CZ20032442A3 - Zůsob výroby vitráže z plastu, vitráž a její použití - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká výroby produktů z plastické hmoty, které jsou v podstatě dvojrozměrné, v podstatě ploché nebo mají více méně složitý tvar, a které jsou alespoň částečně transparentní a vhodné vzhledem ke své vysoké kvalitě pro použití jako vitráže.

Dosavadní stav techniky

I když je sklo obtížně nahraditelné při většině aplikací skla v rámci vitráží pro budovy, nábytek a elektrické spotřebiče v domácnosti (například okénka pro trouby na ohřívání a pečení), městský mobiliář a dopravní prostředky, předpokládá se v rámci některých z těchto aplikací nahrazení skla hlavně transparentními plastickými hmotami.

Výhoda . takových plastických hmot typu polykarbonátu oproti sklu spočívá zejména v možnosti vyrobit výrobky pestřejších a složitějších tvarů a více se v rámci těchto aplikací odchýlit od rovinné geometrie a integrovat ve výrobku větší počet funkcí. Tato možnost je uplatnitelná zejména při způsobu tváření vstřikováním.

Je třeba samozřejmě dbát na to, aby byla zachována optická kvalita vitráže a aby vitráž měla požadované * * · · 9 9 · · ······ ·· ·«. . _β mechanické vlastnosti. V tomto ohledu se plastické hmoty odlišují od skla vyšší náchylností k poškrábání, což si vynucuje použití povlaků odolných proti poškrábání, a menší tuhostí; tato posledně uvedená charakteristika nutí ke zpevnění vitráže zvětšením jejich tloušťky nebo použitím kovových nebo ekvivalentních vložek, ale umožňuje na druhé straně zjednodušený způsob montáže, zejména v případě montáže do otvorů karoserie vzhledem k tomu, že vitráž z plastické hmoty může být deformována nebo může být snadno opatřena obvodovými vložkami umožňující montáž ve formě kovových nebo jiných patek.

V rámci vynálezu se zejména jedná o vitráže z plastické hmoty získané sledem operací, při kterých se:

vytvoří na v podstatě ploché polykarbonátové nebo obdobné fólii povlak odolný proti poškrábání případně ve stavu částečného vytvrzení, tepelně tváří uvedená fólie za případného pokračování ve vytvrzování povlaku odolného proti poškrábání, uloží uvedená fólie na dno formy tak, aby povlak odolný proti poškrábání byl ve styku se stěnou formy, a sdruží se uvedená fólie s látkou tvořící jádro vitráže například vstřikováním nebo lisováním za tepla.

Alternativně je polykarbonátová fólie opatřena povlakem odolným proti poškrábání potom, co byla vyjmuta z formy.

Tato technologie je popsána v patentových dokumentech WO 99/03678 a WO 99/65678, přičemž posledně uvedený patentový dokument se jinak týká vstřikování dodatečné látky s odlišnou chemickou povahou a s odlišnými • · · · ·· · · • · · · · · 4 4 • · · · · · · • · · · · · « ··· • · · · * ···· ·» ·· 44 vlastnostmi pomocí vylepšené formy umožňující realizovat v této formě podvojné nebo vícenásobné vstřikování. Tato dodatečná látka tvoří například elastomerní obvodový spoj nebo základnovou část zpětného zrcátka.

V případě, že se při této technice provádí termoplastické vstřikování například polykarbonátu, je nezbytné ohřívat stěnu formy cirkulací tlakové vody mající teplotu 90 až 120 °C, neboť by prudké ochlazení látky vstřikované do formy při teplotě 300 °C při styku se stěnou formy na nižší teplotu způsobilo vytvoření nepravidelností ve vstřikované látce, což by nepříznivě ovlivnilo optickou kvalitu produktu.

