DE60317083T2 - Verbundsicherheitsdekorglas - Google Patents

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Ronald Hockessin ROMAN
Rebecca L. Vienna SMITH
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Description

  • Diese Anmeldung beansprucht 35 USC, Abschnitt 119 gemäß die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/404700, am 20. August 2002 eingereicht, und der vorläufigen US-Anmeldung der Serien-Nr. 60/483515, am 26. Juni 2003 eingereicht.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft dekorative Laminate, die Bilder tragen, die durch ein Verfahren des Tintenstrahldruckens auf eine Zwischenschicht aufgedruckt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere dekorative Laminate, wobei das Bild auf eine Zwischenschicht aufgedruckt ist, die Polyvinylbutyral (PVB) umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Tintenrezepturen, die zum Herstellen der erfindungsgemäßen Laminate nützlich sind.
  • Dekorative Laminate sind bekannt und werden durch verschiedene Verfahren erhalten. DE 29706880 , US-Pat. Nr. 4968553 , US-Pat. Nr. 5914178 , EP 1129844 A1 und DE 20100717 offenbaren das Herstellen dekorativer Glaslaminate durch ein Siebdruckverfahren. Das Siebdrucken eines Bilds auf eine Zwischenschicht ist ein sehr zeitraubender und teurer Vorgang zum Herstellen von dekorativem, laminiertem Sicherheitsglas. Bin Verfahren zum Herstellen dekorativer Glaslaminate ist auch in der US-Patentschrift Nr. 4173672 beschrieben worden. Dieses Patent beschreibt ein Übertragungslaminationsverfahren, bei dem ein auf Papier aufgedrucktes Bild auf eine thermoplastische Folie übertragen und die das übertragene Bild tragende Folie dann zwischen Glasscheiben laminiert wird.
  • Die Verwendung der „Tintenstrahl"-Technologie zum Drucken auf PVB und Polyurethane unter Anwendung von Tinten auf Farbstoffbasis für laminiertes Sicherheitsglas ist in WO 0218154 offenbart worden. Das Tintenstrahldrucken ist bekannt und ein herkömmliches Verfahren für das Drucken, wobei Tintentröpfchen durch einen Druckerkopf mit hoher Geschwindigkeit auf ein Drucksubstrat hin geschleudert werden. Die Tintenstrahltechnologie ist sehr flexibel, weil irgendein Digitalbild auf ein Substrat aufgedruckt werden kann.
  • Jedoch besteht ein Nachteil des Druckens direkt auf PVB mit Hilfe eines Tintenstrahldruckverfahrens darin, dass PVB-Zwischenschichten ein aufgerautes Oberflächenmuster (Rz 30–60 μm) aufweisen, das bei einem gedruckten Bild eine schlechte Bildqualität verursachen kann. Das aufgeraute Oberflächenmuster ist bei einem PVB-Laminationsverfahren notwendig, um Laminate zu erhalten, die von Luftblasen und anderen Fehlern frei sind, die durch das Vorliegen von eingeschlossener Luft während des Laminationsvorgangs verursacht werden. Jedoch kann beim Tintenstrahldrucken auf PVB das raue Oberflächenmuster die Bildqualität bezüglich Fleckigkeit und Auflösung beeinflussen.
  • Auf andere Probleme bei herkömmlichen Verfahren zum Tintenstrahldrucken stößt man wegen der bei herkömmlichen Tintenstrahlverfahren verwendeten Tinten. Tinten geringer Viskosität sind bei einem herkömmlichen Tintenstrahldruckverfahren zum Mildern des Aufbauens von hohem Druck im Druckerkopf des Tintenstrahldruckers und der darauffolgenden Beschädigung des Kopfes und/oder der schlechten Qualität des gedruckten Bilds notwendig. Das Tintenstrahldrucken wird herkömmlicherweise entweder durch (a) Drop an Demand-(DOD-)Verfahren wie elektrisches Piezodrucken oder thermische Tintenstrahldruckverfahren oder (b) kontinuierliches Tropfentintenstrahldrucken durchgeführt. Es bestehen auch andere Faktoren, die Tinten geringer Viskosität bei Tintenstrahldruckverfahren erforderlich machen und wodurch sie bevorzugt sind. Jedoch kann die Verwendung herkömmlicher Tinten, die für das Tintenstrahldrucken geeignet sind, zu einer schlechten Bildqualität auf einer thermoplastischen Zwischenschicht führen. Eine schlechte Bildqualität kann hervorgerufen werden, wenn eine Tinte geringer Viskosität auf eine aufgeraute Oberfläche, wie beispielsweise eine PVB-Fläche, die für das Laminieren zubereitet worden ist, aufgesprüht wird, aufgrund des Ablaufen von Tinte von den hohen Punkten zu niedrigen Stellen auf der Zwischenschichtoberfläche.
  • Ein anderes potentielles Problem beim Drucken eines Bilds auf eine Zwischenschicht vor dem Laminieren auf ein anderes Substrat besteht darin, dass die Klebstoffbindung zwischen der Zwischenschicht und dem Substrat durch ein Färbemittel auf der Oberfläche der Zwischenschicht signifikant geschwächt werden kann, was den „wirksamen" Bindungsflächenbereich zwischen dem Substrat und der Zwischenschicht reduzieren kann. Mit „effektive Bindungsfläche" ist gemeint, dass ein Oberflächenbereich beschrieben wird, bei dem die Zwischenschicht und das Substrat sich in direktem Kontakt miteinander ohne dazwischenliegende Färbemittelschicht befinden. Die Reduktion der Klebekraft des Laminats kann dazu führen, dass das Laminat eine schlechte Leistungsfähigkeit als Sicherheitsglas oder bei der Anwendung, für das es beabsichtigt wurde, aufweist.
