NL1036681C2 - Zelfklevende, optisch transparante anti-condens film. - Google Patents

Description

• i

1 ZELFKLEVENDE. OPTISCH TRANSPARANTE ANTI-CONDENS FILM

Wanneer een koud oppervlak in contact komt met relatief warme, vochtige 5 lucht, treedt in veel gevallen condensatie van vocht op op het koudere oppervlak. Afhankelijk van het temperatuurverschil tussen dit koude oppervlak en de lucht treedt deze condensatie op in de vorm van mist (kleine waterdruppeltjes of een dunne waterfilm op het oppervlak), in het engels aangeduid met 'fog', danwel in de vorm van (kleine) ijskristallen, in 10 het engels aangeduid als 'frost'. Met name bij transparante koude oppervlakken, zoals bijvoorbeeld de binnenzijden van glasdeuren van verticale vrieskasten in supermarkten is dit zeer storend, omdat deze mist-en/of ijskristalvorming op het oppervlak de transparantie en doorzichtigheid van de glasdeur ernstig vermindert. In supermarkten treedt deze condens-15 vorming aan de binnenzijden met name op bij het openen van een deur. Na sluiting duurt het vaak behoorlijk lang voordat de condensvorming weer verdwijnt en in sommige gevallen verdwijnt ze helemaal niet, hetgeen slecht is voor de omzetten van supermarkten en vervelend is voor de klanten, die produkten die ze willen kopen, ook willen zien. Bij hoge luchtvochtigheden in 20 de supermarkt kan het ook voorkomen dat er condensvorming aan de buitenzijde plaatsvindt, met name als de temperatuur van het buitenglas onder de dauwpuntstemperatuur komt. Om condensvorming op het buitenglas van deuren van zulke vrieskasten bij openen te voorkomen wordt een ruitverwarming aan de binnenzijde van dat buitenglas aangebracht, 25 zoals bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooi 4127765. Voor het verwarmen van een glasdeur van méér dan 1 vierkante meter grootte en van bijvoorbeeld -23 °C is een aanzienlijke hoeveelheid energie nodig. Bovendien wordt er ook warmte uitgestraald in de diepvrieskast die gecompenseerd moet worden door het koelaggregaat.

30 Voor nieuwe glasdeuren van vrieskasten voor supermarkten worden er daarom speciale anti-fogging / anti-frost coatings aangebracht op glasplaten, voordat die tot glasdeuren verwerkt worden, zoals beschreven in de Amerikaanse octrooi-aanvragen US2005/0100730A1, US2006/ 1036681 2 1 0005484A1 en US2006/0159906A1 van Saint-Gobain Glass (SGG); commercieel beschikbaar van SGG's dochterbedrijf Sovis onder de merknaam Everclear® (zie http://www.sovis.com/sovis_sgg_everclear.php), alsmede beschreven in WO03/092448 van Hussmann Corp. en commercieel 5 beschikbaar onder de merknaam Innovator II (zie http://www.hussmann. com/docs/bro_prod_shts/other/lnovll_046.pdf). Het aanbrengen van zulke coatings op bestaande glasdeuren is commercieel oninteressant vanwege de voorzorgsmaatregelen die nodig zijn voor het aanbrengen van de coating en de tijd die daarmee gemoeid is (handling van soms gevaarlijke 10 monomeren die ook nog uitgehard moeten worden). Voor bestaande, reeds geïnstalleerde glasdeuren in supermarkten bieden deze coatings dus geen oplossing maar is een 'retrofit' oplossing gevraagd.

Sabic Innovative Plastics (voorheen General Electric Plastics) heeft daartoe een zelfklevende Lexan® polycarbonaat film ontwikkeld met een speciale 15 coating met anti-fog en anti-frost werking met als merknaam Constant-Clear®, die op de binnenzijde van bestaande glasdeuren geplakt kan worden en aldus zeer geschikt is voor de retrofit markt. Deze films met produktspecificatie Lexan® HPFDF Film en Lexan® HPFDFT film worden beschreven in www.sabicmarcom.com/2007/10-07/PDFs/ 20 Lexan_Constant_Clear_Freezer_Film.pdf en in www.tekra.com/products/ polycarbonate/Lexan_HPFDF_Data_Sheet.pdf, alsmede de octrooischriften W02007/040941A1, W02007/041466A1 en US2008/0187728A1. Een belangrijk kenmerk van deze Lexan® ConstantClear® film is dat ze bestaat uit een dragermateriaal in filmvorm (Lexan® film) met daarop aangebracht 25 een uitgeharde urethaancoating met anti-condens eigenschappen, dus bestaat uit twee lagen (opbouw A-B). In de praktijk blijkt deze ConstantClear® film wel te zorgen voor anti-condens effecten aan de binnenzijde van de binnenruit, maar de ruitverwarming van het buitenglas kan niet uitgeschakeld worden omdat er zonder ruitverwarming bij hoge luchtvochtigheden 30 (zomerse dagen) condensvorming aan de buitenzijde van het buitenglas optreedt, omdat de contacttemperatuur van dit buitenglas daalt tot onder de dauwpuntstemperatuur. Dit betekent dat de ruitverwarming met een hy-grostaat in- en uitgeschakeld moet worden om condensvorming aan beide 3 1 zijden van de glasdeur het hele jaar rond te vermijden. Deze technische aanpassing van de verwarming is kostbaar, waardoor de terugverdientijd voor supermarkten voor het kopen van de ConstantClear® film, het aanbrengen hiervan en het aanpassen van de ruitverwarming in de praktijk 3 jaar of 5 langer is.

