DE29724580U1 - Sound absorbing laminated glass - Google Patents
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Description
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Schalldämpfendes VerbundglasSound-absorbing laminated glass
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft ein schalldämpfendes Verbundglas, das wenigstens eine Silikatglasscheibe und eine schalldämpfende Schicht aus einem viskoelastischen Acrylpolymer umfaßt.The invention relates to a sound-absorbing laminated glass comprising at least one silicate glass pane and a sound-absorbing layer made of a viscoelastic acrylic polymer.
Schalldämpfende Verglasungen finden Anwendung für Fenster im Hochbau, jedoch in zunehmendem Maß auch bei Kraftfahrzeugen. Während schalldämmende Verglasungen für den Hochbau verhältnismäßig große Dickenabmessungen aufweisen können, werden im Fahrzeugbau Verbundglasscheiben eingesetzt, deren Dicke insgesamt in der Regel nicht mehr als etwa 6 mm beträgt. Als schalldämpfende Zwischenschicht zwischen den beiden Glasscheiben der Verbundglasscheibe muß deshalb ein viskoelastisches Polymer verwendet werden, das auch in verhältnismäßig dünnen Schichten eine hohe schalldämpfende Wirkung hat. Im übrigen muß das Polymer auch über lange Zeiten, nämlich für die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs, alle Bedingungen erfüllen, die an Polymere gestellt werden, die in Verglasungen für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Dazu gehören insbesondere geringe Trübungswerte, eine hohe Transparenz und eine gute UV-Beständigkeit. Außerdem müssen diese Polymere eine gute und dauerhafte Verbindung mit den angrenzenden Schichten eingehen, und müssen ihre gutenSound-absorbing glazing is used for windows in building construction, but increasingly also in motor vehicles. While sound-absorbing glazing for building construction can have relatively large thicknesses, laminated glass panes are used in vehicle construction, the total thickness of which is generally no more than about 6 mm. A viscoelastic polymer must therefore be used as the sound-absorbing intermediate layer between the two panes of the laminated glass pane, which has a high sound-absorbing effect even in relatively thin layers. In addition, the polymer must meet all the requirements for polymers used in glazing for motor vehicles, even over a long period of time, i.e. for the entire service life of the vehicle. These include, in particular, low opacity values, high transparency and good UV resistance. In addition, these polymers must form a good and permanent bond with the adjacent layers and must retain their good
Schalldämpfungseigenschaften auch bei hohen und tiefen Temperaturen beibehalten. Schließlich dürfen die Schalldämpfschichten die Sicherheitsglaseigenschaften der Verglasung nicht nachteilig beeinflussen. Als schalldämpfende Schichten haben sich insbesondere viskoelastische Acry!polymere bewährt.Sound-absorbing properties are maintained even at high and low temperatures. Finally, the sound-absorbing layers must not have a detrimental effect on the safety glass properties of the glazing. Viscoelastic acrylic polymers have proven particularly effective as sound-absorbing layers.
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Aus der EP O 532 478 A2 ist eine auch für die Verglasung von Kraftfahrzeugen geeignete schalldämpfende Verbundglasscheibe mit einer ein viskoelastisches Acrylpolymer enthaltenden Zwischenschicht bekannt. Bei dieser bekannten Verbundglasscheibe wird die Zwischenschicht zwischen den beiden Glasscheiben aus einer photopolymerisierbaren Monomerzusammensetzung gebildet, die aus 5 bis 50 Gew.-% eines aliphatischen Polyurethans und 15 bis 85 Gew.-% einer photopolymerisierbaren Mischung verschiedener Acrylmonomere und üblichen Polymerisationsadditiven besteht. Die Monomermischung wird in den Zwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben eingefüllt und die Polymerisation durch UV-Bestrahlung eingeleitet. Diese bekannte schalldämpfende Verbundglasscheibe eignet sich nicht für die Serienfertigung, da das Verfahren zu ihrer Herstellung durch Polymerisieren der zwischen die Glasscheiben eingebrachten Monomermischung in situ verhältnismäßig au fwendi g ist.EP 0 532 478 A2 discloses a sound-absorbing laminated glass pane with an intermediate layer containing a viscoelastic acrylic polymer, which is also suitable for glazing motor vehicles. In this known laminated glass pane, the intermediate layer between the two glass panes is formed from a photopolymerizable monomer composition consisting of 5 to 50% by weight of an aliphatic polyurethane and 15 to 85% by weight of a photopolymerizable mixture of various acrylic monomers and conventional polymerization additives. The monomer mixture is filled into the space between the two glass panes and polymerization is initiated by UV irradiation. This known sound-absorbing laminated glass pane is not suitable for series production, since the process for its manufacture by polymerizing the monomer mixture introduced between the glass panes in situ is relatively complex.