  • Der Anmelder hat ein System für das Tintenstrahldrucken auf thermoplastischen Zwischenschichten derart entwickelt, dass, wenn es auf ein Substrat auflaminiert ist, das Laminat seine Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Bruch beibehält, während gleichzeitig ein Bild von Qualität dem Zwischenschichtdrucksubstrat erzeugt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einer Ausgestaltung ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren für das Erhalten eines dekorativen bildtragenden Laminats, das eine Laminathaftfestigkeit von mindestens 6,895 MPa (1000 psi) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Tintenstrahldrucken eines Digitalbilds auf mindestens eine Flache einer thermoplastischen Zwischenschicht; und Laminieren der bildtragenden Zwischenschicht zwischen zwei transparente Blätter eines geeigneten Laminationssubstrats.
  • In einer anderen Ausgestaltung ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren für das Tintenstrahldrucken eines Digitalbilds auf ein aus einer thermoplastischen Zwischenschicht bestehenden Blatt, wobei das Verfahren den Schritt des strahlförmigen Auftragens entweder einer wässrigen pigmentierten Tinte oder einer pigmentierten Tinte auf Lösungsmittelbasis auf eine aufgeraute Zwischenschichtfläche umfasst, wobei die Fläche eine Rz von 30 μm bis 60 μm und eine Frequenz von mehr als 0,9 Zyklen/mm aufweist, wobei die Tinte eine Viskosität aufweist, die im Bereich von 1 bis 30 mPas (1–30 cPs) liegt und gering genug ist, dass sie ohne Erhitzen des Druckkopfs auf mehr als die Umgebungstemperatur durch einen Tintenstrahldruckkopf strahlenförmig aufgetragen werden kann.
  • In einer anderen Ausgestaltung ist die vorliegende Erfindung ein dekoratives bildtragendes Laminat umfassend mindestens ein Blatt eines Zwischenschichtmaterials, das ein Bild auf mindestens einer Oberfläche des Zwischenschichtblatts trägt, wobei das Bild mit Hilfe eines Tintenstrahldruckverfahrens aufgedruckt worden ist, umfassend den Schritt des strahlförmigen Auftragens entweder einer wässrigen pigmentierten Tinte oder einer pigmentierten Tinte auf Lösungsmittelbasis auf eine aufgeraute Zwischenschichtfläche, wobei die Fläche eine Rz von 30 μm bis 60 μm und eine Frequenz von mehr als 0,9 Zyklen/mm aufweist, wobei die Tinte eine Viskosität aufweist, die gering genug ist, damit sie durch einen Tintenstrahldruckkopf ohne Erhitzen des Druckkopfs auf mehr als die Umgebungstemperatur strahlenförmig aufgetragen werden kann.
  • In einer anderen Ausgestaltung ist die vorliegende Erfindung ein aus einer thermoplastischen Zwischenschicht bestehendes Blatt, das ein Bild auf mindestens einer Oberfläche des Zwischenschichtblatts trägt, wobei das Bild auf das Blatt durch ein Verfahren aufgedruckt wird umfassend den Schritt des strahlförmigen Auftragens entweder einer wässrigen pigmentierten Tinte oder einer pigmentierten Tinte auf Lösungsmittelbasis auf eine aufgeraute Zwischenschichtfläche, wobei die Fläche eine Rz von 30 μm bis 60 μm und eine Frequenz von mehr als 0,9 Zyklen/mm aufweist, wobei die Tinte eine Viskosität aufweist, die gering genug ist, dass sie durch einen Tintenstrahldruckkopf ohne Erhitzen des Druckkopfs auf mehr als die Umgebungstemperatur strahlenförmigaufgetragen werden kann.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In einer Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Drucken eines Bilds auf ein aus einer thermoplastischen Zwischenschicht bestehendes Material durch ein Tintenstrahldruckverfahren. Ein geeignetes thermoplastisches Zwischenschichtmaterial für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann irgendein herkömmlich bekanntes oder im Handel erhältliches thermoplastisches Material sein, das ausreichend flexibel, jedoch biegesteif genug ist, um durch einen Tintenstrahldrucker hindurchzugehen. Eine erfindungsgemäße Zwischenschicht kann irgendeine Dicke aufweisen, die auf einem Tintenstrahldrucker untergebracht werden kann, jedoch liegen typische Zwischenschichtdicken im Bereich von 30 mil bis 60 mil. Geeignete thermoplastische Materialien umfassen Polyurethan (PUR), Ethylen-Vinylacetat-Copolymere (EVA) und Polyvinylbutyral (PVB). PVB wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt. PVB ist beispielsweise im Handel von E. I. DuPont de Nemours & Co. unter der Handelsbezeichnung Butacite® erhältlich.
