SE460191B - Foerfarande och anordning foer tillverkning av ett rivsaarsfoerhindrande glasaggregat - Google Patents

Description

460 191 10 15 20 25 30 2 har tidigare varit mycket svårt att tillverka en vind- ruta med en rivsårsförhindrande sköld som varit fri från optiska defekter. Till och med då de individuella skikten i det laminerade aggregatet är fria från optiska defekter före sammanbindníngen är det svårt att förena dem under upprätthållande av deras optiska kvalitet.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att för- bättra förut kända förfaranden och anordningar för till- verkning av rivsârsförhindrande glasaggregat av inled- ningsvis angivna slag. Detta ändamål har uppnåtts genom uppfinningen medelst ett förfarande enligt efterföljan- de patentkravet l och en anordning enligt patentkravet 2. Föredragna utföringsformer av denna anordning anges i efterföljande underordnade patentkrav 3-7.

Föreliggande uppfinning avser således ett unikt förfarande för tillverkning av ett rivsårsförhindrande glasaggregat. Det inledande steget innefattar samman- sättningen av en glassubstratskiva med en bestämd krök- ning, med en rivsårsförhindrande skiva och ett glas- täckskikt med huvudsakligen samma krökning som glas- substratskivan till ett sammansatt arrangemang. Dá det sammansatta arrangemanget av individuella laminat har satts samman, anbringas en undertrycksring kring ytter- kanterna av det laminerade glasaggregatet och ansluts till en undertryckskälla för att tömma ut luften i agg- rcgatct och tvinga de individuella skikten mot varandra.

Därefter placeras aggregatct i en autoklavenhet där det laminerade glasaggregatet värms upp till en förutbestämd temperatur i området mellan 140 och l52°C, samtidigt som tryck anbringas på det laminerade aggre- gatets yttre ytor. Man har funnit att autoklavbindnings- temperaturen är mycket viktig vid användning av en kom- positplast uppbyggd rivsårsförhindrande skiva av ovan- nämnt slag. Exempelvis måste autoklavtemperaturen vara tillräckligt hög för att möjliggöra att det mellanliggan- de skiktet binds tillräckligt vid det inre skiktet, sam- tidigt som temperaturen måste vara tillräckligt låg för att förhindra sprickning av det slíttåliga täckskiktetf l0 15 20 25 30 35 460 191 3 När en förutbestämd temperatur och ett förutbestämt tryck har uppnåtts i autoklaven, upprätthålls dessa ni- våer under en förutbestämd tidsperiod. Vid slutet av denna tidsperiod, reduceras temperaturen i autoklaven medan trycket upprätthålls vid den förutbestämda nivån.

Sedan temperaturen har fallit under en förutbestämd nivå såsom 5Û°C, kan trycket reduceras, och det lamine- rade aggregatet kan tas bort från autoklaven.

Föreliggande uppfinning kan vidare innefatta att man efter sedan man tillverkat det rivsársförhindrande glasaggregatet, tar bort en vald del eller valda delar av den rivsársförhindrande skivan fràn glassubstratski- van för att antingen anbringa vindrutan i en till denna passande ram, eller för att man skall kunna anbringa ett backspegelsaggregat vid rutan.

