BR112020008844B1

BR112020008844B1 - Painel de construção retardante de chama, composição de revestimento retardante de chama e método para formar um painel de construção retardante de chama

Info

Publication number: BR112020008844B1
Application number: BR112020008844-7A
Authority: BR
Inventors: John E. Hughes; Suzanne M. Hungzinger
Original assignee: Armstrong World Industries, Inc
Priority date: 2017-11-03
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2023-10-03
Also published as: AU2018358840A1; BR112020008844A2; US20230323658A1; CA3081562A1; US20190136516A1; EP3704323A1; WO2019089251A1; EP3704323A4; MX2020004515A

Abstract

a presente invenção é direcionada a um painel de construção retardante de chama que compreende um corpo tendo uma primeira superfície principal oposta a uma segunda superfície principal, um revestimento inorgânico no topo da primeira superfície principal, o revestimento inorgânico compreendendo um componente retardante de chama que inclui um composto de fosfato, e um agente complexante de metal, em que o composto de fosfato e o agente complexante de metal estão presentes em uma razão em peso que varia de cerca de 50:1 a cerca de 200:1.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido é um Pedido Internacional PCT do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos N° 62/581.158 depositado em 3 de novembro de 2017. A revelação do pedido acima é incorporada nesse documento por referência.

ANTECEDENTES

[002] Os produtos de construção para ambientes de cômodos interiores equilibram os interesses em relação ao valor cosmético, custo do material, integridade estrutural e segurança contra incêndio. Anteriormente, maximizar um ou dois dos interesses mencionados anteriormente exigia sacrificar os interesses restantes. Por exemplo, um painel de construção que usa materiais naturais (por exemplo, grãos naturais de madeira real, em comparação com grãos de réplica da textura de madeira impressa) pode ter um valor cosmético superior. No entanto, esses painéis de construção também anteriormente tinham preocupações de segurança associadas, pois todo o painel de construção seria feito de madeira, aumentando assim as preocupações de inflamabilidade, colocando em risco as pessoas ao alimentar adicionalmente um incêndio.

[003] As tentativas anteriores de transmitir repelência ao fogo envolveram composições retardantes de chama aplicadas às principais superfícies dos materiais celulósicos. No entanto, essas tentativas anteriores resultaram na degradação do valor estético do substrato celulósico devido às composições retardantes de chama que interferem com a aparência do produto de construção resultante. Assim, existe a necessidade de construir painéis que possam ser formados a partir de materiais naturais e exibam um valor cosmético superior sem degradar a aparência estética natural conferida por esses materiais.

BREVE SUMÁRIO

[004] A presente invenção é direcionada a um painel de construção retardante de chama que compreende: um corpo tendo uma primeira superfície principal oposta a uma segunda superfície principal; um revestimento inorgânico no topo da primeira superfície principal, o revestimento inorgânico compreendendo um componente retardante de chama que inclui: um composto de fosfato; e um agente complexante de metal em que o composto de fosfato e o agente complexante de metal estão presentes em uma razão em peso que varia de cerca de 50:1 a cerca de 200:1.

[005] Em outras modalidades, a presente invenção é direcionada a um painel de construção retardante de chama que compreende: um corpo que tem uma primeira superfície principal oposta a uma segunda superfície principal; um revestimento inorgânico aplicado à primeira superfície principal, o revestimento inorgânico formado a partir de uma composição compreendendo uma mistura retardante de chama de chama que inclui: um composto de fosfato; e um agente complexante de metal; em que a mistura retardante de chama de chama está presente em uma quantidade que varia de cerca de 40% em peso a cerca de 80% em peso com base no peso total do revestimento inorgânico.

[006] Outras modalidades da presente invenção incluem uma composição de revestimento retardante de chama compreendendo: um carreador líquido; uma mistura retardante de chama compreendendo um composto de fosfato e um agente complexante de metal; e em que o composto de fosfato e o agente complexante de metal estão presentes em uma razão em peso que varia de cerca de 50:1 a cerca de 200:1.

[007] Outras modalidades da presente invenção incluem um método para formar um painel de construção retardante de chama, compreendendo: a) aplicar uma composição de revestimento inorgânica a uma superfície principal de um corpo; b) secar a composição de revestimento inorgânica a uma temperatura elevada que varia de cerca de 200 °F (93,33 °C) a cerca de 300 °F (148,89 °C) para formar um revestimento retardante de chama no topo do corpo; e em que a composição de revestimento inorgânica compreende um carreador líquido, um composto de fosfato e um agente complexante de metal, e o revestimento retardante de chama tem um conteúdo de sólidos de pelo menos 99% em peso com base no peso total do revestimento retardante de chama.

[008] Em outras modalidades, a presente invenção inclui um painel de construção retardante de chama que compreende: um corpo tendo uma primeira superfície principal oposta a uma segunda superfície principal; um revestimento inorgânico no topo da primeira superfície principal, o revestimento inorgânico compreendendo um componente retardante de chama que inclui: um composto de fosfato; e um agente complexante de metal compreendendo um íon de metal; em que o composto de fosfato e o íon de metal estão presentes em uma razão em peso de pelo menos cerca de 2.000:1.

[009] Outras modalidades da presente invenção incluem uma composição de revestimento retardante de chama compreendendo: um carreador líquido; uma mistura retardante de chama compreendendo um composto de fosfato e um agente complexante de metal compreendendo um íon de metal; e em que o composto de fosfato e o íon de metal estão presentes em uma razão em peso de pelo menos cerca de 2.000:1.

[0010] Outras áreas de aplicabilidade da presente invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada provida a seguir. Deve ser entendido que a descrição detalhada e exemplos específicos, embora indiquem a modalidade preferida da invenção, destinam-se apenas a fins ilustrativos e não se destinam a limitar o escopo da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A presente invenção se tornará mais completamente compreendida a partir da descrição detalhada e dos desenhos anexos, em que: a Figura 1 é uma vista em perspectiva superior do painel de construção de acordo com a presente invenção; a Figura 2 é uma vista em seção transversal do painel de construção de acordo com a presente invenção, a vista em seção transversal ao longo da linha II-II estabelecida na Figura 1; a Figura 3 é uma vista em seção transversal de um painel de construção de acordo com outras modalidades da presente invenção, a vista em seção transversal sendo ao longo da linha II-II estabelecida na Figura 1; a Figura 4 é uma vista em seção transversal de um painel de construção de acordo com outras modalidades da presente invenção, a vista em seção transversal sendo ao longo da linha II-II estabelecida na Figura 1; a Figura 5 é um sistema de teto que compreende o painel de construção da presente invenção; a Figura 6 é uma vista em perspectiva superior do painel de construção de acordo com outra modalidade da presente invenção; a Figura 7 é uma vista em seção transversal do painel de construção de acordo com a presente invenção, a vista em seção transversal sendo ao longo da linha VII-VII estabelecida na Figura 6; e a Figura 8 é um sistema de teto que compreende o painel de construção da Figura 6.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] A descrição a seguir da(s) modalidade(s) preferida(s) é meramente exemplificativa por natureza e não tem a intenção de limitar a invenção, sua aplicação ou usos.

[0013] Como usados em todo o intervalo, as faixas são usadas como atalhos para descrever todos e cada valor que está dentro da faixa. Qualquer valor dentro da faixa pode ser selecionado como o término da faixa. Além disso, todas as referências aqui citadas são incorporadas nesse documento por referências na sua totalidade. No caso de um conflito em uma definição na presente revelação e em uma referência citada, a presente revelação controla.

[0014] A menos que especificado de outra forma, todas as porcentagens e quantidades expressas nesse documento e em outras partes do relatório descritivo devem ser entendidas como referentes a porcentagens em peso. As quantidades fornecidas são baseadas no peso ativo do material.

[0015] A descrição de modalidades ilustrativas de acordo com os princípios da presente invenção deve ser lida em conexão com os desenhos anexos, que devem ser considerados parte de toda a descrição escrita. Na descrição das modalidades da invenção revelada nesse documento, qualquer referência à direção ou orientação é meramente destinada à conveniência da descrição e não se destina de forma alguma a limitar o escopo da presente invenção. Termos relativos, tais como, “inferior”, “superior”, “horizontal”, “vertical”, “acima”, “abaixo”, “para cima”, “para baixo”, “topo”, e “fundo”, bem como derivados dos mesmos (por exemplo, “horizontalmente”, “descendentemente”, “ascendentemente”, etc.) deve ser interpretado para se referir à orientação como então descrita ou mostrada no desenho em discussão. Esses termos relativos são apenas para conveniência da descrição e não exigem que o aparelho seja construído ou operado em uma orientação específica, a menos que seja explicitamente indicado como tal.

[0016] Termos, tais como, “anexado”, “afixado”, “conectado”, “acoplado”, “interconectado” e similares se referem a um relacionamento, em que as estruturas são presas ou anexadas umas às outras, direta ou indiretamente, através de estruturas intervenientes, bem como anexos ou relações móveis ou rígidos, a menos que expressamente descrito de outra forma. Além disso, os recursos e benefícios da invenção são ilustrados por referência às modalidades exemplificadas. Por conseguinte, a invenção expressamente não deve se limitar a tais modalidades de exemplo que ilustram uma possível combinação não limitativa de recursos que podem existir sozinhas ou em outras combinações de recursos; o escopo da invenção sendo definido pelas reivindicações anexas.

[0017] A menos que especificado de outra forma, todas as porcentagens e quantidades expressadas nesse documento e em outras partes do relatório descritivo devem ser entendidas como referentes a porcentagens em peso. As quantidades fornecidas são baseadas no peso ativo do material. De acordo com o presente pedido, o termo “cerca de” significa +/- 5% do valor de referência. De acordo com o presente pedido, o termo “substancialmente livre” menor que cerca de 0,1% em peso com base no total do valor referenciado.

[0018] Referindo-se às Figuras 1 e 5, a presente invenção inclui um sistema de teto 1, bem como um painel de construção 10 que pode ser usado no sistema de teto 1. O sistema de teto 1 pode compreender pelo menos um ou mais dos painéis de construção 10 instalado(s) em um espaço interior, em que o espaço interior compreende um espaço de plenum 3 e um ambiente de cômodo ativo 2. O espaço de plenum 3 é definido pelo espaço ocupado entre uma barreira estrutural 4 entre os pisos de um edifício e a superfície principal inferior 12 do painel do edifício 10. O espaço de plenum 3 fornece espaço para linhas mecânicas dentro de um edifício (por exemplo, HVAC, linhas elétricas, encanamentos, telecomunicações, etc.). O espaço ativo 2 é definido pelo espaço ocupado abaixo da superfície principal superior 11 do painel do edifício 10 para um andar no edifício. O espaço ativo 2 fornece cômodo para os ocupantes do edifício durante o uso pretendido normal do edifício (por exemplo, em um prédio de escritórios, o espaço ativo seria ocupado por escritórios contendo computadores, lâmpadas etc.).

