DE3219887A1 - Verfahren zum herstellen eines lamellierten glasfensters - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines lamellierten glasfensters

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DE19823219887
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Charles William 15217 Pittsburgh Pa. Lewis
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PPG Industries Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
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  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines lameliierten Glasfensters nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Das Verfahren dient der Lamellierung großer Glasscheiben unter Verwendung eines plastifizierten (erweichten) Zwischenmaterials ohne die Verwendung eines Autoklaven. Normalerweise enthält plastifiziertes Polyvinylbutyral als handelsüblichstes Zwischenmaterial einen Plastifiziermittelgehalt, der bestimmte Eigenschaften des sich ergebenden Laminates optimiert. Diese Eigenschaften betreffen beispielsweise den Durchdringungswiderstand beim Aufschlag eines Körpers und die gleichmäßige Klebekraft der Zwischenschicht mit Glas. Im allgemeinen verursacht zu wenig Plastifiziermittel hinsichtlich der Zwischenschicht eine zu geringe Fließfähigkeit, so daß die Zwischenschicht während der Lamellierung nicht überall an dem Glas anhaftet. Zuviel Plastifiziermittel verursacht ein Erweichen der Zwischenschicht bis zu einem Ausmaß, welches einen zu geringen Aufschlagwiderstand nach sich zieht.
Plastifiziertes Polyvinylbutyral besitzt gewöhnlicherweise Oberflächen, die erhaben oder gemustert sind. Bei der Schichtbildung von plastifiziertem Polyvinylbutyral mit Glas werden durch die hohe Temperatur und den Druck innerhalb eines Autoklaven die Muster oder Erhebungen auf den Haupt-Oberflächen des Blattes aus flexiblem Zwischenmaterial ausgeglichen, was zur Schichtbildung des plastifizieren PoIyvinylbutyrals mit Glas beiträgt. Die Kosten von Autoklaven sind jedoch dergestalt, daß bei speziellen Produkten, die gegenwärtig einen relativ geringen Markt besitzen, wie beispielsweise große Glasscheiben, wie sie bei geschichteten Schiebetoren in Lichthöfen und bei der geschichteten Verkleidung mit Glas von Gebäuden verwendet werden, der Einsatz
von Autoklaven zu teuer ist und andere Herstellungstechniken vorzuziehen sind.
Es ist vorgeschlagen worden, die Scheiben einer zu schichtenden Anordnung in ein Bad einzutauchen, das zusätzliches Plastifiziermittel enthält, um eine Schichtbildung ohne die ^Verwendung eines Autoklaven zu "bewirken, üolchc T*=-"fahren sind mit Problemen behaftet, insbesondere bei dem Versuch der Schichtbildung von Glasscheiben in Größenordnungen, wie sie bei Lichthoftpren vorkommen, da das Eintauchen ^er öle Schichten bildenden Scheiben in ein Bad aus Plastifiziermit- >tel die Entfernung des Plastifiziermittels von den Außenflächen der sich ergebenden geschichteten Einheit erfordert. Wenn Glaseinheiten durch Eintauchen zweier Glasscheiben und einer Scheibe aus plastifiziertem Polyvinylbutyral in einem Tank mit zusätzlichem Plastifiziermittel gebildet v/erden, .so müssen die auf diese Weise arbeitenden Bedienungspersonen ihre Haut schützen und Handschuhe bei der Handhabung der geschichteten Materialien tragen. Es wäre daher von Vorteil, eine Technik zur Schichtbildung von Glasscheiben zu entwickeln, bei der die Bedienungspersonen nicht direkt in Kontakt mit dea Plastifiziermittel können.
Zwischenschichtmaterial, insbesondere Polyvinylbutyral, wird von Herstellern mit einem optimalen Plastifiziermittelinhalt geliefert, wobei das ausreichende Plaiifiziermittel in der Lage ist, die erhabenen Haupt-Oberflächen leicht zu deformieren und mit benachbarten Glasscheiben unter Temperatur- und Druckbedingungen zu verkleben, die in einem Autoklaven vorherrschen, wobei durch den Plastifiziennittelgehalt die Zwischenschicht nicht ungebührlich erweicht wird und somit ihren Durchdringungswiderstand nicht verliert.
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Wenn jedoch eine Zwischenschicht einem Übermaß an Plastifiziermittel ausgesetzt wird, so erhöht sich ihr Plastifiziermittelgehalt um einen Betrag, der von der Temperatur abhängt. Bei geringen Temperaturen ist der Zuwachs an Plastifiziermittel zu gering, um eine Schichtbildung bei einer machbaren geringen Temperatur bzw. bei einem geringen Druck auszuführen. Wird die Zwischenschicht bei höheren Temperaturen einem Plastifiziermittelbad ausgesetzt, so | wird es schwierig, bei einer Schicht bildung bei niedrigem f|
Druck ein Anwachsen des Plastifiziermittelgehalts der Zwi- I
I? schenschicht auf eine Konzentration zu vermeiden, bei der i
die Zwischenschicht zu v/eich wird, bevor sie mit den G-las- j. scheiben der Anordnung sicher verklebt. |
Die Schichtbildungstechnik für Glas erforderte dringend ein Yerfahren, bei dem ein Autoklav nicht erforderlich ist. Trotzdem sollen geschichtete Glasprodukte hergestellt werden, die optische und physikalische Eigenschaften aufweisen, wie sie bei Verwendung eines Zwischenschichtmaterials mit optimalem Plastifiziermittelgehalt in einem Autoklaven herstellbar sind. Ein Verfahren ohne die Verwendung eines Autoklaven war bei der Glas-Schichtbildung erforderlich, das mit Zwischenschichtmaterial, wie beispielsweise aus plastifiziertem Polyvinylbutyral mit gemusterter Oberfläche, gut arbeitet und geschichtste Produkte erzeugt, die einen guten Durchdringungswiderstand sowie eine gute Haftung zwischen den Glasscheiben und der gemusterten plastischen Zwischenschicht aufweisen.
