JPS6024063B2 - 耐火性ペイン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、少くとも２枚のガラスシートを平行に設置
し、シート間の間隙にゲルを充填してなる耐火性の多層
ベインに関する。

かようなべィンは、原子力工業に用いるグロ−ブボツク
スのボートホールや壁を形成するのに用いられていた。

水は本質的に透明であって、かつ一方においては蒸発熱
が大きいため炉に対する良好な保護体となり、他方にお
いては優れた中性子切断性をもっているので、空気もれ
のないベインは当初、二枚またはそれ以上のガラスシー
トを相互に間隔をおいて設置し、間の空間に水を充填し
た構造のものであった。だが、事故、衝撃または火事の
場合、その水は瞬時に流失してしまうので、耐火性ベイ
ンの中性子に対する、また火事の場合には火焔の伝播に
対する保護がもはや確保されない。

流失の恐れがないよう、ガラスシート間の空間に水性ゲ
ルを充填したベインが提案されている。

用いられた透明ゲルは、とりわけたとえばフランス特許
第１，４５８，９４５号に記載の如く、細腔のある網目
構造の形で存在する重合体に基づくものであり、それら
の細腔は一般には水である液を含み、閉鎖したものであ
っても開放したものであってもよい。この閉鎖細腔の網
目構造は、ゲル流動がなく、含有液の流失がない。

したがってガラスシートがこわれるような衝撃の際も、
ゲルは、マトリツクの細腔中の水が気化してしまうまで
は、火焔の伝播に対してもまた中性子スクリーンとして
の役割も継続して果たし、防護作用時間が長くなる。だ
が、大きな寸法のベインの重さおよびコスト要件を具備
する厚みに対しては、防火性は十分でなく、建築物の防
水仕切板に必要な防火要件を充足しない。たとえば、Ｄ
ＩＮ規格４１０２には、建物用ベインを「耐火性」カテ
ゴリーに分類するのに合格すべき基準および試験法が規
定されている。この規格にしたがって試験をした材料は
、規格試験条件下で次の機能が失わなかった時間により
、分類することになっている。

（ィ’その機能を継続遂行できると認められる十分な機
械的強度。

【〇’熱絶縁性。

し一 耐焔性。

０ 試験（火に対する反応を調べる特別な試験）の間火
に当てた表面から可燃性ガスを放出しないこと。

熱絶縁性は、火を当てない側の面の平均加熱すなわち火
を当てない側の面で記録した温度の平均が１４０ｑｏ以
下であり、かつ最高加熱すなわち火を当てない側の面に
配置した熱電対が示す最高温度が１８０ｏｏ以下である
なら合格である。

「防火性」要素は、前記の基準すべてに合格したもので
ある。

どのカテゴリーに分類するにせよ、前記Ｐ瓜規格の分類
では、要素が試験条件に耐える時間の関数として、前記
特性の保持度を表示する。

すなわちこの保持度は、要素が前記所要特性を充足する
時間に等しいかまたはこれより僅かに短かい平均時間で
ある。建材用には、厚さを過大にしなくても３０分以上
防火性であるベインが望ましい。

ガラスシートの間に水性ゲルを配してなる公知のベイン
は、建材として不適切な程の厚さにしない限り、防火性
条件に３び分またはそれ以上耐えねばならないという要
件を充足できる信頼性がない。

他方、二枚のガラスシートの間に、熱嫌泉の作用で絶縁
性の泡になる物質たとえば水和ケイ酸アルカリの固体層
を配することにより防火性ベインを製作することも知ら
れている。

