CS268083B1

CS268083B1 - Laminated safety glass and modified radiation transmittance

Info

Publication number: CS268083B1
Application number: CS8788A
Authority: CS
Inventors: Otto Ing Jelinek; Antonin Sladecek
Original assignee: Jelinek Otto; Antonin Sladecek
Priority date: 1987-01-05
Filing date: 1987-01-05
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS8887A1

Abstract

Vrstvené bezpečností sklo s upravenou propustností záření obsahující -polyvinylbutyralovou fólii je určeno převážné k zasklívání budov nebo dopravních prostředků, kde Je vyžadována regulace propustností slunečního záření bez barevné změny ve viditelné oblasti spektra. Úroveň prostupujícího záření je redukována, v závislosti na' receptuře polyvinylbutyralové fólie, v UV, VIS a IR oblastech spektra. Podstata řešení spočívá v tom, že vrstvenéMbezpeč - nostní sklo Je tvořeno alespoň dvěma ' vrstvami skla, které Jsou proloženy a spojeny mezivrstvovou nebo mezivrstvaml z polyvinylbutyralové fólie, bbsahující vedle polymerní složky a změkčovadla také 0,005 až 5 hmotnostních dílů sazí, případně Jiné přísady. Takové vrstvené sklo nevykazuje barevné zmény prostupujícího záření ve VIS oblastí spektra, tedy v rozsahu vlnových délek 400 až 780 mm.Laminated safety glass with modified radiation transmittance containing polyvinyl butyral foil is intended mainly for glazing buildings or vehicles, where regulation of solar radiation transmittance without color change in the visible region of the spectrum is required. The level of transmitted radiation is reduced, depending on the recipe of the polyvinyl butyral foil, in the UV, VIS and IR regions of the spectrum. The essence of the solution lies in the fact that the laminated safety glass is made up of at least two layers of glass, which are interleaved and connected by an interlayer or interlayers of polyvinyl butyral foil, containing in addition to the polymer component and the plasticizer also 0.005 to 5 parts by weight of carbon black, or other additives. Such laminated glass does not show color changes of transmitted radiation in the VIS region of the spectrum, i.e. in the wavelength range of 400 to 780 mm.

Description

Vynález se týká vrstvených bezpečnostních skel, která mají upravenou propustnost v ultrafialové, viditelné i infračervené oblasti spektra bez zkreslení barevného vjemu. Vrstvenými bezpečnostními skly se rozumí spojení několika skleněných a/nebo plastových vrstev, které tvoří kompaktní laminát s předepsanými bezpečnostními vlastnostmi.The invention relates to laminated safety glasses which have an adjusted transmittance in the ultraviolet, visible and infrared regions of the spectrum without distorting the color perception. Laminated safety glass means the joining of several glass and / or plastic layers which form a compact laminate with the prescribed safety properties.

Lamináty, u nichž jsou různé vrstva spojovány měkčenou polyvinylbutyralovou fólií, jsou nejznámnější a jsou ve světě k v ČSSR běžně vyráběny.Laminates, in which the various layers are joined by a softened polyvinyl butyral foil, are the best known and are commonly produced in the world in the Czechoslovak Socialist Republic.

Výroba vrstveného bezpečnostníhb > skla probíhá většinou, dvoustupňové. V první fázi se provádí tzv. předllsování, při němž je třeba z rozhraní mezi volně naskládanými vrstvami skla s polyvinylbutyralové fólie odstranit vzduch. Nejčastější konfigurace je totiž sklo-fólie-sklo, ale může být kombinováno i více vrstev, případně lze do laminátu zabudovat i jiné plastové, najčastěji průhledné vrstvy. Předllsování je možné provést vytlačením vzduchu průchodem mezi dvěma pogumovanými válci nebo odsát vzduch vakuově za použití těsnícícho pryžového profilu. To probíhá za teplot 50 až 140 °c a při vnějším tlaku nebo vnitřním podtlaku 0,05 až 0,9 MPa.The production of laminated safety glass usually takes place in two stages. In the first phase, the so-called pre-pressing is carried out, during which air must be removed from the interface between the loosely stacked layers of glass with polyvinyl butyral foils. The most common configuration is glass-foil-glass, but more layers can be combined, or other plastic, most often transparent layers can be built into the laminate. Pre-pressing can be performed by expelling air through a passage between two rubberized cylinders or by sucking air in a vacuum using a rubber sealing profile. This takes place at temperatures of 50 to 140 ° C and at an external pressure or internal vacuum of 0.05 to 0.9 MPa.

