TW201605617A - 防火玻璃板和防火嵌裝玻璃 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種防火玻璃板(10)，包含：至少一浮動玻璃板(1.1)，其具有大氣側(I)和錫浴側(II)；至少一保護層(3.1)，其被以加層表面的方式配置在該大氣側(I)和/或該錫浴側(II)上；和至少一防火層(2.1)，其被以加層表面的方式配置在該保護層(3.1)上；其中該保護層(3.1)是多層式層構造，且包含或含有摻雜金屬之氮化矽的第一副保護層(3.1a)、和錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的第二副保護層(3.1b)。

Description

防火玻璃板和防火嵌裝玻璃
本發明關於一種防火玻璃板，特別是用於防火嵌裝玻璃，其具有保護層，用於減少玻璃板隨著老化而產生的模糊(混濁、起霧)。本發明進一步關於製造此防火嵌裝玻璃的方法和其用途。
防火嵌裝玻璃為不同的領域所習知，且例如被應用於營建領域中。其通常包含至少兩個透明承載元件(例如兩個玻璃板)，且在該兩個透明承載元件之間配置了透明的膨脹材料所製成的防火層。例如從EP 0 620 781 B1已知含水鹼性矽酸鹽製成的防火層。當擦光(glazing)防火層時，鹼性矽酸鹽層內所含的水份在熱的作用下蒸發了，且鹼性矽酸鹽起泡沫。然後防火層的透明度(特別是因為熱輻射而)大幅地降低，且有一段時間防止不想要的熱傳輸。防火層的大幅膨脹通常導致該等玻璃板的其中一者碎裂，且特別是面對火源之玻璃板的碎裂。因此在其間夾有防火層的數個玻璃板係一個接一個地配置，用於改善熱保 護性和機械穩定性。
再者，從EP 0 192 249 A2已知基於具有80%至90%之特別高水份量的鹼性矽酸鹽的改良防火層。
具有此等防火層的防火玻璃板和防火嵌裝玻璃，隨著時間經過，常常會在可見的區域中顯現點狀或局部模糊。
因此本發明的目的在於提供一種防火玻璃板，其改善對老化的阻抗，且特別地減少老化期間的模糊。依據本發明的建議，藉由具有獨立請求項之特徵的防火玻璃板，可達到上述目的和進一步的目的。
藉由附屬請求項的特徵，使得本發明的有利設計明確化。
從另外的獨立請求項演繹出製造防火嵌裝玻璃的方法和防火玻璃板的用途。
本發明的防火玻璃板包含：至少一浮動玻璃板，其具有大氣側和錫浴側；至少一保護層，其以加層表面的方式配置在該浮動玻璃板的大氣側和/或錫浴側上；和至少一防火層，其以加層表面的方式配置在該保護層上；其中該保護層是多層式層構造，且包含或含有摻雜金屬之氮化矽的第一副保護層、和錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的第二副保護層。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計，保護層被設計成雙層式。
本文所謂「保護層被以加層表面的方式配置」意指「實質上被配置在浮動玻璃板的完整大氣側或錫浴側上」。在此，「實質上」意指「各側之至少70%，且較佳是至少85%，且特別是至少95%被保護層覆蓋」。相同的原則也可用於「防火層以加層表面的方式配置在保護層上」。特別是保護層被配置在浮動玻璃板之各側上的方式，使得防火層不直接接觸浮動玻璃板，而是只經由保護層。
本發明基於此認知，該認知是基於發明人的發現，其取決於玻璃的品質，一些浮動玻璃板之錫浴側接觸防火層，則在老化試驗中，穿過浮動玻璃板和防火層的配置觀看時，顯現嚴重的模糊。對照之下，如果以浮動玻璃板的大氣側接觸防火層，則在老化試驗中透過觀看，沒有顯現模糊或只顯現輕微的模糊。因此，藉由將本發明的保護層配置在浮動玻璃板的錫浴側和防火層之間，可以避免或大幅減少老化試驗中透過觀看時顯現模糊。
藉由下文的模式，可以瞭解本發明：在製造時，熱浮動玻璃板的錫浴側接觸錫浴。此導致形成接觸典型鹼性防火層時會發展成不均勻、帶狀模糊、和老化後之模糊外觀的表面，取決於錫層的形態學。接觸鹼性防火層的浮動玻璃板，其大氣側只顯現非常輕微且幾乎無法察覺的均勻模糊，且沒有導致帶狀模糊或只導致小的帶狀模糊。由於併入本發明的保護層，所以減少了錫浴側接觸鹼性防火層時的帶狀模糊，以致於類似於大氣側，看不到模糊或只有輕 微且幾乎無法察覺之均勻模糊。
在本發明之防火玻璃板的有利設計中，保護層只被以加層表面的方式配置在浮動玻璃板的錫浴側上，而不在大氣側上。
在本發明之防火玻璃板的有利設計中，防火層是鹼性的。
本發明的防火層有利地包含鹼性矽酸鹽或鹼性聚矽酸鹽，且較佳地包含鹼性矽酸鹽水玻璃。例如從EP 062 781 B1或EP 1 192 249 A2可知此等防火層。從DE 35 30 968 C2可知，另類的防火層包含鹼性磷酸鹽、鹼性鎢酸鹽、和/或鹼性鉬酸鹽。
又一類防火層包含具有固相聚合物且較佳是聚丙烯醯胺或N-甲基丙烯醯胺(從DE 27 13 849 C2可知)、或聚合的2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氯化銨(從DE 40 01 677 C1可知)的水凝膠。
