JP2022548268A - 難燃性材料 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022548268000001
溶融可能層、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及び少なくとも１つの難燃性添加剤を含む熱反応性材料、及び、前記熱反応性材料上に配置された追加の層であって、前記熱反応性材料が前記溶融可能層と前記追加の層との間にあるようになっている追加の層を含む、テキスタイル複合材料。この多層テキスタイル複合材料は火炎及び熱により生じる火傷に対して着用者を保護する軽量保護衣服に使用される。水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及び少なくとも１つの難燃性添加剤を含む熱反応性組成物。熱反応性組成物の水性アクリル樹脂から水の少なくとも一部を除去するために十分な温度にラミネートを加熱する工程を含む、この多層テキスタイルの形成又は製造方法。

Description

本開示は、火傷保護材料、より具体的には、高難燃性添加剤及びアクリル系接着剤を含む難燃性材料に関する。
火炎に関連する火傷を減らすために、捜索救助及び警察など、短期間の火炎への暴露が可能な危険な環境で働く専門家に保護服が望まれる。これらの条件にさらされる労働者のための保護具は、着用者が危険と戦うのではなく、危険から迅速かつ安全に逃げることができるように、ある程度の強化された保護を提供すべきである。
伝統的に、難燃性保護衣服は、例えば、アラミド、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリｐ－フェニレン－２,６－ベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、モダクリルブレンド、ポリアミン、カーボン、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）ならびにそれらのブレンド及び組み合わせから作られた不燃性で、非溶融性の布帛を含むアンサンブルの最外層（火炎接触層）から作られてきた。これらの繊維は本質的に難燃性であることができるが、幾つかの制限がある場合がある。具体的には、これらの繊維は非常に高価であり、染色及び印刷が困難であり、十分な耐摩耗性を有していないことがある。さらに、これらの繊維は、ナイロン又はポリエステル系布帛と比較して、より多くの水分を吸収し、不十分な触覚の快適さを提供する。
W.L. Gore and Associates GmbH名義のEP2322710は、テキスタイルに浸入する含浸材料の部分的に内部の不連続パターンを有する繊維/フィラメントから作られたテキスタイルを含む物品を記載する。非含浸領域は空気透過性があり、テキスタイルは水蒸気透過性であり、吸水性及び再乾燥時間が低減されている。
瞬間的な火炎に時折さらされることがある環境で使用者性能を最適化するには、火傷防止機能が強化された軽量で通気性のある衣服が望まれる。難燃性の防護服のコストは、防火以外の多くの危険暴露用途にとって重要な考慮事項であり、それにより、消防コミュニティで使用されるような典型的な本質的に難燃性の繊維の使用を排除している。
第一の態様において、ａ）溶融可能層、ｂ）水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及び少なくとも１つの難燃性（ＦＲ）添加剤を含む熱反応性材料、ｃ）前記熱反応性材料上に配置された追加の層で、前記熱反応性材料が前記溶融可能層と前記追加の層との間にあるようになっている追加の層を含む、テキスタイル複合材料であって、前記テキスタイル複合材料は約２秒未満のアフターフレームを有し、また、前記テキスタイル複合材料は、ＤＩＮ ５４３１０（１９８０－０７）で測定して、約５～約２５ニュートン（Ｎ）の範囲の乾燥剥離強度を有する、テキスタイル複合材料は提供される。
熱反応性材料を溶融可能層に適用することができる。熱反応性材料を追加の層に適用することができる。熱反応性材料を、溶融可能層と追加の層の両方に適用することができる。熱反応性材料は、連続パターンで適用することができる。熱反応性材料は、不連続なパターンで適用することができる。
熱反応性材料は、ドットの不連続パターンで適用することができる。
膨張性グラファイトは、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験によって測定して、約２８０℃に加熱すると少なくとも約９００マイクロメートル膨張することができる。
少なくとも１つのＦＲ添加剤は、窒素ベースの材料及び/又はリンベースの材料を含むことができる。少なくとも１つのＦＲ添加剤はメラミンであることができる。少なくとも１つのＦＲ添加剤はポリホスフェートであることができる。少なくとも１つのＦＲ添加剤は、メラミンとポリホスフェートの組み合わせであることができる。少なくとも１つのＦＲ添加剤はメラミンポリホスフェートであることができる。
膨張性グラファイト及び少なくとも１つのＦＲ添加剤の混合物は、熱反応性材料の総質量に基づいて、約５～約４５ｗｔ％の膨張性黒鉛及び約５～約４５ｗｔ％のＦＲ添加剤の範囲で熱反応性材料中に存在することができる。
熱反応性材料は、約５～約４５ｗｔ％、又は約５～約４０ｗｔ％、又は約５～約３５ｗｔ％、又は約５～約３０ｗｔ％、又は約５～約２５ｗｔ％、又は約５～約２０ｗｔ％、又は約５～約１５ｗｔ％、又は約５～約１０ｗｔ％の範囲の膨張性グラファイトを含むことができる。熱反応性材料は、熱反応性材料の総質量に基づいて、約１０～約４５ｗｔ％の膨張性グラファイト、又は約１０ｗｔ％～約４０ｗｔ％、又は約１０ｗｔ％～約３５ｗｔ％、又は約１５ｗｔ％～約４５ｗｔ％、又は約１５ｗｔ％～約４０ｗｔ％、又は約１５ｗｔ％～約３５ｗｔ％の膨張性グラファイトを含むことができる。
熱反応性材料は、約５～約４５ｗｔ％、又は約５～約４０ｗｔ％、又は約５～約３５ｗｔ％、又は約５ｗｔ％～約３０ｗｔ％、又は約５～約２５ｗｔ％、又は約５～約２０ｗｔ％、又は約５～約１５ｗｔ％、又は約５～約１０ｗｔ％の範囲の少なくとも１つのＦＲ添加剤を含むことができる。熱反応性材料は、熱反応性材料の総質量に基づいて、約１０～約４５ｗｔ％の膨張性グラファイト、又は約１０ｗｔ％～約４０ｗｔ％、又は約１０ｗｔ％～約３５ｗｔ％、又は約１５ｗｔ％～約４５ｗｔ％、又は約１５ｗｔ％～約４０ｗｔ％、又は約１５ｗｔ％～約３５ｗｔ％の少なくとも１つのＦＲ添加剤を含むことができる。
熱反応性材料は、アクリルポリマー、及び、膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性材料は、熱反応性材料の総質量に基づいて、約４０～約９０ｗｔ％の範囲のアクリルポリマーを含むことができる。熱反応性材料は、熱反応性材料の総質量に基づいて、約１０～約７０ｗｔ％の範囲の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性材料は、熱反応性材料の総質量に基づいて、約４０～約８０ｗｔ％のアクリルポリマー、及び約２０～約６０ｗｔ％の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。上記で使用した質量パーセントは、熱反応性材料の総質量から、存在する可能性のある揮発性物質、例えば、乾燥及び硬化プロセス中に蒸発することができる水又は他の有機分子を差し引いたものに基づいている。
追加の層はテキスタイル層であることができる。追加の層は、熱安定なテキスタイル層であることができる。追加の層は、テキスタイル層と熱安定なテキスタイル層の組み合わせであることができる。
追加の層は、以下の1つ以上：アラミド、難燃性綿、綿、亜麻、キュプロ、アセテート、トリアセテート、ウール、ビスコース、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ＦＲレーヨン、モダクリル、モダクリル/綿ブレンド、ポリアミン、ガラス繊維、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン又はそれらの組み合わせを含むことができる。追加の層は、綿、キュプロ、ビスコース又はそれらの組み合わせを含むことができる。
追加の層は、少なくとも1つの溶融可能な材料を含むことができる。溶融可能な材料は可燃性であることができる。溶融可能と考えられるテキスタイルとしては、限定するわけではないが、ナイロン６又はナイロン６，６、ポリエステル、ポリプロピレンなどのポリアミドが挙げられる。
水性アクリル樹脂はアクリルアミド繰り返し単位を含むことができる。
水性アクリル樹脂は、Ｎ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含むことができる。
ポリマー樹脂は水性アクリル樹脂であることができる。
ポリマー樹脂は、ポリマー樹脂の総質量に基づいて少なくとも２５ｗｔ％の水性アクリル樹脂と、酢酸ビニル、スチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン又はそれらのコポリマー又はブレンドを含む少なくとも１つのポリマー樹脂を含む。
熱反応性材料は、溶融可能層の表面積の約２５～約１００％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、追加の層の表面積の約２５～約１００％の範囲を覆うことができる。
DIN EN 12127（1997/12）で測定して、テキスタイル複合材料は１平方メートルあたり約８０～約２４０グラム（ｇｓｍ）の範囲の重量を有することができる。
テキスタイル複合材料は、DIN ISO 9237（1995）に従って測定して、少なくとも約５０ｌ/ｍ２ｓの空気透過性を有することができる。テキスタイル複合材料は、約５０ ｌ／ｍ２ｓを超える空気透過性を有することができる。テキスタイル複合材料は、DIN ISO 9237（1995）に従って測定して、約５０ ｌ/ｍ２ｓ～約５００ ｌ/ｍ２ｓの空気透過性を有することができる。テキスタイル複合材料は、DIN ISO 9237（1995）に従って測定して、約７５ ｌ／ｍ２ｓ～約５００ ｌ／ｍ２ｓ、又は約１００ ｌ／ｍ２ｓ～約５００ ｌ／ｍ２ｓ、又は約１２５ ｌ／ｍ２ｓ～約５００ ｌ／ｍ２ｓ、又は約１５０ ｌ/ｍ２ｓ～約５００ ｌ/ｍ２ｓ、又は約１７５ ｌ/ｍ２ｓ～約５００ ｌ/ｍ２ｓ、又は約５０ ｌ/ｍ２ｓ～約１００ ｌ/ｍ２ｓ、又は約７５ ｌ/ｍ２ｓ～約１００ ｌ/ｍ２ｓ、又は約１２０ ｌ/ｍ２ｓ～約１５０ ｌ/ｍ２ｓ、又は約１３０ ｌ/ｍ２ｓ～約１７０ ｌ/ｍ２ｓ、又は約１４０ ｌ/ｍ２ｓ～約１８０ ｌ/ｍ２ｓ、又は約１５０ ｌ/ｍ２ｓ～約１９０ ｌ/ｍ２ｓの空気透過性を有することができる。場合により、テキスタイル複合材料は、DIN ISO 9237（1995）に従って測定して、約１５０ｌ/ｍ２ｓを超える空気透過性を有することができる。
溶融可能層及び追加の層は、熱反応性材料によって一緒に接着することができる。
第二の態様において、本明細書に記載のテキスタイル複合材料を含む衣服が提供される。
第三の態様において、ｉ）水性アクリル樹脂として含むポリマー樹脂、ｉｉ）本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験によって測定して、約２８０℃で加熱すると少なくとも約９００マイクロメートル膨張する膨張性グラファイト、及び、ｉｉｉ）少なくとも1つの難燃性添加剤を含む、熱反応性組成物が提供される。
ポリマー樹脂は水性アクリル樹脂であることができる。水性アクリル樹脂は、熱反応性組成物を水性又は湿潤性にする。熱反応性組成物は、溶融可能層及び／又は追加の層に適用されて、テキスタイル複合材料中に熱反応性材料を形成することができる。
水性アクリル樹脂は、アクリルアミド繰り返し単位を含むことができる。
アクリルアミド繰り返し単位は、Ｎ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含むことができる。
水性アクリル樹脂は、水性アクリル樹脂の総質量に基づいて、５０ｗｔ％の水及び５０ｗｔ％の水性アクリル樹脂を含むことができる。
ポリマー樹脂は、少なくとも２５ｗｔ％の水性アクリル樹脂と、酢酸ビニル、スチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン又はそれらのコポリマーもしくはブレンドを含む群の少なくとも１つのポリマー樹脂とを含むことができる。
熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約９０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、約５～約４５ｗｔ％の膨張性グラファイト、及び、約５～約４５ｗｔ％の難燃性添加剤の範囲を含むことができる。
難燃性添加剤は、メラミン、ポリホスフェート、メラミンポリホスフェートのうちの１つ以上を含むことができる。
「熱反応性材料」及び「熱反応性組成物」という用語は、同じ材料成分であるが、条件が異なる状態にあることを記載するために使用される。熱反応性組成物は、溶融可能層及び／又は追加の層に適用する前の、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、及び、膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物の湿式又は水性の組み合わせである。熱反応性材料は、テキスタイル複合材料の製造中の加熱工程後の、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、及び、膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物の乾燥した組み合わせである。熱反応性材料は、水性アクリル樹脂、及び、膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物の本開示のテキスタイル複合材料内の乾燥した組み合わせである。
第四の態様において、本明細書に記載のテキスタイル複合材料を形成又は製造する方法が提供され、この方法は、ａ）溶融可能層及び追加の層を提供すること、ｂ）熱反応性組成物を溶融可能層、追加の層又はその両方に適用すること、ここで、前記熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及び難燃性添加剤を含む、ｃ）前記溶融可能層と前記追加の層を該２つの層の間に挟まれた熱反応性組成物と一緒に接着してラミネートを形成すること、及び、ｄ）前記水性アクリル樹脂から水の少なくとも一部を除去するのに十分な温度に前記ラミネートを加熱することを含む。
適用工程は、不連続パターンで熱反応性組成物を適用することを含むことができる。
加熱工程は、水及び／又は熱反応性組成物の揮発性物質の少なくとも一部を蒸発又は除去することを含むことができる。
加熱工程は、熱反応性組成物の架橋を含むことができる。
加熱工程は、熱反応性組成物の硬化を含むことができる。
この方法は、溶融可能層上に耐久性のある撥水コーティングを適用することを含むことができる。
溶融可能層はテキスタイル層であることができる。溶融可能層は以下の１つ以上：織物、編物、不織材料又はそれらの組み合わせを含むことができる。溶融可能層は、織物、編物及び／又は不織材料のうちの１つ以上を含む、多層テキスタイルであることができる。溶融可能層に使用されるテキスタイルは、ポリアミド、例えば、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エラスタンのうちの１つ以上を含む。溶融可能層は、ポリアミド又はポリエステルであることができる。溶融可能層は、ポリアミド又はポリエステルであることができる。溶融可能層は、ポリアミド、例えば、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン及び/又はエラスタンのブレンド又は組み合わせであることができる。
溶融可能層は、複数の溶融性テキスタイルを含むことができる。例えば、溶融可能層は、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、エラスタン及びポリプロピレンのうちの２つ以上の組み合わせを含むことができる。
溶融可能層は溶融性フィルムであることができ、ここで、溶融性フィルムは、微孔性又は非孔性フィルムであることができる。溶融性フィルムは、非孔性でガス不透過性のフィルムであることができ、例えば、物品又は衣服の全部又は一部を覆う溶融性連続フィルムであることができる。溶融性連続フィルムは、化学物質又は生物学的材料が複合材料物品の表面から着用者に透過することを可能にしない。溶融性フィルムは、単層フィルム又は多層フィルムであることができる。難燃性複合材料物品において、溶融性フィルムは、微孔性ポリオレフィン、微孔性ポリエステル又は微孔性ポリウレタンであることができる。
溶融性フィルムは、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡｃ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フルオロポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、コポリエーテルエステル又はそれらのコポリマー又は多層ラミネートを含む。
溶融可能層は軽量であることができる。溶融可能層の重量は、１平方メートルあたり約１２０グラム（ｇ/ｍ２）以下、約１１０ｇ/ｍ２以下、約１００ｇ/ｍ２以下、約９０ｇ/ｍ２、約８０ｇ/ｍ２以下、７０ｇ/ｍ２以下、６０ｇ/ｍ２以下、５０ｇ/ｍ２以下、約４５ｇ/ｍ２以下、約４０ｇ/ｍ２、約３５ｇ/ｍ２以下、約３０ｇ/ｍ２以下、約２５ｇ/ｍ２以下、又は約２０ｇ/ｍ２以下の重量を有することができる。他の実施形態において、溶融可能層は、約１０ｇ/ｍ２以上、又は１５ｇ/ｍ２以上であることができる。すべての重量測定は、DIN EN 12127（1997/12）によって行われる。
溶融可能層は、溶融可能であり、不燃性のテキスタイルであることができる。溶融可能層は、ホスホネート修飾ポリエステル（商品名TREVIRA（登録商標）CS及びAVORA（登録商標）FRで販売されている材料など）を含むことができる。溶融可能層は、衣服用途を目的とした難燃性ラミネートでの使用を目的と意図していない、溶融可能で不燃性のテキスタイルを含むことができる。テキスタイル複合材料は、衣服用途を目的とした難燃性ラミネートでの使用を典型的に目的としない溶融可能で不燃性のテキスタイルを含むことができ、さらに、熱反応性材料が溶融可能層と追加の層の間にあるようにして熱反応性材料及び該熱反応性材料上に配置された追加の層を含むことができる。テキスタイル複合材料は、難燃性ラミネート用途で使用することができる。
