FI57248C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av en laminerad glasartikel - Google Patents

Description

. KUULUTUSJULKAISU ς70Α0

jSTf ™ <11>UTLAOCNINe*SKAIPT

^ ^ (51) Kv.lk.VJnt.CI.· C 03 0 27/12

SUOMI —FINLAND (21) Hunttll»k*nw*-P*t.«t*n.öfc»»lrit 168U/7U

(22) Htk«rol«pHvt — AmOknlnp^n 03.06.7U

(23) Alkupiiv» —Glltl|h*t*d»| 03.06.7U

(41) Tulitit lulklMkil — Bllvtt offwttUg 05.12.7U

htMtl. |. r.ki.Mrlh.UItU, N··**·. 1. kaltata p™.- ratsut· och registerstyrslssn ' ' AimMcm uttagd och utljkrtfUn puMIurad 31.03,80 (32)(33)(31) fyy4*ey ttuollwu»—B«|lr4 prtorit* oU.06.73

Englanti-England(GB) 26U80/73 (71) Triplex Safety Glass Company Limited, 1 Albemarle Street, Piccadilly, London W.l, Englanti-England(GB) (72) John Pickard, Studley, Warwickshire, Richard Melling, Hollywood,

Birmingham, Atrhur Joseph Nobbs, Alvechurch, Birmingham, Englanti-England(GB) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Menetelmä ja laite laminoidun lasiesineen muodostamiseksi - Förfarande och anordning för framställning av en laminerad glasartikel

Keksintö liittyy menetelmään laminoitujen lasiesineiden valmistamiseksi sekä tässä käytettävään laitteeseen.

Laminoitu lasiesine eli laminalasiesine voi sisältää kaksi tai useampia lasilevyjä ja kulloinkin.;kahden lasilevyn välissä olevan läpinäkyvän muoviaineen kerroksen. Muoviaine on normaalisti lämpöplastillinen ja kun se on pantu lasilevyjen välille, se sidotaan niihin lämmön ja paineen avulla. Tällaista lamina-' lasilevyä käytetään tavallisesti varmuuslasina, esim. ajoneuvojen tuulilasissa ja ikkunoissa. Tyydyttävän laminoidun tuotteen saamiseksi on lasilevyjen ja muovi välikerroksen tartuttava yhteen lasilevyjen koko pinnalla ja sidoksen on oltava sellainen, että laminointi ei purkaudu käytössä. Muovi välikerroksen on siksi täytettävä koko tila lasilevyjen välissä ja lasilevyt on vedettävä yhteen niiden koko pinta-alalla sitomisprosessin aikana. Tällaisen laminalasiesineen valmistuksessa on aikaisemmin ehdotettu alipaineen käyttämistä levyryhmän perifeerisen reunan kohdalla lasilevyjen ja välikerroksen välisen liitoksen paljaassa kohdassa ennen sitomistoiminnan aloittamista. Eräässä tunnetussa prosessissa ryhmään kohdistetaan ympäristön paine ja lämpötila ja tämän vaiheen B 32 B 31/00 (vpr»! .$> 2 57248 aikana imetään ulos sisälle jäänyt ilma välikerroksesta lasilevyjen välistä.

Ryhmä kuumennetaan sitten lämpötilaan, jossa välikerros muuttuu tahmeaksi, esim. 90°C, minkä vaiheen aikana tapahtuu edelleen ilman poisto välikerroksesta, ja esisitominen aikaansaadaan lasilevyjen ja välikerroksen kesken siten, että ympäröivä, ulkopuolinen paine vetää lasilevyt yhteen välikerroksen ympärille.

Tämä on kuitenkin ollut esikäsittely, jota nimitetään esipuristusprosessiksi ja joka suoritetaan kaksivaiheisen prosessin ensimmäisenä vaiheena, ja koko sitova vaikutus aikaansaadaan prosessin toisessa vaiheessa. Toisessa vaiheessa lämmitetään 1 susi levy ryhmää vielä oikean sidonnan aikaansaamiseksi ja sitten se jäähdytetään. Joissakin tapauksissa on suotavaa siirtää lasilevyryhmä sopivaan paineastiaan toisessa vaiheessa, jossa lämpötila ja paine kohotetaan koko sitomistoiminnan aikaansaamiseksi.

Puheena olevan keksinnön eräänä päämääränä on parantaa laminalasiesinei-den valmistusta ja vähentää sitä vaaraa, että muovivälikerroksen ja lasilevyjen välillä tapahtuu epätyydyttävä sidonta.

Keksinnön mukaisesti on kehitetty menetelmä laminoidun lasiesineen muodostamiseksi, joka käsittää kaksi lasilevyä ja näiden välisen lämpöplastillisen, läpinäkyvän muoviaineen välikerroksen, joka menetelmä sisältää kahden lasilevyn kokoamisen yhteen lämpöplastillisen, läpinäkyvän muoviaineen välikerroksen kanssa, ryhmän kuumentamisen kohotettuun lämpötilaan ja ryhmän pitämisen jakson aikana tässä kohotetussa lämpötilassa, samalla kun lasilevyjen pääpintoihin kohdistetaan sellainen paine, että lasilevyt ja muovinen välikerros tulevat sidotuksi kokonaan yhteen, jolloin välikerroksen paljaaseen kehään kohdistetaan paine, joka on pienempi kuin lasilevyjen pääpintoihin kohdistettu paine, ja ryhmän jäähdytyksen sitoutumisen tapahduttua. Menetelmälle on tunnusomaista, että välikerroksen paljaaseen kehään kohdistettua pienempää painetta säädetään lasilevyjen pääpintoihin kohdistetusta paineesta riippuvaisesti niin, että se pysyy vaaditun määrän levyjen pintoihin kohdistetun paineen alapuolella ainakin osan siitä ajanjaksosta, jonka aikana ryhmä pidetään mainitussa kohotetussa lämpötilassa.

