SE516028C2 - Transparent laminat av termokroma material med UV-ljusfilter samt gasimpermeabelt skikt - Google Patents

Description

25 30 516 028 2.

Terrnokroma pigment är pigment som går från ett tillstånd till ett annat då de upphettas.

Sålunda uppvisar de normalt en färg vid omgivningstemperatur och blir genomskinliga då de upphettas, dvs blir färglösa. Denna effekt kan utnyttjas i skyltar där skylten visar t.ex. en text eller andra data vid omgivningstemperatur medan texten försvinner när skylten upphettas. Detta kan användas vid en kassa fór att informera människor om att biljetter finnes när skyl-ten är uppvärmd, och då man kyler skylten, eller stänger av värmen, informerar den om att inga biljetter finns kvar.

Termokroma pigmenten föreligger i mikrokapslar som en färglörening och trycks i form av en tryckkomposition på en skylt, företrädesvis på ett substrat såsom en polymerfilm som appliceras på en uppvärmningsbar baksida, såsom en kopparplåt eller liknande.

Termokroma pigment lider av nackdelen av att vara UV-känsliga och känsliga för oxidation i närvaro av fi-itt syre. Det har föreslagits (WO 94/27336) att skydda ett UV-känsligt material genom att applicera en UV-lj us skyddande beläggning över skylten för att skydda det tempe-ratur känsliga materialet. Vidare, föreslås i samma dokument inkorporering av en antioxidant med det terrnokroma materialet och/eller att inkapsla material innehållande tennokromt material.

Emellertid, tillsatsen av tillsatsmedel till det inkapslande materialet är negativt med hänsyn till effektiviteten hos det tennokroma materialet vad avser att uttrycka sin brilj ans, kontrast och fargfullhet. Sålunda, skapar sådan inkapsling opakhet hos färgerna och minskar läsligheten därav.

Användning av UV skyddande barriär som bildar en del av en skylt ökar kostnadema på grund av att de UV skyddande medel åldras. Sålunda minimerar en UV skyddande belägg- ning av ett laminat enligt föreliggande uppfinning kostnader och ger underlag för ett utbyte på ett enklare och mera effektivt sätt.

Vidare, visar JP7205547 användning av ett UV-reflekterande material på reversibla, värrnekänsliga skyltmaterial vilket reflekterande material har en reflektans av mindre än 50% UV av våglängden 350 nm. Detta betyder att mer än 50% av UV-ljuset med 350 nm 10 15 20 25 30 516 028 3 kommer att passera igenom, och kommer därmed att ge skadliga effekter på det tennokroma skiktet.

Fastän många patent har beviljats avseende terinokroma skyltar, har sådana skyltar ännu inte erhållit kommersiella nivåer, på grund av det känsliga terrnokroma materialen som användes, och problemet med att lösa denna nackdel.

Sammanfattning av föreliggande uppfinning Det har nu överraskande visat sig möjligt att kunna lösa detta problem genom föreliggande uppfinning som karaktäriseras av att den omfattar minst ett skikt omfattande ett eller flera termokroma material, och minst ett, huvudsakligen UV-ljusogenomsläppligt skikt.

Sålunda avser uppfinningen transparenta laminat omfattande ett eller flera termokroma mate-rial. En ytterligare aspekt av uppfinningen avser uppvärmningsbara skyltar omfattande minst ett sådant transparent laminat, samt i allmänhet andra objekt omfattande ett sådant transpa-rent laminat.

Ytterligare karaktäristika kommer att vara uppenbara från hithörande patentkrav.

Laminatet enligt föreliggande uppfinning skall primärt åstadkomma en fysisk kontakt mellan det termokroma materialet och skyddande skiktet(-n).

Medelst föreliggande uppfinning är det möjligt att öka betydligt livstiden för en terrnokrom skylt och därvid erhålla en kommersiellt acceptabel produkt genom att undvika degradering med UV-lj us och kortvågigt synligt blått ljus, samt degradering genom oxidation medan man bibehåller briljans och kontrast hos temiokroma data som ges t.ex. på en skylt.

