СПОСОБ ВЫБОРА ПОЛИМЕРНОГО ПРОМЕЖУТОЧНОГО ЛИСТА (ПРОКЛАДКИ) ПО ЕГО МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УКАЗАННОГО СПОСОБА, ПОЛИМЕРНЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ЛИСТ, МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО

СПОСОБ ВЫБОРА ПОЛИМЕРНОГО ПРОМЕЖУТОЧНОГО ЛИСТА (ПРОКЛАДКИ) ПО ЕГО МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УКАЗАННОГО СПОСОБА, ПОЛИМЕРНЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ЛИСТ, МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО


RU (11) 2305269 (13) C2

(51) МПК
G01N 19/04 (2006.01)
B63B 17/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.08.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004133340/28 
(22) Дата подачи заявки: 2003.03.17 
(30) Приоритетные данные: 02 04776 2002.04.15 FR 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.03.17 
(43) Дата публикации заявки: 2005.08.20 
(45) Опубликовано: 2007.08.27 
(56) Аналоги изобретения: FR 2808474 A1, 09.11.2001. ЕР 1151855 А2, 07.11.2001. SU 891716 A1, 23.12.1981. EP 0387148 A1, 07.03.1990. SU 1467457 A1, 23.03.1989. RU 2105016 C1, 20.02.1998. 
(72) Имя изобретателя: НЮГ Жан-Клемен (FR); ВИДАЛЬ Борис (ES); НУРРИ Эмманюэль (FR) 
(73) Имя патентообладателя: СЭН-ГОБЭН ГЛАСС ФРАНС (FR) 
(85) Дата соответствия ст.22/39 PCT: 2004.11.15 
(86) Номер и дата международной или региональной заявки: FR 03/00851 (17.03.2003) 
(87) Номер и дата международной или региональной публикации: WO 03/087785 (23.10.2003) 
(98) Адрес для переписки: 129010, Москва, ул. Б. Спасская, 25, стр.3, ООО "Юридическая фирма Городисский и Партнеры", пат.пов. Ю.Д.Кузнецову, рег.№ 595 

(54) СПОСОБ ВЫБОРА ПОЛИМЕРНОГО ПРОМЕЖУТОЧНОГО ЛИСТА (ПРОКЛАДКИ) ПО ЕГО МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УКАЗАННОГО СПОСОБА, ПОЛИМЕРНЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ЛИСТ, МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО

Способ выбора полимерного промежуточного листа, предназначенного для установки в многослойном стекле, состоит в определении прочности на разрыв промежуточного листа и адгезии указанного промежуточного листа по отношению по меньшей мере к одной стеклянной подложке. Выбор промежуточного листа осуществляют, когда при температуре 20°С значение его критической энергии превышает 17500 Дж/м 2, а напряжение сдвига находится в пределах от 3,8 до 6,9 МПа. Устройство для осуществления способа содержит две системы с зажимными колодками, между которыми размещен образец стекла, состоящий из двух стеклянных подложек и промежуточного листа. В корпусе устройства расположены вычислительные устройства и дисплей, на который выводится значение напряжения. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники
Настоящее изобретение касается способа выбора полимерного промежуточного листа (прокладки), соответствующего требованиям механической прочности и предназначенного, например, для использования в многослойном стекле, предпочтительно для придания этому стеклу звукоизоляционных свойств.
Под полимерным промежуточным листом (прокладкой) следует понимать монолитный или композитный промежуточный лист, выполненный в виде слоев, смол или пленок. Предпочтительно по меньшей мере один из его составных элементов содержит поливинилбутираль (ПВБ).
Многослойные стекла, как правило, используют в качестве автомобильных стекол или для оконных стекол зданий. Их основным достоинством является механическая прочность. Действительно, при ударе до разрыва стекла промежуточный лист предпочтительно обеспечивает поглощение части энергии за счет вязкой диссипации. Промежуточный лист имеет первостепенное значение, так как он обеспечивает сохранение конструкции при полном растрескивании стекла, что, благодаря сцеплению кусочков стекла на пленке, позволяет избежать разбрасывания осколков стекла и нанесения ран водителю.
Кроме того, в последнее время все чаще уделяется внимание проблемам комфорта, и ролью промежуточного листа становится обеспечение необходимых акустических характеристик стекла, которое должно гасить шумы, передаваемые по воздуху и/или по твердым покрытиям и проникающие в помещение через стекло.
