DE1284588B - Translucent plastic-glass composite - Google Patents

Translucent plastic-glass composite

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DE1284588B DE1967J0033711 DEJ0033711A DE1284588B DE 1284588 B DE1284588 B DE 1284588B DE 1967J0033711 DE1967J0033711 DE 1967J0033711 DE J0033711 A DEJ0033711 A DE J0033711A DE 1284588 B DE1284588 B DE 1284588B
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen lichtdurchlässigen Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff. The invention relates to a translucent plastic-glass composite.

Bekannt ist die Möglichkeit, Kunststoffe zur Verbesserung ihrer mechanisch-thermischen Eigenschaften mit normalem Glas zu versetzen. Solche allgemein als Verbundwerkstoffe bezeichneten Systeme verwenden sowohl ungeordnete Glasfasern wie geordnete Glasfaservliese und Glaspulver. Wenn der Brechungsindex von Glas und Kunststoff dabei genau übereinstimmt, sind die Grenzen zwischen Glas und Kunststoff kaum sichtbar, das Material ist mehr oder weniger durchsichtig. Die Einstellung der Brechwerte von Glas und Kunststoff aufeinander ist jedoch relativ schwierig, und in handelsüblichen Verbundwerkstoffen der genannten Art wird häufig kein besonderer Wert auf eine solche Übereinstimmung gelegt. Darunter leidet vor allem die Durchsichtigkeit der Werkstoffe. It is known that plastics can be used to improve their mechanical-thermal properties To match properties with normal glass. Such generally as composite materials designated systems use both disordered glass fibers and ordered glass fiber fleeces and glass powder. If the refractive index of glass and plastic exactly match, the boundaries between glass and plastic are barely visible, the material is more or less transparent. Adjusting the refractive index of glass and plastic However, each other is relatively difficult, and in commercially available composites of the type mentioned is often no particular emphasis on such a match placed. The transparency of the materials in particular suffers from this.

Diese Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoffe besitzen auf Grund ihrer verminderten Lichtdurchlässigkeit die Fähigkeit, vor allem wenn der Kunststoff eingefärbt wird, intensive Lichtstrahlungen, vor allem Sonnenlicht, abzuschwächen. Sie haben den Nachteil, unabhängig von der Strahlungsinsität der Lichtquelle, z. B. der Sonne, immer nur ein konstantes Durchlässigkeitsvermögen zu besitzen. Eine Dachverglasung aus solchen Werkstoffen läßt daher, unabhängig von der Jahres- und Tageszeit, immer den gleichen prozentualen Anteil der auf sie auftreffenden Lichtmenge durch. These plastic-glass composites have due to their decreased light transmission's ability, especially if the plastic is colored will weaken intense light radiation, especially sunlight. They have the disadvantage, regardless of the radiation intensity of the light source, e.g. B. the sun, to always only have a constant permeability. A roof glazing from such materials, therefore, regardless of the time of year and day, always the same percentage of the amount of light incident on them.

Bekannt sind geeignet zusammengesetzte Kunststoffe, die phototrope Eigenschaften zeigen, doch ist allgemein in ihnen der Verdunklungs- und Regenerationsprozeß nicht beliebig oft wiederholbar. Suitable composite plastics are known which are photochromic Properties show, but the process of darkening and regeneration is general in them not repeatable as often as required.

Bekannt sindweiterKombinationen von organischen, phototropen Verbindungen mit normalem, nicht phototropem Glas derart, daß zwischen zwei nicht phototrope Glasscheiben ein fester oder flüssiger organischer, phototroper Kunststoff oder eine solche Kunststoffe enthaltende Lösung gebracht wird, wobei natürlich bei Flüssigkeiten die Randzonen zwischen den Glasplatten abzudichten sind. Doch haften solchen Kombinationen die gleichen Nachteile an, die bei normalen phototropen Kunststoffen zu beobachten sind. Combinations of organic, photochromic compounds are also known with normal, non-phototropic glass in such a way that between two non-phototropic Glass panes a solid or liquid organic, photochromic plastic or a solution containing such plastics is brought, with liquids of course the edge zones between the glass plates must be sealed. But such combinations stick the same disadvantages observed with normal photochromic plastics are.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein lichtdurchlässiger Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff, der eine variierbare Lichtdurchlässigkeit besitzt, die von der Wellenlänge und Intensität des eingestrahlten Lichtes abhängt und der die geschilderten Nachteile der phototropen Kunststoffe nicht aufweist. The object of the present invention is a translucent plastic-glass composite material, which has a variable light transmission, depending on the wavelength and intensity depends on the incident light and the disadvantages of the phototropic Plastic does not have.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein phototropes Glas mit einem Kunststoff kombiniert ist. This object is achieved according to the invention in that a phototropic Glass is combined with a plastic.

