JP2006511357A - 防火手段およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は防火手段に関し、本発明の防火手段は１つ以上の混成箔構成を有し、混成箔の１つ以上は膨張材で被覆される。

Description

本発明は防火手段とその製造方法に関する。
本発明はまた、防火手段の防火ガラスユニットへの利用に関する。

防火ガラスの製造のために、膨張材を用いて、２枚以上のガラスを有する防火ガラスユニットの中に、火事の際に膨張する透明な中間層を設ける手法が知られている。この層が膨張すると、発生した熱の多量のエネルギーが層に含まれる水に吸収され、水が蒸発する。水の蒸発の後に、泡状の防熱材が形成され、これはさらなる火事の進行の間、防火層の奥にあるガラス板および保護される部屋のための断熱材として機能する。

このような防火層を形成するためにヒドロゲルを用いる手法が知られている。ヒドロゲル層の主成分は通常、塩と安定ポリマーを混合した水である。ここで、安定ポリマーはゲル形成剤として機能する。このようなヒドロゲルを含む防火層は、例えば、特許文献１に記載されている。この場合、ヒドロゲルの水性相は７０〜９０％の水と、ほぼ１０〜３０％の水溶性の塩とからなる。さらに、防火ガラスの２枚のガラス板の間に配置される金属製スペーサーフレームの腐食を防ぐために、水溶性の防食物質が加えられる。

同様に、特許文献２にヒドロゲルからなる防火層が開示されている。ここでは、ゲル形成固相はポリビニルアルコール架橋型のポリマーからなる。

さらに、水ガラスに結合した水、１つ以上のセルロース誘導体と有利な保恒剤とを有する防火混合物が用いられる。保恒剤は例えば、硫酸銅、酢酸銅、安息香酸あるいはそれらの混合物から選ぶことができる。

防火ガラスの膨張層の既知の製造方法において、材料は、好ましくは流し込み方法またはゲルおよび樹脂注型方法によってガラスに加えられ、該方法に付随する材料は互いに離れて保持される２枚のガラス板の間に加えられる。

流し込み方法の場合、膨張剤は１枚のガラス板の上に、第２のガラスがその上に載せられた後で注がれる。このような方法は、例えば特許文献３に記載されている。ここで、パテからなる排水止めリムが、水平に配置されたガラス板の上に配置され、その後で防火溶液がガラス板の上に注がれる。該溶液中の水は乾燥工程によって除去され、層が凝固されて固体の防火層が形成される。

しかし、従来の流し込み方法には多くの欠点がある。例えば、ガラス板上での厚みと水分の大きな勾配を避けるためには、時間のかかるガラス板の調整が必要である。特に、大きいガラス板は取り扱いが難しいため、これは重大な問題である。さらに、加えた材料を乾燥させる際に、乾燥条件が不均質だと、化学組成および生成された物性のｘ、ｙおよびｚ方向における不均質性のために、とても品質的に問題であり、火災への作用が不十分となる。そのうえ、用いる乾燥機によって処理できるガラス板の寸法が決まり、ガラス板の大きさが非常に限定される。同様に、乾燥工程は影響を受けやすいなので、機能性材料の組成の変更も制限される。加えて、乾燥工程自体が時間を要し、また調節が難しい。

膨張防火材はまた、２枚のガラス板がフレーム状のホルダーによって互いに一定の距離をおいて配置され、予め結合された二重のガラスに注入することもできる。このように形成される間隙はその後、適当な材料によって充填される。これは例えば、特許文献４に記載されている。前記の特許文献１にも同様に、易流動性の防火材を、あらかじめスペーサーフレームで互いに接続された２枚のケイ酸塩ガラス板の間に加える方法が記載されている。スペーサーフレームはガラス板に接着し空洞をパテ等の接着封止剤で密閉することが有利である。

既知のゲルおよび樹脂注型方法には様々な欠点がある。例えば、注入手法は一定の寸法を有する組立済みの二重ガラスでしか用いることができないので、最終的な寸法での製造しかできない。この構造はしばしば非常に厚く重い。薄い層の場合もまた、長手寸法における厚さの許容範囲に関して問題が生じる。ゲルの流動性のために隆起が形成され、あるいはゲルとガラス板の間に剥離さえ生じうる。ゲルの注入される領域の範囲を定めるのに必要な縁部の密閉も大きな問題を生じうる。さらに、ときには、防火材あるいは火事によって放出される生成物に関して毒性の問題が生じる。

したがって、前記の不利益を生じることのない防火層の製造方法が必要とされる。主要な改善は、防火層をそれが後の時点で組み込まれるガラスユニットから分けて製造する取り組みである。例えば特許文献５に、液状材料を型に注入して硬化させた、含水または水和した金属塩からなる膨張材の固体層の製造方法が開示されている。しかし型は硬化のために乾燥室に入れられるので、ここでも乾燥工程のよく知られた欠点が生じる。

特許文献６に、ケイ酸ナトリウム水和物からなる１つ以上の固体層を有する、光透過性で難燃性のガラス板の製造方法が記載されている。膨張層は例えばガラス板上に形成可能で、それ自身の上にフィルムとして設け、あるいは複数の層からなるものとすることができる。この特許には、そのようなフィルムをどのようにして製造するかは記載されていない。

特許文献７には透明な防火シートの製造方法が記載されている。この方法においては、発泡性材料の水溶液を支持体に塗布し、この層を加熱によって含水残量が２０〜４８重量％の範囲になるまで乾燥し、このようにして得られた発泡性材料を１つ以上の層として１つ以上のガラス板に載せる。支持体は回転ドラムであり、ここから乾燥された発泡性材料の層はブレードを用いて除去される。含水量は望ましい粘性を得られるように設定することができる。

建築物において防火効果を持つ不透明なフィルムを形成する方法も知られている。例えば特許文献８に、膨張材を塗布されたガラス繊維織物からなる、クロスまたはカーテンの形態の防火遮断層が記載されている。

特許文献９に、火から基材を保護する断熱発泡性塗料系が記載されている。この場合、火事の際に熱分解され、炭化・膨張性・硬質泡層を形成する第１の層が塗布される。塗布される第２の層も同様に熱分解性であり、炭化・膨張性で断熱効果のある泡層を形成する。第２の層の密度は第１の層の半分とする。

既知の、ガラスユニットから分けて製造する防火層の製造方法は、しかしこのように製造される防火層のさらなる加工には充分に適していない。これは例えばガラスユニットの輸送、保管および積層に関する。
独国特許発明第ＤＥ３５ ３０ ９６８号明細書 独国特許出願公開第ＤＥ１９５ ２５ ２６３号明細書 独国特許出願公開第ＤＥ４４ ３５ ８４３号明細書 独国特許出願公開第ＤＥ１９５ ２５ ２６３号明細書 独国特許発明第ＤＥ２８ １５ ９００号明細書 独国特許発明第ＤＥ２７ ５２ ５４３号明細書 独国特許発明第ＤＥ３５ ０９ ２４９号明細書 欧州特許第ＥＰ０ ４９２ ９７７号明細書 国際公開第ＷＯ９６／０３８５４号パンフレット

本発明の目的は輸送、保管および積層が容易な、高度な防火性と様々な環境での多様な適用性を兼備する防火手段の提供である。
本発明の目的はまた、防火手段の製造方法の提供である。

本発明により、この目的は、１つ以上のフィルムに膨張材を塗布した１つ以上の混成フィルム構成からなる防火手段によって達成される。

この目的はまた、連続工程により混成フィルム構成として提供される防火手段によって達成される。

この目的はまた、建築要素に統合できる防火手段によって達成され、ここで防火手段は異なる化学組成を有するとともに、少なくとも断面において透明な２つ以上のフィルムまたはフィルム層を有し、１つ以上の層は難燃性に形成される。