  • Das Tintenstrahldrucken auf ein erfindungsgemäßes Zwischenschichtmaterial wird bevorzugt mit Hilfe einer pigmentierten Tinte durchgeführt. Pigmentierte Tinten können eine Bildqualität bereitstellen, die der Verwendung von Farbstoffen bei der vorliegenden Anwendung überlegen ist. Pigmentierte Tinten sind aufgrund ihrer Farbfestigkeit, Wärmebeständigkeit, Kantendefinition und geringen Diffusionskonstante auf dem bedruckten Substrat bevorzugt. In der herkömmlichen Praxis wird das Pigment in einem flüssigen Medium suspendiert, das herkömmlicherweise als das „Vehikel" bezeichnet wird. Zur Verwendung bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung geeignete Pigmente können entweder in einem wässrigen oder einem nichtwässrigen Vehikel dispergiert werden. Ein „nichtwässriges" Vehikel, das zur Verwendung hier geeignet ist, kann Wasser in geringem Verhältnis (nicht mehr als 16 Gew.-%), wenn spezifische organische Lösungsmittel verwendet werden, umfassen. In einigen Fällen wird eventuell bevorzugt, ein organisches Lösungsmittel oder Lösungsmittel in einem Vehikel auf Wasserbasis zum Verbessern der Sprühbarkeit einer Tinte eingearbeitet. Verschiedene herkömmliche Lösungsmittel sind bekannt und können verwendet werden. Nützliche, jedoch weniger bevorzugte Lösungsmittel umfassen beispielsweise Methylisobutylketon (MIBK), Methylethylketon (MEK), Butyrolacton und Cyclohexanon. Nützliche Lösungsmittel umfassen Propylenglykolether, Propylenglykoletheeracetate und Ethylenglykolbutylether. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Dipropylenglykolmonomethyletheracetat (DPMA) das primäre Lösungsmittel, das zum Dispergieren der pigmentierten Tinte verwendet wird. Mischungen von DPMA mit Glykolethern sind ebenfalls bevorzugt.
  • Gleichgültig, ob Vehikel auf nichtwässriger Basis, wässriger Basis oder eine Mischung von Vehikeln auf wässriger und nichtwässriger Basis verwendet werden, weisen erfindungsgemäße Tinten eine Viskosität auf, die gering genug ist, damit sie durch einen Druckerkopf eines Tintenstrahldruckers ohne die Notwendigkeit des Erhitzen des Druckerkopfes, um die Viskosität der Tinte zu reduzieren, strahlenförmig aufgetragen werden kann. Bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung liegt die Tintenviskosität unter 30 Centipoise (cPs), wie bei 25°C gemessen. Bevorzugt liegt die Tintenviskosität unter 20 cPs bei 25°C. Noch bevorzugter liegt die Tintenviskosität unter 15 cPs und am bevorzugtesten unter 12 cPs bei 25°C.
  • Ohne an die Theorie gebunden zu sein, glauben die Anmelder, dass Probleme bei der Bildqualität bei Anwendung von Tintenstrahldrucksystemen dadurch hervorgerufen werden können, dass die für das Strahldrucken verwendeten Systeme eine viel geringere Viskosität aufweisen als beispielsweise Tinten, die bei einem Siebdruckverfahren verwendet werden. Die Tinte geringer Viskosität kann durch Schwerkraft in die Täler einer aufgerauten PVB-Oberfläche „laufen". Die Tinten können daher in den niederen Bereichen der Oberfläche des PVB Lachen bilden und haften nicht gleichförmig an den hohen Stellen an. Daher ist ehre Tinte geringer Viskosität zwar bevorzugt, die Viskosität sollte jedoch nicht so gering sein, dass die Bildqualität im Laminat schlecht ist oder dass eine Nebelbildung während des Druckvorgangs erfolgt. Bevorzugt weist die Tinte ehre Viskosität von mehr als 1 cPs auf. Für DOD-Druckverfahren weist die Tinte bevorzugt eine Viskosität von mehr als 1,5 cPs, noch bevorzugter mehr als 1,7 und am bevorzugtesten mehr als 1,8 cPs, bei 25°C gemessen, auf. Die Viskosität der Tinten wird den DuPont-Standardprüfmethoden gemäß bestimmt.
  • Bevorzugt sind die Tinten zur Verwendung bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung diejenigen, die gedruckte Bilder mit einer befriedigenden Kombination von Bildqualität und Lichtechtheit bieten. Des Weiteren sollten Laminate, die erfindungsgemäße bildtragende Zwischenschichten enthalten, die hier beschriebenen Haftungseigenschaften aufweisen. Aufgrund der Natur der polymeren Zwischenschichtsubstrate, die hier für das Drucken verwendet werden, und der Erfordernisse bezüglich der Haftung in einem Sicherheitsglas, ist die Auswahl einer geeigneten Tinte nicht problemfrei. Eine Tinte, die zur Verwendung bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, muss auch mit dem Substrat verträglich sein, um befriedigende Ergebnisse zu ergeben. Es ist entdeckt worden, dass geeignete Tinten zur Verwendung bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung durch Verwendung der Pigmente erhalten werden können, die aus der Gruppe ausgewählt werden bestehend aus: PY 120; PY 155; PY 128; PY 180; PY 95; PY 93; PV 19/PR 202; PR 122; PB 15:4; PB 15:3 und PBI 7. Bin mit dem Stand der Technik vertrauter Fachmann würde wissen, dass die obigen Bezeichnungen Farbindexzahlen für die verschiedenen Pigmente sind. Geeignete Pigmente und Tintensysteme zur Verwendung bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung sind auch in der am 26. Juni 2003 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung der Serie Nr. 60/483516 mit dem Titel „Non-Aqueous Inkjet Ink Set (Nichtwässriges Tintenstrahltintensystem)" beschrieben.
