DE2314622A1

DE2314622A1 - Lichtdurchlaessiges baumaterial

Info

Publication number: DE2314622A1
Application number: DE19732314622
Authority: DE
Inventors: Guenter Heinsohn; Siegfrie Piesslinger-Schweiger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-23
Filing date: 1973-03-23
Publication date: 1974-09-26
Also published as: DE2314622B2

Description

Lichtdurchlässiges Baumaterial Die Erfindung bezieht sich auf ein lichtdurchlässiges Baumaterial mit Lichtdiffusionseffekt. Dieses Baumaterial kann die Form von ebenen oder gebogenen oder gewellten oder sonstwie vorgeformten Platten oder Bahnen oder die Form von direkt als Bauelemente zu verwendenden Bauteilen haben,wie eingefaßte, gegebenenfalls gewellte oder gebogene Platten, Lichtkuppeln, Bedachungsmaterial, Leuchtkörperverkleidung od.dgl.
Bei der Ausleuchtung von geschlossenen oder alxjeheilten Innenräumen oder Außenräw:ten durch Sonnenlicht oder durch künstliche Lichtquellen treten hinsichtlich der Verteilung des sichtbaren Lichtes und auch der an den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes angrenzenden ultraroten und -ultravioletten Wellenlängenbereiche die bekannten Licht- und Schattenwirkungen auf. Die direkte Bestrahlung mit künstlichem Licht oder mit Sonnenlicht gibt einerseits große Helligkeitswerte und insbesondere bei der Einstrahlung von Sonnenlicht große Wärmewerte an denjenigen Stellen, die durch die Strahlung direkt erreicht werden, während andererseits die so nicht direkt bestrahlten Räume oder Teile von Räumen im Schattenbereich der Einstrahlung oder Bestrahlung liegen, so daß sich keine gleichmäßige Lichtverteilung oder Verteilung von durch Sonnenlicht eingestrahlter Wärme ergibt. Daraus resultiert eine nicht optimale Ausnutzung der Gesamträume.
Zu einer nehr gleichmäßiqen Verteilung von Sonnenlicht oder von Licht aus künstlichen Lichtquellen werden verschiedene Mittel und Wege benutzt. So verwendet man zur Abschirmung der direkten Sonnenlichteinstrahlung Jalousien, Rolläden, Vorhänge aus verschiedenen Materialien etc., wobei sowohl lichtundurchlässige als auch halh-transparente Materialien verwendet werden. Auch setzt man Milchglas, gestrichene Scheiben etc. zum Abblenden ein. Ferner ist die Bedampfung oder Beschichtung von Glas mit Metallen, z.B. Goldbedampfung, bekannt, um eine erhöhte Reflektion der Strahlung zu erreichen. Generell ist eine gleichnaßig gute, also optimale Ausleuchtung von Arbeitsräumen, Wohnräumen etc. erforderlich. Die Uberschreitung gewisser Grenzen der Licht- und Wärmewerte an bestimmten Stellen führt zu Blendwirkungen, Augenreizungen, Behinderung des Arbeitsablaufes durch starke Schattenbildung, schwankendes Rawnklima durch zu große Wärmewirkung etc., wodurch der Arbeitswert bzw. der Wohnwert von solchen Räumen beeinträchtigt wird. Durch Anstreichen von Glasflächen mit Farben, die Milcheffekte ergeben, gehen erhebliche Lichtanteile verloren, während andererseits die Wärmeeinstrahlung keineswegs ausreichend gedämmt ist. Nachteilig bei allen diesen Mitteln und Wegen zum Abblenden ist auch, daß die hauptsächliche Ausbreitungsrichtung der hindurchtretenden Strahlung erhalten bleibt und in den Räumen nach wie vor Hell zonen und Dunkelzonen, die mehr oder weniger scharf abgegrenzt sind, geschaffen werden.
Es sind auch schon verschiedene, relativ aufwendige Vorrichtungen für Fenster od. dgl. vorgeschlagen worden, um die Durchlässigkeit von Sonnenlicht zu verändern bzw. zu mindern. So ist aus den deutschen Patentschriften 1 158 o15 und 1 223 773 eine Vorrichtung zur Veränderung der Durchlässigkeit einer Wandung für elektromagnetische Strahlung bekannt, bei der eine Lage einer die Strahlungsdurchlässigkeit heeinflussenden Schicht auf einer Trägerschicht in veränderbarer Form angebracht ist. Es handelt sich hierbei um sogenannte pneumatische Blenden, die im Auf bau relativ kompliziert sind.
Weiterhin sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 496 567 reflektierende Aggregatpartikelchen bekannt, die aus einem Kern mit darauf befindlichen Glasmikrokügelchen in monomolekularer Schicht bestehen. Derartiges Material eignet sich nicht bei der Herstellung von lichtdurchlässigem Baumaterial.
