DE4033545A1

DE4033545A1 - Verbundsicherheitsglasscheibe und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE4033545A1
Application number: DE19904033545
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl Chem D Marquardt; Wolfgang Dipl Ing Jaeger
Original assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: Flabeg Solar International GmbH
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1992-04-23
Also published as: DE4033545C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundsicherheitsglasscheibe mit mindestens zwei klar transparenten Einzelglasscheiben und einer dazwischen angeordneten Verbundschicht, die aus einem organischen Verbundmaterial auf Kunstharz - oder Polymerbasis und einem darin als getrennte Phase in Form flüssiger oder fester Partikel gleichmäßig dispergierten klar transparenten Lichtstreumaterial besteht, dessen Brechungsindex von demjenigen des Verbundmaterials verschieden ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Bei der Raumaufteilung in Gebäuden ist es häufig erwünscht, gewisse Bereiche durch Verglasungen optisch abzutrennen. Dies kann bei ansonsten klar transparentem Glas durch Bedrucken des Glases, Anbringen von Gardinen oder Jalousien oder, im Falle der Verwendung einer Verbundsicherheitsglas scheibe, durch Einbringen einer opaken Folie zwischen die Einzelglasscheiben des Verbundglases bzw. durch Verwendung einer opaken Verbundfolie erreicht werden. Nachteil bei all diesen Vorgehensweisen ist es, daß die Gesamt-Lichttrans mission in unerwünschter Weise vermindert wird. Im Falle einer Verbundsicherheitsglasscheibe mit herkömmlicher opaker Folie reduziert sich die Gesamttransmission von ca. 88% auf ca. 65%. Trotz dieser hohen, unerwünschten Reduzierung der Gesamttransmission enthält das gesamte transmittierte Licht noch einen direkt durchgehenden Anteil von ca. 15%, während nur etwa 50% des hindurchtretenden Lichtes gestreutes Licht sind. Erwünscht ist hingegen ein wesentlich höherer Anteil des gestreuten Lichtes, idealerweise 100%, an dem die Verbundglasscheibe durchsetzenden Licht, unter weitestgehender Vermeidung einer Reduzierung der Gesamttransmission durch die transparenz beseitigende Maßnahme.

Aus der DE-AS 23 14 622 ist eine Verbundsicherheitsglas scheibe der eingangs genannten Art bekannt, bei der zwischen zwei Einzelglasscheiben - unter dem Begriff "Glas" wird hier und im folgenden vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, transparentes anorganisches Silikatglas verstanden - ein Granulat aus klar transparenten kleinen Kügelchen, beispielsweise Glaskügelchen, angeordnet ist, welche durch ein Bindemittel zusammengehalten werden. Die mit dieser Verbundsicherheitsglasscheibe erreichbare Lichtdiffusion ist insoweit günstiger als bei der Verwendung einer opaken Verbundfolie mit nicht-transparenter, im wesentlichen durch Reflexion oder Absorption eine opalisierende Wirkung erreichender Folie, jedoch läßt der Lichtdurchgang noch zu wünschen übrig, weil der Brechungsindex des für das Verbinden der einzelnen klar transparenten kleinen Kügelchen der Verbundschicht verwendeten Bindemittels nicht auf einen größtmöglichen Lichtdurchgang optimiert ist.

Weiterhin ist aus der DE-OS 27 38 253 bereits ein Körper mit reversibel temperaturabhängiger Transparenz bekannt, bei dem in eine Matrix aus einem Verbundmaterial, welches bei Verbundsicherheitsglasscheiben der gattungsgemäßen Art prinzipiell verwendet werden könnte, Lichtstreupartikel aus organischem Material eingelagert sind, deren Brechungsindex von demjenigen der Matrix verschieden ist. Hierbei ergibt sich jedoch eine opalisierende Wirkung der Lichtstreu partikel nur bei ganz bestimmten Anwendungstemperaturen, bedingt dadurch, daß der vorgenannte Körper mit reversibel temperaturabhängiger Transparenz in erster Linie zum Anzeigen der Über- und Unterschreitung bestimmter Grenz temperaturen, wie z. B. bei Glatteiswarnvorrichtungen, bestimmt ist, so daß eine Anwendung für den Zweck z. B. der Raumaufteilung, wie eingangs beschrieben, ausscheidet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbund sicherheitsglasscheibe der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß die Gesamttransmission noch weiter erhöht wird und im Temperaturbereich von etwa -40°C bis etwa +130°C im wesentlichen konstant bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verbundmaterial klar transparent ist.