かようなべィンは、フランス特許第２，０２７，６４６
号に記載されている。だが、その光学的性質、特にその
透明性にはなお改良の余地がある。さらに、そのような
べィンは、ケイ酸塩の層をガラス繊維で補強するとか、
または同一フレームに数個のベインを設置して多層ベイ
ンにするとかの特別な構築法を用いない限り（そのよう
にすれば、光学性質は一層劣化する）、３び分以上防火
性であることができない。この発明は、間に空間を設け
て二枚以上のガラスシートを相互に平行に配置し、その
空間にゲルを充填してなる耐火性ベインにおいて、前記
ゲルが少なくとも１種のアクリル酸誘導体を含み、かつ
、前記ゲルが蒸発熱の高い液６５なし、し９５重量％と
、前記ゲルと混和性であって熱線下で熱絶縁性の泡を形
成し得る物質１なし、し２の重量％とを含むことを特徴
とする耐火性ベインを提供する。蒸発熱の高い液は水で
あることができ、そして泡を形成し得る物質は、アルミ
ン酸、ケイ酸、スズ酸、金台酸、明バン類、ホウ酸およ
びリン酸のアルカリ金属酸またはアンモニウム塩からな
る群から選んだ可溶性塩であることができる。一つの態
様においては、ゲルはアクリルアミドを含有しそして金
属塩は可溶性ケ酸塩である。

この発明による防火性ベインの構造は、公知の型のもの
でよいから、その詳細な説明は割愛する。また、この発
明のベインは、英国特許第１，５４１，３７２号に記載
の型の構造であってもよい。以下の記載は、多層ベイン
の二枚の平行なガラスシートの間に介在させるゲルの組
成に重点をおく。このゲルは、次の二成分から本質的に
なる。すなわち‘ィーゲル化可能な防火性物質の溶液。

‘。

’【ィ’の溶液と可混和性であって、かつ熱線の作用下
で泡を形成し得る可溶性無機塩の溶液。ゲル化可能な溶
液は、水性溶液中で重合し得るアクリル酸の誘導体とこ
れと同量のたとえばメチロールアクリルアミドやアクリ
ルアミドとの混合物を含むことができる。これらの物質
の重合は、過酸化物や過酸塩を用い、ジェチルアミノプ
ロピオンニトリル（以下ＤＥＡＰＮの略記）のような促
進剤および場合によってはＮ，Ｎ′−メチレンビスアク
リルアミド（以下ＮＮ′−ＭＢＡと略記）のような架橋
剤を加えて実施できる。次の表１は、いろんなゲル組成
を例示するものである。

表１架橋剤を用いて製造したゲルの安定性は優れている
。

すなわち、強く架橋したゲルは収縮が少なく、かつガラ
スシートに対する接着性がよい。次の表川ま、架橋剤Ｎ
，Ｎ′−ＭＢＡをいろんな量加えたゲルの組成を例示す
るものである。表０ゲルの凝集性は、アクリルアミドの
含量と共に増加することがわかった。

ゲルの凝集性は、その架橋度と共に、したがって架橋剤
の百分率の増加と共に、増加することがわかった。これ
らは、水含量が高いため、防火性が良いものと思われる
。

したがって、二枚のガラスシートを平行に、間に空間を
設けて配し、その空間にこのゲルを充填してなるベイン
を火に当てると、先ず火に当てた方のガラスシートがこ
われるが、ゲル層がスクリーンとなって、他の条件が同
一であるとすればゲル層の厚さの関数である時間の間、
熱が伝播して他方のガラスシートに達するのを防止する
。

事実、ゲルが水を含んでおり、その水が正規に蒸発して
いる間は略々、ゲルの温度は１００ｑｏに近い。大部分
の水が蒸発してしまった後も、もしゲル自体が消費され
るなら、細腔を形成している有機マトリックスがこわれ
、バラバラになって熱鎌裏の通過を許すことになるが、
この際熱線は極めて迅速に第二のガラスシートに到達し
、これを破壊する。

熱線下で絶縁性の泡を形成し得る物質を加えておくこと
により、細腔中に含まれている水の蒸発時間が長くなり
、ゲル自体が消費されてスクリーンの役割を果さなくな
る時点が遅延する。

