KR20110103429A - 내화성 창유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단련된 유리 시트의 적어도 한 세트와 이 사이에 제공되어 있는 수화된 알칼리성 실리케이트 층을 포함하는 투명한 내화성 창유리로서, 불꽃에 노출된 시트가 가장 먼저 파괴되고, 유리 조성은 동일하지만 단련된 시트의 응력이 강도가 달라서 가장 먼저 노출된 시트가 응력이 가장 낮도록 하고; 시트의 두께가 달라서 가장 먼저 노출된 시트의 두께가 가장 작으며; 가장 먼저 노출된 시트의 가장자리는 대충 절단되거나 또는 편평해진 가장자리를 보유하고 제2 시트의 가장자리는 랩(lap)되거나 연마되고; 또는 더 낮은 응력 및/또는 두께가 동시에 제공되고(또는) 거친 절단 가장자리 또는 편평해진 가장자리가 불꽃에 노출된 제1 시트에 제공되도록 한 창유리에 관한 것이다.

Description

내화성 창유리{FIREPROOF GLAZING}

본 발명은 수화된 알칼리성 실리케이트 층을 1층 이상 함유하는 투명한 내화성 창유리 시스템에 관한 것이다.

이 창유리 시스템은 그 제법과 성질이 모두 다른 2가지 종류가 있다. 첫번째 종류는 건조에 의해 형성되는 수화된 알칼리성 실리케이트 층을 1층 이상 함유하는 창유리 시스템이다. 상기 층은 필요하다면 유리 시트 상에서 직접 건조되고, 그 다음 제2 유리 시트와 조합된다. 이러한 종류의 창유리 시스템은 진공 하에 오토클레이브에서 고온 하에 또는 고온 캘린더링에 의해, 또는 이러한 여러 작업들의 조합에 의해 조립되는 것이 유익하다. 이러한 작업들의 성질과 조건은 단순 어닐링된 유리의 사용을 가능하게 한다. 이와 같이 어닐링된 유리 사용 시의 장점은 고찰된 응용 예에 따른 상기 창유리 단위의 치수 결정 시에 전범위를 가능하게 한다는 것이다.

불꽃 시험에서, 실리케이트 층의 온도 증가는 내화성 포말의 형성을 초래하고, 이 포말은 확고하게 유지된다. 직접 노출된 유리 시트는 열 충격의 작용 하에 파괴된다. 이 시트 조각은 아마도 탈착될 수 있지만, 팽창 층이 제2 유리 시트를 보호하여 필요한 밀봉을 확실하게 해준다.

두 번째 종류의 내화성 창유리의 경우에, 생산 동안 수화된 알칼리성 실리케이트는 건조 없이 응고할 수 있는 유체 조성물 형태로 존재한다. 가장 일반적으로, 창유리는 2장의 유리 시트를 시트 주변에 위치한 스페이서에 의해 서로 일정 거리를 유지시키고, 이러한 밀폐 봉인된 공간으로 경계를 지어, 여기에 실리케이트 조성물을 주입하여 제조한다. 일단 조성물이 시트 사이에 도입되면, 온도가 상온보다 높은 수준으로 유지되고 다른 모든 인자는 동일하여 조성물이 더욱 감소된 수분 함량을 보유하기 때문에 전부 더 짧은 시간 동안 경화가 일어난다. 이러한 두 번째 종류의 창유리에 사용된 실리케이트 조성물은 건조 생산된 것보다 눈에 띄게 높은 수분 함량을 보유한다. 이러한 조성물은 불꽃 시험에서 동일한 양태를 나타내지 않는다. 이 조성물은 종래 제품에서 크리프(creep)하는 경향이 있었던 포말 형태로 팽창한다. 유의적인 불꽃 방어를 유지하기 위해, 사용된 유리 시트는 수분 함량이 더욱 제한된 제품에 필요한 것보다 더 우수한 열충격 내성을 보유해야 한다. 이러한 방식에서, 팽창 과정 동안 팽창성 층은 일정한 위치를 유지한다.

