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Verres laminée de sécurité*
Les verres laminés de sécurité du commerce se composent de deux plaques de verre d'environ 2 à 4 et de préférence d'en- viron 3 mm d'épaisseur, qui sont accolées entre elles pnr une oouohe d'environ 0,05 à 1,0, de préférence d'environ 0,1 0,5 mm d'épaisseur en un adhésif élastique, généralement du poly- vinylbutyral contenant des plastifiants.
Cers laminés résistent à la température ordinaire en géné- ral à des chocs ayant une énergie atteignant jusqu'environ 1,5 mkp. En cas de sollicitations plus fortes ils sont traversés.
Dans un cas pareil l'avantage de ces laminés est que la plus grande partie des éclats de verre ainsi formés ne sont pas pro- jetés, mais retenue par la couche adhésive, tandis que le res- tant tombe sans énergie. Mais si la poussée traversante est
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effectuée par une partie du corps humain, la tête par exemple, notamment dans le cas d'une glace pare-brise d'automobiles il existe pour cette partie du corps un danger de blessures plus graves par coupure, notamment par formation de ce qu'il $et convenu d'appeler la "collerette".
On a déjà proposé aussi des verres de sécurité qui se oom- Posent d'une plaque d'une épaisseur d'au moins environ 2 mm en polycarbonate de bisphénol linéaire à poids moléculaire élevé, laquelle de son coté est pourvue de souches superficielles résistantes aux éraflures. Dans une forme de réalisation de ces verres de sécurité, ces deux couches superficielles résistantes aux éraflures consistent en des plaques de verre de préférence d'une épaisseur atteignant au plus environ 1,5 mm et reliées à la plaque de polyoarbonate par une couche adhésive d'une épais- seur d'environ 0,1 mm.
Dans cette catégorie de verres de sécuri- té, la plaque de polyoarbonate constitue la partie prépondérante de la masse totale, étant donné que les plaques de verre ne ser- vent qu'à conférer à la plaque de polycarbonate une surface qui résiste aux éraflures* Les autres propriétés de ces laminés de sécurité sont dès lors presque exclusivement déteminées par les propriétés de la plaque de polycarbonate.
Ainsi donc, l'avantage le plue important de ces verres de sécurité réside dans le fait que, grâce à la résistance élevée au choc de la plaque de polyoarbonate, ils ne sont pas traversés mené par des chocs violents; tout au plus les plaques de verre de couverture éclatent, mais il n'y a pratiquement pas d'éclats de verre projetés paroe qu'ils restent collés à la couche adhé- sive. La "oollerette" redoutée ne peut pas se produire.
Un autre avantage de ces plaques est le comportement favo- rable d'absorption des polycarbonates envers les rayons lumineux,' de sorte qu'il ne se produit guère de pertes dans le spectre visible, alors que les rayons ultraviolets et infrarouges, la
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plupart indésirables, sont retenus de manière pratiquement intégrale. On citera aussi la meilleure isolation thermique comparativement aux plaques entièrement en verre, grâce à quoi ces plaques, en eau de variations de température, n'embuent moins facilement que les plaques de verre.
Four autant q@@ des verres de sécurité consistent en des plaquas de polyoarbonate tr@@@rerentes et en des plaque@ de @ verre transparentes et que l'on ait chor@l @ des cou@@@@ adhésives transparentes, ces plaques peuvent être employées par exemple dans la construction des véhicules, en particulier dans les véhicules à moteur et dans les véhicules ferroviaires.
Toutefois, en tant que pare-brise ils conviennent moins bien, parce qu'en cas de butée par exemple de la tête d'un passager de voiture, il se produit un rebondissement qui peut conduire à une secousse brutale du front (trauma pondulaire), voire marne à une rupture de la vertèble cervicale.
