專利名稱：具有低強(qiáng)度區(qū)的層狀玻璃板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的具有低強(qiáng)度區(qū)的層狀玻璃板，這種玻璃板用于封閉交通工具開(kāi)口。本發(fā)明還涉及本發(fā)明的層狀玻璃板在交通工具中的應(yīng)用。
這些層狀玻璃在交通工具和建筑物中的應(yīng)用形式很多，主要用作窗玻璃。層狀玻璃板的突出優(yōu)點(diǎn)在于它將安全性能與高斷裂強(qiáng)度結(jié)合起來(lái)了。這些安全性能基于這種事實(shí)，在層狀玻璃板破碎的情況下，借助將這些玻璃板接合起來(lái)的不可撕開(kāi)的中間層，可以將這些破碎的單個(gè)玻璃板保持在一起。另外，這種層狀玻璃板沒(méi)有任何銳邊。層狀玻璃板的斷裂強(qiáng)度在這種情況下比同樣厚度的單個(gè)玻璃板或比單個(gè)淬火玻璃板高得多。這些淬火玻璃板也有缺陷，它們的邊緣和表面易受損害，并且它們受到這樣一些損害時(shí)還可能破碎。層狀玻璃板的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們可以配置附加功能元件，這些元件以保護(hù)方式置于該層狀玻璃板內(nèi)。換句話說(shuō)，這些功能元件(例如透明薄層或?qū)щ妼?置于這些中間層之中或之上，或者置于該玻璃板內(nèi)表面之上。
在緊急情況下離開(kāi)與進(jìn)入被這樣玻璃板分開(kāi)的空間里時(shí)，涉及層狀玻璃板斷裂強(qiáng)度的上述這些優(yōu)點(diǎn)就可能變成缺陷。這些層狀玻璃板只能用特定的工具進(jìn)行切割。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們研制了具有低強(qiáng)度區(qū)的層狀玻璃板，這些玻璃板可以用于援救的進(jìn)出系統(tǒng)。例如人們由文件DE 44 28 690 A1和US 5 350 613可以知道有援救出口系統(tǒng)的安全層狀玻璃板。這樣一些安全層狀玻璃板是由至少兩塊硬質(zhì)玻璃板與聚合物中間層組成的，其中在該中間層中加進(jìn)了低強(qiáng)度區(qū)。DE 44 28 690 A1描述的低強(qiáng)度區(qū)是通過(guò)局部減薄中間聚合物層實(shí)現(xiàn)的。降低該層在該玻璃上的粘附作用或降低該層在不同層之間的粘附作用就可以達(dá)到這種效果。
德國(guó)專利DE 100 45 006 C1描述了用玻璃制成的安全層狀玻璃板，這種玻璃板有低強(qiáng)度區(qū)，它包括淬火玻璃板和中間聚合物層，該層在至少一個(gè)點(diǎn)被中斷。在這種情況下，該聚合物中間層由兩種透明塑料組成，這些塑料具有不同的抗撕裂性、不同的撕裂擴(kuò)散性和不同的抗進(jìn)一步撕裂性。這種安全層狀玻璃在其低強(qiáng)度區(qū)有一種具有最低抗撕裂性、最低撕裂擴(kuò)散性和最低抗進(jìn)一步撕裂性的塑料，而在沒(méi)有低強(qiáng)度區(qū)的地方，有一種具有最高抗撕裂性、最高撕裂擴(kuò)散性和最高抗進(jìn)一步撕裂性的塑料。另外，在用玻璃制成的層狀玻璃板中有一些沒(méi)有中間聚合物層的地方，在這些地方提供了一些材料顆粒，它們的硬度高于所使用玻璃的硬度。在緊急情況下，這些顆粒被認(rèn)為能進(jìn)入淬火玻璃板表面內(nèi)，使玻璃板破裂。
層狀玻璃板用于交通工具(例如風(fēng)檔玻璃或車頂玻璃板)時(shí)，如果在意外事故的情況下，行進(jìn)的行人、滑冰者或騎自行車的人撞向這種層狀玻璃板時(shí)，則其抗撕裂性可能成為缺陷。另外，還應(yīng)考慮這個(gè)事實(shí)，即這些風(fēng)檔玻璃通常具有向外凸出的形狀。與平板玻璃或凹面玻璃相比，這種形狀可保證相對(duì)高的特有強(qiáng)度，結(jié)果是只是在更大力的作用下才能使玻璃破裂。在意外事故的情況下，由于人正常地首先被保險(xiǎn)杠或發(fā)動(dòng)機(jī)罩撞到下端，再拋向高處，因此頭往往撞向風(fēng)擋玻璃，這樣可能造成非常嚴(yán)重的創(chuàng)傷。
