MX2013004565A

MX2013004565A - Sistemas y metodos y aparatos para grabado en relieve directo de una lamina de polimero fundido.

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Publication number: MX2013004565A
Application number: MX2013004565A
Authority: MX
Inventors: Lora Lee Spangler; Vincent Yacovone; Aristotelis Karagiannis; Gary Matis; Pratapkumar Nagarajanc; Andrew Neil Smith; Witold Szydlowski; Richard F Urban; Wenlai Feng
Original assignee: Solutia Inc
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-06-07
Also published as: CN103379999B; AR084038A1; WO2012074702A1; US20140346705A1; CN103379999A; TW201233531A; MX366833B; JP2014501641A; RU2013129771A; BR112013012098A2; EP2646248A4; JP6080771B2; EP2646248B1; TWI604942B; US20120135191A1; CA2817522A1; RU2584533C2; EP2646248A1

Abstract

Una estación de grabado en relieve de una etapa continua comprendida de dos (2) rodillos de grabado en relieve con temperatura controlada que se localiza después del troquel de extrusión en el proceso de fabricación para paneles de vidrio laminados de múltiples capas y permite un grabado en relieve simultáneo doble de ambos lados de una lámina de polímero fundido y produce una lámina de capa intermedia de polímero con permanencia incrementada, valores de retención de grabado en relieve e incidencia disminuida de valores de moteado y fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado. También se divulga en la presente una lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve con un primer lado, un segundo lado y una superficie grabada en relieve sobre por lo menos uno de los lados, con una rugosidad superficial Rz de 10 a 90 micras sobre la superficie grabada en relieve, una permanencia de mayor que 95% cuando se prueba a 100°C durante cinco (5) minutos y una retención de la superficie grabada en relieve de mayor que 70% cuando se prueba a 140°C durante cinco (5) minutos.

Description

SISTEMAS, MÉTODOS Y APARATOS PARA GRABADO EN RELIEVE DIRECTO DE UNA LÁMINA DE POLÍMERO FUNDIDO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención Esta descripción se relaciona al campo de capas intermedias de polimero para paneles de vidrio de múltiples capas y paneles de vidrio de múltiples capas que tienen por lo menos una lámina de capa intermedia de polimero. Específicamente, esta descripción se relaciona al campo de sistemas, métodos y aparatos para grabar en relieve las láminas de capa intermedia de polímero de paneles de vidrio de múltiples capas inmediatamente después de- que las láminas de capa intermedia de polímero han salido del troquel de extrusión mientras que son láminas de polímero fundido. 2. Descripción de la Técnica Relacionada En general, los paneles de vidrio de múltiples capas están comprendidos de dos láminas de vidrio, u otros, substratos aplicables, con una lámina de capa intermedia de polímero o láminas intercaladas entre las mismas. Lo siguiente ofrece una descripción simplificada en la manera en la cual los paneles de vidrio de múltiples capas se producen generalmente. Primero, por lo menos una lámina de capa intermedia de polímero se coloca entre dos substratos para crear un ensamblaje. No es raro que múltiples láminas de capa intermedia de polímeros se coloquen dentro de los dos substratos creando un panel de vidrio de múltiples capas con múltiples capas intermedias de polímero, después el aire se remueve del ensamblaje mediante un proceso o método aplicable conocido por una persona de experiencia en el campo; por ejemplo, a través de rodillos de laminación, bolsa de vacío u otro mecanismo de extracción de aire. Después de la remoción del aire del ensamblaje, las partes constituyentes del ensamblaje se unen a presión preliminarmente por un método conocido por una persona de experiencia ordinaria en el campo. En una última etapa, a fin de formar una estructura unitaria final, esta unión preliminar se vuelve más permanente por un proceso de laminación conocido por una persona de experiencia ordinaria en el campo tal como, pero no limitado a, autoclave. Entre otras aplicaciones, los paneles de vidrio laminado resultantes de este proceso se usan en ventanas arquitectónicas y en las ventanas de vehículos y aeroplanos.

En general, dos (2) problemas comunes se encuentran en la técnica para fabricar paneles de vidrio de múltiples capas: pegado y desgasado. El pegado se conoce en general por aquellas personas de experiencia ordinaria en el campo como la adhesión de capas intermedias de polímero entre sí. El pegado puede ser un problema durante la fabricación, almacenamiento y distribución de láminas de capa intermedia de polímero, donde no es raro para las láminas de capa intermedia de polímero (que en algunos procesos se almacenan en rodillos) entrar en contacto entre sí. El pegado también posee un problema después de la fabricación, particularmente después del punto de venta de las láminas de capa intermedia de polímero. No es raro en las industrias en las cuales las láminas de capa intermedia de polímero y paneles de vidrio de múltiples capas se usen (por ejemplo, arquitectónica, automotriz y aeronáutica) para que las láminas de capa intermedia de polímero se corten en preformas y se coloquen en apilamientos antes de la inserción en un panel u otro dispositivo de encristalado. Si una capa intermedia de polímero es susceptible al pegado, puede ser difícil, sino imposible, separar las láminas de capa intermedia de polímero. Por ejemplo, pueden ser difícil separar las láminas o preformas de nuevo en piezas individuales sin deformar o estirar la lámina o preforma una vez que se apilan.

El desgasado es la remoción de la presencia de gas o aire en un panel de vidrio de múltiples capas. El gas atrapado en un panel de vidrio de múltiples capas puede tener un efecto negativo o degenerativo en la claridad óptica y adhesión del panel. Durante el proceso de fabricación de las construcciones de panel de vidrio de múltiples capas laminados, el gas se puede atrapar en los espacios intersticiales entre los substratos y la una o más capas intermedias de polímero. Generalmente, este aire atrapado se remueve en el proceso de fabricación de encristalado o panel al desairear por vacío la construcción, al prensar el ensamblaje entre un par de rodillo o mediante algún otro método conocido por aquellas personas de experiencia en el campo. Sin embargo, eta tecnologías no siempre son efectivas en la remoción de todo el aire atrapado en los espacios intersticiales entre los substratos, especialmente cuando la lámina de capa intermedia de polímero tiene una superficie lisa .

En general, la presencia de un gas en los espacios intersticiales de un panel de vidrio de múltiples capas toma la forma de burbujas en la lámina (s) de capa intermedia de polímero o bolsas de gas entre la lámina (s) de capa intermedia de polímero y los substratos. Estas burbujas y bolsas de gaseosas son indeseables y problemáticas donde el panel de vidrio de múltiples capas de producto final se usará en una aplicación donde es importante la calidad óptica. De esta manera, la creación de una capa intermedia de fase sólida esencialmente sin ninguna bolsa gaseosa o burbujas es de suma importancia en el proceso de fabricación de panel de vidrio de múltiples capas.

No solo es importante crear un panel de vidrio de múltiples capas sin bolsas gaseosas y burbujas inmediatamente después de la fabricación, sino la permanencia también es importante. No es raro un defecto en el campo de paneles de vidrio de múltiples capas para que se presente en gases disueltos (por ejemplo, que se formen burbujas) en el panel a través del tiempo, especialmente a temperaturas elevadas y bajo ciertas condiciones ambientales y exposición a la luz solar. De esta manera, es importante que, además de salir de la linea de producción de laminado de cualquiera de las burbujas o cavidades gaseosas, que el panel de vidrio de múltiples capas permanezca sin gas durante un periodo de tiempo sustancial bajo condiciones de uso final para cumplir su función comercial.

A fin de facilitar el proceso de desaireado y como una medida para evitar el pegado, ha sido común en el campo de la fabricación de paneles de vidrio de múltiples capas y lavar en relieve uno o ambos lados de la capa(s) intermedia de polímero, creando en consecuencia porciones elevadas y oprimidas diminutas en la superficie de la capa intermedia de polímero. El grabado en relieve de la capa intermedia de polímero ha mostrado que es efectivo en la reducción de la ocurrencia de pegado y en la mejora del proceso de desaireación.

