JPH0769669A

JPH0769669A - 防火安全板ガラス

Info

Publication number: JPH0769669A
Application number: JP6180258A
Authority: JP
Inventors: Peter Brix; ブリクスペーター; Werner Kiefer; キーファーヴェルナー; Roland Leroux; レロークスローラント
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1995-03-14
Also published as: DK0638526T3; DE4325656C2; US5763343A; EP0638526A1; DE59406718D1; EP0638526B1; ES2120544T3; US5656558A; DE4325656A1

Abstract

(57)【要約】【目的】硬質ガラスの防火ガラスは、約２００〜５０
０Ｗ／（ｍ²×Ｋ）の熱伝達値を有する従来の強化プラ
ントを用いて強化させ、強化された状態において、ＤＩ
Ｎ４１０２による少なくとも３０分間での耐火期間お
よびＤＩＮ１２４９（安全な破壊）による該安全特性を
有することができるものを開示するものである。【構成】本発明の安全強化ガラスは、３〜６×１０^-6
Ｋ^-1の熱膨脹係数α_20/300、０．３〜０．５Ｎ／（ｍｍ
²×Ｋ）の比熱応力ψ、５３５〜８５０℃のガラス転移
温度Ｔｇ、１８０〜３６０Ｎ／ｍｍ²の（Ｔｇ−２０
℃）と比熱応力ψを掛けた積、５６０℃以上の上限アニ
ーリング温度（１０¹³ｄＰａｓの粘度における温度）、
８３０℃以上の軟化温度（１０^7.6ｄＰａｓの粘度にお
ける温度）および１３００℃以下の使用温度（１０⁴ｄ
Ｐａｓの粘度における温度）を具備しなければならない
ものである。【効果】耐火期間および安全特性の双方を達成するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強化ガラス体、特に、
安全ガラスの要求性能を具備する熱的に高度に安定な透
明板ガラス、防火透明板ガラス製品用として強化された
階級に適するガラスパネルまたは板ガラス（ガラスペー
ン）の形態に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】枠体および装飾品（備品）を含む防火透
明板ガラスは、火および煙り通過抵抗に関して耐火性ク
ラスに当てはまらなければならない。ドイツにおいて、
防火透明板ガラスは、耐火性クラスＧ３０、Ｇ６０、Ｇ
９０およびＧ１２０に分類される。枠体への取付けは、
該枠体のガラス固定ビードでその縁部が覆われてなる該
透明板ガラスを生ずる。出火の場合には、覆っている縁
部の深さおよび型によって該板ガラスの覆われた縁部と
該板ガラスの露出した中央部の間で生ずる温度差は、２
００〜３５０Ｋの間とすることが可能である。ＤＩＮ
４１０２での標準火炎での耐火期間は、第１に、軟化温
度（ＥＷ）、板ガラスのサイズ、板ガラスの厚さおよび
該縁部の覆いにより、さらに該ガラスの吸収性、反射性
および熱伝導性による。縁部の覆いが広ければ広いほ
ど、透明板ガラスは該枠体の抜けによく耐えることがま
すます長くなる。該ガラスの軟化温度は、該ガラスが１
０^7.6ｄＰａｓの粘度を有するときの温度として、ＤＩ
Ｎ５２３１２、パート３に従って得られるものであ
る。これは、およそガラス吹き工がガラス器具を形作る
ときの粘度である。

【０００３】建築物での透明板ガラスの場合には、該透
明板ガラスは、しばしば同時に多くの要求性能を満たさ
なければならない。例えば、ドアに取り付けられる防火
透明板ガラスは、防火ができることに加えて、日々の使
用において使用者の安全を確保しなければならない。す
なわち、透明板ガラスは、機械的負荷の下で容易に壊れ
るものであってはならない。例えば、それにもかかわら
ず、人体が板ガラスの破損を生ずる透明板ガラスで強い
衝撃を受けるならば、単に小さく、鋭いかどのない砕片
が、該透明板ガラス破損（ＤＩＮ１８３６１、セクシ
ョン２．３．６．３）として発生する。

