KR100232800B1 - 내화성 패널 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

투명한 내화성, 글레이징 패널(8)은 패널의 적어도 하나의 구조적 플라이(9), (11)에 결합된 발포성 방염 물질의 적어도 한 층(10)을 포함한다. 패널은 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 7.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 유리질 물질의 적어도 하나의 플라이(9)를 혼입한다. 상기 플라이(9)는 발포성 방염 물질층(10)이 직접적으로 결합되는 거친표면(13)(주름 R tm이 0.1Um 이하)을 갖는다. 거친표면 플라이는 비트로-결정성 물질로 구성될 수 있고, 노출표면(12)은 매끄러울 수 있다. 비트로-결정성 물질은 삼원 시스템 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂에 기초할 수 있고, 발포성 방염 물질은 수화된 나트륨 실리케이트로 구성될 수 있다.

상기 패널을 제조하는 방법은 연속적 유리질 플라이가 발포성 방염물질의 삽입층(10)과 접하고 있는 다수의 유리질 플라이(9), (11)로 부터 샌드위치 집성체를 형성하고, 샌드위치의 내부-플라이 공간을 탈기시키고, 샌드위치 집성체를 투명한 적층판(8)으로서 함께 결합을 유발할 정도의 열 및 압력 조건에 샌드위치를 적용함으로 구성된다. 적어도 하나의 유리질 플라이(9)는 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 7.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 유리질 물질의 플라이이고, 상기 플라이는 발포성 방염 물질층과 접하고 있는 거친표면(13)(주름 R tm이 0.1Um 이하)을 갖는다.

Description

내화성 패널 및 그의 제조 방법

제1도 내지 제3도는 본 발명에 따른 내화성 글레이징(glazing) 패널의 세가지 구체예의 상세하고 도시적인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 5, 11 : 유리시이트 2, 4, 10 : 발포성 방염 물질층

3, 9 : 거친표면 유리질 물질 플라이(ply)

6, 7, 12, 13 : 유리질 플라이의 표면

8 : 적층된 창유리 14 : 글레이징 물질

본 발명은 패널의 적어도 하나의 구조 플라이에 결합된 적어도한 층의 발포성 방염 물질로 구성된 투명한 내화성, 글레이징 패널에 관한 것이다. 본 발명은 연속적인 유리질층이 발포성 방염물질의 삽입층과 접하고 있는 다수의 유리질층이 발포성 방염물질의 삽입층과 접하고 있는 다수의 유리질층으로 부터 샌드위치 집성체를 형성하고, 샌드위치의 플라이간 공간을 탈기시키고 샌드위치 집성체를 투명 적층판으로서 함께 결합시킬 정도의 열 및 압력을 샌드위치에 적용함으로 구성되는 투명한 내화성 글레이징 패널의 제조방법으로 확대된다.

발포성 방염물질의 층들은 종종 글레이징 물질의 시이트들과 결합되어 투명한 내화성 패널을 형성한다. 예를들어, 상기층은 두 유리시이트를 사이에 샌드위치될 수 있다. 상기 패널의 매우 중요한 용도는 가려진 영역의 조명을 허용하는 가리개로서 및 방 또는 화재의 위험이 있을수 있는 다른 폐쇄공간들의 조망용창의 클로우저로서의 용도이다.

수화된 금속염, 예를들어 금속 실리케이트, 특히 알칼리 금속 실리케이트는 몇년간 상기 패널에 있어서 발포성 방염물질로서 사용되었다. 화재발생시, 수화수는화재열에 의해 제거되고, 발포성 방염물질층은 복사된 및 전도된 열 모두에 대해 차단제로 역할하는 불투명 포움으로 전환되기 시작한다.

상기 층은 화재때문에 열쇼크에 의해 분쇄될 수 있는 유리시이트와 같은 패널의 구조 시이트와 함께 결합하도록 작용할 수 있다는 것이 또한 공지되어 있다. 연기 및 화염의 통과에 대한 차단제로서 패널의 효율은 이리하여 어느 정도 또한 연장될 수 있으나, 이는 패널의 마지막 유리시이트가 깨진 후에 곧 파괴된다.

전형적으로 상기 패널의 효율은 이를 미리 예정된 계획에 따라 내부 온도가 증가되는 로의 벽에 장치하여 시험한다.

상기 시험의 세부 설명은 International Standard No ISO 834-1975에 명기되어 있다. 상기 Standard에 진술된 내화성 시험절차는 구체적으로 글레이징된 집성체의 내화성을 논하는 International Standard No ISO 9051-1990에 또한 언급되어 있다. 상기 후자 Standard로 부터 본 명세서에 몇 절을 인용하는 것이 적절하다.

“유리는 불연소 물질이므로 화재의 원인이 되거나 화재를 전파하지 않을 것이다.”

”유리가 열에 의해 영향받으면 열 쇼크에 의해 분쇄될 수 있거나 연화된 후 화염에 견딜수 없다. 그러므로 특정류의 글레이징된 집성체만이 내화성인 것으로 여겨진다. 화재에 대항하는 글레이징된 집성체의 능력은 글레이징된 생성물의 유형, 글레이징 방법, 화염 유형, 창유리 크기, 설치방법 및 글레이징된 영역을 둘러싸는 구조물의 유형에 따른다.”

”몇가지 투명하고 반투명한 글레이징된 집성체는 안정성 및 보존성(RE), 및 어떤 경우 단열성(REI, 이때 R은 저항성, E는 방수성 및 I는 단열성을 나타낸다)을 위한 요구에 부합할 수 있다.”

