JP6132406B2 - 多層シート - Google Patents

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Description

本発明は、担体層および無機耐火層を含む多層シートに関する。この担体層は紙である。
Ｆａｙらの米国特許第６，３２２，０２２号明細書は輸送手段、特に航空機用の耐溶落ちシステムを開示している。
ＴｏｍｋｉｎｓおよびＶｏｇｅｌ−Ｍａｒｔｉｎの米国特許第６，６７０，２９１号明細書は、火炎バリア用途の積層シート材料について記載している。
Ｇｏｕｇｈらの米国特許第５，６６７，８８６号明細書は、基材層、塗膜層、および可撓性接着剤層を有する複合シートについて記載している。その基材層は、好ましくはポリエステルフィルムである。塗膜層は、鉱物、好ましくはバーミキュライトを含有する。
安全に取り扱うことができ、続いて航空機構造体用の熱および音響ブランケットにおける火炎バリア構成要素として使用される多層複合材に加工することが可能な形態の薄い無機耐火層を提供する方法に対する必要性が引き続き存在している。
本発明は、第一および第二外面を有する剥離紙と、この剥離紙の少なくとも一方の面に隣接した無機耐火層とを含み、その耐火層が１５〜５０ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量と、１０重量％以下の残留含水率とを有し、その剥離紙は、
（ｉ）セルロースと綿繊維のブレンドを含み、
（ｉｉ）親水性であり、
（ｉｉｉ）第一の方向において少なくとも５ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも２ポンド／インチの湿潤引張強さを有し、この第二の方向が第一の方向に対して直角であり、
（ｉｖ）第一の方向において少なくとも１０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも５ポンド／インチの乾燥引張強さを有し、この第二の方向が第一の方向に対して直角であり、
（ｖ）少なくとも一方の外面で１５０シェフィールドユニット以下の表面平滑度を有し、
（ｖｉ）少なくとも一方の外面からの表面剥離値が０．２５〜１．５ポンド／インチであり、
（ｖｉｉ）５〜１２ｍｉｌの厚さを有し、
（ｖｉｉｉ）０．９〜１．１ｇ／ｃｃの密度を有し、かつ
（ｉｘ）１２００ガーレー通気抵抗度（秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）以下の通気度を有することを含む多層シートに関する。
本発明の多層シートを通る断面の概略図である。
図１は、担体または基材層１１と、その担体層上に付着した無機耐火層１２とを含む多層シート１０を通る断面を示す。好ましい担体材料は剥離紙である。
剥離紙
剥離紙は、図１中の１３および１４でそれぞれ示される第一および第二外面を有する。剥離紙は、木材パルプ（セルロース）と長綿繊維のブレンドを含み、幾つかの実施形態ではこのブレンドは、セルロースを４０〜６０重量％含む。幾つかの他の実施形態ではブレンドは、セルロースを４５〜５５重量％含む。
この紙は、第一の方向において少なくとも５ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも２ポンド／インチの湿潤引張強さを有し、この第二の方向は第一の方向に対して直角である。好ましい実施形態ではこの第一の方向は、紙の平面内の長さ方向、すなわち紙のロールが作られた方向である。これはまた、縦方向としても知られる。第二の方向は、横方向として知られることもある。湿潤引張強さとは、本発明者等は、水を飽和させた後の紙の引張強さを意味する。湿潤引張強さが第一の方向で５ポンド／インチ未満である場合、紙にその重量が載り、紙に張力がかかることに起因して塗工工程の間に頻繁にシートが切断する高い危険性がある。
この紙は、第一の方向において少なくとも１０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも５ポンド／インチの乾燥引張強さを有し、この第二の方向は第一の方向に対して直角である。乾燥引張強さとは、本発明者等は、周囲温度および湿度、一般には相対湿度４８〜５２％および２２〜２４℃でコンディショニングされた紙の引張強さを意味する。ＴＡＰＰＩ Ｔ−４０２ ｓｐ−０８は、紙、厚紙、およびパルプ製品に対する周囲条件を規定した規格の例である。
第一の方向における少なくとも１０ポンド／インチの乾燥引張強さは、塗布されたウェブの適切な取扱いを後続の工程段階を通して保証するために、具体的にはロールのたるみおよびテレスコーピング現象を防ぐように巻き取りの間の堅いロール形成を保証するために必要である。
幾つかの実施形態では剥離紙は、第一の方向において６０〜９０ポンド／インチ、また第二の方向において２０〜４０ポンド／インチの乾燥引張強さを有する。
