JPH0711053A - 耐火性複合材 - Google Patents
耐火性複合材Info
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- JPH0711053A JPH0711053A JP6103972A JP10397294A JPH0711053A JP H0711053 A JPH0711053 A JP H0711053A JP 6103972 A JP6103972 A JP 6103972A JP 10397294 A JP10397294 A JP 10397294A JP H0711053 A JPH0711053 A JP H0711053A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
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- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 初期煙発生および／または初期熱発生を低下
させた複合材料を提供する。 【構成】 複合材の全重量の４０−７５％の熱可塑性マ
トリックス素材、２０−５０％の強化ガラス繊維並びに
膨張させてないバーミキュル石および膨張させてない真
珠岩から成る群から選択された５−３０％の熱膨張性の
素材を含有する強化ポリマー組成物。
させた複合材料を提供する。 【構成】 複合材の全重量の４０−７５％の熱可塑性マ
トリックス素材、２０−５０％の強化ガラス繊維並びに
膨張させてないバーミキュル石および膨張させてない真
珠岩から成る群から選択された５−３０％の熱膨張性の
素材を含有する強化ポリマー組成物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐火性繊維強化複合材に
関し、かつ更に特に強化ガラス繊維および熱膨張可能な
素材を有する耐火性熱可塑性複合材に関する。
関し、かつ更に特に強化ガラス繊維および熱膨張可能な
素材を有する耐火性熱可塑性複合材に関する。
【０００２】
【従来の技術】強化素材を有する熱可塑性複合材および
固体ポリマーと強化素材の水性スラリーから繊維強化複
合材を作製するための方法は公知である。公開されたヨ
ーロッパ特許出願０，１４８，７６０および０，１４
８，７６１、ウエスリング等による１９８４年１月１７
日発行の米国特許４，４２６，４７０号およびガートワ
ード等による１９７３年２月１３日発行の米国特許３，
７１６，４４９号を参照すること。これらすべては参考
文献として本特許中に引用済みである。一般的にこれら
の強化ポリマー複合材は繊維、ポリマーおよび場合によ
っては結合材の一様な混合物を有しており、固体の融解
可能な有機ポリマー、強化材および場合によってはラテ
ックス結合材の希薄水性スラリーを作製することによっ
て製造される。
固体ポリマーと強化素材の水性スラリーから繊維強化複
合材を作製するための方法は公知である。公開されたヨ
ーロッパ特許出願０，１４８，７６０および０，１４
８，７６１、ウエスリング等による１９８４年１月１７
日発行の米国特許４，４２６，４７０号およびガートワ
ード等による１９７３年２月１３日発行の米国特許３，
７１６，４４９号を参照すること。これらすべては参考
文献として本特許中に引用済みである。一般的にこれら
の強化ポリマー複合材は繊維、ポリマーおよび場合によ
っては結合材の一様な混合物を有しており、固体の融解
可能な有機ポリマー、強化材および場合によってはラテ
ックス結合材の希薄水性スラリーを作製することによっ
て製造される。
【０００３】ここで開示する強化素材はグラファイト、
金属繊維、芳香族ポリアマイド、セルロースおよびポリ
オエレフィン繊維のような有機および無機の生成物を包
含しており、典型的には１／８ないし１インチ（約３．
２ないし２５．４ｍｍ）の長さを有する切断した硝子製
の撚り糸のようなガラス製繊維あるいは一般的に１／３
２ないし１／８インチ（約０．７９ないし３．２ｍｍ）
の長さを有する粉砕したガラス繊維を包含している。
金属繊維、芳香族ポリアマイド、セルロースおよびポリ
オエレフィン繊維のような有機および無機の生成物を包
含しており、典型的には１／８ないし１インチ（約３．
２ないし２５．４ｍｍ）の長さを有する切断した硝子製
の撚り糸のようなガラス製繊維あるいは一般的に１／３
２ないし１／８インチ（約０．７９ないし３．２ｍｍ）
の長さを有する粉砕したガラス繊維を包含している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法で製造した
これら複合材は熱発散および煙発散のためのＯＳＵ性能
テストで測定した水準の耐火性を示しているが、このよ
うな複合材の耐火性性能を改善する要望は相変わらず継
続している。
これら複合材は熱発散および煙発散のためのＯＳＵ性能
テストで測定した水準の耐火性を示しているが、このよ
うな複合材の耐火性性能を改善する要望は相変わらず継
続している。
【０００５】本発明の目的は改善した耐火性能を有する
複合材を提供することにあり、また本発明のその他の目
的は初期煙発生および／または初期熱発生の低い複合材
を提供することにある。
複合材を提供することにあり、また本発明のその他の目
的は初期煙発生および／または初期熱発生の低い複合材
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は熱可塑性マトリ
ックス素材、強化ガラス繊維、熱膨張可能な素材から成
