DE19827867C1 - Brandschutzverglasung - Google Patents

Brandschutzverglasung

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Abstract

Ein Brandschutzglas besteht aus zwei über einen Abstandshalter (3) am Rand miteinander verbundenen Glasscheiben (1, 2) und einer wasserhaltigen Zwischenschicht (4) zwischen den beiden Glasscheiben (1, 2). Der Abstandshalter (3) besteht aus Siliconkautschuk. Zwischen dem Abstandshalter (3) und der die Randfuge abdichtenden Dichtklebemasse (7) ist ein Strang (6) aus einem bei Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brandschutzverglasung aus wenigstens zwei über einen Abstandshalter am Rand miteinander verbundenen Glasscheiben und einer den Zwischenraum zwischen den Glasscheiben ausfüllenden wasserhaltigen Zwischenschicht, wobei der Abstandshalter mit den beiden Glasscheiben verklebt und die Randfuge zwischen dem Abstandshalter und den Randbereichen der Glasscheiben durch eine Dichtklebemasse abgedichtet ist.
Brandschutzgläser dieser Art sind aus der EP 0 590 978 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Brandschutzglas besteht die wasserhaltige Zwischenschicht aus einem Hydrogel mit einem Polymer eines Methacrylamid-Derivats als Gelbildner. Der Abstandshalter besteht aus einem Profilstrang aus einem starren Material, nämlich aus Metall oder Keramik, und als Kleber zwischen dem Abstandshalter und den Glasscheiben dient Butylkautschuk.
Die Herstellung von Brandschutzgläsern mit diesem Aufbau ist nicht unproblematisch, wenn es sich beispielsweise um gebogene Glasscheiben handelt. Es ist nämlich schwierig, Abstandshalter aus starren Materialien so zu formen, daß ihre Biegung genau der Biegung der Glasscheiben entspricht. Hinzu kommt, daß einzeln gebogene Glasscheiben in den Randbereichen häufig Formabweichungen aufweisen. Beim Verkleben der beiden Glasscheiben mit einem starren Abstandshalterahmen kann es unter diesen Umständen leicht zu mechanischen Spannungen im Klebebereich und dadurch zu undichten Stellen in den Randbereichen kommen. Außerdem hat es sich gezeigt, daß Glasscheiben mit diesem bekannten Aufbau deswegen nicht immer die gewünschte Feuerwiderstandsdauer aufweisen, weil im Brandfall die Wärmeübertragung von dem das Brandschutzglas tragenden Rahmen auf den Randbereich der Glasscheibe zu schädlichen Zugspannungen im Randbereich führt, die einen vorzeitigen Bruch der Glasscheibe herbeiführen.
Auch aus Pat. Abstr. of Japan, C 1187, April 7, 1994 Vol. 18/No. 198 sind Brandschutzgläser mit dem eingangs genannten grundsätzlichen Aufbau bekannt. Bei diesen Brandschutzgläsern dient als Abstandshalter ein Profilstreifen aus einem Acrylpolymer. Der Profilstreifen ist auf den an den Glasscheiben anliegenden Seiten jeweils mit einer Klebeschicht auf Acrylharzbasis versehen und mit den Glasscheiben verklebt. Acrylpolymere haben jedoch eine verhältnismäßig niedrige Erweichungstemperatur und weisen auch eine verhältnismäßig niedrige Zersetzungstemperatur auf. Im Brandfall bilden sie unangenehme und störende Gase.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brandschutzgläser der genannten Art bei Verwendung von Abstandshalteprofilen aus einem nachgiebigen Polymer dahingehend weiterzuentwickeln, daß einerseits störende Gasentwicklungen durch Verbrennen des Polymers vermieden werden und andererseits der Aufbau des Brandschutzglases im Randbereich gleichzeitig eine verbesserte Wärmeisolierung der Glasränder im Brandfall bewirkt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Abstandshalter aus einem Profilstrang aus Siliconkautschuk besteht, und daß zwischen dem Abstandshalter und der Dichtklebemasse ein Strang aus einem bei Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material angeordnet ist.
Im Gegensatz zu den bekannten Brandschutzgläsern wird bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ein Abstandshalter aus einem kautschukelastischen Material verwendet, der sich infolge seiner Elastizität Unebenheiten der Glasscheibe anpaßt und selbst bei stark gebogenen Glasscheiben der Form der Glasscheiben problemlos folgt. Aufgrund der im Vergleich zu Metall niedrigen Wärmeleitfähigkeit von Siliconkautschuk ist der Wärmeübergang von der dem Brand zugewandten Glasscheibe auf den Randbereich der anderen Glasscheibe stark vermindert. Dadurch wird die Entstehung schädlicher Temperaturgradienten in der anderen Glasscheibe vermieden oder zumindest stark verringert. In demselben Sinn wirkt die Anordnung des aufschäumenden Materials in der Randfuge. Der sich bei Hitzeeinwirkung bildende Schaum füllt nämlich den Falzraum zwischen dem Glasrand und dem in der Regel metallischen Rahmen aus und verringert dadurch in erheblichem Maß den Wärmeübergang vom Falzboden des metallischen Rahmens auf die Glasscheibenkante.
Die Verwendung von Siliconkautschuk für den Abstandshalter hat den weiteren wesentlichen Vorteil, daß im Gegensatz zu anderen Polymeren im Brandfall keine toxischen Zersetzungsprodukte entstehen. Siliconkautschuk ist ferner sehr wärmebeständig und weist eine hohe Zersetzungstemperatur auf. Außerdem ist Siliconkautschuk chemisch resistent und leicht zu verarbeiten, so daß unter den verschiedensten Gesichtspunkten erfindungsgemäß ausgebildete Brandschutzgläser erhebliche Vorteile bieten.
