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Gegenstand
der Erfindung ist ein Glaselement, insbesondere ein Isolierglaselement
als Teil einer Fassade eines Bauwerkes, mit zumindest einem Langnachleuchtelement
auf Basis anorganischer langnachleuchtender Luminophore beziehungsweise Kombinationen
unterschiedlicher Luminophore, die in einer polymeren oder glasartigen
Matrix eingebettet sind und bevorzugt grafisch gestaltet sind und
auf beziehungsweise bevorzugt in ein Glaselement in Form eines beabstandeten
Zweifach- oder Mehrfach-Isolierglaselementes und/oder eines Verbundsicherheitsglas
(VSG)-Elementes gebracht wird.
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Ein
derartiges Glaselement mit einem Langnachleuchteffekt findet als
Dekorelement und/oder Leuchtelement in Innenräumen und/oder Außenfassaden
von Gebäuden,
in Einrichtungsgegenständen
und in Fahrzeugen und in der Werbeindustrie eine Anwendung.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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In
der
EP 0 300 300 B1 wird
ein Verfahren zum Aufbringen einer farbigen Beschichtung auf einer
Oberfläche
einer Glasscheibe mittels Siebdrucktechnik und unter Verwendung
pastenförmig
bis fließfähig angemachter
Beschichtungsmischungen aus Schichtsilikaten, Oxiden, Metallmodifikationen
und Kohlenstoffmodifikationen mit einer Bindemittellösung auf
Phosphatbasis und damit zu einer glasfrittefreien Beschichtungsmischung
beschrieben und derart auf die Glasoberfläche aufgetragen bei Temperaturen
im Bereich zwischen 550 bis 700°C
eingebrannt. In einer speziellen Ausführungsform wird die Beschichtungsmischung
durch Beigabe von Ruß von bis
zu 10 Gewichtsteilen leitfähig
eingestellt und bieten derart behandelte Glasscheiben eine gute
Bruchfestigkeit, gute Haft- und Kratzfestigkeit, sowie gute Korrosionsfestigkeit
und gute Eignung für
Verbundglassicherheitsscheiben. In dieser Erfindung werden diverse
Siebdruckbeschichtungen auf Glas beschrieben, es wird jedoch kein
Nachleuchteffekt genannt.
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In
der WO 01/94496 A1 wird ein lumineszentes Material bestehend aus
einer Gummi-, Glas- oder Kunststoff-Matrix mit in der Matrix dispergiertem
Lumineszenzmaterial und mit in der Matrix dispergiertem Farbmittel
im Bereich von 0,2-Gew.-% und 1-Gew.-% genannt, wobei bei Bestrahlung
mit weißem
Licht die eingefärbte
Matrix die Transmission von Licht des Lumineszenzmaterials erlaubt.
Das Lumineszenzmaterial beinhaltet Seltenerdmetalle wie Europium
und Dysprosium oder Alkali-Erdmetalle wie Strontium und liegt in
Form von Metallen, Oxiden oder Aluminaten vor und weist Partikelgrößen zwischen
8 und 100 Mikrometer auf und ist mit 4 Gew.-% bis 32,5 Gew.-%, idealerweise
zwischen 6-Gew.-% und 12-Gew.-%, in der Matrix enthalten. Insbesondere
werden in dieser WO 01/94496 A1 spritzgegossene 2 mm dicke Polymid-Kunststoffelemente
beispielhaft angeführt
und deren Nachleuchtdauer entsprechend der DIN 67510 aufgezeigt.
Neben dem Spritzguß und
Einlegespritzguß beziehungsweise
Co-Injection wird
noch ein Koextrusionsverfahren zur Herstellung der Lumineszenzmaterialien
angeführt
und dass derartige Artikel auch als Klebeband, als Film oder Schicht
vorliegen können.
In dieser WO 01/94496 A1 ist demzufolge keine Drucktechnologie zur
Herstellung langnachleuchtender Schichten genannt und auch keine
Applikation auf Glasscheiben.
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In
der
DE 1 766 816 wird
ein Leuchtsignal mit einem im Dunkeln nachleuchtenden Leuchtstoff
genannt, dem eine UV-Lichtquelle zugeordnet ist. Es wird jedoch
kein Mehrscheibenglaselement mit Langnachleuchteffekt beschrieben.
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In
der
EP 0 812 896 B1 wird
ein langnachleuchtender Verbundstoff aus zumindest einer Phosphoreszenzschicht
und einer Farbschicht beschrieben, wobei die Phosphoreszenzschicht
einen Leuchtstoff und ein Bindemittel enthält und die Farbschicht ein
Färbemittel,
einen Leuchtstoff und ein Bindemittel enthält und Licht durch die Farbschicht hindurchtritt.
In dieser
EP 0 812
896 B1 werden demgemäß zwei übereinander
angeordnete Schichten in einem Verbund genannt, wobei in beiden
Schichten Leuchtstoffe der genannten Art enthalten sind. Ein derartiger
lang nachleuchtender Verbundstoff auf Basis einer Phosphorschicht
und einer Farbschicht ist relativ aufwendig und kostenintensiv herzustellen und
wird in der vorliegenden Erfindung nicht angewendet.