る耐火性の熱可塑性の複合材を提供する。本発明におい
ては、その複合材を粒状形態の、固体で水に不溶性の、
熱融解性の有機ポリマー、強化ガラス繊維並びに真珠岩
粒状物およびバーミキュル石粒状物から成るグループか
ら選択された熱膨張可能な素材の希薄水性スラリーを作
製することから成る工程で製造する。熱可塑性マトリッ
クス素材は熱融解可能な有機ポリマーであり、かつ複合
材中で熱可塑性マトリックスとして働くのに十分な濃度
で存在しており、単に結合材として作用する濃度で存在
しているのではない。耐火性の熱可塑性複合材はＯＳＵ
性能テストで測定した結果では低いレベルの熱放散およ
び煙放散を示している。
ックス素材、強化ガラス繊維、熱膨張可能な素材から成
る耐火性の熱可塑性の複合材を提供する。本発明におい
ては、その複合材を粒状形態の、固体で水に不溶性の、
熱融解性の有機ポリマー、強化ガラス繊維並びに真珠岩
粒状物およびバーミキュル石粒状物から成るグループか
ら選択された熱膨張可能な素材の希薄水性スラリーを作
製することから成る工程で製造する。熱可塑性マトリッ
クス素材は熱融解可能な有機ポリマーであり、かつ複合
材中で熱可塑性マトリックスとして働くのに十分な濃度
で存在しており、単に結合材として作用する濃度で存在
しているのではない。耐火性の熱可塑性複合材はＯＳＵ
性能テストで測定した結果では低いレベルの熱放散およ
び煙放散を示している。
【０００７】本発明の耐火性の熱可塑性複合材は（ａ）
複合材の全量の４０ないし７５％、より好ましくはそ
の４０ないし６０重量％、最も好ましくはその４５ない
しは５５重量％の熱可塑性マトリックス素材、（ｂ）
複合材の全重量の２０ないし５０重量％、より好ましく
は３５ないし４５重量％、最も好ましくは３５ないし４
０重量％の好ましくは０．１０インチと１．０インチと
の間の長さを有する強化ガラス繊維、（ｃ） 複合材の
全重量の５ないし３０重量％、より好ましくはその５な
いし１５重量％、最も好ましくは１０ないし１５重量％
の濃度の真珠岩粒状物およびバーミキュル石粒状物から
成るグループから選択された熱膨張可能な素材からな
る。
複合材の全量の４０ないし７５％、より好ましくはそ
の４０ないし６０重量％、最も好ましくはその４５ない
しは５５重量％の熱可塑性マトリックス素材、（ｂ）
複合材の全重量の２０ないし５０重量％、より好ましく
は３５ないし４５重量％、最も好ましくは３５ないし４
０重量％の好ましくは０．１０インチと１．０インチと
の間の長さを有する強化ガラス繊維、（ｃ） 複合材の
全重量の５ないし３０重量％、より好ましくはその５な
いし１５重量％、最も好ましくは１０ないし１５重量％
の濃度の真珠岩粒状物およびバーミキュル石粒状物から
成るグループから選択された熱膨張可能な素材からな
る。
【０００８】熱可塑性マトリックス素材は好ましくはガ
ラス製の強化繊維より過剰の濃度で存在し、好ましくは
ガラス製の強化繊維は熱膨張可能な素材の濃度の少なく
とも二倍、例えばガラス繊維対熱膨張製の繊維の比が４
５：５と３５：１５との間、より好ましくは４０：１０
ないし３５：１５の間の比で存在する。好ましくは、複
合材を（１）好ましくは結合材を含有する水性媒体、
（２）粒状形態である熱融解性有機ポリマー、（３）強
化ガラス繊維および場合によっては（４）凝集剤を含む
方法によって製造する。
ラス製の強化繊維より過剰の濃度で存在し、好ましくは
ガラス製の強化繊維は熱膨張可能な素材の濃度の少なく
とも二倍、例えばガラス繊維対熱膨張製の繊維の比が４
５：５と３５：１５との間、より好ましくは４０：１０
ないし３５：１５の間の比で存在する。好ましくは、複
合材を（１）好ましくは結合材を含有する水性媒体、
（２）粒状形態である熱融解性有機ポリマー、（３）強
化ガラス繊維および場合によっては（４）凝集剤を含む
方法によって製造する。
【０００９】この方法では熱融解性の有機ポリマー粒状
物および強化繊維を含有する希薄水性スラリーを作製す
る。そのスラリーを攪拌し、その後に多孔質の支持体上
に一様に分散させ、湿ったマットを作製するために水切
りを行ない、その湿ったマットは場合によっては圧縮ロ
ールの間を通過させさらに乾燥させ、湿ったマットを一
連の加熱乾燥ロールの間を通過させて、乾燥マットを得
るようにし、場合によってはシリンダー上でロールに掛
けあるいは平板なシート状材料として保存する。その後
に製品に乾燥マットを加圧成形するような使用目的のた
めにその乾燥マットは種々の種類の処理を受ける。場合
によっては、結合材を希薄水性スラリー中に使用して、
ラテックス結合材の電荷とは反対の電荷を有するポリマ
ー性の凝集材を加えて攪拌中に凝集させる。適当な結合
材および凝集材は１９８４年１月１７日発行のウエスリ
ング（Ｗｅｓｓｌｉｎｇ）らの米国特許４，４２６，４
７０の中に示されており、この特許を本件中に参考文献
として引用している。本特許中で使用されている適当な
ラテックスは１９７７年１１月１日発行のギブス（Ｇｉ
ｂｂｓ）などによる米国特許４，０５６，５０１に記載
されているラテックスを包含しており、この特許を本件
中に参考文献として引用している。
物および強化繊維を含有する希薄水性スラリーを作製す
る。そのスラリーを攪拌し、その後に多孔質の支持体上
に一様に分散させ、湿ったマットを作製するために水切
りを行ない、その湿ったマットは場合によっては圧縮ロ
ールの間を通過させさらに乾燥させ、湿ったマットを一
連の加熱乾燥ロールの間を通過させて、乾燥マットを得
るようにし、場合によってはシリンダー上でロールに掛
けあるいは平板なシート状材料として保存する。その後
