DE112018003401T5

DE112018003401T5 - Verglasung mit laminiertem einsatzsichtbehinderungsband

Info

Publication number: DE112018003401T5
Application number: DE112018003401.1T
Authority: DE
Inventors: Mario Arturo Mannheim Astete; Edward Enrique CUSTODIO SHEEN; Charles Stephen Voeltzel
Original assignee: AGP America SA
Current assignee: AGP America SA
Priority date: 2017-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2020-03-12
Also published as: US20200122436A1; CO2017009260A1; WO2019008494A1; CN110831764A; WO2019008494A4

Abstract

Verglasungsaufbausysteme, welche einen Kleber verwenden, um die Verglasung mit einer Fahrzeugöffnung zu binden, benötigen eine Sichtbehinderung, um den Kleber von der Sicht zu verstecken und den Kleber von der ultravioletten Strahlung zu schützen. Eine Emailtinte wird normalerweise dazu verwendet, die Sichtbehinderung auf dem Glas zu drucken. Glas mit bestimmten Arten von Überzügen und Glas, welches chemisch vorgespannt wird, is jedoch nicht mit Emailfritten kompatibel. Organische Tinten können verwendet werden, sind aber teuer, schwer zu bearbeiten und nicht so dauerhaft wie eine Emailfritte. Die Sichtbehinderung der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem die gedruckte Sichtbehinderung durch einen Einsatz ersetzt wird, welcher für die gleiche Funktion einer auf dem Glas gedruckten Sichtbehinderung dient, welche als Bestandteil der Verglasung laminiert wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft das Gebiet der laminierten Verglasung.
Hintergrund der Erfindung
Anfang der 80 Jahre fing die Fahrzeugindustrie von Verglasungsaufbausysteme fixiert mit Kautschukkanal und Klebstreifen auf Aufbausysteme mit Polyurethan (PU)-Kleber zu wechseln. Dies erfolgte als Antwort auf die schlechte Sicherheitsleistung der alten Technologie. Die mit Kanal/Klebstreifen aufgebauten Windschutzscheiben wurden oft nach einem Schlag in einem Unfall entfernt, sodass es erlaubt wurde, dass die Insassen aus dem Fahrzeug hinausgeworfen wurden. Heutzutage wird der Klebstreifen nicht mehr verwendet und die Kautschukkanalhalterung wird nur in gewerblichen und Geländefahrzeuge gesehen.
Der Klebstreifen/Kautschukkanal hatte einige Vorteile. Der Klebstreifen war eng und konnte somit von der Sicht von außen des Fahrzeugs mittels einer Leiste oder einem Zierstreifen versteckt werden. Der Kautschukkanal deckte sowohl die Kante des Glases als auch den Flansch.
Dies musste geändert werden, um die Verwendung von Polyurethan zu ermöglichen. Um die benötigte Bindungsfestigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Glas zu erhalten, musste die Perle aus Polyurethan breiter sein als der Klebstreifen war. Als Ergebnis war es nicht mehr praktisch oder wünschenswert den Kleber aus der Sicht von außen mit einem Zierstreifen oder Leiste zu verdecken. Außerdem müssen Polyurethankleber vom Ultraviolettlicht (UV) geschützt werden, um eine Langzeitzersetzung zu verhindern. Als Ergebnis musste ein Sichtbehinderungsband aus schwarzer Emailfritte auf dem Glas gedruckt werden, um die Sicht des Polyurethans von außen des Fahrzeugs zu verdecken und das Polyurethan vom UV zu schützen. Dieses Sichtbehinderungsband aus schwarzer Emailfritte, welche die Tageslichtöffnung umgibt, wird gewöhnlich „Schwarzband“ genannt. Der Schwarzbandeindruck wird auch oft dazu verwendet, andere in der Windschutzscheibe montierten Elemente zu verdecken, wie der Rückspiegelknopf.
Die schwarze Emailfritte besteht aus Pigmenten, einem Träger, Bindemitteln und feingemahlenem Glas. Andere Materialien werden auch manchmal hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern: die Verbrennunstemperatur, Antiklebeeigenschaft, chemische Beständigkeit, usw. Die schwarze Fritte wird auf das flache Glas unter Verwendung eines Siebdruck-, Tintenstrahl- oder anderen Druckprozesses vor der Erwärmung und das Biegen des Glases aufgebracht. Während des Biegeprozesses wird das feingemahlene Glas in der Fritte weich und schmilz mit der Glasfläche. Die Fritte wird sozusagen „verbrannt“, wenn dies erfolgt. Dies ist ein Verglasungsprozess, welcher dem Prozess sehr ähnlich ist, welcher zum Auftragen von Emailendbehandlungen auf Badarmaturen, Töpferwaren, Porzellan und Haushaltsgeräte verwendet wird.
Die schwarze Sichtbehinderung weist funktionelle und ästhetische Anforderungen auf. Zusätzlich zum Blockieren von UV muss sie dauerhaft sein, die Lebensdauer des Fahrzeugs unter allen Witterungs- und Wetterbedingungen aushalten. Die schwarze Sichtbehinderung muss ein dunkles glänzendes Aussehen aufweisen und von Teil zu Teil und im Laufe der Lebensdauer des Fahrzeugs konstant sein. Ein heutzutage hergestelltes Teil muss mit einem übereinstimmen, welches vor 20 Jahren hergestellt wurde und in Betrieb war. Die Teile müssen auch mit den anderen Verglasungen im Fahrzeug übereinstimmen, welche nicht vom gleichen Hersteller gefertigt worden sind.