Aunque son conocidos ciertos métodos y técnicas de grabado en relieve en la fabricación de paneles de vidrio de múltiples capas, existen varios problemas con los procesos de grabado en relieve previamente usados, en el campo (referidos en la presente como "procesos convencionales". El primero de estos problemas es la ineficiencia general de los procesos convencionales. En general, en los procesos convencionales, la lámina de capa intermedia de polímero se graba en relieve a través de rodillos de grabado en relieve. A fin de prevenir que la capa intermedia de polímero se adhiera a los rodillos de grabado en relieve y la desfiguración de la lámina de capa intermedia de polímero, la capa intermedia de polímero se enfría usualmente antes de grabarla en relieve con los rodillos de grabado en relieve. La lámina de capa intermedia de polímero rio se graba en relieve inmediatamente después de salir del troquel de extrusión mientras que estuvo aún en una fusión de polímero. Debido a la tendencia de la fusión de polímero a adherirse a los rodillos de grabado en relieve, se llevaron a cabo usualmente etapas de enfriamiento adicionales antes del grabado en relieve. Específicamente, en los procesos convencionales, la lámina de polímero se empleó de una fusión de lámina de polímero para formar una lámina de capa intermedia de polímero, y luego la superficie de la lámina de capa intermedia de polímero se volvió a calentar, antes de la etapa de grabado en relieve.. Prácticamente, en algunos métodos, esto requirió que la capa intermedia de polímero se alimentará a través de múltiples . conjuntos de rodillos en las etapas de producción adicional antes de que pudiera ser grabada en relieve. Las FIGs. 1 y 2 representan los Proceso Convencionales diferentes que usan cada uno múltiples etapas de enfriamiento, recalentamiento y grabación en relieve. Estas etapas de producción adicionales podrían agregar significativamente los costos, toma de energía y el espacio total requerido para la producción de panel de vidrio de múltiples capas.

Por ejemplo, en Gen, y colaboradores (patente norteamericana No. 4,671,913) (a partir de ahora referida como "Gen"), después de que la capa intermedia de polímero sale del troquel de extrusión, se alimenta entre un par de rodillos enfriados que se enfrían y se ajustan en una lámina de capa intermedia de 'polímero. Solo después de que la lámina de capa intermedia de polímero se ha enfriado a una temperatura específica es la capa superficial de la lámina de capa intermedia de polímero que se recalienta y se somete al grabado en relieve. Además, en Holger (EP 1 646 488) (referida a partir de ahora como "Holger") , la capa intermedia de polímero se enfría a una temperatura de aproximadamente 100°C a 160°C a través de un solo u múltiples conjuntos de rodillo de enfriamiento antes del grabado en relieve.

Frecuentemente, si ambos lados de un polímero se graban en relieve en los Procesos Convencionales, el grabado en relieve se llevará a cabo generalmente en etapas sucesivas separadas con conjuntos separados de rodillos de grabado en relieve al hacer correr la lámina de intercapa de polímero entre dos conjuntos de rodillo de grabado en relieve. De esta manera, el grabado en relieve en ambos procesos convencionales se lleva a cabo en múltiples etapas sucesivas separadas con diferentes conjuntos de rodillos, con cada lado de la lámina de capa intermedia de polímero que se graba en relieve en una de las etapas sucesivas. La FIG. 2 proporciona un diagrama de tal proceso de grabado en relieve de múltiples etapas.

Este proceso de grabado en relieve de múltiples etapas es generalmente requerido en algunos procesos convencionales debido a la necesidad de enfriar la lámina de capa intermedia de polímero de una fusión antes del grabado en relieve. Como se observa previamente, en algunos procesos convencionales, la lámina de capa intermedia de polímero no se graba en relieve directamente después de que sale del troquelo de extrusión mientras que es todavía una masa fundida debido a que el polímero fundido se adherirá a los rodillos de grabado en relieve provocando un desastre y degradando la integridad de la lámina de capa intermedia de polímero, volviéndola inútil. Por consiguiente, la lámina de capa intermedia de polímero se enfría antes del grabado en relieve. Sin embargo, difícil que una lámina de capa intermedia de polímero completamente enfriadas, 1 sino imposible, grabarla en relieve, antes, en algunos procesos convencionales, después de que el material fundido de polímero se enfrie a una lámina de capa intermedia de polímero, la superficie de la lámina de capa intermedia debe ser recalentada con un rodillo de grabado en relieve, (o mediante una otra técnica) en el momento del grabado en relieve.

En algunos Procesos Convencionales que usan dos etapas de grabado en relieve, el rodillo de grabado en relieve calentado se combina con un rodillo no de grabado en relieve, tal como un rodillo de caucho, que ofrece una presión mayor y más consistente (mayor fuerza de contacto) al sistema de rodillos de grabado en relieve que se puede lograr si dos rodillos de grabado en relieve de metal (por ejemplo, acero) se usan simultáneamente. De esta manera, si ambos lados de la lámina de capa intermedia de polímero se van a grabar en relieve en los Procesos Convencionales, usualmente por lo menos dos conjuntos dé rodillos (cada conjunto que está comprendido de un rodillo de grabado en relieve y un rodillo de caucho) se usan. Ejemplos de este procedimiento de grabado en relieve de múltiples etapas, múltiples conjuntos) se pueden encontrar tanto en Gen como Holger y se representa en la FIG. 2.

Resumido, los procesos de grabado en relieve previamente usados en el campo de la fabricación de paneles de vidrio de múltiples capas se llevaron a cabo usualmente después del enfriamiento después de la lámina de capa intermedia de polímero de una masa fundida en una lámina de capa intermedia de polímero (es decir, hubo usualmente múltiples etapas de enfriamiento y recalentamiento - la capa intermedia de polímero salió del troquel de extrusión como una lámina de polímero fundido, la lámina de polímero fundido se enfrió para formar una lámina de capa intermedia de polímero, la superficie de la lámina de capa intermedia de polímero se recalentó y la superficie recalentada de la lámina de capa intermedia de polímero se grabó en relieve) , el grabado en relieve se presentó generalmente después de que una lámina de capa intermedia de polímero se había formado (es decir, la masa fundida de polímero que salió del troquel de extrusión no se grabó en relieve, más bien la masa fundida de polímero primero se enfrió para formar una lámina de capa intermedia de polímero) , y se requirió generalmente un montaje de rodillos de grabado en relieve de múltiples conjuntos si ambos lados de la capa intermedia de polímero se iban a grabar en relieve. Estas propiedades de los procesos convencionales dieron por resultado costos de energía incrementados para el sistema de fabricación completo (por ejemplo, los costos de energía asociados con el enfriamiento de la lámina de capa intermedia de polímero y los costos de energía asociados con las etapas adicionales en el proceso de fabricación), espacio más grande y requisitos dé espacio para el sistema de fabricación (más etapas requieren más espacio) , I I eficiencia disminuida y resultado total debido al proceso de fabricación más prolongado, y mayores costos de inversión para el proceso en general.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Debido a estos y otros problemas en el campo, descrito en la presente, entre otras cosas está una lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve que comprende: un primer lado; un segundo lado opuesto al primer lado; y una superficie grabada en relieve sobre por lo menos uno de los lados, en donde la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve tiene una rugosidad superficial Rz de 10 a 90 mieras, una permanencia de mayor que 95 % cuando se prueba a 100°C durante cinco minutos y una retención de superficie grabada en relieve de mayor que 70 % cuando se prueba a 140 °C durante cinco minutos. En ciertas modalidades, la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve también tendrá una fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado de menor que 50 g/cm.

La lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve puede estar comprendida de una resina termoplástica elegida del grupo que consiste de: polivinilbutiral, poliuretano, poli (acetato de etileno-co-vinilo) , poli (vinil) acetal, cloruro de polivinilo, polietilenos, poliolefinas, copolímeros de etileno-acrilato-éster, poli ( (acrilato de etileno-co-butilo) , y elastómeros de silicona. En ciertas modalidades, la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve estará comprendida además de uno o más aditivos elegidos del grupo que consiste: plastificantes, tintes, pigmentos, estabilizantes, antioxidantes, agentes antibloqueo, retardantes de flama, absorbedores de IR, auxiliares de procesamiento, . aditivos mejoradores de flujo, lubricantes, modificadores de impacto, agentes de nucleación, estabilizantes térmicos, absorbedores de UV, estabilizadores de UV, dispersantes, surfactantes , agentes quelantes, agentes de acoplamiento, adhesivos, cebadores, adhesivos de refuerzo, y rellenadores .

La lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve puede estar comprendida de múltiples capas de polímero entre el primer lado y el segundo lado, creando una capa intermedia de polímero de múltiples capas. En una modalidad, esta lámina de capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve tendrá un valor moteado de menor que 1.5 como es medido por CMA. En otra modalidad, esta lámina de capa . intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve tendrá un valor moteado de menor que 2.5 como es medido por CMA.