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In
der
EP 0 522 785 A2 wird
eine Glasscheibe mit einer langnachleuchtenden phosphoreszierenden
Beschichtung genannt. Ein bevorzugtes phosphorezierendes Pigment
emittiert Licht bis zumindest 30 Minuten nach der Anregung. Beispielhaft werden
die Lumilux N Pigmente der Firma Riedelde Haen in Seelze, Deutschland,
heute Honeywell Specialty Chemicals GmbH, einem Unternehmen der
Honeywell Inc. und insbesondere das Lumilux Green NF Pigment mit
beispielhaft 400 Gramm pro Quadratmeter genannt und werden weiters
Epoxy Harze, beispielhaft PMMA Polymethylmethacrylat als Bindemittel
beziehungsweise Matrix genannt. In dieser
EP 0 522 785 A2 werden demzufolge
Beschichtungen mit hohem Flächenfüllgrad unter
Verwendung von Sprühtechnologien
genannt, jedoch keineswegs grafisch gestaltete langnachleuchtende
Elemente, die mittels Siebdruckverfahren hergestellt werden können.
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In
der
EP 0 828 657 B1 werden
Notausgangsbeleuchtungssysteme für
ein Flugzeug auf Basis photolumineszenter langgestreckter Führungsmittel
beschrieben, die nach 60 Minuten in einem unbeleuchteten Zustand
eine photolumineszente Lichtleistung von 3,8 mcd/m
2 aufweisen.
Beispielhaft wird als photolumineszentes Material neben Zinksulfiden ein
im Handel erhältliches
Strontium-Aluminat basierendes Material genannt, das bei einer Initiallichtleistung
von 4700 mcd/m
2 nach 60 Minuten ohne Beleuchtung
eine Helligkeit von 300 mcd/m
2 aufweist.
In dieser
EP 0 828
657 B1 wird weder die Applikation auf oder in Glaselemente
genannt, noch die Verwendung eines Siebdruckverfahrens.
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In
der
US 6,828,043 B2 wird
eine nicht netzbetriebene lumineszente Tafelkomposition auf Basis von
einem Stück
lichtdurchgängigem
Material mit einer Zwischenlage lumineszentem Material aus einem lichtdurchgängigen Harz
mit einer Suspension lumineszenzter Partikel und wahlweise darauf
einem weiteren lichtdurchgängigen
Material genannt. Die Dicke der Zwischenlage mit lumineszentem Material
in einer Harz-Dispersion wird mit 0,254 bis 3,81 mm angegeben und
als Beschichtungsverfahren werden jegliche bekannten Methoden genannt.
Als geeignete Lumineszenzpartikel werden jene Langnachleuchtpigmente
gemäß der
US 5,376,303 (Nichia) und
der
US 5,885,483 (Hao
et al) genannt. Als Harze werden Polyester und Styrene genannt.
Die grafische Gestaltung erfolgt durch eine positive oder negative
opake Bedruckung der Oberfläche
und es wird derart die lumineszente Zwischenlage maskiert. In dieser
US 6,828,043 B2 werden
keineswegs Langnachleuchtelemente in Form Siebdruckverfahren appliziert.
Die Dicke der Zwischenlage von 0,254 bis 3,81 mm ist überdies
durch grafische Druckverfahren in einem Vorgang nicht möglich und
kostenmäßig nicht
sinnvoll.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Glaselement, insbesondere
ein Isolierglaselement mit zumindest einem Langnachleuchtelement vorzuschlagen,
das gute thermische Isolationswerte bei kostengünstiger Herstellung und langer
Lebensdauer gewährleistet.
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Zur
Lösung
der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die im Anspruch 1
wiedergegebene technische Lehre gekennzeichnet.
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Wesentlich
für die
Erfindung ist die Anwendung anorganischer, langnachleuchtender Luminophore
beziehungsweise Kombinationen unterschiedlicher Luminophore, die
in einer polymeren oder glasartigen Matrix eingebettet sind, die
Teil eines Zweifach- oder Mehrfach-Isolierglaselement sind.
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Statt
des Zweifach- oder Mehrfach-Isolierglaselementes ist in einer anderen
Ausgestaltung die Verwendung eines Verbundsicherheitsglas (VSG)-Elementes
in Alleinstellung oder in Kombination mit dem Zweifach- oder Mehrfach-Isolierglaselement
vorgesehen.
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Ein
derartiges Glaselement findet als Dekorelement und/oder Leuchtelement
in Innenräumen und/oder
Außenfassaden
von Gebäuden,
in Einrichtungsgegenständen
und in Fahrzeugen und in der Werbeindustrie eine Anwendung. Die
Integration in einem Isolierglaselement hat den Vorteil, dass die langnachleuchtenden
Schichten im Mehrfachverbund des Isolierglaselementes integriert
sind und daher einerseits gute thermische Isolationswerte und eine
hohe Lebensdauer erreicht werden. Die hohe Lebensdauer bezieht sich
auf den Schutz der langnachleuchtenden Schichten, die gegen Abrieb oder
die Einwirkung einer – gegebenenfalls aggressiven – Umweltatmosphäre im Isolierglasaufbau
geschützt
untergebracht sind.
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Die
Erfindung bezieht sich demnach auf ein Glaselement mit einem Leuchteffekt
auf Basis anorganischer, langnachleuchtender Luminophore für die Verwendung
als Dekorelement und/oder Leuchtelement in Innenräumen und/oder
Außenfassaden
von Gebäuden,
in Einrichtungsgegenständen
und in Fahrzeugen und in der Werbeindustrie und dergleichen Anwendungen.
