DE3726033A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen thermoplastischer scheiben und zur herstellung laminierter lichtdurchlassender tafeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um einer Bahn oder Scheibe aus thermoplastischem Material eine vorbestimmte Krümmung zu erteilen, wobei eine solche thermoplastische Scheibe gebogen wird, indem sie gegen eine Seite einer Biegeform angeordnet wird, die über einen Formoberflächen­ bereich der gewünschten Krümmung verfügt, diese thermo­ plastische Scheibe erwärmt wird und sie veranlaßt wird, diesem formenden Oberflächenbereich sich anzupassen.

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung, um einer Scheibe thermoplastischen Materials eine vorbestimmte Krümmung zu erteilen.

Glas-Kunststoff-laminierte Tafeln werden oft verwendet, wenn die Möglichkeit besteht, daß die Tafel Stössen ausgesetzt wird. Thermoplastische Scheiben im Inneren einer solcher Tafel können dazu dienen, Energie bei Aufschlag gegen die Tafel zu absorbieren und ergeben so einen größeren Schutz einer Umschließungsanordnung, in der eine solche Tafel ein­ gebaut ist, beispielsweise einem Fenster. Bildet die thermo­ plastische Scheibe die Außenlage der Tafel, so wird sie dazu dienen zu verhindern, daß Glasfragmente von der Fläche der Scheibe bei Bruch fortfliegen, wodurch die Gefahr einer Ver­ letzung durch abfliegendes Glas vermindert wird. Gekrümmte Tafeln dieser Art können als Windschutzscheiben oder andere Fenster von Kraftfahrzeugen der verschiedenen Art, ein­ schließlich denen von Luftfahrzeugen und Kraftfahrzeugen Verwendung finden.

Es ist natürlich bekannt, eine dünne flexible Folie aus thermoplastischem Klebstoffmaterial, beispielsweise Poly­ vinylbutyral, zur Bildung eines Laminats zu verwenden; es besteht jedoch eine zunehmende Tendenz, ziemlich steife Kunststoffmaterialien zu verwenden, da diese über verbesser­ te Eigenschaften hinsichtlich der Schlagfestigkeit verfügen. Solche Tafeln werden oft auch als "einbruchsichere Vergla­ sungen" oder "kugelsichere Verglasungen" bezeichnet, sie können einen Grad von Schutz gegen das Abfeuern von Waffen bieten.

Polycarbonate und Methacrylate sind Beispiele für ziemlich steife thermoplastische Materialien. Da diese Materialien sehr viel steifer als Materialien sind, die üblicherweise an Glas laminiert sind, wie Polyvinylbutyrat, entsteht ein be­ achtliches Problem dadurch, daß dann, wenn das aus Thermo­ plasten bestehende Material nicht zur gekrümmten Glas­ scheibe, an die es gebunden werden soll, paßt, sondern versuchen, die Rückstellungskräfte im thermoplastischen Material eines Laminats, dieses vom Glas fortzureißen: ein Entlaminieren ist die Folge. Das Problem stellt sich als be­ sonders dringend, wenn das Laminat über einen kleinen Krüm­ mungsradium verfügt, und stellt sich auch als besonders dringend um die Ränder des Laminats, wo die Spannungen kon­ zentriert es. Es ist in diesem Fall ungünstig, daß Fahr­ zeugwindschutzscheiben ihre schärfste Krümmung an oder nahe ihren Rändern zu haben scheinen.

Es ist somit wünschenswert, die Scheibe aus thermoplasti­ schem Material in die gewünschte vorbestimmte Krümmung vor dem Laminieren zu biegen. Das thermoplastische Material kann erwärmt werden; es kann ihm gestattet werden, in Konformität mit einer Biegeform geeigneter Größe und Gestalt durchzu­ sacken. Dies löst jedoch nicht das Problem des Entlaminie­ rens, insbesondere nicht um den Rand der Tafel, da es sich herausgestellt hat, daß, während die Scheibe oder Bahn thermoplastischen Materials nach dem Biegen abkühlt, sie dazu neigt, um ihren Rand sich einzurollen, so daß sie dort der geforderten Krümmung nicht konform ist. Dieses Fehlen von Konformität erhöht auch die Schwierigkeiten beim Bilden einer guten Bindung zwischen den Scheiben bei einem Laminie­ rungsverfahren. Dieses Aufrollen kann natürlich während des Laminierungsverfahrens ausgepreßt werden, Restspannungen verbleiben jedoch im thermoplastischen Material und neigen dazu, ein Entlaminieren um die Laminatränder herbeizuführen. Selbst wenn das thermoplastische Material für sich ohne Laminieren verwendet werden soll, so ist eine solche Kanten­ oder Randkräuselung unerwünscht, weil dies zu einer opti­ schen Verzerrung an den Scheibenrändern führt; dies macht auch das Einrahmen schwieriger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren an­ zugeben, um einer Scheibe thermoplastischen Materials eine vorbestimmte Krümmung zu erteilen, wodurch dieses Problem erleichtert und nach bevorzugten Ausführungsformen beseitigt wird.

Nach der Erfindung ist ein Verfahren angegeben, um einer Scheibe thermoplastischen Materials eine bestimmte Krümmung zu erteilen, wobei eine solche Scheibe thermoplastischen Materials gebogen wird, indem sie gegen eine Oberfläche einer Biegeform mit einem Formoberflächenbereich an der erforderten Krümmung angeordnet wird, diese thermoplasti­ sche Scheibe erwärmt und veranlaßt wird, sie einer solchen Formoberfläche anzupassen oder dieser zu entsprechen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch, daß eine solche thermopla­ stische Scheibe mit Übergröße geformt und gebogen wird, indem sie gegen eine Biegeform mit einem Formoberflächenbereich der gewünschten Abmessungen und Krümmung angeordnet wird, die von einer Biegeformumfassung (surround) umgeben ist, daß diese thermoplastische Scheibe erwärmt und veranlaßt oder gelassen wird, sich diesem Formflächenbereichsteil anzupassen, während ihre Ränder in Übergröße von dieser Biegeformumfassung abgestützt werden und daß die thermo­ plastische Scheibe hernach bei einer Geschwindigkeit ge­ kühlt wird, die gering genug ist, um diese Konformität aufrechtzuerhalten und daß die thermoplastische Scheibe hiernach auf Größe zurechtgeschnitten wird.

Arbeitet man in dieser Weise, so wird die Neigung des thermoplastischen Materials, sich um den Rand der gewünsch­ ten Größe aufzurollen, vermindert; es wird sehr viel leich­ ter, die gewünschte Krümmung über die volle Erstreckung der Scheibe zu erreichen, die als oder in eine Glastafel einge­ baut werden soll. Dieses Aufrollen kann auf einen relativ schmalen Streifen begrenzt werden, der abgeschnitten wird oder der selbst völlig eliminiert werden kann. Somit wird ein sehr hoher Grad von Konformität der thermoplastischen Scheibe mit der gewünschten vorbestimmten Krümmung hervor­ gerufen, wodurch sichergestellt wird, daß die thermoplasti­ sche Scheibe von der gewünschten Größe ist, was das nach­ folgende Rahmen oder Laminieren erleichtert, was zu einer erheblich verminderten Tendenz des Auftretens eines Ent­ laminierens führen kann.