Bei den industriellen Verfahren zur Herstellung von Verbundglas werden üblicherweise die beiden Glasscheiben mit einer vorgefertigten Polymerfolie unter Anwendung von Wärme und Druck verbunden. Ein Verfahren dieser Art zur Herstellung von Verbundglasscheiben mit guten Schalldämpfungseigenschaften ist aus der EP 0 457 190 Al bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine vorgefertigte Polymerfolie mit hoher Schalldämpfung verwendet, die wenigstens zwei Schichten umfaßt, von denen die eine Schicht aus einem bestimmten ersten Polyvinylacetal und einem Weichmacher, und die andere Schicht aus einem bestimmten anderen Polyvinylacetal und einem Weichmacher besteht.In the industrial processes for producing laminated glass, the two panes of glass are usually bonded to a prefabricated polymer film using heat and pressure. A process of this type for producing laminated glass panes with good sound-absorbing properties is known from EP 0 457 190 A1. In this known process, a prefabricated polymer film with high sound-absorbing properties is used, which comprises at least two layers, one of which consists of a specific first polyvinyl acetal and a plasticizer, and the other layer of a specific other polyvinyl acetal and a plasticizer.
Viskoelastische Acrylpolymere mit guten Schalldämpfungseigenschaften sind auch in Form von dünnen Folien bekannt. Diese schalldämpfenden Folien können fürViscoelastic acrylic polymers with good sound-absorbing properties are also known in the form of thin films. These sound-absorbing films can be used for
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die Herstellung von Verbundglas verwendet werden, indem sie zwischen zwei thermoplastischen Folien insbesondere aus Polyvinylbutyral angeordnet und mit diesen und zwei äußeren Glasscheiben nach den für die Herstellung von Verbundglas üblichen Verfahren unter Anwendung von Wärme und Druck verbunden werden. Verbundglasscheiben dieser Art weisen gute Schalldämpfwerte auf, doch hat es sich gezeigt, daß im Laufe der Zeit sich das Acrylatpolymer eintrübt und die schalldämpfenden Eigenschaften sich verschlechtern, so daß die Verbundglasscheibe auf diese Weise unbrauchbar wird.They can be used to make laminated glass by placing them between two thermoplastic films, in particular polyvinyl butyral, and bonding them to two external panes of glass using the usual methods for making laminated glass, using heat and pressure. Laminated glass panes of this type have good soundproofing values, but it has been shown that over time the acrylate polymer becomes cloudy and the soundproofing properties deteriorate, rendering the laminated glass pane unusable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schalldämpfende Verbundglasscheibe bereitzustellen, die einerseits die gute Verarbeitbarkeit und die guten Schalldämpfeigenschaften bekannter Folien aus viskoelastischen Polymeren ausnutzt, und die andererseits ihre guten optischen Eigenschaften und ihre Trübungsfreiheit auch über lange Zeiträume beibehält.The invention is based on the object of providing a sound-absorbing laminated glass pane which, on the one hand, exploits the good processability and the good sound-absorbing properties of known films made of viscoelastic polymers and, on the other hand, maintains its good optical properties and its freedom from clouding even over long periods of time.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Verbundglasscheibe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Schicht aus viskoelastischem Acrylpolymer eine thermoplastische 0,05 bis 1,0 mm dicke Folie ist, und daß diese Folie unter Zwischenschaltung einer 0,01 bis 0,1 mm dicken Polyesterfolie und einer 0,3 bis 0,8 mm dicken thermoplastischen Klebeschicht mit einer Silikatglasscheibe verbunden ist. Erfindungsgemäß wird also zwischen die Acrylpolymerfolie und die thermoplastische Klebeschicht eine dünne Polyesterfolie, insbesondere aus Polyethylentherephthalat, zwischengeschaltet.According to the invention, this object is achieved in a laminated glass pane of the type mentioned at the outset in that the layer of viscoelastic acrylic polymer is a thermoplastic film 0.05 to 1.0 mm thick, and that this film is connected to a silicate glass pane with the interposition of a 0.01 to 0.1 mm thick polyester film and a 0.3 to 0.8 mm thick thermoplastic adhesive layer. According to the invention, a thin polyester film, in particular made of polyethylene terephthalate, is interposed between the acrylic polymer film and the thermoplastic adhesive layer.
