专利名称：用于选择用于振动声衰减的中间层的方法、用于振动声衰减的中间层以及包括该中间层 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于选择具有声衰减性质以并入层压玻璃单元中的中间层的方法，该玻璃单元特别是用于能够运动的交通工具(vehicle of locomotion)，能够运动的交通工具特别是机动交通工具。
背景技术：
在诸如火车和机动交通工具的现代运输装置中，对舒适性起作用的所有量中，安静已经成为决定性因素。通过借助于例如吸收涂层或弹性体连接部件，来在诸如来自引擎、轮胎或悬挂物的噪声的源处或在它们的传播通过空气或固体期间处理诸如来自引擎、轮胎或悬挂物的噪声，经过数年现在已经改善了声舒适性。也修改了交通工具的形状，以改善穿过空气的穿透性并减小本身为噪声源的湍流 (turbulence)0在数年中，重点放在能够改善声舒适性的玻璃单元的作用上，玻璃单元特别是包括塑料中间膜的层压玻璃单元。另外，层压玻璃单元具有其它优点，诸如消除在突然破损的情况下飞溅碎片的风险并阻止闯入(break-in)。已经证明在层压的玻璃单元中使用标准塑料膜不适合用于改善声舒适性。从而已经研发了特定的塑料膜，该塑料膜具有能够改善声舒适性的衰减性质。在以下描述中，对衰减膜的引用涉及粘弹性塑料膜，该膜提供改善的振动衰减，以赋予玻璃单元噪声减小的功能。已经表明玻璃单元的声性能依赖于构成中间膜的材料的损耗因子tan δ的值。损耗因子是以热的形式耗散的能量与弹性应变能量之间的比率，其表征材料耗散能量的能力。损耗因子越高，耗散的能量越大，并且因此材料所起的衰减作用越大。此损耗因子作为温度和频率的函数变化。对于给定的频率，损耗因子在称作玻璃化温度的温度达到其最大值。用作层压玻璃单元的中间层的材料例如是丙烯酸聚合物构成粘弹性塑料膜，或乙缩醛树脂，或者聚氨酯类型，该塑料膜具有非常高的损耗因子，诸如对于给定的温度范围和给定的频率范围，至少大于0. 6。使用粘度分析器来估计损耗因子tan δ。粘度分析器是一种机器，其使得能够使材料样本在精确温度和频率条件下经受应变，从而获得并处理表征该材料的所有流变大小。关于将衰减中间层集成到层压玻璃单元中，也已经描述了不应仅考虑损耗因子 tan δ，而是还应当在中间层的衰减性质中考虑构成另一特征的剪切模量G’。为了衰减振动，文献ΕΡ-Α-844075教导了，关于剪切模量G’和损耗因子tan δ，层压玻璃单元的中间层必须对应于特别的值。其回顾了剪切模量G’表征材料的硬度，G’越高，材料越硬，并且G’ 越低，材料越软。剪切模量依赖于温度和频率。也使用粘度分析器来估计剪切模量G’。此文献描述了，为了更特别地衰减固体源起源的噪声，对于10°C与60°C之间的温度以及50Hz 与10000Hz之间的频率，中间层的损耗因子tan δ大于0. 6并且中间层的剪切模量G’小于 2 X IO7Pa0此外，当层压玻璃单元用作风挡(windshield)时，其经受特定于其自己的声振动。从而，IOOHz与240Hz之间的风挡的四个第一自然频率，并且特别是风挡的第二和第三自然频率，声学上讲，是特别讨厌的。文献EP-A-844075的中间层适合用于衰减固体源噪声，但是不适合用于风挡的第一自然频率的振动声衰减，特别是第二和第三自然频率。因此，存在对选择中间层的方法的需求，该中间层使得可能优化风挡的第一自然频率的衰减，特别是风挡的第二和第三自然频率的衰减，而不会压低(weigh down)风挡。
发明内容
为此，本发明提出了一种用于选择粘弹性塑料中间层的方法，所述粘弹性塑料中间层包括两个外层和中心层并且设计为并入玻璃单元的两个玻璃板之间，所述方法包括以下步骤-提供由粘弹性塑料材料制成的且设计为构成所述中心层的第一部件和由粘弹性塑料材料制成的且设计为构成所述外层的第二部件；-通过粘度分析器来测量所述第一部件和所述第二部件的剪切模量G’；-仅在在20°C且对于100Hz与240Hz之间的频率范围，所述第二部件的材料的剪切模量G’大于或等于3 X IO7Pa时，才选择所述第二部件的材料；以及-设定所述第一部件的厚度h，使得h小于或等于0.3mm并且使得在20°C且对于 IOOHz与240Hz之间的频率范围，剪切参数g = G，/h在8X 108Pa/m与2. 67X 109Pa/m之间，G’为所述剪切模量。根据另一特征，所述第一部件的厚度h设定为使得h小于或等于0. Imm,并使得在 20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，G，/h在1. 33X 109Pa/m与2X 109Pa/m之间。根据另一特征，所述方法在设定厚度h的步骤之前还包括以下步骤-通过所述粘度分析器来测量所述第一部件的损耗因子tanδ ；以及-仅在所述第一部件的损耗因子tanδ大于0. 6时才选择所述第一部件。