DE2551354A1

DE2551354A1 - Sicherheitsfolie, insbesondere fuer fensterscheiben

Info

Publication number: DE2551354A1
Application number: DE19752551354
Authority: DE
Inventors: Michael E Willdorf
Original assignee: Material Distributors Corp
Current assignee: Material Distributors Corp
Priority date: 1975-05-21
Filing date: 1975-11-15
Publication date: 1976-12-02
Also published as: BE839920A; NL184205C; AU8401475A; NL184205B; US4028475A; NL7509652A; JPS5917674B2; FR2311762B1; JPS51140980A; FR2311762A1; AU502147B2; GB1515524A

Description

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2551

DR.E.WIEGAND DIPL-ING.W. NIEMANN ° '

DR. M. KÖHLER DIPUING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

2000 HAMBURG 50, 13. Nov. 1975 KON1GSTRASSE 28 TELEFON: 381233 TELEGRAMME: KARPATENT TELEX: 212979 KARP D

W. 268OO/75 12/Vo

Material Distributors Corporation Woburn, Massachusetts (V.St.A.)

Sicherheitsfolie, insbesondere für Fensterscheiben

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsfolie zum Schutz gegen Zersplittern oder dergl. von Fensterscheiben bei Stößen oder Explosionen, wobei durch die Sicherheitsfolie die Optische Klarheit der Fensterscheibe nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Sicherheitsfolie für bequemes Anbringen an der Innenfläche einer Fensterscheibe als Schutz gegen Zersplitterung

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des Glases, selbst wenn die Fensterscheibe bei Beschädigung von außen splittert oder bricht. Bekannte optisch klare Sicherheitsfolien haben, wenn sie an Fensterflächen anhaften gelassen werden, das Bestreben, im Fall eines Stoßes oder einer Explosion zu reißen, so daß Glas umherfliegt, wobei gerade das Umherfliegen von Glas die Hauptgefahr ist, die durch die Verwendung einer Sicherheitsfolie beseitigt werden soll.

Es ist gemäß der Erfindung gefunden worden, daß durch ein Schichtgebilde einer Dicke von 2,5 bis B mils (62,5 bis 15o Mikron) (ausschließlich irgendeiner Trenn- oder Freigabeschicht) aus abwechselnden Polyäthylenterephthalatschich· ten und inneren und äußeren Bindeschichten ein stark verbesserter Schutz gegen Zersplitterung bzw. ein stark verbesserter Splitterschutz erhalten wird, wenn eine solche Folie auf die Innenfläche einer Fensterscheibe aufgebracht wird, wenn 1.) jede der wenigstens zwei Polyäthylenterephthalatschichten eine Dicke von wenigstens 1 mil hat, 2.) jede der inneren Bindeschichten zwischen den Polyesterterephthalatschichten zusammengesetzt ist aus einem Misch-

polyesterbindemittel eines Gewichtes von 3,2 bis 9,6 g/m und einer Dicke von o,1 bis o,3 mil (2,5 bis 7,5 Mikron), und 3.) die äußere Bindeschicht zum Anhaftenlassen des Schichtgebildes an einer Glasscheibe zusammengesetzt ist aus einem druckempfindlichen' Acrylatpolyen eines Gewichtes

von 9,6 bis 38,4 g/m und einer Dicke von o,4 bis 1,5 mil (1o bis 37,5 Mikron). Alle diese Schichten sind optisch klar und für Wasserdampf durchlässig, und wahlweise sind eine oder mehre der Polyäthylenterephthalatschichten mit einer halbtransparenten Aluminiumschicht überzogen, die mittels Vakuumverdampfung aufgebracht bzw. niedergeschlagen ist. Bezogen auf die Gesamtdicke des Schichtgebildes 'liegt der

