LU86796A1 - Procede et installation pour former une couche solide de matiere intumescente,et couche solide de matiere intumescente - Google Patents

Description

3 7...-. Λ BL-4005/vdw

A i GRAND ni (. 1E Di- LUXEMBOURG

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ÿMonsieur le Ministre du 27 .f ëvri er J 987 de l’Économie et des Classes Mo\ ennes * IX^rAisi

Service de la Propriété Intellectuelle

Tltredel'Vr<.........- — - 1 LUXEMBOURG

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.,· Demande de Brevet d’invention ’Url · ..............................—.................................................-.........__.................................................-................,·-------------—.....-...... . ( 1) I. Requête

La société.....anonyme GLAVERBEL, 166......chaussée.de.......l.a...Hu]pe, .B-J 17Û Bruxel 1 es( 2) représentée, par MM,.......Freyl i nger Ernes t l......&.....Meyers ..Ernest, .ing. cons. en .propr.ind.,......46. rue.....du.....Cimetière.,......Luxembourg.»________________________________________________,......

agissant en.....qualité.....de.....mandataires___________________________________________________________________________... . ( 3) dépose! nt) cc ......V ingt-sept.....f..é.v..r.i er.....mi.l.-D.euf...-cent.....q.u.atr.ery..i.ngt-sept.................................. ( 4) à............15.00 heures, au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, à Luxembourg: 1. la présente requêtepour l’obtention d’un brevet d'invention concernant: ..."......Procédé.....etJnstal lation......pour—former......une.....couche......solide.....de ...matière .........-...... ( 5) .............intumescente.,...et.....couche.....solide......de.....matière .intumescente ...........................................................

2. la description en langue ....................française ........................................... de l'invention en trois exemplaires; 3..................................].........................planches de dessin, en trois exemplaires; 4. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le _ 27 f é vri Θr i .987 : 5. la délégation de pouvoir, datée de Bruxel 16S..................................... le 25 février ! 987............. ; 6. le document d'ayant cause (autorisation); déclare(nt) en assumant la responsabilité de cette déclaration, que P (es) inventeurs) est (sont): ( 61 - Marcel DE BQEL, rue.....de Brabant 184 a......B - 6070 Châtelet............................................

- Pierre GOELFF, rue Grand Douze Bois 31,. B - 6290 Na 1 innés______________ _______________________________ revendiquetnt) pour la susdite demande de brevet la priorité d'une (des) demandefs) de ( 7 ) ............................................................ · ../ / .....................................................................déposée(s) en (8)...............................................................................................

le (9) ..... ....................................................................... ......................................................................................................................-----------------------------------------.................- sous le N° (10)..............//..................................................................................... ........ ............................................................. ................................................

au nom de (11)_______________//.................................................................................... ............................................................................ .....................—. -..........

élit!élisent) domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg-------------------------— --------------------------- 46.....rue du Cimetière ...................................................................................................................................._................................... (12) sollicitepat) la délivrance d’un brevet d'invention pour l’objet décrit et représenté dans les annexes susmentionnées, avec ajournement de cette délivrance à ...........................dïx-hui t________________________________________________________________________mois. (13)

Le déposant / mandataire: _____________________....______________________________________________________________________________________ (14) MEYERS^ErneS t Procès-verbal de Dépôt

La susdite demande de brevej^PiffêeiUion a été déposée au Ministère de l’Économie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Intdl^fceDe'a’fe^embourg, en date du: 27 f êvrî ΘΓ 1987 /> v\ , ’ - - | ^ 1 Pr. le Ministre de l'Économi et des Classes Moyennes,4 à............15,00 heures .4 ^1 p. I.

^J Le chef du service de Impropriété intellectuelle.

A68D07_ _ / /_ / A ; EXPLICATIONS RELATIVES AT FORMULAIRE DE DEPOT. * y [ , î ( 1 ) s’il v a lieu "Demande de certifier d'addition au brevet principal, à la demande de brevet principal No ...........du............" - (2 nscnrt les nom. prénom, profession adresse du demandeur, lorsque celir-c est un particulier ou les dénomination sociale, forme juridique, adresse du siège social, lorsquelederaandeu: est un·. personne morale - (5· inscrire lf»c nom tvrénnm arlmctp rtu mnnirâmri» ηστ£/> mn^pil en ητηηή^Γ^ inrinctrielle. muni H’nn nmjVrttr snAîial β'Π v a îiVur **rcnréw?nlè?î5r_........ en Qualité de mandat-iire" BL-4005/vdw » *

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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à 1'appui d'une DEMANDE DE BREVET D'INVENTION au Luxembourg pour " Procédé et installation pour former une couche solide de matière intumescente, et couche solide de matière intumescente "

GLAVERBEL

166 chaussée de la Hulpe B - 1170 Bruxelles ^ Λ 1.

La présente invention se rapporte à un procédé et à une installation pour former une couche solide de matière intumescente sur un support par séchage d'une solution aqueuse de la dite matière, et à une couche solide de matiè-5 re intumescente transparente constituée d'un sel de métal alcalin hydraté.

Les couches de matière intumescente sont fréquemment utilisées dans le domaine des panneaux coupe-feu. Dans ce cas, une ou plusieurs couches de matière intumescente 10 sont associées à une feuille rigide, par exemple cette ou ces couches sont prises en sandwich entre deux feuilles, ün cas d'application fréquent et important réside dans la réalisation de vitrages coupe-feu transparents dans lesquels une ou plusieurs couches de matière intumescente sont dispo-15 sées en sandwich entre des feuilles transparentes. Il est alors impératif que la ou chaque couche de matière intumescente possède une transparence élevée et des qualités optiques convenables pour être incorporée dans un vitrage.

Les couches de matière intumescente sont générale-20 ment formées au départ d'une solution aqueuse, contenant par exemple au moins 50% d'eau, ou d'une suspension de la matière intumescente, versée sur un support, à partir de laquelle on provoque ou permet l'évaporation d'eau afin de former une couche solide. Les matières intumescentes sont en général 25 constituées de sels métalliques hydratés et spécialement des sels hydratés d'aluminium ou d'un métal alcalin.

