DE60124287T3 - Laminiertes Bildträgermaterial - Google Patents

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Milton Reynolds
Anthony ANDERSON
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DIGIGLASS Pty Ltd
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Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Produktion von laminiertem Material mit einem Bild, das von einer oder beiden Seiten des Materials aus sichtbar ist. Das Material kann aus jedem beliebigen geeigneten Substrat wie Glas, Polycarbonat, Acryl, Celluloseacetatbutyrat (CAB) oder anderen Thermoplastharzen bestehen. Das Bild kann in Form eines Musters, einer künstlerischen Arbeit, geschriebener Symbole oder in einer beliebigen anderen visuell erkennbaren Form vorliegen.
  • HINTERGRUND
  • Laminierte Materialien, insbesondere laminiertes Glas, kommen in vielen Anwendungsbereichen als Baumaterial zum Einsatz. Sie können zum Beispiel zur Herstellung von Fenstern, Wänden, Türen und Windschutzscheiben verwendet werden. Außerdem können sie zur Herstellung von Gegenständen wie Beistelltische und andere Kleinmöbelstücke verwendet werden. Laminierte Materialien werden in einer Reihe von Einsatzbereichen aufgrund ihrer inhärenten Sicherheitsmerkmale im Vergleich zu normalen Glasplatten vorgegeben oder gewünscht. Laminierte Materialien werden gewöhnlich durch Vereinigen von zwei Materiallagen unter Verwendung einer Polyvinylbutyralzwischenlage oder einer auf Polyether basierenden aliphatischen Thermoplastpolyurethan-Zwischenlage, wie PE399 Krystalflex®-Folie von Morton International, Inc., oder dergleichen gebildet. Der Produktionsprozess beinhaltet normalerweise zwei Schritte. In einem Schritt wird die Zwischenlage zwischen die beiden Materiallagen gelegt und erhitzt, während sie durch Quetschrollen läuft, die die Materiallagen unter Druck mit der erweichten Zwischenlage in Kontakt bringen. Ein weiterer Schritt schließt die Behandlung des so gebildeten Laminats in einem Autoklav ein, um den Bindungsprozess abzuschließen.
  • In vielen Anwendungsbereichen ist es erwünscht, eine Art von Bild auf das laminierte Material zu setzen. Das Bild kann für Dekorationszwecke gedacht sein oder funktionellen Zwecken dienen, indem die Sicht durch die laminierte Platte teilweise oder komplett verdeckt wird. Bisherige Versuche zur Herstellung von laminiertem Material mit Bildern waren mit ernsten praktischen Problemen verbunden. Eine Möglichkeit zur Erzeugung eines Bildes auf laminiertem Material wie Glas ist das Siebdrucken auf die fertige laminierte Platte. Dies ist ein umständlicher Prozess, der die produzierbaren Bilder hinsichtlich Farbe und Detail beschränkt. Ein Mehrfarbenbild erfordert zum Beispiel einen Druckschritt für jede Farbe. Darüber hinaus können die Bilder nur auf getrennten Tafeln geformt werden; in der Praxis bedeutet dies, dass die Bilder nicht auf reguläre Weise so geformt werden können, dass die Tafeln anschließend beliebig ausgeschnitten werden können.
  • Es wurden noch andere Versuche zum Platzieren von Bildern auf laminiertes Material unternommen. Dabei wurde eine zusätzliche Lage irgendeiner Art, die das Bild aufwies, in die laminierte Platte eingeführt. Dieser Ansatz hat den Nachteil, dass die Festigkeit der Bindung zwischen den Materiallagen direkt beeinflusst wird. Dies liegt daran, dass das Bildträgermaterial dazu führt, dass die für die Bindung verfügbare Fläche reduziert wird.
  • Im Rahmen eines anderen Ansatzes, der im US-Patent Nr. 4968553 beschrieben ist, wird eine bedruckte Polyurethanfolie zum Laminieren von zwei Glasplatten miteinander verwendet, um eine laminierte Bildträgerplatte zu bilden. Die Polyurethanfolie wird mit Farben bedruckt, die nicht auf Lösungsmittel basieren, damit es zu keiner chemischen Reaktion mit dem Urethan kommt. Die kommerzielle Anwendung dieses Verfahrens ist hauptsächlich deshalb begrenzt, weil eine Polyurethanfolie anstelle einer konventionellen Zwischenlage z. B. aus PVB notwendig ist.
  • Die US 4035549 beschreibt die Verwendung einer bedruckten Polyvinylbutyralzwischenlage in einem laminierten Sicherheitsglas, wobei die PVB-Zwischenlage durch Tiefdruck bedruckt wird. Die US 5364479 offenbart verzierte Platten aus laminiertem Sicherheitsglas, wobei die Polyvinylbutyralzwischenlage durch einen Wärmeübertragungskalander mit einer Verzierung bedruckt wird. Die US 4976805 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung dekorativer Zwischenfolien, die in laminierten Glasplatten verwendet werden, wobei ein Transferprozess angewendet wird. Die US 4303718 betrifft ein direktes Druckverfahren auf eine PVB-Zwischenlage für Kfz-Anwendungen.
  • Die brasilianische Patentanmeldung 910 4893 beschreibt einen Versuch für den direkten Druck auf eine PVB-Zwischenlage. Diese Anmeldung beschreibt die Verwendung eines Acryllacks zum Formen eines Bildes auf PVB vor dem Laminieren. Acryllacke haben erwiesenermaßen einen bedeutenden nachteiligen Effekt auf die Bindung zwischen der Zwischenlage und der angrenzenden Glasoberfläche während der Laminierung.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von laminiertem Bildträgermaterial bereit, das die folgenden Schritte beinhaltet: Formen eines Bildes auf einer ersten Oberfläche einer Zwischenlage unter Verwendung einer auf Lösungsmittel basierenden pigmentierten Farbe, Legen der Zwischenlage zwischen zwei Materiallagen und Vereinigen der beiden Materiallagen zu dem Laminat durch Aktivieren der Zwischenlage, gekennzeichnet durch den Schritt des Formens des Bildes durch Tintenstrahldrucken auf eine erste Oberfläche der Zwischenlage unter Verwendung einer auf Lösungsmittel basierenden pigmentierten Farbe, wobei die Zwischenlage eine Polyvinylbutyralfolie oder eine auf Polyether basierende aliphatische Thermoplastpolyurethanfolie ist.