Gemäß der deutschen Patentschrift 1 181 147 ist auch bereits Schuppenmaterial verwendet worden. Ein weiterer sogenannter Lichtpolarisator gemäß der deutschen Patentschrift 746 663 bedient sich einer Folie. Schließlich sind auch schon Clasgranulate zur Lichtfilterung verwendet worden, wie aus der deutschen Patentschrift 1 175 415 bekannt ist, wobei in einem Fenster mit Doppelverglasung ein derartiges Glaspulver zum Einfließen zwischen Glasplatten gebracht werden kann, wenn Diffusion erreicht werden soll, und auch wieder aus dem Zwischenraum zwischen den Glasplatten herausgepumpt wird, wenn die Doppelverglasung vollkommen transparent sein soll.
Wie ersichtlich, sind die bekannten Mittel und Wege zum Teil deswegen ungenügend für eine gleichmäßige Ausleuchtung von Räumen, weil sie zu viel Licht wegnehmen und trotzdem noch Licht- und Schattenwirkungen ergeben; zum anderen Teil sind sie ungenügend, weil sie konstruktionsmäßig zu aufwendig sind; dies macht sich insbesondere bei späteren Reparaturen bemerkbar.
Die Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines in der Herstellung und Anwendung einfachen lichtdurchlässigen Baumaterials, womit eine optimale Diffusionsirkung erzielt werden kann.
Erfindungsgemäß erreicht man dies bei dem lichtdurchmassigen Baumaterial mit Lichtdiffusionseffekt durch einen transparenten Träger und darauf aufgebrachte Schicht oder Schichten eines Granulats aus transparenten kleinen Perlen oder Kdcjelchen. Der Träger kann aus einer ebenen oder geformten Einschicht- oder Mehrschichtenplatte bestehen. Das Granulat kann auf dem Träger mithilfe eines Bindemittels aufgebracht sein, das einen anderen Brechungsindex als das Granulatmaterial hat; auch ist es möglich, daß das Granulat durch Sinterung auf den Träger aufgebracht ist.
In einer besonderen Ausführungsform ist bei dem lichtdurchlässigen Baumaterial gemäß der Erfindung der Träger einseitig oder beidseitig mit der Granulatbeschichtung versehen.
In einer anderen besonderen Ausführungsforrn kann das Granulat zwischen zwei Trägern angeordnet sein.
Besondere praktische Vorteile ergeben sich auch daraus, daß das Granulat und/oder der Träger gefärbt sind; ggfs. kann auch das Bindemittel gefärbt sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß das auf den Träger aufgebrachte Granulat durch eine weitere transparente Schutzschicht abgedeckt ist, vorzugsweise aus einem als Lösung, Emulsion, Paste od. dgl. aufgeschichteten, gegebenenfalls gefärbten Material.
Dieses Baumaterial mit dem Lichtdiffusionseffekt kann fabrikraäßig als Platten- oder Bahnenmaterial, auch in ir<jendwelchen Ausformungen, oder von Anfang an als Bauelemeint oder dergleichen hergestellt werden. Solche Dauelemente können dann in der vorgefertigten Form angeliefert werden.
Dieses Baumaterial oder diese Bauelemente einen sich als Fenstermaterial, als Bedachungsmatcrial, in großen Räumen für Zwischenwände, als Verkleidungsmaterial für künstliche Beleuchtungskörper etc.. Man erreicht hiermit einen größtmöglichen Lichtdurchgang. Es kommen dafür sowohl anorganische Glasmaterialien als auch organische transparente Kunststoffmaterialien, wie Polyacrylate, Polymethacrylate, Polystyrol, Polyvinylchlorid etc., infrage.
Das Granulat aus den transparenten kleinen Perlen oder Kügelchen kann aus demselben Material bestehen, d.h.
sowohl anorganisches Glasmaterial oder transparentes Kunststoffmaterial. Die einzelnen Perlen des Granulats brauchen nicht vollständig kugelförmig zu sein. Derartige Granulate sind handelsüblich. Vorzugsweise liegt der Durchmesser der einzelnen Perlen oder Kügelchen im Bereich von o,27 bis 0,09 mm.