Ein weiteres Problem kann auftreten, wenn thermoplastische Scheiben gebogen werden sollen. Es hat sich herausge­ stellt, daß eine gewisse Oberflächenwellenbildung sich im thermoplastischen Material nach der Kühlung einstellen kann, es sei denn, das thermoplastische Material kann bei einer sehr geringen Geschwindigkeit abkühlen. Dies bedeutet einen langwierigen Produktionsablauf, der völlig inkonsistent mit der Herstellung im industriellen Maßstab ist. Solch ein wellenförmiges Profil erhöht auch die Schwierigkeiten bei der Bildung einer guten Bindung zwischen den Scheiben in einem nachfolgenden Laminierverfahren. Solche Wellen können natürlich während des Laminierens ausgepreßt werden, die Restspannungen verbleiben jedoch im thermoplastischen Material und neigen zum Entlaminieren, insbesondere um die Laminatränder. Selbst wenn die thermoplastische Scheibe ohne Laminieren verwendet werden soll, ist diese Wellenbildung uner­ wünscht, weil sie zu optischen Verzerrungen führt.

Faktoren, die dieses Problem dringender zu machen scheinen, sind das ziemlich niedrige thermische Leitvermögen und der ziemlich hohe Koeffizient der linearen Wärmeexpansion der thermoplastischen, insbesondere in Betracht gezogenen Ma­ terialien.

Das Problem bei der Erzeugung oder Aufrechterhaltung einer hohen Oberflächengleichmäßigkeit im thermoplastischen Material, während die geforderte Kühlzeit vermindert wird, sollte daher lösbar sein, indem die Kühlgeschwindigkeit geregelt wird, so daß jede Unregelmäßigkeit im Schrumpfen der thermoplastischen Scheibe, während sie kühlt, nach dem Biegen kompensiert werden kann durch das Fließen des Kunst­ stoffs innerhalb des Materials. In anderen Worten, ein schnelleres Kühlen kann toleriert werden, während das thermoplastische Material heißer und weicher ist; während - jedoch das Material kühlt und viskoser wird, sollte die Kühlgeschwindigkeit reduziert werden.

Gewisse besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung basieren auf der Entdeckung gemäß der Erfindung, daß dies einfach nicht wahr ist. Erfindungsgemäß hat sich näm­ lich herausgestellt, daß das Gegenteil der Fall ist. Nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird somit das thermoplastische Material, während es in Kontakt mit der Biegeform-Formfläche bleibt, veranlaßt oder gelassen, sich von seiner Maximaltemperatur für eine erste Periode bei einer ersten Kühlgeschwindigkeit und nachher für eine zweite Periode bei einer zweiten Kühlgeschwindigkeit abzukühlen, die höher als die erste Kühlgeschwindigkeitist.

Sehr zur Überraschung der Erfinder hat sich herausgestellt, daß die Kühlgeschwindigkeit äußerst kritisch ist, während das thermoplastische Material sich nahe der Maximaltempera­ tur befindet, auf die es für das Biegeverfahren erwärmt wird, und daß gerade bei diesen Temperaturen die Kühlge­ schwindigkeit äußerst geregelt werden sollte, während größere Kühlgeschwindigkeiten bei niedrigeren Temperaturen toleriert werden können, um eine akzeptable kurze Gesamt­ kühlzeit zu erreichen und und so eine thermoplastische Scheibe brauchbarer Oberflächenregelmäßigkeit zu erhalten. Wie erwähnt, ist dies das Gegenteil von dem, was erwartet wurde; zur Zeit kann keinerlei Erklärung dafür gegeben wer­ den, warum dem so ist.

Die Vorteile, eine thermoplastische Scheibe genau einer vorbestimmten Krümmung anzupassen, dokumentieren sich be­ sonders in Fällen, wo diese Scheibe anschließend in ein Laminat mit einem oder mehreren Scheiben mit der gleichen Krümmung gebunden werden sollen; nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird daher ein Verfahren zur Herstellung einer lichtdurchlässigen, laminierten Tafel zur Verfügung ge­ stellt, die aus wenigstens einer Scheibe gekrümmten, thermo­ plastischen Materials besteht, die an wenigstens eine ge­ krümmte Glasscheibe gebunden ist, wobei dieses Verfahren das Biegen dieser Scheibe auf eine bestimmte Krümmung und das anschließende gemeinsame Biegen umfaßt. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, daß diese thermoplastische Scheibe nach einem Verfahren der oben beschriebenen Art ge­ krümmt wird und daß die thermoplastische Scheibe und wenig­ stens eine anpassende Glasscheibe zusammengefügt werden, daß diese Montageeinheit Wärme- und Druckbedingungen ausgesetzt werden, um das Verbinden der Scheiben zu einer laminierten Tafel oder einer Schichttafel herbeizuführen.

Vorzugsweise werden die oder jede dieser thermoplastischen Scheiben auf Größe zugeschnitten, nachdem sie in eine Tafel gebunden wurden. Dies erleichtert ein genaues Schneiden des thermoplastischen Scheibenmaterials auf korrekte Abmessung und Größe.

Solch eine thermoplastische Scheibe kann zwischen zwei form­ gebenden Glasscheiben gebunden werden. In diesem Fall werden irgendwelche Restspannungen im thermoplastischen Material über beide ihrer gebundenen oder verbundenen Flächen ver­ teilt. Die Spannungskonzentration an irgendeinem Punkt in der Glas/thermoplastischen Verbindung sind somit in etwa der Hälfte, wie dies der Fall bei thermoplastischem Material wäre, welches nur auf einer Seite an eine Glasscheibe gebun­ den ist. Die Erfindung ist damit von besonderem Vorteil bei einem Verfahren zur Herstellung einer laminierten Tafel der Art, bei der das thermoplastische Material über wenigstens eine Hauptfläche der Tafel freiliegt.

Vorzugsweise liegt bei einer solchen Scheibe aus Glas und thermoplastischem Material eine adhäsive Zwischenscheibe aus thermo­ plastischem Filmmaterial oder Folienmaterial; diese werden mit einer gekrümmten Formplatte in Kontakt mit der oder jeder freiliegenden Fläche thermoplastischen Materials zu­ sammengebaut; die so geformte Anordnung wird Wärme- und Druckbedingungen derart ausgesetzt, daß die Glasscheibe und die Scheibe thermoplastischen Materials zusammengebunden werden. Die Verwendung einer solchen Formplatte erzeugt einen hohen Grad von Oberflächenregelmäßigkeit beim Kontak­ tieren thermoplastischen Materials.

Bei diesen Ausführungsformen bevorzugt man, daß die oder jede dieser gekrümmten Glasformplatten und die oder jede gekrümmte Glasscheibe, die in das Laminat gebunden werden sollen, zusammenmontiert und als eins in die gewünschte Krümmung gebogen werden. Dies ist sehr zweckmäßig, wenn man sicherstellen will, daß beide oder sämltiche dieser Glasscheiben auf die gleiche Krümmung gebogen werden.

Das zu verwendende thermoplastische Material kann in Schei­ benform durch Extrudieren gebracht worden sein. Im allge­ meinen haben diese extrudierten Scheiben eine ziemlich schlechte Oberflächenqualität; sie sind unzureichend planar, um eine gute Sicht für verschiedene Zwecke durchzulassen. Jede Unregelmäßigkeit in der Dicke des thermoplastischen Materials kann solch ein Laminat kommerziell unzufrieden­ stellend oder sogar gefährlich werden lassen, wo eine gute Sicht wichtig ist, wie dies bei Fahrzeugwindschutzscheiben der Fall ist. Es ist somit bekannt, alle Oberflächenunregel­ mäßigkeiten in thermoplastischen Scheiben zu rektifizieren, indem man die Scheiben einer Oberflächenkonditionierungs­ behandlung aussetzt.

Es hat sich herausgestellt, daß, obwohl viele Oberflächen­ unregelmäßigkeiten rektifiziert werden, indem eine thermo­ plastische Scheibe erwärmt wird, um sie zu erreichen, während sie Druck zwischen einem Paar von Formplatten ausgesetzt wurde, eine gewisse Oberflächenwellenbildung auch im thermoplasti­ schen Material nach Relaxation von Kühlung und Druck am Ende der Konditionierungsbehandlung wieder auftraten, es sei denn, man ließe das thermoplastische Material bei einer sehr geringen Kühlgeschwindigkeit abkühlen, obwohl das thermopla­ stische Material sich nicht an irgendeine der Formplatten, mit der sie in Kontakt steht, bindet.

