JP2003528020A - 耐火性板ガラス - Google Patents
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Abstract
Description
間層から構成される耐火性ガラス積層体、およびこのような積層体を製造する方
法、に関する。水ガラスに基づく防炎中間層を有する耐火性ガラス積層体は、商
標パイロストップ(PYROSTOP)およびパイロデュア(PYRODUR)
の下でピルキントングループの会社から販売されている。これらの積層体は水ガ
ラスの水溶液を第1ガラスペインの表面上に注ぎ、この溶液を透明な中間層が形
成されるような方法で乾燥させることにより製造される。その後、第2ガラスぺ
インを前記第1ぺインの表面上に配置して積層体を形成する。さらに、2シート
より多いガラスおよび1枚より多いの中間層を含む積層体も製造されるが、比較
的厚くなり、かつ製造費用が相応して高くなる。
形成する。フォームは、より長期間前記積層体の構造的完全性を保持するのに役
立ち、これにより、火の伝搬に抗するバリヤを保持する。さらに、前記フォーム
は、板ガラス(glazing)を介して移動される熱の量を減少させるインシュレータ
でもあり、これにより、前記ガラスの火のない側にある引火性材料の発火を阻害
する。
国特許第2199535号、米国特許第4451312号、米国特許第4626
301号および米国特許第5766770号明細書等、多くの特許に記載されて
いる。有益であることを企図される水ガラス溶液は、SiO2:M2O(Mはア
ルカリ金属を表す)の重量比が2.5:1〜5.0:1の範囲にあるアルカリ金
属珪酸塩である。これらの特許において実際に使用され、かつ市販の耐火性ガラ
ス積層体に使用される、水ガラス溶液は、SiO2:M2Oの重量比が3.4:
1またはそれより大きい珪酸後ナトリウムである。SiO2:Na2Oの重量比
が3.3:1より小さい珪酸ナトリウム水ガラスは実際には使用されていない。
その理由は、これらが粘性であり、これにより扱いが困難となり、乾燥により脆
い中間層を形成し、その結果、耐火性板ガラスに組み入れた場合、耐火性がより
低く、耐衝撃性がより小さくなるからである。
合物を水ガラス溶液に含有させることをさらに開示する。前記有機化合物は、火
の作用下で前記乾燥した中間層の前記表面におけるクラッキングの発生を減少す
るのに役立ち、チャーを結合することにより火に抗するバリヤを維持するために
役立つ。しかし、有機化合物は引火性なので使用量は火に燃料を供給しないため
に最小限に維持された。米国特許第5766770号には、このような好ましい
多価化合物はグリセロールであり、前記中間層は6重量%より少ない有機化合物
を好ましくは含むことを開示している。
量比が3.0:1より小さい珪酸ナトリウム水ガラス溶液およびより高い割合の
多価有機化合物を含有する水ガラス基組成物を形成し、その組成物をガラスシー
トの前記表面上で乾燥して耐火性中間層を乾燥して耐火性中間層を形成し、少な
くとも1枚のこのような中間層を具える積層ガラスを形成することにより製造で
きることを発見した。
ム水ガラスもまた本発明の組成物において役立つ。これらの珪酸塩のSiO2:
M2Oの重量比はカリウムとリチウムとで異なる原子量について割合を調整すべ
きである。SiO2:Na2Oの重量比が3.0:1より小さい珪酸ナトリウム
水ガラスについて以降説明する。
ら本発明はSiO2:Na2Oの重量比が3.0:1より小さい珪酸ナトリウム
水ガラスおよび前記溶液の少なくとも8重量%の量における多価有機化合物を含
有し、30〜70重量%の水から構成される溶液を提供する。
があまり好ましくない他の化合物としてはエチレングリコール、単層類、および
多糖類等の他のポリオール等を例示できる。
その溶液中のグリセロールの濃度は好ましくは少なくとも10重量%である。多
価化合物の濃度が上がるにつれて、溶液を乾燥する場合に生成される中間層の可
撓性が増加する。これによりその積層体の耐衝撃性が改良される傾向にある。し
かし、多価化合物を過剰割合で含有させると、特に中間層が比較的厚い場合に不
利益となり得る。これらのより厚いより重い中間層は、特によりサイズの大きい
積層体において使用される場合スランプへの傾向があり、このような積層体は使
