专利名称：防弹层状结构的制作方法
防弹层状结构本发明涉及高防弹性的层状结构，尤其是例如那些用作装甲玻 璃的透明的高防弹性的层状结构。在本发明的范围内，术语"防弹性"的意思应当理解为对FR EN 1063标准中的等级BR 3( 口径357 Magnum )、 BR 4( 口径44 Mag纖)、 BR5(口径5. 56 x 45 )直到等级BR 6 ( 口径7.62x51)的阻力， 以及特别地，对卡拉什尼科夫(Kalachnikov)子弹(口径7. 62 x 39)的阻力。所指的装曱玻璃特别适合用作建筑玻璃，尤其是用作装甲运输车 的玻璃。本发明的高防弹性的层状结构包括外围金属装甲插入体，其插入 到层状结构的玻璃板组件中的一块玻璃板的0. 2到1. 3mm的延伸间距 的空腔之内。此外，很多运输车的车窗在其外围上与水平线形成某一角度，例 如45° 。因此，对这个车窗外围的水平射击也具有大约45°的入射角。发明人已经注意到，在这些条件下，在与插入体相距较短距离处， 尤其是在与插入体的内边相距15到20mm之间，朝插入体限定的区域开火的射击易于在车辆内造成伤害。特别地，这是吸收撞击的玻璃的 大约200匪的区域；通常形成车辆内表面的聚碳酸酯变形，使得玻璃 裂片易于突出到车辆之内。因此本发明的目的是保护使用者免于遭受在外围装甲插入体的 内边附近、尤其是以大约45。入射角开火的一个或多个射击的伤害。为此，本发明的主题是一种层状结构，依次包括至少第一玻璃 板；通过粘结层连接于第一玻璃板的第二玻璃板，第二玻璃板的边缘 在至少一个侧面上从第一玻璃板的边缘向后移置；通过粘结层连接于 第二玻璃板的第三玻璃板，第二玻璃板的边缘在至少所述侧面上从第三玻璃板的边缘向后移置，所述第三玻璃板的边缘自身从第一玻璃板 的边缘向后移置；连接于第三玻璃板并在适当位置通过一个或多个粘 结层彼此连接的任意一个或多个附加玻璃板；减緩射弹撞击的板，其通过粘结层连接于第三或最后一个玻璃板；以及由高防弹性的材料制 成的装曱插入体，其在所述侧面上占据由第一和第三玻璃板的边缘和 第二玻璃板的端面限定的空腔的至少一部分。根据本发明的这个层状 结构的特征在于在至少所述侧面上，第三玻璃板和所述附加玻璃板 的边缘从为了减緩射弹撞击的板的边缘向后移置，而且装甲插入体、 第三玻璃板的端面和减緩射弹撞击的板的边缘之间的空间被能够吸 收射弹能量的材料至少部分地填充，而且这个能够吸收射弹能量的材 料通过在装配层状结构时能够流动且能够保证除气的材料连接到装 曱插入体、第三玻璃板的端面以及减緩射弹撞击的板上，而且，包封 材料包封所述层状结构的端面的至少一部分，所述层状结构的端面位 于减緩射弹撞击的板的端面和装曱插入体的至少一部分之间，在装配 时流动的材料不会透过所述包封材料，并且湿气不会渗透穿过所述包 封材料进入到层状结构之内。护。这是由于一 ' 、 ' '-使用能够吸收射弹能量的材料；-因粘合剂的性能而获得的连接质量，所述粘合剂在装配层板时能流动并保证在压热器内的除气；以及 -对层状结构的一部分的端面的包封，特别包括在减緩射弹撞击的板和连接所述板的粘结层之间的界面，其持久地防止湿气的渗透并从而防止由此产生的脱层。在大量生产的玻璃单元的构造中所涉及的装配板的操作一般包 括以下步骤首先，所述板在真空中被设置在密闭的密封袋内。其次， 这个密封袋被设置在压热器内，在所述压热器内，压力特别是在8到 14bar之间，且温度在100到140X:之间。在压热器内焙烤时，柔软 的塑料在温度的作用下易于流动，从而在玻璃的端面之上扩展。在压热器内对层状结构焙烤之前，有利地，在装配层状结构时能 够流动且能够保证除气的材料以及包封材料被涂敷到板上。在这些材 料完全包围结构的外围时，有必要提供通路，使得在装配时释放的气 体可以溢出。根据有利的变形，能够流动且能保证除气的材料是不透 气且不透水蒸汽的，从而允许这些气体溢出而不损害装配的质量。