JP3545405B2 - 可視の図柄を含む積層ペイン及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくともその領域の一部分に可視の図柄（motif）を含む積層ペインに関する。本発明はまた、このペインを製造する方法にも関する。
本発明によれば、積層ペインという用語は、少なくとも１枚の硬質シートと少なくとも１枚のプラスチック材料の柔軟シートから構成されたペイン（pane、vitrage）を意味するものと解すべきである。これらの積層ペインは、外側シートとして２枚の硬質シートを含む場合には、対称と呼ばれるペインでよい。これらの積層ペインは、外側シートとして硬質シートと柔軟シートを含む場合には、非対称と呼ばれることもある。
積層ペインの構造の一部を形成する柔軟性プラスチック材料のシートは、ペインの特性を向上させようとするものである。例えば、それは、ペインに特に引掻きに耐える性質を与えるために外側シートとして使用される、ポリウレタンタイプのプラスチック材料でよい。それらはまた、ポリウレタンもしくはポリビニルブチラール、あるいはこのほかの任意の材料の、中間シートであってもよい。ポリビニルブチラールの中間シートは、特にペインの耐衝撃性を改善する。
硬質シートは、それらの特性を向上させるために処理を受けることもある。例えば、ガラス板の機械的強度を増加させるためにそれらを化学的又は熱的な強化にかけることが知られている。
これらの積層ペインは、装飾用及び／又は機能上の図柄を含むことがある。
これは、ペインを飾るため及び／又はそれをその環境と調和させるのを可能にするための図柄でよい。この図柄は、ペインを取付けるため又は付属品を取付けるために用いられ、あるいはまた加熱ネットワークのための電気供給ストリップを隠すために用いられる接着剤フィルムを、特に光から、保護するのに役立つこともある。
その機能がどんなものであれ、この図柄は目に見える。
このために、この図柄は、10年以上に及ぶことがあるその寿命全体を通して、どのような劣化も免れるべきである。劣化という用語は、本発明によれば、どのような引掻きも、どのようなフレーキング、スケーリングもしくはチッピングも、どのようなオーバーフローも、あるいはまた図柄の色、形状等のどのような変化も含むものと解すべきである。図柄を構成している材料の流れ又はクリープは、例えば、オーバーフロー又は形状の誤差をもたらす。
これらの全ての理由から、そのような図柄は一般にエナメルから構成され、これの優れた耐熱性と機械的強度はよく知られている。更に、エナメルには、ガラスに関して高い接着力を持つという利点があり、その組成は、高温でガラス化してそのエナメルをガラス支持材にしっかり結合させることができるガラスのフリットを含む。
エナメルを塗布した層を作るために好ましいやり方は、エナメルを基材上に付着させ、次に形成されたこの湿った層を、この層がペインの取扱い中にこの形成された層にきずが生じるのを避けるのに十分な接着力と強度を有するに至るまで乾燥させることである。
もちろん、異なる層をこのようにして付着させることができる。最後には、エナメルを塗布した１又は２以上の層を、エナメルをガラス化して最終的な被覆を得るために、高温で熱処理にかける。
エネルギーを浪費することから、この高温での熱処理は一般に、ガラス板を加工するために、例えばガラス板を曲げあるいは熱強化するために用いられる熱処理と組み合わされる。
この方法は、多分積層されるかもしれない湾曲及び／又は熱強化ペインに適用しようとする場合には、完全に満足なものである。
ところが、それは、ペインが湾曲形状のものでもなく熱強化もされない場合には、追加の、費用のかかる熱処理を必要とする。
更に、このエナメル塗布工程は化学強化処理と相いれない。エナメル塗布された被覆は、エナメルフィルムを支持するガラスの表面を化学的に強化するのを目的とするイオン交換に抵抗するある種のバリヤを形成する。他方で、化学強化処理後に実施されると、エナメル塗布肯定はガラスの強化を損なう。
本発明は、これらの不都合を克服する。
本発明は、特に、ペインの種類にかかわりなく、可視の図柄を含む積層ペインを提供する。
本発明は、特に、申し分のない工業的な条件で製造される、可視の図柄を含む湾曲した化学強化積層ペインを提供する。
本発明はまた、積層ペインに図柄を作る方法、高温熱処理の必要を回避する方法、をも提供する。
本発明は、可視の図柄を含む積層ペインに関し、このペインは、ガラス又はプラスチック材料の少なくとも１枚の硬質シートと柔軟性プラスチック材料のシートとから構成され、図柄は、ペインを構成するシートのうちの一つのものの内側の面に位置するエポキシタイプのインクに基づく少なくとも一つの層から形成される。
