耐火性窓ガラス
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／またはリチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；を含む、耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性窓ガラスの製造のための溶液、該溶液から製造される中間層、該中間層を備える耐火性窓ガラス、並びに該溶液、中間層及び耐火性窓ガラスの調製方法に関する。また、本発明は、耐火性窓ガラスを組み込んだ建造物及び耐火性窓ガラスの組立品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
二枚の対向したガラス板の間に挟まれた膨張性無機ケイ酸塩の中間層を組み込んだガラス積層体は、ピルキントン社の企業グループから、ＰＹＲＯＳＴＯＰ及びＰＹＲＯＤＵＲの商標で販売されている。かかる積層体を火気にさらすと、無機中間層は膨張及び拡大して、泡層を形成する。この泡は、ガラス板を保護する断熱層を火気から離してもたらし、その結果、火が伝播するのを防止する障壁として機能するガラス単位の構造的完全性が長期間維持される。かかる膨張性中間層を組み込んだガラス積層体は、耐火ガラス構造として好適に使用されている。これらの積層体は、一層超の膨張性中間層を挟んだガラス板を二枚超備え得る。最大で八層の膨張性中間層を備える積層体が用いられている。これらの多層積層体は、比較的厚く、相応して高価である。
【０００３】
膨張性無機層は、通常、ケイ酸ナトリウムの水ガラス、または、それとケイ酸カリウムの水ガラス若しくはケイ酸リチウムの水ガラスとの混合物から形成される。この膨張性無機層は、一般に、水ガラスの溶液を調製し、該溶液をガラス表面に塗り、該溶液からの余分な水分を乾燥させることにより形成される。
【０００４】
米国特許第４１９０６９８号公報は、水ガラス溶液を乾燥させることにより得られる膨張性無機層を備える耐火性窓ガラスを開示する。この著者は、水ガラス溶液に対し、尿素、多価アルコール、単糖類、多糖類、リン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ホウ砂、ホウ酸及びコロイド状シリカ等の様々な添加剤を加えることを提案している。この文書における具体的な開示としては、水ガラス溶液に対し、グリセリンとサッカロース、またはグルコースを加えることの開示のみである。
【０００５】
国際公開第２００１／１０６３８号公報及び国際公開第２００４／０１４８１３号公報はいずれも、水ガラス溶液を乾燥して得られる膨張性層を備える耐火性ガラスを開示する。国際公開第２００１／１０６３８号公報は、凝集体を含むジルコニウムの使用を開示し、国際公開第２００４／０１４８１３号公報は、アルミン酸塩の添加剤の使用について言及している。
【０００６】
独国特許第１９７２０２６９号公報にて提案される粉末の使用に関する取り組みにより、粒子が光を散乱させるほど十分な大きさであること、または、粒子がケイ酸塩のコロイド成分と相互に作用して粒子成長を引き起こすことのいずれかの理由により、ヘイズを生じることが分かった。また、欧州特許第０７０５６８５号公報で提案される方法は、Ａｌ、Ｓｉ、ＴｉまたはＺｒの有機金属添加剤を用いるが、これらは不溶性または加水分解に不安定のいずれかであり、いずれの場合もヘイズを生じ得るため、実用的ではない。国際公開第２０１００１４３６２号公報にて提案されるＣａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、ＣｕまたはＺｎを含むカチオンを加える方法は、それらをケイ酸塩溶液に加えると即座に沈殿してしまうため、機能しないであろう。独国特許第２８１３３２０号公報は、ポリリン酸塩を用いることを提案するが、実際には、ケイ酸塩とポリリン酸塩との反応は極めて遅く、ケイ酸塩は、最初は透明だとしても時間とともに不透明になることが分かった。欧州特許第２０１４７４０号公報は、多数の金属酸化物の粉末またはナノ粒子を用いることに言及するが、それらは溶解性ではなく、従って透明な中間層が得られないであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４１９０６９８号公報
【特許文献２】国際公開第２００１／１０６３８号公報
【特許文献３】国際公開第２００４／０１４８１３号公報
【特許文献４】独国特許第１９７２０２６９号公報
【特許文献５】欧州特許第０７０５６８５号公報
【特許文献６】国際公開第２０１００１４３６２号公報
【特許文献７】独国特許第２８１３３２０号公報
【特許文献８】欧州特許第２０１４７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえ、（ｉ）乾燥プロセスによって製造され、耐火性能が改善した中間層、または、（ｉｉ）既存の装置やプラントを改良する必要なく、密閉セルへキャストして固める等の全く別のプロセスを提供する必要がある。耐火性能が改善できれば中間層をより薄くすることができ、それにより製造コストの削減、及び美的外観の向上が可能となる。また、乾燥時間を低減するなどして製造時間を減らすことにより、プラントの生産能力を増大させ、製造コストを減らすことも望ましい。既存のプロセスのいかなる改良においても、安定溶液を利用することが不可欠であり、さもないと、それらは即座にまたは放置後に沈殿を形成する。乾燥させた中間層は、窓ガラスの一部として用いられるので、光学的に透明でなければならない。しかしながら、沈殿物等の粒子状物質が存在する場合は、透明性が得られないので、許容できるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を提供する。
【００１０】
本発明の文脈において、「酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体」という用語は、アルカリケイ酸塩溶液に可溶な酸性酸化物若しくは両性酸化物のアニオン、及び／または、アルカリケイ酸塩溶液に可溶な酸性酸化物若しくは両性酸化物のアニオンの錯体を意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
架橋剤として機能することが可能な特定の添加剤を、本発明の方法でケイ酸塩溶液に加えれば、光透過率が高く、防火性が改善された透明な膨張性中間層を製造することができる。透明な積層中間層を製造するためには、アルカリ可溶性アニオンの形態の架橋添加剤を加えることが必要であると分かった。
【００１２】
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／またはそれらの錯体は、チタン酸塩、ジルコン酸塩、バナジウム酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、マンガン酸塩、スズ酸塩、亜鉛酸塩、炭酸塩、アルミン酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ゲルマン酸塩、鉛酸塩及びヒ酸塩からなる群より選択することができる。
【００１３】
安定水溶液は、Ｓｉ／Ｘ［Ｘは、少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン、または、リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素、を表す］のモル比を２００：１〜１０：１、好ましくは１５０：１〜１５：１、より好ましくは１００：１〜２０：１とすることができる。
【００１４】
かかる溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、少なくとも一つのアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比は、１．６〜５．０：１とすることができる。いくつかの別の実施形態においては、溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比は、最大３．５：１、好ましくは最大３．２５：１、より好ましくは最大３．０：１、なおより好ましくは最大２．７５：１、なおより好ましくは最大２．５：１とすることができる。
【００１５】
ケイ酸リチウムは、ＰＱ社のＣｒｙｓｔａｌ Ｌ４０（Ｌｉ２Ｏ２．５％、ＳｉＯ２２０．５％）等のケイ酸リチウム溶液として加えることができる。本発明の方法におけるアルカリ可溶性の水酸化物及び／またはアルカリ可溶性の錯体としてリチウムを加えることで、透明な安定溶液が得られる。
【００１６】
この溶液を水性シリカゾルと混ぜ合わせて、混合物を形成してもよい。かかる混合物は、リチウム含量を、Ｓｉ／Ｌｉのモル比として４０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｌｉのモル比として３０未満：１とすることができる。好ましくは、この混合物は、リチウム含量を、Ｓｉ／Ｌｉのモル比として１０超：１、より好ましくは２０超：１とすることができる。リチウムは、ケイ酸塩とは架橋しないが、耐熱性を改善させるアニオン性ケイ酸塩の群との強いイオン相互作用により、擬似架橋を形成し得る。
【００１７】
極めて耐熱性の高い（熱に強い）材料を作るためには、ＩＩ族の金属をケイ酸塩に加えることが有利であることが分かった。これは、ＩＩ族の金属イオンのイオン半径が小さく、＋２の電荷を有していることによってケイ酸塩を架橋させることができるためである。
【００１８】
マグネシウムイオン等の金属イオンは、添加によりアルカリ金属ケイ酸塩溶液に加えることができる。アルカリ金属ケイ酸塩は、非コロイド性とすることができる。水酸化マグネシウム等の添加剤を加える前において、溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比は、３．５未満：１、好ましくは３．０未満：１、より好ましくは２．５未満：１、なおより好ましくは２．０未満：１とすることができる。水酸化マグネシウム等の添加剤を加えた後において、溶液のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比は、より多くのシリカを加えることにより増加させることができる。シリカは、水性ゾル状またはヒュームドシリカの粉末状とすることができる。
【００１９】
水酸化マグネシウム等の添加剤は、例えば、グリセロリン酸塩や、クエン酸またはヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）等のα−ヒドロキシカルボン酸のようなキレート剤を含む溶液として、アルカリ金属ケイ酸塩に加えることができる。好ましくは、アルカリケイ酸塩は、ＨＥＤＴＡよりもむしろクエン酸の溶液として加えられるが、これは、クエン酸を用いた方がより良好な透明性が得られるためである。その後、得られた溶液を、シリカゾル等のシリカと混合し、硬化させて中間層を作製することができる。透明な中間層を作製することができるかどうかは、クエン酸等のキレート剤とケイ酸塩との親和性に明らかに関係している。
【００２０】
この溶液は、マグネシウム含量を、Ｓｉ／Ｍｇのモル比として２００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｍｇのモル比として１００未満：１、より好ましくは、マグネシウム含量をさらに増加させ、Ｓｉ／Ｍｇのモル比として５０未満：１としてもよい。好ましくは、この溶液は、マグネシウム含量を、Ｓｉ／Ｍｇのモル比として２０超：１、より好ましくは３０超：１とすることができる。効果的な熱的特性をもたらすためには、溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比を低減させ、マグネシウムの量を増加させることが好ましいことが分かった。
【００２１】
この溶液は、乳酸カルシウムと、任意にグリセロールとを含んでいてもよい。カルシウム化合物は、一般的にアルカリ性溶液中での溶解度が低いが、アルカリ金属ケイ酸塩に加える前に、最初に乳酸カルシウムをグリセロール溶液に混ぜておくことにより、ケイ酸塩中での乳酸カルシウムの溶解度を改善することができることが分かった。この乳酸カルシウムは、水和物とすることができる。乳酸カルシウムは、最大１０重量％のレベルで加えてもよいが、これは、最大０．１％のカルシウム添加レベルに相当する。この溶液は、カルシウム含量を、Ｓｉ／Ｃａのモル比として２００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｃａのモル比として１００未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｃａのモル比として５０未満：１としてもよい。好ましくは、かかる溶液は、カルシウム含量を、Ｓｉ／Ｃａのモル比として１０超：１、より好ましくは２０超：１とすることができる。
【００２２】
アルミニウムは、ケイ酸塩溶液と親和性がある錯体化したアルミン酸イオンを用いて、ケイ酸塩に加えられ得る；錯体形成がなければ、ケイ酸塩とアルミン酸塩との瞬間的な反応が起こり、不溶性の沈殿物が生成する。少なくとも一種のアルカリ可溶性アニオンがアルミン酸塩の場合、該アルミン酸塩は、アルミン酸リチウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸セシウム及び最も好ましいアルミン酸ナトリウム等のアルカリ金属アルミン酸塩の形態としてもよい。また、他のアルミン酸塩、特にアルミン酸アンモニウム及びアルミン酸アルキルアンモニウムも用いることができる。
【００２３】
