CZ20001373A3

CZ20001373A3 - Transparentní teplem nabobtnatelný materiál, způsob jeho výroby a výrobek materiál obsahující

Info

Publication number: CZ20001373A3
Application number: CZ20001373A
Authority: CZ
Inventors: Pierre Goelff; Etienne Degand
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2001-01-17
Also published as: CN1258579C; WO1999019421A1; NO20001970L; NO20001970D0; RU2214372C2; DE69821789T2; DE69821789D1; JP2001520257A; CZ298409B6; PL339839A1; AU9424798A; GB9721812D0; EP1027404A1; PL191029B1; US6379825B1; EP1027404B1; CN1276001A; ATE259873T1; JP4266514B2

Description

Oblast techniky

Vynález se týká transparentního teplem nabobtnatelného materiálu a ohnivzdorného zasklívacího panelu (neboli výplně) mající několik vrstev skelného materiálu spojených s tímto teplem nabobtnatelným materiálem.

Dosavadní stav techniky

Obecné požadavky na ohnivzdornou výplň spočívaj í v tom, že je třeba poskytnout účinnou bariéru proti ohni a kouřovým plynům a poskytnout tepelnou izolaci. Pokud všechny další parametry jsou konstantní, rozsah ohnivzdornosti může záviset na typu a velikosti výplně, typu materiálů použitých na vytvoření této výplně a na způsobu, kterým je výplň držena v rámu obklopujícím tuto výplň v okně. I když sklo je nehořlavé může změknout nebo prasknout prudkým teplem vyskytujícím se při požáru nebo může nosná konstrukce shořet nebo se zdeformovat, takže zabezpečující bariéra selže a oheň se může přímo rozšířit nebo může nastat únik kouřových plynů.

Z dosavadního stavu techniky je všeobecně známo použití transparentního teplem nabobtnatelného materiálu mezi vrstvami skelného materiálu zlepšujícího ohnivzdorné vlastnosti skelných výplní sloužící ke zlepšení odolnosti výplně ať už proti žáru obecně nebo zejména před působením ohně. Panel (výplň) je uspořádán jako vrstvený s vrstvou nebo vrstvami z transparentního teplem nabobtnatelného materiálu, každá vložená mezi dvě transparentní strukturní • · · • · · • · ·

9 · vrstvy, obvykle tenké skleněné tabule.

Předmětem patentu Velké Británie č. 1590837 je použití intumescentního (duřícího, nabobtnatelného) materiálu vloženého mezi dvě strukturní vrstvy ve vrstvené protipožární výplni. V tomto patentu se popisuje použití hydratovaných solí kovu jako intumescentního materiálu, zvláště se uvádí hydratovaný křemičitan alkalického kovu, například hydratovaný křemičitan sodný. Pozdější návrhy se týkají použití modifikovaného křemičitanu ke zlepšení ohnivzdorných vlastností. Například ve zveřejněné mezinárodní patentové přihlášce VO 94/04355 se popisuje a nárokuje ochranná vrstva obsahující tvrzený polykřemičitan připravený z křemičitanu alkalického kovu a vytvrzovaciho činidla. V evropská přihlášce EP-A-0705685 se popisuje ohnivzdorná skelná výplň zahrnující alespoň dvě skleněné tabule a mezilehlou vrstvu převážně složenou ze sodného vodního skla (křemičitan sodný) a vody, společně s hydratovaným křemičitanem draselným a malým podílem polyalkoholů nebo sacharidů.

Během požáru současně s tím jak teplota postupně vzrůstá křemičitanový materiál pozvolna nabobtnává, hydratační voda se teplem z ohně uvolňuje a materiál se přemění na pěnu, která slouží jako bariéra jak proti působení tepla jak vyzařováním tak vedením, přičemž může rovněž tento materiál zachovat schopnost udržet vcelku strukturu tabulí a panelu, jako například skleněných výplní, které mohou být ohněm zničené.

Výplně jsou obvykle klasifikované podle doby zahřívání za stanovených podmínek až do výskytu poškození, což je vyjádřeno takovými vlastnostmi jako je schopnost izolace • 0 • 0 € I • · <» * a integrita. V počáteční fázi požáru, až do asi 30 minut, by měla výplň poskytnout vysoký stupeň tepelné izolace, aby byl usnadněn únik nebo pokud je to nezbytné záchrana lidí z postižené oblasti. Tato doba je normálně dostatečná a dovoluje bezpečný odchod všech lidí kromě požárníků, kteří zůstávají aby kontrolovali a hasili oheň. Výplň by měla také být dostatečně neporušena, aby zajišťovala bariéru vůči ohni a kouřovým plynům a potlačila sálání tepla po alespoň prvních 30 minut a nejlépe alespoň 60 minut. S rostoucím důrazem na bezpečnost vybavení v domech a na pracovištích se zvětšuje požadavek na vyvinutí výplní poskytujících delší dobu jak integrity, například 90 minut nebo více, tak nižší radiace. Úsilí o dosažení těchto delších intervalů je pokládáno za důležité z toho důvodu, aby požárníci mohli setrvat v budově při dohlížení a hašení ohně s minimálními ztrátami a poškozením zasaženého objektu.