Neočekávaně bylo zjištěno, že při realizaci instrukcí, obsažených ve výše zmíněných patentových dokumentech WO 99/03678 a WO 99/65678, uložení tepelně tvářené fólie na dno formy v částech, ve kterých je požadována transparence a vysoká optická kvalita vitráže, dovoluje podstatně snížit teplotu stěny formy při zachování dobré optické kvality za předpokladu, že fólie je tepelně izolační fólií. Takto se snížením .teploty formy ze 120 °C na 60 °C například v případě vstřikování polykarbonátu sníží přívod tepla cirkulací kapaliny (například voda nebo olej) a dosáhne se tak energetické úspcry.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je takto způsob výroby víceméně transparentního produktu s vysokou optickou kvalitou srovnatelnou s optickou kvalitou vitráže, při kterém se alespoň do části dna formy uloží tepelně izolační fólie • ·

odpovídajícího tvaru, načež se do formy vstřikuje termoplastický materiál schopný spojit se s uvedenou fólií do uvedeného produktu, přičemž tento způsob se odlišuje tím, že ta část formy, jejíž dno je opatřeno uvedenou fólií se udržuje na teplotě nižší, než je teplota nezbytná k dosažení požadované optické kvality v případě absence této fólie.

V rámci vynálezu se obecně uložením na dno formy fólie odpovídajícího tvaru rozumí takové předběžné polohování fólie, kdy tato fólie kopíruje dno formy, přičemž tato fólie může mít na povrchu přicházejícím do styku s formou povlak proti poškrábání ve stavu částečného nebo úplného vytvrzení. Polykarbonát, který nej častěji tvoří uvedenou fólii, stejně jako četné ekvivalentní polymery, je pro odborníky v daném oboru znám jako tepelný izolátor.

Na dno formy lze polohovat jednu nebo několik fólií; v rámci dvou nej častěji realizovaných způsobu provedení se jedna fólie uloží na dno mobilní části formu a případně se jedna fólie uloží na dno fixní části formy.

V rámci způsobu podle vynálezu se získají výrobky znamenité optické kvality při podstatně nižším přívodu tepla ke stěnám formy. Jinak je třeba uvést, že je snadnější uložit fólii na dno chladnější formy.

Dodatečné výhody se vynálezem dosáhne, když fólie přilne ke dnu ještě před samotným vstřikováním pomocí elektrostatických prostředků: touto adhezi se tudíž dosáhne vyššího účinku.

·· ·· ·· · · * · · · · ·· t ·· • ··· · · · β·· « · · 'fc * · · · · · · · « ···· ·* ·· ·· «·

Uvedená fólie má výhodně tloušťku alespoň 100 mikrometrů, výhodně alespoň 200 mikrometrů a obzvláště výhodně alespoň 250 mikrometrů. Tyto hodnoty nejsou obligatorni, ale zaručuji, že výše uvedené pozoruhodné účinky vynálezu budou dosaženy ve vysoké miře.

Tloušťka fólie činí podle jiného znaku nejvýše 1000 mikrometrů, výhodně nejvýše 850 mikrometrů a obzvláště výhodně nejvýše 750 mikrometrů, přičemž tyto tloušťky jsou dostatečné k tomu, aby umožnily zabudováni všech požadovaných funkci, které budou popsané v následující části popisu, pokud umožňují snadnou manipulaci s uvedenou fólií a její snadné tepelné tváření.

Fólie je výhodně monolitní nebo vícevrstvá a obsahuje jeden nebo několik polymerů zvolených z množiny zahrnující polykarbonát, polypropylen, polymethylmethakrylát, vinylethylen/acetátové kopolymery, polyethylenglykoltereftalát, polybutylenglykoltereftalát, polyurethan, polyvinylbutyral, cykloolefinické kopolymery, jako například ethylen/norbornen nebo ethylen/cyklopentadien, polykarbonát/polyesterový kopolymer, ionomerní pryslyřice, jako například kopolymer ethylenu a kyseliny (meth)akrylové neutralizovaný polyaminem a podobné látky a to samotné nebo ve vzájemných směsích.

