CH618760A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication de panneaux coupe-feu feuilletés, transmettant la lumière, comprenant au moins une couche solide de matière intumescente prise en sandwich entre deux feuilles. L'invention concerne également les panneaux fabriqués suivant ce procédé.

Pour la construction de bâtiments, il faut parfois utiliser des panneaux transmettant la lumière, par exemple dans les murs intérieurs pour former des cloisons, et ces cloisons peuvent avoir à répondre à certaines normes de résistance au feu. Ainsi, par exemple, quand un panneau est exposé à un cycle de température particulier pendant une durée déterminée, ces normes peuvent exiger que le panneau conserve sa résistance et ne se brise pas afin de constituer encore une barrière à l'épreuve des s

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fumées, qu'il soit complètement à l'épreuve des flammes, qu'il agisse comme un écran à l'égard des radiations infrarouge et que sa face la plus éloignée de la source de chaleur ne devienne pas assez chaude pour qu'une personne qui viendrait à la toucher coure un risque sérieux de se brûler.

Une feuille de verre ordinaire ne satisfait pas à ces exigences pendant un laps de temps appréciable et on a, dès lors, proposé d'utiliser des panneaux feuilletés dans lesquels une couche de matière intumescente est pris en sandwich entre deux-feuilles de verre. Des panneaux de ce genre ont été fabriqués en déposant une couche de matière intumescente sur une première feuille de verre et en la séchant de sorte qu'elle soit fixée sur la feuille, puis en fixant la couche à une deuxième feuille de verre au moyen d'une couche intermédiaire d'une matière plastique telle que du polyvinyl butyral. Bien que ce procédé de fabrication de panneaux ait donné satisfaction dans une grande mesure en ce qui concerne les conditions de résis-' tance au feu ci-dessus, et ce pour des périodes d'exposition au feu suffisamment longues, il présente certains inconvénients, en particulier en raison de son coût et en raison de la nécessité d'utiliser une feuille de matière plastique.

L'objet de la présente invention consiste à procurer un procédé de fabrication de panneaux coupe-feu feuilletés transmettant la lumière qui puissent posséder des propriétés coupe-feu satisfaisantes lors de l'exposition au feu, et qui ne nécessitent pas la présence d'une matière plastique telle que le polyvinyl butyral pour assurer l'assemblage de ses divers feuillets.

La présente invention comprend un procédé de fabrication de panneaux coupe-feu feuilletés, transmettant la lumière, comprenant au moins une couche solide de matière intumescente prise en sandwich entre deux feuilles, caractérisé en ce qu'on forme une couche d'une matière intumescente et en ce qu'on l'assemble, ainsi qu'une première feuille, à une face inorganique d'un élément comprenant une deuxième feuille, de telle manière que ladite couche soit en contact avec ladite face inorganique et soit prise en sandwich entre lesdites feuilles, le procédé étant en outre caractérisé en ce qu'on enveloppe au moins les bords du sandwich ainsi formé de manière à délimiter, autour des bords, un espace dans lequel on peut créer une pression sub-atmosphérique afin de soumettre les espaces entre les différents feuillets du sandwich à une aspiration dans la zone des bords, et en ce que l'assemblage est exposé à une pression environnante sub-atmosphérique agissant sur l'une au moins des faces extérieures principales du sandwich, tandis que celui-ci est exposé à la chaleur dans une chambre de traitement et que les espaces entre les différents feuillets du sandwich sont soumis à ladite aspiration, afin de réaliser la solidarisation des divers feuillets sans provoquer le gonflement de la matière intumescente.

Le terme «feuille» est utilisé ici pour désigner un feuillet de sandwich qui contribue de manière substantielle à la résistance et/ou à la rigidité du panneau fini.

La présente invention procure ainsi un procédé de fabrication de panneaux coupe-feu, feuilletés, transmettant la lumière, comprenant une couche de matière qui peut constituer une barrière anti-feu efficace lors de l'exposition au feu et qui ne nécessite pas la présence d'une feuille de matière plastique pour assurer la solidarisation - des divers feuillets. L'invention présente en outre l'avantage de pouvoir être exécutée en utilisant des appareils connus.

L'exécution du traitement susdit dans lequel les espaces entre les feuillets du sandwich sont soumis à une aspiration tout en étant chauffés dans un espace de travail qui est à une pression inférieure à la pression atmosphérique présente l'avantage de permettre d'obtenir aisément la solidarisation des différents feuillets. Cela semble être dû au moins en partie à l'élimination d'air au moins et d'un excès éventuel d'eau ou d'un autre solvant (présent dans la matière intumescente) de l'espace compris entre les feuillets avant qu'ils ne soient liés entre-eux. De fait, l'air qui est aspiré emporte nécessairement un peu de vapeur de solvant.

Dans certains cas, suivant la température dans la zone de traitement et la durée de ce traitement, on élimine des quantités de gaz enfermés dans la matière intumescente et cela contribue aussi à l'obtention de bons résultats. L'aspiration de gaz de l'espace compris entre les feuillets aux bords du sandwich est facilitée par le fait que l'assemblage entier est soumis à une pression environnante sub-atmosphérique. La Demanderesse a constaté que si l'assemblage tout entier n'est pas exposé à une pression environnante sub-atmosphérique, l'application d'une aspiration dans l'espace entre les feuillets par la création d'une pression extérieure sub-atmosphérique autour des bords du sandwich, n'exerce pas un effet aussi avantageux, en raison vraisemblablement de l'emprisonnement de bulles de gaz entre les feuilles dans la partie centrale du sandwich.

H est préférable dans ledit traitement que l'opération consistant à soumettre le sandwich à une pression environnante subatmosphérique et à une chauffage, et l'opération consistant à soumettre les espaces compris entre les différents feuillets à une aspiration, commencent simultanément. On a trouvé qu'il s'agit là d'une question de commodité pratique.

