RU2204535C2 - Multiple-layer electrically heated glass - Google Patents
Multiple-layer electrically heated glass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204535C2 RU2204535C2 RU2001120299/03A RU2001120299A RU2204535C2 RU 2204535 C2 RU2204535 C2 RU 2204535C2 RU 2001120299/03 A RU2001120299/03 A RU 2001120299/03A RU 2001120299 A RU2001120299 A RU 2001120299A RU 2204535 C2 RU2204535 C2 RU 2204535C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- thickness
- glasses
- layer
- electrically heated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к стекольной промышленности и предназначено для использования при создании ударопрочных электрообогреваемых изделий остекления транспортных средств, в частности изделий остекления электровозов и локомотивов. The invention relates to the glass industry and is intended for use in creating impact-resistant electric-heated products for glazing vehicles, in particular glazing products for electric locomotives and locomotives.
Известно многослойное стекло (авт.свид. СССР 1299071), состоящее из одного или нескольких внутренних стекол, имеющих высокую прочность при изгибе (σизг= 1000-1500 МПа), тыльного стекла, имеющего прочность при изгибе до 350 МПа и наружного стекла с токопроводящим покрытием.Known laminated glass (avt.svid. USSR 1299071), consisting of one or more inner glass having high flexural strength (σ = mfd 1000-1500 MPa), rear glass having a bending strength of 350 MPa and a glass with a conductive outer coated.
Это многослойное стекло эффективно выдерживает заданные динамические нагрузки за счет высокой прочности внутренних стекол. Однако при ударах небольшими твердыми предметами типа камней наружное электрообогреваемое стекло, как правило, разрушается от контактных напряжений, что приводит к потере видимости при налипании снега и льда. This laminated glass effectively withstands specified dynamic loads due to the high strength of the inner glass. However, when struck by small solid objects such as stones, the external electrically heated glass, as a rule, is destroyed by contact stresses, which leads to loss of visibility when snow and ice adhere.
Известно многослойное стекло (патент Англии 2223981), в котором толщина наружного стекла значительно выше, чем толщина тыльного стекла. Это позволяет увеличить сопротивление контактным разрушениям при ударах небольшими твердыми предметами и, следовательно, уменьшить вероятность разрушения наружного стекла. Вместе с тем, данное многослойное стекло не может выдерживать основные динамические нагрузки с энергией удара более 3 кДж. Laminated glass is known (British Patent 2223981) in which the thickness of the outer glass is significantly higher than the thickness of the rear glass. This allows you to increase the resistance to contact fracture during impacts with small solid objects and, therefore, reduce the likelihood of destruction of the outer glass. However, this laminated glass cannot withstand the main dynamic loads with impact energy of more than 3 kJ.
Наиболее близким к предлагаемому нами решению является многослойное стекло (патент Франции N2540096), содержащее наружное полузакаленное стекло толщиной 4,5÷6,5 мм; внутреннее отожженое, полузакаленное или закаленное стекло толщиной 1÷5 мм; тыльное отожженое стекло толщиной 1÷2 мм; склеивающий слой из поливинилбутираля толщиной 6÷10 мм, расположенный между наружным и внутренним стеклами; склеивающий слой из полиуретана толщиной 1÷4 мм, расположенный между внутренним и тыльным стеклами; на поверхность наружного стекла, обращенную к внутреннему стеклу, нанесено токопроводящее покрытие. Closest to our proposed solution is laminated glass (French patent N2540096), containing an outer semi-toughened glass with a thickness of 4.5 ÷ 6.5 mm; inner annealed, semi-tempered or tempered glass 1 ÷ 5 mm thick; back annealed glass 1 ÷ 2 mm thick; an adhesive layer of polyvinyl butyral with a thickness of 6 ÷ 10 mm, located between the outer and inner glasses; gluing layer of polyurethane 1 ÷ 4 mm thick, located between the inner and back glasses; a conductive coating is applied to the surface of the outer glass facing the inner glass.