In der GB-PS 355 604 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Schichtstruktur aus einer Scheibe von Zelluloseazetat
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zwischen zwei Glasscheiben beschrieben, das folgendermaßen arbeitet. In der ersten Herstellungsstufe wird eine Glasscheibe in ein geeignetes Bad aus Kunststoffharz eingelegt. Die Scheibe aus Zelluloseazetat wird in dem Bad auf die Glasscheibe gelegt. Dann wird in dem Bad die zweite Glasscheibe auf die Scheibe aus Zelluloseazetat gelegt. Die Anordnung wird sodann dem Bad entnommen, und es wird die !überschüssige Bad-Komposition τοη den Außenflächen abge- Ji wischt und die überschüssige Bad-Komposition zwischen den Scheiben durch sanften Handdruck entfernt. Die sich ergebende Anordnung wird in eine geeignete Px-esse eingelegt und mit einem Druck τοη 300 psi bei einer Temperatur τοη 90° bis 1300C während 40 Minuten beaufschlagt. Es ist zu Termuten, daß durch das Eintauchen Bereiche Termieden werden, bei denen die Schichten der Anordnung nicht aneinander anhaften. Jedoch ist ein AutoklaTendruck erforderlich, was eine teure
Lösung darstellt.
Gemäß der US-PS 3 449 184 wird ein teurer AutoklaT bei der Schicht bildung τοη lamellierten Glasprodukten Termieden, indem abwechselnd Glasscheiben und Zwischenmaterial in ein Bad aus flüssigem Plasbifiziermaterial Tollständig eingetaucht werden, um diese Scheiben in dem Bad zu benetzen,und anschließend werden diese Scheiben im eingetauchten Zustand aufeinander geschichtet. Vermutlich kann dieses Verfahren bei der Raumtemperatur in einer Zeit zwischen einer halben Stunde und mehreren Stunden ausgeführt werden, wobei jedoch das Verfahren beschleunigt werden kann, indem die auszuhärtenden Produkte Wärme ausgesetzt werden. Die Qualität der auf diese Weise hergestellten Artikel erfüllt jedoch nicht die gestellten Anforderungen.
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Bei beiden eingangs geschilderten bekannten Verfahren werden die Schichten der zu bildenden Anordnung in ein Bad aus Plastifiziermittel eingetaucht, und es ist erforderlich., das überschüssige Plastifiziermittel von den Außenflächen der sich ergebenden geschichteten Einheit zu entfernen. Dieses Entfernen ist schmutzig, zeitaufwendig und teuer. Es war daher wünschenswert, ein Verfahren zu entwickeln, das diesen Schritt vermeidet.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines lameliierten Glasfensters anzugeben, das zu einem befriedigenden Produkt fühx-t und l>ei dem eine Reinigungsarbeit der Außenflächen des Glasfensters anschließend nicht erforderlich ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens Bind den Unteransprüchen entnehmbar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung des Autoklaven vermieden, ohne daß der Plastifiziermittelgehalt der Zwischenschicht auf einen exzessiven Betrag anwächst. Gemäß einem spezifischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der normierte Plastifiziermittelgehalt der plastifizierten Zwischenschicht um einen gesteuerten begrenzten Betrag erhöht, indem zeitweilig der Plastifiziermittelgehalt an den Zwischenschichtoberflächen zwischen dem plastifizierten Zwischenmaterial und den Glasscheiben erhöht wird, um die Haftung zu verbessern und indem anschließend ein Durchdringen der Konzentration durch die Dicke der Zwischenschicht vermieden wird, um ein ungebührliches Erweichen des Plastifiziermittexs zu verhindern. Im spezifischen Ausführungsbeispiel werden
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\ verschiedene Schritte ausgeführt. Im ersten Schritt wird
überschüssiges flüssiges Plastifiziermittel in einer solchen Weise den erhabenen Haupt-Oberflächen der plastifizieren Zwischenscheibe zugeführt, daß diese während einer begrenzten Zeit bei einer relativ geringen Temperatur, vorzugsweise Raumtemperatur, getränkt werden, um die Oberflächen der Zwischenschicht für das Anhaften an den Glasscheiben zugänglicher Bliti;*! ,fit r'fzu machen. Die Zwischenschicht wird zwischen einem Paar von W--'""■ · Ϊ :,-r i Glasscheiben angeordnet. Zu diesen Zeitpunkt befindet sich
*| r 'überschüssiges flüssiges Plastifiziermittel in den Oberflä- « chenteilen der Zwischenschicht. Bevor sich das überschüssige Plastifiziermittel in den Oberflächenteilen der Zwischen-Schichtscheibe über die gesamte Dicke der Zwischenschicht . § verteilen kann, wird das überschüssige Plastifiziermittel |I * durch Zusammendrücken der Anordnung in einer Presse entf fernt, wobei der erhöhte Druck zwei Atmosphären nicht übersteigt. Bei diesem Druck wird die Anordnung auf eine erhöhte Temperatur in einem Bereich oberhalb der Raumtemperatür erhitzt, wobei die Temperatur einen Wert nicht über- T steigen darf, bei dem das Plastifiziermittel ein flüchtiges
Produkt entwickelt. Die Temperatur und der Druck dieses J letzten Behandlungsschrittes sind beträchtlich unterhalb der normalen Temperaturen und Drücke bei einem Autoklaven, aber sie sind ausreichend, um die Schichtbildung zu bewirken.
Der Schritt des Tränkens bei Raumtemperatur sollte 30 Minuten bis 6 Stunden dauern. Das Tränken während 2 Stunden wird gewöhnlich bevorzugt. Die Druckkraft zum Entfernen des überschüssigen Plastifiziermittels ist durch die Zerbrechlichkeit der Glasscheiben der Anordnung begrenzt. Die I
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endgültigen Druckwerte "bei der Schicht "bildung, die Temperatur und die Dauer sind dergestalt, daß sie dem Minimum entsprechen, das "bei der vollständigen Schicht "bildung in einer vernünftigen Zeit und unterhalt) der Bedingungen "bei einem Autoklaven erforderlich ist. Die Bedingungen können mit den anderen Parametern des endgültigen Schichtbildungsschrittes und mit der Größe, Dicke und Krümmung der Glasscheiben und der Plastizität der Zwischenschicht variieren.