溶融可能層は多層テキスタイルであることができる。溶融可能層は、２つ以上の層を含む多層テキスタイルであることができる。溶融可能層は、２つ以上のテキスタイル層を含む多層テキスタイルであることができる。溶融可能層は、編物テキスタイル層、織物テキスタイル層及び／又は不織布テキスタイル層から選ばれる２つ以上の層を含む多層テキスタイルであることができる。溶融可能層は、２つ以上の層を含む多層テキスタイルを含むことができ、ここで、層の少なくとも１つは、溶融性テキスタイルである。溶融可能層は、２つ以上の層を含む多層テキスタイルを含むことができ、ここで、各層は、溶融性テキスタイルである。多層テキスタイル中のテキスタイル層は、互いに積層化することができる。
衣服は、本明細書に記載のテキスタイル複合材料を含むことができ、ここで、溶融可能層は外層である。溶融可能な外層は多層テキスタイルを含むことができる。多層テキスタイルが溶融可能な外層として使用される場合に、個々の溶融可能な各層は、互いに独立して選択されうる。
溶融性テキスタイルの使用は、そのような材料が軽量で安価であり、染色及び印刷が容易であり、適切な耐摩耗性を備えているので、有益であることができる。「十分な耐摩耗性」とは、DIN EN ISO 12 947-2（2006）に従って測定された耐摩耗性を有する溶融性テキスタイルであって、同じ重量及び構造のポリエステル又はポリコットンの耐摩耗性よりも高いテキスタイルを意味する。
溶融可能層は、使用時に（例えば衣服内で）、環境に面する又は使用者から離れる方向に面する外層であることができる。
溶融可能層は、テキスタイル複合材料の特性を改善するための1つ以上の処理を含むことができる。そのような処理は、テキスタイル複合材料の形成前に溶融可能層に適用することができ、又はテキスタイル複合材料の形成後に適用することができる。
溶融可能層は、難燃性（ＦＲ）処理を含むことができる。適切な難燃性処理としては、限定するわけではないが、溶融可能層への難燃性化学仕上げ剤の適用、又は、溶融性テキスタイル又は布帛に織られるか又は編まれる前の繊維への化学処理剤の追加を挙げることができる。難燃性処理剤は、溶融可能層の溶融性に影響を与えない場合がある。難燃性処理は、ナノクレイによる処理を含むことができる。難燃性処理は、モンモリロナイトによる処理を含むことができる。難燃性処理は、以下つ以上：酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）、水酸化マグネシウム（ＭＤＨ）、ハンタイト、ハイドロマグネサイト、赤リン、ホウ酸ホウ素、有機塩素、有機臭素、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、有機ホスフェート、トリス（２,３－ジブロモプロピル）ホスフェート、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＰＡ）、２,２－ビス（ブロモメチル）－１,３－プロパンジオール（ＢＢＭＰ）、トリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）、トリス（１，３－ジクロロ－２－プロピル）ホスフェート（ＴＤＣＰＰ）、トリス（２－クロロエチル）ホスフェート（ＴＣＥＰ）、２－エチルヘキシル－２，３，４，５－テトラブロモベンゾエート（ＴＢＢ）、ビス（２－エチルヘキシル）－３，４，５，６－テトラブロモフタレート（ＴＢＰＨ）、ヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）、リン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸トリイソプロピル、リン酸ジエチルエチル、リン酸（トリス-クロロエチル）、リン酸トリフェニル、リン酸トリス-（２－クロロエチルヘキシル）、リン酸トリクレジル、モノ-、ビス-及びトリ-（イソプロピルフェニル）ホスフェート、トリイソプロピルフェニルホスフェート、レゾルシノール-ビス-（ジフェニルホスフェート）、ビスフェノール-Ａ-ビス-（ジフェニル）ホスフェート、メラミン、メラミンホスフェート、メラミンシアヌレート、メラミンポリ亜鉛、アルミニウムホスフェート、メラミンベースのヒンダードアミン光安定剤、エチレンジアミンホスフェート、環状ホスホネート、芳香族ホスホネート、脂肪族ホスフェートエステル、クロロパラフィン、ヘキサブロモベンゾール、テトラブロモフタル酸無水物又はそれらの組み合わせによる処理を含むことができる。難燃性処理は、可燃性及びアフターフレームを回避及び/又は減少させるためのＦＲ保護を提供することができる。
溶融可能層は、印刷仕上げを提供するための処理を含むことができる。溶融可能層は、任意の適切な色及び／又はパターンで印刷することができる。溶融可能層は、任意の適切な染料で印刷することができる。例えば、溶融可能層はカモフラージュパターンで印刷されうる。溶融可能層は光反射材料で印刷することができる。
溶融可能層は、その近赤外光線の反射率又は吸収特性を調整するための処理を含むことができる。溶融可能層は、フタロシアニンクロモゲンによる処理を含むことができる。溶融可能層はフタロシアニン染料で印刷することができる。フタロシアニン染料で印刷された溶融可能層は、赤外線（ＩＲ）カモフラージュを提供することができる（軍事用途など）。理論に縛られることを望まずに、フタロシアニンクロモゲンは近赤外（ＮＩＲ）領域の光を吸収することができる。
溶融可能層は、テキスタイル複合材料の吸水性を下げるのに役立つ疎水性処理を施こすことができる。適切な疎水性処理としては、フルオロケミカル処理及び／又はシリコーンベースの処理を挙げることができる。
溶融可能層は、殺虫剤又は防虫剤処理が施され、例えばペルメトリン又はＤＥＥＴが適用されることができる。
溶融可能層は、テキスタイル複合材料に吸水性又は汚れ忌避性を与えるために、親水性又は疎油性の処理を含むことができる。
熱反応性材料は、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂を含むことができる。熱反応性材料は水性アクリル樹脂を含むことができる。熱反応性材料は、膨張性グラファイトを含むことができる。熱反応性材料は、難燃性（ＦＲ）添加剤を含むことができる。熱反応性材料は、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及び難燃性（ＦＲ）添加剤を含むことができる。熱反応性材料は、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及び難燃性（ＦＲ）添加剤から本質的になることができる。この関係で使用されるときに、「から本質的になる」とは、熱反応性材料が、リストされた材料を含み、そして、約１０質量％以下（又は約５％以下、又は約４％以下、又は約３％以下、又は約２％以下、又は約１％以下）の組成物に重大な影響を与える可能性のある他の材料を含むことを意味する。質量パーセントは、熱反応性材料の総質量から、存在する可能性のある揮発性物質、例えば、乾燥及び硬化プロセス中に蒸発することができる水又は他の有機分子を差し引いたものに基づく。
水性アクリル樹脂は、水性アクリルポリマー樹脂であることができる。水性アクリル樹脂は、アクリルアミド繰り返し単位を含むことができる。水性アクリル樹脂は、Ｎ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含むことができる。水性アクリル樹脂は、水性アクリルポリマー樹脂であってよく、Ｎ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含むことができ、例えば、Tanatex Chemicals B.V., Ede, Netherlandsから入手可能なEDOLAN（登録商標）AMなどである。水性アクリル樹脂は、異なる量のスチレンを含むアクリルコポリマーであることができる。水性アクリル樹脂は、異なる量のアクリルアミドモノマーを含むアクリルコポリマーであることができる。水性アクリル樹脂は、アクリロニトリル、酢酸ビニル、スチレン又はそれらの組み合わせをさらに含むことができる。
水性アクリル樹脂は熱可塑性樹脂であることができる。水性アクリル樹脂は自己架橋されうる。アクリルポリマーは、架橋可能なアクリルポリマーであることができる。「自己架橋」という用語は、水性アクリル樹脂が、当該技術分野で知られているように、特定の条件下、例えば、高温、加水分解条件下などで互いに反応して架橋ポリマーを形成することができる官能基を含むことを意味する。幾つかの態様において、自己架橋は、追加の化学物質なしで、例えば、約１２０℃以上の高温を適用することによって架橋を開始することができる。水性アクリル樹脂は、架橋剤を含むことができる。水性アクリル樹脂は、架橋されていない可能性がある。水性アクリル樹脂は、自己架橋することができ、さらに架橋剤を含むことができる。追加の架橋剤は、テキスタイルへの結合を改善することができる。熱反応性組成物は、架橋された水性アクリル樹脂を形成するために、架橋剤を含むことができる。
熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト、少なくとも１つのＦＲ添加剤及び架橋剤を含むか、又はそれらから本質的になることができる。適切な架橋剤は、例えば、ポリイソシアネートベースの架橋剤、ブロックトポリイソシアネートベースの架橋剤のうちの１つ以上を含むことができる。他の適切な架橋剤は以下の材料：Ｎ－メトキシメチルメラミン、メチロールメラミン、カルボジイミド、ポリカルボジイミド、イソシアネート、ポリイソシアネート、ジアミノカルバメート、化学構造に応じたプロピレンイミン架橋剤、プロピレンイミン、脂肪族プロピレンイミン、芳香族プロピレンイミン誘導体、多官能性アクリレートとプロピレンイミンとの間の反応生成物、（環式）脂肪族ビスアミド架橋剤又はそれらの組み合わせである。
熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂と架橋剤の総質量に基づいて、約１０質量％以下、又は約９質量％以下、又は約８質量％以下、又は約７質量％以下、又は約６質量％以下、又は約５質量％以下、又は約４質量％以下、又は約３質量％以下、又は約２質量％以下、又は約１質量％以下の架橋剤を含むことができる。
融解温度又は軟化温度が約２８０℃未満の水性アクリル樹脂を使用することができる。水性アクリル樹脂は、ＴＭＡ膨張試験で測定して、膨張性グラファイトが約２８０℃に加熱すると少なくとも約９００マイクロメートル膨張することを可能にすることができる。
熱反応性材料中の適切な水性アクリル樹脂は、膨張性グラファイトが溶融可能層の熱分解温度よりも低い温度で膨張することができる。熱にさらされている間の水性アクリル樹脂の粘弾性特性は、膨張性グラファイトの膨張を可能にし、膨張性グラファイトの膨張後の熱反応性材料の構造的一体性を維持することができる。
熱反応性材料は、シリコーン又はシリコーン含有化合物を含むことができない。熱反応性材料は、シリコーンを含まないか又は本質的に含まない場合がある。本明細書で使用されるときに、「本質的にシリコーンを含まない」とは、熱反応性材料が、約５質量％以下のシリコーン含有化合物、又は、約４質量％以下又は約３質量％以下又は約２質量％以下又は約１質量％以下のシリコーン含有化合物を含むことができることを意味する。すべての質量パーセントは、熱反応性材料の総質量に基づく。
熱反応性材料中に水性アクリル樹脂を使用する利点の１つは、例えば、シリコーン系熱反応性材料から形成されたテキスタイル複合材料と比較したときに、テキスタイル複合材料のプリントスルーが減少することができることである。このプリントスルーの減少により、カモフラージュ印刷などの視覚光学系及び色耐久性が向上することができる。さらに、水性アクリル樹脂系熱反応性材料から形成された複合材テキスタイルは、疎水性シリコーンと比較したときに、例えば、撥水処理などの後処理により良い条件を提供しうる。というのは、アクリル化学物質はそのような処理剤とよりよく反応からである。
水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂は、例えば、溶融可能層を追加の層に積層又は取り付けるための接着剤を含み、及び／又は接着剤として機能しうる。
膨張性グラファイトは、約２４０℃に加熱したときに、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験において少なくとも約４００ミクロン膨張することができる。膨張性グラファイトは、約２４０℃に加熱されたときに、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験において少なくとも約５００ミクロン膨張することができる。膨張性グラファイトは、約２４０℃に加熱されたときに、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験において少なくとも約６００ミクロン膨張することができる。膨張性グラファイトは、約２４０℃に加熱されたときに、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験において少なくとも約７００ミクロン膨張することができる。膨張性グラファイトは、約２４０℃に加熱されたときに、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験において少なくとも約８００ミクロン膨張することができる。膨張性グラファイトは、約２８０℃に加熱されたときに、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験において少なくとも約９００ミクロン膨張することができる。
膨張性グラファイトは、約５０ジュール/グラム（Ｊ/ｇ）以上、又は約７５Ｊ/ｇ以上、又は約１００Ｊ/ｇ、約１２５Ｊ/ｇ以上、又は約１５０Ｊ/ｇ以上、又は約１７５Ｊ/ｇ以上、又は約２００Ｊ/ｇ、又は約２２５Ｊ/ｇ、又は約２５０Ｊ/ｇ以上の吸熱を有することができる。示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用して、膨張性グラファイト材料の吸熱値を決定できる。
膨張性グラファイトはまた、上記のような良好な膨張と、本明細書に記載のＤＳＣ吸熱試験方法に従って試験したときに、少なくとも約１００Ｊ/ｇの吸熱の両方を有することができる。膨張性グラファイトは、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験に従って測定したときに、約２８０℃で約９００μｍを超える膨張を有し、本明細書に記載のＤＳＣ吸熱試験方法に従って試験したときに、約１００Ｊ／ｇ以上の吸熱を有することができる。
熱反応性材料に組み込まれる膨張性グラファイト粒子のサイズは、熱反応性材料が選択された適用方法で適用されうるように選択されうる。例えば、熱反応性材料がグラビア印刷又はスクリーン印刷技術によって適用された場合に、膨張可能なグラファイト粒子サイズは、グラビアセル又はスクリーン印刷アパチャに適合するのに十分に小さいことができる。膨張性グラファイトは、Asbury Carbons, Asbury, New Jersey, USAから入手可能なAsbury 3626膨張性グラファイトであることができる。
熱反応性材料は、少なくとも１つの難燃性（ＦＲ）添加剤を含むことができる。熱反応性材料は、メラミン、ポリホスフェート又はそれらの組み合わせから選択される１つ以上の難燃性（ＦＲ）添加剤を含むことができる。ＦＲ添加剤は、メラミンポリホスフェートであることができる。熱反応性材料は、Thor GmbH, Speyer, Germanyからすべて入手可能であるAFLAMMIT（登録商標）PMN500メラミン、AFLAMMIT（登録商標）PMN 200メラミンポリホスフェート及びAFLAMMIT（登録商標）PCO 962添加剤のうちの少なくとも1つを含むことができる。
熱反応性組成物は、約５０～約９０質量パーセント（ｗｔ％）の水性アクリル樹脂、又は約５０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５０～約７６ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約９０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約８５ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約７６ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～９０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約８５ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約７６ｗｔ％の水性アクリル樹脂を含むことができる。すべての質量パーセントは、熱反応性組成物の総質量に基づく。
熱反応性組成物の総質量に基づいて、熱反応性組成物は、約５～約４５質量パーセント（ｗｔ％）の範囲の膨張性グラファイトを含むことができ、ここで、質量パーセントは、熱反応性組成物の総質量に基づく。膨張性グラファイトは、約５～約４０ｗｔ％、又は約５～約３５ｗｔ％、又は約５～約３０ｗｔ％、又は約５～２５ｗｔ％、又は約１０～４５ｗｔ％、又は約１０～４０ｗｔ％、又は約１０～約３５ｗｔ％、又は約１０～約３０ｗｔ％、又は約１０～約２５ｗｔ％の範囲で熱反応性組成物中に存在することができ、ここで、質量パーセントは、湿潤熱反応性組成物の総質量に基づく。
熱反応性組成物の総質量に基づいて、熱反応性組成物は、約５～約４５質量パーセント（ｗｔ％）の範囲、又は約５～約４０ｗｔ％の範囲で少なくとも１つのＦＲ添加剤を含むことができる。少なくとも１つのＦＲ添加剤は、約５～約３５ｗｔ％、又は約５～約３０ｗｔ％、又は約５～約２５ｗｔ％、又は約１０～約４５ｗｔ％、又は約１０～約４０ｗｔ％、又は約１０～約３５ｗｔ％、又は約１０～約３０ｗｔ％、又は約１０～約２５ｗｔ％の範囲で熱反応性組成物中に存在することができ、ここで、質量パーセントは、熱反応性組成物の総質量に基づく。
膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤の混合物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５～約４５ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約５～約４５ｗｔ％のＦＲ添加剤の範囲で存在することができる。膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物は、熱反応性組成物中に、約１０～約４０ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約１０～約４０ｗｔ％のＦＲ添加剤の範囲で、又は約１０～約３０ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約１０～約２５ｗｔ％のＦＲ添加剤の範囲であり、すべての質量パーセントは熱反応性組成物の総質量に基づく。
熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約９０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、及び、約１０～約５０ｗｔ％の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、及び、約２０～約５０ｗｔ％の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約７５ｗｔ％の水性アクリル樹脂、及び、約２５～約５０ｗｔ％の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約７０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、約１５～約２５ｗｔ％の膨張性グラファイト、及び、約１５～約２５ｗｔ％のＦＲ添加剤を含むことができる。
熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、４０～６０ｗｔ％の水性アクリル樹脂及び４０～６０ｗｔ％のポリウレタンポリマー樹脂を含む、約６０～約７５ｗｔ％のポリマー樹脂、約１５～約３０ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約１０～約２５ｗｔ％のＦＲ添加剤を含むことができる。
熱反応性組成物は、顔料、フィラー、抗微生物剤、加工助剤、架橋剤、増粘剤、乳化剤、脱泡剤及び安定剤などの追加の添加剤を含むことができる。熱反応性組成物は、約１０質量％以下、又は約５質量％以下、又は約４質量％以下、又は約３質量％以下、又は約２質量％未満、又は約１質量％以下の任意選択的な添加剤を含むことができる。すべての質量パーセントは、熱反応性組成物の総質量に基づく。
熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤の緊密なブレンドを、膨張性グラファイトの実質的な膨張を引き起こすことなく提供する方法によって製造することができる。熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤の緊密なブレンドを、膨張性グラファイトの実質的な膨張を引き起こすことなく提供する方法によって製造することができる。
水性アクリル樹脂は、水性アクリルポリマーであることができる。膨張性グラファイト、ＦＲ添加剤及び任意の添加剤、例えば、架橋剤は、水性アクリル樹脂と別々に又は同時に互いに混合又はブレンドされて、熱反応性組成物を形成することができる。混合方法としては、限定するわけではないが、パドルミキサー、ブレンディング及びその他の低せん断混合技術が挙げられる。水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト粒子及びＦＲ添加剤の緊密ブレンドは、水性アクリル樹脂の重合の前に、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤をモノマー混合物及び／又はプレポリマーと混合することによって得ることができる。次に、モノマー混合物及び／又はプレポリマーを重合して、熱反応性組成物を生成することができる。水性アクリル樹脂、ＦＲ添加剤、及び、膨張性グラファイト粒子又は膨張性グラファイトの凝集体の緊密なブレンドを提供する方法において、膨張性グラファイトは、グラファイトの膨張前に水性アクリル樹脂によってコーティング又はカプセル化されうる。
熱反応性組成物は連続層として適用することができる。
熱反応性組成物は、不連続層として適用することができる。熱反応性組成物の不連続層は、１００％未満の表面被覆率を有することができる。熱反応性組成物を不連続層として適用すると、空気透過性、水蒸気透過性及び／又は手触りが向上することができる。
熱反応性組成物の不連続パターンは、任意の適切な形状又は形態を含むことができる。例えば、パターンは、ドット、形状、円、正方形、三角形、星、ダイヤモンド、五角形、六角形、七角形、八角形、多角形、楕円形、グリッド、ライン、波、ジグザグラインなどのうちの１つ以上を含むことができる。熱反応性材料の不連続な適用は、限定するわけではないが、ドット、グリッド、ライン及びそれらの組み合わせを含む形態によって、１００％未満の表面被覆を提供することができる。本明細書で使用されるときに、「ドット」という用語は、例えば、円、正方形、矩形、三角形、ダイヤモンド、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、多角形、星形、ハート形などのうちの１つ以上である、任意の離散形状であることができる任意の形状を意味する。ラインは、直線形状、波形形状、曲線形状又はそれらの混合物を有することができる。パターンによっては、ドット及びラインは互いに近く又は広く配置されることができる。ラインはグリッドの形で配置することができる。
不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、約１０ミリメートル（ｍｍ）以下、又は約９ｍｍ以下、又は約８ｍｍ以下、又は約７ｍｍ、又は約６ｍｍ以下、又は約５ｍｍ以下、又は約４ｍｍ以下、又は約３．５ｍｍ以下、又は約３ｍｍ以下、又は約２．５ｍｍ以下又は約２ｍｍ以下、又は約１．５ｍｍ以下、又は約１ｍｍ以下、又は約０．５ｍｍ以下、又は約０．４ｍｍ以下、又は約０．３ｍｍ以下、又は約０．２ｍｍ以下であることができる。不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、用途に応じて、約４０ミクロン以上、又は約５０ミクロン以上、又は約１００ミクロン以上、又は約２００ミクロン以上であることができる。約２００ミクロン以上及び約５００ミクロン以下であると測定された平均ドット間隔は、本明細書に記載の幾つかのパターンで有用である。本明細書で使用されるときに、「隣接領域間の平均距離」は、隣接するドットの縁間の距離を意味する。
ピッチは、例えば、印刷パターンのレイダウンを記載する方法として、表面被覆率と組み合わせて使用できる。一般に、ピッチは、印刷パターンのドット、ライン、グリッドラインなどの隣接形態間の平均中心間距離として定義される。平均は、例えば、不規則な間隔の印刷パターンを説明するために使用される。熱反応性組成物は、熱反応性組成物と同等の重量のレイダウンを有する熱反応性組成物の連続適用と比較して優れた難燃性能を提供するピッチ及び表面被覆率を有するパターンで不連続に適用されうる。ピッチは、熱反応性組成物の隣接形状間の中心間距離の平均として定義されうる。例えば、ピッチは、熱反応性組成物の隣接するドット又はグリッドラインの間の中心間距離の平均として定義されうる。ピッチは、約５００ミクロン以上、約６００ミクロン以上、約７００ミクロン以上、約８００ミクロン以上、約９００ミクロン以上、約１０００ミクロン、約１２００ミクロン以上、約１５００ミクロン以上、約１７００ミクロン以上、約１８００ミクロン以上、約２０００ミクロン以上、約３０００ミクロン以上、約４０００ミクロン以上、又は約５０００ミクロン以上、又は約６０００ミクロン以上、又はそれらの間の任意の値であることができる。熱反応性組成物の好ましいパターンは、約５００ミクロン～約６０００ミクロンのピッチを有することができる。
手触り、通気性及び/又はテキスタイル重量などの特性が重要である実施形態において、約２５％以上、及び約９０％以下、又は約８０％未満、又は約７０％未満、又は約６０％未満、又は約５０％未満、又は約４０％未満、又は約３０％未満の表面被覆率を使用することができる。熱に暴露されるときに、溶融可能層は燃焼するのに十分なエネルギーにさらされることができる。特定の実施形態において、そしてより高い難燃性が必要とされる場合に、内側テキスタイル又は中間層の表面上で約３０％～約１００％の熱反応性材料の表面被覆率を有することが望ましいことがある。より高い難燃性が必要な場合に、約５００ミクロン～約６０００ミクロンのピッチで熱反応性材料の表面被覆を有することが望ましいことがある。例えば、熱反応性材料の表面被覆率は、約５００ミクロン～約６０００ミクロンのピッチで、内側テキスタイル又は中間層の表面上で約３０％～約８０％の熱反応性材料であることができる。
熱反応性組成物は、不連続なドットパターンで適用することができる。ドットは、約０．８ｍｍ以上～約５ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約０．９ｍｍ～約４．５ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約１．０ｍｍ～約４．０ｍｍの範囲の直径を有する。ドットは、約１．０ｍｍ～約３．５ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約１．０～約３．０ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約１．０ｍｍ～約２．５ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約１．０ｍｍ～約２．２５ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約１．０ｍｍ～約２．２ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約１．０ｍｍ～約２．１ｍｍの範囲の直径を有することができる。ドットは、約１．０ｍｍ～約２．０ｍｍの範囲の直径を有することができる。
熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約２０％以上～約１００％までの範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約２５％～約８０％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約２５％～約７５％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約２５％～約５５％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約２５％～約４０％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約２５％～約３５％の範囲を覆うことができる。
熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約３０％～約１００％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約４５％～約１００％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層の表面積の約５５％～約１００％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層の表面積の約６５％～約１００％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約７０％～約１００％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約９５％～約１００％の範囲を覆うことができる。
熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約３０％～約７０％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約４５％～約６５％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約２５％～約５０％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層の表面積の約６５％～約９０％の範囲を覆うことができる。熱反応性材料は、溶融可能層及び／又は追加の層の表面積の約７０％～約８０％の範囲を覆うことができる。
１００％未満の熱反応性材料での層の被覆率のこれらの範囲は、空気透過性、手触り、通気性及び/又はテキスタイル重量などのテキスタイル複合材料の特性を改善することができる。例えば、約２０％～約９５％の堆積で熱反応性材料を溶融可能層及び／又は追加の層に適用すると、熱反応性材料が溶融可能層及び/又は追加の層を１００％被覆率で備える連続層として適用されるテキスタイル複合材料と比較して、空気透過性、通気性が増加し、手触りが増加し、重量が減少したテキスタイル複合材料が得られる。
１００％未満の被覆率を達成するための方法は、熱反応性組成物を溶融可能層又は追加の層、あるいはその両方の表面に適用又は印刷することを含むことができる。熱反応性組成物の適切な適用、印刷又は堆積方法としては、限定するわけではないが、スクリーン印刷、回転スクリーン印刷、グラビア印刷、スプレーもしくは散乱コーティング又はナイフコーティングが挙げられる。熱反応性材料のスクリーン印刷又は回転スクリーン印刷は、より高いレイダウン（グラビアロールによって達成できるレイダウンと比較したときに）及び低いパーセント面積被覆率を可能にし、これにより、テキスタイル複合材料の比較的高い空気透過性が可能になる。この方法を使用すると、熱反応性組成物が水を含みうるため、スクリーンの厚さを増すことがある。しかしながら、印刷後に、熱源、例えばオーブン又は加熱ロールを使用して、水の少なくとも一部を熱反応性組成物から除去（すなわち、蒸発）させることができる。加熱中に熱反応性組成物から水が除去されると、熱反応性材料の質量が減少し、結果としてより軽いテキスタイル複合材料を得ることができる。熱反応性組成物の水の少なくとも一部が除去されると、熱反応性材料の質量は、水を除去する前の熱反応性組成物の質量と比較したときに、最大約２０％、最大約２５％、又は最大約３０％、又は最大約３５％、又は最大約４０％、又は最大４５％まで減少することができる。
テキスタイル複合材料を炎及び/又は熱、例えば約２８０℃以上の温度にさらすと、溶融可能層は溶融し始め、溶融物は熱反応性材料、特に膨張性グラファイトと混合することができる。このプロセスは、溶融可能層と熱反応性材料を含むチャーを形成することもできる。溶融可能層及び熱反応性材料を熱及び／又は高温、例えば、約２８０℃以上に暴露することから生じるチャーは、少なくとも溶融可能層及び膨張した膨張性グラファイトを含む不均一な溶融混合物であることができる。本開示によると、チャーは、溶融可能層及び熱反応性材料を約２８０℃以上の温度に曝した後に残る炭素質材料を指すことが意図される。約２８０℃以上の温度において、溶融可能層と水性アクリル樹脂の一方又は両方は酸化するか又は燃焼プロセスに参加して、チャーの一部となる追加の炭素質材料を形成することができる。チャーの形成は、チャーの下の層を熱への暴露から絶縁するのに役立つことができる。
熱反応性材料は、膨張すると、膨張したグラファイトを含む複数の巻きひげを形成することができる。膨張プロセス中に、熱反応性材料の総体積は、膨張前の同混合物と比較したときに、有意に増加しうる。熱反応性材料の体積は、膨張後に少なくとも約５倍増加させることができる。熱反応性材料の体積は、膨張後に少なくとも約６倍増加させることができる。熱反応性材料の体積は、膨張後に少なくとも約７倍増加させることができる。熱反応性材料の体積は、膨張後に少なくとも約８倍増加させることができる。熱反応性材料の体積は、膨張後に少なくとも約９倍増加させることができる。熱反応性材料の体積は、膨張後に少なくとも約１０倍増加させることができる。
テキスタイル複合材料が、溶融可能層、追加の層、及び不連続な形態のパターンで適用された熱反応性材料を含む場合に、熱反応性材料は、膨張後に緩くパッキングされた巻きひげを形成し、巻きひげの間に空隙を形成し、また、膨張した熱反応性材料のパターンの間に空間を形成する。炎にさらされると、溶融可能層は溶融し、一般に、熱反応性材料の不連続な形態の間の開放領域から離れうる。追加の層は、膨張中に熱反応性材料を支持することができ、溶融可能層の溶融物は、溶融中に膨張している熱反応性材料によって吸収及び保持されることができる。溶融物を吸収及び保持することにより、本明細書に記載のテキスタイル複合材料は、溶融滴下を示さないことがある。溶融物を吸収及び保持することにより、本明細書に記載のテキスタイル複合材料は、本明細書に記載の水平火炎試験によって測定して、不燃性であることができる。熱安定な追加の層が溶融吸収中に膨張している熱反応性材料を支持する場合に、熱安定な追加の層は、開裂及び穴の形成から保護されうる。膨張時に熱反応性材料の表面積が増加することにより、火炎にさらされたときに膨張した熱反応性材料による溶融可能層からの溶融物の吸収が可能になることができる。
本明細書に記載のテキスタイル複合材料は、溶融可能層と、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤を含む熱反応性材料と、追加の層との組み合わせにより、向上された特性を示すことができる。例えば、テキスタイル複合材料は、本明細書に記載の水平火炎試験を使用して難燃性について試験したときに、約２秒以下のアフターフレームを有することができる。さらに、幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料は、溶融滴下、穴の形成、及びその縁への炎又は白熱の広がりを示さないことが可能である。