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Üblicherweise
werden in modernen Glaskonstruktionen Isolierglassysteme auf Basis
von zwei oder mehr gleich- oder ungleichartig beabstandeten Glasscheiben
aus Flachglas in Form von einem Floatglas oder Einscheibensicherheitsglas
(ESG) oder Verbundsicherheitsglas (VSG) mit einer Dicke von wenigen
mm bis etwa 21 mm und mit einem Glasabstand von beispielsweise 16
mm verwendet. Die Ausführungsformen
können
entsprechend den Eigenschaften für
den Wärmeschutz,
den Sonnenschutz, den Schallschutz, den Brandschutz, den Personen
und Objektschutz und dergleichen ausgebildet sein beziehungsweise
auch für
Kombinationen der genannten Arten.
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Eine übliche Flachglasabmessung
beträgt beispielhaft
6,00 × 3,21
Meter und werden daraus die Scheiben für typische Mehrscheiben-Isolieglasaufbauten
hergestellt, wobei durch den Randverbund hermetisch abgeschlossene
Zwischenräume
hergestellt werden, die üblicherweise
mit einem Edelgas befüllt
werden und dabei der Gasdruck entsprechend dem barometrischen Luftdruck
am Ort und zum Zeitpunkt der Produktion eingestellt wird. Es besteht
also zum Zeitpunkt der Produktion ein Gleichgewicht zwischen dem
Druck in der Verglasungseinheit und dem äußeren barometrischen Druck
in der Produktionsumgebung beziehungsweise es wird jener Druck eingestellt,
der dort vorliegt, wo der Isolierglasaufbau eingebaut werden soll.
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Neben
diesen Zweifach-, Dreifach- oder auch Mehrfach-Isolierglasaufbauten
aus einfachem Floatglas, können
derartige Mehrscheiben-Isolierglasaufbauten
auch aus Scheiben gebildet werden, die auf einer oder auf beiden
Seiten eine Beschichtung aufweisen und derart die Reflexion und/oder Transmission
in gewünschten
Wellenlängenbereichen
des Lichtes beeinflussen, weiters können die einzelnen Scheiben
vorgespannt oder durchgefärbt ausgeführt werden
oder aber aus den bereits genannten Sicherheitsglastypen ESG oder
VSG gebildet werden.
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Bei
einem erfindungsgemäßen Sicherheitsglas
handelt es sich um ursprünglich
für die
Automobilindustrie entwickelte Gläser für die Fahrzeugverglasung und
werden derartige sandwichartig aufgebaute Sicherheitsglaselemente
heute vermehrt in der Gebäudetechnik
verwendet.
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Grundsätzlich wird
dabei zwischen Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) und Verbund-Sicherheitsglas
(VSG) unterschieden, und es können
beide Typen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein
typischer Sicherheitsglasaufbau nach der Erfindung besteht dabei
aus zwei Floatglas-Scheiben mit
einer dünnen
Innenlage, beziehungsweise mehreren dünnen Innenlagen, mit einer
Gesamtdicke von wenigen 0,1 mm und typisch 0,38 mm beziehungsweise
zwei oder drei oder mehreren derartigen Folien aus Poly-Vinyl-Butyral (PVB)
oder Polyurethane (PU) oder Polyvinylchloride (PVC) oder dergleichen
Polymeren beziehungsweise auch in gegossenere Form mit bevorzugt
Gießharzen
auf Basis von Polyester oder Polyacryl mit entsprechenden Lichtbrechungsindices
größer 1 und
kleiner 2, typisch im Bereich von 1,5 und/oder in der Kombination
aus Glasscheiben in Kombination mit Scheiben aus transparentem Kunststoff.
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Erfindungsgemäß werden
nunmehr anorganische langnachleuchtende Pigmente geeigneter Pigmentabmessungen
in einer Matrix dispergiert und mittels diverser Verfahren auf beziehungsweise
in ein Glaselement gebracht.
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Die
Aufbringung im Siebdruckverfahren wird hierbei bevorzugt, weil damit
nicht-naheliegende Vorteile erzielt werden.
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Erfindungsgemäß wurde
gefunden, dass Glaselemente mit lasierenden beziehungsweise transluzenten,
also weitgehend durchsichtigen grafisch gestalteten Elementen auf
Basis lang nachleuchtender anorganischer Pigmente eine besondere ästhetische
Anmutung ermöglichen.
Darüber
hinaus wurde gefunden, dass übliche
anorganisch beschichtete Gläser
in Kombination mit grafisch gestalteten lang nachleuchtenden und
weitgehend durchsichtigen Elementen ebenfalls besondere Lichteffekte
bewirken können,
wobei hier insbesondere spiegelnde und halb-spiegelnde optisch dünne Schichten
besonders interessante Effekte ermöglichen.
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Weiters
wurde gefunden, dass bei Anordnung der lang nachleuchtenden Elemente
in inneren Seiten eines Glaselementes die Anforderungen an die Haftung
und an die Abriebbeständigkeit
und dergleichen Eigenschaften wesentlich geringer sind und so einfachere
Systeme verwendet werden können. Weiters
wurde gefunden, dass langnachleuchtende anorganische Pigmente bei
Verwendung nanoskaliger und/oder sehr feinkörniger Pigmente beziehungsweise
nanoskaliger Agglomerate oder Aggregate sehr durchsichtige Gebilde
ermöglichen.