有利には、柔軟性プラスチック材料のシートの少なくとも一つの内側面が、少なくとも部分的に図柄を形成する、エポキシタイプのインクの少なくとも一つの層で被覆される。
本発明による可視の図柄は、ペイントタイプの、すなわち有機基剤、希釈剤、そして有機及び／又は無機の顔料から構成される、有機インクを基にする少なくとも一つの層から形成される。それは、黒色でもよく、あるいは白色を含めて着色されていてもよい。この層は、積層ペインを構成するシートの内側面に付着させられて、それを外部から危険を及ぼすものから保護する。シートの内側面という用語は、外部と接触しない面を意味する。この層は、本発明によれば、外側のシートの内側面に、あるいは中間シート、すなわち非外側シートのどちらかの面に、付着させることができる。それはまた、客室又は車体の開口、あるいは航空機のキャビンの方に向く面に付着させてもよい。
この理由で、本発明による層あるいは被覆は、一般に、積層ペインを集成する前に付着させる。
この集成は、通常は、予備集成及び最終集成の二つの工程からなる。
様々な予備集成を行うために使用される。
これらの手法の一つはカレンダリングとして知られているものである。所望の取り合わせで重ねた、一緒に集成しようとする種々の構成要素を、加熱して、そしてカレンダーのローラーにより適用される圧力をかける。加熱と圧力の一緒になった作用により、異なる構成要素間に接着が生じ、こうしてそれらを予備集成する。
予備集成するためのもう一つの手法は、真空と熱の一緒になった作用を利用する。所望の取り合わせで重ねた構成要素を、それ自体が加熱され且つ真空にさらされるシールされるバッグに入れる。
決定的な又は最終の集成は、一般にオートクレーブで行われ、予備集成した積層集成体を熱と圧力の同時の作用にさらす。
集成の仕方がどんなものであれ、それは圧力と温度を一緒に作用させて行われ、これらは最終の集成を行う間にそれぞれ12bar及び100℃ほどの値に達することができるパラメーターである。
これが、無機物質は特にクリープ又はフローの危険なしにそのような集成条件に耐えるので、エナメルのような無機の着色物質がペイントタイプの他の有機の着色物質よりも好まれることの理由の一つである。
有機インクを用いて積層ペインを着色する目的でいくつかの実験を行った。但し、これらの全ての場合において、これらの処理は、集成作業の前にプラスチック材料のシートに着色物質を浸透させることを目的とした。着色物質は、プラスチック材料のシートが集成の際に使用される圧力と温度にさらされる前に、その厚さにしみ込んだ。この場合、着色が劣化する危険は、特に有機物質のフローの危険は、制限されるようであり、有機物質は、いわばプラスチック材料の内に固定される。
驚くべきことに、発明者らは、シート上に付着させそしてその後集成作業にかけられた有機インク、とりわけエポキシタイプのインクは、シート中に固定されていないのにどのような目に見える損傷も被らないことを証明した。それは、いわば、柔軟性プラスチック材料のシートの面に並べられている。このインクは、集成を行う間に、柔軟性プラスチック材料のシートと有機インクに基づく層とにより形成された界面を除いて、その支持材中に浸透しないと考えることができる。この層は一種の被覆を構成する。
ペイントタイプのこの有機インクは、とりわけ有機顔料、希釈剤、そしてエポキシタイプの有機基剤から構成される。この基剤は、もくろまれた用途に対して特定の性質を有するべきである。それは特に、プラスチック材料のシートの支持材へ単純に付着させて、好ましくは周囲温度で、乾燥後に、ペインの集成の際に図柄が劣化しないように、それを取り囲むプラスチック材料のシートに対して十分な結合力を有するべきである。希釈剤は、例えば、所期の用途のためにインクの粘度を調節することができる水溶液又は有機溶媒である。
このインクの柔軟性プラスチック材料への接着力を向上させるために、それは有利には２枚の柔軟性プラスチック材料の間に配置される。
図柄は、有利にはスクリーン印刷により付着させる。
この方法は、細孔の集合を含む布の少なくとも一部分に着色物質を塗布することからなり、その輪郭が印刷すべき図柄を構成する。所望の図柄を作りだすために、スクレーパーを用いて、着色物質を布からこの布の下に配置されたプラスチック材料の基材へ転写する。着色物質は、この転写を可能にするのに十分低いけれども、とは言え柔軟性プラスチック材料のシートのしみを避けることができるように、低過ぎることのない粘度を有する。次いで、着色剤を、例えば周囲温度で30分間、乾燥させる。次に、有機インクに基づく少なくとも一つの層を備えたいく枚かのシートを含んでもよい、積層ペインを構成する種々のシートを、熱と圧力とを一緒に作用させて集成する。