ün problème rencontré lors de la formation de couches de matière intumescente à partir d'une solution est l'apparition de microbulles dans la couche. Ces microbulles 30 apparaissent lors du séchage et leur population tend à s'accroître au cours du temps, même après durcissement de la couche. Ces microbulles tendent à se rassembler et à fusionner de telle sorte que les bulles résultantes, plus grandes, deviennent visibles à l'oeil nu. 11 est clair que, 35 si ceci ne nuit en rien aux propriétés intumescentes et coupe-feu de la couche, c'est inacceptable dans une couche qui doit posséder des qualités optiques élevées.

9 , 2.

Des précautions peuvent être prises pour réduire cette formation de microbulles lors de l'opération de séchage, par exemple par le débullage de la solution avant de la verser sur son support pour en former une couche. One 5 certaine amélioration a été obtenue sans toutefois parvenir à supprimer complètement l'apparition des microbulles après l'opération de séchage.

Un autre problème rencontré lors du séchage des couches de matière intumescente est l'apparition de vagues 10 ou ondulations à la surface de la couche. Ces vagues peuvent péjorer sensiblement la qualité du produit fini ou tout au moins rendre plus délicat l'assemblage, le cas échéant, avec une feuille de verre.

Lors de l'utilisation des couches de matière intu-15 mescente dans des vitrages, on observe aussi parfois un vieillisement rapide de ces couches au cours du temps. Il se traduit notamment par l'apparition d'un voile qui trouble la transparence du vitrage pourvu de cette couche. Cette détérioration de l'aspect du vitrage au cours du temps est 20 évidemment préjudiciable à son utilisation.

Les études réalisées ont montré d'une manière générale que les conditions dans lesquelles se réalise l'opération de séchage, principalement les caractéristiques de l'atmosphère environnante, avaient une importance primor-25 diale sur la qualité, notamment optique, des couches formées .

L'obtention d'une couche dure transparente · de matière intumescente ayant de bonnes qualités optiques, par séchage d'un liquide est une opération délicate qu'il s'agit 30 de réaliser dans de bonnes conditions. La température doit être suffisamment élevée, par exemple proche de 100°c à la pression atmosphérique normale dans le cas des solutions hydratées, pour permettre un durcissement relativement rapide, mais pas trop élevée pour éviter l'intumescence 35 prématurée de la matière constituant la couche. Il est souvent préférable que le degré hygrométrique de l'atmosphère soit suffisamment élevé pour éviter que la surface ne w J* * 3.

sèche trop rapidement ce qui pourrait conduire à la formation de craquelures. De plus, dans certains cas, l'atmosphère peut présenter une composition particulière. Il est généralement nécessaire de bien contrôler toutes ces condi-5 tions opératoires.

Une préoccupation évidente dans le cas de la fabrication de panneaux coupe-feu réside dans l'obtention d'une couche dont les performances de tenue au feu sont élevées. C'est là un point auquel il est nécessaire d'être attentif 10 si l'on veut éviter que certaines améliorations des qualités optiques de la couche ne se fassent aux dépends de sa performance au feu.

Un des objets principaux de la présente invention est d'améliorer la qualité optique des couches de matière 15 intumescente et notamment de réduire ou d'éliminer la formation de microbulles tout en leur assurant des bonnes propriétés de résistance au feu.

La présente invention se rapporte à un procédé pour former une couche solide de matière intumescente sur un 20 support par séchage d'une solution aqueuse de la dite matière, caractérisé en ce qu'on dépose sur le support une couche de la dite solution, on réduit son contenu en eau au cours d'une première étape du séchage, et on répartit ensuite, pendant au moins une étape ultérieure se déroulant à une 25 température inférieure à la température maximum de la dite première étape et supérieure à la température ambiante, le contenu en eau de la dite couche de manière uniforme dans l'entièreté du volume de la couche.

La Demanderesse a constaté qu'en choisissant judi-30 cieusement les conditions opératoires, le procédé selon l'invention permettait d'améliorer significativement les qualités de la couche solide résultante, particulièrement son état de surface et ses qualités optiques tout en lui assurant une bonne tenue au feu. La Demanderesse a constaté 35 par exemple que l'invention conduisait ainsi à une réduction sensible de la formation de microbulles à l'intérieur de la masse de la couche.

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on pense que ces résultats intéressants sont dus principalement à l'uniformisation du contenu en eau résiduelle dans la couche réalisée lors de la ou des dites étapes ultérieures.

5 Des variations d'humidité résiduelle peuvent exis ter, par exemple, entre le coeur de la couche et les zones superficielles. En effet, l'eau contenue à la surface de la couche peut s'évaporer aisément tandis que l'eau contenue à l'intérieur de la couche doit d'abord migrer vers la surface 10 avant de pouvoir s'évaporer. Des variations locales de l'humidité résiduelle peuvent également apparaître entre différents endroits de la surface de la couche tel que par exemple entre le centre et les zones marginales de la couche. Ces variations peuvent être dues à l'environnement 15 immédiat de la couche au moment de l'opération de séchage qui peut être légèrement différent d'un endroit à l'autre suite aux conditions opératoires. En effet, la concentration en eau dans l'atmosphère au-dessus de la couche et les mouvements de cette atmosphère peuvent varier d'un endroit à 20 l'autre, suite par exemple à la ventilation générée par un système de régulation de l'atmosphère si le cas échet. Ces variations peuvent également être dues à de légères différences dans l'épaisseur de la couche.

La répartition uniforme du contenu en eau rési-25 duelle de la couche améliore également ses propriétés de résistance au feu. En effet, sous l'action du feu, l'intumescence de la couche sera plus régulière et constituera ainsi un écran contre la chaleur qui sera plus efficace.

Lors de la répartition du contenu en eau dans la 30 couche, le contenu global peut être déjà parvenu à sa valeur définitive. Cette répartition du contenu en eau résiduelle est alors réalisée sans perte d'eau dans la couche.

De préférence toutefois, on profite de la ou des étapes de répartition du contenu en eau de la couche pour 35 continuer à réduire ce contenu en eau. Ceci permet une répartition plus aisée et plus uniforme du degré hygrométrique de la couche. Cette façon de procéder facilite aussi ▼ 5.

