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JP2553366B2 - 透明防火パネル - Google Patents
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JP2553366B2 - 透明防火パネル - Google Patents

透明防火パネル

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JP2553366B2
JP2553366B2 JP62299619A JP29961987A JP2553366B2 JP 2553366 B2 JP2553366 B2 JP 2553366B2 JP 62299619 A JP62299619 A JP 62299619A JP 29961987 A JP29961987 A JP 29961987A JP 2553366 B2 JP2553366 B2 JP 2553366B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水和アルカリ金属ケイ酸塩を含有する少なく
とも一つの固体発泡性層および少なくとも一つのガラス
材料のシートを有する透明防火（fire−screening）ガ
ラスパネルに関する。本発明はかかるパネルの製造法を
含む。
発泡性材料の層は防火パネルを形成するためしばしば
ガラス材料のシートと組合される。例えばかかる層は二
つのガラスシートの間に挟むことができる。かかるパネ
ルの重要な応用は、室の監視孔の透明包囲体または火の
危険のある他の包囲体としての用途がある。
かかるパネルの層発泡性材料は透明であるべきこと、
およびそれが火災の発生したとき膨張し始めるまで高度
に透明性で許容しうる光学的性質を維持すべきであるこ
とが非常に重要である。
発泡性材料として水和ケイ酸塩層の使用に伴われる一
つの問題は時間の経過によって材料の急速な老化にあ
る。この老化は水和発泡性材料の透明性における低下と
して現われ、これはひいてはパネルの透明性を低下す
る。パネルの性質のかかる劣化はその用途に不利である
ことは明らかであろう。
防火パネルの老化により生ずる透明性の低下の問題は
長年にわたって知られて来た。そしてこの問題を解説す
るため種々の計画がなされて来た。透明性の低下の主た
る原因は、層中またはその表面での微小な気泡の出現に
あった。そして脱気された水を使用して水和アルカリ金
属ケイ酸塩の溶液を作ることが知られており、溶液を混
合するとき、空気または他のガスが、乾燥した層が経時
変化するとき再出現できる程再溶解されるようになる程
度に溶液を攪拌しない注意を払うことが知られている。
これはパネルの老化性の改良を与えるが、全面的に満足
できるものではない。幾つかの既知の防火パネルは建築
物の内部での使用に好適な老化性を有することができる
が、それらがおだやかな熱に曝露される環境で使用され
る時、例えば直接太陽光によってそれらの老化性は充分
に良好でないことが見出されている。この問題は発泡性
層中の曇りの出現の形で現われる。従って本発明の目的
は曇りの出現を遅延させる種類の防火パネルを提供する
ことにある。
本発明によれば水和アルカリ金属ケイ酸塩を含有する
少なくとも一つの固体発泡性層および少なくとも一つの
ガラス材料のシートを有する透明防火ガラスパネルを提
供し、これは発泡性材料の層が少なくとも１種のケイ酸
塩安定剤を含有することを特徴とする。
本発明者等は本発明によれば、特に発泡性層中の曇り
の出現が遅延もしくは阻止されるため、改良された老化
性を有することを見出した。
これは何故にそうなるかの理由は完全には明らかでな
い。現在のところケイ酸塩安定剤が発泡性材料の固体層
中での相分離を阻止するように作用するものと信ぜられ
る。相分離は曇りの出現を生ぜしめる不連続性を層の構