用に際しては受け入れられない。さらに、本発明の積層体は非常に良好な耐火性
を有するが、含有される多価化合物の量が増加することにより中間層の引火性に
寄与し、かつこれにより燃焼試験における積層体の性能が減少する。これらの理
由のために、我々は、この溶液が最大20%の有機多価化合物を含有することを
選択する。最も好ましくは、この水ガラス溶液は14〜18重量%の有機多価化
合物を含有する(乾燥工程前)。
れらの好ましい水ガラスは、SiO2:Na2Oの重量比が好ましくは少なくと
も2.0:1、より好ましくは少なくとも2.5:1、最も好ましくは少なくと
も2.85:1である水ガラスである。SiO2:Na2Oの重量比が2.0:
1; 2.5:1;2.85:1および3.3:1の珪酸ナトリウム水ガラスが
市販品として利用可能である。SiO2:Na2Oの重量比が上記特定の比以外
の比を有する水ガラスは、これらの市販材料の適当量をブレンドすることにより
製造できる。
成物で使用できる。カリウム珪酸塩水ガラスおよびリチウム珪酸塩基水ガラスは
特に有益である。一般に、これらの代替物はナトリウム珪酸塩基水ガラスに対す
る部分的置換物として使用され、好ましい態様では、カリウムまたはリチウムに
対するナトリウムのモル比は少なくとも2:1である。
好ましくは少なくとも4:1である、ナトリウム水ガラスおよびカリウム水ガラ
スの混合物から構成される。このような珪酸カリウム水ガラスが存在する場合S
iO2:K2Oの比は1.43:1〜2.05:1の範囲にあると好ましい。
ラスの水溶液に添加することにより都合よく製造できる。得られた溶液は従来の
技術を使用して耐火性板ガラスの製造において使用できる。具体的には、この溶
液は、溶液をガラスシートの表面上に保持するエッジバリヤを具えたガラスシー
トの表面上に拡げられる。使用した溶液の量は所望の中間層の厚さに応じて変更
できる。この量はお決まりの実験により決定できる。
製造を確実にするために注意深く制御された温度および湿度の条件下で乾燥され
る。この溶液の水分量は乾燥工程の間に、一般に10〜35重量%の範囲のレベ
ルに減少される(乾燥した中間層の全重量に基づいて)。相応して、乾燥した中
間層における有機多価化合物の濃度は好ましくは10〜40重量%の値、より好
ましくは20〜30重量%の値に増加する。この水ガラスは乾燥した中間層の組
成物の均衡をもたらす。このような乾燥した中間層は新規であると考えられ、本
発明の別の観点を含む。
の耐火性積層体は、1.0〜3.0mmの厚さの、好ましくは少なくとも1枚の
発泡性防炎中間層から構成される。より厚い中間層の形成にはより長い乾燥時間
が必要であり、これにより、不利となる。より薄い中間層は相応してより短い乾
燥時間が必要であり、より厚い中間層から構成される積層体は、例えば0.5〜
1.0mmの厚さのより薄い中間層を有する2シートのガラスを向かい合わせて
配置し、1.0〜2.0mmの厚さの中間層を形成することにより便利に製造で
きる。
型的に2.0〜4.0の厚さのソーダライムフロートガラスのシートを使用でき
る。
片面上に有するガラスシートができる。積層体は第2ガラスシートを前記第1シ
ート上に載置することにより形成できる。別の態様では、前記第2ガラスシート
それ自体が片面上に載置した耐火性中間層を有するものであってもよい。この第
2シートは前記第1中間層にこの中間層を隣接して載置し、比較的厚い中間層を
有するツーペイン積層体を提供する。より普通には、第2ガラスシートはその上
面に中間層を載置して、その上に第3ガラスシートを載置して、3枚のガラスシ
ートおよび2枚の中間層から構成される積層体を提供する。8枚もの中間層を有
する積層体が、特別に厳しい耐火安全性の要件に適合させるために、製造される
こともある。
基板の表面から該フィルムを除去可能なように十分な程度であることをも発見し
た。このようにして形成されたフィルムはガラスシートの表面に載置され、ガラ
スシートの片面に乾燥中間層を具えたガラスシートを形成するのに必要なサイズ
に切断される。その後、第2ガラスシートは前記第1ガラスの上に載置されて2
枚のガラスシートおよび乾燥中間層から構成される積層体を形成する。
る平らな表面を有するガラス基板またはその他の基板上で乾燥されることにより
形成される。
方法は、SiO2:Na2Oが3.0:1.0より小さい珪酸ナトリウム水ガラ