I det följande kommer föreliggande uppfinning att närmare förklaras med hänvisning till nägra exemplifierande utlöringsformer, varvid vissa av utföringsforrnema visats med hänvis-ning till hithörande ritning, emellertid, utan att vara begränsad därtill. 10 15 20 25 30 516 028 Kort beskrivning av ritningen FIG. 1 visar ett illustrerande exempel på ett transparent laminat enligt föreliggande upp- finning; FIG. 2 visar en ytterligare utföringsfonn av föreliggande uppfinning; FIG. 3 visar en annan, ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning; och FIG. 4 visar en skylt som utnyttjar föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning I ritningen hänför sig använda referenssiffror till samma typ av skikt som använts för att bygga laminatet. l anger ett bassubstrat bestående av t.ex. en polyester (PET) film med en tjocklek av cza 250 um på vilket en terrnokrom tryckfarg 2 har applicerats. Bassubstratet kan vara antingen transparent eller icke-transparent men är företrädesvis icke-transparent för att bilda en bakgrund till det kromatiska skiktet och för att gömma, varje eventuellt utrust- ning som placerats bakom substratet i en applikation därav. Ovanpå substratet föreligger ett skikt 3 bestående av ett UV-skyddande material, ett optiskt filter, anordnat. Filtret förhindrar ljus med en våglängd av upp till 420 nm att penetrera skiktet, och sålunda nå det tennokroma skiktet. Nämnda skikt har en tjocklek av c:a 10 um.

Fig. l illustrerar en basal utfonnning av skyddat tennokromt skikt. I Fig. 2 har skyddet ytter-ligare ökats genom att tillsätta en syre-blockerande film 4, varvid nämnda film har applicerats på båda sidor för att förhindra att syre når det tennokroma skiktet från endera sidan.

Fig. 3 illustrerar en ytterligare utföringsfonn där det syre-blockerande skiktet har applicerats mellan det terrnokroma skiktet 2 och det UV-skyddande skiktet 3 på de transparenta sidan av substratet.

Fig. 4 visar en skylt på vilken ett substrat enligt Fig. 3 har applicerats, varvid skylten omfat- tar en uppvärmningsyta för uppvärmning av ytan täckt av det tennokroma tryckmaterialet.

Substratet är avtagbart från skylten för att göra byte av substrat/laminat mera enkelt.

Det UV-skyddande skiktet består av polymerer med ett UV-skyddande medel däri, såsom 10 15 20 25 30 516 028 5 COURTGUARDR. UV-absorberande medel är ofta av den typ som användes i solskydds- skyddande lotioner.

Andra UV och ljusskyddande medel är vinkelbarriärer, dvs reflekterande barriärer som med-ger reflektans från en vinkel men inte från andra. Andra medel är skikt som endast tillåter polariserat ljus därigenom. Ett fotokromt material kan också användas för att åstadkomma ljusskydd och/eller förstärka läsbarheten hos skylt försedd med ett sådant laminat.

Det syre-blockerande skiktet består av en eller flera av följ ande substanser, nämligen poly- aInid-polymerer (NYLONR), polyvinyldienklorid polymerer (PVDC), hydrolyserade etylen vinyl acetat polymerer (EVOH), SiOZ, AIZOL vilka samtliga fungerar som syre-blockerande material. Till och med polyester (PET) motstår syre-penetration i viss grad. Ett annat syre- blockerande material är metallisk aluminium som företrädesvis kan appliceras på baksidan av substratet när detta är ett icke-transparent material.

Andra syre-blockerande material är de så kallade syre-förbrukare, som är tillgängliga, varvid sådana syre-förbrukare kan erhållas som tunna filmer eller som granulat vilka senare kan inkluderas och extruderas tillsammans med varje syre säkert skikt.

SiOz, and Al2O3 kan erhållas och användas som tunna, transparenta glasfilmer med en tjock- lek av 0,5 till 10 um, företrädesvisl-5 um, och kan larnineras till bassubstratet med det termokroma skiktet därpå.

PVDC kan appliceras som en ren beläggning, medan PET och polyamid företrädesvis appli- ceras som filmer, varvid ett vidhäftande material användes för att fästa dem till underliggande skikt. Vidhäfiningsmedlet som användes bör inte påverka något av skikten, antingen direkt eller indirekt via gasöverföring genom något skikt.

Huruvida eller inte skikten är applicerade som beläggningar dvs applicerade som lösning och sedan torkad, eller som filmer, är tjockleken hos det resulterande skiktet cza 0.5 till 10 um. Vidare kan skikten appliceras på en sida av ett substrat eller på båda. 10 15 20 25 30 516 028 6 Tryckblandningen, normalt en vattendispersion av det inkapslade terrnokroma fargämnesma-terialet, kan appliceras mellan två substratskikt, såsom skikt omfattande UV ljus imperme-abla föreningar och/eller oxidations skyddande material, varvid vattendispersionen hårdas mellan nämnda skikt.

