WO2015000090A2 - Fire-resistant glass pane and fire-resistant glazing - Google Patents

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WO2015000090A2
WO2015000090A2 PCT/CH2014/000092 CH2014000092W WO2015000090A2 WO 2015000090 A2 WO2015000090 A2 WO 2015000090A2 CH 2014000092 W CH2014000092 W CH 2014000092W WO 2015000090 A2 WO2015000090 A2 WO 2015000090A2
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glass
resistant
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Udo Gelderie
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Saint-Gobain Glass France
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

Definitions

  • the invention relates to the field of fire protection. It relates to a fire-resistant glass pane with a soda-lime glass in accordance with EN 572-1 (as of June 2014) and a fire-resistant glazing with such a fire-resistant glass pane as well as a method for producing a fire-resistant glazing.
  • a fire-resistant glass pane must remain effective in the event of a fire and prevent the passage of fire and smoke.
  • soda lime glass which has a lower cooling point of about 510 ° C-514 ° C.
  • a compressive stress can be generated in the glass sheet. The compressive stress increases the resistance and in particular the thermal shock resistance of the glass pane.
  • FR 2764596 shows a soda lime glass and its application, for example as fire protection glass.
  • the chemical composition of the disclosed soda-lime glass is not fully covered by the EN 572 standard (as of June 2014). As a result, the approval of glassware not covered by this standard is cumbersome and time consuming.
  • a soda-lime glass in accordance with EN 572-1 (as of June 2014) is composed as follows:
  • Alumina (A1203) 0% to 3%;
  • the fire-resistant glass pane made of soda-lime glass in accordance with EN 572 (as of June 2014) has a lower cooling point above 520 ° C and is thermally pre-stressed.
  • the lower cooling point also called “lower relaxation limit” or “strain point” represents a maximum service temperature of a glass component. Above this limit temperature, internal mechanical stresses are gradually reduced and the properties thereby changed permanently (but not irreversibly).
  • the viscosity of the glass at the lower cooling point is by definition 10 14'5 Pa s.
  • soda-lime glass has a lower cooling point of 510-514C.
  • a glass with a lower cooling point above 520 ° C especially above 525 ° C, especially at least 530 ° C or at least 535 ° C, it becomes possible to increase the biases in the glass during thermal tempering / hardening.
  • insufficient bias in the glass during thermal tempering / curing along with microvibrations at the glass edge is one of the major causes that can lead to spontaneous breakage in fire conditions.
  • the dilatometric softening point is, for example, at least 640 ° C, 645 ° C or 650 ° C, especially between 650 ° C and 680 ° C, compared to commercial soda-lime glasses with softening points between 615 ° C.
  • the softening point is closer to that of the glasses based on aluminosilicate or expensive special glasses such as alkaline earth silicate glasses, borosilicate glass, etc.
  • expensive special glasses can be produced according to the invention thermally tempered fire resistant glass panes in large quantities.
  • the durability of the fire-resistant glass pane depends, among other things, on a temperature difference between a center of the pane and an edge area of the fire-protection pane.
  • the edge region can be enclosed, for example, in a frame and is thus covered in the event of fire against the heat source. Therefore, the edge area is cooler in case of fire than the center of the pane, which is exposed directly to the fire.
  • the maximum temperature difference that the fire glass will endure before failure occurs is proportional to a stress that can be created by the thermal tempering in the fire protection glass pane.
  • the dilatometric softening temperature corresponds to the temperature at which a test specimen above a transformation area ceases to expand.
  • the fire-resistant glass pane may have a fire resistance period of at least 30 minutes, in particular at least 60 minutes, in particular at least 90 minutes.
  • the fire resistance may be considered as a component's ability to provide an effective barrier to the propagation of flames, smoke and hot lanes and / or to prevent the transmission of heat radiation.
  • a fire resistance period is defined as the minimum duration in minutes, during which the fire protection element meets certain standardized requirements when tested according to standardized test procedures with defined boundary conditions (EN 1364 and EN 1363) and under a certain temperature load. These possibly standardized requirements are, for example, in EN 13505 lists or defines and enables the classification of fire protection elements. The fire resistance period is thus a measure of the usefulness of the construction in case of fire. In other words, during the fire resistance period, the passage of fire through the fire protection element is prevented, thus ensuring an enclosure under fire conditions (EN 1363 and EN 1364).
  • the fire protection element can fulfill even more functions, such as a heat insulation.
  • the period of time within which the fire protection elements tested in accordance with the above-mentioned standards meet the corresponding criteria or requirements permits the classification of the fire protection element.
  • the fire protection elements can be classified as follows according to Nonn EN 13501 (as of December 2013). All classification times are given for each classification in minutes, using the classification times: 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 or 360.
  • the fire resistance period is thus defined as at least 10 minutes.
  • a fire protection element therefore meets the corresponding criteria or requirements for at least 10 minutes (see classification - EN 13501) for the fire resistance period.
  • the minimal criterion is the room closure.
  • a fire protection element must therefore be classifiable as at least E10.
  • the fire-resistant glass pane can have a thickness of, for example, a maximum of 19 mm, in particular a maximum of 15 mm, in particular a maximum of 10 mm, in particular maximum 6 mm.
  • a thickness of for example, a maximum of 19 mm, in particular a maximum of 15 mm, in particular a maximum of 10 mm, in particular maximum 6 mm.
  • the fire window is light, meets the requirements of EN 572 and a fire resistance period of at least 30 minutes, in particular at least 60 minutes, in particular at least 90 minutes may have.
  • Such a combination may be advantageous because such a fire-resistant glass can cover a wide range of applications.
  • a thermal expansion coefficient of the fire protection glass pane can with, for example 80XL O "7 K ⁇ 'to 86xlO ⁇ 7 K ⁇ ' is smaller than that of the commercial Kalknatronglases with 89xl0" be 7 K " '. Due to the smaller thermal expansion coefficient, the fire protection glass has a higher thermal stability and Therefore, especially in case of fire, it is possible to withstand greater temperature differences between an edge region of the fire protection glass pane and a center of the pane of the fire protection glass pane than the commercially available soda lime glass
  • Fire protection glass pane lies eg. In egg ⁇ nem range between a minimum of 75x10 "7 K -1, in particular minimal 80x10" 7 IC 1 and at most 84xl0 "7 K” 1, especially a maximum of 86x10 "7 K” 1.
  • the fire-resistant glass has good thermal shock resistance.
  • the fire-resistant glass pane has a lower density than aluminosilicate glasses. As a result, for example, a transport and installation of fire-resistant glass are facilitated.
  • Soda lime glass as a product is defined in the standard DIN EN 572 (as of 2012), whereby the mass requirements and the quality with regard to optical and / or visible defects are defined.
  • the fire-resistant glass panes discussed here can optionally according to embodiments also fall under this standard (as of 2012) for soda-lime glass for glass panes. More generally, soda-lime glasses are glasses with a substantial content of calcium oxide and of sodium oxide.
  • soda-lime-based glass sheets with increased lower cooling point are already known per se, for example from US 2012/234368, where a composition for a float glass pane as a substrate for photovoltaic cells is taught.
  • the substrate for the photovoltaic cell has at least one electrode.
  • the advantages of the glass pane selected in US 2012/234368 are improved thermal resistance, which allows compatibility with the manufacturing process of the photovoltaic cell.
  • soda-lime-based glass sheets with a lower cooling point above 520 ° C. are particularly advantageous in connection with a thermal tempering process.
  • a thermal tempering process the glass becomes as homogeneous as possible, i. as constant as possible over the cross-section, heated to a temperature (pretensioning temperature) which is about 100 ° C above the lower cooling point.
  • the glass sheet is cooled rapidly from the surfaces and placed in a residual stress state.
  • the cooling is carried out, for example, by blowing with Kaltluit or by pressing cold metal plates, whereby the glass sheet is strongly quenched.
  • the material on the surface solidifies very quickly, while the underlying material continues to contract on further cooling. In this way, in the glass surface to form a compressive stress, while the glass interior is under a tensile stress.
  • the tempering temperature is also increased compared to the tempering temperature for commercially available soda-lime glasses.
  • the temperature difference between the tempering temperature of the glass sheet and the temperature after cooling is greater than with commercially available soda-lime glass panes.
  • Microcracks or other pre-damages present in the surface of the glass pane are compressed by the compressive stress generated and hindered from opening, that is to say from initiation of a fracture, under load. Therefore, increased stability of the glass pane in comparison to commercially available soda-lime glasses can be achieved by increasing the prestressing of the glass pane.
  • the fire-resistant glass pane has, for example, a chemical composition with a Na 2 O content of at least 10% (lower limit in accordance with standard DIN EN 572), in particular from at least 1 1% to a maximum of 16%, in particular up to a maximum of 14% or 12.5%.
  • the fire-resistant glass pane in particular a smaller proportion of Na 2 0 than commercial soda lime glass with about 13.7% Na 2 0. This allows an increased high-temperature viscosity and an increased softening temperature can be realized. Too high a content of Na? 0 also leads to a lowering of the hydrolytic resistance and the thermal stability of the glass. Analogously, too high a content of K 2 O leads to the same disadvantages as an excessively high content of Na 2 O.
  • the Na 2 O content of the fire-resistant glass pane is, for example, at least 10%, in particular at least 1 1% and / or at most 12 %, in particular at most 1 1.5%.
  • the K 2 0 content of the fire protection glass pane for example, at most 1%, in particular more than 0.5% or even at most 0.3% or at most 0.1%. It turns out that a significant content of K 2 0 can significantly lower the lower cooling point.
  • the content of Na 2 O and K 2 O together is, for example, a maximum of 12.5%, in particular a maximum of 1.5%.
  • the fire-resistant glass pane preferably has a chemical composition with a maximum A1203 content of 3 percent by weight, wherein the minimum proportion of A1203 may be 0 percent by weight.
  • the alumina enables a hydrolytic resistance of the glass to be increased and a refractive index of the glass to be reduced.
  • the A1203 content of the fire-resistant glass pane is, for example, at least 0.5%, in particular at least P / o, 1.5% or 2% or at most at least 2.5%.
  • the fire-resistant glass pane does not have a chemical composition with an A1203 content between 1.5 and 3, in particular between 1.7 and 2.5 percent by weight.
  • Addition of CaO may be advantageous for reducing the high temperature viscosity of the glass. This will allow melting and refining of the glass while improving the lower cooling point and, associated therewith, the thermal stability of the glass Increasing the softening temperature and refractive index associated with the oxides of CaO will limit the CaO
  • the CaO content of the fire-resistant glass pane is preferably at least 8%, in particular at least 9%, 10%, the CaO content preferably being at a maximum of 13%, in particular not more than 12%.
  • MgO is used for improving chemical resistance while also lowering the viscosity of the glass.
  • a high content leads to an increased risk for devitrification.
  • the MgO content is preferably between 0 and 6%.
  • the fire-resistant glass pane preferably has a chemical composition with a maximum silica content of 72.5 percent by weight, the minimum proportion being 69 percent.
  • the fire-resistant glass for example, have a lower cooling point above 530 ° C. This makes it possible to achieve even better thermal prestressing, whereby the above-mentioned advantages are even more effective than with soda lime glass with a lower cooling point of about 520 ° C.
