DE1947182A1 - Verfahren zur Herstellung von Verbundsicherheitswindschutzscheiben - Google Patents

Description

DR. JUR. DIPL-CHEM. WALTER IEIL

ALFRED HOEPPENER

DR. JUR. DIPL-CHEM. H-J. WOlFF

DR. JUR. HANS CHR. BEIL

FRANKFURT AM MAIN-HÖCHST ₄- AKlONWlAöfc* ■ 1/.

Unsere Nr. 15727

Pi¹G- Industries, Inc. Pittsburgh, Pa., V.St.A.

Verfahren zur Herstellung von Verbunds!cherheits -Windschutzscheiben.

Gegenstand der Erfindung ist die Behandlung von Glasscheiben für Windschutzscheiben aus Verbundsieherheitsglas, insbesondere das Abspulen der Glasscheiben vor ihrer Schichtung auf eine Folie (sheet) von plastifiziertem Polyvinylbutyral zur Bildung einer Verbund glas-Windachutzscheibe.

Verbundsicherheitsglas besteht aus zwei oder mehr Glasscheiben, die auf beiden Seiten einer Zwischen — schicht aus durchsichtigem, haftendem Kunststoff geschichtet sind. Als Kunststoff-Zwischenschicht wird gewöhnlich plastifiziertes Polyvinylacetalharz in Form einer Folie oder eines Filmes mit einer Stärke von etwa ü,381 mm oder mehr verwendet. Derartiges Verbund sicherheitsglas wird hauptsächlich für Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und dergl. ange wendet.

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Von Jahr zu Jahr steigt die Zahl von Autoun fällen; außerdem verwendet man immer großflächigere Windschutzscheiben, so daß die Herstellung von Verbundsicherheitsglas, das mehr Sicherheit bietet, dringlicher als je zuvor ist.

j Windschutzscheiben haben den Zweck, die Insassen

vor G-egenständen zu schützen, die von außen auf das Kraftfahrzeug auf treffen, und dariiberhinaus zu verhindern, daß Personen bei einem Anprall nach plötzlichem Abstoppen die Schutzscheibe durchstoßen. Die Insassen "können schwer verletzt werden, vrenn ein von außen kommender Körper auf die Windschutzscheibe auf trifft und diese durchstößt, und sie können ebenso schwer verletzt werden, wenn durch einen solchen Stoß die Schutzscheibe zerspringt und die Glast eile nerumfliegen.

Die Kunststoff-Zwischenschicht haftet an den Glasteilen una verhindert dadurch, daß sich diese nach einem Aufprall von der Schutzscheibe loslösen. .Bei einem Schlag auf eine mehrschichtige Windschutzscheibe gibt die flexible Zwischenschicht nach und absorbiert damit Schlagenergie. Durch diese Eigenschaft wird die Möglich- ! keit einer schweren Verletzung, die eintreten kann, wenn ein Gegenstand innerhalb des Kraftfahrzeuges, z.B. der Kopf eines Insassen an die Windschutzscheibe schlägt, rernindert. Diese Elastizität der Zwischenschicht verbessert auch aen Widerstand der windschutzscheibe gegen das Eindringen von außen kommender Gegenstände.

Die Zwischenschichten der heutigen handelsüblichen Windschutzseheiben besitzen gewöhnlich einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 0,1 bis 0,8 $. Ein darüber-

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hinausgehender Feuchtigkeitsgehalt der Kunststoff-Zwischenschicht ist mit erhöhtem Widerstand gegen das Durchdringen verbuncen. Doch ist eine Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes der Zwischenschicht mit dem Ziel, die Beschußfestigkeit (penetration resistance) ausreichend zu erhöhen, üoer axe angegebenen Grenzen hinaus undurchführbar, da die Klarheit der Windschutzscheiben bei hohem Feuchtigkeitsgehalt durch Bläschenbilaung zwischen Zwischenschicht und G-las oder innerhalb der Zwischenschicht beeinträchtigt wird.

Außerdem kann das Vorhandensein von übermäßiger Feuchtigkeit eine Schichtentrennung bewirken, folglich hat die Automobilindustrie hinsichtlich der Verbund glasherstellung diese Methode zur Erhöhung der Beschußfestigkeit insofern nicht recht genutzt, als sie sich für einen Kompromiss entschied und den Feuchtigkeitsgehalt auf einen Mttelwert von z.B. 0,3 bis 0,6 i» festsetzte, um die Beschußfestigkeit bis zu einem gewissen Grade zu erhöhen und gleichzeitig die Probleme zu umgehen, die mit der Einarbeitung überschüssiger Feuchtigkeit in der Zwischenschichtfolie verbunden sind.

Bisher hat man den Polyvinylacetal-Zwischen schichten alkalische Stoffe wie Natrium- und Kaliumhydroxyde oder Alkalisalze, die aus diesen Alkalibasen una einer Säure hergestellt wurden, zugesetzt, um das Harz zu stabilisieren und/oder die Schlagzähigkeit zu Verbessern, wenn aiese alkalischen Stoffe jedoch in einem höheren Titer vorhanden sind, verfärbt si oh d:?s Harz, sobald es hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Damit ist die aurch diese Behandlungeart erzielbare Ver-

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besserung begrenzt, und es bleibt der Wunsch nach einer Verbundseheibe mit erhöhter Beschußfestigkeit, die sich nach der Behandlung bei hohen Temperaturen nicht verfärbt.

Hauptziel der Erfindung ist eine einfache Behandlung von Glasscheiben vor ihrer Schichtung, durch die das Vermögen der aus Verbundsicherheitsglas hergestellten Windschutzscheiben, dem Durchdringen aufschlagender Gegenstände, z.B. des Kopfes eines In sassen, Widerstand entgegenzusetzen, gegenüber den Ergebnissen aus den verschiedenen bekannten Zwischenschicht behandlung en noch verbessert wird.

Erfindungsgemäß wird die Harte des Wassers, mit dem aie Glasscheiben vor ihrer Schichtung gespült -werden, dadurch auf den gewünschten Wert eingestellt, daß man die Harte einer solchen Wasserprobe mißt und eine ausreichende Menge konzentrierter Lösung von löslichen Calcium- unü/ocier hagnesiumsalzen, vorzugsweise eine Lösung, die ein Gemisch aus Calcium- und Magnesiumionen mit mehr Calcium- und weniger Magnesiumionen enthält, zusetzt, um die Wasserhärte auf eine festgesetzte (target) Höhe heraufzusetzen.

Zum Stand der Technik gehören bereits die Versuche ,zur Bestimmung der sog. mittleren Bruchhöhe (Mean Break Height tests); sie dienen der Ermittlung der Beechußfestigkeit von Glas-Kunststoff-Verbund. Diese Versuche basieren auf den i-iinaestforderungen des USA Standards Institute j wie sie in Versuch 5.26 a Spezifikation

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Z26,l, 1966, "American Standard Safety Code Safety Glazing Materials for Glazing Motor Vehicles Opera ting on Land Highways" dargelegt sind.

Der Versuch zur Bestimmung der mittleren Bruchhöhe besteht im wesentlichen darin, daß man eine Reihe gleichartig ausgebildeter Mehrschichtplatten unter Stützung des Rahmens oder der Kanten in horizontale Lage bringt und bei Aufrechterhalten einer Scheiben !Temperatur, die in dieser Versuchsreihe 21,1 C beträgt, eine 2,27 leg schwere Kugel aus einer bestimmten iiö'he etwa auf die Mitte der Verbundscheiben, deren' Zwischenschicht aus Polyvinylbutyral mit einer Stärke von 0,762 mm besteht, fallen läßt. Dieser Versuch wird :nit steigenden Fallhöhen wiederholt, um den Annäherungswert der Höhe in m zu ermitteln, bei der 50 % der getesteten Mehrschichtscheiben der Durchdringung (penetration) standhalten. Anders gesagt, mit Hilfe der mittleren Bruchhöhe einer Verbundscheibe wird die Fähigkeit der Scheibe gemessen, die Energie eines aufschlagenden Gegenstandes zu absorbieren. Gewöhnlich wird eine Gruppe von 10 Verbundseheiben, die sich so weit als möglich gleichen sollen, verwendet, um die mittlere iSruchhöhe der jeweiligen zu testenden Konstruktion zu ermitteln. Es können aber auch größere Gruppen diesem Versuch unterworfen werden.

