CS261138B1 - Směs pro výrobu polyvinylbutyralových fólií, určených pro vrstvená bezpečnostní skla - Google Patents

Abstract

Řešení se týká směsi pro výrobu polyvinylbutyralových fólií určených pro vrstvená bezpečnostní skla používaná ve stavebnictví nebo v dopravě. Nejpoužívanější je konfigurace sklo—fólie—-sklo, kde fólie ze směsi podle vynálezu ovlivňuje v závislosti na složení optické vlastnosti vrstveného skla. Vlastní účinek se projevuje redukcí úrovně prostupujícího záření v UV, VIS i IR oblasti spektra, přičemž nedochází k negativnímu zkreslení barevnosti předmětů nebo zdrojů barevného záření. Směs pro výrobu takové (fólie se skládá z 55 až 85 hmotnostních dílů polyvinylbutyralu, 15 až 45 hmotnostních dílů změkčovadla, přídavku účinné složky '0,005 až 5 hmotnostních dílů sazí a případně dalších přísad jako jsou UV absorbéry, lantioxidanty, pigmenty a regulátory adheze fólie ke sklu. Použité saze mají kyselou, neutrální nebo zásaditou hodnotu pH, střední velikost částic 10 až 500 ,«m a specifický povrch 5 až 450 mz/g.

Description

Řešení se týká směsi pro výrobu polyvinylbutyralových fólií určených pro vrstvená bezpečnostní skla používaná ve stavebnictví nebo v dopravě. Nejpoužívanější je konfigurace sklo—fólie—-sklo, kde fólie ze směsi podle vynálezu ovlivňuje v závislosti na složení optické vlastnosti vrstveného skla. Vlastní účinek se projevuje redukcí úrovně prostupujícího záření v UV, VIS i IR oblasti spektra, přičemž nedochází k negativnímu zkreslení barevnosti předmětů nebo zdrojů barevného záření. Směs pro výrobu takové (fólie se skládá z 55 až 85 hmotnostních dílů polyvinylbutyralu, 15 až 45 hmotnostních dílů změkčovadla, přídavku účinné složky '0,005 až 5 hmotnostních dílů sazí a případně dalších přísad jako jsou UV absorbéry, lantioxidanty, pigmenty a regulátory adheze fólie ke sklu. Použité saze mají kyselou, neutrální nebo zásaditou hodnotu pH, střední velikost částic 10 až 500 ,«m a specifický povrch 5 až 450 m^z/g.

Vynález se týká směsi pro výrobu polyvinylbutyralových fólií určených pro vrstvená bezpečnostní skla. Tyto fólie se speciálním technologickým postupem spojují s vrstvami skla a vytváří tak laminát s bezpečnostními vlastnostmi. Samy o sobě nemají polyvinylbutyralové fólie technický význaim.

Výroba těchto fólií se provádí většinou vytlačováním na jednošnekových nebo dvoušnekových vytlačovacích strojích s filtrací taveniny, která je dále tvářena širokoštěrbinovou vytlačovací hlavou na výsledný plošný útvar. Do vytlačovacího stroje se přivádí směs, která je tvořena mícháním práškového polymeru polyvinylbutyralu se změkčovadlem.

podle požadovaných výsledných vlastností fólie se volí vhodný poměr množství polymeru a změkčovadla, případně se přidávají různé přísady k modifikaci polyvinylbutyralové fólie.

Je téměř pravidlem, že polymer obsahuje už od výrobce potřebné množství tepelného stabilizátoru, které zabraňuje degradaci taveniny během vytlačování při teplotách až do 220 ^QC a později i při vystavení finálních výrobků slunečnímu záření nebo jinému zdroji tepla. Prakticky všichni výrobci fólií přidávají do směsi také stabilizátory proti ultrafialovému záření, tzv. UV absorbéry. Jelikož se polyvinylbutyralové fólie spojují na výsledný laminát s vrstvami skla, je možné přidávat látky zvyšující nebo snižující adhezi fólie ke sklu, což je velmi důležité optimalizovat pro dosažení bezpečnostního charakteru vrstveného skla. Další možností je samozřejmě úprava barevného provedení fólie přídavkem určitého množství pigmentů.

Hotové fólie se používají výhradně k výrobě vrstvených bezpečnostních skel pro aplikace ve stavebnictví nebo pro zasklívání dopravních prostředků. Při obou dvou základních aplikacích je hlavní užitnou vlastností bezpečnostní charakter laminátu, snižující výrazně možnosti poranění osob v případě rozbití nebo nárazu do* vrstveného bezpečnostního skla*.

