KR20050096977A - 부착 표면을 가지는 방화 물품 - Google Patents

Abstract

바닥 또는 벽의 개구부를 방화하기 위한 방화 물품은 방화 물질, 방화 물질을 둘러싸는 엔클로져, 및 물품이 체결 표면에 반복적으로 결합되고 그로부터 제거되도록 하는, 엔클로져의 외부 표면에 제공된 부착 표면을 포함한다.

Description

부착 표면을 가지는 방화 물품{FIRESTOP ARTICLE WITH ATTACHMENT SURFACE}

본 발명은 일반적으로 벽, 바닥 및 천장의 개구부를 방화(fire stopping)하기 위한 방화 물품, 보다 구체적으로는 화재 발생 시에 개구부에 화재 방벽을 형성하는 작용을 하는 팽창성 물질로 충전된 파우치를 포함하는 방화 물품에 관한 것이다.

화재 및 연기가 구조물의 한 구획에서 다른 한 구획으로 퍼지게 되는 하나의 메커니즘은 벽, 바닥 및 천장의, 종종 관통부(through-penetration)라고 칭해지는 통로나 개구부를 통한 것이다. 그러한 개구부에는 예를 들어, 신호 및 전력 전송 케이블이 통과하는 케이블 접근 홀이 포함된다.

그러한 개구부를 통해 화재가 퍼지고 연기가 통과하는 것을 방지하기 위해 사용되는 현 방법들은, 관통 케이블의 윤곽을 따르도록 2개의 팽창성 시이트를 절단하고, 그것을 개구부의 각 외부 표면에 부착시키며, 각 시이트의 주변부를 따라 성형가능한 팽창성 퍼티의 비이드를 제공하는 것을 포함한다. 이 기술은 일반적으로 한 구획에서 다른 한 구획으로 화재가 번지는 것을 저지하고 연기가 통과하는 것을 방지함에 있어서는 만족스러우나, 장착이 노동집약적이고 시간소모적이다. 게다가, 이러한 식으로 제작된 방화재는 반복 재도입을 허용하지 않는다.

게다가, 종종 필로우(pillow) 또는 벽돌로 칭해지는 각종 백(bag)형 장치가 벽 및 바닥 용도들에서 관통부를 방화하기 위해 시중 입수가능하다. 필로우는 통상적으로 충전제 물질의 모양에 따르는 중합체성 필름으로 둘러싸인다. 벽돌은 통상적으로 부가적 필름 래핑이 없이 폴리우레탄 폼을 포함한다. 이 장치들은 약간의 압축 하에서 장치들 간의 압축 피트 또는 마찰에 의해 개구부에 고착된다. 압축 피트는 장치의 외부 표면이 낮은 마찰도를 가져, 장착 중에 서로 간에 미끄러져 지나가 용이하게 배치될 수 있도록 함을 요한다. 벽 용도들에서, 압축 피트는 중력이 영향을 거의 미치기 않기 때문에 잘 작용한다. 그러나 바닥 개구부에서, 장착 공정을 용이하게 하는 슬라이딩 표면은 거의 가장 작은 개구부에서 조립된 방화재가 처지기 쉽다. 게다가, 하나 이상의 장치가 개구부에서 제거되어, 관리를 수행하거나 개구부에 항목을 부가하거나 개구부로부터 항목을 제거하는 경우, 나머지 장치는 압축력이 경감되기 때문에 개구부를 통해 더욱 용이하게 빠져 나갈 수 있다. 그러한 장착들은 또한, 케이블 또는 기타 항목들이 개구부에 부가되거나 개구부로부터 제거될 필요가 있을 때, 완전히 제거되어 대체되어야 한다. 게다가, 바닥 용도들은 종종 개구부에서 팽창성 물질을 지지하고 이로써 백형 장치가 개구부를 빠져 나가는 것을 방지하기 위해, 2차 보강 구조물, 예컨대 플랫폼, 격자 또는 선반을 필요로 한다. 그러한 지지 구조물은 원하는 기능은 달성하나, 개구부를 방화하는 시간 및 비용에 있어 상당히 가중적이고, 개구부의 재도입을 방해한다.

따라서, 저비용이고, 장착이 용이하며, 개구부가 바로 재도입되도록 허용하며, 2차 지지 구조물의 필요없이 벽, 바닥 및 천장의 개구부를 효과적으로 방화할 수 있는, 바닥 및 천장의 관통부를 방화하기 위한 방화 물품이 당 산업계에서 필요하다.

발명의 개요

본 발명은 벽, 바닥 또는 천장의 개구부를 방화하는데 유용한 방화 물품을 제공한다. 방화 물품은 방화 물질, 및 물품이 관련 체결(mating) 표면에 반복적으로 부착되고 그 표면으로부터 제거되며 그 표면에 재부착되도록 배치된 부착 표면을 포함한다. 체결 표면은 관련 방화 물품의 부착 표면, 방화 관련 물품 자체의 외부 표면, 또는 개구부를 한정하는 표면일 수 있다.

부착 표면은 재체결가능한 미캐니컬 체결장치, 연신 이형 접착제, 접촉 반응성 체결장치, 또는 재배치가능한 접착제일 수 있다. 미캐니컬 체결장치는 후크 및 루프형 체결장치 또는 자기체결식 체결장치일 수 있다. 한 구현예에서, 부착 표면은 후크 및 루프형 체결장치를 모두 포함하는 재체결가능한 자기체결식 체결장치이다.

또 다른 한 구현예에서, 방화 물품은 방화 물질 부근에 배치된 엔클로져를 포함한다. 엔클로져는 중합체성 필름, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 직조 물질, 부직조 물질, 예컨대 종이, 스펀본드 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르, 또는 유연성의 적응가능한 내화성 물질로 형성될 수 있다. 한 특정 구현예에서, 엔클로져 자체는 후크형 체결 요소를 위한 체결 표면으로서 작용하는 루프형 특성을 가지는 물질로 형성된다.