に製品に乾燥マットを加圧成形するような使用目的のた
めにその乾燥マットは種々の種類の処理を受ける。場合
によっては、結合材を希薄水性スラリー中に使用して、
ラテックス結合材の電荷とは反対の電荷を有するポリマ
ー性の凝集材を加えて攪拌中に凝集させる。適当な結合
材および凝集材は１９８４年１月１７日発行のウエスリ
ング（Ｗｅｓｓｌｉｎｇ）らの米国特許４，４２６，４
７０の中に示されており、この特許を本件中に参考文献
として引用している。本特許中で使用されている適当な
ラテックスは１９７７年１１月１日発行のギブス（Ｇｉ
ｂｂｓ）などによる米国特許４，０５６，５０１に記載
されているラテックスを包含しており、この特許を本件
中に参考文献として引用している。
【００１０】本発明は普通の固体状の熱融解性の有機ポ
リマーを必要としている。「熱融解性」とはポリマー粒
子は加熱下に変形することが可能であって、その結果単
一の構造に合体することができることを意味している。
熱融解性のポリマーは熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂で
あってもよい。本発明の熱融解性の有機ポリマー成分は
好ましくは疎水性の、水不溶性の付加重合ポリマーであ
る。これらのポリマーは粒状であり、粉末あるいは分散
状態にあってもよい。適当な熱融解性の有機ポリマーは
例えばポリエチレン、極めて分子量の高いポリエチレ
ン、塩素化ポリエチレン、ポリカーボネート、エチレン
とアクリル酸の二元ポリマー、ポリプロピレン、ナイロ
ン、フェニレンオキサイド樹脂、フェニレンサルファイ
ド樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエステル、アクリロ
ニトリル、ブタジエンおよびスチレンの三元ポリマー、
ポリビニルクロライド、ビニリデンクロライドの大量成
分と少なくとも１種の他のアルファ、ベータの不飽和の
共重合可能なエチレン性モノマーの少量成分の二元ポリ
マー、スチレンホモポリマーあるいは共重合体の付加お
よび縮合ポリマーを包含している。そのポリマー粒状物
は一般的には、また有利には１ないし４００μｍの範囲
内の粒径を持っている。ポリマーは一般的には乾燥固体
重量の約２０ないし８０重量％量使用する。特に好まし
い有機ポリマーは米国特許４，３２３，５３１の方法で
製造されたポリオレフィン粉末である。勿論、ポリマー
ブレンドを使用してもよい。
リマーを必要としている。「熱融解性」とはポリマー粒
子は加熱下に変形することが可能であって、その結果単
一の構造に合体することができることを意味している。
熱融解性のポリマーは熱可塑性あるいは熱硬化性樹脂で
あってもよい。本発明の熱融解性の有機ポリマー成分は
好ましくは疎水性の、水不溶性の付加重合ポリマーであ
る。これらのポリマーは粒状であり、粉末あるいは分散
状態にあってもよい。適当な熱融解性の有機ポリマーは
例えばポリエチレン、極めて分子量の高いポリエチレ
ン、塩素化ポリエチレン、ポリカーボネート、エチレン
とアクリル酸の二元ポリマー、ポリプロピレン、ナイロ
ン、フェニレンオキサイド樹脂、フェニレンサルファイ
ド樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエステル、アクリロ
ニトリル、ブタジエンおよびスチレンの三元ポリマー、
ポリビニルクロライド、ビニリデンクロライドの大量成
分と少なくとも１種の他のアルファ、ベータの不飽和の
共重合可能なエチレン性モノマーの少量成分の二元ポリ
マー、スチレンホモポリマーあるいは共重合体の付加お
よび縮合ポリマーを包含している。そのポリマー粒状物
は一般的には、また有利には１ないし４００μｍの範囲
内の粒径を持っている。ポリマーは一般的には乾燥固体
重量の約２０ないし８０重量％量使用する。特に好まし
い有機ポリマーは米国特許４，３２３，５３１の方法で
製造されたポリオレフィン粉末である。勿論、ポリマー
ブレンドを使用してもよい。
【００１１】強化繊維はガラス繊維を包含し、しかも長
さ１／８ないし１インチ（約３．２ないし２５．４ｍ
ｍ）の切断したガラス製の撚糸、約１／３２ないし１／
８インチ（約０．７９ないし３．２ｍｍ）の長さを有す
る粉砕したガラス繊維およびこれらの混合物のようなガ
ラス繊維から成り立っている。ガラス繊維は有利には加
熱して清浄にし、そのような繊維を衝撃特性を改善する
ために例えばポリオレフィン樹脂あるいは澱粉の薄いコ
ーテイングをすることによって相溶性を付与しても良
い。強化ガラス繊維は一般的には複合材の約２０ないし
約５０重量％含まれる。
さ１／８ないし１インチ（約３．２ないし２５．４ｍ
ｍ）の切断したガラス製の撚糸、約１／３２ないし１／
８インチ（約０．７９ないし３．２ｍｍ）の長さを有す
る粉砕したガラス繊維およびこれらの混合物のようなガ
ラス繊維から成り立っている。ガラス繊維は有利には加
熱して清浄にし、そのような繊維を衝撃特性を改善する
ために例えばポリオレフィン樹脂あるいは澱粉の薄いコ
ーテイングをすることによって相溶性を付与しても良
い。強化ガラス繊維は一般的には複合材の約２０ないし
約５０重量％含まれる。
【００１２】商品となる最終的な複合材を製造する方法
は先ず記述のようなマットを作製し、その後に熱可塑性
素材を融解するのに十分な温度にそのマットを加熱し、
固まったシートを最終製品に成形する。
は先ず記述のようなマットを作製し、その後に熱可塑性
素材を融解するのに十分な温度にそのマットを加熱し、
固まったシートを最終製品に成形する。
【００１３】本発明の複合材は場合によっては多くの他