根据另一特征，所述方法还包括以下步骤-仅在在20°C且对于100Hz与240Hz之间的频率范围，所述第二部件的材料的剪切模量G’在10 与2X10%之间时，才选择所述第二部件的材料。根据另一特征，所述方法还包括以下步骤-通过如下操作来验证所述第二部件的材料的粘附性符合规定R43的要求扭曲所述第二部件的材料构成的且键合到两个玻璃板的所述中间层的样本、测量所述第二部件的材料构成的所述中间层开始与所述玻璃板分开时的扭力、并根据此力来计算对应的粘附剪切强度并将粘附强度的此值与使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力的容许值的范围相比较；以及-按以下方式设定所述第二部件的厚度e-标识参考层压玻璃单元，所述参考层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力并且包括两个玻璃板和所述第二部件的材料构成的中间层；
-确定所述参考层压玻璃单元的所述中间层的撕裂强度、所述参考层压玻璃单元的所述中间层的厚度以及所述参考层压玻璃单元的所述玻璃板的厚度；-使用表示使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力所需的最小中间层撕裂强度的图示，来推导最小所需的中间层厚度，所述最小所需的中间层厚度对应于等于所述参考层压玻璃单元的所述中间层的所述撕裂强度的最小所需的中间层撕裂强度值，所述最小中间层撕裂强度是任何层压玻璃单元的中间层厚度的函数，此图示是针对任何层压玻璃单元的等于所述参考层压玻璃单元的基底厚度的基底厚度建立的；以及-将所述第二部件的厚度e设定为使得e大于或等于所述最佳中间层厚度值。还存在对中间层的需求，该中间层使得可能优化风挡的第一自然频率的衰减，特别是风挡的第二和第三自然频率的衰减，而不会压低风挡。为此，本发明提出了一种粘弹性塑料中间层，所述粘弹性塑料中间层设计为并入玻璃单元的两个玻璃板之间以赋予所述玻璃板振动声衰减性质，所述中间层包括-由粘弹性塑料材料制成的两个外层，在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述粘弹性塑料材料的剪切模量G’大于或等于3X 107Pa ；-具有振动声衰减性质且厚度为h的中心层，使得h小于或等于0.3mm,并使得在 20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述中心层的剪切参数g = G，/h在8X IO8Pa/ m与2. 67X 109Pa/m之间，G，为剪切模量，所述中心层在所述两个外层之间。根据另一特征，所述中心层的厚度h是使得h小于或等于0. Imm,并使得在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，G，/h在1. 33 X 109Pa/m与2 X 109Pa/m之间。根据另一特征，所述中心层的损耗因子tan δ大于0. 6。根据另一特征，在20°C且对于IOOHz与MOHz之间的频率范围，所述外层的剪切模量G，在IO8Pa与2X IO8Pa之间。根据另一特征，每一所述外层具有厚度e，使得-所述外层的材料的粘附性符合规定R43的要求，通过如下操作来确定所述粘附性扭曲所述外层的材料构成的且键合到两个玻璃板的中间层的样本、测量所述外层的材料构成的所述中间层开始与所述玻璃板分开时的扭力、并根据此力来计算对应的粘附剪切强度、然后将粘附强度的此值与使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力的容许值的范围相比较；以及使得-每个所述外层的厚度e设定为满足规定R43的要求，厚度e按以下方式确定-标识参考层压玻璃单元，所述参考层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力并且包括两个玻璃板和所述外层的材料构成的中间层；-确定所述参考层压玻璃单元的所述中间层的撕裂强度、所述参考层压玻璃单元的所述中间层的厚度以及所述参考层压玻璃单元的所述玻璃板的厚度；-使用表示使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力所需的最小中间层撕裂强度的图示，来推导最小所需的中间层厚度，所述最小所需的中间层厚度对应于等于所述参考层压玻璃单元的所述中间层的所述撕裂强度的最小所需的中间层撕裂强度值，所述最小中间层撕裂强度是任何层压玻璃单元的中间层厚度的函数，此图示是针对任何层压玻璃单元的等于所述参考层压玻璃单元的基底厚度的基底厚度建立的；以及
