NO144630B - Lysgjennomskinnelig, laminert flammebestandig panel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et lysgjennomskinnelig, laminert flammebestandig panel omfattende minst en glassplate og minst et lag av oppblærende materiale.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe nye sammensetninger for et slikt oppblærende lag som vil gi forskjellige fordeler som omtalt nedenfor.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt

et lysgjennomskinnelig, laminert flammebestandig panel om-

fattende minst en glassplate og minst et lag av oppblærende materiale inneholdende et hydratisert alkalimetallsilikat, og dette panel er kjennetegnet ved at minst ett av nevnte lag inneholder ett eller flere hjelpestoffer valgt fra: urea, flerverdige alkoholer (f.eks. glycerin, etylenglykol og sorbitol), monosakkarider (f.eks. glukose), polysakkarider (f.eks. stivelser), natriumfosfat, natriumaluminat, aluminiumfosfat, boraks, bor-

syre og kolloidalsilisiumdioksyd, hvor nevnte hjelpestoff er tilstede i en mengde på fra og med 20% til og med 2% beregnet på vekt av laget.

Med den benyttede betegnelse "polysakkarider" menes karbohydrater inneholdende mer enn tre molekyler monosakkarider, slik som (<C>6<H>10<0>5)X og ^<C>5H8°4^X hvor x er stØrre enn 3 i hvert tilfelle.

Slike hjelpemidler eller -stoffer har den generelle fordel at de gir panelet forbedret flammebestandighet.

Når brann bryter ut på en side av et panel, vil en grafisk fremstilling av temperaturen på den andre siden mot tiden vise en begynnende stigning fulgt av en periode der temperaturen på nevnte andre side forblir vesentlig konstant (ved ca. 100°C)', mens det skjer en oppblæring av laget. Når oppblæringen er fullstendig, finner det sted en annen temperaturstigning.

Det er klart ønskelig å utsette stigningen til et gitt temperatur-nivå så lenge som mulig, og man har funnet at alle de ovenfor angitte hjelpestoffer har den virkning at de modifiserer oven-nevnte grafiske fremstilling på en gunstig måte.

Et hjelpestoff som angitt ovenfor kan på effektiv måte forsinke temperaturstigningen i den panelflate som vender bort fra en brann som bryter ut nær panelet, på en eller flere av nedenstående måter. A) ved å forlenge nevnte andre periode i løpet av hvilken temperaturen forblir vesentlig konstant idet oppblæringen for-løper, B) ved å redusere gradienten for tid/temperatur-kurven etter at oppblæringen er fullstendig, C) ved å innføre en ytterligere periode hvorunder laget gjennomgår modifikasjon ved en konstant temperatur, og

D) ved å senke temperaturen hvorved oppblæring initieres.

Den måte hvorved nevnte hjelpestoff vil modifi-

sere egenskapene i et lag ved brannutbrudd, kan ikke alltid angis nøyaktig, men det antas at hjelpestoffene som forlenger perioden med konstant temperatur hvorved oppblæring finner sted, kan velges fra: urea, glycerin og sorbitol.

For å redusere gradienten for tid/temperatur-kurven etter at oppblæringen er fullstendig, antas det hensiktsmessig å velge hjelpemidlet fra: monosakkarider som øker viskositeten til det oppsvellede lag, og natriumfosfat, natriumaluminat, boraks, borsyre, aluminiumfosfat og kolloidal silisiumdioksyd som øker ildfastheten for det oppsvellede lag.

For å innføre en ytterligere periode hvorunder

laget gjennomgår modifikasjon ved en konstant temperatur,' har man ansett det som hensiktsmessig å velge hjelpemidlet fra: glycerin, etylenglykol og polysakkarider slik som stivelse.

Det skal her nevnes at glycerin virker på laget på to måter.

For å redusere den temperatur ved hvilken oppblæring initieres, antas det at natriumfosfat kan anvendes som hjelpestoff.

Alle nevnte hjelpestoffer har ikke lik virknings-grad, og de fordeler som oppnås vil avhenge- av den benyttede mengde av de forskjellige hjelpestoffer. Valget av en hensiktsmessig mengde er særlig foretrukket for å bevare panelets

gjennomskinnelighet og for å unngå farging av laget.

Selv om den optimale mengde vil variere i overensstemmelse med det benyttede hjelpestoff, er det alminnelig foretrukket at hjelpestoffet bør være til stede i en mengde på mindre enn 20%, vanligvis mindre enn 10?. I flere tilfeller anvendes hjelpestoffene i mengder på mindre enn 5%. Disse mengder og andre mengdeforhold angitt i prosent, er vektandeler av hjelpestoffet sammenlignet med den totale vekt av laget i et ferdig panel.