この目的はまた、建築要素に任意に統合され、連続カスケーディング方式によって製造可能な防火手段によって達成され、この方式において第一にフィルムまたはフィルム層Ａが塗布され、続いて別のフィルムまたはフィルム層Ｂが塗布され、同様に任意に単一または複数のフィルムまたはフィルム層Ｃが塗布され、このフィルムまたはフィルム層Ａ、ＢおよびＣのうち２つ以上が異なる化学組成を有し、フィルム層Ａ、ＢおよびＣのうち１つ以上は難燃性であることを特徴とするものである。

本発明において難燃性という用語は、層またはフィルムであり、層またはフィルムの後方に配置される構造部材または建造物部品を保護するために火のエネルギーを吸収できるものとして定義される。

防火手段の機械的性質をさらに向上させるために、フィルム構成に１つ以上の高弾性の層を設けることが有利である。

防火手段の機械的性質をさらに向上させ、様々な環境への適用を単純化するために、フィルム構成に、周囲の環境への組み込みのための１つ以上の粘性層を設けることが有利である。

防火手段をフィルム構成として形成することにより、防火手段を幅広い環境で用いることが可能となる。これは特に建築物、例えば防火壁に用いるのに適している。詳しくは、これはあらゆる種類の建築物、例えば片持ちあるいは湾曲した建築物に防火性を付与することを可能とする。

他の特に望ましいフィルム構成の用途は自動車の構成であり、火炎の伝播を効果的に防止することができ、車両の乗員の安全性が向上される。本発明による防火手段の望ましい性質のひとつはそれが軽量であることであり、これによって応用の可能性がさらに向上する。

この構成は様々な環境に適用できるので、他の要求、例えば防火手段を通した明瞭な視界等をも可能とする。よって、特に防火ガラスへの利用に適している。本発明の手段を用いた防火ガラスは、例えば切断したりその縁部を加工したりすることにより、容易かつ高い信頼性で加工できる。

本発明の特に有利な実施形態は、フィルム構成の１つ以上の構成要素がケイ質の塩基を有するものである。

これは、良好な機械的性質とともに高い防火性が達成される点で有利である。ケイ質の塩基を用いることにより、比較的少量、好ましくは１０％未満、特に５％未満、０．５％までの有機的添加物において、既に防火手段に望ましい弾性が得られる。

例えばフィルムとして積層可能な、単一の層における複数の性質の変化は、防火手段の製造をより容易とする点で有利である。

さらに、これによって高い透明度を得ることが可能であり、これは可視スペクトルにおいて吸収性が低いものと考えられる。

構成要素は単一層の場合においても複数の層の場合と同様に、例えばフィルム、特に積層フィルムとして扱うことが可能である。

多くの適用の領域において、フィルム構成を、少なくとも一部分において互いに異なる有機的および／または無機的構成要素を含有する複数のフィルムで構成することが有利である。

この方法において、防火手段はさらによりよく異なる領域に適用することが可能で、好ましくは防火およびその他の要素、例えば耐化学薬品性や結合特性に関して、用いられる環境に関して望ましい性質を向上する。

本発明の特に有利な実施形態において、フィルム構成は、高い熱安定性を有し内部防湿層を持つ１つ以上の層（コア・シェルモデル（ｃｏｒｅ ｓｈｅｌｌ ｍｏｄｅｌ））を含む複数の層からなる。さらに、高い弾性を有する、強く有機的に改質された層を組み込むことが有利である。これは特に、ＤＩＮ（ドイツ工業規格）５２３３７による防火構成の振子型衝撃要求に準拠する場合に重要である。

フィルム構成の組成は、後のガラスの製造に基本的に影響することなく様々な要求に適応できる。よって、層構造を変更しても、防火ガラスユニットの製造工程全体を変更する必要はなく、防火フィルムの製造工程の変更のみでよい。該フィルムは、合せガラスの製造に通常用いられる一定の方法によってガラスに組み込むことができる。既存の合せガラスの工程への組み込みは、新規のフィルム構成の適合性によって大きく促進される。本発明の特に好ましい実施形態において、混成防火構成全体は、粘性層によって周囲の環境に組み込まれ適応される。ここで、用いられる粘性層の粘着力を選択可能とすることが有利である。この環境は例えばガラス、プラスチック等の、粘性層が適用される材料を含む。

これはまた、ガラスの製造工程全体を変更することなく防火フィルムを柔軟に適用できる点で有利である。

特に好ましい実施形態において、本発明によるフィルム構成は後の加工への高い柔軟性を有する。しかし、フィルム構成は従来の防火層より薄くできる点で有利である。薄い層は取り扱いが簡便であり、防火ガラスの構造の大きさと、特に総重量を削減できる点で有利である。見た目の薄さに反して、もちろん、フィルムは与えられる火の負荷に耐えうる。

本発明のさらなる利点、特徴および実際的な実施形態は、従属請求項および以下の図面を用いた好適な実施例の提示によって突きとめることができる。

本発明によるフィルム構成は異なる複数の方法によって製造できる。
広い範囲において個々の組成を変更し、製造条件を変更することが可能である。

これらは全て混成フィルム構成である。これは、比率の変動する有機的・無機的組成を有する１つの層と同様に、異なる有機的・無機的組成を有する複数の部分的な層からなる１つの層を含む。

基本的な概念、つまり機械的性質および防火性の兼備のための有機的・無機的組成の防火手段への組み込みは、様々な方法で変更できる。

多様な可能性のため、以下に示される実施例あるいはこの目的のために用いられるさらなる構成および工程段階は、それぞれの場合に好ましい性質を得るために互いに組み合わせることが可能である。

防火性の提供に加えて適正な長時間安定度と組み合わされる本質的なフィルムの性質を確保する、特別なケイ素塩基による混成材料を合成することが特に有利であることが証明されている。この材料の開発には、例えばゾル・ゲル方法等の既知の化学合成方法を用いる。

用いられる化学物質には、例えば以下のものが含まれる。それは、例えばエチレングリコール、１，３プロパンジオール、１，４ブタンジオール、グリセリン、ソルビトール、特にポリグリセリンのようなポリオール、ＰＯＳＳ（多面オリゴマーシルセスキオキサン）、例えばアジピン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸あるいはその他のホウ酸のような多価酸、例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウムあるいは酸化チタンのような熱分解で生成される粉末、沈殿ケイ酸（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｓｉｌｉｃｉｃ ａｃｉｄｓ）、ケイ酸ゾル、金属水酸化物、例えば塩化ジルコニルや四塩化チタンのような金属塩、例えば３−第２ブチル化アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ−ｔｒｉ−ｓｅｃ−ｂｕｔｙｌａｔｅ）、テトラプロポキシジルコニウム（ｔｅｔｒａｐｒｏｐｏｘｙ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ）あるいはチタニウムイソプロピレート（ｔｉｔａｎｉｕｍ ｔｅｔｒａｉｓｏｐｒｏｐｙｌａｔｅ）のような金属アルコラート、例えばアルミニウムアセチルアセトネート（ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｃｅｔｙｌ ａｃｅｔｏｎａｔｅ）のような金属ジケトナート（ｄｉｋｅｔｏｎａｔｅｓ）、シラン、シロキサン、シリコン、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルアミン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｍｉｎｅ）、ポリビニルスルホン酸塩（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ポリアクリル酸エステル、ポリカルボキシレート、ポリアクリルアミドあるいはポリジメチルジアリル塩化アンモニウム（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌ ｄｉａｌｌｙｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）のような有機重合体、およびこれらの単量体、低重合体および例えばスチレンアクリレート共重合体のような共重合体、例えばナトロシライト（ｎａｔｒｏｓｉｌｉｔｅ）のような層状ケイ酸塩（Ｎａ_２Ｓｉ_２Ｏ_５）、マカタイト（ｍａｋａｔｉｔｅ）（Ｎａ_２Ｓｉ_４Ｏ_８（ＯＨ）_２．４Ｈ_２Ｏ）、マガディアイト（ｍａｇａｄｉｉｔｅ）（Ｎａ_２Ｓｉ_１４Ｏ_２９・１１Ｈ_２Ｏ）、ケニヤイト（ｋｅｎｙａｉｔｅ）（Ｎａ_２Ｓｉ_２２Ｏ_４５・１０Ｈ_２Ｏ）、カネマイト（ｋａｎｅｍｉｔｅ）ＮａＨＳｉ_２Ｏ_５・３Ｈ_２Ｏ）、レブダイト（ｒｅｖｄｉｔｅ）（Ｎａ_２Ｓｉ_２Ｏ_５・５Ｈ_２Ｏ）およびグルマナイト（ｇｒｕｍａｎｔｉｔｅ）（ＮａＨＳｉ_２Ｏ_５・０．９Ｈ_２Ｏ）、およびＨ_２Ｓｉ_２ｙＯ_２ｙ＋１（ｙ＝１，２，４，７，１１）に近似した化学式を持つもののような層状ケイ酸等のナノ粒子、および／または例えば有機的に改善された層状ケイ酸塩および層状ケイ酸のようなナノコンポジットである。

