Противообледенительные пленочные композиты, способ получения и изготовления из них изделия
Изобретение предназначено для использования в качестве прозрачного противообледенительного пленочного покрытия для устойчивых к конденсации изделий, таких как дверцы и панели холодильников и морозильных камер, зеркала в ванных комнатах. Прозрачный многослойный противообледенительный пленочный композит 110, включающий пленку 130 и противообледенительный слой 120, сформирован из композиции, образующей полиуретановую пленку. Этот композит образует слой с противообледенительными свойствами при температурах от -23°С до 65°С. Противообледенительный пленочный композит 110 может включать адгезивный слой 140. Способ включает нанесение прозрачного противообледенительного слоя 120, сформированного из композиции, образующей полиуретановую пленку, на первую поверхность пленки и нанесение адгезива на вторую поверхность пленки. Технический результат: предотвращение обмерзания поверхностей и визуального искажения вследствие образования водяных капелек на поверхностях, 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил., 7 табл.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка представляет собой заявку-частичное продолжение Патентной Заявки США с серийным №11/241629, поданной 30 сентября 2005 года, которая здесь включена ссылкой во всей ее полноте.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к многослойным пленочным композитам, которые применяются для предотвращения обмерзания, способу их получения и изделиям, изготовленным из пленочных композитов.
Когда поверхность холодильника приходит в контакт с теплым влажным воздухом, может происходить конденсация на поверхности холодильника. В зависимости от разности температур, конденсация может принимать форму тумана или изморози на поверхности и, в особенности на по существу прозрачных поверхностях, снижать пропускание света и ухудшать видимость.
Противообледенительные пленки находят применение в различных вариантах использования. Например, маркетинг и продажи охлажденных товаров часто учитывают выбор покупателей непосредственно из холодильной установки. Чтобы обеспечить эффективный маркетинг, товары внутри шкафа должны оставаться видимыми и различимыми для покупателя, заглядывающего в шкаф через проницаемую для света, обычно по существу прозрачную панель или дверцу. Когда покупатель выбирает товар и открывает дверцу шкафа, дверца может обмерзнуть вследствие конденсации, так как холодная внутренняя поверхность дверцы приходит в контакт с влажной окружающей атмосферой снаружи шкафа. Как правило, эта изморозь остается даже после закрытия дверцы и ухудшает видимость внутренней части шкафа для следующих покупателей. Невозможность заглянуть в шкаф может иметь результатом потерю продаж для магазина. В дополнение, может происходить увеличение расходов на энергию, так как покупатели удерживают дверцу открытой дольше, для того чтобы рассмотреть товары внутри шкафа.
Один способ, применяемый для решения этой проблемы, включает обогревание дверцы, которое размораживает дверцу спустя некоторое время. Эти обогреваемые дверцы могут быть как дорогостоящими для их покупки, так и дорогими в эксплуатации вследствие расхода энергии для поддержания дверцы в нагретом состоянии, в то время как холодильник охлаждает/замораживает пищевые продукты внутри шкафа. Чем ниже температура внутри шкафа, тем выше стоимость поддержания замораживания и устойчивых к обмерзанию дверец.
Еще один способ решения проблемы состоит в применении противообледенительных покрытий. Однако типичные постоянные противообледенительные покрытия не обеспечивают эффективной устойчивости против обмерзания при большом перепаде температур. Более всего примечательно, что низкотемпературные шкафы для хранения и витрины (0°С и ниже) часто развивают обмерзание, становятся матовыми и поэтому не достигают оптимальной видимости с современными необмерзающими покрытиями.
Поэтому существует потребность в новых низкотемпературных противообледенительных системах для улучшения видимости внутри холодильника и морозильных камер путем предотвращения или подавления обмерзания дверцы, когда дверца подвергается воздействию холодного воздуха и затем воздействию влажного теплого воздуха, будучи открытой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления противообледенительный пленочный композит включает по существу прозрачную пленку, имеющую первую поверхность и вторую поверхность, противолежащую первой поверхности; и по существу прозрачный противообледенительный слой, сформированный из композиции, образующей полиуретановую пленку, эффективной в создании слоя с противообледенительными свойствами при температурах, которые варьируют в интервале от около -23°С до около 65°С, в котором противообледенительный слой располагается на площади первой поверхности пленки.
В одном варианте исполнения устойчивое к конденсации изделие включает по существу прозрачный субстрат, имеющий первую поверхность; и вышеописанный противообледенительный пленочный композит, в котором вторая поверхность пленки располагается на площади первой поверхности субстрата.
В одном варианте осуществления охлаждаемая панель включает по существу прозрачную створку холодильника, имеющую первую поверхность, и вышеописанный противообледенительный пленочный композит, в котором вторая поверхность пленки располагается на площади первой поверхности дверной панели.
В одном варианте исполнения способ получения противообледенительного пленочного композита включает: нанесение по существу прозрачного противообледенительного слоя, сформированного из композиции, образующей полиуретановую пленку, на первую поверхность пленки, и нанесение адгезива на вторую поверхность пленки. По существу прозрачный противообледенительный слой эффективен в создании слоя с противообледенительными свойствами при температурах, которые варьируют между -23°С и 65°С.
Вышеописанные и другие признаки будут признаны и поняты специалистами-технологами из нижеследующего подробного описания, чертежей и прилагаемых пунктов формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь обратимся к чертежам, которые представляют примерные варианты осуществления и в которых сходные элементы пронумерованы одинаково.
Фиг.1 представляет собой схематический вид примерного противообледенительного пленочного композита, как представленного здесь.
Фиг.2 представляет собой схематический вид примерного варианта исполнения противообледенительного пленочного композита, имеющего по выбору графический компонент, как представленного здесь.
Фиг.3 представляет собой схематический вид примерного изделия, включающего противообледенительный пленочный композит и субстрат, как представленные здесь.
Фиг.4 представляет собой перспективный вид, частично в разрезе, примерной устойчивой к конденсации дверцы холодильника с противообледенительным пленочным композитом, как представленным здесь.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Противообледенительные пленочные композиты, согласно изобретению, являются по существу прозрачными многослойными пленками, которые применяются в производстве устойчивых к конденсации изделий, таких как дверцы и панели холодильников и морозильных камер (например, таких, какие подвержены воздействию температур ниже температуры замерзания), или отражающая поверхность (например, зеркала в ванных комнатах), но они не ограничиваются этими конкретными изделиями или вариантами применения. Противообледенительные свойства пленочных композитов действенны при температурах ниже около -17°С, или даже около -23°С, без использования внешних обогревателей. Эти температуры являются существнно ниже, чем температуры, допустимые прототипными противообледенительными пленками. Поскольку нагреватели не требуются, применение таких пленок может обеспечить существенную экономию энергии. В выгодном необязательном подходе композиты изготавливаются как переустанавливаемые и/или позволяющие включение графических изображений.
Противообледенительные пленочные композиты включают по существу прозрачный противообледенительный слой и по существу прозрачную пленку. Как применяемый здесь, термин «по существу прозрачный» имеет отношение к оптической прозрачности и означает, что достаточное количество света проходит через слой(-и) для обеспечения визуального наблюдения через пленочный композит для наблюдателя. Таким образом, в то время как некоторая изморозь или окрашивание могут наличествовать в отдельном(-ых) слое(-ях), такая изморозь или окрашивание не препятствуют существенным образом визуальному наблюдению.