Описанное выше многослойное стекло способно выдерживать удар металлическим снарядом массой 1 кг, летящим со скоростью 350 км/ч, за счет толстого склеивающего слоя из поливинилбутираля, расположенного между наружным и внутренним стеклами. Применение полузакаленного наружного стекла позволяет выдерживать термические напряжения, возникающие при работе электрообогрева, а в случае разрушения наружного стекла при ударах небольшими твердыми предметами обеспечивается видимость, удовлетворительная для дальнейшей эксплуатации многослойного стекла при положительной температуре окружающего воздуха. The laminated glass described above is able to withstand a 1 kg metal projectile flying at a speed of 350 km / h due to a thick bonding layer of polyvinyl butyral located between the outer and inner glasses. The use of semi-toughened outer glass makes it possible to withstand thermal stresses arising from the operation of electric heating, and in case of destruction of the outer glass due to impacts with small solid objects, visibility is provided that is satisfactory for further operation of laminated glass at a positive ambient temperature.
Недостатком данного многослойного стекла является то, что при отрицательных температурах или температурах, близких к 0oС, разрушение наружного стекла от ударов небольшими твердыми предметами приводит к потере видимости при налипании снега и льда на наружное стекло из-за отказа системы электрообогрева. Учитывая, что вероятность попадания в стекло небольших твердых предметов намного выше вероятности попадания массивных тел, можно утверждать, что срок службы такого многослойного стекла значительно снижается.The disadvantage of this laminated glass is that at negative temperatures or temperatures close to 0 o C, the destruction of the outer glass from impacts with small solid objects leads to loss of visibility when snow and ice stick to the outer glass due to a failure of the electric heating system. Considering that the probability of small solid objects falling into the glass is much higher than the probability of massive bodies falling, it can be argued that the service life of such laminated glass is significantly reduced.
Недостатком этого многослойного стекла является также наличие большой толщины поливинилбутирального склеивающего слоя - это существенно снижает морозоустойчивость из-за наличия высоких термоупругих напряжений, возникающих при отрицательных температурах, что может привести к расслоению многослойного стекла или разрушению наружного или внутреннего стекол. Кроме того, большая текучесть толстого слоя поливинилбутираля при склеивании многослойного стекла не позволяет получать максимальное значение адгезии поливинилбутираля к стеклам, если для многослойного стекла требуются высокие оптические характеристики. Все это также снижает срок службы многослойного стекла. Использование полиуретана в качестве склеивающего материала усложняет технологический процесс изготовления многослойного стекла из-за необходимости использования дополнительных операций и увеличивает стоимость многослойного стекла. The disadvantage of this laminated glass is also the large thickness of the polyvinyl butyral bonding layer - this significantly reduces frost resistance due to the presence of high thermoelastic stresses that occur at low temperatures, which can lead to the delamination of laminated glass or the destruction of the outer or inner glasses. In addition, the high fluidity of a thick layer of polyvinyl butyral when bonding laminated glass does not allow to obtain the maximum adhesion of polyvinyl butyral to glasses if laminated glass requires high optical characteristics. All this also reduces the service life of laminated glass. The use of polyurethane as a bonding material complicates the manufacturing process of laminated glass due to the need for additional operations and increases the cost of laminated glass.
