EA010682B1

EA010682B1 - Method for manufacturing high-strength multilayer colored glass

Info

Publication number: EA010682B1
Application number: EA200700863A
Authority: EA
Inventors: Николай Иванович Кушнар
Original assignee: Николай Иванович Кушнар
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2008-10-30
Also published as: EA200700863A1

Abstract

The invention relates to a process of manufacturing high-strength, multilayer glasses, in particular, colored triplexes for use in building, automobile and furniture industries.A method for manufacturing high-strength multilayer colored glass comprises assembling a glass pack with a clearance, filling the clearance with a photo-hardened composition based on a liquid oligomer-monomer mixture and subsequent photo-hardening of said composition. Prior to the clearance filing and for creating a wide range of colors in a finished triplex a dispersed dye is added into the photo-hardening composition, the dye particles are dispersed to size from 1 to 100 nanometers.

Description

Изобретение относится к области изготовления высокопрочных многослойных стекол, в частности цветных триплексов для целей строительства, в автомобильной и мебельной промышленности.The invention relates to the manufacture of high-strength laminated glass, in particular colored triplexes for construction purposes, in the automotive and furniture industry.

Известен способ изготовления пуленепробиваемого стекла [1], который включает заливку содержащей органический пероксид композиции между по крайней мере двумя стеклами и последующее ее отверждение. При этом в композиции используют метилметакрилат, дибутилфталат и адгезив, в качестве которого используют метакриловую кислоту. Отверждение полимеризацией осуществляют при температуре 50-60°С. Такая композиция имеет относительно сложный состав и требует дополнительных устройств для нагрева и поддержания температуры до окончания полимеризации. Изготовление цветного триплекса не предусмотрено.A known method of manufacturing bullet-proof glass [1], which involves pouring a composition containing organic peroxide between at least two glasses and then curing it. In this case, methyl methacrylate, dibutyl phthalate and an adhesive are used in the composition, as which methacrylic acid is used. Curing by polymerization is carried out at a temperature of 50-60 ° C. Such a composition has a relatively complex composition and requires additional devices for heating and maintaining the temperature until the end of the polymerization. Production of color triplex is not provided.

Известен способ изготовления стекла триплекс [2] с применением жидких фотоотверждаемых ультрафиолетовым облучением композиций с последующим вибрационным воздействием на стеклопакет в течение 3-5 мин и с частотой 5-15 Гц. Однако заполнение зазора стеклопакета происходит в несколько стадий. Изготовление цветного триплекса не предусмотрено.A known method of manufacturing glass triplex [2] with the use of liquid photo-curable UV irradiation compositions with subsequent vibration impact on the glass for 3-5 minutes and with a frequency of 5-15 Hz. However, the filling of the glass pack gap occurs in several stages. Production of color triplex is not provided.

Известен способ изготовления высокопрочных многослойных стекол [3], цель которого - создание декоративного стекла с заданным рисунком в виде прозрачных и непрозрачных зон в объеме склеивающего слоя. Полученное за счет протекающей в две стадии УФ-полимеризации виниловой составляющей, разделенные во времени реакцией уретанообразования, декоративное безопасное стекло имеет заданный рисунок в склеивающем материале в виде прозрачных и непрозрачных зон без использования красителей. Но такие декоративные стекла имеют недостаточную прочность, сложность процесса изготовления и ограниченную область применения.A known method of manufacturing high-strength laminated glass [3], the purpose of which is to create a decorative glass with a given pattern in the form of transparent and opaque zones in the volume of the bonding layer. Obtained by the vinyl component proceeding in two stages in the UV polymerization, separated in time by the urethane formation reaction, decorative safety glass has a predetermined pattern in the adhesive material in the form of transparent and opaque zones without the use of dyes. But such decorative glass has insufficient strength, the complexity of the manufacturing process and limited scope.