造中に生ぜしめることができる。この理論は現象の説明
として提供するのみであって、改良された老化性の事実
はそれに起因するものではない。
ケイ酸塩安定剤は事実において、ペイントとして使用
される製品からそれ自体は知られている。例えば米国特
許第3625722号（これはフイラデルフイア・クオーツ・
カンパニイに譲渡されている）を参照されたい。ペイン
トの分野においては全く異なる問題に遭遇する。かかる
ケイ酸塩安定剤の使用によって解決される特別の問題
は、水に不溶性である乾燥したペイントの結合を形成す
るため、従って耐候性のため急速硬化に対する要求であ
り、この要求はケイ酸塩混合物中のアルカリに対するシ
リカの非常に高い比率を有せしめることによって合格さ
せることができ、安定剤の不存在下にはかかる溶液は明
らかに非常に短い保存寿命を有する。これは本発明の目
的のする問題とは非常に異なる問題である。即ち、水和
ケイ酸塩の固体層中の曇りの出現の防止または遅延の問
題とは異なる問題である。前述した如くこの問題は最近
知られたもので、満足できる解決は本発明以前に提案さ
れていない。
本発明は更に別の利点を提供する。本発明者等は水和
アルカリ金属ケイ酸塩の層中でのアルカリに対するシリ
カの比が火に曝露されたときの層の挙動に重要な効果を
有すること、および良好な耐火性のため、その比が従来
その悪い光学的性質に起因して使用できた比よりもかな
り大にすべきことを最近見出した。本発明の採用によっ
て、本発明者等はケイ酸塩とアルカリの間の比を耐火性
にとって有利であるが、しかもなお良好にして持続性の
良好な光学的性質を維持するレベルに調整することが非
常に容易であることを見出した。
好ましくはケイ酸塩安定剤は少なくとも部分的に解離
される少なくとも１種の窒素化された有機化合物を含有
する。かかる化合物はケイ酸塩を基にした発泡性材料を
着色させることなく、あるいはそれらの透明性もしくは
耐火性に悪影響を与えることなくケイ酸塩を基にした発
泡性材料の安定化を容易にさせる。水和アルカリ金属ケ
イ酸塩がそれ自体選択した窒素化化合物を少なくとも部
分的に解離するのに充分な特性を有しないときには、発
泡性層中の材料の塩基度を増大させるため水酸化ナトリ
ウムの如き強塩基の少量をケイ酸塩に加えると充分であ
る。
本発明の好ましい実施態様において、前記窒素化化合
物にはアミノ化合物がある。塩基性媒体中で少なくとも
部分的に解離しうるアミノ化合物は発泡性材料の層に対
する安定化のため非常に有効であることが判った。例え
ば、一般式R2NH（式中Ｒは好ましくは炭素原子数10未満
のアルキル基である）を有する窒素化化合物を使用する
ことができ、かかる化合物は塩基性媒体中で少なくとも
部分的に解離できる。所望によって添加した少量の強塩
基と共に、本質的に水和アルカリ金属ケイ酸塩を含有す
る塩基性媒体と混合したかかる化合物は本発明を有効な
らしめるのに有用なケイ酸塩安定剤を構成する。塩基性
媒体中で少なくとも部分的に解離しうる三級アミンも同
様に使用できる。
本発明の他の好ましい実施態様においては、ケイ酸塩
安定剤は少なくとも１種の四級アンモニウム化合物を含
有する。かかる生成物は発泡性層中にケイ酸塩に対する
安定剤として非常に有効である。テトラメチルアンモニ
ウムハイドロオキサイドが特に好適なケイ酸塩安定剤で
ある。それは発泡性材料の層を形成するため使用される
出発溶液に非常良く溶解できる。そしてこれはパネルの
製造に当って著しい利点を示す。これらの有機化合物は
パネルが火の作用を受けたとき消失する利点を有する。
それらの少なくとも部分的に解離された形での化合物
は、アルカリ金属ケイ酸塩中のシリカの重量を変えるこ
となくケイ酸塩溶液の安定化に与かるヒドロキシルイオ
ンを提供する。従ってそれらは、安定剤に欠けているが
その他は同じであるパネルと比較したとき火に対するパ