Insbesondere ist die schwarze Fritte nicht mit infrarot (IR)-reflektierenden Überzügen sowie manchen anderen funktionellen und ästhetischen Überzügen kompatibel. Die Überzüge reagieren mit der Fritte und werden davor zerstört, wenn die Fritte auf der überzogenen Seite aufgebracht wird. Die schwarze Fritte kann ebenfalls vom Überzug zerstört werden. Wenn das Glas auf der nicht überzogenen Seite lackiert ist und mit der überzogenen Seite nach unten verarbeitet wird, kann der Überzug durch den Kontakt mit den Handhabungs-, Förder- und Stützmitteln geschädigt werden. Um dieses Problem zu lösen wird das Glas, in manchen Laminaten, zunächst lackiert und verbrannt und dann überzogen, ein teurer Prozess. Ein anderes verwendetes Verfahren ist das Auftragen des Überzugs auf der Fläche Nummer drei der inneren Glasschicht, eine suboptimale Ausbildung mit IR-reflektierenden Überzügen, und das Lackieren der Fläche Nummer zwei der äußeren Glasschicht.
Zusätzlich ist die schwarze Fritte auch nicht mit dem chemischen Vorspannungsprozess kompatibel. Das chemisch vorgespannte Glas wird hergestellt, indem das Glas in einem Bad aus Salzschmelze eingetaucht wird. Das chemische Vorspannen ist ein Ionenaustauschprozess. Ionen in der Fläche des Glases werden durch größere Ionen aus dem Salzschmelzebad ersetzt. Die größeren Ionen setzen die Glasfläche unter Druck. Die sich ergebende Festigkeit hängt von der Glaszusammensetzung, dem Bad, der Badtemperatur und der Zeit, in welcher das Glas behandelt wird, ab. Druckfestigkeiten von so hoch wie 1000 GPa können auf diese Weise erreicht werden.
Die schwarzen Fritten stören jedoch den Ionenaustausch und als Ergebnis kann das Glas mit aufgetragener schwarzer Fritte nicht chemisch vorgespannt werden. Muss die Glasschicht chemisch vorgespannt werden, ist eine verbrannte schwarze Fritte nicht eine Möglichkeit.
Chemisch vorgespanntes Glas wird bei der Herstellung sowohl von einer dünnen leichtgewichtigen Fahrzeugverglasung als auch von einer schwereren und dickeren schusssicheren Verglasung (BTG) verwendet.
In leichtgewichtigen Laminaten, in welchen nur eine Glasschicht chemisch vorgespannt ist, wie heutzutage üblich ist, kann die schwarze Fritte auf der Schicht aufgebracht werden, welche nicht chemisch vorgespannt ist. Sind beide Schichten chemisch vorgespannt, kann schwarze Fritte nicht verwendet werden.
Andererseits stellt eine schusssichere Verglasung, BRG, Durchdringungsbeständigkeit in Bezug auf Projektilen (Schüssen) bereit. BRG-Laminate verwenden Kombinationen aus mehreren Arten von Glas und Kunststoff, um die Energie des Projektils zu absorbieren und abzubauen, das Durchdringen zu verhindern und die Insassen des Fahrzeugs vom Projektil und jedes mögliches Absplittern des Glases zu schützen. Außerdem umfasst gewöhnlich eine BRG-Verglasung chemisch vorgespannte Glasschichten. In einem BRG-Laminat können die Glasschichten unterschiedliche Glaszusammensetzungen wie Borsilicat und Alumosilicat, zusätzlich zu Kalknatron, umfassen, sowie Glas, welches thermisch oder chemisch gehärtet worden ist. Starre nicht Bindungskunststoffschichten, welche Polyurethan, Acryl und Polycarbonat umfassen, aber nicht darauf begrenzt sind, werden auch manchmal verwendet.
Als Antwort auf Unruhen auf der Welt und das Scheitern mancher Länder den Zugang auf Militärwaffen zu steuern und beschränken, ist der Markt für BRG-Verglasung für nicht Militärfahrzeuge schnell gewachsen.
Andererseits werden Militärfahrzeuge generell vom Konzept aus derart entworfen, dass sie eine gewisse Durchschusshemmung aufweisen. Eine typische minimale Verglasungsdicke liegt bei 19 mm (bis zu 50 kg/m2). Eine Verglasung von bis zu und manchmal größer als 150 mm (bis zu 350 kg/m2) wird benötigt, um höhere Bedrohungsniveaus standzuhalten. Die Fensteröffnungen in diesen Fahrzeugen werden derart entworfen, dass die benötigten dicken schweren Verglasungen aufgenommen werden. Nicht Militärfahrzeuge werden andererseits derart entworfen, dass sie eine viel leichterer Verglasung mit Dicken im Bereich von 3 mm bis 6 mm aufweisen.
Zudem sind manche nicht Militärfahrzeuge vom Erstausrüster (OEM) mit einer BRG-Möglichkeit verfügbar. Der beim Entwurf einer BRG-Version eines Fahrzeugs verwendete Prozess ist das Anpassen der Verglasung, um in die gewöhnliche Blechöffnung zu passen, statt das Fahrzeug an die Verglasung anzupassen. Außerdem wird ein großer Teil des Marktes von Unternehmen des Sekundärmarktes beliefert, welche BRG-Nachrüstungen durchführen. Die Lieferanten aus dem Sekundärmarkt haben keine andere Wahl, als die Verglasung anzupassen, damit sie im OEM-Fahrzeug passt, mit so wenige Veränderungen wie möglich.