열충격에 대한 내성의 증가는 강화 유리 시트를 사용한 결과이다. 이 시트의 고유한 단점은 이들을 절단하는 것이 불가능하다는 것이다. 따라서, 이 시트는 사용되는 치수로 생산해야만 한다. 이러한 제2 종류의 창유리 시스템은 오랫동안 사용되고 있지만, 그 성능은 사용된 유리 시트의 내성과 주로 연관이 있다. 이 시스템은 불꽃 시험에서 매우 다른 온도에 있는 시트의 양면으로부터 초래되는 유의적인 열 충격으로 처리된다. 실리케이트 조성물과 접촉한 면은 실리케이트에 함유된 물의 증발 온도에 가까운 온도를 유지한다. 이 온도는 약 100 ℃ 정도이다. 다른 면은 불꽃에 노출되어 있다고 가정하면, 수백 ℃에 빠르게 도달할 수 있다. 이러한 열 응력 외에, 실리케이트를 가열함으로써 배출되는 증기 압력의 응력도 추가된다.

강화 유리 시트의 경우에, 시트의 파괴는 비강화 유리에 의해 나타나는 기간보다 더 오랜 기간 후에 일어나지만, 이 시간은 비교적 제한적이다. 이러한 이유로 인해, 더 긴 보호가 필요할 때 종래 사용된 창유리 시스템은 추가 유리 시트에 의해 분리된 팽창성 층으로 이루어진 더욱 복잡한 어셈블리로 제조되었다. 이러한 종류의 구조는 보호 과정에 연속해서 참여하는 각 유리 시트와 각 층에 의해 창유리의 완전 파쇄가 지연되게 한다.

이러한 구조가 매우 경제적이지 않다는 것은 분명하다.

두 번째 종류의 창유리 시스템은 특히 소위 "선박용" 창유리 시스템의 조성물에 사용된다. 이러한 창유리 시스템은 전술한 내화성 어셈블리를, 기계적 내성을 증가시키는 소위 "압력" 시트인 실질적인 두께의 유리 시트와 조합된다. 이 유리 시트의 위치는 외부 조건에 직접 노출된다. 이 시트는 실리케이트 층을 함유하는 어셈블리로부터 일정 거리에서 유지된다.

"선박용" 창유리 시스템은 예상 용도에 따라 특정 요건에 상응하는 2가지 종류로 이루어진다. 제품 클래스 A0은 승객 수송용 배에 관한 것이다. 클래스 A60은 화물, 특히 유조선에 사용되는 배에 관한 것이다. 이러한 2가지 종류가 통과해야 하는 검사는 크게 다르다.

A0 타입의 경우, 불꽃은 내성 검사에서 배 내부에 위치한다. 이 검사는 창유리의 밀봉이 적어도 60분 동안 유지될 때 통과한다. 이 기간 동안 화염 또는 연기는 새나가지 않아야 한다. A60 타입에서 불꽃은 배의 외측에 위치한다. 이 창유리는 적어도 60분 동안 열 복사에 대하여 밀봉과 절연을 유지해야 한다. 열 절연은 불꽃에서 가장 멀리 떨어진 시트 면의 온도로 측정한다. A0 창유리 시스템의 내화성 요건은 "압력" 유리 시트 외에, 건조 없이 실리케이트 조성물을 경화시켜 형성된 팽창성 층을 포위한 2장의 강화 유리 시트에 의해 형성된 어셈블리를 포함하는 구조에 의해 충족된다. 팽창성 층이 불꽃에 빠르게 노출되고 결과적으로 크리프하게 될지라도, 이러한 팽창성 물질의 크리프로부터 초래되는 보호의 변동은 달성하고자 한 제한된 보호 시간을 허용할 정도로 충분하게 천천히 일어난다. 불꽃이 내면에서 일어날 수 있을 때, 선박용 창유리 시스템은 "A60" 분류의 요건을 충족해야 한다. 이 경우에, 압력 시트는 최초의 열 충격을 견뎌낸다.

압력 시트는 그 두께에도 불구하고 몇 분 후에 파괴되어 불꽃에 노출된 팽창성 소재를 포함하는 구조를 남긴다. 필요한 시간 동안 견디기 위해, 현재 사용되는 제품들은 3장의 유리 시트와 2개의 팽창성 층으로 구성된 어셈블리를 포함한다.