  • the lower cooling point of the fire-resistant glass pane for example, in a range between 520 ° C and 550 ° C, in particular at least 525 ° C, or at least 530 ° C, in particular at least 539 ° C, the lower cooling point, for example, not greater than 560th ° C is.
  • the lower cooling point of the fire-resistant glass pane is about 30 ° C higher than the lower cooling point of a commercially available soda lime glass pane with a lower cooling point of about 510 ° C.
  • a fire-resistant glazing has a transparent arrangement with a frame or (for frameless constructions, for example, for structural facades (structural glazing ')) of a holder, wherein the transparent arrangement has at least one first fire-resistant glass pane, which is fitted into the frame or held by the holder ,
  • the procedure according to the invention makes it possible for a failure of the fire-resistant glass pane in the event of a fire to be significantly delayed in comparison to a commercially available soda-lime glass pane according to the prior art.
  • the increased preload prevents the glass from breaking within the first few minutes of the fire.
  • the inventive method causes a delayed softening, whereby the fire-resistant glass pane not 30 minutes ago from the frame or the Bracket melts. It can also fire resistance periods of at least 60 minutes can be achieved.
  • the fire-resistant glass panes can be used in the production of, for example, laminated glass and insulating glass with fire protection properties. It is also possible to provide the fire-resistant glass pane with coatings based on metal / metal oxide (for example as infrared-reflecting coatings).
  • a method for producing a fire-resistant glazing comprises the following steps:
  • the method has at least the following further step:
  • the at least one first fire-resistant glass pane may be subjected to at least the following additional step:
  • the edge strength of the fire-resistant glass pane can be increased compared to untreated or untreated soda-lime glass panes.
  • the increase in edge strength is particularly pronounced when, as above described the fire glass after the additional Schiitt of grinding and polishing (Edges of the edges) has a high thermal bias.
  • the edge of a fire-resistant glass pane can be the starting point for a breakage of the glass pane with changing thermal load (for example due to solar radiation in the case of window panes) and in the event of fire under high thermal stress.
  • the changing thermal load arises, for example, by enclosing the fire protection glass pane in the frame, wherein the bordering with a certain installation depth of the fire protection glass pane is realized in the frame.
  • the edge of the fire glass is covered by the frame and may have a lower temperature than an uncovered area of the fire glass.
  • Such a temperature difference can particularly stress the edges and the fire glass in the vicinity of the edges.
  • the edge strength can be, for example, at least 60 MPa, in particular 60-90 MPa, in particular 65-75 MPa.
  • Mechanical grinding is a material-removing process. Grinding is a material-removing machining process in which material is removed by a large number of hard crystals (abrasive grains) of undefined geometry. During the grinding process, therefore, material is removed from the surface of the workpiece to be machined (for example, the edge of the fire-resistant glass pane) and thus scratches and grinding marks are produced. The finer the abrasive grain (small mean grain size), the flatter and finer the grinding marks.
  • the polishing can also be material-removing. The smoothing effect is typically achieved with at least one of two mechanisms during polishing. On the one hand, roughness peaks of the surface structure are plastically and partially plastically deformed and thus leveled. To the Another may also be a material removal (fine grinding), and possibly also filling depressions.
  • polishing lies in the achievable surface roughness. This is lower after polishing after sanding. Polishing may be performed directly as a continuation of mechanical grinding and with a smaller average abrasive grain size than grinding. By definition, polishing of the edge is done with a second means different from the first means used for grinding.
  • the ground and polished edges can have no microcracks greater than 250 nm. It is also possible to carry out several grinding steps or several polishing steps in succession.
  • a first abrasive has a larger mean grain size than a second abrasive, wherein the edge is first ground (coarse) with the first abrasive and then (fine) ground with the second abrasive. It is of course possible to use my.- as two abrasives, which is always used first when grinding a coarser abrasive and then a finer abrasive is used.
  • the polishing is carried out with a polishing agent, which has a finer or smaller average grain size than the last abrasive.
  • the fire-resistant glass pane is cut to a desired size.
  • a cutting of the fire-resistant glass pane takes place in particular in such a way that as little as possible microdamage and microcracks are caused on the glass surface. This is due to the fact that the fewer microdamage and microcracks are present through the cut in the glass, the less micro damage and MikiOrisse must be removed with the help of the additional grinding and polishing step.
  • the edge of the fire glass may also have a profile.
  • the profile may have a U-like shape and may well conform to the frame or seal in the frame or holder.
  • the finished edge has no or hardly any irregularities.
  • the profiling of the edges if they are formed over the entire length of the edges. This makes it possible to avoid hard transitions and thus reduce the number of possible starting points for bursting the fire glass. Further preferred Ausyoglirungsformen emerge from the dependent claims. Characteristics of the method claims are analogously combined with the device claims and vice versa.
  • a commercially available soda-lime glass has the following composition:
  • the commercially available soda-lime glass has a lower cooling point of considerably less than 520 ° C. It is cut to a glass thickness of 6 mm by means of processes according to the prior art. The glass is ground circumferentially by means of cup wheels in a grinding unit and then polished. The glass removal during grinding is 1 mm per side:
  • Such a glass is thermally pre-stressed.
  • the tensile strength according to EN 1288-3 is approx. 200 MPa. If such a glass is installed in a frame system, the glass melts in the fire test after 28 minutes from the frame system, because it has exceeded its softening point and the mechanical stability is no longer given. This means that the fire resistance time is reached after 28 minutes.
  • Example 2 In order to achieve a better fixation of a glass pane towards the end of the fire resistance time, the glass pane is installed in a frame with a 5 mm higher edge coverage (larger edge coverage) than in example 1. If the glass sheet produced as described in Example 1 is tested in such a manner, the glass burst due to a so-called spontaneous breakage in the first few minutes of the firing test. The spontaneous break is due to a large temperature difference between the covered, cool edge of the glass and the hot center of the disk, which is exposed directly to the fire. The temperature difference in this example exceeds a maximum tensile stress generated during thermal toughening.
  • the fire-resistant glass pane has the following composition in percent by weight:
  • a fire-resistant glass pane with such a composition has a lower cooling point of 537 ° C. This is 27 ° C higher than the strain point of a standard composition containing 71.8% Si0 2, 0.6% A1 2 0 3, 9.5% CaO, 4.0% MgO, 13.7% Na 2 0, 0% K 2 0 and 0.28% to S0. 3 From the molten glass composition, a glass sheet is pulled by means of the so-called float process. This fire-resistant glass pane has a low tendency to scratch and a significantly higher dilatometric softening temperature than the glass pane of Examples 1 and 2.
  • the cooled fire glass is now cut to a size that is desired by a user, here on 6000 mm x 3210 mm, the glass has a thickness of for example 6 mm.
  • the edges of the fire-resistant glass pane are first ground using a grinding wheel with a mean grinding grain size of 151 microns. Subsequently, the edges of the fire-resistant glass pane are ground with a further grinding wheel with a mean abrasive grain size of 91 microns. Thereafter, the edges of the fire-resistant glass pane are ground with a grinding wheel with an abrasive grain size of 39 microns. Finally, the edges are polished to a high gloss with a polish.
  • the fireproof glass pane is thermally tempered by heating the drawn and possibly pre-processed (cut, grind, profile, polish, etc.) glass sheet in an oven uniformly and homogeneously over the entire thickness and width of the glass pane.
  • the temperature to which it is heated depends, among other things, on the lower cooling temperature. The higher the lower cooling temperature, the higher the temperature for homogeneous heating (tempering temperature). In the present example, the tempering temperature is 700 ° C. After the glass sheet has been heated homogeneously to the tempering temperature, it is quenched to a temperature below the lower cooling temperature.
  • quenching maintains the atomic order on the surface of the glass pane (it is "frozen") and that Glass in the interior of the glass pane can relax into its equilibrium state and contract when cooled further.
  • This results in a compressive stress on the surface of the glass pane ie the glass pane is thermally pre-stressed. Cracks in the surface of the glass sheet are compressed by the generated compressive stress and prevented from opening, that is to say at the initiation of a fracture, under load.
  • the glass sheet is cooled, for example, with cold air (5 ° C) or a bath or with the aid of a metal plate.
  • the bias that can reach the glass for example, depends on the lower cooling point of the dilatometri see softening temperature, a temperature difference between tempering temperature and temperature of the cold air and a cooling rate.
  • the fire-resistant glass Due to the smaller coefficient of thermal expansion, the fire-resistant glass has a higher thermal stability and therefore can withstand greater temperature differences between the edge region and the center of the pane than the commercially available soda-lime glass.
  • the thermally toughened fire-resistant glass pane is inserted into a frame with the previously processed edges (profiled and / or ground and polished). The frame holds the fire-resistant glass pane. The fire protection glass pane is enclosed in the frame with a certain installation depth.
  • Example 4 laminated glass / insulating glass
  • the fire-resistant glass pane can be produced as a laminated glass with an intermediate layer of polyvinyl butyral (PVB). Two pre-stressed fire glass panes are connected by a plastic layer of PVB.
  • PVB polyvinyl butyral
  • another transparent carrier is present, for example a further transparent glass or plastic pane. The further transparent carrier is separated from the laminated glass by a gap which is filled with air or inert gas. This makes the laminated glass fire-resistant insulating glass.
  • another profile can also be ground or, if necessary, a corresponding cut can be dispensed with.
  • An alternative cut may correspond to a chamfer.
  • the profile may be bevelled or flattened and / or have the smoothest possible course without prominent corners or edges.
  • the profile extends over the entire circumference of the fire-resistant glass pane, ie along all edges, ie in full. It is also possible that the fire-resistant glass is fully ground and polished, but has no special profile, or that the edges are only partially ground, polished or profiled.

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Abstract

A fire-resistant glass pane made of a soda-lime glass has a lower cooling point above 520°C and, for example, a softening point of 640°C and higher and a coefficient of thermal expansion of less than 85 x 10-7 K-1 and is thermally tempered. Increased compressive stress compared to commercially available soda-lime glass is made possible thereby, which results in an increased stability of the fire-resistant glass pane.

Description

BRANDSCHUTZGLASSCHEIBE UND  FIRE PROTECTION GLASS WHEEL AND
BRANDSCH UTZ VERGLASUNG  FIREPLACE UTZ GLAZING
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Brandschutzes. Sie bezieht sich auf eine Brandschutzglasscheibe mit einem Kalknatronglas gemäss EN 572-1 (Stand Juni 2014) und eine Brandschutzverglasung mit einer solchen Brandschutzglasscheibe sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Brandschutzverglasung. The invention relates to the field of fire protection. It relates to a fire-resistant glass pane with a soda-lime glass in accordance with EN 572-1 (as of June 2014) and a fire-resistant glazing with such a fire-resistant glass pane as well as a method for producing a fire-resistant glazing.
