(57)【要約】１つ以上の液体と、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、ならびに／または周期表の１３族の元素の有機化合物のうちの１つ以上とを含むマトリクス；ならびにＭＯＨ、Ｍ２Ｏ、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ（ＰＯ３）３、ＭｘＨ３−ｘＰＯ４（式中、ｘ＝０〜３）、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／もしくはＮＨ４）などのホウ酸塩、Ｍ´（ＯＨ）２、Ｍ´Ｏ、Ｍ´ＣＯ３、Ｍ´ＳＯ４、Ｍ´ＰＯ４（式中、Ｍ´＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、及び／もしくはＦｅ）、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ（ＯＨ）２、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）、それらの塩、シリカゲル、分子篩、グリコール、ポリオール、不燃性有機溶媒、乾燥アルカリ金属ケイ酸塩、ならびに／または糖類のうちの１つ以上を含む冷却剤；ならびに／または中空微小球、発泡微小球、ガラスフレーク、セラミックフレーク、ウッドチップ、及び／もしくはセルロースチップのうちの１つ以上を含む隔離剤を含む、耐火複合材料。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の液体と、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、ならびに／または周期表の１３族の元素の有機化合物のうちの１つ以上とを含むマトリクス、ならびに
ＭＯＨ、Ｍ２Ｏ、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ（ＰＯ３）３、ＭｘＨ３−ｘＰＯ４（式中、ｘ＝０〜３）、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／もしくはＮＨ４）などのホウ酸塩、Ｍ´（ＯＨ）２、Ｍ´Ｏ、Ｍ´ＣＯ３、Ｍ´ＳＯ４、Ｍ´ＰＯ４（式中、Ｍ´＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ，及び／もしくはＦｅ）、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ（ＯＨ）２、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）、それらの塩、シリカゲル、分子篩、グリコール、ポリオール、不燃性有機溶媒、乾燥アルカリ金属ケイ酸塩、ならびに／または糖類のうちの１つ以上を含む冷却剤、ならびに／または
中空微小球、発泡微小球、ガラスフレーク、セラミックフレーク、ウッドチップ、及び／もしくはセルロースチップのうちの１つ以上を含む隔離剤、を含む、耐火複合材料。
【請求項２】
１つ以上の液体と、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、ならびに／または周期表の１３族の元素の有機化合物のうちの１つ以上とを含むマトリクス、ならびに
ＭＯＨ、Ｍ２Ｏ、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ（ＰＯ３）３、ＭｘＨ３−ｘＰＯ４（式中、ｘ＝０〜３）、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／もしくはＮＨ４）などのホウ酸塩、Ｍ´（ＯＨ）２、Ｍ´Ｏ、Ｍ´ＣＯ３、Ｍ´ＳＯ４、Ｍ´ＰＯ４（式中、Ｍ´＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ，及び／もしくはＦｅ）、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ（ＯＨ）２、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）、それらの塩、シリカゲル、分子篩、グリコール、ポリオール、不燃性有機溶媒、乾燥アルカリ金属ケイ酸塩、ならびに／または糖類のうちの１つ以上を含む冷却剤、ならびに／または
中空微小球、発泡微小球、ガラスフレーク、セラミックフレーク、ウッドチップ、及び／もしくはセルロースチップのうちの１つ以上を含む隔離剤、を含む、耐火複合材料の調製のための混合物。
【請求項３】
前記材料または混合物は、前記材料または混合物の総重量に基づき、少なくとも５重量％の１つ以上の液体であるが、多くても５０重量％の１つ以上の液体を含み、前記１つ以上の液体は水を含む、請求項１に記載の前記材料または請求項２に記載の前記混合物。
【請求項４】
周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、ならびに／または周期表の１３族の元素の有機化合物のうちの前記１つ以上は、前記混合物または前記材料の総重量に基づき、少なくとも５重量％であるが多くても４０重量％の総濃度で存在する、請求項１もしくは３に記載の前記材料または請求項２もしくは３に記載の前記混合物。
【請求項５】
周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素の前記１つ以上のケイ酸塩は、層状ケイ酸塩、例えば、珪灰石及び／もしくはゼオライトを含み、かつ／またはグロッグ、ムライト、及び／もしくはベントナイトを含む、請求項１、３、もしくは４のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜４のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項６】
周期表の１族の元素の前記ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウム及び／またはケイ酸カリウムであり、周期表の２族の元素の前記ケイ酸塩は、ケイ酸マグネシウム及び／またはケイ酸カルシウムであり、周期表の１３族の元素の前記ケイ酸塩は、ホウケイ酸塩及び／またはケイ酸アルミニウムであり、周期表の１４族の元素の前記ケイ酸塩は、有機ケイ酸塩である、請求項１に記載もしくは請求項３〜５のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜５のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項７】
前記周期表の１３族の元素のリン酸塩は、リン酸ホウ素及び／またはリン酸アルミニウムである、請求項１に記載もしくは請求項３〜６のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜６のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項８】
前記周期表の１３族の元素の有機化合物は、有機ホウ素及び／または有機アルミニウム化合物である、請求項１に記載もしくは請求項３〜７のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜７のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項９】
前記マトリクスは、Ｃａ（Ｈａｌ）２、Ｍｇ（Ｈａｌ）２（式中、Ｈａｌ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、もしくＩ）、アルミン酸塩、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物、チタン化合物、シリカゾル、ラポナイト、アクリル酸／メタクリル酸コポリマー、アクリレート、例えば、スチレンアクリレートもしくは他の誘導体、ラテックス、ビニルアセテート、例えば、ポリビニルアセテートもしくは誘導体、ポリビニルポリマー、ポリエタノレート、ポリウレタン、綿、メチルセルロース及び／もしくはヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカルボン酸エーテル、及び／もしくはナイロンなどのなどのポリマー及び／もしくはポリマー含有物質などの、有機化合物；好ましくはポリマーワイヤが埋め込まれた紙；玄武岩、ガラス、セラミック、有機ポリマー、綿、及び／もしくは繊維ガラスのメッシュ、布、テープ、及び／もしくは繊維；黄麻、亜麻、大麻、及び／もしくはセルロース繊維由来の材料、織物材料、ガーゼ包帯、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、及び／もしくはオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）などのシロキサン、ならび／またはシリコーンのうちの１つ以上をさらに含む、請求項１に記載もしくは請求項３〜８のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜８のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１０】
少なくとも１つの有機化合物は、界面活性剤である、請求項９に記載の前記材料または前記混合物。
【請求項１１】
前記冷却剤は、関連するいかなる結晶水も考慮に入れず、前記混合物または前記材料の総重量に基づき、少なくとも１５重量％であるが多くても７０重量％の総濃度で存在する、請求項１に記載もしくは請求項３〜１０のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１０のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１２】
前記冷却剤は、関連するいかなる結晶水も考慮に入れず、前記混合物または前記材料の総重量に基づき、少なくとも３５重量％であるが多くても９５重量％の総濃度で存在する、請求項１に記載もしくは請求項もしくは３〜１０のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１０のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１３】
前記冷却剤は、
ＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、ＮａＳＯ４．ｘＨ２Ｏ（式中、ｘ＝０〜１０）、ＮａＨＣＯ３及び／もしくはＣａＳＯ４．ｘＨ２Ｏ（式中、ｘ＝０〜２）などの塩水和物、シリカゲル、分子篩、Ｎａ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］・８Ｈ２Ｏなどのアルカリホウ酸塩、ホウ酸亜鉛、有機ホウ酸亜鉛、グリコール、ポリオール、ＤＭＳＯなどの不燃性有機溶媒、及び／もしくは乾燥アルカリ金属ケイ酸塩のうちの１つ以上を含む第１の冷却剤、ならびに／または
Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯ（ＯＨ）、Ｚｎ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）３、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｃａ（ＯＨ）２，及び／もしくはＭｇ（ＯＨ）２のうちの１つ以上を含む第２の冷却剤、を含む、請求項１に記載もしくは請求項３〜１２のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１２のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１４】
前記シリカゲルは、アルカリ金属ケイ酸塩をＨ２ＳＯ４及び／またはＨ３ＰＯ４などの酸と反応させることによって生成された、請求項１に記載もしくは請求項３〜１３のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１３のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１５】
前記隔離剤は、中空ガラス微小球、発泡微小球、中空セラミック微小球、及び／または中空ポリマー微小球のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載もしくは請求項３〜１４のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１４のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１６】
前記冷却剤は、１つ以上の箔包装、好ましくは１つ以上の金属箔包装中にカプセル封入される、請求項１に記載もしくは請求項３〜１５のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１５のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１７】
前記混合物または前記材料中に存在するとき、前記隔離剤は、前記混合物または前記材料の総重量に基づき、少なくとも０．５重量％であるが多くても５０重量％の総濃度で存在する、請求項１に記載もしくは請求項３〜１６のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１６のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１８】
