Многослойное стекло относится к типу безопасное стекло, которое удерживает вместе, когда разбивается. В случае разрушения он удерживается на месте промежуточным слоем, обычно из поливинилбутираля (PVB), этилен-винилацетата (EVA) или термопластичного полиуретана (TPU) между двумя или более слоями стекла. Промежуточный слой удерживает слои стекла связанными даже в случае разрушения, а его высокая прочность предотвращает разрушение стекла на большие острые части. Это приводит к появлению характерного растрескивания «паутины», когда удара недостаточно, чтобы полностью пробить стекло. В случае EVA, термореактивный EVA предлагает полное связывание (сшивание) с материалом, будь то стекло, поликарбонат, ПЭТ или другие типы продуктов. TPU - лучший выбор для пуленепробиваемого стекла (BRG ) и для так называемого E-Glass (Smart Glass ).
Многослойное стекло обычно используется, когда существует вероятность воздействия человека или когда стекло может упасть в случае разрушения, а также для архитектурных применений. В оконных стеклах и автомобильных лобовых стеклах обычно используется многослойное стекло. В географических районах, где требуется устойчивая к ураганам конструкция, многослойное стекло часто используется во внешних витринах, навесных стенах и окнах.
Многослойное стекло также используется для повышения рейтинга звукоизоляции окна, где оно значительно улучшает звукопоглощение по сравнению с монолитными стеклянными панелями той же толщины. Для этого в прослойке используется специальный «акустический ПВБ» состав. В случае материала EVA дополнительный акустический материал не требуется, так как EVA обеспечивает звукоизоляцию. TPU является эластичным материалом, поэтому звукопоглощение неразрывно связано с его природой. Дополнительным свойством многослойного стекла для окон является то, что соответствующий промежуточный слой TPU, PVB или EVA может блокировать практически большую часть ультрафиолетового излучения. Термореактивный EVA может блокировать до 99,9% всех УФ-лучей.
В 1902 году французская корпорация Le Carbone получила патент на покрытие стеклянных объектов целлулоидом, чтобы сделать их менее подверженными растрескиванию или разрушению.
Многослойное стекло было изобретено в 1903 г. французским химиком (1878-1930), вдохновленным лабораторной аварией. Стеклянная колба покрылась пластиком нитратом целлюлозы и при падении разбилась, но не разбилась на части. Однако только в 1909 году Бенедиктус подал заявку на патент, узнав об автомобильной аварии, в которой две женщины были серьезно ранены осколками стекла. В 1911 году он основал Société du Verre Triplex, который изготовил стеклопластик композит для уменьшения травм в автомобильных авариях. Производство стекла Triplex было медленным и кропотливым, что делало его дорогим. Оно не сразу получило широкое распространение у производителей автомобилей, но многослойное стекло широко использовалось в окулярах противогазов во время Первой мировой войны. В 1912 году процесс был лицензирован английской компанией Triplex Safety Glass. Впоследствии в Соединенных Штатах и Либби Оуэнс-Форд, и Du Pont de Nemours с Pittsburg Plate Glass произвели Triplex.
Между тем, в 1905 году Джон Крю Вуд, поверенный из Суиндона, Уилтшир, Англия, запатентовал многослойное стекло для использования в качестве ветровых стекол / лобовых стекол. Слои стекла были соединены между собой канадским бальзамом. В 1906 году он основал компанию Safety Motor Screen Co., чтобы производить и продавать свой продукт.
В 1927 году канадские химики Говард У. Мэтисон и Фредерик У. Скирроу изобрели пластик поливинилбутираль (ПВБ). К 1936 году компании США обнаружили, что многослойное «безопасное стекло», состоящее из слоя поливинилбутираля между двумя слоями стекла, не обесцвечивается и в него нелегко пробить во время несчастных случаев. В течение пяти лет новое безопасное стекло практически заменило своего предшественника.
В Законе о дорожном движении 1930 года британский парламент потребовал, чтобы в новых автомобилях использовались ветровые стекла из «безопасного стекла».
К 1939 году около 600 000 квадратных футов (56 000 м 2) безопасного стекла "Indestructo" ежегодно использовалось в автомобилях, производимых на заводе Ford Motor Company в Дагенхэме, Англия. Безопасное стекло "Indestructo" было произведено британской компанией Indestructo Glass, Ltd., Лондон. Это многослойное стекло, используемое Ford Motor Company в 1939 году, было выбрано потому, что «оно обеспечивает наиболее полную защиту. Помимо того, что оно устойчиво к сколам, оно кристально прозрачное и неизменно не меняет цвет». Эта цитата намекает на некоторые технические проблемы, проблемы и опасения, из-за которых ламинированное стекло не стало широко использоваться в автомобилях сразу после его изобретения.
