JP2021523966A - 防火組成物および関連する方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 防火組成物には、コロイド状シリカ固体、粘土、低生体持続性繊維または耐火性セラミック繊維、水、および任意選択でキレート剤が含まれる。防火組成物を使用する方法は、ポリマー発砲体基板を提供する工程と、前記ポリマー発砲体基板上に前記防火組成物を塗布する工程と、および前記防火組成物を乾燥させる工程と、を含む。【選択図】 図１Ａ

Description

この出願は、「防火建築部品および建築システム」との名称を有する、２０１８年５月１８日に出願された米国仮出願第６２／６７３，２８８号に優先権を主張し、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、防火組成物および防火方法に関する。特に、本開示は、可燃性断熱板および建築用パネルに耐火性を付与する防火コーティング、ならびに防火断熱板および建築用パネルを含む建築システムに関して開示する。

発泡体ポリスチレン断熱板または押し出しポリスチレン断熱板などの高分子発泡体断熱板は、壁システムに断熱を提供することが当技術分野で知られる。外側の金属層の間に挟まれた断熱層を含む多層建築断熱パネルは、商業、工業、住宅の建物の壁に断熱を与えるためにも使用される。ただし、断熱板の製造に使用されるポリマーの多く、特にポリスチレンは可燃性である。壁が過熱したり発火したりした場合、ポリマー断熱板は、火災の燃料の準備ができるだけでなく、燃焼した場合は有毒および／または有害な化学物質の供給源を提供する。可燃性の高分子断熱板は、火災時に建物の表面全体に炎が広がる経路も提供する。

したがって、耐火性がより高い改良された材料および方法が引き続き必要とされる。

以下の図は、本発明の特定の態様を説明するために含まれており、排他的な実施形態として見なされるべきではない。開示された主題は、当業者に対して生じ、本開示の利益を有するように、形態および機能においてかなりの修正、変更、および同等のものが可能である。
図１Ａは、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板の側面図を示す。 図２Ａは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図２Ｂは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの端面図を示す。 図２Ｃは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図２Ｄは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図２Ｅは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図３Ａは、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造の側面図を示す。 図３Ｂは、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造の側面図を示す。 図３Ｃは、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造の側面図を示す。 図３Ｄは、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造を示す。 図４Ａは、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物壁構造の側面図を示す。 図４Ｂは、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物の壁構造を示す。 図４Ｃは、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物壁構造の側面図を示す、および 図４Ｄは、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物の壁構造の側面図を示す。

本開示は、防火組成物および防火組成物を含む材料を記載する。このような材料には、ポリマー断熱板や建築パネルなどの建築コンポーネントが含まれまる。

有利な点として、防火組成物は、可燃性材料の耐火性を付与または増大させる高温耐性コーティング組成物またはコーティングシステムを含む。以下でさらに説明するように、コーティング組成物は、結合剤と組み合わせて、高温耐性無機繊維および／または高温耐性無機鉱物粒子／小板を含むことができる。

防火組成物
本明細書で使用される「防火組成物」という用語は、防火組成物のない同じ建築部品、材料または構造の耐火性と比較して、建物の構成要素、材料または構造に防火または抵抗を与えることができる、または建築部品、材料または構造の耐火性を改善または増加させることができる組成物を意味する。特定の実施形態によれば、防火組成物は、防火組成物を含まない同じ建築部品、材料、または構造と比較して、ＮＦＰＡ−２８５、可燃性部品を含む外壁アセンブリの火災伝播特性の評価のための標準火災試験方法に記載された試験方法に従って試験された場合、建物の構成要素、材料または構造の試験性能を改善する。様々な実施形態によれば、防火組成物は、防火組成物のない同じ建物のコンポーネント、材料、または構造と比較して、ＮＦＰＡ−２８６、部屋の火災の成長に対する壁および天井内部仕上げの寄与を評価するための火災試験の標準方法に記載された試験方法に従って試験された場合、建物の構成要素、材料または構造の試験性能を改善する。一般に、防火組成物は、少なくとも（ｉ）結合剤および（ｉｉ）無機繊維および／または無機鉱物粒子または小板を含む。

結合剤
いくつかの実施形態では、結合剤は、水硬性セメント結合剤などの無機結合剤を含む。本明細書で使用される場合、「セメント質」または「セメント」という用語は、任意の水硬性セメントを指す。油圧セメント結合剤は、水の存在下で硬化して硬化する材料である。水硬性セメントの適切な非限定的な例には、ポルトランドセメント、石積みセメント、アルミナセメント、耐火セメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミン酸カルシウムセメント、粉砕造粒ブラスト炉スラグ、天然セメント、およびそれらの混合物が含まれる。ポルトランドセメントとは、業界で使用されているように、クリンカーを粉砕することによって製造された水硬性セメントを意味する。これには、水硬性ケイ酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、およびフェロアルミン酸カルシウムが含まれ、１つまたはそれ以上の形態の硫酸カルシウムが地中添加物として使用される。ＡＳＴＭ Ｃ１５０によるポルトランドセメントは、タイプＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、またはＶに分類される。例示として、限定されないが、セメント系結合剤は、ポルトランドセメント、非水硬性セメントなどの水硬性セメントから選択され得る。石灰、石膏、オキシ塩化物セメント、またはそれらの組み合わせなど。無機結合剤は、単一のタイプの無機結合剤または複数の種類の無機結合剤のブレンドを含み得る。

防火組成物に含まれ得る適切な無機結合剤には、コロイド状アルミナ、コロイド状シリカ、コロイド状ジルコニア、およびそれらの混合物が含まれる。コロイダルシリカ結合剤は、乾燥製品の約１５重量パーセント〜約２０重量パーセントの量で存在する。コロイダルシリカ固体は、湿潤製品の約１１重量パーセント〜約１４重量パーセントの量で存在する。コロイダルシリカ溶液（水ベースの溶液に懸濁されたコロイダルシリカ固体からなる）は、湿潤製品の約３０重量パーセント〜約４０重量パーセントの量で存在する。

例示的な実施形態では、コロイド状シリカは、約１０〜約３０ｎｍの間の粒子サイズを有し、水中に約２０重量パーセント〜４５重量パーセントのシリカを含む。コロイダルシリカのｐＨは、約２〜約１０の範囲であり得る。適切なコロイダルシリカの１つは、Ｎａｌｃｏ １１４１コロイダルシリカである。これは、粒子サイズが１５ｎｍのコロイダルシリカであり、水中で４０重量パーセントのシリカを含み、９．７のｐＨを有する。別の適切なコロイダルシリカは、Ｎａｌｃｏ １０３４ａコロイダルシリカであり、これは、粒子サイズが２０ｎｍのコロイダルシリカであり、水中で３４重量パーセントのシリカを含み、２．８のｐＨを有する。

無機繊維
いくつかの実施形態では、防火組成物は無機繊維を含む。繊維がコーティング組成物などの適切な製品形態に配合でき、可燃性建築部品に所望のまたは必要な防火または耐火性を付与できる限り、任意の耐熱性無機繊維を防火組成物、ポリマー断熱板などの材料または構造に利用することができる。例示として、限定されないが、防火組成物を調製するために使用できる適切な無機繊維には、（ｉ）ロックウール繊維、（ｉｉ）スラグウール繊維、（ｉｉｉ）ミネラルウール繊維、（ｉｖ）高アルミナ多結晶繊維、（ｖ）アルミノケイ酸塩繊維などの耐火性セラミック繊維、（ｖｉ）アルミナ−マグネシア−シリカ繊維、（ｖｉｉ）カオリン繊維、（ｖｉｉｉ）カルシア−マグネシア−シリカ繊維およびマグネシア−シリカ繊維などのアルカリ土類ケイ酸塩繊維（低生体持続性繊維としても知られる）、（ｉｘ）Ｓ−ガラス繊維、Ｓ２−ガラス繊維、およびＥ−ガラス繊維などのガラス繊維、（ｘ）石英繊維、（ｘｉ）シリカ繊維およびそれらの組み合わせが含まれる。無機繊維は、乾燥製品の約７５重量パーセント〜約８５重量パーセントの量で存在し、湿潤製品の約５０重量パーセント〜約５５重量パーセントの量で存在する。様々な実施形態によれば、耐熱性無機繊維は、耐火性セラミック繊維（ＲＣＦ）を含む。限定されないが、適切なＲＣＦには、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、アルミナ−ジルコニア−シリカ繊維、ジルコニア−シリカ繊維、ジルコニア繊維および同様の繊維が含まれる。

有用なアルミナ−シリカセラミック繊維は、登録商標ＦＩＢＥＲＦＲＡＸ（登録商標）の下でＵｎｉｆｒａｘ ＩＬＬ（米国、ニューヨーク、トナウォンダ）から市販される。ＦＩＢＥＲＦＲＡＸ（登録商標）セラミック繊維は、約４０〜約７５重量パーセントのアルミナと約２５〜約６０重量パーセントのシリカの繊維化生成物を含む。特定の実施形態によれば、セラミック繊維は、約２９重量パーセント〜約５５重量パーセントのアルミナおよび約４５重量パーセント〜約６０重量パーセントのシリカを含む。ＦＩＢＥＲＦＲＡＸ（商標登録）ファイバーは、最大約１５４０℃の動作温度と最大約１８７０℃の融点を示す。アルミナ／シリカ繊維は、約４０重量パーセント〜約６０重量パーセントのＡｌ_２Ｏ_３および約６０重量パーセント〜約４０重量パーセントのＳｉＯ_２を含み得る。一実施形態では、繊維は、約５０重量パーセントのＡｌ_２Ｏ_３および約５０重量パーセントのＳｉＯ_２を含む。

場合によっては、繊維は、業界では「ショット」と呼ばれる、繊維化されていない粒子状物質を含み得る。ショットの粒子サイズは約４５ミクロンから数ｍｍまでで、材料全体の質量の５０パーセントを超える場合がある。ショットは断熱性には寄与しない。

いくつかの実施形態では、ショットは、繊維から除去されるか、またはミリングによってサイズが縮小され得る。ショットが削除された場合、完全にまたは部分的に削除される可能性がある。ショットは、ふるい分け、空気分類プロセス（空気サイクロン）、または水ベースのプロセス（ハイドロサイクロン）によって繊維から除去できる。

ショットのサイズが縮小される場合、ハンマーミリング、アトリションミリングまたはボールミリングなどの任意の適切なミリングプロセスによってそれを縮小することができる。場合によっては、ショットは、ほとんどの粒子の直径が約４５ミクロン未満になる程度に粉砕されることがある。

繊維長は、ハンマーミリング、アトリションミリングまたはボールミリングなどのミリングプロセスによって短縮することができる。これらの場合、繊維の長さは、約１０ミクロン〜１００ミクロン以下の低いレベルに短縮され得る。

