CS251341B1 - Folyvinylbutyralová fólie pro vrstvená bezpečnostní skla a spůsob její výroby - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je zlepšeni manipulační lepivostí a schopnosti odvzdušnání u polyvinylbutyralových fólií pro vrstvené bezpečnostní skla. Zlepšeni se dosahuje diky charakteristickému povrchu fólie, který je dán strukturou povrchového lomu o maximální hláubce povrchových efektů 1 ač 3 ^um, s výhodou 2 až 7/am. Vynález se déle týká způsobu výroby této fólie vytlačováním. Žádoucí úpravy povrchu fólie se podle vynálezu dosahuje tim, že fólie Zlý se po výstupu z vytlačovacl hlavy /2/ ochlazuje ve vodní lázni /3/ o teplot! 20 až 50 °C a vzdálenosti od vytlačovacl hlavy /2/ 1 až 100 mm, a výhodou 10 až 30 mm, přičemž v mletá vstupu fólie do vodní ldzná /3/ se zabezpečuje kontinuální cirkulace vody.

Description

Vynález se týká polyvinylbutyralové fólie se zlepšenou manipulační lepivostí a schopností odvzdušnění, určené pro vrstvená bezpečnostní skla, a způsobu výroby této fólie.

Polyvinylbut.vralová fólie pro vrstvená bezpečnostní skla se vyrábí obvykle vytlačováním na vytlačovacím stroji s plochou hlavou. Jmenovitá tloušťka této fólie činí 0,4 nebo 0,8 mm^podle předpokládané aplikace konečného výrobku.

Při výrobě vrstvených bezpečnostních skel se fólie vkládá mezi dvě skla a celek se nejprve přealisuje při teplotách 80 až 100 °C a tlacích 0,2 až 0,6 MPa, načež se ve zvláštních autoklávech provádí lisování při teplotách 1 .,0 až 160 °C a tlacích 0,6 až 1,5 MPa.

Vkládání fólie mezi skla se provádí tak, že na omyté sklo se pokládá fólie ručně, přičemž je nutné, aby fólie velmi dobře klouzala po skle, tedy je vyžadován velmi nízký koeficient tření mezi fólií a sklem.

Snížení koeficientu tření mezi fólií a sklem se dosahuje modifikací polyvinylbutyralové směsi přídavkem kluzných činidel, která migrují na povrch a vytvořený povrchový mikrofilm zlepšuje kluzné vlastnosti. Jako kluzná činidla lze použít řadu organických látek, mezi nejlepší patří např. amidy mastných kyselin. Nevýhoda tohoto řešení spočívá v tom, že migrace kluzné látky na povrch může způsobovat nerovnoměrnou adhezi fólie ke sklu, jak bylo v četných případech prokázáno.

Kvalita povrchu polyvinylbutyralové fólie, definovaná např. povrchovou drsností K , ovlivňuje kromě uvedené operace - vkládání fólie mezi skla - rovněž operaci předlisování.

251 341

Technologie předlisování vyžaduje, aby vzduch uzavřený mezi sklo a fólii se při působení tlaku z tohoto prostoru odstranil. V případě, že je fólie hladká - nemá zdrsněný povrch dochází při předlisování k uzavírání strovů vzduchu mezi dclera a fólií, což nepříznivě ovlivňuje adhezi. V takovém místě vzniká také pnutí, vedoucí v průběhu času k tvorbě tzv. nedolepků, případně květů - defektních míst, kvůli nimž se musí laminát vyřadit. Tomuto jevu se snaží výrobci zabránit např. tím, že povrch fólie desénují a nebo ji navíc opatřují oboustranně podélnými rýhami, které slouží k odvádění vzduchu při předlisu.

Oba používané postupy mají určité nevýhody.

Desénování polyvinylbutyralových fólií je velmi· náročný technologický proces vzhledem k tomu, že po zahřátí nad JO °C tyto fólie prudce zvyšují svou lepivost. Desénování z hlediska deformovatelnosti taveniny přitom vyžaduje teploty nad 100 °C. Lepení na desénovací válec lze zabránit, provádí-li se desénování v prostředí separačních kapalin, například vody nebo různých roztoků solí.

Velkou nevýhodou úpravy desénováním může být i skutečnost, že je možno dosáhnout pouze jedné povrchové struktury dané strukturou desénovacího válce. Ukazuje se, že pro tlouštky fólie 0,4 a 0,8 mm je nutno mít k dispozici dva desénovací válce, případně - což je pohotovější - dva desénovací stroje.

Vytváření rýh na povrchu se děje přímo při vytlačování - pomocí rýhovacích čelistí. Jedná se pouze o pomocnou úpravu, kte rá sama o sobě nestačí zajistit požadované vlastnosti fólie. Vždy je ještě nutné desénování, se všemi nevýhodami, jež byly uvedeny.