[0019] Cada um dos painéis de construção 10 pode ser suportado no espaço interior por um ou mais suporte(s) 5. Cada um dos painéis de construção 10 é instalado de modo que a superfície principal superior 11 do painel de construção 10 esteja voltada para o ambiente de cômodo ativo 2 e a superfície principal inferior 12 do painel de construção 10 está voltada para o espaço de plenum 3. Os painéis de construção 10 da presente invenção têm desempenho superior de segurança contra incêndio - particularmente quando um incêndio se origina no ambiente de cômodo ativo 2 - sem sacrificar a aparência estética desejada do painel de construção 10, como discutido nessa invenção.

[0020] Referindo-se à Figura 1, a presente invenção é um painel de construção 10 tendo uma superfície principal superior 11, uma superfície principal inferior 12 que é oposta à superfície principal superior 11, e superfícies laterais principais 13 que se estendem da superfície principal superior 11 para a superfície principal inferior 12 para formar um perímetro do painel de construção 10. As superfícies laterais principais 13 podem compreender primeira e segunda superfícies laterais longitudinais 41, 42 que se estendem substancialmente paralelas uma à outra. As superfícies laterais principais 13 podem compreender adicionalmente a primeira e a segunda superfícies laterais transversais 31, 32 que se estendem substancialmente paralelas uma à outra. A primeira e a segunda superfícies laterais longitudinais 41, 42 podem se estender substancialmente ortogonais às primeira e segunda superfícies laterais transversais 31, 32.

[0021] O painel de construção 10 pode ter uma espessura de painel “tP” medida da superfície principal superior 11 à superfície principal inferior 12. A espessura do painel tP pode variar de cerca de 25 mils (635 μm) a cerca de 3.000 mils (7,62 cm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. Em algumas modalidades, a espessura do painel tP pode variar de cerca de 25 mils (635 μm) a cerca de 600 mils (1,52 cm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. Em algumas modalidades, a espessura do painel tP pode variar de cerca de 700 mils (1,78 cm) a cerca de 2.000 mils (5,08 cm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0022] O painel de construção 10 pode ter um comprimento de painel “LP” quando medido a partir da primeira superfície lateral transversal 31 até a segunda superfície lateral transversal 32 - isto é, a distância ao longo de uma das primeira ou segunda superfícies laterais longitudinais 41, 42. O comprimento do painel LP pode variar de cerca de 6 polegadas (15,24 cm) a cerca de 100 polegadas (2,54 m) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. O painel de construção 10 pode ter uma largura de painel “WP”, medida a partir da primeira superfície lateral longitudinal 41 até a segunda superfície lateral longitudinal 42 - isto é, a distância ao longo de uma das primeira ou segunda superfícies laterais transversais 31, 32. A largura do painel WP pode variar de cerca de 2 polegadas (5,08 cm) a cerca de 60 polegadas (1,52 m) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. Em algumas modalidades, a largura do painel WP pode variar de cerca de 12 polegadas (30,48 cm) a cerca de 60 polegadas (1,52 m) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0023] O painel de construção 10 da presente invenção compreende um corpo 100 tendo um revestimento 500 aplicado ao mesmo. O corpo 100 pode compreender uma primeira superfície principal 111 oposta a uma segunda superfície principal 112 e uma superfície lateral 113 que se estende entre as mesmas. O corpo 100 pode ser formado de um material celulósico (por exemplo, madeira), metal, polímero orgânico, polímero inorgânico e combinações dos mesmos. O corpo 100 pode ser formado de uma única camada de material (também referida como uma estrutura integral) ou o corpo 100 pode ter uma estrutura laminada formada de pelo menos duas camadas. Como discutido em mais detalhes nesse documento, o corpo 100 tendo uma estrutura laminada pode compreender uma ou mais camada(s) de uma camada celulósica 400, uma camada de substrato 200 e/ou uma camada adesiva 300. Embora não representado na figura, o revestimento 500 da presente invenção pode ser aplicado a uma tela trançada não tecida. Exemplos não limitativos de tela trançada não tecida incluem telas trançadas não tecidas de fibra de vidro. A tela trançada não tecida pode formar pelo menos uma da primeira ou segunda superfície principal 11, 12 do painel de construção 10.

[0024] O painel de construção 10 pode compreender uma configuração decorativa 30 que é visível da superfície principal superior 11, da superfície principal inferior 12 e/ou da superfície lateral principal 13. A configuração decorativa 30 pode compreender uma configuração formada a partir de materiais naturais, tais como materiais celulósicos (por exemplo, grãos de madeira, nós, cecídios etc.) ou materiais sintéticos, tal como uma tinta impressa. A configuração decorativa 30 pode ser uma configuração decorativa do corpo que existe em uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 ou da superfície lateral 113 do corpo 100, pela qual a configuração decorativa do corpo é visível através do revestimento 500.

[0025] O revestimento 500 pode ser aplicado independentemente a cada uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100. Em uma modalidade preferida, o revestimento 500 é aplicado à primeira superfície principal 111 do corpo 100 - como mostrado na Figura 2. Em outra modalidade preferida, o revestimento 1500 pode ser aplicado a cada uma da primeira superfície principal 1111, da segunda superfície principal 1112 e da superfície lateral 1113 do corpo 1100, de modo que o revestimento 1500 encapsule o corpo 100 - como mostrado nas Figuras 6 e 7.

[0026] O revestimento 500 pode ser translúcido ou substancialmente translúcido. Para os fins deste aplicativo, as expressões “substancialmente translúcidas” ou “substancialmente transparentes” se referem a materiais que têm a propriedade de transmitir luz de modo que um olho humano normal (ou seja, pertencente a uma pessoa com os chamados Visão “20/20”) ou um dispositivo de visualização adequado pode ver através do material distintivamente. O nível de transparência deve geralmente ser aquele que permita a um olho humano normal distinguir objetos tendo comprimento e largura da ordem de pelo menos 0,5 polegadas (1,27 cm), e não deve distorcer significativamente a cor percebida do objeto original. O revestimento 500 deve ser substancialmente translúcido (ou substancialmente transparente) de modo que o recurso decorativo do corpo subjacente possa ser visível a partir da superfície principal superior 11 do painel de construção 10 como a configuração decorativa 30 no painel de construção geral 10, como discutido mais adiante. O termo “substancialmente translúcido” ou “substancialmente transparente” também pode se referir ao revestimento tendo pelo menos 70% de translucidez óptica, pelo qual 100% de translucidez óptica refere-se a uma superfície subjacente sendo completamente desimpedida visualmente pelo revestimento 500.

[0027] Com referência agora às Figuras 2, o revestimento 500 pode compreender uma superfície de revestimento superior 511 oposta a uma superfície de revestimento inferior 512. O revestimento 500 pode compreender uma superfície lateral de revestimento 513 que se estende da superfície de revestimento superior 511 até a superfície de revestimento inferior 512 e forma um perímetro do revestimento 500. A superfície lateral do revestimento 513 pode formar uma porção da superfície lateral principal 13 do painel de construção 10. Indicado de outra forma, a superfície lateral principal 13 do painel da construção 10 pode compreender a superfície lateral do revestimento 513. O revestimento 500 pode ter uma espessura de revestimento “tC” que varia de cerca de 0,5 mil (12,7 μm) a cerca de 6,0 mils (152,4 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - como medido a partir da superfície de revestimento superior 511 até a superfície de revestimento inferior 512. O revestimento 500 pode ter uma espessura de revestimento tC que varia de cerca de 0,5 mil (12,7 μm) a cerca de 5,0 mils (127,0 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - como medido da superfície de revestimento superior 511 até a superfície de revestimento inferior 512. O revestimento 500 pode ter uma espessura de revestimento tC que varia de cerca de 1,0 mil (25,4 μm) a cerca de 5,0 mils (127 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - como medido a partir da superfície de revestimento superior 511 até a superfície de revestimento inferior 512. Em algumas modalidades, o revestimento 500 pode ter uma espessura de revestimento tC que varia de cerca de 0,5 mil (12,7 μm) a cerca de 3,0 mils (76,2 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - como medido a partir da superfície de revestimento superior 511 até a superfície de revestimento inferior 512.

[0028] O revestimento 500 pode compreender uma composição inorgânica que é substancialmente translúcida. De acordo com a presente invenção, a expressão “composição inorgânica” refere-se a uma composição no estado seco tendo até cerca de 10% em peso de compostos orgânicos presentes com base no peso seco total da composição inorgânica referida, de preferência até cerca de 8% em peso de compostos orgânicos presentes com base no peso seco total da composição inorgânica referida. De acordo com a presente invenção, a expressão “composição inorgânica” também pode se referir a uma composição no estado úmido que tem até cerca de 5,0% em peso de compostos orgânicos presentes com base no peso úmido total da composição inorgânica referida, de preferência até cerca de 4,0% em peso de compostos orgânicos presentes com base no peso úmido total da composição inorgânica referenciada. De acordo com a presente invenção, o termo “composição inorgânica” também pode se referir a uma composição que é substancialmente livre de polímero orgânico.

[0029] A expressão “peso seco” refere-se ao peso de um componente ou uma composição referenciado(a) sem o peso de qualquer carreador. Assim, ao calcular as quantidades de componentes com base no peso seco, o cálculo deve basear-se apenas nos componentes sólidos (por exemplo, aglutinante, carga, componente hidrofóbico, fibras, etc.) e deve excluir qualquer quantidade de carreador residual (por exemplo, água, solvente de COV) que ainda podem estar presentes a partir de um estado úmido, que será discutido mais adiante neste documento. Adicionalmente, de acordo com a presente invenção, a expressão “estado seco” refere-se a um componente ou uma composição que é substancialmente livre de carreador, em comparação com a expressão “estado úmido”, que se refere ao componente que ainda contém várias quantidades de carreador. O termo “estado de peso” refere-se a um componente ou uma composição que compreende adicionalmente um carreador. De maneira similar, a expressão “peso úmido” refere-se a um peso total de componente ou composição que inclui o peso do carreador quando no estado úmido.

[0030] A composição inorgânica pode ser uma composição formadora de vidro. De acordo com a presente invenção, uma “composição formadora de vidro” compreende um componente fosfato e um agente complexante, pelo qual o componente fosfato reage para formar uma superfície inorgânica semelhante a vidro quando exposto a temperaturas elevadas - tais como temperaturas elevadas durante um incêndio.

[0031] O componente fosfato e o agente complexante podem estar presentes no revestimento inorgânico em uma razão em peso que varia de cerca de 50:1 a cerca de 250:1 - incluindo todas as razões e subfaixas entre as mesmas. Em uma modalidade preferida, o componente fosfato e o agente complexante podem estar presentes no revestimento inorgânico em uma razão em peso que varia de cerca de 75:1 a cerca de 125:1 - incluindo todas as razões e subfaixas entre as mesmas.

