PL183846B1

PL183846B1 - Sposób wytwarzania folii kompozytowej, folia kompozytowa i laminowana struktura kompozytowa

Info

Publication number: PL183846B1
Application number: PL95319634A
Authority: PL
Inventors: David K. Flattery; Thomas R. Phillips; George Z. Wu
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 2002-07-31
Also published as: OA10415A; ES2127571T3; WO1996011750A1; BR9509515A; DE69506902T2; KR100245848B1; KR970706912A; CN1161008A; US5607726A; EP0787043B1; FI971612A; EP0787043A1; DE69506902D1; CN1085563C; ATE174818T1; SI9520098A; JPH10507405A; SK47497A3; AU3893395A; CZ113497A3

Abstract

1. Sposób wytwarzania folii kompozytowej z sucha powloka kompozytowa o zmiennej grubosci i zabarwieniu zmieniajacym sie w kierunku poprzecznym tasmy, zgod- nie z którym na folie nosnikowa nanosi sie z kanalu roz- dzielajacego warstwe roztworu niepigmentowanej polime- rycznej zywicy spoiwowej o równomiernej grubosci oraz warstwe roztworu zabarwionej polimerycznej zywicy spoiwowej o grubosci zmieniajacej sie w kierunku po- przecznym tasmy, przy czym warstwe roztworu zabarwio- nej polimerycznej zywicy spoiwowej nanosi sie z nateze- niem przeplywu zmieniajacym sie w kierunku poprzecz- nym tasmy zgodnie z ksztaltem regulujacych natezenie przeplywu wkladek umieszczonych wewnatrz kanalu rozdzielajacego, po czym te warstwy suszy sie, znamien- ny tym, ze roztwór zabarwionej polimerycznej... 7. Folia kompozytowa zawierajaca folie nosnikowa i kompozytowa powloke zlozona z warstwy niepigmento- wanej polimerycznej zywicy spoiwowej o jednorodnej grubosci oraz warstwy zabarwionej polimerycznej zywicy spoiwowej o grubosci i zabarwieniu zmieniajacych sie w kierunku poprzecznym tasmy, znamienna tym, ze warstwa zabarwionej polimerycznej zywicy spoiwowej ... 12. Laminowana struktura kompozytowa zlozona ze sztywnego podloza i polaczonej z nim kompozytowej folii zawierajacej folie nosnikowa i kompozytowa powloke zlozo- na z warstwy niepigmentowanej polimerycznej zywicy spo- iwowej o jednorodnej grubosci oraz warstwy zabarwionej polimerycznej zywicy spoiwowej o grubosci i zabarwieniu zmieniajacych sie w kierunku poprzecznym tasmy, znamien- na tym, ze warstwa zabarwionej polimerycznej albo ... FIG. 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są sposób wytwarzania folii kompozytowej o zmiennej grubości i o gradientowym zabarwieniu w kierunku poprzecznym taśmy, folia kompozytowa i laminowana struktura kompozytowa.

Znane jest otrzymywanie barwnego obrazu mającego gradację w kierunku poprzecznym do taśmy za pomocą takich technik powlekania, jak druk wklęsły. Wyroby mające taką gradację znajdują zastosowania jako opakowania, bezpieczne szyby samochodów i w budownictwie.

W pewnych zastosowaniach wytwarza się barwny pasek z gradacją przez współwytłaczanie stopionej barwnej warstwy z przezroczystym arkuszem termoplastycznym. W tym sposobie barwny pasek jest osadzony w arkuszu termoplastycznym i tworzy z nim całość. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4316686 opisuje taki sposób.

Sposoby te mają istotne ograniczenia. Tak np. w takich zastosowaniach jak druk wklęsły, ogólna jakość obrazu z gradacją zależy od jakości grawerowanego walca wklęsłodrukowego. Ponadto dodatkowe ograniczenia druku wklęsłego przy zastosowaniu pigmentowanych roztworów powłokowych wynikają z gromadzenia się cząstek pigmentu pod raklą stosowaną w druku wklęsłym. Cząstki te powodują powstawanie smug w powlekanym wyrobie, co powoduje, że jest on nie do przyjęcia w zastosowaniach wymagających dobrej jakości optycznej.

Jakkolwiek sposób współwytłaczania umożliwia przezwyciężenie ograniczeń jakościowych związanych z drukiem wklęsłym, to elastyczność w odniesieniu do barwy i do szerokości gradacji jest ograniczona. Ponadto zmiany barwy i szerokości wymagają dokładnego czyszczenia matrycy oraz zmian w zestawie matrycy, co powoduje wysokie koszty przestoju i pracy związanej z tą czynnością.

Powlekanie z wytłaczaniem przez szczelinową głowicę z równomierną grubością powłoki w kierunku poprzecznym do taśmy opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4411614, w którym stosuje się wkładki w kanałach rozdzielających przepływ w celu poprawienia jednorodności przepływu roztworów powłokowych w kierunku poprzecznym do taśmy. Jednak brak możliwości wytwarzania gradientu gęstości optycznej w kierunku poprzecznym do taśmy wyklucza możliwość stosowania tego sposobu do wytwarzania barwnych szyb przednich.

Powłoki o zmiennej grubości otrzymywane sposobem wytłaczania przez szczelinową głowicę opisano w zgłoszeniu patentowym PCT/US91/06899 (WO 93/05946). Jednakże ten sposób wymaga układu symetrycznego obrazu lustrzanego, co zmniejsza jego przydatność do wytwarzania barwnych szyb przednich.

