DE60026416T2

DE60026416T2 - Feuerschutzglasprodukt

Info

Publication number: DE60026416T2
Application number: DE2000626416
Authority: DE
Inventors: c/o Nippon Electric Glass Co. Ltd Yoshio Otsu-shi Hashibe; Nippon Electric Glass Co. Ltd Akihiko Otsu-shi Sakamoto
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2020-10-03
Also published as: CA2321483C; EP1088651A2; CA2321483A1; JP2001097747A; EP1088651A3; US20040053057A1; DE60026416D1; EP1088651B1; TW500702B

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Feuerschutzglasprodukt, wie etwa eine Glasplatte zur Verwendung als Baumaterial, um die Ausbreitung und Ausdehnung von Feuer zu verhindern und die Sicherheit während des Ausbruchs eines Feuers zu gewährleisten, und insbesondere ein Feuerschutzglasprodukt, das ein Hitzeabschirmungsmerkmal aufweist.
Als ein Glasprodukt, das ein Feuerschutzglas genannt wird, sind ein Drahtglas, ein vorgespanntes Glas und ein kristallisiertes Glas bekannt und bereits in die praktische Anwendung gesetzt worden. Solch ein Feuerschutzglas weist eine Hitzebeständigkeit auf und dient nicht nur dazu, beim Auftreten von Feuer Flammen und Rauch abzuschirmen, sondern dient auch als ein transparentes Fenster, um eine Sicht nach innen sicherzustellen. Das feuersichere Glas kann jedoch nicht wesentlich die Hitzestrahlung hin zu einem unverbrannten Bereich abmildern. Solch eine Hitzestrahlung kann die Ausbreitung von Feuer auf einen nächsten Raum und Schwierigkeiten bei der Gewährleistung eines sicheren Fluchtwegs verursachen.
Um die Hitzestrahlung abzuschirmen, ist der Vorschlag zu einem Feuerschutzglas gemacht worden, das einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, der zwei Glasplatten 1a und 1b umfasst, wobei eine Gelschicht 5 dazwischen angeordnet ist, wie es in 1 dargestellt ist. Nach Auftreten von Feuer schäumt die Gelschicht 5 auf, d. h. erzeugt Blasen, so dass sie ein Hitzeabschirmungsmerkmal zeigt.
Das oben erwähnte Glasprodukt verbraucht jedoch eine große Menge an Gelmaterial, so dass hohe Materialkosten erforderlich sind. Zusätzlich sind, da das oben erwähnte Ausführungskosten erforderlich. Darüber hinaus schäumt die Gelschicht bei Auftreten von Feuer in mehreren Minuten auf, so dass sie opak wird. Dies bedeutet, dass die Funktion der Gewährleistung der Sicht nach innen als transparentes Fenster im Wesentlichen nicht erwartet werden kann.
EP-A-0 389 291 und FR-A-2 293 566 beschreibt ein feuersicheres Glaslaminat, umfassend eine Vielzahl von feuerfesten Glasplatten, eine Harzzwischenschicht und eine Schicht zur Reflexion von Infrarot (IR).
GB-A-2 264 260 betrifft ein feuerbeständiges Laminat, umfassend eine Vielzahl von feuerfesten Glasplatten, eine Zwischenschicht und eine IR reflektierende Schicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Feuerschutzglasprodukt bereitzustellen, das sowohl Feuerbeständigkeits- als auch Hitzeabschirmungseigenschaften aufweist, das leichtgewichtig und dünn ist, so dass es leicht eingerichtet werden kann, und das keine Gelschicht benötigt.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst das Feuerschutzglasprodukt, das ein Hitzeabschirmungsmerkmal aufweist, eine Vielzahl von feuerfesten Glasplatten, eine zwischen angeordnete Harzzwischenschicht und ein Hitzestrahlenreflexionsfilm oder IR-Reflexionsfilm, der auf der Oberfläche von wenigstens einer der Glasplatten ausgebildet ist. Der Hitzestrahlenreflexionsfilm weist einen Reflexionsgrad von 70 % oder mehr für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm und eine mittlere Durchlässigkeit von 60 % oder mehr für sichtbare Strahlen auf.
