CN1006369B - 抗冲击层压板 - Google Patents

Abstract

一种抗冲击层压板，粘接到玻璃背面(7)上，与背面相对的是承受冲击的面，可厚至3毫米的聚碳酸酯层要薄到足以与玻璃背面(7)相符，并且不用预先成型即可粘在背面上，聚碳酸酯层(9)的厚度最好在0.25至0.64毫米范围，并且有一自行恢复或耐磨的坚硬涂层(10)。层压板可包括韧化或退火玻璃层。

Description

本发明是关于抗冲击的层压板，特别是包括至少一层玻璃的抗冲击玻璃窗板。有些这种窗板是防弹的，能防止子弹或其它的高能量冲击，而在窗板受到冲击表面的背面只有极少或根本没有裂开。另外一些窗板是“抗破坏性的”，这种窗板可以防止人为的武器袭击，例如：斧子、手锄、石头和砖头的冲击等，但不一定能防子弹。

原先提出的防弹玻璃层压板和抗破坏性的玻璃层压板，不仅允许在层压板的玻璃背面有裂开的危险，而且还要有一背面的塑料层，例如粘接到玻璃背面以抗裂的厚聚碳酸酯层或延伸的聚丙烯层。

在层压板做为车辆上的窗板的一个使用例子中，接受冲击的外层是玻璃层，在车内的里层是一层厚聚碳酸酯层，该层具有弹性并且具有良好的防裂性能。抗冲击层压板一般都包括好几层玻璃，并且和具有良好的抗裂性能的背面聚碳酸酯层层压在一起。

在英国专利1504198中叙述了一种抗冲击层压板。该板是由几层玻璃和由聚碳酸酯制成的后部层组成的，在聚碳酸酯的裸露面上有脆性的防刮涂层。由于保护层在一定程度上的易碎性质，那么通过减少聚碳酸酯层的厚度到0.76毫米至5.6毫米这一范围，则可减少聚碳酸酯层裂开的趋向，且给出的结果表明：在一定条件的“中等能量”冲击下，层压板起到了令人满意的作用。

在英国专利2011836A中，提出了一种改进型抗冲击层压板可防止单一的枪击，该板是通过透明的塑料内层把几层玻璃粘接在一起组成的，这些内层起到了层压板承受冲击震动层的作用。这些层压玻璃板被安装在框架内，并通过一空间和9.5毫米厚的聚碳酸酯层分开，在聚碳酸酯层上还应用了自行恢复的聚氨酯防刮涂层。

利用聚碳酸酯或弹性聚丙烯层做为层压窗板的背面破裂阻挡层大大增加了层压板的费用。而在某些情况下，来自背面玻璃层的破裂危险是能够容忍的，而没有必要去担负这种背面破裂阻挡层的额外费用。

申请专利的人们已发现，无论是被复盖或是没有被覆盖的薄聚碳酸酯层都能对后背层起到一种有效的防裂的作用，只要将其粘接到一种抗冲击层压板、特别是抗冲击窗板的背面玻璃表面上即可。

根据本发明，提供一种至少6毫米厚的抗冲击层压板，该板粘接到与承受冲击表面相对的玻璃背面上，还提供一种厚至3毫米的聚碳酸酯层，该层要很薄以便粘接到玻璃背面上，而不需要预制成适合背面玻璃的形状。

本发明还提供一种粘接到和承受冲击玻璃面相对的玻璃背面上的抗冲击层压板，一种厚度范围在0.25至3毫米的聚碳酸酯层，该层要很薄以便被粘接到玻璃背面，而不需要预制成适合背面玻璃的形状。

一般说来，聚碳酸酯层的厚度不能大于0.64毫米。

但是，聚碳酸酯层的厚度也可以大于0.64毫米，例如到1毫米厚，或甚至大于3毫米厚，只要它具有足够的可弯曲性以便粘接到层压板的玻璃背面，而不要预先制成适合层压板玻璃背面的形状。其最大厚度要取决于层压板的曲率。对于平坦的层压板或曲率小的层压板，聚碳酸酯的厚度可达3毫米;对于弯曲较大的层压板，聚碳酸酯厚度一般可达1毫米。