W przemyśle laminowanego szkła bezpiecznego, a zwłaszcza laminatów do samochodowych szyb przednich, szeroko rozpowszechnione jest stosowanie zautomatyzowanych urządzeń do odwijania, rozciągania i wykrawania. Aby takie urządzenia mogły właściwie pracować, w szczególności z gradientowymi taśmowymi przekładkami w samochodowych szybach przednich, rolka z warstwą przekładkową i orientacja taśmy gradientowej na tej rolce powinny być stałe. Oznacza to np., że rolka powinna zawsze odwijać się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówki zegara lub zawsze w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówki zegara, a barwna taśma powinna być zawsze zorientowana albo ku górze lub ku dołowi rolki.

W przypadku układu symetrycznego obrazu lustrzanego opisanego we wspomnianym zgłoszeniu patentowym PCT/US91/06899, tylko jedna cięta taśma w zestawie będzie dawała podczas przenoszenia rolkę przekładkową o pożądanej orientacji. Druga cięta taśma będzie dawała rolkę o niepożądanej, przeciwnej orientacji.

Wykazano, że jeśli niepożądana cięta rolka powleczonej folii nośnej jest najpierw nawijana do tyłu, to także ona da właściwą orientację podczas przenoszenia. Jednakże operacja nawijania podnosi koszty i obniża jakość w wyniku możliwego fizycznego uszkodzenia powleczonego nośnika, a także z powodu wprowadzania zanieczyszczeń, które sprawiają, że

183 846 staje się on nieprzydatny, gdy wymagana jest duża czystość optyczna, jak np. do samochodowych szyb przednich.

Ponadto, konieczność wykonywania zestawu dwóch taśm ogranicza możliwość łatwego dostosowywania się do wymagań rynku, ponieważ istnieje wiele różnych szerokości taśm. W przypadku wytwarzania taśm o dużej szerokości powstaje znaczna ilość odpadów, gdy wymagane są węższe taśmy.

Zgłoszenie patentowe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr kolejny 08/196221, zarejestrowane w dniu 22 marca 1994 r., ujawnia sposób z użyciem barwnego paska z gradacją przez powlekanie paska na folii nośnej i następnie przenoszenie na płytę termoplastyczną Sposób ten daje niestabilną kontrolę sposobu o zmiennej grubości zgrubienia powłoki, wynikającej z takich warunków przetwarzania, jak szybkość taśmy, lepkość roztworu i grubość powlekania.

Znane jest zastosowanie podciśnienia pod zgrubieniem powłoki w celu przeciwdziałania oporowi ruchomej taśmy i stabilizowania zgrubienia powłoki. Zwykle przyłożone przez szczelinę podciśnienie jest równomierne poprzez całą szerokość taśmy. Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4265941 ujawnia zastosowanie segmentowej szczeliny w celu kontrolowania tworzenia się grubych obszarów powłoki na brzegach folii nośnej, które zwykle nazywa się zgrubieniami krawędziowymi.

Z powyższego wynika, że istnieje nadal potrzeba znalezienia skutecznego sposobu otrzymywania złożonych powłok o zmiennej grubości w kierunku poprzecznym taśmy.

Nieoczekiwanie okazało się, że ograniczenia związane z dotychczas stosowanymi sposobami powlekania można wyeliminować przez zastosowanie sposobu według wynalazku wytwarzania folii kompozytowej z suchą powłoką kompozytową o zmiennej grubości i zabarwieniu zmieniającym się w kierunku poprzecznym taśmy, zgodnie z którym na folię nośnikową nanosi się z kanału rozdzielającego warstwę roztworu niepigmentowanej polimerycznej żywicy spoiwowej o równomiernej grubości oraz warstwę roztworu zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o grubości zmieniającej się w kierunku poprzecznym taśmy, przy czym warstwę roztworu zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej nanosi się z natężeniem przepływu zmieniającym się w kierunku poprzecznym taśmy zgodnie z kształtem regulujących natężenie przepływu wkładek umieszczonych wewnątrz kanału rozdzielającego, po czym te warstwy suszy się, charakteryzujący się tym, że roztwór zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej nanosi się z kanału rozdzielającego zawierającego wkładki o kształcie asymetrycznym, w postaci warstwy o grubości zmieniającej się asymetrycznie począwszy albo od środka, albo od krawędzi taśmy, przy czym w obszarze brzegowym taśmy nanosi się warstwę roztworu zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o równomiernej grubości tworzącą pasmo brzegowe.

Korzystnie nanosi się pasmo brzegowe o grubości odpowiadającej grubości powłoki na przeciwległym brzegu taśmy.

Korzystnie nanoszenie warstw prowadzi się pod działaniem podciśnienia o zmiennym profilu przykładanego ze szczeliny złożonej z segmentów, a zwłaszcza nanoszenie warstw prowadzi się pod działaniem podciśnienia o zmiennym profilu przykładanego ze szczeliny, w której co najmniej jeden segment jest zablokowany.

Jako polimeryczną żywicę korzystnie stosuje się poliwinylobutyral.

Korzystnie warstwy nanosi się równocześnie.

Zgodna z wynalazkiem folia kompozytowa zawiera folię nośnikową i kompozytową powłokę złożoną z warstwy niepigmentowanej polimerycznej żywicy spoiwowej o jednorodnej grubości oraz warstwy zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o grubości i zabarwieniu zmieniających się w kierunku poprzecznym taśmy, w której warstwa zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej ma zabarwienie zmieniające się począwszy albo od środka, albo od krawędzi taśmy i tworzy w obszarze brzegowym folii pasmo brzegowe o równomiernej grubości.

