DE1285124B

DE1285124B - Mehrschichtenglas mit veraenderlicher Lichtdurchlaessigkeit

Info

Publication number: DE1285124B
Application number: DEV26806A
Authority: DE
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Priority date: 1964-09-18
Filing date: 1964-09-18
Publication date: 1968-12-12
Also published as: NL6512158A; US3425894A; CH468944A; BE669812A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtenglas mit Werte hinausgeht und bis zu 72 Stunden betragen veränderlicher Lichtdurchlässigkeit mit einer Zwischen- kann. Die so klimatisierte Scheibe wird anschließend schicht aus Stoffen, die bei Überschreiten einer be- unter Verwendung eines Weichmachers in bekannter stimmten Temperatur reversibel aus dem Sol- in den Weise mit einer Deckscheibe zusammengelegt, und Gelzustand übergehen. Derartige Gläser stellen auto- 5 die zusammengelegte Scheibe wird schließlich an matisch wirkende Sonnenschutzeinrichtungen dar, da ihren Rändern wasserdampfdiffusionsdicht verihre Lichtdurchlässigkeit in Abhängigkeit von der schlossen.

auffallenden Sonnenstrahlung automatisch reguliert Dieses bekannte Herstellungsverfahren ist jedoch

wird. mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. So muß

Es sind eine Reihe von Stoffen bekannt, die diese io beispielsweise das verwendete Polyvinylacetalharz, das Eigenschaften aufweisen. Insbesondere sind solche in der benötigten Zusammensetzung bis heute keine Stoffe geeignet, bei denen der Effekt der Änderung der andere Verwendung gefunden hat und daher nicht in Lichtdurchlässigkeit darauf beruht, daß die Stoffe größeren Mengen hergestellt wird, eigens in einem beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur diffizilen Herstellungsverfahren hergestellt werden, reversibel in mehrere Phasen zerfallen, die unter- 15 Dadurch wird die Masse selbst verhältnismäßig teuer, schiedliche Brechungsindizes aufweisen. Solche Stoffe Darüber hinaus muß die Masse sorfältig getrocknet sind beispielsweise eine Reihe hochpolymerer Stoffe, und klimatisiert werden, was mit einem großen wie etwa Methylpolyvinyläther, Methylcellulose, Poly- maschinellen und apparativen Aufwand verbunden glykoläther, Polyvinylacetalharze, mit Acetaldehyd ist und außerdem erhebliche Energien zum Trocknen partiell zu Acetalen kondensierte Polyvinylalkohole, 20 und Klimatisieren sowie nicht unbeträchtliche manusowie Polyacrylsäuremethylester, jeweils in Verbin- eile Arbeitsgänge erfordert. Eine weitere Schwierigkeit dung mit Wasser. Die polymeren Trägersubstanzen besteht darin, daß die Randabdichtung absolut besitzen ein begrenztes Wasseraufnahmevermögen, wasserdampfdiffusionsdicht sein muß. Ist diese Bedas mit steigender Temperatur abnimmt, bis beim dingung nicht erfüllt, dann ändert sich je nach dem Überschreiten der Gleichgewichtstemperatur eine Ent- 25 Wassergehalt der Umgebung außerhalb des Randes mischung auftritt, bei der das überschüssige Wasser der Wassergehalt der Zwischenschicht, wodurch der in mikroskopisch feinen Tröpfchen in der Träger- Umschlagspunkt dieser Zonen dann verändert wird, substanz dispergiert wird. Die ursprünglich homogene Es sind zwar Verfahren zur Randabdichtung bekannt, Zwischenschicht nimmt auf diese Weise heterogenen die die gestellten Bedingungen erfüllen, doch müssen Charakter an, so daß sie weiß erscheint, und die Weiß- 30 auch hier wiederum die Arbeitsgänge mit sehr großer färbung ist um so intensiver, je stärker die Brechungs- Sorgfalt vorgenommen werden, indizes der einzelnen Phasen voneinander abweichen, Ein weiterer wesentlicher Nachteil des bisher in der

je stärker die Entmischung ist und in je feinerer Ver- Praxis eingeführten reversiblen Glases besteht darin, teilung die einzelnen Phasen vorliegen. daß gelegentlich erst längere Zeit nach der Herstellung

