Ламинированное стекло - Laminated glass

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 промежуточным слоем, обычно из поливинилбутираля (ПВБ), этиленвинилацетата (ЭВА) или термопластичного полиуретана (ТПУ), 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. Термореактивный EVA обеспечивает полное сцепление (сшивание) с материалом, будь то стекло, поликарбонат, ПЭТ или другие типы продуктов.

Многослойное стекло 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, поскольку 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. ТПУ - эластичный материал, поэтому звукопоглощение заложено в его природе. 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

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.

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. В 1909 году Бенедиктус подал патент, узнав об автомобильной аварии, в которой две женщины были серьезно ранены осколками стекла. В 1911 году он основал Société du Verre Triplex , который изготовил стеклопластиковый композит для уменьшения травм в автомобильных авариях . Производство стекла Triplex было медленным и кропотливым, поэтому оно было дорогостоящим; 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 как Libbey-Owens-Ford, так и Du Pont с Pittsburg Plate Glass производили стекло Triplex.

Между тем, в 1905 году Джон Крю Вуд, поверенный из Суиндона, Уилтшир, Англия, запатентовал многослойное стекло для использования в лобовых стеклах. Слои стекла были скреплены канадским бальзамом . В 1906 году он основал компанию Safety Motor Screen Company, чтобы производить и продавать свою продукцию.

В 1927 году канадские химики Ховард У. Матесон и Фредерик У. Скирроу изобрели пластичный поливинилбутираль (ПВБ). 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 существенно заменило своего предшественника.

В Законе о дорожном движении 1930 года британский парламент потребовал, чтобы у новых автомобилей были ветровые стекла из безопасного стекла. Однако этот регламент конкретно не требовал многослойного стекла.

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 . Безопасное стекло "Indestructo" было произведено британской компанией Indestructo Glass, Ltd., Лондон. 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 прозрачное и неизменно не меняет цвет». Эта цитата намекает на некоторые технические проблемы, проблемы и опасения, которые помешали широко использовать многослойное стекло в автомобилях сразу после его изобретения.

Характеристики

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.

Прочность можно увеличить, используя несколько ламинатов и более толстое стекло. 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 пилотов, часто трехслойное закаленное стекло толщиной 4 мм с ПВБ толщиной 2,6 мм между ними. Это один из вариантов макияжа боковых окон кабины Боинга 747. Передние лобовые стекла BAC / SAF Concorde имели 7 слоев, 4 стекла и 3 ПВБ общей толщиной 38 мм.

Производство

Современное многослойное стекло производится путем соединения двух или более слоев обычного отожженного или закаленного стекла вместе с пластмассовой прослойкой, обычно из поливинилбутираля, термопластичного полиуретана (TPU) или этиленвинилацетата (EVA). Пластиковая прослойка зажата стеклом, которое затем пропускается через серию роликов или вакуумных мешков, чтобы удалить любые воздушные карманы. Затем сборку нагревают для начальной плавки. Эти сборки затем нагревают под давлением в автоклаве (печи) для получения конечного связанного продукта (полностью сшитого 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 представляют собой яркие полупрозрачные изображения. Этот процесс стал популярным в сфере архитектуры, дизайна интерьера и вывесок.

После того, как термореактивный EVA должным образом ламинирован во время процесса, стекло можно обнажить без рамы, при этом не должно быть проникновения воды / влаги, незначительного обесцвечивания и расслоения из-за высокого уровня сцепления (сшивания).

Новые разработки расширили семейство термопластов для ламинирования стекла. Помимо ПВБ, важными термопластичными материалами для ламинирования стекла сегодня являются этилен-винилацетат (ЭВА), термореактивный ЭВА, этилен-винилацетат (ЭВА) и термопластичный полиуретан (ТПУ). Адгезия TPU высокая не только к стеклу, но и к полимерным прослойкам. С 2004 года металлизированные и электропроводящие прослойки из полиэтилентерефталата (ПЭТ) используются в качестве подложки для светоизлучающих диодов 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.

  • 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 применяется в архитектуре.

Резка

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 Правительством Великобритании по охране здоровья и безопасности в 2005 году:

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

Ремонт

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.

Утилизация

Утилизация многослойного стекла больше не разрешена на свалках в большинстве европейских стран, так как 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. Также TPU легко утилизируется, как и все несшитые пластмассы.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

  • ЕЭК ООН Рег. 43 Правила ООН по материалам для безопасного остекления автомобилей
  • BS 857: 1967 Британская спецификация безопасного стекла для наземного транспорта