DE102007028543A1 - Bird protection device for use in constructions, and as window or flat glass, or structural glass, curtain wall or sound proof construction, comprises a transparent material which has optically effective structures - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Vogelschutzvorrichtung umfassend einen transparenten Stoff, wobei der transparente Stoff optisch wirksame Strukturen aufweist, welche eine gegenüber dem transparenten Stoff erhöhte Absorption von elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich ausserhalb des für den Menschen sichtbaren Bereichs haben.The The invention relates to a bird protection device comprising a transparent Fabric, wherein the transparent fabric optically effective structures which has one opposite the transparent fabric increased Absorption of electromagnetic radiation in a wavelength range outside the for have visible range to humans.
Stand der TechnikState of the art
Ein bekanntes Problem bei transparenten Teilen von Bauten ist deren mangelnde Wahrnehmbarkeit durch Vögel. Da es den meisten Vögeln nicht möglich ist transparente Gegenstände zu erkennen, kommt es häufig zu Kollisionen der Vögel mit den transparenten Gegenständen. Bei einer solchen Kollision tritt der Tod des Vogels häufig sofort ein, oder kurze Zeit später infolge von schweren Verletzungen oder Verhaltensstörungen.One known problem with transparent parts of buildings is their lack of visibility by birds. As most birds do not possible is transparent objects Recognizing it happens frequently to collisions of the birds with the transparent objects. In such a collision, the death of the bird often occurs immediately one, or a short time later as a result of serious injury or behavioral problems.
Bekannte Massnahmen zu der Verhinderung von Vogelschlag betreffen das Anbringen von blickdichten Folien in Form von Raubvogelsilhouetten oder das Ausgestalten von optisch wahrnehmbaren Mustern wie Streifen oder Punkten. Diese Massnahmen haben den Nachteil, dass sie die grundlegende Aufgabe der Objekte, nämlich deren Transparenz, beeinträchtigen. Insbesondere werden sie aber oft vom Menschen als störend und als ästhetisch nachteilig empfunden.Known Measures for the prevention of bird strike relate to the attachment of opaque films in the form of birds of prey silhouettes or the Design of visually perceptible patterns such as stripes or Points. These measures have the disadvantage that they are the basic Abandonment of objects, namely their transparency. In particular, they are often disturbed by people and as aesthetic felt disadvantageous.
Es
ist z.B. die
Ausführungen mit Oberflächenbeschichtungen des transparenten Stoffes haben den Nachteil einer schlechten Haltbarkeit. Oft weisen die Beschichtungen eine schlechte Haftung an der Oberfläche auf und lösen sich nach vergleichsweise kurzer Zeit wieder ab. Zudem sind zusätzliche Massnahmen wie z.B. weitere Beschichtungen notwendig, um die Oberflächenbeschichtung z.B. gegen äussere Einflüsse wie Witterungseinflüsse zu schützen. Insbesondere Folien haben den Nachteil, dass sie zu Spannungen im transparenten Stoff und zu Deformation führen können oder, im Falle von Glas, sogar zum Bruch. Ein Zuschlagstoff, welcher dem transparenten Stoff bei seiner Herstellung beigemengt wird, hat den Nachteil, dass es nicht möglich ist, selektiv optisch wirksame Strukturen zu erzeugen, sondern der transparente Stoff nur gesamthaft mit der erwünschten UV-absorbierenden Wirksamkeit versehen werden kann.versions with surface coatings of the transparent material have the disadvantage of poor durability. Often the coatings have poor adhesion to the surface and dissolve after a relatively short time again. In addition, additional Measures such as additional coatings necessary to the surface coating e.g. against the outside influences like weather conditions to protect. In particular films have the disadvantage that they lead to stresses in the transparent material and may lead to deformation or, in the case of glass, even to break. An aggregate, which is the transparent substance added in its production, has the disadvantage that it not possible is to produce selectively optically active structures, but the transparent fabric only in its entirety with the desired UV-absorbing effectiveness can be provided.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe eines ersten Aspekts der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Vogelschutzvorrichtung zu schaffen, welche witterungsbeständig ist und sich durch eine hohe Haltbarkeit auszeichnet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine einfache Herstellung einer dem eingangs genannten Gebiet zugehörigen Vogelschutzvorrichtung mit beliebig geformten und witterungsbeständigen optisch wirksamen Strukturen ermöglicht, insbesondere einer Vogelschutzvorrichtung gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung.The The object of a first aspect of the invention is to provide an initially bird protection device belonging to that technical area to create, which is weather-resistant and is characterized by a high Durability distinguishes. Another object of the invention is to provide a method which is easy to manufacture a bird protection device associated with the aforementioned field with arbitrarily shaped and weather-resistant optically effective structures allows in particular a bird protection device according to the first aspect of the invention.
Die Lösung der Aufgabe gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst eine Vogelschutzvorrichtung einen transparenten Stoff mit optisch wirksamen Strukturen. Die optisch wirksamen Strukturen weisen dabei eine gegenüber dem transparenten Stoff erhöhte Absorption von elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich ausserhalb des für den Menschen sichtbaren Bereichs auf. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Metallion aus der Liste von Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, Ag und Sn in Bereichen der optisch wirksamen Strukturen in einer unter einer Oberfläche im Inneren des transparenten Stoffes liegenden Schicht gegenüber anderen Bereichen des transparenten Stoffes angereichert ist.The solution according to the task The first aspect of the invention is characterized by the features of the claim 1 defined. According to According to the invention, a bird protection device comprises a transparent one Fabric with optically effective structures. The optically active structures have one opposite the transparent fabric increased Absorption of electromagnetic radiation in a wavelength range outside the for visible to people. The invention is characterized in that at least one metal ion from the list of Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, Ag and Sn in ranges the optically active structures in a below a surface in the interior layer of transparent material over others Enriched areas of the transparent substance.