Eine Brandschutzglasscheibe muss im Falle eines Brandes raumabschliessend wirksam bleiben und den Durchtritt von Feuer und Rauch verhindern. Für Brandschutzglasscheiben wird beispielsweise Kalknatronglas verwendet, das einen unteren Kühlpunkt von etwa 510°C-514°C aufweist. Durch ein thermisches Vorspannen von handelsüblichen Kalknatrongl asscheiben kann eine Druckspannung in der Glasscheibe erzeugt werden. Die Druckspannung erhöht die Widerstandsfähigkeit und insbesondere die Temperaturwechselbeständigkeit der Glasscheibe. A fire-resistant glass pane must remain effective in the event of a fire and prevent the passage of fire and smoke. For fire glass panes, for example soda lime glass is used, which has a lower cooling point of about 510 ° C-514 ° C. By thermal tempering of commercially available soda lime slices, a compressive stress can be generated in the glass sheet. The compressive stress increases the resistance and in particular the thermal shock resistance of the glass pane.
FR 2764596 zeigt ein Kalk-Natron-Glas und seine Anwendung, beispielsweise als Brandschutzglas. Die chemische Zusammensetzung des offenbarten Kalk-Natron- Glas ist nicht vollumfänglich von der Norm EN 572 (Stand Juni 2014) umfasst. Dies hat zur folge, dass die Zulassung von Glasartikeln die nicht unter diese Norm fallen umständlich und zeitaufwendig ist. Ein Kalknatronglas gemäss EN 572-1 (Stand Juni 2014) ist wie folgt zusammengesetzt: FR 2764596 shows a soda lime glass and its application, for example as fire protection glass. The chemical composition of the disclosed soda-lime glass is not fully covered by the EN 572 standard (as of June 2014). As a result, the approval of glassware not covered by this standard is cumbersome and time consuming. A soda-lime glass in accordance with EN 572-1 (as of June 2014) is composed as follows:
Siliciumdioxid (Si02) 69% bis 74%;  Silica (SiO 2) 69% to 74%;
Calciumoxid (CaO) 5% bis 14%;  Calcium oxide (CaO) 5% to 14%;
Natriumoxid (Na20) 10% bis 16%;  Sodium oxide (Na 2 O) 10% to 16%;
Magnesiumoxid (MgO) 0% bis 6%;  Magnesium oxide (MgO) 0% to 6%;
Aluminiumoxid (A1203) 0% bis 3%;  Alumina (A1203) 0% to 3%;
Andere 0% bis 5%. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Brandschutzglasscheibe. eine verbesserte Brandschutzverglasung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen.  Other 0% to 5%. It is an object of the invention to provide an improved fire-resistant glass pane. To provide an improved fire-resistant glazing and a method for their production.
Diese Aufgaben lösen eine Brandschutzglasscheibe, eine Brandschutzverglasung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Brandschutzverglasung wie in den Patentansprüchen definiert. These objects are achieved by a fire-resistant glass pane, a fire-resistant glazing and a method for producing a fire-resistant glazing as defined in the patent claims.
Die Brandschutzglasscheibe aus einem Kalknatronglas gemäss EN 572 (Stand Juni 2014) hat einen unteren Kühlpunkt oberhalb von 520°C und ist thermisch vorgespannt. The fire-resistant glass pane made of soda-lime glass in accordance with EN 572 (as of June 2014) has a lower cooling point above 520 ° C and is thermally pre-stressed.
Der untere Kühlpunkt, auch „untere Entspannungsgrenze" oder „Strain Point" genannt, stellt eine höchste Gebrauchstemperatur eines Glasbauteiles dar. Oberhalb dieser Grenztemperatur werden innere mechanische Spannungen allmählich abgebaut und die Eigenschaften dadurch permanent (aber nicht irreversibel) geändert. Die Viskosität des Glases am unteren Kühlpunkt beträgt definitionsgemäss lO14'5 Pa s. The lower cooling point, also called "lower relaxation limit" or "strain point", represents a maximum service temperature of a glass component. Above this limit temperature, internal mechanical stresses are gradually reduced and the properties thereby changed permanently (but not irreversibly). The viscosity of the glass at the lower cooling point is by definition 10 14'5 Pa s.
Handelsübliches Kalknatronglas weist einen unteren Kühlpunkt von 510-514 C auf. Durch Verwendung eines Glases mit einem unteren Kühlpunkt oberhalb von 520°C besonders oberhalb von 525°C, speziell von mindestens 530°C oder mindestens 535°C wird es möglich die Vorspannungen im Glas beim thermischen Vorspannen/Härten zu erhöhen. Es wurde nämlich folgendes gefunden: Erstens hat sich gezeigt, dass nicht ausreichende Vorspannungen im Glas beim thermischen Vorspannen/Härten zusammen mit MikroVerletzungen an der Glaskante einer der wesentlichen Gründe ist, die zu einem Spontanbruch bei Brandbelastungen führen können. Eine erhöhte thermische Vorspannung (die zu einer erhöhten Druckspannung in der Brandschutzglasscheibe fuhrt) kann den Auswirkungen von Temperaturunterschieden im Brandfall besser entgegenwirken und somit auftretende Zugspannungen bzw. Rand-Druckspannungen ausgleichen. Das Glas sollte bevorzugt eine Mindest-Oberflächenspannung und eine positive Mindest-Rand- Druckspannung besitzen. Zweitens hat sich gezeigt, dass Gläser mit einem höheren unteren Kühlpunkt auch einen vergleichsweise höheren Erweichungspunkt haben und daher das thermische Vorspamien bei höheren Temperaturen möglich ist. Bei Gläsern der beanspruchten Art liegt der dilatometrische Erweichungspunkt bspw. bei mindestens 640°C, 645°C oder 650°C, insbesondere zwischen 650°C und 680°C, im Vergleich zu handelsüblichen Kalk-Natron-Giäsern mit Erweichungspunkten zwischen 615°C und 632°C. Damit ist der Erweichungspunkt näher dem von den Gläsern auf Aluminosilikatbasis oder teuren Spezialgläsern wie Erdalkalisilikatgläsern, Borosilikatglas etc. Im Gegensatz zu teuren Spezialgläsern kann man die erfindungsgemässen thermisch vorgespannten Brandschutzglasscheiben günstig in grösseren Mengen herstellen. Commercially available soda-lime glass has a lower cooling point of 510-514C. By using a glass with a lower cooling point above 520 ° C especially above 525 ° C, especially at least 530 ° C or at least 535 ° C, it becomes possible to increase the biases in the glass during thermal tempering / hardening. In fact, it has been found that: First, it has been found that insufficient bias in the glass during thermal tempering / curing along with microvibrations at the glass edge is one of the major causes that can lead to spontaneous breakage in fire conditions. An increased thermal prestress (which leads to an increased compressive stress in the fire-resistant glass pane) can better counteract the effects of temperature differences in the event of fire and thus compensate for tensile stresses or edge compressive stresses that occur. The glass should preferably have a minimum surface tension and a minimum positive edge compressive stress. Second, it has been shown that glasses with a higher lower cooling point also have a comparatively higher softening point and therefore thermal pre-stressing at higher temperatures is possible. In glasses of the claimed type, the dilatometric softening point is, for example, at least 640 ° C, 645 ° C or 650 ° C, especially between 650 ° C and 680 ° C, compared to commercial soda-lime glasses with softening points between 615 ° C. and 632 ° C. Thus, the softening point is closer to that of the glasses based on aluminosilicate or expensive special glasses such as alkaline earth silicate glasses, borosilicate glass, etc. In contrast to expensive special glasses can be produced according to the invention thermally tempered fire resistant glass panes in large quantities.
Drittens hat sich gezeigt, dass sich diese erhöhten Erweichungspunkte und das dadurch mögliche Vorspannen bei erhöhten Temperaturen tatsächlich positiv auf die erreichbaren Druckspannungen auswirkt, was sich dadurch zeigt, dass im Brandschutztest ein Versagen des Glases bzw. ein Schmelzen aus der Rahmenkonstruktion markant verzögert werden kann. Das erfindungsgemässe Vorgehen ermöglicht also, dass ein Glas, welches der Norm EN 572 (Kalknatronglas; Stand 2012) entspricht, in den Vorspanneigenschaften von teuren und knappen Spezialgläsern nahe kommen kann. Thirdly, it has been shown that these increased softening points and the resulting possible tempering at elevated temperatures actually has a positive effect on the achievable compressive stresses, as evidenced by the fact that in the fire protection test a failure of the glass or a melting from the Frame construction can be significantly delayed. The procedure according to the invention thus makes it possible for a glass which conforms to the EN 572 standard (soda-lime glass, as of 2012) to come close to the pretensioning properties of expensive and scarce special glasses.
Die Beständigkeit der Brandschutzglasscheibe ist unter anderem von einer Temperaturdifferenz zwischen einer Scheibenmitte und einem Randbereich der Brandschutzscheibe abhängig. Der Randbereich kann beispielsweise in einen Rahmen eingefasst sein und ist so im Brandfall gegenüber der Wärmequelle abgedeckt. Daher ist der Randbereich im Brandfall kühler als die Scheibenmitte, die dem Feuer direkt ausgesetzt ist. Die maximale Temperaturdifferenz, die die Brandschutzglasscheibe aushält bevor es zu einem Versagen kommt, ist proportional zu einer Spannung, die durch das thermische Vorspannen in der Brandsschutzglasscheibe erzeugt werden kann. The durability of the fire-resistant glass pane depends, among other things, on a temperature difference between a center of the pane and an edge area of the fire-protection pane. The edge region can be enclosed, for example, in a frame and is thus covered in the event of fire against the heat source. Therefore, the edge area is cooler in case of fire than the center of the pane, which is exposed directly to the fire. The maximum temperature difference that the fire glass will endure before failure occurs is proportional to a stress that can be created by the thermal tempering in the fire protection glass pane.
Die dilatometrische Erweichungstemperatur entspricht der Temperatur bei der ein Probekörper oberhalb eines Transformationsgebiets aufhört sich auszudehnen. The dilatometric softening temperature corresponds to the temperature at which a test specimen above a transformation area ceases to expand.
Die Brandschutzglasscheibe kann eine Feuerwiderstandsdauer von mindestens 30 Minuten, insbesondere mindestens 60 Minuten, insbesondere mindestens 90 Minuten aufweisen. The fire-resistant glass pane may have a fire resistance period of at least 30 minutes, in particular at least 60 minutes, in particular at least 90 minutes.