Phototropes Glas ist seit mehreren Jahren bekannt. Phototropic glass has been known for several years.

Es besitzt die Fähigkeit, unter dem Einfluß von Strahlung im nahen UV und im sichtbaren Teil des Spektrums seine Lichtdurchlässigkeit zu verringern.It possesses the ability to under the influence of radiation at close range UV and in the visible part of the spectrum to reduce its light transmission.

Nach dem Ende dieser anregenden UV-Strahlung bzw.After the end of this stimulating UV radiation or

Strahlung im sichtbaren Teil des Spektrums regeneriert das phototrope Glas, die Durchlässigkeit steigt wieder auf den ursprünglichen Durchlässigkeitswert an. Dieser Verdunklungs- und Regenerationsprozeß ist bei phototropem Glas beliebig oft ohne irgendwelche Ermüdungserscheinungen reproduzierbar.Radiation in the visible part of the spectrum regenerates the photochromic Glass, the permeability increases again to the original permeability value at. This darkening and regeneration process is arbitrary with phototropic glass often reproducible without any signs of fatigue.

Es wurde gefunden, daß durch Einpolymerisieren phototroper Gläser in Kunststoffe verschiedenster Zusammensetzungen die phototrope Eigenschaft des phototropen Glases auf einen Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff übertragen wird. Der Grad der Ver- dunklung unter Einfluß von UV-Strahlen bzw. It has been found that by polymerizing photochromic glasses in plastics of various compositions the photochromic property of Photochromic glass is transferred to a plastic-glass composite. Of the Degree of darkening under the influence of UV rays or

Strahlung im sichtbaren Bereich des Spektrums hängt von der Konzentration des phototropen Glases im Kunststoff und von der ursprünglichen Verdunklungsgeschwindigkeit des phototropen Glases ab. Die Verdunklungsgeschwindigkeit hängt von der Verdunklungsgeschwindigkeit des phototropen Glases und von der Durchlässigkeit des Kunststoffes für die Wellenlänge der die Verdunklung verursachenden Anregungsstrahlung sowie von der Schichtdicke des die Glaspartikeln überlagernden Kunststoffes ab. Die Regenerationsgeschwindigkeit, also die Aufhellung des verdunkelten Verbundwerkstoffes, hängt allein von der Regenerationsgeschwindigkeit des phototropen Glases ab. Diese phototropen Gläser können in verschiedene geeignete Kunststoffe, z. B. Polystyrol, Polyäthylenglykoldiallylkarbonat, Polymethacrylsäuremethylester usw. in verschiedenster Weise einpolymerisiert werden, wobei die Polymerisationsbedingungen sich nach dem jeweils verwendeten Kunststoff richten.Radiation in the visible part of the spectrum depends on the concentration of the photochromic glass in the plastic and the original darkening speed of the photochromic glass. The darkening speed depends on the darkening speed the photochromic glass and the permeability of the plastic for the wavelength the excitation radiation causing the darkening and the layer thickness of the plastic overlying the glass particles. The regeneration speed, i.e. the lightening of the darkened composite material depends solely on the regeneration speed of the photochromic glass. These photochromic glasses can come in various suitable ones Plastics, e.g. B. polystyrene, polyethylene glycol diallyl carbonate, polymethacrylic acid methyl ester etc. are polymerized in a wide variety of ways, the polymerization conditions depend on the plastic used in each case.