Wenigstens eine der feuerfesten Glasplatten kann aus einem hitzebeständigen transparenten kristallisierten Glas gefertigt sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Feuerschutzglasprodukt ist der Hitzestrahlenreflexionsfilm, der transparent ist, auf einer oder beiden der sich gegenüber liegenden Oberflächen von wenigstens einer feuerfesten Glasplatte ausgebildet. Bei diesem Aufbau werden Wärmestrahlen, die bei Auftreten von Feuer erzeugt werden, durch den Hitzestrahlenreflexionsfilm reflektiert, so dass die Hitzeemission unterdrückt und die Hitzestrahlung zum nächsten Raum abgeschwächt wird. Darüber hinaus wird ein Harzmaterial, das als Zwischenschicht verwendet wird, durch einen Temperaturanstieg bei Auftreten von Feuer verdunkelt und absorbiert die Hitzestrahlen. Zu unüblichen Zeiten dient das erfindungsgemäße Feuerschutzglasprodukt durch Bereitstellung der Zwischenschicht, die das Splittern oder das Verstreuen von zerbrochenem Glas verhindert, wenn das Glasprodukt durch Kollision oder Einschlag beschädigt oder zerbrochen wird, als ein Sicherheitsglas.
Der Hitzestrahlenreflexionsfilm weist einen Reflexionsgrad von 70 % oder mehr für ein Licht einer Wellenlänge von 2500 nm auf. Bei Auftreten von Feuer fällt die Temperatur eines brennenden Gebiets innerhalb eines Bereichs zwischen 800 °C und 900 °C. An diesem Zeitpunkt entspricht eine Energieverteilung der Wärmestrahlung, die davon abgestrahlt wird, einem Licht der Wellenlänge 2000 bis 3000 nm. Wenn der Wärmestrahlenreflexionsgrad 70 % oder mehr für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm beträgt, reflektiert der Hitzestrahlenreflexionsfilm bei Auftreten von Feuer die Hitzestrahlung und unterdrückt ausreichend die Hitzestrahlung in das unverbrannte Gebiet hinein. Andererseits kann der Hitzestrahlenreflexionsfilm, wenn der Hitzestrahlenreflexionsgrad 70 % oder weniger für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm beträgt, die Hitzestrahlung nicht wesentlich abschwächen, so dass die Hitzeabschirmungscharakteristik nicht ausreichend ist. Der Hitzestrahlenreflexionsfilm weist solch eine spektrale Charakteristik oder eine Lichtselektivität auf, dass er einen Reflexionsgrad von 70 % oder mehr, 50 % oder mehr und 80 % oder mehr für Spektrallicht der Wellenlängen von jeweils 2500 nm, 1500 nm und 3000 nm aufweist.
Der Hitzestrahlenreflexionsfilm weist eine mittlere Durchlässigkeit von 60 % oder mehr für sichtbare Strahlen (400 nm bis 700 nm) auf. Wenn die mittlere Durchlässigkeit für die sichtbaren Strahlen geringer ist als 60 %, ist die Lichtdurchlässigkeit des Films so gering, dass kein ausreichender Blick- oder Sichtbereich durch die Glasplatte mit dem Film gewährleistet werden kann. Die verschlechtert die Funktion der Glasplatte als Fenster. Vorzugsweise weist der Hitzestrahlenreflexionsfilm einen mittleren Reflexionsgrad von 15 % oder weniger für sichtbare Strahlen auf.
Als Hitzestrahlenreflexionsfilm, der die oben erwähnte Charakteristik aufweist, wird vorzugsweise von einem Indiumoxidfilm, der Zinn enthält, einem Antimonoxidfilm, der Zinn enthält, einem Zinnoxidfilm, der Fluorid enthält, oder einem Zinnoxidfilm, der Antimon enthält, Gebrauch gemacht. Alternativ kann auch ein transparenter Film auf der Grundlage von ZnO verwendet werden. Diese Filme können auf der Glasplatte durch Sputtern, Sprayen, Tauchen oder dergleichen abgeschieden werden.
Der Hitzestrahlenreflexionsfilm weist eine Dicke zwischen 1000 Å und 15000 Å auf. Wenn die Dicke nicht größer als 1000 Å ist, neigt der Hitzestrahlenreflexionsfilm bei der Wellenlänge von 2500 nm dazu, innerhalb des Bereichs nicht größer als 70 % zu fallen. Wenn die Dicke nicht geringer als 15000 Å ist, neigt die mittlere Durchlässigkeit für sichtbares Licht dazu, innerhalb eines Bereichs nicht größer als 60 % zu fallen.
