огнезащитные шторы

Формула изобретения

1. Бесцветный прозрачный огнезащитный композиционный материал (10) для использования в качестве светозащитной шторы, имеющий пропускание видимого света меньше 30%, который содержит пленочный композиционный материал (10), содержащий, по меньшей мере, два слоя прозрачной ПЭТ-пленки (11, 14), причем к одной стороне первого слоя пленки (11) приклеен дополнительный слой пленки (14) с использованием клея (13), содержащего 5-15% по весу огнезащитного вещества, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из двух упомянутых слоев ПЭТ-пленки также содержит огнезащитный материал, два слоя ПЭТ-пленки (11, 14) содержат материал, поглощающий УФ-излучение, причем данный композиционный материал имеет величину мутности меньше, чем 10%, и удовлетворяет требованиям огнестойкости в соответствии со стандартом DIN 4102:В2.

2. Композиционный материал по п.1, в котором первый слой пленки (11) имеет металлизированный слой (12) на упомянутой одной стороне, и клей наносится поверх металлизированного слоя.

3. Материал по п.2, в котором металлизированный слой содержит нанесенный вакуумным осаждением алюминий или алюминиевый сплав.

4. Материал по п.3, где пропускание видимого света для данного композиционного материала составляет меньше 5%.

5. Материал по п.1, в котором клей (13) содержит огнезащитное вещество так, чтобы композиционный материал имел мутность около 5% или меньше.

6. Материал по п.1, в котором клей является полиуретаном и огнезащитное вещество является фосфорсодержащим соединением.

7. Материал по п.6, в котором огнезащитное вещество является следующим соединением: Rescorcinol бис-(дифенил фосфат).

8. Материал по п.1, имеющий устойчивый к царапинам слой, наносимый на дополнительный слой (14) пленки.

9. Материал по п.1, в котором упомянутый дополнительный ПЭТ-слой окрашивается или тонируется в желаемый цвет с желаемой интенсивностью.

10. Материал по п.9, в котором окрашенная пленка окрашивается по рисунку, выполненному с резкими и/или плавно изменяющимися интенсивностями цветов.

11. Материал по п.1, в котором композиционный материал имеет тиснение.

12. Композиционный материал по любому из пп.1-11, дополнительно включающий в себя, по меньшей мере, один добавочный слой пленки, нанесенный ламинированием на внешнюю сторону упомянутого первого слоя пленки.

13. Светозащитная штора для регулировки солнечного света, содержащая в качестве материала шторы пленочный композиционный материал по любому из пп.1-11.

14. Светозащитная штора по п.13, которая также функционирует как звукопоглощающий элемент, причем композиционный материал имеет расположенные в нем на расстоянии друг от друга микроперфорации.

15. Светозащитная штора по п.14, которая также функционирует как звукопоглощающий элемент, в которой композиционный материал выполнен с множеством смежных чашеобразных углублений, расположенных в форме сетки.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиционному материалу для штор или жалюзи, которые используются внутри окон для обеспечения затенения от солнечного света и которые также могут быть использованы как звукопоглотители.

Предпосылки создания изобретения

Светозащитные шторы или жалюзи, которые состоят из горизонтальных или вертикальных створок из композиционного материала, выполненного из ламинированных полимерных материалов, хорошо известны. Такие жалюзи располагаются внутри оконного стекла здания для защиты помещений здания от солнечного света. Типовые материалы для штор являются непрозрачными или полупрозрачными, но такие материалы имеют недостаток в том, что они блокируют вид из помещения здания.

Для того чтобы сделать окружающую среду внутри здания более приятной для обитателей, были сделаны разработки в направлении использования прозрачных материалов для штор. Эти материалы могут быть приспособлены для контроля пропускания видимого и невидимого света. Типовой известный прозрачный композиционный материал для штор обычно содержит слой неэкспонированной полиэтилентерефталатной (ПЭТ) пленки, алюминированной по ее внутренней поверхности (сторона, расположенная на стороне, обращенной от окна), с дополнительным слоем окрашенной или прозрачной ПЭТ-пленки, поглощающей ультрафиолетовое (УФ) излучение, приклеенной к алюминиевому слою. В некоторых конструкциях дополнительный слой окрашенной или поглощающей УФ-излучение ПЭТ-пленки может быть альтернативно или дополнительно приклеен к внешней поверхности.