Изобретателями сего было показано, что, когда этот противообледенительный пленочныый композит наносится на субстрат, формирование конденсата (капелек воды) на поверхности субстрата сокращается или предотвращается, когда данные композиты подвергаются воздействию температур, которые варьируют между около 65°С и около -23°С, в сравнении в прочими вариантами решения проблемы обмерзания. Когда здесь упоминается «противообледенительный пленочный композит», то этот термин используется только для удобства обсуждения, и должно быть понятно, что термин охватывает пленочные композиты, применяемые для предотвращения визуального искажения вследствие образования водяных капелек и/или водяных кристаллов.
По существу прозрачные противообледенительные слои, которые эффективны при температурах ниже около -17°С, формируются из композиции, образующей полиуретановую пленку. В одном варианте осуществления пленкообразующая композиция дополнительно включает поверхностно-активное вещество, имеющее гидрофобную часть и гидрофильную часть. Соответствующий подбор числа, длины и типа, и относительного отношения гидрофильных групп к гидрофобным группам позволяет отрегулировать противообледенительные свойства слоя. Не вдаваясь в теорию, предполагается, что такая структура позволяет снизить межфазное натяжение между поверхностью слоя и сконденсированной влагой, чем улучшаются противообледенительные характеристики. Желательно также подбирать поверхностно-активное вещество таким образом, чтобы не наносить существенного ущерба желаемым физическим свойствам полиуретановой пленки, например, химической устойчивости, устойчивости к царапанию, устойчивости к ультрафиолетовой (УФ) радиации и тому подобным.
Дополнительно, поверхностно-активное вещество может также включать функциональную группу, реакционно-способную в отношении изоцианатов. Такие поверхностно-активные вещества реагируют совместно с образованием полиуретана, содержащего ковалентно связанный с ним поверхностно-активный фрагмент, присоединенный к полиуретановому полимеру в виде боковой группы, или желательно, поверхностно-активный фрагмент, присоединенный на конце цепи полиуретанового полимера. Функциональные группы, реакционно-способные в отношении изоцианатов, включают группы, имеющие активный атом водорода, например, гидроксильная группа, карбоксильная группа, первичная или вторичная аминогруппа, или сульфгидрильная группа. Может быть также использовано соединение, имеющее комбинацию, включающую по меньшей мере один из вышеназванных типов групп.
Подходящие поверхностно-активные вещества, включающие функциональные группы, реакционно-способные в отношении изоцианатов, и имеющие гидрофильную часть и гидрофобную часть, представлены, например, автором LaCasse в патенте США №5877254, и могут быть неионными, анионными, катионными, амфифильными или смесью вышеназванных типов поверхностно-активных веществ. Неионные поверхностно-активные вещества включают этоксилированные или пропоксилированные спирты, фенолы, амиды и амины.
Ионные поверхностно-активные вещества включают четвертичные катионные поверхностно-активные вещества, а также анионные поверхностно-активные вещества, например, катионные или анионные поверхностно-активные вещества, имеющие неэтоксилированную углеводородную цепь с числом атомов углерода, большим чем или равным 16.
Неограничивающий перечень примеров пригодных анионных поверхностно-активных веществ включает соли сульфоновых кислот и моноэтаноламина, соли сульфоновых кислот и диэтаноламина, соли сульфоновых кислот и триэтаноламина и комбинации, включающие по меньшей мере одно из вышеназванных соединений.
Примеры гидроксилсодержащих катионных поверхностно-активных веществ включают, без ограничения, этилсульфат рициноламидопропилдиметилэтиламмония, этилсульфат N,N-диметил-(12-гидрокси-1-оксо-9-октадеценил)аммония (соль); метилсульфат стеарамидопропилдиметилэтаноламмония, и хлорид октадецилметилдиэтаноламмония.
Типичные анионные поверхностно-активные вещества редко содержат свободные реакционно-способные гидроксильные группы в своей структуре, и поэтому могут быть сделаны «несущими гидроксил» путем введения свободных гидроксильных или прочих групп, реакционно-способных в отношении изоцианатов, в свой противокатион. Такая модификация может быть выполнена с помощью нейтрализации несущего гидроксильную группу четвертичного аммониевого основания, такого как холингидроксид, кислотой, такой как додецилбензолсульфоновая кислота, как описано в патенте автора LaCasse. Другие несущие гидроксильную группу аммониевые соединения включают, но не ограничиваются таковыми, триэтилэтанол-, диэтилдиэтанол- и этилтриэтаноламмониевые соли. Неограничивающий перечень сульфоновых кислот, из которых готовятся соли, включает додецилбензолсульфоновую кислоту, нафталинсульфоновую кислоту, сульфоновые кислоты лигнина, сульфонафтеновые кислоты и сульфоновые кислоты парафинов. В этом варианте исполнения противокатион становится ковалентно связанным с полиуретаном, и анионная часть поверхностно-активного вещества ассоциируется с полиуретаном силами электростатического притяжения между анионом и противокатионом.
Комбинации реакционно-способных несущих гидроксильную группу анионных и катионных поверхностно-активных веществ в особенности пригодны, например комбинация додецилбензолсульфоната холина с этилсульфатом рициноламидопропилэтилдиметиламмония.
Поверхностно-активные вещества могут быть использованы в концентрациях от около 10% до около 40% по весу от общего содержания твердых компонентов в композиции, образующей полиуретан.
Составы для формирования полиуретановых пленок в общем включают изоцианатсодержащий компонент и компонент, содержащий активный водород, реакционно-способный в отношении изоцианатсодержащего компонента. Применимые изоцианатсодержащие компоненты включают, например, гексаметилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, бис(метилциклогексил)диизоцианат и толуилендиизоцианат. Изоцианатсодержащий компонент может быть форполимером, например, биуретизоцианатом или изоциануратдиизоцианатом, например, формолимер диизофорондиизоцианата. Могут быть использованы комбинации, включающие по меньшей мере одно из вышеназванных изоцианатсодержащих соединений. Предполагается также блокирование изоцианатной группы, например, с помощью оксима или фенола, и последующее удаление защитной группы перед реакцией. Когда используются блокированные изоцианаты, то возможно применение растворителей или других соединений, которые, не будь защитной группы в изоцианате, могли бы реагировать с изоцианатными группами и расходовать их.
