CS247926B1 - Vrstvené bezpečnostní sklo a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Řešení se týká vrstveného bezpečnostního skla, průsvitného nebo neprůhledného, s charakteristickým vzhledem připomínajícím kovový povrch krytý vrstvou skla. Toto vrstvené sklo je určeno především pro dekoračně-architektonické aplikace, Podstata řešení spočívá v tom, že polyvinylbutyralová fólie spojovací mezivrstvy nebo mezivrstev je vyrobena ze směsi o hmotnostním složení 45 až 75 % polymerní složky na bázi polyvinylbutyralu /s hmotnostním obsahem hydroxylových skupin, stanovených jako polyvinylalkohol, v rozmezí 15 až 30 %/, dále 15 až 45 % změkčovadla, 0,2 až 1,0 % UV absorbérů a/nebo antioxidantu, 0,1 až 30 i prášku obsahujícího kovový prvek, a to především prášku kovu, prášku slitiny kovu nebo prášku chemické sloučeniny kovu s velikostí částic 0,01 až 200 ,um a/nebo 0,01 až 20 % perleťového pigmentu nebo směsi perleťových pigmentů. Podstata způsobu výroby vrstveného bezpečnostního skla spočívá v tom, že spojení složeného a předlisovaného vrstveného polotovaru do podoby kompaktního vrstveného skla se provede lisováním při teplotě 130 až 180 °C, tlaku 1 až 2 MPa po dobu 30 až 120 minut.

Description

Vynález se týká vrsteveného bezpečnostního skla, průsvitného nebo neprůhledného, s charakteristickým vzhledem připomínajícím kovový povrch krytý vrstvou skla, které je určeno především pro dekoračně-architektonické aplikace. Dále se vynález týká rovněž způsobu výroby tohoto vrstveného bezpečnostního skla.

Vrstvenými skly obecně se rozumí spojení několika skleněných a/nebo plastových vrstev, které tvoří kompaktní celek bez blíže specifikovaných vlastností. Adheze mezi jednotlivými vrstvami však musí zabraňovat samovolné delaminaci.

Za takovou hodnotu adheze je možno považovat 2° u nás i v zahraničí běžně používané metody Pummeltest, vyvinuté firmou Monsanto.

Hovoříme-li o vrstvených bezpečnostních sklech, rozumí se jimi opět laminát vzniklý spojením několika vrstev různých materiálů, tvořící kompaktní celek. Tento laminát však musí mít určité požadované vlastnosti, označované souhrnně jako bezpečnostní vlastnosti.

V podstatě se vždy jedná zejména o to, že střepy skla nebo plastové desky po rozbití nesmí odpadávat ve větších kusech, ale musí zůstat zachyceny na spojovací mezivrstvě, čímž se do značné míry zabrání poranění, které by mohly způsobit.

K dosažení tohoto efektu je obvykle vyžadována adheze 3 až 10° Pummeltestu. Rozsah této hodnoty však může být zúžen podle povahy konkrétní aplikace.

Bezpečnostní vlasnosti pak lze ještě dále specifikovat. Například pro čelní skla dopravních prostředků musí zaručovat bezpečnou viditelnost při rozbití, dostatečnou adhezi /3 až 7° Pummeltestu/ vnějších vrstev k mezivrstvě, odolnost proti nárazům menších i větších předmětů z vnější strany vozidla /1 za cenu rozbití musí zabránit jejich vniknutí do prostoru řidiče a cestujících/, přizpůsobivost a tvoření malých úlomků při nárazu hlavy řidiče, odolnost proti teplotě a UV záření.

Jiné jsou bezpečnostní požadavky při aplikaci vrstvených skel v architektuře. Zde se většinou nerozlišuje vnější a vnitřní strana laminátu, nepředpokládají se nárazy lidskou hlavou. Vyžaduje se však dostatečná adheze /4 až 9° Pummeltestu/ vnějších vrstev k mezivrstvě laminátu. To má zabránit odpadávání úlomků a střepů při rozbití skel většími i menšími předměty.