”유리 파괴에 의해 생긴 구멍은 통한 직접적인 화재 전파이 가능성은 화재 방지 예방책으로 여겨질 수 있을 뿐 아니라 여전히 손상되지 않을 수 있는 글레이징된 집성체르 통해 전도되는 연소성 물질의 발화를 유발할 수 있는 정도의 열을 고려하는 것 또한 필요할 수 있다.”

”ISO 834에 정의된 바와 같은 화재 조건하에서 부류 RE에 따른 내화성의 글레이징된 집성체는 주어진 시간동안, 안정성 및 보존성을 제공한다.”

노출되지 않은 면의 온도는 고려되지 않는다.

”ISO 834에 정의된 바와 같은 화재 조건하에서 부류 REI에 따른 내화성의 글레이징된 집성체는 주어진 시간동안, 안정성, 보존성 및 단열성을 제공한다.”

상이한 등급의 파이어-스크리닝(fire-screening) 패널이 있는데, 그 중 일반적으로 인식된 것은 15, 30, 45, 60, 90 및 120 분의 기간동안 화염 및 연기에 효율적으로 대항하는 패널에 부합하는 등급이다.

패널이 표준을 REI 수준에 부합시키기 위해 주어야 하는 단열 성질은 간단히, 로의 외부에 노출된 표면이 어떤 지점도 초기 온도(실온) 위로 180℃이상 온도 증가를 겪지 않을 수 있고, 그 표면의 평균 온도 증가가 140℃를 넘어서는 안되는 것이다. 부류 REI에 속하는 상기 패녈은 또한 화재장소로 부터 적외선의 투과에 대한 차단제를 형성할 수 있다.

글레이징 물질에 두층 사이에 샌드위치된 발포성 방염층을 혼입하는 패널이 화재발생에 노출될때, 발포성 방염물질이 깨져 무스나 포움으로 발포될 것이다. 글레이징물질은 화재에 의해 방출된 열하에서 연화될수 있거나, 열쇼크 때문에 분쇄될 수 있다.

불에 가장 근접한 글레이징 물질의 시이트는 열쇼크 때문에 분쇄의 위험이 가장 크고 따라서 이것 또는 약간의 다른 시이트의 분쇄경향을 감소시키기 위해 다양한 제안이 이루어졌다.

예를 들어 영국 특허 제 2 096 944 호는 보로-실리케이트 시이트 또는 열팽창 계수가 낮은 다른 특별한 발포성 방염물질 시이트를 사용하여 시이트내에서 주어진 온도 구배에 대한 열쇼크의 정도를 감소시킴을 제안한다. 이론적으로 열쇼크를 더욱 잘 견딜 수 있는 템퍼링(tempering)된 유리의 사용을 또한 제안하였다. 상기한 방법들로 패널의 하나 이상의 시이트의 열 쇼크 저항성을 증가시키는 것은, 특히 다소 두꺼운 시이트가 사용되면, 내화성에 있어 약간의 증가를 초래할 것이다. 그러나, 이는 또한 패널제조의 경비에 추가될 것이고 또한 질량이 부가될 수 있다.

패널 시이트, 예를 들어 화재에 가장 근접한 시이트는 분쇄되기 시작하면 포움 발포성 방염물질이 결과 단편을 대체하는 경향이 있을 것이다. 포움 발포성 방염물질은 임의의 상기 단편들에 매달려 그들을 그 자리에 보유하는 경향이 있으나 이 경향은 온도가 증가함에 따라 감소되고, 대체된 단편들은 창문을 따라 미끄러져 포움층을 전단하는 경향을 나타내며 이와 함께 많은 포움을 끌어내어 패널의 다음 구조 플라이를 총화력에 노출시킨다. 그래서 패널 보존성의 파괴가 진행된다.

분명히 패널이 화염, 연기 및 직접적인 열복사에 대한 차단제로서 효율적으로 남으려한다면 패널은 얼마간의 구조적 안정성을 유지해야 한다. 이러한 이유로 단편이 그렇게 쉽게 대체되어 떨어지지 않도록 하기 위해 발포성 방염물질 층의 수 및 글레이징물질 시이트의 수 증가, 발포성 방염물질의 더욱 두꺼운 층 사용 및 또한 글레이징 시이트의 두께 증가를 채택하였다.

패널의 단위 면적당 질량의 임의의 상기 증가는 물질에서만이 아니라 저장, 취급 및 운송이 있어 특정 부가적 경비를 야기할 것이다. 또한 요구되는 구조물에 있어 설비를 위한 유의하게 더욱 강하고 따라서 더욱 값비싼 프레임(frame)의 요구가 결과될 것이다.

발포성 방염물질층의 두께 증가는 고도의 투명도를 달성하기 더욱 어렵게 한다.

본 발명은 개선된 내화성을 갖는 패널을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따라 패널은 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 7.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 적어도 하나의 유리질 물질 플라이를 혼입하고 상기 플라이(본 명세서에서 “거친표면 플라이”로 칭함)는 발포성 방염 물질의 상기층이 직접적으로 결합되는 거친표면(본 명세서에 정의된 바와 같은)을 가짐을 특징으로 하는 패널의 적어도 하나의 구조적 플라이에 결합된 적어도 한층의 발포성 방염물질을 포함하는 투명한 내화성, 글레이징 패널을 제공한다.

표현 “유리질의”는 본 명세서에서 유리 및 비토(vitro)-결정성 물질을 나타내기 위해 사용된다. 표현 “비트로-결정성 물질”은 본 명세서에서 조절된 부분적 실투(失透)를 확보하기 위한 처리를 적용한 유리를 나타내기 위해 사용된다. 비트로-결정성 물질은 또한 종종 비트로-세라믹 또는 유리 세라믹으로 언급된다.