Ein "bevorzugtes Verfahren zur Zuführung von überschüssigem Plastifiziermittel zu "beiden Oberflächen der Zwischenschicht "besteht in dem Eintauchen der Zwischenschicht in ein Bad aus flüssigem Plastifiziermittel. Dies stellt sicher, daß die Oberfläche der Zwischenschicht während ausreichender Zeit benetzt wird, so daß das überschüssige Plastifiziermittel die Oberflächen der Zwischenschicht erweicht und für das Anhaften am Glas zugänglicher macht. Zur gleichen Zeit werden die Glasscheiben außerhalb des flüssigen Plastifiziermittelbades gehalten. Während der Zeit, in der die plastifizierte Zwischenschicht in das flüssige Bad aus Plastifisiermittel eingetaucht ist, wird die Temperatur auf einem solchen Wert gehalten, daß die Konzentration des durch die Zwischenschicht absorbierten Plastifiziermittels
P-auf den Bereich der Oberflächen begrenzt bleibt. Die Dauer I
der Benetzung der Zwischenschicht durch das Bad aus Plasti- '■
fiziermittel ist nicht ausreichend für ein Durchdringen |
der gesamten Dicke der Zwischenschicht. !Nach einer geeigne- γ
ten Tränkperiode der Zwischenschichtoberflächen in dem |
flüssigen Plastifiziermittel wird diese zwischen einem Paar ' von Glasscheiben angeordnet. Überschüssiges flüssiges
Plastifiziermittel wird von den Oberflächen der Anordnung f
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entfernt, indem ein ausreichender Druck auf die Anordnung ausgeübt wird, so daß der Überschuß entfernt wird, bevor die Anordnung den endgültigen Temperatur- und Druckverhältttissen bei der Schichtbildung ausgesetzt wird, wobei diese Bedingungen unterhalb der bei einem Autoklaven vorherrscheniden Bedingungen liegen.
JNachdem die Zwischenschicht aus dem Bad von flüssigem Plasti- ;fiziermittel entfernt worden ist, kann überschüssiges Plastifiziermittel von den Oberflächen des Zwischenschichtmaterials igewünschtenfalls entfernt werden. Es ist jedoch erforderlich, einen geringen Überschuß an Plastifiziermaterial an den Zwischenflächen während des Zusammenbaues der beiden Glasscheiben und der Zwischenschicht aufrecht zu erhalten, um sicherzustellen, daß die Berührungsflächen zwischen den benachbarten Glasscheiben und den gegenüberliegenden Haupt-Oberflächen der Zwischenschicht frei von irgendwelchen Luftblasen bleiben.
Alternativ hierzu ist es möglich, das flüssige Plastifiziermittel den gegenüberliegenden Haupt-Oberflächen der Zwischenschicht ohne Eintauchen in ein Bad von flüssigem Plastifiziermittel zuzuführen, indem eine erste Glasplatte auf eine geeignete Abstützung gelegt wird, flüssiges Plastifiziermittel der oberen Oberfläche der ersten Glasscheibe zugeführt wird und eine Scheibe aus plastifiziertem Zwischenmaterial in ungefaltetem Zustand auf die kontinuierliche Schicht von Plastifiziermittel auf der oberen Oberfläche der ersten Glasscheibe gelegt wird. .Nachdem die Zwischenschicht gegen die obere Oberfläche der ersten Glasscheibe gelegt ist, wird eine zweite Schicht aus flüssigem Plastifiziermittel der oberen Oberfläche der Zwischenschicht zugeführt,und es wird eine zweite Glasscheibe auf die kon-
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tinuierliche Schicht von flüssigem Plastifiziermittel aufgelegt. Die Haupt-Oberflächen der Zwischenschicht sind mit flüssigem Plastifiziermittel getränkt, wenn sie sich zwischen den ersten und zweiten Glasscheiben befinden.
Das überschüssige flüssige Plastifiziermittel muß von den Oberflächen der Zwischenschicht zwischen den Glasscheiben nach einer geeigneten Tränkperiode entfernt werden. Wenn dies nicht in der zeitlich richtigen Weise geschieht, so erhöht das überschüssige Plastifiziermittel die Erweichung der Zwischenschicht während der endgültigen Schichtbildung, da das Plastifiziermittel zu einer Konzentration anwächst, die den Durchdringungswiderstand der sich ergebenden Schichten ungebührlich erniedrigt. Daher ist es ratsam, das überschüssige Plastifiziermittel auf den Oberflächen der Zwischenschicht zu entfernen, bevor die Temperatur der Anordnung auf die endgültige Schichtbildungstemperatur erhöht wird.
In einem besonders geeigneten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Polyvinylbutyral-Zwischenschicht mit Triäthylenglykol-di-2-Äthylbutyrat plastifiziert. Eine handelsübliche Konzentration von 35 Gewichts— teilen Plastifiziermittel auf 100 Gewichtsteile Polyvinylbutyral wird auf nicht mehr als ungefähr 41 Gewichtsteile Plastifiziermittel erhöht, wenn die Haupt-Oberflächen der Zwischenschicht während einer maximalen Zeit von 6 Stunden bei Raumtemperatur getränkt werden,und das überflüssige Plastifiziermittel wird von den Oberflächen der Zwischenschicht entfernt, bevor der endgültige Schichtbildungsschritt bei einem Druck und bei einer Temperatur unterhalb der Autoklavenbedingungen ausgeführt wird.
