(57)【要約】  本発明は、第一および第二表面を有する担体と、その担体の表面の一方に接する金属蒸着層と、その担体と接していない金属蒸着層の表面に接する無機耐火層とを備えた層状シート構造体に関する。耐火層は、１５〜５０ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量および１０重量％以下の残留含水率を有する。担体は、高分子フィルム、好ましくはポリエチレンテレフタラートである。
2015516903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一および第二表面を有する担体と、前記担体の前記表面の一方に接する金属蒸着層と、前記担体と接していない前記金属蒸着層の前記表面に接する無機耐火層とを備えた層状シート構造体であって、前記耐火層が、１５〜５０ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量と、１０重量％以下の残留含水率とを有し、前記担体が、
（ｉ）高分子フィルムであり、
（ｉｉ）第一の方向において少なくとも１０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも５ポンド／インチの乾燥引張強さを有し、前記第二の方向が前記第一の方向に対して直角であり、
（ｉｉｉ）０．０１２〜０．１００ｍｍの厚さを有し、
（ｉｖ）０．９〜１．８ｇ／ｃｃの密度を有し、かつ
（ｖ）少なくとも１５０℃の温度において少なくとも１０分間熱的に安定である、
層状シート構造体。
【請求項２】
前記耐火層と接している前記担体の前記金属蒸着面の表面の値が、０．００５〜０．２５ポンド／インチである、請求項１に記載の層状シート。
【請求項３】
前記無機耐火層がバーミキュライトを含む、請求項１に記載の層状シート。
【請求項４】
前記高分子フィルムが熱可塑性である、請求項１に記載の層状シート。
【請求項５】
前記金属蒸着層がアルミニウムである、請求項１に記載の層状シート。
【請求項６】
前記担体が、金属箔または金属ベルトである、請求項１に記載の層状シート。
【請求項７】
濡れた場合、前記層状構造体が２％以下の収縮を有する、請求項１に記載の層状シート。
【請求項８】
前記耐火層が、２０〜３５ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量を有する、請求項１に記載の層状シート。
【請求項９】
前記フィルムが、第一の方向において少なくとも３０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも１５ポンド／インチの引張強さを有し、前記第二の方向が前記第一の方向に対して直角である、請求項１に記載の層状構造体。
【請求項１０】
前記高分子フィルムが、０．０２５〜０．１００ｍｍ（１〜４ミル）の厚さを有する、請求項１に記載の層状構造体。
【請求項１１】
前記高分子フィルムが、０．０３８〜０．０７５ｍｍ（１．５〜３ミル）の厚さを有する、請求項１に記載の層状構造体。
【請求項１２】
前記膨張性層に接する前記フィルムの前記金属蒸着面上の平滑度が、８０シェフィールド単位以下である、請求項１に記載の層状構造体。
【請求項１３】
前記膨張性層に接する前記フィルムの前記金属蒸着面上の平滑度が、３０シェフィールド単位以下である、請求項１に記載の層状構造体。
【請求項１４】
前記耐火層が、３重量％以下の残留含水率を有する、請求項２に記載の層状構造体。
【請求項１５】
前記層が陽イオンをさらに含む、請求項２に記載の耐火層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書中に援用される２０１２年４月１８日出願の米国仮特許出願第６１／６２５，９５０号明細書に関して米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく特典を請求する。
【０００２】
本発明は、担体および無機耐火層を備えた多層シートに関する。好ましい担体は金属蒸着（ｍｅｔａｌｉｚｅｄ）フィルムである。
【背景技術】
【０００３】
Ｆａｙらの米国特許第６，３２２，０２２号明細書は、輸送機関、特に航空機用の耐溶落ちシステムを開示している。
【０００４】
ＴｏｍｋｉｎｓおよびＶｏｇｅｌ−Ｍａｒｔｉｎの米国特許第６，６７０，２９１号明細書は、火炎バリア用途の積層シート材料を開示している。
【０００５】
Ｇｏｕｇｈらの米国特許第５，６６７，８８６号明細書は、基材層、塗膜層、および可撓性接着剤層を有する複合シートを開示している。その基材層は、好ましくはポリエステルフィルムである。塗膜層は、鉱物、好ましくはバーミキュライトを含有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
