DE60131999T2

DE60131999T2 - Verfahren zum herstellen von mehrschichtigen polymerfilmen

Info

Publication number: DE60131999T2
Application number: DE60131999T
Authority: DE
Inventors: Litterio Bolognese; Nicolino Vallese
Original assignee: Pilkington Italia SpA
Current assignee: Pilkington Italia SpA
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2021-10-06
Also published as: EP1326748B1; US7503994B2; PL360882A1; BR0114396A; BR0114396B1; WO2002028639A1; JP2004520186A; AU2001295899A1; JP4210112B2; ATE381431T1; US20030183322A1; EP1326748A1; DE60131999D1; MXPA03002700A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuartigen Prozess zur Herstellung von Verbundpolymerfilmen zur Verwendung für Verbundglasbaugruppen und insbesondere Verglasungen zur Verwendung für Automobile, die unter Verwendung eines derartigen Prozesses hergestellten Filme und Verbundglas, in dem die Filme enthalten sind.
Es besteht ein zunehmender Bedarf an Verglasungen, insbesondere Automobilverglasungen, die Sonnenlichtreflexionseigenschaften mit den geeigneten Sicherheitsmerkmalen verbinden. Ein zur Befriedigung dieses Bedarfs verwendeter Typ von Produkt umfasst Verbundglas mit einer Zwischenschicht, die einen flexiblen Kunststoffsicherheitsfilm, wie Polyvinylbutyral (das nachstehend zweckmäßigerweise als PVB bezeichnet wird), zusammen mit einer flexiblen Kunststoffträgerschicht umfasst, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen eine Sonnenlichtsteuerüberzugsschicht aufweist. Ein typisches flexibles Trägermaterial ist Polyethylenterephthalat (das nachstehend zweckmäßigerweise als PET bezeichnet wird).
Verbundglas mit einer derartigen Zwischenschicht kann hergestellt werden, indem zunächst eine Glasscheibe, die untere Scheibe, genommen und sukzessive eine Scheibe aus einem flexiblen Kunststoffsicherheitsfilm, eine Scheibe aus einem flexiblen Kunststoffträgerfilm, eine weitere Scheibe aus dem flexiblen Kunststoffsicherheitsfilm und eine zweite Glasscheibe, die obere Scheibe, auf dieser Scheibe platziert werden. Aus dem resultierenden Stapel kann unter Verwendung herkömmlicher Techniken Verbundglas gebildet werden. Eine Operation des oben beschriebenen Typs ist jedoch kostenaufwendig und mühsam und steigert auch die Schwierigkeiten der Entfernung zwischen den verschiedenen Schichten des Stapels gefangener Luftblasen. Aus diesem Grund wurde beispielsweise in der US-A-4973511 vorgeschlagen, einen vorab laminierten Verbundfilm zu erzeugen, der mindestens eine Schicht aus einem Sicherheitsfilm und mindestens eine Schicht aus einem beschichteten Trägerfilm umfasst. Typischerweise können eine Schicht aus einem Sicherheitsfilm und eine Schicht aus einem Trägerfilm vorab aufeinander geschichtet werden, um eine zweilagige Schicht zu erzeugen, oder eine weitere Schicht aus einem Sicherheitsfilm kann hinzugefügt werden, um eine dreilagige Schicht zu erzeugen, bei der der Trägerfilm von den beiden separaten Schichten aus einem Sicherheitsfilm eingeschlossen ist. In der internationalen Patentanmeldung WO 00/46027 ist eine Laminiermaschine beschrieben, die bei der Herstellung eines faltenfreien PVB/PET-PVB-Dreifachschichtmaterial nützlich ist. Bei der Verwendung zieht die Maschine das PVB unter Zug durch eine Heizzone, in der es auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der es sich mit dem PET verbindet, und durch einen Satz Anpresswalzen, in dem die PVB- und PET-Filme laminiert werden, um ein dreischichtiges Material zu erzeugen. Die Verwendung