También se divulga en la presente una lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve con una rugosidad superficial Rz de 10 a 90 mieras, una permanencia de mayor que 95% cuando se prueba a 100 °C durante cinco minutos y una retención de superficie grabada en relieve de mayor que 70% cuando se prueba a 140°C durante cinco minutos, con la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve que se producen por un proceso que comprende las etapas de: extruír una lámina de polímero fundido; después de la extrusión, grabar en relieve la lámina de polímero fundido en una sola etapa de grabado en relieve; después del grabado en relieve, enfriar la lámina de polímero fundido para formar una lámina de capa intermedia de polímero.

También se divulga un método para generar una lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve. Este método comprende las etapas de: extruír una lámina de polímero fundido; después de la extrusión, grabar en relieve la lámina de polímero fundido en una sola etapa de grabado en relieve y después del grabado en relieve, enfriar la lámina de polímero fundido para formar una lámina de capa intermedia de polímero, en donde después del enfriamiento, la lámina de capa intermedia de polímero retiene sustancialmente todo del grabado en relieve aplicado a la lámina de polímero fundido.

En una modalidad de este método, la temperatura de la lámina de polímero fundido (en donde la lámina de polímero fundido está comprendida de PVB plastificado) estará dentro del intervalo aproximadamente 125°C a 220°C (de manera preferible de aproximadamente 160°C a 220°C) durante el grabado en relieve. En otra modalidad del método, la lámina de capa intermedia de polímero tiene una rugosidad superficial Rz de 10 a 90 mieras, una permanencia de mayor que 95% cando se prueba a 100°C durante cinco minutos, una retención grabada en relieve de mayor que 70% cando se prueba a 140°C durante cinco minutos y/o una fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado de menor que 50 g/cm.

En este método, en una modalidad, ambos lados de la lámina de polímero fundido se puede grabar en relieve simultáneamente en una sola etapa de grabado en relieve con un conjunto de rodillos de grabado en relieve.

También se divulga en la presente un aparato para grabar en relieve una lámina de polímero fundido, el aparato que comprende: un dispositivo de extrusión para extruír una lámina de polímero fundido; un conjunto de rodillos de grabado en relieve; y un dispositivo de enfriamiento para enfriar la lámina de polímero fundido en una lámina de capa intermedia de polímero; en donde después de ser extruida del dispositivo de extrusión, la lámina de polímero fundido se alimenta a través del conjunto de rodillos de grabado en relieve antes de ser enfriada por el dispositivo de enfriamiento .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 proporciona un diagrama de una modalidad de un proceso de extrusión y grabado en relieve de la técnica anterior para láminas de capa intermedia de polímero.

La FIG. 2 proporciona un diagrama de una modalidad de un proceso de extrusión y grabado en relieve de la técnica anterior para láminas de capa intermedia de polímero.

La FIG. 3 proporciona un diagrama de una modalidad de un proceso de extrusión para la creación de una lámina de capa intermedia de polímero y un diagrama del Proceso Divulgado .

La FIG. 4 proporciona una representación gráfica de como la Rz se mide de acuerdo con DIN ES ISO-4287 de la Organización Internacional para la Estandarización y AS ME B46.1 de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.

La FIG. 5 proporciona una representación de los valores Rz y Rsm para un patrón de grabado en diente de sierra.

La FIG. 6. proporciona una representación gráfica de una comparación de los valores moteados como es medido por la CMA para varias muestras de láminas de capa intermedia de polímero grabadas en relieve por el Proceso Divulgado y el Proceso Convencional.

La FIG. 7 proporciona una representación gráfica de los valores de retención de grabado en relieve de varias muestras de láminas de capa intermedia de polímero grabadas por el Proceso Divulgado y el Proceso Convencional durante varias condiciones de prueba.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Se describe en la presente, entre otras cosas, una estación de grabado en relieve de una etapa, en línea, continua comprendida de dos (2) rodillos de grabado en relieve con temperatura controlada que se localiza después del troquel de extrusión y antes de una etapa de enfriamiento en el proceso de fabricación para lámina de capa intermedia de polímero y permite el grabado en relieve simultáneo de ambos lados de una lámina de capa intermedia de polímero.

Como un tema inicial, se contempla que las láminas de capa intermedia de polímero como se describen en la presente se pueden producir mediante cualquier proceso adecuado conocido por una persona de experiencia ordinaria en el campo para producir láminas de capa intermedia de polímero que sean capaces de ser grabadas en relieve. Por ejemplo, se contempla que las láminas de capa intermedia de polímero se pueden formar a través de recubrimiento por inmersión, vaciado de solución, moldeo por compresión, moldeo por inyección, extrusión del material fundido, soplado de material fundido o cualquiera de otros procedimientos para la producción y fabricación de una lámina de capa intermedia de polímero conocida por aquellas personas de experiencia ordinaria en el campo. Además, en modalidades donde las múltiples capas intermedias de polímero se usan, se contempla que estas múltiples capas intermedias de polímero se pueden formar a través de coextrusión, película soplada, recubrimiento por inmersión, recubrimiento en solución, cuchilla, paleta, cuchilla de aire, impresión, recubrimiento con polvo, rociado u otros procesos conocidos por aquellas personas de experiencia ordinaria en el campo. Aunque todos los métodos para la producción de las láminas de capa intermedia de polímero conocidos por una persona de experiencia ordinaria en el campo se contemplan como métodos posibles para producir las láminas de capa intermedia de polímero grabadas en relieve en los métodos descritos en la presente, está solicitud se enfocará en las láminas de capa intermedia de polímero producidas a través de los procesos de extrusión y coextrusión.

A fin de facilitar un entendimiento más compresivo de los métodos de grabado en relieve divulgados en la presente, esta solicitud resume el proceso de extrusión por el cual, en ciertas modalidades, se contempla que la lámina de polímero fundido que se graba en relieve será formada. La FIG. 3 describe una representación gráfica de un resumen general del proceso de extrusión del polímero junto con el proceso de grabado en relieve divulgado de esta solicitud. Generalmente, en su sentido más básico, la extrusión es un proceso usado para crear objetos de un perfil de sección transversal fijos. Esto se logra al empujar o al' estirar un material a través de un troquel de la sección transversal deseada para el producto final.

Generalmente, en el proceso de extrusión, la materia prima termoplástica se alimenta en un dispositivo extrusor (103) . Los ejemplos de las resinas termoplásticas usadas para formar capas intermedias de polímero de acuerdo con esta invención incluyen, pero no se limitan a, polivinilbutiral (PVB), poliuretano (PU) , poli (etileno-co-vinil-acetato) (EVA), poli (vinil ) acetal (PVA), cloruro de polivinilo (PVC) , polietilenos, poliolefinas , copolímeros de etileno-acrilato-éster, poli ( acrilato de etileno-co-butilo) , elastómeros de silicona, resinas epoxi y cualquiera de os copolímeros ácidos e isómeros derivados de cualquiera de las resinas termoplásticas posibles anteriores.

Los aditivos tales como colorantes e inhibidores de UV (en forma de líquido o pelotillas) se usan frecuentemente y se pueden mezclar en la resina termoplástica antes de llegar al dispositivo extrusor (103) . Estos aditivos se incorporan en la resina de polímero termoplástico, y por la extensión de la lámina de capa intermedia de polímero resultante, para mejorar ciertas propiedades de la lámina de capa intermedia de polímero y su desempeño en el producto de panel de vidrio múltiples capas final. Los aditivos contemplados incluyen, pero no se limitan a, plastificantes, tintes, pigmentos, estabilizantes, antioxidantes, agentes antibloqueo, retardantes de flama, absorbedores de IR, auxiliares de procesamiento, aditivos mejoradores de flujo, lubricantes, modificadores de impacto, agentes de nucleación, estabilizantes térmicos, absorbedores de UV, estabilizantes de UV, dispersantes, surfactantes, agentes quelantes, agentes de acoplamiento, adhesivos, cebadores, aditivos de refuerzo, y rellenadores, entre otros aditivos conocidos por aquellas personas de experiencia en el campo.

En el dispositivo extrusor (103), las partículas de la materia prima termoplástica se funden y se mezclan, dando por resultado una resina termoplástica fundida que es en general uniforme en temperatura y composición. Una vez que la materia prima termoplástica fundida alcanza el extremo del dispositivo de extrusor (103) la resina termoplástica fundida se introduce en el troquel extrusor (109) . El troquel extrusor (109) es el componente del proceso de extrusión termoplástico que da al producto de lámina de capa intermedia de polímero final su perfil. En general, el troquel (109) está diseñado tal que la resina termoplástica fundida fluye uniformemente desde un perfil cilindrico sale del troquel (109) y dentro de la forma de perfil final del producto se pueden impartir una pluralidad de formas a la lámina de capa intermedia de polímero final por el troquel (109) siembre y cando esté presente un perfil continuo.