  • Die Witterungsbeständigkeit, das heißt die Fähigkeit eines Pigments oder Farbstoffs, seine ursprüngliche Farbe nach längerem Aussetzen der Umwelt gegenüber beizubehalten, ist ein Schlüsselgesichtspunkt bei einem Tintensystem, das bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung nützlich ist. Die Witterungsbeständigkeit kann durch beschleunigtes Bewittern von Farbblöcken ASTM G90 Zyklus 2 gemäß beurteilt werden. Gewitterte Proben können im Bereich von 120 kLangley (etwa 1 Jahr natürlicher Exposition) bis 1200 kLangley (etwa 10 Jahre natürlicher Exposition) bewittert werden. Geeignete Pigmente zur Verwendung hier weisen typischerweise einen Delta E-Wert (das heißt, die Änderungsgröße des E-Werts) nach dem beschleunigten Bewittern von weniger als oder gleich etwa 8, bevorzugt beträgt der Delta E-Wert weniger als 3,5, noch bevorzugter weniger als 2,5 und am bevorzugtesten weniger als 2,0 bei Proben, die Expositionszeiten von 480 kLangley aufweisen. Der Delta E-Wert wird durch L, a* und b*-Farbmessungen der folgenden Gleichung gemäß bestimmt:
    Delta E = [(Ll – Lw)2 + (a*l – a*w)2 + (b*l – b*w)2]I/2 wobei Ll, a*l und b*l anfängliche Farbmessungen und Lw, a*w und b*w Farbmessungen nach der Bewitterung sind. L, a* und b* sind Farbskalaachsen, die herkömmlicherweise zum Beschreiben des Lichtgrads, d. h. schwarz/weiß (L), rot/grün (a*) und blaugelb (b*) in einem Bild benutzt werden. Ein Delta E-Wert von weniger als etwa 10 ist bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung geeignet. Ein gewöhnlicher Fachmann im Stand der Drucktechnik würde auch wissen, wie die hier vorgelegten Delta E-Werte zu interpretieren sind, für Vergleichszwecke wäre jedoch ein Delta E-Wert von etwa 2 bis 5 für ein ungeschultes Auge ohne Kontrolle zum Vergleich akzeptabel und ein Delta E-Wert von weniger als etwa 1,5 wäre für das menschliche Auge nicht erfassbar. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass gelbe Pigmente, die herkömmlicherweise für ihre Lichtechtheit und Bewitterungsfähigkeit bekannt sind, sich bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht wie erwartet verhielten, während andere Pigmente eine überraschend gute Leistung bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung ergaben. Diese unerwarteten Ergebnisse können, ohne an die Theorie gebunden zu sein, einem synergistischen Verhältnis zwischen diesen unerwartet überlegenen Pigmenten und dem Polymersubstrat zugeschrieben werden.
  • Druckköpfe, die für elektrische Piezoverfahren nützlich sind, sind beispielsweise von Epson, Seiko-Epson, Spectra, XAAR und XAAR-Hitachi erhältlich. Druckköpfe, die für das thermische Tintenstrahldrucken geeignet sind, sind beispielsweise von Hewlett-Packard und Canon erhältlich. Druckköpfe, die für das kontinuierliche Tropfendrucken geeignet sind, sind beispielsweise von Iris und Video Jet erhältlich.
  • Wahlweise ist ein Bindemittelharz in ein erfindungsgemäßes Tintensystem eingearbeitet. Ein Bindemittelharz kann zum Verbessern der Haftung zwischen der Tinte und dem Laminatsubstrat bevorzugt sein. Geeignete Bindemittel zur Verwendung bei der praktischen Anwendung der Erfindung umfassen Polyvinylpyrrolidon-Vinylacetat (PVP-VA), Polyvinylpyrolidon (PVP) und PUR. Mischungen von Bindemittelharzen können bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung ebenfalls nützlich sein. Andere Bindemittel sind herkömmlicherweise bekannt und können hier nützlich sein.
  • In einer Ausführungsform umfassen die erfindungsgemäßen Tinten kein Bindemittel. Typischerweise sind Bindemittel erwünschenswert, um die Affinität einer Tinte mit dem Substrat zu erhöhen. Jedoch kann ein zugesetztes Bindemittel die Viskosität einer Tinte derart erhöhen, dass die Viskosität für das Drucken dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß zu hoch ist. Die Anmelder haben überraschenderweise entdeckt, dass ein wünschenswertes Niveau an Haftung in einem erfindungsgemäßen Laminat durch Verwendung eines bevorzugten Lösungsmittels zusammen mit einem Pigment erhalten werden kann, was es den Anmeldern erlaubt, das Bindemittel in der Tinte zu reduzieren oder zu eliminieren.
  • Herkömmlicherweise werden Pigmente zum Dispergieren in einem Vehikel durch Dispergiermittel wie polymere Dispergiermittel oder Tenside stabilisiert. In letzterer Zeit sind so genannte „selbstdispergierbare" oder „selbstdispergierende" Pigmente (im Folgenden „SDP" genannt) entwickelt worden, die zur Verwendung bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung geeignet sind. SDP sind in einem wässrigen Vehikel ohne Verwendung herkömmlicher Dispergiermittel dispergierbar. Die erfindungsgemäßen Pigmentteilchen können mehreren Verfahren gemäß stabilisiert werden. Die Pigmentteilchen können durch eine Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise in WO 01/94476 beschrieben, selbstdispergierend gemacht werden oder die Pigmentteilchen können durch Behandlung mit Dispergiermittel auf herkömmliche Weise stabilisiert werden oder die Pigmente können durch irgendeine Kombination von Oberflächenbehandlung und herkömmlicher Behandlung dispergiert werden.
  • Bevorzugt kann, wenn ein herkömmliches Dispergiermittel verwendet wird, das Dispergiermittel ein statistisch polymeres oder strukturiertes polymeres Dispergiermittel sein. Bevorzugte statistische Polymere umfassen Acrylpolymer und Styrol-Acrylpolymere. Am bevorzugtesten sind jedoch strukturierte Dispergiermittel, die AB-, BAB- und ABC-Blockcopolymere, verzweigte Polymere und Pfropfpolymere umfassen. Einige nützliche strukturierte Polymere sind in der US-Patentschrift Nr. 5085698 , EP-A-0556649 und der US-Patentschrift Nr. 5231131 offenbart.