Il est avantageux que la pression extérieure sub-atmosphérique régnant dans l'espace entourant les bords du sandwich soit différente de la pression environnante sub-atmosphérique agissant sur une au moins des faces extérieures principales du sandwich pendant au moins une partie de la durée du traitement. De cette manière, on arive à effectuer l'aspiration de gaz hors des espaces entre les différents feuillets d'une manière contrôlée.

Il est préférable que la pression sub-atmosphérique dans ledit espace autour des bords soit réduite au cours de ce traitement, ladite pression sub-atmosphérique étant initialement plus élevée mais devenant plus faible que la pression subatmosphérique qui agit sur une au moins des faces extérieures principales. Cette méthode contribue à éviter le collage prématuré des feuilles ou au moins d'éviter que la solidarisation ne s'effectue dans une mesure pouvant empêcher substantiellement l'extraction de l'air et de toute vapeur quelconque qu'il transporte en provenance de l'espace compris entre les feuilles.

En vue de favoriser la rapidité du dégazage, ladite pression extérieure sub-atmosphérique régnant dans l'espace entourant les bords est de 20 mm de mercure ou moins, de préférence de 10 mm de mercure ou moins, ou est réduit à ce niveau.

La pression environnante qui agit sur l'une au moins des faces extérieures principales au cours du traitement est de 500 mm de mercure ou moins, de préférence de 200 mm de mercure ou moins ou est réduite à ce niveau.

De telles pressions sont suffisamment inférieures à la pression atmosphérique pour permettre une extraction substantielle de l'air d'entre les feuilles, sans éliminer d'eau de la matière intumescente, en une quantité pouvant porter préjudice à ses propriétés d'intumescence et à ses propriétés otpi-ques. Ces pressions conviennent également pour réaliser la solidarisation en un court laps de temps dans le cas d'assemblages comprenant des feuilles dont les dimensions et les poids sont de l'ordre de ce qu'on voit habituellement dans la fabrication de vitrages. En outre, si ladite pression environnante qui agit sur l'une au moins des faces extérieures principales est ou devient aussi faible que 500 mm de mercure ou moins et de préférence 200 mm de mercure ou moins, l'exposition du sandwich à la pression atmosphérique ou à une pression plus élevée à la fin du traitement peut avoir un effet appréciable en forçant les feuilles l'une contre l'autre.

La température environnante au cours de ce traitement suivant la présente invention est de préférence d'au moins 50°C, par exemple de 60°C ou plus. A cette température,

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l'extraction de l'air entre les feuilles peut s'effectuer avec une rapidité raisonnable. Il est préférable que cette température environnante ne soit pas supérieure à 120°C. Si la température est maintenue à ce niveau ou au-dessous, il y a peu de risque que l'extraction de l'air d'entre les feuilles soit gênée par un collage prématuré des feuilles ou par le gonflement de la matière intumescente. En d'autres termes, on choisira la température environnante de manière que la température de la couche intumescente soit maintenue au-dessous du niveau auquel la matière qui la constitue entre en intumescence. De préférence, compte tenu des conditions de pression, cette température ne sera pas supérieure à 95°C; elle peut être par exemple de 70°C ou moins.

Au cours du traitement, la température du sandwich peut être maintenue constante, c'est-à-dire que le sandwich peut être préchauffé à la température environnante qui règne dans la chambre de traitement. Toutefois, il est préférable que la température du sandwich soit augmentée progressivement au cours de ce traitement. Par ailleurs, une telle augmentation de la température favorise le dégazage uniforme sur toute l'étendue du sandwich sans interruption de ce dégazage par suite d'une solidarisation effective prématurée des feuilles. Le traitement peut par exemple s'effectuer dans une zone où on introduit le sandwich sans l'avoir préchauffé, de manière qu'il s'échauffe dans cette enceinte au fur et à mesure de la proges-sion du traitement.

Pour des raisons d'économie, il est préférable de maintenir l'enceinte à une température à peu près constante au cours de la production en séries de stratifiés plutôt que de la laisser refroidir et de la réchauffer chaque fois qu'un sandwich ou un chargement de sandwiches est introduit.

Suivant une autre forme d'exécution préférée de l'invention, au cours du traitement, la pression sub-atmosphérique qui agit sur l'une au moins des faces extérieures principales est réduite à une valeur de 200 mm de mercure ou moins avant d'être augmentée jusqu'à une valeur de plus de 400 mm de mercure tandis que l'assemblage est chauffé progressivement et qu'une pression sub-atmosphérique est meintenue dans l'espace qui entoure les bords.

La pression sub-atmosphérique autour des bords du sandwich est de préférence maintenue après que la pression environnante sur la face ou les vaces extérieures principales du sandwich ait été amenée à la pression atmosphérique ou au-delà. Ce programme de traitement peut être réalisé en établissant la pression sub-atmosphérique autour des bords alors que le sandwich se trouve dans une enceinte dans laquelle la pression environnante est inférieure à la pression atmosphérique et ensuite, après un intervalle de temps adéquat, en raccordant l'intérieur de l'enceinte à l'atmosphère tout en maintenant les bords du sandwich en communication avec une zone où la pression est maintenue à un niveau inférieur à la pression atmosphérique.

Suivant les formes d'exécution préférées de l'invention, la pression autour des bords du sandwich est amenée, à la pression atmosphérique quand le sandwich a atteint la température désirée et après que la pression environnante qui agit sur la face ou les faces extérieures principales de l'assemblage a été amenée à la pression atmosphérique ou au-delà. La Demanderesse a constaté que ce mode de travail favorise la bonne solidarisation.