【０００４】実際に、単一結晶からなるガラスの３タイ
プは、防火透明板ガラス用に一般に用いられている。も
っとも頻繁に用いられるものは、ワイヤで補強したソー
ダ石灰ガラスである。出火の場合には、該ワイヤで補強
したガラスは、ほんの数分後にクラッキングを起こす。
しかしながら、ガラス片は、埋封されたスポット溶接し
たワイヤメッシュによって互いに保持される。該ワイヤ
で補強したガラスは、比較的小さい板ガラス面積を持つ
特殊なデザインで６０分間、耐えることができる。しか
しながら、機械的負荷の下でワイヤで補強したガラス
は、該ガラスが該ワイヤメッシュによる微細な内部欠陥
を表わすならば、同様の厚さの正常な板ガラスよりもよ
り簡単に壊れる。機械的な破損は、とげ形成の結果とし
て、重大な損傷を生じるであろう。さらに、ワイヤで補
強したガラスの不都合は、それらの好ましくない外観で
ある。

【０００５】また、熱的に高度に強化されたソーダ石灰
ガラス（例えば、フロートガラス）は、防火透明板ガラ
スとして利用されている。こうしたガラスの高い熱膨脹
係数は、前記板ガラスが、板ガラスの厚さに関係なく、
一様な１２０Ｎ／ｍｍ²の高い圧縮応力、該板ガラスの
該冷たい縁部と該熱い中央部の間で、単に約２００〜２
２０Ｋの温度差抵抗（ＴＵＦ）を持つことを意味するも
のである。該温度差抵抗は、該板ガラスの熱い中央部と
該冷たい縁部の間の温度差に良く耐え得る板ガラス特性
を与える。該ＴＵＦに関するパラメーターは、規則で応
力破壊を生ずるとする限度を越えるところの、該板ガラ
スの該中央部区域の該熱い板ガラス表面の該最大温度と
該板ガラスの該（覆われた）冷たい縁部の該温度間のケ
ルビン温度での該温度差として与えられる。該温度差抵
抗（ＴＵＦ）は、以下の標準測定方法によって求められ
る。すなわち、パネル（約２５×２５ｃｍ²）が、室温
に保持されてなる該板ガラスの２ｃｍ幅の縁部、および
該パネルの該中心部区域（面積約２５４ｃｍ²）中で定
義された方法で加熱される。このように調節された熱い
表面積に対する冷たい表面積の割合は、該標準測定方法
によって求められる該最大許容温度差が通常の実施にお
いて大部分の装置場所で直接作ることができるものであ
るとして選択される。該ＴＵＦは、５またはそれ以下の
パーセントのサンプルが破損の結果として役に立たない
場合に、該板ガラスの熱い中央部と該冷たい縁部の間の
温度差として与えられる。

【０００６】そのため、火災の場合、ソーダ石灰ガラス
に関しては、該ＴＵＦは、防火透明板ガラスが限度を超
えることができないため非常に低いものであるが、１０
ｍｍまたはそれ以下の小さい鈍らされたガラスの奥行き
に等しい、幅の狭い固定ビードだけは、該板ガラスの該
縁部のより速い加熱となることを許容する。またソーダ
石灰ガラス（フロートガラス）の軟化温度は約７８０℃
で相対的に低いものであり、そのため熱強化ソーダ石灰
ガラスは、特殊な枠体システム並びにある一定の板ガラ
スのサイズおよび厚みにおいてのみ３０分間火炎に耐え
ることができる、すなわち、最小の耐火性クラス、Ｇ３
０にのみ適合することが可能なものである。しかしなが
ら、安全ガラスの要求性能（安全な破壊）は、こうした
ガラスにより満たされる。

【０００７】第３に、一般に用いられる防火ガラスは、
３．３×１０^-6Ｋ^-1の低い熱膨張係数α_20/300を有する
熱強化ホウケイ酸塩ガラスである。当該ガラスで達成可
能である最大圧縮応力は、約３００Ｗ／（ｍ²×Ｋ）の
熱伝達係数を達成することのできる従来のエアで強化す
るプラント（エア強化プラント）を用いて約５０〜６０
Ｎ／ｍｍ²である。しかしながら、この低い圧縮応力に
もかからわず、該ガラスは、０．２５の該低い比熱応力
（specific thermal stress)ψの結果として４００Ｋを
超過する温度差抵抗を持っている。該比熱応力ψは、方
程式ψ＝α×Ｅ／（１−μ）を用いて計算することがで
きる。ここで、Ｅは該弾性係数Ｎ／ｍｍ²を示し、そし
てμはポアソン定数を示すものである。これらの防火透
明板ガラスは、２０〜３０ｍｍの縁部の覆いでさえ火炎
の最初のヒーティング−アッププロセス(heating-up pr
oces) に耐える。８２０℃のより高い軟化温度では、９
０〜１２０分間火炎に耐え得るデザインによって、これ
らの防火透明板ガラスを可能にする。しかしながら、５
０〜６０Ｎ／ｍｍ²の低い強化では、火炎の該ヒーティ
ング−アップ相(heating-up phase)の間の熱応力を補う
ために十分であるが、機械的破損の場合には、ＤＩＮ
１２４９、パート１２に合わせて微細な砕片に壊われる
該透明板ガラスを認めるには不十分である。従って、こ
れらの透明板ガラスは、全てに適用できるものとして用
いることはできない。