Korzystnie warstwa o równomiernej grubości styka się z folią nośną.

Korzystnie warstwa o nierównomiernej grubości styka się z folią nośną.

Korzystnie folia jako żywica spoiwowa zawiera poliwinylobutyral.

183 846

Korzystnie folia zawiera folię nośnikową wybraną z grupy obejmującej folie poliestrowe, polipropylenowe, poliamidowe i z poli(fluorku winylu).

Zgodnie z wynalazkiem laminowana struktura kompozytowa jest złożona ze sztywnego podłoża i połączonej z nim kompozytowej folii zawierającej folię nośnikową i kompozytową powłokę złożoną z warstwy niepigmentowanej polimerycznej żywicy spoiwowej o jednorodnej grubości oraz warstwy z.abarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o grubości i zabarwieniu zmieniających się w kierunku poprzecznym taśmy, i charakteryzuje się tym, że warstwa zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej ma zabarwienie zmieniające się począwszy albo od środka, albo od krawędzi taśmy i tworzy w obszarze brzegowym folii pasmo brzegowe o równomiernej grubości.

Po zastosowaniu sposobu powlekania w układzie asymetrycznego nielustrzanego obrazu, to jest z użyciem taśmy lub taśm o zmiennej grubości i szerokości, jeśli jest to pożądane, w kierunku poprzecznym taśmy, mierzonym od prawa do lewa lub od lewa do prawa, po cięciu wszystkie taśmy mają od razu taką samą pożądaną orientację i szerokość.

Zastosowanie asymetrycznego układu podkładki regulacyjnej do powlekania kompozytowych warstw poprawia przydatność sposobu, ponieważ wszystkie taśmy mają od razu taką samą orientację nawijania przy cięciu, dzięki czemu eliminuje się uszkodzenia i zanieczyszczenia.

Inna korzyść ze stosowania asymetrycznego układu podkładki regulacyjnej związana jest z możliwością wytwarzania dowolnej liczby pożądanych taśm lub szerokości taśm w ramach danego układu z jedynym ograniczeniem wynikającym z fizycznych wymiarów bryły matrycy.

Różnice grubości powlekania na brzegach asymetrycznego układu podkładki regulacyjnej mogą wpływać niekorzystnie na stabilność powlekania. Stwierdzono, że wprowadzenie taśmy wyrównawczej, to jest wąskiej taśmy o równomiernej największej grubości powlekania do przeciwnego brzegu, stabilizuje sposób powlekania. Tę wąską taśmę odrzuca się po cięciu. Szerokość taśmy dobiera się w taki sposób, aby znacznie poprawić stabilność i zmniejszyć odpady cięcia.

Barwienie warstwy o zmiennej grubości daje w kompozytowej powłoce gradient gęstości optycznej, dzięki czemu może być ona stosowana w laminowanych samochodowych szybach przednich, po przeniesieniu na przekładkę używaną w tych zastosowaniach.

Stosowanie taśmy wyrównawczej o równomiernej grubości na jednym brzegu warstwy o zmiennej grubości zapewnia trwałość wymiarową, dzięki czemu można nakładać asymetryczną warstwę o zmiennej grubości, czyli gradient gęstości optycznej mierzony w kierunku poprzecznym do taśmy może się zmieniać od małego do dużego albo od dużego do małego. Ponadto może być wytworzona dowolna liczba gradientów optycznych mierzonych w kierunku poprzecznym do taśm i ograniczona jedynie przez warunki fizyczne zastosowanego urządzenia.

Trwałość wymiarową sposobu powlekania stabilizuje się dodatkowo przez wytworzenie zmiennego profilu podciśnienia, dzięki czemu cieńsze obszary warstwy o zmiennej grubości są poddane działaniu mniejszego podciśnienia niż obszary grubsze. Profil zmiennego podciśnienia uzyskuje się w wyniku selektywnego zaślepiania obszarów szczeliny podciśnieniowej stosowanej podczas powlekania ze szczelinową matrycą o wykroju zależnym od wybranego układu podkładki regulacyjnej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia matrycę powlekania przez wytłaczanie w widoku bocznym pionowym, fig. 2 - dwuszczelinową matrycę powlekania przez wytłaczanie w widoku bocznym pionowym, fig. 3 - stos podkładek regulacyjnych w widoku poziomym, fig. 4 - wykres profilu gęstości optycznej otrzymywanego przy użyciu stosu podkładek regulacyjnych przedstawionego na fig. 3, fig. 5 - dwuszczelinowy układ matrycy do powlekania przez wytłaczanie ze skrzynką podciśnieniową w widoku bocznym, fig. 6 - typową szczelinową skrzynkę podciśnieniową zaślepioną uszczelnieniem w przekroju.

