可移动的透明复合系统以及用于制备该系统的方法

专利名称：可移动的透明复合系统以及用于制备该系统的方法
技术领域：
本发明涉及透明的光稳定的可移动复合系统，其包括i)至少两个由透明的热塑性材料制成的刚性部件，它们通过下列连接元件联接在一起；ii)至少一个由透明的光稳定的热塑性聚亚氨酯(“TPU”)制成的柔性连接元件。本发明还涉及制备本发明的透明的光稳定的可移动复合系统的方法。
背景技术：
聚碳酸酯是透明的、坚固的、耐热的以及具有良好的电学特性。这些特性使得聚碳酸酯在大量的工业应用上都十分有用。对聚碳酸酯的产品、特性和应用的概括例如说明在Becker等人的“KunststoffHandbuchPolycarbonate、Polyacetale、Polyester、Celluloseester”，3/1卷(Munich，Vienna，Carl Hanser Verlag)(1992)以及Legrand等人的“Handbook of Polycarbonate Scienceand Technology”，New York，Basel，(Marcel Dekker)(2000)中。
TPU具有良好的弹性体特性和熔融可加工性。TPU的产品、特性及应用的概述例如说明在Becker等人的“Kunststoff HandbuchPolyurethane”，Munich，Vienna，(Carl Hanser Verlag)(1983)，以及Szycher“Handbook of Polyurethanes”(CRC Press LLC，BocaRaton，FL)(1999)中。
已知聚碳酸酯和TPU作为层压制品的复合系统。该复合系统特别适用于例如结合有玻璃的层压安全系统(层压安全玻璃)。参见例如EP-A 85006。
例如，整体铰链或膜片铰链描述于Kunz等人的″Neue Konstruktionsmglichkeiten mit Kunststoffen″，笫5卷，(Augsburg)(1991)以及“Kunststoff-Taschenbuch”(1992)中。这样的铰链是可移动的或永久性的联接件，其通过喷射模制部件的截面的极窄化来形成。这种类型的膜片铰链一般是由与它们所连接的刚性部件相同的材料制成的。柔性一般只可通过厚度的极度减少来获得。部分晶体聚合物，优选聚烯烃，一般可用于制造这种膜片铰链。这种聚烯烃通常不是完全透明的。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种透明的光稳定的可移动复合系统，其包括i)至少两个由透明的热塑性材料制成的刚性部件，它们通过下列连接元件联接在一起；ii)至少一个由透明的光稳定的TPU制成的柔性连接元件。
本发明的另一个目的是提供一种制备本发明的透明的光稳定的可移动复合系统的方法。


图1-8表示了本发明的复合系统在展开和折叠状态下的截面图。
具体实施例方式
本发明涉及透明的光稳定的可移动复合系统，其包括i)至少两个由透明的热塑性材料制成的刚性部件，该材料选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯丁酸酯，聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物以及它们的混合物和共混物，它们在一个边缘联接在一起；ii)至少一个由透明的光稳定的TPU制成的柔性连接元件，其在1mm厚度处具有0-20％雾度值(根据ISO 14782)，肖氏硬度在约60肖氏A级硬度到约70肖氏D级硬度范围内(根据ISO 868)，并且在1mm厚度处的泛黄度指数为0到25(根据ASTME 313)，连接元件形成一双向联接件，其可折叠的角度高达180度。
本发明还涉及制备本发明的透明的光稳定的可移动复合系统的方法。
优选地，本发明的透明的热塑性材料是透明的聚碳酸酯。
优选地，本发明的由透明的热塑性材料制成的部件具有50μm到约2mm范围内的厚度。
本发明的由透明的热塑性材料制成的部件可为实心板或双壁式板或三维板的形式。
优选地，用于本发明连接元件的TPU是透明的、柔性和光稳定的。例如，如EP-A 1 090 940中所描述的那些的TPU可用于本发明。更优选地，本发明的TPU由至少一个脂肪族TPU制备成。
本发明的TPU的连接元件优选具有在约100μm到约2mm范围内的厚度。