Paine, joka kohdistetaan levyjen pääpintoihin sitomisprosessin aikana, riippuu välikerroksessa käytetystä muoviaineesta. Kun käytetään esim. poly-vinyyli-butyraalia, on käytettävä kohotettua eli ilmakehän paineen ylittävää painetta samalla kun tapahtuu kuumennus ensimmäi s lämpötilaan. Tässä tapauksessa on paine välikerroksen paljaan kehän kohdalla myös kohotettu paine, joskin se on pienempi kuin pääpintoihin kohdistettu paine. Toisaalta on mahdollista käyttää muoviaineena esim. eteenikqpolymeeriaminointiainetta, jonka voi sitoa täysin lasiin kuumentamalla ilmakehän paineessa. Tässä tapauksessa pidetään 3 57248 lasilevyjen pääpinnat ilmakehän paineessa kuumentamisen aikana, kun taas väli-kerroksen kehään kohdistetaan säädetty negatiivinen paine.

Kohdistamalla alhaisempi paine ryhmän kehäreunan ympärillä kuumennuksen sikana tulevat lasilevyt pidetyiksi läheisessä kosketuksessa välikerroksen kanssa ja etenkin, lasilevyjen reuna-alueet tulevat puristetuiksi yhteen lämpö-plastillisen aineen pehmennyttyä ja sitomisen tapahtuessa. Alhaisempi paine kohdistetaan mieluiten ennen kuin ryhmä saavuttaa enimmäislämpötilansa ja sen voi ylläpitää ainakin kunnes jäähdytys alkaa ja edelleen kunnes jäähdytys on tapahtunut. Lasilevyjen reunojen yhteenpuristuksella on monia vaikutuksia: ' a) Välikerros virtaa sivuttain pisteistä, joissa lasilevyjen reunojen välimatka on pienempi, pisteisiin, joissa lasilevyjen reunojen välimatka on suurempi ja joissa normaalisti esiintyisi huonon sidonnan alueita.

, b) Välikerrosta pusertuu ulospäin lasilevyjen reunojen välistä samalla kun vaihe a) tapahtuu ja myöskin myöhemmin vaiheen a) päättymiseen asti.

c) Lasilevyjen reuna-aaltoja vähentävä tendenssi saattaa lasilevyjen reunat enemmän yhdensuuntaiseen asemaan suhteessa toisiinsa.

Välikerroksen ulospusertuminen lasilevyjen reunojen välistä aikaansaa kiilavaikutuksen, jossa lasilevyt suipentuvat sisään toisiaan kohti ryhmän kehää pitkin. Ulospusertuminen, joka tapahtuu vaiheen a) päättymiseen asti, on hyväksyttävä, mutta jatkuvaa pusertumista on rajoitettava kiilavaikutuksen pienentämiseksi, joka voisi aiheuttaa optisia vääristymiä ryhmän reunoissa.

Keksinnön eräässä parhaana pidetyssä toteutusmuodossa ylläpidetään säädetty paine-erotus ryhmän alkukuumennuksen aikana ja lasilevyjen pintoihin kohdistetun paineen kohottamisen aikana. Paine-erotus ylläpidetään myös silloin, kun ryhmä on saavuttanut enimmäislämpötilansa ja sen jakson aikana, jona ryhmään kohdistetaan täysi paine lasilevyjen pinnoilla. Paine-erotus olisi myös ylläpidettävä silloin, kun ryhmä on lopullisesti jäähdytetty ja painetta vähennetään, niin että lasilevyt ja välikerros pysyvät varmasti yhteensidottuina.

Kuitenkin voi olla mahdollista käyttää paine-erotusta vain sitomisjaksan osan aikana, esim. riittävän kauan vaiheen a) viemiseksi päätökseen. Kun vaihe a) on viety päätökseen, voi välikerroksen jatkuva pusertuminen lasilevyjen reunojen välistä olla haitaksi, jos se johtaa liialliseen kiilavaiku-tukseen.

Paine-erotuksen voi esim. lopettaa jollakin hetkellä sen jakson aikana, jona ryhmään kohdistetaan täysi lämpötila ja paine s.o. hetkellä, jolloin vaihe a) on päättynyt. Paine-erotusta voidaan kuitenkin käyttää jollakin hetkellä sen vaiheen alettua, jossa ryhmään kohdistetaan täysi lämpötila ja paine, ja paine-erotus ylläpidetään samalla kun ryhmä pidetään enimmäislämpötilassaan c;iot1 57248 u ja myöhemmin jäähdytetään sekä sen paineen vähentämisen aikana, joka vaikuttaa lasilevyjen pintoihin. Tässäkin tapauksessa kohdistetaan paine-erotus riittävän kauan kuvatun vaiheen a) viemiseksi päätökseen.

Kerrottuihin menetelmiin sisältyy vakiopaine-erotuksen käyttö koko täy-sisidontavaiheen tai sen osan aikana. Toisessa menetelmässä voidaan käyttää muuttuvaa paine-erotusta täysisidontavaiheen aikana, jolloin aloitetaan esim. pienellä paine-erotuksella jakson alussa ja paine-erotusta suurennetaan asteittain jakson aikana lopulliseen ensimmäispaine-erotuksen sidontajakson lopussa. Tämän menetelmän uskotaan olevan edullinen siksi, että se vähentää välikerroksen pursutusta levyjen reunojen välistä, mikä taas pienentää seuraavaa kiila-vaikutusta.

