DE2414576A1 - Feuerabschirmende glasscheibe und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Feuerabschirmende glasscheibe und verfahren zu deren herstellung

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DE2414576A1
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Robert Terneu
Jean-Pierre Voiturier
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Description

Feuerabschirmende Glasscheibe und Verfahren
zu deren Herstellung» 9 / 1 / £ 7 fi
Die Erfindung betrifft eine feuerabschirmende Glasscheibe, umfassend eine bei ausreichender Erwärmung in Funktion tretende, feuerhemmende Schicht, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Bei dem Bau von Gebäuden müssen in gewissen Fällen Glasscheiben als Außenwände, Innenwände oder Trennwände verwendet werden. Ein Beispiel hierfür sind Glasscheiben, die ein oder mehrere Platten aus Glas oder glasig kristallinem (vitrokristallinem) Material umfassen,die als lichtdurchlässige Fensterscheiben verwendet werden. Ein weiteres Beispiel, das mehr und mehr an Interesse gewinnt,, sind die lichtundurchlassigen oder undurchsichtigen Glasscheiben. Lichtundurchlässige oder undurchsichtige Glasscheiben werden häufig dazu verwendet, beispielsweise den unteren Teil einer Trennwand mit transparentem Oberteil zu bilden, insbesondere wenn es erwünscht ist, daß die Oberflächentextur oder eine andere Eigenschaft der den oberen und unteren Teil der Trennwand bildenden Scheiben ähnlich sind.
Bauteile müssen häufig bestimmten strengen Feuerbeständigkeitsoder Feuerfestigkeits-Standards genügen» Die Feuerbeständigkeit wird häufig bei einer Standarduntersuchung bewertet, bei der das Bauteil während einer gewissen Zeit einem spezifizierten Temperaturzyklus unterworfen wird. Das Ausmaß der Feuerbeständigkeit des Bauteils hängt von der Zeitdauer ab, während der das Bauteil die zur Erfüllung seiner Funktion notwendige Festigkeit beibehält. In gewissen Fällen müssen Feuerbeständigkeits-Standards eingehalten werden, die erfordern, daß das Bauteil, um als vollständig flammfest zu gelten, während einer bestimmten Zeit eine minimale Festigkeit beibehalten muß und gewissen strengen Anforderungen hinsichtlich des thermischen Isolationsverrciögens genügen muß, um dadurch sicherzustellen, daß das Bauteil eine Ausbreitung des Feuers durch Wärmestrahlung über das Bauteil hinweg verhindert und nicht so heiß wird, daß damit in Berührung kommende Personen Verbrennungsschäden davontragen können, wenn die Scheibe mit dem Feuer in Berührung steht.
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Die Feuerbeständigkeit eines gegebenen Bauteils kann als Funktion der Zeit quantifiziert werden„ während der das Bauteil eines oder mehrere der spezifizierten Kriterien während eines Tests erfüllt, bei- dem das Bauteil im Inneren eines Behälters gehalten wird, dessen Temperatur nach einem vorherbestimmten Plan gesteigert wird.
Übliche Scheiben,, die eine oder mehrere Glasplatten umfassen, sind nicht besonders gut thermisch isolierend oder feuerbeständig. Wenn man diese Scheiben mit Feuer in Berührung bringt, erhitzen sie sich sehr stark; so'daß sie nicht ohne Verletzungen hervorzurufen berührt werden können» Weiterhin stellt die von der erhitzten Scheibe ausgestrahlte Wärmestrahlung eine weitere Bx*andgefahr dar.