ネルの抵抗性に何ら害を生ぜしめることはない。
安定剤は、発泡性材料の層中でその溶解度限界を越え
ることのないことは勿論であるが、数％の割合で層中に
存在させることができる。しかしながら、好ましくはケ
イ酸塩安定剤は層の重量の１％より多くない量で存在さ
せ、層の0.2〜0.6重量％の量で存在させるのが好まし
い。安定剤のかかる小割合の使用が実際に認めうる利点
を生ぜしめうることは驚くべきことである。これは、パ
ネルの製造に当っての安定剤の特別の消費が非常に少な
く、従って製品中にかかる安定剤の使用による追加費用
が非常に小さいため、特に重要である。
本発明者等は、本発明の採用が、良好な光学的性質を
維持しながら耐火性に有利である程度に発泡性材料のシ
リカとアルカリの間の比の調整をそれが非常に容易にす
るという事実を先に述べた。特にシリカを多く含む水和
アルカリ金属ケイ酸塩は耐火性の観点から良好な性能を
提供する傾向があるが、また、かかる材料の層が製造を
より難しくする傾向があることを知るべきである。本発
明の好ましい実施態様において水和アルカリ金属ケイ酸
塩は2.5〜５、好ましくは３〜４のSiO2:Na2Oの重量比を
有するケイ酸ナトリウムである。かかるケイ酸塩の発泡
性層を組入れたパネルは、製造の容易性と、良好な耐火
性と良好な光学的性質の間の非常に有利な妥協を表わ
す。
本発明の好ましい実施態様において、発泡性層は25重
量％と35重量％の間の残存水含有率を有する。
有利には発泡性層は、６以下のヒドロキシル基を有す
る多価アルコールおよびサツカライドから選択した助剤
を含有する。この助剤は火災が発生したときパネルを横
切る熱伝達を遅延させるよう発泡に影響を与えるように
する。グリセリン、エチレングリコールおよびシユクロ
ースが特に好適な助剤の例である。かかる助剤はパネル
に改良された耐火性を与える。グリセリンおよびエチレ
ングリコールは、発泡性材料の層をその材料の溶液を乾
燥することによって直接形成させるとき、それらが層の
急速乾燥を助長し、しかも層の亀裂形成の傾向を減ずる
ことで更に非常に重要な利点を有する。これは非常に長
い乾燥時間でなくて厚い透明層の形成を可能にする。
前記助剤は層の10重量％以下の割合で存在させる。か
かる割合が所望の結果を達成するのに最適であることが
見出されている。
前記発泡性層は好ましく二つのガラス材料のシートを
共に結合するような方法で、二つのガラス材料のシート
の間に挟むのが有利である。これは物理的損傷に対して
層を保護し、目で見える封止を形成するためフレーム中
に挿入するために都合のよいガラス板を提供できる。
本発明はまた少なくとも一つのガラス材料のシートお
よび水和アルカリ金属ケイ酸塩を含有する少なくとも一
つの固体発泡性層を有する透明防火ガラスパネルの製造
法も提供する。この方法は少なくとも１種のケイ酸塩安
定剤を発泡性材料の水性溶液中に混入し、次いで乾燥に
よって硬化させて層を形成する。
かかる方法は、良好な光学的性質を有し、早すぎる老
化を受けることなく長期的にわたってこれらの性質を維
持する発泡性材料の層の形成を可能にする。同時に、か
かるケイ酸塩安定剤を混入してないがその他は同じであ
るパネルの透明性よりも著しく長い間（火の不存在にお
いて）維持される良好な透明性および火に対する良好な
抵抗性を有する発泡性層を組入れた防火パネルの製造を
可能にする。
更にかかるケイ酸塩安定剤の混入は、良好でかつ持続
性の光学的性質をなお維持しながら、耐火性のために有
利である程度に水和アルカリ金属ケイ酸塩の層中のシリ
カ対アルカリ比のより容易な調整を可能にする。例えば
ケイ酸ナトリウムの場合において、ケイ酸塩安定剤は、
一般に市場で入手できる水和ケイ酸ナトリウム溶液のSi
O2:Na2O比であるよりも耐火性についてより有利である
価に向かってSiO2:Na2O比における増大を可能にする。
有利には発泡性材料の水性溶液は、ケイ酸塩安定剤を