Современное многослойное стекло получают путем соединения двух или более слоев обычного отожженного стекла (или закаленного стекла ) вместе с пластиковой прослойкой, обычно поливинилбутиралем, Термопластичный полиуретан (TPU) или этиленвинилацетат (EVA). Пластиковая прослойка зажата между стеклом, которое либо пропускается через серию роликов, либо через системы вакуумной упаковки, печи или автоклавы для удаления любых воздушных карманов. Затем его нагревают до образования начального плавления. Эти конструкции затем нагревают под давлением в автоклаве или печи для получения конечного связанного продукта (полностью сшитого в случае термореактивного EVA). Тонировка в верхней части лобовых стекол некоторых автомобилей - это PVB. Кроме того, цветные пленки из ПЭТ можно комбинировать с термореактивным материалом EVA во время процесса ламинирования, чтобы получить цветное стекло. Цифровая печать теперь доступна для архитектурных приложений путем печати непосредственно на стекле и последующего ламинирования или печати непосредственно на PVB, как в случае с процессом Dupont SentryGlas Expressions, зарегистрированным под торговой маркой. Полные изображения CMYK могут быть напечатаны на промежуточном слое до процесса автоклавирования и представить яркие полупрозрачные изображения. Этот процесс стал популярным в области архитектуры, дизайна интерьера и вывесок в течение ряда лет.
После того, как термореактивный EVA будет должным образом ламинирован во время процесса, стекло можно будет обнажить без рамы и не будет проникновения воды / влаги, индекс пожелтения очень низкий, и оно не должно расслаиваться из-за высокого уровень связывания (сшивания).
Типичный многослойный макияж представляет собой стекло толщиной 2,5 мм, промежуточный слой 0,38 мм и стекло 2,5 мм. Это дает конечный продукт, который будет называться многослойным стеклом 5,38.
Использование нескольких ламинатов и более толстого стекла увеличивает прочность. Пуленепробиваемое стекло обычно изготавливается с использованием поликарбоната, термопластических материалов, термореактивного EVA и слоев многослойного стекла. Подобное стекло часто используется в авиалайнерах на лобовых и боковых окнах кабины пилота, часто трехслойное закаленное стекло толщиной 4 мм с ПВБ толщиной 2,6 мм между ними. Это один из вариантов макияжа боковых окон кабины Boeing 747. Передние лобовые стекла BAC / SAF Concorde имели 7 слоев, 4 стекла и 3 ПВБ общей толщиной 38 мм.
Новые разработки расширили семейство термопластов для ламинирования стекла. Помимо ПВБ, сегодня важными термопластичными материалами для ламинирования стекла являются этилен-винилацетат (EVA), термореактивный EVA этилен-винилацетат (EVA) и термопластичный полиуретан (TPU). Адгезия TPU высокая не только к стеклу, но и к полимерным прослойкам. С 2004 года металлизированные и электропроводящие промежуточные слои полиэтилентерефталата (ПЭТ) используются в качестве подложки для светоизлучающих диодов и накладываются на стекло или между ними. Могут быть добавлены цветные прослойки для обеспечения постоянного прозрачного цвета многослойной стеклянной панели. Переключаемый промежуточный слой также может быть добавлен для создания панели, которая может быть прозрачной, когда небольшой электрический ток проходит через промежуточный слой, и непрозрачной, когда ток отключается. Это обычно называется защитным стеклом.
Многослойное стекло также иногда используется в стеклянных скульптурах и широко используется в архитектурных приложениях.
Существует несколько процессов производства многослойного стекла:
Пластиковые прослойки в многослойном стекле затрудняют его резку. Небезопасно разрезать обе стороны по отдельности, заливать в трещину легковоспламеняющуюся жидкость, такую как денатурированный спирт, и поджигать ее, чтобы расплавить промежуточный слой и разделить куски. Следующие более безопасные методы были рекомендованы правительством Великобритании Отделом здравоохранения и безопасности в 2005 году:
По данным Национальной ассоциации ремонта лобового стекла США, ремонт многослойного стекла возможен при незначительных ударных повреждениях с использованием процесса, который включает сверление в треснувшем стекле, чтобы добраться до слоя ламинации. Специальная прозрачная адгезивная смола вводится под давлением, а затем отверждается ультрафиолетом. Когда все сделано правильно, сила и ясность в достаточной степени восстанавливаются для большинства целей, связанных с безопасностью. Этот процесс широко используется для ремонта крупных промышленных автомобильных лобовых стекол, повреждение которых не мешает обзору водителя.
Удаление отходов многослойного стекла больше не разрешается на свалках в большинстве В европейских странах действует Директива по автомобилям с истекшим сроком эксплуатации (ELV). В исследовании Университета Суррея и Pilkington Glass предлагается помещать отходы многослойного стекла в разделяющее устройство, такое как прокатный стан, где стекло дробится и более крупный стеклобой механически отделяется от внутренней пленки. Затем под воздействием тепла ламинирующий пластик, обычно поливинилбутираль (ПВБ), плавится, что позволяет переработать как стекло, так и внутреннюю пленку. Процесс рециркуляции ПВБ - это простая процедура его плавления и изменения формы. Также TPU легко утилизируется, как и все несшитые пластмассы.