Der Feuerwiderstand bzw. Brandwiderstand kann als Fähigkeit eines Bauteils betrachtet werden, eine wirksame Barriere gegen die Ausbreitung von Flammen, Rauch und heissen Gassen zu bilden und/oder die Transmission von Hitzestrahlung zu verhindern. Eine Feuerwiderstandsdauer ist als Mindestdauer in Minuten definiert, während der das Brandschutzelement bei der Prüfung nach genormten Prüfungsverfahren mit definierten Randbedingungen (EN 1364 und EN 1363) und unter einer bestimmten Temperaturbeanspruchung bestimmte evt. genormte Anforderungen erfüllt. Diese evt. genormten Anforderungen sind beispielsweise in EN 13505 aufgeführt bzw. definiert und ermöglichen die Klassifizierung von Brandschutzelementen. Die Feuerwiderstandsdauer ist somit ein Mass für die Brauchbarkeit der Konstruktion im Brandfall. Mit anderen Worten: Während der Feuerwiderstandsdauer wird der Durchgang von Feuer durch das Brandschutzelement verhindert, also eine Raumabschluss unter Brandbedingungen (EN 1363 und EN 1364) sicherstellt. Zusätzlich zum Raumabschluss kann das Brandschutzelement noch weitere Funktionen, wie beispielsweise eine Hitzeisolierung erfüllen. Die Zeitdauer, innerhalb der das gemäss den oben genannten Normen geprüfte Brandschutzelemente entsprechenden Kriterien bzw. Anforderungen erfüllt, erlaubt die Klassifizierung des Brandschutzelementes. Die Brandschutzelemente können wie folgt gemäss der Nonn EN 13501 (Stand Dezember 2013) klassifiziert werden. Alle Klassifizierungszeiten werden für jede Klassifikation in Minuten angegeben, wobei die Klassifizierungszeiten: 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 oder 360 zu verwenden ist. Die Feuerwiderstandsdauer ist damit mit mindestens 10 Minuten definiert. Im Allgemeinen erfüllt ein Brandschutzelement somit mindestens 10 Minuten die entsprechenden Kriterien bzw. Anforderungen (siehe Klassifizierung - EN 13501) für die Feuerwiderstandsdauer. Das Minimalkriterium ist dabei der Raumabschluss. Ein Brandschutzelement muss daher mindestens als E10 klassifiziert werden können. The fire resistance may be considered as a component's ability to provide an effective barrier to the propagation of flames, smoke and hot lanes and / or to prevent the transmission of heat radiation. A fire resistance period is defined as the minimum duration in minutes, during which the fire protection element meets certain standardized requirements when tested according to standardized test procedures with defined boundary conditions (EN 1364 and EN 1363) and under a certain temperature load. These possibly standardized requirements are, for example, in EN 13505 lists or defines and enables the classification of fire protection elements. The fire resistance period is thus a measure of the usefulness of the construction in case of fire. In other words, during the fire resistance period, the passage of fire through the fire protection element is prevented, thus ensuring an enclosure under fire conditions (EN 1363 and EN 1364). In addition to the room closure, the fire protection element can fulfill even more functions, such as a heat insulation. The period of time within which the fire protection elements tested in accordance with the above-mentioned standards meet the corresponding criteria or requirements permits the classification of the fire protection element. The fire protection elements can be classified as follows according to Nonn EN 13501 (as of December 2013). All classification times are given for each classification in minutes, using the classification times: 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 or 360. The fire resistance period is thus defined as at least 10 minutes. In general, a fire protection element therefore meets the corresponding criteria or requirements for at least 10 minutes (see classification - EN 13501) for the fire resistance period. The minimal criterion is the room closure. A fire protection element must therefore be classifiable as at least E10.
Durch die Brandschutzglasscheibe mit einer Feuerwiderstandsdauer von beispielsweise mindestens 60 Minuten wird es möglich, dass die Brandschutzglasscheibe in einem breiteren Anwendungsgebiet mit hohen Anforderungen verwendet werden kann. The fire glass pane with a fire resistance of, for example, at least 60 minutes, it is possible that the fire glass can be used in a wider field of application with high demands.
Die Brandschutzglasscheibe kann dabei eine Dicke von beispielsweise maximal 19 mm, insbesondere maximal 15 mm, insbesondere maximal 10 mm, insbesondere maximal 6 mm aufweisen. Auf diese Weise wird es möglich, dass die Brandschutzscheibe leicht ist, den Anforderungen gemäss EN 572 entspricht und eine Feuerwiderstandsdauer von mindestens 30 Minuten, insbesondere mindestens 60 Minuten, insbesondere mindestens 90 Minuten aufweisen kann. Eine solche Kombination kann vorteilhaft sein, da eine solche Brandschutzglasscheibe einen grossen Anwendungsbereich abdecken kann. The fire-resistant glass pane can have a thickness of, for example, a maximum of 19 mm, in particular a maximum of 15 mm, in particular a maximum of 10 mm, in particular maximum 6 mm. In this way, it is possible that the fire window is light, meets the requirements of EN 572 and a fire resistance period of at least 30 minutes, in particular at least 60 minutes, in particular at least 90 minutes may have. Such a combination may be advantageous because such a fire-resistant glass can cover a wide range of applications.
Ein thermischer Ausdehnungskoeffizient der Brandschutzglasscheibe kann mit beispielsweise 80xl O"7 K~' bis 86xlO~7 K~' kleiner als der des handelsüblichen Kalknatronglases mit 89xl0"7 K"' sein. Aufgrund des kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizient besitzt die Brandschutzglasscheibe eine höhere thermische Stabilität und kann daher insbesondere im Brandfall grösseren Temperaturdifferenzen zwischen einem Randbereich der Brandschutzglasscheibe und einer Scheibenmitte der Brandschutzglasscheibe widerstehen als das handelsübliche Kalknatronglas. Der thermische Ausdehnungskoeffizient derA thermal expansion coefficient of the fire protection glass pane can with, for example 80XL O "7 K ~ 'to 86xlO ~ 7 K ~' is smaller than that of the commercial Kalknatronglases with 89xl0" be 7 K " '. Due to the smaller thermal expansion coefficient, the fire protection glass has a higher thermal stability and Therefore, especially in case of fire, it is possible to withstand greater temperature differences between an edge region of the fire protection glass pane and a center of the pane of the fire protection glass pane than the commercially available soda lime glass
Brandschutzglasscheibe liegt bspw. in ei ■nem Bereich zwischen minimal 75x10" 7 K-~1 , insbesondere minimal 80x10"7 IC1 und maximal 84xl0"7 K"1, insbesondere maximal 86x10"7 K"1. Die Brandschutzglasscheibe weist eine gute Temperaturwechselbeständigkeit auf. Des Weiteren weist die Brandschutzglasscheibe wie andere Kalknatrongläser eine geringere Dichte als Alumosilikatgläser auf. Dadurch werden beispielsweise ein Transport und ein Einbau der Brandschutzglasscheibe erleichtert. Kalknatronglas als Erzeugnis wird in den Norm DIN EN 572 (Stand 2012) definiert, wobei die Anforderungen an die Masse und an die Qualität in Bezug auf optische und/oder sichtbare Fehler festgelegt sind. Die hier diskutierten Brandschutzglasscheiben können optional gemäss Ausführungsformen ebenfalls unter diese Norm (Stand 2012) für Kalknatronglas für Glasscheiben fallen. Allgemeiner definiert sind Kalknatrongläser Gläser mit substantiellem Gehalt an Calciumoxid und an Natriumoxid. Fire protection glass pane lies eg. In egg ■ nem range between a minimum of 75x10 "7 K -1, in particular minimal 80x10" 7 IC 1 and at most 84xl0 "7 K" 1, especially a maximum of 86x10 "7 K" 1. The fire-resistant glass has good thermal shock resistance. Furthermore, like other soda-lime glasses, the fire-resistant glass pane has a lower density than aluminosilicate glasses. As a result, for example, a transport and installation of fire-resistant glass are facilitated. Soda lime glass as a product is defined in the standard DIN EN 572 (as of 2012), whereby the mass requirements and the quality with regard to optical and / or visible defects are defined. The fire-resistant glass panes discussed here can optionally according to embodiments also fall under this standard (as of 2012) for soda-lime glass for glass panes. More generally, soda-lime glasses are glasses with a substantial content of calcium oxide and of sodium oxide.
Glasscheiben auf Kalknatronbasis mit erhöhtem unteren Kühlpunkt sind zwar an sich schon bekannt, beispielsweise aus US 2012/234368, wo eine Zusammensetzung für eine Floatglasscheibe als Substrats für Photovoltaikzellen gelehrt wird. Das Substrat für die Photovoltaikzelle weist jedoch mindestens eine Elektrode auf. Die Vorteile der in US 2012/234368 gewählten Glasscheibe sind eine verbesserte thermische Beständigkeit, durch die eine Kompatibilität mit dem Herstellungsprozess der Photovoltaikzelle ermöglicht wird. Although soda-lime-based glass sheets with increased lower cooling point are already known per se, for example from US 2012/234368, where a composition for a float glass pane as a substrate for photovoltaic cells is taught. However, the substrate for the photovoltaic cell has at least one electrode. The advantages of the glass pane selected in US 2012/234368 are improved thermal resistance, which allows compatibility with the manufacturing process of the photovoltaic cell.
Es hat sich jedoch überraschend gezeigt, dass solche Glasscheiben auf Kalknatronbasis mit einem unteren Kühlpunkt über 520°C besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit einem thermischen Vorspannprozess sind. Bei einem solchen thermischen Vorspannprozess wird das Glas möglichst homogen, d.h. über den Querschnitt möglichst konstant, auf eine Temperatur (Vorspanntemperatur) erwärmt, die etwa 100°C über dem unteren Kühlpunkt liegt. Anschließend wird die Glasscheibe von den Oberflächen her rasch abgekühlt und in einen Eigenspannungszustand versetzt. Die Abkühlung erfolgt dabei beispielsweise durch Anblasen mit Kaltluit oder durch Andrücken von kalten Metallplatten, wodurch die Glasscheibe stark abgeschreckt wird. Bei diesem Vorgang wird das Material an der Oberfläche sehr rasch erstarren, während sich das darunter befindliche Material beim weiteren Abkühlen weiter zusammenzieht. Auf diese Weise kommt es in der Glasoberfläche zur Ausbildung einer Druckspannung, während das Glasinnere unter einer Zugspannung steht. However, it has surprisingly been found that such soda-lime-based glass sheets with a lower cooling point above 520 ° C. are particularly advantageous in connection with a thermal tempering process. In such a thermal tempering process, the glass becomes as homogeneous as possible, i. as constant as possible over the cross-section, heated to a temperature (pretensioning temperature) which is about 100 ° C above the lower cooling point. Subsequently, the glass sheet is cooled rapidly from the surfaces and placed in a residual stress state. The cooling is carried out, for example, by blowing with Kaltluit or by pressing cold metal plates, whereby the glass sheet is strongly quenched. During this process, the material on the surface solidifies very quickly, while the underlying material continues to contract on further cooling. In this way, in the glass surface to form a compressive stress, while the glass interior is under a tensile stress.