Es wurde weiterhin gefunden, daß durch eine vorbestimmte Differenz der Brechungsindizes zwischen phototropem Glas und Kunststoffen sich dabei durchscheinende, aber undurchsichtige Verbundwerkstoffe herstellen lassen, wenn das phototrope Glas z. B. in Pulverform einpolymerisiert wird. Hierfür ist es zweckmäßig, daß die Brechungsindizes von Kunststoff und phototropem Glas in mindestens einem Teil des sichtbaren Spektrums um mehr als 0,03 auseinanderliegen. Solche Materialien sind vor allem als strahlungsdämpfende, den Schattenwurf vermindernde, von der Wellenlänge und der Intensität der auftreffenden Strahlung abhängige, durch die innere Reflexion besonders ausgezeichnete Lichtluken mit variabler Lichtdurchlässigkeit zu benutzen. It was further found that by a predetermined difference the refractive indices between phototropic glass and plastics are translucent, but can make opaque composites if the photochromic glass z. B. is polymerized in powder form. For this it is useful that the refractive indices of plastic and phototropic glass in at least part of the visible spectrum are more than 0.03 apart. Such materials are mainly used as radiation-absorbing, reducing the shadow cast by the wavelength and intensity of the incident Radiation-dependent light hatches that are particularly distinguished by their internal reflection to use with variable light transmission.

Andererseits ist es für die Erzeugung eines möglichst klaren, durchsichtigen Verbundwerkstoffs günstig, wenn die Brechungsindizes von Kunststoff und Glas um weniger als 0,03 auseinanderliegen. On the other hand, it is for the creation of the clearest possible, see-through Composite material is beneficial when the refractive indices of plastic and glass are around are less than 0.03 apart.

Auch ist es möglich, für bestimmte Zwecke den Kunststoff in normaler Weise einzufärben. Ferner können ein phototropes Glas, ein nicht phototropes Glas und ein Kunststoff miteinander kombiniert sein. It is also possible to use the plastic in normal for certain purposes Way to color. Furthermore, a phototropic glass, a non-phototropic glass and a plastic can be combined with each other.

Im folgenden sollen einige Beispiele der Anordnungsmöglichkeiten für Gegenstände aus einem Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff und deren Herstellung beschrieben werden. The following are some examples of the possible arrangements for objects made of a plastic-glass composite material and their manufacture to be discribed.

Beispiel 1 Ein phototropes Glas mit einem Brechungsindex von 1,6003 wird schonend zerkleinert und die Fraktion von 0,1 bis 0,25 mm abgesiebt. Diese Fraktion wird in ein flaches Bad von noch nicht polymerisiertem Styrol eingestreut. Die Glaspartikeln sedimentieren auf dem Boden des Bades, und die Polymerisation des Styrols erfolgt auf bekanntem Wege. Man erhält einen phototropen Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff, wie er in F i g. 1 dargestellt ist, wobei mit A die phototropen Glaspartikeln und mit B die Kunststoffmatrix dargestellt sind. Durch die Verwendung von Styrol mit dem Brechungsindex 1,60 ergibt sich ein durchsichtiges Verbundmaterial, dessen phot6trope Eigenschaften in einer definierten Schicht konzentriert sind. Example 1 A phototropic glass with a refractive index of 1.6003 is gently crushed and the 0.1 to 0.25 mm fraction is sieved off. These Fraction is sprinkled into a shallow bath of not yet polymerized styrene. The glass particles sediment on the bottom of the bath, and the polymerization of styrene takes place in a known way. A photochromic plastic-glass composite is obtained, as shown in FIG. 1 is shown, with A the photochromic glass particles and with B the plastic matrix is shown. By using styrene with the refractive index 1.60 results in a transparent composite material whose phot6trope Properties are concentrated in a defined layer.

Beispiel 2 Ein phototropes Glas mit einem Brechungsindex von 1,6003 wird zerkleinert und die Fraktion von 0,1 bis 0,25 mm abgesiebt. Diese Fraktion wird in ein flaches Bad von noch nicht polymerisiertem Äthylenglykoldiallylkarbonat eingestreut. Die Weiterbehandlung erfolgt wie die übliche Polymerisation zum Polymethacrylsäuremethylester. Es ergibt sich ein durchscheinender, nicht durchsichtiger Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff, dessen phototrope Eigenschaften auf Grund der Sedimentation der Glaspartikeln vor der Polymerisation ebenfalls wie im Beispiel 1 in einer definierten Schicht konzentriert sind. Example 2 A phototropic glass with a refractive index of 1.6003 is crushed and the fraction of 0.1 to 0.25 mm sieved. This fraction is placed in a shallow bath of not yet polymerized ethylene glycol diallyl carbonate interspersed. The further treatment takes place like the usual polymerization to the polymethacrylic acid methyl ester. The result is a translucent, opaque plastic-glass composite material, its photochromic properties due to the sedimentation of the glass particles the polymerization also concentrated in a defined layer as in Example 1 are.