유리질 물질 시이트의 거칠음 또는 주름은 다양한 방법으로 특정될 수 있다. 이의 설명을 목적으로 즉 0.8㎜ 이상의 파장을 갖는 불규칙성을 제거하여 더욱 단파장을 갖는 불규칙성만 남겨두도록 설치된다는 “주름 모드”에 사용되는 Taylor-Hobson으로부터의 주름측정기(rugosimeter) “Form Talysurf”를 지목한다(거칠음 또는 주름).

사용된 방법은 0.8㎜의 샘플 길이를 사용하여 주름측정기의 제조업자에 의해 설명된 것이다. 방법은 DIN 4768 및 ISO 4288에 설명된 것과 광범위하게 유사하나, 결가가 표현되는 방식에 있어서는 특히 다르다.

하기와 같이 지시되는 것을 포함하여 다양한 결과가 얻어진다. Rti 임의의 주어진 샘플 길이 i에서 최고피이크의 정상부와 최저 곡의 저부 사이의 높이차. 이는 ISO 4287에 규정된 바와 같은 Ry와 동등함이 주목될 수 있다.

Rtm 전체 평가 길이에 걸쳐 측정된 R_ti의 모든 값의 평균. 이는 DIN4786에 규정된 ~=바와 같은 R_{z DIN}과 동등함이 주목될 수 있다. 이 설명의 목적으로 거친 유리질 표면은 Rtm이 0.1㎛ 이상인 것을 정의한다.

역으로 매끄러운 비트로-결정성 표면은 R_tm이 0.06㎛ 이하인 것으로 규정된다.

비교를 위해 파이어-폴리쉬드 플로우트(fire-polished float) 유리는 0.02㎛ <Rtm <0.035㎛를 갖고, 영국 특허 명세서 제 1,151,931호에 따라 제조된 전형적인 염소(염소)유리는 1.5㎛ <Rtm <2.2㎛를 갖고, 영국 특허 제 2 188 925호에 따라 제조된 염소 유리는 전형적으로 Rtm0.5㎛를 가짐을 주목하는 것은 흥미로울수 있다.

거친표면을 갖는 유리질 플라이의 사용은 특히 고려중인 목적을 위한 잇점의 중요한 조합을 갖는다. 첫째로 상기 거친 표면 플라이는 보통의 창(소다 석회) 유리보다 작은 열팽창계수를 갖는데 이는 온도 범위 0°내지 100°에 걸쳐 약 8.9×10^-6K^-1이고 따라서 주어진 두께 및 주어진 온도 구배에 대해 열쇼크에 부서지는 경향이 적다. 둘째로, 표면주름은 발포 후 및 패널의 다른 시이트, 예를들어 유리가 분쇄되고 약간의 단편이 대체된 후에도 발포성 방염물질의 점착성을 증진시키는 경향이 있는 기계적 키이로서 역할한다. 결과적으로 거친표면 플라이는 보통 유리시이트보다 더 오래 손상되지 않고 유지되는 경향이 있고, 또한 포움화된 발포성 방염물질의 전체적인 스크린층을 보유하는 경향이 있어 화염 및 연기에 대항하고 또한 적외선 전도에 대항하는 차단제로서 패널 보존성의 더욱 오랜 보전을 결과시키는 상승 효과가 있다. 거친표면 시이트에 의해 형성된 열 스크린 및 포움화된 발포성 방염물질의 층은 패널의 내화성을 연장시킨다.

본 발명에 따른 패널은 내화성에 주목할만한 개선점을 부여하고, 이는 내화성의 주어진 등급이 보다 얇아서 저장, 수송 및 프레임에 설치하기 더욱 쉬운 보다 가벼운 패널로 달성되도록 하고,이는 또한 높은 투명도를 갖는 패널의 제조를 용이하게 하는데 상당한 잇점이 있는 발포성 방염물질의 보다 얇은 층이(역시, 같은 정도의 내화성을 위해) 사용되도록 한다.

본 발명에 따른 패널의 가장 바람직한 구체예에서 발포성 방염물질층 또는 발포성 방염물질물질의 각각이 상기 층은 두개의 유리질 플라이 사이에 샌드위치되고 직접 결합된다. 본 발명의 바람직한 양상의 적용은 패널이 투명도를 증진시킨다.

본 발명은 상기 패널의 제조방법으로 확대되어 따라서 적어도 하나의 유리질 플라이가 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 7.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖고 상기 플라이(하기에 “거친표면 플라이”로 칭함)가 발포성 방염 물질의 상기층과 접촉하고 있는 거친표면(본 명세서에 정의된 바와 같은)을 가짐을 특징으로 하는

연속적인 유리질 플라이가 발포성 방염물질의 삽입층과 접촉하고 있는 다수의 유리질 플라이로 부터 샌드위치 집성체를 형성하고, 샌드위치의 내부 플라이 공간을 탈기시키고 투명한 적층판으로서 샌드위치 집성체가 서로 결합을 유발할 정도의 열 및 압력 조건을 샌드위치에 적용함으로 구성되는 투명한 내화성, 글레이징 패널을 제조하는 방법을 제공한다.

