DE3590207T1

DE3590207T1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Kunststoffschicht auf Glas

Info

Publication number: DE3590207T1
Application number: DE19853590207
Authority: DE
Inventors: Charles Edgar Perrysburg Ohio Ash jun.; Stephen Peter Bartus jun.; Siegfried Harri Petersburg Mich. Herliczek; Ronald Lee Toledo Ohio Toth
Original assignee: Libbey Owens Ford Co
Current assignee: L O F GLASS Inc TOLEDO OHIO US
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1985-04-15
Publication date: 1986-05-15
Also published as: EP0179862A4; AU579371B2; KR930011145B1; CA1260374A; GB2176438B; NL8520086A; EP0179862A1; KR860700020A; GB8530652D0; ES8606127A1; SE460191B; WO1985005073A1; GB2176438A; SE8506058L; ES542608A0; SE8700879D0; BR8506693A; SE8506058D0; AU4217985A; SE8700879L

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Kunststoffschicht auf Glas

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Schicht aus Kunststoffmaterial auf einer Glasscheibe und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Scheibenanordnung für die Verwendung in Kraftfahrzeugen.

Es wurde gefunden, daß das Vorsehen einer Kunststoffschicht, die an der nach innen gerichteten Oberfläche einer Windschutzscheibe in Schichtaufbau befestigt ist, die Sicherheit bei Beschädigungen der Windschutzscheibe verbessert. Diese Kunststoffschicht wird als Schnittverletzungen verhindernde Schicht bezeichnet, da festgestellt wurde, daß die zusätzliche

Kunststoffschicht die Anzahl und die Schwere der Schnittwunden von Personen, die gegen die Windschutzscheibe bei Zusammenstößen geschleudert wurden, verringern. Bei bestimmten Kerstellungsbedingungen verbessert die Kunststoffschicht eine Schichtwindschutzscheibe die Fähigkeit die Bewegung einer gegen die Windschutzscheibe geworfenen Person zu verzögern, wobei gleichzeitig der Durchstoßwiderstand gegenüber bekannten geschichteten Windschutzscheiben erhöht wurde. Die Schutzschicht verhindert das Herumfliegen von Glas und damit den Fahrzeuginsassen möglicherweise zugefügte Verletzungen aufgrund von gegen die Windschutzscheibe fliegenden Gegenständen.

Ein Beispiel einer zersplitterungsfreien Windschutzscheibe ist in der US-PS 4 242 offenbart. Dabei weist die Scheibe einen den Durchbruchswiderstand erhöhenden Mehrfachschichtenkörper auf, der aus einer inneren Schicht aus einem relativ weichen, dehnbaren Künststoff wie Polyvinylbutyral, die an der Innenseite der Windschutzscheibe befestigt ist, einer Zwischenschicht aus einem härteren Kunststoff wie Polyester und einer äußeren Beschichtung aus einem abriebfesten Material besteht. Eine andere Art einer Windschutzscheibe ist in der US-PS 3 808 077 beschrieben, wobei eine einzige Schicht aus Polyurethan verwendet wird.

Obwohl die Nützlichkeit einer Schichtwindschutzscheibe offensichtlich ist, werden sie nur in wenigen Fahrzeugen verwendet. Die Haupt-5 Ursache für den nur begrenzten Einsatz liegt

in der Schwierigkeit der Herstellung. In der Kraftfahrzeugindustrie ist der Standard für Windschutzscheiben relativ hoch, insbesondere bezüglich der optischen Qualitäten und es war äußerst schwierig, Windschutzscheiben mit einem Schnittverletzungen verhindernden Schutz zu versehen, die frei von optischen Fehlern waren. Selbst wenn die einzelnen Schichten vor dem Zusammenfügen keine optischen Mangel aufwiesen, so war ein Aufrechterhalten der optischen Qualitäten während und nach dem Befestigungs- bzw. Verbindungsvorgang kaum möglich.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung einer zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Glasscheibenanordnung. Der Anfangsschritt besteht in übereinanderfügen von einzelnen Schichten in einen Schichtenaufbau, der einen scheibenförmigen Glasträger mit einer bestimmten Krümmung,eine Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung und eine im wesentlichen die gleiche Krümmung wie der Glasträger aufweisende Glasdeckschicht umfaßt. In einem 5 bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung aus einer zusammengesetzten Kunststoffschicht, die eine an dem Glasträger anliegende Innenschicht aus Polyvinylbutyral, eine Zwischenschicht aus Polyester und eine an der Glasdeckschicht anliegende Außenschicht aus abriebfestem Material aufweist. Nachdem die einzelnen Schichten zu dem Schichtenaufbau übereinandergefügt worden sind, wird 5 ein Unterdruckring um die äußeren Kanten des

Schichtenaufbaus heruingelegt und mit einer Unterdruckquelle verbunden, um den Schichtenaufbau zu evakuieren und die einzelnen Schichten zueinander zu zwingen.

