DE1596781C3 - Durchsichtiger Sicherheitsschrcht korper, der auch wie Verbundpanzerglaser verwendbar ist - Google Patents
Durchsichtiger Sicherheitsschrcht korper, der auch wie Verbundpanzerglaser verwendbar istInfo
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Description
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amidplatten unter sich oder ein- oder beidseitig mit einem Feuchtigkeitsgehalt der Folie von 0,4 bis 0,5%,
Silikatglas verbunden werden. bei einer Temperatur von 130 bis 135°C, einem Preß-
Die Herstellung der Silikatglas/Kunststoff- bzw. druck von 10 bis 15 kp/cm2 und einer Preßzeit von
Kunststoff/Kunststoff-Verbünde kann in bekannter 10 bis 30 min.
Weise mit den herkömmlichen Einrichtungen der 5
Weise mit den herkömmlichen Einrichtungen der 5
Verbundsicherheitsglasindustrie erfolgen. Zur'besseren _ ' ,
Haftung ist es vorteilhaft, die Polyvinylbutyral- ' ;.""."■' Beispiel 1 ~
Zwischenschicht mit einem geringen Feuchtigkeits-"
Zwischenschicht mit einem geringen Feuchtigkeits-"
gehalt auszustatten, der bei 0,3 bis 0,9 Gewichts- Es wurden Verbünde aus '3 mm dickem Silikatglas,
prozent, vorzugsweise bei 0,3 bis 0,5 Gewichtsprozent, xo 0,38 mm dicker weichgemachter Polyvinylbutyralfolie
liegt. Die Stärke der Polyvinylbutyralfolien beträgt 0,1 und 2 mm dicken Preßplatten der* unter a) und d)
bis 1,6 mm, vorzugsweise 0,38 bis 0,76 mm. Als genannten Polyamide hergestellt. Die 30 χ 30 cm
Weichmacher für die Polyvinylbutyralfolien können großen Verbundglasscheiben wurden einem Kugelfall-
verwendet werden: Dibutylsebazat, . Di-(/?-butoxy- test mit einer 2252-g-Stahlkugel bei einer Temperatur
äthyl-)adipat, Dioctylphthalat, Triäthylenglykol-bis- 15 von 200C unterworfen und hielten eine Fallhöhe von
diäthylazetat, vorzugsweise Triäthylenglykol-di- mehr als 5,0 m aus. Die Kunststoffglasschicht wurde
(2-äthylbutyrat) oder Triäthylenglykol-dipelargonat, nicht zerbrochen; die Haftung der Folie am Kunststoff-
und zwar in einer Menge von 20 bis 36 Gewichts- glas und die Silikatglassplitterhaftung waren gut. Als
prozent, vorzugsweise 26 bis 30 Gewichtsprozent. . Vergleich hierzu wurde ein üblicher Glasverbund
■ Die Gesamtdicke des Verbundmaterials kann bei 20 gleicher Stärke geprüft. Bei Verwendung einer 0,38 mm
Sicherheitsgläsern 4,5 bis 10 mm, bei Panzergläsern dicken weichgemachten Polyvinylbutyralschicht wurde
18 bis 32 mm betragen. eine Fallhöhe von nur 1,5 m und bei Verwendung
Die Herstellung der Polyamidplatten, die nicht einer 0,76 mm dicken weichgemachten Polyvinyl-
Gegenstand der Erfindung ist, kann z. B. wie folgt butyralschicht eine Fallhöhe von 4,2 m erreicht,
geschehen: 25 .
a) Ein amorphes Polyamid aus Terephthalsäure und
2,2,4-TrimethyIhexamethyIendiamin mit einer Viskosi- ' B e i s ρ i e I 2
•täjtszahl von 116 wird in eine auf 2100C vorgewärmte
•täjtszahl von 116 wird in eine auf 2100C vorgewärmte
und mit Wasser kühlbare Platten-Preßform eingefüllt Es wurden Verbünde aus 3 mm dickem Silikatglas,
und die Presse geschlossen. Die gleichmäßige Auf- 30 0,76 mm dicker weichgemachter Polyvinylbutyralfolie
wärmung des eingefüllten Polyamids bis zur Plasti- und 2 mm dicken Preßplatten der unter a) und c).
