KR930009285B1 - 불꽃 저지성 방화직물 및 방화직물에 불꽃 저지성을 부여하는 방법 - Google Patents

불꽃 저지성 방화직물 및 방화직물에 불꽃 저지성을 부여하는 방법 Download PDF

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Abstract

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Description

불꽃 저지성 방화직물 및 방화직물에 불꽃 저지성을 부여하는 방법
본 발명은 개선된 방화직물(fire barrier fabric) 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
미국에서는 1983년 37,000이 넘는 사람이 주택 및 공공건물의 화재로 심각하게 피해를 입었다. 상기 화재로 인한 재산 피해는 60억에 달했다. 심각하고 치명적인 화재의 다른 원인에는 차량을 포함하는 사고이다. 더우기, 부주의한 흡연 또는 어린이의 성냥놀이에 의해 발생된 여러가지 심각한 화재가 차내에서 일어난다. 많은 차내의 불은 차체의 금속 외곽내에 갇혀있기 때문에, 단시간에 매우 높은 온도에 도달하게 된다.
정부 및 공업분야에서는 가정의 가구에 탈 수 없거나 불꽃의 번식을 지연시키는 물질을 개발하기 위해 깊은 연구를 해왔다. 이 물질이 기능적이고 심미적이며 경제성이 있어야 한다는 것은 다른 중요한 고려해야할 점이다.
DOT302와 같은 표준이 차량에 사용되는 물질에 대해 반포되었다. DOR 표준 302는 차량에 사용되는 직물에 대해 불꽃의 번식속도를 제한한다. 그러나 다-성분 구조물의 연소특성은 개개의 성분의 연소 특성으로부터 예견할 수 없다는 것을 되풀이하여 설명한다.
연방 정부는 실내 가구 직물에 대해 "담배 연소 시험"을 개발하였다. 그러나 연기나는 담배로부터 점화되지 않는 직물(제 1 류직물)은 개방된 불꽃과 접촉할때 타서 쿠션 또는 장식 가구내 기초 속심의 점화를 유도할 수 있다.
장식 가구 직물용 백코우딩과 커튼 라이너용 볼꽃 지연 포움 고우팅은 상업적으로 구입할 수 있다. 외장직물을 위한 화학적 처리도 있다. 그러나 기껏해야 이 물질들은 불꽃 원인이 제거될때 자체-소화된다. 불꽃원인이 제거되지 않는다면, 이 물질들은 눌어서 그 원래의 모습을 잃게 되어 볼꽃이 직물 피복아래 물질이 도달되게 한다.
소성처리된 염화 폴리비닐(비닐) 및 폴리우레탄은 특히 수송 차량, 부엌가구, 음식점, 극장, 나이트클럽 및 공공건물내 설비용 장식 직물에 폭넓게 사용된다. 이 직물들은 값이 싸고, 내마모성이 좋고, 세탁하기 쉽고 매우 다양한 질감, 색상 및 중량으로 생산될 수 있다.
그러한 직물들은 보통 비닐 또는 우레탄의 층에 결합된 면, 폴리에스테르 또는 폴리에스테르/면 스크림으로 구성된다. 스크림 직물은 직조물, 니트 또는 비-직조물일 수 있고 보통 혼방 직물에 치수 안정성, 인장강도 및 인열 강도를 제공하기 위해 고안된 경중량의 개방 직물이다.
비닐(여기서 "비닐"이란 용어를 사용할 경우, 폴리우레탄과 동일하게 생각한다)은 스크림으로 압출 코우팅 될 수 있거나 별개의 필름으로 주조되어 스티치 결합, 접착적 결합 또는 열결합에 의해 스크림에 계속적으로 결합된다.
전형적인 비닐 장식 의자는 금속, 목재 또는 플라스틱 골격으로 구성된다. 시이트는 기초 합판, 기초목재의 바닥에 고정시킨 폴리우레탄 포움(foam)의 2-3인치 두께의 슬랩과 포움(foam)을 감싸는 비닐 직물로 구성되고 기초 목재의 바닥에 고정된다. 학교버스와 지하철과 같은 차량의 시이트도 유사한 구조이다. 자동차에서는 합판대신에 금속스프링을 사용한다.
산화 안티몬과 같은 불꽃 지연 충전재와 가소제를 적당히 선택함으로 자체-소화 비닐 직물을 생산할 수 있다. 그러나 불꽃 존재시 비닐은 수축되어 바탕 물질 보통 우레탄 포움이나 폴리에스테르 섬유충전물을 노출시킬 수 있다. 이 물질들이 질화될때, 전체 의자 또는 시이트는 급속히 불꽃에 휘말리게 된다.
퍼기저의 미합중국 특허 제 4, 526, 830 호는 이불요 이불 잇감으로 사용하기에 적당한 피복된 유리 섬유 직물에 관한 것이다. 직물은 중합체 피복 조성물의 층이 적용된 직조 또는 비-직조 유리 섬유 직물로 구성된다. 중합체 담체는 살진균제, 살충제, 불꽃지연제 및 충전제도 포함할 수 있다.
