(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (1)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (1) (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (13) B1 (51) IntCl7 B60J 1/00 (54) Laminowana szyba pojazdu i sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu (30) Pierwszeństwo: ,GB,96/ (73) Uprawniony z patentu: PILKINGTON AUTOMOTIVE LIMITED, St. Helens, GB (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 26/97 (72) Twórcy wynalazku: Mark R. Frost, Chorley, GB (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/02 (74) Pełnomocnik: Wierzchoń Jan, JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY, Biuro Patentów i Znaków Towarowych s.c. PL B1 (57) 1. Laminowana szyba pojazdu o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, znamienna tym, że zawiera pierwszą płytę (2) z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę (3) ze szkła przezroczystego. 6. Sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, znamienny tym, że pierwszą płytę z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę ze szkła przezroczystego, wygina się razem, przy tym druga płyta znajduje się na wierzchu pierwszej płyty, zaś po wygięciu laminuje się obie pły ty ze sobą.

2 Laminowana szyba pojazdu i sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu Zastrzeżenia patentowe 1. Laminowana szyba pojazdu o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, znamienna tym, że zawiera pierwszą płytę (2) z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę (3) ze szkła przezroczystego. 2. Szyba według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza płyta (2) ma grubość 2,1 ± 0,2 mm. 3. Szyba według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza płyta (2) stanowi kompozycję szkła zawierającą co najmniej 0,95% wagowych żelaza, w przeliczeniu na tlenek żelazowy. 4. Szyba według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że druga płyta (3) ma grubość 1,5 mm - 2,5 mm. 5. Szyba według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że pierwsza płyta (2) jest płytą zewnętrzną a druga płyta (3) jest płytą wewnętrzną. 6. Sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, znamienny tym, że pierwszą płytę z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę ze szkła przezroczystego, wygina się razem, przy tym druga płyta znajduje się na wierzchu pierwszej płyty, zaś po wygięciu laminuje się obie płyty ze sobą. * * * Przedmiotem wynalazku jest laminowana szyba pojazdu i sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu. Wynalazek dotyczy w szczególności szyb samochodowych. Znane jest zmniejszanie ilości ciepła pochodzącego od promieniowania słonecznego a odbieranego przez szyby samochodowe przez wprowadzenie do szkła żelaza, w celu uzyskania szyby przeciwsłonecznej. Zastosowanie żelaza wprawdzie zmniejsza ilość odbieranego przez szybę ciepła pochodzącego od nasłonecznienia, zmniejszając w ten sposób tendencję pomieszczenia pasażerskiego do przegrzewania się na słońcu, ale wprowadza również zielone zabarwienie do szkła, co zmniejsza przepuszczalność światła widzialnego. Znane samochodowe przeciwsłoneczne szyby boczne i tylne o grubości 4 mm i 5 mm, z wprowadzoną odpowiednią ilością żelaza dla uzyskania żądanych właściwości przeciwsłonecznych, są produkowane jako monolityczne szyby hartowane. Ponieważ, według ustawodawstwa europejskiego, od przednich szyb wymaga się, aby miały przepuszczalność światła widzialnego wynoszącą co najmniej 70%, ilość żelaza, która może być wprowadzona do szkła jest ograniczona, a zatem efekt zmniejszania ilości energii słonecznej odbieranej przez te szyby jest także ograniczony. Znany jest także sposób wytwarzania szyb przeciwsłonecznych stosowanych jako szyby przednie o grubości 3 mm z kompozycji szkła odpowiednio zmodyfikowanego zgodnie z prawem Beer Lambert'a, w celu uzyskania takich właściwości przepuszczalności światła jak dla szyb o grubości 4 i 5 mm. Laminowana szyba pojazdu, o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, według wynalazku jest charakterystyczna tym, że zawiera pierwszą płytę z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę ze szkła przezroczystego. Korzystnie, pierwsza płyta ma grubość 2,1 ± 0,2 mm. Korzystnie, pierwsza płyta jest wykonana z kompozycji szkła zawierającej co najmniej 0,95% wagowych żelaza, w przeliczeniu na tlenek żelazowy. Korzystnie, druga płyta ma grubość 1,5 mm - 2,5 mm.

