JP5952906B2

JP5952906B2 - フェロセン／二酸化炭素放出系

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Publication number: JP5952906B2
Application number: JP2014523904A
Authority: JP
Inventors: リ，グァンリョル; ミラー，セス，エイドリアン
Original assignee: Empire Technology Development LLC
Current assignee: Empire Technology Development LLC
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: CN103649272B; US20130052452A1; US8465833B2; WO2013032447A1; JP2014528973A; CN103649272A

Description

フェロセン（Ｆｅ（Ｃ_５Ｈ_５）_２）および二酸化炭素の組合せは、優れた難燃性を示している。この組合せにおいて、フェロセンは、裸の鉄原子に分解することにより炎を伝播させるフリーラジカルをクエンチするようであり、ＣＯ_２等の不活性ガスは、鉄原子が酸素により捕捉されないようにすることによりこの効果を促進し、組成物の有効性を拡張する。

遊離フェロセンは、１７４℃の低い融点および２４９℃の沸点を有し、また溶融前であっても、フェロセンは昇華して気相となり得るため、一般に単独では防火剤として有用ではない。したがって、フェロセンをポリマー骨格に共役させて難燃特性をポリマーに付与するために、いくつかの試みがなされている。しかしながら、フェロセンは、コーティング能力、レオロジー、色等のポリマーの特性を妨げ、フェロセンポリマー複合体の合成コストは、そのようなポリマーの生成コストを増加させた。さらに、わずかな加熱であっても、ポリマー系コーティングは遊離フェロセン分子により汚染される可能性があり、フェロセンはシステムから環境中に浸出し得る。これらの問題を回避するために、フェロセン分子は、かなりの高温においてのみ気相に放出される必要がある。この問題に対する可能性のある解決策は、フェロセンをゾルゲルマトリックス内に封入することである。

説明される特定のシステム、デバイスおよび方法は変動し得るため、本開示はこれらに限定されない。説明において使用される専門用語は、特定の型または実施形態を説明することのみを目的とし、範囲を限定することを意図しない。

様々な実施形態は、少なくとも１種の鉄含有化合物および少なくとも１種の不活性ガス源の消火混合物を封入する無機シェルを含むマイクロカプセルに関する。いくつかの実施形態において、無機シェルは、ガラス、セラミック、またはガラス−セラミックを含んでもよい。一実施形態において、少なくとも１種の鉄含有化合物は、フェロセンまたはフェロセン誘導体であってもよい。少なくとも１種の不活性ガス源は、不活性ガスの任意の源であってもよく、具体的実施形態において、これらに限定されないが、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｃａ（ＯＨ）_２、またはそれらの組合せ等の炭酸塩または水酸化物であってもよい。そのような実施形態のマイクロカプセルは、コア−シェル構造またはコア−シェル−シェル構造を有してもよい。

他の実施形態は、少なくとも１つの基板と、少なくとも１種のマイクロカプセルであって、少なくとも１種の鉄含有化合物および少なくとも１種の不活性ガス源の消火混合物を封入する無機シェルを含む、少なくとも１種のマイクロカプセルとを含む、耐火性材料に関する。いくつかの実施形態において、基板は、これらに限定されないが、ポリマー、パテ、マスチック、または塗料等のマトリックス材料であってもよく、ある特定の実施形態において、マトリックス材料は、コーティングであってもよい。他の実施形態において、基板は、金属、木材、布地、コンクリート、パーティクルボード、ポリマー材料、またはそれらの組合せであってもよく、基板は、少なくとも１種のマイクロカプセルを含むマトリックス材料でコーティングされてもよい。さらに他の実施形態において、マトリックス材料は、造形品に組み込まれた少なくとも１種のマイクロカプセルを有する成形品であってもよい。

実施形態はまた、マイクロカプセルを調製するための方法であって、少なくとも１種の鉄含有化合物を用意することと、少なくとも１種の不活性ガス源を用意することと、少なくとも１種の無機シェル前駆体を用意することと、少なくとも１種の鉄含有化合物、少なくとも１種の不活性ガス源、および少なくとも１種の無機シェル前駆体を水溶液中で合わせ、懸濁液を形成することと、少なくとも１種の無機シェル前駆体を沈殿させるように作用可能な温度およびｐＨを維持することと、マイクロカプセルを懸濁液から単離することとを含む方法を含む。

さらに他の実施形態は、耐火性材料を調製するための方法であって、基板を用意することと、少なくとも１種の鉄含有化合物および少なくとも１種の不活性ガス源の消火混合物を封入する無機シェルを含む、少なくとも１種のマイクロカプセルを用意することと、少なくとも１つの基板および少なくとも１種のマイクロカプセルを合わせ、耐火性材料を形成することとを含む方法に関する。

一実施形態によるコア−シェルマイクロカプセル１を示す図である。この例示的実施形態において、二酸化ケイ素シェル１１は、ＣＯ_２形成発泡性粒子１２および固定化フェロセン粒子１３を封入する。加熱されると、フェロセンおよびＣＯ_２は、シェル１１における細孔１４を通してコアから放出される。一実施形態によるコア−シェル−シェルマイクロカプセル２を示す図である。この例示的実施形態において、非多孔質ガラスシェル２１は、ＣＯ_２形成発泡性粒子２２の２次シェルおよび非固定化フェロセン２３のコアを被覆する。加熱されると、ＣＯ_２形成発泡性粒子１２からＣＯ_２が放出される結果、ガラスシェルが破裂し、ＣＯ_２およびフェロセン２３ならびにガラス破片２４が放出される。

本開示の様々な実施形態は、鉄含有化合物および不活性ガス源の難燃性混合物を封入する無機シェルを含むマイクロカプセル、基板とそのようなマイクロカプセルとを含む耐火性材料、ならびにそのような耐火性材料を調製するための方法に関する。さらなる実施形態は、鉄含有化合物を、不活性ガス源および無機シェル前駆体と水溶液中で合わせ、懸濁液を形成すること、ならびに無機シェル前駆体を沈殿させる温度およびｐＨを維持しながら懸濁液を撹拌すること、ならびにマイクロカプセルを懸濁液から単離することにより、そのようなマイクロカプセルを調製するための方法に関する。理論に束縛されることを望まないが、ＣＯ_２形成発泡性材料等の不活性ガス源と共に鉄含有化合物をマイクロカプセル中に封入することにより、マイクロカプセルが混合される材料から鉄含有化合物が昇華するのを防止することができ、不活性ガスは、鉄含有化合物の難燃活性を促進することができる。

