DE2414575A1

DE2414575A1 - Feuerabschirmende glasscheibe und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2414575A1
Application number: DE2414575A
Authority: DE
Inventors: Francis Jacquemin; Robert Terneu; Jean-Pierre Voiturier
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1974-10-17
Also published as: FR2223323B1; DE2414575C2; AU6717474A; SE398342B; CA1049912A; JPS582176B2; ES425119A1; CH599410A5; FI55705C; BE812752A; GB1451931A; IE39104L; NL7404023A; JPS5018513A; NO134865B; AT343843B; IT1011610B; FR2223323A1; ATA257774A; IE39104B1

Description

Feuerabsehirmende Glasscheibe und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine feuerabschirmende oder feuerschützende Glasscheibe oder Glasplatte, die eine bei ausreichender Erwärmung in Funktion tretende feuerhemmende Schicht aufweist sowie ein Verfahren zu deren Herstellung„

Beim Hausbau müssen in gewissen Fällen Glasscheiben als Außenwände oder Innenwände oder als !Trennwände verwendet werden. Ein offensichtliches Beispiel dafür ist die Verwendung von lichtdurchlässigen Glasscheiben als Fensterscheiben«

Bauteile oder Konstruktionselemente müssen gelegentlich den strengen Anforderungen der Feuerbeständigkeit genügen. Sie Feuerbeständigkeit oder Feuerfestigkeit wird in gewissen Fällen mit Hilfe eines Standardtests bewertet, gemäß dem das Bauteil während einer bestimmten Zeit einem spezifizierten Temperaturzyklus unterworfen wird. Die Feuerbeständigkeit des Bauteils hängt von der Zeitdauer ab, während der das Bauteil die zur Erfüllung seiner Funktion erforderliche Festigkeit besitzt. In gewissen Fällen müssen Feuerbeständigkeit sstandards erfüllt werden, die, damit das Bauteil als vollständig flammbeständig gelten kann, erfordern, daß dieses während einer bestimmten Zeit eine minimale Festigkeit beibehält und die voraussetzen, daß das Bauteil bestimmten scharfen Anforderungen hinsichtlich des thermischen Isolationsvermögens genügt, so daß sichergestellt ist, daß das Bauteil die Ausbreitung des Feuers durch Wärmestrahlung über das Bauteil verhindert und sich nicht derart erwärmt, daß es ein erhebliches Brandrisiko für damit in Berührung kommende Personen darstellt, wenn das Bauteil mit dem Feuer in Berührung steht.

Der Standard der Feuerbeständigkeit eines gegebenen Bauteils &axra ale luaktion der Zeit quantifiziert werden, während der das Bauteil ein oder mehrere der spezifizierten Kriterien er-

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füllt, währenddem es einerUntersuchung unterzogen wird, bei der das Bauteil in das Innere eines Behälters eingebracht wird, dessen Temperatur nach einem vorher bestimmten Schema erhöht wird» Zum Beispiel können die mit den Zahlen 1, 2 und 3 bezeichneten Feuerbeständigkeitsstandards derart gewählt werden, daß sie Beständigkeitszeiten von 15, 30 bzw. 60 Minuten bei einem Test entsprechen, bei dem die Temperatur des TJntersuehungsbehälters zu der angegebenen Zeit 720, 820 und 925⁰O beträgt.

Übliche Scheiben, die aus ein oder mehreren Platten aus Glasmaterial bestehen» sind nicht besonders gut thermisch isolierend oder feuerbeständige Wenn man diese Scheiben mit Feuer in Berührung bringt, werden sie sehr heiß, so daß sie nicht ohne Verletzungen hervorzurufen berührt werden können. Weiterhin stellt die von der erhitzten Scheibe ausgesandte Wärmestrahlung eine weitere Brandgefahr dar.

Es sind nun verschiedene Vorschläge zur Lösung dieses Problems gemacht worden. Ein Vorschlag besteht darin, in mit Tür- und Fensteröffnungen versehenen Gebäuden Sprinklerköpfe anzubringen, über die ein Feuerlöschmittel, z.B. Wasser, zugeführt wird. Die Sprinklerköpfe werden über jeder Tür- und Fensteröffnung des Gebäudes angeordnet und stehen mit einem gemeinsamen Reservoir in Verbindung, in dem das Feuerlöschmittel enthalten ist. Wenn ein Feuer ausbricht, wird das Feuerlöschmittel über die Sprinklerköpfe auf die Türen und Fenster gesprüht» Derartige Installationen besitzen jedoch gewisse Nachteile., Einer dieser Nachteile besteht darin, daß diese Einrichtungen kompliziert und nicht leicht zu installieren sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine feuerabschirmende Glasscheibe "bereitzustellen, die leicht und bequem gehandhabt und eingebaut werden kann und die verbesserte

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thermische Isolations- und feuerhemmende Eigenschaften besitzt. Die Erfindung zielt insbesondere darauf ab, eine Scheibe zu schaffen, die gegenüber mechanischem Bruch beständig ist, wenn sie mit Hilfe einer auf einer Seite der Scheibe angeordneten Wärmequelle schnell erhitzt wird.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine feuerabschirmende Glasscheibe, umfassend eine bei ausreichender Erwärmung in Punktion tretende feuerhemmende Schicht, die gekennzeichnet ist durch eine erste tragende Schicht aus einer Glasplatte, mindestens eine weitere tragende Schicht und eine zwischen der ersten tragenden Schicht und der weiteren oder einer anderen tragenden Schicht angeordnete Kunststoffmembran, welche auf den gegenüberliegenden Seiten Schichten aufweist, von denen mindestens eine aus einem Material besteht oder ein solches enthält, das, wenn es ausreichend erwärmt wird, eine oder mehrere thermisch isolierende Barrieren bildet, die, verglichen mit der oder den Schichten vor dieser Umwandlung, undurchsichtig oder für Infrarotstrahlung wesentlich undurchlässiger ist bzw. sind.

Der Ausdruck "Glasmaterial¹¹, wie er hierin verwendet wird, umfaßt Glas und glasig-kristallines (vitrokristallines) Material. Glasig-kristallines Material erhält man durch eine thermische Behandlung eines Glases, wodurch in diesem eine oder mehrere kristalline Phasen gebildet werden.

Erfindungsgemäß lassen sich eine Reihe von wesentlichen Vorteilen erzielen. Ein erster Vorteil besteht darin, daß die feuerabschirmende Glasscheibe sehr leicht einzubauen und zu installieren ist und als solche dazu ausreicht, das Portschreiten des Peuers über eine mit der Glasscheibe verschlossene Öffnung hinweg zu verhindern oder zu verzögern.

Ein zweiter Vorteil ist darin zu sehen, daß wenn die Scheibe als Seil der Wand eines geschlossenen Raumes eingebaut ist,

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in dem ein Brand ausbricht, so daß die Kunststoffmembran zwischen der ersten tragenden Schicht und dem Inneren des Raumes liegt, die Kunststoffmembran eine lokale Überhitzung der ersten Schicht verhindert oder vermindert, wodurch die Bruchgefahr reduziert wird. Der Bereich, der sich unmittelbar hinter der Kunststoffmembran befindet (der Bereich, in dem sich die dem Eeuer nähere Zwischenschicht befindet) kann ungleichmäßig erhitzt werden, was z.B. durch das Verhalten des Materials der erhitzten Schicht verursacht werden kann und in eine thermisch isolierende Barriere oder Grenzschicht überführt werden. Me Kunststoffmembran dient jedoch dazu, eine gleichmäßigere Verteilung der auf die vor der Membran befindliche Zwischenschicht und die erste tragende Schicht übertragene Wärme sicherausteilen.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß bei den genannten Umständen die Zeit, die erforderlich ist, daß die die erste tragende Schicht ausmachende Glasplatte eine gegebene Temperatur erreicht, aufgrund der Anwesenheit der genannten Membran verlängert wird. Die genannte Glasplatte kann daher die äußere Oberfläche der Scheibe bilden, wobei die Gefahr von Verbrennungen durch Berührung geringer ist als im Fall der Verwendung einer Scheibe herkömmlicher Konstruktion und vergleichbaren G-ewichts.

Wie bereits erwähnt, kann mindestens eine Schicht aus einer eine Barriere bildenden Substanz durch Einwirkung von Wärme in eine Barriere überführt werden, die eine stark verminderte Durchlässigkeit für Infrarotstrahlung besitzt oder die lichtundurchlässig ist. Dieses Merkmal erlaubt die Bildung sehr wirksamer Eeuerabschirmungen, da die Intensität einer durch ein Feuer auf der einen Seite der Scheibe verursachte Infrarotstrahlung, die durch die Scheibe hindurchdringt, auf ein Maß erniedrigt wird, das für die Ausbildung eines Sekundärfeuers auf der anderen Seite der Schei-

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be nicht ausreicht.