본 발명자들은 팽창성 물질의 조성을 적절히 선택하여, 온도의 인지가능한 증가로 처리되었을 때 팽창이 크리프를 유발하지 않는 포말 형태를 초래하거나, 또는 크리프가 극히 제한된 형태로만 일어나, 열복사에 대한 밀봉 또는 절연의 문제이든지 간에, 보호 성질이 실질적으로 향상되도록 하는 것이 가능하다는 것을 확립시켰다.

이러한 결과를 건조 없이 자발적으로 응고하는 알칼리성 실리케이트의 조성물로 달성하기 위해, 본 발명자들은 수분 함량이 43 중량%의 물, 바람직하게는 40%를 초과하지 않는 실리케이트 조성물로 작업할 것을 제안한다.

경험에 따르면, 팽창성 층은 동일한 실리카/알칼리성 산화물 몰 비 하에 수분 함량이 높을수록 열에서 더욱 쉽게 크리프하는 것으로 관찰되었다. 하지만, 모든 다른 인자가 동일한 경우, 수분 함량의 감소는 조성물 사용 기간("포트라이프")의 감소, 환언하면 이 조성물의 제조와 이의 자발적 팽창 사이의 시간의 감소를 초래한다. 수분 함량이 매우 제한적인 경우에, 팽창은 실제 자발적이 될 수 있어 유리 시트 사이에 조성물의 위치결정을 실행할 수 없게 한다.

더욱이, 종래 출원에서 출원인은 수분 함량에 관한 것이 아닌 사용 기간에 영향을 미칠 가능성이 있는 다른 특성들을 명기했다. 이것은 특히 조성물의 실리카/알칼리성 산화물의 몰 비를 포함한다. 측정된 수분 함량을 보유한 조성물의 안정성은 몰 비가 덜 높을 때 더욱 더 쉽게 달성된다. 그럼에도 불구하고, "내화" 성질, 환언하면 내화성 성질도 상기 몰 비에 의존적이라는 점에서, 수분 함량이 감소되게 할 수 있는 낮은 몰 비의 조성물로 작업하는 것이 바람직하지 않다. 이러한 이유로, 가능하다면, 몰 비는 비교적 높고 수분 함량은 한편으로는 사용 중에 조성물의 유동성을 유지할 수 있을 만큼 조정하고 다른 한편으로는 조성물이 불꽃에 노출되었을 때 크리프하는 경향이 없도록 선택한다.

이러한 여러 요건을 층의 기본 조성을 변동시킴이 없이 조정하는 1가지 방법은 팽창이 너무 빠르지 않도록 이 조성물을 형성하는 물질을 선택하는 것이다. 환언하면, 폴리실리케이트 겔의 형성은 적어도 부분적으로 조절된다. 또한 이 출원인의 종래 특허 출원 EP 1 761 461은 이러한 점에서 해결안을 제공한다. 이 출원에 따르면, 수분 함량이 제한적인 경우에 조성물의 안정성 조절은 유의적인 비율의 실리카가 결정된 입자 치수를 가진 콜로이드성 실리카 현탁액의 형태로 도입된 조성물로 제조하도록 선택하여 달성할 수 있다. 실제, 고려된 용도의 요건을 팽창 시의 "지연" 효과가 충족하도록 하기 위해, 실리카 입자는 평균 그레인 크기가 40nm 이상, 바람직하게는 50nm 이상이어야 한다. 또한, 치수의 분산은 제한적인 것이 중요하다. 유익하게는, 전술한 출원에서 강조한 바와 같이, 입자의 80 중량%는 평균 직경의 ±10% 범위 내인 것이 바람직하다. 원하는 효과를 얻기 위해, 이러한 치수를 가진 실리카의 비율은 조성물에 존재하는 총 실리카의 50% 이상이다. 이러한 실리카 입자는 조성물의 숙성을 지연시키기 위해 비교적 부피가 커야 하고, 그 치수는 지나치게 큰 입자가 빛 확산 효과를 유발할 수 있기 때문에 최종 창유리의 투명성을 손상시키지 않는 범위 내에서 유지되어야 한다. 사용된 실리카 입자의 평균 치수는 130nm를 초과하지 않는 것이 유익하다.