Dadurch, dass der untere Kühlpunkt der Glasscheibe beispielsweise oberhalb von 520°C, insbesondere oberhalb von 525°C beziehungsweise oberhalb von 535°C liegt, ist wie vorstehend bereits angedeutet auch die Vorspanntemperatur gegenüber der Vorspanntemperatur für handelsübliche Kalknatrongläser erhöht. Dies hat zur Folge, dass die Temperaturdifferenz zwischen der Vorspanntemperatur der Glasscheibe und der Temperatur nach der Abkühlung grösser ist als bei handelsüblichen Kalknatronglasscheiben. Dadurch wird es möglich, die Vorspannung im Glas durch eine Abkühlung/ Abschreckung der aufgeheizten Glasscheibe zu erhöhen (im Vergleich zu handelsüblichem Kallmatronglas), wodurch die Vorteile des thermischen Vorspannens besonders prägnant wirken können. In der Oberfläche der Glasscheibe befindlichen Mikrorisse oder sonstige Vorschädigungen werden durch die erzeugte Druckspannung zusammengedrückt und am Öffnen, d.h. am Einleiten eines Bruchvorgangs, bei Belastung gehindert. Daher kann durch eine erhöhte Vorspannung der Glasscheibe auch eine erhöhte Stabilität der Glasscheibe im Vergleich zu handelsüblichen Kalknatrongläsern erreicht werden. As a result of the fact that the lower cooling point of the glass pane is above 520 ° C., in particular above 525 ° C. or above 535 ° C., as already indicated above, the tempering temperature is also increased compared to the tempering temperature for commercially available soda-lime glasses. As a consequence, that the temperature difference between the tempering temperature of the glass sheet and the temperature after cooling is greater than with commercially available soda-lime glass panes. This makes it possible to increase the bias in the glass by cooling / quenching of the heated glass sheet (compared to commercially available Kallmatronglas), whereby the benefits of thermal toughening can be particularly concise. Microcracks or other pre-damages present in the surface of the glass pane are compressed by the compressive stress generated and hindered from opening, that is to say from initiation of a fracture, under load. Therefore, increased stability of the glass pane in comparison to commercially available soda-lime glasses can be achieved by increasing the prestressing of the glass pane.
Die Brandschutzglasscheibe weist beispielsweise eine chemische Zusammensetzung mit einem Na20-Gehalt von mindestens 10% (Untergrenze gemäss Norm DIN EN 572), insbesondere von mindestens 1 1% bis maximal 16%, insbesondere bis maximal 14% oder 12.5% auf. The fire-resistant glass pane has, for example, a chemical composition with a Na 2 O content of at least 10% (lower limit in accordance with standard DIN EN 572), in particular from at least 1 1% to a maximum of 16%, in particular up to a maximum of 14% or 12.5%.
Daher weist die Brandschutzglasscheibe insbesondere einen geringeren Anteil an Na20 auf als handelsübliches Kalknatronglas mit etwa 13.7% Na20. Dadurch kann eine erhöhte Hochtemperaturviskosität und eine erhöhte Erweichungstemperatur realisiert werden. Ein zu hoher Gehalt an Na?0 führt auch zu einer Erniedrigung der hydrolytische Beständigkeit und der thermischen Stabilität des Glases. Analog führt auch ein zu hoher Gehalt an K20 zu den gleichen Nachteilen wie ein zu hoher Gehalt an Na20. Der Na20-Gehalt der Brandschutzglasscheibe ist beispielsweise mindestens mindestens 10%, insbesondere mindestens 1 1 % und/oder maximal 12%, insbesondere maximal 1 1.5%. (Alle Prozentangaben in diesem Text beziehen sich auf Gewichtsprozentanteile am Produkt) Der K20-Gehalt der Brandschutzglasscheibe ist beispielsweise höchstens 1% insbesondere höchstens 0.5% oder sogar höchstens 0.3% oder höchstens 0.1%. Es zeigt sich, dass ein bedeutsamer Gehalt an K20 den unteren Kühlpunkt signifikant heruntersetzen kann. Der Gehalt an Na20 und K20 zusammen beträgt bspw. maximal 12.5%, insbesondere maximal 1 1.5%. Therefore, the fire-resistant glass pane in particular a smaller proportion of Na 2 0 than commercial soda lime glass with about 13.7% Na 2 0. This allows an increased high-temperature viscosity and an increased softening temperature can be realized. Too high a content of Na? 0 also leads to a lowering of the hydrolytic resistance and the thermal stability of the glass. Analogously, too high a content of K 2 O leads to the same disadvantages as an excessively high content of Na 2 O. The Na 2 O content of the fire-resistant glass pane is, for example, at least 10%, in particular at least 1 1% and / or at most 12 %, in particular at most 1 1.5%. (All percentages in this text are weight percentages on product), the K 2 0 content of the fire protection glass pane, for example, at most 1%, in particular more than 0.5% or even at most 0.3% or at most 0.1%. It turns out that a significant content of K 2 0 can significantly lower the lower cooling point. The content of Na 2 O and K 2 O together is, for example, a maximum of 12.5%, in particular a maximum of 1.5%.
Die Brandschutzglasscheibe weist bevorzugt eine chemische Zusammensetzung mit einem A1203 -Gehalt von maximal 3 Gewichtsprozent auf, wobei der minimale Anteil an A1203 0 Gewichtsprozent sein kann. Durch das Aluminiumoxid wird es möglich, dass eine hydrolytische Beständigkeit des Glases erhöht wird und ein Brechungsindex des Glases verringert wird. Der A1203 -Gehalt der Brandschutzglasscheibe ist beispielsweise mindestens 0.5% insbesondere mindestens P/o, 1.5% oder 2%o oder allenfalls gar mindestens 2.5%. Die Brandschutzglasscheibe keine eine chemische Zusammensetzimg mit einem A1203-Gehalt zwischen 1.5 und 3, insbesondere zwischen 1.7 und 2.5 Gewichtsprozent aufweisen. The fire-resistant glass pane preferably has a chemical composition with a maximum A1203 content of 3 percent by weight, wherein the minimum proportion of A1203 may be 0 percent by weight. The alumina enables a hydrolytic resistance of the glass to be increased and a refractive index of the glass to be reduced. The A1203 content of the fire-resistant glass pane is, for example, at least 0.5%, in particular at least P / o, 1.5% or 2% or at most at least 2.5%. The fire-resistant glass pane does not have a chemical composition with an A1203 content between 1.5 and 3, in particular between 1.7 and 2.5 percent by weight.
Ein Zusatz von CaO kann vorteilhaft für eine Reduktion der Hochtemperaturviskosität des Glases sein. Dadurch wird ein Schmelzen und ein „refimng" des Glases ermöglicht und gleichzeitig der untere Kühlpunkt und damit verbunden die thermische Stabilität des Glases verbessert. Die Erhöhung der Erweichungstemperatur und des Brechungsindexes, welcher mit den Oxiden des CaO in Zusammenfang steht, bewirkt eine Limitierung des CaO-Gehalts. Der CaO-Gehalt der Brandschutzglasscheibe ist bevorzugt mindestens 8% insbesondere mindestens 9%, 10% wobei der CaO-Gehalt bevorzugt maximal bei 13% insbesondere bei maximal 12% liegt. Addition of CaO may be advantageous for reducing the high temperature viscosity of the glass. This will allow melting and refining of the glass while improving the lower cooling point and, associated therewith, the thermal stability of the glass Increasing the softening temperature and refractive index associated with the oxides of CaO will limit the CaO The CaO content of the fire-resistant glass pane is preferably at least 8%, in particular at least 9%, 10%, the CaO content preferably being at a maximum of 13%, in particular not more than 12%.
MgO findet Verwendung für eine Verbesserung einer chemischen Beständigkeit, wobei auch die Viskosität des Glases verringert wird. Ein hoher Gehalt führt zu einem erhöhen Risiko für Entglasung. Der MgO-Gehalt ist bevorzugt zwischen 0 und 6%. Die Brandschutzglasscheibe weist bevorzugt eine chemische Zusammensetzung mit einem Siliciumdioxid-Gehalt von maximal 72.5 Gewichtsprozent auf, wobei der minimale Anteil 69% beträgt. Die Brandschutzglasscheibe kann beispielsweise einen unteren Kühlpunkt oberhalb von 530°C aufweisen. Dadurch wird es möglich noch bessere thermische Vorspannung zu erzielen, wodurch die oben genannten Vorteile noch besser zum Tragen kommen als bei Kalknatronglas mit einem unteren Kühlpunkt von etwa 520°C. Der untere Kühlpunkt der Brandschutzglasscheibe kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 520°C und 550°C, insbesondere bei mindestens 525°C, oder bei mindestens 530°C, insbesondere bei mindestens 539°C liegen, wobei der untere Kühlpunkt beispielsweise nicht grösser als 560°C ist. Der untere Kühlpunkt der Brandschutzglasscheibe ist etwa 30°C höher als der untere Kühlpunkt einer handelsüblichen Kalknatronglasscheibe mit einem unteren Kühlpunkt von etwa 510°C. MgO is used for improving chemical resistance while also lowering the viscosity of the glass. A high content leads to an increased risk for devitrification. The MgO content is preferably between 0 and 6%. The fire-resistant glass pane preferably has a chemical composition with a maximum silica content of 72.5 percent by weight, the minimum proportion being 69 percent. The fire-resistant glass, for example, have a lower cooling point above 530 ° C. This makes it possible to achieve even better thermal prestressing, whereby the above-mentioned advantages are even more effective than with soda lime glass with a lower cooling point of about 520 ° C. The lower cooling point of the fire-resistant glass pane, for example, in a range between 520 ° C and 550 ° C, in particular at least 525 ° C, or at least 530 ° C, in particular at least 539 ° C, the lower cooling point, for example, not greater than 560th ° C is. The lower cooling point of the fire-resistant glass pane is about 30 ° C higher than the lower cooling point of a commercially available soda lime glass pane with a lower cooling point of about 510 ° C.
Eine Brandschutzverglasung weist eine transparente Anordnung mit einem Rahmen oder (für rahmenlose Konstruktionen bspw. für Strukturfassaden (,structural glazing')) einer Halterung auf, wobei die transparente Anordnung mindestens eine erste Brandschutzglasscheibe aufweist, die in den Rahmen eingepasst beziehungsweise von der Halterung gehalten ist. A fire-resistant glazing has a transparent arrangement with a frame or (for frameless constructions, for example, for structural facades (structural glazing ')) of a holder, wherein the transparent arrangement has at least one first fire-resistant glass pane, which is fitted into the frame or held by the holder ,
Durch das erfindungsgemässe Vorgehen wird es möglich, dass ein Versagen der Brandschutzglasscheibe in einem Brandfall im Vergleich zu einer handelsüblichen Kalknatronglasscheibe gemäss dem Stand der Technik signifikant verzögert wird. Durch die erhöhte Vorspannung wird verhindert, dass das Glas schon in den ersten Minuten des Brandversuchs brechen kann. Ausserdem bewirkt das erfindungsgemässe Vorgehen ein verzögertes Erweichen, wodurch die Brandschutzglasscheibe nicht vor 30 Minuten aus dem Rahmen beziehungsweise der Halterung schmilzt. Es können auch Feuerwiderstandsdauern von mindestens 60 Minuten erreicht werden. The procedure according to the invention makes it possible for a failure of the fire-resistant glass pane in the event of a fire to be significantly delayed in comparison to a commercially available soda-lime glass pane according to the prior art. The increased preload prevents the glass from breaking within the first few minutes of the fire. In addition, the inventive method causes a delayed softening, whereby the fire-resistant glass pane not 30 minutes ago from the frame or the Bracket melts. It can also fire resistance periods of at least 60 minutes can be achieved.
