DE102018212328B4 - Multi-layer security device - Google Patents
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Abstract
Mehrlagige Sicherheitsvorrichtung (1) mita. einem transparenten Substrat (2),b. einer mehrlagigen Sicherheitsfolie (4), die mehrere Lagen (9) aus einem Kunststoffmaterial aufweist, wobei die Sicherheitsfolie (4) an dem Substrat (2) befestigt ist,c. einer Kantenversiegelung (6), die zumindest außen liegende Kanten der mehrlagigen Sicherheitsfolie (4) versiegelt,d. einer an einer dem Substrat (2) abgewandten Außenseite der Sicherheitsfolie (4) angeordneten Hart-Beschichtung (5), wobei die Kantenversiegelung (6) sich zumindest bereichsweise entlang einer äußeren Kantenfläche (8) des Substrats (2) oder mit einem Randabstand (DR) zu der äußeren Kantenfläche (8) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenversiegelung (6) einen aushärtbaren Klebstoff aufweist, der unter Lichteinstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 10 nm bis 380 nm aushärtet.Multi-layer safety device (1) witha. a transparent substrate (2), b. a multi-layer security film (4) having a plurality of layers (9) made of a plastic material, the security film (4) being attached to the substrate (2), c. an edge seal (6) which seals at least the outer edges of the multi-layer security film (4), d. a hard coating (5) arranged on an outside of the security film (4) facing away from the substrate (2), the edge seal (6) extending at least in regions along an outer edge surface (8) of the substrate (2) or with an edge distance (DR ) extends to the outer edge surface (8), characterized in that the edge seal (6) has a curable adhesive which cures when exposed to light in a wavelength range of 10 nm to 380 nm.
Description
Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Sicherheitsvorrichtung.The invention relates to a multi-layer security device.
Eine mehrlagige Sicherheitsvorrichtung in Form von Sicherheitsglas ist aus
Die
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mehrlagige Sicherheitsvorrichtung bereitzustellen, die eine erhöhte Sicherheit gewährleistet, indem insbesondere der mehrlagige Verbund stabilisiert und ein unbeabsichtigtes Ablösen einzelner Lagen verhindert ist.It is an object of the present invention to provide a multi-layer security device that ensures increased security in that the multi-layer composite is stabilized and unintentional detachment of individual layers is prevented.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine mehrlagige Sicherheitsvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegeben Merkmalen. According to the invention, this object is achieved by a multi-layer safety device having the features specified in
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass bei einer mehrlagigen Sicherheitsvorrichtung mit einer mehrlagigen Sicherheitsfolie eine Kantenversiegelung der zumindest außenliegenden Kanten verhindert, dass einzelne Lagen der Sicherheitsfolie abgelöst werden. Eine unbeabsichtigte Beschädigung und/oder Zerstörung der Sicherheitsfolie ist dadurch vermieden. Die Stabilität und die Zuverlässigkeit der Sicherheitsvorrichtung insgesamt ist dadurch erhöht. Insbesondere wurde erkannt, dass freiliegende Kantenbereiche der mehrlagigen Sicherheitsfolie zu einer Beschädigung der Sicherheitsvorrichtung führen können. Dadurch, dass die freiliegenden Kanten der Lagen der Sicherheitsfolie mit der Kantenversiegelung versiegelt sind, ist eine unmittelbar mechanische Einwirkung auf die Kanten, beispielsweise mittels eines Werkzeugs, verhindert. Die Kanten sind durch die Kantenversiegelung, insbesondere auch vor Witterungseinflüssen geschützt. Die mehrlagige Sicherheitsvorrichtung ist geeignet für den