可溶性金属塩をいろんな比率で、たとえば表ｍに示す如
く、約３０％のケイ酸ナトリウム水溶液を５ないし２の
重量％含有するゲルの製造が可能である。

表ｍ ケイ酸ナトリウム水溶液の使用量を１０％以上にすると
、ゲルは乳光性になるが、なお有用な光学的特性を有し
、光線透過率は６０％以上である。

この発明による多層ベインの例およびその耐火性を次に
述べる。金属線で補強した厚さ６肋のガラスシートと、
同じく厚さ６側の強化ガラスシートとから、シート間間
隔を２４肋として、４１０×４１仇舵寸法の二層ベイン
を３通り作成した。

シート間間隙には、下表Ｗに示す組成Ａ，ＢおよびＣの
ゲルをそれぞれ導入した。

表 ＩＶ これらのベインを、強化ガラス面を火の方に向けて、Ｄ
ＩＮ４１０２による耐火性試験に付した。

焼入れガラス上５個の熱電対を取付け、それらの取付け
点における温度上昇を測定した。次のような結果が得ら
れた。試料Ａ（ケイ酸塩を含まない透明なゲル）１分３
町砂後 補強ガラス破壊 ３分後 補強ガラスの中央部からゲルが剥れる。

８分後 中央部でゲルが燃える。

ゲル劣化が始まり、泡ができてはまた消える。２３分後
ゲルの４／３が不透明。

ゲルの劣化は不規則かつ局部的。引続き発泡があり、炉
の内部に向って蒸気発生。

３粉ご後 ゲルが強化ガラスからも剥離。

水の出現。強化ガラス温度は均一で５５０○。

３３分後 ゲルが膨れ上る。

水が流れるのが観察される。強く発泡。３５分後 ゲル
の頂部に孔があく。

３筋ふ後 塊り中で透明であったゲルが崩壊。

３７分後 上部の２個の熱電対が１６０℃（室温は２０
こ○）になる。

テスト終了。この試料は、３０分間火災防止臭として作
用したが、焼入れガラスが１６０００になったのは僅か
３７分後であった。

だが、７分の安全ゆとりが、３０分防火に必要な特性を
完全に保証するものとは云うことができない。試料Ｂ３
０％ケイ酸ナトリウム水溶液を３％含む厚さ２４肌のゲ
ル）１分３硯砂・後 補強ガラスシート破壊 ６分後 ゲルは火を当てた側で表面亀裂。

８分後 補強ガラスが膨れ上る。

１２分後 ベインの周辺において不燃性蒸気の放出が開
始。

１７分後 多量煙発生。

だが不燃性。２０分後 ゲルが一様に劣化。

こわれなかった強化ガラス部分の挙動は良好。２８分後
発煙が減少。

３粉ご後 発煙停止。

４５分後 ゲルの中央部が劣化し、孔になる。

５２分後 ゲル中に孔。

中央の熱電対および上部の熱蟹対が１６０ｑｏになる。
テスト終了。

３０％のケイ酸ナトリウム水溶液３％を加えれば、火災
防止時間が５２分になることがわかる。

試料Ｃ（３０％ケイ酸ナトリウム水溶液４．５％を含む
厚さ２４肌のゲル）２分後 補強ガラス破壊。

７分後 ゲルが補強ガラスから剥離。

８分後 補強ガラスが膨れ上がる。

１３分後 不燃性の煙が外方に向って発生。

１８分後 煙の発生が止み、ゲルは不透明になる。

２１分後 新らたに煙が発生。

２９分後 多量の煙発生。

だが不燃性。３３分後 ベイン全体が不透明になる。

３６分後 煙の発生が止む。

４０分後 強化が流れ始める。

だがその位置は変らない。４８分後 ベインの火に当て
た側の上部でガラスが薄くなる。

５０分後 上部フレームのところでゲルが滴る。

５４分後 焼入れガラスがこわれる。

テスト終了。この時点で１６０ｑｏになった熱電対はな
かった。

テスト終了は、強化ガラスのところで温度が１６０℃に
なったからではなく、このガラスが温度勾配のためこわ
れたことによる。この試料を前記フランス特許出願に記
載のもののような改良フレームに設置したなら、５４分
以上防火性であったと思われる。次の表Ｖは、テスト結
果の比較および光透過率の比較を示す。

