JP7259014B2 - 防火物品及び関連する方法 - Google Patents

Description

リチウムイオン電池における熱暴走伝播を防止するために使用することができる防火物品及びその方法が提供される。提供される物品は、例えば、電気自動車両、航空宇宙、及び電力貯蔵用途において特に有用であり得る。

パーソナル電子機器、電気モビリティ、及び電力貯蔵の技術的進歩が、リチウムイオン電池におけるエネルギー密度の境界を拡げている。益々増加するエネルギー密度への要求に応じて、電池モジュールは火災を被る傾向がある。火災は電池セル内の発熱反応に由来し、可燃性電解質及びプラスチック電池構成要素によって燃料が供給される。電池火災は、製造欠陥、過熱、過充電、又は突き刺しによって引き起こされ得る。

熱暴走伝播と呼ばれる壊滅的現象は、電池モジュール内の１つのセルが燃え出し、それが次いで近隣セルへと広がり、次いで連鎖反応で電池全体にわたるセルに広がる場合に起きる。このような火災は、特に、数十、数百、又は更には数千個の個々のセルを含有する電池パックが一般的に見られる高電力デバイス、例えば電気自動車において、潜在的に大規模になる可能性がある。このような火災は電池に限定されず、周囲の構造体に広がり、車両乗員又はこれら電池が配置されている他の構造体を危険にさらし得る。

セル内で熱暴走が発生した場合、熱管理システムが熱を遮断又は吸収し、隣接するセルが過熱すること及びセル自体が熱暴走することを防止することが望ましい。電気自動車用途では、火災によって発生する熱から乗員を保護し、それにより、車両を停止させて逃げるのに十分な時間をかせぐことも重要である。

航空宇宙分野では、厳しい防火要件も存在する。米国連邦航空局（ＦＡＡ）規制は、機体の下半分に設置された場合に、火炎伝播抵抗及びバーンスルー（burn through）保護を提供するために、事業用航空機において熱及び音響絶縁ブランケットアセンブリを要求している。従来、これらのアセンブリは、フィルム被覆又はバッグの中に密閉された熱及び音響絶縁ブランケットを含む。フィルム被覆は、典型的には、熱及び／又は音響絶縁材料を完全に密閉している。ＦＡＡ規制は、絶縁材料、及びフィルム被覆又はバッグに可能な材料及び構成を大幅に制約している。

急激な火災に関連する危険からの保護は重要な技術的課題である。普遍的な解決策を考案する際の問題の１つは、電池火災の１つの側面に対する保護において良好に作用する材料が、他の場合では不十分なことである。例えば、ポリマー繊維の不織布ウェブは優れた断熱特性を示すことができるが、一般的なポリマーは可燃性を示す傾向がある。織られた不燃性繊維から作製された熱シールド材料は、火災の侵入を防止するには有効であり得るが、火災の強烈な熱に対して適切に絶縁するには薄すぎる傾向がある。熱シールド材料のより厚い層を使用することは、一般に費用効率が高くない。これらの材料の組み合わせが作用する可能性はあるが、特に接合材料の選択が可燃性の問題によって制約され得る場合には、これらの材料を互いに接合させることは困難な可能性がある。

従来の熱管理システムで使用される繊維を使用する場合、別の技術的困難が生じる。たとえ耐火性繊維であっても十分に高い温度では溶解する傾向があり、溶解させることができない繊維が、製品製造及び使用中に繊維脱落に関連する新たな問題をもたらし得る。非溶解性繊維は、繊維ウェブ内で互いに束縛されていないので、非溶解性繊維が外に出て他の電池構成要素及び電池を取り囲む空間を汚染することがないように、これらの繊維を固定するための代替方法を考案しなければならない。これにより、最大の脱落傾向を有する、より短い繊維の使用も可能になる。

これらの要件に対する解決策は、不燃性繊維を含有する高強度防火バリアを、酸化ポリアクリロニトリル繊維などの非溶解性繊維を含む受動的断熱材と組み合わせた防火物品によって提供することができる。防火バリア及び受動的断熱材は、熱可塑性フルオロポリマーバインダーなどの好適なポリマーバインダーを使用して互いに固定することができる。電気自動車の電池用途では、比較的薄い防火バリアを比較的厚い受動的断熱材と組み合わせることにより、熱暴走に対する保護、構造的完全性、及び火災への曝露時における高い断熱性を提供することができる。

第１の態様では、防火物品が提供される。防火物品は、複数の不燃性繊維を含む防火バリアと、防火バリアに結合された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備え、防火物品は、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を示す。

第２の態様では、電気自動車用の電池コンパートメントが提供され、電池コンパートメントは、内側主表面及び外側主表面を有するコンパートメント壁であって、内側主表面がエンクロージャの少なくとも一部を画定する、コンパートメント壁と、内側表面上又は外側表面上のいずれかに配置された防火物品と、を備える。

第３の態様では、電気自動車用の電池コンパートメントが提供され、電池コンパートメントは、内側主表面及び外側主表面を有する少なくとも１つのコンパートメント壁であって、内側主表面がエンクロージャの少なくとも一部を画定する、少なくとも１つのコンパートメント壁と、内側主表面上に配置された防火バリアであって、複数の不燃性繊維を含む、防火バリアと、
外側主表面上に配置された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備え、防火物品は、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を示す。

第４の態様では、防火物品の製造方法が提供され、方法は、複数の不燃性繊維を含む防火バリアの外側表面上にポリマーバインダーをコーティングすることと、コーティングされた防火バリアを、複数の非溶解性繊維を含む受動的断熱材と接触させて配置することと、ポリマーバインダーを加熱して、防火バリアと受動的断熱材とを互いにラミネート（laminate）して、防火物品に、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を提供することと、を含む。

様々な例示的実施形態による防火物品の側面断面図である。 様々な例示的実施形態による防火物品の側面断面図である。 様々な例示的実施形態による防火物品の側面断面図である。 様々な例示的実施形態による防火物品の側面断面図である。 様々な例示的実施形態による電池コンパートメントの側面断面図である。 様々な例示的実施形態による電池コンパートメントの側面断面図である。 様々な例示的実施形態による電池アセンブリの側面断面図である。 様々な例示的実施形態による電池アセンブリの側面断面図である。

明細書及び図面中の参照文字が繰り返して使用されている場合、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。当業者は多くの他の修正形態及び実施形態を考案することができ、それらは本開示の原理の範囲及び趣旨に含まれることを理解されたい。図は、縮尺通りに描かれていないことがあり得る。

定義
本明細書で使用される場合、
「周囲条件」は、２５℃かつ１０１．３ｋＰａの圧力を意味する。

「平均」は、特に指定しない限り、数平均を意味する。

「コポリマー」は、２つ以上の異なるポリマーの繰り返し単位から作られるポリマーを指し、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、及び星型（例えば樹状）コポリマーを含む。

受動的断熱材の繊維の「平均繊維径」は、例えば走査型電子顕微鏡を使用して、繊維構造の１枚以上の画像を生成し、１枚以上の画像で明確に見える繊維の横方向の寸法を測定して、繊維径の合計数を求め、その繊維径の合計数に基づいて、平均繊維径を計算することにより決定される。

「不織繊維ウェブ」は、個々の繊維又はフィラメントが重なり合っているが、編布として識別可能な状態ではない構造を呈するシート又はマットを形成する、繊維の交絡又は化学結合を特徴とする複数の繊維を意味する。

「ポリマー」は、少なくとも１０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する、比較的高い分子量の材料を意味する。

「サイズ」は、所与の物体又は表面の最長寸法を指す。

「実質的に」は、少なくとも、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、９９．９９％、又は９９．９９９％、又は１００％の量のように有意な程度を意味する。

「厚さ」は、弛緩した時の単層物品又は多層物品の両面の間の平均距離を意味する。

本明細書で使用するとき、「好ましい」及び「好ましくは」という語は、特定の状況下で特定の利点をもたらすことができる本明細書に記載される実施形態を指す。ただし、他の実施形態もまた、同じ又は他の状況において好ましい場合がある。更には、１つ以上の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が有用ではないことを示唆するものではなく、また本発明の範囲から他の実施形態を排除することを意図するものではない。

本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、文脈上特に明記されない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は複数の指示物を含むものとする。したがって、例えば、「ａ」又は「ｔｈｅ」が付いた構成要素への言及には、１つ以上の構成要素及び当業者に公知のその等価物を含んでもよい。更に、「及び／又は」という用語は、列挙された要素のうちの１つ若しくは全て、又は列挙された要素のうちの任意の２つ以上の組み合わせを意味する。

用語「含む」及びその変形は、これらの用語が添付の説明に現れた場合、限定的意味はないことに注意されたい。また更に、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」、及び「１つ以上の」は、本明細書では互換的に使用される。左、右、前方、後方、上部、底部、側、上方、下方、水平、垂直などの相対語が、本明細書において使用される場合があり、その場合、特定の図面において見られる視点からのものである。これらの用語は、説明を簡単にするためだけに使用される。しかしながら、本発明の範囲を決して制限しない。

本明細書全体において、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」又は「ある実施形態」に対する言及は、その実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、材料又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して様々な箇所にある「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」、又は「ある実施形態では」などの句の出現は、必ずしも本発明の同一の実施形態に言及しているわけではない。該当する場合、商品名は、全て大文字で記載する。

本明細書に記載される防火物品は、いくつかの実施形態において、リチウム電池における熱暴走伝播の影響を緩和するのに有効であり得る。これらの物品はまた、火災の影響から人々又は周囲の構造体を保護する必要がある、自動車及び航空宇宙用途などの他の商業及び産業用途において潜在的な用途を有し得る。例えば、提供される防火物品は、航空機の機体に沿って又はその周りに延びる主要構造部分に組み込まれて航空機の乗員を保護することができる。このような用途としては、リチウム電池モジュール、燃料タンク、及び航空機の火災ゾーン内に位置する任意の他のエンクロージャ又はコンパートメントの周りの防火を含み得る。

提供される防火物品は、一般に、複数の不燃性繊維を含む防火バリアと、防火バリアに結合された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を含む。任意選択で、防火物品は、耐火性であってもなくてもよい１つ以上のスクリムを含むことができる。これらの層は、好適なバインダーを使用して、コンパートメント壁に又は互いに接合されてもよい。上述の構成要素及びその構成は、以下のサブセクションに記載されている。

防火物品
一実施形態による防火物品を図１に示し、以降では参照数字１００で示す。防火物品１００は、火源の方に向けられている。明確にするために、図１のブロック矢印は、火災伝播が入って来る予想される方向を示す。防火物品の向きに関するこの取り決めは、図２～図４にも適用されるものとする。

防火物品１００は、火源に向いた主表面を有する防火バリア１０２（図１の底部層）を含む。防火バリア１０２は、一般に、火災の場合に、動作不良セルから近隣セルへの熱伝達を低減させるために、低い熱伝導率を有する材料から作製される。防火バリア１０２はまた、防火物品１００の残りの層への火炎の侵入を防止する。好適な防火バリア材料は、例えば、堅く編んだセラミック繊維から作製することができる。

この実施形態では、防火物品１００は、防火バリア１０２の主表面と一致する露出表面１０４を有するが、そうである必要はない。後の実施形態で論じるように、１つ以上の追加の層が、防火バリア１０２内に含まれるか、又は防火バリア１０２上に配置され得る。そのような追加の層は、防火物品１００、バインダー層、及び／又はバリアフィルムにわたって熱伝導率を高める金属フィルム又はメタライズ層を含むことができる。

防火バリア１０２は、任意の好適な厚さを有することができる。防火バリア中の繊維及び／又は他の構成要素の性質に応じて、好ましい厚さは、多くの場合、コスト、ウェブ強度、及び耐火性の要因の間のバランスを反映する。防火バリアは、１００マイクロメートル～２５０００マイクロメートル、５００マイクロメートル～１２５００マイクロメートル、２０００マイクロメートル～５０００マイクロメートルの範囲内の全厚を有することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、１００マイクロメートル、２００マイクロメートル、３００マイクロメートル、４００マイクロメートル、５００マイクロメートル、６００マイクロメートル、７００マイクロメートル、８００マイクロメートル、９００マイクロメートル、１０００マイクロメートル、１２００マイクロメートル、１５００マイクロメートル、１７００マイクロメートル、２０００マイクロメートル、２５００マイクロメートル、３０００マイクロメートル、３５００マイクロメートル、４０００マイクロメートル、４５００マイクロメートル、５０００マイクロメートル、６０００マイクロメートル、７０００マイクロメートル、８０００マイクロメートル、９０００マイクロメートル、１００００マイクロメートル、１２５００マイクロメートル、１５０００マイクロメートル、１７０００マイクロメートル、２００００マイクロメートル、又は２５０００マイクロメートルより小さい、それに等しい、又はそれより大きい全厚を有することができる。

