技术领域
[0001] 本
发明涉及一种复合部件及其制造方法和该复合部件的应用，该复合部件具有矿物玻璃层或玻璃陶瓷层以及邻接在玻璃层或玻璃陶瓷层上的有机层，并且具有低的总面积重量和低的热释放率。本发明还包括具有这种复合部件的飞机内窗玻璃或轻质窗玻璃以及阻烟部件。
背景技术
[0002] 用于陆地、
水上和空中的交通工具以及用于建筑领域和内部装配领域的玻璃/塑料复合板在
现有技术上以多种方式进行了描述并且满足了提出的许多要求。然而有些应用、特别是在运输领域、例如飞机制造和
电动车制造领域中的一些应用提出一些特殊要求，而对于这些要求在现有技术中至今没有解决方案。这里特别提到的是这样的板，其具有低的单位面积重量并且同时满足高的热学安全要求以及结合了高的光学透明度、良好的耐刮性和良好的耐化学品
稳定性。
[0003] 对于特殊的应用、例如航空中的应用来说，需要满足特殊的安全要求，其要求改善已知的
复合材料。在
机舱区域中，例如对于作为内部配件、诸如分隔板或用于
窗户或
门的板要求高的热学安全要求，这些要求例如在“C.F.R.(“Code of Federal Regulations”),Title 14Aeronautics and Space,Chapter I Federal Aviation Administrations,Department of Transportation,Part25Airworthiness Standards,Transport Categories Airplanes,Appendix F”中或者在“Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment,RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics)/DO-160G”中或者在汉莎航空公司技术的“Material Qualification Requirements Glass materials”中或者在EASA(European Aviation Safety Agency)的 相 应 规 章、例 如 CS 25(“Certification Specifications for Large Aeroplanes”)中详细描述。用于评定热学安全要求或防火要求的相关数值是Heat Release(热释放)以及例如耐热性、耐燃性、燃烧时长、后燃时间、后燃时间滴落(Nachbrennzeit Tropfen)、在烟气方面的烟气
密度和毒性限制的特性。对此具有相应的严格的规定和窄的限度。
[0004] 在根据FAR(Federal Aviation Regulation)25.853c/d App.F Part IV的“Heat Release Rate Test for Cabin Materials”中，试样在试验过程中限制在舱室中并且受2
到热作用和表面火焰的作用。要求的是，“Peak Heat Release Rate”小于65kW/m并且
2
在2分钟内的“Total Heat Release”小于65kW*Min./m。其他例如在FAR 25.853a App.F Part I(a)(1)(i)中所描述并且通过“Vertical Bunsen Burner Test”所确定的、在“flammability”方面的要求则是小于152mm的燃烧长度、小于15s的后燃时间以及对于燃烧中滴落的材料来说滴落时小于3s的后燃时间。在此在测试过程中以19mm的间距在1分钟的持续时间中直接在棱边上对试样施加限定的火焰(长度38mm，具有10mm内径的本生灯)。
[0005] 此外这种内部设备部件的单位面积重量具有限制，基于例如航空工业中的要求而遵循该限制。当也需要满足热学安全要求时，已知形式的矿物玻璃板在足够强度的条件下由于其单位面积重量而被排除或者在保持所要求的单位面积重量的条件下由于过低的强度或者由于其在断裂情况下容易扩展碎片而被排除。由
聚合物材料构成的板虽然满足了对于单位面积重量的要求，但是没有满足有效的防火要求。然而对于这些聚合物板的防火的改进总而伴随着该材料透明度的损失，这使得该材料不能应用于例如作为观察窗。已知的由矿物玻璃/聚合物
层压复合材料构成的板虽然满足了对于透明度和热学安全性的要求，但是并不满足对于单位面积重量的要求，例如复合玻璃板，已知其在
汽车中作为挡
风玻璃或者在建筑领域中作为复合安全玻璃。其他的矿物玻璃/聚合物的层压复合板如接下来在现有技术的实施中所描述的，并不满足有效的防火要求。
[0006] 由于根据现有技术的板并不满足在飞机制造中有效的条件，目前为止在飞机制造中要求相应负责的航空管理委员会的特许。因此目前对于窗户或门部件或者窗户或门的组件来说或者对于用作空间分隔的由聚
碳酸酯(PC)或聚甲基
丙烯酸甲酯(PMMA)构成的板来说这是标准。这些板例如制造成为挤
压板，随后由该
挤压板裁剪相应的轮廓或者以