可 选择地，可以使用辅助装置以使除气更为容易。这个材料还与包封材料和构成减緩射弹撞击的板的材料相容。在与装甲插入体的下部边缘相距较短距离处朝层状结构的内部(也就是朝光照部分之内)以上升方向的大约45'C的入射角射出的 子弹不会遇到第三玻璃板，而是遇到能够吸收射弹能量的材料。这个 材料被包封材料和减緩射弹撞击的板紧固耐久地保持。这个装置在本 质上能够阻挡子弹。玻璃裂片不会再通过减緩射弹撞击的板或使所述 板的边缘脱层而穿透使用者所在的侧面。在有利的构造中，包封材料从第一玻璃板的边缘向后移置，这样 使得这个包封材料与连接第一和第二玻璃板的粘结层的边缘和装甲 插入体的边缘形成突出部，所述突出部的厚度允许其插入到安装位置 中的框架内或插孔内。在装配层状结构时能够流动且能够保证除气的材料选自软化温 度在80到140。C之间的例如热塑性聚亚安酯这样的热塑性聚合物或 共聚物，其可与聚乙烯醇缩丁醛、乙烯/乙烯基醋酸盐共聚物相结合， 或者是由上述物质中的一种或多种和由纤维或由玻璃、芳族聚酰胺、 聚碳酸酯、钢等构成的结构制成的混合物。包封材料优选选自在压热器内装配层板的温度下，即在100到 140。C之间不会软化的材料，尤其是具有在145到190X:之间的软化 温度的材料、热塑性弹性体、聚氯乙烯、热塑性或热固性聚亚安酯、 聚乙烯对苯二甲酸酯、氯丁橡胶、橡胶、环氧树脂，或由上述物质中 的一种或多种和由纤维或由玻璃、芳族聚酰胺、聚碳酸酯、钢等构成的结构制成的混合物。包封材料具有的软化温度高于在压热器内焙烤时使用的温度。因此其构成阻挡物而不阻止能够流动且保证除气的材料的任何流动。对 于标准的使用条件，即在100到140。C之间的压热器温度，包封材料 的软化温度例如在145到190'C之间。此外，包封材料具有的机械性 能足以校正或适应于任何对准缺陷。其肖氏硬度(Shore A hardness ) 例如在70到90之间。优选地，其具有例如大于500%的断裂伸长率， 且其抗拉强度大于lOMPa,根据H3哑铃形试件的NF T 46-002标准测 得这些数值。此外，其具有大于200%的伸长率和200到300MPa之间 的初始杨氏模量，根据NF T 46-002标准在-40C的温度下测得这些 数值。这个性质防止玻璃在遭受低温时被损坏。包封材料与任何用于和其接触的材料相容，所要接触的材料是能 够流动且保证除气的材料，例如，在车身开口上用于固定玻璃的粘合 剂压条和/或用于构成密封接头和/或装配接头的材料，例如包封的或 压出的接头。有利地，这个包封材料是不透水和水蒸汽的。在本发明的一个优选实施例中，第一、第二和第三玻璃板中的至 少一个玻璃板或附加玻璃板被强化，尤其是被化学硬化。这个手段改 善了免受尖锐射弹伤害的保护性。例如在专利FR2595091中公开的化学硬化在于例如用更大直径 的其他离子置换钠钓硅玻璃板的表面上的离子，从而产生压缩。为了相同目的，另一个实施例是这样一个实施例其中，第一玻 璃板的自由表面，也就是用于承受子弹撞击的表面涂有机械强化层。 所述机械强化层特别是Si3N4等，其为氢化的四面无定形碳U-C: H(也 称作DLC，代表钻石状的碳)。这些层的厚度特别在5到500nm之间， 并且按优选渐减的顺序不超过300nm、 100nm、 50nm和25nm。所述层 的厚度一般为10nm。通过在氮化气氛中由硅制成的标靶的磁控管溅射来获得Si3N4, 所述硅掺有金属，例如铝，以便使其能够充分地导电。可以由离子源(无论是否根据由直流或交流电激励或由微波辐射 激励的、具有或不具有用于加速离子的栅极的阳极层源的原理)中的 例如CHo C2H6、 C2H4，C2H2等的初级粒子的分解产生DLC层，由此产生 的离子流被引导到基底上，所述基底可被100到2000eV之间的能量 加热或不加热。也可以通过任何其他过程，例如通过化举气相沉积 (CVD)获得DLC层。