JP2008520533A - 高いエネルギー吸収eを有する透明な複合板ガラス及び前記ガラスに適した中間層シート - Google Patents
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Abstract
Description
複合材料、例えば、ポリビニルブチラールシート(PVBシート)からなる中間層を有する複合安全ガラス(VSG)の破断挙動は、公知のように、シート及びガラスの間の付着力に依存する。この付着力が非常に高い場合には、これは、前記複合ガラスの機械的な破損、例えば衝撃の作用による機械的な破損の際には、このシートに対するガラス破断片の付着性を配慮し、この結果鋭い角を有するガラス破片は剥離しない。他方では、衝突する物体は、この複合ガラスを比較的容易に突き抜けることが可能であり、というのも前記PVBシートはガラスに対して極めて強力に付着しているので、この結果前記シートはこの衝撃部位でこのガラスからはがれず、そしてしなやかに変形することが殆どなく、従って前記物体の減速化にもわずかにのみしか寄与しないからである。ガラスに対するこの付着がより低いレベルにある場合には、この衝撃部位での前記PVBシートは、引張応力下でガラスから剥離かつ変形でき、これにより衝突する物体を減速化する。
破壊試験方法として、鋼球落下方法はしかしながら材料を集約的に必要とし、というのも信頼のできる値の算出のためには複数の試験ガラスが消費されるからである。更に、より大きなガラスサイズではちょうどこの結果は、熱処理の程度(Vorspannungsgrad)又は製造に依存して均質でない表面を有する通常のフロートガラスの配向に強く依存する。エネルギーの正確な測定、及び規準化した破断長さに対する前記シートのエネルギー吸収に対する推論は、鋼球落下試験を用いては可能ではない。
物体の衝突の際の複合ガラスのエネルギー吸収能は、次の因子により決定される;
前記物体は、衝突の際に中間層により相互に接着されるガラス片を破壊し、そして前記物体の幾何学に応じて、くぼみ又はクレーターを形成し、これにより当初の水平面からの前記シートの局所的な逸脱が発生し、これは必然的に前記シートの伸びと関連している。前記物体の運動エネルギーにより、前記中間層シートは伸ばされ、前記ガラス片からの剥離が開始し、部分的にこのガラス断片の間に出る。公知技術において公知である複合板ガラスの耐貫通性は、自動車及び建築領域での増加した安全性の需要、又は大きなガラス表面の増加した使用の観点において改善に値する。本発明の課題は、特に、耐貫通性の複合系を提供することであった。
本発明の主題は従って、透明なプレート少なくとも2つ及び前記プレートの間に配置された部分アセタール化ポリビニルアルコールベースのシート少なくとも1つからなる安全複合系において、少なくとも1つのシートが、DIN EN ISO 8256により、前破砕(vorbrechen)した透明なプレートを設けた、前記安全複合系からなる試験体に対して測定した厚さ依存性のエネルギー吸収E[J/mm]をE>d−bで有し、その際このシート厚dが0.01〜25mm、前記試験体の幅が14mm、そして定数bが0.275〜−0.275であり、但し0.375mmよりも薄いシート厚に関してはd=0.375であるとの条件付きである安全複合系である。
シート厚[mm] 最低エネルギー吸収[J/mm]
0.38 0.10、有利には0.12;0.15又は0.20
0.76 0.50、有利には0.55;0.60又は0.65
1.14 0.90、有利には1.00;1.10又は1,20
1.52 1.30、有利には1.40;1.60又は1.80
このようなシートのエネルギー吸収の上限としては、断面(即ち、前記シートの幅及び厚さ)に対する値10J/mm2が挙げられてよい。
本発明の更なる一変形において、中間層シート少なくとも1つがそれぞれ部分アセタール化ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリウレタン(PU)、ポリメチルメタクリラート(PMMA)又はポリオレフィンの材料をベースとする複数の部分層からなる。異なる材料からなる2、3、4種の又はそれ以上の部分シートが使用されてよい。本発明の特に有利な一変形において、2つの外側の、部分アセタール化ポリビニルアルコールベースのシートの間に、その他の材料からなる薄いシートが挿入される。このために、PETからなる約30〜500μmの厚さのシートが言及される。
積層ロッドを14.0±1.0mmの幅及び80.0±1.0mmの長さでVSGから切り出し、前記ロッドは厚さ2.0±0.1mmのフロートガラス片2つ及び中間層からなる。結果の改ざんを回避するために、中間層に接する、これと向かい合うガラス層の破断辺が、±0.5mmの誤差で、積層ロッドの主軸に対して共通の垂直方向に配向したレベルに見出されること、即ち双方の側のずれを示さないことに注意しなくてはならない(参照、図2;a/a′)。前記積層体は、前もって当業者に公知の様式で製造されたものである。