【０００８】油被膜された水への浸入による冷却ガラス
は、空冷によって達成されるものよりも約１０倍だけよ
り高い熱伝達を達成することが確かに知られている。こ
れは、単に３．３×１０^-6Ｋ^-1の熱膨張係数を有するホ
ウケイ酸塩ガラスの５ｍｍ厚の板ガラスで約１００Ｎ／
ｍｍ²の圧縮応力を発生させることが本質的に可能なも
のである。該温度差抵抗は、このようにして約６００Ｋ
まで増加させられる。そして、該透明板ガラスは、機械
的破損の場合には、微細な砕片に壊される。

【０００９】しかしながら、この増加された温度差抵抗
は、より幅の広い縁部の覆いを可能にするが、３０ｍｍ
より広い縁部の覆いは、該耐火期間に関して著しい利点
を与えることはなく、それゆえに実際に使用されてはい
ない。油被膜された水中での冷却によって強化されるガ
ラスは、空冷に比べて著しい欠点を有し、かつ、これら
は、これまで防火安全ガラスの製造においてその使用は
主として止められている。一方では、該プロセスは、従
来のエア強化プラントでの空冷より技術的により強い要
求およびよりよいコスト集約があり、他方、油被膜され
た水中での冷却は、ニッパーで垂直に吊されて加熱およ
び冷却されることを該板ガラスに要求する。しかしなが
ら、該ニッパーによって残された痕跡は、透明板ガラス
の場合には、通常審美的な見地からして著しい弱点であ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、送風圧力１〜１９ｋＰａｓで約２００〜５５０
Ｗ／（ｍ²×Ｋ）の熱伝達係数を有する従来のエア強化
プラントにおいて、機械的破損の場合には、ＤＩＮ１
２４９に合わせて、微細な砕片に破損されるため、他方
では、（ワイヤーまたはニッパーの痕跡なしで）審美的
な条件において欠点のない実際に、そして実施し得る従
来のものである枠体システムにおいて、デザインによっ
て大きなサイズでさえも、出火の場合において３０〜１
２０分間、確かに火災に抗し得ることのできる防火透明
板ガラスとして非常に高度に強化されることができると
ころの微細な板ガラスに関するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の目的
は、（１）従来のエア強化プラントを用いて強化する
ことができ、かつ強化された状態において、熱的または
機械的に誘発された応力およびＤＩＮ１２４９または
ＢＳ６２０６（安全な破壊）による安全ガラス特性、
特に、熱膨脹係数α_20/300が３〜６×１０^-6Ｋ^-1であ
り、比熱応力ψが０．３〜０．５Ｎ／（ｍｍ²×Ｋ）で
あり、ガラス転移温度Ｔｇが５３５〜８５０℃であり、
（Ｔｇ−２０℃）と比熱応力ψを掛けた積が１８０〜３
６０Ｎ／ｍｍ²であり、１０¹³ｄＰａｓの粘度での温度
（上限アニーリング温度）が５６０℃以上であり、１０
^7.6ｄＰａｓの粘度での温度（軟化温度）が８３０℃以
上であり、かつ、１０⁴ｄＰａｓの粘度における温度
（使用温度）が１３００℃以下であることを特徴とす
る、防火窓ガラス用の板ガラスに対して高い安定性を有
するところの強化ガラス体によって達成することができ
る。

【００１２】また、本発明の目的は、（２）ＳｉＯ₂
が７３〜７８重量％、Ｂ₂Ｏ₃が９〜１２重量％、Ａｌ
₂Ｏ₃が１．５〜４重量％、Ｌｉ₂Ｏが０〜４重量％、
Ｎａ₂Ｏが１〜５重量％、Ｋ₂Ｏが１〜５重量％、Ｍｇ
Ｏが０〜３重量％、ＣａＯが１〜３重量％、ＳｒＯ＋Ｂ
ａＯが０〜２重量％、ＺｎＯが１〜２重量％、ＺｒＯ₂
が０．５〜３重量％、Σアルカリ金属酸化物が５〜７重
量％、ΣＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋Ｚ
ｒＯ₂が６〜１０重量％、並びに任意に、精製剤(refin
ing agents) としてＮａＣｌ、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃
およびＣｅＯ₂が常量の組成であることを特徴とする上
記（１）に示す強化ガラス体によっても達成することが
できる。