ホウ砂、Ｄ（−）酒石酸、及び／またはＬ（＋）酒石酸などの１つ以上の遅延剤をさらに含む、請求項１に記載もしくは請求項３〜１７のいずれかに記載の前記材料または請求項２〜１７のいずれかに記載の前記混合物。
【請求項１９】
前記材料は、チューブ、好ましくは熱収縮チューブ内にカプセル封入される、請求項１に記載または請求項３〜１８のいずれかに記載の前記材料。
【請求項２０】
前記材料は、層、ロッド、チューブ、プレート、またはブロックの形態である、請求項１に記載または請求項３〜１９のいずれかに記載の前記材料。
【請求項２１】
耐火ガラス窓枠、壁、及び／または扉のためのインサートであって、請求項１に記載または請求項３〜２０のいずれかに記載の前記材料を組み込む、前記インサート。
【請求項２２】
前記インサートは、請求項１に記載または請求項３〜２０のいずれかに記載の２つ以上の材料を含み、前記インサートは、少なくとも２つの層を含み、いずれかの層が互いと直接接触している場合、直接接触している前記層は、異なる材料を含む、請求項２１に記載の前記インサート。
【請求項２３】
前記インサートは、請求項１に記載または請求項３〜２０のいずれかに記載の異なる材料によってカプセル封入された、請求項１に記載または請求項３〜２０のいずれかに記載の１つ以上の材料を含む、請求項２１または２２に記載の前記インサート。
【請求項２４】
前記インサートは、金属、プラスチック、及び／または繊維ガラス中にカプセル封入される、請求項２１〜２３のいずれかに記載の前記インサート。
【請求項２５】
請求項２１〜２４のいずれかに記載の前記インサートを組み込む、ガラス窓枠、壁、隔壁、ブラインド、及び／または扉などの耐火物品。
【請求項２６】
少なくとも２つまたは少なくとも３つの空洞など、少なくとも１つの空洞を含む、請求項２５に記載の前記耐火物品。
【請求項２７】
前記少なくとも３つの空洞は、１つの内側空洞と２つの外側空洞とを含み、外側空洞内に組み込まれる外側インサートは、少なくとも４０重量％の冷却剤と、多くても２０重量％の隔離剤とを含み、内側空洞内に組み込まれる内側インサートは、少なくとも４０重量％の隔離剤と、多くても２０重量％の冷却剤とを含む、請求項２６に記載の前記耐火物品。
【請求項２８】
請求項２５〜２７のいずれかに記載の耐火ガラス窓枠に取り付けられる、少なくとも１つの耐火ガラス窓を含む、耐火ガラス窓アセンブリ。
【請求項２９】
延焼を防止するための請求項１に記載または請求項３〜２０のいずれかに記載の材料の使用。
【請求項３０】
少なくとも１つの空洞を含む、枠、隔壁、扉、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは壁、またはこれらの部品などの耐火物品であって、
前記少なくとも１つの空洞は、筐体によって外部環境から少なくとも部分的に分離され、
前記少なくとも１つの空洞は、第１の耐火材料と、
ｉ）空隙及び／または
ｉｉ）第２の耐火材料と、を含む、前記耐火物品。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの空洞は、筐体によって外部環境から完全に分離される、請求項３０に記載の前記物品。
【請求項３２】
前記筐体は、金属、繊維ガラス、及び／またはプラスチック筐体を含む、請求項３０または３１に記載の前記物品。
【請求項３３】
前記筐体は、複数の区分を含み、前記筐体の少なくとも１つの区分は、前記第１の耐火材料を含み、前記第１の耐火材料は、前記区分において前記内側空洞を外部環境から分離する、請求項３０〜３２のいずれか１項に記載の前記物品。
【請求項３４】
前記第２の耐火材料は、中空微小球及び／または発泡微小球のうちの１つ以上を含む、請求項３０〜３３のいずれか１項に記載の前記物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火材料、該耐火材料の調製のための方法、及び該耐火材料の使用に関する。本発明はまた、該材料を組み込む耐火ガラス窓枠のためのインサート、ならびに該インサートを組み込む枠、建物、及びアセンブリに関する。
【０００２】
２枚の対向するガラスの間に挟持される膨張性無機ケイ酸塩中間層を組み込む耐火ガラス積層体は、ＮＳＧ  Ｇｒｏｕｐによって商標名ＰＹＲＯＳＴＯＰ及びＰＹＲＯＤＵＲで販売されている。そのような積層体が火に曝されるとき、無機中間層は膨張及び拡大し、発泡層を形成する。発泡体は、火に向けられたガラス板を保護する断熱層を提供し、火災伝播を防止するバリアとして機能するガラス一式の構造的完全性がより長い期間維持されるようにする。そのような膨張性中間層を組み込むガラス積層体は、耐火ガラス構造として成功裏に使用されてきた。これらの積層体は、２つ以上の膨張性中間層を挟持する３枚以上のガラス板を含んでもよい。膨張性無機層は、通常、ケイ酸ナトリウム水ガラス、またはそのケイ酸カリウムもしくはケイ酸リチウム水ガラスとの混合物から形成される。層は、ケイ酸塩の溶液を調製し、その溶液をガラスの表面上に広げ、溶液から過剰な水を乾燥させて、膨張性無機層を形成することによって、一般的に形成される。
【０００３】
耐火ガラス窓が取り付けられる枠システムは、全システムの耐火性能に不可欠である１つ以上の耐火インサートを組み込んでもよい。正確には、枠は、ガラス窓と同じ耐火性を提供しなければならない。しかしながら、いくつかの現在利用可能な耐火インサートは低い水安定性、機械的安定性、及び形態安定性などの不利点を示すことに留意されたい。
【０００４】
低い水安定性とは、インサートが水中に沈んでいるときに経時的にその寸法を変化させ、空気の高い含水量によって枠内で凝縮する可能性があることを意味する。あらゆる場合において、塩及び水ガラスなどの水溶性成分は、周囲の水中に移る。機能的な成分を吸収するように設計されたマトリクスはそれ自体が水溶性であり、したがって不溶性の成分さえ洗い流され得るため、いくつかの既知のインサートは、不十分な水安定性を示す。
【０００５】
低い形態安定性とは、製造中、特に乾燥プロセス中に、インサートが、例えば縁部の湾曲によってその形状を変化させることを意味する。この効果はまた、水の損失が生じた場合に、標準的な大気条件においても発生し得る。加えて、混合物中のアルカリ金属ケイ酸塩の含有量が高すぎる場合、これは、機械的に歪められている間、プラスチック挙動をもたらす可能性がある。
【０００６】
ドイツ特許第１０２０１２２２０１７６  Ａ１号は、少なくとも２つの異なる水ガラス、ならびに一価アルコール、多価アルコール、炭水化物、糖アルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、エチレンオキシド／プロピレンオキシドポリオール、及び任意にそれらのアルカリ金属塩を含む、炭素供与体としての少なくとも１つのさらなる有機化合物を有する、組成物を記載する。（１）上記の組成物と少なくとも１つの支持材料とを含む複合材料、（２）上記の組成物を提供することと、支持材料を提供することと、上記の組成物と担体材料とを接触させることとを含む、支持材料に組成物を備えること、（３）（ｉ）上記の組成物を適切な所望の成形体に対応する形状に変換することと、（ｉｉ）ステップ（ｉ）で得られた予め形成された組成物をエネルギーに曝露することとを含む、成形体を生成すること、（４）上記の方法によって得られ得る成形体、ならびに（５）膨張性組成物の可撓性を改善するための、膨張性化合物の膨潤挙動を改善するための、及び／または基質上の膨張性化合物の接着を改善するための少なくとも１つの有機化合物の使用に対する、独立請求項も含まれる。
【０００７】
米国特許第２０１４／０１４５１０４  Ａ１号は、少なくとも１つの軽量充填剤、有機−無機ハイブリッド結合剤の熱硬化の１つの反応生成物、水を排除する１つの無機物、ならびに繊維及び／または珪灰石も含む、断熱防火成形品を記載する。
【０００８】
建物内の枠、壁仕切り、床、プレート、または充填バーなどの耐火ガラス窓システム用のインサートのために使用されるのに構造的、化学的、及び審美的に好適である、改善された耐火材料を提供することが望ましい。インサートの形態のそのような材料は有利に、既知の材料の冷却性能を改善し、ＥＩ３０以上などの燃焼試験規格を満たす。加えて、一時的流体混合物は、所望の形態に流し込み、経時的に硬化させるのに有用である。
【０００９】
本発明の第１の態様によると、
１つ以上の液体と、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、ならびに／または周期表の１３族の元素の有機化合物のうちの１つ以上とを含むマトリクス；ならびに
ＭＯＨ、Ｍ２Ｏ、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ（ＰＯ３）３、ＭｘＨ３−ｘＰＯ４（式中、ｘ＝０〜３）、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／もしくはＮＨ４）などのホウ酸塩、Ｍ´（ＯＨ）２、Ｍ´Ｏ、Ｍ´ＣＯ３、Ｍ´ＳＯ４、Ｍ´ＰＯ４（式中、Ｍ´＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、及び／もしくはＦｅ）、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ（ＯＨ）２、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）、それらの塩、シリカゲル、分子篩、グリコール、ポリオール、不燃性有機溶媒、乾燥アルカリ金属ケイ酸塩、ならびに／または糖類のうちの１つ以上を含む冷却剤；ならびに／または
中空微小球、発泡微小球、ガラスフレーク、セラミックフレーク、ウッドチップ、及び／もしくはセルロースチップのうちの１つ以上を含む隔離剤を含む、耐火複合材料が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によると、
１つ以上の液体と、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、ならびに／または周期表の１３族の元素の有機化合物のうちの１つ以上とを含むマトリクス；ならびに
ＭＯＨ、Ｍ２Ｏ、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ（ＰＯ３）３、ＭｘＨ３−ｘＰＯ４（式中、ｘ＝０〜３）、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／もしくはＮＨ４）などのホウ酸塩、Ｍ´（ＯＨ）２、Ｍ´Ｏ、Ｍ´ＣＯ３、Ｍ´ＳＯ４、Ｍ´ＰＯ４（式中、Ｍ´＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、及び／もしくはＦｅ）、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ（ＯＨ）２、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）、それらの塩、シリカゲル、分子篩、グリコール、ポリオール、不燃性有機溶媒、乾燥アルカリ金属ケイ酸塩、ならびに／または糖類のうちの１つ以上を含む冷却剤；ならびに／または
中空微小球、発泡微小球、ガラスフレーク、セラミックフレーク、ウッドチップ、及び／もしくはセルロースチップのうちの１つ以上を含む隔離剤を含む、耐火複合材料の調製のための混合物が提供される。
【００１１】
本発明の発明者は、驚くべきことに、ガラス窓枠、扉、隔壁、ブラインド、及び／または壁などの耐火システム用のインサートに組み込まれたときに、第１の態様の材料が改善された耐火特性、特に、強化された冷却性能を提供することを立証した。この材料のマトリクス、及び、冷却剤及び／または隔離剤の特定の組み合わせは、本材料が建物内の該インサート、壁仕切り、床、プレート、または充填バーに使用されることを可能にする、耐火性能と共に構造的及び化学的安定性を提供する。
【００１２】
マトリクスは、本材料の種々の成分を一緒に結合させる際の化学的に安定したのりのように作用する。例えば、ＡｌＰＯ４、Ａｌ（ＰＯ３）３、有機アルミニウム化合物、ポリリン酸アルミニウム、及び／またはＣａ（ＯＨ）２は、液体水ガラスなどのアルカリ金属ケイ酸塩と反応させて、安定したケイ酸塩、好ましくはケイ酸アルミニウム及び／またはケイ酸カルシウムを形成してもよく、それは、マトリクスを硬化し、それが水安定性であること、すなわち、マトリクスが水中に沈んでいるときに経時的にその寸法を変化させないことを確実にする。
【００１３】
冷却剤は、火の熱エネルギーを使用することによって作用し、吸エルゴン、好ましくは吸熱反応を起こす。反応は、水などの液体の蒸発または生成物の分解、例えば、水酸化アルミニウムの水及び酸化アルミニウムへの変換を伴い得る。冷却効果もまた、相変化、例えば、溶融、塩溶媒和、結晶水放出、及び他の反応など、エネルギー、特に熱エネルギーを消費する他の反応からもたらされ得る。
【００１４】
隔離剤は、冷却剤が火災の開始時に完全に費やされるよりもむしろ徐々に使い尽くされることを確実にするのを補助するために、火災中の冷却剤の消費を制御する。これは、耐火ガラス窓枠のためのインサートの例として、火災の後半段階に十分な冷却剤が存在していない場合に、枠及びガラス窓が機能せず、居住者のための最小の保護レベルを示す必要な火災試験要件を満たさないため、有利である。隔離剤は、冷却剤が短期間で消費されるのを防止するために、本材料全体を通した空隙への熱移動を低減するのに役立つ。さらに、隔離剤は、冷却効果を有し得る液体及び気体、例えば、水及び水蒸気の損失速度を低減するためのバリアとして作用する。場合によっては、隔離剤は、中間層構造を有してもよく、例えば、絶縁体の層、続いて、水または水蒸気を有する空洞、続いて、絶縁体の別の層を含んでもよい。