  • Der Schritt des Vereinigens kann das Vereinigen von einer oder mehreren zusätzlichen Zwischenlage(n) mit der das Bild tragenden Zwischenlage beinhalten. In einer Ausführung der Erfindung wird eine zusätzliche Zwischenlage mit der das Bild tragenden Zwischenlage auf ihrer das Bild tragenden Seite vereinigt. In einer anderen Ausführung der Erfindung können zusätzliche Zwischenlagen mit den jeweiligen Seiten der das Bild tragenden Zwischenlage vereinigt werden. Mehrere Zwischenlagen können ebenfalls mit den jeweiligen Seiten der das Bild tragenden Zwischenlagen vereinigt werden.
  • Die Zwischenlagen werden vorzugsweise im Rahmen des Laminierprozesses miteinander vereinigt.
  • Vorzugsweise wird die Zwischenlage aus Polyvinylbutyral hergestellt. Die Zwischenlage kann auch aus einer auf Polyether basierenden aliphatischen Thermoplastpolyurethan-Zwischenlage hergestellt werden.
  • In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines laminierten Bildträgermaterials bereit, das die folgenden Schritte beinhaltet: mechanisches Stabilisieren einer Zwischenlage, Formen eines Bildes auf einer ersten Oberfläche der Zwischenlage, Entfernen der mechanischen Stabilisierung, Legen der Zwischenlage zwischen zwei Materiallagen und Vereinigen der beiden Materiallagen zu dem Laminat durch Aktivieren der Zwischenlage, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild durch Tintenstrahldrucken auf der ersten Oberfläche der Zwischenlage unter Verwendung einer auf Lösungsmittel basierenden pigmentierten Farbe geformt wird, wobei die Zwischenlage eine Polyvinylbutyralfolie oder eine auf Polyether basierende aliphatische Thermoplastpolyurethanfolie ist.
  • Der Schritt des Vereinigens kann das Vereinigen von einer oder mehreren zusätzlichen Zwischenlage(n) mit der das Bild tragenden Zwischenlage beinhalten. In einer Ausführung der Erfindung wird eine zusätzliche Zwischenlage mit der das Bild tragenden Zwischenlage auf ihrer das Bild tragenden Seite vereinigt. In einer anderen Ausführung der Erfindung können zusätzliche Zwischenlagen mit den jeweiligen Seiten der das Bild tragenden Zwischenlage vereinigt werden. Mehrere Zwischenlagen können ebenfalls mit den jeweiligen Seiten der das Bild tragenden Zwischenlagen vereinigt werden.
  • Die Zwischenlagen werden vorzugsweise im Rahmen des Laminierprozesses miteinander vereinigt.
  • In diesem weiteren Aspekt wird auch bevorzugt, dass die Zwischenlagen vorzugsweise aus Polyvinylbutyral hergestellt werden. Die Zwischenlagen können auch aus einer auf Polyether basierenden aliphatischen Thermoplastpolyurethan-Zwischenlage wie PE399 Krystalflex®-Folie hergestellt werden. Das Bild wird auf der Zwischenlage unter Verwendung von einer auf Lösungsmittel basierenden pigmentierten Farbe geformt. Dieses System enthält Pigmentfarbstoff und kann andere Additive enthalten.
  • In einer stark bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Bild auf die Zwischenlage unter Anwendung eines piezoelektrischen Drop-on-Demand-Digitaldruckverfahrens gedruckt. Bei diesem Verfahren wird mit einer auf Lösungsmittel basierenden pigmentierten Farbe gearbeitet.
  • Die mechanische Stabilisierung kann in einer Ausführung der Erfindung durch eine mechanische Verbindung zwischen der Zwischenlage und einer/einem entfernbaren Membran oder Substrat erreicht werden. Die entfernbare Membran kann jede beliebige geeignete Form haben. Die entfernbare Membran kann eine Papierunterlagsschicht sein, die direkt an die Zwischenlage geklebt wird. Die entfernbare Membran kann auch ein geeignetes Lagenmaterial sein, das auf eine beliebige geeignete Weise an den Rändern der Zwischenlage befestigt wird. Die Befestigung kann zum Beispiel mit einem Klebeband erfolgen. Zu für die entfernbare Unterlage geeigneten Materialien gehört außerdem faserverstärktes Vinyl. In einigen Verfahren kann die mechanische Stabilisierung durch eine Befestigung an einer Komponente der Druckmaschine erfolgen.
  • Die/das entfernbare Membran oder Substrat hält die Zwischenlage straff und ermöglicht ihre Handhabung, ohne dass es während des Bilderzeugungsprozesses zu einer Verformung kommt. Einige der zum Formen des Bildes geeigneten Verfahren setzen voraus, dass die Zwischenlage mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit durch ein System bewegt wird, um „Streifenbildung und Auslassungen” im Druck zu verhindern. Darüber hinaus schließen viele der zum Formen des Bildes auf der Zwischenlage geeigneten Prozesse die Nutzung von Wärme ein. Die Zwischenlage ist sehr wärmeempfindlich und verliert gewöhnlich einen großen Teil ihrer mechanischen Festigkeit bei Temperaturen von 60°C und darüber. Durch die Verwendung einer Membran- oder Substratunterlage kann die Zwischenlage in Systemen, in denen Wärme eingesetzt wird, gehandhabt werden, ohne dass es zu einer Dehnung oder Beschädigung kommt.
