DE2339043A1

DE2339043A1 - Verbundsicherheitsglasscheibe

Info

Publication number: DE2339043A1
Application number: DE2339043A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Dr Ing Kring
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1973-08-01
Publication date: 1974-05-09
Also published as: ZA738078B; DD108489A6; ES419992A2; DE2339043B2; LU68698A1; AR199005A1; IT1045914B; BR7308405D0; CH572805A5; BE806599R; FR2204584A2; AU6152073A; JPS49108121A; FR2204584B2; GB1453200A; ATA905273A

Description

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Verbundsicherheitsglasscheibe

Zusatz zu Patentanmeldung P 22 2o 753·ο

Die Hauptanmeldung "betrifft eine Verbundsicherheitsglasscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Silikatglasscheibe und einer mit dieser verbundenen energieabsorbierenden Kunststoffolie, die ihrerseits auf der der Glasscheibe abgewandten Oberfläche mit einer die Kratzfestigkeit verbessernden Auflage versehen ist, wobei die Kunststoffolie als energieabsorbierende Schicht aus weichgemachtem Polyvinylbutyral oder einem vergleichbaren Kunststoff mit hoher Zerreißfestigkeit und hoher plastischer Verformbarkeit besteht und eine Dicke von o,5 bis 1,5 mm aufweist. Sie umfaßt auch solche Ausführungsformen, bei denen auf dieser Kunststoffolie als die Kratzfestigkeit verbessernde Auflage eine dünne steife Deckfolie angeordnet ist, auf der seinerseits eine harte Kratzfestbesehichtung oder eine aus einem sehr weich eingestellten Kunststoff bestehende, die Kratzfestigkeit verbessernde Auflage aufgebracht ist, die in

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der Lage ist, infolge ihrer Elastizität Oberflächeneindrüeke in kurzer Zeit wieder auszuheilen.

Die Zwischenschaltung einer steifen Deckfolie zwischen der eigentlichen energieabsorbierenden Schicht und der Kratzfestbeschichtung ist deshalb wünschenswert, weil dadurch die mechanische Festigkeit gegen lokale Eindrücke erhöht wird. Eine solche steife Deckfolie ist sogar unerläßlich, wenn die eigentliche Kratzfestbeschichtung aus einer harten Schicht besteht, die bei einer weichen nachgiebigen Unterlage bei Eindrücken brechen würde.

Aus biomechanischer Sicht werden heute "bestimmte Anforderungen an eine Windschutzscheibe gestellt, um das Verletzungsrisiko bei einem Aufprallunfall zu begrenzen. Ein bekanntes Kriterium hierfür ist der SEVERITY-INDEX nach GADD, und bei Windschutzscheiben nach der Erfindung wird davon ausgegangen, daß bei einer Aufprall geschwindigkeit von 5>o km/h dieser SEVERITY-INDEX nach GADD den Wert von 1ooo nicht übersteigen darf. Eine weitere !Forderung besteht darin, daß die Windschutzscheibe bis zu dieser Aufprallgeschwindigkeit nicht durchstoßen werden darf.

Bei der Betrachtung der Durchstoßfestigkeit ist zu berücksichtigen, daß die Güte der Verklebung zwischen den einzelnen Schichten eine maßgebliche Rolle spielt. Üblicherweise wird auf der Glasseite der Polyvinylbutyralfolie einer weniger festen Verklebung der Vorzug gegeben. Auf der Deckfolienseite ist jedoch eine verhältnismäßig feste Verklebung erforderlich, und zwar im wesentlichen aus Gründen eines guten nnd dauerhaften Gebrauchsverhaltens. Zwischen der Glasscheibe und der Polyvinylbutyralschicht soll die Verklebung also so sein, wie sie heute bei Windschutzscheiben aus Verbundglas bei Verwendung von handelsüblichen 'High-Penetration-Resistant-Folien'

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eingestellt wird.