* ¥ l'obtention d'une couche de qualité optimum. En effet, en évitant de réduire le contenu en eau à sa valeur finale lors de la première étape, on diminue le risque de former, lors de cette étape, certains défauts, tels que des craquelures, 5 qu'il est difficile de faire disparaître lors d'une étape ultérieure.

Ou peut peut réaliser très rapidement la première étape de séchage de la couche, au moyen par exemple d'un four à micro-ondes, et ensuite éliminer les gradients d'hu-10 midité en répartissant le contenu en eau de manière uniforme dans l'entièreté du volume de la couche pour améliorer ses qualités coupe-feu et optiques.

De préférence toutefois, la dite première étape du séchage, pendant laquelle la majeure partie de la quantité 15 d'eau à éliminer est évaporée de la couche, s'étend sur au moins une heure à une température supérieure à 50°C et est suivie par au moins une dite étape de répartition du degré d'humidité ayant une durée totale au moins aussi longue que la durée de la dite première étape; ces différentes étapes 20 se déroulent dans une atmosphère dont le degré hygrométrique est supérieur à 50%, L'étalement de la première étape de séchage, pendant laquelle on évapore la majeure partie de ce qui doit être éliminé, sur un minimum d'une heure dans des conditions 25 de température d'au moins 50°c et dans une atmosphère dont le degré hygrométrique est supérieur à 50% procure des conditions favorables à un durcissement qui, sans être trop lent, réduit le risque de détériorer les qualités de la couche de manière irréparable.

30 Le temps consenti aux étapes successives est large ment compensé par un avantage important de l'invention, puisqu'elle permet l'obtention simple et aisée d'une couche de haute qualité, même en grande série, à l'échelle industrielle. Il faut remarquer aussi que, si la première étape 35 se déroule sous température plus élevée que la ou les étapes ultérieures, comme c'est pendant cette étape que la majeure partie de la quantité d'eau à éliminer est évaporée, le f i 6.

temps total du traitement est significativement moins élevé que si tout le traitement se déroulait à une température constante plus basse.

Pour obtenir une couche ayant de bonnes qualités 5 optiques et anti-feu, le durcissement ne peut être trop rapide, c'est pourquoi la durée de cette première étape est de préférence au minimum d'une heure. La ou les étapes . ultérieures de répartition, quant à elles, permettent de parfaire davantage ces qualités de la couche. Le procédé 10 selon l'invention offre donc un bon compromis entre l'obtention d'une couche ayant de bonnes qualités et un temps de traitement pas trop élevé.

Avantageusement, au cours de la première étape la perte en eau est en moyenne supérieure à 0,6% l'heure, en 15 poids par rapport à la quantité d'eau de départ, tandis qu'elle est en moyenne inférieure à 0,3% l'heure, en poids par rapport à cette même quantité de départ, pendant la ou les étapes ultérieures. Ceci permet d'optimaliser le compromis entre le temps de traitement et la qualité de la 20 couche.

De préférence, la ou les étapes ultérieures de répartition s'effectuent à une température inférieure à 80°C. Une température de l'ordre de 70°C à 75°C peut par exemple convenir. On a constaté en effet qu'un séjour 25 prolongé des couches à haute température avait une influence néfaste sur la qualité optique des couches et particulièrement sur la transparence de la couche après vieillissement.

Dans ce contexte, la température moyenne de la première étape du séchage peut être située aux environs de 30 75°C par exemple, alors que la ou les étapes ultérieures s'effectuent à une température de l'ordre de 65 à 70°C. Mais avantageusement, on obtient un meilleur compromis entre la qualité de la couche et la durée du traitement si, au cours de la première étape du séchage, la température moyen-3b ne est supérieure à 80°c tandis que la ou les étapes ultérieures de répartition s'effectuent à une température inférieure à 65°C.

A k 7.

Pour permettre de régler et de contrôler aisément la température et l'humidité de l'ambiance, il est préférable que les couches à former soient placées dans une enceinte telle qu'une chambre climatisée par exemple, c'est-à-dire 5 une chambre fermée dans laquelle la température et l'humidité de l'atmosphère -sont contrôlées et régulées grâce à un système d'asservissement adéquat. Les étapes successives du traitement pour une série donnée de couches peuvent se dérouler dans une même enceinte.

10 De préférence cependant, la dite première étape d'une part et la ou les étapes ultérieures d'autre part, se déroulent dans des enceintes distinctes à l'intérieur desquelles le degré hygrométrique de l'atmosphère est contrôlé. Si on le désire, une ou chacune des enceintes de séchage 15 peut être constituée d'un autoclave pour le séchage sous des pressions élevées, mais il est plus simple et plus économique, et donc préféré, que les enceintes soient maintenues à la pression atmosphérique ou quasi-atmosphérique. L'atmosphère des enceintes peut également, si on le désire, être 20 constituée ou contenir un gaz moins soluble que l'oxygène dans la matière intumescente tel que SF6, CH4, N2 ou le cyclohexane par exemple. Mais il est bien évident que l'utilisation de telles atmosphères grève les coûts de production et c'est pourquoi on préfère en général que 25 l'atmosphère soit constituée d'air et de vapeur d'eau pour le contrôle de l'humidité ambiante. Les différentes enceintes seront de préférence des chambres climatisées.

La Demanderesse a constaté de manière inattendue que le fait de scinder l'opération de formation de la couche 30 en au moins deux étapes se déroulant chacune dans des enceintes distinctes non seulement permettait d'obtenir une couche ayant une bonne qualité optique mais permettait également d'améliorer le taux d'utilisation des enceintes de séchage.

35 Ce résultat est surprenant car l'interruption du processus de durcissement pour permettre la manipulation nécessaire au passage d'une enceinte à l'autre aurait dû 8.

conduire de toute évidence au résultat contraire. En effet, le rétablissement des conditions ambiantes ordinaires dans les enceintes pour effectuer les transferts, les manipulations et le retour aux conditions de séchage sont des opéra-5 tions qui nécessitent un certain laps de temps et ce laps de temps est perdu pour l'opération de séchage proprement-dite. De plus, les boulversements des régimes thermiques et hygrométriques que cela suscite auraient dû augmenter de toute évidence les risques de détériorations des qualités optiques 10 de la couche.

