Гибкий смотровой щиток, обладающий антизапотевающими свойствами, и композиции покрытия, препятствующего запотеванию
Настоящее описание относится к прозрачным композиционным материалам, включающим антизапотевающие слои и обладающим антизапотевающими свойствами, и к композициям покрытия, препятствующего запотеванию, для обеспечения антизапотевающих свойств. Антизапотевающие слои могут включать адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер. Адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер являются различными. Гидрофильный полимер представляет собой полимер, имеющий полиуретановую главную цепь. Жесткий полимер представляет собой полимер или интерполимер, полученный из этиленненасыщенных мономеров (стирол, производные стирола, (мет)акриловая кислота или их производные, олефины и.т.д.). Адгезивный полимер представляет собой сложный полиэфир или полиуретан. В дополнительных вариантах реализации описаны композиционные материалы, включающие слой субстрата; первый адгезивный слой; первый прозрачный слой; второй адгезивный слой; второй прозрачный слой; и антизапотевающий слой. Изобретение обеспечивает получение покрытий и композиционных материалов с повышенными противослипающими и антизапотевающими эффектами. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 3 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее описание относится к смотровым щиткам, обладающим антизапотевающими свойствами, и к композициям покрытия, препятствующего запотеванию, в частности, к смотровому щитку, обладающему антизапотевающими свойствами, и к композициям покрытия, препятствующего запотеванию, с использованием комбинации различных полимеров.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Композиции, препятствующие запотеванию и смотровые щитки, содержащие композиции, препятствующие запотеванию, известны в данной области техники. Например, для обеспечения антизапотевающего эффекта использовали композиции полиуретановых покрытий, обладающие гидрофильными свойствами. Однако гидрофильные полиуретаны часто являются мягкими и липкими, что приводит к нежелательному прилипанию слоя покрытия, препятствующего запотеванию, к различным поверхностям. Такая липкость может привести к отслаиванию наносимого слоя покрытия от субстрата во время нанесения покрытия, сборки или фактического использования гибкого смотрового щитка из композиционного материала. Кроме того, такие характеристики, как прозрачность, дымчатость, твердость, стойкость к царапинам, традиционно подвержены отрицательному влиянию при осуществлении попыток преодолеть недостатки применения исключительно гидрофильных полиуретанов.
[0001] Следовательно, все еще необходимы новые композиционные материалы для смотровых щитков, обладающие антизапотевающими свойствами, которые не отслаиваются и обладают хорошей твердостью и превосходной прозрачностью.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты реализации показаны в качестве примеров и не ограничены сопроводительными фигурами.
На ФИГ. 1 показано изображение поперечного сечения смотрового щитка из композиционного материала согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.
На ФИГ. 2 показано изображение поперечного сечения смотрового щитка из композиционного материала согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.
Специалисту в данной области техники понятно, что элементы на фигурах изображены для простоты и ясности и не обязательно показаны в масштабе. Например, размеры некоторых элементов на фигурах могут быть преувеличены по сравнению с другими элементами для улучшения понимания вариантов реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО(ЫХ) ВАРИАНТА(ОВ) РЕАЛИЗАЦИИ
Следующее описание в сочетании с фигурами предложено для помощи в понимании идей настоящего изобретения, изложенных в настоящем документе. Следующее обсуждение будет сосредоточено на конкретных воплощениях и вариантах реализации этих идей. Такое акцентирование внимания предложено для помощи в описании идей изобретения, и не должно рассматриваться как ограничение объема или применимости указанных идей. При этом могут быть использованы другие варианты реализации, основанные на идеях, изложенных в настоящей заявке.
Термины «содержит», «содержащий», «включает», «включающий», «имеет», «имеющий» и любые их варианты рассматривают как охватывающие неисключающее указание. Например, способ, изделие или устройство, включающие ряд признаков, не обязательно ограничены только указанными признаками, но могут также включать другие признаки, не указанные явно или присущие данному способу, изделию или устройству. Кроме того, если явно не указано обратное, «или» относится к «включающему или», а не к «исключающему или». Например, условию A или B удовлетворяет любая из следующих ситуаций: A истинно (или присутствует) и B ложно (или отсутствует), A ложно (или отсутствует) и B истинно (или присутствует), и оба одновременно A и B истинны (или присутствуют).
Также, использование единственного числа применяется для описания элементов и компонентов согласно настоящему описанию. Это делают скорее для простоты и для придания общего смысла объему настоящего изобретения. Такое описание следует читать как включающий один, по меньшей мере один, или единственное число, также включая множественное число, или наоборот, если явно не указано иное. Например, если в настоящей заявке описан единственный объект, вместо единственного объекта можно использовать более одного объекта. Аналогично, если в настоящей заявке описано более одного объекта, указанные более одного объекта можно заменить единственным объектом.
Если не указано иное, все технические и научные термины, применяемые в настоящей заявке, имеют те же значения, в которых они обычно используются средними специалистами в той области техники, к которой относится настоящее изобретение. Материалы, способы и примеры являются только иллюстративными и не должны являться ограничивающими. В случаях, не описанных в настоящей заявке, многие подробности, относящиеся к конкретным материалам и действиям по обработке, являются общеизвестными и могут быть найдены в руководствах и других источниках, относящихся к области прозрачных антизапотевающих композиционных материалов.
Далее в описании описаны антизапотевающие композиции и композиционные материалы, содержащие антизапотевающие композиции, причем антизапотевающие композиции содержат новую комбинацию по меньшей мере трех различных полимеров, что, как неожиданно обнаружили авторы настоящего изобретения, приводит к синергическому улучшению различных характеристик, включая антизапотевающие свойства, механическую прочность, адгезию и прозрачность. Композиционные материалы могут быть особенно подходящими для таких применений, как смотровые щитки, окна и т.п.Идеи изобретения более понятны при рассмотрении вариантов реализации, описанных ниже, которые иллюстрируют, но не ограничивают объем настоящего изобретения.
Один из вариантов реализации настоящего изобретения относится к композиционному материалу 10, включающему слой субстрата 20 и антизапотевающий слой 50, как показано на ФИГ. 1. Антизапотевающий слой 50 может быть расположен, непосредственно примыкая к слою субстрата 20. Согласно другим вариантам реализации, которые будут более подробно обсуждены ниже, композиционный материал может содержать дополнительные слои, расположенные между слоем субстрата 20 и антизапотевающим слоем 50, и другие слои, расположенные над или под слоем субстрата 20 и антизапотевающим слоем 50. В общем, антизапотевающий слой 50 будет представлять собой внешний слой композиционного материала и подвергаться воздействию окружающей среды, антизапотевающий слой будет расположен на композиционном материале таким образом, чтобы соответствовать лицу человека-пользователя. Например, одной из форм композиционного материала, как подробнее обсуждается ниже, является модель смотрового щитка, и антизапотевающий слой может быть расположен с внутренней стороны слоистого композиционного материала, так чтобы соответствовать лицу пользователя.
Один конкретный пример композиционного материала, содержащего дополнительные слои, показан на ФИГ. 2. Композиционный материал 100 может содержать слой субстрата 200; первый адгезивный слой 201; первый прозрачный слой 220; второй адгезивный слой 230; второй прозрачный слой 240; и антизапотевающий слой 250. Каждый из вышеуказанных слоев может находиться в непосредственном контакте с любым другим слоем, в расположении, показанном на ФИГ. 2. Кроме того, в других вариантах реализации, другие слои могут быть расположены между слоями, показанными на ФИГ. 2. Как обсуждалось выше, традиционно, антизапотевающий слой в конструкциях смотровых щитков может быть приспособлен к лицу пользователя при использовании. Таким образом, в конкретных вариантах реализации, антизапотевающий слой 250 может непосредственно прилегать и находиться в контакте со вторым прозрачным слоем 240. Другие конкретные варианты реализации настоящего изобретения относится к композициям антизапотевающих покрытий. Такие композиции антизапотевающих покрытий могут содержать способную к поперечной сшивке полимерную сетчатую структуру, включающую адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер, причем адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер являются различными.
Примеры и характеристики некоторых слоев композиционного материала и составляющих антизапотевающего слоя будут описаны ниже. Следует понимать, что любое описание слоя антизапотевающего покрытия также применимо к композициям антизапотевающих покрытий.
Слоем субстрата может быть множество различных материалов, включая, например, прозрачные пластики, стекло, металлы или керамику. В предпочтительном варианте реализации субстрат является гибким. Например, гибкий субстрат представляет собой такой субстрат, который можно многократно сгибать или изгибать без разрушения. В некоторых вариантах реализации субстрат может включать гибкие пластические материалы, такие как сложный полиэфир, включая полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиэтиленнафталат (ПЭН), иономер сложного полиэфира, аморфный сложный полиэфир, такой как аморфный модифицированный гликолем ПЭТ (ПЭТГ), полиэфирсульфон (ПЭС), поликарбонат (ПК), полисульфон, фенольная смола, эпоксидная смола, полиэфир, содержащий простые эфирные и сложноэфирные группы, полиэфирамид, нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы, такой как триацетат целлюлозы (ТАЦ), поливинилацетат, полистирол, полиолефины, включая иономеры полиолефинов, полиамид, полиуретаны, политиоуретаны, полиакрилонитрил, поли(метил(х-метакрилаты)), алифатический или циклический полиолефин, полиарилат (ПАР), полиэфиримид (ПЭИ), полиэфирсульфон (ПЭС), полиимид (ПИ), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК), полиэфиркетон (ПЭК) и полиметилметакрилат и различные сополимеры акрилата/метакрилата (ПММА), поливинилхлорид (ПВХ), различные фторполимеры, различные кремнийорганические полимеры, пористые полимеры, включая полимерную пену, микропористые полимеры и микропористые материалы, ткани и любые комбинации указанных материалов. В конкретных вариантах реализации полиолефины могут включать полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) и полипропилен, включая ориентированный полипропилен (ОПП). Циклические полиолефины могут включать поли(бис-(циклопентадиен)). Примеры могут включать Artong производства Japan Synthetic Rubber Co., Tokyo, Japan; Zeanor T производства Zeon Chemicals L.P., Tokyo Japan; и Topas. RTM. производства Celanese A.G., Kronberg Germany. Arton представляет собой продукт конденсации поли(бис-(циклопентадиен)), который представляет собой пленку полимера.
