JP2008521646A - 改善されたastme−84延焼指数及び煙蔓延指数を有する積層ポリイソシアヌレート発泡構造体 - Google Patents
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Abstract
ポリイソシアヌレート又はウレタン変性ポリイソシアヌレートの発泡体のASTM E−84延焼指数及び煙蔓延指数の評価を、膨張性黒鉛及び珪酸塩を含む発泡性防炎被覆組成物で、発泡体本体又は発泡体板の主要平坦表面の一方又は両方を被覆することにより改善する。所望なら、炭素ベールマット又はガラス繊維マットなどの材料を用いて、膨張したときの発泡性防炎被覆に補強を付与する。水に誘発される分解又は発泡体の水の吸収を最小にするため、水蒸気遮断単層を加える。
Description
本発明は、一般的には、建築用製品に関し、詳しくは建築用パネル及び、配管用又はプロセス装備用の断熱材に関し、更に詳しくは「サンドイッチ型」構造体として知られる建築用製造体に関する。そのような構造体は、一般に、一組の表面シートから構成され、それらの間には、通常「発泡体」、「樹脂発泡体」又は「プラスチック発泡体」コアと呼ばれる、発泡セル状重合樹脂材料である中央コアが挟み込まれている。本発明は、更に詳しくは、特定の用途のために、十分な米国材料試験協会(ASTM)の試験E−84延焼指数(flame spread index)(FSI)及び煙蔓延指数(smoke developed index)(SDI)を達成することを可能にする、複数の選択単層からなる積層構造体を有するような建築用製品に関する。商業建築、例えば学校、オフィスビル及び病院などにおける断熱熱水配管及び断熱冷水配管を通す空気戻し充気室(air return plenums)のために、十分なASTM E−84のFSI及びSDIは、それぞれ、25及び50である。建築用パネルは同様のFSIを有しているが、許容できるSDIは450まで大きくなる。
耐火性能試験の規約及び基準は国によって変わり、1つの国でも、許容耐火性能試験規約又は許容基準を1つより多く持っていることがある。その試験の規約又は基準にかかわりなく、本発明の製品は、本発明の積層構造体の1つ又はそれ以上の単層、層又はストラタ(strata)を欠いた製品に比べて、改善された性能を与えるに違いない。
プラスチック発泡体の製造業者は、ハロゲン化発泡剤をより環境に優しい発泡剤に置き換えるという規則及び法律の圧力の下にあったし、またあり続けている。「環境に優しい(environmentally friendly)」とは、両方のケースにおいて、ハロゲン化発泡剤、特に塩化フッ化炭素類に比較して、オゾン消失傾向を減らす発泡剤、即ち所謂「温室効果ガス(green house gas)」のレベルをより低くする発泡剤を指す。炭化水素発泡剤、例えばブタン又はペンタンなどは、環境に優しい発泡剤の範疇に入るが、それらの引火性がその他の難題を持ち出す。例えば、引火性の発泡剤、例えばペンタンなどを用いて満足できるASTM E−84の評価を得ることは、比較的非引火性の発泡剤、例えば1,1−ジクロロ−1−ジフルオロエタン(HCFC−141b)又は1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC−134a)などを用いるよりはるかに困難である。
防護されていないプラスチック発泡体、特に残留引火性発泡剤を含むポリイソシアヌレート(PIR)発泡体及びウレタン変性ポリイソシアヌレート(PU−PIR)発泡体は、直火の炎に曝されたときに分解する傾向がある。炭化した又は燃焼性の発泡体の分解物はバラバラに崩れるか、又は発泡体本体から剥がれ落ちるので、発泡体の新しい表面が炎に曝される。このことがそのこと自体を、相対的に高いFSI、高いSDI又はそれらの両方として明らかにするが、それらのいずれかはASTM E−84試験に落第する発泡体の原因となりうる。
幾つかのプラスチック発泡体製造業者は、最も顕著には、PIR発泡体及びPU−PIR発泡体の製造業者であるが、彼らは発泡体の表面を直火から保護するため表面材(facer)を使用している。現在入手できる表面材料では、1つ又はそれ以上の欠点に遭遇することになる。例えば表面材料は、炭化したPIR又はPU−PIR発泡体を燃えない表面材の下で燻しておくことにより、煙の発生が一層悪化する。その他の表面材、例えばアルミニウム箔などは、それらが剥がれ落ちるか又は分解するかして、発泡体の表面を炎に曝す前の限られた時間、炎から保護する。また他の表面材では、水蒸気の透過に対する適当な障壁にはならない。更に別の表面材では、物理的な傷害、例えば穿孔(punctures)や磨耗などから容易に損害をこうむる。
特許文献1の第2欄第10〜46行には、ポリスチレン発泡体、硬質ポリウレタン又は硬質イソシアヌレート系発泡体のコアと、その両側に配置されている、ガラス繊維強化樹脂材料で作製された、通常は平行の外部表面材シートとの組合せを用いた、複合体又は積層されたサンドイッチタイプのパネルが、優れた耐摩耗性と、強度及び取扱い容易な軽量性の組合せとを提供することが記載されている。特許権者は、これらのパネルが、アンダーライター実験室又はその他の試験機関で管理された特定の標準化防火試験には合格しないことを示唆している。
特許文献2では、噴射炎から基材(substrate)を防護することができる複合体熱防護システムが提供される。このシステムは、活性防火材料の下層及び融触性防火材料の上層を含む。このシステムには、例えば黒鉛(例えば黒鉛布帛)などの強化材、糊付けされた(sized)炭素繊維布帛、ガラス繊維、金属メッシュ、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリアミド、セラミック、シリコーン又はそのような材料の組合せが含まれていてもよい。珪酸アルミニウムなどの金属珪酸塩を耐火性の充填剤として使用してもよい。
特許文献3には、多くの発泡性防炎被覆組成物(intumescent fire-resistant coating compositions)及び、発泡性防炎被覆と無機質繊維チョップとストランドとの組合せを、その上に積層した基体(base)、即ち基材(substrate)を含む耐性材料が開示されている。特許権者はまた、発泡性防炎被覆及び、ガラス繊維、炭素繊維などから作製された不燃性の布帛の少なくとも一層を基材の上に積層して、その基材の耐火性を改善することも教示している。特許権者は、更にガラス繊維布帛(woven glass fabric)又はロービング布帛が使用されるとき、泡沸(intumescence)に対して、泡沸を物理的に強化するように固定効果(anchor effect)を発揮する傾向があることをも教示している。適した基材には、金属材料、木材系材料並びに石膏ボード及び珪酸カルシウムボードなどのような無機塩成型品が含まれる。
特許文献4には、マスチック(mastic)防火コーティング、特に「泡沸性(intumescent)」と称するもの及び、その発泡性防炎被覆が火の熱に曝された時にもたらされる、泡状炭化物(foam-like char)を強化するため埋包されたメッシュの使用が教示されている。この特許権者は、発泡性マスチック防炎被覆を固定するための自由浮動性(free-floating)炭素メッシュの使用を教示する特許文献5を引用しているが、その被覆は炭化水素加工設備の構造部材の外面に適用されるものである。