-将每个外层的厚度e设定为使得e大于或等于所述最佳中间层厚度值。根据另一特征，所述中心层包括-由厚度为hA并且剪切参数为gA的粘弹性塑料材料A制成的衰减膜，-由厚度为1 并且剪切参数为&的粘弹性塑料材料B制成的衰减膜， 在分别的温度范围tA和、上且对于IOOHz与240Hz之间的频率，材料A和B均具有大于0. 6的损耗因子和8 X IO8PaAi与2. 67X 109Pa/m之间的剪切参数，并且，对分别包括在温度范围tA或、内的给定温度范围具有最高损耗因子的膜具有等效剪切参数Assbmi = a^Xh，^ssb为构成所述膜的材料的所述剪切参数，且h为所述中心层的厚度，gAsSBe(1对于所述温度范围比另一膜的等效剪切参数低。本发明还涉及一种玻璃单元，包括-厚度在1.4mm与2. Imm之间的玻璃板；-厚度在1.Imm与1. 6mm之间的玻璃板；以及-以上描述的中间层，所述中间层在所述玻璃板之间。根据另一特征，每个所述外层的厚度e和所述玻璃板的总厚度是使得-所述外层的材料的粘附性符合规定R43的要求，通过如下操作来确定所述粘附性扭曲所述外层的材料构成的且键合到两个玻璃板的中间层的样本、测量所述外层的材料构成的所述中间层开始与所述玻璃板分开时的扭力、并根据此力来计算对应的粘附剪切强度、然后将粘附强度的此值与使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力的容许值的范围相比较；以及使得-每个所述外层的厚度以及所述玻璃板的总厚度设定为满足规定R43的要求，每个所述外层的厚度以及所述玻璃板的总厚度按以下方式确定-标识参考层压玻璃单元，所述参考层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力并且包括两个玻璃板和所述外层的材料构成的中间层；-确定所述参考层压玻璃单元的所述中间层的撕裂强度、所述参考层压玻璃单元的所述中间层的厚度以及所述参考层压玻璃单元的所述玻璃板的厚度；-使用表示使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力所需的最小中间层撕裂强度的图示，来推导中间层厚度和玻璃板的厚度的最佳值的组合，所述组合对应于等于所述参考层压玻璃单元的所述中间层的所述撕裂强度的最小所需的中间层撕裂强度值，所述最小中间层撕裂强度是任何层压玻璃单元的中间层厚度以及任何层压玻璃单元的玻璃板的厚度的函数；以及-将每个外层的厚度e设定为使得e大于或等于所述最佳中间层厚度值并且将所述玻璃板的厚度设定为大于或等于所述最佳玻璃板厚度值。本发明还涉及一种包括以上描述的玻璃单元的交通工具，所述玻璃板朝向所述交通工具的外部并且厚度在1. 4mm与2. Imm之间，所述玻璃板朝向所述交通工具的内部并且厚度在1. Imm与1.6mm之间。本发明还涉及以上描述的中间层的用途，用于风挡的第二和第三自然频率的振动声衰减，所述风挡由两个玻璃板和并入所述玻璃板之间的所述中间层构成。本发明还涉及以上描述的玻璃单元作为交通工具风挡的用途。
现在将关于附图描述本发明的其它特点和优点，其中图1表示对于20°C时IOOHz与240Hz之间的频率，作为层压风挡的中间层的中心层的剪切参数的函数，层压风挡的模式衰减曲线；图2表示根据本发明的玻璃单元的横截面视图；图3表示根据本发明的根据另一实施例的玻璃单元的横截面视图；图4表示对包括厚度为2. Imm的两个玻璃基底和粘附强度在2MPa与5ΜΙ^之间的中间层的层压玻璃单元和細的落差建立的，表示作为层压玻璃单元的中间层厚度的函数， 层压玻璃单元经受对应于规定R43 (Regulation R43)的应力所需的最小中间层撕裂强度的图示；图5表示对包括粘附强度在2MPa与5ΜΙ^之间的中间层的层压玻璃单元和細的落差建立的，表示作为层压玻璃单元的中间层厚度和玻璃厚度的函数，层压玻璃单元经受对应于规定R43的应力所需的最小中间层撕裂强度的三维图示；图6表示用于评估中间层对与中间层组合的玻璃板的粘附性的实验装置的示意性正视图；图7表示用于评估中间层对与中间层组合的玻璃板的粘附性的装置的变形的透视图；图8表示用于评估中间层的撕裂强度的实验装置的示意图。不同附图中相同的参考数字表示相同或类似的部件。
具体实施例方式还应当注意，本申请中给出的区间的界限包括在该区间中。本发明提出了用于选择粘弹性塑料中间层的方法，该粘弹性塑料中间层包括两个外层和一个中心层，并且设计为并入玻璃单元的两个玻璃板之间。所述方法包括以下步骤-提供由粘弹性塑料材料制成的且设计为构成所述中心层的第一部件和由粘弹性塑料材料制成的且设计为构成所述外层的第二部件；-通过粘度分析器来测量所述第一部件和所述第二部件的剪切模量G’；-仅在在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述第二部件的材料的剪切模量G’大于或等于3 X IO7Pa时，才选择所述第二部件的材料；以及-设定所述第一部件的厚度h，使得h小于或等于0.3mm并且使得在20°C且对于 IOOHz与240Hz之间的频率范围，剪切参数g = G，/h在8X 108Pa/m与2. 67X 109Pa/m之间，G’为所述剪切模量。IOOHz与240Hz之间的频率范围包括层压风挡的四个第一自然频率，并且特别是第二和第三自然频率，因为发明人已经能够通过交通工具测试来测量它们。此外，发明人已经证明满足h和g的上述条件的材料使得可能优化层压风挡的第一自然频率的衰减，特别是风挡的第二和第三自然频率的衰减，风挡包括两个玻璃板和如上所述地选择的中间层。具体地，如将进一步看到的，特别是在研究图1期间，发明人示出了，对于IOOHz与240Hz之间的频率范围在8X108I^/m与2. 67X IO9I3aAi之间的g的这些值与小于或等于