Поливинилбутираль (ПВБ) чаще всего используют благодаря его высоким механическим характеристикам. Вместе с тем он может также обеспечивать многослойному стеклу хорошие акустические характеристики при соответствующем составе этого листа, в частности, что касается степени содержания пластификаторов.
Выбор промежуточного листа для обеспечения звукоизоляционных свойств осуществляют по методике определения критической частоты многослойного стекла и ее сравнения с критической частотой стеклянного бруска. Такая методика раскрыта в патенте ЕР-В-0 100 701. Промежуточный лист считается приемлемым, когда брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, содержащего два стеклянных листа толщиной 4 мм, соединенных промежуточным листом толщиной 2 мм, имеет критическую частоту, отличающуюся не более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска той же длины и ширины и толщиной 4 мм.
Такой способ выбора годится для любого типа промежуточного листа, предназначенного для установки в многослойное стекло, и может применяться не только для ПВБ, но и для выбора других полимерных пленок.
Тем не менее, даже при использовании в многослойных стеклах, содержащих ПВБ или другие полимерные пленки, в комбинации или нет, для получения так называемых «акустических» стекол, промежуточный лист прежде всего должен отвечать критериям механической прочности.
Действительно, строительные или автомобильные стекла должны обеспечивать защитные противоударные свойства при случайных толчках, падениях предметов, людей, случаях вандализма или взлома путем разбивания стекла твердыми предметами. Большинство стекол при использовании должны по меньшей мере соответствовать европейскому стандарту EN 356 вплоть до класса Р2А.
В заявке ЕР 1151855 раскрыт способ оценки прочности на разрыв промежуточного листа. Для заданной толщины промежуточного листа рассчитывают значение критической энергии Jc промежуточного листа, которое характеризует энергию, необходимую для распространения инициированной трещины в промежуточном листе, и, если это значение превышает контрольное значение, считают, что промежуточный лист отвечает критерию прочности на разрыв.
Однако было установлено, что некоторые промежуточные листы, хотя и отвечают критерию прочности на разрыв, все же полностью не удовлетворяют требованиям механической прочности.
Краткое изложение сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка способа выбора промежуточного листа (прокладки) по его механической прочности, который может также обладать звукоизоляционными свойствами и который в полной мере гарантирует эффективность промежуточного листа в плане противоударной защиты.
В соответствии с настоящим изобретением предложен способ, заключающийся в определении прочности на разрыв промежуточного листа и характеризующийся тем, что включает в себя также определение адгезии промежуточного листа по отношению по меньшей мере к одной стеклянной подложке.
Согласно отличительному признаку определение прочности на разрыв включает в себя:
определение значения критической энергии J с промежуточного листа, которая характеризует энергию, необходимую для распространения трещины, инициированной в промежуточном листе,
вычисление значения критической энергии, соотнесенного с толщиной и определяемого уравнением
где e1 - толщина промежуточного листа,
сравнение с контрольным значением характеризующим контрольный промежуточный лист, образованный пленкой ПВБ толщиной 0,38 мм, и равным 13,3 Дж/м, при этом промежуточный лист отвечает критерию прочности на разрыв, если 
Согласно другому отличительному признаку адгезию промежуточного листа оценивают при помощи кручения образца промежуточного листа, жестко соединенного с двумя стеклянными подложками, измерения усилия кручения или момента кручения, при котором начинается отслоение промежуточного листа по меньшей мере от одной из подложек, вычисления при помощи этого значения величины напряжения сдвига и сравнения этого значения с контрольным значением, установленным для контрольного промежуточного листа из ПВБ.
Согласно другому отличительному признаку механическая прочность контрольного промежуточного листа, соотнесенная к его толщине, математически выражается практически параболической функцией, определенной критической энергией Jc в зависимости от напряжения адгезии . Промежуточный лист удовлетворяет критериям прочности на разрыв и напряжения адгезии, если после определения значения критической энергии и напряжения адгезии эти значения располагаются внутри параболической кривой, которая содержит минимальное значение, соответствующее значению критической энергии J c, равному 17500 Дж/м2.
Выбор промежуточного листа осуществляют, когда при температуре 20°С значение его критической энергии превышает 17500 Дж/м 2, а напряжение сдвига находится в пределах от 3,8 до 6,9 МПа.
В частности, промежуточный лист выбирают, когда при температуре 20°С значение его критической энергии превышает 22500 Дж/м 2, а напряжение сдвига находится в пределах от 4,8 до 6,1 МПа.