注塑成型方法直接成型出轮廓。为了改善防火安全性，可以使该材料载有添加剂。然而，尽管如此，这样的板总是无法满足国际对于防火安全性方面规定的整体要求，这些国际规定例如由美国的FAA(Federal Aviation Administration)所制定并且在国际应用，例如JAR(“Joint Aviation Requirements”)或者EASA的CS(“认证规范”)描述的。另外这样的板尽管局部地具有额外的、由现有技术已知的硬质材料涂层，但是不具有与玻璃类似的耐刮性。唯一的优点在于其低的单位面积重量。这些标准地用作为飞机中内部装配的窗玻璃的PC板或2
PMMA板在单位面积重量为2.4kg/m的情况下的厚度通常为大约2mm，并且成为相应的进一步改进或替换的标准。
[0007] 根据现有技术，DE 44 15 878 A1公开了一种复合玻璃板，其设置用于交通工具。该复合玻璃板形成为三层，其中具有两个玻璃层，在玻璃层中间设置有塑料板。厚度在1和
4mm之间的塑料芯层支持两个玻璃层，从而尽管该复合玻璃板具有在0.2和1.5mm之间的较低厚度但是具有特定的强度。玻璃层与塑料芯层通过厚度在0.01至0.5mm之间的弹性双组份
硅橡胶相连，该弹性双组份硅橡胶形成为在塑料板和各个玻璃层之间的补偿应
力的粘结层。由此已经可以显著地减小复合玻璃板的重量。然而，为了对抗外部作用，例如对抗由落石造成的危险，必须保持一个玻璃层的最小厚度，这限制了重量减少。所提出的复合玻璃板的总厚度在此理论上在1.42至8.0mm之间。该复合板由于相对厚的有机层而不具有足够的、例如在航空条例中所要求的防火安全性。
[0008] 同样地，在DE 44 15 878 A1的一个改进中，DE 102009021938A1展示出一种特别是用作车窗或房屋表面涂层的复合玻璃板，其由一个塑料板和至少一个玻璃层组成，该塑料板由厚度在1mm和10mm之间的透明塑料构成，玻璃层与塑料板牢固连接。为了进一步减少重量而舍弃了
中间层并且玻璃层以0.02mm和0.1mm之间的厚度设计地更薄。这里也提出一种相对厚的塑料板，其同样比玻璃层明显更厚，从而该复合板不满足例如在航空条例中所提出的热学安全要求。
[0009] 例如EP 0 669 205、DE 10 2010 037 201和WO 2011/152380也提出了相关的建议。缺点总是在于，塑料层相比于玻璃厚度太厚。这种板不能满足航空的热学安全要求，至少不能满足有关“热释放率”的要求，因为总是产生过高的热释放率并且因此促进燃烧；并且也不能满足根据“垂直灯测试”的要求，因为复合板中的有机份额过高。
[0010] DE 20 2010 013 869 U1示出了一种用于车辆
驾驶室、特别是用于飞机的内饰部件。尤其提供改进的用于车辆驾驶室的内饰部件，其包括至少一个第一区段，该第一区段可以具有透明的塑料载体
基板，在该塑料载体基板的表面上施加有玻璃涂层。通过这样的玻璃涂层，应当获得特别耐刮的表面、以及在耐热性和
阻燃性方面的优势。具有玻璃涂层的第一区段可以包括一个优选由复合材料制成的第二区段，例如
框架，该第二区段与第一区段以材料配合、形状配合和/或力配合的方式连接。在此，第一和第二区段可以相互牢固连接。这虽然以一般形式给出了“轻质结构部件”的概念，但是在此玻璃涂层的厚度相对于塑料载体材料的厚度也相对较低。玻璃涂层的厚度选择为，使得该玻璃涂层在机械方面足够稳定并且必要情况下满足其他的要求。但是总的来说在该现有技术中没有给出尺寸。然而由于塑料载体材料的厚度相对于玻璃涂层的厚度相对较高，因而该复合板也没有满足例如在航空条例中提出的防火要求。
发明内容
[0011] 因此，本发明的目的在于提供一种复合部件，该复合部件除了具有足够低的单位面积重量之外，也充分满足了出于航空要求的现有规定的热学安全要求。在此作为单位2
面积重量适用2.4kg/m的参照值并且作为热学安全要求适合参照与FAA的规定相应的“Aircraft Materials Fire Test handbook”，特别是对于“Total Heat Release Rate”。
[0012] 本发明通过独立
权利要求的特征实现了该目的。本发明的其他有利设计和扩展方案在相应的
从属权利要求中给出。
[0013] 本发明的轻质玻璃板满足热学安全方面的要求。作为关键参数，轻质玻璃板满足关于“Total Heat Release”的要求，即绝对的热释放以及热的绝对量的释放符合于“Aircraft Materials Fire Test Handbook”DOT/FAA/AR-00/12,Chapter 5,“Cabin Material的Heat Release Rate Test”相应的FAA的规定和测试条件，并且根据JAR/FAR/CS 25,App.(Appendix)F,Part IV&AITM(Airbus Industries Test method)2.0006测2 2
量的“Total Heat Release”小于65kW*Min./m，优选小于50kW*Min./m，特别优选小于
2 2
40kW*Min./m，更优选小于20kW*Min./m。
