JP2014534097A - 防火バリアを有するパネル - Google Patents

Abstract

金属表面仕上げ；断熱フォーム層；および金属表面仕上げとフォーム層の間の少なくとも１つの防火バリア層を含む、防火バリアを有するパネルであって、防火バリア層（複数可）が、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の発泡性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含むパネル。パネルの間のジョイント領域中の防火バリア材料を有するパネル配列物、パネルおよびパネル配列物の形成方法、防火バリア用組成物、ならびに防火バリア用組成物を形成するための反応物も記載される。

Description

本発明は、防火バリアを有するパネルおよびパネル配列物、このようなパネルおよびパネル配列物の形成方法；防火バリア用組成物；ならびに防火バリア用組成物を形成するための反応物に関する。

硬質ポリマーフォームは優れた断熱性を提供し、それによって「サンドイッチ」予断熱パネル等の建築部材に使用される。このようなパネルは、通常、例えば鋼もしくはアルミニウムの金属表面仕上げ層、または金属フォイルのストレストスキンに接着された硬質ポリウレタン／ポリイソシアヌラート（ＰＵ／ＰＩＲ）フォームコアを含む。このタイプのパネルは、例えばＳＡＢ−ｐｒｏｆｉｅｌ（商標）から入手可能である。

このようなパネルは、連続プロセスによって製造してもよい。連続的な積層プロセスは、通常、二重ベルト／バンド配列を使用し、ここで、発泡ポリマーを形成するための液体反応混合物は下部表面仕上げシート上に堆積され（注入またはスプレーされ）、シートは柔軟でも剛直でもよい。上部表面仕上げシートは、ポリマー形成性混合物と、硬化して剛直になる前に接触される。別法としては（「逆ラミネーター」）、反応混合物は、上部表面仕上げシート上に堆積されてもよい。この方法は、「Polyurethane Handbook」（ed. Dr Guenter Oertel, Hanser Publishers 1985）、ＵＳ２００５／０２４７８９９３、ＵＳ２００７／０２４６１６０、ＷＯ２００９／０７７４９０およびＵＳ４０１９９３８で論じられている。

イソシアナートおよびポリオールから形成される、薄層の非発泡またはわずかに発砲されたＰＵ／ＰＩＲポリマーは、時には、金属表面仕上げとフォームコアの間の接着を促進するために使用される。この薄層は、「追加のポリウレタン／ポリイソシアヌラート層」（ＡＰＬ）と呼ばれる。

パネルの間の側方ジョイントは、従来、軟質フォームガスケットで密閉される。

ポリマーフォームコア材料は、通常可燃性であり、燃焼するとわずかな炭素質の残留物を残す。したがって、これらは、火災の条件下で限定された構造上の完全性しか提供しない。構造上の完全性は、建造物の安定性を持続させ、熱、煙および火炎の通路に対してバリアを維持するために重要である。

断熱層がＰＩＲフォームである、金属表面を持つサンドイッチパネルの現時点での耐火性能は、厚さ２００ｍｍのパネルでよくてもＥＩ６０である（この場合、「ＥＩ」は、完全性および断熱性を表し、構成部品がその間有効である分数がそれに続く）。参照規格は、ＥＮ １３６３−１／２およびＥＮ １３６４−１である。

この性能を改良するための試みが、例えば、フォーム中に難燃剤を取り込むことによって、および不燃性の厚い表面仕上げ材料（例えば石膏）を用いることによってなされている。

ＥＰ０８９１８６０には、硬質発泡プラスチック材料のコアと金属外層の間に挿入された、膨張性マットの層（例えば、黒鉛ベースの鉱物繊維で安定化された材料）を有する耐火性複合材料のパネルが開示されている。マットは、コアと金属層の間の接着を可能にするための穴が開けられている。

本発明者らは、典型的なサンドイッチパネルが炉内条件下で処理された場合、鋼の表面仕上げが急速にフォームコアから層間剥離し、フォーム中に亀裂が現れることを観察している。

さらに、耐火試験の間に、断熱性が低い場合、損傷は通常、最初にパネルの間のジョイントにおいて発生することを見出している。その結果、ジョイントはパネル全体の耐火性能に影響を及ぼす弱い領域である。

第１の態様において、本発明は、
− 金属表面仕上げ；
− 断熱フォーム層；および
− 金属表面仕上げとフォーム層の間の少なくとも１つの防火バリア層を含むパネルであって、防火バリア層（複数可）が、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング（ceramifying）組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の発泡性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含むパネルを提供する。

好ましくは、防火バリア層は、ポリウレタンポリマーマトリックス、ポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維および無機セラミファイイング組成物の少なくとも１種の分散体を含む。

好ましくは、パネルは自立している。

防火バリア層
防火バリア層（複数可）は、火災条件下で、構造上の完全性の優れた耐久性および／または熱バリア特性を提供するべきである。

１つ、２つ、３つ以上の防火バリア層が存在してもよい。構造上の完全性バリア特性および熱バリア特性は、別個の層（「構造上の完全性バリア層」および「熱バリア層」と呼ぶ）によってまたは同じ層によって提供され得る。これらの特性が同じ層によって提供される場合、これらの特性は、異なる材料によってまたは同じ材料によって提供され得る。

適した防火バリア材料（即ち、防火バリア層中に使用する材料）は、その特性により、「構造上の完全性バリア材料」、「熱バリア材料」および「混成型の構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料」の見出しの下、以下に論じられる。

好ましくは、防火バリア層は、０．１Ｗ／ｍｋ未満の熱伝導率（κ）を有する。

好ましくは、防火バリアは、厚さが２から２０ｍｍ、好ましくは２から１５ｍｍ、例えば３から１０ｍｍである。

防火バリア層（複数可）は、フォームコアと金属表面仕上げの間に位置し、好都合には改良されたＡＰＬ層と考え得る。

防火バリア層（複数可）は、フォームコアおよび／または金属表面仕上げに対して優れた接着性を有することが好ましい。ＰＵ、ＰＵ／ＰＩＲおよびＰＵ／ポリ尿素ポリマーは、優れた接着性を提供し、以下に論じるように、好ましくは防火バリア層（複数可）中で使用される。防火バリア層が優れた接着性を有さない場合は、別個の接着剤を使用してもよい。

好ましくは、防火バリア層は連続的であり、金属表面仕上げおよび断熱フォーム層に連続的に接着されている。

構造上の完全性バリア材料
上記で説明したように、１種または複数の構造上の完全性バリア材料が防火バリア層（複数可）に含まれ得る。

構造上の完全性バリア材料は、火災条件において構造上の完全性の耐久性に寄与することが意図される。構造上の完全性バリア材料として機能する材料の適合性は、例えば、金属外皮上に適用された前記材料の試料を耐火試験に匹敵する温度曲線で加熱されるマッフル炉中に入れ、次いで、亀裂および空隙が存在しないことを確認し、残存する機械的特性を点検することによって評価することができる。構造上の完全性バリア材料は、好ましくは、下にあるフォームコアが割れる傾向を低減する凝集性の強固な木炭層を形成する。

構造上の完全性バリア材料は、火災条件下で発泡性の粒子を含んでもよい。

防火バリア層（複数可）中で使用するのに好ましい構造上の完全性バリア材料を以下に論じる。

ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物
ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物の分散体を、防火バリア層（複数可）における構造完全性バリア材料として使用することができる。Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋは、ＷＯ２００８１３４８０３、ＷＯ２００５０９５５４５、ＷＯ２００４０８８６７６およびＷＯ２００４０３５７１１でこのような混合物を開示している。

「セラミファイイング組成物」という用語には、火災条件下で分解し、化学反応を受けて、多孔質の自立したセラミック生成物を形成する組成物が含まれる。一方、コンベンショナルな無機充填剤は、火災条件下で非凝集性の粒子としてのままである。

好ましい混合物には、ケイ酸塩鉱物と無機リン酸塩が含まれる。追加の無機充填剤および／または熱発泡性材料が存在してもよい。セラミファイイング混合物は、例えば、アルミニウムトリヒドロキシド、タルクおよびアンモニウムポリホスファートの一部またはすべてを含んでもよい。好ましい混合物の例には、アルミニウムトリヒドロキシド（ＡＴＨ）／タルク／アンモニウムポリホスファート（ＡＰＰ）；タルク／ＡＰＰ／ホウ酸亜鉛／発泡性黒鉛が含まれる。これらの材料は、火災条件下で反応して、活性化温度（通常、３５０から８００℃の範囲内）に達すると凝集性の自立したセラミックを形成する。

好ましくは、ポリマーマトリックスはＰＵ／ＰＩＲポリマーである。このようなポリマーは、ポリオール（例えばポリエステルポリオール）およびイソシアナート（例えば、ポリマーメチレンジフェニルジイソシアナート、ＰＭＤＩ、例えば２．７官能基等の有機ポリイソシアナート）から形成され得る。触媒が使用される。適切な指数は１．８以上である。「指数」という用語は、イソシアナート指数、必要なイソシアナート含有化合物の当量の理論数に対する、添加されたイソシアナート含有化合物の当量数の測度を表す。より高い指数は、より多量のイソシアナート含有反応物を示す。好ましいポリオールには、Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ポリオール（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）が含まれる。

あるいは、ポリマーマトリックスは、ポリウレタン（ＰＵ）ポリマーであってもよいが、これはあまり好ましくない。このようなポリマーは、ポリオール（例えばポリエーテルポリオール）およびイソシアナート（例えば、低官能性のＰＭＤＩ、例えば２．７官能基等の有機ポリイソシアナート）から形成され得る。触媒が使用される。適切な指数は０．８から１．８である。好ましいポリオールには、Ｖｏｒａｎｏｌ（登録商標）ポリオール（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）が含まれる。

好ましくは、セラミファイイング組成物は、当該層の総重量に対して３０から７０重量％の量で存在する。

接着性ポリウレタン／ポリ尿素
ケイ酸ナトリウム水溶液（通称：水ガラス）と親水性プレポリマーの反応によって形成される、接着性ポリウレタン／ポリ尿素コーティングを、防火バリア層（複数可）における構造完全性バリア材料として使用することができる。当該コーティングは、火炎への曝露下で凝集性木炭を形成することが見出されている。ＷＯ２００６０１０６９７（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）は、このような水ガラスベースのＰＵ／ポリ尿素コーティングに関する。他の防火バリア材料がコーティング中に分散され得る。

好ましい親水性ポリウレタンプレポリマーは、Ｄｏｗ Ｈｙｐｏｌ（登録商標）クラスのイソシアナートである。

ガラス繊維
防火バリア層（複数可）における構造完全性バリア材料として、ガラス繊維を使用することができる。長さ５ｍｍから７５ｍｍおよび／または直径１０から１３μｍのチョップドガラス繊維が好ましい。ガラス繊維の代替物には、ロックファイバー、玄武岩繊維および炭素繊維が含まれる。繊維は、好ましくはポリマーマトリックス、例えば、上記の「ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物」で論じられたタイプのポリマーマトリックス中に分散される。

熱バリア材料
上記で説明されたように、１種または複数の熱バリア材料を防火バリア層（複数可）中に含めてもよい。

熱バリア材料は、火災条件において温度勾配を提供する。このことは、耐火試験の間の断熱性の改良が意図されている。熱バリア材料として機能するための材料の適合性は、下記の、および図３に示す試験手順を用いて、熱バリア材料とフォームの間の界面に位置する、あるいは界面から一定の距離におけるフォーム中に位置する熱電対で測定された温度増加を評価して実験室規模で評価することができる。好ましい熱バリア材料は、ミクロ空隙またはナノ空隙材料であり、好ましくは多孔質である。適した材料を以下に論じる。

多孔質シリカ
防火バリア層（複数可）中の熱バリア材料として、多孔質シリカを使用することができる。

多孔質シリカの好ましい形態は、ナノ多孔質シリカおよび特にシリカエーロゲルである。シリカエーロゲルは、液体を気体で置換することによって、例えば超臨界乾燥によりシリカゲルから誘導される非常に低密度のナノ多孔質固体である。シリカエーロゲルは、赤外線を強く吸収し、顕著な断熱性を有する。シリカエーロゲル粒子の合成は、ＣａｂｏｔのＷＯ２００８１１５８１２およびＷＯ９８５０１４４で論じられている。

