ES2307935T3 - Composito para diseño en color digital para uso en vidrio laminado. - Google Patents

Composito para diseño en color digital para uso en vidrio laminado. Download PDF

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William Paul Bell
James R. Moran
Vincent J. Yacovone
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Solutia Inc
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Abstract

Una intercapa para vidrio laminado, la intercapa que comprende una película de soporte de poli(etilen tereftalato) que soporta al menos una imagen en color; una película de poli(etilen tereftalato) unida a la película de soporte de poli (etilen tereftalato), tal que la imagen en color está entre la película de soporte de poli(etilen tereftalato) y la película de poli(etilen tereftalato); una primera capa de adhesivo unida a la película de soporte de poli(etilen tereftalato); y una segunda capa de adhesivo unida a la película de poli(etilen tereftalato); en donde la primera y la segunda capas de adhesivo tienen un grosor de alrededor de 0,38 a 1,5 mm.

Description

Composito para diseño en color digital para uso en vidrio laminado.
Antecedentes
Existe un interés comercial importante en la fabricación de laminados de vidrio según los requisitos del cliente con imágenes encapsuladas impresas digitalmente, que tengan colores vibrantes para uso en aplicaciones arquitectónicas y automotrices. Debido a que los tiempos de entrega de proyectos pueden ser muy largos con costos anexos elevados para los métodos actuales de producción de cantidades limitadas de laminados de vidrio con gráficos según los requisitos del cliente, hay una fuerte necesidad de mercado para métodos que permitan un rápido tiempo de retorno a un costo razonable.
Hasta ahora, las opciones para crear tales laminados se han limitado virtualmente a los métodos tradicionales de impresión de pantalla, que involucran la deposición de tintas en color de base solvente sobre sustratos plásticos, y el posterior encapsulado de la película impresa en vidrio al usar capas múltiples de adhesivos. Este proceso de impresión por pantalla involucra una preparación costosa y que consume tiempo para múltiples pantallas -una para cada separación de color. Las cuestiones relacionadas con el uso de solventes se deben manejar con objeto de evitar problemas ambientales. Además, los tiempos de limpieza y preparación requeridos resultan en un proceso que no es efectivo en costo para cantidades limitadas de película impresa.
Los métodos de impresión digital tales como el chorro de tinta y la impresión por transferencia térmica parecen como un ajuste natural para la producción de laminados de vidrio con gráficos según los requisitos del cliente, con cada tecnología que tiene sus propias ventajas distintivas. Aunque la mayoría de los usos comerciales de la impresión por chorro de tinta utilizan sustratos opacos, tales como película de poliéster blanco, papel o cloruro de polivinilo blanco (vinilo blanco) para una apariencia óptima, también están disponibles las películas transparentes. La tecnología de impresión por transferencia térmica también puede imprimir sobre muchas películas transparentes de manera que el encapsulado de estas imágenes impresas a color en laminados de vidrio para aplicaciones como las requiere el cliente, proporciona una oportunidad de suministrar una apariencia de laminado que se puede ver a través, deseada en muchas aplicaciones de vidrio.
La impresión de color por transferencia térmica se desarrolló a principios de los años 80, y se usó primero en impresoras comerciales a color para impresión en oficinas corporativas. A mediados de los años 90, la tecnología de impresión por chorro de tinta se volvió dominante debido a su costo mucho menor. La impresión por transferencia térmica todavía está ampliamente en uso en la actualidad para diversas aplicaciones tales como la impresión de códigos de barras sobre etiquetas y etiquetas colgantes. El chorro de tinta es la tecnología de impresión dominante en muchos mercados, incluyendo procesamiento de fotografía digital y edición de escritorio. Continúa expandiéndose en otras áreas tales como la impresión en textiles y telas.
La impresión por transferencia térmica es un proceso de formación de imágenes en seco que involucra el uso de una cabeza de impresora que contiene muchos elementos de calentamiento por resistencias que transfieren selectivamente la tinta sólida desde una cinta recubierta a un sustrato. A medida que la cinta recubierta se transporta a través de la cabeza de impresora, se calientan las áreas dirigidas de la capa de tinta, se suavizan y se transfieren al sustrato. La cinta consumida usualmente se rebobina y desecha.
La resolución de una impresora típica por transferencia térmica es usualmente alrededor de 200-400 dpi, con capacidad de software para utilizar formas de punto variables y ángulos de pantalla de manera que la calidad de salida puede ser muy alta calidad dependiendo de los medios usados. Debido a que no se requiere que la tinta pase a través de una pequeña boquilla en la cabeza de impresora, las partículas de pigmentos más grandes y las cargas mayores de pigmentos se pueden usar para alcanzar la durabilidad y vitalidad del color. Sin embargo, alcanzar una cantidad aceptable en medios transparentes es más desafiante que en los medios opacos y ya que hay poca actividad comercial en esta área, las elecciones de medios de impresión se limitan lo cual también puede afectar a la calidad.
La impresión por chorro de tinta es usualmente un proceso sin contacto y de formación de imágenes en húmedo donde un vehículo o fluido portador se energiza para "chorrear" los componentes de la tinta desde una cabeza de impresora sobre una distancia pequeña encima de un sustrato. El vehículo puede ser de base solvente o acuosa y puede contener colorantes o pigmentos. Junto con el cromóforo, una formulación de tinta de chorro de tinta puede contener humectantes, tensoactivos, biocidas y agentes de penetración junto con otros ingredientes. Las tecnologías de chorro de tinta incluyen tipos de goteo a la medida y continuo, siendo el más común la impresión de goteo a la medida. Aunque la cabeza de impresora, o los arreglos de la misma, atraviesan la trama, hay dos tipos principales. Las cabezas de impresora térmicas se usan con tintas acuosas y los tipos piezo-eléctricos se usan con solventes. El conocimiento de la cabeza de impresora, formulación de tinta y sustrato son críticos para la producción de una buena imagen. Las resoluciones de impresora pueden ahora superar los 1440 dpi con capacidades de tono fotográfico y continuo.
Una ventaja principal de la impresión digital es los tiempos mínimos de fijación requeridos para producir una imagen, lo cual reduce el costo y el tiempo de retorno de una corrida corta en comparación con la operación de impresión en pantalla tradicional.
Hay diversos tipos de formulaciones de tinta para cintas de impresión de transferencia térmica incluyendo aquellas que son principalmente de base cera, cera/resina o resina. Las cintas de base resina son usualmente más costosas y se usan principalmente para la producción de imágenes más duraderas con la capacidad de soportar exposición al exterior por hasta 3-5 años sin limitación. Las cintas basadas en cera son usualmente menos costosas y se usan para aplicaciones menos demandantes.
La impresión por transferencia térmica se ha utilizado por muchos años en la impresión de códigos de barras sobre etiquetas, etiquetas colgantes, y boletos y se ha vuelto muy especializada la producción de estas cintas.
Una cinta típica de color es una estructura compuesta, relativamente compleja, que se ha desarrollado para proporcionar un desempeño óptimo en el proceso de impresión por transferencia térmica. Una cinta de color por transferencia térmica típica de alto desempeño consiste de un sustrato de película de poli(etilen tereftalato) (PET) muy delgado, biaxialmente orientado con un grosor de alrededor de 3-6 micrómetros que actúa como una capa portadora o de soporte para la capa o capas de tinta. La película de PET se selecciona como el sustrato preferido debido a sus propiedades físicas y la capacidad de soportar las temperaturas de la cabeza de la impresora de hasta 120ºC. Este sustrato de PET se recubre por un lado con al menos una capa delgada de resina pigmentada. Con muchas cintas de color de base resina hay también una capa de liberación entre el sustrato de PET y la capa de tinta pigmentada para facilitar la transferencia de la capa de tinta a los medios de impresión. Tal capa de liberación terminará hasta la parte superior de la imagen que en muchas aplicaciones proporcionará protección adicional para la imagen impresa. En el otro lado del sustrato delgado está usualmente un "revestimiento posterior" que proporciona las propiedades de fricción correctas entre la cabeza de impresora y la cinta.