Hinweis: Mit der "Anreicherung" einer Metallionensorte wird eine Erhöhung der Konzentration der entsprechenden Metallionen in den jeweiligen Bereichen bezeichnet. "Optisch wirksame Strukturen" bezeichnen Bereiche im transparenten Stoff, in welchen die optischen Eigenschaften des transparenten Stoffes modifiziert sind. Die Strukturen können dabei Formen wie z.B. Raubvogelsilhouetten haben oder andere flächige Objekte und/oder Muster wie z.B. Streifen, Gitter oder Punkte darstellen. Die innen liegende Schicht ist dabei als eine gedachte, unter der Oberfläche im Inneren des transparenten Stoffes liegende Schicht zu verstehen, welche nur in den Bereichen der optischen Strukturen mit Metallionen angereichert ist.Note: The "enrichment" of a metal ion species increases the concentration of the ent referred to speaking metal ions in the respective areas. "Optically effective structures" designate areas in the transparent substance in which the optical properties of the transparent substance are modified. The structures may have shapes such as birds of prey silhouettes or represent other planar objects and / or patterns such as stripes, grids or dots. The inner layer is to be understood as an imaginary layer located below the surface in the interior of the transparent substance, which layer is enriched with metal ions only in the regions of the optical structures.
Die erfindungsgemäss in einer innen liegenden Schicht unter der Oberfläche im transparenten Stoff angereicherten Metallionen vermögen eine elektromagnetische Strahlung zu absorbieren. Insbesondere filtern die Metallionen selektiv gewisse Wellenlängenbereiche aus einem durch den transparenten Stoff hindurch tretenden elektromagnetischen Strahlungsspektrum durch Absorption heraus. Ebenso wird auch das Reflexionsvermögen des transparenten Stoffs durch die eingelagerten Metallionen modifiziert. Elektromagnetische Strahlung, welche von einer zweiten, innen liegenden, Oberfläche des transparenten Stoffes reflektiert wird, durchquert die innen liegende absorbierende Schicht zweimal bevor sie zurückgeworfen wird. Somit wird der entsprechende Wellenlängenbereich auch aus der reflektierten Strahlung zu einem gewissen Grad herausgefiltert. Erfindungsgemäss sind die angereicherten Metallionen derart gewählt, dass die absorbierte Strahlung in einem Wellenlängenbereich liegt, welcher vom Menschen nicht wahrgenommen werden kann. In der Durchsicht durch den transparenten Stoff ergibt sich dann in den Bereichen mit einer Anreicherung der Metallionen, d.h. der optisch wirksamen Strukturen, für den Menschen keine oder nur eine sehr geringe Änderung bzw. Beeinträchtigung der Transparenz. In dem Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung, in welchem die Absorption der Metallionen liegt, ist der transparente Stoff jedoch weniger durchsichtig. Die optisch wirksamen Strukturen erscheinen in der Durchsicht als dunklere und auch, in der Wahrnehmung des Vogels, farblich veränderte Objekte. Ebenso können in reflektierten Strahlungsanteilen die optisch wirksamen Strukturen als dunkle Objekte hervortreten. Insbesondere können die Metallionen derart gewählt werden, dass die einfallende und in den transparenten Stoff eindringende UV-Strahlung durch die Metallionen absorbiert wird.The inventively in an inner layer under the surface in transparent Cloth enriched metal ions are capable of electromagnetic Absorb radiation. In particular, the metal ions selectively filter certain wavelength ranges from an electromagnetic passing through the transparent material Radiation spectrum by absorption out. Likewise, that too reflectivity of the transparent substance modified by the incorporated metal ions. Electromagnetic radiation coming from a second, internal, surface of the transparent material is crossed, traversing the inside lying absorbent layer twice before being thrown back becomes. Thus, the corresponding wavelength range is also reflected from the Radiation filtered out to a certain extent. According to the invention are the enriched metal ions chosen such that the absorbed radiation in a wavelength range which can not be perceived by man. In the Review through the transparent material then results in the Areas with an accumulation of metal ions, i. the optical effective structures, for humans no or only a very small change or impairment the transparency. In the wavelength range electromagnetic radiation, in which the absorption of the Metal ions is, however, the transparent material is less transparent. The optically active structures appear in the review as darker and also, in the perception of the bird, color-changed objects. Likewise in reflected radiation components, the optically active structures emerge as dark objects. In particular, the metal ions can be so chosen be that invading and penetrating into the transparent fabric UV radiation is absorbed by the metal ions.
Erfindungsgemäss liegt die innen liegende Schicht unter einer Oberfläche des transparenten Stoffes, das heisst die angereicherten Metallionen sind im transparenten Stoff vorhanden bzw. eingelagert. Damit ergibt sich im Vergleich zu bekannten Vogelschutzvorrichtungen, welche UV-absorbierende Folien oder Beschichtungen benutzen, intrinsisch eine verbesserte Beständigkeit gegenüber äusseren Einflüssen wie z.B. Witterung oder Beschädigung durch Krafteinwirkung. Indem die innen liegende Schicht innerhalb des transparenten Stoffes liegt, ist sie durch den transparenten Stoff selbst geschützt. Die Haltbarkeit gegenüber äusseren Einflüssen ist daher im Wesentlichen durch die Haltbarkeit des transparenten Stoffes selbst bestimmt.According to the invention lies the inner layer under a surface of the transparent material, the means the enriched metal ions are in the transparent material available or stored. This results in comparison to known Bird protection devices, which include UV-absorbing films or coatings use, intrinsically improved resistance to external influences such as. Weather or damage by force. By placing the inner layer within of the transparent substance, it is through the transparent Fabric itself protected. The durability against external Influences is therefore essentially by the durability of the transparent substance self determined.
