JPH07507105A - 耐火および耐熱性材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 耐火および耐熱性材料 本発明は、耐火および耐熱性材料、ならびに、それらの火、熱および火炎の伝播 に対するバリヤーとしての使用に関する。

火の伝播に対するバリヤーとしては、広範な種類の材料が使用されている。これ らは、火が広がるのを防止する。容易に発火し、容易に燃焼する材料は、明らか に、火の広がるのを防止するバリヤーとほとんどならないか、または、全くなら ないのに対し、他の極端な材料、例えば、アスベストは、極端に耐熱および耐火 性である。

厳格なバリヤー、例えば、アスベストシートを使用することができない地域では 、保護およびバリャー布構造物が、種々の性能レベルを有する多様なタイプの生 地製品に採用されている。例えば、英国内においては、このような製品は、それ 自体、保護布［ワークウェアー（ｖｏｒｋｖｅａｒ）、市民救急サービス（ｃｉ ｖｉｌ　ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ）、防御組織（ｄｅｆｅｎｃｅ 　ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎｓ）］およびバリャー生地［輸送室内装飾布（ｔｒ ａｎｓｐｏｒｔ　ｕｐｈｏｌｓｔｅｒｙ　ｆａｂｒｉｃｓ）、輸送室内装飾バリ ャーズ（ｔｒａｎｓｐｏｒｔｕｐｈｏｌｓｔｅｒｙ　ｂａｒｒｉｅｒｓ）、契約 ／家庭用バリャーズ（ｃｏｎｔｒａｃｔ／ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｂａｒｒｉｅｒｓ ）］の最終用途領域内において見られる。性能に関しては、耐熱および耐火保護 用にデザインされた公知の生地は、３つの広いカテゴリーに分類することができ る。

（ｉ）２５０℃以上の温度に加熱された時に、チャーバリヤーに変換する難燃性 の従来の生地＋（ｉｉ）４００℃以上で炭化するより高性能の生地；　（ｉｉｉ ）約１，０００℃までの長時間暴露に耐え得るセラミック繊維含有布。

周囲条件で所望の生地性質を有し、空気中または不活性雰囲気中で２５０℃以上 に加熱された時に、炭化し、空気中、約４００〜５００℃で緩やかに酸化される 何機繊維含量を有する布は、周知である。これらは、難燃性コツトンおよびウー ル布から固有の耐火および耐熱性ポリ芳香族構造に至る範囲の全範囲の製品によ って特徴づけられる。これらのうち、より高性能の例、例えば、アラミドおよび ／または炭化された繊維含有バリヤー布は、１，０００℃の高温に至るまで加熱 されると、数分間しか、存在しえない。

これら公知の初期フレキシブルなバリヤーを形成するために使用される有機材料 は、高温に！露すると、炭化しやすく、黒色の残渣を生ずる。これらの炭化され た残渣は、実際、上記したように、火が伝播するのを防ぐバリヤーとして潜在的 に貴重なものであるが、炭化された残渣が４００”Ｃ以上の温度で酸化される時 に、炭化された残渣が脆化し、非常に脆くなるので、あまり有効ではない。これ らの結果は、ともに、数多くの火気源、例えば、激しい振動に付され、灰を形成 する、種々の自動車に付随する苛酷な条件において、前記残渣がそれらの機械的 な結合性を失いやす（、火炎の伝播に対して全くバリヤーとならないことを意味 する。

簾機材料、例えば、セラミック繊維も、また、フレキシブルなバリヤーを形成す るために使用されてきたが、これらは、炭化しないのにもがかわらず、非常に脆 化して、高温に暴露した時に、溶融し、残渣を残さず、もはや、火の広がるのを 防止するのに有効とはならない。これらの欠点を有しない一つのクラスの製品は 、９００℃以上の温度に耐え、１，１００℃もの高温においてもがなりの期間（ 例えば、日および週のオーダーで）耐えることが見いだされている、シリカまた はアルミナを基体とした無機繊維のみを含む布である。しかし、これら特定の無 機材料は、これらに代わるより高性能の有機繊維含有バリヤー布よりも高価であ りさえする。また、これらは、著しく高密度で、かつ、非常に高弾性であるので 、これは、軽量性およびフレキンビリティが、それぞれ、必要とされる時には、 これらが許容できないことを意味する。

材料を耐火性にするために広範に使用されているもう一つの極めて異なるアプロ ーチは、発泡防炎性ペイントまたは塗料を塗布することである。このようなペイ ント配合物は、高温に暴露した時に、炭化し、ガスを放出して、発泡炭化層を形 成し、これが、支持体を断熱して、支持体を火から保護する役割を果たす。しか し、このようなペイントおよび塗料は、あらゆる支持体に、または、あらゆる条 件で、使用できるものではない。これらは、例えば、下地支持体のフレキシビリ ティと透過性とが必須の性質であるところには、使用することができない。また 、これらは、一度、発泡性のチャーに変換されると、この構造が、脆くなり、曲 げたり、捩ったりする時に、容易に砕解されるという欠点を有する。

本発明の目的は、常時フレキノプルな耐火性材料であって、火および熱に抵抗し 、熱に暴露すると、発泡および炭化して、その構造結合性を保持するバリヤーを 生成する耐火性材料を提供することである。我々は、このような材料が、場合に よっては、特定の発泡防炎剤成分を繊維質コアの適当な仕様に組み込むことによ って製造することができることを見いだした。

したがって、第１の態様から、本発明は、温度範囲２００〜５００℃内で、強烈 に炭化するのに適合した有機発泡防炎剤充填剤と有機繊維との密な混合物を含む フレキシブルな耐火および耐熱性材料を提供する。このコンテキストにおける“ 強烈に（ｉｎｔｅｎｓｅｌｙ）”という語は、炭化反応が有機繊維成分中で発生 する熱分解機構を支配することを意味する。

有機繊維が本来的に耐火性である時にさえ、十分に強い繊維チャーを製造するた めには、通常、有機繊維を適当な難燃性物質で被覆または処理するが、あるいは 、加熱された際に、このような物質を放出する繊維を使用することが必要である 。

本発明の材料がいかなる理由でバリヤー性と機械的結合性を不利な条件において さえも維持することができるかを正確に立証するための本発明の材料についての 研究により、同時発生繊維／発泡防炎剤チャー形成が繊維表面を難燃剤から発生 した液体酸性種および／または有機繊維中のその他の酸発生種、ならびに、分解 発泡防炎剤からの酸性生成物によって湿潤することを伴うことが明らかとなった 。これは、ひいては、繊維の炭化された表面を生じ、隣接する発泡防炎剤がとも に反応して結合するか、または、合金化して、耐火性に関する限り、発泡防炎剤 のあらゆる長所を有する繊維強化非晶質発泡防炎剤チャー構造を生成し、現在に 至るまで、これらの物質に伴う非柔軟性および脆化という欠点を伴わない。

このような結合効果のこうした可能性は、以後、“チャー結合（ｃｈａｒ　ｂｏ ｎｄｉｎｇ）”と称することとするが、本発明の出現以前は、総じて予想しえず 、大部分の必要とされる環境において使用することのできる、耐火性材料の全く 新規な領域を確立するその重要性は、過小評価されるべきものではない。

実際、本発明の材料では、十分なチャー形成は、４００〜５００℃で起こり、発 泡防炎剤は、少なくとも一定程度発泡する。空気中、５００℃以上では、チャー の酸化は、材料の外表面で始まり、酸素拡散によって決定される速度で、構造物 の内方向に拡がる。温度が上昇すると、発泡防炎剤は、発泡を続け、材料のコア 領域への酸素の侵入を阻止することによって、構造物の機械的結合性を維持する のに、重要な部分を演するのが増大する。