Es hat sich gezeigt, daß eine Verbundglasscheibe mit diesem Aufbau sich nicht nur mit Hilfe der üblichen Verbindeverfahren problemlos herstellen läßt und auf diese Weise für die Serienfertigung geeignet ist, sondern daß durch die zusätzliche Anordnung einer dünnen PET-Folie zwischen der Acrylpolymerfolie und der thermoplastischenIt has been shown that a laminated glass pane with this structure can not only be produced without problems using the usual bonding processes and is thus suitable for series production, but that the additional arrangement of a thin PET film between the acrylic polymer film and the thermoplastic
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Kleberschicht, die vorzugsweise aus einer für die Herstellung von Verbundglasscheiben üblichen Polyvinylbutyralfolie besteht, jede nachteilige Beeinflussung der Acrylpolymerfolie ausgeschlossen wird. Wenn nämlich die Acrylpolymerfolie unmittelbar mit der Polyvinylbutyralfolie in Kontakt steht, diffundieren anscheinend Teile des Weichmachers der PVB-Folie in das Acrylpolymer und rufen dort die Trübungseffekte und eine Verschlechterung der Schalldämpfeigenschaften hervor. Überraschenderweise stellen die PET-Folien, selbst wenn sie nur eine sehr geringe Dicke von weniger als 50 pm aufweisen, eine vollkommene Diffusionssperre für den Weichmacher der PVB-Folie dar. Andererseits verbinden sich die PET-Folien aufgrund ihrer Oberflächeneigenschaften sowohl mit der thermoplastischen Acrylatfolie als auch mit den üblichen PVB-Folien, so daß die erfindungsgemäße Verbundglasscheibe auch unter den Gesichtspunkten der Langzeitbeständigkeit und der Sicherheit alle Anforderungen erfüllt.Adhesive layer, which preferably consists of a polyvinyl butyral film commonly used for the production of laminated glass panes, any adverse effect on the acrylic polymer film is excluded. If the acrylic polymer film is in direct contact with the polyvinyl butyral film, parts of the plasticizer of the PVB film apparently diffuse into the acrylic polymer and cause the clouding effects and a deterioration in the soundproofing properties. Surprisingly, the PET films, even if they have a very small thickness of less than 50 μm, represent a complete diffusion barrier for the plasticizer of the PVB film. On the other hand, the PET films bond to both the thermoplastic acrylate film and the usual PVB films due to their surface properties, so that the laminated glass pane according to the invention also meets all requirements with regard to long-term durability and safety.
In ihrer einfachsten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Verbundglasscheibe aus zwei Silikatglasscheiben, zwischen denen die genannten Folien in der Schichtenfolge PVB-PET-Acrylat-PET-PVB angeordnet sind. Anstelle der üblichen PVB-Folien können selbstverständlich auch thermoplastische Klebefolien aus anderen Materialien verwendet werden, insbesondere solche aus geeigneten thermoplastischen Polyurethanen.In its simplest embodiment, the laminated glass pane according to the invention consists of two silicate glass panes between which the films mentioned are arranged in the layer sequence PVB-PET-acrylate-PET-PVB. Instead of the usual PVB films, thermoplastic adhesive films made of other materials can of course also be used, in particular those made of suitable thermoplastic polyurethanes.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Verbundglasscheibe nur eine Silikatglasscheibe, die im eingebauten Zustand nach außen gerichtet ist, während die zum Fahrgastraum gerichtete Oberfläche der Verbundglasscheibe von einer Polymerschicht mit einer hinreichenden Kratzfestigkeit gebildet wird. Solche Glas-Kunststoff-Scheiben haben bestimmte VorteileAccording to another embodiment, the laminated glass pane according to the invention comprises only one silicate glass pane which, when installed, faces outwards, while the surface of the laminated glass pane facing the passenger compartment is formed by a polymer layer with sufficient scratch resistance. Such glass-plastic panes have certain advantages
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bezüglich des Gewichts und der Sicherheitseigenschaften und sind als solche in verschiedenen Formen bekannt.in terms of weight and safety properties and are known as such in various forms.
