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Patent Searching and Data


Title:
FIREPROOF GLAZING UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/024441
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fireproof glazing unit comprising at least two spaced-apart transparent substrates (10; 20), between which a transparent fireproof layer (30) is arranged. The inventive fireproof glazing unit is characterized by the fact that a transparent Ti02 layer which reduces the incidence of UV radiation onto the fireproof layer (30) is disposed on at least one side of the fireproof layer (30).

Inventors:
VILLARI VALENTINO (DE)
VON OYEN ALBERT (NL)
Application Number:
PCT/EP2003/010097
Publication Date:
March 25, 2004
Filing Date:
September 11, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SCHEUTEN GLASGROEP BV (NL)
VILLARI VALENTINO (DE)
VON OYEN ALBERT (NL)
International Classes:
B32B17/10; C03C27/12; (IPC1-7): B32B17/10; C03C27/12
Domestic Patent References:
WO1999035102A11999-07-15
Foreign References:
US3597050A1971-08-03
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 177 (C - 0829) 7 May 1991 (1991-05-07)
Attorney, Agent or Firm:
Jostardnt, Hans-dieter (Aachen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. BrandschutzVerglasungseinheit, bestehend aus wenigs tens zwei transparenten Substraten (10 ; 20), die im Ab stand zueinander angeordnet sind, wobei sich zwischen den Scheiben eine transparente Brandschutzschicht (30) befindet, dadurch ge7 ennzaichnet, dass sich auf wenigstens einer Seite der Brandschutzschicht (30) eine transparente Ti02Schicht (40) befindet, welche den Einfall von UVStrahlung auf die Brandschutzschicht (30) reduziert.
2. BrandschutzVerglasungseinheit nach Anspruch 1, dia durch gekennzeichnet, dass sich die Ti02 Schicht auf einer Außenoberfläche (11) einer nach außen gerichteten Glasscheibe (10) befindet.
3. BrandschutzVerglasungseinheit nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge7 ennzeich net, dass sich die Ti02Schicht zwischen einer Innen oberfläche (12) einer nach außen gerichteten Glasschei be (10) und der Brandschutzschicht (30) befindet.
4. BrandschutzVerglasungseinheit nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, da dulsc h gékenrl zeichnet, dass die BrandschutzVerglasungseinheit neben der Brandschutzschicht (30) und der transparenten Ti02Schicht (40) weitere Funktionsschichten aufweist.
5. BrandschutzVerglasungseinheit nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schichtdicke der Ti02Schicht (40) in der Größenordnung von lOnm bis 75nm liegt.
6. BrandschutzVerglasungseinheit nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gel enn zeichnet, dass die TiO2Schicht (40) mittels Magnetronsputtern, SolGelVerfahren oder CVDVerfahren aufgebracht wird.
7. BrandschutzVerglasungseinheit nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn dass die Brandschutzschicht in Wellenlän genbereichen von 800 nm bis 1400 nm eine Absorption von mindestens 70% aufweist.
8. BrandschutzVerglasungseinheit nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge7kenn zeichnet, dass die TiO2Schicht in Wellenlängenbe reichen von 320 nm bis 480 nm eine Absorption zwischen 3% und 15% aufweist.
9. BrandschutzVerglasungseinheit nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die TiO2Schicht in Wellenlängenbe reichen von 320 nm bis 480 nm eine Reflektion von min destens 40% aufweist.
10. BrandschutzVerglasungseinheit nach Anspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Ti02Schicht in Wellenlängenbereichen von 320 nm bis 480 nm eine Re flektion von 40% bis 60% aufweist.
Description:
Brandschutz-Verglasungseinheit Beschreibung : Die Erfindung betrifft eine Brandschutz-Verglasungseinheit, bestehend aus wenigstens zwei transparenten Substraten, die im Abstand zueinander angeordnet sind, wobei sich zwischen den Substraten wenigstens eine transparente Brandschutz- schicht befindet.

