Brevet FR2027646A1 — publié le 19701002

-1- 2027646 On sait que le verre résiste mal à l'action de la chaleur et des flammes et se brise au bout de peu de temps. Certes le verre de silice présente des caractéristiques plus avantageuses à ce point de vue mais il possède cependant, tout comme un ver-5 re normal, une conductivité thermique assez élevée, si bien qu'on observe au bout de peu de temps sur la face non exposée à l'action de la chaleur des températures si élevées que les matières inflammables se trouvant à proximité sont enflammées par rayonnement. De même, le verre armé bien connu, constitué par un 10 réseau de fils métalliques noyés dans des plaques de verre, possède une conductivité thermique élevée. Certes, ce verre se brise également en fragments sous l'action de la chaleur, mais il présente cependant 1*avantage que les divers morceaux sont encore maintenus par le treillis métallique de telle manière que 15 les flammes et les gaz de la combustion ne peuvent passer, ou ne peuvent passer que difficilement. Onn'a pas encore trouvé de verres stratifiés résistant à l'action de la chaleur et des flammes, isolants thermiques et en même temps perméables à la lumière. 20 Or on a trouvé que cette combinaison de caractéristiques jusqu'à maintenant inconnues, mais qui cependant a une importance essentielle pour la protection préventive contre l'incendie peut être obtenue avec des verres stratifiés qui sont constitués par au moins deux plaques de verre superposées:,, une couche inter-25 médiaire en un silicate alcalin solide et contenant de l'eau étant disposée entre les plaques de verre. Si les verres stratifiés selon l'invention sont soumis à l'action de la chaleur et des flammes, alors la plaque exposée à l'action de la chaleur se brise, cependant que la couche inter-30 médiaire constituée par le silicate alcalin se gonfle en formant une couche alvéolaire par ébullition de l'eau qu'elle contient, ladite couche alvéolaire opposant une résistance efficace au passage ultérieur de la chaleur. la couche de silicate alcalin, qui est de préférence du 35 silicate de sodium, contient de préférence une proportion d'eau comprise entre 10 et 4-0 % en poids, mieux encore comprise entre 25 et 35 % en poids. L'épaisseur de la couche dépend dans une large mesure de l'effet à obtenir et dépend également du nombre de plaques de verre qui sont associées les unes aux autres. On 40 peut dire en principe que l'épaisseur de la couche de silicate 69 45268 -2- 2027646 alcalin peut être d'autant plus faible que le nombre de plaques de verre associées entre elles est plus élevé, cependant il faudrait de préférence envisager une épaisseur minimale de la couche de 0,3 mm, tandis que, en règle générale, on ne doit pas dépasser une 5 épaisseur maximale de 10 mm pour cette couche, l'épaisseur d'une couche isolée est comprise avantageusement entre 1 et 5 mm. Lors de l'association de deux plaques de verre, on choisit des épaisseurs voisines de la limite supérieure et,, dans le cas des verres stratifiés comportant plus de deux plaques de verre, on 10 choisit des épaisseurs de couches réduites en conséquence. Pour augmenter la stabilité mécanique des verres stratifiés, en particulier de ceux de grandes dimensions, il est avantageux d'introduire dans la couche de silicate alcalin des éléments ou produits de renforcement par exemple des grillages en fils 15 métalliques et/ou des fibres de verre, les fibres de verre, en particulier les fibres coupées de sillonne, peuvent par exemple être présentes dans des proportions comprises entre 0,5 et 30# en poids, de préférence dans des proportions comprises entre 1 et 15 % en poids dans la couche de silicate alcalin. Par ail-20 leurs, les couches de silicate alcalin peuvent contenir des charges, par exemple de la poudre de verre. Il va de soi qu'il est également possible d'utiliser, à la place des plaques en verre pur, des plaques en verre armé. les verres stratifiés selon l'invention peuvent être prépa-25 rés simplement en appliquant sur une plaque de verre placée horizontalement, qui est entourée d'un cadre latéral, une solution aqueuse de silicate alcalin et en éliminant ensuite l'eau de la solution par chauffage, de manière à durcir ainsi la couche liquide. Il y a avantage .à ne pas dépasser une température compri-30 se entre 105 et 130°C environ pendant le durcissement à l'intérieur de la couche car, dans le cas contraire, cette couche s'expanse. Après le durcissement de cette couche, celle-ci est réunie, par exemple, par collage avec un adhésif, à une autre plaque de verre ou également à une autre plaque de matière plastique 35 transparente, par exemple en polychlorure de vinyle dur ou en polyméthacrylate. On peut déposer,.de manière analogue, sur le verre stratifié ainsi préparé, d'autres couches de silicate qui sont ensuite recouvertes de plaques de verre ou de matière plastique transparente. On peut citer comme exemple d'adhésif appro— 40 prié une solution de verre soluble de concentration courante dans 69 45268 -3- 2027646 le commerce ou un mélange , dans le rapport pondéral 1/2 à 1/3 (rapporté au poids total, de talc avec une solution de verre so-luble de concentration comprise entre 35 et 48 ou des mélanges de résines époxydes additionnées,comme agents d'accrochage, 5 de dérivés de silicium de formule générale SiX/[ n, , dans laquelle n est un nombre entier égal à 1, 2 ou 3, E un radical non polaire, par exemple un radical d'hydrocarbure aliphati-que ou aromatique et X tm radical polaire, par exemple un radical alcoxy, aroxy, hydroxyle ou carboxyle. En ce qui concerne les radicaux non polaires, on