Es versteht sich, daß, wenn die Scheibe in umgekehrter Anordnung, verglichen mit dem oben beschriebenen Fall, eingebaut wird, d.h. daß die erste Schicht zwischen dem Feuer und der Kunststoffmembran liegt, sich ein entsprechender Vorteil ergibt, nämlich insbesondere der, daß die Kunststoff membran die Erwärmung der anderen Oberfläche der Scheibe verlangsamt. In diesem Fall kann die Vorderseite z.B. durch eine andere Glasplatte gebildet werden.

Die Erfindung ist sowohl auf lichtundurchlässige als auch auf lichtdurchlässige Scheiben anwendbar.

Die Verwendung lichtundurchlässiger Glasscheiben, d.h. Scheiben, die eine oder mehrere Platten aus Glas oder einem glasig-kristallinen Material umfassen, setzt sich in der Architektur in wachsendem Maße durch, wobei derartige Scheiben häufig dazu verwendet werden, z.B. den unteren Teil einer in der oberen Hälfte durchsichtigen Trennwand zu bilden, insbesondere wenn angestrebt wird, daß die Oberflächentextur oder andere Eigenschaften der die oberen und unteren Teile der Trennwand bildenden Scheiben ähnlich sind. Vorzugsweise ist die Scheibe jedoch eine lichtdurchlässige Scheibe, so daß sie bis zum Ausbruch eines Feuers z.B. als Beobachtungsfenster dienen kann.

Vorteilhafterweise ist das die Barriere bildende Material ein Material, das durch Einwirkung von Wärme in einen festen porösen oder zelligen Körper umgewandelt wird, da derartige Körper im allgemeinen eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzen«

Torzugsweise enthält das die Barriere bildende Material ein hydratisiertes Metallsals.

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Beispiele für Metallsalze, die in hydratisierter Form ver^· wendet werden können, sind die folgenden:

Aluminate, z.B. Natrium- oder Kaiium-Aluminat; Plumbate, z.B. Natrium- oder Kalium-Plumbat; Stannate, z.B. Natrium- oder Kalium-Stannat;

Alaune, z.B. Natriumaluminiumsulfat oder Kaliumaluminiumsulfat ;

Borate, z.B. Natriumborat; und

Phosphate, z.B. Natrium-ortho-phosphate, Kalium-ortho-phosphate und Aluminiumphosphat.

Hydratisierte Alkalimetallsilikate, z.B. Natriumsilikat, sind ebenfalls für die Verwendung in der genannten durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht geeignet.

Diese Substanzen besitzen sehr gute Eigenschaften für den angestrebten Zweck. Sie sind in vielen Fällen in der Lage, transparente Schichten auszubilden, die gut an Glas oder glasig-kristallinem Material anhaften. Bei ausreichendem Erhitzen siedet das gebundene Wasser und führt zu einem Aufschäumen der Schichten, was zur Folge hat, daß das hydratisierte Metallsalz in eine lichtundurchlässige, feste, poröse oder zellige Form überführt wird, in der das Material thermisch gut isoliert und dennoch gut an dem Glas oder dem glasig-kristallinen Material anhaftet.

Dieses Merkmal ist besonders wichtig, da, selbst wenn die tragenden Schichten der Solieibe durch, die Einwirkung des thermischen Schocks springen oder brechen, die Scheibe ihre Fähigkeit als Barriere gegen Hitze und Rauch zu wirken, beibehält, da die Fragmente der tragenden Schichten, die mit dem

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umgewandelten Metallsalz verbunden sind, an Ort und Stelle bleiben.

Wenn eine erfindungsgemäße, ein derartiges hydratisiertes Metallsalz in einer Zwischenschicht enthaltende Scheibe mit Feuer in Berührung gebracht wird, wird zunächst das in der dem Feuer näheren Salzschicht enthaltene Wasser zum Sieden gebracht. Währenddem diese Schicht erhitzt wird, wird wegen der Anwesenheit der Kunststoffmembran die andere das hydratisierte Metallsalz enthaltende Schicht weniger stark erwärmt. Während des Siedens des gebundenen Wassers der ersten Zwischenschicht bleibt deren Temperatur im wesentlichen konstant, so daß die thermische Umwandlung des feuerabschirmenden Materials der anderen Zwischenschicht verzögert wird. Wenn das gebundene Wasser vollständig aus der dem Feuer näheren Zwischensicht entfernt ist, wird diese Schicht als thermische Barriere wirksam.

Bei gewissen anderen Ausführungsformen wird eine Schicht aus einem hydratisierten Metallsalz verwendet, die nur durchscheinend ist, obwohl es bevorzugt ist, daß das hydratisierte Metallsalz bei Raumtemperatur eine transparente feste Schicht bildet. Natriumsilikat, Natriumaluminiumsulfat und Aluminiumphosphat können zur Ausbildung transparenter Schichten verwendet werden.

Es hat sich gezeigt, daß Glasscheiben durch längeren Kontakt mit verschiedenen barrierebildenden Materialien, z.B. hydratisierten Metallsalzen, in unterschiedlichem Ausmaß angegriffen werden. Dies ist im Fall von transparenten oder gefärbten Scheiben besonders wichtig, da sie an Durchsichtigkeit verlieren oder ihre Farbe ändern können.

Vorzugsweise wird daher zwischen der ersten tragenden Schicht

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und der daran angrenzenden durch Wärmeeinwirkung unwandelbaren Schicht eine Schutzschicht angeordnet, die derart aufgebaut ist, daß sie eine Wechselwirkung zwischen dem die Barriere bildenden Material und der ersten tragenden Schicht verhindert.

Wenn die oder eine der anderen tragenden Schichten ebenfalls aus einer Glasplatte bestehen, wird die genannte Schutzschicht vorzugsweise zwischen dieser anderen Glasplatte und der daran angrenzenden Schicht aus dem barrierebildenden Material eingeschoben.

Dies ist ebenfalls auf die !Fälle anwendbar, bei denen die Scheibe ein echtes Laminat, d.h. eine mehrschichtige Scheibe darstellt, deren Schichten über die Flächen verbunden sind, und auch für die Fälle geeignet, bei denen die Scheibe eine mehrschichtige Scheibe darstellt, deren Schichten durch eine äußere Einrichtung, wie z.B. einen Rahmen, zusammengehalten werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schutzschicht aus einem Blatt eines im wesentlichen wasserundurchlässigen Kunststoffmaterials. Polyvinylbutyral ist ein für die Bildung einer Kunststoffschutzsehieht besonders geeignetes Material, das z.B. in einer Dicke von 0,76 mm verwendet werden kann, obwohl man auch andere filmbildende Kunststoffmaterialien mit geeigneten Eigenschaften verwenden kann.

Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechend wird mindestens eine Schutzschicht der genannten Art angeordnet, die aus einem Überzug besteht, der auf die Oberfläche der zu schützenden Glasplatte aufgetragen ist. Dieser Überzug enthält vorzugsweise eine auf die Ober-

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fläche der Scheibe abgeschiedene wasserfreie Metallverbindung, da derartige Überzüge sehr wirksame Schutzschichten darstellen können.

Es ist ersichtlich, daß ein die Auswahl eines geeigneten Überzugsmaterials beeinflußendes Kriterium die Zusammensetzung der die thermisch isolierende Barriere bildenden Schicht ist. Wenn beispielsweise das die Barriere bildende Material Natriumsilikat, Borax oder ein Kalium- oder Natriumalaun ist, enthält das Überzugsmaterial vorzugsweise Zirkonoxyd oder wasserfreies Aluminiumphosprat. I¹Ur die aus hydratisiertem Aluminiumphosphat bestehende, die thermisch isolierende Barriere bildende Schicht stellen Titanoxyd, Zirkonoxyd, Zinnoxyd und wasserfreies Aluminiumphosphat für den Schutzüberzug besonders geeignete Materialien dar. Es ist als überraschende Feststellung anzusehen, daß eine auf einer Glasplatte aufgetragene Schutzschicht aus wasserfreiem Aluminiumphosphat dazu in der lage ist, eine Wechselwirkung zwischen der Glasplatte und einer daran angrenzenden Schicht aus hydratisiertem Aluminiumphosphat zu verhindern. Erfindungsgemäß ist jedoch die Verwendung anderer Überzugsmaterialien nicht ausgeschlossen.