Ohnivzdorné skleněné výplně jsou testovány vmontováním do zdí pecí jejichž vnitřní teplota je potom zvyšována podle předem stanoveného schématu. Takový test je specifikovaný v mezinárodni normě ISO 834-1975 a je také popsán v mezinárodní normě ISO 9051-1990, která se týká specifikace požadavků na ohnivzdornost montovaných skelných výplní. Navrženy j sou i obdobné evropské normy, včetně návrhu normy prEN1363 (dokument CEN/TC127 N 1095) a návrhu normy prEN1364 (dokument CEN/TC127 N 1085).

Návrh normy prEN1363 zahrnuje test vatové výplně a test spárové měrky. Při prvním testu je vatová výplň v rámu umístěna po dobu maximálně 30 minut v těsné blízkosti k testovanému vzorku skleněné výplně zkoušenému na poškození integrity. Zaznamenány jsou čas a místo, kdy resp. kde nastane vznícení výplně. Ve druhém testu jsou střídavě použity 6 mm spárová měrka a 25 mm spárová měrka bez nepřiměřeně vynaložené síly ke zjištění (a) zdali může být měrka 6 mm vedena mezerou ve vzorku do pece a vedena 15 milimetrů podél této mezery a (b) zdali může být měrka 25 mm vedena mezerou ve vzorku do pece.

Podstata vynálezu

Předmětem řešení podle předmětného vynálezu je vytvoření transparentního teplem nabobtnatelného materiálu, kterým se dosahuje u ohnivzdorných skelných výplní určité doby tepelné izolace a prodloužené doby ohnivzdornosti, zvláště ve smyslu integrity, to znamená poskytnuti bariéry vůči ohni a kouřovým plynům a omezení sálání tepla. Tyto vlastnosti by měly navíc být dosaženy aniž by složení výplně bylo obtížné a těžké.

Předložený transparentní teplem nabobtnatelný materiál podle tohoto vynálezu obsahuje hydratovaný křemičitan alkalického kovu a alespoň jednu přísadu vybranou ze skupiny polyalkoholů a mono- nebo polysacharidů, přičemž tato přísada je obsažena v množství v rozmezí od 5 až 22 % hmotnostních, voda je obsažena v množství v rozmezí 12 až

19,5 % hmotnostních a hydratovaný křemičitan alkalického kovu mající molární poměr oxidu křemičitého (SiC^) k oxidu alkalického kovu větší než 3,3 ku 1.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží tabule z transparentního skelného materiálu obsahující výše definovanou vrstvu teplem nabobtnatelného materiálu, přičemž tento ohnivzdorný panel obsahuje jednu nebo více vrstev ze zmíněného teplem nabobtnatelného materiálu a odpovídající dvě nebo více tabulí z transparentního skelného materiálu.

Termínem teplem nabobtnatelný použitým v tomto popisu se míní materiály, které jsou jinak známé jako intumescentní (nadouvající se, bobtnající) materiály, které v situaci, kdy jsou vystaveny působení ohně bobtnají a vytváří izolační bariéru proti šíření ohně.

Teplem nabobtnatelný křemičitanový materiál podle vynálezu poskytuje výrazné zdokonalení pokud se týče tepelné izolace, integrity (bariéry proti ohni a kouřovým plynům) a tepelného sálání ze skelných výplní vyrobených s pomocí těchto materiálů. Důvody pro toto zdokonalení nejsou zcela zřejmé, ale vyplývají pravděpodobně z kombinace přísad podle vynálezu a neobvykle malého podílu vody. Další významným faktorem se zdá být to, že křemičitany s molárním poměrem S1O2 k oxidu alkalického kovu větším než 3,3 : 1 expandují v menši míře během provádění standardního testu s ohněm než známé materiály získané vysoušením alkalických křemičitanových solů s molárním poměrem až do 3,3 : 1. Sníženi tepelného sálání se zdá být částečně způsobeno dobrou integritou panelu (výplně) a velmi nízkou rychlostí toku pěn vznikajících z teplem nabobtnatelného materiálu podle tohoto vynálezu jestliže je vystaven účinkům ohně.

Tato zlepšení jsou zvláště překvapující v případě skleněných tabulí ze sodno-vápenato-křemičitého skla, které se obvykle používají v laminovaných výplních, protože transformační teplota skla zůstává značně pod teplotami dosahovanými při testování ohněm; transformační teplota pěn jako takových je opět značně menší než je tomu u sodno-vápenato-křemičitého skla.