Ein typischer Ansatz ist es eine äußere Glasschicht aufzuweisen, welche die gleiche Größe und Gestalt wie die ursprüngliche Verglasung aufweist, welche mit zusätzlichen Schichten unterstützt und damit laminiert ist, welche in Bezug auf die Außenschicht einen Kantenversatz aufweisen und kleiner als der derjenigen ist. Die kleinere Größe und der kleinere Versatz sind nötig, um zu erlauben, dass die Verglasung in die gleiche Öffnung passt, wie das ursprüngliche dünnere Glas. Der kleinere Versatzteil des Laminats ist gewöhnlich als „Packung“ bekannt. Die äußere Schicht kann dicker hergestellt sein, aber nicht mehr als das was vom Blech aufgenommen werden kann, während es immer noch eine gute Ästhetik behält.
Obwohl es mehrere Schichten in einem Laminat geben kann, ist die äußere Schicht diejenige ist, welche mit dem Fahrzeug gebunden wird und das Gewicht des Teils stützt. Die äußere Schicht der BRG-Verglasung wird am Blech des Fahrzeugs mittels eines strukturellen Klebers befestigt. Ein 150 mm dickes Teil hergestellt hauptsächlich aus Kalknatronglas, mit 2,6 kg pro Quadratmeter, könnte so viel wie 350 kg pro Quadratmeter wiegen. Dies im Vergleich zu 13 kg für eine typische 5,4 mm dicke Windschutzscheibe. Als Ergebnis muss die äußere Schicht sehr kräftig sein. In einem Fahrzeug, welches für eine 5,4 mm dicke Windschutzscheibe entworfen wurde, kann man bis 6 mm gehen, aber nicht viel mehr, ohne das Aussehen des Fahrzeugs zu beeinflussen. Eines der gewünschten Merkmale eines mit BRG ausgerüstetem Fahrzeug ist, dass es nicht wie ein Panzerfahrzeug aussieht, um nicht eine ungewünschte Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen. Um zum Festigkeitsniveau zu gelangen, welches benötigt wird, wird oft das chemische Vorspannen verwendet.
Andererseits kann eine schwarze Fritte auf einigen der Glasschichten im BRG-Laminat aufgebracht werden, welche nicht chemisch vorgespannt sind. Dies ist jedoch nicht eine Möglichkeit in einem BRG-Laminat, in welchem es Versatz zwischen der äußeren Glasschicht und de „Packung“ gibt, der kleinere Satz von Glas/Kunststoff, was die meiste Durchschusshemmung bereitstellt.
Um dieses Problem zu lösen wurden schwarze organische Tinten entwickelt. Wie erwähnt wurde, die schwarze Sichtbehinderung weist funktionelle und ästhetische Anforderungen auf. Diese Anforderungen sind mit einem anorganischen schwarzen Verglasungsfrittenemail schwer zu erfüllen und sind sogar mit einer organischen schwerer zu erfüllen. Obwohl organische Tinten für diese Anwendung verfügbar sind, sind die Tinten teuer sowie schwer und teuer aufzubringen und nicht so dauerhaft wie die anorganischen verbrannten Tinten. Die organischen Tinten können nur aufgebracht werden, nachdem das Glas gebogen und chemisch vorgespannt worden ist. Es muss erlaubt werden, dass die Tinte trocknet und aushärtet, bevor das Laminat zusammengefügt wird.
Andere Verfahren, welche getestet worden sind, umfassen das Drucken der Sichtbehinderung auf der Kunststoffbindezwischenschicht oder Film und die Verwendung von einer im Wesentlichen lichtundurchlässigen Kunststoffzwischenschicht. Diese Ansätze benötigen jedoch generell die Verwendung von einem Haftvermittler, da die Farbstoffe und Pigmente dazu neigen, die Bindung der Zwischenschicht mit den Glas- und starren Kunststoffschichten zu beeinträchtigen. Es ist auch schwer das gleiche Undurchlässigkeitsniveau zu erreichen, wie mit einer schwarzen Fritte erreicht wird. Ein weiterer Nachteil sind die viel höheren direkten Kosten, der niedrigere Durchsatz aufgrund der hinzugefügten Schritte und die höhere benötigte Arbeit. Im Falle eines ballistischen Teils, in welchem es einen Versatz zwischen dem Rand der Außenschicht von Glas und der Packung gibt, haben diese Lösungen nicht die nötige Festigkeit oder Dauerhaftigkeit.
Es würde vorteilhaft sein in der Lage zu sein, eine Sichtbehinderung bereitzustellen, welche diese Begrenzungen nicht aufweist.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sichtbehinderungseinsatz, welche dem Stapel eines Laminats hinzugefügt wird, welcher die gedruckte Emailfrittensichtbehinderung ersetzt. Der Einsatz wird aus jedem gewöhnlichen Material gefertigt, welches den Autoklav-Prozess überleben kann, eine gute Anhaftung an der Kunststoffbindungsschicht erreicht und alle funktionellen, ästhetischen, Homologations- und Lebensdauerprüfanforderungen erfüllt.
Es wird eine zusätzliche Bindungsschicht benötigt, um den Einsatz am Glas oder Kunststoff auf jeder Seite anzuhaften. Da sich der Einsatz nur nach innen zur freien Tageslichtöffnung erstrecken braucht, wird ein transparenter Abstandhalter benötigt, um den vom Einsatz in der Tageslichtöffnung umschlossenen Raum zu füllen. Dies kann einfach eine zusätzliche Schicht des gleichen Materials wie die Kunststoffbindungsschichten oder jedes andere geeignete transparente Material wie Polycarbonat, Polyurethan, Acryl, transparente Keramik, PET oder Glas sein. Wenn der Einsatz dünn genug ist, kann der freie Abstandhalter nicht nötig sein.
Einige Vorteile des Laminats der vorliegenden Erfindung sind wie folgt:

• Es beseitigt den organischen Lack und die assoziierten Kosten.