  • Die Fachperson wird verstehen, dass sich der in dieser Spezifikation verwendete Ausdruck „auf Lösungsmittel basierende pigmentierte Farbe” auf ein System bezieht, bei dem ein Pigmentfarbstoff in (einem) organischen Lösungsmittel(n) dispergiert wird. Zu solchen Farben gehören so genannte „auf Öl basierende” Farben.
  • Man hat festgestellt, dass durch die Verwendung von auf Lösungsmittel basierenden Farb-, Lack- oder Farbstoffsystemen zum Formen des Bildes auf der Zwischenlage der Bindungsprozess zwischen der Zwischenlage und dem Lagenmaterial nicht beeinflusst wird. Es wird davon ausgegangen, dass dies darin begründet ist, dass die auf Lösungsmittel basierenden Farb-, Lack- oder Farbstoffsysteme in die Oberfläche der Zwischenlage ätzen und Zwischenlageflächen hervorrufen, die vor der angrenzenden Materiallage abgeschirmt und folglich nicht an sie gebunden werden. Dies steht zum Beispiel im Gegensatz zu auf Acryl basierenden Pigmentfarbstoffträgern, die sich gewöhnlich auf der Oberfläche der Zwischenlage ansammeln und netzförmig ausdehnen. Hieraus geht eine Zwischenlagenregion hervor, die sich nicht an die angrenzende Materiallage binden kann, so dass keine erfolgreiche laminierte Materiallage geformt werden kann.
  • Im Falle von auf Lösungsmittel basierenden Farben und insbesondere auf Öl basierenden Farben ist das organische Lösungsmittel so ausgelegt, dass es für den Pigmentfarbstoff den Schlüssel für eine feste Bindung an der Zwischenlage bereitstellt.
  • Durch die Verwendung zusätzlicher Zwischenlagen in einer Ausführung der Erfindung wird die Bindefestigkeit des Laminats erhöht. Die zusätzlichen Zwischenlagen können mit einer Seite der das Bild tragenden Zwischenlage vereinigt werden. Dies kann die das Bild tragende Seite sein.
  • Alternativ können zusätzliche Zwischenlagen mit einer der Seiten der das Bild tragenden Zwischenlage oder mit beiden Seiten vereinigt werden.
  • Die zusätzlichen Zwischenlagen werden mit der das Bild tragenden Zwischenlage im Rahmen des Laminierprozesses vereinigt. Das heißt, die Zwischenlagen (einschließlich der das Bild tragenden Zwischenlage) werden zusammen zwischen die Lagen des Laminatmaterials gelegt oder gestapelt und somit zusammen gebunden, wenn das gesamte Sandwich aus Zwischenlage und Lage laminiert wird.
  • Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass die zusätzlichen Zwischenlagen das Bild auch vor Lichteinwirkung, insbesondere vor UV-Licht im Sonnenlicht, schützen können. Dadurch kann das Verblassen der Farbe in dem Bild verhindert, die Klarheit des Bildes beibehalten und die Langlebigkeit des Bildes in dem laminierten Material erhöht werden.
  • Vorzugsweise lässt man das Bild auf der Zwischenlage aushärten, bevor die Zwischenlage in dem Laminierprozess verwendet wird. Je nach den Umgebungstemperaturen hat sich in einigen Fällen eine Härtungsdauer von bis zu 24 Stunden oder mehr als vorteilhaft erwiesen. Man geht davon aus, dass die Verbesserung das Ergebnis zusätzlicher Lösungsmittelverdampfung und möglicherweise einer weiteren Ätzung der restlichen Farbe in die Zwischenlage ist.
  • Das Bild kann auf einer Zwischenlage jedes beliebigen geeigneten Typs geformt werden. Das Bild kann zum Beispiel auf Zwischenlagen gedruckt werden, die im Wesentlichen transparent sind, nachdem sie zwischen zwei Lagen laminiert wurden. Alternativ können Zwischenlagen verwendet werden, die zum Beispiel durch eine Färbung undurchsichtig oder teilweise undurchsichtig sind. Es können Zwischenlagen jeder beliebigen Stärke verwendet werden, die ansonsten zum Laminieren des speziellen Lagenmaterials geeignet ist. Zwischenlagen sind häufig in einer Stärke in Vielfachen von 0,38 mm erhältlich.
  • Die Erfindung wird nun ausführlicher, jedoch nur beispielhaft, unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen und Beispiele beschrieben.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer Platte aus laminiertem Sicherheitsglas gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die Lagen darstellt, die zu Illustrationszwecken teilweise weggeschnitten sind.
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht der in 1 dargestellten Platte aus Sicherheitsglas;
  • 3 ist eine schematische Ansicht einer Platte aus laminiertem Sicherheitsglas gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die Lagen darstellt, die zu Illustrationszwecken teilweise weggeschnitten sind;
  • 4 ist eine schematische Schnittansicht der in 3 dargestellten Platte aus Sicherheitsglas;
  • 5 ist eine schematische Ansicht einer Platte aus laminiertem Sicherheitsglas gemäß einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die Lagen dargestellt, die zu Illustrationszwecken teilweise weggeschnitten sind;
  • 6 ist eine schematische Schnittansicht der in 5 dargestellten Platte aus Sicherheitsglas;
  • 7 ist eine schematische Ansicht einer Platte aus laminiertem Sicherheitsglas gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, die Lagen darstellt, die zu Illustrationszwecken teilweise weggeschnitten sind;
  • 8 ist eine schematische Schnittansicht der in 7 dargestellten Platte aus Sicherheitsglas;
  • 9 ist eine schematische Endansicht einer ersten Druckmaschine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;
  • 10 ist eine Ansicht der in 9 dargestellten Druckmaschine;
  • 11 ist eine schematische Endansicht einer zweiten Druckmaschine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;
  • 12 ist eine Ansicht, die der in 11 ähnlich ist, die darstellt, wie die Zwischenlage zum Drucker geführt wird;
  • 13 ist eine schematische Endansicht einer dritten Druckmaschine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;
  • 14 ist eine schematische Ansicht einer vierten Druckmaschine, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;
  • 15 ist eine schematische Endansicht des in 14 dargestellten Druckers;
  • 16 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 15; und
  • 17 ist eine schematische Zeichnung der Ausrüstung und der Schritte in einem Glaslaminierprozess.