防火層的厚度可大幅變化，且適於應用目地的各別需求。具有矽酸鹽的有利防火層具有0.5mm至7mm的厚度h，且較佳是1mm至6mm。具有水凝膠者的厚度在8mm至70mm之間。
本發明之第二副保護層至少包含錫/鋅氧化物或有摻雜的錫/鋅氧化物。錫/鋅氧化物或有摻雜的錫/鋅氧化物有利地為非結晶質(non-crystalline)。較佳是非晶質(amorphous)或局部非晶質(局部非結晶質)，但不是完全結晶質。此種非結晶質，第二副保護層具有特別的優 點，亦即其具有低的粗糙度，且因此形成有利的滑順表面，供待沉積在第二副保護層上的層之用，其中刮痕和點瑕疵被填充。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，第二副保護層包含銻、氟、硼、銀、釕、鈀、鋁、和鉭的摻雜。該保護層之金屬成份之摻雜的份量較佳是0.01%重量至10%重量，特別佳是0.1%重量至5%重量，且尤其是從0.5%重量至2.5%重量。具有此摻雜之第二副保護層的防火玻璃板，在老化期間顯現特別低的模糊。藉此，已發現摻雜銻的錫/鋅氧化物層特別地適合。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，第二副保護層具有鋅：錫的比值是5%重量：95%重量至95%重量：5%重量，且較佳是15%重量：85%重量至70%重量：30%重量。具有此混合物比值之錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的保護層特別地耐用，且在老化期間顯現特別低的模糊。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，第二副保護層包含0<z≦(y+2x)的SnxZnyOz或有摻雜的SnxZnyOz，且較佳是0.7*(y+2x)≦z≦(y+2x)，特別佳是0.9*(y+2x)≦z≦(y+2x)。具有此混合物比值之第二副保護層的防火玻璃板特別地耐用，且在老化期間顯現特別低的模糊。在本發明之防火玻璃板的特別有利設計中，第二副保護層包含ZnSnO3、有摻雜的ZnSnO3、Zn2SnO4、或有摻雜的Zn2SnO4、或其混合物。具有此混合物比值之第二副保護 層特別地耐用，且在老化期間顯現特別低的模糊。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，第二副保護層包含錫/鋅氧化物，且也可能包含金屬摻雜劑和製造中所固有的添加物。具有此混合比值之第二副保護層特別地耐用，且在老化期間顯現特別低的模糊。
錫/鋅混合氧化物的沉積例如發生在陰極濺鍍期間添加氧作為反應氣體下。
在本發明之第二副保護層的一種有利設計中，第二副保護層的層厚度db從2nm至200nm，較佳是10nm至50nm，且特別佳是13nm至21nm。具有這些層厚度之第二副保護層的防火玻璃板在老化期間顯現特別低的模糊。
本發明之第一副保護層至少包含一種摻雜金屬的氮化矽。摻雜金屬較佳是銻、銀、釕、鈀、鋁、和/或鉭。由於摻雜鋁的氮化矽層，所以在腐蝕試驗和刮痕試驗中，可獲得製造期間特別低模糊的最好結果。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，摻雜金屬(特別是第一副保護層之鋁)的份量是1%重量至20%重量，且較佳是3%重量至7%重量。具有此第一副保護層的防火層，在腐蝕試驗和刮痕試驗中顯現最佳的阻抗和耐用性。
在本發明之防火玻璃板的另一種有利設計中，第一副保護層的層厚度da從2nm至200nm，較佳是5nm至50nm，特別佳是從5nm至26nm，且特別地是從8nm至 13nm。具有此第一副保護層的防火玻璃板在腐蝕試驗和刮痕試驗中顯現最好的耐用性和最低的模糊。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，第一副保護層包含摻雜金屬且特別是摻雜鋁的氮化矽和製造中所固有的添加物。
從本發明所進行的試驗中發現，具有摻雜金屬之氮化矽的副保護層之雙層式保護層有優點，亦即錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的第二副保護層可被設計成比錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的單層式保護層更薄。 儘管如此，但是此雙層式保護層對鹼性防火層特別地有阻抗，且在老化期間顯現低模糊，尤其是在腐蝕試驗和刮痕試驗中有非常好的耐用性。
