CZ298409B6

CZ298409B6 - Transparentní teplem nabobtnatelný materiál, zpusob jeho prípravy, zpusob tvorby transparentního zasklívacího panelu, tabule z transparentního skelného materiálu a ohnivzdorný panel

Info

Publication number: CZ298409B6
Application number: CZ20001373A
Authority: CZ
Inventors: Goelff@Pierre; Degand@Etienne
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2007-09-26
Also published as: US6379825B1; CN1258579C; EP1027404B1; JP4266514B2; WO1999019421A1; ATE259873T1; NO20001970D0; PL339839A1; NO20001970L; CN1276001A; CZ20001373A3; PL191029B1; DE69821789D1; DE69821789T2; AU9424798A; EP1027404A1; GB9721812D0; RU2214372C2; JP2001520257A

Abstract

Transparentní teplem nabobtnatelný materiál pro ohnivzdorné zasklívací panely obsahující hydratovaný kremicitan alkalického kovu a alespon jednu prísadu vybranou ze skupiny zahrnující polyalkoholy a mono- nebo polysacharidy, pricemž prísada je obsažena v množství v rozmezí od 5 do 22 % hmotnostních, voda je obsažena v rozmezí 12 až 19,5 % hmotnostních a hydratovaný kremicitan alkalického kovu má molární pomer oxidu kremicitého SiO.sub.2.n. k oxidu alkalického kovu vetší než 3,3 : 1. Do rozsahu rešení rovnež náleží zpusob prípravy tohoto materiálu, zpusob tvorby transparentního zasklívacího panelu, tabule z transparentního skelného materiálu nesoucí vrstvu z tohoto materiálu a ohnivzdorný panel. Skelná výpln zahrnující zmínený materiál poskytuje tepelnou izolaci déle než 30 minut, bariéru proti ohni a kourovým plynum déle než 90 minut a tepelné sálání méne než 10 kW/m.sup.2.n. nebo dokonce méne než 6 kW/m.sup.2.n. po 90 minutách.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká transparentního teplem nabobtnatelného materiálu pro ohnivzdorné zasklívací panely a transparentního vodného teplem nabobtnatelného materiálu, dále způsobu přípravy tohoto transparentního teplem nabobtnatelného materiálu, tabule z transparentního skelného materiálu obsahujícího vrstvu z tohoto 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 spočívají v tom, že je třeba poskytnout účinnou bariéru proti ohni a kouřovým plynům a poskytnout tepelnou izolaci. Pokud všechny další parametry jsou konstantní, rozsah ohnivzdomosti 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 vrstvu nebo vrstvami z transparentního teplem nabobtnatelného materiálu, každá vložená mezi dvě transparentní strukturní vrstvy, obvykle tenké skleněné tabule.

Předmětem patentu Velké Británie GB 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 WO 94/04355 se popisuje a nárokuje ochranná vrstva obsahující tvrzený polykřemičitan připravený z křemičitanu alkalického kovu a vytvrzovacího činidla. V evropské 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 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 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 obchod 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

-1 CZ 298409 B6 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 mezinárodní normě 1SO 834-1975 a je také popsán v mezinárodní normě ISO 9051-1990, která se týká specifikace požadavků na ohnivzdomost montovaných skelných výplní. Navrženy jsou i obdobné evropské normy, včetně návrhu normy prEN1363 (dokument CEN/TC127 N 1095) a návrhu normy prEN 1364 (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, kde 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

Cílem řešení podle předmětného vynálezu je vytvoření transparentního teplem nabobtnatelného materiálu, kterým by se dosáhlo u ohnivzdorných skelných výplní určité doby tepelné izolace a prodloužené doby ohnivzdomosti, zvláště ve smyslu „integrity“, to znamená poskytnutí 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.

Podstata tohoto transparentního teplem nabobtnatelného materiálu pro ohnivzdorné zasklívací panely obsahujícího hydratovaný křemičitan alkalického kovu a alespoň jednu přísadu vybranou ze skupiny zahrnující polyalkoholy a mono- nebo polysacharidy spočívá podle předmětného vynálezu v tom, že 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 molámí poměr oxidu křemičitého (SiO₂) k oxidu alkalického kovu větší než 3,3 : 1.