  • Ein wichtiger Parameter bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung ist die Frequenz der aufgerauten Zwischenfläche, auf die ein Bild aufgedruckt werden soll. Die Frequenz der aufgerauten Oberfläche kann mit Hilfe von Daten berechnet werden, die von Profilometerdaten erhalten werden. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung liegt eine geeignete Frequenz über 0,90 Zyklen/mm. Es wird bevorzugt, dass die Frequenz im Bereich von 0,90 Zyklen/mm bis 3 Zyklen/mm liegt. Noch bevorzugter liegt die Frequenz im Bereich von 1,0 bis 2,9 und am bevorzugtesten liegt die Frequenz im Bereich von 1,1 bis 2,5 Zyklen/mm. Oberhalb der oberen Grenze wird eine signifikante Verbesserung der Bildqualität eventuell nicht beobachtet. Unterhalb der unteren Grenze kann die Bildqualität schlecht sein.
  • In einer anderen Ausführungsform ist die Erfindung ein Laminat, das eine erfindungsgemäße bildtragende thermoplastische Zwischenschicht umfasst. Die Zwischenschicht kann mit verschiedenen transparenten Substraten, wie beispielsweise Glas oder Polycarbonat, zusammenlaminiert werden. Bevorzugt wird das aus der bildtragenden Zwischenschicht bestehende Blatt zwischen mindestens zwei Glasplatten laminiert. Andere Lagen von Zwischenschichten können zwischen die bildtragende Zwischenschicht und das Glas, beispielsweise wie in einem aus Glas/"herkömmlichem PVB"/"bedrucktem PVB"/Glas bestehenden Laminat positioniert werden, wobei die bedruckte PVB-Fläche sich in Kontakt mit der aus herkömmlichem PVB bestehenden Zwischenschichtfläche befindet. Herkömmliche Laminiertechniken sind zum Erhalten von erfindungsgemäßen Laminaten nützlich und wirksam.
  • Über den Daumen gepeilt haben die Anmelder entdeckt, dass die Haftung eines erfindungsgemäßen bildtragenden Laminats vom Haftungsniveau der einzelnen Tinten, die zum Bilden des Bilds verwendet werden, sowie der relativen Menge an Tinte, die zum Bilden des Bilds verwendet wird, abhängen kann. Beispielsweise ist zu erwarten, dass die Haftung eines erfindungsgemäßen bildtragenden Laminats nicht geringer sein wird als die geringste Haftung, die durch eine einzelne Tinte in einem vorgegebenen Farbsystem aufgezeigt und nicht höher ist als die stärkste Haftung, die von einer einzelnen Tinte in dem gleichen Tintensatz aufgezeigt wird. So weist ein erfindungsgemäßes Laminat eine Haftung auf, die sich aus der Haftung der verschiedenen Tinten, die in dem Farbsatz verwendet werden, zusammensetzt und wahrscheinlicherweise zwischen den geringsten und höchsten Haftungsniveaus der einzelnen Tinten, je nach der Rezeptur, liegt.
  • Die zusammengesetzte Haftung einer spezifischen Tintenrezeptur, die zur Verwendung hier geeignet ist, sollte mindestens 6,895 MPa (1000 psi), wie durch einen Druckscherversuch gemessen, betragen. Wenn einzelne Tinten einer Rezeptur keine Haftung von mindestens 1000 psi aufweisen, kann ein geeignetes Laminat immer noch erhalten werden, wenn sie in der Rezeptur nicht in einer Menge enthalten sind, die ausreicht, um die zusammengesetzte Haftung auf weniger als etwa 1000 psi zu reduzieren. Als Veranschaulichung sollte man eine Tintenrezeptur „K" in Betracht ziehen, die einzelne Tinten A, B, C und D enthält – wobei jede eine Haftung von 1500 psi, 1300 psi, 1200 psi bzw. 850 psi aufweist. Ein bildtragendes Laminat, das für die praktische Anwendung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, könnte von K durch Herstellen der Rezeptur derart, dass D nicht in einer Menge enthalten ist, die ausreicht, um die Haftung des Laminats zu reduzieren, immer noch erhalten werden könnte. Jedoch wird vorgezogen, dass jede Tinte in der Tintenrezeptur eine Haftung von mindestens etwa 1000 psi aufweist.
  • Auf jeden Fall weist ein erfindungsgemäßes Laminat eine gesamte Haftfestigkeit von mindestens 1000 psi auf, wobei es sich um ein Haftungsniveau handelt, das für Sicherheitsglasanwendungen geeignet ist. Bevorzugt beträgt die Haftung mindestens 1400 psi. Noch bevorzugter ist die Haftung eines erfindungsgemäßen Laminats höher als oder gleich 1500 psi und selbst noch bevorzugter höher als oder gleich 1700 psi. Am bevorzugtesten weist das Laminat eine Haftfestigkeit von mehr als oder gleich 1800 psi auf.
  • Erfindungsgemäße Laminate können bei irgendeiner Anwendung verwendet werden, bei der herkömmliches (das heißt nichtdekoratives) laminiertes Glas verwendet wird. Zusätzlich zu den herkömmlichen Verwendungen als Sicherheitsglas können die erfindungsgemäßen Laminate als dekorative Gegenstände, wie beispielsweise bebilderte Fenster, dekorative Ladentische, grafische Kunst, bildtragende Schaufenster, Firmenzeichen tragende Anzeigen, Werbemedien und/oder irgendwelche andere Anwendung, bei der ein transparentes Laminat, das ein Bild trägt, wünschenswert sein kann, verwendet werden.