本发明所选择的实施例，包括有几层玻璃层和粘接到与承受冲击玻璃层相对的背面玻璃层上的聚碳酸酯层。

本发明还提供了一种至少6毫米厚的抗冲击玻璃层压板，该板包括被层压在一起的几层玻璃层，以及粘接到与承受冲击玻璃层相对的背面玻璃层上的聚碳酸酯层。

在一个实施例中，层压板可包括通过一聚乙烯丁缩醛内层粘接在一起的两层退火玻璃和粘接到玻璃背面的聚碳酸酯层。

在另一个实施例中，层压板可以包括通过聚乙烯缩醛内层粘合在一起的三层退火玻璃层和粘接到玻璃背面的聚碳酸酯层。

承受冲击的玻璃前层可以是一种强化玻璃。

例如，在火车车头上使用的玻璃窗板，其外层玻璃可以是半韧化层，在受到冲击时，以基本上不影响通过层压板视觉的方式破裂。这种用于火车头玻璃窗板的层压板包括一半韧化的玻璃前层，该前层通过聚乙烯丁缩醛内层和退火玻璃的后层粘合，其后层的背面和聚碳酸酯粘接。

在本发明的另一种形式中，层压板可以构成用于在汽车中抗破坏性的玻璃窗板，该层压板包括：通过一聚乙烯丁缩醛内层将两层韧化玻璃粘接在一起，并且聚碳酸酯层粘接到后面韧化玻璃层的背面。

按照本发明的另一种形式的抗破坏性的窗板，包括一层至少3毫米厚的全韧化玻璃层，并且聚碳酸酯层粘接到该面层的背面上。

在每一个实施例中，聚碳酸酯层的厚度最好在0.25至0.64毫米范围内。

在每一个实施例中，可使用一种合适的热塑性聚氨酯来把聚碳酸酯层粘接到玻璃层压板的背面。

聚碳酸酯的裸露面可带有一涂层来保护聚碳酸酯免受擦伤。这可以是一种自行恢复涂层，例如一层自行恢复聚氨酯，或者是一种耐磨的硬涂层，例如聚硅氧烷、三聚氰胺或丙烯酸盐。

本发明的另一个实施例是：一种抗冲击的玻璃层压板，它包括几层被层压在一起的玻璃层，以及粘接到与承受冲击的玻璃层相反的玻璃背面的复合层，该层是由一厚度为0.25至0.64毫米的聚碳酸酯层及一层自行恢复的聚氨酯外涂层组成，其中复合层通过一层热塑性聚酯基聚氨酯粘接到玻璃背面，热塑性聚酯基聚氨酯的厚度为1.5至4毫米。

在火车窗板上使用的层压板可包括：一层5毫米厚的韧化玻璃，该层通过-9至11毫米厚的软的、聚乙烯丁缩醛内层，层压到2至3毫米厚的退火玻璃层上，且复合层通过2毫米厚的聚氨酯层粘接到退火玻璃层背面。

做为防弹玻璃窗板使用，层压板可以包括：12毫米厚的两层退火玻璃，将其和1.5毫米厚的聚乙烯丁缩醛内层层压在一起;一层3毫米厚的退火玻璃层，通过一层3毫米厚的聚乙烯丁缩醛内层，层压到12毫米厚的一玻璃层的背面上;再通过2毫米厚的聚氨酯层将复合层粘接到3毫米厚的玻璃层的背面。

本发明也包括一种复合层，该复合层是由0.25毫米至0.64毫米厚的聚碳酸酯层及在其一表面上的自行恢复聚氨酯涂层组成。

下面通过例子及参考有关附图，描述一些本发明的实施例。

图1是一防弹玻璃窗上，带有一自行恢复内涂层的抗冲击层压玻璃板的一棱边剖视图;

图2是没有自行恢复涂层的防弹玻璃窗板的棱边剖视图;

图3和图4是根据本发明另一种防弹玻璃窗板的棱边剖视图;

图5是打算用做火车头挡风玻璃板的抗冲击层压板的一棱边的剖视图;

图6是按照本发明，带能量吸收厚层的另一种火车头玻璃窗板的、与图5类似的剖视图;

图7是准备用做抗破坏性的汽车玻璃窗的另一种层压板的一棱边的剖视图;

图8是与图7类似的、抗破坏性的汽车玻璃窗的另一种形式的剖视图;

图9是与图8类似的，另一种形式的轻质防破坏性玻璃窗板的剖视图;