意図したように機能させるためには、発泡防炎剤は、繊維の周りに流動するのに 加えて、繊維を移動させることが必要である。繊維が、過度に緻密に充填されて いると、発泡防炎剤は、繊維を移動させることなく、繊維間気孔を満たし、他方 、繊維が過度に緩く充填されていると、発泡防炎剤は、使用前に、製品から振り 落とされてしまう。不織重布構造は、これらのいずれの可能性をも回避するのに 丁度よい適性を有することが発見された。しかし、不織布構造と類似した幾何学 的アセンブル繊維特性を有するように設計された織布、編み織物またはその他の 重構造は、所望とあらば、代わりに、使用することができる。これらの種々の構 造物は、全て、低温および高温のいずれにおいても、材料をフレキシブルとし、 高温に暴露した時に、発泡し、これが活性化される時には、発泡防炎剤を適合さ せ、移動させる長所を有する。外観および感触は、軽量な複合布のそれである。

この材料は、難燃性、熱の徐放性および熱のバリヤー特性が要求されるあらゆる 用途に使用することができる。航空機、列車、バスおよび船舶における室内装飾 、隔壁、建築物フレーム構造保護および保護布は、その幾つかの使用例である。

本発明の材料は、所望に応じ、発泡の程度を大きくしたり、小さくしたりするこ とができるように、構成することができる。例えば、用途によっては、より低温 において、火の伝播に対してより厚い耐熱バリヤーを付与するために、比較的多 くの発泡が望ましい。他の場合には、これは、必要とされず、発泡の程度は、高 １におけるそのアブレーションによって生じたチャーの厚さの減少を補償する程 度必要とされるのみである。

もう一つの態様に従えば、本発明は、本発明の材料を形成する方法に存する。

このような方法の具体的な例を以下に記載する。

本発明の材料の製造中、発泡防炎剤は、外部塗膜の形成とは逆に、アセンブリの コアに発泡防炎剤を浸透させるように、繊維アセンブリに塗布する必要がある。

かくして、−例において、発泡防炎剤は、複合構造の不織布、織布または編み織 物の布のコアに、粉末形態で、散布されるだけである。これとは別に、発泡防炎 剤は、コアのアセンブリ中の繊維の異なる眉間に導入することもできる。繊維質 層に発泡防炎剤を分散させる池の方法もまた、適用することができ、例えば、繊 維質フェルトの形成中に、発泡防炎剤を噴霧することもできる。

要すれば、発泡防炎剤粉末は、最初に、接着剤により繊維に結合させられる。

これとは別に、繊維−発泡防炎剤初期接着は、溶融接着剤コポリマーを発泡防炎 剤に導入することによって達成することもできる。

所望の結果を達成するに十分であるとするならば、本材料中に使用される発泡防 炎剤の量は重要ではない。しかし、存在する発泡防炎剤の量が多ければ多い程、 チャーのバリヤー性を向上させるのにより有利である。これは、用途によっては 、好ましい。

便宜上、材料中に存在する発泡防炎剤の量は、少なくとも５００℃の温度に暴露 された時に、厚さを少な（とも５０％増大させるのに十分な量である。

多種多様の有機繊維が使用され、例えば、コツトン、ビスコースおよびウールが その例として挙げられるが、これらは、全て、通常、適当な難燃剤処理によりて 耐火性とされ、所望の温度範囲内で必要とされる度合いの炭化（ｃｈａｒｒｉｎ ｇ）を付与される。

多種多様なこのような処理は、商業的に使用されている。例えば、難燃剤処理は 、生地製品に加工する前、中、後に、繊維を化学的に処理することによって行う ことができ、あるいは、繊維は、製造中にそれらの化学構造を改質することによ るか、または、製造中に、難燃剤添加物を配合することによって行うことができ る。

本発明の一実施態様において、例えば、有機繊維は、難燃剤、例えば、プロパン ［ＰＲＯＢＡＮ（＾ｌｂｒｉｇｈｔ　ａｎｄ　Ｗｉｌｓｏｎ）］が、繊維重量に 関して、リン濃度２．５重量％以上に等しいレベルで塗布されたコツトンであっ てもよい。これとは別に、有機繊維は、繊維製造工程中に、難燃剤添加物が添加 されたビスコースであってもよい。

好ましい実施態様において、本発明の耐火性材料は、無機繊維成分を含むことも できる。

便宜上、無機繊維成分は、５００℃よりも著しく高い温度のその一つの融点また は複数の融点を有し、対応して、これらのより高１で、高い耐化学酸化性を生ず る。

酸素の材料中への拡散を妨げる発泡防炎剤の効果を強化することによって、無機 繊維成分は、例えば、９００〜１，２００℃の温度においてさえ、材料中の残留 炭素の完全な酸化を２〜１０分間遅延させる。また、無機成分は、その中の全て の炭素質材料（ｃａｒｂｏ口ａｃｅｏｕｓ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ）がガス化した 後においてさえ、材料に断熱性を付与する骨格構造を生じさせる。

便宜上、これらの場合において、材料中に存在する発泡防炎剤の量は、９００℃ まで加鵡された時に、材料の初期厚さを１０分間以上維持するのに十分である。

かくして、本発明の好ましい実施態様において、発泡防炎剤／繊維の重量比は、 通常、発泡防炎剤の濃度に比例するレベルにおいて、発泡防炎剤添加材料の追加 の適当な濃度を有する１０〜１００％の範囲内にある。

便宜上、無機繊維成分は、有機および無機繊維の密な配合物を含む材料を有する か、および／または、それらの分子構造の結果として、一部有機、かつ、一部無 機である繊維を使用することによって、供給される。以降、このように、一部有 機、かつ、一部無機である繊維を“ハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）“有機繊維と 称し、無機成分を全（有しないか、もしくは、無視可能な程度、無機成分を有す る有機繊維を“ノンプルな（ｓｔｏｐｌｅ）“有機繊維と称する。

現下の好ましいハイブリット繊維のタイプは、ケイ酸を含有するビスコースステ ーブル繊維であり、Ｋｅｍｉｒａ　Ｇｒｏｕｐ　Ｏｙ　Ｖａｌｋｅａｋｏｓｋｉ 、　Ｆｉｎｌａｎｄによって、商標名ビジル（ＶＩＳＬ）の下に市販されている 。シンプルな有機および無機繊維の配合物と比較して、一つの繊維中での２つの 成分の存在は、有機成分の炭化中に、各繊維に対して無機のコアが発生するとい う重要な長所を有する。これは、チャー結合した構造に刻して独特の無機強化材 を提供する。

ビジル繊維が、それ自体、９００℃まで、それらの結合性を維持し、本発明に従 い構造物へのそれらの配合が１．０００℃までの温度、または、１，２００℃ま での温度においてさえ、可能であるという事実は、有機繊維と発泡防炎剤との間 の相乗効果（以後、チャー結合と称する。）によってのみ説明することができる 。

疑念を回避するために、ここでは、芳香族有機繊維、例えば、ポリアラミド類、 ノボロイド類（例えば、Ｋｙｎｏｌ）およびポリベンズイミダゾール類は、強い チャーを生成するけれども、これらは、本発明の材料中において、有機繊維成分 として使用するのには、本来、不適当である。何故ならば、これらは、あまり」 こ高すぎる温度、４００〜５００℃においては、炭化し始めるからである。これ は、これらの炭化表面と発泡防炎剤との間の物理的な相互作用を幾分生じ、これ が分解構造に幾分かの凝集効果（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ） を与えるものの、満足するチャー結合が生成するのを妨げる。かくして、本発明 のもう一つの態様に従えば、無機成分は、適当な不相溶性の有機繊維、すなわち 、必要とされる温度範囲にわたっては、強く炭化せず、チャー結合を生成する、 有機繊維を伴うか、または、それにより代替される。

本発明の材料は、火炎または熱に初期応答して体積が膨張し、より高温に暴露し た時でさえ、材料がこの増大した体積の有意な部分をある期間保持するように構 成されていることが理解できるであろう。好ましい実施態様において、本材料は 、熱および火炎に！露すると炭化する、有機の第１の繊維質成分と、前記第１の 繊維質成分の炭化を生ずる条件によって比較的影響を受けない無機の第２の繊維 質成分と、膨潤し、バリヤーの初期発泡を生ずる発泡防炎剤とを含む。典型的に は、９００℃付近の温度に数十分間暴露して有機繊維を酸化した後、発泡防炎剤 成分は、バリヤーの増大した厚さをその本来の値にある程度戻るまで減少させる 。