スおよび少なくとも8重量%の多価化合物から構成される溶液を平らな表面に注
ぎ、その溶液を制御された条件下で乾燥し、弾性箔を形成し、この箔を前記表面
から外し、この箔を第1ガラスシートの表面に載置し、この箔の上に第2ガラス
シートを置くことにより、構成される。
前には30〜70重量%の水を含有し、そして乾燥工程の後には水の含有量は1
0〜35重量%になる。好ましい多価化合物はグリセロールである。
る。特に、少なくとも1種のジルコニウム含有アニオンアグリゲートを含有可能
である。有益なアグリゲートは我々の国際公開第01/10638号パンフレッ
トに開示されたもの全てを含む。有益なジルコニウム含有化合物の例としては、
炭酸カリウムジルコニウムである。乾燥中間層中に少なくとも0.5重量%のジ
ルコニウムを供給するような量でこのようなアグリゲートが存在することにより
、ガラスの耐火特性が改良されることを見いだした。
た。 一連の水ガラス溶液を使用した。 (A)SiO2:Na2Oの重量比が3.3:1であり、固形分が38.1重量
%である珪酸ナトリウム水ガラス溶液(これは英国のウォリントンにあるクロス
フィールドカンパニー(Crosfield Company)からクリスタル79珪酸ナトリウ
ム溶液(Crystal 79 sodium silicate solution)として販売されている); (B)SiO2:Na2Oの重量比が2.85:1であり、固形分が43.2重
量%である珪酸ナトリウム水ガラス溶液(これはクロスフィールドカンパニーか
らクリスタル96珪酸ナトリウムとして販売されている); (C)SiO2:Na2Oの重量比が2.5:1であり、固形分が43.6重量
%である珪酸ナトリウム水ガラス溶液(これはクロスフィールドカンパニーから
クリスタル0503珪酸ナトリウムとして販売されている); (D)SiO2:K2Oの重量比が1.43:1であり、固形分が52.4重量
%である珪酸カリウム水ガラス溶液(これはクロスフィールドカンパニーからク
リスタルK120珪酸カリウムとして販売されている);
作成した。珪酸ナトリウムおよび珪酸カリウムの量は適当な水溶液A、B、C、
またはDの重量として表す。全ての場合に、バランスは珪酸ナトリウム溶液の形
態において100%の配合にされている。配合12〜15について珪酸ナトリウ
ム水ガラスおよび珪酸カリウム水ガラスを500rpm回転でパドルミキサー中
で、目視的に均一な溶液になるまで初めに混合した。その後グリセロールを徐々
にその混合物に攪拌下に添加した。配合1〜8の場合は、グリセロールは珪酸ナ
トリウム水ガラスに添加した。
.0kg/m2の充填レベルで注いだ。前記ガラスペインは、ソーダライムフロ
ートガラスから形成し、表1のカラム4にmmで示した厚さを有する。これらの
溶液を、温度および湿度を注意深く制御した条件下で、厚さ1.4mmおよび水
分量約25重量%(カールフィッシャー(Karl Fisher)滴定により測定)の乾燥
中間層が形成されるまで乾燥した。この乾燥中間層の上面にトップガラスを置く
ことにより、厚さ1.4mmの積層体を形成した。厚さ2.8mmの積層体を、
片面で乾燥した中間層をそれぞれ具える2枚のガラスシートを使用し、中間層を
互いに接触させて配置することにより、形成した。
能および衝撃性能を、カラムの見出しに示した方法を使用して測定した。この結
果をカラム6〜9に示す。
配合は、全衝撃試験に不合格である。実施例3〜15は本発明にかかる組成物の
例である。これらの全ては、英国標準6206に記載されたクラスC衝撃試験に
合格しており、配合3、4、6、11〜14はより大変なDIN52337クラ
スB試験に合格している。配合3〜15の耐火性能は比較例1および2に対して
あまり違いがない。
Claims (23)
- 【請求項1】 アルカリ金属珪酸塩水ガラスおよび水溶性多価有機化合物、少な
くとも8重量%の多価化合物および30〜70重量%の水から構成される溶液。 - 【請求項2】 前記アルカリ金属珪酸塩が珪酸ナトリウムであり、SiO2:N
a2Oの重量比が3.0:1より小さい、請求項1記載の溶液。 - 【請求項3】 前記水ガラスが、SiO2:Na2Oの重量比が2.5:1.0
である水ガラスである、請求項2記載の溶液。 - 【請求項4】 前記水ガラスが、SiO2:Na2Oの重量比が2.85:1.