Es wurden daher verschiedene Vorschläge zur Lösung dieses Problems gemacht-. Ein Lösungsvorschlag besteht darin, in einem Tür- und Fensteröffnungen aufweisenden Gebäude Sprinklerköpfe anzuordnen, mit denen ein Feuerlöschmittel, zum Beispiel ".'lasser, zugeführt wird. Die Sprinklerköpfe werden oberhalb der Tür- und Fensteröffnungen des Gebäudes angeordnet und stehen mit einem gemeinsamen,, das Feuerlöschmittel enthaltenden Reservoir in Verbindung. Derartige Installationen besitzen gewisse Kachteile. Einer der Nachteile ist darin zu sehen„ daß die Einrichtungen kompliziert und nicht leicht anzubringen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher,, eine feuerabschirmende Glasscheibe bereitzustellen, die leicht und bequem gehandhabt und eingebaut v/erden kann und die verbesserte thermische Isolations- und Feuerbeständigkeits-Eigenschaften besitzt. Die Erfindung zielt insbesondere darauf ab, eine Glasscheibe bereitzustellen, die, wenn sie durch eine auf einer Seite der Scheibe angeordnete Wärnequelle schnell erhitzt wird, an Ort und Stelle verbleibt und eine wirksame Barriere oder Sperrschicht gegen die übertragung von Hitze oder die durch das Feuer gebildeten Dämpfe oder den Rauch bildet.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine feuerabschirmende Glasscheibe, umfassend eine bei ausreichender Erwärmung in Funktion tretende feuerhemmende Schicht, welche gekennzeichnet ist durch
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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, aus einem Aluminat, Plumbat, Stannat, Alaun, Borat und/oder Phosphat als hydratisierendes Metallsalz, das, wenn es ausreichend erwärmt wird, eine thermisch isolierende Barriere bildet, bestehende oder dieses enthaltende Schicht.
Der Ausdruck "Glasmaterial", wie er hierin verwendet wird, umfaßt Glas und glasig kristallines (vitrokristallines) Material. Glasig kristallines Material erhält man durch thermische Behandlung eines Glases, durch welche die Bildung einer oder mehrerer kristalliner Phasen in dem Glas hervorgerufen wird.
Die Erfindung führt zu einer Reihe von wesentlichen Vorteilen. Ein erster Vorteil besteht darin, daß die feuerabschirmende Glasscheibe sehr leicht einzubauen ist und als solche dazu ausreicht, die weitere Ausbreitung des Feuers über die durch diese Scheibe geschlossene öffnung hinweg zu verhindern oder zu verzögern.
Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß, selbst wenn eine der tragenden Schichten durch den aufgrund des.Feuers verursachten thermischen Schock zerstört worden ist, die Scheibe dennoch eine wirksame Barriere bzw. Sperrschicht gegen die weitere Ausbreitung von Rauch darstellt.
Ein dritter Vorteil ergibt sich dadurch, daß die genannten hydratisierten Metallsalze nur eine äußerst geringfügige schädliche Wirkung auf die Glasplatte ausüben, auf die sie als durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht aufgetragen sind. Es hat sich gezeigt, daß gewisse andere hydratisierte Metallsalze, wie zum Beispiel Alkalimetallsalze, die man als für die Einarbeitung in eine feuerhemmende Glasscheibe geeignet halten könnte, mit den Glasplatten in erheblichem Ausmaße reagieren. Insbesondere kann die Transparenz der Glasplatte abnehmen oder sie kann sich verfärben. rJeiterhin ist es in gewissen Fällen möglich, daß mindestens ein Teil des in einer Beständigkeit gegen thermischen Schock liegenden Vorteils einer chemisch getemperten Glasplatte durch die Wechsel-
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wirkung der Glasplatte mit zum Beispiel dem Natriumsilicat verloren geht. Obwohl eine derartige Wechselwirkung bei Verwendung der erfindungsgemäß ausgewählten hydratisierten Metallsalze möglich ist, ist diese Wechselwirkung unter normalen Umständen nur äußerst gering und kann selbst während längerer Zeiten sich nicht bemerkbar machen.
Wenn die Schicht aus dem die Barriere bildenden Material als Teil einer lichtdurchlässigen oder durchsichtigen Scheibe verwendet wird, kann diese Schicht durch Wärmeeinwirkung eine Barriere oder Sperrschicht ergeben, die, verglichen mit der nicht durch Wärmeeinwirkung umgewandelten Schicht, eine stark verminderte Durchlässigkeit für Infrarotstrahlung aufweist oder lichtundurchlässig bzw. undurchsichtig ist. Dieses Merkmal gestattet die Bildung sehr wirksamer feuerabschirmender Materialien, da die Intensität einer durch ein auf einer Seite der Scheibe brennendes Feuer verursachten Infrarotstrahlung, die durch die Scheibe hindurchdringt, auf einen Wert vermindert werden kann, der für die Ausbildung eines Sekundärfeuers auf der anderen Seite der Scheibe nicht mehr ausreicht.
