DE102007046650A1 - Glasanordnung mit photoluminiszierendem Leuchtstoff - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Glasanordnung, umfassend einen photolumineszierenden Leuchtstoff sowie wenigstens ein erstes Glaselement (10) und wenigstens ein zweites Glaselement (20), wobei das erste Glaselement (10) wenigstens eine Oberfläche (14) mit reflektierenden und/oder Licht streuenden Eigenschaften für auf die Oberfläche einfallendes Licht aufweist und für Licht mit einer Wellenlänge < 800 nm wenigstens teilweise transparent ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Glasanordnung mit einem photoluminiszierenden Leuchtstoff, wobei die Glasanordnung wenigstens ein erstes Glaselement und wenigstens ein zweites Glaselement aufweist.
  • Um Glasgegenstände, unabhängig von aktiven Stromquellen bzw. Energieversorgern zum Leuchten bringen zu können, insbesondere um auch in völliger Dunkelheit beispielsweise Wegweiser aufgrund von lange nachleuchtenden Leuchtmitteln zur Verfügung zu stellen, sind aus dem Stand der Technik eine Reihe von Glaselementen bzw. Glasanordnungen bekannt geworden, die ein derartiges Leuchtmittel umfassen.
  • So zeigt beispielsweise die DE 199 26 980 A1 eine phosphoreszierende Sicherheitsmarkierung, bei der auf ein Trägerglas eine lang nachleuchtende phosphoreszierende Schicht und darauf ein Interferenzfilter aufgebracht ist. Durch den Interferenzfilter soll bei gleich bleibender Belichtungsmenge mit Leuchtstoff die Leuchtdichte und damit die Wahrnehmbarkeit erhöht werden.
  • Aus der DE 696 11 756 ist auf einer für sichtbares Licht durchlässigen Substratschicht, beispielsweise aus Glas, eine Phosphoreszenzschicht und eine Farbschicht angeordnet. Diese Farbschicht hat den Zweck, dass Tageslicht leicht durch die Farbschicht in die Phosphoreszenzschicht gelangt und dabei die Akkumulation von Lichtenergie in Leuchtstoff der Phosphoreszenzschicht auslösen kann. Auf der anderen Seite kann von der Phosphoreszenzschicht emittierte Phosphoreszenz leicht durch die Farbschicht leuchtend austreten.
  • Aus der DE 699 04 390 T2 ist ein phosphoreszierendes Oxidglas bekannt geworden, bei dem der phosphoreszierende Leuchtstoff im Zuge der Herstellung direkt in die Glasschmelze gegeben wird.
  • Aus der WO 2007/023083 ist eine Glasanordnung bekannt geworden, bei dem ein phosphoreszierender Leuchtstoff zwischen zwei unmittelbar oder mittelbar verbundene, äußere Deckglasstücke eingebracht wird. Gemäß der WO 2007/023083 soll dadurch erreicht werden, dass die zwischen den Glasstücken liegenden Leuchtstoffe geschützt werden, beispielsweise vor Abrieb. Ein ähnliches Glaselement zeigt auch die EP-A-0522785 , die die Verwendung derartiger Glaselemente oder Glaspanelen als Fluchtlicht beschreibt.
  • Aus der DE 10 2005 061 855 ist ein Glaselement als Teil einer Fassade eines Bauwerkes mit lang nachleuchtendem Effekt auf Basis eines Langnachleuchtelementes mit anorganisch lang nachleuchtenden Pigmenten in einer Matrix bekannt geworden. Die aus der DE 10 2005 061 855 bekannten Glasanordnungen umfassen immer wenigstens zwei zueinander beabstandete Glaselemente in Form eines Isolierglasverbundes.
  • Lang nachleuchtende Leuchtmittel, insbesondere auf der Basis von Erdalkalialuminaten, insbesondere Strontiumaluminaten, mit einem Aktivatorstoff und einem Co-Aktivatorstoff offenbaren die EP-A-1690913 , die EP-A-1681334 , die US 7,135,130 oder die US 5,424,006 , deren Offenbarungsgehalt voll umfänglich in die vorliegende Anmeldung mit eingeschlossen werden.
  • Um das lang nachleuchtende Licht des Leuchtmittels, insbesondere des lumineszierenden Phosphors in Richtung des Betrachters zu lenken und damit die Leuchtstärke zu erhöhen, schlägt die JP 11281765 A2 und die JP 11281764 vor, auf eine Metallschicht ein weißes Material aufzubringen, das dafür sorgt, dass Licht der darüber liegenden Schicht mit einem Leuchtmaterial in Richtung des Betrachters abgestrahlt wird.
  • Nachteilig an der Ausführung gemäß der JP 11281764 und der JP 11281765 war, dass ein Nachladen der lang nachleuchtenden Pigmente derartiger Schichtsysteme nur mit Lichtenergie von der Betrachterseite her möglich war.
  • Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Glasanordnung anzugeben, die sich dadurch auszeichnet, dass Licht in Richtung des Betrachters mit einer hohen Leuchtstärke abgestrahlt wird, andererseits aber eine optimale Aufladung durch Lichteinstrahlung der Leuchtmittel gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einer Glasanordnung wenigstens ein erstes und ein zweites Glaselement vorgesehen ist, wobei das erste Glaselement wenigstens eine Oberfläche mit reflektierenden und/oder streuenden Eigenschaften für Licht, das auf diese Oberfläche einfällt, aufweist. Andererseits soll das erste Glaselement aber auch so ausgebildet sein, dass Licht in sichtbaren Wellenlängenbereichen, d. h. mit Wellenlängen < 800 nm, durch das erste Glaselement und die Oberfläche hindurchtreten kann, d. h. dass das erste Glaselement und die Oberfläche wenigstens teilweise transparent sind. Die reflektierende und/oder lichtstreuende Oberfläche ist wenigstens teilweise mit dem Leuchtstoff ausgerüstet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt der Leuchtstoff in Form von Partikeln vor. Die Partikel können beispielsweise durch Mahlen eines Blockes aus einem Strontiumaluminat hergestellt werden. Die Leuchtstoffpartikel werden dann in ein Material eingebracht, das wiederum auf die Licht streuende und/oder reflektierende Oberfläche aufgebracht wird. In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wäre es beispielsweise möglich, dass das Matrixmaterial, das die lumineszierenden Leuchtstoffpartikel umgibt, ein Gießharz ist. Die Leuchtstoffpartikel werden dann in das Gießharz eingemischt und das Gießharz mit den eingemischten lumineszierenden Partikeln auf das erste Glaselement mit der reflektierenden und/oder streuenden Oberfläche aufgebracht. Bevorzugt handelt es sich bei der stark reflektierenden und/oder stark streuenden Schicht um die stark reflektierende und/oder stark streuende des Spezialglases Opalika® der Schott AG, Hüttenstrasse 1, 31073 Grünenplan. Bei dem Spezialglas Opalika® handelt es sich um ein Ziehglas, bestehend aus zwei Glasschichten, einer weitgehend transparenten Glasschicht und einer reflektierenden und/oder streuenden milchigen Überfangschicht Das erste Glaselement kann aber auch ein Verbundglas bestehend aus zwei Floatgläsern sein, bei denen zwischen den beiden transparenten Floatgläsern eine lichtstreuende und/oder reflektierende Folie eingebracht ist. Der Effekt eines solchen Verbundes ist dann ähnlich dem Effekt, der mit dem Opalika®-Ziehglas erreicht wird.
  • Das Gießharz in das die lang nachleuchtenden Partikel eingemischt werden, kann auf das erste Glaselement bzw. Trägerglas durch dem Fachmann hinlänglich bekannte Techniken aufgebracht werden. Beispielhaft seien hier genannt das Aufgießen, Aufschleudern und das Einbringen in flüssiger Form zwischen zwei beabstandete Glaselemente des Verbundes mit anschließendem Aushärten.
  • Wird ein Verbundglaselement hergestellt, das aus dem ersten und einem zweiten, weiteren Glaselement, besteht, mit Leuchtmitteln, die zwischen die beiden Glaselemente eingebracht werden, so kann die Herstellung dadurch erfolgen, dass zuerst das erste Glaselement mit einer reflektierenden und/oder lichtstreuenden Oberfläche hergestellt wird, sodann auf die kühle Glasscheibe das mit den nachleuchtenden Partikeln vermischte Gießharz aufgegeben wird und auf das Gießharz dann das zweite Glaselement aufgelegt wird, so dass sich ein Verbund der Glasanordnung mit erster und zweiter Glasscheibe ergibt. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, die nachleuchtenden Partikel nicht in das Gießharz einzubringen, sondern direkt auf das erste Glaselement (OPALIKA) aufzubringen und zwischen erstem und zweitem Glaselement einzuschmelzen, und zwar bei einer Temperatur, die oberhalb der Transformationstemperatur der verwendeten Glassubstrate, aber unterhalb der Temperatur die zu einer Zerstörung der photolumineszierenden Partikel führt, liegt. Die Transformationstemperatur des Glases liegt im Bereich von 400 bis 500°C. Die Transformationstemperatur ist beispielsweise im „Schott Guide for glass", Chapman Hall 1996, Seite 17–23, offenbart. Der Offenbarungsgehalt dieser Schrift wird vollumfänglich in den der vorliegenden Anmeldung miteingeschlossen.