多孔質シリカは、好ましくはポリマーマトリックス中に分散されて使用される。ポリマーマトリックスは、予形成されるかまたはｉｎ ｓｉｔｕで形成され得る。

ナノ多孔質シリカの予形成されたポリマーマトリックス中の分散体は、「エーロゲルブランケット」、例えばＣａｂｏｔ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（商標）として市販されている。これらは、例えば、ポリエチレンおよび／またはポリエステルの不織のポリマー繊維中に分散されたシリカエーロゲルの顆粒を含み得る。Ｔｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（商標）は、必要な寸法に応じてはさみで容易に切断することができる柔軟な圧縮性の低ラムダ材料である。

ポリマーマトリックス中のナノ多孔質シリカの分散体は、市販のシリカエーロゲル粉末を用いてｉｎ ｓｉｔｕで形成され得る。市販のシリカエーロゲルナノ多孔質粉末は、Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（商標）である。

好ましくは、多孔質シリカは、親水性ポリマーマトリックス中に分散される。純粋なシリカエーロゲルは、そのナノ多孔質構造のために顕著な断熱性（低ラムダ値）を有する。シリカエーロゲルは、ポリマーマトリックス中で使用される場合、ポリマーがナノ多孔質構造を充填するであろうことから、その顕著な断熱性を失うことが予想される。しかし、本発明者らは、親水性ポリマーおよび水性溶液は、ナノ多孔質シリカの疎水性のために、細孔を充填しないと理解している。したがって、親水性ポリマーおよびこのようなポリマーを提供するために使用される水性組成物は、熱バリア層中に含まれるナノ多孔質シリカの細孔を充填するのを回避するために使用することができる。

上で論じたタイプの構造上の完全性バリア特性を有する接着性ポリウレタン／ポリ尿素コーティングは、特に適している。あるいは、上記の「ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物」の下で論じられたタイプのＰＵ／ＰＩＲまたはＰＵコーティングを使用してもよい。

ＷＯ２００７０４７９７０およびＷＯ９６１５９９８は、水性結合剤とのシリカエーロゲル複合材料に関し、ＷＯ０３０９７２２７、ＵＳ２００４０７７７３８、ＵＳ２００３２１５６４０およびＥＰ１７８７７１６は、親水性結合剤とのシリカエーロゲル複合材料に関する。ＷＯ２００７１４６９４５（Ａｓｐｅｎ）は、ＰＵ／シリカエーロゲル共発泡体に関する。ＷＯ２００７０８６８１９（Ａｓｐｅｎ）は、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）とシリカエーロゲルの複合材料に関する。

好ましくは、多孔質シリカは、当該層の総重量に対して１から１０重量％の量で存在する。

発泡性黒鉛
発泡性黒鉛（「剥離性黒鉛」とも呼ばれる）を、防火バリア層（複数可）中の熱バリア材料として使用することができる。

発泡性黒鉛は、火災条件下で発泡性の粒子である。好ましくは、発泡性黒鉛粒子は、２００から３００μｍの平均粒径である。発泡性黒鉛は、好ましくはポリマーマトリックス、例えば、上記の「ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物」の下で論じられたタイプのポリマーマトリックス中に分散される。

混成型の構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料
上記のように、構造上の完全性バリア特性および熱バリア特性は、単一の材料によって提供され得る。好ましいこのような材料を以下に論じる。

中空ガラスマイクロスフェア
中空ガラスマイクロスフェアを、防火バリア層（複数可）中の混成型の構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料として使用することができる。適した材料は、ＷＯ２０１００６５７２４で論じられており、市販されている（例えば、３Ｍ製Ｓ３５ Ｇｌａｓｓ Ｂｕｂｂｌｅｓ（商標））。本発明者らは、当該粒子が、有炎条件下で非晶質シリカの凝集性、多孔性木炭を形成することを見出している。当該粒子は、好ましくは、ポリマーマトリックス中で（例えば、上で論じたポリマー材料の１つを用いて）使用される。

好ましくは、中空ガラスマイクロスフェアは、１０から１２０μｍの範囲の平均直径を有する。

好ましくは、中空ガラスマイクロスフェアは、当該層の総重量に対して５から５０重量％の量で存在する。好ましい実施形態において、ＰＵ／ＰＩＲ接着剤層が２０重量％のＳ３５マイクロスフェアで充填される。

好ましい防火バリア構造
好ましい防火バリア構造（即ち、好ましい防火バリア層または防火バリア層の組合せ）には、以下が含まれる：
− 別個の構造上の完全性バリア層および熱バリア層、例えば、ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散されたセラミファイイング組成物の層、および予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体の層を含む防火バリア。
− 別個の構造上の完全性バリア材料、および熱バリア材料、例えば、ＰＵ／ポリ尿素ポリマーマトリックス中に分散された多孔質シリカの層を含む防火バリア層；
− 混成型の構造上の完全性バリアおよび熱バリア材料を含む防火バリア層、例えば、（１）ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散された中空ガラスマイクロスフェア層であって、場合によってセラミファイイング組成物等の他の防火バリア材料を含み、場合によって、別個の構造上の完全性バリア層および／または予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体等の熱バリア層と組み合わされた層；または（２）ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックスに分散されたガラス繊維の層；または（３）ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散された発泡性黒鉛の層；
− 構造上の完全性バリア層のみを有する防火バリア層、例えば、ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散されたセラミファイイング組成物の層；
− 熱バリア層のみを有する防火バリア層、例えば、（１）ＰＵまたはＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散された多孔質シリカの層；または（２）予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体の層。

表面仕上げ
上記で説明したように、パネルには、第１の金属表面仕上げが含まれる。通常、第２の金属表面仕上げは、第１の金属表面仕上げの対向する面上のパネルに含まれる。各金属表面仕上げは、好ましくは鋼またはアルミニウムである。好ましくは、各金属表面仕上げは、０．２から１．２ｍｍの厚さである。

フォームコア
上記で説明したように、パネルには、断熱フォーム層（フォームコアとも呼ばれる）が含まれる。適切には、フォームコアは硬質である。好ましくは、フォームコアは、２０から２５０ｍｍの厚さである。

フォームコアは、好ましくはＰＵ／ＰＩＲからなる。好ましいフォームは、ポリオール（発泡剤および触媒を添加した）およびイソシアナート（例えば、高官能性ＰＭＤＩ等の有機ポリイソシアナート）から形成される。好ましい指数は１．８以上である。好ましいポリオールには、優れた防火性能を有するフォームを提供するＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ポリオール（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）が含まれる。

製造プロセス
第２の態様において、本発明は、
− 少なくとも１つの防火バリア層を有する第１の金属表面仕上げを準備するステップと、
− 液体反応混合物の形態の断熱フォーム層を、防火バリア層（複数可）に適用するステップと、
− 第２の金属表面仕上げを、断熱フォーム層に適用するステップと
を含む上記のパネルを形成する方法を提供する。

防火バリア層（複数可）は、液体の形態で準備されてもよく、好ましくは、少なくとも１つの防火バリア層は、ポリマーマトリックスを形成する液体反応混合物（場合によって、分散された材料を含有する）の形態で適用される。好ましくは、液体反応混合物は、イソシアナート−ベースの反応混合物であり、より好ましくは、イソシアナートベースの反応混合物中の、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；発泡性黒鉛の少なくとも１種の分散体である。

追加的または代替的には、少なくとも１つの防火バリア層（例えば、予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体）は、固体の形態で適用される。固体の形態の防火バリア層は、接着剤組成物で固定され得る。しかし、先の防火バリア層が液体の形態で適用されている場合、接着剤組成物は必要でないこともある。

第３の態様において、本発明は、第１の金属表面仕上げおよび第２の金属表面仕上げ；断熱フォーム層；および金属表面仕上げとフォーム層の間の少なくとも１つの防火バリア層を含むパネルを形成する方法であって、防火バリア層（複数可）は、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維、ロックファイバー、玄武岩繊維または炭素繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の発泡性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含み、
− 液体反応混合物の形態で適用される少なくとも１つの防火バリア層を有する第１の金属表面仕上げを準備するステップと、
− 液体反応混合物の形態の断熱フォーム層を、防火バリア層（複数可）に適用するステップと、
− 第２の金属表面仕上げを、断熱フォーム層に適用するステップと
を含む方法を提供する。

本発明によるパネルは、連続式または不連続式プロセスで製造され得る。

適切には、ＰＵ／ＰＩＲ接着剤が使用され、液体の形態で適用される。

型を用いて不連続式プロセスを使用してもよい。このような方法において、金属表面仕上げを型（好ましくは加熱された型）中に適切に位置決めし、断熱形態の層を形成するための反応混合物は、型を充填し、金属表面仕上げに付着するように（例えば、発泡装置を用いて）注入される。防火バリア層（複数可）を、金属表面仕上げが型中に置かれる前に、または金属表面仕上げが型中にある間に加えてもよい。

複数の防火バリア層が存在する場合、当該層は、金属表面仕上げ上で任意の順序で形成され得る。しかし、好ましくは、フォームコアに隣接して熱バリア材料を有する。

ジョイント防火バリア
第４の態様において、本発明は、
− ２つ以上の隣接するパネルであって、場合によって、上記のように各パネルが金属表面仕上げおよび断熱フォーム層を含むパネル、および
− 隣接するパネルの間のジョイント領域に位置する防火バリア材料
を含むパネル配列物であって、
防火バリア材料は、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の発泡性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含むパネル配列物に関する。

適したジョイント防火バリア材料は、上で論じた防火バリア材料である。

第５の態様において、本発明は、上記のようなパネル配列物を形成する方法であって、
− 防火バリア材料を有するパネルを準備するステップと、
− 防火バリア材料が、隣接するパネルの間のジョイント領域に位置するように、１つまたは複数のさらなるパネルを第１のパネルに隣接して取り付けるステップと
を含む方法に関する。

適切には、パネルは、オーバーラップする部分で取り付けられ、例えば、そのエッジに沿ってオスの部分を有するパネルを、そのエッジに沿って相補的なメスの部分を有するパネルに取り付けてもよい。パネルは互いに、および／または建築構造物に取り付けられ得る。パネルは、好ましくは摩擦嵌合いによって、および／またはねじを用いて取り付けられる。

場合によって、ガスケットもジョイント領域に位置される。ガスケットは、フォームから形成され、好ましくは軟質フォームから形成される。ガスケットは、通常、パネル製造の間にロールから供給される。

防火バリア材料は、好ましくはジョイント領域に液体反応混合物の形態で、例えば、注入またはスプレーすることによって適用される。これは、パネル製造後にまたはパネル設置の前に現場で実施される。２つ以上の防火バリア材料が、例えば２つ以上の防火バリア層を含めることによって含まれ得る。

本発明の他の態様
第６の態様において、本発明は、
− アルカリ金属ケイ酸塩水溶液をイソシアナート含有プレポリマーと反応させることによって得られる、ポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中に分散された多孔質シリカ、または
− ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックス中に分散された、無機セラミファイイング組成物および中空シリカマイクロスフェア
を含む防火バリア用組成物に関する。

防火バリア用組成物中の様々な防火バリア材料の好ましい量は、以下の通りである：
多孔質シリカ２〜９重量％、
セラミファイイング組成物２０〜６０重量％、
中空シリカマイクロスフェア５〜１５重量％。

第７の態様において、本発明は、
− ポリウレタン／ポリ尿素ポリマーを形成するための、イソシアナート含有プレポリマー反応物との反応に適しているアルカリ金属ケイ酸塩水溶液反応物中の、多孔質シリカの分散体、または
− ポリウレタンまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートを形成するための、イソシアナート含有反応物との反応に適しているポリオール中の、無機セラミファイイング組成物および中空シリカマイクロスフェアの分散体
を含む防火バリア用組成物を形成するための反応物に関する。

反応物中の様々な防火バリア材料の好ましい量は、以下の通りである：
多孔質シリカ３〜１０重量％、
セラミファイイング組成物４０〜８０重量％、
中空シリカマイクロスフェア１０〜２０重量％。