この紙は、耐火層と接している外面で１５０シェフィールドユニット以下の表面平滑度を有する。平滑度は、紙の表面の凹凸に関係している。これは、粗さ、水平度、および圧縮性を検討する試験条件下での表面の平坦度である。この試験は、紙の平滑度または粗さの間接的な尺度である。シェフィールド試験法は、試験片（下側を平坦なガラスによって裏打ちされた）と、上から試料へ押しつけられる２本の加圧された同心環状ランドとの間の空気流の計測値である。そのような手順はＴＡＰＰＩ Ｔ−５３８ ｏｍ−０８に記載されている。幾つかの実施形態では剥離紙は、少なくとも一方の外面で６０〜８０シェフィールドユニットの表面平滑度を有する。
この紙は、耐火層と接している外面で０．２５〜１．５ポンド／インチの表面剥離値を有する。剥離値が０．２５ポンド／インチ未満の場合、その無機耐火層が剥離紙から剥がれ落ちる可能性があり、それは耐火層の切断の危険性を有する。表面剥離値が１．５ポンド／インチを超える場合、後続の工程段階の間に耐火層を剥離紙から剥がすのが困難になることになる。
この紙は親水性である。この特徴は乾燥工程を助ける。耐火性塗料分散液由来の水の大部分がその剥離紙によって吸収されるので、これは無機耐火層のより効率的な乾燥および形成を可能にするだけでなく、耐火層中のブリスターなどの乾燥不良を防ぐことを可能にする。
この紙は、５〜１２ｍｉｌの厚さおよび０．９〜１．１ｇ／ｃｃの密度を有する。０．９ｇ／ｃｃ未満の紙密度は、望ましくない特徴、例えば粗い毛羽だった表面を有する弱いふわふわした紙を生じさせることになる。１．１ｇ／ｃｃを超える紙密度は、紙の通気度を変え、塗布された紙の乾燥工程を遅らせることになる。より高密度の紙はまた、より平坦でない表面を有する起伏のあるシートを生じさせる可能性がある。５ｍｉｌ未満の紙厚は、望ましくない特徴、例えば、特に水を飽和させた場合、より弱くかつより寸法安定性の劣るシートを生じさせることになる。１２ｍｉｌを超える紙厚は、紙の通気度を変え、塗布された紙の乾燥工程を遅らせることになる。より厚い紙はまた、過度な重量および剛性のせいで工程全体に影響を及ぼす可能性がある。幾つかの実施形態では紙は９〜１１ｍｉｌの厚さを有する。
この紙は、１２００ガーレー通気抵抗度（秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）以下の通気度を有する。１２００ガーレー通気抵抗度を超える通気度は、塗布された紙の乾燥工程に悪影響を与えることになる。
幾つかの実施形態では紙は、３００〜７００ガーレー通気抵抗度（秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）の通気度を有する。
剥離紙はさらに、最高で５重量％までの寸法安定性増進添加物を含むことができる。好適な添加物には、マイクロガラス、繊維ガラス、無機繊維、および他の湿潤高強度繊維が挙げられる。湿潤高強度繊維は、湿潤時にその強度および／または寸法特性を顕著には変えない、したがって水に曝された場合に湿潤強度を含む基材の総合的強度および平坦度の損失を引き起こさないポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの親水性繊維である。
好ましくは剥離紙は、１５０℃の温度において少なくとも１０分間、熱的に安定である。すなわちこの紙は１５０℃の温度に少なくとも１０分間曝された場合に寸法を変えないことになる。
無機耐火層
無機耐火層は、剥離紙の少なくとも一方の外面に隣接する。耐火層は、１５〜５０ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量と、１０重量％以下の残留含水率とを有する。幾つかの実施形態では耐火層は、２０〜３５ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量と、３重量％以下の残留含水率とを有する。この層を図１に１２として示す。
耐火層は小板を含む。好ましくは層の少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％、また最も好ましくは少なくとも９５％が小板を含む。幾つかの実施形態では小板は、層の１００％を構成する。耐火層は、製造の間の小板分散液の不完全な乾燥に起因する多少の残留分散剤を含ことがある。