Изоцианатсодержащий компонент реагирует с гидрофильным компонентом, имеющим активный атом водорода, в особенности с гидроксильным атомом водорода, каковой находится в полиолах. Чтобы обеспечить желаемые противообледенительные характеристики, применяются гидрофильные полиолы, такие как полиэтиленгликоль, сополимеры этиленгликоля и пропиленгликоля, и комбинации, включающие по меньшей мере одно из вышеназванных соединений. Другие применимые гидрофильные полиолы включают полибутиленгликоль, полиэтиленимин, простые полиэфиры с концевыми аминогруппами, и некоторые сложные полиэфиры полиолов. Может быть использована комбинация гидрофильных полиолов, например, статистический политриол, полученный из этиленоксида и пропиленоксида, имеющий средневесовую молекулярную массу около 4500 и содержащий приблизительно 70% по весу этиленоксида, комбинированный с этиленоксид-пропиленоксидным блоксополимером со среднемассовой молекулярной массой около 2100 и содержащим около 20% по весу этиленоксида, в расчете на общий вес полиолов; например, 47% по весу продукта Visguard® Part A, 19% по весу продукта Visguard® Part В (оба могут быть приобретены в фирме Film Specialties, Inc., Hillsborough, NJ), и 33% по весу растворителя (включающего 75% по весу бутанола и 25% по весу диацетонового спирта). Такая комбинация обеспечивает усиленную гидрофильность полиуретанового скелета без существенного риска для устойчивости к царапанию или препятствия для введения поверхностно-активного вещества.
Гидрофильный полиол может присутствовать в композиции в количестве от около 10% до около 35% по весу от общего содержания твердых компонентов, и конкретно от около 15% до около 65% по весу.
На практике изоцианатсодержащий компонент, компонент, содержащий активный водород, и реакционно-способное поверхностно-активное вещество могут быть смешаны в подходящем органическом растворителе. Органический растворитель может представлять собой ряд веществ, которые не реагируют быстро с изоцианатами, куда входят кетоны, сложные эфиры, сложные эфиры гликоля и третичные спирты, а также комбинации, включающие по меньшей мере одно из вышеназванных соединений. Могут быть также использованы небольшие количества инертных разбавителей, таких как алифатические углеводороды и сложные эфиры. Вода и спирты могут быть применены, если употребляются имеющиеся в продаже блокированные изоцианаты. Могут наличествовать прочие компоненты, например УФ-ингибиторы, стабилизаторы и катализаторы.
Например, в одном порядке действий полиизоцианатный форполимер, имеющий свободные изоцианатные группы, смешивается с раствором гидрофильного полиола в органическом растворителе и несущим гидроксильную группу поверхностно-активным веществом, имеющим гидрофильную часть и гидрофобную часть. Смесь затем подвергается термическому отверждению при соответствующих температурах, например, между примерно 20°С и около 200°С, в течение достаточного длительного времени, например, от около пяти минут до около 24 часов. Время и температура отверждения могут варьировать в зависимости от компонентов и применения.
Противообледенительный слой размещается на по существу прозрачной пленке. Пленка подбирается для создания подложки для слоя. Пленка также может быть подобрана так, чтобы обеспечить желаемую степень гибкости, адгезии между противообледенительным слоем и пленкой (с адгезивом или без такового), адгезию между пленкой и субстратом (с адгезивом или без такового), и/или желаемую совместимость с адгезивом. Как таковой, выбор пленочной композиции варьирует в зависимости от желаемых свойств, включая гибкость и перемещаемость, как описано ниже. Применимые пленочные материалы, которые могут быть сделаны по существу прозрачными, включают, например, поликарбонатные, акриловые, виниловые пленки, пленки на основе стирола, поливинилхлорид, полибисаллилкарбонат, полиэтилентерефталат, и по существу прозрачный полиэтиленнафтенат, а также комбинации, включающие по меньшей мере один из вышеназванных типов полимеров. Различные полиолефины или фторированные полимеры также могут быть использованы с соответствующими предварительными обработками.
Поверхность пленки может быть обработана для улучшения адгезии противообледенительного слоя к пленке, например, с помощью адгезива, механическим приданием шероховатости, плазменной обработкой, химическим травлением и/или другим(-ими) известным(-ыми) способом(-ами) обработки.
Противообледенительный слой может быть размещен на по существу прозрачной пленке разнообразными способами, например, литьем, нанесением покрытия (например, покрытием с помощью обвитого проволокой стержня, устройством для нанесения покрытий рифленым валиком, покрытием из щелевой фильеры, покрытием с помощью реверсивного валика с подачей из лотка, и покрытием с помощью реверсивного валика с подачей из зазора между валками), и тому подобными. Технология подбирается так, чтобы обеспечить равномерное и толстое покрытие, например, покрытие, имеющее толщину от около 0,0001 до около 0,1 дюйма (от около 2,5 до около 2540 микрометров (мкм)), более конкретно от около 0,001 до около 0,01 дюйма (от около 25,4 микрометра до около 254 микрометров), еще более конкретно, от около 0,003 до около 0,008 дюйма (от около 76,2 микрометра до около 203 микрометров). Где используется органический растворитель, растворитель может быть удален в ходе или после отверждения путем испарения, например, в печи, в одно- или двухстадийном процессе. Отверждение и удаление растворителя, в частности время, температура и воздушный поток во время отверждения и удаления растворителя, оптимизируется для создания однородного покрытия с низкотемпературными противообледенительными свойствами.
Несколько вариантов осуществления противообледенительных пленочных композитов и изделий, изготовленных из них, описаны ниже со ссылкой на отдельные фигуры. На Фиг.1 иллюстрируется схематический вид противообледенительного пленочного композита 110. Противообледенительный пленочный композит 110 включает противообледенительный слой 120 и по существу прозрачную пленку 130, имеющую первую поверхность 132 и вторую поверхность 134, противолежащую первой поверхности 132. Противообледенительный слой 120 размещен на площади первой поверхности 132, то есть в физической связи со всей первой поверхностью 132 или с ее частью, как определяется желаемым вариантом применения.
По выбору, противообледенительный пленочный композит 110 далее включает адгезивный слой 140 для временного или постоянного прилипания композита к субстрату (не показан). В одном варианте исполнения адгезивный слой 140 позволяет передвигать противообледенительный пленочный композит 110. Адгезивный слой 140 размещается на площади второй поверхности 134 пленки 130. Примерные адгезивы для применения с противообледенительными пленочными композитами включают самоклеящиеся материалы, силиконовые клеевые составы, акриловые клеевые составы (в том числе отверждаемые ультрафиолетовым светом и термически отверждаемые адгезивы, адгезивы мокрого нанесения и сухого нанесения), каучуковые адгезивы, термоплавкие адгезивы, адгезивы для слоистых материалов, высокотемпературные адгезивы и/или прочие адгезивы, которые будут достигать заданного результата. Акриловые адгезивы мокрого нанесения, иногда называемые как «оконные адгезивы», особенно применимы. Желательно, чтобы адгезивы сцеплялись со стеклом с прочностью связи, большей чем или равной около 3 фунтов-силы на линейный дюйм (например, от около 8 фунт/дюйм до около 10 фунт/дюйм). Некоторые примерные адгезивы включают продукты National Starch и Chemical Duro-Tak 80-1070, Toyo Color America LLC, Oribain BPS5160.
С необязательным адгезивным слоем 140 или без такового, противообледенительный пленочный композит 110 является по существу оптически прозрачным, обеспечивая видимость из зоны 150 через необязательный адгезивный слой 140, пленку 130 и противообледенительный слой 120 в зону 160.