Способ в соответствии с настоящим изобретением состоит также в отборе промежуточного листа по заданным акустическим свойствам многослойного стекла, при этом промежуточный лист, отвечающий требованию необходимых звукоизоляционных свойств, выбирают, если брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, состоящего из двух стеклянных листов толщиной 4 мм, соединенных между собой промежуточным листом толщиной 2 мм, имеет критическую частоту, отличающуюся на более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска той же длины и ширины толщиной 4 мм.
Предпочтительно устройство для определения напряжения сдвига промежуточного листа в соответствии с настоящим изобретением характеризуется тем, что содержит две системы с зажимными колодками, между которыми помещен образец стекла, состоящий из двух стеклянных подложек и промежуточного листа, при этом одна из систем является неподвижной, а другая выполнена с возможностью перемещения и вращения, приводной вал подвижной системы с зажимными колодками, привод для приведения вала во вращение, устройство для измерения момента, установленное между приводом и подвижной системой с зажимными колодками, и корпус с вычислительными устройствами и дисплеем, на который выводится значение напряжения.
Настоящее изобретение касается также полимерного промежуточного листа (прокладки), предназначенного для установки в многослойное стекло, характеризующегося тем, что при температуре 20°С значение его критической энергии превышает 17500 Дж/м2, предпочтительно превышает 22500 Дж/м2, а напряжение сдвига находится в пределах от 3,8 до 6,9 МПа, предпочтительно от 4,8 до 6,1 МПа.
Согласно изобретению промежуточный лист имеет толщину, по меньшей мере равную 0,76 мм.
Согласно другому отличительному признаку промежуточный лист имеет толщину е, по меньшей мере равную

где Jc является значением критической энергии, характеризующим материал промежуточного листа и выражающим энергию, необходимую для распространения трещины, инициированной в промежуточном листе;
J ref является контрольным значением критической энергии, которое соответствует значению критической энергии пленки из поливинилбутираля (ПВБ) и равно 35100 Дж/м2 при температуре 20°С и при скорости растяжения пленки из ПВБ, равной 100 мм/мин;
eref является контрольной толщиной, соответствующей толщине пленки из ПВБ и равной 0,38 мм.
Предпочтительно промежуточный лист обеспечивает многослойному стеклу, в состав которого он входит, звукоизоляционные свойства. В частности, он должен быть таким, чтобы брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, состоящего из двух стеклянных листов толщиной 4 мм, соединенных между собой промежуточным листом толщиной 2 мм, имел критическую частоту, отличающуюся не более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска такой же длины и ширины толщиной 4 мм.
Промежуточный лист содержит один или несколько полимерных элементов, предпочтительно по меньшей мере одну пленку из ПВБ.
Наконец, настоящее изобретение касается многослойного стекла, состоящего по меньшей мере из двух стеклянных листов и по меньшей мере из одного полимерного промежуточного листа (прокладки), в частности, на основе ПВБ, характеризующегося тем, что при температуре 20°С промежуточный лист имеет значение критической энергии, превышающее 17500 Дж/м 2, предпочтительно превышающее 22500 Дж/м 2, и напряжением сдвига , находящееся в пределах от 3,8 до 6,9 МПа, предпочтительно от 4,8 до 6,1 МПа.
Предпочтительно такое стекло является автомобильным стеклом, состоящим из двух стеклянных листов, толщина каждого из которых находится в пределах от 1,2 до 2,5 мм, и из соединенного с двумя стеклянными листами промежуточного листа толщиной, по меньшей мере равной 0,76 мм.