第１のバインダー層１０６が、防火バリア１０２にわたって延び、防火バリア１０２に直接接触している。受動的断熱材１０８が、バインダー層１０６にわたって延び、バインダー層１０６に直接接触している。これらの層及び連続する層は、互いに平坦に接触するように示されているが、防火物品１００の層は可撓性を有し、層間の接触領域は平面でなくても、又は更には連続的でなくてもよいことを理解されたい。

ここで、第１のバインダー層１０６は、防火バリア１０２と受動的断熱材１０８とを互いに接着する接合剤として作用する。いくつかの実施形態では、バインダー層１０６はまた、防火バリア１０２及び／又は受動的断熱材１０８中に存在するなんらかのほつれた（loose）繊維の脱落をも低減又は防止するシール層としても機能し得る。バインダー層１０６は、以下により詳細に記載するように、有機材料及び／又は無機材料を含むことができる。

様々な実施形態では、受動的断熱材１０８は、圧縮可能であって圧縮力の除去後にその元の形状を実質的に回復することができる、嵩高な不織繊維層である。受動的断熱材１０８は、所与の用途のために割り当てられた空間に基づいて、任意の好適な厚さを有することができる。電気自動車コンパートメント内で使用される断熱材として、受動的断熱材１０８は、１ミリメートル～５０ミリメートル、２ミリメートル～２５ミリメートル、３ミリメートル～２０ミリメートルの厚さを有することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、１ミリメートル、２ミリメートル、３ミリメートル、４ミリメートル、５ミリメートル、６ミリメートル、７ミリメートル、８ミリメートル、９ミリメートル、１０ミリメートル、１２ミリメートル、１５ミリメートル、１７ミリメートル、２０ミリメートル、２２ミリメートル、２５ミリメートル、２７ミリメートル、３０ミリメートル、３５ミリメートル、４０ミリメートル、４５ミリメートル、又は５０ミリメートルより小さい、それに等しい、又はそれより大きい厚さを有することができる。

再び図１を参照すると、第２のバインダー層１１０は、受動的断熱材１０８にわたって延び、受動的断熱材１０８に直接接触し、スクリム１１２は第２のバインダー層１１０にわたって延び、第２のバインダー層１１０に直接接触している。第１のバインダー層１０６と同じ組成を有しても有しなくてもよい第２のバインダー層１１０は、スクリム１１２と受動的断熱材１０８とを互いに接合させる役割を担う。スクリム１１２及び第２のバインダー層１１０は、受動的断熱材１０８の繊維を防火物品１００内にシールするように一緒に作用する。

とりわけ、第１のバインダー層１０６及び第２のバインダー層１１０は任意選択であり、受動的断熱材１０８は、代替的な方法で防火バリア１０２及びスクリム１１２のいずれか又は両方に取り付けられてもよい。例えば、これらの層は、縫合、締結具、又は更には層間の繊維の交絡によるなど、機械的保持によって相互に取り付けられ得る。

所望であれば、受動的断熱材１０８は、スクリム２１２及び防火バリア１０２と個別に又は集合的に縁部シールされて、防火物品１００の周縁部からの繊維の漏れを防止することができる。層の縁部シールに関する詳細は、同時係属のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＣＮ２０１７／１１０３７２号（Ｗｕら）に記載されている。

図１では明示的には示していないが、防火物品１００はまた、防火物品１００の主表面上に配置された、又は上述の層の間に配置された、１つ以上の追加の層を含むことができる。一例として、金属層が、受動的断熱材１０８とは反対側の防火バリア１０２の主表面上に配置されることが有利な場合がある。

金属層は、アルミニウムなどの高熱伝導性の軽金属から作製することができる。防火物品１００内の、アルミニウム層などの金属層の存在は、熱伝導によって熱を金属層にわたって迅速に拡散させることによって、物品の平面内のホットスポットを実質的に非局在化することができる。高反射性金属層はまた、火災からの放射を防火物品１００の背面（火災から離れる方を向く表面）から離れる方向に反射させることもできる。これにより、防火物品１００に隣接する電池セルにおける熱暴走伝播の可能性を大幅に低減させることができる。また、金属層は、熱を非局在化させることの他に、火及び煙の侵入を防止する固体のバリア層としても機能して、電気自動車の乗員を電池火災から更に保護する。

金属層は、任意の好適な厚さを有することができる。その厚さは、層全体にわたって熱を迅速に伝導するのに十分な質量を提供し、防火物品全体への重量の寄与が僅かであるように選択することができる。金属層の厚さは、０．１マイクロメートル～１０００マイクロメートル、１マイクロメートル～５００マイクロメートル、１０マイクロメートル～１００マイクロメートルとすることができ、あるいは、いくつかの実施形態では、０．１マイクロメートル、０．５マイクロメートル、１マイクロメートル、２マイクロメートル、５マイクロメートル、７マイクロメートル、１０マイクロメートル、１５マイクロメートル、２０マイクロメートル、２５マイクロメートル、３０マイクロメートル、３５マイクロメートル、４０マイクロメートル、４５マイクロメートル、５０マイクロメートル、６０マイクロメートル、７０マイクロメートル、８０マイクロメートル、９０マイクロメートル、１００マイクロメートル、１１０マイクロメートル、１２０マイクロメートル、１５０マイクロメートル、１７０マイクロメートル、２００マイクロメートル、２５０マイクロメートル、３００マイクロメートル、３５０マイクロメートル、４００マイクロメートル、４５０マイクロメートル、５００マイクロメートル、６００マイクロメートル、７００マイクロメートル、８００マイクロメートル、９００マイクロメートル、又は１０００マイクロメートルより小さく、それと等しく、又はそれより大きくすることができる。

金属層は、均一な厚さを有する別個の金属箔を、防火バリア１０２及び／又は受動的断熱材１０８にラミネートすることによって提供されてもよい。ラミネーションには、一般に、接合剤として、１つ以上のバインダー層（第１のバインダー層１０６及び第２のバインダー層１１０と類似のもの）を使用する。バインダー層を必要とせずに金属層を配置することも可能である。例えば、金属層は、真空蒸着、イオンめっき、電気めっき、又は無電解めっきによって、インサイチュで防火バリア１０２及び／又は受動的断熱材１０８上に堆積させることができる。

防火物品１００にも含まれてもよい他の層としては、織布繊維ガラス層、及びナイロン又はポリイミド布地又はフィルムを含む、１つ以上の繊維ガラス層を含む。これらの層は、燃焼温度では存続しない場合があるが、これらの層は、燃焼温度未満の中間温度において、例えば１５０℃において、より大きな引張強度又は破壊強度を防火物品に提供するのに役立ち得る。このような材料はまた、提供される防火物品のための外側のバギング（bagging）層又は包装層として使用することもできる。

図２は、図示するように３つの個別のバインダー層２０１、２０６、２１０によって境界が定められている防火バリア２０２及び受動的断熱材２０８で構成されている防火物品２００の代替的実施形態を示す。防火物品２００は、２つの点で防火物品１００とは異なる。第１に、バインダー層２０１は、防火物品２００の露出面２０４上に配置されて、防火バリア２０２からの繊維が露出面２０４から抜け出て面倒を引き起こすことを防止するバリアを提供する。第２に、この実施形態ではスクリムが省略され、代わりに主にバインダー層２１０に頼って、繊維が受動的断熱材２０８から脱落することを防止する。

図３は、防火バリア３０２、第１のバインダー層３０６、コンパートメント壁３０７、第２のバインダー層３１４、受動的断熱材３０８、及び第３のバインダー層３１０を、この順で含む、防火物品３００を示す。コンパートメント壁３０７を組み込むことにより、防火物品３００自体を、電池コンパートメント内で構造構成要素として使用することが可能になる。典型的には、コンパートメント壁は硬質材料から作製される。硬質材料は、アルミニウムなどの金属、又は耐火性複合材料であり得る。複合材料は、より小さい重量及び／又は耐食性が必要とされる用途において有利であり得る。

図４は、コンパートメント壁もまた含むが残りの層に対して異なる位置にある、更に別の防火物品４００を示す。図示するように、防火物品４００は、防火バリア４０２、第１のバインダー層４０６、受動的断熱材４０８、第２のバインダー層４１０、及びコンパートメント壁４１４を含む。この実施形態では、コンパートメント壁４１４は最外層であり、防火バリア４０２及び受動的断熱材４０８の両方によって火災から保護される。このような構成は、例えば、コンパートメント壁４１４自体が火災からの熱によって損傷しやすい場合に有益であり得る。

いくつかの実施形態では、スクリムは、コンパートメント壁４１４とは反対側の受動的断熱材４０８の主表面にわたって延びることができる。同じ又は代替的な実施形態では、スクリムは、コンパートメント壁４１４とは反対側の防火バリア４０２の主表面にわたって延びることができる。このようなスクリムは、前述したように、バインダー層又はメカニカルファスナーを使用して防火物品４００に接合されてもよい。

図１～図４の各々において、任意選択で、バインダー層は、ある程度までその近隣層中に、特に近隣層が多孔質層である場所で浸透する。バインダー層を防火バリア、受動的断熱材、又はスクリムに浸透させることにより、接合表面積の増加、及びこれらの層間での機械的保持の改善がもたらされ、接合界面での分離への抵抗力が提供され得る。バインダー組成物を受動的断熱材の周縁部に沿って受動的断熱材の中により深く浸透させることを使用して、前述したように、スクリム間において受動的断熱材の縁部シールを促進することもできる。

防火物品２００、３００、及び４００の他の態様は、図１の防火物品１００に関して既に記述したものと本質的に類似しており、ここでは繰り返さないこととする。

図５及び図６は、防火物品５００、６００をそれぞれ組み込んだ電池コンパートメント５５０、６５０を示す。明確化のために、防火物品５００、６００はモノリシック層として表されるが、各々は、防火物品１００、２００、３００、４００、又は前述したようなその変形形態のいずれか１つの構成を有し得る。

これらの概略図の各々において、エンクロージャ５５３、６５３は、トレー５５４、６５４及び蓋５５８、６５８が相互に係合されたときに、トレー５５４、６５４及び蓋５５８、６５８によって集団的に提供される空間によって形成される。防火物品５００、６００は蓋５５８、６５８に締結されている。図５では、防火物品５００は蓋５５８の頂部に位置する。図６では、防火物品６００は蓋６５８の底部に位置する。

任意選択で、図示するように、冷却板５７２、６７２がトレー５５４、６５４の底壁に沿って延び、エンクロージャ５５３、６５３の底面を画定している。冷却板５７２、６７２は、エンクロージャ５５３、６５３から熱を拡散させるヒートシンクを提供する。いくつかの実施形態では、冷却板５７２、６７２は、冷却板５７２、６７２を通して水又は他の冷却液を循環させて、エンクロージャ５５３、６５３から過剰な熱を取り除き冷却器を含む。あるいは、冷却板５７２、６７２は、空気又は熱除去のための何らかの他の冷却媒体を循環させることができる。この実施形態では、トレー５５４、６５４は、冷却板５７２、６７２に沿った冷却液の流れを収容するための一連のチャネル５５５、６５５を含む。

再び図５及び図６を参照すると、トレー５５４、６５４は底板５７６、６７６に取り付けられている。任意選択で、図示するように、トレー５５４、６５４と底板５７６、６７６とは、受動的断熱材５７４、６７４によって互いに分離されている。受動的断熱材５７４、６７４は、前述した受動的断熱材の構造を有することができる。ここでは、この構成要素はエンクロージャ５５３、６５３を外部環境から熱的に分離し、これは、内部に収容されている電池モジュールの動作温度を制御するには望ましい。有利には、受動的断熱材５７４、６７４は、防火物品１００、２００、３００、４００内の受動的断熱材の弾性的かつ適合性の高い特性を有することができ、チャネル５５５、６５５、及びトレー５５４、６５４の外側表面に沿ったいかなる他の不規則性にもかかわらず、この層がトレー５５４、６５４と底板５７６、６７６との間の空間内に膨張して、この空間を充填することが可能になる。

各電池コンパートメント５５０、６５０は、単一の電池モジュール又は複数の電池モジュールを収容することができる。以降の実施形態で示すように、各モジュール及び／又はモジュール内の各セルは、熱暴走の危険を低減させる周囲構造によって保護され得る。

図７は、例示的な電池アセンブリを示す。電池アセンブリは、防火物品７００と、その中に収容された電池モジュール７５２とを組み込んでいる例示的な電池コンパートメント７５０を含む。電池モジュール７５２は、電池コンパートメント７５０によって画定される内側表面を有するエンクロージャ７５３内に存在する。

電池コンパートメント７５０は、トレー７５４と蓋７５６とを含み、これらは相互に係合されて、電池火災を隔離し、電池火災の延焼を防止する。蓋７５６は、蓋７５６の底面に沿って延びエンクロージャ７５３の上面を画定する防火物品７００を含む。任意選択で、図示するように、防火物品７００は、蓋７５６に更なる構造的剛性及び防火を付与する上部プレート７５８に取り付けられている。コンパートメント壁が防火物品の一体部分である場合（例えば、図３及び図４の防火物品３００、４００のように）、上部プレート７５８を省略することができる。