Wie festgestellt werden konnte, haben Verbund scheiben, die durch Biegen und Schichten von Glasscheiben hergestellt und vor der Schichtung in Leitungs wasser gespült wurden, eine größere mittlere Bruchhöhe

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als Verbundscheiben aus Glasscheiben, axe vor der Schichtung in entmlneralisiertem Wasser gespült wurden. Doch obgleich diese Entdeckung dazu führte, daß die Glasscheiben bei der Schluß-Spülung mit weniger aufwendigem Leitungswasser und nicht mit dem teureren entmineralisierten Wasser gewaschen werden, machte es doch die jahreszeitlich bedingte Schwankung der Härte des Leitungswassers unmöglich, die Sicherheit der Verbund-Windschutzscheiben anhand der Ergebnisse der Versuche vorauszusagen, die zur Ermittlung der mittleren Bruchhöhe ausgeführt worden sind. Srfindungsgemäß wird der Zusatz einer Menge einer konzentrierten wässrigen Lösung eines Metallsalzes, wie Calcium, Magnesium oder deren Gemischen in solcher Men^e vorgeschlagen, daß die Wasserhärte auf den gewünschten Grad heraufgesetzt wird. Die Härte wird in Gewichtsteilen Calciumcarbonat im Vergleich zu einer Million Teile Lösung angegeben, wenn auch die bevorzugte konzentrierte Zusatzlösung ein Gemisch aus hoch löslichen Calcium- unü Magnesiumsalzen enthält. Vorzugsweise werden Calciumchlorid und Magnesiumsulfat zur Erhöhung der Härte des fü^r die Glasbehandlung vorgesehenen Wassers verwendet, da sie in Wasser unschwer.löslich sind und im Vergleich zu anderen Calcium- und Magnesiumsalzen preiswerter und leichter verfügbar sind.

Die vorliegende Erfindung ist aus einem umfassenden Versuchsprogramm hervorgegangen, bei dem Hunderte von Verbundscheiben zu Bruch gingen, um die mittlere Bruchhöhe verschiedener Schichtgefüge aus Glas und Kunststoff zu ermitteln. Dabei unterschieden sich die Testsätze voneinander durch die Härte des für die Behandlung

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verwendeten Wassers, während alle anderen Variablen so konstant wie möglich gehalten -wurden. Man kam überein, daß es unmöglich war, die Eigenschaften des Zwischenschichtmaterials konstant zu halten, auch wenn es vom gleichen Hersteller stammte. In allen nach stehend beschriebenen Untersuchungen basieren daher die Vergleiche auf Ergebnissen aus Versuchen mit Verbundscheiben, deren Z'-'ischenschiohtniaterial einer einzigen Holle entnommen wurde.

Bevor aber die verschiedenen Untersuchungen beschrieben werden, wird eine Übersicht typischer industrieller Glasuiege- und Sohichtungsverfahren gegeben. Vor dem Bie^eprozess werden die Glasscheiben in rechtwinkliger Form aus einem Glasband hei'ausge schnitten. Mach einer solchen Methode werden die Glasscheiben vor dem JtSi egen zu Paaren mit etwas unterschiedlicher Konfiguration passend herausgeschnitten, dann gewaschen und gespült, anschließend wird auf eine Hauptl'läche einer Scheibe des betreffenden Paares ein Spray aus einer wässrigen üclxlämmung mit feinzerteilten Partikeln eines Trennmaterials aufgebracht, um zu verhindern, daß die dcheiben während des Biegevorganges nicht zusammenkleben-, und das Scheibenpaar auf einer passenden Glasbiegeform montiert, wobei die mit dem Trennmaterial versehene Fläche als Grenzfläche zwischen dem Scheibenpaar aiont. Der trennende Stoff besteht vorzugsweise aus einem Material, dessen ürechungskoeffizient dem der Kunststoff-Zwischenschicht nach der Schichtung nahekommt, wie axes z.B. für Glimmer oder Biatomeenerde zutrifft, so daß das gebogene Glasscheibenpaar

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nach einer Biegung nicht gewaschen werden muß, um das Trennmaterial zu entfernen. Nach der Biegung können die gebogenen Scheibenpaare ohne weitere Behandlung zusammengebaut und entsprechend geschichtet werden.

Nach einem anderen, derzeit angewandten Biegeverfahren werden die rechteckigen Rohlinge der Glasscheiben gewaschen, dann wird das vorzugsweise wasserlös- ^ ' liehe Trennmaterial auf eine Scheibengrenzfläche aufgebracht, und die Glasscheiben werden in aufeinandergepaßten Paaren gebogen. Nach ihrer Biegung werden die Scheiben passend geschnitten und abgespült, um das wasserlösliche Trennmaterial sowie Glassplitter, die beiia Zurechtschneiden nach der Biegung entstanden, zu entfernen. Nach erfolgtem Waschen.und Trocknen können die Scheiben entsprechend geschichtet werden.

Paare von gebogenen Glasscheiben können auf bei-ί den Seiten einer Folie aus thermoplastischem Zwischen- ^! schichtmaterial geschichtet werden, wobei ungeachtet der Biefeeweiae jedes der vielen zur Verfügung stehenden Verfanren in Frage kommt. Eine typische Methode besteht darin, daß man ein Paar übereinstimmender, gebogener Scheiben mit einer Folie aus Zwischenschicht ι material, vorzugsweise aus plastifiziertem Polyvinyl butyral, unter gesteuerten Temperatur- und Feuchtig keitsbedingungen verbindet. I)iese Einheiten werden dann * vorgepaßt, .wobei sie entweder in heißem Zustand durch ein Walzenpaar hiηdurchgeführt werden, um zwischen den Glas-Kunststoff-Grenzflächen eingeschlossene Luft und Feuchtigkeit herauszutreiben, oder aber in evakuierende Ringe eingescnlossen werden. Die vorgepreßten Ein-

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heiten werden dann in einem Autoklaven unter hohem Druck und hoher Temperatur zu optisch klare» Ver bund" laminiert. Ein bevorzugtes Schichtungsverfahren •wird in der USA Patentschrift 2-948 645 offenbart und beansprucht.

Ungeachtet der auf das Endresultat hin durch geführten Biege- und Schichtungsverfahren führt die vorliegende Erfindung zur Verbesserung der Schlagfestigkeit von Verbund-Windschutzscheiben. Wird die Harte des für die vor der Schichtung erfolgende Spülung der Glasscheiben verwendeten Wassers innerhalb der nachstehend angegebenen Parameter gesteuert, so erhält man im allgemeinen Verbundglas-Windschutz scheiben, deren mittlere Bruchhöhe größer ist, als die Windschutzscheiben aus mit weicherem Wasser behandelten Glasscheiben.

In den folgenden Beispielen wird erläutert, in welcher Weise die Schlagfestigkeit von Verbundglas durch erfindungsgemäße Behandlung der Glaselemente des-Verbunds erhöht werden kann* Die bei diesen Untersuchungen verwendeten Zwischenschichten-waren einander so ähnlich wie möglich, während andere Eigen schäften verglichen wurden. Die Zwischenschichten können von Beispiel zu Beispiel unterschiedlich gewesen sein, und soweit in den Untersuchungen Zwischenschichtmaterial von verschiedenen Lieferanten und unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt zum Vergleich herangezogen wurde, hat man diese Unterschiede so gut wie möglich reguliert.