構成する窒素化有機化合物を少なくとも部分的に溶解す
るに充分な塩基性であるか、もしくは塩基性にする。こ
れは、それを混入したパネルの耐火性を損う危険性なし
に発泡性材料を安定化する非常に簡単な方法である。ア
ルカリ金属ケイ酸塩それ自体がこの目的のために充分な
塩基性でないときには、少量のNaOHの如き強塩基を加え
るとよい、これによって少なくとも部分的に解離した形
での例えば二級アミンまたは三級アミンはケイ酸塩安定
剤として作用しうる。
本発明の幾つかの好ましい実施態様においては、テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを、被覆を形
成するため乾燥する前に0.1〜0.3重量％の量で発泡性材
料の水性溶液中にケイ酸塩安定剤として混入する。これ
は防火パネル中で発泡性材料の安定層を形成する非常に
簡単にして有効な方法であり。長期間にわたって曇り形
成に対する良好な抵抗性を有する層を生ぜしめる。
ケイ酸塩溶液は例えばプラスチック材料の可撓性シー
ト上に拡布し、乾燥によって硬化させて均一層を形成さ
せることができる。一度層が硬化したら、それをガラス
材料の剛性シートに付与し、プラスチックシートを剥離
することができる。更にガラス材料の剛性シートを第一
のシートの上の硬化した層に付与し、組合せ体を一緒に
結合させて所望によって積層ガラスを形成することがで
きる。
しかしながら発泡性材料の水性溶液を前記ガラス材料
のシート上に注ぎ、次いでその場で乾燥して硬化させ
て、シートに接着した被覆を形成させるのが好ましい。
これは一定の不必要な製造工程を省略し、層の一体性お
よび品質を維持することを容易にする。
使用するガラス材料は実質的に剛性のプラスチック材
料のシートであってもよいが、ガラス質材料であるのが
好ましい。
本発明はまた二つのガラス材料のシートの間に挟まれ
て保持された水和アルカリ金属ケイ酸塩を含有する発泡
性材料の少なくとも一つの固体層を有する透明防火ガラ
スパネルの製造法も含み、この方法は少なくとも１種の
ケイ酸塩安定剤を発泡性材料の水性溶液中に混入し、次
いで乾燥して粒子を形成し、これを続いてかかるサンド
イッチ層中に混入することを特徴とする。
好ましくは粒子はシート間に挟まれ、シートを一緒に
結合する作用をする層に変える。
例えばケイ酸塩溶液は加熱された回転ドラム上で乾燥
するとよい。回転ドラム上で生起する如き、発泡性層を
形成するための水和アルカリ金属ケイ酸塩の急速乾燥
は、ケイ酸塩層内での急速相分離および悪い老化性を促
進することが知られている。本発明による方法は回転ド
ラム上での如くケイ酸塩を急速乾燥したときかかる相分
離を防止する。従ってケイ酸塩安定剤の使用をせずに可
能である期間よりも長い期間にわたってその透明性を維
持する透明防火パネルの形成を可能にする。
本発明の好ましい実施態様を実施例によってここに説
明する。
実施例 １ 下記の方法で二つのガラスシートの間に挟まれた発泡
性材料の層を含有する透明防火パネルを製造した。
水64重量％および3.4:1のSiO2:Na2Oの重量比を有する
ケイ酸ナトリウム36重量％を含有する水溶液を作り、こ
れに２重量％のグリセリンを加えた。グリセリンの使用
はフランス特許第2399513号（英国特許第1604388号）に
記載されている如くケイ酸ナトリウムの層が乾燥したと
きその層の亀裂発生する傾向を減ずることを助ける。本
発明によればケイ酸塩安定剤はケイ酸塩溶液に加えた。
本実施例において使用した薬剤は溶液の0.3重量％の量
でのテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドであ
った。かくしてケイ酸ナトリウムを35.2重量％含有する
溶液を普通のソーダライムガラスの厚さ4mmのシート上
に注ぎ、厚さ2.8mmの均一被覆を形成した。被覆したシ