Vähennetyn paineen voi sopivasti kohdistaa ryhmän reunoihin sulkemalla ryhmän kehän ympärille ontto, taipuisa rengas, johon ryhmän reuna-alue ulkonee, niin että se on yhteydessä renkaan onton sisätilan kanssa, ja kytkemällä renkaan sisätila säädetyn paineen lähteeseen. Tämä rengas voi olla samanlainen kuin ne renkaat, joita on käytetty aikaisemmin alipaineen kytkemiseksi lamina-1asiryhmän kehäalueisiin esipuristusvaiheen aikana ennen seuraavan täysisidonnan suorittamista. Tällä tavoin voidaan ryhmään aluksi kohdistaa tyhjö sen kehää pitkin, mikä on jo tunnettua, ja renkaan voi pitää paikallaan, kun myöhemmin käytetään lämpöä ja painetta sitomisen suorittamiseksi.

Lasilevyillä ja välikerroksella on mieluiten sama muoto ja koko, kun se on koottu yhteen. On suotavaa olla käyttämättä välikerrosta, joka on ylikokoi-nen suhteessa lasilevyihin, koska välikerroksen ulkonevalla reunalla on taipumus täyttää paineenvähennyskammion sisäalueen, joka ympäröi ryhmää sitomis-toiminnan aikana.

Paine-erotus pidetään mieluiten arvossa 0,1U-1,05 kg/cm!, kaikkein mie- o luiten arvossa 0,26-0,7 kg/cm .

Useimmissa tapauksissa on suotavaa, että ryhmä asennetaan suljettuun paineastiaan käytettäessä lämpöä ja painetta välikerroksen ja lasilevyjen 2 sitomiseksi yhteen. Astiassa voidaan paine kohottaa arvoon 2,0-1^,0 kg/cm riippuen välikerroksen aineesta. Lämpötila kohotetaan astiassa mieluiten yli 100°C arvoon,· esim. 120-l60°C:ksi, sitomisen aikana.

Välikerros koostuu mieluiten polyvinyyli-butyyralilevystä, joskin muut tunnetut, läpinäkyvät ja lämpöplastilliset laminointisineet, joilla on samat ominaisuudet, ovat sopivia. Käytettäessä polyvinyyli-butyyralia voi paine astiassa olla 7.0-1U.0 kg/cm? ja lämpötilan voi kohottaa arvoon 130— 1 i*5°C Väli-kerros voi vaihtoehtoisesti koostua eteenikopolymeerilaminointiaineen muodostamasta levystä, ja tässä tapauksessa voidaan ryhmän ulkopintoihin kohdistaa 5 57248 ilmakehän paine täysisidonnan aikana ja lämpötilan voi tällöin kohottaa, noin lUo°C:ksi.

Keksintö sisältää laminalasilevyaineen, joka voi olla tasainen tai kaareva, kun se on tehty edellä kuvatuilla menetelmillä.

Keksinnössä on nyös kehitetty laite, jota käytetään laminalasiesineen valmistuksessa ja laitteelle on tunnusomaista, että siinä on suljettu paineastia, johon sijoitetaan yksi tai useampia lasilevyryhmiä, joissa on lämpöplastillisen, läpinäkyvän muoviaineen välikerros, tukivälineet, jotka sijoitetaan astiaan tukemaan yhtä tai useampia ryhmiä, ja astiassa on välineitä paineen kohottamiseksi astiassa ja lämmön kohdistamiseksi ryhmään tai jokaiseen ryhmään astiassa lasilevyjen ja välikerroksen sitomiseksi yhteen, kaasun syöttökanava, joka johtaa astian sisälle sen kytkemiseksi ryhmään tai jokaiseen ryhmään kohotetun paineen aikaansaamiseksi ryhmän tai jokaisen ryhmän perifeerisen reunan ympärillä, joka paine on alhaisempi kuin kohotettu paine astian muussa osassa, ja väline, joka ylläpitää säädetyn paine-erotuksen kaasun syöttökanavassa ja astiassa vallitsevien paineiden välillä.

Seuraavassa kuvataan keksinnön erästä toteutusmuotoa esimerkkinä oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa: kuvio 1 esittää kaavioineista kuvantoa laitteesta, jolla toteutetaan puheena oleva keksintö\ kuvio 2 esittää suurennettua poikkileikkauskuvantoa laminalasilevyryhmästä’, kuvio 3 esittää perspektiivikuvantoa kuvion 1 laitteen osasta^ kuvio U esittää suurennettua läpileikkauskuvantoa kuvion 3 laitteen osasta, jossa laminalasilevyryhmä on kohdallaan; ja kuvio 5 esittää läpileikkauskuvantoa renkaasta, joka ympäröi laminaryhmää. Tämä esimerkki liittyy laminalasiesineen valmistukseen, joka käsittää kaksi lasilevyä ja näiden välissä olevan lämpöplastillisen, läpinäkyvän muoviaineen väli-kerroksen, jolloin tässä tapauksessa käytetään muovi aineena polyvinyyli-butyyralia. Kuvio 2 näyttää, että polyvinyyli-butyyralilevy 11 on pantu kahden lasilevyn 12 välille laminalasilevyryhmän 13 muodostamiseksi. Valmistusprosessia kohdistetaan lämpöä ja painetta ryhmään välikerroksen 11 ja lasilevyjen 12 sitomiseksi yhteen. Vaikka kuvion 2 näyttämät levyt ovat litteät, voivat levyt vaihtoehtoisesti olla kaarevia, ja keksintöä voi erityisen hyvin käyttää ajoneuvojen laminoitujen tuulilasien tai ikkunoiden valmistamiseksi. Tällaiset tuulilasit ovat normaalisti kaarevia varsinkin tuulilasin reuna-alueita kohti.