В еще одном варианте осуществления, показанном на Фиг.2, противообледенительный пленочный композит 210 далее включает графический компонент 280 на второй поверхности 234 пленки 230 и/или графический компонент 282 на первой поверхности 232 пленки 230. В этом варианте осуществления, как показано, противообледенительный слой 220 размещается на площади пленки 230, имеющей первую поверхность 232 и вторую поверхность 234, противолежащую первой поверхности 232. Графический(-ие) компонент(-ты) 280, 282 могут быть любыми из множества вариантов оформления, включая буквы, слова, цифры, эстетические изображения, рамки, символы и/или тому подобные. Графический(-ие) компонент(-ты) могут быть нанесены по любой из множества технологий, включающих трафаретную печать, тампопечатную технологию, сублимационную печать, лазерную печать, цифровую офсетную печать, литографию, офсетную печать, печать распылением краски, цифровую печать распылением краски, цифровую офсетную печать, термопечать, и так далее. Преимущественно графический(-ие) компонент(-ты) 280, 282 могут улучшать внешний вид и сообщать дополнительную информацию, включающую рекламирование, без существенного ущерба видимости. Как показано, площадь графического компонента 280 и/или площадь второй поверхности 234 может быть покрыта адгезивом 240, чтобы обеспечить перемещение и приклеивание пленочного композита 210 к субстрату. Одиночный графический компонент может быть размещен на поверхности пленки 230 или может присутствовать более чем один графический компонент, размещенный на второй поверхности 234 и/или на первой поверхности 232.
Как показано на Фиг.3, изделие 300 включает противообледенительный пленочный композит 310 и субстрат 390. Вторая поверхность 334 располагается примыкающей к площади поверхности 392 субстрата 390 так, чтобы противообледенительный слой 320 с открытой поверхностью 322 находился на стороне зоны 360. В процессе применения открытая поверхность 322 попеременно подвергается воздействию низкой температуры, достигающей около -23°С, так что открытая поверхность 322 по существу не обмерзает, когда подвергается воздействию влажного воздуха с температурой, более высокой или равной температуре открытой поверхности 322. В одном варианте осуществления, как показано, адгезивный слой 340 используется для постоянного или временного приклеивания противообледенительного композита 310 к субстрату 390. Соответствующий подбор пленки 330 и материала, применяемого для субстрата 390, может обеспечить достаточную адгезию противообледенительного пленочного композита 310 к субстрату 390 без употребления адгезива.
Субстраты включают, но не ограничиваются таковыми, по существу прозрачное стекло, пластик и заменители, пригодные для желаемого применения. Конкретные субстраты включают поликарбонат (например, продукт LEXAN® от фирмы GE Advanced Materials), сложный полиэфир (например, поли(циклогександиметанол)терефталат-со-полиэтилентерефталат), сокращенно называемый PETG, когда полимер включает полиэтилентерефталат в количестве, большем чем или равном около 50 мольных процентов), акриловый полимер, поливинилхлорид, полибисаллилкарбонат, полиэтиленнафтенат, а также комбинации, включающие по меньшей мере один из вышеназванных материалов, например, поликарбонат/поли(1,4-циклогексилендиметилен-1,4-циклогександикарбоксилат) (также известный как поликарбонат/PCCD) (например, продукт XYLEX от фирмы GE Advance Materials).
В чем могут варьировать варианты применения, так это в выборе субстрата. Например, рассматриваемые субстраты, пригодные для дверцы холодильника, могут определяться наличием или отсутствием нагревательных устройств, типом и конструкцией холодильной установки, и предполагаемым применением и сроком службы. Пленочные композиты оформляются для размещения в эксплуатационном соотношении с субстратом и/или с учетом перемещения, с непостоянным связыванием с поверхностью субстрата, и обеспечивают по меньшей мере по существу необмерзающую зону на поверхности субстрата. Поэтому пленочные композиты в особенности пригодны для применения в холодильных установках, в том числе холодильниках и морозильных камерах. И, в то время как холодильные установки и компоненты, такие как дверцы холодильников, упоминаются на всем протяжении этого описания, должно быть понятно, что противообледенительные пленки, представленные здесь, могут быть использованы в прочих вариантах применения без чрезмерного экспериментирования. Прочие варианты применения включают, например, окна в строениях (такие как окна в домах), ветровые стекла транспортных средств (таких как легковые автомобили, грузовики, мотоциклы, моторные лодки, самолеты и тому подобные), отражающие поверхности (такие как зеркала в ванных комнатах, автомобильные зеркала и тому подобные), научное оборудование (например, на лицевой поверхности дисплеев, измерительных приборов и тому подобных), защитные маски (например, медицинские защитные щитки, защитные маски в спортивном оснащении, и тому подобные), и поверхность приборов.
Противообледенительная пленка может быть нанесена на субстрат в непостоянном режиме действия или помещена в эксплуатационном соответствии субстрату для сообщения противообледенительных свойств субстрату без того, чтобы стать постоянной принадлежностью субстрата. Так, в одном варианте исполнения пленка и/или адгезив, нанесенный на вторую поверхность пленки, подбираются так, чтобы обеспечить передвижение, перемещаемость и/или легкое удаление противообледенительного пленочного композита. Например, противообледенительный пленочный композит может быть нанесен в мокром состоянии так, что пленка может быть передвинута, пока не будет размещена удовлетворительно, и образует сцепление при высыхании. Например, типичное применение включает нанесение раствора примерно 99% или более воды и около 1% или менее мыла на субстрат при комнатной температуре. Нанесение раствора на поверхность субстрата может быть выполнено различными способами, такими как набрызгивание раствора с использованием пульверизатора. Адгезивная часть противообледенительной пленки располагается на смоченном раствором субстрате. Пленка может быть передвинута в удовлетворительное положение, и пузырьки воздуха вытесняются резиновым валиком, и пленка оставляется для высыхания. В этом способе действий противообледенительное покрытие прилипает к поверхности субстрата, но покрытие не образует молекулярных связей с субстратом на поверхности раздела фаз. Альтернативно, противообледенительный пленочный композит может быть нанесен на субстрат путем обрызгивания адгезивной стороны пленки и нанесения этой стороной, смоченной раствором, на субстрат.
Альтернативно, противообледенительный пленочный композит может удерживаться на месте с помощью механических приспособлений, включая направляющие в рамке, или иными способами. Противообледенительная пленка тем самым является удаляемой, перемещаемой и снимаемой с субстрата, если желательно.
Обращаясь к Фиг.4, иллюстрируется примерный вариант исполнения устойчивой к конденсации дверцы холодильника 400 типа торгового холодильного шкафа. Фиг.4 изображает вид, частично в разрезе, противообледенительного пленочного композита 410, нанесенного на площадь первой поверхности по существу прозрачной панели 490 дверцы холодильника 400. Необязательный графический компонент (не показан) может присутствовать в пленочном композите, как описано выше. В этом варианте осуществления вторая поверхность пленки 430 располагается непосредственно на площади поверхности 490 без использования адгезива. Противообледенительный слой 420 обращен к зоне холодных температур, когда дверца 400 закрыта, и в сторону области теплых температур, когда дверца 400 открыта. Преимущественно противообледенительный пленочный композит 410 может быть использован с существующей или новой дверной панелью холодильника 490. В одном варианте исполнения материал пленки 430 подбирается так, чтобы обеспечить нанесение и передвижение композита 410 в положение применения, чтобы соответствовать ожиданиям, например, владельца магазина или местного торговца. Альтернативно, пленочный композит 410 наносится в месте изготовления для использования в холодильной установке.