Wieder wird dieses Problem akut, je größer die Disparität zwischen den Koeffizienten linearer Wärmeexpansion der Form­ platte und der Kunststoffmaterialien ist; dies muß also dieser Disparität zugeschrieben werden.

Um diesem Problem zu begegnen, bevorzugt man besonders, daß die Oberflächen einer solchen thermoplastischen Scheibe nach einem Verfahren konditioniert werden, das die Sandwichbil­ dung der thermoplastischen Scheibe zwischen einem Paar von Glasformplatten umfaßt, wobei der Sandwichaufbau Temperatur- und Druckbedingungen derart ausgesetzt wird, daß das thermo­ plastische Material erweicht und die gewünschte Oberflächen­ konditionierung herbeigeführt wird, wobei bei einem solchen Verfahren vor der Entfernung der Formplatten das thermopla­ stische Material veranlaßt oder gelassen wird, von seiner Maximaltemperatur für eine erste Periode bei einer ersten Kühlgeschwindigkeit abzukühlen und hernach für eine zweite Periode bei einer zweiten Kühlgeschwindigkeit abzukühlen, die höher als diese erste Kühlgeschwindigkeit ist.

Hierdurch wird auch eine zeitliche Verminderung, die für das Kühlen erforderlich ist, möglich, und gleichzeitig wird ein hoher Grad an Regelmäßigkeit in der konditionierten thermo­ plastischen Scheibe möglich gemacht.

Die Verwendung von Glasformgebungsscheiben wird spezifi­ ziert, weil diese besonders vorteilhaft im Hinblick auf Einfachheit ist, mit der eine solche Formplatte mit einer hochregelmäßigen Oberfläche geformt werden kann, obwohl selbst die Differenz zwischen den Koeffizienten Wärmeexpansion des Glases und viele der in Betracht gezogenen thermoplastischen Materialien ziemlich groß sein können.

Besonders ist zu bevorzugen, daß eine Scheibe aus Floatglas die Formfläche der oder jeder dieser Glasformplatten bildet. Wegen der Art und Weise, in der die Herstellung erfolgte, verfügt das Floatglas über einen hohen Grad von Oberflächen­ regelmäßigkeit, ohne daß irgendeine nachfolgende Oberflä­ chenbehandlung erforderlich wäre. Die Verwendung von Float­ glas mit einer Nenndicke von zwischen 4 und 8 mm, beispiels­ weise 6 mm, ist besonders zu bevorzugen, weil es sich herausgestellt hat, daß Floatglas dieser Dicke gewöhnlich die beste Oberflächenqualität zeitigt.

Bei Ausführungsformen, die dieses bevorzugte Merkmal nach der Erfindung nutzen, bevorzugt man, daß eine Vielzahl dieser thermoplastischen Scheiben mit zwischengeschobenen Glasformplatten ausgestattet werden, wodurch ein Viellagen- Sandwich gebildet wird, wodurch diese Vielzahl von thermo­ plastischen Scheiben gleichzeitig konditioniert wird. Dies stellt eine wirksame Verwendung der Anlage dar und führt somit zu einem wirksameren Verfahren.

Vorzugsweise wird diese Oberflächenkonditionierungsbehand­ lung durchgeführt, bevor das thermoplastische Material ge­ krümmt wird. Dies vermeidet die Notwendigkeit, daß eine Vielzahl von gekrümmten Formplatten gestellt werden muß, von denen jede dieser bestimmten Krümmung angepaßt ist oder dieser entspricht. Das thermoplastische Material kann im flachen Zustand oberflächenkonditioniert sein; dies verein­ facht das Verfahren ganz erheblich.

Es hat sich herausgestellt, daß das Ausmaß der Wellenbildung oder der ungleichmäßigen Spannungen in einer thermoplastischen Scheibe durch geregeltes Kühlen abhängig von der Kühlge­ schwindigkeit in diesen ersten und zweiten Kühlperioden reduziert werden und auch abhängig von der Temperatur, bei der dieses ungeregelte Kühlen beginnen kann. Somit wird die Einhaltung von einem oder mehreren der folgenden bevorzugten Merkmale nach der Erfindung empfohlen:

Die oder wenigstens eine und vorzugsweise jede dieser Kühl­ perioden dauert, bis die Temperatur des thermoplastischen Materials um 20 bis 60°C gesunken ist;
die oder wenigstens eine und vorzugsweise jede dieser Kühl­ perioden dauert zwischen 40 und 90 min;
die oder wenigstens eine und vorzugsweise jede aufeinander­ folgende erste und zweite Kühlperioden zusammen dauert zwi­ schen 90 und 150 min;
die oder wenigstens eine und vorzugsweise jede dieser zwei­ ten Kühlperioden dauert wenigstens, bis die Temperatur des thermoplastischen Materials auf 100°C gesunken ist; und
die oder wenigstens eine und vorzugsweise jede dieser zwei­ ten Kühlperioden dauert wenigstens, bis die Temperatur des thermoplastischen Materials auf 80°C gesunken ist.

Aus ähnlichen Gründen ist es auch vorteilhaft, eine oder beide der beiden folgenden bevorzugten Merkmale einzuhalten:

Während der oder wenigstens einer, vorzugsweise jeder dieser Kühlperioden wird das thermoplastische Material veranlaßt oder gelassen, sich bei einer Geschwindigkeit abzukühlen, die 2°C pro min nicht überschreitet und vorzugsweise 1°C pro min nicht überschreitet; und
während der oder wenigstens einer und vorzugsweise jeder dieser zweiten Kühlperioden wird das thermoplastische Material veranlaßt oder gelassen, sich bei einer Geschwin­ digkeit abzukühlen, die 5°C pro min nicht überschreitet und die vorzugsweise 2,5°C pro min nicht überschreitet.

Solche Kühlgeschwindigkeiten zeigen sich als recht kompa­ tibel mit üblichen industriellen Produktionsabläufen.

Es zeigt sich, daß das thermoplastische Material wohl nicht veranlaßt worden ist, an einer solchen Formplatte, sei es durch diese Oberflächenkonditionierungsbehandlung, sei es durch eine solche Laminierungsbehandlung zu haften. Die anschließende Entfernung der Formplatten, wenn dies tatsäch­ lich möglich wäre, würde fast unvermeidlicherweise die Ober­ fläche des thermoplastischen Materials beeinträchtigen, wenn eine solche Bindung aufträte. Einige thermoplastische Materialien haften normalerweise an Glas nicht während des Verlaufs der in Betracht gezogenen Behandlungen ohne die Verwendung einer Grundierung oder irgendeiner Art von Kleb­ stoff. Andere Materialien könnten daran haften, es sei denn, daß Schritte zur Verhinderung einer solchen Haftung oder Adhäsion würden unternommen. Um in verläßlicher Weise eine Haftung oder Adhäsion zu verhindern, kann daher bevorzugt, die oder jede dieser Glasformplatten eine adhäsionverhin­ dernde Schicht, beispielsweise ein Fluorcarbonprodukt, wie Fluoralkylsulfonat, tragen, insbesondere eines, in welchem Alkyl C14 bis C18 ist.

Wie erwähnt, sind verschiedene der zu behebenden Probleme, mit denen gewisse Ausführungsformen der Erfindung sich be­ fassen, um so dringender, je größer der Koeffizient der linearen Wärmeexpansion des thermoplastischen Materials ist. Somit liegen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Material der oder wenigstens einer dieser thermoplastischen Scheiben einen Koeffizient der linearen Wärmeexpansion hat, der wenigstens 43×10^-6°C^-1 hat, d. h. etwa das Fünffache eines gewöhnlichen Natronkalkglases und sind von besonderem wirtschaftlichem Wert.

