DE3421571A1 - Angriffshemmende, insbesondere durchschusshemmende verglasung - Google Patents

Angriffshemmende, insbesondere durchschusshemmende verglasung

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DE3421571A1 DE19843421571 DE3421571A DE3421571A1 DE 3421571 A1 DE3421571 A1 DE 3421571A1 DE 19843421571 DE19843421571 DE 19843421571 DE 3421571 A DE3421571 A DE 3421571A DE 3421571 A1 DE3421571 A1 DE 3421571A1
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Description

- j, - VE 51 5
Die Erfindung betrifft eine angriffshemmende Verglasung, insbesondere eine durchschußhemmende Verglasung für Kraftfahrzeuge, aus wenigstens zwei über eine ein- oder mehrschichtige Kunststoffschicht miteinander verbundenen Silikatglasscheiben und einer mit der rückwärtigen Glasscheibe verklebten Scheibe aus Kunststoff, insbesondere aus einem schlagfesten Kunststoff wie PoIycarbonat.
Angriffshemmende Verglasungen aus miteinander verbundenen Glas- und Polycarbonatplatten sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Wegen der bekannten hohen Schlagzähigkeit von Polycarbonat haben solche Verglasungen bereits bei verhältnismäßig dünnem Aufbau gute angriffshemmende Eigenschaften.
Bei einer bekannten 'durchschußhemmenden Verglasung aus Glas- und Polycarbonatplatten wird die Polycarbonatplatte zwischen Glasscheiben angeordnet, so daß die Außenschichten der Verglasung von Silikatglasplatten gebildet werden (z.B. US-PS 3 624 238). Bei diesem Aufbau lösen sich jedoch beim Auftreffen eines geschlossen auf der Rückseite der Verglasung mehr oder weniger große Mengen von Glassplittern, die eine nicht unerhebliche Gefahrenquelle darstellen.
Wenn man jeden Splitterabgang auf der Rückseite einer durchschußhemmenden Verglasung mit Sicherheit vermeiden will, kann man eine Verglasung mit dem eingangs genannten Aufbau verwenden, bei der die Polycarbonatpla.tte auf der Rückseite der Verbundglasscheibe angeordnet ist. Ein solcher Aufbau ist beispielsweise aus der DH-OS 2o 39 bekannt. Da die freie Oberfläche der Polycarbonatplatte
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. ε-
als solche nicht hinreichend kratzfest ist, kann sie mit einer harten Kratzfestbeschichtung versehen werden. Es ist auch bekannt, als Kratzfestbeschichtung auf der PoIycarbonatplatte bei solchen Verglasungen hochelastische weiche Polyurethanschichten anzuordnen, die Selbstheileigenschaften aufweisen (DE-OS 28-51 394).
Die Verbindung der Polycarbonatplatte mit der anliegenden Glasoberfläche erfolgt über eine geeignete Kleberschicht, wofür sich insbesondere transparente thermoplastische Polyurethankleber eignen. Auch solche Kleber sind für diese Zwecke bekannt, und beispielsweise in der DE-AS 15 94 164 und der DE-AS 26 6o 346 beschrieben.
Bei solchen asymmetrisch aufgebauten durchschußhemmenden Verglasungen treten Probleme durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung der rückwärtigen Kunststoffscheibe und der Silikatglasscheiben infolge des sogenannten "Bimetalleffektes" auf. Da die Wärmeausdehnung der Kunststoffe ein Vielfaches der Wärmeausdehnung des Glases beträgt, entstehen an der Grenzschicht erhebliche Schubspannungen. Bei Raumtemperatur und bei höheren Temperaturen lassen sich hierdurch bedingte Verbiegungen der Verbundglasscheibe dadurch vermeiden, daß die Anzahl und/ oder die Dicke der Silikatglasscheiben erhöht wird. Die entstehenden Spannungen werden dabei innerhalb der bei diesen Temperaturen verformbaren Kleberschicht abgebaut.
Bei tiefen Temperaturen erfolgt jedoch ein solcher j Spannungsabbau nicht mehr, weil einerseits die Spannungen mit abnehmender Temperatur ansteigen, und andererseits eine Verformbarkeit der Kleberschicht bei tiefen Temperaturen nicht mehr gegeben ist. Die Kleberschicht
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VE 515
wirkt dann in demselben Sinn wie die Polycarbonatplatte und trägt ihrerseits zur Erhöhung der auf die Glasscheibe wirkenden Schubspannungen bei. Die hierdurch hervorgerufene Verbiegung der Glasscheibe ist so stark, daß je nach dem gewählten Scheibenaufbau bei mehr oder weniger tiefen Minustemperaturen die Glasscheiben brechen.