La patente de E.U.A. No. 5,939,207, describe la composición de una estructura de cinta de transferencia térmica de cuatro capas para uso en la impresión de códigos de barra en negro. Con cambios menores, se piensa que esta estructura es representativa de una formulación típica de cinta de color utilizada con la presente invención. Esta estructura descrita en la patente '207 comprende un revestimiento posterior resistente al calor unido por un lado de un sustrato térmicamente y dimensionalmente estable, tal como película de PET. Una capa de liberación ultra-delgada se proporciona al otro lado del sustrato, con una capa pigmentada que luego se suministra sobre la capa de libe-
ración.
La capa pigmentada contiene negro de humo y aglutinante de resina que incluye poliestireno y resina de poliacrilato con diversos grupos funcionales tales como el ácido metacrílico, para promover la adhesión a una variedad de sustratos de impresión. Durante la impresión, la capa pigmentada se transfiere al medio de impresión. Las formulaciones para cintas de color usadas en las aplicaciones que requieren de durabilidad exterior utilizarán probablemente un aglutinante de resina que contenga solamente resinas de poliacrilato y pigmentos coloreados con estabilidad superior a la luz UV. La formulación de la capa pigmentada también puede contener diversas ceras y otros aditivos con objeto de lograr la viscosidad objetivo y las propiedades físicas para un desempeño óptimo de impresión y recubrimiento.
En su forma impresa final, es la capa de liberación la cual si está presente funciona como la superficie superior de la imagen impresa. Como se describe en la patente '207, la formulación de esta capa contiene componentes que proporcionan una fácil liberación de la capa pigmentada desde el sustrato y pueden incluir componentes tales como el copolímero de etileno y acetato de vinilo, un copolímero de anhídrido maleico y \alpha-olefina y diversas ceras tales como la cera de Carnauba.
La impresión por transferencia térmica ofrece diversas opciones de color que incluyen los colores de proceso estándares, ciano, magenta, amarillo y negro (C-M-Y-K) así como un amplio intervalo de colores "spot" incluyendo colores blancos, metálicos, fluorescentes y especializados. La capacidad de imprimir colores de proceso encima de ya sea un sustrato transparente o sobre un respaldo impreso en blanco, proporciona la combinación única de colores vibrantes y la apariencia laminada para ver al través.
La impresión por transferencia térmica se puede usar para imprimir imágenes sobre una amplia variedad de sustratos incluyendo PET, papel, vinilo, etc. La transferencia precisa de color durante la impresión, adhesión de tinta/sustrato y apariencia visual global son usualmente dependientes de las características de la superficie, tales como la uniformidad de la superficie de los medios de impresión. Hay diversas empresas, incluyendo Dunmore Corporation de Bristol, PA que suministran medios de impresión para uso con la impresión por transferencia térmica. Los proveedores de tintas tales como IIMAK/T2 Solutions de Amherst, NY, proporcionarán usualmente listas de medios calificados a los clientes. En muchos casos, existe un recubrimiento patentado o de uso exclusive sobre la superficie de impresión del sustrato que proporciona características mejoradas de transferencia de la tinta. La garantía de durabilidad del color exterior de la imagen impresa por el proveedor de cintas depende usualmente del uso de medios calificados.
Los avances recientes en la tecnología de impresión térmica incluyen la introducción de cintas de color de mayor desempeño y menor costo con excelente durabilidad para exteriores. IIMAK de Amherst, NY hace una línea de cintas de color de base resina de alto desempeño llamada DuraCoat® (serie DC-300).
Para una mayor productividad, el equipo para impresión por transferencia térmica, tal como el Sprinter B Printer fabricado por Matan, Ltd./Israel, se diseña con cabezas y cintas múltiples para impresora. El uso de cabezas de impresora múltiples y las correspondientes cintas requieren del uso de un sustrato con un módulo suficientemente alto de manera que el registro de color o la colocación desalineada del color no sea una cuestión. Por ejemplo, los medios calificados para la impresión por transferencia térmica tales como el vinilo blanco, necesitan reforzarse con un "respaldo" para minimizar esta cuestión. Están disponibles las impresoras comerciales con capacidades de ancho de hasta 132 cm.
En contraste con la metodología tradicional de impresión de pantalla para la creación de imágenes coloreadas vibrantes, el uso de la impresión digital proporciona un medio muy rápido para imágenes impresas terminadas. El uso de software digital para manipulación de imágenes tales como Photoshop® y/o Illustrator® de Adobe en combinación con el software para procesamiento de imágenes con tramas (RIP) puede completar un proyecto completo desde el diseño hasta la prueba terminada en cuestión de horas en comparación con días o más para el proceso de impresión de pantalla. La combinación de la impresión por transferencia térmica y el software para gráficos comercialmente disponible proporciona una gran oportunidad para un amplio intervalo de estética de acuerdo a los requisitos del cliente para el uso en vidrio laminado.
Las aplicaciones de laminado en vidrio que involucran una combinación de vidrio/poli(vinil butiral) plastificado (PVB plastificado)/vidrio, impresión directa sobre una superficie de PVB plastificado han demostrado ser muy difíciles con transferencia térmica. La pobre estabilidad dimensional del PVB plastificado provoca problemas importantes con el registro de color y una apariencia pobre. La textura de la superficie normalmente presente en las capas internas del PVB plastificado comercialmente disponible para facilitar un procesamiento efectivo del laminado de vidrio también presenta un problema importante en alcanzar una apariencia aceptable de la imagen impresa. Por estas razones, no se ha intentado generalmente la transferencia precisa de colores múltiples sobre sustratos de PVB plastificado al usar tecnología de transferencia térmica. Sería así deseable desarrollar un compuesto laminado en el cual las imágenes digitales a color se impriman sobre una superficie lisa y suficientemente rígida la cual luego se incorpore dentro del laminado vidrio/PVB plastificado/vidrio.
Dunmore Corporation produce un poli(etilen tereftalato) transparente (PET) denominado película Dun-Kote® DP38 recubierta con su propio recubrimiento de marca registrada diseñado específicamente para la impresión por transferencia térmica. Sin embargo, al imprimir directamente encima de esta sustrato e incorporar posteriormente la película impresa dentro del laminado de vidrio por medio de encapsulado con dos capas de PVB plastificado, se ha encontrado que produce un laminado con integridad estructural inadecuada y con calidad de imagen impresa inconsistente. Estos problemas se han encontrado como resultado de la pobre adhesión entre el PVB plastificado y la película impresa -tanto en las superficies impresas y sin imprimir así como interacciones inaceptables entre el plastificante de PVB y el lado impreso de la película de PET. Sería así deseable desarrollar una composición de laminado que proporcione un medio para la incorporación de imágenes en color impresas digitalmente dentro de laminados de vidrio/PVB plastificado/vidrio para aplicaciones según los requisitos del cliente.
La patente de E.U.A. No. 5,505,801 describe un método para la producción de un composito de panel de película a vidrio laminada para el despliegue por alumbrado posterior de gráficos y/o publicidad e información de instrucciones alfanuméricas. El panel de composito de película a vidrio de la invención, se produce al ensamblar como una estructura en capas: un componente primario de lámina de vidrio al frente; un primer componente intermedio de lámina de montaje de material de película de poliéster transparente recubierto con adhesivo de doble cara en una relación entre caras con la lámina de vidrio al frente; un segundo componente intermedio que comprende una lámina de película para imágenes positivas que lleva el gráfico y/o publicidad e información de instrucciones en el lado frontal del mismo en una relación entre caras con el componente de la lámina de montaje; y un componente posterior que comprende una lámina protectora de película de material de película de poliéster transparente que lleva un adhesivo laminado transparente en su lado frontal en una relación de interfase con la lámina de película de imágenes positivas. Se aplica calor y presión al ensamble en capas de los componentes para unir por adhesión los componentes de la estructura para formar el panel de composito laminado de película a vidrio.
La solicitud internacional de patente WO 02/18154 describe un método y aparato para producir un material laminado que lleva imágenes. De acuerdo con este documento, una imagen se imprime sobre una intercapa de poli(vinil butiral) usando una tinta de base solvente, pintura o sistema de colores. La intercapa se usa para unir dos láminas de material para formar el laminado.