の成分を含有していてもよい。例えば少ない量としては
二酸化珪素（ノヴァカイト）、ＣａＣＯ3 、ＭｇＯ、Ｃ
ａＳｉＯ3 （ウォラストナイト）および雲母のような充
填材１０−３３重量％を希望するならば本発明の複合材
料中に含有してもよい。顔料あるいは染料も半透明性に
するためにあるいは着色するために添加してもよい。酸
化防止材、ＵＶ安定化材、増粘材、発泡材、消泡材、殺
菌剤、電磁波吸収材などのような種々の化学品添加物を
使用してもよい。
の成分を含有していてもよい。例えば少ない量としては
二酸化珪素（ノヴァカイト）、ＣａＣＯ3 、ＭｇＯ、Ｃ
ａＳｉＯ3 （ウォラストナイト）および雲母のような充
填材１０−３３重量％を希望するならば本発明の複合材
料中に含有してもよい。顔料あるいは染料も半透明性に
するためにあるいは着色するために添加してもよい。酸
化防止材、ＵＶ安定化材、増粘材、発泡材、消泡材、殺
菌剤、電磁波吸収材などのような種々の化学品添加物を
使用してもよい。
【００１４】複合材は熱融解性のポリマー粒状物、強化
材、熱膨張性の素材および水をブレンドすること、スラ
リーを作るために攪拌し、連続マットを作るために水を
除き、乾燥し、熱可塑性樹脂を融解し、最終製品に成形
するシート状の複合構造を作るためにマットを加熱、加
圧して作製される。
材、熱膨張性の素材および水をブレンドすること、スラ
リーを作るために攪拌し、連続マットを作るために水を
除き、乾燥し、熱可塑性樹脂を融解し、最終製品に成形
するシート状の複合構造を作るためにマットを加熱、加
圧して作製される。
【００１５】この方法は好ましく、かつ好都合には、先
ず強化材が一様に分散するまで水中で攪拌し、その後に
熱融解性ポリマーを添加し、さらにこの間中攪拌を継続
することによって実施する。水、熱融解性ポリマー、強
化材さらに場合によってはラテックス結合材、凝集材の
スラリーはスラリーの全重量の好ましくは０．０１ない
し５重量％、より好ましくは０．０２ないし０．５重量
％の全固体含有量を持っている。
ず強化材が一様に分散するまで水中で攪拌し、その後に
熱融解性ポリマーを添加し、さらにこの間中攪拌を継続
することによって実施する。水、熱融解性ポリマー、強
化材さらに場合によってはラテックス結合材、凝集材の
スラリーはスラリーの全重量の好ましくは０．０１ない
し５重量％、より好ましくは０．０２ないし０．５重量
％の全固体含有量を持っている。
【００１６】シート−形成および脱水方法はシート鋳型
あるいはフォーディニアー（Ｆｏｕｒｄｉｎｉｅｒ）あ
るいはシリンダー機械のような慣用の紙製造装置を使っ
て実施してもよい。
あるいはフォーディニアー（Ｆｏｕｒｄｉｎｉｅｒ）あ
るいはシリンダー機械のような慣用の紙製造装置を使っ
て実施してもよい。
【００１７】マットを脱水シートに作製後に、シートを
加圧することによってあるいはカレンダーロールを通過
させることによってシートを濃密化することが好まし
い。マットの乾燥後に濃密化することはマットの引っ張
り強度および引き裂き強度を強化するために特に有用で
ある。マットの乾燥は室温での空気乾燥あるいは熱風乾
燥によって行なってもよい。
加圧することによってあるいはカレンダーロールを通過
させることによってシートを濃密化することが好まし
い。マットの乾燥後に濃密化することはマットの引っ張
り強度および引き裂き強度を強化するために特に有用で
ある。マットの乾燥は室温での空気乾燥あるいは熱風乾
燥によって行なってもよい。
【００１８】熱膨張可能な素材は膨張していない真珠岩
あるいは膨張していないバーミキュル石から選択され
る。熱可塑性複合材の厚さが最終的な複合材物品の実際
上の使用中に最低であるが、しかしながら熱膨張性素材
をその熱膨張温度に加熱するのに十分な炎と接触した後
に膨張する傾向を示すように膨張していない形態の真珠
岩あるいはバーミキュル石を使用することが重要であ
る。
あるいは膨張していないバーミキュル石から選択され
る。熱可塑性複合材の厚さが最終的な複合材物品の実際
上の使用中に最低であるが、しかしながら熱膨張性素材
をその熱膨張温度に加熱するのに十分な炎と接触した後
に膨張する傾向を示すように膨張していない形態の真珠
岩あるいはバーミキュル石を使用することが重要であ
る。
【００１９】ここで使用しているバーミキュル石という
用語は珪酸塩各層が約１０オングストロームの厚さを有
する格子構造の層にその特徴を有する岩石形成鉱物種の
グループを指している。その層中に存在する主な元素は
マグネシウム、アルミニウム、珪素および酸素であり、
各層はマグネシウム、カルシウムナトリウム、水素のよ
うなカチオンに会合した水分子の１層または２層だけ離
れている。層は基礎となる１０オングストローム単位の
層の厚さに比較してかなりの横方向の広がりを持ってい
る。ここに使用しているバーミキュル石という用語は従
って完全に、あるいは大部分バーミュキル石から成る鉱
物、あるいはバーミキュル石層を主な成分として含有し
ているハイドロビオタイト、クロライトバーミキュライ
ト（ｃｈｌｏｒｉｔｅ ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）のよ
うな混合層タイプの鉱石を包含しているが、モンモリロ
ナイトグループの鉱物を包含しない。適当なバーミキュ
ル石はＶＣＸの商標で市販しているＷ．Ｒ．グレース
（Ｇｒａｃｅ）＆会社から入手することができるバーミ
キュル石を包含している。典型的な膨張していないバー
ミキュル石は５０ないし６０ｌｂｓ／ｆｔ3 のバルク密