Het doel van de hier beschreven uitvinding is om een goedkopere en beter werkende oplossing te bieden die het gebruik van de ruitverwarming en dus het aanbrengen van een hygrostaat vermijdt. Dit wordt bereikt door middel van het aanbrengen op de aan de binnenzijde van een bestaande 10 glasdeur van een zelfklevend laminaat, bestaande uit window film die voorzien is van een zogenaamde low-E (low emissivity) coating (o.a. beschreven in de patentschriften WO 2004/042435 en US 2006/0057399), waardoor stralingswarmte (met name het deel van het spectrum in het zgn. verre infrarood) die intreedt van omgeving (supermarkt) gereflecteerd wordt.

15 Dit zorgt voor het opwarmen van het buitenste glas, waardoor de temperatuur van dat glas stijgt en waardoor condensvorming pas optreedt bij een duidelijk hogere luchtvochtigheid. Daarop cq. daaroverheen wordt aangebracht een zelfklevende optisch transparante anti-condens film - een film die ook bij zeer hoge luchtvochtigheden werkzaam blijft. Voorts beoogt 20 deze uitvinding niet om anti-condenswerking te bereiken door een coating aan te brengen op een dragermateriaal in filmvorm, maar door middel van een éénlaags film met een homogene samenstelling over de gehele dikte die zo'n anti-condenswerking geeft. Een bijkomend voordeel uit milieu-oogpunt is dat deze film geproduceerd wordt uit hernieuwbare grondstoffen die door 25 natuurlijke aanwas op relatief korte termijn opnieuw beschikbaar komen (de zgn. renewable resources) en dat ze composteerbaar zijn.

Cellofaan is een dunne, transparante film, gemaakt van cellulose. Cellulosevezels van bijvoorbeeld hout, katoen of hennep worden opgelost in een basische oplossing om zo een oplossing genaamd viscose te maken.

30 Dit wordt vervolgens geëxtrudeerd door een spleet in een zuurbad om de viscose weer om te zetten in cellulose. In vervolgbaden worden aan de cellulose-film weekmakers zoals bijvoorbeeld glycols (MPG, TEG, PEG), glycerine, ureum, sorbitol, glycerol of mengsels daarvan toegevoegd (zie US

4 1 2008 0305326) om te voorkomen dat de film bros wordt. Cellulose-film kunnen tot 18% weekmaker (vaak glycerine) bevatten alsmede tot 8% water. Glycerine is een vloeistof met een hoge viscositeit en is kleurloos, reukloos en smaakt zoet. De stof is niet giftig en oplosbaar in water. Het 5 wordt als vochtvasthoudend middel gebruikt in cosmetica, bijvoorbeeld tandpasta, mondwaters, shampoo, handcrème en zeep en wordt in de voeding gebruikt als oplosmiddel of zoetmaker. Het is een toegestane stof met E-nummer-422. Glycerine vindt ook industriële toepassingen als antivries.

10 Cellofaanfilms worden vaak gebruikt voor specifieke voedselverpakkingen, bijvoorbeeld vanwege de typische 'deadfold' eigenschappen die van belang zijn voor het verpakken van bijv. snoepgoed. Zgn. twist folds blijven goed zitten waardoor de snoepjes niet uit de verpakking vallen. Tevens worden cellofaanfilms gebruikt voor het verpakken van natte groenten waar het voor 15 de houdbaarheid van belang is dat vocht uit de verpakking kan ontsnappen. Vanwege noodzakelijke verwerkingseigenschappen op verpakkingslijnen is het aanbrengen van bijvoorbeeld goed lasbare coatings van groot belang. Coatings worden tevens gebuikt om een gewenste balans van waterdampdoorlaatbaarheid en bijvoorbeeld zuurstofbarrièrewerking van 20 verpakkingsfolies in te stellen, alsmede voor bedrukbaarheid en voor het verkrijgen van een goede hechting met lijmen.