Die Erfindung schlägt gegebenenfalls vor, daß die Lichtstreupartikel einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 0,1 mm aufweisen.

Dabei kann vorgesehen sein, daß das Verbundmaterial aus Polyvinylbutyral(en), Polyacrylat(en), Polymethylmeta crylat(en), Polyester(n), vorzugsweise ungesättigt(en), Polyurethan(en) und/oder Epoxidharz(en) besteht.

Die Erfindung schlägt auch vor, daß zumindest ein Teil des Lichtstreumaterials in dem Verbundmaterial im wesentlichen unlöslich ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Lichtstreupartikel zumindest teilweise aus Polyvinylchloridpartikeln bestehen.

In weiterer Ausbildung dieser Ausführungsform schlägt die Erfindung vor, daß die Lichtstreupartikel zumindest teilweise aus Glaspartikeln bestehen.

Die Erfindung kann auch dadurch gekennzeichnet sein, daß zumindest ein Teil des Lichtstreumaterials aus einer in einem Monomer-/Präpolymer-System des Verbundmaterials im wesentlichen löslichen und beim Auspolymerisieren desselben zu der Verbundschicht sich zu den Lichtstreupartikeln dispergierenden Phase gebildet ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die dispergierende Phase Silikon(e) aufweist.

Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die dispergierende Phase aliphatische(s) Silikon(e) aufweist.

Die Erfindung schlägt fernerhin eine Ausführungsform vor, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Anteil der dispergierenden Phase an der Gesamtzusammensetzung des Verbundschichtmaterials vor dem Auspolymerisieren 1-3 Gew.-% beträgt.

Dabei kann vorgesehen sein, daß der Anteil der dispergierenden Phase an der Gesamtzusammensetzung des Verbundschichtmaterials etwa 2 Gew.-% beträgt.

Ferner schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundsicherheitsglasscheibe der beanspruchten Art vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zunächst eine Verbundfolie hergestellt und diese dann mit den angrenzenden Einzelglasscheiben verbunden wird.

Dabei kann vorgesehen sein, daß zur Herstellung der Verbund folie das Verbundmaterial verflüssigt oder gelöst und das in dem Verbundmaterial bzw. dessen Lösung zumindest teilweise unlösliche Lichtstreumaterial in diesem bzw. dieser fein dispergiert wird, ehe das Aushärten zur Verbundfolie erfolgt.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß das Verbundmaterial und das in diesem bzw. in dessen Lösung zumindest teilweise lösliche Lichtstreumaterial verflüssigt oder gelöst und alsdann durch Aushärten unter partikelförmiger Dispergierung des Licht streumaterials die Verbundfolie hergestellt wird.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Verbundschicht in situ durch Aushärten eines Monomer-/Präpolymer-Systems gebildet wird.

Auch schlägt die Erfindung gegebenenfalls vor, daß das in dem Monomer-/Präpolymer-System zumindest teilweise unlös liche Lichtstreumaterial in diesem fein dispergiert wird, ehe die Aushärtung zur Verbundschicht erfolgt.

