Способ изготовления многослойного стекла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (»)735164 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2031846/29-33 (51) М. Кл. (32) 04.06.73

Г (33) Великобритания

С 03 С 27/12 (23) Приоритет— (31) 26480/73

Гасударственный комитет

СССР ае делам изобретений н открытий (53) УДК 666.155..5 (088.8) Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.80

Иностранцы

Джон Пикард, Ричард Меллинг и Артур Джозеф Ноббс

Великобритания (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

«Триплекс Сейфти Гласс Компани Лимитед» (Великобритания) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЛНОГО СТЕКЛА

Изобретение относится к способам изготовления слоистого стекла.

Известен способ изготовления многослойного стекла путем выдержки заготовки в вакуумной камере с одновременным нагревом до размягчения промежуточного термопластичного слоя и окончательного склеивания затотовки, причем в вакуумной камере дополнительно производят отсос воздуха по краям заготовки (11.

Этот способ не обеспечивает высокого качества изготовления многослойного стекла с промежуточным слоем из поливинилбутираля.

Цель изобретения — повышение качества при изготовлении многослойного стекла с промежуточным слоем из поливинилбутираля.

Достигается цель тем, что в способе изготовления многослойного стекла путем сборки комплекта, нагрева и выдержки при этой температуре с одновременным прикладыванием давлений к плоскостям комплекта и его торцам, давление прикладываемое к торцам, превышает атмосферное, а перепад давлений между плоскостями комплекта и его торцами поддерживают 0,14 — 1,05 кг/см .

При осуществлении способа предпочтительно во время первоначального нагрева комплекта поддерживать регулируемый перепад давлений, в то время как давление, прикладываемое к плоскостям листов, повышается. Перепад давлений поддерживается также тогда, когда комплект достигает своей максимальной температуры, а также в течение периода, когда комплект подвергается действию полного давления, действующего на плоскости листового стекла.

10 Перепад давлений предпочтительно поддерживать до тех пор, пока комплект окончательно охладится, а давление уменьшать для того, чтобы обеспечить полное соединение листов стекла и промежуточного слоя.

Однако перепад давлений можно созда15 вать только в течейие части процесса скрепления, например, в период, когда комплект подвергается воздействию максимальной температуры и давления.

При осуществлении способа можно в те2о чение этапа полного соединения создавать изменяющийся перепад давлений, начиная, например, с небольшого перепада давлений в начале цикла, при этом увеличение перепада давлений производится постепенно в

735164

fO процессе всего цикла до максимальной величины в конце цикла соединения. Это позволяет свести до минимума количество выдавливаемого между кромками лйстов внутреннего слоя, уменьшая тем самым образующийся заклинивающий эффект.

Согласно предложенному способу многослойное стекло можно изготавливать в два этапа. На первом этапе осуществляют сборку комплекта, нагрев до температуры, при которой происходит частичное размягчение пластика, в то время как к незащищенной периферии промежуточного слоя прикладывают давление ниже атмосферного с целью удаления воздуха из промежуточного слоя.

На втором этапе комплект нагревают до более высокой температуры и создают соответствующий перепад давлений в течение, по крайней мере, части периода, при котором происходит соединение листов между собой.

На фиг. 1 схематично показана установка для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — поперечное сечение слоистого листового комплекта из стекла; на фиг. 3 — часть установки в аксонометрии; на фиг. 4 — сечение фиг. 3; на фиг. 5— сечение по кольцу, окружающему слоистый комплект.

Рассматриваемый пример касается изготовления слоистого изделия из стекла, состоящего из двух листов стекла и промежуточного слоя между ними из термопластичного прозрачного пластика, например поливинилбутираля.

Два листа стекла 1 одинакового размера и сопрягающейся формы собираются вместе со слоем 2 из поливинилбутираля, который распола гается между ними. Промежуточный слой 2, который может выступать за листы 1, подрезается заподлицо с кромкой стекла. В соответствии с известной практикой камера понижения давления, выполненная в форме силиконового каучукового кольца 3, устанавливается вокруг всей периферии комплекта 4. В кольце 3 имеется паз 5, в который входит кромка комплекта, вследствие чего, кольцо герметично прилегает к главным плоскостям листов 1. В результате этого вокруг кольца образуется кольцевая камера 6, сообщающаяся с кромкой комплекта, где стыковка между листами 1 и промежуточным слоем 2 остается незащищенной. С одной стороны кольца имеется канал 7, идущий от камеры 6 к наружной стороне кольца, где он подсоединяется к источнику создания вакуума или другому устройству, обеспечивающему относительно низкое давление. Затем комплект подвергается предварительному процессу, во время которого канал 7 соединяется с источником вакуума, в результате чего в камере 6 создается разряжение, в то время как наружные главные плоскости листов 1 подвергаются

1$

2fi

36

4О

45 воздействию аз мосферного давления в течение 10 мин с целью удаления воздуха. После этого весь комплект нагревается до 90 †.

