PL62996B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 06.111.1967 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 12.VI.1971 62996 KI. 32 b, 27/10 MKP C 03 c, 27/10 UKD 666.1.054.1 666.155 Wspóltwórcy wynalazku: Rolf Beckmann, Johannes Schneider Wlasciciel patentu: Dynamit Nobel Aktiengesellschaft, Troisdorf (Niemiecka Republika Federalna) Klejone szklo bezpieczne lub pancerne i Przedmiotem wynalazku jest klejone szklo bez¬ pieczne lub pancerne.Znane jest szklo bezpieczne wytwarzane przez oklejenie plyt ze szkla krzemianowego za pomoca warstwy posredniej ze zmiekczonego poliwinylo- iDutyralu. Przy stosowaniu takich bezpiecznych szkiel klejonych wymaga sie co najmniej pewnej, minimalnej wytrzymalosci, która okresla sie w próbie ze spadajaca kula albo w tak zwanej pró¬ bie z manekinem. Ponadto adhezja pomiedzy szklem i warstwa posrednia powinna byc na tyle silna, aby przy gwaltownym rozbiciu szkla odlam¬ ki odpryskiwaly tylko w malym stopniu. W przy¬ padku szkiel klejonych, wytrzymalosc, z jednej .strony i przyczepnosc odlamków, z drugiej strony, sa efektami przeciwstawnymi i zaleza od rodzaju uzytej warstwy posredniej.Wyzsza wytrzymalosc udarowa w polaczeniu z mniejszym ciezarem stanowia zalete bezpiecznych szkiel z tych tworzyw sztucznych, które maja w przyblizeniu tak samo dobre wlasciwosci optyczne jak szklo krzemianowe. Jednak twardosc po¬ wierzchniowa i odpornosc na zarysowanie nie od¬ powiadaja wymogom praktyki eksploatacyjnej, jak to ma miejsce na przyklad w przemysle motory¬ zacyjnym. Z tego wzgledu próbowano zastapic tworzywem sztucznym tylko mniej narazona ply¬ te wewnetrzna szkla klejonego, co jednak nie do¬ prowadzilo do rozwiazan wartosciowych pod wzgle¬ dem technicznym. Przyczyna tego miedzy innymi 10 15 20 25 30 sa zróznicowane wspólczynniki rozszerzalnosci cieplnej obu materialów.Poniewaz tworzywa sztuczne rozszerzaja sie pod wplywem ciepla okolo dziesieciokrotnie wiecej niz szklo krzemianowe, to dla wyrównania naprezen wystepujacych w praktyce potrzebne byly kleje elastyczne. Taki klej stanowi zmiekczony poliwi- nylobutyral, który posiada dobra i nie ulegajaca zmianie przezroczystosc optyczna i z powodu od¬ pornosci na czynniki atmosferyczne spelnia swoje zadanie w ciagu wielu lat. Jednak jego przyczep¬ nosc do stosowanych dotychczas szkiel organicz¬ nych nie odpowiadala praktycznym wymaganiom.Z tego wzgledu próbowano polepszyc przyczepnosc za pomoca posrednich srodków adhezyjnych lub na drodze obróbki powierzchniowej.. Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad opi¬ sanych rozwiazan.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze jako srodek wiazacy poszczególne plyty zawiera folie ze zmiekczonego poliwinylobutyralu a jako plyty zawiera bezpostaciowy poliamid otrzymany z kwa¬ su tereftalowego a zwlaszcza izoftalowego lub ich estrów i szesciometylenodwuamin lub z kwasu adypinowego, szesciometylodwuamin, p,p'-dwuami- nodwucykloheksametanu, przy czym liczba lep¬ kosciowa tego poliamidu ma wartosc od 90 do 160.Jako szkla organiczne stosuje sie wedlug wyna¬ lazku na przyklad poliamidy otrzymane z kwasu tereftalowego i 2,2,4-trójmetyloszesciometyleno- €299662996 dwuaminy oraz 2,4,4-trójmetyloszesciometyleno- dwuaminy wzglednie mieszanin obu tych dwuamin, najkorzystniej w zakresie wartosci liczby lepkos¬ ciowej 92—130; poliamidy otrzymane z kwasu te- reftalowego i 2,2,4-trójmetyloszesciometylenodwu- 5 