［１．０ 塩基系の無機的修飾］
［１．１ 係数変化の例］
広く知られているように、フォーム形成処理において係数を増加させることにより、フォームがよりきめ細かくなり、フォームはその融解範囲においてより高い粘性を有するようになる。酸性ケイ酸ゾルを係数増加のために用いると、著しいｐＨ低下が起こる。この結果、有機添加剤の適合性が高くなる。
乾燥後に得られるフィルムはより脆性が大きいことも知られている。

［１．１．１ 係数の４．４への増加］
１００グラムのナトリウム−水ガラス（イネオス（ＩＮＥＯＳ）社製Ｃｒｙｓｔａｌ００７５：モル係数３．３１、２８．１１％ＳｉＯ_２、８．７６％Ｎａ_２Ｏ、ｐＨ１１．５）を、磁石攪拌ベーンを備えた反応器に、入れる。スパチュラを用いて２グラムのアエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）Ａ２００（デグサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）社製）を固体として水ガラスに加える。この混合物をアエロジルＡ２００が完全に溶解するまで、５０℃（１２２°Ｆ）の湯浴中で４８時間攪拌する。その後、１５グラムの脱イオン水を粘性の調整のために加える。
それからさらに２グラムのアエロジルＡ２００を固体として加え、アエロジルＡ２００が完全に溶解するまで、５０℃（１２２°Ｆ）の湯浴中で４８時間攪拌する。

さらに再び２グラムのアエロジルＡ２００を固体として加え、アエロジルＡ２００が溶解するまで、５０℃（１２２°Ｆ）の湯浴中で攪拌する。その後、１５グラムの脱イオン水を該溶液に加え、攪拌可能になるまで加振機で振る。

それからさらに２グラムのアエロジルＡ２００を固体として加え、アエロジルＡ２００が完全に溶解するまで、５０℃（１２２°Ｆ）の湯浴中で攪拌する。その後、１０グラムの脱イオン水を該溶液に加え、攪拌可能になるまで加振機で振る。

それからさらに１グラムのアエロジルＡ２００を固体として加え、アエロジルＡ２００が完全に溶解するまで、５０℃（１２２°Ｆ）の湯浴中で攪拌する。
そして、該混合物をプラスチックフィルム（ＰＥＴ）上に塗布し、酸素ガス（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率２５％に達するまで乾燥させる。

［結果］
こうして得られたフィルムは透明、均質で、予想されるように脆性を有する。これを発泡させると、小さい気泡の緻密なフォームが得られ、また均一な高さで分散される。
固形分３０．７８％、モル係数４．３７、２４．９１％ＳｉＯ_２、５．８８％Ｎａ_２Ｏ、ｐＨ１０．５

［１．１．２ 係数の４．０への増加］
反応器内において、２．８８グラムのクレボゾール（Ｋｌｅｂｏｓｏｌ）３０Ｒ９（酸化ナトリウムで安定化されたコロイドシリカ、３０．４％ＳｉＯ_２、０．７％Ｎａ_２Ｏ、ｐＨ１０．５、半径９ｎｍ）を、１９．９６グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４９、ｐＨ１１．１８）へと、３．５時間の間に室温で攪拌（７００ｒｐｍ）しながら滴下する。滴下の手順の間に、粘性が上がり、液体が濁ってくる。４６時間の攪拌の後で、粘性を高められた透明な溶液が得られる。

攪拌渦の検査によって視覚的に判断される粘性を、塩基系と比較して調整するために、以下の量の蒸留水を加えて、その後攪拌する。

３回目の水の追加の後には、粘性に目立つほどの変化はもはや生じない。

このようにして得られた分析データは以下に示される通りである。
６．２６％Ｎａ_２Ｏ、２４．１８％ＳｉＯ_２、固形分３０．６１％、モル係数３．９６、ｐＨ１１．１３

上記溶液をプラスチックフィルム（ＰＥＴ）上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１ｇ／ｃｍ^２）、酸素ガス（流量１００リットル／時間）中、１００℃（２１２°Ｆ）で乾燥させる。
残余含水率２５％になるまで乾燥させると、透明で亀裂の少ない層が得られる。

［１．１．３ 係数の４．５への増加］
６．１０グラムのクレボゾール３０Ｒ９（酸化ナトリウムで安定化されたコロイドシリカ、３０．４％ＳｉＯ_２、０．７％Ｎａ_２Ｏ、ｐＨ１０．５、半径９ｎｍ）を、１９．９６グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４９、ｐＨ１１．１８）へと、６時間で、室温で攪拌（７００ｒｐｍ）しながら滴下する。滴下の手順の間に、粘性が上がり、液体が濁ってくる。
攪拌渦の検査によって視覚的に判断される粘性を、塩基系と比較して調整するために、以下の量の蒸留水を加えて、その後攪拌する。

最後の水の追加の後には、粘性に目立つほどの変化はもはや生じない。
このようにして得られた分析データは以下に示される通りである。
４．９７％Ｎａ_２Ｏ、２１．９０％ＳｉＯ_２、固形分２６．８７％、モル係数４．５５、ｐＨ１１．０２

上記溶液をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１ｇ／ｃｍ２）、酸素ガス（流量１００リットル／時間）中、１００℃（２１２°Ｆ）で乾燥させる。残余含水率２５％になるまで乾燥させると、透明で亀裂のある層が得られる。

［１．１．４ 係数の５．３への増加］
１１．４５グラムのクレボゾール３０Ｒ９（酸化ナトリウムで安定化されたコロイドシリカ、３０．４％ＳｉＯ_２、０．７％Ｎａ_２Ｏ、ｐＨ１０．５、半径９ｎｍ）を、２０．０７グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４９、ｐＨ１１．１８）へと、７時間で、室温で攪拌（７００ｒｐｍ）しながら滴下する。滴下の手順の間に、粘性が上がり、液体が濁ってくる。
攪拌渦の検査によって視覚的に判断される粘性を、塩基系と比較して調整するために、以下の量の蒸留水を加えて、その後攪拌する。

最後の水の追加の後には、粘性に目立つほどの変化はもはや生じない。
このようにして得られた分析データは以下に示される通りである。
４．２７％Ｎａ_２Ｏ、２２．０９％ＳｉＯ_２、固形分２６．３６％、モル係数５．３４、ｐＨ１０．８３

該溶液をプラスチックフィルム（ＰＥＴ）上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１ｇ／ｃｍ２）、酸素大気（流量１００リットル／時間）中、１００℃（２１２°Ｆ）で乾燥させる。
残余含水率２５％になるまで乾燥させると、透明で亀裂のある層が得られる。

［１．２ 固形分の変更の例］
５％グリセリンをナトリウム−水ガラスの標準液に加える。この溶液は以下の組成を有する。
２６．９４％ＳｉＯ_２、８．１４％Ｎａ_２Ｏ、５．６３％グリセリン、固形分４０．７２％
蒸留水を加えて以下の溶液を得る：
溶液Ａ：固形分４０．７２％
溶液Ｂ：固形分３８．１７％
溶液Ｃ：固形分３５．６３％
溶液Ｄ：固形分３３．０７％
溶液Ｅ：固形分３０．５３％