[0032] O componente fosfato pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 35,0% em peso a cerca de 80,0% em peso - incluindo todo as % em peso e subfaixas entre as mesmas - com base no peso total da composição inorgânica no estado seco. Em uma modalidade preferida, o componente fosfato pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 40,0% em peso a cerca de 75,0% em peso - incluindo todo as % em peso e subfaixas entre as mesmas - com base no peso total da composição inorgânica no estado seco.

[0033] O agente complexante pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 0,1% em peso a cerca de 1,5% em peso - incluindo todo as % em peso e subfaixas entre as mesmas - com base no peso total da composição inorgânica no estado seco. Em uma modalidade preferida, o agente complexante pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 0,3% em peso a cerca de 1,0% em peso - incluindo todo as % em peso e subfaixas entre as mesmas - com base no peso total da composição inorgânica no estado seco.

[0034] Exemplos não limitativos do componente fosfato incluem ácido fosfórico (H3PO4), ácido pirofosfórico (H4P2O7), ácido polifosfórico, fosfato de sódio, fosfato de potássio, tris(di-hidrogeno fosfato) de alumínio, outros compostos formadores de íons fosfato, e combinações dos mesmos.

[0035] O agente complexante pode usar complexos contendo metais nos quais está associado a um íon de metal um ou mais ligandos de fosfato ou arseniato e um ou mais ligandos orgânicos, os ligandos orgânicos sendo derivados de compostos orgânicos contendo um átomo de oxigênio doador de elétrons ou seus tio-equivalentes. Os compostos orgânicos podem ser compostos hidroxila, especialmente álcoois; compostos carbonílicos incluindo aldeídos, cetonas e ésteres; compostos nitro e éteres, incluindo éteres cíclicos. Em um exemplo não limitativo, o ligando orgânico pode ser álcoois monohídricos inferiores ROH contendo 1 a 10 átomos de carbono, ésteres da estrutura R1 COOR2, em que R, R1 e R2 são grupos alquila ou grupos alquila substituídos contendo de 1 a 10 átomos de carbono cada um, éteres ou cetonas da estrutura R1 --O--R2 ou R1 --CO--R2, compostos nitro da fórmula R1 NO2, em que R1 e R2 têm o significado descrito acima, e éteres da estrutura OR3 em que R3 é um grupo alquila divalente tendo até 7 átomos de carbono, um dos quais pode ser substituído por um átomo de oxigênio.

[0036] O íon de metal no agente complexante da presente invenção pode ser selecionado de ferro, alumínio, zircônio, vanádio, zinco, manganês, titânio, cromo e cobalto. Em uma modalidade preferida, o metal no agente complexante é ferro.

[0037] O agente complexante da presente invenção pode conter o íon de metal em uma quantidade que varia de cerca de 0,01% em peso a cerca de 0,30% em peso com base no peso total do agente complexante - incluindo todas as porcentagens em peso e subfaixas entre as mesmas. Em uma modalidade preferida, o agente complexante da presente invenção contém o íon de metal em uma quantidade que varia de cerca de 0,05% em peso a cerca de 0,2% em peso com base no peso total do agente complexante - incluindo todas as porcentagens em peso e subfaixas entre as mesmas.

[0038] Como resultado, a combinação de componente fosfato e agente complexante na presente invenção resulta em uma razão em peso de componente fosfato para íon de metal que varia de cerca de 1.000:1 a cerca de 140.000:1 - incluindo todas as razões e subfaixas entre as mesmas. Quando o íon de metal é ferro, a razão em peso é, pelo menos, de aproximadamente 20.000:1. Em uma modalidade preferida, a razão em peso do componente fosfato para o íon de metal pode variar de cerca de 80.000:1 a cerca de 130.000:1 - incluindo todas as razões e subfaixas entre as mesmas. Em uma modalidade ainda mais preferida, a razão em peso do componente fosfato para o íon de metal pode variar de cerca de 90.000:1 a cerca de 120.000:1 - incluindo todas as razões e subfaixas entre as mesmas.

[0039] Após exposição a temperaturas elevadas, o componente fosfato reage para formar uma camada de vidro de fosfoborato (também chamada de “camada de vidro”). A camada de vidro forma uma barreira dura de proteção e isolamento térmico, que é especialmente útil na prevenção do corpo 100 de inflamar a temperaturas elevadas, por exemplo, quando o corpo 100 é formado a partir de um material celulósico, como discutido mais adiante nesse documento. A barreira termoisolante formada pelo revestimento 500 é especialmente útil quando a superfície principal superior 11, a superfície principal inferior 12 e/ou a superfície lateral 13 do painel de construção 10 é(são) exposta(s) ao calor de um incêndio que existe no ambiente de cômodo ativo 2 do sistema de teto 1 (como mostrado na Figura 5). A barreira termoisolante criada pela composição inorgânica diminui e impede adicionalmente a propagação adicional de calor e chama através do revestimento 500 e, portanto, através do resto do corpo 100 do painel de construção 10.

[0040] De acordo com a presente invenção, verificou-se surpreendentemente que a adição do agente complexante de metal reduz a temperatura necessária para obter uma reticulação adequada e formar a camada de vidro. Como discutido nessa invenção, a adição do agente complexante de metal reduziu a temperatura necessária para curar suficientemente a composição inorgânica a menos de cerca de 300 °F (148,89 °C), de preferência menos que cerca de 275 °F (135 °C) - enquanto ainda atingia as características necessárias de dureza e adesão necessárias para a composição de revestimento para funcionar adequadamente como uma camada protegida em um painel de construção. O benefício surpreendente adicionado de tais temperaturas de cura mais baixas é que a composição de revestimento inorgânica pode ser curada após a aplicação a um corpo celulósico 100 sem risco substancial de causar qualquer dano por calor ao corpo celulósico 100 durante a cura. Assim, a presente invenção fornece uma descoberta inesperada não apenas na redução da temperatura necessária para formar revestimentos inorgânicos protetores e resistentes à chama, mas também fornece um método para impedir que os corpos celulósicos sejam danificados devido ao calor excessivo durante a fabricação.

[0041] A composição inorgânica pode opcionalmente compreender outros aditivos ou cargas, tais como, mas não limitados a, compostos retardantes de chama (também chamados de “retardantes de chama”), promotores de adesão, agentes de modificação da viscosidade, agentes umectantes, catalisadores, reticulantes e estabilizadores ultravioleta. De acordo com algumas modalidades, a composição inorgânica pode compreender adicionalmente compostos orgânicos, desde que a composição inorgânica total inclua menos de 5% em peso de compostos orgânicos na composição inorgânica total. De acordo com algumas modalidades, a composição inorgânica pode estar substancialmente livre de agente de insuflação.

[0042] O agente umectante pode ser não iônico. O agente umectante pode ser um álcool oxialquileno linear. Em uma modalidade preferida, o agente umectante pode ser álcool linear etoxilado e propoxilado. O agente umectante pode estar presente em uma quantidade diferente de zero que é menor que cerca de 0,1% em peso - com base no peso seco total da composição inorgânica. O agente umectante pode ter uma densidade de cerca de 1,02 g/cm3.

[0043] A carga pode estar presente no revestimento inorgânico em uma quantidade que varia de cerca de 15% em peso a cerca de 75% em peso - incluindo todas as quantidades e subfaixas entre as mesmas - com base no peso seco total do revestimento inorgânico. Exemplos não limitativos de carga podem incluir carbonato de cálcio (CaCO3), carbonato de alumínio (Al2(CO3)3), carbonato de lítio (LiCO3), carbonato de magnésio (MgCO3), sílica pirogênica, óxido de alumínio (Al2O3) e combinações dos mesmos.

[0044] Os retardantes de chama podem estar presentes no revestimento 500 em uma quantidade que varia de cerca de 0% em peso a cerca de 50% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso total do revestimento 500. Exemplos não limitativos de retardantes de chama podem incluir hidróxido de amônio, hidróxido de magnésio, auntita, hidromagnesita, sílica, polifosfato, sais cloretos - tais como, cloreto de sódio, óxido de antimônio, e boratos, tais como, borato de cálcio, borato de magnésio, borato de zinco e combinações dos mesmos.

[0045] Um exemplo não limitativo de agente modificador de viscosidade pode incluir hidroxietil celulose, bentonita, modificador de reologia poliacrílico, modificador de reologia de poliuretano, sílica e combinação dos mesmos. A hidroxietil celulose é um composto orgânico - portanto, a hidroxietil celulose pode estar presente na composição inorgânica em uma quantidade que varia de uma quantidade diferente de zero a menos de 5% em peso com base no peso seco total da composição inorgânica. Em uma modalidade preferida, a hidroxietil celulose pode estar presente na composição inorgânica em uma quantidade que varia de uma quantidade diferente de zero a menos de 3% em peso com base no peso seco total da composição inorgânica.

[0046] A composição inorgânica pode compreender adicionalmente um reticulante que facilita a cura do revestimento em temperaturas mais baixas. Exemplo não limitativo de reticulante inclui trietanolamina, poliol, amina ou poliamina, bem como outro reticulante adequado que não inibe a formação de película do revestimento. Em uma modalidade preferida, o reticulante compreende trietanolamina, que é um composto orgânico. Portanto, a trietanolamina pode estar presente na composição inorgânica em uma quantidade que varia de uma quantidade diferente de zero a menos de 5% em peso com base no peso úmido total da composição inorgânica (isto é, antes da reticulação). Em uma modalidade preferida, a trietanolamina pode estar presente na composição inorgânica de modo que o conteúdo orgânico total varie de uma quantidade diferente de zero a menos de 4% em peso com base no peso úmido total da composição inorgânica.

[0047] O revestimento inorgânico pode compreender adicionalmente componentes de borato que incluem um ou mais de trióxido de boro (B2O3), borato de zinco e outro composto formador de borato solúvel em pH entre 1 e 5 e combinações dos mesmos. Existem várias variantes de borato de zinco e incluem Borato de zinco Firebrake ZB (2ZnO^3 B2OS^3,5H2O), Borato de zinco Firebrake 500 (2ZnO^3 B2O3), Borato de zinco Firebrake 415 (4ZnO^B2θ3^H2θ), ZB-467 (4ZnO^6B2O3^7H2O), e ZB — 223 (2ZnO^2B2θ3^3H2θ). De acordo com algumas modalidades, o borato de zinco também pode servir como fungicida.

[0048] De acordo com a presente invenção, o revestimento 500 pode ser compreendido por uma única camada integral (Figura 2) ou uma pluralidade de subcamadas 540, 550, 560 (Figuras 3 e 4). O revestimento 500 mostra na Figura 2 tendo uma única camada integral compreende a composição inorgânica da presente invenção.

[0049] Com referência agora à Figura 3, o revestimento 500 da presente invenção pode compreender uma primeira subcamada 540 e uma segunda subcamada 550, em que a primeira subcamada 540 está diretamente no topo de uma ou mais da primeiras superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100. A segunda subcamada 550 pode estar diretamente no topo da primeira subcamada 540. A segunda subcamada 550 compreende a composição inorgânica da presente invenção. Em tais modalidades, a composição inorgânica pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 95% em peso a cerca de 100% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso seco total da segunda subcamada 550.

