JP4707392B2 - 耐火窓ガラスユニット - Google Patents

Description

本発明は、互いに一定間隔で配置される少なくとも２枚の透明基材から成る耐火窓ガラスユニットに関するものであり、それによると、該基材間には少なくとも１枚の透明耐火層が存在する。

透明窓ガラスユニットを耐火窓ガラスとして形成するために、少なくとも１枚の透明耐火層を有する合わせガラスを用いた処理が知られている。このような耐火層の効果とは、例えば火災時には該耐火層が膨張し、その結果火災により発生する熱に対する遮蔽材となる硬化性の泡を生成しうることである。しかしながら、大抵のありふれた耐火システムでは、使用されている耐火層が紫外線安定性に欠けるという欠点を有する。ゆえに、耐火層は長期間にわたる日光暴露によって曇り、窓ガラスの外観を大きく損なうこととなる。このことは、窓ガラスの外観が非常に重要となる住宅地区、事務所地区、または他の公共地区において耐火窓ガラスが使用される際に特に不利となる。

耐火層の紫外線感度を低減するため、層の製造に際し種々の添加剤を用いる処理が知られている。例えばドイツ予備公開出願ＤＥ ４４ ３５ ８４１には、２枚の窓ガラス間の耐火層用添加物としてカリウム系水ガラスの使用が提案されている。ここで、カリウム系水ガラスから成る添加剤の量は、主たる条件の関数であって、紫外線に対する有害な感受性がもはや存在しないように選択される。前述の耐火層の主成分はナトリウム系水ガラスと水であるのに対し、微細な残渣は多価のアルコール類および／または糖類の形の有機添加物によって構成される。

前述の安定化した保護層の不利益は、耐火層の製造には複雑な過程ゆえ常に多大な努力を伴うことである。例えば、必要な前記カリウム系水ガラスの成分は、正確に決定する必要があると共に、層の構成の任意の変化に合わせて調節する必要がある。更に、この過程は１種類の耐火層にしか用いることができず、一方、他の方式は適当な添加物または同等な種々の溶液を必要とする。

国際特許出願ＷＯ ９９／３５１０２と、これに対応する日本特許出願ＪＰ １１１ ９９ ２７８には、紫外線吸収性の耐火窓ガラスが開示されており、そこでは、紫外線吸収化合物と反応するアミノシラン化合物のアミド化合物を含んだ紫外線吸収層が、火災時に泡立つ耐火層の前方に位置している。この方法は種々の耐火層に適しているものの、大変な労力が要求される。

従って、本発明の目的は、製造が容易であって、しかも高水準の紫外線安定性を示す少なくとも一つの透明耐火層を備えた耐火窓ガラスを提供することにある。

本発明によると、この目的は次のようにして達成される。すなわち、耐火窓ガラスユニットは、互いに一定間隔で配置される少なくとも２枚の透明基材から成り、該基材間には少なくとも１枚の透明耐火層が存在し、更に、該耐火窓ガラスユニットは、前記耐火層上への紫外線の入射を低減する透明酸化チタン（ＴｉＯ_２）層を、該耐火層の少なくとも一側に配置するようにして形成される。

後者の酸化チタン層は、該酸化チタン層背後の耐火層のために入射日光中の紫外線を吸収し低減する目的で、外側に面する耐火層の一側に配置される点で有利である。

前記耐火層が８００ｎｍ〜１４００ｎｍの波長スペクトル内で少なくとも７０％の吸収を示すように、耐火窓ガラスユニットを形成する点で有利であることが証明されている。これによって、保護すべき空間に熱が通らないようにしている。

前記酸化チタン層が３２０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長スペクトル内で３％〜１５％の吸収を示すように、耐火窓ガラスユニットを形成する点でも有利である。このようにして、紫外線による耐火層の損傷を大幅に防ぐことができる。

耐火窓ガラスユニットに含まれる耐火層の安定性を更に増すには、前記酸化チタン層が３２０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長スペクトル内で少なくとも４０％の反射を示すように、酸化チタン層を形成するのが実用的である。

耐火窓ガラスユニットの特に望ましい実施例の特徴は、酸化チタン層が３２０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長スペクトル内で４０％〜６０％の反射を示すことにある。

本発明の有利な実施例においては、紫外線吸収性の酸化チタン層は、窓ガラスユニットで外側に面する窓ガラスの表面に位置している。もう一つの特に望ましい実施例においては、紫外線吸収性の酸化チタン層は、窓ガラスユニットで外側に面する窓ガラスの内面と耐火層との間に位置している。そして、互いに一定間隔で配置される窓ガラスと耐火層に加え、耐火窓ガラスユニットには他の機能層を含めることもできる。これらの例には、赤外線反射用のフッ素ドープ酸化スズ層がある。また、外側の窓ガラスと耐火層との間に幾つかの機能層を設ける際には、種々の機能層の間に酸化チタン層を配置することもできる。この層の配置は、入射する紫外線を低減することによって周囲層の機能を損なわないように選択するのが望ましい。

酸化チタン成分を含む層は、通常、その表面に自己触媒作用を生じるようにして用いる。この作用は、天候と埃の影響から表面を保護するように働く。しかしながら、酸化チタンの紫外線吸収特性は、耐火窓ガラスに用いる際には驚くべき利点を生じる。これらの利点には、特に、本発明による酸化チタン層はほんの少しの処理過程でしかも種々の方法と一緒に利用できることを含んでいる。また、該耐火窓ガラスユニット内部の層の配置は、必要条件の関数として選択できる。更に、前記紫外線安定性は、耐火層の種類にかかわりなく達成できる点で有利である。従って、本発明による層構造は、種々の耐火層に用いることができる。

本発明の追加の利点、特徴、および実用的な改良点は、図面を参照しながらの、従属クレームと、望ましい実施例に関する以下の説明とによって見出すことができる。

図面の説明を以下に示す。図１は、外側の窓ガラスと耐火層との間に酸化チタン層を有する耐火ガラスユニットの特に望ましい実施例を示す。図２は、窓ガラスの外面上に酸化チタン層を有する耐火窓ガラスユニットの実施例を示す。

図１には、酸化チタン層を有する耐火窓ガラスユニットの本発明による構造に関わる特に望ましい実施例を示す。該耐火窓ガラスユニットは、互いに一定間隔で配置される少なくとも２枚の透明ガラス基材（１０；２０）と、同様に該ガラス基材間に配置される少なくとも１枚の透明耐火層（３０）とから成る。そして、この窓ガラスには、透明耐火窓ガラスの製造に用いられる従来の窓ガラスを使用することができる。

耐火層（３０）は種々の方法で形成することができる。例えば、その主成分が塩類と安定化ポリマーとの混合物を含んだ水である、既知のヒドロゲルを使用することができる。ここでは、安定化ポリマーはゲル形成剤として機能する。水ガラス、少なくとも一つのセルロース誘導体、および防腐剤と接合した水を含む耐火性混合物を使用することもできる点で有利である。該防腐剤は、例えば、硫酸銅、酢酸銅、安息香酸、またはそれらの混合物から成るグループの中から選択できる。

前記耐火層の製造には、ゾル−ゲル法、ゲル注型用樹脂法および／または流し込み法のいずれも用いることができる。流し込み法には、例えば望ましくは添加剤を含んだアルカリシリケート水溶液を使用し、その際、それは水平な窓ガラス上に注がれる。溶液中の水分は乾燥処理によって取り除かれ、その結果、層は硬化して固体耐火層を形成する。

このような耐火層は、一般的に、日光中に見られる長波長紫外線の４％〜１５％の範囲に及ぶ吸収水準を示す。しかしながら、吸収水準が約４％から始まるのでは、紫外線安定性はもはや保証されない。透明酸化チタン層（３０）を備える耐火窓ガラスに関する本発明の構造によって、入射する紫外線は８０％低減され、その結果、酸化チタン層の背後に配置された耐火層が吸収する紫外線は、入射する全入射紫外線の約４％以下となる。

