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Splittersicheres Verbundglas.
Die Erfindung bezieht sich auf ein splittersicheres Verbundglas, bei dem die Deckscheiben von einer nachgiebigen Zwischenschicht getragen werden.
Ursprünglich wurden Zwischenschichten lediglich zur Splitterbindung einerseits und zum Verkleben anderseits verwendet. Sie hatten den Zweck, bei einem Bruch der Deckscheiben das Loslösen der beim Bruch entstehenden Glassplitter zu verhindern, indem sie diese durch Haftvermögen festhielten. Damit aber war eine Durchbruchsicherheit solcher Gläser, auf die es ankommt, wenn sie den Charakter des Sicherheitsglases aufweisen sollen, nicht gewährleistet, da die dünnen Zwischenschichten den Durchbruch nicht zu verhüten vermochte.
Diesem Übelstande trachtet man dadurch abzuhelfen, dass man die Zwischenschichten aus sehr nachgiebigen Material und etwas stärker als bisher herstellte, so dass die Zwischenschichte etwa halb so stark als eine der Deckscheiben gemacht wurde.
Durch die britische Patentschrift Nr. 297413 wurde die Herstellung einer Zwischenschicht aus Crotonester von ungefähr 4 mm Dicke an sich bekannt, die Stärke der Deckschichten ist jedoch nicht festgelegt.
In der französischen Patentschrift Nr. 764287 wurde schon bei Deckscheiben bis zu 2'5 mm die Forderung aufgestellt, die Zwischenschichten dafür nicht zu dünn zu wählen. Es wurde als vorteilhaft bezeichnet, wenn diese eine Stärke von mehreren Zehnteln eines Millimeters haben. Die Stärke dieser Zwischenschichten steht jedoch in keinem festen Verhältnis zur Stärke der Deckscheiben. Das Verfahren nach diesem Patent verwendet keine Polymerisate, sondern Zellstoffprodukte, denen die wesentliche Eigenschaft der Polymerisate, nämlich Zügigkeit, d. h. Dehnungselastizität, abgeht. Diese Zügigkeit der Zwischenschicht ist aber ein unentbehrliches Erfordernis bei splittersicheren Gläsern.
Dieser und ähnlichen Massnahmen lag der Gedanke zugrunde, verhältnismässig dünne schwingfähige Deckschichten mit dehnungselastischen Zwischenschichten aus Harzen und Kunstharzen zu verbinden, welche die Aufgabe hatten, als Schwingungsdämpfer Formveränderungen der Deckscheiben entgegenzuwirken.
Trotzdem gelang es nicht, die Frage splittersicheren Verbundglases befriedigend zu lösen, da die angewendeten Zwischenschichten infolge zu grosser Nachgiebigkeit die Beanspruchung der Deckscheiben hinsichtlich ihrer Schwingfähigkeit nicht begrenzen und daher den Bruch nicht verhindern konnten. Dies gelingt nur unter Anwendung von stärkeren Deckscheiben in der Dicke von etwa 2'5-3 mm und von verhältnismässig geringem Schwing-und Durchbiegungsvermogen in Verbindung mit gleichfalls stärkeren Zwischenschichten, die jedoch eine derartige Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit besitzen, dass sie eine Übertragung der durch äussere Beanspruchungen entstehenden Schwingungen nur soweit zulassen, als diese der Schwingungsfähigkeit der Deckplatten entsprechen.
Dieser Erkenntnis trägt die Erfindung Rechnung, indem sie als Zwischenschichte hochmolekulare Polymerisate organischer Verbindungen verwendet. Nach der Erfindung dürfen die Zwischenschichten nur aus Polymerisaten einer derartigen Polymerisationsstufe hergestellt sein, die keine Monomeren mehr aufweist. Unpolymerisierte Reste oder niedrigere Polymerisate dürfen nicht vorhanden sein.
Die in Frage kommenden, d. h. einer Polymerisation zugänglichen Produkte, die sich für die vorangeführten Zwecke eignen, insbesondere das Vinylacetat, sind dann sowohl von hoher Kältebeständigkeit, als von hoher Unempfindlichkeit gegen Wärmeeinflüsse und besitzen die nötige Widerstandsfähigkeit und Zähigkeit.
Diese Produkte, welche in dem oben angeführten Polymerisationszustand eine feste zähe Masse darstellen, werden unter Zusatz geringer Mengen hochsiedender Weichmachungsmittel (7-30%) unter Erwärmen in eine plastische Masse übergeführt, aus der Platten gewünschter Dicke hergestellt werden. Als Weichmachungsmittel kommen nur Produkte mit einem Siedepunkt über 170 in Frage.
Keineswegs dürfen unter diesem Siedepunkt flüchtige Produkte vorhanden sein. Die als Zwischenschichten zu verwendenden Platten werden in einer Stärke von drei Viertel der stärksten Deckplatte hergestellt.