La majeure partie de la quantité d'eau à éliminer est évaporée de préférence au cours de la première étape. C'est aussi le moment délicat où la vicosité de la couche augmente rapidement. Cette étape doit donc être réalisée de 15 préférence dans une enceinte primaire bien spécifique. Cette enceinte primaire est relativement sophistiquée pour permettre un contrôle efficace de son atmosphère, en ce qui concerne notamment la température et l'humidité. Elle sera généralement soumise à des conditions sévères de corrosion 20 étant donné la température et l'humidité élevées, ce qui représente donc un investissement élevé. D'autre part, l'évaporation d'une quantité d'eau relativement importante au début du séchage requiert un espace libre assez grand au-dessus de chaque couche. L'espace occupé par un petit 25 nombre de couches à sécher est important, ce qui veut dire que le taux d'utilisation de la dite enceinte primaire est faible.

Le fait d'interrompre la fabrication de la couche pour la compléter lors d'au moins une étape ultérieure 30 effectuée dans une enceinte secondaire permet de libérer la dite enceinte primaire pour qu'elle puisse être utilisée pour la première étape de séchage d'une nouvelle série de couches. Cette enceinte secondaire peut être nettement moins sophistiquée car le contrôle de l'atmosphère est en 35 général moins critique et les conditions de corrosion sont moins sévères notamment suite au fait que la température est plus faible. L'invention permet donc de mieux rentabiliser * 9.

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les différentes enceintes en développant et en exploitant au maximum leur spécialisation.

Avant le début de l'opération de séchage, la couche de matière intumescente est relativement fluide puisqu'elle 5 contient une grande quantité d'eau. Il est donc nécessaire de maintenir le support en position horizontale pour éviter que la couche ne s'écoule en dehors du support et pour conserver une épaisseur régulière de la couche. Cette position peut être également adoptée pour la ou les étapes 10 ultérieures.

De préférence toutefois, pendant la première étape du séchage, le support est placé en position horizontale tandis que pendant la ou les étapes ultérieures, le support est placé dans une position nettement distincte de l'hori-15 zontale. La position la plus adéquate pour cette ou ces étapes ultérieures étant la position verticale ou quasi-verticale. Il est évident que pour placer le support en position fortement inclinée, la couche doit au moins être suffisamment dure pour ne pas fluer. Cette manière de 20 procéder permet de ranger les supports, munis de leurs couches partiellement durcies, verticalement l'un à côté de l'autre en les séparant à l'aide d'un simple intercalaire pendant la ou les étapes ultérieures et de superposer pl\i-sieurs rangées de supports ainsi disposés.

25 Cette disposition favorise un gain de place impor tant par rapport à la place occupée par le même nombre de supports pendant la première étape de séchage. En effet, dans le cas d'une disposition horizontale, la séparation entre les différentes couches, requise pour permettre à 30 l'eau de passer des couches vers l'ambiance et pour éviter de détériorer les couches, nécessite, pour chaque support de couche, une structure portante suffisamment rigide telle que des étagères par exemple. En position verticale par contre, une seule structure portante rigide peut supporter une pile 35 importante de supports munis de leur couche. Le nombre de supports porteurs d'une couche de matière intumescente en train de sécher peut ainsi être fortement augmenté pour un 10.

, l emplacement au sol donné. Le rendement, et donc aussi le prix de revient, lors d'une production en série peuvent ainsi être sensiblement améliorés.

Un avantage appréciable qui se déduit des consé-5 quences de cette manière de procéder est l'augmentation possible du temps consacré à la ou aux étapes ultérieures sans retarder le commencement de la première étape de séchage des volumes suivants et sans trop d'encombrement au sol. Cet allongement du temps de la ou des étapes ultérieures est 10 très bénéfique pour l'obtention d'une couche de haute qualité exempte de microbulles.

La première étape peut être arrêtée lorsqu'il ne reste plus qu'une petite quantité d'eau devant être éliminée de la couche. Dans le cas du changement de position du 15 support, on peut commencer la seconde étape à tout moment après que la couche soit suffisamment dure. Mais on obtiendra le plus grand bénéfice si la première étape de séchage est arrêtée dès que la couche est suffisamment visqueuse pour ne plus fluer par gravité. Cette viscosité est telle 20 qu'elle permet ou facilite l'uniformisation du degré d'humidité pendant la ou les étapes ultérieures. Dans le cas du changement de position du support, on pourra également profiter au maximum de l'avantage obtenu grâce à la position sensiblement verticale des volumes traités. Par exemple, 25 pour des couches à base de silicate de sodium hydraté, la première étape de séchage est arrêtée de préférence lorsque la couche contient entre 35% et 40% d'eau. On a trouvé que cette gamme de concentrations en eau était la plus favorable pour arrêter la première étape et commencer la ou les étapes 30 ultérieures. Cette concentration en eau est suffisamment faible pour permettre des manipulations sans risquer le fluage de la couche et encore suffisamment élevée pour retirer un maximum de bénéfice de la séparation du traitement en plusieurs étapes.

35 Par l'expression "pour ne pas fluer par gravité", on entend, dans le présent mémoire descriptif, le fait que la couche ne subit, pendant tout le temps du traitement, Μ 11.

aucune déformation significative due à sa position fortement inclinée.

La durée du traitement dépend bien sûr pour une part de l'épaisseur de la co\iche à former. Pour des couches 5 intumescentes les plus courantes, dont l'épaisseur, une fois les couches dures, se situe aux environs du millimètre, la première étape peut s'étendre sur un peu moins de 12 heures et l'étape de répartition peut s'étendre sur une douzaine d'heures pour faire un cycle total de 24 heures par exemple. 10 Avantageusement cependant, la durée totale de la ou des étapes ultérieures est au moins trois fois aussi longue que la durée de la première étape de séchage. Ce laps de temps permet la réorganisation par diffusion de l'humidité dans la couche après le séchage plus rapide de la première 15 étape. Dans le cas de l'utilisation d'enceintes distinctes, ceci milite nettement pour l'amélioration du rendement des enceintes, car l'enceinte primaire dans laquelle se déroule la première étape est ainsi occupée un minimum de temps avec une même série de couches à former, ce qui permet d'utiliser 20 au mieux la spécificité des différentes enceintes.