熱反応性組成物は水性アクリル樹脂を含み、続いて、その中から水を除去することができるので、テキスタイル複合材料は、約５～約２５ニュートン（Ｎ）の範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約６～約２５Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２５Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２４Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２３Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２２Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２１Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２２Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２３Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２４Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２５Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。乾燥剥離強度値はDIN54310で測定されたものである。
追加の層は熱安定な材料から作られることができる。火炎にさらされると、溶融可能層は熱反応性材料に向かって溶融しうる。熱反応性材料中の膨張性グラファイトが膨張するときに、熱安定な追加の層は、膨張している熱反応性材料を所定の位置に保持し、溶融可能層の溶融物の吸収を容易にすることができる。
追加の層は、テキスタイル層、熱安定なテキスタイル層又はそれらの組み合わせであることができる。上記に開示したように、テキスタイルは、織物、編物、不織布又はそれらの多層の組み合わせであることができる。熱安定なテキスタイルの例としては、限定するわけではないが、アラミド、難燃性綿、綿、亜麻、キュプロ、アセテート、トリアセテート、ウール、ビスコース、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ＦＲレーヨン、モダクリル、モダクリル/綿ブレンド、ポリアミン、ガラス繊維、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン又はそれらの組み合わせが挙げられる。
追加の層は溶融可能層であることができる。溶融可能な追加の層は、以下の１つ以上：織物、編物、不織布又はそれらの組み合わせを含む溶融性テキスタイルであることができる。追加の層は、織物、編物及び／又は不織布テキスタイルのうちの１つ以上を含む溶融性多層テキスタイルであることができる。溶融可能な追加の層に使用されるテキスタイルは、以下のうちの１つ以上を含むことができる：ポリアミド、例えば、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エラスタン。溶融可能な追加の層は、ポリアミド又はポリエステルであることができる。溶融可能な追加の層は、ポリアミド、例えば、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン及び/又はエラスタンのブレンド又は組み合わせであることができる。
溶融可能な追加の層は、複数の溶融性テキスタイルを含むことができる。例えば、溶融可能な追加の層は、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、エラスタン及びポリプロピレンのうちの２つ以上の組み合わせを含むことができる。
追加の層は、綿などの非溶融性テキスタイルであることができる。追加の層は、溶融性繊維を含む非溶融性テキスタイルであることができる。例えば、追加の層は、綿及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むテキスタイルであることができる。追加の層は、綿及びポリアミド（ＰＡ）を含むテキスタイルであることができる。追加の層は、ＰＥＴ及びビスコースを含むテキスタイルであることができる。
追加の層は、溶融性フィルムであることができ、ここで、溶融性フィルムは微孔性又は非多孔性フィルムであることができる。溶融性フィルムは、非多孔性でガス不透過性のフィルムであることができ、例えば、物品又は衣服の全部又は一部を覆う溶融性連続フィルムであることができる。溶融性連続フィルムは、化学物質又は生物学的材料が複合材物品の表面から着用者に透過しえないことを可能にする。溶融性フィルムは単層フィルム又は多層フィルムであることができる。難燃性複合材物品において、溶融性フィルムは、微孔性ポリオレフィン、微孔性ポリエステル又は微孔性ポリウレタンであることができる。
溶融性フィルムは、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチルビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡｃ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリアクリレート及びポリメタクリレート、コポリエーテルエステル、又はそれらのコポリマー又は多層ラミネートを含むことができる。
テキスタイル複合材料は、危険な環境の労働者のための衣服に使用されることができる。テキスタイル複合材料は、通気性、防水性、難燃性、軽量性、可撓性及び快適な着用性のうちの１つ以上の特性を示すことができる。
テキスタイル複合材料は、１平方メートルあたり約８０～約２４０グラム（ｇ/ｍ２）の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８０～約２００ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８０～約１８０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８０～約１６５ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８０～約１５０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８０～約１２５ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８０～約１００ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８０～約９０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。
テキスタイル複合材料は、約９５～約２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約１１０～約２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約１２５～約２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約１４０～約２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約１６５～約２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約１８０～約２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。
テキスタイル複合材料は、約１１５～約１６０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約９５～約１５０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約１６５～約１９０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約１３５～約１７５ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８５～約１００ｇ/ｍ２の範囲の重量を有することができる。すべての重量測定は、DIN EN 12127（1997/12）によって実施される。
熱反応性材料が溶融可能層と追加の層との間に配置されるように、追加の層を熱反応性材料上に配置することができる。追加の層は、熱反応性材料によって、テキスタイル複合材料の溶融可能層の内側に取り付けられるか又は結合されることができる。使用中、溶融可能層の外側は、炎又は熱源と接触するように配向されうる。
組み合わせとなる溶融可能層、熱反応性材料及び追加の層は、圧力によって結合又は接着されうる。例えば、２つのローラのニップ間の圧力は、組み合わされた溶融性層、熱反応性材料及び追加の層に加えられることができる。
組み合わされた溶融可能層、熱反応性材料及び追加の層は、熱を加えることによって乾燥及び硬化させることができる。温度は、水性アクリル樹脂の水の大部分と、存在する可能性のある揮発性化合物の少なくとも一部を蒸発させるのに十分に高くすべきであるが、膨張性グラファイトが膨張し始めないように十分に低くすべきである。加熱温度は６０℃～１８０℃であることができる。水性アクリル樹脂のほとんどの水を蒸発させるための加熱温度は、約８０～約１００℃であることができる。加熱工程は、１つ以上の加熱ロールを介して実施することができ、加熱ロールは、水及び／又は揮発性化合物を追い出すために熱を提供し、場合により、水性アクリル樹脂を硬化又は架橋し、溶融可能層と追加の層との間のより良い結合を作成するための圧力を提供する役割を果たすことができる。
この方法は、テキスタイル複合材料に圧力を加えてラミネートを形成する工程をさらに含むことができる。
熱反応性材料は水性アクリル樹脂を含むことができる。理論に拘束されることを望まないが、ポリマー樹脂として水性アクリル樹脂を使用すると、水の少なくとも一部が除去される加熱工程後のテキスタイル複合材料の全体重量を減らすことができる。しかしながら、熱反応性材料の量を減らすと、テキスタイル複合材料の強度が制限されうる。この解決策は、熱反応性材料成分の改善された混合物であり、特に、膨張性グラファイトとの混合物中でのより多量のＦＲ添加剤である。追加の利点は、テキスタイル複合材料の乾燥剥離強度が向上し、なおも優れた難燃性を維持することである。
DIN EN 15025A（2017年4月）試験規格に従って試験したときに、テキスタイル複合材料はアフターフレームが約２秒以下であることができる。テキスタイル複合材料は、DIN EN 15025A試験規格に従って試験したときに、約１．５秒以下のアフターフレームを有することができる。テキスタイル複合材料は、DIN EN 15025A試験規格に従って試験したときに、約１秒以下のアフターフレームを有することができる。テキスタイル複合材料は、DIN EN 15025A試験規格に従って試験したときに、約０．５秒以下のアフターフレームを有することができる。溶融可能層の外側を火炎にさらすと、熱反応性材料の層を備えた溶融可能層は、DIN EN 15025A試験規格に従って試験したときに、約２秒以下のアフターフレームを有することができる。使用中に、溶融可能層は炎から収縮することができる。
テキスタイル複合材料を含む衣服の快適さを向上させることができるテキスタイル複合材料中にストレッチを組み込むことができる。一方向ストレッチは、例えば、WO2018/067529の開示に従って組み込むことができる。本明細書で使用されるときに、一方向ストレッチとは、テキスタイル複合材料が、機械方向又は横断方向のうちの1つの方向であるが、典型的には、両方ではない方向に回復可能な弾性を有することを意味する。テキスタイル複合材料、特に本質的に弾性ではない１つ以上の層を含むものにストレッチを組み込むための他の方法は当該技術分野で知られている。適切な例としては、例えば、EP 110626及びEP 1852253の教示を挙げることができる。
テキスタイル複合材料を使用して衣服を製造することができる。テキスタイル複合材料が衣服を製造するために使用されるときに、テキスタイル複合材料は、溶融可能層が衣服の外部領域に露出し、追加の層が溶融可能層の反対側に配置されるように配向されることができ、すなわち、追加の層が着用者に向けて配向される。
テキスタイル複合材料は、着用者を火傷から保護できる優れた軽量保護衣服を提供する。テキスタイル複合材料が炎にさらされると、着用者を外傷から保護するためにテキスタイル複合材料は構造変化することができる。溶融可能層が燃焼して着用者に滴下するのを防ぐために、熱反応性材料が膨張している間に溶融可能層は溶融し、熱エネルギー及び溶融しているテキスタイルを吸収することができる。溶融可能層の溶融と熱反応性材料の膨張の組み合わせにより、着用者に優れた快適さを提供し、それでも火傷からの保護を提供することができる軽量のテキスタイル複合材料が可能になることができる。
各態様又は実施形態に関連して開示されるさらなる特徴は、本発明の他の各態様又は実施形態のさらなる特徴に対応することを理解されたい。例えば、この方法は、第一の態様に従ってラミネート材料を作製するための工程を含むことができ、よって、それに関連して開示される任意の材料調製、コーティング又は製造方法を含むことができる。さらに、本発明は、本明細書に開示される方法によって得られる任意のラミネート構造に及ぶ。
本実施形態の動作は、添付の図面と併せて検討したときに、以下の記載から明らかになるはずである。
図１は、本明細書に記載のテキスタイル複合材料の１つの実施形態の断面図の概略図である。
図２は、本明細書に記載のテキスタイル複合材料の別の実施形態の断面図の概略図である。
図３は、本明細書に記載のテキスタイル複合材料の別の実施形態の断面図の概略図である。
図４は、グリッドパターンで適用された熱反応性材料の概略図である。
図５は、離散ドットのパターンで適用された熱反応性材料の概略図である。
図６は、本明細書に記載のテキスタイル複合材料を含むジャケットの概略図である。
当業者は、本開示の様々な態様が、意図された機能を発揮するように構成された任意の数の方法及び装置によって実現できることを容易に理解するであろう。
本開示の目的のために、「難燃性」という用語は、本明細書で使用されるときに、ＤＩＮ ＥＮ １５０２５Ａ試験規格に供されたときに、約２秒未満のアフターフレームを示すテキスタイル又はテキスタイル複合材料を指す。
本開示の目的のために、「可燃性」という用語は、本明細書で使用されるときに、本明細書に提示されるテキスタイルの水平火炎試験（DIN EN ISO 15025A）に従って試験されたときに、２秒を超えるアフターフレームを有するテキスタイルを指す。
本開示の目的のために、「ラミネート」という用語は、本明細書で使用されるときに、接着剤又は他の方法で結合される少なくとも２つの個々の層を指す。
本開示の目的のために、「溶融可能」という用語は、本明細書で使用されるときに、本明細書に提示される溶融及び熱安定性試験に従って試験されたときに溶融するテキスタイル又はテキスタイル複合材料を指す。
本開示の目的のために、「不燃性」という用語は、本明細書で使用されるときに、本明細書に提示されるテキスタイルの水平火炎試験（DIN EN ISO 15025A）に従って試験されたときに、２秒以下のアフターフレームを有するテキスタイルを指す。
本開示の目的のために、「テキスタイル」という用語は、本明細書で使用されるときに、繊維、フィラメント、繊維及び／又はフィラメントを含むヤーン、又はそれらの組み合わせから作られた布帛材料を指す。特に、「テキスタイル」という用語は、本明細書で使用されるときに、繊維、フィラメント及び／又はヤーンを含む、製造されたシート状構造（例えば、編物、織物又は不織布）を指す。
本開示の目的のために、「空隙（ボイド）」という用語は、本明細書で使用されるときに、膨張したグラファイトの巻きひげの間の空の空間／体積を指す。
溶融可能層、熱反応性材料及び追加の層を有するテキスタイル複合材料は、防護服として使用することができる。防護服としては、ジャケット、ズボン、シャツ、ベスト、オーバーオール、手袋、ゲートル、フード、靴などの衣服が挙げられる。
保護服は、広く使用するために、特にフラッシュファイヤの危険性が存在するが、確率が低い場合には、軽量である必要がある。テキスタイル複合材料の重量を減らすには、保護特性を失い又は通気性を低下させることなく、個々の層の重量を減らさなければならない。
本明細書に記載されているように、重量を減らすことができる層は、熱反応性材料層である。ポリマー樹脂として水性アクリル樹脂を使用すると、水の少なくとも一部が除去される加熱工程後のテキスタイル複合材料の全体重量が減少する。しかしながら、熱反応性材料の量を減らすと、テキスタイル複合材料の強度が制限されることがある。その方策は、熱反応性材料成分の改善された混合物であり、特に、膨張性グラファイトとの混合物中のより多量のＦＲ添加剤である。追加の利点は、テキスタイル複合材料の乾燥及び湿潤剥離強度が向上し、なおも優れた耐炎性を維持することである。１つの実施形態において、２秒未満のアフターフレーム及び５～２５ニュートン（Ｎ）の範囲の乾燥剥離強度を有するテキスタイル複合材料が本明細書に記載されている。
図１～２を参照して、テキスタイル複合材料１０は、溶融可能層１００、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及び少なくとも１つの難燃性添加剤を含む熱反応性材料１０２、及び、熱反応性材料１０２上に又はそれに隣接して配置された追加の層１０８を含む。１つの実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の内側１０４に配置される。溶融可能層１００の外側１０６が炎にさらされると、DIN EN 15025A試験規格に従って試験したときに、テキスタイル複合材料はアフターフレームが２秒未満である。
図３は、図１～図２のテキスタイル複合材料を示しており、ここで、テキスタイル複合材料は、第二の追加の層１２０を含む。第二の追加の層１２０はテキスタイル層又はフィルム層であることができる。
本開示は、ａ）溶融可能層、ｂ）水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及び少なくとも１つの難燃性（ＦＲ）添加剤を含む熱反応性材料、及び、ｃ）前記熱反応性材料上に配置された追加の層であって、前記熱反応性材料が前記溶融可能層と前記追加の層との間にあるようになっている追加の層を含む、テキスタイル複合材料であって、前記テキスタイル複合材料は２秒未満のアフターフレームを有し、そして前記テキスタイル複合材料は、DIN 54310で測定して、５～２５ニュートン（Ｎ）の範囲の乾燥剥離強度を有する、テキスタイル複合材料に関する。テキスタイル複合材料を使用して衣服を製造するときに、テキスタイル複合材料は、溶融可能層が衣服の外側領域に露出し、追加の層が溶融可能層の反対側に配置されるように配向され、すなわち、追加の層は着用者に向けられるように配向される。本開示はまた、溶融可能層が炎にさらされたときに、溶融可能層と熱反応性材料との組み合わせがチャーを形成する実施形態に関する。幾つかの実施形態において、チャーは、溶融可能層及び熱反応性材料のポリマー材料が燃焼された後に形成される炭素質層を含む。炭素質チャーは非常に高い融点を有し、チャーの下にある材料を断熱する。