【００１３】さらに、本発明の目的は、（３）ＳｉＯ
₂が５７〜６４重量％、Ｂ₂Ｏ₃が０〜６重量％、Ａｌ
₂Ｏ₃が１２〜１７重量％、ＭｇＯが０〜６重量％、Ｃ
ａＯが５〜１９重量％、ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜６．５重
量％、ＺｎＯが０〜７重量％、ＺｒＯ₂が１〜５．５重
量％、ＣｅＯ₂が０〜８重量％、ＴｉＯ₂が０〜４．５
重量％、ΣＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋
ＺｒＯ₂＋ＣｅＯ₂＋ＴｉＯ₂が６〜１０重量％、並び
に任意に、精製剤(refining agents) としてＮａＣｌ、
Ｓｂ₂Ｏ₃およびＡｓ₂Ｏ₃が常量の組成であることを
特徴とする上記（１）に示す強化ガラス体によっても達
成することができる。

【００１４】さらにまた、本発明の目的は、（４）８
０〜１２０Ｎ／ｍｍ²の圧縮応力であることを特徴とす
る上記（１）ないし（３）のいずれか１つに示す強化ガ
ラス体によっても達成することができる。

【００１５】なお、本発明の目的は、（５）８０〜１
２０Ｎ／ｍｍ²の圧縮応力および少なくとも３０分のＤ
ＩＮ４１０２に対する耐火期間を有する板ガラスの形
態である上記（１）ないし（４）のいずれか１つに示す
強化ガラス体によっても達成することができる。

【００１６】

【作用】本発明に係る強化ガラス体の該ガラスの熱膨張
係数α_20/300は、３〜６×１０^-6Ｋ^-1の間でなければな
らない。また、前記低い熱膨張係数を有するガラスは、
硬質ガラスとして知られている。該比熱抵抗応力ψは、
０．３〜０．５Ｎ／（ｍｍ²×Ｋ）の間でなければなら
ない。該比熱応力ψは、該方程式ψ＝Ｅ×α／（１−
μ）を用いて計算される。ここで、αは熱膨張係数であ
り、Ｅは弾性係数であり、そしてμはポアソン数であ
る。ガラス組成全体でほとんど変化しないため、弾性係
数Ｅ＝６５Ｇｐａおよびポアソン数μ＝０．２は定数と
されている。防火透明板ガラスは、出火の場合に、十分
な幅の縁部を覆うことで、（該板ガラスの該縁部が冷た
い場合、）該板ガラスの中央部のより速い加速に確実に
耐えるべく、少なくとも３３０Ｋ、好ましくは３５０
Ｋ、特に４００Ｋの温度差抵抗を示さなければならな
い。５〜７ｍｍの厚さである板ガラスは、防火透明板ガ
ラスとして一般に利用されており、５ｍｍ厚の板ガラス
は、コスト的な理由から一般に望ましいものとして利用
されている。機械的な破損の場合には、微細な砕片に壊
れる熱的に強化された板ガラス用として、およびＤＩＮ
１２４９（安全な破壊）での安全特性に従うために、
それらは少なくとも８０Ｎ／ｍｍ²の圧縮応力を概して
示さなければならない。しかしながら、該圧縮応力が非
常に大きい場合、すなわち明らかに１２０Ｎ／ｍｍ²以
上の場合には、該ガラスの内部欠陥（例えば、結晶また
は微視的な粒子）が該板ガラスの自然な破損を直接に生
じ、または遅らせる危険がある。

【００１７】板ガラスの温度差抵抗は、全板ガラス強度
を比熱応力ψで割った商である。理論的な全板ガラス強
度は、順にガラスの基準強度（σ_G）、および圧縮応力
（σ_v）を決定する。１２０Ｎ／ｍｍ²の最大圧縮応力
および３５０Ｋの最小温度差抵抗に関する要求性能とし
て、該比熱応力に関して得られる上限としては、約０．
５Ｎ／（ｍｍ²×Ｋ）が得られる。約８０Ｎ／ｍｍ²の
最小圧縮応力および４００Ｋの温度差抵抗に関しては、
０．３Ｎ／（ｍｍ²×Ｋ）の熱応力因子が許される。