Glycerin er et særlig viktig hjelpestoff for anvendelse i et oppblærende lag i et panel ifølge oppfinnelsen. Utmerkede resultater har blitt oppnådd når'opptil. 10% glycerin anvendes og for optimale resultater benyttes minst k%.

Det er funnet at tilsetning av glycerin til det oppblærende lag har en forlengende virkning på den tid hvorved temperaturen i den panelflate som vender bort.fra brannstedet, forblir vesentlig konstant ved ca. 100°C, og videre at en annen konstant temperaturperiode oppstår.hvorved det da oppblærende lag gjennomgår ytterligere modifikasjon.

Glycerin benyttet i de ovenfor angitte mengdeforhold har en ytterligere meget viktig fordel. Oppblærende lag dannes vanligvis ved å helle en oppløsning av det oppblærende materiale i en form eller på en bærende plate og foreta tørking. Under fremstillingen er det en fare for at det oppbærende lag

vil sprekke, hvis det tørkes for hurtig, og dette ville naturligvis svekke gj ennomskinnelighe.ten i det ferdige panel; det er funnet at tilsetning av glycerin inhiberer slik sprekkdannelse og muliggjør således dannelse av relativt tykke oppblærende lag uten en altfor lang tørketid. Det er klart at tørkingen av relativt tynne lag også kan påskyndes. Etyleng.lykol gir også fordelen med en hurtigere tørking.

Urea er et annet viktig hjelpemiddel for bruk i nevnte oppblærende lag og det anvendes fortrinnsvis i en mengde på under 5% og optimalt fra 2 til k%. Bruken av urea gir fordeler i skumstrukturen hos det oppsvellede lag etter brannutbrudd, og det har virkningen av å forlenge den periode hvorved temperaturen i den panelflate som vender bort fra brannstedet,- forblir vesentlig konstant.

Sorbitol er også et viktig hjelpemiddel og bruken av et slikt materiale gir fordeler i likhet med de som oppnås ved anvendelse av urea. Sorbitol benyttes fortrinnsvis i mengder på 2- h% beregnet på laget. Tilfredsstillende resultater er oppnådd ved bruk av opptil 20%.

Av de angitte uorganiske hjelpestoffer foretrekkes

natriumsaltene.

Natriumfosfat, som fortrinnsvis anvendes i mengder på opptil 6%, retarderer varmegjennomgang til den panelflate som vender bort fra et brannsted. Gradienten for tid/temperatur-kurven etter fullstendig oppblæring, blir dessuten redusert, dvs. ildfastheten for det oppsvellede lag økes.

Natriumaluminat har en gunstig effekt idet det

også øker lagets ildfasthet.

Av de andre angitte hjelpestoffer skal spesielt nevnes etylenglykol, fordi forsøk har vist at bruk av dette materialet kan retardere varmegjennomgangen på en effektiv måte.

De andre materialene som er angitt for bruk som hjelpestoffer gir også nyttevirkninger ved brannutbrudd fordi varmegjennomgangen til den panelflate som vender bort fra brannstedet, retarderes.

I spesielle foretrukne utførelser av oppfinnelsen anvendes glycerin som et hjelpestoff i blanding med et sakkarid, f.eks. sakkarose. Når et hjelpestoff anvendes i blanding med et annet eller med et ytterligere additiv, er blandingen til stede i en mengde på under 20%. Mengder under 10% eller endog under 5% kan gi meget gode resultater. Når et sakkarid, slik som sakkarose, anvendes som ytterligere additiv, er det fortrinnsvis til stede i en mengde på 1- H%.

Det er funnet at fremstilling av et panel med gitt effektivitet og som inneholder et lag omfattende et alkalimetallsilikat som oppblærende materiale, kan lettes ved å inkludere de nevnte hjelpestoffer i det oppblærende lag, hvilke stoffer skal akselerere tørkingen av laget.

Et lag av hydratisert alkalimetallsilikat dannes fra en oppløsning, f.eks. ved å helle oppløsningen over platene

som skal danne panelet, eller ved å helle oppløsningen i en form for etterfølgende overføring og sammensetning til nevnte panel.

Det vil forstås at tørkingen av oppløsningslaget er avgjørende i tilfelle for et transparent panel siden det vil være tendens for dannelse av en skorpe på laget, og laget vil ha tendens til å sprekke under tørkingen, og dette vil ha en betydelig skadelig innvirkning, på panelets transparens. Por å overvinne'dette problem har det hittil vært vanlig" praksis å foreta en meget langsom tørking. Ifølge et annet trekk ved" foreliggende oppfinnelse muliggjøres en redusert tørketid og det' er også mulig å danne relativt tykke lag av oppblærende materiale med tilfredsstillende transparens uten anvendelse av altfor lange tørkeperi-oder .