  • Alternativ zum Einschmelzen zwischen dem ersten und zweiten Glaselement oder dem Aufbringen von in Gießharz gemischten Partikeln des Leuchtmittels ist es auch möglich, die photolumineszierenden Partikel in eine Folie als Trägermaterial einzubringen. Die mit photoluminiszierenden Partikeln ausgestatte Trägerfolie wird in einen Verbund mit folgendem Aufbau, erstes Glassubstrat, Gießharz Trägerfolie mit photolumineszierenden Partikeln, Gießharz, zweites Glassubstrat, einlaminiert. Bei Verwendung von OPALIKA Glas ist dieses das erste Glassubstrat. Auf das erste Glassubstrat wird das Gießharz aufgebracht, dann die Folie mit Partikeln und hierauf wieder Gießharz. Auf das Giesharz wird dann das zweite Glassubstrat, beispielsweise das hochtransparente Superwite B270-Glas aufgebracht.
  • Polymerfolien, die bei der Herstellung eines Verbundglases eingesetzt werden, können beispielsweise aus Polyvinylbutaryrl (PVB), Polycarbonat (PC), Polyurethan (PU), Polyvinylchlorid (PVC), Polyäthylen (PE), aromatischen Polyestern oder Polyoxymethylen (POM), Ethylenvinylacetat (EVA) bestehen.
  • Bei Verwendung von Polyvinylbutaryl (PVB) kann auf die Verwendung von Gießharz verzichtet werden, da die PVB-Folie direkt an der Glasscheibenfäche haftet. In die PVB-Folie können die langnachleuchtenden Partikel eingebracht werden, beispielsweise vor dem Ziehen in der Schmelze.
  • Werden die langnachleuchtenden Partikel auf die PVB-Folie aufgebracht, z. B. in Form einer Beschichtung, so kann zur Erhöhung der Klebekraft über die beschichtete Folie eine weitere PVB-Folie aufgebracht werden, so dass stets die Glasscheibenflächen an den reinen Folienflächen anliegen. Alternativ kann aber auch die beschichtete Folie mit Gießharz überzogen werden, zur Verbesserung der Klebekraft. Dem Fachmann erschließen sich ohne erfinderisches Zutun auch noch weitere Verbunde.
  • Bevorzugt weist der photoluminiszierende Leuchtstoff eine lange Nachleuchtzeit von mindestens 30 Minuten nach Beendigung der Anregung des Materials durch Lichtquellen auf.
  • Besonders bevorzugt sind hier Erdalkalialuminate, besonders Strontiumaluminate, die mit Aktivatoren und Co-Aktivatoren wie Eu, Dy dotiert sind. Diesbezügliche Materialien sind offenbart in der US 5,424,006 , der EP 1681334 und der EP 1690 913 , deren Offenbarungsgehalte in vorliegender Anmeldung voll umfänglich mit eingeschlossen werden. Ganz besonders bevorzugt wird eingesetzt Sr4Al14O25: Eu, Dy. Ein derartiges Material ist beispielsweise unter dem Handelsnamen LumiNova® BG 300 M der Firma Nemoto & Co. Ltd. erhältlich. Der Offenbarungsgehalt sämtlicher zuvor genannter Schriften wird in die vorliegende Anmeldung voll umfänglich mit aufgenommen.
  • Die verwendeten Gläser für das zweite Glaselement sind bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass sie in ihren physikalischen Eigenschaften eine optimale Lichttransmission, Viskosität, thermische Dehnung und chemische Beständigkeit aufweisen. Insbesondere handelt es sich dabei um hochtransparente Flachgläser, bevorzugt handelt es sich um B 270 Superwite-Glas von SCHOTT. Alternativ dazu können auch Floatgläser mit hoher Lichtdurchlässigkeit verwendet werden. Beispiele für derartige Gläser sind im Handbuch „Basisgläser 2007 der Firma Pilkington Deutschland AG, Haydn-Str. 19, 45884 Gelsenkirchen" zu entnehmen, welches auch über die Internetseite www.pilkington.com abrufbar ist. Sämtliche dort genannten Gläser werden in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung voll umfänglich mit eingeschlossen.
  • Die nachleuchtenden Glasanordnungen finden insbesondere Verwendung zur Markierung in der Dunkelheit oder bei begrenztem Lichteinfall, und zwar sowohl direkt als singuläres Bauelement oder als Einlage in Beton-, Stein-, Holz- oder Glaselementen. Ein besonderes Anwendungsgebiet ist in die Wegmarkierung, beispielsweise in Treppenbauteilen wie Treppenstufen, Bodenplatten und Treppengeländern.