該溶液を酸素ガス（流量１００リットル／時間）中、１００℃（２１２°Ｆ）で、残余含水率２５％になるまで乾燥させる。このようにして得られたフィルムの集中荷重を測定する。

［集中荷重］
機械的強度を測定するために、これらのフィルムを、その表面に垂直に加えられる集中荷重に暴露する。
フィルムは環状のフレーム（半径７０ｍｍ）に挟持される。
荷重は、分銅で重量（不連続の質量）を加えることが可能なプランジャーによって、中央に加えられる。
フィルムを押圧するプランジャーの端部は半円状の形状（半径３２ｍｍ）である。

伸長を測定するためにも、同様にプランジャーをフィルムの中央へ、下方へと動かす。フィルムに当接するプランジャーの端部は半円状の形状（半径３ｍｍ）である。
移動距離は、プランジャーに接続されるゲージ（０．０１ｍｍ刻みの目盛）によって記録される。

測定結果に適用される判定基準は、加えられた質量、延伸と荷重時間の関数としての材料破壊である（フィルムの靭性、延性あるいは脆性の異なる特性曲線）。
その結果は以下の表に示される。

この結果により、固形分が減少すると伸長ｓｍａｘが増加することが示される。ｓｍａｘとｍｍａｘの商を機械的性質の測定に用いると、最適は固形分３５％から４０％の間と求められる。

［１．３ 材料組成の変更；高融点の酸化物を形成する要素とその配合物の組込み］
火事による高温状況での、防火フィルムの熱安定性を向上させるためには、低融点のＮａ−ケイ酸塩系の改質が必要である。この方法においては、薄く高性能な防火構成を製造することができる。

高アルカリ塩基構成の防火層の製造における主要な問題は、ガラス形成あるいはガラス被覆要素の、水酸化物あるいは酸化物の相の沈殿である。したがって、本発明の特に好ましい実施形態においては、ケイ酸塩層とケイ酸層は、高融点酸化物の組込みのための「トロイの木馬」として用いられ、酸化物は周期表の第２族と第３族の典型元素、および第４族の遷移元素であり、例えばＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒおよび／あるいはＡｌである。

驚くことに、多価カチオンがケイ酸塩、特にナノ粒子構造を有もの、の層への挿入経路を経由して組み込まれる場合には、多価カチオンをアルカリケイ酸塩溶液に組み合わせることは大当たりであることが見出された。多価カチオンをアルカリケイ酸塩溶液に組み合わせたものは、不溶性ケイ酸塩の配合物の沈殿を除いたものである。不溶性ケイ酸塩の配合物は、技術的には、例えばＣａ^２＋イオンとともに土壌圧縮、あるいはＡｌ^３＋イオンとともにゼオライトの製造に用いられる。

有機化合物の組み込みは、これらの層状ケイ酸塩を用いることで可能であり、とりわけ、有機的な残余機能を備えた第４級アンモニア化合物が結合または挿入され、それによってマトリクスに付加的に組み込むことが可能となる。このように、有機ポリマー化学的に可能な全てのものが防火フィルム構成の製造に利用可能となる。

［溶解挙動の研究］
防火層の溶解挙動へ積極的な影響を与えるために、つまり、より高い温度で溶解するより粘性の強いフォームを作るためには、例えばＺｒＯ_２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３のような高融点酸化物（一般に、周期表の第２族と第３族の典型元素、および第４族の遷移元素）を防火フィルムに組み込むことが有利である。

好ましい実施形態においては、ＭｇＯが、ロックウッド（Ｒｏｃｋｗｏｏｄ）社製のマグネシウム層状ケイ酸塩を介して組み込まれる。ラカトシュ（Ｌａｋａｔｏｓ）による理論上の計算により、７００℃から１０００℃（１２９２°Ｆから１８３２°Ｆ）の範囲において５．３％のラポナイト（Ｌａｐｏｎｉｔｅ）ＲＤを加えることで、標準水ガラス（２８％ＳｉＯ_２、８．３％Ｎａ_２Ｏ）の粘性が約５％上昇することが示される。

この挙動は半球点法に基づいて実験室での研究によって確認されている。よって、Ｍｇ添加水ガラスの半球点は純粋な水ガラスに対し２０℃（３６°Ｆ）高くなる。

［１．３．１ Ｍｇ三ケイ酸塩］
毎回、２２．５グラムのクリスタル００７５が、すり合わせジョイントを有し攪拌ベーンを備える６個の三角フラスコ（０１〜０６）へと測り入れられている。

攪拌（５００ｒｐｍ）しながら、Ｍｇ三ケイ酸塩ＭＳ１５を３個の三角フラスコに加え、それぞれ異なる重量のＭｇ三ケイ酸塩ＭＳ３３を他の３個の三角フラスコに加える。（下の表参照）

この混合物が均質化するまで、密封した三角フラスコ内でＳＴＰ（標準温度・圧力）において２０時間攪拌する。

混合物をプラスチックフィルム（ＰＥＴ）上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１４ｇ／ｃｍ^２）、酸素ガス（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２０％から２５％になるまで乾燥させる

このようにして得られたＭｇ三ケイ酸塩を少量含むフィルムは濁りがなく透明である。したがって、例えばこの経路による、一定量のマグネシウムの導入は可能である。

［１．３．２ 層状ケイ酸塩、層状ケイ酸］
望まれる製造物の機能として、様々な層状ケイ酸塩の結晶化は熱水あるいは無水において起こる。製造工程は構造形成、架橋度および孔隙に効果を有し、これらは得られた物質の性質概要を特徴付ける。
例えば特にホウ素、アルミニウム、リン等の外的要素の少量の添加は、結晶化と得られる製造物の性質概要に影響を与えられる。

層状ケイ酸塩および層状ケイ酸の重要な性質は、触媒プロセスの保持体に適しており、また、明らかな層間挿入を示すという機能性である。
層間挿入は、個々の層に分子が挿入または取り付けられる層状構造の膨張として定義される。よって、異なる有機分子が、結晶質ケイ酸塩の層の間に挿入されることが可能である。このプロセスにおいて、中間の水分子が置換され、必要なスペースの増大によりケイ酸塩の層が拡大される。ここで、ケニヤイト（ｋｅｎｙａｉｔｅ）（Ｈ_２Ｓｉ_２２Ｏ_４５・ｘＨ_２Ｏ）およびマガダイト（ｍａｇａｄｉｔｅ）（Ｈ_２Ｓｉ_１４Ｏ_２９・ｘＨ_２Ｏ）から誘導される層状ケイ酸は、多くの物質に特に高い反応性を示す。よって、例えば、層の拡大において連結されたマガダイトにカチオン界面活性剤を層間挿入するが、アニオンおよび非イオン界面活性剤は外部の表層にのみ結合する。

「トロイの木馬」の機能に加えて、層状ケイ酸塩および層状ケイ酸は、他の重要な性質変化を示し、それは例えば適用技術に重要なゾルのチキソトロピー、乾燥時間の短縮、向上した機械的性質、向上した表面品質、より高く均質な発泡生成、高温域での向上した挙動である。

ＤＩＮ４１０２に基づく火災実験において、層状ケイ酸塩によってのみ改質された純粋に無機的な防火ユニットは、９８０℃（１７９６°Ｆ）において、並行して試験された商業的に用いられる防火ガラスよりもはるかに長い安定性を示した。商業的に用いられる有機的にのみ改質されたアルカリケイ酸塩防火系とは対照的に、非常な高温においても溶解せずになお充分な熱的・機械的安定性を示した、層状ケイ酸塩によって改質された防火系の泡消火剤の熱安定性は、特に言及されるべきである。それゆえに、既存の系よりはるかに長く部屋を保護することができた。

加えて、リン配合物で改質された層状ケイ酸塩の組み込みは、低・中温域における防火フィルム構成の発泡挙動に正の影響をおよぼすことができた。非常に緻密で均質な泡構造の形成により、断熱効果が向上され均質な破面パターンが創作された。結果、実施においてより効果的で耐久性のある防火構成が得られた。