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Anteil der Mischpolyesterschichten im Bereich von 6 bis 18 %, und der Anteil der druckempfindlichen Schichten im Bereich von 13 bis 26 %. Der Grund für den besonders wirksamen Splitterschutz, der durch ein Schichtgebilde der vorbeschriebenen Art erhalten wird, ist nicht vollständig verstanden, es wird jedoch angenommen, daß ein solches Schichtgebilde eine kritische Balance von physikalischen Eigenschaften hat, die folgende Eigenschaften umfassen: ausreichende Gesamtbiegsamkeit, so daß hoher Teildruck angewendet werden kann, wenn die Folie an eine Glasscheibe angedrückt wird; ausreichender Zugmodul sowie ausreichende Stoßfestigkeit und Reißfestigkeit, wobei diese durch die orientierten Polyesterschichten erteilt werden, um ein Reißen auszuschließen, während die sich aus Stößen ergebenden Belastungen verteilt werden; besonders gute Adhäsion, Kohäsion, Verträglichkeit und besonders gutes Federungsvermögen, so daß Stößen widerstanden werden kann ohne Versagen; ausreichender Modul von Starrheitsdiskontinuitäten zwischen den Polyesterterephthalatschichten und den inneren Bindeschichten, so daß die Übertragung von Schwingungsenergie gedämpft wird, und besonders gute Adhäsion, Kohäsion, Verträglichkeit und besonders gutes Federungsvermögen, die durch die druckempfindliche Bindeschicht erteilt werden, so daß Glassplitter gehalten werden, die erzeugt werden durch Verformung des Gebildes aus Sicherheitsfolie und Glasscheibe zum Zeitpunkt des Auftretens des Stoßes oder Schlages.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist ein Fließdiagramm, anhand von welchem in vergrößertem Maßstab eine Sicherheitsfolie erläutert ist, die gemäß der Erfindung verarbei-'

tet wird, wobei auch die erhaltene Ausführung aus Glas und Folie gezeigt ist.

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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Fensters, an welchem die Erfindung verkörpert ist.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab analog zur Fig. 1 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 ist eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 ist eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Allgemein hat jede Sicherheitsfolie eine Gesamtdicke im Bereich von 2,5 bis 6 mil (62,5 bis 15o Mikron), und sie umfaßt zwei bis fünf selbsttragende Schichten, innere Bindeschichten zum Aufschichten der selbsttragenden Schichten und eine äußere Bindeschicht zum Aufbringen der Sicherheitsfolie auf eine Glasscheibe oder Fensterscheibe oder dergl. Jede der wenigstens zwei selbsttragenden Schichten ist aus zweiachsig orientiertem Polyäthylenterephthalat zusammengesetzt und hat eine Dicke zwischen 1 und 3 mil (25 bis 75 Mikron). Jede der inneren Bindeschichten ist aus einem Polyesterterephthalat-Mischpolymerisat zusammengesetzt, welches im Vergleich zu dem Molekulargewicht der selbsttragenden Schichten geringes Molekulargewicht hat, und insbesondere ist das Mischpolymerisat ein Kohlenwasserstoffmischpolymerisat oder --. ein Polyolmischpolymerisat von Polyäthylenterephthalat, beispielsweise Polyäthylenglycolterephthalat, Polyäthylenpropylenterephthalat und Polyäthylenbutylenterephthalat, und diese Schichten haben eine Dicke von o,1 bis o,3 mil (2,5 bis 7,5 Mikron). Die druckempfindliche Klebschicht ist aus einem Harz auf Acrylbasis und einem Polyenklebrigmacher zusammengesetzt, und sie hat eine Dicke, die das vier- bis fünfzehnfache der

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Dicke einer der inneren Bindeschichten beträgt, und typisch beträgt die Dicke o,4.bis 1,5 mil Mo bis 37,5 Mikron), Eine typische Zusammensetzung der druckempfindlichen Schicht umfaßt zehn bis dreißig Teile eines geradkettigen Acrylats, insbesondere eines Mischpolymerisats, eines Homopolymerisats oder eines Zwischenpolymerisats von Methylacrylat, Äthylacrylat, Propylacrylat oder Butylacrylat, und 2,5 bis 7,5 Teile eines Kautschuks niedrigen Molekulargewichts, insbesondere eines Polykohlenwasserstoffs, wie Polybuten oder Polyterpen. Wahlweise ist eine der Polyäthylenterephthalatschichten mittels Vakuumdampfniederschlagung mit einer Aluminiumschicht überzogen in einer Dicke von nicht mehr als 3oo Angström, wobei diese Aluminiumschicht eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 5 bis 6o % hat.