Dabei kann auch vorgesehen sein, daß das in dem Monomer-/ Präpolymer-System zumindest teilweise lösliche Licht streumaterial in diesem aufgelöst und alsdann durch Aushärten unter partikelförmiger Dispergierung des Lichtstreumaterials die Verbundschicht hergestellt wird.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, die Nachteile der bekannten Verwendung einer opaken Folie in Verbundsicherheitsglasscheiben zur Erzielung eines optischen Trenneffektes dadurch zu vermeiden und die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen, daß auch die optischen Eigenschaften des Verbundmaterials der Verbundschicht auf den erwünschten Zweck hin optimiert werden, indem nämlich das Verbundmaterial klar transparent gewählt wird. Dadurch, daß die Verbundschicht aus einem klar transparenten Verbundmaterial besteht, dem ein Lichtstreu material in Partikelform zugesetzt ist, welches selbst klar durchsichtig ist, jedoch einen anderen Brechnungsindex aufweist als das Verbundmaterial und als getrennte Phase vorliegt, gelingt es, praktisch jedwede Verringerung der Gesamttransmission durch die opalisierende Schicht zu verhindern und einen höchstmöglichen Lichtdurchgang zu erzielen, der nur noch praktisch vernachlässigbare Anteile an nicht gestreutem Licht aufweist.

Grundsätzlich bestehen für die Herstellung der erfindungs gemäßen Verbundsicherheitsglasscheibe zwei Möglichkeiten. Einmal kann man zunächst eine Verbundfolie herstellen, wobei das Verbundmaterial und das Lichtstreumaterial nicht ineinander löslich zu sein brauchen, wobei es also lediglich wesentlich ist, daß sich die Brechungsindices der beiden Materialien unterscheiden; in diese Ausführungsform der Erfindung fällt beispielsweise die Verwendung von Polyvinylchlorid- oder Glaspartikeln in einem Polyvinyl butylralsystem. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Monomer-/Präpolymer-System in situ aushärten zu lassen, wobei die eintrübende, dispergierende Phase im Monomer-/ Präpolymer-System löslich sein sollte, um eine gleichförmige Eintrübung zu erreichen; die eintrübende, dispergierende Phase sollte sich dabei vorzugsweise erst während des Auspolymerisierens abtrennen. Für diese Ausführungsform haben sich besonders Silikone, insbesondere aliphatische Silikone, als geeignet erwiesen. Der verwendete Silikonanteil ist von der Löslichkeit im Polymersystem sowie vom Brechungsindex abhängig und liegt beispielsweise, bei bevorzugten Ausführungsformen und bei Anwendung von Gießharzmassen bekannter Art auf Acrylatbasis, bei etwa 2 Gew.-%. Da das Licht bei der auf diese Weise realisierten Verbundschicht nicht an den Lichtstreupartikeln reflektiert, sondern lediglich wiederholt gebrochen wird, lassen sich Gesamt-Lichttransmissionen von bis zu 90% realisieren, wobei der Anteil an gerichtetem Licht unter 5% gehalten werden kann.

Die Verbundsicherheitsglasscheibe nach der Erfindung läßt sich im übrigen nicht nur zur Raumaufteilung, sondern beispielsweise mit besonderem Vorteil auch bei Fassaden elementen verwenden, wie sie in der DE-OS 40 29 822 beschrieben sind, wobei statt der dort vorgesehenen Opalisierungsmaßnahmen (z. B. Flächenbedruckung von Glasscheiben) zum optischen Verdecken von Solarzellen anordnungen eine Verbundsicherheitsglasscheibe der erfindungsgemäßen Art eingesetzt werden kann.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert.

Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Verbundsicherheitsglasscheibe nach der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Scheibenebene.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, sind dort zwei Einzelglas scheiben 10, 12 über eine Verbundschicht 14 miteinander verbunden, die aus einem Verbundmaterial 16 und darin gleichmäßig dispergierten Lichtstreupartikeln 18 besteht.

