DE2220753B2 - Verbundsicherheitsglas aus einer Silikatglasscheibe, einer Kunststofffolie und einer Deckschicht, sowie seine Verwendung - Google Patents

Description

60

Die Erfindung betrifft ein Verbundsicherheitsglas, bestehend aus einer Silikatglasscheibe, einer mit dieser verbundenen Kunststolfolie mit hoher Zerreißfestigkeit und hoher Verformbarkeit und einer diese Kunststoffolie abdeckenden Deckschicht aus Kunststoff.

Bei dem in der FR-PS 10 67 942 beschriebenen Verbundsicherheitsglas besteht die Kunststoffolie aus Polyvinylacetat. Auf ihr sitzt eine Deckschicht, die das wobei R ein aliphatisches oder aromatisches Kohlenwasserstoffradikal, X ein hydrolysierbarer Rest, wie ein Halogenatom oder ein Alcoxyradikal, und π eine Zahl <4 bedeutet Derartige Silikonschichten sind nach dem Aushärten verhältnismäßig hart und spröde. Wenn sie ihren Zweck erfüllen sollen, muß die Unterlage, auf der sie aufgebracht sind, im vorliegenden Falle also die Polyvinylacetatfolie, verhältnismäßig hart sein. Ist die Kunststoffolie aber nicht hart sondern leicht deformierbar, dann bricht die Silikonschicht im praktischen Gebrauch des Verbundsicherheitsglases schon bei geringfügiger Beanspruchung, was das Verbundsicherheitsglas bald unbrauchbar macht. Würde man dazu übergehen, an Stelle einer weichen Polyvinylacetatfolie eine harte Polyvinylacetatfolie zu verwenden, dann sind die heute an solches Verbundsicherheitsglas, insbesondere bei Verwendung in Windschutzscheibensystemen. gestellten Anforderungen nicht mehr erfüllt. Wegen der geringen plastischen Verformbarkeit erreichen nämlich dann z. B. bei einem Aufprallunfall die auf den menschlichen Körper wirkenden Reaktionskräfte eine unzulässige Höhe, so daß ernsthafte Verletzungen /u befürchten sind.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Verbundsicherheitsglas der genannten Gattung so zu verbessern, daß es beispielsweise bei Verwendung eines solchen Verbundsicherheitsglases als Windschutzscheibe bei einem Kopfaufprall ein Höchstmaß an Sicherheit bietet, gleichzeitig aber ein gutes Gebrauchsverhalten aufweist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Deckschicht aus einem sehr weich eingestellten Kunststoff besteht, der in der Lage ist, infolge seiner Elastizität kratzerartige Oberflächeneindrücke selbst wieder auszuheilen. Für die Deckschicht eignet sich beispielsweise ein schwach vernetztes. insbesondere aliphatisches Polyurethan, während die Kunststoffolie zweckmäßig aus weichgemachtem Polyvinylbutyral besteht.

Man kann bei dieser Ausführungsform in weiterer Ausbildung der Erfindung zwischen der Kunststoffolie und der Deckschicht eine dünne, vorzugsweise 0,1 bis 0.2 mm dicke Zwischenfolie aus einem der folgenden Kunststoffe Zwischenschalten: amorphes Polyamid, amorphes Copolyamid, Celluloseacetobutyrat, CeIIuIosetriazetat, Polyester, insbesondere Terephthalat, isomeres Polymeres.

Es hat sich gezeigt, daß solche Zwischenfolien die Deformationsfähigkeit der weichen Kunststoffolie nicht unzulässig herabsetzen, wenn sie entsprechend dünn sind. Dabei kann ihre Wirkungsweise grundsätzlich unterschiedlich sein. Entweder verformen sie sich selbst unter der Stoßbelastung, wie beispielsweise Polyamid, oder aber sie zerreißen unter der Stoßbelastung und lösen sich dabei teilweise von der Kunststoffolie ab, wie beispielsweise Celluloseacetobutyrat. Die Anordnung solcher Zwischenfolien hat den Vorteil, daß dadurch die mechanische Stabilität der darunter angeordneten, an sich weichen Kunststoffolie erhöht wird, was sich auf das Gebrauchsverhalten von solchem Verbundsicherheitsglas günstig auswirken kann.