Außenbereich. Die mehrlagige Sicherheitsvorrichtung ist insbesondere ein Sicherheitsglas mit Splitterschutzfunktion. Die mehrlagige Sicherheitsfolie ist auf einem transparenten Substrat angebracht. Das Substrat ist insbesondere eine Glasscheibe. Die Glasscheibe kann eben oder gekrümmt ausgeführt sein. Das transparente Substrat kann auch eine Kunststoffscheibe sein. Die mehrlagige Sicherheitsfolie umfasst mehrere Lagen aus einem Kunststoffmaterial. Insbesondere ist die Sicherheitsfolie PVB-frei. An einer dem Substrat abgewandten Außenseite der Sicherheitsfolie ist eine Hart-Beschichtung vorgesehen. Damit ist gewährleistet, dass die mehrlagige Sicherheitsfolie kratzfest und abriebbeständig ausgeführt ist. Die Hart-Beschichtung ist insbesondere auf Basis eines Polyorganosiloxan ausgeführt. Die Hart-Beschichtung ist insbesondere ein Material auf Acrylatbasis, insbesondere ein Acrylat, das unter UV-Strahlung mit Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen 10 nm und 380 nm aushärtet.According to the invention, it was recognized that in the case of a multi-layer security device with a multi-layer security film, edge sealing of the at least outer edges prevents individual layers of the security film from being detached. This avoids accidental damage and/or destruction of the security film. This increases the stability and reliability of the safety device as a whole. In particular, it was recognized that exposed edge areas of the multi-layer security film can lead to damage to the security device. Because the exposed edges of the layers of the security film are sealed with the edge seal, a direct mechanical impact on the edges, for example by means of a tool, is prevented. The edges are protected by the edge sealing, in particular from the weather. The multi-layer safety device is suitable for outdoor use. The multi-layer safety device is, in particular, safety glass with a shatter protection function. The multi-layer security film is attached to a transparent substrate. The substrate is in particular a pane of glass. The glass pane can be flat or curved. The transparent substrate can also be a plastic pane. The multi-layer security film includes multiple layers of a plastic material. In particular, the security film is PVB-free. A hard coating is provided on an outside of the security film facing away from the substrate. This ensures that the multi-layer security film is scratch-resistant and abrasion-resistant. The hard coating is based in particular on a polyorganosiloxane. The hard coating is in particular an acrylate-based material, in particular an acrylate that hardens under UV radiation with light in a wavelength range between 10 nm and 380 nm.
Eine Kantenversiegelung, die einen aushärtbaren Klebstoff aufweist, der unter Lichteinstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 10 nm bis 380 nm aushärtet, ermöglicht eine unkomplizierte und schnelle Anbringung der Versiegelung.An edge seal that has a curable adhesive that cures when exposed to light in a wavelength range of 10 nm to 380 nm enables the seal to be applied quickly and easily.
Eine Sicherheitsfolie gemäß Anspruch 2 hat sich als besonders beständig erwiesen. Die, insbesondere vier, Lagen der Sicherheitsfolie sind insbesondere mit einander verklebt. Insbesondere sind jeweils zwei benachbarte Lagen miteinander verklebt. Zwischen vier Lagen sind beispielsweise drei Klebstoffschichten angeordnet. Die Anzahl der Lagen beträgt insbesondere zwischen zwei und fünfundzwanzig.A security film according to