• Weniger Zeit und Arbeit zum Zusammenfügen.
• Verbesserte Dauerhaftigkeit.
• Komplette Lichtundurchlässigkeit.

Figurenliste

1A zeigt eine isometrische Ansicht eines BRG-Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
1B zeigt eine Seitenansicht eines BRG-Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
2 zeigt eine Vorderansicht eines BRG-Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
3 zeigt eine Explosionsdarstellung eines BRG-Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
4A zeigt einen Abschnitt eines BRG-Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
4B zeigt einen Abschnitt eines BRG-Laminats mit Einsatzsichtbehinderung und Schichtenversatz in Bezug auf die Kante.
5A zeigt einen Querschnitt eines Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
5B zeigt einen Querschnitt eines Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
6A zeigt einen Querschnitt eines Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
6B zeigt einen Querschnitt eines Laminats mit Einsatzsichtbehinderung.
7 zeigt einen Querschnitt einer typischen laminierten Windschutzscheibe.

Bezugszeichenliste

2: Glas
4: Zwischenschicht
6: Sichtbehinderungseinsatz
7: Polycarbonat
8: Transparenter Abstandhalter
12: Infrarotreflektierender Überzug
20: Packung
101: Außenseite der Glasschicht 1, Fläche Nummer eins.
102: Innenseite der Glasschicht 1, Fläche Nummer zwei.
103: Außenseite der Glasschicht 2, Fläche Nummer 3.
104: Innenseite der Glasschicht 2, Fläche Nummer 4
201: Äußere Glasschicht
202: Innere Glasschicht
203: Dritte Glasschicht
204: Polycarbonatschicht

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Bereitstellen eines Sichtbehinderungseinsatzes, welcher einem Stapel eines Laminats hinzugefügt wird, welches die gedruckte Sichtbehinderung aus Emailfritte ersetzt. Das Laminat der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Glas- oder starre transparente Kunststoffschicht mit gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen, mindestens eine Bindungskunststoffschicht mit gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen, eine Sichtbehinderungseinsatz mit gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen, mindestens eine zusätzliche Bindungskunststoffschicht mit gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen, und mindestens eine zusätzliche Glas- oder starre transparente Kunststoffschicht mit gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen.
Wie aus der Beschreibung und den gezeigten Ausführungsformen beobachtet wird, wird der Sichtbehinderungseinsatz zwischen den gegenüberliegenden Flächen der mindestens einen und der mindestens einen zusätzlichen Kunststoffbindungsschichten platziert, die zwei gegenüberliegenden Hauptflächen des Sichtbehinderungseinsatzes sind mit den entsprechenden benachbarten Hauptflächen der mindestens einen Kunststoffbindungsschicht und der mindestens einen zusätzlichen Kunststoffbindungsschicht gebunden, die Fläche der mindestens einen Glas- oder starren transparenten Kunststoffschicht ist mit der mindestens einen Bindungsschichthauptfläche gebunden, welcher der mindestens einen Bindungsschichthauptfläche gegenüberliegt, welche mit dem Sichtbehinderungseinsatz der mindestens einen Bindungsschicht gebunden ist, und die Hauptfläche der mindestens einen zusätzlichen Glas- oder starren transparenten Kunststoffschicht ist mit der mindestens einen zusätzlichen Bindungsschichthauptfläche gebunden, welche der Hauptfläche gegenüberliegt, welche mit dem Sichtbehinderungseinsatz der mindestens einen Bindungsschicht gebunden ist.
Der Einsatz ist aus jedem zweckmäßigen Material gefertigt, welches dem Autoklav-Prozess überleben kann, eine gute Anhaftung an der Kunststoffbindungsschicht erreicht und alle funktionellen, ästhetischen, Homologations- und Lebensdauerprüfanforderungen erfüllt. In bevorzugten Ausführungsformen kann der Einsatz aus Stahl, Aluminium, Kunststoff oder eine Kombination derselben sein.
Die Dicke des Sichtbehinderungseinsatzes der vorliegenden Erfindung kann in manchen Ausführungsformen kleiner sein als etwa ein Viertel der Dicke der kombinierten Dicke von erster Zwischenschicht oder zweiter Zwischenschicht.
Eine zusätzliche Bindungsschicht ist nötig, um den Einsatz an dem Glas oder Kunststoff auf jeder Seite anzuhaften. Da der Einsatz sich nur nach innen zur freien Tageslichtöffnung erstrecken muss, wird ein transparenter Abstandhalter benötigt, um den vom Einsatz in der Tageslichtöffnung umschlossenen Raum zu füllen. Dies kann einfach eine zusätzliche Schicht des gleichen Materials wie die Kunststoffbindungsschichten oder jedes andere geeignete transparente Material wie ein Polycarbonat, Polyurethan, Acryl, transparente Keramik, PET oder Glas sein. Wenn der Einsatz dünn genug ist, kann der freie Abstandhalter nicht nötig sein.
Die vorliegende Erfindung kann aus der Beschreibung von Laminaten beschrieben. Laminate sind im Allgemeinen Artikel bestehend aus mehreren Platten aus dünnem, relativ zu dessen Länge und Breite, Material, wobei jede dünne Platte zwei gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen und normalerweise mit relativ gleichförmiger Dicke aufweist, welche über mindestens eine Hauptfläche jeder Platte permanent miteinander gebunden sind.