Der wirtschaftliche Wert dieser bevorzugten Ausführungsfor­ men der Erfindung, bei denen das thermoplastische Bahn­ material einen ziemlich hohen Koeffizient der linearen Wärmeexpansion hat, hängt nicht immer allein von der Be­ hebung eines akuteren Problems aufgrund größerer Wärme­ kontraktion zusammen. Andere Eigenschaften des thermoplasti­ schen Materials müssen auch in die Betrachtung einbezogen werden.

Nach gewissen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die oder wenigstens eine solche thermoplastische Scheibe oder Bahn eine Bahn aus Polycarbonat. Polycarbonate haben, abgesehen von ihren Wärmeexpansionskoeffizienten besonders wünschenswerte physikalische Eigenschaften für ihren Einbau in Laminate, die für viele Zwecke eingesetzt werden, insbe­ sondere was deren Fähigkeit anbelangt, Energie bei Bruch oder bei bewußtem Bruch eines Laminats zu zerstreuen oder zu verteilen bzw. abzuführen. Methacrylate haben ebenfalls gute Eigenschaften für den in Betracht gezogenen Zweck, genauso wie einige Polyvinylchloride und einige Polyurethane.

Andere Eigenschaften des thermoplastischen Bahnmaterials sind ebenfalls wichtig. Beispielsweise eine hohe Kratzbe­ ständigkeit ist von beachtlicher kommerzieller Wichtigkeit während der Handhabung einer thermoplastischen Bahn, bei­ spielsweise bevor sie in ein Laminat eingebaut wird und besonders über einer freiliegenden thermoplastischen Ober­ fläche eines fertigen Laminats.

Es mag zwar manchmal möglich sein, das thermoplastische Bahnmaterial wegen seines guten Kratzwiderstandes zu wählen, was auf seine Härte zurückzuführen ist, gewöhnlich ist es aber zweckmäßiger, die Oberflächenhärte der Bahn durch eine geeignete Überzugsbehandlung zu erhöhen, indem man bei­ spielsweise ein synthetisches Harz verwendet, welches aus dem einen oder anderen Grund ungeeignet zum Formen der vollen Dicke der Bahn ist. Nach bevorzugten Ausführungs­ formen nach beiden Aspekten der Erfindung trägt das oder wenigstens ein solches thermoplastisches Material wenig­ stens einen Oberflächenüberzug, der härter ist oder härtbar ist, um härter zu werden als das thermoplastische Material der Bahn (d.h. Scheibe).

Nach solchen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist es besonders zweckmäßig, daß dieser oder diese Oberflächen­ überzüge während der Oberflächenkonditionierung gehärtet werden. Hierdurch wird die Notwendigkeit einer gesonderten Härtungsbehandlung vermieden. Alternativ kann das Härten während des Biegens stattfinden. Dies ist ökonomisch hinsicht­ lich des Zeitaufwands und im Falle der Wärmehärtung hin­ sichtlich der Wärmeenergie.

Ein solcher Oberflächenüberzug, bei dem es sich um einen Melaminüberzug handelt, ist vorteilhaft wegen seiner aus­ gezeichneten Eigenschaften für den in Betracht gezogenen Zweck. Andere Oberflächenüberzüge, die mit Vorteil verwen­ det werden können, sind Polysiloxanharze und durch Elektro­ nenstrahl oder Ultraviolett-härtbare Harze, beispielsweise solche, wie sie in der britischen Patentschrift Nr. GB 21 31 324 A beschrieben sind.

Vorzugsweise sind diese Biegeform und diese Biegeformumfas­ sung (bending form surround) aus trennbaren Elementen gebil­ det. Dies so zeigt sich, erleichtert die Entfer­ nung der Anpassungsscheibe aus thermoplastischem Material aus der Biegeform und ermöglicht es auch, daß die trennbaren Teile der Biegeform aus unterschiedlichen Materialien herge­ stellt werden.

Die tatsächlichen Materialien, aus denen die Biegeformteile gemacht werden, sind nicht kritisch. Die Gestalt dieser Biegeform des Formgebungsoberflächenbereichs der geforder­ ten Größe und Krümmung ist jedoch sehr wichtig. Vorzugsweise wird dieser Biegeformformgebungs-Oberflächenbereich der ge­ wünschten Größe und Krümmung gebildet durch eine Fläche oder Seite einer gekrümmten Glasscheibe. Es ist viel leichter, einen Biegeformformgebungs- oder -formungsteil der geforder­ ten Krümmung mit hoher Oberflächenqualität aus Glas als aus anderen Materialien herzustellen. Geeignet macht man diesen Teil, der den Randbiegeform-Umfassungsflächenbereich defi­ niert, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen oder Holz.

Die Gestalt der Biegeformformgebungsfläche ist von äußerster Wichtigkeit bei Ausführungsformen, bei denen das thermopla­ stische Scheiben- oder Bahnmaterial, im folgenden Scheiben­ material genannt, anschließend an eine gekrümmte Glasscheibe gebunden wird. Wenn das thermoplastische Material genau an das Glas, an das es gebunden werden soll, angepaßt werden soll, dann muß dieser Biegeformteil auch genau passen bzw. angepaßt sein. Die einfachste Art, um dies sicherzustellen, ist, diesen Biegeformformgebungs-Oberflächenbereich der ge­ wünschten Größe und Krümmung aus einer Fläche einer gekrümm­ ten Glasscheibe herzustellen, an die die thermoplastische Scheibe anschließend gebunden wird, dieses Merkmal beinhal­ tende Ausführungsformen der Erfindung sind daher bevorzugt. Die Einhaltung dieses bevorzugten Merkmals bedeutet, daß die Biegeformformgebungsfläche für jede thermoplastische Scheibe geändert werden muß. Dies ist kein Nachteil, selbst wenn in Serienfertigung beispielsweise Windschutzscheiben herge­ stellt werden, die an Kraftfahrzeugen des gleichen Modells angebracht werden sollen und welche daher von nominell der gleichen Größe und Krümmung sein müssen. Für die Herstellung einer gegebenen Serie gekrümmter Tafeln zur Verwendung als Kraftfahrzeug-Windschutzscheiben hat sich erfindungsgemäß gezeigt, daß eine gewisse kleine Variation in der Krümmung von einer Tafel zur nächsten toleriert werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anforderungen hinsichtlich genauer Formgebung zwischen einer thermoplastischen Scheibe und einer Glasscheibe, an die sie gebunden werden soll, oft strenger sind; dies rechtfertigt somit die Verwendung einer Biegeform aus gekrümmter Glasscheibe, an die die thermo­ plastische Scheibe gebunden werden soll. Während des Biegens einer Reihe von thermoplastischen Scheiben auf die gleiche nominelle Krümmung in einem solchen Produktionsablauf, ist es natürlich nicht allgemein notwendig, die Biegeformum­ fassung zu verändern.

Vorzugsweise wird diese thermoplastische Scheibe veranlaßt oder gelassen, sich an eine konkave Biegeformfläche anzu­ passen oder dieser zu entsprechen. Man sieht, daß dies das Erreichen der geforderten Oberflächenkonformität erleich­ tert.

Es ist besonders wichtig, eine gute Konformität an den Rän­ dern der thermoplastischen Scheibe nach dem Trennschneiden zu erhalten. Um dieses Ziel zu begünstigen, ist zu bevor­ zugen, daß der Übergang von dem Biegeformformgebungsbereich der gewünschten Größe und der Krümmung auf solch eine Biegeformumfassung von schärferer Krümmung als der Rand dieses Biegeformformgebungs-Oberflächenbereichs ist. Über­ raschend hat sich gezeigt, daß dies die besten Ergebnisse ergibt, selbst wenn das thermoplastische Material veranlaßt oder gelassen wird, einer konkaven Biegeformfläche zu ent­ sprechen oder sich dieser anzupassen.