Seuraavassa kuvataan valmistusprosessia lähemmin. Kaksi lasilevyä, joilla on sama koko ja yhteensopiva muoto, kootaan yhteen väliin sijoitetun C.Jf'1 - 57248 polyvinyylibutyyralikerroksen 11 kanssa. Sitten leikataan välikerroksen 11 reuna tasaiseksi lasin reunan kanssa, joka välikerros voi ulottua levyjen 12 ohi. Tunnetun käytännön mukaisesti asennetaan paineenvähennyskammio silikoni-kautsurenkaan 1U muodossa ryhmän 13 koko kehän ympärille. Renkaassa 1k on tehty kanava 15, johon sopivat ryhmän reuna-alueet, niin että rengas 1U tiivistää levyjen 12 pääpintaa vasten. Ontto rengaskammio 16 ulottuu sitten ympäri rengasta yhteydessä ryhmän reunan kanssa kohdassa, jossa levyjen 12 ja välikerroksen yhtymäkohta on palje». Eräässä kohde»sa renkaassa ulottuu tyhjönsyöttökanava 17 ontosta kammiosta 16 renkaan ulkopuolelle ja se on suunniteltu kytkettäväksi tyhjön tai muun alipaineen lähteeseen. Ryhmä läpikäy sitten esipuristusprosessin, jossa kanava 17 kytketään tyhjön lähteeseen, niin että ontto kammio 16 tulee tyhjennetyksi, samalla kun lasilevyjen 12 pääpintoihin kohdistuu ilmakehän paine 10 minuutin ajan ilmanpoiston varmistamiseksi. Koko ryhmä kuumennetaan sitten 90-110°C lämpötilaan tyhjön käytön aikana. Tämä prosessi aikaansaa, ilman poiston välikerroksesta ja saa lasilevyt 12 vetäytymään yhteen läheiseen pinta-kosketukseen välikerroslevyn 11 kanssa. Ryhmän annetaan sitten jäähtyä ja renkaan 1U ollessa vielä paikallaan pannaan ryhmä koriin 18, jollainen näytetään kuviossa 3. Tämä kori käsittää pohjarungon 19 ja kaksi pystyvartta 20 korin toisessa päässä. Pohjarunkoon 19 on kiinnitetty pystytukitankojen 21 ja 22 kaksi riviä. Kymmenen laminaryhmää voi asentaa, jokainen pystytasossa, vierekkäin yhteen koriin, jolloin jokaisen ryhmän toinen pää on pantu kahden tuen 21 välille ja toinen pää kahden tuen 22 välille. V-muotoinen asennus-pala 23 on kiinnitetty korin 18 pohjalle kulloinkin kahden pystytangon 21 välille ja kahden pystytangon 22 välille. Yksi pala näytetään lähemmin kuviossa U. Pala käsittää suorakulmaisen metallikuoren 2kt jonka pohjasta

. cr .S

57248 ulkonee alaspäin kääntötappi 25. Tappi 25 sopii vastaavaan reikään pohja-* rungossa 19 ja sallii palan 23 suuntauksen säätämisen. Silikonikautsusta tehty, V-muotöinen pala 26 on sovitettu tiukasti kuoreen 2k ja kautsupalan yläosassa oleva V-kanava on suunniteltu kytkemään renkaan 1U kartiomaiset ulkopinnat, kun laminalevy ryhmä on pystytasossa. Tällä tavoin pinotaan kaikki laminaryhmät pystysuorasti koriin 18. Kahden varren 20 yläpäähän on asennettu vaakasuora kckoojaputki 28, jonka toinen pää on suljettu ja joka on varustettu itsestään sulkeutuvalla suuttimella 29, jonka voi myöhemnin kytkeä säädetyn paineen lähteeseen. Kokoojaputkessa 28 on kymmenen itsestään sulkeutuvaa syöttösuutinta 30, niin että jokaisen suuttimen 30 voi kytkeä putkijohdolla tyhjön syöttökanavaan 17 kullakin kautsurenkaalla 1U. Kokooja-putkesta 28 johtaa paineen aistiva johto 31. Ennen kuin ryhmät asetetaan koriin ' kytketään tyhjöpumppu kokoojaputken 28 tulopuoleen 29 ja tyhjöjärjestelmä tar kastetaan vuotojen varalta. Laminaryhmät 13, jotka ovat läpikäyneet esipuristus-prosessin, tarkastetaan myöskin tyhjövuotojen varalta ja sitten pinotaan jokainen ryhmä 13 koriin ja kunkin renkaan tyhjökanava 17 kytketään kokooja-putken 28 vastaavaan suuttimeen 30. Täytetty kori tarkastetaan tyhjövuotojen varalta ja kaksi samanlaista koria 18 pannaan sitten autoklaaviin 32 kuvion 1 mukaisesti oven kautta (ei näytetty). Autoklaavi 32 on normaalisti suljettu paineastia, jossa on höyryn tulo- ja poistpputket 33 ja 3¾ höyryn syöttämiseksi kuumennuskierukoihin autoklaavin sisällä. Puristetun ilman tulohaara 35 johtaa autoklaaviin ympäröivän tilan saattamiseksi paineen alaiseksi autoklaavissa. Toinen paineensyöttöjohto 36, jonka voi kytkeä tyhjöpumppuun, johtaa myös autoklaaviin ja on kytketty jokaisen korin tulopuoleen 29. Tällä tavoin syötetään johdon 36 kautta . i..; „ .f'·:· e 57248 paine tainkin renkaan sisätilaan 16 ja eristetään se ympäröivästä paineesta autoklaavissa. Paineen aistiva johto 37 ulottuu autoklaavista yhdessä kokooja-putken paineen aistivan johdon 31 kanssa ja kokoojaputken paineensyöttöjohdon 36 kanssa paineensäätölaitteeseen 36*

