WO2009122075A2 - Composition serigraphiable sur polyvinylbutyral - Google Patents

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WO2009122075A2
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Thierry Dumenil
Jean-Claude Mauvais
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Definitions

  • the invention relates to the field of laminated glazing, commonly consisting of two glass sheets bonded to each other by means of a polyvinyl butyral sheet, for example.
  • Laminated glazings have many functionalities: a layer reflecting the solar radiation, making it possible to lower the temperature of the dashboard and the ambient temperature in the passenger compartment, interior rearview mirror support, electric power bus-bars, in particular for a ITO layer or a heating wire network, upper band filtering solar radiation, possibly degraded coloring, rain detector ...
  • the laminated glazings are thus printed for various purposes: edge of the opacified glazing over its entire periphery to protect the glue under -ceiling and hiding body parts or joints from the view of an observer outside the vehicle, inscriptions relative to the manufacturer, to various standards, opaque surface to hide the base of the rear view mirror from the view of an observer outside the vehicle.
  • the printing of laminated glazing may aim to opacify part of the surface, in black or any other color. It can also aim to tint, preserving a certain transparency, or even a high light transmission, compatible with the standards in force for a windshield.
  • the result of printing laminated glazing may not be visible in the absence of ultraviolet radiation, for example, emitted from inside the vehicle: this is the case of an impression of the inner face of the glazing with a varnish containing luminophores (the interlayer adhesive glazing does not let the ultraviolet radiation from solar radiation).
  • a preferred method is screen printing: it is able to provide the optical qualities required: good coverage, opacity and resolution, is easily industrializable.
  • the printing composition must, however, have short drying times, compatible with an online process. Too long drying times would not allow the realization of an online process, but impose an intermediate storage and ultimately an unacceptable additional cost.
  • Silkscreening on flat glass sheets is not without inconvenience.
  • the glass sheets during their bending, two by two come into physical contact with each other, or with mechanical elements of the bending facilities. This physical contact requires the prior use of an additional oven for the annealing of the printing composition, in order to avoid that insufficiently hardened and dried printed surfaces are affected.
  • the object of the invention is therefore to provide a method of screen printing on a polyvinyl butyral sheet of laminated glazing, having the combination of advantages mentioned above, in particular being feasible in a single pass with "dry to the touch" times. not exceeding 10, preferably 5 and in particular 2 minutes.
  • This object is achieved by the invention, which relates to a composition suitable for printing by screen printing of a polyvinyl butyral sheet intended to be part of a laminated glazing, characterized in that it comprises at least one polyvinyl butyral resin of molecular weight at most 50,000 and at least one solvent.
  • This composition may comprise a mixture of several different polyvinyl butyral resins and molecular masses at most equal to 50,000.
  • the invention makes it possible to achieve the required high quality defined above with a single screen printing pass and short touch-dry times.
  • the polyvinylbutyral resin has a molecular weight of at most 40,000, preferably 30,000. This characteristic is even necessary in the case of an opaque black printing or any color. (It is also interesting for transparent and phosphor colored prints, for which a polyvinylbutyral resin of molecular weight up to 50,000 can however also be used).
  • the polyvinyl butyral resin has a molecular mass of at least 10,000, preferably 15,000. It is furthermore preferred that the [OH] content of the polyvinyl butyral resin corresponds to a maximum percentage by mass of poly ( vinyl alcohol) of 22, preferably 20 and in particular 18%, and minimum of 9, preferably 11 and in particular 13%.
  • the glass transition temperature T G of the polyvinylbutyral resin is at most equal to 70 ° C.
  • composition of the invention comprises 2 to 35% by weight of polyvinylbutyral resin; it comprises 1 to 50% by weight of at least one pigment and / or another particle and / or a dye and / or a luminophore; it may therefore be the mixture of several of them; in this respect, it should be pointed out that the invention allows the implementation of remarkably high proportions of pigments, hence obtaining opacities remarkable with optical densities that can reach values of at least 4, or even 5, without affecting the implementation of screen printing.