Typisch ist die druckempfindliche Schicht in Übereinstimmung mit den nachstehend beschriebenen Tests, die

O O

bei 72 F (22 C) ausgeführt wurden, durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet: einen Rollkugeltestwert (PSTC-Test Nr. 7) im Bereich von ¹/16 Zoll bis 6 Zoll Co,15 bis 15 cm), einen statischen Schertestwert (PSTC-Test Nr. 6/

im Bereich von 1 bis 5 Stunden, und durch einen 18o -statischen .Ab.lösetestwert, (PSTC-Test Nr. 1) im Bereich von 7,5 bis 75 Unzen (213 bis 2.13o g). Diese Tests, die "Pressure Sensitive Tape Council (PSTC)"-Tests sind,sind im Abstand von 2 Zoll beschrieben.

Beim statischen Schertest wird ein Substrat mit dem druckempfindlichen Klebmittel überzogen auf eine Trockendicke von etwa 1 mil (25 Mikron). Eine Fläche von 1 Qua-

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dratzoll bzw. 1,54 cm des überzogenen Substrats wird auf eine saubere Platte aus rostfreiem Stahl aufgebracht und mit einer Kautschukrolle eines Gewichtes von 2,25 kg (5 lbs) zweimal gerollt. Die Platte ist in einer Einspann-

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vorrichtung angeordnet. Ein Gewicht wird an die Unterseite des Substrats angebracht, und das Gebilde wird einer ausgewählten Temperatur unterworfen. Die Zeit bis zum vollständigen Versagen bzw. die Strecke, über welche das Substrat sich nach einer bestimmten Zeit bewegt hat, wird als Wert aufgezeichnet.

Bei dem 18o -statischen Ablösetest- wird der druckempfindliche Klebstoff auf ein biegsames Substrat aufgebracht und gehärtet, und dieses Substrat wird umgekehrt gebogen. Eine der freiliegenden druckempfindlichen Flächen wird auf ein senkrechtes starres Substrat gepreßt, und die andere wird mit einem nach unten stehenden Gewicht verbunden. Dasjenige Gewicht, welches ein Ablösen bewirkt, stellt den Testwert dar.

Beim Rollkugeltest wird eine Kugel aus rostfreien Stahl und eines Durchmessers von o,9 cm C /16 Zoll] auf einer an-

nähernd im Winkal von 45 schräg verlaufenden Ebene nach unten auf die druckempfindliche Fläche rollen gelassen. Die Strecke vom Unterende der schrägen Ebene bis zu der Stelle, an der die Kugel anhält, wird in cm bzw. Zoll gemessen, um den entsprechenden Wert zu erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1_ '

Eine Sicherheitsfolie 36 gemäB Fig. 1 umfaßt Schichten in folgender Reihenfolge: eine Polyäthylenterephthalatschicht 1-0 einer Dicke von 1 mil bzw. 25 Mikron, eine Polyäthylenglycolterephthalatschicht 12 einer Dicke von o,2 mil bzw. 5 Mikron, eine Plyäthylenterephthalatschicht 14 einer Dicke von 2 mil bzw. 5o Mikron, eine Polyäthylenglycolterephtalat-

