专利名称：丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片,其制备方法以及用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有内置塑料纤维丝的、丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片，其中当其破碎时所形成的碎片尽可能地结合附着在一起，以及该透明的塑料片的制备方法与用途。
本发明特别涉及透明的塑料片，其中当该塑料片破碎时，基本上不会形成碎片或飞离的碎片，这种塑料片特别适用于防噪声墙。
欧洲专利文献EP 0407852揭示了具有透明塑料片的防噪声墙，这种塑料片可卓越地防止飞离碎片的形成与掉落，在上述欧洲专利文献描述的塑料片中，还可以附加条纹，装饰或图案，该片是用于防鸟禽的。
欧洲专利文献EP 0531982同样地揭示了具有内置塑料纤维丝的透明塑料片，其中可使其破碎时所形成的碎片尽可能地结合附着在一起。在该片中安插有内置的纤维丝，该片非常清晰，且可特别地用作美学装饰，该片是用于防鸟禽的。
按照现有技术，尽管防噪声部件可以出色地实现其功能，即当气车发生冲撞，碰撞或类似现象时，可以防止该部件破碎时所形成的碎片或破片的飞离四散。然而，在实际应用中，这种装有内置纤维丝的透明塑料片的卓越的均匀视觉印象会被闪光或辉光所干扰。这至少部分地归因于上述内置的塑料纤维丝对丙烯酸酯玻璃片的PMMA基质的脱离。上述纤维丝的脱离可能是逐条或逐段出现的。因此，尽管上述防噪声墙受破坏时所形成的破片基本上不会构成危害，然而在PMMA细管中的光线的全反射会在松散的截面上形成闪光或辉光，由此可以在美学视觉印象上导致不利的影响。
人们不时地谈论的上述纤维丝的脱离现象的原因，目前只是停留在人们的思索中而已，其中可供介绍的是，由于在约-20℃～120℃的有关温度范围内，构成纤维丝的塑料物质与构成丙烯酸酯玻璃片的基质材料各具有不同的纵向变形(线膨胀)系数的缘故。当上述纤维丝物质是聚酰胺时，其纵向变形系数对温度的依赖性比PMMA的膨胀系数对温度的依赖性更大些。这意味着，在上述的相关温度范围内，有一个物质在收缩，而另一个物质在膨胀，这些物质的上述性能可以导致上述内置纤维丝在某种情况下与上述基质材料脱离。
我们以上述讨论过的现有技术作为本发明任务的基础，即制备一种透明的、且具有内置塑料纤维丝的丙烯酸酯玻璃制的塑料片。将该片用于防噪声墙时，可以在通常条件下长时间使用而保持突出的均匀视觉印象。
再者，本发明的任务是制备一种板片，它在不同的温度范围内的长时间使用情况下，其视觉印象不会受到闪光或辉光的干扰。
此外，本发明的任务是制备一种相应的片或板片，其中其视觉印象不会受到干扰，同时又真有普通板片所具有的突出优良性能，即其中的纤维丝对周围的丙烯酸酯玻璃不显示出过大的附着性，以致于在丙烯酸酯玻璃发生破裂时，仍能确保该纤维丝的延伸，而不会因此撕裂。由此，可使破碎片被结合附着在一起。
就方法而言，本发明的任务是提供一种简单的有利于实施的方法。按该方法可制备出具有内置的塑料纤维丝的丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片。其中，上述内置的纤维丝对基质的附着力应当足够的大，以致于当该片发生破裂时，可确保所形成的破碎片不会造成危害。同时也不会在正常的施加负荷的持续使用情况下，例如用作防噪声墙时，出现所不希望的纤维丝的脱离现象。
本发明的任务还包括按本发明的丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片的应用。
