PL183131B1

PL183131B1 - Laminowana szyba pojazdu i sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu

Info

Publication number: PL183131B1
Application number: PL97320449A
Authority: PL
Inventors: Mark R. Frost
Original assignee: Pilkington Automotive Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 2002-05-31
Also published as: EP0812678A2; EP0812678B1; BR9703533A; DE69732587T2; CZ178397A3; EP0812678A3; DE69732587D1; GB9612159D0; PL320449A1

Abstract

1. Laminowana szyba pojazdu o prze- puszczalnosci swiatla widzialnego co naj- mniej 75%, znamienna tym, ze zawiera pierwsza plyte (2) z kompozycji szkla zawie- rajacej zelazo, która przy grubosci 3 mm ma przepuszczalnosc swiatla widzialnego od 70% do 74%, oraz druga plyte (3) ze szkla przezroczystego. 6 . Sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu o przepuszczalnosci swiatla widzialnego co najmniej 75%, znamienny tym, ze pierwsza plyte z kompozycji szkla zawierajacej zelazo, która przy grubosci 3 mm ma przepuszczalnosc swiatla widzialnego od 70% do 74%, oraz druga plyte ze szkla przezroczystego, wygina sie razem, przy tym druga plyta znajduje sie na wierzchu pierwszej plyty, zas po wygieciu laminuje sie obie pl y ty ze soba. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest laminowana szyba pojazdu i sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu.

Wynalazek dotyczy w szczególności szyb samochodowych.

Znane jest zmniejszanie ilości ciepła pochodzącego od promieniowania słonecznego a odbieranego przez szyby samochodowe przez wprowadzenie do szkła żelaza, w celu uzyskania szyby przeciwsłonecznej. Zastosowanie żelaza wprawdzie zmniejsza ilość odbieranego przez szybę ciepła pochodzącego od nasłonecznienia, zmniejszając w ten sposób tendencję pomieszczenia pasażerskiego do przegrzewania się na słońcu, ale wprowadza również zielone zabarwienie do szkła, co zmniejsza przepuszczalność światła widzialnego.

Znane samochodowe przeciwsłoneczne szyby boczne i tylne o grubości 4 mm i 5 mm, z wprowadzoną odpowiednią ilością żelaza dla uzyskania żądanych właściwości przeciwsłonecznych, są produkowane jako monolityczne szyby hartowane. Ponieważ, według ustawodawstwa europejskiego, od przednich szyb wymaga się, aby miały przepuszczalność światła widzialnego wynoszącą co najmniej 70%, ilość żelaza, która może być wprowadzona do szkła jest ograniczona, a zatem efekt zmniejszania ilości energii słonecznej odbieranej przez te szyby jest także ograniczony.

Znany jest także sposób wytwarzania szyb przeciwsłonecznych stosowanych jako szyby przednie o grubości 3 mm z kompozycji szkła odpowiednio zmodyfikowanego zgodnie z prawem Beer Lambert'a, w celu uzyskania takich właściwości przepuszczalności światła jak dla szyb o grubości 4 i 5 mm.

Laminowana szyba pojazdu, o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, według wynalazku jest charakterystyczna tym, że zawiera pierwszą płytę z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę ze szkła przezroczystego.

Korzystnie, pierwsza płyta ma grubość 2,1 ± 0,2 mm.

Korzystnie, pierwsza płyta jest wykonana z kompozycji szkła zawierającej co najmniej 0,95% wagowych żelaza, w przeliczeniu na tlenek żelazowy.

Korzystnie, druga płyta ma grubość 1,5 mm - 2,5 mm.

183 131

Korzystnie, pierwsza płyta jest płytą zewnętrzną a druga płyta jest płytą wewnętrzną.

Sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu, o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że pierwszą płytę z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę ze szkła przezroczystego, wygina się razem, przy tym druga płyta znajduje się na wierzchu pierwszej płyty, zaś po wygięciu laminuje się obie płyty ze sobą.