Bei dem heute in der Praxis angewendeten System 35 der Scheiben einerseits Gasblasen in der Kunstharzwird partiell acetalisierter Polyvinylalkohol in einer schicht entstehen, deren Anzahl im Laufe der Zeit Mischung mit Wasser unter Zugabe einer bestimmten zunimmt und die sich im Laufe der Zeit weiter ver-Menge Calziumchlorid als Zwischenschicht verwandt. größern, und daß es auf der anderen Seite in der Da jedoch der Wasseranteil der Mischung großen Kunstharzschicht zur Bildung einer kristallinen Phase Einfluß auf die Umschlagtemperatur hat, muß der 40 kommen kann, wobei winzige Kristalle in großer Wassergehalt der Mischung sehr genau eingestellt Menge entstehen, die der Scheibe ein trübes Aussehen werden. Es hat sich herausgestellt, daß nur dann ein geben. Hinsichtlich der Blasenbildung haben Untergenau reproduzierbarer Temperaturumschlagpunkt suchungen gezeigt, daß es sich um Luftblasen handelt, erzielt werden kann, wenn man die auf eine Scheibe Die Luftblasen bilden sich dadurch, daß in der Gießaufgetragene Zwischenschicht einem streng kontrol- 45 masse und im Weichmacher glöste Luft im Laufe der lierten Klimatisierungsprozess unterzieht. Es wird Zeit aus der Lösung austritt. Man hat zwar gefunden, daher in der Praxis so gearbeitet, daß das Polyvinyl- daß die Blasenbildung vermieden werden kann, wenn acetal in einem Überschuß an Wasser und Alkohol sowohl die Gießmasse wie der Weichmacher einer gelöst und so eine gießfertige viskose Masse her- äußerst sorgfältigen Entgasungsbehandlung, nach gestellt wird, die auf eine Glasscheibe aufgegossen 5° Möglichkeit sogar unter Anwendung von Ultraschall, wird. Die aufgegossene Schicht wird anschließend unterworfen werden, doch haben die Erfahrungen sorgfältig getrocknet. Da der Trocknungsvorgang zur gezeigt, daß es keine Möglichkeiten zur Kontrolle des Vermeidung einer Hautbildung auf der aufgegossenen Gehaltes an gelöster Luft gibt und daß im praktischen Schicht, die ein weiteres Trocknen erschwert,· und zur Betrieb trotz sorgfältiger Entgasung immer wieder Vermeidung einer Blasenbildung in der Masse bei 55 festgestellt werden mußte, daß die Blasenbildung, oft relativ niedrigen Temperaturen (etwa 40° C) erfolgen erst nach einem Jahr, auftrat. Während das Problem muß, dauert der Trocknungsvorgang verhältnismäßig der Blasenbildung wenigstens als teilweise gelöst anlange, und zwar größenordnungsmäßig 12 Stunden. zusehen ist, haben die Bemühungen, die Auskristalli-Nach dem Trocknen wird die mit der trockenen sation vollständig zu verhindern, bisher nicht den geSchicht versehene Scheibe in einem Klimaraum ge- 60 wünschten Erfolg gehabt.

lagert, in dem bei einer Temperatur von 20° C die Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe berelative Luftfeuchtigkeit je nach der Zusammen- steht darin, unter Vermeidung der aufgeführten Nachsetzung des Harzes, dem Zusatz an Calziumchlorid teile der bekannten Mehrschichtengläser mit ver- und dem gewünschten Temperatur-Umschlagspunkt änderlicher Lichtdurchlässigkeit ein System zu finden, zwischen 80 und 90% beträgt. Die Lagerungszeit im 65 das frei von den aufgeführten Fehlern ist und das Klimaraum wird mit 24 bis 48 Stunden angegeben; es außerdem zu einer wesentlichen Arbeitsvereinfachung hat sich jedoch gezeigt, daß die Klimatisierungszeit bei der Herstellung und damit zu einer Verbilligung in den meisten Fällen noch über die angegebenen des Produktes führt. Der für die Zwischenschicht ver-