图10是和图1类似的、带有耐磨坚硬涂层的防弹玻璃窗板的剖视图。

参考图1，防弹玻璃层压板包括一层12毫米厚的退火玻璃外层1，其受到子弹冲击的是表面2，通过-1.5毫米厚的软的聚乙烯丁缩醛内层4，将该层玻璃粘合到第二层12毫米厚的退火玻璃层上。再通过第二个软的聚乙烯丁缩醛内层6，将10毫米厚的退火玻璃层5粘接到层3上。和承受冲击的玻璃表面2相对的玻璃层5的背面7，通过一热塑性聚 酯基聚氨酯8薄层与复合层粘接，复合层包括0.5毫米厚的聚碳酸酯层9和0.5毫米厚的自行恢复的聚氨酯外涂层10。自行恢复的聚氨酯外涂层10提供了一个比较软的外露表面，该表面起到了防刮伤层的作用。当层压板的表面2，在正常的大气压力温度条件下，受到了距离为30米，来自口径7.62毫米Parker Hale T₄射击步枪的一粒子弹的射击时，人们发现，所有的玻璃层都破碎了，而且子弹的能量全部被吸收在玻璃的破损处，而在聚碳酸酯层9上只有一点凸起。人们进一步意外地发现：再用另外4颗子弹射击在已经破裂的层压板上的不同靶点处，从其背面并没有明显的破裂现象，而只是在每个位置上出现了聚碳酸酯层9的凸出。在第五颗子弹的靶点位置上，出现了复合层的小破损，但仍无明显的破裂。因此，这种带有薄聚碳酸酯破裂阻挡层的结构，在最初破损后，仍可意外地防止另外三粒子弹的袭击，而在其背面没有碎裂。

复合层的聚碳酸酯层9非常薄，以致于在防弹层压板的最后一步制造中，通过聚氨酯层8可将其粘接到玻璃背面7上，而不需要将其预制成适合玻璃背面的弯曲形状。因为不需要事先预制，所以制造过程可以简化，而且在预制过程中必需包括的加热和弯曲以及要求厚的后聚碳酸酯层的这些损耗均可避免。

图2图示了图1的防弹层压板的一修改例，在该图中，在薄聚碳酸酯层9上并没有采用防擦伤层。这种修改主要是应用在层压板内表面的防擦伤特性并非紧要的场所。在实践中已经发现，图2的层压板和图1的层压板具有相同的防弹特性，它没有涂层的薄聚碳酸酯层9，在层压板的裸露表面2上受到直至4粒子弹的冲击时，能起到有效的阻挡碎裂层的作用。

图3图示了另一种防弹玻璃层压板，该板能防止中等能量子弹的袭击而并不破裂。这种层压板包括：由聚乙烯丁缩醛内层4粘接在一起的两层12毫米厚的退火玻璃层1和3。复合聚碳酸酯层包括：0.5毫米厚的聚碳酸酯层9以及0.5毫米厚的自行恢复聚氨酯外涂层10，其中通过热塑性聚酯基聚氨酯层8，将复合层粘接到玻璃层3的背面11上。用这种层压板来做实验：在正常的环境条件下，用7.62毫米口径的自动装载步枪在30米距离处射击，所有的玻璃都破裂了，但是却没有穿透，在层压板的背面也没有碎裂现象。采用这种去掉自行恢复的外涂层10的层压板，也可得到类似的结果。

图4也图示了另一种形式的防弹玻璃层压板，该板包括-12毫米厚的退火玻璃外层1，通过-1.5毫米的聚乙烯丁缩醛内层4，将其层压到第二层退火玻璃层3上。第三层3毫米厚的退火玻璃层5，通过3毫米厚的聚乙烯丁缩醛厚层6，层压到层3上。一种复合层用来做内部碎裂阻挡层，其中复合层包括：0.5毫米厚的聚碳酸酯层9以及0.25毫米厚的自行恢复聚氨酯外涂层10。通过2毫米厚的热塑性聚酯基聚氨酯层8，将这一复合层粘接到玻璃层5的背面。这种2毫米厚的聚氨酯层提高了复合层9和10做为阻挡碎裂层的效力，可以认为当受到子弹的冲击玻璃层破碎时，由于扩散了负荷面积，而能起到这种作用。

