Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Сэндвич-стекло" перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см Сэндвич-стекло (значения) .
Автомобильное лобовое стекло с растрескиванием «паутина», характерным для многослойного безопасного стекла.

Многослойное стекло - это тип безопасного стекла, которое удерживается при разбивании . В случае разрушения он удерживается на месте промежуточным слоем, обычно из поливинилбутираля (ПВБ), этилен-винилацетата (ЭВА) или термопластичного полиуретана.(TPU) между двумя или более слоями стекла. Промежуточный слой удерживает слои стекла связанными даже при разбивании, а его высокая прочность предотвращает разрушение стекла на большие острые части. Это приводит к появлению характерного растрескивания «паутины», когда удара недостаточно, чтобы полностью пробить стекло. В случае EVA, термореактивный EVA предлагает полное связывание (сшивание) с материалом, будь то стекло, поликарбонат, ПЭТ или другие типы продуктов. TPU - лучший выбор для пуленепробиваемого стекла ( BRG ) и для так называемого E-Glass ( Smart Glass ).

Многослойное стекло обычно используется, когда существует вероятность удара человека или где стекло может упасть в случае разрушения, а также для архитектурных применений. Стекло в крыше и автомобильные лобовые стекла обычно используют многослойное стекло. В географических районах, где требуется устойчивая к ураганам конструкция, многослойное стекло часто используется в наружных витринах, навесных стенах и окнах.

Многослойное стекло также используется для повышения рейтинга звукоизоляции окна, где оно значительно улучшает звукопоглощение по сравнению с монолитными стеклянными панелями той же толщины. Для этого для прослойки используется специальный «акустический ПВБ» состав. В случае материала EVA дополнительный акустический материал не требуется, поскольку EVA обеспечивает звукоизоляцию. [1] [2] ТПУ - эластичный материал, поэтому звукопоглощение является неотъемлемой частью его природы. Дополнительным свойством многослойного стекла для окон является то, что соответствующий промежуточный слой TPU, PVB или EVA может блокировать почти все ультрафиолетовое излучение. Например, термореактивный EVA может блокировать до 99,9% всех УФ-лучей.

История [ править ]

Пожарные пробивают ламинированное лобовое стекло

В 1902 году французская корпорация Le Carbone получила патент на покрытие стеклянных предметов целлулоидом, чтобы сделать их менее подверженными растрескиванию или разрушению. [3]

Многослойное стекло было изобретено в 1903 году французским химиком Эдуардом Бенедиктусом (1878-1930), вдохновленным лабораторной аварией. Стеклянная колба покрылась нитратом целлюлозы из пластика и при падении разбилась, но не разбилась на части. [4] Однако только в 1909 году Бенедиктус подал заявку на патент, узнав об автомобильной аварии, в которой две женщины были серьезно ранены осколками стекла. [5] [6] В 1911 году он основал Société du Verre Triplex , который изготовил стеклопластиковый композит для снижения травматизма в автомобильных авариях . [7]Производство стекла Triplex было медленным и кропотливым, что делало его дорогим. Оно не сразу получило широкое распространение у производителей автомобилей , но многослойное стекло широко использовалось в окулярах противогазов во время Первой мировой войны . В 1912 году процесс был передан английской компании Triplex Safety Glass по лицензии . Впоследствии в Соединенных Штатах и ​​Libbey Owens-Ford, и Du Pont de Nemours с Pittsburg Plate Glass производили Triplex. [8]

Между тем, в 1905 году Джон Крю Вуд, поверенный из Суиндона, Уилтшир, Англия, запатентовал многослойное стекло для использования в качестве ветровых стекол. Слои стекла были скреплены канадским бальзамом . [9] В 1906 году он основал компанию Safety Motor Screen Co., чтобы производить и продавать свою продукцию. [10]

В 1927 году канадские химики Ховард У. Матесон и Фредерик У. Скирроу изобрели пластичный поливинилбутираль (ПВБ). [11] К 1936 году компании США обнаружили, что многослойное «безопасное стекло», состоящее из слоя поливинилбутираля между двумя слоями стекла, не обесцвечивается и в него нелегко попасть во время несчастных случаев. За пять лет новое безопасное стекло практически заменило своего предшественника. [12] [13]