피사노의 미합중국 특허 제 2, 956, 917호에는 느슨하게 직조된 유리 섬유와 염화 비닐을 주로 포함하는 비닐 수지 중합체와 폴리알킬 메타크릴레이트의 용액에 침지시켜 유리사를 서로 셋팅시키거나 달라붙게하고 웨이브 패턴의 변형을 방지시키고 미리 형성되어진 비닐 수지 필름을 압력에 의해 처리된 직물에 적층시키는 것이 기술되어 있다.
알트의 미합중국 특허 제 2, 215, 061호에는 셀룰로오스, 합성수지, 천연수지 또는 단백질로부터 유도된 피복 조성물로 직조된 유리 직물을 피복시킴으로 제조된 직물이 기술되어 있다.
카로셀리 일행의 미합중국 특허 제 2, 686, 787호에는 피복이 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체인 피복된유리 섬유직물이 기술되어 있다.
마르조치 일행의 미합중국 특허 제 3, 490, 985호에는 서로 꼬여진 가닥들 서로다른 두개의 유형들을 취하고 열가소성 수지, 포움형성제 및 가소제의 혼합물을 서로다른 유형의 두개의 가닥들을 포함하는 직물의 면적에 적용하여 생산된 장식 직조 유리 직물이 기술되어 있다. 포움형성제는 작용하여 혼합물 자체내에서 두형태의 가닥들의 주위에 포움을 생성하여 포움이 형성된 수지의 유연한 상승된 부분을 제공한다. 포움이 형성된 수지는 가닥중 하나에는 약하게 결합하지만 다른 것에는 강하게 결합한다.
휀네브레스퀴의 미합중국 특허 2, 830, 925호에는 유리 섬유로 만들어질 수 있는 착색된 섬유물질을 라이네이트에 함입시킴으로 생성된 장식을 위한 플라스릭 라미네이트가 기술되어 있다.
본 발명은 불에 노출되었을때 방화벽을 제공하여 바탕 물질들이 인화되는 것을 방지해주기 위한 자체-소화열가소성표면직물의 뒤에 라이네이트된 피복된 유러섬유직물에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 불꽃저지 방화직물은 예비처러된 자체-소화가소성 표면직물로 구성된다. 열가소성 표면직물, 일반적으로 소성화된 염화 폴리비닐 또는 폴리우레탄을 바탕 유리 섬유직물에 라미네이팅시킨다. 유리 섬유 직물은 원래 불이 붙지 않으며 고온의 열과 불꽃에 노출될때 인화에 대해 유리 섬유직물 라미네이트로 덮여진 바탕물질을 보호하는 벽으로 작용하여 그 원래의 모습을 유지한다.
유리 섬유는 자체-마모적이다. 그러므로, 유리섬유를 서로 문지르면 자체 파괴가 된다. 유리직물/비닐라미네이트는 보통사용시 구부러지기 때문에 섬유를 피복하고 캡슐화하는 적당한 보호물질로 유리 섬유직물을 피복하여 유리 섬유의 자체-파괴적 경향을 최소로 할 필요가 있다.
유리 섬유 직물 보호 피복은 유리섬유의 불이 붙지않는 특성을 감소시키지 않고 피복의 열분해 생성물이 인화시 심한 연기의 원이 아니어야 한다. 피복들은 일반적으로 중합체 결함제 및 적당한 충전제로 구성된다. 산화 안티몬과 할로겐-함유 화합물의 상승작용은 잘 알려져 있다.
그러므로 전형적인 피복은 염화 폴리비닐, 염화 폴리비닐리덴 또는 폴리비닐플루오라이드와 같은 할로겐화된 중합체 또는 염화비닐과 미세하게 분산된 산화안티몬을 포함하는 공중합체로 구성될 수 있다. 할로겐화된 가소제는 할로겐을 보호할 뿐만 아니라 피복의 취급을 개선하기 위해 사용된다. 인 유도체들도 연기에 대한 저항성에 기여하기 위해서 흔히 포함된다.
승온에서, 알루미늄 삼수화물의 흡열적 분해는 수증기가 불을 끄게 하는데 기여한다. 다른 시스템은 산화안티몬과 함께 데카브로모디페닐 옥사이드와 같은 매우 브롬화된 유기 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 신규한 방화직물은 유리섬유를 캡슐화하는 보호피복과 비닐 표면 직물을 갖는 직조 또는 비-직조 유리 섬유물질로 구성된다.
학교 버스 시이트와 같은 차량 시이트의 구성에 있어서, 쿠션 물질, 보통 폴리우레탄 포움은 먼저 피복된 유리 섬유직물로 싸여지고 다음에 비닐 표면직물로 싸여 진다. 바람직한 접근은 유리 직물을 비닐 표면 직물에 예비라미네이팅 시키는 것이다. 유리 직물은 비닐 표면 직물에 접착적으로 결합되고, 스티치 결합되거나 열결합될 수 있다.
자극된 학교 버스 화재의 결과로부터 예비라미네이팅된 직물이 상응하는 계속적으로 적용된 직물들보다 더 우수한 방화물임이 발견되었다. 계속적으로 적용된 직물은 각각의 직물들 사이에 결합이 없는 것이다. 그러므로, 버스 시이트용의 계속적으로 적용된 직물은 폴리우레탄 포움 기초, 포움 주위를 둘러싼 유리 섬유직물과 유리 섬유직물 주위를 둘러싼 비닐 표면 직물의 층을 포함한다.