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Die Durchführung des anfänglichen l'ränkungsschrittes mit einem Überschuß von Plastifiziermittel bei ungefähr Eaumtemperatur führt zu Oberflächen der Zwischenschicht, die leichter an Glas anhaften. Die Entfernung des überschüssigen Plastifiziermittels vor der Beaufschlagung mit der hohen Temperatur hilft das Anwachsen des Plastifiziermittelgehaltes der Zwischenschicht des sich ergebenden '.■H.nir.^tea auf einen geringen Betrag über den anfänglichen Plastifiziermittelgehalt zu begrenzen, wenn das Plastifiziermittel die Dicke der Zwischenschicht durchtränkt. Somit wird eir. laminat gebildet, daß eine geringe Erweichung durch die Dicke der Zwischenschicht aufweist, so daß der Aufschlagwiderstand einen annehmbaren Viert besitzt. Gleichzeitig haftet die Zwischenschicht gleichmäßig auf den Glasscheiben, so daß eine geringe Gefahr der Endschichtung oder Blasenbildung an den Oberflächen der Zwischenschicht besteht.
Da die vorliegende Erfindung die Zuführung des flüssigen Plastifiziermittels zu der Zwischenschicht durch Benetzung der Zwischenschichtoberflächen mit flüssigem Plastifiziermittel entweder vor oder während des Zusammenbaues der plastifizierten Zwischenschicht mit einem Paar von Glasscheiben vorsieht, wird jegliche Verarbeitung vermieden, bei der irgendeine Glasscheibe in ein Bad aus Plastifiziermittel eingetaucht wird. Wenn eine Glasscheibe einmal in ein flüssiges Bad eingetaucht wird, so wird es erforderlich, das überschüssige Plastifiziermittel von jeder Glasoberfläche zu entfernen, die keine Berührungsoberfläche des sich ergebenden Laminates bildet. Die Entfernung des flüssigen Plastifiziermittels von einer äußeren Oberfläche des sich ergebenden Laminates ist ein schmutziges Verfahren und wird gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden.
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Die "bevorzugte Zwischenschicht besteht aus plastifiziertem Polyvinylbutyral. Das verwendete flüssige Plastifiziermittel ist vorzugsweise das gleiche Plastifiziermittel, das zum Plastifizieren des Zwischenmaterials verwendet wird. Das flüssige Plastifiziermittel enthält vorzugsweise einen Bestandteil,der aus der Stoffklasse von Triäthylenglykoldi-2-Äthylbutyrat, Dibutyl-Talgsäure (sebacate), Dihexyl-Eettwachs ^adipate) und vielen anderen bekannten Plastifiziermitteln ausgewählt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beim Zusammenbau von mehreren abwechselnden Schichten aus Zwischenmaterial und Glasscheiben verwendet werden, was zu verstärkten Anordnungen mit wenigstens zwei Scheiben aus Zwischenmaterial und wenigstens drei Glasscheiben führt. Überschüssiges Plastifiziermittel wird nur den berührenden Oberflächen zugeführt, während die außenliegenden Oberflächen der äußeren Glasscheiben der verstärkten Anordnungen vcn dem Plastifiziermittel nicht benetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls geeignet für den Zusammenbau eines Stapels aus Anordnungen oder verstärkten Anordnungen oder zum Zusammenbau von Mischungen aus Anordnungen mit verstärkten Anordnungen, wobei nur jede Zwischenoberfläche der Anordnung vollständig mit einem Überschuß aus flüssigem Plastifiziermittel benetzt ist und das Plastifiziermittel in solcher Weise zugeführt wird, daß die äußeren Oberflächen der äußeren Glasscheibe einer jeden Anordnung oder verstärkten Anordnung in dem Stapel dem Plastifiziermittel nicht ausgesetzt sind* Bei der Bildung eines Stapels von Anordnungen und/oder verstärkten Anordnungen wird eine äußere Oberfläche einer ersten Glasscheibe einer nächsten Anordnung in dem Stapel in Oberflächenkontakt mit
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einer äußeren Oberfläche einer zuvor zusammengebauten Anordnung gebracht, ohne daß irgendein flüsaiges Plasti- ■ fiziermittel der Zwischenoberfläche zwischen benachbarten äußeren Glasscheiben der Anordnungen zugeführt wird, wobei die Anordnungen den Stapel bilden.
Diese und andere Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich durch die nachfolgende Beschreiibung von spezifischen Ausführungsbeispielen.
fin einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine rechteckförmige Glasscheibe (vorzugsweise Fließglas und insbesondere Fließglas, das hitzegehärtet worden ist und/oder mit einem Hitzeschutzschild versehen ist) mit einer anderen hitzegehärteten Glasscheibe beschichtet, die mit einem Hitze-Schutzfilm versehen sein kann oder nicht, um eine geschichtete transparente Überkopf-Verglasung zu bilden, die gewöhnlich unter einem schiefen Winkel angeordnet wird« Um die Probleme des Standes der Technik zu vermeiden, bei dem es schwierig war, die Glassiheiben in einem flüssigen Plastifiziermittelbad zu handhaben, sieht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nur das Eintauchen eines plastifizierten Zwischenschichtmaterials in ein flüssiges Plastifisiermittelbad vor. Eine feste Abstützfläche wird horizontal für die Abstützung einer ersten Glasscheibe vorgesehen. Die feste Abstützfläche ist vorzugsweise horizontal ausgerichtet und kann aber auch unter einem geringen Winkel zu der Horizontalen angeordnet sein, wobei sie mit einem Paar von Stiften ausgerüstet ist, um eine Ecke der Glasseheibe in der richtigen Weise in Längsrichtung auszurichten. Ein anderer Stift ist angeordnet, um die kürzere Abmessung beim Positionieren zu führen, während die
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längere Seite ausgerichtet ist. Die Stifte helfen "bei der Ausrichtung des Zwischenmaterials über der ersten Glasscheibe und bei der Ausrichtung einer zweiten Glasscheibe über dem Zwischenmaterial, wenn die Scheiben zur Bildung einer Anordnung ausgerichtet werden.