Paineensäätölaitteen 36 avulla voidaan säätää ympäröivä paine renkaissa 14 niin, että aikaansaadaan paine-erotus autoklaavin paineen ja kunkin renkaan 14 onton sisätilan 16 paineen välillä. Paineensäätölaite 36 sisältää puristetun ilman johdon 39» joka johtaa autoklaavin tulohaarasta 33* Johto 39 ulottuu venttiilin 40 kautta lauhdeloukkuun 30. Loukusta 30 kulkeva ilma kulkee säädettävään paine-erotuksen ohjausventtiiliin 35» joka on suunniteltu säätämään paine-eron kunkin korin 18 kokoojaputkessa 28 vallitsevan paineen ja autoklaavissa vallitsevan, ympäröivän paineen välillä. Venttiilissä 33 on tulokohta 34, johon on kytketty autoklaaviin johtava paineen aistiva johto 37* Johti 37 on kytketty ensimmäiseen painemittariin 38, joka näyttää paineen, jota käytetään autoklaavin sisällä. Venttiilissä 33 on myös lähtöpuoli 33, joka on kytketty toisen lauhdeloukun 56 ja venttiilin 37 kautta kokoojaputken paineensyöttöjohtoon 36. Toinen painemittari 39 on kytketty venttiilin 33 lähtöpuoleen 35 ja osoittaa paineen, joka syötetään kunkin korin 18 kokoojaputkeen 20 johdon 36 kautta. Differentiaalipaineen mittari 60 on kytketty johdon 37 ja johdon 31 välille ja osoittaa paine-eron kunkin onton renkaan 14 sisätilan ja autoklaavissa vallitsevan, ympäröivän paineen välillä.

Kun korit 16 on pantu autoklaaviin kuvion 1 mukaisesti, tehdään tarvitut kytkennät Johtojen 31,36 Ja korien 18 välillä. Venttiili 57 suljetaan ja tyhjöjohto kytketään tyhjön tuloaukkoon 61, joka johtaa johtoon *>6. Näin tyhjennetään jokaisen renkaan 14 sisätila Ja järjestelmä tarkastetaan vuotojen varalta. Tuloaukkoon 61 kytketty tyhjöjohto voidaan varustaa virtauksen mittarilla, joka osoittaa kaasun virtauksen johdon 36 kautta silloin, jos jokin rengas 14 vuotaisi. Vaihtoehtoisesti voidaan vuoto havaita tyhjöjohdossa olevan manomet-rin tai tyhjömittarin avulla. Kun tämä on tehty, suljetaan autoklaavi ja puristettua ilmaa syötetään siihen tulohaaran 35 kautta. Kun paine autoklaavin sisällä on osittain kohotettu, kytketään tyhjöpumppu irti tuloaukosta 61 ja venttiili 57 avataan, niin että paine-erotus venttiilin 53 määrittämä paine syötetään nyt johtojen 55 ja 36 kautta jokaiseen kokoojaputkeen 28 ja siten jokaisen renkaan 14 sisälle. Tarvittu paine-erotus säädetään venttiilillä 53» Ja differentiaali-ilman ohjausventtiiliin 53 kytkettyä virtausmittaria 62 voidaan käyttää järjestelmän tarkastamiseksi vuotojen varalta. Jos jokin rengas 14 vuotaa, tulee suuremman autoklaavipaineen alaista ilmaa syötetyksi johtojen $6 ja 55 kautta venttiiliin 53 ja purkautuu virtausmittarin 62 kautta osoittaen vuotavan renkaan olemassaoloa. Jos vuoto esiintyy, on autoklaavi jälleen avattava ja 9 57248 vuotava rengas 14 korjattava. Mikäli vuotoa ei havaita, kohotetaan paine auto- 2 klaavissa ensimmäisarvoon, joka voi olla esim. 2,0-14*0 kg/cm . Sitten aloitetaan kuumennus johtamalla höyryä höyryn tuloputkien 33 kautta autoklaavin kuu- mennuskierukoihin ja käyttäen puhalletun ilman kiertokulkua. Lämpötila kohote- o o taan arvoon 120-160 C ja pidetään esim. arvossa 133 C 43 minuutin aikana, samalla kun ylläpidetään tarvittu ympäröivä paine autoklaavissa sekä paine-erotus. Sitten lämpötila alennetaan noin 40°C:ksi ennen autoklaavin sisäisen paineen poistamista ja paine-erotuksen poistamista. Sen jakson aikana, jona vallitsee kohotettu paine autoklaavissa, voidaan venttiilin 33 määräämä paine-erotus sää- 2 tää valmistettavan laminaryhmän mukaan esim. arvoon 0,14-1,03 kg/cm ja mielui- 2 o ten arvoon 0,28-0,7 kg/cm . Kun ryhmä on kerran jäähdytetty alle 40 C lämpötilaan ja paine on poistettu, voidaan autoklaavin ovi avata ja sisäinen putkisto kytkeä pois korien 18 poistamiseksi. Lämpö- ja painekäsittely autoklaavin sisällä ' saa muovivälikerroksen 11 sitoutumaan lasilevyihin 12, niin että laminaryhmät voi sitten poistaa koreista 18, jolloin jokaisen ryhmän osalevyt on sidottu yhteen kokonaisuudeksi.

