CH639634A5 - Procede de fabrication d'un vitrage coupe-feu et produit obtenu suivant ce procede. - Google Patents

Procede de fabrication d'un vitrage coupe-feu et produit obtenu suivant ce procede. Download PDF

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Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un vitrage coupe-feu comprenant au moins une couche de matière intumescente prise en sandwich entre deux feuilles, ledit procédé comprenant la formation d'une telle couche et la solidarisation des feuilles.
Jusqu'à présent, ces vitrages ont été fabriqués en séchant une solution de la matière intumescente de manière à former une couche solide de matière intumescente directement sur une première feuille du vitrage ou bien une couche séparée qui est appliquée ensuite sur une première feuille, après quoi on applique la seconde feuille du vitrage sur la matière intumescente. La couche de matière intumescente dans le vitrage ainsi formé peut être constituée de plusieurs couches solides de ce type.
La formation d'une couche solide à partir d'une solution de matière intumescente et son incorporation ultérieure dans un vitrage peuvent donner lieu à des problèmes.
Jusqu'à ce jour, ces couches de matière intumescente ont été formées par séchage d'une solution de la matière désirée. En général, cette étape de séchage a exigé un temps considérable, ce qui est évidemment désavantageux, surtout dans le cadre d'une fabrication industrielle en série de vitrages coupe-feu.
Suivant un premier de ses aspects, la présente invention vise à procurer un procédé plus rapide pour la fabrication de tels vitrages.
L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un vitrage coupe-feu comprenant au moins une couche de matière intumescente prise en sandwich entre deux feuilles, ledit procédé comprenant la formation d'une telle couche et la solidarisation des feuilles, caractérisé en ce qu'on fabrique un assemblage comprenant les deux feuilles et au moins une couche intumescente prise en sandwich, constituée par une ou plusieurs matières dont au moins la plus grande partie en volume se trouve sous forme de grains.
De cette manière, on peut éviter l'étape de séchage de la couche, de sorte que la fabrication s'en trouve accélérée.
L'expression vitrage est utilisée ici au sens large et comprend des matières plastiques et des matières vitreuses en feuille pouvant être utilisées comme vitrages, transparents ou non transparents.
On a mentionné l'opération de solidarisation des feuilles. Celle-ci peut se faire avant ou après formation de la couche et peut consister simplement à placer les feuilles dans un encadrement, mais il est préférable que le sandwich soit soumis à la chaleur et/ou à la pression de manière que les feuilles soient solidarisées l'une à l'autre par la matière intumescente prise en sandwich, sans toutefois provoquer l'expansion de la matière intumescente. Cela a pour effet de former un corps solide de matière intumescente qui stabilise mécaniquement la couche et aussi d'augmenter le taux de transmission de la lumière du corps, comparativement à une couche constituée de grains.
Il est avantageux que la couche ou chaque couche intumescente soit soumise, dans une étape de dégazage, à une aspiration sur les tranches de l'assemblage en sandwich. Cette caractéristique procure des avantages tout particulièrement importants, spécialement lorsque le sandwich est également soumis à un chauffage de sorte qu'il soit ainsi solidarisé. En fait, de cette manière, il est possible de convertir la matière intumescente granulaire en une couche solide homogène uniforme. Par un choix judicieux de la matière intumescente, il est donc possible de former des vitrages coupe-feu transparents.
Le taux de transmission de la lumière de la matière intumescente est souvent très important. Les vitrages coupe-feu doivent fréquemment être installés comme vitrages d'inspection dans les portes coupe-feu (fireproof) et ceux-ci doivent évidemment être transparents. Jusqu'à présent, les efforts réalisés en vue d'accroître la transparence d'un corps de matière intumescente se sont concentrés sur la formation d'une couche solide préalablement à son incorporation dans le vitrage. Les efforts ont tout particulièrement visé à éliminer les bulles de la couche et à améliorer la qualité de sa surface. On a trouvé à présent, de manière plutôt surprenante, qu'il est possible de former une couche intumescente in situ à partir d'une matière granulaire et qu'un tel corps peut présenter un degré de transparence très élevé.
Il est préférable que, dans l'étape du dégazage, la matière intumescente soit soumise à une pression inférieure à la pression atmosphérique, ayant une valeur absolue comprise entre 1 et 250 mm Hg.
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On a trouvé que les pressions situées dans cet intervalle sont assez basses pour procurer un dégazage satisfaisant.
Il est préférable que la couche ou au moins une couche intumescente soit constituée par une ou plusieurs matières dont au moins 70% en volume se trouve sous forme de grains et, suivant une forme d'exécution préférée de l'invention, la couche ou au moins une couche intumescente est constituée par une matière en forme de grains maintenus ensemble par un liant. L'emploi d'un liant, qui peut être présent, par exemple à raison de 5 à 40% en volume du volume de la matière granulaire (4,8 à 28,6% en volume de la couche), contribue à la stabilisation de la couche, par exemple avant l'assemblage du vitrage.