Vidhäftningsmedlen som användes för att fösta filmema på varandra eller på substratet är varje vidhäftningsmedel som är kompatibelt med tryckblandningen, dvs det termokroma materialet och dess inkapsling, som ger en god vidhäfining, och som bibehåller sina egen- skaper då det uppvärmes och ljusbestrålas, såsom då det föreligger i en skylt.

Det vidhäfiande medlet välj es företrädesvis från gruppen bestående av polyuretanbaserade vidhäfiningsmedel, silikonbaserade vidhäfiningsmedel, polyvinylacetatbaserade vidhäftnings-medel, och akrylatbaserade vidhäfiningsmedel, varvid valet av vidhäfiningsmedel väldigt mycket beror på det tennokroma materialet som användes och dess inkapsling.

Syreperrneabiliteten är enligt följande med hänsyn till materialen nämnda ovan som före- dragna substanser som bildar ett syre-blockerande skikt, nämligen PET 80 cm3/(m2 x dygn x bar) PVDC ~8 cm3/(m2 x dygn x bar), beläggning EVOH ~2 cm3/(m2 x dygn x bar), extruderad i polyetylen SiOz, A120, ~O.2 cmJ/(mz x dygn x bar), beläggning polyamid ~8 cms/(mz x dygn x bar) Al ~0.l5 cmS/(mz x dygn x bar), metall film Det terrnokroma materialet kan bestå av material som optiskt styrs av värme och i syrmerhet mikroinkapslade flytande kristaller, Polymer Dispersed Liquid Crystals (PDLC), och mikro- inkapslade leukodye baserade termokroma färger vilka samtliga kan ändra ljusabsorption då de blir upphettade. PDLC och mikroinkapslade leukodye baserade termokroma färger vilka alla kan ändra ljusabsorption då de upphettas, föredrages, medan mikroinkapslade leukodye baserade färger är de mest föredragna. 10 15 20 25 30 516 028 7 Uppfinningen kommer att ytterligare illustreras i följande exempel.

EXEMPEL Ett fem-skikts laminat framställdes i enlighet med följande. Ett syreskikt belägges på en vit PET film som utgör en vit bakgrund för ett tryck. Syre-baniären består av en Rayopp RXF eller UCB film. Den har en tjocklek av 25 pm och är en biorienterad polypropylenfilm med PVDC beläggningar på båda sidor. Denna film lamineras på PET filmen med användning av ett 2 pm polyuretanlim. Den vita PET filmen är som sådan ingen bra syrebarriär. PET filmen har en tjocklek av 50 pm och är t.ex. en Melinex polyesterfilm från Dupont.

PET filmen tryckes sedan med användning av screen-trycksteknik för att erhålla den rätta tjockleken av 20 till 30 pm tryck. Ovanpå trycket lamineras en ytterligare syrebairiär med användning av samma polyuretanlim. Slutligen ovanpå den andra syre-barriären lamineras ett UV-filter bestående av en polyesterbas av 50 pm med en UV absorberande beläggning av 2 pm. Den UV absorberande filmen säljes under varumärket Tinuvin av Ciba-Geigy.

Belägg-ningen utgöres av hindrade aminer (HALS) som har förmåga att absorbera det mesta UV ljuset och omvandla det till värme.

Andra laminerade transparenta filmer med UV absorberande egenskaper och syre skyddande egenskaper har undersökts i en solaccelerator Xenotest, 500 W/mz, svartkropps- temperatur 45 +2°C, torrtemperatur 22 +2°C med ett törfilter som simulerar fönsterglas.

Färgmätningar genomfördes med användning av en Minolta bärbar spektrofotometer CM- 508d, som mäter i CIE Lab skala.

Laminatet använde ett COURTGUARDR UV-filter och PET filmen var belagd på sin baksida med användning av en 9 pm aluminiumfolie och framsidan av den 12 pm tjocka PET filmen var belagd med 2 pm PVDC. Det terrnokroma trycket var en UV härdad termokrom färg 25 pm tjock med en omvandlingsterriperatur av 62oC. Ursprungsfárgen var blå. Jämförelse gjordes med en tryckt ren PET film. Tre olika laminat producerades, nämligen: syrebarriärer på båda sidor + UV-filter; enbart syre-barriär; enbart UV-filter.