  • BESTE ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Die folgende(n) Beschreibung und Beispiele beziehen sich auf die Herstellung eines laminierten Sicherheitsglasproduktes gemäß dem und unter Anwendung des Verfahren(s) der Erfindung unter Verwendung einer PVB-Zwischenlage. Die Erfindung ist ebenso für andere laminierte Materialien und für die Verwendung verschiedener Zwischenlagenarten geeignet, wie dies in den Patentansprüchen beansprucht wird.
  • Die 1 bis 8 zeigen vier verschiedene Ausgestaltungen eines gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten laminierten Sicherheitsglases, das ein Bild trägt. Die Abläufe zum Formen des Bildes werden mit Bezug auf die 9 bis 16 im Folgenden beschrieben und das Laminierverfahren wird mit Bezug auf 17 beschrieben.
  • Mit Bezug auf die 1 und 2, ein laminiertes Sicherheitsglas 10 wird mit zwei Glasplatten 12, 14 gebildet, die durch eine PVB-Zwischenlage 16 vereinigt werden, auf die ein Bild 18 mit auf Lösungsmittel basierender Farbe gedruckt wird.
  • Die 3 und 4 zeigen eine Platte aus laminiertem Sicherheitsglas gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung. Es wurden dieselben Bezugsziffern für übereinstimmende Merkmale der Zeichnungen verwendet. In dieser Ausführung der Erfindung werden zwei zusätzliche PVB-Zwischenlagen 20, 22 ohne Aufdruck zwischen die Zwischenlage 16 und die entsprechende Glasplatte 12, 14 gelegt. Das heißt, es gibt eine zweite Zwischenlage 20 zwischen der Oberfläche der Zwischenlage 16 mit aufgedrucktem Bild 18 und der Glasplatte 12 neben dieser Oberfläche. Die dritte Zwischenlage 22 liegt zwischen der Oberfläche der Zwischenlage 16 gegenüber der Oberfläche, auf der das Bild 18 ausgebildet ist, und der Glasplatte 14 neben dieser gegenüberliegenden Oberfläche.
  • Die 5 und 6 zeigen eine laminierte Glasplatte gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Es wurden dieselben Bezugsziffern zur Kennzeichnung übereinstimmender Merkmale der Zeichnungen verwendet. In dieser Ausführung der Erfindung liegt eine einzige zusätzliche PVB-Zwischenlage ohne Aufdruck zwischen der Oberfläche der Zwischenlage 16 mit aufgedrucktem Bild 18 und der angrenzenden Glasplatte 12.
  • Die 7 und 8 zeigen eine laminierte Glasplatte gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Auch hier wurden dieselben Bezugsziffern für übereinstimmende Merkmale der Erfindung verwendet. In dieser Ausführung der Erfindung wird eine zusätzliche PVB-Zwischenlage 24 mit einem Bild 18 unter Verwendung einer auf Lösungsmittel basierenden Farbe bedruckt. Die mit Bildern 18 bedruckten Zwischenlagen 16 und 24 sind nebeneinander angeordnet und eine weitere PVB-Zwischenlage 20 liegt zwischen der Oberfläche der Zwischenlage 16 mit aufgedrucktem Bild 18 und der angrenzenden Glasplatte 12. Durch die Verwendung von zwei Zwischenlagen 16, 24 mit aufgedruckten Bildern werden die Bilder 18 voneinander beabstandet, so dass das präsentierte Gesamtbild eine größere Tiefe bei der Betrachtung des laminierten Sicherheitsglases 10 aufweist.
  • Die 9 bis 16 zeigen einige zur Verwendung beim Formen des Bildes auf einer PVB-Zwischenlage geeignete Tintenstrahldrucker. In jedem Fall handelt es sich um einen handelsüblichen Breitformat-Tintenstrahldrucker. Der Fachperson wird es verständlich sein, dass Bilddaten dem Drucker auf konventionelle Weise zugeführt werden müssen, damit diese Maschinen zum Drucken eines Bildes auf ein beliebiges geeignetes Substrat verwendet werden können. In den meisten Fällen schließt dies zunächst das Beschaffen oder Vorbereiten eines digitalisierten Bildes ein. Geeignete Digitalbilder können auf einem konventionellen Computer von einem Speichermedium wie einer Compact Disc oder unter Anwendung konventioneller Scanning-Technologie zum Scannen eines Originalbildes erzeugt werden. Ein geeignetes Computerprogramm wie Adobe® PhotoShop® wird zum Erzeugen einer PostScript-Datei verwendet. Die PostScript-Datei kann über geeignete Schnittstellen dazu verwendet werden, die notwendigen Daten zur Reproduktion des Bildes zum Drucker zu führen. In einigen Fällen kann zusätzliche Software wie Postershop® RIP (Raster Imaging Processing) zur Skalierung und Farbkorrektur verwendet werden, bevor die notwendigen Daten zur Reproduktion des Bildes an den Drucker ausgegeben werden. In der folgenden Beschreibung werden die Merkmale von vier verschiedenen Druckern und ihr Gebrauch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.