Quand on utilise un liant, celui-ci consiste, de préférence, en de l'eau ou en une solution aqueuse de la matière intumescente. Il s'agit là de matières liantes adéquates facilement disponibles. La quantité de liant utilisée et sa teneur en eau, ainsi que la teneur en eau de la matière granulaire, sont choisies opportunément de manière à conférer à la couche intumescente une teneur en eau souhaitable, afin d'éviter complètement la nécessité d'inclure une étape de séchage. Si la matière intumescente doit être soumise à une pression inférieure à la pression atmosphérique dans une étape de dégazage, il peut y avoir un léger excès d'eau, car celle-ci peut être aspirée au cours de la conversion de la couche en un corps qui solidarise les épaisseurs du vitrage.
Cette caractéristique est également importante parce qu'elle laisse plus de souplesse dans le choix de la matière intumescente granulaire. D'une manière générale, pour procurer de bonnes propriétés coupe-feu, il est préférable qu'une couche de silicate de métal alcalin hydraté (qui constitue une matière intumescente tout spécialement préférée) comprenne 30 à 40% en poids d'eau résiduelle, par exemple 30 à 35%.
Il convient de se rappeler que la cohésion de la couche est meilleure avec des quantités d'eau réduites, mais que l'efficacité de la couche en tant que barrière coupe-feu intumescente est d'autant plus élevée que la quantité d'eau présente est plus grande. L'emploi d'un liant constitué par une solution de la matière intumescente permet de choisir le degré d'hydratation de la matière granulaire en fonction d'autres desiderata, par exemple la facilité de manipulation et la disponibilité, et le degré d'hydratation total de la couche peut être porté à sa valeur optimale par le choix d'une solution de ce liant de concentration appropriée.
A titre d'exemple, des grains de silicate de sodium hydraté contenant moins de 30% en poids d'eau peuvent être tenus dans un liant consistant en une solution de silicate de sodium hydraté de concentration propre à porter la quantité totale d'eau présente dans la couche entre 30 et 35% du poids de la couche.
La matière liante peut être appliquée sur une feuille du vitrage avant les grains de matière intumescente.
Il est préférable que 90% en poids au moins de la matière granulaire ait un diamètre de grains de 0,1 mm au minimum. On a constaté que cela favorise la transparence quand une couche de matière granulaire est convertie en un corps qui solidarise les épaisseurs, surtout si la couche est formée exclusivement de grains.
Les dimensions maximales des grains sont avantageusement de 2,5 mm ou moins. Les dimensions maximales préférées des grains dépendent de l'épaisseur totale de la couche ou du corps à former et la valeur mentionnée convient spécialement pour des épaisseurs de couche ou de corps inférieur à 8 mm, telles qu'elles sont d'ailleurs préférées.
L'invention porte aussi sur un vitrage coupe-feu fabriqué suivant le procédé décrit ci-dessus, c'est-à-dire un vitrage coupe-feu comprenant au moins une couche de matière intumescente prise en sandwich entre des feuilles, caractérisé en ce que la couche ou au moins une couche intumescente prise en sandwich consiste en une ou plusieurs matières dont au moins la plus grande partie en volume se trouve sous forme de grains.
L'invention s'étend à un nouveau produit intermédiaire utilisable pour former un vitrage conforme à l'invention, ledit produit comprenant une feuille portant une couche adhérente dont au moins la plus grande partie en volume consiste en grains de matière intumescente.
Suivant des formes de réalisation préférées d'un tel vitrage ou d'un tel produit intermédiaire, lesdits grains sont englobés dans un liant et, de préférence aussi, ce liant est une solution de la matière intumescente.
Suivant d'autres formes de réalisation préférées, lesdits grains sont soumis à un traitement thermique de nature à provoquer leur coalescence partielle, d'une manière analogue à un frittage.
Ladite matière intumescente comprend, de préférence, un sel de métal alcalin hydraté.
Comme exemples de sels de métal alcalin qui peuvent être utilisés sous une forme hydratée, on peut mentionner les suivants: l'alumi-nate de potassium, le piombate de potassium, le stannate de sodium, le stannate de potassium, le sulfate d'aluminium et de sodium, le sulfate d'aluminium et de potassium, le borate de sodium, le borate de potassium et l'orthophosphate de sodium.
Les silicates de métal alcalin hydratés, par exemple le silicate de sodium, conviennent tout spécialement pour être utilisés dans une couche susdite de matière intumescente.
Ces substances ont de très bonnes propriétés pour l'objectif envisagé. Elles sont, dans bien des cas, capables de former des couches transparentes qui adhèrent bien au verre ou à une matière vitrocris-talline. Si on les chauffe suffisamment, l'eau combinée entre en ébul-lition et les couches forment une mousse, de sorte que le sel de métal hydraté est converti en une masse cellulaire poreuse, solide et opaque, qui possède un grand pouvoir d'isolation thermique et qui reste adhérée au verre ou à la matière vitrocristalline.