本発明の任意の態様に関連して説明されている特徴は、本発明の任意の他の態様と組み合わせて使用することができる。

本発明の第１の好ましい実施形態によるパネルの透視図であり、層は、すべてが存在するとは限らないが、次の順序である：Ａ 金属表面仕上げ、Ｂ 防火バリア層（１）、Ｃ 防火バリア層（２）、Ｄ 断熱フォーム、Ａ 金属表面仕上げ。 図１のパネルを製造する方法を示す図であり、図２（ａ）は、型の中の横断面を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）の型の平面図を示し、図２（ｃ）は、図２（ａ）および２（ｂ）の型を用いて形成されたパネルを示す。 図１のパネルの耐火特性を試験する方法を示す図であり、図３（ａ）は、装置およびパネルの透視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の装置中で使用されるクリップを示し、図３（ｃ）は、試験中の図３（ａ）の装置およびパネルの側面図である。 本発明の第２の好ましい実施形態によるジョイント領域を含むパネルの側面図であり、構成部品は、すべてが存在するとは限らないが、Ａ 金属表面仕上げ、Ｅ 標準的なガスケット、Ｂ 防火バリア層、Ｄ 断熱フォームである。 隣接するパネルに取り付けられた図４のパネル配列物の側面図である。

実施例
非限定的な実施例を参照して、本発明をさらに説明する。

材料
ポリウレタン／ポリイソシアヌラートフォームコア
（Ａ）発泡剤および触媒を含むポリオール、および（Ｂ）ポリマーイソシアナートＰＭＤＩを含む二成分系が、フォームコアのために使用される。Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ポリオール（Ａ）を指数２．８５の高官能性ＰＭＤＩ（Ｂ）と反応させる。Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの市販品である。

ポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層
（Ａ）触媒が添加されたポリオール、および（Ｂ）ポリマーイソシアナートＰＭＤＩを含む二成分系が、防火バリア層（複数可）のために使用される。Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１ポリオール（Ａ）を指数２．００の官能基２．７のＰＭＤＩ（Ｂ）と反応させる。Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの市販品である。

ポリウレタン接着剤層
（Ａ）ポリオール（Ｂ）ポリマーイソシアナートＰＭＤＩを含む二成分系が、防火バリア層（複数可）のために使用される。Ｖｏｒａｎｏｌ（登録商標）ＣＰ ４５０ポリオール（Ａ）を指数１．００の官能基２．７のＰＭＤＩ（Ｂ）と反応させる。Ｖｏｒａｎｏｌ（登録商標）ＣＰ ４５０は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの市販品である。

ポリウレタン／ポリ尿素接着剤層
ポリウレタン／ポリ尿素接着剤コーティングは、（Ａ）ケイ酸ナトリウム水溶液（通称：水ガラス）と（Ｂ）イソシアナートでキャップされたポリウレタン（プレポリマー）を反応させることによって得られる。（Ａ）パートとして、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．製３７重量％のケイ酸ナトリウム水溶液を使用する。（Ｂ）パートとして、Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２プレポリマーを使用する。Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによる市販品である。

充填剤：セラミファイイング組成物
高温で焼結されることが知られている無機鉱物のブレンド（商品名：Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標））をＣｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ Ｌｔｄから購入する。当該材料（白色微細粉末）は、入荷したままで、さらに精製せずに使用される。これはＡＴＨ／タルク／ＡＰＰを含有するものと考えられる。

充填剤：カオリン粉末
カオリン（無水ケイ酸アルミニウム、Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）粉末（平均粒径３．８μｍ）をＲＥＡＤＥ（登録商標）Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから購入する。当該材料は、さらに精製せずに使用される。

充填剤：ポルトランドセメント
ポルトランドセメント（商品名：Ｌａｔｅｒｌｉｔｅ（登録商標）Ｌｅｃａ ＣＳ １６００）をＬａｔｅｒｌｉｔｅ Ｓ．ｐ．Ａ．（Ｍｉｌａｎ）から購入し、さらに精製せずに使用する。

充填剤：シリカエーロゲル粉末
粉末状シリカエーロゲル（商品名：Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）ＴＬＤ１０２）をＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから購入し、さらに精製せずに使用する。使用されるグレードは、８０〜９０ｋｇ／ｍ３の平均密度を有する、比較的広いサイズの顆粒（直径が最大１．２ｍｍまで）を示す。

充填剤：ガラス気泡
中空ガラスマイクロスフェアを３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから購入する。当該球体は、商標名３Ｍ Ｇｌａｓｓ Ｂｕｂｂｌｅｓ Ｓ３５（商標）として市販されている。その密度は３５０ｋｇ／ｍ３である。

充填剤：発泡性黒鉛
発泡性黒鉛は、Ｎｏｒｄｍａｎｎ Ｒａｓｓｍａｎｎから得られる。当該製品は、商標名Ｎｏｒｄ−ｍｉｎ（登録商標）ＫＰ ２５１として市販されている。これは２５０μｍの平均粒径を有する。

充填剤：ガラス繊維
チョップドガラス繊維（長さ２５ｍｍおよび直径１２μｍ）を、中国のＨａｉｎａｎ Ｆｕｗａｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄから得た。

ブランケット：シリカエーロゲルブランケット
市販のシリカエーロゲルブランケット（商品名：Ｃａｂｏｔ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）；厚さ：６ｍｍ）をＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから購入し、いかなる処理もせずに使用する。当該ブランケットは、ポリエチレンおよびポリエステルの不織布中のＮａｎｏｇｅｌ（登録商標）顆粒から構成されている。

ブランケット：鉱物ウールブランケット
市販の鉱物ウールブランケット（商品名：Ｒｏｃｋｗｏｏｌ（登録商標）２３４；厚さ：２０ｍｍ）をＲｏｃｋｗｏｏｌ Ｉｔａｌｉａ Ｓ．ｐ．Ａ．から購入し、いかなる処理もせずに使用する。

手順
型の配置
型の配置を図２（ａ）および２（ｂ）に示す。

サーモスタットで５０℃に維持された壁を有するアルミニウムの型１０（３０×３０×１０ｃｍ）中に、２０×２０ｃｍの鋼プレート１２（厚さ０．４ｍｍ；下部鋼表面仕上げ）が、型壁から約５ｃｍのところで中央に置かれる。４個の２０×１０×１０ｃｍのアルミニウムスペーサー１４が、鋼プレート１２の上面の上で、かつ、すべてが型の辺縁に沿って置かれる。中央の１０×１０×１０ｃｍの穴１６が型１０の中に残る。

４片の市販の接着テープ１８が、中央の穴１６の上のかどにおいて、アルミニウムの型１０のエッジに対して４５°で、鋼プレート１２に対して平行に貼り付けられる。別の１０×１０ｃｍの鋼プレート２０（厚さ０．４ｍｍ；上部鋼表面仕上げ）が、型１０を閉じるためにテープで貼り付けられたかど上に置かれる。

１時間後、スペーサー１４の温度を熱電対で点検し、次いで、型１０を温度が５０℃に到達するまで再度密閉する。この温度に達したときフォームを流し込むために、型１０が開けられ、上部鋼表面仕上げ２０が一時的に取り外される。

小規模パネルの製造
図１は、実施例による小規模パネルを示す。図２は製造プロセスを要約する。

防火バリア層（複数可）およびフォームコアが、型中で調製される。第１の防火バリアＢ層（構造上の完全性バリア層、または構造上の完全性バリアおよび熱バリア層の組合せ）を形成するために、ポリオールまたは水ガラス組成物が、成分を手動混合することによって得られ、イソシアナートの添加後、４０ｇの反応混合物を、下部鋼表面仕上げ１２／Ａの上面の上の型１０中の中央の穴１６中に迅速に注入する。

第２の防火バリアＣ層（熱バリア層）が液体反応混合物から形成される場合、これは同じ方法で調製される。第１の防火バリア層を注入した後２０秒以内に、４０ｇの反応混合物を型１０の中央の穴１６中の第１の防火バリアＢ層の上面の上に注入する。あるいは、ブランケット（シリカエーロゲルブランケットまたは鉱物ウールブランケット）が、第２の防火バリア層として使用される場合、これは第１の防火バリア層の上面の上に、注入後２０秒以内に穏やかに置かれる。

ＰＵ／ＰＩＲフォームＤ層は、成分を手動混合し、反応混合物を防火バリア層（複数可）の上面の上に注入することによって調製される。上部防火バリア層が注がれる場合、これは注入の２０秒以内に実施されるべきである。

フォーム用組成物を注入した後、上部鋼表面仕上げ２０／Ａを迅速に配置し、ＰＵ／ＰＩＲフォームが上部鋼表面仕上げ２０／Ａに到達する前に、型１０を閉鎖する。

反応の１０分後、型１０を開けて、小規模パネル２２を型から取り出す（図２（ｃ））。

小規模パネル配列物の製造
ジョイント領域を有する小規模パネル配列物（実施例４、図４および５）は、市販のサンドイッチパネル（Ｐａｉｎｅｌ ２０００、Ｐｏｒｔｕｇａｌ製ＰＷ １０００）から形成される。１０ｃｍ（エッジに対して垂直な）×２０ｃｍ（エッジに沿って）の条片を、２個のサンドイッチパネルそれぞれのエッジ部分から採取する。１つのサンドイッチパネルはオスのエッジ部分４２を有し、他方のサンドイッチパネルは、メスのエッジ部分４４を有する。メスのエッジ部分４４にＰＵ／ＰＩＲフォームガスケットＥが付与される。

防火バリア材料Ｂをカップ中で成分を手動混合し、１つのパネル条片のメスのエッジ部分４４上に液体反応混合物を注入することによって形成する。次いで第２のパネル条片を、防火バリア材料Ｂの接着性を利用する位置に速やかに配置する。

このようして、面積２０×２０ｃｍのパネル配列物４６が作製される（図５）。パネル配列物４６を所定の位置に保持するために、ジョイント領域５０の両端に２個のセルフスレッディングねじ４８を使用する。ねじ４８はパネルを通過して、対向する面から出てくる。

小規模パネルおよび小規模パネル配列物の耐火特性の特性決定
このプロセスを図３に要約する。

小規模パネル２２が、鋼フレーム２４上に支持される（図３（ａ））。フレーム２４は、２０ｃｍ×２０ｃｍのサイズの正方形の台２６の形態であり、中央の１０ｃｍｘ１０ｃｍの穴２８を有し、各かどで高さ２０ｃｍの脚部３０上に支持されている。パネル２２は、パネル２２が台２６中の穴２８と心合わせされるように、少なくとも４個の金属クリップ３４（図３（ｂ））を用いて鋼フレームに（「Ｘ」の地点で）クリップされる。ブンゼンバーナー３６を下部鋼表面仕上げ１２の中心の下に配置する（図３（ｃ））。第１の針状熱電対３８をパネル２２の中心（即ち、各面から５ｃｍにおいて）に配置する。第２の針状熱電対４０を下部鋼表面仕上げ１２の中心と接触させ、すべての実験において同じ温度に達することを確認するために使用する。発炎の開始から、経時的に温度を監視する。

試験の終了時点で、損傷を、損傷を受けた高さとして測定する。小規模の試験は、目安の結果を提供するために使用される。

同様の小規模火災試験が、パネルの間のジョイント領域における防火バリア材料を試験するために使用される（実施例４）。

中規模耐火試験のためのパネルの作製
６０×６０×８ｃｍサイズの金属表面を持つサンドイッチ要素を作製した。防火バリア層（複数可）は、空気スプレーミキシングヘッドデバイスと組み合わせた低圧起泡機を用いて、金属表面仕上げ上に分配される。次いで、金属表面仕上げを型中に配置する。ＰＩＲ反応混合物を、高圧起泡機を用いて加熱された型中に注入する。

中規模試験における耐火特性の特性決定
６０×６０ｃｍのサンドイッチパネルを、ＥＮ １３６３−１規格の温度／時間曲線を追従することができる炉を用いて試験する。サンドイッチの「コールド」サイド上の温度を、表面の中心部において時間に対して記録する。中規模試験からの結果は、小規模試験からのものより信頼がおける。

〔実施例１〕
構造上の完全性バリア層
実施例１−１：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の５０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層は、Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−２：図１の通りのサンドイッチパネル。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ポリウレタン／ポリイソシアヌラートフォームであり、防火バリアＢまたはＣはない。