Druhou váží je lisování prováděné najčastěji ve vzduchovém autoklávu při teplotě 100 až 180 °C a tlaku 1 až 2 MPa. Při lisování dostává výrobek výsledný vzhled 1 vlastnosti.The second weighing is pressing, most often performed in an air autoclave at a temperature of 100 to 180 ° C and a pressure of 1 to 2 MPa. When pressed, the product gets the final appearance of 1 property.

Takto připravené lamináty, ploché i tvarované, mají bezpečnostní’ vlastnosti, které se projeví při rozbití. Střepy skla zůstávají na phlyvinylbutyralóvé fólii, která i po rozbití drží roztříštěný laminát pohromadě, a tím zabraňuje poraněním, způsobeným u klaslckého skla velkými, nárazem oddělenými střepy. Rovinná vrstvená bezpečnostní skla se většinou používají pro aplikace ve stavebnictví, tvarovaná zase většinou pro zasklívání dopravních prostředků. Při obou dvou základních aplikacích je hlavní užitnou vlastností bezpečnostní charakter laminátu, snižující možnost poranění osob.Laminates prepared in this way, both flat and shaped, have safety properties which are manifested when broken. The glass shards remain on the phlyvinyl butyral foil, which, even after breaking, holds the shattered laminate together, thus preventing injuries caused to large glass by large, impact-separated shards. Flat laminated safety glass is mostly used for construction applications, while shaped glass is mostly used for vehicle glazing. In both basic applications, the main useful property is the safety character of the laminate, reducing the possibility of personal injury.

Jelikož se laminát skládá z různých vrstev, ovlivňuje každá tato vrstva svými optickými vlastnostmi optické vlastnosti laminátu. U nejčastější konfigurace je to tedy sklo a polyvinylbutyralová fólie. Vyrobíme-li např. laminát ze dvou skel tloušťky 3 mm spojením s polyvinylbutyralovou fólií tlouštky 0,8 mm, můžeme při zkouškách naměřit pohlcování UV záření až do vlnových délek 310 až 315 nm. Přidáme-li do receptury fólie vhodný typ UV absorbéru, dokáže laminát stejného složení pohlcovat UV záření až do 360 až 395 nm. Zlepšení vlastnosti absorpce UV záření má velký význam např. při ochraně uměleckých předmětů, ale i nejrůznějších materiálů a biologických roztoků, u nichž by moh- .Since the laminate consists of different layers, each of these layers affects the optical properties of the laminate by its optical properties. In the most common configuration, it is glass and polyvinyl butyral film. If, for example, we produce a laminate from two glasses 3 mm thick by joining them with a polyvinyl butyral film 0.8 mm thick, we can measure the absorption of UV radiation up to wavelengths of 310 to 315 nm. If we add a suitable type of UV absorber to the film recipe, a laminate of the same composition can absorb UV radiation up to 360 to 395 nm. Improving the absorption properties of UV radiation is of great importance, for example, in the protection of art objects, but also of various materials and biological solutions in which it could.

lo působení ultrafialového záření způsobóvat nežádoucí změny.exposure to ultraviolet radiation may cause undesirable changes.

Druhou oblastí spektra slunečního záření je viditelná oblast označovaná VIS, která leží v rozmezí vlnových 1 délek 400 až 780 nm. At už se pro výrobu fólie použije UV absorber nebo nikoliv, dosáhneme u laminátu sklo-fólie-sklo hodnot světelné propustnosti téměř do 90 To může být např. při aplikaci laminátu pro zasklení muzeí nebo galerií nevýhodné, protože je v nich požadována neměnná úroveň osvětlení, které Je proto většinou zajišťováno umělými zdroji. V případě výrazného slunečního svitu však popsaný laminát propouští téměř veškeré záření dovnitř a narušuje konstantnost vnitřního osvětlení.The second region of the solar spectrum is the visible region called VIS, which lies in the wavelength range 400 to 780 nm. Whether or not a UV absorber is used for the production of the film, light transmittance values of almost 90 are achieved with the glass-film-glass laminate. which is therefore mostly provided by artificial sources. However, in the case of strong sunlight, the described laminate transmits almost all the radiation inwards and disturbs the constancy of the interior lighting.