  • Die 9 und 10 stellen schematisch die Merkmale eines Großformat-Tintenstrahldruckers dar, der als MMT-(Metro Media Technologies International Inc.)-Paint-Jet-System bekannt ist. Dieser Drucker arbeitet mit einer großen Rotationstrommel 32, die zur Rotation auf einer Achse 38 über Speichen 36 getragen wird. Der Rahmen des Druckers ist allgemein bei 34 dargestellt und trägt die Trommel in unmittelbarer Nähe zu einem auf einem Schlitten 42 montierten Druckkopf 40. Wie der Pfeil 46 in 10 andeutet, bewegt der Schlitten 42 den Druckkopf 40 in einer axialen Richtung als Reaktion auf die Druckersteuerung (nicht dargestellt). Der Druckkopf 40 wird in konventioneller Weise durch die Druckerelektronik (nicht dargestellt) angesteuert.
  • In diesem Prozess wird die PVB-Zwischenlage 16 mechanisch stabilisiert, indem sie an der Oberfläche der Trommel 32 angebracht wird. Dazu wird die Zwischenlage 16 auf die Trommel gelegt und die Ränder der Zwischenlage werden an die drehbare Trommel 32 mit einem konventionellen Klebeband geklebt, dessen Umriss bei 44 gestrichelt dargestellt ist. Es wurde gefunden, dass durch diese Befestigung an der sich drehenden Trommelkomponente 32 der Druckmaschine 30 eine ausreichende mechanische Stabilisierung der PVB-Zwischenlage erreicht wird, um eine akkurate Bedruckung der Oberfläche zu ermöglichen, während sich die Trommel 32 neben dem Druckkopf 40 in konventioneller Weise dreht.
  • Der Tintenstrahldrucker 30 arbeitet mit einem auf Lösungsmittel basierenden Kfz-Lack unter Verwendung eines MIBK-(Methylisobutylketon)-Lösungsmittels.
  • Die 10, 11 stellen schematisch einen Idanit® Tintenstrahldrucker 50 dar. Der Tintenstrahldrucker 50 ist dem mit Bezug auf die 9 und 10 beschriebenen dahingehend etwas ähnlich, dass eine Rotationstrommel 58 von einer entsprechenden Achse 60 getragen wird. Ein Rahmen, der aus einem Fuß 54 und einem Pfosten 52 besteht, positioniert zwei Druckköpfe 56 neben der Trommel 58. In diesem Fall ist die Walze 58 von einer Reihe von Öffnungen (nicht dargestellt) perforiert und ein Vakuum wird auf das Innere der Walze aufgebracht. Dieses Vakuum wird dazu verwendet, die PVB-Zwischenlage 16 festzuhalten und mechanisch zu stabilisieren. Wie in 12 dargestellt ist, wird die Zwischenlage 16 von einer Vorratswalze 62 über Führungsrollen 64 auf die Trommel geladen. In den meisten Fällen wird der vordere Rand der Zwischenlage 16 zunächst mit Klebeband an die Trommel 58 geklebt, um zu verhindern, dass die Zwischenlage mit den Druckköpfen 56 in Kontakt kommt. Nachdem ein beträchtliches Stück der Zwischenlage 16 auf die Trommel gewickelt wurde, hält das durch die Öffnungen (nicht dargestellt) applizierte Vakuum die Zwischenlage zum Bedrucken durch die Druckköpfe 56 in ihrer Position fest, während die Zwischenlage 16 durch die Drehung der Trommel 58 in konventioneller Weise bewegt wird.
  • Der Drucker 50 arbeitet mit jeder beliebigen geeigneten auf Lösungsmittel basierenden pigmentierten Farbe.
  • 13 stellt schematisch eine piezoelektrische Drop-on-Demand-Großformat-Digitaldruckmaschine Vutek 5300 dar. Diese Maschine wird von Vutek Inc. hergestellt.
  • Beim Betrieb des Druckers 70 wird das zu bedruckende Material über eine Reihe von Rollen an einem Druckkopf 90 vorbei geführt. Der Drucker 70 hält das zu bedruckende Material zwischen den Rollen 82 und 84 unter Spannung, um eine stabile Oberfläche für den Druck zu erhalten. Aufgrund ihrer Beschaffenheit muss die Zwischenlage 16 während des Druckens stabilisiert werden. Die Stabilisierung wird mit einer Opferbahn 72 erzielt, die mit der Zwischenlage 16 durch den Drucker 70 läuft. Die Opferbahn 72 kann aus faserverstärktem Vinyl oder Papier oder einem beliebigen anderen Material bestehen, das sich unter mäßiger Spannung nicht dehnt. In einigen Anwendungsbereichen kann die Zwischenlage 16 mit Klebeband an die Opferbahn 72 geklebt werden. In anderen Bereichen reicht es aus, die Zwischenlage 16 und die Bahn 72 gleichzeitig durch die Maschine zu führen, um die erforderliche mechanische Stabilisierung zu erreichen.