テキスタイル複合材料は、溶融可能層を含み、溶融可能層はテキスタイル層であることができる。溶融可能層は、織物、編物、トリコットニット、不織布材料、多層不織材料、又はそれらの組み合わせであることができる。溶融可能層として適切なテキスタイルとしては、限定するわけではないが、例えば、ポリアミド、例えば、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エラスタン又はそれらの組み合わせを挙げることができる。本開示はまた、溶融可能層がポリアミド又はポリエステルである、上述の実施形態のいずれか１つに関する。幾つかの実施形態において、溶融可能層は、単層又は２つ以上の層であることができる。幾つかの実施形態において、溶融可能層は軽量であることができる。例えば、上述の実施形態のいずれかによる溶融可能層は、約１２０グラム／平方メートル（ｇ/ｍ２）以下、約１１０ｇ/ｍ２以下、約１００ｇ/ｍ２以下、約９０ｇ/ｍ２以下、約８０ｇ/ｍ２以下、７０ｇ/ｍ２以下、６０ｇ/ｍ２以下、５０ｇ/ｍ２以下、約４５ｇ/ｍ２以下、約４０ｇ/ｍ２以下、約３５ｇ/ｍ２以下、約３０ｇ/ｍ２以下、約２５ｇ/ｍ２以下、又は約２０ｇ/ｍ２以下の重量を有することができる。すべての重量測定は、DIN EN 12127（1997/12）によって実施される。
幾つかの実施形態において、溶融可能層１００は、以下の１つ以上：織物、編物、不織布又はそれらの組み合わせを含むことができる。溶融可能層は、織物、編物及び／又は不織布テキスタイルのうちの1つ以上を含む多層テキスタイルであることができる。溶融可能層に使用されるテキスタイルは、以下のうちの１つ以上を含むことができる：ポリアミド、例えば、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エラスタン又はそれらの組み合わせ。溶融可能層は、ポリアミド又はポリエステルであることができる。溶融可能物は、ポリアミド、例えば、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン及び/又はエラスタンのブレンド又は組み合わせであることができる。幾つかの実施形態において、溶融可能層１００は、溶融可能で不燃性のテキスタイルであることができる。溶解可能で不燃性のテキスタイルとしては、例えば、ホスホネート変性ポリエステル（商品名TREVIRA（登録商標）CS及びAVORA（登録商標）FRで販売されている材料など）が挙げられる。幾つかの溶融可能で不燃性のテキスタイルは、従来のラミネートの形で拘束されたときに、テキスタイルが炎から容易に収縮せず、継続的な燃焼をもたらすので、典型的に、衣服用途を対象とした難燃性ラミネートでの使用を目的としていない。しかしながら、テキスタイル複合材料が追加の層１０８及び層間の熱反応性材料１０２をさらに含むときに、テキスタイル複合材料は、難燃性ラミネート用途で使用されうることが見出された。
幾つかの実施形態において、溶融可能層１００は、複数の溶融性テキスタイルを含む。例えば、幾つかの実施形態において、溶融可能層１００は、ナイロン、ナイロン６、ナイロン６．６、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エラスタンのうちの２つ以上の組み合わせを含む。さらに別の実施形態において、溶融可能層は、編物、織物又は不織布のうちの２つ以上を含む多層テキスタイルである。多層テキスタイル中の各層は溶融性テキスタイルであることができ、テキスタイルは互いの上に積層化される。多層テキスタイルが溶融可能な外層として使用されるならば、個々の溶融可能層の各々は互いに独立して選択することができる。
幾つかの実施形態において、溶融可能層は、テキスタイル複合材料の特性を改善するための１つ以上の処理を含むことができる。例えば、溶融可能な外層は、テキスタイル複合材料の吸水率を低下させるのを助けるために疎水性処理を有することができる。適切な疎水性処理としては、フルオロケミカル処理及び／又はシリコーン系処理を挙げることができる。溶融可能な外層は、例えば、ペルメトリン又はＤＥＥＴなどで殺虫剤又は防虫剤処理が施されることができる。他の実施形態において、溶融可能な外層は、テキスタイル複合材料に所望の吸水性又は汚れ忌避性を与えるために、親水性又は疎油性処理を含むことができる。このような処理は、テキスタイル複合材料の形成前に溶融可能な外層に施されることができ、又はテキスタイル複合材料の形成後に施されることができる。
テキスタイル複合材料はまた、熱反応性材料を含み、熱反応性材料は、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及び難燃性（ＦＲ）添加剤を含むか、又はそれらから本質的になる。この関係で使用されるときに、「から本質的になる」とは、熱反応性材料が、リストされた材料、及び、約１０質量％以下（又は約５％以下、又は約４％以下、又は約３％以下、又は約２％以下、又は約１％以下）の組成物に重大な影響を与える可能性のある他の材料を含むことを意味する。質量パーセントは、熱反応性材料の総質量から、存在する可能性のある揮発性物質、例えば、乾燥及び硬化プロセス中に蒸発することができる水又は他の有機分子を差し引いたものに基づく。幾つかの実施形態において、アクリルポリマーは水性アクリル樹脂である。幾つかの実施形態において、水性アクリル樹脂はアクリルアミド繰り返し単位を含む。幾つかの実施形態において、水性アクリル樹脂はＮ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含む。例えば、幾つかの実施形態において、水性アクリル樹脂は水性アクリルポリマー樹脂であり、Ｎ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含み、例えば、Tanatex Chemicals B.V., Ede, Netherlandsから入手可能なEDOLAN（登録商標）AMなどである。
水性アクリル樹脂は熱可塑性であることができ、１つの実施形態において、自己架橋性水性アクリル樹脂であり、別の実施形態において、非架橋水性アクリル樹脂である。他の実施形態において、熱反応性材料は、架橋された水性アクリル樹脂を形成するために、架橋剤をさらに含む。他の実施形態において、熱反応性材料は、自己架橋性水性アクリル樹脂及び架橋剤を含む。追加の架橋剤は、溶融可能層及び追加の層への結合を改善するのに役立つことができる。したがって、幾つかの実施形態において、熱反応性材料は、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト、少なくとも１つのＦＲ添加剤及び架橋剤を含むか、又はそれらから本質的になる。適切な架橋剤は、例えば、ポリイソシアネートベースの架橋剤、ブロックトポリイソシアネートベース量％以下で存在し、すべての質量パーセントは、水性アクリル樹脂及び架橋剤の総質量に基づく。
２８０℃未満の溶融温度又は軟化温度を有する水性アクリル樹脂を、開示された実施形態で使用することができる。幾つかの実施形態において、水性アクリル樹脂は３００℃以下又は２８０℃以下での熱暴露時に変形可能であり、膨張性グラファイトが実質的に膨張することを可能にする。熱反応性材料中の適切な水性アクリル樹脂は、膨張性グラファイトが、溶融可能な外側テキスタイルの熱分解温度よりも低い温度で十分に膨張することを可能にする。幾つかの実施形態において、熱への暴露中の水性アクリル樹脂の粘弾性特性は、膨張性グラファイトの膨張を可能にし、膨張性グラファイトの膨張後の熱反応性材料の構造的一体性を維持することを可能にする。
幾つかの実施形態において、熱反応性材料は、シリコーン又はケイ素含有化合物を含まない。他の実施形態において、熱反応性材料は、シリコーンを含まないか、又は本質的に含まない。本明細書で使用されるときに、「本質的にシリコーンを含まない」とは、熱反応性材料が５質量％以下のシリコーン含有化合物、又は、４質量％以下又は３質量％以下又は２質量％以下又は１質量％以下のシリコーン含有化合物を含むことを意味する。すべての質量パーセントは、熱反応性材料の総質量に基づく。
熱反応性材料１０２に水性アクリル樹脂を使用することの１つの利点は、例えば、シリコーンベースの熱反応性材料を用いて形成されたテキスタイル複合材料と比較したときに、テキスタイル複合材料１０はプリントスルーが低減されることである。このプリントスルーの減少により、カモフラージュ印刷などの視覚光学系及び色耐久性が向上する。さらに、水性アクリル樹脂ベースの熱反応性材料を用いて形成された複合材テキスタイル１０は、疎水性シリコーンと比較したときに、例えば、撥水処理などの後処理のためのより良い条件を提供する。というのは、アクリル化学物質がそのような処理剤とよりよく反応するからである。実施形態において、水性アクリル樹脂は、例えば、溶融可能層を追加の層にラミネート又は取り付けるための接着剤を含み、及び／又は接着剤として機能しうる。
熱反応性材料は、膨張性グラファイトも含む。幾つかの実施形態において、膨張性グラファイトは、本明細書に記載のＴＭＡ膨張試験を使用して約２８０℃に加熱されると、少なくとも９００マイクロメートルだけ膨張する。他の有用なグレードの膨張性グラファイトは、約２４０℃に加熱すると、少なくとも４００マイクロメートル膨張する。
膨張性グラファイトはまた、上記のように良好な膨張性と、本明細書に記載のＤＳＣ吸熱試験方法に従って試験したときに少なくとも１００ジュール/グラム（Ｊ/ｇ）の吸熱性の両方を有することができる。他の実施形態において、１５０Ｊ/ｇ以上又は２００Ｊ/ｇ以上又は２５０Ｊ/ｇ以上の吸熱性を有する膨張性グラファイトを使用することが望ましいことがある。幾つかの実施形態において、適切な膨張性グラファイトは、２８０℃で９００μｍを超える膨張性と、１００Ｊ/ｇ以上の吸熱性を有する。
熱反応性材料に組み込まれる膨張性グラファイト粒子のサイズは、熱反応性材料が選択された適用方法で適用されうるように選択されうる。例えば、熱反応性材料がグラビア印刷又はスクリーン印刷技術によって適用されるときに、膨張性グラファイトの粒子サイズは、グラビアセル又はスクリーン印刷アパチャ内に適合するのに十分に小さくすべきである。幾つかの実施形態において、膨張性グラファイトは、Asbury Carbons, Asbury, New Jersey, USAから入手可能なAsbury 3626膨張性グラファイトである。
上記のように、熱反応性材料１０２は、少なくとも１つの難燃性（ＦＲ）添加剤も含む。熱反応性材料１０２に組み込むことができる例示のＦＲ添加剤としては、限定するわけではないが、メラミン、ポリホスフェート又はそれらの組み合わせが挙げられる。幾つかの実施形態において、ＦＲ添加剤はメラミンポリホスフェートである。例えば、幾つかの実施形態において、熱反応性材料１０２は、Thor GmbH, Speyer, Germanyからすべて入手可能であるAFLAMMIT（登録商標）PMN500メラミン、AFLAMMIT（登録商標）PMN 200メラミンポリホスフェート及びAFLAMMIT（登録商標）PCO 962添加剤のうちの少なくとも1つを含む。
幾つかの実施形態において、熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約９０質量パーセント（ｗｔ％）の水性アクリル樹脂を含む。他の実施形態において、熱反応性組成物は、約５０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５０～約７６ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約９０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約８５ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約５５～約７６ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～９０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約８５ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、又は約６０～約７６ｗｔ％の水性アクリル樹脂を含む。すべての質量パーセントは、熱反応性組成物の総質量に基づく。
熱反応性組成物の総質量に基づいて、熱反応性組成物は、約５～約４５ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約５～約４５ｗｔ％の少なくとも１つのＦＲ添加剤の範囲での膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。膨張性グラファイトと少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物は、熱反応性組成物中に、約１０～約４０ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約１０～約４０ｗｔ％のＦＲ添加剤の範囲で、又は約１０～約３０ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約１０～約２５ｗｔ％のＦＲ添加剤の範囲で存在することができ、すべての質量パーセントは、熱反応性組成物の総質量に基づく。
幾つかの実施形態において、熱反応性組成物は、熱反応性組成物の合計質量に基づいて、約５０～約９０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、及び約１０～約５０ｗｔ％の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約８０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、及び約２０～約５０ｗｔ％の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約７５ｗｔ％の水性アクリル樹脂、及び約２５～約５０ｗｔ％の、膨張性グラファイトとＦＲ添加剤との混合物を含むことができる。熱反応性組成物は、熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約７０ｗｔ％の水性アクリル樹脂、約１５～約２５ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約１５～約２５ｗｔ％のＦＲ添加剤を含むことができる。
幾つかの実施形態において、熱反応性組成物は、顔料、フィラー、抗微生物剤、加工助剤、架橋剤、増粘剤、乳化剤、脱泡剤及び安定剤などの追加の添加剤を含むことができる。熱反応性組成物は、約１０質量％以下、又は約５ｗｔ％以下、又は約４ｗｔ％以下、又は約３ｗｔ％以下、又は約２ｗｔ％以下、又は約１ｗｔ％以下の任意選択的な添加剤を含むことができる。すべての質量パーセントは、熱反応性組成物の総質量に基づく。
熱反応性組成物は、膨張性グラファイトの実質的な膨張を引き起こすことなく、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤の緊密なブレンドを提供する方法によって製造することができる。幾つかの実施形態において、膨張性グラファイト、ＦＲ添加剤及びいずれかの任意選択的な添加剤、例えば、架橋剤を、水性アクリル樹脂と別々に又は互いに同時に混合又はブレンドして、熱反応性組成物を形成することができる。混合方法としては、限定するわけではないが、パドルミキサー、ブレンディング及びその他の低せん断混合技術が挙げられる。他の方法において、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト粒子及びＦＲ添加剤の緊密なブレンドは、水性アクリル樹脂の重合の前に、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤をモノマー混合物及び／又はプレポリマーと混合することによって得られる。次に、モノマー混合物及び／又はプレポリマーを重合して、熱反応性組成物を生成することができる。水性アクリル樹脂、少なくとも１つのＦＲ添加剤及び膨張性グラファイト粒子又は凝集体の緊密なブレンドを提供する方法において、膨張性グラファイトは、グラファイトの膨張前に水性アクリル樹脂によってコーティング又はカプセル化されうる。
テキスタイル複合材料はまた、追加の層１０８を含む。追加の層１０８は、熱反応性材料が溶融可能層と追加の層との間にあるように、熱反応性材料上に配置される。幾つかの実施形態において、追加の層１０８は、熱反応性材料１０２によって、テキスタイル複合材料１０の溶融可能層１００の内側１０４に取り付けられるか又は結合され（図１に示されるように）、そして使用時に、溶融可能層１００の外側１０４は、火炎又は熱源と接触するように配向されている。幾つかの実施形態において、追加の層１０８は、熱安定な材料から作られることができる。火炎にさらされると、溶融可能層１００は熱反応性材料１０２に向かって溶融する。熱反応性材料１０２中の膨張性グラファイトが膨張すると、熱安定な追加の層１０８は、膨張している熱反応性材料１０２を所定の位置に保持して溶融可能層１００の溶融物の吸収を容易にすることができる。
追加の層１０８は、テキスタイル層、熱安定なテキスタイル層又はそれらの組み合わせであることができる。上記に開示したように、テキスタイルは、織物、編物、不織布又はそれらの多層の組み合わせであることができる。熱安定なテキスタイルの例としては、限定するわけではないが、アラミド、難燃性（ＦＲ）綿、綿、ＰＢＩ、ＰＢＯ、ＦＲレーヨン、モダクリルブレンド、ポリアミン、カーボン、ガラス繊維、ＰＡＮ及びそれらのブレンド及び組み合わせが挙げられる。
本開示によるテキスタイル複合材料は、図１及び２に例示されるように、溶融可能層１００を提供し、そして熱反応性組成物を溶融可能層１００の片面１０４に適用することによって製造することができる。次に、追加の層１０８を熱反応性組成物に適用することができる。次に、組み合わされた溶融可能層、熱反応性組成物及び追加の層を乾燥させ、場合により、熱を加えることによって硬化させることができる。温度は、水性アクリル樹脂の水相の少なくとも一部及び存在する可能性のある揮発性化合物の少なくとも一部を蒸発させるのに十分に高くすべきであるが、膨張性グラファイトが膨張し始めないように十分に低くすべきである。幾つかの実施形態において、加熱工程は、１つ以上の加熱ロールを介することができ、加熱ロールは、水を追い出し、場合により、水性アクリル樹脂を硬化又は架橋するための熱を提供し、溶融可能層と追加の層の間に、より良い結合を作成するための圧力を提供する役割を果たすことができる。