比較例１−３：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、Ｖｏｒａｍｅｒ ＭＢ ３１７１ポリオールをＰＭＤＩイソシアナートと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層は、Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−４：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、カオリン（組成物全体、即ちＢ層全体の３１重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−５：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、ポルトランドセメント（組成物全体、即ちＢ層全体の３１重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−６：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、イソシアナートプレポリマー（Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２）を、水ガラス（３７．１重量％ケイ酸ナトリウム水溶液）と反応させることによって得られたポリウレタン／ポリ尿素接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例１−７：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、チョップドガラス繊維（長さ２５ｍｍ）（組成物全体、即ちＢ層全体の１０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

〔実施例２〕
熱バリア層
実施例２−１：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、中空シリカマイクロスフェア３Ｍ Ｓ３５（組成物全体、即ちＢ層全体の１８重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−２：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、シリカエーロゲルを有するポリオールとイソシアナートを反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。ポリオールとして、マイクロメトリック粒子のＣａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を使用する。分散用組成物（Ｂ層全体として）に対するシリカエーロゲル含量は４．３重量％である。イソシアナートとして官能基２．７のＰＭＤＩを使用する。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−３：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、シリカエーロゲルを有するポリオールとイソシアナートを反応させることによって得られたポリウレタン接着剤層である。ポリオールとして、マイクロメトリック粒子のＣａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）で充填されたＶｏｒａｎｏｌ（登録商標）ＣＰ ４５０を使用する。分散用組成物（Ｂ層全体として）に対するシリカエーロゲル含量は３．８重量％である。イソシアナートとして官能基２．７のＰＭＤＩを使用する。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−４：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、Ｖｏｒａｍｅｒ ＭＢ ３１７１ポリオールをＰＭＤＩイソシアナートと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は１００×１００×６ｍｍのＴｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）シリカエーロゲルブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−５：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の５０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は、１００×１００×６ｍｍのＴｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）シリカエーロゲルブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−６：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、発泡性黒鉛（組成物全体、即ちＢ層全体の１０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例２−７：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１ポリオールをＰＭＤＩイソシアナートと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は、１００×１００×２０ｍｍのＲｏｃｋｗｏｏｌ（登録商標）２３４グレードの鉱物ウールブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

〔実施例３〕
構造上の完全性バリア層および熱バリア層の組合せ
実施例３−１：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の４０重量％）および中空シリカマイクロスフェア（組成物全体、即ちＢ層全体の１１重量％）の両方で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１と低官能性ＰＭＤＩとを反応させることによって得られたＰＵ／ＰＩＲ接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例３−２：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、イソシアナートプレポリマー（Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２）を、Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）シリカエーロゲルのマイクロメトリック粒子の水ガラス（３７．１重量％ケイ酸ナトリウム水溶液）分散体およびＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１０５の商品名として市販されている界面活性剤と反応させることによって得られたＰＵ／ポリ尿素ポリマー層である。分散用組成物（Ｂ層全体として）に対するシリカエーロゲル含量は、４重量％であり、一方界面活性剤は１．６重量％である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例３−３：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、中空ガラスマイクロスフェア３Ｍ Ｓ３５（商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の１８重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたＰＵ／ＰＩＲ接着剤層である。Ｃ層は、１００×１００×６ｍｍのＴｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）シリカエーロゲルブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

試験したパネルの組成物を表１（実施例１）、および表２（実施例２および３）に報告する。

実施例１から３の結果および考察
小規模火災試験における発炎の１５分および３０分後の試料の内部温度、加えてフォームを切断後の内部損傷高さを表３（実施例１）および表４（実施例２および３）に報告する。

内部温度は、熱バリア特性の指標を提供する。損傷高さは構造上の完全性バリア特性の指標を提供する。これらの変数はそれぞれの場合、低い値が望ましい。

小規模火災試験は過酷な条件を伴う。なぜなら、試験熱電対は火炎源からわずか５ｃｍであるからである。したがって、防火バリア効果は３０分間ももたない。

中規模耐火試験に曝露されたサンドイッチの「コールド」サイド上の１５、３０および４０分後の温度を表５（実施例１−１、比較例１−２、実施例２−１および２−２）に報告する。

表３および表４から、構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料（混成型または別個の）の両方が存在する場合（実施例２−１、２−５および３）、小規模火災試験において非常に優れた結果が得られることが分かる。１５分後の温度は、４６から６９℃の範囲である。損傷高さ（測定された場合）は、５５から６１ｍｍの範囲である。これが、改良されていないＡＰＬ（比較例１−３）に対する１５分後温度１０８℃および損傷高さ６３ｍｍと比較される。

表３から、構造上の完全性バリア材料として、ＰＵ／ＰＩＲ中のセラミファイイング組成物の分散体を含む防火バリアは、最小の損傷高さ（６２ｍｍ）を示し、カオリンまたはポルトランドセメントを用いた防火バリアより低い１５分後温度（７３℃）を示すことも分かる（実施例１−１ならびに比較例１−４および１−５）。１５分後の低温度（６９℃）はまた、構造上の完全性バリア材料としてＰＵ／ＰＩＲ中のチョップドガラス繊維の分散体を含む防火バリアを用いて達成される。カオリンおよびポルトランドセメントは、ＷＯ２００６０１０６９７において充填剤として使用されている。

表４から、シリカエーロゲルブランケットの使用は、鉱物ウールブランケットの使用に比較してより低い損傷高さ（６４ｍｍ）を示し、より低い１５分後温度（６９℃）を示すことも分かる（実施例２−４および比較例２−７）。

表５から、中空シリカマイクロスフェア（実施例２−１）、エーロゲル（実施例２−２）およびＰＵ／ＰＩＲ中の発泡性黒鉛の分散体（実施例２−６）は、中規模火災試験において優れた性能を提供したことが分かる。中規模火災試験の１５分における結果は、３０分および４０分における結果に比べると重要ではない。実施例２−１の防火バリアは、約２０分の間断熱性の破たんを遅延させ、Ｉ＝５５の性能をもたらすことが見出されている（上記のＥＮ試験）。焼けたパネルを観察すると、曝露された面上に高密度な凝集性の木炭が見出され、その下のＰＩＲフォーム中に深さが軽減された亀裂を有していた。

〔実施例４〕
ジョイントの保護
比較例４−１：標準的開放気泡ガスケットＥを有し、防火バリアＢ層を有さない、図５のようなジョイント領域を有するパネル。

実施例４−２：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、中空シリカマイクロスフェア３Ｍ Ｓ３５（組成物全体、即ちＢ層全体の２０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。防火バリアＢ層は、標準的ガスケットＥ上に適用される。

実施例４−３：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の５０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。防火バリアＢ層は、パネルの断熱フォーム上に直接適用される。ガスケットＥは存在しない。

パネルを改良バージョンの上記の小規模火災試験にかける。

実施例４の結果を表６に示す。

表６から、ジョイント領域中に防火バリア層が含まれる場合（実施例４−２および４−３）、ジョイント領域に防火バリアが含まれない場合（比較例４−１）の結果に比較して、火災試験で良好な結果が得られることが分かる。

提案される他の実施例
実施例４−２：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、イソシアナートプレポリマー（Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２）を、Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）シリカエーロゲルのマイクロメトリック粒子の水ガラス（３７．１重量％ケイ酸ナトリウム水溶液）分散体およびＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１０５の商品名として市販されている界面活性剤と反応させることによって得られたＰＵ／ポリ尿素ポリマー層である。シリカエーロゲル含量は、分散用組成物（Ｂ層全体として）に対して４重量％であり、一方、界面活性剤は、１．６重量％である。防火バリアＢ層は、標準的ガスケットＥ上に適用される。

実施例４−３：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、実施例４−２で使用された組成物からなるが、パネルの断熱フォーム上に直接適用される。ガスケットＥは存在しない。

実施例４−５：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、実施例４−４で使用された組成物からなるが、パネルの断熱フォーム上に直接適用される。ガスケットＥは存在しない。

本発明の好ましい実施形態のパネルは、多層−多機能の概念を使用して、構造上の完全性バリア特性および熱バリア特性を組み合わせている。非常に優れた耐火特性が得られる。当該知見は、ジョイントの保護にも適用することができる。

さらに、本発明の好ましい実施形態のパネルは、製造することが容易である。このことは、ＷＯ２００６０１０６９７（この場合、水ガラス化学薬品は、水ガラスベースの層と金属層の間の接着性の欠如のために、連続的な製造に使用することが困難である）に比較すると改良されている。本発明の好ましい実施形態の防火バリア中のＰＵ／ＰＩＲの使用は、金属表面仕上げに対するおよびＰＩＲフォームコアに対する優れた接着を可能にする。

本発明を図解入りの好ましい実施形態および実施例を参照して説明してきたが、当業者であれば、特許請求の範囲内で様々な修正が可能であることが理解されよう。

Ａ 金属表面仕上げ
Ｂ 第１の防火バリア層、防火バリア層（１）
Ｃ 第２の防火バリア層、防火バリア層（２）
Ｄ 断熱フォーム
Ｅ ガスケット
１０ 型
１２ プレート、下部金属表面仕上げ
１４ スペーサー
１６ 穴
１８ 接着テープ
２０ プレート、上部金属表面仕上げ
２２ パネル
２４ フレーム
２６ 台
２８ 穴
３０ 脚部
３４ クリップ、金属クリップ
３６ ブンゼンバーナー
３８ 第１の針状熱電対
４０ 第２の針状熱電対
４２ オスのエッジ部分
４４ メスのエッジ部分
４６ パネル配列物
４８ ねじ
５０ ジョイント領域

本発明は、防火バリアを有するパネルおよびパネル配列物、このようなパネルおよびパネル配列物の形成方法；防火バリア用組成物；ならびに防火バリア用組成物を形成するための反応物に関する。

硬質ポリマーフォームは優れた断熱性を提供し、それによって「サンドイッチ」予断熱パネル等の建築部材に使用される。このようなパネルは、通常、例えば鋼もしくはアルミニウムの金属表面仕上げ層、または金属フォイルのストレストスキンに接着された硬質ポリウレタン／ポリイソシアヌラート（ＰＵ／ＰＩＲ）フォームコアを含む。このタイプのパネルは、例えばＳＡＢ−ｐｒｏｆｉｅｌ（商標）から入手可能である。

このようなパネルは、連続プロセスによって製造してもよい。連続的な積層プロセスは、通常、二重ベルト／バンド配列を使用し、ここで、発泡ポリマーを形成するための液体反応混合物は下部表面仕上げシート上に堆積され（注入またはスプレーされ）、シートは柔軟でも剛直でもよい。上部表面仕上げシートは、ポリマー形成性混合物と、硬化して剛直になる前に接触される。別法としては（「逆ラミネーター」）、反応混合物は、上部表面仕上げシート上に堆積されてもよい。この方法は、「Polyurethane Handbook」（ed. Dr Guenter Oertel, Hanser Publishers 1985）、ＵＳ２００５／０２４７８９９３、ＵＳ２００７／０２４６１６０、ＷＯ２００９／０７７４９０およびＵＳ４０１９９３８で論じられている。

イソシアナートおよびポリオールから形成される、薄層の非発泡またはわずかに発砲されたＰＵ／ＰＩＲポリマーは、時には、金属表面仕上げとフォームコアの間の接着を促進するために使用される。この薄層は、「追加のポリウレタン／ポリイソシアヌラート層」（ＡＰＬ）と呼ばれる。

パネルの間の側方ジョイントは、従来、軟質フォームガスケットで密閉される。

ポリマーフォームコア材料は、通常可燃性であり、燃焼するとわずかな炭素質の残留物を残す。したがって、これらは、火災の条件下で限定された構造上の完全性しか提供しない。構造上の完全性は、建造物の安定性を持続させ、熱、煙および火炎の通路に対してバリアを維持するために重要である。

断熱層がＰＩＲフォームである、金属表面を持つサンドイッチパネルの現時点での耐火性能は、厚さ２００ｍｍのパネルでよくてもＥＩ６０である（この場合、「ＥＩ」は、完全性および断熱性を表し、構成部品がその間有効である分数がそれに続く）。参照規格は、ＥＮ １３６３−１／２およびＥＮ １３６４−１である。

この性能を改良するための試みが、例えば、フォーム中に難燃剤を取り込むことによって、および不燃性の厚い表面仕上げ材料（例えば石膏）を用いることによってなされている。