Erfindungsgemäss werden die Metallionen durch thermisch induzierte Diffusion in den transparenten Körper eingebracht, d.h. eindiffundiert. Insbesondere können die Metallionen durch ein derartiges Verfahren nach der Herstellung des transparenten Stoffes oder dessen Ausgestaltung in seine endgültige Form in den transparenten Stoff eingebracht werden.According to the invention the metal ions are introduced into the transparent body by thermally induced diffusion, i.e. diffused. In particular, the metal ions can through such a method after the production of the transparent Stoffes or its design in its final form in the transparent Cloth are introduced.
Es ist bekannt, dass Vögel ein besseres Wahrnehmungsvermögen als der Mensch im Bereich der UV-Strahlung (ca. 10-400 nm) haben. Insbesondere im UVA-Bereich, welcher einen Wellenlängenbereich von etwa 315-400 nm umfasst, weisen Vögel eine gute UV-Sichtigkeit auf. Es ist daher vorteilhaft in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Anreicherung der Metallionen in den Bereichen der optischen wirksamen Strukturen derart zu wählen, dass ein Absorptionsmaximum im Bereich der UV-Strahlung liegt, insbesondere im Bereich der UVA-Strahlung. Es ist auch denkbar, das Absorptionsmaximum mit einer geeigneten Wahl der Metallionen in einem anderen UV-Bereich auszubilden, z.B. im UVB-Bereich (280-320 nm). Dies kann insofern vorteilhaft sein, da nicht ausgeschlossen werden kann, dass gewisse Vogelarten für andere Wellenlängenbereiche im UV-Bereich eine bessere Wahrnehmung haben, als im UVA-Bereich. Alternativ ist es auch denkbar, dass andere Wellenlängenbereiche des Lichts, welche nicht im UV-Bereich und ausserhalb des für Menschen sichtbaren Bereichs liegen, für Vögel sichtbar sind und daher ebenfalls geeignet sind, um durch Absorption in eben diesen Wellenlängenbereichen die optisch wirksamen Strukturen zu schaffen.It is known to birds a better perception as humans have in the range of UV radiation (about 10-400 nm). Especially in the UVA range, which has a wavelength range from about 315-400 nm, birds have good UV visibility on. It is therefore advantageous in a preferred embodiment the invention, the enrichment of the metal ions in the areas the optically active structures to be chosen such that an absorption maximum in the range of UV radiation, especially in the range of UVA radiation. It is also conceivable, the absorption maximum with a suitable choice of the metal ions in another UV region, e.g. in the UVB range (280-320 nm). This can be advantageous insofar as not excluded can be that certain species of birds for other wavelength ranges have better perception in the UV range than in the UVA range. Alternatively, it is also conceivable that other wavelength ranges of light, which is not in the UV range and outside of the human visible range, for Birds visible are therefore also suitable to absorb by absorption in just these wavelength ranges to create the optically effective structures.
Optisch wirksame Strukturen, welche alleine auf Absorption eines gewissen Wellenlängenbereichs ausserhalb des für Menschen sichtbaren Bereichs beruhen, werden nicht von allen Vögeln gleich gut wahrgenommen. Bei UV-absorbierenden optischen Strukturen hat man die Erfahrung gesammelt, dass diese Strukturen von gewissen Vogelarten überhaupt nicht wahrgenommen werden. Es ist daher vorteilhaft, die absorbierende Eigenschaft mit einem weiteren optischen Effekt zu kombinieren. Insbesondere kann eine Kombination mit Fluoreszenzemission im sichtbaren Bereich eine verbesserte Wahrnehmbarkeit der optischen Strukturen für eine breitere Artenvielfalt der Vögel bedingen. Die Fluoreszenzemission kommt erfindungsgemäss durch Abstrahlung der durch die Metallionen absorbierten Strahlung in einem anderen Wellenlängenbereich zustande. Insbesondere findet die Wiederabstrahlung im für den Menschen sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums statt. Die Fluoreszenzemission ist dabei als zusätzliches, optisch wirksames Mittel zu verstehen, welches die absorbierende Eigenschaft der optisch wirksamen Strukturen ergänzen und verbessern kann. Die optisch wirksamen Strukturen können aber auch als rein absorbierende Strukturen ausgeführt sein, wobei z.B. durch genaue Anpassung des Absorptionsprofils bzw. -spektrums erreicht werden kann, dass die optisch wirksamen Strukturen von einer möglichst grossen Zahl von verschiedenen Vogelarten wahrgenommen werden können.Optically effective structures, which are based solely on the absorption of a certain wavelength range outside the human visible range, are not equally well perceived by all birds. In the case of UV-absorbing optical structures, it has been gathered that these structures are not perceived by certain species of birds at all. It is therefore advantageous to combine the absorbing property with a further optical effect. In particular, a combination with fluorescence emission in the visible range may require improved visibility of the optical structures for a broader biodiversity of the birds. According to the invention, the fluorescence emission is achieved by radiation of the radiation absorbed by the metal ions in another wavelength range de. In particular, the re-radiation takes place in the human-visible region of the electromagnetic spectrum. The fluorescence emission is to be understood as an additional, optically active agent which can complement and improve the absorbing property of the optically active structures. However, the optically active structures can also be embodied as purely absorbent structures, wherein it can be achieved, for example, by exact adaptation of the absorption profile or spectrum, that the optically active structures can be perceived by the largest possible number of different bird species.