他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０を形成する方法は、ａ）溶融可能層１００及び追加の層１０８を提供すること、ｂ）熱反応性組成物を前記溶融可能層、前記追加の層、又はその両方に適用すること、ここで、前記熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤を含む、ｃ）前記溶融可能層と前記追加の層を、これら２つの層の間に挟まれた前記熱反応性組成物と一緒に接着してラミネートを形成すること、及びｄ）前記水性アクリル樹脂から水の少なくとも一部を除去し、場合により、前記水性アクリル樹脂を架橋するのに十分な温度に前記ラミネートを加熱することを含む。
熱反応性組成物は、図２に示されるように、連続層として適用されることができ、又は、高められた空気透過性、水蒸気透過性及び／又は手触りが望まれる場合に、熱反応性組成物を不連続に適用して、図１に示されるように、１００％未満の表面被覆率を有する熱反応性組成物の層を形成することができる。
他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０を形成する方法は、ａ）溶融可能層１００及び追加の層１０８を提供すること、ｂ）熱反応性組成物を不連続パターンで前記溶融可能層、前記追加の層又はその両方に適用すること、ここで、前記熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤を含む、ｃ）前記溶融可能層と前記追加の層を、これらの２つの層の間に挟まれた前記熱反応性組成物と一緒に接着してラミネートを形成すること、及び、ｄ）前記水性アクリル樹脂から水の少なくとも一部を除去し、場合により、前記水性アクリル樹脂を架橋するのに十分な温度に前記ラミネートを加熱することを含むことができる。不連続な適用は、限定するわけではないが、ドット、グリッド、ライン及びそれらの組み合わせを含む形態によって、１００％未満の表面被覆率を提供することができる。図４及び５は、例えば、溶融可能層１００の内側１０４に熱反応性組成物が不連続に適用されるときに、熱反応性組成物の層がドット１２２及びライン１２４のパターンで提供される例を示す。本明細書で使用されるときに、「ドット」という用語は、任意の離散形状、例えば、円、正方形、矩形、多角形又はそれらの組み合わせであることができる任意の形状を意味する。ラインは、直線形状、波形形状、曲線形状又はそれらの混合物を有することができる。パターンに応じて、ドット及びラインを互いに近づけ又は広げることができる。図４に示されるとおりの１つの実施形態において、ライン１２４は連続グリッドの形態で配置されている。
不連続被覆を伴う幾つかの実施形態において、不連続なパターンの隣接領域間の平均距離は、衝突する炎のサイズよりも小さい。他の実施形態において、不連続パターンの隣接するドット又はラインの間の平均距離は、２００マイクロメートル～１０ミリメートル（ｍｍ）であることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接するドット又はラインの間の平均距離は、０．２５ｍｍ～１０ｍｍであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接するドット又はラインの間の平均距離は、１ｍｍ～１０ｍｍであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接するドット又はラインの間の平均距離は、４ｍｍ～１０ｍｍであることができる。本明細書で使用されるときに、隣接するドット又はラインの間の距離は、２つの隣接するドット又はラインの隣接する縁の間の平均距離を意味する。平均距離はまた、少なくとも１０の異なるドット又はラインの対の縁から縁までの距離に基づく平均を意味する。
幾つかの実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、６００マイクロメートル～７．５ｍｍであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、６００マイクロメートル～４．５ｍｍであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、６００マイクロメートル～１ｍｍであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、６００マイクロメートル～０．７５ｍｍであることができる。幾つかの実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、６００マイクロメートル～２．５ｍｍであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、６００マイクロメートル～１．２ｍｍであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、６００マイクロメートル～６００マイクロメートルであることができる。他の実施形態において、不連続パターンの隣接領域間の平均距離は、１ｍｍ～２ｍｍであることができる。
不連続ドットパターンが使用される例示的な実施形態において、ドットは、０．８ｍｍ以上～５ｍｍの範囲の直径を有する。他の実施形態において、ドットは、０．９ｍｍ～ ４．５ｍｍの範囲の直径を有する。他の実施形態において、ドットは、１．０ｍｍ～４．０ｍｍの範囲の直径を有する。他の実施形態において、ドットは、１．０ｍｍ～３．５ｍｍの範囲の直径を有する。他の実施形態において、ドットは、１．０～３．０ｍｍの範囲の直径を有する。他の実施形態において、ドットは、１．０ｍｍ～２．５ｍｍの範囲の直径を有する。
手触り、通気性及び/又はテキスタイル重量などの特性が重要である実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の２０％以上～１００％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の２５％～８０％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の２５％～７５％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の２５％～５５％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の２５％～４０％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の２５％～３５％の範囲を覆う。
幾つかの実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の３０％～１００％の範囲を覆う。他の実施形態におおいて、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の４５％～１００％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の５５％～１００％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の６５％～１００％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の７０％～１００％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の９５％～１００％の範囲を覆う。
幾つかの実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の３０％～７０％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の４５％～６５％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の２５％～５０％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の６５％～９０％の範囲を覆う。他の実施形態において、熱反応性材料１０２は、溶融可能層１００の表面積の７０％～８０％の範囲を覆う。
１００％未満の被覆率を達成するための方法は、例えば、スクリーン印刷、回転スクリーン印刷、グラビア印刷、スプレーもしくは散乱コーティング又はナイフコーティングによって、溶融可能層もしくは追加の層又はその両方の表面上に混合物を適用することによって熱反応性組成物を適用することを含む。幾つかの実施形態において、熱反応性組成物のスクリーン印刷又は回転スクリーン印刷は、比較的高いレイダウン（グラビアロールによって達成できるレイダウンと比較したときに）及びテキスタイル複合材料の比較的高い空気透過性を可能にする低いパーセント面積被覆を可能にすることができる。この方法を使用すると、熱反応性組成物が水を含むので、スクリーンの厚さを増すことができる。しかしながら、印刷後に、熱源、例えばオーブン又は加熱ロールを使用して、水の少なくとも一部は熱反応性材料から除去される（すなわち、蒸発される）。加熱中に熱反応性材料１０２から水が除去されるので、幾つかの実施形態において、熱反応性材料１０２の質量が減少し、より軽いテキスタイル複合材料１０が得られる。幾つかの実施形態において、水の少なくとも一部の除去のために、熱反応性材料の質量は、水を除去する前の熱反応性組成物の質量と比較して、最大２０％又は最大２５％又は最大３０％又は最大３５％又は最大４０％又は最大４５％減少することができる。
熱反応性組成物は、ドット、ライン又はグリッドに加えて、他の形態で適用することができる。熱反応性組成物を適用するための他の方法は、グラビア印刷、又はスプレー又は散乱コーティング又はナイフコーティングを挙げることができ、ただし、熱又は炎にさらされたときに所望の特性が達成されるように熱反応性組成物を適用できる。
幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料を炎及び／又は熱、例えば２８０℃以上の温度にさらすと、溶融可能層は溶融し始め、溶融物は熱反応性材料、特に膨張しているグラファイトと混合する。このプロセスは、溶融可能層と熱反応性材料を含むチャーを形成することもできる。幾つかの実施形態において、溶融可能層及び熱反応性材料を熱及び／又は高温、例えば２８０℃以上にさらすことから生じるチャーは、少なくとも溶融可能層及び膨張した膨張性グラファイトを含む不均一な溶融混合物である。本開示によると、チャーは、溶融可能層及び熱反応性材料を２８０℃以上の温度にさらした後に残っている炭素質材料を指すことが意図される。２８０℃以上の温度において、溶融可能層及び水性アクリル樹脂の一方又は両方が酸化するか又は燃焼プロセスに参加して、チャーの一部となる追加の炭素質材料を形成することもできる。チャーの形成は、チャーの下の層を熱への暴露から断熱するのに役立つことができる。
幾つかの実施形態において、熱反応性材料１０２は、膨張すると、膨張したグラファイトを含む複数の巻きひげを形成する。膨張プロセス中に、熱反応性材料１０２の総体積は、膨張前の同混合物と比較したときに有意に増加する。１つの実施形態において、熱反応性材料１０２の体積は、膨張後に少なくとも５倍増加する。別の実施形態において、熱反応性材料１０２の体積は、膨張後に少なくとも６倍増加する。別の実施形態において、熱反応性材料１０２の体積は、膨張後に少なくとも７倍増加する。別の実施形態において、熱反応性材料１０２の体積は、膨張後に少なくとも８倍増加する。別の実施形態において、熱反応性材料１０２の体積は、膨張後に少なくとも９倍増加する。別の実施形態において、熱反応性材料１０２の体積は、膨張後に少なくとも１０倍増加する。
テキスタイル複合材料１０が溶融可能層１００、追加の層１０８及び不連続形態のパターンで適用された熱反応性材料１０２を含む実施形態において、熱反応性材料１０２は膨張して巻きひげを形成し、膨張後に緩くパッキングされて、巻きひげの間の空隙及び膨張した熱反応性材料１０２のパターン間の空間を形成する。炎にさらされると、溶融可能層１００は溶融し、一般に、熱反応性材料１０２の不連続形態の間の開放領域から離れる方向に動く。熱安定な追加の層１０８は、膨張中に熱反応性材料１０２を支持し、溶融可能層１００の溶融物は、溶融中に膨張している熱反応性材料１０２によって吸収及び保持される。溶融物を吸収及び保持することにより、溶融物の滴下を示さず、可燃性が抑制されるテキスタイル複合材料１０を形成することができる。熱安定な追加の層１０８が溶融物吸収中に膨張している熱反応性材料１０２を支持する場合に、熱安定な追加の層１０８は、開裂及び穴の形成から保護されうる。膨張時の熱反応性材料１０２の増加した表面積は、火炎への暴露時に膨張した熱反応性材料１０２による溶融可能層１００からの溶融物の吸収を可能にする。
本明細書に記載のテキスタイル複合材料１０は、溶融可能層１００、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及びＦＲ添加剤を含む熱反応性材料、及び追加の層１０８の組み合わせのために、向上した特性を示す。例えば、幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、本明細書に記載の水平火炎試験を使用して難燃性について試験したときに、２秒未満のアフターフレームを有する。さらに、幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、溶融滴下、穴の形成及びその縁への炎又は白熱の広がりを示さない。
熱反応性材料は水性アクリル樹脂を含み、続いて、水が除去されるので、幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料は、約５～約２５ニュートン（Ｎ）の範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約６～約２５Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２５Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２４Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有する。テキスタイル複合材料は、約７～約２３Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２２Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約７～約２１Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２２Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２３Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２４Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。テキスタイル複合材料は、約８～約２５Ｎの範囲の乾燥剥離強度を有することができる。乾燥剥離強度の値は、DIN54310で測定されたとおりである。
幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、危険な環境で使用するための衣服に使用され、これは、軽量で、可撓性があり、快適に着用できる一方で、通気性及び難燃性である。例えば、幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、平方メートル当たり８０～２４０グラム（ｇ/ｍ２）の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８０～２００ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８０～１８０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８０～１６５ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８０～１５０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８０～１２５ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８０～１００ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８０～９０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。
幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、９５～２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１１０～２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１２５～２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１４０～２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１５０～２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１６５～２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１８０～２４０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。
幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１１５～１６０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、９５～１５０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１６５～１９０ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、１３５～１７５ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、８５～１００ｇ/ｍ２の範囲の重量を有する。すべての重量測定は、DIN EN 12127（1997/12）によって行われる。