La solicitud de patente europea 1 129 844 describe un panel decorado estratificado de composito de vidrio y/o plástico transparente decorado de forma diversa con decoraciones de un color o de color completo, particularmente para uso en construcciones, transporte, y los similares, que comprende una primera hoja de vidrio o de plástico transparente, una segunda hoja de vidrio o de plástico transparente o película delgada y una película transparente o lámina de plástico, por ejemplo, poli(etilen tereftalato) (PET), que lleva una decoración obtenida con colores sublimes colocados entre las dos hojas de vidrio y/o plástico transparente, asociadas de forma estable a las hojas por medio de pegamento o capas de adhesivos, por ejemplo poliuretano y laminación con calor.
La patente alemana 197 05 586 describe un laminado de vidrio que atenúa el sonido para vehículos que comprende una intercapa de termoplástico o polímero acrílico viscoelástico. Se enlaza la capa de polímero acrílico en cada uno de sus dos lados y por medio de una lámina de 0.01 a 0.1 mm de grueso de poli(etilen tereftalato) y un adhesivo termoplástico de poli(vinil butiral), a las láminas de vidrio de silicato.
Breve descripción de la invención
El propósito de esta invención es lograr un laminado de vidrio con una imagen impresa digitalmente encapsulada que tenga características globales de desempeño incluyendo resistencia a la penetración, calidad óptica y durabilidad equivalente a un laminado de vidrio/PVB plastificado/vidrio convencional. Debido a las características de barrera bien reconocidas de la película de PET, el uso de un segundo componente de película de PET que se lamina a la película de PET impresa, evita cualquier interacción entre el plastificante de PVB y el recubrimiento de medios impresos o capas de tinta.
Una realización de esta invención se dirige a una intercapa para vidrio laminado, la intercapa comprende una película de soporte de poli(etilen tereftalato) (PET) que soporta al menos una imagen en color; una película de PET unida a la película de soporte de PET, tal que la imagen en color esté entre la película de soporte de PET y la película de PET; una primera capa de adhesivo unida a la película de soporte de PET; y una segunda capa de adhesivo unida a la película de PET, en donde la primera y segunda capas de adhesivo tienen un grosor de alrededor de 0.38 a 1.5 mm.
Una realización preferida de esta invención se dirige a un composito plástico que comprende imágenes en color impresas sobre un sustrato de poli(etilen tereftalato) (PET) al usar tecnología de impresión digital. La capa de PET luego se enlaza a una segunda capa de PET al usar un adhesivo térmicamente activado, preferiblemente copolímero de acetato de vinilo y etileno (EVA). Las capas unidas de PET luego se colocan entre dos capas de PVB plastificado, formando el composito plástico. El composito plástico luego se puede colocar entre dos láminas de vidrio que forman el producto final laminado de vidrio.
Una realización adicional de esta invención se dirige a un composito de vidrio laminado que comprende una intercapa dispuesta entre dos láminas de vidrio, la intercapa que comprende una película de soporte de PET que soporta al menos una imagen en color; una película de PET unida a la película de soporte de PET, tal que la imagen en color esté entre la película de soporte de PET y la película de PET; una primera capa de adhesivo unida a la película de soporte de PET; y una segunda capa de adhesivo unida a la película de PET.
Breve descripción de las figuras
La Fig. 1 muestra una realización del laminado de la presente invención.
La Fig. 2 es una unión con prensa de rodillos a presión para formar el laminado de PVB plastificado-PET-PET-PVB plastificado.
La Fig. 3 es una vista en sección transversal del accesorio de prueba usado par alas mediciones de corte por compresión.
Descripción detallada de las realizaciones ilustradas
La invención aquí detallada describe una intercapa para uso en laminados de vidrio. Una realización de la presente invención se muestra en la Fig. 1. La intercapa (2) comprende una estructura impresa de composito (18) que en sí misma comprende una película de soporte de PET (16) que tiene imágenes (13) impresas sobre ella unidas con un adhesivo (12) a una película protectora de PET (14). Esta estructura impresa de composito (18) está dispuesta entre dos capas de adhesivo (8,10) para formar la intercapa resultante (2). La intercapa luego se puede colocar entre dos láminas de vidrio (4,6), con lo cual se forma el producto final de laminado de vidrio.
En una realización de la presente invención, se imprime una imagen encima de una película de soporte de PET y se recubre con una película de PET para mejorar sus características de transferencia de tinta. Alternativamente, se puede imprimir una imagen encima de una capa de imagen que se soporta por la película de soporte de PET. Una imagen puede ser un logo, símbolo, patrón geométrico, fotografía, caracteres alfanuméricos o combinaciones de los mismos. El término "color" incluye todos los colores así como el blanco y negro.
El grosor de la película de soporte de PET es preferiblemente de 25 a 250 micrómetros. La película de soporte de PET de la presente invención debe tener propiedades para mantener su integridad durante el manejo y deposición de la imagen encima de su superficie, así como durante las etapas posteriores de unión y laminado. Adicionalmente, la película de soporte de PET debe tener propiedades suficientes para ser una parte integral del producto final de cristalería de seguridad. Para satisfacer tales requerimientos de desempeño, la película de soporte de PET debe ser ópticamente transparente (esto es, objetos adyacentes a un lado de la capa se pueden ver cómodamente por el ojo de un observador en particular que mire a través de la capa desde el otro lado). La película de soporte de PET tiene preferiblemente como mínimo, un módulo de tensión igual a o mayor que, preferiblemente significativamente mayor que, aquel de las capas adhesivas exteriores.
Preferiblemente, el PET se estira biaxialmente para mejorar la resistencia y también se estabiliza con calor para proporcionar características de bajo encogimiento cuando se somete a temperaturas elevadas (esto es, menos de un 2% de encogimiento en ambas direcciones después de 30 minutos de exposición a 150ºC). El módulo de tensión (a 21-25ºC) del PET es alrededor de 1010 Pa en comparación con alrededor de 107 Pa para PVB plastificado del tipo usado en cristalería de seguridad.
La capa de imagen alternativa sobre la cual se puede imprimir una imagen es una película polimérica que tiene un grosor no crítico, preferiblemente 0.1 mm hasta alrededor de 1.5 mm. Esta capa de imagen debe tener propiedades para mantener su integridad durante el manejo y deposición de la imagen sobre su superficie, así como durante las etapas posteriores de unión y laminado. Adicionalmente, la capa de imagen debe tener propiedades suficientes para ser una parte integral del producto final de cristalería de seguridad. Para satisfacer tales requerimientos de desempeño, la capa de imágenes debe ser ópticamente transparente (es decir, se pueden ver cómodamente los objetos adyacentes a un lado de la capa por el ojo de un observador en particular que mire a través de la capa del otro lado).
Entre los materiales termoplásticos que tienen las propiedades físicas deseadas para uso como capa de imágenes están el poli(vinil butiral), nylon, poliuretanos, poliacrilatos, poliésteres, policarbonatos, acetatos y triacetatos de celulosa, polímeros y copolímeros de cloruro de vinilo y los similares. El más preferido es el poli(vinil butiral) (PVB).
Al adherir solamente la película de soporte de PET impresa a las dos capas de adhesivos, tales como poli(vinil butiral) plastificado, tal como se hace comúnmente en la industria del laminado de vidrio, no parece proporcionar una estructura de composito de laminado estable. El aglutinante de resina de poliacrilato usado típicamente para la capa de tinta de las cintas de transferencia térmica, parece interactuar con los plastificantes comunes usados en capas internas comercialmente disponibles de PVB plastificado (ésteres de glicol, ésteres de adipato, etc.). Esta interacción puede resultar en cambios importantes en la apariencia del laminado y la adhesión entre placas así como comprometer en el largo plazo, la durabilidad del laminado.
Al introducir una película de PET para cubrir la superficie impresa de la película de soporte de PET, la cual es muy impermeable a la mayoría de estos plastificantes comunes, se elimina virtualmente la interacción entre el PVB plastificado y la resina de poliacrilato o cualquier recubrimiento de transferencia térmica de marca registrada. Esta película de PET tiene preferentemente un grosor de alrededor de de 10 a 125 micrómetros. Si no se usa tal película de PET, también es posible que hayan interacciones importantes entre los recubrimientos de marca registrada usados en los medios de impresión de transferencia térmica y la capa de adhesivo. Son posibles y no deseables consecuencias similares a aquellos descritas en el párrafo anterior. Para formulaciones de chorro de tinta, la película de PET ayuda a la unión de la película de soporte impresa a la(s) capa(s) de adhesivo, así como actuar como una barrera a la migración de los componentes de tinta impresa, (por ejemplo, solventes portadores, etc) dentro de la capa de adhesivos lo cual puede afectar significativamente la integridad del laminado de vidrio. También actúa como una barrera de 2 vías al proteger la impresión de la interacción con los componentes de la capa de adhesivo, tal como el contacto con el plastificante como se describe anteriormente.