Urządzenie do powlekania przedstawione na fig. 1 stosuje się do realizacji sposobu powlekania z wstępnym mierzeniem. Ten typ sposobu powlekania różni się od innych sposobów

183 846 tym, że szybkość nanoszenia płynu powlekającego jest kontrolowana przez szybkość dostarczania płynu do matrycy. Matryca Wytłaczania składa się z części górnej 10 i z części dolnej i 11, Wytworzonych z trwałego wymiarowo i obojętnego chemicznie materiału. Stosuje się zwykle stal nierdzewną, ale można stosować także inne odpowiednie materiały. Kanał rozdzielający jest wyfrezowany w górnej części, w dolnej części lub w obu tych częściach w celu rozprowadzenia płynu powlekającego na całej szerokości matrycy. Figura 1 przedstawia kanał rozdzielający 12 wyfrezowany w dolnej części 11. Płyn powlekający zostaje uformowany w postaci płyty i skierowany do taśmy poprzez szczelinę wytłaczania 14. Szczelina wytłaczania 14 jest wytworzona przez przekładki lub przez podkładki regulacyjne pomiędzy częściami matrycy, albo za pomocą otworu wyciętego w tych częściach. Stosowana zwykle kombinacja geometrii kanału rozdzielającego i geometrii szczeliny powoduje, że płyn powlekający zostaje naniesiony na taśmie lub na folii nośnika w postaci płyty o równomiernej grubości.

Figura 2 przedstawia wewnętrzną strukturę korzystnego urządzenia według wynalazku. Matryca wytłaczania składa się z części górnej 10, z części dolnej 11 i części środkowej 15, która oddziela dwie warstwy powlekające. Kanał rozdzielający 12 jest wycięty w części górnej matrycy 10 i w części dolnej matrycy 11. Płyn powlekający wprowadza się do dwóch kanałów rozdzielających 12 za pomocą wlotów zasilających 13. W pewnych przypadkach, te dwa kanały rozdzielające 12, razem z wlotami zasilającymi 13, mogą być wycięte po obu stronach części środkowej 15. Szczelina wytłaczania 16 w warstwie górnej jest uformowana przez stos podkładek regulacyjnych, takich jak 18, 19 i 20, przedstawionych na fig. 2 i fig. 3. Jak opisano powyżej, wymienione podkładki regulacyjne w górnej warstwie są tak uformowane, aby nanosić powłokę o zmiennej grubości w kierunku poprzecznym do taśmy. Szczelina wytłaczania 17 jest utworzona przez podkładki regulacyjne pomiędzy częścią środkową 15 i częścią dolną, matrycy 11.

Asymetryczne układy podkładek regulacyjnych według wynalazku można stosować do wytwarzania kompozytowej powłoki z gradientami grubości w kierunku poprzecznym do taśmy. Te podkładki regulacyjne można wytwarzać z metalu lub z odpowiedniego materiału polimerycznego, który może być prasowany i jest trwały wymiarowo w warunkach pracy matrycy. Części tych podkładek regulacyjnych wypełniają uprzednio otwarte obszary szczeliny i zmieniają wewnętrzną geometrię szczeliny. Ponieważ spadek ciśnienia cieczy newtonowskiej płynącej przez cienką szczelinę jest proporcjonalny do długości i odwrotnie proporcjonalny do sześcianu szerokości szczeliny, to uzyskuje się gradient szybkości przepływu płynu powlekającego.

Widok z góry na fig. 3 przedstawia ogólnie podkładki regulacyjne 18, 19, 20, które po ustawieniu w stos i umieszczeniu w szczelinie matrycy, dają dwie asymetryczne taśmy o zmiennej grubości i taśmę wyrównawczą o równomiernej grubości na jednym brzegu w celu uzyskania stabilności powlekania.

Stwierdzono, że zmiana grubości powłoki w kierunku poprzecznym do taśmy powoduje odpowiednią zmianę gęstości optycznej, gdy powłoka zawiera barwniki. Figura 4 przedstawia typowy profil gęstości optycznej zestawu podkładek regulacyjnych opisanego na fig. 3 dla barwnej lub pigmentowanej warstwy powłoki.

Stwierdzono, że wprowadzenie taśmy wyrównawczej, to jest wąskiej taśmy o grubości równoważnej największej grubości, do przeciwnego brzegu, stabilizuje przebieg powlekania. Tę wąską taśmę odrzuca się po cięciu. Szerokość taśmy wybiera się tak, aby uzyskać dużą trwałość i małą ilość odpadów z cięcia.

Ponadto stwierdzono, że umieszczenie zestawu podkładek regulacyjnych opisanego na fig. 3 w układzie dwurowkowej matrycy powlekającej przedstawionej na widoku bocznym fig. 5 nie musi być wykonane w taki właśnie sposób. Oznacza to, że podkładka regulacyjna może być umieszczona albo pomiędzy górną częścią matrycy 23 i oddzielającym klinem 24, albo pomiędzy dolną częścią matrycy 25 i oddzielającym klinem 24. W pierwszym układzie otrzymuje się kompozytową powłokę, w której równomierna warstwa powłoki jest umieszczona na folii nośnej, podczas gdy w drugim układzie otrzymuje się warstwę powłoki o zmiennej grubości na folii nośnej, natomiast warstwa o jednakowej grubości jest nałożona na wierzchu.

183 846

W przykładzie przedstawionym na fig. 5, roztwory powlekające pompuje się pod ciśnieniem przez kanały odbierające 13 i 13' do ruchomej folii nośnej taśmy 30, niesionej na bębnie powlekającym 22. Przechodzenie roztworu przez każdy z kanałów odbierających, to jest roztworu barwionego i roztworu nie barwionego, wynika z korzystnej konstrukcji kompozytowego materiału i z umieszczenia zestawu podkładek regulacyjnych. Można wytwarzać dodatkowe warstwy powłoki, stosując dodatkowe szczeliny wytłaczania.

