DE3147385A1

DE3147385A1 - "verfahren zum behandeln einer verbundglasscheibe, insbesondere zur faelschungssicheren kennzeichnung einer verbundglasscheibe"

Info

Publication number: DE3147385A1
Application number: DE19813147385
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr.-phil. 5000 Köln Kunert; Gerd Dipl.-Ing. 5100 Aachen Sauer
Original assignee: Vereinigte Glaswerke 5100 Aachen GmbH; Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1980-12-16
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1982-09-16
Also published as: FR2495982A1; FR2495982B1; DE3147385C2

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Verbundglasscheibe, sowie die Anwendung des Verfahrens zur gezielten Versprödung der Zwischenschicht einer Verbundglasscheibe und zur fälschungssicheren Kennzeichnung von Verbundglasscheiben.

Verbundglasscheiben bestehen in der Regel aus einer oder mehreren Schichten aus Silikatglas und einer oder mehreren Schichten aus transparentem Kunststoff. Die transparenten Kunststoffschichten können aus unterschiedlichen Materialien bestehen und verschiedene Funktionen erfüllen. Üblicherweise bestehen die transparenten Kunststoffschichten aus Polyvinylbutyral, die in Form thermoplastischer Folien zwischen zwei Glasscheiben eingebracht und mit diesen unter Anwendung von Wärme und Druck verbunden werden.

Es kann erwünscht sein, die fertige Verbundglasscheibe noch einer Nachbehandlung zu unterziehen, durch die bestimmte Eigenschaften verändert werden. So kann es beispielsweise von Interesse sein, die Haftung zwischen den einzelnen Schichten nachträglich lokal gezielt zu beeinflussen. Man kann andererseits auch ein Interesse daran haben, lokal chemische Veränderungen in der thermoplastischen Zwischenschicht vorzunehmen oder auf die physikalischen Eigenschaften einzuwirken. Solche gezielten lokalen Behandlungen von Verbundglasscheiben nach ihrer Fertigstellung, bei denen man also keinen

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unmittelbaren Zugang mehr zu den inneren Schichten der Verbundglasscheibe hat, sind nach dem Stand der Technik nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es erlaubt, eine fertige Verbundglasscheibe nachträglich im Innern, d.h. in Schichten, die von außen nicht mehr zugänglich sind, mit bleibenden Veränderungen zu versehen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß elektromagnetische Strahlung in gebündelter Form durch eine der äußeren Schichten hindurch auf eine der inneren Schichten gerichtet wird, und so durch die lokale Erhitzung der Zwischenschicht deren Eigenschaften bereichsweise verändert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich z.B. in der Weise ausführen, daß man elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge verwendet, für die die zu behandelnde Zwischenschicht der Verbundglasscheibe ein höheres Absorptionsvermögens aufweist als die von dem Strahlungsbündel durchdrungene äußere Schicht,

Nach einer anderen Ausführungsform kann man die gezielte Beeinflussung der Zwischenschicht auch dadurch erreichen, daß man die Strahlung auf die zu.' behandelnde Zwischenschicht mit einer größeren Flächendichte zur Einwirkung bringt, indem man sie mit Hilfe eines optischen Linsensystems derart in die Verbundglasscheibe einstrahlt, daß die Strahlen in

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der zu behandelnden Zwischenschicht fokussiert werden.

In vorteilhafter Weise werden für das Verfahren Laserstrahlen verwendet. Mit energiereichen Laserstrahlen läßt sich in besonders wirkungsvoller und konzentrierter Weise energiereiche Wärmestrahlung gezielt im Innern einer Verbundglasscheibe lokal zur Wirkung bringen, so daß unter der Wirkung dieser Wärmeenergie die unterschiedlichsten energieverbrauchenden irreversiblen Prozesse im Innern der Verbundglasscheibe durchgeführt werden können. Insbesondere in Schichten aus einem organischen Kunststoff, beispielsweise in der Zwischenschicht aus thermoplastischem Polyvinylbutyral, lassen sich auf diese Weise verschiedene Effekte erreichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt ein Neodym-Yag-Laser mit einer Wellenlänge von 1,06 /um zur Anwendung.