derartiger vorab laminierter Verbundfilme vereinfacht die Produktion des Verbundglases, kann jedoch zu anderen Problemen führen. Das Verbundglas kann eine faltige Erscheinung aufweisen, möglicherweise in bestimmten, lokalen Bereichen, was nicht akzeptabel ist. Ein spezifisches Beispiel tritt auf, wenn ein Teil des Trägerfilms entfernt wird, um ein Fenster in der Sonnenlichtsteuerbeschichtung zu erzeugen. Ein derartiges Fenster kann eingefügt werden, um einen Telepass-Bereich zu schaffen, den elektromagnetische Strahlung durchdringen kann. Derartige Verglasungen zeigen insbesondere in der Nähe des Fensters in der Sonnenlichtsteuerbeschichtung eine verstärkte Tendenz des Verbundglases zu einem faltigen Erscheinungsbild.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prozess zur Herstellung eines Verbundfilms zu schaffen, der verringerte Ten denz zur Faltenbildung aufweist, wenn er einem Laminierungsprozess unterzogen wird. Diese Aufgabe wird durch den Prozess gemäß Anspruch 1 gelöst.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prozess zur Herstellung von Verbundglas mit einer verringerten Tendenz zu einem faltigen Erscheinungsbild zu schaffen. Diese weitere Aufgabe wird durch den Prozess gemäß Anspruch 12 gelöst.
Wir haben nun festgestellt, dass Verbundfilme, die eine geringere Tendenz zur Faltenbildung aufweisen, wenn sie einem Laminierungsprozess unterzogen werden, durch Zulassen einer Entspannung der PVB-Sicherheitsfilme vor ihrer Einarbeitung in einen Verbundfilm hergestellt werden können. Bei herkömmlichen Verfahren zur Herstellung dieser Verbundfilme, wie dem in 5 der US-A-4973511 und 1 der WO 00/46027 dargestellten, wird das PVB unter Spannung gehalten, während es von einer Zufuhrwalze zu einer Anpresswalze transportiert wird, wo es mit einem PET-Film verbunden wird, um einen Verbundfilm zu erzeugen. Bei dem erfindungsgemäßen Prozess wird ein Entspannen des Sicherheitsfilms vor seinem Ziehen durch die Anpresswalze zugelassen, während dem er nicht unter Zug steht.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen wird der flexible Sicherheitsfilm vor seiner Einarbeitung in den Verbundfilm auf eine Temperatur erwärmt, die höher als die Verbindungstemperatur ist.
Jeder der als bei der Herstellung herkömmlicher Verbundglaswindschutzscheiben brauchbar bekannten Sicherheitsfilme ist bei dem erfindungsgemäßen Prozess potentiell brauchbar. Sowohl Polyurethane und Polyvinylchloride, als auch Polyvinylacetal und Ethylenvinylacetat sind potentiell brauchbar, aber der am verbreitetsten verwendete Sicherheitsfilm ist plastifiziertes Polyvinylbutyral (PVB). Sei es nur aufgrund seiner leichten Verfügbarkeit ist PVB der bevorzugte Sicherheitsfilm zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Prozess.
Die Dicke des Sicherheitsfilms variiert entsprechend den Anforderungen bzw. der Konstruktion. Im Allgemeinen ist eine derartige Schicht aus PVB mindestens 100 Mikron dick und normalerweise nicht dicker als 2.000 Mikron. Die Dicke variiert mit der Anzahl der Schichten aus PVB, die in den Verbundfilm eingebunden sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der der Verbundfilm eine einzige, zwischen zwei Schichten aus einem Sicherheitsfilm eingeschlossene Schicht aus einem flexiblen Kunststoffträger umfasst, liegt die kombinierte Dicke der Schichten aus einem Sicherheitsfilm typischerweise im Bereich von 500 bis 1.000 Mikron. Am verbreitetsten weisen die beiden Schichten aus einem Sicherheitsfilm in etwa die gleiche Dicke auf.
