DE2223275A1 - Verfahren zum Schuetzen von Gegenstaenden aus Glas - Google Patents
Verfahren zum Schuetzen von Gegenstaenden aus GlasInfo
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Description
DR. MÜLLER-BORG DIPL.-PHYS. DR. MANITI DIFL-CHEM. DR. DCUFEL
DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW
Ma/ 1972Γ
D/Dek/Sh - G 2203
GLAVERBEL
Chaussee de la Hulpe, 166 Watermael-Boitsfort, Belgien
Verja hren zum Schützen von Gegenständen aus Glas
Priorität: Großbritannien vom 21. Mai 1971, Nr. 16284/71
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen eines Kantenteiles
eines Gegenstandes, wobei der Kantenteil aus glasartigem oder vitrokristallinem Material besteht, welches als Folge chemischen
Härtens Oberflächendruckspannungen besitzt. Die Erfindung betrifft ferner nach dem Verfahren geschützte Gegenstände.
Der Ausdruck "vitrokristallines Material" bedeutet teilweise
entglastes Glas.
Die Kanten eines chemisch gehärteten Gegenstandes aus Glas oder vitrokristallinem Material, z* B. eine Verglasungsplatte oder
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eine Fahrzeugwindschutzscheibe, sind zerbrechlich, und wenn der Gegenstand mit der Kante auf den Boden selbst nur über
eine kurze Entfernung von z. B. 10 cm aufgestoßen wird oder selbst wenn der Gegenstand auf einer Kante auf einer harten,
rauhen Oberfläche steht, neigen solche Kanten in starkem Ausmaß dazu, ausgezackt oder ausgebrochen zu werden, möglicherweise
mit der Folge, daß der Gegenstand zersplittert. Solche Gegenstände müssen daher sehr sorgfältig gehandhabt
werden, beispielsweise bei der Lagerhaltung und beim Verpacken und wenn die Gegenstände auf eine Kante abgesetzt
werden, muß dies so sanft als möglich erfolgen und vorzugsweise auf eine glatte Oberfläche. Diese Faktoren beeinflussen
den Selbstkostenpreis der Gegenstände.
Die Kanten von chemisch gehärteten Gegenständen aus glasartigem oder vitrokristallinem Material sind zerbrechlicher
als Gegenstände aus nichtgehärtetem oder theraisch gehärtetem, glasartigem oder vitrokristallinem Material. Falls eine
Kante eines chemisch gehärteten Glasmaterials oder vitrokrist allinen Materials zahnförmig ausgebrochen wird, gehen
die Vorteile der chemischen Härtung oftmals in starkem Maße verloren, da der zahnförmige Ausbruch eine größere Tiefe besitzt
als die äußeren Schichten des Materials, in denen Druckspannungen durch die chemische Härtungsbehandlung aufgebaut
worden sind. Infolgedessen reicht eine schwache Zugspannung auf den Gegenstand aus, um ihn sum Zerspringen zu
bringen.
Die Tiefe der durch Druck gespannten, äußeren Schichten eines thermisch gehärteten Gegenstandes aus Glas oder vitrokristallinem
Material ist normalerweise tiefer und infolgedessen kann eine Beschädigung einer Kante des Gegenstandes
diesen nicht so sehr schwächen.
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Der zahnförmige Ausbruch einer Kante eines ais nichtgehärtetem
Glas oder nichtgehärtetem vitrokristallinem Material
hergestellten Gegenstandes hat keine irgendwie vergleichbare Einwirkung mit dem zahnförmigen Ausbrechen der Kante
eines Gegenstandes aus chemisch gehärtetem Glas oder vitrokristallinem Material; ein nichtgehärteter Artikel wurde
nicht zur Erzeugung von inneren Spannungen behandelt, wodurch dem Gegenstand die erhöhte Festigkeit gegeben wird,
und die Vorteile der erhöhten Festigkeit können dort nicht verloren gehen.
Gegenstände aus chemisch gehärtetem Glas oder vitrokristallinem Material sind daher insbesondere dafür anfällig, durch
Kantenbeschädigung wertlos gemacht zu werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, solche Gegenstände gegenüber Kantenbeschädigung während des Iransportes und anderer Handhabungsvorgänge
weniger anfällig zu machen. Die Erfindung ist zum Sdützen von Kantenteilen von chemisch gehärtetem
Glas oder vitrokristallinem Material, gleichgültig, ob der Gegenstand als Ganzes aus einem solchen Material hergestellt
ist oder nicht, nützlich.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß ein Schutzüberzug oder Schützüberzüge auf den zu schützenden
Kantenteil aufgebracht wird oder werden, wobei dieser überzug oder diese überzüge an dem Gegenstand festgemacht werden,
oder selbsthaftend sind.
• Es wurde gemäß der Erfindung gefunden, daß die Anwesenheit eines Kantenüberzuges bzw. einer Schutzauflage den Gegenstand
gegenüber einem Unbrauchbarmachen durch zahnförmigen
Ausbruch, durch Kantenbruch oder Zerspringen weniger anfällig macht und das Problem seiner sicheren Handhabung in starkem
Maße vermindert.
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Vorteilhafterweise wird ein solcher Schutzüberzug auf mindestens einem Teil einer Kantenfläche und ebenfalls über angrenzende
Randteile der an eine solche Kantenfläche anschließenden Flächen aufgebracht. Ein Überzug dieser Art schützt
in zufriedenstellender Weise die gebrochenen Kanten, z. B. im Fall einer Scheibe, bei welcher die scharfen gebrochenen
Ecken an der Schnittstelle der Kantenflächen der Scheibe und ihrer· Hauptflächen gebildet werden. Solche scharfen gebrochenen
Kanten sind insbesondere gegenüber Beschädigung anfällig, da der Gegenstand an solchen Stellen am wahrscheinlichsten
angestoßen wird. Die Ausdehnung des Überzuges über die Randteile der an die geschützte Kantenfläche angrenzenden
Flächen erleichtert das Befestigen des Überzuges an den Gegenstand.
Der Schutzüberzug kann mindestens ein Überzugsteil umfassen, welches derart angebracht wird, daß er auf dem zu schützenden
Kantenteil rittlings aufsitzt und sich an dem Gegenstand durch Reibung festklemmt, so daß dieses Teil in seiner Lage durch
den Reibungswiderhalt gehalten wird. Ein solches Teil kann sehr einfach und rasch an dem Gegenstand angebracht werden.
Alternativ kann der Schutzüberzug mindestens ein Teil aus duktilem
. „Material umfassen, wobei dieses Teil durch Pressen
gegenüberliegender Ränder hiervon gegen gegenüberliegende Flächen des Gegenstandes festgemacht wird, so daß das Teil
durch Reibung festgehalten wird.
Ein Überzugsteil einer der beiden zuvor genannten Formen kann in Verbindung mit einigen anderen Überzugskomponenten
oder -materialien, z. B. einem zwischen einer Kantenfläche des Gegenstandes und der ihm rittlings aufsitzenden Überzugskomponente,
kombiniert oder hiermit zusammen verwendet werden.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein
Überzug verwendet, welcher klebend an dem Gegenstand festgemacht ist oder hieran klebend selbst--haftet* Bei solchen
Ausführungsformen behält der Schutzüberzug sei^-e Schutzstellung
während der Handhabung der Scheibe äußerst fest bei. Bei bestimmten Ausführungsformen dieser Art umfaßt der überzug
mindestens einen Teil, der ein schmelzbares oder erweichbares Binde- oder Haftmittel, z. B. ein Kunststoffbindemittel,
umfaßt, welches in situ geschmolzen oder erweicht wird, wenn dieser Überzug in seiner Schutzstellung angeordnet worden ist,
und welches anschließend zum Halten cfes Überzuges in seiner
Stellung durch Adhäsion fest wird. Beispielsweise kann ein Teil oder mehrere Teile, das/die einen geeigneten thermoplastischen
Stoff enthält/enthalten, auf die Kantenfläche aufgebracht und Wärme und Druck unterworfen werden, um das/
die Teil/e zum Haften an dem Gegenstand entweder direkt oder
mittels einer zuvor aufgebrachten Haftschicht zu bringen.
Bei anderen Ausführungsformen dieser bevorzugten Art wird
ein Überzug verwendet, welcher ein Teil oder Teile umfaßt, das/die in ihrer Stellung mittels eines, z. B. vor oder zu
dem Zeitpunkt der Anbringung des Überzuges in der Schutz-
£ΓPT]T* * ΐTl *~ ww w
stellung,/aufgebrachten Klebmittels festgemacht wird oder
werden. Eine große Vielzahl von Überzugsteilen kann an dem Gegenstand auf diese Weise festgemacht werden. Dieses vorgefertigte
Teil oder diese vorgefertigten Teile kann/können ferner ein Klebemittel enthalten, welches in situ, wie zuvor
beschrieben, geschmolzen oder erweicht wird.
Ein Schutzüberzug, welcher ein Teil oder mehrere Teile besitzt, welche auf den Gegenstand aufgeklebt sind, kann ebenfalls
ein Hohlkehlenteil umfassen, welches auf dem Kantenteil - wie zuvor beschrieben - rittlings aufsitzt, wobei dieses
Hohlkehlenteil so angebracht ist, daß es beispielsweise den oder die schützenden Teil/e, welche auf dem Gegenstand aufgeklebt
sind, einschließt.
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Der Schutzüberzug oder die Schutzüberzüge kann/können beispielsweise
über die gesamte Kante des Gegenstandes oder über die gesamte Länge einer oder mehrerer Kanten des Gegenstandes,
falls dieser mehr als eine Kante besitzt, aufgebracht werden; alternativ kann/können der Überzug oder die
Überzüge über einen oder mehrere Teile der Kante oder einer oder mehrerer Kanten des Gegenstandes aufgebracht werden,
z.B. einen Teil, in welchem der Gegenstand eine starke Krümmung besitzt und daher ganz besonders anfällig gegenüber TJnbrauchbarmachen
durch Kantenbeschädigung ist.
In einigen Fällen ist es zum Schutz einer vorgegebenen Kante ausreichend, daß der Schutzüberzug oder die Schutzüberzüge
über einem Teil oder mehreren Teilen einer solchen Kante aufgebracht wird/werden. Beispielsweise kann/können ein
Schutzstreifen oder mehrere Schutzstreifen über einem Teil oder mehreren Teilen der Länge der Kante aufgebracht werden.
Den nichtüberzogenen Teil oder den nicht überzogenen Teilen dieser Kante wird/werden auf diese Weise ebenfalls ein gewisser
Schutz erteilt. Wenn der Gegenstand auf dieser Kante steht, kann/können der Schutzstreifen oder die Schutzstreifen
den Kontakt des nichtüberzogtnen Kantenteiles oder der nichtüberzogenen Kantenteile mit dem Boden verhindern.
Ein Kantenflächenüberzug kann sich natürlich über eine vollständige
Kantenfläche oder über eine vollständige Kantenfläche und benachbarte Randteile von angrenzenden Flächen erstrecken.