Zaletą wynalazku jest to, że kompozycja, która normalnie wykazuje przepuszczalność światła widzialnego w zakresie od 70% do 74% przy grubości szyby 3 mm, została użyta bez modyfikowania, w postaci cieńszej płyty, do połączenia warstwowego (laminowania) z płytą ze szkła przezroczystego, by wytworzyć szybę laminowaną spełniającą europejskie wymagania na przepuszczalność światła widzialnego dla szyb przednich, wynoszącą co najmniej 75%. Można zatem wytwarzać laminowane szyby samochodowe o normalnych grubościach z dobrymi właściwościami przeciwsłonecznymi, spełniające także normy europejskie na przednie szyby samochodowe bez konieczności wytwarzania do tego celu dodatkowej, specjalnej kompozycji szkła.

Określenie „przepuszczalność światła widzialnego” odnosi się do przepuszczalności oświetlacza A układu barw CIE (Commission Internationale de l'eclairage) obserwatorem z 1931 2° o długości fali w zakresie 380-780 nm, scałkowanej z pomiarów w przedziałach 10 nm, zgodnie z zaleceniem E308-90 ASTM (American Society of Test and Measurements). Wyrażenie „przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego” DSHT (Direct Solar Heat Transmition) odnosi się do części energii padającego promieniowania słonecznego przechodzącej bezpośrednio przez szkło, z wykorzystaniem zestawu współczynników korygowania równoważących masę powietrza 2, bezpośrednio wyszczególnionego w normie 9050 ISO (Internationa) Standarts Organization) Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej, a reprezentującego rozkład energii przeciętnego promieniowania słonecznego w zakresie 350 - 2100 nm, w przedziałach 50 nm.

Wyrażenie „przepuszczalność ultrafioletu” UV odnosi się do części energii padającego promieniowania słonecznego przepuszczanej przez szkło, przeliczonej za pomocą całkowania prostokątnego z użyciem współczynników korekcji, określonych przez Parry Moon'a w 1940, w zakresie widma 300 - 400 nm, w przedziałach 10 nm.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest zobrazowany na rysunku przedstawiającym laminowaną szybę samochodową w przekroju.

Pokazana na rysunku laminowana przednia szyba 1 pojazdu zawiera wygiętą zewnętrzną pierwszą płytę 2 z przeciwsłonecznego szkła zawierającego żelazo i dopasowaną wewnętrzną drugą płytę 3 ze szkła przezroczystego, spojoną z zewnętrzną pierwszą płytą 2 za pomocą warstwy pośredniej 4 z tworzywa sztucznego, na przykład z poliwinylobutyralu.

Szkło przeciwsłoneczne zwykle ma całkowitą zawartość żelaza, w przeliczeniu na tlenek żelazowy, równą co najmniej 0,95% wagowych. Przy tym stosunek żelaza dwuwartościowego do całkowitej zawartości żelaza mieści się w zakresie 0,22 - 0,32, co zapewnia żądaną przepuszczalność światła i korzystne właściwości przeciwsłoneczne, przy grubości szkła 3 mm. Stosunek żelaza dwuwartościowego do całkowitej zawartości żelaza jest wyznaczany optycznie i jest określony następującym wzorem:

żelazo II razem żelazo log₁₀(^)-0,03^1,152 ^ΐυ \ hooonm / J

L x Fe₂O₃ w którym T1000 nm oznacza procentową przepuszczalność promieniowania o długości fali 1000 nm poprzez próbkę szkła o grubości L mm, a FeoOj oznacza całkowitą zawartość żelaza w szkle, w przeliczeniu na tlenek żelazowy, w procentach wagowych.

Wynik oznacza odsetek zawartości żelaza występującego w postaci żelazawej (w odróżnieniu od postaci żelazowej).

183 131

Typowe kompozycje szkła nadające się do stosowania w wynalazku zawierają 0,95 - 1,2% żelaza razem (w przeliczeniu na tlenek żelazowy), korzystnie 1,0 - 1,15%. Te i inne składniki kompozycji szkła, w procentach wagowych, podane są w poniższej tabeli.