Cette caractéristique est particulièrement importante parce que, même si toutes les feuilles du vitrage sont fissurées ou brisées par choc thermique, le panneau peut conserver son efficacité en tant que barrière contre la chaleur et contre les fumées, étant donné que les fragments des feuilles restent en place, solidarisés par le sel de métal qui s'est transformé.
Il est avantageux que chacune des feuilles soit en matière vitreuse pour procurer une surface dure. Cette matière vitreuse peut être trempée, par exemple trempée par voie chimique, pour augmenter sa résistance au choc thermique.
On a constaté que les feuilles vitreuses peuvent subir une détérioration de degré variable par suite d'un contact prolongé avec diverses matières intumescentes, par exemple des sels de métal hydratés. Cela est particulièrement important dans le cas de feuilles transparentes ou colorées, étant donné qu'elles peuvent subir une perte de transparence ou changer de couleur.
Par conséquent, il est avantageux de former un revêtement protecteur sur une au moins et, de préférence, sur chacune des faces des feuilles vitreuses avant d'y appliquer la matière intumescente, et ledit revêtement protecteur est composé d'une substance choisie de manière à inhiber toute interaction entre la matière intumescente et la face de la feuille.
Un tel revêtement protecteur comprend, de préférence, un composé de métal anhydre déposé sur une ou plusieurs faces de feuille, étant donné que de tels revêtements forment des couches de protection très efficaces.
Le composé de métal anhydre est déposé, de préférence, par hydrolyse du fait que ce procédé est commode dans la pratique. Un autre moyen très adéquat pour le dépôt dudit composé de métal anhydre est la pyrolyse.
Ledit revêtement protecteur a, de préférence, une épaisseur de 300 à 1000 Â, afin de procurer un revêtement non poreux sans donner lieu à des effets d'interférence sensible.
Il est clair que l'un des critères influant sur le choix d'une matière de revêtement adéquate réside dans la composition de la matière intumescente. A titre d'exemple, lorsque la matière intumescente comprend un sel de métal hydraté choisi parmi le sulfate d'aluminium et de sodium et les silicates de métal alcalin, ledit composé de métal
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anhydre est préférablement choisi parmi l'oxyde de zirconium et le phosphate d'aluminium anhydre.
Cette invention n'exclut pas l'emploi d'autres matières, par exemple l'oxyde de titane et l'oxyde d'étain.
En variante, ou en supplément, on peut appliquer un revêtement ayant d'autres propriétés sur une feuille vitreuse du vitrage. On peut, par exemple, appliquer un revêtement réflecteur de l'infrarouge en métal noble, en cuivre, en aluminium ou en un oxyde et cela présente l'avantage de procurer une protection de la matière intumescente contre une absorption de radiation infrarouge qui pourrait opacifier la matière intumescente et la boursoufler même avant l'apparition d'un incendie. De plus, l'emploi d'un tel revêtement réflecteur de l'infrarouge peut augmenter le temps que prend la couche pour s'ex-panser lors d'un incendie et cela augmente donc le temps au cours duquel on assure une protection.
On va à présent décrire, à titre d'exemple, des formes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels:
la fig. 1 représente la coupe longitudinale verticale d'un appareil pour exécuter un traitement de solidarisation conforme à l'invention,
la fig. 2 est un grpahique indiquant la variation de la température et des pressions au cours du traitement,
la fig. 3 est une élévation en coupe d'un assemblage placé dans une variante d'un dispositif d'aspiration aux tranches,
la fig. 4 est une vue en coupe d'un produit intermédiaire conforme à l'invention, et les fig. 5, 6 et 7 sont des vues en coupe de vitrages conformes à l'invention.
L'appareil représenté à la fig. 1 comprend une enceinte 1 divisée en deux chambres 2 et 3 par une cloison 4 commandée par un mécanisme automatique 5. Un transporteur à rouleaux 6 est disposé de manière que son trajet de transport traverse les chambres 2 et 3 jusqu'à un poste de déchargement (non illustré), le retour passant en dessous de l'enceinte 1 et revenant à un poste de chargement (non illustré).
Le compartiment 2 est muni d'éléments de chauffage 7 et 8. Deux pompes à vide 9 et 10 sont associées à la chambre 2. La pompe 9 est raccordée à l'atmosphère ambiante régnant dans le compartiment 2 et la pompe 10 est raccordée par un conduit 11 à un tube de scellage 12 fabriqué en une matière flexible.
L'appareil fonctionne de la manière suivante:
Le tube de scellage flexible 12 consiste en un tube sans fin ouvert à la périphérie intérieure et adapté au bord du sandwich qui doit être feuilleté. Le sandwich illustré comprend deux feuilles de verre 13 et 14 et une couche intermédiaire 15 qui comprend des grains de matière intumescente. Ce sandwich est placé sur un chariot 16 qui est amené dans la chambre 2 par le transporteur à rouleaux 6,
l'entrée de la chambre étant ensuite fermée. Les éléments de chauffage 7, 8 maintiennent la température de cette chambre à un niveau adéquat.