Es hat sich herausgestellt, dass die Anreicherung von zwei Sorten von Metallionen in den Bereichen der optisch wirksamen Strukturen besonders vorteilhaft ist. Überraschender- weise hat sich gegenüber anderen Kombinationen eine gemeinsame Anreicherung von entweder Kupfer (Cu) und Zirkonium (Zr) oder Kupfer und Chrom (Cr) als besonders geeignet herausgestellt. In einer Vielzahl von Versuchen hat sich die gemeinsame Anreicherung von Cu und Zr oder Cu und Cr durch eine unerwartet hohe UV-Absorption ausgezeichnet. Eine Ausführung einer erfindungsgemässen Vogelschutzvorrichtung mit angereichertem Cu und Zr oder Cu und Cr bildet somit eine besonders bevorzugte Ausführungsform.It It has been found that the enrichment of two varieties of Metal ions in the areas of optically active structures especially is advantageous. surprisingly wise has faced other combinations a common enrichment of either Copper (Cu) and zirconium (Zr) or copper and chromium (Cr) are especially suitable exposed. In a variety of trials has become the co-enrichment of Cu and Zr or Cu and Cr by a unexpectedly high UV absorption excellent. An execution of a invention Bird protection device with enriched Cu and Zr or Cu and Cr thus forms a particularly preferred embodiment.
Zusätzlich zu der guten UV-Absorption weist die Kombination von Cu mit Zr oder Cr ein hohes Mass an Fluoreszenzemission in einem für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereich auf. Während die Fluoreszenzemission aber für Menschen zu schwach und kaum wahrnehmbar ist, kann es für verschiedene Vogelarten zu einer wahrnehmbaren Emission kommen, welche kombiniert mit der ausgezeichneten UV-Absorption eine verbesserte Wahrnehmbarkeit der optisch wirksamen Strukturen ergibt.In addition to the good UV absorption indicates the combination of Cu with Zr or Cr a high level of fluorescence emission in one for humans visible wavelength range on. While but the fluorescence emission for People are too weak and barely perceptible, it can be for different Bird species come to a perceptible emission which combines with the excellent UV absorption improved visibility the optically active structures results.
Es zeigt sich somit, dass die kombinierte Anreicherung von Cu mit Zr oder von Cu mit Cr überraschenderweise besonders wünschenswerte Eigenschaften miteinander verbindet und für die Erfindung besonders geeignet ist.It shows that the combined enrichment of Cu with Zr or of Cu with Cr, surprisingly especially desirable Characteristics connects together and particularly suitable for the invention is.
Alternativ können auch andere Metallionen der erfindungsgemässen Liste paarweise kombiniert werden. Entsprechende Versuche haben aber ergeben, dass andere Paarungen von Metallionen eine geringere UV-Absorption aufweisen und damit weniger bevorzugt sind.alternative can Other metal ions of the inventive list in pairs combined become. However, corresponding experiments have shown that other pairings of metal ions have a lower UV absorption and thus are less preferred.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die innen liegende Schicht direkt unter der Oberfläche d.h. angrenzend an die Oberfläche des transparenten Stoffes und bildet somit eine Oberflächenschicht. Die erhöhte Konzentration der Metallionen in den Bereichen der optisch wirksamen Strukturen reicht dann ebenfalls bis an die Oberfläche heran. Es ist auch denkbar, die innen liegende Schicht in einer gewissen Tiefe unter der Oberfläche zu erzeugen, wobei dann zwischen der innen liegenden Schicht und der Oberfläche des transparenten Stoffes eine weitere Schicht liegt, welche keine Anreicherung der Metallionen aufweist. Eine derartige innen liegende Schicht ist aber schwieriger zu erzeugen als eine Oberflächenschicht.In a preferred embodiment For example, the inner layer is just below the surface, i. adjacent to the surface of the transparent substance and thus forms a surface layer. The raised Concentration of the metal ions in the areas of the optically active Structures then reach as far as the surface. It is also conceivable, the inner layer in a certain Depth below the surface to generate, in which case between the inner layer and the surface the transparent material is another layer, which no Enrichment of the metal ions has. Such inside Layer is more difficult to produce than a surface layer.
Bevorzugt weist die innen liegende Schicht eine Dicke von bis zu 15 Mikron auf. Insbesondere kann auch eine Schichtdicke von 100 Mikron oder grösser gewählt werden. Mit Schichtdicke wird hierbei ein charakteristischer Durchmesser eines Tiefenbereichs im transparenten Stoff definiert, in welchem im Bereich der optisch wirksamen Strukturen die Konzentration der Metallionen nicht unter einen bestimmten Bruchteil des Maximalwerts abfällt. Üblicherweise ist der Bruchteil dabei z.B. die Hälfte oder der (1/e)-te Teil, wobei e=2.718... die Euler'sche Zahl bezeichnet. Alternativ kann die Schichtdicke auch kleiner als 15 Mikron sein. Es ist dann jedoch aufgrund der geringeren Menge von Metallionen kaum möglich, das erforderliche Mass an Absorption zu erreichen.Prefers For example, the inner layer has a thickness of up to 15 microns on. In particular, a layer thickness of 100 microns or greater chosen become. With layer thickness this becomes a characteristic diameter a depth range defined in the transparent fabric, in which in the field of optically active structures, the concentration of Metal ions are not below a certain fraction of the maximum value drops. Usually if the fraction is e.g. half or the (1 / e) th part, where e = 2.718 ... the Eulerian Number denotes. Alternatively, the layer thickness may be less than 15 microns. It is then because of the smaller amount hardly possible with metal ions to achieve the required level of absorption.
