CN1102541C - 具有改进性能的玻璃板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃板，此玻璃板至少包括一块侧面至少部分地为保护胶带(11，12)所覆盖的玻璃片(8，9)。

Description

具有改进性能的玻璃板

本发明涉及玻璃板，尤其是用于航空领域的玻璃板。

这种玻璃板可以是单层或多层迭合的玻璃或塑料板，还可以是一种由玻璃和/或塑料的硬质片材组件和软质片材组合而成的复合玻璃板。

用于航空领域的复合玻璃板通常至少由两块热淬火或化学淬火的玻璃构成。在两块玻璃之间有一个由多层或多片组成的塑料夹层。

当玻璃板处于高空飞行的通常条件下时，一方面，它要承受两个表面之间的巨大压差，另一方面，它还要承受玻璃板中间部分与周围部分之间一样很大的温差。而且，它还承受各种振动应力。具体地说，压差可以达到900毫巴，温差可以达到70℃左右。除了这些已经很强的应力外，还有一些其它应力，例如在飞行中，尤其是在低温条件下的撞击所产生的应力，如鸟的撞击造成的应力，或其它局部应力。

鉴于这些特别强的应力，这样的玻璃板在或长或短的使用时间内将受到损坏。

人们已经提出了一些方法来降低玻璃板损坏的危险。玻璃板损坏的最常见原因之一便是玻璃和通常为聚乙烯醇缩丁醛塑料夹层之间的热膨胀系数不同。一种解决方法是在玻璃板的边缘部分、夹层和玻璃之间加入一种热膨胀系数小的材料。另一种解决方法是在夹层和玻璃之间放入一种由弹性模量更小的、性质不同的材料做成的连续的薄膜。然而这些方法会导致玻璃板中的光学缺陷。曾有人在文献EP508 864中提出用由多层构成的聚乙烯醇缩丁醛夹层，其中，与至少一块玻璃接触的那些层中的增塑剂含量要高于内层中的增望剂含量。这一特性还可以减少甚至消除那些已知的导致玻璃破裂的应力，即与玻璃平面几乎平行的平面上的断裂，这种情况尤其发生在当玻璃进行化学淬火的时候。

总的来说，以往资料中的玻璃板，具有一些改进的性能。它们的寿命是令人满意的。但是，在某些情况下，在制作玻璃板时需要采取一些重要的预防措施。

本发明克服了这些缺点。

本发明涉及一种玻璃板，在航空领域所遇到的温度和压力条件下此玻璃板具有所需的寿命特征。

本发明者通过弄清玻璃板在制作和装到飞机机身时受到的应力状况，得到了这项成果。本发明者证实，尤其在操作过程中，玻璃板可能受到一些会造成细微缺陷的撞击。尽管这些细微的缺陷看不见，却能够损坏玻璃板。本发明者还确定了弥补这些缺陷的特征并找到了一种与航空领域的要求相适应的解决方法。这种方法还具有易于实施的优点。

本发明涉及一种侧面至少部分被胶带所覆盖的玻璃板。

一方面，本发明涉及的玻璃板至少包含一块侧面至少部分被保护胶带覆盖的玻璃片。

构成本发明胶带的材料可以选自硅酮、橡胶、热固性或热塑性弹性体。这些材料尤其必须与所使用的塑料夹层以及通常安装于玻璃板周围的密封圈(Seal)相容。例如，这里涉及的密封圈是防水密封圈和/或安装密封圈以及/或拆卸密封圈。这些密封圈可以是压制而成的或封装而成的。通常，它们是由硅酮做成的，而且，本发明使用的材料以轻质的更好些，也就是说，密度最好低于1.2克/立方厘米。

本发明的胶带以由聚氨酯做成的更好些。为了得到良好的接合，胶带的硬度优选高于密封圈的硬度。胶带硬度最好低于90肖氏A级硬度，例如在60至90肖氏A级硬度之间。而且胶带最好有良好的抗扯裂强度。依据ASTM1938标准所测得的抗扯裂强度最好高于2千克，甚至可以达到2.5千克的水平。