L'objet de la présente invention est donc constitué par des verres laminés de sécurité qui se caractérisent en ce que ceux-
Ci, à la différence de l'idée fondamentale essentielle pour les verre$ de sécurité connue, rappeléa ci-dessus, se composent de deux plaques de verre plus épaisses et d'une feuille de poly- carbonate intercalée relativement minces c'est-à-dire de deux plaques de verre éventuellement cintrées, d'environ 2,5 à 7 mm et de préférence d'environ 2,8 à environ 3,5 mm d'épaisseur, transparentes, éventuellement teintées et éventuellement précon- traintes, qui sont de préférence moulées et polies des deux cotés,
entre lesquelles est insérée de manière à pouvoir glisser une feuille d'environ 0,5 à au plue environ 2 mm, de préférence d'environ 0,7 à environ 1,5 mm d'épaisseur, transparente, ',en- tuellement teintée, en polycarbonate à poids moléculaire élevé de phénols bivalente, au moyen de couches adhésives épaisses d'environ 0,05 à environ 1,0 mm et transparentes.
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On a constata que la valeur à l'emploi de ces verres de sécurité pour beauooup d'utilisations, en partioulier pour vitrages de fenêtres de véhicules, par exemple en tant que verres de pare-brise dans les véhicules à moteur, est plus grande que celle des verres de sécurité connue que l'on a men- tionnés précédemment.
Chose surprenante, ce verre de sécurité, en dépit de l'épaisseur relativement réduite de la feuille de polycarbonate, est adapté tout aussi bien à toutes les sollicitations de pous- sée se présentant pratiquement avec de telles plaques que les verres de sécurité qui se composent essentiellement d'une pla- que de polyoarbonate plus épaisse, en d'autres termes eux non plus no sont pas traversés* Si le ooup est suffisamment fort pour rompre les plaques de verre relativement épaisses, alors l'énergie de choc restante est encore absorbée complètement par la feuille mince de polyoarbonate, ceci non pas par un rebondis- sement, mais, chose surprenante, par le fait que la feuille à l'endroit de la pesée du choc, suite à un processus d'étirage par lequel l'énergie est détruite, se déforme,
malgré que les polycarbonates normalement ne sont que difficilement étirables et seulement d'une maière limitée nettement an-dessous de la température de congélation. Il et peut que l'énergie du choc s'appliquant à un espace restreint conduise à un échauffement local suffisant pour que la température de congélation en cet endroit soit dépassée et que la feuille, comme aignal'. se déforme avec étirage.
Si les plaques de verre ou/et la plaque de polycarbonate sont trop minces, alors par la cassure des plaquée de verre et la déformation de la plaque de polycarbonate toute l'énergie n'est pas consommée, la plaque peut être tranversée et elle se comporte alore de la même manière que les verres laminée connue* Si les plaques de verre sont trop épaisses, alors elles n'écla-
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@ @ pas et dans ce cas se produit le rebondissement cite. Si d'autre part la feuille de polyoarbonato est trop épaisse, on n'aboutit pas à sa déformation et on obtient donc de nouveau ici un rebondissement.
Conformément à l'invention les épaisseurs des plaques de verra et celle de la plaque de polycarbonate sont donc choisies en aorte que le laminé obtenu à partir de celles-ci par oollags résiste sans changement aux chocs plus réduite et qu'il détruise toutefois des énergie$ de choc supérieures, en excluant le dan- ger des blessures par ooupure et le trauma pendulaire. Entre les limitas d'épaisseur conformes à l'invention on peut régler à volonté jusqu'à un oertain point la limite de choc où la plaque ne s'atime pas, suivant que l'on choisit des plaquée de verre plus minces ou plus épaisse. ou/et une plaqua de polycarbonate plus mince ou plua épaisse.
Le plus souvent il *et favorable de combiner des plaques de verre plus minoes avec une plaque de polyoarbonate plus épaisse ou vice versa, ou de choisir les trois plaques d'une épaisseur moyenne.
Il est à signaler que la déformation permanente citée de la plaque de polyoarbonate est due justement à la propriété particulière des polycarbonates que, d'une part, en-dessoue de la température de congélation, qui est toujours très élevée et qui par exemple dans le cas du polyoarbonate de bisphéncl (2,2-bis-(phénylol)-propane) se situe vers 140 C, ils sent très rigides, qu'ils ne montrent pas de fluage à froid et qu'ainsi ils ne sont pas à proprement parler plastiquement déformables - sans quoi les plaques à la longue ne conserveraient pas leur forme - mais que d'autre part, dans certaines conditions, lls sont étirables.
La déformation permanente est donc ici une con- séquence d'un processus d'étirage absorbant des quantités d' énergie considérable..