Предпочтительно промежуточный лист обеспечивает стеклу звукоизоляционные свойства, в частности, промежуточный лист должен быть таким, чтобы брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, состоящего из двух стеклянных листов толщиной 4 мм, соединенных между собой промежуточным листом толщиной 2 мм, имел критическую частоту, отличающуюся не более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска такой же длины и ширины толщиной 4 мм.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и отличительные признаки настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает разрез простого многослойного стекла, содержащего только один промежуточный лист, согласно изобретению;
Фиг.2 - схему опытного устройства для определения прочности на разрыв промежуточного листа согласно изобретению;
Фиг.3 - диаграмму изменения энергии дна трещины в промежуточном листе согласно изобретению;
Фиг.4 - диаграмму силы растяжения, приложенной к промежуточному листу, в зависимости от расстояния растяжения этого промежуточного листа согласно изобретению;
Фиг.5 - диаграмму потенциальной энергии промежуточного листа в зависимости от расстояния растяжения этого промежуточного листа согласно изобретению;
Фиг.6 - схему опытного устройства для определения адгезии промежуточного листа по отношению к соединенной с ним подложке согласно изобретению;
Фиг.7 - схему устройства, показанного на фиг.6 (вид сбоку), согласно изобретению;
Фиг.8 - кривую критической энергии в зависимости от напряжения сдвига для пленки из ПВБ толщиной 0,76 мм согласно изобретению;
Фиг.9 - общий вид устройства для определения адгезии промежуточного листа по отношению к соединенной с ним подложке согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Способ в соответствии с настоящим изобретением предназначен для выбора промежуточного листа (прокладки) по его механической прочности. Указанный промежуточный лист предназначен для установки в простое или мультиплексное многослойное стекло, которое должно противостоять жестким ударам (по стандарту EN 12600 до класса Р2А) и мягким ударам (по стандарту EN 12600). Способ обеспечивает выбор, не прибегая к определению механической прочности посредством разрушающего стекло удара.
Например, как будет пояснено ниже, требуется определить, может ли промежуточный лист быть включен в состав многослойного стекла, такого как строительное или автомобильное стекло.
Простое многослойное стекло содержит две стеклянные подложки 10 и 11 (фиг.1), между которыми путем жесткого соединения вставлен промежуточный лист 12.
Для выбора промежуточного листа необходимо оценить его механическую прочность. Было установлено, что при этом следует определить два параметра: прочность на разрыв промежуточного листа и адгезию промежуточного листа по отношению к соединенной с ним подложке.
Прочность на разрыв определяют на основании приведенной ниже тестовой и вычислительной методики, раскрытой в заявке ЕР 1151855.
Прочность на разрыв промежуточного листа зависит от типа материала, из которого он выполнен, и от его толщины. Она характеризуется значением энергии, необходимой для распространения трещины, инициированной в этом материале. Эта энергия называется критической энергией J c, различается для каждого типа материала и не зависит от толщины пленки, она выражается в Дж/м2 .
Прочность на разрыв или критическую энергию J c определяют известным образом по методике, основанной на интеграле Райса J, который определяет энергию, локализованную на дне трещины пленки, на которую действуют сильные напряжения в месте образования трещины. Интеграл записывается в виде упрощенного математического выражения (1):
для заданного растяжения проверяемого образца, которое в дальнейшем будет называться перемещением , где е1 - толщина образца, а - размер трещины, U - потенциальная энергия образца.
Способ определения, описанный ниже для определения энергии J, локализованной на дне трещины пленки, был разработан Тилкингом.
Устройство для проведения тестов представлено на фиг.2.
Тесты на растяжение при помощи установки растяжения-сжатия 2 были осуществлены на нескольких образцах, например на четырех образцах Ex 1...Ex4, выполненных из одного и того же материала и имеющих одинаковую площадь 100 мм 2 (50 мм в длину и 20 мм в ширину). По бокам образца в местах, обозначенных позицией «а», были выполнены разрезы, перпендикулярные направлению действия силы растяжения, при этом длина а места образования трещины отличается для каждого из образцов Ex 1...Ex4 и равна соответственно 5, 8, 12 и 15 мм.
Каждый образец растягивают перпендикулярно трещинообразующему вырезу со скоростью растяжения 100 мм/мин по заданной длине или расстоянию растяжения при температуре 20°С.
Этот метод позволяет построить кривую С (фиг.3) изменения энергии J дна трещины в зависимости от растяжения образца и определить при помощи этой кривой критическую энергию Jc начала разрыва образца.
Таким образом, именно при этом критическом значении J c материал разрывается и, рассматривая требуемую механическую функцию этого материала, его можно считать механически поврежденным.
Кривую С получают в результате осуществления этапов, которые будут раскрыты ниже. В данном случае образцы представляют собой пленку из поливинилбутираля толщиной 0,38 мм.
В первую очередь для каждого из образцов Ех1...Ех 4 строят кривую С1 (фиг.4), характеризующую силу растяжения, действующую на образец, в зависимости от расстояния растяжения этого образца, меняющегося от 0 до 40 мм.
После этого при помощи кривых С1 выводят потенциальную энергию U, соответствующую данному перемещению , в зависимости от размера а изменения трещины по отношению к ее первоначальному размеру. Измерение потенциальной энергии U осуществляют, рассчитывая площадь А, эквивалентную заштрихованному сектору (фиг.4) под кривой С1 между 0 мм и данным значением перемещения , в данном случае точкой 22 мм для заштрихованного сектора, соответствующего образцу Ех4.