この実施形態では、電池コンパートメント７５０は車両の下面に沿って位置しており、したがって車両乗員は電池モジュール７５２の一方の側からの保護のみを必要とするので、防火物品７００は、電池コンパートメントの上面に沿ってのみ必要である。

電池モジュール７５２は、電気的に相互接続された複数のセル７６０又は個々の電池を含有する。セル７６０の間には、セル間防火バリア７６２が位置している。セル間防火バリア７６２は、防火物品１００、２００、３００、４００内の防火バリアに関して既に記載した特性のいずれかを有することができる。防火バリア７６２は、１つのセル内の火災がその近隣セルへと伝播することを防止するのに役立つ。電池モジュール７５２の側端部は、端板７６８によって固定されている。

各セル７６０の底部は、熱界面材料７６４と接触しており、次に熱界面材料７６４は冷却板７６６と接触している。冷却板７６６は、比較的高い熱質量を有し、熱界面材料７６４は高熱伝導率を有し、熱暴走が生じた場合に、熱が冷却板７６６内へと効果的に放散されることを可能にする。

図８は別の実施形態による電池アセンブリを示し、電池コンパートメント８５０が、その内部の電池モジュール８５２の４つの側面に沿って延びる防火物品８００を有する。この断面図に示すように、防火物品８００は、電池モジュール８５２の全ての側面に沿って延びることができる。ここでは明示的に示していないが、電気ハーネス及び任意の冷却剤ホースが外部環境と連通することを可能にするために、小さい開口部が設けられてもよい。

防火物品８００は、エンクロージャ８５３を提供するために図示するように相互に係合され得る対称的に配置された蓋８５６及びトレー８５４を含む。任意選択で、蓋８５６とトレー８５４との間に気密シールを提供するために、蓋８５６とトレー８５４との間に可撓性ゴムガスケット又はＯリングが存在してもよい。防火物品８００が電池モジュール８５２を完全に取り囲むようにすることにより、セルがエンクロージャ８５３の側部から破裂して火災が発生することを防止することを手助けすることができる。

この実施形態では、熱伝導性フィン８７０が、電池モジュール８５２のいくつかの隣接するセル８６０間の空間に沿って延びている一方で、防火バリア８６２が、他の隣接するセル８６０間の空間に沿って延びている。熱伝導性フィン８７０は、アルミニウム、黒鉛状炭素、又は任意の他の好適な熱伝導性材料から作製することができる。コーティングされたグラファイト材料としては、ポリエステルなどのポリマー絶縁体又はセラミック絶縁体でコーティングされたグラファイトが挙げられる。熱伝導性フィン８７０は、個々のセル８６０を取り囲む領域から熱を取り除き、その熱を熱界面材料８６４を介して冷却板８６６へと伝達することを支援する。熱暴走の開始部位から熱を取り去ることにより、近隣セルが過熱することを防止することによって伝播を停止させることができる。

防火バリア、受動的断熱材、スクリム、及びバインダー層のそれぞれの組成物に関する詳細は、以下のサブセクションに記載される。

防火バリア
提供される防火物品は防火バリアを組み込んでおり、防火バリアは、火災の伝播を防止又は遅延させるだけでなく、電池火災が開始したときに電池セルの排気によって生成されるガスの膨張から生じ得る圧力衝撃に耐え抜くように、防火物品に強度を提供する。排気されたガスは約１５０℃の温度を有する場合があり、この温度が、防火バリア材料の引張特性を評価するための有意性のある参照温度になる。防火バリアは、好ましくは、不燃性繊維の織布又は不織布ウェブなど可撓性かつ不燃性の材料から作製される。

不燃性繊維は、セラミック繊維を含む。様々な既知のセラミック繊維が、耐火性材料、絶縁性材料、及び防火バリア材料での使用のために適合され得る。高温繊維に作製することができる既知のセラミック材料としては、ガラス、シリカ、炭化ケイ素、アルミナ、アルミナシリカ、及び玄武岩が挙げられる。これらの繊維の大部分は、１０００℃を超える温度に耐えることができ、また非常に強くもあり得る。

本出願に特に有用なセラミック繊維としては、耐火性布地に加工することができるセラミック酸化物繊維が挙げられる。これらの材料は、少量のシリカ、酸化ホウ素、又は酸化ジルコニウムをアルミナ中に混合して、大きな結晶粒の形成を回避し、それにより周囲温度での剛性を低減させ強度を高めることによって、織物に好適なものに作製することができる。これらの繊維の市販例としては、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）によって商品名ＮＥＸＴＥＬで提供されるフィラメント製品が挙げられる。これらの繊維は、防火バリア特性及び高強度の両方を示す織り繊維ウェブへと変換することができる。

防火バリアに使用することができる他の有用な材料としては、アルカリ土類ケイ酸塩（ＡＥＳ）低生物学的持続性（low biopersistent）繊維、アルミノケイ酸塩セラミック繊維（ＲＣＦ）及び／又はアルミナシリカ繊維、並びにアクリルラテックス及び他の耐火材料と併せたバーミキュライト、を組み合わせて、耐熱性不織繊維ウェブ又はマットにしたセラミック繊維材料が挙げられる。これらの例は、例えば、ＰＣＴ国際公開第２０１８／０９３６２４号（Ｄｅ Ｒｏｖｅｒｅら）及び米国特許第６，０５１，１０３号（Ｌａｇｅｒら）に記載されている。場合によっては、これらの繊維材料は、アルミニウム三水和物などの難燃性添加剤とブレンドされる。これらの材料は、任意選択で膨張性であり、これにより、火災の場合に、材料が加熱されたときに膨潤して開口部をシールする。これらのセラミック繊維材料の例としては、Ｕｎｉｆｒａｘ Ｉ ＬＬＣ（Ｔｏｎａｗａｎｄａ，ＮＹ）によって商品名ＦＹＲＥＷＲＡＰで提供される製品が挙げられる。

有機繊維及び無機繊維の両方を組み合わせて耐火性繊維フェルトを形成することによって、更に他の防火バリア材料を作製することができる。例えば、シリカ、ポリフェニレンサルファイド、及びポリパラフェニレンテレフタルアミドの繊維を、コーティングされた布地に形成することができる。ＴｅｘＴｅｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＭＥ）から入手可能なこれらの布地の一部は、航空宇宙用途においてバーンスルー断熱剤として使用されてきた。

好適な防火バリアは、実質的に連続した繊維、すなわち細断されていない繊維で構成することができる。燃焼温度では、実質的に連続した繊維に基づく防火バリアは、特に、これらの実質的に連続した繊維が噛み合い絡み合っているときに、細断された繊維を使用するものと比較して改善された強度を提供することができる。この強度の差は、バインダーが燃焼して材料から抜け落ち、繊維自体が荷重に耐えなければならないこのような高温では大きくなる傾向がある。

有用な不燃性繊維は、火災に曝露された場合に、防火バリアの保全性を維持するために非常に高い溶解温度を有することができる。高い溶解温度はまた、稼働条件下での防火バリア材料の軟化又はクリープを回避するのに役立つ。多結晶αアルミナ系繊維は、例えば、１４００℃を大幅に超える溶解温度を有することができる。不燃性繊維は、７００℃～２０００℃、８００℃～２０００℃、１１００℃～１７００℃の範囲内の溶解温度を有することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、７００℃、７５０℃、８００℃、８５０℃、９００℃、９５０℃、１０００℃、１０５０℃、１１００℃、１１５０℃、１２００℃、１２５０℃、１３００℃、１３５０℃、１４００℃、１４５０℃、１５００℃、１５５０℃、１６００℃、１６５０℃、１７００℃、１７５０℃、１８００℃、１８５０℃、１９００℃、１９５０℃、又は２０００℃より低い、それに等しい、又はそれより高い溶解温度を有することができる。

防火バリアの繊維は、繊維を可撓性を有する織布ウェブ又は不織布ウェブに加工するのに十分な繊維の可撓性及び強靱性を付与する直径を有し得る。適切な繊維径は、３マイクロメートル～３００マイクロメートル、１０マイクロメートル～２００マイクロメートル、１１マイクロメートル～１００マイクロメートルの範囲内とすることができ、あるいは、いくつかの実施形態では、１マイクロメートル、２マイクロメートル、３マイクロメートル、４マイクロメートル、５マイクロメートル、７マイクロメートル、１０マイクロメートル、１５マイクロメートル、２０マイクロメートル、２５マイクロメートル、３０マイクロメートル、３５マイクロメートル、４０マイクロメートル、４５マイクロメートル、５０マイクロメートル、６０マイクロメートル、７０マイクロメートル、８０マイクロメートル、９０マイクロメートル、１００マイクロメートル、１１０マイクロメートル、１２０マイクロメートル、１５０マイクロメートル、１７０マイクロメートル、２００マイクロメートル、２５０マイクロメートル、又は３００マイクロメートルより小さく、それと等しく、又はそれより大きくすることができる。

これらの同じ不燃性繊維は、火災で遭遇する温度などの高温において高い引張強度を示すことが好ましい。これらの繊維が高温において強度を保持する能力は、繊維を高温で所定の時間にわたってエージングした後の繊維の破壊強度によって特徴付けることができる。例えば、これらの不燃性繊維は、防火物品全体又は防火バリア単独のいずれかが、１１００℃破壊強度試験（次の実施例セクションで定義されるような）において、少なくとも１秒、少なくとも２秒、少なくとも５秒の破壊時間を得ることを可能にし、あるいは、いくつかの実施形態では、１秒、２秒、３秒、４秒、５秒、７秒、１０秒、１２秒、１５秒、１７秒、２０秒、２５秒、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、６０秒、７０秒、８０秒、９０秒、１００秒、１２０秒、１５０秒、１７０秒、２００秒、５００秒、７００秒、１０００秒、５０００秒、１００００秒、又は５００００秒より短い、それに等しい、又はそれより長い破壊時間を得ることを可能にし得る。

これに関連して、防火物品全体又は防火バリア単独で、１１００℃破壊強度試験（次の実施例セクションで定義されるような）において、毎秒０センチメートル～毎秒０．１５センチメートル、毎秒０センチメートル～毎秒０．１センチメートル、毎秒０センチメートル～毎秒０．０１センチメートルの範囲内の浸食速度を有することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、毎秒０センチメートル以上、又は、毎秒０．０１センチメートル、毎秒０．０２センチメートル、毎秒０．０３センチメートル、毎秒０．０４センチメートル、毎秒０．０５センチメートル、毎秒０．０６センチメートル、毎秒０．０７センチメートル、毎秒０．０８センチメートル、毎秒０．０９センチメートル、毎秒０．１センチメートル、毎秒０．１１センチメートル、毎秒０．１２センチメートル、毎秒０．１３センチメートル、毎秒０．１４センチメートル、又は毎秒０．１５センチメートルより小さい、それに等しい、又はそれより大きい浸食速度を有することができる。

これらの同じ不燃性繊維はまた、燃焼温度より低い高温において、防火バリアに高い強度特性を提供することができる。例えば、防火物品全体又は防火バリア単独で、少なくとも５ｋＰａ、少なくとも７ｋＰａ、少なくとも１０ｋＰａの、あるいは、いくつかの実施形態では、５ｋＰａ、６ｋＰａ、７ｋＰａ、８ｋＰａ、９ｋＰａ、１０ｋＰａ、１２ｋＰａ、１５ｋＰａ、２０ｋＰａ、２５ｋＰａ、３０ｋＰａ、３５ｋＰａ、４０ｋＰａ、４５ｋＰａ、５０ｋＰａ、６０ｋＰａ、７０ｋＰａ、８０ｋＰａ、９０ｋＰａ、１００ｋＰａ、１２０ｋＰａ、１５０ｋＰａ、１７０ｋＰａ、２００ｋＰａ、２５０ｋＰａ、３００ｋＰａ、３５０ｋＰａ、４００ｋＰａ、４５０ｋＰａ、５００ｋＰａ、６００ｋＰａ、７００ｋＰａ、８００ｋＰａ、９００ｋＰａ、１０００ｋＰａ、２０００ｋＰａ、又は５０００ｋＰａより小さい、それに等しい、又はそれより大きい１５０℃での最小引張強度を有することができる。連続プロセスを使用して作製された防火バリア材料では、最小引張測定は、一般に、（ダウンウェブ方向又は機械方向とは対照的に）クロスウェブ方向に沿って材料を試験することによって行われる。なぜなら、この方向に沿って材料が最も脆弱だからである。