Uppfinningen avser dessutom användningen av en unik täckskiva som utnyttjas för att placera den riv- särsförhindrande skivan i ett bestämt valt läge på glasskivan vid vilken den rivsàrsförhindrande skivan skall anbringas.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas med hänvisning till ritningarna och ett föredraget utförande där: Fig l visar ett laminerat fordonsvindruteaggregat som tillverkats med förfarandet enligt föreliggande uppfinning; Fig 2 är ett partiellt snitt utmed linjen 2-2 i fig 1; Fig 3 är ett förstorat snitt utmed linjen 3-3 i fig 2 och visar de olika laminaten som utgör det av sammansatt plast bildade rivsàrsförhindrande skiktet; Fig 4a är ett partiellt snitt som visar de olika skikten som bildar det första underaggrcgatet som används i förfarandet enligt föreliggande uppfinning; Fig 4b är ett partiellt snitt som visar de olika skikten som bildar det andra underaggreaget som används i förfarandet enligt föreliggande uppfinning; 460 191 lO 15 20 25 30 35 4 Fig 5 är en vy som visar det laminerade glas- aggregatet med en pà detta applicerad undertrycksring som utnyttjas för evakuering av alla luftutrymmen mellan de individuella skikten; Fig 6 är ett partiellt snitt utmed linjen 6-6 i fig 5 och visar det laminerade glasaggregatet med under- trycksringen applicerad kring ytterkanten; och Fig 7 är ett diagram som visar den under auto- klavoperationen föredragna tryck-temperatursekvensen_ Av inledningen till denna beskrivning framgàr att man, efter det pâ ritningarna visade och här beskrivna utförandet av uppfinningen avser ett rivsårsförhindrande fönsteraggregat bestående av tvâ laminerade skivor av glas, givetvis skall inses att förfarandet och anord- ningen enligt föreliggande uppfinning enkelt kan anpas- sas för tillverkning av ett rivsårsförhindrande fönster bestående av en enkel glasskiva. Eftersom dessutom det beskrivna föredragna utförandet av uppfinningen är en fordonsvindruta, inses också att den rivsårsförhindrande rutan också kan användas som sido- eller bakrutor i fordon, eller som fönster vid andra säkerhetsapplika- tioner.

Med avseende på fig l till 3, visas en typ av la- minerat glasaggregat, såsom en fordonsvindruta 10, som kan tillverkas med förfarandet enligt föreliggande upp- finning. vindrutan l0 innefattar två skivor av glas 12 och 14 som är bundna till varandra medelst ett mellan dessa anbringat mellanliggande plastskikt 16- Plast- mellanskiktet 16 utgörs typiskt av en skiva av ett re- lativt töjbart mjukt plastmaterial med en tjocklek i området mellan 0,63 och l,O2 mm som kan bindas vid en glasyta. I det föredragna utförandet av uppfinningen, är plastmellanskiktet 16 en skiva av polyvinylbutyral med en tjocklek på ungefär mellan 0,76 och 0,95 mm.

Dessutom utgörs glaskivorna 12 och 14 företrädesvis av skivor av flytglas, med en tjocklek i området mellan 1,77 mm och 3,18 mm. I det föredragna utförandet av 10 15 20 25 30 35 460 191 5 uppfinningen är glasskivorna 12 och 14 ungefär 0,25 mm tjocka. Om ett enkelskiktigt rivsårsförhindrande fönster skall tillverkas, är den enkla glasskivan typiskt mel- lan 2,28 och 3,81 mm tjock.

Dessutom har glasskivan 14 som är avsedd att vara vänd mot fordonskupén, en av sammansatt plast bestående rivsàrsförhindrande skiva 18 anbringad vid den inåt- vända glasytan l4a. Sàsom framgår av den förstorade sektionen i fig 3, utgörs den rivsårsförhindrande ski- van 18 av en av tre skikt sammansatt skiva innefattan- de ett skikt 20 av en relativt mjuk tänjbar plast, ett skikt 22 av en mera hållbar plast, och ett yttre täck- skikt 24 av ett slitagemotståndskraftigt plastmaterial.

I det föredragna utförandet av uppfinningen är det mjuka tänjbara plastskiktet 20 approximativt 0,38 mm tjockt och utgörs exempelvis av polyvinylbutyral, medan det mera slitstarka plastskiktet 22 är approximativt mellan 0,05 och 0,18 mm tjockt och utgörs exempelvis av värme- behandlad polyester. Om ett enkelskikts rivsårsförhindran- de fönster skall tillverkas, är innerskiktet av poly- vinylbutyral typiskt mellan 0,76 och 1,15 mm tjockt.

Det rivsàrsförhindrande skiktet 24 är relativt tunnt jämfört med skikten 20 och 22 och kan härdas, med an- vändande av en organopolysiloxanförening förstärkt med kiseldioxid. Mera i detalj kan plastskikten 20 och 22 och den rivsårsförhindrande beläggningen 24 vara av samma slag som beskrivs enligt US patenten 3 900 673; 4 059 469; 4 112 171; 4 177 315; och 4 242 402. kompositplast bestående rivsàrsförhindrande skiva av En av den typ som utnyttjas enligt föreliggande utförande av uppfinningen är kommersiellt tillgänglig från E.I. Du Pont De Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA.

