel wordt samengeperst en de voornoemde laag volledig wordt gepolymeriseerd, daardoor gekenmerkt dat tussen het aanbrengen van de laag van hars en het aanbrengen van de tweede plaat, de laag hars eerst gedeeltelijk gepolymeriseerd wordt en deze laag hars pas na het samenpersen van het geheel volledig wordt gepolymeriseerd.
<Desc/Clms Page number 7>
Het gedeeltelijk uitharden van de polymeriseerbare laag vooraleer een bovenliggende plaat erop gelegd wordt heeft als voordeel dat de polymeriseerbare harslaag zieh vooraf mooi egaliseert en vervolgens als ondersteuning dient voor de bovenliggende plaat die hierdoor verhinderd wordt door te buigen zodat laminaten met perfect uniforme laagdikten worden bekomen en de kans op een delaminatie achteraf totaal vermeden wordt.
Een bijkomend voordeel is dat door het gedeeltelijk uitharden van de polymeriseerbare laag, men laminaten met tussenlagen kan verwezenlijken waarvan de dikte kan variëren.
Nog een voordeel van deze werkwijze is dat de criteria die aan de vloeibare eigenschappen van het aan te brengen hars gesteld worden niet zeer kritisch zijn, zodat naast traditionele harsen bij voorkeur harsen kunnen aangewend worden die weinig monomeren bevatten wat met zieh meebrengt dat de krimp van de polymeriseerbare laag tijdens het uitharden sterk vermindert.
Een laag monomeergehalte schept als bijkomende voordelen dat de ontvlambaarheid en het toxisch effect van het polymeriseerbaar hars sterk verminderen.
Tevens kan hierdoor de bestraling tijdens het uithardingsproces korter en meer intens gebeuren, waardoor het rendement van de laminatenproductie beduidend verhoogt.
Een bijkomend voordeel is dat de werkwijze volledig automatisch geïmplementeerd kan worden en omwille van het feit dat het uitharden van de harslagen snel kan gebeuren, een zeer grote productiecapaciteit kan bekomen
<Desc/Clms Page number 8>
worden die veel groter is dan deze bekomen met de klassieke, bestaande werkwijzen.
Daar waar de werkwijze volgens de uitvinding in eerste instantie bedoeld is om volledig horizontaal uitgevoerd te worden, kan in een bijzondere uitvoeringsvorm het persen van de platen met het ertussen geplaatste hars, alsook het uiteindelijke volledig uitharden van dit giethars onder een bepaalde hoek geschieden teneinde te bekomen dat eventuele luchtbellen die zieh in of aan het oppervlak van de harsmassa bevinden gemakkelijker kunnen ontwijken.
Zowel in het ene als in het andere geval kan men de gedeeltelijke polymerisatie van de laag hars bekomen door, hetzij de volledige oppervlakte te bestralen tot wanneer het hars tot op een bepaalde waarde is uitgehard, hetzij het hars te bestralen met tussenkomst van een zogenaamd masker waardoor enkel plaatselijk het hars tot op een bepaalde waarde zal uitgehard worden, met andere woorden volgens een bepaald patroon, om, zoals in het voorgaande geval, de totale uitharding te verwezenlijken nadat de platen, ten opzichte van elkaar zijn samengedrukt.
De uitvinding heeft ook betrekking op inrichtingen die bijzonder geschikt zijn voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van inrichtingen die de werkwijze volgens de uitvinding toepassen met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een inrichting weergeeft voor het
<Desc/Clms Page number 9>
toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding ; figuren 2 tot 8 op grotere schaal en in perspectief de gedeelten van figuur 1 weergeven die respektievelijk door F2 tot F8 zijn aangeduid ; figuur 9 een schematische doorsnede weergeeft van een uitvoering waarbij een masker wordt toegepast ;
figuur 10 een zieht is gelijkaardig aan dit van figuur
9 doch voor een uitvoeringsvariante ; figuur 11 een gedeeltelijke doorsnede weergeeft van het resultaat bekomen na gedeeltelijke uitharding volgens figuur 10 ; figuren 12,13, 14 en 15 enkele voorbeelden weergeven van mogelijke maskers ; figuur 16 een schematische opstelling weergeeft van een inrichting waarbij de gedeelten F6, F7 en F8 uit figuur l onder een helling kunnen uitgevoerd worden ; figuur 17 een praktische toepassing weergeeft van een uitvoering volgens figuur 16 ; figuur 18 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 17 door F18 is aangeduid ; figuur 19 een variante weergeeft van figuur 18.
Voor het vervaardigen van een glaslaminaat volgens de uitvinding met behulp van de inrichting volgens de figuren 1 tot 8 wordt als volgt te werk gegaan.
In de eerste plaats wordt een gereinigde en gedroogde glasplaat 1 plat op een volledig waterpas geplaatste steun 2 aangebracht.
Vervolgens wordt langs de randen van deze glasplaat l over de volledige omtrek een geschikte begrenzing 3 aangebracht die boven de glasplaat 1 uitsteekt, zodat boven de glasplaat 1 een kuipvormige, lekdichte ruimte 4 wordt gecreëerd.
<Desc/Clms Page number 10>
Deze ruimte 4 wordt vervolgens minstens gedeeltelijk gevuld met een polymeriseerbaar mengsel of hars, met behulp van in dit geval een spuitinrichting 6 of om het even welk ander gelijkaardig middel, zoals een vaste zogenaamde bar coater waaronder de glasplaat met constante snelheid voortbeweegt, teneinde een polymeriseerbare laag 7 te vormen.
Na het aanbrengen van de laag 7 wordt deze laatste gedeeltelijk gepolymeriseerd of uitgehard door middel van een stralingsinrichting 8 om een gel te vormen, waarna een tweede glasplaat 9 op deze laag 7 wordt aangebracht en de begrenzing 3 wordt verwijderd.
In een volgende stap wordt het verkregen geheel samengeperst, in het bijzonder voor het verwijderen van lucht tussen de tweede glasplaat 9 en de laag 7, en wordt tenslotte het geheel bestraald met een stralingsinrichting 10 die de laag 7 volledig polymeriseert.