Notablemente, para los propósitos de esta solicitud, la capa intermedia de polímero y el estado después de que el troquel de extrusión (109) forma la resina termoplástica en un perfil continuo será referida como una "lámina de polímero fundido". En esta etapa en el proceso, el troquel de extrusión (109) ha impartido una forma de perfil particular a la resina termoplástica, creando de esta manera la lámina de polímero fundido. La lámina de polímero fundido retiene su forma, pero aún está comprendida de resina termoplástica fundida a temperaturas elevadas. La lámina de polímero fundido es en su totalidad altamente viscosa en un estado generalmente fundido. En la lámina de polímero fundido, la resina termoplástica todavía no se ha enfriado a una temperatura en la cual la lámina se "endurece" en general completamente. De esta manera, después de que la lámina de polímero fundido sal del troquel de extrusión (109), generalmente la siguiente etapa del Proceso Convencional (como se observar en las FIGs. 1 y 2) es enfriar la lámina de polímero fundido con un dispositivo de enfriamiento. Los dispositivos de enfriamiento usados en los procesos previamente empleados incluyen, pero no se limitan a, chorros de rocío, ventiladores, baños de enfriamiento, y rodillos de enfriamiento. La etapa de enfriamiento funciona para endurecer la lámina de polímero fundido en una lámina de capa intermedia de polímero de una temperatura enfriada no fundida generalmente uniforme. En contraste a la lámina de polímero fundido, esta lámina de capa intermedia de polímero no está en un estado fundido. Más bien, es el producto de lámina de capa intermedia de polímero enfriada de forma final endurecida. Para los propósitos de esta solicitud, esta capa intermedia de polímero endurecida y enfriada se referirá como la "lámina de capa intermedia de polímero". En general, el espesor, o calibre, de la lámina de capa intermedia de polímero estará en un intervalo de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 3.0 milímetros.

En algunas modalidades del proceso de extrusión, se puede usar un proceso de coextrusión. La coextrusión es un proceso por el cual múltiples capas de material de polímero se extruyen simultáneamente. En general, este tipo de extrusión usa dos o más extrusores para fundir y suministrar un rendimiento de volumen permanente de diferentes funciones termoplásticas de diferentes viscosidades u otras propiedades a través de un solo troquel de extrusión en la forma' final deseada. El espesor de las múltiples capas de polímero que salen del troquel de extrusión en el proceso de coextrusión se puede controlar en general por el ajuste de la masa o volumen relativo de la masa fundida a través del troquel de extrusión y por los tamaños de los extrusores individuales que procesan cada material de resina termoplástico fundido.

Los términos "lámina de polímero fundido" o "lámina de capa intermedia de polímero" como se usa en la presente, pueden designar una lámina de una capa o una lámina de múltiples capas. Una lámina de múltiples capas puede comprender múltiples capas separadamente extruidas o puede comprender múltiples capas coextruidas. Cualquier lámina de múltiples capas usadas se puede variar al manipular la composición, espesor, o colocación de las capas o similares. Por ejemplo, en una lámina de polímero de tres capas, las dos capas superficiales pueden comprender uno de los materiales termoplásticos descritos en lo anterior para aumentar la adhesión, claridad óptica, propiedades anti-peqado o físicas de la lámina, mientras, que la capa intermedia puede comprender un material termoplástico diferente, y esta combinación puede proporcionar claridad óptica, soporte estructural, absorbancia de choque o simplemente un producto final más rentable. Se contempla que las capas superficiales y la capa(s) intermedia de las láminas de capa intermedias pueden estar comprendidas del mismo material termoplástico o diferentes materiales termoplásticos.

A fin de entender el proceso de grabado en relieve de la presente descripción, también es importante tener un entendimiento de los patrones superficiales y rugosidad impartidos a una lámina de capa intermedia de polímero al grabar en relieve, junto con las medidas, mecanismos y fórmulas por los cuales la rugosidad y patrón de la superficie de una lámina de capa intermedia de polímero se caracterizan. En general, las láminas de capa intermedia de polímero de producto final producidas por los métodos divulgados en la presente tengan por lo menos una superficie grabada en relieve. Una "superficie grabada en relieve", como aquel término se usa en la presente, es una superficie en la cual se ha imprimido un cierto diseño con una herramienta grabada con un patrón (tal como un rodillo de grabado en relieve) . El patrón imprimido como la superficie de la capa intermedia de polímero es generalmente el negativo del patrón grabado en la herramienta. El patrón superficial grabado en relieve de la capa intermedia de polímero comprende en general las proyecciones hacia arriba de un plano imaginario de la capa intermedia de polímero aplanada, así como huecos, o depresiones, hacia abajo del plano imaginario en una forma en que las proyecciones y depresiones son de volumen similar o el mismo volumen, localizados en general en proximidad cercana entre sí. Las proyecciones y depresiones sobre la superficie grabada en relieve son las opuestas de (o formadas por) las depresiones y proyecciones sobre el rodillo de grabado en relieve.

Para un patrón superficial típico, la rugosidad superficial, o la altura de los picos particulares sobre la superficie rugosa del plano imaginario de la lámina de capa intermedia de polímero aplanada, es el valor Rz de la superficie. La rugosidad superficial, o Rz de la superficie de una lámina de capa intermedia de polímero cuando se describe en esta solicitud se expresará en mieras (como es medido por una rugosidad promedio de 10 puntos de acuerdo con (µp?) de la Organización Internacional para Estandarización y ASME B46.1 de la Sociedad Americana de Ingenieros mecánicos.

En general, bajo estas medidas, Rz se calcula como el valor medio aritmético de las profundidades de rugosidad individuales Rz y es decir, la distancia vertical entre el pico más alto y el valle más profundo dentro de una longitud de muestreo) de longitudes de muestreo consecutivas: 1 Rz = X (Rzi + Rz2 + . . . + Rzn) N Una representación gráfica del cálculo de un valor Rz de acuerdo con DIN ES ISO-4287 de la Organización Internacional para Estandarización y ASMEB46.1 de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos se proporciona en la FIG. 4. Una representación gráfica del valor Rz (201) de una superficie de una lámina de capa intermedia de polímero para un patrón particular, un patrón queda grabado en diente de sierra, se proporciona en la FIG. 5.

Otro parámetro superficial descrito y medido es el espaciamiento medio (Rsm) . El espaciamiento medio, Rsm, describe el ancho promedio entre los picos sobre la superficie de la lámina de capa intermedia de polímero. Una representación gráfica del espaciamiento superficial medio, Rsm (202), de una superficie de una lámina de capa intermedia de polímero con un patrón grabado en diente de sierra se proporciona en la FIG. 5.

En general, los parámetros Rz y Rsm no se limitan a mediciones para superficies grabadas en relieve de las láminas de capa intermedia de polímero. El Rsm y Rz se pueden usar para medir la topografía superficial de láminas de capa intermedia de polímeros tanto grabadas en relieve como no grabadas en relieve (láminas de capa intermedia de polímero no grabadas en relieve también se refieren como láminas rugosas aleatorias. Se debe observar que aunque se usan el Rz y Rsm como valores que describen la superficie de unas láminas de capa intermedia de polímero, estos valores solo no caracterizan el perfil completo de la superficie.

Otra forma de describir las láminas de capa intermedia de polímero producidas por el proceso divulgadas es "permanencia". La permanencia es una medida de la capacidad de una lámina de capa intermedia de polímero para retener la totalidad de su patrón grabado en relieve a través del tiempo. Establecido de manera diferente, la permanencia es una medida de cuando tiempo y que grado la superficie de una lámina de capa intermedia de polímero puede retener la integridad del patrón de grabado en relieve completo impartido a él por los rodillos de grabado en relieve. La permanencia de la superficie, como se usa el término en la presente, se determina en general por la siguiente técnica. Se miden el Rz y Rsm de la lámina de capa intermedia de polímero antes del grabado en relieve (es decir, la lámina no grabada en relieve) . Estos valores se designan la base Rz la base Rsm. Después de que se graba en relieve la lámina de capa intermedia de polímero, las medidas Rsm y Rz se miden sobre la superficie grabada en relieve y se designan Grabado en relieve Rz y Grabado en relieve Rsm. Luego, lámina de capa intermedia de polímero se calienta a una cierta temperatura durante un cierto período de tiempo fijo. Por ejemplo, en algunas modalidades, las láminas de capa intermedia de. polímero demuestra se calientan a aproximadamente 100 °C durante cinco (5) minutos. Se contempla, sin embargo, que la temperatura y duración de tiempo en el cual una lámina de capa intermedia de polímero se calienta puede variar de acuerdo con el grado de estrés deseado para la experimentación particular.