根据本发明的层状结构的其他有利的特征-第一和第二玻璃板及附加玻璃板的厚度在2到8mm之间，第三 玻璃板的厚度在4到10mm之间，减緩射弹撞击的板的厚度在 2到4mm之间，连接两个玻璃板的每个粘结层的厚度在0. 3到 1.5mm之间，并且，将第三或最后一个玻璃板连接到减緩射弹 撞击的板的粘结层的厚度在1. 5到3. 5mm之间；-减緩射弹撞击的板由聚碳酸酯等制成，一般用于构成所要保护 的使用者所在侧面的表面(如普遍公知的，聚碳酸酯能够通过变形来吸收子弹的一些能量)；和-装曱插入体由l到4mm之间的厚度的钢等制成，并且从减緩射 弹撞击的板的边缘穿入到层状结构之内3到20mm的深度。此外，在单个或多个撞击时获得了重要的有利效果，其在于层 状结构的分离两块玻璃、或分离一块玻璃和一块例如聚碳酸酯的塑料 的中间粘结层中的至少 一层在25。C下具有的杨氏模量至少为 lOOMPa,优选400MPa，且特别优选700MPa。这种粘结层的例子是具 有增塑剂含量(尤其是包括IOO份树脂和19份己二酸正己酯)的聚 乙烯醇缩丁醛、高模量的热塑性聚亚安酯等。本发明的主题也是用于建筑物或用于陆地、空中或水上运输设备 的具有高防弹性的玻璃，其包括如上所述的层状结构。通过以下示例说明本发明，所述示例参考单幅附图
，附图示出根 据本发明的玻璃的一个侧面的横截面示意图。示例在图中示出的玻璃包括-化学石更化的钠钙硅玻璃板(1 )，尺寸为404 x 4(Mmm，具有4mm 的厚度；-化学硬化的钠钙硅玻璃板(3)，尺寸为3"x 3Mmm，具有3mm 的厚度；-化学硬化的钠钙硅玻璃板(5 )，尺寸为3" x 346mm，具有6mm 的厚度；和-聚碳酸酯板(11)，尺寸为364 x 364mm，具有3mm的厚度。这些板全都彼此相对对中，使得在所有侧面上，板(3)的边缘 从板(1 )的边缘向后移置36mm，从板(5 )的边缘向后移置7mm，板 (3)的边缘自身从聚碳酸酯板(11 )的边缘向后移置9mm。通过厚度为0. 76mm的热塑性聚亚安酯粘结层(2 )连接板(1 ) 和(3)，所述热塑性聚亚安酯粘结层覆盖板(1)的整个表面。通过厚度为1. 14mm的标准的聚乙烯醇缩丁醛粘结层(4 )连接板 (3)和(5 ),所述聚乙烯醇缩丁醛粘结层覆盖这两个玻璃板中的至 少最小表面(3 )。通过厚度为2. 5mm的热塑性聚亚安酯粘结层(10)连接板(5 ) 和(11)，所述热塑性聚亚安酯粘结层也覆盖板(5)和(11)中的至少最小表面(5)。装曱插入体(20)形成钢框，其外部尺寸与玻璃板(1 )的外部 尺寸相同，宽度为35mm，厚度为2mm。装甲插入体的外部边缘与玻璃 板(1 )的外部边缘对齐，装曱插入体通过粘结层(2 )连接到玻璃板 (1)。因此装曱插入体(20)的内部边缘与第二玻璃板(3)的边缘 4目iE巨if巨离x,这里x=lmm。相对于聚碳酸酯板(11 )的边缘，装曱插入体(20 )从层状结构 露出20mm的距离e，并插入到层状结构之内i-15mm。在把这些组件结合在一起并以所需的方式使其对齐后，能够在压 热器内装配层板的IOO到140。C的温度下流动的一定量的热塑性聚亚 安酯(30)被设置在空腔内，所述空腔在装甲插入体(20)和第三玻 璃板(5)与聚碳酸酯板(11)的边缘之间延伸。因此，通过所述热 塑性聚亚安酯在装配时的流动以及由于温度和压力的联合效应而促 成的除气，热塑性聚亚安酯的量足以填充整个空缺的空间，包括在装 配前图中所示的由粘结层(2)、装曱插入体(20)的内部边缘、第 二玻璃板(3)的边缘和粘结层(4)限定的空间。热塑性聚亚安酯(30) 的量显然取决于第三玻璃板(5)的边缘相对于聚碳酸酯板(11)的 边缘的偏移量。大体上，这个偏移量在2. 5到19. 5mm之间；在本示 例中是9mm。