アルミン酸塩は、ケイ酸塩と混ぜ合わせる前に、カルボン酸で部分的に中和してもよい。カルボン酸は、好ましくはヒドロキシカルボン酸であり、より好ましくはα−ヒドロキシカルボン酸である。カルボン酸の好適例としては、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、乳酸、糖酸及び最も好ましいクエン酸が挙げられる。アルミン酸は、ケイ酸塩に対して非常に反応性が高いが、配位化合物を形成することにより制御することができる。これは、カルボン酸で部分的に中和することにより行うことができる。このカルボン酸は、グリセロールとすることができる。水酸化アルミニウム重合を回避するためには、低水分条件下で中和を実施するのが好ましい。得られる構造は、シリカの網目内に強力な安定した架橋を有するアルミノケイ酸塩であり、比較的高い融点を必要とすることに起因して、改善された耐火性をもたらす。好ましくは、アルミノケイ酸塩は、アルミニウム含量が、Ｓｉ／Ａｌのモル比として１０超：１、より好ましくは２０超：１である。
【００２４】
亜鉛イオンは二価であり、ケイ酸塩に加えると、架橋剤として機能し得る。亜鉛は、周期表のＩＩＢ族に存在し、アルミニウムと同様、亜鉛の酸化物及び水酸化物は両性の特性を示す。亜鉛は、アルカリ溶液中において、アルカリ金属ケイ酸塩と親和し、その場合には亜鉛酸塩として存在する。亜鉛酸塩は、酸化亜鉛、水酸化亜鉛及び／またはα−ヒドロキシカルボン酸の亜鉛塩の形態で導入することができる。
【００２５】
工業用の酸化亜鉛粉末は、一般的にアルカリ金属ケイ酸塩に徐々に溶解し、粘度が著しく上昇する一方、水酸化亜鉛は、準備に労力を要する。この点を考慮すると、ナノ粒子の酸化亜鉛、好ましくはシリカゾルと組み合わせたナノ粒子の酸化亜鉛の分散系を用いるのがより好ましい。ナノ粒子の酸化亜鉛及びシリカゾルの混合物は、任意に混合及び／または加熱しながらアルカリ金属ケイ酸塩に加えてもよい。加熱を適用することにより、酸化亜鉛の粒子の溶解が改善される。かかる溶液は、亜鉛含量を、Ｓｉ／Ｚｎのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｚｎのモル比として４０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｚｎのモル比として３０未満：１としてもよい。好ましくは、かかる溶液は、亜鉛含量が、Ｓｉ／Ｚｎのモル比として１０超：１、より好ましくはＳｉ／Ｚｎのモル比として２０超：１である。亜鉛は、他の金属架橋剤よりもずっと高いレベルで相溶性があり、たとえＳｉ／Ｚｎのモル比が３０：１でも、乾燥中間層の硬度はそれほど劇的には上昇しない。このことより、水相中には架橋が存在するものの、その効果は他のいくらかの金属添加物よりも小さいことが示唆される。
【００２６】
この溶液は、酸化亜鉛及びケイ酸リチウムの両方を含んでいてもよい。
【００２７】
ジルコニウムは、ケイ酸ジルコニウムが非常に耐火性があることから、ケイ酸塩系にとって非常に望ましい架橋添加剤であるが、その溶解度が問題となることがある。好ましくは、可溶性のジルコン酸塩はアニオン性凝集体である。アニオン性凝集体を用いることにより、ケイ酸イオンとの反応が遅くなり、不溶性のケイ酸ジルコニウムをもたらすであろう。ジルコン酸塩は、アンモニウム炭酸ジルコニウムまたはカリウム炭酸ジルコニウムの形態とすることができ、いずれも市販されている。カリウム炭酸ジルコニウムは、ＭＥＬ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｉｍｉｔｅｄから、約２０ｗ／ｗ％のＺｒＯ２、１２ｗ／ｗ％のＫ２Ｏ及び１８ｗ／ｗ％の炭酸塩を含む水溶液として、ＺＩＲＭＥＬ１０００の商標で販売され、また、ＺＩＲＭＥＬ１０００は、本発明の組成での使用に好適な凝集体である。
【００２８】
本発明の組成に有用な凝集体を含有するジルコニウムについてのその他の好適な群として、英国特許出願２，２２６，０２４Ａ号公報に記載され、また、そこに記載されたプロセスを用いて作製することができる有機ジルコニウム錯体の塩がある。この特許出願には、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、マンデル酸及びクエン酸等のα−ヒドロキシカルボン酸、並びにグリセロール、エリトリトール、アラビトール、キシリトール、ソルビトール、ズルシトール、マンニトール、イノシトール、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、ラクトース及びマルトース等のポリオールから生じるジルコニウム錯体の作製について記載されている。
【００２９】
これら錯体は、ポリオール及び／またはα−ヒドロキシカルボン酸と、ハロゲン化ジルコニウムとを溶液中で反応させ、反応時に形成された任意の酸性副生物を中和して得られる。適宜、ハロゲン化ジルコニウムを他の反応物を含む溶液に加え、該溶液が確実にアルカリ性となるよう十分にアルカリを加える。アルカリ金属ケイ酸塩溶液中でアニオン性凝集体として働く錯体を含有するその他のジルコニウムは、類似手段を用いて得られる。
【００３０】
アルカリ金属ケイ酸塩溶液に加えることのできるジルコニウムの量は、通常、凝集体を含有する特定のジルコニウムと、特定のアルカリ金属ケイ酸塩溶液との相溶性によって制限されるであろう。膨張性層における耐火特性の好適な効果を発揮させるためには、この溶液は、少なくとも０．５重量％、好ましくは１．０重量％、より好ましくは２．０重量％、なおより好ましくは３．０重量％のジルコニウムを含み、最大で５．０重量％のジルコニウムを含むことが好ましい。この溶液は、ジルコニウム含量を、Ｓｉ／Ｚｒのモル比として２００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｚｒのモル比として１００未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｚｒのモル比として５０未満：１としてもよい。一般的には、不安定溶液または透明でない乾燥中間層を作製することなく、できるだけ高濃度のジルコニウムを加えることが好ましい。この溶液の不安定性は、固形物の沈殿（ケイ酸ジルコニウムであると考えられる）、または透明ではない乾燥膨張性ケイ酸塩層の形成として現れてもよい。いずれも許容できるものではなく、透明かつ安定な溶液及び／または透明な乾燥膨張性層をもたらすことができる溶液のみが、本発明においては有用である。
【００３１】
他の添加剤と同様、ジルコニウムの添加においては、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比が低い方が好適であり、安定性、透明性及び性能の最良の組み合わせを得るためには、添加剤とアルカリ金属の量を最適化することが好ましい。
【００３２】
凝集体を含有するジルコニウムは、沈殿の形成を回避する方法でアルカリ金属ケイ酸塩溶液に混合するべきである。好ましくは、かかる溶液は、高アルカリ性条件を避けた条件下で混合する。一般的には、凝集体を含有するジルコニウムの溶液を、積極的に混合したアルカリ金属ケイ酸塩溶液にゆっくりと加えて、高いｐＨの局部発生を回避すべきである。
【００３３】
本発明の好適な実施形態において、かかる溶液は、グリコール、グリセリン若しくはグリセリン誘導体、または糖類等の多価化合物を少量だけさらに含む。好適な多価化合物は、グリセロールである。多価化合物は凝集体を含有するジルコニウムの溶解を補助し、また、ほぼ確実に水素結合に関する機構を通じて溶液安定性を改善するようである。従って、多価化合物を加えれば、特定の溶液に加えることができるジルコニウムの量を増加させ得る。この溶液は、好ましくは、少なくとも５重量％の多価化合物を含み、通常は多くとも２０重量％の多価化合物を含む。
【００３４】
これらの実施形態においては、適宜、ジルコニウム化合物の溶液をグリセロールの少なくとも一部に添加し、その後、かかる添加よって得られた溶液をアルカリ金属ケイ酸溶液に加えることにより、溶液を作製してもよい。
【００３５】
ジルコニウム化合物が加えられるアルカリ金属ケイ酸溶液はアルカリ系である。ｐＨは、アルカリ金属ケイ酸塩の組成によって変化する。
【００３６】
リン酸塩は、ピロリン酸塩であってもよい。ピロリン酸塩は、加水分解されてオルトリン酸になるにつれ、アルカリ金属ケイ酸塩から金属イオンを隔離することによってシリカ重合度を増加させる効果を有する。この効果はポリリン酸を用いても得ることができるが、反応は遅い。ピロリン酸塩の有利な点は、二つのリン酸塩中心（centres）のみを含み、より容易に開裂することであるが、同様の効果を得るためにはより高濃度のピロリン酸が必要となる。
【００３７】
かかる溶液は、２５％ピロリン酸カリウムの水溶液をアルカリ金属ケイ酸塩と混合することにより調製してもよい。好ましくは、ピロリン酸を、アルカリ金属ケイ酸塩と混合する前に、グリセロール等の多価化合物と混合する。硬化をもたらすためには、シリカゾルを溶液に加えることができる。この溶液のリン酸塩の含量は、Ｓｉ／リン酸塩のモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／リン酸塩のモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／リン酸塩のモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、リン酸塩の含量が、Ｓｉ／リン酸塩のモル比として１０超：１である。
【００３８】
バナジウム酸塩は、メタバナジン酸ナトリウム、好ましくはメタバナジン酸ナトリウムの水溶液としてもよい。バナジウム酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のバナジウム含量は、Ｓｉ／Ｖのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｖのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｖのモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、バナジウム含量が、Ｓｉ／バナジウムのモル比として１０超：１である。本発明によるバナジウム酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、水分量がより高いにもかかわらず、ケイ酸ナトリウムのみの中間層よりも硬い中間層が得られる。これは、水分量がより高いことによって中間層の耐火性能が改善されるので、効果的である。
【００３９】
クロム酸塩は、二クロム酸ナトリウム、好ましくは二クロム酸ナトリウムの水溶液としてもよい。クロム酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のクロム含量は、Ｓｉ／Ｃｒのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｃｒのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｃｒのモル比として２０未満：１としてもよい。好ましくは、この溶液は、クロム含量が、Ｓｉ／Ｃｒのモル比として１０超：１である。本発明によるクロム酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、クロム酸塩を含まない同等の中間層よりも硬い中間層が得られる。
【００４０】
モリブデン酸塩は、モリブデン酸ナトリウム、好ましくはモリブデン酸ナトリウムの水溶液とすることができる。モリブデン酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のモリブデン含量は、Ｓｉ／Ｍｏのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｍｏのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｍｏのモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、モリブデン含量が、Ｓｉ／Ｍｏのモル比として１０超：１である。本発明によるモリブデン酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、モリブデン酸塩を含まない同等の中間層よりも硬い中間層が得られる。
【００４１】
スズ酸塩は、スズ酸ナトリウム、好ましくはスズ酸ナトリウムの水溶液とすることができる。スズ酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のスズ含量は、Ｓｉ／Ｓｎのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｓｎのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｓｎのモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、スズ含量が、Ｓｉ／Ｓｎのモル比として１０超：１である。
【００４２】
タングステン酸塩は、タングステン酸ナトリウム、好ましくはタングステン酸ナトリウムの水溶液とすることができる。タングステン酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のタングステン含量は、Ｓｉ／Ｗのモル比として１００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｗのモル比として５０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｗのモル比として３０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、タングステン含量が、Ｓｉ／Ｗのモル比として１０超：１である。本発明によるタングステン酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、タングステン酸塩を含まない同等の中間層よりも硬い中間層が得られる。