fizierung · bei 2100C beträgt 1,5 min. Anschließend genannten Polyamide hergestellt. Die .36x110 cm
können bei einer Druckerhöhung bis zu 200 kp/cm2 großen Verbundglasscheiben wurden einem Fälltest
Platten in Stärken von 1 bis 8 mm abgepreßt werden. mit einem 10 kg Phantom, das dem Kopf und den
Die Verweilzeit unter Druck und Temperatur beträgt 35 Schultern des Menschen nachgebildet war, bei einer
durchweg V2 min. Anschließend wird die Preßform Temperatur von 200C unterworfen und hielten eine
auf 6O0C gekühlt und die Preßplatte entformt. Fallhöhe von mehr als-6,5 m aus.-Die glasähnliche
b) Ein amorphes Polyamid, bestehend aus 70 Ge- Kunststoffschicht wurde nicht zerbrochen; die Haftung
wichtsprozent Isophthalsäure und 30 Gewichtsprozent der Folie am Kunststoffglas und die Silikatglassplitter-Terephthalsäure
und Hexamethylendiamin mit einer 40 haftung waren gut. Als Vergleich hierzu wurde ein
Viskositätszahl von 133 wurde auf der im Beispiel 1 üblicher Silikatglasverbund geprüft. Bei Verwendung
beschriebenen Einrichtung bei einer Temperatur von einer 0,76mm dicken weichgemachtenPolyvinylbutyral-195°C
und einem Druck von 300 kp/cm2 zu 1 bis schicht und einer 3 und 2 mm dicken Silikatglasscheibe
8 mm dicken Preßplatten verarbeitet. hielt der 36 χ 110 cm große Prüfkörper eine 10-kg-
c) Ein amorphes Polyamid aus Dimethylterephthalat 45 Phantomfallhöhe von nur 4,2 m aus.
und dem Isomerengemisch, bestehend aus 2,2,4-Tri-
und dem Isomerengemisch, bestehend aus 2,2,4-Tri-
methylhexamethylendiamin un,d 2,4,4-Trimethylhexa- ' '
methylendiamin mit einer Viskositätszahl von 144 wird " Beispiel3
auf der im Beispiel 1 beschriebenen Einrichtung bei
einer Temperatur von 2200C und einem Druck von 50 Für Beschußversuche mit einem 9-mm-Parabellum-
300 kp/cm2 zu 1 bis 8 mm dicken Preßplatten ver- Geschoß aus 3 m Entfernung und bei einem Auftreff-
arbeitet. " ■ ' ■ winkel von 900C wurden Vielfachverbundglasscheiben
d) Ein amorphes Polyamid aus Adipinsäure, Hexa- in einem Format von 20 χ 20 cm aus den nach a)
methylendiamin, ρ,ρ'-Diaminodicyclohexylmethan und bis e) gefertigten Platten hergestellt.
Caprolactam mit einer Viskositätszahl von 132 wird 55 Die Prüflinge wurden in einer Halterung an zwei auf der im Beispiel 1 beschriebenen Einrichtung bei gegenüberliegenden Seiten fest eingespannt. Beschossen einer Temperatur von 185°C und einem Druck von wurden Vielfachverbunde bzw. Massivplatten der 200 kp/cm2 zu 1 bis 8 mm dicken Preßplatten ver- folgenden transparenten Polyamide: -
Caprolactam mit einer Viskositätszahl von 132 wird 55 Die Prüflinge wurden in einer Halterung an zwei auf der im Beispiel 1 beschriebenen Einrichtung bei gegenüberliegenden Seiten fest eingespannt. Beschossen einer Temperatur von 185°C und einem Druck von wurden Vielfachverbunde bzw. Massivplatten der 200 kp/cm2 zu 1 bis 8 mm dicken Preßplatten ver- folgenden transparenten Polyamide: -
arbeitet.
e) Die Herstellung von Massivplatten einer Stärke 60 1. Polyamide aus Terephthalsäure "und Trimethylüber
8 mm aus vorgenannten Polyamiden wird im hexamethylendiamin, .
Temperaturbereich von 120 bis 160° C bei einem " · ■ "
spezifischen Druck von 160 kp/cm2 und einer Verweil- 2. Polyamide aus Terephthalsäuremethylestem und zeit von 20 bis 40 min. mittels einer 30°/0igen Lösung Trimethylhexamethylendiamin,
Temperaturbereich von 120 bis 160° C bei einem " · ■ "
spezifischen Druck von 160 kp/cm2 und einer Verweil- 2. Polyamide aus Terephthalsäuremethylestem und zeit von 20 bis 40 min. mittels einer 30°/0igen Lösung Trimethylhexamethylendiamin,
des entsprechenden Polyamids in Dimethylformamid 65 ;
durch Verkleben von einzelnen Platten erreicht. 3. Polyamide aus Hexamethylendiamin und Ge-
Die Herstellung der glasähnlichen Schichtkörper mit mischen aus Terephthalsäure und Isophthalsäure
einer Polyvinylbutyral-Zwischenschicht erfolgte bei bzw. aus deren Alkyl- und Arylestcrn.