Vorzugsweise enthält die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht als hydratisiertes Metallsalz ein Aluminiumsalz und/oder ein Alkalimetallsalz. Beispiele für geeignete hydratisierte Metallsalze sind:
Aluminate, zum Beispiel Natrium- oder Kalium-Aluminat; Plumbate, zum Beispiel Natrium- oder Kalium-Plumbat; Stannate, zum Beispiel Natrium- oder Kalium-Stannat;
Alaune, zum Beispiel Natriumaluminiumsulfat oder Kaliumaluminiumsulfat ;
Borate, zum Beispiel Natriumborat; und Phosphate, zum Beispiel Natriumorthophosphate, Kaliumortho-
phosphate und Aluminiumphosphat.
Diese Materialien besitzen Eigenschaften, die für den angestrebten
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Zweck besonders geeignet sind,, Sie sind in den meisten Fällen in der Lage, lichtdurchlässige Schichten ^u bilden, die gut an dem Glas oder dem glasig kristallinen Material anhaften. Durch ausreichendes Erhitzen siedet das gebundene Wasser, was zu einem Aufschäumen der Schicht(en) führt, wobei das hydratisierte Metallsalz in eine Form überführt wird, die thermisch äußerst gut isoliert und an dem Glas oder dem glasig kristallinen Material haften bleibt.
Dies ist besonders wichtig, da selbst wenn sämtliche tragenden Schichten durch den thermischen Schock gesprungen oder zerbrochen sind, die Scheibe ihre Wirksamkeit als Barriere gegen Wärme und Rauch beibehält, da die Fragmente der Schichten, die über das umgewandelte Metallsalz gebunden sind, an Ort und Stelle bleiben.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine lichtdurchlässige oder durchsichtige Scheibe.
Vorteilhafterweise ist die die Barriere bildende Substanz durch Einwirkung von Wärme in einen festen, porösen oder zelligen Körper überführbar, der lichtundurchlässig ist, da Körper dieser Art rm allgemeinen ein schlechtes Wärmeleitvermögen besitzen.
Gemäß einiger Ausführungsformen wird eine Schicht aus hydratisiertem Metallsalz verwendet, die nur durchscheinend ist (oder in Form einer flüssigen Schicht vorliegt), obwohl die die Barriere bildende Substanz vorzugsweise bei Raumtemperatur (200C) einen transparenten Feststoff darstellt, da hierdurch Probleme beim Einbringen einer flüssigen Schicht in die Scheibe vermieden werden. Natriumaluminiumsulfat und Aluminiumphosphat können zur Ausbildung transparenter Schichten verwendet werden.
Vorzugsweise sind die oder mindestens eine der Glasschichten der Scheibe getempert. Eine getemperte Glasplatte kann thermischen Schocks besser widerstehen. Besonders bevorzugt sind hierfür chemisch getempterte Platten.
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Die erfindungsgemäße Glasscheibe enthält vorzugsweise zwei tragende Schichten, die jeweils aus einer Glasplatte bestehen, und eine äußere Oberfläche der Scheibe bilden. Diese Scheibenstruktur besitzt den Vorteil der Einfachheit. Ss versteht sich jedoch, daß es im Rahmen der Erfindung liegt, mehr als zwei tragende Schichten in-die Scheibe einzuarbeiten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Scheibe in Form eines Laminats VOr1, dessen verschiedene Schichten über die Flächen miteinander verbunden sind, das heißt einen Aufbau besitzt, bei dem die genannte erste Glasplatte, mindestens eine weitere tragende Schicht und die zwischen diesen Schichten liegende, durch Wärmeeinwirkung umwandelbare(n) Schicht(en) miteinander verbunden sind.
Gegenstand der Erfindung sind jedoch auch Scheiben, bei denen die genannte erste Schicht, die oder die anderen tragende(n) Schicht(en) und die zwischen diesen Schichten angeordnete(n\ durch Wärmeeinwirkung umwandelbare(n) Schicht(en) mittels äußerer Hilfsmittel, zum Beispiel eines Rahmens, zur Bildung der mehrschichtigen Scheibe zusammengehalten werden=
Die Erfindung betrifft ferner einen Gegenstand aus einer erfindungsgemäßen mehrschichtigen Scheibe und einer dazu im Abstand angeordneten zweiten Scheibe (die aus einer einzigen Platte oder mehreren Platten bestehen kann) besteht. Die Erfindung umfaßt somit auch eine Hohlglaseinheit.