鉄含有化合物は、当該技術分野において知られた任意の鉄含有化合物であってもよい。いくつかの実施形態において、鉄含有化合物は、これらに限定されないが、ペンタカルボニル鉄、ヘキサカルボニル鉄、鉄アセチルアセトネート、フェロセン、フェロセン誘導体、またはそれらの任意の組合せ等の揮発性鉄含有化合物であってもよい。ある特定の実施形態において、鉄含有化合物は、フェロセンまたはフェロセン誘導体であってもよく、具体的実施形態において、鉄含有化合物は、一般式Ｉ

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、およびＲ^１０のそれぞれは、独立して、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、−ＣＯＯＨ、ＰＲ^１１ _２、およびＮＲ^１１ _２であってもよく、各Ｒ^１１は、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、および−ＣＯＯＨから独立して選択される）
のフェロセンであってもよい。

具体的実施形態において、フェロセンは、例えば、限定されることなく、封入により固定または不動化されてもよい。

不活性ガス源は、当該技術分野において知られた任意の不活性ガス源であってもよく、ある特定の実施形態において、不活性ガスは、二酸化炭素（ＣＯ_２）または水蒸気であってもよい。いくつかの実施形態において、不活性ガス源は、発泡性材料であってもよい。発泡性材料は、熱に曝されると体積を増加させ密度を減少させる任意の化合物を含む。発泡性材料は、当該技術分野において周知であり、受動的防火剤として一般的に使用される。様々な実施形態において、不活性ガス源は、室温で固体であってもよい。例えば、いくつかの実施形態において、不活性ガス源は、これらに限定されないが、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、またはそれらの組合せ等の炭酸塩であってもよい。他の実施形態において、不活性ガス源は、これらに限定されないが、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）、またはそれらの組合せ等の金属水酸化物を含む水酸化物であってもよい。ある特定の実施形態において、任意の炭酸塩または炭酸塩の組合せは、上に列挙された任意の水酸化物または水酸化物の組合せと組み合わされてもよい。

さらに他の実施形態において、不活性ガス源は、燃料源および酸化剤を含んでもよい。そのような実施形態において、燃料は、例えば、５−アミノテトラゾールもしくはその塩、ビテトラゾールもしくはその塩、ジアゾアミノテトラゾールもしくはその塩、ジアゾテトラゾール二量体もしくはその塩、硝酸グアニジン、硝酸アミノグアニジン、ニトログアニジン、５−ニトロ−１，２，４−トリアゾール−３−オン、トリアミノグアニジニウム、ジアミノグアニジニウム、またはそれらの組合せであってもよく、酸化剤は、アルカリ金属硝酸塩、アルカリ土類硝酸塩、相安定化硝酸アンモニウム、過塩素酸塩、ヨウ素酸塩、臭素酸塩、またはそれらの組合せであってもよい。さらに他の実施形態において、不活性ガスは、水蒸気、二酸化炭素、窒素、またはそれらの組合せであってもよい。

実施形態は、鉄含有化合物および不活性ガス源の周りのシェルとして適用されてマイクロカプセルを形成する、いかなる具体的な種類の無機シェルにも限定されない。無機シェルは、任意の材料または材料の組合せで構成され得る。ある特定の実施形態において、無機シェルは、ゾルゲル材料であってもよい。いくつかの実施形態において、無機シェルは、ガラス、セラミック、およびガラス−セラミックであってもよく、さらに他の実施形態において、無機シェルは、アルミナ、ジルコニア、イットリア、シリカアルミナ、ムライト、シリマナイト、磁器、多結晶性材料、またはそれらの組合せであってもよい。さらに他の実施形態において、無機シェルは、石英ガラス、酸化ゲルマニウムガラス、酸化ホウ素ガラス、チタンケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、アルカリケイ酸塩、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類ゲルマン酸塩（ｇｅｒｍｉｎａｔｅ）、アルカリホウ酸塩、ホウケイ酸塩、アルカリアルミノケイ酸塩、アルカリガロケイ酸塩（ｇａｌｌｉｏｓｉｌｉｃａｔｅ）、ソーダ石灰ケイ酸塩、アルカリホウケイ酸塩、リン酸塩、またはそれらの組合せであってもよく、さらなる実施形態において、無機シェルは、アルミノケイ酸リチウム、ケイ酸リチウム、メタケイ酸リチウム、二ケイ酸リチウム、ケイ酸亜鉛、またはそれらの組合せであってもよい。

ある特定の実施形態において、マイクロカプセルは、シリカゾルから調製されてもよい。好適なシリカゾルは、シリカゾル、シリカゲル、焼成シリカ、沈降シリカ、またはこれらの混合物をベースとした二酸化ケイ素分散物であってもよい。シリカゾルまたは二酸化ケイ素ゾルは、水中の非晶質二酸化ケイ素のコロイド溶液である。特定の条件下において、二酸化ケイ素は、約１ｎｍから約２００ｎｍの直径および約１５ｍ^２／ｇから約２０００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する、表面においてヒドロキシル化された球状粒子を形成する。ＳｉＯ_２粒子の表面は、一般に、対応する対イオンにより相殺され、それによりコロイド溶液が安定化される電荷を有する。アルカリ安定化コロイド溶液は、少量の、例えばＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、アンモニア、有機窒素塩基、テトラアルキル−水酸化アンモニウムまたはアルミン酸アルカリ金属もしくはアルミン酸アンモニウムを含んでもよく、約７から約１１．５のｐＨを有し得る。シリカゾルはまた、準安定なコロイド溶液として弱酸性形態であってもよく、少量のＡｌ_２（ＯＨ）_５Ｃｌを含むカチオン調製シリカゾルであってもよい。一般に、シリカゾルの固体濃度は、約５重量％から約６０重量％のＳｉＯ_２であってもよい。