화재 발생시 발포성 방염물질의 상기 층과 접촉하고 있는 거친표면을 갖는 유리질 물질의 플라이를 사용함으로써 부여된 잇점을 이미 언급하였다. 상기 플라이의 사용은 또한 상기 제조방법 동안 다소 기대치 못했던 잇점을 부여한다. 상기 플라이의 사용은 이의 거친-표면에 의해 공기가 포획되는 경향이 있으므로 샌드위치 집성체의 탈기를 더욱 어렵게 한다고 생각될 수 있다. 놀랍게도, 그렇지 않다. 사실상 심지어 표면주름은 실제로 제조방법의 탈기단계를 유용화하는 공기통로를 제공할 수 있고, 결과적으로 패널의 플라이들 간에 공기가 포획되는 경향이 감소되고, 거친-표면 플라이와 발포성 방염물질 간에 더 나은 결합이 형성될 수 있다고 나타난다. 열 및 압력 조건하에서, 발포성 방염물질은 실질적으로 거친-표면의 곡을 채워 상기 거친-표면이 패널의 투명도에 해로운 영향을 거의 갖지 않도록 함이 밝혀졌다.

발포성 방염물질과 인접한 유리질 플라이 사이의 직접 결합을 갖는 부가적인 잇점은 임의의 삽입 결합제에 대한 요구가 없다는 것이다. 통상적으로 유리질 플라이를 함께 적층시키기 위해 사용되는 폴리비닐 부틸알과 같은 대부분의 접착재료가 다소 낮은 융점을 가져 화재 도중 쉽게 파괴되므로 이는 불필요한 제조 경비의 추가를 피하도록 돕고 내화성의 증진을 돕는다. 그것이 일어나야 한다면 이의 결합 효율은 훼손될 것이다.

물론, 패널의 각각의 유리질 플라이가 상기 거친-표면 플라이일 수 있으나 거친-표면 물질은 예를들어 보통 창유리보다 더욱 비용이 드는 경향이 있고 완벽하게 만족스러운 결과는 단지 하나의 거친-표면 플라이를 혼입한 내화성 패널에 의해 주어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예는 상기 발포성 방염층 또는 적어도 하나의 사이 발포성 방염층이 상기 거핀표면 플라이와 유리플라이 사이에 샌드위치된 것을 제공한다.

본 발명의 바람직한 구체예에서 상기 패널은 두개의 거친-표면을 갖고 발포성 방염물질의 두 층사이에 샌드위치되고 직접 결합된 거친-표면 플라이를 포함한다. 이러한 방식으로 거친-표면 플라이에 의한 포움화 발포성 방염물질의 보유 잇점은 상기 플라이의 양표면에서 얻어진다.

본 발명의 몇몇 바람직한 구체예에서 상기 패널은 매끄러운 노출표면을 갖는 상기 거친-표면 플라이를 포함한다. 상기 패널은 예를들어 발포성 방염물질의 단일층을 샌드위치하는 하나의 거친-표면 플라이 및 예를들어 보통 소다-석회 유리와 같은 매끄러운-표면유리 플라이로 구성될 수 있어 경량이고 효율적인 내화성 패널을 형성한다. 대안적으로 하나 이상의 부가적인 발포성 방염층 및 유리질 플라이가 혼입될 수 있다. 거친-표면 플라이의 매끄러운 노출 표면은 패널의 투명도를 증진시키는 경향이 있다.

바람직하게 상기 거친-표면 플라이는 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 3.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는다. 이 바람직한 양상의 적용은 열 쇼크로 이해 상기 플라이가 파괴되는 감도를 감소시키는 잇점을 갖는다.

본 발명의 가장 바람직한 구체예에서 적어도 상기 거친-표면 플라이는 비트로-결정성 물질의 플라이다.

상기 비트로-결정성 플라이는 열쇼크에 매우 저항성인 것으로 밝혀져 있고, 따라서 이는 화재의 영향에 노출되었을때 주어진 두께에 대해 유리보다 더 오래 이의 보존성을 보유한다. 비트로-결정성 물질은 또한 다소 높은 연화점 및 융점을 갖는 경향이 있다. 거친표면을 갖는 비트로-결정성 플라이의 사용은 포움화된 발포성 방염 물질의 층이 패널의 다른 시이트가 분쇄되고 약간의 단편들이 대체된 후에도 패널의 영역 위에 놓인채 보유될 수 있는 시간의 길이를 증가시키는 경향이 있으므로 고려중인 목적을 위한 특히 중요한 잇점을 갖는다.

특정 비트로-결정성 물질은 극히 낮거나 음의 일 팽창계수를 가질 수 있고, 우수한 결과를 위해 상기 거친-표면 플라이가 20℃ 내지 600℃의 온도범위에 걸쳐 1×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖도록 상기 물질을 선택하는 것이 바람직하다.

상기한 팽창의 낮은 계수의 달성은 적어도 부분적으로 비트로-결정성 물질의 결정상의 구조에 의해 결정된다. 상기 거친-표면 비트로-결정성 플라이 물질의 주요한 결정상은 β-석영의 고용액인 것이 바람직하다. 비트로-결정성 물질내에 상기 주요한 결정상의 혼입은 팽창의 매우 낮은 계수를 얻는데 조력한다.

유리하게도, 상기 거친-표면 비트로-결정성 플라이의 물질은 핵제로서 TiO₂및 ZrO₂를 각각 0.8 중량% 내지 3.0 중량%의 비율로 함유한다. 이는 고품질 비트로-결정성 물질의 형성을 증진시키는 경향이 있다. 상기 핵제의 상기 비율은 부분적인 실투 후에 고품질의 비트로-결정성 물질을 얻을 만큼 충분히 높으나, 반면 동시에 물질의 고온 작업도중 실질적으로 핵화를 피할 만큼 충분히 낮다는 것이 밝혀졌다.

