DE2532412A1

DE2532412A1 - Schussichere verbundsicherheitsscheibe, insbesondere zur verwendung bei einer schussicheren doppelglasscheibe

Info

Publication number: DE2532412A1
Application number: DE19752532412
Authority: DE
Inventors: Gertrud Breitenbuerger; Wolf Von Dipl Ing Reis; Guenter Dipl Phys Dr Rodloff
Original assignee: BFG Glassgroup GIE
Current assignee: BFG Glassgroup GIE
Priority date: 1975-07-19
Filing date: 1975-07-19
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2532412C3; DE2532412B2

Description

Schußsichere Verbundsicherheitsscheibe, insbesondere zur Verwendung bei einer schußsicheren Doppelglasscheibe nach Patent .... ... (Patentanmeldung P 25 24 241.5-45) sowie Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine schußsichere Verbundsicherheitsscheibe mit mindestens zwei Silikatglasscheiben unterschiedlicher Dicke, zwischen denen eine mit den Silikatglasscheiben verklebte Kunststoffplatte angeordnet ist, insbesondere zur Verwendung bei einer schußsicheren Doppelglasscheibe nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 25\24 241.5-45) sowie ein Verfahren zur Herstellangeiner derartigen Verbundsicherheitsscheibe.
jj Es ist bereits eine Verbundsicherheitsscheibe bekannt, bei der zwischen zwei Silikatglasscheiben unterschiedlicher Dicke eine Kunststoffplatte aus ausgehartetem Kunststoff, nämlich aus Polycarbonat, angeordnet ist, welche mit den beiden Glasscheiben verklebt ist. Diese bekannte Verbundsicherheitsscheibe hat den Nachteil, daß die ausgehärtete Kunststoffplatte nicht hinreichend fest mit den Silikatglasscheiben verbunden werden kann, unabhängig davon, ob Verbundfolien beliebiger Art oder aber andere Klebstoffe verwendet werden, so daß es bei längerer Temperatur- bzw. Feuchtigkeitsbeanspruchung dieser Verbundsicherheitsscheibe zu Ablösungserscheinungen zwischen der Kunststoffplatte und den Silikatglasscheiben kommt. Dies hat nicht nur den Nachteil, daß die optischen Eigenschaften der Verbundsicherheitsscheibe stark beeinträchtigt werden, sondern es kann darüber hinaus auch zu starken mechanischen Spannungen kommen, infolge derer sich die Verbundsicherheitsscheibe stark in ihrer Form ändert und verwirft. Darüber hinaus leidet die Beschußsicherheit durch die Ablösungserscheinungen stark, weil nämlich optimale Werte nur erzielt werden konnen, solange die zwischen den Silikatglasscheiben angeordnete Kunststoffplatte fest mit den Außenscheiben verbunden ist. Die bekannte Verbundsicherheitsscheibe gewährleistet daher auch bei Verwendung in schußsicheren Doppelglasscheiben keine hinreichende Sicherheit gegen Geschosse großer Wucht.
Durch das Hauptpatent ist bereits eine schußsichere Doppelglasscheibe vorgeschlagen worden, bei der die Außenscheibe eine monolithische Silikatglasscheibe mit einer Dicke von 6 bis 20 mm ist, der Abstand der Verbundsicherheitsscheibe. von der Außenscheibe (Dicke des Scheibenzwischenraumes) wenigstens 2/3 der Dicke der Außenscheibe beträgt, die dem Scheibenzwischenraum zugewandte Silikatglas-Einzelscheibe der Verbundsicherheitsscheibe eine Dicke von mindestens 5 mm hat, die Verbundsicherheitsscheibe durch stufenweise abnehmende Dicke der sie bildenden Einzelscheiben von dem Luftzwischenraum zur der Beschußseite abgewandten Innenscheibe unsymmetrisch ausgebildet ist, und die Dicke wenigstens einer der Verbundfolien der Verbundsicherheitsscheibe, vorzugsweise der an der Innenscheibe anliegenden Verbundfolie, wenigstens 1 mm beträgt, wobei als Verbundfolie vorzugsweise übliche Polyvinylbutyralfolie verwendet wird.
Diese schußsichere Doppelglasscheibe nach dem Hauptpatent, welche sowohl gegen Beschuß mit Faustfeuerwaffen als auch mit Handfeuerwaffen sicher ist, mit verhältnismäßig geringen Kosten hergestellt werden kann und sich zur Verwendung als Außenverglasung eignet, wobei insbesondere die Möglichkeit gegeben ist, Rahmenprofile üblicher Bauart zu verwenden und gegebenenfalls wärmereflektierende Beschichtungen oder dergleichen vorzusehen, hat sich im Prinzip durchaus bewährt. Allerdings hat es sich als wünschenswert herausgestellt, nach Möglichkeit die Dicke der Verbundsicherheitsscheibe noch weiter verringern und gleichzeitig ihre Beschußsicherheit auch als Einzelscheibe noch erhöhen zu können. Außerdem besteht gelegentlich. der Wunsch, eine gegenüber der Doppelglasscheibe nach dem Hauptpatent noch weiter in der Dicke verkleinerte Scheibenanordnung zu schaffen, ohne die Beschußsicherheit zu verringern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine schußsichere Verbundsicherheitsscheibe der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche schon als Einzelscheibe, also ohne Einbau in eine Doppelglasscheibe, bei geringstmöglicher Scheibendicke eine hohe Beschußsicherheit gewährleistet, wobei Ablösungserscheinungen zwischen der Kunststoffplatte und den Silikatglasscheiben vermieden werden sollen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Verbundsicherheitsscheibe der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Kunststoffplatte aus Weich-PVC besteht und mit den Silikatglasscheiben durch PVC-Verbundfolien verklebt ist.