專利名稱：具有改進(jìn)性能的玻璃板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃板，尤其是用于航空領(lǐng)域的玻璃板。
這種玻璃板可以是單層或多層迭合的玻璃或塑料板，還可以是一種由玻璃和/或塑料的硬質(zhì)片材組件和軟質(zhì)片材組合而成的復(fù)合玻璃板。
用于航空領(lǐng)域的復(fù)合玻璃板通常至少由兩塊熱淬火或化學(xué)淬火的玻璃構(gòu)成。在兩塊玻璃之間有一個(gè)由多層或多片組成的塑料夾層。
當(dāng)玻璃板處于高空飛行的通常條件下時(shí)，一方面，它要承受兩個(gè)表面之間的巨大壓差，另一方面，它還要承受玻璃板中間部分與周圍部分之間一樣很大的溫差。而且，它還承受各種振動(dòng)應(yīng)力。具體地說，壓差可以達(dá)到900毫巴，溫差可以達(dá)到70℃左右。除了這些已經(jīng)很強(qiáng)的應(yīng)力外，還有一些其它應(yīng)力，例如在飛行中，尤其是在低溫條件下的撞擊所產(chǎn)生的應(yīng)力，如鳥的撞擊造成的應(yīng)力，或其它局部應(yīng)力。
鑒于這些特別強(qiáng)的應(yīng)力，這樣的玻璃板在或長或短的使用時(shí)間內(nèi)將受到損壞。
人們已經(jīng)提出了一些方法來降低玻璃板損壞的危險(xiǎn)。玻璃板損壞的最常見原因之一便是玻璃和通常為聚乙烯醇縮丁醛塑料夾層之間的熱膨脹系數(shù)不同。一種解決方法是在玻璃板的邊緣部分、夾層和玻璃之間加入一種熱膨脹系數(shù)小的材料。另一種解決方法是在夾層和玻璃之間加入一種由彈性模量更小的材料、性質(zhì)不同的材料做成的連續(xù)的薄膜。和/或安裝密封圈以及/或拆卸密封圈。這些密封圈可以是壓制而成的或封裝而成的。通常，它們是由硅酮做成的，而且，本發(fā)明使用的材料以輕質(zhì)的更好些，也就是說，密度最好低于1.2克/立方厘米。
本發(fā)明的膠帶以由聚氨酯做成的更好些。為了得到良好的接合，膠帶的硬度優(yōu)選高于密封圈的硬度。膠帶硬度最好低于90肖氏A級(jí)硬度，例如在60至90肖氏A級(jí)硬度之間。而且膠帶最好有良好的抗扯裂強(qiáng)度。依據(jù)ASTM 1938標(biāo)準(zhǔn)所測得的抗扯裂強(qiáng)度最好高于2千克，甚至可以達(dá)到2.5千克的水平。
膠帶最好留在安裝于飛機(jī)駕駛艙或座艙的玻璃板上。正如我們前面看到的那樣，玻璃板受到巨大的熱應(yīng)力。由于這些原因膠帶在120℃條件下，經(jīng)過30分鐘，其熱尺寸穩(wěn)定性應(yīng)低于1%。而且，依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的形式，膠帶至少部分覆蓋構(gòu)成玻璃板的至少一塊玻璃片、優(yōu)選每一塊玻璃片的側(cè)面。膠帶優(yōu)選在玻璃板生產(chǎn)流程前就被貼在玻璃片上。這樣，玻璃片就可以在玻璃板生產(chǎn)及安裝步驟中自始至終都受到膠帶的保護(hù)，從而抵抗各種應(yīng)力。因此膠帶必須具有諸如承受粘合加熱條件的熱尺寸穩(wěn)定性。粘合加熱時(shí)，壓力為10巴或更大，溫度可以達(dá)到高于100℃。
膠帶的總厚度優(yōu)選介于0.1至2毫米之間。厚度越大，本發(fā)明的膠帶所產(chǎn)生的改進(jìn)的性能，尤其是能量吸收性能就越好。但是，因?yàn)轶w積的緣故，厚度最好不超過2毫米。顯然，玻璃板的每一個(gè)組成部分都有精確的尺寸，而且整塊玻璃板的尺寸必須與預(yù)定的位置，如飛機(jī)機(jī)身上的位置完全吻合。另外，特別是由于諸如連接元件、導(dǎo)向元件等不同功能元件以及密封圈的存在，玻璃板側(cè)面的體積相對比較大。