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Für jeden der nachstehend aufgeführten Versuche wurden G-lasproben mit den Abmessungen 30,48 χ 30,48 cm und einer Nominalstärke von 3,175 mm ge — schnitten. Einige Untersuchungen erfolgten unter Verwendung von handelsüblichem Spiegelglas (plate glass) aus einem Natron-Kalk-Kieselerde-Gemisch, andere unter Einsatz von Rauch-Spiegelglas aus einem Natron-Kalk-Kieselerde-Gemisch mit etwa 0,5 Gew.-9&, wieder andere schließlich unter Verwendung von klarem ^Rauch-KLotationsglas aus Natrium-Kalk-Kieselerde-Gemischen, die den entsprechenden Spiegelglas-Gemischen ähnlich waren. Um die Waschvorgänge im Produktions gang möglichst genau zu simulieren, wurden sämtliche Glasproben !zunächst in heißem Leitungswasser mit einer Härte zwischen etwa 106 und 147 ppm, bezogen auf CaI-ciumcarbonat, gewaschen. Der SpülVorgang umfaßte die Behandlung ctes gewaschenen Glases mit Wasser verschiedener Härte. Die Härte des entinineralisierten Wassers betrug etwa null und der Härtegrad reichte in den verschiedenen Versuchen bis zu 1000 ppm. Zum Waschen und Spülen wurden die Glasscheiben auf Rollen transportiert. Um die Möglichkeit zu verhindern, daß die Glasober flächen bei Kontakt mit den Rollen verschmutzt werden, brachte man die Oberseiten zweier anliegender Glasscheiben gegeneinander, nachdem das gewaschene und gespülte Scheibenpaar vom förderband heruntergenommen wurde_¥ Diese Beziehung der Oberflächen eines jeden ' übereinstimmenden Scheibenpaares wurde durch das ganze Versuchsprogramm hindurch beibehalten.

Bevor aber die Scheiben in diese Oberflächen -

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- li -

beaiehung (face to face.) gebracht wurden, -wurde auf eine Scheibe eines jecten übereinstimmenden ücheibenpaares ein Spray schwach aufgesprüht, das feinzer teilte Diatomeenerle enthielt, die bei industriellen Verfahren verwendet werden, ähnlich-war.

Die üdereinstimmenden öcheibenpaare wurden auf rechtwinklige Träger in Umrißgestalt gelegt und durch einen Glühofen geleitet, in dem das Glas unter Simulierung eines Glasbiegevorganges erhitzt wurde. Die mit Diatomeenerde behandelte Glasscheibe des Paares diente als untere boheibe des Paares . Im Anschluß an diese Wärmebehandlung unter Simulierung der hitze in einem Biefc.eofen wurde jedes Paar der hitzebehandelten Glasscheiben unterVer^endun^· einer O,'7b2 mm starken Folie aus plastifiziertem Polyvinylbutyral mit hoher Schlagsicherheit, wiy sie derzeit f.Jr Verbund Sicherheitsglas Verwendet wird, zu einem öandwich zusagen gesetzt. Diese Anordnungen wuraen vor^repreiit und anschließend einer i3enanülun_ im Autoklaven unterworfen, indem sie 45 Ainuten lang einer Temperatur von 135 G und einem Dru~k von 14,1 kg/cm ausgesetzt wuraen.

Die Erfceunisse verschiedener Versuche, die der Ermittlung der Vorteile verschiedener Konclitionsver fahren für die Glaescheiüen dienten, sind in Tabellen zusammengestellt. Es werden dabei folgende Bezeichnungen gebraucht:

X oder B weist auf verschiedene Hersteller aer in den Versuchen verwendeten Zwischenschicht«naterialien hin. Diese bestanden alle aus dem zur Zeit verfügbaren,

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plastifiisierten Polyvinylbutyral, das entsprechend behandelt wurde, um den Alkalitätstiter zu regulieren, und in einer Stärke von 0,762 mm eingesetzt wurde. Diese Zwischenschicht gilt als Standardmaterial für Windschutzscheiben aus Verbundsicherheitsglas, wie sie für alle neuen, in den Vereinigten Staaten seit dem Baujahr 1966 verkauften Kraftfahrzeuge hergestellt werden.

Mit dem Ausdruck "MBH" wird die mittlere Bruch höhe in Meter bezeichnet* wie sie in den vorangehenden Versuchen zur Ermittlung derselben beschrieben ist.

Der Ausdruck "durchschnittliche Feuchtigkeits gehalt in Prozent" bezieht sich auf Gewichtsprozent Wasserdampf in dem plastifizierten Polyvinylbutyral, das für die Zwischenschichten der untersuchten Ver bundproben verwendet wird.

Der Ausdruck "klares Spiegelglas" (clear plate) bezeichnet gewöhnliches handelsübliches Watron-Kalk-Kieselerde-Spiegelglas, während "klares-Flotationsglas" auf ein entsprechendes Natron-Kalk-Kieselerde-Gemisch handelsüblichen Flotationsglases verweist. Entsprechend werden mit "Rauch-Spiegelglas" und "Rauch-Flotations glas" Hatron-Kalk-Kieselerde-Gemische handelsüblichen Spiegel- bzw. Flotationsglases mit einem Eisenoxydgehalt von etwa 0,5 Gew.-$ bezeichnet. Solche Gemische •halten der Wärmeübertragung von einer Seite der Glasscheibe auf die andere Seite besser stand als klare Glasgemische. Die Bezeichnung "ppm" bezieht sich auf die Härte des Wassers, das zur Behandlung verwendet

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wird, ausgedrückt in Gewichtsteilen CaGO^ pro eine Million Teile Wasser.

Beispiel 1;

Im ersten, in der nachstehenden Tabelle I wiedergegebenen Versuch wurden vier G-ruppen von jeweils 24 Glasscheiben zunächst in entmineralisiertem Wasser gewaschen, anschließend zwei dieser Gruppen mit Leitungswasser mit einer Härte von 106 bis 112 ppm gespült und die anderen zwei Gruppen nicht weiterbehandelt. Eine Gruppe aus jeder Behandlungsart wurde auf Polyvinylbutyral des einen Herstellers, die andere Gruppe auf solches des anderen Herstellers aufgeschichtet. Die Proben wurden Versuchen zur Bestimmung der mittleren Bruchhöhe unterworfen. Proben, die die Zwischenschicht des einen Herstellers enthielten, erbrachten bessere Versuchsergebnisse als Proben mit dem Folienmaterial des anderen Lieferanten. Des weiteren zeigte dieser Versuch, daß durch das zusätzliche Spülen in mäßig hartem Wasser im Anschluß an das übliche Waschen mit entminerali si er tem Wasser die Beschußfestigkeit des Verbundes höher war als die der nicht entsprechend weiterbehandelten Proben. Die Ergebnisse wurden in der Ta belle I zusammengestellt.

Tabelle I:

Wirkung des Waschens des Glases in Leitungswasser auf die Beschußfestigkeit.

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Konditionierung Hersteller Burchschnitt-

des Glases der Zvri.- licher Feuch-

schenschicht tigkeitsgehalt

in ja

entminerali-

siertes Wasser A 0,42 #

Leitungswasser A 0,41 $>

entminerali-

siertes Wasser B 0,39 $>

Leitungswasser B 0,39 i°

Beispiel 2:

MBH

4,08 m 5,36 m

6,07 m 6,89 m

In diesem Versuch wurden jeweils 15 Proben von drei Variationen getestet. Alle 45 Proben wurden einer Wärmebehandlung, die die eines Glasbiegeofens simulierte, unterworfen. Ein ,Satz von 15 Proben wurde ohne weitere Behandlung im Anschluß an die simulierte Glühofenerhitzung geschichtet, ein weiterer öatz von 15 Paaren wurde vor der Schichtung einer Wasserdampfbehandlung ausgesetzt, während die Glasscheiben vor ihrer Schichtung für die Montierung (for assembly) getrennt wurden. Der dritte öatz von 15 Paaren wurde mit Lei tungswasser einer Härte von 107 ppm gespül't, während die Scheiben vor ihrer Schichtung für die Montierung getrennt wurden. Wiederum war die mittlere Bruchhöhe der mit mäßig hartem Leitungswasser behandelten Proben ; bedeutend besser als die ungespülter oder wasserdampf behandelter Proben.

