CZ285461B6

CZ285461B6 - Průhledný ohnivzdorný zasklívací panel a způsob výroby tohoto panelu

Info

Publication number: CZ285461B6
Application number: CS921878A
Authority: CZ
Inventors: Pierre Dr. Goelff; Robert Vanderstukken; Roland Dr. Leroux; Thomas M. Karschti; Jürgen Dr. Thürk
Original assignee: Glaverbel; Schott Glaswerke
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1999-08-11
Also published as: NO922425D0; US5434006A; KR930019398A; PL294956A1; NO922425L; JPH08113993A; EP0524418A1; PL167965B1; AU652641B2; DE69219824T2; SK279810B6; AU1815292A; ES2103324T3; KR100232800B1; GB9113417D0; SK187892A3; JP3145490B2; CN1047129C; NO311209B1; EP0524418B1

Abstract

Průhledný ohnivzdorný zasklívací panel obsahuje nejméně jednu vrstvu (10) bobtnavého materiálu, spojenou s nejméně jednou skleněnou vrstvou (9, 11) z materiálu mající střední součinitel lineární tepelné roztažnosti v rozsahu teplot od 20 .sup.o .n.C do 300 .sup.o .n.C nejvýše 7,5.10.sup.-6.n.K.sup.-1.n.. Vnější skleněná vrstva (9) má drsný povrch (13), mající drsnost R.sub.tm .n.nejméně 0,1 mikrometru. K tomuto drsnému povrchu (13) je vrstva (10) bobtnavého materiálu připojena přímo. Vnější povrch (12) vnější skleněné vrstvy (9) může být hladký. Materiálem skleněných vrstev (9, 11) může být materiál na bazi ternárního systému oxidu lithného, oxidu hlinitého a oxidu křemičitého a bobtnavý materiál může obsahovat hydrátovaný křemičitan sodný. Způsob výroby tohoto panelu zahrnuje tvarování složeného seskupení několika skleněných vrstev (9, 11) s vloženou vrstvou (10) bobtnavého materiálu, následné podrobení tepelným a tlakovým podmínkám pro odplynění dutin mezi vrstvamŕ

Description

Vynález se týká transparentního ohnivzdorného zasklívacího panelu, který obsahuje nejméně jednu bobtnavou vrstvu spojenou s nejméně jednou strukturální tabulí panelu, přičemž zahrnuje alespoň jednu sklovitou tabuli, která má v rozsahu teplot od 20 °C do 300 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti, který není větší než 7,5.10^-6 K^-1. Vynález se rovněž týká způsobu výroby takového panelu.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že se vrstvy bobtnavého materiálu spojují s tabulemi zasklívacího materiálu k vytvoření transparentních ohnivzdorných panelů. Taková vrstva může být například vložena mezi dvě skleněné tabule. Významné použití takových panelů je jako stínidel, která umožňují osvětlení stíněné plochy a jako uzávěrů výhledových otvorů místností nebo jiných uzavřených prostorů, kde může nastat nebezpečí ohně.

Jako bobtnavé materiály byly po několik roků v takových panelech používány hydrátované soli kovů, například křemičitany kovů, zvláště pak křemičitany alkalických kovů. Při vzniku ohně je hydratační voda vypuzena teplem ohně a vrstva bobtnavého materiálu se promění v neprůhlednou pěnu, která slouží jako překážka pro vyzařované i pro vedené teplo.

Je také známo, že zmíněná vrstva může sloužit pro vzájemnou vazbu strukturálních vrstev panelu jako jsou skleněné tabule, které mohou být rozdrceny tepelným nárazem způsobeným ohněm. Působení panelu jako překážky proti pronikání kouře a plamenů se takto také poněkud prodlouží, brzy je však potlačeno po zničení poslední skleněné tabule.

Účinnost takovýchto panelů se obvykle zkouší tak, že se vestaví do stěny pece, jejíž vnitřní teplota se potom zvyšuje podle předem stanoveného plánu.

Podrobnosti takové zkoušky jsou popsány v mezinárodní normě ISO 834-1975. Zkouška ohnivzdomosti popsaná v této normě je také zmíněna v mezinárodní normě ISO 9051-1990, která se specificky týká vlastností ohnivzdomosti zasklívacích sestav. Je vhodné uvést některé pasáže z této normy:

Sklo je nehořlavý materiál a proto nepodporuje oheň nebo jeho přenášení.

Sklo vystavené ohni může být rozlámáno tepelným rázem nebo může být roztaveno a tedy nemůže být drženo rámem. Pouze některé typy zasklívacích sestav jsou tudíž ohnivzdorné. Schopnost zasklívacích sestav odolávat ohni závisí na typu zasklívacích výrobků, na způsobu zasklení, na typu rámu, na velikosti panelu, na způsobu upevnění a na typu konstrukce obklopující zasklenou plochu.

Některé průhledné a průsvitné zasklívací sestavy mohou splňovat požadavky stability a celistvosti (RE, viz dále) a v některých případech i požadavky izolace (REI, kde R je podle výše uvedené normy pro odolnost, E je pro těsnost a I je pro izolaci).

Pro opatření proti ohni má být uvažována nejen možnost přímého přenosu ohně otvory vzniklými rozlámáním skla, ale může se také ukázat jako nutnost, vzít v úvahu teplo přenesené zasklívací sestavou, která nemusí být porušena, ačkoli toto teplo může způsobit zapálení hořlavých materiálů.