En una modalidad, la capa intermedia de polímero de muestra se prepara calentamiento de la siguiente manera. Primero, una película de poli (etilen-tereftalato) (PET) se coloca una estructura ornamental de madera que se apoya sobre una superficie horizontal, con la periferia de la estructura que es ligeramente más pequeña que la película de PET. El PET funciona para cubrir la estructura de modo que la capa intermedia de polímero de muestra no se adherirá a la estructura de madera o metal durante la prueba. Después, una porción de la capa intermedia de polímero de muestra se coloca sobre la parte superior de la película de PET . Luego se coloca otra película de PET en la parte superior de la capa intermedia de polímero. Después, se coloca una segunda estructura sobre las capas de polímero/PET . Para las estructuras luego se sujetan con sujetadores (tales como sujetadores de carpeta) y se colocan en un horno precalentado durante el período de tiempo asignado. Después del calentamiento, el ensamblaje luego se remueve y se enfría. El Rz y Rsm se miden en la muestra de capa intermedia de polímero después del calentamiento y se designan como grabado en relieve calentado Rz y el grabado en relieve calentado Rsm. La permanencia de la capa intermedia de polímero luego se determina de acuerdo con la siguiente fórmula: (Rsm/'RZ) base~ (Rsm/Rz) grabado en relieve calentado (100°C/5 min) Permanencia = ' x 100 (Temp/tiempo) (Rsm/Rz) base- (Rsm/Rz) grabado en relieve Otro parámetro medido es la retención de la superficie grabada en relieve. Similar a la permanencia, la retención de la superficie grabada en relieve es una medida de que tanto tiempo y la superficie de la lámina de capa intermedia de polímero retiene un patrón grabado en relieve. Notablemente, en contraste a la permanencia, la retención de la superficie grabado en relieve se enfoca en la capacidad de la lámina de capa intermedia de polímero para retener la altura del patrón grabado en relieve. La retención de la superficie grabada en relieve, o ER, de la lámina de capa intermedia de polímero se determina de acuerdo con la siguiente fórmula: RZgrabado en relieve calentadoítemp. /tiempo) Retención de la Rugosidad de la Superficie Grabada en Relieve = --x 100 (temp/tiempo) ^g abado en relieve Como con las determinaciones de permanencia, se contempla que la temperatura y duración de tiempo en los cuales una capa intermedia de polímero se calienta pueden variar de acuerdo con el grado de estrés deseado para la experimentación particular. En algunas modalidades, la capa intermedia de polímero de muestra se calienta a aproximadamente 100°C durante cinco (5) minutos. En otra modalidad, para someter a prueba la capa intermedia de polímero bajo condiciones más severas, la capa intermedia de polímero se calienta a aproximadamente 140 °C durante cinco (5) minutos o treinta (30) minutos.

Otro parámetro usado para describir las capas intermedias de polímero divulgadas en la presente es la fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado, o la cantidad de fuerza necesaria para desprender una capa intermedia de polímero de otra capa intermedia de polímero después de que las dos capas intermedias de polímero se han apilado entre sí. La fuerza del desprendimiento de adhesión de apilado es una medida usada para predecir la ocurrencia del pegado o el grado de adhesión de apilado de las capas intermedias de polímero. En general, la fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado de uña capa intermedia de polímero grabada en relieve se determina como sigue. Primero, las láminas se acondicionan a una cierta temperatura durante un cierto período de tiempo para alcanzar un nivel de humedad objetivo. Por ejemplo, las capas intermedias de polímero se acondicionan (generalmente en un medio ambiente controlado, tal como una cámara RH) de aproximadamente 37.2°C durante aproximadamente cuatro (4) horas para alcanzar un nivel de humedad objetivo de aproximadamente 0.40%. Después del acondicionamiento, las capas intermedias de polímero se cortan en muestras del mismo tamaño y luego se ensamblan en pares, con cada par que se separa por una lámina de polietileno. Los pares luego se colocan entre sí para simular un apilado usado en condiciones de operación acostumbradas promedio. En general, un mínimo de ocho (8) pares y un máximo de catorce (14) pares se usan en la prueba. Cuando el apilado se completa, las cubiertas de substrato (cualquier substrato posible se contempla) se colocan sobre la parte superior del apilado y se colocarán pesos sobre la parte superior de las cubiertas de substrato para impartir una fuerza hacia abajo adicional al apilado. El apilado se mantiene bajo estas condiciones durante un período de tiempo establecido. En una modalidad, el apilado se mantiene bajo estas condiciones durante aproximadamente dieciséis (16) horas. Cada par de láminas luego se separa del apilado y se lleva a condiciones de temperatura ambiente. En una siguiente etapa, cada una de las láminas pareadas separadas se "desprende" entre sí y la fuerza requerida para separar las láminas se mide (una fuerza de desprendimiento promedio para la muestra) y la fuerza promedio de todas las muestras se calcula, generalmente en unidades de gramos/cm.

El parámetro final usado para caracterizar la lámina y el cual se medirá es moteado. Moteado se refiere a un defecto visual objetable que se manifiesta como granularidad o textura en una capa intermedia de polímero de múltiples capas' laminada, si se graba en relieve o no el área superficial de la capa intermedia de polímero. En general, con base en el nivel aceptable máximo del moteado determinado de la retroalimentación acostumbrada, el nivel moteado comercialmente aceptable es de aproximadamente 2.5 como es medido por el Analizador del Moteado Claro (CMA) .

El moteado se puede medir de la siguiente manera. Primero, un panel de múltiples capas o una capa intermedia de polímero de múltiples capas se mantiene entre (generalmente, a la mitad entre) una fuente de luz y un fondo o pantalla blanca. En general, el aparato de iluminación será una fuente de luz uniformemente divergente, tal como una lámpara de arco de xenón. La luz pasa a través de la lámina de prueba y luego se proyecta sobre una pantalla que produce lo qüe es comúnmente conocido como una fotografía de sombras. En general. Conforme la fuente de luz uniformemente divergente pasa a través de la lámina de prueba, la dirección de la luz cambia conforme pasa a través de las capas con diferentes índices de refracción. La dirección de la luz cambia de acuerdo con la dirección de los índices de refracción y el ángulo de la luz entrante relativo con el plano de la interfaz. Si el plano de la interfaz varía debido a la superficie sin uniformidades, el ángulo de la luz refractada variará por consiguiente. La luz no uniformemente refractada conduce a un patrón de interferencia que da por resultado una imagen de fotografía de sombras proyectada con puntos claros y oscuros. Tradicionalmente, el moteado de un panel de prueba de múltiples capas dados se evalúa por una comparación lado por lado de las proyecciones de fotografía de . sombras para el laminado de prueba con un conjunto de proyecciones de fotografía de sombras para un conjunto de laminados que tienen valores moteados estándares en una escala moteada, de 1-4 que designa el grado de moteado para un amuestra particular, donde done uno representa moteado bajo y cuatro representa moteado alto. En el sistema tradicional, un panel de prueba se clasificó por tener el valor moteado de la fotografía de sombras de laminado estándar al cual la' fotografía de sombras del panel de prueba correspondió mejor.

Notablemente, esta solicitud contempla tanto los métodos tradicionales para medir y determinar el moteado y los nuevos procesos y métodos para medir el moteado en la escala C A divulgada en Hurlbut, solicitud de Patente provisional No. de Serie 61/418,253, la descripción completa de la cal se incorpora en la presente a manera de referencia.

Se contempla que el producto de lámina de capa intermedia de. polímero grabado en relieve de esta solicitud se puede grabar en relieve sobre uno o ambos lados. Los patrones de la superficie grabada en relieve y/o profundidad de la misma puede ser simétrica o asimétrica con respecto a los dos lados; los patrones y/o profundidad de las dos superficies lavadas en relieve sobre los lados opuestos de la lámina de capa intermedia de polímero pueden ser los mismos o diferentes. Cualquier patrón superficial particular conocido por una persona de experiencia ordinaria en el campo se contempla como un patrón de grado en relieve posible de los presentes sistemas. Ejemplos de patrones superficiales incluyen canales paralelos, patrones de dientes de sierra, patrones de fondo plano y canales angulados a 45 grados del plano medio central de la superficie de la lámina de capa intermedia del polímero.