【００１５】
これらの種々の利点は、インサートの形態の本発明の材料がＥＩ３０及び上記などの火災試験規格を満たすことを可能にする。加えて、本材料は、市販の器具、例えば、ドリル及びカッターで処理され得、収縮せず、または経時的に最小限の収縮をし、経時的に高い形態安定性を有し、良好な機械的安定性を有し、最小限の熱膨張をし、経時的に水中で形態安定性を有し、かつ溶接及び粉末コーティングに対して良好な安定性を有する。
【００１６】
本発明の以下の考察において、反対の記述がない限り、パラメータの許容される範囲の上限または下限に対する代替の値の開示は、該値のうちの一方が他方よりもより好ましいという指示と共に、該代替値のより好ましい値とあまり好ましくない値との間にある、該パラメータの各中間値が、該あまり好ましくない値、及び該あまり好ましくない値と該中間値との間にある各値よりもそれ自体が好ましいという黙示的記述と解釈されるものである。
【００１７】
好ましくは、本混合物は、本混合物の総重量に基づき、少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、さらにより好ましくは少なくとも１５重量％、最も好ましくは少なくとも２０重量％であるが、好ましくは多くても５０重量％の１つ以上の液体、より好ましくは多くても４０重量％、さらにより好ましくは多くても３５重量％、最も好ましくは多くても３０重量％の１つ以上の液体を含む。これらの好ましい範囲は、機械的安定性の許容できない損失なく、十分な冷却効果を確実にする。これらの範囲はまた、リン酸塩及び／もしくは周期表の１３族の元素の有機化合物、例えば、１つ以上のリン酸アルミニウム及び／もしくは有機アルミニウム化合物、ならびに／または周期表の２族の元素の化合物、例えば、Ｃａ（ＯＨ）２のうちの１つ以上が所望の方法で、少なくともある程度まで任意のアルカリ金属ケイ酸塩と反応することを可能にする。液体含有量が低すぎる場合、リン酸アルミニウム及び／または有機アルミニウム化合物が十分に溶解しないため、反応は生じることができない。液体含有量が高すぎる場合、反応は、マトリクスの硬度を強化する、求められている３次元網よりもむしろ、小さい鎖状ケイ酸アルミニウムのみを生成する。典型的には、液体はまた、本材料及び／または混合物の少なくとも１つの成分のための溶媒である。好ましくは、１つ以上の液体は水を含む。
【００１８】
好ましくは、本材料は、本材料の総重量に基づき、少なくとも３重量％、より好ましくは少なくとも７重量％、さらにより好ましくは少なくとも１０重量％、最も好ましくは少なくとも１５重量％であるが、好ましくは多くても５０重量％の１つ以上の液体、より好ましくは多くても３５重量％、さらにより好ましくは多くても３０重量％、最も好ましくは多くても２５重量％の１つ以上の液体を含む。これらの好ましい範囲は、機械的安定性の許容できない損失なく、十分な冷却効果を確実にする。好ましくは、１つ以上の液体は水を含む。
【００１９】
本混合物または本材料との関連で、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、ならびに／または周期表の１３族の元素の有機化合物のうちの１つ以上は、好ましくは、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも２重量％、より好ましくは少なくとも５重量％、さらにより好ましくは少なくとも８重量％、最も好ましくは少なくとも１０重量％であるが、好ましくは多くても６０重量％、より好ましくは多くても４０重量％、さらにより好ましくは多くても２５重量％、最も好ましくは多くても１５重量％の総濃度で存在する。これらの好ましい範囲は、マトリクスが本混合物及び材料中に存在する種々の他の成分のための十分な支持及び空間を提供することを確実にする。
【００２０】
好ましくは、周期表の１３族の元素の１つ以上のリン酸塩及び／または有機化合物は、５ｍｍ未満、より好ましくは２ｍｍ未満、さらにより好ましくは１ｍｍ未満、さらにより好ましくは０．５ｍｍ未満、最も好ましくは０．２５ｍｍ未満の体積基準平均粒径を有する（所与の粒径は、所与の粒子と同じ体積を有する球体の直径に等しい）。これらの好ましい範囲は、より小さい粒径がアルカリ金属ケイ酸塩とのより高い反応速度をもたらすため、有益である。粒径は、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（ＲＴＭ）を使用して測定され得る。
【００２１】
好ましくは、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素の１つ以上のケイ酸塩は、層状ケイ酸塩、例えば、珪灰石及び／もしくはゼオライトを含み、かつ／またはグロッグ（シャモット）、ムライト、及び／もしくはベントナイトを含む。特に層状ケイ酸塩の形態の、周期表の２、１３、及び／または１４族の元素のケイ酸塩はまた、冷却剤の効果を着実に制御するための、水及び／または水蒸気バリアとして作用することができる。周期表の１族の元素のケイ酸塩（すなわち、アルカリ金属ケイ酸塩）は、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、及び／またはケイ酸カリウムであってもよい。好ましくは、周期表の１族の元素のケイ酸塩は、ケイ酸カリウムである。周期表の２族の元素のケイ酸塩は、ケイ酸ベリリウム、ケイ酸マグネシウム、及び／またはケイ酸カルシウムであってもよい。好ましくは、周期表の２族の元素のケイ酸塩は、ケイ酸カルシウムである。好ましくは、周期表の１３族の元素のケイ酸塩は、ホウケイ酸塩及び／またはケイ酸アルミニウムである。周期表の１４族の元素のケイ酸塩は、有機ケイ酸塩であってもよい。好ましくは、周期表の１３族の元素のリン酸塩は、リン酸ホウ素、ならびに／またはＡｌＰＯ４、Ａｌ（ＰＯ３）３、ポリリン酸アルミニウム、オルトリン酸アルミニウム、及び／もしくはメタリン酸アルミニウムなどのリン酸アルミニウムである。リン酸アルミニウムは、アルカリ（例えば、ナトリウム）リン酸塩またはリン酸を水酸化アルミニウムと反応させることによって調製されてもよい。好ましくは、周期表の１３族の元素の有機化合物は、有機ホウ素及び／または有機アルミニウム化合物である。ケイ酸アルミニウム及びアルカリ土類金属ケイ酸塩は、本混合物及び材料の成分が、分離する代わりに均一に分散されたままであることを確実にするために、チキソトロープ剤として作用することができる。周期表の１族の元素のケイ酸塩（すなわち、アルカリ金属ケイ酸塩）は、液体及び／または固体ケイ酸塩を含んでもよい。好ましくは、周期表の１族の元素のケイ酸塩は乾燥ケイ酸塩である。
【００２２】
好ましくは、周期表の１３族の元素の１つ以上のリン酸塩及び／または有機化合物は、それらがケイ酸塩などの本混合物中の成分と反応することができるように、液体、好ましくは水中で十分な可溶性を有する。好ましくは、マトリクスは、７を超える、より好ましくは９を超えるｐＨを有する。あまりに少ない可溶性は、リン酸塩及び／または有機化合物が反応する機会を有しないことを意味するが、あまりに多い可溶性は、化合物が瞬時に反応する（したがって硬化する）可能性があり、本混合物を取り扱うのを非常に困難にし得ることを意味する。
【００２３】
本混合物または本材料との関連で、ある特定の実施形態では、好ましくは、周期表の１３族の元素の１つ以上のケイ酸塩は、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも０．５重量％、より好ましくは少なくとも１重量％、さらにより好ましくは少なくとも２重量％、最も好ましくは少なくとも５重量％であるが、好ましくは多くても５０重量％、より好ましくは多くても３０重量％、さらにより好ましくは多くても１０重量％、最も好ましくは多くても８重量％の総濃度で存在する。
【００２４】
本混合物または本材料との関連で、ある特定の実施形態では、好ましくは、周期表の１族の元素の１つ以上のケイ酸塩（すなわち、アルカリ金属ケイ酸塩）は、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも５重量％、さらにより好ましくは少なくとも８重量％、最も好ましくは少なくとも１０重量％であるが、好ましくは多くても５０重量％、より好ましくは多くても３０重量％、さらにより好ましくは多くても２０重量％、最も好ましくは多くても１５重量％の総濃度で存在する。これらの好ましい範囲は、十分な機械的安定性を提供すると同時に、十分な冷却剤を可能にする。
【００２５】
本混合物または本材料との関連で、ある特定の実施形態では、好ましくは、周期表の２族の元素の１つ以上のケイ酸塩（すなわち、アルカリ土類金属ケイ酸塩）は、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも１重量％、さらにより好ましくは少なくとも２重量％、最も好ましくは少なくとも５重量％であるが、好ましくは多くても５０重量％、より好ましくは多くても３０重量％、さらにより好ましくは多くても１０重量％、最も好ましくは多くても８重量％の総濃度で存在する。これらの好ましい範囲は、所望のレベルのチクソ性、水安定性、及び機械的安定性を可能にする。
【００２６】
マトリクスは、Ｃａ（Ｈａｌ）２、Ｍｇ（Ｈａｌ）２（式中、Ｈａｌ＝Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、もしくはＩ）、アルミン酸塩、亜鉛化合物、ジルコニウム化合物、チタン化合物、シリカゾル、ラポナイト；アクリル酸／メタクリル酸コポリマー、アクリレート、例えば、スチレンアクリレートもしくは他の誘導体、ラテックス、ビニルアセテート、例えば、ポリビニルアセテートもしくは誘導体、ポリビニルポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ポリエタノレート、ポリウレタン、ポリエステル、綿、メチルセルロース及び／もしくはヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカルボン酸エーテル、及び／もしくはナイロンなどのポリマー及び／もしくはポリマー含有物質などの、有機化合物；好ましくはポリマーワイヤが埋め込まれた紙、玄武岩、ガラス、セラミック、有機ポリマー、綿、及び／もしくは繊維ガラスのメッシュ、布、テープ、及び／もしくは繊維；黄麻、亜麻、大麻、及び／もしくはセルロース繊維由来の材料、織物材料、ガーゼ包帯、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、及び／もしくはオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）などのシロキサン、ならび／またはシリコーンのうちの１つ以上をさらに含んでもよい。アルミン酸塩及び／またはリン酸塩は、アルカリ金属ケイ酸塩と反応して、水安定性を提供することができる。シリカゾルは、アルカリ金属ケイ酸塩と反応して、マトリクスを硬化する透明網を形成することができる。Ｚｎ、Ｚｒ、及び／またはＴｉ化合物（有機化合物、例えば、チタン酸エステルとして、または塩、例えば、ＺｎＣｌ２、ＺｒＳＯ４として導入され得る）は、マトリクスの耐化学性を改善することができる。ポリマーは、マトリクスの構造を安定させるのに役立ち、その形態及び機械的安定性を増加させることができ、マトリクスのレオロジーを修正することができ（例えば、ポリカルボン酸エーテルは液化剤として作用することができる）、水安定性を改善させることができ、かつ表面構造を強化させることができる。ポリマーの存在はまた、材料を機械的により取り扱いやすくし、例えば、材料の切断において、あまり粉塵が生じず、材料が壊れる傾向はあまりなく、水安定性を改善することができる。いくつかの実施形態では、有機化合物、例えば、ポリマーは、安定した発泡体を形成し、気体のカプセル封入によって固有多孔性を生成することができ、断熱特性を増加させることができる。好ましくは、該有機化合物は界面活性剤である。生成プロセス中、界面活性剤は、経時的に硬化する安定した発泡体を形成し、増加した断熱を提供することができる。シロキサン及びシリコーンは、アルカリ金属ケイ酸塩と反応して、安定した網を形成することができる。
【００２７】
一実施形態では、本混合物または本材料との関連で、ポリマー及び／またはポリマー含有物質は、好ましくは、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも３重量％、さらにより好ましくは少なくとも４重量％、最も好ましくは少なくとも５重量％であるが、好ましくは多くても４０重量％、より好ましくは多くても２５重量％、さらにより好ましくは多くても２０重量％、最も好ましくは多くても１５重量％の総濃度で存在する。ポリマー及びポリマー含有物質が可燃性であり得るということを踏まえると、これらの好ましい範囲は、耐火性に関して妥協することなく、前段落の対応する利点を提供する。本材料のポリマー及び／またはポリマー含有物質は、好ましくは、モノマー及び／またはオリゴマーの重合によって、原位置で（すなわち、本混合物中で）調製される。
【００２８】