В дополнительных конкретных вариантах реализации сложные полиэфиры могут включать сложные полиэфиры, полученные по реакции конденсации ароматических, циклоалифатических и алифатических диолов с алифатическими, ароматическими и циклоалифатическими дикарбоновыми кислотами и могут представлять собой циклоалифатические, алифатические или ароматические сложные полиэфиры. Примеры конкретных циклоалифатических, алифатических или ароматических сложных полиэфиров включают полиэтилентерефталат, полициклогексилендиетилентерефталат, полиэтилендодеканоат, полибутилентерефталат, полиэтиленнафталат, поли(этилен-2,7-нафталат), поли(мета-фениленизофталат), полигликолевую кислоту, полиэтиленсукцинат, полиэтиленадипат, полиэтиленсебацинат, полидекаметиленазелаинат), полидекаметиленадипат, полидекаметиленсебацинат, полидиметилпропиолактон, поли(пара-гидроксибензоат) (Ekonol), полиэтиленоксибензоат (A-tell), полиэтиленизофталат, политетраметилентерефталат, полигексаметилентерефталат, полидекаметилентерефталат, поли(1,4-циклогександиметилентерефталат) (транс), поли(этилен-1,5-нафталат), поли(этилен-2,6-нафталат), поли(1,4-циклогексилендиметилентерефталат) (Kodel) (цис) и поли(1,4- циклогексилендиметилентерефталат) (Kodel) (транс). В конкретных вариантах реализации сложные полиэфирные соединения могут представлять собой сложные полиэфирные соединения, полученные по реакции конденсации диола и ароматической дикарбоновой кислоты. Примерами таких ароматических карбоновых кислот являются терефталевая кислота, изофталевая кислота и α-фталевая кислота, 1,3-нафталиндикарбоновая кислота, 1,4-нафталиндикарбоновая кислота, 2,6-нафталиндикарбоновая кислота, 2,7-нафталиндикарбоновая кислота, 4,4'-дифенилдикарбоновая кислота, 4,4'-дифенилсульфон-дикарбоновая кислота, 1,1,3-триметил-5-карбокси-3-(пара-карбоксифенил)-идан, простой дифениловый эфир 4,4'-дикарбоновой кислоты, бис-(пара-карбоксифенил)-метан, и подобные соединения. В еще более конкретных вариантах реализации вышеуказанные ароматические дикарбоновые кислоты могут включать кислоты, основу молекулы которых составляет бензольное кольцо (такие как терефталевая кислота, изофталевая кислота, ортофталевая кислота). Из указанных прекурсоров кислот предпочтительным прекурсором кислоты является терефталевая кислота.
Фторполимеры могут включать политетрафторэтилен (ПТФЭ), перфторалкоксиполимер (ПФА), фторированный этилен-пропилен (ФЭП), сополимер тетрафторэтилена, гексафторпропилена и винилиденфторида (THV), сополимеры гексафторпропилена (ГФП) и винилиденфторида (ВДФ или VF2), терполимеры тетрафторэтилена (ТФЭ), винилиденфторида (ВДФ) и гексафторпропилена (ГФП), а также специальную продукцию, содержащую перфторметилвиниловый простой эфир (ПФМВЭ), полиэтилентетрафторэтилен (ЭТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ), поливинилфторид (ПВФ), полиэтиленхлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ), поли(этилентетрафторэтилен)фторполимер (ПЭТФЭ) и комбинации указанных полимеров. Фторполимеры, в частности, представляют собой субстраты, к которым очень сложно приклеить какой-нибудь слой, в частности, антизапотевающий слой, без риска отслаивания. Одним из конкретных преимуществ некоторых вариантов реализации композиционных материалов согласно настоящему описанию является превосходная способность к склеиванию или способность к связыванию фторполимерного слоя. Указанный признак также описывается с точки зрения способности слоя не отслаиваться.
В некоторых вариантах реализации поливинилхлоридный материал может быть получен путем полимеризации мономерного винилхлорида посредством любых подходящих методик, таких как суспензионная полимеризация, эмульсионная полимеризация или полимеризация в массе. Поливинилхлоридный материал может включать хлорированный поливинилхлорид с повышенным содержанием хлора. Для получения желаемых физических и химических свойств и легкости переработки поливинилхлоридный материал может содержать присадки, такие как термостабилизаторы, УФ стабилизаторы, смазывающие вещества, пластификаторы, технологические добавки, модификаторы ударопрочности, модификаторы термических характеристик, наполнители, антипирены, биоциды, вспенивающие вещества, подавители дымления и, необязательно, пигменты.
В конкретных вариантах реализации материалы субстрата могут включать поливинилхлорид; сложные полиэфиры, такие как ПЭТ, ПЭН, ПЭТГ, иономеры сложных полиэфиров; фторполимеры, такие как ЭТФЭ, ПФА, ФЭП, ПВДФ, THV и ПВФ; полиолефины, такие как ПЭ и ПП; полиуретаны; ацетаты целлюлозы; и стекло.
В некоторых вариантах реализации, при использовании, гибкий пластиковый субстрат может быть армирован твердым покрытием. Обычно твердое покрытие представляет собой акриловое покрытие. Такое твердое покрытие обычно имеет толщину от 1 до 15 микрон, такую как от 2 до 4 микрон, и может быть обеспечено посредством свободнорадикальной полимеризации соответствующего полимеризуемого материала, инициируемой термически или при помощи ультрафиолетового излучения. В зависимости от субстрата, можно применять различные твердые покрытия. Если субстрат представляет собой сложный полиэфир Arton, особенно подходящим твердым покрытием является покрытие, известное как «Lintec». Lintec содержит отвержденный под действием УФ сложный полиэфиракрилат и коллоидный кремнезем. При нанесении на Arton, оно имеет поверхностный состав 35 атом. % C, 45 атом. % O и 20 атом. % Si, исключая водород. Другим особенно подходящим твердым покрытием является акриловое покрытие, продаваемое под торговой маркой «Terrapin» компанией Tekra Corporation, New Berlin, Wis.
Возвращаясь к ФИГ. 2, некоторые варианты реализации могут включать в композиционном материале дополнительные полимерные слои, кроме слоя субстрата. В таких вариантах реализации композиционный материал может включать адгезивный слой, такой как слой, расположенный между любыми полимерными слоями.
В некоторых вариантах реализации адгезивный слой может включать один или более из следующих: растворимый в воде полимер, гидрофильный коллоид или нерастворимый в воде полимер, латекс или дисперсия. В конкретных вариантах реализации адгезивный слой может содержать полимер или интерполимер, полученный из этилен-ненасыщенных мономеров, таких как стирол, производные стирола, акриловая кислота или метакриловая кислота и их производные, олефины, (мет)акрилонитрилы, итаконовая кислота и ее производные, малеиновая кислота и ее производные, винилгалогениды, винилацетат, винилиденгалогениды, эпоксиды, уретаны, имины, сложные полиэфиры, фторполимеры или комбинации указанных соединений.
Особенно подходящие фторполимеры могут включать политетрафторэтилен (ПТФЭ), перфторалкоксиполимер (ПФА), фторированный этилен-пропилен (ФЭП), сополимер тетрафторэтилена, гексафторпропилена и винилиденфторида (THV), полиэтилентетрафторэтилен (ЭТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ), поливинилфторид (ПВФ), полиэтиленхлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ) и комбинации указанных полимеров.
В конкретных вариантах реализации адгезивный слой может быть получен из водной дисперсии полимеров, полученных по реакции конденсации, таких как, например, полиуретаны и сложные полиэфиры.
Также полезно описывать составляющие адгезивного слоя с точки зрения температуры стеклования. В конкретных вариантах реализации адгезивный слой может включать полимер, имеющий температуру стеклования (Tg) не более 60 градусов по Цельсию, не более 20 градусов по Цельсию, не более 10 градусов по Цельсию, и даже не более 0 градусов по Цельсию. Указанные температуры стеклования обеспечивают достаточную текучесть адгезивного слоя во время изготовления многослойного материала.
Другим способом описания адгезивного слоя является количественная оценка адгезивного эффекта в тесте на прочность к отслаиванию. Прочность к отслаиванию может быть измерена согласно ASTM D1876. В некоторых вариантах реализации первый адгезивный слой, второй адгезивный слой, или комбинация указанных слоев, может иметь прочность к отслаиванию по меньшей мере примерно 2 фунта на линейный дюйм (PLI) (0,36 кг/см), по меньшей мере примерно 3 PLI (0,54 кг/см), по меньшей мере примерно 4 PLI (0,72 кг/см), или даже по меньшей мере примерно 5 PLI (0,90 кг/см) между прилегающими листами. В частности, прилегающие листы могут представлять собой листы согласно настоящему описанию, такие как слой субстрата, первый прозрачный слой, второй прозрачный слой или комбинации указанных слоев.
Адгезивный слой может иметь толщину по меньшей мере примерно 0,1 микрометра, по меньшей мере примерно 0,5 микрометров, или даже по меньшей мере примерно 1 микрометр. Адгезивный слой может иметь толщину не более примерно 100 микрометров, не более примерно 50 микрометров, не более примерно 10 микрометров или даже не более примерно 8 микрометров. Кроме того, адгезивный слой может иметь толщину в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, как например, от примерно 0,1 микрометра до примерно 100 микрометров, от примерно 0,5 микрометра до примерно 50 микрометров, или даже от примерно 1 микрометра до примерно 10 микрометров.
Как обсуждалось выше, композиционный материал может содержать дополнительные слои, кроме слоя субстрата, такие как первый прозрачный слой и второй прозрачный слой. Первый прозрачный слой и/или второй прозрачный слой могут быть выполнены из множества различных материалов, включая материалы, описанные для слоя субстрата. В некоторых вариантах реализации первый прозрачный слой и второй прозрачный слой могут содержать один и тот же материал. В других вариантах реализации первый прозрачный слой и второй прозрачный слой могут быть различными. В конкретных вариантах реализации первый и/или второй прозрачный слои могут содержать полимер. Тем не менее, следует понимать, что первый и/или второй прозрачный слои могут содержать стекло, керамику, металлы или любой другой подходящий материал, по любой причине. Например, первый и второй прозрачный слои могут быть выполнены из любых материалов, описанных выше для слоя субстрата.