En outre le pouvoir d'absorption du polycarbonate pour les
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rayons ultraviolets et infrarouges est Si grand que déjà une feuille mince suffit pour retenir complètement ces rayons par les verres de sécurité. En ce qui concerne les propriétés opti- eues s'ajoute encore le fait que les plaques de verre ayant une ; épaisseur d'environ 2,5 et en particulier environ 2,8 mm et plus, contrairement aux plaques plue minces, peuvent 4tre
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I.1IC'{;.' et polies des deux cotés,. ce qui fait que l'on peut de 1}ré'f:\"'etloo cladreaeer 8,1,.X plei.q'.-'? d4 ²'M'X't9 dites pour glaoe8.
C'eat pourquoi les nouveaux va''').',.!>, il'" '"'.#1t +épond*nt,àane une trës grande mesure aux exigo-oes è8 êlerdes formulées qunnt 1* qualité optique notamat des verres de pare-brise dans les véhicules à moteur qui, en général, sent d'une forai cintrée (o. cet égard par exemple "Yer eshreolatt, Amtabl,11 des Bundeaminietere fur Verkehr der Bundesrapublik Deutxohl&u, 19e année, 1965, fascicule 3, p. 61-116, en particulier p.89,
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alinéa B, 25 (2) lo) et p.91, colonne de gauche, 3).
Non moins important, la fabrication de plaques plus grandes, et notamment cintrées, en collant une feuille de polycarbonate mince et flexible entre des plaques de verre épaisses éventuel- lement cintrées, est techniquement bien plus facile à effectuer que d'unir une plaque plus épaisse de polycarbonate pratiquement déjà rigide aveo des plaques de verre, également pratiquement rigides, même si elles sont plus minces.
La oombinaison de ces propriétés ne se rencontre dans aucune autre matière plastique connue à ce jour. On rappelera encore finalement que la conductibilité thermique relativement réduite des polyoarbonates se manifeste de manière favorable en ce que la tendanoe à l'embuage en cas de variations de la tempé- rature est ainsi fortement diminuée.
Dès lors les polyoarbona- tes cités en combinaison avec du verre conviennent particulière-
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ment bien pour l'emploi dans les verres de sécurité 8tr&tifié , La fabrication des polycarbonates thermoplastique. à poids
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moléculaire élevé de phénols bivalents, en particulier de bia- phénylolaloanes, est oonnue et par exemple déorite dans les breveta allemande N 1.011.178, N 971. 777 et N 971.790.
A partir de ces polyoarbonates on peut couler des plaques d'en- viron 0,5 à 2 mm d'épaisseur de manière connue à partir de la masse fondue à travers des buaelures à fente large. Pour confé- rer à ces plaques des surfaces à plans pratiquement complètement parallèles et ainsi de l'isométrie optique, il est en général avantageux de les post-traiter dans une presse à plateaux ou dans une calandre, ce qui est uno chose également connue.
Comme adhésifs oonviennent ceux qui sont utilisables dans les verres de sécurité connue déjà précités, par exemple du caoutchouc de silicone et des mélanges durcissables polyester- styrène, de préférence ceux dans lesquels le rapport de mélange polyester styrène s'élève au moine à environ 4 : 1, de même que les résines époxy plastifiées, en outre les feuilles de polyvinylbutyral déjà connues dans la fabrication des strati- fiés, etc.
Comme adhésifs se sont avérés particulièrement satis- faisants les adhésifs aux polyacrylates connus en soi, réglés plus ou moins mous, étant donné que, même en couches relative- ment épaisses, ils possèdent une clarté optique particulière, une adhérence remarquable sur le verre et le polyoarbonate et une cohésion appropriée pour un collage susceptible de glisse- ment, qui se conserve suffisamment môme jusqu'à des températures d'environ -30 C.
Le collage des trois plaques se fait de la manière connue jusqu'ioi dans la fabrication des verres laminés.
Les nouveaux verres de sécurité laminés peuvent être utilisés partout où l'on désire que que les verres ne noient pas traversés, même par des chocs violente, et que la danger de blessures par coupure soit exclu, A cause des propriétés parti- culières décrites en détail précédemment des nouveaux laminés,
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ils doivent en particulier trouver un emploi comme verrea de sécurité dans les véhicules de tout genre, notamment comme pare- brise dans les véhicules routiers, les laminés étant montés en sorte que la plaque de verre se trouve à l'extérieur et la plaque de polycarbonate à l'intérieur.