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen schußsicheren Verbundsicherheitsscheibe vorgeschlagen,welches sich dadurch auszeichnet, daß die Silikatglasscheiben mit den dazwischenliegenden Schichten zunächst bei einer Temperatur von 120 bis 140°C vorverbunden werden, woraufhin der Hauptverbund bei einer Temperatur von 170 bis 1800C durchgeführt wird.
Besonders bevorzugte Ausführungsformen der schußsicheren Verbundsicherheitsscheibe sowie des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Lehre der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, die Kunststoffplatte zuverlässig mit den Silikatglasscheiben zu verbinden, wenn man im Gegensatz zu den bekannten Verbundsicherheitsscheiben als Material für die Kunststoffplatte ein Weich-PVC, wie es z.B. für Pendeltüren in Fabrikationshallen zum Durchfahren von Gabelstaplern benutzt wird und wie es unter dem Namen "Astraglas" durch die Firma Dynamit-Nobel lieferbar ist, verwendet, welches man mit PVC-Verbundfolien, wie sie beispielsweise durch die Firma Solvay lieferbar sind, verklebt. Dabei wird das Weich-PVC in Form optisch einwandfreien, abgepreßten Materials in einer Dicke von vorzugsweise 1 mm benutzt, wodurch infolge der gleichmäßigen Dicke und der einwandfreien Oberflächenbeschaffenheit der Kunststoffplatte die Gefahr der Bildung von Luftsäcken beim Verbund vermieden wird, wie sie ansonsten, nämlich bei fehlerhafter Oberfläche der Kunststoffplatte, auftreten können. Die PVC-Verbundfolien bestehen vorzugsweise aus einem Copolymeren aus Vinylchlorid und Glycidylmethacrylat mit einem etwa 40 %igen Gehalt an einem hochmolekularen Weichmacher, der nicht wandert und kein Wasser aufnimmt, worauf die erfindungsgemäß erzielte, überraschend hohe Haftfestigkeit wesentlich beruht.
Die erfindungsgemäße Verbundsicherheitsscheibe läßt nach dem Fertigstellen des Hauptverbundes keine Grenze zwischen der Kunststoffplatte und den Verbundfolien mehr erkennen, vielmehr entsteht durch die verhältnismäßig hohe, erfindungsgemäß verwendete Autoklaventemperatur von mehr als 1700C eine einheitliche Kunststoffschicht zwischen den Silikatglasscheiben, die optimal an letzteren haftet.
Es hat sich gezeigt, daß bei der Verbundsicherheitsscheibe nach der Erfindung auch bei extremen Temperatur-Wechselbeanspruchungen sowie bei Wasser- und Feuchtigkeitsbehandlung keine Ablösungen zwischen der Kunststoffplatte und den Silikatglasscheiben auftreten. Hierdurch bleibt die hohe Beschußsicherheit des erfindungsgemäßen Glas/Kunststoff-Verbundes sowohl bei Beschuß mit Hand- als auch mit Faustfeuerwaffen ausgezeichnet. Wird die Verbundsicherheitsscheibe nach der Erfindung entsprechend einem bevorzugten Anwendungszweck bei einer Doppelglasscheibe nach dem Hauptpatent verwendet, so ergibt sich eine Verglasungseinheit geringer Dicke, die selbst gegen einen Beschuß von drei Schuß mit dem Nato-Gewehr G 3 sicher ist.
Die überraschende Lehre der Erfindung, daß sich eine Weich-PVC-Knststoffplatte durch Verwendung von PVC-Verbundfolien im Autok lavenverflahren optimal mit Silikatglasscheiben verbinden läßt, wie es zur Erzielung einer hohen Beschußsicherheit erforderlich ist, konnte der Fachmann dem Stand der Technik nicht entnehmen. Durch die US-PS 3 762 988 ist zwar bereits eine Sicherheitsscheibe bekannt geworden, bei der zwischen zwei Silikatglasscheiben eine Kunststoffschicht aus weichgemachtem Polyvinylchlorid angeordnet ist, jedoch soll das Polyvinylchlorid dabei mit der Glasscheibe mittels anderer Polymerer verbunden werden, die nicht, wie die erfindungsgemäß verwendete PVC-Verbundfolie, eine optimale, die gewünschte Beschußsicherheit liefernde Haftung mit dem Silikatglas bewirken. Offensichtlich ist der entscheidende Grund für die sprunghaft erhöhte Haftfestigkeit zwischen den Silikatglasscheiben und der Kunststoff-Zwischenlage nach der Erfindung darin zu sehen, daß beim Autoklavenverfahren die Verbundfolien mit der weichgemachten PVC-Folie vollkommen verschmelzen, wobei ebenfalls eine molekulare Wechselwirkung mit den Silikatglasscheiben infolge der Weichmacherbestandteile auftreten dürfte.