Первый прозрачный слой и/или второй прозрачный слой могут включать, например, прозрачные пластики, такие как пластики, описанные выше для слоя субстрата. В конкретных вариантах реализации первый прозрачный слой и/или второй прозрачный слой такие же, как описано выше для слоя субстрата. Наиболее предпочтительные материалы для первого прозрачного слоя и/или второго прозрачного слоя включают поливинилхлорид; сложные полиэфиры, такие как ПЭТ, ПЭН, ПЭТГ, иономеры сложных полиэфиров; поликарбонаты; фторполимеры, такие как ЭТФЭ, ПФА, ФЭП, THV; полиолефины, такие как ПЭ и ПП; ацетаты целлюлозы; и стекло.
Слой субстрата и/или первый прозрачный слой и/или второй прозрачный слой могут быть изготовлены любыми способами, известными в данной области техники, такими как экструзия, совместная экструзия, литье под давлением, литье с раздувом, ориентация, ламинирование, литье, каландрирование, нанесение покрытия, горячее формование и подобные способы. В предпочтительном варианте реализации слой субстрата и/или первый прозрачный слой и/или второй прозрачный слой могут содержать отдельный лист.
Слой субстрата и/или первый прозрачный слой и/или второй прозрачный слой могут включать любые добавки, такие как агенты для управления зарядом, проводящие частицы или полимеры, сшивающие агенты или отвердители, растворимые и/или состоящие из твердых частиц красители, агенты, препятствующие запотеванию, неорганические или органические наполнители, диспергаторы, смазывающие вещества, пластификаторы, антиокислители, порообразующие агенты, красители или краски, агенты для придания шероховатости, антифрикционный агент, поглотители УФ, материал для изменения показателя преломления, разделительные агенты, антипирены и другие добавки, хорошо известные в данной области техники.
В конкретных вариантах реализации слой субстрата и/или первый прозрачный слой и/или второй прозрачный слой, и в частности фторполимерный слой, могут иметь любое количество грунтовок или обработок поверхности для улучшения способности к восприятию покрытия и/или адгезии. Такие грунтовки могут включать акрилаты, полиуретаны, сложные полиэфиры, винилиденгалогениды, полиолефины, эпоксиды, силаны и подобные соединения. Обработки поверхности могут включать обработки пламенем, плазмой и коронным разрядом, обработку ультрафиолетовым излучением, обработку озоном, обработку электронным лучом, химическую обработку и подобные варианты обработки.
Особенно подходящей обработкой поверхности, подходящей для фторполимерной поверхности, является С-обработка, которая относится к способу модификации поверхности при помощи обработки коронным разрядом в присутствии паров растворителя, такого как ацетон. Не ограничиваясь какой-либо теорией, было обнаружено, что указанный способ обеспечивает прочную адгезию между слоями между модифицированным фторполимером и поверхностью взаимодействия, изготовленной не из фторполимера (или вторым модифицированным фторполимером). С-обработка была описана в патенте США №6726979, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки для всех целей.
Антизапотевающий слой может содержать один или более полимеров. В некоторых вариантах реализации антизапотевающий слой может содержать по меньшей мере два различных полимера, по меньшей мере три различных полимера или даже по меньшей мере четыре различных полимера. В предпочтительном варианте реализации антизапотевающий слой содержит поперечно сшитую сетчатую структуру из различных полимеров.
Полезно описывать полимеры в антизапотевающем слое с точки зрения определенных физических свойств. В конкретных вариантах реализации антизапотевающий слой может содержать гидрофильный полимер, адгезивный полимер и жесткий полимер, причем все указанные полимеры являются различными.
Гидрофильный полимер в антизапотевающем слое может включать, например, поливиниловый спирт, поливинилацеталь, поливинилацетат, поливинилпирролидон, полиэтиленоксид, полиакриламид, сложный полиэфир, полиуретан, ацетат целлюлозы, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксиметилцеллюлозу или желатин, или смеси или сополимеры указанных полимеров. Гидрофильный полимер может представлять собой полимер, содержащий главную цепь и гидрофильные сегменты, ковалентно связанные с главной цепью.
Гидрофильные сегменты могут включать алкиленоксиды, лактоны, лактамы, силаны, акриламиды, спирты, желатин или комбинации указанных соединений. В конкретных вариантах реализации гидрофильные сегменты включают алкиленоксиды, лактоны, лактамы или комбинации указанных соединений.
Гидрофильные сегменты могут иметь молекулярную массу по меньшей мере примерно 100, по меньшей мере примерно 500 или даже по меньшей мере примерно 1000. Кроме того, гидрофильные сегменты могут иметь молекулярную массу не более примерно 100000, не более примерно 50000 или даже не более примерно 10000. Кроме того, гидрофильные сегменты могут иметь молекулярную массу в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 100 до примерно 100000, от примерно 500 до примерно 50000 или даже от примерно 1000 до примерно 10000.
Гидрофильные сегменты могут составлять по меньшей мере примерно 1 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от массы гидрофильного полимера. Кроме того, гидрофильные сегменты могут составлять не более примерно 95 масс. %, не более примерно 75 масс. % или даже не более примерно 50 масс. %. Кроме того, гидрофильные сегменты могут иметь процентное содержание по массе гидрофильного полимера в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 1 масс. % до примерно 95 масс. %, от примерно 10 масс. % пр до имерно 75 масс. % или даже от примерно 25 масс. % до примерно 50 масс. %.
Гидрофильный полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 99,9 масс. %, не более примерно 90 масс. %, не более примерно 80 масс. % или даже не более примерно 70 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя. Согласно другим вариантам реализации, гидрофильный полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве по меньшей мере примерно 0,01 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, по меньшей мере примерно 20 масс. % или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя. Кроме того, гидрофильный полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 0,01 масс. % до примерно 99,9 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 90 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 80 масс. % или даже от примерно 25 масс. % до примерно 75 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя.
Кроме того, в некоторых вариантах реализации, гидрофильный полимер может представлять собой основной полимер в антизапотевающем слое. Например, гидрофильный полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в большем количестве, чем адгезивный полимер, жесткий полимер или комбинация указанных полимеров.
Адгезивный полимер может включать один или более из следующих: растворимый в воде полимер, гидрофильный коллоид или нерастворимый в воде полимер, латекс или дисперсия. В конкретных вариантах реализации, адгезивный полимер может представлять собой полимер или интерполимер, полученный из этилен-ненасыщенных мономеров, таких как стирол, производные стирола, акриловая кислота или метакриловая кислота и их производные, олефины, (мет)акрилонитрилы, итаконовая кислота и ее производные, малеиновая кислота и ее производные, винилгалогениды, винилацетат, винилиденгалогениды, эпоксиды, уретаны, имины, сложные полиэфиры, фторполимеры или комбинации указанных соединений.
Особенно подходящие фторполимеры могут включать политетрафторэтилен (ПТФЭ), перфторалкоксиполимер (ПФА), фторированный этилен-пропилен (ФЭП), сополимер тетрафторэтилена, гексафторпропилена и винилиденфторида (THV), полиэтилентетрафторэтилен (ЭТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ), поливинилфторид (ПВФ), полиэтиленхлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ) и комбинации указанных полимеров.
В конкретных вариантах реализации адгезивный полимер может быть получен из водной дисперсии полимеров, полученных по реакции конденсации, таких как, например, полиуретаны и сложные полиэфиры.
Также полезно описывать адгезивный полимер с точки зрения температуры стеклования. В конкретных вариантах реализации адгезивный полимер может иметь температуру стеклования (Tg) не более 60 градусов по Цельсию, не более 20 градусов по Цельсию, не более 10 градусов по Цельсию, и даже не более 0 градусов по Цельсию. Указанные температуры стеклования обеспечивают достаточную текучесть полимера во время изготовления многослойного материала.
Другим способом описания адгезивного полимера является количественная оценка адгезивного эффекта в тесте на прочность к отслаиванию. Прочность к отслаиванию может быть измерена согласно ASTM D1876. В некоторых вариантах реализации адгезивный полимер может иметь прочность к отслаиванию по меньшей мере примерно 2 фунта на линейный дюйм (PLI) (0,36 кг/см), по меньшей мере примерно 3 PLI (0,54 кг/см), по меньшей мере примерно 4 PLI (0,72 кг/см), или даже по меньшей мере примерно 5 PLI (0,90 кг/см) между прилегающими листами.
В некоторых вариантах реализации, адгезивный полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 90 масс. %, не более примерно 80 масс. %, не более примерно 70 масс. % или даже не более примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя. Согласно другим вариантам реализации, адгезивный полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве по меньшей мере примерно 0,1 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, по меньшей мере примерно 20 масс. % или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя. Кроме того, адгезивный полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 0,1 масс. % до примерно 90 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 80 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 70 масс. % или даже от примерно 25 масс. % до примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя.
Согласно другим вариантам реализации, антизапотевающий слой может дополнительно включать жесткий полимер. Жесткий полимер может обеспечивать механическую прочность антизапотевающего слоя, а также способствовать улучшению стойкости антизапотевающего слоя к царапинам.
Согласно некоторым вариантам реализации, жесткий полимер может включать один или более из следующих: растворимый в воде полимер, гидрофильный коллоид или нерастворимый в воде полимер, латекс или дисперсия. В конкретных вариантах реализации, жесткий полимер может представлять собой полимер или интерполимер, полученный из этилен-ненасыщенных мономеров, таких как стирол, производные стирола, акриловая кислота или метакриловая кислота и их производные, олефины, (мет)акрилонитрилы, итаконовая кислота и ее производные, малеиновая кислота и ее производные, винилгалогениды, винилацетат, винилиденгалогениды, эпоксиды, уретаны, имины, сложные полиэфиры, фторполимеры или комбинации указанных соединений. Особенно подходящие фторполимеры могут включать политетрафторэтилен (ПТФЭ), перфторалкоксиполимер (ПФА), фторированный этилен-пропилен (ФЭП), сополимер тетрафторэтилена, гексафторпропилена и винилиденфторида (THV), полиэтилентетрафторэтилен (ЭТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ), поливинилфторид (ПВФ), полиэтиленхлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ) и комбинации указанных полимеров.