好ましくは、マトリクスは、無機成分及び有機成分の両方を含む。そのようなマトリクスは、強化された機械的安定性を示し得る。有機成分は、好ましくは、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、及び／または他のセルロース誘導体を含んでもよい。メチルセルロース及び／または他のセルロース誘導体は、好ましくは、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも３重量％、さらにより好ましくは少なくとも４重量％であるが、好ましくは多くても１５重量％、より好ましくは多くても１０重量％、さらにより好ましくは多くても７重量％、最も好ましくは多くても５重量％の総濃度で存在する。
【００２９】
好ましくは、マトリクスは、１）玄武岩、２）ガラス、３）セラミック、４）ポリプロピレン及び／もしくはＰＥＴなどの有機ポリマー、５）綿、及び／または６）繊維ガラスのメッシュ、布、テープ、及び／または繊維；黄麻、亜麻、大麻、及び／もしくはセルロース繊維由来の材料、織物材料、ならびに／またはガーゼ包帯をさらに含む。玄武岩またはガラスメッシュは、耐火性であり、優れた機械的安定性を提供する。他の上記の構成要素、すなわち、メッシュ、布、テープ、及び／または繊維もまた、優れた補強特徴を提供する。上記の構成要素の本材料への組み込みは、本材料中に亀裂が入ったとしても、上記の構成要素よりもさらに伝播しないことを確実にするという利点を提供する。さらに、上記の構成要素への本材料の驚くほど良好な接着により、本材料が割れた場合、別々の片が落ちるよりもむしろ定位置にとどまる可能性が高い。好ましくは、繊維、テープ、布、メッシュ、及び／またはガーゼ包帯の大部分は、本材料内、すなわち、本材料の表面（複数可）の下に位置する。好ましくは、繊維、テープ、布、メッシュ、及び／またはガーゼ包帯は、本材料の断面全体にわたって位置する。好ましくは、メッシュ、布、テープ、及び／または繊維は、層状構造中でメッシュ、布、テープ、及び／または繊維を含まない材料と互い違いになる。好ましくは、本材料は、メッシュ、布、テープ、及び／または繊維の少なくとも１つ、より好ましくは少なくとも２つの層を含む。好ましくは、メッシュ、布、テープ、及び／または繊維の各層は、メッシュ、布、テープ、及び／または繊維を含まない材料の２つの層と直接接触して位置する。メッシュ、布、テープ、及び／または繊維とメッシュ、布、テープ、及び／または繊維を含まない材料との交互の層の数が多いほど、耐火複合材料の機械的及び／または形態安定性は高くなる。メッシュもまた、良好な絶縁を提供する熱バリアとして機能することができる。好ましくは、該テープ及び／または繊維は、互いに実質的に平行に配置される。
【００３０】
いくつかの実施形態では、メッシュ、布、テープ、及び／または繊維のうちの少なくともいくつかは、好ましくは少なくとも０．２ｍｍ、より好ましくは少なくとも０．５ｃｍ、さらにより好ましくは少なくとも１ｃｍであるが、好ましくは多くても５ｃｍ、より好ましくは多くても４ｃｍ、さらにより好ましくは多くても３ｃｍの最長寸法を有する。そのような構成要素は、さらなる補強のためにマトリクスに追加され得る。
【００３１】
ガーゼ包帯は、玄武岩、ガラス、有機ポリマー、及び／または綿繊維を含んでもよい。該有機ポリマーは、好ましくは、ポリプロピレンを含んでもよい。玄武岩、ガラス、または有機ポリマーのガーゼ包帯は、繊維間に十分な空間を有して、材料が製造中及び火災の場合に間隙を通って流動することを可能にし得る。ガーゼ包帯は、玄武岩メッシュが提供するものと同様の利点を提供する。玄武岩繊維は、それらが綿繊維よりも強く、かつ可燃性ではないため、好ましい。
【００３２】
該繊維及び／またはテープは、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ポリエステル及び／またはナイロンなどの無機及び／または有機ポリマーを含む。該テープは、布テープを含んでもよい。
【００３３】
本混合物または本材料との関連で、ある特定の実施形態では、好ましくは、冷却剤は、関連するいかなる結晶水も考慮に入れず、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも２５重量％、さらにより好ましくは少なくとも３５重量％、最も好ましくは少なくとも４５重量％であるが、好ましくは多くても８０重量％、より好ましくは多くても７０重量％、さらにより好ましくは多くても６０重量％、最も好ましくは多くても５５重量％の総濃度で存在する。そのような範囲は、本材料が不十分な熱分離を示す枠で使用される用途に対して特に好適である。これらの範囲は、より多くの隔離剤の存在が、枠の低い熱分離の結果としての冷却液体及び蒸気の速すぎる損失を防止することを可能にする。
【００３４】
本混合物または本材料との関連で、いくつかの他の実施形態では、好ましくは、冷却剤は、関連するいかなる結晶水も考慮に入れず、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも３５重量％、より好ましくは少なくとも５５重量％、さらにより好ましくは少なくとも７５重量％、最も好ましくは少なくとも８０重量％であるが、好ましくは多くても９５重量％、より好ましくは多くても９０重量％、さらにより好ましくは多くても８７重量％、最も好ましくは多くても８５重量％の総濃度で存在する。そのような範囲は、材料が良好な熱分離を示す枠で使用される用途に対して特に好適である。この場合、隔離剤の必要性があまりなく、したがってより多くの冷却剤が使用され得る。
【００３５】
好ましくは、冷却剤は、粒状化される。好ましくは、粒状冷却剤は、５ｍｍ未満、より好ましくは２ｍｍ未満、さらにより好ましくは１ｍｍ未満、さらにより好ましくは０．２ｍｍ未満、最も好ましくは０．１ｍｍ未満の体積基準平均粒径を有する（所与の粒径は、所与の粒子と同じ体積を有する球体の直径に等しい）。これらの好ましい範囲は、粒子が大きすぎる場合に、安定性及び防火性能に影響を及ぼし得る材料中の不均一性を引き起こし得るため、有益である。好ましくは、粒状冷却剤は粉末である。冷却剤の粒径が小さいほど、本材料の形態安定性は高くなるが、マトリクスによって拘束される必要がある表面積は大きくなる。粒径は、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（ＲＴＭ）を使用して測定されてもよい。好ましくは、粒状冷却剤は、少なくとも２つ、より好ましくは少なくとも３つ、さらにより好ましくは少なくとも４つの異なる体積基準平均粒径を有する粒子の混合物を含む。１つの混合物中の異なる粒径の組み合わせは、粒子のより高密度の充填を達成するのに役立ち、それは、形態安定性を改善し、多孔性を低減し、かつ利用可能な空間をより効果的に使用する。
【００３６】
一実施形態では、冷却剤は、好ましくは、少なくとも２つの冷却剤を含む。この配置は、本材料が後に粉末でコーティングされない場合にとくに好適である。
【００３７】
好ましくは、冷却剤は、ＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ、ＮａＳＯ４．ｘＨ２Ｏ（式中、ｘ＝０〜１０）、ＮａＨＣＯ３、及び／もしくはＣａＳＯ４．ｘＨ２Ｏ（式中、ｘ＝０〜２）などの塩水和物、シリカゲル、分子篩、Ｎａ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］・８Ｈ２Ｏなどのアルカリホウ酸塩、ホウ酸亜鉛、有機ホウ酸亜鉛、グリコール、ポリオール、ＤＭＳＯなどの不燃性有機溶媒、ならびに／または乾燥アルカリ金属ケイ酸塩のうちの１つ以上を含む、第１の冷却剤を含む。第１の冷却剤は、約９０℃〜１８０℃の比較的低い温度で分解し、冷却液体を放出し、火災の初期の段階で温度を低下させるのに役立つ。第１の冷却剤は、非常に注意を払うべき内容物（例えば、ガスボトル、コンピュータデバイス）を含む室内など、火災の場合にかなりの量の冷却を必要とする用途に対して特に好適である。ある特定の実施形態では、本混合物または本材料中に存在するとき、好ましくは、該第１の冷却剤は、関連するいかなる結晶水も考慮に入れず、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも２重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％、さらにより好ましくは少なくとも１５重量％、最も好ましくは少なくとも２０重量％であるが、好ましくは多くても４０重量％、より好ましくは多くても３５重量％、さらにより好ましくは多くても３０重量％、最も好ましくは多くても２５重量％の総濃度で存在する。乾燥アルカリ金属ケイ酸塩は、最大で１５重量％の水、好ましくは最大で１０重量％、さらにより好ましくは最大で５重量％を含有してもよい。
【００３８】
好ましくは、冷却剤は、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯ（ＯＨ）、Ｚｎ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）３、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｃａ（ＯＨ）２、及び／またはＭｇ（ＯＨ）２のうちの１つ以上を含む、第２の冷却剤をさらに含む。第２の冷却剤は、より低い温度で安定するが、約２００℃〜６００℃のより高い温度で分解し、火災が進むにつれて温度を低下させるのに役立ち、本材料の形状の保持を補助し、すなわち、それは弾性、たるみなどを防止する。第２の冷却剤は、粉末でコーティングされている材料に対して、例えば、粉末コーティングされた扉、隔壁、ブラインド、または枠において特に好適である。粉末コーティングされた材料に関して、高温コーティングプロセスを考慮すると、本材料が少なくとも３０分、好ましくは最大で９０分にわたって、最大で１８０℃、好ましくは最大で２２０℃の温度を維持することができる場合が好ましい。粉末コーティングされた材料の場合、好ましくは、該材料は、乾燥アルカリ金属ケイ酸塩を含まない。いくつかの好ましい実施形態では、第２の冷却剤、好ましくはＡｌ（ＯＨ）３は、３００μｍ未満、より好ましくは１００μｍ未満、さらにより好ましくは５０μｍ未満、最も好ましくは４０μｍ未満の体積基準平均粒径を有する（所与の粒径は、所与の粒子と同じ体積を有する球体の直径に等しい）。これらの好ましい粒径は、Ａｌ（ＯＨ）３が本材料中の孔を閉鎖することを可能にするのを補助する。いくつかの実施形態では、本材料は、第２の冷却剤を含まない。
【００３９】
ある特定の実施形態では、本混合物または本材料中に存在するとき、好ましくは、該第２の冷却剤は、関連するいかなる結晶水も考慮に入れず、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％、さらにより好ましくは少なくとも３０重量％、最も好ましくは少なくとも３５重量％であるが、好ましくは多くても７５重量％、より好ましくは多くても５５重量％、さらにより好ましくは多くても４５重量％、最も好ましくは多くても４０重量％の総濃度で存在する。そのような範囲は、本材料が不十分な熱分離を示す用途に対して特に好適である。これらの範囲は、より多くの隔離剤の存在が、枠の低い熱分離の結果としての冷却液体及び蒸気の速すぎる損失を防止することを可能にする。
【００４０】
いくつかの他の実施形態では、本混合物または本材料中に存在するとき、好ましくは、該第２の冷却剤は、関連するいかなる結晶水も考慮に入れず、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも４５重量％、さらにより好ましくは少なくとも６０重量％、最も好ましくは少なくとも６５重量％であるが、好ましくは多くても９０重量％、より好ましくは多くても８５重量％、さらにより好ましくは多くても８０重量％、最も好ましくは多くても７５重量％の総濃度で存在する。そのような範囲は、本材料が十分な熱分離を示す用途に対して特に好適である。この場合、隔離剤の必要性があまりなく、したがってより多くの冷却剤が使用され得る。
【００４１】
好ましくは、ＭＯＨ、Ｍ２Ｏ、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ（ＰＯ３）３、ＭｘＨ３−ｘＰＯ４（式中、ｘ＝０〜３）、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／もしくはＮＨ４）などのホウ酸塩、Ｍ´（ＯＨ）２、Ｍ´Ｏ、Ｍ´ＣＯ３、Ｍ´ＳＯ４、Ｍ´ＰＯ４（式中、Ｍ´＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、及び／もしくはＦｅ）、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ（ＯＨ）２、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）、ならびに／またはそれらの塩のうちの１つ以上を含む冷却剤は水和し、すなわち、該冷却剤は、ある程度の結晶水を有する。例えば、該冷却剤は、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］・８Ｈ２Ｏ（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／またはＮＨ４）を含んでもよい。
【００４２】
シリカゲルは、好ましくは、アルカリ金属ケイ酸塩をＨ２ＳＯ４及び／またはＨ３ＰＯ４などの酸と反応させることによって生成されたものであり得る。市販のシリカゲルは、通常、それが局所湿度を低減することが可能になるように乾燥されている。しかしながら、そのようなシリカゲルは、それが液体（例えば、水）に直接添加された場合に構造的に破壊され、続いて水を保持することができなくなる。水を市販のシリカゲルに組み込むために、それは水蒸気に富んだ大気中に配置することによって充填され得る。この面倒なステップは、アルカリ金属ケイ酸塩を酸と反応させて、高含水量シリカゲルが水系液体中に形成されることを可能にすることによって回避され得る。シリカゲルは、本発明の材料の後の収縮を回避するために、任意の過剰な水を除去するために乾燥され得る。本材料がシリカゲルを含む場合、該シリカゲルは、それ自体の含水量、したがってその冷却挙動を増加させることによって、局所湿度を低減することが可能になり得る。
【００４３】
好ましくは、シリカゲルは、本混合物の総重量に基づき、少なくとも５重量％の水、より好ましくは少なくとも１０重量％、さらにより好ましくは少なくとも１５重量％、最も好ましくは少なくとも２０重量％であるが、好ましくは多くても４５重量％の水、より好ましくは多くても３０重量％、最も好ましくは多くても２５重量％を含む。これらの好ましい範囲は、本材料の望ましくない収縮なく、十分な冷却効果を確実にする。
【００４４】
冷却剤は、吸湿性化合物のうちの１つ以上をさらに含んでもよい。これらの化合物は、局所湿度を低減することによって本材料中の含水量を増加させることが可能である。いくつかの実施形態では、あるいは、または加えて、マトリクスは、層状ケイ酸塩、例えば、珪灰石及び／もしくはゼオライトを含んでもよく、ならびに／または水を貯蔵するために使用され得るグロッグ（シャモット）、ムライト、及び／もしくはベントナイトを含んでもよい。
【００４５】
冷却剤は、１つ以上のグリコール及び／またはポリオールを含んでもよい。好ましくは、グリコールは、エチレングリコールである。好ましくは、ポリオールは、グリセロール及び／またはポリエチレングリコールである。本混合物または本材料中に存在するとき、好ましくは、ポリオールは、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％、さらにより好ましくは少なくとも４重量％、最も好ましくは少なくとも４重量％であるが、好ましくは多くても２０重量％、より好ましくは多くても１５重量％、さらにより好ましくは多くても１０重量％、最も好ましくは多くても８重量％の総濃度で存在する。ポリオールの濃度が増加するにつれて、本混合物が乾燥または硬化するときに生成される本材料の可撓性は増加する。しかしながら、過度の割合のポリオールの組み込みは、可燃性の増加によって不利になり得る。
【００４６】
１つ以上のアルカリ金属ケイ酸塩は、粒状化されてもよい。好ましくは、粒状アルカリ金属ケイ酸塩は、０．００１ｍｍを超える、より好ましくは０．０１ｍｍを超える、さらにより好ましくは０．１ｍｍを超えるが、好ましくは５ｍｍ未満、より好ましくは２ｍｍ未満、さらにより好ましくは１ｍｍ未満、さらにより好ましくは０．５ｍｍ未満、最も好ましくは０．２５ｍｍ未満の体積基準平均粒径を有する（所与の粒径は、所与の粒子と同じ体積を有する球体の直径に等しい）。これらの好ましい範囲は、粒子が小さすぎる場合、それらが本混合物中で溶解する可能性があるが、それらが大きすぎる場合、これは安定性及び防火性能に影響を及ぼし得る本材料中の不均一性を引き起こし得るため、有益である。好ましくは、粒状アルカリ金属ケイ酸塩は粉末である。粒状アルカリ金属ケイ酸塩は、本混合物及び／または材料中の組み込み前に、乾燥プロセスを受けていてもよい。
【００４７】
本発明の混合物及び材料中のアルカリ金属ケイ酸塩のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏ（式中、Ｍはアルカリ金属カチオンを表す）のモル比は、好ましくは、少なくとも１．６：１であり、及びより好ましくは２．０：１〜６．０：１の範囲内、さらにより好ましくは２．０：１〜５．０：１の範囲内、最も好ましくは２．０：１〜４．０：１の範囲内である。２：１〜４：１の範囲のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比を有するケイ酸塩溶液が、商品として入手可能である。具体的に、この比が２．０：１、２．５：１、２．８５：１、３．０：１、及び３．３：１である溶液が、商品として入手可能である。これらの値の間のＳｉＯ２：Ｍ２Ｏのモル比を有する溶液は、これらの市販の材料をブレンドすることによって生成され得る。いくつかの好ましい実施形態では、ケイ酸ナトリウム溶液は、水性ＮａＯＨ溶液を水性シリカゾルと混合することによって調製される。ケイ酸塩との瞬間的反応を防止することによって、より良好な制御を提供するために、そのようなケイ酸塩溶液をＣａ（ＯＨ）２などの成分と予混合することは有益であり得る。
【００４８】
好ましくは、隔離剤は、中空微小球及び／または発泡微小球のうちの１つ以上を含む。好ましくは、該中空微小球は、中空ガラス微小球及び／または中空セラミック微小球を含む。好ましくは、該発泡微小球は、発泡体ガラス顆粒及び／または発泡体セラミック顆粒を含む。場合によっては、隔離剤は、あるいは、または加えて、ポリマー微小球を含んでもよい。ポリマー微小球は、それらの特性がかなりの程度まで変更され得るため、有利である。したがって、マトリクスとの接着は最適化され得、形態安定性を増加させる。いくつかの実施形態では、微小球は、官能基でコーティングされる。これらの基は、マトリクスと反応し得る。そのような反応は、マトリクスをさらに安定させることができる。好ましくは、中空微小球は、４０μｍを超える、より好ましくは８０μｍを超える、さらにより好ましくは１００μｍを超えるが、好ましくは２ｍｍ未満、より好ましくは５００μｍ未満の体積基準平均粒径を有する（所与の粒径は、所与の粒子と同じ体積を有する球体の直径に等しい）。いくつかの実施形態では、隔離剤は、あるいは、または加えて、金属、ガラス及び／またはセラミックフレークを含んでもよい。中空ガラス微小球及び／またはガラスフレークは、約９００℃で融解して、冷却剤を単離し、かつ冷却液体及び蒸気が徐々に放出されることを確実にするために、それらの放出に対するバリアとして機能する、ガラスフィルムを形成する。好ましくは、ガラスフレークは、ホウケイ酸塩ガラスを含む。セラミックフレークは、約９００℃の温度で融解せず、したがって火災の場合のバリアとしてのみ機能する。金属、例えば、金属箔及び／または金属箔フレークは、良好な熱伝達率を有するが、それらはまた、それらの水及び／または水蒸気に関するバリア機能のため、火災中に水の損失を低減するのに役立つため、隔離剤としても使用され得る。金属は、例えば、これらの条件下で酸化される、アルミニウム、亜鉛、及び／または任意の金属であってもよい。金属は、ナノ粒子などの粒子の形態であってもよい。金属は、担体液体中の懸濁液として導入されてもよい。金属はまた、塩基性条件下で反応し、安定した固有の発泡体を形成し得る。例えば、アルミニウム粒子（もしくは亜鉛粒子）、例えば、金属のナノ粒子、及び／または小片（すなわち、１ｍｍ未満の体積基準平均粒径）は、本混合物に添加されたときに、アルミン酸塩の形成、及び安定した発泡体を形成する水素ガスの放出をもたらし得る。いくつかの実施形態は、金属を活性化し得る１つ以上の水酸化アルカリを含んでもよい。Ｎａ［Ａｌ（ＯＨ）４］などのアルミン酸塩は、熱の存在下で反応することが可能であり、さらなる冷却特性を提供する。
【００４９】
いくつかの実施形態では、冷却剤は、１つ以上の箔包装、好ましくは１つ以上の金属箔包装中にカプセル封入される。これは、冷却特性がマトリクスの影響を潜在的に受ける冷却剤に対して有益である。箔は、熱の下で融解し、冷却剤を放出してもよい。本実施形態では、好ましくは、冷却剤は、水性ゲル及び／もしくは塩溶液などの溶液、少なくとも部分的に有機の液体、ならびに／またはアルカリ金属ケイ酸塩のうちの１つ以上を含む。異なる冷却剤が、別々の箔包装中にカプセル封入されてもよい。いくつかの実施形態では、２つ以上の箔包装が、例えば、該包装の箔が火災の場合に融解した場合、接触後に互いと反応し得る冷却剤を含んでもよい。包装は、切断、穿孔、及び他のプロセスが、耐火性に対する有害作用なく可能になるようなサイズに限定され得る。好ましくは、包装は、最大で１００ｃｍ３、より好ましくは２５ｃｍ３、さらにより好ましくは１００ｃｍ３、最も好ましくは５ｃｍ３未満の冷却剤の体積を含む。
【００５０】
別の実施形態では、耐火複合材料は、箔包装によってカプセル封入されてもよい。この配置は、非結合の水の損失を低減する。
【００５１】
本混合物または本材料中に存在するとき、好ましくは、該隔離剤は、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも１重量％、さらにより好ましくは少なくとも２重量％、最も好ましくは少なくとも３重量％であるが、好ましくは多くても５０重量％、より好ましくは多くても２５重量％、さらにより好ましくは多くても１０重量％、最も好ましくは多くても５重量％の総濃度で存在する。これらの好ましい範囲は、冷却液体及び蒸気の適切な単離レベルを確実にし、本材料の密度を低減するのに役立つ。
【００５２】
本混合物または本材料中に存在するとき、好ましくは、該中空微小球は、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも０．５重量％、より好ましくは少なくとも１重量％、さらにより好ましくは少なくとも２重量％、最も好ましくは少なくとも３重量％であるが、好ましくは多くても７５重量％、より好ましくは多くても２５重量％、さらにより好ましくは多くても１０重量％、最も好ましくは多くても５重量％の総濃度で存在する。これらの好ましい範囲は、冷却液体及び蒸気の適切な単離レベルを確実にし、本材料の密度を低減するのに役立つ。より大量の中空微小球は、低密度で優れた断熱を提供し、宇宙及び／または航空機産業において有益であり得る。
【００５３】
本混合物または本材料中に存在するとき、好ましくは、ウッドチップ及び／またはセルロースチップは、アルカリ金属ケイ酸塩を組み込む。
【００５４】
あるいは、または加えて、隔離剤は、ポリスチレンなどの１つ以上の発泡性ポリマー、好ましくはＳｔｙｒｏｐｏｒ（ＲＴＭ）を含んでもよい。これらの隔離剤は、それらがシステムのＵ値を低減し得、改善された断熱を示すため、有益である。
【００５５】
あるいは、または加えて、隔離剤は、タルク、カオリン、パイロフィライト、ベントナイト、緑泥石、バーミキュライト、及び／またはマイカなどの１つ以上の無機物を含んでもよい。そのような無機物は、効果的に孔を閉鎖することによって、本材料中に任意の非結合の水を保持するのに役立つため、有利である。該１つ以上の無機物は、１つ以上のアルカリ金属ケイ酸塩と組み合わされてもよい。該無機物及び該アルカリ金属ケイ酸塩の組み合わせは、例えば、水をさらに含むことによって、液体の形態であってもよい。該組み合わせは、本材料上のコーティングとして提供されてもよい。
【００５６】
本材料及び／または混合物は、Ｄ（−）酒石酸、Ｌ（＋）酒石酸、アルカリリン酸塩、ホウ砂もしくはホウ酸などのホウ酸塩、及び／またはグルコン酸、ならびに／またはそれらの塩、好ましくはグルコン酸ナトリウム、グルコヘプトン酸及び／もしくはグルコヘプトン酸ナトリウム無水物などの１つ以上の遅延剤をさらに含んでもよい。グリセロールなどのポリオール、ならびにＣａＯ、ＭｇＯ、及び／または（ＮＨ４）３ＰＯ４などの塩もまた、硬化時間に影響を及ぼすのに有用である。遅延剤は、硬化プロセスを遅らせ、本混合物の取り扱いをより容易し、したがって、本材料の製造は単純化される。遅延剤は、好ましくは、本混合物または本材料の総重量に基づき、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％、さらにより好ましくは少なくとも１重量％、最も好ましくは少なくとも３重量％であるが、好ましくは多くても２０重量％、より好ましくは多くても１０重量％、さらにより好ましくは多くても７重量％、最も好ましくは多くても５重量％の総濃度で存在してもよい。
【００５７】
一実施形態では、本材料は、好ましくは、チューブ、好ましくは、熱収縮チューブ内にカプセル封入される。別の実施形態では、本材料は、固体シース内にカプセル封入される。チューブ及び／またはシースは、アクリル酸／メタクリル酸コポリマー、アクリレート、例えば、スチレンアクリレートもしくは他の誘導体、ラテックス、ビニルアセテート、例えば、ポリビニルアセテートもしくは誘導体、ポリビニルポリマー、ポリエチレン及び／またはポリプロピレンなどのポリオレフィン、ＰＥＴ、ポリエタノレート、ポリウレタン、ポリエステル、メチルセルロース及び／もしくはヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカルボン酸エーテル、ナイロン、フルオロポリマー（ＦＥＰ、ＰＴＦＥ、もしくはＫｙｎａｒなど）、ＰＶＣ、ネオプレン、シリコーンエラストマー、繊維ガラス、ろう、及び／またはＶｉｔｏｎなどの、１つ以上のポリマー及び／またはポリマー含有物質を含んでもよい。本材料は、該ポリマー及び／またはポリマー含有物質による噴霧、コーティング、及び／もしくは塗装、ならびに／または該ポリマー及び／またはポリマー含有物質中の浸漬によってカプセル封入されてもよい。そのようなチューブは、チューブが任意の非結合の水を捕捉可能であり、それが経時的に蒸発するのを防止するため、本材料の機械的安定性及び防火性能を強化する。当然のことながら、溶媒、好ましくは水及び／または水蒸気の損失を回避するために、金属箔、好ましくはアルミニウム金属箔中に本材料をカプセル封入することも可能である。
【００５８】
本材料は、外観が不透明であってもよい。不透明な材料は、壁仕切り、扉、及び床においてなど、プライバシーが最優先である状況において有利であり得る。加えて、本材料の美的魅力は、これらの用途に対して本材料を魅力的なものにする。
【００５９】
本発明の材料は、層、ロッド、チューブ、プレート、またはブロックの形態であってもよい。該ロッドまたはチューブは、多角形であってもよい。該層、ロッド、プレート、ブロック、プレート、またはチューブは、少なくとも１つの凹部及び／または突出を有してもよい。本材料の少なくとも一部分は、直線、分岐、及び／または曲線であってもよい。本材料は、１つ以上の開口部またはスロットをさらに含んでもよい。そのような配置は、本材料が材料の枠または別の区分などの別個の要素に固定されることを可能にする。本材料の層の厚さは、１〜３００ｍｍ、好ましくは５〜１００ｍｍ、より好ましくは１０〜２５ｍｍなどの幅広い範囲にわたって変化し得る。本材料のロッドまたはブロックの長さは、１〜４００ｃｍ、好ましくは５〜３００ｃｍ、より好ましくは１０〜１５０ｃｍと変化し得る。本材料のロッドまたはブロックの深さ及び／または幅は、１〜２００ｃｍ、好ましくは５〜１００ｃｍ、より好ましくは１０〜７０ｃｍと変化し得る。
【００６０】
本材料は、鉄、スチール、及び／もしくはアルミナなどの金属、セラミック、ガラス、有機ポリマー、プラスチック、繊維を有する有機ポリマー、ならびに／または繊維ガラスと組み合わされてもよい。例えば、本材料は、ワイヤ及び／またはロッドをカプセル封入してもよい。本材料は、１つ以上の空洞を含んでもよい。該空洞は、ワイヤ及び／またはロッドの挿入を可能にし得る。該ワイヤ及び／またはロッドは、補強を提供し得る、ならびに／または本材料及び／もしくは他の要素が定位置に固定されることを可能にし得る。好ましくは、本材料は、少なくとも１０Ｎ／ｍｍ2、より好ましくは少なくとも１００Ｎ／ｍｍ2、最も好ましくは少なくとも２００Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度を有する構成要素、及び少なくとも１０Ｎ／ｍｍ2、より好ましくは少なくとも１００Ｎ／ｍｍ2、最も好ましくは少なくとも２００Ｎ／ｍｍ2の曲げ強度を有する構成要素の組み合わせである。いくつかの実施形態では、圧縮応力は、経時的に温度と共に増加する。これは、火災において、典型的には、材料が昇温によって経時的に軟化し始めるため、有益である。その結果として、繊維ガラス（室温及びわずかに上昇した温度で良好な特性）ならびに本発明の材料（熱の下で優れた特性）の組み合わせが有益である。
【００６１】
本発明の第３の態様によると、ガラス窓枠、壁、隔壁、ブラインド、及び／もしくは扉、またはそれらの一部などの耐火物品のためのインサートが提供され、該インサートは、本発明の第１の態様の材料を組み込む。
【００６２】
本インサートは、第１の態様に従った２つ以上の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本インサートは、少なくとも２つの層を含んでもよい。好ましくは、該少なくとも２つの層のそれぞれは、第１の態様に従った１つの材料を含む。好ましくは、任意の層が互いと直接接触している場合、直接接触している該層は、異なる材料を含む。本インサートは、少なくとも３つの層を含んでもよい。該少なくとも３つの層のそれぞれは、第１の態様に従った少なくとも２つの材料を含んでもよい。一実施形態では、層は、２つの異なる材料を交互に繰り返してもよい。本インサートは、少なくとも４つまたは５つの層を含んでもよい。一実施形態では、層は、第２の材料の２つの層間に位置する第１の材料の１つ以上のコア層を含んでもよい。第２の材料の該２つの層は、第３の材料の２つの層間に位置してもよい。別の実施形態では、本インサートは、第１の態様に従った異なる材料によってカプセル封入された、第１の態様に従った１つ以上の材料を含んでもよい。
【００６３】
本インサートは、金属、プラスチック、及び／または繊維ガラスなどの材料中にカプセル封入されてもよい。
【００６４】
本発明の第４の態様によると、本発明の第３の態様のインサートを組み込む、ガラス窓枠、壁、隔壁、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは扉、またはそれらの一部などの耐火物品が提供される。
【００６５】
枠、壁、隔壁、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは扉、またはそれらの一部などの複雑な物品において、異なる種類の材料を同時に使用することが有利であり得る。複雑な物品は、インサートのための２つ以上の空間を提供してもよい。位置に応じて、冷却剤及び隔離剤の量は最適化され得る。
【００６６】
例えば、枠、扉、隔壁、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは壁、またはそれらの一部は、少なくとも２つまたは少なくとも３つの空洞など、少なくとも１つの空洞を含んでもよい。該少なくとも３つの空洞は、少なくとも１つ、好ましくは１つの内側空洞と、少なくとも２つ、好ましくは２つの外側空洞とを含んでもよい。例えば、枠、扉、隔壁、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは壁、またはそれらの一部は、２つの外側空洞がそれらの間に内側空洞を挟持するように配置される、３つの空洞を含んでもよい。該枠、扉、隔壁、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは壁、またはそれらの一部はそれぞれ、例えば、火災が生じ得る外部環境と接触する少なくとも１つの主表面を含んでもよい。各外側は、該主表面のうちの１つに隣接してもよい。各外側及び／または内側空洞は、筐体、典型的には金属、繊維ガラス、またはプラスチック筐体によって少なくとも部分的に、好ましくは完全に包囲されてもよい。外側空洞が筐体によって実質的に完全に、または完全に包囲される場合、外側空洞は、外部環境とほとんどまたは全く接触しない。そのような外側空洞は、少なくとも１つのブリッジを介して一緒に連結され、該外側空洞間に内側空洞を形成してもよい。該ブリッジは、典型的には、金属及び／または繊維ガラスから製造される、グリッド、メッシュ、チューブ、ロッド、及び／またはプレートなどを含んでもよい。該内側空洞は、多くの場合、火災が生じ得る外部環境から仕切られた環境と接触していてもよく、例えば、該内側空洞は、ガラス窓縁部及び／またはシールの存在によって外部環境から仕切られてもよい。内側空洞の筐体は、別の空洞と接触するもう一方の側面とは異なる、外部環境と接触し得る一方の側面に沿って１つ以上の間隙を含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、外部環境と接触し得る該側面の内側空洞の筐体は、完全に不在であるか、または該側面に沿った該内側空洞の表面積の最大で９５％、最大で９０％、もしくは最大で８０％にわたって不在であってもよい。外側空洞は、１つ以上の間隙、及び／またはバー、好ましくは金属バーによって内側空洞に連結されてもよい。該１つ以上の間隙は、該外側空洞の筐体内の間隙を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ブリッジの少なくとも一部は、第１の態様の材料を含んでもよい。この配置は、空洞間の熱伝達をさらに低減し、防火性能を強化し得る。例えば、ブリッジは、第１の態様の材料が少なくとも部分的に充填された、少なくとも１つのグリッド及び／または中空体を含んでもよい。好ましくは、中空体は、中空チューブまたは中空多角形ロッドである。該中空体は、ＴまたはＬ字形中空チューブまたはロッドであってもよい。空洞のそれぞれは、多面体、例えば、矩形直方体形状などの任意の好適な形状であってもよい。空洞のうちの１つ以上は、丸い縁部を有してもよい。
【００６７】
枠、扉、隔壁、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは壁、またはそれらの一部は、２つの外側空洞がそれらの間に１つ以上の内側空洞を挟持するように配置される、少なくとも３つの空洞を含むことが好ましい。好ましくは、該内側空洞のうちの少なくとも１つは、筐体によって、外部環境及び／または該外側空洞のうちの少なくとも１つから少なくとも部分的に、あるいは完全に分離される。該筐体は、１つ以上の金属、プラスチック、及び／または繊維ガラスから製造されてもよい。好ましくは、該内側空洞のうちの少なくとも１つは、本発明に従った第１の材料、ならびにｉ）空隙及び／またはｉｉ）本発明に従った第２の材料を含む。
【００６８】
好ましくは、該内側空洞のうちの少なくとも１つは、筐体によって、該外側空洞のうちの少なくとも１つから少なくとも部分的に、あるいは完全に分離される。いくつかの実施形態では、筐体は、複数の区分を含み、筐体の少なくとも１つの区分が第１の耐火材料を含み、該第１の耐火材料が該区分において内側空洞を外部環境から分離することが好ましい。好ましくは、該内側空洞は、第１の耐火材料によってのみ、該区分において外部環境から分離される。該第１の耐火材料は、任意のさらなる筐体が、筐体の該区分において不在であるか、または部分的にのみ存在し得るように、この場合、筐体として機能し得る。
【００６９】
該空隙は、気体、好ましくは空気、または真空を含んでもよい。気体は、絶縁体として作用し、外側空洞間の熱伝達を防止する。空隙が空気の代わりに異なる気体または真空を含む場合、十分なカプセル封入が必要とされる。空隙は、筐体及び／または任意の好適なカプセル封入で密閉されてもよい。
【００７０】
本発明に従った該第２の材料は、好ましくは、中空微小球及び／または発泡微小球のうちの１つ以上を含む。これらの微小球は、第２の材料の絶縁特性を改善する、空気、水蒸気、ＣＯ２、ＳＯｘ、ＮＯｘ及び／もしくはＮ２などの気体、または真空をカプセル封入し得る。好ましくは、該中空微小球は、中空ガラス微小球及び／または中空セラミック微小球を含む。好ましくは、該発泡微小球は、発泡体ガラス顆粒及び／または発泡体セラミック顆粒を含む。あるいは、または加えて、中空微小球は、ポリマー微小球を含んでもよい。中空ガラス微小球及び中空セラミック微小球は、改善された絶縁及び機械的安定性特徴を提供する。発泡微小球は概して、それらが物質、例えば、水蒸気をよりよく吸着させることが可能になるように、より開放した孔構造を含み、それは、火災の場合に本発明の任意の隣接する材料によって放出される水蒸気を吸着し、該吸着した水を冷却し、温度が水を再び蒸発させるのに十分高くなる時間までそれを貯蔵することによって、発泡微小球が防火性能を強化し得ることを意味する。
【００７１】
好ましくは、該物品は、少なくとも２つの異なるインサートを組み込む。好ましくは、外側空洞内に組み込まれる外側インサートは、少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも６０重量％、さらにより好ましくは少なくとも７０重量％の冷却剤を含む。好ましくは、外側空洞内に組み込まれる外側インサートは、多くても２０重量％、より好ましくは多くても１０重量％、さらにより好ましくは多くても５重量％の隔離剤を含む。金属筐体を通る熱伝達が非常に高くなり得るため、火災の場合、火災側からの熱はすばやく外側インサートに達する可能性がある。したがって、火災側の外側インサートは、外側から内側に消費される。外側インサート中に存在するいかなる隔離剤も、冷却剤がすばやく消費されないことを確実にするのに役立つ。
【００７２】
好ましくは、内側空洞内に組み込まれる内側インサートは、少なくとも２０重量％、より好ましくは少なくとも４０重量％、さらにより好ましくは少なくとも７０重量％の隔離剤を含む。好ましくは、内側空洞内に組み込まれる内側インサートは、多くても２０重量％、より好ましくは多くても１０重量％、さらにより好ましくは多くても５重量％の冷却剤を含む。内側インサートは、火災からの熱が少なくとも１つのブリッジを介してのみ移動することが可能であり、内側インサートは、熱によって包囲されないが、むしろ主に一方の側からの熱を受けるため、非火災側の外側インサートのためのシールドのような役割を果たすことができる。この場合、隔離剤によって提供される絶縁挙動が特に有益である。
【００７３】
本発明の第５の態様によると、本発明の第４の態様の耐火ガラス窓枠に取り付けられる、少なくとも１つの耐火ガラス窓を含む、耐火ガラス窓アセンブリが提供される。
【００７４】
本発明の第６の態様によると、本発明の第１の態様の材料、第４の態様の耐火物品、及び／または第５の態様の耐火ガラス窓アセンブリを組み込む建物が提供される。
【００７５】
本発明の第７の態様によると、本発明の第２の態様に従った混合物を乾燥及び／または硬化させることを含む、本発明の第１の態様に従った材料を調製する方法が提供される。
【００７６】
本発明の第８の態様によると、
ａ）１つ以上の液体、周期表の１、２、１３、及び／もしくは１４族の元素のケイ酸塩、周期表の１３族の元素のリン酸塩、及び／または周期表の１３族の元素の有機化合物、Ｃａ（Ｈａｌ）２、Ｍｇ（Ｈａｌ）２（式中、Ｈａｌ＝ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、もしくはＩ）のうちの１つ以上；ならびに
ｂ）ＭＯＨ、Ｍ２Ｏ、Ｍ２ＳＯ４、ＭＨＳＯ４、Ｍ（ＰＯ３）３、ＭｘＨ３−ｘＰＯ４（式中、ｘ＝０〜３）、Ｍ２ＣＯ３、ＭＨＣＯ３、Ｍ２［Ｂ４Ｏ５（ＯＨ）４］、（式中、Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、及び／もしくはＮＨ４）などのホウ酸塩、Ｍ´（ＯＨ）２、Ｍ´Ｏ、Ｍ´ＣＯ３、Ｍ´ＳＯ４、Ｍ´ＰＯ４（式中、Ｍ´＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、及び／もしくはＦｅ）、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、ＳｉＯ（ＯＨ）２、ＦｅＯ（ＯＨ）、ＡｌＯ（ＯＨ）、それらの塩、シリカゲル、分子篩、グリコール、ポリオール、不燃性有機溶媒、乾燥アルカリ金属ケイ酸塩、及び／もしくは糖類のうちの１つ以上；ならびに／または
ｃ）中空微小球、発泡微小球、ガラスフレーク、セラミックフレーク、ウッドチップ、及び／またはセルロースチップのうちの１つ以上を組み合わせることを含む、本発明の第２の態様に従った混合物を調製する方法が提供される。
【００７７】
本材料の層は便利に、基質の表面上に本混合物を広げ、本混合物を乾燥及び／または硬化させることによって生成され得る。所望の厚さの材料の層を生成するために、時に、蒸発中に本混合物を保持する基質上の縁部バリアを提供することが必要である。ロッド、ブロック、チューブ、多角形及び湾曲形態、ならびに空洞、凹部、及び／または開口部を有する形態など、いくつかの他の形態の材料が、ガラス窓枠などの鋳型または構造に本混合物を注入し、続いて本混合物を乾燥及び／または硬化させることによって生成されてもよい。乾燥及び／または硬化プロセスは、好ましくは、少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも６０℃、であるが好ましくは高くても１１０℃、より好ましくは高くても１００℃、最も好ましくは高くても９０℃の昇温で実施されてもよい。乾燥及び／または硬化プロセスは、好ましくは少なくとも２時間、より好ましくは少なくとも６時間の期間、実施されてもよい。室温において、乾燥及び／または硬化は、形態の厚さ及び周囲の湿度に応じて、より長くかかる。
【００７８】
本発明の第９の態様によると、延焼を防止するための本発明の第１の態様に従った材料の使用が提供される。
【００７９】
好ましくは、該使用は、仕切り、壁、床、天井における使用、扉及びガラス窓枠におけるインサートとしての使用、車両本体における使用、ワイヤまたはロッドのためのカプセル封入としての使用である。該使用は加えて、構造的要素としての使用であってもよく、または別様に、鉄、スチール、及び／もしくはアルミナプロファイルなどの金属プロファイル、セラミック、プラスチック、木材、有機ポリマー、繊維を有する有機ポリマー、ならびに／または繊維ガラスの使用に取って代わるか、もしくはそれを増強するためであってもよい。該使用は、加えて、またはあるいは、塗料、シーラントとして、例えば、ケーブル及び／もしくはパイプシーラント、コーティング、のり、フーガ（ｆｕｇｕｅ）、ならびに／またはモルタルとして、例えば、保護ダクト及び継手、ならびに／または防火ダンパにおける使用であってもよい。
【００８０】
本発明の第１０の態様によると、少なくとも１つの空洞を含む、枠、隔壁、扉、窓用ブラインド、ケーブルチャネル、及び／もしくは壁、またはそれらの一部などの耐火物品が提供され、
該少なくとも１つの空洞は、筐体によって外部環境から少なくとも部分的に分離され、
該少なくとも１つの空洞は、第１の耐火材料、ならびに
ｉ）空隙及び／または
ｉｉ）第２の耐火材料を含む。
【００８１】
好ましくは、該少なくとも１つの空洞は、筐体によって外部環境から完全に分離される。該筐体は、金属、繊維ガラス、及び／またはプラスチック筐体を含んでもよい。いくつかの実施形態では、筐体は、複数の区分を含み、筐体の少なくとも１つの区分が第１の耐火材料を含み、該第１の耐火材料が該区分において内側空洞を外部環境から分離することが好ましい。好ましくは、該内側空洞は、第１の耐火材料によってのみ、該区分において外部環境から分離される。該第１の耐火材料は、任意のさらなる筐体が、筐体の該区分において不在であるか、または部分的にのみ存在し得るように、この場合、筐体として機能し得る。
【００８２】
本物品は、少なくとも２つまたは少なくとも３つの空洞を含んでもよい。該少なくとも３つの空洞は、少なくとも１つ、好ましくは１つの内側空洞と、少なくとも２つ、好ましくは２つの外側空洞とを含んでもよい。例えば、本物品は、２つの外側空洞がそれらの間に内側空洞を挟持するように配置される、３つの空洞を含んでもよい。該物品は、例えば、火災が生じ得る外部環境と接触する少なくとも１つの主表面を含んでもよい。各外側空洞及び／または内側空洞は、筐体、典型的には金属、繊維ガラス、またはプラスチック筐体によって少なくとも部分的に、好ましくは完全に包囲されてもよい。外側空洞が筐体によって実質的に完全に、または完全に包囲される場合、外側空洞は、外部環境とほとんどまたは全く接触しない。そのような外側空洞は、少なくとも１つのブリッジを介して一緒に連結され、該外側空洞間に内側空洞を形成してもよい。該ブリッジは、典型的には、金属及び／または繊維ガラスから製造される、グリッド、チューブ、ロッド、及び／またはプレートなどを含んでもよい。該内側空洞は、火災が生じ得る外部環境から仕切られた環境と接触していてもよく、例えば、該内側空洞は、ガラス窓縁部の存在によって外部環境から仕切られてもよい。内側空洞の筐体は、別の空洞と接触する側面とは異なる、外部環境と接触し得る側面に沿って１つ以上の間隙を含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、外部環境と接触し得る該側面の内側空洞の筐体は、完全に不在であるか、または該側面に沿った該内側空洞の表面積の最大で９５％、最大で９０％、もしくは最大で８０％にわたって不在であってもよい。外側空洞は、１つ以上の間隙、及び／またはバー、好ましくは金属バーによって内側空洞に連結されてもよい。該１つ以上の間隙は、該外側空洞の筐体内の間隙を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ブリッジの少なくとも一部は、第１の態様の材料を含んでもよい。この配置は、空洞間の熱伝達をさらに低減し、防火性能を強化し得る。例えば、ブリッジは、第１の態様の材料が少なくとも部分的に充填された、少なくとも１つのグリッド及び／または中空体を含んでもよい。好ましくは、中空体は、中空チューブまたは中空多角形ロッドである。該中空体は、ＴまたはＬ字形中空チューブまたはロッドであってもよい。空洞のそれぞれは、多面体、例えば、矩形直方体形状などの任意の好適な形状であってもよい。空洞のうちの１つ以上は、丸い縁部を有してもよい。
【００８３】
本物品が１つの空洞のみを含むとき、空洞は空隙を含まないのが好ましい。本実施形態では、好ましくは、第１及び第２の耐火材料は同じである。好ましくは、第１及び第２の耐火材料は、本発明に従っている。
【００８４】
本物品が、２つの外側空洞がそれらの間に１つ以上の内側空洞を挟持するように配置される、少なくとも３つの空洞を含むことが好ましい。好ましくは、該内側空洞のうちの少なくとも１つは、筐体によって、外部環境及び／または該外側空洞のうちの少なくとも１つから少なくとも部分的に、あるいは完全に分離される。該筐体は、１つ以上の金属、プラスチック、及び／または繊維ガラスから製造されてもよい。好ましくは、該内側空洞のうちの少なくとも１つは、第１の耐火材料、ならびにｉ）空隙及び／またはｉｉ）第２の耐火材料を含む。
【００８５】
好ましくは、該内側空洞のうちの少なくとも１つは、筐体によって、該外側空洞のうちの少なくとも１つから少なくとも部分的に、あるいは完全に分離される。この場合、好ましくは、該少なくとも１つの内側空洞は、第１の耐火材料によって外部環境から分離される。該第１の耐火材料は、任意のさらなる筐体が、該内側空洞が外部環境と接触する場所に不在であるか、または部分的にのみ存在し得るように、この場合、筐体として機能し得る。
【００８６】
該空隙は、気体、好ましくは空気、または真空を含んでもよい。気体は、絶縁体として作用し、外側空洞間の熱伝達を防止する。空隙が空気の代わりに異なる気体または真空を含む場合、十分なカプセル封入が必要とされる。空隙は、筐体及び／または任意の好適なカプセル封入で密閉されてもよい。
【００８７】
該第２の耐火材料は、好ましくは、中空微小球及び／または発泡微小球のうちの１つ以上を含む。これらの微小球は、第２の材料の絶縁特性を改善する、水蒸気、ＣＯ２、ＳＯｘ、ＮＯｘ及び／もしくはＮ２などの気体、または真空をカプセル封入し得る。好ましくは、該中空微小球は、中空ガラス微小球及び／または中空セラミック微小球を含む。好ましくは、該発泡微小球は、発泡体ガラス顆粒及び／または発泡体セラミック顆粒を含む。あるいは、または加えて、中空微小球は、ポリマー微小球を含んでもよい。中空ガラス微小球及び中空セラミック微小球は、改善された絶縁及び機械的安定性特徴を提供する。発泡微小球は概して、それらが物質、例えば、水蒸気をよりよく吸着させることが可能になるように、より開放した孔構造を含み、それは、火災の場合に本発明の任意の隣接する材料によって放出される水蒸気を吸着し、該吸着した水を冷却し、温度が水を再び蒸発させるのに十分高くなる時間までそれを貯蔵することによって、発泡微小球が防火性能を強化し得ることを意味する。
【００８８】
該第１及び／または第２の耐火材料は、アルカリ金属ケイ酸塩、石膏、水酸化アルミニウム、ならびに／または珪灰石及び／もしくはベントナイトなどの無機物に基づく材料であってもよい。好ましくは、第１及び第２の耐火材料は異なる。該第１及び／または第２の耐火材料は、本発明に従った材料であってもよい。好ましくは、本材料は、少なくとも１０Ｎ／ｍｍ2、より好ましくは少なくとも１００Ｎ／ｍｍ2、最も好ましくは少なくとも２００Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度を有する構成要素、及び少なくとも１０Ｎ／ｍｍ2、より好ましくは少なくとも１００Ｎ／ｍｍ2、最も好ましくは少なくとも２００Ｎ／ｍｍ2の曲げ強度を有する構成要素の組み合わせである。
【００８９】
本発明の一態様に適用できる任意の特徴が、任意の組み合わせで、かつ任意の数で使用され得ることが理解されるであろう。さらに、それらはまた、任意の組み合わせで、かつ任意の数で、本発明の他の態様のいずれかと共に使用され得る。これは、本願の特許請求の範囲の任意の他の請求項に対する従属請求項として使用される、任意の請求項からの従属請求項を含むがこれらに限定されない。
【００９０】
読者の注意は、本願と関連した本願と同時にまたは先に出願され、かつ本願と共に公衆の閲覧に供される、全ての論文または文書に向けられ、全てのそのような論文または文書は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００９１】
本願に開示される特徴の全て（任意の添付の特許請求の範囲、要約、及び図面を含む）、ならびに／またはそのように開示される任意の方法もしくはプロセスのステップの全ては、そのような特徴及び／またはステップの少なくともいくつかが相互排他的である組み合わせを除き、任意の組み合わせで組み合わされてもよい。
【００９２】
本願に開示される各特徴（任意の添付の特許請求の範囲、要約、及び図面を含む）は、明示的に別段の定めがある場合を除き、同じ、同等の、または同様の目的を果たす代替の特徴に取って代わられてもよい。したがって、明示的に別段の定めがある場合を除き、開示される各特徴は、一般的な一連の同等または同様の特徴のほんの一例である。
【００９３】
本発明がここで、以下の特定の実施形態によってさらに記載され、それらは、添付の図面を参照して、限定ではなく例示目的で示される。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】２つの外側空洞内に本発明に従った材料を組み込む、耐火ガラス窓枠の一部の断面の概略図である。
【図２】２つの外側空洞内及び２つの内側空洞内に本発明に従った材料を組み込む、耐火ガラス窓枠の一部の断面の概略図である。
【図３】２つの外側空洞内に本発明に従った材料、及び内側空洞内に本発明のさらなる材料を組み込む、耐火ガラス窓枠の一部の断面の概略図であり、外側空洞と内側空洞との間には多くの通路がある。
【図４】層の交互配置の一部として、本発明のさらなる材料と並行して、２つの外側空洞内及び内側空洞内に本発明に従った材料を組み込む、耐火ガラス窓枠の一部の断面の概略図である。
【図５】実施例１のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの枠センサのそれぞれによって検出される温度のプロットを示す。
【図６】実施例２のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの枠センサのそれぞれによって検出される温度のプロットを示す。
【図７】実施例３のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの枠センサによって検出される平均温度のプロットを示す。
【図８】実施例５のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの枠センサのそれぞれによって検出される温度のプロットを示す。
【００９５】
図１は、耐火ガラス窓枠１の一部、すなわち、耐火ガラス窓の１つの縁部をはめ込むために使用される細長い部分の断面図を示す。断面図は、部分１の最短寸法に平行に（かつ部分１の最長縁部に垂直に）位置する、任意の概念的な平面に沿ってとられる。部分１は、２つの外側空洞２、３と、内側空洞４とを備える。空洞２、３、４は、金属筐体内に封入されるが、ポリマー筐体が使用されてもよい。該空洞２、３、４は、矩形直方体形状であるが、外側空洞２、３は、本実施形態に示されるように、丸い縁部を有することができる。外側空洞２、３は、内側空洞４の筐体の最大表面積を有する２つの外側表面がそれぞれ、各外側空洞２、３の筐体のより大きい表面積を有する２つの外側表面のうちの１つにおいて、異なる外側空洞２、３と接触するように、それらの間に内側空洞４を挟持する。外側空洞２、３は、ほとんどの場合、同じ寸法を有するが、内側空洞４は通常、この特定の実施形態に示されるように、より小さい寸法を有する。いくつかの代替の実施形態では、外側空洞２、３は、異なる形状のより小さい副空洞に分割され得る。部分１の細長い側面６、７に位置する内側空洞４の露出した細長い表面は、示される実施形態において、外側空洞２、３の隣接する表面と比較して窪んでいる。さらに、本実施形態では、内側空洞４は、細長い側面６、７にわたって見られる寸法が、外側空洞２、３よりも薄いが、これは、いくつかの配置では同様ではない場合がある。外側空洞２、３の両方が、本発明の材料５で充填される。内側空洞４は、該材料５を含まず、すなわち、それは空気を含む。あるいは、または加えて、内側空洞４は、外側空洞２、３の間に１つ以上のブレースまたはブリッジを形成し得る、１つ以上のロッド、チューブ、プレート、及び／またはメッシュを含んでもよい。代替の実施形態では、内側空洞４の筐体は、細長い側面６、７の一方または両方に沿って１つ以上の間隙を含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、細長い側面６、７の一方または両方における内側空洞４の筐体は、完全に不在であるか、または細長い側面６、７のいずれかに沿った該内側空洞４の表面積の最大で９５％、最大で９０％、もしくは最大で８０％にわたって不在であってもよい。使用中、耐火ガラス窓の縁部は、部分１の細長い側面６、７に隣接して、かつ平行に位置付けられる。外側空洞２、３の一方または両方は、そのようなガラス窓を定位置に保持するのを補助する、該側面６、７に垂直に突出する細長い側面６、７におけるフランジを含んでもよい。「熱」と表示された矢印は、最初に火災に曝露され得る部分１の側面を示す（あるいは、部分１の反対側、すなわち、隣接する外側空洞３が最初に火災に曝露され得る）。空気は良好な絶縁体であり、したがって本実施形態では、火災の熱が一方の外側空洞からもう一方の外側空洞に容易に伝達されない。これは、枠が絶縁し、その完全性を保持するのを補助する。
【００９６】
図２は、耐火ガラス窓枠１０の細長い部分の別の実施形態の断面図を示す。部分１０は、図２の実施形態において、部分１０が１つよりもむしろ３つの内側空洞１３、１４、１５を含むことを除いて、図１に示される部分１と同じである。該内側空洞は、中央内側空洞１５の筐体が、外側空洞１１、１２及び内側空洞１３、１４のそれぞれの筐体によって囲まれ、かつそれらと接触するように配置される。空である（すなわち、空気を含む）、または材料１６とは異なり得る組成の絶縁体で充填されている、中央内側空洞１５は別として、空洞の全ては、本発明の材料１６で充填されている。空洞１１〜１５のいずれもまた、枠の安定性を改善するための補強を含むことができる。代替の実施形態では、内側空洞１３、１４は、筐体に部分的または完全に不在であってもよい。図１の実施形態と比較して、図２の実施形態は、火災の場合に強化された冷却特徴を提供する、さらなる充填された空洞１３、１４を含む。
【００９７】
図３は、耐火ガラス窓枠２０の細長い部分の別の実施形態の断面図を示す。部分２０は、図３の実施形態において、部分２０の内側空洞２３が、外側空洞２１、２２を充填する本発明の材料２４とは異なる本発明の材料２５で充填されていることを除いて、図１に示される部分１と同じである。別の違いは、部分２０が、外側空洞２１、２２と内側空洞２３との間の筐体内に多くの間隙２６を含むことである。本実施形態では、間隙は、水蒸気などの成分が、火災が生じる側面上で外側空洞２１、２２から内側空洞２３に入るための経路を提供する。内側空洞２３内の水蒸気の循環は、さらなる冷却利点を提供する。代替の実施形態では、内側空洞２３は、枠の安定性を改善することができる、玄武岩メッシュなどの補強材料を含んでもよい。
【００９８】
図４は、耐火ガラス窓枠３０の細長い部分の別の実施形態の断面図を示す。部分３０は、図４の実施形態において、内側空洞３３がより厚く、本発明の材料の交互の層３４、３５の５つの層配置を含むことを除いて、図１に示される部分１と同じである。材料３４はまた、外側空洞３１、３２も充填する。内側空洞３３内の層は、側面が隣接する外側空洞３１から側面が隣接する外側空洞３２まで交互に存在する。外側空洞３１、３２に隣接する内側空洞３３の２つの層、及び内側空洞３３の中央層は、材料３４（外側空洞３１、３２を充填し、内側空洞３３の残りの２つの層のための材料を提供する）とは異なる材料３５からなる。この配置は、枠を通る熱伝達率がさらに制御されることを可能にする。また、材料３５は、火災の場合に、材料３４によって放出され得る水蒸気を貯蔵することができる、多孔質構造を含んでもよい。この場合、材料３５は、スポンジのように機能し、その冷却特性を増加させるために、システム内の水を保持することができる。代替の実施形態では、材料３５からなる内側空洞３３の３つの層のそれぞれは、玄武岩メッシュなどの補強材料を含むか、またはそれに取って代わられてもよい。
実施例
【００９９】
以下の表１〜３に示される表に従って試料を調製した。水性ケイ酸カリウム（実施例１及び２）、ケイ酸ナトリウム１（実施例３）、またはケイ酸ナトリウム溶液（５６重量％の水）（実施例４及び５）を容器内に配置した。
実施例３の場合、５０重量％のＮａＯＨ溶液（５０重量％の水）を５０重量％のシリカゾル（５０重量％の水）と混合することによって、ケイ酸ナトリウム２（５０重量％の水）を調製した。次に、得られる混合物を、撹拌しながら容器内のケイ酸ナトリウム１に添加する前に、Ｃａ（ＯＨ）２をケイ酸ナトリウム２中に分散した。この方法は、Ｃａ（ＯＨ）２がケイ酸ナトリウム１とすぐに反応することを防止する。
【０１００】
実施例１、２、４、及び５に関して、固体成分（中空ガラス微小球及び玄武岩メッシュは別として）を一緒に混合し、撹拌しながら容器に添加した。実施例３に関して、残りの固体成分を一緒に混合し、撹拌しながら容器に添加した。次いで、残りの液体（例えば、各実施例に対する成分に応じて、グリセロール及び／または水）を混合物に添加し、続いて、中空ガラス微小球を添加した（実施例１、２、及び４）。過剰な撹拌は回避されるべきであることを意味する、中空ガラス微小球の機械的安定性の欠如のため、それらを後で添加した。次いで、混合物を鋳型（ベーキングトレイに似ている）に注入し、いかなる気泡も除去するために撹拌した。次いで、特定の実施例に応じて、混合物を６０℃で２〜３時間乾燥させた。玄武岩メッシュを実施例１に組み込む場合、混合物の半分を最初にトレイに注入した。混合物を硬化した後、メッシュの層を材料のプレート上に配置し、次いで、混合物の第２の半分をメッシュ上に注入した。混合物の第１の硬化した半分に添加する前に、かつ混合物の第２の半分を添加する前にメッシュを広げることによっていかなる閉じ込められた空気も除去するために、メッシュを最初に混合物中に浸漬した（メッシュは高い湿潤性を有しないため）。冷却後、鋳型を除去し、材料の「プレート」を格子上でさらに乾燥させた。すでに詳述されたように、当然のことながら、ガラス窓枠などの枠を鋳型として使用することが可能である。これは、枠を単純に充填することによって、難しい形状が容易に得られ得、後に鋳型を除去する必要性を回避するという利点を有する。
最後に、本材料は、必要に応じて、適切な寸法に切断され、穿孔され得る。いくつかの実施形態では、最終生成物を適度な熱の下で所望の形状に造形することが可能である。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【０１０１】
実施例１〜３及び５の材料を、オイルオーブンを使用したＥＩ３０の規格に従った火災試験において、耐火ガラス窓枠のためのインサートとして使用した。ＥＩ３０試験に合格していることが既知であるＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎ  Ｐｙｒｏｓｔｏｐ（ＲＴＭ）３０−１０耐火ガラス窓（寸法１５ｍｍ×７９０ｍｍ×７９０ｍｍ）を、これらの試験に使用した。枠は、ガラス窓の周縁部全体の周囲で、６０ｍｍの幅及び１５ｍｍの深さであった。火災試験の標準的な条件下で、枠の温度を、枠の表面の周囲に離間した８つのセンサによって監視した。ＥＩ３０試験に合格するために、どのセンサも試験の最初の３０分以内に、１８０Ｋを超える温度変化を検出することが認められていない。２５℃の室温で試験を実施し、したがって、試験に合格するために、センサは、２０５℃を超える温度を検出していてはならない。
【０１０２】
種々の長さで寸法１８ｃｍ×３５ｃｍを有するインサートを、実施例１〜３及び５の材料から調製した。これらの実施例のインサートを、上記に詳述されたように、ガラス窓を包囲する別々の枠に差し込み、ＥＩ３０火災試験に従って試験した。
【０１０３】
図５は、図１に従った枠内の実施例１のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの熱要素（センサ）のそれぞれによって検出された温度のプロットを示す（Ｍ１〜８は、８つのセンサに対するプロットである）。８つのセンサのどれも、３０分の時点までに、２０５℃は言うまでもなく、１５０℃近くの温度さえ検出していない。したがって、実施例１のインサートは、ＥＩ３０火災試験に容易に合格した。図５のグラフ中、より高い温度で作用する冷却剤を示す、火災試験中のプロットの画定された平坦域はない。したがって、これらのインサートは、粉末コーティングプロセスで使用され得る。
【０１０４】
図６は、図２に従った枠内の実施例２のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの枠センサのそれぞれによって検出された温度のプロットを示す（Ｍ１〜８は、８つのセンサに対するプロットである）。この場合もやはり、８つのセンサのどれも、３０分の時点までに、２０５℃は言うまでもなく、１５０℃ほどの温度も検出していない。したがって、実施例２のインサートもＥＩ３０火災試験に容易に合格した。実施例２のインサートは、試験の１３〜２２分あたりで、延長した冷却効果を示し、それにより、枠の温度は１００℃以下で維持され、したがって、プロットはこの期間中水平状態になる。実施例２のインサートは、約９０℃〜１８０℃の比較的低い温度で分解し、冷却液体を放出する、より大量の水及び冷却剤を含む。これらのインサートは、例えば、ガス容器またはコンピュータ装置が存在する場合、より低い温度で広範な冷却を必要とする状況に特に有用である。
【０１０５】
図７は、実施例３のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの枠センサのそれぞれによって検出された平均温度のプロットを示す。８つのセンサが検出した平均温度は、３０分の時点までに約１５０℃であった。センサのどれも２０５℃を超える温度を検出しなかった。したがって、実施例３のインサートもＥＩ３０火災試験に容易に合格した。実施例３のインサートは、適度な熱の下で弾性であり、それらが所望の形態に造形され得ることを意味した。この特徴は、インサートが珍しい形状の枠に適合する必要がある状況に有用である。
【０１０６】
実施例４は、その断熱特性によって内側空洞（すなわち、少なくとも３つの空洞を含む枠、壁、または扉の中心空洞）に特に適している、高含有量の隔離剤を有する材料に関係する。
【０１０７】
実施例５は、高含有量の冷却剤を有する材料に関し、材料を、冷却特性が望ましい外側空洞（すなわち、枠、壁、または扉の火災側の表面に隣接する枠、壁、または扉の空洞）に特に適したものにする。図８は、実施例５のインサートを使用したときの、時間の関数として８つの枠センサのそれぞれによって検出された温度のプロットを示す（Ｍ１〜８は、８つのセンサに対するプロットである）。８つのセンサのうちの１つは、３０分の時点までに約１６０℃の温度を検出したが、他のセンサは、はるかに低い温度を検出した。したがって、実施例５のインサートもＥＩ３０火災試験に容易に合格した。実施例５のインサートは、それらも試験の約１２〜２４分あたりで延長した冷却効果を示し、それにより、枠の温度が１００℃以下で維持されるという点で、実施例２のインサートとの類似性を示す。
【０１０８】
本発明は、上記の実施形態の詳細に制限されていない。本発明は、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約、及び図面を含む）に開示される特徴の任意の新規の１つもしくは任意の新規の組み合わせ、またはそのように開示される任意の方法もしくはプロセスのステップの任意の新規の１つもしくは任意の新規の組み合わせに及ぶ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2017504669.tif 000015
2017504669.tif 000016
2017504669.tif 000017
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