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wendete Stoff soll leicht herzustellen bzw. zu be- 60 % beträgt, wobei ein Trockengehalt von etwa 55 % schaffen und die Verarbeitung der Masse zu den sich als durchaus brauchbar erwiesen hat. Da die fertigen Scheiben mit einem Minimum an maschi- Umschlagstemperatur sich mit dem Trockengehalt nellem und an Arbeitsaufwand möglich sein. Außer- ändert, muß der Trockengehalt zwar relativ genau dem sollen die Anforderungen an die Randabdich- 5 eingehalten werden, doch hat es sich gezeigt, daß,

tung geringer als bei den bekannten Scheiben sein. wenn die Trocknung der Schicht bei einer Tempe-

Gemäß der Erfindung wird als Stoff mit veränder- ratur von etwa 23 ⁰C, d. h. kurz unterhalb der Umlicher Lichtdurchlässigkeit ein Polyvinylcaprolactam Schlagstemperatur, erfolgt, bei einer Trockenzeit von

in einer Lösung in Wasser verwendet. 2,5 Stunden für eine Naßfilmdicke von 0,8 mm die

Polyvinylcaprolactam ist beispielsweise als 37%ige io Trockenzeit lediglich mit einer Genauigkeit von Lösung in Wasser mit geringen Zusätzen an Methanol ±20 Minuten eingehalten zu werden braucht, ohne im Handel erhältlich und findet für spezielle Zwecke daß die Umschlagstemperatur eine größere Änderung bei der Verarbeitung von Pelzen Verwendung. Es als +0,5⁰C erfährt. Das bedeutet, daß eine auswurde gefunden, daß sich diese handelsübliche Lösung reichende Reproduzierbarkeit der Umschlagstempeüberraschend gut für den erfindungsgemäßen Zweck *5 ratur bei kurzer Trockenzeit auch unter Betriebseignet. Die Temperatur, bei der das Produkt von klar bedingungen erzielt werden kann,
durchsichtigem in den opaken Zustand umschlägt, Das Zusammenlegen des beschichteten Grunddie im folgenden als die »Umschlagstemperatur« glases mit dem Deckglas erfolgt nach der Trocknung bezeichnet wird, liegt bei 38 bis 4O⁰C. Da diese Tem- der Schicht mit Hilfe einer Weichmacherflüssigkeit, peratur für ein automatisches, durch die Sonnen- z° die auf das Deckglas aufgebracht wird und die das einstrahlung bewirktes Umschlagen zu hoch liegt, Zusammenlegen der beiden Gläser ohne Lufteinmuß die Umschlagstemperatur zu niedrigeren Tempe- Schlüsse ermöglicht. Die nach dem Zusammenlegen raturen, etwa auf 20 bis 25° C, verschoben werden. der beiden Gläser verbleibende Schicht der Weich-

Es ist bei Polyvinylacetalharzen wie auch bei macherflüssigkeit soll von der Polyvinylcaprolactam-

anderen Polymeren bekannt, die Umschlagstempe- 25 Schicht aufgenommen werden, ohne daß dadurch die

ratur durch Zusätze in weiten Grenzen nach oben Eigenschaften der Caprolactam-Schicht beeinflußt

oder nach unten zu verschieben. Als solche Zusätze werden. Als Weichmacherflüssigkeit hat sich eine

sind bereits einwertige Alkohole, wie Methylalkohol, Gyzerin-Wasser-Mischung im Verhältnis 1:1 als

Äthylalkohol, Polyvinylalkohol, oder Ketone, wie zweckmäßig erwiesen. Während kleinere Gläser ohne

Aceton, bekannt. Es ist ferner bekannt, zu diesem 3° Druckanwendung zusammengelegt werden können.