방화 물질은 바람직하게 팽창성 물질을 포함하고, 또한 팽창성 물질, 단열 물질 및 흡열성 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 충전제 물질은 성형가능한 팽창성 퍼티일 수 있다.

또 다른 한 구현예에서, 방화 물질은 내부 단열 물질, 및 내부 물질의 적어도 일부분 주위에 배치된 팽창성 물질을 포함한다. 한 구현예에서, 단열 물질은 미네랄 울을 포함한다.

한 특정 구현예에서, 본 발명은 내부 단열 물질, 및 내부 물질의 적어도 일부분 주위에 배치된 팽창성 물질을 가지는 방화 물질, 방화 물질을 둘러싸는 중합체성 필름으로 형성된 엔클로져, 및 물품이 체결 표면에 반복적으로 결합되도록 배치된 후크 및 루프형 체결장치를 모두 갖는 재체결가능한 자기체결식 부착 표면을 포함하는, 바닥 또는 천장의 개구부를 방화하기 위한 방화 물품을 제공한다.

또 다른 한 측면에서, 본 발명은 방화 물질, 방화 물질을 둘러싸는 엔클로져, 및 물품이 체결 표면에 반복적으로 부착되도록 하는 엔클로져 상의 부착 표면을 포함하는 방화 물품을 제공하는 단계, 및 하나의 방화 물품의 부착 표면이 인접하는 방화 물품의 부착 표면에 결합시키면서 다수의 방화 물품들을 개구부에 배치하는 단계를 포함하는, 바닥 또는 천장의 개구부를 방화하는 방법을 제공한다.

본 발명은 하기와 같은 첨부 도면들을 참고로 하여 더욱 설명될 것이다:

도 1은 본 발명에 따른 방화 물품의 투시도이고;

도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 절단하여 취해진 단면도이며;

도 3은 본 발명의 두 번째 구현예의 투시도이고;

도 4는 도 3의 선 4-4를 따라 절단하여 취해진 단면도이다.

이제 도 1 및 2와 관련하여, 방화 물질 4, 방화 물질 4를 둘러싸는 임의적 엔클로져 6, 및 엔클로져 6의 외부 표면 10에 제공된 부착 표면 8을 포함하는 방화 물품 2가 도시된다.

엔클로져 6은 바람직하게 장착자가 방화 물질 4의 좋지 못한 성분들에 노출되는 것을 방지하거나 최소화하기 위해 방화 물질 4의 주위에 제공된다. 엔클로져 6은 또한 물품 2의 취급 및 장착을 용이하게 한다. 그러나 엔클로져 6은 필요로 되는 것이 아니기 때문에, 부착 표면 8이 방화 물질 4에 직접적으로 부착될 수 있음을 인식할 것이다.

엔클로져 6을 위해 적당한 물질에는 필름, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 형성된 중합체성 필름, 직조 물질 및 부직조 물질, 예컨대 스펀본드 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르가 포함된다. 바람직한 엔클로져 6은 적당한 중합체성 필름 물질, 예컨대 폴리에틸렌 필름으로 형성된 봉함된 백이다. 물품 2는 종종 엔클로져 6을 손상시킬 수 있는 콘크리트 또는 신더 블록과 인접하게 배치되기 때문에, 물품 2에는 내마모성을 제공하고, 그와 다르게는 물품 2가 장착 및 제거 공정 중에 손상되는 것을 방지하기 위해, 엔클로져 6의 외부 표면 10에 인접한 부가적 보강층(도시되지 않음)이 추가적으로 제공될 수 있다.

화재 유사 상태에 노출되기 전에, 엔클로져 6은 방화 물질 4을 둘러싸는 작용을 한다. 화재 또는 화재 유사 상태의 동안에, 방화 물질 4은 그것의 활성화 온도에 도달할 때, 확장하여 개구부를 막으며, 이로써 화재 및 연기가 개구부를 통과하는 것을 방지한다.

본 발명의 한 특징화 특성에 따라, 물품 2의 외부 표면 10은 물품 2가 바닥 또는 천장의 개구부 내에 재체결가능하게 고착되고 개구부에 배치된 다른 인접하는 물품에 재체결가능하게 첨부되도록 하는 부착 표면 8을 포함한다. 부착 표면 8은 물품의 전체 주변부에 물품 2의 한 말단에 인접하는 스트립으로 제공된다. 장착 중에, 부착 표면 10을 포함하지 않는 외부 표면 10은 바람직하게 먼저 개구부에 삽입되어, 부착 표면 10을 포함하는 물품 2의 부분이 개구부의 말단 부근에 남아있어, 나중에 물품을 분리하여 개구부로부터 하나 이상을 제거하기를 원하는 장착자에게 접근가능하게 된다. 그러나, 부착 표면은 물품 2의 전체 외부 표면 10, 또는 물품의 임의의 선택된 부분에 제공될 수 있고, 물품의 말단에 제한될 필요가 없음을 인식할 것이다. 물품 2는 손으로 수동 장착되거나, 퍼티 나이프와 같은 공구를 이용하여 장착될 수 있다.

도시된 부착 표면 8은 재체결가능한 다양한 미캐니컬 체결장치들을 나타내기 위한 것이며, 즉 일단 하나의 체결 요소가 체결 표면에 결합된 경우, 그것은 동일한 체결 표면 또는 또 다른 하나의 체결 표면과 다시 결합할 수 있는 성능을 파괴하지 않으면서 떼어내질 수 있다. 적당한 재체결가능한 체결장치의 예에는 후크 및 루프 체결장치 및 자기체결식 체결장치가 포함된다. 자기체결식 체결장치는 다수의 자기체결식 체결 요소들을 포함하고, 즉 체결 요소는 동일하거나 실질적으로 유사한 구조를 갖는 다른 체결 요소들을 서로 맞물리게 연합시킬 수 있다.