Exemple 1.
Sur une plaque de verre pour glace de 30 x 30 cm sur 2,8 mm d'épaisseur on applique une feuille adhésive aussi grande, de 0,5 mm d'épaisseur, en un coploymèrs à 65% en poids d'acrylate de 2-éthyl- hexyle et à 35% en poids de méthacrylate de méthyle, ayant une vis- cosité relative de 1,015, mesurée sur une solution de 0,5 g de la substance dans 100 cm3 de benzène à 20*Ce Puis on applique une feuille de 30 x 30 cm sur 0,8 mm d'épaisseur de polycarbonate de bisphénol A, ayant une viscosité relative de 1,32, mesurée sur une solution ce 0,5 g de la substance dans 100 cm3 de chlorure de méthy- lène à 25 C.
Ensuite on applique encore une feuille adhésive de mêmes dimensions et de marne composition et finalement une plaque de verre pour glace de mêmes dimensions. Afin d'éviter un décalage mutuel des cinq couches dana le processus opératoire qui suit, on maintient ensemble le laminé au moyen de pinces. On le chauffe alors dans un autoclave sous une pression de 100 mm Hg à 130 C et on le refroidit ensuite lentement pendant 60 minutes jusqu'à la température ordinaire, tout en élevant en même temps la pression jusqu'à la pression atmosphérique. On obtient un laminé transparent.
Exemple 2.
On opère comme à l'exemple 1, mais on utilise deux plaques de verre pour glace, précontraintes.
Exemple 3.
On opère comme à l'exemple 1, mais on utilise toutefois comme feuille adhésive une feuille en un copolymère à 65% en poids d'acrylate de butyle et à 35% en poids de méthacrylate de Méthyle, ayant une viscosité relative de 1,75.
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Laminated safety glasses *
Commercial laminated safety glasses consist of two glass plates of about 2 to 4 and preferably of about 3 mm thick, which are placed side by side with each other by an inch of about 0.05 to 1. 0, preferably about 0.1 0.5 mm thick, to an elastic adhesive, generally polyvinyl butyral containing plasticizers.
Laminated irons are generally resistant at room temperature to shocks with an energy of up to about 1.5 mkp. In the event of stronger demands they are crossed.
In such a case the advantage of these laminates is that most of the glass shards thus formed are not thrown, but retained by the adhesive layer, while the remainder falls without energy. But if the thru-thru is
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carried out by a part of the human body, the head for example, in particular in the case of an automobile windshield glass there is for this part of the body a danger of more serious injuries by cutting, in particular by formation of what it $ and agreed to call the "collar".
Safety glasses have already been proposed which consist of a plate with a thickness of at least about 2 mm of linear high molecular weight bisphenol polycarbonate, which in turn is provided with surface strains resistant to high molecular weight. scratches. In one embodiment of these safety glasses, these two scratch resistant surface layers consist of glass plates preferably of a thickness of at most about 1.5 mm and joined to the polyoarbonate plate by an adhesive layer of a thickness of about 0.1 mm.
In this category of safety glass, the polyoarbonate sheet constitutes the predominant part of the total mass, since the glass sheets only serve to give the polycarbonate sheet a surface that resists scratches * The other properties of these security laminates are therefore almost exclusively determined by the properties of the polycarbonate sheet.
Thus, the most important advantage of these safety glasses lies in the fact that, thanks to the high impact resistance of the polyoarbonate plate, they are not crossed by violent impacts; at most the cover glass plates shatter, but there are hardly any splinters of glass projected because they remain stuck to the adhesive layer. The dreaded "oollerette" cannot happen.
Another advantage of these plates is the favorable absorption behavior of polycarbonates towards light rays, so that hardly any losses occur in the visible spectrum, whereas ultraviolet and infrared rays, the
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most unwanted, are retained almost completely. Mention will also be made of the best thermal insulation compared to plates made entirely of glass, thanks to which these plates, in water from temperature variations, do not mist less easily than glass plates.