Wurden die Glasflächen hohen Temperaturen, wie

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sie z.B. im Biegeofen erreicht werden (482 bis 593 C), ausgesetzt, dann wurden die Oberflächen dehydrati siert. Mit diesem Versuch sollte daher gleichzeitig ermittelt wercfen, ob durch Ersetzen des Wassers auf der Oberfläche des Glases die Beschußfestigkeit erhöht würde. Um die Einwirkung von tfasserdampf auszuwerten, wurden getrennte Paare von ofenbehändeltem Glas langsam über Wasserdampf geleitet. Durch diese Wasserdampfbehandlung des Glases im Anschluß an die Ofenbehandlung (mit Glas bei Raumtemperatur) wurde die Beschußfestigkeit des Glases gegenüber derjenigen von nur ofenbehandeltem Glas nicht wesentlich erhöht. Die VersuchsergebniBse wurden in dei Tabelle II aufgeführt.

Tabelle Ht

Unbehandeltes Glas im Vergleich zu Glas, das nach der Ofenbehandi'ung gewaschen und der Einwirkung von Wasserdampf unterworfen wurde.

Konditionle- Durchschnittlicher rung des GIa- Feuchtigkeitsgehalt

sea in j> MBH

unbehandelt 0,46 $> 3,99 m

wasserdampfbehandelt * 0,44 # 4,18 m

mit Leitungswasser

gespült 0,46 io 5,88 m

Beispiel 3t

Nachstehende Kombinationen der Variablen wurden un-

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tersucht, um festzustellen, inwieweit die Beschüß festigkeit durch verschieden hartes Wasser vor der simulierten Ofenbehandlurig in Verbindung mit nach der Ofensimulation erfolgendem Spülen, Wasser dampf behandlung und auch ohne diese letzteren beeinflußt wird. Vor der Untersuchung wurden sämtliche Glasscheiben zunächst in Leitungswasser gewaschen.

Konditionierung der G-lasoberflächen . Vor der Biegung

Spülen mit entmineralisiertem Wasser

Spülen mit entmineralisiertem Wasser

Spülen mit entmineralisiertem Wasser

Spülen mit Wasser der Härte 200 ppm

Spülen mit Wasser der Barte 200 ppm

Spülen mit Wasser der Härte 200 ppm

mit Biatomeenerae, 400 ppm

Nach der Biegung

ohne

Spülen mit entmineral.

Wasser Was s.er dampf ohne

Spülen mit entmineral. Wasser

Wässerdampf ohne

Im Falle des nach der Glühofenbehandlung wasserdampf behandelt en Glases betrug die Temperatur des ab-

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getrennten Glases annähernd 149 O, als ea der Wasserdampfbehandlung unterworfen wurde. Eine Gruppe der Glasproben wurde vor der Behandlung im Glühofen mit einem speziellen Trennmaterial besprüht, das eine Diatomeenerdesuspension in Wasser einer Härte von 400 ppm enthielt. Das für diesen Versuch verwendete Zwischenschichtmaterial hatte einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 0,34 und 0,39 $ und wurde von einem einzigen Hersteller bezogen, um dadurch von außen kommende Schwankungen möglichst gering zu halten. Das vor den aufgeführten Glaskonditionierungsstufen verwendete Waschwasser hatte in diesem Versuch eine Härte von 120 ppm. Bei jeder der in diesem Programm getesteten Kombination von Behandlungsstufen wurde ein Satz von 12 Schichtgefügen untersucht, die nach der für Jeden Satz gesondert angegebenen Stufenfolge behandelt wurden.

Eine statistische Analyse der Ergebnisse dieser Untersuchung ergab, daß das Spülen des Glases mit hartem Wasser vor der Schichtung der bedeutendste Faktor für die Verbesserung der Beschußfestigkeit /war. Glas, das unter Verwendung von hartem Diatomeenerde als Trennmaterial enthaltenden Wasser gespült wurde, zeigte die beste Beschußfestigkeit; doch waren auch diejenigen Proben bedeutend verbessert, die vor der Behandlung im Glühofen mit hartem Wasser behandelt worden waren. Die Versuchsergebnisse wurden in der Tabelle III zusammengestellt.

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gabeile III;

Wirkung vers cüi edener Kombinationen von Behandlungen der Glasoberfläche auf die iteschußfestigkeit.

Konditionierung des Glases.

Vor der simulier- Nach der simulierten Grlühofenbe- ten Glühofenbe handlung handlung

Spülen mit entmineral. Wasser

Spülen mit entmineral. Wasser

Spülen mit entinineral. Wasser

Spülen mit Wasser der Härte 200 ppm

Spülen mit Wasser der Härte 200 ppm

Spülen mit Wasser der Härte 200 ppm

mit Diatomeenerde, Härte 400 ppm

ohne

Spülen mit entm. Wasser

Wasserdampf

ohne

Spülen mit entmineral.Wasser

Wasserdampf

ohne

MBH

3,719 m 4,023 m

4,145 m 4,267 m 4,267 m 4,907 m 4,968 m

Beispiel 4;

In einem weiteren Versuch wurde ein Satz von 24 Proben, die nach erfolgter simulierter Glühöfenbehand-

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lung nicht weiterbehandelt wurden, mit einem anderen Satz von 24 Proben, die nach der simulierten Glühofenbehandlufig und vor ihrer Montierung für die Schichtung mit entmineralisiertem Wasser gespült wurden, und schließlich mit einem dritten Satz, bei dem die Glasscheiben nach dem simulierten Biegen und vor ihrer der Schichtung vorangehenden Montierung unter Verwendung von Wasser einer Härte von 200 ppm gespült wurden, verglichen. Die in der Tabelle IV aufgeführten Ergebnisse zeigen keinen bedeutenden Unter schied zwischen Yerbundgefügen mit unbehandeltem Glas und solchen Verbundgefügen, deren Glasscheiben nach der Behandlung im Glühofen in entmineralisiertem Wasser gespült wurden. Hingegen besaßen die Schicht-

gefüge von mit hartem Wasser behandelten Glasscheiben eine erheblich bessere Beschüßfestigkeit.

Tabelle IY:

Vergleich der Beschußfestigkeit von Verbundgefügen, die nach dem simulierten Biegen verschiedenen Behandlungen

unterworfen wurden.

Art der Glasbehandlung nach
simulierter Behandlung im
Biegeofen

unbehandelt	3	,99	m
Spülen mit entmineralisiertem Wasser	4	,15	m
Spülen mit Wasser der Härte von 200 ppm	6	,25	m

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- 20 Beispiel 5:

Wie den vorangehenden Versuchsergebnissen zu entnehmen ist, wiesen Verbundgefüge, deren Glasscheiben mit hartem Wasser gespült wurden, eine höhere Beschußfestigkeit auf als unbehandelte Gefüge und als solche, deren Scheiben mit weicherem Wasser gespült wurden. In weiteren Untersuchungen sollte nun festgestellt werden, welche Wirkungen verschiedene Härtegrade des Spül wassers bei Behandlungen vor der Glühofenbehandlung ohne Oberflächenbehandlung zwischen dem simulierten Biegen und der Montierung zeigen. Man untersuchte die Leistung von Schichtgefügen mit klarem Fensterglas und klarem Flotationsglas, die vor der simulierten Behandlung im Glühofen mit Wasser einer Härte von 200, 350 und 500 ppm gespült wurden. Diesem Versuch wurden 24 Proben für jede der unterschiedlichen Wasserhärten, also insgesamt 72 Proben unterworfen. Die Zwischenschicht stammte von Hersteller Δ, und sämtliche Proben wurden vor dem Abschluß-Spül en in Leitungswasser einer Härte von 147 ppm gewaschen.