Известен способ изготовления многослойного ударопрочного стекла [4], при котором многокамерный стеклопакет из силикатных стекол обрабатывают в парах кремнийорганического адгезива, затем приготавливают жидкие фотоотверждаемые клеевые композиции на основе (мет)акрилового мономера и с различным содержанием фотоинициатора для каждой камеры многокамерного стеклопакета, а затем заполняют зазоры каждой камеры многокамерного стеклопакета специально приготовленной для нее жидкой фотоотверждаемой клеевой композицией и производят фотоотверждение в течение 20-40 мин с использованием в качестве источника УФ-излучения плоской панели люминесцентных ламп марки ЛУФ-80, расположенных на расстоянии 100-500 мм до поверхности стеклопакета. Изготовление цветного триплекса по предлагаемой технологии не предусмотрено, а также такой триплекс имеет ограниченное применение из-за специфики свойств.A method for manufacturing laminated safety glass [4], wherein the multi-chamber glazed silicate glass is treated in pairs silicone adhesive, then the prepared liquid photocurable adhesive compositions based on (meth) acrylic monomer and with a different content of photoinitiator for each chamber multichamber glass, and then filled the gaps of each chamber of a multi-chamber glass unit with a specially prepared for it a liquid photo-curing adhesive composition and produce photofacies rzhdenie for 20-40 min using as a source of UV radiation flat panel fluorescent tubes Loof mark 80 located at a distance of 100-500 mm glass surface. Production of color triplex according to the proposed technology is not provided, and such a triplex is of limited use due to the specific properties.

Наиболее близким к заявляемому относится способ [5], согласно которому изготовление триплексных стекол осуществляется с применением жидких олигомер-мономерных фотоотверждаемых композиций путем сборки стеклопакета, заполнения зазора фотоотверждаемой композицией и последующего фотоотверждения. Сборку стеклопакета начинают с установки на первое стекло калибров, определяющих внутренний зазор стеклопакета, затем к первому стеклу прикладывают второе стекло и обклеивают торец стеклопакета липкой пленкой. Одновременно, вынимая калибры из полости стеклопакета и фиксируя зазор внешними опорами, в собранный стеклопакет подают фотоотверждаемую композицию так, что по мере заполнения стеклопакета он погружается в жидкость таким образом, чтобы линия заполнения стеклопакета совпадала с линией уровня жидкости в технологической ванне, а после заполнения стеклопакета производят фотоотверждение в технологической ванне.The closest to the claimed method [5], according to which the manufacture of triplex glass is carried out with the use of liquid oligomer-monomer fototerapia compositions by assembling the glass, filling the gap photofluorine composition and subsequent fotootverzhdeniya. The assembly of the glass unit begins with the installation on the first glass of calibers defining the internal gap of the glass unit, then a second glass is applied to the first glass and glued over the end of the glass unit with an adhesive film. At the same time, removing the gauges from the cavity of the double-glazed window and fixing the gap with external supports, a photo-curable composition is supplied to the assembled double-glazed window so that as the double-glazed window is filled it sinks into the liquid so that the filling line of the double-glazed window coincides with the line of the liquid level in the process bath and after filling the double-glazed window produce photo hardening in the process bath.

Недостатком данного способа является то, что по такой технологии изготавливается только бесцветное многослойное стекло.The disadvantage of this method is that according to this technology only colorless laminated glass is produced.

Одним из недостатков изготовления цветных многослойных стекол является слабая стойкость красителей к выцветанию под действием искусственного и естественного освещения, что ухудшает их потребительские свойства, особенно при использовании в строительстве. Свойства красителей, вводимых в заливочные композиции, могут существенно менять в худшую сторону условия отверждения или полимеризации композиций и снижать прочностные характеристики изготовленных многослойных стекол. Это связано с тем, что нарушается структура процесса полимеризации.One of the drawbacks of the manufacture of colored laminated glass is the poor resistance of the dyes to fading under the action of artificial and natural lighting, which impairs their consumer properties, especially when used in construction. The properties of the dyes introduced into the casting compositions can significantly change the conditions for the curing or polymerization of the compositions and reduce the strength characteristics of the manufactured laminated glasses. This is due to the fact that the structure of the polymerization process is disturbed.