0.3mm的h的值相组合，使得可能优化IOOHz与240Hz之间的频率的声衰减。如果第一部件的材料是，对于小于或等于0. 3mm的厚度，其剪切参数g不能在 8 X IO8PaAi与2. 67 X 109Pa/m之间，则不选择该材料用于制造中间层。此外，将粘弹性塑料材料层的厚度限定于0.3mm使得可能限定用于制造中间层的材料，这使得可能限定设计为将中间层并入以形成风挡的玻璃单元的重量。这使得风挡更易于处理并且减小了装备有该风挡的交通工具的燃料消耗。最终，为使中心层正确地振动，需要使外层比中心层更坚硬，这通过如所限定的弹性条件实现。本发明还涉及设计为并入玻璃单元的两个玻璃板之间以赋予该玻璃单元振动声衰减性质的粘弹性塑料中间层，该中间层包括-由粘弹性塑料材料制成的两个外层，在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述粘弹性塑料材料的剪切模量G’大于或等于3X IO7Pa ；-具有改善的振动声衰减性质且厚度为h的中心层，使得h小于或等于0.3mm,并使得在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述中心层的剪切参数g = G’ /h在 8X 108Pa/m 与 2. 67X 109Pa/m 之间，G，为剪切模量。通过上述选择方法获得了中间层。中间层使得可能优化层压风挡的第一自然频率的衰减，特别是风挡的第二和第三自然频率的衰减，而不会压低风挡，如以上所解释的，层压风挡包括两个玻璃板和并入玻璃板之间的中间层。中间层设计为集成到玻璃单元中。玻璃单元设计为用于交通工具中，特别是作为风挡。本发明还涉及包括该中间层的玻璃单元。本发明还涉及包括该玻璃单元的交通工具。图2表示根据本发明的玻璃单元的横截面视图。玻璃单元包括两个玻璃板1、2，中间层插入于该两个玻璃板之间。通过已知方式执行中间层至玻璃板的键合，例如通过层叠玻璃板和中间层并将该组件投入压热器中。玻璃单元的玻璃板1设计为朝向交通工具外部，而玻璃板2设计为朝向交通工具内部。玻璃板1比玻璃板2厚，使得玻璃单元对外部袭击(有害的天气条件、沙砾喷溅等) 具有更好的保护。实际上，玻璃越厚，其机械强度越好。然而，玻璃越厚，其越重。因此，需要在机械强度和玻璃单元的重量之间找到折衷。从而，玻璃板1的厚度例如在1. 4mm与2. Imm 之间，并且玻璃板2的厚度在例如1. Imm与2. Imm之间。在现存的玻璃单元中，玻璃板1的厚度通常为2. Imm并且玻璃板2的厚度通常为
1.6mm0优选地，根据本发明，玻璃板1的厚度为1. 8mm并且玻璃板2的厚度为1. 4mm,以限制风挡的重量，这使得可能更容易地处理并节约材料。这还使得能够减小装备有该风挡的交通工具的燃料消耗。与现存的玻璃单元相比，玻璃板的这些减小的厚度是可能的，且不损失声或机械性能，如将更进一步看到的。本发明还适用于玻璃板1的厚度为1. 6mm且玻璃板2的厚度为1. 2mm的风挡，或者玻璃板1的厚度为1. 4mm且玻璃板2的厚度为1. Imm的风挡。中间层由两个外层4、5构成，外层4、5之间插入有中心层3。在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，外层4、5的剪切模量G，大于或等于3X107Pa。优选地，外层的剪切模量G，在108! 与2X108!^之间，以进一步改善中心层的振动声衰减。外层由例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)制成。中心层3选择为使得其厚度h小于或等于0. 3mm并使得在20°C且对于IOOHz与 240Hz之间的频率范围，中心层的剪切参数g = G，/h在8. OOX 108Pa/m与2. 67X 109Pa/m 之间，G’为剪切模量。中心层3从而对于IOOHz与MOHz之间的频率具有优化的性能。中心层3由例如热熔压敏粘合剂(Hot Melt PSA)制成，例如由Sika公司的SikaMelt 9285HT 制成。为了尽可能减小玻璃单元的重量，优选地，中心层3的厚度小于或等于0. 1mm。中心层于是选择为使得h小于或等于0. 1mm，并使得在20°C且对于IOOHz与MOHz 之间的频率范围，G’/h在1. 33X 109 / 与2. OOX 109Pa/m之间，这使得可能更多地优化振
