KR950007551B1 - 비흑연질의 내발화성 구조물 - Google Patents

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더 다우 케미칼 캄파니
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Abstract

내용 없음.

Description

비흑연질의 내발화성 구조물
제1도는 본 발명의 구조 판넬의 단면적의 부분 투시도이다.
제2도는 방음 및 열 장벽층을 갖는 본 발명의 구조 판넬의 투시도이다.
본 발명은 내산화성을 상승적으로 향상시키고 중합체성 전구체 물질로 만들어진 탄소상 물질의 연안정성을 향상시키기 위한 수단에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 실리콘 중합체 또는 실리콘 함유 중합체의 내발화성을 향상시키는 것에 관한 것이다.
더욱 특정하게는, 본 발명은 목탄 형성율이 약 65% 이상이고, LOI값이 40이상이며 섬유 형태일때의 열전도율이 1BTU(ft/hr)(ft2)(F°)[1.72 w/m2(K)] 미만인 비흑연질의 탄소상 물질과 유기실리콘 중합체를 배합하여 제조한 비흑연질의 내발화성 구조물에 관한 것이다. 유기실리콘 중합체는 탄소상 물질의 바람직한 특성을 거의 변형시키지 않고서도 상기 구조물의 내발화성을 상승적으로 향상시켜준다. 또 다른 한편, 탄소상 물질을 사용하여 유기실리콘 중합체 구조물의 내발화성을 증진시킬 수 있다.
탄소상 섬유 및 이들의 제조방법은 공지되어 있으며 에프. 피. 맥컬러(F.P. Mc Cullough) 등의 유럽 특허공보 제0199567호(1986.10.29) ; 발명의 명칭 : ＂스프링형 가역진 반향을 지닌 탄소상 섬유 및 이의 제조방법＂)에 기술되어 있다.
방음 및 단열용으로서의 탄소상 섬유의 용도는 맥컬러 등의 WIPO 공보 제88/02695호(1989.4.21 ; 발명의 명칭 : ＂방음 및 단열재＂)로부터 공지되어 있다. 배팅(batting) 및 매트 형태의 이들 섬유가 현재에는 고온 및 분해용 기체, 특히 산화 기체에 노출된 영역에 사용하는 것으로 제안되고 있다.
선행 기술의 탄소성 섬유 또는 섬유 구조물은 또한, 화염장벽을 제공하는데 유용하였다. 그러나, 수많은 경우에 있어서 화염장벽은 단지 장적 또는 휴면의 화염에 대해서만 유효하다. 그러나, 신속한 기류와 증가된 공기 압력의 결과로서 발생된 동적 화염에 대한 보호를 제공하는 것이 바람직할 때가 종종 있다. 이러한 동적 화염은 화염장벽의 물리적 침식을 유발시킬 수 있다.
케이. 다나카(K. Tanaka) 등의 미합중국 특허 제4,308,471호(1981. 12. 29) 및 비. 이. 다스(B. E. Yoldas) 등의 미합중국 특허 제4,814,017호(1989.3.21)에는 본 발명의 구조물에 사용될 수 있는 유기알콕시실란이 기술되어 있다.
이. 엘. 유안(E. L. Yuan)의 미합중국 특허 제3,811,997호(1974.5.21)에는 항공기에 사용하기 위한 내매연성 및 내염성 구조 성형품이 기술되어 있다. 이러한 성형품은 적층물 또는 벌집 구조로 제작되고, 이에 기초가 되는 적층물의 연소를 지연시키고 발생되는 모든 연소로부터의 매연 유출을 감소시키기 위해 박막의 폴리아민 또는 폴리아미드가 제공된다.
아이. 케이. 박(I. K. Park)의 미합중국 특허 제3,914,494호(1975.10.21)에는 , 예를들면, 제트 엔진에서의 소음 억제용 샌드위치 라이너에 대한 표면판(facing shee t)으로서 사용하기 위한 물질이 기술되어 있다. 경량 물질은 수지 매트릭스 내의 제직된 탄소 섬유를 포함한다. 이러한 수지는 페놀성이거나 폴리이미드 일수 있다. 그러나, 페놀성 수지를 연소시키면 매우 자극적이고 도성인 매연이 발생하게 된다.
골드버그(Goldberg) 등의 미합중국 특허 제4,642,644호에는 본 발명에서 사용할 수 있는 폴리방향족 전구체 및 탄소상 물질이 기재되어 있다.
엔. 알. 비르드(N. R. Byrd) 등의 미합중국 특허 제4,255,482호(1981.3.10)에는 항공기 엔진 기관실과 같은 환경하에서 사용하기 위한 방화벽이 기술되어 있다. 이러한 방화벽으로는 실리카 함유 폴리이미드 수지 속에 혼입된 흑연섬유 또는 글래스포(g lass cloth)를 포함한다. 이러한 실리카의 존재는 폴리이미드 수지와 화재시에도 목적하는 안정성을 나타내고 열전도율이 낮은 방화벽을 제공하는데 필요한 것으로 기재되어 있다.
섬유 또는 섬유 구조물 형태의 탄소상 물질은 고온 및 분해용 기체, 특히 산화 기체에 노출되는 영역에 사용하는데 특히 더 적합하다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 ＂탄소상 섬유＂는 선형 또는 비선형 탄소상 섬유, 또는 이들 섬유의 혼합물을 포함하는 것으로 간주된다. 이러한 섬유의 형상비/ (l/d)는 10 : 1이상이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 ＂탄소상 섬유 구조물＂은 유럽 공보 제0 199567호에 기술된 바와 같이, 열처리 등의 화학적 반응의 결과로서 탄소 함량이 비가역적으로 증가되는 중합체성 섬유에 관한 것이며, 수많은 필라멘트로 구성된 멀티필라멘트 토우, 양모와 같은 모우를 형성하는 교락된(entangled) 다수의 탄소상 섬유, 부직 배팅, 매팅 또는 펠트, 제직 웹, 스크림 또는 직물, 편포(예 : 저어지 평직물) 등을 포함하는 것으로 간주된다. 배트 또는 양모와 같은 모우 형태의 구조물은 통상적인 니들-펀칭 장치에 의해 제조될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 ＂비흑연질＂은 원소 탄소 함량이 92% 미만이고, 3차원 구조로 배향된 탄소 또는 흑연 미세결정이 거의 없는 탄소상 물질에 관한 것이며, 이는 미합중국 특허 제4,005,183호에 추가로 정의된 바와 같다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 ＂입자＂는 분말, 혈소판 등을 포함하는 것으로 인지되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 ＂내발화성＂는 일반적으로 14CFR 25.853( b)에 정의된 바와 같은, 화염저지성, 난연성, 화염차폐성 및 화염장벽으로서 언급되는 특징들중의 하나에 적용된다.