Sind verschiedene Metallionen in der innen liegenden Schicht vorhanden, so ist nicht notwendigerweise die räumliche Konzentrationsverteilung der unterschiedlichen Metallionen gleich. Es ist denkbar, dass sich die Dicke einer mit einer Sorte Metallionen angereicherten Schicht von einer mit einer anderen Metallionensorte angereicherten Schicht unterscheidet. Eine Abweichung der Konzentrationsprofile ergibt sich bei konstant gehaltener Diffusionszeit bereits aus den unterschiedlichen Diffusionsraten für unterschiedliche Metallionensorten. Es ist nicht ausgeschlossen, dass unterschiedliche Schichtdicken für verschiedene angereicherte Meqtallionensorten eine vorteilhafte Ausführungsform bilden. Um jedoch eine kombinierte Wirkung der verschiedenen Metallionensorten zu erreichen, sollten diese zumindest in der innen liegenden Schicht gemeinsam angereichert sein.are different metal ions are present in the inner layer, such is not necessarily the spatial concentration distribution equal to the different metal ions. It is conceivable that the Thickness of a layer of metal ions enriched layer of a layer enriched with another type of metal ion different. A deviation of the concentration profiles results at constant diffusion time already from the different Diffusion rates for different types of metal ions. It is not excluded that different layer thicknesses enriched for different Meqtallionensorten form an advantageous embodiment. However a combined effect of the different types of metal ions These should be at least in the inner layer enriched together.
Werden die optisch wirksamen Strukturen durch ein Diffusionsverfahren erzeugt, kann die Dicke der angereicherten Schicht einfach durch entsprechende Wahl von Temperatur und Dauer des Diffusionsprozesses auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass verschiedene Metallionen verschieden lange eindiffundiert werden und sich somit für die verschiedenen Metallionen auch unterschiedliche Schichtdicken ausbilden lassen. Die Schichtdicke ist damit auf sehr einfache Weise genau einstellbar und erlaubt eine optimale Anpassung an die Anforderungen an eine erfindungsgemässe Vogelschutzvorrichtung.If the optically active structures are produced by a diffusion method, the thickness of the enriched layer can be adjusted to a desired value simply by appropriately selecting the temperature and duration of the diffusion process. In particular, it is conceivable that different Metalli Oneden be diffused for a long time and thus different layer thicknesses can be formed for the different metal ions. The layer thickness is thus very easily adjustable and allows optimal adaptation to the requirements of a bird protection device according to the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht eine physische Oberflächenstruktur der Oberfläche des transparenten Stoffes in den Bereichen der optisch wirksamen Strukturen einer physischen Oberflächenstruktur in den Bereichen ohne optisch wirksame Strukturen. Hierbei bezieht sich "physische Oberflächenstruktur" auf eine geometrische Struktur der Oberfläche wie z.B. Rauheit, Mattierung oder Hochglanz. Die Oberflächenbereiche der optisch wirksamen Strukturen unterscheiden sich in ihrer physischen Struktur erfindungsgemäss nicht von der Oberflächenstruktur von anderen Oberflächenbereichen des transparenten Stoffes. Insbesondere kann die Oberfläche unabhängig von der Lage der Bereiche der optisch wirksamen Strukturen beliebig gestaltet und strukturiert werden. Es ist z.B. denkbar, dass die gesamte Oberfläche des transparenten Stoffes hochglanzpoliert ist und somit z.B. besonders einfach zu reinigen ist. Ebenso ist es jedoch denkbar, dass in gewissen Bereichen, die unabhängig von den optisch wirksamen Strukturen gewählt sein können, die Oberfläche z.B. aufgeraut oder auf eine andere Art behandelt ist um z.B. durch Licht oder Strahlung beleuchtbare Strukturen im transparenten Körper zu schaffen oder eine Verringerung des Reflexionsvermögens zu bewirken.In a preferred embodiment corresponds to a physical surface structure the surface of the transparent substance in the areas of optically active structures a physical surface texture in the areas without optically effective structures. Hereby refers yourself "physical Surface texture "on a geometric Structure of the surface such as. Roughness, matting or high gloss. The surface areas The optically active structures differ in their physical Structure according to the invention not from the surface texture from other surface areas of the transparent substance. In particular, the surface can be independent of the position of the regions of the optically active structures arbitrarily be designed and structured. It is e.g. conceivable that the entire surface of the transparent material is highly polished and thus, e.g. especially easy to clean. Likewise, it is conceivable that in certain Areas that are independent may be selected from the optically active structures, the surface e.g. roughened or otherwise treated by e.g. through light or radiation illuminable structures in the transparent body create or reduce the reflectivity cause.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
weisen die Oberflächen
in den Bereichen der optisch wirksamen Strukturen Benetzungseigenschaften
auf, welche sich von den Benetzungseigenschaften der übrigen Oberfläche des
transparenten Körpers
unterscheiden. Die speziellen Benetzungseigenschaften der Oberfläche in den
Bereichen der optisch wirksamen Strukturen werden erfindungsgemäss durch
Anreicherung von Metallionen in einer Oberflächenschicht erreicht. Es ist
bekannt, dass die Eindiffusion von Metallionen Veränderungen
in den Benetzungseigenschaften des transparenten Stoffes verursachen
kann (
In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Oberfläche des transparenten Stoffes eine Aussenseite der Vogelschutzvorrichtung. Die Oberfläche ist dann unbedeckt und bildet eine äussere Begrenzung der Vogelschutzvorrichtung. Insbesondere ist die Oberfläche in keinem Bereich durch z.B. Beschichtungen oder Folien bedeckt. Alternativ kann die Vogelschutzvorrichtung aber auch eine Glasschicht aufweisen, welche mit einer Fläche an der Oberfläche des transparenten Stoffes anliegt und welche z.B. ebenfalls optisch wirksame Strukturen aufweist.In a preferred embodiment forms the surface of the transparent fabric an outside of the bird protection device. The surface is then uncovered and forms an outer boundary of the bird protection device. In particular, the surface is in no area by e.g. Covered coatings or foils. Alternatively, the bird protection device but also a glass layer have, which with a surface on the surface of the transparent substance and which e.g. also optically having effective structures.