这个热塑性聚亚安酯(30)的量覆盖有包封材料(31),所述包 封材料在压热器内装配层板的温度下不会軟化。在这里，所述包封材 料是具有大约180"C软化点的聚亚安酯的条带。这个条带(31)的厚 度一般在0. 5到4mm之间，在本示例中是lmm。所述条带优选是有色 的，例如黑色。其肖氏硬度例如约为85 土 5。因此其结合了刚性以校 正构成结构的板的对准误差，又结合了柔性以适应于这些对准误差， 并且结合下面的热塑性聚亚安酯(30)实现上述效果。热塑性聚亚安 酯(30 )保证包封材料(31 )在一方面连接于装甲插入体(20 )，并 在另一方面连接于聚碳酸酯板(11 )的边缘。包封材料(31 )防止任何湿气透入到层状结构之内，所述的透入 可特别易于造成聚碳酸酯板(11)的脱层。因此使用在100-140。C下的传统压热器法来装配层状结构。用44magnum 口径的子弹以440 ± 10m/s的速度、以相对于图示的垂直方向的45°入射角朝所获得的层状结构射击。所述结构被应用 在金属框架上，所述金属框架支撑在装曱插入体(20 )和包封材料(31) 的自由表面上，与用层状结构装备装曱运输车身的方法一样。
撞击点位于以下指示的与装曱插入体(20)的内部边缘相距较短 距离的位置，其朝向层状结构的内部，也就是朝向光照部分，符号+ 用于这个距离指示。
第一玻璃单元经受住分布在外围之上的位于+25mm的三次连续射击。
第二玻璃单元经受住位于+25mm的两次射击以及随后在+ 30mm的 一次射击。
第三玻璃单元与前两个玻璃单元的不同之处在于，装甲插入体 (20)以i-17mm插入到层状结构之内，其经受住分布在外围之上的 位于+15、 +25和+ 30mm的三次连续射击。
第四和第五玻璃单元经受住位于+25mm的两次射击以及随后在 + 30111111的两次射击，在所述第四和第五玻璃单元中，装曱插入体(20) 以i-2 0mm插入到层状结构之内。
朝玻璃单元开火的相同射击与前述射击的不同之处在于，第三玻 璃板(5) —直延伸到包封材料(31)，并且将其连接到聚碳酸酯板 (11 )的粘结层(10 )也一直延伸到包封材料(31 )。
对于和前述射击相同的射击，特别是在+15到+25mm之间，进行 了以下观测
-没有子弹穿入，但是玻璃裂片突出到所要保护的使用者所在的
侧面之上；或者 ——个或多个子弹穿入。
这些试验证明了本发明的结构的所期望的有效性。
权利要求
1.一种层状结构，依次包括至少第一玻璃板(1)；通过粘结层(2)连接于第一玻璃板的第二玻璃板(3)，第二玻璃板(3)的边缘在至少一个侧面上从第一玻璃板(1)的边缘向后移置；通过粘结层(4)连接于第二玻璃板(3)的第三玻璃板(5)，第二玻璃板(3)的边缘在至少所述侧面上从第三玻璃板(5)的边缘向后移置，所述第三玻璃板(5)的边缘自身从第一玻璃板(1)的边缘向后移置；连接于第三玻璃板(5)并在适当位置通过一个或多个粘结层彼此连接的任意一个或多个附加玻璃板；通过粘结层(10)连接于第三或最后一个玻璃板(5)的减缓射弹撞击的板(11)；以及由高防弹性的材料制成的装甲插入体(20)，所述装甲插入体在所述侧面上占据由第一和第三玻璃板(1、5)的边缘和第二玻璃板(3)的端面限定的空腔的至少一部分；其特征在于在至少所述侧面上，第三玻璃板(5)和所述附加玻璃板的边缘从为了减缓射弹撞击的板(11)的边缘向后移置，装甲插入体(20)、第三玻璃板(5)的端面和减缓射弹撞击的板(11)的边缘之间的空间被能够吸收射弹能量的材料(30、31)至少部分地填充，能够吸收射弹能量的材料(30、31)通过在装配层状结构时能够流动且能够保证除气的材料(30)连接到装甲插入体(20)、第三玻璃板(5)的端面以及减缓射弹撞击的板(11)上，而且，包封材料(31)包封所述层状结构的端面的至少一部分，所述层状结构的端面位于减缓射弹撞击的板(11)的端面和装甲插入体(20)的至少一部分之间，在装配时流动的材料(30)不会透过所述包封材料，并且湿气不会渗透穿过所述包封材料进入到层状结构之内。
