專利名稱：具有可更換的消耗層的窗用層壓制品的制作方法
由城市運輸系統(tǒng)工作人員所用的主要窗用(glazing)材料是強化或?qū)訅翰Ａ?。在涉及要破損之處，則使用諸如聚碳酸酯之類的更昂貴的塑料窗用材料，因為該類材料象玻璃一樣明亮而又真正不會破損。用聚碳酸酯窗的成本可比類似規(guī)格玻璃的價格高3或4倍。雖然塑料窗通常比玻璃窗較少破損，但它比玻璃窗更易于因受劃痕和破壞行為而遭損害。由于劃痕是難以掩飾并即使能掩蓋也影響清晰度，故必須更換受劃痕或破壞的塑料窗層(glazing)。對于運輸方面的應(yīng)用場合，使用以玻璃為基底的窗層壓制品就下列情況而言不是一種合乎要求的選擇方案，即一旦玻璃窗層破碎，該窗層材料被損壞的汽車或火車必須立即停止使用，以更換和修理損壞的窗戶或窗層材料時。因此問題在于公眾安全與方便要求使用較少破損的窗用材料。
窗層壓制品是已知的并用于各種不同應(yīng)用場合。一個實例是汽車安全玻璃，它通常由諸如可塑聚乙烯醇縮乙醛之類的堅固透明塑料內(nèi)層隔離的兩層或兩片玻璃組成。在U.S.專利3，406，086， 3，539，442和4，128，694中所描述的層壓制品包含有與可塑聚乙烯醇縮乙醛片接觸的聚碳酸酯層。一個更近的U.S.專利5，126，208描述了一種非對稱玻璃塑料層壓制品，其中的塑料可為聚碳酸酯或聚丙烯酸酯。這樣這類層壓制品相對襯底或可為對稱或可為不對稱的，該襯底可為諸如玻璃，聚碳酸酯，聚丙烯酸酯之類的若干光學(xué)材料之任一種。被層壓到襯底的這些材料必須既擁有合乎要求的光學(xué)性能，又擁有耐用性，而且這些準則也必須適用于用來實現(xiàn)層與層之間粘接的粘接劑。
本發(fā)明屬于其一層或多層可方便更換的層壓制品。因此，本發(fā)明的器件包括一襯底和一薄膜-它們被可更換地彼此粘合，從而有助于薄膜的方便更換。當(dāng)襯底不是單一材料而是本身為一疊層或一組合疊層時，此后稱其為中心(core)疊層。當(dāng)薄膜不是單一材料而本身是一疊層或一組合疊層時，此后稱其為薄膜疊層。
在本發(fā)明的一個實施例中，為形成本發(fā)明的層壓制品所選擇的材料不是足夠半透明的就是透明的以便用作窗用材料。在本發(fā)明的一個具體實施例中，該薄膜層的可更換性產(chǎn)生一種當(dāng)這類窗用材料已遭損壞或損傷時，易于可修理的窗用材料，同義地使用術(shù)語損壞或損傷。
由于該薄膜或薄膜疊層被可更換地粘到襯底或中心疊層的，故本文揭示了層壓一種窗層組合物的新方法。構(gòu)成本發(fā)明疊層的薄膜或薄膜疊層的可更換性也使所述疊層損壞或損傷時能修理所述疊層的方法成為可能，否則損壞或損傷了的疊層就不能達到其予期使用目的。


圖1為表示疊到一薄膜疊層的中心疊層的本發(fā)明窗用疊層的截面視圖;
圖1a為表示在組裝成本發(fā)明窗用疊層以前一個中心疊層和一薄膜疊層的窗層壓制品的橫截面視圖;
圖2是表示一中心疊層層壓到一薄膜疊層的本發(fā)明窗用層壓制品的橫截面視圖，其中該中心疊層具有疊到一外表面的附加材料。
圖3是表示一中心疊層層壓到一薄膜疊層的本發(fā)明窗用層壓制品的橫截面視圖，其中中心疊層具有層壓到中心疊層內(nèi)表面和外表面的這種薄膜疊層。
在如圖1所示的本發(fā)明一個實施例中，具有一任選底劑層5和一硬涂料(hardcoat)層6的襯底4構(gòu)成一中心疊層，該中心疊層是一要層壓到一第二層狀組合物的層狀組合物，該第二層狀組合物為薄膜疊層8，在其一個側(cè)面上有任選底劑層9和硬涂料層10，其另一側(cè)面上為壓敏膠7將襯底或中心疊層粘到該薄膜或薄膜疊層。在該實施例中，薄膜或可用作本發(fā)明窗用層壓制品的內(nèi)表面或可用作其外表面。
在圖1a中示出了為產(chǎn)生本發(fā)明層壓制品而層壓成型以前的圖1實施例;更確切地說示出了在可更換地粘合到中心疊層以前，一個另又包含壓敏膠層的薄膜疊層。
在如圖2所示本發(fā)明第二實施例中，如圖1所示中心疊層另外又擁有一外部底劑層11和一外部硬涂料層12。在該實施例中，薄膜或薄膜疊層被表示成處于本發(fā)明窗用層壓制品的內(nèi)表面上。