Были рассмотрены восемь перемещений от 3 до 22 мм. Для каждого из восьми перемещений можно построить кривую С2 (фиг.5) и характеризующую потенциальную энергию U, в зависимости от размера а, до значения которого изменилась трещина.
Кривая С2, характеризующая потенциальную энергию U, является прямой линией. Следовательно, производная из уравнения (1) энергии J фактически является градиентом прямой С2 и, следовательно, равняется константе. Поделив эту константу на толщину е1 образца, получаем значение J.
После вычисления каждого градиента, соответствующего восьми перемещениям, строят кривую С (фиг.3), характеризующую энергию J в зависимости от перемещения .
При помощи видеокамеры снимают распространение трещины 20 и определяют, при каком перемещении с начинается распространение трещины образца. При помощи кривой С на основании этого перемещения с определяют соответствующее значение критической энергии Jc.
Это критическое значение Jc, равное 35100 Дж/м 2 для ПВБ, представляет собой контрольное значение J ref энергии, выше которого любое значение энергии, рассчитанное для другого материала согласно вышеуказанному методу, будет считаться нормальным, и такой материал считают отвечающим критериям механической прочности.
После вычисления значения критической энергии Jc, как уже было указано выше, его соотносят с толщиной для сравнения с контрольным значением для ПВБ, равным 13,3 Дж/м, и для определения необходимой толщины е, когда толщина е1 оказывается недостаточной.
Что касается адгезии промежуточного листа по отношению к соединенной с ним подложке, то ее определяют следующим образом.
Тест на адгезию состоит в приложении усилия кручения к образцу из многослойного стекла до тех пор, пока не начнется отслаивание промежуточного листа относительно по меньшей мере одной из подложек.
Тест осуществляют на круглом образце 30 с радиусом r, равным 10 мм, при помощи устройства кручения известного типа (фиг.6).
Устройство содержит три зажимные колодки 31, 32, 33, шкив 34 с радиусом R, равным 100 мм, соединенный с приводной цепью 35, имеющей вертикальную ось. Зажимные колодки выполнены в виде дуги окружности, равной 120°, с возможностью зажатия всего образца. Рабочая поверхность зажимных колодок покрыта материалом, механически совместимым со стеклом, например, алюминием, Тефлоном® или полиэтиленом.
Одна из зажимных колодок неподвижно закреплена на станине 36 (фиг.7), тогда как другая колодка закреплена на шкиве, который вращается, действуя на образец усилием кручения.
Вращение шкива обеспечивается перемещением соединенной с этим шкивом приводной цепи 35. Цепь протягивается с постоянной скоростью, равной по меньшей мере 35-55 мм/мин.
При помощи датчика силы измеряют усилие F, необходимое для начала отслоения промежуточного листа во время кручения образца.
Напряжение сдвига можно определить путем вычисления по известной формуле:
где F - сила, необходимая для начала отслоения промежуточного листа; R - радиус шкива; r - радиус образца.
Однако такое устройство является достаточно объемным, поэтому тесты должны обязательно производиться в лабораторных условиях. По этой причине оно не подходит для измерений так называемым «приборным способом» в условиях конвейерного производства многослойных стекол.
Вместе с тем, в производстве многослойных стекол, хотя состав полимерного промежуточного листа и определяют таким образом, чтобы он соответствовал значениям напряжений, определенным в соответствии с настоящим изобретением, в конечном изделии может проявляться плохая адгезия в силу определенных причин, связанных с процессом производства стекла. Например, речь может идти об условиях складирования промежуточного листа, при которых, если уровень влажности не соответствует требованиям, гидроксильные связи ПВБ могут ухудшаться под действием воды, что помешает приклеиванию промежуточного листа к стеклу. Причиной плохой адгезии может стать некачественная промывка стекла, осаждение ионов может привести к уменьшению количества гидроксильных групп. Этап каландрирования во время соединения стекла и промежуточного листа также сказывается на качестве приклеивания, поэтому необходимо контролировать температуру и усилия сжатия.
В связи с этим было разработано другое устройство измерения, которое отличается от описанного выше, предпочтительно, имеет небольшие габариты и может легко транспортироваться для осуществления измерений в процессе производства рядом с производственным конвейером таким образом, чтобы в ходе процесса можно было быстро реагировать на изменение измеренных значений. Это устройство является важным инструментом контроля за качеством изготовления многослойных стекол.