Die Wirksamkeit einer beliebigen vorgegebenen Form von Schutzüberzug
kann mittels einer Vorrichtung bestimmt werden* welche ein Schlagteil umfaßt, das über eine vorbestimmte Entfernung
auf eine Kante des Gegenstandes herabfallen gelassen wird, wobei das Ergebnis mit dem Ergebnis der Durchführung desselben
Testes an einem identischen Gegenstand, dessen Kante jedoch nicht geschützt ist, verglichen wird. Die Fallhöhe des
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Schlagteiles bestimmt die Schlagenergie für ein vorgegebenes Gewicht des Schlagteiles. In einer zur Untersuchung der Wirksamkeit
verschiedener Irten von Kantenuberzügen gemäß der Erfindung entwickelten Testvorrichtung wird das Schlagteil derart
aufgehangen, daß es gegen die Kantenfläche schwingen kannj
der Winkel zwischen der Schlagfläche des Schlagteiles und dem Gegenstand im Augenblick des Aufschlages ist einstellbar,und
das Schlagteil kann durch Schlagteile verschiedener Härte ausgetauscht werden.
Mittels einer solchen testvorrichtung wurde gefunden, daß
mit Hilfe von aus Metallbändern gebildeten Überzügen ein sehr wirksamer Schutz erzielt werden kann. Beispielsweise
können gute Ergebnisse durch Verwendung von Duraluminiumoder Messingbändern, welche auf die zu schützenden Kanten
aufgeklebt sind, erzielt werden. Beispielsweise können die Kanten einer geschichteten Verglasungseinheit, wie einer
durch Aneinanderbefestigung von zwei Scheiben aus chemisch gehärtetem Glas mittels einer zwischenliegenden Folie aus
thermoplastischem Kunststoff wie Polyvinylbutyral gebildeten Taf el5 durch Festmachen solcher Metallbänder an den Kantenflächen
der Tafel geschützt werden.
Es wurde gefunden, daß die zur Beschädigung einer Kante eines
durch Metallbänder geschützten Schichtkörpers erforderliche Schlagenergie des Schlagteiles wesentlich höher war,
als diejenige, zur Beschädigung einer gleichartigen Tafel,
welche thermisch gehärtete Glasscheiben besitzt und die daher normalerweise gegenüber Kantenbeschädigung widerstandefähiger
ist als ein chemisch gehärteter Glasscheiben umfassender Schichtkörper.
Zum Schützen von gebrochenen Kanten, z. B. den gebrochenen
Kanten an der Verbindung einer Kantenfläche einer Scheibe und ihrer Hauptflächen, mit Hilfe von einem oder mehreren
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Metallbändern kann das oder jedes Band derart gefaltet wer den, daß es mindestens einen Teil der Kantenfläche und benachbarte
Randabschnitte der angrenzenden Flächen bedeckt.
Alternative zu Metallbändern können Metalldrähte verwendet werden. In manchen Fällen sind Metalldrähte leichter
aufzubringen, insbesondere zum Schützen von gekrümmten Kanten, da Metallbänder, welche das gewünschte Ausmaß an
Schutz geben, zu starr oder unzureichend biegsam wären. Metalldrähte können auf die zu schützenden Kantenflächen
in derselben Weise wie Metallbänder aufgeklebt oder aufgekittet werden.
Es ist von Vorteil, ein schützendes Teil oder schützende Teile z. B. in der Form von einem oder mehreren aus weichem
Metall z. B. einer weichen Legierung gebildeten Bändern oder Drähten zu verwenden. Aus solchem Material geformte, schützende
Teile können sehr gute stoßabsorbierende Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können sehr zufriedenstellende Ergebnisse
durch Verwendung von einem oder mehreren schützenden Teil/en, die aus einer Blei-Antimonlegierung hergestellt sind,
erzielt werden. Um ausreichend stoßabsorbierend zu sein, sollte das schützende Teil oder die schützenden Teile eine wesentliche
Stärke besitzen, z. B. eine Stärke von 0,8 mm. Schützende Teile aus Weichmetall können einfach zum Überziehen von nur einer
Kantenfläche oder Kantenflächen oder sowohl einer Kantenfläche oder mehrerer Kantenflächen und benachbarter Randabschnitte von
angrenzenden Flächen des Gegenstandes aufgebracht werden.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Merkmal wird ein Schutzüberzug
angewandt, welcher aus Metall, z. B. Legierungen von verschiedener Härte, die übereinander angeordnet sind, hergestellte
Komponenten umfaßt. Der Vorteil eines Überzuges dieser
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Art liegt in den sich ergänzenden Eigenschaften der zwei
Metalle. Das weichere Metall vernichtet den Schlag, während das härtere Metall den Schlag über einen breiteren
Bereich verteilt. Das harte Metall kann der zu schützenden Kante am nächsten liegen. Jedoch wird es für gewöhnlich
vorgezogen, daß das weichere Metall dieser Kante am nächsten liegt. Das weichere Metall kann dann einen gleichmäßigen
Kontakt des Metallüberzuges mit dem überzogenen Teil des Gegenstandes fördern. Der Schutz ist daher wirksamer,
als wenn der Überzug mit dem Gegenstand an.lokalisierten Stellen nur in dem überzogenen Bereich Kontakt herstellen
würde.
Bei der Verwendung von übereinander angeordneten Schutzschichten, wie zuvor beschrieben, können die verschiedenen
Sdichten durch getrennte Teile gebildet werden, welche auf dem Gegenstand einer nach dem anderen zusammen aufgebracht
werden. Sowohl die innere als die äußere Schicht eines Doppelschichtschutzes, wie er zuvor beschrieben wurde,
kann, sich über eine Kantenfläche des Gegenstandes und über
benachbarte Randabschnitte angrenzender Flächen erstrecken.
Untersuchungen mit der zuvor, beschriebenen Testvorrichtung
haben gezeigt, daß die zuvor beschriebenen, aus Metallen verschiedener Härte zusammengesetzten Doppelschichtuberzüge
den Kanten eines Gegenstandes einen sehr wirksamen Schutz geben und sie vor Beschädigung und der Stoßen, welche mit
Sicherheit die Kanten beschädigen wurden, falls sie ungeschützt
wären, und selbst vor Besdädigung durch Stöße, welche die Kanten von aus thermisch gehärtetem Glas hergestellten
Gegenständen beschädigen wurden, schützen können.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Schutzüberzug
angewandt, welcher mindestens ein plastisches Material umfaßt. Kunststoffüberzüge sind einfach aufzubringen und er-
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möglichen eine bemerkenswerte, vielseitige Verwendbarkeit und können ein angenehmes Aussehen besitzen. Beispiele von
geeigneten Kunststoffen sind Polyester-? Phenolformaldehydkunststoffe
und elastomere Kunststoffe wie Silikon. Sogenannte Elastomere können ebenfalls verwendet werden, z. B. in
situ vulkanisiertes Thiokol (thermoplastische, kautschukähnliche Kunststoffe der Alkylpolysulfidgruppe, die bei der
Einwirkung von AlkaTLpolysulfiden auf Alkyldihalogenide und nachheriger teilweiser Schwefelentziehung entstehen).
Vorteilhafterweise wird ein Überzug aus thermoplastischem Material verwendet. Überzüge aus thermoplastischen Materialien
können sehr einfach aufgebracht werden. Es können z. B. aus Oellulosepropionat, Polyvinylchloracetat, Polyvinylacetat
oder Polyäthylen hergestellte Überzüge verwendet werden. Thermoplastische Elastomere sind sehr geeignet, z. B.
Acrylnitril/Styrolcopolymerisate. Ebenfalls können Überzüge aus harten Thermoplasten wie Polyvinylchlorid verwendet
werden, oder es können Kombinationen von Polymerisaten wie z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol/Polyvinylchlorid eingesetzt
werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird ein überzug eines Phenoxyharzes verwendet. Diese Harze besitzen
eine Anzahl von Eigenschaften, die sie zum Schutz von Kanten aus chemisch gehärtetem Glas oder vitrokristallinem
Material sehr geeignet machen.
Es ist ebenfalls sehr vorteilhaft, Überzüge von zusammengesetzter Art zu verwenden, welche plastische und metallische
Komponenten umfassen. So können zusammengesetzte Überzüge verwendet werden, welche aus thermoplasten und Metallen zusammengesetzt
sind, beispielsweise ein Polyäthylen- oder
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Polycarbonatband kann über einem Bleiband aufgebracht werden,
welches direkt auf der zu schützenden Kante angeordnet ist.
Bei bestimmten, vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung wird ein Überzug angewandt, welcher mindestens einen
Kunststoff umfaßt, der Fasern oder einen oder mehrere Fäden oder Garne, z. B. in Form eines Kardenbandes oder von
Kardenbändern, enthält. Die Fasern machen den Schutzüberzug ganz besonders wirksam. Es wird angenommen, daß die
in dem Kunststoff eingebauten Fasern beim Kantenschutz die Schlag- bzw. Stoßenergie über eine größere Oberfläche
verteilen, wodurch die Schlagkraft pro Einheitsfläche auf den Gegenstand herabgesetzt wird. Fasern können sowohl
in thermoplastischen als auch in hitzehärtenden Materialien eingebaut werden. Beispielsweise können Nylonfasern verwendet
werden.
Es ist sehr vorteilhaft einen überzug zu verwenden, welcher
mindestens einen Glasfasern eingebaut enthaltenden Kunststoff umfaßt. Solche Überzüge ergeben einen hoch schlagfesten
Schutz. Eine weitere empfohlene Art von Überzug umfaßt einen kunststoffbeschichtetes, endloses Garn oder einen kunststoffbeschichteten,
endlosen Faden oder ein kunststoffbeschichtetes Kardenband. Bei dieser Form von Überzug werden thermoplastische
Materialien bevorzugt eingesetzt. Die kunststoffbeschichteten Fäden oder Kardenbänder können in ununterbrochener Weise über
den zu schützenden Kanten aufgebracht werden.
Im Fall eines faserverstärkten Kunststoff oder kunststoffüberzogene
oder mit Kunststoff imprägnierte . Garne, oder
Kardenbänder . umfassenden Überzugsmaterials ist es vorteilhaft
, einen thermoplastischen Stoff zu verwenden. Thermoplastische Materialien sind weit zufriedenstellender als
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hitzehärtende Kunststoffe, da das ganze tlberzugsmaterial,
welches die Fasern, Fäden oder Kardenbänder eingebaut enthält, in einfacher Weise vor dem Aufbringen auf die zu
schützenden Kanten.hergestellt werden kann. Darüberhinaus besitzen thermoplastische Materialien bessere schlagabsorbierende
Eigenschaften.
Ein einen faserartigen Kern umfassendes Überzugselement
kann hergestellt werden, indem beispielsweise ein fortlaufendes Garn oder ein fortlaufender Faden oder ein
aus ineinander greifenden Fasern zusammengesetztes Kardenband durch eine Lösung des thermoplastischen Materials
durchgeführt und der beschichtete Faden oder das beschichtete Kardenband durch Erwärmen getrocknet wird. Dieser Prozeß
kann kontinuierlich durchgeführt werden. Beispielsweise kann der nichtbeschichtete Faden oder das nichtbeschichtete
Kardenband kontinuierlich von einer Bobbine abgewickelt und kontinuierlich auf eine andere Bobbine nach dem Durchtreten
durch die Beschichtungs- und Trockenzonen aufgewickelt
werden. Ein Faden oder Kardenband mit Kunststoffüberzug kann auf diese Weise sehr einfach hergestellt werden.
Um eine gute Befestigung des Überzuges auf dem Gegenstand
zu erzielen kann zuerst eine primäre Schicht oder Haftschicht zur Verbesserung der Adhäsion auf der zu schützenden Kante
aufgebracht werden. Viele Typen von Kunststoffüberzügen haften nicht sehr gut an Glas oder vitrokristallinem Material.