В Законе о дорожном движении 1930 года британский парламент потребовал, чтобы в новых автомобилях использовались лобовые стекла из «безопасного стекла». [14]

К 1939 году около 600 000 квадратных футов (56 000 м 2 ) безопасного стекла «Indestructo» ежегодно использовалось в автомобилях, производимых на заводе Ford Motor Company в Дагенхэме, Англия . [15] Безопасное стекло "Indestructo" было произведено британской компанией Indestructo Glass, Ltd., Лондон. [15] Это было многослойное стекло, которое использовалось Ford Motor Company в 1939 году. Оно было выбрано потому, что «оно обеспечивает наиболее полную защиту. Помимо того, что оно устойчиво к сколам, оно кристально чистое и неизменно не меняет цвет». [15] Эта цитата намекает на некоторые технические проблемы, проблемы и опасения, которые помешали широко использовать многослойное стекло в автомобилях сразу после его изобретения.

Современное многослойное стекло производится путем соединения двух или более слоев обычного отожженного стекла (или закаленного стекла ) вместе с пластмассовой прослойкой, обычно из поливинилбутираля, термопластичного полиуретана (TPU) или этиленвинилацетата (EVA). Пластиковая прослойка зажата между стеклом, которое либо пропускается через серию роликов, либо через системы вакуумной упаковки, печи или автоклавы, чтобы удалить любые воздушные карманы. Затем его нагревают до образования начального плавления. Эти конструкции затем нагреваются под давлением в автоклаве.или печь, чтобы получить конечный связанный продукт (полностью сшитый в случае термореактивного EVA). Тонировка в верхней части лобовых стекол некоторых автомобилей - это PVB. Кроме того, цветные пленки из полиэтилентерефталата можно комбинировать с термореактивным материалом EVA в процессе ламинирования, чтобы получить цветное стекло. Цифровая печать теперь доступна для архитектурных приложений путем печати непосредственно на стекле, а затем ламинирования или печати непосредственно на PVB, как в случае с процессом Dupont SentryGlas Expressions, зарегистрированным под торговой маркой. Полные изображения CMYK могут быть напечатаны на промежуточном слое до процесса автоклавирования и представить яркие полупрозрачные изображения. Этот процесс стал популярным в сфере архитектуры, дизайна интерьера и вывесок в течение ряда лет.

После того, как термореактивный EVA будет должным образом ламинирован во время процесса, стекло может быть обнажено без рамы и не будет проникновения воды / влаги, индекс пожелтения очень низкий, и оно не должно расслаиваться из-за высокого уровня связывания (сшивания) . [16]

Технические характеристики [ править ]

Типичный ламинат - это стекло толщиной 2,5 мм, прослойка 0,38 мм и стекло 2,5 мм. Это дает конечный продукт, который будет называться многослойным стеклом 5,38.

Многослойный ламинат и более толстое стекло повышают прочность. Пуленепробиваемое стекло обычно изготавливается из поликарбоната , термопластов , термореактивного этиленвинилацетата и слоев многослойного стекла. Подобное стекло часто используется в авиалайнерах на лобовых и боковых окнах кабины, часто трехслойное закаленное стекло толщиной 4 мм с ПВБ толщиной 2,6 мм между ними. Это один из вариантов макияжа боковых окон кабины Boeing 747. Передние лобовые стекла BAC / SAF Concorde имели 7 слоев, 4 стекла и 3 ПВБ общей толщиной 38 мм.

Новые разработки расширили семейство термопластов для ламинирования стекла. Помимо ПВБ, важными термопластичными материалами для ламинирования стекла сегодня являются этилен-винилацетат (ЭВА) [17], термореактивный ЭВА, этилен-винилацетат (ЭВА) [18] и термопластичный полиуретан (ТПУ). [19] Адгезия TPU высокая не только к стеклу, но и к полимерным прослойкам. С 2004 года металлизированный и электропроводящий полиэтилентерефталат.Промежуточные слои (ПЭТ) используются в качестве подложки для светодиодов и ламинируются на стекло или между ними. Могут быть добавлены цветные прослойки для обеспечения постоянного прозрачного цвета многослойной стеклянной панели. Переключаемый промежуточный слой также может быть добавлен для создания панели, которая может быть прозрачной, когда небольшой электрический ток проходит через промежуточный слой, и непрозрачной, когда ток отключается. Это обычно называется защитным стеклом.