在本發(fā)明第三實施例中，如圖3所示，在圖1所示的窗用層壓制品的外側(cè)面上另擁有一外底劑層13，外硬涂層14，層壓到借助一層壓敏膠15粘接到該窗用層壓制品外表面的外薄膜16，任選外薄膜底劑層17和一外硬涂層18上。該外薄膜16，任選外薄膜底劑層17和外硬涂層18組成如本文先前所定義的一薄膜疊層。作為界定內(nèi)表面和外表面的一個結(jié)果，薄膜8成為內(nèi)薄膜，任選底劑層9成為薄膜的任選內(nèi)底劑，而薄膜的硬涂料層10成為薄膜的內(nèi)硬涂料層。所述任選內(nèi)和外薄膜底劑可完全相同或不同。所述內(nèi)和外薄膜硬涂料可完全相同或不同。用于將內(nèi)和外薄膜疊層粘接到襯底的壓敏膠可完全相同或不同。
諸附圖所示不同實施例無意限制所附權(quán)利要求書的范圍而是僅為圖解說明可從有可更換消耗層(replaceable sacrificial layer)的窗層壓制品想出的各種各樣的應(yīng)用。
在需要實用的光透明度的種種應(yīng)用場合，應(yīng)對材料的光學(xué)性能加以選擇。此外，考慮透明度而使用壓敏膠，以可更換地將薄膜或薄膜疊層粘合到襯底或中心疊層時，則應(yīng)將壓敏膠如此敷設(shè)到薄膜或薄膜疊層，以使薄膜或薄膜疊層與襯底或中心疊層分離時，壓敏膠也與襯底或中心疊層分離，從而使得在將一新的或更換的薄膜或薄膜疊層可更換地粘接到襯底或中心疊層之前，襯底或中心疊層已得以清潔和/或光滑。當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明層壓制品無需嚴格要求透明或清澈的場合而采用壓敏膠將薄膜或薄膜疊層可更換地粘到襯底或中心疊層時，則該壓敏膠可留下作為疊到襯底或中心疊層的一層。
由此產(chǎn)生中心疊層的襯底4選自本領(lǐng)域已知的塑性窗用材料類。所述襯底的最佳窗用材料選自由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯組成的那類材料。當(dāng)襯底4為聚碳酸酯時，則最好可對其添加穩(wěn)定劑以免其受紫外線輻照的有害影響或象U.S.專利4，278，804等中所教導(dǎo)那樣，使硬涂料或任選底劑中含有穩(wěn)定劑以免紫外光的有害影響。
該任選底劑是本領(lǐng)域已知的一種成分，它使硬涂料能粘接到允許有不同熱膨脹系數(shù)的襯底上。在那些硬涂料與襯底間的熱膨脹系數(shù)沒有良好配合的情況下，該任選底劑變成理想的因為它促使兩層之間的粘合。這種底劑是在U.S.專利4，313，979; 4，395，463; 4，477，499和4，559，271中教導(dǎo)和揭示的主題。更近的U.S專利5，041，313是針對用于制造硅酮硬涂料組合物和底劑組合物從而將該底劑和硬涂料涂敷到一芳烴的熱塑襯底的方法。聚碳酸脂即是這樣一種芳烴的熱塑料。
若在硬涂料和襯底之間的熱膨脹系數(shù)有足夠好的匹配關(guān)系，則該任選底劑便變得不是合乎需要的或不必要了。待用來確定運用任選底劑的客觀需要性的判斷標準是襯底和硬涂料間是否足夠粘以致不必要任選底劑去確保良好粘合。這些見解同樣適用于薄膜上所使用的硬涂料和任選底劑。當(dāng)玻璃是襯底或中心疊層的一個組成部分時，在玻璃和諸如底劑和/或硬涂料和薄膜或薄膜疊層的另一層之間的熱膨脹系數(shù)方面的匹配便變成一個更有意義的問題。應(yīng)該注意當(dāng)薄膜包含聚碳酸酯時，應(yīng)將紫外線穩(wěn)定劑加到硬涂料和任選底劑之一或兩者。
硬涂料可為本領(lǐng)域已知的若干涂料之一。U.S專利4，478，876揭示了用于涂敷諸如聚碳酸酯，聚酯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯酸酯和帶有耐磨硅酮硬涂層的聚酰胺的硬襯底的一種方法。U.S專利3，707，397揭示了用于聚碳酸酯的有機聚硅氧烷硬涂層。U.S專利3，843，390揭示了聚酯三聚氰胺和丙烯酸三聚氰胺硬涂層。U.S專利2，332，461揭示了烯丙基樹脂硬涂層。