Der Kunststoffüberzug kann jedoch in seiner Lage mit Hilfe einer Haftschicht ausgezeichnet festgemacht werden. Geeigneterweise
wird ein Silan zur Bildung dieser Haftschicht verwendet. Durch Verwendung einer Silanhaftschicht kann eine
sehr zufriedenstellende Haftung zwischen dem Glas oder vitrokristallinem Material und einem nachfolgend aufgebrachten
Kunststoffüberzug erreicht werden. Das Silan reagiert mit dem Glas oder dem vitrokristallinem Material.
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Beim Aufbringen eines Eunststoffüberzuges kann der Kunststoff über den zu schützenden Kantenabschnitt aufgetragen
und dann Erwärmung und Druck unterworfen werden, damit der Überzug
in seiner Lage gehalten wird. Die gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck stellt eine zufriedenstellende
Adhäsion sicher. Diese Methode zur Befestigung kann unabhängig vom Iförliegen einer Primär schicht zwischen dem
Kunststoffüberzug und dem Gegenstand angewandt werden.
Gemäß bestimmter, sehr vrteilhafter Ausführungsformen der
Erfindung wird der zu schützende Kantenabschnitt durch Abschleifen
geglättet, bevor der Gegenstand chemisch gehärtet wird. Der Widerstand gegenüber Beschädigung, der durch den
nachfolgend aufgebrachten Überzug gewährleistet wird, ist dann besonders hoch. Die Abschleifbehandlung kann die Kante im
Sinne einer Verfeinerung glätten, ohne das Querschnittsprofil des Kantenabschnittes zu verändern. Eine solche Abschleifbehandlung
kann sehr einfach durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Abschleifen jedoch so durchgeführt, daß
das Querschnittsprofil des Kantenabschnittes des Gegenstandes geglättet wird. Anders ausgedrückt vermindert das Abschleifen
die Plötzlichkeit der Richtungsänderung von einer Stelle zu der nächsten längs des Profiles. Die Kantenverstärkung
ist dann am wirkungsvollsten. Beispielsweise kann ein gekrümmtes Profil durch Abschleifen in ein Profil verändert
werden, welches eine flachere Krümmung besitzt. Die Wirkung des Glättens des Profiles ist· jedoch am ausgeprägtesten,
wenn es die Entfernung einer Ecke unter Bildung einer konvexen Facette oder sogar unter Bildung einer ebenen gebrochenen
Kante, die mit den angrenzenden Flächen des Gegenstandes einen Winkel von größer als 90 ° bildet, umfaßt.
Ein aus Glas bestehender Kantenabschnitt kann bemerkenswert verstärkt werden, indem der Kantenabschnitt vor dem Aufbringen
des Schutzüberzuges einer Eektifizierungsbehandlung un-
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terzogen wird, welche die Beeinträchtigung der Oberfläche
des Kantenabschnittes durch Fehler vermindert, welche unter Zugbelastung Spannungskonzentrationen erzeugen können.
Die Eektifizierungsbehandlung kann unabhängig davon durchgeführt werden, ob die Oberfläche des Profiles der Kante
durch Abschleifen geglättet worden ist oder nicht.
Eine Eektifizierungsbehandlung kann vorteilhafterweise durchgeführt
werden, indem der Glaskantenabschnitt mit einem fluorhaltigen Medium in Berührung gebracht wird. Eine solche Behandlung
kann vor und/oder nach der chemischen Härtung des Gegenstandes durchgeführt werden.
Ein fluorhaltiges Mittel, wie es zuvor genannt wurde, wirkt eine Art von Kantenpolierung. Das Eektifizierungsmedium
kann z. B. eine wäßrige Lösung von Fluorwasserstoffsäure sein. Eine solche Lösung kann mit dem Kantenabschnitt
für eine kurze Zeitspanne, z. B. von einigen Minuten bis zu einigen Zehnteln von Minuten in Kontakt gebracht werden.
Die Erfindung ist von besonderem potentiellen Wert zum Schutz der Kantenabschnitte von Schichtkörpern, welche zwei
oder mehr Scheiben aus glasartigem oder vitrokristallinem Material umfassen und die durch eine oder mehrere Zwischenfolien
aus Kunststoffmaterial miteinander befestigt sind, wobei mindestens eine dieser glasartigen oder vitrokristallinen
Scheiben als Folge der chemischen Härtung Oberflächendruckspannungen besitzt. Zum Schützen eines Kantenabschnittes
eines solchen Schichtkörpers gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, einen Schutzüberzug zu verwenden, der ein Kunststoffmaterial
umfaßt, welches an der Kunststoffzwischenfolie oder den Kunststoffzwischenfolien des- Schichtkörpers an seiner
Kante zum Haften gebracht wird. Die'Verwendung einer Pri-
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märschicht oder einer Unterschicht zur Förderung der
Adhäsion ist dann nicht erforderlich. Der Überzug, welcher an der Zwischenfolie oder den Zwischenfolien festgemacht
wird, kann nur die entsprechende Kantenf lache des Schichtkörpers oder nur einen Teil einer solchen Kantenfläche bedecken,
oder der überzug kann eine solche Kantenfläche oder ' einen solchen Kantenflächenteil und einen benachbarten Randteil
einer oder jeder der angrenzenden Hauptflächen des Schichtkörpers bedecken. Der Kunststoffüberzug, welcher an
der Zwischenfolie oder den Zwischenfolien haftet, kann Komponenten, z. B. Fasern, aus einem anderen Material enthalten.
Beispielsweise kann der Überzug einen kunststoffbeschichteten Faden oder ein kunststoffbeschichtetes Kardenband umfassen,
welche durch mit einem Phenoxyharz imprägnierten Glasfasern gebildet werden.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist unabhängig von der Zusammensetzung des Glases oder des vitrokri
st allinen Materials und unabhängig von der angewandten Behandlung der chemischen Härtung vorteilhaft..Beispielsweise
kann das Verfahren auf Gegenstände aus Natronkalk-, Borsilikat-, Phosphat-, Borat- und Bleigläsern sowie aluminiumoxidreichen
und zirkonoxidreichen Gläsern angewandt werden. Das Verfahren kann auf Gegenstände aus vitrokristallinem
Material angewandt werden, bei welchen die gesamte Oberfläche oder ein Teil der Oberfläche in entglastem Zustand
vorliegt, oder in denen eine teilweise Entglasung über die gesamte Stärke des Materials aufgetreten ist. Das vitrokristalline
Material kann ein Material.sein, bei welchem eine teilweise Entglasung mit oder ohne einem kernbildenden
Mittel in der Materialzusammensetzung aufgetreten ist. Beispielsweise kann ein vitrokristallines Material aus einer
Siliciumdioxid , Aluminiumoxid, Soda, CaO und'Titanoxid
enthaltenden Zusammensetzung gewonnen werden. Andere Bei-
- 15 -
209850/1063
spiele sind vitrokristalline Materialien, die aus den Systemen:
M2O - MgO - Al2O, - SiO2 oder Id2O - ZnO - SiO2
erhalten wurden. Die Zusammensetzungen können ebenfalls andere Bestandteile, z. B. Boroxid oder Phosphoroxid enthalten.
Die in dem'vitrokristallinen Material vorhandenen
Kristalle können z. B. beta-Spodumen, Quarz, Nephelin,
Eucryptit (Li thium-Aluminiumsilikat) oder Oarnegieit (Natriumfeldspat)
sein. Selbstverständlich sind diese Zusammensetzungen und diese Arten von Kristallen lediglich
beispielsweise aufgeführt.
Die chemische Härtungsbehandlung kann z. B. eine Behandlung vom lonenaustauschtyp sein, bei welcher Ionen in äußeren
Schichten des Glases oder vitrokristallinen Materials, z. B. Natriumionen, durch größe1^, aus einem kontaktierendem
Medium stammende Ionen bei einer Temperatur ersetzt werden, welche nicht ausreichend hoch genug ist, um einen vollständigen
Abbau von Spannungen in dem Material bei der zur Verfügung stehenden Zeit auftreten zu lassen. Bei dieser Art von Härtungsbehandlung können die in das Glas diffundierenden, größeren
Ionen beispielsweise Kalium-, Rubidium- oder Cäsiumionen sein.
Alternativ kann die Ionendiffusion eine Substitution von normalerweise in dem Glas oder dem vitrokristallinem Material
vorliegenden Ionen, z. B. Natriumionen durch aus dem kontaktierendem Medium stammende Ionen umfassen, welche
auf den Oberflächenschichten des Materials einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten bewirken, wobei eine solche
Substitution bei einer ausreichend hohen Temperatur auftritt, um eine Entspannung in dem Material auftreten zu
lassen. Bei dieser Art von chemischer Härtungsbehandlung könneßySn das Material diffundierenden Ionen beispielsweise
Lithiumionen sein.
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Das Behandlungsmedium kann bei beiden Arten der chemisehen
Härtungsbehandluiig beispielsweise in Form eines geschmolzenen
Salzes, eines Gases, einer Paste oder eines Dampfes vorliegen.
Welche Art von chemischer Härtung auch immer angewandt
wird, die Ionendiffusion kann lediglich durch Erhitzen auftreten, oder sie kann durch ein elektrisches Gleichstromoder
Wechselstromfeld gefördert werden. Die Diffusion kann · ferner durch Anwendung von Schall- oder Ultraschallwellen
begünstigt werden.
Das Härten kann in zwei Stufen durchgeführt werden, wobei
jede der Stufen die Diffusion von Ionen eines verschiedenen Elementes in das Glas oder das vitrokristalline Material
umfaßt. Die ausgetauschten Ionen sind bevorzugt Alkalimetallionen, jedoch können es auch Ionen mit einer höheren Wertigkeit als 1,0 sein. Die chemische Härtung kann mit einer thermischen
Härtung kombiniert werden, und ihr kann eine "Kristallisation folgen. Der Gegenstand kann lokal .oder in einem bestimmten
Bereich oder in bestimmten Bereichen, z. B. nur an den Kanten oder Rändern gehärtet werden, oder er kann insgesamt
entweder gleichförmig oder differential gehärtet werden. Das Härten kann darüberhinaus nach oder vor dem Abschluß der Herstellung des Gegenstandes durchgeführt werden.
Vor oder nach dem Härten kann, der Gegenstand mit einer
Schicht bedeckt werden, z. B. einer harten Schicht oder mit einer Schicht mit optischen Eigenschaften.
Die Erfindung auf Gegenstände in Form von Scheiben und auf Gegenstände mit mehr komplexeren Formen wie Behälter
angewandt werden. Die Erfindung kann ferner auf Gegenstände angewandt werden, welche vollständig oder nur teilweise aus
Glas oder vitrokristallinem Material hergestellt sind.
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Die Erfindung "betrifft ebenfalls Gegenstände mit einem
Kantenabschnitt aus glasartigem oder vitrokristallinem
Material, welches Oberflächendruckspannungen als Folge von chemischer Härtung enthält, die sich dadurch auszeichnen,
daß der Gegenstand einen Kantenabschnitt besitzt, über welchem sich ein Schutzüberzug befindet,
der an dem Gegenstand festgemacht ist. Ein so geschützter Gegenstand kann mit Sicherheit einfacher gehandhabt werden
und ist daher weniger kostspielig als Gegenstände ohne einen solchen schützenden Kantenüberzug.
Ein einen Kantenschutz aufweisender Gegenstand gemäß der Erfindung kann durch ein oder mehrere Wahlmerkmale gekennzeichnet
werden, welche einer der zuvor beschriebenen, wahlweisen Verfahrensstufen zugeordnet werden können.