【００４３】
アルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムまたはそれらの混合物とすることができる。
【００４４】
この溶液の水分量は、一般的に多くとも７０重量％、通常は多くとも６０重量％であろう。
【００４５】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層を提供する。
【００４６】
この中間層を耐火性窓ガラスに組み込んだ場合は、既存の製品に比べて改善された断熱性及び完全性をもたらし、より大きなサイズの窓ガラスが燃焼試験に合格できるようになる。さらに、かかる性能の改善により、より薄い中間層を利用することができ、または、所要の層数を低減することができる。これにより、窓ガラス全厚の低減、これに伴う美的外観の向上、及び例えば乾燥時間が低減できることによる、製造コストの低減を含むプラントの生産能力の増強につながる。
【００４７】
この中間層は、最大で３３重量％、いくつかの実施形態においては最大で３２重量％、別の実施形態においては最大で３０重量％、別の実施形態においては最大で２５重量％の量の水分を含むことができる。いくつかの別の実施形態において、中間層は、少なくとも３５重量％等の、３３重量％よりも高い量の水分を含むことができる。中間層は、好ましくは、少なくとも１５重量％以上の量の水分を含む。
【００４８】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層であって、
ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、該少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比が最大３．５：１であり、
少なくとも３５重量％の量の水分を含む、
透明な膨張性中間層を提供する。
【００４９】
この中間層は、水分量が高いために乾燥時間を低減することができ、それにより耐火性窓ガラスの製造時間の低減が可能となる。製造時間の低減により、プラントの生産能力が増大し、製造コストも低くなる。さらには、水分量が高いことによって火災時の冷却効果が改善され、中間層が火災の熱を遮断できる時間が増加する。
【００５０】
いくつかの実施形態において、中間層は、３５重量％〜６０重量％の量の水分を含んでいてもよく、例えば、３５重量％〜４０重量％の量の水分、少なくとも３５重量％かつ４０重量％未満の量の水分、３５重量％〜３９．５重量％の量の水分、３５重量％〜３９重量％の量の水分、または３５重量％〜３８重量％の量の水分を含んでいてもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態において、中間層は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比を最大３．２５：１としてもよく、例えば、最大３．０：１、３．０未満：１、２．９未満：１、例として、２．９：１〜２．５：１、２．８未満：１、２．５未満：１、または２．０未満：１としてもよい。
【００５２】
透明な中間層は、少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／またはリチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；をさらに含む。
【００５３】
乾燥中間層の厚さは、例えば０．３〜１０．０ｍｍと広範囲に変化することがある。一般的には、０．５〜２．５ｍｍの厚さが好ましい。
【００５４】
本発明の別の態様によれば、少なくとも一枚のガラスシートに接着した本発明による中間層を少なくとも一層有する耐火性窓ガラスを提供する。
【００５５】
本発明の別の態様によれば、フレームに取り付けられた本発明による耐火性窓ガラスを少なくとも一枚有する耐火性窓ガラス組立品を提供する。
【００５６】
本発明の別の態様によれば、本発明による耐火性窓ガラスを少なくとも一枚組み込んだ建造物を提供する。
【００５７】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液を準備する工程；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液及び／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体を加える工程；
を含む、本発明による溶液の調製方法を提供する。
【００５８】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、本発明による透明な中間層の調製方法を提供する。
【００５９】
安定水溶液は、本発明による溶液としてもよい。
【００６０】
中間層は、適宜、溶液をガラスシートの表面に塗り、その後、該溶液からの水分を蒸発させることにより作製してもよい。ガラス上に所望の厚さの中間層を作製するためには、蒸発時に溶液を保持する縁壁をガラス上に準備する必要がある場合がある。縁壁は、欧州特許第７０５６８６号公報に記載の組成及び方法を用い、ガラス粉末、水およびメチルセルロースの混合物から作製してもよい。溶液からの水分の蒸発は、好ましくは、７０〜１１０℃の温度で１２〜２４時間、オーブンで乾燥させることにより行う。乾燥後の残留水分量が高いことにより、長期の乾燥時間を低減することができるが、得られる中間層の機械的安定性を改善する必要がある。これは、本明細書に記載の添加剤を使用することにより達成できる。
【００６１】
過剰な水分を除去することによって中間層を作製する場合、その水分の蒸発速度は、大気中の様々な相対湿度により、適宜制御してもよい。乾燥工程の初期部分において極めて高い相対湿度（最大１００ＲＨ）を維持することにより、乾燥速度を比較的低いレベルで維持することができる。このプロセスの後、乾燥速度を増加させるために相対湿度を低減してもよい。
【００６２】
蒸発が完了したら、被膜ガラスシートをオーブンから取り出してもよく、留め縁壁は縁を切り取ってシートから取り除いてもよい。得られた製品は、ガラスシートに接着した中間層を有する耐火性窓ガラスである。
【００６３】
耐火性窓ガラスを形成する別の方法としては、二枚の対面する窓ガラスの間の空間に混合物を辺縁シールとともに導入し、硬化させて中間層を形成する、いわゆる場所打ち法がある。場所打ち法では、溶液の水分量を、硬化した中間層に保持する。この高い水分量が、火災時に多くの熱を吸収する。
【００６４】
欧州特許第６２０７８１号は、ケイ酸塩の中間層を備える耐火性窓ガラスの製造のための場所打ち法を開示する。かかる方法は、二枚の対面する窓ガラスの全周囲にシール剤を塗布し、それによってその間の空洞を輪郭づける工程と、その空洞にケイ酸塩溶液を流し込む工程とを含む。その後、ケイ酸塩溶液を硬化する。この硬化は、窓ガラスの温度を上げることによって加速させてもよい。
【００６５】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一枚のガラスシート上の、少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、本発明による耐火性窓ガラスの調製方法を提供する。
【００６６】
耐火性積層窓ガラスを作製するには、第二のガラスシートを乾燥中間層に接合することができる。或いは、乾燥中間層を有する第二のガラスシートを第一のガラスシートの中間層に接合し、その後、表面シートをあて、二層の中間層を有する積層体を形成することができる。どんなに多くの中間層が必要であっても、このプロセスで作製を継続することができる。その他の代替案としては、中間層を有する第二のシートをもう一方に接触して接合し、元の二倍の厚さを有する単一中間層を形成する。
【００６７】
これらの積層体を形成するために用いるガラスシートは、通常、従来型のソーダ石灰のフロートガラスのシートである。しかしながら、他のガラス組成物を用いてもよく、特に歪み温度がより高いものは、積層体の耐火性を高める。また、被膜ガラス、特に熱を反射する被膜を有するガラスを用いてもよい。
【００６８】
本発明のさらなる態様によれば、耐火性窓ガラスの調製における本発明による溶液の使用方法を提供する。
【００６９】
本発明のさらなる態様によれば、延焼を防ぐための本発明による耐火性窓ガラスの使用方法を提供する。
【００７０】
当然のことながら、本発明の一態様に適用できる任意の特徴を、任意の組み合わせで、任意の数だけ用いることができる。さらには、それらを、本発明の任意の別の態様で、任意の組み合わせで、任意の数だけ用いることもできる。これは、限定されるものではなく、本願の請求項におけるいずれの他の請求項に従属する従属請求項として使用される、いずれの請求項に従属する従属請求項を含む。
【００７１】
本発明の実施形態を、以下の実施例を参照して説明する。
【実施例】
【００７２】
（実施例１−アルミニウム）
アルミン酸ナトリウム溶液（３８．２％水性、２４．４ｇ）をクエン酸一水和物（１３．７５ｇ）のグリセロール（８７％水性、７５．５ｇ）溶液に混ぜて、アルミン酸塩の予混合物を調製した。この予混合物を、積極的に撹拌させたケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、５００ｇ）に加え、アルミン酸塩の予混合物を迅速に分散させるようにした。この溶液は、次工程の前に脱気を要した。
【００７３】
その後、この溶液を、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、２２５．５ｇ）に、徹底的に撹拌しながら混ぜた。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：アルミニウムのモル比が５０であり、水分の含量が４５．８％であった。
【００７４】
この溶液は、二日間は安定であったが、その後粘度が上昇し、処理が困難になった。
【００７５】
（実施例２−リチウム）
ケイ酸リチウム溶液（２．５％Ｌｉ２Ｏ、２０．５％ＳｉＯ２、３５．２ｇ）を、グリセロール（８７％水性、２１．６ｇ）及びシリカゾル（５０％ＳｉＯ２、８０ｇ）と混ぜた。この混合物は安定を維持し、室温で何週間も保管することができた。この混合物全体を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、１８４ｇ）に、適度に高い撹拌速度で撹拌しながら加え、ゾル化合物を迅速に分散させた。得られた混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：リチウムのモル比３０であり、水分の含量が５１．２％であった。
【００７６】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：リチウムのモル比が３０である混合物を得た。
【００７７】
（実施例３−マグネシウム）
グリセロール（８７％水性、１９７ｇ）に溶解させたクエン酸一水和物（４１．２ｇ）の加熱混合物に、水酸化マグネシウム（７．８ｇ）を溶解させ、マグネシウムを含有する予混合物を調製した。この溶液は準安定であり、二日間の放置後には不可逆的に結晶化し始めた。この予混合物を撹拌し、まだ温かい（５０℃）うちに、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、１５５６ｇ）に加えた。
【００７８】
ケイ酸ナトリウム混合物に対し、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、１０８６．６ｇ）を、すぐにゾルが分散するように、十分に徹底的に撹拌しながら、且つ、凝集を防ぎながら注いだ。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：マグネシウムのモル比が１２５であり、水分の含量が４７．７％であった。
【００７９】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：マグネシウムのモル比が１５０である混合物を得た。
【００８０】
（実施例４−亜鉛）
酸化亜鉛ゾル（３０％ＺｎＯ、５０−９０ｎｍ）（４０．３ｇ）を、４６％のＳｉＯ２（２７９ｇ）及びグリセロール（８７％水性、６３．２ｇ）を含有するアミン安定水性シリカゾルに混ぜた。これにより、何日も保管することのできる安定混合ゾルが得られた。
【００８１】
この混合物全量を撹拌して、ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、５７４ｇ）に加えた。得られた混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：亜鉛のモル比が３０であり、水分の含量が５０％であった。
【００８２】
この混合物は準安定であり、亜鉛及びシリカの酸化物がゆっくりと溶解して、粘度の上昇をもたらしたが、室温で一週間は処理可能のままであった。
【００８３】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：亜鉛のモル比が３０である混合物を得た。
【００８４】
（実施例５−ジルコニウム）
カリウム炭酸ジルコニウム溶液（５０％水性、２０％ＺｒＯ２、１４．２ｇ）を、グリセロール（８７％水性、１７．３ｇ）と混ぜた。この混合物を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、１２８．７ｇ）に、積極的に撹拌しながら溶解させた。この溶液に対し、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、８９．９ｇ）を、適度に撹拌しながら加えた。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：ジルコニウムのモル比が６０であり、水分の含量が４７．９％であった。