Die flexible Kunststoffträgerschicht kann auch aus unterschiedlichen bekannten Materialien, wie PET, Nylon, Polyurethanen, Polyacrylen, Polycarbonaten, Polyolefinen, Zelluloseacetat und Polyvinylchlorid, ausgebildet sein. Das bevorzugte Material ist PET.
Die Dicke der flexiblen Kunststoffträgerschicht ist nicht kritisch und liegt im Allgemeinen im Bereich von 25 bis 100 Mikron. Das PET kann vor der Erzeugung des Verbundmaterials oder nach der Erzeugung des Verbundmaterials mit einer Infrarotreflexionsbeschichtung versehen werden. Geeignete reflektierende Beschichtungen können unter Verwendung unterschiedlicher Techniken und Materialien abgeschieden werden. Eine bevorzugte Form von Beschichtung ist ein Stapel, der alternative Schichten aus einem Dielektrikum und einem Metal umfasst. Beispiele für geeignete Metalle sind Silber, Gold, Palladium, Chrom, Aluminium, Nickel, Kupfer und Stahl. Beispiele brauchbarer Dielektrika umfassen Zinnoxid, Indiumzinnoxid, Titan oxid, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Wolframoxid, Tantaloxid und Zirkoniumoxid.
Die Verbundfilme des vorstehend beschriebenen Typs können herkömmlich durch Erwärmen mindestens eines Sicherheitsfilms und mindestens eines Trägerfilms auf eine Temperatur, bei der zumindest einer dieser Filme, normalerweise der Sicherheitsfilm, haftend wird, und ein zweckmäßigerweise durch Hindurchführen der Filme durch eine Anpressrolle erreichbares Zusammenpressen der Filme zur Bildung eines Verbundfilms produziert werden. Die Anpressrolle wird so eingestellt, dass sie einen zum Veranlassen einer Verbindung der Filme miteinander ausreichenden Druck ausübt. Diese Verbindung muss nur ausreichend fest zur Erzeugung eines Verbundfilms sein, der gehandhabt und geschnitten werden kann. Der Verbundfilm kann in einem herkömmlichen Laminiersystem verwendet werden. Der Sicherheitsfilm und der Trägerfilm werden während dieses Laminierungsprozesses fest verbunden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prozesses wird (werden) der (die) Sicherheitsfilm(e) während des Teils des Prozesses, bei dem er (sie) nicht unter Zug steht (stehen), auf eine höhere Temperatur erwärmt. Zweckmäßigerweise wird der Film auf eine Temperatur erwärmt, die geringfügig höher als die an dem Punkt erwünschte ist, an dem er zur Erzeugung des Verbundfilms gepresst wird. Typischerweise wird ein PVB-Sicherheitsfilm bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 70°C gepresst. Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen wird das PVB vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 70°C bis 80°C erwärmt, während es nicht unter Zug steht, und kühlt durch natürliche Konvektion aus, während es sich zu den Anpresswalzen bewegt. Diese Erwärmung des Sicherheitsfilms unterstützt die Entspannung des Films und führt zur Herstellung von Verbundfilmen mit einer verringerten Tendenz zur Faltenbildung während des Laminierprozesses.
Ein typischer Prozess gemäß dem Stand der Technik ist in 5 der US-A-4973511 dargestellt, deren relevante Offenbarungen durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind. Der dargestellte Prozess beschreibt die Herstellung einer Dreifachschicht, die eine einzige Schicht aus einem Trägerfilm (PET) umfasst, die zwischen zwei Schichten aus einem Sicherheitsfilm (PVB) eingeschlossen ist. Das PVB wird unter Zug über eine Zugwalze 55 von Zufuhrrollen 54a und 54b auf Anpressrollen 52 übernommen. Dies führt zu einer erheblichen Dehnung des PVB.