상기 패널은 부가적인 잇점을 제공한다. 상기 패널에서 사용하기 위한 바람직한 발포성 방염 물질은 수화된 나트륨 실리케이트로 구성된다. 이는 경비 조작 및 투명한 중간-층으로의 형성의 용이성 및 화재 발생시의 효율성의 이유때문이다. 상기 물질의 발포성 방염층은 시간 경과에 걸쳐 미소-기포의 집단을 발달시키는 경향이 있다. 이는 패널의 광학적 성질에 있어 열화를 야기할 것이다. 다소 놀랍게도 비트로-결정성 플라이의 존재는 상기 미소-기포의 급증을 감소시키는 경향이 있다. 이는 많은 비트로-결정성 물질이 자외선을 흡수하기 때문에 가능하다.

본 발명의 가장 바람직한 구체예에서, 상기 패널은 알칼리 금속원자를 함유하는 비트로-결정성 물질의 상기 플라이를 포함하는데 적어도 상기 원자의 상다수가 리튬원자이다. 리튬-함유 비트로-결정성 물질의 사용은 본 발명에 다른 패널의 내화성에 있어 주목할 만한 개선점을 부여한다. 이 주목할만한 개선점이 명백한 이유는 완전히 분명하지 않지만, 한가지 가능한 이유는 화재열 하에서 비트로-결정성 물질로 부터의 리튬 이온 및 발포성 방염 물질로 부터의 나트륨 이온의 내부-분산이 있어, 이는 특히 비트로-결정성 물질의 표면 위로 리튬 실리케이트의 형성을 결과시키는데 있다. 리튬 실리케이트는 나트륨 실리케이트 보다 우수한 내화성을 가지므로 패널의 이웃하는 구조적 플라이가 파쇄되기 시작하는 것보다 더 오래 제자리에 남는 것으로 기대된다. 그러나 어떤 경우든 부여된 잇점은 실제이고 이의 또는 임의의 다른 이론적 설명에 의존하지 않는다.

부가적인 잇점은 화재발생시 인접하는 수화 나트륨 실리케이트를 적어도 부분적으로 리튬 실리케이트로 전환하는 작용을 하는 리튬-함유 비트로-결정성 물질의 사용에 의해 부여된다.

이는 리튬 실리케이트가 나트륨 실리케이트 보다 훨씬 덜 수용성이어서 결과 리튬 실리케이트 포움은 자동 스프링클러 시스템의 작동 또는 실제로 소화용 호오스로 분사함에 의해 패널로부터 훨씬 덜 씻겨 나가는 것같다.

유리하게 상기 패널은 삼원 시스템 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂에 기초한 비트로-결정성 물질의 상기 플라이를 포함한다. 상기 물질을 고려중인 목적에 특히 적합한 것으로 밝혔다. 특히 화재발생시 나트륨 실리케이트 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂시스템 비트로-결정성 물질의 반응에 의해 형성된 신규한 물질은 가능하게 라멜라 사이의 틈새에 기체 또는 약간의 다른 기체가 포획된 라멜로이드 구조를 갖는다. 더욱이, 내화성은 또한 비트로-결정성 물질의 잔여 유리질상의 느린 결정화를 진행시킴으로써 강화될 수 있음을 또한 주목하였다.

본 발명의 바람직한 구체예는 이제 실시예에 의해 및 수반되는 도식적 도면을 참고로 더욱 자세히 기술될 것이다.

제1도에서 투명한 내화성 글레이징 패널은 연속적으로 유리의 제1시이트(1), 발포성방염 물질의 제1층(2), 거친-표면 유리질 물질시이트(3), 발포성 방염 물질의 제2층(4) 및 유리의 제2시이트(5)로 구성된다.

유리질 시이트(3)의 두 주요면(6), (7)은 거칠고 전체 패널은 층(2)(4)의 발포성 방염 물질을 각각의 유리질 시이트와 직접 접촉하고 있는 결합제로서 사용하여 적층판으로서 함께 결합된다.

제2도는 적층된 창유리(8)를 형성하기 위해 차례로 유리 시이트(11)에 직접 결합되어 있는 발포성 방염 물질의 층(10)에 직접 결합된 제1유리질 플라이(9)를 갖는 본 발명에 따른 내화성 패널로서 구성된 제1적층된 창유리(8) 자체로 구성되는 본 발명에 따른 중공(중공) 글레이징 패널을 제시한다. 노출된 유리질 시이트(9)의 표면(12)은 매끄러우나 발포성 방염층(10)과 직접 접촉하고 있는 표면(13)은 거칠다. 적층된 창유리(8)는 글레이징 물질의 단일 플라이 또는 시이트(14)에 의해 구성된 제2창유리와 이격된 관계로 프레임(제시되어 있지 않음)에 둔다.

제2도에 제시된 구체예의 첫번째 변형에서 적층된 창유리(8)는 내화성 패널의 전체를 구성한다. 두번째 변형에서, 제2유리시이트(제시되어 있지 않음)는 발포성 방염 물질의 제2층(역시 제시되어 있지 않음)을 통해 유리시이트(11)에 적층된다.

제3도는 이격된 관게로 등을 맞대고 유지되어 있는 한쌍의 적층된 창유리(8) (제2도와 비교하라)로 구성된 본 발명에 따른 제2중공 글레이징 패널을 제시한다. 제2도에 사용된 참고숫자는 각각의 유사원을 지시하기 위해 제3도에 또한 사용한다.

