DE3001987C2 - Verfahren zum Herstellen einer Verbundglasscheibe - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verbundglasscheibe, bei dem die Einzelglasscheiben
mit der bzw. den Zwischenschichten aus thermoplastischem Kunststoff zusammengelegt werden, der
Zwischenraum zwischen den einzelnen Schichten des Scheibenpaketes gegen die Umgebung abgedichtet und
mit einer Entlüftungsleitung versehen wird, das abgedichtete Scheibenpaket ohne vorausgehende Entlüftungsbehandlung
ir* einen Druckautoklaven gebracht, die Entlüftungsleitung an eine aus dem Autoklaven
herausführende Leitung angeschlossen und nach dem Verschließen des Autoklaven durch Anwendung von
Wärme und Überdruck im Autoklaven die Schichten des Scheibenpaketes endgültig miteinander verbunden
werden.
Üblicherweise werden Verbundglasscheiben in einem zweistufigen Verfahren hergestellt, bei dem zunächst
nach dem Zusammenlegen des Scheibenpaketes und vor dem Einbringen des Scheibenpaketes in den Autoklaven
die zwischen den einzelnen Schichten eingeschlossene Luft entfernt und eine gewisse Vorverklebung erreicht
wird. Diese erste Verfahrensstufe des Vorverbindens wird entweder durch Hindurchführen des Scheibenpaketes
durch ein Gummiwalzenpaar bei einer Temperatur von etwa SO bis 1000C oder durch eine Unterdruckbehandlung
des Glasscheibenpaketes ggf. bei erhöhter Temperatur erreicht. Die Unterdruckbehandlung kann
in einem Gummisack, in einem Vakuumbehälter oder mit Hilfe eines um die Kanten des Scheibenpaketes
herumgelegten elastischen Gummiprofils mit U-förmigem Querschnitt und einem durchgehenden Entlüftungskanal
erfolgen, wobei mit Hilfe einer Vakuumpumpe die zwischen den einzelnen Schichten eingeschlossene
Luft abgesaugt wird. In der zweiten Verfahrensstufe wird das bereits einen Vorverbund darstellende
Scheibenpaket in einen Druckautoklaven gebracht und dort einer Temperatur unterworfen, bei der die
thermoplastischen Zwischenschichten erweichen, d. h. im Falle der Verwendung von Polyvinylbutyral einer
Temperatur von etwa 1400C, sowie einem erhöhten Druck von etwa 7 bis 14 bar unterworfen, wodurch die
endgültige Verbindung erreicht wird.
Bei diesem zweistufigen Verfahren ist es auch bekannt, während der zweiten Behandlungsstufe im
Druckautoklaven die Unterdruckbehandlung der Zwischenräume des Vorverbundes fortzusetzen, indem mit
diesen Zwischenräumen in Verbindung stehende Saugleitungen aus dem Autoklaven herausgeführt und
zumindest während eines Teiles der Autoklavbehandlung zur weiteren Absaugung der eingeschlossenen Luft
und/oder zur Erhöhung des Druckes im Randbereich des Vorverbundes an eine Vakuumpumpe angeschlossen
werden. Solche Varianten des Zweistufenverfahrens sind in der DE-AS 14 04 461 und in der DE-OS 24 26 940
beschrieben.
Es ist ferner bekannt, beim Zweistufenverfahren die erste Verfahrensstufe im Autoklaven selbst durchzuführen.
Zu diesem Zweck wird das zusammengelegte Scheibenpaket ohne vorherige Maßnahme zur Vorverbindung
in den Autoklaven gebracht, und der Autoklav wird vor dem Aufbringen des Überdruckes zunächst
3-
β
U
a:
U
a:
insgesamt evakuiert Dieses auch als Vakuum-Verfahren
bezeichnete Verfahren ist z. B. in der DE-AS 10 10 266
beschrieben. Da bei diesem bekannten Verfahren aber zunächst der gesamte Autoklav evakuiert werden muß,
nimmt das gesamte Verfahren ebenso wie die anderen zweistufigen Verfahren relativ Ian^e Zeit in Anspruch
und erfordert darüber hinaus einen nicht unbeträchtlichen Energieaufwand zum Evakuieren des Autoklaven.
