DE69202390T2

DE69202390T2 - Eingekapselte Verglasung, insbesondere für Schiebedach.

Info

Publication number: DE69202390T2
Application number: DE69202390T
Authority: DE
Inventors: Lievre Patrick Le; Guy Zanella
Original assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Current assignee: Saint Gobain Vitrage SA
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1995-11-30
Anticipated expiration: 2012-03-27
Also published as: EP0509862A1; EP0509862B1; DK0509862T3; ATE122290T1; DE69202390D1; FR2674799A1; ES2073253T3; FR2674799B1

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einem Kunststoff ummantelte Verglasung des beispielsweise in FR-A-2 577 484 oder EP-A-0 304 694 offenbarten Typs und speziell eine neue ummantelte Verglasung, die insbesondere als bewegliches Feld des Schiebedachs oder als Schiebeverlasung von Fahrzeugen verwendet werden kann.
Insbesondere als bewegliches Feld eines Schiebedachs verwendete ummantelte Verglasungen sind bekannt. Eines der bei der Herstellung solcher Verglasungen anzutreffenden Probleme ist die Schwierigkeit, die genügende Steifigkeit für den Aufbau zu erreichen, die für den vorgesehenen Verwendungszweck notwendig ist.
Die Anwendung von Einsätzen, wie beispielsweise in der Patentanmeldung EP-A-0 304 694 offenbart, welche die Befestigung der Verglasung in der Karosserieöffnung verbessern, ist bekannt.
Zur Verbesserung der Steifigkeit der ummantelten Verglasung besteht eine bekannte Lösung, die beispielsweise in der Patentveröffentlichung FR-A-2 577 484 beschrieben ist, in der Verwendung eines Metallverstärkungsrahmens, der die Glasscheibe an ihrem Rand abstützt. Das für die Ummantelung eingesetzte Harz ist Polyvinylchlorid oder Polyurethan. Diese Lösung weist jedoch Nachteile auf.
Außer dem Vorhandensein eines Verstärkungsrahmens wird in dem Patent FR-A-2 577 484 eine zusätzliche Verbindung zwischen der Scheibe und dem Verstärkungsrahmen vom Typ einer Klebe- oder Schweißverbindung vorgeschlagen. Weiterhin wird die Verwendung einer Schnur zwischen Scheibe und Rahmen vorgeschlagen, um die Ausbreitung des Kunststoffs zwischen diesem Rahmen und der Scheibe bei der Formgebung zu begrenzen.
Das Vorhandensein dieses Verstärkungsrahmens sowie der mit ihm verbundenen zusätzlichen Elemente erfordert eine Vielzahl von Montagearbeitsgängen und damit einen langsameren Produktionstakt und erhöhte Kosten.
Die Patentanmeldung EP-A-0 429 361 ist lediglich als Nachweis der Neuheit des Gegenstands des Anspruchs 1 aufgenommen, da sie im Stand der Technik gemäß Regel 54 (3) des EPÜ enthalten ist und daher für die Beurteilung der erfinderischen Tätigkeit nach den Bestimmungen der Regel 56 des EPÜ nicht in Betracht gezogen wird. In dieser Patentanmeldung EP-A-0 429 361 ist das Vorhandensein eines Versteifungsrahmens offenbart, eingebettet in die Dichtverbindung, die ihrerseits auf den Umfang der Verglasung aufgeformt ist. Der Rahmen kann aus Metall oder Verbundmaterial bestehen. Unabhängig von seinem Charakter erfordert dieser Rahmen einen zusätzlichen seiner Anbringung entsprechenden Arbeitsgang. Darüber hinaus nennt dieses Dokument für den Fall eines Rahmens aus einem Verbundmaterial weder die Menge der vorhandenen Fasern, noch die Eigenschaften der Dichtverbindung.
Die vorliegende Erfindung behebt diese Nachteile.
Sie hat eine Verglasung zum Gegenstand, umfassend ein durchsichtiges Einscheiben- oder Verbundsubstrat, das in wenigstens einem Teil seines Umfangs von einem Profil aus einem Kunststoff umgeben ist, das durch Ummantelung der Verglasung (einer Verglasung des beispielsweise in FR-A-2 577 484 oder EP-A-0 304 694 offenbarten Typs) hergestellt ist, in welcher der aufgespritzte Kunststoff ein eine niedrige Schrumpfung aufweisendes Harz und 10 bis 50 Gew.% Verstärkungsfasern umfaßt und das Biegemoment des verstärkten Kunststoffs über 7000 MPA und vorzugsweise über 10000 MPA liegt, wobei dieser Wert gemäß der Norm NFT 51001 gemessen worden ist.
Durch die große Steifigkeit, die dem Charakter des ausgewählten verstärkten Kunststoffs inhärent ist, wird der Wegfall des Verstärkungsrahmens möglich.
Als Harz können ungesättigte Polyester-, Polyurethan- und Polyvinylharze, Polyacetale, Polycarbonate, Polyamide 6, Polyamide 66 oder Polyphenylenoxide verwendet werden. Man kann auch Copolymere des Typs Acrylnitril-Butadien-Styrol und Styrol-Acrylnitril einsetzen.