V případě tohoto materiálu podle vynálezu je výhodné, jestliže hydratovaným křemičitanem je křemičitan sodný. Rovněž je výhodné, jestliže molámí poměr SiO₂ : Na₂O v tomto křemičitanu sodném je 4 : 1. Výhodný je rovněž materiál, který zahrnuje kombinaci hydratovaného křemičitanu sodného SiO₂ : Na₂O o molámím poměru 4:1a hydratovaného křemičitanu sodného SiO₂ : Na₂O o molámím poměru 3,3 : 1 až 4 : 1.

V případě tohoto materiálu podle vynálezu je výhodné, jestliže je přísada obsažena v množství v rozmezí od 5 do 21 % hmotnostních. Rovněž je výhodné, jestliže touto přísadou je glycerol.

V tomto případě je výhodné, jestliže je tento glycerol obsažen v množství v rozmezí 10 až 16% hmotnostních.

Dále je podle předmětného vynálezu výhodný výše specifikovaný materiál obsahující vodu v množství v rozmezí od 12 do 19 % hmotnostních, podle ještě výhodnějšího provedení je voda obsažena v množství v rozmezí do 15 do 19 % hmotnostních.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží transparentní vodný teplem nabobtnatelný materiál obsahující hydratovaný křemičitan sodný a glycerol, jehož podstata spočívá v tom, že

-2CZ 298409 B6 glycerol je obsažen v množství v 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 k oxidu sodnému S1O2: Na2O větší než 3,3 : 1.

Podle předmětného vynálezu je dále výhodný výše specifikovaný materiál, který dále obsahuje činidlo proti stárnutí v množství do 2 % hmotnostních, přičemž nej výhodněji je tímto činidlem proti stárnutí tetramethylamoniumhydroxid TMAH.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží způsob přípravy transparentního teplem nabobtnatelného materiálu z výchozího roztoku hydratovaného křemičitanu alkalického kovu a alespoň jedné přísady, jehož podstata spočívá v tom, že hydratovaný křemičitan alkalického kovu má molární poměr oxidu křemičitého S1O2 k oxidu alkalického kovu větší než 3,3 : 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.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží způsob tvorby transparentního zasklívacího panelu, jehož podstata spočívá v tom, že se gel připravený shora uvedeným postupem rovnoměrně rozprostře jako vrstva na povrchu skelné tabule, která se vystaví účinkům teploty alespoň 80 °C a tlaku alespoň 30 kPa ke spojení této vrstvy se skelnou tabulí.

Ve výhodném provedení tohoto postupu se gelová vrstva umístí mezi dvě skelné vrstvy nebo se více gelových vrstev zkombinuje s dvěma skelnými vrstvami ve střídavém uspořádání, přičemž se vyformují do laminátové struktury současně s tím, jak se každá vrstva podrobí působní teploty a tlaku.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží tabule z transparentního skelného materiálu nesoucí vrstvu z libovolného výše popsaného materiálu podle předmětného vynálezu.

Do rozsahu předmětného vynálezu rovněž náleží ohnivzdorný panel, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje jednu nebo více vrstev z libovolného výše popsaného transparentního teplem nabobtnatelného materiálu podle vynálezu a odpovídající dvě nebo více tabulí z transparentního skelného materiálu.

Výhodný je ohnivzdorný panel obsahující tři vrstvy z výše definovaného transparentního teplem nabobtnatelného křemičitanového materiálu a čtyři vrstvy z transparentního skelného materiálu.

Výhodný je dále podle předmětného vynálezu ohnivzdorný panel, ve kterém tabule z transparentního skelného materiálu má tloušťku méně než 5 milimetrů, každá vrstva z křemičitanového materiálu má výhodně tloušťku v rozmezí 0,1 až 5,0 milimetrů, a ohnivzdorný panel má výhodně tloušťku méně než 20 milimetrů.

Podle předmětného vynálezu je výhodný ohnivzdorný panel, který při vystavení působení ohně má tepelnou izolaci větší než 30 minut, při působení ohně si zachovává integritu dále než 90 minut, poměr integrity k tepelné izolaci je větší než 2, při vystavení působení ohně má tepelné sálání po 90 minutách menší než 10 kW/m², ještě výhodněji menší než 6 kW/m² po 90 minutách.