Un aspecto de la presente invención, sin embargo, es lograr una adhesión adecuada entre la película de PET y la película de soporte de PET con objeto de lograr una integridad del laminado aceptable en el largo plazo. En la presente invención, la película de PET que cubre la superficie impresa es una segunda película de soporte de PET. En otra realización, la película de soporte de PET que comprende la imagen en color se recubre con una mezcla reactiva que se cura por luz ultravioleta o calor para formar una película de PET que sirva como una capa protectora. Los recubrimientos posibles pueden incluir composiciones de epoxi, poliéster, poliacrilato o poliuretano. En otra realización, la película de PET se recubre con una emulsión de agua o un polímero de base solvente en el cual el agua o solvente se remueve para formar una película de PET. Los recubrimientos posibles pueden incluir composiciones de epoxi, poliéster, poliacrilato o poliuretano.
En la industria de artes gráficas, el uso de una película de "revestido" para suministrar protección de las imágenes impresas es bien conocido y ampliamente practicado. La tecnología involucra usualmente el uso de una película de plástico transparente tal como una película de PET recubierta ya sea con un adhesivo acrílico activado por presión o un adhesivo activado por calor tal como el copolímero de etileno y acetato de vinilo. En el caso de la película de revestimiento de PET con el adhesivo activado por presión, hay usualmente un forro de liberación de silicón que se acopla a la superficie adhesiva lo cual evita el bloqueo de la película en la forma de rodillo y la cual se debe remover previo al uso.
Con una química adecuadamente seleccionada, el uso de adhesivos térmicamente activados resulta en una adhesión robusta entre las capas de PET. El uso de copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA) proporciona un desprendimiento aceptable y propiedades de la adhesión esfuerzo cortante por compresión que pueden resultar en una excelente integridad del laminado. El uso del adhesivo de copolímero de EVA, resultará en una resistencia a la penetración y otras propiedades de desempeño del laminado que serán equivalentes o superiores a los laminados estándar de vidrio/PVB plastificado/vidrio. Adicionalmente, el uso de un sistema adhesivo activado térmicamente para combinar los componentes PET-PET es probable que proporcione ventajas de procesamiento importantes sobre los adhesivos acrílicos sensibles a la presión, por ejemplo, durante el proceso de manufactura de la estructura de composito de PVB plastificado/PET-PET/PVB plastificado. Con el uso de una película de PET que comprende una película de revestimiento de PET recubierta con un adhesivo activado por calor, no hay necesidad normalmente de proporcionar un forro de liberación separado si se ha seleccionado un adhesivo con tacto adecuado. Otros adhesivos activados térmicamente tales como adhesivos termoplásticos de poliuretano también se pueden usar.
Aunque los compositos de copolímero de EVA/PET se han usado ampliamente como revestimientos protectores de materiales impresos, los cuales se combinan al usar laminación por calor/presión, no se usan normalmente en la manufactura de laminados de vidrio los cuales requieren de condiciones de procesamiento mucho más largas (45-60 minutos vs. 10-20 segundos) y temperatura superior (135ºC vs. 65-95ºC). Para una laminación exitosa de vidrio, la composición adhesiva de copolímero de EVA (es decir, % de contenido de acetato de vinilo) y el grosor se deben seleccionar cuidadosamente con objeto de minimizar la formación de turbidez provocada por la cristalización y una adhesión menor a la óptima. Un contenido superior de acetato de vinilo permite una mayor adhesión entre capas y niveles menores de turbidez. Para contenidos de acetato de vinilo arriba de 28%, las cuestiones con el bloqueo del rodillo del composito de EVA/PET provocarán dificultades de procesamiento durante la etapa de laminación de revestimiento. El uso de capas más delgadas de EVA y/o estructuras multi-capas co-extruidas de EVA se pueden usar para alcanzar una adhesión aceptable y resultados de turbidez.
El equipo típico para laminado por calor/presión cuando se fabrica por empresas tales como General Binding Corporation es útil con la presente invención. Este tipo de equipo emplea típicamente un rodillo de suministro de la película de revestimiento (adhesivo activado por calor + película transparente de PET) que se puede precalentar al usar rodillos calientes o elementos de calentamiento por infrarrojo previo a la combinación con la película impresa al usar laminación a presión con rodillos a presión. Tal equipo de proceso se configura normalmente con controles para la velocidad de la línea, calentamiento y presión de los rodillos a presión para proporcionar un laminado resultante de dos placas con excelente transparencia lo cual es indicativo de que no hay aire entrampado entre las capas y un flujo adecuado de adhesivo.
Como con el uso convencional de esta tecnología de laminación en la industria de las artes gráficas, es importante operar en un ambiente limpio para minimizar cualquier contaminación que pudiera entramparse entre la película de soporte de PET y la película de PET y provocar defectos ópticos importantes. El uso de películas de PET con recubrimientos antiestáticos es una realización preferida de la invención actual y su valor se deriva de la reducción en la contaminación en el aire y la mejora consecuente en la calidad óptica.
Después de que la película de soporte de PET impresa se adhiere a la segunda película de PET, luego se desecha la estructura combinada entre dos capas de adhesivos. Las capas de adhesivos que se pueden utilizar con la presente invención incluyen poliuretano, copolímero de etileno y acetato de, cloruro de polivinilo plastificado así como otros polímeros elastoméricos con propiedades que absorben la energía y química de superficie para proporcionar una adhesión adecuada al vidrio y las capas de la película de soporte de PET y la película de PET. La capa de adhesivo preferida de la presente invención es PVB plastificado.
Las capas de la superficie exterior del soporte polimérico combinado y las películas de PET en contacto con la capa de adhesivos se deben recubrir apropiadamente y/o tratar para alcanzar una adhesión adecuada e integridad del laminado. Las técnicas preferidas son modificación química del soporte polimérico exterior y la películas de PET por tratamiento con flama, oxidación química, descarga de corona, salpicadura con carbono, tratamiento con plasma en vacío o en aire, aplicación de un adhesivo, u otros tratamientos bien conocidos por aquellos de experiencia ordinaria en la técnica.
La resina de PVB se produce por procesos de acetalización con solvente o acuosos conocidos, al reaccionar PVOH con butiraldehído en presencia de catalizador ácido, seguido por la neutralización del catalizador, separación, estabilización y secado de la resina. Está comercialmente disponible de Solutia, Inc. como resina Butvar®. La resina de PVB tiene típicamente un peso molecular promedio en peso mayor que 70,000, preferiblemente alrededor de 100,000 a 250,000, cuando se mide por cromatografía de exclusión de tamaño al usar salpicadura de luz láser de ángulo bajo. En una base en peso, la resina de PVB típicamente comprende menos del 22%, preferiblemente alrededor de 17 a 19% e grupos de hidroxilo calculados como alcohol polivinílico (PVOH); hasta 10%, preferiblemente 0 a 3% de grupos éster residuales, calculados como éster de polivinilo, por ejemplo, acetato, con el balance que es acetal, preferiblemente butiraldehído acetal, pero que incluye opcionalmente una cantidad menor de grupos acetal diferentes al butiral, por ejemplo 2-etil hexanal como se describe en la patente de E.U.A. No. 5,137,954.
