DE10108315A1

DE10108315A1 - Schallschutzverglasung sowie PVB-Folie zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10108315A1
Application number: DE2001108315
Authority: DE
Inventors: Uwe Keller; Bernhard Koll; Holger Stenzel
Original assignee: Huels Troisdorf AG; HT Troplast AG
Current assignee: Kuraray Specialities Europe GmbH
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-08-29

Abstract

Bekannte Zwischenfolien für Verbundgläser mit verbesserter Schalldämmung sind entweder mehrschichtig aufgebaut oder aus besonderen Materialien gefertigt, die sich nicht in üblichen Anlagen weiterverarbeiten lassen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einschichtige Zwischenfolie für Verbundgläser mit verbesserter Schalldämmung auf der Basis von PVB zur Verfügung zu stellen, die bei weitgehend unveränderter Verarbeitbarkeit eine bei Raumtemperatur verbesserte Schalldämmung der daraus hergestellten Verbundgläser ermöglicht. DOLLAR A Hierzu schlägt die Erfindung eine Zwischenfolie vor, enthaltend: DOLLAR A - 50 bis 80 Gew.-% PVB (teilacetalisierter Polyvinylalkohol) DOLLAR A - 20 bis 50 Gew.-% einer Weichmachermischung, enthaltend DOLLAR A -- 30 bis 70 Gew.-% - gerechnet als Anteil an der Weichmachermischung - eines oder mehrerer Polyalkylenglykole der Gruppe, bestehend aus DOLLAR A --- Polyalkylenglykolen der allgemeinen Formel HO-(R-O)¶n¶-H mit R = Alkylen und n > 5, DOLLAR A --- Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylenglykol der allgemeinen Formel HO-(CH¶2¶-CH¶2¶-O)¶n¶-(CH¶2¶-CH(CH¶3¶)-O)¶m¶-H mit n > 2, n/m > 0,3, m > 3 und (n + m) < 25, DOLLAR A --- Derivaten von Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylenglykol der allgemeinen Formel R¶1¶O-(CH¶2¶-CH¶2¶-O)¶n¶-(CH¶2¶-CH(CH¶3¶)-O)¶m¶-H bzw. HO-(CH¶2¶-CH¶2¶-O)¶n¶-(CH¶2¶-CH(CH)¶3¶)-O)¶m¶-R¶1¶ mit n > 2, m > 3, n/m > 0,3 und (n + m) < 25 und R¶1¶ als organischen Rest.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Schallschutzverglasung mit einem Verbundsicherheitsglas sowie eine PVB-Folie zu ihrer Herstel lung. Verbundsicherheitsgläser bestehen im allgemeinen aus zwei Glasscheiben und einer die Glasscheiben verbindenden Klebfolie. Als Klebfolie wird ganz überwiegend eine Folie aus weichmacher haltigen teilacetalisierten Polyvinylalkoholen, insbesondere aus Polyvinylbutyral (PVB) verwendet. Die eingangs genannten Verbundsicherheitsgläser werden beispielsweise als Windschutz scheiben oder Seitenverglasungen im Kraftfahrzeugbereich sowie als Verglasung im Baubereich mit verbesserter Schalldämmlei stung eingesetzt.

Als Weichmacher für PVB finden in herkömmlichen PVB-Folien kom merziell überwiegend aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetrae thylenglykols Verwendung. Hierzu zählen 3GH, 3G7, 3G8 sowie 4G7, bei denen die vorangestellte Ziffer auf die Anzahl n der Wiederholungseinheit H-(O-CH₂-CH₂)_n-OH des Oligoethylenglykol- Anteils und H auf 2-Ethylbutyrat, 7 auf n-Heptanoat und 8 auf 2-Ethylhexanoat verweist. Weitere bekannte Weichmacher für Po lyvinylbutyral sind u. a. Dialkyladipate mit aliphatischen bzw. cycloaliphatischen Esteranteilen, Dialkylsebazate, Triorgano phosphate, Triorganophosphite oder Phthalatweichmacher wie Ben zylbutylphthalat.

Verbundsicherheitsgläser weisen eine im Vergleich zu monolithi schen Glasscheiben gleicher Gesamtstärke bereits mit Standard- PVB-Ansätzen eine höhere akustische Dämpfung auf. Dieses ist darauf zurückzuführen, daß die PVB-Folie aufgrund ihrer Elasti zität die mechanische Kopplung der Einzelscheiben vermindert und so die Übertragung von Schwingungen der der Schallquelle zugewandten Scheibenseite auf die abgewandte Scheibenseite er schwert.

Die Effizienz der Dämpfung einer Verglasung läßt sich als Funk tion der Frequenz gemäß DIN 52210 bzw. der Norm EN ISO 717 be stimmen und wird dann durch das bewertete Schalldämmaß R_w ausge drückt, welches einem gewichteten Mittelwert über den bauaku stisch relevanten Frequenzbereich von 100 Hz-3150 Hz ent spricht. Hierbei steht ein höherer Wert R_w für eine bessere aku stische Dämpfung der Verglasung. Beispielsweise läßt sich mit einer, herkömmlichen Verbundglasscheibe des Aufbaus 3 mm Glas/0,38 mm PVB-Folie/3 mm Glas ein R_w von 33 dB erzielen, wäh rend für eine monolithische Scheibe der Dicke 6 mm 32 dB gemes sen werden.