  • the dimensions of the other pigment and phosphor particles are from 0 to 5 ⁇ m.
  • the pigments defined in particular by their CAS number (Chemical Abstracts Service, American Chemical Society) and their N ° Cl (Color Index), can be chosen from those of the table below.
  • ITO Tin oxide
  • SnO 2 F particles
  • athermic, infrared absorbing coatings for example, ITO (SnO 2 : 1n) or SnO 2 : F particles
  • luminophores As examples of luminophores, the following can be used, defined by their formula.
  • the solvent solubilizes the polyvinyl butyral resin and does not deform the polyvinyl butyral sheet surface.
  • the solvent is conveniently selected from the following.
  • composition it comprises 30 to 75% by weight of solvent
  • a thixotropic agent consisting of one or more silica in admixture.
  • the subject of the invention is also a process for the silk screen printing of a polyvinyl butyral sheet intended to form part of a laminated glazing unit, characterized in that a composition is applied to the sheet through a screen-printing screen. described above, and in that the thickness of the wet layer of applied composition compensates for the roughness of the sheet, being in particular at least 14 ⁇ m.
  • certain surface irregularities of the polyvinyl butyral sheet may reappear, especially since part of the composition may then be absorbed by the sheet. These irregularities are favorable to degassing during assembly of the laminate.
  • This process provides the high quality sought in a single pass. According to a particularly advantageous characteristic, it does not require any heating means, but can be made cold.
  • Another object of the invention is a polyvinyl butyral sheet intended to be part of a laminated glazing unit and printed by screen printing using a composition described above.
  • a part in less than the surface of the sheet (the printed part) has an optical density of at least 4, preferably 5.
  • a laminated glazing unit comprising such a polyvinyl butyral sheet; the application of such a laminated glazing as automotive glazing which at least a portion of the periphery is opaque, including blackened.
  • the application of this glazing for the building is however also part of the invention.
  • the opaque black printing composition is used below.
  • the dry touch is about two minutes.
  • Opaque color printing is performed by reproducing Example 1 with the composition below.
  • Transparent color printing is performed by reproducing Example 1 with the composition below.
  • Example 2 The same high quality as in Example 1 is obtained. Moreover, it is found, by transparency, excellent optical quality, absence of agglomeration and diffusion, and a blur of not more than 1%.
  • Phosphor pigment printing is performed by reproducing Example 1 with the composition below.

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Abstract

L'invention a trait à une composition adaptée à l'impression par sérigraphie d'une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, comportant au moins une résine polyvinylbutyral de masse moléculaire au plus égale à 50 000 et au moins un solvant; un procédé d'impression par sérigraphie d'une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, caractérisé en ce qu'on applique sur la feuille, à travers un écran de sérigraphie, une composition définie précédemment et en ce que l'épaisseur de la couche humide de composition appliquée compense la rugosité de la feuille; une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, et imprimée par sérigraphie au moyen d'une composition définie précédemment; un vitrage feuilleté comportant une telle feuille de polyvinylbutyral; et une application d'un tel vitrage feuilleté comme vitrage automobile dont une partie au moins de la périphérie est opacifiée, notamment noircie.

Description

COMPOSITION SERIGRAPHIABLE SUR POLYVINYLBUTYRAL
L'invention est relative au domaine des vitrages feuilletés, communément constitués de deux feuilles de verre collées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une feuille de polyvinylbutyral, par exemple.
Les vitrages feuilletés comportent de nombreuses fonctionnalités : couche réfléchissant le rayonnement solaire, permettant d'abaisser la température du tableau de bord et la température ambiante dans l'habitacle, support de rétroviseur intérieur, bus-bars d'amenée de courant électrique notamment pour une couche ITO ou un réseau de fils chauffants, bande supérieure filtrant le rayonnement solaire, à coloration éventuellement dégradée, détecteur de pluie ... Les vitrages feuilletés sont ainsi imprimés à diverses fins : bord du vitrage opacifié sur toute sa périphérie pour protéger la colle sous-jacente et cacher des éléments de carrosserie ou joints de la vue d'un observateur à l'extérieur du véhicule, inscriptions relatives au fabricant, à diverses normes, surface opacifiée pour cacher l'embase du rétroviseur intérieur de la vue d'un observateur à l'extérieur du véhicule.