성형품은 발화가 섬유제품의 비연소된 부분과 접촉하여 일단 중지되는 정도로 ＂난연성＂인 것으로 간주되며, 이러한 성형품은 이의 비연소된 부분을 따라 화염이 추가로 퍼지는 것을 방지해줌으로써 내부 연소공정을 중지시키는 고유의 능력을 지니고 있다. 성형품이 난연성인지를 결정하는 시험으로 인식된 것은 특히, 아메리칸 어소시에이션 오브 텍스타일 케미스츠 앤드 칼러리스츠 시험법(American Association of Tex tile Chemists and Colorists Test Method) 34-1966 및 DOC FF 3-71에 기재된 내쇼날 뷰로우 오브 스탠다드즈 시험(National Bureau of Standards Test)이다.
성형품은 화염이 인화성 물질의 비연소된 부분과 5분 이상 접촉되는 것을 차단하거나 방지하는 능력을 지닐 경우에 ＂화염 저지성＂인 것으로 간주된다.
성형품은 당해 분야에서 공지되어 있는 알루미늄 피복된 보호복과 유사한 방식으로 화염 및 이들로부터의 조사선을 전향시킬 수 있는 경우에 ＂화염 차폐성＂인 것으로 간주된다.
연소 장벽은 비인화성이고 난연성인 특징을 지니며 또한 열절연 특징을 제공해준다.
본 명세서에서 사용된 ＂중합체성＂ 또는 ＂중합체성 수지＂는 천연 중합체 뿐만 아니라 유기실리콘 중합체를 포함하는 기타 유기 중합체성 수지를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 ＂탄소상＂은 탄소 함량이 65% 이상이고 본 명세서내에서 참조된 유럽 공보 제0199567호에 기술된 방법으로 제조된 탄소상 물질을 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 ＂정적 화염＂은 예를들면, 성냥, 촛대 또는 부탄 라이터의 화염같이 압력이 거의 없거나 전혀 없는 화염에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 ＂동적 화염＂은 FAR 25.855 부록 F에 기재된 바와 같은 압력하에 작동되는 화염에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 ＂실리콘 중합체＂는 실리콘 수지, 또는 다우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corporation)이 제조한 바와 같은 실록산의 가수분해된 부분 축합생성물로부터 수득될 수 있는 경화.중합체에 관한 것이다.
본 명세서에서 기재된 바와 같은 용어 ＂실리콘 수지＂는 중합화되어 본 발명의 유기실리콘 중합체를 형성시킬 수 있는 모든 전구체 물질에 관한 것이다. 실리콘 수지로는 전형적으로 실란을 부분 가수분해시켜 유도시킨 올리고머를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 올리고머는 일반적으로 실록산 단위의 주쇄 및 열적으로 및/또는 가수분해적으로 경화되어 유기실리콘 중합체를 형성시킬 수 있는 활성 부위를 갖는다.
실리콘 수지는 추가로 유리 라디칼 축합반응 또는 열축합반응을 통하여 유기실리콘 중합체를 형성시킬 수 있는 전구체 실란 화합물을 포함한다. 전형적으로 열축합반응 및/또는 유리 라디칼 축합반응은 에폭시 또는 비닐 잔기를 갖는 실란을 이용하여 수행한다.
용어 ＂보강 스크림＂은 제직되거나, 비제직되거나 편직되고, 동력에 대한 기계적 또는 물리적 보강재를 구조물에 제공하기 위해 이용되는 금속성, 유리 또는 섬유상 구조물에 관한 것이다.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 비선형 탄소상 섬유는 탄력성이고 형상-재생성이며 가역적 전향비가 약 1.2 : 1이상이다. 가역적 섬유 전향은 두 가지 요소, 즉 가연신(pseudoelongation) 및 섬유 연신으로 이루어진다는 것을 인지해야만 한다. 가연신은 섬유상에 부과된 비선형 배위 및/또는 가연(false twist)으로 부터 야기된 것이다. 섬유 연신은 섬유가 선형으로 되어진 후에 섬유 파단까지의 연신을 의미한다.
본 명세서에서 언급된 모든 퍼센트(%)는 중량%이다.
본 발명에서 적합하게 사용되는 탄소상 물질은 시험법 ASTM D 2863-77에 따라서 측정된 바의 LOI값이 40이상인 물질이다. 이러한 시험방법은 또한 ＂산소 지수＂ 또는 ＂제한된 산소 지수(LOI)＂ 시험법으로서 공지되어 있다. 이러한 방법을 사용할 경우, O2/N2혼합물중에서의 산소 농도는 수직으로 설치된 표본이 이의 상부 말단에서 발화되어 지속적으로 막 연소되는 시점에서 측정한다. 이러한 표본의 크기는 길이가 7 내지 15cm인 0.65×0.3cm이다.
상이한 물질의 LOI값은 다음 식에 따라서 산정된다 :
[수학식 1]
본 발명의 탄소상 물질은 열전도율이 1BTU(ft/hr)(ft2)(℉)[w/m2(K)] 미만임을 특징으로 한다. 다양한 각종 물질의 목탄 형성율 및 열전도율은 다음과 같다 :
[표 1]
*흑연사에 대한 아모코 코포레이션(Amoco Corp., Danbury, CT)의 상표명
**피치(pitch)로부터 유도된 흑연사에 대한 아모코 코포레이션(Amoco Corp., Danbury, CT)의 상표명 표에 예시되고 본 명세서에서 기술된 바와 같은 목탄 형성율의 측정은 질소 대기하에서 분석을 수행하도록 적응시킨 표준 열중량분석 장치를 사용하여 수행한다. 이러한 장치는 문헌[참조 : Encyclopedia of Polymer Science, Vol. 14, p.21, John Wiley & Son, 1971]에 기재되어 있다.