-1 CZ 285461 B6

Zasklívací sestavy, které mají odolnost proti ohni podle třídy RE za podmínek ohně definovaných v normě ISO 834 zajišťují pro daný čas stabilitu a celistvost. Teplota nevystavené strany se neuvažuje. Zasklívací sestavy mající odolnost proti ohni podle třídy REI za podmínek definovaných v normě ISO 834 zajišťují pro daný čas stabilitu, celistvost i izolaci.

Jsou různé stupně panelu stínícího oheň a mezi obecně uvažovanými jsou stupně, které odpovídají panelům, které jsou odolné proti ohni a kouři po dobu 15, 30,45, 60,90 a 120 minut.

Izolační vlastnosti, které musí panel mít, aby vyhověl normě na úrovni REI, znamenají, že žádný bod povrchu, který je vystaven vnějšku pece, nesmí být vystaven teplotě o více než 180 °C nad jeho počáteční okolní teplotou a střední přírůstek teploty této plochy nesmí být vyšší než 140 °C. Takové panely náležící do třídy REI mohou rovněž tvořit zábrany proti přenosu infračerveného záření ze zdroje ohně.

Když je panel obsahující bobtnavou vrstvu, vloženou mezi dvě tabule zasklívacího materiálu, vystaven vzniklému ohni, bobtnavý materiál se rozloží, rozepne a vytvoří pěnu. Zasklívací materiál může změknout teplem vyvíjeným ohněm nebo může být rozlámán vlivem tepelného rázu. Je zřejmé, že tabule zasklívacího materiálu, která je nejblíže kohni, bude vystavena největšímu nebezpečí lomu vlivem tepelného rázu a proto byly učiněny rozličné návrhy ke snížení této možnosti lomu takovéto tabule i jiných tabulí.

Tak například spis GB 2 096 944 navrhuje použití tabule borokřemičitého nebo jiného sklovitého materiálu majícího nízký součinitel tepelné roztažnosti, čímž se omezí stupeň tepelného rázu pro daný teplotní gradient v tabuli. Bylo také navrženo použít temperovaného skla, které je teoreticky odolnější vůči tepelnému rázu. Zvyšování odolnosti vůči tepelnému rázu jedné nebo několika tabulí tvořících panel některým z uvedených způsobů, zejména při použití tlustších tabulí, se podpoří zvýšení ohnivzdomosti panelu. Zvýší to však také výrobní náklady panelu a může také zvětšit jeho hmotnost.

Když by některá tabule tvořící panel, například tabule nejbližší kohni, měla být rozlámána, zpěněný bobtnavý materiál bude působit přemístění vzniklých zlomků. Zatímco zpěněný bobtnavý materiál má snahu přilnout k těmto zlomkům a udržovat je na jejich místě, při zvyšování teploty tento jev mizí a přemístěný zlomek může sklouznout dolů po okně při snaze rozstřihnout zpěněnou vrstvu, strhnout část pěny, a tedy vystavit další konstrukční vrstvu panelu působení ohně. Tak pokračuje destrukce celistvosti panelu.

Je zřejmé, že panel musí zachovávat určitý stupeň strukturální celistvosti, má-li zůstat účinný jako překážka pro plameny, kouř a přímé tepelné záření. Z toho důvodu byla zavedena praxe zvýšení počtu vrstev bobtnavého materiálu a počtu tabulí zasklívacího materiálu, použití tlustších vrstev bobtnavého materiálu a také zvětšení tloušťky zasklívacího materiálu, aby zlomky nemohly být tak snadno přemístěny a padat.

Každé takové zvětšení měrné hmotnosti panelu zvýší náklady nejen na materiál, ale i na skladování, manipulaci a dopravu. Také to má za následek potřebu značně mohutnějšího a tedy i dražšího rámu pro uložení panelu do konstrukce, ve které má být zabudován. Zvětšením tloušťky vrstvy bobtnavého materiálu se znesnadní dosažení vyššího stupně průhlednosti panelu.

-2CZ 285461 B6

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu je vytvořit panel mající zvýšenou ohnivzdomost.

Tento úkol je řešen transparentním ohnivzdorným zasklívacím panelem, který obsahuje nejméně jednu bobtnavou vrstvu spojenou s nejméně jednou strukturální tabulí panelu a zahrnuje alespoň jednu sklovitou tabuli, která má v rozsahu teplot od 20 °C do 300 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti, který není větší než 7,5.10^-6 K*¹, přičemž sklovitá tabule má drsný povrch, pro který Rtm není menší než 0,1 pm, a ke kterému je přímo připojena bobtnavá vrstva.

Zde je třeba uvést, že výraz sklovitý je zde použit k označení skleněných a sklovitých krystalických materiálů. Výraz sklovitý krystalický materiál je zde použit k označení skla, které bylo podrobeno zpracování k zajištění řízeného částečného odskelnění. Sklovitý krystalický materiál se také někdy uvádí jako sklovitá keramika nebo sklokeramika.

Drsnost tabule sklovitého materiálu může být měřena rozličnými způsoby. Pro účely předloženého vynálezu se uvádí měřič drsnosti Form Talysurf” společnosti Taylor-Hobson používaný v režimu drsnosti, tzn. nastavený pro vyloučení nepravidelností povrchu majících vlnové délky větší než 0,8 mm při ponechání pouze nepravidelností majících kratší vlnové délky. Použitý režim je udán výrobcem měřiče drsnosti při použití vzorkovací délky 0,8 mm. Způsob je velmi podobný způsobu popsanému v normách DIN 4768 a ISO 4288, avšak liší se zejména ve způsobu prezentace výsledků.