Die Brandschutzglasscheiben können bei der Herstellung von beispielsweise Verbundgläsern und Isoliergläsern mit Brandschutzeigenschaften eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich die Brandschutzglasscheibe mit Beschichtungen auf Metall/Metalloxid-Basis (zum Beispiel als Infrarot-reflektierende Beschichtungen) zu versehen. The fire-resistant glass panes can be used in the production of, for example, laminated glass and insulating glass with fire protection properties. It is also possible to provide the fire-resistant glass pane with coatings based on metal / metal oxide (for example as infrared-reflecting coatings).
Ein Verfahren zur Herstellung einer Brandschutzverglasung weist die folgenden Schritte auf: A method for producing a fire-resistant glazing comprises the following steps:
- Bereitstellen von mindestens einer ersten Brandschutzglasscheibe, wobei der Schritt des Bereitstellens mindestens einen Schritt eines thermischen Vorspannens aufweist;  Providing at least one first fire glass pane, the step of providing having at least one thermal tempering step;
Das Verfahren weist anschliessend an das thermische Vorspannen mindestens den folgenden weiteren Schritt auf: After the thermal tempering, the method has at least the following further step:
- Einfassen der mindestens einen ersten Brandschutzglasscheibe in einen Rahmen oder eine Halterung.  - Enclose the at least one first fire-resistant glass pane in a frame or a holder.
Vor dem Schritt des thermischen Vorspannens kann die mindestens eine erste Brandschutzglasscheibe mindestens dem folgenden zusätzlichen Schritt unterzogen werden: Before the thermal tempering step, the at least one first fire-resistant glass pane may be subjected to at least the following additional step:
Schleifen und Polieren mindestens einer Kante der mindestens einen ersten Brandschutzglasscheibe;  Grinding and polishing at least one edge of the at least one first fire-resistant glass pane;
Durch das Schleifen und Polieren einer Brandschutzglasscheibe kann die Kantenfestigkeit der Brandschutzglasscheibe im Vergleich zu unbehandelten beziehungsweise unbearbeiteten Kalknatronglasscheiben gesteigert werden. Die Steigerung der Kantenfestigkeit ist besonders stark ausgeprägt, wenn wie oben beschrieben, die Brandschutzglasscheibe nach dem zusätzlichen Schiitt des Schleifen und Polierens (Bearbeiten der Kanten) eine hohe thermische Vorspannung aufweist. Insbesondere die Kante einer Brandschutzglasscheibe kann bei wechselnder thermischer Belastung (beispielsweise durch Sonneneinstrahlung bei Fenster- Scheiben) sowie im Brandfall bei hoher thermischer Belastung Ausgangspunkt für einen Bruch der Glasscheibe sein. Die wechselnde thermische Belastung entsteht beispielsweise durch ein Einfassen der Brandschutzglasscheibe in den Rahmen, wobei das Einfassen mit einer bestimmten Einbautiefe der Brandschutzglasscheibe im Rahmen realisiert wird. Dadurch wird die Kante der Brandschutzglasscheibe durch den Rahmen abgedeckt und kann eine niedrigere Temperatur aufweisen, als ein nicht abgedeckter Bereich der Brandschutzglasscheibe. Eine so entstehende Temperaturdifferenz kann insbesondere die Kanten und die Brandschutzglasscheibe in der Nähe der Kanten stark belasten. Bei grösseren Temperaturschwankungen besteht die Gefahr, dass eine Rissbildung von Mikrorissen im Randbereich ausgeht. Daher ist es vorteilhaft, wenn durch das Schleifen und Polieren der Kanten der Brandschutzglasscheibe die Kantenfestigkeit im Vergleich zu unbehandelten Kalknatronglasscheiben erhöht ist. Die Kantenfestigkeit kann beispielsweise mindestens 60 MPa, insbesondere 60-90 MPa, insbesondere 65-75 MPa betragen. Beim mechanischen Schleifen handelt es sich um einen materialabtragenden Vorgang. Das Schleifen ist ein materialabtragendes Bearbeitungsverfahren, bei dem durch eine Vielzahl harter Kristalle (Schleifkörner) Undefinierter Geometrie ein Werkstoffabtrag erzielt wird. Beim Schleifvorgang wird also Material von der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes (beispielsweise Kante der Brandschutzglasscheibe) abgetragen und es werden so Kratzer und Schleifspuren erzeugt. Je feiner das Schleifkorn (kleine mittlere Korngrösse) ist, desto flacher und feiner sind die Schleifspuren. Das Polieren kann ebenfalls materialabtragend sein. Die glättende Wirkung wird beim Polieren in der Regel mit mindestens einem von zwei Mechanismen erreicht. Zum einen werden Rauhigkeitsspitzen der Oberflächenstruktur plastisch und teilplastisch verformt und so geebnet. Zum anderen kann ebenfalls ein Materialabtrag stattfinden (feinschleifen), sowie ggf. auch Verfüllen von Vertiefungen. By grinding and polishing a fire-resistant glass pane, the edge strength of the fire-resistant glass pane can be increased compared to untreated or untreated soda-lime glass panes. The increase in edge strength is particularly pronounced when, as above described the fire glass after the additional Schiitt of grinding and polishing (Edges of the edges) has a high thermal bias. In particular, the edge of a fire-resistant glass pane can be the starting point for a breakage of the glass pane with changing thermal load (for example due to solar radiation in the case of window panes) and in the event of fire under high thermal stress. The changing thermal load arises, for example, by enclosing the fire protection glass pane in the frame, wherein the bordering with a certain installation depth of the fire protection glass pane is realized in the frame. Thereby, the edge of the fire glass is covered by the frame and may have a lower temperature than an uncovered area of the fire glass. Such a temperature difference can particularly stress the edges and the fire glass in the vicinity of the edges. In the case of larger temperature fluctuations, there is a risk of cracking of microcracks in the edge region. Therefore, it is advantageous if the edge strength is increased in comparison to untreated soda lime glass panes by grinding and polishing the edges of the fire-resistant glass pane. The edge strength can be, for example, at least 60 MPa, in particular 60-90 MPa, in particular 65-75 MPa. Mechanical grinding is a material-removing process. Grinding is a material-removing machining process in which material is removed by a large number of hard crystals (abrasive grains) of undefined geometry. During the grinding process, therefore, material is removed from the surface of the workpiece to be machined (for example, the edge of the fire-resistant glass pane) and thus scratches and grinding marks are produced. The finer the abrasive grain (small mean grain size), the flatter and finer the grinding marks. The polishing can also be material-removing. The smoothing effect is typically achieved with at least one of two mechanisms during polishing. On the one hand, roughness peaks of the surface structure are plastically and partially plastically deformed and thus leveled. To the Another may also be a material removal (fine grinding), and possibly also filling depressions.
Der Unterschied zwischen Schleifen und Polieren liegt in der erreichbaren Ober- flächenrauhigkeit. Diese ist nach dem Polieren geringer nach dem Schleifen. Das Polieren kann direkte als Fortsetzung des mechanischen Schleifens durchgeführt werden und mit einer kleineren mittleren Schleifkorngrösse erfolgen als das Schleifen. Aligemein definiert erfolgt das Polieren der Kante mit einem zweiten Mittel, welches vom ersten für das Schleifen verwendeten Mittel verschieden ist. The difference between grinding and polishing lies in the achievable surface roughness. This is lower after polishing after sanding. Polishing may be performed directly as a continuation of mechanical grinding and with a smaller average abrasive grain size than grinding. By definition, polishing of the edge is done with a second means different from the first means used for grinding.
Durch die schrittweise Bearbeitung der Kanten mit mindestens einem Schleif- und einem Polierschritt können die geschliffen und polierten Kanten keine Mikrorisse grösser als 250 nm aufweisen. Es können auch mehrere Schleifschritte beziehungsweise mehrere Polierschritte hintereinander ausgeführt werden. Dabei weist ein erstes Schleifmittel eine grössere mittlere Korngrösse auf als ein zweites Schleifmittel, wobei die Kante zunächst mit dem ersten Schleifmittel (grob) geschliffen wird und danach mit dem zweiten Schleifmittel (fein) geschliffen wird. Es ist selbstverständlich möglich mein.- als zwei Schleifmittel zu verwenden, wobei das beim Schleifen immer zuerst ein gröberes Schleifmittel verwendet wird und danach ein feineres Schleifmittel Verwendung findet. Das Polieren wird mit einem Poliermittel durchgeführt, welches eine feiner beziehungsweise kleinere mittlere Korngrösse aufweist als das letzte Schleifmittel. As a result of the stepwise processing of the edges with at least one grinding and one polishing step, the ground and polished edges can have no microcracks greater than 250 nm. It is also possible to carry out several grinding steps or several polishing steps in succession. In this case, a first abrasive has a larger mean grain size than a second abrasive, wherein the edge is first ground (coarse) with the first abrasive and then (fine) ground with the second abrasive. It is of course possible to use my.- as two abrasives, which is always used first when grinding a coarser abrasive and then a finer abrasive is used. The polishing is carried out with a polishing agent, which has a finer or smaller average grain size than the last abrasive.
Vor dem Schleifen und Polieren ist es möglich, dass die Brandschutzglasscheibe auf eine gewünschte Grösse zugeschnitten wird. Ein Zuschnitt der Brandschutzglasscheibe erfolgt insbesondere auf einer Weise, dass dabei möglichst wenig Mikrobeschädigungen und Mikrorisse an der Glasoberfläche verursacht werden. Dies liegt darin begründet, dass je weniger Mikrobeschädigungen und Mikrorisse durch den Zuschnitt im Glas vorhanden sind, desto weniger Mikrobeschädigungen und MikiOrisse müssen mit Hilfe des zusätzlichen Schleif und Polierschrittes entfernt werden. Before sanding and polishing it is possible that the fire-resistant glass pane is cut to a desired size. A cutting of the fire-resistant glass pane takes place in particular in such a way that as little as possible microdamage and microcracks are caused on the glass surface. This is due to the fact that the fewer microdamage and microcracks are present through the cut in the glass, the less micro damage and MikiOrisse must be removed with the help of the additional grinding and polishing step.
Es hat sich gezeigt, dass durch einen solchen abgestuften Bearbeitungsvorgang (von grob zu fein) glasbmchfördernde Mikrorisse im Bereich der Kante vermieden bzw. verringert werden können. It has been shown that by such a stepped processing operation (from coarse to fine) Glasbmchfördernde microcracks in the region of the edge can be avoided or reduced.
Beim unter Umständen mehrfach abgestuft wiederholten Schleif- und Poliervorgang wird maximal bis zu 4 mm Material abgetragen, bevorzugt 0.5-2 mm. Bei einem Abtragen der äussersten Glaskante wird auch Material um die Mikrorisse herum abgetragen, wodurch die Mikrorisse an Tiefe verlieren und so beseitigt werden können. Überraschend wird gefunden, dass durch das vorgeschlagene abgestufte Vorgehen das Entstehen von neuen Mikrorissen vermieden werden kann. Das Vorgehen geht einher mit einem nur geringen Verlust an Material (maximal 4 mm). Dadurch kann die Brandschutzglasscheibe vor dem Schleifen genau auf die Grösse des Rahmens oder des Halters zugeschnitten werden. Dies ermöglicht eine gute Passform und durch den geringen Materialverlust auch wenig ungenutztes Material. Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Brandschutzglasscheibe durchgehend geschliffen und poliert ist (vollumfänglich). When repeated under certain circumstances repeatedly repeated grinding and polishing process is removed up to a maximum of 4 mm material, preferably 0.5-2 mm. When removing the outermost edge of the glass material is also removed around the microcracks, whereby the microcracks lose their depth and can thus be removed. Surprisingly, it is found that the proposed gradual procedure can avoid the occurrence of new microcracks. The procedure is accompanied by only a small loss of material (maximum 4 mm). This allows the fireproof glass to be cut to the size of the frame or holder before grinding. This allows a good fit and due to the low material loss also little unused material. It is advantageous if the fire protection glass pane is ground and polished throughout (full circumference).