도면 및 하기의 실시예에서 노출된 각각의 유리질 시이트 표면 즉 발포성 방염 물질의 층과 접촉하고 있지 않은 각각의 표면은 그 표면에서 빛의 분산을 제한하고 각각의 패널을 통해 조망되는 대상물의 우수한 분석을 허용하기 위해 매끄럽고 연마된 표면을 갖는다.

[실시예 1]

[(도면 1)]

적층된 투명한 내화성 패널을 제1도에 따라 제조한다. 두 유리 시이트(1),(5)는 각각 보통 소다-석회 유리이고, 각각 두께는 3㎜이다. 사용된 나트륨 실리케이트는 3.4 : 1의 SiO₂: Na₂O 중량비를 갖고 물 약 30 내지 34 중량%를 함유한다. 시이트(3)를 형성하는데 사용된 거친표면 유리질 물질은 상표명 ROBAX하에 Sohott Glaswerke로부터 구입가능한 비트로-결정성 물질의 4㎜ 두께 시이트였다. 이 물질은 삼원 시스템 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂에 기초한다. 이의 주요 결정성 상은 β-석영의 고용액고 핵제로서 TiO₂및 ZrO₂를 각각 0.8 중량%내지 3.0 중량%의 비율로 함유한다.

비트로-결정성 물질의 두 표면은 0.4㎛ 내지 0.6㎛의 주름Rtm를 가졌다. 패널은 영국 특허 명세서 제 1,590,837호의 제1 내지 3도를 참고로 기술된 바에 기준한 방법에 의해 제조되었다. 발포성 방염 물질의 층은 두개의 유리시이트 상에 현장에서 형성되었고 그리고나서 비트로-결정성 시이트(3)이 두 반대면과 직접 접촉하여 두었다. 상기 방식으로 형성된 샌드위치 집성체는 그리고나서 투명 적층판으로서 샌드위치를 함께 결합시키기 위해 영국 특허 명세서 제 1,590,837호에 기술된 열 및 압력 계획을 적용하였다. 형성된 패널은 각각의 면이 50㎝로 측정되는 정방형이었다.

이 패널은 공지된 시험 패널과 비교될 수 있다. 이 시험 패널에서 4㎜ 비트로-결정성 시이트(3)는 두께가 8㎜인 보통 소다-석회 유리로 대체하였고, 각각의 발포성 방염층은 1㎜ 대신 1.8㎜의 두께로 제조하였다. 패널은 2.3m 높이 및 1.35m 너비로 측정되었다. 패널 제조의 다른 특성은 동일하였다.

두 패널은 각각 유사한 방식으로 프레임화하여 International Standard No ISO 834-1975에 다른 시험을 위해 로내에 장치하였다. 시험은 3시간 후 끝냈다. 시험결과는 하기와 같았다.

이리하여 본 발명의 본 실시예에 따른 프레임과 패널은 시험 패널인 표준을 RET 수준에 거의 가깝게 만족시키거나 시험 도중 전반에 걸쳐 표준 RE 수준에 만족시킨다. 본 실시예에 따른 패널의 단위 면적당 질량이 유의하게 작음에도 불구하고, 이는 패널이 화염 및 연기의 통과를 저항할 수 있는 시간에 있어 매우 유의한 증가를 나타낸다. 더욱이 본 실시예의 패널은 매우 우수한 적외선 차폐 특성을 가졌다. 180분 후, 본 실시예의 패널은 15Kw/㎡이하의 평균 속도로 적외선을 방출하였다.

본 실시예의 변형에서 시이트(3)을 형성하기 위해 사용된 비트로-결정성 물질은 상표명 FIRELITE 하에 Nippon Electric Glass로부터 구입 가능한 것이었다. 이 물질은 본 실시예에 앞서 설명된 것과 매우 유사한 표면 주름을 가졌다.

본 실시예의 두번째 변형에서, 나트륨 실리케이트의 입자 크기를 감소시키고 형성된 층의 두께가 또한 1㎜인 것을 제외하고는 영국 특허 명세서 제 2,023,452호에서 특히 이의 실시예 4에 기술된 바와 같이 발포성 방염 물질층(2), (4)이 탈기 및 결합 방법 도중 나트륨 실리케이트 입자로부터 현장에서 형성된 방법에 의해 패널을 제조하였다. 부가적인 변형에서 수화된 나트륨 실리케이트층을 형성시키기 위해 사용된 입자는 23 내지 25 중량%의 물함량을 가졌다.

[실시예 2]

[(제2도)]

제2도에 따라 적층된 투명한 내화성 패널을 제조한다. 먼저 투명한 적층 그차제가 본 발명에 따른 패널을 구성하는 내화성 창유리(8)의 성분 부품을 언급하는데 유리 시이트(11)는 보통 소다-석회 유리이고, 각각 두께는 3㎜이다. 발포성 방염층(10)은 수화된 나트륨 실리케이트이고 1㎜ 두께이다. 사용된 나트륨 실리케이트는 3.4 : 1의 SiO2 : Na2O 중량비를 갖고 물 약 30 내지 34 중량%를 함유한다. 시이트(9)를 형성하는데 사용된 비트로-결정성 물질은 실시예 1에 언급된 바와 같은 4㎜ ROBAX이었다. 패널의 집성 전에, 상기 ROBAX비트로-결정성 물질의 한 표면(12)을 이의 표면주름이 약 0.03㎛ Rtm으로 감소되도록 연마하여 매끄러운 표면을 남겼다. 발포성 방염층(10)과 직접 접촉되도록 둔 상기 시이트(9)와 표면(13)은 0.4㎛ 내지 0.6㎛ 내의 주름 Rtm을 가졌다.