【００８５】
この混合物は、室温で一週間は安定であった。
【００８６】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：ジルコニウムのモル比が７０である混合物を得た。
【００８７】
（実施例６−ピロリン酸塩）
ピロリン酸カリウム溶液（２５％水性、２１．８ｇ）を、グリセロール（８７％水性、２５．０ｇ）と混ぜた。この混合物を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、２０７．５ｇ）に、積極的に撹拌しながら溶解させた。この溶液に対し、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、１０８．７ｇ）を、適度に撹拌しながら加えた。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．５であり、水分の含量が５０．２％であり、１．５％のピロリン酸カリウムを含んでいた。
【００８８】
この混合物は、室温で少なくとも二週間は安定であった。
【００８９】
（実施例７−バナジウム）
メタバナジン酸ナトリウムの溶液（４０％水性、２２．４ｇ）を準備した。この溶液を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、２００ｇ）に、撹拌しながらゆっくりと加えた。得られた溶液に対し、シリカゾル（４６．３％ＳｉＯ２、３５％Ｈ２Ｏ、１６．７％グリセロール、１０１．３ｇ）を、撹拌しながら加えた。この混合物は、４４％の水分を含んでいた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｖの比は５０：１であった。
【００９０】
この混合物を、ガラスセルにおいて９０℃で６時間硬化させて、薄緑色の透明な中間層を作製した。
【００９１】
メタバナジン酸ナトリウム（固形、１０．１ｇ）を加熱ケイ酸ナトリウム（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）に溶解させ、その後、シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、５５．９ｇ）及びグリセロール（８７％水性、１２．２ｇ）の混合物を加えることにより、同様の中間層を作製した。この混合物は、４６．５％の水分を含んでいた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｖの比は２５：１であった。この混合物を、上述のように硬化させた。
【００９２】
両方のケースにおいて、硬化させたケイ酸塩は、水分量がより高いにもかかわらず、ケイ酸ナトリウムのみの中間層よりも硬かった。
【００９３】
（実施例８−クロム）
二クロム酸ナトリウムの溶液（５０％水性、１１．５ｇ）を準備した；この溶液を、グリセロール（８７％水性、２３．９ｇ）と混ぜ、その後、ケイ酸ナトリウムの撹拌溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、２００ｇ）に加えた。得られた溶液に対し、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、１１１．７ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｃｒの比は５０：１であった。この混合物は、４９．１％のＨ２Ｏを含んでいた。
【００９４】
この混合物を密閉されたガラスセルに注入し、９０℃で６時間硬化させて、際立った黄緑色の透明な中間層を作製した。この中間層は、クロムなしの同様の中間層よりも有意に硬かった。
【００９５】
（実施例９−モリブデン）
モリブデン酸ナトリウムの溶液（４０％水性、１１．７ｇ）を準備し、グリセロール（８７％水性、１２．４ｇ）と混ぜた。この溶液を撹拌しながら、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）に加えた。得られた溶液に対し、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、５５．９ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｍｏの比は５０：１であった。この混合物は、４９．７％のＨ２Ｏを含んでいた。
【００９６】
モリブデン酸ナトリウム溶液（４０％水性、２５．２ｇ）及びグリセロール（８７％水性、１４．２ｇ）を用い、第二の混合物を調製した。これを撹拌し、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）に加え、その後、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、６６ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｍｏの比は２５：１であり、この混合物は５０．２％のＨ２Ｏを含んでいた。
【００９７】
これらの溶液を、密閉されたガラスセルにおいて９０℃で６時間硬化させて、無色の透明な中間層を作製した。かかるゲルの硬さは、モリブデンのレベルとともに有意に増加し、同様にモリブデンなしのゲルよりも硬かった。
【００９８】
（実施例１０−スズ）
スズ酸ナトリウム溶液（２５％、２０．６ｇ）を、ろ過によりごく少量の茶色の不溶性物質を除去し、その後、グリセロール（８７％水性、１３．１ｇ）及び水性ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）と混ぜた。この溶液に対し、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、５５．９ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｓｎの比は５０：１であった。
【００９９】
この混合物を、密閉されたガラスセルにおいて９０℃で６時間硬化させて、無色の透明な中間層を作製した。
【０１００】
（実施例１１−タングステン）
タングステン酸ナトリウム溶液（４０％水性）を調製した。この溶液を、以下の表１に示すように、グリセロール（８７％水性）、水性ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％）及び安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２）と混ぜ、９０℃で６時間硬化させて、以下の表に示すように四層の中間層を作製した。これら中間層は無色で透明であり、各々は、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝３．４６であった。中間層の硬さには、タングステンの量を増やすにつれて、増加するという明らかな傾向があった。
【０１０１】
【表１】
表１：タングステンを含有する種々の中間層の組成
【０１０２】
（結果）
上述の溶液をいくらか乾燥または硬化させることにより、中間層（厚さ１．５ｍｍ）を調製した。その後、これらの中間層は、４５０℃で５分間のマッフル炉試験を用いて膨張性を測定することにより、熱的に評価された。その結果を以下の表２に示す。比較例として用いた工業用窓ガラスは、Ｐｙｒｏｓｔｏｐ（ＲＴＭ）というブランド名で販売されるピルキントン・ガラスの製品であり、二枚の２．１ｍｍのガラス板の間に厚さ１．４ｍｍのケイ酸ナトリウムの中間層を有している：
【０１０３】
【表２】
表２：多数の中間層についてのマッフル炉試験の結果
【０１０４】
記載された多数の添加剤を用い、試料を調製した。２５％の水を用いた実施例においては、管理条件下でガラス板上のケイ酸塩溶液を乾燥させ、その後、第二のガラス板を積層させることにより試料を調製した。かかるケイ酸塩の層は、厚さが１．４ｍｍであった。他の実施例においては、シリカとケイ酸塩との混合物を二枚のガラスの間にキャストし、硬化させて固形物とした。この試料は、ＢＳ４７６パート２２による電気炉で試験した。結果を以下の表３に示す。
【０１０５】
【表３】
表３：多数の試料についてのＢＳ４７６パート２２による燃焼試験の結果
【０１０６】
（結果の概要）
表２より、本発明の中間層は、特定のケイ酸塩の比及び水分量において、既存の中間層と比べて大幅に低減された膨張深さをもたらすことがはっきりと示される。これは、本発明の中間層が、既存の中間層よりもより厳格な管理下で膨張し、従って改善された耐火性をもたらすことを意味する。膨張が小さすぎると、火気でのガラスの断熱性が低下し、一方、膨張が大きすぎると、ガラスシートが中間層から剥離し、火が侵入してしまうため、窓ガラスの構造的完全性の低下をもたらす。
【０１０７】
表３より、本発明による中間層を有する窓ガラスを用いて得られた燃焼試験の結果が優れていることが示される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性窓ガラスの製造のための溶液、該溶液から製造される中間層、該中間層を備える耐火性窓ガラス、並びに該溶液、中間層及び耐火性窓ガラスの調製方法に関する。また、本発明は、耐火性窓ガラスを組み込んだ建造物及び耐火性窓ガラスの組立品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
二枚の対向したガラス板の間に挟まれた膨張性無機ケイ酸塩の中間層を組み込んだガラス積層体は、ピルキントン社の企業グループから、ＰＹＲＯＳＴＯＰ及びＰＹＲＯＤＵＲの商標で販売されている。かかる積層体を火気にさらすと、無機中間層は膨張及び拡大して、泡層を形成する。この泡は、ガラス板を保護する断熱層を火気から離してもたらし、その結果、火が伝播するのを防止する障壁として機能するガラス単位の構造的完全性が長期間維持される。かかる膨張性中間層を組み込んだガラス積層体は、耐火ガラス構造として好適に使用されている。これらの積層体は、一層超の膨張性中間層を挟んだガラス板を二枚超備え得る。最大で八層の膨張性中間層を備える積層体が用いられている。これらの多層積層体は、比較的厚く、相応して高価である。
【０００３】
膨張性無機層は、通常、ケイ酸ナトリウムの水ガラス、または、それとケイ酸カリウムの水ガラス若しくはケイ酸リチウムの水ガラスとの混合物から形成される。この膨張性無機層は、一般に、水ガラスの溶液を調製し、該溶液をガラス表面に塗り、該溶液からの余分な水分を乾燥させることにより形成される。
【０００４】
米国特許第４１９０６９８号公報は、水ガラス溶液を乾燥させることにより得られる膨張性無機層を備える耐火性窓ガラスを開示する。この著者は、水ガラス溶液に対し、尿素、多価アルコール、単糖類、多糖類、リン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ホウ砂、ホウ酸及びコロイド状シリカ等の様々な添加剤を加えることを提案している。この文書における具体的な開示としては、水ガラス溶液に対し、グリセリンとサッカロース、またはグルコースを加えることの開示のみである。
【０００５】
国際公開第２００１／１０６３８号公報及び国際公開第２００４／０１４８１３号公報はいずれも、水ガラス溶液を乾燥して得られる膨張性層を備える耐火性ガラスを開示する。国際公開第２００１／１０６３８号公報は、凝集体を含むジルコニウムの使用を開示し、国際公開第２００４／０１４８１３号公報は、アルミン酸塩の添加剤の使用について言及している。
【０００６】
独国特許第１９７２０２６９号公報にて提案される粉末の使用に関する取り組みにより、粒子が光を散乱させるほど十分な大きさであること、または、粒子がケイ酸塩のコロイド成分と相互に作用して粒子成長を引き起こすことのいずれかの理由により、ヘイズを生じることが分かった。また、欧州特許第０７０５６８５号公報で提案される方法は、Ａｌ、Ｓｉ、ＴｉまたはＺｒの有機金属添加剤を用いるが、これらは不溶性または加水分解に不安定のいずれかであり、いずれの場合もヘイズを生じ得るため、実用的ではない。国際公開第２０１００１４３６２号公報にて提案されるＣａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、ＣｕまたはＺｎを含むカチオンを加える方法は、それらをケイ酸塩溶液に加えると即座に沈殿してしまうため、機能しないであろう。独国特許第２８１３３２０号公報は、ポリリン酸塩を用いることを提案するが、実際には、ケイ酸塩とポリリン酸塩との反応は極めて遅く、ケイ酸塩は、最初は透明だとしても時間とともに不透明になることが分かった。欧州特許第２０１４７４０号公報は、多数の金属酸化物の粉末またはナノ粒子を用いることに言及するが、それらは溶解性ではなく、従って透明な中間層が得られないであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４１９０６９８号公報
【特許文献２】国際公開第２００１／１０６３８号公報
【特許文献３】国際公開第２００４／０１４８１３号公報
【特許文献４】独国特許第１９７２０２６９号公報
【特許文献５】欧州特許第０７０５６８５号公報
【特許文献６】国際公開第２０１００１４３６２号公報
【特許文献７】独国特許第２８１３３２０号公報
【特許文献８】欧州特許第２０１４７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それゆえ、（ｉ）乾燥プロセスによって製造され、耐火性能が改善した中間層、または、（ｉｉ）既存の装置やプラントを改良する必要なく、密閉セルへキャストして固める等の全く別のプロセスを提供する必要がある。耐火性能が改善できれば中間層をより薄くすることができ、それにより製造コストの削減、及び美的外観の向上が可能となる。また、乾燥時間を低減するなどして製造時間を減らすことにより、プラントの生産能力を増大させ、製造コストを減らすことも望ましい。既存のプロセスのいかなる改良においても、安定溶液を利用することが不可欠であり、さもないと、それらは即座にまたは放置後に沈殿を形成する。乾燥させた中間層は、窓ガラスの一部として用いられるので、光学的に透明でなければならない。しかしながら、沈殿物等の粒子状物質が存在する場合は、透明性が得られないので、許容できるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を提供する。