물품 2에 재체결가능한 부착 표면을 제공함으로써, 다수의 물품 2는 그것을 제 위치에 고정하는 2차 지지 구조물의 필요없이, 벽, 바닥 또는 천장의 개구부에 단단하게 배치될 수 있으나, 개별적 물품은 개구부를 통과하는 항목들, 예컨대 와이어 또는 케이블이 개구부에 부가되거나 개구부로부터 제거될 필요가 있는 경우, 바로 반복적으로 제거되고 대체될 수 있다. 이는 개구부의 재도입을 상당히 용이하게 한다. 게다가, 재체결가능한 부착 표면은 물품 2가 장착 중에 반복적으로 재배치될 수 있도록 한다.

적당한 체결장치는 다양한 형태를 가질 수 있음을 인식할 것이다. 한 예시적 유형의 체결장치에는 종래의 후크 및 루프 체결장치, 예컨대 U.S. 특허 No. 2,717,437(de Mestral) 및 U.S. 특허 No. 3,009,235(de Mestral)에 기재된 것들이 포함된다. 다른 적당한 체결장치들에는 U.S. 특허 No. 4,846,815(Scripps)에 기재된 헤드부가 있는 스템 또는 머쉬룸-앤드-루프가 포함된다.

한 바람직한 체결장치는 벨크로(Velcro) USA, Inc.(미국 뉴햄프셔주 맨체스터 소재)로부터 입수가능한 벨크로 옴니-테이프(VELCRO OMNI-TAPE) 브랜드의 체결장치이며, 이 장치는 동일 표면 상에 혼재된 후크와 루프를 모두 포함하는 자기체결식 체결장치이다. 이 체결장치는 자기체결식이기 때문에, 인접하는 장치에서의 동일한 유형의 체결 장치에 부착될 수 있다는 점에서 종래의 후크 및 루프 체결장치에 비해 이점을 제공한다. 즉, 그것은 부착을 형성하기 위해 다른 공조 표면을 필요로 하지 않는다. 이는 각 장치에 동일한 체결장치가 사용될 수 있도록 한다. 그와 대조적으로, 종래의 후크 및 루프 체결장치는 후크 표면이 루프 표면에 부착되거나, 루프 표면이 후크 표면에 부착되는 것을 요하며, 이로써 부착을 형성하기 위해 장착자 측에 부가적 주의를 요하게 된다. 벨코어 옴니-테이프 브랜드의 체결장치는 또한 자기 자체에 바로 부착되고, 단단한 부착을 형성하기 위해 상당한 부착력을 필요로 하지 않는다는 점에서, 많은 자기체결식 체결장치들에 비해 이점을 제공한다. 이는, 장치가 압축가능하고 단단한 부착을 형성하는데 필요한 힘을 발휘하는 것이 어려울 수 있기 때문에, 본 발명에 있어 특히 바람직하다.

다수의 연합 요소들을 이용하는 또 다른 군의 체결장치들은, 스템, 및 스템 끝의 확장된 영역 또는 헤드를 포함하는 고체 돌출부를 주로 가지는 것들이다. 정상적으로 이 체결장치들은 자기체결식으로서, 헤드 부분이 헤드들 간의 공간보다 직경 또는 단면이 크다. 이 유형의 체결장치들을 기재하고 있는 예시적 특허에는, 예를 들어, U.S. 특허 No. 2,499,898(Anderson); U.S. 특허 No.3,192,589(Pearson); U.S. 특허 No. 3,266,113(Flanagan, Jr.); U.S. 특허 No. 3,353,663(Kayser 등); U.S. 특허 No. 3,408,705(Kayser 등); 및 U.S. 특허 No. 5,097,570(Gershenson)이 포함된다.

U.S. 특허 No. 3,899,805(McMillan)은 헤드부가 있는 중공 돌출부의 사용을 교시한다. 이 유형의 체결장치는 스템의 가요화에 의한, 및/또는 감소된 단면적 또는 제한된 포켓인 상위 지정대(seat)에 맞춰진 확장된 영역을 포함한다. 이 유형의 체결장치의 결착은 체결장치가 착석될 때, 단일 또는 이중 스냅과 정상적으로 연합된다.

다수의 서로 맞물리는 고체 돌출부를 갖는 또 다른 한 유형의 체결장치가 U.S. 특허 No. 4,875,259(Appeldorn)에 기재되어 있다. 이 유형의 체결장치에서, 돌출부의 끝은 확장되지 않거나 헤드부가 있다. 결합은, 표면이 광학적으로 매끄러운 평면인 서로 맞물리는 돌출부의 접촉 표면들 간에 발생된 마찰력에 의해 생성된다. 이 군의 체결장치들의 부가적 예들은 U.S. 특허 No. 5,071,363(Reylek 등); U.S. 특허 No. 5,088,164(Wilson 등); U.S. 특허 No. 5,113,555(Wilson 등); 및 U.S. 특허 No. 5,201,101(Rouser 등)에서 찾아볼 수 있다. 웹을 관통하고 웹의 한 면에서 다른 면으로 연이어 교대하는 돌출부를 기재로 하는 한 체결장치가 U.S. 특허 No. 4,581,792(Spier)에 개시되어 있다. 이 체결장치는 용기에서 돌출부를 연합시켜 이형가능한 마찰 피트를 형성함으로써 기능한다.

대안적 한 구현예에서, 엔클로져 6 자체는 부착 표면 8에 제공되는 종래의 "후크"형 체결장치와 체결하는 "루프" 특성을 갖는 직조 또는 부직조 물질로 형성된다. 이러한 식으로, 부착 표면 8의 후크 체결장치는 엔클로져 6와 직접적으로 체결하고, 별도의 루프 체결장치가 필요하지 않다. 이 구성은, 후크 체결장치가 엔클로져 6의 임의의 노출된 표면과 체결할 수 있기 때문에, 물품이 개구부에 삽입될 때 체결 표면과 함께 쌍을 이룸에 있어 최대의 유연성을 제공한다.