Die Erfindung umfaßt eine Scheibe aus lichtdurchlassendem thermoplastischem Material, welches nach einem hier be­ schriebenen Verfahren gekrümmt wurde, das eine lichtdurch­ lässige laminierte Tafel aus wenigstens einer gekrümmten Glasscheibe umfaßt, die wenigstens an eine solche gekrümmte Scheibe aus thermoplastischem Material gebunden wird. Sie umfaßt auch eine lichtdurchlässige laminierte Tafel, die nach einem hier beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung, die geeignet ist, thermoplastisches Scheibenmaterial einer ge­ krümmten Glasscheibe in der Form anzupassen. Es wird somit eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einer Scheibe thermo­ plastischen Materials eine vorbestimmte Krümmung erteilt. Die Vorrichtung zeichnet sich aus durch eine Biegeform mit einem Formgebungsoberflächenbereich der gewünschten Abmes­ sungen und Krümmung und durch eine Biegeformumfassung; Ein­ richtungen zum Erwärmen und Erweichen einer thermoplasti­ schen Scheibe, so daß diese dieser Biegeformformgebungs­ oberfläche entsprechen oder an diese angepaßt werden kann, während jedwede überlappende Ränder der Scheiben zum Teil von einer Biegeformumfassung (bending form surround) abge­ stützt werden und durch Einrichtungen, die eine geregelte Kühlung der thermoplastischen Scheibe ermöglichen, um die Konformität mit der Biegeformformgebungsfläche aufrecht­ zuerhalten.

Dies ist eine sehr einfache Vorrichtung, um thermoplasti­ sches Scheiben- oder Bahnmaterial an eine gekrümmte Glas­ scheibe anzupassen. Diese Biegeformumfassung kann verwendet werden, um einen Randteil einer thermoplastischen Scheibe abzustützen, so daß Expansion und Kontraktion einer solchen thermoplastischen Scheibe beim Erwärmen und bei Kühlung auf­ genommen werden, zusammen mit Einrichtungen, die eine gere­ gelte Kühlung erlauben. Auch wird es möglich, daß die thermoplastische Scheibe gleichförmiger über ihren Bereich sich abkühlt, was eine verminderte Tendenz bei jeder Verfor­ mung der Scheibe aufgrund ungleichmäßiger Kontraktion er­ gibt.

Vorzugsweise ist dieser Formgebungsoberflächenbereich der Biegeform definiert durch eine Fläche einer gekrümmten Scheibe aus Glas. Es ist sehr einfach, eine gekrümmte Glas­ biegeform mit einer sehr glatten Oberfläche hoher Qualität zu versehen. Vorteilhaft ist diese Glasscheibe eine Float­ glasscheibe. Nach dem Floatverfahren geformtes Glas hat eine besonders gute Oberflächenqualität, ohne die Notwendigkeit, daß irgendwelche speziellen Oberflächenbehandlungen notwen­ dig würden.

Vorteilhaft verfügt diese Biegeform über eine konkave Form­ gebungsoberfläche. Es hat sich als leichter herausgestellt, eine thermoplastische Scheibe an eine konkave Fläche gege­ bener Krümmung als an eine konvexe Fläche dieser Krümmung anzupassen.

Nach bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Übergang von der Formgebungsfläche dieser Biegeform auf diese Biegeformumfassung von schärferer Krümmung als der Rand der Oberfläche dieses Biegeformteils. Es zeigt sich, daß dies von besonderem Wert ist, wenn die Krümmung, die dem thermoplastischen Material erteilt werden soll, von relativ kleinem Krümmungsradius, insbesondere nahe der Ränder der Biegeformformgebungsfläche ist und wo man wünscht, dem thermoplastischen Scheibenmaterial eine nicht-abwickelbare Krümmung zu erteilen.

Beispielsweise Ausführungsformen sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 die Darstellung einer Ausführungsform einer Vor­ richtung nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm, das den Temperaturverlauf für zwei spezifische Prozesse zum Anpassen oder zur Form­ gebung einer thermoplastischen Scheibe an bzw. hinsichtlich einer gekrümmten Glasscheibe nach der Erfindung darstellt;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine Vor­ richtung zur Oberflächenkonditionierung einer Scheibe thermoplastischen Materials vor der An­ passung an eine Glasscheibe;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch eine Vor­ richtung, um eine gekrümmte laminierte Tafel zu­ sammen zu verbinden; und

Fig. 5 einen Temperatur- und Druckverlauf, der bei einem spezifischen Beispiel eines Verfahrens zur Ober­ flächenkonditionierung einer Scheibe thermopla­ stischen Materials eingesetzt wird.

Fig. 1

Nach Fig. 1 hat ein Autoklav 1 eine Deckenheizeinrichtung 2, die mit einer variablen Stromquelle V verbunden ist. Innerhalb des Autoklaven 1 ist eine Biegevorrichtung ange­ ordnet, die aus zwei Teilen hergestellt und durch eine Viel­ zahl von Stützen 3 getragen ist. Der erste Biegeformteil be­ steht aus einer Scheibe, vorzugsweise Glas und wünschenswert einem Floatglas, das eine Formgebungsoberfläche 4 der ge­ wünschten Größe und Krümmung bildet. Eine Biegeformumfassung 5 führt um den Rand der die Formgebungsoberfläche 4 bilden­ den Glasplatte. Eine Scheibe thermoplastischen Materials 6 ist dargestellt, wie sie der Biegeformformgebungs-Oberfläche 4 und der Oberfläche der Biegeformumfassung 5 in der Form angepaßt ist. Der Genzbereich der Biegeformformgebungs- Oberfläche 4 grenzt im wesentlichen an den Innenumfang der Biegeformumfassung 5 an der Arbeitsfläche der Biegeform an, und diese Umfassung 5 ist so angeordnet, daß der Übergang von der Biegeformformgebungsfläche 4 an die Umfassung 5 von geringerem Krümmungsradius als der der Scheibe 4 an ihrem Rand ist.

Beispiel 1

Eine Scheibe aus Polycarbonat soll an die konkave Fläche einer Glasscheibe mit einer geforderten vorbestimmten Krümmung in der Gestalt angepaßt werden. Diese Glasscheibe wird in die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung eingesetzt und bildet die Biegeformformgebungsfläche 4, und eine flache Scheibe aus Polycarbonat mit Übergröße wird auf die Biege­ formformgebungsfläche 4 und ihre Umfassung 5 aufgelegt. Die Heizeinrichtung 2 wird dann eingeschaltet; es muß Sorge dafür getragen werden, daß sichergestellt wird, daß die die Formgebungsfläche und die Polycartonatscheibe bildende Glasscheibe so gleichförmig wie möglich erwärmt werden und daß das Polycarbonat auf eine Temperatur von etwa 155°C während des Verlaufs von etwa 2 1/4 h erwärmt wird, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 angegeben. Diese Temperatur wird etwa 1 h lang aufrechterhalten; am Ende dieses Zeitraum ist das Polycarbonat in Konformität mit der Glasscheibenformgebungsfläche 4 durchgehangen, woraufhin die der Heizeinrichtung 2 von der variablen Stromversorgung V gelieferte Leistung reduziert wird, so daß das Polycarbo­ natmaterial von seiner Maximaltemperatur für eine erste Kühlperiode von etwa 1 1/4 h bei einer Geschwindigkeit von 0,5°C/min abkühlt. Die Stromzuführung wird dann weiter re­ duziert, und das Polycarbonat kann bei einer Geschwindigkeit von 1°C/min während einer zweiten Kühlperiode abkühlen, die über eine weitere Stunde bis zu 1 1/4 h geht. Hat das Poly­ carbonat eine Temperatur von 50°C erreicht, so wird der Autoklav geöffnet, und das Polycarbonat kann natürlich abkühlen. Die übergroßen Ränder des Polycarbonats werden dann abgeschnitten; es zeigt sich, daß die Polycarbonat­ scheibe einen sehr hohen Grad an Konformität mit der Glas­ scheibe 4, selbst an ihrem Rand, aufweist.