  • Um zu gewährleisten, dass die Glasanordnung mit nachleuchtenden Lichtelementen auch bei vollständiger Dunkelheit lange Nachleuchtezeiten aufweisen, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die Glasanordnung mit Leuchtelementen, insbesondere Leuchtdioden auszurüsten. Die auf Strontiumaluminaten basierenden Partikel als lang nachleuchtende Elemente sind sehr feinkörnig und weisen einen Durchmesser von wenigen Mikrometern auf. Typischerweise beträgt die Größe 10 Mikrometer, bei grobkörnigen Partikeln auch 50 Mikrometer. Die Langnachleuchtzeiten von Strontiumaluminaten können mehr als 20 Stunden und bis zu 50 Stunden in einem typischen Wellenlängenbereich von etwa 400 nm bis 640 nm betragen, wobei der typisch gelb-grüne Bereich bei etwa 520 nm vom menschlichen Auge am besten wahrgenommen werden kann. Die Anregung derartiger Strontiumaluminate bzw. die Nachladung kann nicht nur im UV-Bereich erfolgen. Vielmehr ist es bereits möglich, über künstliche Beleuchtungen, beispielsweise auf Basis von von Leuchtdioden oder Leuchtstoffröhren und sogar Lampen eine Aufladung zu bewirken. Hierfür wird üblicherweise eine Anregung im Bereich zwischen 200 bis 450 nm mit gutem Wirkungsgrad eingesetzt. Die bevorzugte Anregung liegt für das Produkt Lumi-Nova® der Nemoto & Co. Ltd. unter 365 nm.
  • Mit Hilfe von Leuchtmitteln, insbesondere LED-Bauelementen mit einer Lichtemission vorzugsweise bei etwa 350 nm, können die Langnachleuchtpartikel, die, wie zuvor beschrieben, ihr Maximum bei 365 nm aufweist, hervorragend aufgeladen werden. Diese Leuchtelemente werden bevorzugt auf der der reflektierenden und Licht streuenden Oberfläche des ersten Glaselementes abgewandten Seite angeordnet.
  • Da das reflektierende und das lichtstreuende Glas aber für Wellenlängen im nahen UV-Bereich im Gegensatz zu einer Metallschicht transparent ist, ist es möglich, mit derartig hinter der Schicht mit Langnachleuchtpartikeln angeordneten Lichtelementen die Langnachleuchtpartikel nachzuladen. Durch eine entsprechende Steuerung wäre es möglich, abgestimmt auf die Nachleuchtzeiten der Strontiumaluminate, die typischerweise im Bereich zwischen 20 und 50 Stunden. liegt, die Leuchtdioden entsprechend anzusteuern, um die Nachleuchtpartikel wiederum aufzuladen. Dies ermöglicht es, auch in völliger Dunkelheit derartige Langnachleuchtpigmente immer wieder entsprechend aufzuladen. Bevorzugt werden die Leuchtdioden entweder direkt auf das Glas aufgebracht oder aber beispielsweise in eine Folie einlaminiert.
  • Langnachleuchtpigmente können eine hohe Temperaturbeständigkeit bis in den Bereich von 600 bis 800°C aufweisen, insbesondere wenn die Langnachleuchtpigmenten auf Silikaten basierende seltene Erden sind. Derartige Langnachleuchtpigmente können im Heißformbereich zusammen mit dem Glas verarbeitet werden.
  • Nachfolgend sollen nun einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen ohne Beschränkung hierauf beschrieben werden.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung in geschnittener Ansicht, mit einem ersten und einem zweiten Glaselement in Form von Glasscheiben
  • 2 eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung in geschnittener Ansicht, wobei in dieser Ausführung die Leuchtmittelschicht in ein VSG-Element eingebracht ist.
  • 3a Transmissionsverlauf des Opalika®-Ziehglases
  • 3b Transmissionsverlauf des B 270 Superwite-Kalk-Natron Ziehglas
  • 4 Streuindikatrix des Opalika®-Glases
  • In 1 wird eine Glasanordnung 1 mit einem langen Nachleuchteffekt, basierend auf Leuchtmitteln, dargestellt. Die Glasanordnung umfasst ein erstes Glaselement 10 und ein zweites Glaselement 20. Das erste Glaselement 10 ist vorliegend als Ziehglas ausgebildet, das unter dem Markennamen Opalika® von der Schott AG vertrieben wird. Das Ziehglas Opalika® besteht aus einem transparenten Glassubstrat 12, einem sogenannten transparenten Grundglas und einer dünnen opak-weißen Überfangschicht 14, die für die reflektierenden und lichtstreuenden Eigenschaften verantwortlich ist. Die technischen Informationen sowie die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Opalika®-Glases, bestehend aus dem Grundglas 12 und einer Milchüberfangschicht 14 kann auf der Homepage der Schott AG, unter www.schott.com/architecture/ abgerufen werden. Die dort abgerufenen Daten werden voll umfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen.