부착 표면 8은 접착제 11로써 엔클로져 6의 외부 표면 10에 부착된다. 스티칭된 실을 이용하는 종래 재봉(sewing) 기술을 비롯한 다른 종래의 수단들도 또한 사용될 수 있다.

대안적으로, 부착 표면 8은 PCT 출원 공개 No. WO 96/24535 및 PCT 출원 공개 No. WO 94/21742에 개시되고 기재된 것들과 같은, 접촉 반응성 체결장치 층을 포함하는 비점착성 접착 시스템을 포함할 수 있다. 접촉 반응성 체결 층은 종이에 본질적으로 점착되지 않는 비점착성 층이고, 표적 표면을 갖는 체결 층의 다수의 체결 및 이형 사이클을 허용한다. 표적 표면은 바람직하게, 접촉 반응성 체결 층이 선택가능하고 일관되게 반복적인 낮은 90˚ 박리 강도 및 높은 전단 강도를 가지도록 하는 용해도 파라미터를 가진다. 바람직하게, 접촉 반응성 체결장치 층은 한 물질이 다른 물질에 현저하게 전달되거나 이동하지 않으면서, 많은 회수로 표적 표면에 대해 재사용될 수 있다. 접촉 반응성 체결장치 층의 한 이로운 특성은, 그것은 그것의 체결 특성을 유지/회복하기 위해, 예를 들어 이소프로판올 또는 비누 및 물로 세정가능하다는 것이다. 한 적당한, 시중 입수가능한 접촉 반응성 체결장치는 상표명 패스트본드(FASTBOND) 30 접촉 접착제로 3M 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 접촉 접착제이다.

방화 물질 4는 팽창성 물질 12의 제1층, 단열 물질 14의 내부 층 및 팽창성 물질 16의 제2층을 포함한다. 접착제 층 18 및 20은 제1 팽창성 층 12과 단열 물질 14의 사이, 또한 제2 팽창성 층 16과 단열 물질 14의 사이에 제공되어, 적층된 복합 구조를 형성한다. 적당한 접착제에는 감압성 접착제, 고온 용융 접착제 등이 포함된다. 대안적으로, 팽창성 층 12 및 16은 접착제를 이용하지 않고 단열 층에 직접적으로 코팅되거나 압출될 수 있다.

단열 물질 14의 내부 층은 바람직하게 명목상으로 4 파운드/ft³ 이상, 더욱 통상적으로는 명목상으로 6 파운드/ft³ 이상의 밀도를 가지는 부직조 섬유성 물질이다. 명목상으로 8 파운드/ft³ 이상의 밀도를 가지는 물질도 또한 사용될 수 있다. 단열 물질은 또한 바람직하게 약 1600℉ 이상의 온도까지 열 안정적이다.

적당한 단열 물질은 인조 유리질 섬유 및 임의적으로 5 내지 10 중량%의 유기 결합제를 포함하는 부직조 웹을 포함한다. 그 예에는 유리섬유, 미네랄 울, 내화성 세라믹 물질, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 이 물질은 저렴하고, 장착된 방화 장벽을 통한 열 이동을 효과적으로 감소시키는 양호한 열적 단열 값들을 가진다. 특별한 단열 물질의 선택은 개별적 물품 및 장착된 방화 시스템 모두와 관련된 수많은 인자들에 의해 좌우된다. 그 인자들에는 물품과 마무리된 시스템 모두에서의 섬유성 단열 물질의 총 양, 물질 비용, 건강 관심도, 및 장착 용이성이 포함된다.

섬유의 총 양은 통상적으로 물질의 밀도, 장착 중의 섬유 물질의 압축, 및 섬유 대 비섬유화 물질의 비에 의해 조절된다. 부직조 섬유성 웹은 섬유 대 바람직하게 "샷(shot)"으로도 칭해지는 비섬유화 물질의 비율이 높다. 샷이 보다 적은 물질은 보다 높은 단열 값을 가진다. 적당한 물질은 인조 유리질 섬유를 포함한다. 한 바람직한 단열 물질은 다른 부직조 섬유성 단열 물질에 비해 최소의 건강 관심도 및 낮은 비용을 가지는 것으로 인해 미네랄 울이다. 보다 바람직한 한 부직조 섬유성 단열 물질은 현무암으로 제조된 미네랄 울이다. 덜 바람직한 물질에는 광재로도 칭해지는 혼합 이산화물로 제조된 것들이 포함된다.

미네랄 울은 화재 중에 접하게 되는 온도에서 통상적으로 소결하기 때문에, 방화 장벽의 고온 측과 저온 측의 사이에서 물질이 비소결 상태에서 소결 상태로의 물질의 전진이 있다. 일반적으로, 물질이 소결할 때, 그것은 방화 물질로서 덜 효과적으로 된다. 그러므로 단열 물질의 적어도 일부분이 ASTM E814의 조건과 동등한 조건, 또는 화재 또는 화재 유사 상태에서 통상적으로 접하게 되는 조건에 노출될 때, 대략 1600℉ 미만으로 유지되는 것이 바람직하다. 게다가, 고온 측과 저온 측간의 방화재의 평균 온도가 약 1600℉ 미만인 것이 바람직하다. 단열 물질의 단열 값을 최대화함으로써 방화의 저온 측에서의 온도 상승을 최소화할 수 있다. 보다 높은 밀도 및/또는 보다 높은 섬유 대 샷 비를 갖는 웹의 선택은 웹의 단열 값을 증가시킨다.

게다가, 미네랄 울의 소결은 소결에 의해 일어나는 상당한 수축으로 인해 해롭다. 이는 단열 값, 및 물품과 장착된 시스템의 무결성을 감소시키는 효과를 가진다. 또한, 수축은 화재 방벽을 형성하기 위해 관통부에 배치된 인접하는 방화 물품들 사이에 형성되는 공극을 초래할 수 있다. 이 공극은 열, 화염 및 연기가 방화 장벽을 통과하도록 하는 경로를 제공한다.