耐火層は、７．０〜７６μｍ、より好ましくは７．０〜５０μｍの厚さを有する。好ましくはこの層は、ＵＬ ９４難燃性分類（ｆｌａｍｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のＶ−０を有する。隣接する小板が重なり合うこの耐火層の機能は、火炎および高温ガス不透過性バリアを提供することである。無機小板はクレー、例えばモンモリロナイト、バーミキュライト、雲母、タルク、およびこれらの組合せであることができる。好ましくはこの無機酸化物の小板は、約６００℃、より好ましくは約８００℃、最も好ましくは約１０００℃において安定（すなわち、燃焼、溶融、または分解しない）である。バーミキュライトは好ましい小板物質である。バーミキュライトは、多層結晶として天然に見出される水和アルミノケイ酸マグネシウムの雲母状鉱物である。バーミキュライトは一般に、理論上の酸化物を基準にして（乾燥）重量で約３８〜４６％のＳｉＯ2、約１６〜２４％のＭｇＯ、約１１〜１６％のＡｌ2Ｏ3、約８〜１３％のＦｅ2Ｏ3を含み、残りは一般にＫ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎａ、およびＢａの酸化物である。「膨張」バーミキュライトとは、化学的にまたは熱で処理して結晶の層を膨張させ、分離させ、高アスペクト比のバーミキュライト小板を生じさせたバーミキュライトを指す。好適なバーミキュライト材料は、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ ｏｆ Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡから商用名ＭｉｃｒｏＬｉｔｅ ９６３およびＭｉｃｒｏＬｉｔｅ ＨＴＳ−ＸＥで入手できる。
個々の小板の厚さは、一般に約５Å〜約５，０００Å、より好ましくは約１０Å〜約４，２００Åの範囲にある。小板の最大幅の平均値は、一般に約１０，０００Å〜約３０，０００Åの範囲にある。個々の小板のアスペクト比は、一般に１００〜２０，０００の範囲にある。
好ましい実施形態では耐火層は、１０〜５０℃の温度で陽イオン濃度０．２５〜２Ｎの陽イオン濃厚水溶液と接触することに起因する陽イオンをさらに含む。陽イオン性溶液との接触は、耐火層を組み立てて複合積層板にする前に行われる。この陽イオン処理は、流体に曝された場合に耐火層に高い安定性を与える。
本発明の幾つかの実施形態では無機小板層は、その層に追加の機械的強度を与えるために、単層の小板上に敷かれるか、または２層の小板の間に置かれる軽量の目の粗い織物スクリムによって補強される。スクリムは、天然繊維、有機繊維、または無機繊維から作ることができ、ガラス、綿、ナイロン、またはポリエステルが典型的な例である。ガラス繊維スクリムが、特に好ましい。スクリムは、織り構造でも編み構造でもよく、４０ｇ／ｍ2以下の一般的な単位面積当たり重量を有する。
幾つかの実施形態では耐火層は、後続の加工の間の接着剤層との結合を高めるために穴を開けられる。穿孔の程度は実験によって決められる。火炎バリア特性を損なうことを防ぐために個々の穿孔は、最大寸法で２ｍｍを超えるべきではない。好ましい実施形態では個々の穿孔は、少なくとも１０ｍｍ離れた一定の間隔が置かれるべきである。穿孔の形状は重要ではない。好適な穿孔には、円形、正方形、三角形、楕円形、および山形が挙げられる。
多層シートの使用法
この多層シートの耐火層は、剥離紙から取り外し、断熱および音響ブランケット用の火炎バリアにおける構成要素として使用することができる。そのようなブランケットの例は、米国特許出願公開第２０１１／００９４８２６号明細書に記載されている。
試験方法
剥離紙の湿潤引張強さは、ＴＡＰＰＩ Ｔ４５６ ｏｍ−１０ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｂｒｅａｋｉｎｇ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｗａｔｅｒ−ｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（“Ｗｅｔ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ”）に従って測定された。
剥離紙の乾燥引張強さは、ＴＡＰＰＩ Ｔ４９４ ｏｍ−０６ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｒａｔｅ ｏｆ Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）に従って測定された。
剥離紙の表面平滑度は、ＴＡＰＰＩ Ｔ５３８ ｏｍ−０８ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ Ｍｅｔｈｏｄ）に従って測定された。
剥離紙の表面剥離値は、ＡＳＴＭ Ｄ１８７６−０８ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｅｅｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（Ｔ−Ｐｅｅｌ Ｔｅｓｔ）に従って測定された。
剥離紙の厚さは、ＴＡＰＰＩ Ｔ４１１ ｏｍ−１０ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ（Ｃａｌｉｐｅｒ） ｏｆ Ｐａｐｅｒ，Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ，ａｎｄ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｂｏａｒｄにより測定された。