Vorzugsweise werden Copolymere des Typs Acrylnitril-Butadien- Styrol und Styrol-Acrylnitril oder Polymere des Typs der Polyacetale, Polycarbonate, Polyamide 6, Polyamide 66, Polyphenylenoxide oder Polyester verwendet. Besonders bevorzugt wird ein Harz eingesetzt, das in Gegenwart äußerer Agentien wie Strahlung, Feuchtigkeit und Temperatur alterungsbeständig ist, nämlich der Polyvinylester. Auf Grund dieser bevorzugten Auswahl kann der Arbeitsgang der Beschichtung des Material mit einem Anstrich oder Lack entfallen.
Als Verstärkungsfasern kann man Glasfasern oder organische Fasern wie Kohlenstoffasern und Kevlar einsetzen. Vorzugsweise werden aus Gründen der Kosten und der Leichtigkeit ihres Einsatzes Glasfasern verwendet. Vorteilhafterweise kann ihre Lange von 5 bis 15 mm variieren.
Im folgenden wird die Einheit, die aus dem (oder den) Polymeren oder Copolymeren und den Formulierungszusätzen wie Füllstoffen, Pigmenten und Antischwindmitteln gebildet ist, als Harz bezeichnet. Als Kunststoff wird das aus dem Harz und den Verstärkungsfasern gebildete Verbundprodukt bezeichnet.
Außer durch die Materialauswahl kann die Steifigkeit der ummantelten Verglasung auch durch Strukturelemente wie Rillen, Rippen und Winkel erhöht werden, die während des Aufformungsarbeitsgangs in den Kunststoff geformt werden. Zusätzlich können durch diese Strukturelemente der ummantelten Verglasung neue Funktionen verliehen werden. Beispielsweise können sie als Gleitbahn dienen.
Entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Verglasung Einsätze, insbesondere funktionelle Metall- oder Kunststoffeinsätze, enthalten, die von dem durch Ummantelung erhaltenen Kunststoffprofil getragen werden.
Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform schließt das durch Ummantelung erhaltene Profil bündig mit der Oberseite des durchsichtigen Substrates ab, wodurch das Vorhandensein einer überstehenden Dicke mit einem unschönen Aussehen verhindert und so der Durchlässigkeitskoeffizient in Luft erhöht wird.
Der Einbau von Verstärkungsfasern, insbesondere Glasfasern, in ein Harz während der Durchführung des Ummantelungsverfahrens für ein durchsichtiges Substrat wie eine Glasscheibe, führt zu Schwierigkeiten.
Beim Spritzgießen des Kunststoffs in eine das durchsichtige Substrat enthaltende Form treten grobe Scherkräfte auf, die hauptsächlich auf das Fliegen des Materials durch die Einspritzvorrichtung zurückzuführen sind. Dieser Weg kann eine Zerstörung der Materialeigenschaften und insbesondere einen Bruch der Glasfasern bewirken, wenn das eingespritzte Material ein durch solche Fasern verstärktes Material ist.
Außerdem wird, wenn Verstärkungsfasern in einem hohen Anteil vorhanden sind, über die Anfangsviskosität die Polymerisationsgeschwindigkeit und die Haftung zwischen durchsichtigem Substrat und Kunststoff beeinflußt.
So wird durch den Einbau von inerten Füllstoffen wie Verstärkungsfasern die Anfangsviskosität des Produkts erhöht. Darüber hinaus senken sie die Verteilungsdichte der funktionellen chemischen Gruppen, was zu einer Verlangsamung der Polymerisationsgeschwindigkeit und auch zu einer Verringerung der Haftung zwischen verstärktem Kunststoff und durchsichtigem Substrat führt.
Deshalb muß ein Kompromiß gefunden werden, um dem Material eine solche Steifigkeit zu verleihen, daß das Biegemoment des Kunststoffs über 7000 MPa und vorzugsweise über 10000 Mpa liegt, eine gute Haftung zwischen durchsichtigem Substrat und verstärktem Kunststoff zu erreichen und das Ummantelungsverfahren leicht durchführen zu können.
Ein Anteil an Verstärkungsfasern von über 50 Gew.% des verstärkten Kunststoffs führt im allgemeinen zu Schwierigkeiten beim Spritzgießen. Liegt weiterhin der Faseranteil unter 10 %, besitzt das Verbundmaterial im allgemeinen keine ausreichende Steifigkeit, um als Ummantelungsmaterial ohne einen Verstärkungsrahmen eingesetzt werden zu können. Deshalb beträgt erfindungsgemäß der Anteil der Verstärkungsfasern vorzugsweise 10 bis 50 Gew.% des Kunststoffs.