ＥＰ０８９１８６０には、硬質発泡プラスチック材料のコアと金属外層の間に挿入された、膨張性マットの層（例えば、黒鉛ベースの鉱物繊維で安定化された材料）を有する耐火性複合材料のパネルが開示されている。マットは、コアと金属層の間の接着を可能にするための穴が開けられている。

本発明者らは、典型的なサンドイッチパネルが炉内条件下で処理された場合、鋼の表面仕上げが急速にフォームコアから層間剥離し、フォーム中に亀裂が現れることを観察している。

さらに、耐火試験の間に、断熱性が低い場合、損傷は通常、最初にパネルの間のジョイントにおいて発生することを見出している。その結果、ジョイントはパネル全体の耐火性能に影響を及ぼす弱い領域である。

第１の態様において、本発明は、
− 金属表面仕上げ；
− 断熱フォーム層；および
− 金属表面仕上げとフォーム層の間の少なくとも１つの防火バリア層を含むパネルであって、防火バリア層（複数可）が、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング（ceramifying）組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の膨張性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含むパネルを提供する。

好ましくは、防火バリア層は、ポリウレタンポリマーマトリックス、ポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維および無機セラミファイイング組成物の少なくとも１種の分散体を含む。

好ましくは、パネルは自立している。

防火バリア層
防火バリア層（複数可）は、火災条件下で、構造上の完全性の優れた耐久性および／または熱バリア特性を提供するべきである。

１つ、２つ、３つ以上の防火バリア層が存在してもよい。構造上の完全性バリア特性および熱バリア特性は、別個の層（「構造上の完全性バリア層」および「熱バリア層」と呼ぶ）によってまたは同じ層によって提供され得る。これらの特性が同じ層によって提供される場合、これらの特性は、異なる材料によってまたは同じ材料によって提供され得る。

適した防火バリア材料（即ち、防火バリア層中に使用する材料）は、その特性により、「構造上の完全性バリア材料」、「熱バリア材料」および「混成型の構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料」の見出しの下、以下に論じられる。

好ましくは、防火バリア層は、０．１Ｗ／ｍｋ未満の熱伝導率（κ）を有する。

好ましくは、防火バリアは、厚さが２から２０ｍｍ、好ましくは２から１５ｍｍ、例えば３から１０ｍｍである。

防火バリア層（複数可）は、フォームコアと金属表面仕上げの間に位置し、好都合には改良されたＡＰＬ層と考え得る。

防火バリア層（複数可）は、フォームコアおよび／または金属表面仕上げに対して優れた接着性を有することが好ましい。ＰＵ、ＰＵ／ＰＩＲおよびＰＵ／ポリ尿素ポリマーは、優れた接着性を提供し、以下に論じるように、好ましくは防火バリア層（複数可）中で使用される。防火バリア層が優れた接着性を有さない場合は、別個の接着剤を使用してもよい。

好ましくは、防火バリア層は連続的であり、金属表面仕上げおよび断熱フォーム層に連続的に接着されている。

構造上の完全性バリア材料
上記で説明したように、１種または複数の構造上の完全性バリア材料が防火バリア層（複数可）に含まれ得る。

構造上の完全性バリア材料は、火災条件において構造上の完全性の耐久性に寄与することが意図される。構造上の完全性バリア材料として機能する材料の適合性は、例えば、金属外皮上に適用された前記材料の試料を耐火試験に匹敵する温度曲線で加熱されるマッフル炉中に入れ、次いで、亀裂および空隙が存在しないことを確認し、残存する機械的特性を点検することによって評価することができる。構造上の完全性バリア材料は、好ましくは、下にあるフォームコアが割れる傾向を低減する凝集性の強固な木炭層を形成する。

構造上の完全性バリア材料は、火災条件下で膨張性の粒子を含んでもよい。

防火バリア層（複数可）中で使用するのに好ましい構造上の完全性バリア材料を以下に論じる。

ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物
ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物の分散体を、防火バリア層（複数可）における構造完全性バリア材料として使用することができる。Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋは、ＷＯ２００８１３４８０３、ＷＯ２００５０９５５４５、ＷＯ２００４０８８６７６およびＷＯ２００４０３５７１１でこのような混合物を開示している。

「セラミファイイング組成物」という用語には、火災条件下で分解し、化学反応を受けて、多孔質の自立したセラミック生成物を形成する組成物が含まれる。一方、コンベンショナルな無機充填剤は、火災条件下で非凝集性の粒子としてのままである。

好ましい混合物には、ケイ酸塩鉱物と無機リン酸塩が含まれる。追加の無機充填剤および／または熱膨張性材料が存在してもよい。セラミファイイング混合物は、例えば、アルミニウムトリヒドロキシド、タルクおよびアンモニウムポリホスファートの一部またはすべてを含んでもよい。好ましい混合物の例には、アルミニウムトリヒドロキシド（ＡＴＨ）／タルク／アンモニウムポリホスファート（ＡＰＰ）；タルク／ＡＰＰ／ホウ酸亜鉛／膨張性黒鉛が含まれる。これらの材料は、火災条件下で反応して、活性化温度（通常、３５０から８００℃の範囲内）に達すると凝集性の自立したセラミックを形成する。

好ましくは、ポリマーマトリックスはＰＵ／ＰＩＲポリマーである。このようなポリマーは、ポリオール（例えばポリエステルポリオール）およびイソシアナート（例えば、ポリマーメチレンジフェニルジイソシアナート、ＰＭＤＩ、例えば２．７官能基等の有機ポリイソシアナート）から形成され得る。触媒が使用される。適切な指数は１．８以上である。「指数」という用語は、イソシアナート指数、必要なイソシアナート含有化合物の当量の理論数に対する、添加されたイソシアナート含有化合物の当量数の測度を表す。より高い指数は、より多量のイソシアナート含有反応物を示す。好ましいポリオールには、Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ポリオール（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）が含まれる。

あるいは、ポリマーマトリックスは、ポリウレタン（ＰＵ）ポリマーであってもよいが、これはあまり好ましくない。このようなポリマーは、ポリオール（例えばポリエーテルポリオール）およびイソシアナート（例えば、低官能性のＰＭＤＩ、例えば２．７官能基等の有機ポリイソシアナート）から形成され得る。触媒が使用される。適切な指数は０．８から１．８である。好ましいポリオールには、Ｖｏｒａｎｏｌ（登録商標）ポリオール（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）が含まれる。

好ましくは、セラミファイイング組成物は、当該層の総重量に対して３０から７０重量％の量で存在する。

接着性ポリウレタン／ポリ尿素
ケイ酸ナトリウム水溶液（通称：水ガラス）と親水性プレポリマーの反応によって形成される、接着性ポリウレタン／ポリ尿素コーティングを、防火バリア層（複数可）における構造完全性バリア材料として使用することができる。当該コーティングは、火炎への曝露下で凝集性木炭を形成することが見出されている。ＷＯ２００６０１０６９７（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）は、このような水ガラスベースのＰＵ／ポリ尿素コーティングに関する。他の防火バリア材料がコーティング中に分散され得る。

好ましい親水性ポリウレタンプレポリマーは、Ｄｏｗ Ｈｙｐｏｌ（登録商標）クラスのイソシアナートである。

ガラス繊維
防火バリア層（複数可）における構造完全性バリア材料として、ガラス繊維を使用することができる。長さ５ｍｍから７５ｍｍおよび／または直径１０から１３μｍのチョップドガラス繊維が好ましい。ガラス繊維の代替物には、ロックファイバー、玄武岩繊維および炭素繊維が含まれる。繊維は、好ましくはポリマーマトリックス、例えば、上記の「ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物」で論じられたタイプのポリマーマトリックス中に分散される。

熱バリア材料
上記で説明されたように、１種または複数の熱バリア材料を防火バリア層（複数可）中に含めてもよい。

熱バリア材料は、火災条件において温度勾配を提供する。このことは、耐火試験の間の断熱性の改良が意図されている。熱バリア材料として機能するための材料の適合性は、下記の、および図３に示す試験手順を用いて、熱バリア材料とフォームの間の界面に位置する、あるいは界面から一定の距離におけるフォーム中に位置する熱電対で測定された温度増加を評価して実験室規模で評価することができる。好ましい熱バリア材料は、ミクロ空隙またはナノ空隙材料であり、好ましくは多孔質である。適した材料を以下に論じる。

多孔質シリカ
防火バリア層（複数可）中の熱バリア材料として、多孔質シリカを使用することができる。

多孔質シリカの好ましい形態は、ナノ多孔質シリカおよび特にシリカエーロゲルである。シリカエーロゲルは、液体を気体で置換することによって、例えば超臨界乾燥によりシリカゲルから誘導される非常に低密度のナノ多孔質固体である。シリカエーロゲルは、赤外線を強く吸収し、顕著な断熱性を有する。シリカエーロゲル粒子の合成は、ＣａｂｏｔのＷＯ２００８１１５８１２およびＷＯ９８５０１４４で論じられている。

多孔質シリカは、好ましくはポリマーマトリックス中に分散されて使用される。ポリマーマトリックスは、予形成されるかまたはｉｎ ｓｉｔｕで形成され得る。

ナノ多孔質シリカの予形成されたポリマーマトリックス中の分散体は、「エーロゲルブランケット」、例えばＣａｂｏｔ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（商標）として市販されている。これらは、例えば、ポリエチレンおよび／またはポリエステルの不織のポリマー繊維中に分散されたシリカエーロゲルの顆粒を含み得る。Ｔｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（商標）は、必要な寸法に応じてはさみで容易に切断することができる柔軟な圧縮性の低ラムダ材料である。

ポリマーマトリックス中のナノ多孔質シリカの分散体は、市販のシリカエーロゲル粉末を用いてｉｎ ｓｉｔｕで形成され得る。市販のシリカエーロゲルナノ多孔質粉末は、Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（商標）である。

好ましくは、多孔質シリカは、親水性ポリマーマトリックス中に分散される。純粋なシリカエーロゲルは、そのナノ多孔質構造のために顕著な断熱性（低ラムダ値）を有する。シリカエーロゲルは、ポリマーマトリックス中で使用される場合、ポリマーがナノ多孔質構造を充填するであろうことから、その顕著な断熱性を失うことが予想される。しかし、本発明者らは、親水性ポリマーおよび水性溶液は、ナノ多孔質シリカの疎水性のために、細孔を充填しないと理解している。したがって、親水性ポリマーおよびこのようなポリマーを提供するために使用される水性組成物は、熱バリア層中に含まれるナノ多孔質シリカの細孔を充填するのを回避するために使用することができる。

上で論じたタイプの構造上の完全性バリア特性を有する接着性ポリウレタン／ポリ尿素コーティングは、特に適している。あるいは、上記の「ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物」の下で論じられたタイプのＰＵ／ＰＩＲまたはＰＵコーティングを使用してもよい。

ＷＯ２００７０４７９７０およびＷＯ９６１５９９８は、水性結合剤とのシリカエーロゲル複合材料に関し、ＷＯ０３０９７２２７、ＵＳ２００４０７７７３８、ＵＳ２００３２１５６４０およびＥＰ１７８７７１６は、親水性結合剤とのシリカエーロゲル複合材料に関する。ＷＯ２００７１４６９４５（Ａｓｐｅｎ）は、ＰＵ／シリカエーロゲル共発泡体に関する。ＷＯ２００７０８６８１９（Ａｓｐｅｎ）は、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）とシリカエーロゲルの複合材料に関する。

好ましくは、多孔質シリカは、当該層の総重量に対して１から１０重量％の量で存在する。

膨張性黒鉛
膨張性黒鉛（「剥離性黒鉛」とも呼ばれる）を、防火バリア層（複数可）中の熱バリア材料として使用することができる。

膨張性黒鉛は、火災条件下で膨張性の粒子である。好ましくは、膨張性黒鉛粒子は、２００から３００μｍの平均粒径である。膨張性黒鉛は、好ましくはポリマーマトリックス、例えば、上記の「ポリマーマトリックス中の無機化合物のセラミファイイング混合物」の下で論じられたタイプのポリマーマトリックス中に分散される。

混成型の構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料
上記のように、構造上の完全性バリア特性および熱バリア特性は、単一の材料によって提供され得る。好ましいこのような材料を以下に論じる。