［１．３．２．１ チキソトロピー］
［溶液Ａ］
６５．７３グラムの脱イオン水を、攪拌ベーンを備えた三角フラスコに計量する。
続いて、ＳＴＰにおいて攪拌（１２５０ｒｐｍ）しながら７．３２グラムのラポナイト（Ｌａｐｏｎｉｔｅ）ＲＤＳを少量ずつ加える。
混合物をディスパーサーによって５分間、ＳＴＰにおいて均質化（２４０００ｒｐｍ）し、その後で磁石攪拌機を用いてさらに１時間、ＳＴＰにおいて均質化（１２５０ｒｐｍ）すると、混合物は透明になる。

［溶液Ｂ］
１６．９０グラムの塩基系を、攪拌ベーンを備えた三角フラスコに計量する。
塩基系は、モル係数が３．３から３．５、６％までの有機添加剤を含み、含水率３７．５％のアルカリ水ガラスである。
続いて、１６．９６グラムの溶液Ａを攪拌（５００ｒｐｍ）しながら１０分間でＳＴＰにおいて滴下する。
溶液ＢをＳＴＰにおいて、密閉した三角フラスコ内でさらに８日間攪拌（３５０ｒｐｍ）すると、溶液は揺変性になる。

［１．３．２．２ 乾燥時間、フィルムの厚さ、機械的強度および発泡構造への影響］
［溶液Ａ］
脱イオン水を、攪拌ベーンを備えた３個の三角フラスコ（０１〜０３）に測り入れる。
続いて、異なる重量のラポナイトＲＤＳをＳＴＰにおいて攪拌（１２５０ｒｐｍ）しながら少量ずつ加える。
混合物を分散剤とともに５分間、ＳＴＰにおいて均質化（２４０００ｒｐｍ）し、その後で磁石攪拌機を用いてさらに１時間、ＳＴＰにおいて均質化（１２５０ｒｐｍ）すると、混合物は透明になる。

［溶液Ｂ］
塩基系を、攪拌ベーンを備えた４つの三角フラスコ（０４〜０７）に計量する。
続いて、異なる重量の溶液Ａを、ＳＴＰにおいて攪拌（５００ｒｐｍ）しながら５分間で少量ずつ滴下する。

溶液Ｂを、密封した三角フラスコ内でＳＴＰにおいて５日間攪拌（５００ｒｐｍ）する。
それぞれの溶液Ｂをプラスチックフィルム（ＰＥＴ）上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１４ｇ／ｃｍ^２）、各５枚のフィルムを作成する。酸素大気（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２５％から２８％になるまで乾燥させる。

製造の後で、各溶液Ｂのフィルムの２枚を１６から１８時間の期間内で集中荷重試験にかける。
各混合物のフィルムの１枚をフロートガラス（４×１１０×１１０ｍｍ）の片側に、フィルムの１枚をその両面と間に積層する。
該積層は高圧、８０℃（１７６°Ｆ）で２０時間の間に行う。

積層された複合体を２００℃（３９２°Ｆ）に予熱された乾燥キャビネット内に３０分入れておき、この間に発泡が起こる。
フィルムの厚さは５箇所（４隅と中央）で、ゲージ（０．０１ｍｍ刻みの目盛）によって測定される。
発泡構造を評定し、両側に積層された複合体の泡高を測定する。

［結果］

得られたフィルムは透明である。層状ケイ酸塩の含量増加により、乾燥時間は減少し、平均フィルム厚はわずかに増加する。ｓ_ｍａｘとｍ_ｍａｘの商として測定された機械的性質は、一貫して層状ケイ酸塩の添加があった方が無いよりも良好である。
発泡処置により形成されるフォームは、層状ケイ酸塩の比が高いほど、フォームがきめ細かく密になる傾向をはっきり示し、結果としてフォームの高さは低くなる。

より微細なフォームによる断熱性に加えて、フォーム高さの低下は、発泡の間の機械的な働きによって起こるガラスの亀裂や破断が抑えられるため望ましい。結果、生ずるガラスの破片はより小さくなり、このように形成される防火泡に付着する。

ガラスの破片の断片化と、粗い泡と大きい気泡の領域により、安定性は大きく低下し、溶落ちが早い時期に起こり、断熱効果が局所的に失われ部屋の保護が失われる。通常生じる毒は、火災を抑えることができない時に発生する。

［１．３．２．３ シネレシス］
［溶液Ａ］
脱イオン水を、攪拌ベーンを備えた３個の三角フラスコ（０１〜０３）へと計量する。
続いて、異なる重量のラポナイトＲＤＳをＳＴＰにおいて攪拌（１２５０ｒｐｍ）しながら少量ずつ加える。
混合物をディスパーサーによって５分間、ＳＴＰにおいて均質化（２４０００ｒｐｍ）し、その後で磁石攪拌機を用いてさらに１時間、ＳＴＰにおいて均質化（１２５０ｒｐｍ）すると、該混合物は透明になる。

［溶液Ｂ］
塩基系を、攪拌ベーンを備えた３つの三角フラスコ（０４〜０６）に計量する。
続いて、異なる重量の溶液Ａを、ＳＴＰにおいて攪拌（５００ｒｐｍ）しながら５分間で少量ずつ滴下する。

溶液Ｂを、密封した三角フラスコ内でＳＴＰにおいて２時間攪拌（５００ｒｐｍ）する。

それぞれの溶液Ｂをプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１４ｇ／ｃｍ^２）、各１枚のフィルムを作成する。酸素大気（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が３２％から３６％になるまで乾燥させる。

各混合物から作ったフィルムをフロートガラス（４×１１０×１１０ｍｍ）の片側に積層する。
該積層は高圧、８０℃（１７６°Ｆ）で２０時間の間に行う。
積層された複合体を２００℃（３９２°Ｆ）に予熱された乾燥キャビネット内に３０分入れておき、この間に発泡が起こる。

［結果］

得られたフィルムは透明である。層状ケイ酸塩の含量増加につれて、表面品質は向上している。

［１．３．３ ジルコニウムの組み込み］
［溶液Ａ］
７９．３９グラムの無水エタノールと１０．４２グラムのＴＥＯＳを、攪拌ベーンを備えた三角フラスコへと続けて計量する。
９．０グラムの脱イオン水を、攪拌（５００ｒｐｍ）しながら５分間に使い捨てピペットを用いて滴下状に加える。その後、この混合物をＳＴＰにおいて２．５時間攪拌（５００ｒｐｍ）し続けると、ＴＥＯＳが加水分解される。

［溶液Ｂ］
７９．４１グラムの無水エタノールと２３．５２グラムのタイザー（Ｔｙｚｏｒ）ＺＥＣを、攪拌ベーンを備えた三角フラスコへと続けて計量する。
９．０グラムの脱イオン水を、攪拌（５００ｒｐｍ）しながら５分間に使い捨てピペットを用いて滴下状に加える。
この溶液を４０℃（１０４°Ｆ）の湯浴中で８０分間攪拌（２００ｒｐｍ）すると、該溶液は混濁する。

［溶液Ｃ］
２．５ｍｌの溶液Ｂを、攪拌ベーンを備えた反応器に入れる。１０ｍｌの溶液Ａを、ＳＴＰにおいて攪拌（１２５０ｒｐｍ）しながら５分間に滴下する。
それから、溶液ＣをＳＴＰにおいて１２５分間反応させ続ける。
塩基系を、攪拌ベーンを備えた４つの三角フラスコに計量する。ＳＴＰにおいて攪拌（５００ｒｐｍ）しながら、異なる重量の溶液Ｃを５分間で滴下し、その後混合物をＳＴＰにおいて１７．５時間攪拌（３５０ｒｐｍ）する。
脱イオン水を混合物０３および０４に加え、全ての混合物をＳＴＰにおいて１４日間攪拌（３５０ｒｐｍ）する。