Bevorzugt umfasst der transparente Stoff ein Glas, insbesondere ein Weissglas. Weissglas bezeichnet hier ein Glas mit einem gegenüber herkömmlichem Klarglas reduzierten Grünanteil. Weissglas hat den Vorteil, dass die optisch wirksamen Strukturen mit den übrigen Bereichen des Glases im absorbierten Wellenlängenbereich besser kontrastieren und somit für die Vögel besser wahrnehmbar sind. Eine erfindungsgemässe Vogelschutzvorrichtung kann dabei in der Form von Flachglas zum Einsatz kommen. Flachglas bezeichnet hierbei unter anderem Scheibenglas für moderne Fenster aber auch flaches Bauglas wie es z.B. beim Fassadenbau zum Einsatz kommt. Auch gläserne Lärmschutzwände z.B. zur Reduktion der Lärmemission von Autobahnen können ein erfindungsgemässes Flachglas umfassen. Überhaupt ist die Anwendung einer erfindungsgemässen Vogelschutzvorrichtung für Bauten überall dann sinnvoll, wenn ein transparenter Stoff, insbesondere ein Glas, für Vögel sichtbar sein soll, während die für den Menschen sichtbaren Eigenschaften des transparenten Stoffes nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt werden sollen.Prefers the transparent material comprises a glass, in particular a white glass. White glass here refers to a glass with a conventional one Clear glass reduced green content. White glass has the advantage that the optically effective structures with the rest Contrast areas of the glass in the absorbed wavelength range better and thus for the birds are more noticeable. An inventive bird protection device can be used in the form of flat glass. flat glass Designates among other things window glass for modern windows but also flat architectural glass as described e.g. used in facade construction. Also glassy Noise barriers, e.g. to reduce the noise emission of highways can an inventive Include flat glass. Ever is the application of a bird protection device according to the invention for buildings everywhere useful if a transparent substance, especially a glass, visible to birds should be while the for the visible properties of the transparent substance not or only slightly impaired should be.
Weiter stellt die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Vogelschutzvorrichtung mit einer bereichsweise mit Metallionen angereicherten innen liegenden Schicht bereit. Gemäss der Erfindung umfasst das Verfahren das Eindiffundieren von Metallionen in eine Oberfläche eines transparenten Stoffes. Insbesondere umfasst das Verfahren das Eindiffundieren von wenigstens einem Metallion aus der Liste von Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, Ag und Sn.Further the invention also provides a method of making a bird protection device with a region-wise enriched with metal ions inside Shift ready. According to According to the invention, the method comprises the diffusion of metal ions in a surface a transparent substance. In particular, the method comprises the diffusion of at least one metal ion from the list of Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Mo, Ag and Sn.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren können Metallionen, welche optisch wirksame Strukturen bilden, wenn sie im transparenten Stoff vorhanden sind, verhältnismässig einfach in den transparenten Stoff eingebracht werden. Insbesondere ist es möglich, durch geometrisch selektives Eindiffundieren die Metallionen in beliebigen Strukturen, d.h. Formen und/oder Muster in den transparenten Körper einzubringen, wobei sie nach der Durchführung des Verfahrens im Inneren des transparenten Stoffes unter einer Oberfläche vorhanden sind. Damit können die optisch wirksamen Strukturen in beliebiger Form unter einer Oberfläche im Inneren des transparenten Stoffes erzeugt werden, wo sie weitgehend gegen äussere Einflüsse wie z.B. Witterung geschützt sind.By the inventive Procedures can Metal ions which form optically active structures when they are available in transparent fabric, relatively easy in transparent Cloth are introduced. In particular, it is possible by geometrically selective The metal ions diffuse into any structures, i. to shape and / or to introduce patterns into the transparent body, following the implementation of the process inside the transparent substance under a surface available. With that you can the optically active structures in any form under a surface be generated inside the transparent fabric, where they are largely against the outside influences such as. Weather protected are.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass das Eindiffundieren der Metallionen ohne Rückstände an der Oberfläche des transparenten Stoffes erfolgen kann. Die Oberfläche des transparenten Stoffes kann somit frei gestaltet werden wie z.B. aufgeraut oder auf Hochglanz poliert werden. Sind die optisch wirksamen Strukturen unter der Oberfläche erzeugt, so werden diese durch eine mechanische Behandlung der Oberfläche nicht mehr weiter beeinflusst.One Another advantage of the method according to the invention is that that the diffusion of the metal ions without residues on the surface of the transparent substance can take place. The surface of the transparent substance can thus be designed freely such. roughened or glossy to be polished. Are the optically active structures under the surface produced, they are not by a mechanical treatment of the surface more influenced further.