Das Bindemittel, mit dem man dieses Granulat auf das Trägermaterial aufbringt, kann ebenfalls sowohl anorganisch als auch organisch sein. Vorzugsweise eignen sich Kunstharze, die aus Lösung oder Emulsion oder Dispersion od. dgl. auf trocknen bzw. aushärten. Es ist vorgesehen, daß das flindemittel einen anderen Brechungsindex als das transparente Material des Granulats hat. Wenn dann Licht durch die transparente Trägerschicht hindurchdringt, erfol<jt in den einzelnen Perlen oder Kügelchen des Granulats eine vielfache Streuung, Interferenz, Reflektion und Brechun des Lichtes, wozu insbesondere der physikalische Effekt an den Grenzflächen zwischen den Perlen oder KUgelchen und dem Bindemittel beiträgt. Grundsätzlich wird der Diffusionseffekt schon erreicht, wenn das Granulatmaterial einen anderen Brechungsindex als das Bindemittelmaterial hat; vorzugsweise soll jedoch das lichtdurchlässige Granulatmaterial einen möglichst großen Brechungsindex haben.
Wenn man das Granulatmaterial durch Sinterung auf den Träger aufbringt, ergibt sich ebenfalls der Diffusionseffekt allein dadurch, daß die einzelnen Perlen oder Kügelchen keine zum Trägermaterial parallelen Oberflächen aufweisen.
Die Schichtdicke des Granulatmaterials auf dem Trägermaterial kann von Bruchteilen von Millimetern bis zu mehreren Millimetern reichen. Die Auswahl der Schichtdicke hängt vom Verwendungszweck ab, insbesondere auch davon, wieviel ultraviolette oder ultrarote Strahlun noch diffundiert werden soll. Dadurch, daß sowohl Tragenaaterial als auch Granulatmaterial grundsätzlich transparent sind, geht in erinstmöglichem Maß durchtretendes Licht verloren, während andererseits durch die vielfache Brechung und Streuung eine Diffusion nach allen Richtungen erreicht wird, so daß sich im Raum eine gleichläßige Strahlungsverteilung und insbesondere eine gleichmäßicge Ausleuchtung ergeben.
Für besondere Verwendungszwecke kann es vorteilhaft sein, daß das Trägerllaterial auf beiden Seiten eine Granulatbeschichtung trägt oder daß das Granulat in durch Bindemittel oder Sinterung aufgebrachter Form zwischen zwei Trägerschichten angeordnet ist. Hierbei ergeben sich Vorteile sowohl bei Innenraumverkleidungen als auch bei nach außen gerichteten Fenstern oder Bedachunjen.
Besondere Effekte lassen sich dadurch erzielen, daß man entweder nur das Trägermaterial einfärbt und das ansonsten farblose transparente Granulat aufbringt, oder andererseits dadurch, daß nur das Granulatmaterial eingefärbt und das Trägermaterial farblos ist.
Wenn man Trägermaterial beispielsweise einseitig mit Granulatmaterial versieht, kann sich für praktische Anwendungszwecke auch das Bedürfnis ergeben, daß das an sich in einem rauhen Oberflächeneffekt resultierende Granulatmaterial mit einer weiteren Beschichtung aus Kunstharz überzogen wird. Dies kann man aus Lösungen, Emulsionen, Dispersionen od.dgl. nach den üblichen Beschichtungsverfahren aufbringen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele näher veranschaulicht.
Beispiel 1 Kunstharz-Klebstoffe, die als Bindenittel verwendet werden können, sind beispielsweise Polyvinylbutyral, das in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst ist; als Weichmacher kann auch noch Dibutylphthalat verwendet werden, beispielsweise eine Menge von 25 bis 40 %. Man stellt eine solche Polyvinylbutyrallösung mit dem geeigneten Feststoffgehalt gegebenenfalls unter leichtem Erwärmen her, rührt bei Zimriierteniperatur oder etwas erhöhter Temperatur das Granulat ein, wobei das Gewichtsverhältnis Granulat/Kunstharz beispielsweise zwischen 20 ; 1 bis 1 ; 20 liegen kann. Eine solche lasse wird nach üblichen Verfahren auf der Maschine oder von liand auf das Trägermaterial aufgebracht. Es erfolgt dann Aushärtung in üblicher Weise durch Luftzufuhr und/oder Wärme, wobei das Lösungsmittel verdampft.
Beispiel 2 21an kann auch wässrige Emulsionen von b<ispielsweise Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat oder Mischpolymeren davon, von Acrylnitrilbutadienmischpolymeren, Acrylorischpolymeren, Polyvinylchlorid etc. verwenden. Solche Emulsionen oder Dispersionen sind handelsüblich. Hierin wird bei Normaltemperatur oder etwas erhöhter Temperatur das Granulat in dem geeigneten Gewichtsverhältnis eingerührt; auch hierbei kann das Gewichtsverhältnis Granulat/festes Kunstharzmaterial beispielsweise im Bereich von 1 : 20 bis 2o ; 1 liegen. Eine solche Paste wird nach üblichen Verfahren auf das Trägermaterial aufgebracht und dann ausgehärtet, gegebenenfalls unter Zufuhr von Luft oder Wärme zum Trocknen.