Es ist schließlich auch bereits das eingangs gej.annte
einstufig--; Verfahren bekannt (US-PS 30 74 466). Bei
diesem einstufigen Verfahren wird um den Rand des Scheibenpaketes ein biegsames Gummiprofil mit
U-förmigem Querschnitt und einem durchgehenden Entlüftungskanal und einer an diesen angeschlossenen
Entlüftungsleitung herumgelegt, und das Scheibenpaket wird ohne vorhergehende Evakuierungsbehandlung in
den Autoklaven eingesetzt, und die Evakuierung der Zwischenräume des Scheibenpaketes erfolgt durch
Verbindung mit einer Vakuumpumpe und Absaugen der Luft, während gleichzeitig Wärme und Druck im
Autoklaven auf das Scheibenpaket zur Einwirkung gebracht werden.
Dieses bekannte Einstufenverfahren erfordert also ebenfalls das Vorhandensein einer Vakuumpumpe, mit
deren Hilfe die eingeschlossenene Luft abgesaugt wird. Abgesehen von dem erhöhten apparativen Aufwand
erfordert auch dieses Verfahren zusätzlich Energie zum Absaugen der Luft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einstufiges Herstellverfahren für Verbundglassci.eiben
zu schaffen, das sich mit einem minimalen Aufwand an Vorrichtungen und an Energie und in einer möglichst
kurzen Zeit durchführen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man, ausgehend von dem eingangs genannten
Verfahren, die aus dem Autoklaven herausführende Entlüftungsleitung außerhalb des Autoklaven in die freie
Atmosphäre münden läßt, nach dem Verschließen des Autoklaven den Druck bei Temperaturen unterhalb der
Erweichungstemperatur des thermoplastischen Kunststoffes so weit erhöht, daß die zwischen den Schichten
eingeschlossene Luft herausgepreßt wird und anschließend die Temperatur und den Druck auf die für die
endgültige Verklebung erforderlichen Werte erhöht.
Es hat sich gezeigt, daß man im Gegensatz zu allen bisher bekannten Verfahren auf ein zusätzliches
Absaugen der eingeschlossenen Luft und auf jeden anderen Verfahrensschritt zum Herstellen eines Vorverbundes
verzichten kann, wenn man erfindungsgemäß vorgeht. Der sich im Autoklaven aufbauende Druck
preßt die in den Zwischenräumen des Scheibenpaketes befindliche Luft über den zwischen den Scheibenkanten
und dem Gummiprofil befindlichen Entlüftungskanal nach außen in die freie Atmosphäre und bewirkt so ohne
zusätzliche Maßnahmen die für einen einwandfreien Verbund notwendige Entfernung der eingeschlossenen
Luft
Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren nach der Erfindung auch für besonders große und auch für mehr
oder weniger kompliziert gebogene Glasscheiben mit Erfolg anwendbar ist, für die bisher dem eigentlichen
Autoklavprozeß voraufgehende komplizierte Vakuumverfahren vorgeschaltet wurden, wie sie beispielsweise
in den DE-PS 20 06 655 und 20 24 781 beschrieben sind.
Falls, wie es heute allgemein üblich ist, Zwischenschichten aus Polyvinylbutyral Verwendung finden, wird
zweckmäßigerweise bei Temperaturen unterhalb von 350° K der Druck auf einen Wert von oberhalb 2 bar
erhöht.
Die im einzelnen anzuwendender Temperaturen und Drücke und ihre Einwirkungszeiten richten sich
grundsätzlich auch nach den Abmessungen der jeweils herzustellenden Verbundglasscheiben. Je größer die
flächenmäßige Ausdehnung der Glasscheiben ist, desto größer ist der Widerstand, der der entweichenden Luft
entgegengesetzt wird, und desto höher muß der angewendete Überdruck sein, um die Luft herauszupressen.