図１に示す実施例においては、酸化チタン層は外側窓ガラス（１０）と耐火層（３０）との間に配置される。ここでは示していないが、これらの２層の間には追加の機能層を配置することができる。例えば、追加的な赤外線反射を達成するために、フッ素ドープ酸化スズを使用することができる。幾つかの機能層の場合には、酸化チタン層を種々の層の間に適切に挿入することができる。これらの層の機能が紫外線によって有害な影響を受けなければ、このことは層構造を選択するにおいて明らかに有利である。

本発明の特に望ましい実施例においては、酸化チタン層の厚さは１０ｎｍ〜７５ｎｍの範囲にある。つまり、適切な紫外線保護は厚さ１０ｎｍから始まり、そして、最大層厚は７５ｎｍを超えてはならないことが見出されているが、これは、さもなければガラスユニットの透明性が不足するからである。従って、前記構造を最適化する場合には、特に２０ｎｍ〜３０ｎｍの層厚を利用することが有利であることが見出されている。

該酸化チタン層については種々の方法が適用できる。例えば、この酸化チタンにはマグネトロンスパッター法が適用でき、該マグネトロンスパッター法は、ここではセラミックターゲットを用いて反応性雰囲気において実施するのが望ましい。また、ゾル−ゲル法と化学蒸着法（ＣＶＤ）は、このような関係においては適切な選択といえる。

図２には、本発明の他の特に望ましい実施例を示し、そこでは、透明酸化チタン層は、外側に面する窓ガラスの外面に位置している。

外側の窓ガラスと耐火層との間に酸化チタン層を有する耐火ガラスユニットの特に望ましい実施例を示す図である。 窓ガラスの外面上に酸化チタン層を有する耐火窓ガラスユニットの実施例を示す図である。

符号の説明

１０ 外側窓ガラス
１１ 外側窓ガラスの外面
１２ 外側窓ガラスの内面
２０ 内側窓ガラス
３０ 耐火層
４０ 酸化チタン層

Claims (10)

1. 互いに一定間隔で配置される少なくとも２枚の透明ガラス基材（１０、２０）から成り、該ガラス基材間には少なくとも１枚の透明耐火層（３０）が存在する耐火窓ガラスユニットにおいて、該耐火層（３０）上への紫外線の入射を低減する透明酸化チタン層（４０）を、該耐火層の少なくとも一側に配置することを特徴とする耐火窓ガラスユニット。
2. 前記酸化チタン層は、外側に面する窓ガラス（１０）の外面上に位置することを特徴とする請求項１記載の耐火窓ガラスユニット。
3. 前記酸化チタン層は、外側に面する窓ガラス（１０）の内面（１２）と耐火層（３０）との間に位置することを特徴とする請求項１または請求項２のうちのいずれか一項に記載の耐火窓ガラスユニット。
4. 前記耐火窓ガラスユニットは、耐火層（３０）と透明酸化チタン層（４０）に加えて、他の機能層を含むことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の耐火窓ガラスユニット。
5. 前記酸化チタン層（４０）の厚さは、１０ｎｍ〜７５ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の耐火窓ガラスユニット。
6. 前記酸化チタン層（４０）には、マグネトロンスパッター法、ゾル−ゲル法、または化学蒸着法が適用されることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の耐火窓ガラスユニット。
7. 前記耐火層は、８００ｎｍ〜１４００ｎｍの波長スペクトル内で少なくとも７０％の吸収を示すことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の耐火窓ガラスユニット。
8. 前記酸化チタン層は、３２０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長スペクトル内で３％〜１５％の吸
   収を示すことを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の耐火窓ガラスユニット。
9. 前記酸化チタン層は、３２０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長スペクトル内で少なくとも４０％の反射を示すことを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の耐火窓ガラスユニット。
10. 前記酸化チタン層は、３２０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長スペクトル内で４０％〜６０％の反射を示すことを特徴とする請求項９記載の耐火窓ガラスユニット。

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