要約すると、好ましい実施態様の材料は、周囲温度下において、通常の生地性質 を提供し、かつ、３００℃以上の温度では、高度の耐火炎および耐熱保護性を示 す。温度が５００℃に上昇すると、厚さおよび断熱性が増大し、１．０００℃ま で１０分間以上加熱された時にさえ、布は、それらの本来の厚さを保持する。

高振動の領域において、１，２００℃までのフレキノビリティの保持は、激しい 作業環境においてさえ、これらの新規な構造物を満足に使用可能とする。支持さ れた環境におけるこれらの火炎／熱バリヤーとしての使用および輸送システムに おけるエンジンまたは燃料熱火炎バリヤー構造物の外部表面保護ゾーンとしての 利用は、その例である。

材料が無機繊維成分または不相溶性の有機繊維を含有しない本発明のこれらの実 施＋！ｙｉ様においてさえ、構造化されたチャーは、なお、独特の、フレキシブ ルで、かつ、全く酸素を透過させない構造物を形成し、これは、５００℃以上の 温度で、限られた期間、バリヤー性を有することができる。しかし、発泡防炎剤 の存在は、不可欠であり、これが存在しないと、シンプルな繊維質チャーは、高 酸素透過性を育し、７００℃以上の温度で、２分と存在しえない。しかし、本発 明の材料では、適正なレベルの発泡防炎剤の存在が、チャーを生成することがで き、これは、容易に理解せず、４００〜５００℃の範囲内で酸化され始め、５０ ０℃以上で、有！な酸化速度の減少を示す。

本発明の材料は、直接、バリヤー材料として使用することもでき、または、これ らは、裏地層、または、裏地層と表面層との間もしくは周辺に取り付けることも できる。裏地層および表面層は、通常、耐火性の布、例えば、使用の際に、発泡 防炎剤／繊維コアに″チャー結合する”難燃化されたコツトンにより形成するこ とができる。しかし、裏地層および表面層は、また、種々のその他の材料、例え ば、木材または金属ホイール（例ニアルミニウム）によっても形成することがで きる。

一つまたは複数のこれらの外部（表面および／または裏地）層は、生地材料を、 物理的にも機械的にも保護することができ、仕上げ物品の美観を保つ。これらの 外部層は、また、バリヤー材料を造形する機能も果たす。表面層および／または 裏地層を生地のそれぞれの表面に埋め込むと、これらは、熱暴露中に、強化材を 提供する。これらは、また、バリヤー物品の耐火性および耐熱性に寄与すること もできる。

別の実施態様において、本材料は、前記有機発泡防炎剤充填剤と前記有機繊維と の密な混合物を含む中心層と、２シートの布によって前記中心層から分離された だけの２つの外部層とを有する。この布は、便宜上、織布、編み織物、不織布等 であってよい。

上記中心層の繊維は、無機成分および／または不相溶性の有機繊維を含み、無機 成分が存在する箇所では、これは、ハイブリッド有機繊維として、または、シン プルな有機繊維と無機繊維との配合物として存在する。

便宜上、２つの織布等の布は、前記温度範囲内で強烈に炭化される有機繊維製で ある。

本発明の新規な材料は、通常、１００〜４００ｋｇｍ−３のオーダーの密度に相 当する、２００〜１０００ｇｍ−”の範囲の比較的小さな面積密度を有する。こ れは、これらを、重量が重要な要素となる輸送産業、例えば、自動車および航空 機に使用する時に、長所を有する。一般に、従来からの布製造技術は、全て、繊 維アセンブリ、例えば、製織、編成、ニードルパンチング、ステッチポンディン グ（ｓｔｉｔｃｈ　ｂｏｎｄｉｎｇ）および接着剤結合を製造するのに使用する ことができる。

本発明の材料には、多種多様な有機発泡防炎剤システムを使用することができる 。このような７ステムは、発生したガスが発泡防炎剤から逃げるのを防止するた めに、通常、酸源、炭素材料（ｃａｒｂｏｎｉｆｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌ）、ス パミフィック化合物（ｓｐｕｍｉＨｃ　ｃｏｍｐｏｕｄ）およびスキン形成ソフ ト樹脂結合剤を含む。適当な酸源の例としては、七ノーおよびノーアンモニウム ホスフェート、アンモニウムポリホスフェート、メラミンホスフェート、グアニ ルホスフェート、ウレアホスフェート、アンモニウムサルフェートおよびアンモ ニウムボレートが挙げられる。適当な炭素材料の例としては、グルコース、マル トース、アラビノース、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ノーおよびト リーペンタエリスリトール、アラビトール、ソルビトール、インシトールおよび 澱粉が挙げられる。適当なスバミフィック化合物の例としては、メラミン、グア ニジン、グリシノ、尿素および塩素化されたパラフィンが挙げられる。周知の処 理操作に従い、これらの選択された例から構成される発泡防炎剤は、温度範囲２ ００℃〜５００℃で、全て、強いチャーを生成し、所望のチャー結合効果を生じ る。多種多様な材料が、ソフト樹脂結合剤として使用可能である。

好ましい実施態様において、有機繊維がセルロースであり、リン基体難燃剤（例 えば、プロパン、バイロバテックス、アンモニウムポリホスフェート）、または 、その他のいずれかの適当な酸発生種、例えば、ビジル（ＶＩＳＩＬ）の場合、 ケイ酸を含有する箇所では、発泡防炎剤は、アンモニウムホスフェート／メラミ ン／ペンタエリスリトールンステムを含む。

この好ましい実施態様の材料を加熱すると、発泡防炎剤は、２５０℃以上で分解 し、ポリリン酸、窒素および炭素質チャーを生成し、これは、半液体懸濁液とし て、泡立ち、発泡して、隣接の繊維表面を湿潤し、利用可能な空間を満たす。

化学反応は、個々に、以下のように要約することができる。

熱 （１）　発泡防炎剤　−一一一　酸性種（液体）酸性種＋炭素質成分　−−一→ 　チャースパミフィソク成分 液体酸仕種＋チャー　−一一−−−−−→　発泡チャー熱 （ｉｉＨｔ燃性有機繊維　−ｍ−→　酸性種（液体）（Ｈつ何機繊維、例えばセ ルロースーーーー　チャー反応順序（ｉ）と（１１）との間の相互作用は、繊維 チャー−発泡防炎剤チャーまたはチャー結合した構造を生成する。

発泡防炎剤の活性および熱抵抗が、セラミック顔料、例えば、二酸化チタンの添 加によって増強されることが考えられる。何故ならば、チャーを安定化する以外 に、これは、また、チャー酸化後、無機のレプリカを残し、それにより、無機繊 維残虐に加わり、５００℃以上の温度で材料の機械的な結合性を増大するからで ある。チャー結合した構造物におけるその存在は、さらに、酸素拡散を低減する ことによって、耐酸化性を増強する。

ビジル（ＶｒＳＴＬ）を用いる本発明の好ましい実施態様では、コア内の有機繊 維質成分は、煙りを少量とし、毒性を最小として、非常に緩やかに燃焼するよ・ うに、設定される。燃焼後、繊維は、フレキンプルな熱バリヤーとして満足に機 能し続けることのできる凝集性の無機繊維マトリックスを生じる。

本発明の材料は、例えば、下地層として、または、表面布に配合するために、特 定の要件に合致することを目的とし、設計することができる。意図した用途に応 じ、繊維アセンブリの厚さは、変化させることができ、発泡防炎剤の規格は、調 整することができる。