安全に取り扱うことができ、続いて航空機構造体用の熱および音響ブランケットにおける火炎バリア構成要素として使用される多層複合材に加工することが可能な形態の薄い無機耐火層を提供する方法に対する必要性が引き続き存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第一および第二表面を有する担体と、この担体の一方の表面に接する金属蒸着された層と、この担体と接していない金属蒸着された層の表面に接する無機耐火層とを備えた層状シート構造体に関する。その無機耐火層は、１５〜５０ｇｓｍの乾燥単位面積当たり重量および１０重量％以下の残留含水率を有し、その担体は、
（ｉ）高分子フィルムであり、
（ｉｉ）第一の方向において少なくとも１０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも５ポンド／インチの乾燥引張強さを有し、この第二の方向が第一の方向に対して直角であり、
（ｉｉｉ）０．０１２〜０．１００ｍｍの厚さを有し、
（ｉｖ）０．９〜１．８ｇ／ｃｃの密度を有し、かつ
（ｖ）少なくとも１５０℃の温度において少なくとも１０分間熱的に安定である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の多層シートを通る断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、担体すなわち基材層１１と、その担体表面上の金属蒸着被膜層１５と、その金属蒸着被膜上に付着させた無機耐火層１２とを備えた多層シート構造体１０を通る断面を示す。好ましい担体材料は、高温高分子フィルムである。本明細書中で使用される用語「担体」および「フィルム」は区別なく使用される。
【００１０】
高分子担体
担体は、図１中の１３および１４にそれぞれ示される第一および第二表面を有する高温高分子フィルムである。
【００１１】
好ましい実施形態では高分子フィルムは、フィルムの少なくとも一方の面に金属蒸着層１５、好ましくはアルミニウムを有する。金属蒸着面は、フィルム表面の平滑度を増す。高分子フィルムの高い表面平滑度は、結果としてフィルム表面からのより低い剥離値をもたらし、独立型無支持ウェブとして、あるいは熱または接着剤による適切な支持材料との接合後の積層品として無機耐火性フィルム状の層の容易な剥離を可能にする。
【００１２】
フィルムの金属蒸着面は、耐火層と接している面で８０シェフィールド単位以下の表面平滑度を有する。平滑度は、粗さ、水平度、および圧縮性を考慮に入れた試験条件下でのフィルムの表面凹凸および表面の平面度に関係している。この試験は、フィルムの平滑度または粗さの間接的な尺度である。シェフィールド試験法は、試験片（下側を平坦なガラスによって裏打ちされた）と、上から試料に押しつけられる２本の加圧された同心環状ランドとの間の空気流の計測値である。そのような手順はＴＡＰＰＩ  Ｔ−５３８  ｏｍ−０８に記載されている。幾つかの実施形態では担体は、少なくとも一方の表面で３０シェフィールド単位以下の表面平滑度を有する。
【００１３】
耐火層と接している担体の金属蒸着面の接着強さは、少なくとも０．００５ポンド／インチである。しかし、せいぜい０．２５ポンド／インチである。接着強さが０．００５ポンド／インチ未満の場合、無機層があまりにすぐフィルムから剥がれ落ちる可能性があり、耐火層の切断の恐れがある。接着強さが０．２５ポンド／インチを超える場合、無機耐火性のフィルム状の層を、特に独立型無支持ウェブとしてフィルムから剥がすのが困難になることになる。接着強さは剥離値と呼ばれることもある。この場合、それはフィルムの金属蒸着面と、そのフィルムの金属蒸着面に塗布される膨張性塗料との間の剥離値である。
【００１４】
本発明で使用される高分子フィルムの厚さは、その積層品の最終用途または所望の特性に左右されるが、全体的な高い可撓性、塗布した場合の寸法安定性、およびできる限りの軽量を兼ね合わせて得るためには一般には厚さ０．５〜４ミル（０．０１２〜０．１００ｍｍ）であり、また１〜３ミル（０．０２５〜０．０７５ｍｍ）でさえある。このフィルム厚は、１．５〜３ミル（０．０３７〜０．０７５ｍｍ）でさえあることができる。０．５ミル未満のフィルム厚は、特に重い水性溶液で覆われた場合、望ましくない特徴、例えば弱くかつ寸法安定性の劣るウェブを生じさせることになる。４ミルを超える厚さを有するフィルムは、望ましくない重量および剛性を追加させることになる。
【００１５】
幾つかの実施形態ではフィルムは、０．９０〜１．８ｇ／ｃｃまたは１．３０〜１．８０ｇ／ｃｃ、またさらには１．３０〜１．５０ｇ／ｃｃの密度を有する。０．９０ｇ／ｃｃ未満のフィルム密度は、弱くかつ過度な弾性構造などの望ましくない特徴を生じさせることになる。
【００１６】
