JPH01264942A - 防火ガラスおよび製法 - Google Patents

防火ガラスおよび製法

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JPH01264942A
JPH01264942A JP63308984A JP30898488A JPH01264942A JP H01264942 A JPH01264942 A JP H01264942A JP 63308984 A JP63308984 A JP 63308984A JP 30898488 A JP30898488 A JP 30898488A JP H01264942 A JPH01264942 A JP H01264942A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも2枚のガラス板が相互に隔設され、
これらの間に水性ゲルの層を含み、このゲルは、水相が
少なくとも1つの塩を溶液として含み、かつゲル化させ
る固相がポリマからなる防火ガラスに関する。
この型の防火ガラスはフランス特許第2346548号
によって知られている。このガラスは火災時に、次のよ
うに作用する、すなわち、外部からの熱を水性ゲルの水
によってすべて吸収する。この熱は水を蒸発させ、次に
水の蒸発と固体有機相の燃焼がおきた後に、塩が固体の
泡状殻を形成する。この固体の泡状殻は強力な熱の存在
においても、残留して、熱に対する遮蔽となり、特に熱
線の透過を防止する。この基本原理にもとづいて、防炎
の規格(1977年9月、DIN 4102第5部、G
クラス)、または90分間火を遮断する規格(DIN 
、 F90耐火クラス)に適合する防火ガラスを実現す
る。
もっとも高度に開発されたとして知られる防火ガラスは
、ゲル化固相を形成するポリマがたとえばポリアクリル
酸アミドのようなポリアクリル酸の架橋誘導体である。
アクリル酸誘導体からなるゲル化剤を含むゲルを有する
防火ガラスの製造において、使用するアクリル酸モノマ
が毒性を有するので不便である。
本発明の課題は、防火ガラスのゲル形成剤として予期さ
れるすべての要件を満たす化学系を見出すことであって
、その要件とは、たとえば透明性、ゲル相に濁りのない
こと、塩の溶解度が高いこと、塩が溶解している水中で
ゲル化組成物が完全に溶解すること、しかも、健康に対
して有毒または危険な物質はすべて含まないことである
この課題は、本発明によって、ゲル化固相を形成するポ
リマとして架橋されたポリビニルアルコールを使用する
ことによって解決することができる。
この型の防火ガラスは、固相を架橋ポリビニルアルコー
ルを基材とすることによって、製品に要求されるすべて
の要件を満たすことを見出した。
特に大量のゲル層を介在させても製品は透明度が高く、
無色のままであり、しかもこの特性は、通常の使用条件
において経時変化を示さないことを見出した。特に本発
明のゲルは温度50°Cを超えても安定であり、また−
30°Cまでの低温にも影古されない。耐火性は通常の
ゲル層を有するガラスと同等である。ゲル化溶液を構成
する成分は、健康に対して完全に無害である。さらに、
公知のゲル化系との相違点として、本発明の防火ガラス
は、アクリル酸誘導体の重合に必要な強力な酸化性組成
物を含まないので、周縁の金属枠を腐食させる危険性を
実質的に最小とする。
本発明のガラスは、多様な基材から製造することができ
、ゲル化固相としては、平均分子量18.000〜22
4.000グラム1モル、加水分解率75〜100モル
%のポリビニルアルコールからなる基材を使用すること
ができる。この型のポリビニルアルコールは水溶性であ
るが、加水分解率が増加すると、溶解温度が高くなる。
たとえば、加水分解率98〜100モル%のポリビニル
アルコールは、温度を90°Cより高くして溶解する必
要がある。
ゲル化する溶液のポリビニルアルコールは、この溶液に
多様な物質を加えて架橋させることができる。たとえば
、二塩基性アルデヒド、特にグルタルジアルデヒド、テ
レフタルジアルデヒドおよびグリオキサールがこの架橋
反応に便宜である。
これらすべての化合物にとって必要なことは、明かに、
水、さらに塩およびポリビニルアルコールを含む水溶液
に溶解することである。
アルデヒドをベースとする化合物およびポリビニルアル
コールの濃度は、一方において、形成されるゲルの特性
、たとえば硬さ、コンシステンシ、濁りおよび重合の停
止などが良好であり、他方において、架橋反応が速すぎ
なくて、ゲル化溶液の調製および使用に十分な時間を得
ることである。
濃度に関する後者の条件は粘度に関係し、溶液が複数層
のガラスの間隙を十分に満たずことができるように粘度
が十分に低いことが必要である。
この観点から、水溶液中のポリビニルアルコールは、平
均分子量が約18000グラム1モルでは濃度が40重
量%を超えないように選択し、また平均分子量が224
000グラム1モルでは10重重量以下とする。