Ve výhodném provedení podle vynálezu se jako • to • · · · · to to · to · · ···· to· * · · * « ··· ·· · * · to · • ♦ · · to ·· * · · « « • · · ··« toto*· ··· · · ·· « * * křemičitan alkalického kovu výhodně používá křemičitan sodný s molárním poměrem SÍO2 : Na20 asi 4:1. Kombinace tohoto výhodného křemičitanu s křemičitanem majícím molární poměr nižší, například 3,3 : 1, také poskytuje výplň s výhodnými ohnivzdornými vlastnostmi, ovšem za předpokladu, že výsledný molární poměr SÍO2 : Na20 je větší než 3,3 : 1.

Jako výhodné příklady přísad podle vynálezu je možno uvést glycerol, ethylglykol a sacharózu. Tyto přísady jsou obvykle používány v množství od 5 do 21 % hmotnostních transparentního teplem nabobtnatelného materiálu. Glycerol je nejvhodnější přísadou. Tento glycerol je používán v množství od 10 do 16 % hmotnostních transparentního teplem nabobtnatelného materiálu.

Obsah vody ve výše zmíněném materiálu by měl být v rozmezí 12 až 19,5 % hmotnostních, obvykle v rozmezí od 12 do 19 % hmotnostních. Výhodné rozmezí je 15 až 19 % hmotnostních.

Podle jednoho z výhodných provedení se předmětný vynález týká transparentního teplem nabobtnatelného materiálu obsahuj ícího hydratovaný křemičitan sodný a glycerol, který je charakterizovaný tím, že glycerol je obsažen v množství rozmezí od 5 do 20 % hmotnostních, voda je obsažena v množství v rozmezí od 14 do 19 % hmotnostních a hydratovaný křemičitan sodný má molární poměr oxidu křemičitého (SÍO2) ku oxidu sodnému (Na20) větší než

3,3 : 1.

Panely (výplně) podle tohoto vynálezu výhodně obsahují přinejmenším dvě vrstvy výše uvedeného materiálu a přinejmenším tři vrstvy transparentního skelného • ♦ · · · ·

Ί materiálu. Obzvláště výhodná konfigurace výplně obsahuje tři vrstvy výše uvedeného materiálu a čtyři vrstvy transparentního skelného materiálu.

Jak bylo zmíněno výše, transparentním skelným materiálem je nejčastěji plavené sodno-vápenato-křemičité sklo, přičemž předmětný vynález se primárně zaměřen na tento materiál. Pro specifické konkrétní účely mohou být ovšem použity i jiné typy skelného materiálu, například borokřemičitanové nebo hlinitokřemičitanové sklo nebo materiál ze sklokeramiky, jako například v případech málo expandujícího skla, extra čistého skla, tvrzeného skla, armovaná skla s povlékaná skla. Obvyklé materiály z plastických hmot se ukazují být nevhodné pro ohnivzdorné panely (výplně), protože se mohou vznítit a vytvářet toxické plyny.

Panely podle tohoto vynálezu mohou být včleněny do dvojitého zasklení a/nebo mohou být spojeny s polymerními tabulemi nebo fóliemi. Mohou obsahovat kombinaci slabých a silných tabulí z transparentního skelného materiálu. Tloušťka menší než 5 milimetrů je výhodná pro každou desku z transparentního skelného materiálu, kdy účelem je vytvoření výplně, která je tenká, lehká a snadno instalovatelná do okna nebo rámu dveří.

Transparentní teplem nabobtnatelný materiál podle tohoto vynálezu se ve výhodném provedení podle vynálezu připraví z výchozího roztoku hydratovaného křemičitanu alkalických kovů a přísady. Pozornost by měla být věnována přípravě výchozího roztoku, přičemž je třeba zabránit míchání, které by bylo příčinou rozpuštění vzduchu nebo jiných plynů jenž by se mohly vyskytnout v pozdějším stadiu

0 · ♦ · · » « * ·· ·0 * ·**« * · « · * e «· 00 0 ·· »00 β 0 0 0 ·· 00 » 0· 0· jako mikrobubliny. Tento roztok se částečně suší za účelem získání viskózního materiálu, známého jako pevný gel.

Do rozsahu předmětného vynálezu dále náleží postup přípravy transparentního teplem nabobtnatelného materiálu z výchozího roztoku hydratovaného křemičitanu alkalických kovů a alespoň jedné přísady, přičemž podstata tohoto postupu spočívá v tom, že tento hydratovaný křemičitan alkalických kovů má molární poměr oxidu křemičitého (SiC^) k oxidu alkalického kovu větší než 3,3 : 1, přísada je vybrána z polyalkoholů a mono- nebo polysacharidů a tento roztok se částečně suší za vzniku pevného gelu tvořící obsah v rozmezí 5 až 22 % hmotnostních, přičemž voda je obsažena v množství v rozmezí od 12 do 19,5 % hmotnostních.

Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu se výchozí roztok suší takovým způsobem, že křemičitanový produkt je ve formě zrn. K vytvoření skelného panelu (výplně) z této výhodné granulované formy tohoto materiálu jsou zrna rovnoměrně rozptýlena za vzniku vrstvy na povrchu skelné tabule. Druhá skelná tabule se potom umístí na zrna, načež následuje v případě potřeby umístění další vrstvy zrn a tabulí.