5
Die in der Tabelle angeführten Angaben zeigen die im Beschiißtest erhaltenen Ergebnisse:
Dickenkombination | uicKe | Beschußergebnis |
der Kunststoffplatten | ||
in mm (Beschuß- | 16 | |
richtung von links | glatter Durchschuß | |
- nach rechts) | 20 | |
Massiv aus 1, 2 | Steckschuß | |
oder 3 | 10 bis 15 mm tief, | |
desgl. | 24 | Splitterflug |
Steckschuß | ||
10 bis 15 mm tief, | ||
desgl. | 32 | Splitterflug |
.Rückpraller, kurzer | ||
Bruch in der Gegend | ||
desgl. | 20,76*) | der Aufprallstelle |
Steckschuß 4 mm tief, | ||
Verbundtrennung in | ||
Kombiniert aus | 25,14*) | der ersten Schicht, |
1, 2 oder 3 | kein Splitterflug | |
4+12+4 | ||
4+12+4+4 | ||
(i
*) Polyvinylbutyralfolie als Bindemittel einer Stärke von je
0,38 mm.
B e i s ρ i e 1 4
Als hochwertiges Panzerglas mit geringem Gewicht und hoher Oberflächenkratzfestigkeit wurde ein Vierfach-Verbund,
bestehend aus einer 2 mm dicken Silikatglasscheibe, einer 12 mm und einer 8 mm dicken
Scheibe eines Polyamids aus Terephthalsäure und Tnmethylhexamethylendiamin und abschließend einer
zweiten 2 mm dicken Silikatglasscheibe hergestellt. Als Bindemittel wurde eine 0,76 mm dicke Polyvinylbutyralfolie
verwendet. Der Beschußversuch wurde, wie im Beispiel 3 angegeben, ausgeführt. Es ergab
35.sich ein Steckschuß zwischen den beiden Polyamidschichten. Die äußere Silikatglasschicht war gebrochen,
die Bruchstücke hafteten an der Polyvinylbutyral) folie.
(d
Claims (1)
1 ■ 2 !
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun die
Patentanspruch: Verwendung von Platten aus amorphen Polyamiden, !
die aus Terephthalsäure und gegebenenfalls Isophthal- j
Durchsichtiger Sicherheitsschichtkörper, der auch säure oder deren Estern und Hexamethylendiaminen
wie Verbundpanzergläser verwendbar ist, ge- 5 oder aus Adipinsäure, Hexamethylendiaminen, p,p'-Dikennzeichnet
durch wenigstens eine aminodicyclohexylmethan und Caprolactam aufgebaut Platte aus amorphen Polyamiden, die aus Te- wurden und Viskositätszahlen von 90 bis 160 auf-'
rephthalsäure und gegebenenfalls Isophthalsäure weisen, bei der Herstellung von Sicherheitsschichtoder
deren Estern und Hexamethylendiaminen körpern, die auch wie Verbundpanzergläser ver-
oder aus Adipinsäure, Hexamethylendiaminen, io wendet werden können, bei denen als Bindemittel
ρ,ρ'-DiaminodicycIohexyImethan und Caprolactam . zwischen den einzelnen Schichten für derartige Zwecke
aufgebaut wurden und Viskositätszahlen von 90 an sich bekannte Folien aus weichmacherhaltigem
bis 160 aufweisen, wobei als Bindemittel zwischen Polyvinylbutyral dienen. .
den einzelnen Schichten des Schichtkörpers für Die erfindungsgemäß verwendeten glasähnlichen
derartige Zwecke an sich bekannte Folien aus 15 Kunststoffe sind z. B. Polyamide aus Terephthalsäure
weichmacherhaltigem Polyvinylbutyral dienen. und 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin und 2,4,4-Tri-
··-·-. methylhexamethylendiamin bzw. aus Gemischen der
■ " . Diaminkomponenten gemäß der USA.-Patentschrift ,
. · 3150117, vorzugsweise im Viskositätszahlenbereich
20 von 92 bis 130, Polyamide aus Terephthalsäure und 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin
bzw. Gemische der Tri- ((j
Es ist bekannt, Sicherheitsglas durch Verbinden methylhexamethylendiamine, vorzugsweise im Viskosivon
Silikatglasscheiben mit einer Zwischenschicht aus tätszahlenbereich von 100 bis 160 gemäß der österweichgemachtem
Polyvinylbutyral herzustellen. Es ist 25 reichischen Patentschrift 253 786, Polyamide aus
auch bekannt, als nichttragende Zwischenschichten in Hexamethylendiamin und Gemischen aus Terephthalanorganischen
Verbundgläsern (Silikatgläsern) Poly- säure und Isophthalsäure bzw. aus deren Alkyl- und
amide?- zu verwenden. Bei der Verwendung solcher Arylestern im Gewichtsverhältnis 60: 40 bis 90:10,
Sicherheitsverbundgläser fordert man eine Mindest- vorzugsweise 30: 70, betreffend das Verhältnis Tefestigkeit,
die im Kugelfalltest oder im sogenannten 3° repthalsäure zu Isophthalsäure, besonders im Viskosi-Phantomtest
ermittelt wird. Außerdem soll die Adhä- tätszahlenbereich von 100 bis 160, oder Polyamide aus
sion zwischen Glas und Zwischenlage so stark sein, Gemischen von Adipinsäure, Hexamethylendiamin,
daß bei einer gewaltsamen Zertrümmerung des Glases ρ,ρ'-Diaminodicyclohexylmethan und Caprolactam,
die Bruchstücke nur wenig absplittern. Bei Glasver- vorzugsweise mit einer Viskositätszahl von 100 bis
bunden sind die Festigkeit derselben einerseits und 35 160; vgl. Hopff, Müller, Wenger, »Die PoIydie
Splitterhaftung auf. der Zwischenschicht anderer- amide«, 1954, S. 56 und 142.