この方法は、実施するのが特に簡単である。更に、それには図柄を再現性のあるやり方で精度よく作ることができるという利点がある。
本発明による図柄は、真直ぐのもしくは曲がった帯（バンド）、幾何学的図形、模様、あるいはまた数字もしくは文字を記したもの、等でよい。図柄はペインの端に及んでもよい。積層ペインが輸送車両用、特に自動車用のペインである場合には、この図柄は有利には、ペインの周辺の少なくとも一部分に沿って枠を形成する帯と、その大きさがペインの中央に向かって小さくなる点から構成された一連の線を含むことができる。この段階的変化は、ペインの着色層と透明領域との間に過渡領域が得られるのを可能にして、運転者の快適さとペインの外観の両方を改善する。
本発明に従って製造される図柄の高精度のほかに、これらの図柄は単色であってもあるいは多色であってもよい。色（着色）という用語は、本発明によれば、白色、黒色、灰色、あるいはこのほかの任意の色を包含する。異なる色の層を重ねることによって、色の変化又は効果を作りだしてもよい。いくつかの色の層を、同じ側に所望される場合には、プラスチック材料の単一シート上に重ねることができる。少なくとも一つの層を付着させた何枚かのプラスチック材料のシートを重ねることができる。本発明の精神から逸脱することなしに、どのような変形を考えてもよい。例えば、着色層のないシートを、少なくとも一つの着色層を含むシートの間に挟んでもよい。
図柄は、ポリウレタンのシート上に付着させてもよい。それはまた、ポリビニルブチラールのシート上に有利に付着させることもできる。この材料には、粗い表面を持つという特徴がある。この微小な粗さが存在することは、積層ペインを集成するときに空気が逃げるのを可能にする。
驚くべきことに、本発明による図面の形状は、銘刻文字と同じくらい精密であることができ、二つの表面のうちの一方に付着させた図柄は、後に集成する際にその付着物へ更に表面転写を受けることができる。
本発明はまた、そのようなペインを製造する方法にも関する。この方法によれば、エポキシタイプの有機インクに基づく層を最初に柔軟性プラスチック材料のシートの片面に付着させる。
次に、有機インクに基づく被覆を施したこのシートを、好ましくは周囲温度で、乾燥させ、それから、所望の取り合わせに従って、ペインを構成する少なくとも１枚のほかのシートとともに圧力と熱とを一緒に作用させて集成する。
好ましい変形によれば、柔軟性プラスチック材料の別のシートを有機インクに基づく被覆の上に配置し、次いでこの集成体を、積層ペインを得るためのこのほかのシートとともに集成する。
何枚かの柔軟性プラスチックシート上に、有機インクに基づく少なくとも一つの層を付着させて、その後これらのシートを、積層ペインを構成するための少なくとも１枚のほかのシートとともに集成することも可能である。
本発明のこのほかの利点と特徴は、図面を参照して以下に示される説明から明らかになろう。それらの図面において、
第１図は本発明による図柄の図であり、
第２図は本発明によるもう一つの図柄の図であり、
第３図は本発明による積層ペインの断面図であり、
第４図は図柄を有する柔軟性プラスチック材料のシートをいく枚か含む、本発明による積層ペインの断面図である。
第１図は、自動車のためのフロントガラス１を示している。本発明に従って付着させた図柄２は、目に見えるものである。それは、マスク状の帯３と、点４、５、６から形成された一連の線とを含んでなり、これらの点の大きさはペインの中央に向かって小さくなっている。この図に描かれた帯はペインの縁まで延びている。実用上の検討のために、点のうちの一部分のみを示している。図示されたこの例では、線４を構成している点は、例えば、線５のそれらより大きく、それら自体は線６のものより大きい。これらの点の直径は、例えば、3mmから1mmまでいろいろでよく、二つの隣合う線の直径の差は0.5mmである。この図柄は、図柄を付着させる工程での高い精度を要求し、また図柄を形成するインクの優れた熱的及び機械的な安定性も要求する。この図柄は、装飾的でもあり機能的でもある機能を持ち、車体の開口部にペインを固定する働きをする接着剤の帯を光から保護し及び／又は加熱ネットワークを隠す。
第２図は、本発明により製造することができる図柄のもう一つの例である。この図柄は、曲がった帯７と銘刻文字８を含む。この図柄は、例えば、列車のような車両のヘッドライトの保護ガラスのために使用することができる。この場合、この図柄は本質的に装飾的な機能を持つ。