Существующие технологии не позволяют производить цветной высокопрочный триплекс, так как при введении красителей в фотоотвеждаемые композиции снижаются характеристики по прочности и безопасности цветных триплексов. При этом также ухудшаются оптические свойства триплекса, а часто и вообще появляются дефекты. Это ограничивает практическое применение таких технологий.Existing technologies do not allow for the production of high-strength colored triplex, since the introduction of dyes into photo-recognizeable compositions decreases the strength and safety characteristics of colored triplexes. At the same time, the optical properties of the triplex also deteriorate, and often defects appear. This limits the practical application of such technologies.

Возможно изготовление триплекса с применением цветных стекол, цвет которых задается добавлением различных веществ в стекломассу при его производстве. Но это дорогостоящее производство цветного триплекса. Кроме того, ограничена цветовая гамма цветных триплексов, а при их резке отходы увеличивают стоимость готового изделия, что существенно снижает их потребительские свойства.It is possible to manufacture triplex using colored glass, the color of which is set by adding various substances to glass mass during its production. But this is an expensive production of color triplex. In addition, the color gamut of color triplexes is limited, and when they are cut, waste increases the cost of the finished product, which significantly reduces their consumer properties.

Задача изобретения заключается в разработке способа изготовления высокопрочного многослойного цветного стекла, при котором введение красителя в клеящую фотоотверждаемую композицию позволяет сохранять неизменными ее полимеризационные свойства, а, следовательно, и прочностные характеристики. В качестве клеящей композиции применяют метакрилатную олигомер-мономерную смесь, а широкую цветовую гамму многослойных стекол создают за счет применения подготовленного особым образом красителя. Стойкость красителей к выцветанию также является одной из целей, решаемых наThe objective of the invention is to develop a method of manufacturing high-strength multi-layered colored glass, in which the introduction of the dye in the adhesive photocurable composition allows you to keep unchanged its polymerization properties, and, consequently, the strength characteristics. A methacrylate oligomer-monomer mixture is used as the adhesive composition, and a wide color gamut of multi-layered glasses is created by using a specially prepared dye. The resistance of dyes to fading is also one of the goals solved by

- 1 010682 стоящим изобретением. При этом одновременно с созданием всевозможной цветовой гаммы сохраняются механические и оптические свойства многослойного цветного стекла, а также создаются условия для его безотходного производства.- 1 010682 standing invention. At the same time, simultaneously with the creation of various colors, the mechanical and optical properties of laminated colored glass are preserved, and conditions are also created for its waste-free production.

Изобретение осуществляется следующим способом.The invention is carried out in the following way.

Подготовленные для изготовления многослойного стекла отдельные листы кладут на стол, покрытый атласным материалом черного цвета, и осуществляют их мойку. Затем закрепляют самоклеящуюся двустороннюю ленту на краях первого чистого стекла, а также наносят на внутренние стороны первого и второго чистых стекол соответствующий состав адгезии. После чего второе стекло кладут на первое, на котором по краям приклеена лента, и получается стеклопакет с зазором, равным толщине ленты. В случаях, если стеклопакет собирают из листов стекла больших размеров, между ними по длинной стороне в средней части помещают нить, толщина которой соизмерима с толщиной самоклеящейся ленты. Таким образом, достигается равномерность распределения цветного полимера по площади стеклопакета, благодаря чему достигается одинаковая цветовая гамма в готовом триплексе и гарантируется минимизация оптических искажений.The individual sheets prepared for the manufacture of laminated glass are placed on a table covered with black satin material and are washed. Then fix the self-adhesive double-sided tape on the edges of the first clean glass, and also apply on the inner sides of the first and second clean glasses the appropriate adhesion composition. After that, the second glass is put on the first one, on which a tape is glued along the edges, and a double-glazed window is obtained with a gap equal to the thickness of the tape. In cases where the glass unit is assembled from large-sized glass sheets, a thread is placed between them along the long side in the middle part, the thickness of which is commensurate with the thickness of the self-adhesive tape. Thus, the uniform distribution of the colored polymer over the area of the glass unit is achieved, thereby achieving the same color gamut in the finished triplex and minimizing the optical distortion is guaranteed.