ビジル（ＶＴＳＩＬ）ビスコース繊維を不織布コア材料として使用する試料試験 は、以下の表１に示すようなシステムの新規な応答特性を示す。

表１ 布６００ｇ／１１” ＶＩＳＬ不織布］　７　２ＱＱｇ／ｍ”裏地布（ＦＲコ、、、ト：／Ｘ２）　２ ００ｇ／ａ”発泡防炎剤　アンモニウムホスフェート塩基５０ｇ／ｍ’（ＶＩＳ ＩＬに関して２５％レベルに相当）試料寸法　７．６Ｘ７．６ｃ＋ａＸ４．１ｍ ｍ熱源　マツフル炉 温度　暴露　厚さ　重量損失 ℃　時間　％　％ ５００　２　２２４　４４、４ ５　２０２　４５、０ １０　１７３　７３、９ ９００　２　１４９　６８．２ ５　１０５　８３．５ １０　１０５　８３、５ １２００　２　９０　１１１８．８ ５　９５　１１１８、９ １０　８１　８９、５ 本発明に従う材料のもう一つの例は、以下によって示される。

布形成 布は、不繊布コアと外装布とを含む。

外装重構造 １００％無地組織布をリンおよび窒素含有難燃剤ＣＰｙｒｏｖａｔｅ　ＣＰ、　 Ｃｆｂａ　Ｇｅｉｇｙ）で処理した。

不繊布コア構造 Ｋｅｍｉｒａ　ＯＹ　ｏｆ　Ｖａｌｋｅａｋｏｓｋｊ、　Ｆｉｎｌａｎｄによっ て市販されているケイ酸を含有する１００％ビジル（ＶＩＳｒＬ）クイブ３３、 ビスコースステーブル繊維、：３．　５ｄｔｅｘ／４０ｍｍ、面ｆＪＩ富度２０ ０ｇ／ｍ”。

艷 ビジル（ＶＩＳＩＬ）繊維のウェブをまず最初に製造し、ついで、これを外装布 の単一層で覆い、ウェブの両側でニードルバンチした。ニードルの貫通は、１７ 相であり、最終布の面積密度は、６００ｇ／ｍ”である。ニード１ルグが起こる 前１こ、発泡防炎剤粉末および結合樹脂をウェブに添加し、その添加量は、布の 不織布成分の重量％として計算される。

発泡防炎剤粉末、アムガードＭＰＣ１００Ｏ（アンモニウムポリホスフェート、 ＾ｌｂｒｉｇｈｔ　ａｎｄ　１ｉｌｓｏｎ　Ｌｔｄ、　）樹脂、レバクリル２７ ２　［Ｒｅｖａｃｒｙｌ　２７２（純粋なアクリル系およびスチレン／アクリル 系コポリマー水基体分散液、　Ｈａｒｌｏｔ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎ ｙ　Ｌｔｄ、　）例　布Ｉ：　発泡防炎剤を添加することなく、上記のように製 造した。

例　布ＩＩ　発泡防炎剤２５％と樹脂５％とを上記のように添加する。

例　布ＩＮ：　発泡防炎剤３０％と樹脂５％とを上記のように添加する。

試験処理操作 布試料寸法７　、　６２ｃ＋ａＸ　７．　６２ｃｍ０試料を、炉内で、種々の温 度で、時間範囲にわたって暴露した。試料をスタンドに取り付け、加熱中の酸素 の接近容品性を維持した。暴露した試料を、厚さおよび重量を変えて、試験した 。

結果 布　温度　時間　厚さ　重量損失 （℃）　（分）　（％）　（％） Ｉ　試験前　３．８１（＝ｌＯＯ％） Ｈ試験前　４．１ｍｍ（−１，００％）ＩＩＩ　試験前　４．４１１５＋（＝１ ００％）Ｉ　５００　２　８６．８　６５．７ ５　９２、１　７４．４ １０　１００、０　７８．０ ７００　２　１１５．０　６１．１ ５　９２、１　？３．１ １（１７８，９７５，０ ９００２１００、０６６、７ ５ｇ９．５　７８．７ １０　８４、２　８３．５ １０００　２　７８、９　８５．４ ５　７６、３　８８．６ １０　？６．３　９０．６ １１００　２　１０７、０　８７．３ ５　７ｇ、　９　９０．９ １０　？６．３　９０．９ ＬＺＱＧ　２　８１．６　＆８．６ ５　７８、９　９１．７ １０　７６、３　９１．０ 表２（その２） 布　温度　時間　厚さ　重量損失 （℃）　（分）　（％）　（％） ＩＩ　５００　２　２２４．４　４４．４５　２０２、４　４５．９ １．０　１７３．２　７３．９ ７００　２　１１９．５　５８．２ ５　１０９．６　６５．９ １０　９２、７　７６、９ ９００　２　１４８、８　６８．２ ５　１３９、０　７４．５ ＋、０　１０４．９　８３．５ １０００　２　１２４、４　６７、６ ５　１１？、１　８０．７ １０　１０７、３　８７．６ １１００　２　７８、０　７ｇ、　０ ５　１２９、３　８８．７ １０　１０９、　ｉｌｌ　８７．８ １．２００　２　９０．２　１１１ｇ、　８５　９５、１　８８．９ １０　ｇｏ、　５　８９．５ 表２（その３） 布　温度　時間　厚さ　重量損失 ＩＩＩ　５００　２　１０９．１　５４，９７００　２　１３８．６　６３．３ ９００　２　１０４、５　６９．３ ５　８４、　ｌ　７９．５ １０　７９、５　８６．０ ＋、０　４５．５　８９．８ 表２（その４） 温度　時間　温度範囲５００〜１．２００”Ｃにわたっての布１１ＩＩおよびＩ ＩＩ（℃）　（分）　の性能についての補足説明５００２〜１０　布は、凝集性 とフレキシビリティとを維持する。

布の収縮は、時間に比例して発生する。

７００２〜１０　５００℃に対してと比べて、時間が長くなるにつれて、布Ｉに おいて発生する外装布における収縮を除いて、布ＩおよびＩＩＩにおいては、よ り少ない程度。

９００２〜ＩＯ布は、凝集性を保持するが、フレキンビリティが減少する。布の 収縮が発生する。

１．０００　２〜１０　９００℃に対してと比ヘテ、１０分間を除イテ、ＹＩＳ ＩＬコアのみが残り、布の凝集性および幾分かのフレキシビリティは維持された 。

１１００　２〜１０　％’ｌ５ＩＬコアは、残り、幾分かの凝集性およびフレキ ンビリティは、保持された。

１２００　２〜１０　ＶＩＳＩＬコアは、残り、脆く、高度に収縮する。炭素質 残渣は残らない。

本発明の材料に使用するためのこれら異なる形態の繊維アセンブリの例は、添付 の図面の図１〜図３に示した概略断面図において、単なる例を示すに過ぎない。

図１は、有機および無機繊維質アセンブリがそれ全体に分散した発泡防炎剤を有 する、理想化された構造を表し： 図２は、アセンブリが難燃剤と非熱可塑性表面および裏地布との間に包含され、 表１および表２ならびに図４〜図７（以下、参照）に記載された性能を例示する 、別個のより実際的な変形例を表し： 図３は、所望とあらば、中心アセンブリの繊維よりもより緊密に相互に充填され る繊維の外層に面した２つのスクリム間にアセンブリが収納されているもう一つ の異なる例を表し： 図４〜図７は、４つの試料材料に対する性能グラフを表し、このうち、３つは、 図２に従い、構成されており、残る一つは、比較のためにのみ挙げられ、発泡防 炎剤を含有せず。

図８〜図１３は、さらに２つの試料材料に対する性能グラフを表し、このうち、 一つは、図３に従い、構成され、残る一つは、比較のためにのみ挙げられ、発泡 防炎剤を含有しない。

本発明の新規な概念に基づく耐火性材料は、全て、多数の主要な変数の定義を必 要とし、その例としては、繊維屑または一般的タイブの配合物、布構造および発 泡防炎剤のタイプならびに濃度が挙げられる。以下に記載した例は、図２に示し たタイプのものであり、繊維および布構造が一定に保たれ、所定の発泡防炎剤が 、種々のレベルで存在する。

かくして、図面の図２を参照すると、３つの層材料１０は、裏地層１４と表面層 １５との間にサンドイッチされている不織布コア１２を含む。これらの裏地およ び表面布は、難燃化されており、コアを物理的および機械的に保護するとともに 、材料の美観に寄与する。コアは、ニードルバンチされた不織布布であって、そ の分子構造が有機および無機成分を含有するビジル（ＶＴＳＩＬ）繊維１７　（ ＫｅｍｉｒａＦｉｂｒｅｓ、　Ｆｉｎｌａｎｄ）を含む不織布布である。ビジル （ＶＩＳＩＬ）繊維は、セルロースおよびケイ酸を含有するハイブリッドであり 、これは、高温で炭化し、シリカを形成する。成分は、以下の通りである。１０ ０％ビンル（ＶＩＳＩＬ）タイプ３３、ビスコースステーブル繊維３　、　５　 ｄｔｅｘ；　リンおよび窒素含有難燃剤（Ｐｙｒｏｖａｔｅｘ　ＣＰ、　Ｃｉｂ ａＧｅｉｇｙ）で処理された１００％手織コツトン布、面積密度２００ｇ＋！− ２；アンモニウムポリホスフェート基体発泡防炎剤粉末（Ａｍｇａｒｄ　ＭＰＣ １，０００，ＡＩｂｒｊｇｈｔ　＆　ｆｉｌｓｏｎ　Ｌｔｄ、　）　：水基体分 散液としてのアクリル系およびスチレン／アクリル系コポリ７−（［１ｅｖａｃ ｒｙｌ　２７２．　Ｈａｒｌｏｔ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、　Ｌｔ、ｄ、）。

複合材料は、オートマテックス実験室不織布ライン（＾ｕｔｏｍａｔｅｘ　１ａ ｂｏｒａｔｏｒｙ　ｎ。

ｎｗｏｖｅｎ　１ｉｎｅ）で製造した。ビジル（ＶＩＳＬ）の２つのウェブは、 各々が面積密度１００ｇ「２を有するように製造した。ついで、一つのウェブを 難燃性コツトン布の単一層に置いた。粉末発泡防炎剤／樹脂混合物１９をウェブ 表面に散布した。第２のウェブは、発泡防炎剤被覆下方ウェブ上に敷延し、針で 縫い、アセンブリを強化させた。上方の針で縫ったウェブの上に第２の難燃性コ ツトン布を敷延し、全アセンブリ（布−ウニブー発泡防炎剤−ウニブー布）を針 で縫い、上方布と下方ウェブを一体に結合させ、発泡防炎剤を分散した。複合材 料は、ついで、１２０℃に５分間加熱し、発泡防炎剤／樹脂の組み合わせを繊維 に結合可能とした。４つの布を製造した。すなわち、発泡防炎剤、それぞれ、０ ，３０．４０および５０％（Ｗ＃）を含有する４つの布■、１１．１１１および ＩＶを、ウェブの質量２００ｇｍ−”に関して、５％（ｗ／ｖ）と組み合わせて 、塗布した。複合体の表示面積密度は、それぞれ、６００，６７０，６９０およ び７１０ｇｍ−”であった。既に説明したように、材料タイプＩは、本発明に従 わず、比較目的のためにのみ挙げた。

各布試料は、以下の試験報告に従った。

（ｉ）　英国標準ＢＳ　５４３８：１９８９試験２＾（表面発火）と試験２Ｂ（ 底部エツジ発火）とに従い、難燃性を試験した。

（ｉｉ）　熱輻射に対する抵抗性は、起毛した（ｒａｆｓｅｄ）石英スタンドの 上に置かれた各市の７６Ｘ７６ｍ標本を、記録温度精度±５℃を有する炉内で５ ００〜１２００°Ｃの範囲の選択された温度で１０分間まで暴露することによっ て試験した。石英のスタンドは、加熱中、布の両側への酸素の接近を確実とする 。性能は、厚さの保持、重量損失および２つの主要な方向への収縮について、測 定した。

（ｉｉｉ）　熱放出の測定は、ＡＳＴＭ　Ｅ９０６−１９８３に従い、オハイオ 州立大学（Ｏ２０）の装置を用いて行った。これは、初期５分間の最大熱放出速 度（ＥＩＲＲ）と、試料燃焼の初期２分間にわたる集積した合計ＨＲＲとを測定 するように設計されており、続いて、小さな発火炎の存在で、３５ｋＪｍ−２の 輻射源に暴露した。

以下の表（表３）は、布重量損失および収縮に及ぼす、温度および暴露時間の効 果を示す。初期質量（７６Ｘ　７６）は、布１＝３．　３４．　１　！＝３．　 ６６、　１１１＝３．７４．ＩＶ＝３．９０ｇであり、初期厚さは、布Ｉ＝３． 　８０．　Ｉ　１−２．　４０．　Ｉ　Ｉ　Ｉ＝２．　６５．　ＩＶ＝２．　３ ６１１ａ＋であった。

飢 温度　暴露時間　重量損失（％）　収縮（％）（℃）（分）　布Ｉ　ＩＩ　ＩＩ Ｉ　ＩＶ　布Ｉ　ＩＩ　ＩＩＩ　ＩＶ１０　９１　９０　８９　９０　５７　６ ｇ　６６　７０１１．００　２　８７　７５　７８　８６　５５　３９　４１　 ４４５　９１　ｇ２　８７　８０　６７　４７　５１　４５各布は、０％の発泡 防炎剤を含有するものを含めて、それぞれ、ＢＳ　５４３８：１９８９試験２Ａ （表面発火）および試験２Ｂ（エツジ発火）した時、ＢＳ　６２４９：ノく一ト １：１９８２に従う性能火炎インデックス（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｆｌａｍ ｍａｂｉｌｉｔｙ　１ｎｄｅｘ）＾およびＢに合致する。

２〜１０分間の輻射熱暴露の効果は、厚さに関して、図４〜図６に示し、表３に おいて、重量損失および収縮を示す。

図４〜図６において、グラフは、それぞれ、２分間（図４）、５分間（図５）お よび１０分間（図６）暴露後の温度の関数としての材料厚さの変動を示し、図７ のグラフは、１０分間暴露後の温度の関数としての４つの材料の重量損失を示す 。

示した試料材料は、０重量％（１）、３０重量％（［Ｉ）　、４０重量％（ＩＩ Ｉ）および５０重量（ＩＶ）の発泡防炎剤含量を有する。

既に示したように、プロットｌの材料は、本発明の範囲内には入らず、図４〜図 ７のグラフ中の性能特性にそれを含めたのは、ただ単に、プロットＩＩ、ＩＩＩ およびＩＶと比較する目的のためである。

２分間暴露後、温度の上昇は、厚さの増大を生じ（図４参照）、これは、８００ 〜９００℃の範囲内で最大となる。この最大となるまでに、発泡防炎剤は、繊維 チャーに隣接して膨張し、チャー結合が生じ、複合体の厚さが増大する。これに 反して、これらのチャーの付随する酸化においては、結果として、複合体の厚さ が減少する。１．０００℃以上では、ビジル（ＶＩＳＩＬ）繊維のシリカ骨格は 、本来の複合体の厚さに近い厚さを有する構造を残すままである。布■、ＩＩ、 ＩＩＩおよびｔＶの残留厚さにおける幾分かの差は、存在する初期発泡防炎剤濃 度とそれらの比例した膨潤作用とを反映する。さらに長く５分間および１０分間 の暴露（図５および図６参照）後、初期発泡防炎剤誘導膨潤は、５００℃で十分 に起こり、チャー酸化は、既に、発生しつつある。かくして、布は、９００℃に 近い温度でそれらのシリカ残留形態を達成する。

表３における結果は、５００℃まで加熱した全ての布から、既に、かなりの重量 損失が発生したことを示し、図７は、１０分間暴露後の４つの重金ての挙動の比 較を示す。より低温（＜５００℃）における重量損失は、ビジル（ＶＩＳＩＬ） 繊維が脱水して、セルロースチャーとノリ力となり、発泡防炎剤がチャーとなる 結果である。発泡防炎剤が多（存在すると、所定の時間と９００℃以下の温度に おける質量損失が減少する。何故ならば、チャーおよび複合体厚さが増大すると 、より低温における脱水およびより高温におけるチャー酸化の速度を遅くするか らである。９００℃以上で、一度、チャー酸化が十分に発生すると、同様なバー センテーノの重量損失が、残留ノリ力布骨格の生ずる質量を反映する。

布収縮も、また、５００℃まで、チャー形成を伴い、これは、発泡防炎剤の濃度 とともに増大する。これは、発泡防炎剤誘導布膨潤の結果であり、高温において は、一度、チャー酸化が完了すると、布ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶのシリカ残渣は 、対照布Ｉよりも大きな収縮を示す。

熱放出結果は、図２の構造に従い製造された布に対して、表４に示す。これらは 、２８０ｇｍ−”の織布８０％炭素／２０％アラミド市販バリヤー布に対して報 告された結果を含む。これらの結果は、合計およびピーク熱放出速度を減少させ ると、発泡防炎剤濃度が上昇して改良される点で、後者よりも優れた性能を示す 。

表４ 試料　ピーク熱放出速度　合計熱放出速度ｋｆｍ−”　ｋｖ分−一２ ８０％炭素　３ｇ、　３　１６．７ ２０％アラミド ３０％発泡防炎剤　３４．７　２０．１４０％発泡防炎剤　１６．４　１３．０ ５０％発泡防炎剤　１３．８　１４．０結果は、発泡防炎剤システムを相互分散 させた有機および無機特性の両方を有する繊維を含む布が、５００℃までの温度 に１０分間暴露された時、その厚さを増大させるフレキシブルなバリヤーを生ず ることを示す。この温度以上では、チャー酸化が発生し、これは、厚さ減少効果 を生ずる。温度が、十分なチャー酸化が起こる１２００℃に、一度、近づくと、 無機残渣は、本来の布の厚さを保持し、したがって、熱バリヤー性質を与え続け る。はるかに少ない熱放出測定値は、同様の炭素−アラミド繊維含有布と比較し た時に、本発明の材料がより優れた性能を有することを示す。

図面の図１の構成に従う繊維の配合物、すなわち、密度２００ｇ＋ｓ−”を有す る不織布ウェブで製造した多数の材料についてもまた試験を行った。試験した４ つの材料は、以下のような構成であった。

材料（ｉ）　７０％ＶＩＳＩＬ／３０％Ｎｏｖｏｌｏｉｄ（Ｋｙｎｏｌ）中発泡 防炎剤（３，５ｄｔｅｘ　４０ｍｍＭ３．３ｄｔｅｘ　５０ｍｍ） 材料（ｉｆ）　７０％ＦＲＶｉｓｃｏｓｅ／３０％Ｎｏｖｏｌｏｉｄ（Ｋｙｎｏ ｌ）中発泡防炎剤（３，３ｄｔｅｘ　５１ｍｍ）材料（ｉｆｆ）　７０％ＶＩＳ ＩＬ／３０％（１３＃ｓ　ｄｉａ）Ｅ−Ｇｌａｓｓ＋発泡防炎剤材料（ｉｖ）　 ７０％ＦＲＶｉｓｃｏｓｅ／３０％Ｅ−Ｇｌａｓｓ十発泡防炎剤これらの試験に 基づいた観察は、以下に示すが、“難燃化された（ｆｌａｍｅ　ｒｅｔａｒｄｅ ｄ）“とは、“ＦＲ”と略称する。

材料（ｉ）　配合物：　有機／無機繊維十炭化されて〉３５０℃で純粋な炭素と なる、有機繊維 結果二　発泡防炎剤チャーおよびビジル（ＶＩＳＬ）チャー成分が相互作用（チ ャー結合）する、炭素化されたＫｙｎｏｌ繊維が発泡防炎剤で被覆されるが、化 学的相互作用の兆候は少ない。

材料（ｉｆ）　配合物：ＦＲ有機＋〉３５０℃で炭化される有機繊維結果：　発 泡防炎剤とＦＲビスコース（ｖｉｓｃｏｓｅ）とは、それらのチャー形成化学が 相客れるので、相互作用（チャー結合）する二発泡防炎剤チャーは、炭素化した Ｋｙｎｏｌ繊維を物理的に被覆する。

材料（ｉｉｉ）　配合物：　有機／無機繊維＋無機繊維配合物結果二　発泡防炎 剤チャーとビジル（ＩＩＩｓＬ）チャー成分とは、相互作用（チャー結合）する ：無機（ガラス）繊維は、発泡防炎剤チャーによって被覆される。

材料（ｉｖ）　配合物：ＦＲ有機繊維＋無機繊維配合物結果：　発泡防炎剤とＦ ｌ？ビスコース（ｖｉｓｃｏｓｅ）チャーとは、相互作用（チャー結合）する。

無機（ガラス）繊維は、発泡防炎剤チャーによって被覆される。

材料（１）〜（ｉｖ）についてのこれらの試験に基づく結論は、以下の通りであ る。

（１）　発泡防炎剤チャー−繊維チャー反応は、“相溶性（ｃｏｍｐａｔｉｂｌ ｅ）“発泡防炎剤と称されるものとＦｌ？有機繊維成分（ＶＩＳＩＬまたはＦＲ ｖｉｓｃｏｓｅ）との間で起こる。選ばれた例においては、発泡防炎剤と繊維成 分とは、同一の温度範囲２５０〜４５０℃にわたって動作し、相互作用（物理的 および化学的反応の同時相互作用）するそれらのチャー形成機構に関する限り、 “相溶性（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　ｉｎ）”である。

（２）　これらの例における無機成分の存在は、チャー酸化温度以上の高温につ いて、および、（酸素の接近容易性の低減を介して）チャー酸化を妨げる骨格構 造として、重要であり、単一有機／無機繊維、例えば、ＶＩＳＩＬ内の成分、ま たは、別個の配合された繊維、例えば、Ｅ−ガラス（Ｅ−ｇｌａＳＳ）として、 存在することができる。

これら２つの両方の場合において、有機繊維または繊維成分は、直接的に難燃化 （例えば、ＦＲ添加加削Ｒコツトンを含有するＦＲビスコース（ｖｉｓｃｏｓｅ ）であるか、これとは別である）されるか、または、間接的に難燃化（例えば、 ケイ酸が難燃化チャー促進剤および無機成分発生剤として機能するＶＩＳＩＬ） される必要がある。

（３）　Ｅ−ガラスと、炭素化された）［ｙｎｏｌまたはその他の芳香族繊維と の発泡防炎剤による被覆は、発泡防炎化および溶融した発泡防炎剤による繊維表 面の湿潤を示唆し、これは、最高度の発泡防炎剤チャー−繊維チャーおよび発泡 防炎剤チャー−無機接触を確実とし、したがって、構造的な強化性（および酸素 の接近容易性の低減）を確実とする。

か（して、不相溶性のチャー形成繊維がさらに存在すると、相溶性システムによ って示される高度の相互作用を生じないものの、幾分かの構造的な強化効果、お よび、したがって、酸素の接近容易性の低減を示す。かくして、ＦＲ有機繊維と 不相溶性のチャー形成有機繊維と発泡防炎剤との配合物は、約７００℃程度まで の温度で、耐熱および耐火性を増強すると考えられる。

（４）　発泡防炎剤とＦＲビスコース（ｖｉｓｃｏｓｅ）チャーとの間の観測さ れる相互作用により、例えば、図２および図３の３層および５層構造物における ように、−以上のＦＲコツトン布を不織布繊維アセンブリ内またはそれに面して 埋め込む時には、チャー−チャー相互作用（チャー結合）が、また、繊維または 繊維／発泡防炎剤層と、中間または表面布との間に生ずるであろう。

活性化された発泡防炎剤は、高温の炭化芳香族繊維、例えば、ｎｏｖｏｌｏｉｄ （Ｋｙｎｏｌ）繊維とａ潤／被１／弱（相互作用する（このような繊維は、〉３ ５０℃で、ＦＲ有機物に対しての異なる機構によって炭化する）ので、本発明の 材料は、任意の無機成分の代わりに、さらに、芳香族有機繊維、例えば、ノボロ イド（ｎｏｖｏｌｏｉｄ）、ポリアラミド（ｐｏｌｉａｒａｍｉｄ）等を含むこ とができる。

さて、図面の図３を参照すると、そこに表された５つの層材料２１は、織布また は同等の布２５．２６の２つのソートによって、繊維のみで形成される２つの外 部層２８．２９から分離された中心層２３を含む。この図において、参照符号３ １および３３は、中心層の有機繊維と有機発泡防炎剤とを示し、参照符号３５゜ ３６は、２つの外部層の繊維を示す。

例示した構造を有する材料を形成するために、面積密度２００ｇｍ”のビジル（ ＶＩＳｌ、Ｌ）のウェブを針で縫って、外装布２５．２６の単一層とし、面積密 度１００ｇｍ２のビノル（ＶＩＳＩＬ）繊維の第２のウェブを製造し、これを、 樹脂／発泡防炎剤の組み合わせで処理した。この第２のウェブを、外側にウェブ を有する外装布の上に！き、ついで、布を二重にし、両サイドを針で縫った。得 られた布は、２００ｇ５２のウェブ２訳布の層２５．２００ｇ１１２のウェブ３ １、布の層２６および２００ｇｍ　２のウェブ２９を含む５層構造である。

この材料の一例において、ハイブリッド有機繊維３１は、１００％ビジルＣＶＩ ＳＩＬ）クイブ３３、ビスコースステーブル繊維（ｖｉｓｃｏｓｅ　５ｔａｐｌ ｅ　ｆｉｂｒｅ）３．　５ｄｔｅｘ／４０順であり、スクリム２５．２６は、リ ンおよび窒素含有難燃剤で処理された１００％コツトン布により形成され、面積 密度は１２０ｇｍ”であり、発泡防炎剤３３は、アムガードＭＰＣ１０００［Ａ ｍｇａｒｄ　１ｌＰｃ　１０００（アンモニウムポリホスフェート基体）］発泡 防炎剤システムを備えている。繊維３１と発泡防炎剤３３との間の初期（ブリチ ャー結合）接着は、レバクリル２７２［Ｒｅｖａｃｒｙｌ　２７２（純粋なアク リル系およびスチレン／アクリル系コポリマー水基体分散液）］樹脂を有する。

■およびｖ■で表される２つのこのような材料は、０および２００ｇｍ”の発泡 防炎剤を含有するように製造され、樹脂含量は、後者における発泡防炎剤に関し て、１０％に保たれる。樹脂は、発泡防炎剤粉末の前および後に塗布される。材 料Ｖは、本発明の範囲内ではなく、比較する目的にのみ挙げられる。

不織布布を構成するには、ニードルマシン（ｎｅｅｄｌｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ ）は、以下の通り、操作される。

第１のウェブ：　繊維層供給速度０．　３ｉｉ／秒（層２８．２９に対して）、 繊維供給速度０．　８ｍ／秒（布２５．２６に対して）、パンチ密度１４關を有 する２００ストロ一ク／分でのニードリング。

第２のウェブ：　繊維層供給速度１．２２ｍ／秒（層２３に対して）、パンチ密 度１０１ｍを有する１００ストローク／分でのニードリング。

最終ニードリング：　複合体材料供給速度１．２２ｇ＋／秒、パンチ密度１４關 を有する２００ストロ一ク／分でのニードリング。

これらの異なる発泡防炎剤含量を有する材料を試験するために、各材料の７６ｍ ｍＸ７５ｍｍ標本をマツフル炉内の石英スタンドに置き、温度範囲５００〜１， ２００℃に、１０分間まで、暴露した。石英スタンドは、加熱中、布に酸素が確 実に接近できるように使用した。性能は、厚さく保持）、重量損失および布の２ つの主要方向における収縮について測定した。

材料Ｖ（発泡防炎剤なし、１０％樹脂含量）について得られた結果を表５に示し 、材料Ｖｌ（発泡防炎剤２００ｇｍ”、１０％樹脂含量）についての結果を表６ に示す。

温度（’Ｃ）　時間（分）％重量損失　％厚さ　％収槁４．９５ｇｍ（＝１００ ％）　５．８３−１（−１００％）　？、６ｃ■（−１００％）５００　２　５ ８．１９　９０゜１６　１５．１７５　６０．１５　９７．９６　３１．２５１ ０　６４．７９　８６．００　４８．６１７００　２　６４．２２　８３．８６ 　２４．６０５７３．５１　７８．１１　３７．６９ｔｏ　７５．９６　９０． １６　３９．８９９００　２　６６．９６　８１．．４３　２４．６０５　７４ 、＋４　７９．０９　３３．４５１．０　７９．４８　６８．４８　３５．５７ １０００　２　７２．５７　７９．０３　３４．５２５　７９．５３　６８．１ ４　３６．６０１０　ｇｏ、３１　６７．８０　３７．７３１１００　２　７７ ．５６　７２．７３　３６．６３５　７８．６０　７２．３２　４７．７０１０ 　８０．３２　７１．７０　８１．３０１２００　２　８１、．６ｇ　６７．８ ５　４８．５８５　８０．７８　６ｇ、７５　５３．２０１０　７９．０４　６ ｇ、２９　５３．１８飢 ２００ｇ１１発泡防炎剤、ＩＯ％樹脂 温度（’Ｃ）　時間（分）％重量損失　％厚さ　％収縮３　７、４７ｇｍ（＝１ ００％）　４．５７■（−１００％）　７．６ｃｍ（４００％）５００　２　３ ８．４６　１２７．１３　１０．２５５　６０．４８　１００．３　１８．８０ １０　６２．８９　９９．１２　２７．０１７００　２　６６．５１　８４．５ ７　２８．１９５　６ｇ、３６　８４．０ｇ　２６．８５ｔｏ　６９．２６　１ ０４．９５　３１．３０９００　２　５９．８２　９３．６７　’！５．８３５ 　７０．４２　９１．９３　３３．４５１０　７７．３１　９６．７２　３５． ６０１．０００　２　６２．７６　９４．３１　２８．００５　７８．３２　９ ０．５０　３６．６７ｔｏ　７８．５２　＋、０２．９０　３９．７５１１００ 　２　７３．１？　９１．９９　２９．１０５　８５．７４　７７．１３　４４ ．７４１０　８４．７４　７８．８８　４６．６８１２００　２　８２．０９　 １１！２．６８　３９．７５５　８５．９８　８２．３９　４２．８０１０　ｇ ４．２５　１０２．２７　３９．８０さて、図８〜図１０を参照すると、これら の最初の３つは、材料Ｖについての温度に対する、％厚さ、％重量損失および％ 収縮を示し、他方、図１１〜図１３は、材料Ｖｌについての前記情報を示す。グ ラフにおいて、各場合におけるプロ・ノ１−Ａ、ＢおよびＣは、それぞれ、暴露 時間２分、５分および１０分間に相当する。

材料ＶＩについて得られた結果を材料■について得られた結果と比較することに よって、以下の結論が得られた。

■）　厚さの保持 厚さの保持に関しては、材料Ｖｌは、５００℃に加熱した時に、厚さにおける増 大が起こり、このパラメータの保持は、１，２００°Ｃまでの高温に対する暴露 を示す。

２）　％収縮 材料Ｖｌのパーセント収縮は、材料Ｖの％収縮よりも著しく低く、初期収縮が、 はぼ１０％低かった。１．２００℃での１０分間の暴露については、材料ＶＩに ついての収縮にが、材料Ｖについての収縮よりも２０％未満までであった。これ は、材料Ｖ【が材料Ｖよりも寸法的に安定であることを示し、チャー結合効果の 結果である。

３）　％重量損失 材料ＶＩの５００℃暴露後の初期パーセント重量損失は、材料■のそれよりも幾 分低かった。しかし、高温においては、材料Ｖｌについてのパーセント重量損失 は、１．２００℃で１０分間とはるかに改良され、これは、材料Ｖについてのそ れよりも１０％程度低かった。

発泡防炎剤が布のビジルｍｓ１．Ｌ）コアの分解についての遅延効果を有し、し たがって、発泡防炎剤システムで処理された布がより低温において、少ない重量 損失を示すことは先の研究により公知である。ビジル（ＶＩＳＩＬ）の外部層を 布に加えると、内部ＶＩＳＩＬウェブの分解がさらに遅延し、これは、本発明の さらにもう一つの実施態様において行うことができる。

４）　布試料を熱Ｓ露後の性能について評価した。その凝集性、フレキシビリテ ィおよび結合性の保持に関しては、材料ＶＩは、材料Ｖよりも良好であった。か くして、１．２００℃において１０分間で、材料Ｖの布は、なお、その不織布構 造を保持するものの脆く、他方、材料Ｖｌは、実際に、物理的に取り扱うこと力 くでき、したがって、材Ｎ、Ｖよりもより高温において、火の伝播に対するノく リヤーとして機能し続けることができる。

これらの結果は、図２に従い構成された例について、厚さにおける所望の増大は 達成されないものの、その他の布の性質が向上したことを示す。この特定のタイ プの構造は、特に高温において、図２によって示された例の布よりも、寸法的に 、より安定である。

注！すべき一つの重要な点は、表にした結果を見ることであり、材料ＶＩでは、 厚さにおける増大は、局所的なものであり、製造中の発泡防炎剤の分布に直接係 わる。これは、所望の均一レベルに加えられる発泡防炎剤の量における増大が所 望の結果を達成し、材料Ｖｌが材料Ｖよりもより安定であると、この意図する目 的のために、より高い発泡防炎剤負荷、例えば、典型的には、２００ｇ１２以上 （図３におけるコア１３に関して、１００重Ｉ％に等しい）を使用することが可 能であるはずである。

材料Ｖ■の試料は、５００℃において比較的低い発泡であるにもかかわらず、そ れが１，０００〜１．２００℃において高い性能を示すので、特に貴重である。

事実、１．２００℃における暴露１０分後、材料ＶＩは、幾分かの残留非酸化チ ャーの存在を示し、かくして、チャー結合がチャー酸化速度を遅（する効果を示 す。

また、材料■ｒの試料は、先に考察した材料１１、［１１、ＩＶと比較して、は るかに少ない収縮を有する。材料に埋め込まれた難燃化スクリムを有すると、そ の池の成分との密なチャー結合に加わり、収縮を防止することによって、発泡性 を低下させる。しかし、これは、酸素の拡散を著しく低下させ、したがって、チ ャー酸化を低下させるチャー結合の特性である。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　６年　９月　２店Ｎ

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. １．温度範囲２０℃〜５００℃内で強く炭化するのに適合した有機発泡防炎剤充 填剤と有機繊維との密な混合物を含む、フレキシブルな耐火および耐熱性材料。
2. ２．前記有機繊維が、難燃化された繊維であるか、または、加熱されると、難燃 剤を放出することを特徴とする、請求項１に記載の材料。
3. ３．前記有機繊維が、難燃化されたコットンビスコースまたはウール繊維を含む ことを特徴とする、請求項２に記載の材料。
4. ４．それが、無機繊維成分を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１ 項に記載の材料。
5. ５．前記材料が、シンプルな有機繊維と無機繊維との配合物を含むことを特徴と する、請求項４に記載の材料。
6. ６．前記有機繊維が、有機成分と無機成分とのハイブリッド繊維であることを特 徴とする、請求項４または請求項５に記載の材料。
7. ７．前記ハイブリッド繊維が、難燃剤として、ケイ酸を含有するビスコースステ ーブル繊維であることを特徴とする、請求項６に記載の材料。
8. ８．それが、不相溶性の有機繊維を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいず れか１項に記載の材料。
9. ９．それが、少なくとも５００℃の温度に暴露した時に、厚さを少なくとも２０ ％増大させるに十分な量の発泡防炎剤を含むことを特徴とする、請求項１〜８の いずれか１項に記載の材料。
10. １０．厚さにおける増大が、少なくとも５０％であることを特徴とする、請求項 ９に記載の材料。
11. １１．９００℃まで加熱した時に、存在する発泡防炎剤の量が、材料の初期厚さ を１０分間以上維持するに十分であることを特徴とする、請求項４〜７のいずれ か１項の制限を含む時の請求項１〜１０のいずれか１項に記載の材料。
12. １２．それが、裏地層を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項 に記載の材料。
13. １３．それが、表面層を含むことを特徴とする、請求項１２または請求項１〜１ １のいずれか１項に記載の材料。
14. １４．前記裏地層および／または表面層が、難燃化された布であることを特徴と する、請求項１２または請求項１３に記載の材料。
15. １５．前記裏地層と表面層とが、合わさって、繊維／発泡防炎剤アセンブリを含 有する−エンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を形成することを特徴とする、請求 項１４に記載の材料。
16. １６．前記裹地層および／または表面層が、硬質の材料であることを特徴とする 、請求項１２または請求項１３に記載の材料。
17. １７．前記裹地層および／または表面層が、木材または金属ホイールであること を特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載の材料。
18. １８．それが、前記有機発泡防炎剤充填剤と前記有機繊維との密な混合物を含む 中心層と、前記中心層から２つの布シートによって分離された繊維のみの２つの 外部層とを含むことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の材料 。
19. １９．前記２つの布が、前記温度範囲内で強く炭化する有機繊維製であることを 特徴とする、請求項１８に記載の材料。
20. ２０．温度範囲１００℃〜５００℃内で強く炭化するのに適合する前記有機繊維 が、第１の有機繊維を含み、これらが、前記温度範囲内で強く炭化しない点で前 記第１の有機繊維とは異なる第２の有機繊維を配合されていることを特徴とする 、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の材料。
21. ２１．前記第２の有機繊維が、芳香族有機繊維であることを特徴とする、請求項 ２０に記載の材料。
22. ２２．前記第２の有機繊維が、高温炭化性有機繊維、例えば、ノボロイドまたは ポリアラミド繊維等であることを特徴とする、請求項２１に記載の材料。
23. ２３．請求項１に記載し、実質的に参考のために前述し、および／または、添付 の図面に示した、材料。
24. ２４．請求項１〜２３のいずれか１項に記載した材料を含む、物品または構造物 あるいはその他の品物。
25. ２５．例えば、火炎／熱バリヤー布等として使用する、請求項１〜２３のいずれ か１項に記載した材料を含むバリヤー生地。
26. ２６．例えば、市民救急サービス等に使用する、請求項１〜２３のいずれか１項 に記載した材料を含む保護布物品。
27. ２７．請求項１〜２３のいずれか１項に記載の材料を含む、家庭用品、装身具（ ｃｏｎｔｒａｃｔ）または輸送室内装飾品。
28. ２８．請求項１〜２３のいずれか１項に記載の材料を含む、硬質の火炎／バリヤ ーアセンブリ。
29. ２９．請求項１〜２３のいずれか１項に記載の材料を含む、耐熱および耐火炎保 護硬質構造物。
30. ３０．輸送システムにおける、隔壁、バフル、燃料タンクまたはエンジンコンポ ーネントを含む、請求項２８に記載の硬質の構造物。
31. ３１．実質的に前述したような方法を含む、請求項１〜３０のいずれか１項に記 載の材料を形成する方法。