Vorzugsweise besitzt mindestens eine der Schichten aus dem die Barriere bildenden Material eine Dicke zwischen 0,1 mm und 8 mm. Schichten mit dieser Dicke können zu sehr wirksamen feuerabschirmenden oder feuerhemmenden Barrieren oder Sperrschichten umgewandelt werden. Es versteht sich, daß die Wirksamkeit der aus einer Schicht eines gegebenen Materials gebildeten feuerabschirmenden Barriere von der Dicke der Schicht abhängt, wobei andererseits die Transparenz einer derartigen Schicht mit zunehmender Dicke abnimmt. Vorzugsweise besitzt mindestens eine Schicht aus dem durch Wärmeeinwirkung unwandelbaren Material eine
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Dicke zwischen 0,1 nun und 3 mm, wobei die Dicke dieser Schicht im Optimalfall zwischen 0,1 mm und 0,5 mm liegt.
Wie bereits erwähnt, sind die Ausführungsformen der Erfindung, gemäß denen die Scheibe die Form eines Laminats hat, bevorzugt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung derartiger Laminate oder Schichtgefüge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf eine Seite einer tragenden Glasschicht eine aus einem Aluminat,Plumbat, Stannat> Alaun, Borat und/oder Phosphat als hydratisierendes Metallsalz, das wenn es ausreichend erwärmt wird, eine thermisch isolierende Barriere bildet, bestehende oder dieses enthaltende Schicht aufgetragen und mit einer weiteren tragenden Schicht verbunden wird. Dies ist ein sehr einfacher und wirksamer Weg zur Bildung einer erfindungsgemäßen laminatartigen Scheibe.
Vorzugsweise verwendet man als hydratisiertes Metallsalz Aluminiumsalze oder Alkalimetallsalze, da diese Salze besonders geeignete Eigenschaften besitzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schicht aus dem hydratisierten Metallsalz durch Auftragen einer wässrigen Lösung aufgebracht, die anschließend getrocknet wird, bevor die Scheibe zusammengefügt wird. Dies ist eine sehr einfache Methode zur Bildung einer durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht, wobei die Schicht sich selbst mit der Glasplatte, auf die sie aufgetragen ist, während des Trocknens verbinden kann, ohne daß irgendein Klebstoff erforderlich ist. Das nicht gebundene freie Wasser kann vertrieben, das heißt die Schicht getrocknet werden, indem man warme Luft über die Platte bläst, wozu man beispielsweise ein Gebläse verwendet.
Zum Beispiel wird zur Bildung einer Schicht aus hydratisiertem Aluminiumphosphat eine wässrige Lösung, die 3,5 Mol des Salzes pro Liter enthält, auf eine Platte aufgetragen und anschließend getrocknet. Diese Lösung kann man durch Vermischen stöchiometriscner Mengen Phosphorsäure und Aluminiumchlorid herstellen.
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Bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen, bei denen die tragende Schicht eine lichtdurchlässige Schicht ist, ist es bevorzugt, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht ebenfalls in Form einer lichtdurchlässigen oder durchsichtigen Schicht aufgetragen wird, so daß die in dieser Weise gebildete Scheibe ihrerseits lichtdurchlässig oder durchsichtig ist.
Vorzugsweise wird die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 8 mm, vorzugsweise 0,1 mm und ά mm, noch bevorzugter mit einer Dicke zwischen 0,I mm und 0,5
mm aufgetragen, da Schichten mit einer Dicke innerhalb dieser Bereiche nach der Umwandlung durch Wärmeeinwirkung äußerst wirksame thermisch isolierende Barrieren oder Sperrschichten ergeben.
Mit Vorteil verwendet man das hydratisi^rte Metallsalz als bequemes Bindemittel zum Verbinden der verschiedenen Schichten der Sciieibe. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird jedoch die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit der anderen tragenden Schicht verklebt, was ebenfalls ein sehr bequemes Verfahren zum Verbinden der Schichten der laminierten Scheibe darstellt.