Insbesondere für die durchschußhemmende Verglasung von Kraftfahrzeugen besteht der Bedarf an einem möglichst dünnen Aufbau der Verbundglasscheibe mit hoher Kältefestigkeit. Mit den bisher bekannten Maßnahmen ist es nicht möglich, diese Forderungen zu erfüllen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignete durchschußhemmende Verbundglasscheibe der eingangs genannten Art mit einer hohen Widerstandsfähigkeit gegen tiefe Temperaturen zu schaffen. Die Verbundglasscheibe soll bei einem verhältnismäßig dünnen Aufbau auch bei tiefen Temperaturen ihre Formbeständigkeit behalten, das heißt allenfalls eine minimale Durchbiegung aufweisen und daher sicher gegen Kältebruch sein.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die die Silikatglasscheiben miteinander verbindende Kunststoffschicht so ausgewählt und/oder in ihrer Dicke dimensioniert ist, daß von dieser Kunststoffschicht durch ihre Kontraktion bei tiefen Temperaturen Schubspannungen von der gleichen Größenordnung auf die auf der anderen Seite mit der Scheibe aus schlagfestem Kunststoff verbundene Glasscheibe aufgebracht werden, wie sie von dieser Scheibe aus schlagfestem Kunststoff einschließlich der Kleberschicht auf diese Glasscheibe
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übertragen werden, so daß die auf diese Glasscheibe auf die beiden Oberflächen wirkenden Schubspannungen gleich groß sind und daher nicht zu einer Verformung der Verbundglasscheibe führen.
Die Erfindung besteht also in der Lehre, die Schichten einer Verbundglasscheibe der gattungsgemäßen Art so zu dimensionieren bzw. auszuwählen, daß im Hinblick auf die hintere Silikatglasscheibe, mit der die Polycarbonatplatte verbunden ist, eine symmetrische Anordnung der Kunststoffschichten vorgenommen wird. Während also beim Stand der Technik versucht wird, die Biegesteifigkeit der Silikatglaskomponente zu erhöhen oder derart weiche Kleber zu verwenden, daß die Schubspannungen in dieser Kleberschicht abgebaut werden, wird bei der Erfindung diese Durchbiegung dadurch aufgefangen, daß in gezielter Weise auch die zweite Oberfläche der rückwärtigen Silikatglasscheibe unter Schubspannungen gesetzt wird, die die Wirkung der durch die Polycarbonatplatte hervorgerufenen Schubspannungen aufhebt.
Eine vollständige Kompensation der Schubspannungen ist in der Regel nicht erforderlich, weil selbstverständlich die Eigensteifigkeit der Glasscheiben einen Teil der Verformung auffängt. Es genügt daher in den meisten Fällen, als Kompensationsschicht für die Splitterschutzschicht eine Kunststoffschicht vorzusehen, deren Dicke geringer ist als die Dicke der Splitterschutzschicht einschließlich der Kleberschicht für die Splitterschutzschicht.
Bezeichnet man die Dicke der Polycarbonatplatte mit d^, und die Dicke der diese Polycarbonatplatte mit der benachbarten Glasscheibe verklebenden Kleberschicht mit d7,
EPO COPY ffl
VE 515
so kann man sagen, daß eine für den praktischen Gebrauch ausreichende Kältefestigkeit erreicht wird, wenn die Dicke D der auf der anderen Seite der Glasscheibe angeordneten Kleberschicht wenigstens gleich oder vorzugsweise größer ist als d.. + d~ .
In Weiterbildung der Erfindung sollte die Dicke d2 der Kleberschicht zwischen der Polycarbonatplatte und der rückwärtigen Glasscheibe wenigstens 1,5 mm, und vorzugsweise 2 mm betragen bei einem Ε-Modul dieses Materials
2
von höchstens 2o N/mm (bei 2o Grad Celsius). Die Dicke d, der Polycarbonatplatte sollte vorzugsweise 2 bis 5 mm betragen.
Falls Materialien mit unterschiedlichen Ε-Modulen für die Kleberschichten verwendet werden, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, daß das Material mit dem höheren Ε-Modul als Klebeschicht zwischen den Glasscheiben verwendet wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung.