防火バリアは、排他的に不燃性繊維又は更には不燃性材料から作製される必要はないと理解されている。例えば、防火バリアは、非繊維層を含有するラミネートを含んでもよい。非繊維層は、１つ以上のフィルム層、支持層、及び接着剤層を含むことができる。いくつかの実施形態では、防火バリアは、バーミキュライト、雲母、粘土、又はタルクから構成される無機小板（platelet）材料などの無機充填剤を組み込んでもよい。前述の層及び充填剤は、有機及び／又は無機バインダーを使用してラミネートに成形されてもよい。このようなラミネートの例は、米国特許第９，６７６，１６８号（Ｃｏｎｔｚｅｎら）に記載されている。

受動的断熱材
受動的断熱材は、複数の非溶解性繊維を含有する。好ましい実施形態では、非溶解性繊維は、不織繊維ウェブに加工される。非溶解性繊維は、どんな温度でも液体にならないポリマー又は他の材料から作製される繊維である。場合によっては、これらのポリマーは、空気の存在下で加熱されると、最初に酸化するか又は別の方法で劣化するので、溶解しない。非溶解性ポリマー繊維は、炭素繊維、炭素繊維前駆体、又はこれらの組み合わせを含むことができる。

炭素繊維前駆体としては、酸化ポリアクリロニトリルなどの酸化アクリル前駆体が挙げられる。ポリアクリロニトリルは、炭素繊維を製造するために広く使用することができる有用なアクリル前駆体である。いくつかの実施形態では、ポリアクリロニトリルは、７０重量％超、７５重量％超、８０重量％超、又は８５重量％超のアクリロニトリルの繰り返し単位を含有する。

酸化ポリアクリロニトリル繊維以外の非溶解性ポリマー繊維もまた使用することができる。このような繊維としては、レーヨンなどの脱水セルロース前駆体が挙げられる。非溶解性ポリマー繊維は、リグニン繊維を更に含む。リグニンは、モノリグノールとして知られる芳香族アルコールの複合ポリマーであり、植物由来である。モノリグノールモノマーとしては、ｐ－クマリルアルコール、コニフェリルアルコール、及びシナピルアルコールが挙げられ、これらは様々な程度にメトキシ化される。

非溶解性ポリマー繊維としてはまた、エポキシ、ポリイミド、メラミン、及びシリコーンなどの特定の熱硬化性材料も挙げられる。綿、亜麻、麻、絹、及び獣毛などの天然繊維は、溶解せずに単純に燃焼する。レーヨンは、セルロースから作製された人工絹である。セルロースが燃焼すると、二酸化炭素及び水が生成され、チャー（char）も形成され得る。

炭素繊維前駆体は、ピッチ系前駆体もまた含み得る。ピッチは、多環芳香族分子及び複素環式化合物の複雑なブレンドであり、炭素複合体中の炭素繊維の前駆体又は炭素充填剤として使用することができる。いくつかの実施形態では、塩化ビニリデン樹脂及びフェノール樹脂を、炭素繊維の製造のための前駆体とすることができる。

好ましい実施形態では、非溶解性繊維は、酸化ポリアクリロニトリル繊維で構成される。酸化ポリアクリロニトリル繊維としては、例えば、商品名ＰＹＲＯＮ（Ｚｏｌｔｅｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｒｉｄｇｅｔｏｎ，ＭＯ））及びＰＡＮＯＸ（ＳＧＬ Ｇｒｏｕｐ（Ｍｅｉｔｉｎｇｅｎ，ＧＥＲＭＡＮＹ））で入手可能なものが挙げられる。

酸化ポリアクリロニトリル繊維は、アクリロニトリルと１種以上のコモノマーとのコポリマーを含有する前駆体繊維から誘導され得る。有用なコモノマーとして、例えば、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、ビニルアセテート、及び塩化ビニルが挙げられる。コモノマーは、共重合の前にモノマー混合物の総重量に対して、最大で、１５重量％、１４重量％、１３重量％、１２重量％、１１重量％、１０重量％、９重量％、又は８重量％の量で存在し得る。

前駆体繊維の酸化は、最初に、前駆体繊維を高温で安定化させて繊維の溶解又は溶融を防止し、安定化された繊維を炭化して非炭素元素を除去し、最後に、更に高温で黒鉛化処理を行って不織繊維の機械的特性を向上させることによって達成することができる。本明細書で言及される酸化ポリアクリロニトリル繊維としては、部分的に酸化されたポリアクリロニトリル繊維又は完全に酸化されたポリアクリロニトリル繊維のいずれかが挙げられる。いくつかの実施形態では、同時係属の国際特許出願第ＰＣＴ／ＣＮ２０１７／１１０３７２号（Ｃａｉら）に記載されているように、複数の非溶解性ポリマー繊維が安定化される。

一般に、受動的断熱材に使用される非溶解性ポリマー繊維は、繊維同士が受動的断熱材中で絡み合うことを可能にする繊維径及び長さを有し得る。しかしながら、繊維は、ウェブ強度が過度に損なわれるほど細くないことが好ましい。繊維は、１マイクロメートル～１００マイクロメートル、２マイクロメートル～５０マイクロメートル、５マイクロメートル～２０マイクロメートルの範囲内の平均繊維径を有することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、１マイクロメートル、２マイクロメートル、３マイクロメートル、５マイクロメートル、７マイクロメートル、１０マイクロメートル、１５マイクロメートル、２０マイクロメートル、２５マイクロメートル、３０マイクロメートル、４０マイクロメートル、５０マイクロメートル、６０マイクロメートル、７０マイクロメートル、８０マイクロメートル、９０マイクロメートル、又は１００マイクロメートルよりも小さい、それに等しい、又はそれよりも大きい平均繊維径を有することができる。

比較的長い繊維を使用することにより、繊維の脱落を低減させ、横断方向に沿った受動的断熱材の強度を更に高めることができる。非溶解性ポリマー繊維は、１０ミリメートル～１００ミリメートル、１５ミリメートル～１００ミリメートル、２５ミリメートル～７５ミリメートルの範囲内の平均繊維長を有することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、１０ミリメートル、１２ミリメートル、１５ミリメートル、１７ミリメートル、２０ミリメートル、２５ミリメートル、３０ミリメートル、３５ミリメートル、４０ミリメートル、４５ミリメートル、５０ミリメートル、５５ミリメートル、６０ミリメートル、６５ミリメートル、７０ミリメートル、又は７５ミリメートルよりも短さい、それに等しい、又はそれよりも長い平均繊維長を有することができる。

受動的断熱材を形成するために使用される非溶解性ポリマー繊維は、バルク繊維から調製することができる。バルク繊維を、開放／混合機械の入口コンベヤーベルト上に置いて、開放／混合機械の中で、バルク繊維を引き裂いて離し、コームを回転させることによって混合することができる。次いで、繊維はウェブ形成機器に吹きこまれて、ドライレイド受動的断熱材を形成する。

代替として、ＳＰＩＫＥエアレイ式形成装置（ＦｏｒｍＦｉｂｅｒ ＮＶ（Ｄｅｎｍａｒｋ）から市販されている）を使用して、これらのバルク繊維を含有する不織繊維ウェブを調製することができる。ＳＰＩＫＥ装置及びエアレイドウェブを形成する際のＳＰＩＫＥ装置の使用方法の詳細は、米国特許第７，４９１，３５４号（Ａｎｄｅｒｓｅｎ）及び同第６，８０８，６６４号（Ｆａｌｋら）に記載されている。

コンベヤーベルトを用いて、バルク繊維を、２つの回転するスパイクローラーを有する分割型プレオープン及びブレンドチャンバに供給することができる。その後、ブロワーを用いて、バルク繊維を形成チャンバの上部に供給する。チャンバの上部で繊維材料を開放して毛羽立たせ、次いで、スパイクローラーの上側列を通して形成チャンバの底部に落とすことによって、スパイクローラーの下側列を通過させることができる。次いで、多孔質の形成ベルト／ワイヤの下端から形成チャンバに加えられる重力と真空との組み合わせによって、多孔質の無端ベルト／ワイヤ上に材料を引き下ろすことができる。

あるいは、エアレイド機械で受動的断熱材の不織布材料を形成することができる。ウェブ形成機器は、例えば、Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏ．（Ｍａｃｅｄｏｎ，ＮＹ）から市販されているＲＡＮＤＯ－ＷＥＢＢＥＲデバイスであってもよい。あるいは、ウェブ形成機器は、エアレイ加工ではなく、カーディング及びクロスラッピングによってドライレイドウェブを生成することができる。クロスラッピングは、（例えば、ＡＳＳＥＬＩＮ－ＴＨＩＢＥＡＵ（Ｅｌｂｅｕｆ ｓｕｒ Ｓｅｉｎｅ，７６５０４ Ｆｒａｎｃｅ）から市販されているＰＲＯＦＩＬＥ ＳＥＲＩＥＳのクロスラッパーを使用して）水平としても、あるいは、（例えば、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｌｉｂｅｒｅｃ（Ｃｚｅｃｈ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ）のＳＴＲＵＴＯシステム、又はＳａｎｔｅｘ ＡＧ（Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）のＷＡＶＥ－ＭＡＫＥＲシステムを使用して）垂直としてもよい。

非溶解性繊維は、所望の耐炎特性及び断熱特性を有する断熱材を提供するのに十分な任意の量で存在することができる。非溶解性繊維は、６０重量％～１００重量％、７０重量％～１００重量％、８１重量％～１００重量％の範囲内の量で存在することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、７０重量％、７５重量％、８０重量％、８５重量％、９０重量％、又は９５重量％より少ない、それと等しい、又はそれより多い量で存在することができ、あるいは、１００重量％以下の量で存在することができる。

いくつかの実施形態では、受動的断熱材は多数の繊維交絡を含み、繊維交絡では、２つ以上の個別の繊維が結び付けられる、又は一緒に撚られる。これらの交絡内の繊維は物理的に付着されてはいないが、絡み合った繊維が反対方向に引っ張られたときに分離に抵抗するように、十分に撚り合わされ得る。

交絡は、ニードルタックプロセス又は水流交絡プロセスによって引き起こされ得る。有利には、これらのプロセスは、受動的断熱材中の繊維が受動的断熱材の主表面に垂直な方向に沿って実質的に絡み合う交絡をもたらし、それによって、これらの方向に沿って受動的断熱材の嵩を増大させ強度を増加させ得る。

受動的断熱材は、有刺ニードル（例えば、Ｆｏｓｔｅｒ Ｎｅｅｄｌｅ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（Ｍａｎｉｔｏｗｏｃ，ＷＩ）から市販されている）と共に、Ｄｉｌｏ（ドイツ）から商品名ＤＩＬＯで市販されているニードルタッカーを使用して絡み合わせることができ、それにより、上述の実質的に絡み合った繊維はニードルタックされた繊維である。ニードルパンチとも呼ばれるニードルタックは、有刺ニードルのアレイをウェブに貫通させ、ウェブの繊維に沿って引っ張りながら有刺ニードルを後退させることを繰り返すことによって、受動的断熱材の主表面に対して垂直に繊維を絡み合わせる。

使用されるニードルの種類、貫通深さ、及びストローク速度を含むニードルタックプロセスのパラメータは、特に制限されない。更に、マットの面積当たりのニードルタックの最適数は、適用例に応じて変動する。典型的には、受動的断熱材は、平均で少なくとも５ニードルタック／ｃｍ^２を提供するようにニードルタックされる。マットは、平均で、５～６０ニードルタック／ｃｍ^２、１０～約２０ニードルタック／ｃｍ^２、あるいは、いくつかの実施形態では、５、６、７、８、９、１０、１２、１５、１７、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、又は６０より小さい、それに等しい、又はそれより大きいニードルタック／ｃｍ^２を提供するように、ニードルタック処理することができる。

ニードルタックに関連する更なる選択肢及び利点はほかにも、例えば、米国特許出願公開第２００６／０１４１９１８号（Ｒｉｅｎｋｅ）、同第２０１１／０１１１１６３号（Ｂｏｚｏｕｋｌｉａｎら）、及び同時係属の国際出願ＰＣＴ／ＣＮ２０１７／１１０３７２号（Ｃａｉら）に記載されている。

受動的断熱材の不織布材料はまた、水交絡ユニット（Ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．（Ｂｉｄｄｅｒｆｏｒｄ，Ｍｅ．）から市販されており、米国特許第４，８８０，１６８号（Ｒａｎｄａｌｌ，Ｊｒ．）も参照されたい）を使用して水流交絡することもできる。水流交絡装置と共に使用するのに好ましい液体は水であるが、水と共に又は水の代わりに、他の好適な液体を使用してもよい。

水交絡プロセスでは、水などの加圧された液体が、カーテン状のアレイで、液体流の下を通る不織布材料上に送達される。マット又はウェブは、コンベヤーベルトとして機能するワイヤスクリーンによって支持されている。マットは、ジェットオリフィスの下で、ワイヤスクリーンコンベヤー上の交絡ユニットに供給される。ワイヤスクリーンは、交絡されたマットの最終的な所望の外観に応じて選択される。粗いスクリーンは、スクリーンの穴に対応する穿孔を有するマットを生成することができ、一方、非常に細かいスクリーン（例えば、１００メッシュ）は、目立った穿孔がないマットを生成することができる。