Die höchste Beschußfestigkeit hatten Schichtgefüge aus Spiegelglasscheiben, die mit dem härtesten Wasser gespült worden waren. Sie war nur geringfügig höher als die Beschußfestigkeit derjenigen Geftige, die mit Wasser von einer Härte von 350 ppm behandelt wurden. Beide Gruppen besaßen eine bedeutend höhere Beschußfestigkeit als die Schichtgefüge aus geschliffenem (polished) Spiegelglas, das unter Verwendung von Wasser mit der niedrigsten getesteten Härte gespült

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■worden war. Die flir das geschliffene Spiegelglas erhaltenen Ergebnisse zeigten eine mit steigender Härte des Spülwassers zunehmende Besohußfestigkeit, doch zeigten die Gesamtergebnisse keine bedeutende Beschußfestigkeitszunahme oberhalb einer Härte von 350 ppm. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle V zusammenge stellt.

!Tabelle V:

Wirkung der Härte des zum Spülen vor dem simulierten Biegen verwendeten Wassers auf die Beschußfestigkeit.

Art des Glases Härte des Spülwassers

vor der Behandlung im Glühofen MBH

klares Spiegelglas	200 ppm	5,12 m
klares Spiegelglas	350 ppm	5,46 m
klares Spiegelglas	500 ppm	6,22 m
alle Proben	200 ppm	4,91 m
alle Proben	350 ppm	5,27 m
alle Proben	500 ppm	5,30 m
Beispiel 6:

Mit dieser Untersuchung sollte die Wirkung des Feuchtigkeitsgehaltes der Zwischenschicht und der Konditionierung der Glasoberfläche auf das Verhalten der Schichtgefüge ermittelt werden. Die Zwischenschichten wurden hierbei von Hersteller Δ bezogen. Die Unter suchung der Glasoberflächen-Konditionierung erfolgte durch Vergleich von Schichtgefügen aus Glasscheiben,

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die mit Wasser einer Harte von 200 ppm nach der Behandlung im Glühofen gewaschen und gespült wurden, mit Schichtgefügen aus Glasscheiben, die nach der Behandlung im Glühofen keinem Wasch- und Spülvorgang unterworfen wurde. Bei jedem Satz der Konditionierungsgruppen betrug der Feuchtigkeitsgehalt der Zwischenschicht etwa 0,35 und 0,48 %. Bei beiden Feuchtigkeitswerten zeigten die Schichtgefüge aus Glas, das mit Wasser einer Härte von 200 ppm gewaschen und gespült worden war, eine größere Besehußfestigkeit als diejenigen Gefüge, die Glas enthielten, das nach der Behandlung im Glühofen nicht gewaschen und gespult wurde. Die höchste mittlere Beschußfestigkeit wiesen die Proben auf, die unter Verwendung von Wasser einer Härte von 200 ppm gewaschen und gespült und mit plastifizierten Polyvinylbutyral-Zwischenmaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,48 $ geschichtet worden waren. Sämtliche Glasscheiben wurden vor der Behandlung im Glühofen mit Leitungswasser einer Härte von 105 ppm gewaschen. Bei dem hierfür eingesetzten Kunst stoff-Zwischenschichtmaterial war die Hälfte der Fläche gefärbt, während die andere Hälfte klar war. Diese Untersuchung wurde an 48 Proben, 12 in jedem Satz, durchgeführt. Die Tabelle VI zeigt eine Zusammenstellung der Versuchsergebnisse.

Tabelle VIt

_ _f

Wirkung des Feuchtigkeitsgehaltes und der Konditionie rung der Glasoberfläche auf die Beschußfestigkeit.

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Glas-Konditionie- rung	Durchschnittlicher Feuchti~kei tsgehalt	MBH	m
keine *	0,35%	2,87	m
Spülen mit Wasser Härte 200 ppm	der 0,34 i>	5.67	m
keine	0,47 £	5,91	m
Spülen mit Wasser Härte 200 ppm	der 0,48 #	6,80

Beispiel 7t

Da in den vorangehenden Untersuchungen die maximale Härte des Wassers für das Spülen des Glases vor dem Biegen 500 ppm betrug, soll nun die Wasserhärte von 400, 700 und 1000 ppm untersucht werden. Die Veränderlichen waren hierbei wie fol&t:

1· klares Spiegelglas und Bauch-Flotationsglas;

2. klarer sowie gefärbter Polyvinylbutyral-Kunststoff der Hersteller A und B;

3. festgesetzter (target) Feuchtigkeitsgehalt von 0,3, 0,4 und 0,55 96.

DLe erste Untersuchung erstreckte sich auf jeweils 10 Proben von jedem veränderten Feuchtigkeits gehalt des klaren Zwischensehichtmaterials, das auf klares Spiegelglas geschichtet war, d.h. auf insgesamt 180 Schichtgefüge; die zweite Untersuchung erfolgte wiederum an jeweixs 10 Proben mit jedem unterschiedlichen Feuchtigkeit Se ehalt des Zwisohenuiaterials, das zu einer

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Hälfte gefärbt und zur anderen Hälfte klar war und auf Rauch-Flotationsglas geschichtet wurde, d.h. an insgesamt weiteren 180 Schichtgefügen aus Flotationsglas. In allen Fällen wurde das Glas zunächst in Leitungswasser einer Härte von 135 ppm gewaschen. Alle 360 getesteten Schichtgefüge teilten sich wie folgt auf: die Schichtgefüge, deren Glas mit Wasser einer Härte von 400 ppm behandelt wurde, hatten eine durch schnittliche mittlere Bruchhöhe von 5,67 m, während diejenigen, deren Glasscheiben einer Behandlung mit Wasser einer Härte von TOO ppm unterzogen wurden, eine durchschnittliche mittlere Bruchhöhe von 5,7 m aufwiesen und diejenigen schließlich, deren Scheiben mit Wasser einer Härte von 1000 ppm behandelt wurden, eine solche von 5,79 m zeigten. Die detailierten Ergebnisse dieser beiden Untersuchungen sind in der Tabelle VII-A für Schichtgefüge aus Spiegelglas und in der Tabelle VII-B für Schichtgefüge aus Flotationsglas im einzelnen zusammengestellt.

Tabelle VII-A:

Das Verhalten	Spülen	vcn Schichtgefügen mit klarem	Durchschnittl. Feuchtigkeits gehalt	Spiegelglas.	m m m m
Glas	Hersteller der Zwi schenschicht	0,30 # 0,27 0,27 0,40	MBH
klares •Spiegel- . glas 400 ppm B 11 ■■ 700 B 11 1000 B " 400 A	4,36 3,99 4,82 5,64

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INSPECTED

Tabelle VII-A (Fortsetze.)

Glas	Spülen	Hersteller	Durchschnittl.	MBH
		der Zwi	Feuchtigkeits
		schenschicht	gehalt
klares				5,55 m
Spiegel				5,88 m
glas	700	A	0,40	5,24 m
H	1000	A	0,35	5,06 m
It	400	B	0,34	5,50 m
Il	700	B	0,34	5,55 m
It	1000	B	0,32	5,61 m
' Il	400	A	0,42	5,88 m
Il	700	A	0,43	5,27 m
It	1000	A	0,42	5,76 m
Il	400	B	0,49	5,67 m
Il	700	B	0,47	5,91 m
Il	1000	B	0,48	5,67 m
Il	400	A	0,54	6,16 m
Il	700	A	0,57
Il	1000	A	0,56

labeile VII-B;

Das Verhalten von Schichtgefugen aus Rauoh-Flotationa-

glas.