Weiter hat das erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil, dass das Einbringen der Metallionen in den transparenten Stoff erfolgen kann, nachdem der transparente Stoff hergestellt und/oder in seine endgültige Form gebracht worden ist. Gegenüber bekannten Verfahren wird damit insbesondere der Vorteil erreicht, dass die Ausgestaltung der Vogelschutzvorrichtung unabhängig von der Form oder der Lage der optisch wirksamen Strukturen erfolgen kann.Further has the inventive Method has the advantage that the introduction of the metal ions in the transparent Fabric can be made after the transparent fabric is made and / or in its final form has been brought. Across from known method is thus achieved in particular the advantage that the design of the bird protection device regardless of the shape or the position of the optically active structures can.
Vorzugsweise umfasst das Eindiffundieren das Aufbringen der Metallionen in der Form einer Paste auf die Oberfläche des transparenten Stoffes. Dabei sind die Metallionen in Metallverbindungen vorhanden, insbesondere Metallverbindungen wie Sulfate, Sulfide, Chloride, Carbonate, Phosphate oder Oxide. Bevorzugt umfassen die Metallverbindungen der Paste wenigstens ein Metalloxid und eine Metallsulfid der vorgenannten Metalle. Insbesondere hat sich unerwarteterweise eine Kombination von ZrO2 und Cu2S als besonders geeignet für eine erfindungsgemässe Vogelschutzvorrichtung herausgestellt. Die Paste umfasst ein Anpastmittel, welches insbesondere wasserlösliche organische Substanzen mit erhöhter Viskosität wie z.B. mehrwertige Alkohole wie Ethylenglycol oder Glycerin, oder ätherische Öle wie Kiefernöl umfasst. Bei der Auswahl der Anpastmittel ist es vorteilhaft darauf zu achten, dass die Haftung der Paste auf der Oberfläche des transparenten Stoffes möglichst gering ist, um eine spätere rückstandsfreie Entfernbarkeit zu gewährleisten. Das Aufbringen der Paste umfasst z.B. Aufdrucken, Aufsprühen und Aufstreichen. Überhaupt kann die Paste auf jede erdenkliche und sinnvoll erscheinende Art auf die Oberfläche aufgebracht werden. Je nach Art muss dabei möglicherweise das Anpastmittel entsprechend gewählt werden. Nach dem Aufbringen der Paste wird die Diffusion der Metallionen in den transparenten Stoff durch eine thermische Behandlung des transparenten Stoffes mit applizierter Paste angeregt. Insbesondere findet eine Erwärmung auf etwa 500 Grad statt, welche während etwa 45 Minuten aufrechterhalten wird. In einem weiteren Verfahrensschritt werden dann die Paste bzw. die Pastenrückstände möglichst rückstandfrei von der Oberfläche des transparenten Stoffes entfernt. Während sich hierzu verschiedene bekannte Verfahren anbieten, wird die Paste vorzugsweise in einem Wasserbad abgewaschen. Die Metallverbindungen der abgelösten Pastenrückstände können wieder zu einer neuen Paste aufbereitet werden.Preferably, the diffusing comprises applying the metal ions in the form of a paste to the surface of the transparent substance. The metal ions are present in metal compounds, in particular metal compounds such as sulfates, sulfides, chlorides, carbonates, phosphates or oxides. Preferably, the metal compounds of the paste comprise at least one metal oxide and a metal sulfide of the aforementioned metals. In particular, unexpectedly, a combination of ZrO 2 and Cu 2 S has been found to be particularly suitable for a bird protection device according to the invention. The paste comprises a pasting agent which comprises in particular water-soluble organic substances of increased viscosity, for example polyhydric alcohols, such as ethylene glycol or glycerol, or essential oils, such as pine oil. When selecting the pasting agent, it is advantageous to ensure that the adhesion of the paste on the surface of the transparent material is as low as possible in order to ensure a later residue-free removability. The application of the paste includes, for example, printing, spraying and brushing. In general, the paste can be applied to the surface in any imaginable and sensible way. Depending on the type, it may be necessary to choose the appropriate pasting agent. After the application of the paste, the diffusion of the metal ions into the transparent substance is stimulated by a thermal treatment of the transparent substance with applied paste. In particular, heating to about 500 degrees takes place, which is maintained for about 45 minutes. In a further method step, the paste or paste residues are then removed from the surface of the transparent substance as far as possible without residue. While various known methods offer this, the paste is preferably washed off in a water bath. The metal compounds of the detached paste residue can be recycled to a new paste.
Alternativ können die Metallionen auch in einer anderen Form als einer Paste auf die Oberfläche aufgebracht werden. Es ist z.B. denkbar, dass die Metallionen bzw. die Metallverbindungen in wässriger Lösung auf die Oberfläche aufgebracht werden bevor sie mit dem thermischen Behandlungsschritt zur Diffusion in den transparenten Stoff angeregt werden. Eine weitere Alternative zum oben beschriebenen Verfahren bildet ein "Chemical Vapour Deposition" (CVD) Verfahren, insbesondere ein Flammen-CVD Verfahren. Mit einem derartigen hinreichend bekannten Verfahren ist es möglich, die Eindiffusion der Metallionen in einem einzelnen Schritt zu erreichen, ohne Rückstände auf der Oberfläche, welche abgewaschen werden müssen.alternative can the metal ions in a form other than a paste on the surface be applied. It is e.g. conceivable that the metal ions or the metal compounds in aqueous Solution the surface be applied before using the thermal treatment step be stimulated to diffuse into the transparent substance. Another Alternative to the method described above forms a "Chemical Vapor Deposition" (CVD) method, in particular a flame CVD method. With such a sufficient known methods it is possible to achieve the diffusion of metal ions in a single step, without residues on the surface, which have to be washed off.