한 바람직한 부직조 웹 물질은 파이브렉스 인설레이션(Fibrex Insulation) (미국 온타리오주 사르니아 소재)로부터 입수가능한 1260 보드 미네랄 울(BOARD MINERAL WOOL)이다. 유리질 섬유성 물질이 좋지 않은 용도들에서는, 적당한 물질이 3M 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 울트라 댐 4000 스트립스(ULTRA DAM 4000 STRIPS)이다.

팽창성 물질 12 및 16의 층은 바람직하게 팽창제, 안정화제 및 결합제를 포함한다. 한 바람직한 구현예에서, 팽창제는 실질적으로 흑연이 없다. 팽창성 물질은 충전제 및 유기 탄화 형성 성분을 포함할 수 있다. 한 적당한 팽창성 물질이 U.S. 특허 No. 5,476,891(Welna)에 기재되어 있다. 한 적당한 시중 입수가능한 팽창성 물질은 상표명 3M 파이어 배리어(FIRE BARRIER) FS-195 + 랩/스트립(WRAP/STRIP)으로 3M 컴퍼니로부터 입수가능한 유기/무기 내화성 탄성체의 시이트이다. 한 바람직한 시중 입수가능한 팽창성 물질은 상표명 이 피스(E FIS)로 3M 컴퍼니로부터 입수가능한 유연성의 팽창성 스트립이다.

도 2에서의 물품 2는 팽창성 물질 12 및 16의 층들 간에 끼워진 단열 물질 14의 부직조 웹과 함께 도시되어 있다. 그러나 다른 구성들도 가능하다. 예를 들어, 팽창성 물질 12 및 16은 섬유성 단열 물질 14를 완전히 둘러쌀 수 있다. 외부 표면에 팽창성 물질을 포함하도록 물품을 형성하는 것은, 화재 발생 시에 팽창성 물질이 팽창하여 인접하는 물품으로부터의 팽창성 물질과 접촉하도록 한다. 확장된 팽창성 물질은 접착성이기 때문에, 물품들이 조합되어, 화재 및 연기가 개구부를 통과하는 것을 방지하고 또한 2차 지지 구조물 또는 보강재를 사용하지 않으면서 ASTM E814의 호스 스트림 성분을 통과시키기에 충분한 미캐니컬 무결성을 갖는 장벽을 제공하는 구조적 장벽을 형성한다. 대안적으로, 단열 물질 14는 구성에서 생략될 수 있다.

방화 물품 2에 부착 표면 8을 제공함으로써, 본 발명의 방화 물품 2는 2차 보강재의 필요없이 벽, 바닥 및 천장의 개구부를 방화하는데 사용될 수 있고, 이로써 장착 시간을 감소시키고, 개구부로의 재도입을 용이하게 하고, 비용을 감소시키며, 장착의 복잡성을 감소시키고, 업무-위치 세부계획을 단순화하는 성능을 가진다.

본 발명의 또 다른 한 바람직한 특성은, 화재 또는 화재 유사 상태에서 접하게 되는 온도와 같은 고온에 노출될 때, 그것은 2차 보강재의 필요없이 ASTM E814의 호스 스트림 성분이 통과하도록 하는 접착 성질 및 응집 강도가 나타나게 한다. 2차 보강재의 필요는 시중 입수가능한 물질로부터 구성된 방화 시스템의 하나의 현저한 바람직하지 못한 특성이다.

방화 장벽이 종종 재도입되기 때문에, 엔클로져의 외부 표면이 상온에서 접착하지 않는 것이 바람직하다. 엔클로져가 상온에서 접착적 결합을 형성할 경우, 물품은 재도입 중에 손상될 수 있고, 이에 따라 재도입이 어려워지고, 고비용이 들며, 시간소모적이게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 물품은 단지 화재 또는 화재 유사 상태에서 접하게 되는 온도와 같은 비교적 높은 온도에 노출된 후에 접착/응집 성질을 나타내며, 그러한 온도에 노출되기 전에 바로 분리될 수 있다. 결합 형성 온도는 상온에서 접착/응집성이지 않은 팽창성 물질의 외부 층을 선택함으로써, 또는 팽창성 물질의 외부 표면에 외부 층(예컨대, 폴리에틸렌 필름)을 포함시킴으로써 조절될 수 있다. 전에 언급된 바와 같이, 외부 층은 바람직하게 방화 물질의 모양에 따르는 봉함된 백에 팽창성 물질을 쌈으로써, 제공될 수 있다.

방화 물질은 일반적으로 적어도 부분적으로 융제성이므로, 화재가 전진됨에 따라, 고온 측 부근의 물질은 그 효능을 소실한다. 결과적으로, 부직조 섬유성 내부 물질 및 팽창성 물질은 모두 그 효능을 융제 및 소실한다. 이는 응집 강도 및/또는 접착적 결합을 파괴하는 효과를 가진다.

2가지 접근법을 사용하여, 인접하는 물품들 간의 효과적 결합을 확실히 할 수 있다. 먼저, 결합이 비교적 낮은 활성화 온도에서 형성될 수 있고, 이로써 과잉 시에 화재 중에 융제할 수 있는 계면의 큰 단편을 커버할 수 있다. 대안적으로, 고온 측 또는 그 부근의 결합 영역이 형성되어, 응집/접착 성분이 점차적으로 융제되어 결합이 파괴됨에 따라, 저온 측으로 점차적으로 이동할 수 있다. 일반적으로, 팽창성 물질을 통한 결합선의 전진이 부직조 섬유성 웹을 통한 소결선의 전진보다 빠를 것이다. 응집/접착 성분이 탄화물을 형성하고, 이로써 물품의 결합을 보호하고 물품의 융제를 늦추는 것이 바람직하다. 탄화물은 결합과 동일한 위치를 차지할 수 있다.