On huomattu, että ylläpitämällä paine-erotus sitomisen aikana saadaan polyvinyyli-butyyralivälikerroksen paljaaseen reunaan kohdistetuksi alipaine sinä aikana, jona muoviaine on pehmennyt ja lasilevyjen reunat ovat vetäytyneet sisäänpäin toisiaan kohti tavalla, joka saa muoviaineen pursuttamaan ja virtaamaan ulospäin onttoon kammioon 16 jokaisen renkaan 14 sisällä. Sidottujen ryhmien poiston jälkeen poistetaan välikerroksen pursuttanut osa leikkaamalla veitsellä, niin että valmiissa tuotteessa mikään osa muoviaineesta ei ulkone lasilevyjen ohi. Pursuttaneen osan poisto estää laminoinnin purkautumisen alkamisen kosteuden vaikutuksesta, joka pääsee laminaattiin palteen kautta, tai laminaatin fysikaalisen vahingoittumisen.

On huomattu, että muovivälikerroksen pursutus tapahtuu vain ryhmän kehä-alueen sisällä ja kiilavaikutus esiintyy ryhmän ulommilla alueilla. Lasilevyt suipentuvat toisin sanoen sisäänpäin toisiaan kohti reuna-aluftilla. On huomattu, että annetulla differentiaalipaineella saavutetaan sama kiilavaikutus laminaryh-mässä käytettäessä määrätynpaksuista lasilevyä.

Seuraavassa kuvataan erästä määrättyä laminointiprosessia esimerkkinä ja yksityiskohtaisemmin. Kaksi lasilevyä kootaan yhteen polyvinyyli-butyyrali-välikerroksen kanssa lasllaminaatin muodostamiseksi. Lasilevyjen paksuus on joko 3 mm tai 2,2 mm ja polyvinyyli-butyyralivällkerroksen paksuus on 0,76 mm. SilikonikautBurengas 14, jonka tyyppi näytetään kuviossa 3, asennetaan laminaattirakenteen ympärille ja tyhjö kytketään renkaan sisälle 10-13 minuutin ajaksi huoneen lämpötilassa ilman poistamiseksi välikerroksesta. Sitten ryhmää kuumenne' taan 90-100°C lämpötilaan uunissa ja ilmakehän paineella, samalla kun ylläpidetään tyhjö renkaassa. Tämä muuttaa muovikerroksen tahmeaksi muoviaineen hieman pehmetessä ja tällöin tapahtuu pientä esisidontaa sekä edelleen ilman poistumis- 10 57248 ta välikerroksesta. Tämä vie päätökseen esipuristusprosessin tai laminointipro-sessin ensimmäisen vaiheen ja tyhjö kytketään pois. Renkaan 14 ollessa vielä paikallaan laninaattirakenne sijoitetaan autoklaavikoriin 1Θ ja autoklaaviin toista vaihetta varten, joka saa aikaan täydellisen sidonnan lasilevyjen ja välikerroksen kesken. Autoklaaviin tehdään eri kytkennät ja rengas 14 ryhjennetään jäi-leen. Autoklaavissa kehitetään 1,73-2,1 kg /cm paine ja tässä kohden korvataan tyhjö renkaassa 14 tarvitulla, säädetyllä paine-erotuksellaJP suhteessa autoklaavin sisäsiseen paineeseen. Autoklaavin sisäinen paine nostetaan sitten ar-voon 8,4 kg/cm ja lämpötila kohotetaan 140 C:ksi 45 minuutin ajaksi, samalla kun ylläpidetään tarvittu paine-erotus. Lämpötila alennetaan sitten arvoon 40°C, samalla kun ylläpidetään paine-erotus, ja lopuksi poistetaan paine autoklaavista ja laminaryhmä poistetaan. Tässä esimerkissä saadut tulokset ovat seuraavat:

Esim. n:o Lasin paksuus (kunkin levyn) AP Kiilavaikutus, mm/50 mm 1 2,2 mm 0,14 kg/cnu 0,03-0,05 2 2,2 mm 0,35 kg/cnu 0,07-0,09 3 2,2 mm 0,44 kg/cm9 0,09-0,11 4 3 mm 0,175 kg/cnu 0,10-0,15 5 3 πωι 0,35 kg/cni 0,20-0,25

Valmiissa laminaatissa syntyvän kiilavaikutuksen määrä on riippuvainen seuraavista parametreistä: i) lasilevyjen paksuudesta, ii) välikerroksen paksuudesta ja aineesta iii) renkaan 14 mallista ja mitoista, iv) autoklaavin paineesta ja lämpötilasta, v) autoklaavikäsittelyn ajasta, vi) käytetystä diffe-rentiaalipaineesta ja käyttöajasta.

Koska kiilavaikutuksen määrä on riippuvainen differentiaalipaineen käyttöajasta, on joissakin tapauksissa mahdollista pienentää kiilavaikutuksen määrää käyttämällä differentiaalipainetta vain osan aikana jaksosta, jona laminaryhmä pidetään lopullisen sidonnan vaatimassa lämpötilassa ja paineessa. Esim. kerrotussa esimerkissä voidaan differentiaalipainetta käyttää viimeisten 30 minuutin aikana siitä 45 minuutin jaksosta, jona ryhmä pidetään lopullisen sidonnan o 140 C lämpötilassa, ja differentiaalipaine ylläpidetään ryhmän myöhemmän jäähdytyksen aikana.