Laminate können aus mindestens zwei Glasschichten, die äußere oder Außenschicht 201 und innere oder Innenschicht 202 hergestellt sein, welche mittels einer Kunststoffbindungsschicht 4 permanent zusammengebunden sind. Die Glasfläche, welche dem Äußeren eines Fahrzeugs zugewandt ist, wird als Fläche eins 101 oder Fläche Nummer eins bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der Außenglasschicht 201 ist die Fläche zwei 102 oder Fläche Nummer zwei. Die Glasfläche 2, welche innerhalb des Fahrzeugs liegt, wird als Fläche vier 104 oder Fläche Nummer vier bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der inneren Glasschicht 202 ist die Fläche drei 103 oder die Fläche Nummer drei. Die Fläche zwei 102 und die Fläche drei 103 sind mittels der Kunststoffzwischenschicht 4 zusammengebunden. Eine schusssichere Verglasung kann zusätzliche Glas- und starre Kunststoffschichten aufweisen, welche sequenziell nummeriert werden. Für die vorliegende Erfindung wird verstanden, dass die Kunststoffbindungsschicht der Zwischenschicht entspricht.
Vergütetes Glas ist Glas, das langsam von der Biegetemperatur über den Glasübergangsbereich runtergekühlt worden ist. Dieser Prozess lindert jeden restlichen Stress im Glas aus dem Biegeprozess. Das vergütete Glas bricht in große Scherben mit scharfen Rändern. Wenn das Verbundglas bricht, werden die Scherben des gebrochenen Glases zusammengehalten, wie die Teile eines Puzzles, mittels der Kunststoffschicht, indem sie dabei hilft die strukturelle Integrität des Glases aufrechtzuerhalten. Ein Fahrzeug mit einer gebrochenen Windschutzscheibe kann immer noch betrieben werden. Die Kunststoffschicht 4 hilft auch das Durchdringen vonseiten von Gegenständen, welche von außen das Laminat schlagen, zu verhindern und im Falle eines crash wird die Insassenzurückhaltung verbessert.
Statt die Sichtbehinderung auf dem Glas zu drucken, wird eine Platte aus Metall oder Kunststoff zugeschnitten, gegebenenfalls lackiert, und dann nach dem Biegen, aber vor dem Autoklav in das Laminat eingeführt. Es soll angemerkt werden, dass die gedruckte Sichtbehinderung aus schwarzer Fritte auf vielen Fahrzeugverglasungen sowohl eine funktionelle als auch eine ästhetische Rolle spielt. Der im Wesentlichen lichtundurchlässige schwarzer Eindruck auf dem Glas dient dazu, den Polyurethankleber, welcher zum Binden des Glases mit dem Fahrzeug verwendet wird, vom Ultraviolettlicht und die Zersetzung, welche es bewirken kann, zu schützen. Er dient auch dazu, den Kleber von der Sicht von außen des Fahrzeugs zu verstecken. Die schwarze Sichtbehinderung muss dauerhaft sein, indem sie die Lebensdauer des Fahrzeugs unter allen Witterungs- und Wetterbedingungen aushält. Ein Teil der ästhetischen Anforderung ist, dass das Schwarz ein dunkles glänzendes Aussehen und ein konstantes Aussehen von Teil zu Teil und im Laufe der Zeit aufweist. Ein heutzutage hergestelltes Teil muss mit einem Teil übereinstimmen, welches vor 20 Jahren hergestellt wurde und in Betrieb war. Die Teile müssen auch mit den anderen Teilen im Fahrzeug übereinstimmen, welche nicht vom gleichen Hersteller der mit der gleichen Frittenformulierung hergestellt worden sind. Es wurden gewöhnliche schwarze Emailtinten (Fritten) für Fahrzeuge entwickelt, welche diese Anforderungen erfüllen können.
Außerdem hilft das Auftragen eines Überzugs auf der Fläche Nummer drei 103 der inneren Glasschicht 202, a suboptimale Ausbildung mit IR-reflektierenden Überzügen, und das Lackieren der Fläche Nummer zwei 102 der äußeren Glasschicht 201, hilft dabei Schäden bei diesem Überzug aus dem Kontakt mit den Handhabungs-, Förder- und Stützmittel zu verhindern.
Somit kann die Sichtbehinderungseinsatz 6 flach gefertigt werden und während des Autoklav-Prozesses zur Glasgestalt kaltgebogen werden, wenn die Krümmung des Teils nicht zu komplex ist. Sonst muss der Sichtbehinderungseinsatz 6 vor der Laminierung zur Gestalt des Glases gebracht werden. Der Sichtbehinderungseinsatz 6 kann in mehreren Segmenten gefertigt werden, welche zusammengebunden werden und zusammenpassen, um die Fertigungskosten zu verbessern und eine bessere Anpassung des Einsatzes an die gekrümmte Fläche des Glases zu erlauben. Wie erwähnt wurde, kann das Material des Sichtbehinderungseinsatzes aus der Gruppe bestehend aus Stahl, Aluminium, und Kunststoff oder eine Kombination derselben ausgewählt werden.
Das Kaltbiegen ist eine relativ neue Technologie. Wie der Name andeutet wird das Glas, während es kalt ist, zu seiner endgültigen Gestalt gebogen, ohne Wärme zu verwenden. Auf Teilen mit einer minimalen Krümmung kann eine flache Glasplatte zur Kontur des Teils kaltgebogen werden. Dies ist möglich, weil je dünner die Dicke des Glases ist, zunehmend flexibler werden die Platten und können gebogen werden, ohne Stressniveaus zu induzieren, welche hoch genug sind, um die Langzeit-Bruchwahrscheinlichkeit bedeutend zu erhöhen. Dünnglas kann zu zylindrischen Gestalten mit großen Radien gebogen werden (größer als 6 m). Wenn das Glas chemisch oder thermisch gehärtet wird, kann das Glas viel höhere Stressniveaus aushalten und kann entlang beider Hauptachsen gebogen werden. Der Prozess wird hauptsächlich dazu verwendet, chemisch vorgespannte Dünnglasplatten (<=1 mm) zu ihrer Gestalt zu biegen.