Um transparente Verglasungseinheiten als Brandschutzvergla- sungen auszuführen, ist es bekannt, Verbundgläser zu verwen- den, die wenigstens eine transparente Brandschutzschicht auf- weisen. Die Wirkung einer solchen Brandschutzschicht kann beispielsweise darin bestehen, dass sie im Brandfall zu einem sich verfestigenden Schaum aufbläht, der dadurch ein Hitze- schild gegen die auftreffende Wärme bildet. Ein Großteil der bekannten Brandschutzsysteme weist jedoch den Nachteil auf, dass die verwendeten Brandschutzschichten nicht UV-stabil sind. Durch den Einfall von Sonnenlicht tritt daher bei län- geren Standzeiten eine Trübung der Brandschutzschicht ein, die das Erscheinungsbild der Verglasung erheblich beeinträch- tigt. Dies ist vor allem bei der Verwendung von Brandschutz- verglasungen in Wohn-, Arbeits-und Lebensbereichen nachtei- lig, da dort das optische Erscheinungsbild von Glasscheiben von großer Bedeutung ist.

Um die UV-Empfindlichkeit von Brandschutzschichten zu verrin- gern, ist es bekannt, bei der Herstellung der Schichten un- terschiedliche Zusatzstoffe zu verwenden. Beispielsweise

schlägt die Deutsche Offenlegungsschrift DE 44 35 841 die Verwendung von Kali-Wasserglas als Zumischungsbestandteil ei- ner Brandschutzzwischenschicht zwischen zwei Glasscheiben vor. Dabei ist der Zumischungsbestandteil aus Kali-Wasserglas massemäßig so gewählt, dass, abhängig von den Einsatzbedin- gungen, eine störende Empfindlichkeit gegen ultraviolettes Licht nicht mehr bestehen soll. Die Hauptbestandteile der be- schriebenen Brandschutzschicht sind Natron-Wasserglas und Wasser, während organische Zusatzstoffe in Form von mehrwer- tigen Alkoholen und/oder Zucker möglichst kleine Restbestand- teile darstellen.

Der Nachteil stabilisierter Schutzschichten besteht darin, dass die Herstellung von Brandschutzschichten durch die je- weiligen Verfahren stets mit erhöhtem Aufwand verbunden ist.

Der erforderliche Bestandteil an Kali-Wasserglas muss bei- spielsweise genau bestimmt und auf geänderte Zusammensetzun- gen der Schicht angepasst werden. Ferner lassen sich die Ver- fahren jeweils nur für eine Art von Brandschutzschicht ein- setzen, während für andere Formen ein Bedarf nach angepassten Zumischungen oder sogar anderen Lösungen besteht.

Aus der Internationalen Patentanmeldung WO 99/35102 und der korrespondierenden Japanischen Patentanmeldung JP 111 99 278 ist eine UV-absorbierende Brandschutzverglasung bekannt, bei der sich vor einer im Brandfall aufschäumenden Brandschutz- schicht eine UV-absorbierende Schicht befindet, die Amit er- bindungen einer Aminosilanverbindung aufweist, welche mit ei- ner UV-absorbierenden Verbindung reagieren. Dieses Verfahren eignet sich zwar für unterschiedliche Brandschutzschichten, ist aber mit hohem Aufwand verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfach herzustel- lende Brandschutzverglasung mit wenigstens einer transparen- ten Brandschutzschicht bereitzustellen, welche eine hohe UV- Stabilität aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Brandschutz-Verglasungseinheit, bestehend aus wenigstens zwei transparenten Substraten, die im Abstand zueinander angeord- net sind, wobei sich zwischen den Substraten wenigstens eine Brandschutzschicht befindet, so ausgeführt wird, dass sich auf wenigstens einer Seite der Brandschutzschicht eine trans- parente Ti02-Schicht befindet, welche den Einfall von UV- Strahlung auf die Brandschutzschicht reduziert.

Um die W-Strahlung des einfallenden Sonnenlichts zu absor- bieren und für die dahinter liegende Brandschutzschicht zu reduzieren, befindet sich die Ti02-Schicht zweckmäßigerweise auf der nach außen gerichteten Seite der Brandschutzschicht.

Es hat sich als zweckmäßig erweisen, die Brandschutz- Verglasungseinheit so auszugestalten, dass die Brandschutz- schicht in Wellenlängenbereichen von 800 nm bis 1400 nm eine Absorption von mindestens 70% aufweist. Hierdurch wird ein Wärmedurchtritt in zu schützende Raumbereiche vermieden.