Danach wird der Schichtenaufbau in einer Autoklav-Einheit gelegt,in dem der Schichtenaufbau auf eine bestimmte Temperatur im Bereich zwischen 140° C (285° F) und 152° C (305° F) aufgeheizt wird, während gleichzeitig ein Druck auf die Außenflächen des Schichtenaufbaus aufgebracht wird. Es wurde gefunden, daß bei der Verwendung einer zusammengesetzten Kunststoffschicht die Temperatur zum Verbinden bzw. Anhaften sehr kritisch ist. So muß beispielsweise die Temperatur der Autoklav-Einheit genügend hoch sein, damit die Polyester-Zwischenschicht gut an der Innenschicht aus Polyvinylbutyral haftet, und die Temperatur muß niedrig genug sein, um ein Springen oder Brechen der abriebfesten Beschichtung zu verhindern.

Wenn die bestimmte Temperatur und ein bestimmter Druck in der Autoklav-Einheit erreicht werden, 5 werden diese Bedingungen für einen vorbestimmten Zeitraum beibehalten. Am Ende dieses Zeitraums wird die Temperatur in der Autoklav-Einheit verringert, während der Druck weiter auf dem bestimmten Niveau gehalten wird. Nachdem die Temperatur unter einen bestimmten Punkt gefallen ist, wie beispielsweise 52° C (125° F), kann der Druck reduziert werden und der Schichtenaufbau kann aus der Autoklav-Einheit entnommen werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Unterdrucks in einer neuen Konstruktion. Der ünterdruckrcing ist mit einem Sperrventil versehen, so daß der Ring von der Unterdruckquelle abgekoppelt verden kann und trotzdem der Unterdruck in dem Ring aufrechterhalten wird. Wenn gewünscht, kann der Unterdruckring wieder an die •Unterdruckquelle angeschlossen werden.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann weiterhin den Verfahrensschritt enthalten, daß nach der Herstellung des Schichtenaufbaus bestimmte Bereiche der Kunststoffschicht zum Schutz gegen Schnittverletzungen vom Glasträger entfernt werden, um ungeschützte Glasoberfläche zu schaffen, die entweder zur Befestigung der Windschutzscheibe in einem Rahmen oder zur Befestigung eines Rückspiegels dienen.

Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung einer neuen Glasdeckschicht, durch die die Kunststoffschicht in einer bestimmten Stellung auf der Glasscheibe, mit der die Kunststoff-5 schicht verbunden werden soll, gehalten wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf eine schichtenförmige Windschutzscheibe entsprechend der vorliegenden Erfindung,

	Fig.	2	einen Teilschnitt längs der
1			Linie 2-2 nach Fig.l;
	Fig.	3	einen vergrößerten Teilschnitt
			längs der Linie 3-3 nach
			Fig. 2, der die einzelnen
5			Schichten der zusairanengesetzten
			Kunststoffschicht zeigt;
	Fig.	4a	einen Teilschnitt, der die
			einzelnen Schichten der ersten
10			Teilanordnung entsprechend
			dem erfindungsgemMßen Verfahren
			zeigt;
	Fig.	4b	einen Teilschnitt, der die
15			einzelnen Schichten der zweiten
			Teilanordnung entsprechend dem
			erfindungsgemäßen Verfahren
			zeigt;

20	Fig.	5	eine Aufsicht auf den Schichten
			aufbau mit einem Unterdrückung,
			der an den Kanten befestigt
			ist, um die Luft zwischen den
			unterschiedlichen Schichten
25			herauszuziehen',
	Fig	. 6	einen Teilschnitt längs der
			Linie 6-6 nach Fig. 5, der die
			Anordnung des Unterdruckringes
30			um die Kanten herum zeigt;und
	Fig	. 7	ein Diagramm, das die bevorzugte
			Druck-Temperaturfolge während des
			Autoklav-Verfahrens zeigt.
35

TE]

Es soll angemerkt werden, daß, obwohl das Ausführungsbeispiel und die Zeichnungen eine Windschutzscheibe aus zwei Glasschichten zeigt, das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung auch zur Herstellung einer zersplitterungsfreien Windschutzscheibe aus einer einzigen Glasscheibe gelten soll. Weiterhin ist die Erfindung für eine Fahrzeugwindschutzscheibe beschrieben, sie kann aber auch für Seitenfenster und Keckscheiben von Fahrzeugen oder für Fenster in anderen Anwendungsbereichen gelten.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Scheibe im Schichtenaufbau gezeigt, die beispielsweise die Windschutzscheibe 10 sein kann, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Die Windschutzscheibe 10 weist zwei Glasschichten 12, 14 auf, die miteinander mittels einer zwischen ihnen angeordneten Kunststoffzwischenschicht 16 befestigt sind. Die Kunststoffzwischenschicht 16 besteht aus relativ weichem, dehnbaren Kunststoffmaterial in einer Dicke von 0,64 bis 1,02 mm, die an einer Glasoberfläche haftet. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Kunststoffzwischenschicht 16 aus einem Polyvinylbutyral und ist ungefähr zwischen 0,76 und 0,95 mm dick. Die Glasschichten 12, 14 sind vorzugsweise Floatglasscheiben mit Dicken zwischen 1,78 und 3.18 mm. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Glasschichten 12, 14 ungefähr 2,54 mm dick. Bei einer Einschichtenscheibe weist die Glasscheibe beispielsweise eine Dicke zwischen

2,29 und 3,81 mm auf.