本发明的一系列不再一一叙述的前述任务，都可以通过制备本文开始时提出的那种透明的塑料片-其中具有本文权利要求1中的特征部分的特征-加以解决。
较佳的实施方案是包括在引用了独立权利要求1的几个从属产品权利要求中。
权利要求7是解决本发明问题的方法工艺技术方案，该方法的变化型式包括在从属于权利要求7的几个权利要求中。
最后的权利要求13是据本发明的塑料片的应用。
因此，对于具有内置的塑料纤维丝的、丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片而言，当该片破碎时，其形成的破碎片会尽可能地被结合附着在一起，而且其中的塑料纤维丝至少部分地用浆料处理过，它以令人惊奇的和并非没有其它可以预见的方式，成功地防止了令人不愉快的闪光或辉光，而且对内置的纤维丝的碎片结合和附着作用并无不利的影响，为此，本发明首次可以制备出在美学上完全满足要求的并在光学上无瑕疵的、由丙烯酸酯玻璃制的防噪声部(元)件，其中在通常的日夜温度变化条件与持续使用的情况下，没有什么不利的光学特性。
本发明的丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片已是本领域技术人员所悉知的，一般该片的厚度是4～40毫米，并以12-25毫米为宜，该片的大小一般是1.5米×1米～2米×3米，根据用途也可制成更大点或更小点的尺寸。
上述片通常是非常清晰可透视的(透明)、优选是无色的或浅色的，例如烟褐色调的。上述无色的玻璃般透明的塑料片的透射系数通常至少是70％，并以90-95％为宜。着色了的片的透射系数通常是45-75％，常见的介于50-60％。
上述内置的塑料纤维丝通常是由与丙烯酸酯玻璃制的塑料片的聚合物基质不相容的塑料所组成的，例如聚酰胺纤维丝或聚丙烯纤维丝。最好是单丝的纤维丝，即单纤丝。通常，该纤维丝是水平地分布在塑料片中，因为该片是单侧地夹紧固定的；这有利于在片发生破碎时，使所形成的破碎片结合附着在一起。通常，上述纤维丝是相互平行分布的，但是如果需要，也可以在片中内插入两层的纤维丝，其中最好将纤维丝安插于两个方位中，使得在不同层的纤维丝之间最好互成90°的角度，这样的分布方式，使其从外边被看起来象金属丝织物似的。
当然也可以以下列方式插入纤维丝，即至少一根插入的纤维丝对于从该纤维丝两端想象出的直线具有1毫米或更大些的偏移。经相关的测试-本领域技术人员从有关标准悉知该测试，在丙烯酸酯玻璃基质中的塑料纤维丝的一定程度上呈下垂的方位，在一定情况下会使它有利地适用于作为防噪声墙的墙片。
本发明的板片的特征是，上述内置的塑料纤维丝至少部分地经浆料处理过。这意味着可以是所有的塑料纤维丝完全地被浆料处理过，或者只有一些内置于上述板片内的塑料纤维丝被浆料处理过，而且也只是部分地被浆料处理过。
在一个较佳实施方案中，据本发明的塑料片的特征是，上述内置的塑料纤维丝完全地被浆料处理过。
也可以做适当的变化，即将上述内置的纤维丝分段地用浆料处理，也就是说，将上述纤维丝以确定的间距，例如每相隔0.5-1.5米、特别优选约1米的间距进行其长度约为2～10厘米的浆料处理，用上述所谓的AB系统的分段方式进行浆料处理的纤维丝可以使内置的纤维丝对于其周围的丙烯酸酯玻璃基质的附着作用实施最佳化改变，并且按照所有的可以想象得出的要求进行调准。因此，当纤维丝的主体部分是用上述所谓的AB系统的分段方式进行浆料处理的纤维丝时，也就是说，使纤维丝绝大部分长度松散地保持在PMMA基质中时，就能确保其作用能力。而且可以按照所述的进程，使纤维丝在其浆料处理过的部位上得到最佳化固定，这样就可使纤维丝在日夜变化的通常温度范围内不会脱离掉。