剥離紙の密度は、剥離紙の厚さおよび坪量の測定値に基づく計算値である。
剥離紙の通気度は、ＴＡＰＰＩ Ｔ４６０ ｏｍ−１１ Ａｉｒ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐａｐｅｒ（Ｇｕｒｌｅｙ Ｍｅｔｈｏｄ，ｓｅｃ／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）に従って測定された。
剥離紙の寸法安定性は、片側だけを湿潤に曝した場合に少なくとも２分間平坦に保つ（すなわち、水分に関係する皺または襞がない）能力に基づいて評価された。
耐火層の乾燥単位面積当たり重量は、ＩＳＯ ５３６（１９９５） Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒａｍｍａｇｅ、およびＴＡＰＰＩ Ｔ ４１０ Ｇｒａｍｍａｇｅ ｏｆ Ｐａｐｅｒ ａｎｄ Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（Ｗｅｉｇｈｔ ｐｅｒ Ｕｎｉｔ Ａｒｅａ）に従って測定された。
耐火層の含水率は、ＩＳＯ ２８７（１９８５） Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｏｖｅｎ Ｄｒｙｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄに従って測定された。
下記の実施例では別段の指定がない限りすべての部数および割合は重量単位であり、またすべての度数は摂氏である。本発明に従って調製される実施例は数値で表示される。対照または比較例は文字で表示される。
使用されるバーミキュライトは、供給されたままの７．５％の固形分を有するＭｉｃｒｏｌｉｔｅ（登録商標）９６３の水性分散液のハイソリッドバージョンであった。この分散液は、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ ａｎｄ Ｃｏ．，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡから得た。
比較例Ａ
固形分１０．６重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ２ｍｉｌの金属化ポリエステルフィルム上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、フィルム上に耐火層を形成した。フィルムは片側で金属化された。塗料はフィルムの金属化された側に塗布された。フィルムは、商品名ＭｙｌａｒでＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから得た。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。総乾燥時間は７５分を超え、それは６０℃で１５分、７１℃で１５分、８２℃で１５分、９３℃で１５分、および９９℃で１５分超の段階的な乾燥を含んだ。耐火層は３５ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。紙および耐火層を別々のロールに巻き上げた。
この二層複合体の試料の検査により、乾燥された耐火層がフィルムの金属化された側から自然に剥がれるのが観察された。剥離の特徴は良好であった。
比較例Ｂ
これは、耐火層が１９ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有し、乾燥時間が４５分間であったことを除いて例Ａと同様であった。
比較例Ｃ
固形分１３重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ６μｍの金属化ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＫＫ）フィルム上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、フィルム上に耐火層を形成した。フィルムは、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪから得た等級ＤＳ−Ｅであった。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。乾燥時間は４５分を超え、それは７１℃で９分、８２℃で６分、９３℃で６分、および９６℃で２５分の段階的な乾燥を含んだ。耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