[0014] 作为关于热学安全要求的另一参数，轻质玻璃板满足有关“Vertical Bunsen Burner Test”的要求，即根据FAA的规定和测试条件按照“Aircraft Material Fire Test Handbook”,DOT/FAA AR-00/12,Chapter 1“Vertical Bunsen Burner Test for Cabin and Cargo Compartment materials”的垂直的本生灯测试或者说具有垂直于测试材料的火焰的本生灯测试，并且根据FAR/JAR/CS 25,App.F,Part I测量的在试验中去除火焰之后的后燃时间为小于15秒，优选小于8秒，特别优选小于3秒，更优选小于1秒。如此短的后燃时间由于自熄特性而实现，通过本发明的轻质复合板的结构而获得该自熄特性。在特别优选的实施方式中，获得直至0秒的后燃时间。
[0015] 在满足该要求的情况下，本发明的轻质复合板包括矿物玻璃或玻璃陶瓷层以及2 2
有机层A；并且单位面积重量的下限为大于等于0.5kg/m，优选大于等于1kg/m，更优选大
2 2 2
于等于1.3kg/m，特别是大于等于1.5kg/m，特别大于等于1.8kg/m，特别大于等于2kg/
2 2 2
m；并且单位面积重量的上限为小于等于5.5kg/m ，优选小于等于3kg/m，特别优选小于等
2 2
于2.5kg/m，特别是小于等于2.3kg/m。在其他有利的实施方式中，轻质复合板的单位面
2 2 2
积重量的下限为大于等于0.6kg/m，特别是大于等于0.8kg/m、大于等于0.9kg/m、1.1kg/
2 2 2 2 2 2 2
m，1.2kg/m、1.4kg/m、1.6kg/m、1.7kg/m、1.9kg/m或2.1kg/m 。在其他有利的实施方式
2 2
中，轻质复合板的单位面积重量的上限为小于等于5.5kg/m，特别是小于等于5.0kg/m、
2 2 2 2 2 2 2
4.5kg/m、4.0kg/m、3.5kg/m、2.8kg/m、2.6kg/m、2.4kg/m或2.2kg/m 。
[0016] 为了除单位面积重量以外还满足热学安全要求，在此以本发明的方式矿物玻璃板的厚度与有机层厚度之比为1:0.01至1:1，特别是1:0.01至1:0.9，优选1:0.01至1:0.6，特别优选1:0.01至1:0.3，特别是1:0.01至1:0.25，特别优选1:0.01至1:0.2，非常特别优选1:0.01至1:0.15，特别是1:0.01至1:0.1；并且有机层的厚度小于等于500μm，特别是小于等于450μm，特别小于等于350μm，特别是小于等于300μm，特别小于等于240μm，优选小于等于200μm，特别是小于等于150μm，特别优选小于等于100μm，特别小于等于80μm，非常特别优选小于等于70μm，特别是小于等于50μm并且特别小于等于30μm，特别是小于等于25μm。
[0017] 为了满足热学安全要求，特别是关于“Total Heat Release”和“Vertical Bunsen Burner Test”或“Bunsen Burner Test”中的后燃时间，一方面由轻质复合板中的有机物部分释放或可燃的热量绝对值很关键，因此有机层的厚度以本发明的方式在给定单位面积重量的情况下受限制。但是，为了满足热学安全要求，不仅仅待释放或可燃的有机物热量的绝对值很关键，而且在给定的单位面积重量内，在这种轻质复合板中不可燃的矿物玻璃或玻璃陶瓷和有机物总含量之间的比例也具有重要意义。在此重要的是，轻质复合板中的玻璃或玻璃陶瓷提供了多少
热容量以及由此在单位面积重量的界限内玻璃或玻璃陶瓷能够为轻质复合板吸收多少热量。
[0018] 另外，为了使这样的轻质复合板能够经济地应用于特别在运输和建筑领域中的各种应用，以及也为了针对防火要求而保持有机物绝对含量的界限，本发明的具有规定单位面积重量的轻质复合板的特征在于，保持在不可燃的玻璃或玻璃陶瓷和有机物含量之间的给定比例界限。
[0019] 对于许多应用来说，轻质复合板的光学特性、特别是透明度是一个重要特征。对此涉及建筑领域中的窗户或门部件或者窗户或门的组件、房间分隔件或阻烟部件、所谓的烟阻(Smokebarriers)；或者在运输领域中作为车辆驾驶室的配件、例如飞机中的内窗板或者电动车中的玻璃。特别在单位面积重量占据重要
角色的情况下，为了使热学安全要求与光学特性品质相适应，至今为止对于轻质材料的试验都失败了。聚合物材料的热学特性朝阻燃或可燃性方向的显著改善总是以不期望的方式牺牲透明度。
[0020] 透明度理解为层、板或复合板的这样一种特性，其在380nm至900nm、特别在420nm至800nm的可见光
波长范围中的透射度大于等于80％。
[0021] 本发明成功之处在于，在保持上述热学安全要求和给定的低单位面积重量的情况下提供一种轻质玻璃板，其满足对用于各种应用领域的观察窗的光学特性的要求。因此，在相应优选的实施方式中轻质复合板的透明度为大于80％，优选大于85％，特别优选大于88％，特别优选大于90％。在此，该轻质复合板的透明度也可以大于91％。以本发明的方式，矿物玻璃层或玻璃陶瓷层具有相应的透明度并且有机层的透明度由于其受限制的层厚而在此部分更高。
[0022] 此外，在具有良好光学特性的轻质复合板的优选实施方式中，还获得了出色的无条纹性(Schlierenfreiheit)、低的