上述浆料处鲤过的纤维丝在其表面部位的至少一部分上残留有上浆剂，其中基本上可以包括本领域技术人员所悉知的每种含有相应上浆剂的浆料，在一个特别较佳的实施方案中，据本发明的塑料片的特征是，所述的纤维丝上具有上浆剂残留物，其中含有溶解了的苯酚甲醛树脂。在本发明范围内，在对纤维丝的浆料处理中，上述溶解了的甲醛树脂具有特别地有利于浆料处理的浓度范围，且同时，上浆了的纤维丝对基质的附着作用可在宽范围内调节。
本发明还包括制备具有内置的塑料纤维丝的、丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片的方法，其中当片破碎时，所形成的破碎片会尽可能地被结合附着在一起。该制备方法的特征是，在将纤维丝内插置于丙烯酸酯玻璃中之前，预先用浆料处理该纤维丝。
经过浆料处理后，就可以避免纤维丝从基质中脱离掉，从而避免了纤维丝导致的闪光或辉光现象。上述浆料处理中所用的上浆剂可以原则上选用本领域技术人员所熟悉的所有上浆剂，最好选用具有溶解了的苯酚甲醛树脂的上浆剂。
在本发明方法的较佳实施方案中，在将纤维丝内插置于丙烯酸酉旨玻璃基质内之前，预先用上浆剂处理，其中该上浆剂含有下列组成苯酚≤10％甲醛≤2％甲醇≤2％乙醇≤30％用对甲苯磺酸对上述的苯酚甲醛混合物进行酸催化反应，然后用适当的方法将其与欲上浆处理的纤维丝进行接触。
如上所述，纤维丝可以完全地，即将其全部长度、或分段地用上浆剂进行接触处理。在将纤维丝用上浆剂处理以后，将其干燥。然后，按照常规方法将其内插置于丙烯酸酯玻璃基质中。
可以用不同方式对用浆料处理过的纤维丝对基质的附着作用施加影响，其中之一是可以改变上浆剂的种类。另外，也可以在浆料处理过程中通过调节所用上浆剂的浓度来改变调节纤维丝对基质的附着作用。再者，人们可以沿着其长度，完全地或分段地将纤维丝用上述浆料进行接触处理。此外，也可以将完全地或部分地、即分段地用浆料处理过的纤维丝与未用浆料处理过的纤维丝结合地内插置于一种或同类的塑料片中。
对于已经制备好的适用的苯酚甲醛树脂浆料而言，其关键是确定其适用的浓度范围，当浆料浓度过高时，那么纤维丝对基质的附着作用就会过高，以致于在对本发明的具有内置的塑料纤维丝的透明塑料片进行破坏试验时，可发现飞离破碎片的形成，当丙烯酸酯玻璃板片破碎时，会导致聚酰胺纤维丝的扯破，因为过强的附着作用，使纤维丝不再可能延伸了。为了处理好上述的浆料浓度(对基质的附着作用)所形成的问题，以及确保塑料纤维丝在上述(有机玻璃)板片内的有利固定，可以采用上面已提及过的AB系统，据本发明的方法的一个较佳实施方案，在将塑料纤维丝内插置于基质之前，预先地每隔0.5-1.5米的距离，用浆料处理其2-10厘米的长度，使得在将上述预处理过的纤维丝内插置于基质后，其主体部分是疏松地保持在PMMA基质中。
此外，浆料浓度也应调节到适宜的程度，以致于能使纤维丝对基质的附着作用足够大，使得一旦发生破碎时，所形成的破碎片也尽可能地结合附着在一起，同时在-20℃～120℃的温度范围内，也不会造成纤维丝从基质中脱离掉。
本发明也涉及上述片在防噪声墙上的应用。
用下列实例进一步详述本发明实例1下面表示溶液1∶4.940克乙醇与60克_Ara1dit(Ciba Geigy公司的商品)，它是具有下列组成的上浆剂，苯酚≤10％甲醛≤2％
甲醇≤2％乙醇≤30％溶液2∶4.991克乙醇与9克对甲苯磺酸(PTSS)在即将使用前不久，混合上述两种溶液，然后，把单丝的聚酰胺纤维丝抽拉通过上述混合溶液，接着进行干燥处理。用内置方法，把上述干燥后的纤维丝用于制备丙烯酸酯玻璃片。
通过对上述制备的(有机玻璃)板片的破坏试验可以发现，当_Araldit浓度高于0.6％时(基于上述溶液1和溶液2的总混合液)，就会形成飞离四散的破碎片，然而，当_Araldit浓度≤0.4％时，就不再确保完全的纤维丝对基质的附着作用。