Bei einer gattungsgemäßen Verbundsicherheitsglasscheibe wird die Durchstoßfestigkeit der energieabsorbierenden Folie aus Polyvinylbutyral mehr oder weniger durch die Eigenschaften der damit verklebten Schichten bestimmt. Bei einem Bruch der Glasscheibe z. B. verformt sich auch bei einer reduzierten Verklebung die Polyvinylbutyralschicht nur lokal im Bereich der Glasbruchstellen, wobei dann mit zunehmender Verformung eine lokale Ablösung vom Glas zu beobachten ist. Ebenso spielt die Güte der Verklebung mit der Deckfolie eine entscheidende Rolle. Wenn z. B. bei einer Stoßbeanspruchung die Deckfolie lokal anreißt, dann kann bei fester Verklebung sich ein solcher Anriß in die energieabsorbierende Schicht fortsetzen. Dadurch wird die Penetrationsgefahr wesentlich erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Windschutzscheiben nach der Hauptanmeldung so weiterzubilden, daß einerseits die durch Anrisse der Deckfolie gegebene Penetrationsgefahr vermieden wird, ohne daß andererseits der SEVERITY-INDEX unzulässig erhöht oder das Gebrauchsverhalten beeinträchtigt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß bei fester Verklebung zwischen der Folie aus Polyvinylbutyral oder einem vergleichbaren Kunststoff und der Deckfolie die Deckfolie aus einem Material besteht, das bei Zugbeanspruchung im Zugversuch nach DIN 55 4-55 eine Reißdehnung von wenigstens 15 % aufweist, und daß die Deckfolie eine solche Dicke aufweist, daß das Produkt aus Streckgrenze und Dicke den Wert von 1o kp/cm nicht überschreitet.

Durch die Anwendung der Erfindung wird die Möglichkeit gegeben, für die Deckfolie geeignete Materialien allein auf Grund der bekannten Werkstoffeigenschaften auszuwählen und zu dimen-

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sionieren, und so umfangreiche und kostspielige Versuche hinsichtlich des Stoßverhaltens solcher Windschutzscheiben zu umgehen. Bei nach den Grundsätzen der Erfindung aufgebauten Windschutzscheiben ist sichergestellt, daß die Gefahr einer Penetration auf Grund eines frühzeitigen Anreißens der Deckfolie vermieden wird. Andererseits wird verhindert, daß die bei einem Kopf aufprall auftretenden Verzögerungen gefährliche Werte erreichen.

In Weiterbildung der Erfindung wird das Material der Deckfolie in Abhängigkeit von der Dicke der energieabsorbierenden Schicht ausgewählt, und zwar derart, daß die Heißdehnung des Kunststoffe mit abnehmender Dicke der energieabsorbierenden Schicht zunimmt. So wurde gefunden, daß bei einer Dicke der energieabsorbierenden Schicht von 1,o m die Heißdehnung des Materials der Deckfolie wenigstens etwa 2o %, bei einer Dicke der energieabsorbierenden Schicht von o,7€> mm, d. h. der heute in Windschutzscheiben üblicherweise verwendeten Dicke, die Beißdehnung des Materials der Deckfolie wenigstens etwa 7o % , und bei einer Dicke der energieabsorbierenden Schicht von o,^ m die Heißdehnung des Materials der Deckfolie wenigstens etwa 2oo % betragen soll.

Die Verringerung der Heißdehnungswerte mit zunehmender Dicke der energieabsorbierenden Schicht läßt sich dadurch erklären, daß der Grad der Deformation innerhalb der energieabsorbierenden Schicht mit zunehmender Entfernung von der Glasoberfläche geringer tlrd. Die mit der Deckfolie verbundene Seite der energieabsorbierenden Schicht ist also mit zunehmender Dicke dieser Schicht geringeren Dehnungen ausgesetzt.

Besonders befriedigende Ergebnisse bezüglich der Verzogerungen werden erzielt, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Dicke der Deckfolie so gewählt wird, daß das Produkt aus Streckgrenze

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und Dicke zwischen 2 und 7 kp/cm liegt.

Wenngleich bisher stets die Rede davon war, daß die Auf- · prallenergie in der energieabsorbierenden Zwischenschicht vernichtet wird, und die Deckfolie nur als Unterlage für die Kratzfestbeschichtang dient, versteht es sich, daß bei plastischer Deformation der Deckfolie auch diese einen gewissen Anteil der Stoßenergie absorbiert. Der von der Deckfolie absorbierte Energieanteil wird aber im Vergleich zu dem von der energieabsorbierenden Zwischenschicht vernichteten Energieanteil verhältnismäßig gering sein, weil die Deckfolie bei größerer Energieabsorption zwangsläufig als Deck- -folie angeeignet wird· ,

Nachfolgend werden drei Beispiele für den Aufbau von Windschutzscheiben nach der Erfindung aufgeführt« Dabei beschränken sich die Angaben auf die Auswahl und die Dicke der einzelnen Schichten, da alle übrigen Angaben über die Herstellung solcher Scheiben in der Hauptanmeldung enthalten sind.