S1O2	66 - 75%	K2O	0 - 5%	B2O3	0 - 5%
Al₂Os	0 - 5%	MgO	0 - 5%	BaO	0 - 5%
Na₂O	10-20%	CaO	5 - 15%	T1O2	0 - 1%
+Fe2O₃	0,95 - 1,2%

Płyta wewnętrzna z przezroczystego szkła zwykle zawiera niewielkie ilości, np. 0,1% żelaza jako zanieczyszczenie, i ma przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 89%, przy grubości 2 mm. Zwykle jej grubość mieści się w granicach 1,5 - 2,5 mm, korzystnie 1,8 - 2,3 mm.

Przykłady

Zawierające żelazo szkło przeciwsłoneczne o grubości 3,0 mm, wytworzone z przeznaczeniem do stosowania w światłach pozycyjnych i wstecznych, miało przepuszczalność światła widzialnego wynoszącą 71,6%, przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego 45,2%, przepuszczalność ultrafioletu 38,0% oraz następujący skład w częściach wagowych:

S1O2	71,9%	CaO	8,26%	As₂O3	<0,01%
Al2O3	0,56%	TiO2	0,04%	Cl	116 ppm
Na2O	13,7%	ZrO2	0,02%	C03O	4 ppm
K2O	0,30%	Fe2O3 (żelazo razem w przeliczeniu na tlenek żelazowy)	1,09%
MgO	3,94%	SO3	0,145%

Tytan, cyrkon, arsen i chlor występują w tym wsadzie jako zanieczyszczenia. SO3 pochodzi z siarczanu sodowego dodanego jako czynnik klarujący. Występująca niewielka zawartość kobaltu pochodzi od zastosowanego modyfikatora barwy.

Taka sama kompozycja szkła została wykonana o grubości 2,1 mm. Z tego szkła przeciwsłonecznego o grubości 2,1 mm przycięto płytę na wymiar szyby przedniej i wraz z dopasowaną płytą z przezroczystego szkła o grubości 2,1 mm wygięto razem w piecu. Przy tym szkło przeciwsłoneczne było usytuowane pod szkłem przezroczystym, jako zewnętrzna płyta laminatu. Po wygięciu, obie płyty zlaminowano ze sobią za pomocą pośredniej warstwy poliwinylobutyralu o grubości 0,76 mm. Otrzymany laminat miał przepuszczalność światła 76,1% a przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego DSHT 51,2%.

Właściwości optyczne laminatów wykonanych z zastosowaniem wewnętrznych płyt z przezroczystego szkła o grubościach, odpowiednio, 1,5 mm i 2,5 mm podane są w tabeli:

Grubość przezroczystej płyty wewnętrznej	Przepuszczalność światła widzialnego	Przepuszczalność DSHT	Przepuszczalność UV
1,5 mm	76,4%	51,8%	23,9%
2,5 mm	76,0%	50,9%	23,7%

Widać zatem, że przy stosowaniu jednej płyty przeciwsłonecznej i jednej płyty przezroczystej można zmieniać, przez zmianę grubości płyty przezroczystej, grubość całej szyby, a zatem i jej ciężar, bez znacznej zmiany przepuszczalności światła i właściwości przeciwsłonecznych.

Zwiększenie zawartości żelaza w szkle przeciwsłonecznym, przy utrzymaniu stałej proporcji żelaza w stanie żelazawym (to znaczy stosunku żelaza dwuwartościowego do całkowitej ilości żelaza) na poziomie 1,21% zmniejsza przepuszczalność światła płyty o grubości 3 mm do około 70,0%. Podczas gdy zmniejszenie zawartości żelaza w szkle przeciwsłonecznym, przy utrzymaniu stałej proporcji żelaza w stanie żelazawym, do 1,04%, zwiększa przepuszczalność światła płyty o grubości 3 mm do około 74,0%.