由于可用空間少，本發(fā)明的膠帶優(yōu)選包含一個(gè)粘接層，此粘結(jié)層然而這些方法會(huì)導(dǎo)致玻璃板中的光學(xué)缺陷。曾有人在文獻(xiàn)EP508 864中提出用由多層構(gòu)成的聚乙烯醇縮丁醛夾層，其中，與至少一塊玻璃接觸的那些層中的增塑劑含量要高于內(nèi)層中的增塑劑含量。這一特性還可以減少甚至消除那些已知的導(dǎo)致玻璃破裂的應(yīng)力，即與玻璃平面幾乎平行的平面上的斷裂，這種情況尤其發(fā)生在當(dāng)玻璃進(jìn)行化學(xué)淬火的時(shí)候。
總的來說，以往資料中的玻璃板，具有一些改進(jìn)的性能。它們的壽命是令人滿意的。但是，在某些情況下，在制作玻璃板時(shí)需要采取一些重要的預(yù)防措施。
本發(fā)明克服了這些缺點(diǎn)。
本發(fā)明涉及一種玻璃板，在航空領(lǐng)域所遇到的溫度和壓力條件下此玻璃板具有所需的壽命特征。
本發(fā)明者通過弄清玻璃板在制作和裝到飛機(jī)機(jī)身時(shí)受到的應(yīng)力狀況，得到了這項(xiàng)成果。本發(fā)明者證實(shí)，尤其在操作過程中，玻璃板可能受到一些會(huì)造成細(xì)微缺陷的撞擊。盡管這些細(xì)微的缺陷看不見，卻能夠損壞玻璃板。本發(fā)明者還確定了彌補(bǔ)這些缺陷的特征并找到了一種與航空領(lǐng)域的要求相適應(yīng)的解決方法。這種方法還具有易于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明涉及一種側(cè)面至少部分被膠帶所覆蓋的玻璃板。
一方面，本發(fā)明涉及的玻璃板至少包含一塊側(cè)面至少部分被保護(hù)膠帶覆蓋的玻璃片。
構(gòu)成本發(fā)明膠帶的材料可以選自硅酮、橡膠、熱固性或熱塑性彈性體。這些材料尤其必須與所使用的塑料夾層以及通常安裝于玻璃板周圍的密封圈(Seal)相容。例如，這里涉及的密封圈是防水密封圈使得可僅通過施壓就將膠帶牢固地固定到玻璃板上。可以通過諸如使用有槽滾筒、抹刀或任何其它方法施加壓力。粘接層優(yōu)選為丙烯酸類，其厚度為0.01至0.2毫米。厚度優(yōu)選為0.05毫米。在卷筒的幫助下很方便地將膠帶展開，然后立即將其貼在玻璃板側(cè)面上，膠帶可能超出至玻璃板的表面。盡管玻璃片的厚度很小(厚度可以小至3毫米)，盡管側(cè)面的形狀可以是諸如圓形之類的，膠帶仍可以以這種相同的方式，簡單實(shí)用地被貼上。
本發(fā)明被覆蓋的玻璃片優(yōu)選是化學(xué)淬火，即經(jīng)過一種共知的化學(xué)處理強(qiáng)化過的玻璃片。例如，這種處理包括玻璃表層的離子交換，體積小的離子為體積更大的離子所取代。這種離子交換過程形成一個(gè)表面壓縮區(qū)。此表面壓縮區(qū)的強(qiáng)度特別高。然而，它的厚度卻小于熱淬火玻璃片。本發(fā)明降低了在不當(dāng)操作時(shí)玻璃表面被損壞的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在參照實(shí)施例和附圖進(jìn)行說明之后而變得十分明顯。其中，

圖1包括分別表示本發(fā)明中膠帶可能不同的位置的簡圖1a至1f。
圖2用剖面圖表示本發(fā)明的玻璃板的一個(gè)實(shí)施方案。
圖3用剖面圖表示本發(fā)明的玻璃板的一種變體。
圖4用剖面圖表示本發(fā)明的玻璃板的另一種變體。
圖5用剖面圖表示本發(fā)明的玻璃板的再一種變體。