Zylindrische Gestalten können mit einem Radius in einer Richtung von weniger als 4 Meter gebildet werden. Gestalten mit einer Verbundbiegung, das heißt, eine Krümmung in der Richtung der beiden Hauptachsen, können mit einem Krümmungsradius in jeder Richtung von nur etwa 8 Metern gebildet werden. Natürlich viel hängt vom Flächenbereich der Teile und der Arten und Dicken der Substrate ab.
Das kaltgebogene Glas wird unter Spannung bleiben und neigt dazu, die Gestalt der gebogenen Schicht, welche dazu gebunden ist, zu verformen. Daher muss die gebogene Schicht kompensiert werden, um die Spannung auszugleichen. Für komplexere Gestalten mit einem hohen Krümmungsniveau kann es nötig sein das flache Glas vor dem Kaltbiegen teilweise thermisch zu biegen.
Das kaltzubiegende Glas wird mit einer zur gewünschten Gestalt gebogenen Schicht und mit einer Bindungsschicht, welche zwischen dem kaltzubiegenden Glas und der gebogenen Glasschicht liegt, platziert. Die Baugruppe wird in was als Vakuumsack bekannt ist platziert. Der Vakuumsack ist ein luftdichter Satz von Kunststofffolien, welche die Baugruppe umschließen und an deren Rändern zusammengebunden sind, was die Evakuierung der Luft aus der Baugruppe erlaubt und was auch Druck auf der Baugruppe ausübt, so dass die Schichten gezwungen werden in Kontakt zu kommen. Die Baugruppe, im evakuierten Vakuumsack, wird dann erwärmt, um die Baugruppe abzudichten. Die Baugruppe wird anschließend in einem Autoklav platziert, welcher die Baugruppe erwärmt und Hochdruck aufbringt. Dies vervollständigt den Kaltbiegeprozess, da das flache Glas zu diesem Zeitpunkt mit der Gestalt der gebogenen Schicht übereinstimmt und ist permanent befestigt. Der Kaltbiegeprozess ist einem gewöhnlichen Vakuumsack/Autoklav-Prozess sehr ähnlich, im Stand der Technik wohlbekannt, mit der Ausnahme, dass eine ungebogene Glasschicht dem Glasstapel hinzugefügt wird.
Thermisch gehärtetes, völlig vorgespanntes Kalknatron-Floatglas, mit einer Druckfestigkeit im Bereich von mindestens 70 MPa, kann in allen anderen Fahrzeugstellungen als die Windschutzscheibe verwendet werden. Das thermisch gehärtete (vorgespannte) Glas hat eine Hochdruckschicht auf den Außenflächen des Glases, ausgeglichen durch Spannung im Inneren des Glases, welches mittels des schnellen Kühlens des heißen weichgewordenen Glases hergestellt wird. Wenn vorgespanntes Glas bricht, sind die Spannung und der Druck nicht mehr im Gleichgewicht und das Glas bricht in kleine Perlen mit stumpfen Rändern. Das vorgespannte Glas ist viel fester als vergütetes laminiertes Glas.
Andererseits wurde gefunden, dass dünner Stahl und Aluminium im Bereich von 0,38 mm bis 1,00 mm gut fungieren, obwohl andere Materialien verwendet werden können. Der Einsatz wird zur Gestalt der Sichtbehinderung gebracht und dann lackiert. Ein hochglänzender schwarzer Pulverüberzug wurde mit ausgezeichneten Ergebnissen verwendet. Das Aussehen des fertigen Laminats ist schwer von einem organischen oder einer Fritte zu unterscheiden, außer wegen der besseren vollständigen Lichtundurchlässigkeit des Metalleinsatzes. Eine Kunststoffbindungsschicht im Bereich von 0,05 mm bis 1 mm kann auch für manche Anwendungen verwendet werden.
Zusätzlich werden Kunststoffbindungsschichten benötigt, um den Sichtbehinderungseinsatz mit den benachbarten Glas- oder starren nicht bindenden Kunststoffschichten des Laminats zu binden. Wenn die Dicke des Sichtbehinderungseinsatzes zu groß ist, wird auch ein transparenter Abstandhalter benötigt, um den umschlossenen Bereich und den Bereich nach innen des Sichtbehinderungseinsatzes zu füllen. Der transparente Abstandhalter kann aus der gleichen Kunststoffbindezwischenschicht wie PVB, PU oder EVA oder einem anderen transparent Material wie Acryl, Polycarbonat, Polyurethan, PET, Glas oder eine Kombination derselben hergestellt sein. Der transparente Abstandhalter wird am besten in einer Dicke gefertigt, welche etwa die gleiche wie die des Sichtbehinderungseinsatzes ist. Zusätzlich können starre transparente Materialien kaltgebogen werden, wenn die Krümmung der Fläche nicht zu komplex ist. Das Krümmungsniveau, welches kaltgebogen werden kann, hängt von der Dicke, der Art des Materials, der Zusammensetzung der benachbarten Schichten, der Dicke der Zwischenschicht und dem zu verwendenden Autoklavenzyklus ab, um einige der Hauptfaktoren zu nennen.