110 С, а вакуум продолжает сохраняться.

Этот процесс обеспечивает удаление воздуха из промежуточного слоя и более лучшее поверхностное прилегание листов 1 к промежуточному слою 2. Комплект затем охлаждается и вместе с установленным кольцом помещается в приспособление 8.

Приспособление содержит раму 9 с двумя стойками 10, установленными на одном ее конце. На раме 9 укреплены два ряда стержней 11 и 12. Таким образом, на одном приспособлении может быть расположено десять слоистых комплектов, каждый из которых находится в вертикальной плоскости бок о бок друг с другом, при этом один конец каждого комплекта вставляется между двумя стержнями 11, а другой — между двумя стержнями 12. Между каждой парой вертикальных стержней 11 и 12 на раме 9 приспособления 8 закреплены V-образной формы установочные блоки 13. Один из блоков детально изображен на фиг. 4.

Блок содержит прямоугольный металлический корпус 14, снабженный шарнирным штырем 15, выступающего вниз с егб основания

Штырь 15 входит в сопряженное отверстие, выполненное в раме 9 и обеспечивает регулирование выравнивания блоков 13. В корпусе 14 плотно установлен V-образной формы блок 16 из силиконового, каучука, в верхней части которого имеет V-образной формы паз, в который входят конические наружные поверхности кольца 3, когда слоистый комплект находится в вертикальной плоскости.

Таким образом, различные слоистые комплекты все установлены в вертикальной плоскости на приспособлении 8. К верхним концам двух стоек 10 прикреплен горизонтальный трубопровод 17, закрытый с одного конца и снабженный самогерметизирующими соплами 18, который моЖет впоследствии соединяться с подачей регулируемого давления. На трубопроводе 17 установлено десять самогерметизирующихся выпускных сопел 19, которые могут соединяться трубопроводом с каналом 7 подачи вакуума на каждом кольце 3. От трубопровода 17 отходит чувствительный к давлению трубопровод 20. Перед загрузкой комплектов на приспособление, вакуумный насос соединяется с впускным отверстием 18 трубопровода 17 и вакуумная система проверяется на утечку.

Слоистые комплекты 4, прошедшие предварительный процесс, тоже проверяются на вакуумные утечки, а затем каждый комплект

4 устанавливается на приспособление и вакуумный канал 7 каждого кольца подсоединяется к соответствующему соплу 19 на трубопроводе 17. Заполненное приспособление

735164

После загрузки приспособлений 8 в автоклав, как показано на фиг. 1, между линиями трубопроводов 20 и 25 и приспособлениями 8 выполняются соответствующие соединения. Клапан 36 закрывается и вакуумная линия соединяется с вводом 39 вакуума, ведущим к трубопроводу 25. Таким образом, во внутренней полости каждого кольца 3 создается вакуум и производится

so

SS проверяется на вакуумные утечки и затем два аналогичных приспособления 8 загружаются в автоклав 21, как показано на фиг. 1, через люк. Автоклав 21 представляет собой обычно закрытый резервуар высокого давления, снабженный пароподводящим трубопроводом 22 и выпускным трубопроводом 23 для подачи пара к нагревающим спиралям. Подача сжатого воздуха в автоклав для создания в нем давления осуществляется через патрубок 24. Второй напорный трубопровод 25, который может быть соединен с вакуумным насосом, подсоединен к впускному отверстию 18 каждого приспособления. Таким образом, давление, подаваемое по трубопроводу 25, поступает в камеру 6 каждого кольца и изолируется от окружающего давление в автоклаве. Линия 26 опознавания давления отходит от автоклава вместе с линией опознавания давления в трубопроводе 20 и напорным трубопроводом 25 и соединяются с устройством 27 регулирования давления.

Устройство 27 позволяет регулировать окружающее давление в кольцах 3, создавая тем самым перепад давлений между давлением в автоклаве и давлением в камере 6 каждого кбльца 3. Устройство 27 содержит линию 28 сжатого воздуха, идущую от впускного патрубка 24 автоклава. Линия 28 проходит через клапан 29 и соединяется с конденсационным горшком 30. Выходящий из горшка 30 воздух поступает в регулируемый контрольный клапан 31, предназначенный для контроля разности давления между тем, что имеет место в трубопроводе 17 каждого приспособления 8, и окружающим давлением в автоклаве. С входом 32 клапана 31 соединяется линия 26, идущая от автоклава.