动声衰减。中心层3的声性质也由其损耗因子tan δ限定。中心层3选择为使得在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，其损耗因子大于0. 6，以容许满意的衰减。使用粘度分析器测量剪切模量G’和损耗因子tan δ。玻璃板对玻璃单元的振动声性质起作用。为使玻璃单元振动，玻璃板越厚，则激励必须越高。然而，对于IOOHz与240Hz之间的频率，中间层的声性能的优化使得可能对设计为朝向交通工具外部的玻璃板将玻璃板的厚度减小至1. 8mm，甚至低至1. 6mm，或甚至 1.4mm，并且对设计为朝向交通工具内部的玻璃板，将玻璃板的厚度减小至1.4mm，甚至低至1. 2mm,或甚至1. Imm,且相对于现存玻璃单元无声损耗。典型地，现存的风挡玻璃单元具有的玻璃板的厚度分别为2. Imm和1. 6mm，它们之间插入有包括粘弹性塑料材料层，该层 0. Imm厚，对于20°C的温度和50Hz的频率，剪切模量G，在IO6与2 · 107! 之间，并且损耗因子大于0.6。玻璃板的厚度的减小容许玻璃单元的重量的减小，因此改善的可处理性以及材料的减少，以及装备有该风挡的交通工具的燃料消耗的减少。两个外层4、5具有相同厚度e。确定每个外层4、5的厚度，使得中间层的总厚度 (2e+h)最大为0. 86mm,并使得外层的机械性质足够满足对机动交通工具所规定的机械强度标准，特别是关于硬冲击(hard-impact)强度标准的联合国规定No. 43 (称作规定R43)， 总厚度( )即现存的声风挡中的中间层的厚度。联合国规定R43涉及采用涉及安全玻璃的认可和该玻璃在道路交通工具中的安装的一致的技术规格。具体地，一方面，由于风挡的重量的原因，期望中间层的总厚度尽可能低，这使得可能减小装备有该风挡的交通工具的燃料消耗，并且另一方面，节省材料。为了实现这个，通过考虑由外层的材料构成的中间层对两个玻璃板的粘附性以及考虑外层的材料的撕裂强度，最小化厚度e。基于专利申请EP-A-1495305中描述的测试和计算方法来评估粘附性，这在以下
被重复。首先，扭应力施加于包括两个玻璃板和由外层的材料构成的中间层的层压玻璃单元的样本，直至由外层的材料构成的中间层相对于至少一个玻璃板去键合(debond)。实践中，对半径r等于IOmm的圆的玻璃样本50执行测试，例如使用已知类似那个的扭曲装置 500，示例于图6中。装置500包括三个夹片(jaw)51、52、53 ；半径R等于IOOmm并连接至竖直轴的驱动链条阳的滑轮M。夹片均为120°的圆弧的形式，以便紧夹整个样本。夹片的表面涂层由与玻璃机械兼容的材料制成，例如是铝、^Teflon 或聚乙烯。一个夹片相对于框架保持固定，而另一个夹片紧固于滑轮M，该滑轮M设计为旋转以对样本施加扭曲。通过连接至滑轮的链条55的运动使滑轮M旋转。以35至50mm/ min的最小恒定速度拖动链条。力传感器用于测量在样本被扭曲时，促发外层的材料构成的中间层的去键合开始
2FR
所需的力F。根据这个，于是通过计算使用已知公式τ = 7来推导粘附剪切强度是可能的，
πΓ
其中，F是促发外层的材料构成的中间层的去键合开始所需的力，R是滑轮M的半径且r是样本的半径。如申请EP-A-1495305中解释的，然而装置500是笨重的，这意味着必须在实验室执行测试。装置500因此不适合于在层压玻璃生产线上的“工艺指示器”类型的测量。然而，为了制造层压玻璃单元，虽然聚合物中间层的组成设计为满足本发明设定的强度值，但是归因于与制造玻璃单元的方法关联的且影响键合的质量的参数，在完成的产品中可以出现中间层的差的粘附性，该参数诸如是中间层的贮存条件、玻璃清洗质量、或者是在玻璃和中间层的组装期间的压光步骤的过程中的温度和压力。为了在靠近生产线监控制造期间执行测量，使得能够响应于差的测量强度值，迅速干预过程，作为变形，使用另一测量装置600是可能的，装置600有利地更紧凑和易于运输。图7中描绘的此装置600被最小化为约60cm乘20cm并包括两个三夹片系统60和61、 旋转轴62、用于旋转该轴的电机63、扭矩计64、以及容纳计算元件的盒子65。包括两个玻璃板和由外层的材料构成的中间层的层压玻璃单元的圆的样本设计为夹置于两个夹片系统60与61之间，一个系统60固定，而另一系统能够借助于至轴62的连接而移动和旋转。扭矩计放置在电机与活动夹片系统61之间。轴的旋转速度依赖于中间层的厚度。通过范例，对于由外层的材料构成的厚度为0. 76mm的中间层，旋转为0. OSrpm 的量级。系统61旋转，并且在测得的扭矩反转时，发生促发外层的材料构成的中间层的去键合。扭矩计连接至盒子65的计算元件，盒子65包括显示部分，粘附强度τ的值能够直接在该显示部分上读出。无论使用哪个装置，在详细理解了粘附强度τ的值的散射时，优选地，对数个样本进行重复测试并计算强度τ的平均值和其标准偏差，例如五个样本的最小数量。