Dès son introduction dans le compartiment 2, le sandwich est immédiatement chauffé. En même temps, la pompe à vide 9 crée, dans le compartiment 2, une pression inférieure à la pression atmosphérique et la pompe à vide 10 crée une pression inférieure à la pression atmosphérique dans le tube de scellage flexible 12 qui enferme les tranches de l'assemblage.
Cette pression aux tranches est, de préférence, inférieure à 250 mm Hg et est aussi préférablement inférieure à la pression sous-atmosphérique ambiante qui règne dans la chambre 2.
Le programme de pression et de température le plus opportun dépend d'un certain nombre de facteurs tels que la matière constitutive des grains, les dimensions et la teneur en humidité des grains et, dans certains cas, la teneur en liant si on en a utilisé.
La fig. 2 représente un programme de pression et de température convenant dans le cas où la couche intermédiaire 15 contient initialement des grains bien tassés de silicate de sodium hydraté ayant une teneur en eau de 33% en poids et un diamètre moyen de 1,2 mm. Ce programme peut être utilisé en présence ou en l'absence d'un liant.
Considérant à présent les fig. 1 et 2, un assemblage en sandwich 13,14,15 muni d'un tube de scellage 12 est amené dans la première chambre 2 et est immédiatement chauffé. Le trait plein indiqué par A à la fig. 2 montre la température de l'assemblage en sandwich au cours du temps. On suppose que l'assemblage en sandwich se trouve à la température ambiante (20° C) au moment de son introduction dans la chambre 2 et sa température monte initialement d'environ 2,5° C/min. Comme la température de la chambre 2 est maintenue approximativement à 120° C, au bout de 30 min, le sandwich est à une température d'environ 90° C.
Dès que l'assemblage en sandwich est dans la chambre 2, les pompes à vide 9 et 10 sont mises en action pour réduire la pression ambiante de la chambre et la pression dans le tube de scellage aux tranches 12 qui agit directement sur la couche intumescente 15. Le programme de la pression ambiante est indiqué à la fig. 2 par la ■couche B en points et traits. La pression ambiante est réduite en environ 1 ou 2 min jusqu'à peu près 20 mm Hg, puis on la laisse remonter doucement, de manière qu'après 10 min elle soit d'environ 60 mm Hg, après 20 min environ 150 mm Hg et après 30 min environ 300 mm Hg. Lorsque l'assemblage en sandwich est resté dans la chambre 2 pendant 30 min (l'assemblage ayant alors atteint une température d'environ 90° C), on ramène la pression ambiante de 300 mm Hg à la pression atmosphérique.
La pression aux tranches indiquée à la fig. 2 par la ligne pointil-lée en C est réduite jusqu'à une valeur d'environ 1 mm Hg et atteint ce niveau environ 1,5 à 2 min après l'introduction du sandwich dans la chambre 2. En fait, il est difficile de mesurer cette pression exactement en raison de la construction physique du conduit de vide 11 et du tube de scellage 12; elle peut aller, par exemple, jusqu'à 2 mm Hg. La pression aux tranches est maintenue à 1 ou 2 mm Hg jusqu'à ce que la pression ambiante ait dépassé une valeur de 300 mm Hg et, de préférence, jusqu'à ce que la pression ambiante soit revenue à la pression atmosphérique. A la fig. 2, on indique le maintien de la pression aux tranches à 1 ou 2 mm Hg jusqu'à ce que 32 min se soient écoulées, après quoi on la laisse revenir rapidement à la pression atmosphérique.
Les programmes de température et de pression réels indiqués à la fig. 2 ne constituent que des exemples choisis parmi les intervalles optimaux des programmes de température et de pression. Ces intervalles sont les suivants:
— pour la température de l'assemblage en sandwich (mesuré à la surface de l'une des feuilles de verre): élévation depuis la température ambiante jusqu'à une température comprise entre 100 et 55° C après 30 min,
— pour la pression ambiante: une réduction initiale jusqu'à un niveau compris entre 10 et 100 mm Hg, s'élevant jusqu'à entre 200 et 400 mm Hg après 30 min et avant le retour à la pression atmosphérique,
— pour la pression aux tranches: une réduction jusqu'en dessous de 20 mm Hg.
La différence entre la pression ambiante (qui agit au moins sur une des feuilles de verre 13,14 du sandwich) et la pression aux tranches (qui agit sur la couche intermédiaire 15 entre ces feuilles) provoque la compression des feuilles de verre entre elles, compactant ainsi la matière intumescente prise en sandwich. De ce fait et du fait de l'aspiration de l'air entre les feuilles de verre due à la pression réduite aux tranches, ainsi que du fait du ramollissement, dû au chauffage, de la matière intumescente initialement granulaire, les grains entrent en coalescence en formant un corps transparent solide homogène dont l'épaisseur est évidemment déterminée par la quantité de matière intumescente utilisée dans le cas particulier. Ce corps lie les feuilles de verre entre elles. Dans unejstape suivante, on augmente la pression ambiante dans la chambre 2, par exemple à 13 kg/ cm2, tandis que le sandwich est chauffe à 135° C. Cette étape permet d'éliminer du sandwich les bulles résiduelles possibles et favorise la liaison ferme du sandwich.