De préférence, la durée totale de la ou des étapes ultérieures est d'au moins 30 heures. Ceci favorise l'obtention d'une bonne homogénéité de l'humidité résiduelle dans les couches. On peut, à titre d'exemple, organiser la 25 production pour que l'étape ultérieure s'étend sur 48 heures alors que la première étape s'étend sur 24 heures. On pourrait réaliser ainsi un cycle au cours duquel une enceinte primaire destinée aux premières étapes de séchage alimenterait deux enceintes secondaires sx^écialisées pour les 30 étapes de répartition.

Avantageusement, la durée totale de la ou des étapes ultérieures est d'au moins 72 heures.

La demanderesse a constaté que cet allongement important de l'étape ultérieure permettait d'améliorer la 35 qualité optique de la couche et notamment de réduire significativement la formation de microbulles à l'intérieur de la masse de la couche. On pense que l'allongement du temps de 12.

traitement vers la fin du processus, c'est-à-dire à un moment où la viscosité de la couche freine la migration de l'eau à l'intérieur de la masse, favorise l'homogénéisation de l'humidité à travers la masse en tendant vers l'établis-5 sement de conditions d'équilibre. Des conditions d'équilibre évitent le développement ultérieur de microbulles. Ce temps de traitement assez long au cours de l'étape ultérieure favorise l'établissement progressif d'un degré d'humidité uniforme dans la couche qui la rend peu sensible aux condi-10 tions de stockage dans l'attente du montage dans les panneaux coupe-feu par exemple.

Cet allongement du temps de traitement s'écarte de manière surprenante des techniques de séchage habituelles en la matière. En effet, les efforts de recherche se portent 15 en général sur la réduction du temps de séchage des couches intumescentes en vue de réduire les prix de revient.

Avantageusement, la ou les étapes ultérieures se déroulent à une température maintenue entre 35 °C et 55°C, et de préférence entre 40°C et 50°C, et dans une atmosphère 20 dont le degré hygrométrique est maintenu entre 55% et 90% d'humidité relative. Ces conditions d'humidité et de température favorisent une bonne fin de l'opération de séchage le cas échéant ainsi qu'une bonne homogénéisation du degré hygrométrique de la couche. Ces conditions sont également 25 très avantageuses pour éviter l'apparition de vagues à la surface de la couche pendant la fin du traitement dues à une réhumidification des couches superficielles. D'autre part, ces conditions de température et d'humidité, moins sévères d'un point de vue corrosion que ]es conditions habituelles 30 de séchage de ce type de couche, permettent l'utilisation d'enceintes dont le prix de revient est moins élevé.

Idéalement, une première partie de la ou des étapes ultérieures se déroule dans une atmosphère dont le degré hygrométrique est maintenu à au moins 77% d'humidité relati-35 ve, et le degré hygrométrique est ensuite ramené à une valeur inférieure à 77%. Ces conditions permettent d'établir un gradient de potentiel chimique au début de la secon- t 13.

, l- de étape qui est favorable à 1'uniformisation et donc à l'obtention de bonnes qualités optiques, et de se rapprocher des conditions atmosphériques normales et des conditions d'équilibre thermodynamique en fin de traitement.

5 Le support plan sur lequel est appliquée la couche à sécher peut être constitué d'une feuille lisse en matière plastique par exemple. Ce support pourrait être un support temporaire, c'est-à-dire qu'une fois suffisamment durcie, la e couche serait enlevée du support pour être utilisée tandis 10 que le support recevrait une nouvelle couche à durcir. Toutefois, il est évident que cette opération est délicate pour garantir l'intégrité de couches fragiles. Il est donc préférable que le dit support plan ne soit pas séparé de la couche formée et entre dans la composition du produit fini, 15 et de préférence, le support plan comprend au moins une feuille en matière vitreuse. Après l'opération de séchage, la feuille de verre munie de la couche durcie est ainsi prête à être assemblée à une autre feuille de verre par exemple pour constituer un vitrage coupe-feu.

20 La présente invention peut être appliquée au sécha ge de différentes matières intumescentes et particulièrement des matières comprenant un sel métallique hydraté, spécialement un sel hydraté d'aluminium ou d'un métal alcalin. Des exemples de sels appropriés sont les : 25 aluminates p. ex. aluminate de sodium ou de potassium plombâtes p. ex. plombate de sodium ou de potassium

Stannates p. ex. stannate de sodium ou de potassium aluns p. ex. sulfate double de sodium et d'alumi nium ou sulfate double de potassium et 30 d'aluminium borates p. ex. borate de sodium phosphates p. ex. orthophosphate de sodium, orthophos phate de potassium et phosphate d'aluminium.

35 De préférence toutefois, la couche de matière intumescente à sécher contient du silicate alcalin hydraté.

De telles matières présentent d'excellentes perfor- 14.

mances au feu. Elles sont dans de nombreux cas aptes à former des couches transmettant la lumière qui présentent une bonne adhérence au verre ou à une matière vitrocristal-line. Si on soumet cette matière à un chauffage suffisant, 5 par exemple en cas d'incendie, l'eau qui y est combinée bout et la couche se met à mousser, de telle sorte que le sel hydraté est converti en une masse opaque poreuse qui constitue un bon isolant thermique tout en adhérant au verre ou à la matière vitrocristalline. Ce phénomène est particulière-10 ment important, puisque même si toutes les feuilles d'un panneau sont fêlées ou brisées par choc thermique, le panneau peut conserver son efficacité en tant qu'écran contre la chaleur, ainsi que contre les fumées, car les fragments des feuilles restent en place, maintenues par le sel métal-15 lique qui s'est transformé.

De préférence, la matière intumescente à sécher contient du silicate de sodium hydraté. Le silicate de sodium présente l'avantage supplémentaire d'être relativement peu onéreux et de permettre la réalisation de couche 20 très semblable, d'un point de vue visuel, au verre ordinaire .

L'invention s'étend à une couche solide de matière intumescente transparente formée selon un procédé tel que décrit ci-dessus.

25 L'invention se rapporte également à une couche solide de matière intumescente transparente constituée d'un sel de métal alcalin hydraté caractérisée en ce que son contenu en eau est réparti substantiellement uniformément dans l'entièreté du volume de la couche, ainsi qu'à une 30 couche solide de matière intumescente transparente constituée d'un sel de métal alcalin hydraté caractérisée en ce qu'elle est substantiellement dépourvue de contraintes. On peut notamment vérifier cet état de contrainte au moyen d'un polariseur selon des techniques connues en la matière.