Согласно другим вариантам реализации, жесткий полимер может включать водную дисперсию полимеров, полученных по реакции конденсации, таких как, например, полиуретаны и сложные полиэфиры.
Также полезно описывать жесткий полимер с точки зрения его твердости. Твердость можно определить количественно при помощи определения твердости по карандашной шкале, проводимого согласно ASTM D3363. Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, жесткий полимер может иметь твердость по карандашной шкале по меньшей мере примерно Н, по меньшей мере примерно 2Н, по меньшей мере примерно 3Н, при измерении согласно ASTM D3363. Кроме того, жесткий полимер может иметь твердость по карандашной шкале не более примерно 9Н, не более примерно 8Н, не более примерно 7Н, не более примерно 6Н или даже не более примерно 5Н, при измерении согласно ASTM D3363. Кроме того, жесткий полимер может иметь твердость по карандашной шкале в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно Н до примерно 9Н, от примерно 2Н до примерно 8Н или даже от примерно 3Н до примерно 7Н, при измерении согласно ASTM D3363.
Другим полезным свойством для описания жесткого полимера является его напряжение при удлинении на 100%. В конкретных вариантах реализации жесткий полимер может иметь напряжение при удлинении на 100% по меньшей мере примерно 2000 psi (13,79 МПа), по меньшей мере примерно 3000 psi (20,68 МПа) или даже по меньшей мере примерно 3500 psi (24,13 МПа), при измерении согласно ASTM D412. Согласно другим вариантам реализации, жесткий полимер может иметь напряжение при удлинении на 100% не более примерно 15000 psi (103,4 МПа), не более примерно 10000 psi (68,95 МПа) или даже не более примерно 7500 psi (51,71 МПа), при измерении согласно ASTM D412. Кроме того, жесткий полимер может иметь напряжение при удлинении на 100% в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 2000 psi до примерно 15000 psi, от примерно 3000 psi до примерно 10000 psi или даже от примерно 3500 psi до примерно 7500 psi, при измерении согласно ASTM D412.
Другой полезной характеристикой для описания жесткого полимера является его прочность на растяжение. В конкретных вариантах реализации жесткий полимер может иметь прочность на растяжение по меньшей мере примерно 3000 psi (20,68 МПа), по меньшей мере примерно 4000 psi (27,58 МПа) или даже по меньшей мере примерно 5000 psi (34,47 МПа), при измерении согласно ASTM D412. В других вариантах реализации жесткий полимер может иметь прочность на растяжение не более примерно 15000 psi (103,4 МПа), не более примерно 10000 psi (68,95 МПа) или даже не более примерно 7500 psi (51,71 МПа), при измерении согласно ASTM D412. Кроме того, жесткий полимер может иметь прочность на растяжение в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 3000 psi до примерно 15000 psi, от примерно 4000 psi до примерно 10000 psi или даже от примерно 5000 psi до примерно 7500 psi, при измерении согласно ASTM D412.
Другой полезной характеристикой для описания жесткого полимера является % удлинения при разрыве. В конкретных вариантах реализации жесткий полимер может иметь % удлинения при разрыве по меньшей мере примерно 100% при разрыве, по меньшей мере примерно 200% при разрыве или даже по меньшей мере примерно 300% при разрыве, при измерении согласно ASTM D412. В других вариантах реализации жесткий полимер может иметь % удлинения при разрыве не более примерно 1000% удлинения при разрыве, не более примерно 700% удлинения при разрыве или даже не более примерно 500% удлинения при разрыве, при измерении согласно ASTM D412. Кроме того, жесткий полимер может иметь % удлинения при разрыве в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 100% до примерно 1000%, от примерно 200% до примерно 700% или даже от примерно 300% до примерно 500% удлинения при разрыве, при измерении согласно ASTM D412.
В некоторых вариантах реализации, жесткий полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 90 масс. %, не более примерно 80 масс. %, не более примерно 70 масс. % или даже не более примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя. Согласно другим вариантам реализации, жесткий полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве по меньшей мере примерно 0,1 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, по меньшей мере примерно 20 масс. % или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя. Кроме того, жесткий полимер может присутствовать в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, например, от примерно 0,1 масс. % до примерно 90 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 80 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 70 масс. % или даже от примерно 25 масс. % до примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя.
В конкретных вариантах реализации композиция антизапотевающего покрытия может дополнительно включать один или более противослипающих агентов. В конкретных вариантах реализации противослипающие агенты могут включать коллоидные неорганические частицы, такие как коллоидный кремнезем и/или поверхностно-активное вещество.
В некоторых вариантах реализации соединение коллоидного кремнезема может содержать наночастицу. Кроме того, в некоторых вариантах реализации, соединение коллоидного кремнезема может быть в общем прозрачным. Конкретные примеры подходящего коллоидного кремнезема могут включать Ludox AM, коммерчески доступный от WR Grace Со.
При использовании, коллоидный кремнезем может присутствовать в композиции антизапотевающего покрытия в количестве по меньшей мере примерно 1 масс. %, по меньшей мере примерно 3 масс. % или даже по меньшей мере примерно 7 масс. % от общей массы композиции антизапотевающего покрытия или антизапотевающего слоя. Согласно другим вариантам реализации, коллоидный кремнезем может присутствовать в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 50 масс. %, не более примерно 40 масс. %, не более примерно 30 масс. % или даже не более примерно 20 масс. %. Согласно другим вариантам реализации, коллоидный кремнезем может присутствовать в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, таком как в диапазоне от примерно 1 масс. % до примерно 50 масс. %, от примерно 3 масс. % до примерно 40 масс. % или даже от примерно 7 масс. % до примерно 30 масс. %.
Что касается поверхностно-активного вещества, в конкретных вариантах реализации поверхностно-активное вещество может включать фторированное поверхностно-активное веществ. Кроме того, в некоторых вариантах реализации, поверхностно-активное вещество может включать анионное поверхностно-активное вещество. В конкретных вариантах реализации поверхностно-активное вещество может включать фторированное анионное поверхностно-активное вещество. Подходящие примеры фторированного анионного поверхностно-активного вещества могут включать Capstone FS-61, доступный от DuPont™.
В некоторых вариантах реализации поверхностно-активное вещество может присутствовать в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в по меньшей мере примерно 0,005 масс. %, по меньшей мере примерно 0,01 масс. % или даже по меньшей мере примерно 0,03 масс. % от общей массы композиции антизапотевающего покрытия или антизапотевающего слоя. Согласно другим вариантам реализации, поверхностно-активное вещество может присутствовать в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 15 масс. %, не более примерно 10 масс. %, не более примерно 8 масс. % или даже не более примерно 2 масс. %. Согласно другим вариантам реализации, поверхностно-активное вещество может присутствовать в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от любого минимального до любого максимального значения из указанных выше, таком как в диапазоне от примерно 0,005 масс. % до примерно 15 масс. %, от примерно 0,01 масс. % до примерно 10 масс. % или даже от примерно 0,03 масс. % до примерно 8 масс. %.
Конкретное преимущество некоторых вариантов реализации настоящего изобретения заключается в том неожиданном открытии, что описанные выше противослипающие агенты способны значительно снижать слипание (также обычно называемое липкостью или клейкостью) слоя антизапотевающего покрытия. Такие противослипающие эффекты являются особенно желательными, если композиционную конструкцию, содержащую антизапотевающий слой, складывают так, чтобы соприкасались две поверхности, содержащие антизапотевающий слой, как например в упакованных индивидуальных средствах защиты. В отсутствии вышеописанных противослипающих агентов такие ситуации могут приводить к слипанию между собой указанных двух поверхностей и повреждении антизапотевающего слоя при разделении, особенно если композиционную конструкцию хранят при повышенной температуре, выше комнатной температуры. Как будет подробнее показано в примерах ниже, неожиданно было обнаружено, что вышеописанные противослипающие агенты служат для значительного снижения слипания. Следовательно, в некоторых конкретных вариантах реализации настоящего изобретения, антизапотевающий слой и/или композиция антизапотевающего покрытия может содержать гидрофильный полимер и противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем и/или анионное фторированное поверхностно-активное вещество. То есть, следует понимать, что в некоторых вариантах реализации жесткий полимер и/или адгезивный полимер могут являться необязательными.
При создании антизапотевающего слоя или первого и второго адгезивного слоя композиция может быть изготовлена на основе растворителя или на водной основе. По экологическим причинам предпочтительны композиции на водной основе. Под композицией на водной основе подразумевают, что среда покрытия содержит по меньшей мере 50 % по массе воды.
Композиция (композиции) покрытия или слой (слои) покрытия могут включать любое число добавок по ряду различных причин. Указанные добавки могут включать поверхностно-активные вещества, пеногасители или вспомогательные средства для нанесения покрытия, агенты для управления зарядом, проводящие частицы или полимеры, загустители или модификаторы вязкости, коалесцирующие добавки, сшивающие агенты или отвердители, растворимые или состоящие из твердых частиц красители, антизапотевающие добавки, неорганические или органические наполнители, матовые гранулы, неорганические или полимерные частицы, усилители адгезии, едкие растворители или химические травящие агенты, смазывающие вещества, пластификаторы, антиокислители, порообразователи, красители или краски, агент, придающий шероховатость, антифрикционный агент, поглотители УФ, материал, изменяющий показатель преломления, антипирен и другие добавки, хорошо известные в данной области техники.
В конкретных вариантах реализации слой покрытия можно подвергать поперечной сшивке путем применения подходящего сшивающего агента, такого как меламиновые смолы, гидантоиново-формальдегидные смолы, поликарбоновые кислоты и ангидриды, полиамины, полиимины, эпигалогидрины, эпоксиды, диэпоксиды, диальдегиды, диолы, галогенид карбоновой кислоты, кетены, полиазиридины, изоцианаты, карбодиимиды, карбонаты металлов и комбинации указанных агентов. Как вариант, слой покрытия можно подвергать поперечной сшивке путем применения излучения, такого как УФ или видимый свет, электронный луч, плазма или коронный разряд.