상기 측정은 열중량분석 장치의 샘플 팬 위에 샘플을 부하함으로써 수행된다. 이어서 샘플을 질소대기하에 주위 온도 내지 900℃에서 10℃/min의 속도로 가열시킨다. 열중량분석 장치는 온도 대 잔류하는 샘플중량을 기록한다.
800℃에서 잔류하는 본래 중량의 퍼센트를 목탄 형성율(%)로서 취한다.
더욱 특정하게는, 본 발명은 LOI값이 40이상이고, 목탄 형성율이 65% 이상이며 열전도율이 1BTU(ft/hr)(ft2)(℉)[1.72w/m2(K)] 미만인 비인화성의 비흑연질 탄소상 물질 및 구조물에 내발화성을 부여해주기 위한 (Si-O-Si-O)n 반복 단위가 특징적인 유기실리콘 중합체로 이루어진 내발화성 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 내발화성 구조물에 사용되고 있는 유기실리콘 중합체의 양은 적어도 내발화성을 제공하기에 충분한 양이다. 바람직하게는, 유기실리콘 중합체는 목적하는 구조물의 특징에 따라서 0.5 내지 90중량%의 양으로 존재한다.
본 발명에서 사용되고 있는 유기실리콘 중합체는 전구체 실리콘 수지를 가수분해, 열축합 또는 유리 라디칼 축합반응시켜 제조한다. 바람직한 유기실리콘 중합체는 R×Si(OR')4-X또는 R×Si(OOR')4-X(여기서, R은 유기 라디칼이고 R'은 저급 알칼 또는 페날 라디칼이며 x는 1이상 4미만이다)의 가수분해된 부분 축합생성물중에서 선택된 화합물을 열경화시켜 제조할 수 있는 중합체이다. 바람직하게는, R은 저급 알킬, 알케닐, 치환된 알킬 및 아릴중에서 아릴은 페닐이다.
이들 유기실리콘 중합체는 실리콘 수지를 촉매를 통하여 열경화시켜 수득한다. 기타 적합한 실리콘 수지는 ＂고 기술학적 물질에 관한 정보＂란 명칭의 1986년판 다우 코닝 코포레이션 공보에 언급되어 있다. 가수 분해에 의해 중합화될 수 있는 바람직한 실리콘 수지는 트리메톡시메틸실란, 메톡시트리메틸실란, 디메톡시디메틸실란 등의 가수분해된 부분 축합 생성물이다.
유기실리콘 중합체를 0.5%만큼의 소량으로 사용하면, 예를들면, 탄소상 섬유 구조물의 내발화성과 내산화성이 향상되고/되거나 섬유 구조물의 바람직한 특성들은 유지시키면서 섬유를 보호시켜 준다.상기 중합체를 0.5 내지 20%의 양으로 사용하면 대부분의 탄소상 물질의 내발화성, 방염성 및 내산화성이 향상되고/되거나 상기 물질의 바람직한 특성은 유지시키면서 물질, 특히 섬유를 보호시켜 준다.
탄소상 물질은 주로 경화된 유기실리콘 중합체로 이루어진 구조물의 내발화성을 증진시켜 주고 이러한 구조물을 안정화시킨다. 예를들면, 중합체의 표면에 적용할때, 0.5%만큼의 소량의 탄소상 물질을 표면 피복시키면 유효한 화염장벽이 제공되는 반면, 유기실리콘 중합체 전반에 걸쳐 탄소상 물질을 분포시키면 구조물 전체의 내발화성이 향상된다. 바람직하게는, 중합체 구조는 이의 표면을 따라 탄소상 물질을 섬유, 입자, 필름 등으로서 함유한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 동적 화염에 대한 탄소상 물질 및 유기실리콘 중합체의 화염장벽 및 방염 구조물이 제공된다.
더욱 구체적으로 언급하면, 본 발명은 LOI값이 40이상이고, 목탄 형성율이 65% 이상이며 열전도율이 1BTU(ft/hr)(ft2)(℉)[1.72w/m2(K)] 미만인 비인화성이 비흑연질 탄소상 섬유 10 내지 95중량%와 구조물에 내발화성을 부여해주기 위한 (Si -O-Si-O)n 반복 단위를 갖는 유기실리콘 중합체을 함유하는, 압착성형된 열가소성 또는 열경화성 중합체 매트릭스로 이루어진 화염장벽 및 방염 구조물을 제공해준다.
유리하게는, 탄소상 섬유 및/또는 입자를 적어도 유기실리콘 중합체의 표면에서 유기실리콘 중합체와 잘배합시킨다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 구조물은 10 내지 95중량%의 상기 비인화성의 탄소상 물질과 구조물에 내발화성을 부여해주는 유기실리콘 중합체를 함유하는 열가소성 또는 열경화성 수지 매트릭스의 압착성형된 복합물의 구조 판넬을 하나 이상 포함할 수 있다. 이러한 판넬은, 예를들면, 직포, 부직포 또는 편물, 웹, 발포체 또는 금속성 스크린 또는 유리 스크린을 포함하는 비인화성 보강 스크림과 조합하여 사용할 수 있다. 유리하게는, 이러한 스크림을 한쌍의 판넬 사이에 압착시킨다. 바람직하게는, 탄소상 직물 또는 웹을 상기 실리콘 수지로 처리하기도 한다. 보강 스크림과 조합된 구조물은 FA R 25.855 부록 F에 기술된 바와 같이 동적 화염에 대한 화염장벽을 제공해준다. 이러한 구조물을 사용하여 항공기, 육지 또는 해상 차량에 화염장벽을 제공해 줄 수 있다.
본 발명의 탄소상 구조물은 페놀성 결합체를 이용하는 섬유 유리 구조물에 비해 개선된 것이다. 개선점으로는 중량 특성 뿐만 아니라 매연 특성이 유리해진다.
또 다른 양태에서, 탄소상 섬유 및/또는 입자와 유기실리콘 중합체를 하나 이상의 기타 열가소성 또는 열경화성 중합체와 배합할 수 있다.
명백한 변형 및 개작을 포함한 각종 구조물이 당해 분야의 전문가에는 하기 도면 및 바람직한 양태에 관한 추가의 기술로부터 명백할 것이다.