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 výrazně 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

-3CZ 298409 B6 neobvykle malého podílu vody. Další významným faktorem je to, že křemičitany s molámím poměrem SiO₂ k oxidu alkalického kovu větším než 3,3 : 1 expandují v menší míře během provádění standardního testu s ohněm než známé materiály získané vysoušením alkalických křemičitanových solů s molámím poměrem až do 3,3 : 1. Snížení 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 křemičitan alkalického kovu výhodně používá křemičitan sodný s molámím poměrem SiO₂ : Na₂O 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 SiO₂: Na₂O je větší než 3,3 : 1.

Jako výhodné příklady přísad podle vynálezu je možno uvést glycerol, ethylenglykol a sacharózu. Tyto přísady jsou obvykle používány v množství od 5 do 21 % hmotnostních transparentního teplem nabobtnatelného materiálu. Glycerol je nejvýhodnější 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 od 12 do 19,5 % hmotnostních, obvykle v rozmezí od 12 do 19 % hmotnostních. Výhodné rozmezí je 15 až 19 % hmotnostních.

Podle jedné z variant se předmětný vynález týká transparentního teplem nabobtnatelného materiálu obsahujícího hydratovaný křemičitan sodný a glycerol, který je charakterizovaný tím, že glycerol je obsažen v množství v rozmezí do 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 (SiO₂) ku oxidu sodnému (Na₂O) větší než 3,3 : 1.

Panely (výplně) podle tohoto vynálezu výhodně obsahují přinejmenším dvě vrstvy výše uvedeného teplem nabobtnatelného materiálu podle předmětného vynálezu a přinejmenším tři vrstvy transparentního skelného 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 sodnovápenato-křemičité sklo, přičemž předmětný vynález je 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 a 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 polymemími 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

-4CZ 298409 B6 vyskytnout v pozdějším stadiu jako mikrobubliny. Tento roztok se částečně suší za účelem získání viskózního materiálu, známého jako „pevný gel“.

Do rozsahu předmětného vynálezu dále náleží, jak již bylo uvedeno, postup přípravy transparentního teplem nabobtnatelného materiálu z výchozího roztoku hydratovaného křemičitanu alkalických kovů a alespoň jedné přísady.

Podle jedné z variant tohoto postupu se výchozí roztok suší takovým způsobem, že křemičitanový produkt je ve formě zrn. K. vytvoření skelného panelu (výplně) z této výhodné granulované formy uvedeného 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, nejvýhodněji v rozmezí od 150 do 500 pm. 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 stejnoměrné pěnové struktury.

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 způsobují, 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 GB 2258422. V případě granulované vrstvy se aplikací teploty a tlaku dosáhne převedení granulí do souvislé vrstvy, ve které jednotlivá zrna nejsou vidět pouhým oknem, 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 spojení.

Aby se zabránilo spojení výsledné křemičitanové vrstvy s formovací deskou použitou ke zhutnění granulámí vrstvy v průběhu sestavování 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 sendvičově mezi dvě desky panelu, které je 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.

-5CZ 298409 B6

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 kvartemí 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 (palec) 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;

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

- tepelné sálání menší než 10 kW/m² nebo dokonce po menší než 6 kW/m² po 90 minutách.

Kombinace tepelné izolace větší než 30 minut a tepelného sálání menšího než 10kW/m² po 90 minutách je obzvláště výhodným znakem tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vynález bude v dalším blíže vysvětlen s pomocí konkrétních příkladů provedení, které jsou 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. Molámí 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 pm.

Vrstvený trasparentní skelný panel, ve které se střídaly 4 vrstvy plaveného sodno-vápenatokřemičitého skla a 3 vrstvy transparentního křemičitanu, byl tvořen křemičitanovými zrny a tabulemi plaveného sodno-vápenato-křemičitanového skla o tloušťce 3 milimetiy 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/m². Na tato uložená zrna byla poté umístěna druhá skleněná tabule. Na ní opět byly rozmístěny další zrna opět stejnoměrně v množství 2,2 kg/m². Podobně byly přidány třetí a čtvrtá skleněná tabule se stejným stejnoměrným uložením zrn v množství 2,2 kg/m². 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 13 000 hPa, tak aby se dokončilo propojení.