浊度(Trübung)以及低的散射特性(雾度)、没有失真以及中性色彩再现(符合色彩再现指数DIN EN410)。在此，一个或多个矿物玻璃板或矿物玻璃陶瓷板的总厚度与有机层厚度的所述比例也是有利的。由此，轻质玻璃板的光学散射特性(雾度)为小于等于1.5％，优选小于等于1.0％，特别优选小于等于0.5％(根据ASTM D1003D1044试验所测量的雾度)。轻质玻璃板根据DIN EN 410的色彩再现指数大于等于95，优选大于等于98，特别优选大于等于99。
[0023] 本发明轻质复合板的基板基体
支撑基板是矿物玻璃板或矿物玻璃陶瓷板，其中玻璃板或玻璃陶瓷板的厚度小于等于1mm，优选小于等于0.8mm，特别优选小于等于0.6mm；并且大于等于200μm，优选大于等于350μm，特别优选大于等于450μm，特别优选大于等于500μm，特别是大于等于530μm。有利的厚度为0.2mm、0.21mm、0.3mm、0.4mm、0.55mm、
0.7mm、0.9mm或1.0mm。
[0024] 在此优选使用为其应用预张紧的玻璃或玻璃陶瓷。该玻璃或玻璃陶瓷可以以化学方式通过离子交换预张紧或者以热学的方式预张紧或者以化学和热学相结合的方式预张紧。
[0025] 矿物玻璃板优选由锂
铝硅酸盐玻璃、
钙钠硅酸盐玻璃、
硼硅酸盐玻璃、
碱性铝硅酸盐玻璃、无碱或低碱的铝硅酸盐玻璃制成。这样的玻璃例如通过拉伸法(如下拉法)、溢出熔融法或者通过浮法技术获得。
[0026] 优选可以使用低
铁或无铁的玻璃，特别是Fe2O3含量小于0.05重量％，优选小于0.03重量％，因为这种玻璃具有降低的吸收性能并且由此尤其提高了透明度。
[0027] 但是对于其他的应用也优选灰色玻璃或者着色的玻璃。光学玻璃也可以用作基板支撑材料，例如重火石玻璃、重镧火石玻璃、火石玻璃、轻火石玻璃、冕玻璃、硼硅酸冕玻璃、钡冕玻璃、重冕玻璃或氟冕玻璃。
[0028] 优选使用下述玻璃组分(以重量％给出)的锂铝硅酸盐玻璃作为载体材料：
[0029]
[0030] 以及必要时含有为0-1重量％的着色
氧化物添加剂，例如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、Nd2O3、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3、稀土氧化物；以及0-2重量％的提炼剂，例如As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、CeO2。
[0031] 另外优选使用下述玻璃组分(以重量％给出)的钙钠硅酸盐玻璃作为载体材料：
[0032]
[0033]
[0034] 以及必要时含有0-5％重量％的着色氧化物添加剂，例如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、Nd2O3、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3、稀土氧化物，或者对于“黑色玻璃”来说为0-15重量％；以及0-2重量％的提炼剂，例如As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、CeO2。
[0035] 另外优选使用下述玻璃组分(以重量％给出)的硼酸盐玻璃作为载体材料：
[0036]
[0037] 以及必要时含有0-5重量％的氧化物着色添加剂，例如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、Nd2O3、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3、稀土氧化物或者对于“黑色玻璃”来说为0-15重量％；以及0-2重量％的提炼剂，例如As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、CeO2。
[0038] 另外优选使用下述玻璃组分(以重量％给出)的碱金属铝硅酸盐玻璃作为载体材料：
[0039]
[0040] 以及必要时含有0-5重量％的着色氧化物添加剂，例如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、Nd2O3、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3、稀土氧化物，或者对于“黑色玻璃”来说为0-15重量％；以及0-2重量％的提炼剂，例如As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、CeO2。
[0041] 另外优选使用下述玻璃组分(以重量％给出)的无碱金属的铝硅酸盐玻璃作为载体材料：
[0042]
[0043] 以及必要时含有0-5重量％的着色氧化物添加剂，例如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、Nd2O3、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3、稀土氧化物，或者对于“黑色玻璃”来说为0-15重量％；以及0-2重量％的提炼剂，例如As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、CeO2。
[0044] 另外优选使用下述玻璃组分(以重量％给出)的低碱金属铝硅酸盐玻璃作为载体材料：