圖6用剖面圖表示本發(fā)明中的玻璃板的再一種變體。
圖1代表由片材2構(gòu)成的單塊玻璃板1。這一片材是由諸如玻璃之類的材料制成的。它的側(cè)面3為本發(fā)明的膠帶4覆蓋。側(cè)面的頂點(diǎn)標(biāo)示為5和6。在簡圖1a至1c中，側(cè)面3是圓形的，而在簡圖1d至1f中，側(cè)面3是直的。正如簡圖1a和1d中所示，膠帶可以超出至片材2的各表面。它也可以僅超出至一個(gè)表面。它還可以象簡圖1b和1e中所示，保護(hù)諸如頂點(diǎn)5或頂點(diǎn)6，而不超出側(cè)面。它同時(shí)還可以如簡圖1c和1f中所示，只覆蓋玻璃板側(cè)面的一部分，護(hù)住或不護(hù)住頂點(diǎn)5和/或頂點(diǎn)6。
這些簡圖中僅顯示了幾種排列。當(dāng)然，其它不違背本發(fā)明精神的排列是可能的。
本發(fā)明的玻璃板具有一些改進(jìn)的特性，尤其是其抗撞擊的性能得到了提高。在簡圖1a中表示的玻璃板上所進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果如下將玻璃片化學(xué)淬火。讓一個(gè)鋼珠落在玻璃片的圓頂上，模擬操作時(shí)的撞擊。當(dāng)鋼珠的能量高于或等于0.1焦耳時(shí)，可看到玻璃出現(xiàn)了破損。如果在已貼上硅酮類膠帶的簡圖1a中所示的玻璃上做同樣的實(shí)驗(yàn)，則可看到，當(dāng)硅酮類膠帶的厚度分別為1、2或3毫米時(shí)，造成損壞的能量分別是0.5、1或2焦耳。
如果膠帶是由依據(jù)ASTM 1938實(shí)驗(yàn)測得的肖氏A級(jí)硬度為80、厚度為0.41毫米、抗扯裂強(qiáng)度為2.6千克的聚氨酯做成的，則當(dāng)能量高于或等于9焦耳時(shí)，玻璃才會(huì)出現(xiàn)損壞。
膠帶是牢固地固定在玻璃片上的，它通過一個(gè)厚度為0.04毫米的丙烯酸類粘接層固定。用上述聚氨酯膠帶測得的粘著值是1N/mm的水平。
這些值是依據(jù)ASTM-D-100標(biāo)準(zhǔn)中的所謂的180°去皮實(shí)驗(yàn)測得的。受試件在常溫下被放置24小時(shí)。在此實(shí)驗(yàn)中，牽引速度是305毫米/分。
作為示例，在一塊覆蓋著如上所述的本發(fā)明的聚氨酯膠帶的平板試件上做直徑為50毫米、質(zhì)量為500克的鋼珠下落實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作時(shí)玻璃可能受到的撞擊。當(dāng)能量高于或等于10焦耳時(shí)，玻璃破裂。而對于裸露的即無膠帶的同樣玻璃，其能量極限為3焦耳。這個(gè)例子說明本發(fā)明的玻璃板的改進(jìn)的性能，也說明了玻璃板邊緣的易碎性可引起玻璃板的破碎。
如圖2所示，密封圈7有利地安裝在玻璃板的外圍。這個(gè)密封圈最好是防水和/或拆-裝密封圈。它是壓制而成的或封裝而成的。玻璃板1包括一個(gè)以某種復(fù)合方式由本發(fā)明的膠帶4和密封圈7構(gòu)成的密封圈。膠帶4依照圖1中簡圖1a中的方式配置。膠帶也可以以不同的方式配置。這樣，就可供安裝到車身的窗洞或門窗的框架或飛機(jī)的駕駛艙或座艙上了。
在這個(gè)例子中，密封圈是由厚度為2毫米的硅酮，通過封裝制成的。在這個(gè)例子中，正如關(guān)于圖1所述，膠帶是聚氨酯的。當(dāng)墜落在同時(shí)覆蓋著膠帶4和密封圈7的玻璃板圓頂上的鋼圓柱體的能量高于或等于20焦耳時(shí)，玻璃才出現(xiàn)了損壞。
圖1或2中所表示的玻璃片也可以用以構(gòu)成圖3和5中所示的迭合玻璃板。