Ferner ist es vorteilhaft, die Brandschutz-Verglasungseinheit so zu gestalten, dass die TiO2-Schicht in Wellenlängenberei- chen von 320 nm bis 480 nm eine Absorption zwischen 3% und 15% aufweist. Hierdurch wìrd-ine Beschädigung der Brand- schutzschicht durch UV-Strahlung weitgehend vermieden.

Zur weiteren Erhöhung der Beständigkeit der in der Brand- schutz-Verglasungseinheit enthaltenen Brandschutzschicht ist es zweckmäßig, die Ti02-Schicht so auszugestalten, dass sie in Wellenlängenbereichen von 320 nm bis 480 nm eine Reflekti- on von mindestens 40% aufweist.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Brandschutz- Verglasungseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Tirs- Schicht in Wellenlängenbereichen von 320 nm bis 480 nm eine Reflektion von 40% bis 60% aufweist.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung be- findet sich die W-absorbierende Ti02-Schicht auf der Ober- fläche einer nach außen gerichteten Glasscheibe der Vergla- sungseinheit. In einem weiteren besonders bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel befindet sich die UV-absorbierende Ti02-Schicht zwischen der inneren Oberfläche der nach außen gerichteten Glasscheibe und der Brandschutzschicht. Die Brandschutz- Verglasungseinheit kann neben wenigstens zwei auf Abstand po- sitionierten Scheiben und der Brandschutzschicht weitere Funktionsschichten aufweisen. In Frage kommen dabei bei- spielsweise fluordotierte Sn02-Schichten zur IR-Reflektion.

Im Falle mehrerer funktionaler Schichten zwischen Außenschei- be und Brandschutzschicht, kann die Ti02-Schicht auch zwi- schen den verschiedenen Schichten eingesetzt werden. Die An- ordnung der Schicht wird zweckmäßigerweise so gewählt, dass die Funktion der umliegenden Schichten durch die Reduzierung der einfallenden UV-Strahlung nicht beeinträchtigt wird.

Schichten mit TiO2-Bestandteilen werden herkömmlicherweise

dazu verwendet, auf Glasoberflächen einen Autokatalyseeffekt zu erzeugen. Dieser Effekt dient zum Schutz der Oberfläche gegen Witterungseinflüsse und Verschmutzungen. Die W- Absorbtionseigenschaften von TiO2 führen jedoch beim Einsatz in Brandschutzverglasungen zu überraschenden Vorteilen. Zu den Vorteilen zählt insbesondere, dass die erfindungsgemäßen Ti02-Schichten mit wenigen Verfahrensschritten und durch un- terschiedliche Verfahren aufbringbar sind. Die Anordnung der Schicht innerhalb der Brandschutz-Glaseinheit kann ferner den Anforderungen entsprechend gewählt werden. Vorteilhaft ist außerdem, dass die UV-Stabilität unabhängig von der Art der Brandschutzschicht realisiert werden kann. Der erfindungsge- mäße Schichtaufbau kann demnach für unterschiedliche Brand- schutzschichten eingesetzt werden.

Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbil- dungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispie-, le anhand der Abbildungen.

Von den Abbildungen zeigt : Fig. 1 Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbei- spiel einer Brandschutz-Glaseinheit mit ei- -ner TiO2-Schicht zwischen einer äußeren Glasscheibe und einer Brandschutzschicht ; und Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Brandschutz- Glaseinheit mit einer Ti02-Schicht auf der Außenoberfläche einer Glasscheibe.

Der Abbildung in Fig. 1 ist ein besonders bevorzugtes Ausfüh- rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aufbaus einer Brand- schutz-Verglasungseinheit mit TiO2-Schicht zu entnehmen. Die Brandschutz-Verglasungseinheit besteht aus wenigstens zwei transparenten Glassubstraten (10 ; 20), die in einem Abstand zueinander positioniert sind, und wenigstens einer ebenfalls transparenten Brandschutzschicht (30), die sich zwischen den Glassubstraten befindet. Bei den verwendeten Glasscheiben kann es sich um übliche Scheiben zur Herstellung von transpa- renten Brandschutzverglasungen handeln.