Das Dämpfungsverhalten der bekannten Verbundsicherheitsgläser ist jedoch für Schallschutzverglasungen nicht ausreichend. Mißt man bei Raumtemperatur die akustische Dämpfung eines Ver bundsicherheitsglases gemäß dem Stand der Technik mit einer herkömmlichen PVB-Folie als Zwischenschicht, so steigt die Dämpfung mit steigender Frequenz in weiten Bereichen stetig und angenähert linear an, wobei jedoch insbesondere im Frequenzbe reich zwischen ca. 1.000 und 3.500 Hz ein deutlicher Einbruch der Dämpfung (relatives Minimum der Dämpfung, Koinzidenzein bruch) zu beobachten ist. Die Lage dieses Koinzidenzeinbruchs ist abhängig von der Dicke der verwendeten Gläser. Bei Verwen dung von Glasscheiben einer Dicke von je 4 mm liegt der Koinzi denzeinbruch etwa im Bereich von 1250 bis 2500 Hz, bei Verwen dung dünnerer Scheiben verschiebt sich der Bereich des Dämp fungseinbruchs zu höheren Frequenzen, während dieser Bereich bei Verwendung dickerer Glasscheiben zu niedrigeren Frequenzen hin verschoben wird. Die Frequenz, bei der die Dämpfungskurve im Bereich des Koinzidenzeinbruchs das relative Minimum durch läuft, wird im folgenden Koinzidenzfrequenz genannt.

Eine Schallschutzverglasung im Sinne dieser Erfindung ist eine Verglasung mit erhöhter Schalldämmwirkung, die wenigstens ein Verbundsicherheitsglas-Laminat (VSG) umfaßt und,
soweit die Verglasung als Mehrschichtverglasung mit wenig stens einem Verbundsicherheitsglas-Laminat und wenigstens ei nem hierzu durch eine Gasschicht beabstandeten zweiten Glas - das sind insbesondere Architekturverglasungen - ausgebildet ist, ein bewertetes Schalldämmmaß R_w < 39 dB gemäß EN-ISO 717 bei Labormessung nach EN-ISO 140, oder,
soweit die Verglasung als Einzelverglasung mit lediglich ei nem Verbundsicherheitsglas-Laminat für den Architekturbereich ausgebildet ist, ein bewertetes Schalldämmmaß R_w < 37 dB gemäß EN-ISO 717 bei Labormessung nach EN-ISO 140, oder,
soweit die Verglasung als Einzelverglasung mit lediglich ei nem Verbundsicherheitsglas-Laminat für den Fahrzeugbereich ausgebildet ist, ein bewertetes Schalldämmmaß R_w < 33 dB gemäß EN-ISO 717 bei Labormessung nach EN-ISO 140
aufweist. Der für den Fahrzeugbereich gewählte Grenzwert ist mit 33 dB niedriger als der Wert für eine Einzelverglasung für den Architekturbereich mit 37 dB, da im Fahrzeugbereich gerin gere Scheibendicken - meist unter 2,5 mm für die Einzelschei ben - verwendet werden.

Stand der Technik

Es wurden in der Vergangenheit bereits Vorschläge gemacht, das akustische Dämpfungsverhalten von Verbundsicherheitsgläsern zu verbessern. Aus der US 5,773,102 (= EP 0 763 420 A1) ist ein Verbundsicherheitsglas bekannt, bei dem zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften neben einer Standard-PVB-Folie eine spezielle, akustisch wirksame Folie eingesetzt wird.

In der DE 197 05 586 C1 und der EP 0 844 075 A1 wird für eine schalldämpfende Verbundglasscheibe für Kraftfahrzeuge ebenfalls eine mehrschichtige thermoplastische Zwischenschicht vorge schlagen. Der Verbund besteht aus einer viskoelastischen Acryl polymerfolie, die auf beiden Seiten unter Zwischenschaltung je weils einer 0,01 bis 0,1 mm dicken Folie aus Polyethylen therephthalat und jeweils einer thermoplastischen Klebefolie aus Polyvinylbutyral mit zwei Silikatglasscheiben verbunden ist.

Solche mehrschichtigen Zwischenschichten sind jedoch aufwendig in der Herstellung und häufig auch in der Weiterverarbeitung.

Aus der DE 24 61 775 A1 ist schließlich eine Verbundglasscheibe bekannt, die durch Zugabe sehr hoher Mengen an Standardweichma cher, hier Flexol, eine zwar verbesserte Schalldämmung erzielt, wobei die verwendete Weichmachermenge jedoch zu erhöhter Kleb rigkeit führt, wodurch die Folie kaum mit herkömmlichen Anlagen weiterzuverarbeiten ist.

Aufgabe

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schall schutzverglasung mit wenigstens einem Verbundsicherheitsglas mit einer möglichst einschichtigen Zwischenfolie auf der Basis von PVB zur Verfügung zu stellen, die bei weitgehend unverän derter Verarbeitbarkeit eine bei Raumtemperatur verbesserte Schalldämmung der daraus hergestellten Verbundgläser ermög licht. Ein weiteres Anliegen der Erfindung ist es, eine schall dämmende Folie zur Herstellung einer Schallschutzverglasung mit bei Raumtemperatur verbesserter Schalldämmung zur Verfügung zu stellen. Weitere Anliegen der Erfindung ergeben sich aus den Vorteilen der Erfindung sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Schallschutzvergla sung gemäß Anspruch 1, bevorzugt in Verbindung mit einem oder mehreren der Merkmale der Unteransprüche, bzw. durch eine schalldämmende Folie nach Anspruch 9.

Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einer schalldämmenden PVB-Folie zusätzlich zu wenigstens einem er sten, an sich bekannten Weichmacher ein Polyalkylenglykol der Formel HO-(R-O)_n-H oder bestimmter, in den Ansprüchen näher de finierte davon abgeleitete Derivate als Weichmacher einzuset zen.