Uváděné nevýhody dosud známých úprav povrchu polyvinylbutyralových fólií odstraňuje polyvinylbutyralová fólie pro vrstvená bezpečnostní skla a způsob její výroby podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že fólie obsahuje strukturu povrchového lomu o maximální hloubíce povrchových defektů 1 až 20/um, s výhodou 2 až 7/úra. Předmětem vynálezu je dále způsob výroby této fólie, jehož podstata spočívá v tom, že vytlačovaná fólie se

- 3 251 341 bezprostředně po výstupu z vytlačovací hlavy ochlazuje ve vodní lázni o teplotě 20 až 50 °C a vzdálenosti od vytlačovací hlavy 4 až 100 mm, s výhodou 10 až 30 mm, přičemž v místě vstupu fólie do vodní lázně se zabezpečuje kontinuální cirkulace vody.

Nerovnoměrný povrch fólie podle vynálezu je vytvářen pomocí elastických vlastností taveniny. Tavenina polyvinylbutyralu při průchodu vytlačovací hlavou totiž vedle smykové složky výrazně uplatňuje i normálovou složku napětí. To má za následek jednak nárůst taveniny po výstupu z vytlačovací hlavy o 100 až 200 jednak dochází k uvolnění povrchového napětí, které se transportuje na deformační jevy na povrchu. Vzniká tzv. povrchový lom o hloubce defektů až 50 ^um - v závislosti na podmínkách vytlačování.

Velmi jemná struktura povrchového lomu (defekty do 10^um) způsobuje matný povrch fólie, hrubší struktura pak drsnost fólie. Jemná struktura má příznivý vliv na manipulační lepivost a posunovatelnost fólie po skle, hrubší struktura se ukazuje jako výhodná při operaci předlisování, kdy umožňuje spolehlivé odvzdušnění laminátu.

Životnost struktury povrchového lomu je však časově omezena. Zkoušky ukázaly, že jemná struktura zaniká ve volné atmosféře na dráze 100 mm od vytlačovací hlavy při výtokové rychlosti 0,4 m.s“¹. Hrubá struktura zaniká sice později, ale její životnost je rovněž omezena. Fixace hrubé i jemné struktury se provádí rychlým ochlazením taveniny ve vodní lázni za podmínek, které již byly uvedeny.

Postup podle vynálezu má další výhodu v tom, že deformace taveniny po výstupu z vytlačovací hlavy probíhá na velmi krátké dráze, což se příznivě projevuje ve zlepšení tloušťkových tolerancí jak v podélném, tak i v příčném směru. Elongací taveniny na velmi krátké dráze se zvyšuje rychlost orientace^a tím i rovnoměrnost jejího průběhu.

- 4 281 341

Kromě vzdálenosti vodní lázně od vytlačovací hlavy a teplo ty této lázně (výhodnější jsou nižší hodnoty obou parametrů) ovlivňují jemnost vytvořené struktury další parametry - teplota stěny čelistí vytlačovací hlavy vzhledem k teplotě taveniny a, světlost výtokové štěrbiny. Čím je rozdíl uvedených teplot vyšší, tím výrazněji se projevuje hrubá struktura povrchového lomu.

Optimální velikosti jemné až hrubé struktury lze dosáhnout optimálním nastavením všech zmíněných parametrů: vodní lázně (vzdálenost, teplota) , čelistí vytlačovací hlavy (světlost štěrbiny, teplota) a taveniny (vytlačované množství, teplota).

V praxi je nejjednodušší ovlivňovat jemnost struktury vzdáleností případně teplotou vodní lázně, přičemž ostatní parametry zůstávají na běžné úrovni, obvyklé při výrobě polyvinylbutyralbvých fólii. Je však také možno hodnoty drsnosti povrchu fólie, získané při prováděných kontrolních měřeních, použít pro korekci výrobních parametrů tak, aby struktura vyráběné fólie byla v souladu s momentálními požadavky. Vzhledem k tomu, že je více cest k dosažení požadované struktury - několik měnitelných parametrů - je třeba vždy vybrat způsob nejvýhodnější, tedy jednoduchý, hospodárný a rychlý. Výhodně se z tohoto pohledu jeví nasazeni počítače.

Určitým problémem, vznikajícím při zavádění způsobu podle vynálezu, bylo lokální přehřívání vody v místě vstupu taveniny do lázně. Docházelo zde k lokálnímu varu vody a tím k vlnění hladiny, což vedlo k nepravidelnému protahování a vytváření defektů na povrchu fólie. Tento problém byl vyreŽen tak, že v místě styku taveniny s vodou byly v malé vzdálenosti pod hladinou umístěny trysky, jimiž byla ohřívaná voda nepřetržitě odváděna. Příkladné uspořádání sacích trysek je znázorněno na přiloženém výkrese. Zde vystupuje fólie 2 z vytlačovací hlavy 2 a vstupuje do vodní lázně Soustava sacích trysek 4 odsává vodu pomocí čerpadla £ ^a vrací ji do spodní části vany 6.