Die innere Schicht der Verbundglasscheibe, die durch die Strahlungsenergie beeinflußt werden soll, kann als solche von Hause aus ein höheres Absorptionsvermögen für die eingestrahlten Laserstrahlen aufweisen. In diesem Fall erwärmt sich die Schicht an den bestrahlten Stellen unmittelbar, ohne daß zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind. Wenn die zu behandelnde innere Schicht kein hinreichendes Absorptionsvermögen von Hause aus aufweist, kann man das Absorptionsvermögen durch

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eine Behandlung oder Beschichtung dieser Schicht an der gewünschten Stelle vor dem Zusammenlegen entsprechend erhöhen. So hat es sich gezeigt, daß z.B. durch Beschichten der Zwischenschicht an der gewünschten Stelle mit einem Lack oder einer Farbe oder einem anderen organischen Material die Energieabsorption so stark erhöht werden kann, daß praktisch die gesamte Energie des Laserstrahls in dieser Schicht absorbiert wird. Durch gezielten Laserbeschluß kann man solche Schichten regelrecht karbonisieren.

Wenn man Verbundglasscheiben aus Schichten mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften behandeln will, kann man auch so vorgehen, daß man die Schicht, in der man die Veränderung hervor- <■ . rufen will, neben einer Schicht anordnet, die eine hohe Absorptionswirkung hat. So kann man beispielsweise eine Verbundglasscheibe aus einer transparenten Glasscheibe, einer Wärmestrahlen absorbierenden Glasscheibe und einer diese beiden Glasscheiben verbindenden thermoplastischen Folie durch die transparente Glasscheibe hindurch bestrahlen, wobei die lokale Erwärmung an der Grenzfläche zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht und der wärmeabsorbierenden Glasscheibe entsteht und sich auf die Zwischenschicht überträgt.

Eine besonders interessante Anwendung findet das-^ neue Verfahren zur fälschungssicheren Kennzeichnung von Verbundglasscheiben, insbesondere von

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Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge.

Verschiedene Ausführungs- und Anwendungsbeispiele werden nachfolgend, teils unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, näher beschrieben.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine

Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 in einer Schnittdarstellung eine Verbundglasscheibe, die entlang ihres Randes einer gezielten Versprödungsbehandlung unterworfen wird;

Fig. 3 in einer Schnittdarstellung eine Verbundglasscheibe mit einer zusätzlich eingelegten IR-Absorptionsschicht während einer Signierbehandlung, und

Fig. 4 in einer Schnittdarstellung eine Verbundglasscheibe mit einer IR-Strahlen absorbierenden Glasschicht während einer Signierbehandlung.

In Figur 1 ist eine Anlage dargestellt, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise durchführen läßt. Es wird ein Neodym-Yag-Laser verwendet mit einer Laserstrahlen-Austrittsöffnung 2, einem Strahlenumlenkkopf 3 und einer

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Fokussier-Optik 4. Der Laser 1 ruht auf einem Tisch 5. Unterhalb der Fokussier-Optik 4 ist die zu behandelnde Verbundglasscheibe 1o auf einem Auflagetisch 11 angeordnet. Die Fokussier-Optik 4 läßt sich innerhalb der horizontalen Ebene in X- und in Y-Richtung verschieben, wobei die Verschiebung sowohl von Hand oder durch einen in der Zeichnung schematisch dargestellten Prozeßrechner 12 erfolgen kann. Anstatt von Hand kann der Laser 1 auch durch eine automatische Bahnsteuerung in der gewünschten Bahn bewegt werden. Die Bahnsteuerung in X- und Y-Richtung erfolgt über die Steuerleitung 13. Der Strahlenumlenkkopf 3 ist zusätzlich mit einem ablenkbaren Umlenkspiegel versehen, der gezielte Feinablenkungen des Laserstrahls durchführt. Auch die Bewegung des Umlenkspiegels kann durch den Prozeßrechner 12 gesteuert werden, wobei die Steuerimpulse über die Steuerleitung 14 zu den Antrieben des Umlenkspiegels geführt werden. Mit Hilfe einer solchen Anordnung lassen sich die erfindungsgemäßen Verfahren durchführen.

Beispiel 1:

Mit Hilfe der anhand der Figur 1 beschriebenen Einrichtung wird eine Verbundglasscheibe 2o entlang ihrem Rand mit einer feuchtigkeitshemmenden Barriere 25 versehen. Die Verbundglasscheibe 2o · besteht aus zwei Silikatglasscheiben 21 und 22, die durch eine thermoplastische Zwischenschicht 23 miteinander verbunden sind. Die Verbundglasscheibe 2o wird in einer solchen Höhe auf den