Wenn außerdem die Verstärkungsfasern eine Länge von über 15 mm aufweisen, können sie während der Formgebung brechen. Andererseits wird bei einer Länge von unter 5 mm dem Kunststoff für einen Einsatz als Ummantelungsmaterial ohne einen Verstärkungsrahmen keine genügende Steifigkeit verliehen. Deshalb beträgt entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform die Länge der Verstärkungsfasern vorzugsweise 5 bis 15 mm.
Der erfindungsgemäß ausgewählte Kunststoff weist außer einer großen Steifigkeit noch weitere Vorteile auf.
Es handelt sich um einen Kunststoff auf der Grundlage eines Harzes mit niedriger Schwindung, der eine gute Haftung auf Glas und vorteilhafterweise unter den Einsatzbedingungen dar Verglasung eine sehr gute Alterungsbeständigkeit besitzt. Er erlaubt außerdem die Herstellung eines Profils, das mit der Außenseite des Substrates bündig abschließt. Er ist gut für die Formgebung, insbesondere das Spritzgießen, geeignet.
Der verstärkte Kunststoff muß eine niedrige Schwindung besitzen. Dabei wird als Schwindung eine Kontraktion als Folge einer Abkühlung und/oder einer chemischen Reaktion bezeichnet.
Eine niedrige Schwindung ist aus wenigstens zwei wesentlichen Gründen notwendig:
- die ummantelte Verglasung muß dieselbe Geometrie und dieselben Seiten wie die Form beibehalten und
- die von dem durchsichtigen Substrat zu ertragenden Beanspruchungen müssen minimiert werden, da die von einer relativ groben Schwindung hervorgerufenen Spannungen zum Bruch des Glases führen können.
Die erfindungsgemäß verwendeten Harze weisen im allgemeinen eine Schwindung von etwa 0,5 bis 0,7 % auf. Erfindungsgemäß besitzt der verstärkte Kunststoff eine Schwindung von unter 0,1 % und vorzugsweise von unter 0,05 %.
Erfindungsgemäß besitzen die verwendeten Harze die Eigenschaft, die Verstärkungsfasern, vorzugsweise die Glasfasern, sowie die Oberfläche des Glases stark benetzen zu können.
Diese Eigenschaft ist wesentlich, da sich die Fasern homogen im Harz verteilen lassen müssen, damit die Eigenschaften des Materials im Raum gleich sind. Darüber hinaus erlaubt eine gute Benetzung der Glasoberfläche die Verbesserung der Haftung zwischen Glas und verstärktem Kunststoff.
Weitere erfindungsgemäiße Merkmale und Vorteile werden an Hand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert, wobei
- Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugschiebedachs, dessen bewegliches Feld in geschlossener Position dargestellt ist,
- Figur 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der Figur 1 eines Fahrzeugschiebedachs mit einem beweglichen Feld aus Glas,
- Figur 3 einen Schnitt einer Schiebeverglasung eines Kraftfahrzeugs und
- Figur 4 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B der Figur 3 einer Schiebeverglasung aus Glas
zeigt.
In Figur 1 ist das bewegliche Feld 1 in geschlossener Position gezeigt. Für Dichtheit zwischen dem beweglichen Feld 1 und dem Fahrzeugdach 3 wird von der Profildichtung 2 gesorgt.
In Figur 2 besteht das den Körper des beweglichen Feldes 1 bildende durchsichtige Substrat 4 aus Glas. Das durch Ummantelung hergestellte Profil 5 aus verstärktem Kunststoff umgibt einen Randbereich des Substrats 4 und schließt mit dessen Außenseite 6 bündig ab.
Das Profil 5 aus verstärktem Kunststoff bildet gleichzeitig einen (im Querschnitt gezeigten) Ansatz 7 (ein Befestigungselement für die Profildichtung 2), eine Rippe 8, versehen mit einer Bohrung 9, welche die Befestigung der nicht gezeigten angebauten Schiebeeinrichtung ermöglicht, und den Aufbau versteifende Elemente, nämlich einen Winkel 10 und Rippen 11.
In Figur 3 ist in einer Draufsicht von außen eine erfindungsgemäße Schiebeverglasung 12 gezeigt, die durch Ummantelung einer Glasscheibe 13 hergestellt ist. Die Schiebeverglasung 12 ist auf einem Randbereich von einem Profil 14 aus verstärktem Kunststoff umgeben. Dieses Profil 14 enthält Bohrungen 15, welche die Befestigung der Verglasung an einem nicht gezeigten Hub-Senk-System ermöglichen.
Figur 4 ist ein Schnitt entlang der Linie B-B der Figur 3. Das Profil 14 schließt mit der von außen sichtbaren Seite 15 der Glasscheibe 13 bündig ab. Eine Filzdichtung 16 sorgt für die Dichtheit zwischen dem Kunststoffprofil 14 und der Fahrzeugkarosserie 17.
Die folgenden Beispiele zeigen mögliche Formulierungen für den erfindungsgemäß verwendeten Kunststoff.