Glas

Rauch-Flotationsglas

Il
It
H
Il
Il
If
Il

Spülen Hersteller des Zwi s chens c hi e htmaterials

400 ppm B

700 B

1000 B

400 A

700 A

1000 A

400 B

700 B

Durchschnittl. Feuchtigkeitsgehalt

^ A¹NAL INSPECTED

MBH

0,31 %	■6,0 m
0,32	5,91 m
0,31	5,7 m
0,55	5,76 m
0,37	6,13 m
0,38	5,88 m
0,36	6,1 m
0,37	5,82 m

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Glas

26

tabelle VII-B (Fortsetzg.)

Spülen Hersteller des Durchschnittl. Zwischenschicht- Feuchtigkeitsmaterials gehalt MBH

Rauch-	1000 ppm
Flota-	400
tions-	700
glas	1000
ti	400
' Il	700
Il	1000
ti	400
Il	700
	1000
Il
Il
Il

0,37	5,85 m
0,42	6,1 m
0,41	6,34 m
0,43	5,91 m
0,46	6,1 m
0,48	6,4 m
0,46	6,16 m
0,52	6,16 m
0,49	6,035 m
0,49	6,43 m

B A A

B B B A A A

Beiläufig sei darauf hingewiesen, daö die durchschnittliche mittlere Bruchhöhe der ProDen aus Flotationsglas 6,035 m betrug, während die der Schicht gefüge aus Spiegelglas mit 5»24 errechnet wurde. Ver bund-Windschutzscheiben mit Flatationsglas sind demnach beständiger gegen Schlag als solche aus Spiegelglas.

Beispiel 8:

Zur genaueren Untersuchung und zum Vergleich des Verhaltens verschiedener Glasarten, die vor dem Biegen mit Wasser einer Härte von 400 ppm gespült wurden und auf Zwischenschichten von verschiedenen Herstellern und mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt geschichtet wurden, wurden weitere 3,175 inm starke Testgefüge mit 3,175 mm starke Testgefüge mit den Abmessungen 30,48 χ

009613/1263

äMSPECTED

30,48 can bereit. BIe veränderlichen Größen waren wie folgt:

1. klares Spiegelglas, Rauch-Spiegelglas, klares Flotationsglas und Hauch-Flotationsglas;

2. -klare Zwischenschichten sowie solche, bei denen die Hälfte der Fläche gefärbt war, um damit gefärbten Kunststoff der Hersteller A und B zu simulieren;

3. festgesetzter Feuchtigkeitsgehalt von 0,3» 0,4 und 0,55 96.

Wie den Ergebnissen zu entnehmen ist, erzielte man aurch das vor dem Biegen durchgeführte Spülen des Glases mit Wasser einer Härte von 400 ppm eine befriedigende Beschüßfestigkeit, und awar insbesondere bei den niedrigsten der getesteten Feuchtigkeitsgehalte (0,3 bis 0,35 0), wobei bei den höchsten getesteten Feuchtigkeitswerten (0,50 - 0,55 0 ) die Haftung des Kunststoffs auf dem Glas noch akzeptabel blieb. In den Tabellen VIII-A und VIII-B wurden die Versuchsergebnisse zusammengestellt, die unter Verwendung von jeweils 10 Schichtgefügen je Variation erzielt wurden.

Tabelle VIII-Ar

Das Verhalten der Schichtgefüge mit klarem Spiegel-und klarem glotationsglas.

ORIGINAL INSPECTED

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Tabelle VIII-A (Fortsetzg.)

Glas	Zwisehen-	Durchschnitt	MBH
	schicht-	licher Feuch
	material	tigkeitsge
	des Her	halt in fo
	stellers		5,33 m
klares			5,88 m
Spiegel			5,91 m
glas	B	0,34 fo	5,55 m
Il	B	0,40	6,19 m
Il	B	0,52	6,1 m
Il	A	' 0,33
Il	A	0,40
Il	A	. 0,56
klases			5,94 m
J1I ο ta-			6,46 m
tions-			6,22 m
glas	B	0,35	5,97 m
Il	B	0,43	6,52 m
Il	B	0,53	7,01
Il	A	0,35
Il	A	0,44
It	A	0,53

Die Tabelle VIII-A enthält die Ergebnisse aus den Versuchen mit öchichtgefügen, deren von den Her stellern A und B bezogene Zwischenschichten aus klarem Kunststoff mit verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten bestanden und auf klares Fensterglas und klares Flotationsglas geschichtet wurden. Aus der Tabelle VIII-B ist das Verhalten von dchichtgefügen zu ersehen, deren Zwi-,schenlagen zur Hälfte klar und zur anderen Hälfte gefärbt -waren und die mit Rauch-Fensterglas und Rauch-Flotationsglas kombiniert wurden.

ORIGINAL SMSPECTED

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Tabelle VIII-B:

Das Verhalten von öchichtgefügen mit Rauch-Fenster -	glas und Rauch-Flotationsglas.	Flotations	B	Durchschnitt	MBH
	Zwischen	glas	B	licher Feuch-
Glas	schicht	Il	B	tigkeitsge - halt in $
	material des Her	Il	A
	stellers	It	A
		It	A
Rauch-		ti	0,30	5,64 m
Spiegel	B	0,39	5,82 m
glas	B	0,55	5,97 m
It	B	0,31	5,73 m
Il	A	0,38	6,0 m
Il	A	0,51	6,07 m
Il	A
ff
Rauch-	0,29	6,16 m
0,40	6,13 m
0,57	5,97 m
0,32	6,16 m
0,36	6,43 m
- 0,55	6,98 m

Die vorstehend, an 240 Proben durchgeführten Versuche lassen erkennen, daß Verbundgefüge mit gefärbtem Kunststoff eine geringfügig bessere Beschußfestigkeit besitzen gegenüber Schichtgefügen mit klaren Kunststoff-Zwischenschichten. Wie erwartet, wurde in beiden Fällen die Beschußfestigke'it mit erhöhtem Feuchtigkeitsgehalt in der Zwischenschicht verbessert.

In den Laboratoriumsversuchen wurde die Härte des für das Spülen des G-lases verwendeten Wassers dadurch

009813/1263

- 3D -

auf die gewünschten Werte angegeben, daß man entmineralisiertes Wasser mit entsprechenden Mengen von zwei Salzen (CaGIp und MgSo^) versetzte.

Die Versuche wurden durchgeführt, um das Verhalten der Schichtgefüge aus Glas, das mit Wasser, dessen Härte durch Zusatz von zwei Salzen (GaGIp und MgSO.) auf 400 ppm eingestellt worden war, gespült wurde, mit solchen Schichtgefügen zu vergleichen, deren Glas mit Wasser gespült wurae, das durch den Zusatz von nur einem Salz (CaGIp oder MgSO. ) gehärtet wurde. Die erste Untersuchung wurde an 12 b chi cht gefügen je Variation, d.h. an insgesamt 36 Schichtgefügen durchgeführt. Man verglich die Behandlung mit Leitungswasser mit härtenden Behandlungen mit einem Salz (CaCIp) und demgegenüber mit zwei Salzen (CaCIp und MgSO.) im Härtungs mittel. Das vor dem Biegen erfolgende Spülen des Glases mit Wasser einer Härte von 400 ppm, die durch den Zusatz von zwei Salzen (CaCIp und MgSO.) erzeugt wurde, ergab eine erheblich bessere Beschußfestigkeit als das Spülen mit Wasser, das durch Zugabe von nur einem Salz (CaCIp) auf 400 ppm gehärtet wurde. Die ScMchtgefüge aus Glas, das mit durch Zusatz der beiden Salze gehärtetem Wasser gespült wurde, zeigten eine mittlere Bruchhöhe von 4,76 m, während die Schichtgefüge aus Glas, das mit durch Zusatz des einen Salzes gehärtetem Wasser behandelt wurde, nur einen entsprechenden rfert von 3,81 m aufwiesen. Beide Sätze der Schichtgefüge boten eine viel größere Sicherheit als Schichtgefüge aus mit Leitungswasser gespültem Glas.