Die Brandschutzschicht (30) kann verschiedenartig gebildet werden. Beispielsweise können bekannte Hydrogele zum Einsatz kommen, deren Hauptbestandteil Wasser mit Zumischungen an Salzen und stabilisierenden Polymeren ist. Die stabilisieren- den Polymere dienen dabei als Gelbildner. Zur Anwendung kön- nen ferner Brandschutzmischungen kommen, die zu Wasserglas gebundenes Wasser, wenigstens ein Cellulose-Derivat und zweckmäßigerweise Konservierungsmittel aufweisen. Das Kon- servierungsmittel kann beispielsweise aus der Gruppe Kupfer- sulfat, Kupferacetat, Benzoesäure oder Mischungen davon aus- gewählt werden.

Zur Herstellung der Brandschutzschicht können beispielsweise Sol-Gel-Techniken, Gel-Giessharzverfahren und/oder Aufguss- verfahren verwendet werden. Bei den Aufgussverfahren kommen beispielsweise wasserhaltige Alkalisilikatlösungen vorzug- weise mit Beimischungen zum Einsatz, die auf eine waagerechte Glasscheibe aufgegossen werden Das Wasser der Lösung wird durch Trocknungsprozesse entfernt, so dass sich die Schicht

zu einer festen Brandschutzschicht verfestigt.

Derartige Brandschutzschichten weisen typischerweise Absorp- tionen von 4-15% der im Sonnenlicht befindlichen UVA- Strahlung auf. Ab einer Absorption von etwa 4% ist jedoch keine UV-Stabilität mehr gewährleistet. Der erfindungsgemäße Aufbau der Brandschutzverglasung mit einer transparenten Ti02-Schicht (30) bewirkt eine Reduzierung der einfallenden UV-Strahlung in der Größenordnung von 80%, so dass die von der dahinter liegenden Brandschutzschicht absorbierte UV- Strahlung einen Wert von etwa 4% der gesamten einfallenden UV-Strahlung nicht überschreitet.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Ti02-Schicht zwischen der äußeren Glasscheibe (10) und der Brandschutzschicht (30). Zwischen diesen beiden Schichten können weitere Funktionsschichten angeordnet sein, die hier nicht dargestellt sind. Beispielsweise können zur zusätzlichen IR-Reflektion fluordotierte SnO2-Schichten ein- gesetzt werden. Im Falle mehrerer funktionaler Schichten, kann die Ti02-Schicht geeignet zwischen verschiedenen Schich- ten eingesetzt werden. Bei der Wahl des Schichtaufbaus ist zweckmäßigerweise ausschlaggebend, dass die Funktion der Schichten nicht durch die UV-Reduzierung beeinträchtigt wird.

Die Dicke der Ti02-Schicht liegt in einem besonders bevorzug- ten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Größenordnung von 10nm bis 75nm. Es hat sich herausgestellt, dass die rele- vante W-Protektion bei Schichtdicken von lOnm einsetzt, wo- bei maximal Schichtdicken von 75nm realisiert werden sollten, da sonst die Transparenz der Glaseinheit zu gering ist. Es

hat sich daher zur Optimierung des Aufbaus als zweckmäßig er- wiesen, insbesondere Schichtdicken von 20 bis 30nm einzuset- zen.

Die Ti02-Schichten können mit unterschiedlichen Verfahren aufgebracht werden. Beispielsweise kann ein Aufbringen von Ti02 durch das Verfahren des Magnetsputterns erfolgen, das dabei vorzugsweise reaktiv und von einem keramischen Target durchgeführt wird. Ferner bieten sich Sol-Gelverfahren und CVD-Verfahren an.

In Fig. 2 ist ein weiteres besonders bevorzugtes Ausführungs- beispiel der Erfindung dargestellt, bei dem sich die transpa- rente Ti02-Schicht auf der Außenoberfläche der nach außen ge- richteten Glasscheibe befindet.

Bezugszeichenliste : 10 Äußere Glasscheibe 11 Außenoberfläche der äußeren Glasscheibe 12 Innenoberfläche der äußeren Glasscheibe 20 Innere Glasscheibe 30 Brandschutzschicht 40 TiO2-Schicht