Zusätzlich weist die Glasschicht 14, die dem Inneren des Fahrzeuges zugewandt ist, eine zusammengesetzte Kunststoffschicht 18 auf, S die auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Glasfläche 14a befestigt ist. Wie in vergrößerter Darstellung in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Kunststoffschicht 18 aus drei Schichten zusammengesetzt und umfaßt eine Schicht 20 aus relativ weichem, dehnbaren Kunststoffrnaterial, eine Schicht 22 aus einem etwas härteren Kunststoffmaterial und eine äußere Schicht oder Beschichtung 24 aus einem abriebfesten Kunststoffmaterial. In"dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die weiche, dehnbare Kunststoffschicht 20 ungefähr 0,38 mm dick und besteht beispielsweise aus Polyvinylbutyral, während die etwas härtere Kunststoffschicht ungefähr 0,05 bis 0,18 mm dick ist und beispielsweise aus wärmebehandelten Polyester besteht. Wenn ein-Fenster im Einschichtenaufbau hergestellt ist, weist die innere Schicht aus Polyvinylbutyral eine Dicke zwischen 0,76 und 1,14 mm auf.

Die abriebfeste Beschichtung 24 ist im Vergleich zu den Schichten 20, 22 relativ dünn und kann eine gehärtete, mit Kiesel verstärkte Organopolysiloxan-Verbindung sein. Insbesondere können die Kunststoffschichten 20, 22 und die abriebfeste Beschichtung 24 entsprechend den Gegenständen der US-PS 3 900 673, 4 059 469, 4 112 171, 4 177 315 und 4 242 403 ausgebildet sein, die zur Offenbarung der vorliegenden Erfindung zählen sollen.

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ΖΓ

3590ZCLl

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Plerstellen eines Glasschichtenaufbaus entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3. In dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Schichten, die in dem Schichtenaufbau enthalten sind, zuerst zu zwei getrennten Teilanordnungen zusammengesetzt. Die erste, in Fig. 4a gezeigte Teilanordnung 26 besteht aus einer Schichtenanordnung, die die zwei Glasscheiben 12, 14 und die dazwischenliegende Kunststoffzwischenschicht 16 umfaßt. Die zweite in Fig. 4b dargestellte Teilanordnung umfaßt die zusammengesetzte Kunststoffschicht 18, die die Scheibe gegen Zersplitterung schützt und die auf einer Oberfläche 30a einer Deckschicht 30 aus Glas angeordnet ist, die im wesentlichen die gleiche Krümmung wie die Glasscheiben 12, 14 aufweist. Die zusammengesetzte, gegen Zersplitterung schützende Schicht 18 ist auf der Deckschicht 30 in der Weise angeordnet, daß die abriebfeste Beschichtung 24 auf die Oberfläche 30a trifft, üblicherweise ist die Deckschicht 30 aus einer Floatglasscheibe gebildet. Die Deckschicht dient zur Herstellung einer Glasschichtenanordnung mit hoher optischer Qualität, wobei die Deckschicht 30 den Verbindungsvorgang der zusammengesetzten Schicht 18 mit der Oberfläche 14a der Glasscheibe 14 unterstützt.

Es wurde festgestellt, daß für die Herstellung einer Windschutzscheibe entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Fig. Ibis 3 es wünschenswert ist, daß die für den Schutz gegen Zersplitterung dienende Kunststoffschicht

bestimmte Bereiche der nach innen gerichteten Glasoberflache 14a nicht abdeckt, so daß bei diesen bestimmten Bereichen eine ungeschützte Glasfläche vorhanden ist. Beispielsweise liegt in Fig. 1 der Rand der Kunststoffschicht 18, vom Rand der Glasscheibe 14 gesehen, weiter innen, wodurch ein Randbereich 14b gebildet wird, der eine ungeschützte Glasfläche aufweist. Es hat sich gezeigt, daß eine derartige ungeschützte Glasoberfläche wünschenswert ist, wenn die Windschutzscheibe in einen entsprechenden Fahrzeugrahmen eingesetzt wird, da die üblicherweise zur Befestigung der Windschutzscheibe in dem Rahmen verwendeten Klebstoffe besser und schneller an der Glasoberfläche als an der Kunststoffoberfläche haften. In Fig. 1 ist weiterhin ein kreisrunder Ausschnitt 14c in der Kunststoffschicht 18 mit einer ungeschützten Glasoberfläche vorgesehen. Dieser kreisrunde Bereich 14 c kann zur Befestigung des Rückspiegels an der Windschutzscheibe verwendet werden.

Zusätzlich zu der besseren Klebefläche weisen die ausgewählten freiliegenden Glasoberflächen weitere Vorteile auf. Beispielsweise wird jegliche Beschädigung der Kunststoffschicht verhindert im Falle, daß die Windschutzscheibe zeitweise aus dem Fahrzeug herausgenommen werden muß oder eine Spiegelanordnung ersetzt werden muß.