【００１８】一定の熱伝達の得られる強化プラントにお
いて、該熱膨張係数αおよび／または熱応力因子ψが高
ければ高いほど、板ガラスに生じた圧縮応力σ_vがより
大きくなることが知られている。しかしながら、該比熱
応力ψは、高い温度差抵抗のため、できるだけ低くすべ
きであるのに反して、十分な圧縮応力を発生させるため
にできるだけ高くしなければならない。従って、０．５
Ｎ／（ｍｍ²×Ｋ）未満の比熱応力を有する硬度ガラス
（α≦６×１０^-6Ｋ^-1）の場合には、安全ガラスとして
用いるために十分である強化を発生させるために空冷手
段によるのは不可能であることがＤＥ３００１９
４４に記載されている。

【００１９】驚くべきことに、従来のエア強化プラント
においてさえも、本発明のガラスは非常に高度に強化す
ることができるので、少なくとも３５０Ｋの温度差抵抗
と同時に（Ｔｇ−２０℃）と熱応力係数ψを掛けた積が
１８０〜３６０Ｎ／ｍｍ²の間であり、それらの移転温
度Ｔｇが５３５〜８５０℃の間である場合には、安全ガ
ラスの特性を有することがわかった。

【００２０】該ガラスの転移温度の増加は、圧縮応力
と、該圧縮応力の結果としての該温度差抵抗の双方の増
加として現わされている。

【００２１】けれども、原則として転移温度Ｔｇに上限
はなく、８５０℃、好ましくは７５０℃のＴｇは、越え
るべきではないものであり、そうでなければ、火災の場
合に、該ガラスがまだ十分に軟らかくない場合に、該透
明板ガラスは歪んだものとなるため、該スチール製の枠
体によって割れる危険があるからである。さらに、該板
ガラスは、冷却前に該Ｔｇ以上に加熱されなければなら
ないため、該Ｔｇが上昇する場合には、加熱炉のための
資本および操業コストもまたもちろん増加する。該転移
温度Ｔｇが５３５℃未満に低下する場合には、一般に好
適な硬度を達成することはもはや不可能なものである。
さらにまた、該板ガラスに耐火期間および硬度（安全な
破壊）の双方の目的を達成するために、（Ｔｇ−２０
℃）と比熱応力ψを掛けた積は、１８０〜３６０Ｎ／ｍ
ｍ²の間でなければならない。当該範囲を超過する場合
には該温度差抵抗が低下する。１８０Ｎ／ｍｍ²未満の
場合には、これらのガラスは、従来のエア強化プラント
に用いられる場合、もはや安全ガラスとして提供するこ
とはできない。

【００２２】従来のエア強化プラント、すなわち、従来
の方法において強化されるべく、２．８ｍｍの最小厚さ
までのソーダ石灰ガラスを可能にするエア強化プラント
において、該硬度を与えることが可能でなければならな
い。該硬度は、１〜１０ｋＰａｓの送風圧力によるエア
吹付けで、これらのプラントで行われる。これは、約２
００〜５５０Ｗ／（ｍ²×Ｋ）の熱伝達を達成する。普
通の今日のプラントは、約３００Ｗ／（ｍ²×Ｋ）の熱
伝達領域で取り扱われる。熱伝達が２００Ｗ／（ｍ²×
Ｋ）未満の場合には、通常、十分な硬度に達することは
もはや不可能なものとなる。５５０Ｗ／（ｍ²×Ｋ）よ
りも高い熱伝達値を有する強化プラントを用いることは
全く可能なものであるが、エア強化による該熱伝達値の
増加は、技術的な要求性能の増加につながるものであ
る。建築物用の透明板ガラスの場合には、該強化ガラス
にさしさわりのあるニッパーの痕跡が残るのを避けるこ
とができるため、水平型強化プラントが好ましいもので
ある。

【００２３】耐火試験で、該ガラスの軟化温度は、８３
０℃以上、特に８６０℃以上でなければならないことが
知られている。高められた軟化温度は、より大きな透明
板ガラスが、同様の耐火クラスを得ることができ、また
は同じサイズの当該透明板ガラスが次の最も高い耐火ク
ラスを達成するかのいずれかの長所を有する。また、特
定の環境下では、７ｍｍ厚の板ガラスの代わりに、より
薄い板ガラス、例えば５ｍｍ厚の利用は、より高い軟化
温度で可能である。軟化温度とは、該ガラスが１０^7.6
ｄＰａｓの粘度を有するときの該温度である解される。