このフィルムは、第一の方向において少なくとも１０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも５ポンド／インチの引張強さを有し、その第二の方向は第一の方向に対して直角である。好ましい実施形態では第一の方向は、フィルムの平面内の長さ方向、すなわちフィルムの巻物が作られた方向である。これはまた縦方向としても知られる。第二の方向は横方向として知られることもある。引張強さが第一の方向において１０ポンド／インチ未満の場合、フィルムにその重量が載り、フィルムに張力がかかることに起因して塗布工程の間に頻繁にフィルムが切断する高い危険性がある。第一の方向における少なくとも１０ポンド／インチの引張強さはまた、塗布されたウェブの目的に適った取扱いを後続の工程段階を通して保証するために、具体的には巻物のたるみおよびテレスコーピング現象を防ぐように巻取りの間の堅い巻物形成を保証するために必要である。幾つかの実施形態ではフィルムは、第一の方向において少なくとも３０ポンド／インチ、また第二の方向において少なくとも１５ポンド／インチの引張強さを有し、その第二の方向は第一の方向に対して直角である。
【００１７】
この高分子フィルムは水に安定である。濡れた場合の高分子フィルムの寸法安定性は、片側だけの厚目付塗装にさらした場合に、フィルムが少なくとも２分間平坦な状態を保つ能力を有することを保証する。
【００１８】
高分子フィルム層は、少なくとも１５０℃の温度に少なくとも１０分間耐えることができなければならない。高分子フィルムのこれらの高温特性は、担体が１５０℃の温度に少なくとも１０分間曝される可能性がある場合の加工のステップの間の担体の熱的および機械的安定性、すなわち、１５０℃の温度に少なくとも１０分間曝された場合にフィルムが寸法を変化させないこと、すなわち過度に長くなったり、収縮したり、伸縮したりしないことを保証する。
【００１９】
好ましくは高分子フィルム担体層は、ＵＬ  ９４耐炎性分類（ｆｌａｍｅ  ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のＶ−０を有するべきである。ＵＬ  ９４耐炎性分類は、Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｔｅｓｔ，Ｔｈｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｐａｒｔｓ  ｉｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓであり、これは材料が、試片に着火したらすぐに消火するか、または延焼する傾向の尺度である。Ｖ−０は、その材料を垂直位で試験し、発火源を取り除いた後１０秒以内に自己消火することを示す。
【００２０】
フィルム層は熱硬化性材料でも熱可塑性材料でもよい。好適なフィルム層材料は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルホン、ポリアリーレンスルフィド、フルオロポリマー、液晶ポリマー、およびポリカーボナートである。ポリケトンの例は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）およびポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）である。ポリエーテルスルホンおよびポリフェニルスルホンは、ポリスルホンの例である。ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）は、本発明で使用するための好適なポリアリーレンスルフィドである。ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）は、フルオロポリマーの例である。ポリアリレートは、好適な液晶ポリマーの例である。これらのフィルムの幾つかはまた、第二の高分子材料で被覆されてもよい。例えばポリイミドフィルムであるＫａｐｔｏｎ（登録商標）をフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）で被覆し、本発明で使用することができる。
【００２１】
好ましい実施形態ではフィルム層は、金属蒸着したフルオロポリマー層または金属蒸着したポリエステル層である。ポリエチレンテレフタラートは、好適なポリエステル材料である。好適なフルオロポリマーおよびポリエチレンテレフタラートは、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥからそれぞれ商品名ＴｅｄｌａｒおよびＭｙｌａｒで入手できる。
【００２２】
金属蒸着フィルム層の表面は、接着性を向上させるために任意選択的に処理される。適切な表面処理法には、これらに限定されないがコロナエッチングと、アンモニウム、ホスホニウム、またはスルホニウム塩などのカップリング剤による洗浄とが挙げられる。
【００２３】
代替の実施形態では担体は金属箔または金属ベルトである。
【００２４】
無機耐火層
無機耐火層１２は、金属蒸着フィルム１５の表面に隣接し、担体１１と接していない。耐火層は、１５〜５０ｇｓｍの乾燥単位当たり重量および１０重量％以下の残留含水率を有する。幾つかの実施形態では耐火層は、２０〜３５ｇｓｍの乾燥単位当たり重量および３重量％以下の残留含水率を有する。
【００２５】