Polyalkylenglykol oder davon abgeleitete Derivate als Co- Weichmacher in einer PVB-Folie bewirken im Vergleich zu konven tionellen Weichmachern eine deutliche Verbesserung der Schall dämmung in den mit einer solchen Folie hergestellten Verbund gläsern und damit den daraus hergestellten Schallschutzvergla sungen. Insbesondere der sonst ausgeprägte Abfall der Schall dämmung im Koinzedenzbereich ist wesentlich schwächer ausge prägt. Gegenüber einer Standard-Folien-Rezeptur kann der Anteil an Polyvinylbutyral und/oder des jeweils verwendeten Standard- Weichmachers in der PVB-Folie herabgesetzt und durch ein Po lyalkylenglykol oder ein davon abgeleitetes Derivat substitu iert werden. Die allgemeine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß das Polyalkylenglykol bzw. ein De rivat hiervon in Mischung mit einem oder mehreren konventionel len Weichmachern die Weichmachung des PVB-Harzes bewirkt.

In der allgemeinen Ausführungsform der Erfindung macht die Sum me der weichmachenden Komponenten (Polyalkylenglykol + konven tioneller Weichmacher) 20 bis 50 Gew.-% der Folie aus. In ihrer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Gesamt-Weichmacher gehalt 25 bis 40 Gew.-% und in der am meisten bevorzugten Form 30 bis 35 Gew.-%. Der Anteil des erfindungsgemäßen Polyalky lenglykols an der Folie beläuft sich dabei im bevorzugten Fall auf mehr als 5 Gew.-% und im am meisten bevorzugten Fall auf mehr als 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf die gesamte Folienre zeptur.

Polyalkylenglykole im Sinne der Erfindung sind solche, die ei nen durchschnittlichen Polymerisationsgrad DP von 6 oder höher haben, der allerdings nicht so hoch ist, daß eine in Verbindung mit den übrigen Komponenten der Folie inakzeptable Trübung im Verbundglas eintritt. Als inakzeptabel anzusehen sind bei Mes sung gemäß ASTM D1003-6 Trübungswerte größer 3% Haze bzw. Ab weichungen in ΔL größer 3, die bei einer Vergleichsmessung des mit PVB-Folie laminierten Glaspaares gegen ein Glaspaar ohne PVB-Folie gemäß L_(Laminat) - L_(Glaspaar) = ΔL nach DIN 5033 festgestellt werden. Bevorzugt liegen die Trübungswerte bei einer Foli enstärke von 0,76 mm unter 1,5%, insbesondere unter 1% Haze.

Bei den Polyalkylenglykolen im Sinne der Erfindung kann es sich im einzelnen um Poly(ethylenoxide) einschließlich Blockcopoly meren des Typs HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂-CH(CH₃)-O)_m-H mit n < 2, m < n/m < 0,3 und (n+m) < 25 oder Poly(butylenoxide) sowie da von abgeleitete Derivate handeln. Für die nicht derivatisierten Polyalkylenglykole der Erfindung gilt, daß diese einen durch schnittlichen Polymerisationsgrad - im folgenden DP genannt - von mindestens 6 aufweisen sollten. Beispiele hierfür sind Plu riol® E 600 der Firma BASF mit einem durchschnittlichen Polyme risationsgrad DP von 13,6 sowie Pluriol® P 2000 der Firma BASF mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad DP von 15,5.

Derivate von Polyalkylenglykolen im Sinne der Erfindung sind solch, bei denen der Wasserstoff von mindestens einer der bei den terminalen Hydroxygruppen des Polyalkylenglykols durch ei nen organischen Rest ersetzt ist. Als Beispiele hierfür können ethoxylierte Fettalkohole, ethoxylierte Fettsäuren wie Ölsäure polyethylenglykolester oder Monoether des Polyalkylenglykols mit einfachen aliphatischen Alkoholen wie Methanol oder Ethanol dienen. Weitere Beispiele sind Marlophen® NP 6 der Firma Con dea, welches aus einer Polyethylenglykol-Anteil mit einem DP von 6 und einem Isononylphenol-Anteil an einem der beiden Hydroxyl-terminierten Enden aufgebaut ist, sowie Marlipal® O 13/100 der Firma Condea, welches aus einem Polyethylenglykol- Anteil mit einem DP von 10 und einem C₁₃-Oxoalkohol aufgebaut ist. Für diese Monoderivate der Polyalkylenglykole gilt, daß der DP des Polyalkylenglykolanteils mindestens 2 betragen muß. Die Obergrenze des DP ergibt sich aus der Verträglichkeit mit den übrigen Komponenten der Folie.

Als Harze für die erfindungsgemäße Folie dienen an sich bekann te, mit Butyraldehyd teilacetalisierte Polyvinylalkohole, d. h. Polyvinylbutyral. Die teilacetalisierten Polyvinylalkohole wer den in bekannter Weise durch Acetalisierung von hydrolysierten Polyvinylestern hergestellt. Das bevorzugte Polyvinylbutyral- Harz enthält 10 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 17 bis 23 Gew.-% und besonders bevorzugt 19 bis 22 Gew.-% Vinylalkoholreste. Das Polyvinylbutyral enthält ggf. zusätzlich 0 bis 20 Gew.-%, be vorzugt 0,5 bis 2,5 Gew.-% Acetatreste.