Dans certaines formes de réalisation particulièrement avantageuses de la présente invention, après que ladite pression environnante sub-atmosphérique qui agit sur l'une au moins des faces extérieures principales est augmentée, de préférence jusqu'à la pression atmosphérique, le sandwich est ensuite soumis à une phase de collage ultérieure. Dans une telle phase ultérieure, la sandwich est avantageusement soumis à un chauffage et une pression, ce qui assure une meilleure liaison des divers feuillets du sandwich. Pour cette phase du collage, le sandwich peut - si on le désire - rester dans l'enceinte utilisée pour le traitement préliminaire ou bien il peut être retiré de cette enceinte pour faire place à un autre sandwich à traiter. De préférence, le sandwich est chauffé sous pression dans un autoclave, dans une phase finale, pour éliminer de ses bords les bulles résiduelles éventuelles.

Au cours de la phase du collage qui suit le traitement préliminaire, la température du sandwich est de préférence augmentée encore progressivement. Ainsi, par exemple, après le traitement préliminaire à une pression inférieure à la pression atmosphérique, le sandwich peut être introduit dans une zone où la température est supérieure à 100°C. L'action thermique exercée de cette manière procure de nombreux effets favorables au dégazage et à la célérité des opérations, et favorise la solidarisation efficace des feuilles. Cette température doit se trouver à un niveau tel qu'on évite l'intumescence de la couche prise en sandwich, si bien que si la température du sandwich est augmentée jusqu'au-delà de 100°C, le sandwich doit être placé dans une enceinte où il règne une pression supérieure à la pression atmosphérique.

L'augmentation de la température au cours de cette phase du collage peut être effectuée avant et/ou après que l'aspiration créée par la pression sub-atmosphérique dans l'espace qui entoure les bords a été achevée, en supposant que cela ait lieu au cours de cette phase.

La phase finale qui suit le traitement préliminaire se fait avantageusement sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. Pour obtenir les meilleurs résultats, on estime actuellement que cette étape doit avoir lieu à des pressions qui dépassent 10 kg/cm2, par exemple à 13 kg/cm2.

La pression sub-atmosphérique qui règne dans l'espace entourant les bords, et qui aspire la ou les substances gazeuses des espaces entre les feuilles, peut être créé dans un dispositif de scellage en forme de tube sans fin ouvert à sa périphérie intérieure de manière à constituer des lèvres sans fin opposées l'une à l'autre qui viennent faire prise de manière étanche contre les faces principales du sandwich sur la marge de celui-ci. Dans ce cas, quelle que soit la matière dont est constitué le dispositif de scellage, l'isolation thermique des faces du sandwich à l'égard de la chaleur environnante est réduite au minimum.

Suivant des formes d'exécution préférées de l'invention, l'aspiration de la substance gazeuse ou des substances gazeuses hors des espaces entre les feuilles est effectuée en maintenant des conditions de pression sub-atmosphérique dans une enveloppe qui entoure le sandwich tout en réservant un espace entre la surface intérieure de l'enveloppe et les bords du sandwich. Dans ce cas, il est aisé de maintenir une distribution de chaleur régulière sur la totalité du sandwich, si cela est désiré. En opérant de cette manière, on est à même aussi d'excercer une pression uniforme sur les faces principales de l'assemblage en sandwich. Ceci peut être important. Dans certaines circonstances, quand on emploie un tube de scellage fendu dont les bords viennent faire prise de manière étanche contre les marges des faces principales du sandwich afin de délimiter l'espace autour des bords et quand la pression dans cet espace marginal est plus faible que la pression environnante dans la chambre de traitement, des forces de réaction exercées par les bords fendus du tube peuvent provoquer la convexité des feuilles" extérieures de l'assemblage. Si la pression dans cet espace marginal est augmentée des manière à être égale à la pression environnante régnant dans la chambre, par exemple à la pression atmosphérique, la convexité se relâchera et il pourrait se faire que des bulles d'air soient aspirées dans les bords d'une couche de matière intumescente prise en sandwich. Bien que cela n'arrive pas souvent et que les bulles éventuelles seraient généralement masquées par l'encadrement dans lequel le panneau fini est

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placé, il est clair que ce phénomène n'est pas désirable. En outre, si la pression environnante d'une chambre de traitement est augmentée juwqu'à une pression supérieure à la pression atmosphérique dans une phase ultérieure, il peut arriver que les feuilles formant les faces extérieures du sandwich deviennent concaves, conduisant donc à un produit non plat. L'emploi d'une enveloppe, comme on l'a décrit, permet d'éviter ces difficultés puisqu'on peut obtenir une distribution plus régulière de la pression.

Pour l'obtention des meilleurs résultats, on fait supporter les forces de réaction à la pression qui seraient autrement appliquées sur les marges du sandwich, par un ou plusieurs éléments de consolidation placés dans l'espace autour des bords du sandwich.

Dans les cas où il n'existe qu'un léger risque de voir se déclarer un incendie d'un côté des panneaux fabriqués conformément à la présente invention, la feuille devant être placée de ce côté peut consister par exemple en une matière plastique. Il est toutefois préférable que chacune des feuilles soit une feuille en matière vitreuse. Le mot «vitreux» utilisé ici sert à désigner du verre et une matière vitro-cristalline, c'est-à-dire matière qui peut être obtenue en soumettant un verre à un traitement capable de provoquer la formation d'une ou plusieurs phases cristallines dans ce verre.

Dans certaines formes d'exécution de l'invention, on forme une couche intumescente sur une première feuille et on l'applique directement sur la deuxième feuille pour constituer le panneau.

II est toutefois préférable que la couche intumescente soit constituée de plusieurs couches. L'augmentation de l'épaisseur de la couche intumescente augmente évidemment son efficacité pour former une barrière anti-feu et la présente invention procure un procédé qui convient tout particulièrement pour former des couches épaisses, de bonne qualité. Il est très difficile de former en une fois une couche épaisse de matière intumescente présentant des propriétés optiques satisfaisantes. Ainsi, par exemple, ladite face inorganique de l'élément comprenant la deuxième feuille, sur laquelle peut être appliquée une couche intumescente formée sur la première feuille, peut être constituée par une face d'ime deuxième couche de matière intumescente appliquée et fixée sur la deuxième épaisseur structurale avant l'assemblage en sandwich.