耐火層はプレートレットを含む。好ましくは層の少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％、また最も好ましくは少なくとも９５％がプレートレットからなる。幾つかの実施形態ではプレートレットは、層の１００％を構成する。耐火層は、製造の間のプレートレット分散液の不完全な乾燥に起因する多少の残留分散剤を含むことがある。
【００２６】
耐火層は、７．０〜７６μｍ、より好ましくは７．０〜５０μｍの厚さを有する。好ましくはこの層は、ＵＬ  ９４耐炎性分類（ｆｌａｍｅ  ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のＶ−０を有する。隣接するプレートレットが重なり合っているこの耐火層の機能は、火炎および高温ガス不透過性バリアを提供することである。無機プレートレットはクレー、例えばモンモリロナイト、バーミキュライト、雲母、タルク、およびこれらの組合せであることができる。好ましくはこの無機酸化物プレートレットは、約６００℃、より好ましくは約８００℃、最も好ましくは約１０００℃において安定（すなわち、燃焼、溶融、または分解しない）である。バーミキュライトは好ましいプレートレット材料である。バーミキュライトは、多層結晶として天然に見出される水和アルミノケイ酸マグネシウムの雲母状鉱物である。バーミキュライトは一般に、理論上の酸化物を基準にして、（乾燥）重量で約３８〜４６％のＳｉＯ2、約１６〜２４％のＭｇＯ、約１１〜１６％のＡｌ2Ｏ3、約８〜１３％のＦｅ2Ｏ3を含み、残りは一般にＫ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎａ、およびＢａの酸化物である。「剥脱」バーミキュライトとは、化学的にまたは熱で処理して結晶の層を膨張、分離させ、高アスペクト比のバーミキュライトプレートレットを生じさせたバーミキュライトを指す。好適なバーミキュライト材料は、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ  ｏｆ  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡから商用名ＭｉｃｒｏＬｉｔｅ  ９６３およびＭｉｃｒｏＬｉｔｅ  ＨＴＳ−ＸＥで入手できる。
【００２７】
個々のプレートレットの厚さは、一般に約５Å〜約５，０００Å、より好ましくは約１０Å〜約４，２００Åの範囲にある。プレートレットの最大幅の平均値は、一般に約１０，０００Å〜約３０，０００Åの範囲にある。個々のプレートレットのアスペクト比は、一般に１００〜２０，０００の範囲にある。
【００２８】
好ましくはプレートレットは１５〜２５μｍの平均直径を有する。幾つかの他の実施形態ではプレートレットは１８〜２３μｍの平均直径を有する。
【００２９】
好ましい実施形態では耐火層は、陽イオン濃度０．２５〜２Ｎの陽イオン濃厚水溶液と１０〜５０℃の温度で接触させることにより生ずる陽イオンをさらに含む。陽イオン性溶液との接触は、耐火層を組み立てて複合積層品にする前に行われる。この陽イオン処理は、流体に曝された場合に耐火層に高い安定性を与える。
【００３０】
本発明の幾つかの実施形態では無機プレートレット層は、その層に追加の機械的強度を与えるために、単層のプレートレット層上に敷くか、または二層のプレートレット層上に置かれる軽量の目の粗い織物スクリムによって補強される。スクリムは、天然繊維、有機繊維、または無機繊維から作ることができ、ガラス、綿、ナイロン、またはポリエステルが典型的な例である。ガラス繊維スクリムが特に好ましい。スクリムは、織り構造体でも編み構造体でもよく、４０ｇ／ｍ2を超えない一般的な単位面積当たり重量を有する。
【００３１】
幾つかの実施形態では耐火層は、後続の加工の間の接着剤層との結合を高めるために穴を開けられる。穿孔の程度は経験によって決められる。火炎バリア特性を損なうことを防ぐために個々の打ち抜き穴は、好ましくは最大寸法が２ｍｍを超えるべきではない。好ましい実施形態では個々の打ち抜き穴は、少なくとも１０ｍｍ離れた一定の間隔が置かれるべきである。打ち抜き穴の形状は重要ではない。好適な打ち抜き穴には、円形、正方形、三角形、楕円形、および山形が挙げられる。
【００３２】
耐火層の使用法
この層状シートは、断熱および音響ブランケット用の火炎バリア層における構成要素として使用することができる。そのようなブランケットの例は、米国特許出願公開第２０１１／００９４８２６号明細書に記載されている。
【００３３】
試験法
フィルムの引張強さは、ＴＡＰＰＩ  Ｔ４９４  ｏｍ−０６  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（Ｕｓｉｎｇ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｒａｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）に従って測定された。
【００３４】
フィルムの表面平滑度は、ＴＡＰＰＩ  Ｔ５３８  ｏｍ−０８  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（Ｓｈｅｆｆｉｅｌｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）に従って測定された。