Beispiel 1

Die Zusammensetzung eines Kunststoffs, der zur Ummantelung eines Schiebedachfeldes verwendet werden kann, ist wie folgt, wobei die Anteile der verschiedenen Verbindungen in Gewichtsteilen angegeben sind:
Polyvinylester : 21
Glasfasern : 22
Antischwindungsmittel : 9
Katalysator : 1,7 Schwarzpigment : 1
Füllstoff (CaCO&sub3;) : 52
Entnahmehilfsmittel (Stearat) : 1,5
Die Glasfasern vom Typ Textilglas E haben eine Länge von 6 bis 13 mm.
Dieser Kunststoff besitzt eine Dichte von 1,86.
Die nach der Formgebung erhaltenen mechanischen Eigenschaften sind:
Schwindung : 0,02 bis 0,04 %
Biegemoment : 13000 MPa
Charpy-Kerbschlagzähigkeit : 0,52 J/cm²
Zugspannung beim Bruch : 32 MPa
Biegespannung beim Bruch : 79 MPa

Beispiel 2

Eine andere Zusammensetzung eines Kunststoffs, der zur Ummantelung eines Schiebedachfeldes verwendet werden kann, ist wie folgt, wobei die Anteile der verschiedenen Verbindungen in Gewichtsteilen angegeben sind:
ungesättigter aromatischer Polyester: 17
thermoplastisches Polymer : 11
Styrol : 0,65
Glasfasern : 20
Katalysator : 1,25
Füllstoff (CaCO&sub3;) : 50
Stabilisator (p-Benzochinon) : 0,01
Die Glasfasern haben eine Länge von 5 bis 15 mm.
Die nach der Formgebung erhaltenen mechanischen Eigenschaften sind:
Biegemoment : 10500 MPA
Zugspannung beim Bruch : 32 MPa
Biegespannung beim Bruch : 79 MPa

Claims

1. Ummantelte Verglasung (1, 12), umfassend ein durchsichtiges Einscheiben- oder Verbundsubstrat (4, 13), das in wenigstens einem Teil seines Umfangs von einem Profil (5, 14) aus einem Kunststoff umgeben ist, hergestellt durch Ummantelung des durchsichtigen Substrats, wobei der Kunststoff in eine Form eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der eingespritzte Kunststoff ein Harz mit niedriger Schrumpfung und 10 bis 50 Gew.% Verstärkungsfasern, bezogen auf den Kunststoff, umfaßt und das Biegemoment des das Profil bildenden Kunststoffs über 7000 MPa und vorzugsweise über 10000 MPA liegt.

2. Ummantelte Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus Copolymeren des Typs Acrylnitril-Butadien-Styrol und Styrol-Acrylnitril oder Polymeren des Typs der Polyacetale, Polycarbonate, Polyamide 6, Polyamide 66, Polyphenylenoxide oder Polyester ausgewählt ist.

3. Verglasung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Polyester ist.

4. Verglasung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Polyvinylester ist.

5. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Verstärkungsfasern 5 bis 15 mm beträgt.

6. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern Glasfasern sind.

7. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das durchsichtige Substrat aus wenigstens einer Glasscheibe besteht.

8. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie Strukturelemente (10, 11) enthält, die ihre Steifigkeit verstärken.

9. Verglasung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dar wenigstens ein Teil der Strukturelemente durch Ummantelung ausgehend von dem verstärkten Kunststoff hergestellt ist.

10. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Funktionselemente enthält.

11. Verglasung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Funktionselemente ausgehend von dem verstärkten Kunststoff gemäß dem Ummantelungsverfahren aufgeformt ist.

12. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfung des verstärkten Kunststoffs weniger als 0,1 und vorzugsweise weniger als 0,05 % beträgt.

13. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff mit der Außenseite des Substrats bündig abschließt.

14. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie das bewegliche Feld eines Schiebedachs eines Motorfahrzeugs bildet.

15. Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schiebeverglasung bildet.