Verschiedene, beispielhaft ausgewählte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden beschrieben, wobei auf
die Zeichnung Bezug genommen wird; in der Zeichnung sind
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Messung der Schlagfestigkeit von Kanten eines Gegenstandes;
Fig. 2 bis 6 Querschnittsansichten von Abschnitten von fünf verschiedenen Gegenständen, von denen jeder
eine gemäß der Erfindung geschützte Kante aufweist und
Fig. 7 eine Erläuterung eines Verfahrens und einer Vorrichtung
zum Aufbringen eines Kantenschutzes gemäß der Erfindung auf die Kanten einer Scheibe.
Die Kanten eines Stückes einer Glasscheibe mit der folgenden Zusammenaäbzung:
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SiO2 | 72 | Gew.% |
Ha2O | 14,2 | Il |
GaO | 8,1 | Il |
MgO | 4,5 | Il |
Al2O | 1,2 | Il |
mit den Abmessungen 1,8mx0,9mx 0,005 ^ wurden zu einer
Facettenform abgeschliffen, die der Form des in Fig. 2 gezeigten Kantenabschnittes 21 entspricht.
Das Abschleifen wurde mit einem SiC-Schleifband der Korngröße
320 durchgeführt. Die Winkel der gebrochenen Kanten betrugen 135 °·
Die Scheibe wurde j?0 min in ei*1 wäßriges Bad eingetaucht,
welches 6 Vol.% HF und 6 Vol.% H2SO2^ enthielt j das Bad wur
2^
de auf 21 0C gehalten. Nach diesem Vorgang wurde die Scheibe
chemisch in einem Bad aus geschmolzenem KKO, bei 470 0C
gehärtet. Die Scheibe wurde 20 h in dem Bad gehalten und dann aus dem Bad entfernt und abgekühlt. In dem Härtungsbad waren Natriumionen bis zu einer Tiefe von 31 Mikron
von der Oberfläche des Glases durch Kaliumionen ersetzt
worden. Die Zugfestigkeit des Glases wurde um etwa 65. kg/mm
gesteigert, wobei dieser Wert durch Messen identischer Proben erhalten wurde, welche in derselben Weise wie die untersuchte
Scheibe behandelt worden waren.
Ein TJ-förmiges Überzugsteil 22, hergestellt aus einer Blei-Antimonlegierung
mit 3 % Antimon und 0,3 mm Stärke wurde über der Kantenfläche der Scheibe angeordnet, wobei die entgegengesetzten
Seiten des Teiles gegen die Hauptflächen der Scheibe gepreßt wurden, so daß das Dberzugsteil sich an der
Scheibe festklemmte. · ■'
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Die Festigkeit gegenüber Ausbrechen bzw. Kröseln der so geschützten Scheibe wurde mit der in Fig. 1 beschriebenen
Vorrichtung untersucht. Die Vorrichtung umfaßt ein Schlagteil 1, welches über eine Stange 2 von einem an einem aufrechten
Träger 9 getragenen Arm 4 herabhängt. Die das Schlagteil 1 tragende Stange 2 kann rund um einen Zapfen 3
schwingen. Das Schlagteil 1 kann an der Stange 2 in gerader Linie hiermit, wie dies gezeigt ist, oder in einem Winkel zu
der Stange anmontiert werden. Die zu untersuchende Scheibe wird auf einem Träger 7 gegen einen verschiebbaren Block 8
angeordnet. Die in Ebntakt mit dem Block befindliche Kante der Scheibe wurde nicht geschützt. Die das Schutzüberzugsteil
tragende Scheibenkante 6 wurde beinahe direkt unterhalb des Zapfens 3 angeordnet, so daß die Schlagfläche des Schlagteiles
bei senkrechter Stange 2 senkrecht und flach zu der senkrechten Fläche des Überzugsteiles 22 war. Das Schlagteil
wurde angehoben, so daß die Stange 2 einen Winkel mit der Vertikalen bildete. Das Schlagteil wurde dann frei nach
unten um den Zapfen 3 schwingen gelassen, so daß das Schlagteil
auf das Überzugsteil 22 aufschlug.
Die Wirkung des Schlagteiles differierte mit seiner Härte. Schlagteile verschiedener Härte wurden angewandt, beispielsweise
Teile mit einer Vickers-Härte von 500 kg/mm und
1000 kg/mm . Die geschützte Kante wurde Schlagen zunehmender
Größe durch Steigerung des AnfangswinkeIs der Stange 2
von einem Test zu dem nächsten unterzogen. Die Schlagenergie nimmt mit Steigerung dieses Winkels zu, wobei die Beziehung
zwischen der Energie und dem Winkel jedoch nicht linear ist. Die minimale Schlagenergie, welche ein Ausbrechen bzw. Kröseln
der Scheibenkante verursachte, wurde aufgezeichnet, und es wurde ein Vergleich mit der minimalen Schlagenergie
gemacht, welche Ausbrechen bzw. Kröseln einer anderen Kante
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der Scheibe verursachte, wobei diese Kante ohne irgendeinen Schutzüberzug untersucht wurde. Das Verhältnis der
ersten zu der zweiten Messung ist ein Maßstab für den durch den Kantenüberzug gewährleisteten Schutz. Dieses Verhältnis
kann in geeigneter Weise als "Schutzkoeffizient'1 ausgedrückt
werden. Dieser Ausdruck wird ebenfalls in den folgenden Beispielen als Maß für den Schutz gewählt, der bei einer
vorgegebenen Form eines Kantenschutzes gewährleistet wird,und der durch Anwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung
in den besonderen Untersuchungen bestimmt wird, wobei der Schutzkoeffizient in jedem Fall das Verhältnis zwischen
der Schlagenergie ist, die eine bestimmte Beschädigung der geschützten Kante ergibt, und der Schlagenergie, die eine
vergleichbare Beschädigung einer identischen, jedoch ungeschützten
Kante ergibt.
Bei einem Test wurde ein Schlagteil mit einer Härte von etwas
weniger als 500 kg/mm- (Vickers-Härte) verwendet. Das Schlagteil
wurde in gerader Linie mit der Stange angeordnet. Der Schutzkoeffizient betrug bei Verwendung eines Überzugsteiles
22 von 0,3 mm Stärke 6,6. Dies bedeutet, daß die zum Ausbrechen bzw. Kröseln der geschützten Kante erforderliche Schlagenergie das 6,6-fache der Schlagenergie war, welche zum Ausbrechen
bzw. Kröseln der ungeschützten Kante einer identischen Vergleichsscheibe benötigt wurde.·
Bei weiteren Untersuchungen wurde ein tJberzugsteil 22 dersel-*
ben legierung von 0,8 mm Stärke verwendet· Hierbei betrug der Schutzkoeffizient 35,
Die Kanten eines Stückes aus Scheibenglas von 30 om x 30 cm
χ 0,1J? mm wurden durch Abschleifen in derselben Weise wie die
Scheiben in Beispiel 1 verformt* Die Hauptf!Hohen der Scheibe
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wurden mit Paraffinwachs überzogen, und die Scheibe wurde
30 min in ein wäßriges Bad eingetaucht, welches 10 VoI<,%
HF (70 % Konzentration) enthielt, wobei das Bad auf 24 0O
gehalten wurde. Auf diese Weise wurden nur die Kanten säurepoliert. Nach Entfernung der Scheibe aus dem Bad wurde
das Paraffinwachs von der Scheibe entfernt, und sie wurde chemisch gehärtet, indem geschmolzenes Kaliumnitrat bei 465 0O
über ihre Haupt- und Kan,tenf lachen 24 h strömengelassen wurde.
Während dieser Zeitspanne wurde ringsum die Scheibe ein GOp-Partialdruck von 0,4 at aufrechterhalteno Zwei
Probe.scheiben aus in genau derselben Weise behandeltem Glas
wurden Zugfestigkeitsuntersuchungen unterzogen. Diese zeigten, daß die Zugfestigkeit der Scheiben durch die chemische Härvungsbehandlung
auf etwa 47 kg/mm gesteigert wurden.
Die Kanten der gehärteten Glasscheibe wurden dann durch Schutzteile, wie in Pig.'5 erläutert, bedeckt. Ein Messingstreifen
23 mit einer Stärke von 0,1 mm wurde auf Jeder
Kantenfläche der Scheibe angeordnet, und ein Bleiband 24 von 0,1 mm Stärke wurde dann darübergefaltet, um sich an den
zugehörigen Flächen der Scheibe festzuklammern und den Messingstreifen
in seiner Stellung gegen die Kantenfläche der Glasscheibe zu halten.
Der Ausbrechwiderstand wurde dann unter Verwendung der in i"iS· 1 gezeigten Vorrichtung im Vergleich zu einer Glasscheibe
gemessen, welche in identischer Weise hergestellt worden war, jedoch keinen Kantenschutz besaß* Das Schlagteil wurde
in gerader Linie mit der Stange angeordnet. Die Vickers-Härte
2 des Schlagteiles betrug etwa 500 kg/mm . Der Schutzkoeffizient
entsprechend der Definition im Beispiel 1 wurde au 35 berechnet
- 22 -
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Eine Scheibe aus vitrokristallinem Material mit der fol
genden Zusammensetzung wurde hergestellt:
SiO2 | 48 | Gew.% |
Al2O3 | 32 | Il |
Na2O | 10 | It |
CaO | 2 | II |
•J» H. LJ S^ | 8 | π |
Die Scheibe besaß in einer Ebene eine natürliche Krümmung mit konstantem Radius, so daß die Scheibe in dieser Ebene
einem Bogen eines Kreises von 100 cm Durchmesser entsprach, wobei der Bogen einen Winkel von 90 °-einschaltete. Die
andere Abmessung der Scheibe senkrecht zu ihrer Krümmungsebene betrug 120 cm, und die Stärke der Scheibe war 6 mm.
Die Scheibe wurde "4-8 h in ein Bad aus geschmolzenem CsNO,
bei 445 °C eingetaucht. Das Bad enthielt 0,2 Gew.% Cs2CO5.
Die Scheibe wurde hierdurch chemisch gehärtet, und ihre Zugfestigkeit unter durch Biegung auferlegten
Kräften wurde um einen Faktor von 4 erhöht.
Die Kantenflächen der Scheibe wurden dann geschützt, indem längs jeder dieser Kantenflächen eine Schicht aus Weoprenkleber
gelegt wurde und dann 10 Messingdrähte von 0,2 mm Durchmesser in die Klebemittelschichten eingelegt wurden,
so daß die Drähte fest in ihrer Stellung gehalten wurden. Es gab keine Schwierigkeit beim Biegen der Drähte, um
der Krümmungslinie der gekrümmten Kantenflächen der Scheibe aus vitrokri st allinem Material zu folgen. Die Anbringung
von flachen Streifen längs solcher Kanten würde viel schwie-
- 23 209 8 50/10,63, Λ · u
riger sein, da solche Streifen gegenüber Biegungen in ihren
eignen Ebenen widerstandsfähig sind. Ein Bleiband von 0,1 nun Stärke wurde dann über jeder Kante der Scheibe gefaltet, -um
die Messingdrähte einzuschließen und sich an den Rändern der Hauptflächen·der Scheibe festzuklemmen.