【００３５】
フィルムの厚さは、ＴＡＰＰＩ  Ｔ４１１  ｏｍ−１０  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ（Ｃａｌｉｐｅｒ）ｏｆ  Ｐａｐｅｒ，Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ，ａｎｄ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｏａｒｄに従って測定された。
【００３６】
フィルムの密度は、担体の厚さおよび坪量の測定値に基づく計算値である。
【００３７】
フィルムの寸法安定性は、片側だけを塗料に曝した場合に少なくとも２分間平坦な状態を保つ（すなわち、皺または襞がない）能力に基づいて格付けされた。
【００３８】
耐火層の乾燥単位面積当たり重量は、ＩＳＯ  ５３６（１９９５）Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｇｒａｍｍａｇｅ、およびＴＡＰＰＩ  Ｔ  ４１０  Ｇｒａｍｍａｇｅ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（Ｗｅｉｇｈｔ  ｐｅｒ  Ｕｎｉｔ  Ａｒｅａ）に従って測定された。
【００３９】
耐火層の含水率は、ＩＳＯ  ２８７（１９８５）  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｏｖｅｎ  Ｄｒｙｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄに従って測定された。
【００４０】
選択した複合シートを、試験法ＦＡＡ  ＦＡＲ  ２５．８５６（ｂ），Ａｐｐ．Ｆ，Ｐａｒｔ  ＶＩＩの温度および空気質量流束（ａｉｒ  ｍａｓｓ  ｆｌｕｘ）試験条件を再現した燃焼試験にかけた。その多少低い熱流束をより高い空気質量流束で補正して、溶落ち試験の間に火炎バリア複合材に作用するはずの必要な熱機械ストレスレベルを再現した。
【実施例】
【００４１】
下記の実施例では別段の指定がない限りすべての部数および重量は重量単位であり、またすべての度数は摂氏である。本発明に従って調製される実施例は数値で表示される。対照または比較例は文字で表示される。
【００４２】
使用されるバーミキュライトは、供給されたままの７．５％の固形分を有するＭｉｃｒｏｌｉｔｅ（登録商標）９６３の水性分散液の高固形分バージョンであった。この分散液は、Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡから得た。
【００４３】
実施例１
固形分１０．６重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ２ミルの金属蒸着した（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ）ポリエステルフィルム上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布し、フィルム上に耐火層を形成した。フィルムは片面を金属蒸着された。塗料をフィルムの金属蒸着された面に塗布した。このフィルムは、商品名ＭｙｌａｒでＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから得た。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、その塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。総乾燥時間は７５分を超え、それは６０℃で１５分、７１℃で１５分、８２℃で１５分、９３℃で１５分、および９９℃で１５分超の段階的な乾燥を含んだ。この無機耐火層は３５ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムおよび耐火層を別々のロール上に巻き取った。
【００４４】
この二層複合体の試料の検査から、乾燥された耐火層がフィルムの金属蒸着された側から自然に剥がれるのが観察された。この３５ｇｓｍの無機耐火性フィルム状材料の無支持層は、０．５ポンド／インチの引張強さを有した。
【００４５】
実施例２
これは、耐火層が１９ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有し、必要乾燥時間が４５分であることを除いて実施例１と同様であった。結果は、実施例１の場合と同じであった。
【００４６】
比較例Ａ