  • Wie in 1 dargestellt, handelt es sich bei dem ersten Glaselement in Form eines Opalika®-Glases bevorzugt um ein maschinengezogenes Zweischichtenglas, bestehend beispielsweise aus einem farblosen Grundglas 12, das als Trägermaterial mit einer dünnen, milchfarbigen Überfangsschicht 14 überzogen wird. Die milchfarbige Überfangsschicht weist eine hohe Reflektivität und ein hohes Streuvermögen auf. Der spektrale Transmissionsgrad des Glaselementes 10 ist in 3a für das Opalika®-Glas für Wellenlängen zwischen 300 und 800 nm angegeben.
  • Wie hieraus zu entnehmen ist, beträgt der Transmissionsgrad für das Opalika®-Glas im sichtbaren Wellenlängenbereich maximal 35%. Der Lichttransmissionsgrad ist abhängig von der Milchschicht, deren Dicke über die Herstellungsbreite variiert und im Allgemeinen bei 0,45 mm liegt. Hierauf bezieht sich auch die dargestellte Kurve.
  • Die Transformationstemperatur des als Opalika®-Glases ausgebildeten Glaselementes 10 liegt bei 533°C, die Brechzahl ne bei einer Wellenlänge von 546,07 nm bei 1,525 und der untere thermische Längenausdehnungskoeffizient α (20°; 300° in 10–6 K–1) des Opalika®-Glas bei 9,4. Im sichtbaren Spektralbereich weist das als Opalika®-Glas ausgebildete Glaselement 10 eine annähernd ideale Streuung auf, d. h. der Licht abhängige Streuindex (Streuindikatrix) stellt sich grafisch angenähert als Kreis dar. Dies ist in 4 dargestellt.
  • Die Festigkeit des Glaselementes 10 kann durch thermische Vorspannprozesse eingestellt werden. Je nach Glasdicke können unterschiedliche Werte erreicht werden.
  • Das Glaselement 10 kann auch verformt werden. Die Erweichungstemperatur (β = 107,6 dpas) liegt bei 710°C.
  • Auf das erste Glaselement 10, das über die stark reflektierende Licht streuende Schicht 14 verfügt, ist eine Schicht 30 aufgebracht, die als Matrixschicht für die lang nachleuchtenden Partikel dient. Die lang nachleuchtenden Partikel 40 können beispielsweise sulfidische Nachleuchtpigmente sein, die kostengünstig sind und in einer vielfältigen Ausführung zur Verfügung stehen, allerdings keine sehr große Langzeitstabilität bei UV-Bestrahlung aufweisen.
  • Bevorzugt sind daher in der vorliegenden Erfindung Partikel oder Pigmente 40, die sehr feinkörnig sind und nur wenige Mikrometer, typischerweise zwischen 10 und 50 Mikrometer Abmessungen aufweisen und Erdalkalialuminate, insbesondere Strontiumaluminate sind. Derartige Strontiumaluminate weisen Langnachleuchtzeiten von über 20 Stunden bis hin in den Bereich von 50 Stunden und darüber in einem typischen Wellenlängenbereich von 400 bis 670 nm auf, wobei typisch der gelb-grüne Bereich bei etwa 520 nm vom menschlichen Auge am besten wahrgenommen wird.
  • Die Pigmente oder Partikel 40 können in den Gießharz in unterschiedlicher Konzentration eingebracht werden. Um einen ausreichenden Leuchteffekt zu erzielen, beträgt die Konzentration der Pigmente im Gießharz bevorzugt mehr als 5 Gew.-%, bevorzugt mehr als 15 Gew.-%, insbesondere mehr als 20 Gew.-%.
  • Denkbar wären auch Konzentrationen größer als 20 Gew.-%, beispielsweise 25 Gew.-%, 40 Gew.-% oder auch 60 Gew.-%. Je nach Anwendungsfall wird der Fachmann die Zumischung so wählen, das zum einen eine ausreichende Leuchtkraft sichergestellt wird, zum anderen eine ausreichende Klebekraft bzw. Haftkraft. Die Klebe- bzw. Haftkraft des Gießharzes sinkt nämlich, wenn der Anteil der langnachleuchtenden Pigmente in Relation zum Gießharz zu groß wird. Als Wert für 100 Gew.-% wird die Summe des Gewichtes aus dem Gießharz als Matrixmaterial und den Pigmenten angesehen.
  • Die Anregung der Pigmente erfolgt bei Strontiumaluminaten in einem Bereich von 200 bis 450 nm. Hierfür muss nicht Sonnenlicht eingesetzt werden mit hohen UV-Anteilen, vielmehr ist es ausreichend, eine künstliche Beleuchtungen zu verwenden, z. B. auf Basis von Leuchtstoffröhren.