【００１０】
本発明の文脈において、「酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体」という用語は、アルカリケイ酸塩溶液に可溶な酸性酸化物若しくは両性酸化物のアニオン、及び／または、アルカリケイ酸塩溶液に可溶な酸性酸化物若しくは両性酸化物のアニオンの錯体を意味する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
架橋剤として機能することが可能な特定の添加剤を、本発明の方法でケイ酸塩溶液に加えれば、光透過率が高く、防火性が改善された透明な膨張性中間層を製造することができる。透明な積層中間層を製造するためには、アルカリ可溶性アニオンの形態の架橋添加剤を加えることが必要であると分かった。
【００１２】
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／またはそれらの錯体は、チタン酸塩、ジルコン酸塩、バナジウム酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、マンガン酸塩、スズ酸塩、亜鉛酸塩、炭酸塩、アルミン酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ゲルマン酸塩、鉛酸塩及びヒ酸塩からなる群より選択することができる。
【００１３】
安定水溶液は、Ｓｉ／Ｘ［Ｘは、少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン、または、リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素、を表す］のモル比を２００：１〜１０：１、好ましくは１５０：１〜１５：１、より好ましくは１００：１〜２０：１とすることができる。
【００１４】
かかる溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、少なくとも一つのアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比は、１．６〜５．０：１とすることができる。いくつかの別の実施形態においては、溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比は、最大３．５：１、好ましくは最大３．２５：１、より好ましくは最大３．０：１、なおより好ましくは最大２．７５：１、なおより好ましくは最大２．５：１とすることができる。
【００１５】
ケイ酸リチウムは、ＰＱ社のＣｒｙｓｔａｌ Ｌ４０（Ｌｉ２Ｏ２．５％、ＳｉＯ２２０．５％）等のケイ酸リチウム溶液として加えることができる。本発明の方法におけるアルカリ可溶性の水酸化物及び／またはアルカリ可溶性の錯体としてリチウムを加えることで、透明な安定溶液が得られる。
【００１６】
この溶液を水性シリカゾルと混ぜ合わせて、混合物を形成してもよい。かかる混合物は、リチウム含量を、Ｓｉ／Ｌｉのモル比として４０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｌｉのモル比として３０未満：１とすることができる。好ましくは、この混合物は、リチウム含量を、Ｓｉ／Ｌｉのモル比として１０超：１、より好ましくは２０超：１とすることができる。リチウムは、ケイ酸塩とは架橋しないが、耐熱性を改善させるアニオン性ケイ酸塩の群との強いイオン相互作用により、擬似架橋を形成し得る。
【００１７】
極めて耐熱性の高い（熱に強い）材料を作るためには、ＩＩ族の金属をケイ酸塩に加えることが有利であることが分かった。これは、ＩＩ族の金属イオンのイオン半径が小さく、＋２の電荷を有していることによってケイ酸塩を架橋させることができるためである。
【００１８】
マグネシウムイオン等の金属イオンは、添加によりアルカリ金属ケイ酸塩溶液に加えることができる。アルカリ金属ケイ酸塩は、非コロイド性とすることができる。水酸化マグネシウム等の添加剤を加える前において、溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比は、３．５未満：１、好ましくは３．０未満：１、より好ましくは２．５未満：１、なおより好ましくは２．０未満：１とすることができる。水酸化マグネシウム等の添加剤を加えた後において、溶液のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比は、より多くのシリカを加えることにより増加させることができる。シリカは、水性ゾル状またはヒュームドシリカの粉末状とすることができる。
【００１９】
水酸化マグネシウム等の添加剤は、例えば、グリセロリン酸塩や、クエン酸またはヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）等のα−ヒドロキシカルボン酸のようなキレート剤を含む溶液として、アルカリ金属ケイ酸塩に加えることができる。好ましくは、アルカリケイ酸塩は、ＨＥＤＴＡよりもむしろクエン酸の溶液として加えられるが、これは、クエン酸を用いた方がより良好な透明性が得られるためである。その後、得られた溶液を、シリカゾル等のシリカと混合し、硬化させて中間層を作製することができる。透明な中間層を作製することができるかどうかは、クエン酸等のキレート剤とケイ酸塩との親和性に明らかに関係している。
【００２０】
この溶液は、マグネシウム含量を、Ｓｉ／Ｍｇのモル比として２００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｍｇのモル比として１００未満：１、より好ましくは、マグネシウム含量をさらに増加させ、Ｓｉ／Ｍｇのモル比として５０未満：１としてもよい。好ましくは、この溶液は、マグネシウム含量を、Ｓｉ／Ｍｇのモル比として２０超：１、より好ましくは３０超：１とすることができる。効果的な熱的特性をもたらすためには、溶液中のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比を低減させ、マグネシウムの量を増加させることが好ましいことが分かった。
【００２１】
この溶液は、乳酸カルシウムと、任意にグリセロールとを含んでいてもよい。カルシウム化合物は、一般的にアルカリ性溶液中での溶解度が低いが、アルカリ金属ケイ酸塩に加える前に、最初に乳酸カルシウムをグリセロール溶液に混ぜておくことにより、ケイ酸塩中での乳酸カルシウムの溶解度を改善することができることが分かった。この乳酸カルシウムは、水和物とすることができる。乳酸カルシウムは、最大１０重量％のレベルで加えてもよいが、これは、最大０．１％のカルシウム添加レベルに相当する。この溶液は、カルシウム含量を、Ｓｉ／Ｃａのモル比として２００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｃａのモル比として１００未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｃａのモル比として５０未満：１としてもよい。好ましくは、かかる溶液は、カルシウム含量を、Ｓｉ／Ｃａのモル比として１０超：１、より好ましくは２０超：１とすることができる。
【００２２】
アルミニウムは、ケイ酸塩溶液と親和性がある錯体化したアルミン酸イオンを用いて、ケイ酸塩に加えられ得る；錯体形成がなければ、ケイ酸塩とアルミン酸塩との瞬間的な反応が起こり、不溶性の沈殿物が生成する。少なくとも一種のアルカリ可溶性アニオンがアルミン酸塩の場合、該アルミン酸塩は、アルミン酸リチウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸セシウム及び最も好ましいアルミン酸ナトリウム等のアルカリ金属アルミン酸塩の形態としてもよい。また、他のアルミン酸塩、特にアルミン酸アンモニウム及びアルミン酸アルキルアンモニウムも用いることができる。
【００２３】
アルミン酸塩は、ケイ酸塩と混ぜ合わせる前に、カルボン酸で部分的に中和してもよい。カルボン酸は、好ましくはヒドロキシカルボン酸であり、より好ましくはα−ヒドロキシカルボン酸である。カルボン酸の好適例としては、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、乳酸、糖酸及び最も好ましいクエン酸が挙げられる。アルミン酸は、ケイ酸塩に対して非常に反応性が高いが、配位化合物を形成することにより制御することができる。これは、カルボン酸で部分的に中和することにより行うことができる。このカルボン酸は、グリセロールとすることができる。水酸化アルミニウム重合を回避するためには、低水分条件下で中和を実施するのが好ましい。得られる構造は、シリカの網目内に強力な安定した架橋を有するアルミノケイ酸塩であり、比較的高い融点を必要とすることに起因して、改善された耐火性をもたらす。好ましくは、アルミノケイ酸塩は、アルミニウム含量が、Ｓｉ／Ａｌのモル比として１０超：１、より好ましくは２０超：１である。
【００２４】
亜鉛イオンは二価であり、ケイ酸塩に加えると、架橋剤として機能し得る。亜鉛は、周期表のＩＩＢ族に存在し、アルミニウムと同様、亜鉛の酸化物及び水酸化物は両性の特性を示す。亜鉛は、アルカリ溶液中において、アルカリ金属ケイ酸塩と親和し、その場合には亜鉛酸塩として存在する。亜鉛酸塩は、酸化亜鉛、水酸化亜鉛及び／またはα−ヒドロキシカルボン酸の亜鉛塩の形態で導入することができる。
【００２５】
工業用の酸化亜鉛粉末は、一般的にアルカリ金属ケイ酸塩に徐々に溶解し、粘度が著しく上昇する一方、水酸化亜鉛は、準備に労力を要する。この点を考慮すると、ナノ粒子の酸化亜鉛、好ましくはシリカゾルと組み合わせたナノ粒子の酸化亜鉛の分散系を用いるのがより好ましい。ナノ粒子の酸化亜鉛及びシリカゾルの混合物は、任意に混合及び／または加熱しながらアルカリ金属ケイ酸塩に加えてもよい。加熱を適用することにより、酸化亜鉛の粒子の溶解が改善される。かかる溶液は、亜鉛含量を、Ｓｉ／Ｚｎのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｚｎのモル比として４０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｚｎのモル比として３０未満：１としてもよい。好ましくは、かかる溶液は、亜鉛含量が、Ｓｉ／Ｚｎのモル比として１０超：１、より好ましくはＳｉ／Ｚｎのモル比として２０超：１である。亜鉛は、他の金属架橋剤よりもずっと高いレベルで相溶性があり、たとえＳｉ／Ｚｎのモル比が３０：１でも、乾燥中間層の硬度はそれほど劇的には上昇しない。このことより、水相中には架橋が存在するものの、その効果は他のいくらかの金属添加物よりも小さいことが示唆される。
【００２６】
この溶液は、酸化亜鉛及びケイ酸リチウムの両方を含んでいてもよい。
【００２７】
ジルコニウムは、ケイ酸ジルコニウムが非常に耐火性があることから、ケイ酸塩系にとって非常に望ましい架橋添加剤であるが、その溶解度が問題となることがある。好ましくは、可溶性のジルコン酸塩はアニオン性凝集体である。アニオン性凝集体を用いることにより、ケイ酸イオンとの反応が遅くなり、不溶性のケイ酸ジルコニウムをもたらすであろう。ジルコン酸塩は、アンモニウム炭酸ジルコニウムまたはカリウム炭酸ジルコニウムの形態とすることができ、いずれも市販されている。カリウム炭酸ジルコニウムは、ＭＥＬ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｉｍｉｔｅｄから、約２０ｗ／ｗ％のＺｒＯ２、１２ｗ／ｗ％のＫ２Ｏ及び１８ｗ／ｗ％の炭酸塩を含む水溶液として、ＺＩＲＭＥＬ１０００の商標で販売され、また、ＺＩＲＭＥＬ１０００は、本発明の組成での使用に好適な凝集体である。
【００２８】
本発明の組成に有用な凝集体を含有するジルコニウムについてのその他の好適な群として、英国特許出願２，２２６，０２４Ａ号公報に記載され、また、そこに記載されたプロセスを用いて作製することができる有機ジルコニウム錯体の塩がある。この特許出願には、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、マンデル酸及びクエン酸等のα−ヒドロキシカルボン酸、並びにグリセロール、エリトリトール、アラビトール、キシリトール、ソルビトール、ズルシトール、マンニトール、イノシトール、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、ラクトース及びマルトース等のポリオールから生じるジルコニウム錯体の作製について記載されている。
【００２９】
これら錯体は、ポリオール及び／またはα−ヒドロキシカルボン酸と、ハロゲン化ジルコニウムとを溶液中で反応させ、反応時に形成された任意の酸性副生物を中和して得られる。適宜、ハロゲン化ジルコニウムを他の反応物を含む溶液に加え、該溶液が確実にアルカリ性となるよう十分にアルカリを加える。アルカリ金属ケイ酸塩溶液中でアニオン性凝集体として働く錯体を含有するその他のジルコニウムは、類似手段を用いて得られる。
【００３０】