【００２４】防火透明板ガラスの品質要求性能は、気泡
および透しむらのないとする点に関しては厳重なもので
あるため、該使用温度ＶＡ、換言すれば、該ガラスの粘
度が１０⁴ｄＰａｓ（使用温度）であるときの該温度
は、１３００℃、好ましくは１２８０℃を超過しないも
のであるべきである。前記使用温度を有するガラスは、
今まで通り、フロートガラスプラントで製造することが
できる。

【００２５】また最後に、アニーリング温度の上限温
度、すなわち該ガラスの粘度が１０¹³ｄＰａｓであると
きの該温度は、該強化プラントに用いられる該コンベア
ーローラーの痕跡が該ガラス上に残るのを避けるため
に、５６０℃以上とすべきである。６００〜６２０℃の
範囲が、該上限アニーリング温度として好適なものであ
る。

【００２６】以下に示す数式は、熱伝達値(heat transm
ission value) α′、硬度σ_v、該ガラスの基準強度σ
_G、温度差抵抗ＴＵＦ、板ガラスの厚さｄおよびガラス
転移温度Ｔｇの間の関係を示す。

【００２７】

【数１】

【００２８】

【数２】

【００２９】

【数３】

【００３０】該計算のために幾つかの簡易化を行うこと
が可能であり、５０Ｎ／ｍｍ²の基準強度σ_Gおよび
１．４５Ｗ／（ｍ×Ｋ）の熱伝達係数(thermal conduct
ivity)λは、こうした値が該ガラスの組成に依存する真
の大きさではないため、すべてのガラスに関して定数と
して行うことができる。室温（２０℃）では、Ｔ∞を挿
入することができる。下記表１は、種々の硬度値σ_v、
温度差抵抗ＴＵＦおよび板ガラスの厚みｄでの該ガラス
転移温度の幾らかの例を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】６００℃までのガラス転移温度を有するホ
ウケイ酸塩ガラスは、上記表１の番号３に示すように、
約７ｍｍの板ガラス厚さで１２０Ｎ／ｍｍ²までの硬度
σ_vに対して好適である。

【００３３】該必要とされる特性を具備するホウケイ酸
塩ガラスは、下記表２に示す組成範囲内であることを見
出だし得たものである。

【００３４】

【表２】

【００３５】８６０℃までの軟化温度および１３００℃
未満の使用温度の双方が、要求される範囲内にある。

【００３６】より高い硬度のため、６５０℃より大きい
温度Ｔｇを有するアルモシリケート(alumosilicate) ガ
ラスのみの、今まで通りまたはより薄い板ガラスは、今
まで通り利用されるものである。必要とされる特性を具
備するアルモシリケート(alumosilicate) ガラスは、下
記表３に示す組成範囲内である。

【００３７】

【表３】

【００３８】耐火持続期間の増加およびこれによる板ガ
ラス温度の増加で、該ガラスの全体の熱伝達度は増加す
る。耐火持続期間が増加する場合には、その結果が、該
火炎から離れている該板ガラス側での放熱が増加するこ
ととなるものである。このことは、用いるこれらのガラ
スに関して、特に該火炎から離れた側の防火透明板ガラ
スの近くでたやすく発火し得る物質がある場合、または
人または動物の脱出ルートが保護されなければならない
場合には、その使用範囲を制限する。

【００３９】この放熱を減少させるために、多層透明板
ガラスでは、熱消費または熱膨脹性の中間層が適用さ
れ、そして該加熱は、激しいこれら中間層での発泡を起
こし、あるいは蒸発または濃密になることによって、該
火炎から離れた側で、該板ガラス温度の急降下を引き起
こす際に用いられる。さらに、熱反射方法、すなわち該
板ガラスによって発せられる放熱の減少を引き起こす方
法として、耐熱性のために火炎に面する側または両側の
板ガラスを被覆することが知られている。

【００４０】しかしながら、すべてのこうした層は、７
５％を越える高い度合いの反射放熱をもたらし、そして
火災の場合に、低い度合いの放射（２５％未満）のみ示
すが、こうした層は、相当に製造コストを増加させ、さ
らに光学上の理由から、建築物の透明板ガラスにおいて
制限なく利用することはできない。