La resina de PVB de la lámina se plastifica típicamente con alrededor de 15 a 50 y más comúnmente 25 a 45 partes de plastificante por cien partes de resina. Los plastificantes comúnmente empleados son ésteres de un ácido polibásico o un alcohol polihídrico. Los plastificantes adecuados son trietilen glicol di-(2-etilbutirato), trietilenglicol di-(2-etilhexanoato), tetraetilenglicol diheptanoato, dihexil adipato, dioctil adipato, mezclas de heptil y nonil adipatos, dibutil sebacato, plastificantes poliméricos tales como los alquidales sebácicos modificados con aceite, y mezclas de fosfatos y adipatos tales como se describen en la patente de E.U.A. No. 3 841 890 y adipatos y alquil bencil ftalatos como se describen en la patente de E.U.A. No. 4 144 217. También adipatos mixtos hechos de alquil alcoholes C4 a C9 y alcoholes ciclo C4 a C10 como se describen en la patente de E.U.A. No. 5 013 779. Los ésteres de adipato C6 a C8 tales como hexil adipato son plastificantes preferidos. Un plastificante más preferido es el trietilen glicol di-(2-etilhexanoato).
También es deseable incorporar un absorbedor UV dentro de las capas de PVB plastificado. Uno de tal absorbedor UV se describe en la patente de E.U.A. No. 5 618 863, los contenidos de la cual se incorporan en la presente como referencia. La cantidad de absorbedor UV agregada al PVB plastificado puede variar y es generalmente desde 0.1 a 1.0 parte por 100 partes de polímero PVB. Al intercalar el composito de laminado impreso entre dos capas de adhesivo de PVB plastificado que contienen un absorbedor UV elimina la necesidad de incluir estos componentes costosos en los medios de impresión de PET o película de revestimiento de PET. Debido a que casi todas las películas de PET comercialmente disponibles no contienen absorbedores UV, se someten a una degradación importante por UV que resulta en una fragilización de la película a menos que se proteja adecuadamente. En el caso preferido cuando la película de PET se usa para los medios de impresión o película de revestimiento, la adición de absorbedor UV a las capas de PVB plastificado es esencial de manera que no hay degradación del polímero de PET. Adicionalmente, la adición de absorbedor UV en las capas de PVB plastificado proporciona una estabilidad mejorada a la luz de los colorantes en la capa impresa. Alternativamente, se puede agregar un absorbedor UV al PET u otras películas de soporte de PET seleccionadas.
Además del plastificante, el absorbedor UV y el agente de control de la adhesión, las capas de PVB plastificado pueden contener otros aditivos que mejoren el desempeño tales como pigmentos o colorantes para colorear todo o parte de la lámina, antioxidantes y los similares. Por ejemplo, una de las capas de PVB puede ser un color blanco con una capa de PVB de transmitancia visible baja la cual puede incrementar la vitalidad de los colores en la capa impresa con PET.
La lamina de PVB plastificado a un grosor de alrededor de 0.38 a 1.5 mm se forma al mezclar resina y plastificante más aditivos y preferiblemente (en sistemas comerciales) extruir la formulación mezclada a través de un troquel de lámina, es decir, forzar el PVB plastificado fundido a través de una abertura de un troquel estrecho verticalmente largo horizontalmente que conforme sustancialmente en tamaño con la lámina que se forma. La rugosidad de la superficie de la lamina se produce usualmente a través de un fenómeno conocido para aquellos expertos en la técnica ya que la fractura de la fusión y tales características deseadas se pueden derivar por el diseño de la abertura del troquel del producto de extrusión como se muestra, por ejemplo, en la figura 4 de la patente de E.U.A. No. 4,281,980. Otras técnicas conocidas para producir una superficie rugosa en uno o más lados de una lámina de extrusión involucra especificar o controlar uno de los siguientes: distribución del peso molecular del polímero, contenido de agua y temperatura de la fusión. Estas técnicas se describen en las patentes de E.U.A. Nos. 2 904 844; 2 909 810; 3 994 654; 4 575 540 y la patente europea No. 0185 863. El estampado en relieve de la lámina corriente abajo del troquel también se puede usar para producir la rugosidad deseada en la superficie. Ejemplos de láminas con estampado en relieve de PVB plastificado con superficies con patrón regular se describen en las patentes de E.U.A. Nos. 5 425 977 y 5 455 103. Esta rugosidad en la superficie del PVB plastificado se necesita para facilitar el desaireado de la interfase de vidrio/PVB plastificado y se elimina completamente durante la posterior laminación en autoclave. El laminado final de la presente invención se forma al usar procesos conocidos en la técnica.
Con referencia a la Fig. 2, se describirá un proceso para la formación del composito de laminado de impresión completa 2 para su uso en cristalería de seguridad tal como ventanas para vehículos o construcción, quemacocos, tragaluces o los similares. La Fig. 2 ilustra un sistema de unión a presión con rodillos a presión para encapsular la capa impresa de laminado 18 dentro de las capas de PVB plastificado 8 y 10. La capa impresa de laminado 18 del rodillo 62 se pasa encima de una rodillo de tensión 64 y se somete a un calentamiento moderado en la superficie en las estaciones 66 colocadas para calentar moderadamente ya sea la capa impresa de laminado 18, láminas de PVB plastificado 8 y 10, o ambas. El calentamiento es hasta una temperatura suficiente para promover una unión por fusión temporal en que las superficies térmicamente suavizadas de las capas 8 y 10 se hacen pegajosas. Cuando las capas de soporte polimérico de la capa impresa de laminado 18 son el poli(etilen tereftalato) biaxialmente orientado preferido, las temperaturas adecuadas son desde alrededor de 30ºC hasta alrededor de 120ºC, con la temperatura preferida de la superficie que alcanza alrededor de 50ºC.
La capa impresa de laminado 18 y las capas de PVB plastificado 8 y 10, que tienen cada una superficies rugosas desaireadas, se dirigen dentro del punto de contacto de laminación entre los rodillos de presión que giran rotativamente 68a, 68b donde se ponen en conjunto las tres capas. Esto expulsa el aire entre las capas y esta etapa de proceso es crítica debido a que es esencial para remover tanto aire como sea posible de entre las capas. El resultado de esta unión es el encapsulado de la capa impresa de laminado 18 dentro de las capas de PVB plastificado 8 y 10 para formar un laminado ligeramente unido 2 de la Fig. 1, sin aplanar las superficies exteriores desaireadas sin unir de las capas 8 y 10. Las capas 8 y 10 se suministran desde los rodillos 72a, 72b y se puede incluir un rodillo de tensión 73 en la línea de suministro de la capa de PVB plastificado. Si se desea, los rodillos a presión 68a, 68b se pueden calentar opcionalmente para promover la unión. La presión de unión ejercida por los rodillos de presión 68a, 68b se puede variar dependiendo del material de la película portadora elegido y la temperatura de unión empleada pero estará generalmente en el intervalo desde alrededor de 0.7 a 5 kg/cm^{2}, preferiblemente alrededor de 1.8 a 2.1 kg/cm^{2}. La tensión del laminado 2 se controla por el paso sobre el rodillo guía 74. Las velocidades típicas en línea a través del ensamble en la Fig. 2 son desde 1.5 a 10 m/min.
El laminado de la presente invención se colocará más comúnmente entre láminas de vidrio, preferiblemente un par de láminas de vidrio flotado que coincidan. Las láminas de vidrio pueden ser cualquier combinación de algunos tipos de vidrio, incluyendo tanto vidrio transparente como vidrio tintado, e incluyendo vidrio recocido, reforzado con calor o templado. El laminado de composito de la presente invención tiene la ventaja de que se puede usar en la misma forma y laminarse al emplear el mismo equipo como aquel empleado en la formación de laminados de vidrio de seguridad convencionales, por ejemplo, procesos de formado de un laminado de vidrio de seguridad que contiene una película de seguridad de PVB plastificado de capa sencilla. El proceso de laminación de vidrio de seguridad típico comercial comprende las siguientes etapas:
(1)
ensamble a mano de las dos piezas de vidrio y el laminado de composito;
(2)
pasar el ensamble a través de rodillos a presión a temperatura ambiente para expulsar el aire atrapado;
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(3)
calentar el ensamble por medio de medios de convección o radiantes de IR por un periodo corto, típicamente hasta alcanzar una temperatura de la superficie del vidrio de alrededor de 100ºC;
(4)
pasar el ensamble caliente a través de un segundo par de rodillos a presión para darle al ensamble suficiente adhesión temporal para sellar el borde del laminado y permitir un manejo adicional y
(5)
tratar en autoclave el ensamble típicamente a temperaturas entre 130 a 150ºC y presiones entre 1050 a 1275 kN/m^{2} por alrededor de 30 a 90 minutos.