상기 창유리는 이제 설명된 구조에 도달하기 위해 변경할 필요가 있는 것은 변경하에 실시예 1에 설명된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다.

창유리(8)는 유리질 물질의 단일 시이트(14)에 대해 이격된 마주보는 프레임(제시되지 않음)에 둔다. 상기 단일시이트(14)는 기계적 및 열 쇼크에 대한 이의 저항성을 증가시키기 위해 임의로 템퍼링 보통 소다-석회 유리의 시이트일 수 있다.

상기 시이트(14)는 예를 들어 3㎜ 또는 4㎜ 두께일 수 있다. 상기 시이트(14)는 화학적으로 또는 열적으로 템퍼링할 수 있으나 상기 시이트가 얇을 수록 열템퍼링 보다 화학적 템퍼링이 바람직하다. 대안적으로 상기 시이트(14)는 열쇼크에 대한 이의 감성을 저하시키기 위해 보호-실리케이트, 알루미노-실리케이트 또는 알루미노보로-실리케이트 유리와 같은 낮은 열팽창 계수를 갖는 유리로 제조될 수 있거나, 비트로-결정성 물질로 제조될 수 있다. 창유리(8) 및 (14) 사이의 간격은 적합하게 10㎜ 내지 20㎜, 예를 들어 12㎜일 수 있다. 내부-창유리 공간은 그내의 축합을 피하기 위해 원래공지된 방법으로 건조 기체로 충전하고 밀봉할 수 있으나 상기한 밀봉예에서 불의 영향하에 건조 기체로 팽창함에 따라 상기 건조 기체의 방출을 허용하기 위해 역지 밸브를 제공한다.

상기 패널은 그내의 미소-기포 형성를 결과시키는 상기 층의 노화를 연기시키기 위해 발포성 방염층(10)과 자외선 복사의 임의 국부원 사이에 비트로-결정성 시이트(9)가 장치될 수 있다. 5㎜두께에서 ROBAX비트로-결정성 물질은 1.8% 만이 297.5㎚ 내지 377.5㎚ 내의 파장을 갖는 방사선에 대해 투과도를 가져서 발포성 방염 물질에 대해 매우 효율적인 차폐를 형성할 수 있다. 상기 패널에 사용하기 위한 다른 접합한 비트로-결정성 물질은 상표명 FIRELITE 하에 Nippon Electric Glass에 의해 판매된다. 상기 물질은 12.8%가 297.5㎚ 내지 377.5㎚ 내의 파장을 갖는 방사선에 대해 투과도를 갖는다. 이는 태양에 면하는 이의 비트로-결정성 시이트와 함께 상기 패널을 설치하는 것이 유용할 것이다.

실시예 2의 패널을 함유하는 글레이징된 집성체는 매우 효율적인 내화성을 갖는다.

4㎜ ROBAX, 1㎜ 실리케이트 및 4㎜ 두께의 제2유리 시이트(4)로 부터 12㎜ 이격된 3㎜ 소다-석회 유리의 적층판으로 구성된 글레이징된 집성체는 패널이 화재면 상의 제2유리시이트와 함께 하기 성질을 가질 수 있다. REI 약 15분 약간의 단열 효과와 함께 RE 약 120분. 패널의 적층판 면상의 화재에 대해 상기 성질들은 매우 동일하나 만약 제2유리 시이트가 화학적으로 템퍼링되면, 프레임화 패널은 이의 보존성을 보유하여 ISO 9051을 REI 30분 수준에 만족시킨다.

[실시예 3]

[(제3도)]

적층된 투명한 내화성 패널을 제3도에 따라 제조한다. 이 패널은 연속적으로 프레임내에 이격된 관계로 장치된 두개의 창유리(8)로 구성되어(제2도 및 실시예 2와 비교), 비트로-결정성 시이트(9)가 전체 패널이 외부 플라이를 형성하여 패널의 양면으로부터의 자외선의 노화 영향으로부터 발포성 방염 물질을 보호한다.

상기한 창유리(8)는 이제 설명한 구조물에도 도달하기 위해 변경할 필요가 있는 것을 변경하여 실시예 1에 설명한 임의의 방법에 의해 제조할 수 있다.

실시예 3의 패널로 구성되는글레이징 집성체는 화재 영향이 저항하는데 극히 효율적이다. 각각 12㎜ 이격된 4㎜ ROBAX 1㎜ 실리케이트 및 3㎜ 소다-석회 유리의 두 적층판으로 구성된 구조물을 International Standard No ISO 834-1975에 따라 시험하기 위해 로내에서 프레임에 장치하였다. 집성체는 ISO 9051을 REI 수준에 60분간 만족시키는 것으로 밝혀졌고, 이는 시험이 종결된 후 4시간이 초과된 기간동안 그 표준을 RE 수준에 만족시켰다.

[실시예 4 내지 9]

상기 실시예의 임의의 변형에서 유리질 시이트 또는 거친-표면 유리질 시이트(3),(9)는 각각 하기 표내에 주어진 조성물 및 성질을 갖는 비트로-결정성 물질로 형성하였다.

상기 표에서 α는 달리 지시되어 않는 한 20 내지 500℃ 온도범위 걸쳐 10^-7K^-1인 선형 열팽창 평균계수이고 PCP는 각각의 조성물에 의해 제시된 주요 결성상이다.

상기 실시예 7의 조성물은 독일 연방 공화국 특허 명세서 제 DE 1 596 863호(Jenaer Glas werk S chott & Gen)에 따라 제조하였다.