Die Ausführung der Lagen gemäß Anspruch 3 hat sich für den Einsatz als Splitterschutzfolie als besonders vorteilhaft erwiesen. Versuche der Patentanmelderin haben angezeigt, dass das verwendete Kunststoffmaterial eine Zähigkeit derart aufweist, dass es sich um die Splitter des Substrats, insbesondere um die Glassplitter, die insbesondere scharfkantig ausgeführt sind, umlegt und die einzelnen Splitter einkapselt. Dadurch kann, anders als bei Splitterschutzfolien gemäß dem Stand der Technik, verhindert werden, dass die scharfkantigen Glassplitter die Schutzfolie durchtrennen. Das Material für die Lagen der Sicherheitsfolie ist insbesondere ein thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis (TPU), insbesondere Polyester und/oder TPU-Folie und/oder EVA-Folie. EVA steht für Ethylen-Vinylacetat-Copolymer. Insbesondere sind mehrere Lagen mit identischer Dicke ausgeführt. Insbesondere weisen sämtliche Lagen eine identische Lagendicke auf. Die Lagendicke beträgt vorteilhafterweise zwischen 0,01 mm bis 0,5 mm, insbesondere 0,02 mm bis 0,4 mm, insbesondere 0,05 mm bis 0,2 mm, insbesondere 0,08 mm bis 0,12 mm und insbesondere 0,1 mm.The embodiment of the layers according to
Eine Ausführung der Sicherheitsfolie gemäß Anspruch 4 weist eine erhöhte Festigkeit auf. Dadurch, dass benachbarte Lagen mit einem Lagen-Klebstoff miteinander verklebt sind, ist die Sicherheitsfolie in sich stabil. Der Lagen-Klebstoff ist insbesondere auf Acrylatbasis ausgeführt. Der Lagen-Klebstoff ist insbesondere selbstklebend, insbesondere ein Haftkleber. Der Lagen-Klebstoff ist insbesondere als PSA-Klebstoff ausgeführt. Der Lagen-Klebstoff weist eine Schichtdicke auf, die kleiner ist als die Lagendicke der einzelnen Lagen. Insbesondere beträgt die Schichtdicke zwischen 0,005 mm und 0,05 mm, insbesondere zwischen 0,01 mm und 0,03 mm, insbesondere zwischen 0,015 mm und 0,025 mm und insbesondere 0,02 mm.An embodiment of the security film according to
Vorgespannte Lagen der Sicherheitsfolie gemäß Anspruch 5 ermöglichen eine verbesserte Absorption einer Krafteinwirkung von außen, insbesondere durch das Aufschlagen eines Gegenstands wie beispielsweise einem Stein oder einem Hammer oder ein Geschoss einer Feuerwaffe. Insbesondere sind die einzelnen Lagen unidirektional, also entlang einer Richtung, vorgespannt. Es ist vorteilhaft, die unidirektional vorgespannten Lagen derart anzuordnen, dass die Richtungen der unidirektionalen Vorspannungen voneinander abweichen und insbesondere zueinander senkrecht orientiert sind. Insbesondere unterscheiden sich die Richtungen der Vorspannungen benachbarter Lagen der Sicherheitsfolie. Es ist auch denkbar, dass die Lagen biaxial, also zweiachsig, vorgespannt sind. Es ist auch denkbar, ein- und zweiachsig vorgespannte Lagen miteinander zu einer Sicherheitsfolie zu kombinieren.Prestressed layers of the security film according to
Eine Ausführung der Sicherheitsvorrichtung gemäß Anspruch 6 ist besonders stabil. Die Sicherheitsfolie ist zuverlässig an dem Substrat gehalten. An embodiment of the safety device according to
Die Schichtdicke des Substrat-Klebstoffs ist insbesondere identisch mit der Schichtdicke des Lagen-Klebstoffs. Insbesondere beträgt die Schichtdicke des Substrat-Klebstoffs zwischen 0,005 mm und 0,05 mm, insbesondere zwischen 0,01 mm und 0,03 mm, insbesondere zwischen 0,015 mm und 0,025 mm und insbesondere 0,02 mm. Der Substrat-Klebstoff ist insbesondere ein Klebstoff auf Acrylatbasis, insbesondere ein Acrylatkleber.The layer thickness of the substrate adhesive is in particular identical to the layer thickness of the layer adhesive. In particular, the layer thickness of the substrate adhesive is between 0.005 mm and 0.05 mm, in particular between 0.01 mm and 0.03 mm, in particular between 0.015 mm and 0.025 mm and in particular 0.02 mm. The substrate adhesive is in particular an acrylate-based adhesive, in particular an acrylate adhesive.