  • Верхний слой: Стекло
  • Промежуточный слой: прозрачные термопластические материалы (TPU или PVB, EVA) или прозрачный термореактивный материал (EVA).
  • Промежуточный слой: LED (светодиоды) на прозрачном проводящем полимере
  • Промежуточный слой: прозрачные термопластические материалы (TPU или PVB, EVA) или прозрачный термореактивный материал (EVA).
  • Нижний слой: Стекло

Многослойное стекло также иногда используется в стеклянных скульптурах и широко используется в архитектурных приложениях.

Производство [ править ]

Существует несколько процессов производства многослойного стекла:

  1. использование двух или более кусков стекла, склеенных между одним или более кусками клея; например, PVB или EVA, с использованием тепла и давления.
  2. с использованием двух или более кусков стекла и поликарбоната, скрепленных вместе прослойкой из алифатического полиуретана (TPU) или EVA под действием тепла и давления.
  3. с прослойкой отвержденной смолы или этиленвинилацетата.

Резка [ править ]

Пластиковые прослойки в многослойном стекле затрудняют его резку. Небезопасно разрезать обе стороны по отдельности, заливать легковоспламеняющуюся жидкость, например денатурированный спирт, в трещину и поджигать ее, чтобы расплавить промежуточный слой и разделить куски. Следующие более безопасные методы были рекомендованы Управлением здравоохранения и безопасности правительства Великобритании в 2005 году: [20]

  • Столы для резки ламинированного специального назначения
  • Пильные рамы с вертикальным наклоном
  • Паяльная лампа или нагнетатель горячего воздуха.
  • Абразивная водоструйная очистка под высоким давлением.

Ремонт [ править ]

По данным Национальной ассоциации ремонта лобового стекла США, ремонт ламинированного стекла возможен при незначительных повреждениях от удара с использованием процесса, который включает сверление в сломанном стекле, чтобы добраться до слоя ламинирования. Специальная прозрачная адгезивная смола вводится под давлением и затем отверждается ультрафиолетом. Когда все сделано правильно, сила и ясность в достаточной степени восстанавливаются для большинства целей, связанных с безопасностью. Этот процесс широко используется для ремонта крупных промышленных лобовых стекол автомобилей, повреждение которых не мешает обзору водителя. [21]

Удаление [ править ]

Утилизация многослойного стекла больше не разрешена на свалках в большинстве европейских стран, поскольку действует Директива по отработанным транспортным средствам (ELV). В исследовании, проведенном Университетом Суррея и компанией Pilkington Glass, предлагается помещать отходы многослойного стекла в разделяющее устройство, такое как прокатный стан, где стекло дробится, а более крупный стеклобой механически отделяется от внутренней пленки. Затем под воздействием тепла ламинирующий пластик, обычно поливинилбутираль (ПВБ), плавится, что позволяет переработать как стекло, так и внутреннюю пленку. Процесс рециркуляции ПВБ - это простая процедура его плавления и изменения формы. [22] Также TPU легко перерабатывать, как и все несшитые пластмассы.

См. Также [ править ]