En una modalidad de los métodos para grabar en relieve una lámina de. capa intermedia de polímero descrito en la presente, como se representan en la FIG. 3, la lámina de capa intermedia de polímero se graba en relieve en una etapa después de salir del troquel extrusor a una temperatura elevada (se graba en relieve mientras que aún está en una forma fundida) . No se requiere o se usa una etapa de enfriamiento para reducir la temperatura entre las etapas de extrusión del troquel de extrusión y el grabado en relieve. Más bien, la lámina de polímero fundido (como es opuesta a la lámina de capa intermedia de polímero enfriada y endurecida) se graba en relieve en una sola etapa de grabado en- relieve en el cual la lámina de polímero fundido se alimenta del troquel de extrusión en un solo conjunto de dos rodillos de grabado en relieve (que en algunas modalidades se hacen de acero) directamente fuera del troquel de extrusión, y ambos lados de la lámina de polímero fundido se graban en relieve simultáneamente. Un lado de la lámina de polímero fundido se graba en relieve por uno de los rodillos de grabado en relieve y el otro lado de la lámina de polímero fundido se graba en relieve por el otro rodillo de grabado en relieve.

En general, en algunas modalidades (tal como donde la capa intermedia de polímero está comprendida de PVB plastificado) , la temperatura de la lámina de polímero fundido variará de aproximadamente 125 °C a 220 °C, de manera preferente de aproximadamente 160°C a 220°C en el momento del trabado en relieve. Conforme la lámina de polímero fundido se graba en relieve inmediatamente después de que la lámina de polímero fundido sale del troquel de extrusión, la temperatura de la lámina de polímero fundido completa estará generalmente dentro del mismo intervalo de temperatura en el momento del grabado en relieve como en la que estuvo cuando salió del troquel de extrusión. Por ejemplo, en modalidades donde la capa intermedia de polímero está comprendida de PVB plastificado, la temperatura de la lámina de polímero fundido completa estará dentro del intervalo de aproximadamente 125 °C a 220°C (de manera preferente de aproximadamente 160°C a 220°C) tanto en el momento en que la lámina de polímero fundido salé del troquel de extrusión como en el momento del grabado en relieve puesto que no hay esencialmente oportunidad para que la lámina de polímero fundido se enfríe sustancialmente . La temperatura de los rodillos de grabado en relieve variará generalmente de aproximadamente 40°C a 200°C, o en otras modalidades de aproximadamente 150°C a 190°C, en el momento de grabado en relieve. Se contempla que los rodillos de grabado en relieve empleados pueden ser de la misma o diferentes temperaturas dentro de este intervalo durante el grabado en relieve.

Aunque cualquier método conocido por una persona de experiencia ordinaria en el campo se contemple para la etapa de grabado en relieve, el grabado en relieve a través de un solo conjunto de dos rodillos de grabado en relieve es el método preferido para grabar en relieve usado para los métodos divulgados para grabar en relieve continuamente una . lámina de polímero fundido.

En los métodos de grabado en relieve divulgados, la lámina de polímero fundido se alimenta a través de los rodillos de grabado en relieve inmediatamente después de que la lámina de polímero fundido sale del troquel de extrusor; no hay etapa de enfriamiento o intervención u oportunidad significativa para que la lámina de polímero fundido se enfríe de cualquier manera sustancial para endurecerse y formar una lámina de capa intermedia de polímero. Los rodillos de grabado en relieve tiene un patrón elevado y oprimido en sus superficies que forman un patrón superficial grabado en relieve que es la impresión negativa del patrón sobre los rodillos (es decir, las porciones elevadas de los rodillos de qrabado en relieve formas las porciones oprimidas de la capa intermedia de polímero y vice versa) . El grabado en relieve se imparte a la lámina de polímero fundido por las porciones elevadas y oprimidas de los rodillos de grabado en relieve conforme la lámina de polímero fundido se alimenta a través de los rodillos de grabado en relieve. Conforme la lámina de polímero fundido pasa a través de los rodillos de grabado en relieve, la fuerza de los rodillos de grabado en relieve sobre la lámina de polímero fundido provoca que la masa fundida de polímero fundido fluya en las porciones elevadas y oprimidas de los rodillos dando por resultado un grabado en relieve sobre la superficie de la lámina de polímero fundido.

En la salida de los rodillos de grabado en relieve, la lámina de polímero fundido grabada en relieve está comprendida de una lámina de polímero fundido con por lo menos una superficie grabada en relieve impartida por los rodillos que son retenidos sustancialmente por la lámina de polímero fundido. La retención sustancial del patrón de grabado en relieve como este término se usa en esta solicitud significa retención de la mayoría, sino todo, del patrón grabado en relieve como se imprime inicialmente sobre la superficie. En algunas modalidades, la lámina de polímero fundido se grabará en relieve sobre solamente un lado. En otras modalidades, la lámina de polímero fundido se grabará en relieve en ambos lados.

Después de salir de los rodillos de grabado en relieve, en una siguiente etapa (como se representa en la FIG. 3), la lámina de polímero fundido gravada en relieve se puede enfriar mediante un dispositivo de enfriamiento para formar una lámina de capa intermedia de polímero. Los dispositivos de enfriamiento que se pudieran usar incluyen, pero o se limitan a, chorros de rocío, ventiladores, baños de enfriamiento, rodillos de enfriamiento o cualquier otro aparato de enfriamiento conocido por aquellas personas de experiencia en el campo. Después de la etapa de enfriamiento, se contempla en ciertas modalidades que las láminas de capa intermedia de polímero producidas por los presentes métodos se someterán a las etapas de acabado final y control de calidad para la fabricación de capas intermedias de polímero conocida por aquellas personas de experiencia en el campo. En algunas modalidades, la lámina de capa intermedia de polímeros se usará en paneles de vidrio laminados u otras aplicaciones.

Dependiendo de los rodillos de grabado en relieve y los patrones usados, una variedad casi sin fin de diferentes patrones se podía impartir a la lámina de polímero fundido en los métodos divulgados. El patrón de grabado en relieve sobre los rodillos pudiera ser el mismo (dando por resultado el mismo patrón grabado en relieve en ambos lados de la cap intermedia de- polímero) o diferente (dando por resultado patrones grabados en relieve diferentes sobre ambos lados de la capa intermedia de polímeros) . El ancho y diámetro de los rodillos de grabado en relieve usados puede variar dependiendo del ancho de la lámina, espesor del material, profundidad del patrón, resistencia a tensión del material y dureza deseados para la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve de producto final. Aunque los rodillos de grabado en relieve de acero grabados en relieve se contemplan en una modalidad de los métodos de grabado en relieve divulgados, esto no es una forma limitante. Más bien, se contempla que los rodillos de grabado en relieve se pueden formar a partir de cualquier material adecuado conocido en el campo para crear rodillos de grabado en relieve. Además, se contemplan cualquier método o sistema para calentar rodillos de grabado en relieve a una temperatura dentro del intervalo de temperatura de rodillo de grabado en relieve definida por los presentes sistemas.

En una modalidad, se contempla que la fuerza aplicada a la lámina de polímero fundido por los rodillos de grabado en relieve que presionan contra la lámina durante el grabado en relieve estará en el intervalo de aproximadamente 14 a 500 libres por pulgada lineal (pli) . En otras modalidades, la fuerza será de aproximadamente 25 a 150 pli. En general, esta fuerza aplicada a ' la lámina de polímero fundidos se crea por los rodillos de grabado en relieve que se prensan contra la lámina de polímero fundido (la fuerza de contacto) .

En ciertas modalidades, se contempla que una porción parcial del área superficial completa de los rodillos de grabado en relieve se recubra con un lubricante que inhiba la fusión de la lámina de polímero fundido de la adhesión a la superficie de los rodillos de grabado en relieve durante el proceso de grabado en relieve. Este lubricante puede ser un lubricante líquido adicionado a la superficie de los rodillos de grabado en relieve algún tiempo después en el momento del grabado en relieve o se puede impartir a la superficie de los rodillos como un recubrimiento que se ha dejado solidificar. Ejemplos de lubricantes incluyen silicona y mezclas de silicona, fluoropolimeros, PTFE y mezclas de PTFE y otros recubrimientos conocidos por aquellas personas de experiencia en el campo.