Selv om~ den optimale mengde av hjelpestoffet vil variere med hvilket stoff som" velges, er nevnte hjelpestoff til stede i en mengde på under 201, og vanligvis under 10%. I flere tilfeller anvendes hjelpestoffer i mengder på under 5%- Disse mengder og andre angitte prosentvise mengdeforhold er vektandeler av hjelpestoffet sammenlignet med den totale vekt av laget i et ferdig panel.

Hjelpestoffet velges- fortrinnsvis fra: glycerin og etylenglykol, og fortrinnsvis anvendes glycerin og etylenglykol i blanding med et sakkarid', f.eks. sakkarose.

Hjelpestoffet anvendes også fortrinnsvis i en-mengde

som ikke gir farge.

Hver av panelets ytterflater består fortrinnsvis

av en glassplate for derved å gi overflater som er bestandige overfor hard slitasj.einnvirkning..

De forskjellige lag i panelet er fortrinnsvis- sammenbundet slik at det dannes et laminat..

Graden av f lammebestandighet' som innehas av et panel som omfatter minst et lag av oppblærende materiale,, vil åpenbart blant annet avhengig av- den. totale tykkelse på det benyttede oppblærende materiale.. En økning av tykkelse på det oppblærende materiale vil imidlertid vanligvis nedsette panelets transparens og også, på grunn av at dannelsen, av relativt tykke lag gir opp-hav til fremstillingsvanskeligheter, øke prisen på- panelet. Det

er følgelig foretrukket at den totale tykkelse på det oppblærende materialet er høyst 8 mm. Det nevnte lag eller lagene har for-delaktig hver en tykkelse på mellom 0,.l og 8 mm og optimalt en tykkelse på mellom 1 og 3 mm.

Det alkalimetallsilikat som anvendes som oppblærende materiale er fortrinnsvis hydratisert natriumsilikat.

Oppfinnelsen illustreres i det. følgende ved hjelp av eksempler og under henvisning til de medfølgende tegninger hvor figurene .1-3 representerer tverrsnitt av tre utførelser av foreliggende flammebestandige panel.

På tegningene er et lag 1 inneholdende hydratisert alkalimetallsilikat påført og bundet til en første glassplate 2.

På figur 1 er en annen glassplate 3 påført på den frie siden av det oppblærende lag 1 og holdes i stilling ved hjelp av en klemramme 4. Klemrammen 4 omfatter en L-formet del 5 og en separat eller avtagbar leppe 6 slik at de to glassplatene 2,3 ved brann kan beveges fra hverandre for å gi rom for volum-forandringer i laget ettersom det blir oppsvellet.

På figur 2 er en annen glassplate 3 bundet til den frie flaten av det oppblærende lag under anvendelse av et lag av polyvinylbutyral 7.

På figur 3 er et lag av oppblærende materiale 1 bundet, direkte mellom to glassplater 2,3.

Eksempel I (Figur 1)

I et spesielt praktisk eksempel ble en oppløsning av hydratisert natriumsilikat i vann, som inneholdt glycerin som hjelpestoff, påført på en glassplate i en mengde på 2,8 l/m for dannelse av et fast lag. Vektforholdet mellom Si02 og Na20 var 3,3 til 1 og oppløsningens tetthet var mellom 37 og 40 Baume. Laget ble tørket ved forsiktig oppvarming. Dette tok ca. 6 timer. Lagets sammensetning etter herding var:

Det er helt mulig å tørke et lignende oppblærende lag som ikke inneholder glycerin, på omtrent samme tid, men man har funnet at overflaten på laget inneholdende glycerin er glat-tere og uten sprekker og bidrar således til panelets klarhet før brannutbrudd. ""

I en modifikasjon av dette eksempel ble 4$ glycerin erstattet med en blanding med sakkarose slik at man fikk 3% glycerin og 1% sakkarose i det ferdige panel. Lignende resultater som ovenfor ble oppnådd.

I en modifikasjon av dette eksempel ble glycerin ikke tilsatt til oppløsningen, men en vandig oppløsning av natriumsilikat ble påført på glassplaten og delvis tørket. Et belegg av glycerin ble deretter påført på lagets frie flate.

Glycerinen ble påført ved å dyppe laget i et glycerinbad, men påføringen kan naturligvis foretas på annen måte, f.eks. ved sprøyting.

Lignende resultater ble oppnådd.