[0050] Com referência agora à Figura 4, o revestimento 500 da presente invenção pode compreender uma primeira subcamada 540, uma segunda subcamada 550 e uma terceira subcamada 560, em que a primeira subcamada 540 é diretamente no topo de uma ou mais da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100. A segunda subcamada 550 pode estar diretamente no topo da primeira subcamada 540, e a terceira subcamada 560 pode estar diretamente no topo da segunda subcamada 550. A segunda subcamada 550 pode compreender a composição inorgânica da presente invenção. Em tais modalidades, a composição inorgânica pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 95% em peso a cerca de 100% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso seco total da segunda subcamada 550.

[0051] De acordo com a presente invenção, a primeira subcamada 540 também pode ser referida como “revestimento de base”. A primeira subcamada 540 pode ser um revestimento orgânico. De acordo com a presente invenção, o termo “revestimento orgânico” refere-se a um revestimento no estado seco que compreende pelo menos 10% em peso de compostos orgânicos com base no peso total do revestimento orgânico referenciado no estado seco, de preferência pelo menos 15% em peso de compostos orgânicos com base no peso total do revestimento orgânico referenciado no estado seco.

[0052] A primeira subcamada 540 pode compreender um aglutinante de polímero em uma quantidade que varia de cerca de 70% em peso a cerca de 95% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso seco total da primeira subcamada 540.

[0053] O aglutinante de polímero pode compreender polímero produzido a partir de monômeros insaturados. Especificamente, o polímero pode ser um homopolímero ou copolímero produzido a partir de monômeros etilenicamente insaturados, tais como, estireno, alfa-metilestireno, polimetilsiloxano, vinil tolueno, etileno, propileno, acetato de vinila, cloreto de vinila, cloreto de vinilideno, acrilonitrila, acrilamida, metacrilamida, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido (met)acriloxi-propiônico, ácido itacônico, ácido aconítico, ácido maleico, maleato de monometila, fumarato de monometila, itaconato de monometila, vários ésteres de alquila (C1-C20) ou alquenila (C3-C20) ou de ácido (met)acrílico, vários esmaltes, aglutinantes à base de látex e similares. A expressão (met)acrílico, como usada nessa invenção, destina-se a servir como uma expressão genérica que abrange o ácido acrílico e metacrílico e ésteres dos mesmos, por exemplo, (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met)acrilato de isobutila, (met)acrilato de 2-etil hexila, (met)acrilato de benzila, (met)acrilato de laurila, (met)acrilato de oleila, (met)acrilato de palmitila, (met)acrilato de estearila e similares. Em outras modalidades, o aglutinante de polímero de revestimento pode incluir polímero compreendendo poliuretano, poliéster, poliuretano modificado por poliéster ou uma combinação dos mesmos.

[0054] O aglutinante de polímero da primeira subcamada 540 pode ter uma temperatura de transição vítrea Tg que varia de cerca de 10 °F (-12,22 °C) a cerca de 115 °F (46,11 °C) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0055] A primeira subcamada 540 pode compreender adicionalmente um ou mais de tensoativos não iônicos na quantidade de 0,1% em peso a cerca de 1,0% em peso - com base no peso seco total da primeira subcamada 540 - incluindo todas as quantidades e subfaixas entre as mesmas. O componente tensoativo não iônico pode ser um tensoativo único ou uma mistura de dois ou mais tensoativos não iônicos, a mistura tendo valores apropriados de HLB. Os tensoativos não iônicos adequados incluem, mas não estão limitados a, nonilfenóis etoxilados, álcoois etoxilados, óleo de rícino etoxilado, ésteres de ácidos graxos de polietilenoglicol, e copolímeros de etilenoglicol-propilenoglicol. Os tensoativos não iônicos contemplados incluem nonilfenóis etoxilados e ésteres de ácidos graxos de polietilenoglicol.

[0056] A segunda subcamada 550 pode ser um revestimento inorgânico que compreende a composição formadora de vidro inorgânica da presente invenção. A segunda subcamada 550 pode ser uma combinação de múltiplos revestimentos da composição formadora de vidro inorgânica. A segunda subcamada 550 pode ser substancialmente translúcida. De acordo com a presente invenção, a expressão “revestimento inorgânico” refere-se ao revestimento tendo menos que 5% em peso de compostos orgânicos presentes com base no peso seco total do revestimento inorgânico referenciado, de preferência menos que 3% em peso de compostos orgânicos presentes com base no peso total do revestimento inorgânico referenciado no estado seco. De acordo com algumas modalidades, o revestimento inorgânico da segunda subcamada 550 pode ser formado inteiramente a partir da composição inorgânica da presente invenção.

[0057] A terceira subcamada 560 pode ser referida como “revestimento de topo”. A terceira subcamada 560 pode ser um revestimento inorgânico de acordo com a presente invenção ou um revestimento orgânico. A terceira subcamada 560 pode compreender uma composição vedante. A composição vedante pode compreender um aglutinante de polímero vedante e um retardante de chama. Com referência agora à Figura 4, outras modalidades fornecem que o revestimento 500 pode compreender adicionalmente uma terceira subcamada 560 no topo da segunda subcamada 550, que está no topo da primeira subcamada 540 que está no topo da camada celulósica 400. A terceira subcamada 560 pode ser formada a partir de uma composição de barreira à umidade que confere propriedades de barreira à umidade à terceira subcamada 560 resultante. A composição da barreira à umidade pode ser compreendida de aglutinante polimérico hidrofóbico, que pode ou não estar reticulado, bem como vários aditivos e cargas.

[0058] O aglutinante de polímero selante pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 10% em peso a cerca de 100% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso total da composição do selante no estado seco. O retardante de chama pode estar presente na composição selante da camada celulósica em uma quantidade que varia de cerca de 0% em peso a cerca de 50% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso seco total da composição selante da camada celulósica.

[0059] O aglutinante de polímero selante pode compreender um ou mais de homopolímeros ou copolímeros de vinila ou acrílico formados a partir de monômeros etilenicamente insaturados, tal como etileno ou butadieno e monômeros de vinila, tais como, estireno, ésteres de vinila como acetato de vinila, propionato de vinila, butiratos de vinila, ácido acrílico, ácido metacrílico ou ésteres de ácido acrílico e/ou ésteres de ácido metacrílico. Os ésteres de ácido acrílico ou metacrílico podem ter uma porção de éster alquílico contendo 1 a 12 átomos de carbono, bem como derivados aromáticos de ácido acrílico e metacrílico, e podem incluir, por exemplo, ácido acrílico e metacrílico, acrilato de metila e metacrilato de metila, acrilato de etila e metacrilato de etila, acrilato de butila e metacrilato de butila, acrilato de propila e metacrilato de propila, acrilato de 2-etil hexila e metacrilato de 2-etil hexila, acrilato de ciclohexila e metacrilato de ciclohexila, acrilato de decila e metacrilato de decila, metacrilato de isodecila e metacrilato de isodecila, acrilato de benzila e metacrilato de benzila e vários produtos de reação, tais como, éteres de butila, fenila e cresil glicidila reagiram com ácidos acrílico e metacrílico. Em uma modalidade preferida, o aglutinante selante compreende um aglutinante acrílico auto-reticulável. Exemplos não limitativos de aglutinante polimérico hidrofóbico produzido a partir de monômeros insaturados. Especificamente, o polímero hidrofóbico pode ser um homopolímero ou copolímero produzido a partir de monômeros etilenicamente insaturados, tais como, estireno, alfa-metilestireno, vinil tolueno, etileno, propileno, acetato de vinila, cloreto de vinila, cloreto de vinilideno, acrilonitrila, acrilamida, metacrilamida, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido (met)acriloxi-propiônico, ácido itacônico, ácido aconítico, ácido maleico, maleato de monometila, fumarato de monometila, itaconato de monometila, vários ésteres de alquila (C1-C20) ou alquenila (C3-C20) de ácido (met)acrílico e similares. A expressão (met)acrílico, como usada nessa invenção, destina-se a servir como uma expressão genérica que abrange ácido acrílico e metacrílico e ésteres dos mesmos, por exemplo, (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met)acrilato de isobutila, (met)acrilato de 2-etil hexila, (met)acrilato de benzila, (met)acrilato de laurila, (met)acrilato de oleila, (met)acrilato de palmitila, (met)acrilato de estearila e similares. Em outras modalidades, o aglutinante polimérico hidrofóbico pode incluir polímero compreendendo poliuretano, poliéster, poliuretano modificado com poliéster, epóxi ou uma combinação dos mesmos.

[0060] O polímero hidrofóbico pode estar presente em uma quantidade que varia de cerca de 70% em peso a cerca de 100% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso total da composição da barreira à umidade.

[0061] O retardante de chama da primeira subcamada 540 pode incluir hidróxido de amônio, hidróxido de magnésio, auntita, hidromagnesita, sílica, polifosfato, cianurato de melamina, sais cloretos - tais como, cloreto de sódio, óxido de antimônio e boratos, tais como, borato de cálcio, borato de magnésio, borato de zinco e combinações dos mesmos.

[0062] Geralmente, o revestimento 500 pode ser aplicado diretamente a uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100, opcionalmente com a adição de um carreador como a água. O revestimento 500 - incluindo cada subcamada 540, 550, 560 - pode ser aplicado por pulverização, revestimento em rolo, revestimento por imersão, revestimento por cortina, escovação, revestimento por lâmina ou semelhantes, seguido de secagem e/ou cura (opcionalmente com a adição de calor) por um período de tempo para formar o revestimento 500 no topo da camada celulósica 400 - como discutido em maiores detalhes nessa invenção.

[0063] A primeira subcamada 540 pode ser aplicada no estado úmido diretamente a pelo menos uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100. No estado úmido, a primeira subcamada 540 pode compreender um carreador em uma quantidade que varia de cerca de 35% em peso a cerca de 55% em peso - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - com base no peso total da primeira subcamada no estado úmido 540. No estado úmido, a primeira subcamada 540 pode ser aplicada em uma quantidade de modo que a primeira subcamada 540 tenha uma espessura úmida que varia de cerca de 0,5 mil (12,7 μm) a cerca de 2,5 mils (63,5 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. O carreador pode ser selecionado de água, um solvente orgânico ou uma combinação dos mesmos. Em uma modalidade preferida, a composição de selante no estado úmido é um sistema à base de água com um carreador de água e um baixo conteúdo de COV (isto é, composto orgânico volátil) - isto é, substancialmente livre de solventes de COV. A primeira subcamada 540 no estado úmido pode então ser curada ou seca (opcionalmente com a adição de calor) por um período inicial, formando assim a primeira subcamada 540 no topo do corpo 100.