Уменьшенное до размеров 60 см на 20 см устройство 4 (фиг.9) содержит две трекхколодочные системы 40 и 41, приводной вал 42, двигатель 43 для приведения во вращение вала, прибор 44 для измерения момента сил и корпус 45 с вычислительными устройствами.
Круглый образец многослойного стекла зажимают между двумя системами 40 и 41 с зажимными колодками, при этом одна из систем 40 является неподвижной, а вторая выполнена с возможностью вращения благодаря соединению с приводным валом 42. Прибор для измерения момента сил установлен между двигателем и подвижной колодочной системой 41. Скорость вращения вала зависит от толщины пленки. Например, для пленки толщиной 0,76 мм скорость вращения примерно равна 0,08 об/мин.
Система 41 вращается, и когда происходит инверсия момента сил, начинается отслоение промежуточного листа. Измерительный прибор соединен с вычислительными устройствами, размещенными в корпусе 45, который содержит дисплей, на который непосредственно выводится значение напряжения . Адгезия считается нормальной, если это значение находится в диапазоне, определенном ниже в соответствии с настоящим изобретением.
Для точной оценки разбросов значения напряжения тест повторяют предпочтительно на нескольких образцах, например минимум на пяти, и рассчитывают среднее значение напряжения вместе с его стандартным допуском.
Наконец, значение напряжения сравнивают с контрольным диапазоном, в пределах которого любое значение удовлетворяет критерию нормальной адгезии. Контрольный диапазон напряжения адгезии находится в пределах 3,8-6,9 МПа. Этот контрольный диапазон определяют на пленке из ПВБ, которая, как было указано выше, считается наиболее приемлемым промежуточным листом с точки зрения механической прочности и удовлетворяющим требованиям стандарта EN 356, в частности, по характеристическому классу (Р2А) для пленки из ПВБ толщиной 0,76 мм.
Для облегчения сравнительного анализа любого промежуточного листа относительно контрольного промежуточного листа из ПВБ было установлено, что механическая прочность может быть определена контрольной кривой, характеризующей критическую энергию Jc в зависимости от напряжения адгезии и являющейся практически параболической кривой.
Например, на фиг.8 эта кривая показана для толщины промежуточного листа из ПВБ, равной 0,76 мм. Поскольку критическая энергия изменяется в зависимости от толщины, то для толщины 0,76 мм контрольное значение энергии равно 17500 Дж/м2. Поскольку на этой диаграмме энергия не соотнесена с толщиной, при любом сравнении с этой кривой следует тестировать промежуточный лист одинаковой толщины.
Следовательно, минимальное значение, которому должна удовлетворять критическая энергия, соответствует минимальному значению на кривой, то есть 17500 Дж/м 2, и напряжение адгезии должно находиться в диапазоне, расположенном по обе стороны от значения 5,5 МПа и расширяющимся в соответствии с ростом значения критической энергии. Таким образом, значения критической энергии и напряжения адгезии, определенные для тестируемого промежуточного листа и находящиеся внутри этой параболической кривой, означают, что протестированный промежуточный лист является удовлетворительным с точки зрения механической прочности.
Для того чтобы при приемлемой воспроизводимости результатов одновременно удовлетворять критериям прочности на разрыв и напряжения адгезии, промежуточный лист должен обладать критической энергией Jc, превышающей 17500 Дж/м2, и напряжением адгезии, находящимся в пределах от 3,8 до 6,9 МПа. При напряжении адгезии ниже 3,8 и выше 6,9 МПа многослойное стекло может иметь пониженные механические свойства. При значениях между 3,8 и 4,8 МПа и между 6,7 и 6,9 МПа можно считать, что промежуточный лист отвечает требованиям механической прочности, но не является с этой точки зрения оптимальным.
Для получения оптимального промежуточного листа предпочтительно рассматривать зону, обязательно находящуюся внутри параболы, в данном случае зону В. Поэтому промежуточный лист, имеющий минимальную толщину 0,76 мм и отвечающий требованиям класса Р2А, будет отобран, если критическая энергия Jc превышает 22500 Дж/м2, а напряжение адгезии находится в пределах от 4,8 до 6,1 МПа.
Другие диапазоны напряжения адгезии могут быть установлены для каждого типа удара, в частности для удара с относительно слабой энергией столкновения и при значительной контактной площади (мягкие удары).