Kuvion 5 näyttämän silikonikautsurenkaan 14 esimerkki on näytetty ennen asentamista laminaattirakenteelle. Kulma A on 140°. Kun käytetään 3 mm lasilevyä, on lasiryhmän koko paksuus h 7 mm ja tässä tapauksessa renkaan mitta B on myös 7 mm. 2,2 mm:n lasia käytettäessä voi mittta B olla 5*5-6 mm ja ryhmän paksuus D on noin 5*4 mm. M >lammissa tapauksissa aukko C on noin 2-2,5 mm ennen asentamista lasiryhmälle. Kautsun muoto muuttuu raon avaamiseksi, kun se asennetaan lasiryhmälle. Renkaiden eräs tärkeä piirre on sivuseinämien sisään suipentuva muoto ennen asennusta laminaatille. Kun on tehty asennus ryhmälle, taipuvat sivuseinämät lähes rinnakkaismuotoon ja suurin tiivistys on sisemmissä ja uloim- u 57248 missä kohdissa, joissa renkaan sivuseinämät koskettavat lasilevyihin.

Keksintö ei rajoitu kerrottujen esimerkkien yksityiskohtiin. Polyvinyy-li-butyyralin asemesta voidaan käyttää sellaista eteenikopolymeeriä, jota kuvataan brittiläisessä patenttiselityksessä n:o 1,166,443» välikerroksen muoviai-neena. Tässä tapauksessa on kohdistettava mainittu ilmakehän paine lasilevyjen pääpintoihin täyden sidonnan aikaansaamiseksi. Prosessi on suurin piirtein samanlainen kuin polyvinyyli-butyralin kanssa käytetty sillä erolla, että toista vaihetta, jossa tapahtuu täysi sidonta, ei tarvitse suorittaa autoklaavissa. Ryhmään kohdistetaan ilmakehän paine toisen vaiheen aikana ja välikerroksen paljaan kehän kohdalla ylläpidetään alipaine, joka säädetään alhaisemmaksi kuin lasilevyihin kohdistettu ilmakehän paine. Seuraavassa kuvataan lähemmin esimerkkiä, jossa käytetään eteenikopolymeeriä. Ensin kootaan yhteen kaksi lasilevyä ja niiden välissä oleva eteenikopolymeerilaminointilevy. Prosessin ensimmäisen vaiheen suorittamiseksi asennetaan kautsurengas ryhmän reunojen ympärille niin kuin edellä on kuvattu ja tyhjö (alle 20 Torr) kytketään renkaan sisälle, samalla kun ryhmä pidetään huoneen lämpötilassa ja paineessa, Sitten ryhmää kuumennetaan uunissa 120°C lämpötilassa ja ilmakehän paineella 10 minuuttia. Tänä aikana ylläpidetään tyhjö renkaassa. Tämän vaiheen aikana alkaa välikerroksen aine pehmetä ja muuttuu tahmeaksi, niin että tapahtuu esisldonta, ja koska renkaassa käytetään tyhjöä, tulee enemmän ilmaa poistetuksi välikerroksesta. Tämän ensimmäisen vaiheen lopussa ryhmää ei tarvitse jäähdyttää renkaan poistamiseksi, vaan sen voi kuumentaa korkeampaan kokonaissidontalämpötilaan, jota tarvitaan lami-nointiprosessin toisessa vaiheessa. Ryhmä kuumennetaan uunisa ilmakehän paineella 140°C lämpötilaan 16 minuuttia ja tämän aikana kytketään renkaaseen osatyhjö, niin että paine välikerroksen paljaan kehän kohdalla pysyy ilmakehän painetta pienempänä, joka kohdistetaan lasilevyjen pääpintoihin. Tämä paine-erotus voi olla 0,4-1,05 kg/cm ja mieluiten 0,20-0,7 kg/cm'. Paine-erotusta voi käyttää koko kuumennuksen aikana toisessa vaiheessa tai ainoastaan kuumennusprosessin alkuvaiheen aikana tai jonakin hetkenä kuumennuksen alkamisen jälkeen, esim. viimeisten kahdeksan minuutin aikana mainitun kuumennusjakson 16 minuutista. Ryhmän annetaan sitten jäähtyä 40°C tai jopa huoneen lämpötilaan ja osatyhjö, jos sitä on käytetty kuumennusvaiheen lopussa, ylläpidetään mieluiten renkaassa koko jäähdytysvaiheen aikana. Sitten poistetaan rengas ja ryhmä kuumennetaan o o taas 100 C lämpötilaan ja jäähdytetään sitten vedessä 50 C lämpötilassa. Tällä jäähdytyksellä vältetään sumun muodostuminen välikerrosaineessa.

Kuten edellä kerrottiin, voidaan differentiaalipainetta käyttää vain kuu-mennusprosessin alkuosassa, esim. ensimmäisten 6 mjin£itun aikana niistä 16 minuutista, joiden aikana ryhmä pidetään 140°C lämpötilassa edellisessä esimerkissä. Differentiaalipaineen ensimmäisen 8 minuutin käyttöjakson jälkeen jäähdytetään ryhmä tässä tapauksessa 40°C tai huoneen lämpötilaan renkaan irrottamiseksi ryhmästä. Tämän jäähdytyksen aikana ylläpidetään mieluiten differenti- 12 57248 aalipaine. Kun rengas on irrotettu ryhmästä, tämä kuumennetaan taas 140°C lämpötilaan kuumennusjakson jäljellä olevien Θ minuutin aikana. Sitten ryhmä jäähdy- o o tetään 100 C lämpötilaan sen jäähdyttämiseksi lopuksi 50 C vedessä.

Kaikissa edellä kerrotuissa esimerkeissä käytetään säädettyä paine-erotusta välikerroksen paljaan kehän ja levyjen pääpintojen välillä kokona!ssidonnan koko kriitillisen osan aikana. Tämä on se jakso, jona ryhmä on kuumimmassa lämpötilassaan lämpötilassaan täydellistä sidontaa varten, niin että paine-erotuksen vaikutus saavutetaan muoviaineen ollessa pehmeimmäesä tilassaan.