アルデヒドに対するポリビニルアルコールの比も好まし
い範囲に限定する。ポリビニルアルコール対ジアルデヒ
ドのモル比は理論的には1:1〜1:1000とするこ
とができるが、この比が1:100を超えると、形成さ
れるゲルは、幾分濁りを生じ、また十分に重合しなくな
る。実際に、ポリビニルアルコール対ジアルデヒドのモ
ル比が、グルタルジアルデヒドを使用する場合は、1:
1〜1:10が良好であるが、テレフタルジアルデヒド
の場合は1:1〜1:100が適当である。
架橋反応はpHO値を2.5〜5とする条件で満足に行
われる。これは反応系に適合する酸または酸性塩の適量
を加えて得られる。この反応は触媒作用をする酸を使用
しなくとも架橋反応を行うことができるが、適切なpH
値を使用することによって反応時間を短縮することがで
きる。
同様に、ガラスの防火性を得るために添加する塩の性質
および量は、反応系の他の成分に適合するように選択す
る。塩化カルシウムおよび塩化マグネシウムが特に適当
であり、たとえば塩化ナトリウムはこの反応系に適当で
ないことが判明した。
またNa25Oaのような三塩基性酸の塩はポリビニル
アルコールに適合しないことが判明した。
ゲル化できる溶液は、次の原理によって調製する。ポリ
ビニルアルコールを粉末または粒子の形で水に溶解して
所望の濃度とする。この溶解は90°C程度の高い温度
で攪拌しながら行う。次にこの溶液に適量の塩を加えて
完全に溶解するまで攪拌を続ける。他の方法は、水に塩
を溶解するか、または塩およびポリビニルアルコールを
同時に溶解する。溶解中は高い温度で攪拌を続ける。最
後に、複数層のガラス板の間隙に、ゲル化できる溶液を
充填する直前に、ジアルデヒドおよびこれに適当な量の
酸性触媒を反応系に導入する。この溶液は入念に均質化
した後に、ガラス板の間の間隙に導入する。この溶液を
充填したガラス板は50〜70°Cに加熱し、混合物の
組成に応じて2〜15時間かけて混合物を重合させる。
次に、ゲル化できる溶液の多様な製造例を示す。
またゲルの凝固条件も示す。
炭−よ 平均分子量84000グラム1モル、加水分解率88モ
ル%のポリビニルアルコール8750 gを、水880
0 gにMgCff Z  ・6 Hzo 5350 
gを含む溶液を攪拌しながら、これに、溶解した。得ら
れたポリビニルアルコール溶液に30重量%グリオキサ
ール溶液2000 gを加え、これはポリビニルアルコ
ール対グリオキサールのモル比1:100に対応した。
次にこの35重量%ポリビニルアルコールおよび10重
量%Mg(:fzを含む溶液に、10重量%塩酸を滴下
してpHを2.8とした。この溶液を十分に均質化した
後に、隔設された2枚のガラス板の間隙に導入した。温
度を50°Cとして2時間後にゲル化が終了した。
炭−I 平均分子1127000グラム1モル、加水分解率88
モル%のポリビニルアルコール750gを、水2000
0 gにCaCE 24250 gを含む90°Cの溶
液を攪拌しながら、これに溶解させた。この3重量%ポ
リビニルアルコールおよび塩を含む溶液に、25重量%
グルタルジアルデヒド水溶液23.5gを加えた。これ
はポリビニルアルコール対グルタルジアルデヒドのモル
比1:10に相当する。この溶液を完全に均質化した後
に、CaCfzが加水分解してpHは3.8となった。
例1と同様に、隔設された2枚のガラス板の間隙にこの
調製した溶液を導入した。50°Cで5時間後にゲル化
した。
汎−主 平均分子量224000グラム1モル、加水分解率10
0モル%のポリビニルアルコール1250 gを、95
゛Cの水18400 gを攪拌しながら、これに溶解さ
せた。この溶液にMgCl 2  ・6 H2O535
0gを加え、この混合物を温度90°Cとし、塩が完全
に溶解するまで攪拌した。この10重量%Mg(12を
含む5重量%ポリビニルアルコール溶液に25重檄%グ
ルタルジアルデヒド ポリビニルアルコール対グルタルジアルデヒドのモル比
は1:10であった。溶液中の塩が加水分解した後にp
l+は3.9となった。例1および2と同様にして、2
枚のガラス板の間隙に充填した溶液は50°Cで5時間
後にゲル化した。
■−土 平均分子!127000グラム1モル、加水分解率88
モル%のポリビニルアルコール1850 gを、90″
Cの水18600 gを攪拌しながら、これに溶解させ
た。この溶液を攪拌しながらCaC124500gを加
えて、7.5重量%ポリビニルアルコールおよび18重
量%CaCl□を含む溶液を得た。これにテレフタルジ
アルデヒド19.7 gを加えて、ポリビニルアルコー
ル対テレフタルジアルデヒドのモル比を1:10とした
。溶液中の塩が加水分解した後にpHは約3.8となっ
た。上記の例と同様に2枚のガラス板の間隙に充填した
この溶液は温度70°Cで3時間後にゲル化した。テレ
フタルジアルデヒドが低い温度では溶解し難いので、こ
の温度を必要とする。
例−」− 平均分子量18000グラム1モル、加水分解率79モ
ル%のポリビニルアルコール10000 gを、90°