0である水ガラスである、請求項2記載の溶液。 - 【請求項5】 珪酸カリウム水ガラスから構成される、請求項1〜4のうちいず
れか1項に記載の溶液。 - 【請求項6】 前記カリウム水ガラスが、SiO2:K2Oの重量比が1.43
:1.0であるものである、請求項5記載の溶液。 - 【請求項7】 Na+:K+のモル比が少なくとも2.0:1である、請求項5
または6記載の溶液。 - 【請求項8】 前記多価化合物がグリセロールである、請求項1〜7のうちいず
れか1項に記載の溶液。 - 【請求項9】 10〜20重量%のグリセロールから構成される、請求項8記載
の溶液。 - 【請求項10】 ガラスシートであって、その片方の表面上に透明な乾燥した中
間層を具え、その中間層が10〜35重量%の水分量を有し、かつその中間層は
、前記ガラスの前記表面上に請求項1〜9のうちいずれか1項に記載の溶液を注
ぎ、かつこれを制御した条件下で乾燥することにより製造されたものである、ガ
ラスシート。 - 【請求項11】 前記透明中間層が0.5mm〜2.0mmの厚さである、請求
項10記載のシート。 - 【請求項12】 請求項10または11記載のガラスシートを利用すること、か
つ第2ガラスシートを前記中間層の表面上に載置することから構成される、耐火
性ガラス積層体の製造方法。 - 【請求項13】 前記第2ガラスシートがいずれの表面上にも耐火性中間層を具
えていない、請求項12記載の方法。 - 【請求項14】 前記第2ガラスシートが透明な乾燥した中間層を片面上に具え
、かつその中間層が前記第1シート上の前記中間層に接触するように配置されて
いる、請求項12記載の方法。 - 【請求項15】 前記第2ガラスシートが透明な乾燥した中間層を片面上に具え
、かつ他方の表面が前記第1シート上の前記中間層に接触するように配置され、
かつ第3ガラスシートが前記第2ガラスシートの前記表面上の前記乾燥した中間
層の表面上に配置されて3枚のガラスシートおよび2枚の中間層から構成される
積層体を形成する、請求項12記載の方法。 - 【請求項16】 請求項1〜10のうちいずれか1項に記載の溶液を平らな表面
上に注ぐこと、前記溶液を制御した条件下で乾燥して箔を形成すること、前記箔
を前記表面から除去すること、前記箔をガラスの第1シート上に配置すること、
ガラスの第2シートを前記箔の表面上に配置すること、から構成される、耐火性
ガラス積層体の製造方法。 - 【請求項17】 前記溶液を乾燥させる前記平らな表面がガラスシートであるこ
とを特徴とする請求項17記載の方法。 - 【請求項18】 アルカリ金属珪酸塩水ガラス、少なくとも15重量%の有機多
水酸基化合物、および10〜35重量%の水から構成される透明な弾性材料。 - 【請求項19】 前記アルカリ金属珪酸塩が珪酸ナトリウムであり、SiO2:
Na2Oの重量比が3.0:1より小さい、請求項18記載の材料。 - 【請求項20】 有機多水酸基化合物がグルセロールであることを特徴とする請
求項18または19記載の材料。 - 【請求項21】 20〜30重量%のグリセロールから構成される請求項18〜
20のうちいずれか1項に記載の材料。 - 【請求項22】 珪酸カリウム水ガラスから構成される請求項18〜21のうち
いずれか1項に記載の材料。 - 【請求項23】 Na+:K+のモル比が2:1またはそれより大きい、請求項
21記載の材料。
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