팽창성 물질의 조성은 바람직하게, 비가교결합되거나 적은 정도로 가교결합될 수 있는 고분율의 열가소성 중합체를 포함한다. 열가소성 중합체는, 통상적으로 화재 시의 온도에서 점성 흐름을 행하기 때문에 바람직하다. 물질의 흐름은 물질이 부직조 섬유성 단열 물질을 관통하여 그것과 결합을 형성하도록 한다. 그러나 대부분의 열가소성 중합체의 흐름은 화재 유사 상태에서 지나치게 크다. 그러나, 열가소성 중합체의 점성 흐름 성질은 충전제의 첨가 및 열가소성 중합체의 가교결합에 의해 개질될 수 있다. 또한 적당한 충전제, 예컨대 삼수산화알루미늄(ATH)은 또한 조성물에 내화성을 부여한다. 적당한 중합체에는 폴리클로로프렌, 불소중합체, EVA 및 아크릴을 포함한다. 본래 난화성인 중합체가 특히 이 용도에 매우 적합하다.

본 발명의 팽창성 시스템은 중간 수준의 팽창도를 가진다. 팽창이 지나치게 큰 경우, 그것은 벽 (또는 바닥)을 파괴하거나 관통부를 강제로 빠져 나와, 이로써 불량이 될 수 있다. 게다가, 팽창성 방화 물질은 일반적으로 팽창 중 및 팽창 후에 더욱 연약해진다. 팽창 증가 및 그에 상응하는 밀도 감소로, 물질의 무결성이 지나치게 낮아 ASTM E814 호스 스트림 테스트를 통과할 수 없는 지점에 달하게 된다.

이제 도 3 및 4와 관련하여, 엔클로져 106 내에 포함된 방화 충전제 물질 104를 포함하는 본 발명에 따른 제2 방화 물품 102가 도시된다. 연신 이형 접착성 스트립 122가 물품 102의 한 측의 외부 표면 110에 제공되어, 물품이 벽, 바닥 또는 천장의 개구부 내에 제거가능하게 고착되고 개구부에 배치된 다른 인접하는 물품에 첨부되도록 한다. 접착성 스트립 122의 수 및 위치는 장착 위치의 특별한 필요에 따라 조정될 수 있다.

연신 이형 접착제는, 기재에 단단하게 부착될 수 있고 그 후에 연신에 의해 깨끗하게 제거될 수 있는 접착제이다. 적당한 연신 이형 접착성 테이프는 탄성 백킹, 매우 신장가능하고 실질적으로 비탄성인 백킹을 포함할 수 있거나, 고체의 탄성 감압성 접착제로 형성된 테이프일 수 있다. 적당한 연신 이형 테이프가 U.S. 특허 No. 4,024,312(Korpman), German 특허 No. 33 31 016, U.S. 특허 No. 5,516,581(Kreckel 등), 및 U.S. 특허 No. 6,231,962(Bries 등)에 기재되어 있다. 게다가, 연신 이형 접착성 테이프에는 U.S. 특허 No. 6,004,642(Langford)에 기재된 층들과 같은 분리가능한 층, 또는 PCT 국제 공개 No. WO 99/31193에 기재된 층들과 같은 재체결가능한 층이 포함될 수 있다. 상업용 연신 이형 접착성 테이프에는 3M(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)에 의해 상표명 코맨드(COMMAND)로 시판되는 제품, 및 테사 아게(tesa AG)(독일 함부르크 소재)에 의해 상표명 파워-스트립스(POWER-STRIPS)로 시판되는 제품이 포함된다. 이 제품들은 현재, 스트립의 한 말단이 제거 중에 스트립의 신장을 용이하게 하는 비접착성 당김 탭을 포함하는 개별 스트립들로서 제조된다. 스트립의 접착성 표면은 이형 라이너(도시되지 않음)로 부가적으로 보호될 수 있다.

물품 102의 장착을 용이하게 하기 위해, 연신 이형 접착성 스트립에 연신 이형 접착성 스트립의 접착성 표면을 커버하는 이형 라이너가 초기에 제공될 수 있다. 이형 라이너는 바람직하게 중복 관계로 그 자체에 후면으로 접혀, 연신 이형 접착성 스트립 라이너가 이형 라이너의 자유 말단에서 당김으로써 뒤로 이형되어 각 표면에서 제거될 수 있고, 한편 물품은 개구부 내에 고정된 위치에 유지된다. 이러한 방식으로, 이형 라이너는 물품이 개구부 내의 위치로 용이하게 미끄러져 들어가도록 하고, 일단 물품이 원하는 위치에 놓이면, 이형 라이너가 제거되어 물품이 인접하는 물품에 또는 개구부 자체에 접착식으로 결합될 수 있다.

대안적으로, 연신 이형 접착성 스트립 122는 일시적인, 재장착가능하거나 바로 제거가능한 접착제, 예컨대 3M 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 포스트-잇 노트(Post-It Note) 브랜드의 접착제로 대체될 수 있다. 물품에 재배치가능한 접착제를 제공함으로써, 물품은 개구부 내에 단단하게 배치될 수 있으나, 또한 물품을 손상시키지 않으면서 반복적으로 부착되고, 탈착되거나 대체될 수 있다.

엔클로져 106은 도 1 및 2에 대해 상기한 바와 같이, 종이, 플라스틱 및 직조 및 부직조 직물을 비롯한 다양한 물질들로, 또는 유연성의 적응가능한 내화성 물질로 형성될 수 있다. 적당한 내화성 물질에는 3M 파이어 배리어 FS-195 + 팽창성 스트립, 인터람 G-마트(INTERAM G-MAT) 팽창성 시이트, 또는 3M 넥스텔(NEXTEL) AF-10 직조 직물[이는 모두 3M 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능함]이 포함된다. 한 바람직한 내화성 물질은 스노우 필트레이션(Snow Filtration)(미국 오하이오주 웨스트체스터 소재)으로부터 입수가능한 리매이 스펀본드 웹(REEMAY Spunbond web) #2016과 같은 난화성 폴리에스테르 커버 웹으로 양면에 각기 적층된 인터람 G-마트이다.