이러한 조건에서, 수화된 알칼리성 실리케이트의 조성물은 제한된 수분 함량과 비교적 높은 실리카/알칼리성 옥사이드 몰 비를 동시에 보유할 수 있어, 당해의 내화성 창유리 시스템에 상기 조성물의 사용에 맞는 사용 기간을 제공한다. 이러한 조성물은 부피 상실 없이 수 시간 동안 유지될 수 있고, 심지어 저온(4℃ 정도)에서 유지된다면 수일 동안도 유지될 수 있다. 전형적인 조성물은, 예컨대 몰 비가 3.5 내지 6이고 수분 함량이 35 내지 43 중량% 정도이며 50% 실리카가 콜로이드성 실리카의 현탁액 형태이고, 이때 입자의 평균 직경은 예컨대 70nm 정도인 것으로 형성된다. 이러한 조성물의 제법은 여기에 참고 인용된 종래 출원에 상세하게 제시되어 있다.

건조 없이 응고하는 실리케이트 조성물의 사용 시, 특히 조성물이 종래 사용된 것과 같은 수분 함량을 보유할 때 다음과 같은 이유로 인해 추가 문제점이 발생했다.

강화 시트와 상기 조성물을 함유하는 창유리 시스템의 경우에, 불꽃에 노출될 때 처음 노출되는 유리 시트는 맨 먼저 파괴되는 것이어야 한다. 경험상, 정반대의 일이 때로 일어난다. 이러한 이유가 무엇이든지 간에, 이러한 행동은 창유리로부터 모든 보호 효과를 없앤다. 불꽃에 대해 팽창성 층 뒤에 위치한 유리의 파열은 이러한 최초 파괴에 상관없이 직접 노출되어 가장 강렬한 열 충격에 처하는 시트가 보통 겨우 수 분 동안만 견뎌내기 때문에 충분히 장시간 동안 보호가 유지되게 하지 못한다. 이러한 제2 시트가 파괴될 때 팽창성 층은 더 이상 제 위치에 있지 않고 어셈블리는 붕괴된다. 직접 노출되지 않은 시트의 파열 원인으로는 가능한 많은 원인이 있을 수 있다. 이 시트가 격렬한 열 충격에 직접 처하지 않을지라도, 팽창성 층의 수분 증발은 두 시트에 발휘될 수 있는 상당한 압력을 상기 적층 구조에 도입시킨다. 두 유리 시트가 원칙적으로 특징이 동일할지라도, 특히 조성, 두께 및 인성이 동일할지라도, 이러한 응력 하의 행동은 반드시 동일하지는 않다. 완전히 조절가능한 것은 아닌 요소는 이들 중 하나를 다른 것에 상대적으로 훼손시킬 수 있다. 이러한 차이는 특히 유리 시트의 가장자리에 존재하는 미세균열과 같은 결함과 주로 관련이 있다. 이러한 결함은 불꽃에 직접 노출되지 않은 시트가 가장 먼저 파괴되어 앞서 제시한 결과를 나타내기에 충분할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 자연적인 일로서, 불꽃에 노출된 시트가 가장 먼저 파괴되도록 하여 증기압과 관련된 응력을 해제시키고, 이에 따라 제2 시트가 위치를 유지하고 팽창성 층도 역시 지지될 수 있도록 하는 것이 필요하다. 강화 유리 시트를 함유하는 내화성 창유리의 경우에 이러한 사고를 방지하기 위해, 본 발명에 따르면 불꽃에 노출된 유리 시트가 당연히 가장 "연성"이어서, 환언하면 가장 먼저 파괴되게 할 수 있다.

특히 이러한 결과가 본 발명에 따라 달성되도록 여러 인자가 역할을 한다: 시트의 두께, 강화 응력 및 가장자리의 피니시 품질.

원칙적으로 응력이 동일한 경우, 내성은 시트의 두께에 의존적이어서, 가장 두꺼운 시트가 가장 내성적이다. 하지만, 두께는 특히 창유리를 두껍게 만들지 않는 것이 바람직할 때, 반드시 사용되지는 않는 인자이다. 이러한 경우에, 강화 과정 동안 도입된 여러 응력의 역할은 내성을 차별화하는 방식이다.