  • Wie in der Zeichnung dargestellt ist, wird die Zwischenlage 16 von einer Zuführwalze 74 zugeführt, die auf zwei von drei Rollen 78 sitzt. Eine Opfertragbahn 72 wird von einer ähnlichen Walze 76 zugeführt, die auch auf zwei der Rollen 78 sitzt. Dadurch wird gewährleistet, dass die beiden Materialien in etwa der gleichen Geschwindigkeit zugeführt werden. Die Zwischenlage 16 und die Bahn 72 laufen um die Spannrollen 78 und 80, bevor sie um die Positionierrollen 82 und 84 laufen, zwischen denen der Druckvorgang stattfindet. Nach dem Passieren der Rolle 84 laufen die Zwischenlage 16 und die Bahn 72 über eine weitere Rolle 86 und eine Erhitzungs- und Trocknungsfläche 92, bevor sie auf eine Aufnahmerolle 88 gewickelt werden. Der Drucker 70 spannt die Bahn 72, um eine stabile Oberfläche für den Druck zwischen den Rollen 82 und 84 zu erhalten. Die Zwischenlage 16 wird gegen die Bahn gehalten, allerdings wird die Spannung auf der Bahn 72 aufrecht gehalten, so dass keine wesentliche Spannung auf die Zwischenlage 16 aufgebracht wird. Dadurch wird gewährleistet, dass die Zwischenlage vor dem Druckkopf 90 fast so wie jedes beliebige andere Substrat läuft, ohne gedehnt oder verformt zu werden, so dass es zu einer akkuraten Bedruckung kommt.
  • Der Drucker 70 arbeitet mit auf Lösungsmittel basierender pigmentierter Farbe wie der von Inkwear Inc. erhältlichen.
  • Eine geeignete Farbe, die als ULTRAVU-3 bekannt ist, ist in den folgenden Farbtönen erhältlich:
    Zyanblau Hellzyanblau
    Magenta IID Hellmagenta HD
    Gelb Schwarz
    Orange Grün
  • Diese Farben enthalten Ethylenglykolmonobutyletheracetat in einer Menge von bis zu 80%, Cyclohexanon in einer Menge von bis zu 20%, Methyl-2-Pyrolidinon in einer Menge von bis zu 10% (Hellmagenta HD) und andere Inhaltsstoffe, die vom Hersteller nicht offenbart werden.
  • Eine weitere geeignete Farbe, die für eine ähnliche Maschine produziert wird, die als Arizona-Druckmaschine bekannt ist, enthält die folgenden Komponenten:
    Inhaltsstoff prozentualer Anteil
    2-Butoxyethylacetat bis zu 70%
    Propanol, 1 (oder 2)-(2-Methoxymethylenethoxy)-, Acetat bis zu 30%
    Kohleschwarz 1,0–5,0%
    Vinylchlorid-Vinylacetat-Polymer 1,0–5,0%
    Acrylcopolymer 1,0–5,0%
    NJ TS RN 121307-5038P 1,0–5,0%
  • Die 14 bis 16 stellen schematisch einen piezoelektrischen Flachbett-Drop-on-Demand-Tintenstrahldrucker wie einen Mutoh Falcon Jet 6100 von Eastech of Taiwan dar. Der Falcon Jet 6100 ist im Grunde ein standardmäßiger Mutoh Falcon Jet 6000 mit einer geringfügigen Modifikation an den Köpfen. Durch die Modifikation wird die Farbe in den Köpfen vorgewärmt, um die Viskosität der Farbe zu ändern und einen korrekten Farbfluss zu ermöglichen. Diese Modifikation ist für die Verwendung von Farben auf Ölbasis in dem Drucker erforderlich.
  • Wie in den Zeichnungen erkennbar ist, hat der Flachbettdrucker 100 einen Rahmen 101, der eine obere Platte oder ein Bett 106 trägt. Die Zwischenlage 16 wird auf einer Zufürwalze 110 aufbewahrt und über das Bett 106 zu einer Aufnahmerolle 112 geführt. Die Zwischenlage wird durch ein Paar Andruckrollen 102 und 104 bewegt, die jeweils über und unter der Zwischenlage 16 neben einem Druckkopf 108 positioniert sind. Die untere Rolle 102 wird in konventioneller Weise angetrieben, um die Zwischenlage 16 am Druckkopf 108 vorbei mit einer geregelten Geschwindigkeit vorzuschieben.
  • Durch die Positionierung der Zwischenlage 16 auf dem Flachbett 106 neben den Andruckrollen 104 und 102 wird die Zwischenlage für den Druck durch den Druckkopf mechanisch stabilisiert. Das heißt, die Zwischenlage befindet sich unter keiner nennenswerten Spannung und es kann die gewünschte Lagegenauigkeit mit Bezug auf den Druckkopf 108 erreicht werden. Dadurch kann ein Bild von sehr hoher Qualität auf die Zwischenlage mit 360 dpi oder 720 dpi gedruckt werden. Der Mutoh Falcon Jet 6100 Drucker wird normalerweise mit Daten von einem geeigneten Computer gespeist. Zum Antreiben des Druckers verwendet der Computer Software wie Onyx® Postershop®, um die PostScript-Daten in ein Raster Imaging Processing-Format zu übersetzen, das vom Drucker genutzt wird. Die im Mutoh Falcon Jet 6100 verwendete Farbe wird von Eastech geliefert und hat die folgende Zusammensetzung (nicht erfindungsgemäß):
    Farbstoffe 8%
    Ethylalkohol 30%
    Ethylacetat 8,5%
    Methylethylketon 7%
    N-Butylacetat 17,5%
    Ethyleneglykolmonomethyl 29%
  • Nachdem das Bild auf der Zwischenlage durch eine beliebige der obigen Techniken geformt wurde, wird es zum Erzeugen einer laminierten Glasplatte in der bekannten Weise verwendet. In 17 ist der Laminierprozess schematisch dargestellt.
  • Der Laminierprozess schließt das Bewegen von Rohglasplattenmaterial 120 über einen Tisch 122 zu einer Waschmaschine 124 ein. Die zuvor bedruckte Polyvinylbutyral-Zwischenlage wird normalerweise in Zustände geregelter Feuchtigkeit bei einer Temperatur von etwa 6 bis 7°C in einem Lagerbereich 126 aufbewahrt. Die Glasplatten 120 werden zu einem Tisch 130 in einem Auflegeraum 128 bewegt, wo sie in einer sauberen Umgebung gehalten werden. Von hier aus werden die Platten zu einem Transfertisch 132 bewegt, wo über die Oberfläche einer ersten Platte die das Bild tragende Zwischenlage gelegt wird. Eine zweite Glasplatte wird auf der Oberseite der das Bild tragenden Zwischenlage in enger Ausrichtung mit der ersten Platte platziert, um ein Sandwich aus Glas, (bildtragender) Zwischenlage und Glas zu bilden.