본 발명의 가장 넓은 국면에 있어서, 탄소상 물질의 내발화성과 고온하에서의 내산화성의 개선에 관한 것이다. 추가로, 유기실리콘 중합체 구조물의 내열성의 개선에 관한 것이다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 비인화성 탄소상 섬유 및/또는 입자의 배팅과 함께 압착되는 중합체성수지(예 : 열가소성 또는 열경화성 수지)를 포함하는 복합물에 관한 것이다. 압착하기에 앞서, 배팅을 내발화성을 제공하기에 충분한 양의 유기실리콘 중합체로 처리한다. 일반적으로 20% 이하, 바람직하게는 약 10% 양의 중합가능한 실리콘 수지를 사용한다. 본 발명의 구조물은 차량 및 기계설비물, 특히 비행기에 사용하기 위한 방염성 또는 화염 차폐성 구조 판넬을 형성하는데 특히 유효하다.
또 다른 형태에서, 본 발명의 구조물은 비인화성 탄소상 물질, 바람직하게는 형상비(l/d)가 10 : 1 이상인 섬유를 10 내지 95중량%, 바람직하게는 20 내지 75중량% 함유한다.
바람직한 양태에서, 탄소상 섬유는 비선형이고 정현파상(sinusoidal) 또는 코일 (Coil)형 배위, 또는 더욱 복잡한 상기 두가지 형태의 구조적 조합으로 이루어진다.
본 발명의 구조물에 사용되는 중합체성 수지는 열가소성 수지 및 열경화성 수지 등의 통상적인 유형의 수지중 어떠한 것 중에서도 선택될 수 있다.
열가소성 수지로는, 예를들면, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐 아세테이트 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스테렌폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리메타크릴레이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리페닐렌 옥사이드(PPO), 개질된 PPO, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리설폰, 폴리에테르 설폰, 폴리올레핀, 폴리아클릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 에틸셀룰로오즈, 폴리비닐 클로로디비닐 아세테이트 공중합체, 폴리 아클릴로니트릴-스티렌 공중합체, 폴리아클릴로니트릴-비닐 클로라이드 공중합체, 카복시메틸셀룰로오즈, 폴리파라크실렌, 폴리이미드-이미드, 폴리에스테르이미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리옥사디아졸등을 들수 있다.
열경화성 수지로는, 예를들면, 페놀성 수지, 폴리실록산, 우레아 수지, 멜라민 수지, 알킬 수지, 비닐에스테르 수지, 폴리에스테르 수지, 크실렌 수지, 푸란산 수지 등을 들수 있다. 또한, 열경화성 수지로는 방염 효과를 증진시키기 위해 사용되는 유기실리콘이 있다.
기타 적합한 수지상 물질은 문헌[참조 : Modern Plastics Encyclopedia, 1984 -85, Vol. 61, No. 10A, McGraw-Hill, New York, New York]에 기재되어 있다.
제1도에 도시된 바와 같이, 가장 간단한 형태의 본 발명의 한 예시적 구조는 본 발명의 탄소상 섬유와 유기실리콘 중합체를 함유하는 중합체성 매트릭스(16)를 포함하는 열경화된 판넬(10)을 포함한다. 중합체성 또는 금속성 필름(12)이 판넬의 적어도 한 표면상에 부가적으로 제공되어 증기장벽 또는 장식용 커버를 형성할 수 있다. 필름(12)을 압착성형 작동시 판넬 상에 압착시킬 수 있다. 임의로, 탄소상 입자 또는 혈소판을 가할 수 있다.
제2도에는, 비행기 내부용 판넬로서 특히 유용한 구조물(20)이 도시되어 있다. 구조물(20)은 비선형 탄소상 섬유 20 내지 50중량%와 이에 혼입된 유기실리콘 중합체 50 내지 80중량%를 갖는 하나 이상의 중합체성 매트릭스(24)을 포함한다. 이러한 구조물은 가열 및 가압하여 형성시킨다. 구조물의 한 표면상에 중합체성 필름(22), 바람직하게는 폴리에스테르 필름을 부착시킬 수 있다. 필름에 장식용 양각세공(21)을 제공하는것이 유리할 수 있다. 매트릭스(24)의 반대편 표면상에 전술한 바와 같은 보강 스크림(25)을 제공할 수 있다. 비선형 및/또는 선형 탄소상 섬유의 양모와 같은 모우(26)층을 단열재 및 방음재가 필요할 경우에 스크림(25)의 반대편 표면상에 제공할 수 있다. 모우(26)의 반대편 측면을 금속 또는 중합체성 물질 등의 필름 또는 시이트로 커버하는 것이 유리하다.
이러한 판넬은 탄소상 섬유의 양모와 같은 모우를 중합체성 물질의 시이트 사이에 봉입시키고, 중합체성시이트를 연화점으로 가열한 다음 시이트와 섬유 모우에 압착력을 가함으로써 제조할 수 있다. 이러한 압착력은 목적하는 판넬의 두께 및 의도하고자 하는 판넬의 최종 용도에 좌우된다.
중합체성 매트릭스 뿐만 아니라 단열 및 방음재료는 트리부틸 주석 및 이의 유도체, 구리-비스(8-하이드록시퀴놀린) 등의 생안정화제를 함유할 수 있다.
예를들면, 비행기에 사용하기 위한 판넬을 형성하는데 바람직한 중합체성 수지는 시판용 폴리에스테르, 예를들면, 이스트멘 케미칼 프러덕츠(Eastmen Chemical Pr oducts)가 KODEL 410,411,432 및 435란 상표명으로 시판하고, 이. 아이, 듀퐁 드 네모아가 DACRON 262 및 124W란 상표명으로 시판하고 있는 폴리에스테르 섬유이다.
본 발명의 탄소상 섬유는 인장 또는 응력없이도 비가역적으로 열경화된 섬유 또는 필라멘트로 만들 수 있는 적합한 안정화 또는 산화된 전구체 중합체성 섬유를 불활성 대기하에서 열처리하여 제조한다. 바람직하게는, 본 발명에서 사용되는 안정화된 전구체 물질은 안정화된 스테이플 폴리아크릴로니트릴(PAN) 필라멘트로부터 유도된다.
