CS268083B1 - Vrstvené bezpečnostní sklo a upravenou propustností záření - Google Patents

Abstract

Vrstvené bezpečností sklo s upravenou propustností záření obsahující -polyvinylbutyralovou fólii je určeno převážné k zasklívání budov nebo dopravních prostředků, kde Je vyžadována regulace propustností slunečního záření bez barevné změny ve viditelné oblasti spektra. Úroveň prostupujícího záření je redukována, v závislosti na' receptuře polyvinylbutyralové fólie, v UV, VIS a IR oblastech spektra. Podstata řešení spočívá v tom, že vrstvenéMbezpeč - nostní sklo Je tvořeno alespoň dvěma ' vrstvami skla, které Jsou proloženy a spojeny mezivrstvovou nebo mezivrstvaml z polyvinylbutyralové fólie, bbsahující vedle polymerní složky a změkčovadla také 0,005 až 5 hmotnostních dílů sazí, případně Jiné přísady. Takové vrstvené sklo nevykazuje barevné zmény prostupujícího záření ve VIS oblastí spektra, tedy v rozsahu vlnových délek 400 až 780 mm.

Description

Vynález se týká vrstvených bezpečnostních skel, která mají upravenou propustnost v ultrafialové, viditelné i infračervené oblasti spektra bez zkreslení barevného vjemu. Vrstvenými bezpečnostními skly se rozumí spojení několika skleněných a/nebo plastových vrstev, které tvoří kompaktní laminát s předepsanými bezpečnostními vlastnostmi.

Lamináty, u nichž jsou různé vrstva spojovány měkčenou polyvinylbutyralovou fólií, jsou nejznámnější a jsou ve světě k v ČSSR běžně vyráběny.

Výroba vrstveného bezpečnostníhb > skla probíhá většinou, dvoustupňové. V první fázi se provádí tzv. předllsování, při němž je třeba z rozhraní mezi volně naskládanými vrstvami skla s polyvinylbutyralové fólie odstranit vzduch. Nejčastější konfigurace je totiž sklo-fólie-sklo, ale může být kombinováno i více vrstev, případně lze do laminátu zabudovat i jiné plastové, najčastěji průhledné vrstvy. Předllsování je možné provést vytlačením vzduchu průchodem mezi dvěma pogumovanými válci nebo odsát vzduch vakuově za použití těsnícícho pryžového profilu. To probíhá za teplot 50 až 140 °c a při vnějším tlaku nebo vnitřním podtlaku 0,05 až 0,9 MPa.

Druhou váží je lisování prováděné najčastěji ve vzduchovém autoklávu při teplotě 100 až 180 °C a tlaku 1 až 2 MPa. Při lisování dostává výrobek výsledný vzhled 1 vlastnosti.

Takto připravené lamináty, ploché i tvarované, mají bezpečnostní’ vlastnosti, které se projeví při rozbití. Střepy skla zůstávají na phlyvinylbutyralóvé fólii, která i po rozbití drží roztříštěný laminát pohromadě, a tím zabraňuje poraněním, způsobeným u klaslckého skla velkými, nárazem oddělenými střepy. Rovinná vrstvená bezpečnostní skla se většinou používají pro aplikace ve stavebnictví, tvarovaná zase většinou pro zasklívání dopravních prostředků. Při obou dvou základních aplikacích je hlavní užitnou vlastností bezpečnostní charakter laminátu, snižující možnost poranění osob.

Jelikož se laminát skládá z různých vrstev, ovlivňuje každá tato vrstva svými optickými vlastnostmi optické vlastnosti laminátu. U nejčastější konfigurace je to tedy sklo a polyvinylbutyralová fólie. Vyrobíme-li např. laminát ze dvou skel tloušťky 3 mm spojením s polyvinylbutyralovou fólií tlouštky 0,8 mm, můžeme při zkouškách naměřit pohlcování UV záření až do vlnových délek 310 až 315 nm. Přidáme-li do receptury fólie vhodný typ UV absorbéru, dokáže laminát stejného složení pohlcovat UV záření až do 360 až 395 nm. Zlepšení vlastnosti absorpce UV záření má velký význam např. při ochraně uměleckých předmětů, ale i nejrůznějších materiálů a biologických roztoků, u nichž by moh- .

lo působení ultrafialového záření způsobóvat nežádoucí změny.

Druhou oblastí spektra slunečního záření je viditelná oblast označovaná VIS, která leží v rozmezí vlnových 1 délek 400 až 780 nm. At už se pro výrobu fólie použije UV absorber nebo nikoliv, dosáhneme u laminátu sklo-fólie-sklo hodnot světelné propustnosti téměř do 90 To může být např. při aplikaci laminátu pro zasklení muzeí nebo galerií nevýhodné, protože je v nich požadována neměnná úroveň osvětlení, které Je proto většinou zajišťováno umělými zdroji. V případě výrazného slunečního svitu však popsaný laminát propouští téměř veškeré záření dovnitř a narušuje konstantnost vnitřního osvětlení.