Целью настоящего изобретения является увеличение срока службы многослойного электрообогреваемого стекла и обеспечение ударной прочности при соударении с массивными телами. Поставленная цель достигается тем, что предложенное многослойное электрообогреваемое стекло, содержащее три параллельно расположенных стекла и промежуточные склеивающие слои, имеет наружное стекло толщиной 6÷8 мм, внутреннее 5,5÷6,5 мм и тыльное - 2÷3 мм; тыльное стекло упрочнено ионным обменом; склеивающий слой, расположенный между наружным и внутренним стеклами, имеет толщину 0,38÷1,2 мм; склеивающий слой, расположенный между внутренним и тыльным стеклами, имеет толщину 3÷5 мм и выполнен из поливинилбутираля; на поверхности внутреннего стекла, обращенной к наружному стеклу, нанесено токопроводящее покрытие; наружное стекло может быть упрочнено ионным обменом; упрочнение наружного и тыльного стекол проводят в расплаве KNO3 при (440±10)oС в течение 6÷18 ч.The aim of the present invention is to increase the service life of laminated electrically heated glass and providing impact strength in collision with massive bodies. This goal is achieved by the fact that the proposed laminated electrically heated glass containing three parallel glass and intermediate bonding layers has an outer glass with a thickness of 6 ÷ 8 mm, an inner glass of 5.5 ÷ 6.5 mm and a rear glass of 2 ÷ 3 mm; the rear glass is strengthened by ion exchange; the bonding layer located between the outer and inner glasses has a thickness of 0.38 ÷ 1.2 mm; an adhesive layer located between the inner and back glasses has a thickness of 3 ÷ 5 mm and is made of polyvinyl butyral; a conductive coating is applied to the surface of the inner glass facing the outer glass; the outer glass can be hardened by ion exchange; hardening of the outer and rear glasses is carried out in the KNO 3 melt at (440 ± 10) o C for 6 ÷ 18 hours
Использование более толстого наружного полузакаленного стекла по сравнению с прототипом повышает сопротивление контактным нагрузкам при ударах как небольшими, так и массивными твердыми телами. При ударах небольшими твердыми предметами типа камней вероятность разрушения снижается. The use of a thicker outer semi-toughened glass in comparison with the prototype increases the resistance to contact loads when impacted by both small and massive solids. When striking with small hard objects such as stones, the probability of destruction is reduced.
С другой стороны, чем толще наружное стекло, тем менее эффективно оно нагревается при работе токопроводящего покрытия, расположенного на внутреннем стекле. Авторами экспериментально установлено, что оптимальная толщина наружного стекла составляет 6÷8 мм. В случае использования наружного стекла толщиной 6 мм оно упрочняется ионным обменом и его стойкость к контактному разрушению при ударах небольшими твердыми предметами возрастает по сравнению с полузакаленным стеклом, а при разрушении наружного стекла видимость сохраняется. Оптимальный режим упрочнения наружного стекла достигается при обработке его в расплаве КNO3 при (440 ± 10)oС в течение 6÷18 ч.On the other hand, the thicker the outer glass is, the less efficient it is when the conductive coating located on the inner glass is heated. The authors experimentally established that the optimal thickness of the outer glass is 6 ÷ 8 mm In the case of using an outer glass with a thickness of 6 mm, it is hardened by ion exchange and its resistance to contact destruction upon impact with small solid objects increases compared to semi-toughened glass, and when the outer glass is destroyed, visibility is maintained. The optimal mode of hardening of the outer glass is achieved by processing it in the KNO 3 melt at (440 ± 10) o С for 6 ÷ 18 hours
Расположение токопроводящего покрытия на поверхности внутреннего стекла, обращенной к наружному стеклу, обеспечивает видимость в любых погодных условиях даже при разрушении наружного стекла от ударов небольшими твердыми предметами. The location of the conductive coating on the surface of the inner glass facing the outer glass provides visibility in all weather conditions, even when the outer glass is destroyed by impacts with small solid objects.
Все это позволяет увеличить срок службы многослойного стекла. All this allows to increase the service life of laminated glass.
Толщина внутреннего стекла составляет 5,5÷6,5 мм. Внутреннее стекло совместно с наружным сопротивляется контактной нагрузке при ударе массивным телом и превращает значительную часть кинетической энергии удара в энергию деформации снаряда и энергию новых поверхностей, образующихся при дроблении стекол, поэтому оно должно быть более толстым по сравнению с прототипом. Вместе с тем, технология нанесения токопроводящего покрытия затрудняет использование стекла толщиной более 6 мм. Наиболее предпочтительной для внутреннего стекла является толщина 6 мм. The thickness of the inner glass is 5.5 ÷ 6.5 mm. The inner glass, together with the outer, resists the contact load upon impact by a massive body and converts a significant part of the kinetic energy of the impact into the energy of deformation of the projectile and the energy of new surfaces formed during the crushing of glasses, so it should be thicker compared to the prototype. At the same time, the technology of applying a conductive coating makes it difficult to use glass with a thickness of more than 6 mm. Most preferred for the inner glass is a thickness of 6 mm.
Для обеспечения жесткости связи между наружным и внутренним стеклами и быстрого прогрева наружного стекла при включении системы электрообогрева толщина склеивающего слоя между ними должна быть минимальной. Ее величина определяется номиналами толщин поливинилбутиральной пленки, высотой токопроводящих шин, зазорами между наружным и внутренним стеклами, появляющимися после отжига, полузакалки или закалки, и составляет 0,38÷1,2 мм. To ensure the rigidity of the bond between the outer and inner glasses and the quick heating of the outer glass when the electric heating system is turned on, the thickness of the bonding layer between them should be minimal. Its value is determined by the ratings of the thickness of the polyvinyl butyral film, the height of the conductive busbars, the gaps between the outer and inner glasses that appear after annealing, half-hardening, or tempering, and is 0.38 ÷ 1.2 mm.
Склеивающий поливинилбутиральный слой толщиной 3÷5 мм, расположенный между внутренним и тыльным стеклами, при ударе массивным телом поглощает оставшуюся кинетическую энергию. Чем больше суммарная толщина наружного и внутреннего стекол, тем тоньше этот склеивающий слой. A gluing polyvinyl butyral layer 3–5 mm thick, located between the inner and back glasses, upon impact by a massive body absorbs the remaining kinetic energy. The greater the total thickness of the outer and inner glasses, the thinner this bonding layer.
Предложенная толщина этого склеивающего слоя обеспечивает стойкость многослойного стекла к ударам массивными телами и вместе с тем обеспечивает морозоустойчивость до -50oС, максимальную адгезию поливинилбутираля к стеклу, что повышает срок службы многослойного стекла. Вместе с тем, при данной толщине склеивающего слоя между внутренним и тыльным стеклами достигаются высокие оптические характеристики многослойного стекла - угол отклонения не превышает 2÷4 мин.The proposed thickness of this bonding layer ensures the resistance of laminated glass to impact by massive bodies and at the same time provides frost resistance up to -50 o C, maximum adhesion of polyvinyl butyral to glass, which increases the service life of laminated glass. At the same time, for a given thickness of the bonding layer between the inner and back glasses, high optical characteristics of laminated glass are achieved - the deflection angle does not exceed 2 ÷ 4 min.
Кроме того, использование поливинилбутираля в обоих склеивающих слоях упрощает технологический процесс изготовления многослойных стекол. In addition, the use of polyvinyl butyral in both bonding layers simplifies the manufacturing process of laminated glass.
Тыльное стекло толщиной 2÷3 мм упрочнено ионным обменом и имеет прочность при изгибе 400÷450 МПа, значительно превышающую прочность отожженого стекла. Это позволяет уменьшить вероятность его разрушения при ударах массивными телами, а в случае разрушения этого стекла потеря видимости происходит только в зоне удара и размер осколков значительно меньше, чем у отожженого стекла. Оптимальная технология упрочнения тыльного стекла достигается обработкой его в расплаве КNО3 при (440 ± 10)oС в течение 6÷18 ч.Rear glass with a thickness of 2–3 mm is hardened by ion exchange and has a bending strength of 400–450 MPa, significantly exceeding the strength of annealed glass. This reduces the likelihood of its destruction upon impact by massive bodies, and in case of destruction of this glass, loss of visibility occurs only in the impact zone and the size of the fragments is much smaller than that of annealed glass. The optimal technology for hardening the rear glass is achieved by processing it in the KNO 3 melt at (440 ± 10) o С for 6 ÷ 18 hours.
Пример 1. В многослойном электрообогреваемом стекле внешнее, внутреннее и тыльное стекла изготовлены из термически полированного Na-Ca-Si листового стекла. Внешнее стекло толщиной 8 мм подвергается термической обработке в воздухе - полузакалке. Example 1. In a laminated electrically heated glass, the outer, inner and rear glass are made of thermally polished Na-Ca-Si sheet glass. Outer glass with a thickness of 8 mm is subjected to heat treatment in air - half-hardening.
Внешний склеивающий слой толщиной 1,14 мм представляет собой поливинилбутираль марки TG (TL, RB), поставляемый фирмой "Monsanto". The outer bonding layer 1.14 mm thick is polyvinyl butyral grade TG (TL, RB), supplied by Monsanto.
Внутреннее стекло толщиной 6 мм упрочняется воздушной закалкой. На поверхность, обращенную к внешнему стеклу, нанесено токопроводящее покрытие на основе окиси олова с силикатно-серебряными шинами электропитания. 6 mm thick inner glass is hardened by air hardening. On the surface facing the outer glass, a conductive coating based on tin oxide with silicate silver power busbars is applied.
Внутренний склеивающий слой толщиной 3 мм из того же материала, что и внешний склеивающий слой. An internal bonding layer 3 mm thick of the same material as the external bonding layer.
Тыльное стекло толщиной 2 мм упрочнено методом низкотемпературного ионного обмена в расплаве ГNO3 при (440 ± 10)oС в течение 6÷18 ч.The rear glass 2 mm thick is hardened by the method of low-temperature ion exchange in the GNO 3 melt at (440 ± 10) o С for 6 ÷ 18 hours.
После сборки стеклопакета данной композиции он склеивается при помощи давления и температуры по классическим режимам. After the assembly of a double-glazed window of this composition, it is glued together using pressure and temperature according to classical modes.
Полученное многослойное стекло подвергли динамическим испытаниям - под прямым углом было проведено соударение металлическим снарядом массой 1 кг на скорости 350 км/ч. Результат испытаний - снаряд не проник через многослойное стекло, при этом сохраняется видимость, позволяющая эксплуатировать его до момента замены. The resulting laminated glass was subjected to dynamic tests - a right angle was carried out by a metal shell weighing 1 kg at a speed of 350 km / h. The test result - the projectile did not penetrate through the laminated glass, while maintaining visibility, allowing it to operate until replacement.
Пример 2. Внешнее стекло толщиной 6 мм упрочнено методом низкотемпературного ионного обмена в расплаве КNO3 при (440±10)oС в течение 6÷18 ч. Внешний склеивающий слой толщиной 0,38 мм представляет поливинилбутираль TG (TL, RB) фирмы "Monsanto". Внутреннее стекло изготовлено, как и в примере 1. Внутренний склеивающий слой толщиной 5 мм из того же материала, что и внешний склеивающий слой. Тыльное стекло толщиной 3 мм упрочнено методом низкотемпературного ионного обмена в расплаве КNО3 при (440 - 10)oС в течение 6÷18 ч. После сборки стеклопакета данной композиции он склеивается при помощи давления и температуры по классическим режимам. Полученное многослойное стекло было испытано, как и в примере 1. Результат испытаний - аналогичный.Example 2. The outer glass 6 mm thick is toughened by the method of low-temperature ion exchange in the KNO 3 melt at (440 ± 10) o С for 6–18 h. The external bonding layer 0.38 mm thick is polyvinyl butyral TG (TL, RB) of the company Monsanto. " The inner glass is made, as in example 1. The inner bonding layer is 5 mm thick of the same material as the outer bonding layer. The rear glass of 3 mm thickness is hardened by the method of low-temperature ion exchange in the KNO 3 melt at (440 - 10) o С for 6-18 hours. After assembling the double-glazed window of this composition, it is glued together using pressure and temperature according to classical conditions. The obtained laminated glass was tested, as in example 1. The test result is similar.
Предлагаемое стекло позволяет вдвое увеличить срок службы изделий остекления локомотивов за счет исключения растрескивания стекла с электрообогревом, уменьшения вероятности разрушения внешнего стекла и улучшения адгезионной связи между стеклами и поливинилбутиралем. The proposed glass allows you to double the service life of the products of the glazing of locomotives by eliminating cracking of glass with electrical heating, reducing the likelihood of destruction of the outer glass and improving the adhesive bond between the glass and polyvinyl butyral.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120299/03A RU2204535C2 (en) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | Multiple-layer electrically heated glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001120299/03A RU2204535C2 (en) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | Multiple-layer electrically heated glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2204535C2 true RU2204535C2 (en) | 2003-05-20 |
| RU2001120299A RU2001120299A (en) | 2003-06-20 |
Family
ID=20251929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001120299/03A RU2204535C2 (en) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | Multiple-layer electrically heated glass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2204535C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464243C1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Method of hardening glass articles |
| RU2510704C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-04-10 | Александр Сергеевич Костюченко | Light-transparent structure with heating function |
| RU198196U1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-06-23 | Дмитрий Леонидович Стрельцов | ELECTRIC HEATED SURFACE GLASS |
-
2001
- 2001-07-19 RU RU2001120299/03A patent/RU2204535C2/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464243C1 (en) * | 2011-02-22 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Method of hardening glass articles |
| RU2510704C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-04-10 | Александр Сергеевич Костюченко | Light-transparent structure with heating function |
| RU198196U1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-06-23 | Дмитрий Леонидович Стрельцов | ELECTRIC HEATED SURFACE GLASS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7517377B2 (en) | Sensor module and protective glass | |
| JP6080279B2 (en) | Method of producing ion exchange glass and resulting apparatus | |
| US3558415A (en) | Glass window having a compressively stressed outer glass sheet | |
| US20200262184A1 (en) | Asymmetric glass laminates | |
| JP3094166B2 (en) | Method for making flat or curved glass sheet | |
| US9950944B2 (en) | Curved bullet proof glass made of glass, glass-ceramic or ceramic mechanically curved on the strike-face layer | |
| US9656913B2 (en) | Transparent laminate which inhibits puncture by projectiles | |
| JP2019517976A (en) | Bonding glass and method of producing bonding glass | |
| WO2002007967A1 (en) | Glazing | |
| RU2510704C2 (en) | Light-transparent structure with heating function | |
| CN110494284A (en) | Automobile laminated glass with holes | |
| JP2011510832A (en) | Thermally bonded glass-ceramic / glass laminates, their use in the field of application of protective equipment and methods for their production | |
| JP2020506156A (en) | Coated glass-based article with designed stress profile | |
| WO2003068501A9 (en) | Anti spalling glass construction | |
| JP5837592B2 (en) | Transparent armor with improved resistance to multiple shots by using thin cover glass | |
| JP2016528139A (en) | Method of producing ion exchange glass and resulting apparatus | |
| US20230264455A1 (en) | Hybrid asymmetric automotive laminate | |
| US20220402243A1 (en) | Hybrid asymmetric automotive laminate | |
| WO2011103801A1 (en) | Glass window for high speed ground transportation system | |
| RU2204535C2 (en) | Multiple-layer electrically heated glass | |
| US20210370646A1 (en) | Glazing unit comprising a chemically toughened thin glass sheet | |
| KR20200002910A (en) | High heat transfer, toughened glass laminates and related thermal systems and methods | |
| WO2018030094A1 (en) | Laminated glass for vehicles | |
| US20230295037A1 (en) | Fire Rated Glass Unit | |
| JP2002012436A (en) | Method of treating glass plate end and plate glass treated thereby |