De steun 2 is volledig vlak en waterpas opgesteld en geeft een volledige ondersteuning van de eerste glasplaat en vormt een statisch productiegedeelte dat grenst aan een transportinrichting 11 die hoofdzakelijk bestaat uit een eindloze transportband 12 die loopt over rollen 13 en 14.
In de steun 2 zijn voorzieningen aangebracht, bijvoorbeeld plexiglazen vensters 15, om de ultraviolet straling van de stralingsinrichting 8 naar de gietharslaag 7 door te laten.
In een variante kan de steun 2 bijkomend een luchtkussen ondersteuning vormen voor de glasplaat 1.
Het aanbrengen van de begrenzing 3 langs de randen van de glasplaat 1 gebeurt bij voorkeur automatisch, waarbij de begrenzing 3 gevormd wordt door rubberen, plastieken of met
<Desc/Clms Page number 11>
teflon bedekte metalen latten 16 die geschikt met elkaar verbonden zijn. Eventueel kunnen ze ten opzichte van elkaar verschuiven om zich aan verschillende afmetingen en vormen van de glasplaat 1 aan te passen.
In een andere uitvoeringsvorm kan de begrenzing 3 gevormd worden met een comprimeerbare, kleefbare, en bij voorkeur lucht doorlatende tape, die op de rand van de glasplaat 1 wordt gekleefd en die moet kunnen weerstaan aan de zijdelingse druk van het polymeriseerbaar hars. Meestal wordt de tape verwijderd na de gedeeltelijke polymerisatie van het hars maar hij kan ook in een latere stap of zelfs niet verwijderd worden in welke gevallen de tape luchtdoorlatend moet zijn.
De spuitinrichting 6 waarmee de laag 7 wordt aangebracht is, zoals weergegeven in figuur 4, voorzien van een spuitleiding 17 die zieh over de volledige breedte van de steun 2 uitstrekt en waarop op regelmatige afstanden van elkaar spuitkoppen 18 bevestigd zijn. Deze spuitkoppen 18 zijn eventueel verplaatsbaar in functie van de breedte van de glasplaat 1 en/of eventueel voorzien van een regelbare klep, bij voorkeur een elektromagnetische afsluitklep.
De spuitleiding 17 is in de lengterichting van de steun 2 verplaatsbaar met een constante, regelbare snelheid door middel van een verplaatsingsinrichting 19 en is aangesloten op een soepele toevoerleiding 20 die onder tussenkomst van een debietregelinrichting 21 op een niet in de figuur 4 voorgestelde pomp aansluit. Met behulp van de debietregelinrichting 21 wordt het debiet geregeld in functie van een aantal parameters, zoals daar onder meer zijn de oppervlakte van de glasplaat 1 en de gewenste dikte van de polymeriseerbare laag 7, zodat men een gelijkmatige
<Desc/Clms Page number 12>
verdeling verkrijgt van het polymeriseerbaar hars op de glasplaat 1.
De harsen zijn bij voorkeur van het een-component type en worden gemaakt met specifieke eigenschappen, zoals geluidsisolerende, inbraakbeveiligende, kogelwerende, brandvertragende, of andere eigenschappen.
EMI12.1
De polymeriseerbare harsen bestaan uit een mengsel dat naast één of meer prepolymeren één of meer componenten bevat uit de groep gevormd door acryl- methacryl- monomeren, vinylmonomeren, ethyleenmonomeren, oligomeren, foto-initiatoren, additieven voor het verbeteren van de stabiliteit, adhesiepromotors en krimpvermindering.
Als polymeriseerbaar hars kunnen klassieke fotopolymeriseerbare harsen aangewend worden maar door het feit dat de vulling horizontaal gebeurt en gevolgd wordt door een gedeeltelijke polymerisatie of uitharding, kunnen naast deze klassieke harsen bij voorkeur meer viskeuze harsen toegepast worden, namelijk met een viscositeit tussen 500 en 50. 000 mPa. sec, waardoor de krimp tijdens het polymeriseren gering is wat resulteert in een betere hechting aan de glasplaat, enerzijds, en een zwakker mechanisch spanningsveld in het hars, anderzijds. Het verdient daarom de voorkeur om voor deze werkwijze speciaal ontwikkelde en/of de meest geëigende harsen te gebruiken.
De stralingsinrichting 8 waarmee de laag 7 gedeeltelijk wordt uitgehard is bij voorkeur een ultraviolet oven waarbij een aantal ultraviolet stralingsbronnen 22, voorzien van afzonderlijk aan-en uitschakelbare UV lampen, reflectoren en oogbeschermingskappen, in een regelmatig matrixvormig patroon bij voorkeur worden ingebouwd in de steun 2. De stralingsbronnen 22 worden bestuurd door
<Desc/Clms Page number 13>
middel van een controle-inrichting 23 in functie van de afmetingen van de glasplaten. Door deze controle-inrichting 23 is de stralingsintensiteit nauwkeurig regelbaar.
De intensiteit en de duur van de straling worden hoofdzakelijk bepaald door de reactiviteit van het hars, de concentratie aan aanwezige foto-initiatoren in het polymeriseerbaar mengsel en de gewenste dikte van de laag 7.
In een andere uitvoeringsvorm van de stralingsinrichting 8 wordt gebruik gemaakt van een ultraviolet laser en een combinatie van optische vezels en lenzen voor de bundelverspreiding.
In nog een andere uitvoeringsvorm wordt de stralingsinrichting 8 waarmee de laag 7 gedeeltelijk wordt uitgehard in een regelmatig patroon op een instelbare hoogte boven en/of onder de laag 7 opgesteld.
Het aanbrengen en positioneren van de tweede glasplaat 9 op de gedeeltelijk gepolymeriseerde laag 7 geschiedt met een pneumatisch hefmechanisme 24 dat, zoals weergegeven in figuur 6, toelaat de glasplaat 9 exact te positioneren op de gepolymeriseerde laag 7.