Vrstvená bezpečnostní skla pro aplikace v architektuře se v současné době ve světě vyrábějí v čirém nebo barevném provedení a jsou většinou průhledná nebo průsvitná. Takové lamináty působí vzhledově jako jednovrstvý materiál, což do určité míry omezuje jejich estetickou působivost jako architektonických prvků.

Z tohoto důvodu se objevují snahy vyrobit pro aplikace v architektuře dekoračně působivější typy vrstvených skel, především pak skel imitujících kovový povrch. Je znám např. typ vrstveného skla se spojovací vrstvou na bázi polyvinylbutyralové fólie, která je vzorována tiskovou barvou tvořenou roztokem 10 až 20 % hmotnosti polyvinylbutyralu a 16 až 40 i hmotnosti kovového pigmentu /např. na bázi mědi, hliníku apod./ v organickém rozpouštědle /např. dioktylftalátu, dinonylftalátu, adipátů, apod./.

Jiným typem řešícím· výše uvedený problém estetické působivosti je neprůhledné vrstvené bezpečnostní sklo, obsahující ve své struktuře alespoň jednu vrstvu na bázi skelné vaty, spojenou s tabulemi skla polyvinylbutyralovými fóliemi. Některá z vnějších vrstev tohoto laminátu ge opatřena dekoračním hliníkovým filmem.

Výše uvedené dva typy vrstvených skel sice plní požadavek estetické působivosti, jejich nevýhodou je však značně složitější a náročnější technologie výroby.

Výroba běžného vrstveného skla probíhá totiž obvykle ve dvou po sobě následujících etapách - svrstvený laminát se nejprve předlisuje a teprve potom proběhne vlastní lisování.

Óčelem předlisování je odstranit vzduch z rozhraní mezi vrstvami laminátu, vlastní lisování pak zabezpečí konečné spojení všech vrstev do podoby kompaktního laminátu.

Předlisování může být provedeno mezi dvojicí nebo několika dvojicemi válců při teplotách povrchu laminátu 60 až lip °C. Tento způsobu je ale použitelný pouze pro rovinná vrstvená skla. Modifikací tohoto principu předlisování pro tvarovaná vrstvená skla je potom způsob předlisování mezi dvojicí nebo několika dvojicemi dělených válců, uzpůsobených pro průchod ohýbaných vrstvených skel předehřátých na teplotu povrchu laminátu 60 až 110 °c.

Jinou možností předlisování je odstranění vzduchu z rozhraní mezi vrstvami laminátu za použití podtlaku. Toho se docílí zakrytím celého obvodu vrstveného skla těsnicím profilem nebo vložením skla do pryžového vaku a připojením na vakuovou jednotku. Tímto způsobem lze pochopitelně předlisovat rovinná i ohýbaná vrstvená skla.

Vlastní lisování se nejčastěji provádí v autoklávu za vysokých tlaků a vyšších teplot.

Mediem autoklávu může být např. klávu jsou	, olej nebo vzduch. Běžně používané podmínky lisování v auto-
tlak	0,8 až	1,5 MPa
teplota	130 až	150 °C
doba	15 až	30 minut.

K vyřešení problémů spojených s výrobou esteticky působivých vrstvených skel přispívá do značné míry vrstvené bezpečnostní sklo podle vynálezu. Jedná se o průsvitné nebo neprůhledné vrstvené sklo s charakteristickým vzhledem připomínajícím kovový povrch, tvořené alespoň dvěmi rovinnými nebo tvarovanými vrstvami taženého nebo plaveného skla, které jsou proloženy a navzájem spojeny mezivrstvou nebo mezivrstvami z pólyvinylbutyralové fólie.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že polyvinylbutyralová fólie je vyrobena ze směsi o hmot nostním složení: 45 až 75 % polymerní složky na bázi polyvinylbutyralu /s hmotnostním obsahem hydroxylových skupin, stanovených jako pólyvinylalkohol, v rozmezí 15 až 30 %/, dále 15 až 45 % změkčovadla, 0,2 až 1,0 % UV absorbéru a/nebo antioxidantu, 0,1 až 30 % prášku obsahujícího kovový prvek, a to především prášku kovu, prášku slitiny kovu nebo prášku chemické sloučeniny kovu s velikostí částic 0,01 až 200 ^um a/nebo 0,01 až 20 % perleťového pigmentu nebo směsi perleťových pigmentů.

Podstata způsobu výroby vrstveného bezpečnostního skla podle vynálezu spočívá v tom, že spojení složeného a předlisovaného vrstveného polotovaru do podoby kompaktního vrstveného skla se provede lisováním při teplotě 130 až 180 °C, tlaku 1 až 2 MPa po dobu 30 až 120 minut.

Hlavní výhodou vrstveného bezpečnostního skla podle vynálezu je ve srovnání se stávajícími typy vrstvených skel pro dekoračně-architektonické aplikace především podstatně vyšší estetická působivost.

Tohoto efektu se navíc dosahuje při zachování hodnot všech ostatních podstatných parametrů výrobku. V této výhodě se prolínají účinky výrobku a způsobu výroby podle vynálezu. Složení polyvinylbutyralových směsí spojovacích mezivrstev je totiž u vrstvených bezpečnostních skel podle vynálezu výrazně odlišné od doposud známých výrobků, především pokud jde o značně vyšší množství přísad.

Vzhledem k tomu, že tyto přísady ovlivňují i reologické vlastnosti směsi a fólie, mohlo by mít použití výše uvedených standardních podmínek při výrobě za následek vznik vzhledových vad a zhoršení bezpečnostních vlastností.

Tyto obtíže však lze spolehlivě odstranit, pokud se použije podmínek lisování podle · vynálezu /ve vzájemné kombinaci/; podmínky předlisování pak již mohou být zachovány v relacích uvedených v popisu dosavadního stavu techniky.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží následující příklady, které však nemají v žádném případě omezující charakter. Ukazují pouze čtyři konkrétní varianty výrobku a dva konkrétní postupy z mnoha možných postupů výroby vrstvených bezpečnostních skel podle vynálezu.

Příklad 1

Vrstvené bezpečnostní sklo se vzhledem kovově stříbrného povrchu bylo vyrobeno svrstvením dvou rovných tabulí plaveného skla o tloušEce 6 mm a spojovací mezivrstvy na bázi polyvinylbutyralové fólie o tloušEce 0,8 mm ze směsi hmotnostního složení:

polyvlnylbutyral 63,2 % /hmotnostní obsah hydroxylových skupin 18,2 %/

dihexyladipát	27,0 %
hliníkový prášek o velikosti částic 0,1 ,um	0,5 %
hliníkový prášek o velikosti částio 150 (Um	2,0 %
stříbrný perleťový pigment	5,0 %
zlatý perleEový pigment	2,0 %
UV absorbér benztriazolového typu	0,3 i

Tavný index směsi při 150 °C byl 1,93 g/10 min. Předlisování svrstveného polotovaru bylo provedeno na předlisovacím zařízení se dvěma dvojicemi pogumovaných přítlačných válců o průměru 120 mm. Podmínky předlisování:

nastavená teplota	140	°C
teplota povrchu laminátu	103	až 110 °C
teplota na rozhraní fólie-sklo	96	až 101 °C
měrný tlak na povrch laminátu	30	N/mm
doba průchodu předlisovacím zařízením	7	min

Pro lisování bylo použito vzduchového autoklávu za následujících podmínek:

tlak 1,5 MPa teplota 155 °C čas 60 minut

Takto vyrobený laminát neměl žádné vzhledové vady. Nalezená hodnota adheze byla 5,7° Pummeltestu s rozsahem 5 až 7,5°, který charakterizuje rovnoměrné bezpečnostní vlastnosti, zhotovené vrstvené bezpečnostní sklo je možno použít pro obklady stěn, stavbu přepážek v internátech apod.