Für die Erfindung eignen sich insbesondere solche Folien aus viskoelastischen Acrylpolymeren, die einen Schermodul zwischen 106'5 Pa bei 0 0C und 104'5 Pa bei 60 0C, sowie im Temperaturbereich von 0 bis 60 0C einen Verlustfaktor von etwa 0,8 bis 1 aufweisen. Hierzu zählen beispielsweise die Produkte der Firma 3M, die unter der Bezeichnung "Scotchdamp-Polymere" in Folienform im Handel erhältlich sind. Bei diesen Produkten handelt es sich um Acrylpolymere, die keine Weichmacher enthalten und deren Dämpfungseigenschaften einen weiten Temperaturbereich umfassen. Insbesondere hat sich der Produkttyp ISD 112 als besonders geeignet erwiesen, dessen maximale Dämpfungseigenschaften im Temperaturbereich von 0 bis 60 0C liegen.Films made of viscoelastic acrylic polymers which have a shear modulus of between 10 6 ' 5 Pa at 0 0 C and 10 4 ' 5 Pa at 60 0 C and a loss factor of about 0.8 to 1 in the temperature range from 0 to 60 0 C are particularly suitable for the invention. These include, for example, the products from 3M, which are commercially available in film form under the name "Scotchdamp polymers". These products are acrylic polymers which do not contain any plasticizers and whose damping properties cover a wide temperature range. In particular, the product type ISD 112 has proven to be particularly suitable, with its maximum damping properties in the temperature range from 0 to 60 0 C.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
Von den Zeichnungen zeigtFrom the drawings shows
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundglasscheibe,Fig. 1 shows a first embodiment of the laminated glass pane according to the invention,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundglasscheibe, undFig. 2 shows a second embodiment of the laminated glass pane according to the invention, and
Fig. 3 die Dämpfungswerte in Abhängigkeit von der Frequenz einer üblichen Verbundglasscheibe und der in Fig. 1 dargestellten Verbundglasscheibe.Fig. 3 shows the attenuation values as a function of frequency of a conventional laminated glass pane and the laminated glass pane shown in Fig. 1.
In Fig. 1 ist in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung der Aufbau einer Verbundglasscheibe dargestellt, wie sie für Windschutzscheiben und zunehmend auch für Seiten- und Rückwandscheiben Verwendung findet. Selbstverständlich kannFig. 1 shows a partial sectional view of the structure of a laminated glass pane, as it is used for windscreens and increasingly also for side and rear windows.
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der gleiche Aufbau, gegebenenfalls mit etwas anderen Dicken der Silikatglasscheiben, auch für Windschutzscheiben und Heckscheiben von Kraftfahrzeugen Verwendung finden.The same structure, possibly with slightly different thicknesses of the silicate glass panes, can also be used for windscreens and rear windows of motor vehicles.
Die Verbundglasscheibe umfaßt zwei jeweils 1,6 bis 3 mm dicke Silikatglasscheiben 1, 2, zwei jeweils 0,38 mm dicke Polyvinylbutyralschichten 3, 4, zwei dünne PET-Folien 5,6 sowie eine zwischen diesen beiden PET-Folien angeordnete Folie 7 aus viskoelastischem Acrylpolymer. Die PET-Folien 5, 6 haben jeweils eine Dicke von 0,05 mm. Bei der Folie handelt es sich um eine 0,05 mm dicke Scotchdamp-Polymerfolie des Typs ISD 112 der Firma 3M. Die einzelnen Schichten werden in der bei der Verbundglasfertigung üblichen Weise zusammengelegt und unter Anwendung von Wärme und Druck miteinander verbunden.The laminated glass pane comprises two silicate glass panes 1, 2 each 1.6 to 3 mm thick, two polyvinyl butyral layers 3, 4 each 0.38 mm thick, two thin PET films 5, 6 and a film 7 made of viscoelastic acrylic polymer arranged between these two PET films. The PET films 5, 6 each have a thickness of 0.05 mm. The film is a 0.05 mm thick Scotchdamp polymer film of the type ISD 112 from 3M. The individual layers are put together in the usual way for laminated glass production and bonded together using heat and pressure.
Die PET-Folie 5 oder die PET-Folie 6 kann auf einer Seite mit einem IR-reflektierenden Schichtsystem versehen sein. Zusätzlich zu den schalldämpfenden Eigenschaften hat eine derartige IR-reflektierende Verbundglasscheibe eine erhöhte Wärmeschutzwirkung gegen die einfallende Wärmestrahlung. Außerdem haben die erfindungsgemäßen Verbundglasscheiben aufgrund der integrierten PET-Folien eine erhöhte einbruchhemmende Wirkung, so daß sich auf diese Weise Autoscheiben mit einem sehr hohen Komfort herstellen lassen.The PET film 5 or the PET film 6 can be provided with an IR-reflecting layer system on one side. In addition to the sound-absorbing properties, such an IR-reflecting laminated glass pane has an increased thermal protection effect against the incident thermal radiation. In addition, the laminated glass panes according to the invention have an increased burglary-resistant effect due to the integrated PET films, so that car windows with a very high level of comfort can be produced in this way.