中空ガラスマイクロスフェア
中空ガラスマイクロスフェアを、防火バリア層（複数可）中の混成型の構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料として使用することができる。適した材料は、ＷＯ２０１００６５７２４で論じられており、市販されている（例えば、３Ｍ製Ｓ３５ Ｇｌａｓｓ Ｂｕｂｂｌｅｓ（商標））。本発明者らは、当該粒子が、有炎条件下で非晶質シリカの凝集性、多孔性木炭を形成することを見出している。当該粒子は、好ましくは、ポリマーマトリックス中で（例えば、上で論じたポリマー材料の１つを用いて）使用される。

好ましくは、中空ガラスマイクロスフェアは、１０から１２０μｍの範囲の平均直径を有する。

好ましくは、中空ガラスマイクロスフェアは、当該層の総重量に対して５から５０重量％の量で存在する。好ましい実施形態において、ＰＵ／ＰＩＲ接着剤層が２０重量％のＳ３５マイクロスフェアで充填される。

好ましい防火バリア構造
好ましい防火バリア構造（即ち、好ましい防火バリア層または防火バリア層の組合せ）には、以下が含まれる：
− 別個の構造上の完全性バリア層および熱バリア層、例えば、ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散されたセラミファイイング組成物の層、および予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体の層を含む防火バリア。
− 別個の構造上の完全性バリア材料、および熱バリア材料、例えば、ＰＵ／ポリ尿素ポリマーマトリックス中に分散された多孔質シリカの層を含む防火バリア層；
− 混成型の構造上の完全性バリアおよび熱バリア材料を含む防火バリア層、例えば、（１）ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散された中空ガラスマイクロスフェア層であって、場合によってセラミファイイング組成物等の他の防火バリア材料を含み、場合によって、別個の構造上の完全性バリア層および／または予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体等の熱バリア層と組み合わされた層；または（２）ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックスに分散されたガラス繊維の層；または（３）ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散された膨張性黒鉛の層；
− 構造上の完全性バリア層のみを有する防火バリア層、例えば、ＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散されたセラミファイイング組成物の層；
− 熱バリア層のみを有する防火バリア層、例えば、（１）ＰＵまたはＰＵ／ＰＩＲポリマーマトリックス中に分散された多孔質シリカの層；または（２）予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体の層。

表面仕上げ
上記で説明したように、パネルには、第１の金属表面仕上げが含まれる。通常、第２の金属表面仕上げは、第１の金属表面仕上げの対向する面上のパネルに含まれる。各金属表面仕上げは、好ましくは鋼またはアルミニウムである。好ましくは、各金属表面仕上げは、０．２から１．２ｍｍの厚さである。

フォームコア
上記で説明したように、パネルには、断熱フォーム層（フォームコアとも呼ばれる）が含まれる。適切には、フォームコアは硬質である。好ましくは、フォームコアは、２０から２５０ｍｍの厚さである。

フォームコアは、好ましくはＰＵ／ＰＩＲからなる。好ましいフォームは、ポリオール（発泡剤および触媒を添加した）およびイソシアナート（例えば、高官能性ＰＭＤＩ等の有機ポリイソシアナート）から形成される。好ましい指数は１．８以上である。好ましいポリオールには、優れた防火性能を有するフォームを提供するＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ポリオール（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）が含まれる。

製造プロセス
第２の態様において、本発明は、
− 少なくとも１つの防火バリア層を有する第１の金属表面仕上げを準備するステップと、
− 液体反応混合物の形態の断熱フォーム層を、防火バリア層（複数可）に適用するステップと、
− 第２の金属表面仕上げを、断熱フォーム層に適用するステップと
を含む上記のパネルを形成する方法を提供する。

防火バリア層（複数可）は、液体の形態で準備されてもよく、好ましくは、少なくとも１つの防火バリア層は、ポリマーマトリックスを形成する液体反応混合物（場合によって、分散された材料を含有する）の形態で適用される。好ましくは、液体反応混合物は、イソシアナート−ベースの反応混合物であり、より好ましくは、イソシアナートベースの反応混合物中の、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；膨張性黒鉛の少なくとも１種の分散体である。

追加的または代替的には、少なくとも１つの防火バリア層（例えば、予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体）は、固体の形態で適用される。固体の形態の防火バリア層は、接着剤組成物で固定され得る。しかし、先の防火バリア層が液体の形態で適用されている場合、接着剤組成物は必要でないこともある。

第３の態様において、本発明は、第１の金属表面仕上げおよび第２の金属表面仕上げ；断熱フォーム層；および金属表面仕上げとフォーム層の間の少なくとも１つの防火バリア層を含むパネルを形成する方法であって、防火バリア層（複数可）は、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維、ロックファイバー、玄武岩繊維または炭素繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の膨張性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含み、
− 液体反応混合物の形態で適用される少なくとも１つの防火バリア層を有する第１の金属表面仕上げを準備するステップと、
− 液体反応混合物の形態の断熱フォーム層を、防火バリア層（複数可）に適用するステップと、
− 第２の金属表面仕上げを、断熱フォーム層に適用するステップと
を含む方法を提供する。

本発明によるパネルは、連続式または不連続式プロセスで製造され得る。

適切には、ＰＵ／ＰＩＲ接着剤が使用され、液体の形態で適用される。

型を用いて不連続式プロセスを使用してもよい。このような方法において、金属表面仕上げを型（好ましくは加熱された型）中に適切に位置決めし、断熱形態の層を形成するための反応混合物は、型を充填し、金属表面仕上げに付着するように（例えば、発泡装置を用いて）注入される。防火バリア層（複数可）を、金属表面仕上げが型中に置かれる前に、または金属表面仕上げが型中にある間に加えてもよい。

複数の防火バリア層が存在する場合、当該層は、金属表面仕上げ上で任意の順序で形成され得る。しかし、好ましくは、フォームコアに隣接して熱バリア材料を有する。

ジョイント防火バリア
第４の態様において、本発明は、
− ２つ以上の隣接するパネルであって、場合によって、上記のように各パネルが金属表面仕上げおよび断熱フォーム層を含むパネル、および
− 隣接するパネルの間のジョイント領域に位置する防火バリア材料
を含むパネル配列物であって、
防火バリア材料は、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の膨張性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含むパネル配列物に関する。

適したジョイント防火バリア材料は、上で論じた防火バリア材料である。

第５の態様において、本発明は、上記のようなパネル配列物を形成する方法であって、
− 防火バリア材料を有するパネルを準備するステップと、
− 防火バリア材料が、隣接するパネルの間のジョイント領域に位置するように、１つまたは複数のさらなるパネルを第１のパネルに隣接して取り付けるステップと
を含む方法に関する。

適切には、パネルは、オーバーラップする部分で取り付けられ、例えば、そのエッジに沿ってオスの部分を有するパネルを、そのエッジに沿って相補的なメスの部分を有するパネルに取り付けてもよい。パネルは互いに、および／または建築構造物に取り付けられ得る。パネルは、好ましくは摩擦嵌合いによって、および／またはねじを用いて取り付けられる。

場合によって、ガスケットもジョイント領域に位置される。ガスケットは、フォームから形成され、好ましくは軟質フォームから形成される。ガスケットは、通常、パネル製造の間にロールから供給される。

防火バリア材料は、好ましくはジョイント領域に液体反応混合物の形態で、例えば、注入またはスプレーすることによって適用される。これは、パネル製造後にまたはパネル設置の前に現場で実施される。２つ以上の防火バリア材料が、例えば２つ以上の防火バリア層を含めることによって含まれ得る。

本発明の他の態様
第６の態様において、本発明は、
− アルカリ金属ケイ酸塩水溶液をイソシアナート含有プレポリマーと反応させることによって得られる、ポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中に分散された多孔質シリカ、または
− ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックス中に分散された、無機セラミファイイング組成物および中空シリカマイクロスフェア
を含む防火バリア用組成物に関する。

防火バリア用組成物中の様々な防火バリア材料の好ましい量は、以下の通りである：
多孔質シリカ２〜９重量％、
セラミファイイング組成物２０〜６０重量％、
中空シリカマイクロスフェア５〜１５重量％。

第７の態様において、本発明は、
− ポリウレタン／ポリ尿素ポリマーを形成するための、イソシアナート含有プレポリマー反応物との反応に適しているアルカリ金属ケイ酸塩水溶液反応物中の、多孔質シリカの分散体、または
− ポリウレタンまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートを形成するための、イソシアナート含有反応物との反応に適しているポリオール中の、無機セラミファイイング組成物および中空シリカマイクロスフェアの分散体
を含む防火バリア用組成物を形成するための反応物に関する。

反応物中の様々な防火バリア材料の好ましい量は、以下の通りである：
多孔質シリカ３〜１０重量％、
セラミファイイング組成物４０〜８０重量％、
中空シリカマイクロスフェア１０〜２０重量％。

本発明の任意の態様に関連して説明されている特徴は、本発明の任意の他の態様と組み合わせて使用することができる。

本発明の第１の好ましい実施形態によるパネルの透視図であり、層は、すべてが存在するとは限らないが、次の順序である：Ａ 金属表面仕上げ、Ｂ 防火バリア層（１）、Ｃ 防火バリア層（２）、Ｄ 断熱フォーム、Ａ 金属表面仕上げ。 図１のパネルを製造する方法を示す図であり、図２（ａ）は、型の中の横断面を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）の型の平面図を示し、図２（ｃ）は、図２（ａ）および２（ｂ）の型を用いて形成されたパネルを示す。 図１のパネルの耐火特性を試験する方法を示す図であり、図３（ａ）は、装置およびパネルの透視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の装置中で使用されるクリップを示し、図３（ｃ）は、試験中の図３（ａ）の装置およびパネルの側面図である。 本発明の第２の好ましい実施形態によるジョイント領域を含むパネルの側面図であり、構成部品は、すべてが存在するとは限らないが、Ａ 金属表面仕上げ、Ｅ 標準的なガスケット、Ｂ 防火バリア層、Ｄ 断熱フォームである。 隣接するパネルに取り付けられた図４のパネル配列物の側面図である。

実施例
非限定的な実施例を参照して、本発明をさらに説明する。

材料
ポリウレタン／ポリイソシアヌラートフォームコア
（Ａ）発泡剤および触媒を含むポリオール、および（Ｂ）ポリマーイソシアナートＰＭＤＩを含む二成分系が、フォームコアのために使用される。Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ポリオール（Ａ）を指数２．８５の高官能性ＰＭＤＩ（Ｂ）と反応させる。Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの市販品である。

ポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層
（Ａ）触媒が添加されたポリオール、および（Ｂ）ポリマーイソシアナートＰＭＤＩを含む二成分系が、防火バリア層（複数可）のために使用される。Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１ポリオール（Ａ）を指数２．００の官能基２．７のＰＭＤＩ（Ｂ）と反応させる。Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの市販品である。

ポリウレタン接着剤層
（Ａ）ポリオール（Ｂ）ポリマーイソシアナートＰＭＤＩを含む二成分系が、防火バリア層（複数可）のために使用される。Ｖｏｒａｎｏｌ（登録商標）ＣＰ ４５０ポリオール（Ａ）を指数１．００の官能基２．７のＰＭＤＩ（Ｂ）と反応させる。Ｖｏｒａｎｏｌ（登録商標）ＣＰ ４５０は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの市販品である。

ポリウレタン／ポリ尿素接着剤層
ポリウレタン／ポリ尿素接着剤コーティングは、（Ａ）ケイ酸ナトリウム水溶液（通称：水ガラス）と（Ｂ）イソシアナートでキャップされたポリウレタン（プレポリマー）を反応させることによって得られる。（Ａ）パートとして、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｉｎｃ．製３７重量％のケイ酸ナトリウム水溶液を使用する。（Ｂ）パートとして、Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２プレポリマーを使用する。Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２は、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによる市販品である。

充填剤：セラミファイイング組成物
高温で焼結されることが知られている無機鉱物のブレンド（商品名：Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標））をＣｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ Ｌｔｄから購入する。当該材料（白色微細粉末）は、入荷したままで、さらに精製せずに使用される。これはＡＴＨ／タルク／ＡＰＰを含有するものと考えられる。

充填剤：カオリン粉末
カオリン（無水ケイ酸アルミニウム、Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）粉末（平均粒径３．８μｍ）をＲＥＡＤＥ（登録商標）Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓから購入する。当該材料は、さらに精製せずに使用される。