Ponadto wykazano, że podtrzymujące działanie warstwy o równomiernej grubości dochodzi do skutku w obu układach podczas przenoszenia z folii nośnej na klejową przekładkową folię, takąjak poliwinylobutyral.

Sposób można dodatkowo poprawić przez zastosowanie podciśnienia w celu stabilizacji zgrubienia powłoki. Skrzynka podciśnieniowa 26 ze szczeliną podciśnieniową 27 i z bramką wydechową 29 jest połączona z pompą próżniową (nie pokazaną) na fig. 5. W sposobie według wynalazku stosuje się gradient podciśnienia dostosowany do konkretnego układu podkładek regulacyjnych. Oznacza to, że podciśnienie jest tak nastawione, aby obszary powłoki o mniejszej grubości były poddane działaniu mniejszego podciśnienia niż obszary powłoki o. większej grubości.

Ponieważ nie było możliwe zmierzenie rzeczywistego' profilu podciśnienia w kierunku poprzecznym do taśmy, to jego wpływ określano jako tolerancję podciśnienia. Tolerancję podciśnienia określono jako zakres podciśnienia, w którym można wytwarzać powłokę albo bez tworzenia się smug podciśnieniowych w powłoce zwykle w obszarach powłoki o małej grubości, spowodowanych znacznym podciśnieniem, albo w wyniku niemożności wytworzenia powłoki w ogóle, to znaczy w przypadku niestabilności zgrubienia powłoki, zaczynającej się zwykle w związanym z małym podciśnieniem obszarze grubszej powłoki.

Stwierdzono, że zmiana przyłożonego podciśnienia w kierunku poprzecznym do taśmy przez zmianę zaślepiania szczeliny podciśnieniowej, zależna od zastosowanego układu podkładki regulacyjnej, poprawia sposób powlekania dzięki uzyskaniu optymalnej wartości podciśnienia poprzez taśmę i umożliwia powlekanie w szerszym zakresie tolerancji podciśnienia.

Sam sposób uzyskiwania gradientu podciśnienia nie ma zasadniczego znaczenia. Stwierdzono, że korzystnym sposobem jest zaślepianie części szczeliny podciśnieniowej 27 skrzynki podciśnieniowej 26 w kierunku poprzecznym do taśmy za pomocą materiału uszczelniającego, który jest niewrażliwy na działanie roztworów powlekających, tak jak to przedstawiono na fig. 6.

Innym możliwym sposobem realizacji, można stosować usuwalne lub trwałe wkładki albo zatyczki, trwale frezowaną szczelinę podciśnieniowa lub można stosować pociśnieniowy przewód rozgałęźny, przy czym zawory wzdłuż przewodu rozgałęźnego mogą być otwierane lub zamykane w celu dopasowania do dowolnego układu powlekania.

Oczywiście, rzeczywisty profil zaślepiania zależy od fizycznych wymiarów matrycy, liczby i szerokości poszczególnych taśm profilu, szybkości taśmy 30 i przepływu roztworów powłokowych 13 i 13'.

W sposobie według wynalazku przygotowuje się pigmentowaną kompozycję powłokową w wyniku rozproszenia barwnika lub pigmentów w żywicy spoiwa. Nie pigmentowany roztwór żywicy wytwarza się przez rozpuszczenie żywicy spoiwa w odpowiednim rozpuszczalniku lub w mieszaninie rozpuszczalników. Wybraną żywicą może być przy tym żywica taka sama lub różna od zastosowanej do wytwarzania pigmentowanej dyspersji. Powlekanie wykonuje się z szybkością od 9,14 m/min (30 stóp na minutę) do 152,4 m/min (500 stóp na minutę). Powłoki suszy się natychmiast po naniesieniu na folię nośną.

Pigmentami stosowanymi do barwienia są korzystnie krystalicznie ciała stałe o bardzo drobnych cząstkach i o powierzchni właściwej od 25 do 600 m²/g, mierzonej metodą BET (Brunauer-Emmett-Teller). Ważnym czynnikiem podczas wybierania pigmentów jest ich trwałość barwy, zwłaszcza w przypadku zastosowań na wolnym powietrzu, takich jak samochodowe szyby przednie. Można stosować odporne na światło pigmenty, takie jak: miedziowy błękit ftalocyjaninowy, miedziowa zieleń ftalocyjaninowa, fiolet karbazolowy, czerwień antrachinonowa, czerwień chinakrydynowa, czerwień sulfoselenidku kadmu, czerwień monoazowa, kondensacyjna żółcień azowa, żółcień monoarylidowa, żółcień diarylidowa, jak rów8

183 846 nież sadza lub mieszaniny pigmentów. W niektórych zastosowaniach może być korzystne zastosowanie mieszaniny pigmentów i barwników w celu uzyskania równowagi między trwałością barwy a zmniejszeniem zamglenia.