Otros medios para uso en el desaireado de las interfases de PVB plastificado/vidrio (etapas 2-4) conocidos en el arte y que se practican comercialmente, incluyen procesos de anillo de vacío y de bolsa de vacío en los cuales se utiliza el vacío para remover el aire.
Los requerimientos de desempeño de uso final aceptables de un laminado de vidrio incluyen el mantenimiento de la integridad estructural (esto es, sin separaciones interfaciales) cuando se somete a fuerzas externas tales como aquellas impuestas por el viento, temperatura, etc. Además, la falta de planicidad del vidrio templado o reforzado con calor si se usa para la fabricación de laminados de vidrio, puede resultar en una fuerza que pueda resultar en la separación de una o más capas. Para una de las realizaciones de la invención actual, hay al menos seis interfases adicionales (por ejemplo, PVB plastificado/PET, PET/recubrimiento por transferencia térmica, recubrimiento por transferencia térmica/capa de tinta, capa de tinta/adhesivo EVA, adhesivo EVA/PET, PET/PVB plastificado) en comparación con el laminado estándar de vidrio/PVB plastificado/vidrio que necesita considerarse. Con objeto de evitar cuestiones con la integridad del laminado, es esencial que la adhesión interfacial de todas las superficies dentro de un laminado de vidrio reúna un requerimiento mínimo. La medición de la resistencia al esfuerzo cortante por compresión de un laminado, proporciona una medición de la adhesión de la interfase más débil. Este resultado se puede usar como medio para determinar la integridad del laminado y el potencial para la deslaminación interfacial durante el uso instalado.
La resistencia al esfuerzo cortante por compresión de un laminado se mide al usar el método de prueba abajo detallado y que se muestra en la Fig. 3. Laminados de vidrio para evaluación se preparan al usar métodos convencionales de laminación los cuales se han descrito en la sección previa. El grosor de las capas de vidrio usado para los laminados se selecciona de manera tal que durante la prueba, las interfases de plástico/vidrio puedan moverse libremente dentro del accesorio de prueba como se muestra en la Fig. 3. Para cada tipo de laminado bajo evaluación, se corta una serie de al menos 6 especimenes de prueba circulares con un diámetro de 30 mm a partir de una pieza más grande de laminado de vidrio al usar un taladro rotatorio de núcleo de diamante con enfriamiento con agua. El enfriamiento con agua se ajusta para evitar el calentamiento excesivo del laminado y se tiene cuidado en minimizar el astillado del vidrio. Después de que se han cortado los especimenes de prueba, se acondicionan durante la noche a 21 a 23ºC previo a la prueba.
Para iniciar la prueba, el espécimen de prueba circular se coloca dentro del área circular rebajada de la mitad inferior estacionaria del accesorio de prueba después de lo cual la mitad superior del accesorio de prueba se acopla con la mitad inferior. El accesorio de prueba ensamblado con el espécimen de prueba cargado luego se inserta dentro de un aparato de prueba tal como un medidor de tensión de Alpha Technologies T20 en el cual una cruceta puede aplicar una fuerza medida a la superficie móvil superior del accesorio de prueba. Una vez que la cruceta hace contacto con la superficie superior del accesorio de prueba, la cruceta se mueve a una velocidad constante de 3.2 mm/min y se determina la fuerza máxima requerida para cizallar la muestra. La interfase a la cual sucede la falla se debe señalar para identificar la interfase más débil. Luego se convierte la fuerza medida en resistencia al esfuerzo cortante por compresión al dividirla por el área de sección transversal del espécimen de prueba. Se ha estimado una resistencia al esfuerzo cortante por compresión mínima para laminados con una integridad adecuada para ser aproximadamente de 8 MPa.
El método de prueba de adhesión por desprendimiento de 90 grados, mide la resistencia de unión del adhesivo entre PVB plastificado y película de PET. Los laminados especiales de prueba (6.4 cm ancho x 17.1 cm largo) que contienen la película de PET a probarse y Saflex® RB41 una lámina de PVB plastificado comercialmente disponible de Solutia Inc., se preparan al usar técnicas modificadas de laminado descritas previamente al sustituir la película de prueba de PET para una pieza de vidrio de un laminado estándar de vidrio/PVB plastificado/vidrio. El grosor de la capa de PVB plastificado es de 0.76 mm. El grosor del vidrio aunque no es un factor importante, está usualmente en el intervalo de 2.0 a 3.0 mm. El grosor del PET a probarse está en el intervalo desde 50-175 micrómetros. Con objeto de asegurar que la adhesión entre el vidrio y la capa de PVB plastificado es mayor que la adhesión entre el PET y la capa de PVB plastificado, la película de PVB plastificado se seca a 70ºC por una hora previa al ensamble.
Los laminados de vidrio/PVB plastificado/PET se preparan por ensamble a mano de los componentes individuales. También es útil insertar una pieza pequeña (2.5 cm x 6.4 cm) de una pieza delgada (alrededor de 12 micrómetros) de película de PET que tenga muy baja adhesión al PVB plastificado entre las capas de PVB plastificado y PET en el punto en donde el espécimen de prueba de desprendimiento se marca y se rompe (ver a continuación) con objeto de facilitar el proceso inicial de desprendimiento, de otra manera puede ser difícil iniciar la separación de las capas de PVB plastificado y PET.
Luego se colocan dos de tales laminados ensamblados con las superficies de PET en contacto una con la otra y se pasan a través de rodillos de desaireado que tienen el espacio ajustado para aplicar una cantidad requerida de presión y expulsar efectivamente el aire en exceso localizado entre las diversas capas. Luego se colocan individualmente los laminados dentro del horno de aire por convección a 105ºC. por 10 minutos. Los laminados calientes se acoplan de nuevo en pares (con un separador de papel si es necesario para evitar la adhesión entre las capas de PET) y se pasa a través de los rodillos a presión como anteriormente. Estos laminados luego se colocan en autoclave a una presión de 1275 kN/m^{2} al usar un ciclo de autoclave con un tiempo de retención de 20 minutos a 143ºC.
Después de que se termina el procesamiento en autoclave, se hacen dos cortes paralelos a la longitud del laminado a una distancia de 4 cm uno del otro a través de la capa de PET, usando solamente una navaja de afeitar u otro instrumento similar. Luego se marca la superficie sobre el lado del vidrio y se rompe en paralelo a la dimensión del ancho del laminado en una posición de aproximadamente 4 cm desde el extremo del laminado. Desde el lado del vidrio del laminado, se hace un corte a través de la capa de PVB plastificado en el rompimiento del vidrio para permitir que se desprenda la película de PET de la capa de PVB plastificado. El borde exterior de la película de PET sobre cada lado de la tira de 4 cm de ancho se corta en el rompimiento del vidrio. Al menos tres muestras para cada tipo de película de PET se prueban por valor reportado.
Antes de efectuar la prueba actual de desprendimiento, las muestras se acondicionan durante la noche a 21ºC. Durante la prueba de desprendimiento, el espécimen de prueba de vidrio/PVB plastificado/PET se coloca en las pinzas de un probador de desprendimiento (velocidad de la cruceta de 12.7 cm por min) el cual se configura para desprender la película de PET desde la superficie del PVB plastificado a un ángulo de 90 grados. La fuerza necesaria para separar la película de PET desde la superficie del PVB plastificado se mide y se determina el promedio de los diversos picos registrados. La adhesión al desprendimiento se calcula luego al dividir la fuerza medida por el ancho de 4 cm de la tira de prueba. La adhesión mínima al desprendimiento para los laminados con una integridad adecuada, se ha estimado para ser aproximadamente 4 N/cm, con realizaciones preferidas que tienen una adhesión al desprendimiento de alrededor de 8 N/cm.