Die erfindungsgemäßen Glasscheiben können als feuerfeste Türen oder Trennwände oder Teile davon von Bauten und für verschiedene andere Zwecke Verwendung finden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken. In den Beispielen wird Be^ug genommen auf die beigefügten schematischen Zeichnungen, deren Figuren 1,2 und 3 Querschnittansichten von drei Ausführungsformen erfindungsgemäßer feuerabschirmender Glasscheiben zeigen.
Beispiel 1
Man stellt eine, in Fig. 1 dargestellte, feuerabschirmende Scheibe her, die zwei 4 mm starke Natronkalkglasplatten 1,2 und dazwischen eine durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht aus hydratisiertem Aluminiumphosphat umfaßt, das, wenn es erwärmt wird, eine feuerabschirmende Barriere bildet.
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Die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht 3 besitzt eine Dicke von 0,5 rnm und wird wie folgt aufgetragen: Durch Vermischen von hydratisiertem Aluminiumchlorid (AlCl, · 6 H 0) und Phosphorsäure (H PO J in stöchiometrischen Verhältnissen stellt man eine Lösung her, die 3,5 Mol hydratisiertes Aluminiumphosphat enthält. Die in dieser Weise gebildete Lösung wird auf die obere Oberfläche der ersten Glasplatte, die im wesentlichen horizontal angeordnet wird, aufgetragen. Die in dieser Weise aufgetragene Schicht wird dann zum Trocknen mit einem warmen Luftstrom angeblasen. Nachdem die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht 3 getrocknet ist, wird die zweite Glasplatte 2 auf die Schicht aufgebrachte
Es hat sich gezeigt, daß eine in dieser Weise hergestellte feuerabschirmende Glasplatte verschiedene Vorteile besitzt. Es ist äußerst einfach, die Glasscheibe zum Verschließen einer öffnung zu installieren, wobei es nicht erforderlich ist, weitere zusätzliche Einrichtungen vorzusehen. Weiterhin stellt die Glasscheibe eine wirksame feuerabschirmende oder feuerhemmende Barriere dar. Im Brandfall wird die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht aus hydratisiertem Aluminiumphosphat in eine Schicht aus wasserfreiem Aluminiumphosphat überführt, das porös und lichtundurchlässig ist. Diese wasserfreie Schicht ist dicker als die ihr zugrundeliegende durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht und stellt eine Sperre gegen Infrarotstrahlung dar. Im Verlaufe dieser Umwandlung wird das gebundene Wasser des hydratisierten Aluminiumphosphats ausgetrieben, was während der.Umwandlung eine Be- * schränkung des Temperaturanstiegs der dem Feuer abgewandten Seite der Scheibe zur Folge hat.
Diese Phänomene führen dazu, daß die Temperatur der Oberfläche der Scheibe, die nicht direkt mit dem Feuer in Berührung steht, auf einem annehmbaren Wert bleibt.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß die im Brandfall gebildete Schicht aus wasserfreiem Aluminiumphosphat eine hitzebeständigere Schicht ergibt als beispielsweise Natriumsilicat, und daß ferner
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die in dieser Weise gebildete Aluminiumphosphatschicht sich fester mit der (den) angrenzenden Glasplatte(n) verbindet.
Es wurde ferner gefunden, daß die Transparenz dieser Glasscheibe während langer Zeit in zufriedenstellender Weise beibehalten wird, verglichen mit einer im übrigen identischen Scheibe, die anstelle des hydratisierten Aluminiumphosphats eine Schicht aus hydratisiertem Natriumsilicat enthält. Es ist tatsächlich so, daß feuerabschirmende Glasscheiben, die eine Schicht aus hydratisiertem Natriumsilicat enthalten, ihre Transparenz mit der Zeit relativ schnell verlieren und daß sich innerhalb weniger Monate nach der Herstellung Blasen bilden. Die erfindungsgemäße Glasscheibe, das heißt die Glasscheibe der oben beschriebenen Art, bewahrt ihre Transparenz während einer sehr viel längeren Zeit.