Maximální velikost zrn je výhodně v rozmezí od 10 do 700 pm, nej výhodněji v rozmezí od 150 do 500 μπι. Tato velikost napomáhá vyformování zrn do kompaktní celistvé vrstvy s dobrými optickými a ohnivzdornými vlastnostmi. Prospěšný účinek na chování křemičitanové vrstvy tohoto materiálu během působení ohně může být možná výsledkem toho, že při vystavení intenzivnímu žáru ohně dosáhnou jemné a stej noměrné pěnové struktury.

* · · · ♦ · · ·« ·· «· • · · · « * · ·»· • · · # · · · *· ·♦ · *·· 111 1111

919 11 11 1 11 1₉

Místo převedení výchozího roztoku na granulovanou formu před aplikováním na skelnou tabuli může být roztok přímo aplikován na tabuli a vysušen in šitu. Výchozí roztok je vysoce viskózní a tato viskozita je zvýšena sušením, což napomáhá přilnavosti vrstvy.

Takto sestavený panel je vystaven teplotním a tlakovým podmínkám, které způsobuji, že křemičitanová vrstva, ať už vytvořená ze zrn nebo přímo z roztoku, je připojena k příslušným přilehlým povrchům skelných tabulí. Teplota je pro tuto fázi ve výhodném provedení nejméně 80 °C a aplikovaný vnitřní tlak zpočátku menší než 30 kPa, jak je popsáno v patentu Velké Británie č. GB 2258422. V případě granulované vrstvy se aplikací teploty a tlaku dosáhne převedení granulí do souvislé vrstvy, ve které jednotlivá zrna nejsou vidět pouhým okem, takže má vrstva jednotný, transparentní vzhled.

Teplota a tlak také slouží k odplynění křemičitanových produktů, což zabraňuje přítomnosti viditelných mikrobublinek plynu na povrchu nebo blízko povrchu aplikované vrstvy, což by mohlo nepříznivě ovlivnit optické vlastnosti vrstvy a tím i panelu.

Poté je výplň vystavena dalšímu zvýšení teploty a tlaku, obvykle provedenému v autoklávech, k dokončení spoj ení.

Aby se zabránilo spojení výsledné křemičitanové vrstvy s formovací deskou použitou ke zhutnění granulární vrstvy v průběhu sestavováni výplně, může být tato deska vhodným způsobem zpracována, například silikonem. Podle jednoho z výhodných provedení podle vynálezu je formovací deska přímo tvořena tabulí, která se vpraví do panelu nebo je orientována k této desce, ke které má být křemičitanová vrstva připojena. Tato vrstva nebo každá křemičitanová vrstva může být takto vložena sandvičově mezi dvě desky panelu, které jsou zároveň působením tepla a tlaku formovány do struktury laminátu a spojeny. Celá výplň může být tímto způsobem sestavena a formována do vrstev.

Výhodná tloušťka každé vrstvy křemičitanového materiálu je v rozmezí 0,1 do 5,0 milimetrů. Zatímco vrstvy o tloušťce 0,1 milimetru mohou poskytnout adekvátní krátkodobou ochranu proti ohni, lepší ochranu je třeba zajistit silnějšími vrstvami. Obecně je možno uvést, že zvýšení tloušťky takové vrstvy nad 5 milimetrů neposkytuje přiměřené zvýšení stupně ochrany a zhoršuje optické vlastnosti.

Podle jednoho z provedení podle vynálezu výchozí materiál obsahuje činidlo proti stárnutí v množství až do 2 % hmotnostních. Ve výhodném provedení může být tímto činidlem proti stárnutí kvarterní amoniová sloučenina, nejlépe tetramethylamoniumhydroxid (TMAH). Toto činidlo proti stárnutí zpomaluje proces stárnutí teplem nabobtnatelného materiálu, což se projevuje zhoršením optických vlastností výplně, například snížením průhlednosti křemičitanu.

Podle předmětného vynálezu byla tedy vyvinuta ohnivzdorná výplň (panel) mající například následující výhodné vlastnosti ve srovnání se standardními výplněmi používanými pro tyto panely:

- malá (méně než 20 mm) celková tloušťka výplně;

- tepelná izolace větší než 30 minut;

·* ♦· 0··· • *00 « • · 090 >0 «· «0 ·

000 · 0 » f, **· ·· 0· 0 · « «»

- integrita (bariéra proti ohni a kouřovým plynům) po více než 90 minut; a poměr integrity k tepelné izolaci větší než 2;

o

- tepelné sálání menší než 10 kV/m nebo dokonce po menší než 6 kV/m po 90 minutách.

Kombinace tepelné izolace větší než 30 minut o a tepelného sálání menšího než 10 kV/m po 90 minutách je obzvláště výhodným znakem tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude v dalším blíže vysvětlen s pomocí konkrétních příkladů provedení, které j sou pouze ilustrativní a nijak neomezují jeho rozsah.