胶带最好留在安装于飞机驾驶舱或座舱的玻璃板上。正如我们前面看到的那样，玻璃板受到巨大的热应力。由于这些原因胶带在120℃条件下，经过30分钟，其热尺寸稳定性应低于1％。而且，依据本发明的一个有利的形式，胶带至少部分覆盖构成玻璃板的至少一块玻璃片、优选每一块玻璃片的侧面。胶带优选在玻璃板生产流程前就被贴在玻璃片上。这样，玻璃片就可以在玻璃板生产及安装步骤中自始至终都受到胶带的保护，从而抵抗各种应力。因此胶带必须具有诸如承受粘合加热条件的热尺寸稳定性。粘合加热时，压力为10巴或更大，温度可以达到高于100℃。

胶带的总厚度优选介于0.1至2毫米之间。厚度越大，本发明的胶带所产生的改进的性能，尤其是能量吸收性能就越好。但是，因为体积的缘故，厚度最好不超过2毫米。显然，玻璃板的每一个组成部分都有精确的尺寸，而且整块玻璃板的尺寸必须与预定的位置，如飞机机身上的位置完全吻合。另外，特别是由于诸如连接元件、导向元件等不同功能元件以及密封圈的存在，玻璃板侧面的体积相对比较大。

由于可用空间少，本发明的胶带优选包含一个粘接层，此粘结层使得可仅通过施压就将胶带牢固地固定到玻璃板上。可以通过诸如使用有槽滚筒、抹刀或任何其它方法施加压力。粘接层优选为丙烯酸类，其厚度为0.01至0.2毫米。厚度优选为0.05毫米。在卷筒的帮助下很方便地将胶带展开，然后立即将其贴在玻璃板侧面上，胶带可能超出至玻璃板的表面。尽管玻璃片的厚度很小(厚度可以小至3毫米)，尽管侧面的形状可以是诸如圆形之类的，胶带仍可以以这种相同的方式，简单实用地被贴上。

本发明被覆盖的玻璃片优选是化学淬火，即经过一种共知的化学处理强化过的玻璃片。例如，这种处理包括玻璃表层的离子交换，体积小的离子为体积更大的离子所取代。这种离子交换过程形成一个表面压缩区。此表面压缩区的强度特别高。然而，它的厚度却小于热淬火玻璃片。本发明降低了在不当操作时玻璃表面被损坏的危险。

本发明的其它特征和优点将在参照实施例和附图进行说明之后而变得十分明显。其中，图1包括分别表示本发明中胶带可能不同的位置的简图1a至1f。

图2用剖面图表示本发明的玻璃板的一个实施方案。

图3用剖面图表示本发明的玻璃板的一种变体。

图4用剖面图表示本发明的玻璃板的另一种变体。

图5用剖面图表示本发明的玻璃板的再一种变体。

图6用剖面图表示本发明中的玻璃板的再一种变体。

图1代表由片材2构成的单块玻璃板1。这一片材是由诸如玻璃之类的材料制成的。它的侧面3为本发明的胶带4覆盖。侧面的顶点标示为5和6。在简图1a至1c中，侧面3是圆形的，而在简图1d至1f中，侧面3是直的。正如简图1a和1d中所示，胶带可以超出至片材2的各表面。它也可以仅超出至一个表面。它还可以象简图1b和1e中所示，保护诸如顶点5或顶点6，而不超出侧面。它同时还可以如简图1c和1f中所示，只覆盖玻璃板侧面的一部分，护住或不护住顶点5和/或顶点6。

这些简图中仅显示了几种排列。当然，其它不违背本发明精神的排列是可能的。

本发明的玻璃板具有一些改进的特性，尤其是其抗撞击的性能得到了提高。在简图1a中表示的玻璃板上所进行的试验结果如下：

将玻璃片化学淬火。让一个钢珠落在玻璃片的圆顶上，模拟操作时的撞击。当钢珠的能量高于或等于0.1焦耳时，可看到玻璃出现了破损。如果在已贴上硅酮类胶带的简图1a中所示的玻璃上做同样的实验，则可看到，当硅酮胶带的厚度分别为1、2或3毫米时，造成损坏的能量分别是0.5、1或2焦耳。