Vstřikovaný termoplastický materiál je stejný s materiálem tvořícím vrstvu tepelně tvářitelné fólie, se kterým přichází do styku, anebo odlišný od tohoto materiálu; výhodně je zvolen z množiny zahrnující výše uvedené materiály uvedené fólie s výjimkou polypropylenu a polyvinylbutyralu, samotných nebo ve vzájemné směsi. V

9 9 9 • 9 9 • 99999 9 * 999 99999 ···· · ♦ ·· 99 99 99 rámci velmi praktického provedení je tento materiál na bázi polykarbonátu a část formy, jejíž dno je opatřeno uvedenou fólií, je udržována na teplotě nejvýše 100 °C, výhodně nejvýše na teplotě 80 °C a obzvláště výhodně na teplotě nejvýše 65 °C.

Jinak je možné dosáhnout pozoruhodné optické kvality výrobku v případě, že se v rámci vynálezu fólie případně předběžně tepelné tváří, když dno formy nemá v podstatě roviný tvar, a potom se udržuje u dna formy libovolným vhodným prostředkem, zejména sáním nebo/a foukáním nebo/a výhodně působením elektrostatické elektřiny, a to ještě před vstřikováním termoplastického materiálu. Cílem tohoto posledně uvedeného opatření je vytvořit těsný kontakt mezi fólií a stěnou formy, který je prostý záhybů; takového kontaktu se dosáhne tím spíše v případě elektrostatického účinku vzhledem k tomu, že uvedený kontakt je účinnější v případě, kdy je teplota formy v rámci vynálezu snížena.

Předmětem vynálezu je rovněž produkt, který je alespoň částečně transparentní, který má zvýšenou optickou kvalitu srovnatelnou s optickou kvalitou vitráže a který je získán výše uvedeným způsobem, při kterém je uvedený termoplastický materiál vstřikován v transparentní části uvedeného produktu v tlouštce mezi 1 a 10 mm. Tyto hodnoty jsou slučitelné s dosažením dostatečných vlastností, zejména tuhosti, a povrchového zisku vzhledem ke sklu.

mechanických hmotnostního

Podle dalších charakteristik produktu praktickou využitelností:

s velkou • · · · · · ♦ ····· · ···«· · * _β • ··· · · · · · ···· ·· ·♦ ·· «· «· se uvedený termoplastický materiál vstřikuje ve větší tloušťce v místech, kde tato větší tloušťka ztužuje obvod produktu nebo/a vytváří výrůstky, jakými jsou například patky pro polohování nebo upevnění výrobku nebo/a pro vložení zejména kovových prvků, včetně elektrických připojení;

uvedená fólie nese vrstvu odolnou proti poškrábání;

uvedená fólie obsahuje hydrofobní/oleofobní funkci zabudovanou do vrstvy odolné proti poškrábání nebo naroubovanou na tuto vrstvu nebo pokrývající tuto vrstvu s vložením nosné plastické fólie hydrofobní/oleofobní vrstvy;

uvedená fólie obsahuje na celém nebo části povrchu ozdobnou vrstvu nebo/a maskovací vrstvu umístěnou výhodně přímo pod konstituční vrstvou uvedené fólie nesoucí uvedenou vrstvu odolnou proti poškrábání;

uvedená fólie obsahuje jednu nebo několik opticky selektivních vrstev;

uvedená fólie obsahuje vrstvu s kompozičním gradientem nebo soustavu antireflexních vrstev;

• 99999 uvedená fólie obsahuje vrstvu nebo síť drátů vodící elektřinu, která je schopna převzít odmlžovací/odmrazovací funkci tepelným účinkem nebo funkci antény.

Specifičnost vynálezu spočívající ve snížení teploty formy nevyžaduje žádnou zvláštní úpravu pro dosažení charakteristik, které jsou jinak popsané v četných dokumentech, mezi které patří i obě výše uvedené přihlášky a které jsou takto pro odborníky v daném oboru známé a snadno dosažitelné.