Om het geheel gevormd door de twee glasplaten 1 en 9 en de laag 7 samen te persen wordt gebruik gemaakt van een persinrichting 25 die, zoals weergegeven in figuur 7, bijvoorbeeld bestaat uit minstens één rij persrollen 26 die de volledige breedte van de steun 2 innemen en waartussen het geheel geleid wordt. De persrollen 26 worden naar elkaar geduwd door drukcilinders 27 zodanig dat een gelijkmatige druk over de volledige breedte van de glasplaten 1 en 9 wordt uitgeoefend en de overblijvende lucht tussen de bovenliggende glasplaat 9 en de laag 7 naar buiten geduwd wordt.
<Desc/Clms Page number 14>
De stralingsinrichting 10 waarmee de laag 7 volledig gepolymeriseerd wordt is weergegeven in figuur 5. Deze stralingsinrichting 10 volgt onmiddellijk na de persinrichting 25 en overspant de volledige breedte van de glasplaat.
De ultraviolet lampen van de stralingsinrichting 10 kunnen van hetzelfde of van een ander type zijn dan deze van de stralingsinrichting 8. Zij kunnen bestaan uit lampen van een gemengd type dat zowel ultraviolet licht als infrarood licht uitstraalt (UV/IR). De lampen kunnen in één enkele of in meerdere rijen achter mekaar worden geplaatst.
In een variante kunnen een of meerdere rijen ultraviolet lampen of lampen van een gemengd type onder en/of boven het laminaat en onmiddellijk na de persinrichting worden geplaatst. Hiertoe wordt tussen de pers en de erop volgende draagtafel een gleuf voorzien.
Wanneer een derde of volgende glasplaat wordt aangebracht kunnen nu de verschillende stappen volgens de hierboven beschreven werkwijze, gaande van het aanbrengen van de begrenzing 3 tot en met het bestralen met de stralingsinrichting 10, voor iedere toegevoegde glasplaat herhaald worden.
Bijvoorbeeld kunnen reeds na het aanbrengen van de tweede plaat en voor het samenpersen van het geheel de verschillende stappen in de werkwijze vertrekkende van het aanbrengen van de begrenzing tot en met het positioneren van een derde en volgende glasplaat op een tweede en volgende gedeeltelijk uitgeharde laag herhaald worden in functie van het aantal benodigde glasplaten, waarna het geheel pas doorheen de persinrichting 25 en de stralingsinrichting 10 gestuurd wordt.
<Desc/Clms Page number 15>
De verschillende glasplaten kunnen, voordat ze op de steun 2, respectievelijk op de laag 7, geplaatst worden, behandeld worden met een hechtingsmiddel zoals bijvoorbeeld een acrylfunctioneel silaan voor glasplaten, en bijvoorbeeld met een fosforzuur acrylaat of-methacrylaat ester voor metaalplaten.
Deze behandeling zal de hechting van de polymeriseerbare laag aan de glasplaten tijdens de polymerisatie versterken waardoor de kans op delaminatie nog verminderd wordt.
In een bijzondere toepassing kan een co-polymeriseerbare laag, een laag die de glasplaat kleurt of een tint eraan geeft, een ultraviolet licht absorberende laag of dergelijke op de glasplaten aangebracht worden.
Het is duidelijk dat een ultraviolet licht absorberende laag steeds in een voorbereidende fase op de bovenste glasplaat moet aangebracht worden, indien de bestraling langs onder geschiedt.
Bij bepaalde uitvoeringen van de hierboven beschreven werkwijze kunnen vaste voorwerpen zoals geleidingsdraden, inbraaksensoren, zonnecellen, schermen en dergelijke in de ruimte 4 geplaatst worden vooraleer de laag 7 aangebracht wordt.
Met de hiervoor beschreven werkwijze bekomt men zeer hoge polymerisatiesnelheden, bijvoorbeeld tussen 5 seconden en een aantal minuten, zodat een zeer hoge productiviteit mogelijk is die competitief is met de werkwijzen voor het vervaardigen van laminaten die gebruik maken van PVB folie.
Gebaseerd op de grootste afmetingen van glasplaten (6m x 3, 2m) en met een volledig automatisch werkende inrichting
<Desc/Clms Page number 16>
EMI16.1
0 kan een productie van 150 tot 190 laminaten worden verkregen.
In de figuren 9 tot 19 is een uitvoeringsvariante weergegeven van deze volgens de figuren 1 tot 8, waarbij de gedeeltelijke uitharding van de laag 7 bekomen wordt door gebruik te maken van een masker dat tijdens het bestralen door de inrichting 8 onder de glasplaat 1 dan wel boven de laag hars 7 wordt geplaatst teneinde te bekomen dat de gedeeltelijk uitgeharde delen van het hars een patroon vormen in de laag 7, één en ander zodanig dat door de gedeeltelijk uitgeharde laag 7 niet enkel een doeltreffende steun wordt verkregen voor de tweede glasplaat 9, doch dat als het ware zeer minieme gangen worden gecreëerd aan de oppervlakte van de harslaag 7 waardoor het afvoeren van eventueel in of op het oppervlak van de laag 7 achterblijvende lucht, tijdens het samenpersen van de glasplaten 1-9 wordt verbeterd.
Inderdaad zal de hoogte van de gedeeltelijk uitgeharde delen hars verschillend zijn van de hoogte van de niet uitgeharde delen hars waardoor deze zeer minieme doorgangen
EMI16.2
worden gecreëerd. Tevens beoogt deze alternatieve werkwijze volgens de figuren 9 tot 19 dat, indien gewenst, of noodzakelijk, het samendrukken van de glasplaten 1-9 met de ertussen gelegen laag 7 in hars onder een hoek ten opzichte van de horizontale kan geschieden waardoor nogmaals een betere verwijdering van eventuele lucht wordt verkregen.
Voor het overige is de werkwijze volgens deze figuren 9 tot 19 identiek aan de werkwijze zoals beschreven aan de hand van de figuren 1 tot 8.
<Desc/Clms Page number 17>
In figuur 9 is weergegeven dat onder de glasplaat 1 een masker 28 wordt geplaatst, één en ander zodanig dat de straling van de stralingsbron 22 doorheen openingen 29 in het masker 28 de laag 7 kunnen bereiken teneinde te bekomen dat, zoals in figuur 11 is weergegeven, in deze laag 7 delen 30 worden gevormd die gedeeltelijk zijn uitgehard en daartussen gedeelten 31 die niet zijn uitgehard.