Beispiel 1:

Eine Folie aus Celluloseacetobutyrat mit einer Reißdehnung nach 55 4-55 von 22 bis 26 %-<die Werte der Reißdehnung können k Aaisoptrie bei unterschiedlichen Foliendicken stärkeren Sc^aaakungen unterliegenVsoll als Deckfolie bei einer Windschutzscheibe mit dem Aufbau Glas-Polyvinylbutyral-Deckfolie-Kratzfestbeschichtung verarbeitet werden. Die Streckgrenze C^ von Celluloseacetobutyrat beträgt etwa 7oo kp/cm . Aus der Forderung QJi D<:1o kp/cm errechnet sich die maximal zulässige Dickie der- Deckfolie im Falle von Celluloseacetobutyrat zu D <£. o, 14;im* Da andererseits die Reißdehnung nur etwa 25 '% beträgt _t iaiiß die Dicke der energieabsorbierenden Schicht aus Polyvinylbutyral mehr als o_r76 mm, und zwar etwa o,9 m betragen. 409819/0993

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Beispiel 2: . ',.„

Als Deckfolie soll ein Polyamid, und zwar das unter der Handelsbezeichnung TRÖGAMID^T bekannte Produkt verwendet werden. Dieses Material hat eine Heißdehnung von Ισο bis 12o %_r und

eine Streckgrenze G& von etwa 7oo kp/cm . Auch bier ergibt die Berechnung, daß die Deckfolie eine Dicke von maximal o, 14 mm aufweisen darf. Da aber die Reißdehnung etwa 11o % beträgt, bedeutet das, daß auch dann die notwendigen Bedingungen hinsichtlich Penetrationsfestigkeit und ^EVERITY-INDEX erfüllt sind, wenn die Dicke der Polyvinylbutyral schicht nur etwa beispielsweise o,76 mm "beträgt.

Beispiel 3·

Als Deckfolie soll ein unter der Handelsbezeichnung RILSAN bekanntes Polyamid zur Anwendung kommen. Dieser Werkstoff hat eine Reißdehnung von 25o bis 300 %, und^feine Streckgrenze

Cs- von etwa 4oo kp/cm . Aus dem Wert für die Streckgrenze folgt, daß die Dicke der Deckfolie in diesem Pail maximal o,25 mm betragen darf. Die Dicke der energieabsorbierenden Polyvinylbutyral schicht darf dagegen trotz der hohen Reißdehnung von EILSAlT^ nicht kleiner als etwa o,5 mm gewählt werden, weil anderejinfalls die Penetrationsfestigkeit der Polyvinylbutyralschicht unzureichend ist.

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Claims

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Patentansprüche

1») Verbunds!cherheitsglasscheibe, insbesondere Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge, aus einer Silikatglasscheibe und einer mit dieser verbundenen energieabsorbierenden Kunststoffolie aus weichgemachtem Polyvinylbutyral oder einem vergleichbaren Kunststoff mit hoher Zerreißfestigkeit und hoher plastischer Verformbarkeit von einer Dicke von o,5 fcis 1,5 Jtsm_y sowie einer auf dieser Kunststoffolie angeordneten, dünnen Deckfolie aus Kunststoff, auf der seinerseits eine harte oder eine aus einem sehr weich eingestellten Kunststoff bestehende, die Kratzfestigkeit verbessernde Auflage aufgebracht ist, (nach Patentanmeldung P 22 2o 753)» dadurch gekennzeichnet, daß bei fester Verklebung zwischen der"Folie aus Polyvinylbutyral oder einem vergleichbaren Kunststoff und der Deckfolie die Deckfolie aus einem Material besteht, das bei Zugbeanspruchung im Zugversuch nach DIN 53 4-55 eine Reißdehnung von wenigstens 15 % aufweist, und daß die Deckfolie eine solche Dicke aufweist, daß das Produkt aus Streckgrenze und Dicke den Wert von 1o kp/cm nicht überschreitet.
2. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Deckfolie derart in Abhängigkeit von der Dicke der energieabsorbierenden Kunststoffolie aus Polyvinylbutyral oder einem mit diesem vergleichbaren Kunststoff ausgewählt ist, daß mit abnehmender Dicke der energieabsorbierenden Schicht die Heißdehnung des Materials der Deckfolie zunimmt.
3. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geforderte Mindestreißdehnung

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des für die Deckfolie verwendeten Materials bei einer Dicke der energieabsorbierenden Schicht von 1 mm wenigstens etwa 2o %, bei einer Dicke der energieabsorbierenden Schicht von o,76 mm wenigstens etwa 7o %\ und bei einer Dicke der energieabsorbierenden Schicht von o, 5 mm wenigstens etwa 2oo % beträgt.

Verfahren nach Ansprach 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Deckfolie so gewählt wird, daß das Pro~ dukt aus Streckgrenze und Dicke zwischen 2 und 7 kp/cm liegt,

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