peut choisir, en particulier, les radicaux aliphatiques contenant 1 à 10 atomes de carbone. En ce qui concerne les résines époxydê, on peut utiliser les produits de la réaction d'épichlorhydrine avec des polyphénols, par exemple du diphénylolpropane, ou avec des polyols aliphatiques tels ^5 que la pentaérythrite qui sont durcis en utilisant des aminés polyfonctionnelles ou des anhydrides d'acides polycarboxyliques. la préparation des verres stratifiés selon l'invention peut être associée de manière particulièrement économique à la fabrication des plaques de verre, en appliquant la solution de sili-cate alcalin sur les plaques de verre à un stade de la fabrication où ces plaques sont encore à une température comprise entre environ 100 et 150°G, et en utilisant ainsi la chaleur qu'elles contiennent pour la vaporisation de l'eau. Si; l'on utilise, lors de la préparation des verres strati-^ fiés selon l'invention, des solutions de silicate alcalin, on obtient des couches très transparentes semblables à du verre. Pour accélérer le processus: de durcissement, on peut évidemment partir également de suspensxons, qui sont constituées par des particules de silicate alcalin solide, mais contenant encore de ^ l'eau en suspension dans des solutions aqueuses de silicate alcalin. Dans ce cas, on obtient des verres stratifiés, non pas transparents comme du verre, mais au contraire opalins tout en étant encore translucides. Il est également possible de préparer les verres stratifiés selon l'invention en collant une plaque de verre de chaque côté d'une plaque de silicate alcalin préfabriquée. Pour tirer parti au maximum des caractéristiques isolantes satisfaisantes des verres stratifiés selon l'invention, ceux-ci sont montés de préférence dans un châssis en matière incombus-40 tible et isolante pour la chaleur. 69 45268 2027646 Exemple : Dans le "tableau ci-après, on a fait figurer sut alinéas 2 à 8 des verres stratifiés selon 1*invention, avec des couches intermédiaires de silicate de sodium d'épaisseurs variées. Les silicates de sodium sont tous caractérisés par tin 5 rapport IfagO/SiC^ de 1/3,3 et leur teneur en eau est toujours de 28 % en poids. A l'alinéa 1, on a fait figurer un verre armé dont l'épaisseur équivaut à celle des verres stratifiés des alinéas 2 et 3. Pour mesurer le pouvoir isolant à la chaleur de ces verres, 10 ils ont été soumis à l'action d'une flamme d'un seul côté flâna un four, conformément à la courbe de température normalisée selon la norme Dlïf 4102 feuille 2 (septembre 1965) et on a mesuré l'élévation de température de la surface non soumise à l'action de la flamme, en fonction du temps. Les résultats sont in-15 diqués sur le tableau ci-après dans les trois dernières colonnes. On a indiqué, dans ces colonnes, le temps qu'il faut pour que la surface non soumise à l'action de la flamme donne lieu à une élévation de température mesurée de 140, 350 ou 500°G. Tableau 20 Structure de l'éprouvette Elévation de température de 140°C 350°G 500°G 1. Verre armé 7» 3mm 5 mn 10 mn 15 mn 2. Plaque de verre 2,8mm 25 Gouche de silicate de sodium 1,7mm 20 mn 40 mn 60 mn Plaque de verre 2,8mm 3« Plaqué de verre 2,8mm Couche de silicate de sodium 1,7mm 25 mn 45 mn 90 mn (avec 140 g/m^ de fibre de 30 verre, un treillis métallique constitué par des fils de 0,5 mm de diamètre et 50 g par m^ de sucre de canne) Plaque de verre 2,8mm 35 4. Plaque de verre 2,8mm Couche de silicate de sodium 0,5mm 13 mn 23 mn 35 am Plaque de verre 2,8mm 5- Plaque de verre 2,8mm Gouche de silicate de sodium 0,3mm 17 mn 40 mn - 40 Plaque de verre 2,8mm Couche de silicate de sodium 0,3mm Plaque de verre 2,8mm 6. Plaque de verre 2,8mm Gouche de silicate de sodium 3,4flim 38 mn 85 mn 69 45268 —5— 2027646 Structure de l'éprouvette Elévation de température de 140°0 350°C 500°C 10 15 j) (avec 200 g par m de fibre de verre, un treillis métallique et 100 g par m de sucre de canne) Plaque de verre 2,8 mm 7® Deux feuilles de verre ÏTo 3 avec un intervalle d'air de 15 mm 8. Plaque de verre 2,8 mm Gouche de silicate de sodium 1,7 mm Polychlorure de vinyle dur 2 mm 62 mn 100 mn 19 mn 67 mn (soumis à l'action de la flamme du côté du polychlorure de vinyle) 45268 "6- 2027646 E._E V E_»__g_Z=0_A Œ_X_0__B_S 1.- Verres stratifiés, isolants thermiques, perméables à la lumière, caractérisés en ce qu'ils sont constitués par au moins deux plaques de verre superposées, une couche intermédiaire en silicate alcalin solide, contenant de l'eau, étant intercalée entre les plaques de verre, ladite couche intermédiaire ayant une épaisseur comprise entre 0,3 et 10 mm. 2.- Verres stratifiés selon la revendication 1, caractérisés en ce que ledit silicate alcalin contient 10 à 40 % en poids d'eau. 3«- Verres stratifiés selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisés en ce que la couche intermédiaire a une épaisseur comprise entre 1 et 5 mm» 4.- Verres stratifiés selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que les plaques de verre sont remplacées, à l'exception d'une au moins, par des plaques transparentes de matière plastique. 5.- Verres stratifiés selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisés en ce que la couche de silicate alcalin contient des matières servant de charge. 6.- Procédé de préparation de verres stratifiés selon l'une des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que l'on applique sur une plaque de verre une couche d'une solution aqueuse de silicate alcalin, on fait durcir cette dernière par élimination d'eau et on réunit la couche durcie à une autre plaque de verre ou à une plaque de matière plastique transparente.