Torzugsweise besitzt die in Form eines Überzugs vorliegende Schutzschicht eine Dicke zwischen 100 und 1000 S (Angströmeinheiten), damit man einen nicht-porösen Überzug, der nicht zu unerwünschten Interferenzerscheinungen Anlaß gibt, erhält .

Vorzugsweise besitzt mindestens eine der Schichten aus dem barrierebildenden Material eine Dicke zwischen 0,1 und 8 mm. Schichten mit einer derartigen Dicke können in sehr wirksame feuerabschirmende Barrieren angewandelt werden. Es ist

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ohne weiteres verständlich, daß die Wirksamkeit der aus einer Schicht eines gegebenen Materials gebildeten feuerabschirmenden Barriere von ihrer Dicke abhängt, wobei jedoch auch die Transparenz einer derartigen Schicht mit zunehmender Dicke abnimmt. Vorzugsweise besitzt mindestens eine Schicht aus dem durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Material eine Dicke zwischen 0,1 und 0,5 mm.

Die Kunststoffmembran(en) der erfindungsgemäßen Glasscheibe kann aus irgendeinem filmbildenden Kunststoffmaterial gebildet werden, das die gewünschten Eigenschaften aufweist. Vorzugsweise umfaßt die Scheibe mindestens eine derartige aus Polyvinylbutyral bestehende Kunststoffmembran, da dies besonders vorteilhaft ist.

Polyurethan stellt ebenfalls ein sehr geeignetes Material zur Ausbildung der oder mindestens einer der Membranen dar, wobei jedoch Polyurethan auch zur Ausbildung der Kunststoffschutzschicht geeignet ist.

Vorzugsweise verwendet man in der erfindungsgemäßen Glasscheibe als erste tragende Schicht und/oder als mindestens eine der anderen Glasplatten (falls vorhanden) ein Material, das getempert wurde. Eine getemperte Glasplatte kann den thermischen Schocks besser widerstehen. Chemisch getemperte Platten sind besonders empfehlenswert.

Die erfindungsgemäße Scheibe umfaßt vorzugsweise zwei aus einer Glasplatte bestehende Schichten, die jeweils eine äußere Oberfläche der Scheibe bilden. Dieser Scheibenaufbau besitzt den Vorzug der Einfachheit. Es versteht sich jedoch, daß es auch im Rahmsn der Erfindung liegt, daß die Scheibe mehr als zwei tragende Schichten aufweist. Die Erfindung schließt daher auch Scheiben ein, bei denen eine Kunststoffmembran, neben den auf den gegenüberliegenden Sei-

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ten dieser Membran liegenden Schichten aus dem die thermische Barriere bildenden Material, jeweils zwischen zwei oder mehreren tragenden Schichten vorhanden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Scheibe aus einem Laminat, d.h. einer mehrere Schichten aufweisenden Scheibenstruktur, bei der die genannte erste Glasplatte, mindestens eine weitere tragende Schicht, eine zwischen derartigen Schichten liegende Kunststoff membran und die auf den gegenüberliegenden Seiten dieser Membran vorhandenen, durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten über die Fläche miteinander verbunden sind.

Gegenstand der Erfindung sind jedoch auch mehrschichtige Scheiben, bei denen die genannte erste Schicht, die oder weitere tragende Schichten, eine zwischen diesen Schichten liegende Kunststoffmembran und die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren, auf den gegenüberliegenden Seiten dieser Membran liegenden Schichten, durch äußere Hilfsmittel, z.B. einen Rahmen, zusammengehalten werden.

Die Erfindung schließt ferner Gegenstände ein, die aus einer mehrschichtigen Scheibe der oben beschriebenen Art und einer zweiten Scheibe, die aus einer oder mehreren Platten bestehen kann, welche in einem Abstand zu der genannten mehrschichtigen Scheibe angeordnet ist, aufgebaut ist. Somit umfaßt diese Ausführungsform der Erfindung auch eine Hohlglaseinheit.

Wie bereits erwähnt, sind diejenigen Ausführungsformen der Erfindung bevorzugt, gemäß denen die Scheibe die Form eines Laminats hat. Weiterhin umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Laminats, das dadurch ge-

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kennzeichnet ist, daß man auf eine Seite einer ersten tragenden Glasschicht eine Schicht aus einem Material aufträgt, das, wenn es ausreichend erwärmt wird, eine thermisch isolierende Barriere "bildet, auf diese Schicht eine weitere tragende Schicht auflegt, die überzogenen Schichten auf die gegenüberliegenden Seiten einer Schicht aus einem eine Kunststoffmembran "bildenden Material derart auflegt, daß die aufgetragenen Schichten daran angrenzen und das Gefüge unter Druck erwärmt, um die überzogenen Schichten und die Kunststoffmembran unter Bildung eines Laminats zu verbinden. Dies ist eine sehr einfache und wirksame Methode zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen laminatartigen Scheibe. Bei dieser Methode ist es nicht erforderlich, einen Klebstoff zwischen die Überzüge auf den tragenden Schichten und die Kunststoffmembran einzubringen.

Vorzugsweise wird mindestens eine der durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten aus einem hydratisierten Metallsalz gebildet, wobei bei den bevorzugtesten Ausführungsformen der Erfindung als hydratisierte Metallsalze Aluminate, Plumbate, Stannate, Alaune, Borate, Phosphate und Alkalimetallsilikate eingesetzt werden. Die sich durch diese Verfahrensmerkmale ergebenden Torteile lassen sich ohne weiteres aus den entsprechenden Merkmalen der erfindungsgemäßen Scheibe, die oben bereits angegeben wurden, erkennen.

Vorteilhafterweise werden die hydratisierten Metallsalzschichten durch Auftragen wäßriger Lösungen gebildet, die dann vor dem Zusammenfügen der Scheibe getrocknet werden. Zum Beispiel wird unter Ausbildung einer Schicht aus hydratisiertem Aluminiumphosphat eine Lösung, die 3»5 Mol des Salzes pro Liter enthält, auf eine Platte aufgetragen, und dann unter Verwendung eines Gebläses getrocknet. Diese Lö-

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sung kann man durch Vermischen stöchiometrischer Mengen von Lösungen von Phosphorsäure und Aluminiumchlorid herstellen. Dies ist ein sehr einfacher Weg zur Ausbildung der erforderlichen Schichten aus dem die Barriere bildenden Material.

Vorzugsweise wird auf einer Oberfläche der ersten tragenden Glasschicht eine Schutzschicht ausgebildet, bevor man die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht aufträgt, wobei die Schutzschicht aus einem Material besteht, das so ausgewählt ist, daß es eine Wechselwirkung zwischen dem die Barriere bildenden Material und der ersten tragenden Schicht verhindert. Mit Vorteil wird die Schutzschicht auf die Oberflächen der Glasplattender Scheibe ausgebildet, auf die anschließend eine Schicht aus dem die Barriere bildenden Material aufgetragen wird. Es ist bevorzugt, als Schutzschicht ein Blatt aus einem im wesentlichen wasserundurchlässigen Kunststoffmaterial zu verwenden, wobei diese Kunststoffschutzschicht mit Vorteil aus Polyvinylbutyral gebildet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die oder mindestens eine der Schutzschichten in Form eines Überzugs auf die Glasplattenoberfläche aufgetragen. Vorteilhafterweise bildet man eine derartige Schutzschicht durch Abscheiden eines Überzugs aus einer wasserfreien Metallverbindung auf die Oberfläche der Glasplatte.

Die Vorteile dieser bevorzugten Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich ebenfalls aus den Vorteilen, die bereits hinsichtlich der bevorzugten Merkmale der erfindungsgemäßen Glasscheibe angesprochen wurden.

Die Abscheidung eines Überzugs aus einer wasserfrei en Metallverbindung, der als Schutzschicht dient, erfolgt vorzugsweise durch Pyrolyse oder Hydrolyse, da man in dieser

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Weise sehr bequem einen gleichförmigen Überzug ausbilden kann, der gegenüber den schädlichen Wirkungen des die Barriere bildenden Materials äußerst beständig ist.

Vorzugsweise verwendet man als barrierebildendes Material einen Alaun, ein Borat oder ein Alkalimetallsilikat und als wasserfreie Metallverbindung zur Ausbildung der Schutzschicht Zirkonoxyd oder wasserfreies Aluminiumphosphat, wobei man gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform als barrierebildendes Material hydratisiertes Aluminiumphosphat und als wasserfreie Metallverbindung zur Ausbildung der Schutzschicht Titanoxyd, Zirkonoxyd, Zinnoxyd oder wasserfreies Aluminiumphosphat einsetzt.