【００４１】意外にも、該ホウケイ酸塩ガラスの場合に
は、これらは、高いホウ酸含量を有する第２ガラス層を
起こす部分的な分離混合(partial demixing)を、火災の
場合、特に高い温度で、該板ガラスに生じる温度の漸次
の上昇の間に起こす。この部分的な分離混合(partial d
emixing)は、ガラスの火炎に面した側で起こり、そして
ガラスの濁り、すなわち熱放射の通過の著しい減少を引
き起こす。その結果、該透明板ガラスの表面温度および
熱放射の減少がある。さらに、組成に無関係に該ガラス
は、この分離混合の結果、より硬いものとすることがで
きる。アルモシリケートガラスが該ホウケイ酸塩ガラス
の代わりに用いられた場合にも、同様な効果が認められ
る。しかしながら、アルモシリケートガラスの場合に
は、分離混合はなく、代わりに表面結晶化が生じるが、
熱放射の通過の減少およびより高い温度で該ペインでの
硬化によって同様の効果が得られるものである。

【００４２】けれども、本発明の記載は、本質的には防
火安全ガラスの実施例に集中し、また、本発明に係るガ
ラスは、安全ガラスの要求性能に適合し、かつまた高い
耐熱性を有しなければならない強化ガラス体製品、例え
ば、照明ドーム、ポートホール、ガラスキューポラルー
フ、ガラスドア、ファーネスドア（曲線状のものを含
む）、スモークコントロールドア、照明用保護ガラス、
家庭用オーブン窓などに特に好適である。

【００４３】

【実施例】圧縮応力が、以下の実施例において表されて
いる場合には、応力−光学複屈折の計測（Ｎ／ｍｍ²）
による非破壊的に、かつ該ガラス砕片の計数（ｎ＝５０
ｍｍ×５０ｍｍ当たりの平均数）および平均砕片面積
（ｍｍ²）による該板ガラスの下記に示す破壊により値
を定めたものである。該砕片の外観が、安全ガラスに関
するＤＩＮ１２４９の要求性能を受け入れる場合に
は、実施例では「受け入れる」という言葉で表した。さ
らに、振子型試験で加えられる衝撃に対する該強化板ガ
ラスの機械的安定度は、例えば、ＢＳ６２０６または
ＤＩＮ５２３３７で定量されかつ分類された。耐火試
験での耐火期間は、単位温度曲線（ＥＴＫ）を用いたＤ
ＩＮ４１０２で定量された。

【００４４】実施例１５ｍｍ厚のホウケイ酸塩の平坦な板ガラス１２００ｍｍ
×２０００ｍｍが、スチール製の枠体の１５ｍｍの鈍ら
せた縁部に取り付けられ、そしてＤＩＮ４１０２によ
る耐火試験に供せられた。該ガラスの組成（酸化物を基
準とした数値、該数値は重量％とする）は、７４．０
ＳｉＯ₂、１０．１Ｂ₂Ｏ₃、２．８Ａｌ₂Ｏ₃、
３．５Ｎａ₂Ｏ、３．６Ｋ₂Ｏ、２．７ＣａＯ、
１．４ＺｎＯ、１．７ＺｒＯ₂および０．２ＴｉＯ
₂である。

【００４５】当該ガラスは、下記表４に示す特性を有す
る。

【００４６】

【表４】

【００４７】実施例２１４００ｍｍ×２４００ｍｍの板ガラスの大きさでの平
坦なガラス（４ｍｍ厚）／相互隙間（１２ｍｍ）／ホウ
ケイ酸塩安全ガラス（６ｍｍ厚）の構成の防火分離透明
板ガラスの基材板ガラスとして、６ｍｍ厚のホウケイ酸
塩の平坦な板ガラスが、スチール製の枠体に２０ｍｍの
鈍らせた縁部に取り付けられ、そして耐火試験に供せら
れた。該ガラスの主成分は、下記表５に示すものであっ
た。

【００４８】

【表５】

【００４９】該ホウケイ酸塩の平坦な板ガラスの物理的
な特性は、下記表６に示すものであった。

【００５０】

【表６】

【００５１】ＤＩＮ４１０２、パート１３による耐火
試験での当該透明板ガラスの耐火期間は、９０分を超過
した。

【００５２】実施例３５０×５０ｃｍ²の大きさの６ｃｍ厚のアルモシリケー
トの６種の板ガラスが、６区分されたスチール製の枠体
の２０ｍｍの鈍らせた縁部に取り付けられた。

