МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая полезная модель относится к светопрозрачным ограждающим конструкциям, в частности к многослойным стеклам.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время многослойные стекла различных форм и размеров используют во многих отраслях экономики, в том числе и в промышленности, в частности в качестве светопрозрачных ограждающих конструкций или защитных смотровых окон.
Один из иллюстративных примеров многослойного стекла описан в патенте РФ №110742 (далее RU 110742), опубликованном 27 ноября 2011 года. В частности в патенте RU 110742 раскрыто многослойное стекло, содержащее две светопроницаемые пластины, соединенные между собой соединительной пленкой.
Недостаток известного многослойного стекла, описанного в RU 110742, заключается в чрезмерной хрупкости его светопроницаемых пластин, вследствие чего при воздействии на указанные пластины ударной нагрузки высока вероятность их разрушения с образованием множества мелких осколков с острыми гранями.
Вышеуказанный недостаток многослойного стекла по RU 110742 по меньшей мере частично устранен в другом известном многослойном стекле, которое раскрыто в патенте Китая № 108178528 (далее CN 108178528), опубликованном 19 июня 2018 года. В частности в CN 108178528 раскрыто многослойное стекло, содержащее две светопроницаемые пластины, соединенные между собой соединительной пленкой, причем одна из светопроницаемых пластин выполнена из ударопрочного стекла, а другая светопроницаемая пластина выполнена из поликарбоната.
Недостаток многослойного стекла, раскрытого в CN 108178528, заключается в недостаточной стойкости светопроницаемой пластины из поликарбоната к внешним воздействиям, в частности ударным воздействиям, которые могут привести к возникновению царапин, трещин и/или иных повреждений на поверхности указанной светопроницаемой пластины и, следовательно, привести в итоге к ее разрушению.
Вышеуказанный недостаток многослойного стекла по CN 108178528 по меньшей мере частично устранен в другом известном многослойном стекле, которое раскрыто в статье «Материалы для изготовления полимерных и полимерсодержащих триплексов», опубликованной 21.04.2019 на сайте компании «Торгово-строительная компания «Империя» (https://www.tbc-empire.ru/production/industry/stekolnaya/), и которое следует считать наиболее близким аналогом (прототипом). В частности в статье «Материалы для изготовления полимерных и полимерсодержащих триплексов» раскрыто многослойное стекло, содержащее две светопроницаемые пластины, соединенные между собой соединительной пленкой, причем одна из светопроницаемых пластин выполнена из ударопрочного стекла, а другая светопроницаемая пластина выполнена из поликарбоната и снабжена со своей наружной стороны антиабразивным покрытием.
Недостаток многослойного стекла, раскрытого в статье «Материалы для изготовления полимерных и полимерсодержащих триплексов», заключается в недостаточно надежном соединении между светопроницаемыми пластинами, что может привести к разрушению указанного стекла в результате отсоединения друг от друга светопроницаемых пластин при ударном воздействии по меньшей мере на одну из указанных светопроницаемых пластин.
Таким образом, очевидна потребность в дальнейшем совершенствовании многослойных стекол, в частности для повышения их стойкости к ударным нагрузкам.
Следовательно, техническая проблема, решаемая настоящей полезной моделью, состоит в создании многослойного стекла, в котором по меньшей мере частично устранен обозначенный выше недостаток известного многослойного стекла, заключающийся в недостаточной стойкости к ударным нагрузкам.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Вышеупомянутая техническая проблема решена в настоящей полезной модели благодаря тому, что в предложенном многослойном стекле, содержащем две соединенные между собой соединительной пленкой светопроницаемые пластины, одна из которых выполнена из ударопрочного стекла, а другая светопроницаемая пластина выполнена из поликарбоната и снабжена со своей наружной стороны антиабразивным покрытием, соединительная пленка представляет собой термопластичную пленку, выполненную из полиреутана на основе алифатического полиэфира.
Многослойное стекло согласно настоящей полезной модели обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении его прочности, что позволяет указанному многослойному стеклу выдерживать значительные ударные нагрузки. В частности повышение прочности многослойного стекла согласно настоящей полезной модели обусловлено тем, что полиреутан на основе алифатического полиэфира, из которого выполнена термопластичная пленка, придает указанной пленке высокую прочность на разрыв и обеспечивает улучшенную адгезию между ее светопроницаемыми пластинами, что предотвращает отсоединение светопроницаемых пластин друг от друга и, следовательно, разрушение указанного стекла при воздействии на него ударных нагрузок.