Vorteilhafterweise bildet man einen Schutzüberzug mit einer Dicke zwischen 100 und 1000 £ aus. Vorzugsweise wird mindestens eine dursh. Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit einer Sicke zwischen 0₉1 mm und 8 mm gebildet, wobei man im Optimalfall eine derartige Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 iam und 0,5 mm vorzieht. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen. Verfahrens werden die überzogenen Schichten auf den gegenüberliegenden Seiten einer Membran aus einem Polyvinylbutyral enthaltenden Kunststoff material angeordnet und dann miteinander verbunden.

Bei dieser Ausführungsform &®e erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, daß die auf die tragenden Schichten aufgetragenen Schichten aus einem oder mehreren hydratisierten Alkalimetallsilikaten bestehen, da derartige barrierebildenden Materialien besser der für das Verbinden benötigten Temperatur zu widerstehen vermögen, als gewisse andere hydratisierte Metallsalze der genannten Art.

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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die überzogenen tragenden Schichten auf den gegenüberliegenden Seiten einer Schicht aus einem ein organisches Monomeres enthaltenden, die Kunststoffmembran bildenden Material aufgelegt, wobei die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten an die das Monomere enthaltende Schicht angrenzen, worauf man das Gefüge unter Druck erhitzt, um das Monomere in situ zu polymerisieren und die überzogenen tragenden Schichten mit beiden Seiten der in dieser Weise gebildeten Kunststoffmembran zu verbinden. Diese Ausführungsformen besitzen den Vorzug, daß die Polymerisationstemperatur durch geeignete Auswahl des organischen Monomeren unterhalb 80⁰C gehalten werden kann, was das Risiko einer vorzeitigen Umwandlung der die Barriere bildenden Schicht während des Verbindungsvorgangs vermindert.

Urethan ist ein sehr geeignetes organisches Monomeres, das in eine derartige Schicht eingearbeitet werden kann.

Wenn in dieser Weise eine Kunststoffmembran gebildet wird, ist es sehr bequem, auch die Kunststoffschutzschicht in ähnlicher Weise auszubilden,.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken. Hierbei wird auf die schematischen Zeichnungen der Figuren 1 bis 5 bezug genommen, die Querschnittsansichten von verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen feuerabschirmenden Glasscheibe darstellen.

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Beispiel 1

Es wird eine feiierabsehinaende Scheibe der in Pig. 1 dargestellten Art hergestellt. Diese Scheibe umfaßt zwei Glasplatten 1, von denen jede eine Schicht 2 aus hydratisiertem Natriumsilikat trägt, und die mit den gegenüberliegenden Seiten einer Membran 3 aus Polyvinylbutyral verbunden sind.

Die Glasplatten 1 bestehen aus 3 mm starkem Hatronkalkglas, während die Schichten 2 aus hydratisiertem liatriumsilikat eine Dicke von 2,5 ana und die Kunststoffmembran 3 eine Dicke von 0,76 mm besitzen·

Zur Ausbildung der Schichten 2 wird hydratisiertes Natriumsilikat in Eorm einer wäßrigen Lösung mit den folgenden Eigenschaften aufgetragen:

SiO₂ Gewicht s verhältnis: ^ ^

Viskosität: 200 cP

Dichte: 37 bis 40° Baume.

Diese Lösung trägt man auf eine Oberfläche einer jeden Glasplatte auf, wobei man die Platten bei einer Temperatur von 20 C im wesentlichen in horizontaler Lage hält. Dann läßt man die aufgetragene Lösung sich über die Glasplatten ausbreiten.

Anschließend wird ein warmer Luftstrom auf die Lösung gerichtet, um diese zu trocknen. JDureh dieses Trocknen wird überschüssiges, nicht gebundenes Wasser der Lösung entfernt, wobei auf jeder Glasplatte eine Schicht aus hydratisiertem ITsytriumsilikat verbleibt _o IJaesh. der Bildung dieser Schichten aus hydratisiertem UatriiHEsilikat auf den Platten werden die

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Platten, wie es in Mg. 1 dargestellt ist, auf die gegenüberliegenden Seiten des 0,76 mm starken Blattes 3 aus Polyvinylbutyral aufgelegt.

Zur Verbindung der Schichten unter Bildung eines Laminats wird die zusammengefügte Scheibe in eine Kammer eingebracht, in der ein Unterdruck aufrechterhalten werden kann. Die Verminderung des Drucks dient dazu, die gegebenenfalls zwischen den verschiedenen Schichten der Scheibe eingeschlossene Luft zu entfernen. Nach der Verminderung des Drucks wird die Temperatur der Scheibe in geringem Vakuum auf 8O⁰C gesteigert, um dadurch eine vorläufige Verbindung der Scheibe zu bewirken. Nach der "vorläufigen Verbindung" erfolgt die Vereinigung in klassischer Weise bei einem Druck von 15 kg/cm und einer Temperatur von 130⁰G. Die in dieser Weise gebildete Scheibe kanu sehr leicht in einen Rahmen eingebracht werden und stellt im Brandfall ein äußerst vorteilhaftes Material dar. Es hat sich gezeigt, daß diese Scheibe während 26 Min. ihre thermische Isolationsfähigkeit beibehält und ihre mechanische Stabilität und ihre Plammfestigkeitseigenschaften während 45 Min. aufrechterhält. Im Brandfall wird das hydratisierte Natriumsilikat der Schichten 2 in wasserfreies Natriumsilikat überführt, was eine lichtundurchlässige poröse Schicht ergibt»

Wenn eine erfindungsgemäße feuerabschirmende Scheibe mit einer ihrer Oberflächen mit Feuer in Berührung kommt, wird die auf der dem Feuer nächsten Platte aufgetragene Schicht aus hydratisiertem Natriumsilikat in eine lichtundurchlässige, poröse, feuerabschirmende Barriere aus wasserfreiem Natriumsilikat umgewandelt. Diese wasserfreie Schicht ist etwas dicker als die ihr vorausgehende hydratisierte Schicht und stellt eine sehr wirksame Barriere gegen Infrarotstrahlung dar. Im Verlaufe der Umwandlung wird das gebundene Wasser ausgetrieben und trägt zu einer Verminderung des Temperatur-

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anstiege in dieser Schicht "bei. Während dieser Phase leistet die Kunststoffmembran einen Beitrag dazu, die Temperatur über die gesamte Fläche der Scheibe gleichmäßig zu halten, wodurch irgendwelche lokalen "heißen Flecken" in der zuerst umgewandelten Schicht sich in Form von größeren heißen Bereichen der zweiten Schicht bemerkbar machen. Wenn diese erste Schicht vollständig entwässert ist, wird die andere Schicht aus dem hydratisierten Natriumsilikat ihrerseits zu einer lichtundurchlässigen bzw. undurchsichtigen, porösen Barriere aus wasserfreiem iiatriumsilikat umgewandelt.

Diese Phänomene bewirken, daß die Oberfläche der feuerabschirmenden Scheibe, die nicht direkt der Feuereinwirkung unterliegt, während einer längeren Zeitdauer auf einer annehmbaren Temperatur gehalten wird. Es hat sich tatsächlich gezeigt, daß, wenn die feuerabschirmende Scheibe in einer Ofenwandung angeordnet wird₅ sich die folgenden Ergebnisse einstellen:

15 Minuten
30 Minuten

Temperatur innerhalb	Temperatur der
des Ofens	äußeren Oberfläche
	der feuerabschirmen
	den Scheibe
20⁰C	2O⁰C
725⁰G	10O⁰C
825⁰G	100°C
900⁰G	20O⁰C

Die Scheibe zeigt während und nach der Umwandlung der barrierebildenden Schichten eine hohe mechanische Stabilität.

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Bei einer Abänderung der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verwendet man Glasplatten 1, die einer chemischen Temperbehandlung unterzogen wurden, "bei der aus einem das Glas "berührenden Medium Ionen in das Glas eindiffundieren. Dieses chemische Tempern schließt einen Austausch der Natriumionen der Oberflächenschicht der behandelten Platten durch Kaliumionen, die über das berührende Medium ssugeführt werden, ein, das aus einem bei einer !Temperatur von 47O⁰G gehaltenen Bad von geschmolzendem Kaliumnitrat besteht. Die sich hinsichtlich der thermischen Isolation, der mechanischen Stabilität und der Wirksamkeit als flammen- und rauchdichte Barriere einstellenden Ergebnisse sind analog denen, die mit der oben beschriebenen feuerabschirmenden Scheibe erreicht wurden. Diese geänderte Ausführungsform der Scheibe besitzt jedoch eine größere Beständigkeit gegen thermischen Schock während der ersten Minuten der Feuereinwirkung als die oben beschriebene Scheibe.