Противообледенительный пленочный композит 410 может быть применен на новых или существующих охлаждаемых панелях, в том числе таковых с нагревателями или без последних. Как применяемый здесь, термин «панель холодильника» имеет отношение к любому субстрату, используемому в качестве дверцы или окна для холодильной установки, имеющей внутреннюю температуру, меньшую чем или равную около -10°С, более конкретно меньшую чем или равную около -17°С, и еще более конкретно от около -17°С до около -23°С. Внутренняя температура и температурный диапазон определяются вариантом применения холодильной установки, и изделиями для складирования, демонстрации и сохранения которых установка предназначена. Например, пищевые продукты, медицинские запасы и органы для трансплантации содержатся в холодильных установках и при температурных режимах, рассчитанных для соблюдения специфических условий хранения этих объектов.
При встраивании в существующие охлаждаемые панели желательно предупреждение образования изморози между противообледенительной пленкой и стеклом. Это образование изморози может быть подавлено с использованием монтажного раствора, который наносится между стеклом и пленкой. Монтажный раствор включает от около 50 объемных процентов (об.%) до около 70 объемных процентов воды (например, деионизированной воды), или, более конкретно, от около 60 объемных процентов до около 70 объемных процентов воды;от около 10 объемных процентов до около 40 объемных процентов спирта (например, изопропилового спирта), или, более конкретно, от около 20 объемных процентов до около 30 объемных процентов спирта; от около 2 объемных процентов до около 8 объемных процентов поверхностно-активного вещества, или, более конкретно, от около 2 объемных процентов до около 5 объемных процентов смачивающего раствора; и менее чем и равного примерно 3 объемным процентам количества соли (например, хлорида натрия, такого как в форме деионизированной соли, или еще одной соли, которая легко растворяется в растворе), или, более конкретно, от около 0,5 объемного процента до около 2 объемных процентов соли. Объемный процент рассчитывается относительно общего объема монтажного раствора. Примерные смачивающие растворы включают продукты Madico 30-1-1 Window Solution Concentrate (WSC) (имеющийся в продаже от фирмы Madico, Woburn, MA), Right-On (имеющийся в продаже от фирмы Avery Dennison, Pasadena, CA), жидкое моющее средство (например, жидкость для мытья посуды Joy), а также прочие.
Например, 1 литр раствора может быть приготовлен смешением 23 унций воды, 9 унций изопропилового спирта, 1,5 унций средства Madico 30-1-1 WSC и 1 столовой ложки соли. Этот монтажный раствор обеспечивает хороший обзор через пленку после монтажа на стекло, даже когда стекло холодное, например, 0°С.
В холодильных установках противообледенительный пленочный композит может быть использован в сочетании со стеклом или покрытиями с низкой излучательной способностью (low-E). Стекло с низкой излучательной способностью может быть подобрано по соответствию двум первостепенным критериям: высокая отражательная способность в отношении инфракрасной области спектра (тем самым отделяя невидимую лучистую тепловую энергию); и высокий коэффициент пропускания в видимой области (с тем, чтобы не делать тусклым или замутненным обзор сквозь него). Существует огромное количество стеклянных материалов, имеющих переменные характеристики низкой излучательной способности. Стекло с низкой излучательной способностью и покрытое стекло с низкой излучательной способностью или пластики, как обсуждаемые здесь, имеют отношение к стеклам или пластикам, которые предназначены для того, чтобы не излучать (и тем самым не отражать) радиацию с длиной волны более около 0,7 микрометров, и более конкретно, от около 0,7 до около 2,7 микрометра. Типично несколько слоев используются для отражения большей процентной доли в диапазоне от около 0,7 до около 2,7 микрометра. Поверхности или покрытия с низкой излучательной способностью могут иметь коэффициент пропускания видимого света от около 70% до около 90%.
Противообледенительные пленочные композиты, описываемые здесь, пригодны для предупреждения конденсации на субстратах, которые попеременно подвергаются воздействию низких температур до -23°С, и затем подвергаются воздействию более высоких температур в течение от около 1 секунды до около 5 минут, в присутствии воздуха, имеющего относительную влажность (RH) от около 1% до около 90%. В частности, противообледенительные пленочные композиты предотвращают конденсацию на субстратах, которые попеременно выдерживаются при низких температурах вплоть до -23°С, конкретно от около -17°С до около -23°С, и затем подвергаются воздействию температур, более высоких чем или равных около -17°С, более высоких чем или равных около 0°С, более высоких чем или равных около 10°С, или более высоких чем или равных около 20°С, вплоть до 65°С, в течение до около 3 минут или около этого, в присутствии воздуха, имеющего относительную влажность (при комнатной температуре; температуре снаружи холодильника) от около 3% до около 80%, или более конкретно от около 5% до около 70%, и еще более конкретно от около 10% до около 50%.
В одном варианте осуществления противообледенительные пленочные композиты пригодны для предотвращения конденсации на субстратах, которые попеременно выдерживаются при температурах от 0°С до -23°С, и затем подвергаются воздействию влажного окружающего воздуха при температурах от около 18°С до около 30°С в течение до около 2 минут. Относительная влажность окружающего воздуха в общем составляет от около 40% до около 70%. Как применяемый здесь, термин «влажный окружающий воздух» имеет отношение к температурам и относительной влажности в пределах диапазонов, обозначенных выше, каковые являются наиболее типично связанными с условиями влажного окружения в продовольственных магазинах, магазинах шагового доступа, супермаркетах или подобных, или в зоне, окружающей холодильник (например, холодильник для напитков). Так, в еще одном варианте исполнения противообледенительные пленочные композиты предупреждают значительную конденсацию на субстратах, которые попеременно выдерживаются при температуре от около -17°С до около -23°С, затем подвергаются воздействию температуры около 20°С до около 25°С, конкретно от около 21°С до около 24°С, в течение до около одной минуты, в присутствии воздуха, имеющего относительную влажность от около 40% до около 50% при температуре от около 20°С до около 25°С.
Тот факт, что конденсация минимизируется или предотвращается при этих низких температурах без употребления внешних нагревателей, представляет существенное преимущество перед прототипом. Например, приблизительно 1,4 ампер требуются для обогревания дверцы охлаждаемого прилавка-витрины. Применение вышеописанных композитов позволяет владельцам отказаться от этого обогревания. В производственном помещении, например, в магазине, имеющем от около 100 до около 140 дверец на магазин и электроснабжение около 120 вольт, это составляет до около 60 ампер экономии для владельца магазина. Тепло по-прежнему подводится в дверной раме, но большая часть тепла может быть полностью выключена с применением пленочных композитов. Владельцы магазинов и другие пользователи холодильных установок тем самым могут реализовать значительную экономию энергии.
Противообледенительное средство и система далее иллюстрируются нижеприведенными неограничивающими примерами.