[0045]
[0046] 以及必要时含有0-5重量％的着色氧化物添加剂，例如Nd2O3、Fe2O3、CoO、NiO、V2O5、Nd2O3、MnO2、TiO2、CuO、CeO2、Cr2O3、稀土氧化物，或者对于“黑色玻璃”来说为0-15重量％；以及0-2重量％的提炼剂，例如As2O3、Sb2O3、SnO2、SO3、Cl、F、CeO2。
[0047] 特别优选例如美因茨Schott AG公司以名称为D263、D263eco、B270、B270eco、Borofloat、Xensation Cover、Xensation cover 3D、AF45、AF37、AF32或AF32eco的薄玻璃。
[0048] 在另一实施方式中，该矿物板是玻璃陶瓷，其中该矿物玻璃陶瓷板由陶瓷化的铝硅酸盐玻璃或锂铝硅酸盐玻璃制成，特别是由以化学和/或热学方式硬化的陶瓷化的铝硅酸盐玻璃或锂铝硅酸盐玻璃制成。在另一实施方式中，该板由可陶瓷化的原料玻璃制成，其在着火情况下由于热作用而陶瓷化或者更进一步陶瓷化并且因此使得防火性能提高。
[0049] 优选使用具有原材料玻璃的下述组分(以重量％给出)的玻璃陶瓷或能够陶瓷化的玻璃：
[0050]
[0051] 在另一个实施方式中，优选使用具有原材料玻璃的下述组分(以重量％给出)的玻璃陶瓷或可陶瓷化的玻璃：
[0052]
[0053]
[0054] 在另一个实施方式中，优选使用具有原材料玻璃的下述组分(以重量％给出)的玻璃陶瓷或能够陶瓷化的玻璃：
[0055]
[0056]
[0057] 对于至少一种玻璃陶瓷板的透明度为>80％的情况，TiO2的含量特别有利地小于2重量％，SnO2的含量特别有利地小于0.5重量％并且Fe2O3的含量特别有利地小于200ppm。
[0058] 至少一种玻璃陶瓷板包含高
石英混晶或热液石英混晶作为主导晶相。晶粒尺寸优选为小于70nm，特别优选小于等于50nm，非常特别优选小于等于10nm。
[0059] 为了主要改善矿物玻璃板或矿物玻璃陶瓷板的断裂强度和耐刮性，在本发明的优选实施方式中，使该玻璃板或玻璃陶瓷板以热学和/或化学的方式预张紧。特别是对于作为航空领域中的内部配件、例如作为内窗玻璃的特殊应用来说，这种轻质复合板必须通过例如在“汉莎航空技术材料品质要求”中所规定的“极限测试(Abuse Load test)”和“落球测试(Ball Drop Test)”。当玻璃板或玻璃陶瓷板以热学和/或化学方式预张紧时，对于本发明的轻质复合板来说在限定玻璃板或玻璃陶瓷板厚度的条件下遵循该规定。
[0060] 热学和化学方式的预张紧工艺是已知的。在热学方式的预张紧工艺中，加热整个玻璃件并且随后通过吹送冷空气而使玻璃表面急冷。由此表面立刻
凝固，而玻璃内部却继续收紧。由此在内部产生拉
应力并且相应地在表面上产生压应力。但是热学方式的预张紧工艺通常较少地适用于厚度低于1mm或0.5mm的薄玻璃。
[0061] 在本发明的一个实施方式中，玻璃板或玻璃陶瓷板有利地在化学预张紧之前经
过热学预张紧。
[0062] 本发明优选涉及一种作为化学预张紧的基板的玻璃板或玻璃陶瓷板的实施方式。该化学预张紧可在一个阶段中或多个阶段中进行。特别是使用含碱金属或含锂的玻璃或玻璃陶瓷，其中钠离子置换成
钾离子或者锂离子置换成钠离子。通过将较小的离子置换成较大的离子，由此在玻璃板或玻璃陶瓷板的表面中产生压应力。离子置换例如在相应的盐浴、例如KNO3或NaNO3或AgNO3或这些盐的任意混合物中进行；或者在使用KNO3和/或NaNO3和/或AgNO3的情况下在多个阶段的方法中进行。在此预张紧
温度在350℃至490℃的范围中，并且
调温时间为1至16小时。在AgNO3盐浴中进行离子置换尤其是为了通过引入
银离子而使表面形成为抗菌的。
[0063] 在本发明的具有以一个阶段预张紧的玻璃板或玻璃陶瓷板的实施方式中，在置换离子的进入深度为大于等于30μm、优选大于等于40μm的情况下，表面处的压应力为至少600MPa，优选至少800MPa。
[0064] 在本发明的具有以多个阶段以化学方式预张紧的玻璃板或玻璃陶瓷板的实施方式中，表面上的压应力可以更小，然而其中在多个阶段的预张紧过程中置换离子的进入深度增大，从而经预张紧的玻璃或经预张紧的玻璃陶瓷的强度总体上可以更高。在进入深度特别优选大于等于50μm、并且特别优选大于等于80μm的情况下，在玻璃板或玻璃陶瓷板表面处的压应力为至少500MPa。通过多个阶段的预张紧，进入深度也可超过100μm。
[0065] 在轻质复合板中，对于玻璃板或玻璃陶瓷板的化学
固化的离子置换深度为大于等于30μm，优选大于等于40μm，特别优选大于等于50μm，特别优选大于等于80μm，并且在轻质复合板中玻璃板或玻璃陶瓷板的表面压应力为大于等于500MPa，优选大于等于600MPa，特别优选大于等于700MPa，特别优选大于等于800MPa，特别优选大于等于900MPa。