Bei einer zweiten Variante, die für die Fälle geeignet ist, bei der auf einer Seite der Trennwand nur eine sehr geringe Brandgefahr besteht, wird die auf dieser Seite liegende Glasplatte 1 durch ein Blatt aus einem Kunststoffmaterial ersetzt. Wiederum sind die hinsichtlich der Feuerbeständigkeit erzielten Ergebnisse ähnlich den oben angegebenen.

Gemäß einer dritten Ausführungsform wird die feuerabschirmende Scheibe in gleicher Weise wie zuerst beschrieben hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Schichten 2 aus hydratisiertem Natriumsilikat eine Dicke von 0,2 mm anstatt 2,5 mm besitzen. Hinsichtlich der Feuerbeständigkeit ist diese Ausführungsform etwas weniger wirksam als die oben beschriebenen Scheiben. Diese Scheibe besitzt jedoch den Vorteil der besseren Durchsichtigkeit.

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Einer weiteren Ausführungsform zufolge wird eine feuerabschirmende Scheibe in der oben beschriebenen Weise aufgebaut, wobei jedoch anstelle der Polyvinylbutyralmembran eine Membran aus Polyvinylchlorid angewandt wird. Der Austausch dieser Membran zeigt jedoch keine Wirkung auf die Peuerbeständigkeit der Seheibe.

Beispiel 2

Die in der Pigur 2 dargestellte Ausführungsform ist ähnlich der der Pig. 1 entsprechenden und in diesem Zusammenhang beschriebenen Ausführungsform, mit dem unterschied, daß sie eine zusätzliche Schicht 2 aus dem die Barriere bildenden Material und eine zusätzliche Kunststoffmembran 3 aufweist. Die mittlere Schicht 2 aus dem die Barriere bildenden Material wird als Schicht auf eine der Membranen 3 aufgetragen, wonach die Scheibe in ähnlicher Weise wie im Hinblick auf die Pig. 1 beschrieben, zusammengefügt wird.

Bei dieser Ausführungsform bestehen die Glasplatten 1 aus 3 mm starkem Natronkalkglas. Die Schichten 2 aus hydratisiertem Natriumsilikat besitzen eine Dicke von 2,5 mm, während die Kunststoffmembranen 3 eine Dicke von 0,76 mm aufweisen.

Diese Ausführungsform der feuerabschirmenden Glasscheibe kann ebenfalls sehr leicht in einen Rahmen eingebaut werden. Es versteht sich, daß diese Scheibe wegen der zusätzlichen Dicke der das barrierenbildende Material enthaltenden Schicht hinsichtlich der Peuerbeständigkeit oder der Peuerhemmungswirkung besser geeignet ist als das Produkt des Beispiels 1.

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Beispiel 3

Zur Ausbildung der in der Pig. 3 dargestellten Scheibe werden zwei Glasplatten 1 jeweils auf einer Seite mit einer 500 2. dicken Schutzschicht 4 aus Zirkonoxyd beschichtet. Der Zirkonoxydüberzug wird in üblicher Weise durch Pyrolyse einer Lösung in Alkohol gebildet, die mit Hilfe einer Zerstäuberdüse auf eine auf 55O⁰O erhitzte Glasplatte aufgesprüht wird. Die verwendete Lösung besteht aus denaturiertem Äthylalkohol, in dem 150 g Zirkontetrachlorid pro Liter enthalten sind und der mit 10 Vol.-$ Äthylaceton versetzt ist. Die Lösung wird in nicht erhitztem Zustand verwendet.

Die beschichtete Seite einer jeden Platte 1 wird dann mit einer durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht 2 aus hydratisiertem Natriumsilikat bedeckt. So werden z.B. die mit dem Schutzüberzug versehenen Glasplatten 1, die eine Stärke von jeweils 4 mm aufweisen, mit 2,5 mm dicken, durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schichten bedeckt, was durch Auftragen einer Lösung von hydratisiertem Natriumsilikat auf die beschichteten Seiten der Platten und anschließendes Anblasen des Natriumsilikats mit durch ein Gebläse zugeführter warmer Luft zum Entfernen des nicht gebundenen Wassers erfolgt.

Die aufgetragene Natriumsilikatlösung besitzt folgende Eigenschaften:

SiO₂

Gewichtsverhältniss ■ =3,4

Na₂O

Viskosität? 200 cP

Dichte: 37 bis 40° Baume

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Die Natriumsilikatlösung wird aufgetragen und dann während 12 Std. bei 30 G in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 35 ^σΑ getrocknet. Die beschichteten Platten werden dann auf den gegenüberliegenden Seiten einer Urethanmembran 3 angeordnet und unter Ausbildung eines Laminats miteinander verbunden. Die Verbindungstemperatur wird unterhalb 100⁰C gehalten, um das Risiko der Umwandlung des hydratisierten Hatriumsilikats in das wasserfreie Natriumsilikat auszuschließen.

Das Ausmaß der mit dieser Scheibe erreichten Feuerhemmung entspricht den in Beispiel 1 angegebenen Ergebnissen.

Zusätzlich dazu weist die Scheibe des vorliegenden Beispiels den weiteren Vorteil auf, daß sie selbst während langer Zeitdauern bis sum Ausbruch eines Feuers ihre optischen Eigenscliaften beibehalte Es hat sich insbesondere gezeigt, daß eiae derartige Schutzüberzüge aufweisende Scheibe selbst nach längerer Zeit ihre Transparenz nicht verliert. Es komite beobachtet werden, daß eine Verminderung der Transparenz in Abwesenheit der Schutzschichten erfolgt, da das hydratisierte Uatriumsilikat mit den Glasplatten reagiert oder in Wechselwirkung tritt.

Bei einer Abänderung der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform verwendet man Glasplatten 1, die zuvor einer chemischen Temperbehandlung unterzogen wurden, bei der mit Hilfe eines berührenden Mediums die Batriumionen des Glases teilweise durch Kaliumionen ersetzt werden. Durch die Verwendung der getemperten Glasplatten erhält man eine Scheibe mit größerer Bruchfestigkeit gegenüber thermischem Schock.

Bei einer zweiten Variante ersetzt man die Glasplatten 1 durch Platten aus einem glasig-kristallinen Material, wobei man ebenfalls gute Ergebnisse erzielt.

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Beispiel 4

Die Ausführungsform des Beispiels 4 ist ähnlich, der des Beispiels 3> mit dem Unterschied, daß eine weitere Schicht aus einem die Barriere "bildenden Material und eine zusätzliche Kunststoffmembran 3 vorgesehen sind. Die zentrale Schicht 2 aus dem die Barriere "bildenden Material wird als Schicht auf einer der Kunststoffmembranen 3 aufgetragen, wonach die Scheibe in ähnlicher Veise wie in Beispiel 3 zusammengefügt wird.

Die Dicken der verschiedenen Schichten der Scheibe entsprechen den in Beispiel 3 angegebenen Werten.

Es versteht sich, daß diese Scheibe aufgrund der zusätzlichen durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht eine größere 3?euerbeständigkeit ergibt als die in Beispiel 3 beschriebene Scheibe.

Bei einer Abänderung dieser Ausfiihrungsform werden anstelle der in Fig. 4 dargestellten Schutzüberzüge 4 aus Zirkonoxyd Schutzüberzüge aus Indiumoxyd mit einer Dicke von 400 S aufgebracht. Diese Überzüge werden in üblicher Weise durch Aufsprühen einer Indiumchloridlösung mit Hilfe einer Zerstäubungsdüse auf heiße Glasplatten gebildet, wodurch das Indiumchlorid durch Pyrolyse in Indiumoxyd überführt wird. Diese Ausführungsform zeigt ebenfalls sehr gute Peuerbeständigkeitseigenschaften.

Beispiel

Wie in Fig. 1 dargestellt, werden zwei Glasplatten 1 jeweils auf einer Seite mit einer Schicht 2 aus hydratisiertem Natriumaluminiumsulfat überzogen. Hierzu werden beispielsweise

409842/07·*?