Příklad 1

Výchozími materiály pro tento příklad byly roztok křemičitanu sodného, glycerol a tetramethylamoniumhydroxid (25% vodný roztok). Křemičitan obsahoval 28,9 % hmotnostních křemičitanu sodného v sušině a jeho hustota byla 1,276 při teplotě 20 °C. Molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému byl 4,04. Čistota glycerolu byla 99 %.

Ke 100 litrům tohoto roztoku křemičitanu bylo přidáno 7 litrů glycerolu a 3 litry roztoku TMAH, tím se vytvořilo 110 litrů křemičitanu jako výchozího roztoku. Takto vytvořený výchozí roztok byl částečně dehydratován v bubnové sušárně, přičemž výsledkem toho byl jemně granulovaný prášek s obsahem glycerolu asi 15,6 % hmotnostních, s obsahem vody asi 17 % hmotnostních, TMAH asi 1,3 % hmotnostního a velikost částic byla menší než 700 μιη.

* » 1911 ·

111

1 · · • * · · · · ·· · *· *· 1

Vrstvený transparentní skelný panel, ve které se střídaly 4 vrstvy plaveného sodno-vápenato-křemičitatého skla a 3 vrstvy transparentního křemičitanu, byl tvořen křemičilanovými zrny a tabulemi plaveného sodno-vápenato-křemičitanového skla o tloušťce 3 milimetry a rozměrech 1,5 x 2,8 metru. Tyto skleněné tabule byly nejprve čištěny v myčce a vysušeny. Poté byl prášek uložen na horizontálně položenou skleněnou tabuli ve stejnoměrné tloušťce v množství odpovídajícímu 2,2 kg/m . Na tato uložená zrna byla poté umístěna druhá skleněná tabule. Na ní opět byly rozmístěny další zrna opět stejnoměrně v množství

2,2 kg/m^. Podobně byly přidány třetí a čtvrtá skleněná tabule se stejným stejnoměrným uložením zrn v množství

2,2 kg/m^. Takto vytvořená vícevrstvová sestava vytvářející panel (výplň) sestávala z tabulí a křemičitanových vrstev, přičemž tato sestava byla zhutněna redukovaným tlakem asi 13 kPa (absolutní) zatímco teplota byla pomalu zvyšována z pokojové teploty (20 °C) na asi 100 °C. Tlak byl ponechán se vrátit na atmosférický a výplň byla poté umístěna na tři hodiny do autoklávu vyhřátého na teplotu 130 °C a podrobena tlaku 13000 hPa, tak aby se dokončilo propojení.

Každá křemičitanová vrstva v hotovém panelu měla tloušťku 1,0 milimetr a celková tloušťka panelu byla 15,6 milimetrů. Hotový panel byl rozřezán na rozměry 1,0 metr krát 2,0 metry, přičemž byly také vytvořeny vzorky o rozměrech 200 milimetrů krát 200 milimetrů.

Dva podobné panely měřící 1,0 metr krát 2,0 metry byly namontovány do rámu jak je to popsáno ve francouzském patentu č. 2593223. Rám byl obezděn obezdívkou měřící 3 krát 3 metry. Tato obezdívka byla poté upevněna do odpovídajícího otvoru ve zdi plynové pece. Teplota prostředí byla 15 °C.

•fc fcfc·· • · fc • fcfc fcfc· fcfc fc • fc fc* • fcfc · « fc * * • fcfc fc • fcfc · fcfc fcfc

Pec byla vyhřívána podle křivky ohřevu definované v navrhované normě prEN 1363. Panel byl podroben standardním testům na tepelnou izolaci (průměrnou a místní, podle navrhované normy prEN 1364), na integritu (s použitím jak testu vatové výplně tak testu spárové měrky navrhované normy prEN 1363) a testu na tepelné sálání emitované po 90 minutách ve vzdálenosti 1 metru od středu výplně, s použitím snímače tepelného toku (Medthem Corporation Series 64). Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

Dva ze vzorků o rozměrech 200 milimetrů krát 200 milimetrů byly po 30 dní umístěny v tepelné komoře udržované při teplotě 80 °C. Jejich optické vlastnosti zůstaly v podstatě nezměněný se zákalem pod 1 %.

Příklad 2

Postup podle příkladu 1 byl opakován, s tím rozdílem, že byly učiněny změny ve složení výchozího křemičitanového roztoku a v použití větší výplně (1,2 metru krát 2,7 metru). Výchozí roztok byl připraven za použití 100 litrů křemičitanu a 9 litrů glycerolu. Roztok byl použit k vytvoření křemičitanové vrstvy o tloušťce 1,2 milimetru. Obsahy glycerolu a vody ve vrstvě materiálu byly 19,8 % a 15,1 % hmotnostních.

Výsledný panel měl tloušťku 15,6 milimetru. Tento panel byl podroben výše popsaným standardním testům na tepelnou izolaci, integritu a tepelné sálání. Výsledky jsou uvedeny v dále uvedené tabulce.