실제적인 기초물은 방화물로서 작용하는 계속적으로 적용된 직물위에 예비라미네이팅된 직물의 우수한 수행력에 있어 확실하지 않은 반면에 예비라미네이팅된 직물이 불꽃에 노출될때, 비닐이 그의 라미네이팅된 바탕 유리 섬유직물로부터 수축되지 않으나 열화되어 유리섬유 직물의 간극으로 들어가서 산소가 밑에 놓인 쿠션 물질로 통과하는 것을 방지하고 또한 쿠션 물질의 혐기적 열분해에 의해 생성된 인화성 기체가 바깥으로 나오는 것을 방지한다.
예비라미네이팅된 직물의 우수한 수행력에도 불구하고, 차량 시이트상의 순차적으로 적용된 유리 섬유 직물과 비닐 표면 직물은 화재 방지 차량 시이트에 대해 이 기술분야의 상태의 중대한 진보를 나타낸다.
일반적으로, 비닐 표면 직물은 불투과성이다. 그러나, 비닐 표면 직물은 유리섬유직물/비닐 표면 직물 혼성물이 방화물로서 작용하기 위해 공기의 통과에 대해 불투과성이어야 하는 것이 필수적인 것은 아니다. 일반적으로 혼성물의 기공도는 1.27cm(1/2인치)의 수압에서 측정했을때 약 300ft3/fr2/분의 임계적 기공도 값을 초과해서는 안된다. 임계적 기공도 값은 절대값은 아니지만 바탕 쿠션물질의 인화성에 어느정도 의존한다. 이는 일반적으로 약 200-300 범위의 값이다.
적당한 직조 유리 섬유 직물에는 평직, 바스켓직, 레노직, 능조직, 크로우후트 새틴 또는 긴 샤프트 세틴이 있다. 적당한 니트 직물에는 경사니트 및 위사니트가 있다. 비-직조 유리 메트도 또한 적당하다. 직물의 구조는 혼성물이 예비라리네이팅 되었던지 아니던지 임계적 기공도 값을 초과하지 않는 것이어야 한다.
적당한 평직 직물에는 경사수(인치당 실의수) 약 40-120과 위사수 30-60을 갖는 것들이 있다. 직물 무게는 약 2.0-8 OZ/Yd2이 적당하다.
적당한 피복 조성물은 중합체 결합제, 충전제, 불꽃 지연 첨가제 및 임의의 안료 및/ 또는 가소제들로 구성된다. 연속 매체는 물 또는 유기 용매일 수 있다. 환경을 고려할때 물이 바람직하다.
전형적인 결합제에는 염화비닐 중합체, 에틸렌/염화비닐 공중합체, 염화 비닐리딘/알킬 메타크릴레이트공중합체, 염화비닐/비닐아세테이트 공중합체, 네오프렌 중합체, 폴리우레탄, 비닐아세테이트/알킬아크릴레이트 공중합체 또는 그 조합물과 같은 유탁액 중합체가 있다. 전형적인 충전제에는 점토, 탄산칼슘, 활석 또는 이산화 티탄이 있다. 불꽃 지연 첨가제에는 안티몬, 삼산화물, 안티몬 5산화물, 알루미늄 삼수화물 및 데카브로모디페닐 산화물이 있다.
효과적인 불꽂 저지제는 안티몬 삼산화물과 유기할로겐 화합물의 혼합물이다. 할로겐 원은 중합체 결합제, 예를들면 염화 폴리비닐 또는 염화비닐을 포함하는 공중합체로부터 알 수 있다. 결합제가 할로겐을 포함하지 않는 경우, 데카브로모디페닐 산화물과 같은 적당한 할로겐 공여체를 조성물에 첨가할 수 있다.
중합체 결합제의 선택에 따라, 직물이 뻣뻣해지는 것을 피하기 위해 가소제를 조성물에 함입시키는 것이 필요하다. 매우 다양한 유기 가소제가 피복 연화에 적당할 경우, 피복에 불꽃 지연성을 줄 수 있는 포스페이트 에스테르 가소제를 사용하는 것이 바람직하다. 트리스(P-클로로페닐)포스페이트, 트리스(2, 3-디클로로포로필 포스페이트) 및 이와 유사한 것과 같은 할로겐을 포함하는 포스페이트 에스테르가 가장 바람직하다.
피복된 유리 섬유 직물이 비닐 표면 직물에 부착적으로 결합되거나 열 결합될때, 피복 조성물의 성분들중 어떤 것도 결합 강도를 감소시키거나 약화시킬 수 없다는 것은 중요하다.
피복은 와해성 포움 또는 액체 피복으로 유리 섬유 직물에 적용할 수 있다. 액체 피복을 적용하는 적당한 방법에는 그라비야 피복, 역롤(reverse roll)피복, 나이프 오버 롤(Knife over roll), 나이프 오버 테이블(Knife over table), 플로팅 나이프(floating knife) 또는 패드/닙(pad/nip) 피복이 있다. 피복방법은 유리섬유의 완전한 캡슐화의 성취를 제공하는 본 발명에 있어서 중요한 것이 아니다.