Полученный таким образом стеклопакет помещают на поворотный стол под углом 70-80° для заполнения полимерной массой требуемой цветовой гаммы на основе жидкой олигомер-мономерной смеси типа «Акролат». Далее, берут емкость, в которую вливают через фильтрующие элементы заданное количество полимера. Затем при помощи дозатора добавляют специально приготовленный краситель в объемном количестве около 1:100 в зависимости от желаемой цветовой насыщенности и тщательно перемешивают.The double-glazed window thus obtained is placed on a turntable at an angle of 70-80 ° for filling the required color gamut based on a liquid acrolat oligomer-monomer mixture with a polymer mass. Next, take the tank, which is poured through the filter elements a specified amount of polymer. Then, using a dispenser, add a specially prepared dye in a volume of about 1: 100, depending on the desired color saturation, and mix thoroughly.

Полученный цветной полимер по истечении 3-10 мин после перемешивания при помощи дозатора вливают в приготовленный стеклопакет. При этом промежуточное пространство внутри стеклопакета равномерно заполняется полимером, а через верхние отверстия, левое и правое, удаляется воздух. После заполнения стеклопакета цветным полимером удаляют нить (если она была вставлена), отверстия герметизируют и стеклопакет возвращают в горизонтальное положение.The obtained colored polymer after 3-10 minutes after mixing with the help of a dispenser, is poured into the prepared glass unit. In this case, the intermediate space inside the glass unit is uniformly filled with polymer, and air is removed through the upper openings, left and right. After the glass unit is filled with color polymer, the thread is removed (if it was inserted), the holes are sealed and the glass unit is returned to the horizontal position.

Для полимеризации заполненный цветным полимером стеклопакет помещают в ультрафиолетовую камеру на 15-30 мин или под естественные лучи солнца на 10-20 мин.For polymerization, a glass-filled glass package is placed in an ultraviolet chamber for 15-30 minutes or under the natural rays of the sun for 10-20 minutes.

Определение завершения процесса полимеризации контролируют иглой. Если игла между стеклами входит в полимеризованную массу с усилием и оставляет матовый след, значит, процесс полимеризации завершен и цветной триплекс готов к применению.The determination of the completion of the polymerization process is controlled by a needle. If the needle between the glasses enters into the polymerized mass with effort and leaves a dull mark, then the polymerization process is completed and the color triplex is ready for use.

Цветовую гамму полимерной массы и, соответственно, готового изделия задают путем добавления красителя, частицы которого находятся в диспергированном состоянии. Из эксперимента выяснилось, что при диспергировании частиц красителя размером от 1 до 100 нм краситель хорошо растворяется в полимере и не нарушает его свойств, в том числе самого важного - полимеризации.The color gamut of the polymer mass and, accordingly, the finished product is set by adding a dye, the particles of which are in a dispersed state. From the experiment it turned out that when dispersing dye particles ranging in size from 1 to 100 nm, the dye dissolves well in the polymer and does not violate its properties, including the most important one - polymerization.

Изготовление высокопрочного многослойного цветного стекла согласно предложенному способу позволяет на сравнительно небольших производственных площадях организовать производственный процесс.The manufacture of high-strength laminated colored glass according to the proposed method allows for a relatively small production areas to organize the production process.