Tento panel byl umístěn v komoře vyhřáté na teplotu 80 °C a držena zde 21 dní. Její optické vlastnosti zůstaly ·» ··«· ·· 00 * ♦ * ♦ · ♦ 0 • » t ·· • · • » • * * ·

v podstatě nezměněny, přičemž zákal zůstával pod 1 %.

Příklady 3 a 4

Postup podle příkladu 1 byl opět opakován, s tím rozdílem, že výchozí roztok byl tvořen 100 litry křemičitanů, 5 litry glycerolu a 3 litry roztoku TMAH, přičemž byl použit křemičitan s molárním poměrem oxidu křemičitého ku oxidu sodnému 4,04 byl částečně nahrazen (50 % v příkladu 3, 25 % v příkladu 4) křemičitanem s molárním poměrem oxidu křemičitého ku oxidu sodnému 3,3. Částečně dehydratovaný produkt obsahoval vodu, glycerol a TMAH v množstvích 17,8%, 11,1% a 1,3% hmotnostní v příkladu 3; a 17,2 %, 11,7 % a 1,4 % hmotnostní v příkladu 4. Panely (měřící 1,0 metr krát 2,0 metry) byly tvořeny ze tří skleněných tabulí a dvou křemičitanových vrstev. Tyto výplně byly vystaveny standardním testům jako v předcházejících příkladech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

Příklad 5

Podle tohoto příkladu bylo řešení podle tohoto příkladu variantou řešení podle příkladu 1, přičemž panel byl vytvořen obvykle používaným postupem, ale s přidáním další skleněné tabule a další křemičitanové vrstvy, takže panel obsahoval 5 skleněných tabulí a 4 křemičitanové vrstvy. Každá skleněné tabule měla plochu 1,2 krát 2,7 metrů a tloušťku 2,5 milimetru. Tento křemičitan měl opět molární poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému 4,04. Tento křemičitanový výchozí roztok byl tvořen 100 litry křemičitanů, 7 litry glycerolu a 3 litry roztoku TMAH, přičemž ve vyrobené vrstvě byl obsah vody, glycerolu a TMAH *»»» ·

• · • · *

4

44 • ♦ 4 <44 4 4 4

4 4

4 •4 44

4 4 4

4 *·

17,0 %, 15,6 % a 1,3 % hmotnostní.

Výsledná výplň měla tloušťku 17,3 milimetru. Tyto výplně byly vystaveny standardním testům stejně jako v předcházejících příkladech. Výsledky jsou uvedeny v následuj ící tabulce.

Příkladó

V další variantě řešení podle příkladu 1 byl výchozí roztok tvořen 100 litry křemičitanů (poměr SÍO2 ku Na20 byl 4,04 ku 1), 7 litry glycerolu a 0,4 litry roztoku TMAH, přičemž ve vytvořené vrstvě byl obsah vody, glycerolu a TMAH 16,8 %, 15,9 % a 0,2 % hmotnostní.

Takto vytvořený panel měl 4 tabule z plaveného sodno-vápenato-křemičitanového skla o tlouštce 3,2 milimetru a 3 vrstvy z transparentního křemičitanů. Tento panel měřil

1,2 krát 2,7 metru a měl tloušťku 16,4 milimetru. Tento panel byl podroben standardním testům jako v předcházejících příkladech, přičemž výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

Příklad 7

V tomto příkladu byl výchozím materiálem křemičitan draselný, glycerol, tetramethylamonium hydroxid (25 % vodný roztok) a sacharóza (800 gramů/litr roztoku). Křemičitan obsahoval v sušině 29,6 % hmotnostních křemičitanů draselného o hustotě 1,2615 při 20 °C. Molární poměr oxidu křemičitého ku oxidu draselnému byl 4,07. Čistota glycerolu byla 99%.

K 68,9 litrům roztoku křemičitanů bylo přidáno •to ···· ·· to ♦

• · to ···· to · to ·· • · e · to · to toto·· to toto · • to to· · • to· · • ·· « • ♦ to·

8,1 litrů glycerolu, 2,08 litrů roztoku TMAH a 0,7 litrů roztoku sacharózy. Část takto tvořeného roztoku byla aplikována jako povlak o stejnoměrné tloušťce na dvě horizontálně položené tabule z plaveného sodno-vápenato-křemičitanového skla, každá měřicí 1,0 metr krát 2,0 metry a mající tloušťku 2,85 milimetru. Množství

O roztoku aplikovaného na sklo bylo 3,3 1/m . Takto potažené tabule byly umístěny ve vyhřívané komoře s relativní vlhkostí 85 %, ve které byla teplota postupně zvyšována na 90 °C, což způsobilo částečnou dehydrataci povlaku a poté byla nalaminována třetí tabule z plaveného sodno-vápenato-křemičitanového skla za vzniku skleněného výplňového panelu mající celkovou tloušťku 10,95 milimetru. Výsledné křemičitanové vrstvy v tomto panelu měly obsah glycerolu asi 22,0 % hmotnostních, obsah vody 19,2 % hmotnostních, obsah TMAH 1,1 % hmotnostního a obsah sacharózy 1,2 % hmotnostního.