Glasplatten mit einer Dicke von 4 nun mit einer 2,5 nun dicken Schicht überzogen, was durch Auftragen von feuchtem, hydratisiertem Natriumaluminiumsulfat auf die Glasplatten und Vertreiben des nicht gebundenen Wassers durch Anblasen der Überzüge mit warmer Luft, die mit Hilfe eines Gebläses zugeführt wird, erfolgt. Die überzogenen Glasplatten werden dann auf die gegenüberliegenden Seiten einer Urethanschicht aufgelegt, worauf die Verbindung durch Druck- und Wärmeeinwirkung erfolgt, wobei das Urethan zu einer Polyurethanmembran 3 polymerisiert wird, die die überzogenen Glasplatten unter Bildung eines Laminats zusammenhält. Die Verbindungstemperatur wird unterhalb 8O⁰C gehalten, um eine Umwandlung des hydratisieren Natriumaluminiumsulfats in das wasserfreie Material zu vermeiden. Bei der Untersuchung der Feuerbeständigkeit dieser Scheibe erzielt man Ergebnisse, die den in Beispiel 1 angegebenen entsprechen.

Bei einer Abänderung dieser Ausführungsform verwendet man Glasplatten 1, die einer chemischen Temperbehandlung unterzogen worden waren, bei der die Natriumionen des Glases durch aus dem berührenden Medium in das Glas diffundierende Kaliumionen ersetzt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die dort eingesetzt wird, bei der auf einer Seite der Trennwand nur eine sehr geringe Brandgefahr besteht, ersetzt man die dieser Seite zugewandte Glasscheibe 1 durch eine Scheibe aus einem Kunststoffmaterial.

Einer dritten Ausführungsform entsprechend werden die beiden Glasplatten 1 durch Scheiben aus einem undurchsichtigen glasig-kristallinen Material ersetzt.

Mit diesen abgeänderten Ausführungsformen erzielt man wiederum ähnliche Ergebnisse.

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Beispiel 6

Es wird eine der Fig. 2 entsprechende Scheibe nach der in Beispiel 5 angegebenen Weise hergestellt, mit dem Unterschied, daß man eine zusätzliche Schicht 2 aus hydratisiertem Natriumaluminiumsulfat und eine zusätzliche Kunststoffmembran 3 vorsieht. Die mittlere Schicht aus dem die Barriere bildenden Material 2 wird als Schicht auf eine der Urethanschichten aufgetragen, nachdem diese Schicht auf einer Schicht 2 aus dem die Barriere bildenden Material die auf der tragenden Schicht 1 liegt, gebildet worden war, jedoch vor der Polymerisation dieser Schicht aufgetragen, wonach man die Scheibe in ähnlicher Weise wie in Beispiel 5 zusammenfügt. Die beiden Glasplatten besitzen eine Dicke von jeweils 4 mm, während die drei durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten eine Dicke von 2,5 mm besitzen. Diese Scheibe zeigt eine bessere Feuerbeständigkeit als die Scheibe des Beispiels 5·

Beispiel 7

Es wird eine in der Pig. 3 schematisch dargestellte feuerabschirmende Scheibe aus zwei Glasscheiben 1, zwei durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten 2 aus hydratisiertem Hatriumaluminat, eine Membran 3 aus Polyvinylbutyral und zwei Schutzschichten 4 aus Acrylharz aufgebaut.

Die Scheiben 1 bestehen jeweils aus Natronkalkglas mit einer Dicke von 4 mm. Sie werden horizontal angeordnet und auf ihren oberen Oberflächen mit einer 100 /u starken Schicht aus einer vorpolymerisierten Flüssigkeit bedeckt. Die vorpolymerisierte Schicht wurde durch Mischpolymerisation von Acrylsäure und Methylacrylat hergestellt und enthält 5 Gew.-? Methacryloxypropyl-trimethoxysilan, das dazu dient, die Haf-

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tung an dem Glas zu verbessern. Die "behandelten Scheiben werden dann auf 60 C erwärmt, um durch Polymerisation de£ Acrylharzes die Schutzschicht auszubilden.

Dann wird eine 1 mm dicke Schicht aus hydratisiertem Natriumaluminat auf die geschützte Oberfläche einer jeden Glasscheibe aufgetragen. Das hydratisierte Natriumaluminat wird in Form einer Lösung aufgetragen und dann mit einem Warmluftstrom getrocknet. Nachdem die Schichten getrocknet sind, werden sie auf den beiden Seiten einer 0,76 mm dicken Membran 3 aus Polyvinylbutyral angeordnet und dann gemäß der in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensweise zu einem Laminat verbunden, wobei dafür Sorge getragen wird, daß die jeweils angewandte Temperatur nicht über 120⁰C steigt, wodurch das Risiko der Umwandlung des Natriumaluminats in das wasserfreie Material ausgeschlossen wird.

Durch ein abgeändertes Verfahren kann man im wesentlichen identische Scheiben herstellen.

Wie bereits beschrieben, versieht man eine Glasplatte mit einem 100 /u starken Überzug aus der gleichen vorpolymeresierten Flüssigkeit, wobei man jedoch anstatt die Platten in dieser Stufe zu erhitzen, eine 1 mm dicke Schicht aus hydratisiertem ifatriumaluminat auf eine der Platten aufträgt und trocknet. Über diese getrocknete Schicht legt man eine 0,76 mm starke Kunststoff membran und versieht diese mit einer 1 ehe dicken zweiten Schicht aus hydratisiertem Uatriumaluminat, das man dann wieder mit warmer Luft trocknet. Diese zweite Schicht wird dann auf die beschichtete Oberfläche der anderen Glasplatte aufgelegt, worauf das Gefüge nach dem Verfahren von Beispiel 1 bei einer Temperatur von nicht mehr als 120°C verbunden wird. Bei dieser Temperatur und unter Druckeinwirkung polymerisiert die vorpolymerisierte iTiissig-

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keit unter Ausbildung einer Acrylharzschutzschicht, die die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten mit den Glasplatten verbindet, wobei die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten ihrerseits fest über die dazwischenliegende Polyvinylbutyralmembran miteinander verbunden sind.

Gemäß einer Abänderung dieser Ausführungsform ersetzt man die Acrylharzschutzschicht 4 durch eine 0,76 mm dicke Schutzschicht aus Polyvinylbutyral.

Bei weiteren Ausführungsformen ersetzt man die Schichten aus hydratisiertem Natriumaluminat durch Schichten aus Kaliumaluminat, Natriumplumbat, Ealiumplumbat, Natriumstannat und Kaliumstannat, wobei diese Verbindungen jeweils in hydratisierter Form eingesetzt werden.

Weiteren Ausführungsformen entsprechend bestehen die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten aus verschiedenartigen barrierenbildenden Materialien.

Die in diesem Beispiel beschriebenen Glasscheiben besitzen gute optische Eigenschaften und behalten diese auch bei und zeigen weiterhin ähnliche Feuerbeständigkeitseigenschaften wie die in Beispiel 3 beschriebenen Scheiben.

Beispiel 8

Man stellt eine feuerabschirmende Scheibe (vergl. Fig. 3) aus zwei Platten 1 aus transparentem^ glasig-kristallinem Material bekannter Zusammensetzung, zwei durch Wärmeinwirkung umwandelbaren Schichten 2 aus hydratisiertem Kaliumaluminiumsulfat mit einer Dicke von jeweils 0,5 mm, einer 0,76 mm starken Membran 3 aus Polyvinylbutyral und zwei

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500 Ά starken Schutzüberzügen 4 aus wasserfreiem Aluminiumphosphat her. Die glasig-kristallinen Platten besitzen eine Dicke von 4 mm.

Die Schutzschichten aus wasserfreiem Aluminiumphosphat werden wie folgt gebildet: Man beschickt einen Behälter mit einer lösung von 1 Mol wasserfreiem Aluminiumchlorid und 1 Mol wasserfreier Phosphorsäure in Alkohol und taucht jede Platte in diese Lösung ein. Die Platten werden vertikal angeordnet und in dieser Stellung mit einer Geschwindigkeit von 75 cm/Min, aus dem Flüssigkeitsbad herausgezogen. Dann wird eine Seite einer jeden Platte abgewischt, worauf man die Platten in einen Ofen einbringt und auf 400⁰C erhitzt. Unter diesen Bedingungen verdampft der Alkohol und hinterläßt auf der nicht abgewischten Seite einer jeden Platte einen Überzug aus wasserfreiem Aluminiumphosphat.

Dann wird auf die Schutzschicht 4 der Platte 1 eine lösung von Kaliumaluminiumsulfat als durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht 2 aufgetragen. Diese Lösung erhält man durch Auflösen von Kaliumaluminiumsulfat in destilliertem Wasser und worauf man die Lösung erwärmt, um einen Teil des Wassers zu entfernen, wodurch sich eine viskose Flüssigkeit ergibt, die leicht auf den glasig-kristallinen Platten ausgebreitet werden kann. Die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten werden dann in einem Warmluftstrom getrocknet und dann auf die gegenüberliegenden Seiten einer 0,76 mm starken dazwischenliegenden Schicht 3 aus Polyvinylbutyral aufgelegt, worauf man das Gefüge verbindet.