この塗工工程は、フィルムが皺になり襞がつく傾向のせいできわめて困難なことが分かった。さらに、湿潤を助長しかつ均質な塗膜を得るためにフィルムをコロナ処理などの工程により表面処理しなければならなかった。均質で連続的な耐火層塗膜は得られなかった。耐火層はまた、その高粘度溶液中にトラップされた過度な気泡に関係した条痕および光斑の影響を受けた。
比較例Ｄ
固形分７．５重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ０．５ｍｉｌのポリイミドフィルム上にロール式ナイフ塗工システムを使用して塗布して、フィルム上に耐火層を形成した。フィルムは、商品名ＫａｐｔｏｎでＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから得た。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。乾燥時間は７５分を超え、それは７１℃で２０分、８２℃で２０分、９３℃で２０分、および９６℃で２５分超の段階的な乾燥を含んだ。耐火層は３３ｇｓｍの目標乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
この塗工工程は、フィルムが皺になり襞がつく傾向のせいできわめて困難なことが分かった。さらに、湿潤を助長しかつ均質な塗膜を得るためにフィルムをコロナ処理などの工程により表面処理しなければならなかった。均質で連続的な耐火層塗膜は得られなかった。この７５分を超える乾燥時間は容認できなかった。
比較例Ｅ
固形分１０．８重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ２ｍｉｌのポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））フィルム上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、フィルム上に耐火層を形成した。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。乾燥時間は７５分を超え、それは７１℃で９分、８２℃で６分、９３℃で６分、および９６℃で６０分の段階的な乾燥を含んだ。耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
いったん５％未満の含水率まで乾燥されると、きわめて均質で連続的な耐火層が生じた。円滑なロール巻取および後処理を可能にするのに十分な密着性を有する層がフィルムの表面に残った。耐火層は、その耐火層の露出面に接着された補強基材の助けにより支持体から簡単に剥がれた。非常に苦労すれば単体フィルムとして塗膜支持体から耐火層を剥がすことができた。しかしながら７５分を超える乾燥時間は、実用的な値であるには長すぎた。
比較例Ｆ
これは、フィルム層が金属化表面を有しないことを除いて例Ａと同様であった。分かったことは比較例Ｅの場合と同じであった。
比較例Ｇ
固形分１０．８重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ５ｍｉｌの褐色のクラフト紙上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、紙上に耐火層を形成した。この紙はセルロースを約１００重量％含み、Ｃｒｏｃｋｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ，Ｆｉｔｃｈｂｕｒｇ，ＭＡから得た。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布された紙を空気浮上オーブン中で１１０℃以下の温度で１５分間乾燥した。乾燥温度差を上部（バーミキュライト側）および下部（剥離紙側）に適用した。上側の乾燥プロフィールは、４９℃で５分間、６０℃で５分間、および７１℃で５分間であった。下側の乾燥は、１５分間９９℃のままであった。耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。紙と耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
５ｍｉｌクラフト紙上の耐火層塗膜は堆積時には平坦であったが、紙は塗料溶液から水を吸収するにつれて皺になり襞がつき始めた。塗布用紙が全乾燥工程を通して折り畳まれると、それは連続的だが起伏のあるフィルム塗膜を生じさせた。また、生産性に重大な影響を与える塗工工程の間の頻繁な紙の切断があった。この紙は不適切だと考えられた。
比較例Ｈ