Als feuerfeste Glasplatte wird von einem sich wenig ausdehnenden kristallisierten Glas, einem Borosilikatglas, einem gehärteten Glas und dergleichen alleine oder in Kombination Gebrauch gemacht. Insbesondere wird das sich wenig ausdehnende kristallisierte Glas als Glasplatte bevorzugt, weil es gegen das Feuer beständig ist, das eine Längere Zeitdauer vorhält, und nicht bricht, auch wenn es von einem Sprinkler mit Wasser besprüht wird.
Bei Auftreten von Feuer dient die Harzzwischenschicht dazu, Hitzestrahlen zu absorbieren, weil das Harzmaterial durch unvollständige Verbrennung verkohlt (einschwärzt). Zu normalen Zeiten dient die Harzzwischenschicht dazu, die Sicherheit durch Verhinderung des Lösens und des Herabfallens von Glasstücken zu gewährleisten, wenn das Glas zerbrochen wird. Als harzmaterial wird von Fluorkohlenstoffharz oder Polyethylenterephthalatharz Gebrauch gemacht.
Um eine höhere Hitzestrahlenabschirmungscharakteristik zu erreichen, kann das Feuerschutzglasprodukt einen Doppelverglasungsaufbau aufweisen, der eine zusätzliche Glasplatte einschließt, die über eine Luftschicht angefügt ist. Die feuerfeste Glasplatte kann mit einer Natronkalkglasplatte kombiniert werden.
Nun werden Ausführungsbeispiele dieser Erfindung in Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Schnittansicht einer herkömmlichen Feuerschutzglasplatte, die eine Gelschicht aufweist;
2 ist eine Schnittansicht einer Feuerschutzglasplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung; und
3 ist eine Schnittansicht zur Beschreibung einer Mehrschichtglasplatte unter Verwendung der Feuerschutzglasplatte, die in 2 dargestellt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nun wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine Beschreibung gegeben, was Ausführungsbeispiele dieser Erfindung betrifft.
Wie es in 2 dargestellt ist, umfasst eine Feuerschutzglasplatte, die ein Hitzeabschirmungsmerkmal aufweist, zwei feuerfeste Glasplatten 1a und 1b, eine Harzzwischenschicht 2, die zwischen den Glasplatten 1a und 1b angeordnet ist, und einen Hitzestrahlungsreflexionsfilm 3, der an einer äußeren Oberfläche der feuerfesten Glasplatte 1a ausgebildet ist. Der Hitzestrahlungsreflexionsfilm 3 weist einen Reflexionsgrad von 70 % oder mehr für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm und eine mittlere Durchlässigkeit von 60 % oder mehr für sichtbare Strahlen auf.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst eine Mehrschichtglasplatte die in 2 dargestellte Feuerschutzglasplatte und eine zusätzliche feuerfeste Glasplatte 1c mit einer Luftschicht 4, die dazwischen angeordnet ist. Diese Struktur erzielt eine höhere Hitzeabschirmungscharakteristik. Die feuerfeste Glasplatte kann mit einer Natronkalkglasplatte kombiniert werden.
Nun werden zusammen mit Vergleichsbeispielen in Detail spezielle Beispiele der Feuerschutzglasplatte dieser Erfindung beschrieben werden.
Beispiel 1
Zuerst wurden zwei hitzebeständige transparente kristallisierte Glasplatten (FIRELITE, hergestellt von Nippon Electric Glass Co., Ltd.) hergestellt, von denen jede eine Abmessung von 950 × 600 × 4 mm und einen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung von –5 × 10^–7/°C aufweist.
Anschließend wurde unter Verwendung eines Sputtergeräts bei einer Temperatur von 350 °C ein ITO-Film (Indium-Zinn-Oxid-Film) auf einer Oberfläche einer der Glasplatten abgeschieden. Der ITO-Film wies eine Dicke von 4000 Å auf.
Dann wurde jede Glasplatte in ein Probenstück geschnitten, das eine Abmessung von 900 × 600 × 4 mm aufwies. Unter Verwendung des Probestücks wurde die spektrale Charakteristik der Glasplatte nach der oben erwähnten Abscheidung unter Verwendung eines Spektrophotometers gemessen. Hierin wurde der Reflexionsgrad als ein innerer Gesamtreflexionsgrad unter Verwendung einer Integrationssphäre gemessen, während die Durchlässigkeit ohne Verwendung der Integrationssphäre gemessen wurde.
Im Ergebnis betrug der Reflexionsgrad für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm 95 % und die mittlere Durchlässigkeit für sichtbare Strahlen betrug 81 %. Demgemäß waren diese Werte als äußere Erscheinung des Films zweckmäßig.