Získají se rozličné výsledky a to včetně následujících:

Rti rozdíl ve výšce mezi vrcholem nejvyššího výstupku a dnem nejnižší prohlubně v jakékoli vzorkovací délce i. Je třeba uvést, že výraz je ekvivalentní R_v definovanému v normě ISO 4287.

Rtm střed všech hodnot Rú měřených přes celou stanovenou délku. Výraz je ekvivalentní R_{z D[N}definovanému v DIN 4768.

Pro účely tohoto popisu definujeme drsný sklovitý povrch jako povrch, jehož Rtm není menší než 0,1 pm.

Naopak, jako hladký krystalický sklovitý povrch je definován takový povrch, pro který R^ je menší než 0,06 pm.

Pro srovnání je možno uvést, že žárem hlazené plavené sklo má obvykle 0,02 pm<R_tm<0,035 pm, obvykle matované sklo vyráběné podle spisu GB 1 151 931 má 1,5 pm<Rtm<2,2 pm a matové sklo vyráběné podle spisu GB 2 188 925 má typicky Rtm= 0,5 pm.

Použití sklovité tabule s drsným povrchem má zvláště významnou kombinaci výhod pro daný účel. Předně, taková tabule s drsným povrchem má nižší součinitel tepelné roztažnosti než tabule obyčejného okenního sodnovápenatého skla, který je asi 8,9.1 O^K’¹ v rozsahu teplot od 0 °C do 100 °C, a tedy pro danou tloušťku a daný teplotní gradient je méně náchylná k lomu následkem tepelného rázu. Dále, drsnost povrchu působí jako mechanický spoj, působící zlepšení přilnavosti bobtnavého materiálu po zpěnění a po rozlámání jiné vrstvy panelu, například skleněné tabule, a po přemístění zlomků. Ve výsledku tabule s drsným povrchem zůstává nepoškozena déle než obyčejná skleněná tabule a také jeví sklon udržet celkovou stínící vrstvu zpěněného bobtnavého materiálu a je zde tedy synergický účinek vedoucí k dalšímu zachování celistvosti panelu jako překážky proti plamenům a kouři a také proti přenosu infračerveného

-3 CZ 285461 B6 záření. Tepelné stínění vytvářené tabulí s drsným povrchem a její vrstvou zpěněného bobtnavého materiálu prodlužuje ohnivzdomost panelu.

Panel podle předloženého vynálezu vykazuje značné zlepšení ohnivzdomosti a to umožňuje dosáhnout daného stupně ohnivzdomosti s tenčím a tedy lehčím panelem, který se snadněji skladuje, dopravuje a zabudovává v rámu a také umožňuje tenčí vrstvy bobtnavého materiálu použité opět pro stejný stupeň ohnivzdomosti, což je významná výhoda pro usnadnění výroby panelů majících vysokou transparentnost.

Bylo by možné, aby každá sklovitá tabule panelu byla tabule s drsným povrchem, avšak materiál s drsným povrchem je dražší než například obyčejné okenní sklo a dokonale uspokojivé výsledky mohou být dosaženy s ohnivzdorným panelem, který má jen jednu tabuli s drsným povrchem.

Podle nej výhodnějšího provedení je bobtnavá vrstva nebo každá bobtnavá vrstva vložena mezi a přímo spojena se dvěma sklovitými tabulemi. Takové provedení zlepšuje průhlednost panelu.

Podle dalšího výhodného provedení je bobtnavá vrstva nebo nejméně jedna bobtnavá vrstva vložena mezi sklovitou vrstvou s drsným povrchem a skleněnou vrstvou.

Jiné výhodné provedení spočívá v tom, že panel obsahuje sklovitou tabuli, která má dva drsné povrchy a která je vložena mezi a přímo spojena se dvěmi bobtnavými vrstvami. Tímto způsobem se výhoda držení zpěněného bobtnavého materiálu tabulí s drsným povrchem získá na obou stranách této tabule.

Další výhodné provedení spočívá v tom, že panel zahrnuje sklovitou tabuli s drsným povrchem, která má vystavený povrch, který je hladký. Takové panely mohou sestávat například z jedné tabule s drsným povrchem a z jedné sklovité tabule s hladným povrchem, například z tabule z obyčejného sodnovápenatého skla s vloženou jednou vrstvou bobtnavého materiálu pro vytvoření lehkého a účinného ohnivzdorného panelu. Alternativně může být vložena jedna nebo více přídavných vrstev bobtnavého materiálu a skleněných tabulí. Hladký vystavený povrch tabule s drsným povrchem má sklon zlepšit průhlednost panelu.

Přednostně má sklovitá tabule s drsným povrchem v rozsahu teplot od 20 °C do 300 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti, který není větší než 3,5.10^-6 K'¹. Toto přednostní provedení má výhodu snížení náchylnosti takové tabule k rozlámání tepelným rázem.

V nejvýhodnějších provedeních podle vynálezu je nejméně sklovitá tabule s drsným povrchem tabule ze sklovitého krystalického materiálu.

Bylo zjištěno, že takové tabule ze sklovitého krystalického materiálu jsou vysoce odolné proti tepelnému rázu a zachovávají si pro danou tloušťku, jsou-li vystaveny účinkům ohně, déle celistvost než sklo. Sklovité krystalické materiály také mají spíše vyšší body měknutí a tavení. Použití sklovité krystalické tabule mající drsný povrch má zvláště významné výhody pro daný účel, protože zvyšuje dobu po kterou vrstva zpěněného bobtnavého materiálu může zůstat uložena na ploše panelu i potom, když jiná tabule panelu byla rozlámána a některé zlomky byly přemístěny.