35 Lors de l'opération de séchage, la surface de la couche a naturellement tendance à être plus sèche que l'intérieur. Ce gradient d'humidité a tendance à générer des 15.

contraintes mécaniques de telle sorte que la surface est mise en traction. Ces contraintes peuvent éventuellement être telles qu'il y ait apparition de craquelures en surface. Une couche dont le contenu en eau résiduelle est répar-5 ti uniformément ou qui est exempte de contraintes, possède une stabilité accrue. Ceci est un avantage important notamment par le fait que le stockage ou les manipulations ultérieures risquent moins de détériorer ses propriétés optiques par exemple. La demanderesse a constaté qu'une telle couche 10 avait moins tendance à développer des microbulles.

L'invention s'étend aussi à un vitrage coupe-feu transparent comprenant au moins une telle couche solide de matière intumescente associée à au moins une feuille de verre.

lb L'invention se rapporte également à une installa tion pour former une couche solide de matière intumescente sur un support par séchage d'une solution aqueuse de la dite matière, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une enceinte primaire comportant une ou plusieurs structures 20 portantes destinées à recevoir les dits supports en position horizontale et au moins une enceinte secondaire destinée à recevoir les dits supports en position fortement inclinée par rapport au plancher de l'enceinte, et en ce que la température et l'humidité de l'atmosphère de chacune des 25 dites enceintes sont réglables.

Cette installation est avantageuse par le fait que les enceintes peuvent ainsi être spécialisées. L'enceinte primaire reçoit les dits supports, en position horizontale sur des structures portantes telles que des étagères ou des 30 tablettes suspendues, portant une couche relativement fluide avec beaucoup d'eau à évacuer. Sa construction et ses accessoires peuvent être plus particulièrement aptes à faire face aux conditions de traitement de cette couche. L'enceinte secondaire reçoit les supports en position inclinée 35 lorsque la couche est déjà suffisamment dure pour ne plus fluer. Les conditions de traitement peuvent dès lors être différentes des conditions de traitement dans l'enceinte » 16.

primaire et cette enceinte secondaire peut y être plus particulièrement adaptée, notamment en ce qui concerne le système de régulation de l'atmosphère et la constitution des parois de l'enceinte. De plus, le gain de place par unité 5 de surface au sol dans cette enceinte . secondaire, dû à la position quasi verticale des supports, permet d'augmenter le taux d'utilisation des enceintes. L'enceinte secondaire peut être remplie par une série de chariots portant les supports munis de leur couche en position quasi verticale.

10 De préférence, la ou chaque enceinte secondaire délimite une surface au sol qui est au plus égale à la moitié de la surface au sol délimitée par la ou chaque enceinte primaire. Cette disposition permet un gain important de l'emplacement au sol occupé par un même nombre de 15 couches en formation sans perturbation de l'atmosphère environnant une série des couches en traitement.

Cette installation est notamment intéressante pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. L'étape de répartition du contenu en eau de la couche, dès que celle-ci 20 est suffisemment durcie pour ne plus fluer par gravité, peut être réalisée dans la dite enceinte secondaire.

Des formes préférées de réalisation de l'invention seront maintenant décrites à titre d'exemple seulement, en se référant aux figures schématiques annexées dans les-25 quels :.

La figure 1 montre une vue schématique en coupe d'une enceinte primaire pour le séchage de couches de matière intumescente.

La figure 2 montre une vue schématique en coupe 30 d'une enceinte secondaire dans laquelle on répartit le contenu en eau de couches de matière intumescente.

Exemple 1. (fig.l)

Des supports constitués par des feuilles (1) de verre sodo-calcique de composition ordinaire ayant une 35 épaisseur de 3 mm sont placées sur des étagères (2) à l'intérieur d'une chambre climatisée constituant une enceinte primaire (3). On veillera particulièrement à ce que ces 17.

feuilles soient disposées le plus horizontalement possible. Une bordure adhésive (4) ou tout moyen similaire est disposé à la périphérie de chaque feuille de verre de manière à. réaliser une sorte de récipient. Une solution (5) de sili-5 cate de sodium possédant la proportion en poids SiC>2/Na20 de 3,4 et contenant 64% d'eau, dans laquelle on a ajouté 2% de glycérine, est versée sur la face supérieure de chaque feuille de verre dans le récipient délimité par l'adhésif. L'épaisseur de la solution déposée est de 2,8 mm pour obte-10 uir après durcissement une couche de 1,2 mm. Les espaces libres au-dessus de chaque couche et entre un support et ses voisins sont laissés suffisamment grands pour permettre une évaporation aisée et une circulation sans entraves de l'atmosphère environnante.

15 La chambre est ensuite fermée pour commencer le processus de séchage. La température à l'intérieur de cette chambre est élevée progressivement jusqu'à 95°C en 3 heures environ. Le système de régulation (6) de l'atmosphère de la chambre contrôle également une injection de vapeur d'eau 20 pour que l'humidité relative y soit portée progressivement de 50% à 80%. Cette première étape de séchage est prolongée pendant une période de 8 heures. Il s'agit ainsi d'un séchage relativement rapide pour ce type de couche. Sans ouvrir la chambre, la température y est alors progressive-25 ment ramenée à 75°C en vue de commencer l'étape suivante de répartition du degré d'humidité dans la couche. Cette descente de température se réalise en 2 heures et pendant ce temps, le degré d'humidité de la chambre est porté progressivement à environ 85%. Λ ce moment, la couche contient 30 entre 35 et 40% d'eau. La durée totale de la seconde étape est de 40 heures. Le degré hygrométrique de la chambre est maintenu à environ 85% pendant 25 heures puis est progressivement ramené à des conditions plus proches des conditions normales, c'est-à-dire aux environs de 75%. Lorsque les 35 couches sont enlevées de la chambre, elles contiennent un peu moins de 30% d'eau.

Une feuille de verre munie de sa couche durcie est y 18.

alors assemblée à une autre feuille de verre munie également ou non d'une couche solide de matière intumescente. Cet assemblage est ensuite soumis à un calandrage ou à un pré-collage sous vide selon des techniques connues, puis intro-5 duit dans un autoclave sous pression pour réaliser un vitrage feuilleté coupe-feu.