Följande resultat erhölls: 516 028 8 SKYDD VARAKTIGHET* (m) Inget skydd 50 UV filter 300 Syrebarñär 300 UV filter + syrebarñär 800 lVaraktigheten definieras som när det termokroma materialet når ett AE = 15 (CIE Lab skala).

Claims (18)

10 15 20 25 30 516 028 (f PATENTKRAV

1. Transparent laminat omfattande ett eller flera terrnokroma material försett med ett UV- ljus- filter, kännetecknat av, att det omfattar minst ett skikt omfattande ett eller flera tennokroma material, och åtmins- tone ett, väsentligen gasimpermeabelt skikt.

2. Laminat enligt krav 1, kännetecknat av, att ett väsentligen UV-ljusimpenneabelt skikt är närvarande.

3. Laminat enligt krav l-2,törhindrar ljus med en våglängd av mindre än 400 nm att penetrera skiktet. kännetecknat av, att det väsentligen UV-lj us-imperrneabla skiktet förhindrar ljus med en våglängd av mindre än 400 nm att penetrera skiktet.

4. Laminat enligt krav l, kännetecknat av, att det väsentligen UV-lj us-impermeabla skiktet förhindrar ljus med en våglängd av mindre än 420 nm att penetrera skiktet.

5. Laminat enligt krav 1, kännetecknat av, att det väsentligen UV-ljus-impermeabla skiktet förhindrar ljus med en våglängd av mindre än 450 nm att penetrera skiktet.

6. Laminat enligt krav 1, kännetecknat av, att det vidare omfattar åtminstone ett ytterligare väsentligen gas-impermeabelt skikt.

7. Laminat enligt krav 1-6, 10 15 20 25 30 516 028 /0 kännetecknat av, att skiktet omfattande det termokroma materialet på sin ena sida är försett med ett väsent- ligen gas-impermeabelt skikt, och på sin andra sida är försett med ett väsentligen UV- ljus- imperrneabelt skikt samt ett gas-impermeabelt skikt i godtycklig ordning.

8. Laminat enligt krav 6-7, kännetecknat av, att det väsentligen gas-imperrneabla skiktet är väsentligen impermeabelt för syre, ozon, koldioxid, vatten, lägre alkoholer, och lägre aminer, inklusive ammoniak, i gas fas.

9. Laminat enligt krav 1-8, kännetecknat av, att de olika skikten har väsentligen samma termokoefficient för expansion.

10. Laminat enligt krav 1-8, kännetecknat av, att det väsentligen UV-ljus skyddande skiktet omfattar benzophenoner, benzotriazoner, hindrade aminer eller kombinationer därav.

11. l 1. Laminat enligt krav 1-9, kännetecknat av, att det väsentligen gas skyddande skiktet omfattar polyamid polymerer, polyvinylidienklorid polymerer (PVDC), hydrolyserade etylenvinylacetat polymerer (EVOH), Al2O3 och/eller SiOz.

12. Laminat enligt krav l-9, kännetecknat av, att det väsentligen gas skyddande skiktet omfattar en syreförbrukare.

13. Laminat enligt krav 7, kännetecknat av, att det väsentligen gas skyddande skiktet är placerat närmast skiktet omfattande det 10 15 20 25 30 516 028 terrnokroma materialet.

14. Laminat enligt krav 7, kännetecknat av, att det väsentligen ljus skyddande skiktet är placerat närmast skiktet omfattande det termokroma materialet.

15. Laminat enligt krav 6, kännetecknat av, att det väsentligen gas skyddande skiktet omfattar ett polymersubstrat med ett gas impermeabelt skikt på en eller två sidor.

16. Föremål som bär tennovarierbar information, kännetecknat av, att det omfattar ett substrat med applicerat därpå, ett laminat enligt kraven 1-15 samt en uppvärmningskälla.

17. Skylt som bär tennovarierbar information, kännetecknad av, att den omfattar ett substrat med applicerat därpå, ett laminat enligt kraven 1-15 samt en uppvärmningskälla.

18. Förfarande för framställning av ett laminat enligt kraven 1-15, kännetecknat av, att ett transparent substrate (1, 4) omfattande ett UV-filter och/eller gas- barriär förses med ett termokromt material (2) på vilken en bakgrundsfärg är applicerad och på vilken senare en andra gas-barriär eventuellt anordnas, varvid det tennokroma materialet tryckes direkt på det transparenta substratet.