一般に、活性材料の周りの無機シェルの厚さは、シェルの薄くより弱い部分に起因する活性薬剤の早過ぎる放出の可能性を低減するように一定であってもよい。マイクロカプセルにより形成された壁の厚さは、当該技術分野において知られた任意の厚さであってもよく、マイクロカプセルを形成するために使用された材料または材料の組合せに依存して変動し得る。当業者は、マイクロカプセルの使用に基づいて適切な壁厚を選択することができる。例えば、いくつかの実施形態において、マイクロカプセルは、約０．１０μｍから約１００μｍの壁厚を有してもよい。

上述の材料から調製されたマイクロカプセルは、任意の好適な直径のものであってもよく、マイクロカプセルの直径は、用途に依存して変動し得、例えば、いくつかの実施形態において、微小なマイクロメートル規模のマイクロカプセルは、ポリマーコーティングまたは独立した物品に使用されるマトリックス材料への組込みに有用となり得る。他の実施形態において、マイクロカプセルは、より小さいナノメートル規模であってもよいし、より大きくてもよい。ある特定の例示的実施形態において、マイクロカプセルは、約５ｎｍから約５００００ｎｍの直径を有してもよい。

いくつかの実施形態において、マイクロカプセルは、コアが鉄含有化合物および不活性ガス源の混合物を含むコア−シェル構造を有してもよい。このコアは、無機シェル材料に包囲されてコア−シェルマイクロカプセルを形成してもよい。コア−シェルマイクロカプセルの図を、図１に示す。他の実施形態において、マイクロカプセルは、３層のコア−シェル−シェル構造を有してもよい。そのような実施形態において、鉄含有化合物および不活性ガス源のコア混合物は、コア混合物と同じまたは異なる、鉄含有化合物および不活性ガス源を含む第１のシェルに包囲されてもよい。無機シェル材料の第２のシェル層がこのコアおよび第１のシェル組成物を封入し、コア−シェル−シェルマイクロカプセルを形成してもよい。３層コア−シェル−シェルマイクロカプセルの図を、図２に示す。

マイクロカプセル内の鉄含有化合物および不活性ガス源のそれぞれの量は、変動し得る。例えば、いくつかの実施形態において、鉄含有化合物および不活性ガス源は、等モル（１．０モル：１．０モル）比で提供されてもよい。他の実施形態において、鉄含有化合物は、モル過剰で提供されてもよい。例えば、不活性ガス源に対する鉄含有化合物のモル比は、約１．５：１．０、約２．０：１．０、約２．５：１．０、約３．０：１．０、約４．０：１．０、約５．０：１．０、約５．０：２．０、約５．０：３．０、約５．０：４．０等、またはそれらの間の任意の比であってもよい。さらに他の実施形態において、不活性ガス源は、モル過剰で提供されてもよい。例えば、不活性ガス源に対する鉄含有化合物のモル比は、約１．０：１．５、約１．０：２．０、約１．０：２．５、約１．０：３．０、約１．０：４．０、約１．０：５．０、約２．０：５．０、約３．０：５．０、約４．０：５．０等、またはそれらの間の任意の比であってもよい。

マイクロカプセルが３層コア−シェル−シェル構成で調製される実施形態において、コアおよび第１のシェル層は、コアおよび第１のシェル層の組成が実質的に同じとなるように、同じ濃度の鉄含有化合物および不活性ガス源を含んでもよい。いくつかの実施形態において、コアおよび第１のシェル層における鉄含有化合物および不活性ガス源の濃度は、異なってもよい。例えば、コアは、等モル量の鉄含有化合物および不活性ガス源を含んでもよく、第１のシェル層は、より高い濃度の不活性ガス源を含んでもよく、または、コアは、より高い濃度の鉄含有化合物を含んでもよく、第１のシェルは、より高い濃度の不活性ガス源を含んでもよい。ある特定の実施形態において、コアは、完全に鉄含有化合物であってもよく、第１のシェルは、完全に不活性ガス源であってもよい。

ある特定の実施形態において、鉄含有化合物は、フェロセンまたはフェロセン誘導体であってもよく、不活性ガス源は、炭酸マグネシウムまたは炭酸カルシウムであってもよい。炭酸マグネシウムまたは炭酸カルシウムは、不活性ガスＣＯ_２の源を提供し、フェロセンの沸点（２４９℃）と同様の分解温度（ＭｇＣＯ_３の場合２３０℃〜２５０℃で開始）を有する。炭酸塩の分解温度を超える温度上昇は、ＣＯ_２の急速な放出を誘発するはずである。２種の材料の増加した蒸気圧は、無機シェルを破壊して、フェロセンおよびＣＯ_２の両方を炎に対して放出するはずであり、この同時放出が、フェロセンの難燃活性を最大化するはずである。この組成の微小粒子は、コア−シェルまたはコア−シェル−シェル構成のいずれかであってもよく、上述の任意のサイズのものであってもよい。具体的実施形態において、無機シェルは、例えば、ガラスシェルを形成する二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）のゾルゲルマトリックスであってもよい。

上述の実施形態のマイクロカプセルは、任意の方法により調製され得る。例えば、図１に示されるもの等のコア−シェル構造は、鉄含有化合物および不活性ガス源を、無機シェル前駆体と溶液中で合わせることにより調製され得る。この混合物を加熱して、溶媒を除去し、無機シェルに、鉄含有化合物および不活性ガス源を封入するフィルムを形成させることができる。上述のように、ある特定の実施形態において、鉄含有化合物は、粉末フェロセンであってもよく、不活性ガス源は、粉末炭酸マグネシウムであってもよく、これは、１％ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含む溶液中で、ケイ酸塩および／またはシリカゾルゲル前駆体と合わせられる。形成されるマイクロカプセルは、任意の残留溶媒から取り出し、残留する鉄含有化合物、不活性ガス源または無機前駆体を除去するために、高温シクロヘキサン等の２次溶媒で洗浄されてもよい。