Eine erste Glasscheibe von 30 cm χ 45 cm χ 0,6 cm wurde auf eine im wesentlichen horizontalen Abstützung (,die auch unter einem Winkel von nicht mehr als 5 Grad zur Horizontalen angeordnet sein kann) abgelegt und auf ihrer gesamten zugänglichen oberen Oberfläche mit einer Schicht aus Zwischenmaterial bedeckt, das nach dem Eintauchen während zweier Stunden in ein Bad aus flüssigem Plastifiziermittel (Dibutyl-Talgsäure) entnommen wurde, so daß seine Haupt-Oberflächen mit einem Überschuß an flüssigem Plastifizierinittel versehen sind. Die angepaßte Schicht aus Zwischenmaterial besteht aus Polyvinylbutyral mit einer Dicke von 0,6 mm, die mit Dibutyl-Talgsäure plastifiziert ist. Die dem Bad entnommene Zwischenschicht wird in ungestrecktem und glatten Zustand über der oberen Oberfläche der ersten Glasscheibe ausgebreitet. Ein Überschuß an Dibutyl-Talgsäure wird dem zentralen Teil der Zwischenschicht auf der Oberfläche zugeführt. Eine zweite Glasscheibe mit den gleichen Abmessungen wie die erste Glasscheibe wird mit ihren Kanten über den entsprechenden Kanten der getränkten Zwischenschicht abgelegt. Die zweite Glasscheibe wird allmählich auf die obere beschichtete Oberfläche des plastifizierten Zwischenmaterials abgesenkt, um die zweite Schicht des Plastifiziermittels allmählich abzudecken.
Die so zusammengebaute Anordnung wird durch Gummibänder in der ausgerichteten Stellung gehalten. Ein peripherer C-
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förmiger Kanal wurde entlang des Umfangs der Anordnung angeordnet, um einen Evakuierungskanal zu bilden. Der Kanal wurde gegen die Anordnung abgedichtet, um eine geschlossene Anordnung zu bilden* Die gesamte Anordnung wurde auf 8O0C nach Evakuierung des Evakuierungskanales durch Anlegen eines Vakuums von 66 cm erhitzt. Das überschüssige Plastifiziermittel wurde beim Anlegen des Vakuums evakuiert und eine der ersten sieben Anordnungen, die auf diese V/eise behandelt wurden, war in geeigneter Weise geschichtet und blasenfrei. Die verbleibenden sechs Anordnungen waren beschichtet und wiesen nur einige Blasen auf.
Das Verfahren nach dem ersten Beispiel wurde benutzt, um quadratische Glasplatten mit einer Abmessung von 76 cm mit einem getränkten Zwischenmaterial aus Polyvinylbutyral zusammenzubauen, das mit Debutyl-Ialgsäure plastifiziert war. Das plastifizierte Material wurde während drei Stunden in einem Bad von Dibutyl-Talgsäure getränkt. Die endgültige Schichtbildung erfolgte in einer Presse bei 800C während 5 Stunden und anstelle der Verwendung des Evakuierungskanales nach dem ersten Beispiel wurde auf die Bolzen der Presse eine Kraft von 1,7 Nm ausgeübt. Der Außenumfang der geschichteten Anordnung wurde gebrochen, aber die Scheiben waren andererseits gut lamelliert.
Gemäß einem dritten Beispiel wurden elf von zwölf Anordnungen mit einer quadratischen Abmessung von 30 cm erfolgreich mit Zwischenschichten aus Polyvinylbutyral zusammengeschichtet, wobei als Plastifiziermittel Dibutyl-Talgsäure verwendet wurde. Die Zwischenschichten wurden während zwei Stunden in einem Bad aus Dibutyl-Talgsäure getränkt, worauf der Zusammenbau gemäß dem zweiten Beispiel, aber mit einem Druck von nur 1,13 Hm erfolgte. Der Preßdruck wurde während 5 Stunden bei einer Temperatur von 8O0C ausgeübt. Die sich ergebenden Schichten waren frei von Blasen.
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$ t t ι
I I I
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Gemäß einem vierten Beispiel wurden weitere Versuche mit Anordnungen aus Glas-Polyvinylbutyral ausgeführt, um die Kombination der verschiedenen Tränkzeiten bei Raumtemperatur, gefolgt von der endgültigen Schichtbildung bei niedrigeren Drücken als in einem Autoklaven zu testen. Es wurden verschiedene Temperaturen unterhalb der Temperatur ausprobiert, bei der das Plastifiziermittel ein flüchtiges Produkt entwickelt, und es wurden verschiedene überatmosphärische Drücke angewendet, die einen Druck von zwei Atmosphären nicht überstiegen. Bei diesen letztgenannten Experimenten v/urde statt des Eintauchens der Zwischenschichten in ein Bad aus Plastifiziermittel zum Zwecke des Tränkens eine erste Glasscheibe auf eine im wesentlichen horizontalen Oberfläche mit ihrer Unterfläche abgestützt, es wurde ein Überschuß an flüssigem Plastifiziermittel der oberen Oberfläche der ersten Glasscheibe bei Raumtemperatur zugeführt, ein Zwischenmaterial in glattem Zustand über dem überschüssigen flüssigen Plastifiziermittel ausgebreitet, ein Überschuß an flüssigem Plastifiziermittel der oberen Oberfläche des Zwischenmaterials bei Raumtemperatur zugeführt und eine zweite Glasscheibe auf die zweite Schicht von flüssigem Plastifiziermittel aufgelegt. Das überschüssige flüssige Plastifiziermittel wurde nach einer geeigneten Tränkperiode von den Zwischenflächen bei Raumtemperatur entfernt, indem eine Presse verwendet wurde, um die Scheiben der Anordnung mit dem Druck der endgültigen Schichtbildung zu verspannen. Beim Herausdrücken des überschüssigen flüssigen Plastifiziermittels wurde die Anordnung auf die Schichtbildungstemperatur erhitzt, während der Schichtbildungsdruck aufrechterhalten wurde. In der nachfolgenden Tabelle I sind die Ergebnisse aufgeführt, die für Gruppen von zehn Proben erhalten wurden. Hierbei kam ein Zwischenmaterial aus Polyvinylbutyral zur Anwendung, das mit einem von zwei verschiedenen Plastifiziermitteln weichgemacht wurde. Als Plastifiziermittel kamen Triäthylenglykol di-2-Äthylbutyrat, nachfolgend 3GH genannt, und Dibutyl-Talgsäure, nachfolgend DBS genannt, zur Anwendung.