Beispiel 3 Als Klebemittel kommt auch eine handelsübliche Wasserglaslösung infrage. Hierin wird ebenfalls das Granulat bei Normaltemperatur oder etwas erhöhter Temperatur eingerührt. Die Gewichtsverhältnisse (auf Feststoffe bezogen) können beispielsweise wiederum im Bereich zwischen 1 : 20 und 20 : 1 liegen. Aufbringen nach üblichen Methoden und Aushärten durch Verdampfung des Lösungsmittels, gegebenenfalls unter Zufuhr von Wärme, erfolgen nach bekannten Arbeitsweisen.
Beispiel 4 Ein in den Beispielen 1 bis 3 genanntes Bindemittel wird zuerst auf den Träger aufgetragen oder aufgestrichen. Dann wird das Granulat draufgestreut (nach üblicher Arbeitsweise); schließlich läßt man das Bindemittel aushärten.
Weiterhin wird die Erfindung nachstehend anhand der Zeichnungen näher veranschaulicht. Es bedeuten; Fig. 1 eine Einschichtplatte gemäß der Erfindung mit einseitiger Aufbringung des Granulats; Fig. 2 eine Einschichtplatte gemäß der Erfindung mit beidseitiger Aufbringung von Granulat; Fig. 3 eine Mehrschichtplatte gemäß der Erfindung mit zwischen den beiden Platten zwischengelagerter Granulatbeschichtung.
In den Figuren 1, 2 und 3 ist mit 1 das transparente Trägermaterial bezeichnet, mit 2 die Beschichtung aus Granulat, die entweder aufgesintert oder mit Bindemittel aufgebracht bzw. zwischen zwei Trägerplatten angeordnet sein kann, wobei im Fall von Fig. 3 (tiehrschichtenplatte) zwischen den beiden Trägerplatten nicht nur das Granulat, sondern auch ein Bindemittel vorhanden sein kann. Selbstverständlich kann die Trägerplatte 1 auch eine Mehrschichtenplatte sein, die zwischen den einzelnen Plattenschichten kein Granulat trägt, sondern nur auf einer oder auf beiden Außenseiten.
Die Wirkungsweise dieses Baumaterials gemäß der Erfindung besteht darin, daß das eingestrahlte Licht gebrochen, gestreut und bzw. oder reflektiert wird, so daß das hindurchtretende Licht im Raum keine bevorzugte Ausbreitungsrichtung hat, sondern völlig diffus ist, keine Schatten ergibt und zu einer völlig gleichmäßigen Ausleuchtung des Raumes führt. Denselben Effekt erreicht man auch, wenn dieses Material für Zwischenwände oder zur Abdeckung von künstlichen Beleuchtungskörpern verwendet wird.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß auch die ultraviolette und die ultrarote Strahlung völlig diffus wird, zum Teil sogar in stärkerem Maße als sonst üblich aus dem sichtbaren Licht durch Absorption bzw. Reflektion herausgenommen wird, so daß im Raum, der durch dieses Material hindurchgehend von der Sonne bestrahlt wird, kein so starker Aufheizungseffekt entsteht, wie dies ansonsten bei Glasfensterfronten bekannt ist; außerdem erreicht man, daß die hindurchtretende ultraviolette und ultrarote Strahlung im Raum möglichst gleichmäßig ausgebreitet wird.
Die Vorteile der gleichmäßigen Ausbreitung der Strahlungen in den Räumen liegen in der optimalen Wirkung auf die darin wohnenden bzw. arbeitenden Personen und Schonung der Augen, da die Räume als angenehm gleichmäßig hell empfunden werden.
Vor allem kann man durch die Dicke der Granulatbeschichtung und durch Einfärbung von Trägermaterial und/oder Granulatmaterial auch die Anteile des hindurchtretenden sichtbaren Lichtes festlegen. So ist es möglich, daß bei relativ dünnen Beschichtungen das sichtbare Licht fast hundertprozentig hindurchtritt, während vor allem die ultrarote Einstrahlung vermindert wird; andererseits kann man durch eine dickere Beschichtung insbesondere zur Verwendung der Bauteile bei Lagerräumen erreichen, daß insgesamt die Lichteinstrahlung auch reduziert wird.
Da dieses lichtdurchlässige Baumaterial sehr einfach und fabrikmäßig vorgefertigt werden kann, ist die Verwendung in allen Gebäuden und vor allem die leichte Reparatur von Schäden jederzeit gewährleistet.