-6CZ 298409 B6

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 FR 2 593 223. 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. Pec byla vyhřívána podle křivky ohřevu definovaného v navrhované normě prEN 1363. Panel byl podroben standardním testům na tepelnou izolaci (průměrnou a místní, podle navrhované normy prEN 136), na integritu (s použitím jak testu „vatové výplně“, tak testu „spárové měrky“ navrhované normy prEN 1363) a testu a 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 nezměněny 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 tepelnou 80 °C a drženy zde 21 dní. Její optické vlastnosti zůstaly v podstatě nezměněny, přičemž zákal zůstával pod 1 %.

Příklady 3 a 4

Postup podle příkladu 1 by opět opakován, s tím rozdílem, že výchozí roztok byl tvořen 100 litry křemičitanu, 5 litry glycerolu a 3 litry roztoku TMAH, přičemž byl použit křemičitan s molámím poměrem oxidu křemičitého ku oxidu sodnému 4,04 byl částečně nahrazen (50 % v příkladu 3, 25 % v příkladu 4) křemičitanem s molámím poměrem oxidu křemičitého ku oxidu sodnému 3,3. Částečně dehydratovaný produkt obsahoval vodu, glycerol a TMAH v množství 17,8 %, 11,1 % a

1,3 % hmotnostní v příkladu 3; a 17,2 %, 11,7 % a 1,4 % hmotnostní v příkladu 4. Panely (měřicí 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 skleněná tabule měla plochu 1,2 krát 2,7 metrů a tloušťku 2,5 milimetru. Tento křemičitan měl opět molámí poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému 4,04. Tento křemičitanový výchozí roztok byl tvořen 100 litry křemičitanu, 7 litry glycerolu a 3 litry roztoku TMAH, přičemž ve vyrobené vrstvě byl obsah vody, glycerolu a TMAH 17,0 %, 15,6 % a 1,3 % hmotnostní.

-7CZ 298409 B6

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

Příklad 6

V další variantě řešení podle příkladu 1 byl výchozí roztok tvořen 100 litry křemičitanu (poměr SÍO2 ku Na2O 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 tloušťce 3,2 milimetru a 3 vrstvy z transparentního křemičitanu. 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 křemičitanu draselného o hustotě 1,2615 při 20 °C. Molámí poměr oxidu křemičitého ku oxidu draselnému byl 4,07. Čistota glycerolu byla 99 %.

K 68,9 litrům roztoku křemičitanu bylo přidáno 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 roztoku aplikovaného na sklo bylo 3,3 1/m². 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 stím rozdílem, že výchozí roztok byl tvořen 100 litry křemičitanu sodného, 8 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 vytvořen ze tří vrstev plaveného borokřemičitanového skla měřícího 1,2 krát 2,0 metru o tloušťce 3,3 milimetr. Tato výplň byla vystavena standardním testům jako v předcházejících příkladech. Výsledky jsou uvedeny v následující 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.

-8CZ 298409 B6

Výsledný panel byla vytvořena 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): A1₂O₃ 7,7 %; Na₂O + K₂O 9,9 %; BaO + SrO + CaO + MgO 20 %; ZrO 2,5 % a SiO₂ 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.

Příklad	Křemičitan sodný (%)	Tloušťka vrstvy	Tepelná izolace	Neporušenost	Tepelné sáláni po 90 minutách
Průměrná	Mistrů	Vatová výplň	Spárová měrka
(mm)	(minuty)	(minuty)	(minuty)	(minuty)	(kW/m²)
1	100	1,2	33	37	105	115	5
2	100	1,2	36	43	>105	>105	NM
3	50^d	1,2	24	27	67	>69	r
4	75^e	1.2	21	26	100	100	5^a
5	100	1,2	54	57	85	>98	NM
6	100	1,2	39	42	78	95	NM
7	100^b	1,2	20	17	55	84	NM
8	100	1.3	23	25	147	150	6
9	90^c	1,2	33	35	51	92	7
10	100	1,2	22	23	NM	162	6

NM = neměřeno a = měřeno při 60 minutách b - 100 % křemičitanu draselného c = 90 % křemičitanu sodného + 10 % křemičitanu draselného d = 50 % křemičitanu sodného + 50 % křemičitanu draselného e = 75 % křemičitanu sodného + 15 % křemičitanu draselného