ミネラルガラスに対するPVBシートの接着の評価のために、いわゆる圧縮剪断試験(Kompressionschertest)が次の説明に応じて実施される。試験体の製造のために、300mm×300mmの寸法の、4mmの厚さを有する2つの平らなシリカガラス片の間の試験すべきPVB接着シートを導入し、予備複合炉(Vorverbundofen)中で、カレンダーロールを用いてガラス−予備連結体へと脱気し、引き続きオートクレーブ中で12barの圧力で、かつ140℃の温度で30分間の間に、平らな複合安全ガラスへとプレスした。このように製造された複合安全ガラスからは25.4mm×25.4mmの寸法を有する10つの試料が切り出された。これらを45℃の角度で、2つの部分の、図5に象徴的に示した試験装置中にはさみこんだ。この上側半分は、前記試験体の、即ち試験すべき複合安全ガラス片の内部での剪断に達するまで一定に増加する、ちょうど垂直に下方へと指向した力に曝される。
比較例1
製品TROSIFOL(R) MB 0.76 (HT TROPLAST AG)及び厚さ2mmのフロートガラス(Optifloat(R)、Pilkington社)2つを用いて、寸法30×30cmの複合安全ガラスが製造された。この同じシートと厚さ4mmのOptifloat(R)とから、寸法90×110cmの6つの試験片が貼り合わせられる。2mmガラス/0.76mmシート/2mmガラスの構造を有するVSGからは、寸法80×14mmの積層ロッド15つが切り出され、ここでまずこのガラスをダイアモンドガラスカッターで引掻傷をつけ、この傷つけた規定破断箇所にそって、最小限の折り曲げにより前破砕し、このシートを安全カミソリの刃を用いて切断させた。この際、前記中間層は、この安全カミソリの侵入のために必要とされるのとちょうど同じ位にほとんど伸長負荷されないことを注意すべきである。前記積層ロッドを、両方の側からダイアモンドガラスカッターを用いて、中央で引掻傷をつけ、最小限の折り曲げにより前破砕した。この際、中間層へと達する裂け目の破断辺が相互に0.5mmよりも多い分だけずれている場合には、この積層ロッドを取り替えるべきである。前記積層ロッドを、給湿に対する保護のためにアルミニウムコーティングしたPEからなる袋中に密閉した。衝撃引張装置での試験の前に、掴み具の間の試験体が試験の際に滑り落ちることを妨げるべく、前記試験体をこの両末端で市販の接着テープの層を用いて接着した(例えばtesa-Film、5740型)。0.76mmの厚さを有する中間層材料TROSIFOL MBを含有する前記VSGは、衝撃引張装置での試験の際に、エネルギー吸収0.067J/mmの平均値に達した。EN 356による試験の際に、前記VSG−4mm ガラス/0.76mm シート/4mm−は、確かにクラスP1に合格したが、クラスP2では役に立たない。
0.76mmの厚さの製品Butacite(R) B5 (Du Pont)及び厚さ2mmのフロートガラス(Optifloat(R)、Pilkington社)2つを用いて、寸法30×30cmの複合安全ガラスが製造された。この同じシートと厚さ4mmのOptifloat(R)とから、寸法90×110cmの6つの試験片が貼り合わせられる。2mmガラス/0.76mmシート/2mmガラスの構造を有するVSGからは、寸法80×14mmの積層ロッド15つが切り出される。0.76mmの厚さの中間層材料Butacite(R) B5を含有する前記VSGは、衝撃引張装置での試験の際に、エネルギー吸収0.114J/mmの平均値に達した。EN 356による試験の際に、前記VSG−4mm ガラス/0.76mm シート/4mm−は、確かにクラスP1に合格したが、投下高さ3m(クラスP2)では3つのうち2つの切片が役に立たない。
厚さ0.76mmの製品Saflex(R) RB 41 (Solutia)及び厚さ2mmのフロートガラス(Optifloat(R)、Pilkington社)2つを用いて、寸法30×30cmの複合安全ガラスが製造された。この同じシートと厚さ4mmのOptifloat(R)とから、寸法90×110cmの6つの試験片が貼り合わされる。2mmガラス/0.76mmシート/2mmガラスの構造を有するVSGからは、寸法80×14mmの積層ロッド15つが切り出される。0.76mmの厚さの中間層材料Saflex(R) RB 41を含有する前記VSGは、衝撃引張装置での試験の際に、エネルギー吸収0.210J/mmの平均値を示した。EN 356による試験の際に、前記VSG−4mm ガラス/0.76mm シート/4mm−はクラスP1並びにP2に合格したが、その際P2に関して試験した切片3つのうち1つでは3番目の球がほとんど貫通し、ここにはシート引掻傷が発生している。