  • Alternativ können beliebige erforderliche zusätzliche Zwischenlagen zwischen die das Bild tragende Zwischenlage und die Glasplatten gelegt werden. Eine Zwischenlage kann zum Beispiel auf die erste Glasplatte gelegt werden, der Reihe nach gefolgt von der das Bild tragenden Zwischenlage, einer weiteren Zwischenlage und der zweiten Glasplatte. Folglich entsteht ein Sandwich aus Glas, Zwischenlage, Bild tragender Zwischenlage, Zwischenlage und Glas.
  • Das Sandwich wird durch einen Ofen 134 mit einer Betriebstemperatur von etwa 200°C geführt, bevor es zwischen Quetschrollen 135 geführt wird, die einen Druck von etwa 10 bar ausüben. Dadurch erweicht die Zwischenlage und die beiden Glasplatten werden aneinander gebunden. Die Quetschrollen gewährleisten, dass sich keine eingeschlossene Luft in der laminierten Platte befindet. Die so geformten laminierten Platten werden dann zu einem Autoklav geführt, der typischerweise bei einer Temperatur von 135°C und einem Druck von 11,5 bar arbeitet. Gewöhnlich werden sie etwa 3,5 Stunden lang autoklaviert.
  • BEISPIEL 1
  • Proben von laminiertem Glas wurden mit einer einzigen 0,38 mm dicken PVB-Zwischenlage wie mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben hergestellt. Die Glasplatten hatten eine Dicke von 3 mm. Proben wurden mit einer Zwischenlage hergestellt, die mit dem mit Bezug auf die 9 und 10 (Probe A) und 13 (Probe B) beschriebenen Drucker und Verfahren hergestellt wurde. Glaslaminate wurden mit dem oben beschriebenen konventionellen Laminierprozess produziert. Beide Proben des resultierenden Glaslaminats wiesen eine gute Laminierfestigkeit auf. Die Bilder auf den Zwischenlagen hatten eine ausgezeichnete Qualität und wiesen keine bedeutende offenkundige Verzerrung auf.
  • BEISPIEL 2 (verwendete Farbe nicht erfindungsgemäß)
  • Proben von laminiertem Glas wurden mit einer PVB-Zwischenlage hergestellt, die mit dem mit Bezug auf die 14 bis 16 beschriebenen Drop-on-Demand-Flachbettdrucker bedruckt wurde. Das Laminat wurde gemäß der mit Bezug auf die 3 und 4 beschriebenen Ausgestaltung (insgesamt drei Zwischenlagen – eine auf jeder Seite der bedruckten Zwischenlage) mit dem oben beschriebenen konventionellen Laminierverfahren gebildet.
  • Das folgende Laminierbild hatte eine ausgezeichnete Qualität und wies keine bedeutende Verzerrung auf.
  • Die Proben wurden Tests gemäß der australischen Norm AS2208-1996 für laminiertes Sicherheitsglas unterzogen, die Koch- und Zertrümmerungsversuche beinhalten. Diese Tests fanden an laminierten Glasplatten mit jeweils hellen, mittelhellen und dunklen gedruckten Bildern auf der Zwischenlage statt. Die dunkleren Bilder entsprechen einer größeren Menge an Farbe, Lack oder Farbstoff je Flächeneinheit der Zwischenlage. Die Proben erfüllten in jedem Fall die australische Norm.
  • Zwar erfüllen einige der obigen Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung die australischen Normtests für Sicherheitsglas oder Güteklasse-A-Anwendungen von laminiertem Glas, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche Anwendungsbereiche begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann auch in anderen Glasanwendungen verwendet werden, die die Sicherheitsglas- oder Güteklasse-A-Normen nicht erfüllen müssen.
  • Zwar betreffen die beschriebenen Beispiele die Produktion von laminiertem Glas unter Verwendung von Glasplatten, doch liegt es darüber hinaus und wie oben erwähnt im Rahmen der Erfindung, die Erfindung auch auf verschiedene andere Materialien anzuwenden, die zur Laminierung geeignet sind, wie Polycarbonat, Acryl, CAB und andere Thermoplastharze.
  • Unter Verwendung von Lagen unterschiedlicher Materialien in dem Produktionsverfahren kann das gleiche Ergebnis erzielt werden. Eine Lage kann zum Beispiel aus Polycarbonat bestehen, während die andere Lage aus Glas bestehen kann, um ein Sandwich aus Polycarbonat, Zwischenlage und Glas zu bilden, das gebunden wird, um eine laminierte Platte zu erhalten.
  • Außerdem liegt es auch im Rahmen der Erfindung, ein für die Zwischenlage geeignetes Material zu verwenden, welches eine auf Polyether basierende aliphatische Thermoplastpolyurethan-Zwischenlage ist. Zur Herstellung der Zwischenlage kann zum Beispiel PE399 Krystalflex®-Folie verwendet werden.
  • Es wurden oben lediglich einige Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben und es sind Modifikationen möglich, ohne von Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (30)

  1. Verfahren zur Herstellung von laminiertem Bildträgermaterial, das die folgenden Schritte beinhaltet: Formen eines Bildes auf einer ersten Oberfläche einer Zwischenlage, Legen der Zwischenlage zwischen zwei Materiallagen und Vereinigen der beiden Materiallagen zu dem Laminat durch Aktivieren der Zwischenlage, gekennzeichnet durch den Schritt des Formens des Bildes durch Tintenstrahldrucken auf eine erste Oberfläche der Zwischenlage unter Verwendung eines auf Lösungsmittel basierenden Pigmentfarbsystems, und wobei die Zwischenlage eine Polyvinylbutyralfolie oder eine auf Polyether basierende aliphatische Thermoplastpolyurethanfolie ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vereinigens der beiden Materiallagen das Legen einer zweiten Zwischenlage zwischen die erste Oberfläche und die Materiallage neben dieser ersten Oberfläche beinhaltet.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Vereinigens der beiden Materiallagen das Legen einer dritten Zwischenlage zwischen die Oberfläche der Zwischenlage gegenüber der ersten Oberfläche und die Materiallage neben dieser gegenüberliegenden Oberfläche beinhaltet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, das den Schritt des Formens jeweiliger Bilder auf ersten Oberflächen von wenigstens zwei Zwischenlagen unter Verwendung von auf Lösungsmittel basierenden Farb-, Lack- oder Farbstoffsystemen und das Legen von wenigstens zwei Lagen zwischen die Materiallagen beinhaltet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das den Schritt des mechanischen Stabilisierens der Zwischenlage beim Formen des Bildes beinhaltet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bild mit einem piezoelektrischen Drop-on-Demand-Digitaldruckverfahren geformt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des mechanischen Stabilisierens durch Leiten der Zwischenlage durch ein Paar Andruckrollen ausgeführt wird, die sich neben einem Druckkopf befinden, der in dem Digitaldruckverfahren verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des mechanischen Stabilisierens durch Tragen der Zwischenlage auf einer entfernbaren Membran beim Formen des Bildes erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Zwischenlage vorübergehend an der Membran befestigt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Membran aus faserverstärktem Vinyl und Papier ausgewählt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des mechanischen Stabilisierens durch entfernbares Befestigen der Zwischenlage an einer Komponente einer Druckmaschine ausgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Komponente eine drehbare Trommel ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Materiallagen aus Glas sind.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die beiden Materiallagen zwei Glasplatten sind, die durch Erhitzen der Zwischenlage vereinigt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bild mit einem piezoelektrischen Dropon-Demand-Digitaldruckverfahren geformt wird.
  16. Verfahren zum Erzeugen eines laminierten Bildträgermaterials, das die folgenden Schritte beinhaltet: mechanisches Stabilisieren einer Zwischenlage, Formen eines Bildes auf einer ersten Oberfläche der Zwischenlage, Entfernen der mechanischen Stabilisierung, Legen der Zwischenlage zwischen zwei Materiallagen und Vereinigen der beiden Materiallagen zu dem Laminat durch Aktivieren der Zwischenlage, gekennzeichnet durch den Schritt des Formens des Bildes durch Tintenstrahldrucken auf einer ersten Oberfläche der Zwischenlage unter Verwendung eines auf Lösungsmittel basierenden Pigmentfarbsystems, und wobei die Zwischenlage eine Polyvinylbutyralfolie oder eine auf Polyether basierende aliphatische Thermoplastpolyurethanfolie ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des mechanischen Stabilisierens durch Leiten der Zwischenlage durch ein Paar Andruckrollen erfolgt, die sich neben einem Druckkopf befinden, der in dem Digitaldruckverfahren verwendet wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des mechanischen Stabilisierens durch Tragen der Zwischenlage auf einer entfernbaren Membran beim Formen des Bildes ausgeführt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Zwischenlage vorübergehend an der Membran befestigt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei die Membran aus faserverstärktem Vinyl und Papier ausgewählt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des mechanischen Stabilisierens durch entfernbares Befestigen der Zwischenlage an einer Komponente einer Druckmaschine ausgeführt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Komponente eine drehbare Trommel ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Bild mit einem piezoelektrischen Drop-on-Demand-Digitaldruckverfahren geformt wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, wobei der Schritt des Vereinigens der beiden Materiallagen das Legen einer zweiten Zwischenlage zwischen die erste Oberfläche und die Materiallage neben dieser ersten Oberfläche beinhaltet.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei der Schritt des Vereinigens der beiden Materiallagen das Legen einer dritten Zwischenlage zwischen die Oberfläche der Zwischenlage gegenüber der ersten Oberfläche und die Materiallage neben dieser gegenüberliegenden Oberfläche beinhaltet.
  26. Verfahren nach Anspruch 16, das den Schritt des Formens jeweiliger Bilder auf ersten Oberflächen von wenigstens zwei Zwischenlagen unter Verwendung von auf Lösungsmittel basierenden Farb-, Lack- oder Farbstoffsystemen und das Legen von wenigstens zwei Lagen zwischen die Materiallagen beinhaltet.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, wobei die Materiallagen aus Glas sind.
  28. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 16, wobei die Zwischenlage eine Polyvinylbutyralfolie ist.
  29. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die beiden Materiallagen Glasplatten sind, wobei die Zwischenlage eine durch Wärme erweichbare Zwischenlage ist und wobei die beiden Glasplatten durch Erhitzen der Zwischenlage vereinigt werden.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Bild mit einem piezoelektrischen Drop-on-Demand-Digitaldruckverfahren geformt wird.
DE60124287.4T 2000-09-01 2001-09-03 Laminiertes Bildträgermaterial Expired - Lifetime DE60124287T3 (de)

Applications Claiming Priority (8)

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AUPQ983000 2000-09-01
AUPQ9830A AUPQ983000A0 (en) 2000-09-01 2000-09-01 Image carrying laminated glass
AUPR056700 2000-10-04
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AUPR219400 2000-12-20
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EP01964744.5A EP1322482B2 (de) 2000-09-01 2001-09-03 Laminiertes bildträgermaterial
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Publications (3)

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