さらに、幾つかの実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、少なくとも約５０ｌ/ｍ２ｓの空気透過性を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、約５０～約５００ｌ/ｍ２ｓの範囲の空気透過性を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、約１００～約３００ｌ/ｍ２ｓの範囲の空気透過性を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、約１３０～約１７０ｌ/ｍ２ｓの範囲の空気透過性を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、約１４０～約１８０ｌ/ｍ２ｓの範囲の空気透過性を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、約１５０～約１９０ｌ/ｍ２ｓの範囲の空気透過性を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、約１２０～約１５０ｌ/ｍ２ｓの範囲の空気透過性を有する。他の実施形態において、テキスタイル複合材料１０は、約７５～約１００ｌ/ｍ２ｓの範囲の空気透過性を有する。
溶融可能な外層、熱反応性材料及び追加の内層を有する開示のテキスタイル複合材料は、防護服として使用することができる。防護服は、例えば、図６に示されるジャケット２０、ズボン、シャツ、ベスト、オーバーオール、手袋、ゲートル、フード及び靴などの衣服が挙げられる。衣服に使用されるときに、テキスタイル複合材料は、溶融可能層が衣服の外側の外部領域に露出又は配置され、追加の層が溶融性テキスタイルの反対側に配置されるように配向される。
本開示の範囲を制限することを意図することなく、以下の試験方法及び例は、本開示がどのように作成及び使用されうるかを示している。
試験方法
水平火炎試験
テキスタイル材料サンプルは、DIN EN ISO 15025A（2017年4月）試験規格に従って試験された。サンプルの溶融性テキスタイルを１０秒間炎に露出した。アフターフレーム時間は３つのサンプルで平均化された。２秒を超えるアフターフレームを有するテキスタイルは可燃性であると考えられる。アフターフレームが２秒未満であるテキスタイルは、不燃性と考えられる。
テキスタイル及びテキスタイル複合材料のサンプルは、DIN EN 15025A試験規格に従って難燃性について試験された。サンプルを１０秒間炎にさらした。２秒を超えるアフターフレームを有するテキスタイル及びテキスタイル複合材料は、難燃性とは考えられなかった。アフターフレームが２秒未満のテキスタイル及びテキスタイル複合材料は、難燃性と考えられる。
重量
本明細書に記載されているテキスタイル複合材料、溶融可能層及び追加の層の重量測定を、DIN EN 12127（1997年12月）に指定されているように実施した。
空気透過性
本明細書に記載されているテキスタイル複合材料の空気透過性を、DIN EN ISO 9237（1995年12月）で指定されているように測定した。
乾燥剥離強度
本明細書に記載されているテキスタイル複合材料の乾燥剥離強度を、DIN 54310 1980-07に指定されているように測定した。
レイダウン
本明細書に記載されている熱反応性材料の乾燥レイダウンを、テキスタイル複合材料の重量ならびに溶融可能層及び追加の層の重量に基づいて、テキスタイル複合材料の乾燥及び固定後に測定した。
ＴＭＡ膨張試験
ＴＭＡ（熱機械分析）を使用して、膨張性グラファイト粒子の膨張を測定した。膨張は、TA Instruments TMA2940機器で試験した。サンプルを保持するために、直径約８ｍｍ、高さ１２ｍｍのセラミック（アルミナ）ＴＧＡパンを使用した。直径約６ｍｍのマクロ膨張プローブを使用して、パンの底をゼロに設定した。次に、ＴＭＡプローブで測定して深さ約０．１～０．３ｍｍの膨張性グラファイト（約１５ｍｇ）のフレークをパンに入れた。炉を閉じ、初期サンプル高さを測定した。炉を１０℃/分の傾斜速度で約２５℃から６００℃に加熱した。ＴＭＡプローブの変位を温度に対してプロットし、変位を膨張の尺度として使用した。
炉膨張試験
ニッケルるつぼを高温炉で３００℃で２分間加熱した。膨張性グラファイトの測定サンプル（約０．５グラム）をるつぼに加え、３００℃の高温炉に３分間入れた。加熱時間後に、るつぼを炉から取り出して放冷した。次いで、膨張したグラファイトをメスシリンダに移して膨張体積を測定した。膨張した体積をサンプルの元の重量で割って、膨張を立方センチメートル/グラムで得た。
ＤＳＣ吸熱試験
Tzero（tm）ハーメチックパンを使用して、TA機器のQ2000DSCで試験を実行した。各サンプルについて、約３ミリグラムの膨張性グラファイトをパンに入れた。かみそり刃の角を中央に押し込むことでパンを通気し、長さ約２ミリメートル、幅１ミリメートル未満のベントを作成した。ＤＳＣを２０℃で平衡化させた。次に、サンプルを１０℃/分で２０℃から４００℃に加熱した。吸熱値をＤＳＣ曲線から得た。
例を作成するために、次の材料を使用した。
Ｎ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含むEDOLAN（登録商標）AM50％水性アクリル樹脂、TANA（登録商標）COAT OMPポリエステルポリウレタン分散体、EDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、ACRAFIX（登録商標）EP 6047架橋剤、EDOLAN（登録商標）XCIB架橋剤、乳化剤WN、EDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、ACRACONC（登録商標）EP6049増粘剤及びRESPUMIT（登録商標）NF01脱泡剤（すべてTanatex Chemicals BV, Ede, Netherlandから入手可能）、IMPRANIL（登録商標）DLU脂肪族ポリカーボネートエステル-ポリエーテルポリウレタン分散体（Covestro AG Leverkusen, Germanyから入手可能）、AFLAMMIT（登録商標）PMN500メラミン、AFLAMMIT（登録商標）PMN 200メラミンポリホスフェート、及びAFLAMMIT（登録商標）PCO 962 FR添加剤（すべてThor GmbH, Speyer, Germanyから入手可能）、Asbury 3626膨張性グラファイト（Asbury Carbons, Asbury, New Jersey, USAから入手可能）、TURBIGAT（登録商標）A60乳化剤(CHT, Tubingen, Germanyから入手可能)及びDFR（メラミンポリホスフェート）。
熱反応性組成物１
１０００質量部（ｐｂｗ）のEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、２０ｐｂｗのACRACONC（登録商標）EP6049増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤及び５０ｐｂｗのAFLAMMIT（登録商標）PCO962FR添加剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６６％の水性アクリル樹脂、１．３％の増粘剤、２．７％の架橋剤、約３０％の、膨張性グラファイトと難燃性添加剤の組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物２
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１２ｐｂｗのEdolan XTP、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、１８０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び１８０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７１％の水性アクリル樹脂、１％の増粘剤、３％の架橋剤、２５％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤の組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物３
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を２６ｐｂｗのAcraconc EP6049増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤及び５０ｐｂｗのAFLAMMIT（登録商標）PCO962 FR添加剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６６％の水性アクリル樹脂、１．７％の増粘剤、２．６％の架橋剤、２９．７％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤の組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃４
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を２６ｐｂｗのAcraconc EP6049増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤、５０ｐｂｗのAFLAMMIT（登録商標）PCO962 FR添加剤及び５０ｐｂｗのブチレンジグリコールと混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６４％の水性アクリル樹脂、１．７％の増粘剤、２．５％の架橋剤、２８．６％の、膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ、及び３．２％のブチレンジグリコールを含んだ。
熱反応性組成物＃５
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を２６ｐｂｗのAcraconc EP6049増粘剤、８０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤及び５０ｐｂｗのAFLAMMIT（登録商標）PCO962 FR添加剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６４．３％の水性アクリル樹脂、１．７％の増粘剤、５％の架橋剤、２９％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃６
５００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMと５００ｐｂｗのIMPRANIL（登録商標）ポリウレタン分散体の混合物を、１５ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約３４％の水性アクリル樹脂、３４％のポリウレタン分散体、１％の増粘剤、３％の架橋剤、２８％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃７
５００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMと５００ｐｂｗのIMPRANIL（登録商標）ポリウレタン分散体の混合物を、１５ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、及び２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約３４％の水性アクリル樹脂、３４％のポリウレタン分散体、１％の増粘剤、３％の架橋剤、２８％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤の組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃８
５００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMと５００ｐｂｗのIMPRANIL（登録商標）DLUポリウレタン分散体の混合物を２０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤及び１０ｐｂｗのAFLAMMIT（登録商標）PCO962 FR添加剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約３４％の水性アクリル樹脂、３４％のポリウレタン分散体、１．４％の増粘剤、２．７％の架橋剤、２７．９％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤の組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃９
５００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMと５００ｐｂｗのIMPRANIL（登録商標）DLUポリウレタン分散体の混合物を２０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤及び１０ｐｂｗのAFLAMMIT（登録商標）PCO962 FR添加剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約３４％の水性アクリル樹脂、３４％のポリウレタン分散体、１．４％の増粘剤、２．７％の架橋剤、２７．９％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤の組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１０
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、４００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び２００ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６０．６％の水性アクリル樹脂、０．６％の増粘剤、２．４％の架橋剤、３６．４％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１１
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、４００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤、及び３ｐｂｗのRESPUMIT（登録商標）NF01乳化剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６０．４％の水性アクリル樹脂、０．７％の増粘剤、２．４％の架橋剤、３６．３％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ、及び０．２％の乳化剤を含んだ。
熱反応性組成物＃１２
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び２００ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６８．９％の水性アクリル樹脂、０．８％の増粘剤、２．７％の架橋剤及び２７．６％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１３
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１５ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、２００ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤及び３ｐｂｗのRESPUMIT（登録商標）NF01脱泡剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６８．６％の水性アクリル樹脂、１％の増粘剤、２．７％の架橋剤、２７．５％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ、及び０．２％の脱泡剤を含んだ。
熱反応性組成物＃１４
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、１００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び３００ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６８．９％の水性アクリル樹脂、０．８％の増粘剤、２．７％の架橋剤及び２７．６％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１５
５００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMと５００ｐｂｗのTANACOAT（登録商標）OMPの混合物を、８ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び２００ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６９％の水性アクリル樹脂、０．６％の増粘剤、２．８％の架橋剤及び２７．６％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１６
５００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMと５００ｐｂｗのTANACOAT（登録商標）OMPの混合物を、８ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６９％の水性アクリル樹脂、０．６％の増粘剤、２．８％の架橋剤、及び、２７．６％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１７