Wenn der Fahrzeugrahmenoder die Spiegelanordnung direkt auf die Kunststoffschicht befestigt würden, würde eine Trennung des Rahmens oder des Spiegels

von der Windschutzscheibe möglicherweise ein Abheben der Kunststoffschicht von dem scheibenförmigen Glasträger verursachen, wodurch eine

Verzerrung oder Verzeichnung in diesen Bereichen auftreten könnten. Wenn die Kunststoffschicht 18 mit der gesamten Glasfläche 14a verbunden wird und bestimmte Bereiche der Kunststoffschicht dann von der Glasoberfläche 14a entfernt werden, um die freiliegenden Glasoberflächen 14b und 14c zur Verfügung zu stellen, kann bei dem Entfernen der Kunststoffschicht Beschädigungen an dem Glasträger auftreten. Außerdem ist das Entfernen eine relativ zeitaufwendige Arbeit. Daher ist vorzugsweise die Kunststoffschicht 18 entsprechend den gewünschten Abmessungen vorgeschnitten , so daß beim Positionieren und Verbinden der Kunststoffschicht mit der Glasscheibe 14 die bestimmten Bereiche der Glasoberfläche 14a freibleiben, so daß ein nachträgliches Schneiden und Entfernen der Bereiche der Kunststoffschicht nicht notwendig ist.

Zur Unterstützung der Positionierung der Kunststoffschicht 18 auf der Glasoberfläche 14a verwendet das erfindungsgemäße Verfahren eine Deckschicht 30, wobei die Deckschicht 30 mit Positioniermitteln versehen ist. Beispielsweise ist eine Dichtung 32 an den Rändern der Oberfläche 30a befestigt, um eine Grenze zu definieren, in der die Kunststoffschicht 18 angeordnet werden muß. Die Dichtung besteht aus einem elastischen Material mit einer Dicke, die ungefähr der gesamte Dicke der Kunststoffschicht entspricht. Die Dichtung 32 kann aus Kork, Silikon, faserverstärktem Silikon oder Gummi bestehen, wobei als bevorzugtes Ausführungsbeispiel die Dichtung aus Teflon besteht. Dabei ist die Fläche der Teflon-

dichtung, die rait der Glasoberflache der Deckschicht verbunden wird, besonders behandelt, ujti die Haftung der Dichtung an der Deckschicht zu verbessern. Die Teflondichtung kann mit bekanntem Epoxyd auf der Glasoberfläche befestigt werden.

Die Stellen, an denen die Dichtung auf der Deckschichtoberfläche 30a befestigt ist, entsprechen dem Randbereich 14b auf der Glasoberfläche 14a, der freibleiben soll. Zusätzlich zu der Randdichtung 32 ist eine runde Dichtung 34 mit der Oberfläche 30a an der Stelle verbunden, die dem freibleibenden kreisrunden Bereich 14c für die Befestigung des Spiegels entspricht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zusammengesetzte Kunststoffschicht 18 in der Weise vorgeschnitten, daß die Kunststoffschicht 18 auf der Deckschichtoberfläche 30a in den Grenzen der Randdichtung 32 positioniert werden kann. Außerdem ist, wie in Fig. 4b gezeigt, ein kreisrunder Ausschnitt 18a in der Kunststoffschicht vorgesehen, dessen Stellung der Stellung der runden Dichtung 34 entspricht.

Es hat sich gezeigt, daß vor dem Anordnen der Kunststoffschicht 18 auf der Oberfläche 30a der Deckschicht 30 ein Mittel zur Verbesserung der Ablösung auf die Oberfläche 30a aufgebracht werden sollte, damit die Deckschicht 30 leicht von der Kunststoffschicht gelöst werden kann, nachdem die Kunststoffschicht mit der Glasscheibe 14 verbunden worden ist. Dieses Mittel kann ein üblicher Silikonwachs sein, vorzugs-5 weise wird ein Silan mit der Formel

R -Si(OR)_4- verwendet werden, wobei R eine Alkylgruppe und η eine Zahl zwischen 1 und 3 ist. In diesem Zusammenhang wurden gute Resultate erzielt durch die Verwendung eines Alkyl-Trialkoxysilans, insbesondere eines n-Propyl-Trimenthoxy-Silans und von Dialkyl-Dialkoxy-Silane, insbesondere Diäthyl-Diäthox-Silan.

Nachdem die zwei einzelnen Teilanordnungen nach den Fig. 4a und 4b hergestellt worden sind, werden diese beiden Teilanordnungen zusammengefügt, um die Glasschichtenanordnung zu bilden, wobei die Polyvinylbutyralschicht der Kunststoffschicht 18 der zweiten Teilanordnung 28 an der nach außen gerichteten Glasoberfläche 14a der ersten Teilanordnung 26 anliegt. Vor dem Zusammenfügen der zwei Teilanordnungen ist es sinnvoll, einen Primer auf die äußere Glasoberfläche 14a aufzubringen, durch den die Haftung der Kunststoffschicht 18 an der Glasscheibe 14 verbessert wird.

Der Primer kann eine Silanlösung sein, die aus einem Lösungsmittel, wie Isopropylalkohol mit 0,5 bis 3 Volumenprozent Silan besteht. Das Silan kann Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan sein.