度、すなわち８０１ないし９６１ｋｇ／ｍ3 のバルク密
度を持っており、膨張後には４ないし１０ｌｂｓ／ｆｔ
3 、すなわち６４．１ないし１６０．２ｋｇ／ｍ3 のバ
ルク密度を持っている。フェライトセメンタイト間で共
晶である真珠岩が既述のように有用である。熱可塑性マ
トリックス素材の燃焼に耐えるためには、典型的な耐炎
熱可塑性複合材では高温エンジニエアリング熱可塑性あ
るいは熱硬化性物を使用するか、あるいは高濃度のハロ
ゲン化耐炎材を使用してもよい。本発明の熱可塑性複合
材はしかしながらこのましくは比較的に低いガラス転移
温度および／または熱ひずみ温度、および／またはバイ
カット（Ｖｉｃａｔ）軟化点温度を持っている熱可塑性
物を使用することが好ましい。熱ひずみ温度はＡＳＴＭ
Ｄ６４８−５６で測定しても良い。熱可塑性マトリッ
クスの熱ひずみ温度はＡＳＴＭ Ｄ６４８で測定した結
果、好ましくは２００℃より低く、更に好ましくは１７
０℃より低く、最も好ましくは１５０℃より低い。比較
的低温で軟化および／または融解する熱可塑性マトリッ
クス素材を利用する長所はその素材が一度十分に軟化し
た場合には、熱膨張可能な素材の膨張を許すことによっ
ておよび強化繊維のビルトインストレスを発散させるこ
とによってその素材が熱可塑性複合材の膨張を許し、そ
れによって強化ガラス繊維の膨らみを引き起こすことに
ある。これらの複合材は強い熱および炎にさらした後に
実質的な膨張を示し、かつ熱可塑性複合材物品の背後の
構造にある程度の保護を提供するのに有効な熱および炎
バリアーを提供する膨らみを示している。
用語は珪酸塩各層が約１０オングストロームの厚さを有
する格子構造の層にその特徴を有する岩石形成鉱物種の
グループを指している。その層中に存在する主な元素は
マグネシウム、アルミニウム、珪素および酸素であり、
各層はマグネシウム、カルシウムナトリウム、水素のよ
うなカチオンに会合した水分子の１層または２層だけ離
れている。層は基礎となる１０オングストローム単位の
層の厚さに比較してかなりの横方向の広がりを持ってい
る。ここに使用しているバーミキュル石という用語は従
って完全に、あるいは大部分バーミュキル石から成る鉱
物、あるいはバーミキュル石層を主な成分として含有し
ているハイドロビオタイト、クロライトバーミキュライ
ト（ｃｈｌｏｒｉｔｅ ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ）のよ
うな混合層タイプの鉱石を包含しているが、モンモリロ
ナイトグループの鉱物を包含しない。適当なバーミキュ
ル石はＶＣＸの商標で市販しているＷ．Ｒ．グレース
（Ｇｒａｃｅ）＆会社から入手することができるバーミ
キュル石を包含している。典型的な膨張していないバー
ミキュル石は５０ないし６０ｌｂｓ／ｆｔ3 のバルク密
度、すなわち８０１ないし９６１ｋｇ／ｍ3 のバルク密
度を持っており、膨張後には４ないし１０ｌｂｓ／ｆｔ
3 、すなわち６４．１ないし１６０．２ｋｇ／ｍ3 のバ
ルク密度を持っている。フェライトセメンタイト間で共
晶である真珠岩が既述のように有用である。熱可塑性マ
トリックス素材の燃焼に耐えるためには、典型的な耐炎
熱可塑性複合材では高温エンジニエアリング熱可塑性あ
るいは熱硬化性物を使用するか、あるいは高濃度のハロ
ゲン化耐炎材を使用してもよい。本発明の熱可塑性複合
材はしかしながらこのましくは比較的に低いガラス転移
温度および／または熱ひずみ温度、および／またはバイ
カット（Ｖｉｃａｔ）軟化点温度を持っている熱可塑性
物を使用することが好ましい。熱ひずみ温度はＡＳＴＭ
Ｄ６４８−５６で測定しても良い。熱可塑性マトリッ
クスの熱ひずみ温度はＡＳＴＭ Ｄ６４８で測定した結
果、好ましくは２００℃より低く、更に好ましくは１７
０℃より低く、最も好ましくは１５０℃より低い。比較
的低温で軟化および／または融解する熱可塑性マトリッ
クス素材を利用する長所はその素材が一度十分に軟化し
た場合には、熱膨張可能な素材の膨張を許すことによっ
ておよび強化繊維のビルトインストレスを発散させるこ
とによってその素材が熱可塑性複合材の膨張を許し、そ
れによって強化ガラス繊維の膨らみを引き起こすことに
ある。これらの複合材は強い熱および炎にさらした後に
実質的な膨張を示し、かつ熱可塑性複合材物品の背後の
構造にある程度の保護を提供するのに有効な熱および炎
バリアーを提供する膨らみを示している。
【００２０】好ましい熱可塑性素材はポリプロピレン、
芳香族ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート
から成る群から選択される。最も好ましい熱可塑性素材
はポリプロピレンである。バーミキュル石およびガラス
繊維の組合せはバーミキュル石の膨張後に熱の侵入に対
する改良されたバリアーをなしている。
芳香族ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート
から成る群から選択される。最も好ましい熱可塑性素材
はポリプロピレンである。バーミキュル石およびガラス
繊維の組合せはバーミキュル石の膨張後に熱の侵入に対
する改良されたバリアーをなしている。
【００２１】
【実施例】次の実施例は本発明を説明するが、その範囲
を制限することを意味するものではない。実施例
を制限することを意味するものではない。実施例
【００２２】
【表１】 表１はポリプロピレンを熱可塑性マトリックス素材に使
用した本発明の熱可塑性の組成物によって得られた改善
特性を示している。実施例Ａ、ＢおよびＣは比較例であ
る。実施例１ないし６は本発明を示す例であり、強化ガ