  • In vorliegender Ausführungsform wird als Matrixmaterial ein Gießharz verwandt. Alternativ kann für die Pigmente 40 auch eine Folie verwandt werden. Bevorzugt sind hier Poly-Vinyl-Butaryl (PVB), Polyurethan (PU) oder Poly-Vinyl-Chlorid (PVC)-Folien, die zur Klasse der dauerelastischen, polymeren Werkstoffe mit guter und hoher Transparenz in einem typischen Brechungsindexbereich von 1,5 bei einer Wellenlänge von 546,07 nm verwendet werden. Bevorzugt können die Langnachleuchtelemente 40 in einer Polymerfolie, bestehend aus Polyvinylbutaryl (PVB) eingebracht werden.
  • Die Verwendung der Polymerfolien hat den großen Vorteil, dass sehr stabile Verbunde, die auch hohen Belastungen ausgesetzt werden können und damit z. B. als Treppenstufen Verwendung finden können, hergestellt werden können.
  • Auf die Schicht 30, enthaltend die Pigmente mit dem lang nachleuchtenden Stoff ist das zweite Glaselement 20 aufgebracht.
  • Das zweite Glaselement 20 kann ein Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) oder auch ein Verbundsicherheitsglas (VSG) sein. Typischerweise besteht das zweite Element aus einem hochtransparenten Flachglas, Bevorzugt ist das zweite Glaselement 20 ein B 270 Superwite-Glas der Schott AG, Hüttenstrasse 1, 31073 Grünenplan. Die technischen Informationen sowie die physikalischen und chemischen Eigenschaften des B 270 Superwite-Glases, kann auf der Homepage der Schott AG, unter www.schott.com/architecture/ abgerufen werden. Die dort abgerufenen Daten werden voll umfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen.
  • Alternativ zu einem hochtransparenten Ziehglas wie dem B 270 Superwite-Glas der Schott AG können auch transparente Floatgläser eingesetzt werden. Bezüglich der Materialien für derartige Floatglas-Scheiben wird wiederum auf beispielsweise das Handbuch „Basisgläser 2007" der Firma Pilkington, Deutschland AG, Haydnstr. 19, 45884 Gelsenkirchen, verwiesen, dessen Offenbarungsgehalt in vorliegende Anmeldung voll umfänglich mit aufgenommen wird.
  • Anstelle des in 1 gezeigten Opalika®-Glases als erstes Glaselement 10 kann auch ein Verbundglaselement bestehend aus zwei Scheiben, die mit einer reflektierenden und/oder lichtstreuenden Folie verbunden sind, verwandt werden. Der spektrale Transmissionsgrad des Glaselementes 20 als B 270 Superwite-Glas ist in 3b für das für Wellenlängen zwischen 300 und 640 nm angegeben.
  • Wie hieraus zu entnehmen ist, beträgt der Transmissionsgrad für das B 270 Superwite-Glas für Wellenlängen oberhalb 320 nm in Abhängigkeit von der Glasdicke mehr als 85%, aber weniger als 95%. Das B 270 Superwite ist ein farbloses hochtransparentes Kronglas (modifiziertes Kalk-Natron-Glas).
  • Die Transformationstemperatur des als B 270 Superwite-Glases ausgebildeten Glaselementes 20 liegt bei 533°C, die Brechzahl ne bei einer Wellenlänge von 546,07 nm bei 1,525 und der untere thermische Längenausdehnungskoeffizient α (20°; 300° in 10–6 K–1) des B 270 Superwite-Glas bei 9,4.
  • Die gesamte Glasanordnung 1 ist ein Verbundglaselement im Gegensatz zum Isolierglaselement, wie in der DE 10 2005 061 855 A1 offenbart.
  • Das Verbundglaselement ermöglicht den Einsatz als Bauteil in ein Beton-, Stein-, Holz- oder Glaselement, insbesondere zur Wegmarkierung. Beispielsweise ist es möglich, ein derartiges Teil in Treppenstufen oder Bodenplatten einzusetzen zur Wegkennzeichnung. Auch wäre es möglich, eine Treppenstufe vollständig aus Glas auszubilden, wobei der gesamte oder nur Teile der Treppenstufe mit einer Pigmentierung von Nachleuchtelementen ausgebildet sein kann. Ausgestaltung der Glasanordnung 1 als ein Verbundglaselement hat den Vorteil, dass derartige Glasanordnungen in stark belasteten Bereichen, beispielsweise Treppenstufen, eingesetzt werden können. Durch das zweite Glaselement 20 ist die Leuchtschicht vor Abrieb und Umwelteinflüssen geschützt. Der Verbund, insbesondere mit Folien, ergibt die erhöhte Stabilität. Die reflektierende Eigenschaft der milchig-weißen Schicht 14 sorgt für eine ausreichende Abstrahlung der nachleuchtenden Elemente und die Richtung des Betrachters 50.
