Способ изготовления дверной створки с функцией пожарозащиты, дверная створка, изготовленная этим способом, способ изготовления дверной рамы или дверной отделки с функцией пожарозащиты, дверная рама или дверная отделка, изготовленная этим способом - RU2232241C2
Код документа: RU2232241C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к способу изготовления дверных конструкций, в частности дверных створок, дверных рам и дверной отделки с функцией защиты от огня, а также к дверным конструкциям. Оно также относится к использованию силикатной суспензии в качестве огнезащитного материала в дверных конструкциях.
Известен способ изготовления огнестойких дверей, состоящий в том, что вырезают соответствующих размеров панели из гипса или силиката, проделывая также отверстия для замков и т.п. Панели укладывают и прикрепляют к соответствующим дверным листам, например, с помощью клея. Изолирующий материал, например минеральная вата, может быть наложена на гипсовые панели и прикреплена, например адгезивно, после чего производят сборку дверной створки. При этом каждая гипсовая панель, покрывающая дверной лист, имеет толщину 6-12 мм и содержит порядка 18-20 весовых процентов связанной воды.
Известна пожарозащитная дверь (патент Германии DE 3603705), состоящая из панелей и размещенных между ними прокладок из безасбестового силикатного волокна (известного как силикат-кальциевое волокно), причем содержание воды в нем не превышает 10%. Прокладки расположены парами таким образом, что между ними и панелями имеется пространство. Прокладки содержат воздух или заполнены каким-либо другим огнеупорным и изолирующим материалом.
Известна звуконепроницаемая стальная дверь (патент Германии DE 3807833), содержащая поглощающие панели, размещенные с внутренних сторон дверных листов. Панели выполнены из волокнистого силикатного материала и обладают огнеупорными свойствами. В качестве заполнителя в данном изобретении использована минеральная вата.
В европейской заявке ЕР 0741003 описана огнезащитная вязкая силикатная масса, которую размещают между двумя полотнами стекловолоконной ткани и затем высушивают при температуре 130°С. Затем из этих предварительно подготовленных огнезащитных элементов вырезают панели соответствующих размеров и монтируют их.
Основным недостатком известных пожарозащитных дверей и их элементов является то, что их изготовление требует значительного времени, затрачиваемого на раскрой огнезащитных панелей, их адгезионное закрепление и закрепление на них изолирующего материала.
Кроме того, эти двери имеют тот недостаток, что в случаях, когда необходимо обеспечить особо высокую огнезащиту локально, это труднодостижимо. Дверные створки получаются относительно тяжелыми.
Далее, используемый силикатный материал требует продолжительного времени для затвердевания и высушивания, в результате чего панели необходимо выдерживать в течение по меньшей мере нескольких дней.
Сущность изобретения
Задачей заявляемого изобретения является создание способа изготовления дверных конструкций, в особенности дверной створки, дверной рамы или дверной отделки с эффективной и гибкой функцией огнезащиты.
Другой задачей изобретения является уменьшение веса и удешевление огнезащитной или пожарозащитной дверной конструкции. Выражения "огнезащитной" и "пожарозащитной" рассматриваются в данной заявке как синонимы.
Эти и другие задачи решены в способе, согласно которому обеспечивают первый и второй дверные листы, каждый из которых имеет первую и вторую поверхности. По меньшей мере на первую сторону первого из дверных листов наносят слой огнезащитной, в основном гомогенной силикатной суспензии с отвердителем. Силикатная суспензия должна включать силикат щелочного металла и наполнитель, предпочтительно полученные способом, в котором наполнитель обрабатывают кислотой с образованием шлама, с последующим смешиванием шлама с водным раствором, содержащим силикат щелочного металла. Способ далее описан в европейской заявке ЕР 0507368. Дополнительный наполнительный материал, такой как, в первую очередь, минеральная вата, укладывают на силикатную суспензию, после чего производят сборку дверной створки, т.е. первый и второй дверные листы размещают таким образом, что первые поверхности обоих листов обращены друг к другу. Затем огнезащитной, в основном гомогенной силикатной суспензии дают отвердеть и выделить часть свободной воды.
Огнезащитную, в основном гомогенную силикатную суспензию предпочтительно наносят в относительно больших количествах, в особенности, по меньшей мере из расчета 1-2 кг на квадратный метр дверного листа. Для локального изменения степени противопожарной защиты дверной створки силикатную суспензию можно наносить на поверхность дверного листа в неравномерных количествах. Силикатная суспензия может быть нанесена также на первую поверхность второго дверного листа. Для повышения адгезии силикатной суспензии к дверной створке может быть использован обычный клей.
Недостатком такой изобретенной дверной створки, который проявляется при использовании створки в условиях значительных температурных градиентов, является то, что силикатная суспензия может выделять так много воды, что она будет просачиваться из двери. Поэтому предпочтительным является помещение внутрь дверного створа влагопоглощающих средств для поглощения свободной воды, выделяющейся из огнезащитной, в основном гомогенной силикатной суспензии. Влагопоглощающие средства высыхают в течение очень продолжительного времени. В качестве альтернативы или в дополнение к применению влагопоглощающих средств дверная створка при сборке может быть подвергнута воздействию повышенной температуры. Предпочтительная температура при этом равна 50-70°С. Температура должна быть достаточно высокой для осуществления быстрого испарения свободной воды, но не настолько, чтобы потерять связанную воду, поскольку наличие именно этой воды обеспечивает реальную пожарозащиту.
Высушивание дверного створа можно производить также продувкой через него, предпочтительно сжатого воздуха, для удаления воды.
Согласно второму аспекту изобретения заявляемый способ может быть использован соответствующим образом при производстве дверных рам и дверной отделки с пожарозащитными свойствами.
Преимущества настоящего изобретения состоят в упрощении и удешевлении процесса производства, а также в обеспечении возможности гибкого размещения огнеупорного материала.
Дополнительным преимуществом изобретения является то, что используемая в производстве по заявляемому способу в основном однородная силикатная суспензия является экологически чистым материалом и позволяет создать экологически чистое производство. Она может также играть роль звукопоглощающего материала.
Дополнительным преимуществом дверных створок или дверного полотна, изготовленного в соответствии с заявляемым способом, является снижение веса створок (примерно на 10-20 кг по сравнению с аналогичным дверными створками, рассчитанным на 60-минутную защиту от огня). Снижение веса дверных створок обеспечивает уменьшение нагрузки на дверные петли и снижение расходов на транспортировку. В конечном счете вес дверных створок определяется выбором толщины стали и толщиной слоя силикатной суспензии.
Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг.1-3. Указанные чертежи служат для иллюстрации изобретения и ни коем образом не ограничивают его.
На фиг.1 в двух проекциях изображена пожарозащитная дверная створка с, изготовленная в соответствии с заявляемым изобретением.
На фиг.2 изображено сечение заявляемой дверной створки вдоль линии А-А, показанной на фиг.1.
На фиг.3 изображена часть указанного выше сечения в увеличенном масштабе.
В нижеприведенном описании с целью пояснения сущности изобретения изложены сведения о деталях и особенностях его реализации, которые никоим образом не ограничивают объем изобретения, а служат лишь для наилучшего понимания. Квалифицированному специалисту будет очевидно, что возможны и другие варианты реализации изобретения в рамках формулы изобретения.
На фиг.1 показана заявляемая дверная створка, включающая дверные листы 1, выполненные из стали. Эти листы могут быть выполнены согнутыми по краям для упрощения сборки дверной створки.
Силикатную суспензию 2 смешивают с отвердителем и наносят на дверные листы 1 через сопло в сравнительно больших количествах, в частности примерно в 10 раз больше чем при обычном нанесении клея. Расход суспензии при нанесении на дверную створку стандартных размеров из расчета 1-3 кг/м2 составляет 1-6 кг. Количество суспензии соотносится с желательной степенью защиты от огня и другими параметрами двери. Силикатная суспензия, иначе называемая силикатным раствором, содержит силикат щелочного метала с наполнителем и описана в заявке ЕР 0507368, содержание которой включено в качестве ссылки. Состав раствора представлен в настоящем описании ниже. Отвердитель или ускоритель, в состав которого может входить около 30-60% эфира, добавляют в суспензию в небольших количествах, предпочтительно 2-5% от объема силикатной суспензии. Для получения удовлетворительного огнезащитного эффекта может быть необходимо использовать двухкомпонентный состав. В качестве примера материала, содержащего подобную силикатную суспензию и отвердитель, можно привести Thorsil 7104™ и Thorsil K67-P™, производимые фирмой ЕКА CHEMICALS.
Нанесение суспензии осуществляют в текучей форме так, что толщина слоя суспензии на всей покрываемой поверхности или ее части составляет несколько миллиметров. Такой способ нанесения суспензии является весьма гибким и позволяет локально увеличивать толщину слоя суспензии в тех местах, где необходима усиленная огнезащита.
Материал заполнителя 3, в качестве которого предпочтительно использовать изолирующий материал такой, как, например, минеральная вата, наносят затем на слой суспензии, после чего дверные листы 1 собирают в дверную створку. При сборке дверной створки дверные листы скрепляют болтами или сваривают. В качестве альтернативного варианта дверные листы могут быть смонтированы на дверной раме, изготовленной, например, из гнутой или катаной листовой стали. Дверные листы могут также быть выполнены за одно целое с самого начала и представлять собой только один дверной лист.
Таким образом, в заявляемом способе изготовления дверной створки можно обойтись без вырезания, установки и приклеивания панелей, обеспечивающих функцию защиты от огня, как это описано в известных способах. Функция защиты от огня и закрепление на дверных листах в заявляемом изобретении обеспечено одновременно одним и тем же материалом.
Пожарозащитная дверь может быть изготовлена в соответствии с заявляемым способом также из дерева, при этом дверные листы могут быть изготовлены из дерева или слоистого материала, а в качестве материала заполнителя может быть использовано древесноволокнистая плита.
Обычное жидкое стекло содержит около 35% смеси Na2O и SiO2 при соотношении 1:3,4 и воду. Такая композиция смеси означает, что жидкое стекло может выделять всю воду при комнатной температуре. Практически жидкое стекло содержит около 5% связанной воды, которая исчезает лишь при высоких температурах.
В по существу однородной силикатной суспензии, используемой в заявляемом изобретении, доля связанной воды составляет 20-25%, доля свободной воды составляет такую же величину. Остальное вещество составляет сухой остаток. Связанной водой называют воду, которая сохраняется в веществе при комнатной температуре и выделяется из него при нагревании до температуры порядка 100-110°С. Свободной водой называют воду, содержащуюся в веществе и выделяющуюся из него с течением времени при комнатной температуре. Тот факт, что связанная вода, которая обеспечивает основную часть пожарозащитных свойств, выделяется при температуре порядка 70-150°С, является существенным для способности огнезащиты.
Силикатную суспензию можно приготовить следующим способом.
Наполнитель обрабатывают кислотой с образованием шлама, после чего шлам смешивают с водным раствором силиката щелочного металла до получения однородной суспензии. В качестве кислоты предпочтительно использовать водорастворимую органическую кислоту. В качестве наполнителя, который должен быть устойчивым к действию кислоты и силикатного раствора щелочного металла, может быть использован порошок каолина, полевого шпата, перлита, диоксида титана, тригидрата алюминия, мусковита, талька и т.п. с размером частиц менее 100 мкм. Содержание наполнителя по отношению к весу силиката щелочного металла составляет от 4% до 80%. В качестве силиката щелочного металла используют смесь М2О, где М - это натрий, калий или их смесь, и SiO2 в соотношении 1 к примерно 2-4.
Приготовленная описанным образом суспензия характеризуется стабильным состоянием и не подвержена расслаиванию. Она является высоковязкой (около 20000 сантипуазов) и имеет сравнительно высокую адгезию к определенным листовым материалам, например к оцинкованному листовому материалу.
Описанная выше силикатная суспензия в отличие от обычного жидкого стекла не так чувствительна к влажности и не выделяет столь много воды.
Силикатную суспензию обычно не наносят на верхнюю обвязку дверных листов, хотя это также можно делать. Для повышения адгезии можно дополнительно использовать обычный клей. Как показано ниже, огнеупорный материал можно наносить также на дверную раму и дверную отделку.