別の例示的実施形態において、鉄含有化合物を不活性ガス源の中空多孔質シェルと合わせることにより、図２に示されるコア−シェル−シェルマイクロカプセルが調製され得る。例えば、粉末フェロセンを、Ａ．Ｐａｌａｎｉら、ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＥｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆＣｙｓｔｅｉｎｅ−ＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＰｅｐｔｉｄｅｓＵｓｉｎｇＳＰＤＰ−ＦｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄＳｕｐｅｒｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃＦｅ_３Ｏ_４＊ＳｉＯ_２Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＰｒｏｔｅｏｍｉｃＰｒｏｆｉｌｉｎｇ、７Ｊ．ＰｒｏｔｅｏｍｅＲｅｓ．３５９１（２００８）に記載のように調製された中空多孔質炭酸マグネシウムシェルと合わせることができ、この混合物を加熱してフェロセンを溶融することができる。溶融したフェロセンは、毛細管現象により多孔質炭酸マグネシウムシェルの内部に進入する。いくつかの実施形態において、減圧下で加熱が行われてもよい。このステップにより形成されたフェロセン含有炭酸マグネシウム粒子は、次いで、例えば炭酸塩をオルトケイ酸テトラエチルおよび水を含有する蒸気に曝すことにより、ケイ酸塩等の不溶性無機前駆体で封入され得る。得られるマイクロカプセルは、コア−シェル−シェル構造を有する。

さらに他の実施形態において、フェロセン等の鉄含有化合物、および安定化炭酸マグネシウムマイクロまたはナノ粒子等の不活性ガス源は、ゾル中に捕捉されてもよく、これがゲル化および粉末化される。さらなる実施形態において、フェロセン等の鉄含有化合物は、第１のマイクロカプセルを形成するように封入されてもよく、炭酸マグネシウム等の不活性ガス源は、第２のマイクロカプセルを形成するように別個に封入されてもよい。さらなる実施形態において、フェロセン等の鉄含有化合物は、マイクロまたはナノ粒子の表面に固定されてもよい。したがって、鉄含有化合物および不活性ガス源は、２つの異なるコア−シェル系に含有されてもよく、別個のマイクロカプセルが組み合わされて難燃性組成物が提供されてもよい。これらの場合において、封入プロセス中の水中での反応性およびｐＨ変化への感受性を低減するために、シリカのコーティングで安定化された炭酸マグネシウムまたは炭酸カルシウムの粉末を使用することが好ましくなり得る。

さらなる実施形態は、上述のマイクロカプセルを含むマトリックス材料、およびこれらのマイクロカプセルをマトリックス材料に組み込むための方法に関する。さらなる実施形態は、上述の様々な実施形態のマイクロカプセルを含むコーティングおよび他の製造品に関する。理論に束縛されることを望まないが、上述のマイクロカプセルを含有するポリマー等のマトリックス材料は、極めて防火性となり得、コーティングポリマーの化学構造は、実質的に不変ではなく、マトリックス材料の特性を改変せずに維持することを可能とし得る。いくつかの実施形態において、マトリックス材料を使用して、基板用のコーティングを形成することができ、他の実施形態において、マトリックス材料を使用して、独立した造形製造品を形成することができる。

マトリックス材料は、上述の実施形態のマイクロカプセルを添加することができる任意の材料、例えばポリマー、パテ、マスチック、および塗料等であってもよい。様々な実施形態の基板は、例えば、金属、木材、布地、コンクリート、パーティクルボード、ポリマー材料、またはそれらの組合せであってもよく、マイクロカプセルを含むマトリックス材料でコーティングされてもよい。ある特定の実施形態において、基板は、製造品であってもよい。具体的実施形態において、ポリマーマトリックス材料またはポリマー基板は、ポリオレフィン、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、またはそれらの組合せであってもよい。基板材料中に組み込まれた、または基板をコーティングするマトリックス材料としての本開示のマイクロカプセルを含む製造品は、いかなる製造品であってもよく、いくつかの実施形態において、熱に曝される、および／または着火しやすい可能性のある製造品であってもよい。例示的な製造品は、これらに限定されないが、床面、織物、布地、床の敷物、枕、担架パッド、シートカバー、接着テープ、衣類、拭取り繊維、綿棒、ペン、家具、運搬機器、配達トラック、配達カート、ツール、包装、容器、機枠、機械カバー、電子部品、電子部品キャリア、ウエハボート、ウエハジャー、電池、アンテナ、トランジスタ、プリンタ部品、燃料ポンプ、燃料ポンプハンドル、ホース、ホース被覆材、燃料ポンプワンド（ｆｕｅｌｐｕｍｐｗａｎｄ）、燃料ポンプノズル、燃料パイプ部品、自動車シート張り材、外部自動車パネル、内部自動車パネル、自動車コンソール部品、ガスケット、シール、Ｏリング、ダイヤフラム、歯車、弁、ブッシング、バンパー、グロメット、ストッパー、蛇腹、プラグ、振動マウント、方向転換装置（ｖｅｅｒｉｎｇ）、隙間充填材、ローラ、チューブコネクタ、コンピュータ筐体、回路基板、回路基板のスルーホールめっき、マイクロプロセッサ、ランダムアクセスメモリ部品、読出し専用メモリ部品、ディスクドライブ、電極、またはリソグラフィーレジストを含む。

上述の様々な実施形態のマイクロカプセルを組み込むマトリックス材料は、一般に、自消性であってもよい。したがって、炎と接触した場合、火により生成された熱が、マトリックス材料内に組み込まれたマイクロカプセルを破裂させて、火の中にフェロセンおよび二酸化炭素を放出させ、マイクロカプセルのすぐ近くで消火させて、それによりマトリックス材料への損傷を低減する。例えば、マイクロカプセルが組み込まれたポリマーで構成された製造品は、耐炎および耐火性となり得、炎と接触すると、火による熱がマイクロカプセルを破裂させ、マイクロカプセルの近くのマトリックス材料に対するいかなる火も消火させる。同様に、上述のマイクロカプセルを含む耐炎性塗料またはパテは、塗料またはパテが塗布される木材または別の基板の火による損傷を低減し得る。例えば、マイクロカプセルを含む塗料が塗布された木材への損傷は、塗料中のマイクロカプセルが破裂し、消火して炎が木材基板を襲うのを防ぐ結果低減され、それにより構造的損傷が低減される。
実施例