Die Kante der Brandschutzglasscheibe kann eventuell auch ein Profil aufweisen. Das Profil kann beispielsweise eine U-ähnliche Form aufweisen und kann sich gut dem Rahmen oder einer Dichtung im Rahmen beziehungsweise dem Halter anpassen. Bei einer Profilierung der Kanten ist es vorteilhaft, wenn die fertig gestellte Kante keine oder kaum Unregelmässigkeiten aufweist. Wie beim Schleifen der Kanten ist es ebenfalls für die Profilierung der Kanten vorteilhaft, wenn sie durchgehen über die ganze Länge der Kanten ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich harte Übergänge zu vermeiden und so die Anzahl möglicher Ausgangspunkte für ein Bersten der Brandschutzglasscheibe zu verringern. Weitere bevorzugte Ausfülirungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Dabei sind Merkmale der Verfahrensansprüche sinngemäss mit den Vorrichtungsansprüchen kombinierbar und umgekehrt. The edge of the fire glass may also have a profile. For example, the profile may have a U-like shape and may well conform to the frame or seal in the frame or holder. When profiling the edges, it is advantageous if the finished edge has no or hardly any irregularities. As with the grinding of the edges, it is also advantageous for the profiling of the edges if they are formed over the entire length of the edges. This makes it possible to avoid hard transitions and thus reduce the number of possible starting points for bursting the fire glass. Further preferred Ausfülirungsformen emerge from the dependent claims. Characteristics of the method claims are analogously combined with the device claims and vice versa.
Beispiel 1 (Stand der Technik) Example 1 (prior art)
Ein handelsübliches Kalknatronglas weist die folgende Zusammensetzung auf: A commercially available soda-lime glass has the following composition:
Si02 72,4 % Si0 2 72.4%
A1 203 0,6% A1 2 0 3 0.6%
CaO 9,2%  CaO 9.2%
MgO 4,0%  MgO 4.0%
Na20 13,4% Na 2 0 13.4%
K20 0,05% K 2 0 0.05%
S03+anderes: 0,35% S0 3 + other: 0.35%
Das handelsübliche Kalknatronglas hat einen unteren Kühlpunkt von deutlich weniger als 520°C. Es wird mittels Prozessen gemäss dem Stand der Technik in eine Glasdicke von 6 mm zugeschnitten. Das Glas wird umlaufend mittels Topfscheiben in einem Schleifaggregat geschliffen und anschließend poliert. Der Glasabtrag beim Schleifen beträgt 1 mm pro Seite: The commercially available soda-lime glass has a lower cooling point of considerably less than 520 ° C. It is cut to a glass thickness of 6 mm by means of processes according to the prior art. The glass is ground circumferentially by means of cup wheels in a grinding unit and then polished. The glass removal during grinding is 1 mm per side:
Ein derartiges Glas wird thermisch vorgespannt. Die B iegezugfestigkeit nach EN 1288-3 liegt bei ca. 200 MPa. Wird ein derartiges Glas in einem Rahmensystem eingebaut, schmilzt das Glas im Brandversuch nach 28 Minuten aus dem Rahmensystem, weil es seinen Erweichungspunkt überschritten hat und die mechanische Stabilität nicht mehr gegeben ist. Das bedeutet, dass die Feuerwiderstandszeit nach 28 Minuten erreicht ist. Such a glass is thermally pre-stressed. The tensile strength according to EN 1288-3 is approx. 200 MPa. If such a glass is installed in a frame system, the glass melts in the fire test after 28 minutes from the frame system, because it has exceeded its softening point and the mechanical stability is no longer given. This means that the fire resistance time is reached after 28 minutes.
Beispiel 2 (Stand der Technik) Um eine bessere Fixierung einer Glasscheibe gegen Ende der Feuerwiderstandszeit zu erreichen wird die Glasscheibe in einen Rahmen mit einer 5mm höheren Randüberdeckung (größerer Randeinstand) als in Beispiel 1 eingebaut. Wird die, wie in Beispiel 1 hergestellte, Glasscheibe in einem solchen Ralimen geprüft, platzte das Glas aufgrund eines so genannten Spontanbruchs in den ersten Minuten des Brandversuchs. Der Spontanbruch erfolg aufgrund einer grossen Temperaturdifferenz zwischen dem abgedeckten, kühlem Randbereich des Glases und der heissen Scheibenmitte, die dem Brand direkt ausgesetzt ist. Die Temperaturdifferenz übersteigt im diesem Beispiel eine maximale Zugspannung, die beim thermischen Vorspannen erzeugt wird. Example 2 (prior art) In order to achieve a better fixation of a glass pane towards the end of the fire resistance time, the glass pane is installed in a frame with a 5 mm higher edge coverage (larger edge coverage) than in example 1. If the glass sheet produced as described in Example 1 is tested in such a manner, the glass burst due to a so-called spontaneous breakage in the first few minutes of the firing test. The spontaneous break is due to a large temperature difference between the covered, cool edge of the glass and the hot center of the disk, which is exposed directly to the fire. The temperature difference in this example exceeds a maximum tensile stress generated during thermal toughening.
Beispiel 3 Gemäss einer ersten Ausführungsform weist die Brandschutzglasscheibe die folgende Zusammensetzung mit Angaben in Gewichtsprozent auf: Example 3 According to a first embodiment, the fire-resistant glass pane has the following composition in percent by weight:
Si02 71 .8 Si0 2 71 .8
A1203 1.35 A1 2 0 3 1.35
CaO 9.9  CaO 9.9
MgO 5.5 MgO 5.5
Na20 10.5 Na 2 0 10.5
K20 0.75 K 2 0 0.75
S03 + anderes 0,2% Eine Brandschutzglasscheibe mit einer solchen Zusammensetzung hat einen unteren Kühlpunkt von 537°C. Dieser liegt 27°C höher als der untere Kühlpunkt einer Standartzusammensetzung mit 71.8% Si02, 0.6% A1203, 9.5% CaO, 4.0% MgO, 13.7% Na20, 0% K20 und 0.28% S03. Aus der aufgeschmolzene Glaszusammensetzung wird mit Hilfe des sogenannten Floatprozesses eine Glasscheibe gezogen. Diese Brandschutzglasscheibe weist eine geringe Neigung zu verkratzen sowie eine signifikant höhere dilatometrische Erweichungstemperatur auf als die Glasscheibe aus Beispiel 1 und 2. S0 3 + other 0.2% A fire-resistant glass pane with such a composition has a lower cooling point of 537 ° C. This is 27 ° C higher than the strain point of a standard composition containing 71.8% Si0 2, 0.6% A1 2 0 3, 9.5% CaO, 4.0% MgO, 13.7% Na 2 0, 0% K 2 0 and 0.28% to S0. 3 From the molten glass composition, a glass sheet is pulled by means of the so-called float process. This fire-resistant glass pane has a low tendency to scratch and a significantly higher dilatometric softening temperature than the glass pane of Examples 1 and 2.
Die abgekühlte Brandschutzglasscheibe wird nun auf ein Mass zurecht geschnitten, das von einem Benutzer gewünscht wird, hier auf 6000 mm x 3210 mm, wobei die Glasscheibe eine Dicke von beispielsweise 6 mm hat. Nach einem Zuschnitt der Brandschutzglasscheibe werden die Kanten der Brandschutzglasscheibe zunächst mit einer Schleifscheibe mit einer mittleren Schleifkorngrösse von 151 Mikrometer geschliffen. Anschliessend werden die Kanten der Brandschutzglasscheibe mit einer weiteren Schleifscheibe mit einer mittleren Schleifkorngrösse von 91 Mikrometer geschliffen. Danach werden die Kanten der Brandschutzglasscheibe mit einer Schleifscheibe mit einer Schleifkorngrösse von 39 Mikrometer geschliffen. Abschliessend werden die Kanten mit einem Poliermittel auf Hochglanz poliert. The cooled fire glass is now cut to a size that is desired by a user, here on 6000 mm x 3210 mm, the glass has a thickness of for example 6 mm. After cutting the fire-resistant glass pane, the edges of the fire-resistant glass pane are first ground using a grinding wheel with a mean grinding grain size of 151 microns. Subsequently, the edges of the fire-resistant glass pane are ground with a further grinding wheel with a mean abrasive grain size of 91 microns. Thereafter, the edges of the fire-resistant glass pane are ground with a grinding wheel with an abrasive grain size of 39 microns. Finally, the edges are polished to a high gloss with a polish.
Beim Schleifen der Kanten der Brandschutzglasscheibe wird in die Kanten ein Profil eingearbeitet. Dieses Profil kann beispielsweise eine U- Form haben. Die Brandschutzglasscheibe wird thermisch vorgespannt, indem die gezogene und eventuell vorbearbeitete (schneiden, schleifen, profilieren, polieren etc.) Glasscheibe in einem Ofen gleichmässig und homogen über die gesamte Dicke und Breite der Glasscheibe aufgeheizt wird. Die Temperatur, auf welche aufgeheizt wird, ist unter anderem abhängig von der unteren Kühltemperatur. Je höher die untere Kühltemperatur ist umso höher kann die Temperatur für eine homogene Aufheizung sein (Vorspanntemperatur) . Im vorliegenden Beispiel beträgt die Vorspanntemperatur 700°C. Nachdem die Glasscheibe homogen auf die Vorspanntemperatur aufgeheizt wurde, wird sie auf eine Temperatur unterhalb der unteren Kühltemperatur abgeschreckt. Dadurch das Abschrecken bleibt die atomare Ordnung an der Oberfläche der Glasscheibe erhalten (sie wird„eingefroren") und das Glas im Inneren der Glasscheibe kann bei einem weiteren Abkühlen in seinen Gleichgewichtszustand relaxieren und sich zusammenziehen. Dabei entsteht an der Oberfläche der Glasscheibe eine Druckspannung, das heisst die Glasscheibe ist thermisch vorgespannt. In der Oberfläche der Glasscheibe befindliche Risse werden durch die erzeugte Druckspannung zusammengedrückt und am Öffnen, das heisst am Einleiten eines Bruchvorgangs, bei Belastung gehindert. Die Glasscheibe wird beispielsweise mit Kaltluft (5°C) oder einem Bad oder mit Hilfe einer Metallplatte abgekühlt. Die Vorspannung, die die Glasscheibe erreichen kann, ist beispielsweise abhängig vom unteren Kühlpunkt, von der dilatometri sehen Erweichungstemperatur, von einer Temperaturdifferenz zwischen Vorspanntemperatur und Temperatur der Kaltluft und von einer Abkühlgeschwindigkeit. When sanding the edges of the fire-resistant glass pane, a profile is incorporated into the edges. This profile can for example have a U-shape. The fireproof glass pane is thermally tempered by heating the drawn and possibly pre-processed (cut, grind, profile, polish, etc.) glass sheet in an oven uniformly and homogeneously over the entire thickness and width of the glass pane. The temperature to which it is heated depends, among other things, on the lower cooling temperature. The higher the lower cooling temperature, the higher the temperature for homogeneous heating (tempering temperature). In the present example, the tempering temperature is 700 ° C. After the glass sheet has been heated homogeneously to the tempering temperature, it is quenched to a temperature below the lower cooling temperature. As a result, quenching maintains the atomic order on the surface of the glass pane (it is "frozen") and that Glass in the interior of the glass pane can relax into its equilibrium state and contract when cooled further. This results in a compressive stress on the surface of the glass pane, ie the glass pane is thermally pre-stressed. Cracks in the surface of the glass sheet are compressed by the generated compressive stress and prevented from opening, that is to say at the initiation of a fracture, under load. The glass sheet is cooled, for example, with cold air (5 ° C) or a bath or with the aid of a metal plate. The bias that can reach the glass, for example, depends on the lower cooling point of the dilatometri see softening temperature, a temperature difference between tempering temperature and temperature of the cold air and a cooling rate.