Eksempel II (Figur 2)

En oppløsning av hydratisert natriumsilikat inneholdende glukose ble påført på en glassplate som angitt i eksempel I og tørket. I herdet tilstand hadde laget følgende sammensetning:

Dette lag ble deretter sammensatt med den andre glassplaten via et mellomliggende lag av polyvinylbutyral og det hele ble utsatt for varme og trykk for å bevirke sammenbinding, idet man sørget for å- ikke tilføre nok varme til å initiere oppblæring.

I en modifikasjon av dette eksempel ble det oppblærende lag bundet direkte til den andre platen. Etter at dette lag var herdet, ble det og den andre platen fuktet med mer av den samme oppløsningen og de ble sammensatt og fikk tørke til fullstendig sammenbinding.

Eksempel III (Figur 3)

To glassplater hver med et oppblærende lag hydratisert natriumsilikat og påført glycerin som beskrevet i eksempel I ble fremstilt, idet hvert lag hadde en tykkelse på 1,3 mm. Lagene på de to platene ble deretter sammenbundet for dannelse av et panel (HIA), 50 cm . Glassplatene hadde en tykkelse på

3 mm.

Et annet panel (IIIB) i hvis oppblærende lag det-ikke var benyttet noe hjelpestoff, men som ellers var identisk med det foregående, ble også fremstilt for sammenligningsformål.

De to panelene ble innrammet og testet i en vegg

i et ovn ifølge ISO R 834 og NBN 713.020. Dette forsøk spesifi-serer at temperaturen T (°C) i ovnen bør øke etter t minutter ifølge

Den maksimale temperatur på panelenes ytterflater ble målt ved forskjellige intervaller etter oppfyring av ovnen .. og resultatene er gitt i nedenstående tabell (temperaturer i °C til nærmeste 5°C).

Eksempel IV (Figur 3)

Det fremstilles 7 paneler med samme dimensjoner som angitt i eksempel III og i overensstemmelse med fig." 3.

Hver av disse paneler omfatter et oppblærende

lag av hydratisert natriumsilikat inneholdende et spesielt hjelpestoff. Som kontroll omfatter et av panelene bare det hydratiserte natriumsilikat uten hjelpestoff. Sammensetningen til laget av oppblærende materiale i de 7 panelene er som angitt nedenfor (de angitte prosentandeler er vekt-JJ):

Disse 7 paneler ble underkastet en brannprøve

i likhet med den som er beskrevet i eksempel III, og man kon-staterte at de 6 panelene inneholdende et hjelpestoff tok lengre tid for å oppnå en gitt temperatur (temperatur målt på den panelflate som vendte bort fra varmen) enn panelet inneholdende 100% hydratisert natriumsilikat. Som en variant erstattet man

natriumfosfatet i panel nr. 7 henholdsvis med natriumaluminat, aluminiumfosfat, boraks, borsyre og kolloidalt silisium. Resul-tatet etter varmeprøven var i hvert tilfelle sammenlignbart med det oppnådd for panel nr. 7-

Claims (7)

1. Lysgjennomskinnelig, laminert flammebestandig panel omfattende minst en glassplate og minst ett lag av oppblærende materiale inneholdende et hydratisert alkalimetallsilikat, karakterisert ved at minst ett av nevnte lag inneholder ett eller flere hjelpestoffer valgt fra: urea, flerverdige alkoholer (f.eks. glyceroi, etylenglykol og sorbitol), monosakkarider (f.eks. glukose), polysakkarider (f.eks. stivelser), natriumfosfat, natriumaluminat, aluminiumfosfat, boraks, borsyre og kolloidal silisiumdioksyd, hvor nevnte hjelpestoff er tilstede i en mengde på fra og med 20% til og med 2% beregnet på vekt av laget.

2. Panel ifølge krav 1, hvor glyceroi anvendes som hjelpestoff, karakterisert ved at glycerolen er tilstede i en mengde på 10-4?, beregnet som vekt av laget.

3- Panel ifølge krav 1, hvor urea anvendes som hjelpestoff, karakterisert ved at urea er tilstede i en mengde på under 5%, fortrinnsvis mellom 2 og 4%, beregnet som vekt av laget.

4. Panel ifølge krav 1, hvor sorbitol anvendes som hjelpestoff, karakterisert ved at sorbitol er tilstede i en mengde på mellom 2 og 4%, beregnet som vekt av laget.

5. Panel ifølge krav 1, hvor natriumfosfat anvendes som hjelpestoff, karakterisert ved at natriumfosfat er tilstede i en mengde på opptil 6%, beregnet som vekt av laget.

6. Panel ifølge krav 1-5, karakterisert ved at hjelpestoffet anvendes i en ikke-fargende mengde.

7. Panel ifølge krav 1-6, karakterisert ved at hver ytterflate på panelet utgjøres av en glassplate.