シリカ内の安定化炭酸カルシウム
ボールミル粉砕により得られるもの等のＣａＣＯ_３マイクロまたはナノ粒子１００ｇを、２Ｌのフラスコに加える。１ＭＮａ_２ＳｉＯ_３溶液５００ｍＬをフラスコに加え、スラリーを超音波により３０分間均質化する。室温で撹拌しながら１ＭＨＣｌ溶液を槽内に滴下し、溶液のｐＨをｐＨ＝８に滴定する。懸濁液を８０℃に加熱し、その温度で激しい撹拌下で２時間維持する。封入された炭酸塩を濾過し、水およびアセトンで洗浄し、次いで乾燥させ、後の使用のために保存する。

シリカ内に封入されたフェロセン
フェロセン粉末１００ｇをボールミル粉砕してその粒径を低下させ、次いで２Ｌのフラスコに投入する。１ＭＮａ_２ＳｉＯ_３溶液５００ｍＬをフラスコに加え、スラリーを超音波により３０分間均質化する。室温で撹拌しながら１ＭＨＣｌ溶液を槽内に滴下し、溶液のｐＨをｐＨ＝８に滴定する。懸濁液を８０℃に加熱し、その温度で激しい撹拌下で２時間維持する。封入されたフェロセンを濾過し、水、アセトン、およびヘキサンで洗浄し、次いで乾燥させ、後の使用のために保存する。

シリカ内に封入されたフェロセンおよび炭酸カルシウム
ボールミル粉砕されたフェロセン粉末１００ｇおよび安定化炭酸カルシウム１００ｇを、２Ｌのフラスコに投入する。１ＭＮａ_２ＳｉＯ_３溶液５００ｍＬをフラスコに加え、スラリーを超音波により３０分間均質化する。室温で撹拌しながら１ＭＨＣｌ溶液を槽内に滴下し、溶液のｐＨをｐＨ＝８に滴定する。懸濁液を８０℃に加熱し、その温度で激しい撹拌下で２時間維持する。封入されたフェロセン／炭酸塩を濾過し、水、アセトン、およびヘキサンで洗浄し、次いで乾燥させ、後の使用のために保存する。

フェロセンおよび炭酸マグネシウムコロイド状シリカ微小粒子。
１リットルの邪魔板付き反応器に、水５２５ｇ、フェロセン（Ｆｅ（Ｃ_５Ｈ_５）_２）１０．０ｇ、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）５．０ｇおよび０．００７μｍの平均粒径を有するＣａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ（商標）５．０ｇを投入することができる。この溶液のｐＨを、２７％酢酸の添加により３．５に低下させることができ、充填溶液１９０ｇ（Ｎ，Ｎ’−（ジオクタノイルオキシエチル）ジチオオキサミド２３．１ｇ（１２．３％）、フタル酸ジエチル２９．１ｇ（１５．５％）、リン酸トリブチル４３．５ｇ（２３．２％）、およびシクロヘキサン９１．９ｇ（４９．０％））を溶液に添加することができる。充填溶液の添加後、直径３０μｍ以下の平均粒径を有する液滴が形成するまで、混合物を均質化することができる。追加のＣａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ（商標）シリカを添加して、平均粒径を低下させることができる。

５０℃に設定した水浴に反応器を設置することができ、反応器の内容物が浴温度と平衡化するまで混合物を撹拌することができる。平衡化の後、３７％ホルムアルデヒド２８．０ｍｌを添加することができ、温度を２５℃に低下させながら２時間撹拌を継続することができる。次いで、２８％水酸化アンモニウム７．００ｍｌを添加して、スラリーを中和し、ｐＨを７．３とすることができる。形成されるマイクロカプセルは、滑らかな壁を有する球状となるはずである。

フェロセンおよび炭酸マグネシウムコロイド状シリカ微小粒子。
フェロセン（Ｆｅ（Ｃ_５Ｈ_５）_２）１００ｇ、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）５０．０ｇ、および四ホウ酸カリウム０．５ｇの事前濃縮溶液を、撹拌器および水浴を装備した１Ｌの反応器内で調製することができる。混合物を７０℃に加熱し、その温度で約２．５時間維持することができる。この反応混合物を、水約２５０ｇで希釈し、室温に冷却して一晩熟成させることができる。

事前濃縮物の封入は、約２０℃に設定された１Ｌの反応器内で、事前濃縮物５００ｇをコロイド状シリカ約４５ｇ、ＮａＣｌ約３０ｇ、および水約８０ｇと合わせ、この混合物を撹拌することにより行うことができる。塩の溶解後、混合物を維持することができ、充填溶液２００ｇ（Ｎ，Ｎ’−（ジオクタノイルオキシエチル）ジチオオキサミド１０．５％、Ｎ，Ｎ’−ジベンジルジチオオキサミド１．５０％、フタル酸ジエチル１５．６２％、リン酸トリブチル２３．４４％、およびシクロヘキサン４９．４４％）を添加することができる。約５分後、１０％ＨＣｌを５分間かけて添加し、ｐＨを約３．００に調整することができる。１２分後、追加の１０％ＨＣｌを１２分間かけて添加し、ｐＨを約１．８５に調整することができる。反応物を、２０℃で約１時間撹拌することができる。次いで、反応器温度を６０℃に上昇させ、その温度で１．７５時間維持してマイクロカプセルを硬化させることができる。硬化後、スラリーをアンモニアでｐＨ８に中和し、室温に冷却し、５００μｍの篩を通して濾過し、保存することができる。

フェロセンおよび炭酸マグネシウムコロイド状二酸化ジルコニウム微小粒子
１リットルの邪魔板付き反応器に、水５２０ｇ、フェロセン（Ｆｅ（Ｃ_５Ｈ_５）_２）約１０ｇ、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）５．０ｇ、およびコロイド溶液４０．０ｇを投入することができる。ホモジナイザを使用して、分散液を作製することができる。次いで、充填溶液約１９０ｇ（Ｎ，Ｎ’−（ジオクタノイルオキシエチル）ジチオオキサミド９．４ｇ（５．０％）、ＰｅｒｇａｓｃｒｉｐｔＯｌｉｖｅ発色剤７．５ｇ（４．０％）、ＣＡＯ−５酸化防止剤５．８ｇ（３．１％）、フタル酸ジエチル７７．５ｇ（４１．３％）、およびシクロヘキサン８７．４ｇ（４６．６％））を混合物に添加することができ、均質化を約１０分間継続することができる。１０％水酸化ナトリウム溶液を添加することにより、ｐＨを３．５に上昇させることができる。５０℃に設定した水浴に反応器を設置することができ、撹拌を２時間継続することができる。温度を２５℃に低下させることができ、２８％水酸化アンモニウム溶液を添加して、スラリーを中和し、ｐＨを７．０とすることができる。