Dalšími předměty vynálezu jsou:

použití výše uvedeného produktu jako vitráže pro budovy, nábytek a bytové zařízení (například vitríny, poličky a sprchové kouty), elektrospotřebiče, městský mobiliář (například staniční autobusové přístřešky a veřejné vývěsky) a pozemní, námořní a vzdušné transportní vozidla;

vitráž pro automobilová vozidla získaná výše uvedeným způsobem, zejména přední ochranná skla nebo výhodně boční okenní skla nebo zadní sklo nebo otevíratelné nebo/a panoramatické střechy automobilových vozidel.

V následující části popisu bude vynález blíže popsán pomocí konkrétního příkladu jeho provedení, přičemž tento příklad má pouze ilustrační charakter a nikterak neomezuje vlastní rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen definicí patentových nároků a obsahem popisné části.

··· • ·

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Na fólii standardního polykarbonátu o tloušťce 80 mikrometrů, připravenou z Bisfenolu A, který je komerčně dostupný u společnosti General Electric pod obchodním označením Makrolon a jehož teplota přechodu do skelného stavu T_g je rovna 145 °C, se nanášením poléváním nanese povlak odolný proti poškrábání, popsaný například v patentové přihlášce EP-A1-0 718 348, ve formě tekutého filmu o tloušťce 20 mikrometrů. Po vysušení se tloušťka tohoto povlaku zmenší na 5 mikrometrů.

Ovrstvená nosná fólie se potom uloží na dno formy, přičemž povlak odolný proti poškrábání se nachází nahoře; sestava fólie/forma se potom vystaví teplotě 155 °C po dobu 30 minut. Takto se získá tepelně tvářená fólie.

Uvedená fólie se potom uloží na dno formy pro tváření vstřikováním, přičemž povlak odolný proti poškrábání se nachází ve styku se stěnou formy zahřívané pomocí cirkulující vody na teplotu 60 °C. Potom se provede termoplastické vstřikování vrstvy tloušťky 5 mm stejného standardního polykarbonátu, jaký tvoří nosnou fólii povlaku odolného proti poškrábání.

Získaný laminát je transparentní a má znamenitou optickou kvalitu.

444· • 4 • 4

4 *4 4

V případě, že se uvedené vstřikování provede v nepřítomnosti tepelně tvářené fólie při zachování všech ostatních provozních podmínek, získá se produkt, jehož povrch vykazuje nepravidelnosti a který má jen průměrnou optickou kvalitu, o čemž svědčí zhoršena transparence a distorze nebo rozptyl světla.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby produktu, který je alespoň částečně transparentní a má vysokou optickou kvalitu srovnatelnou s optickou kvalitou vitráže, při kterém se na alespoň část dna formy uloží tepelně izolační fólie odpovídajícího tvaru, načež se do formy vstřikuje termoplastický materiál schopný spojit se s uvedenou fólií do uvedeného produktu, vyznačený tím, že část formy jejíž dno je opatřeno uvedenou fólií se udržuje na teplotě nižší , než by byla teplota potřebná k dosažení požadované optické kvality v nepřítomnosti uvedené fólie.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že uvedená fólie má tloušťku alespoň 100 mikrometrů, výhodně alespoň 200 mikrometrů.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že uvedená fólie má tloušťku nejvýše 1000 mikrometrů, výhodně nejvýše 850 mikrometrů a obzvláště výhodně nejvýše 750 mikrometrů.
4. 4. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že uvedená fólie je monolitní nebo vícevrstvá a obsahuje jeden nebo několik polymerů zvolených z množiny zahrnující polykarbonát, polypropylen, polymethylmethakrylát, ethylen/vinylacetátový kopolymer, polyethylenglykoltereftalát, polybutylenglykoltereftalát, polyurethan, polyvinylbutyral, cykloolefinický kopolymer,