Vysoká propustnost infračerveného záření, tedy záření o vlnových délkách nad 780 nm v IR oblasti spektra, se nepříznivě projevuje zvyšováním teploty v prostoru za laminátem. V případě zasklení dopravních prostředků je sluneční záření nejen zdrojem tepla, ale i oslňování řidiče, což je také nežádoucí.The high transmittance of infrared radiation, i.e. radiation with wavelengths above 780 nm in the IR region of the spectrum, is adversely manifested by an increase in the temperature in the space behind the laminate. In the case of glazing of vehicles, sunlight is not only a source of heat, but also dazzling the driver, which is also undesirable.

Je snaha tyto nevýhody odstraňovat zbarvením laminátu buň použitím barevného skla, nebo barevné polyvinylbutyralové fólie. Takový laminát potlačí hodnotu .prostupujícího záření v UV, VIS i IR oblasti spektra a zmírňuje negativní vlivy intenzivního slunečního svitu, popsané výše.There is an attempt to eliminate these disadvantages by staining the cell laminate using colored glass or colored polyvinyl butyral film. Such a laminate suppresses the value of transmitted radiation in the UV, VIS and IR regions of the spectrum and mitigates the negative effects of intense sunlight, described above.

Ale i toto řešení má určitý nedostatek v tom, že průběh křivky propustnosti záření ve viditelné oblasti spektra nezaručuje odstranění možnosti barevného zkreslení vjemu předmětu nebo zdroje světla určité barvy, které Je přes takový laminát pozorováno, nebo exponátů pozorovaných v místnosti zasklené tímto laminátem.However, even this solution has a certain drawback in that the course of the radiation transmission curve in the visible region of the spectrum does not guarantee the elimination of the possibility of color distortion of the perception of an object or light source of a certain color observed through such a laminate or exhibits observed in a room glazed with this laminate.

Tuto nevýhodu odstraňuje vrstvené bezpečnostní sklo podle vynálezu, které zkreslení barevného vjemu nezpůsobuje. Jedná se o laminát připravený spojením dvou nebo více průhledných vrstev, nejčastěji skla, jednou nebo více vrstvami polyvinylbutyralové fólie. Podstata vynálezu spočívá v tom, že alespoň jedna polyvinylbutyralová fólie nebo její část obsahuje 55 až 85 hmotnostních dílů póly viny Ibutyralu s hmotnostním obsahem hydroxylových skupin stanovených Jako polyvinylalkohol 15 až 30 %, 15 až 45 hmotnostních dílů změkčovadla a přípravek 0,005 až 5 hmotnostních dílů sazí a alespoň jednu přísadu ze skupiny zahrnující UV absorbery, antioxidanty, a regulátory adheze, kaž• dou v množství 0,001 až 5 hmotnostních dílů.This disadvantage is eliminated by the laminated safety glass according to the invention, which does not distort the color perception. It is a laminate prepared by joining two or more transparent layers, most often glass, with one or more layers of polyvinyl butyral film. The invention is based on the fact that at least one polyvinyl butyral film or part thereof contains 55 to 85 parts by weight of Ibutyral vinyl poles with a hydroxyl group content of 15 to 30% by weight as polyvinyl alcohol, 15 to 45 parts by weight of plasticizer and 0.005 to 5 parts by weight of carbon black. and at least one additive from the group consisting of UV absorbers, antioxidants, and adhesion regulators, each in an amount of 0.001 to 5 parts by weight.