Mit besonderem Vorteil werden Abstandshalter aus hochtemperaturvernetzendem Siliconkautschuk mit einer Shore-A-Härte von 40 bis 60 verwendet. Derartige Siliconkautschuke haben sich für den erfindungsgemäßen Zweck als ganz besonders geeignet erwiesen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in einem Schnitt den Randbereich eines in einen Rahmen eingebauten erfindungsgemäßen Brandschutzglases.
Das dargestellte Brandschutzglas umfaßt zwei thermisch vorgespannte Floatglasscheiben 1, 2 von jeweils 6 mm Dicke. Die Glasscheiben sind unter Zwischenschaltung des Abstandshalters 3 in einem Abstand von 12 mm voneinander angeordnet. Der Zwischenraum zwischen den Glasscheiben 1, 2 und dem Abstandshalter 3 ist mit einem ausgehärteten, transparenten, wasserhaltigen Alkali-Polysilikat gefüllt, wie es in der WO 94/04355 beschrieben ist. Diese Alkali- Polysilikatschicht 4 enthält 30 bis 55 Gew.-% Siliziumdioxid, maximal 16 Gew.-% Alkali-Metalloxid und bis zu 60 Gew.-% Wasser. Durch Erwärmung auf eine Temperatur von 60 bis 90°C wurde das Polysilikat nach dem Einfüllen in den Hohlraum zwischen den beiden Glasscheiben ausgehärtet, wobei ein zusätzliches Härtungsmittel in der Gießmasse für eine Beschleunigung des Härtevorgangs sorgt.
Der Abstandshalter 3 besteht aus einem Siliconkautschuk- Profilstrang mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt. Als Siliconkautschuk hat sich für diesen Zweck insbesondere hochtemperaturvernetzendes Polydimethylsiloxan bewährt. Der Abstandshalter 3 ist mit Hilfe von Klebeschichten 5 mit den Glasscheiben 1 und 2 verklebt. Als Kleber haben sich hierfür Kleber auf Acrylatbasis bewährt, beispielsweise Transferklebebänder aus hochleistungsfähigem transparenten Klebstoff aus 100% Acrylatpolymer. Das Acrylatpolymer hat einen möglichst niedrigen Erweichungspunkt, um eine homogene Benetzung und Haftung zwischen Glas und Siliconkautschuk zu gewährleisten, ohne daß Luft zwischen beiden Medien eingeschlossen wird.
In der Randnut zwischen den Randbereichen der beiden Glasscheiben 1, 2 ist anschließend an den Abstandshalter 3 ein Strang 6 aus einem bei Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material angeordnet. Bei dem aufschäumenden Material 6 kann es sich beispielsweise um organische und/oder anorganische Stoffe, insbesondere um Salze wie z. B. Ammoniumsalze, wasserhaltige Borate, wasserhaltige Phosphate, Sulfate oder Oxide handeln, die unter Hitzeeinwirkung leicht flüchtige Stoffe wie Wasserdampf, Ammoniak, Schwefeldioxid, Borsäure usw. bilden, die die Aufschäumung der Masse bewirken. Dieses aufschäumende Material wird in Form von Profilstreifen in diese Randnut eingelegt, bevor der Rand des Brandschutzglases durch die Dichtklebemasse 7 abgedichtet wird. Bewährt haben sich für diesen Zweck beispielsweise Materialstränge, in die eine Mischung aus pulverförmigen Sulfaten, Calziumcarbonat, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid eingearbeitet ist.
Als Dichtklebemasse 7 wird bevorzugt ein Polysulfid verwendet, wie es sich bei der Herstellung von Isolierglas bewährt hat. Die Dichtklebemasse 7 wird in an sich bekannter Weise mit einer geeigneten Spritzdüse unter Druck in die Nut eingespritzt.
Das Brandschutzglas wird im eingebauten Zustand von Metallprofilen 9, 10 gehalten, wobei zwischen dem Brandschutzglas und den Metallprofilen 9, 10 sogenannte Vorlegebänder 12, das heißt Streifen aus hitzebeständigem wärmeisolierenden Material, beispielsweise Streifen aus Keramikfasern, angeordnet sind, so daß die Glasscheiben seitlich vor einer zu raschen Erwärmung durch die Metallprofile 9, 10 geschützt sind.
In dem Hohlraum 14 zwischen den Umfangsflächen der Glasscheibe 1, 2 und dem Falzboden des Metallrahmens kann aus einbautechnischen Gründen nicht von vornherein ein hitzebeständiges wärmeisolierendes Material angeordnet werden. Die im Brandfall gewünschte Isolierwirkung wird deshalb durch die Anordnung des Strangs 6 aus aufschäumendem Material erreicht. Dabei drückt der entstehende Isolierschaum die Klebedichtmasse 7 heraus und füllt anschließend den gesamten Hohlraum 14 aus.
Brandschutzgläser mit dem im einzelnen beschriebenen Aufbau erfüllen, wie sich bei den nach DIN 4102, Teil 13 durchgeführten Brandversuchen gezeigt hat, die Bedingungen der Brandschutzklasse F 60. Die Bedingungen der Brandschutzklasse F 30 werden bei Brandschutzgläsern dieser Art bereits erfüllt, wenn die beiden vorgespannten Glasscheiben jeweils eine Dicke von 5 mm, und die Schicht 4 aus Alkali-Polysilikat eine Dicke von nur 6 mm aufweisen. Die Gesamtdicke eines solchen F 30-Brandschutzglases beträgt 16 mm. Durch Erhöhung der Dicke der Zwischenschicht 4 auf 25 mm und Verwendung von 6 mm dicken Glasscheiben wird eine Feuerwiderstandsdauer von mehr als 90 Minuten erreicht, so daß Brandschutzgläser des beschriebenen Aufbaus mit einer Gesamtdicke von 37 mm der Feuerwiderstandsklasse F 90 zuzuordnen sind.