アルカリ金属ケイ酸塩溶液に加えることのできるジルコニウムの量は、通常、凝集体を含有する特定のジルコニウムと、特定のアルカリ金属ケイ酸塩溶液との相溶性によって制限されるであろう。膨張性層における耐火特性の好適な効果を発揮させるためには、この溶液は、少なくとも０．５重量％、好ましくは１．０重量％、より好ましくは２．０重量％、なおより好ましくは３．０重量％のジルコニウムを含み、最大で５．０重量％のジルコニウムを含むことが好ましい。この溶液は、ジルコニウム含量を、Ｓｉ／Ｚｒのモル比として２００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｚｒのモル比として１００未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｚｒのモル比として５０未満：１としてもよい。一般的には、不安定溶液または透明でない乾燥中間層を作製することなく、できるだけ高濃度のジルコニウムを加えることが好ましい。この溶液の不安定性は、固形物の沈殿（ケイ酸ジルコニウムであると考えられる）、または透明ではない乾燥膨張性ケイ酸塩層の形成として現れてもよい。いずれも許容できるものではなく、透明かつ安定な溶液及び／または透明な乾燥膨張性層をもたらすことができる溶液のみが、本発明においては有用である。
【００３１】
他の添加剤と同様、ジルコニウムの添加においては、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比が低い方が好適であり、安定性、透明性及び性能の最良の組み合わせを得るためには、添加剤とアルカリ金属の量を最適化することが好ましい。
【００３２】
凝集体を含有するジルコニウムは、沈殿の形成を回避する方法でアルカリ金属ケイ酸塩溶液に混合するべきである。好ましくは、かかる溶液は、高アルカリ性条件を避けた条件下で混合する。一般的には、凝集体を含有するジルコニウムの溶液を、積極的に混合したアルカリ金属ケイ酸塩溶液にゆっくりと加えて、高いｐＨの局部発生を回避すべきである。
【００３３】
本発明の好適な実施形態において、かかる溶液は、グリコール、グリセリン若しくはグリセリン誘導体、または糖類等の多価化合物を少量だけさらに含む。好適な多価化合物は、グリセロールである。多価化合物は凝集体を含有するジルコニウムの溶解を補助し、また、ほぼ確実に水素結合に関する機構を通じて溶液安定性を改善するようである。従って、多価化合物を加えれば、特定の溶液に加えることができるジルコニウムの量を増加させ得る。この溶液は、好ましくは、少なくとも５重量％の多価化合物を含み、通常は多くとも２０重量％の多価化合物を含む。
【００３４】
これらの実施形態においては、適宜、ジルコニウム化合物の溶液をグリセロールの少なくとも一部に添加し、その後、かかる添加よって得られた溶液をアルカリ金属ケイ酸溶液に加えることにより、溶液を作製してもよい。
【００３５】
ジルコニウム化合物が加えられるアルカリ金属ケイ酸溶液はアルカリ系である。ｐＨは、アルカリ金属ケイ酸塩の組成によって変化する。
【００３６】
リン酸塩は、ピロリン酸塩であってもよい。ピロリン酸塩は、加水分解されてオルトリン酸になるにつれ、アルカリ金属ケイ酸塩から金属イオンを隔離することによってシリカ重合度を増加させる効果を有する。この効果はポリリン酸を用いても得ることができるが、反応は遅い。ピロリン酸塩の有利な点は、二つのリン酸塩中心（centres）のみを含み、より容易に開裂することであるが、同様の効果を得るためにはより高濃度のピロリン酸が必要となる。
【００３７】
かかる溶液は、２５％ピロリン酸カリウムの水溶液をアルカリ金属ケイ酸塩と混合することにより調製してもよい。好ましくは、ピロリン酸を、アルカリ金属ケイ酸塩と混合する前に、グリセロール等の多価化合物と混合する。硬化をもたらすためには、シリカゾルを溶液に加えることができる。この溶液のリン酸塩の含量は、Ｓｉ／リン酸塩のモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／リン酸塩のモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／リン酸塩のモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、リン酸塩の含量が、Ｓｉ／リン酸塩のモル比として１０超：１である。
【００３８】
バナジウム酸塩は、メタバナジン酸ナトリウム、好ましくはメタバナジン酸ナトリウムの水溶液としてもよい。バナジウム酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のバナジウム含量は、Ｓｉ／Ｖのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｖのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｖのモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、バナジウム含量が、Ｓｉ／バナジウムのモル比として１０超：１である。本発明によるバナジウム酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、水分量がより高いにもかかわらず、ケイ酸ナトリウムのみの中間層よりも硬い中間層が得られる。これは、水分量がより高いことによって中間層の耐火性能が改善されるので、効果的である。
【００３９】
クロム酸塩は、二クロム酸ナトリウム、好ましくは二クロム酸ナトリウムの水溶液としてもよい。クロム酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のクロム含量は、Ｓｉ／Ｃｒのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｃｒのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｃｒのモル比として２０未満：１としてもよい。好ましくは、この溶液は、クロム含量が、Ｓｉ／Ｃｒのモル比として１０超：１である。本発明によるクロム酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、クロム酸塩を含まない同等の中間層よりも硬い中間層が得られる。
【００４０】
モリブデン酸塩は、モリブデン酸ナトリウム、好ましくはモリブデン酸ナトリウムの水溶液とすることができる。モリブデン酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のモリブデン含量は、Ｓｉ／Ｍｏのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｍｏのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｍｏのモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、モリブデン含量が、Ｓｉ／Ｍｏのモル比として１０超：１である。本発明によるモリブデン酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、モリブデン酸塩を含まない同等の中間層よりも硬い中間層が得られる。
【００４１】
スズ酸塩は、スズ酸ナトリウム、好ましくはスズ酸ナトリウムの水溶液とすることができる。スズ酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のスズ含量は、Ｓｉ／Ｓｎのモル比として５０未満：１、好ましくはＳｉ／Ｓｎのモル比として３０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｓｎのモル比として２０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、スズ含量が、Ｓｉ／Ｓｎのモル比として１０超：１である。
【００４２】
タングステン酸塩は、タングステン酸ナトリウム、好ましくはタングステン酸ナトリウムの水溶液とすることができる。タングステン酸塩は、多価化合物及び／またはケイ酸塩と混合してもよい。この溶液のタングステン含量は、Ｓｉ／Ｗのモル比として１００未満：１、好ましくはＳｉ／Ｗのモル比として５０未満：１、より好ましくはＳｉ／Ｗのモル比として３０未満：１とすることができる。好ましくは、この溶液は、タングステン含量が、Ｓｉ／Ｗのモル比として１０超：１である。本発明によるタングステン酸塩を含む溶液を硬化させて中間層を形成することにより、タングステン酸塩を含まない同等の中間層よりも硬い中間層が得られる。
【００４３】
アルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムまたはそれらの混合物とすることができる。
【００４４】
この溶液の水分量は、一般的に多くとも７０重量％、通常は多くとも６０重量％であろう。
【００４５】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層を提供する。
【００４６】
この中間層を耐火性窓ガラスに組み込んだ場合は、既存の製品に比べて改善された断熱性及び完全性をもたらし、より大きなサイズの窓ガラスが燃焼試験に合格できるようになる。さらに、かかる性能の改善により、より薄い中間層を利用することができ、または、所要の層数を低減することができる。これにより、窓ガラス全厚の低減、これに伴う美的外観の向上、及び例えば乾燥時間が低減できることによる、製造コストの低減を含むプラントの生産能力の増強につながる。
【００４７】
この中間層は、最大で３３重量％、いくつかの実施形態においては最大で３２重量％、別の実施形態においては最大で３０重量％、別の実施形態においては最大で２５重量％の量の水分を含むことができる。いくつかの別の実施形態において、中間層は、少なくとも３５重量％等の、３３重量％よりも高い量の水分を含むことができる。中間層は、好ましくは、少なくとも１５重量％以上の量の水分を含む。
【００４８】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層であって、
ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、該少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比が最大３．５：１であり、
少なくとも３５重量％の量の水分を含む、
透明な膨張性中間層を提供する。
【００４９】
この中間層は、水分量が高いために乾燥時間を低減することができ、それにより耐火性窓ガラスの製造時間の低減が可能となる。製造時間の低減により、プラントの生産能力が増大し、製造コストも低くなる。さらには、水分量が高いことによって火災時の冷却効果が改善され、中間層が火災の熱を遮断できる時間が増加する。
【００５０】
いくつかの実施形態において、中間層は、３５重量％〜６０重量％の量の水分を含んでいてもよく、例えば、３５重量％〜４０重量％の量の水分、少なくとも３５重量％かつ４０重量％未満の量の水分、３５重量％〜３９．５重量％の量の水分、３５重量％〜３９重量％の量の水分、または３５重量％〜３８重量％の量の水分を含んでいてもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態において、中間層は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比を最大３．２５：１としてもよく、例えば、最大３．０：１、３．０未満：１、２．９未満：１、例として、２．９：１〜２．５：１、２．８未満：１、２．５未満：１、または２．０未満：１としてもよい。
【００５２】
透明な中間層は、少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／またはリチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；をさらに含む。
【００５３】
乾燥中間層の厚さは、例えば０．３〜１０．０ｍｍと広範囲に変化することがある。一般的には、０．５〜２．５ｍｍの厚さが好ましい。
【００５４】
本発明の別の態様によれば、少なくとも一枚のガラスシートに接着した本発明による中間層を少なくとも一層有する耐火性窓ガラスを提供する。
【００５５】
本発明の別の態様によれば、フレームに取り付けられた本発明による耐火性窓ガラスを少なくとも一枚有する耐火性窓ガラス組立品を提供する。
【００５６】
本発明の別の態様によれば、本発明による耐火性窓ガラスを少なくとも一枚組み込んだ建造物を提供する。
【００５７】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液を準備する工程；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液及び／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体を加える工程；
を含む、本発明による溶液の調製方法を提供する。
【００５８】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、本発明による透明な中間層の調製方法を提供する。
【００５９】
安定水溶液は、本発明による溶液としてもよい。
【００６０】
中間層は、適宜、溶液をガラスシートの表面に塗り、その後、該溶液からの水分を蒸発させることにより作製してもよい。ガラス上に所望の厚さの中間層を作製するためには、蒸発時に溶液を保持する縁壁をガラス上に準備する必要がある場合がある。縁壁は、欧州特許第７０５６８６号公報に記載の組成及び方法を用い、ガラス粉末、水およびメチルセルロースの混合物から作製してもよい。溶液からの水分の蒸発は、好ましくは、７０〜１１０℃の温度で１２〜２４時間、オーブンで乾燥させることにより行う。乾燥後の残留水分量が高いことにより、長期の乾燥時間を低減することができるが、得られる中間層の機械的安定性を改善する必要がある。これは、本明細書に記載の添加剤を使用することにより達成できる。
【００６１】