피복이 와해성 포움으로 적용될때, 피복 조성물에 포움 형성제를 포함시키는 것이 필요하나, 단 포움 형성제는 표면 직물에 캡슐화된 유리 섬유 직물을 결합시키는 효력을 방해하지 않아야 한다. 와해성 포움을 적용하는 적당한 방법에는 수평 패드, 플로팅 나이프, 나이프 오버 롤에 이어 크러쉬 롤 또는 그라비야 피복이 있다.
유리섬유 직물에 적용된 피복의 양은 직물의 중량을 기준으로 약 5%-약 100%, 바람직하게는 8-30%범위일 수 있다. 그러나 충분한 피복을 유리사를 완전히 캡슐화하기 위해 적용하는 것은 중요하나 너무 많은 피복은 혼성 직물의 촉감을 뻣뻣하게 할 수 있기 때문에 해로울 수가 있다.
임의의 프라이머 피복 또는 처리를 유리섬유 직물에 행하여 캡슐화 피복의 접착성을 개선할 수 있다. 적당한 프라이머에는 유리실란 또는 유기티타네이트와 같은 결합제가 포함된다. 이들을 흔히 유탁액 아크릴중합체들과 혼합하고 묽은 수성 분산액으로부터 직물에 적용한다.
예비형성된 비닐 표면 직물을 라미네이팅시키거나 또는 유리 섬유 직물에 피복할 경우, 비닐을 경화 또는 액체 상태로 유리 섬유 직물상에 피복할 경우보다 더 좋은 전체 성질들을 얻을 수 있다는 것이 발견되었다. 그러므로 유리섬유 직물상에 비닐을 압출 주조함으로 유리 섬유 직물에 라미네이팅시킬때 비닐 직물을 수행해야되고 수행되는 것으로 생각한다.
본 발명의 방화 직물은 버스 공업용 원 장비 제조업자(original Equi ment Manufacturers : OEM.) 표준에 맞거나 초과한다. 다음 표 I 에 관련 OEM 표준과 비교하여 시험 결과들을 기재해 놓았다.
[표 I]
Figure kpo00001
[시험]
화재 조건하에서 시험한 전 크기의 차량 시이트를 구성함으로 방화직물의 효과를 설정한다. 그러한 시험이 비용이 많이 들 경우, 혼성 직물의 DOT302와 같은 단순한 소규모 시험은 단지 직물의 인화성에만 차이를 나타내고 실제적인 화재시 다성분 구조의 연소 특성을 예견할 수 없다는 것이 잘 알려져 있다.
시험실은 하나의 2.44cm(8ft)벽 중앙에 개구 76.2×203.2cm(30×80인치)의 도어가 있는 2.44×3.66×2.44m(8ft×12ft×8ft)의 표준 화제 시험실이었다. 세개의 학교버스 시이트를 방 뒷면 벽상의 끝에 배열한다. 간격은 학교 버스에 관행되는 698.5cm (27.5인치)(볼트에서 볼트까지)이다. 버스 시이트 구성은 공업용으로 현재 사용되는 것과 유사하다.
대조 시험용 버스 시이트에 사용되는 모든 물질들은 학교 버스 구성에 대한 연방 및 주 표준을 만족시킨다. 시이트는 금속 뼈대와 슬랩 우레탄 포움 쿠션과 비닐 표면 직물로 만들어졌다.
다음 실시예들로 본 발명을 상세히 설명한다. 다른 언급이 없는 한 모든 부 및 백분율은 중량에 대한 것이다.
[실시예 1]
[시험 직물들]
인치당 경사 60수 및 인치당 위사 48수, 평방 야드당 3.16oz의 중량을 갖는 열 세정 평직 유리직물을 감마 굴리시독시프로필트리메톡시-실란 0.3%, 46% 고형 폴리아크릴 에스테르 공중합체 유탁액 4.0%, 25%고형 폴리페트라플루오로에틸렌 유탁액 1.0%, 항이동제 2.0% 및 암모니아수(26Be) 0.1%로 구성된 수성중탕에 직물을 담가서 프라이머 피니쉬를 얻는다. 직물을 패드 롤을 통하여 짜고 건조시킨다. 가공중 부가된 건조는 직물 중량을 기준으로 약 1.25%이다.
캡슐화 피복층은 다음의 성분들을 혼합하에 제조한다 :
물 42%
안티몬 삼산화물 3.6%
염소화 파라핀왁스 6.8%
알루이늄 산수화물 6.8%
아크릴산에틸/아크릴로니트릴 공중합체 라텍스 26.0%
에틸렌/염화비닐 공중합체 라텍스 5.3%
아크릴산 에틸/아크릴산 공중합체 라텍스 2.3%
인산 트리아릴 가소제 1.0%
에톡시화 옥틸페놀 0.5%
암모니아수 0.5%
스테아린산 암모늄용액 5.2%
고우팅은 4 : 1 이하의 비율로 기계적으로 발포시키고 수평 패두를 사용하여 유리섬유 직물에 적용한다. 직물을 건조시키고 경화시킨다. 건조된 부가피복의 양은 직물의 중량을 기준으로 약 12%이다.