Některé sklovité krystalické materiály mohou mít krajně nízký nebo i záporný součinitel tepelné roztažnosti a pro nej lepší výsledky je výhodné zvolit takový materiál, že sklovitá tabule s drsným povrchem má v rozsahu teplot od 20 °C do 600 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti, který není větší než 1,10^-6 K^-1.

Dosažení takových nízkých součinitelů tepelné roztažnosti je alespoň částečně určeno strukturou krystalické fáze sklovitého krystalického materiálu.

-4 CZ 285461 B6

Přednostně je v této souvislosti základní krystalická fáze materiálu krystalické sklovité tabule s drsným povrchem pevný roztok β-křemene. Vnesení takovéto základní krystalické fáze do skleněného krystalického materiálu napomáhá získání velmi nízkého součinitele tepelné roztažnosti.

Další výhodné provedení vynálezu spočívá vtom, že materiál krystalické sklovité tabule s drsným povrchem obsahuje oxid titaničitý TiO₂ a oxid zirkoničitý ZrO₂ jako nukleační činidla, každý ve hmotnostním obsahu od 0,8 % do 3,0 %. Toto opatření podporuje tvorbu vysoce jakostního sklovitého krystalického materiálu. Bylo zjištěno, že uvedené podíly těchto nukleačních činidel jsou dostatečně vysoké k získání vysoce jakostního sklovitého krystalického materiálu po částečném odskelnění, a současně jsou dostatečně nízké pro podstatné zamezení nukleace, když je materiál v horkém stavu.

Takové panely nabízejí další výhodu. Výhodný bobtnavý materiál k použití v takovýchto panelech je hydrátovaný křemičitan sodný. Důvodem jsou nízká cena, snadné zacházení a tvarování do průhledných vložených vrstev a účinek při vypuknutí ohně. Vrstvy tohoto bobtnavého materiálu jeví v průběhu času sklon vyvíjet množství mikrobublin. To by způsobilo rozrušení optických vlastností panelu. Bylo s překvapením zjištěno, že přítomnost sklovité krystalické tabule omezuje rychlé množení takovýchto mikrobublin. To je možné, protože mnohé sklovité krystalické materiály absorbují ultrafialové záření.

V nejvýhodnějších provedeních vynálezu pak panel obsahuje krystalickou sklovitou tabuli s drsným povrchem a obsahující atomy alkalického kovu, jejichž větší podíl co do počtu tvoří atomy lithia. Použití takového materiálu způsobuje významné zlepšení ohnivzdomosti panelu podle předloženého vynálezu. Důvod tohoto významného zlepšení není úplně jasný, jeden z možných důvodů je, že působením tepla plamene nastane vzájemná difúze iontů lithia ze sklovitého krystalického materiálu a iontů sodíku z bobtnavého materiálu, což mimo jiné způsobí vytváření křemičitanu lithného v povrchu sklovitého krystalického materiálu. Křemičitan lithný má lepší odrazové vlastnosti než křemičitan sodný, takže rozlámání sousední konstrukční vrstvy panelu nastává za delší dobu. Každopádně jsou vzniklé výhody reálné a nezávislé na případném jiném teoretickém vysvětlení.

Další výhoda se získá použitím sklovitého krystalického materiálu obsahujícího lithium, které při vzniku ohně působí přeměnu přilehlé vrstvy hydratovaného křemičitanu sodného alespoň částečně na křemičitan lithný. Protože křemičitan lithný je méně rozpustný ve vodě než křemičitan sodný, je výsledná pěna křemičitanu lithného obtížněji odstranitelná z panelu samočinným rozprašovačem nebo hasicím přístrojem.

Další přednostní provedení spočívá v tom, že panel zahrnuje krystalickou sklovitou tabuli na bázi temámího systému oxidu lithného, oxidu hlinitého a oxidu křemičitého. Li₂O-Al₂O₃-SiO₂. Bylo zjištěno, že takové materiály jsou zvláště vhodné pro daný účel. Nový materiál vytvářený při vypuknutí ohně reakcí křemičitanu sodného a systému oxidu lithného, oxidu hlinitého a oxidu křemičitého sklovitého krystalického materiálu má pravděpodobně lamelovou strukturu se vzduchem nebo jiným plynem zachyceným v dutinách mezi lamelami. Dále bylo zjištěno, že ohnivzdomost je také zvýšena probíhající pomalou krystalizací zbytkové skleněné fáze ve sklovitém krystalickém materiálu.

Konečně poslední výhodné provedení panelu podle vynálezu spočívá v tom, že bobtnavá vrstva obsahuje hydratovaný křemičitan sodný.

Vynález pak dále vytváří způsob výroby transparentního ohnivzdorného zasklívacího panelu, který spočívá v tom, že se nejprve vytváří sendvičová sestava ze strukturálních tabulí s následujícími strukturálními tabulemi ve styku s vloženou bobtnavou vrstvou, přičemž nejméně jedna sklovitá tabule má v rozsahu teplot od 20 °C do 300 °C střední součinitel lineární tepelné

-5 CZ 285461 B6 roztažnosti, který není větší než 7,5.10^-6 K'¹, a sklovitá tabule má ve styku s bobtnavou vrstvou drsný povrch, a tato sendvičová sestava se následně vystavuje tepelným a tlakovým podmínkám pro odplynění mezivrstevných prostorů sendvičové sestavy a spojení sendvičové sestavy dohromady jako transparentního laminátu.