Предположим, что требуется отобрать промежуточный лист (прокладку) для многослойного стекла, которое одновременно обладает звукоизоляционными свойствами и необходимой механической прочностью. В этом случае сначала следует выбирать промежуточный лист по его акустическим характеристикам. Для этого необходимо обратиться к способу, раскрытому в патенте ЕР-В-0100701 или к заявке ЕР 0844075, раскрывающим два варианта технологии выбора.
В частности, промежуточный лист обладает звукоизоляционными свойствами, если брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, содержащего два стеклянных листа толщиной 4 мм, соединенных промежуточным листом толщиной 2 мм, имеет критическую частоту, отличающуюся не более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска той же длины и ширины и толщиной 4 мм.
После выбора материала определяют его адгезию, вычисляя его напряжение сдвига, которое отвечает критерию адгезии, если находится в требуемом диапазоне, например, 4,8-6,1 МПа, чтобы удовлетворять требованиям стандарта EN 356 по классу Р2А. Наконец, определяют его толщину, чтобы он отвечал требованиям механической прочности. Толщина е промежуточного листа должна быть по меньшей мере равной 
где Jc - значение критической энергии материала промежуточного листа, характеризующее энергию, необходимую для распространения трещины, инициированной в промежуточном листе;
Jref - контрольное значение критической энергии, которое соответствует значению критической энергии пленки из поливинилбутираля (ПВБ) и равно 35100 Дж/м 2 при температуре 20°С и при скорости растяжения пленки из ПВБ, равной 100 мм/мин;
eref - контрольное значение толщины, которое соответствует толщине пленки из ПВБ и равно 0,38 мм.
Прочность на разрыв материала, которую следует идентифицировать непосредственно как критическую энергию Jc, определяют только после оценки акустических свойств указанного материала и его адгезии. Действительно, чтобы использовать промежуточный лист для изготовления звукоизоляционного и противоударного многослойного стекла, в соответствии с настоящим изобретением в первую очередь выбирают материал, отвечающий критериям звукоизоляции, а затем проверяют адгезивные свойства этого материала, чтобы определить толщину е, необходимую для выполнения критериев прочности на разрыв.
Необходимо отметить, что отвечающее требованиям механической прочности многослойное стекло может содержать монолитный промежуточный лист толщиной е или несколько промежуточных листов, разделенных различными подложками, при этом сумма значений толщины промежуточных листов должна соответствовать расчетной толщине е.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ выбора полимерного промежуточного листа (прокладки) по его механической прочности, предназначенного для установки в многослойное стекло, состоящий в определении прочности на разрыв промежуточного листа, отличающийся тем, что определяют адгезию указанного промежуточного листа по отношению по меньшей мере к одной стеклянной подложке, при этом выбор промежуточного листа осуществляют, когда при температуре 20°С значение его критической энергии превышает 17500 Дж/м2, а напряжение сдвига находится в пределах от 3,8 до 6,9 МПа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении прочности на разрыв
определяют значение критической энергии Jc промежуточного листа, которая характеризует энергию, необходимую для распространения трещины, инициированной в промежуточном листе,
вычисляют значение , критической энергии, соотнесенное с толщиной и определяемое уравнением
, где е1 - толщина промежуточного листа,
осуществляют сравнение с контрольным значением , характеризующим контрольный промежуточный лист, образованный пленкой поливинилбутираля (ПВБ) толщиной 0,38 мм, и равным 13,3 Дж/м, при этом промежуточный лист отвечает критерию прочности на разрыв, если > .
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения адгезии промежуточного листа осуществляют кручение образца промежуточного листа, жестко соединенного с двумя стеклянными подложками, измеряют усилие кручения или момент кручения, при котором начинается отслоение промежуточного листа по меньшей мере от одной из подложек, вычисляют по этому значению величину напряжения сдвига и сравнивают это значение с контрольным значением, установленным для контрольного промежуточного листа из ПВБ.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что механическую прочность промежуточного листа, соотнесенную с его толщиной, математически выражают практически параболической функцией, определенной критической энергией J c в зависимости от напряжения сдвига .
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что промежуточный лист, оцениваемый по механической прочности, считают удовлетворяющим критериям прочности на разрыв и адгезии, если после определения значения критической энергии и напряжения сдвига эти значения находятся внутри параболической кривой, которая содержит минимальное значение, соответствующее значению критической энергии J c, равному 17500 Дж/м2.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбор промежуточного листа осуществляют при температуре 20°С, если значение его критической энергии превышает 22500 Дж/м2, а напряжение сдвига находится в пределах от 4,8 до 6,1 МПа.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбор промежуточного листа осуществляют не прибегая к определению механической прочности при помощи удара, разрушающего стекло.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют выбор промежуточного листа по заданным акустическим свойствам многослойного стекла, при этом промежуточный лист, отвечающий требованию необходимых звукоизоляционных свойств, выбирают если брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, состоящего из двух стеклянных листов толщиной 4 мм, соединенных между собой указанным промежуточным листом толщиной 2 мм, имеет критическую частоту, отличающуюся не более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска той же длины и ширины толщиной 4 мм.