具有錫/鋅氧化物層或有摻雜之錫/鋅氧化物層的摻雜金屬之氮化矽合作的交互作用，甚至允許錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的第二副保護層能夠被被減少，以致於雙層式保護層的全部層厚度可被選擇成低於錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的單層式保護層，而且對於防火層具有一樣好的耐用性。保護層之全部層厚度的減少可導致防火玻璃板之光學特徵的改善，而且可增加透明度和減少色差。摻雜金屬之氮化矽層的處理技術非常簡單，製造成本低，且具有高度透明性。特別地，製造摻雜金屬之氮化矽層比製造錫/鋅氧化物層更便宜。
在一有利實施例中，摻雜金屬之氮化矽的第一副保護層被直接配置在浮動玻璃板的錫浴側上，且錫/鋅氧化物 或有摻雜之錫/鋅氧化物的第二副保護層被配置在第一副保護層上。由於此種層順序，所以可以獲得最好的結果。 但是應瞭解的是，可互換材料的順序，以致於第二副保護層被直接配置在浮動玻璃板的錫浴側上，且摻雜金屬之氮化矽的第一副保護層被配置在第二副保護層上。
以浮動方法來製造本發明的浮動玻璃板。此等方法可例如從FR 1 378 839 A得知。關於浮動玻璃的製造，在一連續製程中，柔軟的流體玻璃熔融質量被從一側連續地引導至液體錫的狹長浴上。熔融的玻璃飄浮在錫浴上，且擴展成均勻的玻璃膜。由於錫和液體玻璃的表面張力，所以形成非常滑順的玻璃表面。熔融的玻璃在錫浴的後端被冷卻並固化。浮動玻璃板在製造時飄浮在錫浴上的側面，在本發明的架構中被稱為錫浴側。浮動玻璃板位於錫浴之相對側的側面稱為大氣側。
浮動玻璃板包含或較佳是由硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、或鹼土矽酸鹽玻璃組成，且特別佳是由鹼石灰玻璃，且特別是依據EN 572-1：2004標準的鹼石灰玻璃。
浮動玻璃板有利地被熱預加應力或部份預加應力。被熱部份預加應力或預加應力的浮動玻璃板較佳具有30MPa至200MPa的預應力，且特別佳是70MPa至200MPa。此被部份預加應力或預加應力的浮動玻璃板可例如從DE 197 10 289 C1得知。被熱部份預加應力或預加應力的浮動玻璃板由於其高度穩定性，所以特別適於防火玻璃板。且保護層的創新功效特別有利。
浮動玻璃板的厚度可大幅變化，且非常適於各別情況的需求。較佳地使用具有1mm至25mm標準厚度的玻璃板，且較佳是2mm至12mm。玻璃板的尺寸可大幅變化，且依據本發明之應用的尺寸而變化。
浮動玻璃板可具有任何三維形狀。三維形狀較佳是沒有陰影區，以致於該三維形狀可例如藉由陰極濺鍍來塗覆。玻璃板較佳是平的或在一方向或空間的多方向中或多或少地彎曲。浮動玻璃板可為無色或彩色的。
本發明的浮動玻璃板包含二或更多各別浮動玻璃板在每一情況中經由至少一中間層而彼此連接的複合件。中間層較佳包含熱塑性塑膠，例如聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、或其數層，較佳是具有0.3mm至0.9mm的厚度。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，至少一結合(黏合)增進層或結合減少層被配置在保護層和防火層之間。結合增進層典型地包含有機的親水物質，其基於矽烷、鈦酸鹽、鋯酸鹽，且其可例如從EP 0 001 531 B1和EP 0 590 978 A1得知。結合減少層例如包含疏水性有機官能矽烷，例如氟烷基矽烷、全氟烴基矽烷、三氟烷基矽烷、氟烷基烷氧基矽烷、全氟烴基烷氧基矽烷、氟代脂基甲矽烷基醚、烷基矽烷、和苯基矽烷及矽樹脂。此等疏水性有機官能矽烷可從DE 197 31 416 C1得知。取代性的另一結合減少層包含聚合物蠟，較佳是基於聚乙烯。
在本發明之防火玻璃板的一種有利設計中，例如會影響防火玻璃板之光學性質的至少另一層被配置在浮動玻璃板的錫浴側和保護層之間。此另一層例如增加穿過防火玻璃板的透射、減少反射、或賦予顏色給透射的光。
保護層有利地可被電磁輻射穿透，較佳是波長300nm至1300nm的電磁輻射，特別是可見光。「穿透(transparent)」意指穿過塗覆有保護層之浮動玻璃板的總透射具有超過50%的透射，較佳是超過70%，且特別佳是超過90%。
本發明又包含一種防火嵌裝玻璃，其至少包括：本發明之防火玻璃板；和第二浮動玻璃板，其具有大氣側和錫浴側；其中該第二浮動玻璃板經由其大氣側以加層表面的方式被連接至防火玻璃板的防火層。
本發明之防火嵌裝玻璃的另一設計至少包含：本發明之防火玻璃板；和第二浮動玻璃板，其具有大氣側和錫浴側；其中該第二浮動玻璃板在錫浴側上包括本發明的第二保護層、和經由第二保護層以加層表面的方式被連接至防火玻璃板的防火層。
在本發明之防火嵌裝玻璃的另一有利發展中，防火玻璃板之浮動玻璃的大氣側以加層表面的方式被連接至第二防火層，且第二防火層以加層表面的方式被連接至第三浮動玻璃板的大氣側。
在本發明之防火嵌裝玻璃的又一取代性發展中，防火玻璃板之浮動玻璃板的大氣側以加層表面的方式被連接至 第二防火層，且第二防火層經由另一保護層被連接至第三浮動玻璃板的錫浴側。