Eine Ausführung der Lagen gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine vorteilhafte, weil fertigungstechnisch zuverlässig ausführbare und damit robuste Kantenversiegelung. Mit den geneigten Kanten schmiegen sich die Lagen an das Substrat, das insbesondere eine Rundung aufweist, vorteilhaft an. Ein Spalt zwischen der Sicherheitsfolie und dem Substrat ist vermieden. Ein derartiger Spalt könnte Ausgangspunkt für die Folienablösung sein. Die Verbindung zwischen dem Substrat und der mehrlagigen Sicherheitsfolie ist dadurch verbessert. Das Risiko des unbeabsichtigten Abtrennens der Sicherheitsfolie von dem Substrat durch vorstehende Kanten ist ausgeschlossen.An embodiment of the layers according to
Eine Kantenversiegelung gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine Ausweitung der Versiegelung auf das Substrat und/oder die Hart-Beschichtung.An edge seal according to
Eine Kantenversiegelung gemäß Anspruch 9 weist eine erhöhte Festigkeit auf. Die einzelnen Schichten der Sicherheitsvorrichtung sind mechanisch aneinander gehalten und insbesondere stoffschlüssig miteinander verbunden.An edge seal according to
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 eine schematische Querschnitt-Darstellung einer mehrlagigen Sicherheitsvorrichtung gemäß der Erfindung, -
2 eine vergrößerte Detailansicht gemäß Detail II in1 , -
3 eine 1 entsprechende Darstellung einer Sicherheitsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, -
4 eine vergrößerte Detailansicht gemäß Detail IV in3 .
-
1 a schematic cross-sectional representation of a multi-layer security device according to the invention, -
2 an enlarged detailed view according to detail II in1 , -
3 one1 corresponding representation of a safety device according to a further embodiment, -
4 an enlarged detailed view according to detail IV in3 .
Eine in
Freiliegende Kanten des Substrats 2, des Substrat-Klebestoffs 3, der Sicherheitsfolie 4 und der Hart-Beschichtung 5 sind durch eine Kantenversiegelung 6 versiegelt. Die Kantenversiegelung 6 deckt die freien Oberflächen an den jeweiligen Stirnseiten am Substrat 2, an dem Substrat-Klebstoff 3, an der Sicherheitsfolie 4 und an der Hart-Beschichtung 5 zuverlässig ab. Diese stirnflächigen Kantenbereiche sind durch die Kantenversiegelung 6 geschützt. Insbesondere ist die Kantenversiegelung 6 derart ausgeführt, dass sie in Dickenrichtung 7 mit dem mehrlagigem Verbund bündig abschließt, also an der äußeren Oberfläche der Hart-Beschichtung 5 und an der äußeren Oberfläche des Substrats 2 in Dickenrichtung 7 nicht überragt. Es ist auch denkbar, dass die Kantenversiegelung 6 insbesondere an der Hart-Beschichtung 5 an der Sicherheitsfolie in Dickenrichtung 7 vorsteht, also an der Hart-Beschichtung 5 überlappend angeordnet ist.Exposed edges of the
Die Kantenversiegelung 6 erstreckt sich insbesondere auf Kantenbereiche der Sicherheitsvorrichtung 1, die bei der Anwendung der Sicherheitsvorrichtung 1 zumindest bereichsweise und/oder zumindest zeitweise freiliegen. An den geschützten Kantenbereichen der Sicherheitsvorrichtung 1 ist die Kantenversiegelung 6 entbehrlich.The
Wesentlich ist, dass die Kantenversiegelung 6 sich zumindest bereichsweise entlang der äußeren Kanten der Sicherheitsvorrichtung 1 erstreckt. Bei einer versenkbaren Fensterscheibe, beispielsweise in der Fahrer- oder Beifahrertür eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Automobils, ist das insbesondere die Oberkante der Sicherheitsvorrichtung 1. Die seitlichen Kanten und die Unterkante der Fensterscheibe sind in seitlichen Führungen bzw. im Fahrzeugrahmen geführt und dadurch geschützt.It is essential that the
Es sind auch Anwendungen denkbar, bei welchen mehr als ein Kantenbereich, insbesondere der vollständige, also umlaufende Kantenbereich der Sicherheitsvorrichtung 1 mit der Kantenversiegelung 6 ausgeführt ist.Applications are also conceivable in which more than one edge area, in particular the complete, ie peripheral, edge area of the