In tegenstelling tot de hierboven beschreven cellulosefilms zijn films gemaakt van cellulose derivaten, zoals bijvoorbeeld cellulose-acetaat (CA), een ester van cellulose en azijnzuur, of cellulose-propionaat (CP), van 25 zichzelf al zacht en niet bros en hoeven aan cellulose derivaten geen weekmakers toegevoegd te worden. Cellulose-derivaten worden in geëxtrudeerde platen (met diktes van 0,5 mm en meer) commercieel gebruikt als anti-fogging binnenlens van ski-brillen; zie bijvoorbeeld: www.mazzucchelli1849.it/newsite/inglese/datitecnici/Xelox-Lpdf en WO 99/ 30 44555, alsmede EU 0264821B1. Om de anti-fogwerking van zulke CA en CP

platen te verhogen worden de platen ondergedompeld in een loog-bad en worden de buitenzijden getransformeerd in pure cellulose door middel van een verzepingsreaktie. Bekend is, dat hoe langer de onderdompeling 5 1 plaatsvindt, hoe beter de anti-fog werking is. Kenmerkend voor cellulose derivaat sheets en films met anti-fogging werking (dus met 'cellulose-huiden') is, dat hun opbouw drielaags is (A-B-A). Uit de hieronder beschreven experimenten blijkt dat zulke ‘verzeepte1 cellulose derivaat 5 platen waarvan bekend is dat ze in ski-brillen toegepast worden als binnenvizier vanwege hun anti-fog eigenschappen géén anti-condens-werking vertonen als ze hun oppervlak zéér koud is op het moment dat ze met vochtige lucht in aanraking komen terwijl cellofaanfilms gevuld met weekmakers met hygroscopische en anti-vrieseigenschappen 10 verrassenderwijze wel uitstekende anti-vrieseigenschappen hebben.

EXPERIMENT 1

Een 0,75 mm dikke Xelox-L plaat van Mazzucchelli met een beslagvrije tijd van minstens 30 seconden volgens test EN 168.16 en ECE 22.05 werd met 15 een zelfklevende lijmfilm FT 109 van Avery Dennison op een glasdeur van een Framec EV 500 NV display vriesdeurkast met een binnentemperatuur van min 28 °C geplaatst in een geconditioneerde ruimte met een temperatuur van plus 21 °C en een relatieve luchtvochtigheid van 50%. De anti-condenswerking van deze Xelox-L plaat werd getest conform de 20 beschrijving in EN 441, deel 8, door de deur 90° te openen, maar bleek onvoldoende werkzaam te zijn: reeds binnen de 10 seconden trad condensvorming op en de condens bevroor als de deur 30 seconden of langer open bleef.

25 EXPERIMENT 2

Onder gelijke testomstandigheden werd een 42 μιτι dikke cellulosefilm van Innovia Films, type NatureFlex® 42NP, voorzien van een kleeflaag van 25 gram per vierkante meter DuroTak® 380-3954 aangebracht en getest met dezelfde Framec display vriesdeurkast. 2 Minuten nadat de deur onder een 30 hoek van 90° geopend was trad er nog geen condensvorming op. Eenzelfde resultaat werd verkregen bij een relatieve luchtvochtigheid van 80%: ook in dit geval trad er geen condensvorming op aan de binnenzijde van de deur door de werkzaamheid van de anti-condens film. De cellulose-film, gevuld < 6 1 met hygroscopische weekmakers die ook nog een anti-vries eigenschappen hebben, bleek uitstekende anti-condens eigenschappen te hebben die deze film uitermate geschikt maken als bekledingsmateriaal voor glasdeuren van vriezers in supermarkten.

5 Bij een ruimtetemperatuur van 21 °C trad er wel condensvorming op aan de buitenzijde van de glasdeur zodra de luchtvochtigheid in de ruimte hoger was dan 61 %. Dit werd veroorzaakt door afkoeling van het buitenste glas: de ruitverwarming was immers uitgeschakeld.

10 EXPERIMENT 3

Ook zonder anti-condens film aan de binnenzijde van de glasdeur trad er condensvorming op aan de buitenzijde van de glasdeur zodra de luchtvochtigheid in de ruimte hoger was dan 61% bij een ruimtetemperatuur van 21 °C, veroorzaakt door afkoeling van het buitenste glas. Evenals in 15 experiment 1 en 2 was de temperatuur in de Framec vriezerkast -28 °C.