Cuando se efectúa una prueba de caída de bola de cinco libras (2.27 kg), una serie de laminados de vidrio que tienen dimensiones de 30.5 cm x 30.5 cm se preparan al usar previamente técnicas de laminación estándar por autoclave. Al menos 6 laminados de vidrio, preferiblemente 12 laminados de vidrio se requieren para medir la resistencia a la penetración. Los laminados de vidrio preparados se colocan individualmente en un marco de soporte como se describe en el código de prueba automotriz ANSI/SAE Z26.1. Aunque a una temperatura constante de 21ºC + 2Cº, se hace caer una bola esférica de acero de cinco libras (2.27 kg) encima del centro del laminado desde una altura específica que resultará en la penetración del laminado. Dos bobinas magnéticas espaciadas que se acoplan y colocan debajo del laminado de prueba, miden el tiempo en que la bola de acero atraviesa la distancia entre las bobinas. Este tiempo medido luego se convierte en la velocidad de la bola después de la penetración de la laminación. La velocidad de la bola cuando golpea la superficie del vidrio también se calcula. La pérdida de energía cinética de la bola cuando penetra el laminado luego se convierte en altura de ruptura. La Altura de Ruptura Media medida es la altura promedio de ruptura en metros de al menos 6 caídas de bola en las cuales sucede tanto la falla en el laminado de vidrio como la penetración de la bola.
Finalmente, la turbidez del laminado se mide siguiendo el ASTM D 1003-00 (Método de Prueba para Transmitancia Luminosa y de Turbidez/Procedimiento B) al usar un espectrofotómetro Byk-Gardner TCS.
La Prueba de Adhesión por Golpeo de 0 grados ha sido un procedimiento estándar de Solutia durante 30 años. Mide el nivel de adhesión del vidrio a la capa con adhesivo de PVB en una construcción de laminados. La adhesión de la capa de PVB al vidrio tiene un gran efecto en la resistencia al impacto y una estabilidad de largo plazo de las estructuras de vidrio/PVB.
Se acondiciona un laminado a 0ºF y se golpea con un martillo de 1 lb. (454 g). La cantidad de vidrio que permanece en la capa con adhesivo de PVB se compara con los estándares y se da una calificación de 1 a 10 (0ºF corresponde a -17.8ºC).
El método más comúnmente usado es como sigue: 1) Se corte el vidrio en secciones de 15 cm x 15 cm. Luego se colocan los especimenes en un gabinete con aire frío a 0ºF por al menos 1 hora. La velocidad del aire en el gabinete debe tener un mínimo de 100 fpm. Los especimenes se deben separar para asegurar la circulación del aire en todas las superficies. Usando guantes de algodón pesado, remover una muestra a la vez y golpear el espécimen al usar un martillo de una libra (454 g) y la Caja de Golpeo Solutia. Los especimenes se deben golpear inmediatamente después de la remoción del gabinete acondicionado para obtener resultados precisos. El espécimen se mantendrá a un ángulo de 5 grados en el plano de la placa de golpeo de manera que solamente el borde del vidrio roto hace contacto con la placa. El espécimen luego se golpea progresivamente en incrementos de 1/2 pulgada (1.27 cm) a lo largo de su base de 3/4 de pulgada (1.90 cm). Cuando se ha pulverizado por completo esta hilera del fondo, se pulveriza los siguientes 3/4 de pulgada (1.90 cm) y así sucesivamente hasta que quedan alrededor de ½ pulgada (1.27 cm). Luego se voltea el espécimen y se repite el golpeo.
Las muestras golpeadas se permite que lleguen a la temperatura de la habitación y se permite que se evapore la humedad condensada hasta que comienza la clasificación. Las muestras luego se comparan con los estándares. Todos los estándares tienen diferentes niveles de vidrio unidos a la capa con adhesivo de PVB lo cual es lo que se juzga. Tanto la muestra de prueba y uno de los estándares se inclinan juntos para atrapar la reflexión de la fuente de luz la cual se coloca en la parte superior y enfrente del evaluador. Se repiten las comparaciones con todos los estándares hasta que se hace una coincidencia. El número de golpes se registra y se voltea la muestra y también se califica el lado opuesto contra los estándares existentes.
Se agrupan y promedian los valores de golpeo para especimenes similares. Los valores reportados establecen el valor promedio de golpeo para el grupo, el número de muestras en el grupo y el intervalo máximo de la calificación de adhesión de golpeo para las superficies individuales.
Ejemplos
Ejemplo 1
Una película de PET de alta claridad de 3 milésimas Dun-Kote® DP38, fabricada por Dunmore Corporation de Bristol, Pennsylvania- que tiene un recubrimiento de marca registrada para un desempeño mejorado con la impresión por transferencia térmica fue promovido en la adhesión en el lado no recubierto por medio de tratamiento con plasma. Se emplearon condiciones de proceso durante el tratamiento con plasma de manera que la adhesión resultante al desprendimiento a 90 grados de esta superficie tratada a la intercapa de PVB plastificado Saflex® (RB41) comercialmente disponible de Solutia Inc., después de la laminación en autoclave se encontró que era 8 N/cm.
Ejemplo 2
Una película de revestimiento de PET que consiste de una capa de 1 milésima de copolímero de etileno y acetato de vinilo que contiene 28% de acetato de vinilo se recubrió encima de una película de PET de 2.65 milésimas Hostaphan® 4707 (comercialmente disponible de Mitsubishi Films, Greer, SC). La superficie de la película de revestimiento de PET recubierta con copolímero de etileno y acetato de vinilo no era pegajosa previo al uso. La superficie no recubierta de PET de esta película de revestimiento de PET/EVA se trató con plasma previo al recubrimiento. La prueba de adhesión al desprendimiento a 90 grados de la superficie no recubierta de PET a la intercapa de PVB plastificado estándar Saflex® (RB41) después de la laminación en autoclave se encontró que era 12 N/cm.
Ejemplo 3
Una imagen de prueba digital fue impresa sobre la película de superficie recubierta del Ejemplo 1 al usar la impresora Matan Sprinter B y cintas C-M-Y-K Duracoat® serie DC300 suministradas por T2 Solutions de Amherst, NY. La imagen de prueba resultante mostró un excelente color y detalle en la imagen.
Ejemplo 4
La película de revestimiento de EVA/PET del Ejemplo 2 se laminó por calor a la película de PET impresa en el Ejemplo 3 al usar una configuración de proceso convencional de rodillo a presión/rodillo calentado. Se seleccionaron condiciones de proceso para alcanzar una apariencia final de composito con alta transparencia y ningún entrampamiento de aire visible.
Ejemplo 5
(Para comparación)
La imagen de prueba impresa del Ejemplo 3 se encapsuló "a mano" con dos capas de intercapa de PVB plastificado estándar de 0.38 mm Saflex® RB-11 (comercialmente disponible de Solutia) y luego se laminó con dos piezas de vidrio recocido de 2.3 mm para formar un laminado de vidrio terminado usando desaireado de rodillos a presión/pegamento en caliente convencional y procesamiento con autoclave como se describió previamente. La adhesión esfuerzo cortante por compresión s midió y se encontró que era baja (7 MPa) con falla observada en la interfase de tinta/PVB plastificado. Esta adhesión esfuerzo cortante por compresión baja se considera en un nivel inaceptable para la integridad global del laminado de vidrio. También se observaron cambios importantes en la apariencia visual de la imagen impresa después de la laminación y se consideraron inaceptables.
Ejemplo 6
El composito PET-PET del Ejemplo 4 se encapsuló con dos capas de intercapa de PVB plastificado estándar de 0.38 mm Saflex® (RB11) y luego se laminó con dos piezas de vidrio recocido de 2.3 mm para formar un laminado de vidrio terminado usando desaireado de rodillos a presión/pegamento en caliente y procesamiento con autoclave. Se midieron tanto la turbidez como la adhesión esfuerzo cortante por compresión y se encontraron que estaban dentro de límites aceptables como se muestran a continuación. No se observaron cambios en la apariencia visual o color de las imágenes impresas después de la laminación.
Turbidez 1. 4%
Esfuerzo cortante a la compresión 12.3 MPa.
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Se probó la Altura de Ruptura Media (MBH) al usar el método de prueba de caída de bola de 5 lb., y se encontró que era mayor que 7.6 m lo cual es al menos comparable a un laminado de vidrio/PVB plastificado/vidrio equivalente.