當(dāng)然，人們知道在與交通工具相撞時(shí)保護(hù)人的解決辦法，但這些解決辦法涉及用吸收能量的材料蓋滿發(fā)動(dòng)機(jī)罩(DE 100 37 628A1)或人遇到意外事故時(shí)稍稍提起發(fā)動(dòng)機(jī)的一些措施，以便有利地影響沖擊動(dòng)力學(xué)(DE 101 32 950 A1)。由公開(kāi)的申請(qǐng)DE 198 03 165A1知道一種為了保護(hù)人而間接涉及風(fēng)擋玻璃的措施，其中描述了一種汽車安全設(shè)備，其中氣墊在展開(kāi)后可覆蓋在汽車外表面上的在風(fēng)擋玻璃周圍的框架。
本發(fā)明的目的是提供一種交通工具層狀玻璃板，它能更多地吸收物體撞擊其表面時(shí)的能量。
根據(jù)本發(fā)明，采用權(quán)利要求1的技術(shù)特征可以解決這個(gè)問(wèn)題。從屬權(quán)利要求的這些技術(shù)特征是這個(gè)主題的有利改進(jìn)措施。
這個(gè)層狀玻璃板因此是由多塊硬質(zhì)玻璃板組成的層壓材料，通過(guò)不可撕裂的中間層將這些玻璃板彼此接合起來(lái)，該中間層用作粘結(jié)層，每次都將該層置于它們中的兩者之間。至少一塊硬質(zhì)玻璃板是由玻璃構(gòu)成的，根據(jù)本發(fā)明，該玻璃有一個(gè)或多個(gè)低強(qiáng)度區(qū)。物體朝該層壓材料沖擊而造成玻璃板破碎時(shí)，至少該玻璃板破碎，但該中間層仍然是連續(xù)層或薄膜。以這樣方式安排這些低強(qiáng)度區(qū)，并結(jié)合進(jìn)該玻璃板中，結(jié)果是該玻璃板和任選其它的玻璃板的破裂都不允許撞擊它的物體通過(guò)。用層狀玻璃板關(guān)閉的開(kāi)口因此沒(méi)有被打開(kāi)。該玻璃板和任選地其它玻璃板破碎的結(jié)果是降低層狀玻璃板的硬度。如果物體是人體，這就導(dǎo)致人體與這種層狀玻璃板碰撞時(shí)很大部分的沖擊能量被吸收，硬質(zhì)玻璃板破碎和中間層隨后的彈性或甚至塑性變形也分別消耗了能量。在某些情況下，特別是其它玻璃板中有一塊是由厚度相對(duì)小的塑料構(gòu)成時(shí)，這種塑料玻璃板也可以通過(guò)彈性或塑性變形吸收能量。
碰撞后，這些單個(gè)玻璃板仍然還彼此接合，結(jié)果是一方面安裝層狀玻璃板的交通工具的開(kāi)口仍閉合，另一方面，由于層狀玻璃板因玻璃板破碎而變得更柔韌，因此減慢了人體速度。
當(dāng)然已經(jīng)觀察到，沒(méi)有低強(qiáng)度區(qū)的通常層狀玻璃板也具有這種安全網(wǎng)效果，但與本發(fā)明故意產(chǎn)生的這種安全網(wǎng)效相比更加隨機(jī)，并且不是在局部確定的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生這種效果。此外，這些層狀玻璃板是以用普通浮法玻璃板未減弱的硬度強(qiáng)度抵抗這種斷裂。
本發(fā)明層狀玻璃板作用方式的另一方面還在于其邊緣仍然與裝配開(kāi)口框架牢固接合。該層狀玻璃板沒(méi)有完全進(jìn)入交通工具內(nèi)部空間里，但該玻璃板在消耗能量期間還倚靠在所述的框架上。
通過(guò)減薄層狀玻璃板，例如通過(guò)機(jī)械拉長(zhǎng)層狀玻璃板，可以產(chǎn)生上述這些低強(qiáng)度區(qū)。優(yōu)選地，通過(guò)應(yīng)用局部限制的應(yīng)力梯度，即通過(guò)在玻璃中不均勻的應(yīng)力狀態(tài)可以達(dá)到減薄層狀玻璃板，這樣以局部限制的方式故意降低玻璃斷裂強(qiáng)度。該應(yīng)力梯度存在于整個(gè)玻璃厚度與玻璃表面。對(duì)于負(fù)載超過(guò)一定的程度，例如由于玻璃板彎曲，在應(yīng)力梯度部位超過(guò)其強(qiáng)度，于是該玻璃板破碎。