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In
einer speziellen Ausführungsform
werden die lang nachleuchtenden grafisch gestalteten Gebilde auf
inneren Lagen beziehungsweise Seiten eines Glaselementes mittels
Siebdrucktechnik oder Transfertechnik appliziert. Bei der Applikation
auf außenliegenden
Seiten eines Glaselementes wird bevorzugt ein Einbrennvorgang zur
Erhöhung
der Haftung und der Abriebbeständigkeit
gewählt.
Bei der Anwendung auf einer Außenseite
muss weiters auf die Abriebbeständigkeit
und die Umweltbeständigkeit
geachtet werden und dabei sind glas-basierende Bindemittel oder
Autolackbindemittel eine gute Möglichkeit.
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Bei
der Herstellung der Transferelemente werden bevorzugt Siebdruckmaschinen
mit galvanotechnisch hergestelltem Sieb verwendet. Derartige Galvanosiebe
weisen gegenüber
gewebten Sieben eine wesentlich höhere Öffnungsdichte auf. Dadurch können die
anorganischen Langnachleuchtpigmente in einer wesentlich feineren
und gleichmäßigeren
Art verdruckt werden. Da Galvanosiebe eine wesentlich geringere
Dehnung verglichen mit gewebten Stahl- oder Polyester-basierenden
Geweben aufweisen, muss auf einen geringen Absprung geachtet werden, was
bei Verwendung von Zylindersiebdruckmaschinen oder Siebdruckmaschinen
mit zylindrisch geformtem Sieb möglich
ist, jedoch weniger gut auf Flachbettsiebdruckmaschinen ausgeführt werden kann.
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Um
grafische Langnachleuchtgebilde besonders hervorzuheben, kann die äußere und/oder
inner Kontur eines Gebildes mit einem Fräser oder mittels Ätztechnik
oder mittels Lasertechnik oder einer Kombination der genannten Techniken
vertieft ausgeführt werden.
Dabei kann eine V-Nut oder eine Rechtecknut oder eine U-Nut oder
es können
Kombinationen der genannten Nut-Arten verwendet werden. Die Nut-Oberfläche wird
dabei bevorzugt sehr glatt oder satiniert, je nach Designwunsch,
ausgeführt
werden. Bevorzugt wird die Nut im Inneren eines Isolierglaselementes
angeordnet, sie kann jedoch auch an einer der Außenseiten angeordnet werden
oder an mehreren Oberflächen.
Derartige Nut-artige Gebilde werden besonders wahrgenommen, wenn über eine Kante
oder über
mehrere Kanten Licht eingestrahlt wird.
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Glaselemente
in Fassaden müssen
langlebig ausgeführt
werden, sie müssen
gut reinigbar sein, müssen
den Wärmeisolieranforderungen
und den Schallschutz Anforderungen genügen. Überdies müssen architektonische und werbetechnische
Anforderungen erfüllt
werden. Beleuchtungseffekte wie in den Patentschriften
DE 103 22 561 A1 oder WO 02052191A1
genannt, stellen sehr effektvolle Möglichkeiten dar, sind aber
relativ teuer bezüglich
der Investitions- und Montagekosten und im Betrieb.
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Da
oftmals speziell während
der Nachtstunden ein optisches Signal beziehungsweise eine lichttechnische
Botschaft ermöglicht
werden soll und dabei oftmals eine gesamte Gebäudefront gestaltet werden soll,
erscheint die Integration von Langnachleucht-Botschaften in übliche Fassaden-Isolierglaselemente
eine interessante Variante zu sein. Mit modernen Seltenerde-dotierten
Nachleuchtpigmenten kann eine Aufladung durch Sonnenlicht als auch durch
Licht aus Leuchtstoffröhren
erfolgen und es wird eine Nachleuchtdauer während einer ganzen Nacht mit
deutlich sichtbarer Emission ermöglicht.
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Oftmals
wird an derartige Glasfassadenelemente noch die Forderung gestellt,
dass die Glaselemente während
des Tages möglichst
transparent sind. Dies kann durch die Wahl geeigneter Langnachleuchtpigmente
beziehungsweise der geeigneten Wahl der Pigmentabmessung, des Füllgrades
und der Schichtstärke
in einem weiten Anforderungsprofil eingestellt werden.
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Dabei
stellt der direkte Druck auf ein einzelnes Glaselement insofern
einen Vorteil dar, als die Positionierung exakt gewählt werden
kann. Bei der Applikation auf zum Beispiel eine PVB-Folie wurde festgestellt,
dass während
dem Laminiervorgang Verzerrungen und Verschiebungen sehr störend sind und
eine große
Fehlerquelle darstellen.
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Weiters
wurde festgestellt, dass bei entsprechender Integration in eine
anorganische oder eine polymere Matrix und einer entsprechenden
Wärmebehandlung,
und oftmals bei zusätzlicher
Autoklavbehandlung, die Transparenz erhöht werden kann. Dies wird durch
die Elimination feinster Lufteinschlüsse erklärt und ermöglicht insgesamt die Herstellung
sehr effektiver, grafisch gestalteter Langnachleuchtelemente bei
gleichzeitig guter Transparenz beziehungsweise Transluzenz. Überdies
kann eine Rasterung von grafisch gestalteten Langnachleuchtelementen
mittels Siebdruck erfolgen, und dadurch kann die Durchsichtigkeit
beziehungsweise Transluzenz erhöht
werden.