表Ｖ ゲルにケイ酸塩溶液３％を加えると防火性持続時間が約
２５分長くなり、所望の３び分を大中なゆとりをもって
越えること、だが光透過率は６３％になることがわかる
。

前記の例では、ケイ酸ナトリウムを加えたゲルを記載し
たが、ケイ酸塩の代りに、その他の可溶性塩たとえばア
ルミン酸塩、鉛酸塩、明バン、ホゥ酸塩、リン酸塩さら
にはその他の金属塩特にアンモニウム塩を用いてもよい
。

添付図面は、ゲルのスベーサー層を有するこの発明によ
る多層ベインの断面図である。

この型のベインは、ガラスが火に耐える時間を長くする
べく設計したものであり、ベィンの中央部と周辺部との
間の熱分布がよいから、熱勾配による内部応力が少し、
。

図示したベインは、二枚のガラスシート１および２から
なり、これらのシートは、中空のプロフィル部材３から
なるフレームにより、相互に間隔をおいて平行に保持さ
れている。

これらのプロフィル部材は、水もれのないたとえばシリ
コン製の内部ストリップ４により、横にガラスシートに
密着している。また緑には別のストリップ５が設けられ
ている。シート１および２の間の空間にはこの発明によ
るゲルを充填する。断面が長方形である中空のプロフィ
ル部材７に９およびＩＤでねじ止めされている２つの穴
あき都材８により、ベィンは、プロフィル部材７からな
るフレームに取付けられている。

各部材８は、ガラスブロック１２をシート１または２と
部材８との間に保持する部分１１を有する。火を当てる
側、すなわちシートー側の部材８は、第二のフレーム部
材１３によりガラスウール‐１４を介在させて、直射熱
線から保護されている。

ブロック１５が、都村７と部材１３の基部との間に挿入
されており、ベインの端緑に沿っては絶縁層１６が設け
られている。温度が上昇すると、ガラスフロック１２が
軟化し、ガラスシート１および２に溶接される。

ガラスシート１および２は、ブロック１２を保持する部
分１１により、下方に滑り落ちることがない。このよう
にして、ゲルはシート１および２の間に、より長時間維
持されることになる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、この発明によるベインの断面図であって、
１および２はガラスシート、６はゲルを充填してある空
間を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間に空間を設けて二枚以上のガラスシートを相互に
   平行に配置し、その空間にゲルを充填してなる耐火性ペ
   インにおいて、前記ゲルが少なくとも１種のアクリル酸
   誘導体を含み、かつ、前記ゲルが蒸発熱の高い液６５〜
   ９５重量％と、前記ゲルと混和性であつて熱線下で熱絶
   縁性の泡を形成し得る物質１〜２０重量％とを含むこと
   を特徴とする耐火性ペイン。 ２ 前記液が水であり、そして泡を形成し得る前記物質
   がアルミン酸、ケイ酸、スズ酸、鉛酸、明バン類、ホウ
   酸およびリン酸のアルカリ金属塩もしくはアンモニウム
   塩からなる群から選んだ可溶塩からなる特許請求の範囲
   第１項記載のペイン。 ３ 前記ゲルが少くとも一種のアクリルアミドを含みそ
   して泡を形成し得る前記物質がケイ酸塩からなる特許請
   求の範囲第１項記載のペイン。 ４ 概してＴ字形のプロフイル部材によつて前記ガラス
   シートを相互に相隔てて設置し、そのＴ字の頭部はペイ
   ンの外周に近接しそしてそのＴ字の脚はそれらのシート
   の中間にくるようにした特許請求の範囲第１〜３項のい
   ずれかに記載のペイン。