固形分１３重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ６μｍのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＫＫ）フィルム上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布し、フィルム上に耐火層を形成した。このフィルムは、Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｗｏｏｄｌａｎｄ  Ｐａｒｋ，ＮＪから得たグレードＤＳ−Ｅであった。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、その塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。乾燥時間は４５分を超え、それは７１℃で９分、８２℃で６分、９３℃で６分、および９６℃で２５分の段階的な乾燥を含んだ。この無機耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロール上に巻き取った。
【００４７】
この塗工方法は、フィルムが皺になり襞がつく傾向のせいできわめて困難なことが分かった。さらに、濡れを助長しかつ均質な塗膜を得るためにフィルムをコロナ処理などの方法により表面処理しなければならなかった。比較的途切れのない耐火層の塗膜が得られたが、その耐火層はきわめて不均一であり、かつその高粘度溶液中にトラップされた過度な気泡に関係した条痕および光斑の影響を受けた。
【００４８】
比較例Ｂ
固形分７．５重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ０．５ミルのポリイミドフィルム上にロール式ナイフ塗工システムを使用して塗布し、フィルム上に耐火層を形成した。このフィルムは、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから商品名Ｋａｐｔｏｎで得た。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、その塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。乾燥時間は７５分を超え、それは７１℃で２０分、８２℃で２０分、９３℃で２０分、および９６℃で２５分超の段階的な乾燥を含んだ。無機耐火層は３３ｇｓｍの目標乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロール上に巻き取った。
【００４９】
この塗工方法は、塗料溶液の極度に低い粘度とフィルムが皺になり襞がつく傾向とが重なることによってきわめて困難なことが分かった。さらに、濡れを助長しかつ均質な塗膜を得るためにフィルムをコロナ処理などの方法により表面処理しなければならなかった。均一で途切れのない耐火層塗膜は得られなかった。
【００５０】
比較例Ｃ
固形分１０．８重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ２ミルのポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））フィルム上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布し、フィルム上に耐火層を形成した。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、その塗布されたフィルムをオーブン中で１１０℃以下の温度で乾燥した。乾燥時間は７５分を超え、それは７１℃で９分、８２℃で６分、９３℃で６分、および９６℃で６０分の段階的な乾燥を含んだ。無機耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロール上に巻き取った。
【００５１】
いったん５％未満の含水率まで乾燥されると、きわめて均一で途切れのない耐火層が生じた。円滑なロール巻取および後処理を可能にするのに十分な接着を有する層がフィルム表面に残った。耐火層は、その耐火層の露出側に接合された補強基材の助けにより高分子フィルム母材から簡単に剥がれた。補強基材の助けなしに高分子フィルム母材から耐火層の実質的な断片を剥がすこともまた可能であったが、フィルム状耐火層の早期の切断を防ぐには非常に苦労しなければならなかった。
【００５２】
無機耐火層側を火炎に曝した場合、試料は、その無機耐火層が効果的な火炎バリアとして働いて良好な耐延焼性を示した。
【００５３】
しかしながら塗工工程の７５分を超える乾燥時間は、実用的な値であるには長すぎた。さらにこの無機耐火性材料は、屈曲させた場合に高分子フィルム母材からの局所的な層間剥離／脱離の兆候を示した。
【００５４】
比較例Ｄ
これは、フィルム層が金属蒸着面を有しないことを除いて実施例１と同様であった。結果は、延焼特性を除いて比較例Ｃの場合と同じであった。無機耐火層側を火炎に曝した場合、無機耐火層は効果的な火炎バリアとして働いたが、二層複合体全体が高分子フィルム側で延焼した。
【００５５】
比較例Ｅ