Zweck kristall wasserhaltige Salze, wie Calziumchlorid, ist bei größeren Gläsern eine Druckanwendung während

Kobaltchlorid u. a., zu verwenden. Versuche haben des Abbindeprozesses unumgänglich,

jedoch gezeigt, daß die bekannten Zusätze zum Nach dem Zusammenlegen können die Gläser nach

Herabsetzen des Umschlagspunktes beim Capro- einer entsprechenden Abbindezeit, bei etwas vor-

lactum ungeeignet sind, sei es, daß — wie im Falle von 35 sichtiger Handhabung bereits nach etwa einer Stunde,

Calziumchlorid — die Viskosität zu stark erhöht wird, ihre Randabdichtungen erhalten. Die Abdichtung des

so daß die Gießfähigkeit der Masse darunter leidet, Randes kann nach einem der bekannten Verfahren

sei es, daß Eigentrübungen des Gießharzes oder erfolgen,

sonstige Unverträglichkeiten zu beobachten sind. Transmissionsmessungen im sichtbaren Bereich des

In Weiterbildung der Erfindung wird als Zusatz zu 40 Spektrums an dem erfindungsgemäßen Glas haben der Polyvinylcaprolactam-Lösung mit dem Ziel der ergeben, daß es bei gleicher Schichtdicke im einErniedrigung der Umschlagstemperatur Glykolsäure- getrübten Zustand nur rund 80% der Lichtdurchbutylester verwandt. Der Ester ist zwar an sich nicht lässigkeit besitzt wie das bekannte reversible Glas, wasserlöslich; es hat sich jedoch überraschenderweise Der Effekt der Licht- und Wärmedämmung, der durch herausgestellt, daß er in der Polyvinylcaprolactam- 45 die reversiblen Gläser erreicht werden soll, ist somit Lösung löslich ist. Wider Erwarten sind solche Lö- beim erfindungsgemäßen Glas ausgeprägter, so daß sungen mit einem Glykolsäurebutylester wasserklar. es auch in dieser Hinsicht dem bekannten Glas über-Mit steigendem Zusatz an Glykolsäurebutylester sinkt legen ist.

die Umschlagstemperatur linear ab, und bei einem In technischer Hinsicht erfüllt das neue Glas alle

Zusatz von 8% beträgt sie etwa 25 ⁰C, ein Wert, der 5° Anforderungen. Man kann jedoch beobachten, daß

sich in der Praxis als sehr brauchbar erwiesen hat. in den Fällen, in denen die Erwärmung des Glases

Vor dem Auftragen der Gießmasse kann eine Ent- und damit das Umschlagen nicht absolut gleichmäßig gasung der Masse vorgenommen werden. Es hat sich über die gesamte Scheibe erfolgt, sondern von beherausgestellt, daß die Gießlösung sehr schnell entgast stimmten stärker erwärmten Stellen ausgeht, an den und eine nachträgliche Blasenbildung nicht zu be- 55 Grenzen zwischen trüber und klarer Schicht transparente obachten ist. Konturen auftreten, die insbesondere dann, wenn die

Nach dem Entgasen der Gießlösung wird diese in Temperatur nur wenig oberhalb der Umschlags-

der gewünschten Stärke auf eine der beiden waage- temperatur liegt und die Eintrübung nur zögernd

recht liegenden Scheiben nach einem der bekannten fortschreitet, zu einem störenden Muster in der

Verfahren aufgetragen. Eventuell beim Auftragen in 60 Scheibe führt. Dieses Muster fällt nicht auf, wenn

die Masse hineingeratene Luftblasen verschwinden in geprägtes Glas verwendet und dadurch das Muster

kurzer Zeit ohne äußeres Zutun. durch die Eigenstruktur des Glases überdeckt wird.