In figuur 10 is een variante hierop weergegeven waarbij het masker 28 boven de laag 7 wordt geplaatst en dit, al dan niet op een welbepaalde eventueel regelbare afstand van deze laag 7 teneinde ook op deze wijze de mate van polymerisatie te beïnvloeden.
Het masker 28 kan op om het even welke wijze worden verwezenlijkt uit een ondoorschijnend materiaal dat in papier, karton, metaal of dergelijke is uitgevoerd en waarin het geëigende patroon wordt uitgesneden of geëtst.
Zulk masker kan vanzelfsprekend ook verwezenlijkt worden door een met het gewenste patroon bedrukte kunststoffolie, een met verf of inkt bedrukte glas-of kunststofplaat, en dergelijke.
Het masker 28 kan, hetzij permanent aangebracht zijn in de steun 2 of dergelijke, meer bijzonder tussen de stralingsbronnen 22 en de laag 7 of kan, in het geval van een doorlopende werkwijze, waarbij de UV-belichting geschiedt doorheen een spleet in de steun 2, als een voorbijbewegend element worden uitgevoerd, bijvoorbeeld in de vorm van een oneindige lus, die zieh tussen de stralingsbronnen 22 en de laag 7, gelijktijdig en synchroon met deze laatste, voortbeweegt.
<Desc/Clms Page number 18>
De belichting doorheen het masker 28 veroorzaakt in de laag 7 gedeeltelijk of volledig uitgeharde gedeelten 30 naast niet uitgeharde gedeelten 31, waarbij de uitgeharde gedeelten 30, met andere woorden de delen die door de stralingsbronnen 22 belicht werden, de gelijkmatige ondersteuning en een optimaal parallelisme verzekeren tussen de glasplaten 1 en 9, terwijl de vloeibare, niet uitgeharde gedeelten ervoor zorgen dat de bovenste glasplaat 9 maximaal bevochtigd wordt met hars ; dat een zeer goede hechting wordt bekomen van glasplaat 9 met dit hars ; en dat de mogelijkheid wordt geboden om voor en tijdens het persen, door middel van de rollen 26, de glasplaten 1 en 9 met het daartussen aangebrachte hars 7 gedurende een bepaalde tijd onder een hoek kunnen geplaatst worden zonder dat het hars omlaag vloeit.
Voorbeelden van maskers zijn weergegeven in de hierbijgevoegde figuren 12 tot 15.
Het patroon van zulke maskers zal, afhankelijk van de gevolgde wijze van samenpersen, een bepaald motief vertonen. Dit motief of patroon kan bijvoorbeeld radiaal zijn uitgevoerd, zoals bij een regenbandprofiel, volgens de zin waarin het laminaat zal worden samengeperst.
Het patroon kan ook concentrisch verlopen vanuit het geometrisch middelpunt van de plaat 1.
In alle gevallen fungeert het patroon, naast de eerder vermelde en vereiste ondersteuning van glasplaat 9 op de uitgeharde delen 30, bij het persen zeer duidelijk als een zeer geschikt evacuatiesysteem voor luchtbellen die zieh aan de grenslaag tussen de laag 7 en de glasplaat 9 kunnen bevinden, doordat als het ware gangen, zij het met zeer minieme hoogte worden gevormd door het hoogteverschil dat
<Desc/Clms Page number 19>
gevormd wordt door de uitgeharde en niet uitgeharde delen, respectievelijk 30 en 31.
De gewenste polymerisatiegraad van het hars wordt bepaald door de duur en de intensiteit van de bestraling door middel van de stralingsbronnen 22.
De gehele bestraling doorheen een masker 28 heeft bovendien als zeer groot voordeel dat de belichtingstijd van het hars veel minder kritisch is dan bij een werkwijze volgens de figuren 1 tot 8. Er blijft immers steeds een voldoende hoeveelheid vloeibaar hars 31 aanwezig om de glasplaat 9 te bevochtigen.
Het is bovendien ook mogelijk om scherpere, of minder scherpere, aflijningen tussen de uitgeharde harsgedeelten te bekomen door bijvoorbeeld de overgangen in het patroon gradueel te laten verlopen van niet lichtdoorlatend geleidelijk tot lichtdoorlatend, bijvoorbeeld door deze overgangen via grijswaarden te laten verlopen.
Een andere mogelijkheid bestaat erin om de afstand tussen het masker 28 en de laag 7 in polymeriseerbaar hars te wijzigen tijdens het bestralen.
In figuur 16 is een voorbeeld weergegeven van de wijze van persen die zeer voordelig kan toegepast worden en die er in bestaat de glasplaat 9 door middel van een geschikte glashefinrichting 24, die bijvoorbeeld in hoofdzaak gevormd wordt door zuignappen 32 onder een kleine hoek boven de laag 7 op te hangen waarna de steun 2, samen met de glashefinrichting 24 gekanteld wordt vanuit een horizontale stand tot in om het even welke stand die naar wens kan variëren.
<Desc/Clms Page number 20>
Het onder een hoek brengen van voornoemd geheel kan bijvoorbeeld geschieden door middel van een pneumatische of hydraulische cilinder.
De glasplaat 9 wordt vervolgens aan haar onderste uiteinde, juist voor de persrollen 26 in contact gebracht met de laag 7, waarbij voor deze persrollen 26 de glasplaat 9 zoveel mogelijk verwijderd wordt gehouden van de laag 7, door middel van de zuignappen 32 van de hefinstallatie 24 en/of door zijdelingse geleiders voor de glasplaat 9 waarna het samenpersen van de lagen kan geschieden onder een gewenste vaste hoek of onder een langzaam toenemende hoek.
Deze werkwijze laat in ieder geval toe dat eventueel in de harsmassa ingesloten luchtbellen of luchtbellen die zieh tussen de harsmassa en de bovenplaat 9 bevinden gemakkelijk worden verwijderd.
Wanneer de aldus samengeperste platen voorbij de persrollen 26 komen, wordt het geheel voor de tweede maal bestraald met een krachtige UV-bron 10 tot wanneer de laag hars 7 volledig is uitgehard.