Als Abänderung wird eine feuerabschirmende Glasscheibe hergestellt, die eine durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht aus hydratisiertem Natriumphosphat aufweist und sonst identisch ist mit der eben beschriebenen feuerabschirmenden Scheibe. Bei einer ähnlichen anderen Ausführungsform der Scheibe besteht die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht 3 aus hydratisiertem Kaliumphosphat. Es hat sich gezeigt, daß diese beiden Ausführungsformen der Erfindung ebenfalls den Vorteil, eine wirksame abschirmende Barriere zu bilden, ergeben und ihre Transparenz ohne den Eintritt eines Brandfalles während längerer *eit beibehalten.
Beispiel 2
Es wird eine, in Fig. 1 dargestellte, feuerabschirmende Scheibe hergestellt, die 4 mm starke Natronkalkglasplatten 1 und 2 und eine durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht 3 aus hydratisiertem Natriumborat, mit einer Dicke von 0,1 mm, aufweist.
Diese Schicht aus hydratisiertem Natriumborat erhält man dadurch, daß man die erste Glasplatte 1 horizontal ausrichtet und die obere Oberfläche mit einer Lösung von hydratisiertem Natriumborat be-
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handelt. Man läßt die in dieser Weise aufgegossene Lösung sich ausbreiten, so daß im wesentlichen die gesamte obere Oberfläche der Platte mit einer Natriumboratlösungsschicht mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke bedeckt ist, worauf man das Material mit Hilfe eines Warmluftstroms trocknet, der das nichtgebundene Wasser, das heißt das Wasser der Lösung, entfernt.
Nach dem Trocknen der durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht vervollständigt man die Scheibe durch Auflegen der zweiten Glasplatte I, wobei sich zeigt, daß die in dieser Weise gebildete Scheibe die gleichen Vorteile aufweist, wie die drei in Beispiel 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Scheiben. In Abänderung des Verfahrens werden die Glasplatten 1 und 2 dieser Scheibe vor dem Zusammensetzen zu der Scheibe chemisch getempert. Dieses chemische Tempern besteht darin, mit Hilfe eines auf 47O°C erhitzten Kaliumnitratbads, in das die Platten eingetaucht werden, die Natriumionen durch Kaliumionen auszutauschen.
Die Vorteile hinsichtlich der Beibehaltung der Transparenz und der Feuerbeständigkeit entsprechen bei dieser Scheibe denen der vorerwähnten, wobei diese Ausfuhrungsform den weiteren Vorteil der guten Bruchbeständigkeit gegenüber einem thermischen Schock besitzt, der während der ersten Minuten eines Brandes erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren Variante, die für den Fall geeignet ist, bei dem auf der einen Seite der Trennwand nur eine sehr geringe Brandgefahr ist, wird die auf diese Seite gerichtete Glasplatte durch eine Platte aus einem Kunststoffmaterial ersetzt, während gemäß einer dritten Ausführungsform die zweite Platte 2 der Scheibe durch eine laminierte Scheibe ersetzt wird, die zwei Glasplatten umfaßt, die mit Hilfe einer dazwischenliegenden Polyvinylbutyralschicht verbunden sind. Diese beiden Ausführungsformen behalten ebenfalls bis zum Eintreten des Brandfalls ihre Transparenz während langer Zeitdauer bei, wonach die durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schichten zu einer wirksamen feuerabschirmenden Barriere umgewandelt werden.
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Beispiel 3
Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung anhand einer schematischen Querschnittsansicht, die erkennen läßt, daß eine Platte aus einem durchscheinenden glasig kristallinen Material 4 mit einer durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht aus hydratisiertem Kaliumaluminiumsulfat überzogen und mit Hilfe eines Rahmens 6 mit einer zweiten Platte aus glasig kristallinem Material verbunden ist. Die glasig kristallinen Platten 4 und 7 besitzen jeweils eine Dicke von 6 mm und weisen eine bekannte Zusammensetzung auf. Die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht 5 aus hydratisiertem Kaliumaluminiumsulfat , die eine Stärke von 8 mm aufweist, wird wie folgt hergestellt: Man stellt eine Lösung von Kaliumaluminiumsulfat in destilliertem Wasser her und verdampft einen Teil der wässrigen Lösung, wodurch man eine viskose Flüssigkeit erhält, die sich leicht auf den Glasplatten ausbreiten läßt. Diese Flüssigkeit wird auf die obere Oberfläche der horizontal angeordneten glasig kristallinen Platte
4 aufgetragen und dann mit einem Warmluftstrom, der unter Verwendung eines Gebläses zugeführt wird, getrocknet.