L'impression des vitrages feuilletés peut viser à en opacifier une partie de la surface, en noir ou toute autre couleur. Elle peut d'autre part avoir pour but de teinter, en préservant une certaine transparence, voire une transmission lumineuse élevée, compatible avec les normes en vigueur pour un pare-brise.
Enfin, le résultat d'une impression de vitrages feuilletés peut ne pas être visible en l'absence d'un rayonnement ultra-violet, par exemple, émis de l'intérieur du véhicule : c'est le cas d'une impression de la face intérieure du vitrage par un vernis contenant des luminophores (l'adhésif intercalaire du vitrage ne laisse pas passer les ultraviolets du rayonnement solaire).
Il est habituel de réaliser de telles impressions sur feuilles de verre plat, c'est-à-dire le cas échéant avant des opérations de bombage (la difficulté d'imprimer sur des surfaces bombées est en effet bien supérieure). Un procédé préféré est la sérigraphie : il est apte à procurer les qualités optiques requises : bonnes couvrance, opacité et résolution, est aisément industrialisable. La composition d'impression doit cependant présenter des temps de séchage courts, compatibles avec un procédé en ligne. Des temps de séchage trop longs ne permettraient pas la réalisation d'un procédé en ligne, mais imposeraient un stockage intermédiaire et finalement, un surcoût inacceptable.
De plus, dans le cas d'un procédé industriel en ligne, on cherche à réaliser la sérigraphie en une seule passe.
La sérigraphie sur feuilles de verre plat n'est pas sans inconvénient. Notamment, les feuilles de verre lors de leur bombage, deux par deux, entrent en contact physique les unes avec les autres, ou avec des éléments mécaniques des installations de bombage. Ce contact physique nécessite l'emploi préalable d'un four supplémentaire pour la recuisson de la composition d'impression, afin d'éviter que les surfaces imprimées insuffisamment durcies et séchées ne soient affectées.
Ce problème pourrait être résolu en réalisant la sérigraphie sur les feuilles adhésives intercalaires, et non plus sur les feuilles de verre. Jusqu'à présent, on n'a pas encore su réaliser des impressions par sérigraphie en une seule passe et avec des temps de séchage relativement courts sur des substrats en feuilles de matière plastique souple telle que polyvinylbutyral, de motifs colorés opaques ou transparents, ou bien encore de motifs contenant toutes particules (métalliques, SnO2 :ln, SnO2 :F ...) ou des luminophores .... Dans tous les cas on recherche une impression à contours nets, sans bavure, avec une définition requise en fonction de l'application. Dans le cas de la coloration opaque, on recherche de plus une bonne couvrance se traduisant par l'absence totale de transparence sous forme de « trous d'épingles » (pinholes), - une opacité requise correspondant à une densité optique au moins égale à 3, de préférence à 4.
Dans le cas de la coloration transparente, on recherche une absence d'agglomération et de diffusion, un flou n'excédant pas 1 %.
L'invention a donc pour but la mise à disposition d'un procédé de sérigraphie sur feuille de polyvinylbutyral intercalaire de vitrage feuilleté, présentant la combinaison d'avantages précités, notamment réalisable en une seule passe avec des temps de « sec au toucher » n'excédant pas 10, de préférence 5 et en particulier 2 minutes. Ce but est atteint par l'invention, qui a pour objet une composition adaptée à l'impression par sérigraphie d'une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une résine polyvinylbutyral de masse moléculaire au plus égale à 50 000 et au moins un solvant.
Cette composition peut comporter un mélange de plusieurs résines polyvinylbutyral différentes et de masses moléculaires au plus égales à 50 000.
Ainsi l'invention permet-elle d'atteindre la haute qualité requise définie ci- dessus avec une seule passe de sérigraphie et des temps de sec au toucher courts.