Příklad 2 .

Vrstvené bezpečnostní sklo se vzhledem kovově bronzového povrchu bylo vyrobeno svrstvením dvou tvarovaných vrstev plaveného skla o tloušEce 3 mm a spojovací mezivrstvy na bázi polyvinylbutyralové fólie o tloušEce 0,65 mm ze směsi následujícího hmotnostního složení:

29,0 % polyvinylbutyral 60,5 % /hmotnostní obsah hydroxylových skupin 20,5 Ϊ/ trietylenglykol-di-2-etylbutyrát bronzový prášek o velikosti částic 0,055 ^im 10,0 % UV absorbér benztriazolového typu 0,3 % antioxidant ze skupiny substituovaných fenolů 0,2 %

Tavný index fólie byl při 150 °C 4,37 g/10 min. Předlisování svrstveného polotovaru bylo provedeno na dvoustupňové předlisovací lince, kde předlisovací zařízení obsahuje 15 dvojic dělených přítlačných pogumovaných válců.

Horní dvojice má průměr válců 90 mm, spodní dvojice pak 200 mm. Měrný tlak vyvozený na laminát je 6 N/mm. Po předlisování v prvním stupni se laminát otočí o 180 °C a předlisovává se ve druhém stupni v opačném směru.

Technologické podmínky:

1. stupeň - nastavená teplota

- teplota povrchu laminátu

- teplota na rozhraní fólie-sklo

- měrný tlak na povrch laminátu

2. stupeň - nastavené teploty

- teplota povrchu laminátu

- teplota na rozhraní fólie-sklo

- měrný tlak na povrch .laminátu

242
64	až	71
58	až	63
6	N/mm

200, 202, 208 °C 97 až 104 °C 93 až 96 °C 6 N/mm

Pro lisování bylo použito vzduchového autoklávu za následujících hodnot jednotlivých parametrů:

tlak teplota čas

1,3 MPa 155 °C 45 minut

Laminát vyrobený za těchto podmínek neměl žádné vzhledové vady. Adheze byla rovnoměrná - dosáhla hodnoty 6,8° Pummeltestu s rozsahem 6, 5 až 7°, což zajišťovalo bezpečnostní vlastnosti. Hotový výrobek je vhodný pro obklady klenutých stropů, sloupů, nebo zakřivených stěn apod. v interiérech nebo exteriérech, kde je vyžadován výrazný estetický účinek.

Příklad 3

Vrstvené bezpečnostní sklo se vzhledem kovově zlatého povrchu bylo vyrobeno vrstvením dvou tvarovaných vrstev plaveného skla o tloušťce 4 mm a spojovací mezivrstvy na bázi polyvinylbutyralové fólie o tloušťce 0,7 mm ze směsi následujícího hmotnostního složení:

polyvinylbutyral 56,90 % /hmotnostní obsah hydroxylových skupin 21,1 %/ dietylenglykol-di-2-etylpelargonát 28,00 % hliníkový prášek o velikosti částic 0,1 ^un 3,00 % zlatý perleťový pigment 10,00 % žlutý pigment PV Echt-gelb 0,23 % červený pigment PV Echt-rot 0,07 i oranžový pigment Sicoplast Orange 0,10 % saze ISAF 0,40 %

UV absorbér benztriazolového typu 0,30 % regulátor adheze - kyselina křemičitá 1,00 %

Zlatý perleťový pigment je tvořen oxidem železitým v hematitové struktuře vázaným na slídový nosič. Tavný index fólie při 150 °C byl 3,52 g/10 min.

Předlisování svrstveného polotovaru bylo provedeno vakuově. Na obvod skla byl nasazen profil ze silikonové pryže a po připojení na vakuový systém bylo provedeno evakuování laminátu. Při působení vnějšího přetlaku byl předlisovaný laminát současně zahříván.