任意選択で、受動的断熱材は、溶解可能な複数の二次繊維と、これにブレンドされた複数の非溶解性繊維の両方を含む。

いくつかの実施形態では、二次繊維は、受動的断熱材の後続の溶解処理を可能にするのに十分に低い溶解温度を有するバインダー繊維を含む。バインダー繊維は一般に、ポリマーであり、均一な組成を有してもよく、又は２種以上の成分を含有してもよい。いくつかの実施形態では、バインダー繊維は、繊維の軸に沿って延び、かつ、円筒状シェルポリマーによって取り囲まれている、コアポリマーで構成される２成分繊維である。シェルポリマーは、コアポリマーの溶解温度よりも低い溶解温度を有することができる。あるいは、バインダー繊維は、単一のポリマーから作製されたモノフィラメント繊維であり得る。

しかしながら、本明細書で使用するとき、「溶解（melting）」は、ポリエステルが接触することになる他の繊維と接合するのに十分に柔らかく、かつ粘着性になる高い温度における、繊維の、又は２成分シェル／コア繊維の場合には繊維の外面の漸進的な変換を指し、これらの繊維は、非溶解性繊維及び同じ特性を有する任意の他のバインダー繊維を含み、上記のように、より高い又はより低い溶解温度を有し得る。

有用なバインダー繊維は、１００℃～３００℃の範囲内の溶解温度を有するポリマーで構成される外面を有するか、あるいは、いくつかの実施形態では、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃、１２５℃、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１４５℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃、２１０℃、２２０℃、２３０℃、２４０℃、２５０℃、２６０℃、２７０℃、２８０℃、２９０℃、又は３００℃より低い、それと等しい、又はそれより高い溶解温度を有するポリマーで構成される外面を有する。

例示的な好適な２成分繊維は、低融点ポリオレフィンシースを有するポリエステル又はナイロンコアを有し得る。更なる例として、この２成分繊維は、ＫｏＳａ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）によって提供されるＴｙｐｅ ２５４ ＣＥＬＢＯＮＤ繊維などのポリエステル－ポリオレフィンコポリマーシースを有するポリエステルコアを有することができる。この繊維は、約２３０°Ｆ（１１０℃）の溶解温度を有するシース成分を有する。

好適なバインダー繊維はまた、モノフィラメント構造のホモポリマー又はコポリマーを含むことができる。これらは、１５０℃未満の軟化温度を有する熱可塑性繊維（ポリオレフィン又はナイロンなど）を含む。他の好適な単成分繊維としては、２６０℃未満の軟化温度を有する熱可塑性繊維（特定のポリエステル繊維など）が挙げられる。

バインダー繊維は、構成繊維が互いに物理的に付着されているノードから構成される３次元アレイを生成することによって、断熱材内の構造的完全性を増大させる。これらのノードは、巨視的な繊維ネットワークを提供し、それによって引裂強度、引張弾性率が増大し、最終製品の寸法安定性が維持され、繊維の脱落が低減される。有利には、バインダー繊維を組み込むことにより、受動的断熱材の構造的完全性を維持しながら、嵩密度を低減させることが可能になり、その結果、重量及び熱伝導率の両方が減少する。

一般に、二次繊維は、受動的断熱材に十分な嵩高、圧縮性、及び／又は引裂抵抗を付与するために、任意の好適な直径を有することができる。二次繊維は、１０マイクロメートル～１０００マイクロメートル、１５マイクロメートル～３００マイクロメートル、２０マイクロメートル～１００マイクロメートルの範囲内の平均繊維径を有することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、１０マイクロメートル、１５マイクロメートル、２０マイクロメートル、２５マイクロメートル、３０マイクロメートル、３５マイクロメートル、４０マイクロメートル、４５マイクロメートル、５０マイクロメートル、６０マイクロメートル、７０マイクロメートル、８０マイクロメートル、９０マイクロメートル、１００マイクロメートル、１２０マイクロメートル、１５０マイクロメートル、１７０マイクロメートル、２００マイクロメートル、２５０マイクロメートル、３００マイクロメートル、４００マイクロメートル、５００マイクロメートル、７５０マイクロメートル、又は１０００マイクロメートルより小さい、それに等しい、又はそれより大きい平均繊維径を有することができる。

二次繊維は、１重量％～４０重量％、３重量％～３０重量％、３重量％～１９重量％の範囲内の量で存在することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、０重量％以上、あるいは、１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、７重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、又は５０重量％より少ない、それと等しい、又はそれより多い量で存在することができる。

酸化ポリアクリロニトリル繊維と二次繊維との好ましい重量比は、断熱材に、高い引張強度と引裂抵抗の両方、並びに、許容可能な難燃性、例えば、ＵＬ－９４Ｖ０火炎試験に合格する能力を与える。酸化ポリアクリロニトリル繊維と二次繊維との重量比は、少なくとも４：１、少なくとも５：１、少なくとも１０：１とすることができ、あるいは、いくつかの実施形態では、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、又は１０：１より小さく、それと等しく、又はそれより大きくすることができる。

熱伝導及び対流の全体的な影響を低減させることにより、驚くほど低い熱伝導係数を達成することが可能である。提供される防火物品の受動的断熱材は、周囲条件において、ＡＳＴＭ Ｄ１５１８－８５（再承認２００３）によると、０．０３５Ｗ／Ｋ－ｍ未満、０．０３３Ｗ／Ｋ－ｍ未満、０．０３２Ｗ／Ｋ－ｍ未満の熱伝導係数を示すことができ、あるいは、いくつかの実施形態では、０．０３１Ｗ／Ｋ－ｍ、０．０３２Ｗ／Ｋ－ｍ、０．０３３Ｗ／Ｋ－ｍ、０．０３４Ｗ／Ｋ－ｍ、又は０．０３５Ｗ／Ｋ－ｍより小さい、それと等しい、又はそれより大きい熱伝導係数を示すことができる。これらの範囲の熱伝導係数は、受動的断熱材がその弛緩構成（すなわち、圧縮されていない構成）にあるときに得ることができ、又は、ＡＳＴＭ Ｄ５７３６－９５（再承認２００１）に基づいて元の厚さの２０％まで圧縮されたときに得ることができる。

受動的断熱材の難燃性を最大化するために、不織布材料であって、その内部に複数の繊維の８５体積％超、９０体積％超、又は９５体積％超に相当する酸化ポリアクリロニトリル繊維を有する不織布材料、を使用することが有利であり得る。

任意選択で、酸化ポリアクリロニトリル繊維及び／又は二次繊維は捲縮されて、捲縮構成（例えば、ジグザグ形状、正弦波形状、又は螺旋形状）がもたらされる。あるいは、酸化ポリアクリロニトリル繊維及び二次繊維の一部又は全ては、直線的な構成を有する。捲縮される酸化ポリアクリロニトリル繊維及び／又は二次繊維の画分は、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、又は１００％より小さく、それと等しく、又はそれより大きくすることができる。捲縮は、欧州特許第０７１４２４８号に記載されているように、受動的断熱材の単位重量当たりの嵩又は体積を著しく増加させることができる。

誘導された繊維交絡及び繊維捲縮の両方が、受動的断熱材の嵩高の程度を大幅に増加させ得る。例示的な実施形態では、受動的断熱材は、１５ｋｇ／ｍ^３～５０ｋｇ／ｍ^３、１５ｋｇ／ｍ^３～４０ｋｇ／ｍ^３、２０ｋｇ／ｍ^３～３０ｋｇ／ｍ^３の範囲内の平均嵩密度を有し、あるいは、いくつかの実施形態では、１５ｋｇ／ｍ^３、１６ｋｇ／ｍ^３、１７ｋｇ／ｍ^３、１８ｋｇ／ｍ^３、１９ｋｇ／ｍ^３、２０ｋｇ／ｍ^３、２２ｋｇ／ｍ^３、２４ｋｇ／ｍ^３、２５ｋｇ／ｍ^３、２６ｋｇ／ｍ^３、２８ｋｇ／ｍ^３、３０ｋｇ／ｍ^３、３２ｋｇ／ｍ^３、３５ｋｇ／ｍ^３、３７ｋｇ／ｍ^３、４０ｋｇ／ｍ^３、４２ｋｇ／ｍ^３、４５ｋｇ／ｍ^３、４７ｋｇ／ｍ^３、又は５０ｋｇ／ｍ^３より小さい、それと等しい、又はそれより大きい平均嵩密度を有する。

嵩高の不織繊維ウェブに基づく受動的断熱材は、圧縮性が非常に高い場合がある。圧縮性もまた、本発明のウェブが、絶縁されている空間の中に押し込まれ、空間を完全に占有することを可能にするために有用であり得る。これらの材料はまた、圧縮時に良好な回復率を呈し得る。提供された受動的断熱材は、米国特許第７，４７６，６３２号（Ｏｌｓｏｎら）に記載されているウェブ回復試験に基づくと、圧縮されたときに、その元の厚さの６０％超、７０％超、８０％超を回復することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、５０％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、又は９０％より小さい、それに等しい、又はそれより大きい割合を回復することができる。

バインダー
受動的断熱材は、防火バリアと受動的断熱材とを互いに接合させるために、又は防火バリア若しくは受動的断熱材のいずれかを他の隣接する層若しくは基材に接合させるために、１つ以上のポリマーバインダーを含むことができる。バインダーは、微粒子で若しくは乳化形態で、又は連続フィルムとして下塗り（rendered）されてもよい。場合によっては、繊維脱落の問題を緩和させるために、バインダーは、防火物品の、又はその構成層のいずれかの周縁部を縁部シールすることを可能にすることができる。バインダーは、防火バリア、受動的断熱材、スクリム、及び／又は存在する任意の他の層若しくは基材の一方又は両方の主表面上に配置することができ、次いで、バインダーを溶解させるか、又は別の方法で活性化して、対向する層の表面を互いに接合させることができる。

有用なバインダーは、ポリマーバインダーを含む。ポリマーバインダーとしては、フルオロポリマー、パーフルオロポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレンポリマーなどの熱可塑性フルオロポリマー、ビニル、ゴム（Ｖｉｔｏｎ、ブチル、及びフルオロエラストマーを含むがこれらに限定されない）、ポリ塩化ビニル、及びウレタン、アクリル、又はシリコーンのポリマーが挙げられる。バインダーは、いくつかの実施形態では、フルオロポリマーとポリイミドとのブレンド、ポリアミドイミド、又はポリフェニレンサルファイドを含むことができる。

熱可塑性バインダーなどの一部のポリマーバインダーは容易に溶解して流動性組成物になり、接合される表面をコーティングし、次いで冷却されて接合を終えることができる。これらの材料は、手動プロセス又は連続プロセスのいずれかで互いに熱ラミネートされ得る。

他のポリマーバインダーは、加熱されるか、化学線に曝露されるか、又は別の方法で化学的に活性化されると架橋する硬化性ポリマーバインダーである。硬化性ポリマーバインダーとしては、水性ラテックス、例えば、ポリウレタン又は（メタ）アクリレートポリマーのラテックス、が挙げられる。多の硬化性バインダーとしては、限定するものではないが、エポキシ、エポキシ硬化剤、フェノール樹脂、フェノール、シアン酸エステル、ポリイミド（例えば、ビスマレイミド及びポリエーテルイミド）、ポリエステル、ベンゾオキサジン、ポリベンゾオキサジン、ポリベンゾオキサゾン、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、シアン酸塩、シアン酸エステル、ポリエーテルケトン（例えば、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン）、これらの組み合わせ、及びこれらの前駆体が挙げられる。

バインダーは、シリカ、アルミナ、ジルコニア、カオリン粘土、ベントナイト粘土、ケイ酸塩、雲母質粒子、これらの前駆体、及びこれらの任意の組み合わせなどの無機組成物を含むこともまた可能である。無機バインダーは粉末として提供され、セメント質物質で広く使用されている。粉末は、適用後に水で活性化することができ、水を除去して層間接合を形成することができる。セラミック多結晶繊維不織布ウェブを結合させる場合、シリコーンオイル（シロキサン、ポリジメチルシロキサンなど）などの前駆体無機バインダーの焼成によって、セラミック繊維間に無機接合を形成することができる。これらの無機バインダーを組み込んだ不織マットは、同時係属の米国仮特許出願第６２／６７０，０１１号（Ｄｅ Ｒｏｖｅｒｅ）に記載されている。

バインダーは、多くの異なる形態のいずれかをとることができる。いくつかの実施形態では、上述したように、バインダー繊維を含めることにより、ポリマーバインダーは不織繊維層（受動的断熱材など）中に直接組み込まれる。