圖3表示一塊由兩塊玻璃片8和9構(gòu)成的迭合玻璃板。在兩塊玻璃片之間有一個(gè)軟質(zhì)塑料夾層10。圖中所示的夾層，可以包括由不同材料構(gòu)成的多個(gè)層或片。在圖上，兩條膠帶11和12分別環(huán)繞著玻璃片8和9的側(cè)面。在該圖上所表示的膠帶11超出至玻璃片9的表面13和14，而膠帶12則不超出側(cè)面。這樣，此圖就表示出膠帶相對于玻璃片的各種可能的位置以及硬質(zhì)或軟質(zhì)片材在不背離本發(fā)明精神的情況下各種可能的疊合。
圖4說明本發(fā)明的另一個(gè)變體。其中，本發(fā)明的膠帶15覆蓋層合玻璃板的全體。膠帶是在玻璃接合以后貼上去的，因此它不需要能夠承受諸如接合所要求的溫度和壓力條件。
這種玻璃板可以用于運(yùn)輸工具、建筑物等。
圖5和圖6說明了依據(jù)本發(fā)明中的一種優(yōu)選的變體制成的飛機(jī)用玻璃板。它們由三塊玻璃片16、17和18構(gòu)成。玻璃16和17，尤其是玻璃16承受飛機(jī)內(nèi)部的壓力和溫度。玻璃18承受飛機(jī)外部條件。在玻璃18附近通常裝有一個(gè)發(fā)熱網(wǎng)，以便除去玻璃板上的霜和/或水汽。發(fā)熱網(wǎng)是由在圖上未示出的、聯(lián)結(jié)到饋線上的電熱絲構(gòu)成，而饋線本身通過導(dǎo)線連至電源上。同時(shí)還可以安裝一些導(dǎo)線以便消除靜電。
塑料夾層20和21被安裝在玻璃片之間。通常，夾層是一塊或多塊由多層構(gòu)成的聚乙烯醇縮丁醛片材。在圖示的實(shí)施方案中，玻璃片16和17以及夾層20比玻璃片18和夾層21大。夾層21也可以和諸如玻璃片17的尺寸一樣大。通常，用在圖中標(biāo)為22、埋入夾層的一條環(huán)繞帶或插入物對夾層進(jìn)行增強(qiáng)。為便于將玻璃板用螺栓固定在飛機(jī)構(gòu)架上，這條環(huán)繞帶可以有一些孔。此環(huán)繞帶可以是由不氧化金屬、鋁或以纖維狀結(jié)構(gòu)為主成分做成的。它的厚度為2毫米級(jí)。
本發(fā)明的膠帶23、24可以如圖5所示覆蓋玻璃片16和17的側(cè)面。膠帶23和24至少部分地分別覆蓋作為個(gè)體的玻璃片16和17的側(cè)面。當(dāng)然，這些玻璃片是在被接合之前，最好在剛生產(chǎn)出來之后就被覆蓋上膠帶。膠帶也可以如圖6中25所示，覆蓋玻璃板的整體。膠帶23、24和25可以超出或不超出至玻璃片的表面，可以完全或部分地覆蓋玻璃片或玻璃板的側(cè)面。
圖5表明了一個(gè)優(yōu)選的變體，其中玻璃片16和17是化學(xué)淬火玻璃，而且呈現(xiàn)為圓形。玻璃片18同樣也可為本發(fā)明的膠帶覆蓋。
本發(fā)明的玻璃板，尤其是層合玻璃板的生產(chǎn)方法包括以下步驟。
將本發(fā)明的膠帶貼到剛剛經(jīng)過化學(xué)淬火處理的玻璃片側(cè)面。用卷筒展開包括粘接層的膠帶，并貼到側(cè)面上，可以超出至玻璃片的一個(gè)或兩個(gè)表面。為了使貼均勻，可以在有槽滾筒的幫助下很方便地粘貼。這樣，膠帶從玻璃板生產(chǎn)流程的一開始就保護(hù)玻璃片?？梢杂帽Ｗo(hù)性包裝膜將整塊玻璃片包裹起來?？梢詫⑦@塊玻璃片入庫貯存。然后將其與其它可能同樣貼著有本發(fā)明膠帶的玻璃片進(jìn)行接合。當(dāng)然，必要時(shí)，在接合前，將包裝膜取下。