過剰な水分を除去することによって中間層を作製する場合、その水分の蒸発速度は、大気中の様々な相対湿度により、適宜制御してもよい。乾燥工程の初期部分において極めて高い相対湿度（最大１００ＲＨ）を維持することにより、乾燥速度を比較的低いレベルで維持することができる。このプロセスの後、乾燥速度を増加させるために相対湿度を低減してもよい。
【００６２】
蒸発が完了したら、被膜ガラスシートをオーブンから取り出してもよく、留め縁壁は縁を切り取ってシートから取り除いてもよい。得られた製品は、ガラスシートに接着した中間層を有する耐火性窓ガラスである。
【００６３】
耐火性窓ガラスを形成する別の方法としては、二枚の対面する窓ガラスの間の空間に混合物を辺縁シールとともに導入し、硬化させて中間層を形成する、いわゆる場所打ち法がある。場所打ち法では、溶液の水分量を、硬化した中間層に保持する。この高い水分量が、火災時に多くの熱を吸収する。
【００６４】
欧州特許第６２０７８１号は、ケイ酸塩の中間層を備える耐火性窓ガラスの製造のための場所打ち法を開示する。かかる方法は、二枚の対面する窓ガラスの全周囲にシール剤を塗布し、それによってその間の空洞を輪郭づける工程と、その空洞にケイ酸塩溶液を流し込む工程とを含む。その後、ケイ酸塩溶液を硬化する。この硬化は、窓ガラスの温度を上げることによって加速させてもよい。
【００６５】
本発明の別の態様によれば、
少なくとも一枚のガラスシート上の、少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、本発明による耐火性窓ガラスの調製方法を提供する。
【００６６】
耐火性積層窓ガラスを作製するには、第二のガラスシートを乾燥中間層に接合することができる。或いは、乾燥中間層を有する第二のガラスシートを第一のガラスシートの中間層に接合し、その後、表面シートをあて、二層の中間層を有する積層体を形成することができる。どんなに多くの中間層が必要であっても、このプロセスで作製を継続することができる。その他の代替案としては、中間層を有する第二のシートをもう一方に接触して接合し、元の二倍の厚さを有する単一中間層を形成する。
【００６７】
これらの積層体を形成するために用いるガラスシートは、通常、従来型のソーダ石灰のフロートガラスのシートである。しかしながら、他のガラス組成物を用いてもよく、特に歪み温度がより高いものは、積層体の耐火性を高める。また、被膜ガラス、特に熱を反射する被膜を有するガラスを用いてもよい。
【００６８】
本発明のさらなる態様によれば、耐火性窓ガラスの調製における本発明による溶液の使用方法を提供する。
【００６９】
本発明のさらなる態様によれば、延焼を防ぐための本発明による耐火性窓ガラスの使用方法を提供する。
【００７０】
当然のことながら、本発明の一態様に適用できる任意の特徴を、任意の組み合わせで、任意の数だけ用いることができる。さらには、それらを、本発明の任意の別の態様で、任意の組み合わせで、任意の数だけ用いることもできる。これは、限定されるものではなく、本願の請求項におけるいずれの他の請求項に従属する従属請求項として使用される、いずれの請求項に従属する従属請求項を含む。
【００７１】
本発明の実施形態を、以下の実施例を参照して説明する。
【実施例】
【００７２】
（実施例１−アルミニウム）
アルミン酸ナトリウム溶液（３８．２％水性、２４．４ｇ）をクエン酸一水和物（１３．７５ｇ）のグリセロール（８７％水性、７５．５ｇ）溶液に混ぜて、アルミン酸塩の予混合物を調製した。この予混合物を、積極的に撹拌させたケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、５００ｇ）に加え、アルミン酸塩の予混合物を迅速に分散させるようにした。この溶液は、次工程の前に脱気を要した。
【００７３】
その後、この溶液を、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、２２５．５ｇ）に、徹底的に撹拌しながら混ぜた。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：アルミニウムのモル比が５０であり、水分の含量が４５．８％であった。
【００７４】
この溶液は、二日間は安定であったが、その後粘度が上昇し、処理が困難になった。
【００７５】
（実施例２−リチウム）
ケイ酸リチウム溶液（２．５％Ｌｉ２Ｏ、２０．５％ＳｉＯ２、３５．２ｇ）を、グリセロール（８７％水性、２１．６ｇ）及びシリカゾル（５０％ＳｉＯ２、８０ｇ）と混ぜた。この混合物は安定を維持し、室温で何週間も保管することができた。この混合物全体を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、１８４ｇ）に、適度に高い撹拌速度で撹拌しながら加え、ゾル化合物を迅速に分散させた。得られた混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：リチウムのモル比３０であり、水分の含量が５１．２％であった。
【００７６】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：リチウムのモル比が３０である混合物を得た。
【００７７】
（実施例３−マグネシウム）
グリセロール（８７％水性、１９７ｇ）に溶解させたクエン酸一水和物（４１．２ｇ）の加熱混合物に、水酸化マグネシウム（７．８ｇ）を溶解させ、マグネシウムを含有する予混合物を調製した。この溶液は準安定であり、二日間の放置後には不可逆的に結晶化し始めた。この予混合物を撹拌し、まだ温かい（５０℃）うちに、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、１５５６ｇ）に加えた。
【００７８】
ケイ酸ナトリウム混合物に対し、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、１０８６．６ｇ）を、すぐにゾルが分散するように、十分に徹底的に撹拌しながら、且つ、凝集を防ぎながら注いだ。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：マグネシウムのモル比が１２５であり、水分の含量が４７．７％であった。
【００７９】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：マグネシウムのモル比が１５０である混合物を得た。
【００８０】
（実施例４−亜鉛）
酸化亜鉛ゾル（３０％ＺｎＯ、５０−９０ｎｍ）（４０．３ｇ）を、４６％のＳｉＯ２（２７９ｇ）及びグリセロール（８７％水性、６３．２ｇ）を含有するアミン安定水性シリカゾルに混ぜた。これにより、何日も保管することのできる安定混合ゾルが得られた。
【００８１】
この混合物全量を撹拌して、ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、５７４ｇ）に加えた。得られた混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：亜鉛のモル比が３０であり、水分の含量が５０％であった。
【００８２】
この混合物は準安定であり、亜鉛及びシリカの酸化物がゆっくりと溶解して、粘度の上昇をもたらしたが、室温で一週間は処理可能のままであった。
【００８３】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：亜鉛のモル比が３０である混合物を得た。
【００８４】
（実施例５−ジルコニウム）
カリウム炭酸ジルコニウム溶液（５０％水性、２０％ＺｒＯ２、１４．２ｇ）を、グリセロール（８７％水性、１７．３ｇ）と混ぜた。この混合物を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、１２８．７ｇ）に、積極的に撹拌しながら溶解させた。この溶液に対し、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、８９．９ｇ）を、適度に撹拌しながら加えた。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が４．０であり、シリカ：ジルコニウムのモル比が６０であり、水分の含量が４７．９％であった。
【００８５】
この混合物は、室温で一週間は安定であった。
【００８６】
同様の方法を用いて別の混合物を調製し、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．４５であり、シリカ：ジルコニウムのモル比が７０である混合物を得た。
【００８７】
（実施例６−ピロリン酸塩）
ピロリン酸カリウム溶液（２５％水性、２１．８ｇ）を、グリセロール（８７％水性、２５．０ｇ）と混ぜた。この混合物を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏの比＝２、４８．２％固形分、２０７．５ｇ）に、積極的に撹拌しながら溶解させた。この溶液に対し、アミン安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、１０８．７ｇ）を、適度に撹拌しながら加えた。この混合物は、ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が３．５であり、水分の含量が５０．２％であり、１．５％のピロリン酸カリウムを含んでいた。
【００８８】
この混合物は、室温で少なくとも二週間は安定であった。
【００８９】
（実施例７−バナジウム）
メタバナジン酸ナトリウムの溶液（４０％水性、２２．４ｇ）を準備した。この溶液を、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２：Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、２００ｇ）に、撹拌しながらゆっくりと加えた。得られた溶液に対し、シリカゾル（４６．３％ＳｉＯ２、３５％Ｈ２Ｏ、１６．７％グリセロール、１０１．３ｇ）を、撹拌しながら加えた。この混合物は、４４％の水分を含んでいた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｖの比は５０：１であった。
【００９０】
この混合物を、ガラスセルにおいて９０℃で６時間硬化させて、薄緑色の透明な中間層を作製した。
【００９１】
メタバナジン酸ナトリウム（固形、１０．１ｇ）を加熱ケイ酸ナトリウム（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）に溶解させ、その後、シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、５５．９ｇ）及びグリセロール（８７％水性、１２．２ｇ）の混合物を加えることにより、同様の中間層を作製した。この混合物は、４６．５％の水分を含んでいた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｖの比は２５：１であった。この混合物を、上述のように硬化させた。
【００９２】
両方のケースにおいて、硬化させたケイ酸塩は、水分量がより高いにもかかわらず、ケイ酸ナトリウムのみの中間層よりも硬かった。
【００９３】
（実施例８−クロム）
二クロム酸ナトリウムの溶液（５０％水性、１１．５ｇ）を準備した；この溶液を、グリセロール（８７％水性、２３．９ｇ）と混ぜ、その後、ケイ酸ナトリウムの撹拌溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、２００ｇ）に加えた。得られた溶液に対し、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、１１１．７ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｃｒの比は５０：１であった。この混合物は、４９．１％のＨ２Ｏを含んでいた。
【００９４】
この混合物を密閉されたガラスセルに注入し、９０℃で６時間硬化させて、際立った黄緑色の透明な中間層を作製した。この中間層は、クロムなしの同様の中間層よりも有意に硬かった。
【００９５】
（実施例９−モリブデン）
モリブデン酸ナトリウムの溶液（４０％水性、１１．７ｇ）を準備し、グリセロール（８７％水性、１２．４ｇ）と混ぜた。この溶液を撹拌しながら、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）に加えた。得られた溶液に対し、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、５５．９ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｍｏの比は５０：１であった。この混合物は、４９．７％のＨ２Ｏを含んでいた。
【００９６】
モリブデン酸ナトリウム溶液（４０％水性、２５．２ｇ）及びグリセロール（８７％水性、１４．２ｇ）を用い、第二の混合物を調製した。これを撹拌し、ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）に加え、その後、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、６６ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｍｏの比は２５：１であり、この混合物は５０．２％のＨ２Ｏを含んでいた。
【００９７】
これらの溶液を、密閉されたガラスセルにおいて９０℃で６時間硬化させて、無色の透明な中間層を作製した。かかるゲルの硬さは、モリブデンのレベルとともに有意に増加し、同様にモリブデンなしのゲルよりも硬かった。
【００９８】
（実施例１０−スズ）