Die Einzelglasscheiben 10, 12 bestehen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus klar transparentem Silikatglas. Das Verbundmaterial 16 besteht aus klar transparenter Gießharz masse, während die Lichtstreupartikel 18, die ebenfalls klar transparent sind, jedoch einen von dem Verbundmaterial 16 abweichenden Brechungsindex aufweisen, aus einer alipha tischen Silikonbasis bestehen, die in dem Gießharzsystem gelöst wurde und dann beim Aushärten in fein dispergierter Form homogen ausgefallen ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihrern verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Einzelglasscheibe
12 Einzelglasscheibe
14 Verbundschicht
16 Verbundmaterial
18 Lichtstreupartikel

Claims

1. Lichtstreuende Verbundsicherheitsglasscheibe mit mindestens zwei klar transparenten Einzelglasscheiben und einer dazwischen angeordneten Verbundschicht, die aus einem organischen Verbundmaterial auf Kunstharz- oder Polymer basis und einem darin als getrennte Phase in Form flüssiger oder fester Partikel gleichmäßig dispergierten klar transparenten Lichtstreumaterial besteht, dessen Brechungsindex von demjenigen des Verbundmaterials verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbund material (16) klar transparent ist.

2. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstreupartikel (18) einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 0,1 mm aufweisen.

3. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmaterial (16) aus Polyvinyl-butyral(en), Polyacrylat(en), Polymethyl metacrylat(en), Polyester(n), vorzugsweise ungesättigt(en), Polyurethan(en) und/oder Epoxidharz(en) besteht.

4. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Lichtstreumaterial (18) in dem Verbundmaterial (16) im wesentlichen unlöslich ist.

5. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstreupartikel (18) zumindest teilweise aus Polyvinylchloridpartikeln bestehen.

6. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstreupartikel (18) zumindest teilweise aus Glaspartikeln bestehen.

7. Verbundsicherheitsglasscheibe nach einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Lichtstreumaterials (18) aus einer in einem Monomer-/Präpolymer-System des Verbundmaterials (16) im wesentlichen löslichen und beim Auspolymerisieren desselben zu der Verbundschicht sich zu den Lichtstreupartikeln (18) dispergierenden Phase gebildet ist.

8. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dispergierende Phase Silikon(e) aufweist.

9. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dispergierende Phase aliphatische(s) Silikon(e) aufweist.

10. Verbundsicherheitsglasscheibe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der disper gierenden Phase an der Gesamtzusammensetzung des Verbund schichtmaterials vor dem Auspolymerisieren 1-3 Gew.-% beträgt.

11. Verbundsicherheitsglasscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der dispergierenden Phase an der Gesamtzusammensetzung des Verbundschichtmaterials etwa 2 Gew.-% beträgt.

12. Verfahren zum Herstellen einer lichtstreuenden Verbund sicherheitsglasscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Ver bundfolie hergestellt und diese dann mit den angrenzenden Einzelglasscheiben verbunden wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Verbundfolie das Verbundmaterial ver flüssigt oder gelöst und das in dem Verbundmaterial bzw. dessen Lösung zumindest teilweise unlösliche Lichtstreu material in diesem bzw. dieser fein dispergiert wird, ehe das Aushärten zur Verbundfolie erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, daß das Verbundmaterial und das in diesem bzw. in dessen Lösung zumindest teilweise lösliche Lichtstreu material verflüssigt oder gelöst und alsdann durch Aushärten unter partikelförmiger Dispergierung des Lichtstreumaterials die Verbundfolie hergestellt wird.

15. Verfahren zum Herstellen der Verbundsicherheitsglas scheibe nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundschicht in situ durch Aushärten eines Monomer-/Präpolymer-Systems gebildet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Monomer-/Präpolymer-System zumindest teilweise unlösliche Lichtstreumaterial in diesem fein dispergiert wird, ehe die Aushärtung zur Verbundschicht erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn zeichnet, daß das in dem Monomer-/Präpolymer-System zumindest teilweise lösliche Lichtstreumaterial in diesem aufgelöst und alsdann durch Aushärten unter partikelförmiger Dispergierung des Lichtstreumaterials die Verbundschicht hergestellt wird.