Nachdem die erste und zweite Teilanordnung zu dem Glasschichtenaufbau zusammengefügt worden sind, werden die Lufträume zwischen den einzelnen Schichten evakuiert, um die einzelnen Schichten zueinander zu zwingen. Dies erfolgt durch die Anordnung eines ünterdruckringes 36 entsprechend den Fig. 5 und 6. um die äußeren Kanten des Schichtenaufbaus herum. Der Unterdruckring 36 bildet eine innere Kammer 36a, die mit einer flexiblen Zuführung 37 in Verbindung steht, die 5 wiederum an eine nicht dargestellte Unterdruckquelle

angeschlossen werden kann. Der Unterdruckring 36 kann beispielsweise aus Silikon oder Neopren bestehen.

Der Unterdruckring ist mit einer Schnellkupplung 38 versehen, die ein Sperrventil enthält. Der Unterdruckring wird um die Kanten des Schichtenaufbaus herumgelegt und für einen bestimmten Zeitraum an eine Unterdruckquelle angeschlossen, um die Luft aus dem Schichtenaufbau herauszuziehen. Danach wird der Unterdruckring von der Unterdruckquelle abgekoppelt, wobei das Sperrventil das Aufrechterhalten des Unterdrucks in der Kammer 36a gewährleistet.

Der Schichtenaufbau mit dem Unterdruckring wird dann in eine Autoklav-Einheit (nicht dargestellt) gelegt , die Druck auf die äußeren Oberflächen des Schichtenaufbaus aufbringt, während gleichzeitig der gesamte Schichtenaufbau auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt wird, wodurch die Kunststoffzwischenschicht 16 mit den Glasschichten 12, 14 und die Polyvinylbutyralschicht der Kunststoffschicht 18 mit der Oberfläche 14a der Glasscheibe 14 verbunden 5 werden und an diesen haften. Bei dem Ausführungsbeispiel mit der zusammengesetzten Kunststoffschicht 18 entsprechend den Fig. 3 bewirkt der Autoklav-Vorgang auch,daß die Polyesterzwischenschicht 22 mit der Innenschicht aus Polyvinylbutyral 20 verbunden wird und an dieser haftet. Wenn der Schichtenaufbau sich in der Autoklav-Einheit befindet, kann der Unterdruckring 36 an die Unterdruckquelle angeschlossen werden, um den Unterdruck in der Kammer 5 36a während des Verbindungs- bzw. Haftvorganges

WI

aufrechtzuerhalten.

Der Druck in der Autoklav-Einheit liegt im Bereich von 13,8 · 1O⁵ Pa (200) bis 19 · 10⁵ Pa (275 psi), und die Temperatur im Bereich von 121° C (250° F) und 163° C (325° F). Diese Temperatur und dieser Druck werden für ungefähr zwanzig oder dreißig Minuten aufrechterhalten, um eine wirksame Haftung zwischen den einzelnen Schichten sicherzustellen.

Es hat sich gezeigt, daß im Falle einer zusammengesetzten Kunststoffschicht entsprechend Fig. 3 die Temperatur in der Autoklav-Einheit für eine dauerhafte Haftung sehr kritisch ist. Beispielsweise muß die Autoklav-Temperatur genügend hoch sein, damit die Polyester-Zwischenschicht 22 gut an der Innenschicht 20 aus Polyvinylbutyral haftet und sie muß genügend niedrig sein, um ein Brechen oder Springen der abriebfesten Beschichtung 24 zu verhindern. Es hat sich gezeigt, daß Autoklav-Temperaturen im Bereich zwischen 141° C und 152 C befriedigende Ergebnisse brachten. Für optimale Ergebnisse sollte eine Temperatur von ungefähr 146 C verwendet werden.

In Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm für eine bevorzugte Temperatur-Druckfolge für den Verbindungsvorgang in der Autoklav-Einheit dargestellt, die für eine zersplitterungsfeste Windschutzscheibenanordnung unter Verwendung der zusammengesetzten Schicht nach Fig. 3 gilt. Nachdem der Schichtenaufbau in den Autoklav eingebracht wurde und die Autoklav-Einheit abgedichtet wurde, 5 wird der Druck und dio Temperatur erhöht, bis der

Druck 17,24 · 10 Pa (250 psi) und die Temperatur 146° C (295° F) erreichen. Der Druck und die Temperatur werden ungefähr für 25 Minuten auf diesen Werten gehalten.

Nach dem Zeitraum von 25 Minuten wird die Temperatur reduziert, während der Druck weiterhin auf 17,24 · 1O⁵ Pa (250 psi) gehalten wird, um sicherzustellen, daß die Oberfläche 30a der Deckschicht 30 in vollständigem Kontakt mit der Kunststoffschicht 18 gehalten wird. Wenn der Druck reduziert wird, bevor der Schichtenaufbau genügend abgekühlt ist, kann sich die Deckschicht von der als Schutz gegen Zersplitterung dienenden Kunststoffschicht 18 in gewissen Bereichen abheben, wodurch Verzerrungen bzw. Verzeichnungen in diesen Bereichen auftreten. Nachdem die Temperatur unter einen bestimmten Punkt abgefallen ist, kann der Druck reduziert werden und der Schichtenaufbau wird aus der Autoklav-Einheit entfernt. Es wurde gefunden, daß eine Reduzierung des Druckes bei Temperaturen unter 52° C (125° F) befriedigende Ergebnisse brachte.