I förfarandet enligt föreliggande uppfinning sätts de individuella skikten vilka bildar de laminerade agg- reqaten först samman i två separata underenheter. Den första underenheten 26, som framgår av fig 4a, utgörs av ett staplat arrangemang som innefattar glasskiveparet 460 191 10 15 20 25 30 35 6 12, 14 som har plastmellanskiktet 16 beläget mellan sig.

Den andra underenheten 28, som framgår av fig 4b, inne- fattar den av kompositplast bestående rivsârsförhindran- de skivan 18 vilken är placerad på en yta 30a av täck- glasskiva 30 som har väsentligen samma krökning som glasskivorna 12 och 14. Den sammansatta rivsårsförhind- rande skivan placeras på täckskivan 30 så att den riv- sârsförhindrande beläggningen 24 anligger mot ytan 30a.

Täckskivan 30 är på typiskt sätt formad av en skiva flytglas. Såsom skall framgå av det följande, utnyttjas täckskivan 30 för tillverkning av ett laminerat glas- aggregat med hög optisk kvalitet genom att den medverkar vid bindningen av den rivsårsförhindrande skivan 18 vid den yttre ytan 14a av glasskivan 14.

Man har funnit att det vid tillverkning av en riv- sårsförhindrande vindruta av den i fig l till 3 visade typen, är önskvärt att den rivsårsförhindrande skivan 18 inte täcker valda delar av den inåtvända glasytan 14a, varvid dcssa valda delar utgör en exponerad glas- yta. Exempelvis är den yttre kanten av den rivsårsför- hindrande skivan 18 i det i fig 1 visade utförandet belägen innanför den yttre kanten av glasskivan 14 för att bilda en yttre kantdel l4b som har en exponerad glasyta. Man har funnit att en sådan exponerad glasyta är önskvärd då man monterar vindrutan i en tillhörande fordonsram, eftersom dc typiskt använda häftmedlen för fastsättningen av vindrutan i ramen har befunnits vidhäfta bättre vid en glasyta än vid den rivsårsför- hindrande plasskiveytan. Enligt fig l är också en cir- kulär urskärning anordnad i den rivsársförhíndrande skivan 18 för att bilda en cirkulär del l4c som har en exponerad glasyta. Den cirkulära delen 14c kan utnyttjas för fastsättning av ett backspegelsinfatt- ningsaggregat vid vindrutan.

Förutom att de ger en bättre vidhäftningsyta, ger de utvalda exponerade glasytorna också andra fördelar.

Exempelvis kan i den händelse en vindruta temporärt .l l0 l5 20 25 30 460 191 7 måste tas ur fordonet eller om en spegelinfattning måste bytas ut, all skada på den rivsårsförhindrande skivan undvikas. Om således fordonsvindruteramen eller spegel- infattningen vore häftad direkt vid den rivsàrsför- hindrande skivan, skulle all delning av ramen eller spegelinfattningen från vindrutan innebära en risk för separation mellan den rivsårsförhindrande skivan och glassubstratskivan, vilket kunde orsaka optisk och/eller annan förvrängning i dessa områden. Under det att den rivsârsförhindrande skivan 18 kan bindas vid hela glas- ytan l4a, och valda delar av den rivsårsförhindrande skivan därefter kan tas bort från glasytan l4a för bildande av de valda exponerade glasytedelarna l4b och l4c, kan borttagningen av valda delar av den riv- sàrsförhindrande skivan vara en ganska tidsödande upp- gift och innebär att glassubstratskivan skadas. Den rivsårsförhindrande skivan är företrädesvis från början förskuren pá ett sådant förutbestämt sätt att, då den rivsårsförhindrande skivan anbringas korrekt och för- binds med glasskivan 14, de förutbestämda delarna av glasytan l4a förblir exponerade och inget behov av efterföljande trimning eller borttagning av delar av den rivsårsförhindrande skivan återstår.