Neben den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Polyalkylengly kolen wird wenigstens ein weiterer Weichmacher verwendet. Be vorzugt ist dieses ein Standard-Weichmacher aus der Gruppe be stehend aus

- Estern von mehrwertigen aliphatischen oder aromatischen Säuren, z. B. Dialkyladipate wie Dihexyladipat, Dioctyladi pat, Hexyl-cyclohexyladipat, Mischungen aus Heptyl- und Nonyladipaten, Diisononyladipat, Heptylnonyladipat sowie Ester der Adipinsäure mit cycloaliphatischen Esteralkoho len, Dialkylsebazate wie Dibutylsebazat, Phthalatestern wie Butylbenzylphthalat;
- Estern von mehrwertigen aliphatischen oder aromatischen Al koholen oder Oligoetherglykolen mit höchstens vier Ethy lenglykoleinheiten mit einem oder mehreren unverzweigen oder verzweigten aliphatischen oder aromatischen Substitu enten, wie z. B. Estern von Di-, Tri- oder Tetraglykolen mit linearen oder verzweigten aliphatischen oder cycloaliphati schen Carbonsäuren. Als Beispiele für letztere Gruppe kön nen dienen Diethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat), Tri ethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat), Triethylenglykol-bis- (2-ethylbutanoat), Tetraethylenglykol-bis-n-heptanoat, Tri ethylenglykol-bis-n-heptanoat, Triethylenglykol-bis-n- hexanoat.

Besonders bevorzugt werden als Standard-Weichmacher Di-n-hexyl adipat (DHA) und Triethylenglykol-bis-n-heptanoat (3G7).

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen PVB-Folie mit verbesser ter akustischer Dämpfung wird die flüssige, pastöse oder feste Polyalkylenglykol-Komponente mit dem Standard-Weichmacher ge mischt, so daß entweder eine homogene Lösung der Polyalky lenglykol-Komponente im Weichmacher oder bei Unverträglichkeit zwischen Polyalkylenglykol-Komponente und Weichmacher eine Dis persion entsteht. Die Mischung aus Weichmacher und Polyalky lenglykol-Komponente wird dann zusammen mit dem pulverförmigen Polyvinylbutyral unter Eintrag von Wärme und mechanischer Ar beit zu einer homogenen Folienmasse verarbeitet, welche bevor zugt durch eine Breitschlitzdüse zu einer Folienbahn ausgeformt wird. Als weitere Bestandteile können optional Farbstoffe, Lichtschutzmittel, Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Wasser sowie Haftungsregulatoren in der Folie enthalten sein.

Der Wassergehalt der Folien wird bevorzugt auf 0,15 bis 0,8 Gew.-%, insbesondere auf 0,4 bis 0,7 Gew.-%, eingestellt.

Die erfindungsgemäßen Verbundsicherheitsgläser (VSG) weisen ne ben den verbesserten Dämpfungseigenschaften die die VSG aus zeichnenden Eigenschaften wie Bruchfestigkeit, Splitterbindung und Transparenz auf. Beispielsweise ergeben sich bei der Haf tungsprüfung zum Glas im Pummel-Test Werte von 8-10 für die Feuer-Seite und 7 für die Zinn-Seite des Glases.

Das Verbundsicherheitsglas der erfindungsgemäßen Schallschutz verglasung weist als zwischen der ersten und der zweiten Glas scheibe angeordnete Zwischenschicht bevorzugt eine monolithi sche - d. h. einschichtige - PVB-Folie auf.

Es liegt jedoch im Bereich der beanspruchten Erfindung, wenn als Zwischenschicht zwischen der ersten und der zweiten Glas scheibe eine Mehrschichtfolie angeordnet ist, die aus wenig stens einer schalldämmenden Folie gemäß Anspruch 9 und weiteren Schichten besteht. Bevorzugt wird hierzu ein Laminat aus einer schalldämmenden Folie gemäß Anspruch 9, einer zweiten PVB- Schicht und einer zwischen diesen angeordneten Sperrschicht eingesetzt. Die zweite PVB-Schicht kann dabei eine Standard- PVB-Folie mit Standardweichmachern sein. Die Sperrschicht ver hindert eine Weichmacherwanderung zwischen den beiden PVB- Schichten. Hierzu eignen sich insbesondere relativ dünne Poly esterfolien. Die akustische Wirksamkeit solcher Laminat- Zwischenschichten wird dabei ganz überwiegend von der ggf. re lativ dünnen schalldämmenden Folie bestimmt.

Um die schall- bzw. schwingungsdämpfende Wirksamkeit der erfin dungsgemäß eingesetzten PVB-Formulierungen zu überprüfen, wird ein Test durchgeführt, der im folgenden beschrieben wird.

Der Test basiert darauf, daß bei einem mit PVB-Folie laminier ten Prüfkörper, der durch einen kurzen Schlag zum Schwingen an geregt wird, in Abhängigkeit von der schwingungsdämpfenden Wirksamkeit des PVB-Ansatzes die Amplitude der freien Schwin gung unterschiedlich rasch abnimmt, bis zu dem Punkt, an dem praktisch sämtliche durch den Schlag eingetragene mechanische Energie durch innere bzw. äußere Reibungsvorgänge in Wärmeener gie umgewandelt worden ist und der laminierte Prüfkörper wieder zur Ruhe kommt. Die Schwingung selber ist eine gedämpfte Sinus schwingung, wobei die Amplitude dieser Schwingung mit einer Ex ponentialfunktion abnimmt. Die einzelnen Maxima dieser Schwin gung liegen dabei auf einer Kurve gemäß der Formel

mit
Y = zeitabhängige Amplitude der gedämpften Schwingung (Auslenkung),
X = Zeit,
y₀, a₁ und x₀ = für die Anpassung der Exponentialfunktion an die Schwingung benötigte Konstanten, und
t₁ die sogenannte Zeitkonstante ist.