Die in Fig. 2 dargestellte Verbundglasscheibe weist nur eine Silikatglasscheibe 10 auf. Die beispielsweise 4 -mm dicke Silikatglasscheibe 10 ist im eingebauten Zustand zur Außenseite des Fahrzeugs gerichtet. Mit der Silikatglasscheibe 10 ist eine 0,76 mm dicke PVB-Schicht verbunden. Auf die PVB-Schicht 11 folgen eine 0,05 mm dicke PET-Folie 12, eine 0,05 mm dicke Scotchdamp-Polymerfolie des Typs ISD 112 und eine 0,1 mm dicke PET-Folie 14, die auf ihrer freien Oberfläche mit einer Kratzfestschicht 15 versehen ist. Wie bei der zuerst beschriebenenThe laminated glass pane shown in Fig. 2 has only one silicate glass pane 10. The silicate glass pane 10, which is 4 mm thick, for example, faces the outside of the vehicle when installed. A 0.76 mm thick PVB layer is bonded to the silicate glass pane 10. The PVB layer 11 is followed by a 0.05 mm thick PET film 12, a 0.05 mm thick Scotchdamp polymer film of the type ISD 112 and a 0.1 mm thick PET film 14, which is provided with a scratch-resistant layer 15 on its free surface. As with the first described
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Ausführungsform kann auch in diesem Fall die PET-Folie 12 oder die PET-Folie 14 mit einerIn this case, too, the PET film 12 or the PET film 14 can be provided with a
IR-reflektierenden Schicht versehen sein, beispielsweise mit einer nach einem Vakuumverfahren aufgebrachten Mehrfachschicht mit einer Funktionsschicht aus Silber.IR-reflecting layer, for example with a multiple layer with a functional layer of silver applied using a vacuum process.
Das in Fig. 3 wiedergegebene Diagramm veranschaulicht die durch die Erfindung erzielte Verbesserung der Schalldämpfung. In diesem Diagramm ist die Schalldämpfung in dB in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen, und zwar für eine Verbundglasscheibe mit dem üblichen Aufbau (Kurve A) und für eine Verbundglasscheibe mit dem anhand der Fig. 1 beschriebenen Aufbau (Kurve B). Die Messungen wurden an ebenen Verbundglasscheiben mit den Flächenabmessungen 80 &khgr; 50 cm durchgeführt. Die Dicke der Silikatglasscheiben betrug in beiden Fällen jeweils 2,1 mm. Das Vergleichsmuster mit dem Dämpfungsverlauf der Kurve A hatte den Aufbau 2,1 mm Glas - 0,76 mm PVB - 2,1 mm Glas, während das erfindungsgemäße Muster den Aufbau 2,1 mm Glas - 0,38 mm PVB - 0,05 mm PET - 0,05 mm Acrylpolymer - 0,05 mm PET - 0,38 mm PVB - 2,1 mm Glas hatte.The diagram shown in Fig. 3 illustrates the improvement in sound attenuation achieved by the invention. In this diagram, the sound attenuation in dB is plotted as a function of frequency for a laminated glass pane with the usual structure (curve A) and for a laminated glass pane with the structure described with reference to Fig. 1 (curve B). The measurements were carried out on flat laminated glass panes with surface dimensions of 80 x 50 cm. The thickness of the silicate glass panes was 2.1 mm in both cases. The comparison sample with the attenuation curve in curve A had the structure 2.1 mm glass - 0.76 mm PVB - 2.1 mm glass, while the sample according to the invention had the structure 2.1 mm glass - 0.38 mm PVB - 0.05 mm PET - 0.05 mm acrylic polymer - 0.05 mm PET - 0.38 mm PVB - 2.1 mm glass.
Die Ergebnisse zeigen, daß die Dämpfungswerte der erfindungsgemäßen Verbundglasscheibe im weitaus größten Teil des Frequenzspektrums höher liegen als die Dämpfungswerte der Vergleichsscheibe. Insbesondere aber liegen im Bereich von etwa 200-300 Hz und im Bereich der Koinzidenzfrequenz etwa 3 000 Hz, in denen bei üblichen Verbundglasscheiben die Dämpfungskurven der Glasscheiben starke Einbrüche aufweisen, die gemessenen Scha11dämpfwerte wesentlich höher, so daß insgesamt eine erhebliche Verbesserung der Schalldämpfung erzielt wird.The results show that the attenuation values of the laminated glass pane according to the invention are higher than the attenuation values of the comparison pane in the vast majority of the frequency spectrum. In particular, however, in the range of about 200-300 Hz and in the coincidence frequency range of about 3,000 Hz, in which the attenuation curves of the glass panes in conventional laminated glass panes show strong drops, the measured sound attenuation values are significantly higher, so that overall a considerable improvement in sound attenuation is achieved.
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