본 발명에 따르면, 응력 차이가 최저 응력 수준의 10% 이상인 시트 및/또는 최저 두께가 사용된 시트와 15% 이상 두께 차이가 있는 시트 사이에 확립된다. 두 시트 사이의 응력 차이는 적어도 20%인 것이 바람직하고, 30%를 초과할 수 있다. 이와 마찬가지로, 시트 사이의 두께 차이도 적어도 20%인 것이 바람직하고, 30%를 초과할 수 있다.

절대적 값으로, 팽창성 층의 양면에 있는 동일한 창유리에서 두 시트 사이의 응력 차이는 적어도 10MPa, 바람직하게는 적어도 20MPa이다.

이러한 고찰에서, 유리 시트는 도입된 차이가 어떠한 영향도 미치지 않게 할 결함을 보유하지 않는 것으로 가정되어야 한다. 특히, 시트는 파괴 개시에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 가장자리의 미세결함이 없어야 한다. 상기 조치 외에도, 또는 이의 대안으로서, 유리시트의 가장자리를 피니싱하는 방법에서 차이를 적용하는 것이 가능하다. 가장 연성이어야 하는 유리 시트의 가장자리가 절단되지 않은 채 남아있거나, 또는 파괴된 가장자리이면, 양호한 내성을 보유해야 하는 그 가장자리는 가능한 한 임의의 초기 파괴를 없애기 위해 연마하거나 무광택으로 마쇄한다.

본 발명은 이하 실시예를 기초로 한 설명과 도면 세트를 참고로 하여 설명된다.
- 도 1은 A0 클래스 "선박용" 창유리의 개략적 단면도이다;
- 도 2는 종래 기술의 A60 클래스 "선박용" 창유리의 개략적 단면도이다;
- 도 3은 본 발명에 따른 A60 클래스 "선박용" 창유리의 개략적 단면도이다.

도 1에 제시된 "선박용" 창유리는 외측을 향한 "압력" 유리 시트(1)를 포함한다. 이 시트는 통상적으로 이러한 종류의 용도에서 기계적 응력을 견디기 위해 비교적 두껍다. 8 내지 25 mm의 두께가 통상적이다. 당해의 시트는 가능한 최고의 내성을 제공하기 위해 강화된다. 이 제1 시트로부터 떨어진 위치에, 2장의 유리 시트(3 및 4)와 이 두 시트 사이에 알칼리성 실리케이트의 고체 투명 층을 포함하는 적층 어셈블리(2)가 존재한다.

도 1에서, 시트(3 및 4)는 동일한 것으로 도시되어 있다. 압력 유리(1)는 창유리의 열절연성에 기여하는 공간에 의해 어셈블리(2)로부터 분리되어 있다. 이 구조는 프레임(도시되지 않음) 내에서 유지된다.

개략적으로 도시한 바와 같이, 이 창유리가 타입 A0인 것을 예시하기 위해 불꽃의 표시는 내면, 즉 적층 어셈블리(2) 측에 위치한다. 이러한 배열에서 불꽃 시험 동안 시트(4)는 가장 먼저 열충격을 받는 것이다. 그 내성은 제한적이다. 열충격의 영향 하에 빠르게 파괴된다. 팽창성 층(5)은 불꽃에 직접 노출되고 시트(3)를 순간적으로 보호하기 위해 빠르게 팽창한다. 수분이 비교적 많은 종래 제품에서 팽창 층은 천천히 크리프하고, 시트(3)의 보호는 이 자체의 파괴시까지 감소한다. 그 다음, 압력 시트가 열 충격을 받고 궁극적으로 파괴된다.

어셈블리(2)의 파열로 이어지는 과정은 매우 길지는 않지만 창유리가 A0 클래스에 필요한 시간을 달성하기에는 충분하다. 본 발명의 요건을 충족하는 팽창성 층이 사용될 때, 팽창성 층은 더욱 더 안정성을 유지한다. 유리 시트(3)는 눈에 띄게 장시간 동안 보호된다. 전반적인 보호 기간 역시 증가한다.