För att underlätta positioneringen av den rivsàrs- förhindrande skivan 18 pà glasytan l4a, används vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning en täckskiva 30 med en unik utformning. Mera i detalj innefattar glastäckskivan 30 enligt föreliggande uppfinning ett positioneringsdon såsom exempelvis ett stopp eller ett band 32, som är anbringat vid de yttre kanterna av ytan 30a för att bilda en gräns inom vilken den rivsårsförhindrande skivan 18 skall anbringas. Bandet 32 utgörs av ett fjädrande material som har en tjocklek som är ungefär lika med den totala tjockleken på den Under det att bandet 32 kan utgöras av kork, silikon, fiberförstärkt silikon rivsårsförhindrande skivan. eller gummi, har man funnit det önskvärt att bygga 460 191 10 15 20 25 30 35 8 upp bandet av ett polyfluoretenpolymermaterial, exempel- vis Teflon®. På typiskt sätt är teflonbandets yta som skall fästas vid glasytan på täckskivan specialb- ehandlad för att underlätta vidhäftningen av bandet vid täckskivan. Man har funnit att en konventionell epoxy är ett lämpligt medel för fastsättning av teflon- bandet vid glasytan.

Det läge på täckskiveytan 30a där bandet 32 är fäst motsvarar den yttre kantdelen l4b av glasytan l4a som skall bibehållas exponerad. Förutom det yttre ban- det 32, är ett cirkulärt stopp eller band 34 fäst vid ytan 30a vid läget motsvarande den exponerade církulära delen l4c som är avsedd för spegelinfattningsaggregatet_ Således är i det föredragna utförandet av uppfinningen den av kompositplast bestående rivsàrsförhindrande skivan förskuren i sådana dimensioner att det blir möj- ligt att placera skivan 18 på täckskiveytan 30a inom gränserna för det yttre bandet 32. Dessutom är, såsom framgår av fig 4b en cirkulärt utskuren del l8a anordnad i den rivsàrsförhindrande skivan vid ett läge motsvaran- de det církulära bandet 34.

Man har funnit att det, före anbringandet av den rivsársförhindrande skivan 18 på ytan 30a av glastäck- skivan 30 är önskvärt att man applicerar ett släppmedel pá ytan 30a för att möjliggöra lätt borttagning av täckskivan 30 från den rivsårsförhindrande skivan sedan den rivsàrsförhindrande skivan bundits vid glasskivan 14. Medan släppmedlet kan utgöras av konventionellt silikonvax, föredrar man att utnyttja en silan med formeln Rn-Si(OR)4_n där R är en alkylgrupp och n är ett tal mellan 1 och 3. I detta sammanhang har goda resultat uppnåtts med användning av en a1ky1-trialkoxi- silan och speciellt n-propyl-trimetoxisilan, och dial- kyl-dialkoxisilaner, speciellt dietyl-dietoxisilan.

Sedan de tvâ individuella underenheterna enligt fig 4a och 4b tillverkats, sätts dessa samman för åstad- kommande av ett laminerat glasaggregat där polyvinyl- 10 15 20 25 30 460 191 9 butyralskiktet i den rivsàrsförhindrande skivan 18 på den andra underenheten 28 anligger mot den utàtvända glasytan 14a på den första underenheten 26. Innan de två underenheterna sätts samman, föredrar man att app- licera en primer pá den yttre glasytan l4a för att underlätta bindningen mellan den rivsársförhindrande skivan 18 och glasskivan 14. Primern kan vara en silan- lösning med 0,5 till 3 vo1% silan i en lösning av t ex isopropylalkohol. Silanen kan vara gamma-aminopropyl- trietoxisilan vilken är kommersiellt tillgänglig från Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut, USA under varubetäckningen A-1100.

Sedan den första och andra underenheten har lagts samman för att bilda det laminerade glasaggregatet, evakueras luftrummen mellan de enskilda skikten för att tvinga samman de enskilda skikten. Detta kan åstad- kommas genom applicering av en undertrycksring 36, sà- som framgår av fig 5 och 6, kring den yttre kanten av det laminerade glasaggregatet. Undertrycksringen 36 har en inre kammare 36a som står i förbindelse med en böjlig ledning 37 som är avsedd att anslutas till en undertryckskälla (ej visad). Undertrycksringen 36 kan exempelvis utgöras av silikon eller neopren.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning inne- fattar användande av en undertrycksring med en unik konstruktion. Mera i detalj är undertrycksringen försedd med en snabbkopplingsanslutning 38 som innefattar ett kontrollventilsdon. En sådan koppling är kommersiellt tillgänglig från Crawford Fitting Company of Solon, Ohio, USA med detalj nr SS-QC-4-D-4HC. Sedan undertrycks- ringen 36 har anbringats kring det laminerade glasaggre- gatet och förbundits med en undertryckskälla under en förutbestämd tidsperiod för att avlufta aggrcgatet, kan undertrycksringen frikopplas från undertryckskällan, varvid kontrollventilsdonet kommer att upprätthålla undcrtrycket i kammaren 36a.