aminy oraz 2,4,4-trójmetyloszesciometylenodwuami- ny wzglednie mieszanin trójmetyloszesciometyleno- dwuamin, najkorzystniej w zakresie wartosci licz¬ by lepkosciowej 100—160, poliamidy otrzymane z szesciometylenodwuaminy i mieszanin kwasu te- 10 reftalowego z kwasem izoftalowym wzglednie ich estrów alkilowych lub arylowych w stosunku wa¬ gowym 60 : 40 lub 90 : 10, najkorzystniej zas 30 : 70 jesli chodzi o stosunek wagowy kwasu tereftalo- wego do kwasu izoftalowego, zwlaszcza w zakresie 15 wartosci lepkosciowej 100—160; albo poliamidy otrzymane z mieszanin kwasu adypinowego, sze¬ sciometylenodwuaminy, p,p'-dwuaminodwucyklo- heksylometanu i kaprolaktamu najkorzystniej o liczbie lepkosciowej 100—160. 20 Wyzej wymienione liczby lepkosciowe oznacza sie w 0,5%-owym roztworze w m-krezolu, w tem¬ peraturze 25°C.Poliamidy stosowane wedlug wynalazku sa od¬ porne na udary mechaniczne, maja wysoka wy- 25 trzymalosc na cisnienie, zarysowanie i scieranie, wysoki modul elastycznosci, oraz wykazuja dosko¬ nala przyczepnosc do stosowanej folii poliwinylo- butyralowej i dobra przezroczystosc optyczna.Szczególne zalety posiadaja wytworzone z tych 30 poliamidów szkla wielowarstwowe, jak szkla pan¬ cerne, przy odpowiedniej kombinacji grubosci, po¬ niewaz zespól wielowarstwowy uzyskuje odpornosc na przebicie pociskiem juz przy mniejszej grubosci niz plyta masywna z tego samego materialu. Efekt 35 ten jest znany w przypadku pancernego szkla krzemianowego. Jednak szczególna zaleta pancer¬ nego szkla organicznego polega na tym, ze podczas gdy zgodnie ze wspólczesnym stanem techniki w przypadku szkiel krzemianowych wymagana jest 40 grubosc calkowita 25—27 mm, to taki sam skutek mozna uzyskac ze szklem wTedlug wynalazku juz przy grubosci mniejszej o V5 do V3. Dzieki temu oraz dzieki o okolo polowe mniejszemu ciezarowi wlasciwemu tworzyw sztucznych mozna w wielu 45 wypadkach uzyskac korzystna oszczednosc na cie¬ zarze w porównaniu z klejonymi szklami krzemia¬ nowymi.W celu uzyskania szczególnie wysokiej odpor¬ nosci na ostrzal oraz w celu osiagniecia innych 50 skutków, w warstwe poliwinylobutyralu mozna wprasowac wlókno lub tkanine na przyklad z przezroczystego tworzywa sztucznego, zwlaszcza z poliamidu, szkla lub metalu.Plyty poliamidowe, wedlug wynalazku mozna 55 kleic ze soba lub jednostronnie, albo dwustronnie ze szklem krzemianowym.Zespoly warstwowe szklo krzemianowe sklejone ze szklem organicznym lub szklo organiczne skle¬ jone ze szklem organicznym mozna wytwarzac w 60 znany sposób przy pomocy typowych urzadzen sto¬ sowanych w przemysle produkujacym bezpieczne szkla klejone. W celu uzyskania lepszej przyczep¬ nosci korzystnie jest poslugiwac sie posrednia warstwa poliwinylobutyralowa o malej zawartosci 65 wilgoci od 0,5 do 0,9% wagowo, najkorzystniej 0,3—0,5% wagowo. Grubosc folii poliwinylobutyra- lowej wynosi 0,1—1,6 mm, najkorzystniej zas 0,38— —0,76 mm. Jako zmiekczacze dla folii poliwinylo- butyralowej mozna stosowac: sebacynian dwubu- tylowy, adypinian dwu (P-butyksyetylowy), ftalan dwuoktylowy, bis-dwuetylooctan glikolu trójetyle- nowego, najkorzystniej dwu- (2-etylomaslan) gli¬ kolu trójetylenowego albo dwupelargonian glikolu trójetylenowego, w ilosci 20—36% wagowo, najko¬ rzystniej zas 26—30% wagowo.Calkowita grubosc materialu warstwowego moze wynosic 4,5—10 mm w przypadku szkiel bezpiecz¬ nych i 18—32 mm w przypadku szkiel pancernych.Wytwarzanie plyt