Vysoká propustnost infračerveného záření, tedy záření o vlnových délkách nad 780 nm v IR oblasti spektra, se nepříznivě projevuje zvyšováním teploty v prostoru za laminátem. V případě zasklení dopravních prostředků je sluneční záření nejen zdrojem tepla, ale i oslňování řidiče, což je také nežádoucí.

Je snaha tyto nevýhody odstraňovat zbarvením laminátu buň použitím barevného skla, nebo barevné polyvinylbutyralové fólie. Takový laminát potlačí hodnotu .prostupujícího záření v UV, VIS i IR oblasti spektra a zmírňuje negativní vlivy intenzivního slunečního svitu, popsané výše.

Ale i toto řešení má určitý nedostatek v tom, že průběh křivky propustnosti záření ve viditelné oblasti spektra nezaručuje odstranění možnosti barevného zkreslení vjemu předmětu nebo zdroje světla určité barvy, které Je přes takový laminát pozorováno, nebo exponátů pozorovaných v místnosti zasklené tímto laminátem.

Tuto nevýhodu odstraňuje vrstvené bezpečnostní sklo podle vynálezu, které zkreslení barevného vjemu nezpůsobuje. Jedná se o laminát připravený spojením dvou nebo více průhledných vrstev, nejčastěji skla, jednou nebo více vrstvami polyvinylbutyralové fólie. Podstata vynálezu spočívá v tom, že alespoň jedna polyvinylbutyralová fólie nebo její část obsahuje 55 až 85 hmotnostních dílů póly viny Ibutyralu s hmotnostním obsahem hydroxylových skupin stanovených Jako polyvinylalkohol 15 až 30 %, 15 až 45 hmotnostních dílů změkčovadla a přípravek 0,005 až 5 hmotnostních dílů sazí a alespoň jednu přísadu ze skupiny zahrnující UV absorbery, antioxidanty, a regulátory adheze, kaž• dou v množství 0,001 až 5 hmotnostních dílů.

Laminát s touto fólií nezpůsobuje negativní zkreslení barevného vjemu, což je výsledkén toho, že průběh křivky propustnosti záření ve VIS oblasti spektra je rovnoměrný. Saze mají schopnost tlumit rovnoměrně záření všech vlnových délek ve viditelné oblasti spektra. Současně lze koncentrací a typem přidávaných sazí a UV absorberu ovlivňovat úroveň propustnosti záření ve všech třech oblastech spektra. Průběh křivky propustnosti záření v oblasti VIS Je rovnoběžný nebo téměř rovnoběžný s osou vlnových délek, nedochází tedy ke kolísání propustnosti přes 10

Podstata vynálezu Je zřejmá z následujících příkladů.

Příklad 1 .

Vzorky vrstveného bezpečnostního skla byly připraveny svrstveníín dvou plochých plavených skel tloušťky 2,2 mm s polyvinylbutyralovou fólií tloušťky 0,8 mm. Tato fólie byla vyrobena technologií souběžného vytlačování tak, že jedna její část tvořila modrozelený odstiňující pruh. Receptura barevné části fólie byla následující v hmotnostních dílech:* polyvinylbutyral (18,1 % hydroxylových skupin)75 dihexyladipát25

UV absorber benztriazolového typu0,3 zelený práškový pigment0,05 modrý práškový pigment0,015

Vrstvené sklo s touto fólií mělo být používáno jako čelní bezpečnostní sklo pro automobily, které zabraňuje oslnění řidiče sluncem. Jelikož však už u vzorků bylo shledáno, že výrazně zkreslují procházející světelné paprsky v oblasti viditelné části spektra a nebylo možné rozeznat zejména červené výstražné světlo na semaforech, nemohlo být tohoto laminátu používáno k výrobě čelních skel pro aplikace v dopravě. Příklad 2 ‘ . .

Čelní vrstvená bezpečnostní skla pro automobily bylá připravena svrtvením dvou tvarovaných plavených skel tloušťky 2,2 mm. Technologií souběžného vytlačování byly vyrobeny dvě fólie s odstiňujícím barevným pruhem podle receptur hmotnostních dílech:

Hnědý pruh polyvinylbutyral (18,4 % hydroxylových skupin) 75 dihexyladipát25 benztriazolový UV absorber0,3 saze DG - 1000,035 saze Nigros Ižlutý práškový pigmentvioleťový práškový pigmentmodrý práškový pigmentBěžným výrobním postupem byla plavená skla spojena s těmito polyvinylbutyralovými fóliemi tloušťky 0,8 mm. Zkreslení procházejícího světelného záření bylo ve viditelné oblasti spektra minimální, takže nedocházelo ke zkreslování barev světel semaforů.

šedomodrý pruh

0,3

0,0175

0,001·

0,0025

CS 26Θ0Θ3 B1

Úroveň světelné propustnosti čelních skel v nejtmavším místě byla ve VIS spektra následující:

hnědý pruh šedomodrý pruh světelná propustnost (%) 10 15

Čelní vrstvená bezpečností skla s takto provedenými odstiňujícími pruhy lze používat k zaáklívání dopravních prostředků.