한 지표로서, 2개의 어셈블리(2)는 두께가 각각 6mm인 2개의 유리 시트와 몰비가 4.6이고 에틸렌 글리콜 함량이 4 중량%이며 테트라메틸암모늄 하이드록사이드가 1중량%인 수화된 포타슘 실리케이트 층을 가지고 동일한 방식으로 형성한다. 이 두 어셈블리는 다른 수분 함량때문에 차이가 난다. 하나는 수분 함량이 51 중량%이고 다른 하나는 38 중량%이다. 불꽃 시험에서, 직접 노출되지 않은 시트(3) 면이 140℃의 온도에 도달하는데 걸리는 시간이 측정된다. 최고의 수분 함량을 보유한 조성인 경우에, 측정된 시간은 40분이다. 어셈블리(2)에 사용된 조성이 본 발명에 따른 팽창성 조성물이 사용된 경우, 이 시간은 63분이다. 이는 크리프하지 않는 층 사용의 중요성을 분명하게 보여준다. 이 결과는 수분 함량이 보호를 보조하기 때문에 더욱 더 현저하다. 실리케이트에 함유된 수분의 증발은 유리 시트의 온도 증가에 대하여 보호하는 실리케이트의 1차 기여 인자이다. 실제, 수분 함량의 감소에 의해 도입되는 차이는 전체 효과를 침해하지 않는다는 것을 유의한다. 팽창성 층 및 이의 "내화성" 효과의 유지가 더욱 중요한 것으로 드러났다. 도 1의 창유리에 대한 불꽃 시험과 관련하여 전술한 방법의 과정은 시트(3)가 시트(4) 전에 파괴되면 혼란이 있을 수 있고, 이것은 팽창성 층이 물이 많든지 많지 않든지 간에 일어난다. 어떤 이유에서든 시트(4)가 어셈블리(2)에서 증기 압력의 효과 하에 주로 가장 먼저 파괴된다고 하면, 원하는 보호는 일반적으로 더 이상 달성되지 않는다.

압력의 발달은 층(5)의 수분 함량이 더욱 현저할 때 더 큰 정도로 촉진된다는 것은 자명하다. 하지만, 시트(4)의 파열 원인은 프레임에 이 어셈블리의 설치 동안 또는 생산 동안 항상 검출 및/또는 방지될 수는 없는, 이 시트에 존재하는 결함과 관련이 있기도 하다.

시트(4)가 우연히 가장 먼저 파괴되는 것일 때, 어셈블리(2)는 쉽게 그 역할을 수행할 수 있고, 시트(3)가 노출된 열 응력은 팽창성 층을 함께 갖고 있는 이 시트의 파열을 빠르게 초래하는데, 그 이유는 이 구조가 자신을 지지하기에 충분히 내성적이지 않기 때문이다. 시트(3)의 파열이 시트(4)의 파열 뒤에 일어나는 순서는 반드시 이루어져야 한다. 따라서, 이러한 결과에 도달하기 위해, 본 발명은 시트(3 및 4)의 내성을 차별화할 것을 제안한다. 시트(4)는 시트(3)보다 기계적 응력에 실질적으로 덜 내성적이어야 한다. 이러한 내성의 차이는 이러한 강화 시트의 응력 상태의 차이 또는 두께 차로 인해, 또는 가장자리의 적당한 처리에 의해 또는 이 방법들의 조합에 의해 본 발명에 따라 수득된다. 한 지표로서, 본 발명에 따른 클래스 A0 "선박용" 창유리는 10mm 두께의 강화 압력 시트 및 4mm 두께의 수화된 알칼리성 실리케이트 층을 포위하는 각각 6mm 두께의 2장의 강화 유리 시트를 함유하는 어셈블리로 형성된다. 두 시트의 두께는 동일하기 때문에, 차별화된 행동을 수득하기 위해 시트(3)는 120MPa 정도의 표면 압축 응력을 나타내도록 강화하고 시트(4)는 80MPa의 표면 응력을 나타내도록 강화한다.

또한, 팽창성 층이 팽창 동안 충분히 안정하도록 수분 함량이 38 중량%인 조성물을 선택한다. 이 조성물은 추가로 4 중량%의 에틸렌 글리콜, 1 중량%의 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)를 함유한다. 조성물의 SiO₂/K₂O 몰 비는 4.6이다.