Nach dem Trocknen der durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht
5 setzt man die die Schicht 5 tragende Platte 4 und die zweite glasig kristalline Platte 7 zusammen und verbindet sie mit einem Rahmen 6 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
Um die iellstruktur der durch Wärmeeinwirkung umwandelbaren Schicht während der Umwandlung des die Barriere bildenden hydratisierten Materials zu stabilisieren, kann man, bevor man die Schicht auf eine Glasplatte aufträgt,Polyvinylpyrrolidon zusetzen. Vorzugsweise verwendet man nicht mehr als 10 Gewichts-% Polyvinylpyrrolidon. Für diesen Zweck ist das unter der Bezeichnung "Bridolax O" erhältliche Material geeignet.
Diese Glasscheibe besitzt ausgezeichnete Feuerbeständigkeits- oder Feuerhemmungseigenschaften.
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Diese Glasscheibe ist aufgrund der Anwesenheit der durchscheinenden glasig kristallinen Platten ihrerseits durchscheinend und behält die optischen Eigenschaften während längerer Zeit bei. So hat sich gezeigt, daß die annähernde Durchsichtigkeit der Glasscheibe während längerer Zeit unverändert bleibt.
Einer Abänderung entsprechend wird eine feuerabschirmende Glasscheibe hergestellt, bei der die Glasplatten 4 und 7 aus Natronkalkglas bestehen und auf einer Seite eine Emailschicht aufweisen, die eine klassische Zusammensetzung aufweist und Kobaltoxid enthält. Diese Emailüberzüge werden auf das Innere der Scheibe, angrenzend an die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht 5 derart angeordnet, daß sie nicht mit der Umgebung in Berührung stehen..Die Schicht 5 besteht erneut aus hydratisiertem Kaliumaluminiumsulfat, wobei sich gezeigt hat, daß diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glasscheibe ebenfalls diese optischen Eigenschaften bis zu dem Brandfall, bei dem sie eine wirksame feuerabschirmende Barriere bildet, beibehält.
Bislang sind nur solche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Scheiben beschrieben worden, die aus mehreren Schichten bestehen. Es versteht sich jedoch auch, daß die Erfindung Scheiben umfaßt, bei denen die erste Schicht und die oder eine andere tragende Schicht mit Hilfe zusätzlicher Einrichtungen, zum Beispiel eines Rahmens, in einem Abstand voneinander festgehalten werden, wodurch sich eine Hohlscheibe ergibt.
Beispiel 4
Die in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsform umfaßt zwei Platten 8 und 9 aus glasig kristallinem, transparentem Material mit einer Dicke von jeweils 6 mm, die mit Hilfe des Rahmens 10 in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Der zwischen diesen beiden Platten vorhandene Raum 11, der eine Strecke von 8 mm überspannt, wird mit einer konzentrierten Natriumaluminiumsulfatlösung gefüllt, die die Schicht aus dem die thermische Barriere
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bildenden Material darstellt. Das Natriumaluminiumsulfat wird über ein in dem Rahmen 10 vorgesehenes Loch in den Innenraum der Scheibe eingefüllt, wobei das Loch anschließend verschlossen wird, um ein Lecken während des Transports und des Einbaus der Scheibe zu verhindern.
Die Höhe der eine flüssige, durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht aufweisenden Scheibe übersteigt vorzugsweise 1 m nicht, so daß die sich aufgrund dieser Schicht ergebenden hydrostatischen Kräfte leicht von der Scheibe aufgenommen werden können s ohne daß weitere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich sind.
Zwischen den Kanten der äußeren Oberflächen der Scheibenplatten 8 und 9 und den Ansätzen des sie verbindenden Rahmens IO ist ein deformierbares Dichtmaterial U angeordnet, das zum Beispiel aus Siliconkautschuk bestehen kann und das dazu dient, den Inhalt der Scheibe gegen ein Auslaufen zu schützen und der Scheibe die Möglichkeit gibt, ihre Dicke zu vergrößern,, wenn das Material im Innenraum 11 durch Wärmeeinwirkung in eine thermisch isolierende Barriere überführt wird.