Кроме того, антиабразивное покрытие на наружной стороне светопроницаемой пластины из поликарбоната также вносит свой дополнительный вклад в сформулированный выше технический результат, заключающийся в повышении прочности многослойного стекла, в частности за счет того, что оно предотвращает возникновение царапин, трещин и/или иных повреждений на поверхности светопроницаемой пластины из поликарбоната при оказании внешнего воздействия, в том числе ударного воздействия, на указанную пластину, что замедляет разрушение ее поверхности при воздействии на нее ударных нагрузок, а также частично отражает ультрафиолетовые лучи, падающие на указанную пластину, что замедляет разрушение ее поверхности при воздействии на нее солнечных лучей.
Кроме того, обе светопроницаемые пластины многослойного стекла также вносят свой дополнительный вклад в сформулированный выше технический результат, заключающийся в повышении прочности многослойного стекла, в частности за счет того, что они обладают повышенной ударопрочностью, а светопроницаемая пластина из поликарбоната обладает повышенной ударной вязкостью, высокой гибкостью и высокой устойчивостью к воздействию агрессивных сред, что позволяет такой светопроницаемой пластине еще лучше выдерживать ударные нагрузки и не разрушаться при воздействии на нее внешней среды, в том числе агрессивной внешней среды.
В одном из вариантов реализации настоящей полезной модели ударопрочное стекло, из которого выполнена одна из светопроницаемых пластин в многослойном стекле, может представлять собой одно из следующих стекол: закаленное стекло, термоупрочненное стекло, химупрочненное стекло, флоат-стекло и поликарбонатное стекло. Выполнение любой одной из светопроницаемых пластин многослойного стекла в виде любого из вышеперечисленных видов ударопрочных стекол также обеспечивает сформулированный выше технический результат, заключающийся в повышении прочности многослойного стекла, в частности за счет высоких прочностных характеристик этих различных ударопрочных стекол.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые приведены для обеспечения лучшего понимания сущности настоящей полезной модели, составляют часть настоящего документа и включены в него для иллюстрации нижеописанных вариантов реализации настоящей полезной модели. Прилагаемые чертежи в сочетании с приведенным ниже описанием служат для пояснения сущности настоящей полезной модели. На чертежах:
на фиг. 1 показано многослойное стекло согласно настоящей полезной модели.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Многослойное стекло 10 (также называемое в уровне техники триплекс-стеклом) согласно настоящей полезной модели, показанное на фиг. 1, предназначено для его использования в качестве светопрозрачной ограждающей конструкции или защитного смотрового окна для промышленных помещений, промышленного оборудования, такого как, например, металлообрабатывающие станки, и т.п. Кроме того, многослойное стекло 10 может быть использовано, при необходимости, в автомобильной отрасли, архитектуре, мебельном производстве и т.п., в том числе для украшения фасадов зданий, оригинальных заборов, при сооружении воздушных уличных переходов, зимних садов, атриумов, торгового оборудования, аквариумов, цветных перегородок, панно, лестничных перегородок, ступеней, стен, потолков, козырьков, зенитных фонарей, дверей, а также внутренней отделки помещений и т.п. Кроме того, многослойное стекло 10 может быть использовано, при необходимости, в области вертолетостроения, кораблестроения, машиностроения, авиастроения и т.п.
Стекло 10 представляет собой единую монолитную конструкцию, по сути имеющую многослойную структуру, также называемую в уровне техники сэндвич структурой, и состоящую из двух светопроницаемых панелей или пластин 1, 2, скрепленных или соединенных между собой соединительной пленкой 3. В качестве соединительной пленки 3 может быть использована любая подходящая термопластичная полиуретановая пленка, известная в уровне техники, при этом в данном случае термопластичная полиуретановая пленка выполняет функцию связующего между светопроницаемыми пластинами 1, 2, которое по сути склеивает светопроницаемые пластины 1, 2 друг с другом. Например, в качестве термопластичной полиуретановой пленки, используемой для соединения или скрепления светопроницаемых пластин 1, 2, может быть использована пленка «KristalFlex», «DureFlex» и т.п.