In figuur 17 is nog een uitvoering weergegeven waarbij de inrichting volgens figuur 16 deel uitmaakt van een rond een as verdraaibare draaitafel 33 en waarbij, tussen gedeelten van de steun 2, een spleet 34 is voorzien waarlangs de laag 7 bestraald wordt.
Deze bestraling geschiedt via een masker 28 dat in dit geval bijvoorbeeld gevormd wordt door een eindloze band die doorlopend en synchroon met de voortbewegingssnelheid van het hars 7 meebeweegt tussen dit hars en de stralingsbron 22.
<Desc/Clms Page number 21>
In figuur 19 is tenslotte een inrichting weergegeven waarbij het masker 28 gevormd wordt door een band die afgewonden wordt van een rol 35, respectievelijk opgerold wordt op een rol 36.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot het hiervoor beschrevene, doch dergelijke werkwijze voor het vervaardigen van een laminaat en een inrichting die deze werkwijze toepast kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
In het bijzonder moeten de platen niet noodzakelijk glasplaten zijn maar kunnen ook platen zijn bestaande uit een synthetisch materiaal, metaal en dergelijke. De voorwaarde is echter dat de onderste of de boven de polymeriseerbare harslaag liggende plaat steeds volledig of gedeeltelijk transparant moet zijn voor ultraviolet licht indien vanaf de onderzijde respectievelijk vanaf de bovenzijde van de steun 2 bestraald wordt.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for manufacturing a laminate and device for applying this method.
The present invention relates to a method of manufacturing laminates, which particularly refers to laminates as layers of glass, plastic or other rigid materials which, either in combination or not, are bonded together by means of intermediate layers formed on the basis of a polymerizable mixture, such as a resin or an adhesive.
More particularly, this invention relates to a method mainly used in the glass industry for the manufacture of single or multi-layered glass consisting of at least two glass layers between which a layer of curable resin is provided.
Depending on the resin used, the laminated glass product obtained according to the invention can be used for various purposes, such as for sound-insulating glass, bullet-proof glass, fire-retardant glass or the like, and it can be combined with thermal insulating glass with double glazing, mirrors, decorative glass and of such.
A known method for manufacturing laminated glass uses transparent PVB (polyvinyl butyral) film and / or PU (polyurethane) film and consists of placing one or more of the aforementioned films between two glass plates, after which the whole is autoclaved at a temperature of about 140 degrees Celsius is heated for a period of about 45 minutes and
<Desc / Clms Page number 2>
pressed together to obtain a good adhesion and fusion of the foil to each other and to both glass plates.
Although an excellent uniform layer thickness between the glass plates is obtained with this method, it has the drawback that the assembly, heating and compression cannot take place as a continuous process, so that this method can never be fully automatically implemented.
Another drawback is that this method is limited by the specific properties of the PVB film or PU film itself, which does not allow to produce laminates with different or special properties.
Other known methods are based on precisely placing two glass plates in parallel at a desired distance, after which the space between these plates is filled with a liquid resin which is then chemically cured, or where the whole is irradiated with ultraviolet light of suitable wavelength, so that the curing of the resin takes place and the adhesion of the resin to the glass surfaces is also obtained.
Usually the filling of the space between the glass plates with resin takes place with the glass plates placed vertically.
As the hydrostatic pressure of the liquid resin column increases in the almost vertical position on both glass plates, the lower parts of these glass plates tend to move outward, which inevitably gives rise to a non-uniform layer thickness of the resin. This can cause stress zones as a whole during and after curing, which can lead to a delamination effect, i.e. the loosening of the cured layer of resin from one or both glass plates.
<Desc / Clms Page number 3>
GB 1 367 977 discloses how the adverse effect of the hydrostatic pressure of the liquid resin layer on the glass plates can be remedied by applying a hydrostatic counter pressure.
To this end, the glass plates are placed vertically in a container, this container being gradually filled with a liquid and, at the same time, the layer of liquid, curable resin being placed between the glass plates. The resin is cured by heating the liquid in the container.
An analogous method is described in CH 574 371 where the liquid is water.
These methods are cumbersome and do not guarantee that the glass plates remain nicely parallel.
In DE 22 26 342 and DE 26 06 569 the liquid curable layer of resin is introduced between the glass plates in a vertical position, while the resin is cured between the glass plates in a horizontal position.
These latter methods do not guarantee that the bulging of the glass plates will disappear completely, whereby DE 22 26 342 uses an underpressure in the layer of resin in order to avoid this bulging as much as possible.
In GB 20 15 427, the filling of the space between the vertically placed plates with liquid, curable resin, on the one hand, and the curing of this resin with ultraviolet radiation, on the other hand, is done stepwise in subsequent layers in order to achieve the hydrostatic pressure in this way. to limit.
<Desc / Clms Page number 4>
The drawback of this method is that the curing of a first layer and the subsequent application of a subsequent layer must be carried out without interruption, since a first layer that has become too hard before a subsequent layer is applied will give rise to a visible, very disturbing dividing line between these layers.
In US 4 828 784 the same method is used in which an additional lateral pressure can be exerted by means of press rollers during the continuous filling and curing of the successive layers of casting resin.
According to other known methods, a liquid curable layer of resin is applied to a horizontally disposed lower glass plate, after which an upper glass plate is applied and then the liquid resin is cured using ultraviolet light of an appropriate wavelength.
An example of such horizontal positioning is described in DE 27 28 762, but it does not discuss the problem of bending the top glass plate on the liquid resin and on the bottom glass plate.
Another example of this is EP 200 394 in which the bottom glass plate is bent so that it has a concave central zone in which the curable resin is poured and after which an upper glass plate is applied. The edges of the laminate in preparation are hereby closed with a tape in such a way that the boundary thus created remains air-permeable, while the resin is prevented from leaking from the laminate in preparation.
<Desc / Clms Page number 5>
Then, the bottom glass plate is brought into a flat horizontal position, and then a pressure is applied to the top glass plate so that the resin can spread uniformly while simultaneously expelling the air bubbles present from the side of the resin.
US 472 4023 is based on the same method in which the tub shape of the bottom glass plate is obtained by a centrally located suction cup placed under the glass plate to which a weight is attached.
