DE2220753A1

DE2220753A1 - Verbundsicherheitsglasscheibe

Info

Publication number: DE2220753A1
Application number: DE19722220753
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Biank; Friedrich Dr Brueckner; Hans Dr Krings
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1973-11-22
Also published as: FR2134255B1; SU588912A3; DE2220753B2; FR2134255A1

Description

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Anmelder: Saint-Gobain

62, Bd. Victor Hugo

92 Neuilly-sur-Seine/Frankreieh

Verbundsicherheitsglasscheibe

Die Erfindung betrifft eine Verbundsicherheitsglasscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe, aus einer Silikatglasscheibe und einer mit dieser verbundenen Kunststoffolie, die ihrerseits auf der der Glasscheibe abgewandten Oberfläche mit einer die Kratzfestigkeit erhöhenden Auflage versehen ist.

Sine Verbundsicherheitsglasscheibe mit diesem Aufbau ist in der französischen Patentschrift 1 067 9^2 beschrieben. Die Kunststoffolie besteht bei dieser bekannten Ausführung aus Polyvinylacetal. Die die Kratzfestigkeit erhöhende Auflage besteht aus einer Silikonschicht, d.h. aus einem Hydrolyseprodukt von Oi^no-Siliziumverbindungen der allgemeinen Formel R SiX, \

η μ χι) ,

wobei R ein aliphatisches oder aromatisches Kohlenwasserstoffradikal, X ein hydrolysierbarer Rest wie ein Halogenatom'oder ein Alcoxyradikal, und η eine Zahl<4 bedeuten. Derartige Siiikonschichten sind nach dem Aushärten verhältnismäßig hart und spröde. Wenn sie ihren Zweck erfüllen sollen, muß die Unterlage, auf der sie aufgebracht sind, im vorliegenden Fall also die Polyvinylacetalfolie, verhältnismäßig

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hart sein. Ist die Unterlage nämlioh nicht hart, sondern leicht deformierbar, dann bricht die Silikonschicht im praktischen Gebrauch der Scheibe schon bei geringfügiger Beanspruchung, so daß die Scheibe bald unbrauchbar wird.

Eine gattungsgemäß aufgebaute Windschutzscheibe mit einer harten Polyvinylacetalfolie erfüllt jedoch nicht die heute an Windschutzscheibensysteme gestellten Anforderungen. Wegen der geringen plastischen Verformbarkeit erreichen vielmehr bei einem Aufprallunfall die auf den menschlichen Körper wirkenden Reaktionskräfte eine unzulässige Höhe, so daß ernsthafte Verletzungen zu befürchten sind.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zu Grunde, eine Windschutzscheibe der genannten Gattung so zu verbessern, daß sie bei einem Kopraufprall ein Höchstmaß an Sicherheit bietet, und gleichzeitig ein gutes Gebrauchsverhalten aufweist.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kunststoffolie aus weichgemachtem Polyvinylbutyral oder einem vergleichbaren Kunststoff mit hoher Zerreißfestigkeit und hoher plastischer Verformbarkeit besteht und eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm aufweist, und daß die die Kratzfestigkeit verbessernde Auflage aus einem sehr weich eingestellten Kunststoff besteht, der in der Lage ist, infolge seiner Elastizität Oberflächeneindrücke in kurzer Zeit wieder auszuheilen. Für die die Kratzfestigkeit verbessernde Auflage eignet sich bespielsweise ein schwach vernetztes, insbesondere aliphatisches Polyurethan. Auch für die Kunststoffolie eignen sich bestimmte im Handel befindliche Polyurethane.

Man kann bei dieser Ausführungsform zwischen die weiche Folie aus Polyvinylbutyral und die die Kratzfestigkeit ver-