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Dans les cas où la matière intumescente utilisée pour former la couche consiste en grains et en un liant et non en grains seulement, le programme température/pression aux tranches doit être réglé de manière que le liquide du liant n'entre pas en ébullition.
Après achèvement du traitement désiré dans la chambre 2, le mécanisme automatique 5 ouvre la cloison 4 afin de permettre le déplacement du chariot 16 par le transporteur 6 dans la chambre 3 dans laquelle la pression est progressivement abaissée et où le sandwich se refroidit graduellement avant d'être transporté au poste de déchargement. Si l'étape de solidarisation sous pression élevée dans la chambre 2 n'est pas exécutée, la chambre 3 est maintenue sous la pression atmosphérique.
La fig. 3 montre une variante du dispositif d'aspiration de l'excès de substance(s) fluide(s) des espaces entre les feuilles du sandwich au niveau des tranches. Ce dispositif comprend une enveloppe 17 qui enferme entièrement le sandwich comprenant les feuilles de verre 18 et 19 et une couche intermédiaire 20 comprenant des grains de matière intumescente. L'enveloppe est raccordée par une conduite 21 à une pompe 22 grâce à laquelle on peut maintenir, à l'intérieur de l'enveloppe, une pression inférieure à la pression atmosphérique, afin que les espaces compris entre les feuilles restent soumis à l'aspiration. Lorsque la pompe est mise en action, les parois de dessus et de fond de l'enveloppe sont tirées contre les faces extérieures principales du sandwich enfermé. Toutefois, l'enveloppe est assez rigide, tout au moins dans sa zone périphérique, pour résister à l'affaissement contre les tranches du sandwich, de sorte qu'un espace où règne une pression inférieure à la pression atmosphérique maintenue par la pompe 22 est conservé dans l'enveloppe autour des tranches du sandwich. L'emploi d'une enveloppe enfermant le sandwich présente l'avantage que les dimensions de l'enveloppe par rapport aux dimensions du sandwich ne sont pas critiques. L'enveloppe peut être aisément appliquée à des sandwichs présentant une gamme de dimensions différentes. De plus, l'enveloppe n'empêche pas le chauffage uniforme du sandwich tout entier. En outre,
l'emploi d'une telle envelope facilite l'application d'une pression uniforme sur toute la surface des faces principales du sandwich pendant son traitement, de sorte que les forces de réaction provenant de différences de pression entre l'environnement dans lequel l'enveloppe est placée et l'espace compris à l'intérieur de l'enveloppe ne seront pas à même de provoquer la courbure des feuilles extérieures 18,19 du sandwich. Une telle courbure pourrait conduire à la formation de bulles sur les bords de la couche 20 et peut aussi occasionner l'obtention d'un produit fini non plat.
Suivant une variante de la forme d'exécution décrite antérieurement, des moyens de consolidation facultatifs sont prévus pour supporter les forces de réaction des différences de pression entre l'intérieur et l'extérieur de l'enveloppe 17. Dans la fig. 3, ces moyens de consolidation sont représentés sous la forme d'une paire de cadres 23 ayant la même forme, mais légèrement plus grands que l'assemblage en sandwich 18,19, 20 maintenus à l'écart de l'autre par plusieurs montants tels que 24. Les cadres 23 tiennent l'enveloppe légèrement à distance des tranches de l'assemblage.
Un assemblage en sandwich peut être traité par le procédé décrit en se référant aux fig. 1 et 2, mais en utilisant l'enveloppe 17 au lieu du tube de scellage entourant les tranches 12.
11 est également loisible d'utiliser le dispositif d'aspiration illustré à la fig. 3 dans un procédé simplifié, constituant une variante, dans lequel l'extérieur de l'enveloppe 17 reste toujours soumis à la pression atmosphérique. Suivant un exemple de ce procédé simplifié, la pompe 22 est mise en action pour réduire la pression à l'intérieur de l'enveloppe, c'est-à-dire la pression agissant sur les tranches de l'assemblage, jusqu'à une valeur comprise entre 10 et 250 mm Hg. Cette valeur est atteinte après environ 1 ou 2 min et elle est maintenue pendant 40 à 45 min supplémentaires. L'assemblage en sandwich se trouve initialement à la température ambiante (20° C) et reste à cette température pendant environ 15 min après que la pompe a été mise en fonctionnement. La température n'est pas augmentée pendant cette période initiale, car on pense que, si elle l'était, les grains se ramolliraient et commenceraient à se souder en raison de la grande différence entre la pression aux tranches (inférieure à 250 mm Hg) et la pression ambiante (atmosphérique) et cela entraverait le dégazage de la couche intumescente et donnerait lieu à l'emprisonnement consécutif de bulles d'air dans le vitrage constituant le produit fini. Lorsqu'on fabrique des vitrages transparents par le procédé des fig. 1 et 2, ce ramollissement prématuré ne devrait pas être aussi important en raison de la différence plus faible entre la pression aux tranches et la pression ambiante.