（実施例７は補正により削除した。）

微小粒子／ポリカーボネート混合物
実施例４に記載のように調製された微小粒子を、様々な濃度のＭＡＫＲＯＬＯＮ（登録商標）等のポリカーボネートに組み込むことができる。ＭＡＫＲＯＬＯＮ（登録商標）ペレットを、１３０℃から１５０℃の間に加熱されたＢＡＮＢＵＲＹ（登録商標）ミキサー内で溶融することができ、溶融ポリカーボネートに微小粒子を添加して、０．５ｗｔ．％、１．０ｗｔ．％、１．５ｗｔ．％、２．０ｗｔ．％、２．５ｗｔ．％、および５．０ｗｔ．％の微小粒子を有するポリマーを形成することができる。次いで、微小粒子／ポリカーボネート組成物、およびポリカーボネート単独対照を射出成形して、均一なサイズおよび厚さの試験物品を形成することができる。これらの試験物品を、ＮｏｔｃｈｅｄＩｚｏｄＩｍｐａｃｔＳｔｒｅｎｇｔｈＩＳＯ１８０手順を使用してノッチ衝撃強度について、およびＵｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓＬａｂｏｒａｔｏｒｙＢｕｌｌｅｔｉｎ９４、表題「ＴｅｓｔｓｆｏｒＦｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙｏｆＰｌａｓｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＵＬ９４」の手順を使用して耐炎性について試験することができるが、これらの手順は参照することにより本明細書に組み込まれる。簡潔には、ＵＬ９４手順において、試験物品の垂直長軸がブンセンバーナー管の９．５ｍｍ上方に位置するように、試料物品が棒に取り付けられる。青色の高さ１９ｍｍの炎を、試験体の下端の中央部に１０秒間適用する。棒の燃焼が停止するまでの時間を記録する。燃焼が停止する場合、さらに１０秒間再び炎を適用する。棒の燃焼が停止するまでの時間を再び記録する。試験体の落下粒子は、試験体から３０５ｍｍ下に設置された未処理の脱脂綿の層に落下させる。

これらの試験は、任意の濃度の微小粒子を含む試験物品が、改善された耐炎性を有すること、すなわち、棒の燃焼が、マイクロカプセルを含まない対照試験物品よりも速く停止することを示すはずである。また、これらの試験は、任意の濃度のマイクロカプセルを含むポリカーボネートから調製された試験物品が、微小粒子を含まない同じサイズのポリカーボネート試験物品に匹敵するノッチ衝撃強度を維持することを示すはずである。

微小粒子塗料
構成成分である、重量パーセントで２１％の水、０．２％のスケール防止剤、０．１％のポリアクリレート、および０．０５％のポリ−ジメチル−シロキサンを、示される順番でＣｏｗｌｅｓミキサーに加え、ベース発泡性ラテックス塗料を作製することができる。これらの成分を完全に混合した後、４．５％の二酸化チタン顔料、９．０％のペンタエリスリトール、０．３１％のヒドロエチルセルロース、および０％、５．０％、１０％、または２０％の実施例４に記載のように調製されたマイクロカプセルを、撹拌下で添加することができる。微細ペーストまで混合した後に、０．１％のポリアクリレート、０．０３％のＰＲＯＸＥＬＧＸＬ（１，２−ベンゾイソチアゾール−３（２Ｈ）−オン、水酸化ナトリウム、およびジプロピレングリコールを含有する水性混合物）、０．７５％の２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート、２２％の酢酸ビニルコポリマーエマルジョン（５４〜５６％のポリマー／固体、４４〜４６％の水）、６．７１％の水、１．５２％のグラスバブル、ならびに０．６％の水中の疎水性改質エチレンオキシドウレタンブロックコポリマーを添加することができる。これにより、様々な濃度のマイクロカプセル難燃剤を含むベース発泡性防火ラテックス塗料を提供することができた。

これらのベース液体塗料を、ベイマツ実矧ぎ継ぎデッキの表面に、米ガロン当たり３００平方フィートの速度において２度塗りで塗布することができ、塗料が乾燥し一定重量に達するまで、塗布されたデッキを調整室内で７０°Ｆおよび５０％相対湿度で乾燥させることができる。一定重量となるまで乾燥したら、デッキパネルをＡＳＴＭＥ８４手順に従い試験し、延焼性等級を決定することができる。これらの評点を、実矧ぎ継ぎデッキの同じバッチからの未処理ベイマツデッキパネル、および０％マイクロカプセル塗料で処理されたデッキと比較することができる。

これらの試験は、発泡性防火塗料が塗布されたデッキパネルが、より低い、延焼性等級を有し、したがって、塗料で処理されなかったデッキパネル、または微小粒子を含まない塗料が塗布されたデッキパネルよりも、試験デッキに適用された炎による損傷がより低いことを示すはずである。

発明を実施するための形態、および特許請求の範囲に記載される例示的実施形態は、限定を意図しない。本明細書に示される主題の精神または範囲から逸脱せずに、他の実施形態が利用されてもよく、他の変更がなされてもよい。本明細書において概説されるような本開示の態様は、多種多様な構成で配設、置換、結合、分離、および設計することができ、その全てが本明細書において明示的に企図されることが、容易に理解されよう。

本開示は、本出願において記載される、様々な態様の例示として意図される特定の実施形態に関して限定されない。当業者に明らかであるように、本開示の精神および範囲から逸脱せずに、多くの修正および変形を行うことができる。本明細書において列挙された方法および装置に加えて、本開示の範囲内の機能的に等価な方法および装置が、上記説明から当業者に明らかとなる。そのような修正および変形は、添付の特許請求の範囲内に包含されることが意図される。本開示は、添付の特許請求の範囲の条件、およびそのような特許請求の範囲の対象となる均等物の全範囲によってのみ限定される。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、組成物または生体系に限定されず、当然ながら変動し得ることを理解されたい。また、本明細書において使用される専門用語は、特定の実施形態の説明のみを目的とし、限定を意図しないことを理解されたい。