ラス繊維および熱膨張可能な素材（バーミキュル石）を
相当量含有している。ＯＳＵはオハイオ（Ｏｈｉｏ）州
立大学性能テストおよびＮＢＳは国立度量衡標準局の煙
試験を示している。
用した本発明の熱可塑性の組成物によって得られた改善
特性を示している。実施例Ａ、ＢおよびＣは比較例であ
る。実施例１ないし６は本発明を示す例であり、強化ガ
ラス繊維および熱膨張可能な素材（バーミキュル石）を
相当量含有している。ＯＳＵはオハイオ（Ｏｈｉｏ）州
立大学性能テストおよびＮＢＳは国立度量衡標準局の煙
試験を示している。
【００２３】ＬＴＥＶは膨張していない低温膨張可能な
バーミキュル石素材を示している。ＶＣＸは膨張させて
ないバーミキュル石素材を示している。
バーミキュル石素材を示している。ＶＣＸは膨張させて
ないバーミキュル石素材を示している。
【００２４】
【表２】 表２にはビスフェノールおよびフォスゲンから得られた
芳香族ポリカーボネートを使用する熱可塑性複合材が記
載されている。実施例ＤおよびＥは比較例であり実施例
７ないし１４は熱膨張可能な素材およびガラス強化繊維
両者から成る本発明の熱可塑性複合材を示している。
芳香族ポリカーボネートを使用する熱可塑性複合材が記
載されている。実施例ＤおよびＥは比較例であり実施例
７ないし１４は熱膨張可能な素材およびガラス強化繊維
両者から成る本発明の熱可塑性複合材を示している。
【００２５】
【表３】 表３は複合材中に熱可塑性マトリックス素材としてポリ
ブチレンテレフタレート樹脂を使用している実施例を示
している。実施例ＦおよびＧは比較例であり、実施例１
５ないし２２はガラス強化繊維および膨張させていない
バーミキュル石両者を含有する本発明を示す実施例であ
る。
ブチレンテレフタレート樹脂を使用している実施例を示
している。実施例ＦおよびＧは比較例であり、実施例１
５ないし２２はガラス強化繊維および膨張させていない
バーミキュル石両者を含有する本発明を示す実施例であ
る。
【００２６】本発明の組成物は２分間加熱およびピーク
熱発生のためのＯＳＵテストで測定した結果、熱量のレ
ベルの減少、および２分間煙およびピーク煙のためのＯ
ＳＵ煙テストで測定した結果、組成物の煙改善特性を示
していることに注意するべきである。以前のＮＢＳの煙
発生のための類似の結果も参照のこと。本発明の複合材
は２分間レベルでもピークレベルでも低い熱発生レベル
および低い煙発生レベルを示している。特性の改善はガ
ラス単独、あるいはバーミキュル石単独で得られたもの
であることに注意するべきである。
熱発生のためのＯＳＵテストで測定した結果、熱量のレ
ベルの減少、および２分間煙およびピーク煙のためのＯ
ＳＵ煙テストで測定した結果、組成物の煙改善特性を示
していることに注意するべきである。以前のＮＢＳの煙
発生のための類似の結果も参照のこと。本発明の複合材
は２分間レベルでもピークレベルでも低い熱発生レベル
および低い煙発生レベルを示している。特性の改善はガ
ラス単独、あるいはバーミキュル石単独で得られたもの
であることに注意するべきである。
【００２７】表１，２および３のガラス繊維は（１／
２）インチの長さおよび１６ミクロンの直径を有する。
２）インチの長さおよび１６ミクロンの直径を有する。
Claims (10)
- 【請求項１】 （ａ）複合材の全重量の４０ないし７５
％の熱可塑性マトリックス素材、（ｂ）複合材の全重量
の２０ないし５０重量％の０．１０インチと１．０イン
チとの間の長さを有する強化ガラス繊維および（ｃ）複
合材の全重量の５ないし３０重量％の真珠岩およびバー
ミキュル石粒状物から成るグループから選択された熱膨
張可能な素材を含有する耐火性の熱可塑性複合材。 - 【請求項２】 上記の熱可塑性マトリックス素材は１７
０℃より低い熱ひずみ転移温度を有している請求項１記
載の複合材料。 - 【請求項３】 上記の熱可塑性樹脂は芳香族ポリカーボ
ネート樹脂、ポリプロピレン樹脂およびポリブチレンテ
レフタレート樹脂から成る群から選択される請求項１記
載の複合材料。 - 【請求項４】 上記の膨張性素材は複合材の全重量の５
ないし１０重量％存在する請求項１記載の複合材。 - 【請求項５】 上記の樹脂がポリプロピレンである請求
項１記載の複合材。 - 【請求項６】 （ａ）複合材の全重量の４０ないし７５
％の熱可塑性マトリックス素材、（ｂ）複合材の全重量
の２０ないし５０重量％の０．１０インチと１．０イン
チとの間の長さを有する強化ガラス繊維および（ｃ）複
合材の全重量の５ないし３０重量％の真珠岩およびバー
ミキュル石粒状物から成るグループから選択された熱膨
張可能な素材から本質的になる耐火性の熱可塑性複合
材。 - 【請求項７】 上記の熱可塑性マトリックス素材は１７
０℃より低い熱ひずみ温度を有している請求項６記載の
複合材料。 - 【請求項８】 上記の熱可塑性樹脂は芳香族ポリカーボ
ネート樹脂、ポリプロピレン樹脂およびポリブチレンテ
レフタレート樹脂から成る群から選択される請求項６記
載の複合材。 - 【請求項９】 上記の膨張性の素材は複合材の全重量の
５ないし１０重量％存在する請求項６記載の複合材。 - 【請求項１０】 上記の樹脂がポリプロピレンである請
求項６記載の複合材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/066,354 US5344866A (en) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Fire resistant composites |