'Výroba vrstveného bezpečnostního skla probíhá většinou dvoustupňově. V první fázi se provádí tzv. předlisování, při němž je třeba z rozhraní mezi volně naskládanými vrstvami skla a polyvinylbutyralové fólie odstranit vzduch. Nejčastější konfigurace je sklo—fólie—sklo, ale může být i vícevrstvá, případně lze do laminátu zabudovat i jiné plastové, nejčastěji průhledné, vrstvy. Předlisování je možné provést vytlačením vzduchu mezi jednotlivými vrstvami průchodem mezi dvěma pogumovanými válci nebo odsát vzduch vakuově za použití těsnicího pryžového obvodového* profilu.

Druhou fází výroby vrstveného bezpečnostního skla je lisování prováděné v tlakových nádobách — autoklávech. Při lisování dostává výrobek výsledný vzhled i vlastnosti.

Jelikož se laminát skládá z různých vrstev, ovlivňuje každá tato vrstva svými optickými vlastnostmi výsledné optické vlastnosti laminátu. U nejčastější kombinace je to tedy sklo a polyvinylbutyr-alová fólie. Vyrohíme-li např. laminát ze dvou skel tloušťky 3 mim spojením s polyvinylbutyralovou fólií tloušťky 0,8 mm, můžeme při zkouškách naměřit pohlcování UV záření až do vlnových délek 310 až 315 nm. Přidáme-li do receptury fólie vhodný typ UV absorbéru, dokáže laminát stejného složení pohlcovat UV záření až do 360* až 395 nm. Zlepšení vlastností absorpce UV záření má velký význam, např. při ochraně uměleckých předmětů, ale i nejrůznějších materiálů a biologických roztoků, u nichž by mohlo působení ultrafialového záření způsobovat nežádoucí změny.

Druhou oblastí spektra slunečního záření je viditelná oblast, označovaná VIS, která leží v* rozmezí vlnových délek 400 až 780 nm. Ať už se pro* výrobu fólie použije UV absorbér nebo nikoliv, dosáhneme u laminátu sklo—fólie—sklo hodnot světelné propustnosti téměř do 90 °/o. To může být např. při aplikaci laminátu pro* zasklení muzeí nebo galérií nevýhodné, protože je v nich požadována neměnná úroveň osvětlení, které je proto většinou zajišťováno umělými zdroji. V případě výrazného slunečního svitu však popsaný laminát propouští téměř veškeré záření dovnitř a narušuje konstantnost vnitřního osvětlení.

Vysoká propustnost infračerveného záření, tedy záření o vlnových délkách nad 780 nm v IR oblasti spektra, se nepříznivě projevuje zvyšováním teploty v místnosti. V případě použití laminátu k zasklení dopravních prostředků je sluneční záření nejen zdrojem tepla, a*le i oslňování řidiče, což je také nežádoucí.

Je snaha tyto nevýhody odstraňovat zbarvením laminátu, buď použitím barevného skla, nebo barevné polyvinylbutyralové fólie. Takový laminát potlačí hodnotu prostupujícího záření v UV, VIS i IR oblasti spektra a zmírňuje negativní vlivy intenzivního slunečního svitu popsaného výše.

Ale i toto řešení má určitý nedostatek v tom, že průběh křivky propustnosti záření ve viditelné oblasti spektra nezaručuje odstranění možnosti barevného zkreslení vjemu předmětu nebo zdroje světla určité barvy, které je přes takový laminát pozorováno (nebo exponátů pozorovaných v* místnosti zasklené tímto laminátem.

Tuto nevýhodu odstraňuje směs pro výrobu polyvinylbutyralové fólie podle vynálezu. Jedná se o směs, v níž je mimo běžných šložek UV absorbér a určitá koncentrace sazí. Laminát vyrobený z fólie tohoto složení 'nezpůsobuje zkreslení barevného* vjemu, což je výsledkem toho, že průběh křivky propustnosti záření ve VIS oblasti spektra je rovnoměrný. Saze mají schopnost tlumit rovnoměrně záření všech vlnových délek ve viditelné oblasti spektra. Lze -použít s-aze hodící se barevností a výsledným efekte-m -pro dosažení vzhledových i funkčních vlastností laminátu.