Von den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 und 2 Ausführungsformen durchschußhemmender Verbundglasscheiben nach dem Stand der Technik, und
Fig. 3 bis 7 verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäß aufgebauter durchschuß-
EPO COPY
- if- VI· 5 15
hemmender Verbundglasscheiben.
Die in Fig. 1 dargestellte durchschußhemmende Verbundglasscheibe 1 mit bekanntem Aufbau besteht aus einer 6 mm dicken Glasscheibe 11, einer o,76 mm Polyvinylbutyralschicht 12, einer zweiten 6 mm dicken Glasscheibe 13, einer 2 mm dicken Schicht aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU) als Klebeschicht zwischen der Glasscheibe 13 und der 3 mm dicken Polycarbonatplatte 15, einer dünnen Klebeschicht 16 und einer selbstheilenden weichen Polyurethanschicht 17 als Kratzfestschicht für die Polycarbonatschicht 15.
Die für diese Verbundglasscheibe 1 verwendeten Materialien für die einzelnen Schichten finden als solche auch für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele Verwendung. Dabei handelt es sich bei dem für die Klebeschicht 12 verwendeten Polyvinylbutyral um die PoIyvinylbutyralfolie SAFLEX SR 41 der Firma MONSANTO. Für die Klebeschicht 14 wird das in der DE-PS 26 6o 346 beschriebene thermoplastische Polyurethan (TPU) der Firma BAYER AG verwendet. Als Polycarbonatplatte 15 wurde das Produkt MAKROLON der Fa. RÖHM GmbH verwendet. Die mit der Klebeschicht 16 versehene selbstheilende hochelastische Polyurethanfolie 17 ist in ihrer Zusammensetzung in der DE-AS 26 29 779 im einzelnen beschrieben. Die in diesen Druckschriften genannten Zusammensetzungen sind insoweit auch Gegenstand dieser Beschreibung.
Drei So cm lange und 5 cm breite Streifen von Verbundglasscheiben mit diesem Aufbau werden in einen-Kälteschrank gelegt, dessen Temperatur 2o Grad Celsius beträgt, und die Temperatur abgesenkt. Bei Erreichen einer Temperatur von 0 Grad Celsius sind die Glasscheiben bei
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W ψ ·> ψ
VE 515
allen drei Proben zerbrochen.
Der in Fig. 2 dargestellte Aufbau gehört ebenfalls zum Stand der Technik. Die hier dargestellte durchschußhemmende Verbundglasscheibe 2 besteht aus drei 6 mm dicken Glasscheiben 21, 23 und 25, die jeweils durch eine o,76 mm dicke Klebefolie 22, 24 aus Polyvinylbutyral miteinander verbunden sind. Auf der Rückseite der Glasscheibe 25 ist eine 2 mm dicke TPU-Schicht 26 angeordnet, die die 3 mm dicke Polycarbonatplatte 27 mit der Glasscheibe 25 verbindet. Auf der Rückseite der Polycarbonatplatte 27 ist die mit der Klebeschicht 16 versehene selbstheilende Polyurethan-Deckschicht 17 angeordnet.
Drei 5o cm lange und 5 cm breite Streifen einer solchen Verbundglasscheibe werden wieder bei Raumtemperatur in einen Kälteschrank gelegt, und die Temperatur wird langsam abgesenkt. Bei einer Temperatur von -3o Grad Celsius wird der Kälteschrank geöffnet, und man stellt fest, daß die Glasscheiben aller drei Proben zerbrochen sind.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Ausführungsbeispiele:
Beispiel 1
Es wird eine Verbundglasscheibe 3 mit dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau hergestellt. Diese Verbundglasscheibe besteht aus einer 6 mm dicken Glasscheibe 31, einer 3,8 mm dicken Schicht 32 aus Polyvinylbutyral, einer'6 mm dicken Glasscheibe 33, einer 2 mm dicken Schicht 34 aus TPU, einer 3 mm dicken Polycarbonatplatte 35, einer Klebeschicht 16 und der selbstheilenden Deckschicht 17.
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VIi 5 15
Drei 5o cm lange und 5 cm breite Streifen dieses etwa 21,5 mm Verbundglases werden bei Raumtemperatur in einen Kälteschrank gelegt, dessen Temperatur langsam auf -4o Grad Celsius abgesenkt wird. Während die Glasscheiben bei einer der drei Proben bei 0 Grad Celsius bereits zerbrochen sind, sind die Glasscheiben der beiden anderen Proben auch bei -4o Grad Celsius noch unbeschädigt. Die beiden unbeschädigten Proben haben sich während der Abkühlung der Raumtemperatur auf -4o Grad Celsius geringfügig gebogen, und zwar hat die Stichhöhe zwischen den Enden der Proben und der Probenmitte in einem Fall um o,63 mm, und im anderen Fall um o,66 mm zugenommen.