Die Zeitkonstante t₁ ist dabei ein Maß für die schalldämmende Wirkung des PVB-Ansatzes, wobei bei kleineren t₁-Werten eine bessere, bei größeren t₁-Werten eine schlechtere akustische Wirksamkeit einer Folie aus diesem Ansatz zu beobachten ist.

Nimmt die Amplitude der freien Schwingung schnell ab, ist also die Zeitkonstante oder der t₁-Wert klein, handelt es sich um ei ne akustisch wirksame Zwischenschicht, da mechanische Energie in Form von Vibrationen, wie sie z. b. durch Luftschall auf ein Glasbauteil übertragen werden können, in der Zwischenschicht in Wärme umgewandelt werden können, woraus die schwingungsdämpfende Wirkung resultiert. Nimmt die Amplitude der freien Schwingung hingegen nur langsam ab, ist die Zeitkonstante t₁ also groß, handelt es sich um eine akustisch weniger wirksame Zwischen schicht, die auch bei größeren Formaten, wie zum Beispiel den für Labormessungen der Schalldämpfung gemäß EN ISO 140 vorge schriebenen 1,23 × 1,48 m, schlechtere Resultate ergeben wird.

Soweit in dieser Anmeldung der Begriff Zeitkonstante oder t₁- Wert verwendet wird, ist damit der nach folgendem Verfahren er mittelte Wert gemeint: Für den Test wird das zu untersuchende PVB-Material zunächst gemäß dem Fachmann geläufiger Verfahren zu einer Folie einer Stärke von 0,76 mm verarbeitet. Mit zwei Scheiben Floatglas der Stärke 2,1 mm wird diese Folie in einem dem Fachmann geläufigen Standardvorverbundverfahren und an schließendem Autoklavenprozeß, wie sie üblicherweise zum Ver binden von PVB-Folie mit Glas Anwendung finden, zu einem Ver bundsicherheitsglas laminiert. Die PVB-Folie ist vor dem Lami nieren so zu konditionieren, daß ihr Wassergehalt 0,5 ± 0,1 Gew.-% beträgt. Der Wassergehalt ist naßchemisch durch Bestim mung nach Karl Fischer zu ermitteln. Für den Schwingungsversuch sind Prüfkörper mit den Abmessungen 30,0 cm × 10,0 cm herzu stellen, die dann eine Dicke von 4,95 mm ± 0,1 mm aufweisen. Die PVB-Folie muß bündig mit den Rändern des Laminats abschlie ßen und die beiden Glasplatten dürfen nicht mehr als 1 mm ge geneinander verschoben sein, um das Ergebnis nicht zu verfäl schen. Die Messung wird in einem auf 20 ± 1°C klimatisiertem Raum durchgeführt, die Temperatur des Prüfkörpers beträgt eben falls 20 ± 1°C. Der so beschaffende stabförmige Prüfkörper wird dann so auf zwei Schaumstoffunterlagen plaziert, daß er jeweils bei 7,5 cm, gemessen von den jeweiligen Enden des Sta bes, auf der Schaumstoffunterlage aufliegt. Die Auflagepunkte der Schaumstoffunterlagen, die in Kontakt mit dem Prüfkörper sind, müssen dementsprechend einen Abstand von 15,0 cm zueinan der haben. Um niederfrequente Schaukelbewegungen des Prüfkör pers auf der Schaumstoffunterlage zu minimieren, wird diese aus einem auf 15 cm Länge und 10 cm Breite zugeschnittenen Schaum stoffstreifen mit ca. 2 cm Dicke zu einem Bogen geformt und mit seinen beiden Enden auf eine feste Unterlage aufgeklebt. Für die Schaumstoffunterlagen wird ein weicher PU-Schaumstoff mit einer Rohdichte von ca. 30-40 kg/m³ verwendet. Der Aufbau ist in Fig. 2 näher erläutert.

Zum Anregen des Prüfkörpers wird ein nicht zu schwerer, mit Gummi mittlerer Elastizität ummantelter Eisenstab verwendet. Dabei ist sicherzustellen, daß von dem zur Anregung verwendeten Körper keine Schwingungen auf den Prüfkörper übertragen werden und daß dessen Fundamentalmode ohne überlagernde Schwingungen aufgenommen wird.

Zur Aufnahme des Amplitudenverlaufs als Funktion der Zeit wird exakt in der Mitte des Prüfkörpers ein Beschleunigungssensor aufgeklebt. Als Kleber wird Bienenwachs verendet. Als Be schleunigungsmesser wird ein DeltaTron® Accelerometer, Typ 4507 002 der Firma Brüel & Kjaer verwendet, der mit seiner Untersei te so aufgeklebt wird, daß das Kabel seitlich so weggeführt wird, daß es den Prüfkörper nicht berührt und in seiner Bewe gung nicht wesentlich eingeschränkt.

Die eigentliche Auswertung kann zweckmäßig durch handelsübliche EDV-Programme, z. B. Microcal ORIGIN, ggf. aber auch von Hand durchgeführt werden. Hierzu werden zunächst die Ausschläge der einzelnen Maxima der gemessenen Schwingungskurve und die zuge hörigen Zeitwerte, also die einzelnen X-Werte und zugehörigen y-Werte der jeweiligen Maxima, bestimmt. Das erste Maximum ist jeweils zu verwerfen, da dieses durch das Anschlagen selbst verfälscht werden kann. Zur Auswertung werden nur diejenigen Maxima herangezogen, die innerhalb eines Zeitintervalls von 0,05 s, beginnend mit dem ersten Maximum, liegen. Aus diesen X- und zugehörigen y-Werten der einzelnen Maxima werden - insbe sondere durch Iteration - die Werte für y₀, a₁ und x₀ sowie die Zeitkonstante t₁ in der Exponentialfunktion

so ermittelt, daß die Summe der Abstandsquadrate der tatsächli chen Meßwerte von der berechneten Funktion minimal ist.

Bei der Auswertung entspricht y₀ ungefähr der Basislinie der aufgezeichneten Schwingung, a₁ entspricht ungefähr dem ersten in die Auswertung einbezogenen Maximum und t₁ ist die Zeitkonstan te. Die Zeitkonstante t₁ ist dabei eine Materialkonstante, die ein direktes Maß für die Schalldämmwirkung des gemessenen PVB- Ansatzes darstellt.

Für die erfindungsgemäße Schallschutzverglasung wird bevorzugt eine PVB-Folie eingesetzt, deren Ansatz eine Zeitkonstante t₁ von < 0,02 s, bevorzugt < 0,015 s und insbesondere 0,01 s auf weist. Besonders bevorzugt werden PVB-Folien eingesetzt, deren Ansatz eine Zeitkonstante t₁ von < 0,007 s aufweist. Bei diesen Werten für die Zeitkonstante ist die Amplitude der Schwingungs kurve nach ca. 4-7 Schwingungen auf unter 10% ihres Maximal wertes abgeklungen. Im Vergleich hierzu sinkt die Schwingungs kurve von Standard-PVB erst nach mehr als 20 bis 30 Schwingun gen unter diesen Wert.

Wege zur Ausführung der Erfindung sowie Vergleichsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs- und Ver gleichsbeispielen sowie der Zeichnung näher erläutert. Es zei gen dabei:

Fig. 1 Diagramm 1 gemäß Beispiel 1;

Fig. 2 schematischer Prüfaufbau zur Bestimmung der Zeitkon stanten t₁;

Fig. 3 Meßwertaufnahme gemäß Vergleichsbeispiel 2;

Fig. 4 Amplitudenauswertung gemäß Vergleichsbeispiel 2;

Fig. 5 Meßwertaufnahme gemäß Beispiel 7;

Fig. 6 Amplitudenauswertung gemäß Beispiel 7.

Beispiel 1

Zu 67 Gewichtsteilen eines Polyvinylbutyral-Harzes mit einem Vinylalkohol-Restgehalt (OH-Gruppen-Gehalt berechnet als Vinyl alkoholgehalt) von 20,5 Gew.-% und einem Vinylacetat-Restgehalt von 0,7 Gew.-% wurden 22 Gewichtsteile von Triethylenglykol bis-n-heptanoat (3G7) als Standard-Weichmacher zusammen mit 11 Gewichtsteilen Pluriol® 600, einem nicht-substituierten Po ly(ethylenglykol) mit einem mittlerem Molekulargewicht von 600 [g/mol] bzw. einem mittleren Polymerisationsgrad DP von 13,6, sowie 0,15 Gewichtsteilen des W-Absorbers Tinuvin® P (Hersteller: Fa. Ciba) gegeben. Die Mischung wurde in einem Doppelschnecken-Extruder mit Breitschlitzdüse bei ca. 200°C Massetemperatur zu einem transparenten Film der Dicke 0,76 mm extrudiert.

Die PVB-Folie wurden anschließend durch gleichzeitiges Erhitzen und Verpressen in einem Autoklav mit jeweils zwei Glasscheiben der Abmessungen 1480 × 1230 × 4 mm zu Verbundglasscheiben lami niert. Für diese Scheiben wurde gemäß DIN EN ISO 717 das bewer tete Schalldämmaß R_w bestimmt, wobei ein Frequenzband von 50 Hz bis 5000 Hz im Terzabstand durchfahren wurde. Die Temperatur des Prüfkörpers und des Prüfraumes betrug 21°C. Ergebnisse dieser Messungen sind in Diagramm 1 in Form einer Dämpfungskur ve dargestellt, wobei höhere bei einer bestimmten Frequenz ge messene Werte eine bessere Dämpfung bedeuten.

Vergleichsbeispiel (Beispiel 2)

Für die im Diagramm 1 zum Vergleich aufgeführte Dämpfungskurve eines Verbundglases mit dem Aufbau 4 mm Glas/0,76 Standard- PVB/4 mm Glas mit 26 Gew.-% 3G7 als Weichmacher läßt sich ein Einbruch der Dämpfung zwischen 1000 und 2000 Hz gut erkennen. Dieses Phänomen ist als Koinzidenzeinbruch bekannt und stellt eine - im Hinblick auf Schallschutz - charakteristische Schwachstelle von Verbundgläsern dar, die mit Standard-PVB her gestellt sind.

Das relative Minimum der Schalldämmung im Koinzedenzbereich liegt bei ca. 1.900 Hz, d. h., die Koinzidenzfrequenz beträgt 1.900 Hz. Die Dämpfung liegt bei dieser Frequenz mit ca. 31,5 dB um mehr als 5 dB unterhalb des entsprechenden Wertes bei der Folie gemäß Beispiel 1.

Zusätzlich wurde für dieses Vergleichsbeispiel die Zeitkonstan te t₁ ermittelt. Die gemäß der oben angegebenen Versuchsanwei sung aufgenommene Schwingungskurve wurde digitalisiert und aus gewertet. Die digitale Schwingungskurve ist in Fig. 3 wiederge geben. Man erkennt, daß die Schwingung relativ ungedämpft ver läuft, was auf eine schlechte akustische Wirksamkeit der Folie schließen läßt. Mittels Iteration wurden die Parameter für y₀, a₁ und x₀ sowie die Zeitkonstante t₁ wie folgt ermittelt:

y₀ = 13,07191 V ± 0,13254 V
x₀ = 0,007 s ± 0
a₁ = 5,00077 V ± 0,12026 V
t₁ = 0,03232 V ± 0,00154 V
Chi²: 0,00116 V²(Mittel der Abstandsquadrate)

Der Funktionsverlauf der ermittelten e-Funktion mit den Meßwer ten der Amplituden-Maxima ist in Fig. 4 dargestellt.

Beispiele 3 bis 7

Wie in Beispiel 1 wurden die in der nachfolgenden Tabelle ange führten Beispiele 3 bis 7 durchgeführt. Die Schalldämmkurven für die Beispiele 3 bis 7 lagen dabei auf ähnlichem Niveau wie die gemäß Beispiel 1.

⁽¹⁾ Di-n-hexyladipat
⁽²⁾ Triethylenglykol-bis-n-heptanoat
⁽³⁾ Poly(ethylenglykol) mit einem mittlerem Molekulargewicht von 600 [g/mol]
⁽⁴⁾ Einseitig substituiertes PEG mit einem Polyethylenglykol- Anteil mit einem DP von 12 und einem Isononylphenol-Anteil an einem der beiden Hydroxyl-terminierten Enden.
⁽⁵⁾ Beidseitig substituiertes PEG mit einem Polyethylenglykol- Anteil mit einem DP von 6 und einem Isononylphenol-Anteil an einem der beiden Hydroxyl-terminierten Enden.
⁽⁶⁾ Polybutylenglykol mit einem DP von ca. 9 der Firma BASF.
⁽⁷⁾ Bewertetes Schalldämmaß in dB bei Messung gemäß DIN EN ISO 717.

Für sämtliche Folien der Beispiele werden im Verbundglas Trü bungswerte gefunden, die niedrig und vergleichbar mit denjeni gen eines Verbundglases sind, welches mit einer auf bekannte Weise weichgemachten PVB-Folie laminiert ist. Trotz des im Ver gleich zum Vergleichsbeispiel 2 von 26 Gew.-% auf 33 Gew.-% er höhten Gesamtweichmachergehalt wurde die Handhabbarkeit der Fo lie, insbesondere ihre Klebrigkeit, nicht nennenswert ver schlechtert. Im Vergleich dazu wäre eine Folie mit 33 Gew.-% Gehalt an 3G7 wegen der hohen Klebrigkeit - durch Ausschwitzen von Weichmacher - kaum mit herkömmlichen Anlagen weiterzuverar beiten.

Zusätzlich wurde für das Beispiel 7 die Zeitkonstante t₁ ermit telt. Die gemäß die oben angegebenen Versuchsanweisung aufge nommene Schwingungskurve wurde digitalisiert und ausgewertet. Die digitale Schwingungskurve ist in Fig. 5 wiedergegeben. Man erkennt, daß die Schwingung stark gedämpft verläuft, was auf eine sehr gute akustische Wirksamkeit der Folie schließen läßt. Mittels Iteration wurden die Parameter für y₀, a₁ und x₀ sowie die Zeitkonstante t₁ wie folgt ermittelt:

y₀ = 12,41498 V ± 0,01949 V
x₀ = 0,007 s ± 0
a₁ = 4,79521 V ± 0,0237 V
t₁ = 0,00539 V ± 0,00007 V
Chi²: 0,00032 V²(Mittel der Abstandsquadrate)

Der Funktionsverlauf der ermittelten e-Funktion mit den Meßwer ten der Amplituden-Maxima ist in Fig. 6 dargestellt.

Claims

1. Schallschutzverglasung umfassend wenigstens ein Verbundsi cherheitsglas mit einer ersten und einer zweiten Glas scheibe sowie einer zwischen der ersten und der zweiten Glasscheibe angeordnete Zwischenschicht, wobei die Zwi schenschicht enthält:
50 bis 80 Gew.-% PVB (mit Butyraldehyd teilacetalisier ter Polyvinylalkohol),
20 bis 50 Gew.-% einer Weichmachermischung, enthaltend
30 bis 70 Gew.-% - gerechnet als Anteil an der Weichmachermischung - eines oder mehrerer Polyalky lenglykole der Gruppe bestehend aus
Polyalkylenglykolen der allgemeinen Formel HO-(R-O)_n-H mit R = Alkylen und n < 5,
Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylenglykol der allgemeinen Formel HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂- CH(CH₃)-O)_m-H mit n < 2, m < 3, n/m < 0,3 und (n+m) < 25,
Derivaten von Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylenglykol der allgemeinen Formel R₁O-(CH₂-CH₂- O)_n-(CH₂-CH(CH₃)-O)_m-H bzw. HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂- CH(CH₃)-O)_m-R₁ mit n < 2, m < 3, n/m < 0,3 und (n+m) < 25 und R₁ als organischem Rest,
- Derivate von Polyalkylenglykolen der allgemeinen Formel R₁-O-(R₂-O)_n-H mit R₂ = Ethylen oder Butylen und n ≧ 2, bei denen der Wasserstoff von einer der beiden terminalen Hydroxygruppen des Polyalky lenglykols durch einen organischen Rest R₁ ersetzt ist.

2. Schallschutzverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polyalkylenglykole ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
Polyethylenglykol HO-(CH₂-CH₂-O)_n-H mit 8 < n < 25,
Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylenglykol der allgemeinen Formel HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂-CH(CH₃)-O)_m-H mit n < 3, m < 4, n/m < 0,3 und (n + m) < 20,
Derivaten von Blockcopolymeren aus Ethylen- und Pro pylenglykol der allgemeinen Formel R₁O-(CH₂-CH₂-O)_n- (CH₂-CH(CH₃)-O)_m-H bzw. HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂-CH(CH₃)-O)_m-R₁ mit n < 3, m < 4, n/m < 0,3 und (n + m) < 20 und R₁ als organischem Rest,
Polybutylenglykol HO-(CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-O)_n-H mit 4 < n < 18,
Derivate des Polyethylenglykols der allgemeinen For mel R₁-O-(CH₂-CH₂-O)_n-H mit n < 2 und R₁ als organi schem Rest,
Derivate des Polybutylenglykols der allgemeinen For mel R₁-O-(CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-O)_n-H mit n ≧ 2 und R₁ als or ganischem Rest.

3. Schallschutzverglasung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Anteil der Polyalkylenglykole am Ge samtansatz der Zwischenschicht größer als 10 Gew.-% und kleiner als 25 Gew.-% ist.

4. Schallschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Weichmacher in der Weichmachermischung wenigstens ein Weichmacher verwen det wird aus der Gruppe bestehend aus
Estern von mehrwertigen aliphatischen oder aromati schen Säuren,
Estern von mehrwertigen aliphatischen oder aromati schen Alkoholen oder Oligoetherglykolen mit höchstens vier Ethereinheiten mit einem oder mehreren unver zweigen oder verzweigten aliphatischen oder aromati schen Substituenten, wie z. B. Dialkyladipat, Dialkyl sebazat, Ester von Di-, Tri- oder Tetraglykolen mit linearen oder verzweigten aliphatischen Carbonsäuren.

5. Schallschutzverglasung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß als weiterer Weichmacher mit einem Mengenan teil < 10 Gew.-% des Gesamtansatzes wenigstens ein Weich macher verwendet wird aus der Gruppe bestehend aus Di-n- hexyladipat (DHA) und Triethyienglykol-bis-n-heptanoat (3G7).

6. Schallschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Harz ein Polyvinylbutyral mit 19 bis 22 Gew.-% Vinylalkoholrest und 0,5 bis 2,5 Gew.-% Acetatrest verwendet wird.

7. Schallschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallschutzverglasung als Mehrschichtverglasung mit wenigstens einem Verbundsicher heitsglas und wenigstens einem hierzu durch eine Gas schicht beabstandeten zweiten Glas ausgebildet ist.

8. Schallschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallschutzverglasung als Verbundsicherheitsglas für den Automobilbereich ausgebil det ist.

9. Schalldämmende Folie zur Herstellung einer Schallschutz verglasung, enthaltend:
50 bis 80 Gew.-% PVB (mit Butyraldehyd teilacetali sierter Polyvinylalkohol),
20 bis 50 Gew.-% einer Weichmachermischung, enthaltend
30 bis 70 Gew.-% - gerechnet als Anteil an der Weichmachermischung - eines oder mehrerer Polyalky lenglykole der Gruppe bestehend aus
Polyalkylenglykolen der allgemeinen Formel HO-(R-O)_n-H mit R = Alkylen und n < 5,
Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylengly kol der allgemeinen Formel HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂- CH(CH₃)-O)_m-H mit n < 2, m < 3, n/m < 0,3 und (n + m) < 25,
Derivaten von Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylenglykol der a 1 lgemeinen Formel R₁O-(CH₂- CH₂-O)_n-(CH₂-CH(CH₃)-O)_m-H bzw. HO-(CH₂-CH₂-O)_n- (CH₂-CH(CH₃)-O)_m-R₁ mit n < 2, m < 3, n/m < 0,3 und (n + m) < 25 und R₁ als organischem Rest,
Derivate von Polyalkylenglykolen der allgemei nen Formel R₁-O-(R₂-O)_n-H mit R₂ = Ethylen oder Butylen und n ≧ 2, bei denen der Wasserstoff von einer der beiden terminalen Hydroxygruppen des Polyalkylenglykols durch einen organischen Rest R₁ ersetzt ist,
wobei der Ansatz der Folie einen Wert der Zeitkonstanten t₁ der Dämpfungskurve < 0,02 s aufweist.

10. Verwendung eines oder mehrerer Polyalkylenglykole der Gruppe bestehend aus
Polyalkylenglykolen der allgemeinen Formel HO-(R-O)_n-H mit R = Alkylen und n < 5,
Blockcopolymeren aus Ethylen- und Propylenglykol der allgemeinen Formel HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂-CH(CH₃)-O)_m-H mit n < 2, m < 3, n/m < 0,3 und (n+m) < 25,
Derivaten von Blockcopolymeren aus Ethylen- und Pro pylenglykol der allgemeinen Formel R₁O-(CH₂-CH₂-O)_n- (CH₂-CH(CH₃)-O)_m-H bzw. HO-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂-CH(CH₃)- O)_m-R₁ mit n < 2, m < 3, n/m < 0,3 und (n+m) < 25 und R₁ als organischem Rest,
Derivate von Polyalkylenglykolen der allgemeinen For mel R₁-O-(R₂-O)_n-H mit R₂ = Ethylen oder Butylen und n ≧ 2, bei denen der Wasserstoff von einer der beiden terminalen Hydroxygruppen des Polyalkylenglykols durch einen organischen Rest R₁ ersetzt ist,
als ein die Schalldämmung erhöhender Zusatz in aus weich gemachtem PVB-Harz hergestellten Folien für Verbundsicher heitsgläser, wobei das Harz einen Wert der Zeitkonstanten t₁ der Dämpfungskurve < 0,02 s aufweist.