Výhodné provedení způsobu pak spočívá v tom, že bobtnavá vrstva nebo každá bobtnavá vrstva se vkládá mezi sklovitou tabuli s drsným povrchem a skleněnou tabuli.

Byly vysvětleny výhody způsobené použitím tabule sklovitého materiálu s drsným povrchem ve styku s vrstvou bobtnavého materiálu při vypuknutí ohně. Použití takové tabule rovněž způsobuje spíše neočekávané výhody během takového způsobu výroby. Mohlo by se zdát, že použití takové tabule by mohlo ztížit odplynění sestavy, protože by vzduch měl sklon k zadržení drsným povrchem. Překvapivě tomu tak však není. Ve skutečnosti se ukazuje, že drsnost povrchu může vytvořit vzduchové cesty, které ve skutečnosti usnadňují krok odplynění při výrobě s tím výsledkem, že náchylnost vzduchu k zadržování mezi vrstvami panelu je snížena a že může být dosaženo lepší vazby mezi vrstvou s drsným povrchem a bobtnavým materiálem. Bylo zjištěno, že při tepelných a tlakových podmínkách bobtnavý materiál v podstatě vyplní prohlubně drsného povrchu, takže takový drsný povrch má velmi malý nebo žádný rušivý účinek na průhlednost panelu.

Další výhoda přímé vazby mezi bobtnavým materiálem a přilehlou sklovitou tabulí je, že se vyloučí nutnost použití vloženého vazebního materiálu. To pomáhá vyloučit další nepotřebné výrobní náklady a pomáhá zlepšit ohnivzdomost, protože většina lepicích materiálů obvykle používaných pro laminování skleněných tabulí k sobě, jako polyvinylbutyrát, má spíše nižší bod tavení a jsou tedy při ohni snadno rozrušeny. Kdyby k tomu došlo, jejich vazební účinek by byl narušen.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 první variantu provedení panelu podle vynálezu, obr. 2 další provedení ohnivzdorného panelu a obr. 3 jiné konkrétní provedení panelu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Transparentní ohnivzdorný zasklívací panel znázorněný na obr. 1 obsahuje postupně první skleněnou tabuli 1, první bobtnavou vrstvu 2, první sklovitou tabuli 3 s drsným povrchem, druhou bobtnavou vrstvu 4 a druhou skleněnou tabuli 5.

Oba hlavní čelní povrchy 6, 7 první sklovité tabule 3 jsou drsné a celá deska 8 je navzájem spojena jako laminát za použití bobtnavých vrstev 2, 4 jako spojovacího materiálu v přímém styku s příslušnými tabulemi £, 3, 5.

Obr. 2 znázorňuje dutý transparentní ohnivzdorný zasklívací panel podle vynálezu, který postupně obsahuje laminovanou desku 8, která je sama vytvořena jako ohnivzdorný panel podle předloženého vynálezu a obsahuje druhou sklovitou tabuli 9 přímo spojenou se třetí bobtnavou vrstvou 10, která je pro vytvoření laminované desky 8 spojena se třetí skleněnou tabulí 11. První povrch 12 druhé sklovité tabule 9, který je exponovaný, je hladký, zatímco druhý povrch 13 druhé sklovité tabule 9, který je v přímém styku se třetí bobtnavou vrstvou £0, je drsný.

-6CZ 285461 B6

Laminovaná deska 8 je držena v neznázoměném rámu v prostorovém uspořádání vzhledem ke druhé desce, která sestává ze samostatné skleněné tabule 14.

V první variantě provedení, znázorněného na obr. 2, tvoří laminovaná deska 8 celek ohnivzdorného panelu. Ve druhé variantě, která není znázorněna, je ke třetí skleněné tabuli 11 přilaminována další skleněná tabule prostřednictvím další bobtnavé vrstvy.

Obr. 3 znázorňuje druhý transparentní dutý ohnivzdorný zasklívací panel podle tohoto vynálezu, sestávající z páru laminovaných desek 8 (srovnej s obr. 2), které jsou drženy v prostorovém uspořádání svými zadními stranami přivrácenými k sobě. Vztahové značky z obr. 2 jsou pro analogické prvky použity i na obr. 3.

Na výkresech a v následujících příkladech je každá exponovaná čelní plocha druhé sklovité tabule 9, tzn. plocha, která není ve styku s bobtnavou vrstvou 2, 4, vytvořena hladká leštěná, podobně jako první povrch 2 druhé sklovité tabule 9, a to pro omezení rozptylu světla na této ploše a pro umožnění dobrého rozlišení předmětů pozorovaných příslušným panelem.

Příklad 1

Laminovaný transparentní ohnivzdorný panel je vyroben podle obr. 1. První skleněná tabule 1 i druhá skleněná tabule 5 jsou z obyčejného sodnovápenatého skla a každá má tloušťku 3 mm. První bobtnavá vrstva 2 i druhá bobtnavá vrstva 4 jsou z hydratovaného křemičitanů sodného a mají tloušťku 1 mm. Použitý křemičitan sodný měl hmotnostní poměr oxidu křemičitého SiO₂k oxidu sodnému Na₂O rovný 3,4:1 a obsahoval od 30 do 34% hmotnostních vody. Sklovitý materiál použitý pro první sklovitou tabuli 3 s drsným povrchem byl skleněný krystalický materiál o tloušťce 4 mm (od společnosti Schott Glaswerke označený ochrannou známkou ROBAX). Tento materiál je na bázi temámího systému oxidu lithného, oxidu hlinitého a oxidu křemičitého (Li₂O-Al₂C>3-SiO₂). Jeho základní krystalická fáze je pevný roztok β-křemene a obsahuje oxid titaničitý TiO₂ a oxid zirkoničitý ZrO₂ jako nukleační činidla, každý v podílu od 0,8 do 3,0 % hmotnostních.