En vue de préciser de manière quantitative la qualité optique de la couche du point de vue des microbulles, on a défini arbitrairement un indice de bulles tel 10 qu'au plus faible est sa valeur, meilleure est la qualité de la couche. On délimite quatre surfaces triangulaires de 1/4 cm^ et on y compte les bulles correspondant aux classes diamétrales de 0-25μ; 2b-50p; 50~75μ et 75-100μ. On attribue un nombre de points proportionnel à leur visibilité, 15 respectivement 1; 4; 9 et 16. I/indice de bulles considéré est la moyenne arithmétique des nombres de points totaux correspondant aux quatre plages considérées, ramenée au cm^ en multipliant par 4. Pour la facilité, la comparaison se fait, avec quelques échantillons types dont la valeur de 20 l'indice de bulles a été préalablement calculée.

Après un vieillissement accéléré de 5 jours à 80°C, on a constaté que les qualités optiques de la couche étaient très bonnes et notamment qu'il se développait très peu de microbulles et que la transparence de la couche n'était pas 25 altérée, alors que les performances au feu étaient très élevées. L'indice de bulles était inférieur à 150.

A titre de comparaison on a soumis une couche de même composition et de même épaisseur à une étape unique de séchage selon l'art antérieur de 18 heures à 95°C et sous 30 80% d'humidité relative pour amener directement la couche à une contenance en eau résiduelle d'environ 30%. Dans ce cas, on a déjà constaté l'apparition de quelques microbulles dans la couche après traitement et celles-ci se sont développées au cours du vieillissement pour conduire à une 35 population assez importante déclassant la qualité du vitrage réalisé. L'indice de bulles était supérieur à 800. De plus, on a constaté également un léger ternissement de la 19.

couche. La performance au feu quant à elle était semblable à celle du vitrage selon l'exemple 1.

Exemple 2. (Fig. 1 et 2)

Dans cet exemple, on dispose les supports (1) sur 5 des étagères(2) à l'intérieur d'une chambre climatisée constituant l'enceinte primaire (3) et on prépare les couches (5) à durcir sur ces supports (1) de la même manière que pour l'exemple 1 ci-dessus, excepté que l'on verse 4 l/m^ de liquide pour obtenir une couche dure de 1,7 mm.

10 La chambre (3) est ensuite'fermée pour commencer le processus de séchage. La température à l'intérieur de cette enceinte primaire (3) est progressivement élevée jusqu'à 95°C et l'humidité relative y est progressivement portée de 50% à 80%, grâce au système de régulation (6). Cette pre-15 mière étape de séchage est prolongée pendant une période totale de 17 heures. Avant la fin de cette période, la température est progressivement ramenée à la température ambiante et le degré hygrométrique est progressivement abaissé jusqu'à 55%. A ce moment, la majeure partie de la 20 quantité d'eau à éliminer est évaporée et la couche est suffisamment durcie pour que le support puisse être placé en position verticale. Elle contient toutefois encore environ 38% d'eau.

La chambre (3) est alors ouverte et les feuilles de 25 verre munies de leur couche pré-sèchée sont évacuées de la chambre pour laisser la place à une nouvelle série de couches à sécher. Elles sont transportées, à l'aide de chariots (8), vers une enceinte secondaire (7) plus petite (fig. 2). Dans cette enceinte secondaire (7), les feuilles 30 (1) munies de leur couche (9) sont placées quasi verticale ment sur des chariots (8) de sorte que l'ensemble occupe moins de place par rapport à la place occupée dans l'enceinte primaire (3, fig.l). Le faible espace libre autour des couches est possible à ce moment du cycle de séchage car la 35 majeur partie de la quantité d'eau qui doit être évacuée de la couche au cours de l'ensemble de l'opération de séchage est déjà évaporée. Sur la figure 2 on a représenté seule- ♦ 20.

ment 3 feuilles munies de leur couche par chariot; il est évident qu'en pratique ce nombre de feuilles sera plus important.

A l'aide du système de régulation (10), la tempéra-5 ture de cette enceinte secondaire (7) est élevée progressivement jusqu'à 50 °c et son humidité relative est portée progressivement à 85%. Cette valeur élevée de l'humidité est maintenue pendant 24 heures et elle est ensuite ramenée progressivement à environ 75%r ce qui correspond à une 10 valeur d'équilibre du contenu résiduel en eau dans la couche (9) situé aux environs de 30% en poids. Cette dernière valeur de l'humidité relative est maintenue aussi ijendant 24 heures. Au cours des dernières heures, la température est progressivement ramenée à la température ambiante. Les 15 feuilles de verre (1) munies de leur couche (9) sont alors retirées de l'enceinte secondaire (7).

Pendant ce temps, l'enceinte primaire (3) pouvait réaliser la première étape du séchage pour au moins deux séries de couches. La première série ayant alimenté une 20 deuxième enceinte secondaire, la seconde série peut quant à elle être introduite dans la présente enceinte secondaire (7). On voit ainsi que le rendement de chaque enceinte spécialisée peut être accru.

L'emplacement au sol requis par cette enceinte 25 secondaire (7) pour un même nombre de volumes est nettement plus faible que celui requis par l'enceinte primaire (3). Il est donc possible de traiter un plus grand nombre de volume pour un même emplacement.

Comme pour l'exemple 1, on a réalisé des vitrages 30 feuilletés coupe-feu au départ des feuilles de verre munies de leur couche de matière intumescente ainsi formée.

Après un vieillissement accéléré, on a relevé un indice de bulles compris entre 150 et 300, alors que les performances au feu étaient encore meilleures que pour 35 l'exemple 1 ci-dessus, à cause notamment de l'épaisseur plus élevée de la couche. La transparence de la couche était également très bonne.

21.

Dans le cas d'une étape unique de séchage, d'une couche identique, selon l'art antérieur de 26 heures à 95°C et sous 80% d'humidité relative, on a déjà constaté l'apparition de microbulles à la fin du traitement et celles-ci se 13 sont développées de manière importante au cours du vieillissement. L'indice de bulles était incalculable tant elles étaient nombreuses. De plus, on a constaté également un ternissement appréciable de la couche. La performance au feu était par contre assez semblable.