验证了获得的粘附强度τ的值在容许值的范围内，以使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力(硬冲击强度)。根据规定R43中规定的归一化机械强度测试，实验上确定容许值的此范围，对不同组成的层压玻璃单元执行该测试。针对规定R43的容许值的范围是5MPa以下的所有值，在该范围内，粘附强度τ的任何值适合满足粘附性标准。优选地，针对规定R43的粘附强度τ的容许值的范围在2MPa 与之间，确定值的此范围的下限以确保玻璃单元的好的透明度，独立于玻璃单元的机械强度考虑。一旦已经验证外层的材料构成的中间层的粘附强度τ在容许值的前述范围内， 则执行中间层的外层的实际尺寸的制作。图4和5的图示示例了用于制作这些外层的尺寸以使得它们满足规定R43对硬冲击强度的要求的可能途径。根据对应于图4的第一途径，将玻璃单元的尺寸制作为在层压玻璃单元中玻璃板的总厚度eg_dim固定并等于4. 2mm并且具有中间层，总厚度对应于例如2. Imm的每个玻璃板的厚度，中间层由外层的材料构成并具有特定化学组成Ci,中间层是例如基于PVB的中间层。对于确定外层的厚度，中心层是可以忽略的。在此情况下，为了制作外层的材料构成的中间层，首先，作为包括至少一个玻璃基底和与待制造的玻璃单元的外层4、5具有相同化学组成ci的中间层并经受得住对应于规定R43的应力的任何玻璃单元的中间层厚度ei的函数，绘制图4中所看到的并表示任何层压玻璃单元所需的最小中间层撕裂强度J。_min的曲线C3，此曲线是对等于4. 2mm的玻璃板厚度eg建立的。实践中，从规定R43规定的机械强度的归一化测试获得曲线C3，该归一化测试是对层压玻璃单元执行的，该层压玻璃单元均包括至少一个玻璃基底和具有化学组成Ci 的中间层，并且就该层压玻璃单元的中间层的厚度来说，层压玻璃单元彼此不同。接下来，标识参考层压玻璃单元，其经受得住对应于规定R43的应力，该层压玻璃单元的玻璃基底的厚度等于4. 2mm并且包括特定化学组成Ci的中间层。该参考层压玻璃单元的范例是已知的玻璃单元2. 1/0. 76/2. 1，其包括厚度均为2. Imm的两个玻璃基底和标准厚度为0. 38mm并具有组成Ci的两个中间层，该组成对应于等于0. 76mm的参考层压玻璃单元的中间层厚度ei_ref。通过归一化机械强度测试，在此范例中利用細的冲击落差，验证参考玻璃单元对对应于规定R43的应力的耐受性(resistance)。然后通过Tielking方法确定参考玻璃单元2. 1/0.76/2. 1的中间层的撕裂强度
Jc-ref °MTielking研发的此方法包括基于计算裂缝根能(crack root energy) J的方法来评估材料的撕裂强度。特别是在专利申请EP-A-1151855和EP-A-1495305中解释了 Tielking方法，以下对其进行了部分重复。中间层的撕裂强度是构成它的材料所固有的特征。其由表示传播在材料中促发的裂缝所需的能量的能量值。称作临界能量J。的此能量对于每种类型的材料不同并且与中间层膜的厚度不相关。通过基于规定位于膜中的裂缝的根处的能量的Rice积分J的能量方法以已知方式给出撕裂强度或临界能量J。，该膜在裂缝位置受到非常高的应力。对于测试的样本的给
定的伸长d，其以简化的数学形式写作
权利要求
1.一种用于选择粘弹性塑料中间层的方法，所述粘弹性塑料中间层包括两个外层(4， 5)和中心层(3)并且设计为并入玻璃单元的两个玻璃板(1, 之间，所述方法包括以下步骤-提供由粘弹性塑料材料制成的且设计为构成所述中心层(3)的第一部件和由粘弹性塑料材料制成的且设计为构成所述外层G，5)的第二部件；-通过粘度分析器来测量所述第一部件和所述第二部件的剪切模量G’ ； -仅在在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述第二部件的材料的剪切模量G’大于或等于3 X IO7Pa时，才选择所述第二部件的材料；以及-设定所述第一部件的厚度h，使得h小于或等于0. 3mm并且使得在20°C且对于IOOHz 与240Hz之间的频率范围，剪切参数g = GVh在8X 108Pa/m与2. 67X IO9I^aAi之间，G，为所述剪切模量。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一部件的厚度h设定为使得h小于或等于 0. Imm,并使得在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，G，/h在1. 33X 109Pa/m与 2X109Pa/m 之间。
3.如权利要求1或2所述的方法，在设定厚度h的步骤之前还包括以下步骤 -通过所述粘度分析器来测量所述第一部件的损耗因子tan δ ；以及-仅在所述第一部件的损耗因子tan δ大于0. 6时才选择所述第一部件。