Dans certaines formes d'exécution de l'invention, la ou chaque couche de matière intumescente est préformée sur un support temporaire qui est écarté de la couche lors de l'assemblage du sandwich. Un tel support est de préférence constitué d'une matière flexible, par exemple un polyéthylène, un poly-chlorure de vinyle ou un silicone, afin qu'il puisse être facilement pelé de la couche après le transfert par adhésion de cette couche sur la feuille ou sur une couche qui a été transférée antérieurement. Il est avantageux que la couche de matière intumescente ou chacune de ces couches soit préformée sur un support provisoire en appliquant cette matière à l'état fluide sur un moule perméable à la vapeur puis en la laissant ou en la faisant durcir de manière à former la couche. De cette manière, on peut aisément éviter les difficultés qui se présentent quand on essaie de former une couche uniforme de bonne qualité qui couvre totalement une feuille. Cette façon d'opérer convient mieux également pour produire des couches épaisses de matière intumescente.

On comprendra évidemment qu'il entre dans le cadre de la présente invention de former des panneaux dont la couche prise en sandwich contient trois couches, par exemple en constituant une telle couche sur chacune des feuilles et une troisième couche sur un support provisoire, mais si on désire l'uniformité du procédé industriel, il est aussi possible de former chacune de ces couches d'une manière identique sur un support provisoire et les transférer ensuite une à une sur une feuille.

Ladite matière intumescente consiste de préférence en un sel métallique hydraté.

Comme exemples de sels métalliques pouvant être utilisés sous une forme hydratée, on peut citer les suivants:

- les aluminates, par exemple l'aluminate de sodium ou de potassium,

- les plombâtes, par exemple le piombate de sodium ou de potassium,

- les stannates, par exemple le stannate de sodium ou de potassium,

- les aluns, par exemple le sulfate de sodium-aluminium ou le sulfate des potassium-aluminium,

- les borates, par exemple le borate de sodium,

- les phosphates, par exemple l'orthophosphate de sodium, l'orthophosphate de potassium et le phosphate d'aluminium.

Les silicates de métal alcalin hydratés, par exemple le silicate de sodium, conviennent spécialement pour être utilisés dans une couche de matière intumescente.

Ces substances possèdent de très bonnes propriétés pour l'usage en question. Elles sont à même, dans de nombreux cas, de former des couches transparentes qui adhèrent bien au verre ou au matériau vitrocristallin. Si on les chauffe suffisamment, l'eau combinée entre en ébullition et les couches moussent, si bien que le sel métallique hydraté est converti en une masse opaque, solide et poreuse, de forme cellulaire, qui constitue un excellent isolant thermique tout en continuant à adhérer au verre ou au matérial vitrocristallin.

Cette caractéristique est particulièrement importante car même si toutes les feuilles du panneau sont fissurées ou brisées par choc thermique, le panneau peut conserver son efficacité comme barrière contre la chaleur et les fumées vu que les fragments des feuilles peuvent rester en place, étant fixées les unes aux autres par le sel métallique transformé.

Il est avantageux que la matière intumescente soit formée en une couche par séchage d'une solution aqueuse. Quand on emploie du silicate de sodium, on préfère utiliser une solution dans laquelle le rapport pondéral Si02:NA20 est compris entre 3,3 et 3,4 et dont la densité est de 37° à 40° Baumé.

La matière intumescente peut être appliquée à l'état humide pour former une couche sur un support (qu'il soit permanent ou provisoire) par coulée, par immersion ou par pulvérisation.

Une couche de matière intumescente est opportunément séchée en la plaçant dans un courant d'air chaud de température et de degré d'humidité contrôlés, par exemple de l'air à 35°C et à 50% d'humidité relative. Un tel courant d'air chaud peut, par exemple, être dirigé au moyen d'un ventilateur.

Quand on emploie du silicate de sodium comme matière intumescente, on préfère sécher la couche jusqu'à ce qu'elle contienne 30% à 40% en poids d'eau. Il convient de se rappeler que la cohésion de la couche sera plus grande avec des quantités réduites d'eau, mais que l'efficacité de la couche en tant que barrière anti-feu intumescente sera d'autant plus élevée que la quantité d'eau présente sera plus grande.

Dans certaines formes d'exécution de l'invention, on emploie une couche de sel métallique hydraté qui est simplement translucide, mais il est préférable que le sel métallique hyeraté forme une couche solide transparente à la température ambiante. Le silicate de sodium, le sulfate de sodium-aluminium et le phosphate d'aluminium peuvent former des couches transparentes. De préférence, la quantité de matière intumescente appliquée est telle qu'elle forme au moins une couche allant jusqu'à 8 mm d'épaisseur. Une telle couche peut être obtenue à partir de couches ayant de 0,1 mm à 3 mm d'épaisseur, par exemple des couches de 0,8 mm à 1,5 mm. De telles couches et épaisseurs de couches constituent un bon compro5

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mis entre le coût, la transmission de la lumière avant l'exposition au feu et la résistance au feu.

La feuille vitreuse ou chacune d'elles, destinée à l'assemblage en panneau, peut être trempée, par exemple trempée par voie chimique.

On a constaté que les feuilles vitreuses peuvent être détériorées à des degrés divers par un contact prolongé avec diverses matières intumescentes, par exemple des sels métalliques hydratés. Ceci est particulièrement important dans le cas de feuilles transparentes ou colorées, étant donné qu'elles peuvent subir une perte de transparence ou un changement de coloration.

Par conséquent, il est avantageux qu'un revêtement protecteur soit formé sur au moins une face de feuille vitreuse et de préférence sur chacune d'elles avant l'application de la matière intumescente sur ces faces, et ce revêtement protecteur est composé d'une substance choisie de manière à inhiber l'interaction entre la matière intumescente et ladite face de la feuille.

Un tel revêtement protecteur comprend de préférence un composé anhydre de métal déposé sur une ou plusieurs des | faces de feuille, étant donné que ces revêtements peuvent former des couches protectrices très efficaces.