Ein thermischer Ausdehnungskoeffizient der Brandschutzglasscheibe ist mit (80-84)xl 0"7 K" 1 kleiner als der des handelsüblichen Kalknatronglases mit A thermal expansion coefficient of the fire-resistant glass pane with (80-84) xl 0 "7 K " 1 smaller than that of the commercial soda lime glass with
7 i  7 i
89x 10" K" . Aufgrund des kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt die Brandschutzglasscheibe eine höhere thermische Stabilität und kann daher auch grösseren Temperaturdifferenzen zwischen dem Randbereich und der Scheibenmitte widerstehen als das handelsübliche Kalknatronglas. Die thermisch vorgespannte Brandschutzglasscheibe wird mit den zuvor bearbeiteten Kanten (profiliert und/oder geschliffen und poliert) in einen Rahmen eingesetzt. Der Rahmen hält die Brandschutzglasscheibe. Dabei ist die Brandschutzglasscheibe mit einer bestimmten Einbautiefe in den Rahmen eingefasst. Beispiel 4 (Verbundglas/Isolierglas) 89x10 " K " . Due to the smaller coefficient of thermal expansion, the fire-resistant glass has a higher thermal stability and therefore can withstand greater temperature differences between the edge region and the center of the pane than the commercially available soda-lime glass. The thermally toughened fire-resistant glass pane is inserted into a frame with the previously processed edges (profiled and / or ground and polished). The frame holds the fire-resistant glass pane. The fire protection glass pane is enclosed in the frame with a certain installation depth. Example 4 (laminated glass / insulating glass)
Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann die Brandschutzglasscheibe als Verbundglas mit einer Zwischenlage aus Polyvinylbutyral (PVB) hergestellt werden. Dabei werden zwei vorgespannte Brandschutzglasscheiben durch eine Kunststoffschicht aus PVB miteinander verbunden. In einer weiteren Ausfülirungsform ist zusätzlich zum oben beschriebenen Verbundglas ein weiterer transparenter Träger vorhanden, bspw. eine weitere transparente Glas- oder Kunststoffscheibe. Der weitere transparente Träger ist vom Verbundglas durch einen Zwischenraum getrennt, welcher mit Luft oder Edelgas gefüllt ist. Dadurch wird das Verbundglas zum Brandschutz-Isolierglas. According to a further embodiment, the fire-resistant glass pane can be produced as a laminated glass with an intermediate layer of polyvinyl butyral (PVB). Two pre-stressed fire glass panes are connected by a plastic layer of PVB. In a further embodiment, in addition to the laminated glass described above, another transparent carrier is present, for example a further transparent glass or plastic pane. The further transparent carrier is separated from the laminated glass by a gap which is filled with air or inert gas. This makes the laminated glass fire-resistant insulating glass.
In allen Beispielen kann alternativ zum U-Profil auch ein anderes Profil geschliffen werden oder je nach Bedarf auch auf einen entsprechenden Schliff verzichtet werden. Ein alternativer Schliff kann einer Abfasung entsprechen. Das Profil kann angeschrägt oder abgeflacht sein und/oder einen möglichst glatten Verlauf ohne prominente Ecken oder Kanten aufweisen. Das Profil erstreckt sich über den gesamten Umfang der Brandschutzglasscheibe, das heisst entlang aller Kanten, also vollumfänglich. Es ist auch möglich, dass die Brandschutzglasscheibe vollumfänglich geschliffen und poliert wird, jedoch kein spezielles Profil aufweist, oder dass die Kanten nur teilweise geschliffen, poliert oder profiliert werden. In all examples, as an alternative to the U-profile, another profile can also be ground or, if necessary, a corresponding cut can be dispensed with. An alternative cut may correspond to a chamfer. The profile may be bevelled or flattened and / or have the smoothest possible course without prominent corners or edges. The profile extends over the entire circumference of the fire-resistant glass pane, ie along all edges, ie in full. It is also possible that the fire-resistant glass is fully ground and polished, but has no special profile, or that the edges are only partially ground, polished or profiled.

Claims

PATENT ANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
Brandschutzglasscheibe aus einem Kallaiatronglas gemäss EN 572 (Stand 2012), dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzglasscheibe einen unterer Kühlpunkt oberhalb von 520°C aufweist und thermisch vorgespannt ist.  Fire-resistant glass pane made of kallaiatron glass according to EN 572 (as of 2012), characterized in that the fire-resistant glass pane has a lower cooling point above 520 ° C and is thermally prestressed.
Brandschutzglasscheibe gemäss Anspruch 1, wobei die Brandschutzglasscheibe eine Feuerwiderstandsdauer von mindestens 30 Minuten, insbesondere mindestens 60 Minuten, insbesondere mindestens 90 Minuten aufweist. Fire-resistant glass pane according to claim 1, wherein the fire-resistant glass pane has a fire resistance period of at least 30 minutes, in particular at least 60 minutes, in particular at least 90 minutes.
Brandschutzglasscheibe gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzglasscheibe einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von maximal 85x10"7 K"' aufweist. Fire protection glass according to claim 1 or 2, characterized in that the fire protection glass has a thermal expansion coefficient of at most 85x10 "7 K" '.
Brandschutzglasscheibe gemäss einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzglasscheibe eine dilato metrische Erweichungstemperatur von mindestens 640°C aufweist. Fire-resistant glass pane according to one of the preceding claims, characterized in that the fire-resistant glass pane has a dilato metric softening temperature of at least 640 ° C.
Brandschutzglasscheibe gemäss einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzglasscheibe eine chemische Zusammensetzung mit einem Na20-Gehalt von 9 bis maximal 12.4 Gewichtsprozent aufweist. Fire-resistant glass pane according to one of the preceding claims, characterized in that the fire-resistant glass pane has a chemical composition with a Na 2 O content of 9 to a maximum of 12.4 percent by weight.
Brandschutzglasscheibe gemäss einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzglasscheibe eine chemische Zusammensetzung mit einem Al203-Gehalt zwischen 1.5 und 3, insbesondere zwischen 1.7 und 2.5 Gewichtsprozent aufweist. Fire-resistant glass pane according to one of the preceding claims, characterized in that the fire-resistant glass pane has a chemical composition with an Al 2 O 3 content between 1.5 and 3, in particular between 1.7 and 2.5 percent by weight.
Brandschutzglasscheibe gemäss einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandschutzglasscheibe einen unteren Kühlpunkt oberhalb von 530°C aufweist. Brandschutzverglasung aufweisend eine transparente Anordnung mit einem Rahmen oder einer Halterung, wobei die transparente Anordnung mindestens eine erste Brandschutzglasscheibe nach einem der Ansprüchen 1 bis 7 aufweist, welche in den Rahmen eingepasst beziehungsweise von der Halterung gehalten ist. Fire-resistant glass pane according to one of the preceding claims, characterized in that the fire-resistant glass pane has a lower cooling point above 530 ° C. Fire-resistant glazing comprising a transparent arrangement with a frame or a holder, wherein the transparent arrangement comprises at least one first fire-resistant glass pane according to one of claims 1 to 7, which is fitted into the frame or held by the holder.
9. Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzglases aufweisend die Schritte: 9. A method for producing a fire-resistant glass, comprising the steps:
- Bereitstellen von mindestens einer ersten Brandschutzglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7; wobei der Schritt des Bereitstellens mindestens einen Schritt eines thennischen Vorspannens aufweist.  - Providing at least a first fire-resistant glass pane according to one of claims 1 to 7; wherein the step of providing comprises at least one step of thermal biasing.
10. Verfahren gemäss Anspruch 9, gekennzeichnet durch den anschliessend an das thermische Vorspannen durchgeführten folgenden weiteren Schritt: 10. The method according to claim 9, characterized by the subsequent further step carried out after the thermal toughening:
- Einfassen der mindestens einen ersten Brandschutzglasscheibe in einen - Insert the at least one first fire-resistant glass pane into one
Rahmen oder eine Halterung. Frame or a bracket.
1 1. Verfahren gemäss Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Brandschutzglasscheibe vor dem Schritt des thermischen Vorspannens mindestens dem folgenden zusätzlichen Schritt unterzogen wird: 1 1. A method according to claim 9 or 10, characterized in that the at least one first fire-resistant glass pane is subjected before the thermal pre-stressing step at least the following additional step:
o Schleifen und Polieren mindestens einer Kante der mindestens einen ersten Brandschutzglasscheibe;  o grinding and polishing at least one edge of the at least one first fire-resistant glass pane;
12. Verfahren gemäss Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Schritt des Schleifens und Polierens einen mehrstufigen Kantenschleif- und Polierprozess aufweist. 12. The method according to claim 1 1, characterized in that the additional step of grinding and polishing comprises a multi-stage edge grinding and polishing process.
13. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem zusätzlichen Schritt des Schleifens und Polierens vor dem thermischen Vorspannen maximal 4 mm Material abgetragen wird. 13. The method according to any one of claims 1 1-12, characterized in that in the additional step of grinding and polishing before thermal tempering a maximum of 4 mm material is removed.
14. Verfaliren gemäss einem der Ansprüche 11 -13, dadurch gekennzeiclmet, dass bei dem zusätzlichen Schritt des Schleifen und Polierens die mindestens eine erste Brandschutzglasscheibe entlang all ihrer Kanten geschliffen wird. 14. Verfaliren according to any one of claims 11-13, characterized gekennzeiclmet that in the additional step of grinding and polishing, the at least one first fire glass is ground along all its edges.
15. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 1-13, dadurch gekennzeiclmet, dass beim zusätzlichen Schritt des Schleifens die Glaskante profiliert wird. 15. The method according to any one of claims 1 1-13, characterized gekennzeiclmet that in the additional step of grinding the glass edge is profiled.
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