充填剤：ポルトランドセメント
ポルトランドセメント（商品名：Ｌａｔｅｒｌｉｔｅ（登録商標）Ｌｅｃａ ＣＳ １６００）をＬａｔｅｒｌｉｔｅ Ｓ．ｐ．Ａ．（Ｍｉｌａｎ）から購入し、さらに精製せずに使用する。

充填剤：シリカエーロゲル粉末
粉末状シリカエーロゲル（商品名：Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）ＴＬＤ１０２）をＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから購入し、さらに精製せずに使用する。使用されるグレードは、８０〜９０ｋｇ／ｍ３の平均密度を有する、比較的広いサイズの顆粒（直径が最大１．２ｍｍまで）を示す。

充填剤：ガラス気泡
中空ガラスマイクロスフェアを３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから購入する。当該球体は、商標名３Ｍ Ｇｌａｓｓ Ｂｕｂｂｌｅｓ Ｓ３５（商標）として市販されている。その密度は３５０ｋｇ／ｍ３である。

充填剤：膨張性黒鉛
膨張性黒鉛は、Ｎｏｒｄｍａｎｎ Ｒａｓｓｍａｎｎから得られる。当該製品は、商標名Ｎｏｒｄ−ｍｉｎ（登録商標）ＫＰ ２５１として市販されている。これは２５０μｍの平均粒径を有する。

充填剤：ガラス繊維
チョップドガラス繊維（長さ２５ｍｍおよび直径１２μｍ）を、中国のＨａｉｎａｎ Ｆｕｗａｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄから得た。

ブランケット：シリカエーロゲルブランケット
市販のシリカエーロゲルブランケット（商品名：Ｃａｂｏｔ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）；厚さ：６ｍｍ）をＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから購入し、いかなる処理もせずに使用する。当該ブランケットは、ポリエチレンおよびポリエステルの不織布中のＮａｎｏｇｅｌ（登録商標）顆粒から構成されている。

ブランケット：鉱物ウールブランケット
市販の鉱物ウールブランケット（商品名：Ｒｏｃｋｗｏｏｌ（登録商標）２３４；厚さ：２０ｍｍ）をＲｏｃｋｗｏｏｌ Ｉｔａｌｉａ Ｓ．ｐ．Ａ．から購入し、いかなる処理もせずに使用する。

手順
型の配置
型の配置を図２（ａ）および２（ｂ）に示す。

サーモスタットで５０℃に維持された壁を有するアルミニウムの型１０（３０×３０×１０ｃｍ）中に、２０×２０ｃｍの鋼プレート１２（厚さ０．４ｍｍ；下部鋼表面仕上げ）が、型壁から約５ｃｍのところで中央に置かれる。４個の２０×１０×１０ｃｍのアルミニウムスペーサー１４が、鋼プレート１２の上面の上で、かつ、すべてが型の辺縁に沿って置かれる。中央の１０×１０×１０ｃｍの穴１６が型１０の中に残る。

４片の市販の接着テープ１８が、中央の穴１６の上のかどにおいて、アルミニウムの型１０のエッジに対して４５°で、鋼プレート１２に対して平行に貼り付けられる。別の１０×１０ｃｍの鋼プレート２０（厚さ０．４ｍｍ；上部鋼表面仕上げ）が、型１０を閉じるためにテープで貼り付けられたかど上に置かれる。

１時間後、スペーサー１４の温度を熱電対で点検し、次いで、型１０を温度が５０℃に到達するまで再度密閉する。この温度に達したときフォームを流し込むために、型１０が開けられ、上部鋼表面仕上げ２０が一時的に取り外される。

小規模パネルの製造
図１は、実施例による小規模パネルを示す。図２は製造プロセスを要約する。

防火バリア層（複数可）およびフォームコアが、型中で調製される。第１の防火バリアＢ層（構造上の完全性バリア層、または構造上の完全性バリアおよび熱バリア層の組合せ）を形成するために、ポリオールまたは水ガラス組成物が、成分を手動混合することによって得られ、イソシアナートの添加後、４０ｇの反応混合物を、下部鋼表面仕上げ１２／Ａの上面の上の型１０中の中央の穴１６中に迅速に注入する。

第２の防火バリアＣ層（熱バリア層）が液体反応混合物から形成される場合、これは同じ方法で調製される。第１の防火バリア層を注入した後２０秒以内に、４０ｇの反応混合物を型１０の中央の穴１６中の第１の防火バリアＢ層の上面の上に注入する。あるいは、ブランケット（シリカエーロゲルブランケットまたは鉱物ウールブランケット）が、第２の防火バリア層として使用される場合、これは第１の防火バリア層の上面の上に、注入後２０秒以内に穏やかに置かれる。

ＰＵ／ＰＩＲフォームＤ層は、成分を手動混合し、反応混合物を防火バリア層（複数可）の上面の上に注入することによって調製される。上部防火バリア層が注がれる場合、これは注入の２０秒以内に実施されるべきである。

フォーム用組成物を注入した後、上部鋼表面仕上げ２０／Ａを迅速に配置し、ＰＵ／ＰＩＲフォームが上部鋼表面仕上げ２０／Ａに到達する前に、型１０を閉鎖する。

反応の１０分後、型１０を開けて、小規模パネル２２を型から取り出す（図２（ｃ））。

小規模パネル配列物の製造
ジョイント領域を有する小規模パネル配列物（実施例４、図４および５）は、市販のサンドイッチパネル（Ｐａｉｎｅｌ ２０００、Ｐｏｒｔｕｇａｌ製ＰＷ １０００）から形成される。１０ｃｍ（エッジに対して垂直な）×２０ｃｍ（エッジに沿って）の条片を、２個のサンドイッチパネルそれぞれのエッジ部分から採取する。１つのサンドイッチパネルはオスのエッジ部分４２を有し、他方のサンドイッチパネルは、メスのエッジ部分４４を有する。メスのエッジ部分４４にＰＵ／ＰＩＲフォームガスケットＥが付与される。

防火バリア材料Ｂをカップ中で成分を手動混合し、１つのパネル条片のメスのエッジ部分４４上に液体反応混合物を注入することによって形成する。次いで第２のパネル条片を、防火バリア材料Ｂの接着性を利用する位置に速やかに配置する。

このようして、面積２０×２０ｃｍのパネル配列物４６が作製される（図５）。パネル配列物４６を所定の位置に保持するために、ジョイント領域５０の両端に２個のセルフスレッディングねじ４８を使用する。ねじ４８はパネルを通過して、対向する面から出てくる。

小規模パネルおよび小規模パネル配列物の耐火特性の特性決定
このプロセスを図３に要約する。

小規模パネル２２が、鋼フレーム２４上に支持される（図３（ａ））。フレーム２４は、２０ｃｍ×２０ｃｍのサイズの正方形の台２６の形態であり、中央の１０ｃｍｘ１０ｃｍの穴２８を有し、各かどで高さ２０ｃｍの脚部３０上に支持されている。パネル２２は、パネル２２が台２６中の穴２８と心合わせされるように、少なくとも４個の金属クリップ３４（図３（ｂ））を用いて鋼フレームに（「Ｘ」の地点で）クリップされる。ブンゼンバーナー３６を下部鋼表面仕上げ１２の中心の下に配置する（図３（ｃ））。第１の針状熱電対３８をパネル２２の中心（即ち、各面から５ｃｍにおいて）に配置する。第２の針状熱電対４０を下部鋼表面仕上げ１２の中心と接触させ、すべての実験において同じ温度に達することを確認するために使用する。発炎の開始から、経時的に温度を監視する。

試験の終了時点で、損傷を、損傷を受けた高さとして測定する。小規模の試験は、目安の結果を提供するために使用される。

同様の小規模火災試験が、パネルの間のジョイント領域における防火バリア材料を試験するために使用される（実施例４）。

中規模耐火試験のためのパネルの作製
６０×６０×８ｃｍサイズの金属表面を持つサンドイッチ要素を作製した。防火バリア層（複数可）は、空気スプレーミキシングヘッドデバイスと組み合わせた低圧起泡機を用いて、金属表面仕上げ上に分配される。次いで、金属表面仕上げを型中に配置する。ＰＩＲ反応混合物を、高圧起泡機を用いて加熱された型中に注入する。

中規模試験における耐火特性の特性決定
６０×６０ｃｍのサンドイッチパネルを、ＥＮ １３６３−１規格の温度／時間曲線を追従することができる炉を用いて試験する。サンドイッチの「コールド」サイド上の温度を、表面の中心部において時間に対して記録する。中規模試験からの結果は、小規模試験からのものより信頼がおける。

〔実施例１〕
構造上の完全性バリア層
実施例１−１：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の５０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層は、Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−２：図１の通りのサンドイッチパネル。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ポリウレタン／ポリイソシアヌラートフォームであり、防火バリアＢまたはＣはない。

比較例１−３：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、Ｖｏｒａｍｅｒ ＭＢ ３１７１ポリオールをＰＭＤＩイソシアナートと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層は、Ｖｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−４：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、カオリン（組成物全体、即ちＢ層全体の３１重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−５：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、ポルトランドセメント（組成物全体、即ちＢ層全体の３１重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例１−６：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、イソシアナートプレポリマー（Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２）を、水ガラス（３７．１重量％ケイ酸ナトリウム水溶液）と反応させることによって得られたポリウレタン／ポリ尿素接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例１−７：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、チョップドガラス繊維（長さ２５ｍｍ）（組成物全体、即ちＢ層全体の１０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

〔実施例２〕
熱バリア層
実施例２−１：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、中空シリカマイクロスフェア３Ｍ Ｓ３５（組成物全体、即ちＢ層全体の１８重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−２：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、シリカエーロゲルを有するポリオールとイソシアナートを反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。ポリオールとして、マイクロメトリック粒子のＣａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を使用する。分散用組成物（Ｂ層全体として）に対するシリカエーロゲル含量は４．３重量％である。イソシアナートとして官能基２．７のＰＭＤＩを使用する。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−３：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、シリカエーロゲルを有するポリオールとイソシアナートを反応させることによって得られたポリウレタン接着剤層である。ポリオールとして、マイクロメトリック粒子のＣａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）で充填されたＶｏｒａｎｏｌ（登録商標）ＣＰ ４５０を使用する。分散用組成物（Ｂ層全体として）に対するシリカエーロゲル含量は３．８重量％である。イソシアナートとして官能基２．７のＰＭＤＩを使用する。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−４：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、Ｖｏｒａｍｅｒ ＭＢ ３１７１ポリオールをＰＭＤＩイソシアナートと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は１００×１００×６ｍｍのＴｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）シリカエーロゲルブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−５：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の５０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は、１００×１００×６ｍｍのＴｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）シリカエーロゲルブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例２−６：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、膨張性黒鉛（組成物全体、即ちＢ層全体の１０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

比較例２−７：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、Ｖｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１ポリオールをＰＭＤＩイソシアナートと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。Ｃ層は、１００×１００×２０ｍｍのＲｏｃｋｗｏｏｌ（登録商標）２３４グレードの鉱物ウールブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

〔実施例３〕
構造上の完全性バリア層および熱バリア層の組合せ
実施例３−１：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の４０重量％）および中空シリカマイクロスフェア（組成物全体、即ちＢ層全体の１１重量％）の両方で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１と低官能性ＰＭＤＩとを反応させることによって得られたＰＵ／ＰＩＲ接着剤層である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例３−２：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、イソシアナートプレポリマー（Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２）を、Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）シリカエーロゲルのマイクロメトリック粒子の水ガラス（３７．１重量％ケイ酸ナトリウム水溶液）分散体およびＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１０５の商品名として市販されている界面活性剤と反応させることによって得られたＰＵ／ポリ尿素ポリマー層である。分散用組成物（Ｂ層全体として）に対するシリカエーロゲル含量は、４重量％であり、一方界面活性剤は１．６重量％である。Ｃ層は存在しない。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

実施例３−３：図１の通りの多層サンドイッチパネル、この場合、Ｂ層は、中空ガラスマイクロスフェア３Ｍ Ｓ３５（商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の１８重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたＰＵ／ＰＩＲ接着剤層である。Ｃ層は、１００×１００×６ｍｍのＴｈｅｒｍａｌ Ｗｒａｐ（登録商標）シリカエーロゲルブランケットである。Ｄ層はＶｏｒａｔｈｅｒｍ（登録商標）ＣＮ ６０４ベースのフォームである。