Verbundsicherheitsglas, insbesondere in der Anwendung als Windschutzscheibe mit den Merkmalen der Erfindung, hat aus biomechanischer Sicht insbesondere den großen Vorteil, daß die gute Dehnfähigkeit der weichen Kunststoffolie, insbesondere Polyvinylbutyralfolie, dadurch voll ausgenutzt werden kann, daß eine große Fläche dieser Folie an der Verformung teilnimmt Wird der gleiche dehnfähige Kunststoff nämlich von einer wenig verformbaren, aber von einer spröden Scheibe oder gar von einer Glasscheibe abgedeckt, dann haftet er zumindest auf dem größten Teil seiner Oberfläche auch nach einem Stoß noch an dieser Scheibe, und nur verhältnismäßig kleine Bereiche können sich unter der Belastung frei dehnen. Infolgedessen ist die Länge des möglichen Abbremsweges bei dem erfindungsgemäßen Verbundsicherheitsglas in seiner Anwendung als Windschutzscheibe wesentlich größer als bei dem bekannten Verbundsicherheitsglas.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, zwischen der Deckschicht und der Kunststoffolie eine die Diffusion von Wasserdampf verhindernde Kunststoffschicht anzuordnen. Dadurch wird erreicht, daß eine Beeinträchtigung der Klebekraft und/oder eventuelle Trübungserscheinungen, die auf der Aufnahme von Feuchtigkeit durch eine oder mehrere der Kunststoffschichten beruhen, vermieden werden. Die Klebekraft beeinflußt nämlich das Stoßverhalten des Systems, so daß eine kontrollierte und möglichst sich zeitlich nicht verändernde Verklebung aus diesem Grunde vorteilhaft ist. Die die Diffusion von Wasserdampf verhindernde Schicht besteht zweckmäßig aus einer der folgenden Verbindungen: Polyvinylidenchlorid, Polyisobutylen, weichgemachtes Polyvinylchlorid, Copolymeres aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, Polyolefin, insbesondere Polypropylen.

Schließlich kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung zwischen der Polyvinylbutyralfolie und der Zwischenfolie ein die Klebekraft zwischen diesen beiden bestimmender Haftvermittler angeordnet sein. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Klebekraft so einzustellen, daß sich die Zwischenfolie im mittleren Bereich der Scheiben beim Stoß von der Butyralschicht löst und dabei reißt. Auf diese Weise kommen die hinsichtlich des Stoßverhaltens gewünschten guten Eigenschaften des Polyvinylbutyral noch mehr zur Geltung. Als Haftvermittler haben sich die folgenden Verbindungen bewährt: lineare Polyester, Polyurethane, Isocyanate, Titanester, Kieselsäureester, Salze von Übergangsmetallen, Silylperoxid, Epoxid.

Seine besondere Verwendung findet das erfindungsgemäße Verbundsicherheitsglas als Windschutzscheibe, vorzugsweise dann, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung die Klebekraft im Mittelfeld der Scheibe so eingestellt ist, daß sich die Zwischenfolie beim Stoß von der Polyvinylbutyralfolie löst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele.

