DE1297832B - Verbundsicherheitsscheibe - Google Patents

Description

• Gegenstand der Erfindung ist eine neuartige Verbundsicherheitsscheibe. Sie besteht aus einer etwa 2 bis etwa 6 mm dicken- Platte aus einem hochmolekularen thermoplastischen Polycarbonat, insbesondere einem solchen aus Dihydroxydiarylalkanen, die einseitig mit einer höchstens 1,5 mm dicken Mineralplatte beschichtet ist.
• Die Glasplatte kann auf die Polycarbonatplatte aufgelegt oder mit dieser verschweißt sein. Besonders vorteilhaft ist es, die beiden Platten miteinander zu verkleben, wobei die Dicke der Klebschicht zweckr mäßig mindestens etwa 0,1 mm betragen soll um bei Deformierungen der Scheiben oder bei Temperaturschwankungen ein elastisches Verschieben der beiden Platten gegeneinander -zu begünstigen.
• Die neuen Verbundscheiben besitzen gegenüber dem bekannten Einscheibensicherheitsglas und gegenüber den bekannten Verbundgläsern, die aus zwei oder mehreren miteinander verkitteten Glasplatten bestehen, eine sehr viel höhere Stoßfestigkeit, namentlich bei Druckbeanspruchung von der Polycarbonatplattenseite her. Nimmt man die aufgenommene Verformungsarbeit als Maßstab für die Stoßfestigkeit der Scheiben, so ist diese gegenüber den bekannten Verbundgläsern mehr als 7mal so hoch bei einem Druck von der Polycarbonatplattenseite her und mehr als doppelt so hoch bei einem Druck von der Glasplattenseite her. Gegenüber einer nicht mit einer Glasplatte beschichteten Polycarbonatplatte hingegen hat eine solche Verbundscheibe auf der Seite der Glasplatte eine sehr viel höhere Kratzfestigkeit, nämlich die des Glases. - Die neuen Verbundsicherheitsscheiben sind daher überall dort mit besonderem Vorteil zu verwenden, wo normalerweise auf der einen Seite mit besonderen mechanischen Beanspruchungen, z. B. mit Schlägen oder Stößen, und auf der anderen Seite mit einer erhöhten Gefahr des Verkratztwerdens zu rechnen ist, also z. B. im Straßen- und Schienenfahrzeugbau, wo die Scheiben zweckmäßig mit der Glasseite nach außen angebracht werden. So vermag eine solche Scheibe z. B. bei Unfällen erhebliche Energien auf-' zunehmen, die beim Stoß von Gegenständen oder Insassen eines Fahrzeugs gegen die Scheibe von innen auftreten, so daß Bruchschäden an Gegenständen oder Körperteilen weitgehend vermieden werden können. Bei Stößen von innen, deren Energie so groß ist, daß es zum Bruch der Glasplatte auf der Außenseite kommt, sind ferner das Auftreten von. Schnittwunden oder von Gefahren, -die -durch Glassplitter hervorgerufen werden, ausgeschlossen. Andererseits-tritt durch auftreffende Staubteilchen auf die Außenseite der Scheiben, die z. B. bei Windschutzscheiben durch den Fahrtwind beachtliche Energien frei werden lassen können, ein Verkratzen der Außenseite und damit ein Nachlassen der klaren Durchsicht durch die' Scheiben nicht ein. Bei harten Stößen von außen durch irgendwelche auftreffenden Fremdkörper auf die Glasplatte wird diese zwar splittern, jedoch bleibt der Innenraum unversehrt, und auch die Funktion der Scheibe bleibt weitgehend erhalten, da die Splitterung des Glases lokal auf kleinem Raum begrenzt und die Polycarbonatseite völlig erhalten bleibt.
• Schließlich beschlagen die neuen Verbundscheiben bei Temperaturdifferenzen zwischen innen und außen auf der Seite der Polycarbonatplatte weit weniger leicht als Glasplatten bzw. verschwinden bereits aufgetretene Feuchtigkeitsbeschläge rascher, da sowol-A die Werte der spezifischen Wärme als auch diejenigen der Wärmeleitfähigkeit des Polycarbonats geringer als diejenigen des Glases sind.
• Zum Verkleben der Polycarbonatplatten mit den Glasplatten eignen sich z. B. Polyvinylbutyral, Epoxidharze, Siliconharze und gewisse styrolisierte Polyesterharze, vorzugsweise solche mit höchstens etwa 20 1/o Styrolgehalt. Verwendet man die letzteren, so ist es zweckmäßig, das Gemisch aus Polyester und Styrol anpolymerisieren zu lassen, bevor man es mit der Polycarbonatplatte in Berührung bringt, da monoineres Styrol den- Kunststoff gegebenenfalls angreifen und damit Trübungen oder gar Rißbildungen verursachen kann.