Nach einer Variante dieses Beispiels wünscht man, das Poly­ carbonat an eine konvexe Fläche einer gekrümmten Glas­ scheibe anzupassen. Um dies zu erreichen, wird diese ge­ krümmte Glasscheibe nach einer an sich bekannten Technik gebogen, während sie sich in Fläche/Fläche-Kontakt mit einer zweiten Glasscheibe befindet, so daß die konkave Fläche dieser zweiten Scheibe der konvexen Fläche der ersten an­ gepaßt ist. In diesem Fall wird die zweite Glasscheibe in die Vorrichtung der Fig. 1 wie der Biegeformscheibenteil eingesetzt. Der Rest der Verfahrens ist wie oben dargelegt.

Nach einer zweiten Variante dieses Beispiels wird das Poly­ carbonat einer schnelleren Erwärmung ausgesetzt und ver­ bleibt über längere Zeit bei der Maximaltemperatur. Das Ver­ fahren nach dieser Variante ist besonders geeignet, um eine nicht-abwickelbare Krümmung zu erreichen und/oder wo kleine Krümmungsradien in Frage kommen; dies ist in Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie dargestellt. Die Temperatur des Polycarbonats wird auf 140°C in etwa 1 h und dann auf 155°C in einer weiteren 1/2 h angehoben. Sie verbleibt bei dieser Temperatur etwa 2 1/2 h lang und wird dann dem oben dargelegten Kühlfahrplan ausgesetzt.

Fig. 3

Fig. 3 zeigt einen Autoklaven 7, in welchem eine Sandwich- Anordnung vorgesehen ist, die eine Scheibe 8 aus thermo­ plastischem Material, beispielsweise Polycarbonat, umfaßt, die zwischen zwei flachen Glasformgebungsplatten 9 positio­ niert ist, die in geeigneter Weise aus 6-mm-Floatglas ge­ formt ist. Jede Glasformgebungsplatte 9 ist auf ihren beiden Seiten mit einem wünschenswert vorzusehenden Adhäsionsinhibi­ torüberzug überzogen, beispielsweise einem Kaliumfluoralkyl­ sulfonat wie FC129 der Firma 3M.

Solch ein Adhäsionsinhibitorüberzug kann durch Sprühen oder Tauchen geformt werden.

Eine Vielzahl thermoplastischer Scheiben, wie sie bei 8 angegeben sind, können mit dazwischen angeordneten Glasformgebungsplatten 9 ausgebildet sein, die solch einen Adhäsionsinhibitorüberzug auf jeder Fläche hiervon tragen, um eine Viellagen-Sandwichkonstruktion für das gleichzeitige Konditionieren dieser Scheiben zu bilden.

Ein Torus 10 aus elastomerem Material wird geschlitzt und bildet Lippen 11, die in Kontakt mit den Rändern der (äußeren) Formgebungsplatten 9 angeordnet sind, so daß ein Raum 12 gebildet wird, der um die Kanten der Sandwich- Anordnung führt. Dieser Raum 12 befindet sich in Verbindung mit einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe über eine Leitung 13. Der Innenraum 14 des Autoklaven 7 ist mit einer anderen (ebenfalls nicht dargestellten) Pumpe über eine zweite Leitung 15 verbunden. Der Autoklav ist mit Heizein­ richtungen versehen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Beispiel 2

Eine extrudierte Polycarbonatscheibe von nominal 6 mm Dicke wird zwischen 6 mm dicken Floatglasscheiben, die als Form­ gebungsplatten dienen, angebracht. Das Glas wird vorher auf seinen beiden Seiten mit einem Adhäsionsinhibitor überzogen. Die Sandwich-Anordnung wird innerhalb der Vorrichtung ange­ ordnet, die in Fig. 3 dargestellt ist und wird dann den in Fig. 5 angegebenen Temperatur- und Druckverläufen ausge­ setzt.

Der Druck P ₁₄ (ausgezogene Linie in Fig. 5) innerhalb des Autoklavenraum 14, der auf den Hauptflächen der Anordnung liegt, wird über einen Zeitraum von etwa 1 h von etwa 1 bar auf etwa 13 bar erhöht und wird bei diesem Druck weitere 3 h lang gehalten.

Wichtig ist, daß der Druck P ₁₄ auf den Hauptflächen der Anordnung durch ein fluides Medium, wie beispielsweise ein Gas, ausgeübt wird und nicht durch Kalendrieren oder durch die Verwendung irgendeiner anderen Form einer mechanischen Presse, weil dies einen gleichförmigen Druck über beide seiner Flächen sicherstellt und wiederum zu einer gleich­ förmigeren Behandlung des thermoplastischen Scheiben­ materials führt.

Der Druck P ₁₃ (gestrichelte Linie in Fig. 5) innerhalb der Leitung 13 wird auf etwa 10 Torr reduziert, so daß der Ein­ schluß von irgendwelcher Luft zwischen dem Polycarbonat und den Formgebungsplatten verhindert wird, und wird auf diesem niedrigen Druck etwa 2 h lang gehalten, wonach er auf etwa 13 bar erhöht wird, indem beispielsweise die Verbindung zwischen den Leitungen 13 und 15 geöffnet wird.

Die Temperatur T (gestrichelte Linie in Fig. 5) des Poly­ carbonat-Scheibenmaterials wird auf zwischen 140°C und 150°C im Verlauf von 75 min erhöht und wird bei dieser Temperatur weitere 30 min lang gehalten. Man läßt das Poly­ carbonatmaterial sich bei einer Geschwindigkeit von etwa 0,5°C/min für eine erste Kühlperiode abkühlen, die etwa 60 min dauert, wonach die Kühlgeschwindigkeit um etwa 1°C während einer zweiten Kühlperiode erhöht wird, die etwa 75 min lang dauert. Am Ende dieser zweiten Kühlperiode, wenn insgesamt 4 h vergangen sind, beträgt die Temperatur des Polycarbonats etwa 50°C, und auf dieser Stufe kann der Druck innerhalb des Autoklaven auf atmosphärischen Druck zurückkehren; die Anordnung kann dann in natürlicher Weise abkühlen. Der Autoklav kann nach etwa weiteren 15 min ge­ öffnet werden; Polycarbonat und Formgebungsplatten können entfernt werden.

Am Ende des Verfahrens stellt sich heraus, daß das Poly­ carbonat-Scheibenmaterial in der Dicke auf etwa 5 mm redu­ ziert wurde und daß seine Oberflächen im wesentlichen flach waren, was eine klare Durchsicht hierdurch zuließ.

Die resultierende Polycarbonatscheibe war gut in der Lage, dem optischen Verzerrungsversuch zu genügen, der in "Moniteur Belge" vom 4. Februar 1981 auf den Seiten 1165 bis 1170 beschrieben ist.

Nach einer Variante dieses Beispiels wird eine Scheiben­ fläche des Polycarbonatmaterials mit einem Melaminharz vor­ überzogen. Das überzogene Polycarbonat-Scheibenmaterial wurde dann einer im wesentlichen identischen Oberflächen­ konditionierungsbehandlung ausgesetzt, wonach sich heraus­ stellte, daß der Oberflächenüberzug in situ gehärtet worden war. Der resultierende Oberflächenüberzug ist härter und kratzbeständiger als das nicht überzogene Polycarbonat. Die gleiche Oberflächenregelmäßigkeit wurde erreicht.