Przepuszczalność światła, przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego DSHT oraz przepuszczalność UV laminowanych szyb przednich, będących połączeniem płyt zewnętrznych o grubości 1,9 mm i 2,3 mm wykonanych z obu kompozycji szkła, z płytami wewnętrznymi o grubości 2,1 mm wykonanymi ze szkła przezroczystego, przedstawia poniższa tabela:

Zawartość żelaza w szkle przeciwsłonecznym, w przeliczeniu na tlenek żelazowy	Grubość płyty zewnętrznej	Przepuszczalność światła widzialnego	Przepuszczalność DSHT	Przepuszczalność UV
1,04%	1,9 mm	79,0%	55,1%	25,8%
1,04%	2,3 mm	76,8%	51,0%	24,5%
1,21%	1,9 mm	76,3%	51,4%	23,9%
1,21%	2,3 mm	73,6%	47,0%	22,4%

Czwarta kombinacja płyt ma za małą przepuszczalność światła, w stosunku do wymagań Unii Europejskiej, aby móc ją stosować do wytwarzania szyby przedniej, ale zmniejszenie grubości płyty przeciwsłonecznej poniżej około 2,1 mm zwiększy przepuszczalność światła widzialnego całej szyby do żądanej wartości 75%.

Widać zatem, że zastosowanie przedmiotowego wynalazku umożliwia wytworzenie laminowanej szyby pojazdu o przepuszczalności światła spełniającej wymagania Unii Europejskiej (tj. przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 75%), przy stosunkowo niewielkiej przepuszczalności ciepła i wykorzystaniu znanej kompozycji szkła potrzebnej do innych celów, bez konieczności wytapiania specjalnej kompozycji szkła.

Korzystne jest stosowanie płyty ze szkła przeciwsłonecznego zawierającego żelazo, jako płyty zewnętrznej laminatu, zaś płyty ze szkła przezroczystego, jako płyty wewnętrznej. Jest to bardziej korzystne nie tylko w porównaniu z układem odwrotnym (tj. szkło przezroczyste na zewnątrz, a szkło przeciwsłoneczne zawierające żelazo wewnątrz), ale także w porównaniu ze zwykłym stosowaniem szkła przeciwsłonecznego zarówno po stronie wewnętrznej jak i zewnętrznej, chociaż zawiera ono mniej żelaza.

Przez skoncentrowanie w płycie zewnętrznej żelaza, powodującego wchłanianie energii cieplnej przez szkło, zewnętrzna strona laminowanej szyby, wystawiona na działanie promieniowania słonecznego, staje się cieplejsza niż strona wewnętrzna laminatu, ponieważ pochłanianie energii cieplnej przez laminat skupione jest w płycie zewnętrznej. Zwiększa się prędkość oddawania ciepła drogą przewodzenia i konwekcji od zewnętrznej strony okna do atmosfery, przy równoczesnym zmniejszeniu prędkości odbierania ciepła drogą przewodzenia i konwekcji z szyby do wnętrza pojazdu.

Zgodnie z wynalazkiem, podczas wytwarzania szyby płyty są wyginane parami, przy tym górna, wewnętrzna płyta jest usytuowana w piecu do zginania bliżej grzejników radiacyjnych, a zatem bardziej nagrzewa się niż dolna zewnętrzna płyta. Jest to korzystne dlatego, że to właśnie dolna zewnętrzna płyta, a nie górna, ma znacznie większe zdolności absorbcyjne.

183 131

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Laminowana szyba pojazdu o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, znamienna tym, że zawiera pierwszą płytę (2) z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę (3) ze szkła przezroczystego.
2. Szyba według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza płyta (2) ma grubość 2,1 ± 0,2 mm.
3. Szyba według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza płyta (2) stanowi kompozycję szkła zawierającą co najmniej 0,95% wagowych żelaza, w przeliczeniu na tlenek żelazowy.
4. Szyba według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że druga płyta (3) ma grubość 1,5 mm - 2,5 mm.
5. Szyba według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że pierwsza płyta (2) jest płytą, zewnętrzną a druga płyta (3) jest płytą wewnętrzną.
6. Sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, znamienny tym, że pierwszą płytę z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę ze szkła przezroczystego, wygina się razem, przy tym druga płyta znajduje się na wierzchu pierwszej płyty, zaś po wygięciu laminuje się obie płyty ze sobą.