固形分１０．６重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ５ｍｉｌのメタ−アラミド紙上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、紙上に耐火層を形成した。この紙はＤｕＰｏｎｔからのＴ４１３等級Ｎｏｍｅｘ（登録商標）であった。この紙は、１．２３オンス／平方ヤードの坪量、４．９ｍｉｌの平均厚さ、０．３４ｇ／ｃｃの密度、３１６秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダーのガーレー通気抵抗度、３２５シェフィールドユニットの平滑度、縦方向で１０．７ポンド／インチおよび横方向で５．５ポンド／インチの乾燥引張強さを有した。湿潤引張強さは、縦方向で５．１ポンド／インチおよび横方向で２．９５ポンド／インチであった。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布された紙を空気浮上オーブン中で１１０℃以下の温度で１５分間乾燥した。乾燥温度差を上部（バーミキュライト側）および下部（剥離紙側）に適用した。上側の乾燥プロフィールは、４９℃で５分間、６０℃で５分間、および７１℃で５分間であった。下側の乾燥は、１５分間９９℃のままであった。耐火層は３７ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。紙と耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
耐火材料は首尾よく紙上に塗布されたが、耐火フィルム層の露出面に接着された補強基材の助けなしには紙から耐火層を取り外すことが不可能であり、またそれがたとえ可能でも困難を伴ってのみ達成可能であった。この紙は使用には不適切だと考えられた。
比較例Ｊ
バーミキュライト分散液を、厚さ５．６ｍｉｌの強化ポリエチレンシート上にドクター・ブレードを使用して塗布した。このポリエチレンシートはＤｕＰｏｎｔからのＴｙｖｅｋ（登録商標）１０５６Ｄ等級であった。耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布されたシートをオーブン中で９０℃で乾燥した。乾燥時間は３０分であった。耐火層の乾燥坪量は３７ｇｓｍであった。
乾燥された耐火層は、その耐火層の露出面に接着された補強基材の助けがあってさえ剥離シートから取り外すことができなかった。耐火層内の凝集結合破壊が観察された。このポリエチレンシートは使用には不適切であった。
実施例１
固形分１０．８重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ５ｍｉｌの親水性の灰色ＲａｇＫｒａｆｔ紙上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、紙上に耐火層を形成した。紙は、５０重量％のセルロース繊維と５０重量％の綿繊維のブレンドを含み、Ｃｒｏｃｋｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓから得た。紙は、４．０オンス／平方ヤードの坪量、５．１ｍｉｌの平均厚さ、１．０５ｇ／ｃｃの密度、１０８７秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダーのガーレー通気抵抗度、８１シェフィールドユニットの平滑度、縦方向で６４．３ポンド／インチおよび横方向で２５．４ポンド／インチの乾燥引張強さを有した。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布された紙を空気浮上オーブン中で１１０℃以下の温度で１５分間乾燥した。乾燥温度差を上部（バーミキュライト側）および下部（剥離紙側）に適用した。上側の乾燥プロフィールは、４９℃で５分間、６０℃で５分間、および７１℃で５分間であった。下側の乾燥は、１５分間９９℃のままであった。耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
この５ｍｉｌ灰色ＲａｇＫｒａｆｔ紙上の耐火層塗膜は堆積時には平坦であったが、紙は塗料溶液から水を吸収するにつれて皺になり襞がつく傾向があった。ごくまれに紙が切断する程度で塗工工程全体の連続性は満足できるものとみなされた。この紙は、低位の満足のいくものと考えられた。乾燥時間は、比較例ＡおよびＢの場合よりもかなり短かった。
実施例２
固形分１０．８重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ５ｍｉｌの親水性の灰色のＲａｇＫｒａｆｔ紙上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、紙上に耐火層を形成した。この紙は、４７．５重量％のセルロース繊維、４７．５重量％の綿繊維、および５重量％のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）湿潤高強度繊維のブレンドを含んだ。この紙は、Ｃｒｏｃｋｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓから得た。紙は、４．０オンス／平方ヤードの坪量、５．１ｍｉｌの平均厚さ、１．