| US066354 | 1993-05-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711053A true JPH0711053A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=22068963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6103972A Withdrawn JPH0711053A (ja) | 1993-05-21 | 1994-05-18 | 耐火性複合材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5344866A (ja) |
| EP (1) | EP0625544A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0711053A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0877048A3 (en) * | 1997-05-09 | 1998-12-30 | Tokuyama Corporation | Fire resistant resin composition |
| KR20000018019A (ko) * | 2000-01-04 | 2000-04-06 | 전효철 | 합성수지와 질석 및 제오라이트(열팽창광물질)등을혼합하여 합성수지 혼합물의 제조방법 |
| EP1340728A4 (en) * | 2000-11-10 | 2009-11-11 | Mitsubishi Shoji Construction | BUILDING MATERIAL AND CONNECTION FOR THIS |
| USRE44893E1 (en) | 2004-03-26 | 2014-05-13 | Hanwha Azdel, Inc. | Fiber reinforced thermoplastic sheets with surface coverings |
| US20100105824A1 (en) * | 2006-11-03 | 2010-04-29 | World Minerals, Inc. | Polymer Compositions |
| CN101678635A (zh) | 2007-03-23 | 2010-03-24 | 世界矿物公司 | 金属化合物涂布的颗粒矿物材料、其制造方法和其用途 |
| US20100021718A1 (en) * | 2008-07-23 | 2010-01-28 | Sandra Fritz Vos | Thermoplastic composite material with improved smoke generation, heat release, and mechanical properties |
| US7790277B2 (en) * | 2008-09-20 | 2010-09-07 | The Boeing Company | Varied glass density reinforcement of composites |
| EP2602104A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-12 | EADS Deutschland GmbH | Fiber-reinforced composite material with improved fire resistance, and structural component made thereof |
| CN104761742B (zh) * | 2014-01-06 | 2018-05-29 | 财团法人工业技术研究院 | 预浸片与其形成方法 |
| DE102015107572A1 (de) * | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Svt Brandschutz Vertriebsgesellschaft Mbh International | Brandschutz für Halbzeuge oder Bauteile aus Faserverbundkunststoff |
| EP3371368B1 (en) | 2015-11-03 | 2021-03-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Paper tissue with high bulk and low lint |
| CN106630791B (zh) * | 2016-11-17 | 2019-01-25 | 同济大学 | 自防火水泥基复合材料 |
| RU2733957C1 (ru) | 2017-11-29 | 2020-10-08 | Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк. | Волокнистый лист с улучшенными свойствами |
| KR102299453B1 (ko) | 2018-07-25 | 2021-09-08 | 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. | 3차원 폼-레이드 부직포 제조 공정 |