Au bout de 15 min, l'assemblage en sandwich dans l'enveloppe 17 est chauffé uniformément afin qu'il atteigne une température de 90° C après 45 min et, à ce stade, on laisse revenir la pression dans l'enveloppe à la pression atmosphérique. Au bout de ce laps de temps, on constate que l'assemblage en sandwich est solidarisé en un vitrage transparent. Evidemment, ce vitrage peut alors être transféré dans un autoclave pour une étape ultérieure de solidarisation sous pression élevée, si une telle étape est désirée.
La fig. 4 représente une feuille de verre 25 portant une couche 16 comprenant des grains de matière intumescente tenus par un liant constitué par une solution aqueuse de cette matière intumescente.
La fig. 5 illustre un vitrage coupe-feu conforme à la présente invention comprenant deux feuilles 27, 28 entre lesquelles est prise en sandwich une couche 29 qui consiste en grains de matière intumescente tenus dans un liant. La forme de réalisation illustrée à la fig. 5 peut être considérée comme un produit fini, auquel cas les feuilles 27, 28 sont solidarisées au moyen d'un châssis 30, ou bien elle peut être considérée comme représentant un stade intermédiaire de la fabrication, l'assemblage en sandwich devant alors être solidarisé, par exemple comme on l'a décrit en se référant aux fig. 1 et 2.
La fig. 6 montre un assemblage pour vitrage coupe-feu avant sa solidarisation.
L'assemblage représenté à la fig. 6 comporte deux feuilles de matière vitreuse 31, 32 formant les faces principales de l'ensemble et une feuille intermédiaire 33 en matière plastique. La feuille 31 porte sur sa face dirigée vers l'intérieur de l'assemblage une couche solide 34 de matière intumescente. La deuxième feuille de matière vitreuse 32 porte également une couche intumescente solide 35. La feuille intermédiaire 33 porte une seule couche intumescente solide 36 dirigée vers la deuxième feuille de matière vitreuse 32.
Des couches de matière intumescente granulaire 37, 38 sont situées respectivement dans les espaces compris entre la couche solide 34 déposée sur la première feuille de matière vitreuse 31 et la feuille en matière plastique 33, et entre la couche solide 36 sur la feuille de plastique 33 et la couche solide 35 sur la deuxième feuille de matière vitreuse 32.
Les tranches de l'assemblage ainsi formé sont temporairement solidarisées au moyen d'un ruban adhésif 39 poreux ou perforé de trous comme en 40 pour que les espaces entre les feuilles puissent être soumis à une aspiration.
Suivant une variante de cette forme d'exécution, la première feuille vitreuse 31, la couche intumescente 34 qui y est associée et la couche en contact 37 de matière intumescente granulaire sont supprimées.
Suivant une deuxième variante, la deuxième feuille vitreuse 32, la couche intumescente 35 qui y est associée, la couche en contact granulaire 38 et la couche intumescente 36 sur la feuille de plastique 33 sont supprimées.
Suivant une troisième variante (qui peut être combinée avec l'une ou l'autre des deux premières variantes), la feuille de plastique 33 est remplacée par une feuille de matière vitreuse.
On comprendra que, bien que cela soit commode dans la pratique, il n'est pas nécessaire que les deux couches formées respectivement en 34 et en 37 et les couches 35, 36 et 38 soient constituées par la même matière intumescente.
La fig. 7 représente une autre forme de réalisation d'un vitrage coupe-feu comprenant deux feuilles de verre 41, 42 et une couche intermédiaire de matière intumescente 43 entourée d'un corps 44 de
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matière d'espacement intercalaire placé entre les bords des feuilles de verre 41,42.
Exemple 1 (fig. 4)
On a déposé sur une feuille de verre 25 de 5 mm d'épaisseur une couche 26 de silicate de sodium hydraté épaisse de 2 mm. On a préparé la couche 26 au moyen de grains de silicate de sodium hydraté sec (26% en poids d'eau) de dimensions comprises entre 0,1 et 0,4 mm obtenus par passage à travers des tamis de grandeurs de mailles appropriées et d'une solution de liant consistant en silicate de sodium hydraté contenant 67% en poids d'eau. Le rapport pondéral SiO, : Na20 dans les grains et dans la solution était de 3,3 à 3,4 et on a utilisé des quantités de grains et de solution en un rapport volumique approximatif de 100:30, afin que la couche ainsi formée ait une teneur totale en eau d'environ 34% en poids. Dans une variante de cet exemple, on a appliqué sur la feuille de verre des grains de silicate de sodium hydraté contenant un excès d'eau et on les a soumis à un traitement thermique pour les souder les uns aux autres en une couche frittée contenant 34% en poids d'eau.
Exemple 2 (fig. 5)
On a appliqué sur le produit intermédiaire de l'exemple 1 (représenté à la fig. 5 par la feuille 27 et la couche 29) une deuxième feuille de verre 28 ayant aussi 5 mm d'épaisseur et on a solidarisé cet assemblage en sandwich au moyen d'un cadre 30.