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raheile I
Plastifiziermittel
3GH 3GH 3GH 3GH 3GH 3GH 3GH 3GH 3GH DBS DBS DBS DBS DBS DBS
Iränkzeit Schichtbildungzeit
(Stunden) (Stunden)
24
24
24
24
24
24
16
16
30 24 72 24 48 40 48 16 16 72 24 40
Schichthildungstempe- ratur
I0O)
20 120
20 120
20 120 120
20
Druck Optisches
Verhalten
(Pascal)
3200 ausgezeichnet
3200 gut
3200 arm
3200 a us ge ζ eic one t
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
3200 gut
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
3200 ausgezeichnet
IV)
I
CD OO OO
β 9 » β
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Die zuvor erwähnten Versuche wurden an quadratischen Anordnungen von 30 cm ausgeführt. Y/ährend ausgezeichnete optische Eigenschaften beobachtet wurden, ließ der Aufschlagwiderstand der sich ergebenden Schichtstrukturen etwas zu wünschen übrig. Weitere Experimente mit quadratischen Anordnungen von 30 cm ergaben, daß eine Tränkzeit von zwei Stunden bei Raumtemperatur, gefolgt von einer Schichtbildung während 5 Stunden bei einem Druck von 3200 Pascal und bei einer Temperatur von 800G sowohl zu guten optischen Eigenschaften als auch zu einem guten Durchdringungswiderstand führten.
.Nachdem die Ausführbarkeit hinsichtlich der Schichtbildung einzelner Anordnungen festgestellt worden war, wurden zusätzliche Anstrengungen darauf gerichtet, mehrere Anordnungen zusammenzubauen und die Vielzahl der Anordnungen in einem Stapel zu stapeln. Die folgenden Betriebsparameter wurden entwickelt: 2 wärmegehärtete Scheiben aus Pließglas mit einer Dicke von 6,3 mm oder 3,1 mm, von denen die eine beschichtet und die andere klar war, wurden mit einem plastifizieren Polyvinylbutyral zusammengeschichtet. Als Plastifiziermittel wurde das gleiche Mittel verwendet, wie es zum Plastifizieren des Polyvinylbutyrals genommen wird. Hierbei kommen namentlich in Präge Flexol 3GH (Triäthylenglykol di-2-Äthylbutyrat) oder DBS (Dibutyl-Talgsäure) oder Santicizer 332 (ein Plastifiziermittel, von dem angenommen wird, daß es 75 Gewichtsteile von di-U-Hexyl-Fettwachs plus 25 Gewicatsteile von Butyl-Benzylphthalat enthält). Eine Behandlung mit einer zweistündigen Tränkzeit für Laminate in einem Plastifiziermittel aus Triäthylenglykol di-2-Äthylbutyrat, gefolgt von einer Schichtbildung während 10 Stunden bei 79°C und bei einem Druck von 4,7 psi (3200 Pascal) erzeugte eine hundertprozentige Schichtbil-
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dung mit ausgezeichneter optischer Eigenschaft über die gesamte Erstreckung der geschichteten Anordnung. Geeignete Ergebnisse wurden ebenfalls erhalten, wenn die Schichtbildung nach 8 Stunden beendet wurde. Für kommerzielle Zwecke wurde jedoch der Schichtbildungsschritt während 10 Stunden ausgeübt, um ein geeignetes Produkt sicherzustellen.
Wenn die Schichtbildung bei Temperaturen oberhalb von 1000C ausgeführt wurde, so wurden Wasserblasen in dem endgültigen Produkt beobachtete Diese Blasen wurden überprüft, uii3 z·*. wurde gefunden, daß sie auf einen hohen Feuchtigkeitsgehalt -in der Zwischenschicht zurückzuführen sind, der sich durch die Lagerung der Zwischenschichten bei Raumtemperatur und bei einer relativen Feuchtigkeit von 40$ bildet« Dieses Problem wurde in der Folge vermieden, indem die Zwischenschichten bei einer relativen Feuchtigkeit gelagert wurden, die 20$ bei Raumtemperatur wenigstens 24 Stunden vor dem Tränkzyklus, nicht überstieg.
Während ein Stapel mit mehreren Anordnungen hergestellt werden kann, wobei sich sieben Anordnungen bei der Produktion als geeignet erwiesen haben, versteht es sich, daß es ebenfalls in der Absicht der vorliegenden Erfindung liegt, verstärkte Anordnungen zu bilden, die zwei oder mehr Zwischenschichten abwechselnd mit drei oder mehr Glasscheiben enthalten. Die gleichen Parameter erscheinen bei der Schichtbildung anwendbar, um ein optimales geschichtetes Produkt zu bilden, das gute optische Eigenschaften und einen guten Durchdringungswiderstand aufweist.
Es ist beobachtet worden, daß während des Tränkens der Laminate, die Triäthylenglykol-di-2-Äthyltutyrat (3GH) bei Raumtemperatur enthalten, 1,5 g pro ecm pro Stunde während des Tränkens bei Raumtemperatur absorbiert werden. Bei Zwischen-
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schichten von 0,76 mm Dicke und bei Zwischenschichten von 1,52 mm Dicke ist der Betrag des absorbierten Plastifiziermittels unzureichend, um die Dicke der Zwischenschicht während einer zweistündigen Tränkzeit zu durchtränken, wobei sich diese Zeit als die maximale Zeit erweist, die erforderlich ist, um die auf der gemusterten Oberfläche gebildeten Rippen zu erweichen und zu lösen. Es werden hierbei Resultate erhalten, die ungefähr den Resultaten entsprechen, die im Stand der Technik durch Vorpressen und nachfolgende endgültige Schichtbildung bei hohem Druck und hoher Temperatur in einem Autoklaven sich ergeben. Spezielle Rippen besitzen eine Tiefe von 0,058 bis 0,051 ram und sind in einem Abstand von 0,66 mm angeordnet.