Beispiel 5
Es wird eine Reihe von feuerabschirmenden Glasscheiben in der in Fig. J dargestellten Art hergestellt.
Diese Scheiben sind ähnlich wie die in Beispiel 4 beschriebenen mit dem Unterschied, daß der Innenraum 11 der Glasscheibe mit einer gesättigten wässrigen Lösung verschiedenartiger, die Barriere bildender Materialien gefüllt ist. Diese die Barriere bildenden Materialien sind insbesondere Natriumaluminat, Kaliumaluminat, Natriumplumbat, Kaliumplumbat, Natriumstannat und Kaliumstannat.
Die in den Beispielen 4 und 5 beschriebenen feuerabschirmenden Glasscheiben behalten ihre Transparenz bei, bis das die Barriere bildende Material,wenn die Scheiben gegebene Feuerbeständigkeitseigenschaften besitzen, im Brandfall umgewandelt wird.
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Claims (21)

  1. ■ 15 " 24U576
    Patentansprüche
    Feuerabschirmende Glasscheibe, umfassend eine bei ausreichender Erwärmung in Funktion 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, aus einem Aluminat, Plunibat, Stannat, Alaun, Borat und/oder Phosphat als hydratisiertes Metallsalz, das, wenn es ausreichend erwärmt wird, eine thermisch isolierende Barriere bildet, bestehende oder dieses enthaltende Schicht.
  2. 2. Scheibe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht als hydratisiertes Metallsalz ein Aluminiumsalz und/oder ein Alkalimetallsalz enthält.
  3. 3. Scheibe gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe lichtdurchlässig ist.
  4. 4. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht zu einem festen, porösen oder zelligen undurchsichtigen Körper umgewandelt werden kann.
  5. 5. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbar*
    ten Feststoff besteht.
    einwirkung umwandelbare Schicht aus einem bei 200C transparen-
  6. 6. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der Glasschicht(en) der Scheibe getempert ist.
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  7. 7. Scheibe gemäß Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die oder mindestens eine der Glasschicht (en) der Scheibe chemisch behandelt ist.
  8. 8. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei tragende Schichten aus Glasplatten umfaßt, die jeweils eine äußere Oberfläche der Scheibe bilden.
  9. 9. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form eines Laminats vorliegt, deren verschiedene Schichten über die Flächen miteinander verbunden sind.
  10. 10. Scheibe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht eine Dicke zwischen 0,1 mm und 8 mm aufweist.
  11. 11. Scheibe gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht eine Dicke zwischen 0,1 mm und 3 mm besitzt.
  12. 12. Scheibe gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht eine Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm aufweist.
  13. 13. Verfahren zur Herstellung einer laminierten, feuerabschirmenden Glasscheibe, umfassend eine bei ausreichender Erwärmung in Funktion tretende feuerhemmende Schicht, dadurch ge kennzeichnet, daß auf eine Seite einer tragenden Glasschicht eine aus einem Aluminat, Plumbat, Stannat, Alaun, Borat und/oder Phosphat als hydratisiertes Metallsalz, das, wenn es ausreichend erwärmt wird, eine thermisch isolierende Barriere bildet, bestehende oder dieses enthaltende Schicht aufgetragen und mit einer weiteren tragenden Schicht verbunden wird.
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  14. 14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als hydratisiertes Metallsalz ein Aluminiumsalz und/oder ein Alkalimetallsalz eingesetzt wird.
  15. "l 5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem hydratisierten Metallsalz in Form einer wässrigen Lösung aufgetragen wird, die vor dem uusammenfügen der Scheibe getrocknet wird.
  16. 16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als tragende Schichten lichtdurchlässige Schichten verwendet werden und die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht in Form einer lichtdurchlässigen Schicht aufgebracht wird.
  17. 17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennze ichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 8 mm aufgetragen wird.
  18. 18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 3 mm aufgetragen wird.
  19. 19. Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit einer Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm aufgetragen wird.
  20. 20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurclh gekennzeichnet, daß das hydratisierte Metallsalz als Bindemittel zum Verbinden der verschiedenen Schichten der Scheibe dient.
  21. 21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19., dadurch gekennzeichnet, daß die durch Wärmeeinwirkung umwandelbare Schicht mit der anderen tragenden Schicht verklebt wird.
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    L e e r s e i t e
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