• Um auch die Kratzfestigkeit der Scheiben auf der Seite der Polycarbonatplatte zu erhöhen, ist es zweckmäßig, diese Platte auf der nicht mit der Glasplatte beschichteten Seite mit einer wenige Mikron dicken, klardurchsichtigen, kratzfesten Schicht zu versehen, 3 was z. B. in an sich bekannter Weise durch Aufdampfen entsprechender Stoffe, namentlich mineralischer Stoffe, z. B. Siliciummonoxid- oder -dioxid oder anderer Metalloxide oder" -fluoride, erfolgen kann.
• Gegenüber dem Sicherheitsglas gemäß dem Referat im Chemischen Zentralblatt 1954, S. 7726, zur französischen Patentschrift 6 040 919 sowie gegen diese Patentschrift selbst, ist der Gegenstand der Erfindung klar abgegrenzt, 1. daß die Verbundsicherheitsscheibe aus einer Kunststoffplatte besteht, die- einseitig mit einer Mineralglasplatte beschichtet ist, und nicht aus einer Mineralglasplatte, die einseitig mit einer Kunststoffschicht überzogen ist, 2. daß die Kunststoffplatte aus einem hochmolekularen thermoplastischen Polycarbonat besteht und nicht aus einem synt4eti ' schen Elastomeren und 3. daß die Polycarbonatplatte etwa 2 bis 6 mm dick und die Mineralglasplatte höchstens etwa 1,5 mm dick ist.
• Zum letzten Punkt sdi erwähnt, daß im Referat im Chemischen Zentralblatt über die Dicke der Mineralglasplatte und der Elastomerschicht nichts Bestimmtes ausgesagt ist. Aus dem erstenSatz dieses Referats, in dem es heißt, daß man ein Mineralglas einseitig mit einem Elastomeren überzieht, geht aber sinngemäß ohne weiteres hervor, daß es sich bei jenen Glä- sern im wesentlichen. um Mineralgläser handelt, bei denen diese Gläser nur mit einer vergleichsweise dünnen Elastomerschicht überzogen sind, so daß sich die Dickenverhältnisse von Glas zu Kunststoff gerade umgekehrt wie bei den hier beanspruchten Verbundsicherheitsscheiben verhalten.
• Dies wird auch durch die französische Patentschrift selbst bestätigt, denn dort heißt es in der rechten Spalte auf der Seite-1, daß jene Sicherheitsgläser aus einer Glasplatte bestehen-, die mit einer Schicht aus hochelastischem, plastischem Material überzogen sind, und daß d:-' as -Glä:s bei -einem SchlaR zerbricht und an der elastischen Schicht klebenbleibt. Außerdem wird im Beispiel 1 eine 3,5 mm dicke Glasplatte verwendet.
• Für die Eigenschaften der Verbundscheibe ist es aber von entscheidender Bedeutung, ob der Träger der Stoßwiderstände im wesentlichen eine Glasplatte oder eine Kunststoffplatte ist. Bei den hier beanspruchten Verbundscheiben ist dies -praktisch ausschließlich die Polycarbonatplatte. Deshalb ist bei den neuen Scheiben die Elastomerschicht der Vorveröffentlichung nicht lediglich durch einen Kunststoff von größerer Härte ausgetauscht. Ein solcher Austausch würde im übrigen dem Sinn der französischen Patentschrift genau entgegenstehen, denn dort heißt es auf der Seite 1 im letzten Absatz der linken Spalte, daß die Kombination einer Glasplatte mit einer Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff nicht geeignet sei, weil thermoplastische Materialien eine viel zu geringe Elastizität besitzen. Der Zweck jener bekannten Scheiben wird vielmehr nur dadurch erfüllt, daß die Kunststoffschicht aus einer Elastomerschicht, d. h. also aus einer Schicht hoher Elastizität, besteht. Während eine Polycarbonatplatte von 2 mm Dicke schon mit einem Hammer nicht mehr durchschlagen werden kann, halten Elastomerschichten selbst bei gleicher Dicke einer solchen Beanspruchung bei weitem nicht stand.