Ein kommerziell entwickeltes Verfahren zur Erzeugung von Schichten aus Glasscheiben mit einer Länge von 150 cm, einer Breite von 132 cm und einer Dicke von 5,6 mm, wobei die Glasscheiben aus wärmegehärtetem klaren Fließglas bestehen und einer Zwischenschicht aus plastifiziertem Polyvinylbutyral von 1,52 mm dazwischen angeordnet ist und diese Zwischenschicht mit Triäthylenglykol-di-2-Äthylbutyrat plastifiziert ist, sieht eine Tränkperiode von 2 Stunden bei Raumtemperatur, gefolgt von einer Schichtbildung während 10 Stunden bei 820C und bei einem Druck von 4,7 psi (5200 Pascal) vor. Dieses Verfahren führt zu kommerziell annehmbaren Schichten in Stapeln, die eine Höhe von sieben Anordnungen aufweisen.
In einem anderen Beispiel wurde ein Paar aus klaren Pließglasscheiben mit einer Dicke von 3>1 mm mittels einer
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Zwischenschicht aus Polyvinylbutyral von 1,52 nun geschichtet, wobei die Zwischenschicht durch Triäthylenglykol-di-2-lthylbutyrat plastifiziert war. Die Glasscheiben besaßen eine Länge von 195 cm und eine Breite von 86 cm. Ein Stapel mit sieben Anordnungen wurde hergestellt mit einer Tränkzeit von zwei Stunden und einer Schichtbildungszeit von 8 Stunden bei einem Druck von 4,7 psi (3200 Pascal) lund bei einer Temperatur von 82°C.
Wenn es erwünscht ist, einen Stapel von Anordnungen für die gleichzeitige Schichtbildung zu bilden, so wird eine erste -Glasscheibe einer zugefügten Anordnung direkt gegen die zweite Glasscheibe der gerade vervollständigten Anordnung igelegt, ohne daß irgendein Plastifiziermittel der Oberfläche der zweiten Glasscheibe der vorherigen Anordnung zu-(geführt wird und die Schritte bezüglich der Anordnung der ^anderen Einheiten in dem Stapel (gewöhnlicherweise bis zu 10) wiederholt.
Der Stapel νο'Λ Einheiten wird bei Raumtemperatur ohne zusätzlichen Druck während einer Zeitspanne von 15 Minuten bis zu zv/ei Stunden getränkt, nachdem der Stapel vervollständigt ist. Eine halbe Stunde Tränkzeit wird bevorzugt.
Mit einer Presse wird ein Druck von 4,7 bis 7,7 psi (3200 bis 5200 Pascal) bei Raumtemperatur ausgeübt, um überschüssiges flüssiges Plastifiziermittel zu entfernen. Alles überschüssige Plastifiziermittel von den vorangegangenen Schritten wird gesammelt und für die Wiederverwendung gefiltert.
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Die Einheit wird, während sie dem geringen überatmosphärischen Druck ausgesetzt ist, auf 1170C aufgeheizt, wobei dieses während einer bis zu 10 Stunden geschieht, nachdem die erhöhte Temperatur erreicht ist. Eine bevorzugte minimale Schichtbildungszeit ist durch eine Stunde für einen Stapel von 1 bis 2 Einheiten, durch zwei Stunden für einen Stapel von 3 bis 5 Einheiten und durch drei Stunden für einen Stapel von 6 bis 8 Einheiten gegeben.
"Machdem die Temperatur- und Druckbeaufschlagung beendet ist, werden die geschichteten Einheiten aus der Presse entfernt, und es werden Rasierklingen verwendet, um das überschüssige plastifizierte Zwischenmaterial abzuschneiden, das über den Rand der Glasscheiben hervorsteht. Die lamellierten Einheiten sind für die Inspektion und Transport bereit, nachdem sie eine Waschanlage durchlaufen haben.
Während die zuvor beschriebenen lamellierten Einheiten aus Glasscheiben und plastifiziertem Polyvinylbutyral bestehen, versteht es sich, daß der Ausdruck "Glas" nicht auf herkömmliches Soda-Kalk-Silicium-Glas, wie beispielsweise ■piießglas begrenzt ist, sondern daß auch spezielle Glasprodukte und feste transparente Materialien umfaßt werden, die als Ersatz für Glas, wie beispielsweise Kunststoffe auf der Basis von Polycarbonat, Acryl, Polyester und Polyurethan bekannt sind. Das Zwischenmaterial ist nicht auf plastifisiertes Polyvinylbutyral beschränkt, sondern kann ebenfalls irgendein anderes Zwischenmaterial umfassen, das erweicht wird und durch den Zusatz eines Plastifiziermittels klebefähiger wird, wobei das Plastifiziermittel mit dem Zwischenmaterial in Abhängigkeit von der Zeit und der Temperatur reagiert.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung eines lamellierten Glasfensters, "bestehend aus einem Paar Glasscheiben und einer plastizierten Scheibe aus Zwischenmaterial mit erhabenen Haupt-Oberflächen, gekennzeichnet durch:
    a) Zuführung eines Überschusses an flüssigem Plastizifier-• mittel zu den Haupt-Oberflächen der Scheibe aus plastifiziert em Zwischenmaterial,
    b) Einbringen der plastifizierten Scheibe zwischen ein Paar Glasscheiben zur Bildung einer Anordnung mit dem Überschuß von flüssigem Plastifiziermittel in Kontakt mit den Haupt-Oberflächen der plastifizierten Scheibe,
    c) Tränken der Haupt-Oberflächen der plastifizierten Scheibe mit dem überschüssigen Plastifiziermittel bei Raumtemperatur während einer Zeit, die ausreicht, um die erhabenen Haupt-Oberflächen mit dem zugeführten Plastifiziermittel zu erweichen, und die nicht ausreicht, um die Dicke der plastifizierten Scheibe mit der Plastifiziermittelkonzentration zu durchweichen, und
    — 2 —
    I I
    lilt I
    d) Zusammendrücken der Anordnung mit überatmosphärischem Druck von nicht mehr als zwei Atmosphären, um das überschüssige Plastifiziermittel zu entfernen, und Heizen der Anordnung im zusammengedrückten Zustand in einem Temperaturbereich oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb der Temperatur, bei der das Plastifiziermittel ein flüchtiges Produkt entwickelt, um die Scheiben vollständig miteinander in Schichten zu verbinden, während die Oberflächen der Glasscheiben der Anordnung, die die plastifizierte Scheibe nicht berühren, von dem Plastifiziermittel bei der Ausübung des Verfahrens nicht benetzt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus plastifiziertem Zwischenmaterial aus plastifiziertem Polyvinylbutyral zusammengesetzt ist.