Пример 1
Противообледенительный композит, включающий противообледенительный слой, размещенный на поликарбонатной пленке, был изготовлен с использованием полиуретанового противообледенительного слоя, образованного из композиции, включающей состав в нижеприведенной Таблице I (процентов по объему).
| Таблица I | ||
| Visguard®*Part A: (FSI 106-94) |
47,6% гидрофильных полиолов | (10 частей по весу) |
| Visguard®*Part B: (FSI 106-94) |
19,1% изоцианатного форполимера | (4 части по весу) |
| Третичный бутиловый спирт: | 25,0% растворителя | (5,25 частей по весу) |
| Диацетоновый спирт**: | 8,3% растворителя | (1,75 частей по весу) |
| *от фирмы Film Specialties, Inc. **4-гидрокси-4-метил-2-пентанон |
Технология нанесения покрытия с помощью обвитого проволокой стержня была использована для нанесения состава на пленку, и пленочный состав был отвержден, и растворитель был удален в камере печи с активным воздушным потоком с образованием покрытия на пленке. Толщина покрытия составляла от 0,005 до 0,0065 дюйма (от 127 до 165 микрометров), и температура отверждения составляла около 235°F (113°С) (между 230°F и 250°F (от 110°С до 121°С) в течение 3-5 минут. Скорость вращения вентилятора была отрегулирована так, чтобы очень слабый поток воздуха (скорость вращения вентилятора около 500 оборотов в минуту (об/мин)) имел место в первые 1-2 минуты отверждения, и сильный поток воздуха (скорость вращения вентилятора около 1500 оборотов в минуту) был в течение последних 2-3 минут отверждения. Тщательно отполированная маска из сложного полиэфира (например, Dupont KL1, маска с размером 1 мил) была использована на покрытой стороне поликарбоната.
Другая сторона поликарбонатной пленки была покрыта акриловым адгезивом мокрого нанесения для перемещаемой оконной пленки. Композит был нанесен на стеклянный субстрат с набрызгиванием на стекло раствора 99% воды и 1% моющего средства, затем прижатием адгезивной стороной композита к стеклу, вытеснением всех воздушных пузырьков с помощью резинового валика и оставлением до полного высыхания.
Противообледенительная эффективность композита была испытана приведением композита и оконного субстрата в равновесие в течение 2 часов перед испытанием. Субстраты с противообледенительным покрытием и без такового были затем подвергнуты воздействию условий окружающей среды (21°С, 50%-ная относительная влажность) в течение 60 секунд, и затем возвращены к указанной температуре. Окно затем просматривалось с расстояния наблюдения от 1 до 3 футов под нормальным углом зрения при нормальных условиях освещения флуоресцентными лампами, и было зафиксировано время, когда окно стало свободным от изморози.
Результаты показаны ниже в Таблице II. В каждом примере субстрат без противообледенительного покрытия показывал конденсацию. Время исчезновения конденсации было измерено и показано ниже.
| Таблица II | ||
| Температура поверхности, °F (°С) | Площадь, содержащая противообледенительный композит, остается прозрачной с дверцей, открытой и потом закрытой | Время для сравнительной поверхности, проясненной после открывания, минут:секунд |
| 30 (-1,1) | да | 1:30 |
| 25 (-3,9) | да | 1:30 |
| 20 (-6,7) | да | 1:30 |
| 15 (-9,4) | да | 1:30 |
| 10 (-12,2) | да | 2:30 |
| 5 (-15) | да | 3:30 |
| 0 (-17,8) | да | 3:45 |
| -5 (-20,6) | да (снежные хлопья в одном углу)* | 6:30 |
| -10 (-23,3) | да (снежные хлопья в одном углу)* | 6:00 |
| -15 (-26,1) | лед, образовавшийся в некоторых местах | 6:00 |
| -20 (-28,9) | изморозь на стекле и пленке | - |
| *Снежные хлопья образовались на местах загрязнения и поэтому не считаются неудачей |
Как можно видеть из вышеприведенных данных, площадь поверхности субстрата при температуре от около 0°С до около -23°C с противообледенительным композитом остается прозрачной и по существу без обмерзания. Противообледенительные пленочные композиты, представленные здесь, поэтому позволяют открывать и закрывать дверцу холодильника на протяжении всего дня, по существу без обмерзания, когда подвергаются воздействию влажного воздуха с температурой, равной или более высокой, чем температура поверхности субстрата, и тем самым не препятствуя видимости предметов внутри холодильной установки.
Пример 2
Вышеописанный противообледенительный пленочный композит был нанесен на холодильные установки в реальном продовольственном магазине. Холодильные установки были отрегулированы на температуру -29°С, температура воздуха внутри установки составляла -23°С, и температура воздуха в магазине была от 21°С до 24°С при относительной влажности от 40 до 50%. При этих условиях обмерзания дверец с нанесенным противообледенительным материалом не наблюдалось, даже после открывания в течение 1 минуты. Дверцы без противообледенительного материала обмерзали за 10-15 секунд. Никакой разницы не было видно между дверцами, которые были нагреты и имели противообледенительный пленочный композит, и дверцами, которые не нагревались и имели противообледенительный пленочный композит. Это позволило бы среднему магазину, имеющему от 100 до 140 дверец, работать без обогревания дверец и экономить приблизительно 60 ампер для магазина.
Пример 3
Противообледенительные пленочные композиты были изготовлены с использованием разнообразных пленочных материалов для маскирования в целях оценки влияния качества поверхностной отделки пленки для маскирования и материала. Значения степени изморози и времени обмерзания (то есть периода времени до обмерзания панели, измеренного в секундах) были оценены для трех пленок для маскирования: полиэтиленовая пленка для маскирования, имеющая гладкую поверхность (Smooth PE), полиэтиленовая пленка для маскирования, имеющая поверхность с тонким текстурированием (Fine Texture PE), и пленка для маскирования из сложного полиэфира, имеющая гладкую поверхность (Smooth PET). Изморозь была измерена с использованием метода ASTM D1003, и время до обмерзания было оценено с расстояния наблюдения от 1 до 3 футов под нормальным углом зрения при нормальных условиях освещения флуоресцентными лампами.
| Таблица III | |||
| Материал пленки для маскирования | |||
| Полиэтиленовая пленка для маскирования, имеющая гладкую поверхность | Полиэтиленовая пленка для маскирования, имеющая поверхность с тонким текстурированием | Пленка для маскирования из сложного полиэфира, имеющая гладкую поверхность | |
| Изморозь в среднем (%) | 0,62 | 1,09 | 0,66 |
| Среднее время до обмерзания (секунд) | 27 | 20 | >120 |
Из полученных данных можно видеть, что гладкая полиэфирная пленка для маскирования (Smooth PET) обеспечила оптимальную устойчивость к обмерзанию из испытанных образцов. В дополнение, сравнением пленок для маскирования Smooth PE и Fine Texture PE показано, что для поверхности с тонким текстурированием на образце Fine Texture PE обнаруживается самый короткий период времени до обмерзания. Далее, образец Fine Texture PE проявляет более высокую степень образования инея по сравнению с образцом Smooth PE.