En una modalidad, el Rz, o rugosidad superficial, de los rodillos de grabado en relieve está dentro del intervalo de aproximadamente 10 a 90 mieras, aunque la Rz puede ser más alta en otras modalidades si se desea. La rugosidad superficial de la capa intermedia de polímero resultante, Rz, es generalmente menor que o igual a la Rz de los rodillos de grabado en relieve usados para grabar en relieve la superficie. En una modalidad, la rugosidad superficial grabada en relieve final, Rz, de la superficie de la capa intermedia de polímero resultante estará dentro del intervalo de aproximadamente 10 a 90 mieras. En general, la cantidad de replicación directa del patrón de grabado en relieve de cada rodillo de grabado en relieve a la capa intermedia de polímero correspondiente se determina por la temperatura del rodillo respectivo y la manipulación de ya sea el espacio entre los rodillos o la fuerza aplicada a los rodillos (es decir, se puede manipular el espacio entre los rodillos para producir una cierta fuerza aplicada a la lámina de polímero fundido por los rodillos o se puede manipular la fuerza aplicada a los rodillos para mantener un cierto espacio entre los rodillos y la fuerza en la lámina de polímero fundido) . Se contempla que la rugosidad superficial de la lámina de polímero fundido que sale del troquel de extrusión inmediatamente antes del grabado en relieve tendrá un valor Rz de 0 a 80 mieras.

En general, cualquier patrón conocido por una persona de experiencia ordinaria en el campo se contempla para la superficie grabada en relieve de las láminas de capa intermedia de polímero. Se contempla que el patrón sobre los rodillos de grabado en relieve se puede variar y adaptar para la aplicación específica a fin de lograr las propiedades de desaireado óptimas y de disminuir el moteado.

En modalidades de los métodos divulgados en las cuales una masa fundida de polímero de múltiples capas se graba' en relieve, el grabado en relieve se puede impartir a una o ambas de las capas de polímero sobre la superficie de la masa fundida de polímero de múltiples capas. En esta modalidad, el grabado en relieve se puede impartir a las superficies de la masa fundida de polímero de múltiples capas sin afectar sustancialmente las capas intermedias de polímero intercaladas entre las mismas.

Las mejoras de dos métodos actualmente divulgados para grabar en relieve una capa intermedia de polímero (designado como el "Proceso Divulgado") se puede apreciar más fácilmente con una comparación a los procesos convencionales. En los siguientes ejemplos, las capas intermedias de polímero ejemplares producidas por el proceso divulgados se sometieron a prueba para permanencia, moteado, adhesión de apilado y retención de la superficie grabado en relieve y se compararon con las capas intermedias de polímero producidas por los procesos convencionales. Estos ejemplos muestran la permanencia incrementada y la retención de la superficie grabada en relieve, junto con otras calidades ventajosas, de las superficies grabadas en relieve y método del proceso divulgado.

A fin de obtener un entendimiento más amplio de esta prueba comparativa, el proceso convencional contra el cual el proceso divulgado se compara se describirá brevemente. Como se observa en las FIGs. 1 y 2, en el Proceso Convencional, después de que la lámina de polímero fundido sale del troquel de extrusión, se enfría para formar una lámina de capa intermedia de polímero en una etapa de enfriamiento. En general, la totalidad de la lámina de polímero fundido se enfría abajo de 90°C, 80°C, 70°C, o 60°C a fin de endurecer la lámina de polímero fundido en una lámina de capa intermedia de polímero. Después de la etapa de enfriamiento, la lámina de capa intermedia de polímero se alimenta en una estación de grabado en relieve que comprende un rodillo de grabado en relieve y un rodillo de respaldo de superficie de caucho. Durante o ante del grabado en relieve, la superficie de la lámina de capa intermedia de polímero se recalienta generalmente por el rodillo de grabado en relieve calentado. El rodillo de grabado en relieve se calienta a una temperatura deseada, por ejemplo, de aproximadamente 121°C a aproximadamente 232°C, de aproximadamente 138°C a aproximadamente 216°C y de aproximadamente 149,°C a aproximadamente 204 °C por la presencia de un mecanismo de calentamiento apropiado debajo de la superficie de grabado en relieve. El rodillo de grabado en relieve calentado luego calienta la superficie, no la totalidad, de la lámina de capa intermedia de polímero a una temperatura deseada, por ejemplo, de aproximadamente 121 °C a aproximadamente 232 °C, de aproximadamente 138 °C a aproximadamente 216°C y de aproximadamente 149°C a aproximadamente 204 °C. En este Proceso Convencional, el grabado en relieve de los dos lados de la lámina de capa intermedia de polímero se puede lograr al correr la lámina de capa intermedia de polímero entre un segundo conjunto de rodillo de grabado en relieve/rodillo de caucho subsecuentemente o al hacer pasar la lámina de capa intermedia de polímero a través del mismo conjunto de rodillo de grabado en relieve/rodillo de caucho una segunda vez.

Los resultados de los siguientes ejemplos demuestran las siguientes ventajas del Proceso Divulgado sobre el Proceso Convencional: 1) valores de retención de la superficie grabada en relieve más altos ("ER") para el proceso divulgado, aún probado en varias condiciones; 2) valores de permanencia más altos; 3) pegado del rodillo/adhesión del apilado mejorados - es decir, son necesarias fuerzas de desprendimiento más bajas para separar las capas apiladas; y 4) moteado mejorado (menos).

En cada uno de los ejemplos, el moteado, la fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado, permanencia y retención de la superficie grabada en relieve se midieron sobre una lámina no grabada en relieve (es decir, una lámina que tiene una superficie rugosa aleatoria formada por la fractura fundida que no se graba en relieve subsecuentemente) ("NE"), una lámina grabada en relieve del Proceso Convencional ("CP") -y una lámina grabada en relieve del Proceso Divulgado ("DP") .

EJEMPLO 1 Tabla 1 El Ejemplo 1 demuestra que el Proceso Divulgado tiene consistentemente mejor permanencia y retención de la superficie gravada en relieve (valores más altos) de las superficies grabadas en relieve sin considerar la rugosidad superficial original de la lámina. En este ejemplo, "A" "B" y "C" representan hojas de prueba con diferentes valores de rugosidad como formadas directamente del troquel de extrusión. Cada una de estas láminas de prueba, que tienen diferentes superficies no grabadas en relieve de partida con diferentes valores de rugosidad luego se grabaron en relieve a través de tanto el Proceso Divulgado como el Proceso Convencional. Los resultados en la Tabla 1 muestran que el Proceso Divulgado tuvo consistentemente valores de permanencia y retención de la superficie grabada en relieve significativamente incrementados comparadas con las láminas de capa intermedia de polímero grabadas en relieve por el Proceso Convencional. Este incremento en la permanencia y retención de la superficie grabada en relieve se retiene sobre las diferentes muestras con valores de rugosidad superficial originales diferentes. La Tabla 1 también muestra que la lámina de capa intermedia de polímero grabadas en relieve por el Proceso Divulgado logran consistentemente propiedades ópticas muy buenas, incluyendo un valor moteado de 1.5 o más bajo como es medido por la CMA. Una representación gráfica de esta comparación en los valores moteados para las muestras sometidas a prueba . en la Tabla 1 se representa en la FIG. 6.

EJEMPLO 2 Tabla 2 La Tabla 2 representa una comparación de una lámina no grabada en relieve y una lámina grabada en relieve por el Proceso Divulgado con láminas grabadas en relieve por los Procesos Convencionales ("X" "Y" y "Z") por los cuales las variables de proceso de velocidad de linea, temperatura y fuerza del rodillo de grabado en relieve aplicadas a la hoja por los rodillos se varió por un intento de lograr los mismos valores de grabado en relieve medidos como aquellos obtenidos en la lámina formada por el Proceso Divulgado. La retención de la superficie grabada en relieve de las muestra se midió en las condiciones estándares (100°C durante cinco minutos) y en condiciones más severas o extremas (140°C durante cinco minutos) . Las muestras también se sometieron a prueba para fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado. Como se muestra en la Tabla 2, la lámina de capa intermedia de polímero del Proceso Divulgado tuvo una retención de la superficie grabada en relieve significativamente más alta en condiciones de prueba tanto estándares como más extremas. La muestra de la capa intermedia de polímero grabada en relieve por el Proceso Divulgado también tuvo un valor de fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado mejor (es decir, se requirió menos fuerza para separar las láminas) y tuvo una incidencia significativamente más baja de moteado que las láminas de capa intermedia de polímero grabadas en relieve por el proceso convencional.

EJEMPLO 3 Tabla 3 La Tabla 3 representa los resultados de la prueba de comparación en las condiciones de prueba extremas para la retención de la superficie grabada en relieve (140°C durante treinta (30) minutos) . Como se muestra en la Tabla 3, el valor de retención de la superficie grabada en relieve para el Proceso Divulgado es significativamente más alto que aquel del Proceso Convencional aún en condiciones de prueba extremas y más cercano a las superficies no grabadas en relieve (rugosas aleatorias) .