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schicht 16 einer Dicke von o,1 mil bzw. 2,5 Mikron, eine Polyäthylenterephthalatschicht 16 einer Dicke von 1 mil bzw. 25 Mikron, eine druckempfindliche Schicht 2o aus Methylacrylatpolybuten einer Dicke von o,6 mil bzw. 15 Mikron, und eine mit Silicon imprägnierte Papiertrenn- bzw. Löseschicht 22 einer Dicke von 2 mil bzw.-5o Mikron. Alle diese Schichten sind chemisch und mechanisch mitteinander in Beziehung gebracht, und sie sind optisch klar, wie es oben erläutert wurde. Bei der Verwendung wird die Trenn- oder Löseschicht 22 von der druckempfindlichen Schicht 2o abgezogen und ein Schmierüberzug aus einem wässrigen Detergent 24 wird auf die druckempfindliche Schicht 2o aufgebracht. Daiiachwird die Folie aufdie Innenfläche einer Glasscheibe 26 aufgedrückt, wobei die wässrige Schicht 28 sich zwischen der Glasscheibe oder Fensterscheibe und der Folie 36 befindet. Nach dem Trocknen durch Auswandern der Feuchtigkeit durch die Folie 36 hindurch und an den freien Kanten der Fensterscheibe 26 und der Folie 36 hat das Gebilde aus Fensterscheibe 26 und Sicherheitsfolie 36 bei Befestigung innerhalb eines üblichen Fensterrahmens 3o oder dergl. au" Berordentliche Fähigkeit, Stößen oder Schlagen zu widerstehen, die aus einer in Fig. 2 mit 32 bezeichneten Richtung kommen, und auch eine außergewöhnliche Fähigkeit zu verhindern, daß Glassplitter in der in Fig. 2 mit 34 bezeichneten Richtung geschleudert werden. Bei diesem Beispiel werden innere Bindeschichten verwendet, die in der US-PS 3 17ο Θ33 bschrieben sind. Die bei diesem Beispiel verwendete druckempfindliche Schicht 2o aus Methylacrylatpolybuten hat nach-· stehende Eigenschaften: einen Rollkugeltestwert vn 11,6 cm

(4,5 Zoll), einen 1Bo -Ablösetestwert von o,35 kg (12,5 Unzen) und einen statischen Schertestwert von 24 Stunden.

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-B-

Beispiel

In Fig. 3 ist eine andere Sicherheitsfolie gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Folie umfaßt eine erste Polyäthylenterephthalatschicht 38 einer Dicke von 2 mil bzw. 5o Mikron, eine Polyäthylglycolterephthalatschicht 4o einer Dicke von o,2 mil bzw. 5 Mikron, eine Plyäthylenterephthalatschicht 42 einer Dicke von 2 mil bzw. 5o Mikron, eine druckempfindliche Schicht 44 aus Methylacrylatpolybuten einer Dicke von o,8 mil bzw. 2o Mikron und eine mit Silicon imprägnierte Trenn- bzw. Löseschicht 46 aus Papier einer Dicke von 2 mil bzw. 5o Mikron. Alle diese Schichten sind chemisch und mechanisch miteinander in Beziehung gesetzt oer verbunden, und sie sind optisch klar, wie es oben erläutert wurde. Diese Sicherheitsfolie wurde.in der gleichen Weise verarbeitet wie die Sicherheitsfolie gemäß Beispiel 1

Deispiel

In Fig. 4 ist eine andere Sicherheitsfolie gemäß der Erfindung dargesellt. Dies Folie umfaßt drei Polyesterterephthalatschichten 48, 52 und 56, deren jede eine Dicke von 1 mil bzw. 25 Mikron hat, zwei zwischenliegende innere .Bindeschichten 5o und 54, die aus Polyäthylenglycolterephtha· lat zusammengesetzt sind und eine Dicke von o,2 mil bzw. 5 Mikron haben, eine druckempfindliche Schicht 58 aus Methylacrylatpolybuten einer Dicke von 1 mil bzw. 25 Mikron, und eine mit Silicon imprägnierte Trenn- bzw. Löseschicht 6o aus Papier einer Dicke von 1 tnil bzw. 25 Mikron. Alle diese

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Schichten sind chemisch und mechanisch miteinander in Beziehung gesetzt bzw. verbunden, und sie sind optisch klar, wie es oben erläutert wurde. Diese Sicherheits-Folie wurde in der gleichen Weise wie die Folie gemäß Beispiel 1 verarbeitet.