Die deutsche Gebrauchsmusterschrift 1 733 482 zeigt eine schalldämmende Verbundscheibe mit einer Kunststoffzwischenschicht aus weichgemachtem PVC, jedoch ist dieser Druckschrift ebensowenig eine Anregung zur Verwendung von PVC-Verbundfolien zu entnehmen wie der DT-OS 1 421 142, bei welcher die Verbindung einer zwischen Silikatglasscheiben angeordneten Polyvinylchloridschicht mit den Silikatglasscheiben durch glashaftende Polymerisatanteile erfolgt, die entweder der zentralen Folie bereits beigemischt sind oder aber auf die mit der Verbundfolie zu verbindenden Glasoberflächen und/oder auf die Verbundfolienflächen aufgetragen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist.
Dabei zeigt die aus einer einzigen Figur bestehende, schematische Zeichnung eine Verbundsicherheitsscheibe nach der Erfindung im Schnitt.
Wie die Zeichnung zeigt, besteht die dort dargestellte Einfach-Verbundsicherheitsscheibe aus einer der Beschußseite zugewandten Silikatglasscheibe 10, einer Kunststoffplatte 12 aus Weich-PVC und einer der Beschußseite abgewandten weiteren Silikatglasscheibe 14. Die beiden Silikatglasscheiben 10, 14 sind mit der dazwischenliegenden Kunststoffplatte 12 durch zwei PVC-Verbundfolien 16, 18 verbunden.
Die Silikatglasscheibe 10 hat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Dicke von 12 mm. Die beiden Verbundfolien 16, 18 sind PVC-Verbundfolien, wie sie beispielsweise durch die Firma Solvay mit einer Dicke von 0,76 mm bezogen werden können. Die Kunststoffplatte 12, die unter dem Handelsnamen "Astralglas" durch die Firma Dynamit Nobel lieferbar ist, kann eine Dicke von 1 am1 haben, jedoch ist es auch möglich, mehrere deartige Weich-PVC-Platten mit der angegebenen Dicke von 1 mm mit dazwischen gelegten PVC-Verbundfolien mit ebenfalls der angegebenen Dicke zu verwenden, da nach dem Herstellen des Hauptverbundes, wie weiter unten noch ausgeführt wird, zwischen den Silikatglasscheiben 1o, 14 keine Phasengrenze zwischen den Kunststoffplatten und den PVC-Verbundfolien mehr festgestellt werden kann. Die Silikatglasscheibe 14 schließlich, die der Beschußseite abgewandt ist, hat bei dem gezeigten Ausführunysbeispiel eine Dicke von 3 mm.
Die Herstellung der Verbundsicherheitsscheibe kann in der Weise erfolgen, daß zunächst die Silikatglasscheibe 10, die PVC-Verbundfolie 16, die Weich-PVC-Platte 12, die PVC-Verbundfolie 18 sowie die Silikatglasscheibe 14 aufeinandergelegt werden, woraufhin dann durch Zusammenwalzen bei einer Temperatur von vorzugsweise 1300C ein Vorverbund hergestellt wird. Dieser Vorverbund'wird dann in einen Gummisack verpackt und im Autoklaven einer Unterdruckbehandlung bei einer Temperatur von 170 bis 175°C ausgesetzt, wodurch der Hauptverbund erfolgt. Nach dem Hauptverbund sind die Kunststoffschichten 16, 12, 18 vollständig miteinander verschmolzen und unlösbar mit den Silikatglasscheiben 10, 14 verbunden.
Der Verbund zeigt eine optimale Haftung der Kunststoffzwischenschichten zum Glas, wobei die Pummelwerte 10 betragen, d.h. also, es wird die höchste Haftungsstufe erreicht. Auch nach dem Beschuß derartiger Verbundsicherheitsscheiben, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind, sieht die zwischen den Silikatglasscheiben angeordnete Kunststoffschicht, bestehend aus der Kunststoffplatte bzw. den Kunststoffplatten und den PVC-Verbundfolien, wie eine Einheit aus, man kann also keinerlei Einzelschichten mehr erkennen.
Die Dicke der Silikatglasscheibe 10 kann natürlich nicht nur 12 mm betragen, vielmehr können auch der Beschußseite zugewandte Silikatglasscheiben von beispielsweise 5 oder 10 mm vorgesehen sein. Es hat sich bewährt, für die der Beschußseite abgewandte Silikatglasscheibe 14 möglichst dünne Scheibendicken zu verwenden, um den Splitterabfall zu reduzieren. Es hat sich gezeigt, daß die der Beschußseite abgewandte Silikatglasscheibe 14 praktisch nicht zur Durchschußsicherheit beiträgt. Bei größeren Scheibenformaten empfiehlt sich allerdings eine Dicke der Silikatglasscheibe 14 von mindestens 3 mm, um Handhabungsschwierigkeiten zu vermeiden.
Mit der erfindungsgemäßen Verbundsicherheitsscheibe durchgeführte Schußversuche haben gezeigt, daß diese bereits bei Verwendung als dünne Einzelscheibe eine außerordentlich hohe Beschußsicherheit ergibt. Wird die Verbundsicherheitsscheibe, entsprechend ihrem bevorzugten Anwendungszweck, bei einer schußsicheren Doppelglasscheibe nach dem Hauptpatent verwendet, wobei insofern auf dessen Offenbarungsgehalt in vollem Umfang Bezug genommen wird, so ergibt sich eine schußsichere Scheibenanordnung geringer Dicke und verhältnismäßig niedrigen Gewichtes, die selbst gegen Dreifachbeschuß mit dem Nato-Gewehr G 3 sicher ist. Dies wurde bisher bei keiner schußsicheren Scheibenanordnung erreicht.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