Nachdem der Schichtenaufbau aus der Autoklav-Einheit entfernt worden ist, wird der Unterdruckring 36 abgenommen. Danach kann die Deckschicht 30 von dem Schichtenaufbau entfernt werden, so daß die verbleibende Schichtenanordnung die zersplitterungsfreie und Verletzungen verhindernde Windschutzscheibe 10 nach Fig. 1 ergibt.

Claims

ZT

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Glasscheibenanordnung, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) übereinanderfügen von einzelnen Schichten

in einen Schichtenaufbau, der einen scheibenförmigen Glasträger mit einer bestimmten Krümmung, eine mit einer Oberfläche an dem Glasträger anliegende zusammengesetzte Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung und eine im wesentlichen die gleiche Krümmung wie der Glasträger aufweisende Glasdeckschicht umfaßt, die an der anderen Oberfläche der Kunststoffschicht anliegt, wobei die zusammengesetzte Kunststoffschicht eine an dem Glasträger anliegende Innenschicht aus Polyvinylbutyral, eine Zwischenschicht aus Polyester und eine an der Glasdeckschicht anliegende Außenschicht aus einem abriebfesten Material aufweist;

b) Zusammenzwingen der einzelnen Schichten zueinander;

c) Aufheizen des Schichtenaufbaus gleichzeitig mit Schritt (b) auf einen vorbestimmten Temperaturbereich zwischen 140° C (285° F) und 152° C (305° F) für einen festgelegten Zeitraum und anschließendes Reduzieren der Temperatur, wobei die vorbestimmte Temperatur in der Weise gewählt ist, daß die Polyesterzwischenschicht an der Innenschicht aus Polyvinylbutyral und die letztere an dem scheibenförmigen Glasträger fest anhaftet und daß ein Springen

oder Brechen der abriebfesten Beschichtung

verhindert wird; und

d) Entfernen der Glasdeckschicht von

dem Schichtenaufbau. 5
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusamraenzwingen der Schichten nach Verfahrensschritt (b) während eines zweiten vorgegebenen Zeitraums mit einem Druck zwischen

15 · 1O⁵ Pa (225 psi) und 19 * 1O⁵ Pa (275 psi) erfolgt, der auf die äußeren Oberflächen des Schichtenaufbaus aufgebracht wird, um die einzelnen Schichten zueinander zu drücken und daß danach der Druck reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Temperatur und der vorbestimmte Druck während eines Zeitraums zwischen 20 bis 30 Minuten aufrechterhalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verringern des

auf den Schichtenaufbau aufgebrachten vorbestimmten Druckes dieser auf eine Temperatur weniger als 51 C (125 F) abgekühlt wird.
30
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Zusammenzwingens nach Verfahrensschritt (b) die Räume zwischen den einzelnen Schichten evakuiert werden, um sie näher aneinander zu zwingen.
6.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die vorbestimmte Temperatur ungefähr 146° C (295° F) beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Druck ungefähr 17 · 1O⁵ Pa (250 psi) beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der νorbestimmte Zeitraum Minuten beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung einer zersplitte rungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Glasscbeibenanordnung gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Ubereinanderfügen von einzelnen Schichten in einen Schichtenaufbau, der einen scheibenförmigen Glasträger mit einer bestimmten Krümmung, eine mit einer Oberfläche an dem Glasträger anliegende Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung und eine im wesentlichen die gleiche Krümmung wie der Glasträger aufweisende Glasdeckschicht umfaßt, die an der anderen Oberfläche der Kunststoffschicht anliegt;

b) Anordnen eines Unterdruckringes um die Kanten des Schichtenaufbaus herum, der eine an eine Unterdruckquelle anschließbare Zuführung aufweist, die mit einem Sperrventil zum Aufrechterhalten des Unterdrucks in dem Ring beim Abkoppeln

der Zuführung von der Unterdruckquelle

versehen ist;

c) Anschließen der Zuführung an eine Unterdruckquelle zum Evakuieren der Räume zwischen den Schichten, wodurch sie

aneinandergezwungen werden;

d) Abkoppeln der Zuführung von der Unterdruckquelle, wobei durch das Sperrventil der Unterdruck im Ring aufrechterhalten

wird ;

e) Anordnen des Schichtenaufbaus mit dem Unterdruckring in eine Autoklav-Einheit;

f) Wiederanschließen der Zuführung des Unterdruckringes an eine Unterdruckquelle;

g) Aufheizen und unter überdrucksetzen des Schichtenaufbaus in der Autoklav-Einheit, um die Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung mit dem Glasträger in fester Haftung zu ver

binden;

h) Entfernen der Glasdeckschicht von dem Schichtenaufbau.
10. Verfahren zur Herstellung einer zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Glasscheibenanordnung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens-5 schritte:

"Ck

a) übereinanderfügen von einzelnen Schichten in einen Schichtenaufbau, der einen scheibenförmigen Glasträger mit einer bestimmten Krümmung, eine mit einer Oberfläche an dem Glasträger anliegende Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung und eine im wesentlichen die gleiche Krümmung wie der Glasträger aufweisende Glasdeckschicht umfaßt, die an der anderen Oberfläche der Kunststoffschicht anliegt;

b) Zusairanenzwingen der einzelnen Schichten zueinander;

c) Aufheizen des Schichtenaufbaus gleichzeitig mit Verfahrensschritt (b) auf eine bestimmte Temperatur, um eine festes Anhaften der Kunststoffschicht an dem Glasträger zu bewirken;

d) Entfernen der Glasdeckschicht von dem Schichtenaufbau;und

e) Entfernen eines oder mehrerer Bereiche der Kunststoffschicht zur Verhinderung der Zersplitterung von dem Glasträger, um einen Schichtenaufbau zu erzielen, bei dem mindestens ein Bereich der Oberfläche des scheibenförmigen Glasträgers, an dem die Kunststoffschicht anlag, eine ungeschützte Glasfläche wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf die ungeschützte Glasfläche ein Klebemittel aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Bereich, von dem die Kunststoffschicht entsprechend Verfahrensschritt (e) entfernt wird, der Randbereich der Kunststoffschicht gewählt wird, wodurch ein ungeschützter Glasflächenbereich längs des Randes des Glasträgers entsteht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheibenanordnung mittels eines auf die ungeschützte Glasfläche aufgebrachten Klebemittels mit einem zugeordneten Rahmen verbunden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Bereich, von dem die Kunststoffschicht entsprechend Verfahrensschritt (e) entfernt wird, ein Bereich gewählt wird, an dem ein Spiegel fest verbunden werden soll.
15. Verfahren zur Herstellung einer zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Glasscheibenanordnung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Vorsehen eines scheibenförmigen Glasträgers

mit bestimmter Krümmung; 35

TZJ

b) Vorsehen einer Kunststoffschicht zum

Schutz gegen Zersplitterung und Schnittverletzungen mit einem äußeren Rand, der kleiner ist als der äußere Rand des scheibenförmigen GlastrSgers;

c) Vorsehen einer Glasdeckschicht mit im wesentlichen der gleichen Krümmung wie der scheibenförmige Glasträger, die auf ihrer Oberfläche Positioniermittel trägt;

d) Zusammenfügen der einzelnen Schichten in einen Schichtenaufbau, der den scheibenförmigen Glasträger, die mit einer Oberfläche an dem Glasträger

anliegende Kunststoffschicht und die an der anderen Oberfläche der Kunststoffschicht anliegende Glasdeckschicht umfaßt, wobei die Positioniermittel der Glasdeckschicht in der Weise ausgebildet sind,

daß sie einen Bereich des Randes der Kunststoffschicht relativ zum Rand des Glasträgers in einem nach innen verschobenen Abstand positionieren und halten und den Glasträger dichtend

berühren, um ein Verschieben der Kunststoffschicht und ein Anhaften an einen Bereich der Randoberfläche des Glasträgers während des Verbindungsvorganges zu verhindern;

e) Zusammenzwingen der einzelnen Schichten zueinander;

f) Aufheizen des Schichtenaufbaus gleichzeitig mit Verfahrensschritt (e) auf eine vorbestimmte Temperatur, damit die Kunststoffschicht sich mit dem Glasträger verbindet und fest an diesem haftet; und

g) Entfernen der Glasdeckschicht von dem Schichtenaufbau, wobei der Bereich des Randes des Glasträgers, der von den Positioniermitteln berührt wurde,

als ungeschützte Glasfläche ausgebildet ist.
16. Vorrichtung zur Verwendung zum Befestigen einer Kunststoffschicht an einem scheibenförmigen Glasträger mit einer bestimmten Krümmung und mit einem äußeren Randbereich, der ausgedehnter ist als der der Kunststoffschicht, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen die

gleiche Krümmung wie der Glasträger aufweisende, an der nach außen gerichteten Oberfläche der Kunststoffschicht anliegende Glasdeckschicht, die Positioniermittel 5 auf ihrer einen Oberfläche aufweist, wobei die Positioniermittel in der Weise ausgebildet sind, daß sie einen Bereich des Randes der Kunststoffschicht relativ zum Rand des Glasträgers in einem nach innen verschobenen Abstand positionieren und

halten und den Glasträger dichtend berühren, um ein Verschieben der Kunststoffschicht und ein Anhaften an einen Bereich der Randoberfläche des Glasträgers während des Verbindungsvorganges zu verhindern.
17.
18.
19.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Glasträger und die Glasdeckschicht nicht planar sind.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel in TEFLON ausgebildet sind.

Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel die gleiche Dicke wie die Kunststoffschicht aufweisen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel den gesamten Rand der einen Oberfläche der Glasdeckschicht umgeben, wobei die Kunststoffschicht in ihren Abmessungen derart gewählt ist, daß die Positioniermittel den gesamten Randbereich der Kunststoffschicht in einem nach innen verschobenen Abstand relativ zum Rand des scheibenförmigen Glasträgers halten.
21. Verfahren zur Herstellung einer zersplitterungsfreien und Schnittverletzungen verhindernden Glasscheibenanordnung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Vorsehen eines scheibenförmigen Glasträgers mit bestimmter Krümmung;

b) Vorsehen einer Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung;

c) Entfernen eines bestimmten Ausschnittes aus dem Inneren der Kunststoffschicht;

d) Vorsehen einer Glasdeckschicht mit

im wesentlichen der gleichen Krümmung wie der Glasträger und mit an einer

Oberfläche angeordneten Dichtungsmitteln;

e) Ubereinanderfügen von einzelnen Schichten in einen Schichtenaufbau, der den Glasträger, die mit einer Oberfläche an dem

Glasträger anliegende Kunststoffschicht zum Schutz gegen Zersplitterung und die an der anderen Oberfläche der Kunststoffschicht anliegende Glasdeckschicht aufweist, wobei die Dichtungsmittel der

Glasdeckschicht in den Ausschnitt in der Kunststoffschicht eingreifen und den Glasträger dichtend berühren, um ein Verschieben der Kunststoffschicht und ein Anhaften an dem Bereich des

Ausschnittes während des Verbindungsvorganges zu verhindern;

f) Zusammenzwingen der einzelnen Schichten zueinander;

g) Aufheizen des Schichtenaufbaus gleichzeitig mit Verfahrensschritt (f) auf eine bestimmte Temperatur, damit sich die Kunststoffschicht mit dem Glasträger

verbindet und an diesem fest anhaftet; und

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35902Q7

h) Entfernen der Glasdeckschicht von dem

Schichtenaufbau, wobei der Ausschnittsbereich an der einen Oberfläche des Glasträgers, der durch die Dichtungsmittel berührt wurde, als freiliegende Glasfläche ausgebildet ist.
22. Vorrichtung zur Verwendung zum Verbinden einer Kunststoffschicht mit einem scheibenförmigen Glasträger mit bestimmter Krümmung, wobei die Kunststoffschicht mit einem

bestimmten aus dem inneren Bereich entfernten Ausschnitt versehen ist, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen die gleiche Krümmung wie der Glasträger aufweisende, an der nach außen gerichteten Oberfläche der Kunststoffschicht anliegende Glasdeckschicht, die auf einer Oberfläche Dichtungsmittel aufweist, die in den in der Kunststoffschicht vorgesehenen Ausschnitt eingreifen, wobei die Dichtungsmittel dichtend den Glasträger berühren, um ein Verschieben der Kunststoffschicht und ein Anhaften an dem dem Ausschnitt entsprechenden Bereich der einen Oberfläche des Glasträgers während des Verbindungsvorganges zu verhindern.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Glasträger

und die Glasdeckschicht nicht planar sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmittel aus TEFLON bestehen.
25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Dichtungsmittel der Dicke der Kunststoffschicht entspricht.
26. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht einen äußeren Randbereich aufweist, der kleiner ist als der Randbereich des Glasträgers und daß Positioniermittel auf der Oberfläche der Glasdeckschicht vorgesehen sind, die mindestens einen Bereich des Randes der Kunststoffschicht relativ zum Rand des Glasträgers in einem nach innen verschobenen Abstand positionieren und halten und den Glasträger dichtend berühren, um ein Verschieben der Kunststoffschicht und ein Anhaften an einen Bereich der Randoberfläche des Glasträgers während des Verbindungsvorganges zu verhindern.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel den gesamten Rand der einen Oberfläche der Glasdeckschicht umgeben und daß die Abmessungen der Kunststoffschicht in der 5 Weise gewählt sind, daß die Positioniermittel den gesamten Rand der Kunststoffschicht in einem nach innen verschobenen Abstand relativ zum Rand des Glasträgers positionieren und halten.

LIBBEY-OWElSiSrFORD.: .COMPANY.

27.Dezember 1985

359020^

Übersetzung der nach dem Vorliegen des Recherchenberichts zusätzlich eingereichten Ansprüche 28 bis
28. Zersplitterung freie und Schnittverletzungen verhindernde Glasscheibenanordnung mit einem scheibenförmigen Glasträger und einer an einer Oberfläche des Trägers fest haftenden Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Umfang der Kunststoffschicht kleiner ist als der äußere Umfang des Glasträgers in der Weise, daß ein bestimmter Randbereich der einen Oberfläche des Glasträgers eine ungeschützte Glasfläche bildet.
29. Glasscheibenanordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Randbereich der Kunststoffschicht zum Randbereich des Glasträgers in der Weise nach innen verschoben ist, daß der gesamte Randbereich der einen Oberfläche des Glasträgers eine ungeschützte Glasfläche bildet.
30. Glasscheibenanordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht einen im Inneren liegenden bestimmten Ausschnitt in der Weise aufweist, daß in dem Ausschnittsbereich die eine Oberfläche des Glasträgers eine ungeschützte Glasfläche bildet.
31. Zersplitterungsfreie und Schnittverletzungen verhindernde Glasscheibenanordnung mit einem scheibenförmigen Glasträger und einer an einer Oberfläche des Trägers fest haftenden Kunststoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht einen im Inneren liegenden bestimmten Ausschnitt in der Weise aufweist, daß in dem Ausschnittsbereich die eine Oberfläche des Glasträgers eine ungeschützte Glasfläche bildet. 10