Антизапотевающий слой или первый и второй адгезивный слои можно создавать любым способом, известным в данной области техники. Конкретные способы включают покрытие подходящей композицией покрытия при помощи любого общеизвестного способа нанесения покрытия, такого как нанесение покрытия при помощи планки, нанесение покрытия с помощью ножевого устройства, нанесение покрытия с помощью воздушного ножевого устройства, нанесение покрытия с помощью гравированного цилиндра, нанесение покрытия погружением, нанесение покрытия с помощью щелевой головки, нанесение покрытия валиком, нанесение покрытия с помощью ножевого устройства над валиком, напыление и подобные способы. Другие методики могут включать струйную печать, флексографическую печать, трафаретную печать, каландрирование, ламинирование, экструзию из расплава и подобные методики. Как вариант, слой (слои) можно переносить на принимающий элемент с отдающего элемента при помощи приложения нагревания и/или давления.
Важной характеристикой антизапотевающего слоя согласно настоящему изобретению для желаемого применения его в смотровом щитке является высокая прозрачность для видимого света, на что указывает высокий % пропускания видимого света (% VLT). %VLT представляет собой отношение интенсивности пропускаемого света к падающему свету, проходящему сквозь слой, и может быть определено путем измерения оптической плотности слоя при помощи денситометра (такого как денситометр X-rite), как описано в патенте США 7410825, или непосредственно, при помощи такого прибора, как BYK Gardner Haze-Gard Plus. Антизапотевающий слой согласно настоящему изобретению имеет %VLT по меньшей мере примерно 40 %, предпочтительно по меньшей мере примерно 50 %, более предпочтительно по меньшей мере примерно 60 %, наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 70 % или даже по меньшей мере примерно 90 %, при измерении на денситометре или на приборе BYK Gardner Haze-Gard Plus.
Кроме того, прозрачный композиционный материал, как целое, включающий все слои, составляющие композиционный материал, может иметь высокий %VLT. В конкретных вариантах реализации прозрачный композиционный материал может иметь %VLT по меньшей мере примерно 30 %, по меньшей мере примерно 40 %, по меньшей мере примерно 50 %, по меньшей мере примерно 60 % или даже по меньшей мере примерно 80 %.
Кроме того, антизапотевающий слой может иметь хорошую адгезию к прилегающему слою, измеряемую согласно испытанию на отслаивание с помощью липкой ленты. Испытание на отслаивание с помощью липкой ленты подробнее описано ниже в разделе примеров. Конкретное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что композиционные материалы согласно вариантам реализации настоящего изобретения обладают хорошей адгезией к нижележащему слою. Традиционные антизапотевающие слои обладают недостаточной способностью приклеиваться к нижележащим субстратам, в частности, без отрицательного воздействия на прозрачность или на антизапотевающее действие антизапотевающего слоя.
Кроме того, антизапотевающий слой может быть нелипким, что определяют при помощи складывания слоя с самим собой, разделения слоя и наблюдения, произошло ли слипание слоя с самим собой. Эта характеристика липкости подробнее описана ниже. Конкретное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что композиционные материалы согласно вариантам реализации настоящего изобретения обладают хорошей адгезией к нижележащему слою при отсутствии липкости слоя, подвергающегося воздействию окружающей среды. Традиционные антизапотевающие слои обладают недостаточной способностью приклеиваться к нижележащим субстратам, в то же время оставаясь нелипкими на внешней поверхности.
Кроме того, антизапотевающий слой может проходить испытание в паровой ванне. В испытании в паровой ванне измеряют способность антизапотевающего слоя выдерживать многократное воздействие влажной среды без нарушения антизапотевающего действия. Конкретное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что композиционные материалы согласно вариантам реализации настоящего изобретения могут выдерживать многократное мытье и многократное воздействие влажной среды без нарушения антизапотевающего действия, в частности, при использовании композиции антизапотевающего покрытия на водной основе.
Кроме того, конкретное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что композиционные материалы согласно вариантам реализации настоящего изобретения не отслаиваются при изгибании. Указанное свойство можно оценить количественно при помощи выполнения операции изгибания на машине для испытаний Gelbo в течение 2000 циклов. Согласно вариантам реализации настоящего изобретения, композиционные материалы не отслаиваются после 2000 циклов на машине для испытаний Gelbo. Традиционные антизапотевающие слои обладают недостаточной устойчивостью к отслаиванию, если при изготовлении композиционного материала был сделан акцент на достижении желаемого антизапотевающего действия, прозрачности, липкости и комбинации указанных свойств.
Прозрачный композиционный материал согласно настоящему изобретению, описанный в данном документе, может включать любое число дополнительных функциональных слоев для любых целей. Указанные функциональные слои могут включать антистатический слой, грунтовки, слой усилителя адгезии, антипиренный слой, барьерный слой, дышащий слой, транспортный слой, запечатываемый слой, слой, стойкий к истиранию или царапинам, твердый слой, разделительный слой, антифрикционный слой, антибликовый слой, слой, изменяющий показатель преломления, УФ защитный слой, оттеночный слой, антивандальный слой и подобные слои.
ПРИМЕРЫ
Варианты реализации настоящего изобретения проиллюстрированы следующими примерами, которые являются иллюстративными и не ограничивают объем настоящего изобретения. Полимерные субстраты или слои, применяемые в указанных примерах, включают (1) листы поливинилхлорида (ПВХ) и (2) C-обработанные листы фторированного сополимера этилена-пропилена (ФЭП).
Компоненты, применяемые для различных слоев в примерах согласно настоящему изобретению, а также в сравнительных примерах, включали следующие коммерчески доступные материалы.
a. Neorez R 9621, дисперсия алифатического полиуретана на водной основе, поставляемая DSM Neoresins;
b. Neorez R 9330, дисперсия алифатического полиуретана на водной основе, поставляемая DSM Neoresins;
c. Neorez R 9679, дисперсия алифатического полиуретана на водной основе, поставляемая DSM Neoresins;
d. Neorez R600, дисперсия алифатического полиуретана на водной основе, поставляемая DSM Neoresins;
e. Bondthane UD-410, дисперсия алифатического полиуретана на водной основе, поставляемая BPI;
f. Cymel 303LF, соединение гексаметоксиметилмеламина, поставляемое Cytech Industires; и
g. Zonyl FSO, этоксилированное неионное фторированное поверхностно-активное веществ, поставляемое Dupont.
h. Ludox AM, дисперсия коллоидного кремнезема, поставляемая WR Grace
i. Capstone FS-61, фторированное анионное поверхностно-активное веществ, поставляемое Dupont
Адгезивный слой
Пример 1 - двухслойный композиционный материал
Композиции покрытия для адгезивного слоя, показанные в таблице 1A, наносили слоями различной толщины на C-обработанные субстраты ФЭП и высушивали при 93 градусах Цельсия в течение 10 минут. Затаем, каждый из листов ФЭП с адгезивным покрытием ламинировали к листу ПВХ, так чтобы адгезивный слой находился между ФЭП и листом ПВХ. Ламинацию осуществляли либо на ножном прессе под давлением 40 psi (275,8 кПа) при 121 градусах Цельсия, или при помощи ручного валика при комнатной температуре (КТ). Некоторые композиционные материалы, полученные таким образом, дополнительно отверждали при 107 градусах Цельсия в течение различных промежутков времени. Прочность к отслаиванию между листом ФЭП и листом ПВХ измеряли в фунтах на линейный дюйм (PLI) на приборе Instron согласно ASTM D1876. Различные конструкции композиционных материалов, подробности обработки и соответствующие значения прочности к отслаиванию показаны в таблице 1B.
| Таблица 1A | |||||||
| Образец # | Neorez R9621 | Neorez R9330 | Neorez R9679 | Neorez R600 | Cymel 303 | вода | Zonyl FSO |
| граммы | граммы | граммы | граммы | граммы | граммы | ||
| Адгезив 1 | 65,8 | 34,2 | 1 | ||||
| Адгезив 2 | 59,2 | 2,5 | 38,3 | 1 | |||
| Адгезив 3 | 52,6 | 5,0 | 42,4 | 1 | |||
| Адгезив 4 | 62,5 | 37,5 | 1 | ||||
| Адгезив 5 | 56,3 | 2,5 | 41,2 | 1 | |||
| Адгезив 6 | 50,0 | 5,0 | 45,0 | 1 | |||
| Адгезив 7 | 67,6 | 32,4 | 1 | ||||
| Адгезив 8 | 75,8 | 24,2 | 1 |
| Таблица 1B | |||||
| омпозиционный материал | Образец адгезива | Толщина адгезива | Ламинация | Дополнительное отверждение | Прочность к отслаиванию |
| микрометры | PLI (кг/см) | ||||
| Композиционный материал 1 | Адгезив 1 | 2 | Валик (КТ) | 20 мин | 6,7 (1,21 кг/см) |
| Композиционный материал 2 | Адгезив 2 | 2 | Валик (КТ) | 20 мин | 5,6 (1,01 кг/см) |
| Композиционный материал 3 | Адгезив 3 | 2 | Валик (КТ) | 20 мин | 5,3 (0,95 кг/см) |
| Композиционный материал 4 | Адгезив 1 | 2 | Ножной пресс; 15 сек | - | 4,3 (0,77 кг/см) |
| Композиционный материал 5 | Адгезив 4 | 2 | Валик (КТ) | 2 мин | 2,4 (0,43 кг/см) |
| Композиционный материал 6 | Адгезив 4 | 2 | Валик (КТ) | 3 мин | 2,6 (0,47 кг/см) |
| Композиционный материал 7 | Адгезив 4 | 2 | Валик (КТ) | 5 мин | 3,2 (0,58 кг/см) |
| Композиционный материал 8 | Адгезив 4 | 2 | Валик (КТ) | 20 мин | 5,2 (0,94 кг/см) |
| Композиционный материал 9 | Адгезив 4 | 6 | Валик (КТ) | 2 мин | 3,6 (0,65 кг/см) |
| Композиционный материал 10 | Адгезив 4 | 6 | Валик (КТ) | 3 мин | 3,6 (0,65 кг/см) |
| Композиционный материал 11 | Адгезив 4 | 6 | Валик (КТ) | 5 мин | 3,5 (0,63 кг/см) |
| Композиционный материал 12 | Адгезив 5 | 2 | Валик (КТ) | 20 мин | 5,4 (0,97 кг/см) |
| Композиционный материал 13 | Адгезив 6 | 2 | Валик (КТ) | 20 мин | 5,4 (0,97 кг/см) |
| Композиционный материал 14 | Адгезив 7 | 2 | Валик (КТ) | 2 мин | 0 (0) |
| Композиционный материал 15 | Адгезив 7 | 2 | Валик (КТ) | 3 мин | 0 (0) |
| Композиционный материал 16 | Адгезив 7 | 2 | Валик (КТ) | 5 мин | 0 (0) |
| Композиционный материал 17 | Адгезив 7 | 2 | Валик (КТ) | 20 мин | 0 (0) |
| Композиционный материал 18 | Адгезив 8 | 2 | Валик (КТ) | 2 мин | 0,5 (0,09 кг/см) |
| Композиционный материал 19 | Адгезив 8 | 2 | Валик (КТ) | 3 мин | 0,7 (0,13 кг/см) |
| Композиционный материал 20 | Адгезив 8 | 2 | Валик (КТ) | 5 мин | 0,6 (0,11 кг/см) |
Как показано выше, при использовании адгезивов в комбинациях от Адгезива 1 до Адгезива 6 получают значение прочности к отслаиванию по меньшей мере 2 PLI (0,36 кг/см).