Disadvantages of the latter methods are that the thickness of the resin layer is limited by the maximum deflection and the resulting cavity of the glass plate. The inclusion of air bubbles is also difficult to avoid and residual air bubbles are difficult to remove.
An additional serious drawback is that the overlying plate, due to its own weight and the fact that the resin layer is applied in liquid form, can bend in the middle, resulting in a non-uniform layer thickness from which a possible delamination of the resin layer can follow.
A feature common to all of the foregoing and other processes using the aforementioned filling processes is the fact that the resin to be employed must be sufficiently fluid, which means that the monomers that impart a diluting effect to these resins are present in sufficiently high concentration should be in the composition. The monomer content determines the viscosity of the composition, which for the resins used in the processes described above, is between 7 and 300 mPa. sec
<Desc / Clms Page number 6>
A serious drawback is that a high concentration of monomers in the liquid resin promotes the flammability and the toxic properties of these resins.
An additional drawback associated with the high concentration of monomers in the liquid resin is that during the curing the layer of resin shrinks significantly which can give rise, especially if this happens too quickly, to visible cracks and cracks in this layer.
For the curing of these resins, therefore, use is usually made of ultraviolet lighting for 15 to 20 minutes using, for example, UV-A fluorescent lamps, such as used in tanning beds, which have a limited total power of 20 to a maximum of 100 W.
The present invention aims at a method of manufacturing laminates that completely eliminates the above and other disadvantages.
For this purpose, the invention relates to a method of manufacturing a laminate consisting of at least two plates, which are bonded together using an intermediate layer based on a polymerizable resin, wherein a layer of the polymerizable resin is applied to a plate placed horizontally and a second plate is applied to this layer, after which the whole obtained is pressed together and the aforementioned layer is fully polymerized, characterized in that between the application of the layer of resin and the application of the second plate, the layer of resin is first partially polymerized and this layer of resin is only fully polymerized after the whole has been compacted.
<Desc / Clms Page number 7>
The partial curing of the polymerizable layer before an overlay is placed on it has the advantage that the polymerisable resin layer is smoothed beforehand and subsequently serves as a support for the overlay which is prevented from bending so that laminates with perfectly uniform layer thicknesses are obtained and the risk of delamination afterwards is completely avoided.
An additional advantage is that by partially curing the polymerizable layer, laminates with intermediate layers can be realized, the thickness of which can vary.
Another advantage of this method is that the criteria for the liquid properties of the resin to be applied are not very critical, so that in addition to traditional resins it is preferable to use resins that contain few monomers, which means that the shrinkage of the polymerizable layer is greatly reduced during curing.
A low monomer content provides additional advantages that greatly reduce the flammability and toxic effect of the polymerizable resin.
It also allows the irradiation during the curing process to be shorter and more intense, which significantly increases the yield of laminate production.
An additional advantage is that the method can be implemented fully automatically and, due to the fact that the resin layers can be cured quickly, a very large production capacity can be obtained.
<Desc / Clms Page number 8>
that is much larger than this obtained with the classic, existing methods.
Where the method according to the invention is primarily intended to be carried out completely horizontally, in a special embodiment the pressing of the plates with the resin placed between them, as well as the final complete curing of this casting resin can take place at a certain angle in order to obtain that any air bubbles contained in or on the surface of the resin mass can escape more easily.
In either case, the partial polymerization of the resin layer can be achieved by either irradiating the entire surface until the resin has cured to a certain value, or irradiating the resin through a so-called mask. whereby only locally the resin will be cured to a certain value, in other words according to a certain pattern, in order to realize, as in the previous case, the total curing after the plates have been compressed relative to each other.
The invention also relates to devices which are particularly suitable for applying the method according to the invention.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, hereinafter, as an example without any limitation, some preferred embodiments of devices using the method according to the invention are described with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically shows a device for the
<Desc / Clms Page number 9>
applying the method according to the invention; figures 2 to 8 show on a larger scale and in perspective the parts of figure 1 which are indicated by F2 to F8 respectively; figure 9 shows a schematic cross-section of an embodiment in which a mask is used;
figure 10 a view is similar to that of figure
9 but for an embodiment variant; figure 11 represents a partial cross-section of the result obtained after partial curing according to figure 10; figures 12, 13, 14 and 15 show some examples of possible masks; figure 16 shows a schematic arrangement of a device in which the parts F6, F7 and F8 of figure 1 can be constructed at an angle; figure 17 represents a practical application of an embodiment according to figure 16; figure 18 shows on a larger scale the part indicated by F18 in figure 17; figure 19 represents a variant of figure 18.
The production of a glass laminate according to the invention with the aid of the device according to Figures 1 to 8 is carried out as follows.
Firstly, a cleaned and dried glass plate 1 is placed flat on a completely level support 2.
Then, along the edges of this glass plate 1, a suitable boundary 3 is provided, which projects above the glass plate 1, so that a cup-shaped, leak-proof space 4 is created above the glass plate 1.
<Desc / Clms Page number 10>
This space 4 is then at least partially filled with a polymerizable mixture or resin, in this case using a spraying device 6 or any other similar means, such as a fixed so-called bar coater under which the glass plate moves at a constant speed, in order to produce a polymerizable layer 7.
After the layer 7 has been applied, the latter is partially polymerized or cured by means of a radiation device 8 to form a gel, after which a second glass plate 9 is applied to this layer 7 and the boundary 3 is removed.
In a next step, the whole obtained is compressed, in particular for removing air between the second glass plate 9 and the layer 7, and finally the whole is irradiated with a radiation device 10 which completely polymerizes the layer 7.
The support 2 is completely flat and level and provides full support of the first glass plate and forms a static production section adjacent to a conveyor 11 which mainly consists of an endless conveyor belt 12 running on rollers 13 and 14.
Provisions, for example plexiglass windows 15, are provided in the support 2 to transmit the ultraviolet radiation from the radiation device 8 to the casting resin layer 7.
In a variant, the support 2 can additionally form an air cushion support for the glass plate 1.
The application of the boundary 3 along the edges of the glass plate 1 preferably takes place automatically, the boundary 3 being formed by rubber, plastics or with
<Desc / Clms Page number 11>
teflon covered metal slats 16 that are suitably joined together. Optionally, they can slide relative to each other to adapt to different sizes and shapes of the glass sheet 1.