ートは、層の約29重量％の水含有率まで発泡性材料を乾
燥するため、約85％の相対湿度で温度を90℃まで漸進的
に上昇させた室中に入れた。テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイドは形成された被覆中に、層の約0.55
重量％の量で存在した。この乾燥操作は約20時間継続し
た。乾燥した層を担持するガラスのシートを次にそれ自
体既に知られている方法で別のガラスシートに組合せ、
透明積層防火パネルを形成した。
形成されたパネルに、パネルが５日間80℃の温度に曝
されるようにした促進試験を受けさせた。この期間の終
りで、パネル中に曇りは認められなかった。比較のた
め、安定剤の添加を省略したこと以外は正確に同じ工程
に従って第二パネルを構成した。同じ促進試験を受けさ
せたとき、発泡性層中に白色がかったうすい曇りが検出
された。
本実施例の改変例において、グリセリンを１％のシュ
クロースで置換した。同じ結果が得られた。
実施例 ２ 下記の方法で実施例１に、類似した第二の透明防火パ
ネルを作った。
60〜70重量％の水および3.3:1〜3.4:1のSiO2:Na2Oの
重量比を有するケイ酸ナトリウム40〜30重量％を含有す
る市場で入手できる水溶液をとり、これに１％のケイ酸
塩安定剤を加えた。本実施例において、使用したケイ酸
塩安定剤はトリメチルアミンの如き三級アミンであっ
た。このアミンの解離を助けるため、ケイ酸塩溶液を充
分な塩基性にするためそれに0.2重量％のNaOHを加え
た。ベルギー特許第901910号（英国特許第2155852号）
に記載されている方法によって加熱回転ドラム上で溶液
を乾燥した。乾燥生成物を破砕して粒子にした。ケイ酸
塩安定剤の存在のため、ドラム上で乾燥中に材料内での
シリカの凝離はなかった。
乾燥したケイ酸塩の粒子を篩分けして0.1mm〜0.4mmの
粒度を有する画分を得た。厚さ2mmの層を形成するた
め、67重量％の水含有率および粒子と同じSiO2:Na2Oの
重量比を有する水和ケイ酸ナトリウムで構成した結合剤
と共にこれらをガラスシート上に置いた。結合剤には、
粒子を形成した溶液中で使用したのと同じケイ酸塩安定
剤を同じ割合で含有させた。粒子および結合剤溶液は約
100:30の容量割合で使用した。従って形成された被覆は
約34重量％の合計水含有率を有していた。積層体を形成
するため、第二のガラスシートをかく形成した層に組合
せ、ベルギー特許第876825号（英国特許第2023452号）
に記載された方法で組合せ体を一緒に結合した。
促進老化試験（80℃で５日間）の後、パネル中に曇り
の痕跡も認められなかった。
本実施例の改変において、ガラスシート上に層を形成
するため結合剤を使用しなかった。積層体を形成し、再
び促進老化試験をした後、曇り痕跡は認められなかっ
た。
別の改変例において、ケイ酸塩安定剤としてジメチル
アミンの如き二級アミンを使用した。再びアミンの解離
を助けるためNaOHの如き強塩基の少量を使用した。再び
良好な結果がえられた。
前記各実施例の改変において、約８％のテトラメチル
アンモニウムハイドロオキサイドを含有し、5:1のSiO2:
Na2Oの重量比を有するケイ酸ナトリウムを含有する溶液
を作った。この薬剤の使用は溶液を作るためにさえも著
しい有利性を有する。層の形で乾燥した後、この材料は
すぐれた防火性を有し、促進老化試験を受けた後曇りを
示さない防火パネル中に混入できる。

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発泡性材料の層が少なくとも１種のケイ酸
    塩安定剤を含有することを特徴とする水和アルカリ金属
    ケイ酸塩を含有する少なくとも一つの固体発泡性層およ
    び少なくとも一つのガラス材料のシートを有する透明防
    火ガラスパネル。
  2. 【請求項２】ケイ酸塩安定剤が、少なくとも部分的に解