Laminát s touto fólií nezpůsobuje negativní zkreslení barevného vjemu, což je výsledkén toho, že průběh křivky propustnosti záření ve VIS oblasti spektra je rovnoměrný. Saze mají schopnost tlumit rovnoměrně záření všech vlnových délek ve viditelné oblasti spektra. Současně lze koncentrací a typem přidávaných sazí a UV absorberu ovlivňovat úroveň propustnosti záření ve všech třech oblastech spektra. Průběh křivky propustnosti záření v oblasti VIS Je rovnoběžný nebo téměř rovnoběžný s osou vlnových délek, nedochází tedy ke kolísání propustnosti přes 10The laminate with this film does not cause a negative distortion of the color perception, which is a result of the fact that the course of the radiation transmittance curve in the VIS region of the spectrum is uniform. Soot has the ability to evenly attenuate radiation of all wavelengths in the visible region of the spectrum. At the same time, the concentration and type of carbon black and UV absorber added can influence the level of radiation transmittance in all three regions of the spectrum. The course of the radiation transmittance curve in the VIS region is parallel or almost parallel to the wavelength axis, so there is no fluctuation of the transmittance over 10

Podstata vynálezu Je zřejmá z následujících příkladů.SUMMARY OF THE INVENTION The following examples illustrate.

Příklad 1 .Example 1.

Vzorky vrstveného bezpečnostního skla byly připraveny svrstveníín dvou plochých plavených skel tloušťky 2,2 mm s polyvinylbutyralovou fólií tloušťky 0,8 mm. Tato fólie byla vyrobena technologií souběžného vytlačování tak, že jedna její část tvořila modrozelený odstiňující pruh. Receptura barevné části fólie byla následující v hmotnostních dílech:* polyvinylbutyral (18,1 % hydroxylových skupin)75 dihexyladipát25Samples of laminated safety glass were prepared by laminating two flat float glasses 2.2 mm thick with a 0.8 mm thick polyvinyl butyral film. This film was made by co-extrusion technology so that one part of it formed a blue-green shading strip. The recipe of the colored part of the film was as follows in parts by weight: * polyvinyl butyral (18.1% of hydroxyl groups) 75 dihexyl adipate25

UV absorber benztriazolového typu0,3 zelený práškový pigment0,05 modrý práškový pigment0,015UV absorber of benztriazole type0.3 green powder pigment0.05 blue powder pigment0.015

Vrstvené sklo s touto fólií mělo být používáno jako čelní bezpečnostní sklo pro automobily, které zabraňuje oslnění řidiče sluncem. Jelikož však už u vzorků bylo shledáno, že výrazně zkreslují procházející světelné paprsky v oblasti viditelné části spektra a nebylo možné rozeznat zejména červené výstražné světlo na semaforech, nemohlo být tohoto laminátu používáno k výrobě čelních skel pro aplikace v dopravě. Příklad 2 ‘ . .Laminated glass with this foil was to be used as a windscreen for cars, which prevents the driver from being dazzled by the sun. However, since the samples were already found to significantly distort the transmitted light rays in the visible part of the spectrum and it was not possible to detect, in particular, the red warning light on traffic lights, this laminate could not be used to make windscreens for transport applications. Example 2 ‘. .

Čelní vrstvená bezpečnostní skla pro automobily bylá připravena svrtvením dvou tvarovaných plavených skel tloušťky 2,2 mm. Technologií souběžného vytlačování byly vyrobeny dvě fólie s odstiňujícím barevným pruhem podle receptur hmotnostních dílech:Laminated windscreens for automobiles were prepared by crushing two shaped float glass 2.2 mm thick. Two foils with a shading color stripe were produced using the co-extrusion technology according to the recipes of the weight parts:

Hnědý pruh polyvinylbutyral (18,4 % hydroxylových skupin) 75 dihexyladipát25 benztriazolový UV absorber0,3 saze DG - 1000,035 saze Nigros Ižlutý práškový pigmentvioleťový práškový pigmentmodrý práškový pigmentBěžným výrobním postupem byla plavená skla spojena s těmito polyvinylbutyralovými fóliemi tloušťky 0,8 mm. Zkreslení procházejícího světelného záření bylo ve viditelné oblasti spektra minimální, takže nedocházelo ke zkreslování barev světel semaforů.Brown strip of polyvinyl butyral (18.4% hydroxyl groups) 75 dihexyl adipate25 benzotriazole UV absorber0.3 carbon black - 1000,035 carbon black Nigros The distortion of the transmitted light radiation was minimal in the visible region of the spectrum, so that the colors of the traffic light were not distorted.

šedomodrý pruhgray-blue stripe

0,30.3

0,01750.0175

0,001·0.001 ·

0,00250.0025

CS 26Θ0Θ3 B1CS 26Θ3 B1

Úroveň světelné propustnosti čelních skel v nejtmavším místě byla ve VIS spektra následující:The level of light transmission of the windscreens at the darkest point in the VIS spectrum was as follows:

hnědý pruh šedomodrý pruh světelná propustnost (%) 10 15brown stripe gray - blue stripe light transmission (%) 10 15

Čelní vrstvená bezpečností skla s takto provedenými odstiňujícími pruhy lze používat k zaáklívání dopravních prostředků.The front laminated safety glass with shielding strips made in this way can be used to encase vehicles.

Příklad 3 , Pro výrobu šedého vrstveného bezpečnostního skla, které mělo téměř nulovou propustnost záření v UV oblasti, asi 50 % propustnost ve VIS oblasti a pod 40 % propustnost v IR oblasti spektra, bylo použito dvou plochých tabulí plaveného skla tlouštky 2,9 mm a šedé polyvinylbutyralové fólie tlouštky 0,8 mm vyrobené ze směsi o složení v hmotnostních dílech:Example 3 For the production of gray laminated safety glass, which had almost zero UV transmittance, about 50% VIS transmittance and below 40% IR transmittance, two flat float glass sheets 2.9 mm thick were used and 0.8 mm thick gray polyvinyl butyral films made from a mixture of parts by weight:

polyvinylbutyral (18,3 % hydroxylových skupin)75 dihexyladipát25 saze TG - 100,02polyvinyl butyral (18.3% hydroxyl groups) 75 dihexyl adipate25 carbon black TG - 100.02

UV absorber benztriazolového typu .0,3 antioxidant, substituovaný fenol0,2UV absorber of benztriazole type .0.3 antioxidant, substituted phenol0,2

Laminát splňoval všechny požadované vlastnosti, nebot byly naměřeny následující světelné propustnosti:The laminate met all the required properties, as the following light transmittances were measured:

UV oblast do 400 nm do 2 %UV range up to 400 nm up to 2%

VIS oblast 400 až 780 nm 47 ⁱ 3 %VIS range 400 to 780 nm 47 ^and 3%

IR oblast 780 až 2100 nm do 36 %IR region 780 to 2100 nm up to 36%

Průběh křivky propustnosti ve VIS oblasti spektra byl mírně klesající, téměř rovnoběžný s osou vlnových dél.ek, takže vrstvené sklo nezpůsobovalo zkreslení prostupujícího světelného záření.The course of the transmission curve in the VIS region of the spectrum was slightly decreasing, almost parallel to the wavelength axis, so that the laminated glass did not cause distortion of the transmitted light radiation.

Tohoto vrstveného bezpečnostního skla bylo použito k zasklení oken galerie a použitá sestava laminátu umožnila ochranu uměleckých předmětů před ultrafialovým zářením a zredukování intenzity denního světla na poloviční úroveň bez zkřeslení barevného vjemu, což spolu s umělým osvětlením vytvořilo téměř neměnné světelné podmínky bez ohledu na sluneční svit, denní dobu a počasí. Současně došlo k redukci procházejícího tepelného záření, což pozitivně ovlivnilo klimatizační podmínky. Příklad 4This laminated safety glass was used to glaz the gallery windows and the laminate assembly used allowed the protection of art objects from ultraviolet radiation and reduced the intensity of daylight to half without distorting the color perception, which together with artificial lighting created almost unchanged lighting conditions regardless of sunlight. time of day and weather. At the same time, the transmitted thermal radiation was reduced, which had a positive effect on air-conditioning conditions. Example 4

Možnosti regulace úrovně propustnosti záření v jednotlivých oblastech spektra vrstveným bezpečnostním sklem konfigurace sklo-fólie-sklo, při tlouštce skel 2,9 mm, prezentuje různé složení směsí použitých pro výrobu šedých polyvinylbutyralových fóliíPossibilities of regulation of radiation transmission level in individual regions of the spectrum by laminated safety glass glass-foil-glass configuration, at glass thickness 2.9 mm, presents different composition of mixtures used for production of gray polyvinyl butyral foils

tloušíky 0,4 mm v hmotnostních dílech: 0.4 mm thick in parts by weight: fólie / foil / l fólie B fólie C l foil B foil C póly viny Ibutyral (20,4 % hydroxylových skupin) 73 Ί dietylenglykol-di-2-etylpelargonát 27 í regulátor adheze kyselina křemičitá.. . 1 benztriazolový UV absorber 0,3 saze TG - 10 0,04 U vrstvených bezpečnostních skel připravených s těmito fóliemi ty propustnosti: laminát A laminát'B poles of guilt Ibutyral (20.4% hydroxyl groups) 73 Ί diethylene glycol di-2-ethyl pelargonate 27 adhesion regulator silicic acid ... 1 benzotriazole UV absorber 0.3 carbon black TG - 10 0.04 For laminated safety glass prepared with these foils, the following transmittances are: laminate A laminate'B '3 73 ’7 27 1 1 0,3 0,3 0,07 0,10 byly naměřeny hodno- laminát C '3 73 ’7 27 1 1 0.3 0.3 0.07 0.10 were measured laminate C UV oblast do 400 nm VIS oblast 400 až 780 nm IR oblast 780 až 2100 nm Průběhy křivek propustnosti záření UV range up to 400 nm VIS region 400 to 780 nm IR region 780 to 2100 nm Waveforms of radiation transmittance curves do 2' (% 32 i 1 % do 40 % ' ve VIS oblasti to 2 '(% 32 and 1% to 40%' in the VIS area do 18 až do spektra to 18 up to the spectrum 2 « 19 % 29 % býly 2 « 19% 29% white do 2 96 8 i 1 % do 10 96 téměř rovnoběžné to 2 96 8 and 1% to 10 96 almost parallel

osou vlnových délek. Proto vrstvená skla s polyvinylbutyralovými fóliemi podle receptur A, B a C nezpůsobovala barené změny ve VIS oblasti spektra.wavelength axis. Therefore, laminated glasses with polyvinyl butyral films according to recipes A, B and C did not cause stained changes in the VIS region of the spectrum.

Příklad 5 _; Example 5 _;

Pro výrobu zelenomodrého vrstveného bezpečnostního skla pro clony předsazované před okna budov bylo použito polyvinylbutyralové fólie o složení v hmotnostních dílech:Polyvinyl butyral foil with a composition in parts by weight was used for the production of green-blue laminated safety glass for curtains suspended in front of building windows:

polyvinylbutýral (20,1 % hydroxylových skupin)72 dietylenglykol-di-2-etylpelargonát27polyvinyl butyral (20.1% hydroxyl groups) 72 diethylene glycol di-2-ethyl pelargonate27

UV absorber benztriazolového typu0,3 regulátor adheze Kyselina křemičitá1 _f modrý práškový pigment0,003 saze ŤG - 100,04UV absorber of benztriazole type0.3 adhesion regulator Silicic acid1 _f blue powder pigment0,003 carbon black «G - 100,04

Fólie byla vrstvena se dvěma plochými plavenými skly tloušťky 2,9 mm. Laminát tohoto složení umožnil snížit intenzitu dopadajícího světelného záření o 59 %, nebot Jeho světelná propustnost ve VIS oblasti spektra byla 41 %. Průběh křivky propustnosti v této oblasti nezpůsoboval změny barevnosti pozorovaných předmětů. Takové vrstvené sklo působí přirozeně a nezkresluje výhled.The film was laminated with two 2.9 mm flat float glasses. The laminate of this composition made it possible to reduce the intensity of the incident light radiation by 59%, since its light transmittance in the VIS region of the spectrum was 41%. The course of the permeability curve in this area did not cause changes in the color of the observed objects. Such laminated glass looks natural and does not distort the view.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION}

Laminated safety glass with modified transmittance in the ultraviolet, visible and infrared regions of the spectrum, consisting of at least two planar or shaped layers of drawn or float glass 1 to 20 mm thick, which are joined by at least one interlayer of polyvinyl butyral film, characterized in that at least one polyvinyl butyral film or part thereof contains 55 to 85 parts by weight of polyvinyl butyral with a hydroxyl group content determined as polyvinyl alcohol of 25 to 30%, 15 to 45 parts by weight of plasticizer and the addition of 0.005 to 5 parts by weight of carbon black and at least one additive selected from the group consisting of UV absorbers, antioxidants and adhesion regulators, each in an amount of 0.001 to 5 parts by weight.