Ledit composé métallique anhydre est déposé de préférence par hydrolyse, vu que ce système convient dans la pratique. Un autre moyen adéquat pour déposer le composé métallique anhydre consiste en la pyrolyse.

Ce revêtement protecteur a de préférence une épaisseur de 100 à 1000 angströms (10 à 100 my), afin de donner un revêtement non poreux sans donner lieu à des effets d'interférence non négligeables.

Il est évident que l'un des critères affectant le choix d'une matière de revêtement adéquate consistera en la composition de la matière intumescente. A titre d'exemple, quand la matière intumescente comprend un sel métallique hydraté choisi parmi le sulfate de sodium-aluminium, le phosphate d'aluminium et les silicates de métal alcalin, ledit composé métallique anhydre est choisi de préférence parmi l'oxyde de zirconium et le phosphate d'aluminium anhydre.

Il est peut-être surprenant de noter qu'un revêtement protecteur de phosphate d'aluminium anhydre déposé sur une feuille vitreuse puisse servir à empêcher substantiellement l'interaction entre cette fuille vitreuse et une couche adjacente de phosphate d'aluminium hydraté.

La présente invention n'exclut pas l'emploi d'autres matières. Ainsi, par exemple, quand la matière intumescente comprend du phosphate d'aluminium hydraté, l'oxyde de titane et l'oxyde d'étain constituent aussi des matières de revêtement bien appropriées.

En variante, ou en complément, on peut appliquer un revêtement ayant d'autres propriétés, sur une feuille vitreuse du panneau. On peut, par exemple, appliquer un revêtement réfléchissant l'infra-rouge en un métal noble, du cuivre, de l'aluminium ou un oxyde et cela présentera l'avantage de procurer une certaine protection de la matière intumescente contre l'absorption de radiations infra-rouge qui pourrait rendre la matière intumescente opaque et qui la ferait enfler même avant l'apparition d'un incendie. En outre, l'emploi d'un tel revêtement réfléchissant l'infra-rouge peut augmenter le temps pris par la couche pour se transformer,

quand il se produit un incendie, et cela augmentera à son tour le temps pendant lequel la protection est assurée.

On va décrire à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels:

Fig. 1 représente la coupe verticale longitudinale d'un appareil pour effectuer un traitement préliminaire conformément à l'invention,

fig. 2 est un graphique montrant les variations de la température et des pressions au cours du traitement,

fig. 3 est l'élévation en coupe d'un assemblage placé dans une variante du dispositif d'aspiration au niveau des bords,

fig. 4 est la vue en coupe d'un moule pouvant être utilisé pour former une couche de matière intumescente et fig. 5 et 6 sont des vues en coupe d'assemblages en sandwich à coller.

L'appareil représenté à la figure 1 comprend une enceinte 1 divisée en trois chambres 2, 3 et 4 par des cloisons 5, 6 réglées respectivement par les mécanismes automatiques 7, 8. Un transporteur à rouleaux 9 est placé avec son trajet de transport traversant les chambres 2,3 et 4 jusqu'à une station de déchargement (non montrée) et ayant son trajet de retour au-dessous de l'enceinte 1 et retournant à une station de chargement (non montrée).

Les compartiments 2 et 3, sont munis d'éléments de chauffage 10,11,12 et 13.

Deux pompes à vide 14 et 15 sont associées au compartiment 2. La pompe 14 est raccordée à l'atmosphère environnante dans îe compartiment 2 et la pompe 15 est raccordée par un conduit 16 à un tube de scellage 17 fabriqué en un matériau flexible.

L'appareil fonctionne de la manière suivante: le tube flexible de scellage 17 consiste en un tube sans fin ouvert à sa périphérie intérieure et adapté sur la marge du sandwich qui doit former le stratifié. Le sandwich figurant au dessin comprend deux feuilles de verre 18 et 19 et une couche intermédiaire intumescente 20. Ce sandwich est placé sur un chariot 21 qui est mis en circulation dans le compartiment 2 par le transporteur à rouleaux 9, l'entrée dans le compartiment étant alors fermée. Les éléments chauffants 10,11 maintiennent la température dans ce compartiment aux environs de 120°C.

Le sandwich est chauffé dès son introduction dans le compartiment 2. En même temps, la pompe à vide 14 établit dans le compartiment 2 une pression inférieure à la pression atmosphérique et qui ne dépasse pas 500 mm de mercure, de préférence 200 mm de mercure. Dans un cas particulier, qui convient particulièrement bien dans le cas des couches de silicate, la pression environnante dans le compartiment 2 est maintenue à environ 70 mm de mercure, tandis que la pompe 15 réduit la pression dans le tube marginal de scellage 17 à quelques mm de mercure seulement.

On chauffe progressivement le sandwich dans le compartiment 2 afin de faciliter le dégazage. Suivant une forme d'exécution particulière qui convient tout particulièrement bien aux couches de silicate, la température du sandwich augmente d'environ 30°C par minute. Avant que la température du sandwich n'atteigne 70°C, par exemple quand elle est comprise entre 30 et 40°C, la pression environnante dans le compartiment 2 est augmentée jusqu'à la pression atmosphérique.

Cette pression s'exerce sur la face extérieure principale supérieure du sandwich. La pompe 15 est arrêtée tandis que le conduit 16 est fermé afin que la pression subatmosphérique soit maintenue entre-temps dans le tube 17, tandis que le sandwich continue à être chauffé dans le compartiment 2 jusqu'à ce qu'il atteigne une température proche de 70°C.

La fig. 2 montre un programme spécifique de température et de pressions pour le traitement d'un sandwich dans le compartiment 2. Dans cette figure, l'ordonnée est divisée en mm Hg pour les pressions et en ° C pour la température, tandis que l'abscisse est divisée en minutes.

La grosse ligne continue indiquée en A montre comment la température d'un sandwich introduit dans le compartiment 2 s'élève depuis une valeur initiale de 20°C jusqu'à une valeur d'environ 70°C après 15 minutes.