Желательно, чтобы полимерные материалы для штор при использовании внутри здания имели огнезащитные свойства. Однако огнезащитные вещества (пламегасители), когда они добавляются к материалам для штор в количествах, достаточных для того, чтобы действовать эффективно, вызывают рассеивание света, приводя к потере чистоты и прозрачности. Это приемлемо для непрозрачных или полупрозрачных материалов для штор, но не для прозрачных материалов для штор, и поэтому современные бесцветные прозрачные композиционные материалы для штор не обладают достаточными огнезащитными свойствами, чтобы удовлетворять последним нормам по противопожарной безопасности Европейского экономического сообщества (ЕЭС).

Сущность изобретения

Согласно первой особенности настоящего изобретения оно предлагает бесцветный прозрачный материал для шторы или жалюзи, содержащий композиционный материал, имеющий, по меньшей мере, два слоя прозрачной полимерной пленки, причем первый слой имеет прикрепленный к нему с помощью клея дополнительный слой пленки, в котором клей и, по меньшей мере, один из двух упомянутых слоев полимерной пленки содержит огнезащитный материал, причем композиционный материал имеет пропускание видимого света от 1 до 90% и значение матовости менее 10%.

Первый слой полимерной пленки может иметь металлизированный слой с клеем, наносимым на металлизированный слой.

Металлизированный слой предпочтительно является слоем вакуумного осаждения алюминия или алюминиевого сплава, предпочтительно имеющего пропускание видимого света от 15 до 30%.

Два слоя полимерной пленки предпочтительно изготавливаются из ПЭТ-пленки и, по меньшей мере, дополнительный слой включает в себя УФ-поглощающий материал. УФ-поглощающая ПЭТ-пленка раскрывается в патенте US Patent 6221112 и блокирует до 99% лучей "УФ-А" (320-400 нм) и лучей "УФ-В" (280-320 нм).

Упомянутый дополнительный слой пленки по желанию может быть окрашен или оттенен любым подходящим цветом, например, бронзовым, зеленым, голубым, серым, или может быть бесцветным. Окрашенная пленка может быть окрашена по рисунку, содержащему резкие и/или плавные изменения интенсивности цвета.

Клей предпочтительно является прозрачным полиуретаном, который содержит огнезащитное вещество таким образом, чтобы композит после затвердевания предпочтительно имел величину матовости около 5% или меньше.

Матовость измерялась с использованием "ХЕ - Ультразвукового сканирования Лабораторий Хантера" (Hunter Laboratories Ultrascan XE) и вычислялась согласно формуле: (коэффициент диффузионного пропускания/суммарный коэффициент пропускания) × 100 в световом диапазоне 380-780 нм.

Предпочтительными огнезащитными веществами являются бромированные компаунды и/или компаунды на основе фосфора, например, тетрабромобисфенол "А" или фосфорорганический олигомер, такой как Rescorcinol бис (дифенил фосфат). Окрашенный клей может содержать от 5 до 15% веса огнезащитного вещества.

Композиционный материал предпочтительно имеет пропускание видимого света от 2 до 30% и типично от 2 до 15%.

Композиционный материал может включать в себя дополнительные слои прозрачной полимерной пленки, которые ламинированы на упомянутый первый слой пленки на его внешней стороне, расположенной по направлению от упомянутого дополнительного слоя.

Изобретение дополнительно включает в себя штору, регулирующую солнечный свет, содержащую в качестве материала шторы пленочный композиционный материал согласно первой особенности настоящего изобретения.

Пленочный композиционный материал также может быть использован для изготовления по существу плоских звукопоглощающих элементов, так чтобы элементы могли осуществлять двойную функцию, действуя как звуковые поглотители и как светозащитные шторы. В пленочном композиционном материале может быть предусмотрена микроперфорация подобно тому, как описано в US 5740649 (Futches et al.) или в DE-F-10034197 или подобно тому, как раскрывается в изделии, продаваемом под торговой маркой "Microsorber" Институтом Фраунгофера (Fraunhofer Institute), в котором микроперфорация (отверстия меньше чем 0,5 мм в диаметре) выполнена в листовом материале из поликарбоната с интервалом 0,2 мм между отверстиями.

Звукопоглощающие элементы могут подвешиваться так, как описано в WO 99/29979.

Альтернативная форма звукопоглощающего элемента описана в US 4555433, в котором листовой материал выполняется со смежными чашеобразными углублениями в форме сетки.

Описание чертежей

Изобретение будет описано с помощью примера и со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 - поперечное сечение пленочного композиционного материала, включающего в себя композиционные материалы согласно настоящему изобретению,

Фиг.2 - трехмерный вид первой шторы согласно настоящему изобретению,

Фиг.3 - вторая штора согласно настоящему изобретению,

Фиг.4 - третья штора согласно настоящему изобретению,

Фиг.5 - часть конструкции звукопоглощающего пленочного композиционного материала,

Фиг.6 - часть второй звукопоглощающей конструкции.

Подробное описание изобретения

На Фиг.1 показан пленочный композиционный материал 10, который пригоден как для использования в качестве материала для шторы или жалюзи, используемых для конструкций светозащитных штор, так и жалюзи, которые обычно размещаются внутри окон здания. Пленочный композиционный материал 10 содержит слой 11 подходящей прозрачной полимерной пленки, который может включать в себя УФ-поглотитель. Пригодной прозрачной пленкой является полиэфирная пленка, предпочтительно полиэтилентерефталатная (ПЭТ) пленка, обработанная УФ-поглотителем так, как описано в патенте US patent 6221112 В, чтобы поглощать до 99% УФ-излучения. Слой ПЭТ-пленки имеет толщину около 0,002 дюйма (50 мкм).

Слой 11 пленки на своей внутренней поверхности, то есть на стороне, которая расположена в направлении от окна, имеет слой 12 на основе алюминия. Металлизированный алюминием слой 12 наносится с помощью вакуумного осаждения и при использовании отражает часть света обратно через окно. Алюминиевый слой обеспечивает некоторое регулирование солнечного света и разрабатывается для того, чтобы осуществлялось необходимое пропускание (до 80%) света, и обычно имеет пропускание видимого света до 30% и более, предпочтительно между 2 и 15%. В настоящих образцах алюминиевый слой 12 имеет оптическую плотность 1,4-1,15, которая соответствует пропусканию видимого света от 4 до 7%.

Пропускание видимого света вычисляется с использованием Обозревателя стандартов Международной комиссии по освещению (CIE 1924 1931) (CIE Standard Observer) и документа D65 Daylight.

Слой 12 на основе алюминия покрывают слоем 13 клея. Клеем является отверждающийся полимер на полиэфироуретановой основе с изоцианитными концевыми группами (curable isocyanate terminated polyester urethane based polymer), получаемый от Rohm&Haas под торговой маркой "Adcote 527".

Дополнительный слой 14 прозрачной полимерной пленки накладывают на слой 13 клея. Пригодной прозрачной пленкой является ПЭТ пленка, которая может быть окрашена в любой требуемый цвет и/или может быть обработана УФ-поглотителем, как описано в патенте US patent 6221112 B, чтобы поглощать до 99% УФ-излучения. Дополнительный слой 14 ПЭТ-пленки имеет толщину около 0,001 дюйма (25 мкм). Внутренний слой 14 пленки может быть окрашен так, чтобы пропускать требуемый процент света. В настоящих примерах внутренний слой 14 представлял собой окрашенную в серый цвет пленку, имеющую пропускание видимого света 35%. Слой 14 пленки может быть окрашен по рисунку, который может принимать форму резких и/или плавных изменений интенсивности цвета. Отпечатанные рисунки могут включать в себя декоративные рисунки, логотипы компании, слоганы и рекламу.

Дополнительно или альтернативно слой пленки может быть окрашен или тонирован с использованием наночастиц выбранных окислов металла, как раскрывается в патенте US 6440551.

Внутренний слой 14 может быть покрыт устойчивым к царапинам прочным покрытием. Предпочтительным прочным покрытием является покрытие, описанное в патенте US 4557980, содержание которого включено в настоящее описание изобретения.

Согласно настоящему изобретению клей 13 снабжается огнезащитным веществом наряду с по меньшей мере одним из двух слоев 11 и 14 полимерной пленки. Если только один полимерный слой 11 или 14 содержит огнезащитное вещество, предпочтительно, чтобы это был более толстый слой 11, предпочтительно выполненный из огнезащитного ПЭТ.

Пригодный стандартный антипиреновый ПЭТ поставляется фирмой "Dupont" под названием "Mylar XFRI" или фирмой "Mitsubushi" под названием "PET 1770".

Важно, чтобы огнезащитное вещество в клее было совместимо с клеем ламината и растворялось в растворителе клея. Более того, огнезащитное вещество не должно влиять на характеристики матовости композиционного материала, который должен иметь величину матовости меньше чем 10% и предпочтительно около 5% или меньше.

Огнезащитное вещество содержит один из бромированных материалов, предпочтительно тетрабромбисфенол "А", поставляемый фирмой "Arbermarle" под торговой маркой "Saytex CP2000", или является огнезащитным веществом на основе фосфора, предпочтительно органофосфористым олигомером, таким как Rescorcinol бис-(дифенил фосфат), поставляемым фирмой "Akzo Nobel" под торговой маркой "Fyrolflex RDP".

Клей "Adcote 527" имеет содержание сухих веществ по весу около 65% и разводится добавлением смешанного растворителя, изготавливаемого из метилэтилкетона (МЕК) и толуола в пропорции 75:25 по весу, чтобы получить содержание сухих веществ полимера по весу около 20%. Затем добавляется огнезащитное вещество и перемешивается с разведенным клеем в пропорции 5-15% по весу на основе содержания сухих веществ и предпочтительно 7,5% по весу "Saytex CP2000" или 10,0% по весу "Fyrolflex RDP".

Смешанный огнезащитный клей наносят на алюминиевый слой методом печатного оттиска с валика на валик на машине для непрерывного нанесения покрытия, использующей 120-140 линейный печатный цилиндр, покрытый хромом. Покрытие наносится в пропорции 5-6 фунтов на 3000 кв.фута (0,008-0,010 кг на кв.метр), и растворитель удаляют с помощью двухзонной сушки или печи, причем температура в первой зоне - 180°F (82°C), а температура во второй зоне - 200°F (93°C) при линейной скорости 100 футов/мин (30 м/мин).

После того как пленка, покрытая клеем, выходит из печи, ее далее ламинируют дополнительным слоем 14 пленки с использованием нагретого комбинированного зажимного валика. Зажимной валик содержит стальной ролик с хромовым покрытием, который нагревается до 170°F (82°C) и стальной ролик с резиновым покрытием, который нажимает на дополнительный слой 14 композиционной пленки напротив нагретого ролика.

Пленочный композиционный материал наматывают на ролик сохранения на перемоточной станции и хранят, по меньшей мере, 5 дней для развития его огнезащитных свойств.

Если требуется, на пленочный композиционный материал 10 может быть нанесено тиснение.

Образцы

Образцы пленочного композиционного материала были подготовлены и испытаны на воспламеняемость.

Образец 1

Это контрольный образец, выходящий за рамки настоящего изобретения, который подобен пленочному композиционному материалу 10, в котором нет огнезащитного вещества ни в одном слое.

Образец 2

Это также контрольный образец, выходящий за рамки настоящего изобретения, который подобен пленочному композиционному материалу 10, имеющему огнезащитное вещество только в верхнем ПЭТ слое 11.

Образец 3

Это также контрольный образец, выходящий за рамки настоящего изобретения, который подобен пленочному композиционному материалу 10, в котором только слой 13 клея содержит огнезащитное вещество.

Образец 4

Это образец согласно настоящему изобретению, имеющий конструкцию, показанную в пленочном композиционном материале 10, в котором верхний слой ПЭТ и слой 13 клея оба содержат огнезащитное вещество.

Образец 5

Это второй образец также согласно настоящему изобретению, в котором пленочный композиционный материал 10 содержит верхний и нижний ПЭТ слои 11 и 14, которые оба содержат огнезащитное вещество, и слой 13 клея также содержит огнезащитное вещество.

Испытание на воспламеняемость

а) Стандарт DIN 4102 (модифицированный)

Образцы были испытаны в соответствии со стандартом DIN 4102, который был модифицирован так, чтобы испытания проводились на открытом воздухе, а не в специализированной камере. Для каждого образца приведенные результаты являются средними значениями, полученными от ряда испытательных образцов.

Примечание:

а) Длина является длиной горения, не включающей усадку и расплавление.

b) Время является длительностью воспламенения от момента зажигания.

с) Высота пламени аппроксимируется до ближайших 5 см.

Таблица 1
Кромочное горение
Образец	Длина (см)	Время (с)	Высота пламени (см)
1	15	12,4	15
2	8,5	12	<15
3	10,6	13	15
4	8,1	3,5	<10

Таблица 2
Поверхностное горение
Образец	Длина (см)	Время (с)	Высота пламени (см)
1	15,0	18	15
2	12,4	7	<15
3	16,0	20	15
4	11,5	3	<10

Из Таблиц 1 и 2 можно видеть, что Образец 4, который выполнен согласно настоящему изобретению, имеет самую низкую воспламеняемость.

b) DIN 4102: Часть 1: Раздел 6.2(B2)

Примечание:

а) испытательная отметка равна 15 см от источника пламени.

b) испытание на воспламененные капли включает в себя потенциальное зажигание воспламененными каплями хлопкового материала, размещенного под испытательным образцом.

Таблица 3
Кромочное горение
Образец	Время достижения испытательной отметки (с)	Время	Воспламененные капли	Высота пламени (с)
4	Не достигнуто	10	нет	8
5	Не достигнуто	6	нет	8

Таблица 4
Поверхностное горение
Образец	Время достижения испытательной отметки (с)	Время	Воспламененные капли	Высота пламени (с)
4	не достигнуто	5	нет	5
5	не достигнуто	5	нет	4

Оба образца 4 и 5, которые выполнены согласно настоящему изобретению, удовлетворяют требованиям стандартов DIN 4102:В2.

с) Федеральное авиационное управление для самолетов транспортной категории (Federal Aviation Administration for transport Category Airplanes 25.853(f) Appendix F, Part 1, Paragraph(a)(1)(i),

Таблица 5
60 секунд Вертикальная воспламеняемость
	Время горения после удаления источника пламени (с)		Длина горения (дюймы)		Капли (с)
	Длина	Ширина	Длина	Ширина	Длина	Ширина
Образец 4	0,0	0,0	9,3	10,0	0,0	0,0
Образец 5	0,0	0,0	9,3	9,5	0,0	0,0

Результаты Таблицы 5 показывают, что оба образца удовлетворяют требованиям FAR 25.253(а)(1)(i), то есть:

Средняя длина горения не может превышать 6* дюймов и среднее время горения после изъятия источника пламени не может превышать 15 секунд. Капли от испытательных образцов не могут продолжать гореть более 3 секунд после падения:

* Приложение F к Части 25: пар.(8) Длина горения за исключением длин горения, вызванных усадкой материала и расплавлением от источника тепла.

Таблица 6
12 секунд Вертикальная воспламеняемость
	Время горения после удаления источника пламени (с)		Длина горения (дюймы)		Капли (с)
	Длина	Ширина	Длина	Ширина	Длина	Ширина
Образец 4	0,0	0,0	7,3	7,5	0,0	0,0
Образец 5	2,7	2,4	6,2	5,9	0,0	0,0

Результаты в Таблице 6 показывают, что образцы 4 и 5 удовлетворяют требованиям FAR 25.253(а)(1)(ii), то есть:

средняя длина горения не может превышать 8 дюймов и среднее время горения после изъятия источника пламени не может превышать 15 секунд. Капли от испытательных образцов не могут продолжать гореть более 5 секунд после падения.

Образцы 4 и 5 после испытания на матовость и пропускание видимого света имели:

а) среднее значение матовости от 5 до 6%,

b) среднее значение пропускания видимого света от 2 до 2,5%.

Композиционный материал, описанный со ссылкой на образцы 4 и 5, может быть выполнен в шторах любой типовой конструкции для использования в окнах зданий для уменьшения света, наступающего в здание, но при этом лицо, находящееся внутри здания, может смотреть через штору наружу. Типовые конструкции штор показаны на Фиг.2-4.

На Фиг.2 показана римская штора или жалюзи 21, имеющие множество по существу горизонтальных створок 22, выполненных из композиционного материала согласно настоящему изобретению. Створки 22 соединяются друг с другом обычным способом. Створки могут направляться для перемещения с помощью вертикальных боковых рельс 23. Жалюзи 21, когда они не используются, хранятся в корпусе 25, который также включает в себя подъемный/опускающий механизм, работающий с помощью цепи 26 обычным способом. Как показано, шторе помогает опускаться до нижнего положения рейка 27 противовеса. Створки могут быть наклонены для того, чтобы регулировать свет известным способом.

Фиг.3 показывает штору на роликах или штору 30, выполненную из пленочного композиционного материала 31 согласно настоящему изобретению, в частности из композиционного материала образца 4 или образца 5. Материал 31 шторы представляет собой непрерывное пленочное полотно из композиционного материала, установленное на ролик 32, который при использовании крепится над окном на кронштейны 34. Нижняя кромка материала шторы имеет прикрепленную рейку 37 противовеса, и материал шторы поднимается и опускается с помощью вращения ролика 32 посредством механизма 36 захвата и цепи 38.

Фиг.4 показывает штору 41, содержащую вертикальные створки 42, которые свисают с верхнего рельса 43, причем каждая створка на своем нижнем конце имеет рейку 47 противовеса. Каждая вертикальная створка 42 выполнена из пленочного композиционного материала согласно настоящему изобретению. Верхний рельс содержит механизм 44, при помощи которого все створки могут поворачиваться вокруг своих вертикальных осей для открытия и закрытия шторы.

На пленочном композиционном материале полотна шторы может быть выполнено тиснение для получения особых поверхностных эффектов.

В другом варианте осуществления материал шторы также может использоваться для выполнения шторы с двойной функцией, которая также служит для поглощения или ослабления звуков внутри здания. С этой целью листы 51 могут быть выполнены, например, с помощью метода вакуумного формообразования, в виде полотен, имеющих чашеобразные углубления 52 в виде сетки, как показано на Фиг.5 и как описано в патенте US 4425981. Этот сформованный лист затем используется как часть звукопоглощающего элемента.

В другом примере, показанном на Фиг.6, пленочный композиционный материал также может использоваться для изготовления по существу плоских звукопоглощающих элементов. В пленочном композиционном материале 61 может быть предусмотрено множество микроперфораций 62 таким способом, как описано в патенте US 5740649 (Flutchs et al.) или DE-F-10034197, или таким же способом, который раскрывается в изделии, продаваемом Институтом Фраунгофера (Fraunhofer Institute) под торговой маркой "Microsorber". Микроперфорации 62 (отверстия меньше чем 0,5 мм в диаметре) выполнены в листовом композиционном материале на расстоянии около 2,0 мм друг от друга.

На внешнюю сторону первой пленки 11 в направлении от слоя 14 могут быть ламинированы дополнительные слои прозрачной полимерной пленки. Дополнительные слои пленки могут иметь толщину от 0,0005 до 0,002 дюйма (12-50 мкм), могут быть пропитаны для поглощения УФ, могут быть окрашены, как описано выше, и также могут содержать огнезащитный материал.