    -3. Verfahren nach Anspruch 1 v gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    e) Zuführen eines Überschusses an flüssigem Plastifiziermittel zu einer weiteren plastifizieren Scheibe aus Zwischenmaterial mit erhabenen Haupt-Oberflächen,
    f) Einbringen dieser plastifizierten Scheibe zwischen das erstgenannte Paar von Glasscheiben und eine dritte Glasscheibe, um eine verstärkte Anordnung zu bilden, die den Überschuß an flüssigem Plasti- j fiziermittel im Kontakt mit den Haupt-Oberflächen einer jeden der plastifizierten Scheiben aufweist,
    g) Tränken der Haupt-Oberflächen der plastifizierten | Scheiben mit dem überschüssigen Plastifiziermittel bei Raumtemperatur während einer Zeit, die aus-
    reicht, um die erhabenen Haupt-Oberflächen mit dem zugeführten Plastifiziermittel zu erweichen und die nicht ausreicht, um die Dicke der plastifizierten Scheiben mit der Plastifiziermittelkonzentration zu durchweichen, und
    h) Zusammendrücken der verstärkten Anordnung mit überatmosphärischem Druck von nicht mehr als zwei Atmosphären, um das überschüssige Plastifiziermittel
    ,^h ' zu entfernen und Heizen der Anordnung im zusammen- •p$ - gedrückten Zustand in einem Temperaturbereich ober-
    Έ ' halb der Raumtemperatur und unterhalb der Temperatur, i.I bei der das Plastifiziermittel ein flüchtiges Pro-
    I < - dukt entwickelt, um die Scheiben vollständig mitein-I ander in Schichten zu verbinden, während die Ober
    flächen der Glasscheiben der verstärkten Anordnung, die die plastifizierten Scheiben nicht berühren,
    ? von dem Plastifiziermittel bei der Ausübung des Yer-
    I fahrens nicht benetzt werden.
    I 4i, Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch
    it.: ,
    ! den Zusammenbau weiterer Anordnungen und/oder verstärk-
    I ter Anordnungen zur Bildung eines Stapels aus diesen
    i] Anordnungen und/oder verstärkten Anordnungen, wobei
    eine erste Oberfläche einer ersten Glasscheibe jeder £ weiteren Anordnung oder verstärkten Anordnung auf eine
    '" Glasscheibenoberfläche einer zuvor zusammengebauten
    Anordnung oder verstärkten Anordnung in solcher Weise aufgesetzt wird, daß die Durchdringung des Plastifiziermittels zwischen benachbarten Glasscheiben der benachj« barten Anordnungen oder verstärkten Anordnungen ver
    hindert wird, das Zusammenpressen des Stapels von Anordnungen und/oder verstärkten Anordnungen mit dem über-
    -A-
    atmosphärischen Druck, um das überschüssige Plastifiziermittel zu entfernen und Heizen des Stapels in dem genannten Temperaturbereich, und im zusammengedrückten
    Zustand, um die Scheiben einer jeden der genannten |
    Anordnungen und/oder verstärkten Anordnungen vollstän- |
    dig miteinander in Schichten zu verbinden, während die #
    Außenflächen der Glasscheiben der genannten Anordnungen |
    und/oder verstärkten Anordnungen, die keine Berührungs- ||
    flächen mit den plastifizierten Scheiben bilden, frei <ζ
    von einer Benetzung mit dem Plastifiziermittel während f
    der Ausübung des Verfahrens bleiben. 1
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß | nach dem Zusammenbau des Stapels aus Anordnungen und/ | oder verstärkten Anordnungen der Stapel bei Raumtempe- | ratur während wenigstens 30 Minuten getränkt wird, | bevor dieser Stapel dem genannten Temperaturbereich | und dem überatmosphärischen Druck ausgesetzt wird. |
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, |
    daß das überschüssige Plastifiziermittel nach einem |
    Minimum einer Tränkungszeit von 30 Minuten bei Raum- \
    temperatur entfernt wird. I
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, | daß die Haupt-Oberflächen der plastifizierten Scheibe | getränkt werden, indem die plastifizierte Scheibe ρ in ein Bad von flüssigem Plastifiziermittel vor dem | Zusammenbau zwischen dem genannten Paar von Glas- |
    scheiben eingetaucht wird. Ά
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ä
    daß das überschüssige Plastifiziermittel nach einer |
    maximalen Tränkungszeit von 6 Stunden bei Raumtempe- |;
    ratur entfernt wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß fäas überschüssige Plastifiziermittel nach einer maxima-
    „äen Tränkungszeit von 2 Stunden bei Raumtemperatur entfernt wird«
    %O. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das überschüssige Plastifiziermittel nach dem Tränken rder Haupt-Oberflächen der plastifizierten Scheibe bei
    Raumtemperatur und während einer Zeit zwischen 30 Minuten und 6 Stunden entfernt wird.
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