Кроме того, каждый композиционный материал с использованием адгезивов от Адгезива 1 до Адгезива 6 изгибали, складывали и сгибали, при этом не происходило отслаивания. С другой стороны, композиционные материал, полученные с использованием адгезивов от Адгезива 7 до Адгезива 8 показали слабую адгезию или отсутствие адгезии. Фактически, невозможно было изгибать, складывать или сгибать весь композиционный материал без отслаивания для материалов, полученные с использованием адгезивов от Адгезива 7 до Адгезива 8.
Пример 2 - трехслойный композиционный материал на основе Адгезива 4
Два листа ФЭП, каждый из которых был C-обработан с обеих сторон, покрывали каждый с обеих сторон Адгезивом 4, как показано в таблице A1, и высушивали при 93 градусах Цельсия в течение 10 минут. Каждый лист ФЭП с покрытием ламинировали между двумя листами ПВХ при помощи ручного валика при комнатной температуре (КТ), с последующим отверждением при 107 градусах Цельсия в течение 5 минут для получения следующих композиционных материалов, показанных в таблице 2 ниже. Затем каждый композиционный материал подвергали изгибанию на машине для испытаний Gelbo в течение 2000 циклов и проверяли на отслаивание.
| Таблица 2 | |||
| № образца | Конструкция композиционного материала | Толщина слоя адгезива | Отслаивание |
| Композиционный материал B1 | ПВХ/Адгезив 4/ФЭП/Адгезив 4/ПВХ | 2 микрометра | Нет |
| Композиционный материал B2 | ПВХ/Адгезив 4/ФЭП/Адгезив 4/ПВХ | 8 микрометров | Нет |
Пример 3 - антизапотевающий слой
Композиции антизапотевающего покрытия, показанные в таблице 3 ниже, наносили на композиционные материалы B1 и B2 на поверхность одного из ПВХ слоев. Кроме того, наносили композицию антизапотевающего покрытия непосредственно на отдельно стоящий C-обработанный лист ФЭП.
Испытания на технологические характеристики
Прозрачность - вышеописанные образцы с нанесенным антизапотевающим покрытием оценивали на %VLT. Образцы с %VLT по меньшей мере примерно 50 % отмечали как «высокая», а остальные как «низкая».
Адгезия - образцы с нанесенным антизапотевающим покрытием оценивали на адгезию антизапотевающего слоя к непосредственно предшествующему слою при помощи липкой ленты. Любой случай удаления материала отмечали как «плохая», тогда как отсутствие удаления материала отмечали как «хорошая».
Липкость - образцы с нанесенным антизапотевающим покрытием оценивали на липкость путем складывания образца с самим собой и последующего разделения. Если образец прилипал сам к себе, его считали «липким». В противном случае образец считали «нелипким».
Антизапотевающая способность- образцы с нанесенным антизапотевающим покрытием подвергали воздействию паровой ванны с температурой воды 80 градусов Цельсия в течение 15 секунд и оценивали антизапотевающие свойства. Обработанный паром образец последовательно промывали при помощи чистой ткани мылом и водой, и высушивали. После высушивания образец снова подвергали воздействию пара указанным образом. Цикл воздействия пара и промывки повторяли 15 раз, и проверяли образец на любое удаление материала или потерю антизапотевающих свойств. Антизапотевающие слои согласно настоящему изобретению «проходили» указанное испытание без какого-либо удаления материала или потери антизапотевающих свойств по окончании циклов.
Отслаивание - образцы композиционного материала с нанесенным антизапотевающим покрытием подвергали изгибанию на машине для испытаний Gelbo в течение 2000 циклов и проверяли на отслаивание. Считали, что образец «прошел» испытание, если ни на одном из слоев не было замечено отслаивание.
Полученные результаты приведены в таблице 2B.
| Таблица 2B | |||||||
| # | Антизапотевающее покрытие | Композиционный материал | Прозрачность | Адгезия | Липкость | Цикл пар/ очистка | Gelbo |
| 1 | Антизапотевающий 1 | Композиционный материал B1 (поверхность ПВХ) |
высокая | хорошая | нелипкий | прошел | прошел |
| 2 | Антизапотевающий 1 | Лист ФЭП | высокая | хорошая | нелипкий | прошел | прошел |
| 3 | Антизапотевающий 2 | Композиционный материал B2 (поверхность ПВХ) |
высокая | хорошая | нелипкий | прошел | |
| 4 | Антизапотевающий 3 | Композиционный материал 1 (поверхность ПВХ) |
высокая | липкий | |||
| 5 | Антизапотевающий 4 | Композиционный материал 1 (поверхность ПВХ) |
высокая | липкий | |||
| 6 | Антизапотевающий 5 | Композиционный материал 1 (поверхность ПВХ) |
высокая | плохая | |||
| 7 | Антизапотевающий 6 | Композиционный материал B2 (поверхность ПВХ) |
высокая | хорошая | нелипкий | прошел |
Как показано выше, образцы 1-3 и 7 позволили получить композиционные смотровые щитки, обладающие высокой прозрачностью, хорошей адгезией, нелипкой поверхностью, хорошей гибкостью, хорошей стойкостью к мытью и сохранением хороших антизапотевающих свойств. С другой стороны, образцы 4 - 6 обеспечивали плохую адгезию или липкую поверхность, и признаны непригодными для применения в смотровых щитках.
Возможно множество различных аспектов и вариантов реализации настоящего изобретения. Некоторые из указанных аспектов и вариантов реализации описаны ниже. После прочтения настоящего описания опытный специалист в данной области техники поймет, что указанные аспекты и варианты реализации являются только иллюстративными и не ограничивают объем настоящего изобретения. Варианты реализации могут соответствовать любому одному или более из пунктов, перечисленных ниже.
Пункт 1. Прозрачный композиционный материал, включающий: слой субстрата; и антизапотевающий слой, причем антизапотевающий слой содержит адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер, причем адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер являются различными.
Пункт 2. Прозрачный композиционный материал, включающий: слой субстрата; первый адгезивный слой; первый прозрачный слой; второй адгезивный слой; второй прозрачный слой; и антизапотевающий слой, причем антизапотевающий слой содержит адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер, причем адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер являются различными.
Пункт 3. Композиция антизапотевающего покрытия, содержащая адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер, причем адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер являются различными.
Пункт 4. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем адгезивный полимер включает полимер, имеющий Tg менее примерно 45 градусов по Цельсию; причем жесткий полимер включает полимер, имеющий твердость по карандашной шкале по меньшей мере примерно Н, при измерении согласно ASTM D3363; причем гидрофильный полимер включает полимер, содержащий главную цепь и гидрофильные сегменты, ковалентно связанные с главной цепью.
Пункт 5. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой или композиция антизапотевающего покрытия включает гидрофильный полимер.
Пункт 6. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно пункту 4, причем гидрофильный полимер включает гидрофильный полиуретан.
Пункт 7. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 5 по 6, причем гидрофильный полимер включает полимер, содержащий полиуретановую главную цепь и гидрофильные сегменты, ковалентно связанные с полиуретановой главной цепью.
Пункт 8. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно пункту 7, причем гидрофильные сегменты включают алкиленоксиды, лактоны, лактамы, силаны, акриламиды, спирты, желатин или комбинации указанных соединений.
Пункт 9. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 7 по 8, причем гидрофильные сегменты включают алкиленоксиды, лактоны, лактамы или комбинации указанных соединений.
Пункт 10. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 7 по 9, причем гидрофильные сегменты имеют молекулярную массу по меньшей мере примерно 100, по меньшей мере примерно 500 или даже по меньшей мере примерно 1000.
Пункт 11. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 7 по 10, причем гидрофильные сегменты составляют по меньшей мере примерно 1 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от массы гидрофильного полимера.
Пункт 12. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 5 по 11, причем гидрофильный полимер присутствует в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 99,9 масс. %, не более примерно 90 масс. %, не более примерно 80 масс. % или даже не более примерно 70 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя.
Пункт 13. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 5 по 12, причем гидрофильный полимер присутствует в антизапотевающем слое в количестве по меньшей мере примерно 0,01 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, по меньшей мере примерно 20 масс. % или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 14. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 5 по 13, причем гидрофильный полимер присутствует в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от примерно 0,01 масс. % до примерно 99,9 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 90 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 80 масс. % или даже от примерно 25 масс. % до примерно 75 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 15. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой или композиция антизапотевающего покрытия включает жесткий полимер.