seits. gegenläufige Effekte und von der Art der ver- Die angeführten Viskositätszahlen sind nach DIN
wendeten Zwischenlage abhängig, so daß im Extrem- 53 727 in einer 0,5%'gen Lösung in m-Kresol bei
fall die Splitterhaftung bei guter Phantomfestigkeit einer Temperatur von 25° C ermittelt worden,
schlecht bzw. bei schlechter Phantomfestigkeit gut ist. 40 Die erfindungsgemäß verwendeten Polyamide sind
Erhöhte Bruchfestigkeit, verbunden mit geringerem beständig gegenüber Stoß und Fall, haben eine hohe
Gewicht, räumt Sicherheitsschichtkörpern aus glas- Druck-, . Reiß- und Scherfestigkeit, einen hohen
ähnlichen Kunststoffen, die annähernd die guten op- Ε-Modul, zeigen eine hervorragende Haftung auf der (/
tischen Eigenschaften von Silikatglas haben, Vorteile verwendeten Polyvinylbutyralfolie und eine gute
ein. Allerdings entsprechen die Oberflächenhärten und 45 optische Durchsichtigkeit.
die Kratzfestigkeit nicht den Bedingungen der be- Besondere Vorteile bieten aus diesen Polyamiden
trieblichen Praxis, wie sie z. B. im Fahrzeugbau ge- hergestellte Schichtkörper bei Verwendungen wie
fordert werden. Aus diesem Grunde hat es "nicht an Panzergläser bei geeigneter Dickenkombination, da
Versuchen gefehlt, nur die weniger' beanspruchte Beschußfestigkeit bei einem Vielschichtenverbund
Innenscheibe eines Verbundmaterials durch Kunst- 50 schon bei geringerer Gesamtdicke erreicht wird als bei
stoff zu ersetzen, was jedoch noch zu keinem technisch . einer Massivplatte aus dem gleichen Material. Dieser
verwertbaren Verfahren geführt hat. Hierfür sind Effekt ist zwar für beschußfestes Silikatglas bekannt,
unter anderem die unterschiedlichen Wärmeaus- jedoch liegt der besondere Vorteil des beschußfesten
dehnungskoeffizienten beider Materialien verantworte' Kunststoffglases darin; daß man nach dem heutigen
Hch. Da sich Kunststoffe in der Wärme etwa lOmal 55 Stand der Technik bei Silikatglas eine Gesamtdicke
so stark wie Silikatglas ausdehnen, werden zum Aus- von 25 bis 27 mm, benötigt, während die gleichen
gleich der in der Praxis auftretenden Spannungen . Effekte gemäß der Erfindung "schon bei Vs bis Va
elastische Kleber benötigt (Zeitschrift Adhäsion, 9, geringerer Stärke erzielt werden -können. Hierdurch
[Heft 9], 1965, S. 343). Einen solchen Kleber stellt und durch das etwa halb sohohe spezifische Gewicht
weichgemachtes Polyvinylbutyral dar, das eine gute 60 der Kunststoffe wird eine, in vielen Fällen vorteilhafte
und sich nicht ändernde optische Durchsichtigkeit Gewichtsersparnis gegenüber Silikatglasverbunden eraufweist
und auf Grund seiner Wetterfestigkeit seinen reicht. . ■ · Zweck nach vielen Jahren noch-erfüllt. Jedoch ent- Zur Erzielung besonderer Beschußsicherheit oder
spricht die Haftung auf den bisher verwendeten glas- anderer Effekte können in die Polyvinylbutyralschicht
ähnlichen Kunststoffen nicht den praktischen An- 65 Fäden oder Gewebe, z. B. aus transparenten Kunstforderungen.
Man hat daher versucht, die Haftung stoffen-, insbesondere aus Polyamiden, aus Glas oder
durch Haftvermittler oder chemische " Oberflächen- aus Metall eingepreßt werden,
behandlung zu verbessern. Gemäß der vorliegenden Erfindung können Poly-
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