此三層式嵌裝玻璃具有特別高的穩定度和防火效果。 應瞭解的是，依據類似的原理可以製造具有四或更多浮動玻璃層的防火玻璃板，其中本發明的保護層被配置在每一防火層之間，且直接鄰接地配置在浮動玻璃板的錫浴側，以創新地避免老化時透視看到模糊。此處的「直接鄰接地配置」意指沒有玻璃板存在錫浴側和防火層之間。
本發明另外包括依據第一浮動玻璃板、第一防火層、第二浮動玻璃板、第二防火層、和終止浮動玻璃板順序堆疊的防火嵌裝玻璃。其中本發明的保護層被配置在每一錫浴側和直接鄰接配置的防火層之間。
在本發明之此防火嵌裝玻璃的另一發展中，至少另一浮動玻璃板和另一防火層被配置在該堆疊順序中。應瞭解的是，本發明的另一保護層被配置在另一浮動玻璃板的每一錫浴側和直接鄰接配置的防火層之間。
防火嵌裝玻璃和特別地位在外部的浮動玻璃板可具有額外的功能性塗層，其具有反射紫外線和/或反射紅外線的功效，用於保護防火嵌裝玻璃，且特別地保護防火層，免於熱和紫外線輻射。此外，藉由氣體填充中間空間或將中間空間抽空，可使多個防火嵌裝玻璃形成絕緣的嵌裝玻璃。
本發明包含一種製造防火嵌裝玻璃的方法，至少包含：a.一保護層被沉積在第一浮動玻璃板的錫浴側上；b. 該第一浮動玻璃板和第二浮動玻璃板被保持在固定的距離，以致於模穴被形成在該第一浮動玻璃板的該錫浴側和該第二浮動玻璃板之間；和c.呈液體形式的防火層被鑄造進入該模穴內且被硬化。
在本發明之方法的一種有利實施例中，該方法的步驟被以一種方式重複，以致於相對於第一或第二浮動玻璃板，第三浮動玻璃被保持在一段固定的距離，且以第二防火層填充藉此形成的模穴。此方法的步驟也可平行地發生，換句話說，三個或更多的浮動玻璃板被同時保持在一段距離，且藉由同時倒入矽酸鹽的含水溶液或水凝膠內，以形成防火層。應瞭解的是，該方法也可重複地實施，用於形成具有四或更多個浮動玻璃板的多玻璃板式防火嵌裝玻璃。
藉由就其本身而言已知的方法，較佳是藉由磁場提升陰極濺鍍，可實施在方法步驟(a)中之保護層的沉積。 就浮動玻璃板之簡單、快速、不貴、和均勻塗層而言，此方法是特別地有利。
例如從DE 198 48 751 C1得知藉由反應性陰極濺鍍製造錫/鋅混合氧化物層的方法。較佳是以標靶沉積錫/鋅混合氧化物。標靶包含5%重量至95%重量的鋅，5%重量至95%重量的錫，和0%重量至10%重量的銻，和製造中固有的添加物。標靶特別地包含15%重量至70%重量的鋅，30%重量至85%重量的錫，和0%重量至5%重量的銻，和製造中固有的其他金屬添加物。例如在陰極濺鍍期間添加 氧作為反應氣體時，實施錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的沉積。
同樣地，例如藉由反應性陰極濺鍍來製造摻雜金屬的氮化矽層，特別地藉由使用摻雜金屬的矽標靶。然後例如在陰極濺鍍期間在添加氮作為反應氣體下，實施摻雜金屬之氮化矽的第一副保護層的沉積。
藉由蒸氣沉積、化學蒸氣沉積(CVD)、電漿提升化學蒸氣沉積(PECVD)、或藉由熔凝膠法、或藉由濕式化學法，可取代性地沉積第一和/或第二副保護層。
在方法步驟(b)中，第一浮動玻璃板和第二浮動玻璃板被保持在固定的距離，以形成模穴。例如藉由較佳地配置在浮動玻璃板之邊緣區域中的間隔件，可實現上述距離。藉此，該間隔件可保留在防火嵌裝玻璃內做為固定的組件，或再被移除。藉由外部的保持器，可取代性地固定浮動玻璃板。
尚未硬化且可澆注的防火層在方法步驟(c)中被鑄造進入模穴內，然後被硬化。在含水的鹼性矽酸鹽之防火層的情況中，鹼性矽酸鹽例如和含有或釋放二氧化矽的硬化劑結合在一起。由其所形成之可澆注的質量被鑄造進入模穴內。在此，在保留水成份期間，質量硬化成固態鹼性矽酸鹽層。例如從WO 94/04355或DE 40 01 677 C1得知製造水凝膠之防火層的方法。
在本發明之方法的另一有利發展中，在方法步驟(a)或在方法步驟(a)和(b)之間，第一浮動玻璃板 和/或第一浮動玻璃板及第二浮動玻璃板被熱預加應力或部份預加應力。
本發明另外包括本發明之保護層的用途，該保護層在浮動玻璃板的錫浴側和防火層之間，特別是鹼性防火層的防火層，用於減少浮動玻璃板老化的模糊。
本發明另外包括防火玻璃板的用途，其做為營建元件、房間的分隔件、建築物正面外部的零件、或建築物或路地車輛或水中車輛或空中飛行器的窗戶、或傢俱和設備的安裝零件。
下文藉由圖式和範例更詳細地解釋本發明。圖式並未完全依照比例尺。本發明絕不被圖式限制。
1、1.1、1.2、1.3‧‧‧浮動玻璃板
2.1、2.2‧‧‧防火層
3.1、3.2、3.3‧‧‧保護層
3.1a、3.2a‧‧‧第一副保護層
3.1b、3.2b‧‧‧第二副保護層
4‧‧‧黏性還原層
10、10.1、11‧‧‧防火玻璃板
100、101‧‧‧防火嵌裝玻璃
I‧‧‧(浮動玻璃板的)大氣側
II‧‧‧(浮動玻璃板的)錫浴側
b‧‧‧(浮動玻璃板的)厚度
d、da、db‧‧‧(保護層的)厚度
h‧‧‧(防火層的)厚度