Oba povrchy 6, 7 první sklovité tabule 3 měly drsnost R™ od 0,4 do 0,6 pm. Panel byl vyroben způsobem založeným na způsobu popsaném v souvislosti s obr. 1 až 3. Bobtnavé vrstvy 2, 4 byly tvarovány in šitu na obou skleněných tabulích 1, 5 a ty potom byly uloženy v přímém kontaktu s oběma povrchy 6, 7 první krystalické sklovité tabule 3. Takto vytvořená sendvičová sestava pak byla podrobena tepelnému a tlakovému postupu popsanému v GB 1 590 837 pro vzájemné spojení složek k vytvoření transparentního laminátu. Vytvořený panel byl čtvercový o délce strany 50 cm.

Tento panel může být porovnán se známým zkušebním panelem. V tomto zkušebním panelu byla první krystalická sklovitá tabule 3 o tloušťce 4 mm nahrazena tabulí obyčejného sodnovápenatého skla o tloušťce 8 mm a obě bobtnavé vrstvy 2, 4, byly vyrobeny s tloušťkou 1,8 mm místo 1 mm, panel měl výšku 2,3 m a šířku 1,35 m. Ostatní charakteristiky panelu byly stejné.

Oba panely byly podobným způsobem uloženy do rámů a vestavěny do pece pro zkoušky podle mezinárodní normy ISO 834-1975. Zkouška byla ukončena za 3 hodiny. Výsledky byly tyto:

Panel z příkladu 1

Zkušební panel

Stabilita R Celistvost E Izolace I >180 minut >180 minut minut minut minut minut

-7CZ 285461 B6

Zarámovaný panel podle příkladu 1 předloženého vynálezu tedy vyhověl úrovni REI normy téměř stejně dlouho jako zkušební panel, avšak vyhověl úrovni RE normy po celou dobu zkoušky. To představuje velmi významné prodloužení doby, po kterou byl panel schopen odolávat průchodu plamenů a kouře, nehledě ke značně nižší měrné hmotnosti panelu podle příkladu 1. Dále měl panel podle příkladu 1 velmi dobré vlastnosti stínění infračerveného záření. Po 180 minutách panel podle příkladu 1 vysílal infračervené záření na střední hodnotě pod 15kW.m’².

V jedné variantě tohoto příkladu byl krystalický skleněný materiál použitý pro první sklovitou tabuli 3 materiál od společnosti Nippon Electric Glass s ochrannou známkou FIRELITE. Tento materiál měl velmi podobnou drsnost povrchu jako materiál dříve uvedený v příkladu 1.

Ve druhé variantě tohoto příkladu byly panely vyrobeny způsobem, při kterém byly bobtnavé vrstvy 2, 4 vytvořeny in šitu během odplynění a spojení ze zrn křemičitanu sodného, jak je popsáno ve spisu GB 2 023 452, zejména v příkladu 4, přičemž velikost zrn křemičitanu sodného byla zmenšena a tloušťka vytvářených vrstev byla opět 1 mm. V další variantě měla zrna použitá pro vytvoření vrstev hydratovaného křemičitanu sodného obsah vody od 23 do 25 % hmotnostních.

Příklad 2

Byl vyroben laminovaný transparentní ohnivzdorný panel podle obr. 2. Nejprve budou popsány složky průhledné ohnivzdorné laminované desky 8, která o sobě představuje panel podle předloženého vynálezu. Třetí skleněná tabule 11 je z obyčejného sodnovápenatého skla a má tloušťku 3 mm. Třetí bobtnavá vrstva 10 je z hydratovaného křemičitanu sodného a má tloušťku 1 mm. Použitý křemičitan sodný má hmotnostní poměr oxidu křemičitého SÍO2 k oxidu sodnému Na₂O, 3,4 : 1 a obsahuje od 30 do 34 % hmotnostních vody. Sklovitý krystalický materiál použitý pro druhou sklovitou tabuli 9 je ROBAX® o tloušťce 4 mm uvedený v příkladu 1. Před složením panelu byl první povrch 12 druhé sklovité tabule 9 ze sklovitého krystalického materiálu vyleštěn, takže jeho drsnost byla snížena na Rm, asi 0,03 pm a byla tak získána požadovaná hladká plocha. Druhý povrch 13 druhé sklovité tabule 9 určený pro přímý styk se třetí bobtnavou vrstvou 10 měl drsnost Rtm mezi 0,4 a 0,6 pm.

Taková deska 8 může být vyrobena některým ze způsobů uvedených v příkladu 1 s nutnými změnami k dosažení zde uvedené konstrukce.