poliamidowych, co nie stanowi przedmiotu wynalazku, moze odbywac sie na przy¬ klad w ten sposób, ze bezpostaciowym poliamidem z kwasu tereftalowego i 2,2,4-trójmetyloszesciome- tylenodwuaminy, o liczbie lepkosciowej 116, wy¬ pelnia sie plytowa forme tloczna wyposazona w chlodzenie woda podgrzana wstepnie do tempera¬ tury 210°C. Równomierne podgrzanie poliamidu az do uplastycznienia w temperaturze 210°C trwa 1,5 minuty. Bezposrednio po tym mozna prasowac plyty o grubosci 1 do 8 mm zwiekszajac cisnienie do 200 kG/cm2. Okres przetrzymania pod cisnie¬ niem i w temperaturze wynosi 0,5 minuty. Nastep¬ nie forme tloczna ochladza sie do 60°C i plyte pra¬ sowana usuwa.Wedlug innego sposobu bezpostaciowy poliamid otrzymany z 70% wagowo kwasu izoftalowego i 30% wagowo kwasu tereftalowego oraz szescio¬ metylenodwuaminy, o liczbie lepkosciowej 133, poddaje sie przeróbce w urzadzeniu opisanym po¬ wyzej, w temperaturze 195°C oraz pod cisnieniem 300 kG/cm2 na plyty prasowane o grubosci 1—8 mm.Wedlug jeszcze innego sposobu bezpostaciowy poliamid otrzymany z tereftalanu dwumetylu oraz mieszaniny izomerów zlozonej z 2,2,4-trójmetylo- szesciometylenodwuaminy i 2,4,4-trójmetyloszescio- metylenodwuaminy, o liczbie lepkosciowej 144, poddaje sie przeróbce w urzadzeniu opisanym po¬ wyzej, w temperaturze 220°C oraz pod cisnieniem 300 kG/cm2 na plyty prasowane o grubosci 1— —8 mm.Znany jest takze sposób, w którym bezpostacio¬ wy poliamid otrzymany z kwasu adypinowego, szesciometylenodwuaminy p,p'-dwuaminodwucyklo- heksylometanu i kaprolaktamu, o liczbie lepkos¬ ciowej 132, poddaje sie przeróbce w wyzej opisa¬ nym urzadzeniu, w temperaturze 185°C oraz pod cisnieniem 200 kG/cm2 na plyty prasowane o gru¬ bosci 1—8 mm.Plyty masywne o grubosci powyzej 8 mm z wy¬ zej opisanych poliamidów otrzymuje sie przez skle¬ janie poszczególnych plyt przy pomocy 30% wa¬ gowo roztworu odpowiedniego poliamidu w dwu- metyloformamidzie w temperaturze 120—160°Cr pod cisnieniem 160 kG/cm2 wywieranym przez okres 20—40 min.Zespoly warstwowe ze szkla organicznego z po¬ srednia warstwa poliwinylobutyralowa wytwarza sie przy zawartosci wilgoci w folii od 0,4 do 0,5% wagowo, w temperaturze 130—135°C, pod cisnie-62996 niem 10—15 kG/cm2, stosujac prasowanie przez okres 10—30 minut.Pr z y k l a d I. Sporzadzono zespoly warstwowe ze szkla krzemianowego o grubosci 3 mm, folii ze zmiekczonego poliwinylobutyralu o grubosci 0,38 mm i poliamidowej plyty prasowanej o grubosci 2 mm wykonanej z wyzej wymienionych poliami¬ dów. Szyby z otrzymanego w ten sposób szkla warstwowego, o rozmiarach 30X30 cm, poddane próbie ze spadajaca kula (stalowa kula o wadze 2,5 kg) w temperaturze 20°C wytrzymuja uderze¬ nie z wysokosci powyzej 5,0 m. Warstwa szkla organicznego nie ulegla rozbiciu, a przyczepnosc folii do szkla organicznego oraz przyczepnosc od¬ lamków szkla krzemianowego byly dobre. Dla po¬ równania poddano próbie typowe szklo warstwowe o takiej samej grubosci. W przypadku uzycia folii ze zmiekczonego poliwinylobutyralu o grubosci 0,38 mm osiagnieto wysokosc tylko 1,5 m, zas przy uzyciu folii poliwinylobutyralowej o grubosci 0,76 mm wysokosc spadku wynosila 4,2 m.Przyklad II. Sporzadzono zespoly warstwo¬ we ze szkla krzemianowego, folii ze zmiekczone¬ go poliwinylobutyralu o grubosci 0,76 mm i polia¬ midowej plyty prasowanej o grubosci 2 mm wy¬ konanej z wyzej wymienionych poliamidów. Szyby z otrzymanego w ten sposób szkla warstwowego, o rozmiarach 36X110 cm, poddano próbie ze spa¬ dajacym ciezarem (manekin nasladujacy glowe i ramiona czlowieka, o ciezarze 10 kg) w tempera¬ turze 20°C. Szyby te wytrzymywaly uderzenie z wysokosci powyzej 6,5 m. Warstwa szkla organicz¬ nego nie ulegla rozbiciu, a przyczepnosc folii do szkla organicznego oraz przyczepnosc odlamków szkla krzemianowego byly dobre. Dla porównania, tej samej próbie poddano typowe krzemianowe szklo warstwowe. Przy uzyciu warstwy zmiekczo¬ nego poliwinylobutyralu o grubosci 0,76 mm i szyb ze szkla krzemianowego o grubosci 3 i 2 mm, próbka o rozmiarze 36X110 cm wytrzymywala uderzenie manekina o wadze 10 kg z wysokosci tylko 4,2 m.Przyklad III. Dla badan ostrzalem: kaliber 9 mm, odleglosc 3 m, kat ostrzalu plyty 90° spo¬ rzadzono szyby ze szkla wielowarstwowego o roz¬ miarach 20X20 cm z plyt poliamidowych.Próbki sztywno zamocowano w uchwycie po dwóch przeciwleglych bokach. Ostrzalowi podda¬ no zespoly wielowarstwowe wzglednie plyty ma¬ sywne z nastepujacych przezroczystych poliami¬ dów: poliamidów otrzymanych z kwasu tereftalo- wego i trójmetyloszesciometylenodwuaminy, polia¬ midów otrzymanych z estrów metylowych kwasu tereftalowego i trójmetyloszesciometylenodwuami- ny oraz poliamidów z szesciometylenodwuaminy i mieszanin zlozonych z kwasu tereftalowego i izo- ftalowego wzglednie z ich estrów alkilowych i ary- lowych.Przytoczone w ponizszej tablicy dane przedsta¬ wiaja wyniki uzyskane w próbie ostrzalem. 10 15 30 35 40 45 50 55 60 Grubosci poszcze¬ gólnych warstw plyty w mm (kie¬ runek ostrzalu z lewa na prawo) plyta jednolita wykonana z mate¬ rialu podanego w punktach 1, 2 lub 3 Si } » plyta warstwowa przy czym poszcze¬ gólne warstwy wy¬ konane z materia¬ lów podanych w punktach 1, 2 lub 3 4+12+4 Calkowi¬ ta gru¬ bosc ply¬ ty mm 16 20 24 32 20,76*) 25,14*) Wynik ostrzalu czyste przebicie utkwienie poci¬ sku na glebo¬ kosci 10—15 mm; odpryski od¬ lamków " odbicie pocisku krótkie peknie¬ cie w miejscu trafienia utkwienie poci¬ sku na glebo¬ kosci 4 mm, od¬ dzielenie pierw¬ szej warstwy, bez odprysków odlamków *) grubosc kazdej warstwy folii poliwinylobutyralowej uzytej jako material wiazacy wynosi 0,38 mm.Przyklad IV. Jako wysokowartosciowe szklo pancerne o niskim ciezarze i wysokiej odpornosci na zarysowanie powierzchni sporzadzono zespól wielowarstwowy zlozony z szyby ze szkla krze¬ mianowego o grubosci 2 mm, szyb poliamidowych otrzymanych z kwasu tereftalowego i trójmetylo- szesciometylenodwuaminy, o grubosci 12 i 8 mm oraz drugiej szyby ze szkla krzemianowego o gru¬ bosci 2 mm. Jako material wiazacy uzyto folie po- liwinylobutyralowe o grubosci 0,76 mm. Badanie ostrzalem przeprowadzono w sposób opisany w przykladzie III. Pocisk utkwil pomiedzy dwoma warstwami poliamidowymi. Zewnetrzna warstwa szkla krzemianowego ulegla rozbiciu, zas odlamki szkla pozostaly przyczepione do folii poliwinylo¬ butyralowej. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Klejone szklo bezpieczne lub pancerne, znamien¬ ne tym, ze jako srodek wiazacy poszczególne ply¬ ty zawiera folie ze zmiekczonego poliwinylobuty¬ ralu, a jako plyty zawiera bezpostaciowy poliamid otrzymany z kwasu tereftalowego a zwlaszcza izo- ftalowego lub ich estrów i szesciometylenodwu- amin lub z kwasu adypinowego, szesciometylodwu- amin, p^-dwuaminodwucykloheksametanu, przy czym liczba lepkosciowa tego poliamidu ma war¬ tosc od 90 do 160. PL PL