Selbstverständlich spielt dabei auch die Oberflächenrauhigkeit der verwendeten thermoplastischen
Zwischenschichten eine Rolle. Grundsätzlich reicht aber die Oberflächenrauhigkeit aus, wie sie heute
bei allen für die Herstellung von Verbundsicherheitsglas
ι i verwendeten thermoplastischen Zwischenschichten zur
Anwendung kommt.
Zweckmäßigerweise wird bei der Durchführung des Verfahrens so vorgegangen, daß im Autoklaven bei
Umgebungstemperatur zuerst der Druck auf den für die endgültige Verklebung erforderlichen Wert gebracht
und erst an3chließend die Temperatur erhöht wird.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird die Entlüftungsleitung eines jeden einzelnen abgedichteten
Scheibenpaketes separat aus dem Autoklaven herausgeführt Dadurch wird sichergestellt, daß für den
Fall, daß bei gleichzeitiger Autoklavbehandlung einer Mehrzahl von Glasscheiben eine eventuell auftretende
Undichtigkeit bei einem Scheibenpaket sich nicht auf die anderen Scheibenpakete nachteilig auswirkt.
Zum Abdichten des Zwischenraumes kann man mit Erfolg rahmenförmige biegsame Gummiprofile mit
U-förmigem Qurschnitt verwenden, wie sie zum Stand der Technik gehören. Es hat sich jedoch in vielen Fällen
als ausreichend erwiesen, wenn man statt dessen nur entlang eines Teiles des Scheibenumfanges ein begrenztes
Stück eines solchen, einen Entlüftungsstutzen aufweisenden Gummiprofils anordnet, während der von
diesem Gummiprofil nicht überdeckte Teil des Scheibenrandes durch Anordnung eines Klebestreifens aus
luftundurchlässigem Material abgedichtet wird. Auf diese Weise kann man auf die Anwendung teurer
Gummirahmen, die der jeweiligen Scheibenform angepaßt sein müssen, verzichten. Ordnet man ein solches
begrenztes Profilstück beispielsweise entlang einer
Längskante eines Scheibenpaketes an, während die anderen Seiten einschließlich der Eckbereiche durch
einen Klebestreifen abgedichtet werden, so lassen sich dadurch auf einfache Weise auch Scheiben mit
komplizierten Formen herstellen. Der Entlüftungskanal
im U-Profil ist dabei an den beiden Enden des verwendeten Profilstückes abgedichtet.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele für das neue Verfahren werden nachfolgend beschrieben und anhand
der figürlichen Darstellungen erläutert. Von den Abbildungen zeigt
F i g. 1 ein erfindungsgemäß behandeltes Scheibenpaket innerhalb eines Druckautoklaven;
Fi g. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Scheibenpaket
entlang der Linie A-A und
Fig. 3 ein Druck-Temperatur-Diagramm für das neue Verfahren.
Es soll eine Verbundsicherheitsglasscheibe hergestellt
werden, die als Windschutzscheibe in einem Omnibus Verwendung findet. Die Scheibe hat eine Breite von
cm und eine Höhe von 140 cm. Die Scheibe hat eine gebogene Form und weist im Mittelfeld eine etwa
zylindrische Biegung mit einem Biegeradius von 1000 cm und in den Seitenbereichen eine Biegung mit
einem Biegeradius von etwa 15 cm auf.
Die beiden zuvor gemeinsam gebogenen Einzelscheiben aus Silikatglas werden mit einer 0,76 mm dicken
Folie aus Polyvinylbutyral zusammengelegt. Die auf der konvexen Seite befindliche Silikatglasscheibe hat eine
Dicke von 3,0 mm, die auf der konkaven Seite angeordnete Silikatglasscheibe eine Dicke von 2,6 mm.