圖1是本發明防火玻璃板之示意剖視圖；圖2A是本發明防火嵌裝玻璃之示意剖視圖；圖2B是本發明防火嵌裝玻璃之另一實施例的示意剖視圖；圖3是本發明防火嵌裝玻璃之另一實施例的示意剖視圖；圖4A是本發明防火嵌裝玻璃之另一實施例的示意剖視圖；圖4B是本發明防火嵌裝玻璃之另一實施例的示意剖視圖；圖5是本發明之方法的實施範例之流程圖； 圖6是具有不同保護層之防火玻璃板模糊的圖。
圖1顯示本發明之防火玻璃板10的示意剖視圖。防火玻璃板10包含浮動玻璃板1.1，其具有大氣側I和錫浴側II。浮動玻璃板1.1例如具有5mm的厚度b和2m×3m的尺寸。應瞭解的是浮動玻璃板1.1也可具有適於個別應用目的其他厚度和尺寸。
保護層3.1被配置在浮動玻璃板1.1的錫浴側II上。鹼性聚矽酸鹽製成的防火層3.1被配置在保護層3.1上。保護層3.1局部且較佳是實質地在浮動玻璃板1.1的整個錫浴側II上延伸。保護層3.1特別地在防火層2.1和浮動玻璃板1.1之間的全部表面上延伸。藉由此方式，確保浮動玻璃板1.1之錫浴側II的表面被保護而不接觸防火層2.1的鹼性聚矽酸鹽。
保護層3.1被設計成具有第一副保護層3.1a和第二副保護層3.1b的雙層式層構造。
第一副保護層3.1a例如包括摻雜鋁的氮化矽層，且藉由陰極濺鍍的方式沉積。該沉積係在陰極濺鍍期間，在添加氮作為反應氣體中，從摻雜鋁之矽的標靶進行。摻雜鋁的氮化矽層例如具有5%重量和8nm厚度da之摻雜金屬的份量。
藉由陰極濺鍍的方式來沉積具有摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b。用於沉積第二副保護層3.1b的 標靶含有68%重量的鋅、30%重量的錫、和2%重量的銻。該沉積係在陰極濺鍍期間，在添加氧作為反應氣體中進行。第二副保護層3.1b具有例如15nm的厚度db。因此整個保護層3.1的厚度d是23nm。
本案發明人的試驗顯示，具有3nm厚度da之摻雜鋁之氮化矽的副保護層3.1a可有利的增加老化阻抗、大幅減少模糊、和在腐蝕試驗及刮痕試驗中增加耐用性。
在此設計範例中，具有摻雜鋁之氮化矽的副保護層3.1a被直接配置在浮動玻璃板1.1的錫浴側II上，且具有摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b被配置在具有摻雜鋁之氮化矽的第一副保護層3.1a上。應瞭解的是，材料的順序也可互換，以致於摻雜銻之錫/鋅氧化物層被直接配置在浮動玻璃板的錫浴側上，且摻雜鋁之氮化矽層被配置在摻雜銻之錫/鋅氧化物層上。
防火層2.1例如包括硬化聚矽酸鹽，其由鹼性矽酸鹽和至少一種硬化劑(例如具有矽酸鉀或膠狀矽酸)形成。 在另一設計中，也可由氫氧化鉀溶液和二氧化矽直接製造矽酸鉀。二氧化矽和氧化鉀的莫耳比例(SiO2：K2O)例如為4.7：1。典型地，此種防火層2.1是pH值為12的鹼性。防火層2.1的厚度h例如為3mm。
圖2A顯示本發明之防火嵌裝玻璃100的示意剖視圖。本發明之防火嵌裝玻璃100例如包含圖1所描述之本發明的防火玻璃板10。此外，防火玻璃板10之防火層2.1的相反於保護層3.1的側面，以加層表面的方式連接 至第二浮動玻璃板1.2的大氣側I。第二浮動玻璃板1.2在實質上對應於例如浮動玻璃板1.1。
圖2B顯示本發明之防火嵌裝玻璃100另一範例的示意剖視圖。本發明之防火嵌裝玻璃100對應於圖2A的防火嵌裝玻璃100。接合減少層4被配置在保護層3.1和防火層2.1之間，且被配置在防火層2.1和第二浮動玻璃板1.2之間，以在有火的情況中改善特性。接合減少層4例如包含具有疏水效果的有機官能基矽烷。在有火的情況中，由於浮動玻璃板1.1和1.2的破裂，各片段可從防火層2.1拆離，而不會喪失防火層3.1的凝聚性，所以接合減少層4具有特殊的優點。
圖3顯示本發明之防火嵌裝玻璃100之另一範例的示意剖視圖。本發明之防火嵌裝玻璃100例如包含圖1所描述之本發明的防火玻璃板10。防火玻璃板10之防火層2.1的相反於保護層3.1的側面進一步藉由第二保護層3.2連接至第二浮動玻璃板1.2的錫浴側II。此外，第二浮動玻璃板1.2和具有防火層2.1的第二保護層3.2形成本發明的防火玻璃板10.1。依據本發明，因為浮動玻璃板1.1的錫浴側II和第二浮動玻璃板1.2的錫浴側II藉由保護層3.1和3.2而和防火2.1分離，所以可避免因老化而在視覺穿過防火嵌裝玻璃100時覺得模糊。
第一保護層3.1和第二保護層3.2包括雙層式層構造；其中第一副保護層3.1a和3.2a例如含有摻雜鋁之氮化矽，且在每一種情況中，被直接配置在浮動玻璃板1.1 和1.2的錫浴側II上。例如具有摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b和3.2b被配置在第一副保護層3.1a及3.2a和防火層2.1之間。
此種防火嵌裝玻璃100適於獨立的應用作為建築物中的營建元件或作為車輛的嵌裝玻璃。