Beispiel 3 In einen polymerisierenden Kunststoff werden mit einer geeigneten Vorrichtung phototrope Glaspartikeln der Korngröße 0,1 bis 0,25 mm langsam so eingestreut, daß auf Grund der während der Polymerisation ansteigenden Viskosität des Kunststoffes die ersten Partikeln noch vollständig sedimentieren, später eingestreute Partikeln in der Schwebe und zum Schluß aufgestreute Partikeln in der Oberfläche bleiben. Example 3 In a polymerizing plastic are with a suitable device photochromic glass particles of grain size 0.1 to 0.25 mm slowly sprinkled in such a way that due to the viscosity increasing during the polymerization of the plastic, the first particles still completely sediment, later scattered Particles in suspension and finally particles scattered on the surface stay.

Dadurch ergibt sich ein Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff, dessen phototrope Eigenschaften entgegen den Beispielen 1 und 2 nicht in einer Schicht konzentriert sind. F i g. 2 zeigt seinen schematischen Aufbau.This results in a plastic-glass composite, its photochromic Properties, contrary to Examples 1 and 2, not concentrated in one layer are. F i g. 2 shows its schematic structure.

Mit A sind die Glaspartikeln, mit B der Kunststoff gekennzeichnet.The glass particles are marked with A and the plastic is marked with B.

Beispiel 4 Durch Einstreuen von Glasfasern A mit phototropen Eigenschaften in einen Kunststoff B können die Beispiele 1 und 2 entsprechend der F i g. 3 variiert werden, wodurch sich eine wesentliche Festigkeitssteigerung des Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoffes erzielen läßt. Die Fasern A können wie in Fig.3 ungeordnet oder aber geordnet eingebaut werden. Sie können vor oder während der Polymerisation eingebracht werden, so daß sie entweder in einer Schicht des Kunststoffes lokalisiert oder gleichmäßig verteilt sind. Example 4 By sprinkling glass fibers A with photochromic properties Examples 1 and 2 can be converted into a plastic B in accordance with FIG. 3 varies which results in a significant increase in the strength of the plastic-glass composite material can be achieved. The fibers A can be installed in a random or orderly manner, as in FIG will. They can be introduced before or during the polymerization, so that they are either localized in a layer of the plastic or evenly distributed are.

Beispiel 5 Auf eine phototrope Glasplatte A wird einseitig ein Kunststoff B aufpolymerisiert, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Der Kunststoff kann eingefärbt sein. Example 5 A plastic is placed on one side of a photochromic glass plate A B polymerized, as shown in FIG. 4 is shown. The plastic can be colored be.

Dadurch werden die optischen Eigenschaften des (gefärbten) Kunststoffes mit denen des phototropen Glases kombiniert.This changes the optical properties of the (colored) plastic combined with those of photochromic glass.

Beispiel 6 Auf eine phototrope Glasplatte wird beidseitig ein gleicher oder es werden zwei verschiedene Kunststoffe entsprechend F i g. 5 aufpolymerisiert. Dadurch wird das phototrope Glas geschützt und seine optischen Eigenschaften mit denen des oder der Kunststoffe kombiniert. Example 6 The same is applied to both sides of a photochromic glass plate or two different plastics are used according to FIG. 5 grafted on. This protects the photochromic glass and its optical properties combined with those of the plastics.