图5图示了一种应用在火车头挡风玻璃窗板上的抗冲击玻璃层压板。这种挡风玻璃窗可能受到子弹的袭击，但是更通常的是受到象掷石头这样的有尖利棱角的其它投掷物的袭击。对于火车司机来讲，最重要的是在受到冲击后仍有能见度，而且也希望外层具有最大可能性的强度。签于这一原因，玻璃外层13一般应是强化玻璃，在图示的实施例中，13是一层8毫米厚的热韧化玻璃层，它要被半韧化到这种程度，即在破裂后，通过层压板的视觉基本上没有受到损害。通过一层3毫米厚的聚乙烯丁缩醛内层14，将外层13粘合到一8毫米厚的退火玻璃层15上，15构成了玻璃层压板的后层，通过一热塑性聚酯基聚氨酯薄层8，将聚碳酸酯层9及其自行恢复的聚氨酯外涂层10，粘接到玻璃层15的背面16上。聚碳酸酯层9厚度为0.5毫米，自行恢复涂层10的厚度为0.5毫米，它们可起到防止刮伤的作用，并能保持火车司机必须经常擦干净挡风玻璃的内表面才能达到的一般工作条件下的能见度了。厚的聚乙烯丁缩醛内层14起到了加强弹性隔板的作用，以便在前层玻璃层13被石头击碎时，来防止象石头这样的重投掷物进入到火车头的驾驶室内。既使内玻璃层15也同样碎了，薄聚碳酸酯层9还可防止碎裂。

在本发明的这一实施例以及其它的实施例，例如图4的实施例中，只要包括厚聚乙烯丁缩醛或其它的可延伸的塑料内层，那么聚碳酸酯层的厚度都可小于0.64毫米，例如为0.25毫米或甚至更薄。但是必需满足这一要求，即：有涂层或没有涂层的聚碳 酸酯层9，可以不要预先成型即可粘接到层压板的玻璃背面上，它也可以是比较厚的一层，例如1毫米厚或甚至到3毫米厚，这取决于层压板的曲率。

图6图示了用在铁路机车挡风玻璃窗板上的另一种形式的抗冲击玻璃层压板。层压板的外层玻璃13是5毫米厚的半韧化玻璃层，它带有加热膜17。通过一层9至11毫米厚的软的聚乙烯丁缩醛厚层14，将这一外层13粘合到-2至3毫米厚的退火玻璃层15上，15构成了玻璃层压板的后层，通过-2毫米厚的热塑性聚酯基聚氨酯层8，将复合层粘到退火玻璃层15的背面，其中复合层包括：0.5毫米厚的聚碳酸酯层9以及0.25毫米厚的自行恢复聚氨酯外涂层10。以图4实施例的相同方式，这层2毫米厚的聚氨酯层8提高了由复合层9、10所构成的阻挡碎裂层的效力。

图7图示了本发明的另一种抗冲击层压板，该板是一种轻质“抗破坏性的”玻璃，以致能够在交通工具的玻璃窗板上使用。

这种层压板包括：一厚度在3毫米至4毫米范围的玻璃外层13，通过一厚度在0.75至1.5毫米的聚乙烯丁缩醛内层14，将13粘合到厚度为3毫米至4毫米的玻璃内层15上。玻璃层13和15可以是退火玻璃或韧化玻璃。通过一热塑性聚酯基聚氨酯薄层8，将玻璃层15的背面和一复合层粘接，其中复合层包括0.5毫米厚的聚碳酸酯层9以及0.25毫米厚的自行恢复聚氨酯外涂层10。

图8图示了与图7图示的窗板类似的、另一种形式的“抗破坏性的”窗板，在这种窗板中，防破裂阻挡层是0.5毫米厚的聚碳酸酯单层，而没有外涂层。

图7和图8所示的层压板不仅提供了一些防弹玻璃的实例，而且如果外层玻璃13受到了例如斧子或左轮手枪子弹的袭击时，这种层压板能有效地保护车辆的乘客不受它碎裂的影响。

图9图示了根据本发明的一种抗冲击玻璃窗板的简化形式，如这种窗板可用于车辆中的抗破坏性的玻璃。这种窗板提供了一些防止人为攻击的特性。该层压板包括6毫米厚的韧化玻璃外层13。通过1.25毫米厚的热塑性聚酯基聚氨酯层8，将0.5毫米厚的聚碳酸酯层9粘合到玻璃层13的背面。韧化玻璃外层可以是比较薄或比较厚的层，例如其厚度可为3毫米至8毫米;聚碳酸酯层的厚度可以是0.25至3毫米，这取决于玻璃的曲率，一般来讲是0.25至1毫米。聚碳酸酯层可以有一耐磨的外涂层，如其外涂层可以是自行恢复的聚氨酯。