3 Korzystnie, pierwsza płyta jest płytą zewnętrzną a druga płyta jest płytą wewnętrzną. Sposób wytwarzania laminowanej szyby pojazdu, o przepuszczalności światła widzialnego co najmniej 75%, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że pierwszą płytę z kompozycji szkła zawierającej żelazo, która przy grubości 3 mm ma przepuszczalność światła widzialnego od 70% do 74%, oraz drugą płytę ze szkła przezroczystego, wygina się razem, przy tym druga płyta znajduje się na wierzchu pierwszej płyty, zaś po wygięciu laminuje się obie płyty ze sobą Zaletą wynalazku jest to, że kompozycja, która normalnie wykazuje przepuszczalność światła widzialnego w zakresie od 70% do 74% przy grubości szyby 3 mm, została użyta bez modyfikowania, w postaci cieńszej płyty, do połączenia warstwowego (laminowania) z płytą ze szkła przezroczystego, by wytworzyć szybę laminowaną spełniającą europejskie wymagania na przepuszczalność światła widzialnego dla szyb przednich, wynoszącą co najmniej 75%. Można zatem wytwarzać laminowane szyby samochodowe o normalnych grubościach z dobrymi właściwościami przeciwsłonecznymi, spełniające także normy europejskie na przednie szyby samochodowe bez konieczności wytwarzania do tego celu dodatkowej, specjalnej kompozycji szkła. Określenie przepuszczalność światła widzialnego odnosi się do przepuszczalności oświetlacza A układu barw CIE (Commission Internationale de l'eclairage) obserwatorem z o długości fali w zakresie nm, scałkowanej z pomiarów w przedziałach 10 nm, zgodnie z zaleceniem E ASTM (American Society o f Test and Measurements). Wyrażenie przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego DSHT (Direct Solar Heat Transmition) odnosi się do części energii padającego promieniowania słonecznego przechodzącej bezpośrednio przez szkło, z wykorzystaniem zestawu współczynników korygowania równoważących masę powietrza 2, bezpośrednio wyszczególnionego w normie 9050 ISO (International Standarts Organization) Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej, a reprezentującego rozkład energii przeciętnego promieniowania słonecznego w zakresie nm, w przedziałach 50 nm. Wyrażenie przepuszczalność ultrafioletu UV odnosi się do części energii padającego promieniowania słonecznego przepuszczanej przez szkło, przeliczonej za pomocą całkowania prostokątnego z użyciem współczynników korekcji, określonych przez Parry Moon'a w 1940, w zakresie widma nm, w przedziałach 10 nm. Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest zobrazowany na rysunku przedstawiającym laminowaną szybę samochodową w przekroju. Pokazana na rysunku laminowana przednia szyba 1 pojazdu zawiera wygiętą zewnętrzną pierwszą płytę 2 z przeciwsłonecznego szkła zawierającego żelazo i dopasowaną wewnętrzną drugą płytę 3 ze szkła przezroczystego, spojoną z zewnętrzną pierwszą płytą 2 za pomocą warstwy pośredniej 4 z tworzywa sztucznego, na przykład z poliwinylobutyralu. Szkło przeciwsłoneczne zwykle ma całkowitą zawartość żelaza, w przeliczeniu na tlenek żelazowy, równą co najmniej 0,95% wagowych. Przy tym stosunek żelaza dwuwartościo wego do całkowitej zawartości żelaza mieści się w zakresie 0,22-0,32, co zapewnia żądaną przepuszczalność światła i korzystne właściwości przeciwsłoneczne, przy grubości szkła 3 mm. Stosunek żelaza dwuwartościowego do całkowitej zawartości żelaza jest wyznaczany optycznie i jest określony następującym wzorem: w którym T1000 nm oznacza procentową przepuszczalność promieniowania o długości fali 1000 nm poprzez próbkę szkła o grubości L mm, a Fe2 0 3 oznacza całkowitą zawartość żelaza w szkle, w przeliczeniu na tlenek żelazowy, w procentach wagowych. Wynik oznacza odsetek zawartości żelaza występującego w postaci żelazawej (w odróżnieniu od postaci żelazowej).