【００５３】該ガラスの平均組成は、下記表７に示すも
のであった。

【００５４】

【表７】

【００５５】該物理的な特性は、下記表８に示すもので
あった。

【００５６】

【表８】

【００５７】当該板ガラスは、ＤＩＮ４１０２、パー
ト１３による耐火試験で１２０分超過の耐火期間を得る
ことができる。

【００５８】実施例４〜１８表９および１０は、それぞれ実施例４〜１８のホウケイ
酸塩ガラスの組成および物理的な特性を示す。

【００５９】

【表９】

【００６０】

【表１０】

【００６１】

【発明の効果】本発明に係るガラスは、安全ガラスの要
求性能に適合し、かつまた高い耐熱性を有するものであ
るため、強化ガラス体製品、例えば、照明ドーム、ポー
トホール、ガラスキューポラルーフ、ガラスドア、ファ
ーネスドア（曲線状のものを含む）、スモークコントロ
ールドア、照明用保護ガラス、家庭用オーブン窓などに
特に好適に用いることができるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ローラントレロークスドイツ連邦共和国 55271 シュタード− エルシャイムシュピールベルクシュトラーセ 49エイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】従来のエア強化プラントを用いて強化す
ることができ、かつ強化された状態において、熱的また
は機械的に誘発された応力およびＤＩＮ１２４９また
はＢＳ６２０６（安全な破壊）による安全ガラス特
性、特に、熱膨脹係数α_20/300が３〜６×１０^-6Ｋ^-1であり、比熱応力ψが０．３〜０．５Ｎ／（ｍｍ²×Ｋ）であ
り、ガラス転移温度Ｔｇが５３５〜８５０℃であり、（Ｔｇ−２０℃）と比熱応力ψを掛けた積が１８０〜３
６０Ｎ／ｍｍ²であり、１０¹³ｄＰａｓの粘度での温度（上限アニーリング温
度）が５６０℃以上であり、１０^7.6ｄＰａｓの粘度での温度（軟化温度）が８３０
℃以上であり、かつ、１０⁴ｄＰａｓの粘度における温
度（使用温度）が１３００℃以下であることを特徴とす
る、防火窓ガラス用の板ガラスに対して高い安定性を有
するところの強化ガラス体。
【請求項２】ＳｉＯ₂が７３〜７８重量％、Ｂ₂Ｏ₃が９〜１２重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が１．５〜４重量％、Ｌｉ₂Ｏが０〜４重量％、Ｎａ₂Ｏが１〜５重量％、Ｋ₂Ｏが１〜５重量％、ＭｇＯが０〜３重量％、ＣａＯが１〜３重量％、ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜２重量％、ＺｎＯが１〜２重量％、ＺｒＯ₂が０．５〜３重量％、 Σアルカリ金属酸化物が５〜７重量％、 ΣＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ₂
が６〜１０重量％、並びに任意に、精製剤としてＮａＣｌ、Ｓｂ₂Ｏ₃、Ａ
ｓ₂Ｏ₃およびＣｅＯ₂が常量、の組成であることを特
徴とする請求項１に記載のガラス体。
【請求項３】ＳｉＯ₂が５７〜６４重量％、Ｂ₂Ｏ₃が０〜６重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が１２〜１７重量％、ＭｇＯが０〜６重量％、ＣａＯが５〜１９重量％、ＳｒＯ＋ＢａＯが０〜６．５重量％、ＺｎＯが０〜７重量％、ＺｒＯ₂が１〜５．５重量％、ＣｅＯ₂が０〜８重量％、ＴｉＯ₂が０〜４．５重量％、 ΣＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ₂
＋ＣｅＯ₂＋ＴｉＯ₂が６〜１０重量％、並びに任意に、精製剤としてＮａＣｌ、Ｓｂ₂Ｏ₃およ
びＡｓ₂Ｏ₃が常量、の組成であることを特徴とする請
求項１に記載のガラス体。
【請求項４】８０〜１２０Ｎ／ｍｍ²の圧縮応力であ
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に
記載のガラス体。
【請求項５】８０〜１２０Ｎ／ｍｍ²の圧縮応力およ
び少なくとも３０分のＤＩＮ４１０２に対する耐火期
間を有する板ガラスの形態である請求項１ないし４のい
ずれか１項に記載のガラス体。