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In
einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung können LED-Elemente, insbesondere LED-Streifen
mit einer Lichtemission im UV-Bereich im Lichtrahmen zur Anregung
verwendet werden. Neue LED-Bauelemente bieten bereits eine Emission
im langwelligen UV-Bereich bei etwa 360 nm bis 385 nm an und es
sind bereits mustermäßig LED-Elemente
mit 350 nm verfügbar.
Die Lebensdauer derartiger LED-Elemente liegt bei entsprechender
Kühlung
bei einigen 30.000 bis über
100.000 Stunden, was für
derartige Glasfassadenelemente ausreichend erscheint und durch die
Montage auf Aluminiumrahmenelementen sehr effizient unterstützt und
abgesichert werden kann.
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Neben
dieser aktiven, zusätzlichen
Aktivierung der Nachleuchtgebilde durch UV-Bestrahlung und infolgedessen der Erhöhung der
Signalwirkung und Sichtbarkeit am Tag, kann zusätzlich die äußere und/oder inner Kontur
eines Gebildes mit einem Fräser
oder mittels Ätztechnik
oder mittels Lasertechnik oder einer Kombination der genannten Techniken vertieft
in Form einer V-Nut oder einer Rechtecknut oder einer U-Nut oder
einer Kombinationen der genannten Nut-Arten mit einer sehr glatten oder satinierten
Oberfläche
ausgeführt
werden. Die Nut wird bevorzugt im Inneren eines Isolierglaselementes
angeordnet, sie kann jedoch auch an einer der Außenseiten angeordnet werden
oder an mehreren Oberflächen.
Derartige Nut-artige Gebilde werden bei Tag und bei Nacht besonders
wahrgenommen, wenn über
eine Kante oder über
mehrere Kanten Licht eingestrahlt wird, wobei das Licht im sichtbaren
Wellenlängenbereich
gewählt
werden kann, jedoch einen speziellen Effekt erzielt, wenn zusätzlich ausreichend kurzwelliges
Licht zur Anregung der Langnachleuchtelemente vorhanden ist.
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Neben
den bekannten zinksulfidischen Langnachleuchtpigmenten, die kostengünstig sind und
in einer vielfältigen
Ausführung
erhältlich
sind, jedoch weniger gute Umweltbeständigkeit und insbesondere keine
sehr gute Langzeitstabilität
bei UV-Bestrahlung aufweisen, sind eine Reihe Seltenerddotierter
Pigmente verfügbar.
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Übliche auf
Strontium-Aluminate basierende Pigmente sind sehr feinkörnig von
wenigen Mikrometern, typisch 10 Mikrometern bis zu grobkörnigen Pigmenten
von typisch 50 Mikrometer Abmessungen erhältlich und weisen Langnachleuchtzeiten
von über 20
Stunden bis in den Bereich 50 Stunden und darüber in einem typischen Wellenlängenbereich
von etwa 400 nm bis 640 nm auf, wobei typisch der gelb-grüne Bereich
bei etwa 520 nm vom menschlichen Auge am besten wahrgenommen werden
kann.
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Dabei
kann insbesondere die Anregung nicht nur im UV-Bereich genützt werden.
Es können
bereits übliche
künstliche
Beleuchtungen beispielsweise auf Basis von Leuchtstoffröhren beziehungsweise Lampen
eine Aufladung bewirken. Üblicherweise wird
die Anregung im Bereich 200 bis 450 nm mit einem guten Wirkungsgrad
erfolgen und ein typisches Maximum bei 380 nm erreicht.
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Neben
den handelsüblich
erhältlichen
Strontium Aluminaten sind weiters Silikate basierende Seltenerd
dotierte Langnachleuchtpigmente durch deren hohe Temperaturbeständigkeit
bis in den Bereich 600 bis 800°C
interessant, allerdings weisen derartige Pigmente dann doch kürzere Nachleuchtzeiten
auf.
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Einige
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren näher beschrieben.
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Dabei
zeigt:
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1:
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung
in geschnittener Ansicht, wobei in dieser Ausführung zwei beabstandete Glasscheiben
(2, 3) mit 4 unterschiedlich angeordneten Langnachleuchtelementen
(4) und
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2:
eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung
in geschnittener Ansicht, wobei in dieser Ausführung die zwei beabstandeten
Glaselemente (2, 3) als äußeres VSG-Element (25, 18, 19, 20)
und als inneres VSG-Element (27, 18, 19, 20, 28)
und
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3:
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Glaselementes
(1) in einem Gebäude
(22) und einem Beobachter (15) und
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4:
eine schematische Darstellung mehrerer erfindungsgemäßer Glaselemente
(1) mit entsprechender grafischer Gestaltung (24)
in einem Gebäude
(22) und einem Beobachter (15) und
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5:
eine schematische Darstellung einer Isolierglasanordung in geschnittener
Ansicht, wobei in dieser Ausführung
zusätzliche
LED-Elemente (23) eingebaut sind und
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6:
eine schematische Darstellung einer Verbundsicherheitsglasanordnung
(25, 18, 19, 20, 28)
in geschnittener Ansicht, wobei in dieser Ausführung zusätzliche LED-Elemente (23)
eingebaut sind.