Eine Glasscheibe jeder für diese Untersuchungen

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- OBIGINAL INSPECTED

eingesetzten Probe wurde vor der simulierten Biege behandlung im Glühofen mit einer Dispersion von M-atomeenerde besprüht, die unter Verwendung von Leitungswasser einer Härte von 140 ppm hergestellt worden war.

Für die Herstellung der zu testenden Schichtgefüge wurden klares Spiegelglas und klarer Kunststoff des Herstellers Ä mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,34 bis 0,36 i» verwendet.

Eine ähnliche Untersuchung erfolgte an rfehichtgefügen mit Zwischenschichten eines· unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehaltes, wobei 12 Schichtgefüge je Varia- tion, d.h. insgesamt 24 üchientgefüge eingesetzt wurden. Man verglich die mittlere Bruchhöhe von öchiehtgefügen aus Glasscheiben, die vor dem simulierten Biegen mit durch Zusatz der beiden Salze auf 400 ppm gehärtetem Wasser gespült wurden, mit derjenigen von Schichtge fügen aus Glasscheiben, die unter Verwendung von lediglich mit MgSO, gehärtetem Wasser behandelt wurden. Eine bedeutend bessere Beschußfestigkeit wurde an Schicht gefügen beobachtet, die mit Hilfe des mit den beiden Salzen gehärteten Wassers behandelt wurden, gegenüber denjenigen Schichtgefügen aus Glasscheiben, die mit durch den alleinigen Zusatz von MgSO, gehärtetem Wasser ge spült wurden.

Wie in dem ersten Versuch wurden auch hier die zu testenden Schichtgefüge unter Verwendung von klarem Fensterglas und klarem Zwischenschichtmaterial hergestellt. Bei diesem letzteren Versuch betrug der Feuchtigkeitsgehalt der Zwischenschicht 0,29 bis 0,30 #.

00981 371263

Die für jede Variation aus den vorstehend genannten Versuchen gewonnenen Ergebnisse wurden in der Tabelle IX-A* in der die Härtebehandlung unter Verwendung von durch zwei Salze gehärtetem Wasser derjenigen mit durch CaCIp gehärtetem Wasser sowie derjenigen mit Leitungswasser gegenübergestellt wird, sowie in der Tabelle IX-B "zusammengestellt, in der die Behandlung mit durch zwei Salze gehärtetem Wasser mit
derjenigen mit durch MgSO. gehärtetem Wasser verglichen wird."

Tabelle IX-Ai

Vergleich von Schichtgefügen aus glasscheiben, die mit unbehandeltem Leitungswasser bzw. mit durch CaCIp ge-

härtetem Wasser bzw. mit durch zwei Salze gehärtetem Wasser gespült wurden.

Glas Spülen mit Wasser folgender Härte

klares	400	ppm	(CaCIp^MgSO4)
Spiegel
glas
klares	400	ppm	(nur CaCIp)
Spiegel
glas
klares	140	ppm	(Leitungswasse
Spiegel			Tabelle IX-B:
glas

Durchschnittlicher Feuchtigkeitsgehalt MBH

0,34

0,36 $>

4,75

3,81 m

2,8 m

Vergleich von bchichtgefügen aus Glasscheiben, die mit ORIGINAL INSPECTED

0098 13/1263

Tabelle IX-B (Fortsetzg.)

durch MgSO₄ gehärtetem Wasser bzw. mit durch, zwei Salze gehärtetem Wasser gespült wurden.

Glas

jäpülen mit Wasser folgender Harte

klares Spiegel glas

klares Spiegel glas

400 ppm (CaGl

400 ppm (MgSO₄)

Durchschnitt licher Feuch tigkeitsgehalt

0,29^ 0,30 $>

MBH

4,48 m

3,05 m

Beispiel 10:

Aus den vorstehenden aufgeführten Tabellen IX-A und IX-ΰ geht eindeutig hervor, daß das vor der Schichtung erfolgende Spülen der Glasscheiben mit durch ein Gemisch aus MgSO₄ und GaGl₂ gehärtetem Wasser zu Schichtgefügen führt, die mehr Sicherheit bieten als diejenigen "aus Glasscheiben, die mit durch das eine oder durch das andere der beiden Salze auf die gleiche Harte eingestelltem Wasser behandelt wurden. Durch eine weitere Untersuchung sollte ermittelt werden, ob ein optimales Verhältnis der Salze existiert. Zu diesem Zweck wurden 50 weitere Schichtgefüge aus jeweils 2 Glasscheiben mit den Abmessungen 30,48 χ 30,48 cm· und einer Normalstärke von 3,175 mm und aus einer Zwischenschichtfolie aus Polyvinylbutyral mit einer Stärke von 0,762 mm her-

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gestellt. Auf jede der 5 Variationen kamen dabei IO solcher Schichtgefüge . Zur Behandlung der hier eingesetzten Glasscheiben, die aus je einem Satz Schicht gefügen bestanden, wurde behfmdeltes entmineralisiertes Wasser verwendet, das auf eine Härte von 400 ppm gehärtet wurde, wobei aber für jeden Satz ein unterschied liches Verhältnis der Äquivalentgewichte von Calcium zu Magnesium gewählt wurde, wobei entmineralisiertes Wasser mit Gemischen von GaGIp und WgSO. in unterschiedlichem Verhältnis für jeden batζ versetzt wurde. Die derart behandelten Scheiben wurden geschichtet und unterteilte sie in 5 Sätze zu je 10 Schichtgefügen, wobei auf jedes Verhältnis ein solcher Satz kam, und zur Ermittlung der mittleren Bruchhöhe für jeden Satz dem vorstehend beschriebenen Kugeltest unterworfen. In der Tabelle X wurden die Ergebnisse der Versuche,mit diesen fünf letzteren Sätzen von ÜchichtgefUgen zusaramenge stellt.

Tabelle X:

Vergleich der mittleren Bruchhöhen von Schichtgefügen aus Glasscheiben, die mit Wasser einer von 400 ppm behandelt wurden, dem Calcium und Magnesium in unterschiedlichen Äquivalentgewichts-Verhältnissen zugesetzt worden war.

Äquivalentgewichts- Durchschnittlicher verhältnis von Ca/Mg Feuchtigkeitsgehalt

i	4/1	der Zwischenschicht	1"1BH
j j	2/1	0,33 Ά	6,22 m
	1/1	0,40 #	6,37 m
	1/2	0,34 fo	5,43 m
	1/4 .·.	0,30 %	4,69 m
	0,33 Io	5,58 m

0 9 8 13/1263 BW>

Wie obige Untersuchung zeigt, erzielt man bedeutend bessere Ergebnisse» "wenn die Glasscheiben mit einem Gemisch behandelt werden, das mehr Calcium ionen als Magnesiumionen enthält.

Aufgrund ihrer leichten Verfügbarkeit und ihrer Wirtschaftlichkeit sind zwar zur Erhöhung der Wasserhärte Calciumchlorid und Magnesiumsulfat als Salze verwendet worden, doch kann natürlich an die Stelle des Calciumchlorids jedes andere wasserlösliche CaI-ciumsalz wie Calciumbroinid, Calciumsalicylat, Galciumsulfhydrat, Galciumthiocarbonat, "Calciumthiocyanat und dergl. als Quelle für Calciumionen treten, und ebenso kann anstelle des Magnesiumsulfate als Quelle für Magnesium!onen jedes andere wasserlösliche Magnesiumsalz wie Magnesiumacetax, hagnesiumammoniumchromat, Magnesium-ortho-arsenit, toagnesiumchlorat, Magnesiumchlorid, Magnesiumselenat, Magnesiumnatriumchlorid, Magnesiuuithiosulfat und dergl. verwendet werden.