Светопроницаемая пластина 1 в многослойном стекле 10 выполнена из ударопрочного стекла, которое может представлять собой, например, одно из следующих стекол: закаленное стекло, термоупрочненное стекло, химупрочненное стекло, флоат-стекло и поликарбонатное стекло. В предпочтительном варианте реализации настоящей полезной модели светопроницаемая пластина выполнена из закаленного стекла, которое обладает повышенной механической прочностью, термостойкостью и безопасностью при разрушении (такое стекло разрушается с образованием множества мелких осколков с тупыми гранями вследствие его высокой ударной вязкости).
Светопроницаемая пластина 2 в многослойном стекле 10 выполнена из поликарбоната (например, из монолитного поликарбоната), прочность которого значительно превышает прочность обычного стекла, при этом поликарбонат обладает высокой светопроницаемостью, повышенной ударной вязкостью и прочностью, а также высокой гибкостью и высокой устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Таким образом, светопроницаемая пластина 2 из поликарбоната позволяет, помимо прочего, выдерживать значительные ударные нагрузки.
Кроме того, светопроницаемая пластина 2 из поликарбоната в многослойном стекле 10 имеет антиабразивное покрытие (не показано), нанесенное с наружной стороны светопроницаемой пластины 2, противоположной ее внутренней стороне, обращенной к внутренней стороне светопроницаемой пластины 1. Следует отметить, что вышеописанное антиабразивное покрытие (не показано) может быть нанесено на светопроницаемую пластину 2 из поликарбоната при изготовлении этой пластины с использованием, например, метода коэкструзии, в результате чего антиабразивное покрытие (не показано) не отслаивается и имеет по существу постоянную толщину по всей поверхности светопроницаемой пластины 2. Антиабразивное покрытие, нанесенное на светопроницаемую пластину 2 из поликарбоната, по сути выполняет функцию внешнего защитного слоя, который предотвращает возникновение царапин, трещин и/или иных повреждений при оказании внешнего воздействия, в том числе ударного воздействия, на пластину 2, а также предотвращает разрушение поверхности светопроницаемой пластины 2 с ее наружной стороны, возникающее под воздействием на нее солнца, в частности ультрафиолетового излучения, благодаря частичному отражению ультрафиолетовых лучей, падающих на светопроницаемую пластину 2, что в конечном итоге улучшает ударопрочность светопроницаемой пластины 2 и всего многослойного стекла 10 в целом, а также позволяет сохранять надлежащий уровень прозрачности пластины 2 с течением времени при эксплуатации многослойного стекла 10.
В некоторых вариантах реализации настоящей полезной модели светопроницаемая пластина 1 и светопроницаемая пластина 2 в многослойном стекле 10 могут быть выполнены обе из поликарбоната (например, из монолитного поликарбоната).
В одном из вариантов реализации настоящей полезной модели вышеописанная термопластичная полиуретановая пленка, используемая в качестве соединительной пленки 3 для соединения светопроницаемых пластин 1, 2 друг с другом, может быть выполнена из полиуретана на основе алифатического полиэфира. Следует отметить, что пленки из полиуретана на основе алифатического полиэфира обладают высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, имеют хорошие электрическую изоляцию и влагостойкость, а также обладают отличной химической совместимостью с поликарбонатом, в результате чего такая пленка характеризуется высокими прочностью на разрыв, ударопрочностью и стабильностью во влажных условиях и при экстремальных температурах, при этом ее наличие между светопроницаемыми пластинами 1, 2 практически не сказывается на прозрачности многослойного стекла 10.
При изготовлении многослойного стекла 10 сначала осуществляют гидроабразивную резку и фрезеровку светопроницаемых пластин 1, 2, при этом светопроницаемым пластинам 1, 2 могут быть приданы любые необходимые размеры и любые необходимые формы, в том числе изогнутые или выгнутые формы. Следует отметить, что перед осуществлением операции скрепления поверхности полученных светопроницаемых пластин 1, 2 необходимо предварительно очистить от загрязнений и высушить, при этом для очистки поликарбоната следует использовать изопропиловый спирт с концентрацией не более 35%. В дальнейшем на предварительно очищенную поверхность светопроницаемой пластины 1 укладывают или наносят алифатическую полиэфирную пленку, являющуюся по сути промежуточным слоем и служащую в качестве вышеописанной соединительной пленки 3, а затем с другой стороны закрывают нанесенную алифатическую полиэфирную пленку светопроницаемой пластиной 2 из поликарбоната с нанесенным на нее антиабразивным покрытием с получением многослойной структуры или сэндвич-структуры. Полученную вышеописанным образом сэндвич-структуру автоклавируют при соответствующих температурах, давлениях и временных режимах, в результате чего происходит расплавление алифатической полиэфирной пленки с последующим ее равномерным растеканием по внутренним обращенным друг к другу поверхностям светопроницаемых пластин 1, 2 в многослойном стекле 10 и, следовательно, склеиванием светопроницаемых пластин 1, 2 друг с другом.