如果胶带是由依据ASTM1938实验测得的肖氏A级硬度为80、厚度为0.41毫米、抗扯裂强度为2.6千克的聚氨酯做成的，则当能量高于或等于9焦耳时，玻璃才会出现损坏。

胶带是牢固地固定在玻璃片上的，它通过一个厚度为0.04毫米的丙烯酸类粘接层固定。用上述聚氨酯胶带测得的粘着值是1N/mm的水平。

这些值是依据ASTM-D-100标准中的所谓的180°去皮实验测得的。受试件在常温下被放置24小时。在此实验中，牵引速度是305毫米/分。

作为示例，在一块覆盖着如上所述的本发明的聚氨酯胶带的平板试件上做直径为50毫米、质量为500克的钢珠下落实验。此实验模拟操作时玻璃可能受到的撞击。当能量高于或等于10焦耳时，玻璃破裂。而对于裸露的即无胶带的同样玻璃，其能量极限为3焦耳。这个例子说明本发明的玻璃板的改进的性能，也说明了玻璃板边缘的易碎性可引起玻璃板的破碎。

如图2所示，密封圈7有利地安装在玻璃板的外围。这个密封圈最好是防水和/或拆-装密封圈。它是压制而成的或封装而成的。玻璃板1包括一个以某种复合方式由本发明的胶带4和密封圈7构成的密封圈。胶带4依照图1中简图1a中的方式配置。胶带也可以以不同的方式配置。这样，就可供安装到车身的窗洞或门窗的框架或飞机的驾驶舱或座舱上了。

在这个例子中，密封圈是由厚度为2毫米的硅酮，通过封装制成的。在这个例子中，正如关于图1所述，胶带是聚氨酯的。当坠落在同时覆盖着胶带4和密封圈7的玻璃板圆顶上的钢圆柱体的能量高于或等于20焦耳时，玻璃才出现了损坏。

图1或2中所表示的玻璃片电可以用以构成图3和5中所示的迭合玻璃板。

图3表示一块由两块玻璃片8和9构成的迭合玻璃板。在两块玻璃片之间有一个软质塑料夹层10。图中所示的夹层，可以包括由不同材料构成的多个层或片。在图上，两条胶带11和12分别环绕着玻璃片8和9的侧面。在该图上所表示的胶带11超出至玻璃片9的表面13和14，而胶带12则不超出侧面。这样，此图就表示出胶带相对于玻璃片的各种可能的位置以及硬质或软质片材在不背离本发明精神的情况下各种可能的叠合。

图4说明本发明的另一个变体。其中，本发明的胶带15覆盖层合玻璃板的全体。胶带是在玻璃接合以后贴上去的，因此它不需要能够承受诸如接合所要求的温度和压力条件。

这种玻璃板可以用于运输工具、建筑物等。

图5和图6说明了依据本发明中的一种优选的变体制成的飞机用玻璃板。它们由三块玻璃片16、17和18构成。玻璃16和17，尤其是玻璃16承受飞机内部的压力和温度。玻璃18承受飞机外部条件。在玻璃18附近通常装有一个发热网，以便除去玻璃板上的霜和/或水汽。发热网是由在图上未示出的、联结到馈线上的电热丝构成，而馈线本身通过导线连至电源上。同时还可以安装一些导线以便消除静电。

塑料夹层20和21被安装在玻璃片之间。通常，夹层是一块或多块由多层构成的聚乙烯醇缩丁醛片材。在图示的实施方案中，玻璃片16和17以及夹层20比玻璃片18和夹层21大。夹层21也可以和诸如玻璃片17的尺寸一样大。通常，用在图中标为22、埋入夹层的一条环绕带或插入物对夹层进行增强。为便于将玻璃板用螺栓固定在飞机构架上，这条环绕带可以有一些孔。此环绕带可以是由不氧化金属、铝或以纤维状结构为主成分做成的。它的厚度为2毫米级。