Aus dem beschriebenen Untersuehungepro£.rawin war folgende Schluß ιοί_erung zu ziehen:

1. Die lieschußfestigkeit ron Verbundsicherheitsglas kann dadurch erhöht werden, daß man die Glasscheiben vor ihrer Schichtung während des abschließenden Spülens eher mit hartem Wasser als mit entaiineralisiertem Wasser oder Wasserdampf behandelt.

2. Die Beschußfestigkeit von ierbundsicherheitsglas ist dann im allgemeinen besser, wenn das

ORIGINAL INSPECTED 009813/1263

harte, zum Spülen verwendete Wasser eine erhebliche Menge sowohl an Calcium- als auch an Magnesiumionen, vorzugsweise mehr Calciumionen als Magnesiumionen, enthält.

3. Die Erhöhung der Beschußfestigkeit nimmt mit
erhöhter Wasserhärte zu, doch ist die Verbesserung bei Wasserhärten über etwa 400 ppm nicht be-

ψ deutend.

4. Die Verbesserung der JBeschußiestigkeit von Verbund-Windschutzscheiben tritt ein, wenn die
Spülung mit hartem Wasser vor oder nach dem Bie-

-- gen erfolgt. Doch werden durch ein anschließendes Spülen mit weichem Wasser oder durch eine an schließende Dampfbehandlung die Vorteile aus
der Behandlung mit hartem Wasser wieder vermindert. Es wird daher" empfohlen, die letzte Wasser- ! behandlung vor der Schichtung mit Wasser einer ( Härte zwischen etwa 200 und 400 ppm auszuführen.

) Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung

wird für alle an den Glasscheiben ausgeführten WaschvorgLriige Leitungswasser verwendet, jedoch erfolgt das abschließende Spülen des Glases vor seiner Schichtung unter Verwendung von Wasser mit gesteuerter Härte (etwa 400 ppm, berechnet als CaGO^). Vor dem Biegen wird ein wässriges Spray aus Diatomeenerde als Trennmaterial auf eine abschließend gespülte Fläche aufgetragen.
Das zu härtende Wasser wird erhitzt und filtriert. Zur Lagerung der Zusätze (Calciumchlorid und Magnesium-

OHIGJNAL !NSPECTED 009813/1263

sulfat) , die für die Erhöhung der Härte des Spül wassers vorgesehen sind, wurden vier Polyäthylen-Behälter mit einem Fassungsvermögen von jeweils 189 Liter verwendet. Eine Hack-C.R.-Härte-Überwachungs- und Warnvorrichtung (der Hack Chemical Company of Ames, Iowa) überwacht axe Härte des gehärteten Spülwassers. Der durch das Harteprufgerät ausgelöste Alarm zeigt dem Betriebspersonal immer an, wenn die Härte nicht mehr in dem gewünschten Bereich liegt, und ermöglicht so die Steuerung der Fließgeschwindigkeit der aus den Polyäthylen-Behältern in den Spülwasser-Tank strömenden hochkonzentrierten Calciumchlorid- und Magnesiumsulf atiösungen.

Zwei der vier Polyäthylen-Behälter dienen zur Lagerung und Bereitstellung einer konzentrierten wässrigen CaIciumchloridlösung, die anderen beiden Poly äthylen-Behälter werden zur Lagerung'und Bereitstellung einer konzentrierten wässrigen Magnesiumsulfatlösung benötigt. Aus einem der beiden jeweils zusammengehörenden Behälter werden die beiden Bestandteile für die Härtung des Wassers entnommen , während man den zweiten der beiden jeweils zusammengehörenden Behälter zum He-rstellen und Mischen zusätzlicher konzentrierter Lösung, die verwendet werden kann, wenn der erste Behälter leer ist und umgekehrt.

Die beiden 189 1 fassenden Behälter für die CaI-ciumchloridlösung enthalten in vollem Zustand 53*524 kg Calciumchlorid, die beiden anderen 189 1 fassenden Behälter für die Magnesiumsulfatlösung enthalten, ebenfalls in vollem Zustand, 28,123 kg Magnesiumsulfat. Wenn ge-

ORIGINAL INSPECTED 00981 3/1263

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ringere Mengen der Lösung den Vorratstanks zugesetzt werden, werden die entsprechenden Salze im erwähnten Mengenverhältnis zugesetzt (etwa 2 Ca-Ionen je Mg-Ion).

Windschutzscheiben aus Verbundsicherheitsglas, bestehend aus CfI as scheiben, die erfindungsgemäß mit hartem Wasser behandelt wurden, bieten gegenüber Produkten, die unter Anwendung bekannter Zwischenschichten und Giasbehandlungen hergestellt wurden, einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor.

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Claims (7)

Patentansprüche;

1. Verbessertes Verfahren zum Biegen und Schichten von Glasscheiben zur Herstellung von Verbundsiciierheits-Windschutzscheiben, die aus einem Paar gekrümmter Glasscheiben und einer Zwischenschicnt aus plastifiziertem Polyvinyl butyral bestehen, wobei das Glasscheibenpaar zu übereinstimmender üurvenfona gebogen und dann auf die beiden Seiten einer plastifizieren irolyvinylbutyral-Folie ^escnichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) die Härte des zur Verfügung stehenden Wassers für die vor der Schichtung;; erfolgende Schlußspülung aer Glasscheiben mißt,

(b) in ausreichender Kenge zusätzliche wässrige Lösung eines wasserlöslichen Calcium- oder Magnesiuiüsalzes oaer Gemisciien aavon in einer 4uO ppm hinlänglich überschreitenden*Konzentrati on -usetsst, uni aie Hart'? aes rfassers auf etwa 200 uiB ΛϋΟ Gewichi steile 5 berechnet als Calciumcarbonate je i-iillion Gewicnteteile Lösung zu erhöhen, und

(c) die Glav-scheiben vur ihrer achichtung mit diesem behandelten Wasser spült.

2. Verbessertes Verahren nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Glasscheiben vor dem Biegen

BAD ORIGfNAU C 0 9 8 1 3 / 1 2 6*3

mit aetu ftehanuelten ,/ai^er f in-;-r Hart-,-, bezogen auf C.-loiuLio^rbonut, von etwa 4Ou ppm Lösung spült.

;,·. Verbessertem Verfanren nach An?pm cn 2, d^aurch .ccicei.nz^i Grauet, aa.

3 rna η die U-las scheiben nar;h aem Meijeii und vor ihrer äcliichtuii^ mit entsprechend behandelten Wasser einer Härte, besoden auf Galciuincarbonat, vor. ?tv,-a 2ÜÜ υ pm Lüsui^; spült.

4. Verbessertes V'erf'-mren nach Anspruch 1, daauroh gek'-Minzeicnnet, aaii man eine Zusatzlösung verwendet, die ein ü-einiscn aus ualciuuiionen und nagnesiuiüionen ent liiilt.

5. Verbessertes Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, aai3 man eine Zusatzlösung verwenaet, die als wesentliche .Bestandteile Calciumchlorid und ha^nefiumsuliat entiält.

6. Verbessertes Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zusatzlösung verwendet, die mehr Oalciuaiionen als Ma&nesiumionen enthält.

7. Verbessertes Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dai3 man eine .Zusatzlösung verv/enaet,

in der das Verhältnis von Calciumionen zu Magnesiumionen etwa 2 : 1 beträgt.

S. Verbessertes Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 man Glasscheiben aus Jlotationsglas verwendet.

y. Verbessertes Verfahren nach Anspruch 1, da -

CO 98 1 3/126 3

durch ejektinnzeionr.et, dai3 mn mindestens ei»-.- ·· r ζ . ccnichtenden bch-iben ?iuf einer Oue.-iläciie, :.i- K.;vor wit Wasser einer r^irte, De:<o_?-'exi '-al Cfel ^iuj:.ca!T;..i ·. l ,

v. ix annänerna 4υϋ υριη . esr/;it wur.i», rn-11 c:lr---r wärjfri. en DisDersion von Diatorr-ueener-ie benan.i-lt.

PPG Industries, Inn,

Rechtsanwalt

ORIGINAL

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