Beispiel 2
Es wird eine Verbundglasscheibe 4 mit dem Aufbau nach Fig. 4 hergestellt. Diese Verbundglasscheibe 4 umfaßt eine 6 mm dicke Floatglasscheibe 41, eine 4 mm dicke TPU-Schicht 42, eine 6 mm dicke Floatglasscheibe 43, eine 2 mm dicke TPU-Schicht 44, eine 3 mm dicke Polycarhonatplatte 45, eine Kleberschicht 16 und die selbstheilende Deckschicht 17.
Es werden xviederum drei 5o cm lange und 5 cm breite Streifen dieses Verbundglases, das insgesamt eine Dicke von 21,7 mm aufweist, dem Kältetest bis -4o Grad Celsius unterworfen. Alle drei Proben überstehen den Kältetest unverletzt. Bei -3o Grad Celsius sind die Proben im Vergleich zu ihrem Zustand bei Raumtemperatur geringfügig durchgebogen, und zwar hat die Stichhöhe bei zwei Proben um o,59 mm, und bei der dritten Probe um o,56 mm zugenommen. Ab -3o Grad Celsius erfolgt bei der weiteren Abkühlung keine Zunahme der Durchbiegung. Es ist also
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/12
davon auszugehen, daß auch tiefere Temperaturen als -4o Grad Celsius schadlos überstanden werden.
Beispiel 3
Es wird eine Verbundglasscheibe 5 mit dem Aufbau nach Fig. 5 mit folgender Schichtenfolge hergestellt: 6 mm dicke Floatglasscheibe 51, o,76 mm Polyvinylbutyralschicht 52, 6 mm dicke Floatglasscheibe 53, 1,2 mm dicke TPU-Schicht 54, 2 mm dicke Polycarbonatschicht 55, 1,2 mm dicke TPU-Schicht 56, 6 mm dicke Floatglasscheibe 57, 3,3 mm dicke TPU-Schicht 58, 2 mm dicke Polycarbonatplatte 59, Klebeschicht 16 und weiche Kratzfestschicht 17 mit Selbstheileigenschaften.
Drei Proben dieses insgesamt 29 mm dicken Verbundglases mit einer Länge von 5o cm und einer Breite von 5 cm werden dem Kältetest bis -4o Grad Celsius unterworfen. Alle drei Proben bestehen den Kältetest ohne Beschädigung. Die Messung der zusätzlichen Durchbiegung bei der Abkühlung von Raumtemperatur auf -3o Grad Celsius ergibt in allen drei Fällen eine Erhöhung der Stichhöhe um o,1 mm. Nach Wiedererwärmung auf Raumtemperatur hat sich nach drei Tagen der Ausgangszustand zurückgebildet.
Beispiel 4
Es wird eine Verbundglasscheibe 6 mit dem in Fig. 6 dargestellten Aufbau mit folgender Schichtenfolge hergestellt: 6 mm dicke Floatglasscheibe 61, o,76 mm dicke Polyvinylbutyralschicht 62, 6 mm dicke Floatglasscheibe 63, 4,2 mm dicke TPU-Schicht 64, 6 mm dicke Floatglasscheibe 65, 2 mm dicke TPU-Schicht 66, 2 mm dicke PoIycarbonatplatte 67, Klebeschicht 16 und o,5 mm dicke weiche Kratzfestschicht 17 mit Selbstheileigenschaften.
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- /ο - VE 515
Drei Proben dieses insgesamt 28,5 mm dicken Verbundglases mit einer Länge von 5o cm und einer Breite von 5 cm werden dem Kältetest bis -4o Grad Celsius unterworfen. Alle drei Proben bestehen den Kältetest ohne Beschädigung. Die Messung der Durchbiegung während der Abkühlung von Raumtemperatur auf -3o Grad Celsius ergibt eine Zunahme der Stichhöhe um o,2 mm in allen drei Fällen. Nach Wiedererwärmung auf Raumtemperatur hat sich in allen Fällen der Ausgangszustand nach drei Tagen zurückgebildet.