B ei s pi el 4

In Fig. 5 ist eine andere Folie dargestellt» die sowohl eine Sicherheitsfolie als auch eine Sonnenschutzfolie ist, Diese Folie umfaßt d:rei Polyesterterephthalat*- schichten 64, 68, 74, von denen die Schichten 64 und 74 eine Dicke von 1 mil bzw» 25 Mikron und die Schicht 68 eine Dicke von 2 mil bzw. Bo Mikron hat, zwei dazwischenliegende inn'ere Bindeschichten BB und 7o., die aus PolyathylenglycOlterephthalat zusammengesetzt sind und eine Dicke von o,2 mil bzw, 5 Mkron haben, einen dampfniedergschlagenen Aluminiumüberzug 72 als eine Schicht auf der Schicht 74 und zwischen dieser und der Schicht 7o, wobei dieser Überzug eine Dicke von etwa 1oo Angstrom hat, eine druckempfindliche Schicht 76 aus Methylacrylatpolybuten einer Dicke von Ϊ mil bzw. 25 Mikron und eine Trenn- bzw. Lö'sesc'hicht 78 aus mit Silicon imprägniertem Papier einer Dicke von 1 mil bzw. 25 Mikron. Alle Schichten sind chemisch und mechanisch miteinander verbunden, und sie sind optisch kar, wie es oben erläutert wurde. Diese Sicherheits- und Sonnenschutzfolie wurde in der gleichen Weise wie die Folie gemäß Beispiel 1 verarbeitet, um ein Sicherheats*· und Sonnen· schutzfenster in Verbindung mit einer Glasscheibe 8o in der Art und Weise, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, zu schaffen

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- 1ο

Es ist zu verstehen, daß die dampfniedergeschlagene Aluminiumschicht gemäß Fig. 5 wahlweise auf irgendeine der Innenflächen der Polyäthylenterephthalatschichten der Folien gemäß den Fig. 1 bis 4 aufgebracht werden kann. Die Erfindung umfaßt demgemäß die Sicherheitsfolien gemäß den F-ig. 1, 3, 4 und 5 und das zusammengesetzte Gebilde aus Sicherheitsfolie und Glasscheibe bzw. Fensterscheibe gemäß Fig. 2.

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Claims

- 11 Patentansprüche

I 1 J Sii

. Sicherheitsfolie, insbesondere für Glasscheiben oder Fensterscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei bis fünf selbsttragende Schichten (beispielsweise 1o,14,18), deren jede aus Polyäthylenterephthalat zusammengesetzt ist, eine Mehrzahl von inneren Bindeschichten (beispielsweise 12, 16), mittels denen die selbsttragenden Schichten zu einem Schichtgebilde verbunden sind, und deren jede aus Polyäthylenterephthalatmischpolymerisat zusammengesetzt ist, und eine druckempfindliche Klebschicht (beispielsweise 2o) an einer Fläche einer der selbsttragenden Schichten aufweist, die aus einer klebrigen Zusammensetzung aus einem Acrylat und einem elastomeren Polyen gebildet ist, wenigstens zwei der selbsttragenden Schichten eine Dicke von wenigstens 1 mil bzw. 25 Mikron haben, jede der inneren Bindeschichten eine Dicke im Bereich von o,1 bis o,3 mil bzw. 2,5 bis 7,5 Mikron hat, die druckempfindliche Klebschicht eine Dicke hat, die das vier- bis fünfzehnfache der Dicke jeder der inneren Bindeschichten beträgt, alle Schichten der Folie optisch klar sind, und daß die Gesamtdicke der Sicherheitsfolie im Bereich von 3 bis B mil bzw. 75 bis 15o Mikron liegt.
2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Klebmittel als wesentliche Bestandteile 15 bis 3o Teile geradkettiges Acrylat und 2,5 bis 7,5 Teile einesKautschuks geringen Molekulargewichts enthält.
3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,, daß die aus druckempfindlichem Klebmittel bestehende Sehicht

O O

charakterisiert ist durch'einen Wert des bei 72 F bzw. 22 C ausgeführten Rolkugeltestes im Bereich von o,15 bis 15 cm

-] OO

bzw. /1B bis 6 Zoll, einen Wert bei einem bei 72 F bzw. 22 C

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Scherausgeführten statischen/test zwischen einer und fünf

Stunden, und durch einen Wert eines 1Bo -statischen Ablösetestes zwischen o,213 bis 2,13o kg bzw. zwischen 7,5 und 75 Unzen.
4. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der inneren Bindeschicht

ein Gewicht von 3,2 bis 9,6 g/cm hat.
5. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der druckempfindlichen

Klebmittelschicht 9,6 bis 38,4 g/m beträgt.
6. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch .gekennzeichnet, daß sie auf einer Fläche einer der selbsttragenden Schichten, angeordnet zwischen dieser Fläche und einer der inneren Bindeschichten, eine dampfniedergeschlagene Aluminiumschicht aufweist, die halbtransparent ist.

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