Kun käytetään autoklaavia 52, jota on kuvattu kuvionn 1 viitaten, on mahdollista asentaa laminaryhmät koreihin 18 ja sijoittaa korit autoklaaviin ennen esipuristusjakson suorittamista. Tässä tapauksessa kootaan levyryhmät tavalliseen tapaan, renkaat 14 sijoitetaan paikalleen jokaisen ryhmän ympärille ja nämä asetetaan koreihin 18. Kun korit ovat suljetussa autoklaavissa, kytketään tyhjö renkaisiin 14 huoneen lämpötilassa ja paineessa 10 minuutin ajaksi. Sitten nostetaan paine kammiossa arvoon 2,1 kg/cm ja kuumennus aloitetaan. Renkaisiin 14 kytketty tyhjö korvataan tarvitulla differentiaalipaineella, kun kammion lämpötila on noin 90°C. Sitten nostetaan kammion paine enimmäisarvoon, esim. 8,4 kg/cm , kuten edellä kuvattiin, ja muu osa jaksosta suoritetaan edellä kerrotulla tavalla.

On huomattu, että ylläpitämällä suhteellinen alipaine laminaryhmän reunalla, jossa lasilevyjen ja välikerroksen yhtymäkohta on paljas, silloin, kun käytetään lämpöä täydellisen sidonnan aikaansaamiseksi, tapahtuu parempi lami-nointi lasilevyjen ja välikerroksen kesken. Edellä kuvatuista esimerkeistä on seurauksena parannettu laminointi varsinkin kaarevien tuulilasien kohdalla, jossa muovivälikerroksen pursutusvaikutus on poistanut muutamia ongelmia, jotka ovat muuten seurauksena kahden lasilevyn välisestä huonosta yhteensopivuudesta varsinkin levyjen reuna-alueilla. Tällä tavoin äaadaan hyvien laminoitujen tuulilasien tai ikkunoiden suurempi tuotos.

Claims (7)

13 57248

1. Menetelmä laminoidun lasiesineen muodostamiseksi, joka käsittää kaksi lasilevyä ja näiden välisen lämpöplastillisen, läpinäkyvän muoviaineen väli-kerroksen, joka menetelmä sisältää kahden lasilevyn kokoamisen yhteen lämpöplastillisen, läpinäkyvän muoviaineen välikerroksen kanssa, ryhmän kuumentamisen kohotettuun lämpötilaan ja ryhmän pitämisen jakson aikana tässä kohotetussa lämpötilassa, samalla kun lasilevyjen pääpintoihin kohdistetaan sellainen paine, että lasilevyt ja muovinen välikerros tulevat sidotuksi kokonaan yhteen, jolloin välikerroksen paljaaseen kehään kohdistetaan paine, joka on pienempi kuin lasilevyjen pääpintoihin kohdistettu paine, ja ryhmän jäähdytyksen sitoutumisen tapahduttua, tunnettu siitä, että välikerroksen paljaaseen kehään kohdistettua pienempää painetta säädetään lasilevyjen pääpintoihin kohdistetusta paineesta riippuvaisesti niin, että se pysyy vaaditun määrän levyjen pintoihin kohdistetun paineen alapuolella ainakin osan siitä ajanjaksosta, jonka aikana ryhmä pidetään mainitussa kohotetussa lämpötilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levyjen pääpintoihin kohdistettu paine on kohotettu ilmakehän painetta suuremmaksi ja paine välikerroksen kehän kohdalla on myös kohotettu paine, jota muutetaan lasilevyjen pääpintoihin kohdistetusta paineesta riippuvaisesti siten, että sitä pidetään halutun verran pienempänä kuin levyjen pääpintoihin kohdistettua painetta ainakin osan siitä ajasta, jolloin ryhmää pidetään korotetussa lämpötilassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alipaine kohdistetaan ryhmän reunoihin sulkemalla ryhmän kehän ympärille ontto, taipuisa rengas, johon ulkonee ryhmän reuna-alue, niin että se on yhteydessä renkaan onton sisätilan kanssa, ja kytkemällä renkaan sisätila säädetyn paineen lähteeseen. U. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasilevyjen pääpintoihin kohdistettua painetta lisätään hieman ennen kuin paine kammiossa nostetaan ilmakehän paineeksi tai suuremmaksi.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paine-erotus pidetään arvossa 0,1U-1,05 kg/cm , erityisesti arvossa 0,28-0,7 kg/cm .

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasilevyjen pääpintoihin kohdistetaan ilmakehän paine ja välikerroksen kehän kohdalla ylläpidetään säädetty paine, joka on alhaisempi kuin ilmakehän paine, kuumennuksen aikana, jolla aikaansaadaan täysi sidonta. ”* 57248

7. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että siinä on suljettu paineastia (32), johon sijoitetaan yksi tai useampia lasilevy ryhmiä, joissa on lämpöplastillisen, läpinäkyvän muovi aineen välikerros, tukivälineet (18), jotka sijoitetaan astiaan tukemaan yhtä tai useanqpia ryhmiä, ja astiassa on välineitä (37» 35) paineen kohottamiseksi astiassa ja lämmön kohdistamiseksi ryhmään tai jokaiseen ryhmään astiassa lasilevyjen ja välikerroksen sitomiseksi yhteen, kaasun syöttö-kanava (36), joka johtaa astian sisälle sen kytkemiseksi ryhmään tai jokaiseen ryhmään kohotetun paineen aikaansaamiseksi ryhmän tai jokaisen ryhmän perifeerisen reunan ympärillä, joka paine on alhaisempi kuin kohotettu paine astian muussa osassa, ja väline (60), joka ylläpitää säädetyn paine-erotuksen kaasun syöttökanavassa ja astiassa vallitsevien paineiden välillä. 57248 15