他の実施形態では、バインダーはコーティングとして提供される。コーティングは、受動的断熱材、防火バリア、スクリム、又はこれらの任意の組み合わせ上に液体形態で配置され、次いでその後に固化され得る。コーティングは、溶液キャスト又はホットメルトコーティングなどの任意の既知の方法を使用して適用することができる。ブラシ技法、バー技法、ロール技法、ワイピング技法、カーテン技法、輪転グラビア技法、スプレー技法、又はディップコーティング技術を含む溶液キャスト法。いくつかの実施形態では、バインダーは受動的断熱材上にコーティングされ、受動的断熱材を通って浸透し、それによりバインダーは材料のバルク内に配置される。次いで、コーティングされたバインダー溶液から溶媒を除去することによって、バインダー層を得ることができる。溶媒除去は、一般に、例えばオーブン内で乾燥することによって、熱によって引き起こされる。

例示的なバインダーコーティングとしては、アクリル系ポリマーラテックス又はポリウレタン系ラテックスから作製されるコーティングが挙げられる。例示的なポリマーバインダーとしては、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）によって商品名ＰＯＬＹＣＯ３１０３（アクリル／ビニルアセテートコポリマー）、ＲＨＯＰＬＥＸ ＨＡ－８、及びＤＳＭ ＮＥＷＲＥＺ Ｒ－９６６（ポリウレタン系ラテックス）で提供されるものが挙げられる。他の有用なバインダー材料としては、フッ素化熱可塑性樹脂が挙げられ、これは、任意選択で、商品名ＴＨＶで３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）によって提供されるものなど、水性エマルジョンの形態である。

ラテックスは、水溶液から所与の層又は基材上に溶媒キャストすることができる。ラテックスバインダーは、水溶液の固形分含有量に対して任意の好適な量で存在することができる。ラテックスバインダーは、水溶液の全固形分重量に基づいて、１重量％～７０重量％、３重量％～５０重量％、５重量％～２０重量％の範囲内の量で存在することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、１重量％、２重量％、３重量％、４重量％、５重量％、７重量％、１０重量％、１２重量％、１５重量％、１７重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、又は７０重量％より少ない、それと等しい、又はそれより多い量で存在することができる。

バインダーはまた、スクリムと受動的断熱材との間の接着を提供することもできる。これは、スクリムを受動的断熱材と接触させて配置する前に、スクリム又は受動的断熱材の接合面にバインダーをコーティングすることによって達成することができる。任意選択で、バインダーは、溶液からこれらの内面上にスプレーコーティング又はディップコーティングされ得る。

コーティングは、スクリム、及び任意選択で受動的断熱材が、熱及び／又は圧力を受けたときに、概ね均一で、空隙のない縁部シールを形成するのに十分な厚さである必要がある。所与の適用のための最小コーティング重量は、他の要因の中でも、スクリム及び受動的断熱材の多孔性及び厚さに依存することになる。例示的な実施形態では、コーティングは、２ｇｓｍ～１００ｇｓｍ、５ｇｓｍ～５０ｇｓｍ、１０ｇｓｍ～２０ｇｓｍの範囲内の坪量を有し、あるいは、いくつかの実施形態では、２ｇｓｍ、３ｇｓｍ、４ｇｓｍ、５ｇｓｍ、７ｇｓｍ、１０ｇｓｍ、１２ｇｓｍ、１５ｇｓｍ、１７ｇｓｍ、２０ｇｓｍ、２５ｇｓｍ、３０ｇｓｍ、３５ｇｓｍ、４０ｇｓｍ、４５ｇｓｍ、５０ｇｓｍ、５５ｇｓｍ、６０ｇｓｍ、６５ｇｓｍ、７０ｇｓｍ、７５ｇｓｍ、８０ｇｓｍ、８５ｇｓｍ、９０ｇｓｍ、９５ｇｓｍ、又は１００ｇｓｍより小さい、それに等しい、又はそれより大きい坪量を有する。

コーティングは、バインダーに加えて他の成分を含有することが有利になることもある。例えば、バインダーが耐炎性でない場合には、コーティングは、難燃性添加剤及び膨張剤を更に含むことができる。膨張剤は、熱曝露の結果として膨潤する物質である。

有用な難燃性添加剤としては、ポリリン酸アンモニウムなどのリン酸塩系添加剤が挙げられる。ポリリン酸アンモニウムは、ポリリン酸及びアンモニアである無機塩であり、直鎖又は分枝鎖ポリマーのいずれかであり得る。その化学式は［ＮＨ_４ＰＯ_３］_ｎ（ＯＨ）_２であり、ここで、各モノマーは、３つの酸素を有するリン原子のオルトリン酸ラジカルからなり、１つの負電荷がアンモニウムカチオンによって中和され、２つの結合が自由に重合することを示す。分枝状の場合、一部のモノマーは、アンモニウムアニオンが欠けており、代わりに他のモノマーに結合する。ポリリン酸アンモニウムの水溶液は、例えば、Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｔｄ．（Ｍｕｔｔｅｎｚ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から商品名ＥＸＯＬＩＴで市販されている。ポリリン酸アンモニウム以外の有機リン酸塩もまた使用できる。

コーティングの耐火性を高めることができる他の添加剤としては、膨張剤が挙げられる。提供される断熱材において、膨張性添加剤は、（１）例えばポリリン酸アンモニウムによって提供されるリン含有部分、（２）スクロース、カテコール、ペンタエリスリトール、及び没食子酸などの、火災の場合にチャーを増加させるヒドロキシル含有部分、及び（３）メラミン又はアンモニウムなどの膨張剤として作用することができる窒素含有部分のうちの１つ以上を含むことができる。いくつかの実施形態では、構成要素（１）～（３）全てが組み合わせて使用される。膨張剤は、膨張黒鉛などの黒鉛充填剤を含むこともできる。膨張黒鉛は、加熱されたときに膨張する黒鉛の合成インターカレーション化合物である。間隙の中に広がることにより、そのような材料は、これら間隙を通る火災伝播を更に遅延させるか又は防止することができる。

いくつかの実施形態では、難燃性添加剤は、一般的な溶媒中でバインダーと共に溶解又は分散させることができ、両方の成分の溶液がスクリム及び／又は受動的断熱材上にキャストされる。例えば、ポリリン酸アンモニウムは、簡便にはポリマーラテックスも含有する水溶液からキャストすることができる。

難燃性添加剤は、コーティングの全固形分重量に基づいて、５重量％～９５重量％、１０重量％～９０重量％、２０重量％～６０重量％の範囲内の量で存在することができ、あるいは、いくつかの実施形態では、５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、７０重量％、７５重量％、８０重量％、８５重量％、９０重量％、又は９５重量％より少ない、それと等しい、又はそれより多い量で存在することができる。

水溶液自体は、選択されたコーティング方法について適切な粘度を提供するための任意の好適な濃度を有することができ、スクリム及び／又は受動的断熱材の均一なコーティングを繊維上に提供することができる。スプレーコーティングの場合、１重量％～５０重量％、２．５重量％～２５重量％、５重量％～１５重量％の範囲内の固形分含有量を使用すること、あるいは、いくつかの実施形態では、１重量％、１．５重量％、２重量％、２．５重量％、３重量％、３．５重量％、４重量％、４．５重量％、５重量％、６重量％、７重量％、８重量％、９重量％、１０重量％、１２重量％、１５重量％、１７重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、又は５０重量％より少ない、それと等しい、又はそれより多い固形分含有量を使用することが典型的である。

スクリム
図面で参照されるスクリムは特に限定されておらず、織布又は不織布である任意の種類の中実フィルム若しくは多孔質フィルム、又はオープンメッシュ構造を含むことができる。スクリムは、防火バリアとは反対側の受動的断熱材の主表面にわたって延びることができ、代替として、受動的断熱材とは反対側の防火バリアの主表面にわたって延びることができる。

織布スクリムは、任意の種類の織り方でよく、不織布スクリムは、メルトブロー技法、スパンレース技法、及びスパンボンド技術を含む任意の周知の技法を使用して製造される。

不織布スクリムは、絡み合った、化学的に接合された又は熱的に接合された繊維構造を有し、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維とポリプロピレン繊維との混合物、ナイロン繊維（上述したナイロンなど）、ポリエステル繊維（ポリエチレンテレフタレートなど）、ポリアクリロニトリル繊維及びアクリロニトリルと塩化ビニルとのコポリマー繊維などのアクリル繊維及びモダクリル繊維、ポリスチレン繊維、ポリビニルアセテート繊維、ポリ塩化ビニル繊維、レーヨン、セルロースアセテート繊維、ガラス繊維、及びビスコース繊維を含む広範囲の種類の繊維のうちのいずれかから作製することができる。上記合成繊維に加えて、綿又はウールなどの天然繊維を使用してもよい。

提供される断熱材において、スクリムを製造するために使用される好適なポリマー繊維としては、ポリアミド、ポリエステル、及びポリオレフィン（特にポリエチレン及びポリプロピレン）、又はこれらの組み合わせが挙げられる。スクリムはまた、繊維ガラスを含んでもよい。いくつかの実施形態では、オープンメッシュ布地は、少なくとも１種類のナイロン、高密度ポリエチレン、又はこれらの組み合わせを含む。

様々な実施形態では、それぞれのスクリムは、耐炎性繊維から構成される。繊維ガラスの繊維は前述のポリマーよりも良好な固有の耐火性を有するが、十分な量の難燃性添加剤とブレンドすることにより、可燃性ポリマーにもかなりの耐火性をもたらすことができる。例えば、これらのスクリムは、耐炎性ポリエステル繊維から作製することができる。

難燃性添加剤は、ホストポリマーと混和性又は不混和性のいずれかとすることができる。混和性添加剤としては、フェノール性末端基を含有するリン系難燃剤などのポリマー溶解添加剤が挙げられる。ポリホスホネート（ポリホスホネートのホモポリマー及びコポリマーを含む）をポリエステルと混和するようにブレンドして、耐炎性繊維を形成することもできる。有用な添加剤は、ＦＲＸ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．（Ｃｈｅｌｍｓｆｏｒｄ，ＭＡ）から商品名ＮＯＦＩＡで市販されている。一般に、混和性添加剤は、微細な繊維径を有するスクリムを作製するのに好ましい。繊維径が１０ミクロンよりも大きい場合、特定の不混和性塩を含有することで、耐火性を向上させることもできる。

いくつかの実施形態では、耐炎性繊維は、このような繊維から１００％作製され、２５０ｇｓｍ未満の基本重量及び６ミリメートル未満のウェブ厚さを有する不織布ウェブに形成されたときに、燃焼性ＵＬ９４－Ｖ０規格に合格可能である。

好適なスクリムは繊維状である必要はない。スクリムは、例えば、メッシュ状の構造を形成するために穿孔された連続フィルムを含むことができる。有用なスクリムは、米国特許第６，６１７，００２号（Ｗｏｏｄ）、同第６，９７７，１０９号（Ｗｏｏｄ）、及び同第７，７３１，８７８号（Ｗｏｏｄ）に記載されているような有孔フィルムから作製することができる。スクリムはまた、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙによって商品名ＴＨＶで提供されるフルオロポリマー、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの、好適なポリマーの固体フィルムから作製することもできる。

スクリムは、一般に、受動的断熱材よりもはるかに薄い。断熱材の重量を最小限に抑えるために、スクリムは、強度及び強靱性に関するいかなる技術的要件をも満足させながら、ほつれた繊維を受動的断熱材中に封入しておく目的を果たすのに必要なだけ厚く作製することができる。好ましい実施形態では、一方又は両方のスクリムは、１０ｇｓｍ～１００ｇｓｍ、２０ｇｓｍ～８０ｇｓｍ、３０ｇｓｍ～７０ｇｓｍの範囲内の坪量を有し、あるいは、いくつかの実施形態では、１０ｇｓｍ、１２ｇｓｍ、１５ｇｓｍ、１７ｇｓｍ、２０ｇｓｍ、２５ｇｓｍ、３０ｇｓｍ、３５ｇｓｍ、４０ｇｓｍ、４５ｇｓｍ、５０ｇｓｍ、５５ｇｓｍ、６０ｇｓｍ、６５ｇｓｍ、７０ｇｓｍ、７５ｇｓｍ、８０ｇｓｍ、８５ｇｓｍ、９０ｇｓｍ、９５ｇｓｍ、又は１００ｇｓｍより小さい、それと等しい、又はそれより大きい坪量を有する。

繊維サイジング
更なる変形例が可能である。例えば、受動的断熱材及び／又はスクリム内の繊維を、バインダーではない他の組成物でコーティング又はサイジングすることができる。繊維サイジングは、例えば、シリコーン、アクリレート、及びフルオロポリマーから選択することができ、それにより、受動的断熱材は０．５未満の放射率を有する。ここで、「放射率」は、同じ温度及び波長で、かつ、同じ観察条件下において、材料の表面から放射されるエネルギーと黒体（完全放射体）から放射されるエネルギーの比率として定義される。放射率の低減は、熱放射による材料が熱を損失する程度を低下させるのに役立つ。