Bs hat sich gezeigt, daß die optischen Eigenschaften dieser Scheibe beständig sind, da der Schutzüberzug im wesentlichen dazu dient, eine Wechselwirkung des glasig-kristallinen Materials mit dem Kaliumaluminiumphosphat au verhindern. Die Feuerbeständigkeitseigensehaften dieser Scheibe sind ähnlich denen der Scheiben von Beispiel 7.

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Beispiel

Man stellt eine feuerabschirmende Glasscheibe (vergl. Pig.3) aus zwei 4 mm dicken Platten 1 aus transparentem glasigkristallinem Material, zwei durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten 2 aus hydratisiertem ITatriumborat, mit einer Dicke von jeweils 1 mm, einer 0,76 mm starken Membran 3 aus Polyvinylbutyral und einem Schutzüberzug 4 auf der Oberfläche einer jeden Platte 1, die die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht trägt, her.

Die Schutzschichten 4 bestehen aus Zirkonoxyd und werden mit einer Dicke von 350 2. nach dem in Beispiel 3 angegebenen Verfahren abgeschieden. Die Natriumboratschichten 2 werden auf den auf den Platten 1 vorhandenen Zirkonoxydüberzügen aufgetragen, wozu man eine gesättigte Natriumboratlösung verwendet. Die in dieser Weise erhaltenen Schichten werden in einem Warmluftstrom getrocknet, um überschüssiges Wasser zu entfernen.

Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform wird eine ähnliche feuerabschirmende Glasscheibe hergestellt, mit dem Unterschied, daß man an der Stelle der Natriumboratschichten 2 2,5 mm starke Schichten aus hydratisierten Natriumsilikat aufträgt. Die Schichten aus hydratisiertem Natriumsilikat werden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 angegeben, gebildet.

Bs hat sich gezeigt, daß die optischen Eigenschaften dieser Scheiben dauerhaft sind, da der Zirkonoxydschutzuberzug im wesentlichen dazu dient, eine Reaktion des glasig-kristallinen Materials mit dem hydratisierten Natriumborat oder dem hydratisierten Natriumsilikat zu verhindern. Die Peuerbeständigkeitseigenschaften dieser Scheiben sind gut.

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Beispiel 10

Man stellt eine in Pig. 5 dargestellte feuerhemmende Glasscheibe her, die zwei Platten 1 aus Natronkalkglas, zwei 1,5 mm starke, durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schichten aus hydratisiertem Aluminiumphosphat, eine 0,76 mm starke Membran 3 aus Polyvinylbutyral und zwei Schutzschichten 4 aus Titanoxyd, die eine Dicke von jeweils 400 £ aufweisen, umfaßt. Die Glasplatten besitzen eine Dicke von 4 mm.

Die Titanoxydschutzschichten werden mit Hilfe des gut bekannten VakuumaufdampfVerfahrens gebildet.

Die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten aus hydratisiertem Aluminiumphosphat werden wie folgt aufgetragen: Man beschichtet die Oberflächen der mit dem Titanoxydübersug versehenen Glasplatten 1 mit einer 3,5 molaren wäßrigen Lösung des als Heaktionsprodukt von Lösungen von feydratisiertem Aluminiumchlorid und Phosphorsäure gebildeten Aluminiumphosphats. Die Schichten aus dem hydratisierten Aluminiumphosphat werden dann mit einem Warmluftstrom getrocknet. Each dem Trocknen baut man die Scheibe unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Methode auf.

Die optischen Eigenschaften dieser Scheibe sind dauerhaft und die Scheibe zeigt gute i'euerbeständigkeitseigenschaften.

Gemäß einer Abänderung wird eine ähnliche feuerabschirmende Glasscheibe hergestellt, deren, fitanoxydüberzüge durch Zinnoxydüberzüge mit einer Dicke von 500 £ ersetzt sind. Diese Überzüge erhält man in klassischer Weise und mit den bekannten Hydrolyseverfahren unter Einsatz einer Zinnchlorid-

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lösung. Die optischen Eigenschaften und die Ifeuerbeständigkeitseigenschaften dieser Ausführungsform der Scheibe sind ähnlich denen des zuerst beschriebenen Produktes.

Beispiel 11

Man stellt eine feuerabschirmende Glasscheibe her, wie sie in Pig. 1 gezeigt ist, die zwei jeweils 4 nun dicke Platten aus Natronkalkglas, zwei jeweils 5 mm starke, durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schichten 2 aus hydratisiertem Natriumphosphat und eine 0,76 mm starke Membran 3 aus Polyvinylbutyral umfaßt.

Die Schichten 2 aus hydratisiertem Natriumphosphat erhält man durch Auftragen einer wäßrigen Natriumphosphatlösung auf die Glasplatten, wonach man die Platten auf 100⁰C erhitzt, um das nicht gebundene Wasser zu vertreiben, wobei man jedoch dafür Sorge trägt, daß das hydratisierte Natriumphosphat nicht in das wasserfreie Material überführt wird.

Nach dem Abkühlen vereinigt man die Platten und verbindet sie über die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten mit den beiden Seiten einer Polyvinylbutyralmembran, wobei man das in Beispiel 1 angegebene Verfahren verwendet, jedoch die maximale Verbindungstemperatur unterhalb 10O⁰C hält.

Diese Scheibe besitzt besonders gute ÜTeuerbeständigkeitseigenschaften.

Entsprechend einer abgeänderten Ausführungsform wird eine ähnliche Scheibe hergestellt, die anstelle der durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten aus hydratisiertem Natriumphosphat Schichten aus hydratisiertem Kaliumphosphat

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mit einer Dicke von 2 mm aufweist. Diese Scheibe besitzt ebenfalls gute leuerbeständigkeitseigenschaften.

Beispiel 12

Entsprechend den Beispielen 3, 4 und 7 bis 10 werden verschiedene Glasscheiben unterschiedlicher Ausführungsform hergestellt, die sich dadurch unterscheiden, daß sie keine Schutzschichten aufweisen. Die vom Standpunkt der Feuerbeständigkeit aus gesehen erzielten Ergebnisse sind im wesentlichen identisch mit denen ähnlicher Scheiben, die die beschriebenen Schutzschichten aufweisen.

Die Herstellungskosten dieser abgeänderten Ausführungsformen sind jedoch etwas geringer als die der sonst ähnlichen, jedoch die Schutzschichten aufweisenden Produkte, wobei jedoch diese abgeänderten Scheiben zu einer Verschlechterung der optischen Eigenschaften neigen und insbesondere die Transparenz dieser Produkte, als Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen dem die Barriere bildenden Material und den Glasplatten der Scheiben, nachläßt. Diese Wechselwirkung wird durch die Anwesenheit der Schutzschichten in starken Maße inhibiert und in gewissen Fällen auch im wesentlichen verhindert.

Die Verwendung durch Wärme umwandelbarer Schichten aus Aluminiumphosphat ist bei Abwesenheit einer Schutzschicht von besonderem Vorteil, da dieses Material, wenn es durch die Hitzeeinwirkung umgewandelt wird, sich sehr fest mit der Glasplatte, auf die es aufgetragen ist, verbindet. Dies bewirkt, daß die Scheibe ihre Wirksamkeit behält, selbst wenn eine Glasplatte der Scheibe durch beispielsweise thermischen Schock bricht, da die Bruchfragmente aufgrund ihres Anhaftens an der umgewandelten Schicht an Ort und Stelle verbleiben.