Пример 4
Ниже в Таблице IV представлены экспериментальные результаты из опыта, проведенного с целью оценки влияния времени отверждения, скорости вращения вентилятора и толщины пленки на внешний вид и устойчивость к обмерзанию. Внешний вид измерялся с расстояния наблюдения от 1 до 3 футов под углом зрения 45° при нормальных условиях освещения флуоресцентными лампами.
| Таблица IV | ||||
| Время отверждения (секунд) | Скорость вращения вентилятора (об/мин) | Толщина пленки (мил (мкм)) | Внешний вид | Время до обмерзания* (минут) |
| 75 | 500 | 7 (178) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 75 | 1500 | 7 (178) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 105 | 1500 | 7 (178) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 105 | 500 | 7 (178) | Хороший | >2 |
| 105 | 500 | 20 (508) | Хороший | >2 |
| 105 | 1500 | 20 (508) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 75 | 500 | 20 (508) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 75 | 1500 | 20 (508) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 75 | 500 | 7 (178) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 75 | 1500 | 7 (178) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| 105 | 500 | 20 (508) | Хороший | >2 |
| 105 | 1500 | 20 (508) | «Апельсиновая корка» | <2 |
| *Время до обмерзания в течение менее чем (<) или более чем (>) 2 минут (мин) |
Из вышеприведенных данных можно видеть, что более короткие периоды времени отверждения (например, менее чем 1,25 минуты) в сочетании с высокой скоростью вращения вентилятора и неполированными масками могут иметь результатом значения времени до обмерзания менее чем 2 минуты. Поверхность этих изделий была пятнистой, имеющей внешний вид апельсиновой корки. Когда были применены более длительные периоды отверждения (например, больше, чем 1,5 минуты) в сочетании с уменьшенными скоростями вращения вентилятора, изготовленные изделия проявляли хороший внешний вид поверхности, и значения времени до обмерзания были увеличены до больше, чем 2 минут. Тем самым, скорость вращения вентилятора, меньшая, чем или равная около 1000 об/мин, или, более конкретно, меньшая, чем или равная около 750 об/мин, или, более конкретно, меньшая, чем или равная около 500 об/мин, может быть применена для достижения хорошего внешнего вида, а также времени до обмерзания больше, чем 2 минуты. В дополнение, периоды времени отверждения, большие, чем или равные около 1,5 минут, или, более конкретно, большие, чем или равные около 1,75 минуты, являются желательными для достижения хорошего внешнего вида и более длительного времени до обмерзания, например, при толщине пленки, меньшей, чем или равной около 1000 мкм, или, более конкретно, от около 180 мкм до около 510 мкм.
Данный противообледенительный слой был использован на дверце морозильной камеры, которая имела ранее использовавшиеся нагреватели стекла для предотвращения обмерзания. Морозильная камера была отрегулирована на температуры -25°С (-13°F) и -18°С (0°F). Как очевидно из Таблицы V, расход энергии снижается больше, чем на 40%. Перед началом испытаний блок A TES-3600 был присоединен к входному шнуру питания для морозильной камеры, и одна фаза из трехпроводного набора была использована для измерения количества энергии, потребляемой системой с течением времени. В каждой группе тестов первое испытание проводилось с включенными дверными нагревателями, чтобы определить общее потребление энергии системой. Морозильная камера содержала 18 пятигаллонных бутылок с водой для создания термической массы в морозильной камере (по 3 на каждой полке). Последующие испытания из группы проводились с дверными нагревателями, отключенными от системы морозильной камеры. Группа тестов проводилась при минимально возможной настройке температуры морозильной камеры (при регулировке на -13°F измерялись температуры от -5 до -8°F) и с морозильной камерой, установленной на 0°F. Дверцы оставались закрытыми на протяжении всех испытаний.
Таблица V показывает результаты для температуры камеры -8°F (-22°С). Как можно видеть из Таблицы V, снижение потребления энергии было больше чем 40%, и усредненное 43% со стандартным отклонением 1%.
| Таблица V | |||||
| Нагреватели дверцы | Истекшее время (часов) | Измерение совокупного энерго- потребления (кВт-час*) |
Среднее энерго- потребление в час (кВт-час) |
Снижение энерго- потребления |
|
| 1 | Включено | 1,0 | 0,761 | 0,761 | |
| 2 | Выключено | 1,9 | 0,827 | 0,440 | 42,2% |
| 3 | Выключено | 1,3 | 0,554 | 0,423 | 43,3% |
| 4 | Выключено | 1,0 | 0,423 | 0,423 | 44,4% |
| *кВт-час = киловатт-часов | Усредненно 43% |
Таблица VI показывает результаты для температуры Камеры 0°F (-18°С). Как можно видеть из Таблицы VI, снижение потребления энергии было больше, чем 40%, и даже больше, чем или равное около 43% снижения по сравнению с морозильной камерой при включенном нагревателе дверцы.
| Таблица VI | |||||
| Нагреватели дверцы | Истекшее время (часов) | Измерение совокупного энерго- потребления (кВт-час) |
Среднее энерго- потребление в час (кВт-час) |
Снижение энерго-потребления | |
| 5 | Включено | 5,0 | 3,74 | 0,742 | |
| 6 | Выключено | 2,1 | 0,848 | 0,410 | 45% |
Пленка была также испытана для оценки эффективности пленки, смонтированной на стеклянных дверцах морозильной камеры (морозильная камера с тремя дверцами), по трем стандартным инструкциям отрасли дистрибуции продовольственных товаров:
1. Открывание дверцы на 30 секунд (сек): 1 цикл
2. Открывание дверцы на 20 сек и закрывание: 10 циклов
3. Открывание дверцы на 900 сек и закрывание: 1 цикл
Как применяемые в нижеследующих Таблицах VI и VII, термин «покрывание» означает, что началось осаждение влаги, «капельки» при «..» секунд означает формирование капелек на дверце, и “w/d” означает «без капелек».
В каждом из выполненных испытаний пленка замедлила или понизила наступление обмерзания дверцы, когда дверца была открыта. При 900-секундном открывании дверцы испытание при более высоких значениях влажности окружающей среды отмечает существенное обмерзание, покрывание влагой и образование капелек конденсата, возникающих на дверцах как с пленкой, так и без пленки. В этих случаях значительного образования конденсата пленки обеспечили слегка более длительное время для просветления, чем нагреваемые дверцы без пленки.
Как представленные здесь, по существу прозрачные, многослойные пленки, полезные в производстве устойчивых к конденсации изделий (таких как дверцы и панели холодильников и морозильных камер, зеркала в ванных комнатах, и тому подобные), обеспечивают эффективную устойчивость к обмерзанию до температур ниже ранее достигаемых, вплоть до -17°С, или даже таких низких, как -23°С. Далее, эти пленки обеспечивают эффективную устойчивость к обмерзанию без применения внешних обогревателей, которые являются общеупотребительными в использовании для стеклянных дверец морозильных камер. Это имеет результатом значительную экономию затрат на энергию. В дополнение, изделия, изготовленные из этих пленок, могут быть приспособлены ко многим вариантам применения и/или смонтированы с существующими изделиями, предоставляя работникам торговли ряд решений проблемы обмерзания (например, адгезивное покрытие может быть нанесено на пленку). В преимущественном варианте по выбору композиты изготавливаются способными к передвижению и/или допускают введение графики.