Det med undertrycksringen försedda laminerade 460 191 10 15 20 25 30 35 10 aggregatet placeras därefter i en autoklavenhet (ej vi- sad) som är konstruerad för applicering av tryck pá de yttre ytorna av det laminerade aggregatet, under samti- dig uppvärmning av hela det laminerade aggregatet till en förutbestämd temperatur för att få plastmellanskiktet 16 att binda samman glasskiveparet 12 och 14 och få polyvinylbutyralskiktet på den rivsärsförhindrande skivan 18 att bindas vid ytan l4a på glasskivan 14.

I det fall en rivsårsförhindrande skiva av kompositplast av den typ som framgår av fig 3 används, får autoklav- operationen också det mellanliggande polyesterskiktet 22 att bindas vid det inre polyvinylbutyralskiktet 20. Medan aggregatet befinner sig i autoklaven, kan undertrycksringen 36 anslutas till undertryckskällan för att upprätthålla undertrycket i kammaren 36a under förbindningsoperationen.

Trycket i autoklaven ligger typiskt nog inom om- rådet från 1,38 MPa till 1,98 MPa, medan temperaturen befinner sig i området från l2l°C till l63°C. Denna temperatur och detta tryck upprätthålls på typiskt sätt under ungefärligen 20 till 30 min för att garan- tera en effektiv bindning mellan de individuella skik- ten.

Man har funnit att bindningstemperaturen vid be- handling av en rivsårsförhindrande skiva av sammansatt plast av den typ som framgår av fig 3 i en autoklav är mycket betydelsefull. Autoklavtemperaturen måste vara tillräckligt hög för att möjliggöra en korrekt bindning emellan det mellanliggande polyesterskiktet 22 och det inre polyvinylbutyralskiktet 20, samtidigt som den måste vara tillräckligt låg för förhindra sprickníng i den slittàliga beläggningen 24. Man har funnit att en autoklavtemperatur i området mellan 140 och l52°C ger tillfredsställande resultat. För optimala resultat bör en temperatur på omkring 146°C användas.

Pig 7 visar ett tidsdiagram för den föredragna UI 10 15 20 25 460 191 ll temperatur/trycksekvensen under autoklavbindningsopera- tionen av ett rivsårsförhindrande fönsteraggregat med utnyttjande av en sammansatt rivsårsförhindrande skiva enligt fig 3. Såsom framgår av fig 7, ökas trycket och temperaturen sedan det laminerade aggregatet har pla- cerats i autoklaven och autoklaven har stängts till trycket när 1,72 MPa och temperaturen när l46°C. Trycket och temperaturen upprätthålls därefter vid dessa nivåer under ca 25 min.

Efter 25 min perioden, reduceras temperaturen me- dan trycket bibehàlls vid 1,72 MPa för att garantera att ytan 30a på täckskivan 30 kvarhàlls i fullständig kontakt med den rivsàrsförhindrande skivan. I annat fall kan en reduktion av trycket innan det laminerade aggregatet har kallnat tillräckligt fà täckskivan att separera från den rivsàrsförhindrande skivan inom vissa områden, och därmed orsaka ökad förvrängning i dessa områden. Sedan temperaturen har fallit under en förutbestämd nivå, kan trycket reduceras, och det laminerade aggregatet kan tas bort från autoklaven.

Man har funnit att tillfredsställande resultat uppnås om man låter temperaturen falla under 52°C innan man reducerar trycket. Sedan det laminerade aggregatet har tagits bort från autoklaven, tas undertrycksringen 36 bort. Därefter kan täcksskivan 30 tas bort från det laminerade aggregatet så att den återstående delen av det laminerade aggregatet bildar den rivsärsför- hindrande vindrutan 10 enligt fig l.