Tato výplň byla vystavena standardním testům jako v předcházejících příkladech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

Příklad 8

Postup podle Příkladu 1 byl opakován s s tím rozdílem, že výchozí roztok byl tvořen 100 litry křemičitanu sodného, litry glycerolu a 0,4 litry TMAH. Částečně dehydratovaný produkt měl obsah vody, glycerolu a TMAH v tomto pořadí asi 16,0%, 17,9% a 0,2% hmotnostní.

Výsledný panel byl vytvořena ze tří vrstev plaveného borokřemičitanového skla měřícího 1,2 krát 2,0 metru o tloušťce 3,3 milimetry. Tato výplň byla vystavena ·» 9*99

9 9 • 9 9 • » 9 9 9 ·· 99 9 *9 · 9 · ♦ 9 9 9 • 9 9 9

9 9 9

99 standardním testům jako v předcházejících příkladech. Výsledky j sou uvedeny v následuj ící tabulce.

Příklad 9

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že výchozí roztok byl tvořen 90 litry křemičitanu sodného, 10 litry křemičitanu draselného (stejného složení jako v příkladě 7), 7 litry glycerolu a 0,4 litry TMAH. Částečně dehydratovaný produkt měl obsah vody, glycerolu a TMAH v tomto pořadí asi 18,2%, 15,6% a 0,2% hmotnostní.

Výsledný panel byla vytvořen ze tří vrstev plaveného sodno-vápenato-křemičitanového skla o rozměrech 1,2 krát 2,0 metry a o tloušťce 3,1 milimetru. Tato výplň byla vystavena standardním testům jako v předcházejících příkladech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

Příklad 10

Postup podle příkladu 8 byl opakován. Částečně dehydratovaný produkt opět měl obsah vody, glycerolu a TMAH v tomto pořadí asi 16,0%, 17,9% a 0,2% hmotnostní.

V tomto příkladu však sklo použité pro tři tabule výplně mělo následující složení (% jsou hmotnostní): Al₂0₂ 7,7 %; Na₂0 + K₂0 9,9 %; BaO + SrO + CaO + MgO 20 %; ZrO 2,5 % a Si0₂ 59 %. Tabule měly tloušťku 2,8 milimetru a křemičitanové vrstvy měly tloušťku 1,2 milimetru.

Panel, který měřil 1,0 krát 1,0 metr, byl vystavena standardním testům jako v předcházejících příkladech. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

-18TABULKA

Příkl.	o “5 4.OSi:Na křemičitan	Tloušťka vrstvy	Tepelná isolace	Neporušenost	Tepelné sálání po 90 min.
Průměrná	Místní	Vatová výplň	Spárová měrka
		(mm)	(min)	(min)	(min)	(min)	(kW/m²)
1	100	1,2	33	37	105	115	5
2	100	1,2	36	43	>105	>105	NM
3	50	1,2	24	27	67	>69	7¹
4	75	1,2	21	26	100	100	5¹
5	100	1,2	54	57	85	>98	NM
6	100	1,2	39	42	78	95	NM
7	100^á	1,2	20	17	55	84	NM
8	100	1,3	23	25	147	150	6
9	~9ČP	1,2	33	35	51	92	7
10	100	1,2	22	23	NM	162	6

NM = neměřeno = měřeno při 60 minutách = 100% křemičitan draselný = 90 % křemičitanů sodného + 10 % křemičitanů draselného

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Transparentní teplem nabobtnatelný materiál obsahující hydratovaný křemičitan alkalického kovu a alespoň jednu přísadu vybranou ze skupiny zahrnující polyalkoholy a mono- nebo polysacharidů, vyznačující se tím, že přísada je obsažena v množství v rozmezí od 5 do 22 % hmotnostních, voda je obsažena v rozmezí 12 až 19,5 % hmotnostních a hydratovaný křemičitan alkalického kovu maj ící molární poměre oxidu křemičitého (SiC^) ku oxidu alkalického kovu větší než 3,3 ku 1.
2. Materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že hydratovaný křemičitan je křemičitan sodný (Na20)·
3. Materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že křemičitan sodný má molární poměr SiC>2 ku Na20 asi 4 ku 1.
4. Materiál podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zahrnuje kombinaci hydratovaného křemičitanu sodného SiC>2 ku (Na20) o molárním poměru asi 4:1 a hydratovaný křemičitan sodný SiC^ ku Na20 o molárním poměru 3,3 ku 1 až 4 ku 1.
5. Materiál podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že přísada je obsažena v rozmezí 5 až 21 % hmotnostních.
6. Materiál podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že přísadou je glycerol.