通過(guò)應(yīng)用烘漆與通過(guò)在高的溫度下烘漆可以產(chǎn)生局部限制不均勻的應(yīng)力狀態(tài)。如果烘漆的膨脹系數(shù)與該玻璃板非常不同，則可發(fā)現(xiàn)其差大于30％被證實(shí)是有利的，這樣在玻璃/漆整個(gè)冷卻期間產(chǎn)生足夠高的應(yīng)力不均勻性，于是能達(dá)到所希望的效果。這種產(chǎn)生應(yīng)力梯度的方法是優(yōu)選的，因?yàn)槠渖a(chǎn)復(fù)雜性相對(duì)低些。此外，交通工具層狀玻璃板常常配置用烘漆制成的印刷框架，結(jié)果是在隨后的操作中可以應(yīng)用烘漆以達(dá)到應(yīng)力梯度，還可以應(yīng)用烘漆以形成印刷框架，然后可以一起進(jìn)行烘烤。
但是，將玻璃板局部加熱高于其轉(zhuǎn)變溫度，然后再快速冷卻，這樣也可以產(chǎn)生局部限制的應(yīng)力梯度。這種方法廣泛用作熱淬火，雖然在已知的方法中，均勻地加熱與驟冷整個(gè)玻璃板。例如，采用激光或氣體火焰可以達(dá)到局部加熱。
為了保證在玻璃板破裂后，破裂的玻璃板不穿過(guò)中間層，即保證層壓材料仍封閉開(kāi)口，這些低強(qiáng)度區(qū)可以相互錯(cuò)位而安排成格柵形狀。因此，避免玻璃板沿伸長(zhǎng)線破裂，這樣破裂會(huì)形成銳邊，還會(huì)穿透中間層。單個(gè)低強(qiáng)度區(qū)之間的距離與該區(qū)大小可以是0.1-200mm，這依賴于其性質(zhì)和它們配置形狀。
如果在層狀玻璃板的邊緣區(qū)域安排這些低強(qiáng)度區(qū)，源于應(yīng)力梯度的產(chǎn)生，或有或沒(méi)有內(nèi)應(yīng)力的區(qū)域的光學(xué)特性差異而可能產(chǎn)生的光學(xué)不利效果是幾乎不可察覺(jué)的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谥饔^察區(qū)域之外。如果需要，可以毫不費(fèi)力地用汽車玻璃窗常常有的框架樣瓷漆覆蓋在邊緣區(qū)域的低強(qiáng)度區(qū)。
優(yōu)選地，低強(qiáng)度區(qū)放置在朝向內(nèi)部的玻璃板表面上。由于層狀玻璃板的彎曲朝外，來(lái)自車輛內(nèi)部的沖擊應(yīng)不會(huì)造成玻璃板破裂，因?yàn)檫@樣會(huì)在朝內(nèi)的玻璃板表面上產(chǎn)生一個(gè)靠近該表面的壓縮應(yīng)力。然而，如人們所知道的，玻璃可以很好地承受壓縮應(yīng)力。從內(nèi)部加載時(shí)，本發(fā)明的層狀玻璃板性能與通常的層狀玻璃板幾乎沒(méi)有任何差別。但是，如果從外部進(jìn)行沖擊時(shí)，在朝內(nèi)的玻璃板表面上產(chǎn)生靠近該表面的拉伸應(yīng)力，由于這些低強(qiáng)度區(qū)已減薄，這種拉伸應(yīng)力可導(dǎo)致玻璃板破裂。但是，應(yīng)該確定這種應(yīng)力不均勻性的程度，以便達(dá)到在正常運(yùn)行期間，對(duì)安裝的(特別結(jié)合的)層狀玻璃板起作用的這些力，例如車體變形產(chǎn)生的力，不能導(dǎo)致其層狀玻璃板破裂。
本發(fā)明的層狀玻璃板由玻璃板和一塊或多塊玻璃或塑料板構(gòu)成?？捎每顾毫阎虚g層將單個(gè)板彼此連接起來(lái)。中間層例如可以是由聚乙烯醇縮丁醛或聚氨酯組成的粘合劑薄膜。該中間層本身也可以呈由功能層和粘合劑層組成的層狀形式。
權(quán)利要求