Los valores de retención de la superficie grabada en relieve mejoradas de varias láminas de capa intermedia de polímero grabadas en relieve por el Proceso Divulgado en comparación con el Proceso Convencional sobre las múltiples condiciones de prueba se representa gráficamente en la FIG. 7. La FIG. 7 proporciona una gráfica de líneas de los valores de retención de la superficie grabada en relieve comparativos para múltiples muestras diferentes de capas intermedias de polímero grabadas en relieve por el Proceso Divulgado y el Proceso Convencional. Como se puede observar en la FIG. 7, no importa la lámina sometida a prueba o las variables de proceso manipuladas, las lámina de polímero grabadas en relieve por el Proceso Divulgado tienen valores de retención de la superficie grabada en relieve que son consistentes significativamente mayores que los valores de retención de la superficie grabada en relieve de las láminas de polímero grabadas en relieve por los Procesos Convencionales.

En conclusión, la estación de grabado en relieve de una etapa continua descrita en la presente localizada después del troquel de extrusión y antes de una etapa de enfriamiento en el proceso de fabricación para las láminas de capa intermedia de polímero tienen numerosas ventajas sobre los procesos de grabado en relieve previamente usados en el campo. En general, el empleo de este proceso da por resultado costos de energía disminuidos para la fabricación de capas intermedias de polímero, espacio disminuido y requerimientos de espacio y eficiencia incrementada y rendimiento total. Además de estos beneficios, en comparación con las láminas de capa intermedia de polímero grabadas en relieve por los procesos usados previamente en el campo, los procesos descritos en la presente producen láminas, de capa intermedia de polímero con incidencia disminuida de moteado, valores de retención de permanencia y de grabado en relieve más altos y adhesión mejorada del rodillo y el apilado.

Aunque la invención se ha divulgado en conjunción con una descripción de ciertas modalidades, que incluye aquellas que se cree actualmente que son las modalidades preferidas, la descripción detallada se propone para ser ilustrativa y no se debe entender para limitar' el alcance de la presente descripción. Como sería entendido por una persona de experiencia ordinaria en el campo, las modalidades diferentes a aquellas descritas con detalle en la presente se incluyen por la presente invención. Las modificaciones y variaciones de las modalidades descritas se pueden hacer sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Claims

50 REIVINDICACIONES

1. Una lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve, la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve, caracterizada porque comprende: un primer lado; un segundo lado opuesto al primer lado; y una superficie grabada en relieve sobre por lo menos uno de los lados; en donde la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve tiene una rugosidad de superficie Rz de 10 a 90 mieras sobre la superficie grabada en relieve; en donde la lámina de capa . intermedia de polímero grabada en relieve tiene una permanencia de mayor que 95% cuando se prueba a 100°C durante cinco minutos; y en donde la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve tiene una retención de la superficie grabada en relieve de mayor que 70% cando se prueba a 140 °C durante cinco minutos.

2. La lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la lámina de capa intermedia de polímero tiene una fuerza de desprendimiento de adhesión de apilado de menor que 50 g/cm.

3. La lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve de conformidad con la reivindicación 1, I 5 1 caracterizada porque la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve está comprendida de una resina termoplástica elegida del grupo que consiste de: polivinilbutiral , poliuretano, poli (etileno-co-acetato de vinilo) , poli (vinil) acetal, cloruro de polivinilo, polietilenos, poliolefinas , copolímeros de etileno-acrilato-éster, poli (etileno-co-acrilato de butilo), y elastómeros de silicona.

4. La lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la lámina de capa intermedia de polímero grabada está comprendida adicionalmente de uno o más aditivos elegidos del grupo que consiste de: plastificantes, tintes, pigmentos, estabilizantes, antioxidantes, agentes anti-bloqueo, retardantes de flama, absorbedores de IR, auxiliares de procesamiento, aditivos de mejora de flujo, lubricantes, modificadores de impacto, agentes de nucleación, esterilizantes térmicos, absorbedores de UV, estabilizadores de UV, dispersantes, surfactantes, agentes quelantes, agentes de acoplamiento, adhesivos, aprestadores, aditivos de refuerzo y rellenadores .

5. La lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve está comprendida de múltiples capas de polímero entre el primer lado y el segundo lado, que crean una capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve .

6. La lámina de capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve tiene un valor moteado de menor que 1.5 como es medido por la CMA.

7. La lámina de capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la lámina de capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve tiene un valor moteado de menor que 2.5 como es medido por la CMA.

8. Una lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve con una Rz de 10 a 90 mieras, una permanencia de mayor que 95% cuando se prueba a 100 °C durante cinco minutos y una retención de la superficie grabada en relieve de mayor que 70% cuando se prueba a 140°C durante cinco minutos, la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve caracterizada porque se produce por un proceso que comprende las etapas de: extruír una lámina de polímero fundido; después de la extrusión, grabar en relieve la lámina de polímero fundido en una sola etapa de grabado en relieve; y después del grabado en relieve, enfriar la lámina de polímero fundido para formar una lámina de capa intermedia de polímero.

9. Un método para generar una lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve, el método caracterizado porque comprende: extruír una lámina de polímero fundido; después de la extrusión, grabar en relieve la lámina de polímero fundido en una sola etapa de grabado en relieve; y después del' grabado en relieve, enfriar la lámina de polímero fundido para formar una lámina de capa intermedia de polímero; en donde, después del enfriamiento, la lámina de capa intermedia de polímero retiene sustancialmente todo el grabado en relieve aplicado a la lámina de polímero fundido.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la temperatura de la lámina de polímero fundido es de 160 °C a 220 °C durante el grabado en relieve .

11. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la lámina de capa intermedia de polímero tiene una Rz de 10 a 90 mieras.

12. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la lámina de capa intermedia de polímero tiene una permanencia de mayor que 95% cuando se prueba a 100 °C durante cinco minutos.

13. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la lámina de capa intermedia de polímero tiene una retención de grabado en relieve de mayor que 70% cuando se prueba a 140°C durante cinco minutos.

14. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la lámina de polímero fundido se graba en relieve en la etapa de grabado en relieve individual con un solo conjunto de rodillos de grabado en relieve.

15. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque ambos lados de la lámina de polímero fundido se graban en relieve simultáneamente en la etapa de grabado en relieve individual.

16. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la lámina de capa intermedia de polímero está comprendida de una resina termoplástica elegida del grupo que consiste de: polivinilbutiral , poliuretano, poli (etileno-co-acetato de vinilo) , poli (vinil) acetal, cloruro de polivinilo, polietilenos, poliolefinas, copolímeros de etileno-acrilato-éster, poli (etileno-co-acrilato de butilo), y elastómeros de silicona.

17. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la lámina de capa intermedia de polímero es una capa intermedia polímeros de múltiples capas.

18. Un aparato para grabar en relieve una lámina de polímero fundido, el aparato caracterizado porque comprende : un dispositivo de extrusión que extruye una lámina de polímero fundido; un conjunto de rodillos de grabado en relieve; y un dispositivo de enfriamiento para enfriar la lámina de polímero fundido en una lámina de capa intermedia de polímero; en donde después de ser extruida del dispositivo de extrusión, la lámina de polímero fundido se alimenta a través del conjunto de rodillos de grabado en relieve antes de ser enfriada por el dispositivo de enfriamiento.

19. El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la lámina de capa intermedia de polímero está comprendida de una resina termoplástica elegida del grupo que consiste de: polivinilbutiral , poliuretano, poli (etileno-co-acetato de vinilo) , poli (vinil ) acetal, cloruró de polivinilo, polietilenos, poliolefinas , copolímeros de etileno-acrilato-éster, poli (etileno-co-acrilato de butilo), y elastómeros de silicona .

20. Una lámina de capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve, la lámina de capa intermedia de polímero de múltiples capas grabada en relieve, caracterizada porque comprende: un primer lado; un segundo lado opuesto al primer lado; y múltiples capas de polímero entre el primer lado y el segundo lado; y una superficie grabada en relieve sobre por lo menos uno de los lados; en donde la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve tiene una rugosidad de superficie Rz de 10 a 90 mieras sobre la superficie grabada en relieve; en donde la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve tiene una permanencia de mayor que 95% cando se prueba a 100°C durante cinco minutos; y en donde la lámina de capa intermedia de polímero grabada en relieve tiene una retención de la superficie grabada en relieve de mayor que 70% cando se prueba a 140 °C durante cinco minutos.