製品TROSIFOL(R) MV 0.76(HT TROPLAST AG)及び厚さ2mmのフロートガラス(Optifloat(R)、Pilkington社)2つを用いて、寸法30×30cmの複合安全ガラスが製造された。この同じシートと厚さ4mmのOptifloat(R)とから、寸法90×110cmの6つの試験片が貼り合わされる。2mmガラス/0.76mmシート/2mmガラスの構造を有するVSGからは、寸法80×14mmの積層ロッド15つが切り出される。中間層材料TROSIFOL(R) MV 0.76を含有する前記VSGは、衝撃引張装置での試験の際に、エネルギー吸収0.380J/mmの平均値に達した。EN 356による試験の際に、前記VSG−4mm ガラス/0.76mm シート/4mm−は確かにクラスP1並びにP2に合格した。
表1に挙げた組成を有する平らなシートを、スロットダイを備えた押出装置で、0.76mmの厚さに製造し、その際押出機中の測定温度は210℃よりも高くなかった。このシート及び2mmの厚さのフロートガラス(Optifloat(R)、Pilkington社)2つを用いて、寸法30×30cmの複合安全ガラスを製造した。この同じシートと厚さ4mmのOptifloat(R)とから、それぞれ寸法90×110cmの6つの試験片が貼り合わされる。2mmガラス/0.76mmシート/2mmガラスの構造を有するVSGからは、それぞれ寸法80×14mmの積層ロッド15つが切り出される。0.76mmの厚さの中間層材料を含有する前記VSGは、衝撃引張装置での試験の際に表1に挙げたエネルギー吸収の平均値に達する。EN 356による試験の際に、前記VSG−4mm ガラス/0.76mm シート/4mm−は、0.5mだけ高めた投下高さ、3.5m(クラスP2+0.5m)でそれぞれ3つの切片のうち3つが合格した。
第1表
Claims (10)
- 透明なプレート少なくとも2つ及び前記プレートの間に配置された部分アセタール化ポリビニルアルコールベースのシート少なくとも1つからなる安全複合系において、少なくとも1つのシートが、DIN EN ISO 8256により、前破砕した透明なプレートを設けた、前記安全複合系からなる試験体に対して測定した厚さ依存性のエネルギー吸収E[J/mm]をE>d−bで有し、その際このシート厚dが0.01〜25mm、前記試験体の幅が14mm、そして定数bが0.275〜−0.275であり、但し0.375mmよりも薄いシート厚に関してはd=0.375であるとの条件付きであることを特徴とする、安全複合系。
- シート少なくとも1つがそれぞれ部分アセタール化ポリビニルアルコール、PET、PU、PMMA及び/又はポリオレフィンの材料をベースとする複数の部分層からなることを特徴とする、請求項1記載の安全複合系。
- シート少なくとも1つが、架橋又は未架橋の可塑剤含有ポリビニルブチラールをベースとすることを特徴とする、請求項1又は2記載の安全複合系。
- シート少なくとも1つが、異なる可塑剤含量を有する架橋又は未架橋のポリビニルブチラールからなる部分シート少なくとも2つからなることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の安全複合系。
- シート少なくとも1つが、ISO8570による低温破断温度−35℃未満を示すことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の安全複合系。
- シート少なくとも1つが、2000kJ/m2より高いDIN EN ISO8256による衝撃引張強さを示すことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の安全複合系。
- シート少なくとも1つが、DE 19 756 274 A1による圧縮剪断試験によるガラス表面に対する付着8〜30N/mm2を示すことを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の安全複合系。
- シート少なくとも1つが、厚さdが0.76mmの際に少なくとも0.5J/mmのエネルギー吸収Eを示すことを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の安全複合系。
- 建築領域における透明板ガラス又は装飾材料、ハリケーン抵抗性透明板ガラス、投げ割抵抗性透明板ガラス、打ち破り抵抗性透明板ガラス、航空機領域又は自動車領域における透明板ガラス、頭上領域における透明板ガラス又は階段の段としての、請求項1から8までのいずれか1項記載の安全複合系の使用。
- 透明なプレート2つ及び前記プレートの間に配置されたシート1つからなる積層体の衝撃引張強さの測定方法であって、前記透明なプレートを、この中間層に向いた、破断物の辺が相互にずれを示さないように破断し、かつDIN ISO8256による衝撃引張装置を用いた一定の仕事を設けることによる測定方法。
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