Příklad 3 , Pro výrobu šedého vrstveného bezpečnostního skla, které mělo téměř nulovou propustnost záření v UV oblasti, asi 50 % propustnost ve VIS oblasti a pod 40 % propustnost v IR oblasti spektra, bylo použito dvou plochých tabulí plaveného skla tlouštky 2,9 mm a šedé polyvinylbutyralové fólie tlouštky 0,8 mm vyrobené ze směsi o složení v hmotnostních dílech:

polyvinylbutyral (18,3 % hydroxylových skupin)75 dihexyladipát25 saze TG - 100,02

UV absorber benztriazolového typu .0,3 antioxidant, substituovaný fenol0,2

Laminát splňoval všechny požadované vlastnosti, nebot byly naměřeny následující světelné propustnosti:

UV oblast do 400 nm do 2 %

VIS oblast 400 až 780 nm 47 ⁱ 3 %

IR oblast 780 až 2100 nm do 36 %

Průběh křivky propustnosti ve VIS oblasti spektra byl mírně klesající, téměř rovnoběžný s osou vlnových dél.ek, takže vrstvené sklo nezpůsobovalo zkreslení prostupujícího světelného záření.

Tohoto vrstveného bezpečnostního skla bylo použito k zasklení oken galerie a použitá sestava laminátu umožnila ochranu uměleckých předmětů před ultrafialovým zářením a zredukování intenzity denního světla na poloviční úroveň bez zkřeslení barevného vjemu, což spolu s umělým osvětlením vytvořilo téměř neměnné světelné podmínky bez ohledu na sluneční svit, denní dobu a počasí. Současně došlo k redukci procházejícího tepelného záření, což pozitivně ovlivnilo klimatizační podmínky. Příklad 4

Možnosti regulace úrovně propustnosti záření v jednotlivých oblastech spektra vrstveným bezpečnostním sklem konfigurace sklo-fólie-sklo, při tlouštce skel 2,9 mm, prezentuje různé složení směsí použitých pro výrobu šedých polyvinylbutyralových fólií

tloušíky 0,4 mm v hmotnostních dílech:	fólie /	l fólie B fólie C
póly viny Ibutyral (20,4 % hydroxylových skupin) 73 Ί dietylenglykol-di-2-etylpelargonát 27 í regulátor adheze kyselina křemičitá.. . 1 benztriazolový UV absorber 0,3 saze TG - 10 0,04 U vrstvených bezpečnostních skel připravených s těmito fóliemi ty propustnosti: laminát A laminát'B	'3 73 ’7 27 1 1 0,3 0,3 0,07 0,10 byly naměřeny hodno- laminát C
UV oblast do 400 nm VIS oblast 400 až 780 nm IR oblast 780 až 2100 nm Průběhy křivek propustnosti záření	do 2' (% 32 i 1 % do 40 % ' ve VIS oblasti	do 18 až do spektra	2 « 19 % 29 % býly	do 2 96 8 i 1 % do 10 96 téměř rovnoběžné

osou vlnových délek. Proto vrstvená skla s polyvinylbutyralovými fóliemi podle receptur A, B a C nezpůsobovala barené změny ve VIS oblasti spektra.

Příklad 5 _;

Pro výrobu zelenomodrého vrstveného bezpečnostního skla pro clony předsazované před okna budov bylo použito polyvinylbutyralové fólie o složení v hmotnostních dílech:

polyvinylbutýral (20,1 % hydroxylových skupin)72 dietylenglykol-di-2-etylpelargonát27

UV absorber benztriazolového typu0,3 regulátor adheze Kyselina křemičitá1 _f modrý práškový pigment0,003 saze ŤG - 100,04

Fólie byla vrstvena se dvěma plochými plavenými skly tloušťky 2,9 mm. Laminát tohoto složení umožnil snížit intenzitu dopadajícího světelného záření o 59 %, nebot Jeho světelná propustnost ve VIS oblasti spektra byla 41 %. Průběh křivky propustnosti v této oblasti nezpůsoboval změny barevnosti pozorovaných předmětů. Takové vrstvené sklo působí přirozeně a nezkresluje výhled.

Claims (1)

1. ' PŘEDMĚT VYNÁLEZU }

   Vrstvené bezpečnostní sklo s upravenou propustností záření v ultrafialové, viditelné a infračervené oblasti spektra, tvořené alespoň dvěma rovinnými nebo tvarovanými vrstvami taženého nebo plaveného skla tloušťky 1 až 20 mm, které jsou spojeny alespoň jednou mezivrstvou z polyvinylbutyralové fólie, vyznačující se tím, že alespoň jedna polyvinylbutyralové fólie nebo její část obsahuje 55 až 85 hmotnostních dílů polyvinylbutyralu s hmotnostním obsahem hydroxylových skupin stanovených jako polyvinylalkohol 25 až 30 %, 15 až 45 hmotnostních dílů změkčovadla a přídavek 0,005 až 5 hmotnostních dílů sazí a alespoň jednuhpřísadu ze skupiny zahrnující UV absorbery, antioxidanty a regulátory adheze, každou v množství 0,001 až 5 hmotnostních dílů.