本明細書における実質的に全ての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。

通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｕｔｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇａｔｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓｂｕｔｉｓｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔｌｅａｓｔｏｎｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（例えば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅｏｆｔｈｅｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒｏｆｔｈｅｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。

さらに、本開示の特徴または態様がマーカッシュ群に関して記載される場合、それによって、本開示はマーカッシュ群の任意の個々のメンバーまたはメンバーの下位群に関しても記載されることが、当業者には理解されよう。

当業者に理解されるように、ありとあらゆる目的において、例えば文章による説明の提供に関して、本明細書において開示された全ての範囲は、そのありとあらゆる可能な部分範囲および部分範囲の組合せをも包含する。任意の列挙された範囲は、少なくとも等価な２分の１、３分の１、４分の１、５分の１、１０分の１等に分割された同じ範囲についても十分に説明するものであり有効であることが、容易に理解され得る。限定されない例として、本明細書において議論される各範囲は、下限側の３分の１、中間の３分の１、および上限側の３分の１等に容易に分割され得る。同じく当業者に理解されるように、「〜まで」、「少なくとも」等の用語は全て、挙げられた数を含み、後に上述のような部分範囲に分割され得る範囲を指す。最後に、当業者に理解されるように、範囲は、個々の要素のそれぞれを含む。したがって、例えば、１〜３個のセルを有する群は、１個、２個または３個のセルを有する群を指す。同様に、例えば、１〜５個のセルを有する群は、１個、２個、３個、４個または５個のセルを有する群を指す。

上記から、本明細書において本開示の様々な実施形態が例示を目的として説明されていること、ならびに本開示の範囲および精神から逸脱せずに様々な修正を行うことができることが理解されよう。したがって、本明細書において開示された様々な実施形態は、限定を意図せず、真の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲により示される。

Claims

式Ｉ

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、およびＲ^１０のそれぞれは、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、−ＣＯＯＨ、ＰＲ^１１ _２、およびＮＲ^１１ _２から独立して選択され、各Ｒ^１１は、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、および−ＣＯＯＨから独立して選択される）
のフェロセンと、
少なくとも１種の不活性ガス源と、
を含む消火混合物を封入する非多孔質無機シェルを含み、
前記非多孔質無機シェルが、ガラス、セラミック、またはガラス−セラミックからなる、
マイクロカプセル。
前記非多孔質無機シェルが、５μｍから５０００μｍの直径を有する、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記非多孔質無機シェルが、０．１０μｍから１００μｍの壁厚を有する、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記非多孔質無機シェルが、石英ガラス、酸化ゲルマニウムガラス、酸化ホウ素ガラス、チタンケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、アルカリケイ酸塩、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類ゲルマン酸塩、アルカリホウ酸塩、ホウケイ酸塩、アルカリアルミノケイ酸塩、アルカリガロケイ酸塩、ソーダ石灰ケイ酸塩、アルカリホウケイ酸塩、リン酸塩、またはそれらの組合せを含む、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記非多孔質無機シェルが、アルミノケイ酸リチウム、ケイ酸リチウム、メタケイ酸リチウム、二ケイ酸リチウム、ケイ酸亜鉛、またはそれらの組合せを含む、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記非多孔質無機シェルが、アルミナ、ジルコニア、イットリア、シリカアルミナ、ムライト、シリマナイト、磁器、多結晶性材料、またはそれらの組合せを含む、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記非多孔質無機シェルが、ゾルゲル材料である、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、発泡性化合物を含む、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、炭酸塩または水酸化物を含む、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｃａ（ＯＨ）_２、またはそれらの組合せを含む、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記不活性ガスが、水蒸気、二酸化炭素、窒素、またはそれらの組合せを含む、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
前記不活性ガス源が前記フェロセンを覆い、前記非多孔質無機シェルが前記不活性ガス源を覆う、
請求項１に記載のマイクロカプセル。
少なくとも１つの基板と、
少なくとも１種のマイクロカプセルであって、
式Ｉ

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、およびＲ^１０のそれぞれは、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、−ＣＯＯＨ、ＰＲ^１１ _２、およびＮＲ^１１ _２から独立して選択され、各Ｒ^１１は、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、および−ＣＯＯＨから独立して選択される）
のフェロセンと、
少なくとも１種の不活性ガス源と、
を含む消火混合物を封入する非多孔質無機シェルを含むマイクロカプセルと、
を含み、
前記非多孔質無機シェルが、ガラス、セラミック、またはガラス−セラミックからなる、
耐火性材料。
前記非多孔質無機シェルが、５μｍから５０００μｍの直径を有する、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記非多孔質無機シェルが、０．１０μｍから１００μｍの壁厚を有する、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記非多孔質無機シェルが、石英ガラス、酸化ゲルマニウムガラス、酸化ホウ素ガラス、チタンケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、アルカリケイ酸塩、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類ゲルマン酸塩、アルカリホウ酸塩、ホウケイ酸塩、アルカリアルミノケイ酸塩、アルカリガロケイ酸塩、ソーダ石灰ケイ酸塩、アルカリホウケイ酸塩、リン酸塩、またはそれらの組合せを含む、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記非多孔質無機シェルが、アルミノケイ酸リチウム、ケイ酸リチウム、メタケイ酸リチウム、二ケイ酸リチウム、ケイ酸亜鉛、またはそれらの組合せを含む、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記非多孔質無機シェルが、アルミナ、ジルコニア、イットリア、シリカアルミナ、ムライト、シリマナイト、磁器、多結晶性材料、またはそれらの組合せを含む、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記非多孔質無機シェルが、ゾルゲル材料である、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、発泡性化合物を含む、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、炭酸塩、水酸化物、またはそれらの組合せを含む、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｃａ（ＯＨ）_２、またはそれらの組合せを含む、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記不活性ガスが、水蒸気、二酸化炭素、窒素、またはそれらの組合せを含む、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記不活性ガス源が前記フェロセンを覆い、前記非多孔質無機シェルが前記不活性ガス源を覆う、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記基板が、マトリックス材料である、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記マトリックス材料が、ポリマー、パテ、マスチック、および塗料からなる群から選択される、
請求項２５に記載の耐火性材料。
前記マトリックス材料が、コーティングを含む、
請求項２５に記載の耐火性材料。
前記マトリックス材料が、造形品を含む、
請求項２５に記載の耐火性材料。
前記基板が、金属、木材、布地、コンクリート、パーティクルボード、ポリマー材料、またはそれらの組合せを含み、基板が、少なくとも１種のマイクロカプセルを含むマトリックス材料でコーティングされる、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記マトリックス材料が、ポリマー、パテ、マスチック、または塗料を含む、
請求項２９に記載の耐火性材料。
前記基板が、製造品である、
請求項１３に記載の耐火性材料。
前記少なくとも１種のマイクロカプセルが、前記製造品に組み込まれる、
請求項３１に記載の耐火性材料。
前記少なくとも１種のマイクロカプセルが、ポリマーコーティング、パテ、マスチック、または塗料を含むコーティングで提供される、
請求項３２に記載の耐火性材料。
前記製造品が、ポリオレフィン、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、またはそれらの組合せを含む、
請求項３１に記載の耐火性材料。
前記製造品が、床面、織布、床の敷物、枕、担架パッド、シートカバー、接着テープ、衣類、拭取り繊維、綿棒、ペン、家具、運搬機器、配達トラック、配達カート、ツール、包装、容器、機枠、機械カバー、電子部品キャリア、ウエハボート、ウエハジャー、電池、アンテナ、トランジスタ、プリンタ部品、燃料ポンプ、燃料ポンプハンドル、ホース、ホース被覆材、燃料ポンプワンド、燃料ポンプノズル、燃料パイプ部品、自動車シート張り材、外部自動車パネル、内部自動車パネル、自動車コンソール部品、ガスケット、シール、Ｏリング、ダイヤフラム、歯車、弁、ブッシング、バンパー、グロメット、ストッパー、蛇腹、プラグ、振動マウント、方向転換装置、隙間充填材、ローラ、チューブコネクタ、コンピュータ筐体、回路基板、回路基板のスルーホールめっき、マイクロプロセッサ、ランダムアクセスメモリ部品、読出し専用メモリ部品、ディスクドライブ、電極、またはリソグラフィーレジストを含む、
請求項３１に記載の耐火性材料。
マイクロカプセルを調製するための方法であって、
式Ｉ