生体溶解性アルカリ土類ケイ酸塩繊維（または低生体持続性繊維）を使用して、防火組成物を調製することもできる。適切な生体溶解性土類ケイ酸塩繊維には、米国特許第６，９５３，７５７号、第６，０３０，９１０号、第６，０２５，２８８号、第５，８７４，３７５号、第５，５８５，３１２号、第５，３３２，６９９号、第５，７１４，４２１号、第７，２５９，１１８号、第７，１５３，７９６号、第６，８６１，３８１号、第５，９５５，３８９号、第５，９２８，０７５号、第５，８２１，１８３号、および第５，８１１，３６０号に開示される繊維が含まれ、参照により本明細書に組み込まれる。

「低生体持続性繊維」という用語は、生理学的媒体、またはシミュレートされた肺液、生理食塩水、緩衝生理食塩水などのシミュレートされた生理学的媒体に可溶性またはそうでなければ分解可能な繊維を指す。繊維の溶解度は、シミュレートされた生理学的媒体における繊維の溶解度を時間の関数として測定することによって評価することができる。生体溶解性は、試験動物への繊維の直接移植の影響を観察することによって、または繊維に曝露された動物またはヒトの検査、すなわち生体持続性によっても推定することができる。

様々な実施形態によれば、低生体持続性繊維は、マグネシウムとシリカの酸化物の混合物の繊維化生成物を含み得る。これらの繊維は一般にケイ酸マグネシウム繊維と呼ばれる。ケイ酸マグネシウム繊維は、一般に、約６０〜約９０重量パーセントのシリカ、０より大きく〜約３５重量パーセントのマグネシア、および５重量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。いくつかの実施形態によれば、無機繊維は、約６０〜約８０重量パーセントのシリカおよび約１５〜約３０重量パーセントのマグネシアの繊維化生成物を含み得る。いくつかの例示的な実施形態では、低生体持続性繊維は、約６５〜約８６重量パーセントのシリカ、約１４〜約３５重量パーセントのマグネシア、および５重量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。他の実施形態によれば、低生体持続性繊維は、約７０〜約８６重量パーセントのシリカ、約１４〜約３０重量パーセントのマグネシア、および５重量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。

適切なケイ酸マグネシウム繊維は、登録商標ＩＳＯＦＲＡＸ（商標登録）の下でＵｎｉｆｒａｘ Ｉ ＬＬＣ（米国、ニューヨーク、トナウォンダ）から市販される。市販のＩＳＯＦＲＡＸ（商標登録）繊維は、一般に、約７０〜約８０重量パーセントのシリカ、約１８〜約２７重量パーセントのマグネシア、および４重量パーセント以下の不純物（例えば、アルミナ、酸化カルシウム、および酸化鉄）の繊維化生成物を含む。

様々な実施形態において、約５０パーセントの繊維および５０パーセントの非繊維化粒子からなる低生体持続性繊維は、繊維長および非繊維化粒子寸法の両方を減少させるためにボールミル粉砕される。

いくつかの実施形態では、低生体持続性繊維は、洗浄され、ボールミル粉砕される。これらの実施形態では、低生体持続性繊維を洗浄して繊維化されていない粒子状物質を除去し、次にさらに粉砕して繊維の長さを短くする。

特定の実施形態では、低生体持続性繊維は、カルシウム、マグネシウム、およびシリカの酸化物の混合物の繊維化生成物を含む。これらの繊維は、一般にカルシア−マグネシア−シリカ繊維と呼ばれる。様々な実施形態によれば、カルシア−マグネシア−シリカ繊維は、約４５〜約９０重量パーセントのシリカ、０より大きく〜約４５重量パーセントのカルシア、０より大きく〜約３５重量パーセントのマグネシア、および１０重量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。無機繊維は、約６０〜約７０重量パーセントのシリカ、約２５〜約３５重量パーセントのカルシア、約２〜約７重量パーセントのマグネシア、および１重量パーセント未満のアルミナの繊維化生成物を含み得る。

有用なカルシア−マグネシア−シリカ繊維は、登録商標ＩＮＳＵＬＦＲＡＸ（登録商標）の下でＵｎｉｆｒａｘ ＩＬＬ（米国、ニューヨーク、トナウォンダ）から市販される。ＩＮＳＵＬＦＲＡＸ（登録商標）繊維は、一般に、約６１〜約６７重量パーセントのシリカ、約２７〜約３３重量パーセントのカルシア、および約２〜約７重量パーセントのマグネシアの繊維化生成物を含む。他の適切なカルシア−マグネシア−シリケート繊維は、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ（ジョージア州、オーガスタ）から、ＳＵＰＥＲＷＯＯＬ ６０７およびＳＵＰＥＲＷＯＯＬ ＨＴの商品名で市販される。ＳＵＰＥＲＷＯＯＬ ６０７繊維には、約６０〜約７０重量パーセントのシリカ、約２５〜約３５重量パーセントのカルシア、約４〜約７重量パーセントのマグネシア、および微量のアルミナが含まれる。ＳＵＰＥＲＷＯＯＬ ＨＴ繊維には、約７４重量パーセントのシリカ、約２４重量パーセントのカルシア、および微量のマグネシア、アルミナ、酸化鉄が含まれる。

適切な無機繊維の別の例は、ＢＥＬＣＯＴＥＸ（商標登録）の商標でドイツのＢｅｌＣｈｅｍ Ｆｉｂｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＧｍｂＨから、登録商標ＲＥＦＲＡＳＩＬ（商標登録）でカリフォルニア州、ガーデナのＨｉｔｃｏ Ｃａｒｂｏｎ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ、Ｉｎｃ．から、およびＰＳ−２３（Ｒ）の名称でベラルーシ共和国のＰｏｌｏｔｓｋ−Ｓｔｅｋｌｏｖｏｌｏｋｎｏから入手可能な浸出ガラス繊維である。

ＢＥＬＣＯＴＥＸ（登録商標）繊維は、標準タイプのステープル繊維プレヤーンである。これらの繊維は約５５０ｔｅｘの平均細かさを持ち、一般に非シリカ成分を抽出するために浸出されるアルミノケイ酸ナトリウムガラスから作られる。ＢＥＬＣＯＴＥＸ（商標登録）繊維はアモルファスであり、一般に約９４．５のシリカ、約４．５パーセントのアルミナ、０．５パーセント未満の酸化ナトリウム、および０．５パーセント未満の他の成分を含む。これらの繊維は、最大１１００℃の温度に対して耐熱性があり、通常、ショットなしおよび結合剤なしである。

ＲＥＦＲＡＳＩＬ（登録商標）繊維は、ＢＥＬＣＯＴＥＸ（登録商標）繊維と同様に、１０００℃〜１１００℃の温度範囲での用途に断熱を提供するためのシリカ含有量の高いアモルファス浸出ガラス繊維である。浸出後の繊維は、通常、約９５重量パーセントのシリカ含有量を有する。アルミナは約４重量パーセントの量で存在し得、他の成分は１パーセント以下の量で存在し得る。

Ｐｏｌｏｔｓｋ−ＳｔｅｋｌｏｖｏｌｏｋｎｏからのＰＳ−２３（Ｒ）繊維は、シリカ含有量が高いアモルファスガラス繊維であり、少なくとも約１０００℃への耐性を必要とする用途の断熱に適する。これらの繊維は、約５〜約２０ｍｍの範囲の繊維長および約９ミクロンの繊維直径を有する。

適切な無機繊維のさらに別の例は、Ｅガラス繊維である。Ｅガラス繊維は、典型的には、約５２重量パーセント〜約５６重量パーセントのＳｉＯ_２、約１６重量パーセント〜約２５重量パーセントのＣａＯ、約１２重量パーセント〜約１６重量パーセントのＡｌ_２Ｏ_３、約５重量パーセント〜約１０重量パーセントのＢ_２Ｏ_３、最大約５重量パーセントのＭｇＯ、最大約２重量パーセントの酸化ナトリウムと酸化カリウム、および微量の酸化鉄とフッ化物、典型的な組成は５５重量パーセントのＳｉＯ_２、１５重量パーセントのＡｌ_２Ｏ_３、７重量パーセントのＢ_２Ｏ_３、３重量パーセントのＭｇＯ、１９重量パーセントのＣａＯ、および上記の材料の痕跡を含む。

無機鉱物粒子／小板
様々な実施形態において、防火組成物は、無機鉱物粒子または小板を含む。無機粒子または小板は、バーミキュライト、雲母、粘土、タルク小板、およびそれらの組み合わせから選択される無機鉱物小板を含み得る。

無機鉱物小板は、限定されないが、約２０μｍ〜約５００μｍ、約２０μｍ〜約４００μｍ、約２０μｍ〜約３００μｍ、または約４０μｍ〜約２００μｍの直径を有し得る。限定されないが、無機鉱物小板は、約５０：１〜約２０００：１、約５０：１〜約１０００：１、約１００：１〜約１０００：１、または約２００：１〜約８００：１のアスペクト比を有し得る。

無機小板は、典型的には、約２０〜約１００重量パーセントの量の無機小板を含む。特定の実施形態によれば、防火組成物は、防火組成物の総重量に基づいて、少なくとも２０重量パーセント、少なくとも３０重量パーセント、少なくとも４０重量パーセント、少なくとも５０重量パーセント、少なくとも６０重量パーセント、少なくとも７０重量パーセント、少なくとも８０重量パーセント、少なくとも８５重量パーセント、少なくとも９０重量パーセント、少なくとも９５重量パーセント、または少なくとも９９重量パーセントの量の無機鉱物小板を含み得る。

いくつかの実施形態によれば、無機鉱物小板は、バーミキュライト小板または雲母小板を含む。様々な実施形態において、防火組成物は、約２０〜約１００重量パーセントの量のバーミキュライト小板または雲母小板を含む。防火組成物は、バーミキュライト小板または雲母小板を、少なくとも２０重量パーセント、少なくとも３０重量パーセント、少なくとも４０重量パーセント、少なくとも５０重量パーセント、少なくとも６０重量パーセント、少なくとも７０重量パーセント、少なくとも８０重量パーセント、少なくとも８５重量パーセント、少なくとも９０重量パーセント、少なくとも９５重量パーセント、または少なくとも９９重量パーセントの量で含み得る。

いくつかの実施形態において、小板含有防火組成物は、無機結合剤および有機結合剤の組み合わせを含む。有機結合剤は、固体、液体、溶液、分散液、乳濁液、または同様の形態として提供され得る。防火組成物に含まれ得る適切な有機結合剤の例には、アクリルラテックス、（メタ）アクリルラテックス、フェノール樹脂、スチレンとブタジエンのコポリマー、ビニルピリジン、アクリロニトリル、アクリロニトリルとスチレンのコポリマー、塩化ビニル、ポリウレタン、酢酸ビニルとエチレンの共重合体、フェノール、ポリアミド、シリコーン、有機シリコーン、有機官能性シラン、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリビニルエステル（ポリ酢酸ビニルまたはポリビニルブチレートラテックスなど）などが含まれるが、これらに限定されない。

小板含有防火組成物は、約２０〜約１００重量パーセント未満の無機小板、および０より大きく〜約８０重量パーセントの結合剤、約３０〜約１００重量パーセント未満の無機小板、０より大きく〜約７０重量パーセントの小板および結合剤、約４０〜約１００重量パーセント未満の無機小板、および０より大きく〜約６０重量パーセントの結合剤、約５０〜約１００重量パーセント未満無機小板の０より大きく〜約５０重量パーセントの結合剤、約６０〜約１００重量パーセント未満の無機小板および０より大きく〜約４０重量パーセントの結合剤、および約７０〜約１００重量パーセント未満の無機プレートレットおよび０より大きく〜約３０重量パーセントの結合剤を含み得る。

小板含有防火組成物は、約２０〜約１００重量パーセント未満の無機小板、０より大きく〜約４０重量パーセントの結合剤、および０より大きく〜約５０重量パーセントの機能性充填剤、約５０〜約１００重量パーセント未満の無機小板、０より大きく〜約３０重量パーセントの結合剤、および０より大きく〜約２０重量パーセントの機能性充填剤、約６０〜約６０重量パーセント未満前記無機プレートレットの約１００重量パーセント、０より大きく〜約２０重量パーセントの結合剤、および０より大きく〜約２０重量パーセントの機能性充填剤を含み得る。様々な実施形態によれば、機能性充填剤は、耐熱性絶縁無機繊維、吸熱材料、難燃剤、およびそれらの組み合わせを含む。

限定するものではなく、例示としてのみ、小板含有防火組成物として適切な無機鉱物小板組成物は、Ｄｉｃａｌｉｔｅ Ｍａｎｇｅｎｃｅ Ｇａｒｄ Ｇｏｒｐ／Ｓｐｅｒｔｙｔｙ Ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（米国、ペンシルベニア州、バラシンワード）からＭＩＣＲＯＬＩＴＥ（商標登録）の商標で市販される。ＭＩＣＲＯＬＩＴＥ（商標登録）無機鉱物小板組成物は、バーミキュライト小板と水のみを含む配合されない組成物として供給され、配合された組成物は、機能性添加剤をさらに含む。配合されないバーミキュライト組成物は、ＭＩＣＲＯＬＩＴＥ（商標登録）９０３、９２３、９６３およびＨＴＳで入手可能である。配合されたバーミキュライト組成物は、ＭＩＣＲＯＬＩＴＥ（商標登録）ＨＴＳ−ＳＥ、ＨＴＳ−ＸＥ、およびＨＴＳ−ＸＥ２０で入手可能である。

その他の成分
防火組成物のビークルまたは溶媒として水が含まれる。様々な実施形態において、水は、防火組成物の約３０重量パーセント〜約３５重量パーセントの量で防火組成物中に存在する。この水の一部は水として配合物に直接添加され、一部はコロイダルシリカおよびキレート剤の添加の一部として含まれる。

増粘剤を防火組成物に添加することができる。防火組成物への増粘剤の添加は、無機繊維が時期尚早に沈降および硬化するのを防ぐ。増粘剤の添加はまた、防火組成物の粘度に影響を与えるため、混合物中の水および増粘剤の量を制御することにより、混合物は、トローウェル、噴霧、浸漬、成形、砲撃および／またはブラッシングアプリケーションを有しても良い。限定されないが、適切な増粘剤には、任意の適切な粘土（例えば、ベントナイト、ヘクトライト、カオリナイト、モンモリロナイト、パリゴルスキー石、サポナイト、スメクタイト、またはセピオライト）が含まれる。いくつかの実施形態では、粘土の粒子構造は、高度に粉砕されたサブミクロンサイズの一次粘土粒子の凝集体からなる。凝集物は、直径が最大で数十または数百ミクロンであり得、一次粒子は、０．１ミクロン以下であり得る。様々な実施形態において、粘土は、防火組成物の約０重量パーセントより大きく〜約１０重量パーセントの量で防火組成物中に存在する。いくつかの実施形態では、スメクタイト粘土が増粘剤として使用される。例示的なスメクタイト粘土は、Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｍｉｎｅｒａｌｓから市販される製品であるＶＥＥＧＵＭ（商標登録）Ｔであり、水に加えると水和する約１ｎｍ×１５０ｎｍ×１５０ｎｍのプレートで構成される。

キレート剤または隔離剤もまた、防火組成物に添加され得る。適切なキレート剤には、エチレンジアミン四酢酸二アンモニウム（ＥＤＴＡ）、フィチン酸ナトリウム／フィチン酸、クエン酸／クエン酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ＥＤＴＡ二ナトリウム、エチレンジアミン二コハク酸二ナトリウム、シクロデキストリンまたはジエチレントリアミン五酢酸が含まれる。様々な実施形態において、キレート剤は、湿潤生成物中の約０重量パーセントより大きく〜約１０重量パーセント（キレート剤溶液として）、または乾燥生成物中の約０重量パーセントより大きく〜約６．７５重量パーセント（乾燥キレート剤として）を含む量で防火組成物中に存在する。適切なキレート剤は、ベルセン（商標）ＥＤＴＡベースのキレート剤であり、これは、ダウケミカルから市販される製品であり、ＥＤＴＡ二アンモニウムの４５重量パーセントの溶液からなる。

例示的な防火コーティング組成物
いくつかの例示的な実施形態によれば、防火組成物は、防火コーティング組成物の形態である。いくつかの実施形態では、防火コーティング組成物は、少なくとも７００℃、少なくとも８００℃、少なくとも８５０℃、少なくとも９００℃、少なくとも９５０℃、少なくとも１０００℃、少なくとも１０５０℃、少なくとも１１００℃、少なくとも１１５０℃、少なくとも１２００℃、少なくとも１２５０℃、少なくとも１３００℃、少なくとも１３５０℃、少なくとも１４００℃、少なくとも１４５０℃、少なくとも１５００℃、少なくとも１５００℃、または少なくとも１６００℃の動作温度に対する耐性を有する。

様々な実施形態において、防火コーティング組成物は、無機結合剤、増粘剤、任意選択でキレート剤または隔離剤溶液、低生体持続性繊維、および水を含む。特定の実施形態では、キレート剤溶液が存在するが、他の実施形態では、キレート剤溶液は存在しない。無機結合剤はコロイド状シリカ溶液を含み得、増粘剤はスメクタイト粘土を含み得、キレート剤はジアンモニウムＥＤＴＡを含み得、および低生体持続性繊維はマグネシア−シリカ繊維またはカルシア−マグネシア−シリカ繊維を含み得る。いくつかの実施形態では、コロイド状シリカ溶液は、防火組成物の約３０重量パーセント〜約４０重量パーセントの量で存在し、スメクタイト粘土は、保護組成物の約０．５重量パーセント〜約６重量パーセントの量で存在する。ジアンモニウムＥＤＴＡ溶液は、防火組成物の約０重量パーセントより大きく〜約１０重量パーセントの量で存在し、マグネシア−シリカ繊維またはカルシア−マグネシア−シリカ繊維は、防火組成物の約５０重量パーセント〜約５５重量パーセントであり、水は、コロイド状シリカ溶液およびキレート剤溶液添加剤中に存在する水を除いて、防火組成物の約１０重量パーセント〜約３０重量パーセントの量で存在する。すべての成分からの水を考慮すると、それは一般に、防火組成物の約１０重量パーセント〜約７０重量パーセント、例えば、防火組成物の２０重量パーセント〜約４０重量パーセントの量で存在する。特定の実施形態では、コロイド状シリカ固体は、防火組成物の約５重量パーセント〜約４０重量パーセントの量で存在し、スメクタイト粘土は、防火組成物の約０．５重量パーセント〜約６重量パーセントの量で存在し、組成物、マグネシア−シリカ繊維またはカルシア−マグネシア−シリカ繊維は、防火組成物の約３０重量パーセント〜約８０重量パーセントの量で存在し、ジアンモニウムＥＤＴＡは、防火組成物の約０重量パーセントより大きく〜約１０重量パーセント〜約７重量パーセントの量で存在し、水は、防火組成物の約１０重量パーセント〜約７０重量パーセントの量で存在する。

いくつかの実施形態では、防火組成物の異なる成分は、異なる成分を混合して防火組成物を形成する方法、例えば、どの成分をどのくらいの時間混合するかに関する指示を含む、キットとしてパッケージ化される。いくつかの実施形態では、キットは、（１）コロイド状シリカ溶液、（２）粘土、（３）低生体持続性繊維、および（４）構成要素（１）〜（３）を混合する方法に関する説明書を含む。様々な実施形態において、キットは、（５）キレート剤溶液をさらに含む。

他の実施形態では、防火コーティング組成物は、無機結合剤、増粘剤、ＲＣＦ、および水を含む。無機結合剤はコロイド状シリカ溶液を含み得、増粘剤はスメクタイト粘土を含み得、そしてＲＣＦはアルミナ−シリカ繊維を含み得る。いくつかの実施形態では、コロイド状シリカ溶液は、防火組成物の約３０重量パーセント〜約４０重量パーセントの量で存在し、スメクタイト粘土は、防火組成物の約０．５重量パーセント〜約６重量パーセントの量で存在し、アルミナシリカ繊維は、防火組成物の約５０重量パーセント〜約５５重量パーセントの量で存在し、水は、コロイダルシリカ溶液添加剤中に存在する水を除いて、防火組成物の約１０重量パーセント〜約３０重量パーセントの量で存在する。すべての成分からの水を考慮すると、それは防火組成物の約２０重量パーセント〜約４０重量パーセントの量で存在する。

いくつかの実施形態では、防火組成物は、有機結合剤、粘土、無機鉱物小板、および水を含む。いくつかの実施形態では、有機結合剤は、防火組成物の約５重量パーセント〜約３０重量パーセントの量で存在し、粘土は、防火組成物の約０．１重量パーセント〜約６重量パーセントの量で存在し、無機鉱物小板は、防火組成物の約２重量パーセント〜約３０重量パーセントの量で存在し、水は、防火組成物の約１０重量パーセント〜約９０重量パーセントの量で存在する。例示的な実施形態では、有機結合剤はシリコーンエラストマーおよびアクリルコポリマーを含み、粘土はスメクタイト粘土を含み、無機鉱物小板は雲母小板を含む。

耐火性の建物の構成要素およびシステム
様々な実施形態によれば、耐火建築材料は、ポリマーベースおよび上記の少なくとも１つの防火組成物などの建築構成要素、材料または構造を含む。特定の実施形態によれば、建築構成要素、材料または構造は、ベースとしてのポリマー断熱板およびベース上に適用される防火組成物を含む。他の実施形態によれば、建築構成要素、材料または構造は、ベースとして建築用断熱パネルおよびベースに適用される防火組成物を含む。

ポリマー断熱板（建築用断熱パネルの一部であるかどうかにかかわらず）は、建物に断熱材を提供するために建築および建設業界で知られ、使用されている任意のポリマー断熱材であり得る。例えば、ポリマー断熱板は、壁、屋根、床、および／または基礎などの建物構造に断熱材を提供するために、建築および建設業界で使用される任意の発泡体断熱板またはパネルであり得る。特定の実施形態によれば、ポリマー断熱板は、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、フェノール、ポリ尿素、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリビニルクロリド、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリビニルフルオリド、ポリアリールスルホン、ポリエステルアミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、エチレンクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、およびアクリルポリマー、ならびにそれらの組み合わせから選択されるポリマーフォームから製造される。いくつかの実施形態によれば、ポリマー断熱板は、押し出されたポリスチレンを含む。一実施形態では、ポリマー断熱板は発泡体ポリスチレンを含む。いくつかの実施形態では、ポリマーフォームは、低密度（例えば、１立方フィートあたり約３ポンド未満）を有するように選択される。

いくつかの実施形態では、耐火建築材料は、第１の防火コーティング組成物および第２の防火コーティング組成物を含む。第１の防火コーティング組成物は、無機繊維を含み得、第２の防火コーティング組成物は、鉱物小板を含み得る。特定の実施形態によれば、限定されないが、第２のコーティングは、少なくとも部分的に第１のコーティング上にあり得、第１のコーティングは、ポリマー断熱板上にあっても良い。

いくつかの実施形態では、第１の防火コーティング組成物は、高温耐性無機繊維およびセメント系無機結合剤を含み、第２の防火コーティング組成物は、高温耐性無機鉱物粒子および／または無機鉱物小板および無機結合剤を含む。様々な実施形態において、第１のコーティングは、高温耐性無機鉱物粒子および／または無機鉱物小板および無機結合剤を含み、第２のコーティングは、高温耐性無機繊維およびセメント質無機結合剤を含む。

特定の実施形態によれば、限定されないが、断熱板は、２つの主面、第１および第２の短辺、および２つの長辺を有する実質的に長方形の直方体の形状であり得る。ポリマー断熱板の形状に実際的な制限はない。第１のコーティング組成物は、部分的に、実質的に、または完全に、ポリマー断熱板を取り囲むか、またはカプセル化することができる。同様に、第２のコーティング組成物は、ポリマー断熱板上の第１のコーティング組成物を部分的に、実質的に、または完全に取り囲むか、またはカプセル化することができる。

「完全に取り囲むまたはカプセル化する」または「完全に取り囲むまたはカプセル化する」という用語は、本明細書において同じ意味を有し、ポリマー断熱板の反対側に面する主要表面および端面の露出表面積の１００％をコーティングまたはさもなければ覆う防火コーティング組成物を指す。「部分的に包囲またはカプセル化する」という用語は、防火組成物が０〜５０％を超える（０より大きく〜４５％、０より大きく〜４０％、０より大きく〜３５％を含む）を被覆またはその他の方法で覆うことを意味する。０より大きく〜３０％、０より大きく〜２５％、０より大きく〜２０％、０より大きく〜１５％、０より大きく〜１０％、０より大きく〜５％、およびすべての範囲が反対側に面する主表面およびポリマー断熱板の端面の露出表面積の０より大きく〜５０％）。「実質的に囲むまたはカプセル化する」という用語は、防火組成物が５０％より大きく〜１００％未満（５０％より大きく〜５５％、５０％より大きく〜６０％、５０％より大きく〜６５％、５０％より大きく〜７０％、５０％より大きく〜７５％、５０％より大きく〜８０％、５０％より大きく〜８５％、５０％より大きく〜９０％、５０％より大きく〜９５％の範囲を含む）をコーティングまたはその他の方法で覆うことを意味すし、およびすべての範囲は、反対側に面する主表面およびポリマー断熱板の端面の露出表面積の５０％より大きく〜１００％未満の広い範囲に含まれる。

特定の実施形態によれば、第１の防火コーティング組成物は、ポリマー断熱板を完全に取り囲むかまたはカプセル化して、ポリマー断熱板の外面上に連続的な第１のコーティング層を形成し得る（すなわち、第１のコーティング組成物は、連続コーティングを形成する）。ポリマー断熱板の主面および端面を含む外面と直接隣接する層）、および第２の防火コーティング組成物は、ポリマー断熱板上の第１のコーティング層を完全に取り囲むかまたはカプセル化して形成することができる。ポリマー断熱板の外面上にある第１の防火コーティング層上の連続的な第２のコーティング層（すなわち、第２のコーティング組成物は、第１のコーティング層と直接隣接して接触する連続コーティング層を形成する）。他の実施形態では、第２の防火コーティング組成物は、ポリマー断熱板上の第１のコーティング層を部分的または実質的に取り囲むかまたはカプセル化して、ポリマー断熱板の外面上にある第１のコーティング層上に不連続な第２のコーティング層を形成し得る（すなわち、第２のコーティング組成物は、第１のコーティング層と直接隣接して接触する不連続コーティング層を形成する）。

いくつかの実施形態では、第１の防火コーティング組成物は、ポリマー断熱板を実質的または部分的に取り囲むかまたはカプセル化して、ポリマー断熱板の外面上に不連続な第１のコーティング層を形成することができる（すなわち、第１の防火コーティング組成物は、ポリマー断熱板の外面と直接隣接して接触する不連続コーティング層）、および第２の防火コーティング組成物は、ポリマー断熱板上の第１のコーティング層を完全に取り囲むかまたはカプセル化して、上に連続的な第２のコーティング層を形成し得る。ポリマー断熱板の外面上にある第１のコーティング層（すなわち、第２の防火コーティング組成物は、第１のコーティング層と直接隣接して接触する連続コーティング層を形成する）。

得られた耐火断熱板は、建物の壁の用途に使用することができる。耐火性高分子断熱板の用途に制限はない。耐火性ポリマー断熱板は、さまざまな商業、工業、住宅の建物構造に使用できる。

外側の金属層または金属合金層の間に配置された断熱層を含む建築製品も提供される。このタイプの建築製品は、建築および建設業界では、建築用パネル、建築用断熱パネル、断熱金属パネル、または金属断熱パネルと呼ばれる。建築パネルは、２つの外側の金属または金属合金層の間に配置された１つまたはそれ以上の断熱層を含み得る。例えば、限定されないが、建築用パネルは、２つの外側の金属または金属合金層の間に配置されたポリマー発泡体断熱材の層を含み得る。いくつかの実施形態によれば、建築用パネルは、２つの外側の金属層の間に配置されたポリマー発泡体断熱材の内側の層を含む。いくつかの実施形態によれば、建築用パネルは、２つの外側のアルミニウム金属層の間に配置されたポリマー発泡体断熱材の内側の層を含む。これにより、ポリマーフォーム断熱材の層が２つの外側のアルミニウム金属層の間に挟まれた構造が作成される。

様々な実施形態によれば、防火組成物は、ポリマー発泡体断熱板と結合される。特定の実施形態によれば、建築用パネルの発泡体断熱層は、発泡体断熱板を含む。ポリマー発泡体断熱板は、反対向きの第１および第２の主要表面を有する。第１の外側アルミニウム金属層は、ポリマー発泡体断熱板の第１の主要表面の側面に配置される。第２の外側アルミニウム金属層は、ポリマー発泡体断熱板の第２の主要表面の側面に配置される。特定の実施形態によれば、防火組成物の１つまたはそれ以上の層は、ポリマー発泡体断熱板の主表面の片側または両側に配置される。

様々な実施形態によれば、防火組成物は、ポリマー発泡体断熱板の片側に配置される。建築用断熱パネルは、第１および第２の外側金属層の間に配置された内側可燃性ポリマー断熱層を含み得る。防火組成物の少なくとも１つの層は、（ｉ）第１の金属層の外向きの表面、（ｉｉ）第２の金属層の外向きの表面、（ｉｉｉ）第１の金属の内向きの表面およびポリマー断熱層との間、（ｉｖ）第２の金属層の内向き表面とポリマー断熱層との間、および（ｖ）（ｉ）〜（ｉｖ）のいずれかの組み合わせに配置される。「オン」という用語が表面との直接接触に限定されないように、第１の金属層、ポリマー断熱層、および第２の金属層の間に介在する他の層もあり得ることに留意されたい。

特定の実施形態では、建築パネルは、以下の層、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）防火組成物層、（ｉｉｉ）ポリマー発泡体断熱板、および（ｉｖ）第２の外側アルミニウム金属層の順に含む。防火組成物は、高温無機繊維とセメント系無機結合剤、または高温耐性無機鉱物粒子および／または小板と結合剤、あるいは無機繊維と無機鉱物粒子または小板と結合剤の両方を含み得る。

いくつかの実施形態では、建築用パネルは、以下の層、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）ポリマー発泡体断熱板、（ｉｉｉ）高温耐性無機物繊維およびセメント系無機結合剤を含む防火組成物層、および（ｉｖ）第２の外側アルミニウム金属層の順に含む。いくつかの実施形態では、建築パネルは、以下の層、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板および結合剤を含む防火組成物層、（ｉｉｉ）ポリマーフォーム断熱板、および（ｉｖ）第２の外側アルミニウム金属層の順に含む。他の実施形態では、建築パネルは、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）高温耐性無機繊維およびセメント系結合剤を含む防火組成物層、（ｉｉｉ）防火高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む防火組成物層、（ｉｖ）ポリマー発泡体断熱板、および（ｖ）第２の外側アルミニウム金属層を含む。いくつかの実施形態では、建築パネルは、以下の層、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む耐火組成物層、（ｉｉｉ）火耐熱性無機繊維とセメント系結合剤を含む防火組成物層、（ｉｖ）高分子発泡体断熱板、および（ｖ）第２の外側アルミニウム金属層の順に含む。

特定の実施形態によれば、防火組成物は、ポリマー発泡体断熱板の両側に配置される。これらの実施形態によれば、建築用パネルは、以下の層、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）第１の防火組成物層、（ｉｉｉ）高分子発泡体断熱板、（ｉｖ）第２の防火組成物層、（ｉｉｉ）高分子発泡体断熱板、および（ｖ）第２の外側アルミニウム金属層の順に含む。

いくつかの実施形態によれば、建築パネルは、以下の層、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ａ）無機繊維および結合剤、（ｂ）無機の鉱物粒子および／または小板、または（ｃ）両方を含む（ｉｉ）第１の防火組成物層、（ｉｉｉ）ポリマー発砲体断熱板、（ａ）無機繊維および結合剤、（ｂ）無機ミネラル粒子および／または小板、または（ｃ）両方を含む（ｉｖ）第２の防火組成物層、および（ｖ）２番目の外側の無機金属層の順に含む。特定の実施形態では、建築パネルは、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）高温耐性無機繊維および結合剤を含む第１の防火組成物層、（ｉｉｉ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む防火組成物層、（ｉｖ）高分子発泡体断熱板、（ｖ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む防火組成物層、（ｖｉ）高温耐性無機繊維と結合剤を含む防火組成物層、および（ｖｉｉ）第２の外側アルミニウム金属層の準備含む。様々な実施形態において、建築パネルは、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む防火組成物層、（ｉｉｉ）高温耐性無機繊維と結合剤を含む防火組成物層、（ｉｖ）発砲体断熱板、（ｖ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む防火組成物層、（ｖｉ）高温耐性無機繊維および結合剤を含む防火組成物層、および（ｖｉｉ）第２の外側アルミニウム金属層の順に、以下の層を含む。様々な実施形態において、建築パネルは、（ｉ）第１の外側アルミニウム金属層、（ｉｉ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む防火組成物層、（ｉｉｉ）高温耐熱性無機繊維と結合剤を含む防火組成物層、（ｉｖ）高分子発泡体断熱板、（ｖ）耐熱性無機繊維と結合剤を含む防火組成物層、（ｖｉ）高温耐性無機鉱物粒子および／または小板を含む防火組成物層、および（ｖｉｉ）第２の外側アルミニウム金属層を含む。

防火層（すなわち、防火コーティング、紙、フェルト、布、マット、組成物、処理など）はまた、建築パネルの金属または金属層の外側の主要な表面および端面に適用され得る。特定の実施形態によれば、建築パネルは、第１の外側金属または金属合金層、第２の外側金属または金属合金層、および第１および第２の金属または金属合金層の間に配置された少なくとも１つの断熱層を含み、処理は、第１の外側金属または金属層の外側主表面（すなわち、外向きの主表面）、または第２の外側金属または金属合金層の外側主表面、または第１の両方の主表面上で行われる。および第２の外側金属または金属合金層。防火処理はまた、第１および第２の外側金属または金属合金層の一方または両方の端面に適用され得る。

特定の実施形態によれば、１つまたは複数の防火層は、建築パネルの第１および第２の外側金属または金属合金層の外向きの主表面の一方または両方上にあり、また内向きの間に配置される。第１および第２の外側金属または金属合金層のうちの１つまたはそれ以上、および２つの外側金属または金属合金層の間に配置された内側断熱層の主表面に面する。防火処理はまた、第１および第２の外側金属または金属合金層の一方または両方の端面に適用され得る。

防火組成物は、コーティング、布（不織布または織布）、フェルト、紙、工業用繊維などとして、ポリマー断熱板または建築用絶縁パネルと組み合わせることができる。特定の実施形態によれば、防火組成物は、ポリマー断熱板または建築用断熱パネルに適用される防火コーティング組成物として提供される。ポリマー断熱板に第１のコーティングを塗布する方法またはプロセス、または第１のコーティングでコーティングされたポリマー断熱板に第２のコーティングを塗布する方法またはプロセスに関して制限はない。特定の例示的な実施形態によれば、第１のコーティングは、ブラシ、ローラー、こて、または他のアプリケーターを用いた塗布、ポリマー板を第１のコーティングを含む容器への噴霧、鋳造、浸漬または潜水、またはその組み合わせによってポリマー板に塗布することができる。同様に、第２のコーティングは、ブラシ、ローラー、こて、または他のアプリケーターを用いて第１のコーティングに塗布し、乾燥した第１のコーティングでコーティングされたポリマー板を第２のコーティング、またはその組み合わせを含む容器に噴霧、鋳造、浸漬または潜水することができる。

特定の実施形態では、防火組成物が適用される前に、フォイルフェーシングがポリマー断熱板に取り付けられる。例えば、フォイルフェーシングは、ポリマー断熱板に接着または他の方法で取り付けられ、次いで、防火組成物がフォイルフェーシングに適用される。特定の実施形態では、フォイルフェーシングは、断熱板を部分的または全体的にカプセル化して断熱板の周りに配置され、特定の用途に追加の強度、耐摩耗性および引裂き抵抗、ならびに亀裂に対する耐性を与える。特定の実施形態では、フォイルフェーシングは、断熱板を包むか、部分的または実質的に完全に包む。フォイルフェーシングは通常アルミニウムでできるが、銅、亜鉛、鋼、スズなどの他の可鍛性金属も適する。フォイルフェーシングの平均厚さは異なる場合がある。フォイルフェーシングの平均厚さは、１０〜５００ミクロンの範囲であり得る。

特定の実施形態では、防火組成物が適用される前に、ガラス繊維布フェーシングがポリマー断熱板に取り付けられる。例えば、ガラス繊維布フェーシングは、ポリマー断熱ボ板に接着または他の方法で取り付けられ、次いで、防火組成物がガラス繊維布フェーシングに適用される。特定の実施形態では、ガラス繊維布フェーシングは、断熱板を部分的または全体的にカプセル化して断熱板の周りに配置され、特定の用途に追加の強度、耐摩耗性および耐引裂性、ならびに耐亀裂性を付与する。特定の実施形態では、ガラス繊維布フェーシングは、断熱板を包むか、または部分的または実質的に完全に包む。ガラス繊維布フェーシングは、通常、Ｅガラスまたはその他の高温耐性のある連続ガラス繊維でできている。ガラス繊維布フェーシングの平均厚さは異なる場合がある。ガラス繊維布フェーシングの平均厚さは、２５〜１０００ミクロンの範囲である可能性がある。

あるいは、防火組成物は、フェルト、紙、不織布、または織布の形態をとることができる。特定の実施形態によれば、第１の防火組成物は、防火コーティング組成物を含み、第２の防火組成物は、フェルト、紙、不織布、または織布の形態の層を含む。他の実施形態では、第１の防火組成物は、フェルト、紙、不織布、または織布の形態の層を含み、第２の防火組成物は、防火コーティング組成物を含む。

耐火性ポリマー断熱板または建築用パネルを含む建物の壁も記載される。特定の実施形態によれば、建物の壁は、垂直に延びる建物の壁フレームを含む。建物の壁フレームは、反対側に面する表面を含む（すなわち、建物フレームの表面は内部に面し、反対側の建物フレーム表面は外部環境に面する）。特定の実施形態によれば、耐火性ポリマー断熱板または耐火性建築パネルは、外部環境に面する建物の壁フレームの表面に取り付けられる（またはそうでなければ、取り付けられるか、適用されるか、または固定される）。外部クラッド材の層は、耐火性ポリマー断熱板または耐火性建築パネルの外向きの表面に適用される。

いくつかの実施形態によれば、建物壁は、垂直に延びる建物の壁フレーム、建物の壁フレームに取り付けられた建物の壁基板、建物の壁基板に取り付けられた耐火性建築パネルまたは耐火性ポリマー断熱板、および建築パネルまたは断熱板に適用される外部クラッド材を含む。建物の壁フレームは、建物の壁基板の外向きの表面とは反対の向きの表面を含む。最後に、外部クラッド材の層が、耐火建築パネルまたは耐火ポリマー断熱板の外向きの表面に適用される。耐候性層は、建物の壁基板の外向きの表面と耐火性の建築用パネルまたは耐火性のポリマー断熱板の内向きの表面との間に配置または配置することができる。

さらに他の実施形態によれば、建物壁は、垂直に延びる建物の壁フレーム、建物の壁フレームの反対側の面に取り付けられた建物の壁基板、および建物の壁の基板の間に配置された耐火建築パネルまたは耐火ポリマー断熱板を含む。建物の壁フレームには、反対側の面が含まれる。第１の建物の壁基板は、建物の壁フレームの外向きの表面に取り付けられる。第２の建物の壁基板は、建物壁フレームの内向きの表面に取り付けられる。耐火建築パネルまたは耐火ポリマー断熱板は、第１および第２の建物の壁基板間の空洞またはスペースに配置される。外部クラッド材料の層が、第１の建物の壁基板の外向きの表面上に適用される。耐候性層は、第１の建物の壁基板と外部クラッド層との間に配置され得る。

本明細書に記載のすべての実施形態について、耐火建築パネルまたは耐火ポリマー断熱板は、機械的留め具、接着剤、摩擦ばめ、またはこれらの取り付け手段の組み合わせによって、建物の壁フレームまたは建物の壁基板に取り付けることができる。

建物の壁基板は、建築および建設業界で知られ、使用される任意の建物の壁基板であり得る。建物の壁の下地は、合板被覆、セメント板、石膏板、配向性ストランド板、パーティクル板、ウェーハ板、ファイバー板、流し込みコンクリート壁、およびコンクリート組積造ユニット壁から選択することができる。特定の実施形態によれば、建物の壁基板は、垂直建物壁フレームの外面または内面（または両方の面）に取り付けられた、上に開示された例示的な実施形態のいずれかの耐火建築パネルを単に含むことができる。

外部クラッド層は、レンガ、コンクリートブロック、石積みブロック、金属サイディング、ビニールサイディング、木材サイディング、スタッコ仕上げ、合成スタッコなどから選択することができる。いくつかの実施形態によれば、外部クラッド層は、垂直の建物の壁フレームの外面に取り付けられた、上に開示された例示的な実施形態のいずれかの耐火建築パネルを単に含むことができる。耐火性の保護された建築用断熱パネルの外向きの表面は、審美的な仕上げ面またはテクスチャー加工された面を備えていても良い。

いくつかの例示的な実施形態によれば、耐火建築パネルまたは耐火断熱板は、建築システムにおいて使用され得る。建築システムは、少なくとも４つの壁および屋根を含み得、壁の少なくとも１つは、建築壁の外面に取り付けられるか、フレーム、または建物の壁フレームの内面に取り付けられるか、建物の壁フレームによって作成されたキャビティ内に配置された耐火建築パネルまたは耐火断熱板を備えた複数の垂直に配置された壁パネルを含む。耐火建築パネルまたは耐火断熱板は、機械的な留め具、接着剤、または摩擦ばめによって壁に固定することができる。

耐火性ポリマー発泡体断熱板はまた、屋根および床構造に使用され得る。床用途の場合、耐火性ポリマー発泡体断熱板は、床下敷きなどの床基材と最上階の被覆層との間に配置することができる。屋根用途の場合、耐火性ポリマー発泡体断熱板は、屋根基板と、瀝青屋根膜、ゴム改質瀝青屋根膜、またはゴム屋根膜などの屋根被覆層との間に配置することができる。代替の屋根用途の場合、屋根基板の外向きの主表面は、本明細書に開示される防火組成物の１つまたはそれ以上の層で処理することができる。

耐火建築パネル、耐火ポリマー発泡体断熱板、建物の壁、屋根、床、建物の構造について、図面を参照して詳細に説明する。耐火断熱板、建物の壁および建物の構造は、図面の図に示される例示的な実施形態に限定されることを意図しないことに留意されたい。

図１Ａは、耐火性ポリマー断熱板またはパネル１０の一実施形態の側面図を示し、防火組成物の第１および第２のコーティングを示す。断熱板１０は、対向する主面１３、１４、長辺面１５（他の長辺面は図示せず）、および短辺面１６、１７を有する実質的に長方形の直方体の形状で示される。耐火断熱板１０は、発泡体ポリマー板１２を含み、断熱板１２上に無機繊維およびセメント系結合剤を含む第１の層１８と、第１の層１８上に無機鉱物小板および結合剤を含む第２の層１９を含む。第２の層１９は、第１の層１８に塗布され得、第１の層１８は、ポリマー発泡体断熱板１２に塗布され得る。示されるように、限定されないが、第２の層１９は、第１の層１８と直接隣接して接触する。そして、第１の層１８は、ポリマー発泡体断熱板１２と直接隣接して接触する。

図２Ａは、建物構造のための耐火性建築パネル２０の１つの例示的な実施形態の斜視図を示す。構造パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層との間に配置された断熱層２６とを含む。図２Ａに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ａに示される実施形態によれば、図２Ａに示されるように、建築パネル２０は、第１の金属層２２とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された防火層２８を含む。

図２Ｂは、建物構造のための耐火性建築パネル２０の別の例示的な実施形態の斜視図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｂに示す断熱層層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｂに示される実施形態によれば、建築パネル２０は、第１の２８および第２の３０の防火層を含む。第１の防火層２８は、第１の金属層２２の内側主表面に隣接して配置される。第２の防火層３０は、第１の防火層２８に隣接して配置される。

図２Ｃは、建物構造のための防火建築パネル２０の１つの例示的な実施形態の斜視図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｃに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｃに示される実施形態によれば、建築パネル２０は、第２の金属層２４とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された防火層２８を含む。

図２Ｄは、建物構造のための防火建築パネル２０の別の例示的な実施形態の斜視図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｄに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｄに示されるように、建築パネル２０は、第２の金属層２４とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された第１の２８および第２の３０の防火層を含む。第１の防火層２８は、第２の金属層２４の内側主表面に隣接して配置される。第２の防火層３０は、第１の防火層２８とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置される。

図２Ｅは、建物構造のための防火建築パネル２０の別の例示的な実施形態の斜視図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｅに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｅに示される実施形態によれば、建築パネル２０は、第１の金属層２２とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された第１の２８および第２の３０の防火層を含む。第１の防火層２８は、第１の金属層２２の内側主表面２３に隣接して配置される。第２の防火層３０は、第１の防火層２８とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置される。建築パネル２０はまた、第２の金属層２４とポリマー発泡体断熱材との間に配置される第３の３２および第４の３４の防火層を含む。第３の防火層３２は、第２の金属層２４の内側主面に隣接して配置される。第２の防火層３４は、第１の防火層３２とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置される。

図３は、本開示の耐火性ポリマー断熱板３４によって断熱された少なくとも１つの建物壁３７を含む建物構造３１の例示的な実施形態の正面図を示す。建物構造３０は、壁フレーム３３を含む。耐火性ポリマー断熱板３４は、外部環境に面する建物壁フレーム３３の表面に取り付けられる。防火断熱板３４は、板３４の表面に第１の防火層３５を含み、第１の層３５に第２の防火層３６を含む。外部クラッド３８の層が、防火ポリマー発泡体断熱板３４上に適用される。

図４は、本開示の耐火断熱板４６によって断熱された少なくとも１つの建物壁４２を含む建物構造４０の別の例示的な実施形態の正面図を示す。建物構造４０は、壁フレーム４３を含む。建物壁基板４４は、外部環境に面する建物壁フレーム４３の表面に取り付けられる。耐火性ポリマー断熱板４６は、外部環境に面する建物壁基板４４の表面に取り付けられる。耐火断熱板４６は、板４６の表面に第１の防火層４７を含み、第１の層４７に第２の防火層４８を含む。外部クラッド４９の層が、耐火ポリマー発砲体断熱板４６の上に適用される。

図５は、本開示の耐火断熱板５５によって断熱された少なくとも１つの建物壁５２を含む建物構造５０の別の例示的な実施形態の正面図を示す。建物構造５０は、壁フレーム５３を含む。建物壁基板５４は、外部環境に面する建物壁フレーム５３の表面に取り付けられる。耐火性ポリマー断熱板５５は、外部環境に面する建物の壁基板５４の表面に取り付けられる。耐火断熱板５５は、板５５の表面に第１の防火層５６を含み、第１の層５６に第２の防火層５７を含む。外部クラッド５９の層が、コーティングされた耐火断熱板５５の上に適用される。耐候性バリア層５８は、断熱板５５の外向きの表面と外部クラッド５９との間に配置される。

図６は、本開示の耐火断熱板６４によって断熱された少なくとも１つの建物壁６２を含む建物構造６０の別の例示的な実施形態の正面図を示す。建物構造６０は、壁フレーム６３を含む。耐火断熱板６４は、建物構造６０の内部に面する建物壁フレーム６３の表面に取り付けられる。耐火断熱板６４は、板６４の表面上の第１の防火板層６５および第１の層６５上の第２の防火層６６を含む。内壁板６８の層が、耐火性ポリマー発泡体断熱板６４の上に適用される。

図７は、本開示の耐火建築パネル７２によって断熱された建物壁７０の例示的な実施形態の正面図を示す。建物壁７０は、壁フレーム７１を含む。耐火建築パネル７２は、外部環境に面する建物壁フレーム７１の表面に取り付けられる。建築パネル７２は、外側金属層と内側断熱板層７３との間に、断熱層７３、外側金属層７４、７５、ならびに第１および第２の防火層７６、７７を含む。外部クラッド７８の層は耐火建築用パネル７２上に適用される。

図８は、本開示の耐火建築パネル８３によって断熱された建物壁８０の別の例示的な実施形態の正面図を示す。建物壁８０は、壁フレーム８１を含む。建物壁基板８２は、外部環境に面する建物壁フレーム８１の表面に取り付けられる。耐火建築パネル８３は、外部環境に面する建物壁基板８２の表面に取り付けられる。建築パネル８３は、断熱層８４、外側金属層８５、８６、ならびに外側金属層と内側断熱板層８４との間に第１および第２の防火層８７、８８を含む。外部クラッド８９の層は防火建築パネル９３上に適用される。

図９は、本開示の耐火性建築パネル９３によって断熱された建物壁９０の別の例示的な実施形態の正面図を示す。建物壁９０は、壁フレーム９１を含む。建物の壁基板９２は、外部環境に面する建物壁フレーム９１の表面に取り付けられる。耐火建築パネル９３は、外部環境に面する建物壁基板９２の表面に取り付けられる。建築パネル９３は、断熱層９４、外側金属層９５、９６、ならびに外側金属層と内側断熱板層９４との間に第１および第２の防火層９７、９８を含む。外部クラッド９９の層は耐火建築パネル９３上に適用される。耐候性建築パネル９３の外向き表面と耐火建築パネル９３の内向き表面との間に耐候性バリア層１１０が配置される。

図１０は、本開示の耐火建築パネル１１２によって断熱された建物壁１００の別の例示的な実施形態の正面図を示す。建物壁１００は、壁フレーム１０１を含む。耐火建築パネル１１２は、建物の内部に面する建物壁フレーム１０１の表面に取り付けられる。建築パネル１１２は、断熱層１０３、外側金属層１０４、１０５、ならびに外側金属層と内側断熱板層１０３との間に第１および第２の防火層１０６、１０７、１０８、１０９を含む。内壁板の層１２０は、耐火建築パネル１１２の上に適用される。

耐火性建築部品を調製する方法
耐火性ポリマー断熱板を調製する方法も提供される。この方法は、１つまたはそれ以上の防火コーティング組成物をポリマー断熱板に適用することを含む。特定の実施形態によれば、この方法は、第１および第２のコーティング組成物をポリマー断熱板に提供することを含む。いくつかの実施形態によれば、第１の防火コーティング組成物がポリマー断熱板に塗布される。第１の防火コーティング組成物は、ポリマー断熱板の外面を部分的、実質的または完全にカプセル化または取り囲む方法で適用される。第１の防火コーティング組成物は、第１の防火コーティング組成物を実質的または完全に乾燥させるのに十分な温度および十分な時間にさらされる。第１の防火コーティング組成物が実質的または完全に乾燥された後、第２の防火コーティング組成物が第１の防火コーティング組成物に塗布される。

特定の実施形態によれば、第１の防火コーティング組成物は、約１５℃〜約２００℃、または約２０℃〜約１２０℃、または約２０℃〜約９０℃の範囲の温度で乾燥することができる。特定の実施形態によれば、第１の防火コーティング組成物は、約１〜約１０時間、または約１〜約５時間、または約１〜約３時間の期間乾燥することができる。第２の防火コーティング組成物は、第１の防火コーティング組成物を部分的、実質的または完全にカプセル化または取り囲む方法で、第１の防火コーティング組成物に塗布される。次に、第２の防火コーティング組成物を乾燥させる。

無機繊維防火コーティング組成物は、約０．０１〜約３ｍｍ、または約０．０３〜約１ｍｍ、または約０．０５〜約１ｍｍの厚さで、ベース、別の防火組成物層、または基材に塗布することができる。無機鉱物小板または鉱物粒子防火コーティング組成物は、ベース、別の防火組成物層、または基板上に、約０．０１〜約０．８ｍｍ、または約０．０５〜約０．２ｍｍ、または約０．０７５〜約０．２ｍｍの厚さで適用される。繊維と鉱物粒子／小板組成物の両方が、建築部品、要素、材料、または発泡体ポリマー断熱板などの構造物の表面への優れた接着性を示す。繊維および鉱物粒子／小板組成物の両方が、他の防火組成物の乾燥層または実質的に乾燥した層に対して優れた接着性を示す。

以下の実施例は、上で論じた材料および方法の例示であり、限定することを意図するものではない。

市販の発泡体ポリスチレンパネル（Ｆｏａｍｕｌａｒ（登録商標）ＸＰＳ、Ｏｗｅｎｓ Ｃｏｒｎｉｎｇ）をＲＣＦベースのコーティング組成物でコーティングし、室温で一晩乾燥させた。続いて、コーティングされた断熱板を、Ｄｉｃａｌｉｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ／Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ＶｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅのＭＩＣＲＯＬＩＴＥ（商標登録）ＨＴＳと呼ばれるバーミキュライト小板を含む無機鉱物層の２つのスプレーコーティングでコーティングし、室温で２４時間乾燥させた。得られたコーティングされた断熱板は、約１．７５インチの距離でトーチランプの炎にさらされた。コーティングされた断熱板は赤い輝きを示したが、同じ距離からのトーチランプの炎への２分以上の一貫した曝露に応答して炎を上げなかった。

コーティングされていない発泡体ポリスチレンパネルは、比較の目的で、同じ距離から同じ期間、同じブロートーチにさらされた。この比較膨張ポリスチレンパネルは、トーチランプに約６秒間さらされた後、炎を示し始めた。

２'×２'×１"の市販の発泡体ポリスチレン（ＸＰＳ）パネル（Ｆｏａｍｕｌａｒ（登録商標）ＸＰＳ、Ｏｗｅｎｓ Ｃｏｒｎｉｎｇ）を、二重コーティング防火コーティングシステムで両方の２'×２'面にコーティングした。二重コーティング防火コーティングシステムの最初のコーティングはＲＣＦベースのコーティング組成物であり、二重コーティング防火システムの２番目のコーティングは、Ｄｉｃａｌｉｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ／Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ＶｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅからＭＩＣＲＯＬＩＴＥ（商標登録）ＨＴＳと指定されたバーミキュライト小板を含む無機鉱物層でり、室温で２４時間乾燥させた。ＲＣＦコーティング組成物は、約４５０ｇｓｍでＸＰＳパネルの表面にコーティングされ、バーミキュライトコーティングは、約１５０ｇｓｍで第１のコーティングに適用された。二重コーティング防火システムでコーティングされたＸＰＳパネルは、火災試験のために垂直に取り付けられた（つまり、ＸＰＳパネルの主面が垂直になる）。火炎を発生させるために、直径３インチのプロパンバーナーが火災試験で使用された。バーナーへのプロパンの流れは、熱電対によって測定されるように、バーナーの面から約４〜６インチの目標温度を与えるようにフローコントローラーデバイスで調整された。バーナーは、ＸＰＳパネル面に対して４５度の角度で上向きに配置された。この構成では、炎がテストパネルに適用された。約７００℃の火炎温度が使用された。この温度は、ＮＦＰＡ−２８５テストで指定された最大ファサード火炎温度に一致するように選択された。コーティングされたＸＰＳ試験パネルに７００℃のプロパンバーナーで発生した炎を当てた。この試験によれば、コーティングは良好な安定性を示し、無傷で所定の位置に留まった。ＸＰＳテストパネルの高温面または低温面のいずれにも、１７分以上の曝露でミシン目や破損は観察されなかった。コーティングされたＸＰＳテストパネルでは、煙、燃焼、炎の広がりは観察されなかった。ＦＬＩＲカメラ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｌｏｏｋｉｎｇ Ｉｎｆｒａｒｅｄ）を使用した測定では、テストが定常状態に達し、テスト中に冷たい面（炎の反対側の面）で最高温度１５８℃が発生したことが示す。

製造業者から受け取ったコーティングされていないＸＰＳ試験パネルを用いて、上記と同じ試験を実施した。７００℃の温度のプロパンバーナーで発生した炎を、コーティングされていないＸＰＳテストパネルに適用した。パネルはすぐに火炎から溶け始め、７００℃の火炎温度に反応し、火炎が発生してから１６秒後に火炎の破過が観察された。

実施例２と同様の試験を実施したが、火炎温度１１００℃を使用した。２'×２'×１"の市販の発泡体ポリスチレン（ＸＰＳ）パネルは、２'×２'の両面に二重コーティング防火コーティングシステムでコーティングされる。二重コーティング防火コーティングシステムの最初のコーティングはＲＣＦベースのコーティング組成物であり、二重コーティング防火システムの２番目のコーティングは、Ｄｉｃａｌｉｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ／Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ ＶｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅからＭＩＣＲＯＬＩＴＥ（商標登録）ＨＴＳと指定されたバーミキュライト小板を含む無機鉱物層であり、室温で２４時間乾燥させた。ＲＣＦベースのコーティング組成物は、約４５０ｇｓｍでＸＰＳパネルの表面にコーティングされ、バーミキュライトコーティングは、約１５０ｇｓｍで第１のコーティングに適用された。二重コーティング防火システムでコーティングされたＸＰＳパネルは、火災試験のために垂直に取り付けられた（つまり、ＸＰＳパネルの主面が垂直になる）。火炎を発生させるために、直径３インチのプロパンバーナーが火災試験で使用された。バーナーへのプロパンの流れは、熱電対によって測定されるように、バーナーの面から約４〜６インチの目標温度を与えるようにフローコントローラーデバイスで調整された。バーナーは、ＸＰＳパネル面に対して４５度の角度で上向きに配置された。この構成では、炎がテストパネルに適用された。約１１００℃の火炎温度が使用された。この温度は、ＮＦＰＡ−２８５で指定されるファサード温度を超えており、コーティングされたＸＰＳテストパネルに極端な課題をもたらすために選択された。コーティングされたＸＰＳ試験パネルに１１００℃のプロパンバーナーで発生した炎を当てた。１５分以上の暴露では、高温面または低温面のいずれにもミシン目や破損は観察されなかった。コーティングされたパネルでは、煙、燃焼、炎の広がりは観察されなかった。ＦＬＩＲカメラ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｌｏｏｋｉｎｇ Ｉｎｆｒａｒｅｄ）を使用した測定では、テストが定常状態に達し、テスト中に冷たい面（炎の反対側の面）で最高温度３０３℃が発生したことが示される。

製造業者から受け取ったコーティングされていないＸＰＳ試験パネルを用いて、上記と同じ試験を実施した。コーティングされていないＸＰＳテストパネルに、１１００℃の温度のプロパンバーナーで発生した炎を適用した。パネルはすぐに炎から溶け始め、溶融した炎のポリスチレンの液滴が炎の領域でパネルから滴り落ちるのが観察され、炎の発生から６秒後に炎の突破が観察された。

表１の以下のコーティング組成物は、以下にさらに記載されるように試験された。

試験された断熱発砲体パネルは、ポリスチレン（ＸＰＳ）およびポリエチレン（ＰＥ）から構成された。各テストで、１'×１'パネルは、０（コントロール）〜約４５０ｇｓｍの範囲のさまざまな重量（ｇ／ｍ^２またはｇｓｍ）のコーティングでコーティングされた。コーティングはまた、約２５ｇ／ｍ^２〜約８００ｇ／ｍ^２のコーティング重量で塗布することができる。

場合によっては、５３．８ｇ／ｍ^２の重さの２５μｍのアルミホイル（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｆｏｏｄ Ｐａｌｇｉｎｇ、ＬＬＣ）または１０３ｇ／ｍ^２の重さの３８μｍのアルミホイル（超高真空アルミホイル、ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ Ｓｕｐｐｙ Ｃｏ．）をコーティングする前にパネル面に取り付け、フォイルフェーシングにコーティングを施した。コーティングされた発砲体を乾燥させた後、特定の温度の炎（７００℃または１０００℃）に最大２０分間さらした。あるケースでは、火炎暴露は６０分に延長された。テストは、炎の下でコーティングされたパネルを観察し、炎がフォームパネルの表面に浸透するのに必要な時間を記録することで構成された。炎が発砲体の面を通過すると、テストは失敗したと見なされた。結果を以下の表２に示す。見てわかるように、フォイルフェーシング上に適用されたコーティングは全てうまく機能し、２０分後まで失敗しなかった。炎は高温面側に残り、低温面には浸透しなかった。

表１のＲＣＦ混合組成物の様々な量で、４０ミクロンの厚さのアルミニウムフォイルの複数のシートを片面にコーティングした。ＲＣＦ混合組成物を、標準的な空気圧塗料スプレーガンを使用してフォイルシートにスプレーコーティングした。シートをさまざまな範囲でコーティングし（１平方メートルあたりのコーティングのグラム数で表される）、乾燥させた。乾燥したシートをコーティング面に垂直に配置し、標準のプロパン燃料のトーチランプを使用して、コーティングされたアルミニウムシートのコーティング面に炎を向けた。ブロートーチからシートまでの距離を調整することにより、試験温度を変化させた。

試験は、特定の温度で炎を当て、サンプル（コーティングされたフォイルからなる）を観察して、ひび割れ、剥離、または穿孔がないかどうかを観察することから成っていた。サンプルが少なくとも２０分間条件を生き延びた場合、それは合格したと見なされた。

結果を以下の表３に示す。コーティングされていないフォイルは、５００℃で２０分間生き残ることができたが、５５０℃で試験したときに失敗した。最も重いコーティングを施したフォイルは、９５０℃までの温度で生き残った。

４０ミクロンの厚さのアルミフォイルの複数のシートを、水、シリコーンエラストマー、アクリル共重合体、ＶＥＥＧＵＭ（登録商標）Ｔスメクタイト粘土および雲母小板からなる様々な量の雲母ベースのコーティングで片面にコーティングした。標準的な空気圧式塗料スプレーガンを使用して、混合物をホイルシート上にスプレーコーティングした。シートをさまざまな範囲でコーティングし（１平方メートルあたりのコーティングのグラム数で表される）、乾燥させた。乾燥したシートをコーティング面に垂直に配置し、標準のプロパン燃料のトーチランプを使用して、コーティングされたアルミニウムシートのコーティング面に炎を向けた。ブロートーチからシートまでの距離を調整することにより、試験温度を変化させた。

試験は、特定の温度で炎を適用し、サンプル（コーティングされたフォイルからなる）に亀裂、剥離、または穿孔がないか観察することから成った。サンプルが少なくとも２０分間条件を生き延びた場合、それは合格したと見なされた。

結果を以下の表４に示す。コーティングされていないフォイルは、５００℃で２０分間生き残ることができたが、５５０℃で試験したときに失敗した。最も重いコーティングを施したフォイルは、７００℃までの温度で生き残った。

少数の例示的な実施形態のみが上で詳細に説明されたが、当業者は、本発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく、例示的な実施形態において他の多くの修正が可能であることを容易に理解する。したがって、そのようなすべての修正は、以下の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内に含まれることが意図される。

本開示は、一般に、防火組成物および防火方法に関する。特に、本開示は、可燃性断熱板および建築用パネルに耐火性を付与する防火コーティング、ならびに防火断熱板および建築用パネルを含む建築システムに関して開示する。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１） 米国特許出願公開第２０１７／０３４９７６９号明細書
（特許文献２） 欧州特許第２，３４１，０８３号明細書
（特許文献３） 米国特許第５，１３２，０３０号明細書
（特許文献４） 米国特許出願公開第２０１５／０１７５４７７号明細書
（特許文献５） 米国特許第６，７０８，８２２号明細書
（特許文献６） 欧州特許出願公開第０，２５３，２２１号明細書
（特許文献７） 特許第６，２７６，２３１号公報
（特許文献８） 米国特許出願公開第２０１６／００６９１２４号明細書
（特許文献９） 米国特許出願公開第２０１７／００７３０５９号明細書

以下の図は、本発明の特定の態様を説明するために含まれており、排他的な実施形態として見なされるべきではない。開示された主題は、当業者に対して生じ、本開示の利益を有するように、形態および機能においてかなりの修正、変更、および同等のものが可能である。
図１Ａは、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板の側面図を示す。 図２Ａは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図２Ｂは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図２Ｃは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図２Ｄは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図２Ｅは、本開示の実施形態による耐火建築パネルの側面図を示す。 図３は、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造の側面図を示す。 図４は、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造の側面図を示す。 図５は、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造の側面図を示す。 図６は、本開示の実施形態による、耐火性ポリマー発泡体断熱板を含む建物壁構造の側面図を示す。 図７は、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物壁構造の側面図を示す。 図８は、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物壁構造の側面図を示す。 図９は、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物壁構造の側面図を示す、および 図１０は、本開示の実施形態による、耐火性建築用断熱パネルを含む建物の壁構造の側面図を示す。

図２Ａは、建物構造のための耐火性建築パネル２０の１つの例示的な実施形態の側面図を示す。構造パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層との間に配置された断熱層２６とを含む。図２Ａに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ａに示される実施形態によれば、図２Ａに示されるように、建築パネル２０は、第１の金属層２２とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された防火層２８を含む。

図２Ｂは、建物構造のための耐火性建築パネル２０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｂに示す断熱層層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｂに示される実施形態によれば、建築パネル２０は、第１の２８および第２の３０の防火層を含む。第１の防火層２８は、第１の金属層２２の内側主表面に隣接して配置される。第２の防火層３０は、第１の防火層２８に隣接して配置される。

図２Ｃは、建物構造のための防火建築パネル２０の１つの例示的な実施形態の側面図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｃに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｃに示される実施形態によれば、建築パネル２０は、第２の金属層２４とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された防火層２８を含む。