Deska 8 je držena v neznázoměném rámu s odpovídajícím povrchem přivráceným k povrchu samostatné skleněné tabule 14. Tato samostatná skleněná tabule 14 může být z obyčejného sodnovápenatého skla, případně temperovaného ke zvýšení odolnosti proti mechanickému a tepelnému rázu. Samostatná skleněná tabule 14 může mít tloušťku například 3 nebo 4 mm. Samostatná skleněná tabule 14 může být temperována chemicky nebo tepelně, přičemž čím je tenčí, tím výhodnější je chemické temperování oproti temperování tepelnému. Alternativně může být samostatná skleněná tabule 14 ze skla s nízkým součinitelem tepelné roztažnosti, jako je borokřemičité, hlinitokřemičité, nebo hlinitoborokřemičité sklo pro snížení její citlivosti na tepelný ráz, nebo může být z krystalického sklovitého materiálu. Mezera mezi deskou 8 a samostatnou skleněnou tabulí 14 může být od 10 do 20 mm, příkladně pak 12 mm. Mezera může být naplněna suchým plynem a utěsněna o sobě známým způsobem pro zamezení kondenzace uvnitř, avšak v takových utěsněných sestavách je uspořádán jeden jednocestný ventil pro umožnění úniku suchého plynu při jeho rozpínání vlivem ohně.

-8CZ 285461 B6

Takový panel může být sestaven se druhou krystalickou sklovitou tabulí 9 mezi třetí bobtnavou vrstvou 10 a nějakým místním zdrojem ultrafialového záření pro dodatečné stárnutí zmíněné třetí bobtnavé vrstvy 10, které v ní vede k vyvinutí mikrobublin. Při tloušťce 5 mm má skleněný krystalický materiál ROBAX® propustnost s ohledem na záření o vlnových délkách mezi 297,5 nm a 377,5 nm rovnou 1,8 %, takže může tvořit velmi účinný filtr pro bobtnavý materiál. Jiný vhodný krystalický sklovitý materiál, který je možno použít v takovémto panelu, je materiál společnosti Nippon Electric Glass ochranné známky FIRELITE. Tento materiál má propustnost s ohledem na záření o vlnových délkách mezi 297,5 nm a 377,5 nm rovnou 12,8 %. Obvykle se takový panel instaluje se třetí sklovitou tabulí 9 z krystalického materiálu obrácenou ke slunci.

Zasklívací sestava obsahující panel podle příkladu 2 má velmi účinné ohnivzdorné vlastnosti.

Sestava obsahující laminát, sestávající ze 4 mm ROBAXu, 1 mm křemičitanového, 3 mm sodnovápenatého skla, ve vzdálenosti 12 mm od protilehlé třetí skleněné tabule 11 o tloušťce 4 mm může mít při umístění opačné tabule skla proti ohni tyto vlastnosti: REI asi 15 minut, RE asi 120 minut při určitém izolačním účinku. Když je oheň na laminátové straně panelu, jsou tyto vlastnosti téměř stejné. Je-li však protilehlá tabule skla chemicky temperována, zachovává zarámovaný panel svojí celistvost, takže splňuje normu ISO 9051 na úrovni 30 minut pro REI.

Přiklad 3

Byl vyroben laminátový průhledný ohnivzdorný panel podle obr. 3. Tento panel obsahuje dvě desky 8 odpovídající obr. 2 a příkladu 2, které jsou uloženy v neznázoměném rámu se zadními povrchy přivrácenými k sobě, takže druhá krystalická sklovitá tabule 9 tvoří vnější povrchy celého panelu, takže chrání bobtnavý materiál před účinky stárnutí způsobovaného ultrafialovým zářením z obou stran panelu.

Taková deska 8 může být vyrobena některým ze způsobů uvedených v příkladu 1 s provedením potřebných změn k dosažení takové konstrukce.

Zasklívací sestava obsahující panel podle příkladu 3 je protipožárně velice účinná. Konstrukce obsahující dva lamináty, tzn. dvě desky 8, každý sestávající ze 4 mm ROBAXu, 1 mm křemičitanového a 3 mm sodnovápenatého skla, umístěná ve vzájemné vzdálenosti 12 mm v rámu v peci pro zkoušky podle mezinárodní normy ISO 834-1975 vyhověla normě ISO 9051 na úrovni REI po dobu 60 minut a na úrovni RE po dobu delší než 4 hodiny, načež byla zkouška přerušena.

Příklady 4 až 9

Ve variantách příkladů 1 až 3 byly sklovité tabule 3, 9 vyrobeny ze skleněného krystalického materiálu, který měl složení a vlastnosti uvedené v této tabulce:

% hmotn.	Př.4	Př.5	Př.6	Př.7	Př.8	Př.9
SiO₂	62	67	58	62	65,1	68,8
A1₂O₃	21,2	21	28	22	22,6	19,2
Lí₂O	2,8	3,9	4,6	2,8	4,2	2,7
P₂O₅			3,3		1,2
ZrO₂	1,75	2,0	2,8	2	2,3	1,8
TiO₂	1,75	1,75	1,8	1,8	2,0	2,7
Na₂O		0,25	0,9		0,6	0,2

-9CZ 285461 B6

Tabulka - pokračování

% hmotn.	Př.4	Př.5	Př.6	Př.7	Př.8	Př.9
K₂O	0,4				0,3	0,1
PbO			0,6
MgO	1			1,2	0,5	1,8
ZnO	6,1			6,5		1,0
CaO	0,6	3,7
BaO	1,6			1,6		0,8
F					0,1
Fe₂O₃					0,03	0,1
As₂O₃				0,6	1,1	0,8
α	1,7	0 (0-400 °C)	-5	-1		7
PCP	p.r. β-křemen	p.r. β-křemen	p.r. β-eucryptit	p.r. β-eucryptit	p.r. β-křemen	p.r. β-křemen

V tabulce značí α střední součinitel lineární tepelné roztažnosti v 10'⁷K'¹ v rozsahu teplot od 20 °C do 500 °C, pokud není udáno jinak. PCP je základní krystalická fáze vyvinutá odpovídajícím složením a p.r. představuje pevný roztok.