  • Auf der der Leuchtschicht abgewandten Seite des ersten Glaselementes 10 können Lichtquellen, vorliegend Leuchtdioden 90.1, 90.2, 90.3, 90.4 angeordnet sein, die bevorzugt Emissionswerte im Wellenlängenbereich von 350 nm haben. Mit Hilfe dieser Mittel können die Langnachleuchtelemente 40 in der Schicht 30 aufgeladen werden, und zwar entsprechend der Dauer der Einschaltung.
  • Die Langnachleuchtelemente sind aufgrund der Licht streuenden und/oder reflektierenden Schicht 14 von der Seite 50 des Betrachters her nicht zu erkennen.
  • Die LED-Elemente 90.1, 90.2, 90.3, 90.4 können in der Impulsfolge und ihrem Emissionsverhalten durch Niederspannungsversorgung sehr einfach gesteuert werden.
  • Auch könnten zusätzliche LEDs, beispielsweise auf das zweite Glaselement oder zwischen erstem Glaselement 10 und zweitem Glaselement 20 eingebracht sein, beispielsweise eine Dauerbeleuchtung oder eine farbige Beleuchtung zur Verfügung zu stellen. Auch ist es möglich, mit Hilfe von RGB-Leuchtdioden bestimmte Bilder auf der Treppenstufe auszubilden bzw. bestimmte Muster.
  • Alternativ zu der Ausführungsform gemäß 1 ist in 2 eine Glasanordnung 201 gemäß der Erfindung gezeigt, bei der die Langnachleuchtelemente 140 in eine Folie 210 zwischen dem ersten Glaselement 110 und dem zweiten Glaselement 120 eingebracht sind. Gleiche Bauteile wie in 1 sind mit um 100 erhöhte Bezugsziffern bezeichnet.
  • Um Umwelteinflüsse abzuhalten, ist vorgesehen, dass das zweite Glaselement 120 direkt auf das erste Glaselement 110 auflaminiert ist. Dies mit Hilfe der dargestellten Folie 210 geschehen, wobei in die Folie selbst zusätzliche Leuchtmittel 200 eingebracht sein können. Als Folien 210 werden bevorzugt Polymerfolien eines oder mehrere der nachfolgenden Polymere oder Mischungen dieser Polymere eingesetzt. Geeignete Polymere sind Polyvinylbutyral (PVB), Polycarbonat (PC), Polyurethan (PU), Polyvinylchlorid (PVC), Polyäthylen (PE), Ethylenvinylacetat (EVA), aromatische Polyester oder Polyoxymethylen (POM). Die in die Folie 210 eingebrachten Leuchtmittel 200, hier Leuchtdioden, können der Nachladung der Pigmente 140 der langnachleuchtenden Schicht dienen.
  • Alternativ können aber auch wie in 1 Leuchtdioden vorgesehen sein, die auf der der lichtstreuenden reflektierenden Schicht abgewandten Seite angeordnet sind. Anstelle des Einbringens eines Gießharzes oder Folienverbundes ist es möglich, bei der Ausführungsform gemäß 2 die nachleuchtenden Partikel direkt bei der Herstellung des Glasverbundes mit einzubringen, beispielsweise durch ein Einschmelzen der nachleuchtenden Partikel zwischen einer ersten Glasscheibe, die das Grundglas 112 darstellt, und einer zweiten Glasscheibe 114, die die reflektierende milchige Oberfläche darstellt. Hierbei ist zu beachten, dass die Temperatur zum Einbringen der Partikel oberhalb der Transformationstemperatur der verwendeten Glassubstrate auch unterhalb der Temperatur der thermischen Zerstörung der photolumineszenten Partikel liegt.
  • Die langnachleuchtenden Pigmente können sehr hohe Temperaturen oberhalb von Tg ohne Funktionseinbuße überstehen. Derartige Temperaturen liegen oberhalb von 490°C und typischerweise im Bereich von 620°C.
  • Eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit haben auf Silikate basierende seltene Erden dotierte Langnachleuchtpigmente, die eine Temperaturbeständigkeit bis in den Bereich von 600–800°C aufweisen. Allerdings haben derartige Substanzen kürzere Nachleuchtzeiten als die bevorzugten Strontiumaluminate.
  • In der vorliegenden Erfindung wird somit erstmals ein Verbundglaselement angegeben, das im Baubereich, insbesondere als Treppenstufe Verwendung finden kann und dort auch bei völliger Finsternis aufgrund der langen Nachleuchtzeiten für sichere Fluchtwege sorgt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (32)

  1. Glasanordnung, umfassend einen photolumineszierenden Leuchtstoff sowie wenigstens ein erstes Glaselement (10) und wenigstens ein zweites Glaselement (20), wobei das erste Glaselement (10) wenigstens eine Oberfläche (14) mit reflektierenden und/oder Licht streuenden Eigenschaften für auf die Oberfläche einfallendes Licht aufweist und für Licht mit einer Wellenlänge < 800 nm wenigstens teilweise transparent ist.