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In 1 wird
ein Glaselement (1) mit Langnachleuchteffekteffekt in Form
eines Langnachleuchtelementes (4) auf der Außenseite
beziehungsweise auf der Innenseite eines Glases außen (2)
und eines beabstandeten Glases innen (3) dargestellt.
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Die
beiden Gläser
sind durch einen Abstandshalter (7) beabstandet und bewirken
derartige Abstandshalter (7) in Verbindung mit einer Dichtung (8)
die Abdichtung für
das Edelgas (13), beispielsweise Krypton. Die Befüllung und
Versiegelung erfolgt dabei nach dem Stand der Technik. Üblicherweise wird
noch ein Trocknungsmittel (17) in den Hohlraum in den kastenartigen
Abstandshalter (7) eingefüllt, das die Restfeuchtigkeit
im Innenraum (13) bindet.
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Die
Langnachleuchtelemente (4) sind beispielhaft an den Innen-
und Außenseiten
der Glaselemente (2, 3) angeordnet gezeichnet.
Die Positionen sind beispielhaft gewählt und können grafisch und künstlerisch
gestaltet sein. Im Rahmen der Erfindung wird Schutz für jeden
einzelnen Anbringungsort dieser Langnachleuchtelemente in Alleinstellung
eines einzigen Langnachleuchtelementes oder auch in Kombination
eines oder mehrerer der Langnachleuchtelemente untereinander beansprucht.
Ebenso wird Schutz für
jede beliebige (auch mehrfache) Kombination des Anbringungsortes
der Langnachleuchtelemente (4) beansprucht.
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Anbringung im Innenraum
des Isolierglaselementes:
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Bei
der Anordnung im Inneren des Glaselementes (1) muss auf
keine große
Abrieb- und Umweltbeständigkeit
geachtet werden, da im Inneren des Glaselementes (1) keine
mechanischen Einwirkungen und stabile chemische Verhältnisse
gegeben sind. Allerdings müssen
die Ausdehnungskoeffizienten des Langnachleuchtelementes (4)
und der Glaselemente (2, 3) derart gewählt sein,
dass bei üblichen Temperaturschwankungen,
die bei Außen-
oder Innenanwendungen sehr unterschiedlich sein können, keine
Ablösung
oder Beschädigung
der optischen Anmutung des Elementes (4) eintritt.
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Anbringung im Außenraum
des Isolierglaselementes:
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Weiters
muss bei Außenanwendungen
auf die UV-Beständigkeit
geachtet werden. Im Allgemeinen werden kurzwellige UV-Strahlen durch übliche Glaselemente
(2, 3) und eventuelle anorganische Beschichtungen
(11, 11', 12, 12') der Gläser (2, 3)
reduziert. Es wird daher an ein Langnachleuchtelement (4)
an der Außenseite
des Glases außen
(1) bei einer Außenfassadenanwendung
eine wesentlich höhere UV-Beständigkeit
gefordert werden. Diese Anforderungen gelten sowohl für das Langnachleuchtpigment
(5) als auch an die Matrix (6) und entsprechend funktionell
an das Haftvermögen
auf den Glaselementen (2, 3) beziehungsweise auf
den Beschichtungen (11, 11', 12, 12').
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Ebenso
ist es möglich
ein erstes Langnachleuchtelement auf der Innenseite des ersten Glases (2)
und ein zweites Langnachleuchtelement auf der Außenseite des zweiten Glases
(3) (oder umgekehrt) anzuordnen.
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Schematisch
wird in 1 nunmehr die Bestrahlung mit
Licht (10) und eine Langnachleuchtemission (9)
aus angeregten Langnachleuchtpigmenten (5) durch eine für die Lichtanregung
(10) und die Nachleuchtemission (9, 9') transparente
beziehungsweise transluzente und/oder farbkonvertierende und/oder
farbfilternde Matrix (6) aufgezeigt. Das Nachleuchtelement
(4) kann dabei grafisch und künstlerisch vielfältig gestaltet
sein. Insbesondere können
verschiedenfärbig
nachleuchtende Pigmente (5) verwendet werden und kann die
Matrix (6) mit sehr unterschiedlichen Effekten ausgeführt werden.
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Die
Lichtanregung (10) ist in dieser schematischen Darstellung
nur von Außen
aufgezeigt, sie kann jedoch ebenso von innen erfolgen, da übliche moderne
Langnachleuchtpigmente (5) bereits mit üblichen Leuchtstoffröhren beziehungsweise
Lampen angeregt werden können.
Primär
wird der grafisch erkennbare Nachleuchteffekt (9) von einem
Beobachter (15) außerhalb
eines Gebäudes
betrachtet werden und insbesondere wird dieser Effekt bei dunkler Umgebung,
also zu nächtlicher
Zeit, gut erkennbar sein.
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Die
Lichtbestrahlung (10) im Wellenlängenbereich von etwa 200 nm
bis 450 nm bewirkt üblicherweise
eine effiziente Aufladung der Langnachleuchtpigmente (5),
wobei handelsübliche
Strontium-Aluminat-Pigmente
(5) einen hohen Wirkungsgrad bei etwa 380 nm aufweisen.
Die Lichtemission (9) erfolgt üblicherweise im Bereich 640
nm bis 400 nm, wobei höchste
Leuchtdichtewerte bei typisch gelb-grün im Bereich 520 nm erreicht
werden.