Složení v příkladu 7 bylo vyrobeno podle spisu DE 1 596 863.

Příklad 10

V další variantě byla sklovitá tabule 3, 9 s drsným povrchem 6, 7, 13 vyrobena z borokřemičitého skla tohoto složení v % hmotnostních:

SiO₂	80,75	ZnO	0,006
b₂o₃	12,72	Fe₂O₃	0,014
Na₂O	3,46	A1₂O₃	2,187
K₂O	0,52	TiO₂	0,032
CaO	0,03	As₂O₃	0,074
MgO	0,007

Takovéto borokřemičité sklo má v rozsahu teplot od 0 do 300 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti rovný 3,13.1 O^K'¹.

Claims

1. Transparentní ohnivzdorný zasklívací panel, obsahující nejméně jednu bobtnavou vrstvu (2, 4, 10) spojenou s nejméně jednou strukturální tabulí (1, 3, 5, 9, 11) panelu, přičemž zahrnuje alespoň jednu sklovitou tabuli (3, 9), která má v rozsahu teplot od 20 °C do 300 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti, který není větší než 7,5. 10^-6 K^-1, vyznačující se tím, že sklovitá tabule (3, 9) má drsný povrch (6, 7, 13), pro který není menší než 0,1 pm, a ke kterému je přímo připojena bobtnavá vrstva (2,4, 10).

2. Panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že bobtnavá vrstva (2, 4, 10) nebo každá bobtnavá vrstva (2, 4, 10) je vložena mezi a přímo spojena se dvěmi strukturálními tabulemi (1, 3, 5, 9, 11).

3. Panel podle nároku 2, vyznačující se tím, že bobtnavá vrstva (2, 4, 10) nebo nejméně jedna bobtnavá vrstva (2, 4, 10) je vložena mezi sklovitou tabulí (3, 9) s drsným povrchem (6, 7, 13) a skleněnou tabulí (1,5, 11).

4. Panel podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vy z n a č uj í c í se t í m , že obsahuje sklovitou tabuli (3), která má dva drsné povrchy (6, 7) a která je vložena mezi a přímo spojena se dvěmi bobtnavými vrstvami (2,4).

5. Panel podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že zahrnuje sklovitou tabuli (9) s drsným povrchem (13), která má druhý, vystavený povrch (12), který je hladký.

6. Panel podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že sklovitá tabule (3, 9) s drsným povrchem (6, 7, 13) má v rozsahu teplot od 20 °C do 300 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti, který není větší než 3,5.10^-6 K^-1.

7. Panel podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že nejméně sklovitá tabule (3, 9) s drsným povrchem (6, 7, 13) je ze sklovitého krystalického materiálu.

8. Panel podle nároku 7, vyznačující se tím, že sklovitá tabule (3, 9) sdrsným povrchem (6, 7, 13) má v rozsahu teplot od 20 °C do 600 °C střední součinitel lineární tepelné roztažnosti, který není větší než 1.10^-6 K^-1.

9. Panel podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že základní krystalická fáze materiálu sklovité tabule (3, 9) s drsným povrchem (6, 7,13) je pevný roztok β-křemene.

10. Panel podle kteréhokoli z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že materiál sklovité tabule (3, 9) s drsným povrchem (6, 7, 13) obsahuje oxid titaničitý TiO₂ a oxid zirkoničitý ZrO₂jako nukleační činidla, každý ve hmotnostním obsahu od 0,8 % do 3,0 %.

11. Panel podle kteréhokoli z nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že obsahuje sklovitou tabuli (3, 9) s drsným povrchem (6, 7, 13) obsahující atomy alkalického kovu, jejichž větší podíl co do počtu tvoří atomy lithia.

12. Panel podle nároku 11, vyznačující se tím, že zahrnuje sklovitou tabuli (3, 9) na bázi temámího systému Li₂O-Al₂O3-SiO₂.

- 11 CZ 285461 B6

13. Panel podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vy z n a č uj í c í se t í m , že bobtnavá vrstva (2, 4, 10) obsahuje hydratovaný křemičitan sodný.

14. Způsob výroby transparentního ohnivzdorného zasklívacího panelu podle některého z nároků lažl3, vyznačující se tím, že se nejprve vytváří sendvičová sestava ze strukturálních tabulí (1, 3, 5, 9, 11) s následujícími strukturálními tabulemi (1, 3, 5, 9, 11) ve styku s vloženou bobtnavou vrstvou (2, 4, 10), přičemž nejméně jedna sklovitá tabule (3, 9) má v rozsahu teplot od 20 °C do 300 °C střední součinitel lineární tepelné roztažností, který není větší než 7,5.10‘⁶ K'¹, a sklovitá tabule (3, 9) má ve styku s bobtnavou vrstvou (2, 4, 10) drsný povrch (6, 7, 13), a tato sendvičová sestava se následně vystavuje tepelným a tlakovým podmínkám pro odplynění mezivrstevných prostorů sendvičové sestavy a spojení sendvičové sestavy dohromady jako transparentního laminátu.

15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že bobtnavá vrstva (2, 4, 10) nebo každá bobtnavá vrstva (2, 4, 10) se vkládá mezi sklovitou tabuli (3, 9) s drsným povrchem (6, 7,13) a skleněnou tabuli (1, 5,11).