[염소시험]
[실시예 2]
[표준 학교버스 시이트]
시이트 커버링은 무게가 평방 야드당 22OZ인 자체-소화적 비닐 직물이다. 인화원료는 보스톤 백 시험이었다. 약하게 구겨진 신문지 4개(15%)을 포함하는 그래프트 식료품 백을 등 쿠션에 대해 가방의 넓은 면을 중항 시이트 가운데에 놓는다. 종이 가방의 기부를 성냥으로 점화시키고 타이머를 작동시킨다. 1분이내에 연소가 가속화되면서 다량의 검은 연기가 발생했다.
1.5분에 연기가 시험실 위쪽 0.91m(3ft)를 완전히 덮었다. 2.5분에 불이 앞 시이트의 등쪽에 불꽃이 번졌고 연기가 시험실 위쪽 1.52m (5ft)를 덮었다. 3.0분에 뒤의 시이트가 점화되었고 시험실에 불이 붙었다. 물로 불을 껐다. 최대 상한 온도는 1010℃(1850℉)이었다.
[실시예 3]
[유리 섬유 직물과 비닐 표면 직물로 계속적으로 씌워진 버스 시이트]
시이트 커버링은 실시예 2에 기술된 바와 같은 비닐 평방 야아드당 22OZ의 층과 실시예 I의 유리 섬유직물의 층으로 구성된다. 인화 원료는 중앙 시이트상에 놓인 백의 보스톤 백 시험이다. 연소 종이 백으로부터의 불꽃은 5분 후에 감소된다. 6분 후에 시이트와 등 쿠션의 교차지점에서 단지 약한 불꽃이 있었다. 이 불꽃은 9분후에 자체 소화되었다. 최대 상한 온도는 138℃(279℉)이었다. 등 쿠션의 표면 직물 약 80%와 시이트 쿠션상의 표면 직물 60%가 눌었으나 유기 직물은 그대로 남아 있었다. 등 쿠션내의 우레탄 포움중일부는 유기직물 뒤에서 녹았으나 시이트 밑에서는 어떤것도 녹아서 떨어지지 않았고 방화물뒤의 어떤 것도 탄 흔적이 없었다. 앞이나 뒤의 시이트도 손상되지 않았다. 연소된 신문지로부터 연기도 없었고 매우 약간의 연기가 발생했고 발생된 연기는 횐색이었다.
[실시예 4]
[비닐에 라미네이팅된 피복된 유리 섬유 직물로 싸여진 버스 시이트]
비닐을 유리 섬유 직물상에 압출 주입함으로 실시예 1의 유리 섬유 직물을 비닐 직물에 라미네이팅시킨다. 사용된 비닐은 실시예 2에 사용된 것과 조성과 중량이 동일하다. 인화 원료는 보스톤 백 시험이었다. 불꽃은 실시예 3에서와 같이 심하지 않았고 3.25분에 상당히 감소되었고 4.25분에 자체-소화되었다. 등 쿠션 표면의 약 60%와 시이트 쿠션 표면의 50%가 눌었다. 유리 섬유 직물은 그대로 남아 있었고 앞과 뒤의시이트는 손상되지 않았다. 최대 상한온도는 121℃ (254℉)였다.
실시예 3의 계속적으로 적용된 직물들은 자체-소화 방화물로서 작용하는 한편 실시예 4의 라미네이팅된 직물이 더욱 우수하다고 증명되었다.
[실시예 5]
[캘리모니아 인화 원료]
실시예 4의 것들과 동일한 버스 시이트를 사용한다. 더욱 엄격한 캘리포니아 113인화 원료를 사용한다.
캘리포니아 원료는 25.4cm×25.4cm×25.4cm(10inch×10inch×10inch) 크기의 조그만 스토브로 구성된다. 위와 한쪽면은 금속판으로 만들어졌고 두 인접면들은 치킨 와이어이고 4번째 면과 바닥은 열려있다. 신문지5장(90±5gms)을 구겨서 스토브 안에 넣는다. 열려진 면을 등 쿠션 맞은편에 놓고 열려진 바닥은 시이트쿠션상에 놓는다. "스토브"의 목적은 시이트와 등 쿠션사이의 연결부상의 인화에너지 촛점을 맞추고 확정시키는 것이다. 불꽃은 2.0분에 감소되었고 3.25분에 자체-소화되었다. 최대 상한 온도는 137℃(279℉)였다. 시이트 쿠션 표면과 등 쿠션 표면의 약 50%가 눌었다. 앞과 뒤의 시이트는 손상되지 않았다.
[실시예 6]
[반달모양으로 만든 버스 시이트]
직물내의 찢어짐과 구멍등이 방화성을 상당히 감소시키는지의 여부를 결정하기 위해서, 실시예 4 구조의 3개의 버스 시이트를 시험실에 놓는다. 구멍 3개를 등 쿠션에 만들고 시이트와 등 쿠션 사이 부분 위 약 7.62cm(3inch)에 12.7cm(5inch) 길이로 벤다. 대각선으로 시이트 쿠션의 중앙에 22.86cm(9inch)로 자른다. 찢어진 곳에서의 직물 모서리는 밑에 놓인 우레탄 포움을 노출시키면서 구부러져 있다. 보스톤 백 인화 원료를 사용하였다. 종이 백을 찢어진 곳 위에 놓는다. 인화후 2분에 연기 생성은 감소되었으나 종이는 계속불탔다. 3.0분에 불꽃은 감소되었고 ; 3.75분에 등 쿠션은 자체-소화되었으나 시이트 쿠션상의 아마도 찢어진 부분에 7.62-10.16cm(3-4inch) 높이의 불꽃이 아직 있었다. 시이트 쿠션상에서 불꽃이 가끔 번뜩이는 것은 아마도 찢어진 곳 부근에서의 우레탄 분해로부터의 기체성 열분해 생성들의 인화에 기인된다. 5.50분에 불꽃이 자체-소화되었다. 그러므로 직물이 손상되어 우레탄 포움의 노출을 야기할때 조차도, 방화물은 작용한다.