Beispiel 1

60

Eine handelsübliche 0,76 mm dicke Folie aus Polyvinylbutyral wird auf einer Seite mit einer Lösung eines weich aushärtenden aliphatischen Polyurethans beschichtet. Die beschichtete Folie wird sodann zur vollständigen Aushärtung bei etwa 90⁰C '/2 Stunde lange getempert. Sodann wird die beschichtete Folie mit der unbeschichteten Seite auf eine 3 mm dicke Glasscheibe gelegL Auf die beschichtete Oberfläche der Folie wird eine Glasscheibe lose aufgelegt auf deren in Kontakt mit der beschichteten Kunststoffolie kommenden Oberfläche ein Trennmittel aufgebracht wurde. Als Trennmittel hat sich z. B. eine dünne Schicht aus Magncsiumstearat bewährt das auf die Glasoberfläche aufgerieben wird. Dann wird die gesamte Anordnung einer Unterdruckbehandlung unterzogen, um die zwischen den einzelnen Schichten eingeschlossene Luft zu entfernen. Diese Unterdruckbehandlung ist im einzelnen in den deutschen Patentschriften 20 06 655 und 20 24 781 beschrieben. Nach dieser Unterdruckbehandlung wird die Anordnung einer üblichen Wärme-Oberdruck-Behandlung zur endgültigen Verklebung der Polyvinylbutyralfolie mit der Glasscheibe derart unterzogen, wie es in den deutschen Patentschriften 21 61 217 und 21 66 410 beschrieben ist Anschließend wird die abdeckende Glasscheibe entfernt

Beispiel 2

Eine 0,1 mm dicke Folie aus einem amorphen Polyamid oder eine 0,1 mm dicke Folie aus Celluloseacetobutyrat oder Cellulosetriazetat wird auf einer Seite mit einer weichen Polyurethan-Beschichtung versehen. Die Lösung kann durch Gießen oder mit einer Spritzpistole aufgetragen werden. Nach dem Trocknen an Luft wird die Schicht durch eine Wärmebehandlung bei etwa 90⁰C gehärtet.

Die so beschichtete Polyamid- bzw. Celluloseacetobutyrat- bzw. Cellulosetriazetatfolie wird nun mit einer 0,76 mm dicken Folie aus Polyvinylbutyral und einer Glasscheibe zusammengelegt. Im Falle der Verwendung einer Folie aus Celluloseacetobulyrat oder Cellulosetriazetat wird zwischen diese Folie und die Polyvinylbutyralfolie eine als Haftvermittler wirkende Schicht zwischengeschaltet. Hierfür eignet sich beispielsweise Zinn-ll-Chlorid, das in alkoholischer Lösung auf eine der beiden Oberflächen aufgesprüht wird. Statt dessen können hierfür auch handelsübliche Kleber aus linearen Polyestern und Polyurethanen verwendet werden. Auf die beschichtete Oberfläche der Polyamid- bzw. Celluloseacetobutyratfolie wird eine mit Magnesiumstrearat versehene Glasdeckscheibe lose aufgelegt. Die Anordnung' wird sodann nach den unier Beispiel 1 beschriebenen Verfahren unter Anwendung von Wärme und Druck verpreßt.

Beispiel 3

Es wird nach einem der vorangehenden Beispiele gearbeitet. Falls mit einer dünnen Folie aus Polyamid oder Celluloseacetobutyrat oder Cellulosetriazetat gearbeitet wird, wird auf die der Deckschicht gegenüberliegende Oberfläche der Folie eine Wasserdampfsperrschicht aufgebracht. Wenn gemäß Beispiel 1 eine Verbundsicherheitsglasscheibe ohne dünne Zwischenfolie hergestellt wird, wird die Wasserdampfsperrschicht unmittelbar auf die Polyvinylbutyralfolie und erst darauf die Deckschicht aufgebracht. Als Wasserdampfsperrschicht dient ein Film aus Polyvinylidenchlorid, das in Form einer wäßrigen Dispersion aufgetragen wird. Das Auftragen kann durch Aufgießen oder mittels einer Auftragewalze erfolgen. Nach dem Auftragen wird die Schicht getrocknet, zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von 50 bis 8O⁰C. Nach dem Trocknen soll die Schichtdicke etwa 5 bis 10 μηι betragen. Die übrigen Verfahrensschritte entsprechen wiederum den in den vorangehenden Beispielen beschriebenen.