Cの水12200 gを攪拌しながら、これに溶解させ
た。こうして調製した溶液に、CaCl z 1250
gと25重量%グルタルジアルデヒド水溶液1560g
とを加え、完全に溶解するまで攪拌した。塩が加水分解
した後に、この40重量%ポリビニルアルコール、5重
量%塩の溶液はpHが4.5となった。
ポリビニルアルコール対グルタルジアルデヒドのモル比
は1ニアであった。この溶液を2枚のガラス板の間隙に
充填し、50°Cで15時間後にゲル化した。
■−旦 平均分子!!202000グラム1モル、加水分解率9
8モル%のポリビニルアルコール1250 gとMgC
1z  ・6 tlzo 10750 gとを、95°
Cの水13000gを攪拌しながら、これに溶解させた
。この溶液に25重量%グルタルジアルデヒドン容液2
5gを加えて、ポリビニルアルコール対グルタルジアル
デヒドのモル比をl:10とした。この5重量%ポリビ
ニルアルコール、20重量%MgCf□の溶液は加水分
解して、pHは3.3となった。この溶液を2枚のガラ
ス板の間隙に導入し、50°Cで4時間後に、ゲル化し
た。
拠−1 平均分子1224000グラム1モル、加水分解率10
0モル%のポリビニルアルコール2250 gを、98
°Cの水20000 gを攪拌しながら、これに溶解さ
せた。この溶液にMgCfz  ・6 H2O2700
gを加え、塩が完全に溶解するまで攪拌した。次にこの
9重量%ポリビニルアルコール、5重量%MgCff1
zの溶液に25重量%グルタルジアルデヒド溶液8gを
加えて、ポリビニルアルコール対グルタルジアルデヒド
のモル比を1=2とした。このポリビニルアルコールと
塩の混合物を含む溶液に、10重量%塩酸を滴下して混
合物のpHを3.2とした。
十分に攪拌した後に、隔設された2枚のガラス板の間隙
にこの溶液を導入し、50°Cで3時間後にゲル化した
■−1 平均分子kt127000グラム1モル、加水分解率8
8モル%のポリビニルアルコール1250 g ヲ、9
0°Cの水20000 gを攪拌しながら、これに溶解
させた。次にこの溶液にCaCi z 3750 gを
加え、塩が完全に溶解するまで攪拌した。次にこの5重
量%ポリビニルアルコール、t51it%CaCl2の
溶液を70°Cとし、テレフタルジアルデヒド132g
1ltlえて、ポリビニルアルコール対テレフタルジア
ルデヒドのモル比を1:10とした。塩が加水分解して
pHは3.8となった。こうして得られた混合物を、2
枚のガラス板の間隙に導入して、70゛Cで5時間後に
ゲル化した。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも2枚のガラス板が相互に隔設されてあり
    、これらのガラス板の間に水性ゲルを有し、このゲルは
    、水相が少なくとも1つの塩を溶液として含み、ゲル化
    固相がポリマからなる防火ガラスであって、ゲルの固相
    を形成するポリマが架橋されたポリビニルアルコールで
    あることを特徴とする防火ガラス。 2、少なくとも2枚のガラス板を相互に隔設し、2枚の
    ガラス板の間に形成され、かつ周縁にはめた枠で限られ
    た間隙に、溶解した塩とゲル化剤を含む水溶液を充填し
    て、水性ゲルを形成する防火ガラスの製法であって、ゲ
    ル化剤のポリマとして平均分子量18000〜2240
    00グラム/モルのポリビニルアルコールと、架橋剤と
    してジアルデヒドを使用することを特徴とする方法。 3、架橋剤のジアルデヒドとして、グルタルジアルデヒ
    ド、テレフタルジアルデヒドおよび/またはグリオキサ
    ールを使用する、請求項2記載の方法。 4、前記水溶液に加水分解によって酸性となる塩および
    /または酸性触媒を加える、請求項2または3に記載の
    方法。 5、ポリビニルアルコールは、平均分子量が18000
    グラム/モルの場合に濃度を3〜40重量%とし、平均
    分子量が224000グラム/モルの場合に濃度を1〜
    10重量%とする、請求項2〜4のいずれかに記載の方
    法。 6、グルタルジアルデヒドは、ポリビニルアルコール対
    グルタルジアルデヒドのモル比が1:1〜1:10であ
    るように加える、請求項2〜5のいずれかに記載の方法
    。 7、テレフタルジアルデヒドは、ポリビニルアルコール
    対グルタルアルデヒドのモル比が1:1〜1:100で
    あるように加える、請求項2〜5のいずれかに記載の方
    法。 8、水に溶解できる塩として、MgCl_2またはCa
    Cl_2を単独もしくは混合物として使用する、請求項
    2〜7のいずれかに記載の方法。
JP63308984A 1987-12-15 1988-12-08 防火ガラスおよび製法 Expired - Lifetime JP2606911B2 (ja)

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