[실시예 7]
[학교 버스 태움]
학교 버스 시이팅의 전 규모 화재 시험을 수행하고 학교 버스 화재시 발생할 수 있는 공기 유동, 열, 연기 및 불꽃의 실제적 조건을 생성한다. 5가지 유형의 시이트 커버링을 시험하며, 각각은 표준 폴리우레탄시이트 패드/쿠션의 비닐 장식 커버링 형태이다. 첫번째 물질은 학교 버스에 현존하는 표준 비닐/스크림 라미네이트 직물이며 모든 적용할 수 있는 연방 및 주 표준에 맞는다. 다른 4개는 여러 방화 직물이다. 이 시험들은 학교버스의 주요 제조업자에 의해 수행되고 본 발명의 비닐/유리 직물보다 직물의 조성물이 독점적이다. 다른 직물들은 Vonar(크리스 크레프트), Polyvoltac (폴리볼탁 Corp) 및 Neoprene (듀퐁 Corp.)로 밝혀졌다. 비닐/유리 섬유 직물은 극히 잘 수행되었고 불꽃이 폴리우레판 시이트 물질내로 투과됨이 없이 6분 15초에 자체-소화되었다. 다른 세개의 독점적 직물 시이트 커버링 각각은 불꽃이 폴리우레탄내로 침투 지연에 의해 현행 표준 직물보다 더욱 잘 수행되었다. 그러나 다른 독점적 시이트 커버링 물질 : Vonar, Polyvotac 및 Neoperne 중 하나는 폴리우레탄내로 침투된 후 불꽃이 타올랐다.
[시험 A]
버스는 합판 등, 표준 재생 폴리우레탄 시이트 패드/쿠션 및 표준 비닐 커버와 표준 금속 시이트 뼈대로 구성된 시이트들을 갖는 1967표준 관례적 버스 몸체이다. 69.85cm (27.5인치) 간격의 시이트들 10줄이 있다. 시이트의 불꽃 저항성 시험 공정은 인화 원료로서 표준 종이 식료품 백에 놓여진 약하게 구겨진 표준크기의 신문지 6장을 사용한다. 인화 원료의 총 중량은 약 7.3온스이다. 백을 시이트의 중앙선에 백의 위를 열고 얇은 면은 투선상에 내리고 넓은 면은 등 패드 맞은편에, 백의 바닥은 시이트의 벽쪽면을 향해 놓는다. 열전기쌍을 인화될 시이트에 인접한 보도상에 놓는다. 열전기쌍을 천정아래 2.54cm(1inch), 마루위 약 91.44cm(36inch)와 마루 위 약 2.54cm(linch)에 위치시킨다. 뒷 문, 앞문 및 첫번째 오른편 창을 열어 놓는다. 인화 원료는 성냥으로 불을 붙인다. 점화후 1분 53초에 불꽃은 시이트 위를 휘감았고 버스는 검은 연기로 가득찼다. 2분 15초에 불꽂이 앞쪽의 다음 시이트등에 번졌고 3분 35초에 뒤쪽의 다음 시이트에 번졌다. 778℃(1432℉) 이상의 최대 온도는 3분 45초 이내에 도달되었다. 7분 이내에 버스를 불길이 완전히 삼켰고 7분 23초에 소방소에서 불을 껐다.
[시험 B]
직물이 비닐을 유리섬유 직물상에 압출 주입시켜 비닐 직물에 라미네이팅 시켜 실시예 1의 유리섬유 직물로 구성된 것을 제외하고는 모든 시험 조건을 시험 A와 똑같이 한다. 점화 후 6분 15초에, 직물은 자체-소화되었다. 비닐/유리 장식물은 불꽃이 패드 물질로 침투하는 것을 방지하였다. 인접 시이트에는 아무런 손상이 없었다. 최대 온도는 120℃ (248℉)로 점화후 2분 15초에 도달했다.
[시험 C]
직물이 Vonar(크리스-크래프트사)인 것을 제외하고는 모든 시험 조건을 시험 A와 동일하게 한다. 불꽃은 시이트 패드 비닐위에 잘 타올랐고 표면적의 절반을 소모시켰다. 불꽂은 점화후 약 5분 40초에 감소되었고 이때 불꽃은 Vonar물질을 통과하여 폴리우레탄과 합판등에 인화되었다. 불꽃은 그 세기가 계속 증가되어 인화후 7분 43초에 소방소에 의해 꺼졌다.