Technologické podmínky:

- teplota povrchu laminátu 95 °C

- teplota na rozhraní fólie-sklo 80 °C

- hodnota podtlaku 0,08 MPa

- doba působení teploty a vakua 50 minut

Lisování laminátu potom proběhlo ve vzduchovém autoklávu za podmínek obdobných jako v příkladu 2.

Vyrobený laminát neměl vzhledové vady, nalezená hodnota adheze byla 4,6° Pummeltestu s rozsahem 4 až 6°. Zhotovené vrstvené bezpečnostní sklo je možno použít pro různé prvky v architektuře - jako obklady stěn, pilířů, apod.

Příklad 4

Vrstvené bezpečnostní sklo s perleEově zlatým vzhledem bylo vyrobeno svrstvením dvou rovných tabulí plaveného skla o tloušEce 6 mm a spojovací mezivrstvy na bázi polyvinylbutyralové fólie o tloušEce 0,8 mm ze směsi následujícího hmotnostního složení:

pólyvinylbutyral 61,7 % / hmotnostní obsah hydroxylových skupin 20,7/ dietylénglykol-di-2-etylpelargonát 28,0 % zlatý perleEový pigment 10,0 %

UV absorbér benztriazolového typu 0,3%

Tavný intex fólie při 150 °C byl 3,52 g/10 min.

Předlisování i lisování proběhlo za podmínek stejných jako v příkladu 1.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Vrstvené bezpečnostní sklo, průsvitné nebo neprůhledné, s charakteristickým vzhledem připomínajícím kovový povrch, tvořené alespoň dvěmi rovinnými nebo tvarovanými vrstvami taženého nebo plaveného skla, které jsou proloženy a navzájem spojeny mezivrstvou nebo mezivrstvami z polyvinylbutyralové fólie, vyznačené tím, že polyvinylbutyralová fólie je vyrobena ze směsi o hmotnostním složení 45 až 75 % polymerní složky na bázi polyvinylbutyralu s hmotnostním obsahem hydroxylových skupin, stanovených jako polyvlnylalkohol, v rozmezí 15 až 30 %, dále 15 až 45 % změkčovadla, 0,2 až 1,0 % UV absorbéru a/nebo antioxidantu, 0,1 až 30 % prášku obsahujícího kovový prvek, a to především prášku kovu, prášku slitiny kovu nebo prášku chemické sloučeniny kovu s velikostí částic 0,01 až 200 jun a/nebo 0,01 až 20 i perleEového pigmentu nebo směsi perleEových pigmentů.
2. 2. Vrstvené bezpečnostní sklo podle bodu 1, vyznačené tím, že polyvinylbutyralová směs fólie tvořící mezivrstvu nebo mezivrstvy obsahuje dále 0,5 až 10 % regulátoru adheze.
3. 3. Vrstvené bezpečnostní sklo podle bodu 1, vyznačené tím, že polyvinylbutyralová směs fólie tvořící mezivrstvu nebo mezivrstvy obsahuje v množství 0,01 až 5 % další pigment nebo směs pigmentů.
4. 4. způsob výroby vrstveného bezpečnostního skla podle bodu 1, při kterém se vrstvený polotovar, vzniklý složením rovinných nebo tvarovaných vrstev skla a mezivrstvy nebo mezi7 vrstev na bázi fólií z polyvinylbutyralové směsi, nejprve předlisuje válcováním nebo evakuací rozhraní mezi fólií a vrstvami skla za teploty na rozhraní fólie-sklo 40 až 130 °C, načež pak následuje vlastní spojení polotovaru do podoby kompaktního vrstveného skla lisováním, vyznačený tím, že toto lisování vrstveného skla probíhá při teplotě 130 až 180 °C a tlaku 1 až 2 MPa po dobu 30 až 120 minut.