이 층을 형성하는데 사용된 조성물은 실리카가 50 중량%인 콜로이드성 실리카 현탁액으로부터 생산된다. 입자의 평균 치수는 70nm이다(시판명 Klebosol 50R50). 이 현탁액은 50% 농축된 수산화칼륨 용액과 반응하게 한다.

에틸렌 글리콜과 TMAH를 첨가한 후 용액은 38 중량%의 수분 함량이 수득될 때까지 60℃를 초과하지 않는 온도에서 감압 하에 부분적으로 탈수시킨다.

제조된 조성물은 상온에서 4시간 이상 유체를 유지한다. 건조 없이 응고하는 조성물은 표준 기술로 주입함으로써 유리 시트 사이에 바람직하게 삽입된다. 따라서, 당해의 창유리는 한편으로는 내화성 역할을 수행하기에 충분히 안정한 팽창성 층 및 다른 한편으로는 불꽃 시험에 대한 창유리의 반응 동안 결함에 대해 방어하는 창유리 구조를 동시에 제공한다.

도 2는 종래 제안된 바와 같은 클래스 A60 선박용 창유리 구조를 도시한 것이다. 이 경우에는 성능이 외측에서 일어나는 가정된 불꽃에 대해 확립되고, 환언하면, 이 창유리 시스템에서는 압력 시트(1)가 최초로 열 응력을 받는다. 이의 두께 때문에, 파괴 전에 오랫동안 견뎌낸다. 이 후, 어셈블리(7) 자체가 불꽃에 노출된다.

이 클래스에 속하는 종래 공지된 창유리 시스템은 압력 시트 외에 2개의 팽창성 층(11 및 12)과 3장의 유리 시트(8, 9 및 10)를 함유하는 어셈블리(7)에 의해 형성된다. 이 구조는 수분 함량이 비교적 높은 팽창성 층에 의해 제공되는 제한된 내성으로 인해 반드시 제조되어야 한다. 앞서 제시한 바와 같이, 종래 기술의 창유리 시스템의 수분 함량은 항상 44 중량%보다 많고 통상적으로 48% 이상이다.

이러한 조건에서 제1 팽창성 층(11)에 의해 제공되는 보호 시간은 A60 성능을 달성하기에 충분하지 않다.

불꽃 시험 과정 동안 압력 시트(1)의 파열 후, 시트(10)는 빠르게 파괴된다. 앞서 제시한 이유에서, 팽창성 층(11)은 오로지 제한된 시간 동안 기저 유리 시트(9)의 균일한 보호를 유지한다. 층(11)이 크리프하는 경향뿐 아니라 높은 수분 함량은 국소적으로 유리 시트(9)를 덮지 않아 유리 시트를 불꽃에 조기에 노출시킨 위치에서 증기 거품이 격발하게 한다.

제2 팽창성 층(12)의 존재는 제1 층(11)의 성능의 부적정성이 더욱 복잡하고 더욱 값비싼 어셈블리의 대가로 보상되게 한다.

팽창성 물질이 충분히 안정한, 즉 특히 더욱 제한된 수분 함량으로 인해 고온에서 크리프하지 않는, 본 발명에 따른 A60 클래스 창유리에 대해 도 3에 개략적으로 도시한 사용은 단일 층의 수화된 알칼리성 실리케이트만을 함유하는 어셈블리(13)에 의해 전술한 성능이 달성되게 한다.

전술한 바와 같이, 불꽃은 외측에 위치한 것으로 가정한다. 따라서, 열충격은 압력 유리(1)에 의해 가장 먼저 견디게 된다. 이것이 파괴된 후, 또한 전술한 바와 같이, 강화 유리 시트(16)가 열충격 효과에 빠르게 파괴되어 팽창성 층(15)이 직접 노출되게 된다. 안정한 포말의 형성은 시트(14) 전면에 균일한 스크린을 형성한다. 이러한 조건 하에, 시트(14)의 온도는 층으로부터 물의 완전 증발 동안 적당히 유지된다. 증발 후, 포말의 내화 성질은 시트(14)의 온도 증가를 지연시킨다. 팽창성 층의 성질이 완전히 활용되어 제조된다는 사실은 지금까지 2층이 필수적이었던 곳에 오로지 단일 층이 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 필요하다면, 이 층의 견고성을 위해 그 두께를 증가시킬 수 있고, 이는 보호 역할을 더욱 향상시킨다.