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bessernde Auflage auch eine dünne, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm dicke glasklare Deckfolie aus einem amorphen Polyamid, amorphen Copolyamid, Celluloseacetobutyrat, Cellulosetriazetat, einem Polyester wie insbesondere einem Terephthaiat, oder einem ionomeren Polymeren (besipielsweise SURLIN. der Firma Du Pont) Zwischenschalten. Es hat sich gezeigt, daß solche Deckfolien die. Deformationsfähigkeit der weichen Kunststoffolie nicht unzulässig herabsetzen, wenn sie entsprechend dünn sind. Dabei kann ihre Wirkungsweise grundsätzlich unterschiedlich sein. Entweder verformen sie sich selbst unter der Stoßbelastung, wie beispielsweise Polyamid, oder aber sie zerreißen unter der Stoßbelastung und lösen sich dabei teilweise von der Polyvinylbutyralfolie ab, wie beispielsweise Celluloseacetobutyrat. Die Anordnung solcher Deckfolien hat den Vorteil, daß dadurch die mechanische Stabilität der darunter angeordneten an sich weichen PoIyvinylbutyralschicht erhöht wird, was sich auf das Gebrauchsverhai ten der Windschutzscheiben günstig auswirken kann.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die gleiche Aufgabe durch einen Aufbau gelöst, bei dem die Kunststafffolieaus weichgemachten Polyvinylbutyral oder einem ähnlichen Kunststoff mit hoher Zerreißfestigkeit und hoher plastischer Verformbarkeitbesteht und eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm aufweist, auf dieser weichen Polyvinylbutyralfolie eine dünne, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm dicke Deckfolie aus einem amorphen Polyamid, amorphen Copolyamid, Celluloseacetobutyrat, Cellur- ^osetreazetat, einem Polyester wie insbesondere einem Terephthaiat, oder einem ionomeren Polymeren angeordnet lot, wobei diese Deckfolie in an sich bekannter Weise mit einer harten Beschichtung zur Erhöhung der Kratzfestigkeit versehen ist, etwa aus aufgedamp£em Siliziumoxid oder Glas oder einem Organo-Polysiloxan.

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Windschutzscheiben mit den Merkmalen der Erfindung haben aus biomechanischer Sicht insbesondere den großen Vorteil, daß die gute Dehnfähigkeit der weichen Polyvinylbutyralfolie dadurch voll ausgenutzt werden kann, daß eine große Fläche der Folie an der Verformung teilnimmt. Wird der gleiche dehnfähige Kunststoff nämlich von einer wenig verformbaren, oder von einer spröden Scheibe oder gar von einer Glasscheibe abgedeckt, dann haftet er zumindest auf dem größten Teil seiner Oberfläche auch nach einem Stoß noch an dieser Scheibe, und nur verhältnismäßig kleine Bereiche können sich unter der Belastung frei dehnen. Infolgedessen ist die Länge des möglichen Abbremsweges bei der erfindungsgemäßen Scheibe wesentlich größer als bei den bekannten Windschutzscheibensystemen.

Wenn eine Deckschicht, etwa aus einem Polyamid oder aus einem Celluloseester, auf der Polyvinylbutyralschicht angeordnet ist, kann eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin bestehen, daß man durch Zwischenschaltung eines Haftvermittlers zwischen die Polyvinylbutyralschicht und die Deckschicht Einfluß auf die Klebekraft nimmt. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Klebkraft so einzustellen, daß sich die Deckschicht im mittleren Bereich der Scheibe beim Stoß von der Butyralschicht löst und dabei reißt. Auf diese Weise kommen die hinsichtlich des Stoßverhaltcns gewünschten guten Eigenschaften des Polyvinylbutyrals noch mehr zu Geltung. Als Zwischenschichten zur Beeinflussung der Klebekraft haben sich verschiedene lineare Polyester und Polyurethane bewährt, die auf die Polyvinylbutyralfolie und/oder die Deckschicht aufgesprüht werden können. Kit dem gleichen Erfolg können auch Isocyanate, Titanester, Kieselsäureester, Salze von Übergangsmetallen, Silylperoxid oder Epoxide verwendet werden.

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Schließlich ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, zwischen der die mechanische Festigkeit erhöhenden Schicht und der mit der Silikatglasscheibe verbundenen Kunststoffschicht eine die Diffusion von Wasserdampf verhindernde Kunststoffschicht anzuordnen. Dadurch wird erreicht, daß eine Beeinträchtigung der Klebekraft und/oder eventuelle Trübungserscheinungen, die auf der Aufnahme von Feuchtigkeit durch eine oder mehrere der Kunststoff schichten beruhen, vermieden werden. Die Klebekraft beeinflußt nämlich das Stoßverhalten des Systems, so daß eine kontrollierte und möglichst sich zeitlich nicht verändernde Verklebung aus diesem Grunde vorteilhaft ist. Die die Diffusion von Wasserdampf verhindernde Kunststoffschicht kann in Form einer Lösung oder einer Dispersion auf eine der Kusntstoffolien aufgetragen, oder auch als fertige Folie in den Verbund eingebaut werden.