０５ｇ／ｃｃの密度、１０８７秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダーのガーレー通気抵抗度、８１シェフィールドユニットの平滑度、縦方向で６４．３ポンド／インチおよび横方向で２５．４ポンド／インチの乾燥引張強さを有した。湿潤引張強さは、縦方向で１４．８ポンド／インチおよび横方向で５．５ポンド／インチであった。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布された紙を空気浮上オーブン中で１１０℃以下の温度で１５分間乾燥した。乾燥温度差を上部（バーミキュライト側）および下部（剥離紙側）に適用した。上側の乾燥プロフィールは、４９℃で５分間、６０℃で５分間、および７１℃で５分間であった。下側の乾燥は、１５分間９９℃のままであった。耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
この５ｍｉｌ灰色ＲａｇＫｒａｆｔ紙上の耐火層塗膜は堆積時に平坦であった。比較例Ｈと比べて、紙が塗料溶液から水を吸収するにつれて少数の皺および襞が存在した。耐火層は連続的だが多少起伏があった。紙の切断はなく塗工工程全体の連続性は優れているものとみなされた。この紙は満足できるものと考えられた。乾燥時間は、比較例ＡおよびＢの場合よりもかなり短かった。
実施例３
固形分１０．８重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ９．５ｍｉｌの親水性の灰色ＲａｇＫｒａｆｔ紙上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布して、紙上に耐火層を形成した。この紙は、５０重量％のセルロース繊維と５０重量％の綿繊維のブレンドを含み、Ｃｒｏｃｋｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓから得た。紙は、６．４オンス／平方ヤードの坪量、９．６ｍｉｌの平均厚さ、０．９ｇ／ｃｃの密度、５７２秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダーのガーレー通気抵抗度、１２８シェフィールドユニットの平滑度、縦方向で９３．０ポンド／インチおよび横方向で３５．６ポンド／インチの乾燥引張強さを有した。湿潤引張強さは、縦方向で６．９８ポンド／インチおよび横方向で２．５ポンド／インチであった。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、塗布された紙を空気浮上オーブン中で１１０℃以下の温度で１５分間乾燥した。乾燥温度差を上部（バーミキュライト側）および下部（剥離紙側）に適用した。上側の乾燥プロフィールは、４９℃で５分間、６０℃で５分間、および７１℃で５分間であった。下側の乾燥は、１５分間９９℃のままであった。耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロールに巻き上げた。
いったん５％未満の含水率まで乾燥されると、きわめて均質で連続的な耐火層が生じた。円滑なロール巻取および後処理を可能にするのに十分な密着性を有する層がフィルムの表面に残った。耐火層は、その耐火層の露出面に接着された補強基材の助けにより支持体から簡単に剥がれた。非常に苦労すれば単体フィルムとして紙から耐火層を剥がすこともまた可能であった。この紙は、湿潤した場合でさえ満足できる全体的寸法安定性を示した。湿潤した紙の縁部はまだ多少丸まる傾向を示したが、連続的かつきわめて平坦で均質なフィルム塗膜が達成された。紙の切断はなく塗工工程全体の連続性は優れていた。この紙は満足できるものと考えられた。
実施例４
実施例４は、塗布用紙が厚さ９．５ｍｉｌであることを除いて実施例２のとおりであった。この紙は、６．４オンス／平方ヤードの坪量、９．６ｍｉｌの平均厚さ、０．９ｇ／ｃｃの密度、５７２秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダーのガーレー通気抵抗度、１２８シェフィールドユニットの平滑度、縦方向で９３．０ポンド／インチおよび横方向で３５．６ポンド／インチの乾燥引張強さを有した。湿潤引張強さは、縦方向で６．９８ポンド／インチおよび横方向で２．５ポンド／インチであった。
いったん５％未満の含水率まで乾燥されると、きわめて均質で連続的な耐火層が生じた。円滑なロール巻取および後処理を可能にするのに十分な密着性を有するフィルムが塗布用紙の表面に留まった。９．５ｍｉｌ灰色ＲａｇＫｒａｆｔ紙上の耐火層の塗膜は堆積時には平坦であった。この紙は、縁部が丸まる傾向がほとんどなく湿潤した場合でさえ満足できる全体的寸法安定性を示し、したがって連続的かつきわめて平坦で均質な耐火層をもたらした。紙の切断はなく全塗工工程の連続性は優れていた。この紙は満足できるものと考えられた。
耐火層は、その耐火層の露出面に接着された補強基材の助けにより剥離紙支持体から簡単に剥がれた。非常に苦労すれば補強基材の助けなしに紙から耐火層の短い切片を剥がすこともまた可能であった。