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、およびＲ^１０のそれぞれは、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、−ＣＯＯＨ、ＰＲ^１１ _２、およびＮＲ^１１ _２から独立して選択され、各Ｒ^１１は、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、および−ＣＯＯＨから独立して選択される）
のフェロセンを用意することと、
少なくとも１種の不活性ガス源を用意することと、
少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体を用意することと、
前記フェロセン、前記少なくとも１種の不活性ガス源、および前記少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体を水溶液中で合わせ、懸濁液を形成することと、
前記懸濁液を撹拌することと、
前記少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体を沈殿させるように作用可能な温度およびｐＨを維持することと、
前記マイクロカプセルを懸濁液から単離することと、
を含み、
前記少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体が、ガラス、セラミック、またはガラス−セラミックを形成するための材料である、
方法。
長鎖アルキル４級アンモニウム塩、界面活性剤、およびそれらの組合せからなる群から選択されるテンプレート剤を用意することと、
前記テンプレート剤を、前記フェロセン、前記少なくとも１種の不活性ガス源、および前記少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体と水溶液中で合わせ、懸濁液を形成することと、
をさらに含む、
請求項３６に記載の方法。
前記温度が、１０℃から２００℃である、
請求項３６に記載の方法。
前記ｐＨが、５から１２である、
請求項３６に記載の方法。
前記撹拌すること、および前記維持することのそれぞれが、個々に、０．５時間から１４時間行われる、
請求項３６に記載の方法。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、炭酸塩、水酸化物、またはそれらの組合せを含む、
請求項３６に記載の方法。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｃａ（ＯＨ）_２、またはそれらの組合せを含む、
請求項３６に記載の方法。
前記少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体が、石英ガラス、酸化ゲルマニウムガラス、酸化ホウ素ガラス、チタンケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、アルカリケイ酸塩、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類ゲルマン酸塩、アルカリホウ酸塩、ホウケイ酸塩、アルカリアルミノケイ酸塩、アルカリガロケイ酸塩、ソーダ石灰ケイ酸塩、アルカリホウケイ酸塩、リン酸塩、またはそれらの組合せを含む、
請求項３６に記載の方法。
前記少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体が、アルミノケイ酸リチウム、ケイ酸リチウム、メタケイ酸リチウム、二ケイ酸リチウム、ケイ酸亜鉛、またはそれらの組合せを含む、
請求項３６に記載の方法。
前記少なくとも１種の非多孔質無機シェル前駆体が、アルミナ、ジルコニア、イットリア、シリカアルミナ、ムライト、シリマナイト、磁器、多結晶性材料、またはそれらの組合せを含む、
請求項３６に記載の方法。
耐火性材料を調製するための方法であって、
基板を用意することと、
少なくとも１種のマイクロカプセルであって、
式Ｉ

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９、およびＲ^１０のそれぞれは、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、−ＣＯＯＨ、ＰＲ^１１ _２、およびＮＲ^１１ _２から独立して選択され、各Ｒ^１１は、Ｈ、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロ環、および−ＣＯＯＨから独立して選択される）
のフェロセンと、
少なくとも１種の不活性ガス源と、
を含む消火混合物を封入する非多孔質無機シェルを含むマイクロカプセルを用意することと、
少なくとも１つの基板および前記マイクロカプセルを合わせ、耐火性材料を形成することと、
を含み、
前記非多孔質無機シェルが、ガラス、セラミック、またはガラス−セラミックからなる、
方法。
前記基板が、ポリマー、パテ、マスチック、または塗料を含む、
請求項４６に記載の方法。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、炭酸塩、水酸化物、またはそれらの組合せを含む、
請求項４６に記載の方法。
前記少なくとも１種の不活性ガス源が、ＭｇＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｍｇ（ＯＨ）_２、Ｃａ（ＯＨ）_２、またはそれらの組合せを含む、
請求項４６に記載の方法。
前記合わせることが、撹拌すること、混合すること、溶融混合すること、振盪すること、またはそれらの組合せのうちの少なくとも１つをさらに含む、
請求項４６に記載の方法。