Oven as much as safety glasses consist of tr @@@ rerentes polyoarbonate plates and transparent glass plates and that one has chor @ l @ transparent adhesive layers, these plates can be used for example in the construction of vehicles, in particular in motor vehicles and in railway vehicles.
However, as a windshield they are less suitable, because in the event of a stop, for example, of the head of a passenger in a car, a rebound occurs which can lead to a sudden jerk of the forehead (trauma) , even marl with a rupture of the cervical vertebrae.
The object of the present invention is therefore constituted by laminated safety glasses which are characterized in that these
Ci, unlike the essential basic idea for known safety glass, recalled above, consist of two thicker glass plates and a relatively thin interleaved polycarbonate sheet, i.e. - say two glass plates optionally curved, of about 2.5 to 7 mm and preferably of about 2.8 to about 3.5 mm thick, transparent, optionally tinted and optionally pre-stressed, which are preferably molded and polished on both sides,
between which is inserted in such a way that a sheet of about 0.5 to at most about 2 mm, preferably of about 0.7 to about 1.5 mm thick, transparent, fully tinted, can slip , a high molecular weight polycarbonate of bivalent phenols, using adhesive layers about 0.05 to about 1.0 mm thick and transparent.
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It has been found that the value in use of these safety glasses for many uses, in particular for glazing in vehicle windows, for example as windshield glasses in motor vehicles, is greater than that of the known safety glasses mentioned above.
Surprisingly, this safety glass, in spite of the relatively small thickness of the polycarbonate sheet, is just as suitable for all thrusting stresses practically occurring with such plates as the safety glass which is made up of mostly thicker polyoarbonate sheet, in other words they are not passed through either * If the force is strong enough to break the relatively thick glass plates, then the remaining impact energy is still absorbed completely by the thin polyoarbonate sheet, this not by rebounding, but, surprisingly, by the fact that the sheet at the place of the shock weighing, following a stretching process by which the energy is destroyed, deforms,
although polycarbonates normally are hardly stretchable and only to a limited extent well below freezing temperature. It is possible that the energy of the shock applied to a small space leads to a local heating sufficient for the freezing temperature in this place to be exceeded and for the leaf, like aignal '. deforms with stretching.
If the glass plates or / and the polycarbonate plate are too thin, then by the breakage of the glass plates and the deformation of the polycarbonate plate all the energy is not consumed, the plate can be passed through and it will fall apart. still behaves in the same way as the known laminated glasses * If the glass plates are too thick, then they will not burst.
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@ @ not and in this case the quote bounce occurs. If, on the other hand, the polyoarbonato sheet is too thick, this does not result in its deformation and therefore a rebound is again obtained here.
In accordance with the invention, the thicknesses of the glass plates and that of the polycarbonate plate are therefore chosen so that the laminate obtained from them by oollags withstands less impact without change and which however destroys energy. $ greater shock, excluding the danger of cut injuries and pendulum trauma. Between the thickness limits according to the invention, the impact limit can be adjusted at will up to a certain point where the plate does not come together, depending on whether thinner or thicker glass cladding is chosen. . or / and a thinner or thicker polycarbonate plate.
Most often it is favorable to combine thinner glass plates with a thicker polyoarbonate plate or vice versa, or to choose the three plates of medium thickness.
It should be noted that the cited permanent deformation of the polyoarbonate sheet is due precisely to the particular property of polycarbonates which, on the one hand, fall below the freezing temperature, which is always very high and which for example in the case of bisphencl (2,2-bis- (phenylol) -propane polyoarbonate) is around 140 C, they feel very rigid, that they do not show cold flow and that therefore they are not strictly speaking plastically deformable - otherwise the plates would not retain their shape in the long run - but on the other hand, under certain conditions, they are stretchable.
Permanent deformation here is therefore a consequence of a stretching process absorbing considerable amounts of energy.
In addition, the absorption power of polycarbonate for
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ultraviolet and infrared rays is so great that already a thin sheet is enough to completely retain these rays by the safety glasses. With regard to the optical properties, there is also the fact that the glass plates having a; thickness of about 2.5 and in particular about 2.8 mm and more, unlike thinner plates, can be
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I.1IC '{;.' and polished on both sides ,. which means that we can 1} ré'f: \ "'etloo cladreaeer 8,1, .X plei.q' .- '? d4 ²'M'X't9 say for glaoe8.