  2. Glasanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Licht streuende und/oder reflektierende Oberfläche (14) wenigstens teilweise der Leuchtstoff aufgebracht ist.
  3. Glasanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff in Form von Partikeln (40) in ein Material (30) eingebracht ist, welches auf die Licht streuende und/oder reflektierende Oberfläche aufgebracht ist.
  4. Glasanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Gießharz ist.
  5. Glasanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Material eine Polymerfolie ist.
  6. Glasanordnung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfolie eines oder mehrere der nachfolgenden Polymere oder Mischungen dieser Polymere sind. Poly-Vinyl-Butyral (PVC) Polycarbonat (PC) Polyurethan (PU) Polyvinylchlorid (PVC) Polyäthylen (PE) Ethylenvinylacetat (EVA) aromatische Polyester Polyoxymethylen (POM)
  7. Glasanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Glaselement (10, 20) eine Verbundscheibe ausbilden.
  8. Glasanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der photoluminiszierende Leuchtstoff ein lang nachleuchtender Leuchtstoff mit Nachleuchtzeiten von wenigstens 30 Minuten nach Beendigung der Anregung des Materials durch Lichtquellen ist.
  9. Glasanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der photoluminiszierende Leuchtstoff ein Erdalkalialuminat, insbesondere ein Strontiumaluminat, umfasst.
  10. Glasanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdalkalialuminat, insbesondere das Strontiumaluminat, mit einem Aktivatorstoff und einem Co-Aktivatorstoff dotiert ist.
  11. Glasanordnung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivatorstoff Eu und der Co-Aktivatorstoff Dy ist.
  12. Glasanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Glaselement (20) im sichtbaren Wellenlängenbereich hochtransparent ist.
  13. Glasanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Glaselement ein Kalk-Natronglas oder ein Borosilikatglas ist.
  14. Glasanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glaselement (10) ein Verbundglaselement, umfassend wenigstens eine erste Glasscheibe (12) und eine zweite Glasscheibe (14) ist.
  15. Glasanordnung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Glasscheibe eine lichtstreuende Oberfläche (14) aufweist.
  16. Glasanordnung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Glasscheibe (14) im sichtbaren Wellenlängenbereich hochtransparent ist.
  17. Glasanordnung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Glasscheibe ein Kalk-Natronglas oder ein Borosilikatglas ist.
  18. Glasanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasanordnung Leuchtmittel umfasst.
  19. Glasanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel auf der der Licht streuenden und reflektierenden Oberfläche abgewandten Seite angeordnet sind.
  20. Glasanordnung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel Leuchtdioden (90.1, 90.2, 90.3, 90.4) sind.
  21. Glasanordnung gemäß einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glaselement ein Verbundglaselement, umfassend wenigstens eine erste Glasscheibe und eine zweite Glasscheibe ist, wobei die Leuchtmittel, insbesondere die Leuchtdioden, zwischen erster und zweiter Glasscheibe angebracht sind.
  22. Bauelement, insbesondere Betonelement, umfassend eine Glasanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
  23. Bauelement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement ein Treppenbauelement, insbesondere ein Treppengeländer oder eine Treppenstufe ist.
  24. Verfahren zur Herstellung einer nachleuchtenden Glasanordnung mit einem photoluminiszierenden Leuchtstoff, wobei die Glasanordnung wenigstens ein erstes und ein zweites Glaselement (10, 20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff zwischen dem ersten und dem zweiten Glaselement bei einer Temperatur, die zwischen der Transformationstemperatur Tg des ersten und des zweiten Glassubstrates und der Zersetzungstemperatur des Leuchtstoffes liegt, mit dem ersten und/oder zweiten Glassubstrat verbunden wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtstoff in Form von Partikeln (40) vorliegt, wobei die Partikel in einer Matrix (30) eingebracht sind.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix ein Gießharz ist.
  27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix eine Polymerfolie ist.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel in einer Konzentration von 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von 15 bis 30 Gew.-% in die Matrix eingebracht sind.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfolie eine oder Mischungen mehrerer der nachfolgenden Materialien umfasst Polyvinylbutyral (PVB) Polycarbonat (PC) Polyuretan (PU) Polyvinylchlorid (PVC) Polyäthylen (PE) Ethylenvinylacetat (EVA) aromatische Polyester Polyoxymethylen (POM)
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glassubstrat eine reflektierende und/oder Licht streuende Oberfläche aufweist und dass Leuchtmittel auf die reflektierende und/oder Licht streuende Oberfläche aufgebracht werden.
  31. Verwendung einer Glasanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, als singuläres Bauelement oder als Einlage in ein Beton-, Stein-, Holz- oder Glasbauelement.
  32. Verwendung einer Glasanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, als Wegmarkierung in Treppenstufen und/oder Bodenplatten.
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