[시험 D]
직물이 비닐바탕 Poly voltac (폴리볼탁사)의 층으로 구성된 것을 제외하고는 시험의 모든 조건을 시험 A와 동일하게 한다. 불꽃은 시이트 패드 비닐위에 잘 타올랐고 표면적의 절반을 흡수했다. 불꽃은 인화후 4분 45초에 감소되었다. 이때 불꽃은 Polyvoltac층을 통과하여 폴리우레탄에 인화되었다. 6분 28초후 불은 소방소에 의해 꺼졌다.
[시험 E]
비닐 표면 직물과 폴리우레탄 포움 사이에 Neoprene (듀퐁사) 포움의 1.27cm (1/2inch)층이 있는 것을 제외하고는 모든 시험조건을 시험 A와 동일하게 한다. 불꽃은 시이트 패드 비닐위에 잘 타올랐고 표면적의 절반을 흡수했다. 불꽃은 Neoprene층을 통과했다. 그러나 6분 40초후에 불은 자체-소화되었다.
[실시예 8]
인치당 경사, 60수 및 인치당 위사 60수를 갖는 열세정 평직 유리섬유직물을 감마 글리시독시프로필트리메톡시-실란 0.3%, 46% 고형분 폴리아크릴 에스테르 공중합체 유탁액 4.0%로 구성된 수성 중탕에 직물을 담가서 프라이머 가공을 한다. 직물을 패드롤을 통하여 짜고 건조시킨다. 부가된 건조는 직물 중량을 기준으로 약 1.25% 이다. 캡슐화 피복은 에틸 아크릴레이트/아크릴로니트릴 공중합체 라텍스가 열가소성 방향족 폴리우레탄 라텍스로 대치되는 것을 제외하고는 실시예 1에 기술된 것과 유사하다. 피복을 플로팅 나이트 피복기를 사용하여 프라잉된 유리 섬유 직물에 적용한다. 건조후, 부가된 것은 14%였다. 동일한 캡슐화피복을 평방 야아드당 중량 3.2oz의 그레이그 평직 유리 섬유 직물에 적용한다. 두 직물들을 표면에 가죽과 같은 엠보스로 주어진 비닐 필름 평방야아드당 30oz로 라미네이팅 시킨다. 유리 직물과 비닐 필름의 샌드위치를 177℃ (350℉)로 가열된 압력기에서 약 6분간 가열함으로 라미네이트를 제조한다. 60.96×91.44×10.16cm (24×36×4inch)크기의 쿠션을 필적할 만한 크기의 표준 폴리우레탄 포움의 슬랩주위에 비닐/유리직물을 감싸므로 제조한다. 두개의 쿠션을 "L"형태로 배열하여 의자 또는 벤치의 등과 시이트를 모방한다. 구겨신 신문지 155g을 포함하는 식료품 주머니를 수직 및 수평 쿠션의 중간부분의 시이트의 중앙에 놓는다. 주머니를 인화시킨다. 비닐은 용융되고 종이 주머니의 인접부위는 탔으나 종이 연료 공급이 고갈되자 자체-소화되었다. 시이트 쿠션 약 75%와 시이트 쿠션 약 60%가 시커멓게 탔으나 유리 직물은 그대로 있었다.
직물은 제거하고 우레탄 포움을 시험한다. 시이트 쿠션내의 우레탄 포움 표면의 약 40%는 탔고 종이 주머니가 있는 면적도 탔으며 우레탄은 약 2.54cm(1inch) 깊이까지 녹아 내렸다. 두 직물의 방화성에는 거의 차이가 없었다.
[실시예 9]
60×60(경사×위사)의 수와 평방 야아드당 중량 3.2oz을 갖는 열 세장된 크라우프트직(crowfot weav)유리 섬유 직물을 캡슐화 피복 처리한다. 피복은 트리스(2-에틸헥실/포스페이트) 내에 분산된 저분자량의 염화 폴리비닐 수지로 구성된다. 플라스틱솔을 직물상에 피복하고 177℃ (350℉)에서 90초간 융합시킨다. 부가된 건조는 직물의 중량을 기준으로 120%였다. 버스 시이트 장식물에 보통 사용되는 청색의 가소화된비닐 직물 평방 야아드당 28온스를 204℃(400℉)에서 6.5분간 플라스티솔 피복된 유리직물에 열 라미네이팅 시킨다. 유리 직물에 대한 비닐 결합의 피일(peel) 강도는 폭 인치당 4.4kg(9.71b)였다. 비닐/유리 직물의 방화성은 실시예 8에 기술된 직물의 것들과 유사하다.
[실시예 10]
인치당 60×48수(경사×위사)를 갖는 그레이그 평직 유리 섬유직물을 열 세정한다. 결과 형성된 직물은 무게가 평방 야아드당 3.16온스였다. 직물에는 실시예 8에 기술된 바와 같은 프라이머 피복이 처리되었다. 다음에 직물에 열 할성화 폴리우레탄(Royal S-5213, 유니로얄사의 제품)을 기제로 하는 용매의 캡슐화 피복을 처리한다. 피복의 부가된 건조는 직물의 중량을 기준으로 16%이다. 방화성은 만족스러웠다.