4.如权利要求1至3中的一项所述的方法，还包括以下步骤-仅在在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述第二部件的材料的剪切模量G’在108 与2X108!^之间时，才选择所述第二部件的材料。
5.如权利要求4所述的方法，还包括以下步骤-通过如下操作来验证所述第二部件的材料的粘附性符合规定R43的要求扭曲所述第二部件的材料构成的且键合到两个玻璃板的所述中间层的样本、测量所述第二部件的材料构成的所述中间层开始与所述玻璃板分开时的扭力(F)、并根据此力(F)来计算对应的粘附剪切强度(τ )并将粘附强度(τ )的此值与使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力的容许值的范围相比较；以及 -按以下方式设定所述第二部件的厚度e -标识参考层压玻璃单元，所述参考层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力并且包括两个玻璃板和所述第二部件的材料构成的中间层；-确定所述参考层压玻璃单元的所述中间层的撕裂强度(J。，f)、所述参考层压玻璃单元的所述中间层的厚度(ei_ref)以及所述参考层压玻璃单元的所述玻璃板的厚度(eg_ref)； -使用表示使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力所需的最小中间层撕裂强度(J。_min)的图示(C3)，来推导最小所需的中间层厚度(ei_min)，所述最小所需的中间层厚度(ei-min)对应于等于所述参考层压玻璃单元的所述中间层的所述撕裂强度的最小所需的中间层撕裂强度值(J。_min = J。_ref)，所述最小中间层撕裂强度(J。_min)是任何层压玻璃单元的中间层厚度(ei)的函数，此图示是针对任何层压玻璃单元的等于所述参考层压玻璃单元的基底厚度的基底厚度(eg = eg_ref)建立的；以及-将所述第二部件的厚度e设定为使得e大于或等于所述最佳中间层厚度值(ei_。pt)。
6.一种粘弹性塑料中间层，所述粘弹性塑料中间层设计为并入玻璃单元的两个玻璃板之间以赋予所述玻璃板振动声衰减性质，所述中间层包括-由粘弹性塑料材料制成的两个外层(4，5)，在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述粘弹性塑料材料的剪切模量G’大于或等于3X107Pa ；-具有振动声衰减性质且厚度为h的中心层(3)，使得h小于或等于0. 3mm,并使得在 20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述中心层的剪切参数g = G，/h在8X IO8Pa/ m与2. 67X 109Pa/m之间，G，为剪切模量，所述中心层( 在所述两个外层(4，幻之间。
7.如权利要求6所述的中间层，其中，所述中心层(3)的厚度h是使得h小于或等于 0. Imm,并使得在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，G，/h在1. 33X 109Pa/m与 2X109Pa/m 之间。
8.如权利要求6或7所述的中间层，其中，所述中心层(3)的损耗因子tanδ大于0.6。
9.如权利要求6至8中的一项所述的中间层，其中，在20°C且对于IOOHz与240Hz之间的频率范围，所述外层(4,5)的剪切模量G’在10 与2X 10 之间。
10.如权利要求6至9中的一项所述的中间层，其中，每一所述外层(4，幻具有厚度e， 使得-所述外层的材料的粘附性符合规定R43的要求，通过如下操作来确定所述粘附性扭曲所述外层的材料构成的且键合到两个玻璃板的中间层的样本、测量所述外层的材料构成的所述中间层开始与所述玻璃板分开时的扭力(F)、并根据此力(F)来计算对应的粘附剪切强度(τ)、然后将粘附强度(τ)的此值与使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定 R43的应力的容许值的范围相比较；以及使得-每个所述外层的厚度e设定为满足规定R43的要求，厚度e按以下方式确定 -标识参考层压玻璃单元，所述参考层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力并且包括两个玻璃板和所述外层的材料构成的中间层；-确定所述参考层压玻璃单元的所述中间层的撕裂强度(J。，f)、所述参考层压玻璃单元的所述中间层的厚度(ei_ref)以及所述参考层压玻璃单元的所述玻璃板的厚度(eg_ref)； -使用表示使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力所需的最小中间层撕裂强度(J。_min)的图示(C3)，来推导最小所需的中间层厚度(ei_min)，所述最小所需的中间层厚度(ei-min)对应于等于所述参考层压玻璃单元的所述中间层的所述撕裂强度的最小所需的中间层撕裂强度值(J。_min = J。_ref)，所述最小中间层撕裂强度(J。_min)是任何层压玻璃单元的中间层厚度(ei)的函数，此图示是针对任何层压玻璃单元的等于所述参考层压玻璃单元的基底厚度的基底厚度(eg = eg_ref)建立的；以及-将每个外层的厚度e设定为使得e大于或等于所述最佳中间层厚度值(ei_。pt)。