図２Ｄは、建物構造のための防火建築パネル２０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｄに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｄに示されるように、建築パネル２０は、第２の金属層２４とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された第１の２８および第２の３０の防火層を含む。第１の防火層２８は、第２の金属層２４の内側主表面に隣接して配置される。第２の防火層３０は、第１の防火層２８とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置される。

図２Ｅは、建物構造のための防火建築パネル２０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建築パネル２０は、第１のアルミニウム金属層２２、第２のアルミニウム金属層２４、および第１の２２と第２の２４の金属層の間に配置された断熱層２６を含む。図２Ｅに示す断熱層２６は、ポリマー断熱板２６である。図２Ｅに示される実施形態によれば、建築パネル２０は、第１の金属層２２とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置された第１の２８および第２の３０の防火層を含む。第１の防火層２８は、第１の金属層２２の内側主表面２３に隣接して配置される。第２の防火層３０は、第１の防火層２８とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置される。建築パネル２０はまた、第２の金属層２４とポリマー発泡体断熱材との間に配置される第３の３２および第４の３４の防火層を含む。第３の防火層３２は、第２の金属層２４の内側主面に隣接して配置される。第２の防火層３４は、第１の防火層３２とポリマー発泡体断熱板２６との間に配置される。

図３は、本開示の耐火性ポリマー断熱板３４によって断熱された少なくとも１つの建物壁３７を含む建物構造３１の例示的な実施形態の側面図を示す。建物構造３０は、壁フレーム３３を含む。耐火性ポリマー断熱板３４は、外部環境に面する建物壁フレーム３３の表面に取り付けられる。防火断熱板３４は、板３４の表面に第１の防火層３５を含み、第１の層３５に第２の防火層３６を含む。外部クラッド３８の層が、防火ポリマー発泡体断熱板３４上に適用される。

図４は、本開示の耐火断熱板４６によって断熱された少なくとも１つの建物壁４２を含む建物構造４０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建物構造４０は、壁フレーム４３を含む。建物壁基板４４は、外部環境に面する建物壁フレーム４３の表面に取り付けられる。耐火性ポリマー断熱板４６は、外部環境に面する建物壁基板４４の表面に取り付けられる。耐火断熱板４６は、板４６の表面に第１の防火層４７を含み、第１の層４７に第２の防火層４８を含む。外部クラッド４９の層が、耐火ポリマー発砲体断熱板４６の上に適用される。

図５は、本開示の耐火断熱板５５によって断熱された少なくとも１つの建物壁５２を含む建物構造５０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建物構造５０は、壁フレーム５３を含む。建物壁基板５４は、外部環境に面する建物壁フレーム５３の表面に取り付けられる。耐火性ポリマー断熱板５５は、外部環境に面する建物の壁基板５４の表面に取り付けられる。耐火断熱板５５は、板５５の表面に第１の防火層５６を含み、第１の層５６に第２の防火層５７を含む。外部クラッド５９の層が、コーティングされた耐火断熱板５５の上に適用される。耐候性バリア層５８は、断熱板５５の外向きの表面と外部クラッド５９との間に配置される。

図６は、本開示の耐火断熱板６４によって断熱された少なくとも１つの建物壁６２を含む建物構造６０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建物構造６０は、壁フレーム６３を含む。耐火断熱板６４は、建物構造６０の内部に面する建物壁フレーム６３の表面に取り付けられる。耐火断熱板６４は、板６４の表面上の第１の防火板層６５および第１の層６５上の第２の防火層６６を含む。内壁板６８の層が、耐火性ポリマー発泡体断熱板６４の上に適用される。

図７は、本開示の耐火建築パネル７２によって断熱された建物壁７０の例示的な実施形態の側面図を示す。建物壁７０は、壁フレーム７１を含む。耐火建築パネル７２は、外部環境に面する建物壁フレーム７１の表面に取り付けられる。建築パネル７２は、外側金属層と内側断熱板層７３との間に、断熱層７３、外側金属層７４、７５、ならびに第１および第２の防火層７６、７７を含む。外部クラッド７８の層は耐火建築用パネル７２上に適用される。

図８は、本開示の耐火建築パネル８３によって断熱された建物壁８０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建物壁８０は、壁フレーム８１を含む。建物壁基板８２は、外部環境に面する建物壁フレーム８１の表面に取り付けられる。耐火建築パネル８３は、外部環境に面する建物壁基板８２の表面に取り付けられる。建築パネル８３は、断熱層８４、外側金属層８５、８６、ならびに外側金属層と内側断熱板層８４との間に第１および第２の防火層８７、８８を含む。外部クラッド８９の層は防火建築パネル９３上に適用される。

図９は、本開示の耐火性建築パネル９３によって断熱された建物壁９０の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建物壁９０は、壁フレーム９１を含む。建物の壁基板９２は、外部環境に面する建物壁フレーム９１の表面に取り付けられる。耐火建築パネル９３は、外部環境に面する建物壁基板９２の表面に取り付けられる。建築パネル９３は、断熱層９４、外側金属層９５、９６、ならびに外側金属層と内側断熱板層９４との間に第１および第２の防火層９７、９８を含む。外部クラッド９９の層は耐火建築パネル９３上に適用される。耐候性建築パネル９３の外向き表面と耐火建築パネル９３の内向き表面との間に耐候性バリア層１１０が配置される。

図１０は、本開示の耐火建築パネル１１２によって断熱された建物壁１００の別の例示的な実施形態の側面図を示す。建物壁１００は、壁フレーム１０１を含む。耐火建築パネル１１２は、建物の内部に面する建物壁フレーム１０１の表面に取り付けられる。建築パネル１１２は、断熱層１０３、外側金属層１０４、１０５、ならびに外側金属層と内側断熱板層１０３との間に第１および第２の防火層１０６、１０７、１０８、１０９を含む。内壁板の層１２０は、耐火建築パネル１１２の上に適用される。

Claims (23)

1. 防火組成物であって、
   約５重量パーセント〜約４０重量パーセントのコロイダルシリカ固体と、
   約０．５重量パーセント〜約６重量パーセントの粘土と、
   約３０重量パーセント〜約８０重量パーセントの低生体持続性繊維と、および
   約１０重量パーセント〜約７０重量パーセントの水と、
   を含む、防火組成物
2. 請求項１記載の防火組成物であって、約０重量パーセントより大きく〜約７重量パーセントのキレート剤をさらに含む、防火組成物。
3. 請求項２記載の防火組成物において、前記キレート剤は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含む、防火組成物。
4. 請求項３記載の防火組成物において、前記ＥＤＴＡは、ＥＤＴＡ二アンモニウムを含む、防火組成物。
5. 請求項１に記載の防火組成物において、前記粘土は、スメクタイト粘土を含む、防火組成物。
6. 請求項１に記載の防火組成物において、前記低生体持続性繊維は、マグネシア−シリカ繊維またはカルシア−マグネシア−シリカ繊維を含む、防火組成物。
7. 請求項１に記載の防火組成物において、前記低生体持続性繊維は、繊維化されていない粒子を含む、防火組成物。
8. 防火組成物を提供するためのキットであって、前記キットは、
   （ａ）コロイダルシリカ溶液と、
   （ｂ）粘土と、
   （ｃ）低生体持続性繊維と、および
   （ｄ）構成要素（ａ）〜（ｃ）を混合する方法に関する指示書と、
   を含む、キット。
9. 請求項８記載のキットであって、（ｅ）キレート剤溶液をさらに含む、キット。
10. 請求項９記載のキットにおいて、前記キレート剤は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を含む、キット。
11. 請求項１０記載のキットにおいて、前記ＥＤＴＡは、ＥＤＴＡ二アンモニウムを含む、キット。
12. 請求項８記載のキットにおいて、前記粘土は、スメクタイト粘土を含む、キット。
13. 請求項８記載のキットにおいて、前記低生体持続性繊維は、マグネシア−シリカ繊維またはカルシア−マグネシア−シリカ繊維を含む、キット。
14. 請求項８記載のキットにおいて、前記低生体持続性繊維は、繊維化されていない粒子を含む、キット。
15. 基板を火および過度の熱から保護するための方法であって、
    ポリマー発砲体基板を提供する工程と、
    前記ポリマー発砲体基板上に防火組成物を塗布する工程であって、前記防火組成物は、
    約５重量パーセント〜約４０重量パーセントのコロイダルシリカ固体と、
    約０．５重量パーセント〜約６重量パーセントの粘土と、
    約３０重量パーセント〜約８０重量パーセントの低生体持続性繊維または耐火性セラミック繊維と、および
    約１０重量パーセント〜約７０重量パーセントの水と、を含む、前記塗布する工程と、および
    前記防火組成物を前記ポリマー発砲体基板上で乾燥させる工程と、
    を含む、方法。
16. 請求項１５記載の方法において、前記防火組成物は、約０重量パーセントより大きく〜約７重量パーセントのキレート剤をさらに含む、方法。
17. 請求項１５記載の方法において、前記ポリマー発砲体基板は、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、フェノール、ポリ尿素、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリビニルクロリド、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリビニルフルオリド、ポリアリールスルホン、ポリエステルアミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、エチレンクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、およびアクリルポリマー、ならびにそれらの組み合わせを含む、方法。
18. 請求項１５記載の方法であって、前記防火組成物を塗布する前に、前記ポリマー発砲体基板にフォイルフェーシングまたはガラス繊維布フェーシングを取り付ける工程をさらに含み、前記防火組成物は、前記フォイルフェーシングまたは前記ガラス繊維布フェーシングに直接塗布される、方法。
19. 請求項１８記載の方法において、前記フォイルフェーシングは、約１０〜約５００ミクロンの厚さを有し、前記ガラス繊維布フェーシングは、約２５〜約１０００ミクロンの厚さを有する、方法。
20. 請求項１５記載の方法において、前記防火組成物は、約２５ｇ／ｍ^２〜約８００ｇ／ｍ^２のコーティング重量で塗布される、方法。
21. 基板を火および過度の熱から保護するための方法であって、
    ポリマー発砲体基板を提供する工程と、
    前記ポリマー発砲体基板に防火組成物を塗布する工程であって、前記防火組成物は、
    約５重量パーセント〜約３０重量パーセント有機結合剤と、
    約０．１重量パーセント〜約６重量パーセントの粘土と、
    約２重量パーセント〜約３０重量パーセントの無機鉱物小板と、および
    約１０重量パーセント〜約９０重量パーセントの水と、を含む前記塗布する工程と、および
    前記防火組成物を前記ポリマー発砲体基板上で乾燥させる工程と、
    を含む、方法。
22. 請求項２１に記載の方法において、前記有機結合剤は、シリコーンエラストマーおよびアクリルコポリマーを含み、前記粘土がスメクタイト粘土を含み、前記無機鉱物小板が雲母小板を含む、方法。
23. 請求項２１に記載の方法であって、前記防火組成物を塗布する前に、前記ポリマー発砲体基板にフォイルフェーシングまたはガラス繊維布フェーシングを取り付けることをさらに含み、前記防火組成物は、前記フォイルフェーシングまたは前記ガラス繊維布フェーシングに直接塗布される、方法。

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