Wenn als Wasserdampfsperrschicht eine Folie verwendet wird, kann man auch solche Folien in einer Dicke von etwa 0,1 mm unmittelbar als Deckfolien anstelle der beschriebenen Deckfolien zum Beispiel aus Polyamid oder Celluloseestern auf der Polyvinylbutyralfolie anordnen, und diese Deckfolien dann mit einer Kratzfestbeschichtung versehen.

Weitere Merkmale,der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele.

Beispiel i_:

Sine handelsübliche 0,76 mm dicke Folie aus Polyvinylbutyral wird auf einer Seite mit einer Lösung eines weich aushärtenden aliphatischen Polyurethans beschichtet. Die beschichtete Folie wird sodann zur vollständigen Aushärtung bei etwa 90⁰C

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Λ_ Stunde lang getempert. Sodann wird die beschichtete Folie fflit der unbeschichteten Seite auf eine 3 nun dicke Glasscheibe gelegt. Auf die beschichtete Oberfläche der Folie wird eine Glasscheibe lose aufgelegt, auf deren in Kontakt mit der beschichteten Kunststoffolie kommenden Oberfläche ein Trennmittel aufgebracht wurde. Als Trennmittel hat sich z.B. eine dünne Schicht aus Magnesiumstearat bewährt, das auf die Glasoberfläche aufgerieben wird. Mit dieser als Deckscheibe wirkenden Glasscheibe wird die gesamte Schichtenanordnung einer Unterdruckbehandlung unterzogen, um die zwischen den einzelnen Schichten eingeschlossene Luft zu entfernen. Diese Unterdruckbehandlung ist im einzelnen in den deutschen Patentanmeldungen P 20 06 655.1 und P 20 24 781.8 beschrieben. Nach dieser Unterdruckbehandlung wird die Schichtenanordnung mitsamt der Deckscheibe aus Glas einer üblichen Wärme-Überdruck-Behandlung zur endgültigen Verklebung der Polyvinylbutyral olie mit der Glasscheibe unterzogen, sowie es in der französischen Patentanmeldung PV 70 44 711 beschrieben ist. Anschließend wird die Deckscheibe aus Glas entfernt.

3eispiel 2:

Sine 0,1 mm dicke Folie aus einem amorphen Polyamid (Trogamid T der Firma Dynamit-Nobel AG) oder eine 0,1 mm dicke Folie aus Celiuloseacetobutyrat oder Cellulosetriazetat wird auf einer Seite mit einer Organo-Polysiloxan-Beschichtung versehen. Hierfür geeignete Zusammensetzungen und Verfahren sind z.B. in der US-Patentschrift 3 4-51 83S beschrieben. Die Losung kann durch Gießen oder mit einer Spritzpistole aufgetragen v/erden. Nach dem Trocknen an Luft wird die Schicht durch eine Wärmebehandlung bei etwa 100⁰C gehärtet.

Die so beschichtete Polyamid- bzw. Celiuloseacetobutyrat- bzw.

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Cellulosetriazetatfolie wird nun mit einer 0,76 mm dicken Folie aus Polyvinylbutyral und einer Glasscheibe zusammengelegt. Im Falle der Verwendung einer Folie a^s Celluloseacetobutyrat oder Cellulosetriazetat wird zwischen diese Folie und die Polyvinylbutyralolie eine als Haftvermittler wirkende Schicht zwischengeschaltet. Hierfür eignet sich beispielsweise Zinn-II-Chlorid, das in alkoholischer Lösung auf eine der beiden Oberfläche aufgesprüht wird. Statt dessen können hierfür auch handelsübliche Kleber aus linearen Polyestern und Polyurethanen verwendet werden. Auf die beschichtete Oberfläche der Polyamid- bzw. Celluloseacetobutyratfolie wird eine mit Magnesiumstrearat versehene Glasdeckscheibe lose aufgelegt. Die Schichtanordnung wird sodann nach den unter Beispiel 1 beschriebenen Verfahren unter Anwendung von Wärme und Druck verpreßt.