2. 根据权利要求1所述的层状结构，其特征在于包封材料(31) 从第一玻璃板(1)的边缘向后移置，这样使得所述包封,材料与连接 第一和第二玻璃板(1、 3)的粘结层(2)的边缘和装曱插入体(20)的边缘形成突出部，所述突出部的厚度允许其插入到安装位置中的框 架内或插孔内。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的层状结构，其特征在于 在装配层状结构时能够流动且能够保证除气的材料(30)选自软化温 度在80到140。C之间的例如热塑性聚亚安酯这样的热塑性聚合物或共聚物，所述材料可与聚乙烯醇缩丁醛、乙烯/乙烯基醋酸盐共聚物 相结合，或者是由上述物质中的一种或多种和由纤维或由玻璃、芳族 聚酰胺、聚碳酸酯、钢等构成的结构制成的混合物。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的层状结构，其特征在于 包封材料(31)选自在压热器内装配层板的温度下，即在100到140 。C之间不会软化的材料，尤其是具有在145到190X:之间的软化温度 的材料、热塑性弹性体、聚氯乙烯、热塑性或热固性聚亚安酯、聚乙 烯对苯二曱酸酯、氯丁橡胶、槔胶、环氧树脂，或由上述物质中的一 种或多种和由纤维或由玻璃、芳族聚酰胺、聚碳酸酯、钢等构成的结 构制成的混合物。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的层状结构，其特征在于 第一、第二和第三玻璃板(1、 3、 5)中的至少一个玻璃板或附加玻 璃板被强化，尤其是被化学硬化。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的层状结构，其特征在于 第一和第二玻璃板(l、 3)及附加玻璃板的厚度在2到8mm之间，第 三玻璃板(5)的厚度在4到IO匪之间，减緩射弹撞击的板(11 )的 厚度在2到4匪之间，连接两个玻璃板((1、 3) ; ( 3、 5))的每 个粘结层(2、 4)的厚度在0. 3到1.5mm之间，并且，将第三或最后 一个玻璃板(5)连接到减緩射弹撞击的板(11)的粘结层(10)的 厚度在1. 5到3. 5mm之间。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的层状结构，其特征在于 减緩射弹撞击的板(11)由聚碳酸酯等制成。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的层状结构，其特征在于 装曱插入体(20)由1到4mm之间的厚度的钢等制成，并且从减緩射 弹撞击的板(11 )的边缘穿入到层状结构之内3到20mm的深度。
9. 一种具有高防弹性的玻璃，用于建筑物或用于陆地、空中或 水上运输设备，所述玻璃包括根据前述杈利要求中任一项所述的层状 结构。
全文摘要
本发明涉及一种层状结构，具有至少三个玻璃板(1、3、5)；聚碳酸酯板(11)；通过粘结层(2、4、10)连接所述板；以及，装甲插入体(20)，由插入体(20)、板(5)的端面和板(11)的边缘限定的空间包括能够吸收射弹能量的材料(30、31)。材料(30、31)包括在装配结构时能够流动且保证除气的材料(30)，以及包封材料(31)。本发明也涉及一种具有高防弹性的玻璃，用于建筑物或用于运输设备，其包括所述的层状结构。
文档编号B32B17/10GK101267939SQ200680022598
公开日2008年9月17日 申请日期2006年6月23日 优先权日2005年6月24日
发明者M·曼德拉茨, P·乔萨德, S·勒雷 申请人:法国圣戈班玻璃厂