  • Erfindungsgemäße Laminate können aus der bildtragenden Zwischenschicht und bekannten Materialien, die für die Herstellung von Sicherheitsglas oder Fenstern, wie beispielsweise Glas oder Polycarbonat, erhalten werden. Die Laminierung der Zwischenschicht an die andere Komponenten kann durch Anwendung herkömmlicher Laminationstechniken erreicht werden. Beispielsweise kann eine bildtragende Zwischenschicht auf Glas durch Pressen der Zwischenschicht zwischen zwei Glasscheiben bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck unter Bedingungen laminiert werden, durch die Luftblasen entfernt oder daran gehindert, in dem Laminatgegenstand eingeschlossen zu werden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein aus einer bildtragenden Zwischenschicht bestehendes Blatt, das dem hier beschriebenen Verfahren gemäß bedruckt worden ist. Bin erfindungsgemäßes, aus einer bedrucktes Zwischenschicht bestehendes Blatt kann mit anderen geeigneten Zwischenschichtmaterialien wie PET, PUR und/oder PVB zum Erreichen einer gestapelten Zwischenschicht laminiert werden, die wiederum mit einem erfindungsgemäßen geeigneten Substrat wie beispielsweise Glas oder Polycarbonat laminiert werden kann.
  • Eine bildtragende Zwischenschicht, die durch ein Verfahren erhalten werden kann, das den Schritt des Hindurchschiebens einer thermoplastischen Substratfolie durch einen herkömmlichen Tintenstrahldrucker und das Tintenstrahldrucken eines Bilds auf die Oberfläche des Films und daraufhin das Laminieren der bildtragenden Folie mit mindestens einem zweiten Blatt aus einem thermoplastischen Zwischenschichtmaterial umfasst. Die bedruckte Verbundschicht weist bevorzugt eine Dicke von 30 bis 60 mil auf. Die anderen thermoplastischen Blätter können: leer sein; gedruckte Bilder oder einheitliche Farben tragen; transparent, halbtransparent, opak sein oder von irgendeiner einheitlichen, durchscheinenden Farbe wie rot, grün, blau oder weiß sein; ansonsten visuell vom Drucksubstrat verschieden sein.
  • BEISPIELE
  • Die folgenden Beispiele werden zum Veranschaulichen der Erfindung vorgelegt. Die Beispiele sollen den Umfang der Erfindung auf keine Weise einschränken. Zusammen mit der Beschreibung der Erfindung und den hier enthaltenen Lehren führen die Beispiele die Erfindung derart auf, dass jemand mit durchschnittlichem Fachwissen einen klaren Begriff von der hier beanspruchten Erfindung hätte.
  • TESTMETHODEN
  • Die Oberflächenrauigkeit, Rz, wird aufgrund der durchschnittlichen 10 Punkte-Rauigkeit, wie in ISO-R468 beschrieben, bestimmt und in Mikron ausgedrückt. Die Oberflächenrauigkeit wird mit Hilfe eines Surfanalyzers von Mahr Federal (Providence, RI) gemessen. Die Oberflächenmusterfrequenz wird aus den Surfanalysatordaten durch Herstellen einer grafischen Darstellung der Autokorrelationsfunktion in Abhängigkeit vom Abstand der Profilometerdaten berechnet. Die Autokorrelationsdaten werden durch schnelle Fourier-Transformation analysiert. Die aufgezeichnete Frequenz des Oberflächenmusters ist die mittlere Frequenz.
  • Druckscherhafttest: Die Laminathaftung (als Druckscherfestigkeit ausgedrückt) wird durch den Druckschertest bestimmt. Die Druckscherfestigkeit wird durch Sägen eines Laminats in sechs Stücke von 2,54 cm × 2,54 cm bestimmt. Die Stücke werden mit 45° in einer Spannvorrichtung gehalten und ein Drucktestinstrument wurde zum Aufbringen einer Kraft auf das Stück mit einer Rate von 0,25 cm/min verwendet. Die Kraftmenge, die zum Verursachen des kohäsiven Versagens der Glas-PVB-Bindung erforderlich ist, ist die Druckscherfestigkeit des Laminats.
  • Bildqualitätstest: Die Bildqualität wurde für jedes Laminat durch visuelles Einstufen der Proben bezüglich der Auflösung und Fleckigkeit bestimmt.
  • Beschleunigter Bewitterungstest: Es wurden Laminate hergestellt und die CIE L*-, a*-, b*-Farbe der Laminate wurde gemessen. Die Laminate wurden einer beschleunigten Bewitterung dem ASTM G90-Zyklus 2-Protokoll gemäß unterworfen. Die Änderung der CIE L*-, a*-, b*-Farbe wurde gemessen, als die Proben vom Aussetzen zurückkamen. Im Durchschnitt entspricht ein Aussetzen 480000 Langley entsprechend etwa 4 Jahren natürlicher Bewitterung.
  • DRUCK-/LAMINATIONSVERFAHREN
  • Das Bild, das von Interesse war, wurde auf eine 30 mil dicke Zwischenschicht mit Hilfe von entweder im Handel erhältlichen oder Versuchstinten tintenstrahlaufgedruckt. Vor dem Laminieren werden die Blattschichten mindestens 16 Stunden lang auf 27% RF konditioniert. Für das Laminieren wird eine Schicht von klarer Zwischenschicht von 15 mil auf die bildtragende Fläche positioniert. Eine zweite Schicht Zwischenschicht einer Dicke von 15 mil wurde hinter das Bild gelegt. Die mehrschichtige Struktur wird entweder mit Hilfe eines Vakuumbeutel- oder Quetschwalzenverfahrens entlüftet und unter Anwendung von Standardlaminationsbedingungen autoklaviert. Sobald das Laminat autoklaviert worden ist, wird das Laminat auf Haftung unter Anwendung des Druckscherhafttests getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten aufgeführt. Das Laminat wurde auch visuell auf Bildqualität bezüglich Fleckenbildung und Auflösung eingestuft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben.