Линия 26 соединяется с первым манометром И

33, в результате чего обеспечивается показ давления, создаваемого в автоклаве. Выход

34 клапана 31 соединяется через другой конденсационный горшок 35 и клапан 36 с линией восприятия давления в трубопроводе

25. К выходу 34 подсоединен также второй манометр 37, вследствие чего обеспечивается индикация давления, создаваемого в трубопроводе 17 каждого приспособления 8 через трубопровод 25. Между линией 26 и трубопроводом 20 встроен дифференциаль- es ный манометр 38, в результате чего обеспечивается индцкация разности давлений между внутренней полостью каждого кольца 3 и окружающим давлением в автоклаве. ь проверка системы на отсутствие в ней утечек. Вакуумная линия, соединяющаяся с вводом 39, может снабжаться расходомером, показывающим поток газа через трубопровод 25, по которому можно определить утечку даже одного колЬца 3. Или же определение утечки может осуществляться с помощью манометра или вакуумного манометра в вакуумной линии. После того, как это будет проделано, автоклав закрывается и в него через впускной патрубок 24 подается сжатый воздух.

Когда давление внутри автоклава частично повысится, то вакуумный насос отсоединяется от ввода 39 и клапан 36 открывается, в результате чего давление, определяемое клапаном 31, теперь будет подаваться к каждому трубопроводу 17, а следовательно внутрь каждого кольца 3. Требуемый перепад давлений устанавливается путем регулирования клапана 31, а расходомер 40, подсоединенный к выходу клапана 31, может использоваться для контроля любых утечек в системе. Если какоенибудь из колец 3 течет, то воздух при более высоком давлении автоклава будет проходить через трубопровод 25 и выход 34 клапану 31, а затем удаляется через расходомер 40, давая показание о наличии текущего кольца 3. Если имеет место утечка, то автоклав необходимо открыть и кольцо

3; которое течет, исправить.

При отсутствии утечек давление в автоклаве повышается до максимальной величины, которая, например, может составлять от 2,0 до 14,0 кг/см . После этого начинается нагрев, путем подачи пара через трубопровод 22 в нагревательные спирали, находящиеся в автоклаве, и использования циркуляции вдуваемого воздуха. Температура увеличивается в диапазоне от 120 до 160 С и поддерживается порядка 135 С в течение

45 мин, тогда как окружающее давление в автоклаве и перепад давлений сохраняются на требуемых уровнях. Затем температура понижается до 40 С до снятия давления в автоклаве и до устранения перепада давлений. В период действия повышенного давления в автоклаве перепад давлений, устанавливаемый клапаном 31, может регулироваться с тем, чтобы он годился для конкретного слоистого комплекта, находящегося в производстве, а величина его может составлять, например, от 0,14 до 1,05 кг/см, а предпочтительно от 0,28 до О,? кг/см .

После охлаждения до 40 С и снятия давления люк автоклава открывается, внутренние трубопроводы отсоединяются и приспособления 8 удаляются из автоклава. В результате обработки теплом и давлением в автоклаве происходит скрепление пластикового промежуточного слоя 12 с листами 1 стекол, так чтобы слоистые комплекты снимались с приспособлений 8.

735164

0,14

О, 03-0, 05

О, 07-0, 09

0,09-0,1 1

0,10- 0,15

2,2

0,35

2,2

2,2

0,44

0,175

0,20-0,25

0,35

Величина клина, получаемого в любом готовом изделии, зависит от толщины листов стекла, толщины и материала промежуточного слоя, конструкции и размеров кольца 14, давления и температуры в автоклаве, вре- И мени выдерживания в автоклаве, а также от прикладываемого перепада давлений и времени его приложения.

Считается, что за счет поддержания перепада давлений во время операции скрепления, незащищенная кромка поливинилбутиралевого промежуточного слоя подвергается воздействию пониженного давления в течение определенного времени, за которое пластик размягчается и боковые кромки листов стекол стягиваются внутрь друг к другу так, что пластик выдавливается и течет наружу в полую камеру 6 в кольце 3.

При снятии скрепленных комплектов выдавленная часть промежуточного слоя срезается ножом, вследствие чего в готовом изделии между листами стекол нет никаких выступающих частей промежуточного слоя пластика. Удаление выдавливающейся части предотвращает расслаивание, вследствие попадания влаги через поврежденные концы.

Было установлено; что выдавливание пластика имеет место в периферийной части только комплекта, а заклинивающий эффект происходит в наружных зонах комплекта. Другими словами, листы стекла приобретают Конусность, направленную друг к другу в боковых зонах узла. Кроме того; установлено, что при заданном перепаде давлений для слоистого комплекта, имеющего заданную толщину листа, может быть получен постоянный заклинивающий эффект.