Anschließend wurde eine Harzzwischenschicht hergestellt, die aus einem Fluorkohlenstoffharzfilm gefertigt war, die ein Copolymer umfasste, das 40 Gewichts-% Tetrafluorethylen (TFE), 20 Gewichts-% Hexafluorpropylen (HFP) und 40 Gewichts-% Vinylidenfluorid (VDF) enthielt und eine molekulare Kettenstruktur aufwies. Der Film wies eine Dicke von 500 μm auf. Der Harzflm wurde zwischen den feuerfesten Glasplatten platziert und einem Thermokompressionsverbinden unterworfen, um die Feuerschutzglasplatte zu erhalten, wie sie in 2 dargestellt ist. Das Thermokompressionsverbinden wurde durch 15 Minuten langes Halten des Films bei einer bestimmten Temperatur unter einem Druck von 1.27 MPa ausgeführt.
Beispiel 2
Es wurden zwei vorgespannte Borosilikatglasplatten hergestellt, die eine Abmessung von 950 × 600 × 4 mm aufwiesen, gleich zu der bei Beispiel 1.
Anschließend wurde eine der Glasplatten durch einen elektrischen Ofen auf eine Temperatur von 600 °C aufgeheizt. Dann wurde auf einer Seitenfläche der oben erwähnten Glasplatte unter Verwendung eines Spraygeräts eine Zinnchloridlösung appliziert, die 1 % Antimon enthielt, um einen Antimon enthaltenden Zinnoxidfilm abzuscheiden. Der derart erhaltene Zinnoxidfilm wies eine Dicke von 2500 Å auf.
Auf die gleiche Art und Weise, wie der in Verbindung mit Beispiel 1 erwähnte, wurde die spektrale Charakteristik der Glasplatte nach der oben erwähnten Abscheidung gemessen. Im Ergebnis betrug der Reflexionsgrad für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm 78 % und die mittlere Durchlässigkeit für sichtbare Strahlen betrug 74 %. Diese Werte waren als äußere Erscheinung des Films zweckmäßig.
Danach wurde als Harzzwischenschicht eine Polyethylenterephthalatharzschicht hergestellt, die eine Dicke von 200 μm aufwies und an gegenüber befindlichen Seiten davon Klebeschichten ausgebildet aufwies. Unter Verwendung des Harzfilms wurden die zwei Glasplatten miteinander verklebt, um die Feuerschutzglasplatte zu erhalten, wie sie in 2 dargestellt ist.
Vergleichsbeispiel
Zu Vergleichszwecken wurde ähnlich zu der in Beispiel 2 eine vorgespannte Borosilikatglasplatte hergestellt.
Dann wurde auf die gleiche Art und Weise wie bei den oben erwähnten Beispielen die spektrale Charakteristik der Glasplatte gemessen. Im Ergebnis betrug der Reflexionsgrad für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm 7 % und die mittlere Durchlässigkeit für sichtbare Strahlen betrug 85 %.
Evaluierung
Jede Probe der Beispiele 1 und 2 und des Vergleichsbeispiels wurde einem Hitzeabschirmungstest unterzogen.
Der Hitzeabschirmungstest wurde auf die folgende Art und Weise durchgeführt. Zuerst wurde jede Probe an seinen Endflächen so an einem Rahmen fixiert, dass die Endflächen daran gehindert werden, aufgeheizt zu werden, und wurde vor einen flachen Heizofen angeordnet. Dann wurde die Probe gemäß einer Standardaufheizkurve aufgeheizt, die in der offiziellen Mitteilung Nr. 1125 des japanischen Bauministeriums vorgelegt wurde. Unter Verwendung eines Hitzeflusssensors, der in einem Abstand von 0.5 m vom Mittelpunkt einer unerhitzten Oberfläche der Probe angeordnet war, wurde die maximale Hitze, die daselbst empfangen wurde (W/cm²), nach dem Verstreichen von 60 Minuten gemessen. Jene Proben der Beispiele 1 und 2 wurden für einen Fall A, bei dem der Hitzestrahlungsreflexionsfilm auf einer erhitzten Seite oder auf einer Seite, die zur erhitzten Seite weist, angeordnet war, und für einen Fall B getestet, bei dem der Hitzestrahlungsreflexionsfilm auf der gegenüber liegenden oder unerhitzten Seite angeordnet war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, zeigte jedes der Beispiele nach Verstreichen von 60 Minuten (925 °C) eine empfangene Hitze, sie so klein war wie 1.0 bis 1.3 W/cm². Darüber hinaus wurde jedes der Beispiele mehr als etwa 15 Minuten lang nach Beginn des Erhitzens belassen, um zu ermöglichen, die andere Seite durch dieses zu sehen.