An sprüche

1. Schußsichere Verbundsicherheitsscheibe, mit mindestens zwei Silikatglasscheiben unterschiedlicher Dicke, zwischen denen eine mit den Silikatglasscheiben verklebte Kunststoffplatte angeordnet ist, insbesondere zur Verwendung bei einer schußsicheren Doppelglasscheibe nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 25 24 241.5-45), dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffplatte (12) aus Weich-PVC besteht und mit den Silikatglasscheiben (10, 14) durch PVC-Verbundfolien (16, 18) verklebt ist.

2. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PVC-Verbundfolien (16, 18) aus einem Copolymeren aus Vinylchlorid und Glycidylmethacrylat bestehen.

3. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die PVC-Verbundfolien (16, 18) etwa 40 % hochmolekularen,nicht wandernden und wasseraufnahmefesten Weichmacher enthalten.

4. Verbundsicherheitsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der der Beschußseite zugewandten Silikatglasscheibe (10) 4 bis 14 mm, die der der Beschußseite abgewandten Silikatglasscheibe (14) 1 bis 3 mm und diejenige der Kunststoffplatte (12) einschließlich der anliegenden PVC-Verbundfolien (16, 18) 2 bis 6 mm beträgt.

5. Verbundsicherheitsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der der Beschußseite zugewandten Silikatglasscheibe (10) 5 bis 10 mm und diejenige der der Beschußseite abgewandten Silikatglasscheibe (14) 2 bis 3 mm beträgt.

6. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kunststoffplatte (12) ca. 1 mm und diejenige der beiden anliegenden PVC-Verbundfolien (16, 18) jeweils 0,5 bis 1 mm beträgt.

7. Verbundsicherheitsscheibe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Silikatglasscheiben (10, 14) eine Schichtfolge: Verbundfolie 0,5 bis 1 mm -Kunststoffplatte ca. 1 mm - Verbundfolie 0,5 bis 1 mm -Kunststoffplatte ca. 1 mm - Verbundfolie 0,5 bis 1 mm angeordnet ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer schußsicheren Verbundsicherheitsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikatglassheiben (10, 14) mit den dazwischenliegenden Schichten (16, 12, 18) zunächst bei einer Temperatur von 120 bis 1400C vorverbunden werden, woraufhin der Hauptverbund bei einer Temperatur von 170 bis 180°C durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverbund bei ca. 1300C und der Hauptverbund bei 170 bis 1750C durchgeführt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverbund durch Zusammenwalzen der Schichtanordnung erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptverbund durch Unterdruckbehandlung im Autoklaven erfolgt.