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Zur
Erhöhung
der Signalwirkung von Langnachleuchtelementen (4) können diese
auch auf einem reflektierenden Untergrund, beispielhaft einem spiegelnden
oder halbspiegelnden oder einem opaken weißen oder einem silbrigen Untergrund
(11, 11', 12, 12') appliziert
werden beziehungsweise kann dieser Untergrund lokal nur im Bereich
des grafisch gestalteten Langnachleuchtelementes (4) ausgebildet werden.
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Es
können
jedoch ebenso Glaskügelchen von
wenigen 10 μm
bis einigen 50 μm
und darüber, mit
einem Brechungsindex von typisch 1,6 bis 1,7 und auch darüber, in
die Matrix (6) integriert werden. Durch derartige Beimengungen
kann eine Art Autoreflexionseigenschaft erzielt werden. Weiters
kann das grafisch gestaltete Langnachleuchtelement (4)
mit einer Nut (21) stückweise
oder vollständig
umlaufend versehen werden. Eine derartige Nut (21) kann
dabei mittels üblicher
Glas-Schleif- beziehungsweise Fräsmethoden
oder Ätztechniken
oder Lasertechniken hergestellt werden. Die Form kann dabei von
dreiecksförmig
bis U-förmig
bis rechteckförmig
oder nur in Form von gestrahlten oder geätzten aufgerauhten umlaufenden
Gebilden ausgeführt
werden. Die Kanten derartiger Nuten können bevorzugt hochglänzend poliert
ausgeführt
werden, sie können
jedoch ebenso mattiert oder seidenmatt ausgeführt werden.
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Großflächig werden
durchscheinende nicht opake Langnachleuchtelemente (4)
bevorzugt verwendet, da hier von beiden Seiten Lichteffekte (9, 9') sichtbar sind.
Weiters können
hierbei die Langnachleuchtelemente (4) dünnschichtig
hergestellt werden, was prozesstechnisch einfacher und billiger
ist.
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Die
Langnachleuchtelemente (4) an den Außenflächen der Glaselemente (2, 3)
werden bevorzugt unter Verwendung einer anorganischen Matrix (6)
in Form einer Glasfritte oder eines Lotglases hergestellt. Dabei
müssen
klarerweise die Langnachleuchtelemente (5) den hohen Temperaturen
von über
490°C und
typisch 620°C
und darüber
ohne Funktionseinbuße
widerstehen können.
Alternativ können
auch transparente zweikomponentige Klarsichtautolacke verwendet
werden.
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Im
Innenbereich (13) eines Glaselementes (1) kann
die Matrix (6) ohne Probleme und ohne Qualitätseinbußen auf
polymerer Basis gewählt
werden.
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Der
Einbau eines Glaselementes (1) in ein Gebäude erfolgt üblicherweise
mit einer Rahmenkonstruktion (16). In dieser schematischen
Darstellung wird lediglich ein U-Profil-Rahmen (16) aufgezeigt.
Grundsätzlich
sind hierbei alle Rahmenarten nach dem Stand der Technik und der
Anforderung an die Eigenschaften verwendbar, also nur an einer Seite
oder an gegenüberliegenden
Seiten oder einen üblichen
Fensterrahmen beziehungsweise eine Fassadenrahmenkonstruktion oder
punktartige Befestigungselemente.
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In 2 wird
eine schematische Darstellung eines Glaselementes (1) mit
in verschiedenen Positionen und Lagen gezeichneten Langnachleuchtelementen
(4) aufgezeigt, wobei in dieser Ausführung die zwei beabstandeten
Glaselemente (2, 3) als äußeres VSG-Element (25, 18, 19, 20)
und als inneres VSG-Element (27, 18, 19, 20, 28)
ausgebildet sind. Üblicherweise
werden jedoch nicht zwei VSG-Glaselemente (2, 3)
verwendet werden, sondern nur eines und wird das zweite Glaselement
ein einfaches Floatglas sein oder ein Einscheibensicherheitsglas
(ESG). Üblicherweise
werden auch nicht alle gezeichneten Langnachleuchtelemente (4)
verwendet werden, sondern nur ein derartiges Element.
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Bei
derartigen Verbundglasscheiben (2, 3) laut 2 werden
Innenlagen (18, 19, 20) bevorzugt aus
Poyl-Vinyl-Butyral (PVB) oder Polyurethane (PU) oder Polyvinylchloride
(PVC) und dergleichen dauerelastische dünne polymere Werkstoffe mit
guter und hoher Transparenz und einem typischen Brechungsindex von
1,5 verwendet. Ebenso werden auch gegossene Innenlagen verwendet.
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Die
Langnachleuchtelemente (4) können in dieser Ausführung sowohl
mit anorganischer Matrix (6) jedoch bevorzugt mit polymerer
Matrix (6) auf Basis von PVB ausgeführt werden. In diversen Versuchen
wurde dabei festgestellt, dass die Transparenz derartig gefertigter
Langnachleuchtelemente (4) durch einen Autoklavprozess
mit einer und bevorzugt mehreren PCB-Folien (18, 19, 20)
besonders gut wird. Dabei werden offensichtlich kleinste Lufteinschlüsse eliminiert.
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Die
Verwendung von drei Laminierfolien (18, 19, 20)
ist nur beispielhaft eingezeichnet. Es kann ebenso nur eine oder
zwei oder es können
vier und mehr Laminierfolien verwendet werden und es kann auch ein
Gießprozess
verwendet werden.