Für herkömmliche Feuerschutzglasplatten (von SAINT-GOBAIN CERAMIQUES IND. (FRANKREICH) hergestellt und unter dem Handelsnamen CONTRAFLAM verkauft), die die Gelschicht 5 zwischen zwei Glasplatten 1a und 1b angeordnet, wie es in 1 dargestellt ist, wurde der gleiche Hitzeabschirmungstest ausgeführt. Im Ergebnis war die empfangene Hitze ausreichen niedrig, aber das Aufschäumen der gelschicht 5 passierte so, dass die andere Seite nach Verstreichen von etwa 4 Minuten nach Beginn des Aufheizens nicht länger durch diese zu sehen war.
Beim Feuerschutzglasprodukt gemäß dieser Erfindung wird die Hitzestrahlung bei Auftreten von Feuer durch den Hitzestrahlenreflexionsfilm reflektiert und durch Schwärzung der Harzschicht, die zwischen den Glasplatten angeordnet ist, absorbiert. Deshalb weist die Feuerschutzglasplatte eine hohe Hitzeabschirmungscharakteristik auf. Dies unterdrückt die Möglichkeit der Verbrennung oder Entzündung von Materialien, die in einem Raum, der dem unter Feuer stehenden Raum benachbart ist, vorhanden sind, so dass die Ausbreitung von Feuer verhindert wird. Zusätzlich ist es möglich, bei Auftreten von Feuer einen sicheren Fluchtweg zu gewährleisten. Darüber hinaus kann, da die Lichtdurchlässigkeit für eine bestimmte Zeitdauer aufrechterhalten werden kann, der Brandstatus visuell bestätigt werden, um dadurch die Lebensrettung und die Brandbekämpfung zu erleichtern. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Feuerschutzglasprodukt eine geringe Dicke, ein geringes Gewicht und geringe Konstruktionskosten auf und wird deshalb zweckmäßigerweise als Baumaterial verwendet.

Claims

Feuerschutzglasprodukt, das ein Hitzeabschirmungsmerkmal aufweist, umfassend: – eine Vielzahl von feuerfesten Glasplatten; – eine Harzzwischenschicht, die zwischen benachbarten Glasplatten angeordnet und aus einem Material gefertigt ist, das aus Fluorkohlenstoffharz und Polyethylenterephthalatharz ausgewählt ist; und – ein Hitzestrahlenreflexionsfilm, der auf der Oberfläche von wenigstens einer der Glasplatten ausgebildet ist und eine Dicke zwischen 1000 Å und 15000 Å und einen Reflexionsgrad von 70 % oder mehr für ein Licht der Wellenlänge von 2500 nm und eine mittlere Durchlässigkeit von 60 % oder mehr für sichtbare Strahlen aufweist.
Feuerschutzglasprodukt nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der feuerfesten Glasplatten aus einem hitzebeständigen transparenten kristallisierten Glas gefertigt ist.
Feuerschutzglasprodukt nach Anspruch 1, wobei der Hitzestrahlenreflexionsfilm auf wenigstens einer der sich gegenüber liegenden Oberflächen der feuerfesten Glasplatten ausgebildet ist.
Feuerschutzglasprodukt nach Anspruch 1, wobei der Hitzestrahlenreflexionsfilm aus einem Material gefertigt ist, das aus Indiumoxid, das Zinn enthält, aus Antimonoxid, das Zinn enthält, aus Zinnoxid, das Fluor enthält, und aus Zinnoxid, das Antimon enthält, ausgewählt ist.
Feuerschutzglasprodukt nach Anspruch 1, wobei der Hitzestrahlenreflexionsfilm einen Reflexionsgrad von 50 % oder mehr für ein Licht einer Wellenlänge von 1500 nm und 80 % oder mehr für ein Licht einer Wellenlänge von 3000 nm und einen mittleren Reflexionsgrad von 15 % oder weniger für sichtbare Strahlen aufweist.
Feuerschutzglasprodukt nach Anspruch 1, wobei das Glasprodukt eine Doppelverglasungsstruktur aufweist, die eine zusätzliche Glasplatte beinhaltet, die über eine Luftschicht angefügt ist.