圖4A顯示本發明之防火嵌裝玻璃101另一範例的示意剖視圖，其為三層式嵌裝玻璃的範例，具有三個浮動玻璃板1.1、1.2、1.3和兩個防火層21.、2.2。本發明之防火嵌裝玻璃101例如包含圖1所描述之本發明的防火玻璃板10，且具有第一副保護層和第二副保護層的雙層式保護層3.1。此外，防火玻璃板10之防火層2.1的相反於保護層3.1的側面以加層表面的方式連接至第二浮動玻璃板1.2的大氣側I。第二浮動玻璃板1.2在其錫浴側II包含第二保護層3.2，且藉由此第二保護層而連接至第二防火2.2層。第二浮動玻璃板1.2、保護層3.2、和防火層2.2再度形成本發明的防火玻璃板11。第二防火層2.2遠離第二保護3.2的那一側被連接至第三浮動玻璃板1.3的大氣側I。
圖4B顯示本發明之防火嵌裝玻璃101的另一實施範例。本發明之防火玻璃板10的防火層2.1被以加層表面的方式連接至第二浮動玻璃板1.2的大氣側I。浮動玻璃板1.1的大氣側I再被以加層表面的方式連接至第二防火層2.2。第二防火層2.2被以加層表面的方式連接至第三浮動玻璃板1.3的大氣側I。此實施例具有特殊的優點， 亦即因為只有浮動玻璃板1.1的錫浴側II被直接設置成鄰接於防火層2.1，且沒有被玻璃分離，由於設置在外部之浮動玻璃板1.2和1.3的適當配置，所以本發明只需一個保護層3.1，就可產生抗老化的防火嵌裝玻璃101。
圖4A和4B所顯示的三層式嵌裝玻璃具有特別高的穩定性和防火效果。應瞭解的是，依據類似的原理也可製造具有四個或更多個浮動玻璃板的防火玻璃板。其中，為了創新性地避免因老化而在觀看時看到模糊，本發明的保護層被設置在每一防火層和被直接且鄰接配置之浮動玻璃板的錫浴側之間。
此處所顯示之實施例的防火玻璃板10、11和防火嵌裝玻璃100、101，可另外包含在鄰接浮動玻璃板1.1、1.2、1.3和在防火層2.1、2.2周圍的邊緣密封之間的間隔件。該間隔件實質上屬於習知，且未顯示在此。邊緣密封的適當材料例如含有作為間隔件的聚異丁烯和作為邊緣密封的聚硫化物、聚胺甲酸酯、或矽酮。
圖5顯示本發明之方法其中一實施例的流程圖，用於製造本發明和圖2之防火嵌裝玻璃100。
圖6顯示具有不同個別成層之保護層的防火玻璃板10在老化測試中模糊的圖。在加速老化測試中的個別浮動玻璃板被浸沒在矽酸鉀的水溶液中達4小時之久，且溫度為80℃。在製造本發明的防火層時，含水矽酸鉀溶液是來自鹼性聚矽酸鹽水凝膠的鹼性成份。以BYK Gardner公司之「防衛模糊plus」型的量測模糊設備來量測模糊。
範例1是浮動玻璃板，其錫浴側II被單一錫/鋅氧化物層的保護層所塗覆。藉此，錫對鋅的比是50%重量：50%重量。保護層的厚度是25nm。依據老化試驗，測量結果為0.3%模糊。
範例2是浮動玻璃板，其錫浴側II被單一鋅氧化物層的保護層所塗覆。保護層的厚度d是25nm。依據老化試驗，測量結果為0.7%模糊。
範例3是浮動玻璃板，其錫浴側II被單一銦錫氧化物(ITO)層的保護層所塗覆。藉此，銦對錫的比是90%重量：10%重量。保護層的厚度d是25nm。依據老化試驗，測量結果為0.4%模糊。
比較性範例是浮動玻璃板，其大氣側I和錫浴側II都未被塗覆，且兩側都被暴露於矽酸鉀的水溶液。依據老化試驗，測量比較性範例的結果為8.9%模糊。
關於代表性的老化試驗，範例1至3和比較性範例之浮動玻璃板的大氣側I沒有被保護層保護，因此直接暴露於矽酸鉀的水溶液。從此結果可得出結論：因為錫浴側II接觸矽酸鉀的水溶液，所以實質地產生模糊。
相較於沒有保護層的比較性範例，範例1至3的每一保護層將浮動玻璃板的模糊降低至小於1%的值。範例1甚至以單一錫/鋅氧化物層的保護層將模糊降低89倍。對於熟悉該項技藝人士而言，此結果是非可預期的且令人驚訝的。
具有雙層式或多層式層構造之保護層3.1的創新性防 火玻璃板10可獲得更好的結果。
對本發明之防火玻璃板10的不同實施範例和比較性範例所進行之老化試驗和模糊試驗的結果，以結論的方式顯示在表1中。
檢查對於防火嵌裝玻璃的腐蝕試驗、刮痕試驗、和模糊試驗。防火玻璃板10具有浮動玻璃板1.1和鹼性防火層2.1，且保護層3.1在錫浴側II。該防火玻璃板10被連接至另一浮動玻璃板1.2的大氣側I，用於製造防火嵌裝玻璃。
在腐蝕試驗和刮痕試驗中，各防火嵌裝玻璃在80℃的溫度被儲存超過14天的時間。接著以目視檢查在腐蝕 試驗中之防火嵌裝玻璃的帶狀模糊，其中的帶子指向浮動玻璃板的生產方向。此帶狀模糊是由於防火層和浮動玻璃板1.1的錫浴側II相互作用。「非常好」表示在生產方向中幾乎沒有帶狀模糊被辨識出來。「滿意」表示相對地有很多帶狀模糊被辨識出來。
接下來以目視檢查在刮痕試驗中之防火嵌裝玻璃的隨機定向刮痕。生產固然產生的此等刮痕出現在浮動玻璃板1.1的錫浴側II。「非常好」表示幾乎沒有隨機定向的刮痕被辨識出來。「滿意」表示相對地有很多隨機定向的刮痕被辨識出來。
在模糊試驗中，各防火嵌裝玻璃在60℃的溫度被儲存超過1年的時間。以BYK Gardner公司之「防衛模糊plus」型的量測模糊設備來量測模糊，且顯示防火嵌裝玻璃均勻的模糊。此處的「非常好」表示非常輕微的模糊，而「滿意」表示較大的模糊。