Лабораторные испытания высокопрочного многослойного цветного стекла, изготовленного по предлагаемой технологии, приведены в таблице ниже. Испытания образцов цветного триплекса проводились по программе в соответствии с СТБ 51.2.06-99, ГОСТ 27904-88 и ГОСТ 27902-88.Laboratory tests of high-strength laminated colored glass manufactured by the proposed technology are shown in the table below. Tests of color triplex samples were carried out according to the program in accordance with STB 51.2.06-99, GOST 27904-88 and GOST 27902-88.

- 2 010682- 2 010682

Наимено- By name Номер пункта Item number Нормиро- Normal Фактическое значение показателя The actual value of the indicator Вывод Conclusion ванне bathtub НД, уста и а вл и- ND, mouth and a va i- ванное bath для образцов for samples О со- O co объекта an object веющего believer значение value ответ- answer- испыта- test Требо- Requirement Ме- Me- частное private среднее the average отвии wicked ний (пока- day ванияк vaniyak ТОД TOD 1 one 2 2 3 3 4 four 5 five тре- three затеям, ventures про- about иены- yen- 6 6 7 7 8 eight 9 9 10 ten бова-ниям bova-niyam техничес- technical дукции ductions та ний the ta НД ND кие тре- cues бования) standings) 1 one 2 2 3 3 4 four 5 five 6 6 7 7 8 eight 9 9 10 ten 11 eleven

Высокопрочное стекло для остекления строительных конструкцийHigh-strength glass for glazing of building structures

1.Стойкость к УДару 1. Resistance to shock СТБ 51.2.06 -99 п.4 STB 51.2.06 -99 p.4 СТБ 51.2.06 -99 п.7.3 STB 51.2.06 -99 p.7.3 При энергии удара до 89 Дж для класса стойкости АО пробой стекла шаром не допукается When the impact energy is up to 89 J for the resistance class of AO, the glass does not break the ball На всех трех образцах при 3-х разовом ударе шаром стекло не пробито On all three samples with a 3-time ball hit the glass is not broken Соответствует Complies 2,Светостойкость Нормальное светолропускание, % а) .до облучения б) , после облучения 100 часов 2, Lightfastness Normal light transmittance,% a). before irradiation b) after irradiation 100 hours Проект мгс Стекло многослойное строительного назначения MGS project Multilayer glass for construction purposes СТБ 51.2.06 -99 п.7,6 гост 27904 п.2 ГОСТ 27902 п.2 STB 51.2.06 -99 p.7.6 GOST 27904 p.2 GOST 27902 p.2 51,0 51,0 51.0 51.0 48,0 48,0 48.0 48.0 51,5 51,0 51.5 51.0 50,2 50.0 50.2 50.0 Светолропускание от исходного, % Light transmission from the source,% не менее 90 not less than 90 100 100 100 100 99 99 99,7 99.7 Соответствует Complies Изменение цветового оттенка Change color shade При визуальном осмотре не допукается Visual inspection does not allow На всех трех образцах изменения цветового оттенка облученных и необ луче иных участков не обнаружено No change in the color shade of the irradiated and non-beam of other areas was detected on all three samples. Соответствует Complies З.ТемпературоСТОЙКОСТЬ Z.Temperatour RESISTANCE Проект МГС Стекло многослойное строительного назначения Project IGU Multilayer glass for construction purposes СТБ 51.2.06 -99 п.7.6 ГОСТ 27904 л.З STB 51.2.06 -99 p.7.6 GOST 27904 l.Z Отсутствие пузырей и других пороков внешнего айда Lack of bubbles and other defects На всех трех образцах пузырей и других пороков внешнего вида не обнаружено Not detected on all three samples of bubbles and other defects Соответствует Complies 4. Влагостойкость 4. Moisture resistance Проект МГС Стекло много- The project of IGU Glass is multi- СТБ 51.2.06 -99 п.7.6 гост STB 51.2.06 -99 p.7.6 GOST Отсутствие расслаивания No delamination На всех трех образцах расслаивание отсутствует There is no delamination on all three samples. Соответствует Complies елейное строительного назначения grease for construction purposes 27904 П.4 гост 27902 п.2 27904 P.4 GOST 27902 p.2 Свето пропускание не менее 90% от исходного Light transmittance of at least 90% of the original 92,4 92.4 99.0 99.0 100,0 100.0 97.1 97.1 Соответствует Complies