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Beispiel 13

Es wird eine in der Pig. 5 dargestellte, undurchsichtige, feuerabschirmende Glasscheibe hergestellt, die eine in jeder Hinsicht der in Beispiel 1 beschriebenen Scheibe entspricht, die über eine 0,76 mm starke Polyvinylbutyral-Zwischenschicht 6 mit einer 6 mm dicken Polyurethanschicht verbunden ist. Die Feuerbeständigkeitseigenschaften dieses Gefüges sind im allgemeinen ähnlich denen des Beispiels 1 angegebenen Produktes.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE :

Feuerabschirmende Glasscheibe, umfassend eine bei ausreichender Erwärmung in Punktion tretende feuerhemmende Schicht, gekennzeichnet durch eine erste tragende Schicht aus einer Glasplatte, mindestens eine weitere tragende Schicht und eine zwischen der ersten tragenden Schicht und der weiteren oder einer anderen tragenden Schicht angeordnete Kunststoffmembran, welche auf den gegenüberliegenden Seiten Schichten aufweist, von denen mindestens eine aus einem Material besteht oder ein solches enthält, das, wenn es ausreichend erwärmt wird, eine oder mehrere thermisch isolierende Barrieren bildet, die, verglichen mit der oder den Schichten vor dieser Umwandlung, undurchsichtig oder für Infrarotstrahlung wesentlich undurchlässiger ist bzw. sind.
2. Scheibe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie lichtdurchlässig ist.
3. Scheibe gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Barriere bildende Material durch Hitzeeinwirkung in einen festen, porösen oder zelligen Körper überführbar ist.
4. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Barriere bildende Ma-

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terial ein hydratisiertes Metallsalz enthält.
5. Scheibe gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als hydratisiertes Metallsalz ein Aluminat, ein Plumbat, ein Stannat, einen Alaun, einen Borat, ein Phosphat und/ oder ein Alkalimetallsilikat enthält.
6. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten tragenden Schicht und der daran angrenzenden, durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht eine Schutzschicht angeordnet ist, die eine Wechselwirkung zwischen dem die Barriere bildenden Material und der ersten tragenden Schicht verhindert .
7. Scheibe gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht zwischen der oder jeder tragenden Glasschicht der Scheibe und der daran angrenzenden Schicht aus dem die Barriere bildenden Material vorgesehen ist.
8. Scheibe gemäß den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Schutzschicht(en) ein Blatt aus einem im wesentlichen wasserundurchlässigen Kunststoffmaterial umfaßt.
9. Scheibe gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschutzschicht aus Polyvinylbutyral besteht.
10. Scheibe gemäß den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht in Form eines auf die Oberfläche der zu schützenden Glasplatte aufgetragenen Überzugs vorliegt .

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11. Scheibe gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug eine auf die Plattenoberfläche aufgetragene wasserfreie Metallverbindung enthält.
12. Scheibe gemäß den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie als die Barriere bildendes Material einen Alaun, ein Borat und/oder ein Alkalimetallsilikat und als auf die Glasplattenoberfläehe aufgetragene Schutzschicht Zirkonoxyd und/oder wasserfreies Aluminiumphosphat enthält.
13. Scheibe gemäß den Ansprüchen 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem die Barriere bildenden Material hydratisiertes Aluminiumphosphat enthält und als auf an diese Schicht angrenzende Glasplattenoberfläehe aufgetragene Schutzschicht Titanoxyd, Zirkonoxyd, Zinnoxyd und/oder wasserfreies Aluminiumphosphat aufweist.
14. Scheibe gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in J?orm eines Überzugs vorliegende Schutzschicht eine Dicke zwischen 100 und 1000 £ aufweist. '
15. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schichten aus dem die Barriere bildenden Material eine Dicke zwischen 0,1 mm und 8 mm aufweist.
16. Scheibe gemäß Anspruch 1§, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schichten aus dem die Barriere bildenden Material eine Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm besitzt.
17» Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der Kunststoffmembranen aus Polyvinylbutyral besteht,
18« Seiieibe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch, gefeena-

daß die oder mindestens siaa der EnnststoffmeiB-

branen aus Polyurethan besteht.
19· Scheibe gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der Kunststoffschutzschichten aus Polyurethan besteht.
20. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der tragenden Glasschichten getempert ist.
21. Scheibe gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der tragenden Glasschichten chemisch getempert ist.
22. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei aus Glasplatten bestehende tragende Schichten aufweist, die jeweils eine äußere Oberfläche der Scheibe bilden.
23· Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form eines Laminats vorliegt, deren verschiedene Schichten über die Flächen verbunden sind.
24. Verfahren zur Herstellung einer laminierten feuerabschirmenden Glasscheibe, umfassend eine bei ausreichender Erwärmung in Funktion tretende feuerhemmende Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Seite einer ersten tragenden Glasschicht eine Schicht aus einem Material aufgetragen wird, das, wenn es ausreichend erwärmt wird, eine thermisch isolierende Barriere bildet, daß eine derartige Schicht auf eine weitere tragende Schicht aufgetragen und die überzogenen Schichten auf den gegenüberliegenden Seiten einer Kunststoffmembran derart aufgebracht werden, daß die aufgetragenen Schichten daran angrenzen und das

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Gefüge unter Druck erhitzt wird, um die überzogenen Schichten und die Kunststoffmembran unter Bildung eines Laminats zu verbinden.
25. Verfahren gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht aus einem hydratisierten Metallsalz aufgetragen wird.
26. Verfahren gemäß Anspruch 25> dadurch gekennzeichnet, daß als hydratisiertes Metallsalz ein Aluminat, ein Plumbat, ein Stannat, ein Alaun, ein Borat, ein Phosphat und/oder ein Alkalimetallsilikat eingesetzt wird.
27. Verfahren gemäß den Ansprüchen 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schicht aus einem
hydratisierten Metallsalz durch Auftragen einer wäßrigen Lösung, die vor dem Zusammenfügen der Scheibe getrocknet wird, gebildet wird. "*
28. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß auf einer Oberfläche der ersten tragenden Glasschicht vor dem Auftragen der durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht eine Schutzschicht aufgetragen wird, wobei die Schutzschicht aus einem Material besteht, das eine Wechselwirkung zwischen dem die Barriere bildenden Material und der ersten tragenden Schicht inhibiert.
29. Verfahren gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß auf jede Oberfläche der Glasplatten der Scheibe, auf die die Schicht aus dem die Barriere bildenden Material anschließend aufgetragen wird, eine Schutzschicht aufgebracht wird.

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30. Verfahren gemäß den Ansprüchen 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die oder eine der Schutzschicht(en) in Form eines Blattes aus einem im wesentlichen wasserundurchlässigen Kunststoffmaterial gebildet wird.
31. Verfahren gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschutzschicht aus Polyvinylbutyral gebildet wird.
32. Verfahren gemäß den Ansprüchen 28 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der Schutzschicht (en) in Form eines Überzugs auf die Glasplattenoberfläche aufgebracht wird.
33. Verfahren gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der Schutzschicht(en) durch Abscheiden eines Überzugs aus einer wasserfreien Metallverbindung auf die Oberfläche der Glasplatte gebildet wird.
3^. Verfahren gemäß Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung durch Pyrolyse erfolgt.
35. Verfahren gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung durch Hydrolyse erfolgt.
36. Verfahren gemäß den Ansprüchen 26 und 33, dadurch gekennzeichnet, daß als die Barriere bildendes Material ein Alaun, ein Borat und/oder ein Alkalimetallsilikat und zur Bildung der Schutzschicht eine wasserhaltige Metallverbindung, wie Zirkonoxyd und/oder wasserfreies Aluminiumphosphat eingesetzt werden»

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37. Verfahren gemäß den Ansprüchen 26 und 33, dadurch gekennzeichnet, daß als die Barriere bildendes Material hydratisiertes Aluminiumphosphat und als zur Ausbildung der Schutzschicht geeignete wasserfreie Metallverbindung Titanoxyd, Zirkonoxyd, Zinnoxyd und/oder wasserfreies Aluminiumphosphat eingesetzt werden.
38. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht mit einer Dicke zwischen 100 und 1000 A ausgebildet wird.
39· Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 8 mm ausgebildet wird.
40. Verfahren gemäß Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 nun aufgetragen wird.
41. Verfahren gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die in dieser Weise überzogenen Schichten auf die gegenüberliegenden Seiten der Kunststoffmembran aus Polyvinylbutyral aufgebracht und damit verbunden werden.
42. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 24 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten überzogenen tragenden Schichten auf den gegenüberliegenden Seiten einer ein organisches Monomeres enthaltenden Schicht aus einem die Kunststoff membran bildenden Material angeordnet werden und das Gefüge unter Druck erhitzt wird, um das Monomere in situ zu polymerisieren und die überzogenen tragenden Schichten mit beiden Seiten der in dieser Weise gebildeten Kunststoffmembran zu verbinden.

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43. Verfahren gemäß Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß als das Monomere enthaltende Schicht ein Urethan verwendet wird, das in situ unter Bildung einer Polyurethanmembran polymerisiert wird, mit deren beiden Seiten die überzogenen Schichten verbunden sind.
44. Verfahren gemäß Anspruch 30, 42 und 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschutzschicht in situ in gleicher Weise wie die Kunststoffmembran gebildet wird.

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