該混合物をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１４ｇ／ｃｍ２）、酸素大気（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２７％から２９％になるまで乾燥させる。

このようにして得られたフィルムの１枚は透明である。これは、以上に述べた、一定量のジルコニウムを系に導入し透明な産物を得る合成経路を利用できる可能性があることを示すものである。

［１．３．４ ホウ素の導入］
［ホウ砂］
クリスタル００７５を、攪拌ベーンを備えた２つの三角フラスコに計量する。攪拌（３００ｒｐｍ）しながら、ホウ砂を５分間で少量滴下する。
これらの混合物を均質化するまで、ＳＴＰにおいて１０日間攪拌（３００ｒｐｍ）する。

これらの溶液をプラスチックフィルム上（単位面積当たりの重量：０．１４ｇ／ｃｍ^２）で、酸素大気（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）において、残余含水率が１８％になるまで乾燥させる。

得られたフィルムは透明である。生成物の透明度を減ずることなく、一定量のホウ素を系に導入することができる。

［１．４ Ｎａ／Ｋ比率］
カリウムの添加は発泡構造の均質化、機械的性質の向上、および乾燥時間の短縮に正の影響を与える。

［Ｎａ−水ガラス溶液の製造］
［溶液Ａ］
４５０グラムのクリスタル００７５を、すりガラスフラスコに計量する。続いて、１２０グラムの脱イオン水を加え、ＳＴＰにおいて１日間攪拌（５００ｒｐｍ）しながら均質化する。

［溶液Ｂ］
３６０グラムのクリスタル００７５を、三角フラスコに計量する。
続いて、８０グラムの脱イオン水を加え、ＳＴＰにおいて１日間攪拌（５００ｒｐｍ）しながら均質化する。

［溶液Ｃ］
４２５グラムの溶液Ｂを溶液Ａに加え、ＳＴＰにおいて１日間攪拌（５００ｒｐｍ）しながら均質化する。

［Ｋ−水ガラス溶液の製造］
［溶液Ｄ］
８２グラムのＫＯＨフレーク、５０グラムの脱イオン水および２７０グラムのクレボゾール３０Ｒ２５を三角フラスコに続けて計量する。

［異なる混合アルカリ水ガラス溶液の製造］
異なる混合アルカリ水ガラス溶液を、攪拌ベーンを備えた７つの三角フラスコ（０１〜０７）内で混合する。
該三角フラスコに溶液Ｃを計量し、それから溶液Ｄを加える。（下の表参照）
６．５グラムのグリセリンを各混合物に、ＳＴＰにおいて攪拌（３００ｒｐｍ）しながら５分間に使い捨てピペットを用いて滴下し、その後これらの混合物を攪拌（３００ｒｐｍ）しながら均質化する。

各混合物からそれぞれ４枚のフィルムを作成する。
これらの混合物をプラスチックフィルム上に塗布し、酸素ガス（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）において、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。（例外：０７は残余含水率が１５％から２０％になるまで乾燥させる）

製造の後で、全てのフィルムを１６から１８時間の期間内で集中荷重試験にかける。
各混合物のフィルムの１枚をフロートガラス（４×１１０×１１０ｍｍ）の片側に、フィルムの１枚をその両面と間に積層する。
該積層は高圧、８０℃（１７６°Ｆ）で２０時間の間に行う。
積層された複合体を２００℃（３９２°Ｆ）に予熱された乾燥キャビネット内に３０分間入れておき、この間に発泡が起こる。
発泡構造を視覚的に評定する。

［結果］

カリウム含量の増加につれて、乾燥時間は減少する。カリウムを２５％まで増加させると、生成される泡の均質性が上昇する。

［２．０ 塩基系の有機的修飾］
有機的修飾によって、非常に脆弱なケイ質の三次元網状組識を、局所的有機網状組織または大きい有機分子（スペーサー）により局所的にゆるまらせることができる。有機的修飾はまた化学的組成を変更し、これによって層の乾燥に、より均質的かつ／もしくは、より速く（有機的に修飾された層状ケイ酸塩においても見られる）、そして、後圧縮とその影響（離奬等）を減少できる、といった影響を与える。
有機的修飾には均質化剤としても機能するものがある。これらは有機相の無機相への結合を可能とする（ＭＴＥＯＳ、ＴＥＯＳ、ＧＰＴＳ等）。

［２．１ グリセリンの導入］
［２．１．１ 乾燥時間］
２５．５２グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。異なる量のグリセリンを室温において滴下する。透明な溶液が形成されるまでこれを攪拌する。これらの溶液をプラスチックフィルム（ＰＥＴ）上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．１ｇ／ｃｍ^２）、酸素大気中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。
以下の表は、グリセリン含量を変えた場合の結果を示す。

グリセリンが表面の改善を引き起こし、形成される亀裂と気泡が少なくなることがわかった。さらに、乾燥時間が減少することがわかった。これはおそらく、架橋ケイ酸塩構成が拡散防止層を形成する層構成の表面における、表皮形成の遅延によると推定される。

［２．１．２ 機械的性質］
塩基系を、攪拌ベーンを備えた５つの三角フラスコに計量する。
ＳＴＰにおいて攪拌（４００ｒｐｍ）しながら、無水グリセリンを、使い捨てピペットを用いて、５分間で滴下する。
その後混合物を均質化するまで、ＳＴＰにおいて２０時間攪拌（５００ｒｐｍ）する。

各溶液からそれぞれ４枚のフィルムを１枚のプラスチックフィルム上に作成し、２枚のフィルムを複数のプラスチックフィルム上に作成する。（単位面積当たりの重量：０．１４ｇ／ｃｍ^２）酸素大気（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２４．６％から２８．４％になるまで乾燥させる。

製造の後で、プラスチックフィルム上で乾燥されたフィルムを１６から１８時間の期間内で集中荷重試験にかける。
フィルムの厚さを５箇所（４隅と中央）で、マイクロメーターによって測定し、その値を平均する。
乾燥されたフィルムの曇価を４箇所で測定する。

［結果］

該フィルムは透明である。グリセリン含量の増加につれ、乾燥時間は減少し表面品質は向上する。伸長に関する限り、１０％から１５％の間が最適であるとわかる。

［２．２ ＭＴＥＯＳの導入］
２０．００グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。続いて、０．２１グラムのＭＴＥＯＳ（メトキシトリメチルシラン）を滴下する。得られたエマルジョンを室温において攪拌（７００ｒｐｍ）する。１０分後に粘性が上昇し、２時間後にゲルが形成される。１７時間の攪拌の後に変化は起こらない。３．９８グラムの脱イオン水を該ゲルに攪拌しながら加える。エマルジョンによって、透明な溶液がゲルから形成され、これは強くＭＴＥＯＳの匂いがする。該溶液をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．０７ｇ／ｃｍ^２）、酸素大気中、１００℃（２１２°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。このようにして得られたフィルムは透明だが、多くの亀裂と気泡を有する。

１９．９８グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。続いて、１．０１グラムのグリセリンを滴下する。これを透明な溶液が形成されるまで、室温において攪拌（７００ｒｐｍ）する。０．２０グラムのＭＴＥＯＳ（メトキシトリメチルシラン）をこの溶液に滴下するとエマルジョンが形成される。これを室温において攪拌（７００ｒｐｍ）する。１０分後に粘性が上昇し、２時間後には渦は見られなくなり、溶液が形成されている。１７時間の攪拌の後に変化は起こらない。４．０４グラムの脱イオン水を該溶液に加える。該溶液の粘性は低下し、溶液は透明になりこれは強くＭＴＥＯＳの匂いがする。

該溶液をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．０７ｇ／ｃｍ^２）、酸素大気中で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。このようにして得られたフィルムは透明で、亀裂はなく若干の気泡を有する。
以下の表は、ＭＴＥＯＳ含量を変えた場合の結果を示す。