11.如权利要求6至10中的一项所述的中间层，其中，所述中心层包括 -由厚度为hA并且剪切参数为gA的粘弹性塑料材料A制成的衰减膜(6)， -由厚度为1 并且剪切参数为&的粘弹性塑料材料B制成的衰减膜(7)，在分别的温度范围tA和、上且对于IOOHz与240Hz之间的频率，材料A和B均具有大于0. 6的损耗因子和8 X IO8PaAi与2. 67X 109Pa/m之间的剪切参数，并且，对分别包括在温度范围、或、内的给定温度范围具有最高损耗因子的膜(6或7)具有等效剪切参数^sa Be, = gABSBXh, gABSB为构成所述膜(分别6或7)的材料的所述剪切参数，且h为所述中心层的厚度，Absb^1对于所述温度范围比另一膜(分别7或6)的等效剪切参数低。
12.—种玻璃单元，包括-厚度在1. 4mm与2. Imm之间的玻璃板(1)；-厚度在1. Imm与1.6mm之间的玻璃板O)；以及-如权利要求6至11中的任一项所述的中间层(3，4，5)，所述中间层在所述玻璃板(1， 2)之间。
13.如权利要求12所述的玻璃单元，其中，每个所述外层(4，幻的厚度e和所述玻璃板的总厚度是使得-所述外层的材料的粘附性符合规定R43的要求，通过如下操作来确定所述粘附性扭曲所述外层的材料构成的且键合到两个玻璃板的中间层的样本、测量所述外层的材料构成的所述中间层开始与所述玻璃板分开时的扭力(F)、并根据此力(F)来计算对应的粘附剪切强度(τ)、然后将粘附强度(τ)的此值与使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定 R43的应力的容许值的范围相比较；以及使得-每个所述外层的厚度以及所述玻璃板的总厚度设定为满足规定R43的要求，每个所述外层的厚度以及所述玻璃板的总厚度按以下方式确定-标识参考层压玻璃单元，所述参考层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力并且包括两个玻璃板和所述外层的材料构成的中间层；-确定所述参考层压玻璃单元的所述中间层的撕裂强度(J。，f)、所述参考层压玻璃单元的所述中间层的厚度(ei_ref)以及所述参考层压玻璃单元的所述玻璃板的厚度(eg_ref)；-使用表示使得任何层压玻璃单元经受得住对应于规定R43的应力所需的最小中间层撕裂强度(J。_min)的图示(C4)，来推导中间层厚度和玻璃板的厚度的最佳值(ei_。pt，eg_。pt)的组合，所述组合对应于等于所述参考层压玻璃单元的所述中间层的所述撕裂强度的最小所需的中间层撕裂强度值(J。_min = J。_ref)，所述最小中间层撕裂强度(J。_min)是任何层压玻璃单元的中间层厚度(ei)以及任何层压玻璃单元的玻璃板的厚度(eg)的函数；以及-将每个外层的厚度e设定为使得e大于或等于所述最佳中间层厚度值(ei_。pt)并且将所述玻璃板的厚度(eg_dim)设定为大于或等于所述最佳玻璃板厚度值(eg_。pt)。
14.一种包括如权利要求12或13所述的玻璃单元的交通工具，所述玻璃板(1)朝向所述交通工具的外部并且厚度在1.4mm与2. Imm之间，所述玻璃板( 朝向所述交通工具的内部并且厚度在1. Imm与1.6mm之间。
15.如权利要求6至11中的任一项所述的中间层的用途，用于风挡的第二和第三自然频率的振动声衰减，所述风挡由两个玻璃板和并入所述玻璃板之间的所述中间层构成。
16.如权利要求12或13所述的玻璃单元作为交通工具风挡的用途。
全文摘要
本发明涉及一种用于选择粘弹性塑料中间层的方法，所述粘弹性塑料中间层包括两个外层和中心层并且设计为并入玻璃单元的两个玻璃板之间，所述方法包括以下步骤提供设计为分别构成中心层和外层的第一和第二部件；测量所述第一和第二部件的剪切模量G’；仅在在20℃且对于100Hz与240Hz之间的频率范围，G’≥3×107Pa时才选择所述第二部件的材料；以及设定所述第一部件的厚度h，使得h≤0.3mm并且使得在20℃且对于100Hz与240Hz之间的频率范围，g＝G’/h在8×108Pa/m与2.67×109Pa/m之间。本发明使得可能优化交通工具风挡的第二和第三自然频率的衰减，而不会压低风挡。
文档编号G10K11/168GK102427940SQ201080021528
公开日2012年4月25日 申请日期2010年5月17日 优先权日2009年5月19日
发明者M·雷费尔德, P·博亚狄然 申请人:法国圣-戈班玻璃公司