特許文献6は、下置きの基材(例えば石油貯蔵タンク、化学品製造装置、電線トレー及び構造用鋼などの静止用構造体又はタンク車及び航空機の客室などの輸送装置)を延焼から保護するために使用される、発泡性防炎被覆組成物を強化するためのグラファイト繊維又は炭素ポリマー布の使用に焦点を絞っている。その従来技術の箇所で特許権者は、耐熱防護剤、例えば珪酸塩溶液又はリン酸アンモニウムペイントもしくは組成物について特許文献7及び8を引用している。
特許文献9は、現存する構造体、例えば液化石油ガスコンテナーなどに巻き付けるために十分に可撓性である熱防護バリヤー(heat protective barrier)に関するものである。この防護バリヤーは、一層又はそれ以上の発泡性防炎被覆、好ましくは、非連結目開き金属メッシュ(unattached, expanded metal mesh)上の、溶媒系よりは水系の発泡性防炎被覆から構成されている。
上記特許文献8にも慣用の手段、例えば刷毛塗り、ローラー塗り及び噴霧によって、Iビーム鋼材表面などの基材に適用するのに適した、発泡性難燃被覆又はペイント組成物が教示されている。
特許文献10には、少なくとも一層の平坦な表面シート及び硬質の発泡体が、表面シートの表面に発泡体が来るような形態で一体に接合した、熱硬化性樹脂発泡構造積層体が教示されている。この平坦な表面シートは、ガラス繊維約60重量%〜90重量%、非ガラス充填材料10重量%〜40重量%及びその繊維を一緒に接合し、且つそれら充填材量をその繊維に接合する非アスファルト系バインダー材料(例えばスチレン‐ブタジエンゴム又はポリ塩化ビニリデン)1重量%〜30重量%を含んでなる。
特許文献11には、熱可塑性樹脂(例えばポリフェニレンエーテル、ポリアミド又はポリオレフィン)発泡体基材及び、基材の表面に接合した耐燃性認定材料(flame-resistance-conferring material)を含む低密度構造体製品が開示されている。後者の材料は、箔、好ましくは金属箔、又はガラス繊維マットであるのがよい。好ましい金属箔は、クラフト紙で裏打ちされたアルミニウム箔である。ガラス繊維マットは織布でも不織布でもよく、好ましくは剥脱(exfoliated)バーミキュライトなどの充填剤を含むものがよい。
本発明の第一の態様は、
(a)第一の主要平坦表面及び、その第一の主要平坦表面から間隔を置き、且つ、それにほぼ平行な第二の主要平坦表面を有する断熱性発泡層;並びに
(b)前記断熱性発泡層の少なくとも一方の主要平坦表面の、少なくとも一部の表面、好ましくは実質的にその全部を被覆し、且つ接着接合している発泡性防炎組成物の被覆、層又は単層(lamina):
を含む積層複合材料構造体である。ここで「被覆」、「層」及び「単層」なる用語は互換的に使用することができる。発泡性防炎被覆組成物は、好ましくは別の接着剤の層又は単層によってよりも、その組成物自体の構成成分によって、その主要平坦表面と接着接合を形成するのがよい。
(a)第一の主要平坦表面及び、その第一の主要平坦表面から間隔を置き、且つ、それにほぼ平行な第二の主要平坦表面を有する断熱性発泡層;並びに
(b)前記断熱性発泡層の少なくとも一方の主要平坦表面の、少なくとも一部の表面、好ましくは実質的にその全部を被覆し、且つ接着接合している発泡性防炎組成物の被覆、層又は単層(lamina):
を含む積層複合材料構造体である。ここで「被覆」、「層」及び「単層」なる用語は互換的に使用することができる。発泡性防炎被覆組成物は、好ましくは別の接着剤の層又は単層によってよりも、その組成物自体の構成成分によって、その主要平坦表面と接着接合を形成するのがよい。
関連する態様において、多孔性のカーボンベール又はマットが、発泡性防炎組成物の被覆、層もしくは単層の中に配置されるか、又は発泡性防炎組成物の二層の被覆、層もしくは単層の間に配置されるかのいずれかである。カーボンベール又はマットは十分な多孔性を有しているため、単一の層、又は発泡性防炎組成物を使用する必要があるだけであり、その組成物は、液状又は半液状での間、そのベール又はマットに浸透して、そのベール又はマットを効果的に包み込む。別の関連する態様では、ガラス繊維マットをカーボンベール又はマットに置き換え、発泡性防炎組成物の二層の被覆、層又は単層の間に配置される。更に別の関連する態様では、水蒸気遮断材料の層又は単層が、カーボンベールもしくはガラス繊維マットと共に又はそれなしに、発泡性防炎組成物の被覆、層又は単層に適用されてもよい。
本明細書において範囲を記述するとき、別段の記載がない限り、その範囲は両方の終点を含むものとする。
本発明の積層複合材料構造体は、断熱性発泡層及び、その断熱性発泡層を被覆し且つ接着接合する発泡性防炎組成物の被覆、層又は単層を含む。その複合材料構造体は、必要に応じて、強化媒体(reinforcing medium)、好ましくは炭素ベールマット又はガラス繊維マットを含む。もし強化媒体がガラス繊維マットであれば、複合材料構造体には接着剤層、好ましくは第二の発泡性防炎層を含み、断熱性発泡層を覆う発泡性防炎層と合わせて用いるときには、そのガラス繊維マットを二層の発泡性防炎層の間に、又は発泡性防炎被覆層と接着剤層との間に効果的にサンドイッチする。接着剤層及び発泡性防炎被覆層を含む上記の構造の変形として、本発明の精神又は範囲から離れることなく、接着剤層が発泡層を覆うように、また発泡性防炎被覆層がガラス繊維マットを覆うように、各層の順序を逆にすることもできる。炭素ベールマットは十分に多孔性であるため、発泡性防炎被覆がそのマットを透過し、第二の発泡性防炎被覆層又は接着剤層の必要がない。この複合材料構造体は、更に、必要に応じて、以下により詳細に記述するように水蒸気遮断層を含んでいてもよい。
断熱性発泡体には、ポリイソシアヌレート(PIR)発泡体又はウレタン変性ポリイソシアヌレート(PU−PIR)発泡体が含まれる。そのような発泡体及びその製造はこの技術分野では周知である。一般に、発泡体の製造は、メチレンジイソシアネートなどのイソシアネートを、三量体化触媒及び発泡剤の存在下、ポリエステルポリオールなどのイソシアネート反応性物質と反応させることを含む。PU−PIR発泡体の製造では、共発泡剤として水を使用する。反応体、触媒及び発泡剤のそれぞれと共に、PIR発泡体、PU−PIR発泡体又はその両方の製造を教示する例証となる特許には、米国特許第3,909,465号、第3,931,065号、第4,411,949号、第4,247,656号、第4,623,673号、第4,795,763号、第4,898,893号、第5,096,933号及び第5,286,789号の各明細書が含まれる。これらの引用文献の関連する教示は、引用により本明細書に組み入れるものとする。
発泡性防炎組成物及び、そのIビーム鋼材などの様々な基材への適用での使用は周知である。米国特許第3,915,777号明細書の第1欄第16〜20行に記載のように、発泡性防炎組成物には、典型的にはフィルム形成性材料、炭素質材料、起泡剤(spumific agent)及び揮発性液体又は媒体(carrier)が含まれる。揮発性液体は、水又は有機液体、例えば炭化水素、アルコール、ケトン、エーテル又は塩素化炭化水素などであることができる。揮発性液体として水を使用することは、有機液体の固有の臭いをなくする。起泡剤には、それらに限定するものではないが、米国特許第3,915,777号明細書の第2欄第42〜52行に列記されたものが含まれる。例証となる起泡剤には、ジシアンジアミド、ピロ燐酸メラミン、リン酸モノ−又はジ−アンモニウム、ポリホスホリルアミド、臭化アンモニウム、タングステン酸ナトリウム、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム及び、水不溶性のメタリン酸塩、例えばナトリウム、カリウム、カルシウム又は亜鉛のメタリン酸塩が含まれる。膨張性黒鉛、例えば、UCAR Carbon Company Inc.から購入できる“GRAFGuard(登録商標)”膨張性黒鉛フレーク品番“160”及び“22”が適当な炭素質材料として機能する。フィルム形成性材料は、望ましくは有機ポリマーであるが、揮発性液体が蒸発した後に実質的に連続被膜を生じる任意の材料がよい。例証となるフィルム形成性材料には、スチレン−アクリル系コポリマー、塩素化ゴム、塩化ビニル又は塩化ビニリデンのポリマー又はコポリマー、例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン/塩化ビニルコポリマーが含まれる。