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Auflagetisch 11 aufgelegt, daß der Brennpunkt der aus der Fokussier-Optik 4 austretenden Laserstrahlen 24 innerhalb der Ebene der thermoplastischen Zwischenschicht 23 liegt. Der verwendete Neodym-Yag-Laser hat eine Wellenlänge von 1,06 /um, so daß diese Strahlung die Silikatglasscheibe 21 aus farblosem Glas ohne wesentliche Absorption durchdringt. Infolge der Fokussierung ist die Strahlendichte innerhalb der organischen Zwischenschicht 23 wesentlich höher als in der Glasscheibe 21. Da außerdem die Strahlenabsorption in der Zwischenschicht 23 etwas höher ist als in der Glasscheibe 21, erhitzt sich die Zwischenschicht 23 lokal im Bereich des Brennpunktes der Strahlen 24, so daß unter der Wirkung dieser Erhitzung die Zwischenschicht 23 lokal versprödet wird. Der Strahlenumlenkkopf 3 des Lasers, wird im Abstand von 1 bis 3 mm von der Kante der Verbundglasscheibe 2o an der Kante entlanggeführt, so daß sich umlaufend parallel zur Glasscheibenkante eine streifenförmige Versprödungszone 25 bildet, die infolge einer geringeren Durchlässigkeit für Wasserdampf gewissermaßen eine Feuchtigkeitsbarriere darstellt.

Beispiel 2:

Mit Hilfe der anhand der Figur 1 beschriebenen Einrichtung und unter Verwendung wiederum eines Neodym-Yag-Lasers mit einer Wellenlänge von 1,06 / um soll eine Signierung einer fertigen Verbundglasscheibe innerhalb der Verbundglasscheibe vorgenommen werden. Die Verbundglasscheibe 3o (Figur 3) besteht wiederum

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aus zwei farblosen transparenten Silikatglasscheiben 31 und 32, die durch die thermoplastische Zwischenschicht 33 aus Polyvinylbutyral miteinander verbunden sind.

Zur Signierung soll die Verbundglasscheibe 3o mit einer Fabriknununer versehen werden. Nach dem Auflegen der Verbundglasscheibe 3o wird zunächst durch Verschieben des Lasers 1 in der horizontalen Ebene der Strahlenumlenkkopf 3 in die gewünschte Position oberhalb der Verbundglasscheibe ge- . fahren. Der eigentliche Schreibvorgang erfolgt dann bei stillstehendem Strahlenumlenkkopf 3 mit Hilfe des innerhalb des Strahlenumlenkkopfes 3 beweglich angeordneten Umlenkspiegels, der wie ein Spiegelgalvanometer aufgebaut ist und eine Ablenkung der Strahlen durch Verschwenken des Umlenkspiegels bewirkt. Die aufzubringenden Schriftzeichen sind in dem Prozeßrechner 12 gespeichert.

In dem für die Anbringung der Signierung vorgesehenen Feld innerhalb der Verbundglasscheibe ist zwischen der Zwischenschicht 33 und der Silikat- ■ glasscheibe 32 eine zusätzliche IR-Strahlen absorbierende Schicht 34 angeordnet, die besonders bei der Wellenlänge des Lasers Energie absorbiert. Diese Schicht 34 besteht aus einem hellen, nicht transparenten Farbfleck, beispielsweise aus weißer Farbe des Typs M 256/1 der Lackfabrik Albrecht in Mainz. Bei dem Laserbeschluß während des Signiervorganges karbonisiert der Lack an der Auftreffstelle der Laserstrahlen 24, die in diesem Fall genau auf die Ebene der Schicht 34 fokussiert sind. Durch die

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Karbonisierung an der Auftreffstelle des Laserstrahls entsteht ein schwarzer Schriftzug 35, der innerhalb der weißen Schicht 34 deutlich lesbar ist. Es hat sich gezeigt, daß zur Herstellung eines klaren schwarzen Schriftzugs bei serienmäßiger Markierung nur eine Laserleistung von etwa Io Watt erforderlich ist. Eine so vorgenommene Signierung kann später nicht mehr verändert werden»

Beispiel 3:

Mit Hilfe der anhand der Figur 1 beschriebenen Einrichtung wird eine Signierung einer fertigen Verbundglasscheibe 4o (Fig» 4) vorgenommen, die aus einer farblosen Silikatglasscheibe 41 und einer farbigen Silikatglasscheibe 42 mit erhöhter IR-Strahlen-Absorption besteht, wobei diese beiden Silikatglasscheiben durch eine thermoplastische Zwischenschicht 43 miteinander verbunden sind. Die farblose Glasscheibe 41 ist dem Laserstrahlenbündel 24 zugewendet, das so fokussiert ist, daß der Brennpunkt sich auf der an der thermoplastischen Zwischenschicht 43 anliegenden Oberfläche der farbigen Silikatglasscheibe 42 befindet.