スズ酸ナトリウム溶液（２５％、２０．６ｇ）を、ろ過によりごく少量の茶色の不溶性物質を除去し、その後、グリセロール（８７％水性、１３．１ｇ）及び水性ケイ酸ナトリウム溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％、１００ｇ）と混ぜた。この溶液に対し、安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２、５５．９ｇ）を加えた。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比は３．４６であり、Ｓｉ／Ｓｎの比は５０：１であった。
【００９９】
この混合物を、密閉されたガラスセルにおいて９０℃で６時間硬化させて、無色の透明な中間層を作製した。
【０１００】
（実施例１１−タングステン）
タングステン酸ナトリウム溶液（４０％水性）を調製した。この溶液を、以下の表１に示すように、グリセロール（８７％水性）、水性ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝２．０、固形分＝４８．２％）及び安定シリカゾル（４６％ＳｉＯ２）と混ぜ、９０℃で６時間硬化させて、以下の表に示すように四層の中間層を作製した。これら中間層は無色で透明であり、各々は、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏの比＝３．４６であった。中間層の硬さには、タングステンの量を増やすにつれて、増加するという明らかな傾向があった。
【０１０１】
【表１】
表１：タングステンを含有する種々の中間層の組成
【０１０２】
（結果）
上述の溶液をいくらか乾燥または硬化させることにより、中間層（厚さ１．５ｍｍ）を調製した。その後、これらの中間層は、４５０℃で５分間のマッフル炉試験を用いて膨張性を測定することにより、熱的に評価された。その結果を以下の表２に示す。比較例として用いた工業用窓ガラスは、Ｐｙｒｏｓｔｏｐ（ＲＴＭ）というブランド名で販売されるピルキントン・ガラスの製品であり、二枚の２．１ｍｍのガラス板の間に厚さ１．４ｍｍのケイ酸ナトリウムの中間層を有している：
【０１０３】
【表２】
表２：多数の中間層についてのマッフル炉試験の結果
【０１０４】
記載された多数の添加剤を用い、試料を調製した。２５％の水を用いた実施例においては、管理条件下でガラス板上のケイ酸塩溶液を乾燥させ、その後、第二のガラス板を積層させることにより試料を調製した。かかるケイ酸塩の層は、厚さが１．４ｍｍであった。他の実施例においては、シリカとケイ酸塩との混合物を二枚のガラスの間にキャストし、硬化させて固形物とした。この試料は、ＢＳ４７６パート２２による電気炉で試験した。結果を以下の表３に示す。
【０１０５】
【表３】
表３：多数の試料についてのＢＳ４７６パート２２による燃焼試験の結果
【０１０６】
（結果の概要）
表２より、本発明の中間層は、特定のケイ酸塩の比及び水分量において、既存の中間層と比べて大幅に低減された膨張深さをもたらすことがはっきりと示される。これは、本発明の中間層が、既存の中間層よりもより厳格な管理下で膨張し、従って改善された耐火性をもたらすことを意味する。膨張が小さすぎると、火気でのガラスの断熱性が低下し、一方、膨張が大きすぎると、ガラスシートが中間層から剥離し、火が侵入してしまうため、窓ガラスの構造的完全性の低下をもたらす。
【０１０７】
表３より、本発明による中間層を有する窓ガラスを用いて得られた燃焼試験の結果が優れていることが示される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液。
【請求項２】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層。
【請求項３】
前記少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／またはそれらの錯体は、チタン酸塩、ジルコン酸塩、バナジウム酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、マンガン酸塩、スズ酸塩、亜鉛酸塩、炭酸塩、アルミン酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ゲルマン酸塩、鉛酸塩及びヒ酸塩からなる群より選択される、請求項１に記載の溶液または請求項２に記載の中間層。
【請求項４】
前記溶液におけるＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、前記少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比が最大３．５：１である、請求項１若しくは請求項３に記載の溶液、または請求項２または請求項３に記載の中間層。
【請求項５】
Ｓｉ／Ｘ［Ｘは、前記少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン、または、リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素、を表す］のモル比が２００：１〜１０：１である、請求項１，３若しくは４に記載の溶液、または請求項２，３若しくは４に記載の中間層。
【請求項６】
前記中間層が、最大で３３重量％の量の水分を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の中間層。
【請求項７】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層であって、
ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、該少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比が最大３．５：１であり、
少なくとも３５重量％の量の水分を含む、
透明な膨張性中間層。
【請求項８】
前記中間層が３５重量％〜４０重量％の量の水分を含む、請求項７に記載の中間層。
【請求項９】
ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が最大３．０：１である、請求項７または８に記載の中間層。
【請求項１０】
少なくとも一枚のガラスシートに接着した請求項２〜９のいずれか一項に記載の中間層を少なくとも一層有する耐火性窓ガラス。
【請求項１１】
フレームに取り付けられた請求項１０に記載の耐火性窓ガラスを少なくとも一枚有する耐火性窓ガラス組立品。
【請求項１２】
請求項１０に記載の耐火性窓ガラスを少なくとも一枚組み込んだ建造物。
【請求項１３】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液を準備する工程；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液及び／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体を加える工程；
を含む、請求項１に記載の溶液の調製方法。
【請求項１４】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、請求項２〜９のいずれか一項に記載の透明な中間層の調製方法。
【請求項１５】
少なくとも一枚のガラスシート上の、少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、請求項１０に記載の耐火性窓ガラスの調製方法。
【請求項１６】
耐火性窓ガラスの調製における、請求項１及び３〜５のいずれか一項に記載の溶液の使用方法。
【請求項１７】
延焼を防ぐための、請求項１０に記載の耐火性窓ガラスの使用方法。
【請求項１】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液。
【請求項２】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液；並びに／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体；
を含む、耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層。
【請求項３】
前記少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／またはそれらの錯体は、チタン酸塩、ジルコン酸塩、バナジウム酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、マンガン酸塩、スズ酸塩、亜鉛酸塩、炭酸塩、アルミン酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ゲルマン酸塩、鉛酸塩及びヒ酸塩からなる群より選択される、請求項１に記載の溶液または請求項２に記載の中間層。
【請求項４】
前記溶液におけるＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、前記少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比が最大３．５：１である、請求項１若しくは請求項３に記載の溶液、または請求項２または請求項３に記載の中間層。
【請求項５】
Ｓｉ／Ｘ［Ｘは、前記少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン、または、リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素、を表す］のモル比が２００：１〜１０：１である、請求項１，３若しくは４に記載の溶液、または請求項２，３若しくは４に記載の中間層。
【請求項６】
前記中間層が、最大で３３重量％の量の水分を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の中間層。
【請求項７】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための透明な膨張性中間層であって、
ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ［Ｍは、該少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金属カチオンを表す］のモル比が最大３．５：１であり、
少なくとも３５重量％の量の水分を含む、
透明な膨張性中間層。
【請求項８】
前記中間層が３５重量％〜４０重量％の量の水分を含む、請求項７に記載の中間層。
【請求項９】
ＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比が最大３．０：１である、請求項７または８に記載の中間層。
【請求項１０】
少なくとも一枚のガラスシートに接着した請求項２〜９のいずれか一項に記載の中間層を少なくとも一層有する耐火性窓ガラス。
【請求項１１】
フレームに取り付けられた請求項１０に記載の耐火性窓ガラスを少なくとも一枚有する耐火性窓ガラス組立品。
【請求項１２】
請求項１０に記載の耐火性窓ガラスを少なくとも一枚組み込んだ建造物。
【請求項１３】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液を準備する工程；並びに
少なくとも一種の酸性酸化物若しくは両性酸化物のアルカリ可溶性アニオン及び／若しくはそれらの錯体の水溶液及び／または
リチウム、マグネシウム及びカルシウムからなる群より選択される元素の、少なくとも一種のアルカリ可溶性の水酸化物及び／若しくはアルカリ可溶性の錯体を加える工程；
を含む、請求項１に記載の溶液の調製方法。
【請求項１４】
少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸塩を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、請求項２〜９のいずれか一項に記載の透明な中間層の調製方法。
【請求項１５】
少なくとも一枚のガラスシート上の、少なくとも一種のアルカリ金属ケイ酸を含む耐火性窓ガラスの製造のための安定水溶液を、管理条件下で乾燥または硬化させる工程
を含む、請求項１０に記載の耐火性窓ガラスの調製方法。
【請求項１６】
耐火性窓ガラスの調製における、請求項１及び３〜５のいずれか一項に記載の溶液の使用方法。
【請求項１７】
延焼を防ぐための、請求項１０に記載の耐火性窓ガラスの使用方法。
【公表番号】特表２０１３−５０３８０９（Ｐ２０１３−５０３８０９Ａ）
【公表日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２７３９３（Ｐ２０１２−５２７３９３）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１０／０５１４５６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２７１６３
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（５９１２２９１０７）ピルキントン グループ リミテッド (82)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１０／０５１４５６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２７１６３
【国際公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（５９１２２９１０７）ピルキントン グループ リミテッド (82)
【Ｆターム（参考）】
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