Beispiel 5
Es wird eine Verbundglasscheibe 7 mit dem in Fig. 7 dargestellten Aufbau mit folgender Schichtenfolge hergestellt: 6 mm dicke Floatglasscheibe 71, 3,8 mm dicke Polyvinylbutyralschicht 72, 6 mm dicke Floatglasscheibe 73, 3,8 mm dicke Polyvinylbutyralschicht 74, 6 mm dicke Floatglasscheibe 75, 2 mm dicke TPU-Schicht 76, 2 mm dicke Polycarbonatplatte 77, Kleberschicht 16 und o,5 mm dicke weiche Kratzfestschicht 17 mit Selbstheileigenschaften.
Drei 5o cm lange und 5 cm breite Proben dieses insgesamt 31,5 mm Verbundglases werden dem Kältetest bis -4o Grad Celsius unterworfen. Sie bestehen den Test ohne Beschädigung. Die Messung der Durchbiegung während der Abkühlung von Raumtemperatur auf -3o Grad Celsius ergibt eine Zunahme der Stichhöhe um o,1 mm in allen drei Fällen. Nach Wiedererwärmung auf Raumtemperatur hat sich in allen Fällen der Ausgangs zustand nach drei Tagen zurückgebildet.
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- Leerseite -

Claims (8)

  1. VE 515
    Angriffshemmende, insbesondere durchschußhemmende
    Verglasung
    Patentansprüche
    .J Angriffshemmende-, insbesondere durchschußhemmende Verglasung für ,Kraftfahrzeuge, aus wenigstens zwei über eine ein- oder mehrschichtige Kunststoffschicht miteinander verbundenen Silikatglasscheiben und einer mit der rückwärtigen Glasscheibe verklebten, wenigstens etwa 1 mm dicken Scheibe aus Kunststoff, insbesondere aus einem schlagfesten Kunststoff wie Polycarbonat, dadurch gekennzeichnet, daß die die Silikatglasscheiben miteinander verbindende Kunststoffschicht so ausgewählt und/oder in ihrer Dicke dimensioniert ist, daß von dieser Kunststoffschicht durch ihre Kontraktion bei tiefen Temperaturen Schubspannungen von der gleichen Größenordnung auf die auf der anderen Seite mit der Scheibe aus schlagfestem Kunststoff verbundene Glasscheibe aufgebracht werden, wie sie von dieser Scheibe aus schlagfestem Kunststoff einschließlich der Klebeschicht auf diese Glasscheibe übertragen werden.
    EPO COPY
    - 2 - VE 515
  2. 2. Angriffshemmende Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der die Glasscheiben miteinander verbindenden Kunststoffschicht wenigstens 5o % der Dicke der Scheibe aus schlagfestem Kunststoff einschließlich der Dicke der diese Scheibe aus schlagfestem Kunststoff mit der rückxvärtigen Glasscheibe verbindenden Kleberschicht beträgt.
  3. 3. Angriffshemmende Verglasung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht zwischen der Scheibe aus schlagfestem Kunststoff und der rückwärtigen Glasscheibe aus einem thermoplastischen transparenten Polyurethan besteht.
  4. 4. Angriffshemmende Verglasung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Kleberschicht zwischen der Scheibe aus schlagfestem Kunststoff und der rückwärtigen Glasscheibe wenigstens 1,5 mm beträgt.
  5. 5. Angriffshemmende Verglasung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Silikatglasscheiben miteinander verbindende Kunststoffschicht aus Polyvinylbutyral besteht.
  6. 6. Angriffshemmende Verglasung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Silikatglasscheiben miteinander verbindende Kunststoffschicht aus thermoplastischem Polyurethan besteht.
  7. 7. Angriffshemmende Verglasung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die SilikatglasscheLben miteinander verbindende Kunststoffschicht eine PoIy-
    EPO COPY
    - 3 - VE
    carbonatschicht und beidseitig der Polycarbonatschicht angeordnete thermoplastische Polyurethanschichten umfaßt.
  8. 8. Angriffshemmende Verglasung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus schlagfestem Kunststoff auf ihrer rückwärtigen Oberfläche über eine thermoplastische Polyurethan-Kleberschicht (16) mit einer die Kratzfestigkeit verbessernden weichelastischen Polyurethanschicht (17) mit Selbstheileigenschaften versehen ist,
DE19843421571 1983-06-22 1984-06-09 Angriffshemmende, insbesondere durchschusshemmende verglasung Granted DE3421571A1 (de)

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FR (1) FR2547809B1 (de)

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