この実験によって、グリセリンの添加がＭＴＥＯＳの導入を促進することが示される。脆性は低下する。

［２．３ ＴＥＯＳの導入］
１９．９８グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。続いて、０．２１グラムのＴＥＯＳ（テトラエチルオルトケイ酸塩）を滴下し、エマルジョンが形成される。これを室温において１７時間攪拌（７００ｒｐｍ）する。ここから得られるゲルに３．９９グラムの脱イオン水を攪拌しながら加える。このようにして得られた溶液は透明で、これは強くＴＥＯＳの匂いがする。

該溶液をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．０７ｇ／ｃｍ^２）、酸素大気中、１００℃（２１２°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。このようにして得られたフィルムは透明だが、多くの亀裂と気泡を有する。

２０．０３グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。続いて、１．０２グラムのグリセリンを滴下する。これを透明な溶液が形成されるまで、室温において攪拌する。０．２２グラムのＴＥＯＳ（テトラエチルオルトケイ酸塩）をこの溶液に滴下するとエマルジョンが形成される。これを室温において攪拌（７００ｒｐｍ）する。１０分後に粘性が上昇し、２時間後には渦は見られなくなり、溶液が形成されている。１７時間の攪拌の後に変化は起こらない。４．００グラムの脱イオン水を該溶液に加える。該溶液の粘性は低下し、攪拌による渦は再度見ることができる。溶液は透明になりこれは強くＴＥＯＳの匂いがする。

該溶液をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．０７ｇ／ｃｍ^２）、酸素大気中、１００℃（２１２°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。このようにして得られたフィルムは透明で、亀裂はなく若干の気泡を有する。
以下の表は、ＴＥＯＳ含量を変えた場合の結果を示す。

この実験によって、グリセリンの添加がＭＴＥＯＳの導入を促進することが示される。脆性は低下する。

［２．４．１ ＧＰＴＳ（グリシジルオキソプロピルトリメトキシシラン）］
１０グラムの水、５グラムの無水グリセリンおよび１０グラムのＡＢＣＲ社製ＧＰＴＳを、磁石攪拌ベーンを備えた反応器に入れる。この混合物を２４時間、４０℃（１０４°Ｆ）の湯浴中で攪拌する。

その後、１００グラムのナトリウム−水ガラス（イネオス社製クリスタル００７５：モル係数３．３１、２８．１１％ＳｉＯ_２、８．７６％Ｎａ_２Ｏ、ｐＨ１１．５）を加える。
この混合物を完全に均質化するまで、４０℃（１０４°Ｆ）の湯浴中で攪拌すると、溶液は透明になる。
その後、該混合物をプラスチックフィルム上に塗布し、酸素ガス（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。

このようにして得られたフィルムは透明、均質で、若干の小さい気泡を有する。（固形分４１．４９％、モル係数３．６０、７．０１％Ｎａ_２Ｏ、２４．４８％ＳｉＯ_２、５．２％Ｃ）

［２．４．２ ＧＰＴＳの導入における変化］
１９．９８グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。続いて、０．２１グラムのＧＰＴＳ（３−（２，３−エポキシプロポキシ）−プロピルトリメトキシシラン）を滴下すると、エマルジョンが形成される。室温での３時間の攪拌（７００ｒｐｍ）の後に変化は起こらない。４．００グラムの脱イオン水を加え、１７時間攪拌すると、透明な溶液が形成される。

該溶液をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．０７ｇ／ｃｍ^２）、酸素ガス中、１００℃（２１２°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。
このようにして得られたフィルムは透明で、若干の亀裂と気泡を有する。

２０．０４グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。続いて、１．００グラムのグリセリンを滴下する。この混合物を透明な溶液が形成されるまで、室温において攪拌（７００ｒｐｍ）する。このようにして得られた溶液に、ＧＰＴＳ（３−（２，３−エポキシプロポキシ）−プロピルトリメトキシシラン）を滴下すると、エマルジョンが形成される。これを室温において１０分間攪拌（７００ｒｐｍ）すると、１７時間の攪拌の後においてもそれ以上変化のない溶液が得られる。４．０１グラムの脱イオン水を該溶液に加える。

該溶液をプラスチックフィルム上に塗布し（単位面積当たりの重量：０．０７ｇ／ｃｍ^２）、酸素ガス中、１００℃（２１２°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。
このようにして得られたフィルムは透明で、小さい亀裂と若干の気泡を有する。
以下の表は、ＧＰＴＳ含量を変えた場合の結果を示す。

［２．５ 界面活性剤の導入］
界面活性剤（アニオン、カチオン、両性、および非イオン）の導入は、とりわけ、相互作用成分の表面張力の変化を引き起こす。これは例えば、基質の湿潤性、ゾルの脱泡および乾燥時間に正の影響を与える。この構成へのこれらの予想される影響は、全ての４つの界面活性剤のクラスの代表において観察される。アニオン界面活性剤の例としてはサルフェタル（Ｓｕｌｆｅｔａｌ）ＬＳ（Ｃ）およびサルフェタル４１０５（Ｃ）、カチオン界面活性剤の例としてはＱＭＳ４３５（Ａ）、両性界面活性剤の例としてはアンフォテンサイド（Ａｍｐｈｏｔｅｎｓｉｄ）Ｄ１（Ｃ）、アンフォテンサイドＥＨ（Ｃ）およびテゴテンス（Ｔｅｇｏｔｅｎｓ）ＤＯ（Ｂ）、非イオン界面活性剤の例としてはＤＢＥ８１４（Ａ）、ＤＢＥ８２１（Ａ）、ＤＢＥ７１２（Ａ）、ＤＢＥ６２１（Ａ）、ＤＢＥ７３２（Ａ）、ＤＢＰ５３４（Ａ）、ＣＭＳ６２６（Ａ）、テゴテンスＧ８２６（Ｂ）、テゴプレン（Ｔｅｇｏｐｒｅｎ）５８４７（Ｂ）、ズソラト（Ｚｕｓｏｌａｔ）１００８／８５（Ｃ）、プロペタル（Ｐｒｏｐｅｔａｌ）３４０（Ｃ）、プロペタル９９（Ｃ）およびオキシタル（Ｏｘｙｔａｌ）５００／８５（Ｃ）等がある。
上記の（Ａ）はＡＢＣＲ、（Ｂ）はデグサ／ゴルトシュミット（Ｄｅｇｕｓｓａ／Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ）、（Ｃ）はチマー＆シュワルツ（Ｚｓｃｈｉｍｍｅｒ＆Ｓｃｈｗａｒｔｚ）から供給される。
特別な実施例において、透明な防火に用いられる透明なフィルムが得られる。

２５．７４グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ_２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ_２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を反応器に入れる。続いて、０．１３グラムのテゴテンスＧ８２６を滴下する。テゴテンスＧ８２６（２−エチルヘキシルグルコシド）は非イオン界面活性剤である。テゴテンスＧ８２６の添加後、直ちに透明な溶液が形成される。室温での７０時間の攪拌（６００ｒｐｍ）の後に、エマルジョンが形成される。該エマルジョンをプラスチックフィルム上に塗布（固形分０．１ｇ／ｃｍ^２）する。空気中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。
このようにして形成されたフィルムは亀裂がほとんどなく、若干の気泡を有する。

同様の実験をより高濃度のテゴテンスＧ８２６で行う。その結果は表２４にまとめられている。
１．２９グラムのグリセリンを反応器に入れる。０．１３グラムのテゴテンスＧ８２６を攪拌しながら滴下する。テゴテンスＧ８２６（２−エチルヘキシルグルコシド）は非イオン界面活性剤である。この混合物を室温において１時間攪拌する。２５．５０グラムのクリスタル００７５（ナトリウム−水ガラス、８．３２％Ｎａ２Ｏ、２８．１１％ＳｉＯ２、固形分３６．４３％、モル係数３．４８、ｐＨ１１．１８）を攪拌しながら加えると、エマルジョンが形成される。室温での７０時間の攪拌（６００ｒｐｍ）の後に、透明な溶液が形成される。該溶液をプラスチックフィルム上に塗布（単位面積当たりの重量：０．１ｇ／ｃｍ^２）する。空気中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。このようにして形成されたフィルムは亀裂がほとんどなく、若干の気泡を有する。
同様の実験をより高濃度のテゴテンスＧ８２６で行う。その結果は表２４にまとめられている。