Die in J?ig. 1 gezeigte Vorrichtung wurde zur Messung des
Schutzkoeffizienten im Hinblick auf das Ausbrechen bzw. Kröseln der Kante eingesetzt. Das verwendete Schlagteil besaß
eine Vickers-Härte von annähernd 500 kg/mm und wurde in gerader
Linie mit der Stange angeordnet. Der Schutzkoeffizient, entsprechend der Definition von Beispiel 1, wurde zu 28 bestimmt
.
Eine Glasscheibe mit den Abmessungen 1mx1,10mx 0,003 m
wurde nach dem Pittsburgh-Verfahren aus geschmolzenem Glas mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
SiO2 | 64 Gew.% |
Na2O CaO · |
11 " 6 " |
MgO | 6 " |
Fe2O3 | Spuren |
B2O3 | 8 Gew.% |
Al2O3 | 5 " |
Die Scheibe wurde chemisch gehärtet, indem Lithiumionen
in die Oberfläche der Glasscheibe aus einem geschmolzenen Medium eindiffundieren gelassen wurden, welches 10 Gew.%
LiNQ, und 90 % NaNO3 enthielt und eine Temperatur von
59O C besaß. Die Scheibe blieb mit dem geschmolzenen Medium
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25 min in Berührung. Nach dem Abkühlen der Scheibe wurde
sie 1 min in eine wäßrige Lösung eingetaucht, welche 9 Vol.% Fluorwasserstoffsäure (70 % Konzentration) enthielt
und eine Temperatur von 20 0C besaß. Jede der Scheibenkanten
wurde dann mit einem Bleiband von 0,2 mm Stärke bedeckt ,und ein Duraluminiumband von 0,5 mm wurde oben auf
das Bleiband aufgelegt. Die Bänder wurden über den Kanten
der Scheibe gefaltet, so daß sie sich an den Rändern der Hauptflächen der Scheibe in ähnlicher Weise wie die in den
Fig. 2 und 3 gezeigten Bänder 22 und 24 festklemmten.
Die in Fig. 1 erläuterte Vorrichtung wurde zur Bestimmung des Schutzkoeffizienten bezogen auf zahnförmigen Ausbruch,
wie in Beispiel 1 definiert, angewandt. Bei Verwendung eines Schlagteiles mit einer Vickers-Härte von etwa 500 kg/mm ,
welches in gerader linie mit der Stange angeordnet war, wurde ein Schutzkoeffizient von 37 festgestellt.
Eine Kräftfahrzeugwindschutzscheibe, wie in Fig. 4 wiedergegeben, wurde aus zwei Glasscheiben 31 und 32 und einer
Scheibe 30 von hochschlagfestern Polyvinylbutyral mit einer
Stärke von 0,76 mm hergestellt. Die Glasscheibe 31 wurde
nach dem Schwimmverfahren (Eloatprozeß) hergestellt und besaß eine Stärke von 2,9 lani« Die Glasscheibe 32 wurde durch
Horizontalziehen hergestellt und besaß eine Stärke von 1,4 mm, Die zwei Glasscheiben wurden auf die gleiche natürliche
Krümmung gebogen, welche mit der gewünschten Krümmung der Windschutzscheibe übereinstimmte. Vor dem Zusammenbau der
Scheibenkomponenten wurden die Kanten der Glasscheiben zu dem in der Zeichnung gezeigten, konvexen Erofil geschliffen,
und die Glasscheibe 32 wurde einer chemischen Härtung unterzogen,
indem sie 15 h in ein auf 480 0O gehaltenes Bad
aus geschmolzenem Kaliumnitrat eingetaucht wurde· Die Schei-
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222327S
be 31 war nicht gehärtet. Die Scheiben wurden unter Wärme
und Druck miteinander fest verbunden, um den dreilagigen Schichtkörper zu bilden, wie dies an sich bekannt ist.
Die Kante der vervollständigten Windschutzscheibe wurde geschützt, indem längs der Kantenfläche ein Bleistreifen
33 mit einer Stärke von 0,1 mm angeordnet wurde. Der Bleistreifen wurde mit gekrümmten Messinghohlkehlenteilen
wie dem Tftil 34 mit einer Wandstärke von 0,1 mm bedeckt,
welche sich an den Bändern gegenüberliegender Flächen der Windschutzscheibe festklemmten.
Der durch diesen Kantenschutz gewährleistete Schutz vor
Kantenausbruch wurde mittels der in tfig. 1 gezeigten Vorrichtung
unter Verwendung eines Schlagteiles mit einer Vickers-Härte von 1000 kg/mm gemessen, welches mit seiner
Achse in einem Winkel von 20 ° zur Achse der Stange angeordnet war. Der Schutzkoeffizient entsprechender Definition
in Beispiel 1 betrug 32.
Bei einem weiteren Test wurde der Schutz vor Kantenausbruch, wie er durch diesen Kantenschutz gewährleistet wird, unter
Verwendung desselben Schlagteiles gemessen, welches mit der Stange in einer Ianie angeordnet warf In diesem Fall betrug
der Schutzkoeffizient 25.
Die Kanten einer Glasscheibe mit den Abmessungen 30 cm χ 30 cm χ 0,1 cm wurden geschliffen, um ihnen ein konvexes
Profil zu erteilen, welches mit einem Bogen von konstantem Radius übereinstimmte und sich über einen Winkel von 90 °
erstreckte. Auf diese Weise wurden scharfe, gebrochene Kan-
- 26 -
209850/1063
ten an der Verbindung zwischen den Kantenflachen und den
Hauptflächen der Scheibe belassen. Die Scheibe wurde dann
chemisch gehärtet, indem sie 48 h in ein aus 30 Gew.% Natriumnitrat
und 70 Gew.% Kaliumnitrat zusammengesetztes
Bad eingetaucht wurde, wobei die Badtemperatur 450 0C betrug.
Nach dem Abkühlen der gehärteten Scheibe wurden ihre Kanten mit einer Schicht eines Polysulfides bedeckt, welches an dem
Glas haftete, und der Polysulfidkantenüberzug wurde in situ vulkani si ert.
Der durch einen solchen Überzug vor Zerspringen der Scheibe durch Kantenstoß gewährleistete Schutz wurde unter Verwendung
der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung mit einem Schlagteil gemessen,
welches eine Vickers-Härte von 1000 kg/mm besaß und mit seiner Achse in einem Winkel von 20 ° zu der Achse der
Stange angeordnet war. Der Schutzkoeffizient entsprechend der Definition in Beispiel 1 betrug 4.
Vitrokristalline Streifen mit rechteckigem Schnitt und den
Abmessungen 40 cm χ 3 cm χ 0,4 cm, wobei das vitrokri st alline
Material die folgende Zusammensetzung besaß:
SiO2 | 63 | 5 | Gew.% |
Al2O3 | 24 | 5 | Il |
Id2O | VJI | η | |
OJiO2 | 5 | • π | |
CaO | 1, | π | |
ο, | |||
- 27 209850/1063
wurden an ihren Längskantenflachen einem Abschleifen unterzogen,
um ihnen ein facettiertes Profil ähnlich dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten Kantenprofil zu erteilen. Die Streifen
wurden dann 1 h in eine wäßrige Lösung, welche 6 Vol.%
HF (70 % Konzentration) und 6 Vol.% H2SO4 enthielt, bei einer
Temperatur von 20 0C eingetaucht. Die Streifen wurden anschließend
1 h in ein Bad, welches 50 Gew.% NaOl und 50 Gew.%
MgOl2 enthielt, bei einer Temperatur von 570 0O eingetaucht.
Durch diese Behandlung wurde die Zugfestigkeit der vitro-
kristallinen Streifen auf 58 kg/mm angehoben.
Die Streifen wurden dann in Posten aufgeteilt, und die verschiedenen
Posten wurden mit verschiedenen Formen von Kantenschutz versehen und in Vergleich mit gleichartig aufgebauten
und behandelten Streifen ohne Kantenschutz unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung untersucht, um das durch
die verschiedenen Arten von Kantenüberzügen vor Ausbrechen der Kantenstreifen durch Stoß gewährleistete Ausmaße an
Schutz zu bestimmen. Bei den Untersuchungen besaß das verwendete Schlagteil eine Vickers-Härte von 5OO kg/mm und
war mit seiner Achse in gerader Linie mit der Achse der Stange angeordnet.
Die Kanten eines Postens an Streifen wurden mit einer Schicht von Silikonelastomerem mit 1 mm Stärke bedeckt, welches über
die Längskantenflächen der Streifen ausgepreßt und in situ vulkanisiert worden war. Der Schutzkoeffizient betrug 4-.
Die Kanten eines zweiten Postens an Streifen wurden mit einer Bleischicht von 0,1 mm Stärke und mit einem über die Bleischicht
aufgebrachten Hohlkehlenteil aus Polyäthylen mit einer Wandstärke von 1 mm bedeckt. Der Schutzkoeffizient betrug
10.
- 28 -
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Die Kanten eines dritten Postens an Streifen wurden mit einer
Schicht von Neoprenklebstoff bedeckt, in welchem zwei
p^allele Kardenbänder aus Glasfasern eingelegt waren. Der
Schutzkoeffizient betrug 11.
Die Kanten eines vierten Postens an Streifen wurden mit einem
Schutz in Form von 12 Eisendrähten von 0,15 ehe Durchmesser
versehen, welche parallel längs den Kantenflächen angeordnet und in ihrer Lage durch Verkitten .festgehalten wurden.
Der Schutzkoeffizient betrug 25-
Die Kanten eines fünften Postens von Streifen wurden mit
Schutzteilen mit U-Schnitt bedeckt, die aus Blei hergestellt waren und eine Wandstärke von 0,8 mm besaßen. Der Schutzkoeffizient
betrug 22.
Die Kanten eines sechsten Postens an Streifen wurden mit Schutzteilen mit U-Schnitt bedeckt, die aus Polyvinylchlorid
hergestellt waren und eine Wandstärke von 1,3 mm besaßen. Der Schutzkoeffizient betrug 15- ·
Die Kanten eines siebten Postens an Streifen wurden mittels Kardenbändern aus Nylonfaser geschützt, welche in einem
Neoprenklebstoff abgelagert wurden, der an den Kanten der
Streifen haftete. Der Schutzkoeffizient betrug 26.
Die Schutzeinrichtungen aus Kunststoff und aus kunststoffbesdichtetem
Material besaßen ein anziehenderes Aussehen als die Schutzeinrichtungen aus Metall.
Ein Posten von Scheiben 35» wovon eine in der Fig. 5 dargestellt
ist und wovon jede die Abmessungen 30 cm χ 30 cm
χ 0,5 cm besaß und aus Glas der folgenden· Zusammensetzung
hergestellt war:
- 29 209850/10 63
30 | Gew.% | 2223275 | |
SiO2 | 69 | ti | |
Na2O | 12 | Il | |
CaO | 6 | It | |
MgO | 7 | ||
wurden einen Kantenschliff unterzogen, um ihren Kantenflächen ein konvexes, in der Fig. gezeigtes Profil zu erteilen. Die
Scheiben wurden dann 40 min in eine wäßrige Lösung eingetaucht, welche 5 Vol.% HF (70 % Konzentration) und 7 Vol.%
H2SO2^ enthielt. Die Scheiben wurden dann chemisch gehärtet,
indem sie 33 h in ein Bad aus geschmolzenem KNO^, welches
0,2 Gew.% K2CO, enthielt, eingetaucht wurden, wobei die Temperatur
des geschmolzenen Mediums 460 0G betrug. Mach dem Abkühlen
der Scheiben wurden sie 1 min in eine wäßrige Lösung von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure eingetaucht.