방화 충전제 물질 104는 팽창성 물질, 단열 물질 및 흡열성 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 방화 충전제 물질은 성형가능한 팽창성 퍼티일 수 있다.

본 발명의 방화 물품의 설계에서, 자외선 조사 차단 층을 포함하는 것이 종종 바람직하다. 화재 시에, 방화재로 이동하고 방화재를 가로질러 이동하는 열의 상당 부분이 자외선 조사에서 비롯된다. 따라서, 자외선 조사를 차단하는 방화재는, 이와 달리할 경우 단열, 흡열성 흡수 또는 기타 수단들로 지연되어야 하는 열 이동을 최소화할 것이다.

따라서, 관통부를 가로질러 이동하는 열의 양을 감소시키고, 이로써 물품 102의 방화 특성을 향상시키기 위해, 엔클로져 106은 엔클로져 106의 내부 또는 외부 표면의 어느 하나에 인접하게 배치된 자외선 조사 차단 물질의 시이트(도시되지 않음)를 임의적으로 포함할 수 있다.

적당한 자외선 조사 차단 물질은 금속 호일을 포함한다. 한 바람직한 자외선 조사 차단 물질은 3M 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 입수가능한 넥스텔 플레임 스토핑 도트 페이퍼(NEXTEL FLAME STOPPING DOT PAPER)이다. 이 물질 및 기타 유리질 물질은 자외선 스펙트럼 조사의 상당부를 반사하고, 이에 따라서 자외선 조사 차단제로서 유용하다. 일부 예는 대부분의 화재들에서 접하는 온도들을 초과하는 융점의 추가적 이점을 가진다. 또한, 그것의 유연성/드레이프성은 많은 금속 호일보다 높다.

엔클로져 106은 자외선 조사 차단 물질에 인접하게 배치된 흡열성 물질의 시이트를 추가로 포함할 수 있다. 흡열성 물질의 시이트의 위치는 자외선 조사 차단 물질의 위치로 전환될 수 있다.

적당한 흡열성 화합물에는 휘발하거나, 시스템에 의한 열 에너지의 순(net) 흡취를 제공하는 식으로 주변 대기 또는 화재 방벽 물질 내에 존재하는 하나 이상의 다른 화합물과 반응하는, 하나 이상의 작은 분자들, 예컨대 암모니아, 이산화탄소 및/또는 물의 전개(evolution)로 통상적으로 열 분해하는 화합물들이 포함된다. 작은 분자 전개 또는, 흡열성 화합물의 구성요소의 실질적 휘발을 포함하는 경우들에서, 일부 열은 화재 방벽 물질, 및 화재 방벽 물질에 의해 보호하고자 하는 항목들로부터 운반 제거될 수 있다. 고체 흡열성 화합물은 고온 기체가 화재 방벽 물질을 이탈할 때 소실되는 열 에너지, 융합 열, 열 용량, 및 기화열의 각각으로부터 따로 기여할 수 있다. 바람직하게, 흡열성 화합물에 의해 생성되는 임의의 휘발성 기체는 연소성이 아니다.

적당한 흡열성 화합물에는 194 내지 2732℉ (90 내지 1500℃)에서 발열 분해 또는 연소없이 상 변화 또는 흡열성 반응을 제공하는 무기 물질이 포함된다. 예시적 화합물에는 삼수화 알루미늄(ATH), Al(OH)₃ 수화 붕산아연(ZnB₂O₄ ·6H₂O), 석고로도 알려진 황산칼슘(CaSO₄ ·2H₂O), 인산암모늄마그네슘(MgNH₄PO₄ ·6H₂O), 수산화마그네슘(Mg(OH)₂), 및 캡슐화 H₂O가 포함된다. 바람직한 흡열제에는 인산암모늄마그네슘 육수화물(MgO·2B₂O₃ ·9H₂O), 석고 및 MgHPO₄ ·3H₂O가 포함된다.

방화 충전제 물질 104는 다수의 개별 입자 104a, 104b 및 104c를 포함한다. 팽창성 충전제 물질은 팽창성 화합물을 포함하고, 대안적으로 단열 물질, 흡열성 화합물, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 팽창성 화합물은 가열 시에 원래 체적의 약 1.5배 이상으로 확장하는 것이다. 물품 102에 사용되는 팽창성 화합물의 양 및 유형은 특별한 최종 사용 용도, 방화하고자 하는 관통부의 크기, 및 물품 102의 크기에 의해 좌우될 것이다.

예시적 팽창성 화합물에는 팽창성 흑연, 예컨대 삽입(intercalated) 흑연 및 산 처리 흑연, 수화 알칼리 금속 규산염, 질석, 진주암, NaBSi, 유리 입자 내에 CO₂ 발포제가 혼입된 흑요석, 운모 및 이들의 혼합물이 포함된다. 팽창성 화합물은 바람직하게, 예를 들어 팽창성 물질의 시이트를 보다 작은 조각으로 쵸핑함으로써 형성될 수 있는 개별 입자들의 형태이다.

적당한 팽창성 흑연 물질에는 유카 카본(UCAR Carbon)(미국 오하이오주 클레브랜드 소재)으로부터 상표명 그라프카드(GRAFGUARD) 160 및 그라프카드 220으로 시중 입수가능한 산 삽입 흑연이 포함된다. 또 다른 한 적당한 팽창제는 3M 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 상표명 엔스판트롤 4BW 플러스(EXPANTROL 4BW PLUS)로 시중 입수가능한 과립형 수화 알칼리 금속 규산염 팽창성 조성물, 또는 3M 컴퍼니로부터 또한 입수가능한 쵸핑된 인터람 울트라 GS 팽창성 및 흡열성 화합물이다.

3M 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터 상표명 엔스판트롤 4BW 플러스로 입수가능한 과립형 수화 알칼리 금속 규산염 팽창성 화합물은 매우 조밀하고, 양호한 팽창성 성질을 가진다. 팽창성 흑연은 엔스판트롤 4BW 플러스 및 인터람 울트라 GS에 비해, 우수한 팽창성 성질 및 비교적 낮은 밀도를 가진다.