第３図は、本発明による積層フロントガラスの断面を示している。このフロントガラスは、２枚の硬質の外側シート９、10から構成される。これらの硬質シートは、ポリメタクリレート、ガラス、化学的又は熱的に強化したガラス、あるいは他の任意の透明硬質材料のものでよい。好ましくは、それらは２枚の湾曲化学強化ガラス板である。硬質シート９と10の間に、２枚のポリビニルブチラールのシート11と12を挿入する。参考までに、硬質シートの厚さは4mm程度であり、ポリビニルブチラールのシートの厚さは2mm程度である。
可視の図柄は、ポリビニルブチラールシート11の面14に、すなわちこの面の表面にある、着色層13から構成される。それはまた、ポリビニルブチラールシート12の面15にあることもできよう。この着色層は、図示したように不連続の着色帯で構成しても、連続の帯で構成しても、あるいは精密な図柄で構成してもよい。図に示したように、着色層を２枚の柔軟性プラスチック材料の間に挿入する場合には、その支持材へのそれの着色力が向上する。それはシート11と12のそれぞれ面16又は17に付着させてもよい。
第４図は、本発明による着色効果を含む図柄の例を図示している。
これらの効果は、この図によれば、ポリビニルブチラールシート18、19、20を重ね、おのおのの上にそれぞれ着色層21、22、23を配置することにより得られる。
図面によれば、層21は連続の帯から構成される。層22は、層21と同じ色のパッチで構成される。これらのパッチは、シート19上に均一なあるいは不均一な間隔で配置された、種々の形状を有することができる。こうして、より不透明な着色がとびとびに作られる。層23は、この図では、モアレ効果又は二色柄を得る目的で、層21又は層22と異なる色の図柄を含む。これらの図柄は、図柄24で図示されたように層22の図柄と整合させてもよく、あるいは図柄25で図示されたように偏らせてもよい。こうして、着色の効果も、また多色柄も得られる。例えば、層21と22は黄色であり、層23は青色であって、図に従って得られた図柄は黄色と青色になる。
これらの図は、限定しないものとして本発明を例示している。このほかの変形を、本発明の精神から逸脱することなく得ることができる。例えば、一つの層がいくつかの色ものであってもよい。
以下に掲げる例は、紫外線、熱、湿分、そしてまた熱的衝撃に対する、本発明によるペインの良好な性質及び耐性を例示する。ポリビニルブチラールのシートへの図柄の良好な結合も証明される。
例１
次に述べるようにして試験片を製造する。ポリビニルブチラールの２枚のシートを厚さ4mmの２枚のガラス板の間に配置する。シートのうちの一方は、２枚のポリビニルブチラールシートの間に図柄を取込み、次にこの積重体を圧力と熱とを一緒に作用させて集成するように、本発明による図柄を含む。この図柄は、黒色、灰色又は白色の帯と、この帯と同じ色の銘刻文字とから構成される。使用するインクは、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの縮合から得られるエポキシ樹脂である。それを、スクリーン印刷により付着させる。
上記の３色のインクを含むいくつかの試験片を、気候管理した、相対湿度95％及び温度54℃の閉鎖容器内に入れる。
30日の滞留後に、黒色、灰色又は白色のインクのいずれについても目に見える変化はない。
他の試験片を、次に説明するサイクルに従ってプログラムされた気候管理した閉鎖容器に入れる。そのサイクルとは、初期温度が−40℃であり、温度を２時間で80℃まで上昇させ、この温度に４時間保持し、次に温度を２時間で−40℃まで下げて、この値に４時間保持するというものである。
100サイクルの後に、黒色、灰色又は白色のインクのいずれについても、試験片の劣化は認めることができない。
図柄を構成するインクに基づく層を間に配置した２枚のポリビニルブチラールシートから構成した試験片を、およそ12barの圧力の下で温度が125℃に達するオートクレーブに入れる。およそ２時間の滞留後に、黒色、灰色又は白色のインクの劣化は目に見えない。
この例は、使用したインクの良好な耐熱性を説明している。
例２
例１で説明したのと同様の試験片を作製する。インクは黒又は灰色である。
これらの試験片を、ASTM−Ｇ−5377の標準規格に記載された紫外線耐性試験にかける。それらは、55℃において紫外線に16時間さらされ、続いて45℃で８時間コンデンセーションにさらされ、相対湿度は100％である。
60サイクル後、劣化は認めることができない。
この例は、本発明によるペインの紫外線に対する向上した耐性を説明している。
例３
８×8cmのガラスの試験片１に、本発明によりスクリーン印刷で黒色、灰色又は白色のインクを付着させた１枚のポリビニルブチラールシートをかぶせる。このインクは例１で説明したのと同じである。それは、ガラス板とポリビニルブチラールシートとの界面に位置する。ポリビニルブチラールシートから幅1cmの舌状片を切抜いて、それを3cmの長さにわたり引剥がす。