Die so hergestellten Scheiben wurden mit einem Kantenschutz
in Form von zwei Kardenbändern 36 versehen, die aus Fasern vom Ε-Typ Glas bestanden und mit Ehenoxyharz imprägniert waren,
wobei solche Kardenbänder auf eine Primärüberzugsschicht 37 auf Neoprenbasis gelegt wurden, die aus Neoprenklebstoff
552/8 D.J., geliefert von Etablissements Louis Fourny, Brüssel, Belgien, bestand. Dieser auf die Kantenflächen der
Glasscheiben aufgebrachte Klebstoff wurde in 50 Vol.% A'thylacetat
verdünnt.
Die Glasfaserkardenbänder waren mit Ehenoxyharz wie folgt imprägniert worden: Ein Ehenoxyharz (KL1 , vertrieben von
Rütgerswerke und Teerverwertung AG, Frankfurt) wurde in einem Gemisch aufgelöst, welches 563 &! Aceton und 520 ml
Toluol enthielt, wobei das Harz in einem Verhältnis von 10 Gew.% bezogen auf das Gewicht des Gemisches eingesetzt wurde.
Das Harz wurde in dem Lösungsmittel bei einer Temperatur von 40 0C, unterstützt durch Rühren aufgelöst. Von Owens-
209850/ 1
Corning Fiberglass hergestellte Glasfaserkardenbänder, vertrie
ben unter der Bezeichnung "Rovings 891"» wobei diese Kardenbänder
Fasern von Ε-Typ Glas umfaßten, wurden durch die Ehenoxyharzlösung in einer Geschwindigkeit von 600 m/h durchgezogen,
und die beschichteten und imprägnierten Kardenbänder wurden in Luft bei einer Temperatur von 300 0C getrocknet.
Das Harz war mit der Feinheit der Kardenbänder verträglich. Die überzogenen und imprägnierten Kardenbänder enthielten
etwa 200 mg Harz pro Meter Kardenband.
Der Kantenschutz vor Ausbrechen durch Schlag, der durch diesen Kantenschutz gewährleistet wurde, wurde in der in Fig. 1
gezeigten Vorrichtung untersucht. Der Schutzkoeffizient entsprechend der Definition in Beispiel 1 betrug 27-
Eine Kraftfahrzeugwindschutzscheibe, wie sie in Figur 6 gezeigt ist, wurde aus zwei Glasscheiben 39 tmd 40 und einer
Polyvinylbutyralfolie 38 mit einer Stärke von 0,76 mm hergestellt.
Die zwei Glasscheiben besaßen eine Stärke von 2 mm. Die Kanten der Glasscheiben wurden geschliffen, um ihnen
das gezeigte Kantenflächenprofil zu erteilen, welches einen Bogen mit konstantem Radius darstellt, der einen Winkel von
90 ° einschaltet. Die Hauptflächen der Scheibe wurden dann durch Schutz sch int en bedeckt, um ihre Beschädigung durch ein
Säuremedium zu verhindern, und die Scheiben wurden dann 45 min in eine wäßrige Lösung, welche 6 Vol.% HF (70 % Konzentration)
und 5 Vol.% H2SO^ enthielt, bei einer Temperatur von
2^
22 0O eingetaucht. Dieser Behandlung nachfolgend wurden die
Schutzüberzüge auf den Hauptflächen der Scheiben entfernt,
und die Scheiben wurden auf die gewünschte Krümmung der herzustellenden Windschutzscheibe gebogen. Die Glasscheiben wurden
dann chemisch gehärtet, indem sie 40 h .in ein Bad aus geschmolzenem
Kaliumnitrat bei 465 0C, durch welches Kohlendioxidgas
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geblasen wurde, eingetaucht wurden. Nach Entfernung der
Scheiben aus dem chemischen Härtungsbad wurden die Scheiben abgekühlt und dann 30 see in eine wäßrige Lösung bei 20 0C
eingetaucht, welche 7 Vol.% HP (70 % Konzentration) und
8 Vol.% H2SO4 enthielt.
Die Glasscheiben, wurden dann miteinander mittels der zwischenliegenden
Folie 38 aus Polyvinylbutyral unter Bildung eines dreilagigen Schichtkörpers fest verbunden, wie dies an sich
bekannt ist. Der Umfang der Windschutzscheibe wurde sorgfältig
mit Isopropylalkohol gereinigt, und überschüssiges Polyvinylbutyral an den Kanten der Windschutzscheibe wurde
mit einer Rasierklinge entfernt.
Mit Phenoxyharz beschichtete und imprägnierte Glasfaserkardenbänder
4-1, welche den in Beispiel 8 verwendeten Kardenbändern
ähnlich waren, wurden längs den Kanten einer {jeden Glasscheibe in dem. Schichtkörper, wie in Fig. 6 gezeigt,
gelegt, und in ihrer Lage durch zeitweiliges "Verschmelzen der mit den Kardenbändern in Kontakt befindlichen, freiliegenden
Kantenteile der Polyvinylbutyralzwischenschicht festgemacht. Die wirkliche Methode zum Befestigen der Kardenbänder
war der in Fig. 7 gezeigten Methode ähnlich. Die Fig. zeigt ein mit Harz imprägniertes Kardenband 4-3 >
während es an der Kantenfläche einer. Verglasungstafel 4-4- festgemacht
wird. Ein Ende des Kardenbandes, welches auf einer nichtgezeigten Spule aufgewunden war, wurde durch einen Führungsring
5° un<3. eine Führungsschutzhülle 4-9, welche an einer
Heißluft schweißspule 4-6 vorgesehen waren, durchgefädelt und unter einem Preßschuh 4-5 auf der Pistole durchgeführt.
Die Pistole lieferte einen kontinuierlichen Strom Heißluft bei einer Temperatur von 260 C, welcher den Teil des Kardenbandes
für die Zeitspanne, während es vor der Hülse 48 war,
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auf 160 0C erwärmte und den Preßschuh auf einer Temperatur
von 230 0C hielt. Das erhitzte Ende des Kardenbandes wurde
gegen die Kantenfläche der Verglasungstafel in einer bestimmten Lage ihres !Anfanges gepreßt, und das Kardenband wurde
fortlaufend von der Haspel abgezogen und rings um den Umfang
der !Tafel gepreßt, wobei der Druck auf das Kardenband durch den Preßschuh 45 ausgeübt wurde. Bei der für das Aufbringen
der Kardenbänder 41 in Fig. 6 verwendeten, tatsächlichen Pistole
lagen zwei Sätze von Führungen zum Führen der zwei Kardenbänder Seite an Seite vor,und die zwei Kardenbänder
wurden tatsächlich gleichzeitig parallel mit einer Geschwindigkeit von 30 cm/min aufgelegt. Diese Geschwindigkeit ergab
eine zufriedenstellende Adhäsion der Kardenbändern ohne zu viele Bläschen zu erzeugen. Der Harzüberzug auf den Kardenbändern
wurde durch die Heißluft erweicht, während die Bänder vor der Pistolenhülse vorbeitraten, und die Kardenbänder
wurden auf die freigelegte Kante der Polyvinylbutyralzwischenfolie
38 festgeschweißt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Um das Ausmaß des Schutzes vor Kantenausbruch durch Schlag, wie er dem in Fig. 6 gezeigten Schichtkörper durch die aufgebrachten
Kardenbänder erteilt wurde, zumessen, wurde die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung verwendet. Bei dem angewandten
Test wurde ein Schlagteil mit einer Vickers-Härte von 1000 kg/
mm verwendet, welches mit seiner Achse in Linie mit der Stange angeordnet war. Der Schutzkoeffizient entsprechend der
Definition in Beispiel 1 betrug 25.
Kardenbänder derselben Art wie die Kardenbänder 41 wurden ebenfalls auf die Kantenflache einer anderen Windschutzscheibe,
wie sie mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben wurde, aufgelegt, in diesem Fall wurden die Kardenbänder jedoch auf die periphere
Kante des Schichtkörpers nur längs solcher Abschnitte hiervon aufgebracht, wo der Schichtkörper eine ausgeprägte
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Krümmung aufwies. Ein zu dem zuvor beschriebenen Test ähnlicher Test zur Bestimmung des Schut zausmaß es gegen Kantenausbruch
durch Schlag wurde an den geschützten Kantenabschnitten durchgeführt. Es wurde gefunden, daß der Schutzkoeffizient
ebenfalls 25 betrug.
Es wurden Windschutzscheiben hergestellt, wobei jede Windschutzscheibe
zwei Glasscheiben von 5 mm Stärke und eine Polyvinylbutyralzwischenfolie von 2 mm Stärke umfaßte.
Die Glasscheiben waren zu einer konvexen Facette ähnlich zu dem Kantenprofil der in Figur 6 gezeigten Scheibe kantengeschliffen,
und si© wurden in einer ähnlichen Weise wie die Scheiben 39 und 40 in Beispiel 9 säurebehandelt, gebogen,
chemisch gehärtet und erneut säurebehandelt. Die Kanten der Windschutzscheiben wurden geschützt, indem harzimprägnierte
Kardenbänder ähnlich den in Beispiel 9 verwendeten Kardenbändern 41 an ihnen festgemacht wurden. Infolge der größeren
Dicke der Glasscheiben im Vergleich zu den in Beispiel 9 verwendeten Glasscheiben 39 und 40 wurden jedoch 5 Kardenbänder
parallel zu der Kante jeder Windschutzscheibe aufgelegt.
Die Dicke des Schichtkörpers und infolgedessen die Breite der durch die fünf Kardenbänder bedeckten Zone war
zu groß, um die Kardenbänder lediglich an der Polyvinylbutyral ζwischenfοlie festmachen zu können. Daher wurde eine
Primärschicht eines Klebmittels auf Neoprenbasis, wie es in Beispiel 8 verwendet wurde, zuerst auf den Kanten der
Windschutzscheibe ausgebildet, wobei das Klebmittel in verdünntem Zustand in derselben Weise wie in Beispiel 8 aufgebracht
wurde. Die fünf Kardenbänder wurden auf die Primärschicht mittels einer Heißluftschweißpistole wie in Figur
aufgebracht, welche jedoch fünf parallele Kardenbandführungen aufwies.
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TJm den Schutz vor Kantenausbruch durch. Schlag, me er durch
den die fünf Kardenbänder umfassenden Kantenschutz geliefert wurde, zu bestimmen, wurden zu dem in Beispiel 9 angewandten
Untersuchungen gleichartige Tests durchgeführt. Der Schutzkoeffizient
entsprechend der Definition von Beispiel 1 betrug 26.
Eine kreisförmige Verglasungstafel von 50 cm Durchmesser
wurde aus zwei flachen, kreisförmigen Stücken aus Aluminosilikatglas
von 1 mm Stärke, einem kreisrunden Stück von Methylmethacrylat von 10 mm Stärke und zwei Polyvinylbutyralfolien
von 0,36 mm Stärke hergestellt. Die zwei Glasscheiben wurden 40 min in eine wäßrige Lösung bei 20 0C eingetaucht,
welche 10 Vol.96 HP (70 % Konzentration) enthielt. Die zwei
Glasscheiben wurden dann chemisch gehärtet, indem sie 10 min in ein Bad bei 590 0C eingetaucht wurden, welches aus 40
Gew.% LiNO-T und 60 Gew.% NaOl zusammeERsetzt war.