Beispiel 7 Zwischen einer phototropen Glasplatte A und einer nicht phototropen Glasplatte C, z. B. einem Filterglas, läßt man entsprechend Fig. 6 einen Kunststoff B polymerisieren. Dadurch erhält man einen Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff mit erhöhter Festigkeit und hohem Sicherheitseffekt im Sinne des Mehrscheiben-Sicherheitsglases sowie eine Kombination von Eigenschaften der Lichtdurchlässigkeiten und anderer optischer Eigenschaften aller drei Werkstoffe. Example 7 Between a photochromic glass plate A and one not photochromic glass plate C, e.g. B. a filter glass, you can according to FIG. 6 a Polymerize plastic B. This gives a plastic-glass composite with increased strength and high security effect in terms of multi-pane safety glass as well as a combination of properties of light transmittance and others optical properties of all three materials.

Beispiel 8 Entsprechend Beispiel 7 wird eine phototrope Glasplatte A über zwei Kunststoffschichten B mit zwei nicht phototropen Glasplatten C verbunden. Example 8 As in Example 7, a photochromic glass plate is made A connected to two non-photochromic glass plates C via two layers of plastic B.

Die Verwendung ist analog Beispiel 7. Der Aufbau einer solchen Platte gemäß F i g. 7 erlaubt auch einen besonderen Schutz des phototropen Glases.The use is analogous to Example 7. The construction of such a plate according to FIG. 7 also allows special protection of the photochromic glass.

Beispiel 9 Gemäß F i g. 8 lassen sich zwei phototrope Gläser A und A' durch einen Kunststoff B vereinigen, so daß ihre phototropen Eigenschaften kombiniert sind. Example 9 According to FIG. 8 two photochromic glasses A and A 'unite by a plastic B so that their photochromic properties are combined are.

Claims (13)

Patentansprüche : 1. Lichtdurchlässiger Kunststoff-Glas-Verbundwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß ein phototropes Glas mit einem Kunststoff kombiniert ist. Claims: 1. Translucent plastic-glass composite material, characterized in that a phototropic glass combined with a plastic is. 2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechungsindizes von Kunststoff und phototropem Glas in mindestens einem Teil des sichtbaren Spektrums um mehr als 0,03 auseinander liegen. 2. Composite material according to claim 1, characterized in that the refractive indices of plastic and phototropic glass in at least a part of the visible spectrum are more than 0.03 apart. 3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechungsindizes von Kunststoff und Glas nicht weiter als um 0,03 auseinanderliegen. 3. Composite material according to claim 1, characterized in that the refractive indices of plastic and glass are not more than 0.03 apart. 4. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eingefärbt ist. 4. Composite material according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the plastic is colored. 5. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein phototropes Glas, ein nicht phototropes Glas und ein Kunststoff kombiniert sind. 5. Composite material according to one of claims 1 to 4, characterized in that that combines a phototropic glass, a non-phototropic glass and a plastic are. 6. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß phototrope Glaspartikeln in einer definierten Schicht angeordnet sind. 6. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that photochromic glass particles are arranged in a defined layer. 7. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Glaspartikeln über die gesamte Kunststoffmasse verteilt sind. 7. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that glass particles are distributed over the entire plastic mass. 8. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das phototrope Glas in Form von Fasern in einer Schicht angeordnet ist. 8. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the photochromic glass is arranged in the form of fibers in a layer. 9. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine phototrope Glasplatte einseitig ein Kunststoff aufpolymerisiert ist. 9. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that a plastic is polymerized on one side of a photochromic glass plate. 10. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine phototrope Glasplatte beidseitig ein gleicher oder zwei verschiedene Kunststoffe aufpolymerisiert sind. 10. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that on both sides of a photochromic glass plate one or two different ones Plastics are polymerized. 11. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Glasplatte aus phototropem Glas und einer Platte aus nicht phototropem Glas, z. B. einem Filterglas, eine Kunststoffschicht polymerisiert ist. 11. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that between a glass plate made of phototropic glass and a plate made of non-phototropic glass, e.g. B. a filter glass, polymerized a plastic layer is. 12. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte aus phototropem Glas über zwei Kunststoff- schichten mit zwei Platten aus nicht phototropem Glas verbunden ist. 12. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that a plate of phototropic glass over two plastic layer with two plates made of non-phototropic glass. 13. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Platten aus phototropem Glas durch eine Kunststoffschicht verbunden sind. 13. Composite material according to one of claims 1 to 5, characterized in that that two plates of phototropic glass are connected by a plastic layer.
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