Da die aufgetragene Gießmasse jedoch einen Die so beobachtete Musterbildung geht zurück,

Trockengehalt von nur 37% aufweist und infolge- sobald die Schicht wieder klar ist.

dessen die Viskosität verhältnismäßig gering ist, ist die 65 Eine weitere Art der »Musterung« in der Schicht

Weiterverarbeitung der beschichteten Scheibe relativ kann man beobachten, wenn man die Scheiben längere

schwierig. Es ist daher zweckmäßig, die Gießmasse so Zeit, beispielsweise mehrere Stunden, bei höheren

weit zu trocknen, daß der Trockengehalt etwa 50 bis Temperaturen, z. B. 65°C, hält. Diese Musterung

zeichnet sich dadurch aus, daß außer der normalen Trübung eine gleichmäßige, feinkörnige Mattierung auftritt. Bei den normalerweise vorkommenden Temperaturen bis hinauf zu etwa 30 bis 35° C ist diese Musterung nicht zu beobachten. Diese Musterung kann bei Temperaturen kurz unterhalb der Umschlagstemperatur unter Umständen bis zu einigen Stunden bestehenbleiben, verschwindet jedoch ebenfalls vollständig, wenn die Scheibe weiter abgekühlt wird.

Jegliche Musterbildung kann verhindert werden, wenn die Zwischenschicht bis zu einem höheren Trockengehalt getrocknet wird. Es erhöht sich jedoch damit automatisch die Umschlagstemperatur. Es bestehen jedoch im Augenblick Schwierigkeiten, bei hohem Trockengehalt der Zwischenschicht die Um-Schlagstemperatur auf den gewünschten Wert von etwa 25° C einzustellen.

Erfindungsgemäß läßt sich jegliche Musterbildung durch eine Zugabe von Schutzkolloiden zu der Gießmasse vermeiden.

Es wurde gefunden, daß ein Zusatz von Polyvinylalkohol als Schutzkolloid in Mengen von 1 bis 2°/o geeignet ist, jede Musterbildung zu vermeiden. Ein Zusatz von Polyvinylalkohol ist jedoch nicht in allen Fällen geeignet. Polyvinylalkohol beeinflußt nämlich seinerseits die Umschlagstemperatur und hat ferner den Nachteil, daß die fertigen Gläser eine zu starke Eigentrübung aufweisen, wenn das Polyvinylcaprolactam außerdem mit einem auch nur geringen Glykolsäurebutylester-Zusatz versehen ist.

Ausgezeichnete Ergebnisse werden erzielt, wenn als Schutzkolloid eine polymere Acrylsäure bzw. ein Ammonsalz einer polymeren Acrylsäure verwandt wird. Diese Stoffe besitzen eine gute Verträglichkeit mit der Gießmasse und führen zu einer völligen Unterdrückung der Musterbildung, ohne die Umschlagsemperatur wesentlich zu beeinflussen. Außerdem bleibt die Schicht vollkommen klar. Es wurde gefunden, daß ein Zusatz von 10% einer 15%igen polymeren Acrylsäure-Lösung zu einer ausreichenden Stabilisierung führt.

Die Erfahrungen haben gezeigt, daß bei der erfindungsgemäß hergestellten Scheibe die Randabdichtung weit weniger sorgfältig vorgenommen zu werden braucht als bei dem bekannten reversiblen Glas. Geringfügige Änderungen im Trockengehalt, wie sie bei schlechter Randabdichtung durch Herein- oder Herausdiffundieren von Wasser leicht auftreten können, haben nämlich auf die Umschlagstemperatur der Schicht nur einen geringen Einfluß. Diese Eigenschaft stellt für die Praxis ebenfalls einen nicht unbedeutenden Vorteil dar.

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrschichtenglas mit veränderlicher Lichtdurchlässigkeit mit einer Zwischenschicht, die beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur reversibel aus dem Sol- in den Gelzustand übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem Polyvinylcaprolactam in einer Lösung in Wasser besteht.

2. Mehrschichtenglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Senkung des Temperaturumschlagspunktes dem Polyvinylcaprolactam GIykolsäurebutylester zugesetzt ist.

3. Mehrschichtenglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinylcaprolactam Schutzkolloide zugesetzt sind.

4. Mehrschichtenglas nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyvinylcaprolactam Polyvinylalkohol zugesetzt ist.

5. Mehrschichtenglas nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzkolloid ein Amidgruppen enthaltendes polyacrylsaures Salz ist.