Die gehärteten Glasscheiben wurden anschließend auf gegenüberliegenden
Seiten der Methylmethacrylatscheibe mittels
der zwei dünnen Polyvinylbutyralfolien unter Verwendung von
Hitze und Druck in an sich bekannter Weise festgemacht.
Zwei mit einem Phenoxyharz imprägnierte Nylonfaser-Kardenbänder
wurden dann auf den Kanten der Tafel festgemacht, wobei die Kardenbänder so angeordnet wurden,, daß sie die Kantenflächen
der zwei Glasscheiben bedeckten, und wobei (jedes Kardenband an der Kante der diesem Kardenband näherliegenden
Polyvinylbutyralzwischenfolie festgemacht wurde" ,
Der Schutz vor zahnförmigem Kantenausbruch durch Schlag, wie er durch die Kardenbänder gewährleistet wurde, wurde durch
mittels der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführte Tests unter Verwendung eines Schlagteiles mit einer Vickers-
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Härte von 1OOO kg/mm , mit seiner Achse in gerader Linie
mit der Stange angeordnet, bestimmt. Der Schutzkoeffizient entsprechend der Definition in Beispiel 1 betrug 32.
Für Vergleichszwecke wurde eine andere Verglasungstafel hergestellt, die mit der zuvor beschriebenen identisch
war, wobei die Eanten der Vergleichstafel durch fünf mit ■ Harz imprägnierte Nylonfaserkardenbänder der gleichen Art,
wie sie bei der zuvor beschriebenen kreisförmigen Tafel verwendet wurden, geschützt war und wobei zwei der Kardenbänder
an den Eanten der Glasscheiben wie in der zuvor beschriebenen Tafel und die anderen drei Kardenbänder zwischen diesen
zwei Kardenbänder angeordnet und an der zentralen Methylmethacrylatscheibe festgemacht waren. Diese Vergleichstafel
wurde dann demselben Test wie die Tafel zuvor unterzogen, um das Ausmaß des SchutzBsJvor Kantenausbruch durch Schlag zu bestimmen.
Es wurde ebenfalls gefunden, daß der Schutzkoeffizient entsprechend der Definition in Beispiel 1 32 betrug.
Eine Kantenschutzschicht eines mit Fasern vom Typ-Ε ßlas
verstärktem Polyester wurde auf die Kante einer kreisförmigen Verglasungstafel, wie sie in Beispiel 11 beschrieben wurde
aufgelegt. Die Dicke der Schutzschicht betrug 0,8 mm. Der Polyester war aus Isophthalsäure, Maleinsäureanhydrid
und Propylenglykol mit einem Zusatz von 50 Gew.% Styrol
gebildet. Diese Schutzschicht haftete auf der Kante mittels eines dazwischenliegenden Primers auf Neoprenbasis.
Die Tafel wurde dann einem Test mit Hilfe der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung unterzogen, um den Schutz vor Kantenausbruch
durch Schlag, wie er durch die zuvor beschriebene Kantenschutzschicht
gewährleistet wird, zu bestimmen. Es wurde
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gefunden, daß der Schutzkoeffizient entsprechend der Definition
in Beispiel 1 23 betrug.
Die Randkante einer Blumenschale aus Natronkalkglas, welche die Form eines Teiles einer Kugel von 1 m Durchmesser bei einer
Wandstärke von 10 mm besaß wurde geschliffen, um der Randkantenfläche eine konvexe Krümmung entsprechend dem Bogen eines
Kreises zu erteilen. An der Verbindung der Randkantenfläche mit den inneren und äußeren Flächen der Schale wurden
scharfe, gebrochene Kanten belassen.
Die Schale wurde chemisch durch 15-stündiges Eintauchen in
ein Bad von geschmolzenem Kaliumnitrat bei 4-50 0C gehärtet.
Nach dem Abkühlen der Glasschale wurde ein Klebstoff auf
Neoprenbasis auf die Randkantenfläche aufgelegt, und es wurden vier Glasfaserkardenbänder, welche mit einem Styrol/
Acrylnitrilcopolymeri s*at imprägniert waren, längs dieser Kante gelegt und durch die Klebemittelschicht in ihrer Stellung
gehalten. TJm den Schutzüberzug weniger auffallend zu machen, enthielt das zum Imprägnieren der Glasfaserkardenbänder verwendete
Harz 0,9 Gew.% einer Mischung aus grün- und blaufärbenden Mitteln (Plastik Grünpaste G.N. 82561O/Bayer und
Plastik Blaupaste B. 825503/Bayer).
Der Schutz vor Kantenausbruch durch Schlag, wie er durch diesen Schutzüberzug gewährleistet wird, wurde mittels der in
Fig. 1 erläuterten Vorrichtung bestimmt, wobei die Vorrichtung jedoch abgeändert wurde, um das Halten der Schale mit abgerundeter
Form zu ermöglichen, wobei der Rand der Schale in einer senkrechten, den Zapfenpunkt des Schlagteiles enthaltenden
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209850/1063
Ebene angeordnet war. Diese Abänderung umfaßte die Anbringung eines waagerechten, hölzernen Rahmens zum Halten der
Basis der Schale gegen den aufrechten Ständer 9· Das verwendete Schlagteil besaß eine Vickers-Härte von 780 kg/mm.
Der entsprechend Beispiel 1 definierte Schutzkoeffizient betrug 24.
Eine Glasscheibe mit den Abmessungen 40 cm χ 100 cm χ 0,4 cm
mit der folgenden Zusammensetzung:
SiO2 | 69 | Gew |
Na2O | 12 | ti |
CaO | 10 | ti |
MgO | 3 | Il |
Al2O5 | 6 | H |
wurde in ein Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat bei 380 0G
eingetaucht und sofort aus dem Bad herausgezogen. Die einen tiberzugsfilm des Kaliumsalzes tragende Scheibe wurde dann
mit XR-Strahlung bestrahlt, welche von elektrisch geheizten
Elementen bei 1200 0O abgegeben wurde. Die IR-Strahlung bewirkte,
daß die inneren Schichten des Glases auf eine höhere Temperatur als die Temperatur der äußeren Schichten bzw. Oberflächenschichten
erhitzt wurden, wobei diese durch Blasen von Luft gegen die Scheibe unter 490 0C gehalten wurden. Die Glasscheibe
wurde dann rasch abgekühlt und gewaschen. Durch diese Behandlungen wurde das Glas chemisch und thermisch gehärtet.
Nach dem Abkühlen der Glasscheibe wurde eine Primärschicht eines Silanes auf die Kanten der Scheibe aufgetragen, und
zwei mit einem Phenoxyharz imprägnierte Glasfaserkardenbander wurden längs dieser Kanten mittels dieses Klebstoffes aufgebracht.
Die Silanklebmittelschicht befestigte die Glasfaserkardenbander
sehr gut an der Glasscheibe.
- 38 209850/106 3
Der Schutz vor Zerspringen der Scheibe durch Kantenschlag
wurde Tinted. Verwendung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung
gemessen. Der entsprechend Beispiel 1 definierte Schutzkoeffizient
betrug 28.
Die Kanten einer Glasscheibe mit den Abmessungen 30 cm χ 25 cm χ 0,2 cm mit der folgenden Zusammensetzung:
SiO2 | 62 | Gew.% |
Al2O5 | 24 | It |
Na2O | 7 | η |
Li2O | 4 | η |
MgO | 2 | η |
Sb2O3 | 1 | It |
wurden zu einer konvexen JTacette geschliffen und 70 min mit
einer wäßrigen Lösung bei 18 0C in Kontakt gebracht, welche
6 Vol.% HF (70 % Konzentration) und 6 Vol.% H9SO. enthielt.
Anschließend wurde die Scheibe 60 min in ein aus 40 Mol.%
HaCl und 60 Mol.% AlCl3 bestehendes Bad eingetaucht, wobei
sich das Bad auf einer Temperatur von 460 0C befand. Während
dieser Behandlung wurden Lithiumionen in äußeren Schichten des Glases durch Natriumionen ersetzt. Die Scheibe wurde
dann 4 h in ein Bad von geschmolzenem Kaliumnitrat bei 45Ο 0C eingetaucht. Nach dem Abkühlen der Scheibe wurde sie
vor.,.der..
anschließend 50 see in das ΜΗΜΒΜΝμΜ» chemischen Hartungsbehandlung
verwendete Säurebad eingetaucht.
Die Kante der Glasscheibe wurde mit einem Klebemittel auf Neoprenbasis beschichtet, und es wurde ein mit einem Fhenoxy-
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harz imprägniertes Glasfaserkardenband dann längs der Kante der Scheibe mittels dieser Klebmittelschicht befestigt.
Der durch diesen Überzug vor Kantenausbruch durch Schlag gewährleistete
Schutz wurde mittels, der in Pig. 1 gezeigten Vorrichtung gemessen. Der entsprechend Beispiel 1 definierte
Schutzkoeffizient betrug 24.
Es wurden Vergleichsversuche durchgeführt, um die relative
Beständigkeit vor Kröseln der Kante einer Windschutzscheibe durch Schlag zu bestimmen, welche wie in Beispiel 5 beschrieben
und in der Figur 4 gezeigt hergestellt und kantengeschützt worden war, und einer Windschutzscheibe, welche einen gleichartigen
Kantenschutz besaß und in derselben Weise, jedoch mit der Ausnahme hergestellt worden war, daß die Kanten der Glasscheibe
acht geschliffen wooden waren und quadratisch gelassen
worden waren. Die Vergleichsversuche wurden unter Verwendung der in !"ig. 1 gezeigten Vorrichtung mit einem Schlagteil durchgeführt,
welches eine Vickers-Härte von 1OOO kg/mm besaß und
mit seiner Achse in einem Winkel von 20 ° zur Achse der Stange angeordnet war. Es wurde gefunden, daß die Widerstandsfähigkeit
gegenüber Kröseln bzw. Ausbrechen im Falle der Windschutzscheibe mit.Glasscheiben mit facettierten Kanten zweimal so
groß war wietöalle der anderen Windschutzscheibe. In weiteren Vergleichsversuchen an den verschiedenen Windschutzscheiben
wurde das Schlagteil in gerader Linie mit der Stange angeordnet. In diesem Falle betrug der Ausbrechwiderstand der die Glasscheiben
mit facettierten Kanten enthaltenden Windschutzscheibe das 1,2-fache der Widerstandsfähigkeit der anderen Windschutzscheibe.
Eine Windschutzscheibe, welche wie in Beispiel 9 beschrieben und in der Fig. 6 gezeigt hergestellt worden war, und welcher
- 40 209850/1063
ein Kantenschutz rings um ihren ganzen Umfang erteilt worden war und die im folgenden als Windschutzscheibe A bezeichnet
werden wird, wurde Untersuchungen unterzogen, um ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Kantenausbruch durch Schlag im
Vergleich zu zwei anderen Windschutzscheiben B und 0 zu bestimmen. Die Windschutzscheibe B war in derselben Weise wie
die Windschutzscheibe A hergestellt und mit Kantenschutz versehen worden, jedoch mit der Ausnahme, daß die Kanten der
Glasscheibe bei der Herstellung der Windschutzscheibe B nicht der Säurebehandlung für 45 min vor der chemischen Härtungsbehandlung unterzogen wurden. Die Windschutzscheibe C war
in derselben Weise wie die Windschutzscheibe B hergestellt und mit Kantenschutz versehen worden, jedoch mit der einzigen
Ausnahme, daß die Kanten der Glasscheibe bei der Herstellung der Windschutzscheibe C nicht auf das in der Fig. .S gezeigte
Profil abgeschliffen sondern quadratisch belassen worden waren.