実施例５
これは、厚さ１１ｍｉｌの紙を使用したことを除いて実施例３のとおりであった。この紙は、８．１オンス／平方ヤードの坪量、１１．０ｍｉｌの平均厚さ、１．０ｇ／ｃｃの密度、７１４秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダーのガーレー通気抵抗度、１０３シェフィールドユニットの平滑度、縦方向で１２２．０ポンド／インチおよび横方向で４０．０ポンド／インチの乾燥引張強さを有した。湿潤引張強さは、縦方向で６．４ポンド／インチおよび横方向で２．５ポンド／インチであった。分かったことは実施例３の場合と同じであった。
実施例６
これは、塗布および乾燥後に、剥離紙上の３３ｇｓｍ耐火層を周囲条件において陽イオン濃厚水溶液で処理したことを除いて実施例５と同様であった。
塗布された剥離紙を、水に分散した０．５Ｎ濃度の塩化ナトリウムの陽イオン濃厚溶液中に１分間浸漬し、次いで２４℃で２分間空気乾燥し、続いて８０℃に加熱した通常のオーブン内でさらに３０分間乾燥した。
約３％の含水率まで乾燥されたらその陽イオン処理された材料をオーブンから取り出した。耐火層および剥離紙の外面に堆積している余分な乾燥塩化ナトリウムを、乾燥した柔らかな布で丁寧に拭き取った。
非陽イオン処理耐火層と比較すると、高湿度条件に長時間、例えば８０℃および９０％ＲＨのエイジングチャンバ内に１２０時間曝した場合の、または水に少なくとも１０分間浸漬した後の安定性の顕著な改良を示した。他に分かったことは実施例５のものと同様であった。

Claims (12)

  1. 第一および第二外面を有する剥離紙と、前記剥離紙の少なくとも一方の外面に隣接した無機耐火層とを含む多層シートであって、前記耐火層が１５〜５０ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量と、１０重量％以下の残留含水率とを有し、前記剥離紙は、
    （ｉ）セルロース繊維と綿繊維のブレンドを含み、
    （ｉｉ）親水性であり、
    （ｉｉｉ）第一の方向において少なくとも５ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも２ポンド／インチの湿潤引張強さを有し、前記第二の方向が前記第一の方向に対して直角であり、
    （ｉｖ）第一の方向において少なくとも１０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも５ポンド／インチの乾燥引張強さを有し、前記第二の方向が前記第一の方向に対して直角であり、
    （ｖ）前記少なくとも一方の外面で１５０シェフィールドユニット以下の表面平滑度を有し、
    （ｖｉ）前記少なくとも一方の外面からの表面剥離値が０．２５〜１．５ポンド／インチであり、
    （ｖｉｉ）５〜１２ｍｉｌの厚さを有し、
    （ｖｉｉｉ）０．９〜１．１ｇ／ｃｃの密度を有し、かつ
    （ｉｘ）１２００ガーレー通気抵抗度（秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）以下の通気度を有する、多層シート。
  2. 前記無機耐火層がバーミキュライトを含む、請求項１に記載の多層シート。
  3. 前記剥離紙が、最高で５重量％までの寸法安定性増進添加物をさらに含む、請求項１に記載の多層シート。
  4. 前記剥離紙が、１５０℃において少なくとも１０分間、熱的に安定である、請求項１に記載の多層シート。
  5. 前記耐火層が、２０〜３５ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量を有する、請求項１に記載の多層シート。
  6. 前記耐火層が、３重量％以下の残留含水率を有する、請求項１に記載の多層シート。
  7. 前記剥離紙が、第一の方向において６０〜９０ポンド／インチ、また第二の方向において２０〜４０ポンド／インチの乾燥引張強さを有し、前記第二の方向が前記第一の方向に対して直角である、請求項１に記載の多層シート。
  8. 前記剥離紙が、少なくとも一方の外面で６０〜８０シェフィールドユニットの表面平滑度を有する、請求項１に記載の多層シート。
  9. 前記剥離紙が９〜１１ｍｉｌの厚さを有する、請求項１に記載の多層シート。
  10. 前記剥離紙が、３００〜７００ガーレー通気抵抗度（秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）の通気度を有する、請求項１に記載の多層シート。
  11. 前記耐火層が陽イオンをさらに含む、請求項２に記載の多層シート。
  12. 前記寸法安定性増進添加物がマイクロガラス、繊維ガラス、またはポリエチレンである、請求項３に記載の多層シート。
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