[0064] A primeira subcamada 540 resultante pode compreender uma primeira superfície superior da subcamada 541 e uma primeira superfície inferior da subcamada 542 oposta à primeira superfície superior da subcamada 541. A primeira subcamada 540 pode ter uma primeira subcamada espessura da camada “tC1”, como medida a partir da primeira superfície superior da subcamada 541 até a primeira superfície inferior da subcamada 542. A primeira espessura da subcamada tC1 pode variar de 0,1 mil (2,54 μm) a 1,0 mils (25,4 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. A primeira subcamada 540 pode compreender uma primeira superfície lateral da subcamada 543 que se estende da primeira superfície superior da subcamada 541 até a primeira superfície inferior da subcamada 542 e forma um perímetro da primeira subcamada 540.

[0065] Como discutido anteriormente, o corpo 100 pode ser formado a partir de um material celulósico, que compreende poros. Assim, uma vez que a primeira subcamada 540 é aplicada a uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100, pelo menos uma porção da primeira subcamada 540 pode penetrar e selar os poros em uma extensão direta de uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100 em direção ao centro do corpo 100. A primeira subcamada 540 no estado úmido pode então ser seco, opcionalmente, a uma temperatura elevada, tornando assim a primeira subcamada 540 no estado seco.

[0066] A segunda subcamada 550 pode ser formada pela aplicação direta da composição inorgânica discutida anteriormente no estado úmido à primeira superfície superior da subcamada 541 da primeira subcamada 540. No estado úmido, a segunda subcamada 550 pode ser aplicada em uma quantidade de modo que a segunda subcamada 550 tenha uma espessura úmida que varia de cerca de 0,1 mil (2,54 μm) a cerca de 1,0 mil (25,4 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0067] A composição inorgânica pode então ser seca (opcionalmente com a adição de calor) por um segundo período de tempo, formando assim a segunda subcamada 550 no topo da primeira subcamada 540. A segunda subcamada resultante 550 pode compreender uma segunda superfície superior da subcamada 551 e uma segunda superfície inferior da subcamada 552 oposta à segunda superfície superior da subcamada 551. A segunda subcamada 550 no estado úmido pode ser seca a uma temperatura que varia de cerca de 170 °F (76,67 °C) a cerca de 225 °F (107,22 °C) - incluindo todas as temperaturas e subfaixas entre os mesmos. A adição do agente complexante de metal da presente invenção pode resultar na segunda subcamada 550 sendo reticulada a uma temperatura que varia de cerca de 225 °F (107,22 °C) a cerca de 300 °F (148,89 °C) - incluindo todas as temperaturas e subintervalos entre as mesmas. Em uma modalidade preferida, a segunda subcamada 550 pode ser reticulada a uma temperatura de cerca de 225 °F (107,22 °C) a cerca de 275 °F (135 °C) - incluindo todas as temperaturas e subintervalos entre as mesmas.

[0068] A segunda subcamada 550 pode ter uma segunda espessura de subcamada “tC2”, medida a partir da segunda superfície superior da subcamada 551 até a segunda superfície inferior da subcamada 552. A segunda espessura da subcamada tC2 pode variar de cerca de 0,02 mil (0,508 μm) a cerca de 0,7 mil (17,78 μm). A segunda subcamada 550 pode compreender uma segunda superfície lateral da subcamada 553 que se estende da segunda superfície superior da subcamada 551 até a segunda superfície inferior da subcamada 552 e forma um perímetro da segunda subcamada 550.

[0069] A primeira superfície lateral da subcamada 543 e a segunda superfície lateral da subcamada 553 podem formar pelo menos uma porção da superfície lateral do revestimento 513. Como indicado ao contrário, a superfície lateral do revestimento 513 pode compreender a primeira superfície lateral da subcamada 543 e a segunda superfície lateral da subcamada 553. A espessura geral do revestimento tC do revestimento 500 pode ser o somatório da primeira espessura da subcamada tci e da segunda espessura da subcamada tc2 — como a seguir: tc = tci + tc2

[0070] De acordo com essas modalidades, a primeira superfície inferior da subcamada 542 da primeira subcamada 540 pode contactar a superfície celulósica superior 4ii da camada celulósica 400. A primeira superfície superior da subcamada 54i pode contactar a segunda superfície inferior da subcamada 552 da segunda subcamada 550. A segunda superfície superior da subcamada 55i pode formar pelo menos parte da superfície de revestimento superior 5ii do revestimento 500. A primeira superfície inferior da subcamada 542 pode formar pelo menos parte da superfície de revestimento inferior 512 do revestimento 500. A segunda superfície superior da subcamada 551 pode formar pelo menos parte da superfície principal superior 11 do painel de construção 10.

[0071] A primeira subcamada 540 pode formar uma barreira física que separa pelo menos parcialmente o corpo 100 da segunda subcamada 550. A barreira física formada pela primeira subcamada 540 pode impedir pelo menos parte da segunda subcamada - a camada 550 (que compreende a composição formadora de vidro) penetrar no corpo 100 (por exemplo, um corpo celulósico 100 tendo superfícies porosas). De acordo com algumas modalidades, a barreira termoisolante de vidro que é criada pela composição formadora de vidro da segunda subcamada 540 pode ser separada de pelo menos uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100 por uma distância igual à primeira espessura da subcamada tC1.

[0072] A terceira subcamada 560 pode ser formada aplicando a composição de barreira à umidade com a adição de um ou mais de solventes orgânicos. Exemplos não limitativos de solventes orgânicos incluem tolueno, etanol, acetona, acetato de butila, metiletilcetona, 3-etoxipropionato de etila. A composição de barreira pode estar presente em relação ao solvente orgânico em uma razão em peso que varia de cerca de 5:1 a cerca de 1:20. Após a aplicação na segunda superfície superior da subcamada 551, a composição de barreira à umidade pode ser seca por um terceiro período de tempo, opcionalmente em uma temperatura elevada, suficiente para remover qualquer solvente orgânico. A terceira subcamada resultante 560 pode ser um revestimento contínuo ou descontínuo tendo uma terceira superfície superior da subcamada 561 e uma terceira superfície inferior da subcamada 562 oposta à terceira superfície superior da subcamada 561.

[0073] No estado úmido, a terceira subcamada 560 pode ser aplicada em uma quantidade de modo que a terceira subcamada 560 tenha uma espessura úmida que varia de cerca de 1,0 mil (25,4 μm) a cerca de 10,0 mils (254 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. Após a secagem, a terceira subcamada 560 no estado seco pode ter uma terceira espessura da subcamada “tC3”, como medida a partir da terceira superfície superior da subcamada 561 até a terceira superfície inferior da subcamada 562. A terceira espessura da subcamada tC3 pode variar de cerca de 1 mil (25,4 μm) a cerca de 6 mil (152,4 μm). A terceira subcamada 560 pode compreender uma terceira superfície lateral da subcamada 563 que se estende da terceira superfície superior da subcamada 561 até a terceira superfície inferior da subcamada 562 e forma um perímetro da segunda subcamada 560.

[0074] De acordo com essas modalidades, a espessura geral do revestimento tC do revestimento 500 pode ser o somatório da primeira espessura da subcamada tC1, da segunda espessura da subcamada tC2 e da terceira espessura da subcamada tC3 - como a seguir: tC = tC1 + tC2 + tC3

[0075] De acordo com essas outras modalidades, a primeira superfície inferior da subcamada 542 da primeira subcamada 540 pode contactar a superfície celulósica superior 411 da camada celulósica 400. A primeira superfície superior da subcamada 541 pode contactar a segunda superfície inferior da subcamada 552 da segunda subcamada 550. A segunda superfície superior da subcamada 551 pode contactar a terceira superfície inferior da subcamada 562 da segunda subcamada 560. A terceira superfície superior da subcamada 561 pode se formar em menos parte do revestimento superior 511 do revestimento 500. A primeira superfície inferior da subcamada 542 pode formar pelo menos parte da superfície de revestimento inferior 512 do revestimento 500. A terceira superfície superior da subcamada 561 pode formar pelo menos parte da superfície principal superior 11 do painel de construção 10.

[0076] De acordo com outras modalidades, o revestimento 500 pode compreender apenas a segunda subcamada 550 e a terceira subcamada 560 sem a primeira subcamada 540 (não ilustrada). Em tais modalidades, a segunda subcamada 550 pode estar diretamente no topo de uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100, e a terceira subcamada 560 pode estar diretamente no topo da segunda superfície superior da subcamada 551 da segunda subcamada 550. Em tais modalidades, a segunda subcamada 550 atua como um selante e é capaz de selar uma da primeira superfície principal 111, da segunda superfície principal 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100, atuando simultaneamente como uma barreira isolante criada a partir da composição formadora de vidro da composição inorgânica.

[0077] De acordo com outras modalidades, o revestimento 500 pode compreender apenas a segunda subcamada 550. Nessas modalidades, a segunda subcamada 550 atua como um selante e é capaz de selar uma da primeira superfície principal 111, da segunda maior superfície 112 e/ou da superfície lateral 113 do corpo 100, atuando simultaneamente como uma barreira isolante criada a partir da composição formadora de vidro da composição inorgânica, em situações em que a resistência à umidade do revestimento não é necessária.

[0078] Com referência agora às Figuras 2-4, o corpo 100 pode compreender uma camada celulósica 400, em que o revestimento 500 é aplicado diretamente à camada celulósica 400 do corpo 100. Em outras modalidades em que o corpo 100 pode ser uma estrutura laminada compreendendo várias camadas que inclui uma camada celulósica 400 no topo de uma camada de substrato 200 com uma camada adesiva 300 posicionada entre as mesmas. O corpo 100 também pode compreender a camada de substrato 200 sem a camada celulósica 400 ou a camada adesiva 200, em que o revestimento 500 é aplicado a pelo menos uma superfície da camada de substrato 200 - como adicionalmente discutido nessa invenção.

[0079] Referindo-se à Figura 2, a camada celulósica 400 pode compreender uma superfície celulósica superior 411 e uma superfície celulósica inferior 412 oposta à superfície celulósica superior 411. A camada celulósica 400 pode compreender uma superfície lateral celulósica 413 que se estende a partir da superfície celulósica superior 411 para a superfície celulósica inferior 412 e forma um perímetro da camada celulósica 400. A superfície lateral celulósica 413 pode formar uma porção da superfície lateral 113 do corpo 100. Como indicado de outra forma, a superfície lateral 113 do corpo 100 pode compreender a superfície lateral celulósica 413. A superfície lateral 113 do corpo 100 pode formar uma superfície lateral principal 13 do painel de construção 10. A primeira superfície principal 111 do corpo 100 pode compreender a superfície celulósica superior 411.

[0080] A camada celulósica 400 pode ter uma espessura de camada celulósica “tCL”, como medida pela distância entre as superfícies celulósicas superior e inferior 411, 412. A espessura da camada celulósica tCL pode variar de cerca de 10 mils (254 μm) a cerca de 3.000 mils (7,62 cm) - incluindo todas valores e subfaixas entre os mesmos. Em algumas modalidades, a camada celulósica 400 pode formar uma película que é unida à camada de substrato 200 pela camada adesiva 300, em que a espessura celulósica tCL pode variar de cerca de 10 mils (254 μm) a cerca de 100 mils (2,54 mm) - incluindo todos os valores e subfaixas existentes entre os mesmos. Em outras modalidades, a camada celulósica 400 pode formar a totalidade do corpo 100, pelo qual a espessura celulósica tCL pode variar de cerca de 300 mils (7,62 mm) a cerca de 3.000 mil (7,62 cm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0081] A camada celulósica 400 pode ser formada a partir de um material celulósico, tais como, madeira, bambu e uma combinação dos mesmos, e pode ocorrer naturalmente ou manipulada. Exemplos não limitativos de madeira incluem cerejeira, bordo, carvalho, nogueira, pinho, álamo, spruce, castanheira, mogno, pau-rosa, teca, freixo, nogueira-pecã, faia, bétula, cedro, abeto, cicuta canadense, tilia americana, amieiro, obeche e combinações dos mesmos. A camada celulósica 400 pode compreender poros que não estão presentes apenas dentro do corpo da camada celulósica 400, mas também expostos em pelo menos uma da superfície celulósica superior 411, da superfície celulósica inferior 412 e/ou da superfície lateral celulósica 413. A porosidade da camada celulósica 400 dependerá do bambu ou do tipo de madeira selecionado como o material que forma a camada celulósica 400.

[0082] O benefício do uso de uma camada celulósica 400 é que o painel de construção resultante 10 exibirá recursos decorativos autênticos 30 de madeira e/ou bambu reais (por exemplo, grãos de madeira, nós, cecídio, etc.) enquanto minimiza a espessura geral necessária para o painel de construção 10 sem a necessidade de camadas de impressão artificiais. Camadas de impressão artificial, como as de vários papéis ou plásticos, foram usadas como uma maneira de recriar grãos de madeira, nós, cecídio etc., enquanto minimiza a espessura da camada. Tais camadas de impressão, no entanto, são indesejáveis devido à quantidade limitada de variação da configuração celulósica através de um grande número de painéis, em comparação com o mesmo grande número de painéis que usam camadas celulósicas formadas a partir de madeira e/ou bambu reais. Em outras palavras, as camadas de impressão artificiais não são preferidas devido à repetição na configuração decorativa em grandes áreas de instalação.

[0083] Embora não limitado a essa modalidade, o revestimento 500 pode estar diretamente no topo da superfície celulósica superior 411, a superfície celulósica inferior 412 e/ou a superfície lateral celulósica 413 da camada celulósica 400. O revestimento 500 pode ser aplicado à camada celulósica 400, de modo que a superfície de revestimento inferior 512 esteja em contato direto com a superfície superior da camada celulósica 412. Em tais modalidades, a superfície de revestimento inferior 512 pode contactar diretamente a superfície celulósica superior 411, de modo que a superfície de revestimento superior 511 forme pelo menos uma porção da superfície principal superior 11 do painel de construção 10.

[0084] Com referência agora à Figura 2, de acordo com algumas modalidades da presente invenção, o painel de construção 10 pode incluir a camada celulósica 400 sendo unida adesivamente à camada de substrato 200 por uma camada adesiva 300. A combinação das camadas 200, 300, 400, 500 da presente invenção cria uma estrutura laminada tendo alta integridade de laminação em um sistema de teto em ambas as condições padrão (isto é, operação diária de um ambiente interno de construção), mas também durante a exposição ao calor e à temperatura extremos que podem resultar de um incêndio.

[0085] A camada de substrato 200 pode compreender uma superfície de substrato superior 211 e uma superfície de substrato inferior 212 que é oposta à superfície de substrato superior 211. A camada de substrato 200 pode compreender uma superfície lateral de substrato 213 que se estende da superfície de substrato superior 211 para a superfície de substrato inferior 212 e forma um perímetro da camada de substrato 200. A superfície lateral do substrato 213 pode formar uma porção da superfície lateral 113 do corpo 100. Como indicado de outra forma, a superfície lateral 113 do corpo 100 pode compreender a superfície lateral do substrato 213.

[0086] A camada de substrato 200 pode ser formada a partir de um material metálico, material cerâmico ou material compósito. Exemplos não limitativos de material metálico incluem alumínio, aço e ferro. Em uma modalidade preferida, a camada de substrato 200 é formada de alumínio. A camada de substrato 200 pode ter uma espessura de substrato “tS” que varia de cerca de 20 mils (508 μm) a cerca de 100 mils (2,54 mm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. A espessura do substrato tS pode variar de cerca de 25 mils (635 μm) a cerca de 80 mil (2,032 mm). Em uma modalidade preferida, a espessura do substrato tS varia de cerca de 30 mils (762 μm) a cerca de 65 mils (1,651 mm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0087] A camada adesiva 300 pode compreender uma superfície adesiva superior 311 e uma superfície adesiva inferior 312 oposta à superfície adesiva superior 311. A camada adesiva 300 pode compreender uma superfície lateral adesiva 313 que se estende da superfície adesiva superior 311 até a superfície adesiva inferior 312 e forma um perímetro da camada adesiva 300. A superfície lateral adesiva 313 pode formar uma porção da superfície lateral 113 do corpo 100. Como indicado de outra forma, a superfície lateral 113 do corpo 100 pode compreender a superfície lateral adesiva 213. A camada adesiva 300 pode ter uma espessura adesiva “tA” que varia de cerca de 2 mils (50,8 μm) a cerca de 20 mil (508 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos - como medido a partir da superfície adesiva superior 311 para a superfície adesiva inferior 312. Em uma modalidade preferida, a espessura do adesivo tA varia de cerca de 5 mils (127 μm) a cerca de 15 mils (381 μm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0088] De acordo com modalidades em que o painel de construção 10 tem a estrutura laminada, a espessura total do painel tP do painel de construção 10 pode ser a soma da espessura do substrato tS, a espessura do adesivo tA, a espessura da camada celulósica tCL, e o revestimento espessura tC, como a seguir: tP = tS + tA + tCL +tC

[0089] A superfície do substrato superior 211 da camada de substrato 200 pode contactar diretamente a superfície adesiva inferior 312 da camada adesiva 300 e a superfície adesiva superior 311 da camada adesiva 300 pode contactar diretamente a superfície celulósica inferior 412 da camada celulósica 400 de modo que a camada adesiva 300 se una de forma adesiva entre a camada celulósica 400 e a camada de substrato 200. A superfície de revestimento inferior 512 pode contactar diretamente a superfície celulósica superior 411, de modo que a superfície de revestimento superior 511 forme pelo menos uma porção da superfície principal superior 11 do painel de construção 10. Em tais modalidades, a superfície do substrato inferior 212 pode formar pelo menos uma porção da superfície principal inferior 12 do painel de construção 10.

[0090] A camada adesiva 300 pode ser formada a partir de uma composição adesiva que é uma composição de colagem a quente, adesivo à base de água de acetato de polivinila e combinações dos mesmos. De acordo com as finalidades da presente invenção, o termo “composição adesiva de colagem a quente” significa uma composição tendo uma viscosidade em fusão que varia de cerca de 10.000 centipoise (10.000 mPa.s) a cerca de 40.000 centipoise (40.000 mPa.s) a uma temperatura de cerca de 275 °F (135 °C) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos. A composição adesiva de colagem a quente pode ser sólida em temperatura ambiente e ser substancialmente livre de solvente. A composição adesiva pode compreender polímero adesivo em uma quantidade que varia de cerca de 50% em peso a cerca de 100% em peso com base no peso total da composição adesiva - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0091] O polímero adesivo de acordo com a presente invenção pode ser um polímero termoplástico. Exemplos não limitativos do polímero termoplástico podem incluir polímeros de poliuretano modificados com poliéster curado por umidade. Tais poliuretanos modificados com poliéster podem ser formados por reação de di-isocianato orgânico com poliol de poliéster polifuncional e dióis de baixo peso molecular (como agentes de extensão de cadeia) a uma razão de NCO:OH não limitativa de cerca de 0,7:1 a cerca de 1,3:1 - incluindo todos as subfaixas e proporções entre as mesmas.

[0092] Exemplos não limitativos de poliol poliéster incluem dióis de poliéster disfuncionais contendo grupos hidroxila alcoólicos. Dióis de poliéster adequados são poliéster tendo pesos moleculares médios de 800 a 5.000 e, de preferência, de 2.000 a 4.000 produzidos a partir de (i) ácidos dicarboxílicos contendo pelo menos 6 átomos de carbono, tais como, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico e/ou ácido sebácico (de preferência ácido adípico, como único componente ácido) e (ii) alcano- dióis que podem conter pelo menos 4 átomos de carbono, tais como, por exemplo, 1,4-di-hidroxi-butano, 1,5-di- hidroxipentano e/ou 1,6-di-hidroxi-hexano. Os policondensados de ácidos w-hidroxialcano-mono-carboxílicos e os polímeros das suas lactonas também são adequados, embora menos preferidos.

[0093] Os dióis de baixo peso molecular adequados como agentes de extensão de cadeia de acordo com a presente invenção incluem, em particular, dióis alifáticos tendo peso molecular médio de 62 a 400 ou misturas dos mesmos. Exemplos não limitativos desses dióis incluem etileno glicol, 1,3-di- hidroxi-propano, 1,4-di-hidroxi-butano, 1,5-di- hidroxipentano, 1,6-di-hidroxi-hexano e semelhantes.

[0094] Exemplos não limitativos de poliisocianatos aromáticos adequados incluem todos os isômeros de toluileno- diisocianato (TDI), naftaleno-1,5-diisocianato, difenilmetano-4,4’-diisocianato (MDI), difenilmetano-2,4’- diisocianato e misturas de 4,4’-difenilmetano-diisocianato com o isômero 2,4’ ou misturas dos mesmos com oligômeros de funcionalidade superior (denominado MDI bruto), xilileno- diisocianato (XDI), 4,4’-difenil-dimetilmetano- diisocianato, di- e tetra-alquil-difenilmetano- diisocianato, 4,4’-dibenzil-diisocianato, 1,3-fenileno- diisocianato e 1,4-fenileno-diisocianato. Exemplos de poliisocianatos cicloalifáticos adequados são os produtos de hidrogenação dos di-isocianatos aromáticos mencionados acima, tais como 4,4’-diciclo-hexilmetano-diisocianato (H12MDI), 1-isocianatometil-3-isocianato-1,5,5-trimetil- ciclo-hexano (isoforona-diisocianato, IPDI), ciclo-hexano- 1,4-diisocianato, xilileno-diisocianato hidrogenado (H6XDI), 1-metil-2,4-diisocianato-ciclo-hexano, m- ou p- tetrametilxileno-diisocianato (m-TMXDI, p-TMXDI) e di- isocianato de ácido graxo dímero. Exemplos de poliisocianatos alifáticos são tetrametoxibutano-1,4- diisocianato, butano-1,4-diisocianato, hexano-1,6- diisocianato (HDI), 1,6-diisocianato-2,2,4-trimetil-hexano, 1,6-di-isocianato-2,4,4-trimetil-hexano e 1,2-dodecano- diisocianato (C12DI).