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCI架橋剤、２００ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト及び２００ｐｂｗのPMN500メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約６８．９％の水性アクリル樹脂、０．８％の増粘剤、２．８％の架橋剤、及び２７．５％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１８
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、及び１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７６．２％の水性アクリル樹脂、０．９％の増粘剤、及び２２．９％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃１９
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのACRAFIX（登録商標）EP6047架橋剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、及び１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７４％の水性アクリル樹脂、０．９％の増粘剤、３％の架橋剤、及び２２．１％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃２０
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCIB架橋剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、及び１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７４％の水性アクリル樹脂、０．９％の増粘剤、３％の架橋剤、及び２２．１％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃２１
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤及び５ｐｂｗの乳化剤WNと混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７６％の水性アクリル樹脂、１％の増粘剤、及び２２．８％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ、及び０．２％の乳化剤を含んだ。
熱反応性組成物＃２２
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤及び２ｐｂｗの乳化剤WNと混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７６．１％の水性アクリル樹脂、０．９％の増粘剤、及び２２．８％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ、及び０．２％の乳化剤を含んだ。
熱反応性組成物＃２３
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１５ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、１５０ｐｂｗのDFRメラミンポリホスフェート難燃剤及び５ｐｂｗの乳化剤WNと混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７５．８％の水性アクリル樹脂、１．１％の増粘剤、及び２２．７％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ、及び０．４％の乳化剤を含んだ。
熱反応性組成物＃２４
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、及び１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７６．２％の水性アクリル樹脂、０．９％の増粘剤、及び２２．９％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせを含んだ。
熱反応性組成物＃２５
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１５ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤及び１０ｐｂｗの乳化剤WNと混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７５．５％の水性アクリル樹脂、１．１％の増粘剤、及び２２．６％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ、及び約０．８％の乳化剤を含んだ。
熱反応性組成物＃２６
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１６ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤及び８ｐｂｗのTURBIGAT（登録商標）A60乳化剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７５．５％の水性アクリル樹脂、１．２％の増粘剤、及び２２．７％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ及び約０．６％の乳化剤を含んだ。
熱反応性組成物＃２７
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１８ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤及び１６ｐｂｗのTURBIGAT（登録商標）A60乳化剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７５％の水性アクリル樹脂、約１．３％の増粘剤、及び２２．５％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ及び約１．２％の乳化剤を含んだ。
熱反応性組成物＃２８
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を１５ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、１５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイト、１５０ｐｂｗのPMN200メラミン難燃剤及び５ｐｂｗのTURBIGAT（登録商標）A60乳化剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。熱反応性組成物は、約７５．８％の水性アクリル樹脂、約１．１％の増粘剤、及び２２．７％の膨張性グラファイトと難燃性添加剤との組み合わせ及び約０．４％の乳化剤を含んだ。
比較熱反応性組成物Ａ
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCL、及び２５０ｐｂｗのAsbury 3626膨張性グラファイトと混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。比較の熱反応性組成物は、約７６．８％の水性アクリル樹脂、約０．９％の増粘剤、約３．１％の架橋剤、及び１９．２％の膨張性グラファイトを含んだ。
比較熱反応性組成物Ｂ
１０００ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）AMの混合物を、１２ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XTP増粘剤、４０ｐｂｗのEDOLAN（登録商標）XCL、及び４００ｐｂｗのPMN200のメラミン難燃剤と混合した。次に、混合物を１分間撹拌して、熱反応性組成物を形成した。比較の熱反応性組成物は、約６８．９％の水性アクリル樹脂、約０．８％の増粘剤、約２．８％の架橋剤及び２７．５％のＦＲ添加剤を含んだ。
ラミネートスクリーン＃１
熱反応性組成物を基材上にスクリーン印刷するためのスクリーンが製造され、ここで、スクリーンは２５０マイクロメートルの厚さ及び一連の離散ドットを有し、各ドットは直径１．６ミリメートル（ｍｍ）であり、隣接する各ドット間のドット間隔は１．０ｍｍであり、総面積は３４％であった。
ラミネートスクリーン＃２
熱反応性組成物を基材上にスクリーン印刷するためのスクリーンが製造され、ここで、スクリーンは１７５マイクロメートルの厚さ及び一連の離散ドットを有し、各ドットは直径１．６ミリメートル（ｍｍ）であり、隣接する各ドットのドット間隔は１．０ｍｍであり、総面積は３４％であった。
ラミネート＃１の調製
次に、熱反応性組成物＃1を、スクリーンを使用して１００％ポリアミド（ナイロン６，６）平織基材にスクリーン印刷し、１平方メートルあたり約７０～８０グラム（ｇｓｍ）の熱反応性組成物のウェットレイダウンを実現した。熱反応性組成物が基材上に印刷された後に、スクリーンを除去し、約７５ｇｓｍの重さの単一の編物ジャージー（６５％ポリエステル／３５％綿）布帛を印刷領域に適用した。２層テキスタイル複合材料を、１００℃の温度に設定され、約５００マイクロメートルのプレート間ギャップを有するホットプレスの２つのプレートの間に配置した。テキスタイル複合材料を６０秒間乾燥させた。テキスタイル複合材料をこのホットプレスから取り出し、１６０℃の温度に設定された第二のホットプレスにさらに６０秒間入れて、混合物を架橋させた。
ラミネート＃１～＃３６の調製
表１は、対応する熱反応性組成物１～２８及び比較ラミネート例Ａ及びＢを使用して製造されたラミネート１～３６の特性の概要を示す。各ラミネート例の製造に使用されたプロセスは、ラミネート＃１で使用されたものと同じであるが、熱反応性組成物を適用するために使用されるスクリーンは厚さが変化し、したがって、熱反応性組成物の量が変化した。次に、DIN EN ISO 15025Aを使用して、各ラミネートの乾燥剥離強度及び難燃性を試験した。特に明記されていない限り、各試験結果及び各レイダウンは２回の試行の平均である。これらの特性は単なる例示であり、限定することを意図したものではない。
Figure 2022548268000002
次の表６は、上述の表４で提供された対応する熱反応性材料を使用して製造された比較ラミネートＡ～Ｂの特性の概要を示す。各ラミネートは、ラミネートの例１で上記のプロセスを使用して形成された。次いで、各ラミネートをDIN ENISO15025Aを使用した湿潤及び乾燥剥離強度及び難燃性について試験した。各試験結果及び各レイダウンは、２回の試行の平均値である。
例に示されるように、本開示の実施形態による熱反応性材料から形成されたラミネートは、比較の熱反応性材料を用いて形成されたラミネートと比較して、改善された乾燥剥離及び難燃性を示した。

Claims (26)

  1. ａ）溶融可能層、
    ｂ）水性アクリル樹脂を含むポリマー樹脂と、膨張性グラファイトと、少なくとも１つの難燃性（ＦＲ）添加剤とを含む熱反応性材料、及び
    ｃ）該熱反応性材料の上に配置された追加の層、
    を含んでなるテキスタイル複合材料であって、
    該熱反応性材料は該溶融可能層と該追加の層との間に配置され、
    該テキスタイル複合材料は約２秒未満のアフターフレームを有し、かつ
    該テキスタイル複合材料は、ＤＩＮ ５４３１０で測定して、約５～約２５ニュートン（Ｎ）の範囲の乾燥剥離強度を有する、テキスタイル複合材料。
  2. 前記熱反応性材料は、連続的又は不連続的なパターンで、前記溶融可能層、前記追加の層又はその両方に、適用されている、請求項１記載のテキスタイル複合材料。
  3. 前記熱反応性材料は不連続なドットパターンで適用されている、請求項１又は２のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  4. 前記膨張性グラファイトは、ＴＭＡ膨張試験で測定して、約２８０℃に加熱すると少なくとも約９００マイクロメートル膨張する、請求項１～３のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  5. 前記ＦＲ添加剤はメラミンもしくはポリホスフェート又はそれらの組み合わせである、請求項１～４のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  6. 前記ＦＲ添加剤はメラミンポリホスフェートである、請求項１～５のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  7. 前記膨張性グラファイトと前記少なくとも１つのＦＲ添加剤との混合物は、熱反応性材料の総質量に基づいて、約５～約４５ｗｔ％の膨張性グラファイト及び約５～４５ｗｔ％のＦＲ添加剤の範囲で前記熱反応性材料中に存在する、請求項１～６のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  8. 前記熱反応性材料は、前記熱反応性材料の総質量に基づいて、約４０～約８０ｗｔ％の範囲のアクリルポリマー、及び、約２０～約６０ｗｔ％の範囲の、前記膨張性グラファイトと前記ＦＲ添加剤との混合物を含む、請求項１～７のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  9. 前記追加の層は、テキスタイル層、熱安定なテキスタイル又はそれらの組み合わせである、請求項１～８のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  10. 前記追加の層は、アラミド、難燃性綿、綿、亜麻、キュプロ、アセテート、トリアセテート、ウール、ビスコース、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ＦＲレーヨン、モダクリル、モダクリル/綿ブレンド、ポリアミン、ガラス繊維、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン又はそれらの組み合わせのうちの１以上を含む、請求項１～９のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  11. 前記追加の層は、溶融性テキスタイル又は溶融性フィルムのうちの少なくとも１つを含む溶融可能層である、請求項１～１０のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  12. 前記水性アクリル樹脂はアクリルアミド繰り返し単位を含む、請求項１～１１のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  13. 前記水性アクリル樹脂はＮ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位を含む、請求項１～１２のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  14. 前記ポリマー樹脂は、少なくとも２５ｗｔ％の水性アクリル樹脂、及び、少なくとも、酢酸ビニル、スチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン又はそれらのコポリマーもしくはブレンドを含む群のポリマー樹脂を含む、請求項１～１３のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  15. 前記熱反応性材料は、前記溶融可能層の表面積の約２５～約１００％の範囲を覆う、請求項１～１４のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  16. 前記テキスタイル複合材料は、約８０～約２４０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の範囲の質量を有する、請求項１～１５のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  17. 前記テキスタイル複合材料は、ＤＩＮ ＩＳＯ ９２３７（１９９５）によって測定して、少なくとも約５０ ｌ／ｍ２ｓの空気透過性を有する、請求項１～１６のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  18. 前記溶融可能層及び前記追加の層は前記熱反応性材料によって一緒に接着されている、請求項１～１７のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料。
  19. 請求項１～１８のいずれか１項記載のテキスタイル複合材料を含む衣服。
  20. ｉ）水性アクリル樹脂、
    ｉｉ）ＴＭＡ膨張試験で測定して、約２８０℃で加熱すると少なくとも約９００マイクロメートル膨張する膨張性グラファイト、及び
    ｉｉｉ）少なくとも１つの難燃性添加剤、
    を含んでなる熱反応性組成物。
  21. 前記水性アクリル樹脂はアクリルアミド繰り返し単位を含む、請求項２０記載の熱反応性組成物。
  22. 前記アクリルアミド繰り返し単位はＮ－メチロールアクリルアミド繰り返し単位である、請求項２１記載の熱反応性組成物。
  23. 前記熱反応性組成物は、前記熱反応性組成物の総質量に基づいて、約５０～約９０ｗｔ％の範囲の水性アクリル樹脂、約５～約４５ｗｔ％の範囲の膨張性グラファイト、及び、約５～約４５ｗｔ％の範囲の難燃性添加剤を含む、請求項２０～２２のいずれか１項記載の熱反応性組成物。
  24. 前記難燃性添加剤はメラミン、ポリホスフェート、メラミンポリホスフェート又はそれらの組み合わせである、請求項２０～２３のいずれか１項記載の熱反応性組成物。
  25. ａ）溶融可能層及び追加の層を提供し、
    ｂ）熱反応性組成物を該溶融可能層、該追加の層又はその両方の上に適用するに際し、該熱反応性組成物は、水性アクリル樹脂、膨張性グラファイト及び少なくとも１つの難燃性添加剤を含み、
    ｃ）該溶融可能層と該追加の層を、これら２つの層の間に挟まれた該熱反応性組成物と一緒に接着してラミネートを形成し、そして
    ｄ）該水性アクリル樹脂から水の少なくとも一部を除去するのに十分な温度に前記ラミネートを加熱する、
    ことを特徴とする方法。
  26. 前記熱反応性組成物は不連続パターンで前記溶融可能層に適用される、請求項２５記載の方法。
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