EXPERIMENT 4

In dit experiment werd er aan de binnenzijde van het glas eerst een low-E film aangebracht, bijvoorbeeld Solar Gard® zonnewerende folie, type LX 70 20 (Bekaert Specialty Films LLC, San Diego, CA, USA) en vervolgens werd er daarop dezelfde anti-condens film aangebracht zoals beschreven in experiment 1. Evenals in experiment 1,2 en 3 was de temperatuur in de Framec vriezerkast -28 °C. Aan de binnenzijde trad er bij het gedurende twee minuten openen van de deur geen condensvorming op bij een lucht-25 vochtigheid in de testruimte van 80% en een testruimtetemperatuur van 21 °C (vergelijkbaar dus met het resultaat van experiment 2). Aan de buitenzijde van het glas trad er bij de een ruimtetemperatuur van 21 °C pas condensvorming op bij een relatieve luchtvochtigheid van 69 %, dus bij een significant hogere luchtvochtigheid dan die in de experimenten 2 en 3. Dit 30 kan toegeschreven worden aan het reflectie van warmtestraling (in het verre infra-rood gebied van het spectrum) door de LX 70 film waardoor het buitenste glas opgewarmd wordt, en waardoor er in dit geval pas bij een hogere relatieve luchtvochtigheid in de testruimte condensvorming aan de ψ » 7 1 buitenzijde van het glas optreedt. In de praktijk betekent dit, dat supermarkten een dure hygrostaat-regeling achterwege kunnen laten als ze kiezen voor deze retrofit oplossing en dat ze de ruitverwarming het hele jaar rond uit kunnen schakelen.

5 10 15 20 25 30 1036681

Claims (4)

1 CONCLUSIES 1. optisch transparante anti-condens en anti-frost film met als kenmerk dat 5 de film homogeen over haar gehele dikte bestaat uit een éénlaagssysteem van cellulose, weekmakers en water en werkzaam is bij temperaturen variërend van -28 °C tot 25 °C en relatieve vochtigheden tot 80%.

2. optisch transparante anti-condens en anti-frost film zoals beschreven in 10 conclusie 1 met het kenmerk dat er aan één zijde een kleeflaag is aangebracht, zodat een zelfklevende optisch transparante anti-condens en anti-frost film ontstaat.

3. zelfklevende, optisch transparante anti-condens en anti-frost cellofaanfilm 15 zoals beschreven in de conclusies 1 en 2 met het kenmerk dat de weekmakers hygroscopisch zijn en anti-vries eigenschappen hebben waardoor ze in staat zijn zeer snel water in vloeibare vorm te absorberen en te voorkomen dat de transparantie van de film verslechtert door vorming van een film van kleine waterdruppeltjes resp. door aanhechting van bevroren 20 ijskristallen aan het filmoppervlak.

4. artikel met condenswerende eigenschappen bestaande uit glas of poly-carbonaat beplakt met de zelfklevende, optisch transparante anti-condens en anti-frost film zoals beschreven in conclusies 1,2 en 3. 25 5. artikel zoals beschreven in conclusie 4 met als funktie een glasdeur van een display vriezer of display koelmeubel in een supermarkt, een vizier van een motorhelm, een vizier van een politie-helm, een vizier ten behoeve van gezichts- en gelaatbescherming op de werkplek, of een (vizier van een) ski- 30 bril. 6. optisch transparant laminaat, opgebouwd uit film zoals beschreven in conclusie 1, aangebracht op een zelfklevende spectraal selectieve 1 0 3 6 6 8 1 • r * 1 window film met low emissivity eigenschappen met het kenmerk dat deze film stralingswarmte in het ver infrarood deel van het spectrum reflecteert. 7. zelfklevende, optisch transparante anti-condens en anti-frost film zoals 5 beschreven in de conclusies 2 en 3 met het kenmerk dat er tussen de filmlaag en de lijmlaag met magnetron sputtering technieken een low emissivity coating is aangebracht die stralingswarmte in het ver infrarood deel van het spectrum reflecteert. 8. artikel met condenswerende en warmte-reflecterende eigenschappen bestaande uit glas of polycarbonaat beplakt met het zelfklevende, optisch transparante laminaat zoals beschreven in conclusie 6. 9. artikel met condenswerende en warmte-reflecterende eigenschappen 15 bestaande uit glas of polycarbonaat beplakt met de zelfklevende, optisch transparante anti-condens en anti-frost film zoals beschreven in conclusie 7. 10. artikel zoals beschreven in conclusies 8 en 9 met als funktie een glasdeur van een display vriezer, met als kenmerk van de ruitverwarming 20 uitgeschakeld kan worden omdat ook condensvorming aan de buitenzijde (de 'supermarktzijde') van het glas vermeden kan worden door reflectie van warmtestraling door de aan de binnenzijde aangebrachte film cq. aangebracht laminaat. 25 30 1036681