Żywicami spoiwa odpowiednimi do wytwarzania farb drukarskich stosowanych w wynalazku, są: nitroceluloza, estry celulozy, takie jak octanomaślan celulozy, octanopropionian celulozy i octan celulozy, oraz poliwinyloacetale, takie jak poliwinylobutyral. Korzystnymi żywicami spoiwa są poliwinylobutyrale o zawartości grup hydroksylowych, przeliczonej na poli(alkohol winylowy), od około 10 do 35% wagowych. Zawartość poli(octanu winylu) w tych żywicach wynosi od około 0 do 5% wagowych a zawartość poliwinylobutyralu wynosi od około 60 do 90% wagowych. Wagowo średnia masa cząsteczkowa tych żywic, oznaczona metodą chromatografii żelowej, wynosi od około 10000 do 250000. Zawartość polialkoholu winylowego), poli(octanu winylu) i poliwinylobutyralu i ich wagowo średnia masa cząsteczkowa ma duży wpływ na różne właściwości farby drukarskiej, takie jak: napięcie powierzchniowe, wybór mieszaniny rozpuszczalnik/rozpuszczalnik, warunki przenoszenia, przyczepność i odporność na powstawanie włoskowatych pęknięć w przypadku powłoki w postaci przenoszonej folii stosowanej do wyrobu szkła bezpiecznego. Korzystne zawartości żywicy spoiwa w farbach drukarskich, wyrażone jako procent wagowy żywicy spoiwa w powłokowym roztworze farby drukarskiej, wynoszą od około 0,1 do 40%.

Rozpuszczalnik lub mieszanina rozpuszczalników powinna być chemicznie obojętna względem materiałów stosowanych do wyrobu folii nośnej. Korzystnymi rozpuszczalnikami, które mogą być stosowane w ilości od około 28 do 99% wagowych, w przeliczeniu na farbę, są: alkohole, takie jak metanol, etanol, n-propanol, izopropanol, n-butanol, izobutanol, alkohol diacetonowy i alkohol benzylowy; etery glikoli, takie jak 1-metoksy-2-propanol, butyloglikol i metoksybutanol; estry, takie jak ester n-butylowy kwasu glikolowego; ketony, takie jak cykloheksanon; i N-metylo-2-pirolidon. Razem z rozpuszczalnikami można stosować nierozpuszczalniki i rozpuszczalniki wykazujące ograniczoną rozpuszczalność, takie jak keton metylowo-etylowy, keton metylowo-izobutylowy, octan metylu, octan etylu, octan n-butylu, węglowodory alifatyczne i aromatyczne, takie jak cykloheksan i toluen.

Do wytwarzania pigmentowanych farb drukarskich stosowanych w wynalazku przydatne są środki dyspergujące. Wybór środka dyspergującego zależy od rodzaju pigmentu, żywicy spoiwa i rozpuszczalnika, stosowanych w farbach drukarskich. W farbach drukarskich i w powłokach z żywicą spoiwem można stosować dodatki, takie jak zmiękczacze, w celu poprawy elastyczności powłok. Ponadto, można stosować niejonowe środki powierzchniowo czynne w celu obniżenia napięcia powierzchniowego farby drukarskiej, poprawy zwilżalności i wyrównania powłoki na folii nośnej.

Folia nośna może być wykonana z takich materiałów, jak folie polipropylenowe, poliestrowe, poliamidowe i z poli(fluorku winylu). Grubość folii wynosi zwykle od około 0,00127 do 0,0762 cm (0,0005 - 0,03 cala). Folię nośną można poddawać obróbce płomieniowej lub wyładowaniami koronowymi w celu uzyskania pożądanej wartości napięcia powierzchniowego, przy czym takie sposoby obróbki są znane fachowcom.

Wyroby według wynalazku są szczególnie przydatne do termicznego przenoszenia ich na arkusze termoplastyczne o szorstkiej powierzchni, takie jak zmiękczony poliwinylobutyral stosowany w laminowanych szkłach bezpiecznych. Struktura kompozytowa jest z łatwością przenoszona na szorstkie powierzchnie w niezbyt wysokiej temperaturze w wyniku przepuszczania stykającego się ze kompozytowym materiałem arkusza poliwinylobutyralu przez chwytne rolki ogrzane do temperatury od 1 do 150°C. W wyniku zastosowania nie pigmentowanej powłoki o równomiernej grubości jako integralnej części kompozytowej struktury powłokowej względem folii nośnej lub nałożonej na pigmentowaną powłokę, pigmentowana powłoka, której grubość zmienia się od największej wartości prawie do zera, jest nanoszona na nośnik podczas przenoszenia, przy czym jakość gradientu optycznego nie zostaje pogorszona przez przenoszenie.

Wyroby według wynalazku można stosować bezpośrednio do wytwarzania laminatów. Przykładowo, laminat szkło/tworzywo sztuczne można wytwarzać w wyniku sklejenia kompozytowej powłoki z odpowiednimi znanymi materiałami klejowymi, takimi jak folia poliwi183 846 nylobutyralowa lub poliuretanowa. Folia nośna może być powlekana lub może nie być powlekana znaną powłoką zabezpieczającą przed ścieraniem, typu ujawnionego w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4177315 i 4467743.

Wynalazek jest dodatkowo przedstawiony w następujących przykładach, w których części i procenty są podawane wagowo, o ile nie podano inaczej.

Przykład I

Zestaw trzech 20,320 cm (8 calowych) asymetrycznych podkładek regulacyjnych taśmy z 2,032 cm (0,8 calową) taśmą wyrównawczą wstawiono w dwurowkową matrycę do wytłaczania przez powlekanie przedstawioną na fig. 5, w taki sposób, że zestaw podkładek regulacyjnych znajduje się między górną częścią 10 matrycy i rozdzielającym klinem 15.

Zestaw podkładek regulacyjnych dawał powłokę farby drukarskiej o ogólnej szerokości 66,802 cm (26,3 cala). Dolna przekładka regulacyjna 20, przedstawiona na fig. 3, miała grubość 0,0102 cm (0,004 cala), środkowa przekładka regulacyjna 19 miała grubość 0,0076 cm (0,003 cala) i górna przekładka regulacyjna 18 miała grubość 0,0051 cm (0,002 cala), przy łącznej szczelinie 0,0229 cm (0,009 cala) w najszerszym obszarze.