Wesentlich ist, dass das Material der Kantenversiegelung 6 derart gewählt ist, dass es mit sämtlichen Materialien, deren Kantenbereiche zu versiegeln sind, eine stoffschlüssige Verbindung eingehen kann. Im vorliegenden Fall ist das das Material der Hart-Beschichtung 5, der Lagen 9 des Lage-Klebers 10, des Substrats-Klebstoffs 3 und des Substrats 2.It is essential that the material of the edge sealing 6 is selected in such a way that it can form a material bond with all materials whose edge areas are to be sealed. In the present case, this is the material of the
Die Glasscheibe 2 ist insbesondere eine Autoscheibe, die insbesondere einfach oder mehrfach gekrümmt ausgeführt sein kann.The
Die äußere Kantenfläche 8 der Glasscheibe 2 ist konvex gekrümmt. Die Glasscheibe 2 weist eine abgerundete, insbesondere halbkreisförmige, Kantenfläche 8 auf. Die Glasscheibe 2 weist eine dicke D2, die zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 8 mm, insbesondere zwischen 2,5 mm und 6 mm, insbesondere 3 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 3,5 mm und 4,5 mm und insbesondere 4 mm beträgt.The
Der Substrat-Kleber 3 weist eine, insbesondere im Wesentlichen konstante, Schichtdicke D3 von 0,02 mm auf. In einem oberen, der Kantenversiegelung 6 zugewandten Bereich ist die Schicht mit dem Substrat-Kleber 3 im Wesentlichen keilförmig ausgeführt, so dass der Zwischenraum zwischen der Sicherheitsfolie 4 und der Glasscheibe 2 vollständig ausgefüllt ist. In dem oberen Bereich ist der Zwischenraum keilförmig aufweitend ausgeführt wegen der gekrümmten Kantenfläche der Glasscheibe 2.The
Der Substrat-Kleber 3 ermöglicht eine schnelle Oberflächenhärtung, insbesondere unter UV-Strahlung. Der Substrat-Kleber basiert auf Acrylat. Eine Sekundärhärtung ist nicht erforderlich. Der Substrat-Kleber weist eine Härte von Shore D 60 bis 75, insbesondere Shore D 65 bis 70 auf. Der Substrat-Kleber weist eine Viskosität von höchstens 6.000 mPa • s, insbesondere von höchstens 5.500 mPa • s auf.The
Die Sicherheitsfolie 4 weist vier Lagen 9, die gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Polyester-TPU-Folien ausgeführt sind. Die Lagen 9 weisen jeweils eine Lagendicke D9 von 0,1 mm auf.The
Die Lagen 9 der Sicherheitsfolie 4 können auch unterschiedliche Lagendicken D9 aufweisen. Insbesondere ist es möglich, dass benachbarte Lagen 9 unterschiedliche Lagendicken aufweisen. Es ist insbesondere auch möglich, dass sämtliche Lagen 9 jeweils voneinander unterschiedlichen Lagendicken aufweisen, dass also sich alle Lagen 9 bezüglich ihrer Lagendicke D9 voneinander unterscheiden.The
Die Lagen 9 sind insbesondere aus thermoplastischen Materialien, aus Polyester-Materialien, aus Polyurethan-Materialien, aus Polycarbonat-Materialien, aus kristallinen Polyethylenterephthalat (CPET)-Materialien und/oder aus Polyethylenterephthalat (PBT)-Materialen hergestellt. The
Jeweils zwei benachbarte Lagen 9 sind mit einem Lagen-Klebstoff 10 auf Acrylatbasis miteinander verklebt. Die Schichtdicke D10 des Lagen-Kleberstoffs 10 beträgt 0,02 mm.Each two
Die jeweilige Schichtdicke D10 des Lagen-Klebstoffs 10 kann unterschiedlich festgelegt sein. Insbesondere kann die Schichtdicke D10 der verschiedenen Lagen des Lagen-Klebstoffs 10 unterschiedlich gewählt werden. Insbesondere unterscheiden sich die Schichtdicken D10 der unterschiedlichen Lagen des Lagen-Klebstoffs 10.The respective layer thickness D 10 of the layer adhesive 10 can be defined differently. In particular, the layer thickness D 10 of the different layers of the layer adhesive 10 can be selected differently. In particular, the layer thicknesses D 10 of the different layers of the layer adhesive 10 differ.