A60 클래스 선박용 창유리는, 예컨대 12mm 압력 시트, 두께가 각각 6mm인 2장의 강화 유리 시트, 두께가 6mm인 팽창성 층에 의해 형성된다. 유리 시트는 100MPa 정도의 표면 응력을 나타낸다.

팽창성 층의 조성물은 위에서 제시한 바와 동일하다. 즉, 수분 함량은 38%이고, 4% 에틸렌 글리콜, 1% TMAH를 보유하며 몰 비는 4.6이다. 전술한 바와 같이, 이 조성물은 콜로이드성 실리카(Klebosol 50R50)와 수산화칼륨 용액의 현탁액으로 제조한다.

이 구조는 압력 시트 외에 3장의 6mm 유리 시트와 두께가 각각 4mm인 2개의 팽창성 층의 적층 어셈블리를 함유하는 종래 기술과 비교된다. 두께 증가는 8mm이며, 이에 따라 중량도 증가한다.

1: 압력 유리 시트
2: 적층 어셈블리
3, 4: 유리 시트

Claims (10)

1. 2장의 강화 유리 시트와, 이 사이에 수화된 알칼리성 실리케이트 층이 위치한 적어도 하나의 어셈블리를 함유하고, 불꽃 시험에 노출된 시트가 가장 먼저 파괴되고, 그 다음 동일한 창유리 조성을 가진 다음과 같은 시트가 후속되는, 투명한 내화성 창유리로서,
   - 강화 시트의 응력이 강도가 달라서, 가장 먼저 노출되는 시트가 가장 낮은 응력을 나타내고;
   - 또는 시트의 두께가 달라서, 가장 먼저 노출되는 시트의 두께가 가장 적고;
   - 또는 가장 먼저 노출되는 시트의 가장자리가 절단 없이 남아있거나 또는 파괴된 가장자리를 갖고 있고, 제2 시트의 가장자리는 무광택으로 마쇄되거나 연마되어 있으며;
   - 또는 응력 및/또는 두께가 동시에 적고, 및/또는 불꽃에 노출된 제1 시트의 가장자리가 절단 없이 남아있거나 파괴된 가장자리를 갖고 있는, 창유리.
2. 제1항에 있어서, 시트 사이의 응력 차이가 가장 낮은 응력의 적어도 10%이고, 바람직하게는 적어도 20%인, 창유리.
3. 제2항에 있어서, 두 시트 사이의 응력 차이가 적어도 10MPa이고, 바람직하게는 적어도 20MPa인 창유리.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 시트 사이의 두께 차이가 최저 두께의 적어도 15%이고, 바람직하게는 최저 두께의 적어도 20%인 창유리.
5. 2장의 강화 유리 시트를 함유하고, 이 사이에 유체 조성물로부터 시작해서 건조 없이 경화에 의해 형성된 수화된 알칼리성 실리케이트 층이 위치해 있으며, 상기 유체 조성물은 불꽃에 노출될 때 부착된 유리 시트를 계속해서 덮고 있는, 투명한 내화성 창유리.
6. 제5항에 있어서, 수화된 알칼리성 실리케이트 층의 수분 함량은 최대 43 중량%이고, 바람직하게는 최대 40%인 창유리.
7. 제6항에 있어서, 수화된 알칼리성 실리케이트 층의 실리카/알칼리성 옥사이드의 몰 비가 3.5 내지 6 사이의 범위인 창유리.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 알칼리성 실리케이트 층을 형성하는 실리카가 입자 치수가 40nm 이상, 바람직하게는 50nm 이상인 콜로이드성 실리카 현탁액으로부터 적어도 50%까지 유래되는 창유리.
9. 제8항에 있어서, 콜로이드성 실리카 입자의 적어도 80 중량%가 평균 치수의 ± 10% 범위 내의 치수를 보유하는 창유리.
10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 시트 외에, 단일 팽창성 층을 포위하는 2장의 강화 유리 시트로부터 형성된 적층 어셈블리를 포함하는 클래스 A60 "선박용" 창유리를 형성하는 창유리.

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