保護層的材料被列在表1的第1欄，且層的厚度記載在第二欄。每一保護層被配置成直接鄰接於浮動玻璃板1.1的錫浴側II。細部的「鋁：氮化矽(3.1a)/銻：錫/鋅氧化物(3.1b)」描述本發明的保護層3.1，且例如說明保護層3.1包括雙層式層構造。藉此，上文提及之摻雜鋁之氮化矽的第一副保護層3.1a被直接配置在浮動玻璃板1.1上，且摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b被配置在第一副保護層3.1b和防火層2.1之間。因此，相反的順序施加至本發明的層順序「銻：錫/鋅氧化物(3.1b)/ 鋁：氮化矽(3.1a)」。
在令人驚訝的模式架構中可瞭解表中所顯現的傾向：單一摻雜銻之錫/鋅氧化物層做為浮動玻璃板1.1之錫浴側II的保護層，且有效率地保護錫浴側II免於防火層2.1的鹼性攻擊。此導致在腐蝕試驗中的良好結果，且在模糊試驗中只有非常低的模糊。在生產期間由於摻雜銻之錫/鋅氧化物相對地軟，所以發生大量隨機定向的刮痕，該等刮痕在刮痕試驗中損害防火嵌裝玻璃的外觀。
單一且相對硬的摻雜鋁之氮化矽層在腐蝕試驗中同樣導致良好的結果，和較少的帶狀模糊。但是在長期的模糊試驗中，單一摻雜鋁之氮化矽層只具有滿意的保護效果。
創新性的保護層3.1具有第一副保護層3.1a和第二副保護層3.1b；摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b直接在浮動玻璃板1.1的錫浴側II上；且摻雜鋁之氮化矽的第一副保護層3.1a在第二副保護層3.1b和防火層2.1之間；此種保護層3.1在模糊試驗和刮痕試驗中顯現良好的結果，但是在腐蝕試驗中只有滿意的結果。
保護層3.1具有第一副保護層3.1a和第二副保護層3.1b；摻雜硼之氮化矽的第一副保護層3.1a直接在浮動玻璃板1.1的錫浴側II上；且摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b在第一副保護層3.1a和防火層2.1之間；此種保護層3.1在模糊試驗中顯現良好的結果，在刮痕試驗中顯現較少的刮痕，但是在腐蝕試驗中可確定許多帶狀模糊。
創新性的保護層3.1具有第一副保護層3.1a和第二副保護層3.1b；摻雜鋁之氮化矽的第一副保護層3.1a直接在浮動玻璃板1.1的錫浴側II上；且摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b在第一副保護層3.1a和防火層2.1之間。令人驚訝地，此方式提供最好的結果，這些保護層3.1在三種試驗中全部顯現最好的結果。
藉此，特別顯著的是：相較於摻雜硼之氮化矽的第一副保護層，本發明之摻雜鋁之氮化矽的第一副保護層3.1a組合摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1，在腐蝕試驗和刮痕試驗中顯現大幅改善的結果。相較於摻雜非金屬之氮化矽層(此處特別是摻雜硼之氮化矽層)，硬度較大的摻雜金屬之氮化矽層3.1a(此處特別是摻雜鋁之氮化矽層3.1a)可解釋此改善的結果。硬度較大的摻雜金屬之氮化矽層3.1a組合摻雜銻之錫/鋅氧化物的第二副保護層3.1b在三種試驗中全部顯現最好的結果。
就熟悉該項技藝人士而言，此結果是非可預期的且令人驚訝的。
1.1‧‧‧浮動玻璃板
2.1‧‧‧防火層
3.1‧‧‧保護層
3.1a‧‧‧第一副保護層
3.1b‧‧‧第二副保護層
10‧‧‧防火玻璃板
I‧‧‧(浮動玻璃板的)大氣側
II‧‧‧(浮動玻璃板的)錫浴側
b‧‧‧(浮動玻璃板的)厚度
d、da、db‧‧‧(保護層的)厚度
h‧‧‧(防火層的)厚度

Claims (18)

  1. 一種防火玻璃板(10)，包含：至少一浮動玻璃板(1.1)，其具有大氣側(I)和錫浴側(II)，至少一保護層(3.1)，其被以加層表面的方式配置在該大氣側(I)和/或該錫浴側(II)上，和至少一防火層(2.1)，其被以加層表面的方式配置在該保護層(3.1)上，其中該保護層(3.1)是多層式層構造，且包含或含有摻雜金屬之氮化矽的第一副保護層(3.1a)、和錫/鋅氧化物或有摻雜之錫/鋅氧化物的第二副保護層(3.1b)。
  2. 如申請專利範圍第1項之防火玻璃板(10)，其中該保護層(3.1)是雙層式的層構造。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之防火玻璃板(10)，其中該第一副保護層(3.1a)被直接配置在該浮動玻璃板(1.1)上，且該第二副保護層(3.1b)被配置在該第一副保護層(3.1a)和該防火層(2.1)之間。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該保護層(3.1)被以加層表面的方式只配置在該浮動玻璃板(1.1)的該錫浴側(II)上。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該防火層(2.1)是鹼性的。