Beispiel 3:

Es wird im wesentlichen wie unter Beispiel 2 beschrieben gearbeitet, doch wird die dünne Folie aus Polyamid bzw. Celluloneacetobutyrat oder Cellulosetriazetat statt mit einer harten Organo-Polysiloxan-Beschichtung mit einer weichen Polyurethan-Beschichtung versehen, die bei einer Temperatur von etwa 90⁰C ausgehärtet wird. Alle anderen Verfahrensschritte sind dieselben wie beim Beispiel 2.

Beispiel 4:

Es wird nach einem der vorangehenden Beispiele gearbeitet. Falls mit einer dünnen Folie aus Polyamid oder Celluloseacetobutyrat oder Cellulosetriazetat gearbeitet wird, wird auf die der Kratzfestbeschichtung gegenüberliegende Oberfläche der Folie eine Wasserdampfsperrschicht aufgebracht. Wenn ge-

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maß Beispiel 1 eine Verbundsicherheitsglasscheibe ohne dünne Beckfolie hergestellt wird, wird die Wasserdampfsperrschicht unmittelbar auf die Polyvinylbutyralfolie, und erst darauf die Beschichtung zur Erhöhung der Kratzfestigkeit aufgebracht, Als Wasserdampfsperrschicht dient ein Film aus Polyvinylidenchlorid, das in Form einer wässrigen Dispersion aufgetragen wird. Das Auftragen kann durch Aufgießen oder mittels einer Auftragewalze erfolgen. Nach dem Auftragen wird die Schicht getrocknet, zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von 50 bis 80⁰G. Nach dein Trocknen soll die Schichtdicke etwa 5 bis 10/u betragen. Die übrigen Verfahrensschritte entsprechen wiederum den in den vorangehenden Beispielen beschriebenen.

Beispiel ?'■

Zur Herstellung einer Verbundsicherheitsglasscheibe mit einer Wasserdampfsperrschicht wird nach einem der Beispiele 1 bis 3 gearbeitet, und als Wasserdampfsperrschicht zusätzlich eine Folie aus Polyvinylidenchlorid, Polyisobutylen, weichgemachtem Polyvinylchlorid, einem Copolymere^ aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, oder aus einem. Polyolefin, wie insbesondere Polypropylen, zwischen der Polyvinylbutyralfolie und der Kratzfestbeschichtung eingearbeitet. Wenn entsprechend Beispiel 2 und 5 eine Deckfolie aus Polyamid oder Celluloseester verwendet wird, kann als Wasserdampfsperrschicht eine Folie von etwa 15/u Dicke verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, wie in Beispiel 1 auf eine weitere Deckfolie zu verzichten, und die als Wasserdampfsperrschicht wirkende Folie selbst als Deckschicht zu verwenden, wobei sie dann eine Dicke von bis zu 100 /u aufweisen kann.

Beispiel 6:

Es wird eine Verbundsicherheitsglasscheibe mit einer höchstens

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0,1 mm dicken Deckfolie aus Celluloseacetobutyrat nach einem der Beispiele 2,3,4- oder 6 hergestellt. Zum Zwecke einer Steuerung der Klebekraft zwischen der Folie aus Celluloseacetobutyrat und der Folie aus Polyvinylbutyral wird als Haftvermittler der unter der Bezeichnung DESMOCOLL 176 im Handel erhältliche Kleber der Fa. BAYER verwandt. Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig weiche Verklebung. Durch Zumischen von DESKODTJR N kann die Klebekraft bis zu einer sehr festen Verklebung in dem gewünschten Maß'erhöht werden.

Im folgenden wird' die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform} Fig. 3 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform; Fig. 4 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform;

Die Verbundsicherheitsglasscheibe nach Fig. 1 weist eine Silikatglasscheibe 1 auf, mit welcher eine Kunststoffolie 2 verbunden ist. Diese trägt ihrerseits auf der der Silikatglasscheibe abgewandten Oberfläche eine die Kratzfestigkeit verbessernde Auflage 3.

Bei der Verbundsicherheitsglasscheibe nach Fig. 2 ist zwischen der Kunststoffolie 2 und der die Kratzfestigkeit verbessernden Auflage 3 eine dünne Deckfolie 4 angeordnet, die bei einem Aufprall verformt oder zerrissen wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist eine Schicht 5

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vorgesehen, und zwar liegt diese zwischen der Kunststoffolie 2 und der die Kratzfestigkeit verbessernden Auflage 3. Die Schicht 5 besteht aus einem Material, welches eine Diffusion von· Wasserdampf verhindert.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform die im wesentlichen der nach Fig. 3 entspricht. Allerdings ist bei der Verbundsicherheitsglasscheibe nach Fig. 4 zwischen der Deckfolie und der Kunststoffolie eine Haftvermittlerschicht 6 vorgesehen, die die Klebekraft zwischen den beiden Folien bestimmt.