  • BEISPIELE 1–4
  • Die Tinte wurde mit Hilfe eines Epson 3000-Drucken auf PVB tintenstrahlaufgedruckt. Die Proben wurden an der Luft getrocknet und wie oben beschrieben laminiert.
  • BEISPIEL 1
  • Die Tintenrezepturen sind unten angegeben:
    Farbe Tintenrezepturen (Gewichtsprozent)
    Magenta Gelb Cyan Schwarz
    Magenta Dispersion (7% Pigment) 36,08
    Gelbe Dispersion (7% Pigment) 35,23
    Cyan Dispersion (5,5% Pigment) 28,35
    Schwarze Dispersion (7% Pigment) 27,43
    Dowanol® DPM 0,00 0,00 28,66 29,03
    Dowanol® DPMA (Dipropylenglykohmethyl) 38,35 38,86 42,99 43,54
    Dowanol® DPnP (Dipropylenglykolmono) 25,57 25,91 0,00 0,00
    Insgesamt 100,00 100,00 100,00 100,00
  • BEISPIEL 2
  • Die Tintenrezepturen sind unten aufgeführt.
    Farbe Tintenrezepturen (Gewichtsprozent)
    Magenta Schwarz
    Magenta Dispersion (20% Pigment) 22,50
    Schwarze Dispersion (15% Pigment) 18,10
    PUR 425/DPM 22,50 22,50
    2-Pyrrolodion 15,00 17,00
    Isopropanol 15,00 17,40
    Dowanol® DPM 25,00 25,00
    Insgesamt 100,00 100,00
  • BEISPIEL 3
  • Die Tintenrezeptur ist unten aufgeführt.
    Farbe Tintenrezepturen (Gewichtsprozent)
    Gelb
    Gelbe Dispersion (20% Pigment) 34,40
    Dowanol® DPMA (Dypropylenglykolmethyl) 37,00
    Dowanol® DPnP (Dipropylenglykolmono) 24,60
    PVP/DPM 4,00
    Insgesamt 100,00
  • BEISPIEL 4
  • Die Tintenrezeptur ist unten aufgeführt.
    Farbe Tintenrezepturen (Gewichtsprozent)
    Magenta
    Magenta Dispersion (20% Pigment) 18,50
    PVP/VA 635 1,50
    Dowanol® DPM 80,00
    Insgesamt 100,00
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Die Tinte wurde im Handel von Mimaki erhalten und die Proben wurden auf einem JV3-Tintenstrahldrucker gedruckt.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • Die Tintenrezepturen sind unten aufgeführt
    Farbe Tintenrezepturen (Gewichtsprozent)
    Magenta Gelb Cyan
    Magenta Dispersion (15% Pigment) 28,5
    Gelbe Dispersion (15% Pigment) 28,5
    Cyan Dispersion (15% Pigment) 22,5
    Entionisiertes Wasser 40,00 40,00 40,00
    Dowanol® DPM 31,00 31,00 37,00
    PYK 348 0,50 0,50 0,50
    Insgesamt 100,00 100,00 100,00
  • VERGLEICHSBEISPIEL 3
  • Die Tintenrezeptur ist unten aufgeführt.
    Farbe Tintenrezepturen (Gewichtsprozent)
    Gelb
    Gelbe Dispersion (20% Pigment) 27,25
    Dowanol® DPM 72,75
    Insgesamt 100,00
    TABELLE 1 Haftungsergebnisse
    Beispiel Farbe % T Haftung, N/cm2 Haftung, psi
    1 Cyan 82 1445 2096
    Magenta 84 1501 2178
    Gelb 94 1221 1772
    Schwarz 72 1538 2232
    2 Magenta 49 1473 2137
    Schwarz 21 1288 1869
    3 Gelb 91 1449 2102
    4 Magenta 74 2026 2939
    V1 Purpur 52 592 859
    Grün 78 618 896
    Schwarz 47 846 1228
    Braun 49 600 871
    V2 Cyan 72 570 827
    Magenta 71 875 1270
    Gelb 91 835 1211
    V3 Cyan 63 970 1408
  • BEISPIELE 5–7
  • Das Oberflächenmuster auf den in den Beispielen 5–7 und den Vergleichsbeispielen 4 und 5 verwendeten Blättern wurde durch Schmelzbruch gebildet. Das Oberflächenmuster auf dem im Vergleichsbeispiel 7 verwendeten Blatt wurde durch Prägen gebildet, wobei Entlüftungskanäle in parallelen Reihen im Gegensatz zu den willkürlicheren Entlüftungskanälen, die auf Blättern zu finden sind, bei denen das Muster durch Schmelzbruch gebildet worden ist, gebildet. TABELLE 2 Ergebnisse bezüglich der Bildqualität
    Beispiel Bildqualität
    Musterbildung Rauigkeit Frequenz Annehmbarkeit
    5 Schmelzbruch 45 2,0 Ja
    6 Schmelzbruch 25 1,4 Ja
    7 Schmelzbruch 21 2,0 Ja
    V4 Schmelzbruch 31 0,70 Nein
    V5 Schmelzbruch 48 0,90 Nein
    V6 Geprägt 50 3,5 Nein
  • Das Prüfen der Lichtechtheit wurde wie oben beschrieben durchgeführt. Die Delta E-Werte für die Beispiele 8–18 betragen nach dem Aussetzen 480000 Langley gegenüber weniger als oder gleich 8. Die in den Vergleichsbeispielen 7–9 angegebenen Pigmente erwiesen sich unerwarteterweise als eine schlechte Lichtechtheit aufweisend. TABELLE 3 Ergebnisse bezüglich der Lichtechtheit
    Beispiel Pigment Delta E 480 kLangley
    8 PY 120 2
    9 PY 155 3
    10 PY 128 3
    11 PY 180 8
    12 PY 95 6
    13 PY 93 4
    14 PV 19/PR 202 4
    15 PR 122 2
    16 PB 15:4 3
    17 PB 15:3 2
    18 PBI 7 0,7
    V7 PY 14 67
    V8 PY 110 19
    V9 PY 139 > 70

Claims (22)