- 3 010682- 3 010682

Как видно из результатов проведенных испытаний - по стойкости к удару, светостойкости (светопропускание и изменение цветового оттенка), температуростойкости и влагостойкости - изготовленное высокопрочное многослойное цветное стекло полностью соответствует требованиям, предъявляемым в строительстве и автомобилестроении, и Госстандартом Республики Беларусь рекомендовано для остекления строительных конструкций с повышенными эксплуатационными характеристиками.As can be seen from the results of tests carried out - in terms of impact resistance, light resistance (light transmission and color shade change), temperature resistance and moisture resistance - the high-strength laminated colored glass fully complies with the requirements in the construction and automotive industry, and the State Standard of the Republic of Belarus recommended for glazing of building structures with enhanced performance.

Применение вышеуказанного способа и олигомер-мономерной композиции типа «Акролат» позволяет изготавливать многослойный цветной триплекс нужных размеров и конфигурации без последующей резки изделия или производить его резку с минимальными отходами с последующей обработкой путем шлифовки и полировки без применения специальных технологий.The application of the above method and oligomer-monomer composition such as "Acrolat" allows you to produce multi-layered color triplex of the desired size and configuration without subsequent cutting the product or cutting it with minimal waste, followed by grinding and polishing without the use of special technologies.

В производственном помещении площадью около 100 кв.м было организовано производство строительного высокопрочного многослойного цветного стекла по заявляемой технологии. Цветовая гамма подбиралась по требованию заказчика. В процессе эксплуатации продукции претензий по прочности и цветовым характеристикам не поступило.In the production area of about 100 sq. M was organized the production of high-strength multi-layered colored glass by the claimed technology. The color scheme was selected on request. During the operation of the product, there were no claims for durability and color characteristics.

1. Способ изготовления многослойного стекла. Патент РФ № 2101242 С1, 05.10.1995, опубликован 10.01.1998.1. A method of manufacturing laminated glass. RF patent № 2101242 C1, 10/05/1995, published 01/10/1998.

2. Способ изготовления стекла триплекс. Заявка РФ № 96106412 А, 09.04.1996, опубликована 20.07.1998.2. A method of manufacturing glass triplex. RF application No. 96106412 A, 04/09/1996, published 07/20/1998.

3. Способ изготовления декоративного триплексного стекла. Патент РФ № 2062759 С1, 15.05.1992, опубликован 27.06.1996.3. A method of making decorative triplex glass. The patent of the Russian Federation № 2062759 C1, 15.05.1992, published 06.26.1996.

4. Способ изготовления многослойного стекла. Патент РФ № 2132825 С1, 11.09.1997, опубликован 10.07.1999.4. A method of manufacturing laminated glass. RF patent number 2132825 C1, 11.09.1997, published 10.07.1999.

5. Способ изготовления стекла триплекс. Патент РФ № 2031873 С1, 04.04.1994, опубликован 27.03.1995.5. A method of manufacturing glass triplex. RF patent number 2031873 C1 04/04/1994, published 03/27/1995.

Claims

CLAIM

1. A method of manufacturing a high-strength multi-layered colored glass, including assembling a glass unit with a gap, filling the gap with a photo-curable composition based on a liquid oligomermomeric mixture, followed by photo-curing of the composition, characterized in that before filling the gap an acrylic dye is injected into the photo-curing composition in a dispersed state after which the mixture is mixed into the photo-curable composition, after which .

2. A method of manufacturing a high-strength laminated colored glass according to claim 1, characterized in that the dye particles are dispersed to a size of from 1 to 100 nm.