バーミキュライト分散液を、厚さ５．６ミルの補強したポリエチレンシート上にドクター・ブレードを使用して塗布した。ポリエチレンシートは、ＤｕＰｏｎｔから得たＴｙｖｅｋ（登録商標）グレード１０５６Ｄであった。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、その塗布されたシートをオーブン中で９０℃で乾燥した。乾燥時間は３０分であった。耐火層の乾燥坪量は３７ｇｓｍであった。
【００５６】
耐火層の露出側に接合された補強基材の助けがあってさえ、乾燥された耐火層をシートから取り外すことができなかった。耐火層内の凝集結合破壊が観察された。このポリエチレンシートは使用には不適切であった。
【００５７】
比較例Ｆ
固形分１０．８重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ１１ミルの親水性の未仕上（ｇｒａｙ）のＲａｇＫｒａｆｔ紙上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布し、紙上に耐火層を形成した。紙は、５０重量％のセルロース繊維および５０重量％の綿繊維のブレンドからなり、Ｃｒｏｃｋｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓから得た。
【００５８】
この紙は、坪量８．１オンス／平方ヤード、平均厚さ１１．０ミル、密度１．０ｃｃ、ガーレー透気抵抗度７１４秒／１００ｃｃ（２０オンスシリンダー）、平滑度１０３シェフィールド単位、縦方向の乾燥引張強さ１２２．０ポンド／インチおよび横方向の乾燥引張強さ４０．０ポンド／インチを有した。湿潤引張強さは、縦方向が６．４ポンド／インチ、また横方向が２．５ポンド／インチであった。
【００５９】
無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、その塗布された紙を空気浮上式オーブン中で１１０℃以下の温度で１５分間乾燥した。乾燥温度差を上部（バーミキュライト側）および下部（紙側）に適用した。上側の乾燥プロフィールは、４９℃で５分間、６０℃で５分間、および７１℃で５分間であった。下側の乾燥は、１５分間９９℃のままであった。この無機耐火層は３３ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。フィルムと耐火層の二層複合体をロール上に巻き取った。
【００６０】
いったん５％未満の含水率まで乾燥されると、きわめて均一で途切れのない耐火層が生じた。円滑なロール巻取および後処理を可能にするのに十分な接着を有する層がフィルムの表面に残った。耐火層は、その耐火層の露出側に接合された補強基材の助けによりフィルム母材から簡単に剥がれた。非常に苦労すれば補強基材の助けなしに紙母材から耐火層の短い断片を剥がすこともまた可能であった。
【００６１】
無機耐火層側を火炎に曝した場合、耐火層は効果的な火炎バリアとして働いたが、二層複合体全体が紙側で延焼した。
【００６２】
比較例Ｇ
固形分１０．６重量％まで濃縮したバーミキュライト分散液を、厚さ５ミルのメタ−アラミド紙上にスロットダイ塗工システムを使用して塗布し、紙上に耐火層を形成した。この紙は、ＤｕＰｏｎｔから得たＴ４１３グレードのＮｏｍｅｘ（登録商標）であった。この紙は、４５〜５０重量％のメタ−アラミド繊維と、フィブリドの形態の５０〜５５重量％の高分子バインダーとを含んだ。
【００６３】
この紙は、坪量１．２３オンス／平方ヤード、平均厚さ４．９ミル、密度０．３４ｇ／ｃｃ、ガーレー透気抵抗度３１６秒／１００ｃｃ（２０オンスシリンダー）、平滑度３２５シェフィールド単位、縦方向の乾燥引張強さ１０．７ポンド／インチおよび横方向の乾燥引張強さ５．５ポンド／インチを有した。湿潤引張強さは、縦方向が５．１ポンド／インチ、また横方向が２．９５ポンド／インチであった。無機耐火層の含水率が５％未満になるまで、その塗布された紙を空気浮上式オーブン中で１１０℃以下の温度で１５分間乾燥した。乾燥温度差を上部（バーミキュライト側）および下部（紙側）に適用した。上側の乾燥プロフィールは、４９℃で５分間、６０℃で５分間、および７１℃で５分間であった。下側の乾燥は、１５分間９０℃のままであった。この耐火層は３７ｇｓｍの乾燥塗膜重量を有した。紙と耐火層の二層複合体をロール上に巻き取った。
【００６４】
いったん５％未満の含水率まで乾燥されると、きわめて均一で途切れのない耐火層が生じた。円滑なロール巻取および後処理を可能にするのに十分な接着を有する層がフィルムの表面に残った。非常に苦労すれば補強基材の助けなしに紙母材から耐火層の実質的な断片を剥がすこともまた可能であった。非常に苦労すれば補強基材の助けなしに紙母材から耐火層の短い断片を剥がすこともまた可能であった。
【００６５】
無機耐火層側を火炎に曝した場合、耐火層は効果的な火炎バリアとして働き、高強度繊維のアラミド担体の固有の耐炎性のおかげで二層複合シート全体が紙側で延焼しなかった。
【図１】
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【国際調査報告】
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