Das resultierende oberflächenkonditionierte Polycarbonat­ Scheibenmaterial wird alsdann auf eine vorbestimmte Krümmung mittels eines Verfahrens, wie in Beispiel 1 dargelegt, ge­ bogen.

Das Produkt des Verfahrens bei diesem Beispiel ist geeignet, um in eine laminierte Verglasungstafel oder eine Schicht­ glastafel, beispielsweise als äußere Lage hiervon, eingebaut zu werden.

Fig. 4

Eine Vorrichtung, die zum gegenseitigen Verbinden eines Laminats nach dem Verfahren der Erfindung geeignet ist, ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Vorrichtung ist tatsächlich sehr ähnlich der in Fig. 3 gezeigten; die verschiedenen Teile der Vorrichtung haben die gleichen Bezugszeichen in Fig. 4 wie die in Fig. 3.

Eine Sandwich-Anordnung ist aufgebaut aus einer gekrümmten Glasscheibe 4 und einer Anpassungsscheibe aus thermoplasti­ schem Material 6, mit adhäsivem thermoplastischem Film­ material 16 dazwischen. Gestrichelt ist eine zweite Lage adhäsiven Filmmaterials 17 zwischen der thermoplastischen Scheibe 6 und einer zweiten gekrümmten Glasscheibe 18 ge­ zeigt, um nach Wunsch diese zweite Glasscheibe in das zu formende Laminat einzubinden. Wenn die Scheibe aus thermo­ plastischem Material 6 im fertigen Laminat freiliegen soll, dann wird diese zweite Scheibe von adhäsivem Film- oder Folienmaterial 17 fortgelassen. Die gesamte Anordnung wird mit einem Torus 4 versehen, der in dem mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Autoklaven eingesetzt wird. Die erste Glas­ scheibe 4 kann mit einem Adhäsionspromotormittel, die zweite Glasscheibe 18 mit einem Adhäsionspromotormittel oder einem Adhäsionsinhibitormittel überzogen sein, je nachdem, ob sie, wie gewünscht, in das Laminat gebunden werden soll. Nach einer Variante wird die zweite Glasscheibe 18 fortgelassen.

Man sieht, daß jede gewünschte Anzahl von Thermoplast- und Glasscheiben mit dazwischenliegendem Adhäsiv-Filmmaterial in ein Laminat nach einem Verfahren entsprechend diesem Aspekt der Erfindung gebunden werden kann. Nur beispielsweise kann die zu einem Laminat zu verbindende Anordnung eine Unteran­ ordnung umfassen, die aus vier Glasscheiben besteht, die nur mit adhäsivem Folienmaterial oder Klebstoffolie dazwischen­ liegend versehen sind, wobei ein weiterer Adhäsivfilm vorge­ sehen ist, um eine einzige thermoplastische Scheibe auf eine Seite dieser Unteranordnung zu binden.

Beispiel 3

Um eine gekrümmte Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe zu er­ zeugen, wurde eine Unteranordnung hergestellt aus einer Glasscheibe und einer Scheibe Polycarbonat, die in Zwischen­ lage mit Polyurethan als Adhäsiv-Folienmaterial versehen war. Die Glasscheibe war jeweils 6 mm dick und wurde mit einem wünschenswert vorgesehenen Adhäsionspromotor-Primer bzw. einer solchen Grundierung vorüberzogen. Das Polyurethan wurde in einer 2 mm dicken Schicht verwendet. Die verwendete Polycarbonatscheibe war das mit Melamin überzogene Produkt der Beispiele 2 und 1, wie oben beschrieben; der Melamin­ Überzug wies natürlich vom Glas fort.

Eine Glasformgebungsplatte 18, die mit einem Adhäsions­ inhibitor überzogen war, wurde dann gegen die Polycarbonat­ scheibe gefügt und das Ganze im Schlitztorus umschlossen und im Autoklaven angeordnet, wo sie Temperatur- und Druckab­ läufen ausgesetzt war, um eine Bindung eines Laminats herbei­ zuführen.

In einer ersten Periode der Binder- oder Verbindungsbehand­ lung wurde der auf den Hauptflächen der Anordnung wirkende Druck etwa auf atmosphärischem Druck gehalten, während die Zwischenscheibenräume niedrigem Druck ausgesetzt wurden, in­ dem der Druck in der Leitung 7 reduziert wurde und eine Ent­ gasung der Sanchwich-Anordnung durchgeführt wurde. Die Tem­ peratur im Autoklaven wurde erhöht; dann wurde in einer zweiten Periode das Innere 6 des Torus 4 in Verbindung mit dem Rest des Innenraums 8 des Autoklaven gebracht und der Druck hierin erhöht, während die Anordnung zur Durchführung der endgültigen Bindung erwärmt wurde.

Am Ende des Verfahrens stellte sich heraus, daß das Laminat fest zusammenhaftete und daß seine Oberflächen im wesent­ lichen regelmäßig waren, was eine klare Sicht hierdurch er­ möglichte. Die resultierende laminierte Tafel war dann in der Lage, dem optischen Verzerrungsversuch zu genügen, wie er in "Moniteur Belge" vom 4. Februar 1981 auf den Seiten 1165 bis 1170 dargelegt ist.

Beispiel 4

Nach einer Variante des Beispiels 3 wird die Unteranordnung 4, 16, 6 gleichzeitig an einen zweiten Film aus Adhäsiv­ material 17 gebunden (wieder 2 mm dickes Polyurethan) sowie an die zweite Glasscheibe 18 gebunden, die in diesem Bei­ spiel mit einem adhäsionsbegünstigenden Primer oder Grundie­ rungsmaterial überzogen war.

Claims (35)

1. Verfahren, um einer Scheibe thermoplastischen Materials eine vorbestimmte Krümmung zu erteilen, wobei eine solche thermoplastische Scheibe gebogen wird, indem sie gegen eine Fläche einer Biegeform mit einem Form­ flächenbereich der gewünschten Krümmung angeordnet wird, die thermoplastische Scheibe erwärmt wird und veranlaßt oder gelassen wird, sich dem Formflächenbereich anzu­ passen bzw. diesem in der Formgebung zu entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche thermoplastische Scheibe mit Übergröße gebildet und gebogen wird, indem sie gegen eine Biegeform mit einem Formflächenbereichs­ teil der gewünschten Abmessungen und Krümmung angeordnet ist, welche umgeben ist von einer Biegeformumfassung; daß diese thermoplastische Scheibe erwärmt und veranlaßt oder gelassen wird, sich diesem Formflächenbereichsteil anzupassen, während ihre Ränder in Übergröße von dieser Biegeformumfassung abgestützt werden und daß die thermo­ plastische Scheibe hernach bei einer Geschwindigkeit ge­ kühlt wird, die gering genug ist, um diese Konformität aufrechtzuerhalten und daß die thermoplastische Scheibe hiernach auf Größe zurechtgeschnitten wird.