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該防火層(2.1)包含鹼性矽酸鹽、鹼性矽 酸鹽水玻璃、鹼性磷酸鹽、鹼性鎢酸鹽、鹼性鉬酸鹽、和/或其混合物或層組成物，較佳是鹼性聚矽酸鹽、鹼性聚磷酸鹽、鹼性聚鎢酸鹽、鹼性聚鉬酸鹽、和/或其混合物或層組成物，且其中該鹼性元素較佳是鈉、鉀、鋰和/或其混合物，或該防火層(2.1)包含交聯的單分子物和/或聚合物的水凝膠，較佳是聚丙烯醯胺、聚-N-甲基丙烯醯胺、或聚合的2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲基氯化銨。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該第一副保護層(3.1a)之該摻雜金屬的份量是1%重量至20%重量，且較佳是從3%重量至7%重量，和/或該第一副保護層(3.1a)之該摻雜金屬是鋁。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該第一副保護層(3.1a)具有5nm至50nm的厚度da，且較佳是8nm至13nm。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之防火玻璃板(10)，其中在該第二副保護層(3.1b)中，鋅：錫的比值是5%重量：95%重量至95%重量：5%重量，且較佳是從15%重量：85%重量至70%重量：30%重量。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該第二副保護層(3.1b)包含至少一摻雜元素，較佳是銻、氟、硼、銀、釕、鈀、鋁、鉭，且該第二副保護層(3.1b)之該摻雜元素的份量從0.1%重量至5%重量，且較佳是從0.5%重量至2.5%重量。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該第二副保護層(3.1b)具有10nm至50nm的厚度db，且較佳是13nm至21nm。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之防火玻璃板(10)，其中該浮動玻璃板(1.1)包含硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鹼土矽酸鹽玻璃、或鹼石灰玻璃，且較佳是依據EN 572-1：2004的鹼石灰玻璃，和/或該浮動玻璃板(1.1)被熱預加應力或部份預加應力，和/或該浮動玻璃板(1.1)具有1mm至25mm的厚度b，且較佳是2mm至12mm，和/或該防火層(3.1)具有0.5mm至70mm的厚度h。
  13. 一種防火嵌裝玻璃(10,101)，至少包含：請求項1至12其中一項之防火玻璃板(10)，和浮動玻璃板(1.2)，其具有大氣側(I)和錫浴側(II)，其中該大氣側(I)或該錫浴側(II)經由保護層(3.2)被以加層表面的方式連接至該防火玻璃板(10)的該防火層(2.1)。
  14. 如申請專利範圍第13項之防火嵌裝玻璃(101)，其中該防火玻璃板(10)之該浮動玻璃板(1.1)的該大氣側(I)被以加層表面的方式連接至該防火層(2.2)，且該防火層(2.2)被以加層表面的方式連接至該大氣側(I)，或經由另一保護層(3.3)被連接至第三浮動玻璃 板(1.3)的該錫浴側(II)。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之防火嵌裝玻璃(10)，其中該浮動玻璃板(1.1)或該浮動玻璃板(1.2)被以加層表面的方式連接至具有另一防火層(2.2)和具有另一浮動玻璃板(1.3)之至少一堆疊系列，其中本發明的另一保護層(3.2)被配置在每一錫浴側(II)和直接鄰接地配置的防火層(2.2)之間。
  16. 一種製造防火嵌裝玻璃(100,101)的方法，至少包含：a.一保護層(3.1)被沉積在浮動玻璃板(1.1)的該錫浴側(II)上，b.該浮動玻璃板(1.1)和第二浮動玻璃板(1.2)被熱預加應力或部份預加應力，c.該浮動玻璃板(1.1)和該第二浮動玻璃板(1.2)被保持在固定的距離，以致於模穴被形成在該浮動玻璃板(1.1)的該錫浴側(II)和該第二浮動玻璃板(1.2)之間，和d.防火層(2.1)被鑄造進入該模穴內且被硬化。
  17. 如申請專利範圍第16項之製造防火嵌裝玻璃(100,101)的方法，其中以另一浮動玻璃板(1.3)和以另一防火層(2.2)，重複該方法的步驟至少一次。
  18. 一種保護層(3.1)的用途，該保護層在本發明請求項1至12其中一項之浮動玻璃板(1.1)的錫浴側(II)和防火層(2.1)之間，用於減少浮動玻璃板(1.1)因老化而模糊。
TW104116833A 2014-05-28 2015-05-26 防火玻璃板和防火嵌裝玻璃 TWI668105B (zh)

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