본 발명의 탄소상 섬유를 제조하는데 유리하게 사용되는 중합체성 전구체 물질(예 : 안정화된 아크릴성 필라멘트)은 아크릴로니트릴 단독중합체, 아크릴로니트릴 공중합체 및 아클릴로니트릴 삼원공중합체중 하나이상으로부터 선택된다. 공중합체는 바람직하게는 아클릴로니트릴 단위 약 85몰% 이상 및 이와 공중합되는 스티렌, 메틸아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드, 비닐 피리딘 등의 단위중 하나 이상의 모노비닐 단위 15몰% 이하를 함유한다. 아크릴성 필라멘트는 또한 아클릴로니트릴 단위가 약 85몰% 이상인 삼원공중합체를 포함할 수 있다.
바람직한 전구체 물질은 전형적으로 공지된 방법으로 상기 전구체 물질을 용융 방사, 건식 또는 습식 방사시켜 단독 필라멘트 또는 복합섬유 토우를 수득함으로써 제조된다. 이어서, 이러한 섬유 또는 토우를 유럽 공부 제0199567호에 기재된 바와 같은 시간동안 특정 온도로 가열한다.
폴리아클릴로니트릴계 섬유의 경우, 상기 섬유는 전구체 물질의 적합한 액체를 용융, 건식 또는 습식 방사 등의 통상적인 방법으로 형성시킬 수 있다. 통상의 공칭 직경이 4 내지 25㎛인 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 섬유를 토우중의 다수의 연속 필라멘트의 어셈블리(assembly)로서 수집한다. 이어서, 상기 섬유를, 예를들면, 산화시켜 안정화시키거나, 또는 기타 모든 통상적인 안정화법으로 안정화시킨다. 이후, 안정화된 섬유 또는 토우를 본 발명에 따라서, 열 유도된 열경화 반응이 진행되기에 충분한 시간동안 불활성 비-산화 대기하 승온에서, 이완 및 비응력된 조건하에서 열처리한다. 5 내지 35%의 질소 함량을 유지시킨다. 150℃ 내지 525℃ 이상의 온도 범위에서, 일반적으로 섬유에 일시적 내지 거의 영구적이거나 비가역적인 열경화성이 제공된다.
섬유 또는 토우는 열처리가 수행되는 한 높은 온도 범위내에서 초기에 열처리할 수 있는 반면에 섬유는 감압 대기하를 포함하는 불활성, 비산화 대기하에서 이완되거나 반응력된 상태로 존재함을 인식해야만 한다.
525℃ 이상의 높은 온도하의 열처리 결과로서, 거의 영구적이거나 비가역적인 열경화성이 섬유 또는 토우에게 부여된다. 생성된 섬유 또는 토우는 그 자체로서 사용될 수 있거나 양모와 같은 모우로 성형될 수 있다. 이러한 양모와 같은 모우는 벌크 밀도가 2.4 내지 32kg/m3이다. 당해 분야에 공지된 수많은 방법을 사용하여 상당히 높이 뜨는 모우 또는 배트와 같은 형체를 생성시킬 수 있다.
전구체 안정화된 선형 중합체성 섬유는 피치(석유 또는 콜타르), 폴리아세틸렌, 아클릴로니트릴계 물질 [예 : GRAFIL-01TM(이.아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니의 상표명) 등의 폴리아클릴로니트릴 공중합체], 폴리페닐렌, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리방향족 아미드(KEVLARTM, 이.아이, 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니이 상표명), 폴리벤즈아미드 수지(SARANTM, 더 다우 케미칼 컴파니의 상표명) 등의 널리 공지된 물질로부터 제조된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 폴리아클릴로니트릴계 물질로부터 유도된 탄소상 섬유는 3가지 그룹으로 분류된다.
제1그룹에서, 탄소 함량이 65% 이상 85% 미만인 탄소상 섬유는 전기적으로 비전도성이고 어떠한 정전소산 특징을 지니지 않는데, 즉 이들 섬유는 정전하를 소산시킬 수 없다.
본 발명에서 사용된 바와 같은 전기적으로 비전도성이란 용어는 직경이 4 내지 20μ인 각각의 섬유의 6K(6000 필라멘트) 토우상에서 측정할때의 저항이 4×106ohms-cm(107ohms-in)인 것에 관한 것이다.
섬유가 안정화되고 열경호된 폴리아클릴로니트릴계 섬유인 경우, 질소 함량이 약 18% 이상이면 전기적으로 비전도성인 섬유가 생성된다는 것이 밝혀졌다.
선형 탄소상 섬유가 본 발명에서 사용되는 경우, 제1그룹의 전기적 특성을 지닌 섬유가 바람직하다.
제2그룹에서, 탄소상 섬유는 부분적으로 전기 전도성(즉, 전도율이 낮음)이고 탄소 함령이 65% 이상 85% 미만인 섬유로서 분류된다. 이러한 섬유의 질소 함량은 일반적으로 16 내지 20%이다. 낮은 전도율은 각각의 전구체 섬유의 직경이 4 내지 20㎛인 섬유의 6K 토우가 4×106내지 4×103ohms-cm(107내지 104ohms-in)의 저항을 갖는 것을 의미한다.
제3그룹에서, 섬유는 탄소 함량이 85% 이상 92% 미만이고 질소 함량이 5% 이상이다. 이들 섬유는 높은 전기전도율을 갖는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 섬유는 6K 토우상에서 측정할때 전기 저항이 4×103ohms-cm(104ohms-in)이다.
본 발명의 탄소상 섬유는 기타 합성 또는 천연 섬유와 배합할 수도 있다. 사용될 수 있는 기타 보강 및/또는 전도성 섬유의 예는 기타 탄소상 또는 탄소 섬유, 면, 양모, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 나일론, 레이욘, 석면, 유리 섬유, 실리카, 실리카 알루미나, 칼륨 티타네이트, 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 질화 붕소, 붕소의 섬유, 아크릴성 섬유, 테트라플루오로에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유, 비닐 섬유, 단백질 섬유, 세라믹 섬유(예 : 알루미늄 실리케이트), 산화물 섬유(예 : 산화붕소, 토리아 및 지르코니아)를 포함한다.
탄소상 섬유의 매트 또는 배팅에 또한 적합한 실리케이트(예 : 알칼리 토금속 또는 알칼리 금속 실리케이트)의 혈소판 또는 입자를 제공하여 이들의 방염성을 추가로 증진시킬 수 있다.