2. Verfahren zum Herstellung einer gekrümmten lichtdurch­ lassenden Schichttafel mit wenigstens einer Scheibe aus gekrümmtem thermoplastischem Material, die an wenigstens eine gekrümmte Glasscheibe gebunden ist, wobei die Scheiben auf eine vorbestimmte Krümmung gebogenund an­ schließend aneinander gebunden werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine solche thermoplastische Scheibe ge­ krümmt wird nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und daß die thermoplastische Scheibe und wenigstens eine ge­ krümmte Glasscheibe zusammengefügt werden und die Ge­ samtanordnung Wärme- und Druckbedingungen ausgesetzt wird, um die Verbindung der Scheiben zu einem lami­ nierten Paneel bzw. einer Schichttafel herbeizuführen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede dieser thermoplastischen Scheiben auf Größe nach der Verbindung zu dieser Tafel zurechtge­ schnitten werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß diese Schichttafel (laminated panel) von der Art ist, bei der thermoplastisches Material über wenig­ stens eine Hauptfläche der Tafel freiliegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Glasscheiben und die Scheibe thermoplastischen Materials mit thermoplastischem Klebstoff für Folien­ material zwischengelegt werden und mit einer gekrümmten Glasformplatte in Kontakt mit der oder jeder freilie­ genden Fläche des thermoplastischen Materials zusammen­ gebaut werden und daß die so gebildete Anordnung Wärme- und Druckbedingungen derart ausgesetzt wird, daß Glas­ scheibe und Scheibe aus thermoplastischem Material an­ einander gebunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede dieser gekrümmten Glasformplatten und die oder jede gekrümmte Glasscheibe, die zu dem Laminat bzw. zu der Tafel vereinigt werden sollen, zusammengebaut und als eins in die gewünschte Krümmung gebogen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material, während es in Kontakt mit der Biegeformfläche verbleibt, veranlaßt oder gelassen wird, sich von seiner Maximaltemperatur für einen ersten Zeitraum und bei einer ersten Kühlgeschwindigkeit abzu­ kühlen und nachher über einen zweiten Zeitraum bei einer zweiten Kühlgeschwindigkeit zu kühlen, die höher als diese erste Kühlgeschwindigkeit ist.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen einer solchen thermo­ plastischen Scheibe nach einem Verfahren konditioniert werden, das die Sandwichbildung der thermoplastischen Scheibe zwischen einem Paar von Glasformplatten umfaßt, sowie das Aussetzen der Sandwich-Ausbildung unter Tem­ peratur- und Druckbedingungen, derart, daß das thermo­ plastische Material erweicht wird und die gewünschte Oberflächenkonditionierung herbeigeführt wird, wobei vor der Entfernung dieser Formplatten das thermoplastische Material veranlaßt oder gelassen wird, von seiner Maxi­ maltemperatur über einen ersten Zeitraum bei einer ersten Kühlgeschwindigkeit und nachher für einen zweiten Zeitraum bei einer zweiten Kühlgeschwindigkeit abzuküh­ len, welche höher als diese erste Kühlgeschwindigkeit ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl dieser thermoplastischen Scheiben zwischengelegt zwischen Formplatten zur Bildung einer Vielschicht-Sandwichkonstruktion wird, wobei diese Viel­ zahl von thermoplastischen Scheiben gleichzeitig kon­ ditioniert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß diese Oberflächen-Konditionierungsbehandlung durchgeführt wird, bevor das thermoplastische Material gekrümmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß während der oder wenigstens einer und vorzugs­ weise jeder dieser ersten Kühlperioden das thermopla­ stische Material veranlaßt oder gelassen wird, bei einer Geschwindigkeit abzukühlen, die 2°C/min nicht über­ schreitet und vorzugsweise 1°C/min nicht überschreitet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während der oder wenigstens einer und vorzugsweise dieser zweiten Kühlperioden das ther­ moplastische Material veranlaßt oder gelassen wird, sich bei einer Geschwindigkeit abzukühlen, die 5°C/min nicht überschreitet und vorzugsweise 2,5°C/min nicht über­ schreitet.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die oder wenigstens eine und vor­ zugsweise jeder dieser ersten Kühlperioden dauert, bis die Temperatur des thermoplastischen Materials zwischen 20°C und 60°C abgesunken ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der oder wenigstens der eine oder vorzugsweise jeder dieser ersten Kühlzeiträume zwischen 40 und 90 min dauert.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der oder wenigstens der eine und vorzugsweise jeder aufeinanderfolgende erste und zweite Kühlzeitraum zusammen 90 bis 150 min dauert.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der oder wenigstens der eine und vorzugsweise jeder dieser zweiten Kühlzeiträume dauert, bis die Temperatur des thermoplastischen Materials auf 100°C gefallen ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der oder wenigstens der eine und vorzugsweise jeder dieser zweiten Kühlzeiträume wenigstens solange dauert, bis die Temperatur des thermoplastischen Materials auf 80°C gesunken ist.

18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche ein­ schließlich wenigstens einem der Ansprüche 5, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Floatglasscheibe die Form­ fläche der oder jeder dieser Formplatten bildet.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder wenigstens diese eine thermoplastische Scheibe eine Scheibe oder Bahn aus Polycarbonat ist.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder wenigstens die eine thermoplastische Scheibe oder Bahn wenigstens einen Oberflächenüberzug trägt, der härter ist oder härtbar ist, um härter zu werden als das thermoplastische Material dieser Scheibe.

21. Verfahren nach Anspruch 20 und wenigstens Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Härten dieses Oberflä­ chenüberzugs während dieser Oberflächenkonditionierung durchgeführt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeich­ net, daß dieser Oberflächenüberzug ein Melaminüberzug ist.

23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Biegeform und diese Biegeform­ umfassung durch trennbare Elemente gebildet sind.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Biegeformoberflächenbereich der gewünschten Größe und Krümmung gebildet wird durch die Fläche einer ge­ krümmten Glasscheibe.

25. Verfahren nach Anspruch 24 und Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieser Biegeformoberflächenbereich der gewünschten Größe und Krümmung gebildet wirddurcheine Seite einer gekrümmten Glasscheibe, an die die thermo­ plastische Scheibe anschließend gebunden wird.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese thermoplastische Scheibe veranlaßt oder gelassen wird, sich einer kon­ kaven Biegeformformoberfläche anzupassen oder deren Gestaltgebung anzunehmen.

27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von diesem Biegeform-Formoberflächenbereich der gewünschten Größe und Krümmung auf diese Biegeformumfassung von schär­ ferer Krümmung als der Rand dieses Biegeform-Formober­ flächenbereichs ist.

28. Scheibe aus lichtdurchlässigem thermoplastischem Material, gekrümmt nach einem Verfahren wenigstens gemäß Anspruch 1.

29. Laminiertes, lichtdurchlässiges Paneel bzw. lichtdurch­ lässige Schichttafel, gekennzeichnet durch wenigstens eine gekrümmte Glasscheibe, die an wenigstens eine ge­ krümmte Scheibe des thermoplastischen Materials nach Anspruch 28 gebunden ist.

30. Laminiertes, lichtdurchlässiges Paneel bzw. lichtdurch­ lässige Schichttafel, hergestellt nach dem Verfahren wenigstens des Anspruchs 2.

31. Vorrichtung, um einer Scheibe thermoplastischen Materials eine vorbestimmte Krümmung zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung eine Biegeform mit einem Formoberflächenbereich der ge­ wünschten Abmessungen und Krümmung sowie eine Biegeform­ umfassung aufweist, sowie Einrichtungen, um eine thermo­ plastische Scheibe zu erwärmen und so zu erweichen, daß sie der Biegeform-Formoberfläche angepaßt bzw. ihr in der Gestaltgebung entspricht, während alle über­ lappenden Ränder der Scheiben zum Teil durch diese Biegeformumfassung getragen sind; und durch Einrich­ tungen, die ein geregeltes Kühlen der thermoplastischen Scheibe ermöglichen, um die Konformität mit dieser Biegeform-Formoberfläche aufrechtzuerhalten.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Formoberflächenbereich der Biegeform gebildet ist durch eine Fläche einer gekrümmten Glasscheibe.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß diese Glasscheibe eine Floatglasscheibe ist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß diese Biegeform eine konkave Form­ oberfläche hat.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Formoberfläche der Biegeform auf diese Biegeformumfassung von schärfe­ rer Krümmung als der Rand der Formoberfläche dieser Biegeform ist.