Podle nejch-arakterističtějších vlastností je možné použít saze kyselé, -neutrální i zásadité, saze c- střední velikosti částic 10 -až '500 μτη a se specifickým povrchem částic měřeným -metodou BET 5 až 450 m²/g. Samozřejmě lze typem a koncentrací sazí a UV absorbéru ovlivňovat úroveň propustnosti záření ve všech třech oblastech spektra. 'Průběh křivky propustnosti záření v oblasti VIS je potom rovnoběžný nebo téměř rovnoběžný s osou vlnových délek a nedochází ke kolísání úrovně propustnosti záření -přes 10 %.

' Předmětem vynálezu je směs pro výrobu polyvinylbutyralových fólií obsahující polyv-mylbutyral s c-bsahem hydroxyskupin, stanovených jako -polyvinyl-alkohol, 15 až 30 % hmot., změkčovadlo a případně d-alší přísady, jako UV absorbéry, antioxi-danty, pigmenty, a regulátory adheze, která se vyznačuje tím, že navíc obsahuje s-aze shora uvedených vlastností, při obsahu jednotlivých složek ve směsi:

polyvinylbutyral 55 až 85 dílů hmot. (h. d.j, změkčovadlo 15 až 45 d. h., saze 0,005 až 5 -d. -h. a případně další přísady až 5 d. h.

V -následujících příkladech -bylo -po-užito různých dru-hů sazí s uvedenou specifikací:

Saze	Druh	,pH	Střední velikost částic	Specifický povrch
DG-100	kanálové	3,4 až 4,5	17 až 45 μΐη	90 až 100 m2/g
-Nigros I	retortové	7 až 8,5	18 až 28 -um	95 až 135 m2/g
TG-10	termické	7	120 až 190 ftm	12 až 16 m2/g
Příklad 1			automobily, které zabraňuje oslnění řidiče

Technologií souběžného vytlačování byla vyrobena polyv-inylbutyralová fólie tloušťky 0,8 mm s modrozeleným pruhem. Receptura barevné části fólie byla následující v hmotnostních dílech:

hydropolyvlnylbutyral (18,1 xylovýc-h skupin) dihexyl-adipát

UV absorbér benztriazolového typu 0,3 zelený práškový pigment 0,05 mo-drý práškový pigment 0,015

Tato fólie měl-a- být použita pro výrobu čelního vrstveného bezpečnostního skl-a pro sluncem. Vzhledem k ta-mu, že vrstvené sklo s touto fólií výrazně zkresluje procházející světelné paprsky v oblastí viditelné části spektra, došlo k tomu, že -přes toto vrstvené sklo -nebylo mc-žné rozeznat červené výstražné světlo na- semaforech.

Proto není možné takovou fólii použít k výrobě bezpečnostních vrstvených skel v dopravě.

Příklad 2

Pro výrobu polyvinylbutyralové fólie tloušťky 0,8 mm s odstiňujícím pruhem byla pro barevnou část fólie použita receptura v hmotnostních dílech:

Šedomodrý pruh

Hnědý pruh

polyvinylbutyral	75	75
(18,4 % hydroxylových skupin)
-dihexyladipá-t	25	25
be-nztriazolový UV absorbér	0,3	0,3
s-aze DG-100-	0,035	—
saze Nigros I	—	0,0175
žlutý práškový pigment	—	0,001
violeťový práškový pigment	—	0,0025
modrý práškový pigment	—	0,01-25

Fólie s hnědým i šedomodrým odstiňujícím pruhem byly použity pro výrobu čelních vrstvených bezpečnostních skel pro osobni automobily. Zkreslení procházejícího světelného záření ve v-iditelné oblasti bylo -minimální, takže nedocházelo ke zkreslení -barev světel semaforů.

Úroveň světelné propustnosti čelních skel v- nejtmavším místě byla ve VIS oblasti spektra následující:

Hnědý pruh světelná propustnost (%) 10 15

Šedomodrý pruh

Polyvinylbutyralovou fólii s takto provedenými odstiňujícími pruhy lze používat pro výrobu vrstvených bezpečnostních skel dopravních prostředků.