本发明的胶带23、24可以如图5所示覆盖玻璃片16和17的侧面。胶带23和24至少部分地分别覆盖作为个体的玻璃片16和17的侧面。当然，这些玻璃片是在被接合之前，最好在刚生产出来之后就被覆盖上胶带。胶带电可以如图6中25所示，覆盖玻璃板的整体。胶带23、24和25可以超出或不超出至玻璃片的表面，可以完全或部分地覆盖玻璃片或玻璃板的侧面。

图5表明了一个优选的变体，其中玻璃片16和17是化学淬火玻璃，而且呈现为圆形。玻璃片18同样也可为本发明的胶带覆盖。

本发明的玻璃板，尤其是层合玻璃板的生产方法包括以下步骤。

将本发明的胶带贴到刚刚经过化学淬火处理的玻璃片侧面。用卷筒展开包括粘接层的胶带，并贴到侧面上，可以超出至玻璃片的一个或两个表面。为了使贴均匀，可以在有槽滚筒的帮助下很方便地粘贴。这样，胶带从玻璃板生产流程的一开始就保护玻璃片。可以用保护性包装膜将整块玻璃片包裹起来。可以将这块玻璃片入库贮存。然后将其与其它可能同样贴着有本发明胶带的玻璃片进行接合。当然，必要时，在接合前，将包装膜取下。

将多层或多片软塑性材料很贴切地放在这些玻璃片以及抗静电网、加热网、加强环绕带等之间。通过压延技术或将此整体置于加热和真空的容器内进行预接合。然后将预接合物放在高压釜中，并加热到100℃左右的温度并加压至10巴压力。打开高压釜，接合物已连为一体，即不仅不同的片材构成了一个夹层，而且夹层和玻璃片也紧密地连在一起。然后将硅酮密封圈模铸到玻璃板周围。如果需要可以用包装膜保护玻璃板的每一个表面。然后通过螺栓紧固或依靠诸如夹子等机械固定装置将玻璃板安装到飞机机身上。必要时，这时可以将包装膜取下。

本发明涉及可装有密封圈或其它任何不违背本发明精神的其他玻璃或塑料元件的单层或迭合玻璃板。

尽管本发明中仅描述了用于航空领域的玻璃板，但是，本发明的玻璃板也可以用于运输工具或建筑物。

Claims (12)

1.由玻璃和/或塑料制成的单层或迭合玻璃板，其特征在于它包括至少一块玻璃片，该玻璃片的侧面至少部分为胶带所覆盖，所述胶带由一种硬度低于90肖氏A级硬度的弹性材料制成。

2.根据权利要求1的玻璃板，其特征在于胶带由聚氨酯材料做成。

3.根据权利要求2的玻璃板，其特征在于聚氨酯材料的硬度为60至90肖氏A级硬度。

4.根据权利要求1的玻璃板，其特征在于胶带的抗扯裂强度高于2千克，依据ASTM1938标准测定。

5.根据权利要求1的玻璃板，其特征在于胶带的厚度介于0.1至2毫米之间。

6.根据权利要求1-5的玻璃板，其特征在于胶带包含一个粘接层，粘接层的厚度为0.01至0.2毫米之间。

7.根据权利要求6的玻璃板，其特征在于粘接层是丙烯酸类的。

8.根据上述权利要求1-5的玻璃板，其特征在于玻璃经过化学淬火处理。

9.根据权利要求1-5的玻璃板，其特征在于玻璃板侧面是圆形的。

10.根据上述权利要求1-5的玻璃板，其特征在于将一密封圈安装在贴有所述胶带的玻璃板的周围。

11.根据上述权利要求1-5的玻璃板，其特征在于玻璃板是迭合的。

12.根据权利要求1-5的玻璃板，其特征在于至少有一块单一的玻璃片的侧面在接合前，至少部分地为本发明的胶带所覆盖。

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