In another embodiment, the boundary 3 can be formed with a compressible, adhesive, and preferably air-permeable tape, which is adhered to the edge of the glass plate 1 and which must be able to withstand the lateral pressure of the polymerizable resin. Usually, the tape is removed after the partial polymerization of the resin, but it can also be removed in a later step or even in which cases the tape must be permeable to air.
The spraying device 6 with which the layer 7 is applied is, as shown in figure 4, provided with a spraying pipe 17 which extends over the full width of the support 2 and on which nozzles 18 are fixed at regular distances from each other. These nozzles 18 can optionally be moved in function of the width of the glass plate 1 and / or optionally provided with an adjustable valve, preferably an electromagnetic shut-off valve.
The spray line 17 is displaceable in the longitudinal direction of the support 2 at a constant, adjustable speed by means of a displacement device 19 and is connected to a flexible supply line 20 which, via the flow control device 21, connects to a pump not shown in figure 4. With the aid of the flow control device 21, the flow rate is controlled in function of a number of parameters, such as, inter alia, the surface of the glass plate 1 and the desired thickness of the polymerizable layer 7, so that a uniform
<Desc / Clms Page number 12>
distribution of the polymerizable resin on the glass plate 1.
The resins are preferably of the one-component type and are made with specific properties, such as sound-insulating, burglary-resistant, bullet-resistant, fire-retardant, or other properties.
EMI12.1
The polymerizable resins consist of a mixture which, in addition to one or more prepolymers, contains one or more components from the group consisting of acrylic methacrylic monomers, vinyl monomers, ethylene monomers, oligomers, photoinitiators, additives for improving stability, adhesion promoters and shrinkage reduction .
As the polymerizable resin, classical photopolymerizable resins can be used, but due to the fact that the filling is done horizontally and is followed by partial polymerization or curing, it is preferable to use more viscous resins, namely with a viscosity between 500 and 50, in addition to these classic resins. 000 mPa. sec, resulting in low shrinkage during polymerization, resulting in better adhesion to the glass plate, on the one hand, and a weaker mechanical stress field in the resin, on the other. It is therefore preferable to use specially developed and / or the most suitable resins for this method.
The radiation device 8 with which the layer 7 is partially cured is preferably an ultraviolet oven, in which a number of ultraviolet radiation sources 22, provided with separately switchable and switchable UV lamps, reflectors and eye protection caps, are built into the support 2 in a regular matrix-shaped pattern. The radiation sources 22 are controlled by
<Desc / Clms Page number 13>
by means of a control device 23 in function of the dimensions of the glass plates. The radiation intensity can be accurately controlled by this control device 23.
The intensity and duration of the radiation are mainly determined by the reactivity of the resin, the concentration of photoinitiators present in the polymerizable mixture and the desired thickness of the layer 7.
In another embodiment of the radiation device 8, an ultraviolet laser and a combination of optical fibers and lenses for beam dispersion are used.
In yet another embodiment, the radiation device 8 with which the layer 7 is partially cured is arranged in a regular pattern at an adjustable height above and / or below the layer 7.
The application and positioning of the second glass plate 9 on the partially polymerized layer 7 is effected with a pneumatic lifting mechanism 24 which, as shown in figure 6, allows the glass plate 9 to be exactly positioned on the polymerized layer 7.
In order to compress the whole formed by the two glass plates 1 and 9 and the layer 7, use is made of a pressing device 25 which, as shown in figure 7, for instance consists of at least one row of pressing rollers 26 occupying the full width of the support 2 and between which the whole is guided. The press rollers 26 are pushed together by pressure cylinders 27 such that an even pressure is exerted over the full width of the glass plates 1 and 9 and the remaining air between the upper glass plate 9 and the layer 7 is pushed out.
<Desc / Clms Page number 14>
The radiation device 10 with which the layer 7 is fully polymerized is shown in figure 5. This radiation device 10 follows immediately after the pressing device 25 and spans the full width of the glass plate.
The ultraviolet lamps of the radiation device 10 may be of the same or a different type than those of the radiation device 8. They may consist of mixed-type lamps which emit both ultraviolet and infrared (UV / IR) light. The lamps can be placed one behind the other in several rows.
In a variant, one or more rows of ultraviolet lamps or mixed-type lamps can be placed below and / or above the laminate and immediately after the pressing device. A groove is provided for this purpose between the press and the subsequent supporting table.
When a third or subsequent glass plate is applied, the different steps can now be repeated for each glass plate added, according to the method described above, from applying the boundary 3 to irradiating the radiation device 10.
For example, after the second plate has been applied and before the whole has been pressed together, the various steps in the process, starting from applying the boundary up to and including positioning a third and subsequent glass plate on a second and subsequent partially cured layer, can be repeated. depending on the number of glass plates required, after which the whole is only passed through the pressing device 25 and the radiation device 10.
<Desc / Clms Page number 15>
The different glass plates, before they are placed on the support 2 and on the layer 7, can be treated with an adhesive such as, for example, an acrylic functional silane for glass plates, and, for example, with a phosphoric acid acrylate or methacrylate ester for metal plates.
This treatment will enhance the adhesion of the polymerizable layer to the glass plates during the polymerization, thereby further reducing the chance of delamination.
In a particular application, a copolymerizable layer, a layer that dyes or tints the glass plate, an ultraviolet light absorbing layer or the like can be applied to the glass plates.
It is clear that an ultraviolet light absorbing layer must always be applied to the top glass plate in a preparatory phase, if the irradiation is effected from below.
In certain embodiments of the above-described method, solid objects such as guide wires, intrusion sensors, solar cells, screens and the like can be placed in space 4 before the layer 7 is applied.
The process described above achieves very high polymerization rates, for example between 5 seconds and several minutes, so that very high productivity is possible which is competitive with the processes for manufacturing laminates using PVB film.
Based on the largest dimensions of glass plates (6m x 3.2m) and with a fully automatic device
<Desc / Clms Page number 16>
EMI16.1
A production of 150 to 190 laminates can be obtained.