[0095] A composição adesiva da presente invenção pode compreender adicionalmente aditivos selecionados do grupo que consiste em catalisador de éter 2,2’- dimorfoliniletílico, catalisador de di(2,6- dimetilmorfolinoetil)éter, promotores de adesão, diluentes, plastificantes, cargas, pigmentos antioxidantes, absorvedores de UV e combinações dos mesmos. Em outras modalidades, a composição adesiva pode compreender adicionalmente um retardante de chama. Exemplos não limitativos de retardante de chama podem incluir hidróxido de amônio, hidróxido de magnésio, auntita, hidromagnesita, sílica, polifosfato, cianurato de melamina, sais cloretos - tais como, cloreto de sódio, óxido de antimônio, e boratos, tais como, borato de cálcio, borato de magnésio, borato de zinco e combinações dos mesmos. O retardante de chama pode estar presente na composição adesiva em uma quantidade que varia de cerca de 0% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total da composição adesiva - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[0096] O painel de construção 10 da Figura 2 pode ser formado aquecendo a composição adesiva a uma temperatura de aplicação que varia de cerca de 245 °F (118,33 °C) a cerca de 330 °F (165,56 °C), e aplicando a composição adesiva a pelo menos uma da superfície do substrato superior 211 ou da superfície celulósica inferior 412. A composição adesiva pode ser aplicada por revestimento por rolo, revestimento por pulverização, revestimento por imersão ou semelhantes. Dentro do tempo aberto do adesivo (tipicamente 30 a 60 segundos), a superfície do substrato superior 211 é conjugada à superfície celulósica inferior 412 com a composição adesiva estando presente entre as mesmas, unindo assim a superfície do substrato superior 211 à superfície celulósica inferior 412 através da composição adesiva. A pressão pode então ser aplicada a pelo menos uma da superfície celulósica superior 411 da camada celulósica 400 ou da superfície do substrato inferior 212 da camada 200 de substrato para garantir uma união adesiva adequada.

[0097] Cada subcamada 540, 550, 560 pode ser aplicada individualmente por revestimento por pulverização, por rolo, revestimento por imersão, revestimento por cortina, por pincel, revestimento por lâmina ou semelhantes. Especificamente, a primeira subcamada 540 pode ser aplicada à superfície celulósica superior 411 da camada celulósica 400. A primeira subcamada 540 pode então ser opcionalmente aquecida a uma temperatura que varia de cerca de 68 °F (20 °C) a cerca de 150 °F (65,56 °C) para curar parcialmente ou completamente a primeira subcamada 540. A segunda subcamada 550 pode então ser aplicada à superfície superior da subcamada 541. A segunda subcamada 550 pode então ser opcionalmente aquecida a uma temperatura que varia de cerca de 190 °F (87,78 °C) a cerca de 300 °F (148,89 °C) para curar parcialmente ou completamente a segunda subcamada 550. A terceira subcamada 560 pode então ser aplicada à segunda superfície superior da subcamada 551. A terceira subcamada 560 pode então ser opcionalmente aquecida a uma temperatura que varia de cerca de 190 °F (87,78 °C) a cerca de 320 °F (160 °C) para curar parcialmente ou completamente a terceira subcamada 560 - resultando assim na estrutura laminada da presente invenção. A estrutura laminada pode então ser aquecida em um forno para curar completamente a camada adesiva 300 e o revestimento 500 por um quarto período de tempo.

[0098] De acordo com a presente invenção, o revestimento 500 aplicado à camada celulósica 400 fornece um painel de construção esteticamente agradável 10, de modo que os recursos decorativos do corpo subjacente no corpo 100 sejam visíveis a partir da superfície principal superior 11 do painel de construção 10, como os recursos decorativos 30, porque o revestimento decorativo 500 é substancialmente translúcido. Além disso, a composição inorgânica do revestimento 500 ajuda a fornecer uma barreira térmica contra a camada celulósica 400, ajudando assim a impedir que a camada celulósica 400 inflame durante um incêndio e se propague através do painel de construção 10.

[0099] O revestimento de multicamadas 500 compreendendo a primeira subcamada 540 também pode pelo menos parcialmente selar os poros e a superfície celulósica superior 411, de modo que pelo menos uma porção da camada de vidro seja formada a uma distância separada da superfície celulósica superior 411 da camada celulósica 400 - protegendo adicionalmente a camada celulósica 400 de inflamar em um incêndio. Adicionalmente, a composição selante para umidade da terceira subcamada 560 garante que a composição formadora de vidro das subcamadas subjacentes 540, 550 permaneça ativa por períodos prolongados de tempo, caso um espaço interior pegue fogo anos após a instalação inicial.

[00100] Com referência à Figura 5, o painel de construção 10 da presente invenção pode ser um painel de teto (como mostrado instalado no sistema de teto da Figura 5), um painel de parede ou semelhantes. A superfície principal inferior 12 do painel de teto 10 da presente invenção pode estar voltada para o espaço de plenum 3 de um espaço interior de um sistema de teto 1. A superfície principal superior 11 do painel de teto 10 da presente invenção pode estar voltada para o espaço ativo 2 de um espaço interior de um sistema de teto 1.

[00101] Em modalidades não exemplificadas, a presente invenção pode incluir um painel de construção tendo uma superfície principal superior oposta a uma superfície principal inferior, o painel de construção compreendendo uma camada celulósica (também referida como “corpo celulósico” nessa modalidade) e um revestimento. O corpo celulósico é autossustentável e compreende uma superfície celulósica superior e uma superfície celulósica inferior oposta ao corpo celulósico superior. Exemplos não limitativos de um corpo celulósico podem incluir painéis de MDF, tábuas de madeira ou semelhantes. O corpo celulósico pode ter uma espessura do corpo celulósico, medida da superfície celulósica inferior para a superfície celulósica superior, que varia até cerca de 3 polegadas (7,62 cm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[00102] Com o revestimento 500 sendo formado em temperaturas de secagem tão baixas quanto 150 °F (65,56 °C), o corpo celulósico pode pelo menos parcialmente manter a umidade pré-existente já contida no corpo celulósico. O benefício surpreendente de manter a umidade pré-existente é que, durante a exposição ao calor elevado, a umidade retida é convertida em vapor e expulsa do corpo celulósico. À medida que o vapor escapa do corpo 100, a camada de vidro formada a partir do revestimento 500 é empurrada para fora do corpo 100, aumentando assim a distância entre o corpo 100 e a chama circundante ou o alto calor - diminuindo assim a probabilidade de o corpo 100 inflamar. Como indicado ao contrário, verificou-se surpreendentemente que os revestimentos 500 da presente invenção intensificam adicionalmente a repelência ao fogo nos painéis de construção 10, permitindo temperaturas de secagem abaixo de 212 °F (100 °C) sob condições atmosféricas (a 1 atm).

[00103] O painel de construção 10 de tais modalidades pode ter o revestimento 500 aplicado a pelo menos uma da superfície celulósica superior 411 ou da superfície celulósica inferior 412 do corpo celulósico 400. O revestimento 500 compreende uma superfície de revestimento superior 511 oposta a uma superfície de revestimento inferior 512, em que a superfície de revestimento inferior 512 do revestimento 500 pode contactar diretamente a superfície celulósica superior 411 do corpo celulósico 400. O revestimento 500 compreende pelo menos a segunda subcamada 550 e, opcionalmente, a primeira subcamada 540 e/ou a terceira subcamada 560, como discutido anteriormente. A superfície principal superior 11 do painel de construção 10 pode compreender a superfície de revestimento superior 511 do revestimento 500. De acordo com algumas modalidades, a superfície principal inferior 12 do painel de construção 10 pode não ser revestida, em que a superfície principal inferior 12 do painel de construção 10 não compreende o revestimento 500, mas sim a superfície celulósica inferior 412 ou a superfície do substrato inferior 212.

[00104] Com referência agora às Figuras 6-8, um painel de construção 1010 e um sistema de teto 1001 são ilustrados de acordo com outra modalidade da presente invenção. O painel de construção 1010 é similar ao painel de construção 10, exceto como descrito abaixo nessa invenção. A descrição do painel de construção 10 acima se aplica geralmente ao painel de construção 1010 descrito abaixo, exceto no que se refere às diferenças especificamente observadas abaixo. Um esquema de numeração similar será usado para o painel de construção 1010 como no painel de construção 10, exceto que as séries de números 1000 serão usadas. Adicionalmente, o sistema de teto 1001 é similar ao sistema de teto 1, exceto como descrito abaixo nessa invenção. A descrição do sistema de teto 1 acima se aplica geralmente ao sistema de teto 1001 descrito abaixo, exceto no que se refere às diferenças especificamente observadas abaixo. Um esquema de numeração similar será usado para o sistema de teto 1001 como no sistema de teto 1, exceto que as séries de números 1000 serão usadas.

[00105] O revestimento 1500 da presente invenção pode ser aplicado a uma da primeira superfície principal 1111, da segunda superfície principal 1112 e/ou da superfície lateral 1113 do corpo 1100. Em uma modalidade preferida, o revestimento 1500 é aplicado a cada da primeira superfície principal 1111, da segunda superfície principal 1112 e da superfície lateral 1113 do corpo 1100, de modo que o revestimento 1500 encapsule o corpo 1100. Como indicado ao contrário, o revestimento 1500 pode formar uma barreira contínua que circunda substancialmente todo o corpo 1100.

[00106] Embora não ilustrado, o revestimento 1500 dessa modalidade compreende a segunda subcamada 550, e pode compreender adicionalmente cada uma da primeira subcamada 540 e/ou da terceira subcamada 560, como discutido anteriormente em relação às Figuras 2-4.