根据美国试验和材料协会(“ASTM”)标准D 1003-97(对应于ISO 14 782)测量得出，本发明的TPU在1mm厚度处具有0到20％的雾度值；根据试验方法DIN 53 505(对应于ISO 868)测量得出，肖氏硬度在约60肖氏A级硬度到约70肖氏D级硬度的范围内；根据DIN6167(对应于ASTM E 313)的泛黄度指数测量得出，在1mm厚度处的泛黄度指数为0到25。
由本发明的TPU制成的连接元件既可位于由本发明的透明热塑性材料制成的部件的仅一部分表面上，又可位于该部件的整个表面上。
用于本发明的TPU制成的柔性透明连接元件的一个关键优势在于其高机械载荷承载能力。例如，用于本发明的连接元件具有的弯曲疲劳强度比典型的铰链例如膜片铰链更高。
本发明的连接元件提供的另一个优势在于其关于空间任意轴线的可移动性。通过比较，本技术领域中已知的膜片铰链一般只能保证关于一旋转轴线的可移动性。
在本发明的一个实施例中，透明的光稳定的可移动复合系统包括至少两个热塑性材料的三维透明的模制部件，它们由至少一个TPU的柔性透明的连接元件联接在一起，因此形成一个柔性的透明的可移动复合系统。
在本发明的另一个实施例中，透明的光稳定的可移动复合系统包括至少两个透明的聚碳酸酯板，它们由至少一个TPU的柔性透明的光稳定的连接元件联接在一起。TPU可用于聚碳酸酯板的一部分表面或整个表面。该TPU可用于聚碳酸酯板的一侧或者两侧。
该处应用的“聚碳酸酯板”不仅是指实心板，而且也是指双壁式板以及三维板。可用于本发明的三维聚碳酸酯板包括例如波形的聚碳酸酯板。
在本发明的优选实施例中，透明的可移动复合系统包括至少两个透明的聚碳酸酯部件，它们由至少一个透明的脂肪族TPU的柔性连接元件联接在一起。
本发明的连接元件可通过例如粘合剂联接到本发明的热塑性材料的部件中的至少一个。粘合剂可施加于连接元件的表面和/或该部件的表面。
本发明的连接元件也可通过层压方式联接到本发明的该部件上。在层压过程中，通过在升高的温度和/或压力下连续地或不连续地施压，在连接元件的TPU和该部件的热塑性材料之间形成结合。
为了在层压过程中获得TPU到热塑性材料的可接受的粘接，热塑性材料在生产过程中应优选保持在50摄氏度以上的温度。特殊的层压方法如高频(HF)焊接被优选采用。
HF焊接基于施加高频区域而引起的聚合物的局部熔融，当材料固化时发生粘接。HF焊接描述于例如Schtling，Kunststoff-Taschenbuch，第24版，196-197页(Hanser-Verlag)(1989)中。
本发明的复合系统也可通过双组分喷射模制来生产。在双组分喷射模制过程中，具有至少两个部件的热塑性材料的模制产品被喷射模制而成，并且联接到由TPU制成的连接元件，该连接元件也在相同模具中制造。双组分喷射模制方法描述于例如Ehrenstein等人的Mehrkomponentenspritzgieβen-Technologie，Prozess und Verbundeigenschaften(Düsseldorf 1997)中。
本发明的复合系统也可通过共挤压或挤压涂覆生产。在共挤压过程中，都处于液体形式的热塑性材料和TPU被一起引入挤压机头中或者直接引入挤压机头的下游。在挤压涂覆的情况下，熔融的TPU施加于由热塑性材料制造的部件的部分宽度或全部宽度上。
本发明的复合系统在建筑和建设工业中尤其有用。例如，本发明的复合系统可用作折叠屋顶、折叠遮挡件或者用于光电太阳能收集器的可移动的可对齐的支承件。
当折叠时，本发明的复合系统非常紧凑，因此易于运输。另外，本发明的复合系统可容易地或双向地折叠或展开。
图1到图8表示了本发明的复合系统处于展开和折叠状态。在图1到图8中，至少两个由热塑性材料制成的部件(1)通过至少一个由TPU制成的连接元件(2)联接在一起。
虽然为了说明目的本发明已在前述内容中作出详细描述，但应该理解的是，这些细节只为该说明目的，本领域的技术人员可进行改型，而不背离本发明的精神和范围，除非权利要求书中对其进行限制。
权利要求
1.一种透明的光稳定的可移动复合系统，其包括i)至少两个由透明的光稳定的热塑性材料制成的刚性部件，该材料选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯丁酸酯，聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、其混合物和共混物，这些部件在一个边缘通过下列连接元件联接在一起；ii)至少一个柔性连接元件，该元件由透明的光稳定的热塑性聚亚氨酯制成，该元件在1mm厚度处具有0-20％的雾度值(根据ISO14782)，其肖式硬度在从约60肖氏A级硬度到约70肖氏D级硬度的范围内(根据ISO 868)，并且在1mm厚度处的泛黄度指数为0到25(根据ASTM E 313)，该连接元件形成双向联接件，该联接件可折叠的角度高达180度。