Пункт 16. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно пункту 15, причем жесткий полимер включает полимер или интерполимер, полученный из этилен-ненасыщенных мономеров, включая стирол, производные стирола, акриловую кислоту или метакриловую кислоту и их производные, олефины, (мет)акрилонитрилы, итаконовую кислоту и ее производные, малеиновую кислоту и ее производные, винилгалогениды, винилиденгалогениды, фторполимеры или комбинации указанных соединений.
Пункт 17. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 16, причем жесткий полимер включает полимер, полученный из водной дисперсии полимеров, полученных по реакции конденсации.
Пункт 18. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 17, причем жесткий полимер включает полиуретан, сложный полиэфир или комбинацию указанных полимеров.
Пункт 19. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 18, причем жесткий полимер включает полимер, полученный из дисперсии полиуретана, дисперсии сложного полиэфира или комбинации указанных материалов.
Пункт 20. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 19, причем жесткий полимер имеет твердость по карандашной шкале по меньшей мере примерно Н, по меньшей мере примерно 2Н, по меньшей мере примерно 3Н, при измерении согласно ASTM D3363.
Пункт 21. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 20, причем жесткий полимер имеет напряжение при удлинении на 100% по меньшей мере примерно 2000 psi (13,79 МПа), по меньшей мере примерно 3000 psi (20,68 МПа) или даже по меньшей мере примерно 3500 psi (24,13 МПа), при измерении согласно ASTM D412.
Пункт 22. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 21, причем жесткий полимер имеет напряжение при удлинении на 100% не более примерно 15000 psi (103,4 МПа), не более примерно 10000 psi (68,95 МПа) или даже не более примерно 7500 psi (51,71 МПа), при измерении согласно ASTM D412.
Пункт 23. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 22, причем жесткий полимер имеет прочность на растяжение по меньшей мере примерно 3000 psi (20,68 МПа), по меньшей мере примерно 4000 psi (27,58 МПа) или даже по меньшей мере примерно 5000 psi (34,47 МПа), при измерении согласно ASTM D412.
Пункт 24. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 23, причем жесткий полимер имеет прочность на растяжение не более примерно 15000 psi (103,4 МПа), при измерении согласно ASTM D412.
Пункт 25. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 24, причем жесткий полимер присутствует в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 90 масс. %, не более примерно 80 масс. %, не более примерно 70 масс. % или даже не более примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 26. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 25, причем жесткий полимер присутствует в количестве по меньшей мере примерно 0,1 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, по меньшей мере примерно 20 масс. % или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 27. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 15 по 26, причем жесткий полимер присутствует в количестве в диапазоне от примерно 0,1 масс. % до примерно 90 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 80 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 70 масс. % или даже от примерно 25 масс. % до примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 28. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой или композиция покрытия включает адгезивный полимер.
Пункт 29. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно пункту 28, причем адгезивный полимер включает сложный полиэфир или полиуретан.
Пункт 30. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 29, причем адгезивный полимер включает алифатический неионный полиуретан.
Пункт 31. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 30, причем адгезивный полимер присутствует в количестве не более примерно 90 масс. %, не более примерно 80 масс. %, не более примерно 70 масс. % или даже не более примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 32. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 31, причем адгезивный полимер присутствует в количестве по меньшей мере примерно 0,1 масс. %, по меньшей мере примерно 10 масс. %, по меньшей мере примерно 20 масс. % или даже по меньшей мере примерно 25 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 33. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 32, причем адгезивный полимер присутствует в количестве в диапазоне от примерно 0,1 масс. % до примерно 90 масс. %, от примерно 10 масс. % до примерно 80 масс. %, от примерно 20 масс. % до примерно 70 масс. % или даже от примерно 25 масс. % до примерно 60 масс. % от общей массы сухого вещества антизапотевающего слоя или композиции покрытия.
Пункт 34. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 33, причем адгезивный полимер включает полимер или интерполимер, полученный из этилен-ненасыщенных мономеров, выбранных из группы, состоящей из стирола, производных стирола, акриловой кислоты или ее производных, метакриловой кислоты или ее производных, олефинов, (мет)акрилонитрилов, итаконовой кислоты и ее производных, малеиновой кислоты и ее производных, винилгалогенидов, винилиденгалогенидов, фторполимеров и комбинаций указанных соединений.
Пункт 35. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 34, причем адгезивный полимер включает полимер или интерполимер, полученный из фторполимера, причем фторполимер выбран из группы, состоящей из ПТФЭ, ПФА, ФЭП, THV, ЭТФЭ, ПВДФ и комбинаций указанных полимеров.
Пункт 36. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 35, причем адгезивный полимер включает полимер, полученный из водной дисперсии полимеров, полученных по реакции конденсации.
Пункт 37. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому пункту с 28 по 36, причем адгезивный полимер включает полимер, полученный из дисперсии полиуретана или сложного полиэфира.
Пункт 38. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой или композиция покрытия дополнительно включает сшивающий агент.
Пункт 39. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой или композиция покрытия дополнительно включает поперечно сшитую сетчатую структуру полимера, включающую жесткий полимер, гидрофильный полимер и адгезивный полимер.
Пункт 40. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой или композиция покрытия дополнительно включает добавку, выбранную из группы, состоящей из поверхностно-активные вещества, пеногасителей, вспомогательных средств для нанесения покрытия, агентов для управления зарядом, проводящих частиц, проводящих полимеров, загустителей, модификаторов вязкости, коалесцирующих добавок, растворимых или состоящих из твердых частиц красителей, антизапотевающих добавок, неорганических или органических наполнителей, матовых гранул, неорганических или полимерных частиц, усилителей адгезии, едких растворителей, химических травящих агентов, смазывающих веществ, пластификаторов, антиокислителей, порообразователей, красителей, красок, агентов, придающих шероховатость, антифрикционных агентов, поглотителей УФ, материалов, изменяющих показатель преломления, и комбинаций указанных добавок.
Пункт 41. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий первый прозрачный слой, расположенный рядом со слоем субстрата.
Пункт 42. Прозрачный композиционный материал согласно пункту 41, причем первый прозрачный слой включает фторполимер.
Пункт 43. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 41 по 42, причем первый прозрачный слой включает C-обработанный фторполимер.
Пункт 44. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 41 по 43, дополнительно включающий второй прозрачный слой, расположенный рядом с первым прозрачным слоем.
Пункт 45. Прозрачный композиционный материал согласно пункту 44, причем второй прозрачный слой включает фторполимер или поливинилхлорид, или сложный полиэфир, или поликарбонат, или ацетат целлюлозы, или полиолефин.
Пункт 46. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 44 по 45, причем второй прозрачный слой включает C-обработанный фторполимер.
Пункт 47. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 41 по 46, причем первый прозрачный слой и второй прозрачный слой включают одинаковый полимерный материал.
Пункт 48. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем прозрачный композиционный материал включает первый адгезивный слой, расположенный между первым прозрачным слоем и слоем субстрата, и второй адгезивный слой, расположенный между вторым прозрачным слоем и первым прозрачным слоем.
Пункт 49. Прозрачный композиционный материал согласно пункту 48, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой содержит полиуретановый полимер.
Пункт 50. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 48 по 49, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой содержит отвержденную, поперечно сшитую дисперсию алифатического полиуретана на водной основе.
Пункт 51. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 48 по 50, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой содержит тот же адгезивный полимер, что и антизапотевающий слой.
Пункт 52. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 48 по 51, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой содержит растворимый в воде полимер, гидрофильный коллоид или нерастворимый в воде полимер в форме латекса или дисперсии.
Пункт 53. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 48 по 52, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой включает полимеры или интерполимеры, полученные из этилен-ненасыщенных мономеров, таких как стирол, производные стирола, акриловая кислота или ее производные, метакриловая кислота или ее производные, олефины, (мет)акрилонитрилы, итаконовая кислота и ее производные, малеиновая кислота и ее производные, винилгалогениды, винилиденгалогениды или фторполимеры.
Пункт 54. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 48 по 53, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой включает полимер, полученный из водной дисперсии полимеров, полученных по реакции конденсации.
Пункт 55. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 48 по 54, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой включает полимер, полученный из дисперсии полиуретана или сложного полиэфира.
Пункт 56. Прозрачный композиционный материал согласно любому пункту с 48 по 55, причем первый адгезивный слой или второй адгезивный слой включает полимер, имеющий температуру стеклования (Tg) не более 45 градусов по Цельсию, не более 20 градусов по Цельсию, не более 10 градусов по Цельсию, и даже не более 0 градусов по Цельсию.
Пункт 57. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиционный материал включает слой субстрата.
Пункт 58. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиционный материал включает отдельный прозрачный слой субстрата.
Пункт 59. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиционный материал включает слой субстрата, включающий поливинилхлорид, сложный полиэфир, фторполимер, поликарбонат или полиолефин.
Пункт 60. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем прочность к отслаиванию между первым прозрачным слоем и слоем субстрата составляет по меньшей мере примерно 2 фунта на линейный дюйм (PLI) (0,36 кг/см), по меньшей мере примерно 3 PLI (0,54 кг/см), по меньшей мере примерно 4 PLI (0,72 кг/см), или даже по меньшей мере примерно 5 PLI (0,90 кг/см), при измерении согласно ASTM D1876.
Пункт 61. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем прочность к отслаиванию между вторым прозрачным слоем и первым прозрачным слоем составляет по меньшей мере примерно 2 фунта на линейный дюйм (PLI) (0,36 кг/см), по меньшей мере примерно 3 PLI (0,54 кг/см), по меньшей мере примерно 4 PLI (0,72 кг/см), или даже по меньшей мере примерно 5 PLI (0,90 кг/см), при измерении согласно ASTM D1876.
Пункт 62. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем связь между внешний слоем и слоем, включающим фторполимер, имеет прочность связи по меньшей мере примерно 2 фунта на линейный дюйм (PLI) (0,36 кг/см), по меньшей мере примерно 3 PLI (0,54 кг/см), по меньшей мере примерно 4 PLI (0,72 кг/см), или даже по меньшей мере примерно 5 PLI (0,90 кг/см), при измерении согласно ASTM D1876; причем связь между слоем, содержащим фторполимер, и слоем, содержащим полимер, имеет прочность связи по меньшей мере примерно 2 фунта на линейный дюйм (PLI) (0,36 кг/см), по меньшей мере примерно 3 PLI (0,54 кг/см), по меньшей мере примерно 4 PLI (0,72 кг/см), или даже по меньшей мере примерно 5 PLI (0,90 кг/см), при измерении согласно ASTM D1876.