[00107] Nessas modalidades, o corpo 1100 pode ser formado inteiramente a partir do corpo celulósico 400 ou da camada de substrato 200. O corpo 1100 pode ser alternativamente formado a partir da estrutura laminada. De acordo com as modalidades em que o corpo 1100 é formado inteiramente a partir do corpo celulósico 400, a espessura do painel total tP pode ser o somatório da espessura do corpo celulósico tCL, e a espessura do revestimento tC da seguinte maneira: tP = tCL + [n x tC] em que o “n” refere-se ao número de superfícies principais do corpo 1100 revestidas com o revestimento 1500. Nessa modalidade, a primeira e a segunda superfícies principais 1111, 1112 do corpo 1100 são revestidas e n = 2. Nessas modalidades, a espessura do painel tP pode variar de cerca de 500 mils (1,27 cm) a cerca de 2.000 mils (5,08 cm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[00108] De acordo com as modalidades em que o corpo 1100 é formado inteiramente a partir da camada de substrato 200, a espessura total do painel tP pode ser a soma da espessura da camada de substrato tS, e a espessura do revestimento tC como a seguir: tP = tS + [n x tC] em que o “n” refere-se ao número de superfícies principais do corpo 1100 revestidas com o revestimento 1500. Nessa modalidade, a primeira e a segunda superfícies principais 1111, 1112 do corpo 1100 são revestidas e n = 2. Em nessas modalidades, a espessura do painel tP pode variar de cerca de 100 mils (2,54 mm) a cerca de 600 mils (1,52 cm) - incluindo todos os valores e subfaixas entre os mesmos.

[00109] Com referência agora à Figura 8, o painel de construção 1010 dessas modalidades pode ser instalado em um sistema de teto 1001 compreendendo um suporte 1005 que inclui um primeiro membro de suporte 1005a e um segundo membro de suporte 1005b. Os primeiro e segundo membros de suporte 1005a, 1005b podem ser arranjados em uma configuração de interseção para formar uma grade de suporte. Uma pluralidade dos painéis de construção 1010 pode ser arranjada em uma matriz e anexada à grade de suporte, de modo que a superfície principal superior de um painel de construção 1010 esteja voltada para a superfície principal inferior de um segundo painel de construção 1010 que é adjacente ao primeiro painel de construção 1010. A pluralidade dos painéis de construção 1010 também pode ser arranjada e anexada à grade de suporte, de modo que a pluralidade de painéis de construção 1010 compreenda um primeiro lado 1041 oposto a um segundo lado 1042, pelo qual o primeiro lado 1041 fica voltado para o espaço de plenum 1003 e o segundo lado 1042 fica voltado para o ambiente do cômodo 1002 - o primeiro e o segundo lados 1041, 1042 compreendem a superfície lateral 1013 dos painéis de construção 1010.

[00110] Os exemplos a seguir são preparados de acordo com a presente invenção. A presente invenção não está limitada aos exemplos descritos nessa invenção.

EXEMPLOS Experimento 1

[00111] Um primeiro experimento foi realizado revestindo uma superfície principal de um primeiro corpo celulósico com uma composição inorgânica no estado úmido contendo o agente complexante de metal da presente invenção (isto é, Exemplo 1). Um segundo corpo celulósico foi então revestido com um revestimento comparativo (isto é, Exemplo Comparativo 1) que não continha o agente complexante de metal. Cada corpo revestido foi então seco a uma temperatura de cerca de 175 °F (79,44 °C) por um período de 15 minutos, seguido por cada corpo revestido sendo curado a uma temperatura de cerca de 225 °F (107,22 °C) por um período de 15 minutos. A formulação do Exemplo 1 e Exemplo Comparativo 1 é apresentada abaixo na Tabela 1.Tabela 1

[00112] O agente dispersante é um agente dispersante não iônico. O agente complexante é um agente complexante contendo ferro, pelo qual o ferro está presente em uma quantidade de 0,09% em peso com base no peso total do agente complexante. Cada amostra foi então avaliada quanto a rachaduras, formação de bolhas e danos causados pelo calor no corpo celulósico subjacente. Os resultados estão apresentados abaixo na Tabela 2.Tabela 2

[00113] Como demonstrado na Tabela 2, a adição do agente complexante de metal no Exemplo 1 resultou em um revestimento tendo uma ausência uniforme de formação de bolhas e rachaduras. Assim, mesmo em temperaturas de cura tão baixas quanto 225 °F (107,22 °C), a presença do agente complexante de metal resulta em uma cura completa e uniforme em todo o revestimento. Em comparação, a ausência do agente complexante de metal no Exemplo Comparativo 1 resultou em um revestimento tendo formação de bolhas e rachaduras - indicando reticulação inadequada em todo o revestimento a uma temperatura de 225 °F (107,22 °C). Além disso, ao curar a temperaturas tão baixas quanto 225 °F (107,22 °C), os corpos celulósicos sofreram pouco ou nenhum dano por calor. Assim, verificou-se que não apenas a presença do agente complexante de metal diminui a temperatura necessária para conferir reticulação completa e uniforme dentro da composição de revestimento, mas também evita que o substrato celulósico subjacente seja danificado durante o processamento, evitando temperaturas de cura excessivas que seriam necessárias para curar adequadamente a composição de revestimento.

Experimento 2

[00114] Um segundo experimento foi realizado revestindo uma superfície principal de vários corpos celulósicos com a composição inorgânica da presente invenção no estado úmido. Esse experimento usou o mesmo agente complexante de metal como usado na Experimento 1. Cada corpo revestido foi então seco a uma temperatura de cerca de 175 °F (79,44 °C) por um período de 15 minutos, seguido por cada corpo revestido sendo curado a uma temperatura de cerca de 225 °F (107,22 °C) por um período de 15 minutos. As formulações são apresentadas abaixo na Tabela 3.Tabela 3

[00115] Cada amostra foi então avaliada quanto à adesão, dureza, descoloração do revestimento e danos por calor no corpo celulósico subjacente. Os resultados estão apresentados abaixo na Tabela 4.Tabela 4

[00116] Como demonstrado na Tabela 4, as composições de revestimento da presente invenção exibiram adesão adequada ao corpo celulósico subjacente, bem como dureza suficiente desejada em um revestimento reticulado no topo de um substrato celulósico. Além disso, a cura em temperaturas tão baixas quanto 225 °F (107,22 °C) resultou em pouco ou nenhum dano por calor nos corpos celulósicos subjacentes. Além disso, os baixos níveis de ferro (isto é, uma razão em peso do composto de fosfato para o íon ferro de pelo menos 20.000:1) resultaram em nenhuma descoloração no revestimento resultante. Dependendo da concentração (isto é, para a razão de composto de fosfato para íon ferro menor que cerca de 20:000:1), os revestimentos contendo ferro tendem a descolorir, formando tons de verde ou vermelho. No entanto, como demonstrado nos Exemplos 2-4, essa descoloração devido à presença de ferro é evitada enquanto o agente complexante de metal é ainda capaz de ajudar a realizar a reticulação adequada em temperaturas de cura tão baixas quanto 225 °F (107,22 °C), e evitar danos ao substrato celulósico subjacente.

Claims

1. Painel de construção retardante de chama, caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo tendo uma primeira superfície principal oposta a uma segunda superfície principal; um revestimento inorgânico no topo da primeira superfície principal, o revestimento inorgânico compreendendo um componente retardante de chama que inclui: um composto de fosfato; e um agente complexante de metal; em que o composto de fosfato e o agente complexante de metal estão presentes em uma razão em peso que varia de 50:1 a 200:1.

2. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira superfície principal do corpo é formada a partir de um material selecionado do grupo que consiste em madeira, metal ou tela trançada não tecida, em que opcionalmente o corpo é encapsulado pelo revestimento inorgânico, e em que opcionalmente o revestimento inorgânico é opticamente translúcido; e em que opcionalmente um revestimento de topo está no topo do revestimento inorgânico, em que opcionalmente o revestimento de topo é um selante e impermeável à umidade.

3. Painel, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o revestimento inorgânico é formador de vidro, e em que opcionalmente o componente retardante de chama está presente em uma quantidade que varia de 40% em peso a 80% em peso com base no peso total do revestimento inorgânico.

4. Painel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o revestimento inorgânico tem um teor de sólidos de pelo menos 99% com base no peso total do revestimento inorgânico, em que opcionalmente o revestimento inorgânico tem uma espessura que varia de 0,5 mils (12,7 μm) a 5,0 mils (127 μm).

5. Painel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o agente complexante de metal compreende íon de metal selecionado do grupo que consiste em ferro, alumínio, zircônio, zinco, manganês, titânio, cromo, cobalto e combinações dos mesmos, em que opcionalmente o íon de metal é ferro e uma razão em peso do composto fosfato para íon de metal é de pelo menos 20.000:1.

6. Painel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o composto de fosfato é selecionado do grupo que consiste em ácido fosfórico, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico, tris(di- hidrogenofosfato) de alumínio, fosfato de sódio, fosfato de potássio e combinações dos mesmos.

7. Painel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o revestimento inorgânico compreende adicionalmente um enchimento selecionado do grupo que consiste em carbonato de cálcio, carbonato de alumínio, carbonato de lítio, carbonato de magnésio, sílica, sílica pirogênica e combinações dos mesmos.

8. Painel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma camada intermediária é posicionada entre a primeira superfície principal do corpo e o revestimento inorgânico, a camada intermediária compreendendo um componente orgânico, em que opcionalmente o componente orgânico é selecionado do grupo que consiste em uma emulsão de cera, polímero de látex e combinações dos mesmos.

9. Composição de revestimento retardante de chama, caracterizada pelo fato de que compreende: um carreador líquido; uma combinação retardante de chama compreendendo um composto de fosfato e um agente complexante de metal; e em que o composto de fosfato e o agente complexante de metal estão presentes em uma razão em peso que varia de 50:1 a 200:1.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o carreador líquido está presente em uma quantidade que varia de 40% em peso a 80% em peso com base no peso total da composição de revestimento, em que opcionalmente o carreador líquido é água, e em que opcionalmente a combinação retardante de chama está presente em uma quantidade de 25% em peso a 60% em peso com base no peso total da composição de revestimento retardante de chama.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que o composto de fosfato é selecionado do grupo que consiste em ácido fosfórico, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico, tris(di- hidrogenofosfato) de alumínio, fosfato de sódio, fosfato de potássio e combinações dos mesmos.

12. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato de que o agente complexante de metal compreende íons de metal selecionado do grupo que consiste em ferro, alumínio, zircônio, zinco, manganês, titânio, cromo, cobalto e combinações dos mesmos, em que opcionalmente o íon de metal é ferro e uma razão em peso do composto fosfato para íon de metal é de pelo menos 20.000:1.

13. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizada pelo fato de que o revestimento inorgânico compreende adicionalmente um enchimento selecionado do grupo que consiste em carbonato de cálcio, carbonato de alumínio, carbonato de lítio, carbonato de magnésio, sílica, sílica pirogênica, e combinações dos mesmos.

14. Método para formar um painel de construção retardante de chama, caracterizado pelo fato de que compreende: a) aplicar uma composição de revestimento retardante de chama conforme definida nas reivindicações 9 a 13 a uma superfície principal de um corpo; b) secar a composição de revestimento retardante de chama a uma temperatura elevada que varia de 200°F (93,33°C) a 300°F (148,89°C) para formar um revestimento retardante de chama no topo do corpo; e em que o revestimento retardante de chama tem um teor de sólidos de pelo menos 99% em peso com base no peso total do revestimento retardante de chama.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a temperatura elevada varia de 200°F (93,33°C) a 275°F (135°C).