Die bevorzugte Ausführungsform des Prozesses zur Herstellung eines Verbundfilms, der eine durch Pressen eines PVB-Sicherheitsfilms und eines PET-Trägerfilms erzeugte Zweifachschicht ist, ist in 1 diagrammartig dargestellt. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Zufuhrrolle für den PVB-Film. 2 repräsentiert eine Zufuhrrolle für den PET-Film. 3 repräsentiert eine Infrarotheizvorrichtung. 4 und 5 repräsentieren Klemmrollen. 6 repräsentiert eine Wendelrolle. 7 und 8 repräsentieren Anpressrollen. 9, 14 und 15 Zwischenrollen und 10, 11, 12 und 13 repräsentieren Kühlrollen. Bei der Verwendung wird PVB durch die Klemmrollen 4 von der Zufuhrrolle 1 gezogen. Die Temperatur des PVB wird erhöht, wenn es vor der Infrarotheizvorrichtung 3 vorbeigeführt wird. Der warme Film läuft über die Wendelrolle 6, die so betrieben wird, dass jede Dehnung des PVB während seiner Bewegung von den Klemmrollen 4 und 5 zur Wendelrolle 6 vermieden wird. Der erwärmte PVB-Film läuft zu den Anpressrollen 7 und 8.
Der PET-Film wird von der Zufuhrrolle 2 gezogen und läuft zu den Anpressrollen 7 und 8. Der PVB- und der PET-Film werden zwi schen den Rollen 7 und 8 zusammengepresst, um einen Verbundfilm zu erzeugen. Der Verbundfilm läuft über die Zwischenrollen 9 und die Kühlrollen 10, 11, 12 und 13, bevor er durch die Wirkung einer Aufnahmerolle 16 über Zwischenrollen 14 und 15 gezogen wird.
2 zeigt eine zweite bevorzuge Ausführungsform der Erfindung, die ein Prozess zur Herstellung eines dreischichtigen Verbundfilms ist, der durch Pressen einer einzigen Schicht aus einem PET-Trägerfilm zwischen zwei Filmen aus einem PVB-Sicherheitsfilm gebildet wird. Die dargestellten, durch die Bezugszeichen 1 bis 16 bezeichneten Elemente sind mit den im Zusammenhang mit 1 beschriebenen identisch. Der in 2 dargestellte Prozess erfordert zusätzlich die Bereitstellung von einer zweiten Zufuhrwalze 17, zwei Klemmrollen 18 und 19, einer Infrarotheizvorrichtung 20 und einer Wendelrolle 21. Der zweite Film aus PVB wird durch die Wirkung der Klemmrollen 18 und 19 von der Zufuhrrolle 17 gezogen. Die Temperatur des PVB-Films wird erhöht, wenn er vor der Infrarotheizvorrichtung 20 vorbeigeführt wird. Der warme Film läuft über die Wendelrolle 21 und wird den Anpressrollen 7 und 8 zugeführt. Die Wendelrolle 21 wird so betrieben, dass jede Dehnung des PVB während seiner Bewegung von den Klemmrollen 18 und 19 zu den Anpressrollen 7 und 8 vermieden wird.
Die Betriebsgeschwindigkeit der verschiedenen Rollen wird so eingestellt, dass sichergestellt ist, dass das PVB nicht unter Zug steht, wenn es sich von den Klemmrollen 4 und 5 zu den Wendelrollen 6 und 21 bewegt. Die Heizvorrichtungen 3 und 20 werden so betrieben, dass dafür gesorgt wird, dass die Temperatur des PVB im Bereich von 70°C bis 80°C liegt, wenn es die Wendelrollen 6 und 21 erreicht.
Der Verbundfilm wird auf die Aufnahmerolle 16 aufgewickelt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Zwischenfilm, der ein Polyethylenfilm sein kann, auf eine Fläche des Verbundfilms aufgebracht werden. Das Vorsehen einer derartigen Zwischenschicht ist besonders wertvoll, wenn der Verbundfilm ein dreischichtiger Verbundfilm ist. Der Zwischenfilm verhindert, dass sich die PVB-Oberflächen miteinander verbinden.