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Transparentní teplem nabobtnatelný materiál pro ohnivzdorné zasklívací panely obsahující hydratovaný křemičitan alkalického kovu a alespoň jednu přísadu vybranou ze skupiny zahrnující polyalkoholy a mono- nebo polysacharidy, 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 má molámí poměr oxidu křemičitého SiCh : oxidu alkalického kovu větší než 3,3 : 1.
2. Materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že hydratovaný křemičitan je křemičitan sodný.
3. Materiál podle nároku 2, vyznačující se tím, že molámí poměr SiO₂ : Na₂O v křemičitanu sodném je 4:1:
4. Materiál podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zahrnuje kombinaci hydratovaného křemičitanu sodného SiO₂ : Na₂O o molárním poměru 4:1a hydratovaného křemičitanu sodného SiO₂: Na₂O o molárním poměru 3,3 : 1 až 4 : 1.
5. Materiál podle kteréhokoli předcházejícího nároku, vy z n ač uj í c í 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.
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 voda je obsažena v množství v rozmezí 12 až 19 % hmotnostních.
9. Materiál podle nároků 1 až 7, v y z n a č u j í c í se tím, že voda je obsažena v množství v rozmezí 15 až 19 % hmotnostních.
10. Transparentní vodný teplem nabobtnatelný materiál obsahující hydratovaný křemičitan sodný a glycerol, vyznačující se tím, že glycerol je obsažen v množství v rozmezí 5 až 20% hmotnostních, voda je obsažena v množství v rozmezí 14 až 19% hmotnostních a hydratovaný křemičitan sodný má molámí poměr oxidu křemičitého k oxidu sodnému SiO₂ : Na₂O větší než 3,3 : 1.
11. Materiál podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje činidlo proti stárnutí v množství 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 molámí poměr oxidu křemičitého SiO₂k oxidu alkalického kovu větší než 3,3 : 1, přísada je vybrána ze skupiny polyalkoholů a mononebo 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 do 19,5 % hmotnostních.

-10CZ 298409 B6
14. Způsob tvorby transparentního zasklívacího panelu, vyznačující se tím, že gel připravený podle nároku 13 se rozměrně rozprostře jako vrstva na povrchu skelné tabule, která se vystaví účinkům teploty alespoň 80 °C a tlaku alespoň 30 kPa ke spojení této vrstvy se skelnou tabulí.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že se gelová vrstva umístí mezi dvě skelné vrstvy nebo více gelových vrstev se zkombinuje s dvěma skelnými vrstvami ve střídavém uspořádání, přičemž se vyformují do laminátové struktury současně s tím, jak se každá vrstva podrobí působení teploty a tlaku.
16. Tabule z transparentního skelného materiálu nesoucí vrstvu z materiálu podle kteréhokoli z nároku 1 až 12.
17. Ohnivzdorný panel, vyznačující se tím, že obsahuje jednu nebo více vrstev z materiálu podle kteréhokoli nároku 1 až 12 a odpovídající dvě nebo více tabulí z transparentního skelného materiálu.
18. Ohnivzdorný panel podle nároku 17, vyznačující se tím, že obsahuje tři vrstvy z definovaného křemičitanového materiálu podle nároků 1 až 12 a čtyři vrstvy z transparentního skelného materiálu.
19. Ohnivzdorný panel podle nároku 17 nebo 18, vyznačující se tím, že tabule z transparentního skelného materiálu má tloušťku méně než 5 milimetrů.
20. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 17ažl9, vyznačující se tím, že každá vrstva z křemičitanového materiálu má tloušťku v rozmezí 0,1 až 5,0 milimetr.
21. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 17 až 20, vyznačující se tím, že má tloušťku méně než 20 milimetrů.
22. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 17 až 21, vyznačující se tím, že při vystavení působení ohně má tepelnou izolaci větší než 30 minut.
23. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 17 až 22, vyznačující se tím, že při působení ohně zachovává integritu déle než 90 minut.
24. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 17 až 23, vyznačující se tím, že má poměr integrity k tepelné izolaci více než 2.
25. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 17 až 24, vyznačující se tím, že při vystavení působení ohně má tepelné sálání po 90 minutách menší než 10 kW/m².
26. Ohnivzdorný panel podle nároku 25, vyznačující se tím, že má tepelné sálání menší než 6 kW/m² po 90 minutách.
27. Ohnivzdorný panel podle kteréhokoliv nároku 17 až 25, vyznačující se tím, že při vystavení působení ohně má tepelnou izolaci větší než 30 minut a zároveň tepelné sálání menší než 10 kW/m² po 90 minutách.