4 Typowe kompozycje szkła nadające się do stosowania w wynalazku zawierają 0,95-1,2% żelaza razem (w przeliczeniu na tlenek żelazowy), korzystnie 1,0-1,15%. Te i inne składniki kompozycji szkła, w procentach wagowych, podane są w poniższej tabeli. SiO % K2O 0-5% B2O3 0-5% Al2O3 0-5% MgO 0-5% BaO 0-5% Na2O % CaO 5-15% TiO2 0-1% +Fe2O3 0,95-1,2% Płyta wewnętrzna z przezroczystego szkła zwykle zawiera niewielkie ilości, np. 0,1% żelaza jako zanieczyszczenie, i ma przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 89%, przy grubości 2 mm. Zwykle jej grubość mieści się w granicach 1,5-2,5 mm, korzystnie 1, 8-2,3 mm. Przykłady Zawierające żelazo szkło przeciwsłoneczne o grubości 3,0 mm, wytworzone z przeznaczeniem do stosowania w światłach pozycyjnych i wstecznych, miało przepuszczalność światła widzialnego wynoszącą 71,6%, przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego 45,2%, przepuszczalność ultrafioletu 38,0% oraz następujący skład w częściach wagowych: SiO2 71,9% CaO 8,26% As2O3 < 0,01% Al2O3 0,56% TiO2 0,04% Cl 116 ppm Na2O 13,7% ZrO2 0,02% C03O 4 ppm K2O 0,30% Fe2O3 (żelazo razem w przeliczeniu na tlenek żelazowy) 1,09% MgO 3,94% SO3 0,145% Tytan, cyrkon, arsen i chlor występują w tym wsadzie jako zanieczyszczenia. SO3 pochodzi z siarczanu sodowego dodanego jako czynnik klarujący. Występująca niewielka zawartość kobaltu pochodzi od zastosowanego modyfikatora barwy. Taka sama kompozycja szkła została wykonana o grubości 2,1 mm. Z tego szkła przeciwsłonecznego o grubości 2, 1 mm przycięto płytę na wymiar szyby przedniej i wraz z dopasowaną płytą z przezroczystego szkła o grubości 2,1 mm wygięto razem w piecu. Przy tym szkło przeciwsłoneczne było usytuowane pod szkłem przezroczystym, jako zewnętrzna płyta laminatu. Po wygięciu, obie płyty zlaminowano ze so b ą za pomocą pośredniej warstwy poli winylobutyralu o grubości 0,76 mm. Otrzymany laminat miał przepuszczalność światła 76,1% a przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego DSHT 51,2%. Właściwości optyczne laminatów wykonanych z zastosowaniem wewnętrznych płyt z przezroczystego szkła o grubościach, odpowiednio, 1,5 mm i 2,5 mm podane są w tabeli: Grubość przezroczystej płyty wewnętrznej Przepuszczalność światła widzialnego Przepuszczalność DSHT Przepuszczalność UV 1,5 mm 76,4% 51,8% 23,9% 2,5 mm 76,0% 50,9% 23,7% Widać zatem, że przy stosowaniu jednej płyty przeciwsłonecznej i jednej płyty przezroczystej można zmieniać, przez zmianę grubości płyty przezroczystej, grubość całej szyby, a zatem i jej ciężar, bez znacznej zmiany przepuszczalności światła i właściwości przeciwsłonecznych.