De préférence la résine polyvinylbutyral a une masse moléculaire au plus égale à 40 000, de préférence à 30 000. Cette caractéristique est même nécessaire dans le cas d'une impression opaque noire ou de toute couleur. (Elle est également intéressante pour les impressions colorées transparentes et luminophores, pour lesquelles une résine polyvinylbutyral de masse moléculaire jusqu'à 50 000 peut cependant être également employée).
Avantageusement, la résine polyvinylbutyral a une masse moléculaire au moins égale à 10 000, de préférence à 15 000. II est d'autre part préféré que le taux d'[OH] de la résine polyvinylbutyral corresponde à un pourcentage massique maximal de poly(alcool vinylique) de 22, de préférence 20 et en particulier 18 %, et minimal de 9, de préférence 11 et en particulier 13 %.
De préférence, la température de transition vitreuse TG de la résine polyvinylbutyral est au plus égale à 70 0C.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses de la composition de l'invention : elle comporte 2 à 35 % en masse de résine polyvinylbutyral ; elle comporte 1 à 50 % en masse d'au moins un pigment et/ou une autre particule et/ou un colorant et/ou un luminophore ; il peut donc s'agir du mélange de plusieurs d'entre eux ; à cet égard, il doit être signalé que l'invention permet la mise en œuvre de proportions remarquablement élevées de pigments, d'où l'obtention d'opacités remarquables signalées par des densités optiques pouvant atteindre des valeurs d'au moins 4, voire 5, sans nuire par ailleurs à la mise en œuvre de la sérigraphie.
Les dimensions des particules de pigments, autres et luminophores sont de 0 à 5 μm.
D'autre part, 40 à 65 % en masse des pigments sont avantageusement enrobés.
Les pigments, définis notamment par leur N° CAS (Chemical Abstracts Service, American Chemical Society) et leur N° Cl (Color Index), peuvent être choisis parmi ceux du tableau ci-dessous.
Figure imgf000005_0001
Comme autre particule, on peut citer des particules d'ITO (SnO2 :ln), ou de SnO2 :F en vue de former par exemple des revêtements athermiques, absorbant les infrarouges.
Des colorants pouvant être mis en œuvre dans le cadre de l'invention, définis par leur type et le N° Cl, sont les suivants.
Figure imgf000006_0001
Comme exemples de luminophores, on peut utiliser les suivants, définis par leur formule.
Figure imgf000006_0002
II est apprécié, d'autre part, que le solvant solubilise la résine polyvinylbutyral et ne déforme pas la feuille de polyvinylbutyral en surface. Le solvant est opportunément choisi parmi les suivants.
Figure imgf000007_0001
Selon d'autres caractéristiques préférées de la composition : elle comporte 30 à 75 % en masse de solvant,
0,2 à 3 % en masse d'un agent de thixotropie consistant en une silice ou plusieurs en mélange.
L'invention a également pour objet un procédé d'impression par sérigraphie d'une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, caractérisé en ce qu'on applique sur la feuille, à travers un écran de sérigraphie, une composition décrite ci-dessus, et en ce que l'épaisseur de la couche humide de composition appliquée compense la rugosité de la feuille, étant en particulier au moins égale à 14 μm. Au cours du séchage de la composition, certaines irrégularités de surface de la feuille de polyvinylbutyral peuvent réapparaître, d'autant plus qu'une partie de la composition peut alors être absorbée par la feuille. Ces irrégularités sont favorables au dégazage lors de l'assemblage du feuilleté.
Ce procédé procure la haute qualité recherchée en une seule passe. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, il ne nécessite aucun moyen de chauffage, mais peut être réalisé à froid.
Un autre objet de l'invention est une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, et imprimée par sérigraphie au moyen d'une composition décrite ci-dessus. Dans une réalisation particulière, une partie au moins de la surface de la feuille (la partie imprimée) a une densité optique au moins égale à 4, de préférence à 5.
D'autres objets de l'invention consistent en un vitrage feuilleté comportant une telle feuille de polyvinylbutyral ; l'application d'un tel vitrage feuilleté comme vitrage automobile dont une partie au moins de la périphérie est opacifiée, notamment noircie. L'application de ce vitrage pour le bâtiment fait cependant aussi partie de l'invention.