탄소상 섬유의 두 배팅이 각 배팅에 대해 상이한 데니어 크기를 포함할 경우, 이러한 배팅은 VELCROTM＂후크 앤 아이(hook and eye)＂ 효과와 유사한 현상에 의해 용이하게 함께 결합할 수 있다.
수많은 상이한 구조물은 본 발명의 상승적 복합물로부터 제조할 수 있다. 특정의 용도(예 : 비행기 판넬)용으로 제조된 구조물은 최종 사용자가 목적하는 기계적 특성에 따라 좌우될 것이다. 일반적으로, 10 내지 75중량%의 탄소상 섬유 및/또는 입자 부하량은 기타 결합제 수지 및/또는 유기실리콘 중합체와 혼합하여 가요성 판넬을 제조하는데 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 구조물에 관한 예가 하기 실시예에 제시된다.
A. 샘플크기가 30cm인 란도 웨버 모델 B(Rando Webber Model B ; Rando Machine Corp. 제조)의 배합기/공급 영역내에서 각각의 개방된 섬유를 적당한 비율로 배합하여 배팅을 제조한다. 탄소상 섬유는 LOI가 40이상이고, 고유저항이 102ohm-cm 이상이며 방사계수가 0.75 내지 1이다. 이로써 제조된 배팅은 전형적으로 두께가 약 2.5cm이고 벌크 밀도가 6.4 내지 96kg/m3이다. 배팅을 약 300℃하의 열결합용오븐을 통하여 컨베이어 벨트상에 통과시킴으로써 열결합시킨다.
B. 가요성 판넬을 제조하기 위하여, 배팅 총 중량의 10%가 피복물로 이루어질 때가지 파트 A의 배팅에 다우 코닝(Dow Corning) 1-2577 규정 피복물(트리메톡시 메틸 실란의 가수분해된 부분 축합물)을 분무시킨다. 이어서 피복된 배팅을 260℉(12 7℃)하 25lb/in2(172KPa)의 압력에서 두 비닐 시이트 사이의 압반 프레스(platen pre ss)상에서 압착시킨다.
규정 피복물 대신, 열축합 또는 유리 라디칼 축합에 의해 중합가능한 실리콘 수지를 사용할 수 있다.
[실시예 2]
내발화성 시험
본 발명에 따르는 판넬의 내발화성은 14 CFR 25.853(b)에 제시된 시험법을 수행하여 측정한다. 이러한 시험은 다음고 같이 수행한다. :
크기가 2.5cm(두께)×15cm×30cm이고 탄소상 섬유 80%와 폴리에스테르 20%를 포함하는 최소한 3개의 배팅을 제조한다. 이러한 배팅에, 공기중의 수분과의 접촉에 의해 경화되는 다우 코닝 1-2577 규정 피복 용액(트리메톡시 메틸 실란의 가수분해된 부분 축합물)을 분무시킨다. 분무된 배팅을 127℃하 25lb/in2(172KPa)의 압력하에서 압착시켜 가요성 판넬을 제조한다. 실란 피복물은 판넬의 총 중량을 기준으로 하여 10중량%로 이루어진다.
FAR 25.853b에 따르는 표준 수직 연소시험을 수행한다. 판넬을 시험에 앞서 24시간 동안 21℃±5℃하 및 50%±5%의 상대 습도하에서 유지시킨 컨디셔닝 롬에 유지시킴으로써 상기 판넬의 컨디션을 조절한다. 각 표본을 수직으로 지지시킨 다음, 높이가 3.8cm인 화염을 제공하도록 조정된 공칭 I.D. 튜브를 갖는 분센(Bunsen) 또는 터릴(Turill) 연소기에 노출시킨다. 화염의 중심에서 보정된 열전쌍 고온계로 측정된 최소 화염온도는 843℃이다. 표본의 더 낮은 모서리는 연소기의 상부 모서리보다 1.9cm위이다. 12초 동안 표본의 낮은 모서리의 중심선에 화염을 적용시킨 다음 제거한다.
본 시험에 따라서, 당해 물질이 자기-소방성이고, 평균 연소길이가 20cm를 초과하지 않으며, 화염후의 평균시간이 15초를 초과하지 않고 화염적하가 전혀 없을 경우에 이러한 물질은 시험에 통과되는 것으로 간주된다. 본 발명의 판넬은 당해 시험을 통과하였다.
[실시예 3]
A. 크기가 2.5cm(두께)×7.4cm×7.5cm인 폴리우레탄 발포체 빌렛(billet)을, 판넬에 어떠한 유기실리콘 중합체도 존재하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1로부터의 판넬로 덮는다. 덮혀진 발포체 빌렛을 대상으로 실시예 2에 따르는 수직 연소 시험을 수행한다. 이러한 실험의 결과, 폴리우레탄은 적하되거나 연소되지 않았다. 그러나, 화염이 위치한 곳에서는 폴리우레탄 발포체의 발화와 분해가 관찰되었다.
B. 유기실리콘 중합체를 함유한 쌩Q소되지 않았다. 그러나, 화염이 위치한 곳에서는 폴리우레탄 발포체의 발화와 분해가 관찰되었다.
b. 유기실리콘 중합체를 함유한 싶 약간 탈색만이 나타났다.
[실시예 4]
＂카르고 컴파트먼트 라이너(Cargo Compartment Liners)의 내화염투과성을 측정하는 시험법＂이란 명칭의 FAR 25.855 부록 F의 방법에 따르면, 한 쌍의 판넬 사이에 압착된 탄소상 섬유의 평직물(26g/m2)의 스크림으로 제조된(실시예 1에 따름) 상기 한 쌍의 판넬을 포함하는 표본을 제조한다. 직물의 총 중량을 기준으로 하여 다우 코닝 1-2577 규정 피복물을 10중량% 함유하도록 직물에 상기 피복용액을 분무시킨다. 탄소상 섬유 77%와 폴리에스테르 섬유 23%의 양모와 같은 모우의 배합물을 판넬에 대한 바닥층으로서 놓아두고 이를 발화 개시전의 기속의 약 16 내지 32km/h인 화염에 노출시킨다. 발화한지 5분후, 판넬의 상부측상의 열전쌍은 최대 49℃의 온도에 도달하였다. 화염이 모우에 대하여 충돌한 곳에서 부식이 인지되었다. 그러나, 본 표본은 당해 시험을 통과하였다.