При монтаже изготовлении многослойного стекла 10 его обычно устанавливают в предназначенный для него специальный проем таким образом, что его светопроницаемая пластина 2 из поликарбоната обращена своей наружной стороной, покрытой вышеописанным антиабразивным покрытием, к потенциальному наблюдателю, являющемуся, например, оператором металлорежущего станка.
В некоторых вариантах реализации настоящей полезной модели многослойное стекло 10 согласно вышеописанным вариантам реализации может быть использовано в составе стеклопакета, в том числе многокамерного стеклопакета, такого как, например, однокамерный стеклопакет, двухкамерный стеклопакет, трехкамерный стеклопакет и т.п., при этом вышеуказанные разновидности многокамерных стеклопакетов могут быть частично или полностью выполнены из таких многослойных стекол 10.
В одном из вариантов реализации настоящей полезной модели вышеописанное многослойное стекло 10 может входить в состав однокамерного стеклопакета. Такой однокамерный стеклопакет обычно состоит из двух светопроницаемых панелей, отделенных друг от друга или разделенных дистанционной рамкой. Каждая из светопроницаемых панелей в таком стеклопакете приклеена с использованием герметика, такого как, например, полиуретановый клей, к указанной рамке с соответствующей одной из ее сторон таким образом, что между указанными панелями образовано герметизированное пространство, при этом дистанционная рамка проходит по существу по всему периметру или контуру каждой из светопроницаемых панелей. Таким образом, светопроницаемые панели в таком однокамерном стеклопакете скреплены или соединены между собой по контуру с помощью дистанционной рамки таким образом, что между ними образовано герметизированное пространство, при этом образованное герметизированное пространство, по сути, ограничено внутренними сторонами светопроницаемых рамок, обращенными по направлению друг к другу, и дистанционной рамкой. Герметизированное пространство, образованное между светопроницаемыми панелями, может быть наполнено или заполнено воздухом (например, осушенным воздухом) или инертным газом, таким как, например, аргон, ксенон, криптон и т.п. Следует отметить, что инертный газ (например, аргон), закаченный в герметизированное пространство стеклопакета, может способствовать уменьшению теплопотерь в стеклопакете благодаря меньшему уровню теплопроводности у инертного газа по сравнению с воздухом, улучшению шумоизоляции стеклопакета благодаря более низкой скорости распространения звуковых волн в инертном газе по сравнению с воздухом, а также обеспечению дополнительной защиты от ультрафиолета благодаря способности инертного газа частично отражать ультрафиолетовое излучение. Следует отметить, что инертные газы имеют большую плотность по сравнению с воздухом (например, плотность аргона приблизительно в 1,5 раза превышает плотность воздуха), в результате чего при закачивании таких инертных газов в герметизированное пространство они создают в нем давление, что повышает ударопрочность каждой из светопроницаемых панелей и стеклопакета в целом. В качестве альтернативы герметизированное пространство, образованное между светопроницаемыми панелями, может быть вакуумировано, т.е. в герметизированном пространстве может быть создано разрежение (так называемый технический вакуум) путем откачивания из него воздуха. Дистанционная рамка в стеклопакете может быть выполнена, например, из металла (такого как, например, алюминиевый сплав) или пластика и может содержать влагопоглотитель или осушитель (не показаны). В частности, в дистанционной рамке могут быть выполнены диффузионные отверстия (не показаны) в виде перфораций или щелей, предназначенные для их заполнения осушителем, таким как, например, силикагель, молекулярные ситы или их смеси, при этом адсорбент будет впитывать влагу или конденсат, образующийся в герметизированном пространстве вследствие, например, перепада температур в окружающем пространстве или разности между температурой с наружной стороны одной светопроницаемой панели и температурой с наружной стороны другой светопроницаемой панели, тем самым предотвращая запотевание стеклопакета и, следовательно, ухудшение его светопроницаемости.