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La mince ligne continue indiquée en B montre les variations de la pression régnant dans le compartiment 2, c'est-à-dire la pression qui s'exerce sur la face principale supérieure du sandwich, tandis que la ligne pointillée C indique les variations de la pression dans le tube de scellage marginal, c'est-à-dire la pression qui s'exerce sur les bords du sandwich.

On peut noter que suivant le programme illustré les pressions qui s'exercent sur le sandwich sont réduites dès que le sandwich pénètre dans le compartiment 2, en sorte qu'au bout de 3 minutes la pression agissant sur la face principale du sandwich est réduite à 70 mm Hg, tandis que la pression agissant sur les bords de l'assemblage est réduite à quelques mm Hg après 3,5 minutes. Pendant la plus grande partie de cette période initiale où les pressions vont en diminuant, la pression agissant sur les bords du sandwich reste plus élevée que celle agissant sur la face principale supérieure de l'assemblage. Ces pressions sont maintenues jusqu'à ce que 6 minutes se soient écoulées, moment où la température du sandwich est comprise entre 35 et 40°C. On laisse ensuite s'élever la pression régnant dans la chambre jusqu'à la pression atmosphérique, laquelle est atteinte à la fin de la septième minute. Pendant de temps, on laisse s'élever assez rapidement la pression agissant sur les bords du sandwich de quelques mm Hg à environ 50 mm Hg, puis on la laisse monter, mais plus lentement, de 50 mm Hg à environ 200 mm Hg au bout de 15 minutes.

Le conduit 16 (figure 1) est alors déconnecté du tube de scellage 17, afin que tout le sandwich soit soumis à la pression atmosphérique, le mécanisme automatique 7 ouvre la cloison 5 et le chariot 21 qui porte le andwich est entraîné par le transporteur à rouleaux 9 dans le compartiment 3 qui est amintenu à une température plus élevée que celle du compartiment 2 par les éléments chauffants 12,13. Dans le compartiment 3, le sandwich continue à être chauffé jusqu'à ce que la température atteigne 135°C. En même temps, la pression dans le compartiment 3 a été portée à 13 kg/cm2.

Quand ces conditions de collage ferme ont été réalisées, le mécanisme automatique 8 ouvre la cloison 6 afin de permettre au chariot 21 d'être déplacé par le transporteur 9 dans le compartiment 4 où la pression est abaissée progressivement et où le sandwich est progrssivement refoidi avant d'être transporté à la station de déchargement.

La figure 3 montre un dispositif utilisable en variante pour aspirer l'excès de substance(s) fluide(s) des espaces entre les feuilles du sandwich, aux bords de celui-ci. Ce dispositif comprend ime enveloppe 22 qui entoure la totalité du sandwich qui comprend les feuilles de verre 23 et 24 et la couche intumescente intermédiaire 25. L'enveloppe est raccordée par une canalisation de vide 26 à une pompe 27 grâce à laquelle une pression inférieure à la pression atmosphérique peut être maintenue dans l'enveloppe, afin que les espaces entre les feuilles restent soumis à l'aspiration. Quand la pompe est mise en fonctionnement, les parois du dessus et du dessous de l'enveloppe sont tirées contre les faces extérieures principales du sandwich enveloppé. Néanmoins, l'enveloppe est assez rigide, au moins dans la zone périphérique, pour résister à l'affaissement contre les bords du sandwich de sorte qu'un espace où règne une pression su-atmosphérique maintenue par la pompe 27 est conservé dans l'enveloppe, autour des bords du sandwich. L'emploi d'une enveloppe qui enferme le sandwich présente l'avantage que les dimensions de l'enveloppe par rapport à celles du sandwich ne sont pas critiques. L'enveloppe peut servir aisément à des sandwiches de dimensions différentes. En outre, l'enveloppe ne gêne pas le chauffage uniforme de tout le sandwich si cela est nécessaire. Par ailleurs, l'utilisation d'une enveloppe de ce type facilite l'application d'une pression uniforme sur toute l'étendue des faces principales du sandwich au cours de son traitement, de sorte que des forces de réaction provenant de différences de pression entre l'environnement dans lequel l'enveloppe est placée et l'espace dans l'enveloppe ne seront pas d'une ampleur telle qu'elles puissent entraîner le fléchissement des feuilles extérieures 23, 24 du sandwich. Comme on l'a expliqué antérieurement, un tel fléchissement peut donner lieu à la formation de bulles dans les marges de la couche 25 et peut aussi mener à l'obtention d'un produit final non plat.

Suivant une variante de la forme d'exécution de l'invention qui vient d'être décrite, on peut prévoir l'utilisation d'un élément de consolidation 28 dans l'espace compris dans l'enveloppe 22. Cet élément de renforcement 28 peut se présenter sous la forme d'un tube, ainsi qu'on peut le voir à la figure 3, pourvu de perforations telles que 29, 30, afin que les bords de la couche intumescente 25 puissent être soumis à l'aspiration. Un tel élément de consolidation 28 peut libérer les marges des feuilles 23, 24 d'à peu près toutes les forces de réaction dues aux différences de pression à travers les parois de l'enveloppe 22. Un élément de consolidation de ce genre peut aussi être utilisé conjointement avec une autre forme d'enveloppe du bord d'un sandwich, tel que le tube de scellage illustré à la fig. 1.

Suivant une variante du procédé décrit en se référant à la figure 1, on laisse l'assemblage en sandwich dans la première chambre 2 sous la pression atmosphérique jusqu'à ce que sa température soit de 90°C. On peut obtenir une solidarisation satisfaisante de cette manière.

Suivant des variantes du programme de température et de pressions illustré à la figure 2, la pression subatmosphérique dans l'espace autour des bords du sandwich est réduite à environ 10 mm Hg et à environ 20 mm Hg. Dans ces variantes, la pression régnant dans la chambre est réduite respectivement à environ 200 mm Hg et à environ 300 mm Hg. En opérant de cette manière, la température du sandwich peut être augmentée plus rapidement sans courir le risque de provoquer l'intumescence.