[실시예 10]

부가적인 변형에서 거친-표면 유리 시이트는 하기 조성물(중량%)을 갖는 보로-실리케이트 유리로부터 제조하였다.

상기한 보로-실리케이트 유리는 0 내지 300℃ 온도 범위에 걸쳐 3.13×10^-6K^-1의 선형 열팽창 평균 계수를 갖는다.

Claims (25)

1. 패널은 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 7.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 적어도 하나의 유리질 물질 플라이를 혼입하고 상기 플라이(본 명세서에서 “거친-표면 플라이”로 칭함)는 발포성 방염 물질의 상기 층이 직접적으로 결합되는 거친표면(본 명세서에 정의된 바와 같은)을 가짐을 특징으로 하는 패널의 하나 이상의 구조적 플라이에 결합된 하나 이상의 발포성 방염물질을 포함하는 투명한 내화성 글레이징 패널.
2. 제1항에 있어서, 발포성 방염 물질의 상기층 또는 발포성 방염물질의 각각의 상기 층은 두 유리질 플라이 사이에 샌드위치되고 이에 직접적으로 결합되는 패널.
3. 제2항에 있어서, 상기 발포성 방염층 또는 하나 이상의 상기 발포성 방염층은 상기 거친 표면 플라이와 유리 플라이 사이에 샌드위치 되는 패널.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 두개의 거친 표면을 갖고 발포성 방염 물질의 두 층 사이에 샌드위치되고 이에 직접적으로 결합된 상기 거친-표면 플라이를 포함하는 패널.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 매끄러운 노출 표면을 갖는 거친-표면 플라이를 포함하는 패널.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거친-표면 플라이는 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 3.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 패널.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서, 적어도 거친-표면 플라이는 비트로(vitro)-결정성 물질의 플라이인 패널.
8. 제7항에 있어서, 상기 거친-표면 플라이는 20℃ 내지 600℃의 온도범위에 걸쳐 1×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 패널.
9. 제7항에 있어서, 상기 거친-표면 플라이는 비트로-결정성 플라이 물질의 주요 결정상은 β-석영의 고체 용액인 패널.
10. 제7항에 있어서, 상기 거친-표면 비트로 결정성 플라이 물질은 핵제로서 TiO₂및 ZrO₂를 각각 0.8 중량% 내지 3.0 중량%의 비율로 포함하는 패널.
11. 제7항에 있어서 알칼리 금속 원자를 포함하는 비트로-결정성 물질의 상기 거친-표면 플라이를 포함하되, 상기 원자의 상당수 또는 상기 원자 전부가 리튬 원자인 패널.
12. 제11항에 있어서, 삼원 시스템 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂에 기초한 비트로-결정성 물질의 상기 플라이를 포함하는 패널.
13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서, 상기 발포성 방염 물질은 수화된 나트륨 실리케이트로 구성되는 패널.
14. 하나 이상의 유리질 플라이가 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 7.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 적어도 하나의 유리질 물질 플라이이고, 상기 플라이(본 명세서에서 “거친-표면 플라이”로 칭함)는 발포성 방염 물질의 층과 접하고 있는 거친표면(본 명세서에 정의된 바와 같은)을 갖는 것을 특징으로 하는 연속적 유리질 플라이가 발포성 방염 물질의 삽입층과 접하는 다수의 유리질 플라이로부터 샌드위치 집성체를 형성하고 샌드위치 내부-플라이 공간을 탈기시키고 샌드위치 집성체를 투명한 적층판으로서 함께 결합을 유발할 정도의 열 및 압력 조건에 상기 샌드위치를 적용하는 것으로 구성되는, 투명한 내화성 글레이징 패널.
15. 제14항에 있어서, 상기 발포성 방염 물질층 또는 각각의 상기 발포성 방염물질 층은 상기 거친-표면 플라이와 유리플라이 사이에 샌드위치되는 방법.
16. 제14항 내지 제15항에 있어서, 상기 패널은 두개의 거친 표면을 갖고, 두 층의 발포성 방염 물질 사이에 샌드위치되고 이에 직접적으로 결합된 상기 거친-표면 플라이를 포함하는 방법.
17. 제14항 내지 제15항에 있어서, 상기 패널은 매끄러운 노출 표면을 갖는 거친-표면 플라이를 포함하는 방법.
18. 제14항 내지 제15항에 있어서, 상기 거친-표면 플라이는 20℃ 내지 300℃의 온도범위에 걸쳐 3.5×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 방법.
19. 제14항 내지 제15항에 있어서, 적어도 거친-표면 플라이는 비트로-결정성 물질의 플라이인 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 거친-표면 플라이는 20℃ 내지 600℃의 온도범위에 걸쳐 1×10^-6K^-1이하의 선형 열팽창 평균계수를 갖는 방법.
21. 제19항에 있어서, 상기 거친-표면 플라이는 비트로-결정성 플라이 물질의 주요 결정상은 β-석영의 고체 용액인 방법.
22. 제19항에 있어서, 상기 거친-표면 비트로-결정성 플라이 물질은 핵제로서 TiO₂및 ZrO₂를 각각 0.8 중량% 내지 3.0 중량%의 비율로 포함하는 방법.
23. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 패널은 알칼리 금속 원자를 포함하는 비트로-결정성 물질의 상기 거친-표면 플라이를 포함하되, 상기 원자의 상당수 또는 상기 원자 전부가 리튬 원자인 방법.
24. 제23항에 있어서, 삼원 시스템 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂에 기초한 비트로-결정성 물질의 상기 플라이를 포함하는 방법.
25. 제14항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포성 방염 물질은 수화된 나트륨 실리케이트로 구성되는 방법.