Термины «первый», «второй», «наружный», «внутренний», «внешний» и подобные, как применяемые здесь, не означают какого-либо порядка, количества или важности, но скорее применяются для различения одного элемента с другим, и термины “a” и “an”, как применяемые здесь, не означают ограничения количества, но скорее отмечают присутствие по меньшей мере одного из упоминаемых объектов. Далее, все диапазоны, имеющие отношение к одному и тому же свойству или количеству, являются включающими и независимо комбинируемыми. Ссылки на всем протяжении описания на «один вариант осуществления», «еще один вариант исполнения», «вариант осуществления» и так далее, означают, что конкретный элемент (например, признак, структура и/или характеристика), описываемый в связи с вариантом осуществления, включается по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Так, элемент(-ты) не обязательно все упоминаются в одном и том же варианте исполнения, и конкретные элементы могут быть комбинированы любым подходящим способом в различных вариантах осуществления. Если представляются диапазоны, то конечные точки всех диапазонов, имеющие отношение к одному и тому же компоненту или свойству, являются включающими и независимо комбинируемыми (например, диапазон «вплоть до около 25 весовых процентов, или, более конкретно, от около 5 весовых процентов до около 20 весовых процентов» является включающим конечные точки и все промежуточные значения диапазона «от около 5 весовых процентов до около 25 весовых процентов», и т.д.). Атрибут «около», применяемый в связи с количеством, является включающим указанную величину и имеет значение, предписываемое контекстом (например, включает величину погрешности, связанной с измерением конкретного количества). Суффикс “(s)” как применяемый здесь, предполагает включение как единственного, так и множественного числа термина, который он модифицирует, тем самым включая один или более таких терминов (например, «краситель(-ли)» включает один или более красителей). Далее, как применяемый здесь, термин «комбинация» является включающим компаунды, смеси, сплавы, реакционные продукты и тому подобные.
В то время как изобретение было описано со ссылкой на несколько вариантов его осуществления, специалисту-технологу будет понятно, что могут быть сделаны разнообразные изменения, и могут быть найдены эквиваленты для замены его элементов без выхода за рамки изобретения. В дополнение, многие модификации могут быть произведены для приспособления конкретной ситуации или материала к идеям изобретения без выхода за пределы его существенного смысла. Поэтому предполагается, что изобретение не ограничивается конкретными вариантами исполнения, раскрытыми как наилучшими способами, рассматриваемыми для выполнения этого изобретения, но что изобретение будет включать все варианты осуществления, попадающие в пределы рамок прилагаемых пунктов формулы изобретения.
1. Противообледенительный пленочный композит (110), включающий:
по существу прозрачную пленку (130), имеющую первую поверхность (132) и вторую поверхность (134), противолежащую первой поверхности (132); и
по существу прозрачный противообледенительный слой (120), сформированный из композиции, образующей полиуретановую пленку, включающей поверхностно-активное вещество, имеющее реакционноспособный в отношении изоцианатов фрагмент и гидрофобную часть и гидрофильную часть, эффективной в создании слоя с противообледенительными свойствами при температурах, которые варьируют между -23 и 65°С, в котором противообледенительный слой размещается на площади первой поверхности пленки.
2. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.1, в котором пленку выбирают из группы, состоящей из поликарбоната, сложного полиэфира, поли(циклогександиметанолтерефталат)-со-полиэтилентерефталата, акрилата, поливинилхлорида, полибисаллилкарбоната, полиэтиленнафтената, смеси «поликарбонат/PCCD» и смеси, включающей по меньшей мере один из вышеназванных полимеров.
3. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.1, в котором композиция, образующая полиуретановую пленку, включает полиизоцианатсодержащий компонент, компонент, содержащий активный водород, реакционноспособный в отношении полиизоцианатсодержащего компонента, и несущее гидроксильную группу поверхностно-активное вещество, имеющее гидрофильную часть и гидрофобную часть, или включает полиизоцианатный форполимер, имеющий реакционноспособные изоцианатные группы, гидрофильный полиол и несущее гидроксильную группу поверхностно-активное вещество, имеющее гидрофильную часть и гидрофобную часть.
4. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.1, в котором реакционноспособный в отношении изоцианатов фрагмент поверхностно-активного вещества представляет собой гидроксильную группу.
5. Противообледенительный пленочный композит (110) по пп.1 и 4, в котором поверхностно-активное вещество представляет собой катионное поверхностно-активное вещество, имеющее гидроксильную группу, ковалентно связанную с поверхностно-активным веществом, или представляет собой анионное поверхностно-активное вещество, ассоциированное с противокатионом, и в котором гидроксильная группа ковалентно связана с противокатионом, или представляет собой комбинацию катионного поверхностно-активного вещества и анионного поверхностно-активного вещества.
6. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.1, дополнительно включает графический компонент (280).
7. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.1, в котором композит является перемещаемым на субстрате (390) с формированием устойчивого к конденсации изделия (400).
8. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.7, в котором субстрат (390) представляет собой дверцу холодильника или окно холодильника или зеркало или ветровое стекло транспортного средства.
9. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.7, в котором устойчивое к конденсации изделие (300) представляет собой панель холодильника, окно в строении, отражающую поверхность, поверхность прибора или лицевой щиток.
10. Противообледенительный пленочный композит (110) по п.1, дополнительно включает адгезив (140), размещенный на площади второй поверхности (134) пленки (130).
11. Способ получения противообледенительного пленочного композита (110), включающий:
нанесение по существу прозрачного противообледенительного слоя (120), сформированного из композиции, образующей полиуретановую пленку, на первую поверхность пленки; и нанесение адгезива на вторую поверхность пленки;
в котором по существу прозрачный противообледенительный слой является эффективным в создании слоя с противообледенительными свойствами при температурах, которые варьируют между -23 и 65°С.
12. Способ по п.11, в котором пленку выбирают из группы, состоящей из поликарбоната, сложного полиэфира, поли(циклогександиметанолтерефталат)-со-полиэтилентерефталата, акрилата, поливинилхлорида, полибисаллилкарбоната, полиэтиленнафтената, смеси «поликарбонат/PCCD» и смеси, включающей по меньшей мере один из вышеназванных полимеров.
13. Способ по п.11, в котором композиция, образующая полиуретановую пленку, включает полиизоцианатсодержащий компонент, компонент, содержащий активный водород, реакционноспособный в отношении полиизоцианатсодержащего компонента, и несущее гидроксильную группу поверхностно-активное вещество, имеющее гидрофильную часть и гидрофобную часть, или включает полиизоцианатный форполимер, имеющий реакционноспособные изоцианатные группы, гидрофильный полиол и несущее гидроксильную группу поверхностно-активное вещество, имеющее гидрофильную часть и гидрофобную часть.
14. Способ по п.13, в котором реакционноспособный в отношении изоцианатов фрагмент поверхностно-активного вещества представляет собой гидроксильную группу.
15. Способ по любому из пп.13 и 14, в котором поверхностно-активное вещество включает катионное поверхностно-активное вещество, имеющее гидроксильную группу, ковалентно связанную с поверхностно-активным веществом, или представляет собой анионное поверхностно-активное вещество, ассоциированное с противокатионом, и в котором гидроксильная группа ковалентно связана с противокатионом, или представляет собой комбинацию катионного поверхностно-активного вещества и анионного поверхностно-активного вещества.