受動的断熱材の構成繊維をコーティングすることにより、著しい機能的及び／又は審美的な利点を付与することができる。例えば、繊維のコーティングは、繊維を強化する効果を有し、したがって、ウェブの全体的な強度を増大させる。フルオロポリマー及びシリコーンなどの特定のコーティング材料は、繊維の表面に浮遊物質が付着することに起因する着色又は汚染に対する耐性を向上させることができる。いくつかの用途では、繊維を不透明なコーティングで被覆することが望ましい場合があり、不透明なコーティングは受動的断熱材の色を変更するために使用することもでき、受動的断熱材の色は、酸化ポリアクリロニトリル繊維又は他の炭化繊維にとっては一般に黒色又は灰色である。

限定的であることを意図するものではない更なる例示的な実施形態を以下に列挙する。

１． 複数の不燃性繊維を含む防火バリアと、防火バリアに結合された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備える防火物品であって、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を示す、防火物品。

２． 防火物品は、１１００℃破壊強度試験において少なくとも６０秒の破壊時間を示す、実施形態１に記載の防火物品。

３． 防火物品は、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１５０秒の破壊時間を示す、実施形態２に記載の防火物品。

４． 複数の不燃性繊維を含む防火バリアと、防火バリアに結合された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備える防火物品であって、１５０℃において少なくとも５ｋＰａの最小引張強度を示す、防火物品。

５． 防火物品は、１５０℃において少なくとも７ｋＰａの最小引張強度を示す、実施形態４に記載の防火物品。

６． 防火物品は、１５０℃において少なくとも１０ｋＰａの最小引張強度を示す、実施形態５に記載の防火物品。

７． 複数の不燃性繊維を含む防火バリアと、防火バリアに結合された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備える防火物品であって、防火バリアは、相互に絡み合った実質的に連続した繊維を含む、防火物品。

８． 防火バリアは織り繊維ウェブである、実施形態１～７のいずれか１つに記載の防火物品。

９． 不燃性繊維は、７００℃～２０００℃の範囲内の溶解温度を有する、実施形態１～８のいずれか１つに記載の防火物品。

１０． 不燃性繊維は、８００℃～１８５０℃の範囲内の溶解温度を有する、実施形態９に記載の防火物品。

１１． 不燃性繊維は、１１００℃～１７００℃の範囲内の溶解温度を有する、実施形態１０に記載の防火物品。

１２． 不燃性繊維は、セラミック酸化物繊維を含む、実施形態１～１１のいずれか１つに記載の防火物品。

１３． セラミック酸化物繊維はアルミナシリカを含む、実施形態１２に記載の防火物品。

１４． 不燃性繊維は、３マイクロメートル～３００マイクロメートルの範囲内の平均直径を有する、実施形態１～１３のいずれか１つに記載の防火物品。

１５． 不燃性繊維は、１０マイクロメートル～２００マイクロメートルの範囲内の平均直径を有する、実施形態１４に記載の防火物品。

１６． 不燃性繊維は、１１～１００マイクロメートルの範囲内の平均直径を有する、実施形態１５に記載の防火物品。

１７． 防火バリアは、１００マイクロメートル～２５０００マイクロメートルの範囲内の全厚を有する、実施形態１～１６のいずれか１つに記載の防火物品。

１８． 防火バリアは、５００マイクロメートル～１２５０マイクロメートルの範囲内の全厚を有する、実施形態１７に記載の防火物品。

１９． 防火バリアは、２０００マイクロメートル～５０００マイクロメートルの範囲内の全厚を有する、実施形態１８に記載の防火物品。

２０． 非溶解性繊維は酸化ポリアクリロニトリルを含む、実施形態１～１９のいずれか１つに記載の防火物品。

２１． 非溶解性繊維は、１マイクロメートル～１００マイクロメートルの範囲内の平均繊維径を有する、実施形態１～２０のいずれか１つに記載の防火物品。

２２． 非溶解性繊維は、２マイクロメートル～５０マイクロメートルの範囲内の平均繊維径を有する、実施形態２１に記載の防火物品。

２３． 非溶解性繊維は、５マイクロメートル～２０マイクロメートルの範囲内の平均繊維径を有する、実施形態２２に記載の防火物品。

２４． 受動的断熱材は、非溶解性繊維の不織繊維ウェブを含む、実施形態１～２３のいずれか１つに記載の防火物品。

２５． 不織繊維ウェブは、１５ｋｇ／ｍ^３～５０ｋｇ／ｍ^３の範囲内の平均嵩密度を有する、実施形態２４に記載の防火物品。

２６． 不織繊維ウェブは、１７ｋｇ／ｍ^３～４０ｋｇ／ｍ^３の範囲内の平均嵩密度を有する、実施形態２５に記載の防火物品。

２７． 不織繊維ウェブは、２０ｋｇ／ｍ^３～３０ｋｇ／ｍ^３の範囲内の平均嵩密度を有する、実施形態２６に記載の防火物品。

２８． 不織繊維ウェブは複数のアラミド繊維を更に含む、実施形態２４～２７のいずれか１つに記載の防火物品。

２９． 不織繊維ウェブは、不織繊維ウェブの主表面に垂直な方向に沿って実質的に絡み合っている、実施形態２４～２８のいずれか１つに記載の防火物品。

３０． 受動的断熱材は、１ミリメートル～５０ミリメートルの範囲内の厚さを有する、実施形態１～２９のいずれか１つに記載の防火物品。

３１． 受動的断熱材は、２ミリメートル～２５ミリメートルの範囲内の厚さを有する、実施形態３０に記載の防火物品。

３２． 受動的断熱材は、３ミリメートル～２０ミリメートルの範囲内の厚さを有する、実施形態３１に記載の防火物品。

３３． 防火バリアと受動的断熱材とを互いに結合するポリマーバインダーを更に含む、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の防火物品。

３４． ポリマーバインダーは、硬化性ポリマーバインダーである、実施形態３３に記載の防火物品。

３５． 硬化性ポリマーバインダーは熱で活性化される、実施形態３４に記載の防火物品。

３６． ポリマーバインダーは、フルオロポリマーバインダーを含む、実施形態３３～３５のいずれか１つに記載の防火物品。

３７． フルオロポリマーバインダーは、熱可塑性フルオロポリマーバインダーを含む、実施形態３６に記載の防火物品。

３８． フルオロポリマーバインダーは、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレンポリマーを含む、実施形態３７に記載の防火物品。

３９． ポリマーバインダーは、防火バリアの一方又は両方の主表面上にコーティングされている、実施形態３３～３８のいずれか１つに記載の防火物品。

４０． ポリマーバインダーは、受動的断熱材の一方又は両方の主表面上にコーティングされている、実施形態３３～３９のいずれか１つに記載の防火物品。

４１． ポリマーバインダーは、受動的断熱材内に更に配置されている、実施形態４０に記載の防火物品。

４２． 防火バリアと受動的断熱材とを互いに結合する無機バインダーを更に含む、実施形態１～３２のいずれか１つに記載の防火物品。

４３． 防火バリアとは反対側の受動的断熱材の主表面にわたって延びるスクリムを更に備える、実施形態１～４２のいずれか１つに記載の防火物品。

４４． 受動的断熱材とは反対側の防火バリアの主表面にわたって延びるスクリムを更に備える、実施形態１～４３のいずれか１つに記載の防火物品。

４５． スクリムはポリエステルを含む、実施形態４３又は４４に記載の防火物品。

４６． ポリエステルはポリエチレンテレフタレートを含む、実施形態４５に記載の防火物品。

４７． スクリムはレーヨンを含む、実施形態４３～４６のいずれか１つに記載の防火物品。

４８． 受動的断熱材とは反対側の防火バリアの主表面上に配置された金属層を更に備える、実施形態１～４７のいずれか１つに記載の防火物品。

４９． 金属層はアルミニウムを含む、実施形態４８に記載の防火物品。

５０． スクリム又は受動的断熱材は周縁部を有し、スクリム及び受動的断熱材は周縁部に沿って縁部シールされている、実施形態４３～４９のいずれか１つに記載の防火物品。

５１． 防火バリアは、火源に面する主表面を有する、実施形態１～５０のいずれか１つに記載の防火物品。

５２． 電気自動車用の電池コンパートメントであって、内側主表面及び外側主表面を有するコンパートメント壁であって、内側主表面がエンクロージャの少なくとも一部を提供する、コンパートメント壁と、内側表面上又は外側表面上のいずれかに配置された実施形態１～５１のいずれか１つに記載の防火物品と、を備える、電池コンパートメント。

５３． 電気自動車用の電池コンパートメントであって、内側主表面及び外側主表面を有する少なくとも１つのコンパートメント壁であって、内側主表面がエンクロージャの少なくとも一部を画定する、少なくとも１つのコンパートメント壁と、内側主表面上に配置された防火バリアであって、複数の不燃性繊維を含む、防火バリアと、外側主表面上に配置された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備え、防火物品は、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を示す、電池コンパートメント。

５４． 防火バリアと受動的断熱材とを互いに結合するポリマーバインダーを更に含む、実施形態５３に記載の電池コンパートメント。

５５． ポリマーバインダーはフルオロポリマーバインダーを含む、実施形態５３又は５４に記載の電池コンパートメント。

５６． 少なくとも１つのコンパートメント壁は、相互に係合された時に、集合的にエンクロージャを提供する一対のコンパートメント壁を備える、実施形態５３～５５のいずれか１つに記載の電池コンパートメント。

５７． 防火バリア及び受動的断熱材は、エンクロージャの上方に位置する、実施形態５３～５６のいずれか１つに記載の電池コンパートメント。

５８． エンクロージャ内に収容された複数の電池を更に備える、実施形態５３～５７に記載の電池コンパートメント。

５９． 複数の電池は、複数の不燃性繊維を含むセル間防火バリアによって隔てられ、セル間防火バリアは、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を示す、実施形態５８に記載の電池コンパートメント。

６０． 複数の電池は、熱伝導性材料によって隔てられている、実施形態５８又は５９に記載の電池コンパートメント。

６１． 熱伝導性材料は、アルミニウム、黒鉛状炭素、又はこれらの組み合わせを含む、実施形態６０に記載の電池コンパートメント。

６２． 防火物品の製造方法であって、複数の不燃性繊維を含む防火バリアの外側表面上にポリマーバインダーをコーティングすることと、コーティングされた防火バリアを、複数の非溶解性繊維を含む受動的断熱材と接触させて配置することと、ポリマーバインダーを加熱して、防火バリアと受動的断熱材とを互いにラミネートして、防火物品に、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を提供することと、を含む、方法。

６３． ポリマーバインダーを防火バリア上にコーティングすることは、防火バリアをポリマーバインダー溶液中でディップコーティングし、コーティングされたポリマーバインダー溶液から溶媒を除去することを含む、実施形態６２に記載の方法。

６４． ポリマーバインダー溶液は水溶液である、実施形態６３に記載の方法。

６５． ポリマーバインダーは、フルオロポリマーバインダーを含む、実施形態６２～６４のいずれか１つに記載の方法。

６６． 金属層を、防火バリア、受動的断熱材、又はその両方の主表面上に堆積させることを更に含む、実施形態６２～６５のいずれか１つに記載の方法。

本開示の目的及び利点は以下の非限定的な実施例によって更に例証されるが、これらの実施例に引用される具体的な材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限しないものと解釈されるべきである。

特に記載のない限り、実施例及び本明細書の他の箇所における全ての部、百分率、比などは、重量によるものである。

試験方法：
不織布ウェブの厚さ測定：嵩高の不織布の厚さについての試験方法に従って、ＡＳＴＭ Ｄ５７３６－９５の方法を行った。プレート圧力を０．００２ｐｓｉ（１３．７９０パスカル）に較正した。

小規模バーンスルー試験：小規模試験室手順を使用して、垂直に適用した１０ｍｍの火炎を使用して、一定時間間隔で温度を測定し、垂直位置に保持された試料を貫通して焼けるのに要した時間を測定した。ＭａｇＴｏｒｃｈ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）からの直径１０ｍｍのＭＴ ５２５ Ｃノズルを、Ｂｅｒｎｚｏｍａｔｉｃ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）製の１４．１オンスのＢｅｒｎｚｏｍａｔｉｃプロパントーチシリンダに接続した。火炎を消したノズルを、スタンド及びクランプ装置から７．６２ｃｍ、高さ３０ｃｍに配置した。次いで、１０ｃｍ×１０ｃｍの試験試料を、試料の中心が３０ｃｍの高さになるように、スタンドに垂直にクランプ締めした。Ｆｌｕｋｅ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）製の５４－２－Ｂデュアル入力温度計からの接触ワイヤ／プローブを、３０ｃｍの高さで、ノズルに対向する試料の側面に取り付けた。次いで、トーチに点火した。炎の先端（初期には１１５０℃の温度）が試料に影響を及ぼすと直ぐにタイマーを作動させた。試料の温度を指定間隔で測定し、バーンスルーが発生したことを示す温度スパイクが記録された直後に、又は１０分が経過した後に（いずれか最初に発生した時）、タイマーを停止した。