[0066] 在玻璃板或玻璃陶瓷板中，置换离子的进入深度以及进而较高压应力的表面区域提高了玻璃板或玻璃陶瓷板的强度。然而，该强度与玻璃板或玻璃陶瓷板的总厚度相适应，因为当化学固化过程中在玻璃板或玻璃陶瓷板内部中产生的压应力过高时，玻璃板或玻璃陶瓷板会断裂。在玻璃板或玻璃陶瓷板由于受到外力作用而弯曲时，板由于其内部拉应力而更敏感地反应。因此在该玻璃板或玻璃陶瓷板中的内部拉应力为小于等于50MPa，优选小于等于30MPa，特别优选小于等于20MPa，特别优选小于等于15MPa。玻璃板或玻璃陶瓷板的表面压应力大于等于500MPa，优选大于等于600MPa，更优选大于等于700MPa，特别优选大于等于800MPa，特别优选大于等于900MPa。
[0067] 在轻质复合板中的玻璃板或玻璃陶瓷板根据DIN EN 843-1和DIN EN 1288-3的4点弯曲强度为大于等于550MPa，优选大于等于650MPa，特别优选大于等于800MPa。
[0068] 在轻质复合板中的玻璃板或玻璃陶瓷板的
杨氏模量或
弹性模量为大于等于68GPa，优选大于等于73GPa，特别优选大于等于74GPa，特别优选大于等于80GPa。
[0069] 在轻质复合板中的玻璃板或玻璃陶瓷板的
剪切模量为大于等于25GPa，优选大于等于29GPa，特别优选大于等于30GPa，特别优选大于等于33GPa。
[0070] 经预张紧的玻璃板或玻璃陶瓷板特别具有高的表面硬度并且相对于刮擦以及通过外力作用的划伤具有高的抵抗力。在测试负载为2N的条件下(对应于200g的
质量)，没有预张紧的矿物玻璃板或玻璃陶瓷板的维氏硬度或者在未预张紧状态下的玻璃板或玻璃陶瓷板的维氏硬度根据DIN EN 843-4或EN ISO 6507-1测得为大于等于500HV 2/20，优选大于等于560HV 2/20，特别优选大于等于610HV 2/20；或者在预张紧状态下的矿物玻璃板或矿物玻璃陶瓷板的维氏硬度为大于等于550HV 2/20，优选大于等于600HV 2/20，特别优选大于等于650HV 2/20，特别优选大于等于680HV 2/20。
[0071] 使用玻璃板或玻璃陶瓷板作为轻质复合板的外层，除了防火安全性和耐刮性方面的优势之外，还具有特别相对于清洁剂良好的化学稳定性的优势。这确保了不受限地使用各种清洁剂并且确保了尽管清洁
频率大也具有表面品质的长期稳定性以及光学的特性。
[0072] 在轻质复合板中的玻璃板或玻璃陶瓷板的透明度大于80％，优选大于85％，特别优选大于88％，特别优选大于90％。但是其透明度也可以在91％以上。
[0073] 根据本发明的轻质复合板应当在断裂情况下确保高度的碎片防护，即，不应当向周围环境迸发碎片。因此在满足热学安全要求的情况下使玻璃板与有机层相结合。该有机层特别设置为碎片保护层，该保护层在断裂情况下粘着或保持住了玻璃板的断裂部件并且该保护层还提高了轻质复合板的弹性和可靠性。
[0074] 在考虑轻质复合板的单位面积重量以及矿物玻璃板厚度与有机层厚度之比的情况下，有机层的厚度为小于等于500μm，特别小于等于450μm，特别小于等于350μm，特别小于等于300μm，特别小于等于240μm，优选小于等于200μm，特别小于等于150μm，特别优选小于等于100μm，特别是小于等于80μm，非常特别优选小于等于70μm，特别小于等于50μm并且特别小于等于30μm，特别小于等于25μm。
[0075] 有机层的透明度为大于80％，优选大于等于85％，特别优选大于等于88％，特别优选大于等于90％并且通过该有机层使得轻质复合板浑浊度(根据ASTM D1003D1044测量以雾霾度测得的雾度)的增大小于1％(绝对雾度)。因此选择聚合物用于该有机层。
[0076] 为了特别对于观察窗来说保证轻质复合板的光学品质，玻璃板或玻璃陶瓷板的折射率与有机层的折射率的差异为小于等于0.3，优选小于等于0.25，特别优选小于等于0.2，特别优选小于等于0.15。
[0077] 另外，有机层的光学
相位差、即光学上的延迟为不大于20nm，优选小于15nm。
[0078] 为了使轻质复合板的光学特性和应用特性较高，需要保持有机层的表面波纹度、表面粗糙度和弹性的界限。
[0079] 由此，在轻质复合板中面向外部的有机层表面具有高的表面品质并且在其表面上的波纹度小于等于100nm，优选小于等于80nm，特别优选小于等于50nm，并且粗糙度RT小于等于30nm，优选小于等于20nm，特别优选小于等于10nm。
[0080] 另外，有机层的条纹、即条纹
缺陷的构造或尺寸小于100nm，优选小于等于50nm，特别优选小于等于30nm。
[0081] 粗糙度RT、也称为粗糙深度根据DIN 4762部分1-08.60测定并且对应于参考范围内
顶点和凹点之间的最大间距。该粗糙度不能与粗糙度RA相替换，粗糙度RA对应于所有间距的算术平均值并且一般仅为RT的一小部分。粗糙度描述了与理想平面表面的偏差的短波部分。波纹度或起伏程度(根据DIN/ISO 11562测得，具有0.8至8.0mm的切断以及2CRPC50-Filter)描述了与理想平面表面的偏差的平均波长部分。波纹度在20mm的测量距离上确定。通过与波纹度相同的仪器参数测量条纹度，评估测量距离为2mm。