판넬 및 스크림의 중량은 122g이고 모우는 40g이다. 측정된 판넬 및 모우 크기는 40cm×60cm이다.
[실시예 5]
A. 실시예 4의 방법에 따라서, 실시예 1의 방법에 의해 제조되고, 이 사이에 압착된 탄소상 평직물(26g/m2)의 스크림과 상부에 탄소상 섬유의 양모와 같은 모우를 갖는 한 쌍의 판넬로부터 표본을 제조한다. 측정될 판넬, 스크림 및 모우의 크기는 40cm×60cm이고 어떠한 유기실리콘 중합체도 함유하지 않는다. 상기 구조물의 총 중량은 150g이다. 표본을 화염처리시키면 부식되고 4.25분 후에 시험에 실패하였다.
B. 판넬 및 스크림을 다우 코닝 규정 피복물로 처리하는 것을 제외하고는, 파트 a의 실험을 반복한다. 구조물의 총 중량은 154g이다. 본 표본을 5분 동안 화염처리시키면 상기 표본은 시험을 통과한다. 최종 시험 온도는 113℃이다.
실시예가, 비교적 저 질량의 본 발명의 구조물이 시험법 FAR 25.855의 온도 요구 조건내에서 잘 수행될 수 있다는 것을 입증한다는 것을 인지해야만 한다. 더우기, 구조물 질량의 추가의 감소는 240℃ 이하의 시험 온도 요구 조건을 초과하지 않고서도 가능하다.
[실시예 6]
탄소상 섬유 20%, 규정 피복물 10% 및 폴리에스테르 70%를 함유하는 것을 제외하고는 실시예 2와 유사한 표본을 제조한다. 본 표본을 내쇼날 뷰로우 오브 스탠다드즈(NBS) 매연실내에 놓아두고 2.5watts/cm2의 복사에너지를 사용하여 ASTM 662에 따라서 시험한다. 연기형성 및 화염형성 조건의 경우, Ds=132log(100% T)(여기서, T는 시간 ±하에서의 투광도이다)으로 정의된 고유 광학 밀도(Ds)는 극히 낮다. 2분동안, 연기형성의 경우는 Ds는 10미만이고 화염형성의 경우에는 15미만이다.
배출된 매연은 기본적으로 배팅중의 폴리에스테르로부터 배출된 것이다. 매연의 O2,CO 및 CO2함량을 기체 크로마토그래피하여 분석하고 그 분석결과는 하기 표에 제시된다.
[표 2]
표준 공기 농도로부터의 변화율(%)로서 NBS 매연실중에서의 매연 분석
매연중의 시안화수소를 알아보기 위하여 드라저(Drager) 기체 검출기 튜브를 사용하여 서험한다. 2ppm농도 이하로는 어떠한 것도 검출되지 않았다. 또한, 탄소성 섬유의 가열시 발생된 기체 유출이 열중량 분석기/질량 분광계에 의해 관찰되었다. 온도를 산소 5.6%를 함유하는 헬륨 대기중에서 20℃/min의 속도로 30℃에서 1100℃로 증가시키므로써 가열을 수행한다. 인지된 첫번째 중량 감소는 물리흡착수(physisorbed water)의 방출로 인한 것이다. 섬유는 550℃에서 많은 중량을 상실하기 시작하고 전형적으로 900℃에서 열분해된다. 대다수의 산화적 분해 생성물은 CO2이고, 375 내지 900℃에서 상당한 방출이 관찰된다. 30℃ 내지 215℃ 및 350℃ 이상에서 방출된 H2O의 양이 적을수록, 500 내지 700℃에서는 전혀 방출되지 않는다. 소량의 암모니아가 530 내지 890℃에서 방출된다는 지시가 있지만, 확인할 수는 없다. 질량 분광계에 의해 어떠한 HCN도 검출되지 않았으며, 항공기 산업에서 중요한 기타 어떠한 표준 가소들도 전혀 검출되지 않았다.
[실시예 7]
화염장벽시험
란도 웨버 모델 B상에서 제조된 약 14oz/yd2(60.6g/m2)의 60cm×60cm 샘플 배팅을 대상으로 시험을 수행한다. 샘플을 최소의 압력으로 가압하면 두께가 약 1.25c m이다. 샘플과 인접한 열전쌍(t1)과플레이트의 뒷면과 인접한 열전쌍(t2)을 갖는 6.25 mm 두께의 강판 위에 샘플을 놓아둔다. 샘플을 큰 프로판/공기 버너(500,000BtW/hr )에 노출시킨다. 시험 유구조건은 30분후의 t2가 450℉(232.2℃) 미만인 것이다. 40분후의 결과는 다음 표에 제시된다 :
[표 3]
본 샘플은 섬유 직경이 약 10.8μ이고 650℃ 온도에서 열처리된 탄소상 비선형 섬유 81%, KODELTM410폴리에스테르 결합제섬유(8.5데니어, 1.5in 스테이플) 9% 및 다우 코닝 실리콘 수지 제805호 10%로 이루어진다.
[실시예 8]
미합중국 재허여 특허 제27,794에 제시된 방법에 따라서, 용융된 전구체 중합체를 필름으로 주조한 다음 질소 대기하에서 5℃/min의 속도로 450℃의 온도로 가열하여 탄소상 필름을 형성시킨다. 이어서 탄소상 필름을 폴리카보네이트 시이트의 표면과 접촉시키고 이러한 표면상에 적층시킨다. 이어서 탄소상 필름 총 중량의 10%가 피복물로 이루어질 때가지 1-2577 다우 코닝 규정 피복물을 분무함으로써, 실리콘 수지의 얇은 피복물을 갖는 필름을 제공한다. 필름을 5분 동안 화염처리하면 상기 필름은 표준 연소 시험을 통과하였다.