Wenn der Sichtbehinderungseinsatz im Wesentlichen dünner als die Gesamtdicke der Kunststoffbindungsschicht ist, kann der transparente Abstandhalter nicht nötig sein. Zum Beispiel, in manchen Ausführungsformen der Erfindung kann die Dicke des Sichtbehinderungseinsatzes etwa zwischen 0,05 mm und 3,00 mm oder zwischen 0,5 mm und 1,00 mm liegen. Für gewöhnliche Dicken einer nicht-BRG-Fahrzeugwindschutzscheibe sollte die Einsatzdicke kleiner als ¼ der kombinierten Gesamtdicke von zwei gegenüberliegenden Kunststoffbindungsschichten sein.
Die maximale Dicke eines Sichtbehinderungseinsatzes, welcher ohne einen transparenten Abstandhalter verwendet werden kann, wird vom Material der Kunststoffbindungsschicht, dem verwendeten Autoklavenzyklus und der Zusammensetzung der benachbarten Schichten abhängen. Dickere, stärkere Schichten können eine größere Dickenfehlanpassung bergen als dünnere, schwächere Schichten. Dies liegt an der Dickenveränderung, welche stattfinden kann, wenn es eine Fehlanpassung gibt. Die Kunststoffbindungsschicht wird während des Laminierungsprozesses weicher und kann einen Teil des Dickenunterschiedes bergen. Jedoch, wenn der Unterschied größer ist, als das was geborgen wird, wird das Glas unter Spannung gelassen, was die Bruchwahrscheinlichkeit erhöht. Dickere, stärkere Glasschichten können eine höhere Spannung standhalten.
Andererseits kann ein Sichtbehinderungseinsatz 6, welcher dem Stapel eines Laminats hinzugefügt wird, verwendet werden, welcher die gedruckte Emailfrittensichtbehinderung ersetzt. Der Sichtbehinderungseinsatz 6 wird aus jedem zweckmäßigen Material gefertigt, welches den Autoklav-Prozess überleben kann, eine gute Anhaftung an der Kunststoffbindungsschicht erreicht und alle funktionellen, ästhetischen, Homologations- und Lebensdauerprüfanforderungen erfüllt.
In Laminaten, welche mehr als zwei hauptsächliche Glas- oder starre Kunststoffschichten umfassen, kann sich die Sichtbehinderung zwischen jedem Satz von benachbarten Schichten befinden. Ferner ein Außenglas, eine Innenglasschicht oder eine starre Kunststoffschicht mit einem Kantenversatz nach innen von der Außenkante des Sichtbehinderungseinsatzes, wobei der genannte Versatz zwischen 10 mm und 25 mm liegen kann.
Ausführungsform 1
4A zeigt einen Querschnitt eines BRG-Laminats für einen Militärfahrzeug. Das Laminat besteht aus einer 6 mm dicken chemisch vorgespannten Außenglasschicht 201, einer 0,5 mm dicken PU-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, die Außenglasschicht 201 mit dem 0,5 mm dicken Sichtbehinderungseinsatz 6 überzogen mit schwarzem Aluminiumpulver und einer 0,5 mm dicken PU-Schicht aus transparentem Abstandhalter 8 innerhalb des Sichtbehinderungseinsatzes 6 zu binden, einer 0,5 mm dicken PU-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, den Sichtbehinderungseinsatz 6 und zwei transparent Abstandhalter 8 mit einer inneren 3 mm dicken Innenglasschicht 202 zu binden, wobei ein erster transparenter Abstandhalter 8 einer 1 mm dicken PU-Kunststoffzwischenschicht entspricht, welche dazu dient, die 3 mm dicken Innenglasschicht 202 mit einer 6 mm dicken dritten Glasschicht 203 zu binden, und ein zweiter transparenter Abstandhalter 8 einer 1 mm dicken PU-Kunststoffzwischenschicht entspricht, welche dazu dient, die dritte Glasschicht 203 mit einer 6 mm dicken Schicht 204 aus Polycarbonat 7 zu binden.
Ausführungsform 2
1A, 1B, 2, 3 und 4B zeigen ein BRG-Laminat für ein Zivilfahrzeug. Das Laminat umfasst eine 6 mm dicke chemisch vorgespannte Außenglasschicht 201, eine 0,5 mm dicke PU-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, die Außenglasschicht 201 mit einem 0,5 mm dicken Sichtbehinderungseinsatz 6 und überzogen mit schwarzem Aluminiumpulver und eine 0,5 mm dicke PU-Schicht aus transparentem Abstandhalter 8 innerhalb des Einsatzes zu binden, eine 0,5 mm dicke PU-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, den Sichtbehinderungseinsatz 6 und einen transparenten Abstandhalter 8 mit einer inneren 3 mm dicken Innenglasschicht 202 zu binden, wobei der transparente Abstandhalter 8, welcher einer 1 mm dicken PU-Kunststoffzwischenschicht entspricht, dazu dient, die 3 mm dicken Innenglasschicht 202 mit einer 6 mm dicken dritten Glasschicht 203 zu binden, und ein transparenter Abstandhalter 8, welcher einer 1 mm dicken PU-Kunststoffzwischenschicht entspricht, dazu dient, die dritte Glasschicht 203 mit einer 6 mm dicken Schicht 204 aus Polycarbonat 7 zu binden. Die Außenglasschicht 201 ist größer als die Packung 20, welche nach innen versetzt ist, um zu erlauben, dass das Teil in die unveränderte Öffnung eines Fahrzeugs passt, welche für eine herkömmliche dünne Sicherheitsverglasung gestaltet worden ist. Der mit Pulver überzogene Stahl kann während des Installierens und Handhabens gekratzt werden, aber jeder Kratzer wird von außen des Fahrzeugs nicht sichtbar sein.