부가적 팽창성 화합물들이 U.S. 특허 No. 5,869,010(Langer), No. 5,476,891(Welna), No. 5,830,319(Landin), No. 5,523,059(Langer), No. 6,153,674(Landin), 및 No. 6,153, 668(Gestner 등)에 기재되어 있다.

엔클로져 106을 포함하는 것이 바람직하나, 엔클로져 106이 필수적이지는 않음을 주목한다. 따라서, 연신 이형 접착성 스트립 122는 방화 충전제 물질 104에 직접적으로 첨부될 수 있다.

물품 102의 하나 이상의 주요면 상의 외부 표면 110에 있는 연신 이형 접착성 스트립 122에 개구부로부터 바깥으로 연장되는 비접착성 당김 탭 122을 제공하여 스트립을 제거하기를 원하는 사용자에게 접근가능하도록 함으로써, 물품 102는 장착 중에 벽, 바닥 또는 천장의 개구부 내에 제 위치에 고착되고, 사용 중에 제 위치에 고정될 수 있으며, 케이블 또는 기타 항목이 개구부에 부가될 필요가 있는 경우, 노출된 비접착성 당김 탭을 통해 연관된 연신 이형 접착성 스트립(들)을 연신 이형하여, 이로써 상응하는 물품(들)을 이형함으로써, 선택된 물품을 용이하게 제거할 수 있다. 개구부로부터 항목을 부가 또는 제거하는 작업이 완료된 때, 새로운 연신 이형 접착성 스트립을 사용하여, 전에 제거되었던 물품을, 향후 연신 이형을 위해 접근가능하도록 개구부로부터 바깥으로 연장된 비접착성 당김 탭으로 다시 고착한다.

상기 설명된 본 발명의 개념에서 벗어나지 않는 한, 각종 변경 및 변형이 가해질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 제조될 수 있는 본 발명의 방화 물품은 입방형, 원통형, 구형 또는 불규칙 모양과 같은 각종 모양들을 가질 수 있음을 인식할 것이다. 게다가, 부착 표면은 물품의 특정한 최종 사용 용도 및/또는 모양에 따라 각종 패턴으로, 또한 다양한 커버 정도로 제공될 수 있다. 또한, 도 1 및 2에 나와 있는 부착 표면은 도 3 및 4에 나와 있는 물품과 함께 사용될 수 있다. 마찬가지로, 도 3 및 4에 나와 있는 연신 이형 접착성 스트립은 도 1 및 2에 나와 있는 물품과 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범주는 본원에 기재된 구성에 제한되어서는 안되며, 특허청구범위의 기재 및 그 구성의 동등범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (17)

1. (a) 방화 물질; 및

   (b) 방화 물품이 체결(mating) 표면과 반복적으로 결합되도록 배치된 부착 표면

   을 포함하는, 구획(partition)의 개구부를 방화(fire stopping)시키기 위한 방화 물품.
2. 제1항에 있어서, 상기 부착 표면이 후크 및 루프형 체결장치 중 하나 이상을 포함하는 방화 물품.
3. 제1항에 있어서, 상기 부착 표면이 후크 및 루프형 체결장치를 모두 포함하는 방화 물품.
4. 제1항에 있어서, 상기 부착 표면이 미캐니컬 자기체결식 체결장치를 포함하는 방화 물품.
5. 제1항에 있어서, 상기 부착 표면이 재체결가능한 미캐니컬 체결장치인 방화 물품.
6. 제1항에 있어서, 상기 부착 표면이 연신 이형 접착제를 포함하는 방화 물품.
7. 제1항에 있어서, 상기 부착 표면이 접촉 반응성 물질의 층을 포함하는 방화 물품.
8. 제1항에 있어서, 상기 부착 표면이 재배치가능한 접착제를 포함하는 방화 물품.
9. 제1항에 있어서, 상기 방화 물질 주위에 배치된 엔클로져를 추가로 포함하는 방화 물품.
10. 제9항에 있어서, 상기 엔클로져가 중합체성 필름으로 형성된 방화 물품.
11. 제9항에 있어서, 상기 엔클로져가 후크형 체결 요소를 위한 체결 표면으로 작용하는 루프형 특성을 갖는 물질로 형성된 방화 물품.
12. 제9항에 있어서, 상기 엔클로져가 유연성의 내화성 물질로 형성된 방화 물품.
13. 제1항에 있어서, 상기 방화 물질이 팽창성 물질을 포함하는 방화 물품.
14. 제1항에 있어서, 상기 방화 물질이 내부 단열 물질, 및 상기 내부 물질의 적어도 일부분 주위에 배치된 팽창성 물질을 포함하는 방화 물품.
15. 제13항에 있어서, 상기 단열 물질이 미네랄 울을 포함하는 방화 물품.
16. (a) 내부 단열 물질, 및 상기 내부 물질의 적어도 일부분 주위에 배치된 팽창성 물질을 포함하는 방화 물질;

    (b) 상기 방화 물질을 둘러싸는 중합체성 필름으로 형성된 엔클로져; 및

    (c) 방화 물품이 체결 표면과 반복적으로 결합되도록 배치된 후크 및 루프형 체결장치를 모두 포함하는 재체결가능한 자기체결식 부착 표면

    을 포함하는, 구획의 개구부를 방화하기 위한 방화 물품.
17. (a) (i) 방화 물질;

    (ii) 상기 방화 물질을 둘러싸는 엔클로져; 및

    (iii) 방화 물품이 체결 표면과 반복적으로 결합되도록 상기 엔클로져 상에 배치된 부착 표면

    을 포함하는 방화 물품을 제공하는 단계; 및

    (b) 하나의 방화 물품의 부착 표면을 인접하는 방화 물품의 부착 표면에 결합시키면서 다수의 방화 물품들을 개구부에 배치하는 단계

    를 포함하는, 구획의 개구부를 방화시키는 방법.