[실시예 9]
코타울드즈(Courtaulds, 영국)에 의해 제조된 특정의 아크릴성 섬유(SAF)를 15중량%의 양으로 10 내지 15%의 나트륨 티오시아네이트 용액에 용해시킨다. 생성된 혼합물을 비이커에 놓아두고 충분한 폴리메틸메타크릴레이트 비이드를 가하여 비이드에 의해 점유된 생성된 혼합물의 최종 용적이 비이드 약 65% 및 용매화된 아크릴성 섬유 함유 용액 35%가 되도록 한다. 생성된 혼합물을 교반시키고 이에 탄소상 섬유 20중량%를 가하며 이를 작은 주형내로 따라 붓는다. 고형물이 주형내에 형성될 때까지 60℃하 오븐속에서, 생성된 혼합물로부터 물을 증발시킨다. 이어서 이러한 물질을 증류된 탈이온수로 조심스럽게 추출하여 고형물내에 혼입된 대부분의 나트륨 티오시아네이트를 제거한다. 이어서 추출된 고형물을 약 60℃하 오븐속에서 건조시킨 다음, 산화시켜 아크릴성 중합체를 안정화시키고 메틸메타크릴레이트 형태의 비이드를 제거하여 개방 셀 구조를 제조하기 위하여 30분 이상동안 225℃로 승온시킨다. 대부분의 비이드는 225℃ 내지 280℃하에서 30분 내지 8시간 이내에 제거되어진다. 안정화 형태의 다공성 고체 섬유 함유 발포체 물질을 질소퍼어징된 오븐속에 놓아두고 최종 온도가 550℃ 이하로 될때까지 서서히 가열한다. 생성된 탄소상 발포체는 밀도가 1 내지 1.5lb/ft3이고 상당한 압착 탄성을 지닌다. 발포체 총 중량의 10%가 피복물로 이루어질 때가지 1-2577 다우 코닝 규정 수지를 생성된 발포체상에 분무시킴으로써, 발포체에 실리콘 수지의 얇은 피복물을 제공한다. 발포체를 5분 동안 화염처리시키면 이는 표준 연소 시험을 통과한다.
본 발명은 이의 바람직한 양태를 참조로 하여 상세히 기술하였지만, 당해 분야의 전문가에게 명백할 수 있는 여러가지 변형 및 변이가 첨부된 특허청구의 범위에서 정의된 바와 같은 본 발명의 범위내에 포함되는 것은 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. LOI값이 40이상이고 목탄 형성율이 65% 이상이며 열전도율이 1BTU(ft/hr)(f
    t2)(℉)[1.72w/m2(K)]미만인 비흑연질의 탄소상 물질과 구조물에 내발화성을 부여하기 위한 (Si-O-Si-O)n 반복 단위를 갖는 유기실리콘 중합체를 포함하는 내발화성 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 탄소상 물질과 균질 혼합된 유기실리콘 중합체를 0.5 내지 90중량% 포함하는 구조물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄소상 물질 및 유기실리콘 중합체와 균질 혼합된 또 다른 중합체성 수지를 포함하는 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 탄소상 물질이 산화 안정화된 아크릴성 물질로부터 유도되는 구조물.
  5. 제4항에 있어서, 아크릴성 물질이 아크릴로니트릴의 단독중합체, 공중합체 및 삼원공중합체중에서 선택되는 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 탄소상 물질이 섬유, 입자, 발포체 또는 필름의 형태로 존재하고 이의 탄소 함량이 65% 이상이며 질소 함량이 5 내지 35%인 구조물.
  7. 제6항에 있어서, 탄소상 섬유가 비선형 탄소상 섬유인 구조물.
  8. 제7항에 있어서, 탄소상 섬유가 기타 중합체성 섬유와 배합되는 구조물.
  9. 제1항에 있어서, 유기실리콘 중합체가 R×Si(OR')4-X및 R×Si(OOR')4-X(여기서, R은 유기 라디칼이고, R`는 저급 알킬 또는 페닐 라디칼이며 x는 1이상 4미만이다)중에서 선택된 화합물의 가수분해된 부분 축합 생성물로부터 유도되는 구조물.
  10. 제9항에 있어서, R이 저급 알킬, 알케닐, 치환된 알킬 및 아릴중에서 선택되는 구조물.
  11. 제9항에 있어서, 중합체가 트리메톡시메틸실란 또는 트리메톡시페닐실란중에서 선택되는 구조물.
  12. LOI값이 40이상이고 목탄 형성율이 65% 이상이며 열전도율이 1BTU(ft/hr)(f t2)(℉)[1.72w/m2(K)]미만인 비인화성의 비흑연질 탄소상 섬유 10 내지 95중량%와 구조물에 내발화성을 부여하기 위한 (Si-O-Si-O)n 반복 단위를 갖는 유기실리콘 중합체를 함유하는 압착 성형된 열가소성 또는 열경화성 중합체성 매트릭스를 포함하는 화염장벽 및 방염성 구조물.
  13. 제12항에 있어서, 탄소상 섬유가 산화 안정화된 아크릴성 전구체 물질로부터 유도되는 구조물.
  14. 제13항에 있어서, 아크릴성 물질이 아클릴로니트릴 단독중합체, 아클릴로니트릴 공중합체 및 아크릴로니트릴 삼원공중합체(여기서, 공중합체는 아크릴로니트릴 단위 약 85몰% 이상과 이와 공중합되는 스티렌, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드 및 비닐 피리딘중 하나 이상의 모노비닐 단위 15몰% 이하를 함유한다)중에서 선택되는 구조물.
  15. 제12항 내지 제14항중의 어느 한 항에 있어서, 유기실리콘 중합체가 R×Si(O R')4-X및 R×Si(OOR')4-X(여기서, R은 유기 라이칼이고 R'는 저급 알킬 또는 페닐 라디칼이며 x는 1이상 4미만이다)중에서 선택된 화합물의 가수분해된 부분 축합 생성물로부터 유도되는 구조물.
  16. 제12항에 있어서, 구조물의 적어도 한면에 부착된 탄소상 섬유 보강 스크림 또는 직물을 포함하는 구조물.
  17. 제16항에 있어서, 구조물이 판넬 형태이고, 스크림이 이러한 한 쌍의 판넬 사이에 압착되는 구조물.
  18. 제16항에 있어서, 스크림이 유기실리콘 중합체를 함유하는 구조물.
  19. 제16항에 있어서, 구조물의 반대편 면에 인접하여 위치한 중합체성 필름을 포함하는 구조물.
  20. 제16항에 있어서, 스크림의 반대편 면에 인접하여 위치한 탄소상 섬유 모우층을 포함하는 구조물.
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