    離される少なくとも１種の窒素化有機化合物を含有する
    特許請求の範囲第１項記載のパネル。
  3. 【請求項３】前記窒素化化合物がアミノ化合物である特
    許請求の範囲第２項記載のパネル。
  4. 【請求項４】ケイ酸塩安定剤が少なくとも１種の四級ア
    ンモニウム化合物を含有する特許請求の範囲第１項記載
    のパネル。
  5. 【請求項５】ケイ酸塩安定剤がテトラメチルアンモニウ
    ムハイドロオキサイドを含有する特許請求の範囲第１項
    記載のパネル。
  6. 【請求項６】ケイ酸塩安定剤が層の１重量％より多くな
    い量、好ましくは層の0.2〜0.6重量％の量で存在する特
    許請求の範囲第１項〜第５項の何れかに記載のパネル。
  7. 【請求項７】水和アルカリ金属ケイ酸塩が、2.5〜５、
    好ましくは３〜４のSiO2:Na2Oの重量比を有するケイ酸
    ナトリウムである特許請求の範囲第１項〜第６項の何れ
    かに記載のパネル。
  8. 【請求項８】発泡性層が25〜35重量％の残存水含有率を
    有する特許請求の範囲第１項〜第６項の何れかに記載の
    パネル。
  9. 【請求項９】発泡性層が、火災の発生したときパネルを
    横切る熱伝達を遅延させるよう発泡に影響を与えるため
    適用される。サツカライドおよび６個以下のヒドロキシ
    ル基を有する多価アルコールから選択した助剤を含有す
    る特許請求の範囲第１項〜第８項の何れかに記載のパネ
    ル。
  10. 【請求項１０】前記助剤が層の10重量％以下の割合で存
    在する特許請求の範囲第９項記載のパネル。
  11. 【請求項１１】前記発泡性層が二つのガラス材料のシー
    トの間に挟まれている特許請求の範囲第１項〜第10項の
    何れかに記載のパネル。
  12. 【請求項１２】少なくとも１種のケイ酸塩安定剤を、次
    に乾燥することによって硬化して層を形成するための発
    泡性材料の水性溶液中に混入することを特徴とする水和
    アルカリ金属ケイ酸塩を含有する少なくとも一つの固定
    発泡性層および少なくとも一つのガラス材料のシートを
    有する透明防火ガラスパネルの製造法。
  13. 【請求項１３】発泡性材料の水性溶液が、ケイ酸塩安定
    剤を構成する窒素化有機化合物を少なくとも部分的に溶
    解するに充分な塩基性である特許請求の範囲第12項記載
    の方法。
  14. 【請求項１４】テトラメチルアンモニウムハイドロオキ
    サイドを、被覆を形成するため乾燥する前に、0.1〜0.3
    重量％の量で発泡性材料の水性溶液中にケイ酸塩安定剤
    として混入する特許請求の範囲第12項または第13項記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】発泡性材料の水性溶液を前記ガラス材料
    のシート上に注ぎ、次いでその場で乾燥することによっ
    て硬化してシートに接着する被覆を形成する特許請求の
    範囲第12項〜第14項の何れかに記載の方法。
  16. 【請求項１６】少なくとも１種のケイ酸塩安定剤を発泡
    性材料の水性溶液中に混入し、次いで乾燥して粒子を形
    成し、続いて挟まれた層中に混入することを特徴とする
    二つのガラス材料のシートの間に挟まれ保持された水和
    アルカリ金属ケイ酸塩を含有する発泡性材料の少なくと
    も一つの固体層を有する透明防火ガラスパネルの製造
    法。
  17. 【請求項１７】粒子をシート間に挟み、シートを一緒に
    結合する作用をする層に変える特許請求の範囲第16項記
    載の方法。
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