KR20230146043A - 열 및 음향 화재 방지 펠트 - Google Patents

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KR20230146043A
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KR
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thermal insulation
pan
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KR1020237030702A
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스티븐 게리 보차르트
리처드 베이츠
브라이언 제라드
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서던 펠트 컴퍼니, 인크.
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Abstract

단열 및 화재 방지 펠트 제품을 제공한다. 펠트 제품은 제1 복수의 기계적으로 얽힌 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제1 복수의 용융된 열가소성 폴리페닐렌 술피드 (PPS) 섬유에 의해 함께 결합된 제1 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 PAN 전구체 섬유를 포함하는 제1 층을 포함한다. 제1 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성한다. 제2 층은 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유에 의해 함께 결합된 제2 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 PAN 전구체 섬유를 포함한다. 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성한다.

Description

열 및 음향 화재 방지 펠트
발명의 배경 및 요약
절연 재료는 재료가 고온에 노출되었을 때 증가된 연기 및 가연성과 같은 바람직하지 않은 특성을 나타내게 하는 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 특성에 대응하기 위해, 난연성 화학물질을 도입할 수 있으며, 이것은 부분적으로 필요한 화학물질로 인한 제조 비용, 뿐만 아니라 관련된 적용 및 건조 비용을 증가시킬 수 있다.
전통적인 시스템 절연 설계는 금속 인클로저 및 과하게-채워진 무기 재료를 이용할 수 있다. 둘 다 전기 차량 및 재충전가능 배터리 시스템에서 바람직하지 않을 수 있는, 증가된 중량 및 재료 비용을 희생하면서 보호를 제공하고 화재 확산을 제한할 수 있다. 전통적인 절연 제품은 제조자 및 구성요소 조립 작업자에 대한 심각한 건강 및 안전성 문제를 희생하면서 단열 특성 및 화재 방지를 제공할 수 있는 무기 섬유질 재료로 제조될 수 있다. 유리 섬유, 실리카 섬유, 현무암 섬유, 및 세라믹 섬유로 제조된 절연 재료는 열 및 음향 적용분야에 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 성분들을 갖는 절연 재료를 제조하고 취급하는 인력의 건강 및 안전성과 관련된 우려와 제한사항이 증가하고 있다. 이러한 절연 재료는 예를 들어, 피부 접촉 노출 및 흡입을 통해 작업자에게 직업상 위험을 야기할 수 있다.
이러한 본 대상은 섬유의 부직조 블렌드로부터 구성될 수 있고, 선행 기술의 절연 재료와 비교했을 때 화재 방지, 단열, 및 개선된 물리적 강도를 제공할 수 있는 단열 및 화재 방지 펠트를 개시한다. 섬유의 블렌드는 고온, 불연성, 자연적 난연성, 및/또는 사실상 열가소성에 대해 내성인 것들을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 바람직한 특성은 선행 기술의 시정 또는 대응 절차와 관련된 추가의 비용을 발생시키지 않고 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 이점 및 신규한 특징은 첨부된 도면과 함께 고려될 때 하나 이상의 바람직한 실시양태의 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 대상의 한 실시양태에 따른 예시적인 단열 및 화재 방지 펠트의 확대도를 나타내고;
도 2는 본 대상의 한 실시양태에 따른 단열 및 화재 방지 펠트를 제조하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 3은 본 대상의 한 실시양태에 따른 예시적인 단열 및 화재 방지 펠트 제품을 나타낸다.
도 4는 본 대상의 예시적인 샘플 실시양태에 대해 수행된 열 안정성 시험 결과의 그래프를 나타낸다.
도 5는 본 대상의 한 실시양태에 따라 단열 및 화재 방지 펠트가 배치될 수 있는 차량 배터리 구획부의 개략도를 나타낸다.
도 6은 본 대상의 실시양태에 따른 단열 및 화재 방지 펠트를 접는 예시적인 기술을 나타낸다.
도면의 상세한 설명
개시된 단열 및 화재 방지 펠트는 제조 동안 기계적으로 얽혀 부직조 재료를 형성할 수 있는 섬유의 부직조 블렌드로부터 구성될 수 있다. 생성된 부직조 섬유 배팅 재료를 미리 결정된 최저 온도로 가열하여 열가소성 수지 섬유를 용융시킬 수 있고, 이것은 부직조 블렌드의 남아 있는 섬유 사이에 균일하게 또는 불균일하게 분포될 수 있다. 열가소성 수지 섬유를 용융시키는 것은 매트릭스를 형성하기 위해 수많은 결합점을 생성함으로써 남아 있는 기계적으로 얽힌 섬유를 함께 결합시킬 수 있다. 본 대상에 따라 개시된 단열 및 화재 방지 펠트는 선행 기술의 절연 재료와 비교했을 때 개선된 강성도, 개선된 인장 강도, 내굽힘성, 개선된 결합 강도, 내박리성, 가공 동안 치수 안정성, 및 고온에의 노출 동안 감소된 수축성을 제공할 수 있다.
본 대상에 따라 개시된 단열 및 화재 방지 펠트는 잠재적인 고열 및/또는 화재로부터 시스템 구성요소 및/또는 사람들을 보호하기 위해 화재 방지 층을 필요로 하는 적용에 설치될 수 있는, 절연 재료로서 유용할 수 있다. 개시된 단열 및 화재 방지 펠트의 개선된 물리적 특성은 절연 재료가 일상적으로 물리적 응력, 변형, 마모, 압축, 충격, 굽힘, 액체 포화, 빈번한 이동, 진동, 충돌 등을 받을 수 있는 적용에 또한 유용할 수 있다. 이러한 응력은 정상 사용 동안 그리고 화재, 과열, 전기 아크발생 등과 같은 시스템 고장 사건 동안 모두 절연 재료에 적용될 수 있다. 개시된 단열 및 화재 방지 펠트의 개선된 물리적 강도는 예를 들어, 재충전가능 에너지 저장 시스템의 열 폭주 사건 동안 생성되는 것과 같은 고속 가스 및 고온 조건에 노출될 경우 화재에 대한 향상된 보호를 포함할 수 있다.
본 대상에 따라 개시된 단열 및 화재 방지 펠트는 차량 배터리 적용에 특별히 적용가능할 수 있다. 예를 들어, 개시된 화재 방지 펠트는 전기 전도성에 대해 내성일 수 있고, 이것은 고-전압 또는 고-전류 전기 시스템에 바로 근접하게 설치될 경우 유리할 수 있다. 개시된 화재 방지 펠트는 단락 또는 전기 아크발생의 위험 없이, 전기 배선, 버스 바, 배터리, 커넥터, 퓨즈 및 브레이커 패널, 변압기 등 근처에 설치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 개시된 화재 방지 펠트는 차량의 배터리 구획부에 사용될 수 있다. 열 결합시 높은 강성을 나타내는, 개시된 단열 및 화재 방지 펠트는 차량의 하나 이상의 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 위한 인클로저로서 사용될 수 있다.
펠트 재료의 샘플이 약간의 압력하에 2개의 전도성 판 사이에 접촉하여 배치된 개시된 단열 및 화재 방지 펠트에 대해 유전 강도 시험을 수행하였다. 이어서 펠트 재료를 통해 전기 아크가 형성될 때까지 2개의 판에 걸친 전압을 증가시켰다. 시험을 여러 번 수행하였고, 인치당 전압 또는 mil (1000분의 1인치)당 전압을 나타내는 평균 값을 기록하였다. 개시된 화재 방지 펠트의 시험된 샘플은 화재 방지 펠트의 특정 섬유 블렌드, 두께, 및 중량에 따라, 펠트 재료의 25 내지 50 볼트/mil (0.001 인치) 또는 인치당 25,000 내지 50,000 볼트/인치 범위의 유전 강도를 나타냈다.
시험은 또한 개시된 단열 및 화재 방지 펠트가 매우 소수성인 것을 밝혀냈으며, 이는 전기 장치 및 접속부에 근접하게 사용될 경우 유리할 수 있다. 구체적으로, 단열 및 화재 방지 펠트의 표면에 5-밀리미터의 물방울을 떨어뜨리는 물방울 시험을 수행하였다. 개시된 단열 및 화재 방지 펠트는 흡수되지 않고 적어도 30 초 동안 물방울을 유지하는 것으로 나타났다. 또한, 물-위킹 시험 (SAE J913)을 수행하여 개시된 단열 및 화재 방지 펠트가 수직 방향으로 물을 위킹하지 않음을 보여주었다. 이러한 시험 결과는 단열 및 화재 방지 펠트의 임의의 통상적인 발수 처리의 사용 없이 얻어졌다.
선행 기술의 섬유질 절연 재료는 본 대상의 단열 및 화재 방지 펠트와 비교했을 때 감소된 적용가능성을 가질 수 있다. 선행 기술의 절연 재료는 더 낮은 물리적 강도, 더 낮은 내구성을 가질 수 있고, 주기적인 물리적 응력에 대해 좋지 않은 내성을 나타낼 수 있다. 그 결과, 선행 기술의 절연 재료는 이러한 결점을 상쇄 및/또는 보상하기 위한 시도로 값비싼 추가의 구조의 혼입을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 선행 기술의 절연 재료는 절연 재료(들)의 제한된 물리적 특성을 보완하기 위해, 보강 금속 패널, 천공 금속, 직조 패브릭, 보호 커버링 등을 필요로 할 수 있다. 이러한 보호 재료는 절연 재료의 파열 및/또는 물리적 열화를 방지하기 위해 활용될 수 있고, 절연 재료(들)에 보호 피복재를 합치기 위한 기계적 패스너 및 접착제의 사용으로 인해 제조의 복잡성을 또한 증가시킬 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 본 대상의 단열 및 화재 방지 펠트는 섬유의 부직조 블렌드로 구성될 수 있다. 섬유의 블렌드는 카딩, 크로스 래핑, 캘린더링, 및/또는 니들 펀칭 공정을 사용하여 기계적으로 조합된 및/또는 얽힌 산화된 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유 및 폴리페닐렌 술피드 (PPS) 섬유를 포함할 수 있다.
도 1은 400x 배율을 갖는 주사 전자 현미경을 사용하여 캡처된 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 예시적인 사진을 나타낸다. 단열 및 화재 방지 펠트는 산화된 PAN 섬유(110) 및 PPS 섬유(120)를 포함할 수 있다. PAN 및 PPS 섬유의 선형 질량 밀도 (데니어)는 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 원하는 열, 음향, 및 강도에 기초하여 선택될 수 있다. 본 대상에 따라 사용되도록 선택된 산화된 PAN 섬유(110)는 약 1.5 데니어 내지 15 데니어, 약 1.5 데니어 내지 4.5 데니어 범위, 및/또는 약 2 데니어일 수 있다. 본 대상에 따라 사용되도록 선택된 PPS 섬유(120)는 약 0.9 데니어 내지 15 데니어, 약 0.9 데니어 내지 7 데니어 범위, 및/또는 약 2.2 데니어일 수 있다. 추가의 물리적 강도 및 더 큰 세공 크기를 제공하기 위해 더 큰 데니어의 섬유를 선택할 수 있다. 더 큰 데니어의 섬유는 더 큰 절연 두께를 지원할 수 있지만 더 높은 열 전도율로 인해 더 낮은 단열을 지원할 수 있다. 더 큰 데니어의 섬유는 또한 더 낮은 데니어의 섬유에 비해 더 낮은 음향 흡수 특성을 나타낼 수 있다. 상응하는 더 작은 섬유 직경을 갖는 더 작은 데니어의 섬유는 더 큰 직경 섬유와 비교했을 때 더 큰 표면적을 제공하며, 이것은 이로써 열 및 음향 특성을 향상시킨다.
PPS 섬유(120)는 도시된 바와 같이 산화된 PAN 섬유(110)를 결합하기 위해 용융되거나 또는 적어도 연화될 수 있다. 산화된 PAN 섬유(110)는 대략 50-80 중량% 탄소 함량, 60-70 중량% 탄소 함량, 및/또는 약 63 중량%로 가공될 수 있다. 이러한 방식으로 가공된 경우, 산화된 PAN 섬유(110)는 개방 화염에 노출될 경우 개선된 내화성 및 개선된 내용융성을 제공할 수 있다. 다른 한편, 니들 펀칭을 통해 산화된 PAN 섬유(110) 단독으로부터 제조된 부직조 재료는 감소된 물리적 강도를 나타낼 수 있는데, 섬유가 마찰을 통해서만 제자리에 유지될 수 있기 때문이다. 감소된 물리적 강도에 더하여, 산화된 PAN 섬유(110)는 데니어당 3.5 - 5.5 그램의 강인도를 나타낼 수 있는 폴리에스테르와 같은 다른 섬유와 비교했을 때, 데니어당 2.3 그램의 상대적으로 낮은 인장 강도 (강인도)를 나타낼 수 있다.
섬유(120)는 내열성 및 내연소성 둘 다인 열가소성 수지, 예컨대 PPS, 폴리에스테르, 예컨대 단독중합체 폴리에스테르, 이성분 폴리에스테르, 또는 앞서 언급된 임의의 섬유의 블렌드로부터 제조될 수 있다. 임의의 섬유(120)는 산화된 PAN 섬유(110)에 대한 섬유(120)의 비율에 따라 원하는 대로 난연제로 추가로 처리될 수 있다. 예를 들어, 7% 폴리에스테르 섬유(120)와 같은 더 낮은 비율의 섬유(120)를 갖는 단열 및 화재 방지 펠트(100)는 난연제로 처리되지 않을 수 있는 반면, 30%와 같은 더 높은 비율의 폴리에스테르 섬유(120)는 난연제로 처리될 수 있다. PPS 섬유(120)는 대략 45% 이상의 산소 함량을 갖는 공기의 존재에서는 연소를 지속할 수 있고 주변 공기에 존재하는 산소 수준으로는 전혀 연소를 지속할 수 없거나 또는 심지어 연소를 지원할 수 없어, 그의 한계 산소 지수 (LOI)를 45%로 정의한다. PPS 섬유(120)는 산화된 PAN 섬유(110)와 균질하게 기계적으로 혼합되어 부직조 섬유 배팅 재료가 될 수 있고 후속적으로 부직조 섬유 배팅 사이에 결합점의 매트릭스를 생성하기 위해 적어도 미리 결정된 최저 용융 온도로 가열될 수 있다. 열 결합 공정 동안 생성되는 수많은 결합점은 추가의 연료 공급원을 도입하지 않고 생성된 부직조 재료의 물리적 강도 및 강성을 높일 수 있고, 이것은 내화성을 감소시키고 재료의 가연성을 증가시킬 수 있다. 열 결합 공정을 통해 달성된 개선된 강성은 배터리 저장 시스템의 잠재적인 열 폭주 사건 동안 고속 공기 및 가스와 같은 힘 하에 내편향성을 개선할 수 있다. 이러한 방식으로 PPS 섬유(120)를 산화된 PAN 섬유(110)와 조합하는 것을 통해, 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 물리적 특성은 제조 비용을 증가시킬 추가의 화학물질 또는 보강/보호 구조를 도입하지 않고 산화된 PAN 섬유(110) 단독으로 구성된 펠트와 비교했을 때 증가될 수 있다. 예를 들어, PAN 섬유 단독으로 구성된 펠트는 특히 극도의 열에 노출될 경우 너무 탄성이고, 치수 안정적이지 않으며, 제조 장비를 사용하여 가공하기에 더 어려울 수 있는 것으로 밝혀졌다.
단열 및 화재 방지 펠트를 제조하는 예시적인 방법(200)은 도 2에 도시되어 있다. 이 예에서, 단열 및 화재 방지 펠트는 중량 기준 7% PPS 섬유(120)와 블렌딩되고/거나 얽힌 93% 산화된 PAN 섬유(110)로 구성될 수 있다. 이 비율은 연성이고 압축가능한 단열 및 화재 방지 펠트에 양호한 측면 강도 및 내연신성을 제공할 수 있다. 저-밀도 니들 펠트 재료는 기계 및 교차 기계 방향으로 높은 신율 및 연신 특성을 가질 수 있다. 높은 신율은 장력하의 가공 동안 재료가 뒤틀릴 수 있으므로, 다이 커팅과 같은 제조 공정 동안 문제를 일으킬 수 있다. 재료가 쉽게 연신되고 변형될 수 있으므로, 생성된 다이-컷 형상은 설계 의도와 치수상 달라질 수 있다. 다이-컷 부품은 포장, 운송, 및 설치 동안 쉽게 뒤틀릴 수 있고, 이것은 적용에 따라 적합하지 않게 만들 수 있다. 높은 열 보호 및 화재 차단을 제공하지만 다이 커팅, 취급, 및 설치 동안 치수 안정성을 또한 갖는 저-밀도 절연 재료를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 본 대상은 기술된 바와 같은 저밀도 펠트에 대해서도 향상된 치수 안정성을 제공한다. 치수 안정성은, 예를 들어 PPS 섬유(120)와 같은 열가소성 수지 섬유를 사용하여 산화된 PAN 섬유(110)를 함께 결합시키는 열 결합 공정을 통해 향상되며, 이것은 부직조 매트릭스에서 수많은 결합점을 생성하기 위해 가열된다. 열가소성 수지 섬유의 비는 최종 화재 방지 펠트의 강도 및 치수 안정성을 증가시켜 각 구현의 특정 적용 요구를 충족하기 위해 조정될 수 있다. 예를 들어, PPS 섬유(120)의 비를 증가시키면 인장 강도가 증가하고, 일정한 하중하에 펠트의 신율이 감소하며, 펠트의 치수 안정성이 증가할 것인 반면 산화된 PAN 섬유(110)에 기인하는 열 보호 및 화재 차단 특성은 감소할 것이다.
섬유(201)는 부직조 섬유 배팅(202)을 구성하기 위해 S205에서 카딩기, S210에서 크로스-래핑기, 그리고 S215에서 니들 펀치 직기를 사용하여 가공될 수 있다. 부직조 섬유 배팅(202)은 원하는 두께 및 화재 방지 특성에 따라, 광범위한 중량으로, 예컨대 7 OSY (제곱 야드당 온스) 내지 50 OSY, (237.34 내지 1695.29 GSM (제곱 미터당 그램)), 7 OSY 내지 25 OSY, 및/또는 7 OSY 내지 15 OSY로 제조될 수 있다. 카딩 (S205), 크로스 래핑 (S210) 및 니들 펀칭 (S215) 후, S220에서 부직조 섬유 배팅(202)에 가열 공정을 적용할 수 있다. 한 실시양태에서, PPS 섬유(120)가 용융되거나 또는 적어도 연화되어 완성된 부직조의 결합된 단열 및 화재 방지 펠트(203)를 생성하도록 대략 280℃ 초과의 온도로 부직조 섬유 배팅(202)을 가열하기 위해 관통형 오븐을 활용할 수 있다. S220에서 부직조 섬유 배팅(202)에 적용되는 가열의 양은 다양한 물리적 특성을 달성하기 위해 달라질 수 있다. 예를 들어, PPS 섬유(120)가 단지 연화되는 것으로 부직조 섬유 배팅(220)을 가열하는 것은 PPS 섬유(120)가 완전히 용융되는 것보다 적은 정도로 최종 단열 및 화재 방지 펠트(203)의 강성 및 강도를 증가시킬 수 있다. 부직조 섬유 배팅(220)의 가열은 초기에 재료 내의 수분 증발로 인해 2 - 5%의 질량 손실을 유발할 수 있지만, 이러한 질량 손실은 일시적일 수 있다. 냉각시, 펠트 재료의 질량은 주변 공기에 자연적으로 존재하는 습기에의 노출시 복원될 수 있다.
완성된 부직조 단열 및 화재 방지 펠트(203)는 산화된 PAN 섬유(110)와 PPS 수지 섬유의 매트릭스를 포함할 수 있고, 이것은 용융되어 복수의 결합점을 형성하여, 내구성, 증가된 물리적 강도, 열 및 화재 노출하의 치수 안정성, 및 화재 차단 특성과 조합된 낮은 연소성을 제공하였다. 추가로, 완성된 부직조 단열 및 화재 방지 펠트(203)는 결합되지 않은 부직조 섬유 배팅(202)과 비교했을 때 화염에 노출될 경우 수축, 컬링, 및 "이탈"에 대한 증가된 내성을 달성할 수 있다. 이러한 특성은 배터리 팩의 잠재적인 열 폭주 사건 동안 화재 및 열-차단 재료로서 유용할 수 있다. 한 예에서, 최종 결합된 부직조 단열 및 화재 방지 펠트(203)는 대략 0.25 인치의 두께로 대략 22.5 OSY의 중량을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 최종 결합된 부직조 단열 및 화재 방지 펠트(203)는 대략 0.15 인치의 두께로 대략 11.25 OSY의 중량을 가질 수 있다.
산화된 PAN 섬유(110) 및 PPS 섬유(120)의 비율, 뿐만 아니라 섬유 중량은 단열 및 화재 방지 펠트의 원하는 성능 특성에 따라 조정될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 예를 들어, PPS 섬유(120)의 비율은 본 대상의 범주를 벗어나지 않고 전체 부직조 블렌드의 대략 3% 내지 70% 범위 내에 속할 수 있다. 한 실시양태에서, 단열 및 화재 방지 펠트를 구성하는데 사용되는 블렌딩된 섬유의 비율은 중량 기준 약 30% PPS 섬유(120)와 블렌딩된 약 70% 산화된 PAN 섬유(110)로 구성될 수 있다. 더 높은 PPS 섬유 비율은 더 많은 결합점을 생성할 수 있고, 따라서 산화된 PAN 섬유(110)의 상응하게 더 낮은 비율에 기인할 수 있는 화재-차단 특성을 감소시키는 것의 대가로 생성된 화재 방지 펠트의 물리적 강도를 증가시킬 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 또한, 더 높은 PPS 섬유 비율은 생성된 섬유질 배트를 더 적은 비율의 PPS 섬유로 구성된 섬유질 배트보다 강성이고 덜 가요성이 되게 만들 수 있다.
산화된 PAN 섬유(110) 및 PPS 섬유(120)는 또한 본 대상의 범주를 벗어나지 않고 유사한 특성을 갖는 다른 유형의 섬유로 대체될 수 있다. 한 예에서, 산화된 PAN 섬유(110)는 또 다른 화재-차단 섬유질 재료, 예컨대 유리 섬유, 실리카 섬유, 세라믹 섬유, 및/또는 현무암 섬유로 대체될 수 있고, 이것은 다양한 건강, 안전성, 및 취급 제약과 관련될 수 있다. 일반적으로, 산화된 PAN 섬유(110)에 대한 적합한 섬유 재료 대체물은 대략 1200℃ 이상의 개방 화염 온도에 노출될 경우 바람직하게는 안정성을 나타내야 한다. 산화된 PAN 섬유(110)의 최대 100%가 무기 섬유로 대체될 수 있지만 바람직하게 산화된 PAN 섬유(110)의 대체물은 중량 기준 30-40%의 무기 섬유로 제한된다. 대안적으로, 또는 추가로, PPS 섬유(120)를 무기 섬유로 또한 대체할 수 있거나, 또는 산화된 PAN 섬유(110) 및 PPS 섬유(120)를 무기 섬유로 둘 다 대체하는 조합일 수 있다. 무기 섬유, 예컨대 유리 섬유, 실리카 섬유, 세라믹 섬유, 현무암 섬유, 및/또는 다른 유기 섬유를 활용하는 것은 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 고온 내성을 개선시킬 수 있고/거나 고온에의 노출 동안 질량 손실을 감소시킬 수 있다. 다른 한편, 무기 섬유를 최대 40 중량%로 제한하는 것은 자극 위험 및/또는 흡입 위험을 줄이는 것을 포함하여, 더 큰 비율로 사용될 경우 이러한 섬유와 관련된 건강 및 안전 위험을 줄이거나 또는 없앨 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 유기 섬유는 적어도 탄소의 비율을 함유하는 섬유를 의미하는 것으로 이해되어야 하고, 반면에 무기 섬유는 탄소의 어떤 비율도 없는 것이다. PPS 섬유(120)는 적합한 난연성 폴리에스테르로 대체될 수 있고, 이것은 PPS 섬유(120)의 경우에서와 마찬가지로 산화된 PAN 섬유(110) 또는 PAN 섬유 블렌드를 용융시키고 서로 결합하기 위해 유사하게 가열될 수 있다.
도 3은 앞서 기술된 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 두 층을 스크림(305) 및 표면 코팅(310)과 조합한 예시적인 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)을 도시한다. 스크림(305) 및 표면 코팅(310)이 모두 도 3의 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)에 함께 사용되는 것으로 도시되어 있지만, 스크림(305) 및 표면 코팅(310)은 둘 다 임의적이고 적용 요구에 따라 개별적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
스크림(305)은 고온 재료, 예컨대 실리카, 세라믹, 금속, 예컨대 스테인리스강 또는 인코넬, 다른 고온 재료, 또는 앞서 언급된 재료 중 임의의 것의 블렌드로부터 평직 및/또는 쇄직을 사용하여 구성될 수 있다. 금속 재료가 스크림(305) 내에 혼입되는 경우, 주변 단열 및 화재 방지 펠트(100)는 전체 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)의 임의의 외부 표면이 일반적인 차량 배터리 전압에 노출될 경우 전기 전도성이 되는 것은 방지하기 위해 적합한 두께 및 커버리지를 가져야 한다는 것을 인식해야 한다. 스크림(305)은 기계 및/또는 교차 기계 방향으로 중첩될 수 있는 필라멘트 섬유 및/또는 얀 섬유로 구성될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 얀 섬유는 배트로 카딩된 다음 얀으로 꼬인 더 짧은 길이의 방적 섬유이다. 바람직하게는, 무기 섬유, 예컨대 실리카 섬유 및 세라믹 섬유가 얀으로 꼬기 어려운 것으로 입증되었기 때문에 본 대상에 따라 스크림(305)에 필라멘트 섬유가 사용된다. 스크림(305)은 또한 스크림(305)의 강도 및 강성을 증가시키기 위해 앞서 기술된 것과 같은 PPS 섬유(120)로 직조될 수 있다. 스크림(305)은, 고온 재료로 구성된 것이지만 단열 및 화재 방지 펠트(100)보다 직접 화염 및/또는 고온 가스 노출에 더 취약할 수 있고 이러한 이유로 중앙에 또는 그렇지 않으면 도 3에 도시된 바와 같이 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 층 사이에 배치될 수 있다. 스크림(305)은 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)에 더 높은 전체 강도를 제공할 수 있고, 고온에 노출될 경우 더 높은 강도 (즉, 고온 강도)를 제공할 수 있다. 스크림(305)은 단열 및 화재 방지 펠트(100) 및 스크림(305) 층을 함께 니들 펀칭함을 통해 펠트(100)에 합쳐질 수 있지만, 접착제 결합, 초음파 결합 등과 같은 재료를 합치기 위한 다른 기술이 사용될 수 있다. 한 예시적인 실시양태에서, 스크림(305)은 결합된 제품의 중량이 475 GSM이 되도록 237 GSM 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 두 층 사이에 배치될 수 있다.
표면 코팅(310)은 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)의 하나 이상의 외부 면에 제공될 수 있고/거나 차량 배터리 팩과 같은 열원과 대향하는 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)의 외부 면에만 제공될 수 있다. 표면 코팅(310)은 실리콘 고무, 세라믹, 또는 다른 팽창성(intumescent) 코팅으로 구성될 수 있고 몇 분의 1 밀리미터 내지 1 밀리미터의 두께로, 바람직하게는 0.2 내지 0.5 밀리미터 두께로 적용될 수 있다. 표면 코팅(310)은 표면 코팅(310)의 내화성 및 내열성을 향상시킬 수 있는 충전제를 추가로 포함할 수 있다. 표면 코팅(310)은 고온 가스 및 화염에 대한 반-불투과성 장벽을 형성함으로써 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)의 다공성을 감소시킬 수 있다. 관심 특징은 표면 코팅(310)이 해어짐 및 마모에 대한 내성을 제공함으로써 아래에 놓인 단열 및 화재 방지 펠트(100)를 보호할 수 있다는 점이다. 표면 코팅(310)의 또 다른 관심 특징은 고온 가스 및/또는 화염에의 노출이 차르의 보호 절연 층을 생성할 수 있다는 점일 수 있다. 바람직하게는, 형성된 차르의 층은 고온 가스 및/또는 화염에의 노출시 최대 6 밀리미터 두께일 수 있다. 또 다른 관심 특징은 대류 열 전달이 감소되도록 표면 코팅(310)이 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)의 투과성을 감소시킬 수 있다는 점이고, 이것은 열원과 대향하는 면 반대편의 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)의 (차가운) 면 상의 온도를 낮춤으로써 온도 차이를 개선할 수 있다.
단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)은 다양한 재료 중량 및 두께의 가요성 배트 및/또는 강성 패널로서 제공될 수 있다. 제1 예시적인 실시양태에서, 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)은 2 내지 3 밀리미터, 바람직하게는 2.4 밀리미터 (+/- 0.3 밀리미터)의 두께와 425 내지 525 GSM, 바람직하게는 475 GSM의 표면 중량을 갖고, 중량 기준 30% PPS 섬유 및 70% 산화된 PAN 섬유의 구성을 갖는 강성 패널로서 제공된다. 제2 예시적인 실시양태에서, 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)은 2 내지 4 밀리미터, 바람직하게는 3 밀리미터 (+/- 0.4 밀리미터)의 두께와 340 내지 420 GSM, 바람직하게는 382 GSM의 표면 중량을 갖고, 중량 기준 7% PPS 섬유 및 93% 산화된 PAN 섬유의 구성을 갖는 가요성 배트로서 제공된다. 제3 예시적인 실시양태에서, 단열 및 화재 방지 펠트 제품(300)은 5 내지 7 밀리미터, 바람직하게는 6 밀리미터 (+/- 0.8 밀리미터)의 두께와 685 내지 840 GSM, 바람직하게는 763 GSM의 표면 중량을 갖고, 중량 기준 7% PPS 섬유 및 93% 산화된 PAN 섬유의 구성을 갖는 가요성 배트로서 제공된다. 제1, 제2, 및 제3 예시적인 실시양태의 시험 결과는 하기 표에서 볼 수 있다. 하기 시험된 제1, 제2, 및 제3 예시적인 실시양태 각각은 스크림(305) 또는 표면 코팅(310)을 포함하지 않았다는 것을 인식해야 한다.
도 4는 이전 표에서 참조된 예시적인 제1, 제2, 및 제3 실시양태 각각에 대한 열 안정성 시험 결과의 그래프(400)를 추가로 보여준다.
도 5는 단열 및 화재 방지 펠트(100) 또는 펠트 제품(300)이 차량 배터리 구획부(530) 내에 설치될 수 있는 예시적인 실시양태(500)를 나타낸다. 단열 및 화재 방지 펠트 및/또는 펠트 제품(100)/(300)은 펠트(100)/(300)의 일부분(525)이 압축되고 일부분(520)이 팽창되어 배터리 모듈(505)/(515)을 서로 밀봉하고 차량 배터리 구획부(530)의 다양한 채널을 밀봉하도록 인접한 배터리 모듈(505)/(515) 사이에 배치될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 단열 및 화재 방지 펠트 및/또는 펠트 제품(100)/(300)은 배터리 모듈(505)이 열 폭주 사건을 경험할 때 차량 배터리 구획부(530)의 벤트(515)로 이어지는 하나 이상의 채널(535)로 고온 가스 및/또는 화염을 전환시키기 위해 통로 및 봉쇄를 만들어 낼 수 있다. 이러한 방식으로, 열 폭주 사건을 경험한 배터리 모듈(505)에 의해 생성된 고온 가스 및/또는 화염은, 차량 배터리 구획부(530)를 통해 연소되거나 또는 열 폭주 사건이 하나 이상의 인접한 배터리 모듈(510)로 전파되게 하는 위험을 감소시키면서 안전하게 전환될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 임의의 개시된 단열 및 화재 방지 펠트 및 펠트 제품(100)/(300), 바람직하게는 표면 코팅(310)이 적용되지 않은 그러한 펠트는 원하는 펠트 두께를 생성하기 위해 교번 방식 (예를 들어, 아코디언 형상(605))으로 접거나 또는 나선형으로 접고 (610) 앵커 태그와 조립할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 개시된 단열 및 화재 방지 펠트를 원하는 펠트 두께를 생성하기 위해 앵커 태그로 절단, 적층, 및 고정할 수 있다 (615). 예를 들어, 에이버리 데니슨(Avery Dennison)® 상표하에 판매되는 앵커 태그는 40 내지 60 밀리미터의 두께를 갖는 6 내지 9개의 펠트 층을 생성하였다. 앵커 태그는 저온 플라스틱으로 구성될 수 있으며 단열 및 화재 방지 펠트 및 펠트 제품(100)/(300)의 설치 전에 조립 보조장치로 사용될 수 있다. 단열 및 화재 방지 펠트 및 펠트 제품(100)/(300)을 접고/거나 절단하고 적층하여 생성된 추가의 두께는 예를 들어 차량 배터리 구획부의 배터리 모듈들 사이에 배치될 수 있다. 이것은 배터리 모듈에서 분출되는 고온 가스 또는 화염이 인접한 제2 배터리 모듈에 도달하는 것을 방지하는 데에 유용할 수 있고, 이는 제2 배터리 모듈이 캐스케이딩 방식으로 열 폭주 사건을 겪게 할 수 있었다.
단열 및 화재 방지 펠트(100)의 전체 두께는, 접혀 있든 또는 않든, 예를 들어 차량의 인클로저 내와 같이 설치될 경우 5 내지 12 밀리미터의 간섭이 존재하도록 선택될 수 있다. 이러한 간섭 양은 단열 및 화재 방지 펠트(100)가 인클로저 및 그 안에 배치된 구성요소에 대해 적합한 팽창, 압축, 및 밀봉을 제공할 수 있게 하면서도 그러한 구성요소가 과도한 힘 없이 설치 및 제거될 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 5 내지 12 밀리미터 초과의 간섭으로 개시된 단열 및 화재 방지 펠트 및 펠트 제품(100)/(300)을 설치하는 것은 기술자가 추가적인 장비 또는 인력의 도움 없이 배터리 모듈 구성요소, 인클로저 리드 등을 설치 및/또 제거하는 능력을 저해하는 것으로 결정되었다. 반대로, 음향 및 화재 방지 펠트(100)가 5 내지 12 밀리미터 미만의 간섭으로 설치될 경우, 열 음향 및 화재 방지 펠트(100)의 팽창은 열 폭주 사건 동안 고온 가스 및/또는 화염을 밀봉하고 채널링하기에 부적절하다. 따라서, 설치될 경우 간섭이 5 내지 12 밀리미터로 제한되도록 단열 및 화재 방지 펠트 및 펠트 제품(100)/(300)에 대한 두께 및/또는 주름의 수를 선택하는 것이 바람직하다. 이것은 단열 및 화재 방지 펠트(100)에 근접하게 배치된 다른 구성요소의 설치 및 제거의 용이함을 보장하면서 그러한 구성요소 및 주변 인클로저에 대한 적합한 밀봉을 제공할 수 있다.
앞서-논의된 부직조 섬유 배팅을 형성하기 위해 사용되는 공정은 카딩 및 크로스-래핑, 에어-레이드, 또는 인-라인 카딩을 포함할 수 있다. 섬유 결합 공정은 니들 펀칭, 수력엉킴, 캘린더링, 압축 벨트 열 결합, 스티치 결합 등을 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 단열 및 화재 방지 펠트는 또한 부직조 재료가 아닌 직조로도 제조될 수 있다. 그 경우에, 산화된 PAN 섬유(110) 및 PPS 섬유(120)의 믹스가 베이스 얀으로 블렌딩될 수 있고, 이것이 후속적으로 직조 또는 편직에 의해 가공될 수 있는 직조 직물 제조 공정이 이용될 수 있다. 직조 단열 및 화재 방지 펠트(203)는 베이스 패브릭에 사용된 연속 얀으로 인해 기계 및 교차 기계 방향으로 증가된 인장 강도를 제공하지만 더 큰 재료 비용으로 제공할 수 있다. 결합점을 생성하기 위한 앞서-논의된 열 결합 공정은 관통형 오븐, 스텐토르(Stentor) 오븐, 적외선 오븐, 핫 롤 캘린더링, 및/또는 개방-화염 버너를 사용하여 달성될 수 있다.
절연 재료의 가연성 성능은 FMVSS302/SAE J369 시험과 같은 수평 연소 시험, 또는 UL94 시험과 같은 수직 연소 시험을 사용하여 측정될 수 있다. 표를 참조하여 앞서 기술된 바와 같이, 본 대상의 단열 및 화재 방지 펠트(100)의 제1, 제2, 및 제3 실시양태는 이러한 시험에서 최고 수준의 성능을 달성하여 수평 연소 시험을 사용하여 시험할 경우 "발화되지 않음" (DNI) 등급을 얻고 수직 연소 시험을 사용하여 시험할 경우 "V0" 등급을 달성한다.
개시된 단열 및 화재 방지 펠트의 불연성 성능에 더하여, 펠트는 고온 조건, 예컨대 화재로부터 보호를 필요로 하는 근처의 구성요소 또는 시스템에 화염 장벽을 또한 제공할 수 있다. 개방 화염에 노출되는 동안, 단열 및 화재 방지 펠트는 주로 온전하게 남아 화재-차단 절연 층을 생성할 수 있고, 이것은 화재 및 고온이 보호할 취약한 대상(들)으로 전파되는 것을 방지할 수 있다. 뛰어난 물리적 특성과 조합될 경우 이러한 높은 정도의 화재-차단 성능은 개시된 단열 및 화재 방지 펠트(203)를 화재로부터 취약한 대상(들)을 보호하기 위해 절연이 필요할 수 있는 적용에 이상적이게 만들면서 압축, 굽힘, 충격, 액체 포화, 이동, 충돌, 및 진동과 같은 보통의 일상적인 사용 동안 발생하는 물리적 응력을 또한 견딜 수 있게 한다. 추가로, 개시된 단열 및 화재 방지 펠트(203)는 금속 인클로저와 같은 선행 기술의 화재-보호 재료의 성능을 충족하거나 또는 능가하며, 중량을 상당히 절감시킨다. 개시된 단열 및 화재 방지 펠트(203)에 대한 잠재적인 적용은 화재로부터의 보호 및 재료 내구성이 요구될 수 있는 곳이면 어디든, 재충전가능 에너지 저장 시스템, 자동차 적용, 전기 발전기 등을 포함할 수 있다.
표를 참조하여 앞서 기술된 바와 같이, 단열 및 화재 방지 펠트(203)의 제1 예시적인 실시양태에 대해 인장 강도 시험을 수행하였다. 475 GSM의 패브릭 중량과 중량 기준 30% PPS 섬유(120) 및 70% 산화된 PAN 섬유(110)의 예시적인 조성 블렌드 (앞서 기술된 예시적인 제1 실시양태)를 갖는 앞서-기술된 예시적인 제1 실시양태의 샘플을 시험하였다. 이 예시적인 샘플의 길이는 3.000 인치였고 1.000 lbf의 프리텐션을 적용하였다. 앞서 기술된 부직조 섬유 배팅(202)의 열 결합을 달성하기 위한 가열 전후에 인장 강도를 시험하였다. "기계 방향"으로 시험한 경우 열 결합은 열 결합 전에 수행된 동일한 시험 측정과 비교했을 때 약 11.3배로 영률(Young's Modulus)의 증가를 초래하였다. "교차 기계 방향"으로 시험한 경우, 열 결합의 결과는 열 결합 전에 수행된 시험 측정과 비교했을 때 4.3배로 영률의 증가를 초래하였다. 두 경우 모두에서, 예시적인 제1 실시양태 샘플은 상당히 더 강성이 되었고 열 결합 후 연신 및 형태 변화에 대해 더 내성이 되었다. 이러한 재료 특성은 단열 및 화재 방지 펠트의 치수 안정성을 개선시키고, 이것은 예를 들어, 취급, 절단, 및 설치 동안 유리할 수 있다. 30% PPS 섬유(120)의 비율을 갖는 예시적인 제1 실시양태 재료는 산화된 PAN 섬유(110)와 결합점 매트릭스를 형성하기 위해 가열될 경우, 예를 들어 차량에 사용하기 위한 배터리 모듈 커버 및/또는 인클로저를 만드는데 적합한 "보드-유사" 강성을 갖는 펠트 제품을 생성한다.
전술한 개시내용은 단지 본 발명을 설명하기 위해 제시되었고 제한하려는 의도가 아니다. 예는 단지 본 대상의 특징, 이점, 및 다른 세부사항을 추가로 설명하기 위해 선택되었다. 예가 이러한 목적에 도움이 될 수 있지만, 특정 재료 조성, 양, 비율, 및 다른 조건은 제한적인 방식으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 취지 및 실체를 포함하는 개시된 실시양태의 변경이 통상의 기술자에게 떠오를 수 있기 때문에, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범주 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
개시내용의 대상은 또한 특히 다음의 측면들에 관한 것일 수 있다:
제1 측면은 복수의 기계적으로 얽힌 섬유와 균질하게 혼합된 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유에 의해 함께 결합된 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 섬유를 포함할 수 있는 단열 및 화재 방지 펠트이며, 여기서 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유는 복수의 기계적으로 얽힌 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하고, 단열 및 화재 방지 펠트는 FMVSS302 또는 SAE J369 수평 연소 시험 중 하나 이상에 적용될 경우 발화되지 않고/거나, UL94 수직 연소 시험에 적용될 경우 V0 등급을 얻는 것인 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제2 측면은 복수의 기계적으로 얽힌 섬유가 산화된 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유를 포함하는 것인 제1 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제3 측면은 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유가 폴리페닐렌 술피드 (PPS)를 포함하는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제4 측면은 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유가 폴리에스테르를 포함하는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제5 측면은 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트를 각각 포함하는 제1 층 및 제2 층, 및 제1 층과 제2 층 사이에 배치되어 이들에 결합된 스크림을 추가로 포함하는 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제6 측면은 단열 및 화재 방지 펠트 제품의 외부 표면에 적용된 코팅을 추가로 포함하며, 여기서 코팅이 실리콘, 세라믹, 및/또는 팽창성 코팅을 포함하는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제7 측면은 복수의 기계적으로 얽힌 섬유가 최대 40 중량%의 복수의 무기 섬유 및 나머지 복수의 유기 섬유를 추가로 포함하는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제8 측면은 PAN 섬유가 중량 기준 60% 내지 70% 탄소를 포함하는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제9 측면은 고온 가스가 차량 배터리 구획부를 빠져나갈 수 있게 하는 벤트; 차량 배터리 구획부 내에 배치된 복수의 배터리 모듈; 및 복수의 배터리 모듈들 사이에 배치된 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트를 포함하는 차량 배터리 구획부이며, 여기서 단열 및 화재 방지 펠트의 제1 부분은 압축되고, 단열 및 화재 방지 펠트의 제2 부분은 팽창되며, 단열 및 화재 방지 펠트의 제1 부분 및 제2 부분은 고온 가스를 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나로부터 차량 배터리 구획부의 벤트로 전환시키는 경로를 생성하는 것인 차량 배터리 구획부에 관한 것이다.
제10 측면은 용융된 열가소성 수지 섬유의 비율이 단열 및 화재 방지 펠트의 30 중량%인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제11 측면은 단열 및 화재 방지 펠트가 보드-유사 강성을 나타내는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제12 측면은 용융된 열가소성 수지 섬유의 비율이 단열 및 화재 방지 펠트의 3 중량%인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제13 측면은 단열 및 화재 방지 펠트가 교번 방식으로 접혀서 그 자체로 고정된 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제14 측면은 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유가 45%의 한계 산소 지수 (LOI)를 나타내는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제15 측면은 단열 및 화재 방지 펠트의 외부 표면이 25 내지 50 볼트/mil의 유전 강도를 나타내는 것인 임의의 선행하는 측면의 단열 및 화재 방지 펠트, 제1항의 펠트에 관한 것이다.
제16 측면은 제1 층으로서, 제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제1 복수의 용융된 열가소성 폴리페닐렌 술피드 (PPS) 섬유에 의해 함께 결합된 제1 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유를 포함하고, 여기서 제1 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제1 층; 제2 층으로서, 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유에 의해 함께 결합된 제2 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 PAN 전구체 섬유를 포함하고, 여기서 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제2 층; 제1 층과 제2 층 사이에 배치된 스크림 층; 및 단열 및 화재 방지 펠트 제품의 외부 표면에 적용된 코팅으로서, 여기서 코팅은 실리콘, 세라믹, 또는 팽창성 코팅으로부터 형성된 것인 코팅을 포함하는 단열 및 화재 방지 펠트 제품에 관한 것이다.
제17 측면은 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유가 45%의 한계 산소 지수 (LOI)를 나타내는 것인 제16 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제18 측면은 제1 층으로서, 제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제1 복수의 용융된 열가소성 폴리페닐렌 술피드 (PPS) 섬유에 의해 함께 결합된 제1 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유를 포함하고, 여기서 제1 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제1 층; 제2 층으로서, 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유에 의해 함께 결합된 제2 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 PAN 전구체 섬유를 포함하고, 여기서 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제2 층; 및 제1 층과 제2 층 사이에 배치된 스크림 층을 포함하는 단열 및 화재 방지 펠트 제품이며, 여기서 단열 및 화재 방지 펠트는 FMVSS302, 및/또는 SAE J369 수평 연소 시험 중 하나 이상에 적용될 경우 발화되지 않고/거나, UL94 수직 연소 시험에 적용될 경우 V0 등급을 얻는 것인 단열 및 화재 방지 펠트 제품에 관한 것이다.
제19 측면은 스크림이 제3 복수의 용융된 PPS 섬유와 직조된 필라멘트 섬유를 포함하는 것인 제18 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
제20 측면은 제1 또는 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유가 최대 40 중량%의 복수의 무기 섬유 및 나머지 복수의 유기 섬유를 포함하는 것인 제18 측면 또는 제19 측면의 단열 및 화재 방지 펠트에 관한 것이다.
상기 열거된 각각의 독립적인 측면에서 언급된 특징에 더하여, 일부 예는 단독으로 또는 조합으로, 종속적인 측면에서 언급되고/거나 상기 설명에 개시되고 도면에 도시된 바와 같은 임의적인 특징을 보여줄 수 있다.

Claims (20)

  1. 단열 및 화재 방지 펠트이며,
    복수의 기계적으로 얽힌 섬유와 균질하게 혼합된 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유에 의해 함께 결합된 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 섬유
    를 포함하고, 여기서
    복수의 용융된 열가소성 수지 섬유는 복수의 기계적으로 얽힌 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하고,
    단열 및 화재 방지 펠트는 FMVSS302 또는 SAE J369 수평 연소 시험 중 하나 이상에 적용될 경우 발화되지 않고/거나, UL94 수직 연소 시험에 적용될 경우 V0 등급을 얻는 것인
    단열 및 화재 방지 펠트.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 기계적으로 얽힌 섬유가 산화된 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유를 포함하는 것인 단열 및 화재 방지 펠트.
  3. 제1항에 있어서, 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유가 폴리페닐렌 술피드 (PPS)를 포함하는 것인 단열 및 화재 방지 펠트.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유가 폴리에스테르를 포함하는 것인 단열 및 화재 방지 펠트.
  5. 제1항의 단열 및 화재 방지 펠트를 각각 포함하는 제1 층 및 제2 층; 및
    제1 층과 제2 층 사이에 배치되어 이들에 결합된 스크림
    을 포함하는 단열 및 화재 방지 펠트 제품.
  6. 제5항에 있어서,
    단열 및 화재 방지 펠트 제품의 외부 표면에 적용된 코팅
    을 추가로 포함하며, 여기서
    코팅은 실리콘, 세라믹, 및/또는 팽창성 코팅을 포함하는 것인
    단열 및 화재 방지 펠트 제품.
  7. 제1항에 있어서, 복수의 기계적으로 얽힌 섬유가 추가로 최대 40 중량%의 복수의 무기 섬유 및 나머지 복수의 유기 섬유를 포함하는 것인 단열 및 화재 방지 펠트.
  8. 제2항에 있어서, PAN 섬유가 중량 기준 60% 내지 70% 탄소를 포함하는 것인 단열 및 화재 방지 펠트.
  9. 차량 배터리 구획부이며,
    고온 가스가 차량 배터리 구획부를 빠져나갈 수 있게 하는 벤트;
    차량 배터리 구획부 내에 배치된 복수의 배터리 모듈; 및
    복수의 배터리 모듈들 사이에 배치된 제1항의 단열 및 화재 방지 펠트
    를 포함하고, 여기서
    단열 및 화재 방지 펠트의 제1 부분은 압축되고,
    단열 및 화재 방지 펠트의 제2 부분은 팽창되며,
    단열 및 화재 방지 펠트의 제1 부분 및 제2 부분은 고온 가스를 복수의 배터리 모듈 중 적어도 하나로부터 차량 배터리 구획부의 벤트로 전환시키는 경로를 생성하는 것인
    차량 배터리 구획부.
  10. 제1항에 있어서, 용융된 열가소성 수지 섬유의 비율이 단열 및 화재 방지 펠트의 30 중량%인 단열 및 화재 방지 펠트.
  11. 제10항에 있어서, 보드-유사 강성을 나타내는 단열 및 화재 방지 펠트.
  12. 제1항에 있어서, 용융된 열가소성 수지 섬유의 비율이 단열 및 화재 방지 펠트의 3 중량%인 단열 및 화재 방지 펠트.
  13. 제1항에 있어서, 교번 방식으로 접혀서 그 자체로 고정된 단열 및 화재 방지 펠트.
  14. 제1항에 있어서, 복수의 용융된 열가소성 수지 섬유가 45%의 한계 산소 지수 (LOI)를 나타내는 것인 단열 및 화재 방지 펠트.
  15. 제1항에 있어서, 단열 및 화재 방지 펠트의 외부 표면이 25 내지 50 볼트/mil의 유전 강도를 나타내는 것인 단열 및 화재 방지 펠트.
  16. 단열 및 화재 방지 펠트 제품이며,
    제1 층으로서,
    제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제1 복수의 용융된 열가소성 폴리페닐렌 술피드 (PPS) 섬유에 의해 함께 결합된 제1 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유
    를 포함하고, 여기서
    제1 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제1 층;
    제2 층으로서,
    제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유에 의해 함께 결합된 제2 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 PAN 전구체 섬유
    를 포함하고, 여기서
    제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제2 층;
    제1 층과 제2 층 사이에 배치된 스크림 층; 및
    단열 및 화재 방지 펠트 제품의 외부 표면에 적용된 코팅으로서, 여기서
    코팅은 실리콘, 세라믹, 또는 팽창성 코팅으로부터 형성된 것인 코팅
    을 포함하는 단열 및 화재 방지 펠트 제품.
  17. 제16항에 있어서, 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유가 45%의 한계 산소 지수 (LOI)를 나타내는 것인 단열 및 화재 방지 펠트 제품.
  18. 단열 및 화재 방지 펠트 제품이며,
    제1 층으로서,
    제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제1 복수의 용융된 열가소성 폴리페닐렌 술피드 (PPS) 섬유에 의해 함께 결합된 제1 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 전구체 섬유
    를 포함하고, 여기서
    제1 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제1 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제1 층;
    제2 층으로서,
    제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 전구체 섬유와 균질하게 혼합된 제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유에 의해 함께 결합된 제2 복수의 부직조 기계적으로 얽힌 산화된 PAN 전구체 섬유
    를 포함하고, 여기서
    제2 복수의 용융된 열가소성 PPS 섬유는 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유의 개별 섬유들 사이에 결합점의 매트릭스를 형성하는 것인, 제2 층; 및
    제1 층과 제2 층 사이에 배치된 스크림 층
    을 포함하고, 여기서
    단열 및 화재 방지 펠트는 FMVSS302, 및/또는 SAE J369 수평 연소 시험 중 하나 이상에 적용될 경우 발화되지 않고/거나, UL94 수직 연소 시험에 적용될 경우 V0 등급을 얻는 것인
    단열 및 화재 방지 펠트 제품.
  19. 제18항에 있어서, 스크림이 제3 복수의 용융된 PPS 섬유와 직조된 필라멘트 섬유를 포함하는 것인 단열 및 화재 방지 펠트 제품.
  20. 제18항에 있어서, 제1 또는 제2 복수의 기계적으로 얽힌 PAN 섬유가 최대 40 중량%의 복수의 무기 섬유 및 나머지 복수의 유기 섬유를 포함하는 것인 단열 및 화재 방지 펠트 제품.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024072717A1 (en) * 2022-09-26 2024-04-04 Elven Technologies, Inc. Flameproof material for wearables, personal protective equipment, lithium-ion battery flame protection, and general flame protection
DE102022127422A1 (de) 2022-10-19 2024-04-25 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Traktionsbatterie und Verfahren zur Herstellung einer Traktionsbatterie

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9207367U1 (ko) * 1992-05-30 1992-09-10 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt, De
AU3365400A (en) * 1999-02-22 2000-09-14 Standard Oil Company, The Carbon fibers or sheets made from copolymers of acrylonitrile
WO2016138463A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Gogoro Inc. Portable electrical energy storage device with in-situ formable fluid channels
DE102016201199A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Isolieren von einem Batteriemodul
EP3827121A1 (en) * 2018-07-23 2021-06-02 3M Innovative Properties Company Low basis weight flame retardant scrim, articles, and methods
EP3990274B1 (en) * 2019-06-25 2022-08-10 3M Innovative Properties Company Nonwoven fibrous web

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