Da die Glasscheibe 42 eine hohe Energieabsorption im IR-Bereich aufweist, erwärmt sich die Glasscheibe 42 lokal im Bereich des Strahlenbrennpunktes, und die Hitze überträgt sich auf die Polyvinylbutyralschicht 43. Der Laserbeschluß erfolgt mit einer geringeren Leistung, die nicht zu einer Karbonisierung im Bereich der Zwischenschicht

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führt, vielmehr nur soviel Energie auf der Oberfläche der Glasscheibe 42 erzeugt, daß an der Stelle der lokalen Erhitzung der Polyvinylbutyralfolie eine Gasbildung beginnt. Durch impulsartigen Laserbeschluß werden kleine Gasblasen 45 erzeugt, so daß eine Gasblasenkette entsteht mit einem deutlichen sichtbaren Schriftbild, das dem Schriftbild eines Nadeldruckers ähnlich sieht.

Beispiel 4:

Es soll wie im Beispiel 3 beschrieben eine Markierung in Form einer Gasblasenkette in einer Verbundglasscheibe vorgenommen werden, wobei die Verbundglasscheibe aus zwei farblosen Silikatglasscheiben besteht, so daß keine bevorzugte Absorption in einer der beiden Silikatglasschei- · ben erfolgt. Da für die Gasblasenbildung eine weit geringere Laserenergie genügt als sie füieine Karbonisierung notwendig ist, ist die Einbringung einer gesonderten Schicht mit hoher IR-Strah-]en-Absorption in diesem Fall nicht erforderlich. Es hat sich vielmehr gezeigt, daß der normalerweise auf einer Glasobei~flache vorhandene Belag in l^;orm eines kaum sichtbaren Schmutzfilmes bereits für eine hinreichende Laserstrahlenabsorption ausreicht, um den gewünschten Effekt zu erzeugen.

Leerseite

Claims

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Verfahren zum Behandeln einer Verbundglasscheibe, und Anwendung des Verfahrens

Patentansprüche

1J. Verfahren zum Behandeln einer aus mehreren Schichten bestehenden Verbundglasscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß elektromagnetische Strahlung in gebündelter Form durch eine der äußeren Schichten hindurch auf eine der inneren Schichten der Verbundglasscheibe gerichtet wird, und so durch die lokale Erhitzung der Zwischenschicht die Eigenschaften dieser Zwischenschicht bereichsweise verändert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge verwendet, für die die zu behandelnde Zwischenschicht der Verbundglasscheibe ein höheres Absorptionsvermögen aufweist als die von dem Strahlenbündel durchdrungene äußere Schicht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung in die Verbundglasscheibe mit Hilfe eines optischen Linsensystems eingestrahlt wird, das die Strahlen auf der Höhe der zu behandelnden inneren Schicht fokussiert.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Laserstrahlen eines Neodym-Yag-Lasers mit einer Wellenlänge von 1,o6 /um verwendet werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung auf die organische, insbesondere thermoplastische Zwischenschicht aus Polyvinylbutyral oder einem vergleichbaren Material gerichtet wird.
6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5 zur gezielten Wärme- und/oder Versprödungsbehandlung der thermoplastischen Zwischenschicht entlang dem Umfang der Verbundglasscheibe, indem die gebündelte Strahlung in geringem Abstand vom Scheibenrand parallel zu diesem geführt wird.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5 zur fälschungssicheren Kennzeichnung von Verbundglasscheiben, insbesondere von Windschutzscheiben.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen der Verbundglasscheibe,

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an denen die Kennzeichnung erfolgen soll, vor dem Verbinden der einzelnen Schichten der Verbundglasscheibe auf der thermoplastischen Zwischenschicht eine Schicht oder ein Film eines Materials aufgebracht wird, das unter der Wirkung der Strahlungsenergie seine Absorption bzw. seine Reflexionseigenschaften im Bereich des sichtbaren Lichtes oder der Infrarotstrahlung ändert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht oder ein Film aus einem Material aufgebracht wird, das unter der Einwirkung der Strahlung karbonisiert.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen der Verbundglasscheibe, an denen die Behandlung erfolgen soll, vor dem Verbinden der einzelnen Schichten auf der thermoplastischen Zwischenschicht eine Schicht oder ein Film aufgebracht wird, die unter der Strahlungseinwirkung Gas entwickelt.
11. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß eine gepulste Laserstrahlung verwendet wird, so daß auf der Behandlungslinie eine Gasperlenkette entsteht.
12. Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 auf eine eine für IR-Strahlung transparente und eine IR-Strahlen absorbierende Silikatglasscheibe umfassende

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Verbundglasscheibe, wobei die durch die transparente Scheibe eingestrahlten Laserstrahlen beim Auftreffen auf die Oberfläche der IR-Strahlen absorbierenden Scheibe diese Scheibe, und damit die angrenzende thermoplastische Schicht, örtlich erwärmen.