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Die
Haftung des Langnachleuchtelementes (4) muss dabei nicht
besonders gut oder hoch sein, da die Fixierung im Verlauf des Laminiervorganges
in einem üblichen
Autoklavprozess verbessert wird, das heißt bei entsprechender Prozesstemperatur
und entsprechendem Vakuum und/oder Druck von einigen wenigen bar
bis zu typisch 6 bar und darüber.
Die üblichen
Dicken von Langnachleuchtelementen (4) bewegen sich von
einigen wenigen 3 μm
bis 200 μm, praktischerweise
10 bis 100 μm
und liegen damit deutlich unter den Innenlagen (18, 19, 20)
Dicken von typisch je 370 μm.
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In 3 wird
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Glaselementes
(1) in einem Gebäude
(22) mit einem Beobachter (15) aufgezeigt. In
dieser Figur soll die Integration des Glaselementes (1)
in einem Gebäude
(22) beispielhaft dargelegt werden und die Visualisierung
zu einem Beobachter (15).
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In 4 wird
eine schematische Darstellung mehrerer erfindungsgemäßer Glaselemente
(1) mit entsprechender grafischer Gestaltung (24)
in einem Gebäude
(22) und einem Beobachter (15) aufgezeigt und
soll dabei die Ausbildung als Fassadenelement mit der Möglichkeit
der kostengünstigen
Generierung unterschiedlicher Werbebotschaften (24) dargelegt werden.
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In 5 wird
eine schematische Darstellung einer Isolierglasanordung in geschnittener
Ansicht aufgezeigt, wobei in dieser Ausführung zusätzliche LED-Elemente (23)
eingebaut sind. Die Anordnung der LED-Zeilen (23) ist nur
beispielhaft gezeichnet und wird nach dem Stand der Technik ausgeführt, wobei
insbesondere die unterschiedlichen Emissionswellenlängen von
LED-Bauelementen
bis in den langwelligen UV-Bereich um etwa 350 nm zu nennen sind.
Derart werden Langnachleuchtelemente (4) einfach und entsprechend
der Einschaltdauer aufgeladen. Die LED-Elemente (23) können jedoch
in allen möglichen
Farben oder in R-G-B leuchten und kann derart die Emissionsfarbe und
die Impulsfolge mit Niederspannungsversorgung sehr einfach gesteuert werden.
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In
dieser Ausführungsform
wird ein Isolierglaselement angeführt, wobei die Glaselemente
(2, 3) einfache Floatglaselemente oder VSG-Elemente oder
ESG-Elemente sein können
und natürlich
Kombinationen der genannten Elemente.
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In 6 wird
eine schematische Darstellung einer Verbundsicherheitsglasanordnung
(25, 18, 19, 20, 28)
in geschnittener Ansicht aufgezeigt, wobei in dieser Ausführung zusätzliche
LED-Elemente (23) eingebaut sind. Diese Ausführung als
einfaches VSG-Glaselement (1) bietet zwar keine so guten
Isolationswerte bezüglich
Wärme-
und Schall-Isolation, kann
jedoch durch eine verstärkte
Ausführung
der polymeren Laminate (18, 19, 20),
also zusätzlichen Verbundfolien
oder durch Wahl eines Dreifach-Verbundglases entsprechend bessere
Wärme-
und Schallschutzwerte erreichen.
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- 1
- Glaselement
mit lang nachleuchtem Effekt
- 2
- Glas
außen
(Floatglas, VSG, ESG u.dgln.)
- 3
- Glas
innen (Floatglas, VSG, ESG u.dgln.)
- 4
- Langnachleuchtelement
- 5
- Anorganische
Langnachleuchtpigmente
- 6
- Matrix:
polymere oder anorganische Matrix
- 7
- Abstandshalter
(Profil)
- 8
- Dichtung
(PVB Polyvinylbutiral, PU Polyurethan, PES Polyethersulfone bzw.
PSU Polysulfon und dergleichen Polymere)
- 9
- Langnachleuchtemission
nach Außen
- 9'
- Langnachleuchtemission
nach Innen
- 10
- Lichtbestrahlung
(Anregungsbestrahlung)
- 11
- Beschichtung
Glas außen
an der Innenseite
- 11'
- Beschichtung
Glas außen
an der Außenseite
- 12
- Beschichtung
Glas innen an der Innenseite
- 12'
- Beschichtung
Glas innen an der Außenseite
- 13
- Innenraum
(Hochmolekulares Edelgas, z.B. Argon, Krypton, etc.)
- 14
- Verbundsicherheitsglasglas
(VSG)
- 15
- Beobachter
Außen
- 16
- Rahmen:
Trageelement für
das Glaselement (1)
- 17
- Trocknungsmittel
- 18
- Innenlage:
z.B. PVB (Poly-Vinyl-Butyral) oder PU oder PVA oder PVC
- 19
- Innenlage
- 20
- Innenlage
- 21
- Nut
- 22
- Gebäude
- 23
- LED-Element:
LED-Streifen und dergleichen
- 24
- Grafische
Gestaltung
- 25
- Glaselement
außen
von (2)
- 26
- Glaselement
innen von (2)
- 27
- Glaselement
innen von (3)
- 28
- Glaselement
außen
von (3)