Bei den Vergleichsversuchen wurde die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung
mit einem Schlagteil verwendet, welches eine Vickers-
Härte von 1000 kg/mm besaß und mit seiner Achse in gerader
Linie mit der Achse der Stange angeordnet war. Das Verhältnis zwischen den zum Ausbrechen der Kanten der Windschutzscheiben
A und B erforderlichen Schlagenergien betrug 1,5:1, wobei dies ein Maß für die Verbesserung der Festigkeit der Kanten ist,
die der Säurebehandlung der Kanten vor der Härtung zuzurechnen ist. Das Verhältnis zwischen den zum Ausbrechen der Kanten
der Windschutzscheiben B und 0 erforderlichen Schlagenergien betrug 1,4:1, wobei dies ein Maß für die Verbesserung der
Kantenfestigkeit ist, welche dem Schleifen der Kanten der Glasscheiben-zuzurechnen ist.
Patentansprüche: - 41 209850/1063
Claims (38)
1. Verfahren zum Schützen eines Kantenteiles eines Gegenstandes, wobei der Kantenteil aus glasartigem oder vitrokristallinem
Material besteht und als Folge chemischen Härtens Oberflächendruckspannungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß auf diesem Kantenteil ein Schutzüberzug
oder Schutzüberzüge aufgebracht wird oder werden, wobei dieser Überzug oder diese Überzüge an dem Gegenstand
festgemacht v/erden oder selbsthaftend sind.
2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schutzüberzug über mindestens einem Teil einer Kantenfläche des Gegenstandes und ebenfalls über benachbarten
Eandabschnitten der an diese Kantenfläche angrenzenden
Flächen aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Überzugsteil aufgebracht
wird, welches auf dem zu schützenden Kantenabschnitt rittlings aufsitzt und sich durch Reibung an dem Gegenstand
festklemmt.
4·. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Überzug verwendet wird, welcher mindestens ein Teil aus duktilem Material umfaßt, wobei dieses Teil
durch Pressen gegenüberliegender Ränder hiervon gegen gegenüberliegende Flächen des Gegenstandes festgemacht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug verwendet wird, der in
Kombination mit diesem rittlings aufsitzenden Teil eine Komponente oder ein Material umfaßt, welche/zwisehen einer Kantenfläche
des Gegenstandes und diesem rittlings aufsitzen-
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209850/ 1063
den Teil angebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug verwendet wird,
welcher klebend an dem Gegenstand festgemacht wird oder hieran klebend selbst haftet.
7- Verfahr eu nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein überzug verwendet wird, welcher mindestens ein Teil umfaßt, das ein schmelzbares oder erweichbares
Haftmittel enthält, welches in situ geschmolzen oder erweicht wird, wenn dieser überzug in der Schutzstellung angeordnet
worden ist, und welches anschließend gegebenenfalls unter Anlegung von Druck zum Halten des Überzuges in seiner
Lage durch Adhäsion verfestigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7? dadurch gekennzeichnet
, daß ein Überzug verwendet wird, welcher ein Teil oder Teile umfaßt, das/die in ihrer Lage mittels
eines getrennt aufgetragenen KLebmittels festgehalten wird/ werden.
9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß ein Überzug verwendet wird, welcher mindestens einen Metalldraht oder ein Metallband
umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,
daß ein Überzug verwendet wird, welcher mindestens einen Draht oder ein Band aus Weichmetall, insbesondere einer
Weichmetalllegierung umfaßt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug verwendet
- 43 -
209850/1063
wird, welcher Metalle verschiedener Härte umfaßt, die übereinander
angeordnet werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , .daß ein Überzug verwendet
wird, welcher ein Kunststoffmaterial umfaßt.
13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Überzug verwendet wird, welcher ein thermoplastisches Material, insbesondere ein Phenoxyharz umfaßt.
14-. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug verwendet wird, welcher
ein Fasern oder einen oder mehrere Fäden oder Garne enthaltendes Kunststoffmaterial umfaßt.
15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Überzug verwendet wird, welcher ein Glasfasern enthaltendes Kunststoffmaterial umfaßt.
16. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug verwendet wird, welcher
mindestens einen/ein mit Kunststoff beschichteten Faden oder Garn, insbesondere ein kunststoffbeschichtetes Kardenband
«h*s*K oder Spinnkabe-1 umfaßt.
17· Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß ein Überzug verwendet wird,
welcher mindestens ein Kunststoffmaterial oder ein Teil umfaßt,
welches an den Gegenstand mittels einer Haftschicht befestigt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet,
daß eine Silanhaftschicht verwendet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch g e -
- 44 -209850/1063
kennzeichnet , daß ein Überzug verwendet wird,
welcher ein Kunststoffmaterial umfaßt, das in situ unter Hitze und Druck zur direkten oder indirekten Befestigung
des Kunststoffmaterials an den Gegenstand geschmolzen oder erweicht wird.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet , daß der Kant enab schnitt vor
der Erzeugung der Oberflächendruckspannungen in dem Gegenstand durch chemisches Härten durch Abschleifen geglättet '
wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Glätten unter Verminderung der Plötzlichkeit
der Richtungsänderung von einer Steuere- zu der nächsten
längs des Querschnittsprofiles dieses Kantenabschnittes durchgeführt wird. .
22. Verfahren, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, angewandt
auf einen Artikel, bei welchem der Kantenteil aus Glas besteht , dadurch gekennzeichnet , daß der Artikel
vor oder nach der Erzeugung der Oberflächendruckspannungen in dem Gegenstand durch chemisches Härten einer Rektifizierungsbehandlung
unterzogen wird, welche die Beeinträchtigung der Oberfläche des Kantenabschnittes durch Fehler, die
unter Zugbelastung Spannungskonzentrationen bewirken können, vermindern.
23- Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rektifizierungsbehandlung mit Hilfe eines Fluorionen enthaltenden Mediums durchgeführt wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, angewandt
auf einen Gegenstand in Form eines Schichtkörpers, welcher zwei oder mehr Scheiben aus glasartigem oder vitrokristallinem,
2 09850/10 63
mittels einer oder mehrerer Zwischenfolien aus Kunststoffmaterial
miteinander befestigten Materialien umfaßt, wobei mindestens eine der glasartigen oder vitrokristallinen
Scheiben als Folge von chemischer Härtung Oberflächendruckspannungen aufweist, dadurch gekennzeichnet ,
daß ein Überzug verwendet wird, welcher eine oder mehrere Komponenten aus Kunststoffmaterial umfaßt, welches an den
oder an mindestens einer der Kunststoffzwischenfolien zum Haften gebracht wird.
25. Gegenstand mit einem Kantenteil aus glasartigem oder vitrokristallinem
Material, dadurch gekennzeichnet , daß dieses nach dem Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche
geschützt ist.
26. Gegenstand mit einem Kantenteil aus glasartigem oder vitrokri stallinem Material, welcher als Folge von chemischer Härtung
Oberflächendruckspannungen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstand einen Kantenteil
besitzt, über welchem sich ein an dem Gegenstand festgemachter Schutzüberzug befindet.
27. Gegenstand nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schutzüberzug vorhanden ist, welcher mindestens einen Teil einer Kantenfläche des Gegenstandes und ebenfalls
benachbarte Randabschnitte der an diese Kantenfläche angrenzenden Flächen bedeckt.
28. Gegenstand nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet , daß er einen Schutzüberzug besitzt, welcher
mindestens ein Teil umfaßt, das auf einem Kantenabschnitt des Gegenstandes rittlings aufsitzt.
29. Gegenstand nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet , daß er einen Schutzüberzug besitzt,
welcher an einer Kantenfläche des Gegenstandes klebend festgemacht ist.
- 46 209850/1063
30. Gegenstand nach einem der Ansprüche 26 bis 29» dadurch
gekennzeichnet , daß er einen Schutzüberzug besitzt, welcher mindestens einen Metalldraht oder
ein Metallband umfaßt.
31. Gegenstand nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Schutzüberzug
besitzt, welcher mindestens zwei Metalle verschiedener Härte, die übereinander angeordnet sind, umfaßt.
32. Gegenstand nach einem der Ansprüche 26 bis 31» dadurch
gekennzeichnet , daß er einen Schutzüberzug besitzt, welcher ein Kunststoffmaterial-enthält.
33· Gegenstand nach Anspruch 32, dadurch gekennzeich
net, daß er einen Schutzüberzug besitzt, welcher ein
thermoplastisches Material, insbesondere ein Phenoxyharz umfaßt.
34·. Gegenstand nach Anspruch 32 oder 33» dadurch gekennzeichnet , daß er einen Schutzüberzug besitzt,
welcher ein Fasern oder einen oder mehrere Fäden oder Garne enthaltendes Kunststoffmaterial umfaßt.
35· Gegenstand nach Anspruch 34-, dadurch gekennzeich
net, daß er einen Schutzüberzug besitzt, der ein Glasfasern
enthaltendes Kunststoffmaterial umfaßt.
36. Gegenstand nach Anspruch 32 oder 33» dadurch gekennzeichnet, daß er einen Schutzüberzug besitzt, der
mindestens einen mit Kunststoff beschichteten Faden oder ein mit Kunststoff beschichtetes Garn,( insbesondere ein mit
Kunststoff beschichtetes Kardenband/umfaßt.
37· Gegenstand nach einem der Ansprüche 26 bis 36, dadurch
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20985 0/1063
gekennzeichnet , daß er einen Schutzüberzug besitzt, der einen Kantenabschnitt bedeckt, welcher durch
Abtragen, insbesondere durch Abschleifen geglättet worden ist.
38. Gegenstand' nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet,
daß er einen Schutzüberzug besitzt, welcher einen Kantenabschnitt bedeckt, der einem Abtragen unterzogen wurde,
um die Plötzlichkeit der Veränderung in der Richtung von einer Stellfee zu der nächsten längs des Querschnittsprofiles
dieses Kantenabschnittes herabzusetzen.
39· Gegenstand in Form eines Schichtkörpers, welcher zwei oder mehr Scheiben aus glasartigem oder vitrokristallinem Material
umfaßt, die mittels einer oder mehrerer Zwischenfolien aus Kunststoffmaterial befestigt sind und wobei mindestens
eine der glasartigen oder vitrokristallinen Scheiben als Folge von chemischem Härten Oberflächendruckspannungen aufweist,
dadurch gekennzeichnet , daß ein Kantenteil des Gegenstandes durch einen Schutzüberzug geschützt
ist, welcher eine oder mehrere Komponenten aus Kunststoffmaterial, das an den oder mindestens einer der Kunststoffzwischenfolien
haftet, umfaßt.
4-0. Gegenstand in Form eines Schicht körpers, welcher zwei oder
mehr Scheiben aus glasartigem oder vitrokristallinem Material umfaßt, die mittels einer oder mehrerer Zwischenfolien
aus Kunststoffmaterial befestigt sind und wobei mindestens eine der glasartigen oder vitrokristallinen Scheiben als
Folge von chemischem Härten Oberflächendruckspannungen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß ein Kantenteil
des Gegenstandes mit einem Schutzüberzug geschützt ist, welcher ein/^bder mehrere aus mit
Harz oder Kunststoffmaterial beschichteten Glasfasern umfaßt.
- 4-8 -
209850/1063
Leerserte
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