5 Zwiększenie zawartości żelaza w szkle przeciwsłonecznym, przy utrzymaniu stałej proporcji żelaza w stanie żelazawym (to znaczy stosunku żelaza dwuwartościowego do całkowitej ilości żelaza) na poziomie 1,21% zmniejsza przepuszczalność światła płyty o grubości 3 mm do około 70,0%. Podczas gdy zmniejszenie zawartości żelaza w szkle przeciwsłonecznym, przy utrzymaniu stałej proporcji żelaza w stanie żelazawym, do 1,04%, zwiększa przepuszczalność światła płyty o grubości 3 mm do około 74,0%. Przepuszczalność światła, przepuszczalność ciepła bezpośredniego promieniowania słonecznego DSHT oraz przepuszczalność UV laminowanych szyb przednich, będących połączeniem płyt zewnętrznych o grubości 1,9 mm i 2,3 mm wykonanych z obu kompozycji szkła, z płytami wewnętrznymi o grubości 2,1 mm wykonanymi ze szkła przezroczystego, przedstawia poniższa tabela: Zawartość żelaza w szkle przeciwsłonecznym, w przeliczeniu na tlenek żelazowy Grubość płyty zewnętrznej Przepuszczalność światła widzialnego Przepuszczalność DSHT Przepuszczalność UV 1,04% 1,9 mm 79,0% 55,1% 25,8% 1,04% 2,3 mm 76,8% 51,0% 24,5% 1,21% 1,9 mm 76,3% 51,4% 23,9% 1,21% 2,3 mm 73,6% 47,0% 22,4% Czwarta kombinacja płyt ma za m ałą przepuszczalność światła, w stosunku do wymagań Unii Europejskiej, aby móc ją stosować do wytwarzania szyby przedniej, ale zmniejszenie grubości płyty przeciwsłonecznej poniżej około 2,1 mm zwiększy przepuszczalność światła widzialnego całej szyby do żądanej wartości 75%. Widać zatem, że zastosowanie przedmiotowego wynalazku umożliwia wytworzenie laminowanej szyby pojazdu o przepuszczalności światła spełniającej wymagania Unii Europejskiej (tj. przepuszczalność światła widzialnego co najmniej 75%), przy stosunkowo niewielkiej przepuszczalności ciepła i wykorzystaniu znanej kompozycji szkła potrzebnej do innych celów, bez konieczności wytapiania specjalnej kompozycji szkła. Korzystne jest stosowanie płyty ze szkła przeciwsłonecznego zawierającego żelazo, jako płyty zewnętrznej laminatu, zaś płyty ze szkła przezroczystego, jako płyty wewnętrznej. Jest to bardziej korzystne nie tylko w porównaniu z układem odwrotnym (tj. szkło przezroczyste na zewnątrz, a szkło przeciwsłoneczne zawierające żelazo wewnątrz), ale także w porównaniu ze zwykłym stosowaniem szkła przeciwsłonecznego zarówno po stronie wewnętrznej jak i zewnętrznej, chociaż zawiera ono mniej żelaza. Przez skoncentrowanie w płycie zewnętrznej żelaza, powodującego wchłanianie energii cieplnej przez szkło, zewnętrzna strona laminowanej szyby, wystawiona na działanie promieniowania słonecznego, staje się cieplejsza niż strona wewnętrzna laminatu, ponieważ pochłanianie energii cieplnej przez laminat skupione jest w płycie zewnętrznej. Zwiększa się prędkość oddawania ciepła drogą przewodzenia i konwekcji od zewnętrznej strony okna do atmosfery, przy równoczesnym zmniejszeniu prędkości odbierania ciepła drogą przewodzenia i konwekcji z szyby do wnętrza pojazdu. Zgodnie z wynalazkiem, podczas wytwarzania szyby płyty są wyginane parami, przy tym górna, wewnętrzna płyta jest usytuowana w piecu do zginania bliżej grzejników radiacyjnych, a zatem bardziej nagrzewa się niż dolna zewnętrzna płyta. Jest to korzystne dlatego, że to właśnie dolna zewnętrzna płyta, a nie górna, ma znacznie większe zdolności absorbcyjne.

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.