此外，经过在-20℃～120℃温度范围内的日日夜夜多次试验后，也没有发生闪光或辉光现象，也就是说没有出现纤维丝的脱离现象。(有机玻璃)板片的视觉印象也是非常均匀，而且持久的。
实例2按实例1的方式进行，但是不同之处在于，对全长为80厘米的纤维丝，只是用浆料浸渍处理其中的5厘米长度、所用的浆料浓度约为0.6％。这个实施方案是有利的，因为没有过量浆料可造成的风险，同时又可确保纤维丝在PMMA基质中的固定，而纤维丝的可移动性始终存在，以致于在进行破坏试验时，同样地也没有形成飞离四散的破碎片。
实例3按实例2的方式进行，但是不同之处在于，聚酰胺纤维丝的涂层部分只集中在丙烯酸酯玻璃板片的边缘，其优点是当发生破碎时，聚酰胺的固定部分不会被推动，因此，可以进一步改进丙烯酸酯玻璃板片的作用能力。
权利要求
1.具有内置塑料纤维丝的丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片，当其破碎时所形成的碎片尽可能也被结合附着在一起，其特征在于，上述塑料纤维丝至少部分地用浆料处理过。
2.据权利要求1的塑料片，其特征在于，上述内置的塑料纤维丝是完全地用浆料处理过。
3.据权利要求1的塑料片，其特征在于，上述内置的塑料纤维丝是分段地用浆料处理过
4.据权利要求3的塑料片，其特征在于，每相隔0.5-1.5米的间距，对2-10厘米长的纤维丝进行浆料处理。
5.据前述权利要求中之一的塑料片，其特征在于，该纤维丝含有上浆剂的残留物，该上浆剂中含有溶解了的苯酚甲醛树脂。
6.据权利要求1-5中之一的塑料片，其特征在于，该纤维丝是单丝的聚酰胺纤维和/或聚丙烯纤维丝。
7.制备一种具有内置塑料纤维丝的丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片的方法，当该片破碎时所形成的碎片尽可能地被结合附着在一起，在该方法中，把塑料纤维丝内插置于丙烯酸酯玻璃中，其特征在于，在将该塑料纤维丝内插置于丙烯酸酯玻璃中之前，预先用浆料处理之。
8.据权利要求7的方法，其特征在于，用一种浆料处理上述纤维丝，该浆料基于溶解了的苯酚甲醛树脂。
9.据权利要求7或8的方法，其特征在于，按纤维丝的全部长度进行上浆处理。
10.据权利要求7或8的方法，其特征在于，按纤维丝的长度分段地进行上浆处理。
11.据权利要求10的方法，其特征在于，每相隔0.5-1.5米的间距，对2-10厘米长的纤维丝进行上浆处理。
12.据权利要求7-11中之一的方法，其特征在于，调节好浆料浓度，以确保纤维丝对基质的附着作用大到足以在上述片破碎时所形成的碎片可以尽可能地被结合附着在一起，而且在-20℃～120℃温度范围内，不会导致纤维丝从基质中脱离掉。
13.据权利要求1-6中之一的或据权利要求7-12的方法所制备的塑料片在防噪声墙上的应用。
全文摘要
具有内置塑料纤维丝的丙烯酸酯玻璃制的透明塑料片,当其破碎时所形成的破碎片尽可能地被结合附着在一起,其特征在于,上述塑料纤维丝至少部分地用浆料处理过。上述内置的纤维丝可以完全地和/或部分地,例如分段地用浆料处理,由此,可调节该纤维丝对基质的附着作用,以致于当片破碎时所形成的碎片可被纤维丝尽可能地结合附着在一起,而且在－20℃～120℃温度范围内不会导致不希望出现的纤维丝与基质的脱离。上述塑料片特别适用于防噪声墙上。
文档编号B29D7/01GK1301624SQ9912299
公开日2001年7月4日 申请日期1999年12月29日 优先权日1999年12月29日
发明者E·舒拉, G·默尔纳, M·路茨卡 申请人:罗姆有限公司