在每个实施例中，热塑性聚氨酯薄层8的厚度都没有规定，其厚度可以是大约0.5毫米，这个厚度要足以能够将聚碳酸酯层9粘合到玻璃背面上，并且足以承受任何热扩张的压力。如果需要，也可以使用例如1.5毫米至4毫米厚的热塑性聚氨酯的较厚层，如图4和图6中是2毫米厚，这种较厚的聚氨酯层一般有助于层压板的抗冲击性能，因为可相信，当子弹冲击而使玻璃板破碎时，它可以扩散聚碳酸酯上的负载面积。

层8如果不使用热塑性聚氨酯，那么可以使用类似厚度的另一种相似的热塑性粘接剂，例如，用一种硅树酯粘接剂。

在汽车上安装的玻璃，一般都是具有特殊的预先成型的曲线形状，按照图4结构的层压板所做的安装玻璃，一般也要预先制成曲面形状，人们发现，薄的可挠形式的聚碳酸酯层，特别适合应用来制造这种防盗层压板，因为这种单一的薄层成涂层可以容易地粘接到已经成型的玻璃层上，而无需任何特殊的成型过程去预先成型防碎裂的聚碳酸酯层，使它与层压板主要部分的形状一致。

在本发明的全部申请中，可以不要求防碎裂聚碳酸酯薄层要预先成型，或复合层是由带防刮伤涂层的聚碳酸酯层组成。

图10图示了本发明的另一个实施例，在该实施例中，层压板包括三层10毫米厚的退火玻璃层1、3和5，通过1.5毫米厚的软的聚乙烯丁缩醛内层4和6，将上述三层玻璃层压在一起。

复合层粘接到玻璃层5的背面，复合层是由0.5毫米厚的聚碳酸酯层9以及8至10微米厚的丙烯酸酯外涂层10组成的。通过2毫米厚的热塑性聚酯基聚氨酯层8，将复合层粘附到玻璃背面11上。涂层10提高了层压板的耐磨性能，而并没有损害聚碳酸酯层9的抗碎裂特性。当层压板表面2，在正常的大气压力条件下，受到了30米处，7.62毫米口径自动装载步枪子弹的袭击时，可以发现，玻璃层都碎了，但是并没有穿透，在层压板内表面也没有凸起。直到第三次射击才出现了穿透现象。

外涂层10可以是聚硅氧烷或三聚氰胺层，且坚硬的外涂层能提高层压板的耐磨性能，而并不损害 聚碳酸酯层10的防碎裂特性。

在图10的实施例中，复合层可以是通用电气公司的莱克桑（商标名）8C20-112薄膜。

在本发明的每个实施例中，只要合适，在聚碳酸酯层9上都可以有这种耐磨的坚硬涂层，而不用自行恢复的聚氨酯涂层。

本发明也可用于做为建筑玻璃上使用的玻璃层压板，将不厚于0.64毫米的聚碳酸酯层，或者已经描述过的复合层粘接到这种玻璃的背面即可，其中复合层可以是带一自行恢复聚氨酯外涂层的薄聚碳酸酯层，或者是坚硬的耐磨涂层，例如：聚硅氧烷、三聚氰胺或丙烯酸酯。

在本发明的实施例中使用了自行恢复涂层10，该涂层可以是在英国专利2011836A或2070045A中所描述的那种耐磨聚氨酯。这种自行恢复的涂层可以是0.125毫米那么薄，但最好其厚度为0.25至0.50毫米。

Claims (5)

1、一种抗冲击的层压板，其特征在于：它包括和承受冲击面相对的一玻璃背面(7)，和一后聚碳酸酯层(9)，该层厚度范围为0.25mm至1mm，且不需要预先制成适合玻璃背面(7)的形状即可粘合到玻璃背面(7)上，在该聚碳酸酯层上有一自行恢复的聚氨酯外涂层(10)。

2、按照权利要求1所述的这种抗冲击层压板，其特征在于：聚碳酸酯层（9）的厚度不大于0.64毫米。

3、按照权利要求2所述的这种层压板，其特征在于：这种层压板是由几层玻璃（1，3，5）以及聚碳酸酯层（9）组成的，其中聚碳酸酯层（9）粘接到与承受冲击的玻璃层（1）相对的玻璃层（5）的背面（7）上。

4、按照权利要求1所述的这种层压板，其特征在于：该层压板包括至少3毫米厚的韧化玻璃层（13），以及粘接到该层背面的聚碳酸酯层（9）。

5、一种复合层压板，其特征在于：该复合层压板包括0.25毫米至0.64毫米厚的聚碳酸酯层（9），以及在该层一表面上的自行恢复聚氨酯涂层（10）。

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