1.具有至少一個(gè)低強(qiáng)度區(qū)的層狀玻璃板，它用于封閉交通工具開(kāi)口，它由至少一塊玻璃板和至少一塊其它玻璃板和將這些單個(gè)玻璃板彼此接合的中間層組成，其特征在于該層狀玻璃板具有一個(gè)或多個(gè)低強(qiáng)度區(qū)，結(jié)果是當(dāng)物體沖擊該層狀玻璃板時(shí)，該玻璃板在那里破碎，而交通工具開(kāi)口仍然至少被該層狀玻璃板的變形中間層封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀玻璃板，其特征在于所述低強(qiáng)度區(qū)是向玻璃板中引入的局部限制的不均勻應(yīng)力狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層狀玻璃板，其特征在于所述不均勻應(yīng)力狀態(tài)是通過(guò)在其上印刷，然后烘烤烘漆達(dá)到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層狀玻璃板，其特征在于所述不均勻應(yīng)力狀態(tài)是通過(guò)局部熱淬火產(chǎn)生的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層狀玻璃板，其特征在于通過(guò)使用氣體火焰進(jìn)行局部加熱，接著突然冷卻的方式進(jìn)行熱淬火。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層狀玻璃板，其特征在于通過(guò)使用激光進(jìn)行局部加熱，接著突然冷卻的方式進(jìn)行熱淬火。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的層狀玻璃板，其特征在于所述低強(qiáng)度區(qū)以格柵方式彼此錯(cuò)位安排。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的層狀玻璃板，其特征在于所述低強(qiáng)度區(qū)被安排在該層狀玻璃板的邊緣區(qū)域。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的層狀玻璃板，其特征在于所述其它玻璃板也由玻璃構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的層狀玻璃板，其特征在于在至少一塊其它玻璃板中也引入低強(qiáng)度區(qū)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的層狀玻璃板，其特征在于將這些單個(gè)玻璃板彼此接合起來(lái)的中間層是熱塑性粘合薄膜。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的層狀玻璃板，其特征在于在與層狀玻璃板受到物體沖擊的面相反的面上安排這些低強(qiáng)度區(qū)。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的層狀玻璃板作為交通工具的風(fēng)擋玻璃或頂部玻璃板的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及有至少一個(gè)低強(qiáng)度區(qū)的層狀玻璃板，它用于封閉交通工具開(kāi)口，它由至少一塊玻璃板和至少一塊其它玻璃板和將這些單個(gè)玻璃板彼此接合的中間層組成。該層狀玻璃板的特征在于該玻璃板有一個(gè)或多個(gè)低強(qiáng)度區(qū)，結(jié)果是當(dāng)物體向該層狀玻璃板沖擊時(shí)，該玻璃板在這個(gè)地方破碎，而交通工具開(kāi)口仍然至少被層狀玻璃板的變形中間層封閉。
文檔編號(hào)B60R21/34GK1659026SQ03813431
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月10日
發(fā)明者F·克雷姆林, D·林赫菲爾 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