   00 9·

   9 0 0 • · 0 • ···

   9« 99 • · 9 · ·9 9

   9 9 9 9 9 0 0 • 909900 0 · • 9 9 0 9 ·φ

   99 09 00 ·>

   ·· 0000 jako kopolymer ethylenu a norbornenu nebo ethylenu a cyklopentadienu, polykarbonát/polyesterový kopolymer, ionomerní pryskyřice, jako kopolymer ethylenu a kyseliny (meth)akrylové neutralizovaný polyaminem a podobné polymery samotné nebo ve směsi.
5. 5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že uvedený vstřikovaný termoplastický materiál je zvolen z množiny zahrnující polykarbonát, polymethylmethakrylát, ethylen/vinylacetátový kopolymer, polyethylenglykoltereftalát, polybutylenglykoltereftalát, polykarbonát/polyesterový kopolymer, polyurethan, cykloolefinický kopolymer, jako kopolymer ethylenu a norbornenu nebo ethylenu a cyklopentadienu, ionomerní pryskyřice, jako kopolymer ethylenu a kyseliny (meth)akrylové neutralizovaný polyaminem a podobné polymery samotné nebo ve směsi.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že uvedený vstřikovaný termoplastický materiál je na bázi polykarbonátu, že část formy, jejíž dno je opatřeno uvedenou fólií je udržováno na teplotě nejvýše 100 °C, výhodně nejvýše na teplotě 80 °C a obzvláště výhodně na teplotě nejvýše 65 °C.
7. 7. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačený tím, že uvedená fólie, která byla případně předběžně tepelně vytvářena, se udržuje u dna vhodným prostředkem, zejména sáním nebo/a foukáním nebo/a výhodně elektrostaticky ještě před vstřikováním uvedeného termoplastického materiálu.

   • 9 ·· 9999

   9 9 9 9
8. 8. Produkt, který je alespoň částečně transparentní, má vysokou optickou kvalitu srovnatelnou s optickou kvalitou vitráže a je získán způsobem podle některého z předcházejících nároků, při kterém se uvedený termoplastický materiál vstřikuje v transparentní části uvedeného produktu v tloušťce mezi 1 a 10 mm.
9. 9. Produkt podle nároku 8, vyznačený tím, že uvedený termoplastický materiál se vstřikuje ve větší tloušťce v místech, kde tato vyšší tloušťka ztužuje obvod uvedeného výrobku nebo/a tvoří výrůstky, jako patky pro polohování a upevnění uvedeného produktu nebo/a pro uložený zejména kovových prvků, včetně elektrických přípojek.
10. 10. Produkt podle nároku 8 nebo 9, vyznačený tím, že uvedená fólie nese vrstvu odolnou proti poškrábání.
11. 11. Produkt podle nároku 10, vyznačený tím, že uvedená fólie obsahuje hydrofobní/oleofobní funkci zabudovanou do vrstvy odolné proti poškrábání nebo naroubovanou na této vrstvě nebo pokrývající tuto vrstvu s vloženou plastickou fólií nesoucí hydrofobní/olejofobní vrstvu.
12. 12. Produkt podle nároku 10,vyznačený tím, že uvedená fólie obsahuje na celém nebo části povrchu ozdobnou vrstvu nebo/a maskovací vrstvu, uspořádanou výhodně přímo pod konstituční vrstvou uvedené fólie nesoucí uvedený povlak odolný proti poškrábání.

    ·♦ *· 4«

    9 9 9 9 4 4 • · · 4 4

    4 444 44 4 • 4 4 4

    4444 44 44 « 4 ••44 4 • ••44 •••44 4 4 • 4 4 4 4

    4· 4444 • 4 4444
13. 13. Produkt podle některého z nároků 8 až 12, vyznačený t í m, že uvedená fólie obsahuje jednu nebo několik opticky selektivních vrstev.
14. 14. Produkt podle některého z nároků 8 až 13, vyznačený t í m, že uvedená fólie obsahuje vrstvu s kompozičním gradientem nebo soustavu antireflexních vrstev.
15. 15. Produkt podle některého z nároků 8 až 14, vyznačený t 1 m, že uvedená fólie obsahuje síť elektrických vodičů.
16. 16. Použití produktu podle některého z nároků 8 až 15 jako vitráže pro budovy, nábytek, elektrické spotřebiče, městský mobiliář a pozemní, námořní a vzdušné dopravní prostředky.
17. 17. Vitráž pro automobily, získaná způsobem podle některého z nároků 1 až 7.