発泡性防炎被覆組成物は、耐火性能を改善するための炭化物形成量の炭素質材料及び、その合計の被覆組成物重量に基づいて、無機珪酸塩を少なくとも40重量%含まなければならない。もし購入できる発泡性防炎被覆材料がこれらの量のいずれか又は両方を含んでいなければ、単に、不足量が存在する材料を、これらの量に達する又は過剰量となる十分な量を、攪拌しながら加えることができる。同様に、珪酸塩接着剤組成物、好ましくは水系珪酸塩接着剤組成物は、炭化物形成性炭素質材料を、上記の炭化物形成量と等しい量又はその過剰量を加えることにより変性することができる。もし炭素質材料が平均粒径又は直径50μmを有していれば、炭化物形成量は、被覆組成物の合計重量に基づいて、それぞれ、少なくとも10重量%、好ましくは少なくとも15重量%、より好ましくは少なくとも25重量%で、且つ、被覆組成物の合計重量に基づいて、それぞれ、75重量%以下、好ましくは60重量%以下である。もし炭化物形成性炭素質材料の量が10重量%より少なければ、層として発泡性防炎被覆組成物を組み込んだ積層複合材料構造体は、50を超えるSDIにより証明されるような、望ましくない多量の煙と共に、25より大きいFSIにより証明されるように、望ましくない低い難燃性を有する傾向がある。一方、その量が60重量%を超えて75重量%までの量を使用してもよいが、それは積層複合材料構造体のコストを増大させても、FSIでの評価できるような減少は得られない。更に炭素質材料の量が75%を超えるとき、発泡性防炎被覆は容易に適用するには粘稠になりすぎ、その被覆は、満足な積層複合材料構造体を作製するのに有用であるためには十分な粘着性を有しない。当業者(skilled artisans)なら、50μm以外の平均直径又は粒径の炭素質材料も使用できることを認めている。彼らはまた、もし平均粒径がもっと大きければ(例えば80μm)、上記で定義した範囲は上方に調節されることも認めている。同様に、もし平均粒径がもっと小さければ(例えば35μm)、上記で定義した範囲は下方に調節される。無機質珪酸塩の量は、合計の組成物重量に基づいて、25重量%〜75重量%、好ましくは25重量%〜50重量%の範囲である。もし無機質珪酸塩の量が25重量%より少なければ、発泡性防炎被覆組成物の層を含む積層複合材料構造体は、ASTM E−84試験に合格するのに必要なFSI及びSDIの値に達しない。炭素質材料と同様に、無機質珪酸塩は75重量%を超える量で使用してもよいが、そうすることはコストを増大させるだけで、ASTM E−84 SDI及びFSIの値を評価できるようには改善しない。
本発明の積層複合材料構造体においてよく機能し、且つ上記で定義した範囲に入る炭素質材料及び無機質珪酸塩の量を有する市販の発泡性防炎被覆には、Hy−Tech Thermal Solutions,LLC.から購入できる、水系、揮発性有機溶媒低含有の断熱発泡性防炎被覆組成物である“HY−TECH(登録商標) HD−1”が含まれる。同様にHy−Tech Thermal Solutions,LLC.から購入できる、“HTI−GP”及び“HTI−ED”発泡性防炎被覆組成物もまた十分な結果を提供するにちがいない。
PIR発泡体又はPU−PIR発泡体の主要平坦表面に、慣用の手法、例えばローラー塗り又は噴霧を用いて、所望厚さの被覆が生じるように被覆を適用する。その被覆は、望ましくは1ミル(0.001インチ又は0.0254mm)〜100ミル(0.10インチ又は2.54mm)の範囲、好ましくは5ミル(0.005インチ又は0.13mm)〜70ミル(0.07インチ又は1.78mm)の範囲、より好ましくは8ミル(0.008インチ又は0.20mm)〜50ミル(0.050インチ又は1.27mm)の範囲、最も好ましくは10ミル(0.010インチ又は0.25mm)〜30ミル(0.030インチ又は0.76mm)の範囲の厚さを有している。上記の被覆厚さは、Sherwin Williamsから入手できる湿式ミル厚み計を用い、被覆適用後5分以内に測定した湿潤被覆厚さである。1ミル(0.001インチ又は0.0254mm)より薄い被覆厚さでは、FSI又はSDIが無被覆発泡体のものから、もし幾らかはあったとしても、ほとんど向上していない。100ミル(0.100インチ又は2.54mm)より厚い被覆厚さでは、積層構造体の重量とコストの両方を増大させ、且つ燃焼の間に脱皮する傾向があり逆効果となりうる。
水分(water vapor)層(水分遮断層としても知られる)は、下にある断熱性発泡層の水への曝露を最小にして、それによりそのような曝露の逆効果を少なくするような任意の材料を含むことができる。PIR発泡体及びPU−PIR発泡体は、長時間のうちには少量の水分(ASTM C272に従って試験されるとき、2日間の間に、発泡体の重量に基づいて、例えば0.5重量%)を吸収する傾向があり、また長時間に亘り[高湿度(例えば97〜99%湿度)で4〜5日に亘り]、PIR又はPU−PIRの発泡体シートの一方の側を、他方の側よりある程度高温に曝すとき、少量の水分(例えば4perm-inch)(6.25ng/Pa・sec・m)をその発泡体を通して透過させる傾向がある。PIR又はPU−PIRの発泡体シートで隔離され、空調された家庭では、相対湿度が95%より高く、外部の温度が90°F(32℃)より高く且つ内部温度が70°F(21℃)又はそれ以下であるとき、そのような条件が存在する。吸収された水分は、水分を吸収する前の発泡体と比較したとき、発泡体の熱遮断性能を低下させる。更にPIR発泡体及びPU−PIR発泡体の成分は水と反応する傾向があり、発泡構造体の品質を低下させる。
炭素ベールマット又はマットは、適当には、黒鉛布、例えば前記特許文献3〜6で教示されているものなどである。黒鉛布は、実質的に純粋な炭素又は先駆体物質のいずれかであり、この技術分野では周知である。適当な炭素ベールマット又はマットには、Hollingsworth & Vose Companyから商品名“AFN(登録商標)”として購入できるポリアクリロニトリル不織布炭素マットが含まれ、品番“8000014”及び“8000015”が特に適している。炭素ベール又はマットは、望ましくは基本重量(basis weight)0.2oz/yd2(6.8g/m2)〜20oz/yd2(680g/m2)、好ましくは0.2oz/yd2(6.8g/m2)〜2oz/yd2(68g/m2)を有する。
ガラス繊維マットは、適当なものには、ガラス繊維織物、例えば前記特許文献6で教示されているものなどである。例証となるガラス繊維マットには、EMTECHから購入できる“ARMORWELD(登録商標)”ガラス繊維布が含まれる。単純な白色のガラス繊維布は“ARMORWELD(登録商標)”のシリーズ“WF”で種々の重さのものが入手でき、加熱清浄化(heat cleaned)ガラス繊維布は“ARMORWELD(登録商標)”のシリーズ“HCF”で種々の重さのものが入手できる。