［２．６ ＰＯＳＳ（多面体オリゴマーシルセスキオキサン）の導入］
１００グラムのナトリウム−水ガラス（イネオス社製クリスタル００７５：モル係数３．３１、２８．１１％ＳｉＯ_２、８．７６％Ｎａ_２Ｏ、ｐＨ１１．５）を反応器に入れる。
パスツールピペットを用いて５グラムの無水グリセリンを該水ガラスに滴下する。続いて、この混合物を４０℃（１０４°Ｆ）での２時間の湯浴によって均質化する。

ハイブリッドプラスチックス（Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）社製のＯＣＴＡ−ＴＭＡ−ＰＯＳＳ（Ｃ_３２Ｈ_９６Ｏ_２０Ｓｉ_８．６０Ｈ_２Ｏ）１グラムを均質化された混合物に加える。該混合物を４０℃（１０４°Ｆ）の湯浴において７２時間攪拌する。

その後、該混合物をプラスチックフィルム上に塗布し、酸素大気（流量１００リットル／時間）中、８０℃（１７６°Ｆ）で、残余含水率が２５％になるまで乾燥させる。
（固形分４０．４４％、モル係数３．３３、８．２６％Ｎａ_２Ｏ、２６．７１％ＳｉＯ_２、１．８４％Ｃ、０．０４％Ｎ）
このようにして得られたフィルムには濁りがない。ＰＯＳＳはケイ質網状構造にスペーサーとして導入することができる。

本発明に係るフィルムを製造するためには、好ましくは特別な材料を補助フィルム、剥離フィルムおよび保護フィルムとして用いる。膨張材をフィルム構成に加えるための方法は、レオロジーの要素に依存する。この方法により、厚さの許容量は有利に小さくなる。

フィルム構成の製造のための連続法は多くの利点を有する。例えば、オンラインでの制御により、製品の一様な品質を確保できる。さらに、高い収率が得られる。湿潤および乾燥のフィルム厚を容易に変化できる点でも有利である。特別な調整方法により、化学組成は、例えば中心湿分について、ｘ、ｙおよびｚ方向において小さな勾配のみを示し、これによって均質な発泡構造と信頼性のある耐火・耐老化性挙動が得られる。層構成を変化させることで調整時間をかなり短縮でき、同様にＤＣＣＡ（乾燥制御化学添加剤）や他の添加剤により、調整要素をかなり減少できる。
カスケーディングコーティング工程と薄膜乾燥を用いることで、工程所要時間を有利に短縮できる。

フィルムの種類を少し変更することにより、混成フィルム構成は体系的に、特別な防火の要求にも適合させることが可能である。さらに、本発明による多層フィルム構成は、化学組成における非均質を回避し、またそれによって全体の厚みと幅における物理性質での非均質を回避することにより、最適な空間保護、断熱、長期安定性、および高耐久性に関して、性質の組み合わせを計画的に選択することが可能となる。これは、柔軟に生産・再生できる防火・耐老化性を必要とする単層フィルム構成による利点である。例えば、人為的な熱老化等による、調整後の消費も同様に避けられる。

例えば、水分勾配や他の層の厚みを通した要素の勾配のような定義された勾配を設定でき、これにより火の挙動範囲を制限できる。したがって、火事の場合、本発明による防火層の発泡挙動は、従来のように製造された防火層のそれよりもはるかに予見できるものである。また、老化、断熱および溶解の挙動もよりよく定義できる。

例えば、個々のプロセスガスおよび個別ガス供給の透過性を最適に設定可能な半透膜による二室乾燥等の手法が、混成フィルム構成の製造のために選択できる。ガスの組成と気流条件は変更可能で、これによって工程時間を短縮し、製品の質を向上できる。

Claims (20)

1. １つの建築資材に集約された防火手段であって、
   膨張材で被覆された少なくとも１枚のフィルムを有する、少なくとも１枚の混成フィルム構成からなることを特徴とする防火手段。
2. 前記フィルム構成は１つ以上の高い弾性を有する層を持つことを特徴とする、請求項１記載の防火手段。
3. 前記フィルム構成は、周囲のものをまとめるための少なくとも１つの粘性層を持つことを特徴とする、請求項１もしくは請求項２のいずれか１項に記載の防火手段。
4. 前記フィルム構成は可視スペクトルを通すことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の防火手段。
5. 前記フィルム構成の成分の少なくとも１つにケイ酸基を含むことを特徴とする、前記の請求項１乃至４のいずれか１項に記載の防火手段。
6. 前記フィルム構成が、その厚みにわたって有機的および／または無機的成分の含量を変化された少なく１つの層を有することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の防火手段。
7. 前記フィルム構成が、少なくとも一部において有機的および／または無機的成分の含量が互いに異なる複数のフィルムからなることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の防火手段。
8. １つの建築資材に集約された防火手段であって、
   異なる化学組成を有し、少なくとも一部において透明な２枚以上のフィルムまたはフィルム層からなり、該層の１つ以上が難燃性に形成されることを特徴とする防火手段。
9. ケイ酸塩からなる防火フィルムであって、
   ＳｉＯ_２とＮａ_２Ｏのモル比が２．０から６．５の間、好ましくは３．０から５．０の間となるモル係数であることを特徴とする防火フィルム。
10. ケイ酸塩からなる防火フィルムであって、
    高融点酸化物またはその先駆物質を含むことを特徴とする防火フィルム。
11. 前記高融点酸化物は層状ケイ酸塩の形で存在することを特徴とする、請求項１０記載の防火フィルム。
12. ケイ酸塩からなる防火フィルムであって、
    ラポナイトを含むことを特徴とする防火フィルム。
13. フィルムまたはフィルム層Ａを塗布し、これにフィルムまたはフィルム層Ｂを塗布し、任意に別の１枚または複数のフィルムおよび／または１つまたは複数のフィルム層Ｃを塗布する連続カスケーディング法で製造することが可能な防火手段であって、
    該フィルムまたはフィルム層Ａ、ＢおよびＣのうち２つ以上が異なる化学組成を有し、該フィルム層Ａ、ＢおよびＣのうち１つ以上が難燃性であることを特徴とする防火手段。
14. １枚以上の難燃性フィルムまたはフィルム層が、請求項９から１２のいずれかに記載の組成を有することを特徴とする、請求項８から１３のいずれか１項に記載の防火手段。
15. 残余水分が１５％から３５％である１枚以上のフィルムまたはフィルム層が、
    （ａ）グリセリンを０．５％から２５％、好ましくは７％から２３％、特に１０％から２３％、とりわけ１２％から２３％含み、または、
    （ｂ）１．５％から５％のＭＴＥＯＳ、１．５％から５％のＴＥＯＳ、１．０％から７．５％のＧＰＴＳ、あるいは０．５％から２．５％の界面活性剤、特にテゴテンス（ＴＥＧＯＴＥＮＳ）を含み、
    （ｃ）４％から６％のグリセリンとともに、１．５％から５％のＭＴＥＯＳ、１．５％から５％のＴＥＯＳ、１．０％から７．５％のＧＰＴＳ、あるいは０．５％から２．５％の界面活性剤、特にテゴテンスを含むことを特徴とする、請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の防火手段。
16. 請求項８から１３の１つ以上に記載の防火手段、あるいは請求項９から１２に記載の防火フィルムからなることを特徴とする防火ガラス。
17. 連続工程によってフィルム構成を製造することを特徴とする混成透明防火フィルム構成の製造方法。
18. カスケーディング被覆工程を含むことを特徴とする、請求項１７記載の混成透明防火フィルム構成の製造方法。
19. 薄膜乾燥を含むことを特徴とする、請求項７乃至８のいずれか１項に記載の方法。
20. 請求項１から１５の１つ以上に記載の防火手段を１つ以上含むことを特徴とする防火ガラス。