Die britische Patentschrift Nr. 403723 verwendet teilweise polymerisiertes Vinylacetat und schlägt 5-25% Kampfer als Weichmachungsmittel vor. Kampfer entspricht aber nicht den für die Erfindung geforderten Weichmachungsmitteln. Diese dürfen nämlich erst über 170 sieden, sie dürfen aber auch nicht aus der Masse heraussublimieren, wie dies Kampfer tun würde. Wenn Kampfer auch erst bei 204-209'siedet, so verflüchtigt er jedoch schon bei 100 C innerhalb 6 Stunden zu 99-6%.
Bei der Herstellung der Masse für die Zwischenschicht der Verbundgläser nach der Erfindung werden jedoch Temperaturen um 140 C verwendet, so dass Kampfer nicht in Anwendung kommen kann.
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Der Vorgang für die Herstellung der Zwischenschichten und der Vereinigung mit den Deckplatten ist folgender :
Ein bis zur Erreichung der vorher beschriebenen Polymerisationsstufe bearbeitetes Produkt, welches eine hochviskose Masse von ganz ausgezeichneter Zügigkeit und Dehnfähigkeit darstellt, ohne dass dieselbe jedoch hart und brüchig wie Kristall oder Glas ist, wie sie sich in jedem Falle als endpolymerisiertes Produkt darstellen würde, wird zerkleinert und mit einem Zusatz von beispielsweise 7-20% eines hochsiedenden Esters-etwa Phthalsäureester od. dgl. - mit hohem Siedepunkt in einem Autoklaven unter Anwendung einer entsprechenden Rührvorrichtung zu einer homogenen Masse verarbeitet, wobei unter entsprechender Steigerung Wärme bis zu etwa 80 C angewendet wird.
Die so dargestellte homogene Masse ist an sich nicht fliessfähig, sie muss deshalb, nachdem vollständige Homogenität erreicht ist, beschleunigt, damit nicht Weiterpolymerisation eintritt, unter Anwendung erheblich höherer Hitzen, gegebenenfalls bis etwa 140 C, in einen fliess-bzw. abdruekfähigen Zustand gebracht werden, wobei dann diese Masse in der so erreichten Fliessfähigkeit unter Anwendung hoher Pressdrücke unmittelbar aus dem Autoklaven heraus in die gewünschte Form von Platten oder Folien abgedrückt wird.
Bei diesem Vorgang ist die Verwendung solcher hochsiedender Ester von ausserordentlicher Wichtigkeit, die sich auch bei Anwendung derartiger Hitzen weder hinsichtlich ihrer Farbe, noch in bezug auf ihre Weichmachungseigenschaften ändern, da als Grundbedingung bei der Darstellung einer dauerhaften leistungsfähigen Zwischenschicht auch die Bedingung nach der dauerhaften Licht-oder Farbechtheit erfüllt werden muss.
Die beiden Kennzeichen der Erfindung bestehen also darin, dass hochmolekulare und hochviskose Polymerisate des Vinylacetates, der Acrylsäure oder Mischpolymerisate beider in der Form zur Verwendung gelangen, dass sie lediglich mit einem entsprechenden Zusatz von Weichhaltern unter Anwendung entsprechender Wärmen in fliessfähiger Form vermittels hoher Pressdrücke in die für sie in Frage kommende Gestalt gebracht werden, und dass diese Zwischenschichten in etwa drei Vierteilen der stärksten Deckscheibe eines solchen Verbundes zur Anwendung kommen.
Die Herstellung der Zwischenschichten nach der Erfindung erfolgt unabhängig von der zu erzielenden Stärke stets in einem Arbeitsgange, wohingegen bisher eine zeitraubende Behandlung zur Wiederbeseitigung der Lösungsmittel durch Entblasung und Evakuierung nötig war. Da Glasscheiben jeder Stärke zum Einbau eines Verbundes benutzt werden können, so ist auch die Möglichkeit zur Herstellung von Schaufensterscheiben u. dgl. aus splittersicheren Verbunden gegeben.
Um die geforderte Splitter-und Durchbruchsicherheit zuverlässig zu erzielen, empfiehlt es sich, zur Erreichung einer entsprechenden dauerhaften Verbindung der Zwischenschichten mit den sie begrenzenden Glasscheiben eine stark klebende Lösung anzuwenden, die aus einem Mittelstufenpolymerisat, gelöst in hochsiedenden, sogenannten echten Lösungsmitteln hergestellt ist.
Neben der ausserordentlich hohen Klebefähigkeit, die eine derartige Lösung aufweist, wird dabei erreicht, dass die mit dieser Lösung bestrichenen Folien, die nach der Erfindung als Zwischenschichten verwendet werden, Teile der in der Lösung enthaltenen hochsiedenden Lösungsmittel, aufnehmen, mit der klebenden Lösung also eine innige Verbindung eingehen, wobei die in die Folien hineindiffundierten hochsiedenden Lösungsmittelteile eine sehr wirkungsvolle Verstärkung der weichhaltenden Zusätze bilden.
Verbundgläser und Schichtprodukte nach dieser Erfindung bewähren sich auch als Schutzwände gegen Wärme und Schalleitung. Die Verbundgläser nach der Erfindung eignen sich deshalb insbesondere auch für Sprechzellen in öffentlichen Fernsprechanlagen, Mikrophonzellen für drahtlose Übermittlung od. dgl. Anlagen.