[0082] 为了使轻质复合板相对于点状负载、例如尖物撞击不敏感，已证明有利的是，这样选择用于有机层的聚合物，使得该聚合物的弹性模量为小于5GPa，优选小于2.6GPa，非常特别优选小于1.5GPa。产生的应力负荷通过有机层而分布在更大的面积上并且显著减少。非常薄的塑料层的弹性模量可以通过力穿透深度测量而确定。为此使限定几何形状的测试件，一般为锥体的钻石，以增大的负载压入表面并且随后重新释放。在此通过释放线(与负荷相关的穿透深度)的斜率获得弹性模量。通过所谓的压痕仪(Pikoindentor)进行该测量，通过该压痕仪能够实现10到100nm之间的非常小的压入深度。这是需要的，因为，当穿透深度超过层厚的大约10％时，基板会开始影响测量。
[0083] 有机层由能够硬化的热固性反应
树脂制成，其生成与玻璃的持久、强韧弹性且清晰的粘附从而增强碎片防护。有机层优选由下述组的聚合物组成：
苯酚塑料、例如
酚醛树脂；
氨基塑料、例如脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂；
环氧树脂；不饱和聚酯树脂；乙烯基酯树脂(苯丙烯酸酯(Phenacrylatharze))；邻苯二
甲酸二丙烯酯；硅
酮树脂或交联的聚氨酯树脂。特别适合的是聚甲基丙烯酸酯反应树脂和聚丙烯酸酯反应树脂。
[0084] 有机层可以包含额外的填料和其他需要的添加剂，从而适应特定要求的轻质复合板。
[0085] 为了确保特定应用、例如作为座舱观察窗的轻质复合板的良好的光学特性，在一个优选的实施方式中使玻璃板或玻璃陶瓷板的折射率与有机层的折射率彼此适应。折射率的差异为小于等于0.3，优选小于等于0.25，特别优选小于等于0.2，特别优选小于等于0.15。由此例如对于铝硅酸盐玻璃来说，玻璃板或玻璃陶瓷板的典型折射率为1.502(780nm波长处)、1.506(633nm波长处)、1.508(588nm波长处)，并且在经过化学预张紧的压应力层中的折射率为1.510(780nm波长处)、1.514(633nm波长处)、1.516(588nm波长处)；或者对于硼硅酸盐玻璃来说为1.523(588nm波长处)或者对于无碱金属的铝硅酸盐玻璃来说为1.510(588nm波长处)或者对于钙钠玻璃来说为1.52(588nm波长处)。例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)的有机层折射率约为1.49，或者例如聚丙烯酸酯的有机层的折射率约为
1.48。
[0086] 为了确定根据本发明的轻质复合板中的层厚，在遵守玻璃板或玻璃陶瓷板的厚度与有机层厚度之比的情况下例如规定下述标准值：对于铝硅酸盐玻璃来说2.39至2.48g/3 3
cm的密度，对于硼硅酸盐玻璃来说2.51g/cm 的密度，对于无碱金属的铝硅酸盐玻璃来
3 3
说2.43g/cm的密度，对于钙钠玻璃来说2.5g/cm 的密度，对于锂铝硅酸盐玻璃陶瓷来说
3 3
2.5g/cm的密度，对于PMMA的有机层来说1.19g/cm 的密度，例如作为硅树脂为0.98至
3
1.07g/cm的密度，例如作为聚丙烯酸酯为1.3至1.6作为标准值。
[0087] 另外本发明还涉及一种用于制造这种轻质复合板的方法。为了制造轻质复合板，必须首先制造和提供玻璃板或玻璃陶瓷板本身。为了制造所需表面质量的玻璃板或玻璃陶瓷板，应当在下拉法、溢出熔融法中或者在浮法中进行该制造。优选使玻璃板或玻璃陶瓷板在其
镀层之前进行硬化，特别是进行化学预张紧。玻璃板或玻璃陶瓷板的表面特性是实现在轻质复合板的聚合物侧的相应表面质量的前提。在制得玻璃板或玻璃陶瓷板之后，可以直接进一步处理该玻璃板或玻璃陶瓷板，或者在玻璃板或玻璃陶瓷板表面预处理以及施加有机层的步骤在空间上与玻璃板制造或玻璃陶瓷板制造相分离的情况下，才优选在少量制造和中等数量制造时分离玻璃板或玻璃陶瓷板的进一步处理。玻璃板表面或玻璃陶瓷板表面的预处理是为了确保有机层的良好粘附。
[0088] 在将有机层施加在玻璃板表面或玻璃陶瓷板表面的过程中，在液相中调整反应树脂的黏度，从而在有机层硬化后显示出出色的表面特性。另外，为了获得良好的光学特性，这样进行有机层的浇注(Verguβ)，使得轻质复合板中具有不含气泡的有机层。
[0089] 通过以液相施加到硬的玻璃板或玻璃陶瓷板上另外确保了，在有机层中不形成拉伸方向并且因此获得有机层以及由此轻质复合板的光学延迟小于20nm。
[0090] 如果玻璃板的制造以及预处理和涂覆设置为连续的过程，那么在涂覆处理之后分离涂覆有有机层的玻璃板或玻璃陶瓷板。
[0091] 如果在涂层之前分离出玻璃板或玻璃陶瓷板并且期望获得极其薄的有机层，则优选通过
旋涂(Schleudern)或喷射旋涂(Sprühschleudern)进行涂覆。也适合于连续处理的涂覆方法为浇补(Aufgieβen)(分散(Dispensen))、辊压(Aufwalzen)或喷射。
[0092] 在制造的轻质复合板的特性方面有利的是，使用的玻璃板或玻璃陶瓷板小于等于1mm，优选小于等于0.8mm，特别优选小于等于0.6mm，并且大于等于200μm，优选大于等于
350μm，特别优选大于等于450μm，特别优选大于等于500μm，特别是大于等于530μm，并且施加的聚合物层小于等于500μm，特别是小于等于450μm，特别是小于等于350μm，特别是小于等于300μm，特别是小于等于240μm，优选小于等于200μm，特别是小于等于
150μm，特别优选小于等于100μm，特别是小于等于80μm，非常特别优选小于等于70μm，特别是小于等于50μm并且特别是小于等于30μm，特别是小于等于25μm。