Příklad 3

Pro výrobu šedé polyvinylbutyralové fólie tloušťky 0,8 mm, která měla mít po zalisování mezi dvě skla téměř nulovou propustnost záření v UV oblasti, asi 50 °/o propustnost ve VIS oblasti a pod 40 °/o propustnost v IR oblasti, byla použita směs o složení v hmotnostních dílech:

polyvlnylbutyral (18,3 % hydroxylových skupin) 75 dihexyladipát 25 saze TG-10 0,02

UV absorbér benztriazolového typu 0,3 antioxidant substituovaný fenol 0,2

Fólie byla použita pro výrobu rovných okenních vrstvených bezpečnostních skel. Vrstvené sklo s touto fólií splňovalo požadované vlastnosti, neboť mělo propustnost:

UV oblast do 400 nm do 2 % fólie A polyvlnylbutyral 73 (20,4 % hydroxylových skupin] dietylénglykol-di-2-etylpelargonát 27 regulátor adheze kyselina -křemičitá 1 benztriazolový UV absorbér 0,3 saze TG-10 0,04

VIS oblast 400 až 780 nm 47 + 3 %

IR oblast 780 až 2 100 nm do 36 %

Průběh křivky propustnosti ve VIS oblasti spektra byl mírně klesající, téměř rovnoběžný s osou vlnových délek, takže vrstvené sklo nezpůsobovalo zkreslení prostupujícího světelného záření ve VIS oblasti.

Tohoto vrstveného bezpečnostního skla bylo použito k zasklení oken galérie a použitá polyvinylbutyralová fólie umožnila ochr-anu uměleckých předmětů před ultrafialovým zářením a zredukování intenzity denního světla na poloviční úroveň bez zkreslení barevného vjemu, což spolu s umělým osvětlením vytvořilo téměř neměnné světelné podmínky bez ohledu na sluneční svit, denní dobu a počasí. Současně došlo k redukci procházejícího tepelného záření, což pozitivně ovlivnilo klimatizační podmínky.

Přikládá

Možnosti regulace úrovně propustnosti záření v jednotlivých oblastech spektra prezentuje různé složení směsi, použité pro' výrobu šedých polyvinylbutyralových fólií tloušťky 0,4 mm, v hmotnostních dílech:

fólie B fólie C

73

0,3

0,07

0,3

0,10

Z fólií A, B -a C byla vyrobena vrstvená bezpečnostní skla, u nichž byly naměřeny různé hodnoty propustnosti:

laminát A

UV oblast do 400 nm do 2 %

VIS oblast 400 až 780 nm 32 + 1 %

IR oblast 780 až 2 100 nm do 40 %

Průběhy křivek propustnosti záření ve VIS oblasti spektra byly téměř rovnoběžné s osou vlnových délek. Proto vrstvená skla s polyvinylbutyralovými fóliemi podle receptur A, B a C nezpůsobovala barevné změny ve VIS oblasti spektra.

P ř í k 1 -a d 5

K výrobě zelenomodré polyvinylbutyralolaminát B laminát C do- 2 % do 2 % až 19 % 8 + 1 % do- 29 % do 10 % vé fólie tloušťky 0,4 mm byla použita následující směs v hmotnostních dílech:

polyvinylbutyral (20,1 % hydřoxylových skupin] 72 dietylénglykol-di-2-etylpelargonát 27

UV absorbér benztriazolového typu

0,3

S 11 3 Fj regulátor adheze kyselina křemičitá 1 modrý práškový pigment 0,003 saze TG-10 0,04

Fólie byla svrstvena s plochými skly na vrstvené bezpečnostní clony předsazené před okna budov. Fólie mezi skly umožnila snížit intenzitu dopadajícího světelného záření o 59 °/o, neboť její světelná propustnost ve VIS oblasti spektra je 41 %. Průběh křivky propustnosti v této oblasti nezpůsobuje změny barevnosti pozorovaných předmětů. Takové vrstvený sklo působí přirozeně a nezkresluje výhled.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   VYNALEZU

   Směs pro výrobu polyvinylbutyralových fólií určených pro vrstvená bezpečnostní skla obsahující polyvinylbutyral s obsahem hydroxylových skupin, stanovených jako polyvinylalkohol, 15 až 30 % hmotnostních, změkčovadlo a případně další přísady jako UV absorbéry, antioxidanty, pigmenty a regulátory adheze, vyznačená tím, že navíc obsahuje saze s kyselou, neutrální nebo zásaditou hodnotou pH o střední velikosti částic 10 až 500 um se specifickým povrchem

   5 až 450 m²/g, při obsahu jednotlivých složek ve směsi:

   hmot.

   díly polyvinylbutyral změkčovadlo saze další přísady

   55 až 85 15 až 45

   0,005 až 5 0 až 5