[실시예 11]
라미네이팅 접착제가 하기의 것들로 구성된 것을 제외하고는 실시예 10의 것과유사한 비닐/유리 섬유 직물을 제조한다 :
방향족 열가소성 우레탄 라텍스 100부
폴리아크릴산 라텍스 3.5부
탈포제 0.2부
물 1.6부
pH를 암모니아 용액을 사용하여 9.5-9.8로 상승시킨다. 결과 형성된 피복은 점도가 100,000cps였다. 유리 직물상의 피복의 건조 침착물은 평방 야아드당 0.5온스였다. 고온(193℃ : 380℉)의 가소화된 비닐 피복을 피복된 유리 직물상에 압출시키고 이 샌드위치를 고온 닙롤(nip rolls)에 통과시킴으로 라미네이트를 제조한다. 라미네이트의 비닐에 대한 유리의 결합 강도는 각 성분의 파열 강도를 능가한다. 직물은 장식 부엌기구 및 버스 시이트용의 효과적인 방화물이다.
[실시예 12]
폴리우레탄 라텍스가 열가소성 방향족 폴리우레탄과 열가소성 지방족 폴리우레탄의 50/50 혼합물인 것을 제외하고는 실시예 11의 것과 동일한 방법으로 비닐/유리 직물을 제조한다. 비닐에 대한 유리의 결합강도는 어떠한 성분의 파열강도를 능가한다.
[실시예 13]
실시예 11의 우레탄 피복된 유리 직물에 주입 폴리우레탄 필름(Estanc, B.F. 굳리치사의 제품) 평방 야아드당 8온스를 열 라미네이팅 시킴으로 폴리우레탄/유리 섬유 직물을 제조한다. 결합 강도는 폭 인치당 10파운드보다 크다. 라미네이팅된 장식 직물을 공기 투과성 직물을 생산하기 위해서 바늘로 구멍을 낸나. 투과성은 1.27cm의 수압에서 분당 평방 피이트당 공기 150ft3이다. 이 식물을 사용하여 40.44×40.44×7.62cm(16×16×3inch) 포움 폴리우레탄 슬랩을 방화직물로 싸서 쿠션을 제조한다. 이 직물은 인화 원료가 보스톤 백 시험일때 불꽃이 포움 폴리우레탄으로 침투하는 것을 방지한다.
상기 실시예들에 기술된 직물들이 장식용 직물로서 특히 적당한 한편, 이들은 또한 군대용 벽 커버링, 방분리기, 텐트, 방수포 및 보호 직물로도 사용할 수 있다.
이 기술분야에 능숙한 사람들에게는 비닐 또는 우레탄 보다 중합체 필름이 표면 직물로서 사용될 수 있다는 것이 자명하다. 그러나, 장식용 표면 직물로서 사용된 중합체 필름의 대다수는 비닐 및 우레탄을 기초로한다.

Claims (10)

  1. 섬유대 섬유 자체 마모를 본질적으로 최소화시키는 얇은 접착성 캡슐화 피복으로 피복된 유리 섬유들로 구성된 바탕 유리직물에 라미네이팅된 예비형성된 자체 소화 열가소성 표면 직물을 포함하며 기공도가 1.27cmf(1/2인치)의 수압에서 측정했을때 분당 약 300ft3/ft2을 초과하지 않는, 불꽃 저지성 방화 직물.
  2. 제 1 항에 있어서, 표면 직물이 가소화된 염화 폴리비닐인 방화직물.
  3. 제 1 항에 있어서, 표면 직물이 폴리우레탄인 방화직물.
  4. 제 1 항에 있어서, 캡슐화 피복이 염화비닐 중합체, 에틸렌/염화비닐 공중합체, 염화비닐리덴/알킬 메타크릴레이트 공중합체, 염화비닐/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리우레탄, 비닐아세테이트/알킬 아크릴레이트 공중합체 또는 그 조합물로 구성된 군으로부터 선택된 중합체 결합제로 구성된 방화직물.
  5. 제 4 항에 있어서, 중합체 결합제가 에틸렌/염화 비닐 공중합체인 방화직물.
  6. 제 1 항에 있어서, 그 캡슐화 피복이 아크릴 에스테르 공중합체, 실란 결합제를 함유하는 프라이머 피니쉬 및 할로겐 함유 중합체, 산화 안티몬, 알루미늄 삼수화물을 함유하는 캡슐화 피복을 포함하는 방화직물.
  7. 제 1 항에 있어서, 유기 섬유 직물이 직도된 것인 방화직물.
  8. (a) 유리섬유들을 캡슐화하고 섬유대 섬유 자체 마모를 최소화하기 위하여 유리 섬유 직물을 얇은 접착제 보호 피복으로 피복시키고 ; (b) 예비형성된 열가소성 표면 직물을 피복된 유리 섬유 직물에 라미네이팅 시켜서 기공도가 1.27cm (1/2인치)수압에서 측정했을때 분당 약 300ft3/ft2를 초과하지 않는 라미네이팅된 방화직물 물질을 생산하는 것으로 구성된 라미네이팅된 방화직물 물질에 불꽃 저지성을 부여하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 표면 직물이 비닐 물질인 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 캡슐화 피복이 염화비닐 중합체, 에틸렌/염화비닐 공중합체, 염화비닐리덴/알킬 메타크릴레이트 공중합체, 염화비닐/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리우레탄, 비닐 아세테이트/알킬 아크릴레이트 공중합체 또는 그 조합들로 구성된 군으로부터 선택된 중합체 결합제로 구성된 방법.
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