K názornému objasnění podstaty vynálezu slouží následující příklady.

- 5 Příklad 1

251 341

Směs polyvinylbutýralu s obsahem 29 % hmot. změkčovadla byla vytlačována při teplotě taveniny 180 °C do vodní lázně o teplotě 20 °C a vzdálenosti od vytlačovací hlavy 25 mm. Odtahová rychlost činila 1,5 m/min.

Získaná' polyvinylbutýralové fólie vykazovala požadované vlastnosti. Drsnost fólie definovaná hodnotou R_g byla 2,2_zum. Fólie byla mléčně zakalena, což svědčí o přítomnosti jemné struktury povrchového lomu.

Příklad 2

Ve výtlačném plastometru s plochou štěrbinou o světlosti 0,6 mm, šířce 5 mra a délce 8 mm byl vytlačován pásek taveniny polyvinylbutyralu do vodní lázně. Postupně byla měněna vzdálenost vodní lázně, její teplota, výtokové rychlost taveniny a teplota taveniny, přičemž byl sledován vliv těchto změn na charakter povrchu vytlačovaného pásku. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce I.

Tabulka I

Tavenina	Vodní	lázeň	Vytlač.	pásek
Teplota rv	vytlač.množství /10“* g.rain~7	teplota vzdálenost fV /mm/	vzhledy /stupeň	matv/
170	8,2	20	2 5,5	2 2
			12,5 .	1
		50	2 5.,5	2 2
			............12,5 ...	1
	15,6	20	2	4
			5,5
			13,5	1
		50	2 5,5	5
			UJL·.........	1

- 6 251 341

Tavenina	Vodní	lázeň	Vytlač, pásek
Teplota vytlač.množsiví	teplota vzdálenost	vzhled
/to2 g.min-7	roz	/mq/	/stupeň iaaty7
190 25,9	20	2	3
		5,5	0
		13,5	1
	50	2	5
		5,5
		13,5	1
36,6	20	2	4
		5,5	3
		13,5	1
	50	2	5
		5,5	3
		13,5	1

Pozn.: - pro řádky, v nichž není hodnota uvedena, platí vždy nejblíže uvedená hodnota z řádku předcházejícího - číselně vyjádřený stupeň matu značí povrch:1.lesklý (hodnoceno vizuálně)

2. bez matu

3. matný

4. středně matný

5. silně matný

- 7 Příklad J

251 341

Směs polyvinylbutyralu s obsahem 26 % hmot, změkčovadla byla vytlačována plochou hlavou při teplotě taveniny 180 °C do vodní lázně o teplotě JO °C a vzdálenosti od vytlačovací hlavy 1J0mm.

U vyrobených polyvinylbutyralových fólií byla naměřena drsnost povrchu fólie definovaná hodnotou R 1,7 - 1,9/um, Fólie nebyla mléčně zakalena, manipulační lepivost fólie byla vysoká a při zpracování byla hodnocena jako nevjrhovující.

Směs polyvinylbutyralu stejné receptury, vytlačena za stejných podmínek do vodní lázně o teplotě JO °C a vzdálenosti od vytlačovací hlavy 20 mra měla drsnost fólie definovanou hodnotu Rg 5,0 - 6,9^um.

Fólie byla mléčně zakalena s výrazným povrchovým lomem a nelepivá.

Tento postup byl ověřován na řadě výrobních šaržích. Získané hodnoty provozně vyráběných fólií při různých vzdálenostech vodní hladiny od vytlačovací hlavy jsou uvedey v tabulce II.

Tabulka II

Hodnocení drsnosti povrchu polyvinylbutyralových fólií

a) Fólie vyráběné dříve používaným způsobem - vzdálenost hladiny 1 JO mm

Označení vzorku	Drsnost povrchu - RQ (/um)
š. 6.58	1,7
š. 659	1,7
š. 660	1,7
š. 747	1,7
š. 750	1,7
š. 751	1,9

b) Fólie vyráběné popsaným způsobem - vzdálenost hladiny 20 mm

Označení vzorku

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1, Polyvinylbutyralové fólie pro vrstvená bezpečnostní skla se zlepšenou manipulační lepivostí a schopností odvzdušnění při výrobě těchto skel, vyznačená tím, že obsahuje strukturu povrchového lomu o maximální hloubce povrchových defektů 2 až 2O4U.n1, s výhodou 2 až 7/im.
2. 2. Způsob výroby polyvinylbutyralové fólie podle bodu 1 vytlačováním, vyznačený tím, že fólie se bezprostředně po výstupu z vytlačovací hlavy ochlazuje ve vodní lázni o teplotě

   20 až 50 °C a vzdálenosti od vytlačovací hlavy 1 až 100 mra, s výhodou 10 až 30 mm, přičemž v místě vstupu fólie do vodní lázně se zabezpečuje kontinuální cirkulace vody.