9. Устройство для осуществления способа, отличающееся тем, что указанное устройство предназначено для определения напряжения сдвига промежуточного листа и содержит две системы (40, 41) с зажимными колодками, между которыми размещен образец стекла, состоящий из двух стеклянных листов и промежуточного листа, при этом одна из систем (40) является неподвижной, а другая (41) выполнена с возможностью перемещения и вращения, приводной вал (42) для вращения подвижной системы (41) с зажимными колодками, привод (43) для приведения вала (42) во вращение, устройство (44) для измерения момента, установленное между приводом (43) и подвижной системой (41) с зажимными колодками, и корпус (45) с вычислительными устройствами и дисплеем, на который выводится значение напряжения.
10. Полимерный промежуточный лист, предназначенный для установки в многослойное стекло, отличающийся тем, что при температуре 20°С значение его критической энергии превышает 17500 Дж/м2, предпочтительно превышает 22500 Дж/м2, а напряжение сдвига находится в пределах от 3,8 до 6,9 МПа, предпочтительно от 4,8 до 6,1 МПа.
11. Промежуточный лист по п.10, отличающийся тем, что имеет толщину, равную по меньшей мере 0,76 мм.
12. Промежуточный лист по любому из п.10 или 11, отличающийся тем, что имеет толщину е, по меньшей мере равную

где Jc - значение критической энергии, характеризующее материал промежуточного листа и выражающее энергию, необходимую для распространения трещины, инициированной в промежуточном листе;
Jref - контрольное значение критической энергии, которое соответствует значению критической энергии пленки из поливинилбутираля (ПВБ) и равно 35100 Дж/м2 при температуре 20°С и при скорости растяжения пленки из ПВБ, равной 100 мм/мин;
eref - контрольная толщина, соответствующая толщине пленки из ПВБ и равной 0,38 мм.
13. Промежуточный лист по п.10, отличающийся тем, что обеспечивает многослойному стеклу, в состав которого он входит, звукоизоляционные свойства.
14. Промежуточный лист по п.13, отличающийся тем, что удовлетворяет требованию, чтобы брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, состоящего из двух стеклянных листов толщиной 4 мм, соединенных между собой указанным промежуточным листом толщиной 2 мм, имел критическую частоту, отличающуюся не более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска такой же длины и ширины толщиной 4 мм.
15. Промежуточный лист по п.10, отличающийся тем, что содержит один или несколько полимерных элементов.
16. Промежуточный лист по п.13, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одну пленку из ПВБ.
17. Многослойное стекло, содержащее по меньшей мере два стеклянных листа и по меньшей мере один полимерный промежуточный лист (прокладку) на основе ПВБ, причем при температуре 20°С промежуточный лист имеет значение критической энергии, превышающее 17500 Дж/м2, предпочтительно превышающее 22500 Дж/м2, отличающееся тем, что напряжение сдвига промежуточного листа находится в пределах от 3,8 до 6,9 МПа, предпочтительно в пределах от 4,8 до 6,1 МПа.
18. Многослойное стекло по п.17, отличающееся тем, что является автомобильным стеклом, содержащим два стеклянных листа, толщина каждого из которых находится в пределах от 1,2 до 2,5 мм, и промежуточный лист, соединенный с двумя стеклянными листами и имеющий толщину, по меньшей мере равную 0,76 мм.
19. Многослойное стекло по любому из пп.17 и 18, отличающееся тем, что промежуточный лист обеспечивает звукоизоляционные свойства многослойному стеклу.
20. Многослойное стекло по п.19, отличающееся тем, что промежуточный лист удовлетворяет требованию, чтобы брусок длиной 9 см и шириной 3 см из многослойного стекла, состоящего из двух стеклянных листов толщиной 4 мм, соединенных между собой указанным промежуточным листом толщиной 2 мм, имел критическую частоту, отличающуюся не более чем на 35% от критической частоты стеклянного бруска такой же длины и ширины толщиной 4 мм.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru