KR20060054385A - 내화성 직물 복합체, 매트리스 세트의 방화처리 방법, 및그 방법에 의해 방화처리된 매트리스 및 매트리스 세트 - Google Patents

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헤르만 한스 폴스텐
워렌 에프. 노프
윌리암 이. 3세 윤츠
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 매트리스의 방화에 사용하기 위한 직물 복합체, 방화처리된 매트리스 세트, 및 매트리스의 방화처리 방법에 관한 것으로서, 여기에서 직물 복합체는 (a) 희생 외부 티킹, (b) 희생 완충재 및 (c) 방화 직물을 차례로 포함하고, 방화 직물이 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때, 당 섬유 중량의 10% 이상을 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 셀룰로스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하는 부직포의 단일층이다. 이 직물 복합체로 방화처리된 매트리스 세트는, 캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 시험 시에 30분 이내에 150 킬로와트 미만, 바람직하게는 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율, 및 10분 이내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가진다.
매트리스의 방화, 직물 복합체, 방화처리된 매트리스 세트, 매트리스의 방화처리 방법

Description

내화성 직물 복합체, 매트리스 세트의 방화처리 방법, 및 그 방법에 의해 방화처리된 매트리스 및 매트리스 세트 {Fire Resistant Fabric Composite, Process for Fire-Blocking a Mattress Set, and a Mattress and Mattress Set Fire-Blocked Thereby}
본 발명은 매트리스의 방화에 사용하기 위한 직물 복합체, 방화처리된 매트리스 세트, 및 매트리스의 방화처리 방법에 관한 것이다. 그러한 매트리스 세트는 캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 시험 시에 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율, 및 10분 이내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가진다.
캘리포니아주는 가구, 호텔 및 기관 화재로 인한 사상자의 수를 감소시키기 위한 시도로 매트리스 및 매트리스 세트의 화염성을 규제하고 감소시키는 것을 주도해왔다. 특히, 캘리포니아주 소비자 보호국의 가구 및 단열 사무국(Bureau of Home Furnishings and Thermal Insulation of the Department of Consumer Affairs of the States of California)는, 매트리스 세트의 화염성 성능을 정량화하기 위해 기술 회보 603 "주거용 매트리스/박스 스프링 세트의 큰 개방 화염에 대한 내성에 대한 요건 및 시험 절차(Requirements and Test Procedure for Resistance of a Residential Mattress/Box Spring Set to a Large Open-Flame)"을 발행하였다.
매트리스는 정상적으로 완충재에 의해 덮여 있는 매트리스 코어를 함유하고, 그 완충재는 다시 외부 직물 티킹으로 덮여 있다. 대부분의 완충재는 개방 화염에 노출 시에 연소하게 되는 폼(foam) 또는 섬유 물질로 제조된다. 폼 쿠션, 특히 비행기 시트를 방화처리하는 한 유용한 방법이 미국 특허 No. 4,750,443(Baustein 등)에 개시되어 있고, 이 방법에서 폼을 내장(encasing)하기 위해 시트의 커버 직물 아래에 내화염성 직물의 3 내지 7개 층들이 사용된다. 항공기 시트 화염성 시험 방법에 따라 필요한 정도로, 이 방화처리된 쿠션은 쿠션에 대해 충돌하는 화염 제트를 견디고, 전체 쿠션이 화염에 의해 뒤덮히거나 화염 제트 제거 후에도 계속 연소하는 것을 방지한다.
미국 특허 No. 6,132,476; No. 6,547,835; 및 No. 5,609,950은 증가된 내화염성을 갖는, 고유하게 내화염성인 섬유 및 셀룰로스성 섬유의 직물 블렌드를 개시하고 있고, 여기에서 직물은 예를 들어, 염색 단계에서 첨가제로 첨가되는 하나의 부가적 화재지연제를 함유할 수 있다. 이 참고문헌들에 개시된 내화염성 셀룰로스 섬유는, 저함량의 무기 물질로 인해 고온에 노출 시에 당 섬유 중량의 적당한 퍼센티지를 보유하지 않는다.
매트리스는 지지감 및 안락감이라는 소비자의 첫인상에 의해 시판되므로, 매트리스는 정상적으로 매트리스 코어 내에 임의의 지지 폼에 부가하여, 표면 완충 효과를 제공하는, 경밀도 섬유상 배팅 또는 폼, 또는 양자의 조합물로 제조된 완충재를 함유한다. 이 촉각적 완충 효과는 소비자에 의해 매우 요망된다. 완충재는 정상적으로 스티칭되고, 매트리스 코어 위에 베개와 같이 작용하여, 매우 촉각적인 완충을 제공하며, 그 유형은 매트리스 전반에 걸쳐 손으로 간단히 대거나 굴림으로써 바로 인식될 수 있다. 비행기 시트에 사용되는 것과 유사한 방식으로 방화 직물로, 매트리스 내의 모든 화염성 물질을 내장하기 위한 시도, 즉 적당한 방화층을 티킹 아래에 삽입하여 모든 배팅 및(또는) 폼을 내장하는 시도는, 완충재를 압착하고 누르며, 완충 효과를 상당히 제한하여, 매트리스에 불량한 초기 촉각적 미학성을 제공한다. 부가적으로, 다중 방화층의 사용은 또한 딱딱함을 부여하거나, 매트리스 코어의 부여를 제지할 수 있으며, 이는 전반적 안락감에 영향을 준다. 그러므로, 완충재의 촉각적 미학성을 비롯한, 매트리스의 우수한 초기 미학성을 보유하면서 매트리스를 방화처리하는 방법이 필요하다.
<발명의 개요>
본 발명은 희생 외부 티킹, 희생 완충재 및 방화 직물을 차례로 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 직물 복합체로서, 방화 직물이 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때, 당 섬유 중량의 10% 이상을 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 셀룰로스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하는 부직포의 단일층인 직물 복합체에 관한 것이다. 본 발명의 한 구현예에서, 셀룰로스 섬유는 규산을 함유하는 비스코스 섬유이고, 내열성 섬유는 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유이며, 비스코스 섬유 (X) 및 내열성 섬유 (Y)는 방정식:
Y ≥ -0.14X + 1.4
로 표현되는 중량비로, 방화 직물 내에 존재한다.
본 발명은 또한 매트리스 및 매트리스 받침대를 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스 세트로서, 매트리스가 직물 복합체 및 매트리스 코어를 포함하고, 직물 복합체가 i) 희생 외부 티킹, ii) 희생 완충재 및 iii) 단일층 방화 부직포를 차례로 포함하고, 매트리스 받침대는 단일층 방화 부직포 및 지지체 구조를 포함하며, 매트리스 세트가, 캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 시험 시에 30분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율, 및 처음 10분 내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가진다. 한 구현예에서, 매트리스 세트는, 캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 시험 시에 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율, 및 처음 10분 내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가진다.
본 발명은 또한 매트리스 내에 완충재와 매트리스 코어 사이에 방화 직물을 혼입하는 것을 포함하는, 티킹, 완충재 및 매트리스 코어를 차례로 갖는 매트리스의 방화처리 방법으로서, 방화 직물이 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때, 당 섬유 중량의 10% 이상을 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 셀룰로스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하는 부직포의 단일층인 방법에 관한 것이다.
<도면의 간단한 설명>
도 1은 본 발명의 직물 복합체를 단순화 방식으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 사용되는 방화 직물을 위한 조성의 범위를 도시한다.
도 3은 본 발명에 사용되는 방화 직물을 위한 조성의 바람직한 범위를 도시한다.
도 4는 본 발명의 방화처리된 매트리스의 단순화된 단면도를 도시한다.
도 5는 직물 복합체, 완충 폼 및 매트리스 내장물을 단순화 방식으로 보여주는, 본 발명의 방화처리된 매트리스의 절단(cut-away) 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 방화처리된 받침대의 한 가능한 구현예의 단순화된 단면도를 도시한다.
도 7은 상이한 직물 상단면을 갖는 본 발명의 방화처리된 받침대의 한 가능한 구현예의 단순화된 단면도를 도시한다
도 8은 본 발명의 매트리스 및 매트리스 세트의 연소 성능을 시험하기 위해 사용되는 버너, 매트리스 및 받침대의 배치를 단순화 방식으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 매트리스 및 매트리스 세트를 연소하기 위해 사용되는 버너의 배치의 오프셋을 단순화 방식으로 도시한다.
<발명의 상세한 설명>
본 발명은 매트리스와 함께 사용하기 위한 직물 복합체에 관한 것이다. 이 직물 복합체는 본 발명의 매트리스가 본질적으로 방화층을 함유하지 않은 매트리스와 거의 동일한 촉감을 가지도록 확실히 하는, 퀼팅된 베개 표면 또는 기타 유연성의 변형가능한 표면과 같이, 각종 외부 표면 효과가 매트리스에 대해 창출될 수 있도록 한다.
본 발명은 또한 직물 복합체가 혼입된 방화처리된 매트리스에 관한 것이다. 직물 복합체는 외부 직물 티킹, 완충재 및 방화 직물을 차례로 포함한다. 희생 외부 티킹 및 희생 완충재와 관련하여 사용되는 용어, 희생 직물은 화염에 노출될 때의 직물의 연소 능력을 나타낸다. 화재지연성 화학물질이 희생 직물에 도입될 수 있을지라도, 그러한 혼입은 필수적이지 않다. 티킹 및 완충재는, 매트리스가 연소 시에 희생 층이 된다. 즉, 그것은 매트리스가 화염에 노출 시에 연소되게 된다. 본 발명의 발명자들은 그러한 물질이, 티킹 및 완충재에 따른 입수가능한 연료의 양이 제한되고 방화 직물이 적당한 물질로 구성되는 한, 연소될 수 있음을 밝혀 내었다. 방화 직물은 매트리스 세트가 연소될 때, (1) 충돌 화염 및 연소 배팅 및 티킹으로부터 매트리스 코어를 안에 있는 임의의 폼과 함께 보호하고, (2) 매트리스의 표면을 따라 화염이 퍼지는 것을 저지하는 등을 비롯한 특정 기능들을 수행한다. 직물 복합체에 대한 사실상의 구성 기술은, 티킹이 외측면에 있고, 완충재가 중심에 있으며, 그 다음에 방화 직물이 있도록 하는 순서로 물질들이 조립되는 한, 중요하지 않다. 바람직하게, 직물 복합체는 분리된 단계로 제조된 후, 매트리스 코어 상에 배치되거나 매트리스 코어에 부착될 수 있으나, 개별 층이 매트리스 코어 상에 따로 배치된 후, 매트리스 코어 상에 조립될 수도 있다.
본 발명은 또한 매트리스 및 매트리스 받침대를 포함하는, 개방 화염에 내성인 매트리스 세트로서, 매트리스가 직물 복합체 및 매트리스 코어를 포함하고, 직물 복합체가 희생 외부 티킹, 희생 완충재 및 단일층 방화 부직포를 차례로 포함하는 매트리스 세트에 관한 것이다. 매트리스 받침대는 또한 직물 복합체도 포함할 수 있다. 매트리스 세트는 캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 시험 시에 시험의 처음 30분 이내에 150 킬로와트 미만, 바람직하게는 시험의 처음 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율을 가진다. 부가적으로, 매트리스 세트는 기술 회보 603에 따라 시험 시에 10분 이내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가진다.
직물 복합체
도 1은 개별 부분들을 비례에 맞도록 그리지 않고, 명확히 나타내고자 확장하여 그린, 본 발명의 직물 복합체의 컷아웃을 단순화하여 나타내는 것이다. 티킹 11이 완충재 12와 조합된 직물 복합체 10이 나와 있다. 방화 직물 14이 완충재에 인접해 있다. 이 도면은 티킹 및 완충재에서 베개가 있는 표면을 형성하는 스티치 15를 갖는 퀼트형 패턴을 도시한다.
희생 티킹
직물 복합체 10의 외부 표면은 티킹 11에 의해 덮여 있다. 그러한 직물은 정상적으로 임의의 제직수를 이용하는 매우 내구성있는 직포(woven fabric) 또는 편포(knitted fabric)이고, 2 내지 8 온스/제곱야드(68 내지 271 그램/제곱미터) 범위의 기초 중량을 가지는 경향이 있다. 통상적 티킹 직물은 면, 폴리에스테르 섬유 또는 레이온 섬유를 함유할 수 있으나, 이들에 제한되지는 않는다. 티킹은 정상적으로 완충재 및 방화 직물에 스티칭되어, 직물 복합체 또는 매트리스의 외부 표면 상에 베개와 같은 돌출부를 만드는 퀼트상 영역을 만든다. 부가적으로, 매트리스의 에지에 있는 티킹 및(또는) 직물 복합체의 솔기(seam)는 테이핑되고 재봉되어, 이 영역에 부가 솔기 강도를 제공할 수 있다. 솔기에서 티킹을 스티칭하는데 사용되는 재봉실, 및 에지 테이프에 사용된 물질이 내화염성 물질로 제조되는 것이 바람직하다. 스티칭에 바람직한 내화염성 물질은 아라미드 섬유로 제조된 아라미드 실이고, 바람직한 아라미드는 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드)이다.
희생 완충재
본 발명의 직물 복합체 10은 완충재 12를 함유하여, 부가적 초기 안락감을 제공한다. 이 완충재는 매트리스 코어에서 임의의 지지 폼에 부가되는 것이다. 완충재는 소비자에 의해 매우 요망되는 표면 효과를 제공하는, 하나 이상의 경밀도 섬유상 배팅 또는 폼, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 배팅 및(또는) 폼은 티킹 아래에 베개처럼 작용하여, 매우 촉각적인 완충을 제공하며, 그 유형은 매트리스 전반에 걸쳐 손으로 간단히 대거나 굴림으로써 바로 식별될 수 있다. 제한하고자 하는 것은 아니나, 완충재가 섬유상 배팅인 경우, 그러한 배팅은 예를 들어, PCT 공보 WO 2003049581에 개시된 수직으로 주름진 구조, 또는 예를 들어 미국 특허 No. 3,118,750에 개시된 섬유의 배팅을 포함할 수 있다.
완충재는 직물 복합체에 잠재적 연료를 첨가하고, 직물 복합체에 사용된 완충재의 최대 허용가능한 기초 중은 수많은 파라미터들에 의존한다. 완충재의 연소열 및 연소율은 이 파라미터들 중 가장 중요하다. 베딩(bedding) 산업에서 널리 사용되는 통상적 폴리에스테르(PET) 배팅에 있어, 연소열은 약 21.6 메가주울/킬로그램이다(제V/113면, "Handbook of Polymers" 제4판, John Wiley & Sons, Inc. 1999). 표준 트윈 사이즈 매트리스에 있어, 상단 패널은 약 2.4 제곱야드(2.6 제곱 미터)이고, 상단 패널 상의 1 온스/제곱피트(305 그램/제곱미터) 폴리에스테르 배팅의 총 연소열은 약 13.25 메가주울이다. 상단 패널 상의 연소 패턴은 통상적으로 상단 패널 상의 완충층이 시험 처음 30분 이내에 완전히 소비되는 비율로 버너의 위치에서 바깥쪽으로 방사된다. 상기 관찰 및 사실로부터, 열방출율이 대략 0에서 시작하여 시간에 따라 직선형으로 증가하는 열방출의 간단한 모델의 결과가 얻어진다. 이 가정들 내에서, 하기 표가 산출될 수 있다.
표 1
매트리스 내의 폴리에스테르 배팅에 대한 열방출 연산값
PET 기초 중량 oz/ft2 PHRR, kW THR(10 분), MJ THR(30 분), MJ
1 14.8 1.5 13.3
2 29.5 2.9 29.5
4 59.0 5.9 53.0
6 88.5 8.8 88.5
10 147.6 14.7 132.5
12 177.1 17.7 159.1
PHRR-피크 열방출율
THR-총 열방출
표 1은 다른 모든 열 원들의 부재 하에, 통상적 완충층의 최대 허용가능한 기초 중량이 약 10 oz/yd2(339 g/m2)임을 보여준다. 이는 130 MJ/yd2(155 MJ/m2)의 총 연소열에 상응한다. 이 값을 초과하면, 피크 열방출율은 허용가능한 최대값 150 kW을 초과할 것으로 예측된다. 그러므로, 희생 완충층 및 임의의 티킹의 총합 연소열이 약 130 MJ/yd2(155 MJ/m2)을 초과해서는 안된다. 섬유 배팅이 한 예로서 사용되었으나, 완충층이 폼, 또는 폼 및 섬유 배팅의 조합물인 경우에도 동일한 총합 연소열이 적용될 것이다.
방화 직물
티킹 및 완충재 아래에 위치한 방화 직물은, 바람직하게 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때, 당 섬유 중량의 10% 이상을 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 셀룰로스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유로 이루어진 단일층 부직포이다. 본 발명에 사용되는 방화 부직포는 2.5 온스/제곱야드(85 그램/제곱미터) 이상의 기초 중량을 가진다. 그 양 미만의 기초 중량을 갖는 단일층 부직포는 적당한 화재지연 성능을 제공하지 않는다. 본 발명의 방화 부직포의 최대 실제 기초 중량은 7 온스/제곱야드의 범위 내이다. 중량이 보다 큰 직물도 여전히 보호를 제공하나, 기초 중량이 부가되면 방화 성능에 있어 향상이 거의 없다. 이 조성 및 기초 중량을 갖는 부직포는 매트리스, 또는 매트리스 및 받침대를 포함하는 매트리스 세트의 단독 방화 성분으로서 사용될 수 있다.
방화 부직포는 에어-레이드 부직물 또는 습식-레이드 부직물을 제조하는 방법을 비롯한, 통상적인 부직 시이트 형성 방법에 의해 제조될 수 있고, 그에 따라 형성된 시이트는 스펀레이싱, 하이드로레이싱, 니들펀칭, 또는 부직 시이트를 생성시킬 수 있는 기타 방법을 통해 직물로 강화될 수 있다. 미국 특허 No. 3,508,308 및 미국 특허 No. 3,797,074에 개시된 스펀레이싱 방법; 및 미국 특허 No. 2,910,763 및 미국 특허 No. 3,684,284에 개시된 니들펀칭 방법은 부직포의 제조에 유용한 당 기술분야에 공지된 방법들의 예이다. 본 발명의 바람직한 부직포는 에어-레이드 스펀레이싱 또는 하이드로레이싱된 부직물이고, 여기에서 고압 워터 제트가, 섬유가 응집성(cohesive) 시이트에 뒤얽히게 하는데 사용된다.
셀룰로스 섬유
본 발명에 유용한 셀룰로스 섬유는 탄화(char)-형성 셀룰로스 섬유이다. 탄화-형성이란, 셀룰로스 섬유가 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때 그것의 중량의 10% 이상을 보유함을 의미한다. 그러한 셀룰로스 섬유는 바람직하게 10% 무기 화합물이 섬유에 혼입되어 있다. 그러한 섬유, 및 그러한 섬유의 제조 방법은 일반적으로 미국 특허 No. 3,565,749 및 영국 특허 No. GB 1,064,271에 개시되어 있다. 본 발명에 있어 바람직한 탄화-형성 셀룰로스 섬유는 규산알루미늄 부위를 갖는 폴리규산의 형태로 이산화규소를 함유하는 비스코스 섬유이다. 그러한 섬유, 및 그러한 섬유의 제조 방법은 일반적으로 미국 특허 No. 5,417,752 및 PCT 특허 출원 WO 9217629에 개시되어 있다. 규산을 함유하고 대략 31(±3)% 무기 물질을 갖는 비스코스 섬유가 핀란드의 사테리 오이 컴퍼니(Sateri Oy Company)에 의해 상표명 비실(Visil)
Figure 112006006951214-PCT00001
로 시판된다. 본 발명의 탄화-형성 섬유는 부직포 내에 혼입될 때, 직물이 부가적 난연성 첨가제 또는 국소 적용되는 난연성 화합물로 처리될 필요없이 적당한 방화 성능을 제공한다.
내열성 섬유
단일층 부직포는 0.5 온스/제곱야드 이상의 내열성 섬유를 함유하고, 섬유는 바람직하게 유기 섬유이다. "내열성"이란, 20℃/분의 비율로 500℃로 공기 중 가열될 때, 당 섬유 중량의 90%를 보유함을 의미한다. 그러한 섬유는 정상적으로 내화염성이고, 이는 섬유, 또는 그 섬유로 제조된 섬유 또는 직물이 공기 중 화염을 지지하지 않도록 하는 한계 산소 지수(LOI)를 가짐을 의미하고, 바람직한 LOI 범위는 26 초과이다. 바람직한 섬유는 화염에 노출 시에 과도하게 수축하지 않고, 즉 섬유의 길이가 화염에 노출 시에 상당히 짧아지지 않을 것이다. 20℃/분의 비율로 500℃로 공기 중 가열될 때, 당 섬유 중량의 90%를 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터)의 유기 섬유를 함유하는 직물은, 충돌 화염에 의해 연소될 때 제한된 양의 균열 및 개구를 가지는 경향이 있다.
본 발명의 방화 부직포에 유용한 내열성의 안정한 섬유는 파라-아라미드, 폴리벤자졸, 폴리벤즈이미다졸 및 폴리이미드 중합체로 제조된 섬유를 포함한다. 바람직한 내열성 섬유는 파라-아라미드 중합체로 제조된다.
본원에 사용되는 "아라미드"는 아미드(-CONH-) 연결기의 85% 이상이 2개의 방향족 환에 직접 결합된 폴리아미드를 의미한다. 사실상, 10 중량% 이하의 다른 중합체 물질이 아라미드와 블렌딩될 수 있거나, 아라미드의 디아민이 10% 정도의 다른 디아민으로 치환되거나, 아라미드의 이산 염화물이 10% 정도의 다른 이산 염화물로 치환된 공중합체가 사용될 수 있음이 밝혀졌다. 본 발명의 수행에 있어, 바람직한 파라-아라미드는 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드)이다. 본 발명에 유용한 파라-아라미드 섬유의 제조 방법은 일반적으로 예를 들어, 미국 특허 No. 3,869,430; No. 3,869,429; 및 No. 3,767,756에 개시되어 있다. 그러한 방향족 폴리아미드 유기 섬유 및 각종 형태의 이 섬유들이 듀폰 컴퍼니(DuPont Company; 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 상표명 케블러(Kevlar)
Figure 112006006951214-PCT00002
섬유로 입수가능하다.
본 발명에 유용한 시중 입수가능한 폴리벤자졸 섬유는, 도요보(Toyobo; 일본)로부터 입수가능한 자일론(Zylon)
Figure 112006006951214-PCT00003
PBO-AS(폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비속사졸) 섬유, 자일론
Figure 112006006951214-PCT00004
PBO-HM(폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸)) 섬유를 포함한다. 본 발명에 유용한 시중 입수가능한 폴리벤즈이미다졸 섬유는 셀라네즈 아세테이트 LLC(Celanese Acetate LLC)로부터 입수가능한 PBI
Figure 112006006951214-PCT00005
섬유를 포함한다. 본 발명에 유용한 시중 입수가능한 폴리이미드 섬유는 라플레이스 케미칼(LaPlace Chemical)로부터 입수가능한 P-84
Figure 112006006951214-PCT00006
섬유를 포함한다.
셀룰로스 및 내열성 섬유의 유용한 조합물
본 발명의 직물 복합체에 유용한 한 방화 직물은 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 규산 함유의 비스코스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유를 포함하고; 비스코스 섬유 (X) 및 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유 (Y)는 방정식:
Y ≥ -0.14X + 1.3
으로 표시되는 중량비로 존재한다.
이 면적은 도 2에서 선 위의 면적에 의해 표시된다. 이 면적에 의해 나타내어지는 조성 및 기초 중량을 갖는 부직포는 본 발명의 직물 복합체, 매트리스 및 매트리스 세트의 단독 방화 성분으로서의 단일층으로 사용될 수 있다. 그와 같이 한정되는 방화 직물을 갖는 직물 복합체를 함유하는 매트리스 세트는, 캘리포니아 방법(California method)에 따라 연소 시에 30분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출을 가진다. 이는 매트리스에 수용불가능한 벌크 및(또는) 딱딱함을 부가할 수 있는 다수층의 방화 직물의 필요성을 제거한다.
본 발명의 직물 복합체에 유용한 더욱 바람직한 방화 직물은 방정식:
Y ≥ -0.14X + 1.4
로 표시되는 조성을 가질 것이다.
이 면적은 도 3에서 선 위의 면적에 의해 표시된다. 그와 같이 한정되는 방화 직물을 갖는 직물 복합체를 함유하는 매트리스 세트는, 캘리포니아 방법에 따라 연소 시에 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출을 가진다.
본 발명에 사용된 방화 부직포는 부가적으로, 연소 시에 화염 억제 가스를 방출하는 가스 제거 물질을 포함할 수 있다. 바람직한 가스 제거 물질은 할로겐 함유의 중합체로 제조된 섬유, 예컨대 모다크릴 섬유 또는 폴리비닐클로라이드 섬유이다. 이 중합체는 연소 시에 염소 함유의 기체를 방출한다. 4 온스/제곱야드(136 그램/제곱미터) 이하의 그러한 물질이 단일층 부직포에 첨가될 수 있다. 유용한 모다크릴 섬유는 미국 특허 No. 5,506,042에 개시된 것들을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
매트리스
도 4는 명확히 나타내고자 본 발명의 매트리스를 단순화시켜 나타낸 것으로, 비례에 맞게 그려지지 않았다. 전체 주변부가 직물 복합체 10에 의해 덮여 있는 매트리스 20의 단면이 나와 있다. 정상적으로 매트리스의 패널로 일컬어지는, 매트리스의 상단면 및 바닥면이 25로 표시되어 있다. 정상적으로 매트리스의 가장자리로 일컬어지는 매트리스의 측면은 26으로 표시되어 있다. 직물 복합체 10의 내부에는 지지 폼 22의 층이 있고, 이 경우에는 지지 폼이 완전히 매트리스 내장물 21을 내장하고 있다. 도 5는 방화 직물 복합체 10, 지지 폼 22, 및 매트리스 내장물 21을 갖는 매트리스 20의 절단 도면을 나타낸다.
본원의 목적 상, 매트리스 코어는 매트리스 내장물 21과 함께 임의의 지지 폼 22를 포함하는 것으로 한다. 매트리스 내장물은 매트리스의 기계적 구조, 예컨대 지지 빔 및 스프링, 및 그와 관련된 래핑(wrapping)을 포함하도록 의도된다. 그러한 내장은 또한 부가적 폼, 또는 폼 및 배팅의 조합물을 포함할 수도 있다. 매트리스 코어는 또한 단지 폼이거나, 스프링 및 기타 기계적 지지 수단 대신에, 지지 폼을 가지거나 가지지 않는 공기 또는 액체 블래더와 같은 다른 지지 물질일 수도 있다.
본원에 논의되는 지지 폼 22는 매트리스 코어의 한 부분이고, 매트리스의 대부분의 지지 안락감을 제공하기 위해 사용된 폼을 포함한다. 정상적으로 그러한 폼은 매트리스 내장물의 패널만을 덮으나, 매트리스 내장물이 전부 둘러싸일 수 있다. 매트리스의 방화는 대체로 지지 폼이 점화되는 것을 방지하기 위해 행해지거나, 또는 폼이 점화되는 경우에는 지지 폼에서 화염이 퍼지는 것을 억제하기 위해 행해진다.
본 발명의 직물 복합체는 매트리스의 패널 및(또는) 가장자리를 방화처리하는데 유용하고, 상이한 양의 완충재가 매트리스의 패널 대비, 가장자리에서 사용될 수 있다. 매트리스를 총체적으로 방화처리하기 위해, 방화재가 매트리스의 패널 및 가장자리 모두에 혼입되어져야 한다. 이는, 매트리스가 소유자에 의해 뒤집어질 수 있도록 하여, 방화 품질을 전혀 소실하지 않으면서 매트리스의 양면이 사용될 수 있도록 한다.
매트리스 세트
직물 복합체는 또한 매트리스 및 매트리스 받침대를 포함하는 매트리스 세트를 방화처리하기 위해 사용될 수도 있다. 받침대, 예컨대 박스 스프링은 일반적으로 가장자리 또는 측면에 방화재를 가질 것을 요한다. 받침대 상단 패널은 정상적으로 매트리스와 접촉하고 화염으로부터 다소 차폐되어, 받침대 패널에 사용된 물질이 통상적으로 가령 매트리스의 패널과 동일한 정도의 방화재를 가질 필요는 없다. 제한하고자 하는 것은 아니나, 도 6 및 7은, 2가지 통상의 유형의 방화 배치를 갖는, 받침대의 한 유형인 박스 스프링을 매우 단순화하여 도시하고 있다. 도 6과 관련하여, 박스 스프링 받침대 30은 상단 패널 및 모든 가장자리 상에 직물 복합체 31로 덮여 있다. 직물 복합체 아래에, 지지 폼 32의 층이 있다. 지지 폼은, 정상적으로 목재 또는 일부 다른 경질 물질로 제조된 지지 구조체 33에 부착되어 있다. 몇 가지 경우들에서, 바닥에서 얇은 부직포 더스트 커버 35로 덮여 있는 받침대에 큰 개방 영역 34가 있다. 한 대안적 배치가 도 7에 나와 있다. 매트리스 받침대 40이 상단 패널 상에 직물 복합체 31과는 상이한 대안적 상단 직물 41로 덮여 있다. 이 상단 직물 패널은 상단면을 덮고, 한편 화염성 시험 중에 화염 제트의 침입을 방지하기 위해 4개 모든 가장자리들에 방화재가 제공된다. 받침대의 상단 패널이 매트리스에 의해 덮여 있기 때문에, 상단 직물 패널은 받침대의 가장자리와 같이 난연성일 필요는 없다. 또한, 매트리스 받침대는 가장자리 및(또는) 패널에서 다량의 완충재를 가지지 않을 수도 있다. 매트리스 받침대 가장자리에서 외부 티킹 아래에 단일층 방화 직물을 가지는 것으로 충분하다.
본 발명의 매트리스 세트는 이 기술 회보에 따라 시험 시에 시험의 처음 30분, 바람직하게는 시험의 처음 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출을 가진다. 부가적으로, 본 발명의 매트리스는 이 기술 회보에 따라 시험 시에 10분 이내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가질 수 있다.
매트리스의 방화처리 방법
본 발명은 또한 매트리스에 완충재와 매트리스 코어 사이의 방화 직물을 혼입함에 의한 매트리스의 방화처리 방법으로서, 방화 직물이 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때, 당 섬유 중량의 10% 이상을 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 셀룰로스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하는 부직포의 단일층인 방법에 관한 것이다.
방화 직물은 먼저 티킹 직물, 완충재 및 방화 직물을 직물 복합체에 차례로 조합함으로써 매트리스에 혼입될 수 있다. 직물 복합체의 층은 함께 스티칭될 수 있고, 그 후에 직물 복합체를 사용하여 매트리스 코어를 덮을 수 있다. 직물 복합체는 스티칭과 같은 적당한 수단에 의해 매트리스 코어에 부착될 수 있다. 매트리스에 방화 직물을 혼입하는 다른 한 방법은 방화 직물, 완충재 및 티킹 직물의 개별 층들을 매트리스 코어에 두고, 층들을 매트리스 코어에 스티칭함에 의한 것이다.
시험 방법
매트리스 연소 성능
캘리포니아주 소비자 보호국의 가구 및 단열 사무국(미국 3485 캘리포니아주 노쓰 하이랜드스 오렌지 그로브 애비뉴 소재)는 매트리스 세트의 화염성 성능을 정량화하기 위해, 2003년 2월에 기술 회보 603 "주거용 매트리스/박스 스프링 세트의 큰 개방 화염에 대한 내성에 대한 요건 및 시험 절차(Requirements and Test Procedure for Resistance of a Residential Mattress/Box Spring Set to a Large Open-Flame)"을 발행하였다. 이 프로토콜은 매트리스 + 받침대가 통기가 잘되는 조건 하에서 특정된 화염발생 점화 원에 노출될 때 특정 화재 시험 반응을 측정함으로써, 매트리스/받침대 세트의 연소 거동을 결정하는 수단을 제공한다. 그것은 2003년 2월, "한 쌍의 가스 버너를 이용하는 매트리스/받침대의 시험 프로토콜(Protocol of Testing Mattress/Foundation Sets Using a Pair of Gas Burners)"이라는 제목의 "National Institute of Standards and Technology Publication"에 기초한다.
(1) 슬립(sleep) 세트의 모든 연소가 중단하였거나, (2) 1시간이 경과하였거나, (3) 시험실의 섬락(flashover)이 불가피해 보일 때까지, 점화 시점으로부터 특정 쌍의 가스 버너를 적용하는 동안, 또는 적용한 후의 연소를 설명하는 시험 데이터가 얻어진다. 연소 시편으로부터의 열방출율(화재에 의해 발생되는 에너지)를 산소 소비 열량측정에 의해 측정된다. 원리, 한계점, 및 필요 계장(instrumentation)의 논의가 [ASTM E 1590 "매트리스의 화재 시험의 표준 방법(Standard Test Method of Fire Testing of Mattress)"]에 나와 있다. 시험과 관련된 용어들은 [ASTM E 176 "화재 표준의 표준 용어(Standard Terminology of Fire Standards)"]에 정의되어 있다.
일반적으로, 시험 프로토콜은 침구(bedclothes)의 연소에 의해 매트리스 및 받침대 상에 부과되는 열 유량 수준 및 기간을 모방하기 위해 고안된 한 쌍의 프로판 버너를 이용한다. 버너는 매트리스 상단 및 매트리스/받침대의 측면에 상이한 시간 동안 상이한 유량을 부과한다. 이 노출 중에, 또한 이 노출에 후속하여, 시편으로부터의 시간 의존적 열방출율을 측정한다.
매트리스/받침대를 캐치 표면에 있는 짧은 베드(bed) 틀의 상단에 둔다. 시험하는 동안에 연무 기둥을, 열방출율을 측정하기 위해 설치된 후드에 의해 포집한다. 실용화를 위해, 트윈 크기의 매트리스 및 받침대를 시험한다. 버너에 의해 점화한 후, 시편이 통기가 잘 되는 조건 하에서 자유롭게 연소하도록 한다.
비례적으로 그려지지는 않은, 가스 버너의 일반적 위치에 대한 대표적 도시가 도 8에 나와 있다. 시편 50은 시편을 연소하기 위해 배치된 T-모양의 버너 53 및 54와 함께 받침대 52 상에 놓인 매트리스 51을 포함한다. 버너 53은 매트리스의 상단 표면 상에 화염을 충돌시키고, 매트리스의 표면에서 39 mm인 지점에 배치된다. 두 번째 버너 54는 매트리스/받침대 조합물의 측면에서 수직으로 화염을 충돌시키고, 매트리스의 표면에서 42 mm인 지점에 배치된다. 측면 버너 및 상단 버너는 시편의 길이를 따라 동일한 위치에 배치되지 않으나, 일반적으로 도 9에 도시된 바와 같이 대략 18 내지 20 cm 길이를 따라 서로로부터 오프셋이다. 버너는 시험 방법에 따라 특별히 구성되어 배열된다.
시편을 24시간 동안 컨디셔닝한 후, 12℃(54℉)초과의 주변 온도 및 70% 미만의 상대 습도에서 시험한다. 매트리스 및 받침대의 시편을 서로, 또한 틀 및 캐치 표면의 중심에 오게 한다. 매트리스가 받침대보다 1 내지 2 cm 더 좁은 경우, 매트리스는 매트리스 및 받침대의 측면이 수직으로 배열될 때까지 이동될 수 있다. 버너는 표준에 따라 시편으로부터 떨어져 배열된다. 데이터 기록 및 로깅 장치의 전원을 점화하기 적어도 1시간 전에 켠다. 버너를 점화하고, 상단 버너를 70초 동안 연소시키며, 한편 측면 버너는 (가능한 경우) 50초 동안 연소시킨 후, 그 영역으로부터 제거한다. 연소 및 훈소의 모든 표시가 중단될 때까지, 혹은 1시간이 경과할 때까지 데이터 수집을 계속한다.
열중량 분석
본 발명에 사용되는 섬유는 특정 가열 비율로 고온으로 가열될 때, 당 섬유 중량의 일정 부분을 보유한다. 이 섬유 중량을 TA 인스트루먼츠(TA Instruments)[워터스 코포레이션(Waters Corporation)의 지사(미국 델라웨어주 뉴워크 소재)]로부터 입수가능한 모델 2950 열중량 분석기(TGA)를 이용하여 측정하였다. TGA는 온도를 증가함에 따른 샘플 중량의 스캔을 제공한다. TA 유니버셜 분석 프로그램을 이용하여, 임의의 기록된 온도에서 % 중량 손실을 측정할 수 있다. 프로그램 프로파일은, 50℃에서 샘플을 평형화하고; 온도를 10 또는 20℃/분의 비율로 50 내지 1000℃로 증가시키며; 기체로서 10 ml/분으로 공급되는 공기를 이용하여; 또한 500 마이크로리터의 세라믹 컵(PN 952018.910) 샘플 용기를 이용하는 것으로 구성된다.
시험 절차는 다음과 같다. TGA 스크린을 이용하여 TA 시스템즈(Systems) 2900 콘트롤러에 TGA를 프로그래밍하였다. 샘플 ID를 입력하고, 20℃/분의 계획된 온도 상승 프로그램을 선택하였다. 빈 샘플 컵을 장치의 빈 용기 무게(tare) 함수를 이용하여 칭량하였다. 섬유 샘플을 대략 1/16"(0.16 cm) 길이로 절단하였고, 샘플 팬을 샘플로 느슨하게 채웠다. 샘플 중량은 10 내지 50 mg의 범위 이내여야 한다. TGA는 밸런스를 가지므로, 정확한 중량이 미리 결정되어야 할 필요는 없다. 샘플은 모두 팬 외부에 있어서는 안된다. 채워진 샘플 팬을, 열전대가 팬의 상단 에지 근처에 있도록 하되, 그것에 닿지 않도록 확실히 하면서, 밸런스 와이어에 로딩하였다. 노(furnace)를 팬 상에 들어 올리고, TGA를 개시한다. 일단 프로그램이 완료되면, TGA는 자동적으로 노를 내리어, 샘플 팬을 제거하며, 냉각 모드로 들어갈 것이다. 이어서, TA 시스템즈 2900 유니버셜 분석 프로그램을 사용하여, 온도 범위에 걸친 %중량 손실에 대한 TGA 스캔을 분석 및 산출한다.
실시예 1
통상적 매트리스 및 박스 스프링 구성 기술을 이용하여, 다만 사용된 방화 직물의 유형 및 기초 중량만을 각기 달리 설정하여, 매트리스 및 받침대로 각기 이루어진 3개 슬립 세트를 제조하였다. 매트리스 코어는 섬유 패드 및 0.5 인치(1.25 센티미터) 폼 시이트로 덮여 있는 표준 강(steel) 코일 구성체였다. 받침대는 표준 강 코일 및 목재 박스 구성체였다. 모든 매트리스들은 조밀한(매끄러운) 탑 스타일이었다. 표 1은 5개 매트리스에 사용된 방화 직물의 조성 및 기초 중량을 열거하고 있다.
항목 No. 조성 기초 중량, oz/yd2(g/m2) PHRR <150 kw 30분 PHRR <150 kw 60분 THR <25 MJ 10분
1 50% 케블러
Figure 112006006951214-PCT00007
/ 50% 비실
Figure 112006006951214-PCT00008
 2.5(85) 통과 통과 통과
2 33% 케블러
Figure 112006006951214-PCT00009
/ 67% 비실
Figure 112006006951214-PCT00010
 3.0(102) 통과 실패 통과
3 25% 케블러
Figure 112006006951214-PCT00011
/ 75% 비실
Figure 112006006951214-PCT00012
 4.0(136) 통과 통과 통과
PHRR - 피크 열방출율
THR - 총 열방출
표준 폴리에스테르 실과 함께 하기 성분들을 차례로 퀼팅함으로써 매트리스용 패널 물질을 조립하였다: 3.5 oz/yd2 폴리에스테르 티킹 직포, 0.75 oz/yd2의 면적 밀도를 갖는 대략 0.75"의 폴리에스테르 배팅, 표 2로부터의 단일층 방화 직물, 1" 폴리우레탄 폼 시이트, 0.5" 폴리우레탄 폼 시이트, 및 대략 1 oz/yd2의 부직 배킹 시이트. 패널 물질을 사용하여, 양면 매트리스의 양면 모두(상단 및 바닥)를 덮었다.
별도의 조작으로 표준 폴리에스테르 실과 함께 하기 성분들을 퀼팅함으로써 가장자리 물질을 조립하였다: 3.5 oz/yd2 폴리에스테르 티킹 직포, 2.5 oz/yd2의 면적 밀도를 갖는 대략 0.375"의 폴리우레탄 폼, 및 표 2로부터 선택된 동일한 방화 직물(패널에 대해 사용된 것과 동일). 가장자리 물질을 사용하여, 매트리스의 4개 수직 면들 모두를 덮었다.
가장자리 물질을 또한, 받침대의 상부 에지 상의 2 인치(5.1 센티미터) 대륙(continental) 또는 폭포(waterfall) 디자인, 가장자리 물질이 상부 에지 위에 포개져 받침대 상단 패널에 확장된 디자인을 이용하는 받침대의 4개 수직 면들에 사용하였다.
표준 비-스키드(skid) 패드 하에, 컨티넨탈 에지 내의 받침대 상단 패널 영역을 (25% 케블러
Figure 112006006951214-PCT00013
및 75% 비실
Figure 112006006951214-PCT00014
의 조성을 갖는) 4 oz/yd2(136 g/m2)의 스펀레이싱된 부직포로 덮었다. 모든 가장자리 및 패널 복합 물질 솔기를 케블러
Figure 112006006951214-PCT00015
섬유 함유의 실로 재봉하였다. FR-처리 폴리에스테르 솔기 테이프를 또한 전반에 걸쳐 사용하였다.
3개 슬립 세트를 캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 개별적으로 연소시켰다. 연소 결과가 표 2에 요약되어 있다. 모두 처음 30분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율, 및 처음 10분 내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가졌다. 매트리스들 중 두 개도 또한 처음 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율을 가졌다.
실시예 2
실시예 1에서와 동일한 기술 및 물질을 이용하여, 매트리스 및 받침대로 각기 이루어진 2개 슬립 세트를 제조하였으나, 다만 a) 매트리스 상단 패널 및 가장자리에 사용된 방화 부직포는 연소 시에 화염 억제 가스를 방출하는 가스제거 물질을 함유하였고, b) 이 방화 부직포는 단일층의 니들펀칭된 펠트 부직포였다. 이 상단 패널 직물의 조성 및 기초 중량이 표 3에 나와 있다. 매트리스의 바닥 패널은 받침대의 상단 패널과 동일한 물질로 제조되었다. 즉, 표준 비-스키드 패드 하에, 바닥 패널을 (25% 케블러
Figure 112006006951214-PCT00016
및 75% 비릴
Figure 112006006951214-PCT00017
의 조성을 갖는) 4 oz/yd2(136 g/m2)의 스펀레이싱된 부직포로 덮었다.
양 슬립 세트들을 실시예 1에서와 마찬가지로 연소하였고, 양자 모두 30 및 60분 양 시점에서의 피크 열방출율 시험, 및 처음 10분 내의 총 열방출 시험에 통과하였다.
항목 No. 조성 기초 중량, oz/yd2(g/m2) PHRR <150 kw 30분 PHRR <150 kw 60분 THR <25 MJ 10분
1 20% 케블러
Figure 112006006951214-PCT00018
/ 40% 비실
Figure 112006006951214-PCT00019
/ 40% 모다크릴		 6.5(220) 통과 통과 통과
2 20% 케블러
Figure 112006006951214-PCT00020
/ 40% 비실
Figure 112006006951214-PCT00021
/ 40% 폴리비닐 클로라이드		 6.5(220) 통과 통과 통과
PHRR - 피크 열방출율
THR - 총 열방출

Claims (44)

  1. (a) 희생 외부 티킹,
    (b) 희생 완충재, 및
    (c) 방화 직물
    을 차례로 포함하고, 상기 방화 직물은 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때 섬유 중량의 10% 이상을 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 셀룰로스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하는 부직포의 단일층인, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 직물 복합체.
  2. 제1항에 있어서, 외부 티킹이 2 내지 8 온스/제곱야드(67 내지 271 그램/제곱미터)의 기초 중량을 갖는 직포 또는 편포인 직물 복합체.
  3. 제1항에 있어서, 완충재가 섬유 층 또는 폼 층, 또는 섬유 및 폼 층들의 조합물을 포함하는 직물 복합체.
  4. 제3항에 있어서, 외부 티킹 및 완충재가 5 내지 130 메가주울/제곱야드(6 내지 155 메가주울/제곱미터)의 총 연소열을 가지도록 하는 양으로 존재하는 직물 복합체.
  5. 제4항에 있어서, 외부 티킹 및 완충재가 75 메가주울/제곱야드(90 메가주울/제곱미터) 미만의 총 연소열을 가지는 직물 복합체.
  6. 제5항에 있어서, 외부 티킹 및 완충재가 30 메가주울/제곱야드(36 메가주울/제곱미터) 미만의 총 연소열을 가지는 직물 복합체.
  7. 제3항에 있어서, 완충재 내의 섬유 층이 섬유의 배팅, 섬유의 수직으로 주름진 배치, 또는 섬유의 네트워크인 직물 복합체.
  8. 제3항에 있어서, 완충재가 ¼인치(0.6 cm) 이상의 최소 두께, 및 3 인치(7.6 cm)의 최대 두께를 가지는 직물 복합체.
  9. 제1항에 있어서, 내열성 섬유가 20℃/분의 비율로 500℃로 공기 중 가열될 때 섬유 중량의 90%를 보유하는 유기 섬유인 직물 복합체.
  10. 제1항에 있어서, 내열성 섬유가 파라-아라미드, 폴리벤자졸, 폴리벤즈이미다졸 또는 폴리이미드 중합체를 포함하는 직물 복합체.
  11. 제10항에 있어서, 파라-아라미드가 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드)인 직물 복합체.
  12. 제1항에 있어서, 셀룰로스 섬유가 규산을 함유하는 비스코스 섬유인 직물 복합체.
  13. 제12항에 있어서, 내열성 섬유가 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유이고, 비스코스 섬유 (X) 및 내열성 섬유 (Y)가 방정식:
    Y ≥ -0.14X + 1.3
    으로 표시되는 중량비로 방화 직물 내에 존재하는 직물 복합체.
  14. 제1항에 있어서, 방화 직물이 연소 시에 화염 억제 가스를 방출하는 가스 제거 물질을 추가로 포함하는 직물 복합체.
  15. 제14항에 있어서, 가스 제거 물질이 모다크릴 섬유인 직물 복합체.
  16. 제14항에 있어서, 가스 제거 물질이 폴리비닐클로라이드 섬유인 직물 복합체.
  17. 제1항의 직물 복합체를 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스.
  18. 제17항에 있어서, 직물 복합체가 매트리스의 패널에 위치하는 매트리스.
  19. 제17항에 있어서, 직물 복합체가 매트리스의 가장자리에 위치하는 매트리스.
  20. 제17항에 있어서, 직물 복합체가 내화성 실 스티칭을 갖는 솔기를 추가로 포함하는 매트리스.
  21. 제9항의 직물 복합체를 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스.
  22. 제21항에 있어서, 직물 복합체가 매트리스의 패널에 위치하는 매트리스.
  23. 제21항에 있어서, 직물 복합체가 매트리스의 가장자리에 위치하는 매트리스.
  24. 제21항에 있어서, 직물 복합체가 내화성 실 스티칭을 갖는 솔기를 추가로 포함하는 매트리스.
  25. 제13항의 직물 복합체를 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스.
  26. 매트리스 및 매트리스 받침대를 포함하고 제1항의 직물 복합체를 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스 세트.
  27. 매트리스 및 매트리스 받침대를 포함하고 제9항의 직물 복합체를 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스 세트.
  28. 매트리스 및 매트리스 받침대를 포함하고 제13항의 직물 복합체를 포함하는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스 세트.
  29. 직물 복합체 및 매트리스 코어를 포함하는 매트리스 및, 단일층 방화 부직포 및 지지체 구조체를 포함하는 매트리스 받침대를 포함하고, 상기 직물 복합체는
    a) 희생 외부 티킹,
    b) 희생 완충재, 및
    c) 단일층 방화 부직포
    를 차례로 포함하며,
    캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 시험 시에 30분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율, 및 처음 10분 내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가지는, 개방 화염에 대해 내성을 갖는 매트리스 세트.
  30. 제26항에 있어서, 단일층 방화 부직포가 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하고, 상기 부직포는 2.5 온스/제곱야드(85 그램/제곱미터) 이상의 기초 중량을 가지는 매트리스 세트.
  31. 제27항에 있어서, 내열성 섬유가 20℃/분의 비율로 500℃로 공기 중 가열될 때 섬유 중량의 90%를 보유하는 유기 섬유인 매트리스 세트.
  32. 제27항에 있어서, 내열성 섬유가 파라-아라미드, 폴리벤자졸, 폴리벤즈이미다졸 및 폴리이미드의 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 매트리스 세트.
  33. 제27항에 있어서, 내열성 섬유가 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유이고, 부직 방화층이 규산 함유의 비스코스 섬유를 포함하며, 비스코스 섬유 (X) 및 내열성 섬유 (Y)가 방정식:
    Y ≥ -0.14X + 1.3
    으로 표시되는 중량비로 방화 직물 내에 존재하는 매트리스 세트.
  34. 제18항에 있어서, 매트리스 세트가 캘리포니아주의 기술 회보 603에 따라 시험 시에 60분 이내에 150 킬로와트 미만의 피크 열방출율, 및 처음 10분 내에 25 메가주울 미만의 총 열방출을 가지는 매트리스 세트.
  35. 제31항에 있어서, 단일층 방화 부직포가 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하고, 상기 부직포는 2.5 온스/제곱야드(85 그램/제곱미터) 이상의 기초 중량을 가지는 매트리스 세트.
  36. 제32항에 있어서, 내열성 섬유가 20℃/분의 비율로 500℃로 공기 중 가열될 때 섬유 중량의 90%를 보유하는 유기 섬유인 매트리스 세트.
  37. 제32항에 있어서, 내열성 섬유가 파라-아라미드, 폴리벤자졸, 폴리벤즈이미다졸 및 폴리이미드의 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 매트리스 세트.
  38. 제32항에 있어서, 내열성 섬유가 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유이고, 부직 방화층이 규산 함유의 비스코스 섬유를 포함하며, 비스코스 섬유 (X) 및 내열성 섬유 (Y)가 방정식:
    Y ≥ -0.14X + 1.4
    로 표시되는 중량비로 방화 직물 내에 존재하는 매트리스 세트.
  39. (a) 매트리스 내로 완충재와 매트리스 코어 사이에 방화 직물을 혼입하는 것을 포함하고,
    (b) 상기 방화 직물은 20℃/분의 비율로 700℃로 공기 중 가열될 때 섬유 중량의 10% 이상을 보유하는 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 셀룰로스 섬유, 및 0.5 온스/제곱야드(17 그램/제곱미터) 이상의 내열성 섬유를 포함하는 부직포의 단일층인, 매트리스의 완충재의 미학성을 보유하면서 티킹, 완충재 및 매트리스 코어를 차례로 가지는 매트리스를 방화처리하는 방법.
  40. 제34항에 있어서, 내열성 섬유가 20℃/분의 비율로 500℃로 공기 중 가열될 때 섬유 중량의 90%를 보유하는 유기 섬유인 방법.
  41. 제34항에 있어서, 내열성 섬유가 파라-아라미드, 폴리벤자졸, 폴리벤즈이미다졸 및 폴리이미드의 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 방법.
  42. 제36항에 있어서, 파라-아라미드가 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드)인 방법.
  43. 제34항에 있어서, 내열성 섬유가 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유이고, 셀룰로스 섬유가 규산 함유의 비스코스 섬유이며, 비스코스 섬유 (X) 및 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 섬유 (Y)가 방정식:
    Y ≥ -0.14X + 1.4
    로 표시되는 중량비로 방화 직물 내에 존재하는 방법.
  44. 제34항에 있어서, 방화 직물이 연소 시에 화염 억제 가스를 방출하는 가스 제거 물질을 추가로 포함하는 방법.
KR1020067002038A 2003-07-29 2004-07-28 내화성 직물 복합체, 매트리스 세트의 방화처리 방법, 및그 방법에 의해 방화처리된 매트리스 및 매트리스 세트 KR20060054385A (ko)

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