Claims

Ansprüche

1. Lichtdurchl.issiges Baumaterial mit Lichtdiffusionseffekt, ekennzeichnet durch einen transparenten Träger (1) und darauf aufgebrachte Schicht oder Schichten (2) eines Granulats aus transparenten kleinen Perlen oder Kügelchen.

2. Lichtdurchlässiges Haumaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus einer ebenen oder geformten Einschicht- oder Mehrschichtenplatte besteht.

3. Lichtdurchlässiges Bauniaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat auf den Träger mithilfe eines Bindemittels aufgebracht ist, das einen anderen Brechungsindex als das Granulatmaterial hat.

4. Lichtdurchlässiges Baumaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat durch Sinterung auf dem Trer aufgebracht ist.

5. Lichtdurchlässiges Baumaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einseitig oder beidseitig mit der Granulatbeschichtung (2) versehen ist.

6. Lichtdurchlässiges Baumaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat zwischen zwei Trägern angeordnet ist.

7. Lichtdurchlässiges Baumaterial nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat und/oder der TrAger und/oder das Bindemittel gefärbt sind.

8. Lichtdurchlässiges Baumaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Träger (1) aufgebrachte Granulat durch eine weitere transparente Schutzschicht abgedeckt ist, vorzugsweise aus einem als Lösung, Emulsion, Paste od.dgl. aufgeschichteten, ygfs. gefärbten Material.

L e e r s e i t e