Figures 9 to 19 show an embodiment of the embodiment according to Figures 1 to 8, in which the partial curing of the layer 7 is obtained by using a mask which is irradiated by the device 8 under the glass plate 1 or is placed above the layer of resin 7 in order to ensure that the partially cured parts of the resin form a pattern in the layer 7, such that the partially cured layer 7 not only provides an effective support for the second glass plate 9, but that, as it were, very minute passages are created on the surface of the resin layer 7, thereby improving the discharge of any air remaining in or on the surface of the layer 7, during the compression of the glass plates 1-9.
Indeed, the height of the partially cured resin parts will be different from the height of the uncured resin parts making these very minute passages
EMI16.2
are being created. This alternative method according to Figures 9 to 19 also aims, if desired, or necessary, to compress the glass plates 1-9 with the intermediate layer 7 in resin at an angle to the horizontal, so that once again a better removal of any air is obtained.
Otherwise, the method according to Figures 9 to 19 is identical to the method described with reference to Figures 1 to 8.
<Desc / Clms Page number 17>
Figure 9 shows that a mask 28 is placed under the glass plate 1, such that the radiation from the radiation source 22 can pass through openings 29 in the mask 28 to the layer 7 in order to obtain that, as shown in figure 11. In this layer 7, parts 30 are formed which are partially cured and between them parts 31 which are not cured.
Figure 10 shows a variant of this, in which the mask 28 is placed above the layer 7 and this, whether or not at a specific, optionally controllable distance from this layer 7, in order to influence the degree of polymerization in this way as well.
The mask 28 can be made in any way from an opaque material made of paper, cardboard, metal or the like in which the appropriate pattern is cut or etched.
Such a mask can of course also be realized by a plastic film printed with the desired pattern, a glass or plastic plate printed with paint or ink, and the like.
The mask 28 can be either permanently mounted in the support 2 or the like, more particularly between the radiation sources 22 and the layer 7 or, in the case of a continuous process, in which the UV exposure takes place through a slit in the support 2 as a passing element, for example in the form of an infinite loop, which moves between the radiation sources 22 and the layer 7 simultaneously and synchronously with the latter.
<Desc / Clms Page number 18>
The illumination through the mask 28 in the layer 7 causes partially or fully cured portions 30 in addition to uncured portions 31, the cured portions 30, in other words the portions exposed by the radiation sources 22, ensuring uniform support and optimum parallelism between the glass plates 1 and 9, while the liquid, uncured parts ensure that the upper glass plate 9 is wetted to the maximum with resin; that a very good adhesion of glass plate 9 with this resin is obtained; and that the possibility is offered before and during pressing, by means of the rollers 26, of the glass plates 1 and 9 with the resin 7 interposed between them being angled for a certain time without the resin flowing down.
Examples of masks are shown in the attached figures 12 to 15.
Depending on the compression method followed, the pattern of such masks will show a certain motif. This motif or pattern can for instance be made radial, as with a rain tire profile, according to the sense in which the laminate will be pressed together.
The pattern can also be concentric from the geometric center of the plate 1.
In all cases, in addition to the previously mentioned and required support of the glass plate 9 on the cured parts 30, the pattern clearly functions during pressing as a very suitable evacuation system for air bubbles which may be located on the boundary layer between the layer 7 and the glass plate 9 because, as it were, corridors are formed, albeit with very minimal height, by the difference in height
<Desc / Clms Page number 19>
is formed by the cured and uncured parts, 30 and 31, respectively.
The desired degree of polymerization of the resin is determined by the duration and the intensity of the irradiation by means of the radiation sources 22.
Moreover, the entire irradiation through a mask 28 has the very great advantage that the exposure time of the resin is much less critical than in a method according to figures 1 to 8. After all, a sufficient amount of liquid resin 31 always remains to form the glass plate 9. moisten.
It is moreover also possible to obtain sharper, or less sharper, delineations between the cured resin parts, for example by making the transitions in the pattern gradual from non-translucent to translucent, for example by making these transitions via grayscale.
Another possibility is to change the distance between the mask 28 and the layer 7 in polymerizable resin during the irradiation.
Figure 16 shows an example of the pressing method which can be used very advantageously and which consists in the glass plate 9 by means of a suitable glass lifting device 24, which for instance is mainly formed by suction cups 32 at a small angle above the layer 7, after which the support 2, together with the glass lifting device 24, is tilted from a horizontal position to any position which may vary as desired.
<Desc / Clms Page number 20>
Bringing said whole into an angle can for instance be effected by means of a pneumatic or hydraulic cylinder.
The glass plate 9 is then brought into contact with the layer 7 at its lower end, just before the press rollers 26, the glass plate 9 being kept as far away from the layer 7 as possible for these press rollers 26, by means of the suction cups 32 of the lifting installation. 24 and / or by lateral guides for the glass plate 9, after which the layers can be compressed at a desired fixed angle or at a slowly increasing angle.
In any case, this method allows any bubbles or air bubbles enclosed in the resin mass to be removed between the resin mass and the top plate 9 to be easily removed.
When the plates thus compressed pass the press rollers 26, the whole is irradiated for the second time with a powerful UV source 10 until the layer of resin 7 has fully cured.
In figure 17 a further embodiment is shown in which the device according to figure 16 forms part of a rotary table 33 rotatable about an axis and wherein a gap 34 is provided, between parts of the support 2, along which the layer 7 is irradiated.
This irradiation is effected via a mask 28, which in this case is formed, for example, by an endless belt which moves continuously and synchronously with the speed of advancement of the resin 7 between this resin and the radiation source 22.
<Desc / Clms Page number 21>
Finally, figure 19 shows a device in which the mask 28 is formed by a tape which is unwound from a roll 35 or is rolled up on a roll 36.
The present invention is in no way limited to the above-described, but such a method of manufacturing a laminate and a device employing this method can be realized in different variants without departing from the scope of the invention.
In particular, the plates need not necessarily be glass plates, but may also be plates consisting of a synthetic material, metal and the like. The condition is, however, that the bottom or the plate lying above the polymerisable resin layer must always be fully or partially transparent to ultraviolet light when irradiated from the bottom or from the top of the support 2, respectively.