Пункт 63. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой имеет хорошую адгезию к соседнему слою, измеренную согласно испытанию на отслаивание с помощью липкой ленты.
Пункт 64. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой является нелипким, как определяют при помощи складывания слоя с самим собой, разделения слоя и наблюдения, произошло ли слипание слоя с самим собой.
Пункт 65. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой проходит испытание в паровой ванне.
Пункт 66. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиционный материал не отслаивается при испытании на изгибание на машине для испытаний Gelbo в течение 2000 циклов.
Пункт 67. Прозрачный композиционный материал согласно любому из предшествующих пунктов, причем антизапотевающий слой имеет %VLT по меньшей мере примерно 50 %, или по меньшей мере примерно 70 %, или даже по меньшей мере примерно 90 %.
Пункт 68. Прозрачный композиционный материал, включающий антизапотевающий слой, причем антизапотевающий слой содержит гидрофильный полимер и противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем и/или анионное фторированное поверхностно-активное вещество.
Пункт 69. Композиция антизапотевающего покрытия, включающая гидрофильный полимер и противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем и/или анионное фторированное поверхностно-активное вещество.
Пункт 70. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент.
Пункт 71. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий коллоидные неорганические частицы.
Пункт 72. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем.
Пункт 73. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий фторированное поверхностно-активное вещество.
Пункт 74. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий анионное фторированное поверхностно-активное вещество.
Пункт 75. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем, присутствующий в композиции антизапотевающего покрытия в количестве по меньшей мере примерно 1 масс. %, по меньшей мере примерно 3 масс. % или даже по меньшей мере примерно 7 масс. % от общей массы композиции антизапотевающего покрытия или антизапотевающего слоя.
Пункт 76. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем, присутствующий в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 50 масс. %, не более примерно 40 масс. %, не более примерно 30 масс. % или даже не более примерно 20 масс. %.
Пункт 77. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем, присутствующий в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от примерно 1 масс. % до примерно 50 масс. %, от примерно 3 масс. % до примерно 40 масс. % или даже от примерно 7 масс. % до примерно 30 масс. %.
Пункт 78. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий анионное фторированное поверхностно-активное вещество, присутствующее в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве по меньшей мере примерно 0,005 масс. %, по меньшей мере примерно 0,01 масс. % или даже по меньшей мере примерно 0,03 масс. % от общей массы композиции антизапотевающего покрытия или антизапотевающего слоя.
Пункт 79. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий анионное фторированное поверхностно-активное вещество, присутствующее в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве не более примерно 15 масс. %, не более примерно 10 масс. %, не более примерно 8 масс. % или даже не более примерно 2 масс. %.
Пункт 80. Прозрачный композиционный материал или композиция покрытия согласно любому из предшествующих пунктов, причем композиция антизапотевающего покрытия и/или антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий анионное фторированное поверхностно-активное вещество, присутствующее в композиции антизапотевающего покрытия или в антизапотевающем слое в количестве в диапазоне от примерно 0,005 масс. % до примерно 15 масс. %, от примерно 0,01 масс. % до примерно 10 масс. % или даже от примерно 0,03 масс. % до примерно 8 масс. %.
Следует отметить, что не все действия, описанные выше в общем описании или в примерах, являются необходимыми, что часть конкретных действий может не являться необходимой, и что в дополнение к описанным действиям можно осуществлять одно или более дополнительных действий. Кроме того, порядок, в котором перечислены указанные действия, не является обязательным порядком, в котором необходимо осуществлять указанные действия.
Выгоды, другие преимущества и решения проблем были описаны выше по отношению к конкретным вариантам реализации. Тем не менее, выгоды, другие преимущества, решения проблем и любой признак (признаки), которые могут предоставлять или подчеркивать любую выгоду, другое преимущество или решение, не должны рассматриваться как критически важные, необходимые или существенные признаки любого или всех пунктов формулы изобретения.
Описание и иллюстрации вариантов реализации настоящего изобретения, приведенные в настоящей заявке, предназначены обеспечивать общее понимание конструкции различных вариантов реализации. Описание и иллюстрации не предназначены служить исчерпывающим и всеобъемлющим описанием всех элементов и признаков устройств и систем, в которых применяют конструкции или способы, описанные в настоящей заявке. Отдельные варианты реализации также могут быть обеспечены в комбинации в едином варианте реализации, и напротив, различные признаки, для краткости описанные в рамках одного варианта реализации, могут также быть обеспечены отдельно или в любой подкомбинации. Кроме того, указания на диапазоны значений включают каждое и любое значение, входящее в указанный диапазон. Многие другие варианты реализации могут быть понятны опытным специалистам в данной области техники только после прочтения настоящего описания. Другие варианты реализации, которые могут быть использованы и получены из настоящего описания, такие как структурная замена, логическая замена или другое изменение, могут быть сделаны, не выходя за рамки объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее описание рассматривается как иллюстративное, а не как ограничительное.
1. Композиция антизапотевающего покрытия, включающая:
адгезивный полимер,
жесткий полимер и
гидрофильный полимер,
причем гидрофильный полимер представляет собой полимер, имеющий полиуретановую главную цепь,
причем жесткий полимер представляет собой полимер или интерполимер, полученный из этилен-ненасыщенных мономеров, включающих стирол, производные стирола, акриловую кислоту или ее производное, метакриловую кислоту или ее производное, олефины, (мет)акрилонитрилы, итаконовую кислоту или ее производные, малеиновую кислоту и ее производные, винилгалогениды, винилиденгалогениды, фторполимеры, или их комбинаций, и
причем адгезивный полимер представляет собой сложный полиэфир или полиуретан.
2. Композиция антизапотевающего покрытия по п. 1, в которой адгезивный полимер представляет собой полимер, имеющий Tg менее примерно 45 градусов по Цельсию; причем жесткий полимер представляет собой полимер, имеющий твердость по карандашной шкале твердости по меньшей мере примерно Н, при измерении согласно ASTM D3363; и причем гидрофильный полимер представляет собой полимер, содержащий главную цепь и гидрофильные сегменты, ковалентно связанные с главной цепью.
3. Композиция антизапотевающего покрытия по п. 1, в которой гидрофильный полимер содержит гидрофильные сегменты, ковалентно связанные с полиуретановой главной цепью, причем гидрофильные сегменты включают алкиленоксиды, лактоны, лактамы или их комбинации.
4. Композиция антизапотевающего покрытия по п. 1, в которой:
а. гидрофильный полимер присутствует в количестве, находящемся в диапазоне от примерно 10 масс. % до примерно 90 масс. % относительно общей массы сухого вещества композиции;
b. жесткий полимер присутствует в количестве, находящемся в диапазоне от примерно 10 масс. % до примерно 80 масс. % от общей массы сухого вещества композиции; и
c. адгезивный полимер присутствует в количестве, находящемся в диапазоне от примерно 10 масс. % до примерно 80 масс. % от общей массы сухого вещества композиции.
5. Композиция антизапотевающего покрытия по п. 1, в которой жесткий полимер имеет твердость по карандашной шкале по меньшей мере 2Н, при измерении согласно ASTM D3363.
6. Композиция антизапотевающего покрытия по п. 1, которая дополнительно включает сшивающий агент.
7. Прозрачный композиционный материал, включающий:
a. слой субстрата; и
b. антизапотевающий слой, расположенный на слое субстрата, причем указанный антизапотевающий слой имеет пропускание видимого света (VLT) по меньшей мере 50% и при этом композиция антизапотевающего покрытия содержит:
адгезивный полимер,
жесткий полимер и
гидрофильный полимер,
причем гидрофильный представляет собой полимер, имеющий полиуретановую главную цепь,
причем жесткий полимер представляет собой полимер или интерполимер, полученный из этиленненасыщенных мономеров, включающих стирол, производные стирола, акриловую кислоту или ее производное, метакриловую кислоту или ее производное, олефины, (мет)акрилонитрилы, итаконовую кислоту или ее производные, малеиновую кислоту и ее производные, винилгалогениды, винилиденгалогениды, фторполимеры, или их комбинаций, и
причем адгезивный полимер представляет собой сложный полиэфир или полиуретан.
8. Прозрачный композиционный материал по п. 7, который дополнительно включает:
a. первый адгезивный слой;
b. первый прозрачный слой;
c. второй адгезивный слой;
d. второй прозрачный слой; и
e. антизапотевающий слой, включающий адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер, причем адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер являются различными.
9. Прозрачный композиционный материал п. 7, который находится в форме индивидуального средства защиты.
10. Прозрачный композиционный материал по п. 7, который дополнительно включает:
a. первый адгезивный слой;
b. первый прозрачный слой;
c. второй адгезивный слой;
d. второй прозрачный слой; и
e. антизапотевающий слой, включающий адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер, причем адгезивный полимер, жесткий полимер и гидрофильный полимер являются различными; и
f. прочность на отслаивание первого прозрачного слоя от слоя субстрата составляет по меньшей мере примерно 2 фунта на линейный дюйм (PLI) (0,36 кг/см) при измерении согласно ASTM D1876.
11. Прозрачный композиционный материал по п. 7, в котором антизапотевающий слой является нелипким, что определяют путем складывания слоя с самим собой, разведения слоя и наблюдения, произошло ли слипание слоя с самим собой.
12. Прозрачный композиционный материал по п. 7, в котором
a. антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий коллоидный кремнезем, присутствующий в антизапотевающем слое в количестве, находящемся в диапазоне от примерно 3 масс. % до примерно 40 масс. % от общей массы антизапотевающего слоя; и/или
b. при этом антизапотевающий слой включает противослипающий агент, включающий анионное фторированное поверхностно-активное вещество, присутствующее в антизапотевающем слое в количестве, находящемся в диапазоне от примерно 0,01 масс. % до примерно 10 масс. % от общей массы антизапотевающего слоя.