  1. Verfahren für das Erhalten eines bildtragenden Laminats, das eine Laminathaftfestigkeit von mindestens 6,895 MPa (1000 psi) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Tintenstrahldrucken eines Digitalbilds unter Anwendung einer pigmentierten Tinte auf mindestens eine Fläche eines aus thermoplastischem Polymer bestehenden Zwischenblatts, um ein bildtragendes, aus thermoplastischem Polymer bestehendes Zwischenblatt zu erhalten; und Laminieren des bildtragenden, aus thermoplastischem Polymer bestehenden Zwischenblatts zwischen Blätter von transparenten Materialen, um ein bildtragendes Laminat zu erhalten, wobei das aus thermoplastischem Polymer bestehende Zwischenblatt ausgewählt wird unter: Polyvinylbutyralzwischenblättern, Polyurethanzwischenblättern und Ethylenvinylacetatzwischenblättern und wobei die pigmentierte Tinte mindestens ein Pigment umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PY 120; PY 155; PY 128; PY 180; PY 95; PY 93; PV 19/PR 202; PR 122; PB 15:4; PB 15:3 und PBI 7.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Druckverfahren zusätzlich den Schritt des strahlförmigen Auftragens der pigmentierten Tinte auf eine aufgeraute Zwischenfläche umfasst, wobei die Fläche eine Rauhigkeit (Rz) von 30 μm bis 60 μm und eine Frequenz von mehr als 0,9 Zyklen/mm aufweist, wobei die Tinte ein Dispergiermittel und wahlweise ein Bindemittel in entweder einem wässrigen oder einem nichtwässrigen Vehikel umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Viskosität der Tinte im Bereich von 1 mPas bis 30 mPas, bei 25°C gemessen, bevorzugt 1 mPas bis 12 mPas, beträgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tinte ein wässriges oder nichtwässriges Vehikel umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Pigment in einem Vehikel dispergiert ist, das einen Wassergehalt von nicht mehr als 16 Gew.-% aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Vehikel ein organisches Lösungsmittel umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Propylenglykolethern; Ethylenglykolbutylethern; Dipropylenglykolmonomethyletheracetat oder Mischungen irgendwelcher derselben.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Vehikel Dipropylenglykolmonomethyletheracetat umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Vehikel Dipropylenglykolmonomethyletheracetat und Wasser umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Tinte ein Dispergiermittel, jedoch kein Bindemittel, umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Dispergiermittel ein strukturiertes Polymer umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Tinte ein Dispergiermittel und ein Bindemittel umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Dispergiermittel: AB-, BAB- und ABC-Blockcopolymere, verzweigte Polymere und Pfropfpolymere umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bindemittel unter Bindemitteln in der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus: Polyurethan; Polyvinylpyrrolidon/Polyvinyiacetat; Polyvinylpyrrolidon; und Mischungen irgendwelcher derselben.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Zwischenschicht das aus Polyvinylbutyral bestehende Zwischenblatt ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bild durch ein Drop-on-Demand-Tintenstrahldruckverfahren gedruckt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Drop-on-Demand-Verfahren ein piezoelektrisches Verfahren ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Drop-on-Demand-Verfahren ein thermisches Tintenstrahldruckverfahren ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bild mit Hilfe eines kontinuierlichen Tropfentintenstrahldruckverfahrens gedruckt wird.
  19. Dekoratives Laminat, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18.
  20. Laminat nach Anspruch 19, wobei die bildtragende Zwischenschicht zwischen zwei Glasscheiben laminiert wird.
  21. Aus thermoplastischem Polymer bestehendes Zwischenblatt, das ein Bild auf mindestens einer Oberfläche des aus thermoplastischem Polymer bestehenden Zwischenblatts trägt, wobei das Bild auf das Zwischenblatt durch ein Verfahren aufgedruckt wird umfassend den Schritt des strahlförmigen Auftragens einer pigmentierten Tinte auf der Basis von entweder Wasser oder einem Lösungsmittel auf eine aufgeraute Zwischenfläche, wobei die Fläche eine Rauhigkeit (Rz) von 30 μm bis 60 μm und eine Frequenz von mehr als 0,9 Zyklen/mm aufweist, wobei das aus thermoplastischem Polymer bestehende Zwischenblatt unter Folgenden ausgewählt wird: Polyvinylbutyralzwischenblättern, Polyurethanzwischenblättern und Ethylenvinylacetatzwischenblättern, wobei die pigmentierte Tinte mindestens ein Pigment umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PY 120; PY 155; PY 128; PY 180; PY 95; PY 93; PV 19/PR 202; PR 122; PB 15:4; PB 15:3 und PBI 7; und wobei die Tinte eine Viskosität von 1 mPas bis 30 mPas, bei 25°C gemessen, und wobei die Tinte ein Dispergiermittel und wahlweise ein Bindemittel umfasst.
  22. Zwischenschicht nach Anspruch 21, wobei die Zwischenschicht das Polybutyralzwischenblatt ist.
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