Bevorzugt wird die Paste nach dem Aufbringen auf den transparenten Stoff thermisch behandelt, bevor die Diffusion durch den oben erwähnten thermischen Behandlungsschritt angeregt wird. Der im Ablauf des Verfahrens erste thermische Behandlungsschritt, welcher auf das Aufbringen der Paste folgt, umfasst insbesondere eine Trocknung der Paste. Bevorzugt umfasst dieser erste thermische Behandlungsschritt eine Erwärmung des transparenten Stoffes auf eine Temperatur von etwa 70 Grad, welche während einer Zeit von etwa 4 Stunden aufrechterhalten wird.Preferably, the paste is thermally treated after application to the transparent material before the diffusion is excited by the above-mentioned thermal treatment step. The first thermal treatment step in the course of the process, which follows the application of the paste, in particular comprises a drying of the paste. This first thermal treatment step preferably comprises a heating ming of the transparent fabric to a temperature of about 70 degrees, which is maintained for a period of about 4 hours.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.Out the following detailed description and the totality of the claims further advantageous embodiments and feature combinations of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:The In order to explain of the embodiment used drawings show:
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Basically in the figures, like parts with the same reference numerals.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention
Ausführungsbeispielembodiment
ZrO2 und Cu2S werden zu gleichen Teilen mit einem Anpastmittel zu einer homogenen, luftblasenfreien Paste vermengt. Diese Paste wird gleichmässig und deckend in den Bereichen der zu erzeugenden optisch wirksamen Strukturen auf die Glasoberfläche aufgestrichen und dann 4 Stunden bei 70°C getrocknet. Die thermisch induzierte Diffusion erfolgt dann in einem Ofen bei 500°C über eine Dauer von 45 Minuten. Nach dem Abkühlen des Glases wird die Paste von der Glasoberfläche durch Anläsen in einem Wasserbad entfernt. Die abgelösten Metallverbindungen können wieder zu einer neuen Paste aufbereitet werden.ZrO 2 and Cu 2 S are mixed in equal parts with a pasting agent to a homogeneous, bubble-free paste. This paste is spread evenly and opaque in the areas of the optically active structures to be produced on the glass surface and then dried at 70 ° C for 4 hours. The thermally induced diffusion then takes place in an oven at 500 ° C for a period of 45 minutes. After cooling the glass, the paste is removed from the glass surface by tapping in a water bath. The detached metal compounds can be reconditioned to a new paste.
Eine
erste Begrenzung
Die
Darstellung der
Die
eindiffundierten Metallionen liegen in einem Bereich
Die
innen liegenden Schicht
Die
Abszisse
Die
Ordinate
Im
Diagramm sind zwei Kurven
Die
Kurve
Das durch eindiffundierte Metalle veränderte Glas weist im UVA-Strahlungsbereich (315 nm-400 nm) eine deutlich erhöhte Absorption auf.The glass diffused by diffused metals shows in the UVA radiation range (315nm-400nm) one significantly increased Absorption on.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass eine erfindungsgemässe Vogelschutzvorrichtung witterungsbeständige optisch wirksame Strukturen aufweist, welche haltbar und einfach herzustellen sind. Insbesondere können sie am fertig gestellten transparenten Stoff nachträglich in beliebigen Formen und/oder Muster ausgebildet werden.In summary It should be noted that a bird protection device according to the invention weatherproof has optically effective structures which are durable and easy are to produce. In particular, they can be finished transparent fabric later be formed in any shapes and / or patterns.
Es
ist hierbei anzumerken, dass die Dicke sowie die Lage der innen
liegenden Schicht nicht klar begrenzt ist, wie es in den schematischen
Darstellungen der
Konzentrationsprofil aus. Im Falle einer innen liegenden Schicht, welche direkt unter der Oberfläche des transparenten Stoffes liegt, weist das Konzentrationsprofil z.B. ein Maximum an der Oberfläche auf und fällt gemäss einer durch die verschiedenen Diffusionsparameter bestimmten Funktion z.B. asymptotisch gegen Null ab.concentration profile out. In the case of an inner layer, which is directly under the surface of the transparent substance, the concentration profile has e.g. a maximum on the surface up and down according to a function determined by the different diffusion parameters e.g. asymptotic against zero.
Weiter ist es auch möglich, dass keine der Begrenzungen der innen liegenden Schicht mit einer Oberfläche des transparenten Stoffes zusammenfällt. Damit könnte z.B. erreicht werden, dass ein Reflexionsvermögen der Oberfläche nicht durch die absorbierenden Metallionen modifiziert würde, während das Transmissionsvermögen den Absorptionseffekt aufweist.Further it is also possible that none of the boundaries of the inner layer with a surface of the transparent substance coincides. This could be e.g. can be achieved that a reflectivity of the surface is not modified by the absorbing metal ions while the transmissivity has the absorption effect.
Weiter
können
die Zeitdauer und die Temperaturen der thermischen Behandlungsschritte
beliebig abgewandelt und den Erfordernissen angepasst werden. Eine
bevorzugte Temperatur und Zeitdauer für eine Trocknung der Paste
hängt z.B.
vom angewendeten Anpastmittel ab und kann stark variieren. Ebenso
kann die bevorzugte Temperatur für
die Anregung der Diffusion von den angegebenen Werten abweichen.
Es ist z.B. denkbar, dass verschiedene Temperaturen und Zeitdauern
für unterschiedliche
Metallionen bevorzugt sind. Bezugszeichenliste
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8128 | New person/name/address of the agent |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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