L'invention est illustrée par les exemples suivants, dans lesquels toutes les quantités sous colonnes intitulées « Formule » sont des pourcentages en masse.
Exemple 1
Sur une feuille de polyvinylbutyral intercalaire de vitrage feuilleté, on réalise une sérigraphie en une seule passe. La température est stabilisée à 14 - 16 0C, pour garantir une meilleure planéité de surface du support et éviter qu'il ne soit collant.
On emploie la composition d'impression noire opaque ci-dessous.
Figure imgf000008_0001
La haute qualité recherchée de couvrance - absence de trous d'épingle, opacité, netteté des contours, définition, absence de bavure, est atteinte. Le sec au toucher est de deux minutes environ.
Exemple comparatif 1
L'exemple précédent est reproduit avec la composition suivante.
Figure imgf000009_0001
Avec cette composition caractérisée par une masse moléculaire relativement élevée, on obtient une opacité faible (présence de trous d'épingle), le passage dans l'écran de sérigraphie est plus difficile. Exemple 2
On effectue une impression de couleur opaque en reproduisant l'exemple 1 avec la composition ci-dessous.
Figure imgf000010_0001
On obtient la même haute qualité qu'à l'exemple 1.
Exemple 3
On effectue une impression de couleur transparente en reproduisant l'exemple 1 avec la composition ci-dessous.
Figure imgf000011_0001
On obtient la même haute qualité qu'à l'exemple 1. On constate de plus, par transparence, une excellente qualité optique, une absence d'agglomération et de diffusion, et un flou n'excédant pas 1 %.
Exemple 4
On effectue une impression de pigment luminophore en reproduisant l'exemple 1 avec la composition ci-dessous.
Figure imgf000012_0001
On obtient la même haute qualité qu'aux exemples 1 , 2 et 3.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition adaptée à l'impression par sérigraphie d'une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une résine polyvinylbutyral de masse moléculaire au plus égale à 50 000 et au moins un solvant.
2. Composition selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la résine polyvinylbutyral a une masse moléculaire au plus égale à 40 000, de préférence à 30 000.
3. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la résine polyvinylbutyral a une masse moléculaire au moins égale à 10 000, de préférence à 15 000.
4. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le taux d'[OH] de la résine polyvinylbutyral correspond à un pourcentage massique maximal de poly(alcool vinylique) de 22, de préférence 20 et en particulier 18 % et minimal de 9, de préférence 11 et en particulier 13 %.
5. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte 2 à 35 % en masse de résine polyvinylbutyral.
6. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte 1 à 50 % en masse d'au moins un pigment et/ou une autre particule et/ou un colorant et/ou un luminophore.
7. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le solvant solubilise la résine polyvinylbutyral et ne déforme pas la feuille de polyvinylbutyral en surface.
8. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte 30 à 75 % en masse de solvant.
9. Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte 0,2 à 3 % en masse d'un agent de thixotropie consistant en une silice ou plusieurs en mélange.
10. Procédé d'impression par sérigraphie d'une feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, caractérisé en ce qu'on applique sur la feuille, à travers un écran de sérigraphie, une composition selon l'une des revendications précédentes, et en ce que l'épaisseur de la couche humide de composition appliquée compense la rugosité de la feuille.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche humide de composition appliquée est au moins égale à 14 μm.
12. Feuille de polyvinylbutyral destinée à faire partie d'un vitrage feuilleté, et imprimée par sérigraphie au moyen d'une composition selon l'une des revendications 1 à 9.
13. Feuille de polyvinylbutyral selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'une partie au moins de sa surface a une densité optique au moins égale à 4, de préférence à 5.
14. Vitrage feuilleté comportant une feuille de polyvinylbutyral selon l'une des revendications 12 et 13.
15. Application d'un vitrage feuilleté selon la revendication 14 comme vitrage automobile dont une partie au moins de la périphérie est opacifiée, notamment noircie.
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