В одном из вариантов реализации настоящей полезной модели одна из светопроницаемых панелей в вышеописанном однокамерном стеклопакете может быть выполнена из ударопрочного стекла, которое может представлять собой одно из следующих стекол: закаленное стекло, термоупрочненное стекло, химупрочненное стекло, флоат-стекло и поликарбонатное стекло, а другая светопроницаемая панель может быть выполнена из вышеописанного многослойного стекла 10. Таким образом, например, одна из светопроницаемых панелей в таком однокамерном стеклопакете может быть выполнена из поликарбоната (например, из монолитного поликарбоната), в том числе покрытого специальным антиабразивным покрытием, схожим с вышеописанным антиабразивным покрытием, наносимым на светопроницаемую пластину 2 многослойного стекла 10, а другая его светопроницаемая панель может быть выполнена из вышеописанного многослойного стекла 10.
В другом варианте реализации настоящей полезной модели светопроницаемые панели в вышеописанном однокамерном стеклопакете могут быть выполнены обе из вышеописанного многослойного стекла 10.
Еще в одном варианте реализации настоящей полезной модели вышеописанное многослойное стекло 10 может входить в состав двухкамерного стеклопакета, который в конструктивном плане по сути является модификацией вышеописанного однокамерного стеклопакета. Отличием конструкции такого двухкамерного стеклопакета от конструкции вышеописанного однокамерного стеклопакета является то, что он дополнительно содержит еще одну светопроницаемую панель, которая может быть выполнена аналогично любой одной из светопроницаемых панелей вышеописанного однокамерного стеклопакета, при этом такая дополнительная светопроницаемая панель в двухкамерном стеклопакете может быть скреплена или соединена с любой одной из светопроницаемых панелей однокамерного стеклопакета по контуру с помощью дополнительной дистанционной рамки, которая может быть выполнена аналогично дистанционной рамке однокамерного стеклопакета, с образованием между ними герметизированного пространства аналогично герметизированному пространству в однокамерном стеклопакете, по сути ограниченного обращенными по направлению друг к другу дополнительной светопроницаемой панелью и соответствующей одной из светопроницаемых панелей однокамерного стеклопакета и дополнительной дистанционной рамкой. Следует отметить, что такой двухкамерный стеклопакет обладает, помимо прочего, повышенной ударопрочностью по сравнению с однокамерным стеклопакетом. Кроме того, следует отметить, что любая одна светопроницаемая панель, любые две светопроницаемые панели или все три светопроницаемые панели в вышеописанном двухкамерном стеклопакете могут быть выполнены из вышеописанного многослойного стекла 10.
В других вариантах реализации настоящей полезной модели вышеописанное многослойное стекло 10 может входить в состав трехкамерного стеклопакета, который в конструктивном плане, по сути, является модификацией вышеописанного однокамерного стеклопакета или вышеописанного двухкамерного стеклопакета. Отличием конструкции такого трехкамерного стеклопакета от конструкции вышеописанного однокамерного стеклопакета является то, что он дополнительно содержит две дополнительных светопроницаемых панели, каждая из которых может быть выполнена аналогично любой одной из светопроницаемых панелей вышеописанного однокамерного стеклопакета, при этом одна из таких дополнительных светопроницаемых панелей может быть скреплена или соединена с любой одной из светопроницаемых панелей однокамерного стеклопакета по контуру с помощью первой дополнительной дистанционной рамки, которая может быть выполнена аналогично дистанционной рамке однокамерного стеклопакета, с образованием между ними герметизированного пространства, по сути ограниченного обращенными по направлению друг к другу указанной дополнительной светопроницаемой панелью и указанной светопроницаемой панелью однокамерного стеклопакета и первой дополнительной дистанционной рамкой, а другая дополнительная светопроницаемая панель может быть скреплена или соединена с другой светопроницаемой панелью однокамерного стеклопакета по контуру с помощью второй дополнительной дистанционной рамки, которая также может быть выполнена аналогично дистанционной рамке однокамерного стеклопакета, с образованием между ними герметизированного пространства, по сути ограниченного обращенными по направлению друг к другу указанными другой дополнительной светопроницаемой панелью и другой светопроницаемой панелью однокамерного стеклопакета и второй дополнительной дистанционной рамкой. Следует отметить, что такой двухкамерный стеклопакет обладает, помимо прочего, повышенной ударопрочностью по сравнению с однокамерным или двухкамерным стеклопакетом. Кроме того, следует отметить, что любая одна светопроницаемая панель, любые две светопроницаемые панели, любые три светопроницаемые панели или все четыре светопроницаемые панели в вышеописанном трехкамерном стеклопакете могут быть выполнены из вышеописанного многослойного стекла 10.