68,58 cm (27 calową) przekładkę regulacyjną o równomiernej grubości, szczelina 0,0254 cm (0,010 cala), wstawiono między dolną część matrycy 11 i rozdzielający klin 15 dla przejrzystego roztworu.

Skrzynkę podciśnieniową przedstawioną na fig. 5 ustawiono tak, że obojętne uszczelnienie 28 wypełniło całą szczelinę 27, za wyjątkiem 1,27 cm (0,5 cala) po stronie bocznej i 3,556 cm (1,4 cala) w strefie środkowej.

Nałożono nie barwiony roztwór żywicy o lepkości 900 cP poprzez dolną część matrycy 11 zestawu matrycy. Pigmentowany roztwór żywicy o lepkości 850 cP nałożono poprzez górną część matrycy 10 zestawu matrycy.

Oba roztwory nakładano jednocześnie na polipropylenową folię nośną, uzyskując w ten sposób suchą kompozytową powłokę z nie barwioną warstwą o równomiernej grubości na folii nośnej i nałożoną na nią barwną warstwę o zmiennej grubości.

Szybkość linii powlekania wynosiła 45 m (150 stóp) na minutę.

Stabilną powłokę otrzymywano początkowo przy podciśnieniu 9,81 hPa. Podciśnienie zwiększono do 20,59 hPa, przy którym zauważono w powłoce niepożądane linie próżniowe. Następnie ponownie zmniejszono podciśnienie, aby uzyskać stabilne powlekanie i następnie zmniejszono dalej do 6,47 hPa, gdy utracono stabilność zgrubienia powłoki.

Różnicę pomiędzy górnym i dolnym zakresem stabilnej pracy nazwano tolerancją podciśnienia.

Tolerancja podciśnienia wynosiła 13,93 hPa.

Przykład porównawczy A

Powtórzono powlekanie sposobem opisanym w przykładzie I, z tą różnicą, że ze szczeliny podciśnieniowej 27 usunięto całe uszczelnienie.

Stabilne powlekanie uzyskano dla wartości podciśnienia 2,45 hPa przy szybkości liniowej 45 m (150 stóp) na minutę. Podciśnienie zwiększono do 2,94 hPa, gdy wystąpiły już niepożądane linie próżniowe. Zmniejszono podciśnienie w celu ponownego uzyskania stabilnego powlekania i następnie zmniejszono do 1,47 hPa, gdy utracono stabilność zgrubienia powłoki.

Tolerancja podciśnienia wynosiła 1,49 hPa.

Przykład porównawczy B

Zestaw dwóch 29,972 cm (11,8 calowych) asymetrycznych podkładek regulacyjnych taśmy, bez taśmy wyrównawczej, wstawiono w dwurowkową matrycę do wytłaczania przedstawioną na fig. 5, w taki sposób, że zestaw podkładek regulacyjnych był między górną częścią matrycy 10 i rozdzielającym klinem 15. Ogólna szerokość powłoki farby drukarskiej wynosiła 64,770 cm (25,5 cala).

67,31 cm (26,5 cało wg) przekładkę aegul acyguą o równomiernej grubości, szezeliza 0,0254 cm (0,010 cala), wstawiono między dolną część matrycy 11 i rozdzielający klin 15 dla klarownego roztworu.

Lepkości roztworów klarownego i pigmentown^go wynosiły, odpowiednio, 1350 cP i 1400 cP.

183 846

Szczelinę podciśnieniową 27 skrzynki podciśnieniowej przedstawioną na fig. 6 wypełniono obojętnym uszczelnieniem 28 w taki sposób, że 1,270 cm (0,5 cala) po stronie bocznej pozostało nie napełnione i 2,032 cm (0,8 cala) pozostało nie napełnione w strefie środkowej.

Linia pracowała z szybkością 45 m (150 stóp) na minutę. W żadnych warunkach nie można było otrzymać odpowiedniego powlekania.

Przykład porównawczy C

Zestaw z przykładu porównawczego B zmieniono w ten sposób, że szczelina podciśnieniowa 27 z fig. 6 była całkowicie otwarta.

W żadnych warunkach nie można było otrzymać odpowiednie go powlekania.

Przykładu

Zestaw dwóch 31,750 cm (12,5 calowych) symetrycznych podkładek regulacyjnych taśmy wstawiono pomiędzy górną część matrycy 10 i klin rozdzielający 15 dwurowkowej matrycy wytłaczania. Ogólna szerokość powłoki farby drukarskiej wynosiła 64,770 cm (25,5 cala), przy czym dolna podkładka regulacyjna miała grubość 0,0102 cm (0,004 cala). Środkowa podkładka regulacyjna miała grubość 0,0076 cm (0,003 cala) i górna podkładka regulacyjna miała grubość 0,0051 cm (0,002 cala), przy ogólnej grubości 0,0229 cm (0,009 cala) w najszerszym obszarze.

67,31 cm (26,5 calową) o^r/ąkładkę reguł acyjną o róą\norniernej gnibości, szcze lina 0,0254 cm (0,010 cala), wstawiono między dolną część matrycy 11 i rozdzielający klin 15 dla klarownego roztworu.