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Claims

Patentansprüche

(1 .) Verbundsicherheitsglasscheibe, insbesondere Windschutzscheibe, aus einer Silikatglasscheibe und einer mit dieser verbundenen Kunststoffolie, die ihrerseits auf der der ftiasscheibe abgewandten Oberfläche mit einer die Kratzfestigkeit verbessernden Auflage versehen ist, dadurch Gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie aus weichgemachtem Polyvinylbutyral oder einem vergleichbaren Kunststoff mit hoher Zerreißfestigkeit und hoher plastischer Verformbarkeit besteht und eine Dicke von 0,5 t>is 1*5 mm aufweist, und daß die die Kratzfestigkeit verbessernde Auflage aus einem sehr weich eingestellten Kunststoff besteht, der in der Lage ist, infolge seiner Elastizität Oberflächeneindrücke in kurzer Zeit wieder auszuheilen.
2. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kratzfestigke'it verbessernde Auflage aus einem schwach vernetzten, insbesondeis aliphatischen Polyurethan besteht.
~j. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ^wolie aus Polyvinylbutyral und der die Kratzfestigkeit verbessernden Auflage eine dünne, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm dicke Deckfolie aus einem amorphen Polyamid, amorphen Copoly-.'.r.iici, Celluloseacetobutyrat,Cellulosetriazetat, einem Polyester wie insbesondere einem Terephthalat, oder einem ior.orr.eren Polymeren zwischengeschaltet ist.'
4. Vorbundsicherheitsglasscheibe, insbesondere Windschutzscheibe aus einer Silikatglasscheibe und einer mit dieser

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verbundenen Kunststoffolie, die ihrerseits auf der der Glasscheibe abgewandten Oberfläche mit einer die Kratzfestigkeit verbessernden Auflage versehen ist, dadurch g e k e η η ζ e· i c h η e t, daß die Kunststoffolie aus weicngernachtem Polyvinylbutyral oder einem vergleichbarem ■kunststoff mit hoher Zerreißfestigkeit und hoher plastischer Verformbarkeit besteht und eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm aufweist, da3 auf dieser -,-eichen Polyvinyibutyraifoiie eine a^nne. vorzugsweise C,'. bis 0,2 mm dicke Deckfoiie aus aine.v. amorpher: ^Dolyar.iid, amorphen Copoiyamid, Ceiiuloseacetobutyrat, CeiiuiosetrJazetat, einem Polyester wie insbesondere einem Terephthaiat, oder einem ionomeren Polymeren Eingeordnet, und daß diese Deckfoiie in an sich bekannter V.^reise mit einer harten Beschichtung zur Erhöhung aer Kratzfestigkeit, etwa aus aufgedampften Siliziumoxid oder alas oder einem Organo-Polysiloxan versehen ist.
5- Verbundsicherheitsglasscheibe nach einem oder mehreren der Ansprüche ' bis U_J dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aer Kratzfes^beschichtung und aer PoiyvinyibutyraIfοae eine die Diffusion von '..'as&erdampf verhindernde Schicht SuS Polyvinylidenchlorid, Polyisobutylen, v/eichgemachtem Polyvinylchlorid, einem Copolymere,-! aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, oder aus einem Polyolefin, wie insbesondere Polypropylen, angeordnet ist.
6. Verbundsicherneitsglasscheibe nach einem oder mehreren der. Ansprüche J bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aer Polyvinylbutyral:"oiie und der Deckfoiie eine die Klebekraft zwischen diesen Schichten bestimmende Haftvermittlerschicht angeordnet ist.

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7. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Klebekraft bestimmende Haftvermittlerschicht aus linearen Polyestern, Polyurethanen, Isocyanaten, Titanester, Kieselsäureester, Salzen von Übergangsmetallen, Silylperoxid oder Epoxid besteht.
8. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch β oder J₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Klebekraft im Mittelfeld der Scheibe so eingestellt ist, daß sich die Deckfolie beim Stoß von der Polyvxnylbutyralfolie löst.

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