Свободная вода из силикатной суспензии обычно выделяется в течение двух лет после изготовления дверной створки (в случае, если слой суспензии не закрыт, это может произойти значительно быстрее). Пока свободная вода сохраняется в суспензии в течение этого времени, обеспечивается дополнительная защита от огня. Однако в связи с выделением большого количества свободной воды (1,5-2 кг) возникает проблема борьбы с ее утечкой. Предлагается два способа решения этой проблемы.
Во-первых, внутри дверной створки применяют влагопоглощающие средства 4 для поглощения свободной воды, выделяющейся из силикатной суспензии, и предотвращают тем самым утечку воды из дверного створа. Предпочтительно использовать тонкослойный влагопоглощающий материал, способный впитывать в 100-200 раз больше воды, чем он весит сам, и сохраняющий впитанную воду в течение долгого времени.
Во-вторых, свободную воду по возможности удаляют из суспензии при производстве дверной створки. Удаление воды производят путем высушивания дверной створки при температуре 50-70°С, в результате чего суспензия быстрее твердеет, а часть свободной воды испаряется.
Большое количество воды можно удалить из дверной створки, продувая через изолирующий материал сжатый воздух. Во время экспериментов половина воды, т.е. 6 дл, была удалена таким способом за 15 мин. Дверную створку при этом не следует нагревать, иначе начнется удаление связанной воды, что приведет к снижению пожаробезопасности.
Испытания моделей и рабочих образцов дверных створов показали, что изготовленные в соответствии с заявляемым изобретением дверные створки с большим запасом удовлетворяют требованиям EI стандарта пожаробезопасности как по температуре, так и по ресурсу целостности. Было показано, что при комнатной температуре и влажности силикатная суспензия теряет не более 25% своего веса. Лабораторные испытания подтвердили также очень высокую степень защиты от огня.
В настоящем изобретении термин "дверная створка" относится также к воротам и ставням. Дверные створки могут быть выполнены наугольными или шпунтованными. Изобретение применимо также к иным частям дверных устройств. Например, силикатные массы могут быть нанесены на дверную раму, в частности на боковую поверхность рамы и/или на лицевую поверхность рамы. Дверная рама может быть выполнена одно- или двухфацетной, или это может быть специальная дверная рама. Силикатная суспензия может быть нанесена также на дверную отделку.
Таким образом, описанное выше изобретение за счет использования жидкого материала, в частности силикатной суспензии, при непосредственном нанесении его на дверные листы, дверные рамы и дверные отделки решает задачи обеспечения пожаробезопасности и адгезии одновременно. Очевидно, что заявляемое изобретение не ограничено рассмотренными в описании реализациями, в том числе представленными на чертежах, а объем заявляемого изобретения определен признаками, содержащимися в формуле изобретения.
Реферат
Изобретение относится к способам и устройствам изготовления дверных конструкций. Изобретение позволяет создать способ изготовления дверных конструкций, преимущественно дверных створок, дверных рам или дверных отделок с эффективной и гибкой функцией огнезащиты. Способ изготовления дверной створки с пожарозащитной функцией включает обеспечение первого и второго дверных листов с первой и второй сторонами, нанесение клейкой огнезащитной, по существу, однородной силикатной суспензии с отвердителем по меньшей мере на первую сторону первого дверного листа, причем силикатная суспензия содержит свободную воду и связанную воду, обеспечивающую основную часть пожарозащитных свойств, нанесение материала заполнителя на указанную силикатную суспензию, сборку дверных листов в дверную створку таким образом, что первые поверхности соответствующих дверных листов обращены друг к другу, отверждение огнезащитной однородной силикатной суспензии до затвердевания и выделения части свободной воды. Сохраняющаяся в силикатной суспензии свободная вода обеспечивает дополнительную защиту от огня. Способ изготовления дверной рамы или дверной отделки с пожарозащитной функцией включает нанесение на дверную раму или отделку клейкой огнезащитной однородной силикатной суспензии с отвердителем, содержающей свободную воду и связанную воду, нанесение материала заполнителя на силикатную суспензию, выдерживание огнезащитной однородной силикатной суспензии в течение времени отверждения и выделения части свободной воды. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