*9 999«

9 9« • 9»9

9 9 9 • 9 9

9 9 9

999 99 fc
7. Materiál podle nároku 6, vyznačující se tím, že glycerol je obsažen v množství v rozmezí 10 až 16 % hmotnostních.
8. Materiál podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že že voda je obsažena v množství v rozmezí 12 až 19 % hmotnostních.
9. Materiál podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že voda je obsažena v množství v rozmezí 15 až 19 % hmotnostních.
10. Transparentní vodný teplem nabobtnatelný materiál obsahuj ící hydratovaný křemičitan sodný a glycerol, vyznačující se tím, že glycerol je obsažen s množství v rozmezí 5 až 20 % hmotnostních, voda je obsažena v množství v rozmezí 14 až 19 % hmotnostních a hydratovaný křemičitan sodný má molární poměr oxidu křemičitého (SÍO2) ku oxidu sodnému (Na20) větší než 3,3 ku 1.
11. Materiál podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že dále obsahuje činidlo proti stárnutí v množství až do 2 % hmotnostních.
12. Materiál podle nároku 11, vyznačující se tím, že činidlo proti stárnutí je tetramethylamoniumhydroxid (TMAH).
13. Způsob přípravy transparentního teplem nabobtnatelného materiálu z výchozího roztoku hydratovaného křemičitanu alkalického kovu a alespoň jedné přísady, vyznačující se tím, že hydratovaný křemičitan alkalického kovu má molární poměr oxidu křemičitého (S1O2) ku oxidu alkalického kovu větší než 3,3 ku 1, přísada je vybrána ze ·» ··♦· skupiny polyalkoholů a mono- nebo polysacharidů, a roztok se částečně vysuší za vzniku pevného gelu o obsahu v rozmezí od 5 do 22 % hmotnostních, přičemž obsah vody je v rozmezí od 12 až 19,5 % hmotnostních.
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že výchozí roztok se vysuší takovým způsobem, aby se tvořily zrna.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že maximální velikost zrn je v rozmezí 10 až 700 um.
16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že maximální velikost zrn je v rozmezí 150 až 500 um.
17. Způsob tvorby transparentní skelné výplně, vyznačující se tím, že gel připravený podle nároku 13 se rovnoměrně rozprostře jako vrstva na povrchu skelné tabule, která se vystaví účinkům teploty a tlaku ke spojení této vrstvy se skelnou tabulí.
18. Způsob tvorby transparentní skelné výplně, vyznačující se tím, že zrna připravená podle nároku 14 se rovnoměrně rozprostřou jako vrstva na povrchu skelné tabule a jsou vystavena účinkům teploty a tlaku ke spojení této vrstvy se skelnou tabulí.
19. Způsob podle nároku 17 nebo nároku 18, vyznačující se tím, že spojení je provedeno při teplotě nejméně 80 °C.
20. Způsob podle kteréhokoli nároku 17 až 19, vyznačující se tím, že tato vrstva nebo každá ze zmíněných vrstev je sendvičově umístěna mezi dvě tabule panelu, které • 0 *··· • · « 0 • 0 0 «

9 9 9 9 • 9 9 9

99 99 jsou vyformovány do laminátové struktury současně s tím, jak se každá vrstva podrobí působení teploty a tlaku.
21. Tabule z transparentního skelného materiálu nesoucí vrstvu z materiálu podle kteréhokoliv nároku 1 až 12.
22. Ohnivzdorný panel vyznačující se tím, že obsahuje jednu nebo více vrstev z materiálu podle kteréhokoliv nároku 1 až 12 a odpovídající dvě nebo více tabulí z transparentního skelného materiálu.
23. Ohnivzdorný panel podle nároku 22, vyznačující se tím, že obsahuje tři vrstvy z definovaného křemičitanového materiálu a čtyři vrstvy z transparentního skelného materiálu.
24. Ohnivzdorný panel podle nároku 22 nebo nároku 23, vyznačující se tím, že tabule z transparentního skelného materiálu má tloušťku méně než 5 milimetrů.
25. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 22 až

24, vyznačující se tím, že každá vrstva z křemičitanového materiálu má tloušťku v rozmezí 0,1 až 5,0 milimetrů.
26. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 22 až

25, vyznačující se tím, že má tloušťku méně než

20 milimetrů.
27. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoli nároku 22 až 26, vyznačující se tím, že při vystavení působení ohně má tepelnou izolaci větší než 30 minut.

*· ·«·· • · Φ • · · φφ »» • · φ · • φ φ i

Φ € · φ

Φ Φ Φ φ

Φ Φ »·
28. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoli nároku 22 až

27, vyznačující se tím, že při působení ohně zachovává integritu déle než 90 minut.
29. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 22 až

28, vyznačující se tím, že má poměr poměr integrity k tepelné izolaci víc než 2.
30. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 22 až

29, vyznačující se tím, že při vystavení působení ohně má tepelné sálání po 90 minutách menší než 10 kV/m .
31. Ohnivzdorný panel podle nároku 30, vyznačující se tím, že má tepelné sálání menší než 6 kV/m po 90 minutách.
32. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 22 až

30, vyznačující se tím, že při vystavení působení ohně má tepelnou izolaci větší než 30 minut a zároveň tepelné sálání menší než 10 kV/m po 90 minutách.