Claims (9)

1. Brandschutzverglasung aus wenigstens zwei über einen Abstandshalter am Rand miteinander verbundenen Glasscheiben und einer den Zwischenraum zwischen den Glasscheiben ausfüllenden wasserhaltigen Zwischenschicht, wobei der Abstandshalter mit den beiden Glasscheiben verklebt ist und die Randfuge zwischen dem Abstandshalter und den Randbereichen der Glasscheiben durch eine Dichtklebemasse abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstandshalter (3) aus Siliconkautschuk besteht,
und daß zwischen dem Abstandshalter (3) und der Dichtklebemasse (7) ein Strang (6) aus einem bei Hitzeeinwirkung aufschäumenden Material angeordnet ist.
2. Brandschutzverglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (3) aus einem hochtemperaturvernetzenden Siliconkautschuk mit einer Shore-A-Härte von 40-60 und einer Zersetzungstemperatur von oberhalb 400°C besteht.
3. Brandschutzverglasung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (3) aus hochtemperaturvernetzendem Polydimethylsiloxan besteht.
4. Brandschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (3) mit einem Kleber (5) auf Acrylatbasis mit den Glasscheiben (1, 2) verklebt ist.
5. Brandschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserhaltige Zwischenschicht (4) aus einem gehärteten Alkali- Polysilikat besteht und 30 bis 55 Gew.-% Siliziumdioxid, höchstens 16 Gew.-% Alkali-Metalloxid und bis zu 60 Gew.-% Wasser enthält.
6. Brandschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Randnut abdichtende Dichtklebemasse (7) ein Polysulfidkleber ist.
7. Brandschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang (6) aus bei Hitzeeinwirkung aufschäumendem Material organische und/oder anorganische Stoffe, Salze oder Oxide enthält, die bei erhöhter Temperatur Gase wie Wasserdampf, Ammoniak, Schwefeldioxid und/oder Borsäure bilden.
8. Brandschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Glasscheiben (1, 2) aus vorgespanntem Glas besteht.
9. Brandschutzverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasscheiben (1, 2) zylindrisch oder sphärisch gebogen sind.
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