This is why the new ones will '' ').' ,.!>, It '"'" '. # 1t + responds, to a very great extent to the requirements è8 eldes formulated that 1 * optical quality notamat windshield glasses in motor vehicles which, in general, smell of an arched forai (o. this regard for example "Yer eshreolatt, Amtabl, 11 des Bundeaminietere fur Verkehr der Bundesrapublik Deutxohl & u, 19th year, 1965, issue 3, p. 61-116, in particular p.89,
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paragraph B, 25 (2) lo) and p.91, left column, 3).
No less important, the manufacture of larger, and especially curved, sheets by gluing a thin, flexible polycarbonate sheet between thick, possibly bent glass sheets, is technically much easier to do than joining a thicker sheet. of practically already rigid polycarbonate with glass plates, also practically rigid, although they are thinner.
The combination of these properties is not found in any other plastic material known to date. Finally, it will be recalled again that the relatively reduced thermal conductivity of polyoarbonates manifests itself favorably in that the tendency to mist in the event of variations in temperature is thus greatly reduced.
The polyoarbonates mentioned in combination with glass are therefore particularly suitable.
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It is well suited for use in toughened safety glass. The manufacture of thermoplastic polycarbonates. by weight
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The high molecular weight of bivalent phenols, in particular bia-phenylolaloanes, is known and for example deoritated in German Patents Nos. 1,011,178, N 971,777 and N 971,790.
From these polyoarbonates, slabs of about 0.5 to 2 mm thick can be cast in known manner from the melt through wide slit grooves. In order to impart substantially completely parallel plane surfaces and thus optical isometry to such plates, it is generally advantageous to post-process them in a plate press or in a calender, which is also known.
Suitable adhesives are those which can be used in the known safety glasses already mentioned above, for example silicone rubber and curable polyester-styrene mixtures, preferably those in which the polyester-styrene mixture ratio amounts to approximately 4: 1, as well as plasticized epoxy resins, in addition polyvinyl butyral sheets already known in the manufacture of laminates, and the like.
Adhesives with polyacrylates known per se, which are more or less soft, have proved particularly satisfactory as adhesives, since, even in relatively thick layers, they have a particular optical clarity, remarkable adhesion to glass and glass. polyoarbonate and suitable cohesion for a slip susceptible bond, which is sufficiently preserved even down to temperatures of about -30 C.
The gluing of the three plates is done in the manner known hitherto in the manufacture of laminated glasses.
The new laminated safety glasses can be used wherever it is desired that the glasses do not drown through, even by violent impacts, and that the danger of cut injuries is excluded, Because of the special properties described in previous detail of the new laminates,
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they must in particular find a job as safety glass in vehicles of all kinds, in particular as windshields in road vehicles, the laminates being mounted so that the glass plate is on the outside and the polycarbonate plate inside.
Example 1.
On a glass plate for ice 30 x 30 cm by 2.8 mm thick apply an adhesive sheet as large, 0.5 mm thick, in a copolymer of 65% by weight of acrylate of 2 -ethyl- hexyl and 35% by weight of methyl methacrylate, having a relative viscosity of 1.015, measured on a solution of 0.5 g of the substance in 100 cm3 of benzene at 20 * Ce Then a foil is applied of 30 x 30 cm by 0.8 mm thick of bisphenol A polycarbonate, having a relative viscosity of 1.32, measured on a solution of 0.5 g of the substance in 100 cm3 of methylene chloride at 25 C.
Then an adhesive sheet of the same dimensions and of marl composition is applied and finally a glass plate for ice cream of the same dimensions. In order to avoid a mutual offset of the five layers in the following operating procedure, the laminate is held together by means of clamps. It is then heated in an autoclave under a pressure of 100 mm Hg at 130 ° C. and then cooled slowly for 60 minutes to room temperature, while at the same time raising the pressure to atmospheric pressure. A transparent laminate is obtained.
Example 2.
The procedure is as in Example 1, but two pre-stressed glass plates are used.
Example 3.
The procedure is as in Example 1, but a sheet made of a copolymer containing 65% by weight of butyl acrylate and 35% by weight of methyl methacrylate, having a relative viscosity of 1.75 is used as the adhesive sheet. .