Exemple 3 (fig. 5)
Dans une variante de l'exemple 2, on n'a pas employé le cadre 30. Les tranches de l'assemblage ont été entourées d'un ruban adhésif, comme décrit en référence à la fig. 6, et le sandwich a été solidarisé par le procédé décrit en se référant aux fig. 1 et 2, en donnant un vitrage coupe-feu transparent de haute qualité.
Exemple 4
Dans une variante de l'exemple 3, la couche intumescente 29 de grains dans un liant est remplacée par une couche formée de grains uniquement. Ces grains consistent en silicate de sodium hydraté ayant une teneur en eau de 35% en poids et un diamètre de 1,2 mm. Cet assemblage est solidarisé suivant un procédé tel que celui décrit en se référant aux fig. 1 et 2; de cette manière, la couche granulaire s'est convertie en une couche solide de 2 mm d'épaisseur qui lie les deux feuilles de verre.
Exemple 5 (fig. 6)
Chacune des feuilles 31, 32, 33 est en verre et a 3 mm d'épaisseur. Ces feuilles sont revêtues d'une couche — respectivement 34, 35, 36 — de silicate de sodium hydraté de 1,1 mm d'épaisseur. Ces couches ont été formées en versant sur les feuilles, placées horizontalement, ■ une solution présentant les propriétés suivantes: rapport pondéral Si02 : Na20=3,3 à 3,4, densité 37 à 40° Bé. Les couches ainsi obtenues ont été ensuite séchées jusqu'à une teneur en eau résiduelle de 34% en poids.
Les feuilles revêtues ont été ensuite placées sur leurs tranches et assemblées, à distance l'une de l'autre, en utilisant du ruban adhésif entourant les tranches de l'assemblage mais laissant la partie supérieure ouverte. On a ensuite introduit dans les espaces entre les feuilles du silicate de sodium hydraté granulaire de même composition que les couches séchées pour former les couches 37, 38. On a ensuite fermé la tranche supérieure de l'assemblage et on a solidarisé le sandwich sous l'action de la chaleur et de la pression pour former un vitrage coupe-feu transparent.
Dans une variante de cet exemple, on n'a utilisé que quelques grains, simplement en quantité suffisante pour séparer les feuillets situés de part et d'autre de ceux-ci, afin de créer des passages de dégazage au cours de l'opération de solidarisation.
Exemple 6
Dans une variante de l'exemple 2, les feuilles de verre ont été trempées par voie chimique.
Exemple 7 (fig. 7)
Chaque feuille de verre 41, 42 avait 5 mm d'épaisseur. Les feuilles de verre ont été tenues espacées les unes des autres par des corps 44 de caoutchouc synthétique collés sur leurs bords en laissant un côté libre. L'assemblage a été posé sur la tranche avec le côté ouvert disposé vers le haut et l'espace compris entre les feuilles, qui avait 4 mm d'épaisseur, a ensuite été rempli de grains de silicate de sodium hydraté (teneur en eau de 33% en poids) en tant que matière intumescente. Les dimensions des grains étaient de 1 à 1,5 mm, sélectionnées par passages à travers des tamis de grandeurs de mailles appropriées. Le côté libre du vitrage a ensuite été obturé par collage d'une nouvelle bande de caoutchouc synthétique.
Dans une variante de cet exemple, on a utilisé des grains ayant une plus faible teneur en eau et, avant de fermer le côté libre, on a introduit de l'eau en quantité moindre que le volume des grains pour chasser l'air inclus dans l'espace entre les feuilles et pour augmenter le contenu total en eau de la couche jusqu'à environ 34% en poids.
Exemple 8
Un corps 44 de matière plastique intercalaire poreuse a été déposé le long de trois bords d'une feuille de verre rectangulaire 41 et d'une deuxième feuille 42. L'espace entre les feuilles a ensuite été rempli d'une manière intumescente et une bande de la matière plastique intercalaire poreuse a été déposée entre les quatrièmes bords des feuilles de verre. La matière intumescente utilisée consistait en grains de silicate de sodium hydraté ayant 1,2 mm de diamètre.
L'assemblage ainsi formé a ensuite été placé dans une enveloppe et soumis au procédé de solidarisation simplifié décrit en se référant à la fig. 3 afin de convertir la matière intumescente 43 en une couche transparente solidarisant les deux feuilles de verre. La pression à l'intérieur de l'enveloppe a été réduite à 100 mm Hg. Après la solidarisation, la matière intercalaire 44 a été enlevée, laissant une rainure périphérique faisant le tour du vitrage que l'on a remplie ensuite avec une matière de scellement.
Exemple 9
Dans une variante de l'exemple 8, on a soumis l'assemblage à un procédé de solidarisation décrit en se référant aux fig. 1 et 2 pour former un vitrage coupe-feu transparent.