Die durch den erfindungsgemäßen Prozess hergestellten Verbundfilme sind für die Herstellung von Verbundglas, insbesondere von Verbundglaswindschutzscheiben für Kraftfahrzeuge nützlich. Der Verbundfilm wird zwischen zwei Glasscheiben angeordnet, und überschüssiger Film wird von den Kanten des Glases geschnitten. Der Film wird dann vor der Erwärmung in einem Autoklav zur Herstellung von Verbundglas unter Verwendung herkömmlicher Techniken, wie Anpresswalzen oder Vakuumentgasen, entgast. Die durch den erfindungsgemäßen Prozess hergestellten Filme weisen im Vergleich zu einem herkömmlichen Film eine verringerte Neigung zur Faltenbildung während dieses Laminierungsprozesses auf.

Claims

Prozess zur Herstellung eines Verbundfilms zur Verwendung für Verbundglasbaugruppen mit mindestens einer Schicht aus einem flexiblen Sicherheitsfilm zusammen mit mindestens einer Schicht aus einem flexiblen Kunststoffträgerfilm, wobei die Schichten von getrennten Zufuhrrollen (1, 2) gezogen, auf eine Verbindungstemperatur erwärmt und zusammengepresst werden, um einen Verbundfilm zu erzeugen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der flexible Sicherheitsfilm nicht unter Zug steht, wenn er mit dem Trägerfilm zusammengepresst wird, um den Verbundfilm zu erzeugen.
Prozess nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Sicherheitsfilm während des Teils des Prozesses, während dessen er nicht unter Zug steht, auf eine höhere Temperatur erwärmt wird.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Sicherheitsfilm Polyvinylbutyral ist.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Kunststoffträgerfilm Polyethylenterephthalat ist.
Prozess nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyethylenterephthalat auf mindestens einer Oberfläche eine infrarotreflektierende Beschichtung aufweist.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei separate Filme aus einem flexiblen Sicherheitsfilm zum Einschließen des flexiblen Kunststoffträgerfilms verwendet werden.
Prozess nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger flexibler Sicherheitsfilm mit einem einigen flexiblen Trägerfilm zusammengepresst wird, um einen Verbundfilm zu erzeugen.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundsicherheitsfilm erzeugt wird, indem der flexible Sicherheitsfilm oder die flexiblen Sicherheitsfilme und der flexible Trägerfilm durch eine Anpressrolle (7, 8) hindurchgeführt werden.
Prozess nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei separate Filme aus einem flexiblen Sicherheitsfilm unter im Wesentlichen identischen Bedingungen von zwei separaten Zufuhrrollen (1, 17) gezogen und unter im Wesentlichen identischen Bedingungen zu dem Verbundfilm vereinigt werden.
Prozess nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des flexiblen Sicherheitsfilms oder der flexiblen Sicherheitsfilme an dem Punkt, an dem sie zu dem Verbundfilm verbunden werden, im Bereich von 30°C bis 120°C liegt.
Prozess nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des flexiblen Sicherheitsfilms während des Teils des Prozesses, während dessen er nicht unter Zug steht, auf eine erhöht wird, die über der Verbindungstemperatur liegt.
Prozess zur Herstellung von Verbundglas mit mindestens zwei Glasscheiben mit mindestens einer zwischen ihnen angeordneten Zwischenschicht, die mindestens eine Schicht aus einem flexiblen Sicherheitsfilm und mindestens eine Schicht aus einem Kunststoffträgerfilm umfasst, der die Schritte – der Herstellung der Zwischenschicht durch einen Prozess gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, – der Erzeugung einer Vorlamintatbaugruppe, die die Glasscheiben mit der zwischen ihnen angeordneten Zwischenschicht umfasst, und – der Erwärmung der Baugruppe in einem Autoklav zur Erzeugung eines Verbundglaserzeugnisses umfasst.