Claims (7)

460 191 12 : m PATENTKRAV J)

1. l. Förfarande för tillverkning av ett rivsàrs- förhindrande glasaggregat, k ä n n e t e c k n a t aVZ a) àstadkommande av en glassubstratskiva med 5 en förutbestämd krökning; b) anordning av en rivsårsförhindrande skiva av plast med en yttre periferi som är mindre än glas- substratskivans ytterperiferi; c) åstadkommande av en glastäckskiva med huvud- 10 sakligen samma krökning som glassubstratskivan och med positioneríngsdon anbringade på sin ena sida; d) hopsättning av de individuella skikten till ett staplat arrangemang innefattande dels glassubstrat- skivan, dels den rivsársförhindrande skivan av plast 15 anliggande mot en utàtvänd yta av glassubstratskivan, och dels glastäckskivan anliggande mot en utàtvänd yta av den rivsårsförhindrande skivan, varvid glas- täckskivans positioneringsdon är anpassade för att positionera och hålla åtminstone en del av den riv- 20 sårsförhindrande skivans yttre kant på ett relativt avstånd från den yttre kanten av glassubstratskivan, och är avsett att förseglande anbringas vid glassubstrat- skivan för att bilda en gräns inom vilken den rivsårs- förhindrande skivan skall anbringas; 25 e) pressning av det laminerade glasaggregatets individuella skikt mot varandra; f) samtidigt med steget (e) uppvärmning av det lamineradc glasaggregatet till en förutbestämd tempera- tur för att få den rivsårsförhindrande skivan att 30 binda vid glassubstratskivan; och g) borttagning av glastäckskivan från det lami- /1 nerade glasaggregatet för att bilda ett rivsàrsför- , hindrande glasaggregat där den yttre ytan av glas- 0 substratskivan där positioncringsdonen varit belägna 35 nu är en exponerad glasyta. 10 15 20 25 30 35 460 191 13

2. Anordning avsedd för användning vid förbind- ningen av en plastskiva (18) med en glassubstratskiva (14) som har en förutbestämd krökning och som har en yttre periferi som är större än plastskivans periferi, k ä n n e t e c k n a d av en glastäckskiva (30) med huvudsakligen samma krökning som glassubstratskivan (14) och som är anpassad för att anligga mot den utátvända ytan av plastskivan (18), vilken glastäckskiva (30) på sin ena yta har ett eller flera positioneringsdon (32) som är avsedda för positionering och hållande av åtminstone en del av den yttre kanten av plastskivan (18) relativt sett skild från den yttre kanten av glas- substratskivan (14), vilka positioneringsdon (32) är anpassade för att förseglande anligga mot glassubstrat- skivan (14) för att förhindra plastskivan (l8) från att flyta utmed och binda vid en förutbestämd del av den yttre ytan av glassubstratskivan (l4) vid vilken positioneringsdonen (32) anligger under förbindningsopera- tionen.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att glassubstratskivan (14) och glastäckski- van (30) är icke-plana. '

4. -4. Anordning enligt krav 2 eller 3, k ä nan e - t e c k n a d av att positioneringsdonen (32) är kon- struerade av Teflon®.

5. Anordning enligt något av kraven 2 - 4, k ä n - n e t e c k n a d av att positioneringsdonens (32) tjocklek huvudsakligen är lika med plastskivans (18) tjocklek.

6. Anordning enligt något av kraven 2 - 5, k ä n - n c t e c k n a d av att positioneríngsdonen (32) omger hela pcriforin på den ena ytan av glastäckskivan (30) varvid plastskivan (18) till sin storlek är sådan att positioncringsdonen (32) håller hela den yttre kanten av plastskivan (l8) relativt sett skild fràn den yttre kanten av glassubstratskivan (14).

7. Anordning enligt något av kraven 2 - 6, k ä n - 460 191 14 n e t e c k n a d därav, att glastäckskivan (30) har pá sin nämnda ena yta ett utskjutande element (34), som är anordnat att genomtränga ett i plastskivan (18) upptaget komplementärt hål (18a) och förseglande an- ligga mot glassubstratskivan (14) under förbindnings- operationen. z;