[0093] 为了提高有机层在玻璃板或玻璃陶瓷板上的粘附性，由此获得了最佳的结果，即，在涂覆之前通过以下方法中的任一项进行
表面处理：例如在含臭氧的气氛中紫外照射玻璃板表面、电晕处理、火焰
热解、燃烧和/或等离子处理或者上述处理中至少两项的结合。
[0094] 为了促进有机层的固化，应当优选借助以下手段中的一项使施加的有机层固化：加热、紫外照射、红外照射、
微波辐射和/或
电子射束交联或者至少两个所述手段的结合。
另外有利的是
真空法和/或RIM(
反应注射成型)法或者至少两个所述手段的结合。
[0095] 本发明还涉及这种轻质复合板的应用。这种轻质复合板特别适合于在运输领域中作为座舱的配件，特别是飞机或电动车座舱的配件；也适合用于船只或其他交通工具中的应用。相对于现有技术中已知的板，根据本发明的轻质复合板实现了这样的应用，其除了低的单位面积重量之外还具有高的耐刮性、表面硬度、表面品质、相对于清洁剂良好的化学稳定性以及非常好的防火特性(例如可燃性、阻燃特性或者阻烟性能)，对应于如前所述的各个实施方式。
[0096] 在特别优选的实施方式中，通过如前所述的相应低的单位面积重量、高的耐刮性、表面硬度、表面品质、相对于清洁剂良好的化学稳定性以及还具有高的透光度和非常好的光学特性(例如无条纹)和非常低的浊度并且同时满足了对于高度防火要求的特性，使得根据本发明的轻质复合板能够用作窗户部件或门部件或者窗户或门的组件或者用作房间分隔件或者用作桌子部件或桌子的组件，例如航空领域中的折叠桌，这些应用的地方具有特别严格的要求。通过满足所有的例如在官方规章和法规(像是FAA、RTCA、EASA)或者
飞机制造商的规定中提出的要求，实现了作为飞机配件的应用。由于在具有所有良好特性的同时具有低的单位面积重量，本发明也涉及这样的应用：在运输领域中作为座舱的配件，特别是除了飞机座舱之外也用于电动车。在此本发明主要涉及作为门部件或窗户部件或者窗户或门的组件的应用或者作为房间分隔件的应用或者作为桌子部件的应用。房间分隔件用于使特定的客舱区域彼此分隔。作为桌子部件，轻质复合板可以是例如用在飞机中的折叠桌的组件。
[0097] 特别有利的是，根据本发明的轻质复合板用作飞机或电动车的窗户内板。在着火情况下，由该板不会造成燃烧
加速的危险或者与此相关的对乘客的危险。
[0098] 本发明同样包括一种具有如前述实施方式中任一项或者相互结合的根据本发明的轻质复合板的飞机内窗板或轻质复合窗板。
[0099] 另外，本发明包括轻质复合板的用途，其在建筑领域中用作防火轻质构件、特别是用作阻烟部件、房间分隔件、窗户部件、门部件、
墙壁部件或
天花板部件或者用作窗户、门、墙壁或
天花板的组件，或者用作展柜玻璃板或者用作家具的组件。
[0100] 本发明还包括具有根据前述实施方式中任一项或者相互结合的根据本发明的轻质复合板的阻烟部件。这种根据本发明的作为阻烟部件的轻质复合板例如为20至100cm，垂直于天花板地悬挂安装在天花板上，从而防止房间中在着火情况下烟气的扩散或扩张。在着火时的危险通常基于建筑中烟气的扩散伴随烟气毒性对于人的危险。通过这种防火安全的、轻质的阻烟部件可以明显延长着火情况下安全逃离的时间。通过轻质复合板的低的重量及其高的防火性能可以提供
建筑物低的静态负荷和由此低成本的解决方案。
附图说明
[0101] 通过接下来的
实施例进一步说明本发明。
具体实施方式
[0102] 图1示出了一种轻质复合板1的结构。第一玻璃板11构成基板支撑基体，其由经化学预张紧的铝硅酸盐玻璃组成，例如美因茨Schott AG公司以商品名
3
所出售的铝硅酸盐玻璃，具有0.55mm的厚度和2.48g/cm的密度；作为
3
有机层21使用具有150μm的厚度和1.19g/cm的密度的聚甲基丙烯酸甲酯。单位面积重
2 2
量为1.54kg/m并且因此相对于由单纯PC或PMMA组成的、在飞机内舱中具有2.4kg/m 的比较值的标准窗玻璃重量减轻了35％。玻璃板的厚度与有机层的厚度之比为1:0.273。该轻质复合板1经受本生灯测试，该测试根据FAR/JAR/CS 25，App.F，Part I&AITM2.0002A的条款和规定而进行。该轻质复合板还经受热释放试验。该试验根据FAR/JAR/CS 25，App.F，Part IV&AITM2.0006的条款和规定而进行。
[0103] 接下来的实施例2和3示出了与图1的实施例相对应的轻质复合板的其他替换实施方式，这些轻质复合板经受本生灯测试和热释放试验。
[0104] 实施例2：
[0105]材料 厚度
玻璃层 经化学预张紧的铝硅酸盐玻璃 1.0mm
有机层 施加的RIM处理 200μm
[0106] 单位面积重量：2.72kg/m2
[0107] 玻璃板的厚度与有机层的厚度之比：1:0.200。
[0108] 实施例3：
[0109]材料 厚度
玻璃层 经化学预张紧的铝硅酸盐玻璃 0.2mm
有机层 硅树脂 100μm
2
[0110] 单位面积重量：0.60kg/m
[0111] 玻璃板的厚度与有机层的厚度之比：1:0.500。
[0112] 附图标记列表
[0113] 1 轻质复合板
[0114] 11 玻璃板
[0115] 21 有机层