| CN109456599A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-03-12 | 浙江研和新材料股份有限公司 | 一种防火膨胀及阻燃膨胀组合密封胶条 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3455850A (en) * | 1966-03-02 | 1969-07-15 | Mobay Chemical Corp | Fire-resistant polyurethane foam |
| GB1129757A (en) * | 1966-05-31 | 1968-10-09 | Wiggins Teape Res Dev | Method of producing a thixotropic liquid suspending medium particularly for the forming of non-woven fibrous webs |
| US4323531A (en) * | 1971-03-01 | 1982-04-06 | The Dow Chemical Company | Process for forming a plastic article |
| US3916057A (en) * | 1973-08-31 | 1975-10-28 | Minnesota Mining & Mfg | Intumescent sheet material |
| US4056501A (en) * | 1975-04-21 | 1977-11-01 | The Dow Chemical Company | Cationic structured-particle latexes |
| JPS53121894A (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-24 | Takiron Co | Structural material |
| DE2814814A1 (de) * | 1978-04-06 | 1979-10-18 | Basf Ag | Nichtbrennbarer daemmstoff |
| US4305992A (en) * | 1979-11-28 | 1981-12-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Intumescent sheet material |
| ATE22277T1 (de) * | 1980-07-11 | 1986-10-15 | Ici Plc | Faserige verbundstoffe sowie deren herstellung und verwendung. |
| US4426470A (en) * | 1981-07-27 | 1984-01-17 | The Dow Chemical Company | Aqueous method of making reinforced composite material from latex, solid polymer and reinforcing material |
| GB8312992D0 (en) * | 1983-05-11 | 1983-06-15 | Ici Plc | Poly(aryl ethers) |
| GB8400290D0 (en) * | 1984-01-06 | 1984-02-08 | Wiggins Teape Group Ltd | Fibre reinforced plastics structures |
| GB8400291D0 (en) * | 1984-01-06 | 1984-02-08 | Wiggins Teape Group Ltd | Fibre reinforced plastics sheets |
| GB8702011D0 (en) * | 1987-01-29 | 1987-03-04 | Dixon International Ltd | Fire-resistant composition |
| GB8705804D0 (en) * | 1987-03-11 | 1987-04-15 | Ici Plc | Fire-resistant composite materials |
| US5079280A (en) * | 1989-11-15 | 1992-01-07 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Low temperature expandable vermiculite and intumescent sheet material containing same |
-
1993
- 1993-05-21 US US08/066,354 patent/US5344866A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-05-11 EP EP94303399A patent/EP0625544A3/en not_active Withdrawn
- 1994-05-18 JP JP6103972A patent/JPH0711053A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0625544A2 (en) | 1994-11-23 |
| EP0625544A3 (en) | 1996-05-22 |
| US5344866A (en) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |