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Título: Polyurethane laminates

Inventor/es: Beestrice; William R.

Cherenko; Joseph

Frey; William I.

Fecha de solicitud: 27 de Julio de 1976

Resumen:
Atrasando florece dentro normalmente floreciendo polyurethane interlayers cuáles están utilizados en laminated ventanas, particularmente vaso de seguridad de vehículo de motor ventanas dentro cuál superficie importante del polyurethane está expuesto a la atmósfera, por aplicar una capa de cera a la superficie importante expuesta del polyurethane interlayer está revelado. La ventana de resultar es libre de florecer para al menos varios meses.

Breve sumario:
FONDO DEL Campo

de INVENCIÓN de la Invención: Esta invención relaciona a laminated ventanas y un método para mantener la claridad de laminated ventanas, particularmente laminated las ventanas utilizaron dentro vehículo de motor que barniza conteniendo un polyurethane interlayer cuál tiene uno la superficie importante expuesta a la atmósfera. Más particularmente, esta invención relaciona a atrasar florece en tal laminates cuándo el polyurethane interlayer normalmente florece a exposición a la atmósfera.

Descripción del Arte Previo: vaso de Seguridad para vehículo de motor que barniza, como windshields, tiene para algunos cronometran sido hechos en un trilayer configuración; concretamente, dos capas exteriores de vaso bonded junto con un interlayer de polyvinyl butyral. A pesar de que el trilayer vaso de seguridad windshield es más seguro que el vaso monolítico más viejo windshield, el trilayer es, desafortunadamente, una fuente principal de ambos lacerative y concussive daño en automobile accidentes. Durante el curso de un accidente, un impacting la cabeza del pasajero puede destrozar la chapa de vaso interior del windshield para formar jagged slivers de vaso que puede severamente lacerate la cara y frente del impacting pasajero.

En intentos de mejorar el rendimiento de seguridad del trilayer vaso de seguridad windshield, el arte previo ha revelado varios bilayer windshields compuso de una chapa exterior de vaso y una chapa interior de plástico flexible. La chapa plástica interior expuesta sirve como spall escudo, shielding los pasajeros de cualquier jagged slivers de vaso que puede resultar durante el curso de un accidente.

Típico del arte previo que relaciona a bilayer windshields es el siguiente: EE.UU. Pat. Nos. 1,128,094 a Benedictus; 1,342,267 a Mascart; 2,047,253 a Brooks; 2,143,482 a Herrmann et al.; 2,184,876 a Sherts; 2,234,829 a Neher et al.; 2,454,886 a Saprio; 2,489,026 a Gilbert; 2,526,728 a Bert et al.; 3,157,563 a Baum; 3,532,590 a Priddle; 3,575,790 a Fleck; 3,580,796 a Hick et al.; 3,626,023 a Brizgys; 3,781,184 a Domicone et al.; 3,805,985 a Hagiwara et al.; 3,806,387 a Peetz et al.; Y 3,808,077 a Rieser et al.; Y Del sur africano Pat. No. 73.3884.

Algunos del trabajo más prometedor en el desarrollo de vaso de seguridad implica el uso de polyurethane interlayers. Ve, por ejemplo, EE.UU. Pat. Nos. 3,388,032 a Saunders; 3,509,015 a Wismer et al. Y 3,620,905 a Ahramjian, y belga Pat. No. 785,125, todo del cual revela el uso de polyurethane interlayers en fabricating vaso de seguridad. El polyurethanes tiene claridad óptica y tener resistencia de impacto excelente sobre una gama de temperatura ancha.

hay, aun así, una desventaja asociada con seguro del encima-mencionado polyurethanes. Una desventaja particular es que seguro polyurethane las formulaciones desarrollan "florecer", caracterizado por un aspecto de superficie brumoso, a exposición a la atmósfera ambiental. El florecer es una superficie deposita cuál está creído para ser derivado del peso molecular bajo material leaching a la superficie del polyurethane sheeting. Esto florece esparci ligero y reduce la transparencia del interlayer y de cualquier laminates preparó therefrom con la superficie del polyurethane expuesto.

A pesar de que el florece puede ser sacado por seco wiping o solvente wiping, el florecer a menudo recurs después de que extracción. Con bilayer windshields, florece es un problema porque uno emerge del polyurethane está expuesto a la atmósfera.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Sorprendentemente, la invención presente ha determinado que floreciendo puede ser atrasado significativamente si una capa de cera está aplicada a la superficie expuesta del polyurethane interlayer. Inicialmente la cera estuvo aplicada para proteger la superficie del polyurethane y para mejorar el cleanability. Aun así, la invención presente ha descubierto que la capa de la cera no sólo hace la superficie del polyurethane más fácil de limpiar, pero también significativamente atrasa florecer.

Más específicamente, la invención presente proporciona un método de atrasar florece en un transparente laminated ventana en qué una capa de normalmente floreciendo polyurethane es laminated a una hoja transparente rígida en tal manera que una superficie importante del polyurethane está expuesto. El método de la invención implica aplicar una cera a la superficie expuesta del polyurethane para atrasar floreciendo. La invención también proporciona el artículo que resultados de método dicho, el artículo que comprende una hoja transparente rígida como vaso laminated a una primera superficie importante de una capa de polyurethane y una capa de la cera que cubre la segunda superficie importante del polyurethane capa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

El polyurethanes cuáles han sido encontrados para ser el más troublesome con consideraciones a florecer es aquellos preparados con poliéster de peso molecular alto polyols, aquello es, aquellos habiendo un peso molecular de aproximadamente 1000, particularmente dentro de la gama de aproximadamente 1500 a 5000 y más alto. Este poliéster polyols está preparado por condensar orgánico polycarboxylic ácidos o anhídridos del mismo con orgánicos polyols. Ejemplos de tal polyurethanes está descrito por EE.UU. Pat. Nos. 2,871,218 a Schollenberger y 3,214,411 a Saunders et al. Belga Pat. No. 794,206 describe tal polyurethanes dentro hoja o interlayer forma para utilizar dentro vehículo de motor que barniza aplicaciones.

En general, el polyurethanes está preparado por reaccionar un orgánico polyisocyanate, un poliéster polyol cuando describió encima, y una cadena extender o curando agente qué es un compuesto habiendo al menos dos hidrógenos activos y un peso molecular abajo 250. La reacción está conducida por las técnicas bien sabidas en el arte, como el "un-disparado" o bulk método de polimerización y el prepolymer método. El polyurethanes puede ser shaped a forma de hoja por extruding o calendering termoplástico polyurethanes como descrito en el aforementioned EE.UU. Pat. No. 3,214,411 a Saunders et al. Después del polyurethane ha sido preparado dentro forma de hoja, la hoja está cortada a medida y laminated con otro sheeting material. Para vehículo de motor que barniza aplicaciones, el sheeting material al cual el polyurethane es laminated es normalmente una hoja transparente rígida como vaso, policarbonato o acrylic, con ser de vaso prefirió. Una descripción detallada de fabricating bilayer vaso-polyurethane laminates está encontrado dentro EE.UU. Pat. No. 3,808,077 a Rieser et al., El cual la descripción es de ahora en adelante incorporado por referencia.

Además extruding o calendering, el polyurethane puede ser shaped a forma de hoja por lanzar y curando dentro sitio, como describió dentro EE.UU. Pat. No. 3,509,015 a Wismer et al. Fundición y curando dentro el sitio es aplicable a ambos termoplástico y termoendurecible polyurethanes y evita cualquier adicional laminating operaciones desde el polyurethane puede ser lanzado y curó dentro colocar adyacente al substrato deseado como vaso y ser fuertemente bonded thereto. Así, lanzando y curando dentro el sitio no es sólo un método de shaping el polyurethane hoja pero es simultáneamente la técnica para laminating el polyurethane a otro material.

Bilayer laminates De la invención presente está preparada tal que uno superficie importante del polyurethane está expuesto a la atmósfera. Normalmente esto implica laminating un bilayer la estructura que comprende una capa del vaso u otro material transparente rígido aseguraron a una capa de polyurethane como descrito en el aforementioned EE.UU. Pat. No. 3,808,077. Aun así, otro laminate las configuraciones son evidentemente posibles en qué la capa expuesta del vaso u otro material transparente rígido es laminated a otras capas en tal moda que el polyurethane la capa queda expuesta.

El florecer cuál desarrolla en la superficie expuesta del normalmente floreciendo polyurethane interlayer desarrolla como calima de superficie y aumentos dentro intensidad como función de tiempo. El florecer inicialmente es ligero y puede ser sacado de la superficie del polyurethane por suave wiping con telas secas limpias. Aun así, el florece mantendrá recurring a exposición continuada del interlayer a la atmósfera. Además siendo unsightly y reduciendo transmitancia ligera visible, el florecer, si no sacado temprano en su desarrollo mientras es ligero, deprisa acontecerá tan pesado lo prácticamente será imposible de sacar enteramente.

Un poco sorprendentemente, la invención presente ha determinado que la aplicación de una capa de cera a la superficie expuesta del polyurethane interlayer significativamente atrasará floreciendo. Por ejemplo, un recientemente laminated vaso-polyurethane bilayer laminate a menudo mostrará florecer en su superficie expuesta dentro unas cuantas semanas después de lamination. Aun así, aplicando una capa de cera a la superficie expuesta del polyurethane inmediatamente después de lamination normalmente atrasará floreciendo para al menos 6 meses, después de qué tiempo el polyurethane meramente tiene que ser rewaxed para proporcionar más allá protección mucho tiempo duradera. Los fenómenos de florecer no es sólo dependiente en la composición del polyurethane, cuando mencionó encima, pero también puede ser afectado por la humedad relativa. Por ejemplo, cuándo vaso-polyurethane bilayer windshields está expuesto durante un periodo de humedad relativa alta, i.e., encima 60 por ciento, la incidencia de florecer es normalmente alto. Por otro lado, cuándo vaso-polyurethane bilayer windshields está preparado durante un periodo de humedad relativa baja, i.e., abajo 40 por ciento, la incidencia de florecer es normalmente abajo.

Las ceras que pueden ser utilizados en la práctica de la invención es aquellas cuáles pueden ser depositados como filmar cuál no significativamente reduce la transmitancia ligera luminosa del laminate, i.e., no más de aproximadamente uno por ciento utilizando Illuminant "C" como la fuente ligera y W. Beckman Espectrofotómetro de cuarzo, Modelo DK-2Un, cuando el instrumento de medir. La cera puede ser cualquiera una cera natural o sintética. Las ceras naturales incluyen ceras minerales, ceras de vegetal y ceras animales. Los ejemplos de ceras naturales adecuadas incluyen cera de parafina, decolorized monitan cera, doble-blanqueado ozoccenite cera, ceresin, carnauba cera y beeswax.

Además de las ceras naturales mencionaron encima, las ceras sintéticas son también adecuados en la práctica de la invención. Los ejemplos de ceras sintéticas son fatty ácidos, como myristic ácido; fatty ésteres de ácido, como polyethylene glicol monostearate; aliphatic cetonas, como stearone y laurone; aminas y amides, como octadecyl-hexadecyl amina y octadecyl-hexadecyl amide; chloronaphthalene ceras como un halowax; ceras minerales sintéticas como Duroxin cera; ceras animales sintéticas como sintéticos beeswax. Para una descripción minuciosa de ceras que pueden ser adecuados en la práctica de la invención, la referencia está hecha a Ceras Industriales, H. Bennett; Volúmenes 1 y 2, Empresa Editorial Química, Inc., Nueva York, N.Y.

Para aplicar la cera a la superficie expuesta del polyurethane, las ceras son normalmente emulsionados dentro agua o disuelto en los solventes recitaron de ahora en adelante antes de que aplicación. El agua o el solvente evapora después de que aplicación para dejar un waxy filmar cuál es entonces frotado para dar un abrillantador o luster. Normalmente uno o más las ceras son blended con uno otro o a veces con resinas para proporcionar los resultados mejores.

Emulsiones de cera no son emulsiones en el sentido estricto de la palabra porque una emulsión es un immiscible líquido dispersado en otro. Emulsiones de cera utilizaron en la práctica de la invención presente es dispersiones de un sólido waxy fase en una fase acuosa, los cuales también pueden contener un solvente orgánico para la cera. La floculación de las partículas está impedida por emulsifiers, jabones y electrólitos en la fase acuosa. Además de emulsifiers, jabones y electrólitos, la emulsión de cera normalmente contiene varios otros ingredientes como estabilizadores ligeros, anti-oxidantes, limpiadores para sacar depósitos de cera vieja y varias otras resinas, como polysiloxane, los cuales facilitan el smoothness y glosa de la película de superficie.

Cuándo una cera es para ser emulsionado, es primero fundido y entonces combinado con agua y el otro presente de ingredientes en la emulsión. La temperatura del agua tendría que ser por encima del punto de fundir de la cera, y la combinación con la cera tendría que ser cumplida con agitación enérgica. Para asistir dentro emulsionando la cera, uno o más de las ceras pueden ser primer saponified. No es necesario de efectuar completo saponification, pero sólo a una extensión que producirá un bueno emulsification con el agua.

Además emulsiones de agua, soluciones de cera también pueden ser empleadas en la práctica de la invención presente. Aun así, las ceras son sólo ligeramente solubles dentro solventes más comerciales y la selección de un solvente para la cera tiene que ser gobernado dentro parte por cómo el solvente afecta el polyurethane. Muchos de los solventes comercialmente disponibles, como chlorinated solventes, éteres y cetonas, solubilize el polyurethanes, así disqualifying estos solventes para uso en la práctica de esta invención. Otros solventes como más bajos aliphatic los alcoholes y los ésteres no son particularmente adecuados en la práctica de la invención porque suavizan la superficie del polyurethane, así lessening su resistencia de abrasión.

Solventes que pueden ser utilizados es aquellos cuáles son esencialmente harmless a polyurethane, por ejemplo, aliphatic petroleum derivados como alkanes, ligroína, petroleum éter, naphtha y espíritus minerales. Desde las ceras son sólo en mejores moderadamente solubles en estos solventes, un solvente para las ceras puede ser considerado como sustancia que puede poner la cera en un estado fluido. El propósito primo de waxed los solventes es para dispersar y hacer la cera más líquido con objeto de darlo aplicación más adecuada propiedades. Cuándo la cera es para ser solubilized, es primero fundido y entonces combinado con el solvente y otros ingredientes como agentes de dispersión o adjuvant presente de resinas en la solución. Cuándo añadiendo un solvente a una composición de cera fundida, el solvente tendría que ser calentado a una temperatura por encima del punto de fundir de la cera para evitar cristalización de la cera a enfriar. El solvente tendría que ser combinado exhaustivamente con la cera en un índice suficientemente lento de mezclar de modo que el mezclando no splash los contenidos innecesariamente o introducir burbujas de aire a la mezcla. Cuando con las emulsiones de cera, las ceras pueden ser mezcladas con uno otro o con varias resinas para proporcionar para propiedades óptimas.

Emulsiones de cera y las soluciones son comercialmente disponibles de muchos fabricantes. Estas preparaciones normalmente contienen mezclas de ceras blended para economía y resultados óptimos. También normalmente contienen estabilizadores ligeros, anti-oxidantes, limpiadores para sacar ceras viejas y cualquiera de un número de resinas, particularmente polysiloxanes, para facilitar el smoothness y glosa de la película de superficie. Ejemplos de prefirió comercialmente preparaciones de cera disponible son Vinilo de Cera de la Tortuga Cera Superior, una mezcla de beeswax y cera de parafina disuelta en espíritus minerales, y Westley Parte superior de Vinilo Lustre, una mezcla de cera similar emulsionó dentro agua. Estas preparaciones de cera comerciales pueden ser utilizadas tan recibidos del fabricante o combinado con solvente orgánico adicional o agua cuando deseó. Por ejemplo, un 0.1 a 4 por ciento por solución de peso de Vinilo de Cera de la Tortuga Cera Superior dentro la ligroína hace una preparación de cera excelente para atrasar florece de vaso-polyurethane bilayer laminates.

Para aplicar la cera a la superficie expuesta del polyurethane, una emulsión de cera o una solución de cera es primero aplicado a un algodón blando acolcha tan cuando no para tachar el polyurethane y entonces aplicado al polyurethane con un swirling movimiento. Tendría que haber una cera bastante pesada depósito sobre el área entera cuando indicado por un aspecto lechoso al windshield. En aquel tiempo, una tela de pulimento blanda limpia está tomada y la cera sobrante sacada y una película brumosa delgada con un swirl patrón pero de aproximadamente el grosor uniforme por todas partes tendría que ser evidenced. Cuándo la película está siendo adelgazada abajo, empieza para secar y después de la película es totalmente seco, otra tela de algodón limpia suele buff o lustrar la película.

La cera de resultar la película es relativamente delgado, tiene un grosor preferentemente en la gama de al menos aproximadamente 0.25 microns, y no superando aproximadamente 25 microns. El grosor mínimo está dictado por la necesidad de proporcionar protección suficiente de florecer para el otherwise expuesto polyurethane superficie, mientras el grosor máximo está limitado a uno cuál no significativamente afecta la calidad óptica del laminate, aquello es, el recubrimiento de cera tiene que no significativamente reducir la transmitancia luminosa del laminate ni crear objectionable distorsión óptica, como streaks, fuzziness o el gustar, en el laminate.

Las preparaciones de cera cuando describió encima es preferentemente aplicado directamente a la superficie expuesta del polyurethane inmediatamente después del laminate está preparado. Ha sido encontrado que windshields cuáles han sido waxed inmediatamente después de una preparación normalmente no muestra cualquier evidencia de florecer para periodos de al menos 6 meses. Por otro lado, laminates en qué la superficie expuesta del polyurethane no ha sido waxed a menudo evidencia de espectáculo de florecer dentro 2 o 3 semanas después de su preparación.

Además siendo aplicado a la superficie expuesta del polyurethane inmediatamente después del laminate está preparado, emulsión de cera-conteniendo limpiadores o soluciones de cera pueden ser aplicados a polyurethane laminates cuál también evidencia de espectáculo de florecer. Si el florecer no es demasiado pesado, las soluciones de cera sacarán qué florecer hay y proporcionar un recubrimiento protector para atrasar el desarrollo de cualquier más allá florecer. Si el windshield es fuertemente florecido, tanto del florecer tan posible tendría que ser sacado por seco wiping y entonces aplicando la composición de cera al polyurethane superficie. Si el primer waxing no saca el florecer, un segundo waxing normalmente será eficaz dentro sacando el restante florece. Aun así, si el florecer es terco y no será sacado por rewaxing, el polyurethane laminate tendría que ser calentado a una temperatura de aproximadamente 125.Grado. A 200.Grado.F. (Cuál aproxima 51.67.Grado. A 93.33.Grado.C.) Antes de rewaxing. Este tratamiento de calor seguido por waxing normalmente saca el más terco florece.

En el fabrication de laminates con expuesto polyurethane superficies, tan-llamados delamination líneas a veces forma debido al laborable implicado dentro sacando el plato de liberación de la superficie expuesta del polyurethane. Estos delamination las líneas ocurren donde el plato de liberación no fácilmente separa del polyurethane, así necessitating algunos prying acción. A lo largo de estos delamination líneas, florece desarrolla bastante deprisa y fuertemente. Para atrasar este tipo de florecer, ha sido encontrado beneficioso de calentar el polyurethane a una temperatura de aproximadamente 125.Grado. A 200.Grado.F. (Cuál aproxima 51.67.Grado. A 93.33.Grado.C.) Antes de waxing. El tratamiento de calor previo antes de la aplicación de la cera asiste dentro atrasando este tipo de florecer, mientras que las mismas muestras qué no fue calentar tratado mostrará evidencia de florecer más rápidamente a pesar del waxing aplicación.

La invención puede ser utilizada en la preparación de bilayer laminated ventanas que pueden ser utilizados en tales aplicaciones como clausuras vehiculares, particularmente windshields, luces de lado y luces posteriores para vehículos de motor y aeronave. El bilayer laminates también puede ser utilizado para arquitectónico barnizando como ventanas, paredes transparentes y el gustar. El bilayer laminates comprender una capa transparente rígida cuando vaso laminated a una superficie importante de polyurethane y una capa de la cera que cubre la segunda superficie importante del polyurethane capa. Además vaso, otras hojas transparentes rígidas podrían ser utilizadas como policarbonato o acrylic, pero el vaso está preferido. El grosor de la capa individual varía con el uso pretendido pero generalmente varía un poco cuando sigue. La hoja transparente rígida tendría que tener un grosor de aproximadamente 75 a 500 mils (cuál aproxima 1.9 a 12.7 milímetros). Para uso de clausura vehicular, el grosor tendría que variar de aproximadamente 90 a 250 mils (cuál aproxima 2.3 a 6.4 milímetros). El polyurethane interlayer el grosor en general tendría que variar dentro grosor de aproximadamente 1 a 75 mils (cuál aproxima 0.025 a 1.9 milímetros). Para uso de clausura vehicular, el grosor tendría que variar de aproximadamente 2 a 50 mils (cuál aproxima 0.5 a 1.3 milímetros). El grosor de la capa de cera ha sido hablado encima.

Nota: Traducción automatizada de una patente publicada en la oficina de patentes de EEUU. Ver texto original