Suivant une autre variante, les pressions subatmosphériques agissant sur la face et sur les bords du sandwich sont libérées à peu près simultanément. Les figures 4 à 6 montrent comment un sandwich peut être fabriqué.

Suivant la figure 4, un moule 31 ayant des parois latérales 32 et une base 33 en chlorure de polyvinyle, en polyéthylène ou une autre matière adéquate est maintenu sur une boîte à air

34 comprenant une plaque du support 35 qui est tenue à distance d'une plaque de base 36 par une paroi 37 et des moyens d'espacement intermédiaires 38. La plaque de support

35 est munie de perforations 39, afin que, quand l'intérieur 40 de la boîte à air 34 est connecté à une pompe à vide (non montrée), la pression s'y abaisse et la base du moule 33 est maintenue fermement contre la plaque de support 35.

La matière intumescente à l'état fluide est versée dans le moule 31 où on la fait ou la laisse durcir, par exemple, de manière connue, dans une chambre de séchage où régnent des conditions de température et d'humidité contrôlées, de façon à former une couche 41. Suivant une modification de ce procédé, la base 32 du moule 31 est fabriquée en un matériau perméable à la vapeur d'eau, par exemple de la Cellophane (marque de fabrique). Dans ce cas, le séchage de la matière intumescente s'effectue aussi par diffusion de vapeur d'eau à travers la base semi-perméable 32 dans la boîte à air 34.

Une feuille vitreuse, qui peut éventuellement porter une couche formée antérieurement, est ensuite appliquée sur la couche 41 dans le moule, le moule est retourné et le vide dans la chambre à air 34 est libéré; le moule peut alors être pelé de la couche adhérant à la feuille vitreuse.

La figure 5 montre un assemblage d'une première feuille vitreuse 42, de plusieurs couches intumescentes 43 unies entre elles pour former une couche 44 et d'une deuxième feuille vitreuse 45. De fait, on montre trois couches intumescentes s

1«

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

618 760

mais on comprendra que l'on peut en former en un nombre quelconque pour donner l'épaisseur de couche désirée. Ces couches peuvent être formées comme on l'a décrit en se référant à la figure 4 ou bien une ou chacune des couches extérieures peut être formée directement sur la feuille vitreuse adjacente.

La figure 6 montre une variante du mode de construction du sandwich consistant en une première feuille vitreuse 46, en une première couche intumescente à couche unique 47 et en une deuxième feuille vitreuse 48 sur laquelle on dépose deux couches intumescentes 49 formant une seconde couche 50 qui est recouverte à son tour d'une troisième feuille vitreuse 51. On comprendra que chacune des couches intumescentes peut être formée sur une des feuilles vitreuses avant l'assemblage ou que ces couches peuvent être formées séparément, par exemple comme on l'a décrit en se référant à la figure 4 et puis transférées sur les feuilles vitreuses. On comprendra aussi que, bien que cela soit commode en pratique, il n'est pas nécessaire que les deux couches 47, 50 soient formées avec la même matière intumescente.

Exemple 1 (figure 5)

On peut fabriquer un sandwich présentant les propriétés suivantes:

- les feuilles 42, 45 chacune en verre ont 5 mm d'épaisseur,

- la couche 44 comprenant trois couches 43 de silicate de sodium hydraté, a 1,1 mm d'épaisseur.

Chacune des couches 43 peut être obtenue dans un appareil comme celui décrit à la figure 4 à partir d'une solution aqueuse ayant les propriétés ci-après:

- rapport pondéral Si02:Na20:3,3 à 3,4

- densité: 37 à 40° Baumé.

Les couches ainsi formées peuvent alors être séchées à l'air à 35°C et 50% d'humidité relative jusqu'à ce qu'elles contiennent 34% en poids d'eau résiduelle.

Suivant une variante de cet exemple, la couche 44 est constituée d'une simple couche de silicate de sodium hydraté ayant 2,5 mm d'épaisseur.

Exemple 2 (figure 6)

On peut fabriquer un sandwich ayant les propriétés suivantes:

- les feuilles de verre 46, 48, 51 ont chacune 3 mm d'épaisseur

- la couche unique 47 de silicate de sodium hydraté a 1,5 mm d'épaisseur

- la couche double 50, de silicate de sodium hydraté, où chaque couche à 1,5 mm d'épaisseur.

Exemple 3

Dans une variante de l'exemple 1, il y a cinq couches de silicate de sodium hydraté ayant chacune 1,2 mm d'épaisseur et les deux feuilles de verre sont trempées chimiquement.

Exemple 4

Dans une variante de l'exemple 2, les deux feuilles de verre extérieures 46,51 ont 5 mm d'épaisseur et la feuille intermédiaire 48 a 3 mm d'épaisseur. Chacune des trois couches 47, 49 utilisées pour former les deux couches intumescentes 47, 50 consiste en silicate de potassium hydraté et a 1,4 mm d'épaisseur.

Exemple 5

En variante des exemples précédents dans lesquels on utilise du silicate de sodium comme matière intumescente, chacune des faces des feuilles de verre qui voisinent avec la matière intumescente dans le produit fini reçoit une couche protectrice d'oxyde de zirconium de 400 Â (40 mix) d'épaisseur, déposée par pyrolyse. Dans une variante de cet exemple, le revêtement d'oxyde de zirconium est remplacé par un revêtement en phosphate d'aluminium anhydre.

Exemple 6

Dans une variante de l'exemple 1, chacune des cinq couches 43 est formée de phosphate d'aluminium hydraté et a 0,3 mm d'épaisseur, et les feuilles de verre 42,45 ont chacune 4 mm d'épaisseur. Avant la formation du sandwich, un revêtement protecteur de 500 Â (50 mp,) d'épaisseur de phosphate d'aluminium anhydre a été appliqué sur chaque face des feuilles de verre destinées à entrer en contact avec la couche intumescente. Suivant une variante de cet exemple, la couche protectrice était en oxyde de zirconium.