Beispiel 4

Zur Herstellung einer Verbundsicherheitsglasscheibe mit einer Wasserdampfsperrschicht wird nach einem der Beispiele 1 oder 2 gearbeitet und als Wasserdampfsperrschicht zusätzlich eine Folie aus Polyvinylidenchlorid, Polyisobutylen, weichgemathtem Polyvinylchlorid, einem Copolymeren aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, oder aus einem Polyolefin, wie insbesondere Polypropylen, zwischen der PolyvinyibutyrcJfolie und der Kratzfestbeschichtung eingearbeitet. Wenn entsprechend Beispiel 2 eine Deckfolie aus Polyamid oder Celluloseester verwendet wird, kann als Wasserdampfsperrschicht eine Folie von etwa 15 μηι Dicke verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, wie im Beispiel 1 auf eine weitere Deckfolie zu verzichten, und die als Wasserdampfsperrr-chicht wirkende Folie selbst als Deckschicht zu verwenden, wobei sie dann eine Dicke von bis zu 100 μπι aufweisen kann.

Beispiel 5

Es wird eine Verbundsicherheitsglasscheibe mit einer höchstens 0,1 mm dicken Deckfolie aus Celluloseacetobutyrat nach einem der Beispiele 2,3 oder 5 hergestellt. Zum Zwecke einer Steuerung 6er Klebekraft zwischen der Folie aus Celluloseacetobutyrat und der Folie aus Polyvinylbutyral wird ein Haftvermittler verwandt. Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig weiche Verklebung. Durch Zumischen geeigneter im Handel erhältlicher Mittel kann die Klebekraft bis zu einer sehr festen Verklebung in dem gewünschten Maß erhöht werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verbundsicherheitsglas, bestehend aus einer Silikatglasscheibe, einer mit dieser verbundenen Kunststoffolie mit hohjr Zerreißfestigkeit und hoher plastischer Verformbarkeit und einer diese Kunststoffolie abdeckende Deckschicht aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem sehr weich eingestellten Kunststoff besteht, der in der Lage ist infolge seiner Elastizität kratzerartige Oberflächeneindrücke selbst wieder auszuheilen.

2. Verbundsicherheitsglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus schwach vernetztem, insbesondere aliphatischen! Polyurethan besteht.

3. Verbundsicherheitsglas nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie aus weichgemachtem Polyvinylbutyral besteht.

4. Verbundsicherheitsglas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kunststoffolie und der Deckschicht eine dünne, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm dicke Zwischenfolie aus einem der folgenden Kunststoffe zwischengeschaltet ist: amorphes Polyamid, amorphes Copolyamid, Celluloseacetobutyrat, Cellulosetriacetat, Polyester, insbesondere Terephthalat, ionomeres Polymeres.

5. Verbundsicherheitsglas nach einem der Ansprüehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Deckschicht und der Kunststoffolie eine die Diffusion von Wasserdampf verhindernde Schicht angeordnet ist, die aus einer der folgenden Verbindungen besteht: Polyvinylidenchlorid, Polyisobutylen, weichgemachtes Polyvinylchlorid, Copolymeres aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, Polyolefin, insbesondere Polypropylen.

6. Verbundsicherheitsglas nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Polyvinylbutyralfolie und der Zwischenfolie ein die Klebekraft zwischen diesen beiden bestimmender Haftvermittler angeordnet ist.

7. Verbundsicherheitsglas nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftvermittler aus einer der folgenden Verbindungen besteht: lineare Polyester, Polyurethane, Isocyanate, Titanester, Kieselsäureester, Salze von Übergangsmetallen, Silylperoxid, Epoxid.

8. Verwendung des Verbundsicherheitsglases nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Windschutzscheibe.

9. Verwendung des Verbundsicherheitsglases nach Anspruch 6 als Windschutzscheibe, bei der die Klebekraft im Mittelfeld der Scheibe so eingestellt ist, daß sich die Zwischenfolie beim Stoß von der Polyvinylbutyralfolie löst.

Verkratzen der Kunststoffolie verhindern soll. Diese Deckschicht besteht aus einer Silikonschicht, d. h. aus einem Hydrolyseprodukt von Organo-Siliziumverbindungen der allgemeinen Formel