本発明の積層複合材料の製造は、断熱性発泡層、好ましくは少なくとも0.5インチ(1.27cm)、より好ましくは0.5インチ(1.27cm)〜1.5インチ(2.81cm)の範囲の厚さを有するPIR又はPU−PIRの発泡体基材で始まる。2インチ(5.1cm)まで又はもう少し大きい、もっと厚いPIR又はPU−PIRの発泡体基材は、FSI及びSDIの見通し(perspective)からは満足な性能を提供するが、厚さの増大は、空間的な制限が主要な制限であるような幾つか難題を持ち出すかもしれない。その基材は、2つの実質的に平坦であるが間隔を置いた主要平坦表面を有する、平坦なシート又はボードの形態であることができる。基材はまた、配管もしくは導管の周り又は、装置の部材の周り、例えば冷却水システムの冷却器もしくは凝縮器などへの適用に適した曲面構造の形態であってもよい。曲面構造は、一緒に用いられたとき中空の円筒又は導管を形成する、2つの中空の半切円筒形シェル部材(semi-cylindrical shell segment)として適当に存在する。もし所望なら、その部材は、一緒に用いたときに中空の円筒又は導管を形成するものである限り、非常に多くのシェル部材を使用することができる。それぞれのシェル部材は外側シェル表面及び内側シェル表面を有している。
発泡性防炎被覆又は接着剤被膜をその外側シェル表面又は主要平坦表面に適用すること、そのどちらも選択の断熱性発泡層にとって適したものである。接着剤被膜は、好ましくは水系珪酸塩接着剤であるが、もし所望なら、ある量の膨張性黒鉛を含有することにより変性することもできる。
もし所望なら、発泡性防炎被覆又は接着剤被膜は表面材料により被覆されてもよい。適当な表面材料には、ポリ塩化ビニリデンフィルム、金属箔−スクリム−クラフト紙三層積層構造体、オール・サービス・ジャケット(ASJ)又はその他慣用の表面材料が含まれる。特に適当な結果は、表面材料がポリ塩化ビニリデンフィルムであるときに起こる。
発泡性防炎被覆及び/又は接着剤被膜のいずれかを用いるとき、接着剤被膜は変性されていてもいなくても、強化マットを加えることは、通常、FSI又はSDIの一方又は両方を改善する。もし強化マットが炭素ベールマットであれば、上記のように変性されていてもいなくても、その被覆がまだ湿っているうちに、それを単に発泡性防炎被覆の上に載置する。炭素ベールマットは、その被覆がそのマットを透過し、その被覆層内で自由浮遊マットとして効果的に包まれるために十分に多孔性である。もし強化マットが、加熱清浄化ガラス繊維布のようなガラス繊維マットであれば、その被覆は、発泡性防炎被覆又は接着剤被膜のいずれであっても、炭素ベールマットの場合よりも遥かに少ししかそのマット又は布を通して浸透しない。ガラス繊維マットを用いるときには、発泡性防炎被覆又は接着剤被膜のいずれであっても、ガラス繊維マットの予め被覆に接触していない側に、第二の接着剤被膜又は第二の発泡性防炎被覆がしばしば必要になる。強化材マットとしてガラス繊維マットを用いるとき、他の可能な積層複合材料構造体の中でも適当な構造には、次のものが含まれる:発泡体基材/発泡性防炎被覆/ガラス繊維マット/接着剤被膜/表面材;発泡体基材/接着剤被膜/ガラス繊維マット/発泡性防炎被覆/表面材;発泡体基材/変性接着剤被膜/ガラス繊維マット/接着剤被膜/表面材;発泡体基材/接着剤被膜/ガラス繊維マット/変性接着剤被膜/表面材;発泡体基材/変性接着剤被膜/ガラス繊維マット/変性接着剤被膜/表面材;発泡体基材/発泡性防炎被覆/ガラス繊維マット/変性接着剤被膜/表面材;及び発泡体基材/変性接着剤被膜/ガラス繊維マット/発泡性防炎被覆/表面材。当業者なら、これらの例示構造の更なる変更が、本発明の範囲から逸脱することなく、なされうるということを容易に理解するものである。
以下の実施例は本発明を詳説するものであるが、決して本発明を限定するものではない。アラビア数字は本発明の実施例を表し、アルファベット文字は比較例を表す。部及び%は全て、別段の記述がない限り、重量基準である。更に、表中に示された全ての量は、別段の記述がない限り、それぞれの組成物中に含まれるポリマーの重量に基づくものである。
実施例1
基本重量0.20oz/yd2(6.8g/m2)を有する炭素ベールマット(“AFN(登録商標) Grade80014”、Hollingsworth & Vose Company Advanced Fiber Nonwovens製)を、厚さ1.5インチ(3.8cm)を有するPIR発泡体基材(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)の一方の主要平坦表面上に広げること。発泡性防炎被覆組成物(“HT−1 GP”、Hy−Tech Thermal Solutions製)をその炭素ベールマットに、1gal/100ft2(0.41L/m2)の適用基材を用いて被覆し、厚さ0.3インチ(0.76mm)の湿潤被覆を得ること。Sherwin Williamsペイント商店から入手できる湿潤厚みゲージを用いて、湿潤被覆厚さを測定する。その被覆組成物は、炭素ベールマットを透過し、PIRの主要平坦表面に接触して、その被覆組成物内に配置された自由浮遊炭素ベールマットを効果的に提供する。厚さ4ミル(0.004in.、0.10mm)を有するポリ塩化ビニリデンフィルム(“SARAN(登録商標) 540”、The Dow Chemical Company製)をその被覆組成物に適用すること。その被覆組成物は、乾燥したとき、PIR発泡体基材の主要平坦表面及びポリ塩化ビニリデンポリマーフィルムの両方に、効果的に結合し、それによって積層複合材料構造体を形成する。
基本重量0.20oz/yd2(6.8g/m2)を有する炭素ベールマット(“AFN(登録商標) Grade80014”、Hollingsworth & Vose Company Advanced Fiber Nonwovens製)を、厚さ1.5インチ(3.8cm)を有するPIR発泡体基材(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)の一方の主要平坦表面上に広げること。発泡性防炎被覆組成物(“HT−1 GP”、Hy−Tech Thermal Solutions製)をその炭素ベールマットに、1gal/100ft2(0.41L/m2)の適用基材を用いて被覆し、厚さ0.3インチ(0.76mm)の湿潤被覆を得ること。Sherwin Williamsペイント商店から入手できる湿潤厚みゲージを用いて、湿潤被覆厚さを測定する。その被覆組成物は、炭素ベールマットを透過し、PIRの主要平坦表面に接触して、その被覆組成物内に配置された自由浮遊炭素ベールマットを効果的に提供する。厚さ4ミル(0.004in.、0.10mm)を有するポリ塩化ビニリデンフィルム(“SARAN(登録商標) 540”、The Dow Chemical Company製)をその被覆組成物に適用すること。その被覆組成物は、乾燥したとき、PIR発泡体基材の主要平坦表面及びポリ塩化ビニリデンポリマーフィルムの両方に、効果的に結合し、それによって積層複合材料構造体を形成する。
比較例A
炭素ベールマットを除いた以外は、実施例1を繰り返す。
炭素ベールマットを除いた以外は、実施例1を繰り返す。
実施例2
ポリ塩化ビニリデンフィルム2枚を部分的に重ね合わせることによる継目を含み、その継目を、ポリアミド又はナイロンフィルムを感圧接着剤のための基材として用いた両面感圧接着剤テープ(“3693 FLE\FR”、Venture Tapes製)でシールすることを除いて、比較例Aを繰り返す。“FLE”は「指剥離」(“finger lift edge”)を意味する。部分重ね合わせシールは、断熱パイプ巻き付けによる設置を模したものである。
ポリ塩化ビニリデンフィルム2枚を部分的に重ね合わせることによる継目を含み、その継目を、ポリアミド又はナイロンフィルムを感圧接着剤のための基材として用いた両面感圧接着剤テープ(“3693 FLE\FR”、Venture Tapes製)でシールすることを除いて、比較例Aを繰り返す。“FLE”は「指剥離」(“finger lift edge”)を意味する。部分重ね合わせシールは、断熱パイプ巻き付けによる設置を模したものである。
実施例3
継目をシールするため、両面感圧接着剤テープを発泡性防炎組成物の被覆で置き換えたことを除いて、実施例2を繰り返す。
継目をシールするため、両面感圧接着剤テープを発泡性防炎組成物の被覆で置き換えたことを除いて、実施例2を繰り返す。
比較例B
実施例2と同様に被覆された継目を含むことを除いて、実施例1を繰り返す。
実施例2と同様に被覆された継目を含むことを除いて、実施例1を繰り返す。
実施例4
実施例3と同様に被覆された継目を含むことを除いて、実施例1を繰り返す。
実施例3と同様に被覆された継目を含むことを除いて、実施例1を繰り返す。
比較例C
実施例3と同様に被覆された継目を含み、ポリ塩化ビニリデンフィルムを、紙基材のオール・サービス・ジャケット(ASJ)で置き換えたことを除いて、実施例1を繰り返す。ASJ(“FB 400 ASJ”、Compac Corporation製)は、0.3ミル(0.00035インチ/9μm)アルミニウム箔を、ガラス繊維スクリムを間に挟んでクラフト紙(45Lb/3000ft2、75g/m2)に結合した三層積層体である。この接着剤は難燃性接着剤である。
実施例3と同様に被覆された継目を含み、ポリ塩化ビニリデンフィルムを、紙基材のオール・サービス・ジャケット(ASJ)で置き換えたことを除いて、実施例1を繰り返す。ASJ(“FB 400 ASJ”、Compac Corporation製)は、0.3ミル(0.00035インチ/9μm)アルミニウム箔を、ガラス繊維スクリムを間に挟んでクラフト紙(45Lb/3000ft2、75g/m2)に結合した三層積層体である。この接着剤は難燃性接着剤である。
実施例5
厚さ1.5インチ(3.8cm)を有するPIR発泡体基材(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)の一方の主要平坦表面を、発泡性防炎被覆(“STAHRCOAT(登録商標)”、Barrier Dynamics製)を用いて、1gal/50ft2(0.815L/m2)の割合で被覆する。
厚さ1.5インチ(3.8cm)を有するPIR発泡体基材(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)の一方の主要平坦表面を、発泡性防炎被覆(“STAHRCOAT(登録商標)”、Barrier Dynamics製)を用いて、1gal/50ft2(0.815L/m2)の割合で被覆する。
実施例1〜実施例5及び比較例A〜比較例CをASTM E−84試験にかけ、その結果を以下の表Iにまとめること。
表Iのデータは、実施例1、実施例2、実施例3及び実施例4の積層構造体が、商業建築、例えば学校、オフィスビル及び病院などにおける断熱性熱水管及び断熱性冷水管を通す空気戻し充気室での使用に適したASTM E−84のFSI及びSDI値を有していることを示す。これらのデータは、ポリ塩化ビニリデンフィルムを比較例CのASJに置き換えることによって、比較例Cの積層構造体は25以下のより低いFSI評価に達するはずであることを示唆している。もしSDI値がそのような置き換えによって変わらないとしたら、得られる積層構造体は、建築物のパネルに適したASTM E−84のFSI及びSDI値を有することになったであろう。更に比較例A及び比較例BについてのFSI測定は、空気戻し充気室についてのASTM E−84のFSI及びSDI値の合格/不合格値に十分に近いので、比較例A及び比較例Bの構造及び/又は組成のわずかな変更によって、合格のFSI及びSDI値が得られるはずである。同様な結果は、本発明を代表するその他の積層構造体についても期待されるが、前記に提供された教示に従い、1つ又はそれ以上の側面において変わる。実施例2のナイロン基材感圧接着剤テープの代わりに、ポリエステル基材感圧接着剤テープを用いて実施例2を繰り返すことは、遙かに高いFSI及び/又はSDI値をもたらし、空気戻し充気室についてのASTM E−84の基準に不合格となるものと信じられる。
実施例6
水系珪酸塩接着剤(“CALBOND(登録商標) Gold”、Industrial Insulation Group,LLC製)を、被膜の重量に基づいて、膨張性黒鉛(“GRAFGUARD(登録商標) 160−50”、平均粒径50μm、600℃での膨張体積250cm3/g、UCAR Carbon Co.製)25重量%を添加することにより変性する。変性した珪酸塩接着剤は、厚さ1.5インチ(3.8cm)を有するPIR発泡体基材(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)の主要平坦表面上に適用する。実施例1と同様のポリ塩化ビニリデンフィルムの継目のない層を、その変性珪酸塩接着剤にその接着剤が乾燥する前に適用して、積層複合材料構造体を形成する。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、25及び60である。これらの数値は、その積層複合材料構造体が、商業建築、例えば学校、オフィスビル及び病院などにおける断熱性熱水管及び断熱性冷水管を通す空気戻し充気室よりも、建築物パネルとしての使用に適していることを示す。積層複合材料構造体の更なる変性によって、そのような空気戻し充気室での使用に適するようにすることができる。
水系珪酸塩接着剤(“CALBOND(登録商標) Gold”、Industrial Insulation Group,LLC製)を、被膜の重量に基づいて、膨張性黒鉛(“GRAFGUARD(登録商標) 160−50”、平均粒径50μm、600℃での膨張体積250cm3/g、UCAR Carbon Co.製)25重量%を添加することにより変性する。変性した珪酸塩接着剤は、厚さ1.5インチ(3.8cm)を有するPIR発泡体基材(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)の主要平坦表面上に適用する。実施例1と同様のポリ塩化ビニリデンフィルムの継目のない層を、その変性珪酸塩接着剤にその接着剤が乾燥する前に適用して、積層複合材料構造体を形成する。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、25及び60である。これらの数値は、その積層複合材料構造体が、商業建築、例えば学校、オフィスビル及び病院などにおける断熱性熱水管及び断熱性冷水管を通す空気戻し充気室よりも、建築物パネルとしての使用に適していることを示す。積層複合材料構造体の更なる変性によって、そのような空気戻し充気室での使用に適するようにすることができる。
実施例7
2つの変性を伴って実施例6を繰り返す。第一は、厚さ30ミル(0.76mm)の加熱清浄化ガラス繊維布(“Armil/CFS,18−HCF−40−50”)を変性珪酸塩接着剤被膜に適用する。第二は、無変性珪酸塩接着剤(“CALBOND(登録商標) Gold”、Industrial Insulation Group,LLC製)を、そのガラス繊維布の変性珪酸塩接着剤と接触していない側に適用する。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ15及び5であり、空気戻し充気室又は建築物パネルのいずれかでの使用に適したものとしている。
2つの変性を伴って実施例6を繰り返す。第一は、厚さ30ミル(0.76mm)の加熱清浄化ガラス繊維布(“Armil/CFS,18−HCF−40−50”)を変性珪酸塩接着剤被膜に適用する。第二は、無変性珪酸塩接着剤(“CALBOND(登録商標) Gold”、Industrial Insulation Group,LLC製)を、そのガラス繊維布の変性珪酸塩接着剤と接触していない側に適用する。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ15及び5であり、空気戻し充気室又は建築物パネルのいずれかでの使用に適したものとしている。
実施例8
1つの変性を伴って実施例7を繰り返す。第一は、実施例6の変性珪酸塩接着剤を、実施例1におけると同様の発泡性防炎被覆組成物に置き換える。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、25及び65であり、建築物パネルでの使用に適したものとしている。積層複合材料構造体の更なる変性により、SDI値の50又はそれ以下への低下が可能となるはずであり、そのことによって、その更なる変性型を空気戻し充気室での使用に適したものにすることができる。
1つの変性を伴って実施例7を繰り返す。第一は、実施例6の変性珪酸塩接着剤を、実施例1におけると同様の発泡性防炎被覆組成物に置き換える。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、25及び65であり、建築物パネルでの使用に適したものとしている。積層複合材料構造体の更なる変性により、SDI値の50又はそれ以下への低下が可能となるはずであり、そのことによって、その更なる変性型を空気戻し充気室での使用に適したものにすることができる。
実施例9
珪酸塩接着剤が発泡体の主要平坦表面と加熱清浄化ガラス繊維布の間になるように、発泡性防炎組成物と珪酸塩接着剤の順序を逆にすることを除いて、実施例8を繰り返す。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、15及び70であり、実施例8と同じ目的に適したものとし、また実施例8で示唆するものと同様の更なる変性にも順応する結果である。
珪酸塩接着剤が発泡体の主要平坦表面と加熱清浄化ガラス繊維布の間になるように、発泡性防炎組成物と珪酸塩接着剤の順序を逆にすることを除いて、実施例8を繰り返す。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、15及び70であり、実施例8と同じ目的に適したものとし、また実施例8で示唆するものと同様の更なる変性にも順応する結果である。
実施例10
無変性珪酸塩接着剤と変性珪酸塩接着剤の順序を逆にすることを除いて、実施例7を繰り返す。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、20及び10であり、空気戻し充気室又は建築物パネルのいずれかでの使用に適したものとしている。
無変性珪酸塩接着剤と変性珪酸塩接着剤の順序を逆にすることを除いて、実施例7を繰り返す。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、20及び10であり、空気戻し充気室又は建築物パネルのいずれかでの使用に適したものとしている。
比較例D
3つの変性を伴って実施例7を繰り返す。第一は、加熱清浄化ガラス繊維布を、実施例1において用いたものと同じ炭素ベールマットに置き換える。第二は、実施例6の変性珪酸塩接着剤を、実施例7の無変性珪酸塩接着剤に置き換える。第三は、炭素ベールマットは十分に多孔性であり、発泡体の主要平坦表面に被覆された珪酸塩接着剤被膜がその炭素ベールマットを透過して、その珪酸塩接着剤被膜中に炭素ベールマットを効果的に包み込むので、実施例7においてガラス繊維布の上に適用される珪酸塩接着剤被膜をなしにする。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、45及び75である。これらの数値は、その積層複合材料を建築物パネル又は空気戻し充気室での使用に適するようにするためには、この更なる変性が必要であることを示唆している。
3つの変性を伴って実施例7を繰り返す。第一は、加熱清浄化ガラス繊維布を、実施例1において用いたものと同じ炭素ベールマットに置き換える。第二は、実施例6の変性珪酸塩接着剤を、実施例7の無変性珪酸塩接着剤に置き換える。第三は、炭素ベールマットは十分に多孔性であり、発泡体の主要平坦表面に被覆された珪酸塩接着剤被膜がその炭素ベールマットを透過して、その珪酸塩接着剤被膜中に炭素ベールマットを効果的に包み込むので、実施例7においてガラス繊維布の上に適用される珪酸塩接着剤被膜をなしにする。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、45及び75である。これらの数値は、その積層複合材料を建築物パネル又は空気戻し充気室での使用に適するようにするためには、この更なる変性が必要であることを示唆している。
比較例E
炭素ベールマットを取り除くように変性することを除いて、比較例Dを繰り返す。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、50及び70である。比較例Dと同様に、これらの数値は、この積層複合材料を建築物パネル又は空気戻し充気室での使用に適するようにするためには、その更なる変性が必要であることを示唆している。
炭素ベールマットを取り除くように変性することを除いて、比較例Dを繰り返す。この積層複合材料構造体のASTM E−84のFSI及びSDI値は、それぞれ、50及び70である。比較例Dと同様に、これらの数値は、この積層複合材料を建築物パネル又は空気戻し充気室での使用に適するようにするためには、その更なる変性が必要であることを示唆している。
実施例11〜15
PIR発泡体(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)を長さ2ft(0.61m)、幅3.5インチ(8.9cm)、厚さ1.0インチ(2.5cm)の板に切断すること。その板は、ASTM D3086−79[難燃性ペイントの小規模評価の標準試験法(2−ftトンネル法)]に従う試験に適した大きさを有している。
PIR発泡体(“TRYMER(登録商標) 2000i”、The Dow Chemical Company製)を長さ2ft(0.61m)、幅3.5インチ(8.9cm)、厚さ1.0インチ(2.5cm)の板に切断すること。その板は、ASTM D3086−79[難燃性ペイントの小規模評価の標準試験法(2−ftトンネル法)]に従う試験に適した大きさを有している。
実施例11
2つの変化を伴って実施例1を繰り返す。第一は、厚さ1.5インチ(3.8cm)の発泡体基材ではなく、2ft(0.61m)、厚さ1.0インチ(2.5cm)のPIR発泡体板を用いる。第二は、炭素ベールマットを除く。
2つの変化を伴って実施例1を繰り返す。第一は、厚さ1.5インチ(3.8cm)の発泡体基材ではなく、2ft(0.61m)、厚さ1.0インチ(2.5cm)のPIR発泡体板を用いる。第二は、炭素ベールマットを除く。
実施例12
実施例11の発泡性防炎被覆を“ECOFLEX(登録商標)”(Avtec製)発泡性防炎被覆に置き換えることを除いて、実施例11を繰り返す。
実施例11の発泡性防炎被覆を“ECOFLEX(登録商標)”(Avtec製)発泡性防炎被覆に置き換えることを除いて、実施例11を繰り返す。
実施例13
1つの変化を伴って実施例12を繰り返す。その変化には、実施例1における一般的な手順を用いて、実施例1におけると同様の炭素ベールマットを適用することが含まれる。
1つの変化を伴って実施例12を繰り返す。その変化には、実施例1における一般的な手順を用いて、実施例1におけると同様の炭素ベールマットを適用することが含まれる。
実施例14
厚さ1.5インチ(3.8cm)の発泡体基材ではなく、2ft(0.61m)、厚さ1.0インチ(2.5cm)のPIR発泡体板を用いること除いて、実施例6を繰り返す。
厚さ1.5インチ(3.8cm)の発泡体基材ではなく、2ft(0.61m)、厚さ1.0インチ(2.5cm)のPIR発泡体板を用いること除いて、実施例6を繰り返す。
実施例15
被膜の重量に基づいて、膨張性黒鉛の負荷量を50重量%に増やすことを除いて、実施例14を繰り返す。
被膜の重量に基づいて、膨張性黒鉛の負荷量を50重量%に増やすことを除いて、実施例14を繰り返す。
実施例11〜15及び、比較の目的で、比較例Fとして表される発泡性防炎被覆又は表面材を有しない2ft(0.61m)、厚さ1.0インチ(2.5cm)のPIR発泡体板を、ASTM 3086−79[難燃性ペイントの小規模評価の標準試験法(2−ftトンネル法)]に従う試験にかけ、それらの試料のFSI及びSDIと比較するデータを集める。ASTM 3086−79の第2頁に記されているように、「難燃性ペイントに関するE−84法を用いて2−ftトンネルを換算することによって、この方法で得られる結果は、大きな試片を用いてE−84トンネル」試験(上記実施例1〜10で行われたような)「で得られるものを示すはずである」。下表IIには、15秒間隔での1in.(2.54cm)の部分で換算した延焼(FS)の試験結果をまとめる。言い換えれば、これは、炎の広がりがどれだけ遠くまでそのトンネルを通過するかを示す。表IIはまた2つの主観的評価を含んでいる。1つの主観的評価は、1〜5段階での蔓延した煙(SD)に関するもので、1が最良の評価であって相対的に低い煙の蔓延を示し、5が最悪の評価であって相対的に高い低い煙の蔓延を示している。もう1つの主観的評価は、炎の強さ及び明るさに基づく燃焼の質に付いてである。「不良」は炎が非常に明るいことを意味し、「最良」は、炎が「不良」と評価されたものよりも遥かに弱いことを意味する。「良」及び「優」はその中間の評価を表す。
表IIに提供されたデータは、発泡性防炎被覆又は表面材のないPIR発泡体が、比較例Fにおけるように、ASTM D 3086−79に従う燃焼試験で非常に不良となることを示している。同じ実験計画の下で、実施例11及び12は、実施例13に比較するとき、少なくとも燃焼の質の観点から、積層構造体中に炭素ベールマットが含まれるとき、良好な試験結果が改善されることを示している。実施例14は、実施例6と共に、ASTM D 3086−79試験がASTM E−84試験と相互に関連しうるという前提を有効なものとする。実施例15は、炭素質材料(実施例中の膨張性黒鉛)の量を、燃焼試験に対応する積層構造体の性能に悪影響を与えることなく、増やすことができることを示している。同様の結果は、本発明を表すその他の積層構造体でも期待されるが、前記で提供された教示に従う1つ又はそれ以上の側面で変わる。
実施例16〜18
それぞれの実施例で、発泡性防炎被覆湿潤厚さを10ミル(0.010インチ、0.25mm)に減らすことを除いて、実施例2を3回繰り返すこと。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:実施例16=25/35;実施例17=25/30;及び実施例18=25/35。
それぞれの実施例で、発泡性防炎被覆湿潤厚さを10ミル(0.010インチ、0.25mm)に減らすことを除いて、実施例2を3回繰り返すこと。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:実施例16=25/35;実施例17=25/30;及び実施例18=25/35。
実施例19
実施例16〜18におけると同様に、発泡性防炎被覆湿潤厚さを10ミル(0.010インチ又は0.25mm)に減らし、且つ発泡性防炎被覆をHT1−ED(Hy−Tech Thermal Solutions製)に変えることを除いて、実施例2を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/35。
実施例16〜18におけると同様に、発泡性防炎被覆湿潤厚さを10ミル(0.010インチ又は0.25mm)に減らし、且つ発泡性防炎被覆をHT1−ED(Hy−Tech Thermal Solutions製)に変えることを除いて、実施例2を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/35。
実施例20
その被覆の重量に基づいて、5重量%の量の水で被覆組成物を希釈することを除いて、実施例16を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/20。
その被覆の重量に基づいて、5重量%の量の水で被覆組成物を希釈することを除いて、実施例16を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/20。
実施例21
添加する水の量を、その被覆の重量に基づいて、10重量%に増やすことを除いて、実施例20を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/35。
添加する水の量を、その被覆の重量に基づいて、10重量%に増やすことを除いて、実施例20を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/35。
実施例16〜21で提供されたデータは、比較的薄い(10ミル又は0.010インチ又は0.25mm)発泡性防炎被覆は、その積層複合材料を多様な最終用途に適するようにするようなASTM E−84のFSI及びSDIをもたらすことを示している。それらの結果は、そのままの被覆組成物を用いては元より、その被覆組成物の幾らかの希釈によっても好ましいものである。同様の結果は、本発明の範囲内のその他の被覆でも期待される。
比較例F〜H
比較例F〜Hのそれぞれについて、実施例1におけると同様のPIR発泡体基材の一方の主要平坦表面を、セメント質板に、接着剤として“CALBOND(登録商標)”(IIG製の珪酸カルシウム系接着剤)を用いて接合する。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:比較例F=25/40;比較例G=25/105;及び比較例H=25/55。
比較例F〜Hのそれぞれについて、実施例1におけると同様のPIR発泡体基材の一方の主要平坦表面を、セメント質板に、接着剤として“CALBOND(登録商標)”(IIG製の珪酸カルシウム系接着剤)を用いて接合する。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:比較例F=25/40;比較例G=25/105;及び比較例H=25/55。
比較例I
実施例16の発泡性防炎被覆を、顔料として二酸化チタンを含むビニルアクリル系難燃性被覆組成物(“220 Latex Fire Retardant Coating”、Benjamin Moore & Co.製)に置き変えることを除いて、実施例16を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/300。
実施例16の発泡性防炎被覆を、顔料として二酸化チタンを含むビニルアクリル系難燃性被覆組成物(“220 Latex Fire Retardant Coating”、Benjamin Moore & Co.製)に置き変えることを除いて、実施例16を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/300。
実施例22
実施例16〜18におけると同様に、発泡性防炎被覆湿潤厚さを10ミル(0.010インチ、0.25mm)に減らすことを除いて、実施例4を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/35。
実施例16〜18におけると同様に、発泡性防炎被覆湿潤厚さを10ミル(0.010インチ、0.25mm)に減らすことを除いて、実施例4を繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:25/35。
実施例23及び実施例24
PIR発泡体基材を“TRYMER(登録商標) 2000 blue”(The Dow Chemical Company製)に変えることを除いて、実施例22を2回繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:実施例23=25/45;及び実施例24=25/20。
PIR発泡体基材を“TRYMER(登録商標) 2000 blue”(The Dow Chemical Company製)に変えることを除いて、実施例22を2回繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:実施例23=25/45;及び実施例24=25/20。
比較例J及び比較例K
比較例Fにおいて用いたPIR発泡体基材を、難燃添加剤として、“FYROL(登録商標) PCF”[リン酸トリスクロロフェニル(TCPP)難燃剤]を、PIR発泡体の100重量部当たり6重量部含む発泡性(developmental)PIR発泡体に置き変えることを除いて、比較例Fを2回繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:比較例J=25/130;及び比較例K=25/85。
比較例Fにおいて用いたPIR発泡体基材を、難燃添加剤として、“FYROL(登録商標) PCF”[リン酸トリスクロロフェニル(TCPP)難燃剤]を、PIR発泡体の100重量部当たり6重量部含む発泡性(developmental)PIR発泡体に置き変えることを除いて、比較例Fを2回繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:比較例J=25/130;及び比較例K=25/85。
比較例L〜N
発泡体基材の厚さを1インチ(2.5cm)に減らすことを除いて、比較例Fを3回繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:比較例L=25/65;比較例M=25/50;及び比較例N=25/40。
発泡体基材の厚さを1インチ(2.5cm)に減らすことを除いて、比較例Fを3回繰り返す。実施例5におけると同様のASTM E−84試験では、次のASTM E−84 FSI/ASTM E−84 SDI値が得られる:比較例L=25/65;比較例M=25/50;及び比較例N=25/40。
多数回の実施(例えば比較例F〜H及び実施例23〜24)のそれぞれの例のSDI値の広がりは、少なくとも部分的には、E−84試験トンネルにおける変動性によると共に、PIR発泡体のバン(bun)から切り出されたPIR発泡体シート間の幾らかの偏差にもよっている。当業者なら、ASTM E−84試験において、発泡体の炎への曝露がその発泡体を、自己発火温度に達するまで加熱させることを理解する。一旦発泡体が燃焼し始めれば、発泡体の長さに沿い、また発泡体の長さを横切る、その両方で次々にひび割れの伝播が始まる。ひび割れの伝播に伴って、発泡体は炭化し始め煙を発生する。ひび割れが広がるとき、新たな発泡体の表面が炎に曝露され、そのことが更なる炭化と発煙に導く。本発明の積層複合材料構造体は、実施例1〜24により表されるように、比較例A〜Nの構造体よりもしっかりしたFSI/SDI値(25/50又はそれより低い)を提供する。
Claims (17)
- (a)第一の主要平坦表面及び、その第一の主要平坦表面から間隔を置き、且つ、それにほぼ平行な第二の主要平坦表面を有する断熱性発泡層;並びに
(b)前記断熱性発泡層の少なくとも一方の主要平坦表面を被覆し、且つ接着接合している発泡性防炎組成物の少なくとも一つの被覆、層又は単層:
を含んでなる積層複合材料構造体。 - 前記複合材料構造体が、炭素ベールマットを更に含み、その炭素ベールマットが発泡性防炎被覆組成物の単一の被覆中に埋包されている請求項1に記載の積層複合材料構造体。
- 前記複合材料構造体が、炭素ベールマット又はガラス繊維マットから選ばれる補強媒体を更に含み、その補強媒体が、発泡性防炎組成物の二つの被覆、層又は単層の間に配置され、且つそれらに接着接合している請求項1に記載の積層複合材料構造体。
- 前記複合材料構造体が、更に水蒸気遮断単層を含み、その水蒸気遮断単層が、塩化ビニリデンポリマーフィルム、金属箔、金属箔−スクリム−クラフト紙積層体又はポリエチレンテレフタレートフィルム−金属箔−ポリエチレンテレフタレートフィルム積層体から選ばれる表面材料で構成される請求項1、2又は3のいずれか1項に記載の積層複合材料構造体。
- 前記水蒸気遮断単層が塩化ビニリデンポリマーフィルムである請求項4に記載の積層複合材料構造体。
- 前記発泡性防炎被覆が膨張性黒鉛、クレー、イミド類、カーボンブラック及び珪酸塩の水系混合物を含む請求項1、2又は3のいずれか1項に記載の積層複合材料構造体。
- 前記発泡性防炎被覆が膨張性黒鉛、クレー、イミド類、カーボンブラック及び珪酸塩の水系混合物を含む請求項4に記載の積層複合材料構造体。
- 前記断熱性発泡層がポリイソシアヌレート発泡体又はウレタン変性ポリイソシアヌレート発泡体を含む請求項1、2又は3のいずれか1項に記載の積層複合材料構造体。
- 前記断熱性発泡層がポリイソシアヌレート発泡体又はウレタン変性ポリイソシアヌレート発泡体を含む請求項4に記載の積層複合材料構造体。
- 前記無機珪酸塩が珪酸ナトリウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウムからなる群から選ばれる請求項6に記載の積層複合材料構造体。
- 前記無機珪酸塩が珪酸ナトリウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウムからなる群から選ばれる請求項7に記載の積層複合材料構造体。
- 前記複合体がASTM E−84の延焼指数25又はそれ以下であり、且つ煙蔓延指数50又はそれ以下である請求項1〜11のいずれか1項に記載の積層複合材料構造体。
- 前記複合体がASTM E−84の延焼指数25又はそれ以下であり、煙蔓延指数450又はそれ以下である請求項1〜11のいずれか1項に記載の積層複合材料構造体。
- 前記被覆が適用厚1ミル(0.0254mm)〜100ミル(2.54mm)を有する請求項1〜11のいずれか1項に記載の積層複合材料構造体。
- 前記厚さが5ミル(0.13mm)〜70ミル(1.78mm)である請求項14に記載の積層複合材料構造体。
- 前記厚さが適用厚8ミル(0.20mm)〜50ミル(1.27mm)を有する請求項14に記載の積層複合材料構造体。
- 前記厚さが適用厚10ミル(0.25mm)〜30ミル(0.76mm)を有する請求項14に記載の積層複合材料構造体。
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