１１００℃破壊強度試験：小規模試験室手順を使用して、０．９８１Ｎ重量による張力下で、垂直に適用された火炎に曝露させながら、水平に保持された試料が破壊するのに要した時間を測定した。ＭａｇＴｏｒｃｈ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ）製の直径１０ｍｍのＭＴ ５２５ Ｃノズルを、Ｂｅｒｎｚｏｍａｔｉｃ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，Ｏｈｉｏ）製の１４．１オンスのＢｅｒｎｚｏｍａｔｉｃプロパントーチシリンダに接続した。クランプを有する２つのスタンド（一方が左側、他方が右側）を１２．７ｃｍ離して配置した。火炎を消したノズルを、最も左側のスタンドから７．６２ｃｍ、最も右側のスタンドから５．０８ｃｍ、高さ２５．０８ｃｍに配置した。高さ２０ｃｍで２つのスタンド間にクランプされた１０．１６ｃｍ×１．２７ｃｍの試料の上方７．６２ｃｍにノズルを配置した。クランプを有する最も左側のスタンドから５．０８ｃｍにおいて、直径２．５４ｃｍ、高さ２．７ｃｍの１００ｇの質量（０．９８１Ｎ重量）を、長さ２．２ｃｍのフックで試料から吊り下げた。トーチを点火し、炎の先端（初期には約１１５０℃の温度）が試料に影響を及ぼすと直ぐにタイマーを作動させた。試料が破壊したら直ぐに、又は３分経過後に（いずれかが最初に発生した時に）タイマーを停止し、時間の長さを示すために時間を記録した。浸食速度を、試料の元の厚さと、試料が破壊するのに要した時間又は３分に到達した時間とに基づいて計算した。

引張強度試験：ＡＳＴＭ Ｄ８８２－１２ 薄いプラスチックシートの引張特性に関する標準試験法の方法に従った。Ｉｎｓｔｒｏｎ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）製の加熱チャンバを有するＩｎｓｔｒｏｎ ５５６５を、グリップ間隙を５．０８ｃｍに設定して使用した。試料ストリップを幅２．５４ｃｍで切断した。試料装填と１５０℃でのセンサ温度のリセットとの間に３分間経過した。

準備的実施例１
３０ｃｍ×３０ｃｍの切断領域の１００％（重量で）のＯＰＡＮ １を、この繊維をＳａｎｔｅｘ ＡＧ製のＷａｖｅ－Ｍａｋｅｒシステムに通過させてカーディングし、１５０ｇｓｍのコアウェブを形成した。次いで、このコアウェブを、７５ニードル／列の２３列のニードルボードアレイを有するＤｉｌｏ Ｎｅｅｄｌｅ Ｌｏｏｍ，Ｍｏｄｅｌ ＤＩ－Ｌｏｏｍ ＯＤ－１ ６（Ｅｂｅｒｂａｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）に搬送した。これらの列は、パターンをランダム化するためにわずかにオフセットされている。ニードルは、Ｆｏｓｔｅｒ ２０ ３－２２－１．５Ｂのニードルであった。アレイは、機械方向の深さがおよそ１７．８ｃｍ、名目上の幅が６１ｃｍであり、ニードル間隔はおよそ０．７６ｃｍであった。ウェブを絡み合わせ圧縮するために、ニードルボードを９１ストローク／分で動作させた。ウェブ厚は１０ｍｍであった。

準備的実施例２
２０１８年５月２４日に公開された同一所有者のＰＣＴ国際出願第２０１８／０９３６２４号のＳｏｌ Ｍａｋｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ２及びＦｉｂｅｒ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ １に記載のプロセス及び技術によって、実質的に連続した繊維から作製された繊維状多結晶酸化物不織マット（ＰｏｌｙＸ不織マット１）を組み立て、ニードル加工した。より具体的には、Ｇｒｏｚ－ｂｅｃｋｅｒｔ ＵＳＡ（Ｆｏｒｔ Ｍｉｌｌ，Ｓｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）製のニードルタイプ１５×１８×３２×３ １／２ Ｕ３３３を装填したＦｅｌｔｌｏｏｍ（Ｓｈａｒｐｓｂｕｒｇ，Ｋｅｎｔｕｃｋｙ）製のニードルタッカーを使用して、緑色繊維ウェブを機械的に絡み合わせた。各試料をニードルタッカーに１回通過させた後、試料をひっくり返してから再び装置に通過させた。最終的なパンチング密度を計算すると約２５パンチ／ｃｍ^２であった。次に、ニードル処理した緑色繊維ウェブを焼成し、１２８５℃～１３００℃の焼結温度で焼結してセラミックマットにした。

準備的実施例３
２０１８年５月２４日に公開された同一所有者のＰＣＴ国際出願第２０１８／０９３６２４号のＳｏｌ Ｍａｋｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ２及びＦｉｂｅｒ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ １に記載のプロセス及び技術によって、実質的に連続した繊維から作製された繊維状多結晶酸化物不織マット（ＰｏｌｙＸ不織マット２）を組み立てた。しかしながら、マットを束縛させるためにニードリング技術を使用するのではなく、繊維が多孔質コレクタ上に堆積されるにつれて、シリコーン潤滑剤湿潤無機バインダーをマット上にコーティングした。次いで、繊維を焼成し、１２８５℃～１３００℃の焼結温度で焼結してセラミックマットにした。

比較例１：
厚さ０．８ｃｍのＯＰＡＮマット試料に、小規模バーンスルー試験を行った。結果を表２に示す。

比較例２：
厚さ０．５ｃｍのＨｉ－Ｌｏｆｔバーンスルー絶縁材試料に、小規模バーンスルー試験を行った。結果を表２に示す。

比較例３：
準備的実施例２の厚さ０．５ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット１試料に、小規模バーンスルー試験を行った。結果を表２に示す。

比較例４：
準備的実施例３の厚さ０．２７ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット２試料に、小規模バーンスルー試験を行った。結果を表２に示す。

実施例１：
準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブの３０ｃｍ×３０ｃｍの試料を、手作業で３０ｃｍ×３０ｃｍのＦＲ ＰＥＴスクリム上に接着剤で積み重ね、準備的実施例２の３０ｃｍ×３０ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット１を、ＯＰＡＮ１コアウェブ上に手作業で積み重ねた。厚さ１．６５ｃｍ、９００ｇｓｍの積層試料を所定寸法に切断し小規模バーンスルー試験を行った。結果を表２に示す。

実施例２：
準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブの３０ｃｍ×３０ｃｍの試料を、手作業で３０ｃｍ×３０ｃｍのＦＲ ＰＥＴスクリム上に接着剤で積み重ね、準備的実施例３の３０ｃｍ×３０ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット２を、準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブ上に手作業で積み重ねた。厚さ１．４ｃｍ、５２９ｇｓｍの積層試料を所定寸法に切断し小規模バーンスルー試験を行った。結果を表２に示す。

比較例５：
厚さ０．８ｃｍのＯＰＡＮマット試料に、１１００℃破壊強度試験を行った。結果を表３に示す。

比較例６：
厚さ０．５ｃｍのＨｉ－Ｌｏｆｔバーンスルー絶縁材試料に、１１００℃破壊強度試験を行った。結果を表３に示す。

比較例７：
準備的実施例２の厚さ０．５ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット１試料に、１１００℃破壊強度試験を行った。結果を表３に示す。

比較例８：
準備的実施例３の厚さ０．２７ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット２試料に、１１００℃破壊強度試験を行った。結果を表３に示す。

実施例３：
準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブの３０ｃｍ×３０ｃｍの試料を、手作業で３０ｃｍ×３０ｃｍのＦＲ ＰＥＴスクリム上に接着剤で積み重ね、準備的実施例２の３０ｃｍ×３０ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット１を、ＯＰＡＮ１コアウェブ上に手作業で積み重ねた。厚さ１．６５ｃｍ、９００ｇｓｍの積層試料を所定寸法に切断し、１１００℃破壊強度試験を行った。結果を表３に示す。

実施例４：
準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブの３０ｃｍ×３０ｃｍの試料を、手作業で３０ｃｍ×３０ｃｍのＦＲ ＰＥＴスクリム上に接着剤で積み重ね、準備的実施例３の３０ｃｍ×３０ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット２を、準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブ上に手作業で積み重ねた。厚さ１．４ｃｍ、５２９ｇｓｍの積層試料を所定寸法に切断し、１１００℃破壊強度試験を行った。結果を表３に示す。

比較例９：
厚さ０．８ｃｍのＯＰＡＮマット試料に、引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

比較例１０：
厚さ０．５ｃｍのＨｉ－Ｌｏｆｔバーンスルー絶縁材試料に、引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

比較例１１：
準備的実施例２の厚さ０．５ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット１試料に、引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

比較例１２：
準備的実施例３の厚さ０．２７ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット２試料に、引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

実施例５：
準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブの３０ｃｍ×３０ｃｍの試料を、手作業で３０ｃｍ×３０ｃｍのＦＲ ＰＥＴスクリム上に接着剤で積み重ね、準備的実施例２の３０ｃｍ×３０ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット１を、ＯＰＡＮ１コアウェブ上に手作業で積み重ねた。厚さ１．６５ｃｍ、９００ｇｓｍの積層試料を所定寸法に切断し、引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

実施例６：
準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブの３０ｃｍ×３０ｃｍの試料を、手作業で３０ｃｍ×３０ｃｍのＦＲ ＰＥＴスクリム上に接着剤で積み重ね、準備的実施例３の３０ｃｍ×３０ｃｍのＰｏｌｙＸ不織マット２を、準備的実施例１で組み立てたＯＰＡＮ１コアウェブ上に手作業で積み重ねた。厚さ１．４ｃｍ、５２９ｇｓｍの積層試料を所定寸法に切断し、引張強度試験を行った。結果を表４に示す。

上記の特許出願において引用された全ての参考文献、特許文献又は特許出願は、一貫した形でその全文が参照により本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照文献の一部と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先するものとする。前述の記載は、当業者が、特許請求の範囲に記載の開示を実践することを可能にするためのものであり、本開示の範囲を限定するものと解釈すべきではなく、本開示の範囲は特許請求の範囲及びその全ての等価物によって定義される。

Claims (9)

1. 複数の不燃性繊維を含む防火バリアと、
   前記防火バリアに結合された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備える防火物品であって、
   １１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を示す、及び／又は、１５０℃において少なくとも５ｋＰａの最小引張強度を示す、防火物品であって、
   前記防火バリアと前記受動的断熱材とを互いに結合するポリマーバインダーを更に含む、防火物品。
2. 前記ポリマーバインダーは、フルオロポリマーバインダーを含む、請求項１に記載の防火物品。
3. 複数の不燃性繊維を含む防火バリアと、
   前記防火バリアに結合された受動的断熱材であって、複数の非溶解性繊維を含む、受動的断熱材と、を備える防火物品であって、
   １１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を示す、及び／又は、１５０℃において少なくとも５ｋＰａの最小引張強度を示す、防火物品であって、
   前記防火バリアとは反対側の前記受動的断熱材の主表面にわたって延びる、又は前記受動的断熱材とは反対側の前記防火バリアの主表面にわたって延びる、スクリムを更に備える、防火物品。
4. 前記スクリムはポリエステルを含む、請求項３に記載の防火物品。
5. 前記不燃性繊維は、７００℃～２０００℃の範囲内の溶解温度を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の防火物品。
6. 前記不燃性繊維はアルミナシリケートを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の防火物品。
7. 前記非溶解性繊維は酸化ポリアクリロニトリルを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の防火物品。
8. 電気自動車用の電池コンパートメントであって、
   内側主表面及び外側主表面を有するコンパートメント壁であって、前記内側主表面がエンクロージャの少なくとも一部を提供する、コンパートメント壁と、
   前記内側表面上又は外側表面上のいずれかに配置された請求項１～７のいずれか一項に記載の防火物品と、を備える、電池コンパートメント。
9. 防火物品の製造方法であって、
   複数の不燃性繊維を含む防火バリアの外側表面上にポリマーバインダーをコーティングすることと、
   前記コーティングされた前記防火バリアを、複数の非溶解性繊維を含む受動的断熱材と接触させて配置することと、
   前記ポリマーバインダーを加熱して、前記防火バリアと前記受動的断熱材とを互いにラミネートして、前記防火物品に、１１００℃破壊強度試験において少なくとも１０秒の破壊時間を提供することと、を含む、方法。
   

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