Das so zusammengelegte Glas-Folien-Paket wird auf seiner Kante mit einem Rahmen aus einem im
Querschnitt etwa U-förmigen Profil aus kautschukartigem Material umgeben, das sich den Glasscheiben im
Randbereich dicht anschmiegt. Das U-Profil weist an einer Stelle einen Anschlußstutzen für einen Schlauch
auf. Das so vorbereitete Scheibenpaket wird in aufrechter Lage in ein Gestell eingesetzt und mit diesem
Gestell in den Autoklaven verbracht Der Autoklavmantel weist eine Rohrdurchführung auf, die außen in die
freie Atmosphäre mündet. Diese Rohrdurchführung ist innerhalb des Autoklaven mit einer druckdichten
Steckkupplung versehen. Der Anschlußstutzen des U-Profils wird nun mit einem Schlauch über diese
Steckkupplung mit der Rohrdurchführung und damit mit der Außenatmosphäre verbunden. Sodann wird der
Autoklav druckdicht verschlossen.
Nun wird Preßluft in den Autoklaven geleitet und anschließend die Temperatur im Autoklaven erhöht
Die Temperatur muß zunächst noch unterhalb derjenigen Temperatur bleiben, bei der die für die Entfernung
der Luft notwendige Oberflächenrauhigkeit der thermoplastischen Folie verschwindet und die Folie an den
Glasscheiben haftet weil dadurch der Rand des Scheibenpaketes abgedichtet und eine Entfernung der
Luft erschwert oder unmöglich gemacht würde. Der Druck-Temperatur-Zyklus hat folgenden Verlauf:
40
45
50
Nach 90 min wird der Autoklav entlüftet. Die Verbundglasscheiben werden dem Autoklaven gebrauchsfertig
entnommen.
| Zeit (mm) | Druck (bar) | Temp. 0K |
| 0 | 1 | 298 |
| 5 | 3 | 298 |
| 10 | 8 | 298 |
| 15 | 10,5 | 323 |
| 20 | 12 | 408 |
| 30 | 12 | 408 |
| 40 | 12 | 408 |
| 50 | 12 | 408 |
| 60 | 8 | 380 |
Zur Erläuterung dieses Beispiels dient die Fig. 1 der
Zeichnung. Das Scheibenpaket 1 wird, wie anhand des Beispiels 1 beschrieben, zusammengelegt, wobei die
Scheiben etwa dieselben Abmessungen aufweisen. Entlang einer Längskante des Scheibenpaketes wird ein
Stück eines U-förmigen Dichtungsprofils 2 angeordnet Das Dichtungsprofil weist einen durchgehenden Entlüftungskanal
3 und etwa in der Mitte einen Entlüftungsstutzen 4 auf, an den ein Schlauch 5 angeschlossen wird.
An den Enden des Profilstückes ist der Entlüftungskanal geschlossen, um zu vermeiden, daß das Druckmedium
im Autoklaven an dieser Stelle in den Entlüftungskanal eindringt Anschließend an das Dichtungsprofil 2 wird
auf den Randbereich des Scheibenpaketes ein Klebstreifen 6 aufgebracht, der den Zwischenraum zwischen der.