Ausführungsform 3
5A zeigt einen Querschnitt eines Laminats mit einer 2,1 mm dicken Außenglasschicht 201, einer 0,5 mm dicken PVB-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, die Außenglasschicht 201 mit der 0,5 mm dicken PVB-Schicht aus transparentem Abstandhalter 8 innerhalb eines 0,5 mm dicken Sichtbehinderungseinsatzes 6 aus schwarzem Kunststoff zu binden, und einer 0,5 mm dicken PVB-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, den Einsatz und die transparente Schicht mit einer 0,7 mm dicken chemisch vorgespannten kaltgebogenen Glasschicht zu binden, welcher der Innenglasschicht 202 entspricht.
Ausführungsform 4
5B zeigt einen Querschnitt eines gewöhnlichen Laminats mit einer 2,1 mm dicken Außenglasschicht 201 mit einem infrarotreflektierenden Überzug 12 in der Fläche zwei 102, einer 0,5 mm dicken PVB-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, die Außenglasschicht 201 mit der 0,5 mm dicken PVB-Schicht aus transparentem Abstandhalter 8 innerhalb eines 0,5 mm dicken Sichtbehinderungseinsatzes 6 aus schwarzem Kunststoff zu binden, und einer 0,5 mm dicken PVB-Kunststoffzwischenschicht 4, welche dazu dient, den Einsatz und die transparente Schicht mit einer 2,1 mm dicken Innenglasschicht 202 zu binden.
Ausführungsform 5
6A zeigt einen Querschnitt eines Laminats. Eine 2,1 mm dicke Außenglasschicht 201 und eine 0,7 mm chemisch vorgespannte Innenglasschicht 202 werden mittels zweier 0,38 mm dicken PVB-Kunststoffzwischenschichten 4 miteinander gebunden. Ein 0,1 mm dicker Sichtbehinderungseinsatz aus schwarzem Kunststoff wird zwischen den zwei PVB-Zwischenschichten 4 eingelegt.
Ausführungsform 6
6B zeigt einen Querschnitt eines gewöhnlichen Laminats mit zwei 2,1 mm dicken Glasschichten 2, eine Außenglasschicht 201 und eine Innenglasschicht 202, mit einem infrarotreflektierenden Überzug 12 in der Fläche zwei 102 der Außenschicht 201, welche mittels zweier 0,38 mm dicken PVB-Kunststoffzwischenschichten 4 miteinander gebunden sind. Ein 0,1 mm dicker Sichtbehinderungseinsatz 6 aus schwarzem Kunststoff wird zwischen den zwei PVB-Zwischenschichten 4 eingelegt.
Die in dieser Patentschrift gezeigten und beschriebenen Erfindungsformen stellen illustrative bevorzugte Ausführungsformen dar und es wird verstanden, dass unterschiedliche Änderungen gemacht werden können, ohne vom Sinn der Erfindung abzuweichen, wie im folgenden beanspruchten Inhalt definiert wird.

Claims

Laminat umfassend: (a) mindestens zwei Glas- oder starre transparente Kunststoffschichten mit gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen; (b) mindestens zwei Kunststoffbindeschichten, die zwischen den ersten und zweiten Glas- oder starren transparenten Kunststoffschichten angeordnet sind und (c) einen Sichtbehinderungseinsatz, der zwischen den mindestens zwei Kunststoffbindeschichten angeordnet ist.
Laminat nach Anspruch 1, worin das Material des Sichtbehinderungseinsatz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stahl, Aluminium, Kunststoff und einer Kombination davon.
Laminat nach Anspruch 1, worin der Sichtbehinderungseinsatz mehrere separate Segmente umfasst.
Laminat nach Anspruch 1, worin mindestens eine der Glas- oder starren Kunststoffschichten kaltgebogen ist.
Laminat nach Anspruch 1, worin eine der Glasschichten der mindestens zwei Glasschichten eine thermisch gehärtete Glasschicht ist.
Laminat nach Anspruch 1, worin eine der Glasschichten der mindestens zwei Glasschichten chemisch gehärtet ist.
Laminat nach Anspruch 1, worin die Glasschichten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Borosilikatglas und Aluminiumoxidsilikatglas.
Laminat nach Anspruch 1, worin die Dicke des Sichtbehinderungseinsatzes weniger als etwa ¼ der Dicke der kombinierten Dicke von zwei Kunststoffbindeschichten der mindestens zwei Kunststoffbindeschichten ist.
Laminat nach Anspruch 1, worin die Dicke des Sichtbehinderungseinsatzes von 0,05 mm bis 3,00 mm reicht.
Laminat nach Anspruch 1, worin die Dicke des Sichtbehinderungseinsatzes von 0,5 mm bis 1,00 mm reicht.
Fahrzeug umfassend das Laminat nach Anspruch 1.
Laminat nach Anspruch 1, worin mindestens eine Glasschicht oder eine starre Kunststoffschicht der mindestens zwei Glas- oder starren Kunststoffschichten einen Kantenversatz von innen zur äußeren Kante des Sichtbehinderungseinsatzes aufweist.
Laminat nach Anspruch 12, worin der Versatz zwischen 10 mm bis 25 mm reicht.
Laminat nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen transparenten Abstandshalter, der im Sichtbehinderungseinsatz und zwischen den mindestens zwei Kunststoffbindeschichten angeordnet ist.
Laminat nach Anspruch 14, worin die Dicke des transparenten Abstandshalters gleich ist wie die Dicke des Sichtbehinderungseinsatzes.
Laminat nach Anspruch 14, worin das Material des transparenten Abstandshalters ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: PVB, PU, EVA, Polycarbonat, Acryl, PET, Polyurethan, Glas oder einer Kombination davon.
Laminat nach Anspruch 16, worin der transparente Abstandshalter kaltgebogen ist.