2.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，透明的热塑性材料是透明的聚碳酸酯。
3.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，透明的热塑性材料的部件具有从约50μm到约2mm的范围内的厚度。
4.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，透明的热塑性材料的部件是板的形式。
5.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，透明的热塑性材料的部件是实心板的形式。
6.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，透明的热塑性材料的部件是双壁式板的形式。
7.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，透明的热塑性材料的部件具有三维形状。
8.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，热塑性聚亚氨酯是脂肪族热塑性聚亚氨酯。
9.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，热塑性聚亚氨酯的连接元件具有的厚度在约100μm到约2mm的范围内。
10.根据权利要求1所述的复合系统，其特征在于，由热塑性聚亚氨酯制成的连接元件位于由热塑性材料制成的部件的一部分表面或者全部表面上。
11.一种用于生产透明的光稳定的可移动复合系统的方法，其包括以这种方式将下列部件和元件结合在一起，从而形成透明的光稳定的可移动复合系统，该部件和元件是i)至少两个由热塑性材料制成的透明刚性部件；以及ii)至少一个由透明的光稳定的热塑性聚亚氨酯制成的柔性连接元件。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，由热塑性材料制成的部件与由热塑性聚亚氨酯制成的连接元件的结合是利用粘合剂来实施的。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，热塑性材料的部件与热塑性聚亚氨酯的连接元件的结合是利用双组分喷射模制来实施的。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，热塑性材料的部件与热塑性聚亚氨酯的连接元件的结合是利用连续或不连续的层压来实施的。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，热塑性材料的部件与热塑性聚亚氨酯的连接元件的结合是通过共挤压来实施的。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，热塑性材料的部件与热塑性聚亚氨酯的连接元件的结合是通过挤压涂覆来实施的。
17.一种根据权利要求11所述的方法生产的透明的光稳定的可移动复合系统。
18.一种折叠屋顶，其包括根据权利要求1所述的透明的光稳定的可移动复合系统。
19.一种折叠遮挡件，其包括根据权利要求1所述的透明的光稳定的可移动复合系统。
20.一种用于光电太阳能收集器的可移动的可对齐的支承件，其包括根据权利要求1所述的透明的光稳定的可移动复合系统。
全文摘要
本发明涉及透明的光稳定的可移动复合系统，其包括i)至少两个由透明的热塑性材料制成的刚性部件，这些部件通过下列连接元件联接在一起；ii)至少一个柔性连接元件，其由透明的光稳定的热塑性聚亚氨酯制成。本发明还涉及制备本发明的该透明的光稳定的可移动复合系统的方法。本发明的复合系统特别用于建筑和建设工业。在折叠时，本发明的复合系统非常紧凑，并且因此易于运输。另外，本发明的复合系统可容易地和双向地折叠或展开。
文档编号B29K31/00GK1424194SQ02154089
公开日2003年6月18日 申请日期2002年12月10日 优先权日2001年12月10日
发明者H·－G·霍佩, J·温克勒, B·威伦伯格, H·皮尔林格斯 申请人:拜尔公司