Skrzynkę podciśnieniową przedstawioną na fig. 6 ustawiono tak, że obojętne uszczelnienie 28 wypełniło całą szczelinę podciśnieniową 27 za wyjątkiem 1,27 cm (0,5 cala) po stronie bocznej i 2,032 cm (0,8 cala) w strefie środkowej.

Nałożono nie barwiony roztwór żywicy o lepkości 1350 cP poprzez dolną część 25 matrycy zestawu matrycy. Pigmentowany roztwór żywicy o lepkości 1400 cP nałożono poprzez górną część 23 matrycy zestawu matrycy.

Szybkość linii powlekania wynosiła 45 m (150 stóp) na minutę. Stabilną powłokę otrzymywano początkowo przy nastawieniu podciśnienia 9,81 hPa. Podciśnienie zwiększono do poziomu 15,49 hPa, przy czym zauważono w powłoce niepożądane linie próżniowe. Następnie obniżono podciśnienie, aby uzyskać ponownie stabilne powlekanie i następnie zmniejszono je dalej do poziomu 2,49 hPa, gdy utracono stabilność zgrubienia powłoki.

Tolerancja podciśnienia wynosiła 13,73 hPa.

Przykład porównawczy D

Powtórzono powlekanie sposobem opisanym w przykładzie II, z tą różnic;}, że ze szczeliny podciśnieniowej 27 usunięto całą ilość uszczelnienia 28.

Stabilne powlekanie uzyskano dla wartości podciśnienia 2,45 hPa przy szybkości liniowej 45 m (150 stóp) na minutę. Podciśnienie zwiększono do wartości 2,94 hPa, gdy wystąpiły niepożądane linie próżniowe. Obniżono podciśnienie w celu ponownego uzyskania stabilnego powlekania i następnie obniżono je dodatkowo do wartości 1,47 hPa, gdy utracono stabilność zgrubienia powłoki.

Tolerancja podciśnienia wynosiła 2,25 hPa.

183 846

FIG.5

FIG.6

183 846

FIG. 3

G?STOSC

OPTYCZMA

183 846

FIG

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania folii kompozytowej z suchą powłoką kompozytową o zmiennej grubości i zabarwieniu zmieniającym się w kierunku poprzecznym taśmy, zgodnie z którym na folię nośnikową nanosi się z kanału rozdzielającego warstwę roztworu niepigmentowanej polimerycznej żywicy spoiwowej o równomiernej grubości oraz warstwę roztworu zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o grubości zmieniającej się w kierunku poprzecznym taśmy, przy czym warstwę roztworu zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej nanosi się z natężeniem przepływu zmieniającym się w kierunku poprzecznym taśmy zgodnie z kształtem regulujących natężenie przepływu wkładek umieszczonych wewnątrz kanału rozdzielającego, po czym te warstwy suszy się, znamienny tym, że roztwór zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej nanosi się z kanału rozdzielającego zawierającego wkładki o kształcie asymetrycznym, w postaci warstwy o grubości zmieniającej się asymetrycznie począwszy albo od środka, albo od krawędzi taśmy, przy czym w obszarze brzegowym taśmy, nanosi się warstwę roztworu zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o równomiernej grubości tworzącą pasmo brzegowe.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nanosi się pasmo brzegowe o grubości odpowiadającej grubości powłoki na przeciwległym brzegu taśmy.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nanoszenie warstw prowadzi się pod działaniem podciśnienia o zmiennym profilu przykładanego ze szczeliny złożonej z segmentów.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że nanoszenie warstw prowadzi się pod działaniem podciśnienia o zmiennym profilu przykładanego ze szczeliny, w której co najmniej jeden segment jest zablokowany.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako polimeryczną żywicę stosuje się poliwinylobutyral.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwy nanosi się równocześnie.
7. Folia kompozytowa zawierająca folię nośnikową i kompozytową powłokę złożoną z warstwy niepigmentowanej polimerycznej żywicy spoiwowej o jednorodnej grubości oraz warstwy zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o grubości i zabarwieniu zmieniających się w kierunku poprzecznym taśmy, znamienna tym, że warstwa zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej ma zabarwienie zmieniające się począwszy albo od środka, albo od krawędzi taśmy i tworzy w obszarze brzegowym folii pasmo brzegowe o równomiernej grubości.
8. Folia według zastrz. 7, znamienna tym, że warstwa o równomiernej grubości styka się z folią nośną.
9. Folia według zastrz. 7, znamienna tym, że warstwa o nierównomiernej grubości styka się z folią nośną.
10. Folia według zastrz. 7, znamienna tym, że jako żywicę spoiwową zawiera poliwinylobutyral.
11. Folia według zastrz. 7, znamienna tym, że zawiera folię nośnikową wybraną z grupy obejmującej folie poliestrowe, polipropylenowe, poliamidowe i z poli(fluorku winylu).
12. Laminowana struktura kompozytowa złożona ze sztywnego podłoża i połączonej z nim kompozytowej folii zawierającej folię nośnikową i kompozytową powłokę złożoną z warstwy niepigmentowanej polimerycznej żywicy spoiwowej o jednorodnej grubości oraz warstwy zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej o grubości i zabarwieniu zmieniających się w kierunku poprzecznym taśmy, znamienna tym, że warstwa zabarwionej polimerycznej żywicy spoiwowej ma zabarwienie zmieniające się począwszy albo od środka,

183 846 albo od krawędzi taśmy i tworzy w obszarze brzegowym folii pasmo brzegowe o równomiernej grubości.