試験したパネルの組成物を表１（実施例１）、および表２（実施例２および３）に報告する。

実施例１から３の結果および考察
小規模火災試験における発炎の１５分および３０分後の試料の内部温度、加えてフォームを切断後の内部損傷高さを表３（実施例１）および表４（実施例２および３）に報告する。

内部温度は、熱バリア特性の指標を提供する。損傷高さは構造上の完全性バリア特性の指標を提供する。これらの変数はそれぞれの場合、低い値が望ましい。

小規模火災試験は過酷な条件を伴う。なぜなら、試験熱電対は火炎源からわずか５ｃｍであるからである。したがって、防火バリア効果は３０分間ももたない。

中規模耐火試験に曝露されたサンドイッチの「コールド」サイド上の１５、３０および４０分後の温度を表５（実施例１−１、比較例１−２、実施例２−１および２−２）に報告する。

表３および表４から、構造上の完全性バリア材料および熱バリア材料（混成型または別個の）の両方が存在する場合（実施例２−１、２−５および３）、小規模火災試験において非常に優れた結果が得られることが分かる。１５分後の温度は、４６から６９℃の範囲である。損傷高さ（測定された場合）は、５５から６１ｍｍの範囲である。これが、改良されていないＡＰＬ（比較例１−３）に対する１５分後温度１０８℃および損傷高さ６３ｍｍと比較される。

表３から、構造上の完全性バリア材料として、ＰＵ／ＰＩＲ中のセラミファイイング組成物の分散体を含む防火バリアは、最小の損傷高さ（６２ｍｍ）を示し、カオリンまたはポルトランドセメントを用いた防火バリアより低い１５分後温度（７３℃）を示すことも分かる（実施例１−１ならびに比較例１−４および１−５）。１５分後の低温度（６９℃）はまた、構造上の完全性バリア材料としてＰＵ／ＰＩＲ中のチョップドガラス繊維の分散体を含む防火バリアを用いて達成される。カオリンおよびポルトランドセメントは、ＷＯ２００６０１０６９７において充填剤として使用されている。

表４から、シリカエーロゲルブランケットの使用は、鉱物ウールブランケットの使用に比較してより低い損傷高さ（６４ｍｍ）を示し、より低い１５分後温度（６９℃）を示すことも分かる（実施例２−４および比較例２−７）。

表５から、中空シリカマイクロスフェア（実施例２−１）、エーロゲル（実施例２−２）およびＰＵ／ＰＩＲ中の膨張性黒鉛の分散体（実施例２−６）は、中規模火災試験において優れた性能を提供したことが分かる。中規模火災試験の１５分における結果は、３０分および４０分における結果に比べると重要ではない。実施例２−１の防火バリアは、約２０分の間断熱性の破たんを遅延させ、Ｉ＝５５の性能をもたらすことが見出されている（上記のＥＮ試験）。焼けたパネルを観察すると、曝露された面上に高密度な凝集性の木炭が見出され、その下のＰＩＲフォーム中に深さが軽減された亀裂を有していた。

〔実施例４〕
ジョイントの保護
比較例４−１：標準的開放気泡ガスケットＥを有し、防火バリアＢ層を有さない、図５のようなジョイント領域を有するパネル。

実施例４−２：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、中空シリカマイクロスフェア３Ｍ Ｓ３５（組成物全体、即ちＢ層全体の２０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。防火バリアＢ層は、標準的ガスケットＥ上に適用される。

実施例４−３：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、セラミファイイング組成物Ｃｅｒａｍ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｋ ＦＭ３Ｈ（登録商標）（組成物全体、即ちＢ層全体の５０重量％）で充填されたＶｏｒａｍｅｒ（登録商標）ＭＢ ３１７１を、官能基２．７のＰＭＤＩと反応させることによって得られたポリウレタン／ポリイソシアヌラート接着剤層である。防火バリアＢ層は、パネルの断熱フォーム上に直接適用される。ガスケットＥは存在しない。

パネルを改良バージョンの上記の小規模火災試験にかける。

実施例４の結果を表６に示す。

表６から、ジョイント領域中に防火バリア層が含まれる場合（実施例４−２および４−３）、ジョイント領域に防火バリアが含まれない場合（比較例４−１）の結果に比較して、火災試験で良好な結果が得られることが分かる。

提案される他の実施例
実施例４−２：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、イソシアナートプレポリマー（Ｈｙｐｏｌ（登録商標）ＪＭ ５００２）を、Ｃａｂｏｔ Ｎａｎｏｇｅｌ（登録商標）シリカエーロゲルのマイクロメトリック粒子の水ガラス（３７．１重量％ケイ酸ナトリウム水溶液）分散体およびＰｌｕｒｏｎｉｃ Ｐ１０５の商品名として市販されている界面活性剤と反応させることによって得られたＰＵ／ポリ尿素ポリマー層である。シリカエーロゲル含量は、分散用組成物（Ｂ層全体として）に対して４重量％であり、一方、界面活性剤は、１．６重量％である。防火バリアＢ層は、標準的ガスケットＥ上に適用される。

実施例４−３：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、実施例４−２で使用された組成物からなるが、パネルの断熱フォーム上に直接適用される。ガスケットＥは存在しない。

実施例４−５：図５のようなジョイント領域を有するパネル、この場合、防火バリアＢ層は、実施例４−４で使用された組成物からなるが、パネルの断熱フォーム上に直接適用される。ガスケットＥは存在しない。

本発明の好ましい実施形態のパネルは、多層−多機能の概念を使用して、構造上の完全性バリア特性および熱バリア特性を組み合わせている。非常に優れた耐火特性が得られる。当該知見は、ジョイントの保護にも適用することができる。

さらに、本発明の好ましい実施形態のパネルは、製造することが容易である。このことは、ＷＯ２００６０１０６９７（この場合、水ガラス化学薬品は、水ガラスベースの層と金属層の間の接着性の欠如のために、連続的な製造に使用することが困難である）に比較すると改良されている。本発明の好ましい実施形態の防火バリア中のＰＵ／ＰＩＲの使用は、金属表面仕上げに対するおよびＰＩＲフォームコアに対する優れた接着を可能にする。

本発明を図解入りの好ましい実施形態および実施例を参照して説明してきたが、当業者であれば、特許請求の範囲内で様々な修正が可能であることが理解されよう。

Ａ 金属表面仕上げ
Ｂ 第１の防火バリア層、防火バリア層（１）
Ｃ 第２の防火バリア層、防火バリア層（２）
Ｄ 断熱フォーム
Ｅ ガスケット
１０ 型
１２ プレート、下部金属表面仕上げ
１４ スペーサー
１６ 穴
１８ 接着テープ
２０ プレート、上部金属表面仕上げ
２２ パネル
２４ フレーム
２６ 台
２８ 穴
３０ 脚部
３４ クリップ、金属クリップ
３６ ブンゼンバーナー
３８ 第１の針状熱電対
４０ 第２の針状熱電対
４２ オスのエッジ部分
４４ メスのエッジ部分
４６ パネル配列物
４８ ねじ
５０ ジョイント領域

Claims (13)

1. − 金属表面仕上げ（１２、Ａ）；
   − 断熱フォーム層（Ｄ）；および
   − 金属表面仕上げ（１２、Ａ）とフォーム層（Ｄ）の間の少なくとも１つの防火バリア層（Ｂ、Ｃ）を含むパネル（２２）であって、防火バリア層（複数可）（Ｂ、Ｃ）が、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の発泡性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含むパネル。
2. 防火バリア層（Ｂ、Ｃ）が、連続的であり、金属表面仕上げ（１２、Ａ）および断熱フォーム層（Ｄ）に連続的に接着されている、請求項１に記載のパネル（２２）。
3. 防火バリア層（Ｂ、Ｃ）が、ポリウレタンポリマーマトリックス、ポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維および無機セラミファイイング組成物の少なくとも１種の分散体を含む、請求項１または請求項２に記載のパネル（２２）。
4. 防火バリア層（Ｂ、Ｃ）が、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液をイソシアナート含有プレポリマーと反応させることによって得られる、ポリウレタン／ポリ尿素ポリマーを含む、請求項３に記載のパネル（２２）。
5. − 少なくとも１つの防火バリア層（Ｂ、Ｃ）を有する第１の金属表面仕上げ（１２、Ａ）を準備するステップと、
   − 液体反応混合物の形態の断熱フォーム層（Ｄ）を、防火バリア層（複数可）（Ｂ、Ｃ）に適用するステップと、
   − 第２の金属表面仕上げ（２０、Ａ）を、断熱フォーム層（Ｄ）に適用するステップと
   を含む、前記請求項のいずれか一項に記載のパネル（２２）を形成する方法。
6. 少なくとも１つ防火バリア層（Ｂ、Ｃ）が、（ａ）液体反応混合物の形態で適用される、または（ｂ）固体の形態で適用される、請求項５に記載の方法。
7. 液体反応混合物が、イソシアナートベースの反応混合物中の、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；発泡性黒鉛の少なくとも１種の分散体を含む、請求項６（ａ）に記載の方法。
8. 固体の形態で適用される防火バリア層（Ｂ、Ｃ）が、予形成されたポリマーマトリックス中の多孔質シリカの分散体である、請求項６（ｂ）に記載の方法。
9. 第１の金属表面仕上げおよび第２の金属表面仕上げ（１２、Ａ；２０、Ａ）；断熱フォーム層（Ｄ）；ならびに金属表面仕上げ（１２、Ａ）と断熱フォーム層（Ｄ）の間の少なくとも１つの防火バリア層（Ｂ、Ｃ）を含むパネル（２２）を形成する方法であって、防火バリア層（複数可）（Ｂ、Ｃ）は、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維、ロックファイバー、玄武岩繊維または炭素繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の発泡性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含み、
   − 液体反応混合物の形態で適用される少なくとも１つの防火バリア層（Ｂ、Ｃ）を有する第１の金属表面仕上げ（１２、Ａ）を準備するステップと、
   − 液体反応混合物の形態の断熱フォーム層（Ｄ）を、防火バリア層（複数可）（Ｂ、Ｃ）に適用するステップと、
   − 第２の金属表面仕上げ（２０、Ａ）を、断熱フォーム層（Ｄ）に適用するステップと
   を含む方法。
10. − ２つ以上の隣接するパネル（２２）であって、場合によって、請求項１から４のいずれか一項に記載されたように、各パネル（２２）が金属表面仕上げ（１２、Ａ）および断熱フォーム層（Ｄ）を含むパネル、および
    − 隣接するパネル（２２）の間のジョイント領域（５０）に位置する防火バリア材料（Ｂ）を含むパネル配列物（４６）であって、
    防火バリア材料（Ｂ）は、多孔質シリカ；中空ガラスマイクロスフェア；ガラス繊維；無機セラミファイイング組成物；ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中の発泡性黒鉛の分散体の少なくとも１種を含むパネル配列物。
11. − 防火バリア材料（Ｂ）を有するパネル（２２）を準備するステップと、
    − 防火バリア材料（Ｂ）が、隣接するパネル（２２）の間のジョイント領域（５０）に位置するように、１つまたは複数のさらなるパネル（２２）を第１のパネル（２２）に隣接して取り付けるステップと
    を含む、請求項１０に記載のパネル配列物（４６）を形成する方法。
12. − アルカリ金属ケイ酸塩水溶液をイソシアナート含有プレポリマーと反応させることによって得られる、ポリウレタン／ポリ尿素ポリマーマトリックス中に分散された多孔質シリカ、または
    − ポリウレタンポリマーマトリックスまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートポリマーマトリックス中に分散された、無機セラミファイイング組成物および中空シリカマイクロスフェア
    を含む防火バリア用組成物（Ｂ、Ｃ）。
13. − ポリウレタン／ポリ尿素ポリマーを形成するための、イソシアナート含有プレポリマー反応物との反応に適しているアルカリ金属ケイ酸塩水溶液反応物中の、多孔質シリカの分散体、または
    − ポリウレタンまたはポリウレタン／ポリイソシアヌラートを形成するための、イソシアナート含有反応物との反応に適しているポリオール中の、無機セラミファイイング組成物および中空シリカマイクロスフェアの分散体
    を含む防火バリア用組成物（Ｂ、Ｃ）を形成するための反応物。
    

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