Ejemplo 7
Una imagen de prueba digital fue impresa sobre el lado recubierto de una película transparente de poliéster de la marca Graphix de Sentinel Imaging, al usar una impresora de chorro de tinta HP Designjet. Un recubrimiento adhesivo se aplicó al lado reverse de la película. La imagen resultante mostró una Buena apariencia y vitalidad.
Ejemplo 8
(Para comparación)
Una imagen de prueba digital fue impresa sobre el lado recubierto de una película transparente de poliéster de la marca Graphix de Sentinel Imaging al usar una impresora de chorro de tinta HP Designjet. Se aplicó un recubrimiento adhesivo al lado reverse de la película. La imagen resultante se encapsuló "a mano" con dos capas de intercapa de PVB plastificado estándar de 0.38 mm Saflex® (RB11) (comercialmente disponible de Solutia) y luego se laminó con dos piezas de vidrio recocido de 2.3 mm para formar un laminado de vidrio terminado usando desaireado con rodillos a presión/pegamento en caliente convencionales y procesamiento con autoclave como se describió previamente. La adhesión por esfuerzo cortante por compresión se midió y se encontró que era baja (5 MPa) con falla observada en la interfase de tinta/PVB plastificado.
Ejemplo 9
La película de revestimiento de EVA/PET del Ejemplo 2 se laminó por calor a la película de PET impresa en el Ejemplo 7, al usar una configuración de proceso convencional de rodillo a presión/rodillo calentado. Se seleccionaron condiciones de proceso para alcanzar una apariencia de composito final con alta transparencia y ningún entrampamiento visible de aire.
Ejemplo 10
El composito de PET-PET del Ejemplo 9 se encapsuló con dos capas de intercapa de PVB plastificado estándar de 0.38 mm Saflex® (RB11) y luego se laminó con dos piezas de vidrio recocido de 2.3 mm para formar un laminado de vidrio terminado al usar desaireado con rodillos a presión convencional/pegamento en caliente y procesamiento con autoclave. Se midieron tanto la turbidez como la adhesión esfuerzo cortante por compresión; la turbidez se encontró que estaba dentro del límite aceptable y la medición del esfuerzo cortante por compresión fue de 11.2 MPa. No se observaron cambios en la apariencia visual o el color de las imágenes impresas después de la laminación.
Ejemplo 11
Una imagen de prueba digital impresa encima de una película opaca con alumbrado posterior de poliéster blanco de Circle Graphics Co. al usar una impresora por chorro de tinta conocida como Purgatory, resultó en un efecto de rótulo en una configuración de tipo ventana. Esta película de soporte impreso luego se unió a la película de PET en los mismos procesos como se describen arriba y tuvo un resultado de esfuerzo cortante por compresión de 9.9 MPa. Cuando la película de PET no se revistió encima de la impresión como se describe en el Ejemplo 8, la medición de esfuerzo cortante por compresión fue de 5.2 MPa.
Ejemplo 12
(Para comparación)
Una imagen de prueba digital impresa encima de poli(vinil butiral) plastificado usando una impresora por chorro de tinta Vutek UltraVu 3360 y formulación de tinta Inkware. Esta imagen de prueba impresa se encapsuló "a mano" con dos capas de intercapa de PVB plastificado estándar de 0.38 mm Saflex® (RB11) (comercialmente disponible de Solutia) y luego se laminó con dos piezas de vidrio recocido de 2.3 mm para formar un laminado de vidrio terminado usando desaireado de rodillos a presión/pegamento en caliente convencionales y procesamiento con autoclave como se describió previamente. Los resultados de adhesión al desprendimiento en la interfase impresa de PVB/PVB estuvieron en el intervalo de 1 a 6 N/cm dependiendo del color dominante de la imagen y el porcentaje de cobertura de color. El nivel de adhesión de vidrio a la capa de adhesivo con PVB varió entre 0 a 6 unidades de golpe dependiendo del color de la impresión. Esto alude fuertemente a la migración de elementos desde la formulación de tinta para chorro de tinta a color a través de la estructura hasta la interfase más exterior (vidrio/adhesivo PVB). Los resultados también indican que el laminado resultante no tendrá la integridad para usarse en muchas aplicaciones en donde se usa el vidrio de seguridad tradicional.
Ejemplo 13
El ejemplo 12 se repitió al usar una película de PET Mitsubishi 4707 PET como la película de revestimiento polimérico así como la película de soporte de PET. La adhesión del vidrio a la capa con adhesivo de PVB midió 5.0 unidades de golpeo lo cual no varió desde un nivel objetivo de 5.0 +/-1.0 unidades de golpeo. Este resultado permite que sea predicho el desempeño del laminado y usarse en una aplicación de vidrio de seguridad.
La descripción anterior se establece para propósitos de ilustración solamente y no se va a tomar en un sentido limitado. Serán fácilmente evidentes diversas modificaciones y alteraciones par alas personas expertas en la técnica. Se pretende por lo tanto, que lo anterior se considere solamente como ejemplar y que el alcance de la invención se determine de las siguientes reivindicaciones.

Claims (16)

1. Una intercapa para vidrio laminado, la intercapa que comprende una película de soporte de poli(etilen tereftalato) que soporta al menos una imagen en color; una película de poli(etilen tereftalato) unida a la película de soporte de poli(etilen tereftalato), tal que la imagen en color está entre la película de soporte de poli(etilen tereftalato) y la película de poli(etilen tereftalato); una primera capa de adhesivo unida a la película de soporte de poli(etilen tereftalato); y una segunda capa de adhesivo unida a la película de poli(etilen tereftalato); en donde la primera y la segunda capas de adhesivo tienen un grosor de alrededor de 0,38 a 1,5 mm.
2. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la película de soporte de poli(etilen tereftalato) y la película de poli(etilen tereftalato) son poli(etilen tereftalato) biaxialmente estirado.
3. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la imagen en color se imprime sobre la película de soporte de poli(etilen tereftalato) al usar tecnología de impresión digital.
4. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la película de soporte de poli(etilen tereftalato) se une a la película de poli(etilen tereftalato) al usar un adhesivo térmicamente activado.
5. La intercapa de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el adhesivo térmicamente activado es copolímero de etileno y acetato de vinilo.
6. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la película de soporte de poli(etilen tereftalato) y la película de poli(etilen tereftalato) se unen juntos con una fuerza mínima de unión de 4 N/cm.
7. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el grosor de la película de soporte de poli(etilen tereftalato) está entre alrededor de 25 a 250 micrómetros y la película de poli(etilen tereftalato) está entre alrededor de 10 a 125 micrómetros.
8. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la capa de adhesivo se selecciona del grupo que consiste de poliuretano, copolímero de etileno y acetato de vinilo, cloruro de polivinilo plastificado y poli(vinil butiral) plastificado.
9. La intercapa de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la capa de adhesivo es poli(vinil butiral) plastificado.
10. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque se colorean una o ambas de las capas de adhesivo.
11. La intercapa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la imagen en color se selecciona del grupo que consiste de un logotipo, símbolo, patrón geométrico, fotografía, caracteres alfanuméricos y combinaciones de los mismos.
12. Un composito de laminado de vidrio que comprende una intercapa dispuesta entre dos láminas de vidrio, la intercapa que comprende una película de soporte de poli(etilen tereftalato) que soporta al menos una imagen a color, una película de poli(etilen tereftalato) unida a la película de soporte de poli(etilen tereftalato), tal que la imagen en color está entre la película de soporte de poli(etilen tereftalato) y la película de poli(etilen tereftalato); una primera capa de adhesivo unida a la película de soporte de poli(etilen tereftalato); y una segunda capa de adhesivo unida a la película de poli(etilen tereftalato).
13. El composito de laminado de vidrio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque las dos láminas de vidrio son un par de láminas de vidrio flotante coincidentes.
14. El composito de laminado de vidrio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque las dos láminas de vidrio se seleccionan individualmente del grupo que consiste de vidrio transparente, vidrio tintado, vidrio recocido, vidrio reforzado con calor, y vidrio templado.
15. El composito de laminado de vidrio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la imagen en color se imprime sobre la la película de soporte de poli(etilen tereftalato) al usar tecnología de impresión digital.
16. El composito de laminado de vidrio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la película de soporte de poli(etilen tereftalato) se une a la película de poli(etilen tereftalato) al usar un adhesivo activado térmicamente.
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