• Aus »Glas-Email-Keramo-Technik« (1960), S. 449, links, 3. Absatz, ist es ferner bekannt, bei Doppelglas-Isolierscheiben, bei denen zwei Glasplatten in einem gewissen Abstand parallel zueinander montiert sind und die besser wärmeisolieren als Einglasscheiben und deshalb hauptsächlich zur Verglasung von Bauwerken dienen, eine der beiden Glasscheiben oder beide Glasscheiben auf ihrer Innenseite mit einer durchsichtigen organischen Folie bevorzugt hoher Zerreißfestigkeit, z. B. einer etwa 20 bis 50 [t dicken Polyterephthalsäureglykolester-Folie, zu verbinden, um die Gefahr von Verletzungen durch Glassplitter beim Bruch der Scheiben herabzusetzen. Eine solche Einzelscheibe, die jedoch stets ein Teil einer Doppelglasscheibe ist, stellt für sich allein zwar eine Art Verbundscheibe dar; da die Kunststoffolie je- doch sehr viel dünner ist als die Polycarbonatplatte, die bei den Verbundsicherheitsscheiben gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird - diese aufgeklebte Folie soll eben nur das Abspringen von Glassplittern verhindern, im übrigen sind dickere Platten aus Polyterephthalat wegen dessen hoher Kristallisationstendenz bekanntlich nicht herstellbar bzw. technisch wertlos - und da außerdem die Polyterephthalatfolien nicht die oben geschilderten besonderen Eigenschaften besitzen, die die Polyearbonatplatten in dem besonderen, die Erfindung kennzeichnenden Dickenbereich auszeichnen, sind weder diese bekannten »Verbundeinzelscheiben« als solche noch die daraus hergestellten Doppelglasisolierscheiben Sicherheitsscheiben im Sinne der vorliegenden Erfindung und daher mit diesen nicht vergleichbar. Beispiel Zur Herstellung einer Verbundscheibe wird eine je nach Größe der Scheibe 3 bis 4 mm dicke Polycarbonatscheibe im Vakuum mit einer kratzfesten Schicht von SIO, bedampft. Anschließend wird die nicht bedampfte Seite der Polycarbonatscheibe mit einer angesetzten, blasenfreien Kunststoffmasse, z. B. einer Siliconkautschukmasse, die vorher entgast wurde, begossen und auf diese flüssige Klebeschicht die vorher paßgerecht geschnittene Glasscheibe so aufgelegt, daß sich keine Blasen bilden können. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke von etwa 0,2 mm ist die Glasplatte an den Rändern mit entsprechend dicken Abstandsstücken aus Metall, Glas oder Papier versehen. Die überschüssige Klebemasse läßt man durch einseitiges Anheben der Scheibe herauslaufen. Je nach Art des verwendeten Klebemittels kann die Scheibe anschließend einer Wärmebehandlung im Trockenschrank (bei etwa 501 C etwa 30 Minuten) zum Beschleunigen des Härtens unterzogen werden.
• Die fertige Verbundscheibe kann mit einer Siliconkautschukmasse direkt in die Gummi- oder Metallhalterung eines Fahrzeugs eingegossen werden.
• Eine derart hergestellte Scheibe ist unzerbrechlich und nimmt etwa 30mal so viel Verformungsarbeit auf wie eine Sicherheitsscheibe aus vorgespanntem Glas.
• Bei großen Scheiben, z. B. Windschutzscheiben größerer Fahrzeuge, wie Personenkraftwagen der 2-Liter-Klasse, empfiehlt es sich, die Polycarbonatplatte etwa 5 bis 6 mm dick zu wählen. Die Dicke der Glasplatte kann dann aus Gründen der leichteren Herstellung und Verarbeitung des Glases bis zu etwa 1,5 mm betragen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verbundsicherheitsscheibe, d a d u r c h g e - kennzeichnet, daß sie aus einer etwa 2 bis etwa 6 mm dicken Platte aus einem hochmolekularen thermoplastischen Polycarbonat, insbesondere einem solchen aus Dihydroxydiarylalkanen, besteht, die einseitig mit einer höchstens 1,5 mm dicken Mineralglasplatte beschichtet ist.
2. 2. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polycarbonatplatte und die Glasplatte miteinander verklebt sind. 3. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschicht mindestens 0,1 mm dick ist. 4. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschicht aus Polyvinylbutyral, Epoxidharz, Siliconharz oder styrolisiertem Polyesterharz besteht. 5. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polycarbonatplatte auf der nicht mit der Glasplatte beschichteten Seite mit einer nur wenige Mikron dicken, klardurchsichtigen, kratzfesten Schicht versehen ist. 6. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kratzfeste Schicht aus Siliciummonoxid oder -dioxid oder aus einem anderen Metalloxid oder -fluorid besteht. 7. Verwendung der Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 1 zum Verglasen von Straßen-und Schienenfahrzeugen, wobei die Scheibe zweckmäßig mit der Glasseite nach außen angebracht ist.