用于將薄膜或薄膜疊層可更換地粘合到襯底或中心疊層的最佳方法是采用壓敏膠。該壓敏膠可為若干先有技術(shù)已知材料中的任一種。丙烯酸基(Acrylic based)壓敏膠公開和能實現(xiàn)于U.S.專利RE24，906;3，558，574，3，535，293和3，299，010中。硅酮基壓敏膠公開并能實現(xiàn)于U.S專利2，857，356;2，736，721;和2，814，601中。U.S專利4，791，163提示了一種有機壓敏膠和硅酮基壓敏膠的水性乳液。新近，U.S專利5，190，827揭示了一種固化成壓敏膠的無溶劑有機聚硅氧烷組合物。
在以聚碳酸酯形成襯底和薄膜材料和可更換的粘接劑為壓敏膠的本發(fā)明層壓制品已制成并在運輸工具窗用應(yīng)用中經(jīng)歷了120天試驗。本發(fā)明層壓制品的薄膜或薄膜疊層經(jīng)上述測試總數(shù)已遭損壞但一點未穿透。這樣襯底或中心疊層已受到該薄膜或薄膜疊層的保護。因此，這種新的疊層結(jié)構(gòu)滿足人們對于運輸工具窗用時的長期感覺需要，當(dāng)它損壞或損傷時既可易于修理，又不象玻璃那樣易碎。當(dāng)將一窗用疊層拆去不用時，從該襯底或中心疊層除去薄膜或薄膜疊層，將一新的薄膜或薄膜疊層可更換地粘接到襯底或中心疊層，則該修好的層壓制品便又可使用。
此外，本發(fā)明的層壓制品與在實際使用基本相同的條件下，經(jīng)歷一加速自然老化試驗。在經(jīng)歷與實際使用一年嚴格相當(dāng)條件的測試周期后檢查該層壓制品。觀測結(jié)果是光學(xué)特性無任何損失或色彩方面的變壞。該試驗后層壓制品在完整性方面也無任何損失，即未觀測到任何分層現(xiàn)象。在用于將薄膜或薄膜疊層可更換地粘接到襯底或中心疊層的粘合劑性能方面也沒有任何變化。
權(quán)利要求
1.一種層壓制品，包括(a)一襯底；(b)一薄膜；和(c)用于將所述薄膜可更換地粘接到所述襯底的粘接劑。
2.如權(quán)利要求1的層壓制品，其特征在于所述襯底選自由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯組成的那一族。
3.如權(quán)利要求2的層壓制品，其特征在于所述薄膜選自由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯組成的那一族。
4.如權(quán)利要求3的層壓制品，其特征在于所述用于可更換地將薄膜粘接到襯底的粘接劑包含一種壓敏膠。
5.如權(quán)利要求1所述的層壓制品，其特征在于所述襯底是一包含以下兩層的中心疊層(ⅰ)一襯底和(ⅱ)一硬涂料層，以及所述薄膜為包含一薄膜和一硬涂料層的薄膜疊層。
6.如權(quán)利要求5所述的層壓制品，其特征在于所述中心疊層還包括一種底劑。
7.如權(quán)利要求6所述的層壓制品，其特征在于所述薄膜疊層還包括一種底劑。
8.如權(quán)利要求5所述的層壓制品，其特征在于所述襯底選自包括聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯的那一族。
9.如權(quán)利要求8所述的層壓制品，其特征在于所述薄膜選自包括聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯的那一族。
10.如權(quán)利要求9所述的層壓制品，其特征在于用于可更換地將薄膜疊層粘接到中心疊層的粘接劑包含壓敏膠。
11.一種主要包括以下組成的疊層制品(a)包含一襯底和一硬涂層的中心疊層，(b)包含一薄膜和一硬涂層的一薄膜疊層和(c)用于可更換地將中心疊層粘合到薄膜疊層的粘接劑。
全文摘要
一種新型疊層結(jié)構(gòu)，包括一襯底或一中心疊層，一薄膜或薄膜疊層可更換地粘接到該襯底或中心疊層。
文檔編號B32B7/06GK1109821SQ95102758
公開日1995年10月11日 申請日期1995年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月1日
發(fā)明者J·R·克蘭馬, L·V·楊格 申請人:通用電氣公司