８×8cmのガラスの試験片２に、本発明によりスクリーン印刷で黒色、灰色又は白色のインクを間に取入れた２枚のポリビニルブチラールシートをかぶせる。このインクは例１で説明したのと同じである。
片面を露出させた、すなわちガラス板で支持されていないポリビニルブチラールシートから幅1cmの舌状片を切抜き、そしてこれを3cmの長さにわたり引剥がす。
試験は、舌状片をガラスの表面に対して垂直に引張ることからなる。引剥がすのに必要な力を測定する。
試験片１を引剥がすのに必要な力は10Nであり、その一方試験片２を引剥がすのに要する力は20Nである。
この例は、２枚の柔軟性プラスチック材料の間に付着させた図柄の向上した接着力を説明している。

Claims (14)

1. ガラス又はプラスチック材料の少なくとも１枚の硬質シートと柔軟性プラスチック材料の少なくとも１枚のシートから構成されており、可視の図柄を少なくとも一つ含んでなる積層ペインであって、当該図柄が、当該積層ペインを構成する上記柔軟性プラスチック材料のシートのうちの少なくとも一つのものの内側面の上のエポキシタイプの有機インクに基づく少なくとも一つの層により、当該層が当該柔軟性プラスチック材料のシート中に浸透することなく当該内側面上に位置するように、形成されており、当該インクは、それを付着させる際に希釈剤を含み、且つ当該インクに基づく層は、スクリーン印刷により付着してから、集成のため当該柔軟性プラスチック材料のシートの当該内側面に当接積層ペインを構成する別のシートを重ね合せる前に乾燥されていることを特徴とする積層ペイン。
2. 前記有機インクに基づく層が黒色の又は着色された層であることを特徴とする、請求項１記載の積層ペイン。
3. 前記インクが顔料、希釈剤、及びエポキシタイプの有機基剤を含むことを特徴とする、請求項２記載の積層ペイン。
4. 前記柔軟性プラスチック材料のシートの少なくとも一つの内側面が前記図柄を少なくとも部分的に形成している有機インクに基づく少なくとも一つの層で被覆されていることを特徴とする、請求項１記載の積層ペイン。
5. 有機インクに基づく層で被覆された前記柔軟性プラスチック材料のシートがポリウレタンのシートであることを特徴とする、請求項４記載の積層ペイン。
6. 有機インクに基づく層で被覆された前記柔軟性プラスチック材料のシートがポリビニルブチラールのシートであることを特徴とする、請求項４記載の積層ペイン。
7. 有機インクに基づく少なくとも一つの層が２枚の柔軟性プラスチック材料のシートの間に配置されていることを特徴とする、請求項４又は５記載の積層ペイン。
8. 前記２枚の柔軟性プラスチック材料のシートが有機インクに基づく少なくとも一つの層で被覆されていることを特徴とする、請求項７記載の積層ペイン。
9. 前記図柄が当該ペインの周辺の少なくとも一部分を覆って枠を形成している帯を含むことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の積層ペイン。
10. 前記図柄が点から形成された線を含み、それらの大きさが当該ペインの中央に向かって小さくなっていることを特徴とする、請求項９記載の積層ペイン。
11. 前記硬質シートが湾曲した、化学的に強化したガラス板であることを特徴とする、請求項１から10までのいずれか一つに記載の積層ペイン。
12. 可視の図柄を含み、少なくとも１枚の硬質シートと少なくとも１枚の柔軟性プラスチック材料のシートから構成される積層ペインを製造するための方法であって、エポキシタイプの有機インクに基づく少なくとも一つの層を柔軟性プラスチック材料のシートの片面にスクリーン印刷により付着させ、次いでこの層を周囲温度で乾燥させ、その後この有機インクに基づく少なくとも一つの層を備えた当該柔軟性プラスチック材料のシートの面に積層ペインを構成する別のシートを重ね、そしてこれらのシートを圧力と熱を一緒に作用させて集成することを特徴とする、可視の図柄を含む積層ペイン製造方法。
13. 前記別のシートが柔軟性プラスチック材料のシートであり、前記集成により得られた集成体をその後、積層ペインを構成する他のシートとともに集成することを特徴とする、請求項12記載の方法。
14. 有機インクに基づく少なくとも一つの層を付着させたいく枚かの柔軟性プラスチック材料のシートを、積層ペインを構成するための少なくとも１枚の他のシートとともに集成することを特徴とする、請求項13記載の方法。

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