Dans une variante de cet exemple, l'assemblage a été formé d'une autre façon. On a placé la première feuille de verre 41 horizontalement et on a appliqué l'intercalaire poreux en plastique sur ses bords. On a répandu la solution de silicate de sodium hydraté, mentionnée à l'exemple 5, sur la feuille de verre en une quantité de 100 ml/m2 pour agir comme liant des grains de silicate de sodium hydraté qui ont été appliqués ensuite. Ces grains avaient des dimensions substantiellement uniformes (1,2 mm de diamètre) et ont été appliqués à un taux volumique de 21/m2. On a ensuite appliqué la deuxième feuille de verre 42 sur la couche ainsi formée et on a solidarisé l'assemblage.
Exemple 10
Dans une variante de l'exemple 5, les deux feuilles de verre extérieures 31, 32 avaient 5 mm d'épaisseur et la feuille du milieu 33 avait 3 mm d'épaisseur. La matière intumescente utilisée était du silicate de potassium hydraté.
Exemple 11
A titre de variante des exemples précédents dans lesquels on avait utilisé du silicate de sodium hydraté comme matière intumescente, on a muni chacune des faces des feuilles de verre, qui devaient voisiner avec la matière intumescente dans le produit fini, d'un revêtement protecteur d'oxyde de zirconium de 400 Â d'épaisseur,
déposé par pyrolyse. Dans une variante de cet exemple, le revêtement d'oxyde de zirconium a été remplacé par un revêtement de phosphate d'aluminium anhydre.
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Exemple 12
Dans une variante de l'exemple 3, la couche intumescente 35 a été formée au moyen de sulfate d'aluminium et de sodium hydraté en une épaisseur de 0,3 mm et les feuilles de verre 33, 34 avaient chacune une épaisseur de 4 mm. Avant la formation du sandwich, on a appliqué un revêtement protecteur de phosphate d'aluminium anhydre épais de 500 Â sur chaque face des feuilles de verre destinées à être en contact avec la couche intumescente. Dans une variante de cet exemple, la couche protectrice était en oxyde de zirconium.
Exemple 13
Dans une variante de l'exemple 2, la matière intumescente utilisée était de l'aluminate de potassium hydraté et formait une couche de 0,8 mm d'épaisseur.
Selon une variante de cet exemple, la couche intumescente est obtenue à partir de l'un des sels métalliques suivants, sous forme hydratée: le piombate de potassium, le stannate de sodium, le stannate de potassium, le sulfate d'aluminium et de potassium, le borate de sodium et l'orthophosphate de sodium.
R
2 feuilles dessins

Claims (17)

  1. 639 634
    2
    REVENDICATIONS
    1. Procédé de fabrication d'un vitrage coupe-feu comprenant au moins une couche de matière intumescente prise en sandwich entre deux feuilles, ledit procédé comprenant la formation d'une telle couche et la solidarisation des feuilles, caractérisé en ce qu'on fabrique un assemblage comprenant les deux feuilles et au moins une couche intumescente prise en sandwich, constituée par une ou plusieurs matières dont au moins la plus grande partie en volume se trouve sous forme de grains.
  2. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'assemblage en sandwich est soumis à la chaleur et/ou à la pression de manière que les feuilles soient solidarisées l'une à l'autre par la matière intumescente prise en sandwich.
  3. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche ou chaque couche intumescente est soumise, dans une étage de dégazage, à une aspiration sur les tranches de l'assemblage en sandwich.
  4. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, dans ladite étape de dégazage, la matière intumescente est soumise à une pression inférieure à la pression atmosphérique, ayant une valeur absolue comprise entre 1 et 250 mm Hg.
  5. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche ou au moins une couche intumescente est constituée par une ou plusieurs matières dont au moins 70% en volume se trouve sous forme de grains.
  6. 6. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche ou au moins une couche intumescente est constituée par une matière en forme de grains maintenus ensemble par un liant.
  7. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le liant est de l'eau ou une solution aqueuse de la matière intumescente.
  8. 8. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que 90% en poids au moins de la matière granulaire a un diamètre de grains de 0,1 mm au minimum.
  9. 9. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les dimensions maximales des grains sont de 2,5 mm ou inférieures à 2,5 mm.
  10. 10. Vitrage coupe-feu fabriqué par le procédé selon la revendication 1.
  11. 11. Moyen pour la mise en œuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en une feuille portant une couche adhérente dont au moins la plus grande partie en volume consiste en grains de matière intumescente.
  12. 12. Moyen suivant la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits grains sont englobés dans un liant.
  13. 13. Moyen suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ledit liant est une solution de la matière intumescente.
  14. 14. Moyen suivant l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que lesdits grains sont frittés les uns aux autres.
  15. 15. Moyen suivant l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ladite matière intumescente comprend un sel de métal alcalin hydraté.
  16. 16. Moyen suivant la revendication 15, caractérisé en ce que ladite matière intumescente comprend un silicate de métal alcalin hydraté.
  17. 17. Moyen suivant l'une des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que chacune des feuilles est en matière vitreuse.
CH552979A 1978-06-14 1979-06-13 Procede de fabrication d'un vitrage coupe-feu et produit obtenu suivant ce procede. CH639634A5 (fr)

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