Die freiliegenden Kanten der Lagen 9 sind gegenüber der Dickenrichtung 7 mit einem Neigungswinkel n angeschrägt. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Neigungswinkel etwa 70°. Der Neigungswinkel n ist insbesondere derart ausgeführt, dass die Kantenversiegelung 6 besonders vorteilhaft sowohl mit der Glasscheibe 2 einerseits als auch mit der Sicherheitsfolie 4 andererseits verbindbar ist.The exposed edges of the
Die Lagen 9 sind insbesondere derart versetzt zueinander angeordnet, dass sie entlang der geneigten Richtung der freiliegenden Kanten fluchtend angeordnet sind. Die freiliegenden Kanten der Lagen 9 bilden eine gemeinsame, abgeschrägte Kante. Besonders vorteilhaft ist es, wenn auch die Schichten des Lagen-Klebstoffs 10 und des Substrat-Klebstoffs 3 entsprechend angeschrägt sind. Die Sicherheitsfolie 4 insgesamt ist mit dem Neigungswinkel n angeschrägt und weist eine gemeinsame, geschlossene Oberfläche auf. Die Verbindung mit der Kantenversiegelung 3 ist verbessert, aber insbesondere eine geschlossene Kontaktfläche der Kantenversiegelung 6 ausgebildet werden kann. Insbesondere ist die Neigung der Sicherheitsfolie 4 derart orientiert und bezüglich der Glasscheibe 2 derart angeordnet, dass die geneigte Oberseite eine Tangente an die äußere Kantenfläche 8 der Glasscheibe 2 bildet. Dadurch ist ein kantenfreier Übergang zwischen der Glasscheibe 2 und der Sicherheitsfolie 4 gewährleistet.In particular, the
Die Hart-Beschichtung 5 ist insbesondere unmittelbar auf der äußeren Oberfläche der Sicherheitsfolie 4, insbesondere an der dem Substrat 2 abgewandten Lage 9 aufgebracht. Die Hart-Beschichtung 5 weist eine Schichtdicke D5 zwischen 1 µm und 10 µm auf.The
Die Kantenversiegelung 6 ist insbesondere ein Klebstoff, der unter UV-Licht aushärtet, insbesondere bei UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 265 nm. Es sind auch Klebstoffe denkbar, die bei anderen Wellenlängenbereichen aushärten. Es ist auch denkbar, dass der Klebstoff durch Wärmeeintrag aushärtet und/oder unter chemischer Vernetzung.The
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die
Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Sicherheitsfolie 4a mit einem Randabstand DR an dem transparenten Substrat 2 angeordnet ist. Im Bereich des Randabstands DR liegt das transparente Substrat 2 frei. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Randabstand DR 1 cm. In Abhängigkeit der Anwendung kann der Randabstand DR auch mehr als 1 cm oder weniger als 1 cm betragen.The essential difference from the first embodiment is that the
Als Randabstand DR ist der Abstand der Kantenversiegelung 6a bis zu der äußeren Kantenfläche 8 des Substrats 2 definiert.The distance from the
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die freien Kanten der Lagen 9 ohne Neigung ausgeführt sind, d.h. der Neigungswinkel n beträgt 0°.Another difference is that the free edges of the
Durch den Randabstand DR wird ein freiliegender Randbereich definiert, der mit dem Bezugszeichen 11 in
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