將多層或多片軟塑性材料很貼切地放在這些玻璃片以及抗靜電網(wǎng)、加熱網(wǎng)、加強(qiáng)環(huán)繞帶等之間。通過壓延技術(shù)或?qū)⒋苏w置于加熱和真空的容器內(nèi)進(jìn)行預(yù)接合。然后將預(yù)接合物放在高壓釜中，并加熱到100℃左右的溫度并加壓至10巴壓力。打開高壓釜，接合物已連為一體，即不僅不同的片材構(gòu)成了一個(gè)夾層，而且夾層和玻璃片也緊密地連在一起。然后將硅酮密封圈模鑄到玻璃板周圍。如果需要可以用包裝膜保護(hù)玻璃板的每一個(gè)表面。然后通過螺栓緊固或依靠諸如夾子等機(jī)械固定裝置將玻璃板安裝到飛機(jī)機(jī)身上。必要時(shí)，這時(shí)可以將包裝膜取下。
本發(fā)明涉及可裝有密封圈或其它任何不違背本發(fā)明精神的其他玻璃或塑料元件的單層或迭合玻璃板。
盡管本發(fā)明中僅描述了用于航空領(lǐng)域的玻璃板，但是，本發(fā)明的玻璃板也可以用于運(yùn)輸工具或建筑物。
權(quán)利要求
1.由玻璃和/或塑料制成的單層或迭合玻璃板，其特征在于它的側(cè)面至少部分為膠帶所覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃板，其特征在于膠帶由一種硬度低于90肖氏A級(jí)硬度的材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的玻璃板，其特征在于膠帶由聚氨酯材料做成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃板，其特征在于膠帶的厚度介于0.1至2毫米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的玻璃板，其特征在于膠帶包含一個(gè)粘接層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的玻璃板，其特征在于粘接層是丙烯酸類的。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的玻璃板，其特征在于玻璃經(jīng)過化學(xué)淬火處理進(jìn)行增強(qiáng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的玻璃板，其特征在于玻璃板側(cè)面是圓形的。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的玻璃板，其特征在于將一密封圈安裝在貼有本發(fā)明膠帶的玻璃板的周圍。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的玻璃板，其特征在于玻璃板是迭合的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的玻璃板，其特征在于玻璃板中至少一塊玻璃片的側(cè)面至少部分地為本發(fā)明的膠帶覆蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的玻璃板，其特征在于至少有一塊單一的玻璃片的側(cè)面在接合前，至少部分地為本發(fā)明的膠帶所覆蓋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃板，此玻璃板至少包括一塊側(cè)面至少部分地為保護(hù)膠帶(11，12)所覆蓋的玻璃片(8，9)。
文檔編號(hào)B32B17/10GK1111056SQ94190415
公開日1995年11月1日 申請日期1994年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月22日
發(fā)明者J·舍龍, P·喬沙迪 申請人:圣戈班玻璃制造國際公司