Пример. Два листа стекла собираются вместе с промежуточным слоем из поливинилбутираля, образуя слоистую конструкцию или комплект. Толщина листов стекла может быть 3 или 2,2 мм, а толщина промежуточного слоя поливинилбутираля

0,76 мм. Вокруг собираемого комплекта располагается силиконовое каучуковое кольцо

16

И

29

ы

8

3, показанное на фиг. 5 и внутри кольца на

10 — 15 мин при комнатной температуре создается вакуум для удаления воздуха из промежуточного слоя. Затем собираемый комплект нагревается в печи до 90 — 100 С при атмосферном давлении, при этом вакуум в кольце сохраняется. Это приводит к тому, что пластик становится липким, вследствие его размягчения и происходит предварительное скрепление, а также дальнейшее удаление воздуха из промежуточного слоя. Этим завершается предварительный процесс или первый этап слоистого процесса и вакуум тоже снимается.

С кольцом 3, находящимся в положении,. слоистый комплект устанавливается на приспособление 8, которое помещается в автоклав, где выполняется второй этап, во время которого осуществляется полное скрепление между листами и промежуточным слоем.

После выполнения различных соединений в автоклаве в кольце 3 снова создается вакуум, В автоклаве создается давление порядка от 1,75 до 2,1 кг/см, а вакуум в кольце 14 заменяется требуемым регулируемым перепадом давлений 4 Р по отношению к давлению в автоклаве. После этого давление в автоклаве увеличивается до 8,4 кг/см и температура до 140 С, которые сохраняются в течение 45 мин, при этом требуемый перепад давлений поддерживается. Затем температура понижается до 40 С, хотя перепад давлений сохраняется и, наконец, давление в автоклаве снимается и слоистый комплект удаляется из него. В таблице приведены результаты, полученные B этом примере.

Поскольку величина клина зависит от .времени приложения перепада давлений, то можно в некоторых случаях уменьшить ее за счет приложения перепада давлений только в течение части периода, во время которого слоистый комплект, подвергается воздействию со стороны температуры и давления, необходимых для окончательного скреп-.

735164

10 ления. Так, например, в вышеприведенном примере перепад давлений может прикладываться в течение последних 30 мин из

45, когда комплект выдерживается при температуре окончательной сборки 140 С, при этом перепад давлений поддерживается при последующем охлаждении комплекта.

Пример силиконового каучукового кольца 3, показанный на фиг. 5, приведен до его установки на слоистый комплект. Угол А составляет 140 . Когда используются листы стекла толщцной 3 мм, то общая толщина Д 1о слоистого комплекта составляет 7 мм, а размер В кольца — 7 мм. Если же толщина листа стекла составляет 2, 2 мм, то размер

В может быть от 5,5 до 6 мм, а толщина Д слоистого комплекта 5,4мм. В обоих слу1Ю чаях величина отверстия С составляет от

2 до 2,5 мм перед установкой на комплект.

При установке на комплект резина деформируется, увеличивая зазор. Важной особенностью колец является, наличие у них на внутренних стенках конуса перед установ- щ кой на комплект. При установке на комплект боковые стенки изгибаются, занимая почти параллельное положение, при этом основное уплотнение происходит по внутренней и наружной точкам контакта боковых стенок и кольца с листами стекол.

При использовании автоклава 21, описанного выше со ссылкой на фиг. 1, можно устанавливать слоистые комплекты на приспособлении 8, которое помещается в автоклав до выполнения предварительного про- щ цесса. В этом случае, комплект собирается обычным путем, устанавливаются кольца 3 вокруг каждого комплекта, которые, в свою очередь, помещаются на приспособление 8.

Последнее устанавливается в закрытый автоклав и к кольцам 3 подается вакуум при комнатной температуре и давлении в течение 10 мин. Затем давление в камере повышается до 2,1 кг/см и начинается нагревательный процесс. Вакуум, прикладываемый к кольцам 3, заменяется действием требуемого перепада давлений, когда температура в камере достигнет порядка 90 С. Давление в камере затем повышается до максимального, например, 8,4 кг/см, как отмечалось выше, и остальная часть цикла продолжается.

Таким образом, за счет поддержания относительно низкого давления на кромке слоистого комплекта, где соединение листов стекла и промежуточного слоя остается незащищенным во время приложения тепла для осуществления полного скрепления, достигается лучшее наслоение между листами и промежуточным слоем.

Формула изобретения

Способ изготовления многослойного стекла путем сборки комплекта, нагрева и выдержки при этой температуре с одновременным прикладыванием давлений к плоскостям комплекта и его торцам, причем давление, прикладываемое к торцам, меньше давления, прикладываемого к плоскостям комплекта, и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества при изготовлении многослойного стекла с промежуточным слоем из поливинилбутираля, давление, прикладываемое к торцам, превышает атмосферное, а перепад давлений между плоскостями комплекта и его торцами поддерживают 0,14 — 1,05 кг/см .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР № 486500, кл. С 03 С 27/12. опублик. 1971.

735164 фиг.

Составитель С. Белобокова

Редактор Э. Шибая Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 2116/58 Тираж 528 ПоДписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по дела и изобретений н открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент> г. Ужгород, ул. Проектная, 4