10 En variante de cet exemple 2, la seconde étape a été prolongée pour atteindre une durée totale de 5 jours. Dans ce cas, l'indice de bulles était quasi nul.

Dans une seconde variante de l'exemple 2, la température moyenne de la première étape du séchage était de 60°C 15 et cette étape a duré 38 heures. L'uniformisation s'est déroulée en deux étapes, à 40°C, de 24 heures chacune. La première à 80% d'humidité relative, la seconde à 70%. L'indice de bulles était d'environ 150 et il n'y avait pas de ternissement. Il faut toutefois noter que le temps de 20 traitement dans la première chambre était dans ce cas nettement plus élevé.

Dans une autre variante des exemples ci-dessus, on a utilisé de l'aluminate de potassium comme matière intumescente pour obtenir également de bons résultats.

Claims (22)

22. 9

1. Procédé pour former une couche solide de matière intumescente sur un support par séchage d'une solution aqueuse de la dite matière, caractérisé en ce qu'on dépose sur le support une couche de la dite solution, on réduit sou 5 contenu en eau au cours d'une première étape du séchage, et on répartit ensuite, pendant au moins une étape ultérieure se déroulant à une température inférieure à la température maximum de la dite première étape et supérieure à la température ambiante, le contenu en eau de la dite couche de 10 manière uniforme dans l'entièreté du volume de la couche.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant au moins une étape de répartition du contenu en eau de la couche, on continue à réduire ce contenu en eau.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la dite première étape du séchage, pendant laquelle la majeure partie de la quantité d'eau à éliminer est évaporée de la couche, s'étend sur au moins une heure à une température supérieure à 50°C et est suivie par 20 au moins une dite étape de répartition du degré d'humidité ayant une durée totale au moins aussi longue que la durée de la dite première étape, et en ce que les différentes étapes se déroulent dans une atmosphère dont le degré hygrométrique est supérieur à 50%.

4. Procédé selon l'une des revendications là 3, caractérisé en ce qu'au cours de la première étape la perte en eau est en moyenne supérieure à 0,6% l'heure, en poids par rapport à la quantité d'eau de départ, tandis qu'elle est en moyenne inférieure à 0,3% l'heure, en poids par 30 rapport à cette même quantité de départ, pendant la ou les étapes ultérieures.

5. Procédé selon l'une des revendications là 4, caractérisé en ce que la ou les étapes ultérieures de répartition s'effectuent à une température inférieure à 80°c.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au cours de la première étape du séchage, la ternpé- * 23. rature moyenne est supérieure à 80°C tandis que la ou les étapes ultérieures de répartition s'effectuent à une température inférieure à 65 °C.

7. Procédé selon l'une des revendications là 6, b caractérisé en ce que la dite première étape d'une part et la ou les étapes ultérieures d'autre part/ se déroulent dans des enceintes distinctes à l'intérieur desquelles le degré hygrométrique de l'atmosphère est contrôlé.

8. Procédé selon l'une des revendications là 7, 10 caractérisé en ce que pendant la première étape du séchage, le support est placé en position horizontale tandis que pendant la ou les étapes ultérieures, le support est placé dans une position nettement distincte de l'horizontale.

9. Procédé selon l'une des revendications là 8, 15 caractérisé en ce que la première étape de séchage est arrêtée dès que la couche est suffisamment visqueuse pour ne plus fluer par gravité.

10. Procédé selon l'une des revendications là 9, caractérisé en ce que la durée totale de la ou des étapes 20 ultérieures est au moins trois fois aussi longue que la durée de la première étape de séchage.

11. Procédé selon l'une des revendications là 10, caractérisé en ce que la durée totale de la ou des étapes ultérieures est d'au moins 30 heures.

12. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la durée totale de la ou des étapes ultérieures est d'au moins 72 heures.

13. Procédé selon l'une des revendications là 12, caractérisé en ce que la ou les étapes ultérieures se dérou- 30 lent à une température maintenue entre 35°C et 55°C, et de préférence entre 40°C et 50°C, et dans une atmosphère dont le degré hygrométrique est maintenu entre 55% et 90% d'humidité relative.

14. Procédé selon l'une des revendications là 13, 35 caractérisé eu ce qu'une première partie de la ou des étapes ultérieures se déroule dans une atmosphère dont le degré hygrométrique est maintenu à au moins 77% d'humidité relati i 24. ve, et en ce que le degré hygrométrique est ensuite ramené à une valeur inférieure à 77%.

15. Procédé selon l'une des revendications là 14, caractérisé en ce que le support plan comprend au moins une 5 feuille en matière vitreuse.

16. Procédé selon l'une des revendications là 15, caractérisé en ce que la couche de matière intumescente à sécher contient du silicate alcalin hydraté, et de préférence, du silicate de sodium hydraté.

17. Couche solide de matière intumescente transpa rente formée par un procédé selon l'une des revendications 1 à 16.

18. Couche solide de matière intumescente transparente constituée d'un sel de métal alcalin hydraté, caracté- 15 risée en ce que son contenu en eau est réparti substantiellement uniformément dans l'entièreté du volume de la couche.

19. Couche solide de matière intumescente transparente constituée d'un sel de métal alcalin hydraté, caractérisée en ce qu'elle est substantiellement dépourvue de 20 contraintes.

20. Vitrage coupe-feu transparent comprenant au moins une couche solide de matière intumescente selon l'une des revendications 17 à 19 associée à au moins une feuille de verre.

21. Installation pour former une couche solide de matière intumescente sur un support par séchage d'une solution aqueuse de la dite matière, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une enceinte primaire comportant une ou plusieurs structures portantes destinées à recevoir les dits 30 supports en position horizontale et au moins une enceinte secondaire destinée à recevoir les dits supports en position fortement inclinée par rapport au plancher de l'enceinte, et en ce que la température et l'humidité de l'atmosphère de chacune des dites enceintes sont réglables.

22. Installation selon la revendication 21, carac térisée en ce que la ou chaque enceinte secondaire délimite une surface au sol qui est au plus égale à la moitié de la » 25 . 4 » * » surface au sol délimitée par la ou chaque enceinte primaire.