  • Закаленное стекло
  • BS 857
  • Светодиодная пленка
  • Композитное стекло

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Schimmelpenningh, Julia (2012). «Акустические прослойки для ламинированного стекла - чем они отличаются и как оценить рабочие характеристики» (PDF) . Glass Performance Days Южная Америка - 2012 . Архивировано из оригинального (PDF) 15 декабря 2014 года.
  2. ^ Хедли, Меган (2014). «EVA пользуется популярностью среди производителей декоративной отделки» . NewsAnalysis: Тенденции США Стекло, том 49, выпуск 4 - апрель 2014 .
  3. ^ Le Carbon, SA, патент Франции № 321 651 (зарегистрирован 31 мая 1902 г.). См. Также: Жан-Мари Мишель (27 апреля 2012 г.) Contribution à l'Histoire Industrielle des Polymères en France , (Société Chimique de France, 2012), Глава A3: Le verre renforcé Triplex, стр. 1 (на французском языке).
  4. ^ Эдуард Бенедиктус (октябрь 1930), Glaces et verres; техника ревю, артистичность, практика , 3 (18): 9. Соответствующая цитата перепечатана (на французском языке) в: Jean-Marie Michel (27 апреля 2012 г.) Contribution à l'Histoire Industrielle des Polymères en France , опубликована в Интернете. от Société Chimique de France , см. главу A3: Le verre renforcé Triplex, стр. 7.
  5. ^ https://www.lesechos.fr/16/07/2014/LesEchos/21729-039-ECH_le-verre-feuillete--tombe-de-l-echelle.htm
  6. ^ Французский патент 405,881 (зарегистрирован 25 ноября 1909 г.)
  7. Перейти ↑ Michel (2012), pp. 1,2.
  8. ^ Мишель (2012), стр. 2.
  9. ^ Джон Крю Вуд, «Прозрачный экран», патент США 830 398 (подана 12 марта 1906 г .; выдана 4 сентября 1906 г.).
  10. ↑ Дэвид Берджесс-Уайз, «Хорошая идея в то время: защитный экран двигателя», The Telegraph (Великобритания), 1 декабря 2001 г. Доступно в Интернете по адресу: The Telegraph
  11. ^ Ховард У. Мэтисон и Фредерик У. Скирроу, « Смолы на основе сложных виниловых эфиров и процесс их получения», Патент США 1,725,362 (подана 15 августа 1927 года; выдана 20 августа 1929 года).
  12. ↑ Эрл Л. Фикс, «Безопасное стекло», патент США 2045130 (подана 25 февраля 1936 г .; выдана 23 июня 1936 г.)
  13. ^ Фред Афталион, История международной химической промышленности , 2-е изд. (Филадельфия, Пенсильвания: Фонд химического наследия, 2001 г.), стр. 153.
  14. ^ Алан Ирвин, Риск и контроль технологий: Государственная политика безопасности дорожного движения в Великобритании и Соединенных Штатах (Манчестер, Англия: Manchester University Press, 1985), стр. 197.
  15. ^ a b c Автокар . 12 мая 1939 г. с. 53. Отсутствует или пусто |title=( справка )
  16. ^ Хедли, Меган (2014). «EVA пользуется популярностью среди производителей декоративной отделки» . NewsAnalysis: Тенденции США Стекло, том 49, выпуск 4 - апрель 2014 .
  17. ^ Bridgestone Inc., DE4308885 (B4) «Многослойное стекло с термореактивной пленкой из (мет) акрилата или углеводородной смолы, содержащее EVA и органический пероксид для высокой ударной вязкости, сопротивления проникновению и прозрачности».
  18. ^ Высококачественный термореактивный ЭВА, EVALAYER «Многослойное стекло с термореактивной пленкой ЭВА для высокой ударной вязкости, сопротивления проникновению и высокой прозрачности».
  19. ^ Bayer Inc., US 2006135728 «Термопластичный полиуретан (ТПУ), обладающий хорошей адгезией к стеклу»
  20. ^ «Резка многослойного стекла» . Исполнительный комитет по охране труда и технике безопасности / Комитет по связи с местными органами власти. Август 2000. Архивировано из оригинала 24 ноября 2007 года . Проверено 24 октября 2013 года .
  21. ^ «Стандарт по ремонту ламинированных автомобильных стекол 13.02.2007 (Второй проект предлагаемого стандарта)» (PDF) . Проверено 12 сентября 2011 года .
  22. ^ Переработка ламинированного лобового стекла автомобиля Архивировано 31 октября 2008 г., извлечено 23 июля 2014 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • ЕЭК ООН Рег. 43 Безопасное остекление
  • BS 857: 1967 Спецификация безопасного стекла для наземного транспорта.