Exemple 7

Dans une variante de l'exemple 1, chacune des deux couches 43 est formée d'aluminate de sodium hydratée et à 0,8 mm d'épaisseur.

Dans une variante de cet exemple, les couches intumescentes sont formées chacune de l'un des sels métalliques hydratés suivants: aluminate de potassium, piombate de sodium, piombate de potassium, stannate de sodium, stannate de potassium, sulfate de sodium aluminium sulfate de potassium-aluminium, borate de sodium, orthophosphate de sodium et orthophosphate de potassium.

Un sandwich tel que décrit dans chacun des exemples 1 à 5 peut être soumis à un traitement selon l'invention de la manière décrite en se référant aux figures 1 ou 3, afin de solidariser ses éléments constitutifs. Des sandwiches contenant d'autres matériaux intumescents peuvent être traités de façon semblable.

8

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

B

2 feuilles dessins

Claims (23)

618 760

1. Procédé de fabrication de panneaux coupe-feu feuilletés, transmettant la lumière, comprenant au moins une couche solide de matière intumescente prise en sandwich entre deux feuilles, caractérisé en ce qu'on forme une couche d'une matière intumescente et en ce qu'on l'assemble, ainsi qu'une première feuille, à une face inorganique d'un élément comprenant une deuxième feuille, de telle manière que ladite couche soit en contact avec ladite face inorganique et soit prise en sandwich entre lesdites feuilles, en ce qu'on enveloppe au moins les bords au sandwich ainsi formé de manière à délimiter, autour des bords, un espace dans lequel on peut créer une pression subatmosphérique afin de soumettre les espaces entre les différents feuillets du sandwich à une aspiration dans la zone des bords, et en ce que l'assemblage est exposé à une pression environnante subatmosphérique agissant sur l'une au moins des faces extérieures principales du sandwich, tandis que celui-ci est exposé à la chaleur dans une chambre de traitement et que les espaces entre les différents feuillets du sandwich sont soumis à ladite aspiration, afin de réaliser la solidarisation des diverses feuillets sans provoquer le gonflement de la matière intumescente.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans ledit traitement, l'opération consistant à soumettre le sandwich à une pression environnante subatmosphérique et à un chauffage et l'opération consistant à soumettre les espaces compris entre les différents feuillets à une aspiration commencent simultanément.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pression extérieure subatmosphérique dans ledit espace autour des bords du sandwich est différente de la pression environnante subatmosphérique agissant sur l'une au moins des faces extérieures principales du sandwich pendant au moins une partie de la durée du traitement.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pression subatmosphérique dans ledit espace autour des bords est réduite au cours du traitement, ladite pression subatmosphérique étant initialement plus élevée mais devenant plus faible que la pression sub-atmosphérique qui agit sur l'une au moins des faces extérieures principales.

5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression extérieure subatmosphérique dans ledit espace entourant les bords est de 20 mm de mercure ou moins, de préférence de 10 mm de mercure ou moins ou est réduite à ce niveau.

6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression environnante qui agit sur l'une au moins des faces extérieures principales au cours du traitement est réduite à 500 mm de mercure ou moins, de préférence 200 mm de mercure ou moins.

7. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température environnante au cours dudit traitement est d'au moins 50°C.

8. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température environnante au cours dudit traitement n'est pas supérieure à 120°C.

9. Procédé suivant la revendication 1 et la revendication 8, caractérisé en ce que la température environnante au cours dudit traitement n'est pas supérieure à 95°C.

10. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température du sandwich est augmentée progressivement au cours du traitement.

11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que, au cours du traitement, la pression subatmosphérique qui agit sur l'une au moins des faces extérieures principales, est réduite à une valeur de 200 mm de mercure ou moins avant d'être augmentée jusqu'à une valeur de plus de 400 mm de mercure, tandis que l'assemblage est chauffé progressivement et qu'une pression subatmosphérique est maintenue dans l'espace qui entoure les bords.

12. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pression subatmosphérique autour des bords du sandwich est maintenue après que la pression environnante sur la face ou les faces extérieures principales du sandwich ait été amenée à la pression atmosphérique ou au-delà.

13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la pression autour des bords du sandwich est amenée à la pression atmosphérique quand le sandwich a atteint la température désirée et après que la pression environnante qui agit sur la face ou les faces extérieures principales de l'assemblage a été amenée à la pression atmosphérique ou au-delà.

14. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le sandwich est soumis ensuite à une phase de collage ultérieure.

15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'au cours de ladite phase de collage ultérieure le sandwich est soumis à un chauffage et à une pression.

16. Procédé suivant la revendication 15, caractérisé en ce que, dans une phase finale, le sandwich est chauffé sous pression dans un autoclave.

17. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'au cours de ladite phase du collage, la température du sandwich est encore accrue progressivement.

18. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que, après le traitement, préliminaire, ladite phase de collage finale est effectuée à une pression supérieure à la pression atmosphérique, de préférence à une pression supérieure à 10 kg/cm2.

19. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite aspiration de la substance gazeuse ou des substances gazeuses de l'espace entre les feuilles est effectuée en maintenant des conditions de pression subatmosphérique dans une enveloppe qui enferme le sandwich en réservant un espace entre la surface intérieure de l'enveloppe et les bords du sandwich.

20. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les forces de réaction à la pression qui seraient autrement appliquées sur les marges du sandwich sont supportées par un ou plusieurs éléments de consolidation placés dans l'espace autour des bords du sandwich.

21. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des feuilles choisies est en un matériau vitreux.

22. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche ou chacune des couches de matière intumescente est formée d'un silicate de métal alcalin hydraté, par exemple de silicate de sodium.

23. Panneau coupe-feu fabriqué suivant le procédé de la revendication 1.