beiden Silikatglasscheiben luftdicht abschließt. Das so vorbereitete Scheibenpaket wird in ein Gestell 7
eingesetzt und in den Autoklaven 8 verbracht Der Autoklav 8 weist eine Rohrdurchführung 9 auf. Das
Rohr 9 mündet außerhalb des Autoklaven 8 in die freie Atmosphäre. Innerhalb des Autoklaven ist die Rohrdurchführung
9 mit einer druckdichten Steckkupplung 10 versehen. Der Schlauch 5 ist an seinem freien Ende
seinerseits ebenfalls mit einem in die Steckkupplung 10 passenden Kupplungsteil versehen, der nach der
Anordnung des Scheibenpaketes im Autoklaven mit der Steckkupplung 10 verbunden wird. Anschließend wird
der Autoklav dicht verschlossen. Sodann wird ein Druck-Temperatur-Zyklus durchgeführt, wie er in dem
in F i g. 3 dargestellten Druck-Temperatur-Diagramm dargestellt ist. Dieser Druck-Temperatur-Zyklus hat
folgenden Verlauf: Zum Zeitpunkt To wird in dem geschlossenen Autoklaven durch Einleiten von Druckluft
rasch ein Oberdruck aufgebaut wobei sich der Autoklaven-inhalt zunächst auf Umgebungstemperatur
befindet Im Zeitpunkt Ti, d.h. nach etwa 12 Minuten, hat sich der Druck auf 10 bar erhöht In diesem
Augenblick wird die Heizung innerhalb des Autoklaven eingeschaltet Nach einigen Minuten hat sich im
Zeitpunkt T2 eine Temperatur von 408° K eingestellt
während der Druck inzwischen auf 12 bar angestiegen ist Bei diesem Druck und dieser Temperatur wird der
Autoklaven-inhalt etwa 45 min lang, d. h. bis zum Zeitpunkt T3, gehalten. Im Zeitpunkt Ti wird die
Heizung ausgeschaltet und die Verbindung zur Druckluftleitung unterbrochen. Gleichzeitig wird die Wasserkühlung
eingeschaltet Der Druck sinkt infolge der im System vorhandenen Undichtigkeiten langsam ab. Im
Zeitpunkt Ta wird der Autoklav geöffnet wobei der
Druck rasch bis auf 1 bar abfällt und die Temperatur relativ schnell sinkt Die fertigen Verbundglasscheiben
werden dann dem Autoklaven entnommen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen einer Verbundglasscheibe,
bei dem die Einzelglasscheiben mit der bzw. den Zwischenschichten aus thermoplastischem
Kunststoff zusammengelegt werden, der Zwischenraum zwischen den einzelnen Schichten des
Scheibenpaketes gegen die Umgebung abgedichtet und mit einer Entlüftungsleitung versehen wird, das
abgedichtete Scheibenpaket ohne voraufgehende Entlüftungsbehandlung in einen Druckautoklaven
gebracht, die Entlüftungsleitung an eine aus dem Autoklaven herausführende Leitung angeschlossen
und nach Verschließen des Autoklaven durch Anwendung von Wärme und Oberdruck in? Autoklaven
die Schichten des Scheibenpaketes endgültig miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet,
daß man die aus dem Autoklaven herausführende Entlüftungsleitung in die freie Atmosphäre münden läßt, nach dem Verschließen
des Autoklaven den Druck bei Temperaturen unterhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen
Kunststoffes so weit erhöht, daß die zwischen den Schichten eingeschlossene Luft durch
die Entlüftungsleitung herausgepreßt wird und anschließend die Temperatur und den Druck auf die
für die endgültige Verklebung erforderlichen Werte erhöht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Folien aus
Polyvinylbutyral als thermoplastische Zwischenschicht bei Temperaturen unterhalb von etwa
350° K der Druck auf einen Wert von oberhalb 2 bar erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ohne Einschalten der
Heizung im Autoklaven der Druck innerhalb einer Zeitspanne von etwa 10 min auf etwa 10 bar erhöht,
sodann durch Einschalten der Heizung die Temperatur auf die endgültige Verbindetemperatur und
gleichzeitig der Druck auf den für das endgültige Verbinden erforderlichen Wert von etwa 12 bar
erhöht und Druck und Temperatur für eine Zeitspanne von 30 bis 60 min aufrechterhalten
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung jedes
einzelnen abgedichteten Scheibenpaketes separat aus dem Autoklaven herausgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Zwischenraumes
zwischen den einzelnen Schichten des Scheibenpaketes durch ein rahmenförmiges biegsames
Profil mit U-förmigem Querschnitt und einem durchgehenden Entlüftungskanal erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung des Zwischenraumes
zwischen den einzelnen Schichten des Scheibenpaketes durch Verwendung eines biegsamen,
einen U-förmigen Querschnitt und einen Entlüftungskanal aufweisenden Profils von begrenzter
Länge, das an beiden Enden verschlossen ist, erfolgt, wobei der übrige Randbereich durch
Anordnung eines Klebestreifens dicht verschlossen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Abdichten des
Randbereiches verwendete Klebestreifen nach der Fertigstellung der Verbundglasscheibe als Kantenschutz
auf der Glasscheibe belassen wird.
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